KR20000048247A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 어두운 영상 신호에 대해 휘도의 계조의 분해능이 저하되는 것을 방지한다.
본 발명의 인터페이스 장치(9)는 아날로그 영상 신호(Vin)의 피크값에 따라서 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지(Vref)를 설정하여, 휘도의 계조의 분해능이 저감되는 것을 방지한다. 또한, 표시되는 영상의 휘도값을 정하는 휘도 제어 신호(BCONT)를, 아날로그 영상 신호의 피크값에 따라서 설정한다. 그 결과, 인터페이스 장치는 아날로그 영상 신호의 레벨이 비교적 작은 어두운 영상에서도, 그 어두움에 따른 휘도(밝기)로서 충분한 계조의 분해능을 가지는 영상을 표시하는 표시 신호를 생성할 수 있다. 또, 공급되는 디지털 표시 신호를 최대 계조 레벨에 따라서 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 것에 의해서도, 동일하게 최적인 계조의 분해능을 가지는 영상을 표시할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 아날로그 영상 신호를 입력하고 디지털 표시 신호로 변환하는 인터페이스 장치 및 디지털 표시 신호를 최적의 디지털 표시 신호로 변환하는 변환 회로에 관계되고, 특히, 아날로그 영상 신호에 따라서 계조의 분해능이 감소되는 것을 방지하는 동시에, 아날로그 영상 신호에 따른 적정한 휘도를 재현할 수 있는 인터페이스 장치를 가지는 표시 장치, 및 공급되는 표시 신호에 따라서 계조의 분해능이 감소되는 것을 방지하는 변환 회로를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 표시 장치나 가정용의 텔레비젼 수상기의 박형·경량화의 요구에 의해서, 대화면에서 높은 휘도 표시를 실현하는 플라즈마 디스플레이나, 중·소형의 액정 디스플레이 등의 플랫 디스플레이가 제공되고 있다. 이들의 플랫 디스플레이는 통상 아날로그 영상 신호를 입력하고, 인터페이스 장치에 의해 디지털 표시 신호로 변환하고, 그 디지털 표시 신호에 따라 표시 패널을 구동한다.
이들의 플랫 디스플레이의 디지털 표시 신호는 인터페이스 장치내의 아날로그·디지털 변환 회로에 의해 아날로그 영상 신호를 양자화(아날로그·디지털 변환)하는 것에 의해 생성된다. 그리고, 종래의 인터페이스 장치에서는 아날로그 영상 신호의 최대 규격값이 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지(dynamic range)에 고정적으로 대응되어 있다.
도15는 종래의 플라즈마 디스플레이에 있어서의, 아날로그 영상 신호와 변환된 디지털 표시 신호의 관계를 나타내는 도면이다. 도15에는, 램프 파형을 가지는 아날로그 영상 신호(Vin)와, 그것에 대해 인터페이스 장치에서 A/D 변환된 디지털 표시 신호(D0~D7)를 나타낸다. 또, 도15에는, 외부에서 조정되는 휘도 조정 신호(BCA)와 휘도 제어 신호에 대응하는 발광 주파수(Fsus)도 나타난다. 여기서는, 휘도 조정 신호(BCA)도 발광 주파수(Fsus)도 모두 최대치에 고정되어 있다.
도15에 나타나는 예는, 프레임(K)에서는 아날로그 영상 신호(Vin)의 최대 진폭 레벨은 A/D 변환기의 다이나믹 레인지(Vref)와 동등(약 100%)인데 대해, 프레임(K+1)에서는 아날로그 영상 신호(Vin)의 최대 진폭 레벨이 다이나믹 레인지(Vref)의 약 50% 정도, 프레임(K+2)에서는 아날로그 영상 신호(Vin)의 최대 진폭 레벨이 다이나믹 레인지(Vref)의 약 25% 정도이다.
그 경우, 프레임(K)의 경우는 아날로그 영상 신호(Vin)가 8비트의 디지털 표시 신호(DO~D7)에 의한 계조 수 모두에 할당되고, 최대의 휘도의 계조 수(256 계조)가 이용된다. 그것에 대해서, 프레임(K+1)의 경우는 아날로그 영상 신호(Vin)가 7비트의 디지털 표시 신호에 의한 계조 수(128계조)에 밖에 할당되지 않고, 또한, 프레임(K+2)에서는 아날로그 영상 신호(Vin)가 6비트의 디지털 표시 신호에 의한 계조 수(64 계조)밖에 할당되지 않는다.
상기와 같이, 종래의 인터페이스 장치에서는 아날로그 영상 신호에 대해 획일적으로 최대 규격값을 다이나믹 레인지(Vref)에 대응시키고 있었기 때문에, 변환되는 디지털 표시 신호는 그대로 휘도를 표시할 수는 있다. 그렇지만, 프레임(K+2) 같이 아날로그 영상 신호(Vin)가 낮은 휘도 영역밖에 없는 비교적 어두운 영상의 경우는, 계조의 분해능이 낮게 된다는 과제를 가진다. 어두운 영상에 대해 불충분한 계조의 분해능밖에 주어지지 않는다면, 어두운 영상 중의 완만한 휘도(밝기)의 변화를 표현할 수 없고, 영상의 상세한 표현력을 잃어 버린다.
또, 표시 장치는 컴퓨터 등의 외부 기기로부터 디지털 표시 신호를 직접 공급되고, 그것에 따라 화상을 표시하는 경우도 있다. 그 경우, 상기와 같이 비교적 어두운 영상의 경우는, 공급 표시 신호는 그 계조의 풀 레인지(full range)를 모두 이용하고 있지 않은 경우가 있고, 그 경우는, 어두운 영상에 대해 불충분한 계조의 분해능(계조의 해상도)밖에 부여할 수 없다.
그래서, 본 발명의 목적은 어두운 영상에 대해도 충분한 계조의 분해능을 가지는 디지털 표시 신호를 생성할 수 있는 인터페이스 장치를 가지는 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 여러 가지 아날로그 영상 신호에 대해서, 적정한 휘도로 충분한 계조의 분해능을 가지는 디지털 표시 신호를 생성할 수 있는 표시 장치의 인터페이스 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 어두운 영상에 대해도 충분한 계조의 분해능을 가지는 표시 신호로 변환할 수 있고, 적정한 휘도를 유지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
도1은 본 실시 형태 예에 있어서의 플라즈마 표시 장치의 구성도.
도2는 본 실시 형태 예의 플라즈마 디스플레이에 있어서의 아날로그 영상 신호와 변환된 디지털 표시 신호의 관계를 나타내는 도면.
도3은 발광 주파수(Fsus)와 서브 프레임의 유지 방전 횟수의 관계를 나타낸 도면.
도4는 아날로그 영상 신호와 다이나믹 레인지 및 최대 휘도의 관계를 나타내는 도면.
도5는 6종류의 영상 신호에 대한 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호의 관계를 나타내는 도표.
도6은 본 실시 형태 예에 있어서의 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호 생성부의 구성을 나타내는 도면.
도7은 본 실시 형태 예에 있어서의 신호 레벨 검출 회로의 상세 회로도.
도8은 본 실시 형태 예에 있어서의 다이나믹 계조 제어기(12)와 다이나믹 휘도 제어기(13)의 회로도.
도9는 제2 실시 형태 예에 있어서의 플라즈마 표시 장치의 구성도.
도10은 계조 제어 회로(20)에 있어서의 디지털 표시 신호의 분포 상태를 나타내는 히스토그램(histogram)의 도면.
도11은 계조 제어 회로와 표시 신호 변환 회로의 구성을 나타내는 도면.
도12는 히스토그램의 분포와 선택 신호의 관계를 나타내는 도표와 그 변환 테이블의 예를 나타내는 도면.
도13은 발광 주파수 제어기의 동작을 설명하는 도면.
도14는 다른 히스토그램의 분포와 선택 신호의 관계를 나타내는 도표와 그 변환 테이블의 예를 나타내는 도면.
도15는 종래의 플라즈마 디스플레이에 있어서의, 아날로그 영상 신호와 변환된 디지털 표시 신호의 관계를 나타내는 도면.
[부호의 설명]
100 표시 장치
4 표시 패널
9 인터페이스 장치
10 다이나믹 레인지, 휘도 제어 신호 생성부
14 데이터 컨버터, A/D 변환 회로
15 비디오 신호 디코더
Vin 아날로그 영상 신호, 합성 신호, 비디오 신호
Vref 다이나믹 레인지
BCONT 휘도 제어 신호
BCA 외부 휘도 조정 신호
RD, GD, BD 디지털 표시 신호
Fsus 발광 주파수
20 계조 제어 회로
24 표시 신호 변환 회로
DSEL 선택 신호, 휘도 제어 신호
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 인터페이스 장치는 아날로그 영상 신호의 피크값에 따라서 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지를 설정하여, 휘도의 계조의 분해능이 저감되는 것을 방지한다. 또한, 표시되는 영상의 휘도값을 정하는 휘도 제어 신호를, 아날로그 영상 신호의 피크값에 따라서 설정한다. 그 결과, 본 발명의 인터페이스 장치는 아날로그 영상 신호의 레벨이 비교적 작은 어두운 영상에서도, 그 어두움에 따른 휘도(밝기)로서 충분한 계조의 분해능을 가지는 영상을 표시하는 표시 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 인터페이스 장치는, 여러 가지 아날로그 영상 신호에 대해서, 보다 최적인 계조의 분해능이 할당되고, 최적인 휘도를 가지는 표시가 가능해지도록 상기의 아날로그 영상 신호의 피크값에 더해, 아날로그 영상 신호의 평균치도 고려한다. 구체적으로는 상기의 피크값에 따라서 설정되는 다이나믹 레인지를, 평균치에 따라 내려서 설정한다. 또, 표시되는 영상의 휘도를 정하는 휘도 제어 신호도, 상기의 피크값에 따라서 설정되는 동시에, 평균치에 따라 내려서 설정된다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 1 측면은 아날로그 영상 신호로부터 변환된 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조 표시를 하는 동시에, 휘도 제어 신호에 따라서 상기 아날로그 영상 신호에 따른 휘도의 표시를 하는 표시 장치에 있어서,
상기 아날로그 영상 신호를 상기 디지털 표시 신호로 변환하는 A/D 변환 회로를 포함하고, 상기 아날로그 영상 신호의 소정의 기간 내에서의 최대 레벨에 따라서, 상기 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지와 상기 휘도 제어 신호를 설정하는 인터페이스 장치를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 아날로그 영상 신호로부터 변환된 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조 표시를 하는 동시에, 휘도 제어 신호에 따라서 상기 아날로그 영상 신호에 따른 휘도의 표시를 하는 플라즈마 표시 장치에 있어서,
상기 아날로그 영상 신호를 상기 디지털 표시 신호로 변환하는 A/D 변환 회로를 포함하고, 상기 아날로그 영상 신호의 소정의 기간 내에서의 최대 레벨이 보다 낮은 경우에, 상기 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지를 보다 낮게 설정하고, 상기 휘도 제어 신호를 보다 적은 유지 방전 횟수에 대응하는 신호로 설정하는 인터페이스 장치를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은, 공급되는 표시 신호에 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호에 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치에 있어서,
상기 공급되는 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨일 때는, 상기 공급 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제1 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제1 변환 특성으로 상기 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도를 표시하도록 제어하고,
상기 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨보다 낮은 제2 계조 레벨일 때는, 상기 공급 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제2 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제2 변환 특성으로 상기 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도보다 낮은 제2 최대 휘도를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기의 발명에 의하면, 공급되는 아날로그 표시 신호 또는 디지털 표시 신호의 최대 계조 레벨을 검출하여, 공급 표시 신호의 실질적으로 유효한 계조 레인지를 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하여 변환 표시 신호를 생성하므로, 공급 표시 신호의 영상에 최적인 계조의 분해능(계조의 해상도)을 부여할 수 있다.
[발명의 실시 형태]
이하, 도면을 참조해 본 발명의 실시 형태 예를 설명한다. 그렇지만, 이러한 실시 형태 예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 발명은, 플라즈마 표시 장치나 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 관한 것이지만, 이하의 실시 형태 예에서는 플라즈마 표시 장치를 예로 하여 설명한다.
[제1 실시 형태 예]
도1은 본 실시 형태 예에 있어서의 플라즈마 표시 장치의 구성도이다. 여기에 나타낸 표시 장치(100)는 표시 패널(4)을 가지는 표시 유니트(8)와 인터페이스 장치(9)로 구성된다. 인터페이스 장치(9)는 아날로그 영상 신호를 포함하는 합성 신호(Vin)를 공급하고, 디지털의 RGB표시 신호(RD, GD, BD), 휘도 제어 신호(BCONT), 수직 동기 신호(Vsync), 및 도트 클럭(CLK)을 생성하고, 표시 유니트(8)에 공급한다. 디지털 표시 신호는, 각각 8비트의 디지털 신호이다. 표시 유니트에서는 수직 동기 신호(Vsync)와 도트 클럭(DCLK)에 동기하여, 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)에 나타난 영상을 표시 패널(4)에 표시한다. 그 경우, 표시 유니트(8)에서는, 휘도 제어 신호(BCONT)에 따라 플라즈마 표시 패널의 휘도(밝기)를 정하는 발광 주파수(Fsus)가 생성된다.
인터페이스 장치(9)는 아날로그 영상 신호를 포함하는 합성 신호(Vin)를 입력하고, 아날로그 영상 신호(R, G, B)와, 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)로 분리하는 비디오 신호 디코더(15)를 가진다. 아날로그 영상 신호(R, R, G)는 A/D 변환기인 데이터 컨버터(14)에 의해서 각각 8비트의 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)로 변환된다. 이 아날로그·디지털 변환은, 다이나믹 레인지(Vref)에 따라 행해진다.
아날로그 영상 신호를 포함하는 합성 신호(Vin)는 인터페이스 장치(9) 내의 다이나믹 레인지(Vref) 및 휘도 제어 신호(BCONT) 생성부(10)에도 공급된다. 이 생성부(10)에는, 1프레임의 기간을 나타내는 수직 동기 신호(Vsync)가 비디오 신호 디코더(15)로부터 공급되고, 또한, 외부에서 휘도 조정 신호(BCA)도 공급된다. 생성부(10)는 이들의 공급되는 신호에 따라서, 최적인 다이나믹 레인지(Vref)를 생성하여 데이터 컨버터(14)에 공급하고, 또, 최적인 휘도 제어 신호(BCONT)를 생성하여 표시 유니트(8) 내의 발광 주파수 제어기(2)에 공급한다. 다이나믹 레인지(Vref)는 A/D 변환의 다이나믹 레인지를 나타내는 전압 신호이고, 후술하는 알고리즘에 의해 아날로그 영상 신호에 따라서 가변 설정된다. 또, 휘도 제어 신호(BCONT)는 플라즈마 표시 패널의 유지 방전 횟수를 정하는 신호이고, 후술하는 알고리즘에 의해 아날로그 영상 신호에 따라서 다이나믹 레인지(Vref)와 함께 가변 설정된다. 또, 휘도 제어 신호(BCONT)는, 외부에서 주어지는 외부 휘도 조정 신호(BCA)에 의해서도 가변 설정된다.
인터페이스 장치(9) 내의 PLL회로(16)는 수평 동기 신호(Hsync)를 비디오 신호 디코더로부터 공급되고, 그 동기 신호에 동기하여 수평 표시 라인의 도트 수에 대응하는 주파수의 도트 클럭(CLK)을 생성한다.
플라즈마 표시 패널(4)은 예를 들면 3전극(X, Y, A)을 이용한 AC형의 평면 방전형이고, X드라이버(5)에 의해 X전극이 구동되고, Y드라이버(6)에 의해 Y전극이 구동되고, 어드레스 드라이버(7)에 의해 어드레스 전극(A전극)이 구동된다. 구동 제어기(3)는 수직 동기 신호(Vsync), 도트 클럭(CLK), 및 발광 주파수(Fsus)를 공급하고, 소정의 구동 시켄스에 따라서, 각 드라이버의 구동 타이밍 및 구동 전압을 제어한다. 표시 데이터 제어기(1)는 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)를 입력하여, 어드레스 전극을 구동하기 위한 어드레스 데이터를 생성하고, 어드레스 드라이버(7)에 공급한다. 즉, 표시 데이터 제어기(1)는 다계조화 데이터 처리나 데이터 배열 변환 처리 등을 하여, 각 도트(화소) 마다의 표시 데이터를 복수의 서브 프레임 마다에 어드레스 전극을 구동하기 위한 표시 데이터로 변환한다.
플라즈마 표시 패널의 구동 시켄스는 예를 들면 미국 특허 5,818,419호 등에 의해 상술되어 있지만, 그 개략은 이하와 같다. 플라즈마 표시 패널의 경우, 1프레임이 휘도에 대해서 각각 가중치가 부여된 복수의 서브 프레임으로 구성되고, 그 복수의 서브 프레임에서 점등(방전)하는지 아닌지에 의해서, 휘도의 계조 표시를 한다. 각 서브 프레임은 후술하는 바와 같이, 공통 X전극에 의해 전면 소거를 하는 리셋 기간과, Y전극을 주사하면서 어드레스 전극을 어드레스 데이터에 따라 구동하여 소망의 셀을 점등시켜 벽 전하를 축적하는 어드레스 기간과, 어드레스 기간에 점등된 셀에 대해서, 상기 가중치가 부여된 횟수의 유지 방전을 X전극과 Y전극간에 교류 전압을 인가함으로써 하는 유지 방전 기간을 가진다. 이 유지 방전 기간에서의 방전 횟수가 적으면 휘도는 낮고, 많으면 휘도는 높게 된다. 그리고, 이 방전 횟수는 발광 주파수(Fsus)에 의해 정해진다.
도2는 본 실시 형태 예의 플라즈마 디스플레이에 있어서의, 아날로그 영상 신호와 변환된 디지털 표시 신호의 관계를 나타내는 도면이다. 도2는 도15에서 종래 예로서 설명한 것과 같은 램프 파형의 아날로그 영상 신호(Vin)가 3개의 프레임(K, K+1, K+2)으로 주어진 경우의, 변환 뒤의 디지털 표시 신호(D0~D7)를 나타낸다. 이 경우도, 간단화를 위해서 외부 휘도 조정 신호(BCA)는 최대치 고정으로 한다.
도2에 나타내는 바와 같이, 프레임(K)에 있어서, 아날로그 영상 신호(Vin)는 낮은 진폭으로부터 최대의 진폭까지의 신호를 가지고, 그 경우의 다이나믹 레인지(Vref)는 최대의 피크값에 대응한 최대치로 설정된다. 그 결과, 8비트의 디지털 표시 신호(D0~D7)에 의해서, 휘도의 계조가 최대의 분해능(256 계조)을 가진다. 또, 그것에 대응하여, 발광 주파수(Fsus)도 예를 들면 30kHz의 최대 주파수로 설정된다. 따라서, 표시되는 화상은 아날로그 영상 신호(Vin)에 의해 나타난 휘도값에 대응한 밝기가 된다. 또한, 발광 주파수(Fsus)는 상술한 바와 같이, 휘도 제어 신호(BCONT)에 따라 발광 주파수 제어기(2)에 의해 생성된다.
또한, 디지털 표시 신호 중 하위 3비트(D2, D1, D0)는 각각 변화하지만, 그 변화가 너무 미세하여 표시가 곤란하므로, 도2 중에서는 파선으로 생략하고 있다.
다음에, 프레임(K+1)에 있어서, 아날로그 영상 신호(Vin)는 낮은 진폭으로부터 최대 규격값의 약 50% 인 중간 정도의 진폭까지의 신호를 가지고, 그 경우의 다이나믹 레인지(Vref)는 프레임(K)의 경우의 약 50%로 설정된다. 그 결과, 아날로그 영상 신호(Vin)의 최대 피크값은 낮게 되었지만, 8비트의 디지털 표시 신호(D0~D7)에 의한 256 계조의 분해능이 유지된다. 따라서, 표시되는 화상은 상세한 휘도의 변화를 최대한의 분해능으로 표시한다. 또, 다이나믹 레인지(Vref)를 약 절반으로 한 것에 따라서, 발광 주파수(Fsus)는 프레임(K)의 경우의 약 절반, 15kHz로 설정된다. 그 결과, 표시되는 화상은 아날로그 영상 신호(Vin)에 의해 나타난 휘도값에 대응한 밝기가 된다.
프레임(K+2)에 있어서, 아날로그 영상 신호(Vin)는 낮은 진폭으로부터 최대 규격값의 약 25%인 낮은 진폭까지의 신호를 가지고, 그 경우의 다이나믹 레인지(Vref)는 프레임(K)의 경우의 약 25%로 설정된다. 그 결과, 아날로그 영상 신호(Vin)의 최대 피크값은 매우 낮게 되었지만, 8비트의 디지털 표시 신호(D0~D7)에 의한 256 계조의 분해능이 유지된다. 따라서, 표시되는 화상은 상세한 휘도의 변화를 최대한의 분해능으로 표시한다. 또, 다이나믹 레인지(Vref)를 약 1/4으로 한 것에 따라서, 발광 주파수(Fsus)는 프레임(K)의 경우의 약 1/4, 7.5kHz로 설정된다. 그 결과, 이 경우도 표시되는 화상은 아날로그 영상 신호(Vin)에 의해 나타난 휘도값에 대응한 밝기가 된다. 즉, 어두운 영상이지만, 휘도의 변화는 최대한의 분해능으로 표현된다.
도3은 발광 주파수(Fsus)와 서브 프레임의 유지 방전 횟수의 관계를 나타낸 도면이다. 도3에는 1프레임이 휘도에 대해서 가중치가 부여된 8개의 서브 프레임(SF0~SF7)으로 구성되는 경우에 대해서 나타낸다. 또한, 발광 주파수와 1프레임 내의 유지 방전 횟수의 합계의 관계는,
Fsus = (1프레임 내의 유지 방전 횟수의 합계)×(프레임 주파수)
로 표시된다.
각 서브 프레임은, 상술한 바와 같이, 패널 전면 소거를 하는 리셋 기간(R), 셀에 대해 선택적으로 방전을 하게 하는 어드레스 기간(A), 및 어드레스 기간에서 점등한 셀에 대해 소정 횟수의 유지 방전을 하는 유지 방전 기간(S)을 가진다. 그리고, 유지 방전 기간(S)에 있어서의 유지 방전 횟수에 의해서, 각 서브 프레임에 의한 휘도값이 결정된다. 즉, 유지 방전 횟수가 많을수록, 서브 프레임에서의 휘도값이 높게 된다(밝게 된다). 도3에 나타낸 예에서는, 서브 프레임(SF0)은 유지 방전 횟수가 가장 적고, 서브 프레임(SF7)의 유지 방전 횟수가 가장 많고, 8개의 프레임(SF0~7)의 유지 방전 횟수의 비율은
SF0:SF1:SF2:…:SF7 = 1:2:4:…:128
로 설정된다. 따라서, 이들의 서브 프레임의 조합에 의해서, 256 계조의 휘도를 표시할 수 있다.
도3에 나타내는 바와 같이, 가령, 휘도 제어 신호(BCONT)에 의해서 발광 주파수(Fsus)가 최소한으로 설정되어 있다면, 구동 제어기(3)는 각 서브 프레임의 유지 방전 횟수를 1, 2, 4, 8, 16 … 128회로 제어한다. 또, 발광 주파수(Fsus)가 중간 정도로 설정된다면, 구동 제어기(3)는 각 서브 프레임의 유지 방전 횟수를 예를 들면 10, 20, 40, 80, 160 … 1280회로 제어한다. 또한, 발광 주파수(Fsus)가 최대한으로 설정된다면, 구동 제어기(3)는 각 서브 프레임의 유지 방전 횟수를 예를 들면 100, 200, 400, 800, 1600 … 12800회로 제어한다.
이상과 같이 각 서브 프레임의 유지 방전 횟수를 제어함으로써, 서브 프레임에 의한 휘도의 가중치 부여의 비율을 유지하면서, 휘도의 절대치를 변경 설정할 수 있다. 따라서, 인터페이스 장치(9) 내의 발생부(10)에 의해 생성되는 휘도 제어 신호(BCONT)에 의해서 발광 주파수(Fsus)를 변경 설정함으로써, 표시되는 휘도를 변경할 수 있다.
도2로 돌아와, 아날로그 영상 신호(Vin)와 다이나믹 레인지(Vref) 및 발광 주파수(Fsus)의 관계를 설명하면, 다음과 같다. 즉, 본 실시 형태 예에서는 아날로그 영상 신호(Vin)의 피크값이 보다 낮은 경우는, A/D 변환 회로(14)의 다이나믹 레인지(Vref)를 보다 낮게 설정하여, 휘도의 계조의 분해능이 저감되는 것을 방지한다. 또한, 아날로그 영상 신호(Vin)의 피크값이 보다 낮은 경우는 표시되는 영상의 휘도값을 정하는 발광 주파수(Fsus)를 보다 낮게 설정한다. 그 결과, 프레임(K+2)과 같이 아날로그 영상 신호(Vin)의 레벨이 비교적 작은 어두운 영상이라도, 그 어두움에 따른 휘도(밝기)로서 충분한 계조의 분해능을 가지는 영상을 표시할 수 있다.
단, 보다 상세하게 영상 신호의 종류를 검토하면, 아날로그 영상 신호의 평균치에 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)와 발광 주파수(Fsus)의 설정을 미세 조정하는 것이 바람직하다.
도4는 아날로그 영상 신호와 다이나믹 레인지 및 최대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다. 도4에는, 6종류의 아날로그 영상 신호의 예와 그것에 대응하는 히스토그램을 나타낸다. 도면 중 좌측에 나타나는 아날로그 영상 신호는 1프레임에 있어서의 파형을 나타낸다. 또, 도면 중 우측에 나타나는 히스토그램은 횡축에 밝기(휘도)를 나타내고, 세로축에 화소 수를 나타낸다. 도면 중, VR은 아날로그 영상 신호의 최대 규격 전압을 나타내고, VPK는 아날로그 영상 신호의 피크값을, VAV는 아날로그 영상 신호의 평균치를 나타낸다. 또, VBC는 최대 규격 전압(VR)에 대응하는 휘도 표시를 할 때의 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압이다.
도4(1)의 아날로그 영상 신호는 전체적으로 밝은 영상에 대한 신호이고, 히스토그램에서 보면, 거의 높은 휘도(밝기)의 신호로 된다. 이 경우는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)과 평균치(VAV)는 모두 크고 거의 동등 혹은 매우 가까운 값이 된다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK(=VR))과 같고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK(=VR))에 대응하는 전압(VBC)과 같은 것이 바람직하다.
도4(2)의 아날로그 영상 신호는 밝은 부분과 어두운 부분을 가지는 영상에 대한 신호이고, 히스토그램에서 보면, 높은 휘도(밝기)의 신호로부터 낮은 휘도의 신호까지를 포함한다. 이 경우는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)은 최대 규격 전압(VR) 레벨에 있고, 평균치(VAV)는 중간 정도가 된다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK(=VR))과 같고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK(=VR))에 대응하는 전압(VBC)과 같은 것이 바람직하다. 단, 가장 높은 휘도의 화소 수가 (1)의 경우보다도 적기 때문에, 예를 들면 다이나믹 레인지(Vref)를 피크값(VPK(=VR))보다 낮게 하고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK(=VR))에 대응하는 전압(VBC)보다 낮아도 좋다.
도4(3)의 아날로그 영상 신호는 전체적으로 어두운 영상 중에, 부분적으로 매우 밝은 영상이 존재하는 경우의 신호이고, 히스토그램에서 보면, 거의 중간 정도보다 낮은 휘도의 신호와 그곳으로부터 크게 빗나간 높은 휘도의 신호로 된다. 이 경우는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)은 최대 규격 전압(VR)과 거의 같도록 큰 것에 대해, 평균치(VAV)는 매우 낮은 값이 된다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK(=VR))의 절반보다도 약간 높은 정도이고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK(=VR))에 대응하는 전압(VBC)의 절반 정도보다 약간 높은 정도가 바람직하다.
도4(4)의 아날로그 영상 신호는 전체적으로 중간의 밝기를 가지는 영상에 대한 신호이고, 히스토그램에서 보면 거의 중간 정도의 휘도의 신호로 된다. 이 경우는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK) 및 평균치(VAV)는 모두 최대 규격 전압(VR)의 절반 정도이다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK) 정도이고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK)에 대응하는 전압 정도가 바람직하다.
도4(5)의 아날로그 영상 신호는 전체적으로 어두운 영상 중에, 부분적으로 조금 밝은 영상이 존재하는 경우의 신호이고, 히스토그램에서 보면, 거의 낮은 휘도의 신호와 그곳으로부터 크게 빗나간 중간 정도의 휘도의 신호로 된다. 이 경우는, 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)은 최대 규격 전압(VR)의 거의 절반 정도인데 대해, 평균치(VAV)는 매우 낮은 값이 된다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK)과 평균치(VAV)의 중간값 정도이고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK)과 평균치(VAV)의 중간값 정도에 대응하는 전압이 바람직하다.
도4(6)의 아날로그 영상 신호는 전체적으로 어두운 영상의 경우의 신호이고, 히스토그램에서 보면, 거의 낮은 휘도의 신호로 된다. 이 경우는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK) 및 평균치(VAV)는 같은 정도이고, 최대 규격 전압(VR)보다 꽤 낮은 전압이다. 따라서, 다이나믹 레인지(Vref)는 피크값(VPK) 정도이고, 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값도 피크값(VPK)에 대응하는 전압 정도가 바람직하다.
이상의 6종류의 영상 신호로부터 말할 수 있는 것은 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)과 평균치(VAV)가 가까운 경우((1), (4), (6))는 전체적으로 같은 밝기의 영상이고, 피크값(VPK)과 평균치(VAV)가 다른 경우((3), (5))는 평균적인 밝기는 평균치(VAV)에 의존하지만, 밝기의 분포는 피크값(VPK)에 의존하는 상태라고 말할 수 있다. 그런데, 본 실시 형태 예에서는, 피크값과 평균치의 중간값에 대응시켜 다이나믹 레인지(Vref)와 휘도 제어 신호를 설정한다. 즉, 상기의 피크값에 따라서 설정한 것에 대해서, 평균치에 따라 설정값을 더 내리도록 한다.
도5는 도4의 6종류의 영상 신호에 대한 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호의 관계를 나타내는 도표이다. 상술한 바와 같이, 보다 바람직한 계조의 제어 방법으로는 아날로그 영상 신호의 피크값에 따라서 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호를 제어하고, 또한, 평균치에 따라 그들을 보다 낮은 레벨로 쉬프트시키는 것이다. 따라서, 인터페이스 장치 내에서 구성되는 획일적인 회로에 의해 상기의 휘도 제어가 된 다이나믹 레인지(Vref)와 휘도 제어 신호(BCONT)를 생성하기 위해서는, 일 예로서, 피크값(VPK)과 평균치(VAV)의 중간값(=(VPK+VAV)/2)에 따라서, 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호를 설정하는 것이 바람직하다.
도5의 도표에는, 이러한 방법으로 설정된 다이나믹 레인지(VPK)와 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값을 나타낸다. 영상 신호(1)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 중간값((VPK+VAV)/2=VPK=VR)으로, 휘도제어 신호(BCONT)는 상기 중간값을 최대 규격 전압(VR)에 대응하는 그 최대 전압(VBC)과 최대 규격 전압(VR)의 비율을 곱셈한 값(=VBC×((VPK+VAV)/2)/VR=VBC)으로 설정된다.
이와 같이, 영상 신호(2)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 3VR/4로, 휘도 제어 신호(BCONT)는 3VBC/4로 각각 설정된다. 또, 영상 신호(3)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 4VR/7로, 휘도 제어 신호(BCONT)는 4VBC/7로 각각 설정된다. 또한, 영상 신호(4)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 VR/2로, 휘도 제어 신호(BCONT)는 VBC/2로 각각 설정된다. 그리고, 영상 신호(5)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 VR/3로, 휘도 제어 신호(BCONT)는 VBC/3로 각각 설정된다. 마지막으로, 영상 신호(6)의 경우는, 다이나믹 레인지(Vref)는 VR/4로, 휘도 제어 신호(BCONT)는 VBC/4로 각각 설정된다.
도6은 본 실시 형태 예에 있어서의 다이나믹 레인지와 휘도 제어 신호 생성부의 구성을 나타내는 도면이다. 도6에 나타낸 생성부(10)는 아날로그 영상 신호(Vin)를 공급하고, 소정의 기간 내에서의 아날로그 영상 신호의 전압의 피크값(VPK)과 평균치(VAV)를 검출하는 신호 레벨 검출 회로(11)를 가진다. 이 신호 레벨 검출 회로(11)는 본 실시 형태 예에 의하면, 1프레임 기간에 있어서의 아날로그 영상 신호의 피크값과 평균치를 구하기 위해서, 수직 동기 신호(Vsync)를 리셋 신호(RST)로서 이용한다.
상기의 검출된 피크값(VPK)과 평균치(VAV)는 다이나믹 계조 제어기(12)와 다이나믹 휘도 제어기(13)에 공급된다. 다이나믹 휘도 제어기(13)에는, 외부에서 공급되는 외부 휘도 조정 신호(BCA)도 공급된다. 다이나믹 계조 제어기(12)는 피크값과 평균치에 따라서, 상기한 알고리즘으로 데이터 컨버터(A/D 변환기)(14)의 다이나믹 레인지(Vref)를 동적으로 생성하고, 데이터 컨버터(14)에 공급한다. 또, 다이나믹 휘도 제어기(13)는 피크값과 평균치에 따라서, 상기한 알고리즘으로 휘도 제어 신호(BCONT)를 생성한다. 또한, 다이나믹 휘도 제어기(13)는 외부 휘도 조정 신호(BCA)에 연동되어, 그 휘도 제어 신호(BCONT)를 조정한다.
도7은 본 실시 형태 예에 있어서의 신호 레벨 검출 회로의 상세 회로도이다. 도7에 나타낸 신호 레벨 검출 회로(11)는 제1, 제2 및 제3 샘플링 홀드 회로(111, 113, 117)를 가진다. 또한, 신호 레벨 검출 회로(11)는 샘플링 신호(S1, S2, S3)를 생성하는 제1, 제2 샘플링 신호 생성 회로(114, 115)와, 2개의 입력 신호를 비교해 큰 쪽의 신호를 출력하는 콤퍼레이터 회로(112)와, 아날로그 영상 신호(Vin)의 일정 주기 내의 평균치를 검출하는 로우 패스 필터 회로(적분 회로)(116)를 가진다.
제1 샘플링 신호 생성 회로(114)는 블랭킹 신호(BLANK)에 따라 정해지는 블랭킹 기간 이외의 유효 영상 신호 기간에 있어서, 도트 클럭(DCLK)에 동기한 샘플링 신호(S1)를 생성하여, 제1 샘플 홀드 회로(111)에 공급한다. 샘플 홀드 회로(111)는 그 샘플링 신호(S1)에 응답하여, 아날로그 영상 신호(Vin)의 전압 레벨을 샘플 홀드한다. 콤퍼레이터 회로(112)는 수직 동기 신호(Vsync)에 동기하여 생성되는 리셋 신호(RST)에 의해 리셋되고, 1프레임 기간 사이, 가장 높은 전압 레벨을 출력한다. 제2 샘플 홀드 회로(113)는 수직 동기 신호(Vsync)에 동기하여 생성되는 샘플링 신호(S2)에 응답하여, 콤퍼레이터 회로(112)의 출력을 홀드한다. 따라서, 제2 샘플 홀드 회로(113)는 1프레임 기간 내에서 가장 높은 아날로그 영상 신호의 레벨을 피크값(VPK)으로서 출력할 수 있다.
적분 회로인 로우 패스 필터 회로(116)는 아날로그 영상 신호(Vin)의 1프레임 기간 내의 평균적인 전압 레벨을 검출하고, 그 검출된 전압 레벨이 제3 샘플링 홀드 회로(117)에 의해 홀드된다. 따라서, 제3 샘플링 홀드 회로(117)는 아날로그 영상 신호의 1프레임 기간 내의 전압 평균치(VAV)를 출력한다.
도8은 본 실시 형태 예에 있어서의 다이나믹 계조 제어기(12)와 다이나믹 휘도 제어기(13)의 회로도이다. 도5에 나타낸 바와 같이, 피크값(VPK)과 평균치(VAV)로부터 다이나믹 레인지(Vref)와 휘도 제어 신호(BCONT)를 구하기 위해서, 각각의 제어기(12, 13)는 저항과 오퍼레이션 앰프의 조합 회로를 가진다.
다이나믹 계조 제어기(12)는 연산 증폭기(121)와 입력 저항(122, 123) 및 피드백 저항(124)으로 구성된다. 이러한 구성으로 함으로써, 연산 증폭기(121)의 게인(G)은, 도시하는 바와 같이,
G=1(버퍼)
(단, R1=R2, R3(R6)<<R1(R2)(R3, R6은 없어도 좋다.))가 되고, 각각의 입력 저항에 피크값(VPK)과 평균치(VAV)가 인가되므로, 연산 증폭기의 출력(Vref)은
Vref=(VPK+VAV)/2가 된다.
다이나믹 휘도 제어기(13)는 연산 증폭기(131, 132) 및 버퍼 회로(133)를 가진다. 연산 증폭기(131)와 저항(134, 135, 136)은 다이나믹 계조 제어기(12)와 같은 회로 구성이고, 그 게인 및 출력(VO1)도, 상기와 같고,
VO1=(VPK+VAV)/2
가 된다.
한편, 제2 연산 증폭기(132)는 입력 저항(137)과 피드백 저항(138)을 구비함으로써, 게인(G)은 도시하는 바와 같이,
G=(R4+ R5/R4)=(VBC/VR)
(단, R5=(VBC/VR-1)×R4, VBC≥VR)이 되도록 저항값이 설정되고, 따라서, 출력(VO2)은,
VO2=G×VO1=(VBC×(VPK+VAV)/2)/VR=VBC×Vref)/VR
이 된다.
즉, 제2 연산 증폭기(132)는, 연산 증폭기(131)에 의해 산출된 (VPK+VAV)/2인 전압을, 표시 장치의 발광 주파수의 제어에 이용하는 휘도 제어 신호(BCONT)의 입력 레인지에 맞추어 비율(VBC/VR)로 변환하는 기능을 가진다. 즉, 다이나믹 레인지(Vref)가 최대일 때의 값(VR)에 대응하는 휘도 제어 신호(BCONT)의 전압값을 VBC(최대치)로 하는 경우에, 다이나믹 레인지(Vref)의 설정에 연동하여 휘도 제어 신호(BCONT)를 구하는 회로이다.
이상의 제어기 회로를 이용함으로써, 인터페이스 장치에서는 아날로그 영상 신호의 피크값(VPK)과 평균치(VAV)를 따라서, 획일적으로 다이나믹 레인지(Vref)와 휘도 제어 신호(BCONT)를 생성할 수 있다. 이 다이나믹 레인지(Vref)에 따라서, A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지를 설정함으로써, 항상 최대의 분해능으로 계조를 표현할 수 있다. 또, 휘도 제어 신호(BCONT)에 따라 플라즈마 표시 패널의 발광 주파수(Fsus)를 설정함으로써, 아날로그 영상 신호에 대응한 휘도로 표시할 수 있다.
[제2 실시 형태 예]
도9는 제2 실시 형태 예에 있어서의 플라즈마 표시 장치의 구성도이다. 도1과 대응하는 부분에는 같은 인용 번호를 부여하고 있다. 플라즈마 표시 장치(100)는 표시 유니트(8)와 인터페이스 장치(9)로 구성된다. 인터페이스 장치(9)는 도1의 경우와 같이, 합성 신호인 아날로그 영상 신호(Vin)를 아날로그의 적, 녹, 청의 신호(RA, GA, BA) 및 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync)로 변환하고, 그들 아날로그 표시 신호(RA, GA, BA)를 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)로 변환한다. 또, 수평 동기 신호(Hsync)로부터 도트 클럭(DCLK)이 PLL(16)에 의해 생성된다. 인터페이스(9)에 의해 생성된 디지털 표시 신호(RD, GD, BD), 수직 동기 신호(Vsync) 및 도트 클럭(DCLK)이 표시 유니트(8)에 공급된다. 이들 디지털 표시 신호 등은 외부에서 직접 표시 유니트(8)에 공급되는 경우도 있다.
제2 실시 형태 예에서는, 표시 유니트(8) 내에, 표시 화면에 따른 휘도의 계조의 해상도와 표시 휘도를 제어하는 휘도 제어 신호를 제어하는 기능이 구비된다. 계조 제어 회로(20)는 공급되는 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)에 따라서, 표시 화면의 휘도의 최대 계조 레벨을 검출하고, 표시 신호 변환 회로의 변환 테이블을 선택하는 선택 신호(DSEL)를 생성한다. 이 선택 신호(DSEL)는 휘도 제어 신호로서의 기능도 가지고, 표시 신호 변환 회로(24)에 공급되는 동시에 발광 주파수 제어기(2)에도 공급된다.
표시 신호 변환 회로(24)는 각각 10비트의 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)를, 선택 신호(DSEL)를 따르는 변환 테이블에 의해서, 10비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD, CGD, CBD)로 변환한다. 변환된 표시 신호는 표시 데이터 제어기(1)에 공급되고, 데이터 신호로서 어드레스 드라이버(7)에 공급된다. 또, 선택 신호(DSEL)를 따라서, 발광 주파수 제어기(2)는 유지 방전의 발광 주파수(Fsus)를 설정한다.
계조 제어 회로(20)는 도1에 있어서의 다이나믹 레인지 및 휘도 제어 신호 생성부(10)와 같은 기능을 가진다. 단, 계조 제어 회로(20)에는, 공급된 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨을 히스토그램에 의해 검출하고, 선택 신호(DSEL)를 생성한다. 그리고, 표시 신호 변환 회로(24)에서, 공급 디지털 표시 신호의 0으로부터 검출한 최대 계조 레벨까지의 계조의 레인지가 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 대응하도록, 공급 디지털 표시 신호(RD, GD, BD)를 변환 디지털 표시 신호(CRD, CGD, CBD)로 변환한다. 그 결과, 검출된 최대 계조 레벨이 보다 낮은 경우는, 낮은 휘도 영역에서의 계조의 해상도가 보다 높게 되도록 디지털 표시 신호가 변환된다. 이러한 변환에 따라서, 실질적으로 변환 디지털 표시 신호의 다이나믹 레인지는 좁게 된다.
따라서, 다이나믹 레인지가 실질적으로 좁게 됨으로써, 최대 계조에 대응하는 실제의 휘도를 내릴 필요가 있으므로, 휘도 제어 신호로서의 기능도 가지는 선택 신호(DSEL)에 의해서, 발광 주파수(Fsus)는 보다 낮게 설정된다.
도10은 계조 제어 회로(20)에 있어서의 디지털 표시 신호의 분포 상태를 나타내는 히스토그램의 도면이다. 횡축은 10비트의 디지털 표시 신호(D9:0)의 계조값을 나타내고, 세로축은 화소 수를 나타낸다. 이 히스토그램은 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 구획된 1개의 프레임 또는 수 프레임 기간에 있어서의 계조값에 대한 화소 수를 나타낸다.
분포(A)의 예는 계조값 512로부터 1024의 높은 계조 레벨로 기준치(Dref)보다도 높은 화소 수를 가진다. 즉, 분포(A)는 보다 밝은 화소가 많이 존재하는 화면이고, 예를 들면, 도4에 나타낸 1), 2), 3)의 예에 대응한다. 분포(B)는 계조값 256으로부터 512의 다음으로 높은 계조 레벨로 기준치(Dref)보다도 높은 화소 수를 가지지만, 계조값 512로부터 1024의 가장 높은 계조 레벨에서는, 기준치보다 적은 화소 수밖에 존재하지 않는다. 따라서, 분포(B)는 약간 밝은 화소가 많이 존재하는 화면이지만, 분포(A)보다는 밝은 화소의 수가 적다. 그리고, 예를 들면, 도4에 나타낸 4), 5)의 예에 대응한다. 마지막으로, 분포(C)는 계조값 256보다 높은 화소 수는 기준치(Dref)를 넘지 않는 예이고, 어두운 화상이다. 즉, 도4의 6)의 예에 대응한다.
상기의 분포(A, B, C)에 있어서, 분포(A)가 휘도의 최대 계조 레벨이 가장 높은 예이고, 분포(B)가 그 다음으로 최대 계조 레벨이 높고, 분포(C)는 최대 계조 레벨이 가장 낮은 예이다. 이들의 분포의 구별은 도10으로부터 분명한 바와 같이, 디지털 표시 신호의 최상위 비트(D9)와 다음 상위 비트(D8)의 화소 수를 카운트함으로써 가능해진다. 즉, 최상위 비트(D9)의 화소 수가 기준치(Dref)를 넘고 있으면 분포(A)라고 판단할 수 있다. 또, 디지털 표시 신호의 다음 상위 비트(D8)의 화소 수가 기준치(Dref)를 넘지만, 최상위 비트(D9)의 화소 수가 기준치를 넘지 않는 경우에, 분포(B)라고 판단할 수 있다. 최상위 비트(D9) 및 그 다음 상위 비트(D8)의 화소 수가 모두 기준치를 넘지 않으면, 분포(C)의 가장 어두운 화면이라고 판단할 수 있다.
도11은 계조 제어 회로와 표시 신호 변환 회로의 구성을 나타내는 도면이다. 계조 제어 회로(20)는 디지털 표시 신호의 최상위 비트(RD9, GD9, BD9)를 도트 클럭(DCLK)에 동기하여 카운트하는 카운트 회로(30)와, 다음의 상위 비트(RD8, GD8, BD8)를 카운트하는 카운트 회로(34)를 가진다. 이들 카운트 회로는 소정 수의 프레임 기간에 있어서 누적한 카운트값을 매 프레임 마다에 수직 동기 신호(Vsync)에 동기하여 출력한다.
계조 제어 회로(20)는 또한, 카운트값과 기준치(Dref)를 비교하는 비교 회로(32, 36)를 가진다. 비교 회로(32)는 최상위 비트의 수가 기준치(Dref)를 넘는 경우는, 선택 신호(DSEL1)를 H레벨로 한다. 또, 비교 회로(36)는 다음의 상위 비트의 수가 기준치(Dref)를 넘는 경우는, 제2 선택 신호(DSEL2)를 H레벨로 한다. 이 2비트의 선택 신호(DSEL1, 2)는 표시 신호 변환 회로(24)의 선택 회로(24S)에 공급된다.
표시 신호 변환 회로(24)는 예를 들면, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0)를 10비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD9:0)로 변환한다. 그리고, 도11의 예에서는, 3종류의 변환 테이블에 의한 변환 회로(24A, B, C)가 구비되고, 이들 변환 회로(24A, B, C)가 선택 신호(DSEL)에 의해 선택된다. 도11에서, 변환 회로는 적의 디지털 표시 신호에 대한 변환 회로만을 나타낸다. 선택 신호(DSEL)는 도10에 나타낸 가장 밝은 화면의 분포(A)와, 다음으로 밝은 화면의 분포(B)와, 가장 어두운 화면의 분포(C)를 판별하는 신호이다.
또한, 도11에는, 적의 디지털 표시 신호에 대한 변환 회로만을 나타내고 있지만, 실제로는, 녹과 청에 대한 디지털 표시 신호(GD, BD)의 변환 회로도 구비된다.
도12는 히스토그램의 분포와 선택 신호의 관계를 나타내는 도표와 그 변환 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 히스토그램의 분포가 A인 경우는, 선택 신호(DSEL)의 1비트째 신호(DSEL1)가 H레벨이 된다. 그 때는, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0)가 10비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD9:0)로 변환된다. 그 변환 특성(변환 테이블)은 도12b에 나타나는 변환 테이블의 특성도에 나타내는 바와 같이, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~1024 계조 레인지를 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~1024 계조 레인지로 변환하는 특성을 가진다. 도12b에 나타낸 특성(A)은 반드시 직선일 필요는 없고, 예를 들면 감마 특성을 고려해 낮은 계조 영역에서 보다 해상도가 높아지는 특성 곡선으로 하여도 좋다.
히스토그램의 분포가 B인 경우는, 선택 신호(DSEL)의 2비트째의 신호(DSEL2)가 H레벨이 된다. 이 때는, 공급 디지털 표시 신호의 하위 9비트(RD8:0)가 10비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD9:0)로 변환된다. 즉, 도12b에 나타낸 변환 테이블(B)이 변환 특성의 예이다. 이 변환 특성에 의하면, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~512 계조 레인지를 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~1024 계조 레인지로 변환한다. 최상위 비트(RD9)가 1이 되는 화소 수가 적기 때문에, 계조 512 이상의 계조는 모두 최대 계조 레벨에 할당되어진다. 따라서, 변환된 디지털 표시 신호에 의하면, 낮은 계조 영역에서 보다 계조의 해상도가 높게 된다.
히스토그램의 분포가 C인 경우는 선택 신호(DSEL)의 양 비트 신호(DSEL1, 2)가 L레벨이 된다. 이 때는, 공급 디지털 표시 신호의 하위 8비트(RD7:0)가 10비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD9:0)로 변환된다. 즉, 도12b에 나타낸 변환 테이블(C)이 변환 특성의 예이다. 이 변환 특성에 의하면, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~256 계조 레인지를 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~1024 계조 레인지로 변환한다. 최상위 비트(RD9) 및 다음 상위 비트(RD8)가 1이 되는 화소 수가 적기 때문에, 계조 256 이상의 계조는, 모두 최대 계조 레벨에 할당되어진다. 따라서, 변환된 디지털 표시 신호에 의하면, 낮은 계조 영역에서 계조의 해상도가 더 높게 된다.
도12b에 나타낸 변환 테이블에 의하면, 변환 테이블(A)의 경우는 공급 디지털 표시 신호(RD)의 최대 계조 1024가 그대로 변환 뒤의 디지털 표시 신호(CRD)의 최대 계조 1024에 대응한다. 그러나, 변환 테이블(B)의 경우는 공급 디지털 표시 신호(RD)의 계조 512가 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 최대 계조 1024에 대응한다. 또, 변환 테이블(C)의 경우는, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 계조 256이 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 최대 계조 1024에 대응한다.
따라서, 변환 테이블(B, C)의 경우는, 실제의 표시하여야 할 휘도의 최대 계조 레벨이 2배 또는 4배가 되어 있다. 따라서, 제1 실시 형태 예의 경우와 같이, 디지털 표시 신호의 변환에 따라서, 실제의 표시하여야 할 휘도로 조정하기 위해서, 발광 주파수(Fsus)를 조정할 필요가 있다.
도13은 발광 주파수 제어기의 동작을 설명하는 도면이다. 분포(A)의 경우는, 발광 주파수(Fsus)는 발광 주파수 제어기(2)에 의해서 최대 주파수로 제어된다. 또, 분포(B)의 경우는, 최대 주파수의 1/2로 제어된다. 그리고, 분포(C)의 경우는, 최대 주파수의 1/4로 제어된다. 단, 발광 주파수 제어기에는 상기의 분포를 나타내는 선택 신호(DSEL)에 더해, 외부에서 공급되는 외부 휘도 조정 신호(BCA)가 공급된다. 이 외부 휘도 조정 신호(BCA)에 의해 발광 주파수의 상한치가 제어된다. 따라서, 외부 휘도 조정 신호(BCA)에 의해 제어된 발광 주파수의 상한치를 넘지 않는 범위에서, 휘도 제어 신호의 기능을 가지는 선택 신호(DSEL)에 따른 발광 주파수가 선택된다.
또, 발광 주파수 제어기(2)는 X드라이버(5), Y드라이버(6) 및 어드레스 드라이버(7)의 각 구동 드라이버로부터, 소비 전류 정보를 피드백하고, 표시 유니트(8)의 소비 전력이 정격으로 정한 일정 값을 넘지 않도록 발광 주파수를 제어한다. 따라서, 발광 주파수 제어기(2)는 상기 외부 휘도 조정 신호(BCA)와 소비 전류 정보에 의해 제약되는 발광 주파수의 상한치를 넘지 않는 범위에서, 선택 신호(DSEL)에 따른 발광 주파수(Fsus)를 선택한다.
도14는 다른 히스토그램의 분포와 선택 신호의 관계를 나타내는 도표와 그 변환 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 도14의 예는 도11의 표시 신호 변환 회로(24)의 변환 뒤의 디지털 표시 신호(CRD)가 8비트인 예이다. 즉, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0)가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD7:0)로 변환되는 예이다.
히스토그램의 분포(A, B, C)에 대응하는 선택 신호(DSEL)의 조합은, 도12의 경우와 같다. 단 변환 테이블이 다르다. 분포(A)를 검출하는 선택 신호(DSEL)=H, X(X는 H 또는 L 중 어느 하나)의 경우, 변환 회로에서는 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 상위 8비트의 신호(RD9:2)가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD7:0)에 대응되어진다. 즉, 도14b에 나타내는 바와 같이, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~1024 계조 레인지가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~256 계조 레인지(풀 레인지)에 대응되어진다. 단, 계조의 해상도는 악화되어 있다.
분포(B)를 검출하는 선택 신호(DSEL)=L, H의 경우, 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 1비트 하위측으로 쉬프트한 신호(RD8:l)가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD7:0)에 대응되어진다. 즉, 도14b에 나타내는 바와 같이, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~512 계조 레인지가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~256 계조 레인지에 대응되어진다.
또한, 분포(C)를 검출하는 선택 신호(DSEL)=L, L의 경우는, 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 2비트 하위측으로 쉬프트한 신호(PD7:0)가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD7:0)에 대응되어진다. 즉, 도14b에 나타내는 바와 같이, 공급 디지털 표시 신호(RD)의 0~256 계조 레인지가 8비트의 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 0~256 계조 레인지에 대응되어진다.
도14b로부터 분명한 바와 같이, 변환 테이블(A)에 비해, 변환 테이블(B, C)은 낮은 계조 영역에서는 계조의 해상도가 보다 높게 되어 있다. 따라서, 어두운 영상에 대해서도 충분한 계조의 해상도를 부여할 수 있다.
도14의 예의 경우도, 발광 주파수의 제어는 상기와 같다. 변환 테이블(A)에 대응하는 발광 주파수(Fsus)와 비교할 때, B의 경우의 발광 주파수는 1/2, C의 경우의 발광 주파수는 1/4로 제어된다.
도14에 나타낸 변환 회로의 경우는 표시 신호 변환 회로에 멀티플렉서를 이용 할 수도 있다. 즉, 분포(A)의 경우는, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 상위 8비트의 신호(RD9:2)를 선택한다. 또, 분포(B)의 경우는, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 신호(RD9:2)보다 하나 쉬프트한 8비트의 신호(RD8:1)를 선택한다. 그리고, 분포(C)의 경우는, 10비트의 공급 디지털 표시 신호(RD9:0) 중 신호(RD9:2)보다 더 2개 쉬프트한 8비트의 신호(RD7:0)를 선택한다.
이상 설명한 제2 실시 형태 예는, 공급되는 디지털 표시 신호(RD)를 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호(DSEL)를 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치에 있어서, 표시 신호 변환 회로는 복수 프레임 기간 등의 소정의 기간 내에서의 공급 디지털 표시 신호(RD)에 의한 휘도의 최대 계조 레벨이, 512~1024의 범위의 제1 계조 레벨일 때는, 공급 디지털 표시 신호의 0으로부터 제1 계조 레벨 1024까지의 계조 레인지가 변환 디지털 표시 신호(CRD)의 풀 레인지에 대응하도록, 공급 디지털 표시 신호를 변환한다. 또, 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨(512~1024)보다 낮은 제2 계조 레벨(256~512)일 때는, 공급 디지털 표시 신호의 0으로부터 제2 계조 레벨(512)까지의 계조 레인지가 변환 디지털 표시 신호의 풀 레인지에 대응하도록, 공급 디지털 표시 신호(RD)를 변환한다. 도12b이나 도14b에 나타내는 바와 같이, 변환 특성(A, B)을 비교하면, 변환 특성(B) 쪽이 낮은 휘도 영역에 있어서의 계조의 해상도가 높게 되어 있다.
또한, 제2 실시 형태 예에서는, 계조 제어 회로(20)와 발광 주파수 제어기로 되는 휘도 제어 회로는, 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨(512~1024)일 때는 표시를 제1 휘도로 하도록 상기 휘도 제어 신호(DSEL)를 제어하고, 최대 계조 레벨이 제2 계조 레벨(256~512)일 때는 표시를 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도(발광 주파수를 1/2배)로 하도록 휘도 제어 신호(DSEL)를 제어한다.
그리고, 표시 신호 변환 회로(24)는, 도12의 예에서, 최대 계조 레벨이 제1 레벨(512~1024)일 때는, 10비트(N비트)의 공급 디지털 표시 신호를 10비트(M비트)의 변환 디지털 표시 신호로 변환하고, 제2 레벨(256~512)일 때는, 하위 9비트(N-1)의 공급 디지털 표시 신호를 10비트(M비트)의 변환 디지털 표시 신호로 변환한다.
또, 표시 신호 변환 회로(24)는, 도14의 예에서, 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨(512-1024)일 때는, 10비트(N비트)의 공급 디지털 표시 신호의 상위 8비트(L비트)(RD9:2)를 변환 디지털 표시 신호로 하고, 제2 계조 레벨(256-512)일 때는, 1비트만 하위 8비트(L비트)의 공급 디지털 표시 신호(RD8:1)를 변환 디지털 표시 신호로 한다.
상기한 제1 및 제2 실시 형태 예를 정리하면, 보다 상위 개념으로서, 공급되는 표시 신호에 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호에 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치에 있어서, 공급 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨일 때는, 상기 공급 표시 신호의 0으로부터 제1 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제1 변환 특성으로 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도를 표시하도록 제어하고,
공급 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨보다 낮은 제2 계조 레벨일 때는, 공급 표시 신호의 0으로부터 제2 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제2 변환 특성으로 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도보다 낮은 제2 최대 휘도를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이상, 실시 형태 예에서는 플라즈마 표시 장치를 예로 하여 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명에 의하면, 아날로그 영상 신호로부터 디지털 표시 신호로 변환하는 경우, 아날로그 영상 신호에 따라서 A/D 변환기의 다이나믹 레인지를 변경 설정하므로, 계조의 분해능을 가능한 한 높게 유지하여 디지털 표시 신호로 변환할 수 있고, 영상의 휘도(밝기)를 아날로그 영상 신호에 맞추어 다이나믹하게 변경 설정함으로써 영상 신호에 대응한 적정한 휘도로 표시할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 공급되는 표시 신호로 특정되는 영상에 최적인 계조의 분해능을 가지는 표시 신호로 변환되고, 그 변환 표시 신호에 따라 표시되므로, 최적인 계조의 분해능(계조의 해상도)을 가지는 영상을 표시할 수 있다.

Claims (12)

  1. 아날로그 영상 신호로부터 변환된 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조 표시를 하는 동시에, 휘도 제어 신호에 따라서 상기 아날로그 영상 신호에 따른 휘도의 표시를 하는 표시 장치에 있어서,
    상기 아날로그 영상 신호를 상기 디지털 표시 신호로 변환하는 A/D 변환 회로를 포함하고, 상기 아날로그 영상 신호의 소정의 기간 내에서의 최대 레벨에 따라서, 상기 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지와 상기 휘도 제어 신호를 설정하는 인터페이스 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 장치는 상기 다이나믹 레인지와 상기 휘도 제어 신호의 설정을 상기 아날로그 영상 신호의 상기 소정의 기간 내에서의 평균치에 따라서 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 영상 신호의 최대 레벨이 보다 낮을 때는, 상기 다이나믹 레인지가 보다 작게 설정되고, 상기 휘도 제어 신호가 보다 낮은 휘도를 표시하는 신호로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 아날로그 영상 신호의 평균치가 상기 최대 레벨에 비해 보다 낮을 때는, 상기 다이나믹 레인지가 더 작게 설정되고, 상기 휘도 제어 신호가 더 낮은 휘도를 표시하는 신호로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 아날로그 영상 신호로부터 변환된 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조 표시를 하는 동시에, 휘도 제어 신호에 따라서 상기 아날로그 영상 신호에 따른 휘도의 표시를 하는 표시 장치에 접속되는 인터페이스 장치에 있어서,
    상기 아날로그 영상 신호를 상기 디지털 표시 신호로 변환하는 A/D 변환 회로를 포함하고, 상기 아날로그 영상 신호의 소정의 기간 내에서의 최대 레벨에 따라서, 상기 A/D 변환 회로의 다이나믹 레인지와 상기 휘도 제어 신호를 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 인터페이스 장치.
  6. 공급되는 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호에 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치에 있어서,
    소정의 기간 내에서의 상기 공급 디지털 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨일 때는, 상기 공급 디지털 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제1 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제1 변환 특성으로 상기 공급 디지털 표시 신호를 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도를 표시하도록 제어하고,
    상기 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨보다 낮은 제2 계조 레벨일 때는, 상기 공급 디지털 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제2 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제2 변환 특성으로 상기 공급 디지털 표시 신호를 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도보다 낮은 제2 최대 휘도를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨인지 제2 계조 레벨인지의 판정이, 상기 공급 디지털 표시 신호의 소정의 상위 비트를 가지는 화소 수가 기준 화소 수 이상인지 아닌지에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2 계조 레벨에 더해, 더 낮은 제3 계조 레벨이 판정되고, 상기 판정이 상기 공급 디지털 표시 신호의 최상위 비트 및 제2 상위 비트를 가지는 화소 수가 기준 화소 수 이상인지 아닌지에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 표시 신호 변환 회로는 상기 제1 계조 레벨일 때는, N비트의 공급 디지털 표시 신호를 M(M은 N과 같아도 됨)비트의 변환 디지털 표시 신호로 변환하고, 상기 제2 계조 레벨일 때는, 하위 N-1비트의 공급 디지털 표시 신호를 상기 M비트의 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 표시 신호 변환 회로는 상기 제1 계조 레벨일 때는, N비트의 공급 디지털 표시 신호의 상위 L(L<N)비트를 변환 디지털 표시 신호로 하고, 상기 제2 계조 레벨일 때는, 상기 상위 L비트보다 하위 L비트의 공급 디지털 표시 신호를 변환 디지털 표시 신호로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 공급되는 디지털 표시 신호에 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호에 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치의 제어 방법에 있어서,
    소정의 기간 내에서의 상기 공급 디지털 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨일 때는, 상기 공급 디지털 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제1 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제1 변환 특성으로 상기 공급 디지털 표시 신호를 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도를 표시하도록 제어하고,
    상기 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨보다 낮은 제2 계조 레벨일 때는, 상기 공급 디지털 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제2 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제2 변환 특성으로 상기 공급 디지털 표시 신호를 변환 디지털 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도보다 낮은 제2 최대 휘도를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제어 방법.
  12. 공급되는 표시 신호에 따라 휘도의 계조가 제어되고, 휘도 제어 신호에 따라 휘도가 제어되어 표시를 하는 표시 장치에 있어서,
    상기 공급되는 표시 신호가 가지는 휘도의 최대 계조 레벨이 제1 계조 레벨일 때는, 상기 공급 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제1 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제1 변환 특성으로 상기 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도를 표시하도록 제어하고,
    상기 최대 계조 레벨이 상기 제1 계조 레벨보다 낮은 제2 계조 레벨일 때는, 상기 공급 표시 신호의 저 계조 레벨로부터 제2 계조 레벨까지의 계조 레인지를, 변환 뒤의 계조의 풀 레인지에 할당하는 제2 변환 특성으로 상기 공급 표시 신호를 변환 표시 신호로 변환하는 동시에, 상기 휘도 제어 신호를 제1 최대 휘도보다 낮은 제2 최대 휘도를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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