KR20020018895A - 피디피에서 에스엠에스 구동 방법 - Google Patents

피디피에서 에스엠에스 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이에 관한 것으로, 더 상세하게는 구동방식으로 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도와 셀에 대한 표준편차에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 롬(ROM)에 저장하여 현재의 화면표시에 가장 최적화된 구동 시퀀스를 선택하여 디스플레이 함으로써 시각적인 비균일성으로 인한 디스플레이시의 방해(disturbance)와 동화위를 줄이는 플라즈마 디스플레이의 구동 방법에 관한 것이다.
종래에는 평균 휘도의 차이는 크지 않지만 하나의 필드에서 계조를 나타낼 때 서브필드의 상위 비트가 변하거나 최상위 비트가 변하면 눈에 띄게 시각적인 비균일성이 나타나서 디스플레이시에 방해가 나타나는 문제점이 있다. 또한, 각각의 2진화된 가중치 정보를 조합에 따라 표현하는 계조의 표현으로 인한 일시적인 비균일성은 인간의 망막에서 공간적인 비균일성을 발생하여 동화위(Dynamic False Contour) 등 디스플레이의 표시품질을 저하하는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 여러가지의 평균 휘도와 표준편차에 따른 다수의 구동 시퀀스를 내장하여 해당 계조에 최적의 구동 시퀀스를 선택하여 계조를 표현하는 구동방식으로 기준 서브필드와 나머지 서브필드를 통하여 급격한 가중치를 변화시키지 아니하여 디스플레이시의 방해와 동화위등의 많은 문제점을 제거하는 효과가 있다.

Description

피디피에서 에스엠에스 구동 방법{Method of driving select modified sequence in the Plasma Display}
본 발명은 플라즈마 디스플레이에 관한 것으로, 더 상세하게는 구동방식으로 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도와 셀에 대한 표준편차에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 롬(ROM)에 저장하여 현재의 화면표시에 가장 최적화된 구동 시퀀스를 선택하여 디스플레이 함으로써 시각적인 비균일성으로 인한 디스플레이시의 방해(disturbance)와 동화위를 줄이는 플라즈마 디스플레이의 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이의 구동은 한 화소씩 주사하는 방식이 아니라 기체 방전의 강한 비선형성 특성을 이용한 행구동 방식을 이용하여 주사하는 방식을 사용한다. 기체 방전 현상은 기체의 이온화 과정을 통한 전리에 의한 것이므로 이러한 이온화 반응이 충분히 일어날 수 있는 방전 전압 이상의 전압이 인가될 때만 방전이 일어나며, 그 이하의 전압에 대해서는 방전이 일어나지 않는다. 플라즈마 디스플레이는 일반적으로 일정한 전압을 갖는 연속적인 펄스에 의해 구동되며, 계조 표시는 디지털 방식에 의해 구현된다. 기체 방전에는 보통 수백 볼트의 비교적 높은 전압이 필요하므로 영상 신호를 증폭하여 구동하게 된다.플라즈마 디스플레이가 대형화에 적합한 이유가 공정상의 이유뿐만 아니라 기체 방전이 갖는 대형화에 유용한 특성을 구동 방식에 응용할 수 있기 때문이다.
플라즈마 디스플레이의 구동은 기체 방전에서 발생되는 자외선이 형광막을 여기하여 프레임(화면)을 구현하는 능동 발광형 표시소자이다. 플라즈마 디스플레이의 구동 동작은 직류형 플라즈마 디스플레이의 경우는 양극에는 항상 양의 전위가 인가되며 음극에는 항상 음의 전위가 인가된다. 반면에 교류형 플라즈마 디스플레이의 경우는 벽전하가 인가전압의 극성과 반대로 형성되므로 외부 인가 전위가 벽전하와 같은 극성으로 인가되게 해주려면 벽전하가 형성된 후 외부 인가 전압의 극성을 교번해 주어야 한다.
플라즈마 디스프레이의 선택동작(Addressing)은 초기 방전 형성을 위해서 필요한 구동 동작이다. 교류형의 경우 제 3극을 도입하여 면 방전 형태에서의 유지전극과 유전체에 의한 기생 캐패시터에 의해 야기되는 고전류를 감소시키며 선택동작과 유지동작(Sustain)을 분리시키는 구동 방식을 채용하고 있다. 직류형의 경우 고속의 펄스 메모리 방식을 사용하므로 고속 방전을 위한 특별한 하전 입자를 확산에 의해 공급하는 방식을 채용하고 있다. 유지동작은 기체 방전의 기억 기능 특성을 이용하여 선택 펄스 보다 낮은 전압의 유지 펄스에 의해 방전이 유지되는 구동 동작이다. 소거동작(Erasing)은 방전 소거를 위한 동작 모드로서 직류형 플라즈마 디스플레이의 경우 단순한 방전 유지 전압 이하의 전압으로 낮추면 된다. 교류형 플라즈마 디스플레이의 경우 벽전하를 중화시키는 주기에서 낮은 전압으로 방전을 형성시켜 벽전하가 충분히 형성되지 않게 하거나, 짧은 펄스폭을 갖는 소거 펄스를 인가하여 벽전하가 정상 상태에 도달하지 못하도록 하여 벽전하를 제거한다. 기체 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이의 기억 기능은 교류형의 경우 유전체에 형성되는 벽전하에 의한 고유의 기억 기능을 갖게되며, 직류의 플라즈마 디스플레이의 경우에는 하전 입자 효과를 이용한다.
종래의 플라즈마 디스플레이의 계조 표시 방법은 첨부한 도면 도1과 같이, 펄스번호변조(Pulse Number Modulation) 방식으로 계조의 표시는 적색(Red),녹색(Green), 청색(Blue) 삼색에 대해 각각 8비트씩 배당하여 24비트로 256계조를 표시한다. 256계조 표시는 255개의 펄스를 8개의 서브필드 각 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 유지 가중치(Sustain weight)를 가지는 8개의 서브필드로 나누어 하나의 필드를 이루며 각 계조에 대응하는 서브필드를 온(on)하여 계조를 디스플레이 한다. 계조의 표시는 기본적으로 온(On), 오프(Off) 두상태로 디지털 방식이며, 서브필드(Sub-field) 방식은 시각계가 느끼는 휘도에 대한 자극은 광원의 세기에도 비례하지만, 시간에 따른 연속적인 자극의 시간에 대해서도 비례한다. 따라서 플라즈마 디스플레이의 계조 표시 방법은 방전의 온(On) 시간을 조절하는 일종의 방전 시간 변조 방식을 채용한다. 펄스번호변조 방식은 각각의 계조의 변화에 따라 순차적으로 계조의 변화가 발생하는 것이 아니라 2진화된 유지가중치 정보를 가지는 서브필드의 조합에 의하여 계조를 표현하는 방식을 사용하고 있으며, 해당 서브필드의 상위 비트가 변할 때는 그 차이가 급격하며 최상위 비트가 변할 때는 눈에 띄게 시각적인 비균일성이 나타나 디스플레이시의 방해가 발생한다. 한 예로 일정시간 동안을 측정하여 계산한 평균 휘도가 127에서 128로 변할 경우를 설명하면 다음과 같다. 127의 계조를 표현하는 방법은 서브필드의 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64를 온(on)하여 표현하고, 평균 휘도가 128은 8개의 서브필드 중에서 128의 유지가중치를 가지는 서브필드만을 온(on)하여 표현한다. 따라서, 평균 휘도의 차이는 크기 않지만 하나의 필드에서 계조를 나타낼 때 서브필드의 상위 비트가 변하거나 최상위 비트가 변하면 눈에 띄게 시각적인 비균일성이 나타나서 디스플레이시에 방해가 나타나는 문제점이 있다. 또한, 2진화된 유지가중치의 조합에 따라 계조를 표현함으로 인한 일시적인 비균일성은 인간의 망막에서 공간적인 비균일성을 발생하여 동화위(Dynamic False Contour) 등 디스플레이의 표시 품질을 저하하는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도와 표준편차에 따른 다수의 독립적인 구동 시퀀스를 롬에 저장하여 해당하는 계조에 따라 최적의 구동 시퀀스를 선택하여 프레임을 출력함으로써 종래의 시각적인 비균일성이 나타나서 동화위나 디스플레이시에 품질저하를 제거하는 데 있다.
도1은 종래의 8개의 서브필드로 구성되는 계조 표시 도.
도2는 본 발명에 따른 기준 서브필드와 서브필드로 구성되는 계조 표시 도.
도3은 본 발명에 따른 평균 휘도와 표준편차에 따라 계조를 디스플레이하는 구동시퀀스를 롬에 저장하는 구성도.
도4는 플라즈마 디스플레이의 프레임 출력 동작 블럭도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 11 : 프레임 메모리(Frame Memory), 12 : MCU(Micro Controller Unit),
13 : 비교 검색기, 14 : 주제어부(Main Controller), 15 : 롬(ROM),
16 : 메모리 제어기(Memory Controller),
17 : 타이밍 제어기 (Timing Controller),
18 : PDP(Plasma Display) 구동회로,
19 : PDP 판넬(pannel) 디스플레이.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 계조의 디스플레이에서 출력할 프레임의 평균 휘도값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 과정과, 상기 출력할 프레임의 평균 휘도에 대한 표준편차 값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 과정과, 상기 평균 휘도와 표준편차에 따라 구성한 구동 시퀀스를 저장하여 매 프레임마다 구동시퀀스를 선택하여 계조를 디스플레이하는 과정을 포함한다.
또한, 상기 평균 휘도값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 것은 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도값에 각각의 구동 시퀀스를 독립적으로 구성하는 것과 상기 표준편차에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 것은 매 프레임마다 다수의 표준편차 값에 따라 각각의 구동 시퀀스를 독립적으로 구성하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 SMS(Select Modified Sequence) 구동방식은 매 프레임마다 출력될 전체 패널을 일정시간 동안 측정한 평균 휘도 레벨과 해당 전체 패널에 대한 각각의 셀이 보유하는 계조의 변동 범위인 표준편차 값에 따라 각각 구동 시퀀스를 만들어 최적화된 구동 시퀀스를 선택하여 계조를 표현하는 것이다.
첨부한 도면 도2는 N개의 서브필드를 하나의 필드로 하고 기준 서브필드(Primitive sub-field)를 포함하는 N-1개의 서브필드로 8비트 256 계조를 표현하는 수정 이진 설계(Modified Binary Scheme) 방식을 나타내고 있다. 먼저,출력될 패널(Panel) 전체를 일정시간 동안 측정한 평균 휘도 레벨에 따라 구동시퀀스를 M개 만든다는 것은, 만약 평균 휘도 레벨이 20, 55, 199, 3종류의 값을 가지면 구동 시퀀스도 평균 휘도 레벨에 해당하는 3개를 만드는 것이며 상세히 설명하면 다음과 같다. 하나의 필드는 기준 서브필드를 가지며 해당 기준 서브필드가 평균 휘도 레벨에서 기준값을 표시한다. 만약, 화면의 평균 휘도 레벨이 50을 가지는 표시화면이 있고, 계조 변화의 범위가 100이라면, 평균 휘도 레벨에 대하여 해당 평균 휘도 크기가 평균값의 80%인 40보다 작은 셀과 40보다 큰 셀로 구분하여 기준 서브필드에 유지가중치 40을 패널에 기입을 하고 나머지 서브필드는 2진화된 유지가중치로 각각의 셀의 크기에 따라 패널에 기입하여 계조를 표현한다. 계조 변화의 범위 100에 대한 필드도 마찬가지로 기준 서브필드를 100으로 기입하고 나머지 서브필드로 0부터 255 계조까지의 변화를 2진화된 유지가중치를 기입하여 표현할 수 있게된다. 또한, 표준편차의 범위에 따른 계조 표현 범위를 지정한다. 단위를 갖는 데이터 분포의 측도로서 표준편차 개념을 도입하여 변화량이 평균을 중심으로 하여 얼마나 밀집되었나를 나타내 주는 값으로, 각 셀의 표준편차에 따라 계조 범위의 변화를 지정한다. 동일한 평균 휘도 레벨에서와 마찬가지로 표준편차에 따라 L개의 오차의 범위를 최적화 할 수 있는 구조를 가지는 독립된 L개의 구동 시퀀스를 만드는 것이다. 즉, 전체 패널의 각 셀에 대한 평균에 대해 표준편차 값의 범위가 클수록 기준 서브필드의 유지가중치는 작게하고 나머지 서브필드에 적용되는 유지가중치의 범위를 크게하여 구동 시퀀스를 구성하고, 편차의 범위가 작으면 기준 서브필드의 유지가중치는 크게하고 나머지 서브필드의 유지가중치는 작게하여 구동 시퀀스를 구성한다. 한편, 표준편차 값의 범위가 작을수록 약간의 오차를 갖는 셀들이 나타날 수 있지만 시각계가 인식하지 못하는 범위에서는 평균에 가까운 셀들을 일정한 비율의 유지가중치로 분산시키는 것이므로 약간의 계조의 변화에 따른 암선이나 명선이 나타나는 디스플레이시의 방해, 동화위 등을 줄일 수 있어서 향상된 프레임 화질을 표현할 수 있다.
한편, 도3은 평균 휘도 레벨과 표준편차의 값에 따른 구동 시퀀스를 구성하여 ROM(Read Only Memory)에 저장하는 도면이다. 도3은 M가지의 평균 휘도 레벨값과 L가지의 표준편차 값에 따라 선택할 수 있도록 미리 구성하여 저장한다. 각각의 평균 휘도 레벨값의 수 M가지에 대하여 서로 다른 M가지의 구동 시퀀스를 만들고, L가지의 표준편차 값에 따른 계조의 변동 범위에 대해 각각 L가지의 구동 시퀀스를만들어 롬(ROM)에 저장한 후 해당 휘도 레벨과 계조의 변동 범위에 따라 최적의 구동 시퀀스를 선택하여 디스플레이한다.
도면 도4는 플라즈마 디스플레이 SMS(Select Modified Sequence) 구동에 대한 구조를 보이며, 프레임 메모리(Frame Momory)(10, 11), MCU(Micro Controller Unit)(12), 비교검색기(13), 주제어부(14), 롬(ROM)(15), 메모리 제어기(Memory Controller)(16), 타이밍 제어기(Timing Controller)(17), PDP(Plasma Display) 구동회로(18), PDP 판넬 디스플레이(19)로 이루어진다.
한편, 플라즈마 디스플레이 SMS(Select Modified Sequence) 구동에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다. 외부에서 입력되는 프레임에 대한 정보가 입력되면, 두개의 프레임 메모리(10, 11) 중에서 하나의 프레임 메모리(10)는 먼저 디스플레이로 출력될 프레임을 저장하며, 다른 프레임 메모리(11)는 다음에 출력될 프레임을 저장하여 MCU(12)로 전송하며, 해당 MCU(12)는 데이터의 연산 처리를 하는 중앙처리장치와 데이터를 저장하는 컴퓨터의 기본 기능을 갖춘 제어장치로 입력되는 프레임 정보에 대하여 평균 휘도 값을 계산하며, 해당 평균 휘도 값에 대한 각 셀의 표준편차 값를 계산하여 비교검색기(13)으로 전송하며, 해당 비교검색기(13)는 전송되는 평균 휘도 값과 표준편차 값으로 최적의 구동 시퀀스를 찾아서 주제어부(14)로 전송하며, 해당 주제어부(14)는 비교검색기(13)에서 입력되는 구동 시퀀스 정보로 프레임 출력을 위한 제어 동작을 한다. 롬(15)은 각 필드의 독립된 구동시퀀스의 변화에 따라 신호처리의 정보를 제공하는 것으로, M가지 경우의 평균 휘도 값과 L가지 경우의 표준편차 값에 대하여 각각 독립적인 구동 시퀀스를 저장하여 최적의 디스플레이를 위한 PDP 제어 정보를 저장하여 주제어부(14)로 제공한다. 메모리 제어기(16)은 주제어부(14)로부터 입력되는 독립적인 구동시퀀스의 출력할 프레임 메모리에 대한 정보를 제어하여 제공하며, 타이밍 제어기(17)는 주제어부(14)로부터 입력되는 독립적인 구동시퀀스에 따라 변하는 필드에 대한 온(on),오프(off) 타이밍을 제어하여 제공한다. PDP 구동회로(18)는 메모리 제어기(16)에서 전송하는 프레임 메모리 제어 정보와, 타이밍 제어부(17)로부터 입력되는 필드에 대한 온(on), 오프(off) 타이밍 제어 정보를 바탕으로 PDP 판넬 디스플레이(19)로 전송하며, 해당 PDP 판넬 디스플레이(19)에서 최적의 구동 시퀀스로 구현한 프레임을 출력한다.
만약, 주제어부(14)가 비교검색기(13)로부터 입력되는 평균 휘도 값과 표준편차 값에 적합한 구동 시퀀스를 롬(15)에 저장되어 있는 구동 시퀀스를 선택하여, 평균 계조 레벨이 50이고 각 픽셀(Pixel)에서의 계조 변화의 범위가 100인 서브필드면, 계조의 범위는 0에서부터 150의 범위를 가지게 된다. 이때 유지 가중치의 값이 70인 서브필들 시퀀스가 가장 최적의 조건으로 콘트롤러에서 선택되면, 기준 서브필드에서는 평균 휘도 레벨 보다 큰 셀만이 선택되어 발광하게 되고 나머지 N-1개의 서브필드에서 각각의 셀의 크기에 따라 계조를 표현하는 방식이다. 70의 웨이트를 가진 픽셀은 기준 서브필드에서만 방전하며, 70보다 높은 웨이트를 갖고 있는 픽셀은 기준 서브필드에서 방전하고 나머지 서브필드에서는 기준 서브필드의 웨이트를 제외한 웨이트의 값만큼 방전하며, 70보다 낮은 웨이트를 갖고 있는 픽셀은 기준 서브필드를 제외한 나머지 N-1개의 서브필드에서 필요한 웨이트 만큼의 방전을 한다. 실제로 위의 구동 시퀀스를 적용할 수 있는 계조의 범위는 0에서부터 150의 범위를 가지게 되는 것이다. 이는 주로 동화상을 표현하는 셀에서 대부분의 셀들이 평균값에 근접한 곳에 위치되고 있으며, 각각의 오차에 따른 표준편차를 통해 전체 셀의 계조 표현 범위를 구할 수 있으므로 이를 통해서 구현하고자 하는 계조를 표현하는데 문제가 없다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정하지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자라면 자명한 범위 내에서 본 발명을 여러 가지로 수정 및 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이와같은 수정 및 변경은 본 발명의 기술적 범주에 해당함을 밝혀둔다.
이상과 같이, 본 발명은 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도 값과 표준편차 값에 따른 독립적인 구동 시퀀스를 롬에 저장하여 계조에 최적의 구동 시퀀스를 선택하여 프레임을 출력하는 구동방식으로 서브필드의 상위 비트의 변화에 따른 일시적인 비균일성에 의하여 발생되는 디스플레이시의 방해를 기준 서브필드와 나머지 서브필드를 통하여 급격한 가중치를 변화시키지 아니하여 동화위나 디스플레이시의 방해, 왜곡 등의 문제를 제거하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 출력할 프레임의 평균 휘도값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하여 저장하는 과정과, 상기 출력할 프레임의 평균 휘도에 대한 표준편차 값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하여 저장하는 과정과, 상기 평균 휘도값과 표준편차 값에 따라 매 프레임마다 상기 구동시퀀스를 선택하여 계조를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 피디피에서 에스엠에스 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평균 휘도값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 경우에, 매 프레임마다 변하는 다수의 평균 휘도값에 따라 해당 평균 휘도값에 대응하는 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 것을 특징으로 하는 피디피에서 에스엠에스 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표준편차 값에 따라 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 경우에, 매 프레임마다 변하는 다수의 표준편차 값에 따라 해당 표준편차 값에 대응하는 독립적인 구동 시퀀스를 구성하는 것을 특징으로 하는 피디피에서 에스엠에스 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계조를 디스플레이하는 경우, 상기 매 프레임마다 변하는 평균 휘도 값을 기준 서브필드로 정하여 유지가중치를 적용하고 나머지 서브필드에서 각 셀에 대한 크기를 2진 정보화한 유지가중치를 적용하여 계조를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 피디피에서 에스엠에스 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계조를 디스플레이하는 경우, 셀의 크기에 대한 표준편차를 구하여 해당 표준편차가 크면 유지가중치의 변화가 큰 서브필드를 구성하고, 해당 표준편차가 작으면 유지가중치의 변화가 작은 서브필드를 구성하여 계조를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 피디피에서 에스엠에스 구동 방법.
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