KR20000019875A

KR20000019875A - 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20000019875A
Application number: KR1019980038198A
Authority: KR
Inventors: 염정덕; 김세웅
Original assignee: 손욱; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-04-15
Also published as: JP2000098969A; JP4294811B2; KR100289534B1; US6429833B1

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 화상을 표시함에 있어서 동화상에 대한 계조 표현시 생기는 의사윤곽을 방지하기 위한 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법 및 장치를 기재한다. 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법은 시각의 잔상 효과를 이용하여 발광의 시간적 중첩으로 계조를 구현함에 있어서, 동영상에서 계조가 완만하게 변하는 부분에서 시간적 불균일성이 공간적 불균성으로 야기되는 어두운 선(혹은 밝은 선)의 의사 윤곽이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 의사윤곽의 발생원인이 화상이 움직일 때 화소의 움직임과 사람 눈의 움직임이 일치하지 않고, 이로 인한 시간적인 휘도의 변화가 망막상에 휘도의 퍼짐으로 보이는 것에 있다는데에 착안하여 화소의 움직임을 검출하여 눈의 움직임과의 불일치에 해당되는 양 만큼 한 셀의 휘도값을 갖는 복수개의 보조 필드들을 여러 셀에 재배분함으로써 화소의 움직임을 근사적으로 눈의 운동과 일치하도록 만듦으로써, 망막이 원래의 영상의 시각적 자극값을 인식할 수 있도록 하여 화상의 움직이는 속도에 상관없이 의사윤곽 현상을 저감시킨다.

Description

플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법 및 장치

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 화상을 표시함에 있어서 동화상에 대한 계조 표현시 생기는 의사윤곽을 방지하기 위한 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법 및 장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널은 복수개의 방전셀을 매트릭스 형상으로 배열하여 이를 선택적으로 발광시킴으로써 전기 신호로 입력된 화상 데이터를 복원시키는 디스플레이 소자의 한 종류이다. 이 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방식은 방전을 유지시키기 위하여 인가하는 전압의 극성의 시간에 따른 변화 여부에 따라 크게 DC 구동 방식과 AC 구동 방식으로 나누어진다. 또한, 방전을 발생시키는 전극 등의 구성 방법에 따라 대향 방전 구조와 면방전 구조의 두 종류로 분류된다. 그리고 각 구조들은 방전 현상을 용이하게 구현하기 위하여 설치되는 전극의 수에 따라 2전극 구조, 3전극 구조 등으로 나누어진다.

도 1a는 DC형 대향 방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 단면 구조를 보여주고, 도 1b는 AC형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 단면 구조를 보여준다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 표시 패널은 기본적으로 전면 유리 기판(1, 11)과 배면 유리 기판(2, 12) 사이에 방전 공간(3, 13)을 구비하고 있다. 도 1a에 도시된 바와 같은 DC형 대향 방전 플라즈마 표시 패널은 양쪽 유리 기판(1, 2)에 각각 설치되며 직교하는 두 전극(4, 5)을 기본적으로 가지며, 이 두 전극(4, 5)이 직접 방전공간에 노출되어 있어 음극에서 공급되는 전자의 흐름으로 방전이 유지된다. 도 1b에 도시된 바와 같은 AC형 면방전 플라즈마 표시 패널은 한쪽 유리 기판(11)에 설치된 데이타(금속) 전극(14)과 이에 직교하면서 다른 한쪽 유리 기판(12)에 설치되는 한쌍의 방전유지전극들(15)이 유전체층(16)에 덮여 있어 전기적으로 방전공간과 분리된 구조를 가지고 있다. 이 경우 유지방전은 이 유전체층(16) 안에 설치된 한쌍의 방전유지전극들(15) 사이에서 일어나는데 방전시 유전체면에 축적되는 전하에 의한 효과(벽전하 효과)에 의하여 유지된다. 즉 방전개시전압 보다 낮은 전압을 인가하여도 방전개시전압은 이 전하에 의한 벽전압과 인가전압의 합이되므로 벽전하가 존재하는 곳에서는 방전이 일어나게 된다. 이 방전은 또 다시 역극성의 벽전하을 축적시키므로 한 번 방전이 일어난 곳에서는 반복되어 방전이 유지되게 된다.

도 2는 이미 상용화된 플라즈마 표시 패널의 구조로서, 도 1b에 도시된 바와 같은 3전극 면방전 구조의 플라즈마 표시 패널의 분해 사시도를 나타낸 것이다. 이 구조는 격벽으로 형성된 방전 공간 안에 나란히 형성된 2개의 방전유지전극(15)과 이들과 마주보며 교차하는 데이타 전극(14)으로 구성되어 진다. 그리고 격벽(17)으로 분리된 방전 공간 안에는 방전시 방사되는 자외선에 의해 각각 적,녹,청색의 빛을 내는 형광체(18)가 도포되어 있다.

도 3은 도 2의 AC형 플라즈마 표시 패널의 전극 결선도이다. 도시된 바와 같이, 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널에 있어서 배면 유리 기판에는 여러개의 전극들이 두 개가 한 쌍이되어 수평 방향으로 마주보며 평행하게 설치되어 있고, 이와 교차하는 방향으로 전면 유리 기판에는 스트라이프 상의 전극들()이 설치되어 있다. 여기서 두 개의 수평 전극쌍 중 공통으로 결성되어 있는 전극들이 공통전극(X전극)이며 또 각기 분리되어 있는 한쪽의 전극들은 주사전극(Y전극)이다. 이에 대해 수직으로 설치되어 있는 전극들은 어드레스 전극이라고 한다. 이 구조는 어드레스 전극과 주사전극 사이에서 화소를 선택하기 위화여 벽전하를 생성시키는 방전이 일어나고 그 후 주사전극과 공통 전극 사이에서 화상 표시를 하기 위한 방전이 일정시간 반복되어 일어나게 된다. 격벽()은 방전 공간을 형성하는 기능과 함께 방전시 발생하는 광을 차단하여 인근 화소의 오동작(cross talk)을 방지하는 역할을 한다. 이러한 단위 구조를 하나의 기판 위에 매트릭스 형상으로 복수개 형성하고 각각의 단위 구조에서 나온 자외선이 격벽과 격벽 사이의 공간에 도포된 형광 물질을 선택적으로 발광시켜 색상을 구현하게 된다. 이 단위 구조들이 각각 화소의 역할을 하고 이화소들이 모여서 하나의 플라즈마 표시 패널이 된다.

이와 같은 구조를 갖는 플라즈마 표시 패널은 칼라 표시 소자로서의 성능을 나타내기 위해서는 계조 표시가 가능하여야 한다. 이를 구현하는 방법으로 1필드를 복수개의 보조 필드로 나누어 이를 시분할 제어하는 계조 구현 방법이 사용되고 있다.

도 4는 AC형 면방전 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법을 나타낸다. 도면에서 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 수평주사선수를 나타낸다. 이 것은 8비트 계조 구현 방법으로써 하나의 필드를 8개의 보조필드로 나우고 있으며, 하나의 보조필드 마다 어드레스 기간과 표시방전유지기간으로 분리되어 구성된다. 어드레스 기간은 교차된 어드레스 전극과 주사전극의 사이에 쓰기 펄스에 의한 선택적 방전에 의해서 플라즈마 디스플레이 패널의 전화면 중 선택된 장소의 표시전극 쌍에 벽전하를 형성시켜 전기 신호화된 정보를 써놓는 작용을 한다. 표시방전유지기간은 이 표시전극 사이에서의 연속된 표시방전유지펄스에 의한 방전으로써 실제 화면상에 영상 정보를 구현하는 발광을 하는 기간이다. 이 표시방전 기간은 발광기간의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128을 가지게 되는데 PDP에서의 계조가 구현되는 원리는 상기 보조 필드들을 선택적으로 점등시키고 이 때 방사된 광량이 우리 눈에 일정시간 축적되어 평균된 휘도로서의 계조를 느끼게 되는데 있다. 예를들어 3이란 계조를 구현하기 위해서는 1T 기간을 가진 보조필드와 2T 기간을 가진 보조 필드를 점등하여 그 기간의 합이 3T가 되게하면 우리눈은 3T 기간의 노출 광량으로 표시되는 계조 3을 느끼게 된다. 같은 방법으로 계조 127은 1T, 2T, 4T, 16T, 32T, 64T 라는 기간을 갖는 보조필드들을 순서적으로 점등시킴으로써 총합 127T 기간 동안 노출된 광량에 의해 127이라는 휘도를 얻게된다. 이와 같은 방법으로 8개의 보조필드를 사용하는 경우 총 256 계조(2⁸=256)를 표시할 수 있게 된다.

한편, 도 5a 내지 도 5c는 정지화상에서의 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리를 보여주는 도면이다. 화소 A는 127의 밝기를 가지고 화소B는 128의 밝기를 가진다고 하면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 화소 127의 밝기는 8개의 보조필드 둥 128T 기간을 갖는 보조 필드를 제외한 전반부의 모든 보조필드가 발광하게 되고, 화소 128의 밝기는 128T 기간을 갖는 후반부 보조필드 만이 발광을 하게된다. 이 화소들이 시간적으로 정지되어 있을 때는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 인간의 눈은 일정한 망막상의 위치에서 일정한 기간의 빛을 감지하게 되어, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제대로의 자극값 즉 밝기 127과 128을 제대로 인식하게 된다.

도 6은 화소가 움직일 경우 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리도이다. 도 6에서 화소가 1, 2, 4, 8, ...의 순으로 이동한다고 하면 인간의 눈은 본능적으로 이 밝은 화소를 따라 움직이게 된다. 그러나 화소의 이동과 달리 인간의 눈은 선형적으로 움직이므로 점선(B)과 같은 이동경로를 갖는다. 그 결과 망막상에 맺히는 화소의 형상은 도 7a에 도시된 바와 같이 되고, 그 경우 망막상의 화소에 의한 휘도 분포는 도 7b에 도시된 바와 같이 된다.

도 8은 128이라는 계조를 가진 화소와 127이라는 계조를 가진 화소가 이웃하면서 좌에서 우로 움직이는 경우 최종적으로 눈이 인식하는 휘도를 나타낸 것이다. 0~1F 사이에서 첫 번째 및 두 번째 발광 셀을 보게되면 1T~64T의 보조 필드는 꺼지고 128T의 보조 필드만 발광하게 되어(후반부만 발광; 빗금부분) 128의 계조를 나타내고, 세 번째 및 네 번째의 발광셀에서는 처음 절반 부분인 1T, 2T, 4T, 8T, 16T, 32T, 64T의 보조필드에서는 발광하고(전반부만 발광; 빗금부분) 뒤의 128T의 보조 필드에서는 꺼져 127의 계조를 나타내게 된다. 이 경우 인간의 눈은 사선 방향(B방향)으로 움직이게 되므로 망막상에서 얻어지는 휘도 분포는 도 9a에 도시된 바와 같게 된다. 이 경우 사선과 같이 밝기의 불연속면이 발생하므로 결과적으로 망막상에서 얻어지는 시각적 자극은 도 9b에 도시된 바와 같게 되어 계조 128과 계조127 사이에서 0이라는 어두운 부분이 생겨난다. 인간의 눈은 이 상황을 밝기 128에서 밝기 127로 완만하게 변화하는 계조의 사이에서 0이라는 어두운 띠가 존재하는 것으로 인식하게 된다. 이렇게 실제적으로는 존재하지 않으나 화소가 움직임으로써 인간의 눈에 인식되는 윤곽을 의사 윤곽이라고 한다. 같은 이치로 밝기 127에서 밝기 128로 이행할 때는 255의 밝은 띠가 우리 눈에 인식되게 된다.

도 10a는 전자 계산기의 모의 실험에 의해 이 의사윤곽 현상을 재현한 것으로 밝기 0에서 제일 밝은 255 까지 단계적으로 변화하는 띠상 계조 패턴을 좌에서 우로 이동시켰을 때의 결과이다. 도 10b는 화상이 정지시의 계조 패턴의 휘도 변화로서 가로축은 0에서 255 단계의 계조의 변화를 나타내며 세로축은 휘도의 상대치이다. 화상이 좌에서 우로 움직일 경우에는 인간의 눈이 인식하는 계조 패턴은 도 10c에 도시된 바와 같이 되어 중간 중간에 원래는 존재하지 않는 밝은 띠가 보이게 된다. 도 10d는 이 계조 패턴의 휘도변화를 나타내는 그래프로서 계조 단계에 따라 선형적으로 변화하는 휘도 곡선 사이 사이에 의사윤곽에 해당하는 이상 피크가 생기는 것을 알 수 있다.

도 11은 의사윤곽 현상을 저감시키기 위한 종래의 방법들로서 보조 필드의 구성도이다. 종래의 의사윤곽 저감 방법은 의사윤곽 현상을 감소시키기 위해 도 11a에 도시된 바와 같은 원래의 보조필드 순서를 도 11b에 도시된 바와 같이 발광 시간이 상대적으로 긴 64 및 128을 발광시간이 짧은 복수개의 48이라는 동일한 계조로 분리하여 구동시키거나 도 11c에 도시된 바와 같이 이렇게 분할한 보조필드들의 배열을 재배치하는 방식을 적용한다. 이 방식은 휘도 변화 때의 발광 부분의 이동량을 적게할 수 있어 발광 패턴의 시간적 불균일성을 억제할 수 있다. 그러나 이러한 방식으로는 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 의사윤곽의 저감 효과는 적고, 도 13a 내지 도 13d 및 도 14a 내지 도 14d에 도시된 바와 같이 속도가 빠르게 되면 그에 따른 의사윤곽 현상이 심화됨을 알 수 있다. 여기서, 도 13a 내지 도 13d는 도 11b에 도시된 바와 같이 보조필드를 분할하여 각각 화소의 속도(P/F = V) V를 2, 3, 4, 5로 하였을 경우의 의사윤곽을 나타내는 그래프로서, 속도가 증가할수록 의사윤곽이 증가함(화질저하)을 보여준다. 도 14a 내지 도 14d는 도 11c에 도시된 바와 같이 보조필드를 분할 배치하여 각각 화소의 속도(P/F = V) V를 2, 3, 4, 5로 하였을 경우의 의사윤곽을 나타내는 그래프로서, 속도가 증가할수록 의사윤곽이 증가함(화질저하)을 보여준다.

이와 같이 종래의 의사윤곽저감방식은 의사윤곽의 저감효과가 작아서 실제 육안으로 확인되는 수준이며 화소의 이동 속도에 비례하여 의사윤곽 현상이 더욱 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안한 것으로, 동영상일 경우에 계조가 완만하게 변하는 부분에서 시간적 불균일성이 공간적 불균성을 야기시켜 어두운 선(혹은 밝은 선)이 나타나는 의사 윤곽을 줄이는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 DC형 대향 방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 수직 단면도,

도 1b는 AC형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 수직 단면도,

도 2는 도 1b에 도시된 바와 같은 3전극 면방전 구조의 플라즈마 표시 패널의 분해 사시도,

도 3은 도 2의 AC형 플라즈마 표시 패널의 전극 결선도,

도 4는 AC형 면방전 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법을 보여주는 설명도,

도 5a 내지 도 5c는 정지화상에서의 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리를 보여주는 도면,

도 6은 화소가 움직일 경우 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리도,

도 7a는 도 6a에 도시된 바와 같은 화상의 계조 표시 방법을 적용한 경우, 망막상에 맺히는 화소의 형상을 보여주는 도면,

도 7b는 도 7a의 망막상의 화소에 의한 휘도값을 나타내는 그래프,

도 8은 128이라는 계조를 가진 화소와 127이라는 계조를 가진 화소가 이웃하면서 좌에서 우로 움직이는 경우 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리도,

도 9a는 도 8a에 도시된 바와 같은 계조 128과 127가 이웃하는 화소를 표시하는 경우 인간의 눈이 계조를 인식하는 원리를 나타낸 도면,

도 9b는 도 9a에 의한 망막상에서 얻어지는 휘도 분포를 나타내는 그래프,

도 10a 및 도 10d는 전자 계산기의 모의 실험에 의해 의사윤곽 현상을 재현한 것으로 밝기 0에서 제일 밝은 255 까지 단계적으로 변화하는 띠상 계조 패턴을 좌에서 우로 이동시켰을 때의 결과로서,

도 10a는 원래의 256계조를 연속적으로 나타내는 영상을 보여주는 도면,

도 10b는 화상이 정지하였을 경우의 계조 패턴의 휘도 변화를 나타내는 그래프,

도 10c는 도 10a에 도시된 바와 같은 256계조의 연속 화상이 좌에서 우로 움직일 경우에는 인간의 눈이 인식하는 계조 패턴,

도 10d는 도 10c의 계조 패턴의 휘도변화를 나타내는 그래프,

도 11a 내지 도 11c는 의사윤곽 현상을 저감시키기 위한 종래의 방법들에 사용되는 보조 필드의 구성도로서,

도 11a는 종래의 원래 보조필드 순서를 보여주는 도면,

도 11b는 발광 시간이 상대적으로 긴 64 및 128을 발광시간이 짧은 복수개의 48이라는 동일한 계조로 분리하여 표시하는 방법을 보여주는 도면,

도 11c는 도 11b에 도시된 바와 같이 분할한 보조필드들의 배열을 재배치한 것을 보여주는 도면,

도 12a 및 도 12b는 각각 도 11b에 도시된 바와 같은 분할된 보조필드들에 의해 표시되는 결과 화상 및 그 휘도 분포를 나타내는 그래프,

도 13a 내지 도 13d는 각각 화소의 이동 속도(P/F)를 2, 3, 4, 5로 하였을 경우 도 11b에 도시된 바와 같은 분할된 보조필드들에 의해 표시되는 결과 휘도 분포를 나타내는 그래프,

도 14a 내지 도 14d는 각각 화소의 이동 속도(P/F)를 2, 3, 4, 5로 하였을 경우 도 11c에 도시된 바와 같은 분할된 보조필드들에 의해 표시되는 결과 휘도 분포를 나타내는 그래프,

도 15는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법을 보여주는 도면으로서, 화소들의 시간에 대한 화면상의 휘도 분포를 나타낸 그래프,

도 16a 및 도 16b는 각각 도 15의 화면상의 휘도 분포에 의해 망막에 맺히는 휘도 분포를 나타내는 도면 및 그에 따른 시각적 자극의 세기 분포를 나타내는 그래프,

도 17은 도 15의 계조 표시 방법을 실질적으로 구현하기 위하여 보조필드들을 조합하여 눈의 운동방향과 일치하도록 공간적으로 배열한 도면이며,

도 18은 도 17의 실시예가 화면에서 구현되는 원리를 설명하기 위한 도면,

도 19a 내지 도 19d는 도 17의 방법을 적용하여 의사 윤곽 현상을 실험한 결과를 보여주는 도면들로서,

도 19a는 보조필드를 공간적으로 분산하여 계조를 나타낸 도면,

도 19b는 도 19a에 도시된 바와 같은 보조필드의 분산으로 인간의 눈이 인식하는 망막상에 맺히는 휘도 분포를 나타내는 도면,

도 19c는 도 19b에서 원래 표시하고자하는 연속적인 계조 패턴을 갖는 화상을 보여주는 도면,

도 19d는 도 19b에 도시된 바와 같은 망막상의 휘도 분포에 의해 망막에서 받는 시각적 자극의 세기 분포를 나타낸 그래프,

도 20a 및 도 20b는 각각 밝기가 0에서 255단계 까지 균일하게 변화하는 계조 패턴을 본 발명에 따른 계조 표시 방법으로 표시한 실험 결과를 보여주는 도면들로서,

도 20a는 거의 대부분의 의사윤곽이 저감된 결과를 보여주는 균일한 계조 패턴을 나타내는 도면,

도 20b는 의사윤곽 노이즈가 많이 저감된 휘도분포곡선을 보여주는 그래프,

도 21a 내지 도 21d는 각각 여러 가지 속도로 움직이는 화소에서의 본 발명에 따른 의사윤곽의 발생 특성을 실험한 결과를 보여주는 휘도분포곡선들로서,

도 21a는 V(P/F)=2인 경우이고,

도 21b는 V(P/F)=3인 경우이며,

도 21c V(P/F)=4인 경우이며,

도 21d는 V(P/F)=4인 경우이며,

도 22는 실제 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널 구동 방법을 적용하기 위한 순서도,

도 23a 내지 도 23d는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법의 효과를 검증하기 위하여 테스트 화상을 가지고 실험한 결과를 보여주는 사진들로서,

도 23a는 실험에 사용된 원래 화상을 보여주는 사진이고,

도 23b는 종래의 의사윤곽 저감 대책이 없는 계조 표시 방법이 적용되어 의사윤곽이 심하게 나타난 화상을 보여주는 사진이며,

도 23c는 종래의 의사윤곽 저감 대책을 적용한 경우 의사윤곽이 그래도 나타난 화상을 보여주는 사진이며,

도 23d는 본 발명에 따른 의사윤곽 저감대책을 적용한 경우 의사윤곽이 거의 나타나지 않은 화상을 보여주는 사진이며,

그리고 도 24는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치의 개략적 구성을 보여주는 블럭도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 전면 유리 기판 2. 배면 유리 기판

3. 방전 공간 4. 전극

5. 전극 11. 전면 유리 기판

12. 배면 유리 기판 13. 방전 공간

14. 데이타(금속) 전극 15. 방전유지전극들

16. 유전체층

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법은, 플라즈마 표시 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누되, 상기 각 보조 필드들이 시간적으로 다른 기간의 방전유지기간을 갖도록 하여 이들의 조합으로 계조를 표시하는 필드의 시간 분할형 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법에 있어서, 한 필드에서의 임의의 위치의 화상을 나타내는 영상 정보를 그 필드를 구성하는 상기 각 보조 필드에 분산시켜 배치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 위치는, 상기 필드의 바로 이전 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되어진 위치인 제1표시 위치와, 상기 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되어지는 위치인 제2표시위치와, 상기 필드의 바로 다음에 오는 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되게 예정되어 있는 제3표시 위치와의 사이에서 상기 제1위치와 제3위치 사이에 순차적으로 이동하는 모양으로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 각각의 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 상기 제1표시 위치와 상기 제2표시위치와 상기 제3표시 위치와의 사이에서 설정된 영상정보의 움직임 속도에 의해서 상기 제1표시위치에서부터 상기 제3표시위치로 순차적으로 이동하는 형태로 결정되는 것이 바람직하며, 상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 상기 해당 필드의 전반부의 시간에 해당하는 보조필드에는 상기 제1표시위치를 포함한 상기 제1표시위치와 상기 제2표시위치 사이에 순차적으로 이동하는 형태로 결정되고, 상기 해당 필드의 후반부의 시간에 해당하는 보조필드에는 상기 제2표시위치와 상기 제3표시위치를 포함한 상기 제3표시위치 사이에서 순차적으로 이동하는 형태로 결정되는 것이 바람직하며, 상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 해당 필드를 구성하는 보조필드들이 가지는 특성치에 대하여 설정된 함수관계에 의하여 결정된 제어 정보에 의해서 이동한 위치로 설정되는 것이 바람직하며, 상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 해당 필드가 가지는 표시시간에 대하여 시간적으로 휘도가 균일하게 또는 이와 근사적으로 보이는 배열을 가지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 각 보조 필드들의 방전유지기간의 설정은, 해당 필드가 가지는 표시시간에 대하여 시간적으로 휘도가 균일하게 또는 이와 근사적으로 보이는 배열을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치는, 복합 영상 신호에서 순수 영상 신호 만을 분리하는 영상 신호 입력 수단; 상기 영상 신호 입력 수단에서 분리된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기; 상기 아날로그/디지탈 변환 수단으로부터 제공되는 CRT의 구동 특성에 맞도록 구성된 영상 신호를 플라즈마 표시 패널의 특성에 맞게 정정하는 감마 정정 수단; 상기 감마 정정된 신호로부터 화상 전체의 밝기를 검출하는 화상 레벨 검출 수단; 상기 화상 레벨 검출 수단으로부터 제공된 영상 신호의 데이타를 변환하며, APC 기능을 가지는 파워 제어기; 상기 감마 정정 수단에서 제공된 영상 신호의 각 필드에 있어서 해당필드에 입력된 영상 표시 정보와 이 필드 보다 1필드 전에 입력된 영상정보와의 비교에 의해 해당 영상정보의 이동 방향 및 속도를 검출하는 움직임 벡터 검출 수단; 상기 움직임 벡터 검출 수단에서 제공되는 화상의 방향 벡터에 따라 상기 파워 제어기에서 제공되는 화소 데이터를 여러 개의 서브필드에 분산하여 재배열하는 화상 데이터 재배열 수단; 상기 화상 데이터 재배열 수단에서 제공되는 재배열 화상 신호를 서브 필드 마다 재배치하는 서브 필드 변환기; 상기 파워 제어부에서 제공되는 신호를 기준으로 플라즈마 표시 패널의 전극을 구동하기 위한 구동 펄스의 기준 타이밍 신호를 생성하는 펄스 타이밍 제어 수단; 상기 펄스 타이밍 제어 수단에서 제공되는 기준 타이밍 신호를 기준으로 방전 유지 전극을 구동하기 위한 방전유지펄스를 생성하는 방전 유지 펄스 생성 수단; 상기 방전유지펄스를 이용하여 주사 전극을 직접 구동하는 주사 전극 구동 수단; 상기 펄스 타이밍 제어 수단에서 제공되는 기준 타이밍 신호와 서브필드 변환 수단에서 제공되는 서브 필드 영상 신호를 이용하여 어드레스 전극을 구동하는 어드레스 전극 구동 수단; 및 플라즈마 표시 패널;을 구비하여, 상기 플라즈마 표시 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누되, 상기 각 보조 필드들이 시간적으로 다른 기간의 방전유지기간을 갖도록 하여 이들의 조합으로 계조를 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 화상 데이터 재배열 수단은, 상기 검출된 이동 속도 및 방향에 의하여 상기 각 보조필드들에게 표시하는 정보의 위치를 이동시키는 수단; 한 필드 내의 모든 정보에 대해 이동된 표시정보들을 저장하는 수단; 및 상기 저장된 표시정보를 사용하여 1필드의 화상정보를 재구성하는 수단;을 구비한 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명은 플라즈마 표시 패널의 특성상 동영상에서 계조의 시간적 분포의 영향으로 화상의 속도에 따라 휘도 자극이 망막상에서 시간적인 기울기를 갖고 평행사변형처럼 확산되어 받아들여지는 현상이 의사윤곽을 발생시키는 원인임에 착안하여 화면상에 화소가 움직일 때 인간의 눈의 특성을 고려하여 미리 그 기울기의 값 만큼을 평행사변형의 분포상태를 갖도록 함으로써 실제 망막 상에서는 직사각형의 모습으로 구현할 수 있도록 한 것으로, 의사 윤곽의 현상을 원리적으로 제거한 것이다.

도 15는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 보여주는 도면으로서, 화소들의 시간에 대한 화면상의 휘도분포를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법은 화소의 이동과 이를 응시하는 눈의 이동의 불일치를 없애기 위해 미리 화면상의 화소들의 위치를 화소의 이동 속도에 맞춰 재배열한 것이 특징이다. 이와 같이, 화소의 이동 속도에 맞춰 화면상의 화소들의 위치를 재배열하면 화소의 움직임은 인간의 눈의 움직임과 일치하여 망막상에는 도 16a에 도시된 바와 같이 휘도가 분포되고, 결국 인간이 받는 망막상에서의 시각적 자극의 분포는 도 16b에 도시된 바와 같이 일정하게 되어 의사윤곽 현상이 제거된다.

그러나 현실적으로 분리된 화소들의 조합으로 이루어진 화면상에서 화소 마다 도 15에 도시된 바와 같은 휘도 분포를 주는 것은 불가능하다. 여기서 플라즈마 표시 패널은 시간적으로 분리된 보조필드들로 구성되어 있으므로 임의의 화소를 구성하는 보조필드들을 공간적으로 그 화소의 앞쪽에 혹은 뒤쪽에 배치함으로서 본 발명의 원리와 같은 효과를 얻는 것이 가능하다. 이러한 실시예로서 도 17은 보조필드들을 조합하여 눈의 운동방향과 일치하도록 공간적으로 배열한 것이며, 도 18은 도 17의 실시예가 화면에서 구현되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 18에서, 현재 발광시키고자 하는 화소의 위치를 (x)라 하고, 이 화소의 이전 필드에서의 위치를 (y)라 하며, 바로 이후에 화소가 놓여질 것으로 예측되는 위치를 (z)라고 하면, 현재 발광하고자 하는 화소의 보조필드들이 배열되는 위치를, 도 18의 하부 도면과 같이, 이전 필드에서의 위치 (y)와 이후에 화소가 놓여질 것으로 예측되는 위치 (z)를 포함하는 위치 (y)와 (z) 사이에 분산시켜 배치함으로써, 도 17에서와 같은 서브필드의 배열이 구현된다.

도 19a 내지 도 19d는 도 17의 방법을 적용하여 의사 윤곽현상을 실험한 것이다. 결과에서 보여주듯이, 도 19a에 도시된 바와 같이, 보조필드를 공간적으로 분산하여 계조를 나타내면, 도 19b에 도시된 바와 같이, 인간의 눈이 인식함으로 망막상에서의 휘도 자극이 시간적으로 일정하게 되어, 도 19c에 도시된 바와 같이, 의사윤곽이 저감된 계조가 인식된다. 도 19d는 이 경우 망막에서 받는 시각적 자극의 세기 분포를 나타낸 것이다.

도 20a 및 도 20b는 각각 밝기가 0에서 255단계 까지 균일하게 변화하는 계조 패턴의 실험 결과를 보여주는 도면들이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 사용하는 경우에는 거의 대부분의 의사윤곽이 저감된 결과를 얻는다. 도 20b는 이 때의 휘도분포곡선으로서 의사윤곽 노이즈가 많이 저감된 것을 알 수 있다.

도 21a 내지 도 21d는 각각 여러 가지 속도로 움직이는 화소에서의 본 발명에 따른 의사윤곽의 발생 특성을 실험한 결과를 보여주는 휘도분포곡선들이다. 여기서, 도 21a는 V(P/F)=2인 경우의 결과이고, 도 21b는 V(P/F)=3인 경우의 결과이며, 도 21c V(P/F)=4인 경우의 결과이며, 그리고 도 21d는 V(P/F)=4인 경우의 결과이다. 따라서, 속도가 증가하여도 의사윤곽은 증가하지 않음을 알 수 있다. 이 결과는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법이 화소의 속도에 무관하게 의사윤곽을 저감할 수 있음을 보여주는 것이다.

도 22는 실제 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널 구동 방법을 적용하기 위한 순서도이다. 화상의 움직임을 검출하여 그 속도를 추정하는 과정(100) 및 얻어진 속도에 적당한 화소 분산량을 테이블에서 찾아내어 결정하는 과정(210)과 결정된 화소 분산량 데이터에 의해 보조 필드 단위로 화소의 배열을 재구성하는 과정(220)과 보조 필드 단위로 재배열된 화상 데이터에 따라 각 종 구동 펄스를 제어하는 과정(230) 및 플라즈마 디스플레이 상에 상기 재배열된 화상 데이터를 구현하는 과정(240)을 포함하는 재배열 화상 데이터를 재현시키는 과정(200)으로 나눌수 있다. 여기서, 화상의 움직임을 추정하는 과정(100)의 기술은 이미 공지된 기술로 DSP 기술의 한 가지이다.

본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법의 효과를 검증하기 위하여 테스트 화상을 가지고 실험한 결과가 도 23a 내지 도 23d에 도시된다. 도 23a에 도시된 바와 같은 원래 화상을 좌에서 우로 움직이는데 있어서 의사윤곽 대책이 없는 경우에는 도 23b에 도시된 바와 같이 의사윤곽이 심하게 나타나며, 종래의 의사윤곽 저감대책을 적용한 경우에는 도 23c에 도시된 바와 같이 의사윤곽이 그래도 나타나며, 본 발명에 따른 의사윤곽 저감대책을 적용한 경우에는 도 23d에 도시된 바와 같이 의사윤곽이 거의 나타나지 않아 도 23a와 같은 테스트 화상을 보여준다. 또한, 출력광의 휘도를 가변할 수 없어 시분할로 발광 시간을 가변시켜 계조를 구현하는 디스플레이에는 공통으로 의사윤곽이 생기게되므로, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 구현에만 적용되는 것이 아니라 그와 동일한 계조 구현 방식을 갖는 디스플레이 소자(디지탈 마이크로 미러 소자, 강유전성 액정 소자)에 적용하더라도 의사윤곽 저감 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 24는 이상과 같은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법을 구현하기 위한 장치의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치는 영상 신호 입력부(51), 아날로그/디지탈 변환부(52), 감마 정정부(53), 화상 레벨 검출부(54), 파워 제어부(데이타 변환)(55), 데이터 재배열부(56), 서브 필드 변환부(57), 움직임 벡터 검출부(58), 펄스 타이밍 제어부(59), 방전 유지펄스 생성부(60), 주사 전극 구동부(61), 어드레스 전극 구동부(62) 및 플라즈마 표시 패널(63)로 구성된다. 여기서, 영상 신호 입력부(51)는 TV나 비디오 등의 복합 영상 신호에서 순수 영상 신호 만을 분리하여 아날로그/디지탈 변환부(52)에 제공하고, 아날로그/디지탈 변환부(52)는 분리된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하며, 감마 정정부(53)는 CRT의 구동 특성에 맞도록 구성된 영상 신호를 플라즈마 표시 패널의 특성에 맞게 정정하며, 화상 레벨 검출부(54)는 화상 전체의 밝기를 검출하며, 파워 제어부(데이타 변환)(55)는 APC 기능을 가지며, 움직임 벡터 검출부(58) 및 데이터 재배열부(56)는 각각 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치의 특징부로서 움직임 벡터 검출부(58)가 화상의 움직임 속도를 방향 벡터로서 검출하여 데이터 재배열부(56)에 제공하면 데이터 재배열부(56)는 화상의 방향 벡터에 따라 화소 데이터를 여러개의 서브필드에 분산하여 재배열하며, 서브 필드 변환부(57)는 서브 필드 마다 영상 정보를 재배치하며, 펄스 타이밍 제어부(59)는 파워 제어부(55)에서 제공되는 신호를 기준으로 플라즈마 표시 패널의 전극을 구동하기 위한 구동 펄스의 기준 타이밍 신호를 생성하며, 방전 유지 펄스 생성부(60)는 펄스 타이밍 제어부(59)에서 제공되는 기준 타이밍 신호를 기준으로 방전 유지 전극을 구동하기 위한 방전유지펄스를 생성하며, 주사 전극 구동부(61)는 상기 방전유지펄스를 이용하여 주사 전극을 직접 구동하며, 어드레스 전극 구동부(62)는 펄스 타이밍 제어부(59)에서 제공되는 기준 타이밍 신호와 서브필드 변환부에서 제공되는 서브 필드 영상 정보를 이용하여 어드레스(데이타) 전극을 구동한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법은 시각의 잔상 효과를 이용하여 발광의 시간적 중첩으로 계조를 구현함에 있어서, 동영상에서 계조가 완만하게 변하는 부분에서 시간적 불균일성이 공간적 불균성으로 야기되는 어두운 선(혹은 밝은 선)의 의사 윤곽이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 의사윤곽의 발생원인이 화상이 움직일 때 화소의 움직임과 사람 눈의 움직임이 일치하지 않고, 이로 인한 시간적인 휘도의 변화가 망막상에 휘도의 퍼짐으로 보이는 것에 있다는데에 착안하여 화소의 움직임을 검출하여 눈의 움직임과의 불일치에 해당되는 양 만큼 한 셀의 휘도값을 갖는 복수개의 보조 필드들을 여러 셀에 재배분함으로써 화소의 움직임을 근사적으로 눈의 운동과 일치하도록 만듦으로써, 망막이 원래의 영상의 시각적 자극값을 인식할 수 있도록 하여 화상의 움직이는 속도에 상관없이 의사윤곽 현상을 저감시킬 수 있게 된다.

Claims

플라즈마 표시 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누되, 상기 각 보조 필드들이 시간적으로 다른 기간의 방전유지기간을 갖도록 하여 이들의 조합으로 계조를 표시하는 필드의 시간 분할형 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법에 있어서,

한 필드에서의 임의의 위치의 화상을 나타내는 영상 정보를 그 필드를 구성하는 상기 각 보조 필드에 분산시켜 배치하는 단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제1항에 있어서,

상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 위치는, 상기 필드의 바로 이전 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되어진 위치인 제1표시 위치와, 상기 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되어지는 위치인 제2표시위치와, 상기 필드의 바로 다음에 오는 필드에 있어서 상기 영상 정보가 표시되게 예정되어 있는 제3표시 위치와의 사이에서 상기 제1위치와 제3위치 사이에 순차적으로 이동하는 모양으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제2항에 있어서,

상기 각각의 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 상기 제1표시 위치와 상기 제2표시위치와 상기 제3표시 위치와의 사이에서 설정된 영상정보의 움직임 속도에 의해서 상기 제1표시위치에서부터 상기 제3표시위치로 순차적으로 이동하는 형태로 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제3항에 있어서,

상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 상기 해당 필드의 전반부의 시간에 해당하는 보조필드에는 상기 제1표시위치를 포함한 상기 제1표시위치와 상기 제2표시위치 사이에 순차적으로 이동하는 형태로 결정되고, 상기 해당 필드의 후반부의 시간에 해당하는 보조필드에는 상기 제2표시위치와 상기 제3표시위치를 포함한 상기 제3표시위치 사이에서 순차적으로 이동하는 형태로 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제4항에 있어서,

상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 해당 필드를 구성하는 보조필드들이 가지는 특성치에 대하여 설정된 함수관계에 의하여 결정된 제어 정보에 의해서 이동한 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제4항에 있어서,

상기 각 보조 필드에 표시되는 영상 정보의 표시 위치는, 해당 필드가 가지는 표시시간에 대하여 시간적으로 휘도가 균일하게 또는 이와 근사적으로 보이는 배열을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
제6항에 있어서,

상기 각 보조 필드들의 방전유지기간의 설정은, 해당 필드가 가지는 표시시간에 대하여 시간적으로 휘도가 균일하게 또는 이와 근사적으로 보이는 배열을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 방법.
복합 영상 신호에서 순수 영상 신호 만을 분리하는 영상 신호 입력 수단;

상기 영상 신호 입력 수단에서 분리된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기;

상기 아날로그/디지탈 변환 수단으로부터 제공되는 CRT의 구동 특성에 맞도록 구성된 영상 신호를 플라즈마 표시 패널의 특성에 맞게 정정하는 감마 정정 수단;

상기 감마 정정된 신호로부터 화상 전체의 밝기를 검출하는 화상 레벨 검출 수단;

상기 화상 레벨 검출 수단으로부터 제공된 영상 신호의 데이타를 변환하며, APC 기능을 가지는 파워 제어기;

상기 감마 정정 수단에서 제공된 영상 신호의 각 필드에 있어서 해당필드에 입력된 영상 표시 정보와 이 필드 보다 1필드 전에 입력된 영상정보와의 비교에 의해 해당 영상정보의 이동 방향 및 속도를 검출하는 움직임 벡터 검출 수단;

상기 움직임 벡터 검출 수단에서 제공되는 화상의 방향 벡터에 따라 상기 파워 제어기에서 제공되는 화소 데이터를 여러 개의 서브필드에 분산하여 재배열하는 화상 데이터 재배열 수단;

상기 화상 데이터 재배열 수단에서 제공되는 재배열 화상 신호를 서브 필드 마다 재배치하는 서브 필드 변환기;

상기 파워 제어부에서 제공되는 신호를 기준으로 플라즈마 표시 패널의 전극을 구동하기 위한 구동 펄스의 기준 타이밍 신호를 생성하는 펄스 타이밍 제어 수단;

상기 펄스 타이밍 제어 수단에서 제공되는 기준 타이밍 신호를 기준으로 방전 유지 전극을 구동하기 위한 방전유지펄스를 생성하는 방전 유지 펄스 생성 수단;

상기 방전유지펄스를 이용하여 주사 전극을 직접 구동하는 주사 전극 구동 수단;

상기 펄스 타이밍 제어 수단에서 제공되는 기준 타이밍 신호와 서브필드 변환 수단에서 제공되는 서브 필드 영상 신호를 이용하여 어드레스 전극을 구동하는 어드레스 전극 구동 수단; 및

플라즈마 표시 패널;을 구비하여,

상기 플라즈마 표시 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누되, 상기 각 보조 필드들이 시간적으로 다른 기간의 방전유지기간을 갖도록 하여 이들의 조합으로 계조를 표시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 화상 데이터 재배열 수단은,

상기 검출된 이동 속도 및 방향에 의하여 상기 각 보조필드들에게 표시하는 정보의 위치를 이동시키는 수단;

한 필드 내의 모든 정보에 대해 이동된 표시정보들을 저장하는 수단; 및

상기 저장된 표시정보를 사용하여 1필드의 화상정보를 재구성하는 수단;을

구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 계조 표시 장치.