KR20020062601A - 액정 디스플레이용 영상 품질 개선 장치 및 방법 - Google Patents

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마티아스티.피. 파이퍼
테란스알 클라인
잔칼 워터먼
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쓰리-파이브 시스템즈, 인크.
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Abstract

픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)는 가장 진한 블랙으로부터 표준 그레이 레벨까지의 그레이 스케일 레벨 변화에 대한 영상 데이터 스트림을 분석한다. 그레이 스케일 레벨로의 전이는 가장자리 필드 효과로 인한 이미지 저하를 감소하기 위해 인접 픽셀들 사이에서 제한된다. 쉬프트 레지스터와 같은 메모리가 저장을 위해 사용될 수 있고, 인접 픽셀에 작성되는 그레이 스케일 레벨이 비교되며, 그레이 스케일 레벨간의 차이가 어떤 값을 초과하면, 그레이 스케일 레벨중 적어도 하나가 수정된다.

Description

액정 디스플레이용 영상 품질 개선 장치 및 방법{IMAGE QUALITY IMPROVEMENT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS}
본 발명은 액정 디스플레이(LCD)장치에 관한 것이며, 특히 인접한 픽셀 간 그레이 스케일 값의 차이를 제한하는 것으로써 영상의 품질을 향상시키기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)는 통상적으로 휴대용 텔레비전, 휴대용 컴퓨터, 제어 장치의 표시기, 셀룰러 폰과 같은 장치에 사용되어 사용자에게 정보를 표시한다. LCD는 본질적으로 제 1의 상태에서 빛의 투과를 허용하는 한편 제 2의 상태에서 빛의 투과를 차단하는 빛의 값을 가지고 작용하며 어떠한 LCD는 빛을 부분적으로 투과시키기 위한 몇개의 중간 단계를 포함한다. 본 발명의 응용에서와 같이 LCD가 고 해상도 정보 표시용으로 사용될 때, LCD는 통상 "픽셀"(디스플레이 장치의 최소 부분)이라 불리우는 독립적으로 제어되는 표시 구역을 가지는 매트릭스 구조로 배열된다. 개개의 픽셀은 백라이트(투과 방식), 반사기(반사 방식), 또는 이들의 조합 (투과반사 방식)으로부터 발생되는 빛을 선택적으로 투과시키거나 차단한다.
LCD의 픽셀은 빛의 상이한 파장에 따라 투과를 제어할 수 있다. 예를 들어, LCD는 적, 녹, 청색에 대한 빛의 투과량을 독립적으로 제어하는 픽셀을 가질 수 있다. 어떤 LCD에 있어서는 픽셀의 여러 부분에 전압을 가하여 착색 유리의 여러 부분을 통과하는 빛을 제어한다. 다른 LCD에 있어서, 상이한 색의 빛들이 규칙적으로 연속하여 픽셀 구역으로 투사된다. 여기서 전압도 규칙적으로 연속하여 변화하게 될 때, 상이한 색깔의 빛은 상이한 광도를 갖게 된다. 픽셀에 노출되는 빛의 파장을 급속히 변화시키면 사람은 연속적인 개별 색깔보다는 조합된 색을 보게된다. 몇몇의 단색 LCD는 색을 표시할 수 있다. 예를 들어, 단색의 적색 LCD는 스크린 상에 그 영상을 투사할 수 있으며, 단색의 녹색 및 단색의 청색 LCD가 적색 LCD와 일렬로 투사된다면 이 조합에 의해 전체범위의 빛깔을 나타낼 수 있다.
LCD의 단색 해상도는 각각의 픽셀이 제어 신호에 반응하여 발생하는 상이한 레벨의 광투과 또는 광반사의 개수에 의해 결정될 수 있다. 제 1 레벨과 제 2 레벨의 차이에 의해 사용자가 그 2개 레벨 사이의 시각적 차이를 인지하게 된다. 높은 흑백 해상도를 갖는 LCD 일수록 사용자에게 더 선명한 영상을 제공한다.
LCD는 단번에 1회 또는 동시에 여러번 픽셀 마다 구동된다. 픽셀 구역 내에 형성된 커패시터를 충전하는 것은 개개의 픽셀 구역에 전압을 인가하는 것과 같다. 액정은 픽셀 커패시턴스의 충전 전압에 반응하여 트위스트 상태로 되고 해당하는 광량을 투과시킨다. 어떤 LCD에서는 구동전압을 증가시키면 투과량이 감소하고, 다른 어떤 LCD는 투과량이 증가된다. 각각의 픽셀이 다색용인 경우, 다양한 전압이 픽셀의 상이한 위치(픽셀에서 충전되는 상이한 커패시턴스 구역)로 또는 LCD 조명 방법에 따라 상이한 회수로 인가된다. 개개의 전압은 특정 색깔의 투과를 제어한다. 예를 들어, 하나의 픽셀이 단지 청색의 빛을 투과시키도록 구동될 수 있는 한편 다른 하나의 픽셀은 녹색의 빛을 투과시키도록 구동되고, 제 3의 픽셀은 적색의빛을 투과시키도록 구동될 수 있다. 각각의 색깔에서 이용가능한 상이한 광 레벨의 수가 많아질수록 가능한 색 배합 수가 많아진다. 색깔은 상이한 LCD에 존재하는 적색 픽셀, 녹색 픽셀 및 청색 픽셀로부터 배합되어 어떠한 원하는 픽셀 컬러 배합을 만들어낼 수 있다. 3개의 LCD(적,녹,청: RGB)가 광학적으로 정렬될 때 대응되는 RGB 픽셀 개개로부터 합성된 빛은 LCD 픽셀 매트릭스에서 각 픽셀에 대한 하나의 뚜렷한 컬러 픽셀을 생성한다. LCD 픽셀 매트릭스는 광 스트로브 마다 하나의 비디오 프레임을 디스플레이한다. 각각의 광 스트로브 (RGB)는 하나의 비디오 프레임을 생성한다. 연속적인 비디오 프레임은 시간에 따라 변화하는 비디오 이미지 (예를 들어, 동영상)를 생성한다.
영상을 나타내는 복합 디지털 신호를 LCD 각 픽셀의 커패시터를 충전시키기 위해 인가되는 전압으로 변환하기 위해서는 흑백 해상도를 제한할 수 있는 회로 장치를 필요로 한다. LCD에서 단일 컬러를 구동하기 위해 필요한 신호는 디지털 및 아날로그 신호 양쪽이 필요하다. 각 픽셀에 요구되는 개별적인 선택 신호는 디지털 신호이며, 각 픽셀에서 광투과를 결정하기 위해 픽셀의 커패시터 충전용 전압은 아날로그 이다.
LCD 어레이 내의 각 픽셀은 컬럼(수직) 드라이버 및 로우(수평) 드라이버에 의해 어드레스된다. 컬럼 드라이버는 비디오 입력을 표시하는 아날로그 전압 (원하는 액정 트위스트 정도에 필요한 제어 전압)을 컬럼으로 공급하는 아날로그 스위치를 턴 온 시킨다. 로우 드라이버는 컬럼을 원하는 픽셀과 연결시키는 제 2의 아날로그 스위치를 턴 온 시킨다.
LCD로 공급되는 비디오 입력은 통상 약 6.5 V 내지 8.0 V의 중심 기준전압 중앙 부근에 맞춘 아날로그 신호이다. 이 중심 기준전압에 근사하거나 동등한 전압을 "VCOM"이라 부르며, VCOM은 덮개 유리의 내부면(액정면)에 도포된 투명한 도전성 막으로 되는 LCD 덮개 유리 전극으로 공급된다. 이 투명한 도전성 막은 통상 인듐 산화 주석(ITO)으로 만들어진다.
1 프레임의 비디오 픽셀은 중심 기준전압 이상(정의 반전)에서 동작되며, 그다음 프레임의 비디오 픽셀은 중심 기준전압 이하(음의 반전)에서 동작된다. 정 및 음의 반전 상태가 교류되면 각 픽셀에서 실제 0의 직류 바이어스가 나타난다. 이는 실질적으로 "이미지 스틱킹(image sticking)" 현상을 감소시킨다.
LCD 기술은 디스플레이의 크기를 풀 스크린 크기로부터 1.3 인치 대각선 크기 보다 작은 미니 디스플레이, 그리고 확대 시스템이 필요한 마이크로 디스플레이 크기까지 축소시켰다. 마이크로 디스플레이는 반도체 집적회로의 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 공정기술을 이용하여 제조된다. 마이크로 디스플레이는 실리콘 기판 재료의 뒷판, 덮개 유리, 및 그 사이에 삽입된 액정층으로 구성된다. 마이크로 디스플레이는 다수의 로우 및 컬럼으로 배열된 픽셀 매트릭스 형상을 가지며, 여기서 로우와 컬럼의 교차점은 매트릭스 내 픽셀의 위치를 한정하게 된다. 빛을 투사하기 위해, 각 픽셀은 반사 거울 위로 형성된 액정 셀로 된다. 액정의 상태를 변화시킴에 의해, 투사(입사)광은 편광을 변화시키도록 만들어질 수 있다. 실리콘 기판 재료의 뒷판은 통상 10 내지 20 미크론 간격의 픽셀 어레이로 만들어진다. 각 픽셀은 픽셀 구역 대부분을 차지하는 거울 면을 가진다. 거울면은 또한 픽셀 커패시터의다른 플레이트를 형성하는(픽셀 매트릭스내의 모든 픽셀 커패시터에 공통 연결되는) ITO층과 함께 픽셀 커패시터를 형성하는 전기 도체로 된다. 각 픽셀 커패시터가 소정의 픽셀 값으로 충전되었을 때, 픽셀 커패시터의 플레이트 사이에 놓인 액정은 "트위스트(twist)" 또는 "언트위스트(untwist)" 상태로 되고 픽셀로 입사되는 빛 (픽셀 거울에서 반사되는 빛)의 편광에 영향을 준다.
마이크로 디스플레이는 아날로그 비디오 신호 입력 ("아날로그 디스플레이") 또는 디지털 비디오 신호 입력("디지털 디스플레이")을 가질 수 있다. 일반적으로, 아날로그 디스플레이는 래스터 방식으로 어드레스되고, 디지털 디스플레이에서의 픽셀은 무작위 순위로 DRAM과 같이 어드레스 된다. 랜덤 액세스는 갱신이 필요한 픽셀 만을 업데이트시키기 때문에 처리 시간과 전력 소모가 절감된다.
픽셀의 셀 사이의 갭 면적에 비교하여 보다 작은 셀 면적을 갖는 소형 LCD, 특히 마이크로 디스플레이에서 문제점이 존재한다. 픽셀 간 가장자리 필드의 크기가 막대하게 되고, 따라서 전체 픽셀 면적에 대해 가장자리 필드의 영향을 받는 면적이 크게 된다. 이와 같은 문제점은 소형 LCD에서 점증되는 엄밀한 요구조건을 악화시키며 또한 높은 구동 전압을 필요로 한다. 구동 전압을 제한하는 것은 바람직하지만 LCD의 이용가능한 콘트라스트를 저하시킨다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점과 종래 기술에 존재하는 단점 및 결점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 인접하는 하나의 픽셀에서 다른 하나의 픽셀로의 전압 변화의 크기를 완화시키도록 픽셀로 인가되는 비디오 입력 값을 수정하는 것에 의해 LCD의 이미지 품질을 향상시키기 위한 시스템, 방법 및 장치를 제공한다. 인접하는 픽셀 간의 전압 변화 정도가 너무 크게 될 때, 그 전압 변화는 인접한 픽셀 사이에 강한 가장자리 필드 효과를 발생하게 된다.
실리콘 상 액정(LCoS)의 마이크로 디스플레이는 디지털 비디오 데이터 소스로부터 비디오 정보를 수신한다. LCoS 마이크로 디스플레이는 예를 들어 표준 백색 트위스트 네마틱 액정 모드로 동작할 수 있다. 연마 방향을 선택함으로써 예를 들어 60도 뒤틀린 자기 보상 반사 트위스트 네마틱 상이 되도록 "디스클리네이션(disclination)"이 바람직하게 수직 픽셀 경계면(컬럼 사이)에 나타나게 한다. 연한 회색 구역으로 둘러싸여진 암흑 구역을 갖는 소스 이미지가 디스플레이될 경우, 암흑 구역의 일측과 접해있는 회색 구역 안에서 흰색 선이 관찰될 수 있으며, 암흑 구역의 다른 일측과 접해있는 회색 구역 내에서는 흰색 점이 관찰될 수 있다. 회색/흑색 구역의 경계에서 픽셀에 대한 소스 비디오 이미지가 수정된다면, 예를 들어 표준 흑색 픽셀을 회색에 가깝게(흑색보다는 연하고 표준 회색보다는 진하게) 만들거나, 회색 픽셀을 흑색에 가깝게(더 진하게) 만든다면, 결과적인 LCD 비디오 이미지는 가장자리 필드 효과에 의해 훨씬 적은 이미지 왜곡을 갖게 된다. 액정의 전자-광학적 반응이 흑색 픽셀에 대해 포화 전압에 가깝게 작은 기울기를 가지기 때문에, 상기한 바와 같은 픽셀의 검은 정도에 대한 약간의 감소 또는 흑색 픽셀에 인접한 픽셀의 밝기 감소는 인가되는 전압에 커다란 영향을 준다.
본 발명의 예시적 실시예에 의하면, 흑색을 나타내는 픽셀 전압값(픽셀 커패시터에 충전된 전압치)을 블랙 또는 레벨 A(8비트 DAC 에서 00h입력)라로 부르고, 백색을 나타내는 픽셀 전압값을 화이트 또는 레벨 D(8비트 DAC에서 FFh입력)라로 부른다. 회색 레벨은 그레이 또는 레벨 C(8비트 DAC에서 블랙의 00h보다 크고 화이트의 FFh보다 작은 입력)라고 부른다.
본 발명의 예시적 실시예에서, 비디오 소스 데이터는 쉬프트 레지스터로 공급된다. 쉬프트 레지스터 내의 픽셀 값은 비교기에 의해 분석되고, 여기서 적어도 회색 레벨 C 내지 흑색 비디오 값 레벨 B를 갖는 픽셀 값에 근접한 레벨 B보다 작은(00h＜B ＜C) 모든 픽셀 값을 제한한다. 달리, 경계면의 픽셀이 레벨 C 와 D 사이의 그레이 레벨을 가진 회색 레벨로 될 때, 레벨 B보다 작은 픽셀 값은 팩터 k에 따라 감소(회색 레벨 증가)될 수 있다. 여기서, k, B, C는 가장 좋은 이미지를 위해 선택될 수 있는 파라미터들이다. 순차 주사방식의 컬러 LCD 시스템에서는 단지 하나의 쉬프트 레지스터를 필요로 한다. 3 원색(RGB) LCD 시스템에서는 RGB LCD의 각 컬러분에 대해 3개의 쉬프트 레지스터를 필요로 한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 이전의 로우에 기록된 비디오 소스 데이터가 비디오 메모리에 기억되고, 이에 의해 이전 로우의 픽셀 값 데이터와 수정된 현재 로우의 비디오 소스 픽셀 데이터를 비교하는 동작이 수행된다. 따라서, 인접한 컬럼 및 로우의 픽셀들이 비교되고, 이미지 저하(디스클리네이션)를 야기할 수 있는 큰 가장자리 필드를 발생하는 전압 레벨로 어떠한 인접하는 픽셀이 기록되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 충분한 픽셀 수 이상의 원하는 크기 변화를 평균냄으로써 인접 픽셀 전압값의 크기 변화가 줄어들어 인접 픽셀은 필요한 크기보다 큰 전압값 변화를 갖지 않을 것이다. 이것은 전체 영상 데이터 전압값 크기 변화가 어떠한 2개의 인접 픽셀 사이에서 필요한 전압값 크기 변화를 초과하지 않고 얻어질 수 있는 "픽셀 수"를 결정하기 위하여, 인접 픽셀 사이의 입력 영상 데이터 전압값 크기를 필요한 전압값 크기 변화로 분할함으로써 이루어질 수 있다. 이것은 전체 영상 데이터 전압값 크기 변화에 도달할 때까지 인접 픽셀 수 이상으로 인접 픽셀 전압값 변화의 전압값의 점진적인 변화, 예를 들어 "스테어 스테핑(stair stepping)"을 초래한다.
인접 로우의 인접 픽셀 뿐만이 아니라, 동일한 로우에 있는 인접 픽셀이 본 명세서에 기술될 수 있다. 인접 픽셀이 필드 가장자리 효과를 발생하기에 충분한 전압값 차이를 갖지 않도록 영상 메모리가 이전의 컬럼 및/또는 로우의 픽셀에 작성된 전압값을 저장하는데 사용될 수 있음이 고려되었으며 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명은 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시키는 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 교점이 매트릭스에서 픽셀의 위치를 한정하는 다수의 컬럼과 다수의 로우로 배열된 픽셀 매트릭스; 디지털 입력과 아날로그 출력을 갖는 적어도 하나의 디지털 아날로그 변환기(DAC); 상기 적어도 하나의 DAC의 아날로그 출력을 상기 다수의 컬럼의 각각에 연결하는 다수의 컬럼 스위치; 상기 다수의 로우각각을 상기 다수의 컬럼에 선택적으로 연결하는 다수의 로우 스위치; 상기 다수의 컬럼 스위치를 제어하는 컬럼 제어 로직; 상기 다수의 로우 스위치를 제어하는 로우 제어 로직; 영상 정보를 LCD 그레이 스케일 값과 그것의 대응 픽셀 어드레스 위치로 변환하기 위한 영상 프레임 대 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직; 픽셀 매트릭스의 각 픽셀에 대한 LCD 그레이 스케일 값을 수신하는 영상 데이터 비교기/수정기 로직을 포함하고, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일값이 비교되어 인접 픽셀의 그레이 스케일 값 사이의 크기 차이가 원하는 값보다 크면, 그레이 스케일값의 적어도 하나는 크기의 차이가 원하는 값보다 크지 않도록 수정되며, 상기 영상 데이터 압축기/수정자 로직은 수정되지 않은 모든 그레이 스케일값과 수정된 모든 그레이 스케일값을 상기 적어도 하나의 DAC로 전송하며, 상기 영상 프레임 대 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직은 상기 컬럼 제어 로직 및 상기 로우 제어 로직으로 상기 픽셀 어드레스 위치를 전송한다.
본 발명은 다수의 로우와 컬럼으로 배열된 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시키는 동작 방법에 관한 것이고, 로우와 컬럼의 교점은 매트릭스에서 픽셀의 위치를 한정하며, 상기 방법은 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하고 그레이 스케일값을 픽셀 위치에 작성하는 단계를 포함하고, 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 작거나 같으면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값을 인접 픽셀에 작성하고, 픽셀의 그레이 스케일 값이 제 1 기준값보다 크면, 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 제 2 기준값보다 작은지를 판단하고, 만약 작으면, 제 2 기준값을 인접 픽셀에 작성하며, 작지 않으면, 인접픽셀의 그레이 스케일값을 인접 픽셀에 작성한다.
본 발명은 다수의 로우와 컬럼으로 배열된 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시키는 동작 방법에 관한 것이고, 이 로우와 컬럼의 교점은 매트릭스에서 픽셀의 위치를 한정하며, 상기 방법은 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하고 그레이 스케일값을 픽셀 위치에 작성하는 단계를 포함하고, 상기 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 작거나 같으면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값을 인접 픽셀에 작성하고, 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 크면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값이 제 2 기준값보다 작은지 판단하고, 만약 작으면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값에 k를 곱하고 그 곱을 인접 픽셀에 작성하며, 작지 않으면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값을 인접 픽셀에 작성한다.
본 발명은 다수의 로우와 컬럼으로 배열된 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시키는 동작 방법에 관한 것이고, 이 로우와 컬럼의 교점은 매트릭스에서 픽셀의 위치를 한정하며, 상기 방법은 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하고 그레이 스케일값을 픽셀 위치에 작성하는 단계를 포함하며, 상기 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 작거나 같으면, 인접 픽셀의 그레이스케일값을 인접 픽셀에 작성하며, 픽셀의 그레이 스케일값이 제 1 기준값보다 크면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값이 제 2 기준값보다 작은지를 판단하고, 만약 작으면, 픽셀과 인접 픽셀의 그레이 스케일값 사이의 차를 I로 나누고 그 결과를 N으로 저장하고 다음 N 인접 픽셀 그레이 스케일값을 I로 바꾸고, 바뀐 다음 N 그레이 스케일값을 다음 N 인접 픽셀에 작성하며, 만약 작지 않으면, 인접 픽셀의 그레이 스케일값을 인접 픽셀에 작성한다.
본 발명의 기술적 이점은 마이크로 디스플레이에서의 개선된 이미지 품질에 있다. 다른 기술적 이점은 강한 프린지 필드 효과를 만드는 픽셀 사이의 부드러운 전이에 있다. 본 발명의 다른 기술적 이점은 아래의 도면, 설명 및 청구범위로부터 당업계의 숙련된 기술자에게 명백해 질 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 상술한 이점의 서브셋만을 얻는다. 모든 이점이 본 발명에 중요하다.
도 1은 액정 디스플레이 부분의 평면도.
도 2는 도 1의 액정 디스플레이 부분의 측면도.
도 3은 액정 디스플레이 시스템의 블록도.
도 4는 도 3의 액정 디스플레이 부분을 개략적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예의 개략적인 블록도.
도 6은 종래 기술의 액정 디스플레이 시스템의 동작을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치의 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 시스템의 동작을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치의 그래프.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 디스플레이 시스템을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치의 그래프.
도 9는 본 발명의 실시예의 플로우챠트.
도 10은 본 발명의 다른 실시예의 플로우챠트.
도 11은 본 발명의 다른 실시예의 플로우챠트.
도 12는 본 발명의 다른 실시예의 플로우챠트.
도 13은 본 발명의 다른 실시예의 블록도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예의 블록도.
본 발명은 LCD의 픽셀 매트릭스의 픽셀을 나타내는 영역을 포함하는 캐패시터에 저장되는 전압값에 의해 제어되는 특성을 변경하는 빛을 갖는 액정 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것이다. 다수의 디지털/아날로그 변환기(DAC)는 아날로그 스위치를 통해 컬럼을 충전하는 전압에 대한 픽셀 매트릭스의 컬럼에 연결된다. 로우 아날로그 스위치가 선택된 로우상의 필요한 각각의 픽셀 커패시터 플레이트에 각 컬럼을 연결함으로써, 컬럼의 전압값을 각각의 픽셀 캐패시터로 전달한다. 본 발명의 실시예는 하나의 인접 픽셀로부터 다른 픽셀로의 전압 전이의 크기 변화를 줄이기 위해 픽셀 캐패시터에 작성된 영상 전압값을 변경함으로써 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시킨다. 인접 픽셀간의 전압 변화 전이가 크기에 있어 너무 크면, 전압 변화 전이는 "디스클리네이션"이라 불르는 인접 픽셀 영역사이의 강한 가장자리 필드 효과를 발생할 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예가 개략적으로 설명된다.도면의 동일 요소는 동일 도면 부호로 표시되며, 유사한 요소는 상이한 아래 첨자를 갖는 동일 도면 부호로 표시될 것이다.
도 1을 참조하면, 액정 디스플레이(LCD) 부분의 평면도가 도시된다. LCD는 일반적으로 도면 부호(102)로 표현되며 다수의 픽셀(도 3;108)을 포함한다. 각각의 픽셀(108)은 각각의 픽셀 캐패시터 플레이트 또는 "미러(84)"를 갖는다. 픽셀(108)은 매트릭스 어레이로 배열된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 픽셀 미러(84)는 실리콘 기판(82)에 배치된다. 픽셀 미러(84)는 하나의 픽셀 캐패시터 판을 형성하며, 다른 픽셀 캐패시터판은 투명한 ITO층에 의해 형성된다. 기판은(82)은 그 내에 제조된 트랜지스터를 갖는 반도체 집적 회로 다이일 수 있으며, 이 트랜지스터중 일부는 픽셀 미러(84)에 연결될 수 있다. 픽셀 미러(84)사이의 스페이스(86)는 매우 작으며 인접 픽셀 미러(84)사이에서 충분히 큰 크기의 전위차는 액정 물질에서 디스클리네이션을 야기할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 1의 액정 디스플레이 부분의 측면도가 도시된다. LCD(102)는 픽셀 미러(84)가 기판의 표면에서 교환되는 기판(82)을 포함한다. 액정 물질(88)은 픽셀 미러(84)를 감싼다. 투명한 커버(92) 예를 들어, 유리 또는 플라스틱은 픽셀 미러(84)를 위한 다른 캐패시터판을 형성하는 투명한 전기 전도 코팅 (90) 예를 들어, 산화인듐주석(ITO)을 일면에 갖는다. 커버(92)의 외부 표면(94)은 LCD(102)의 보여지는 부분이다. 통상, 라이트(96)는 LCD(102)의 외부 표면(94)으로 반사되며, 액정 물질(88)은 픽셀 미러(84)로부터 반사되는 빛(98)을 수정한다. ITO층(90)과 결합하여 각 픽셀 미러(84)는 전하에 있는 액정 물질(88)의 트위스트를수정하는 특유의 전하를 그 사이에 갖는다. 액정 물질(88)의 트위스트 양은 얼마나 많은 양의 빛(96)이 반사된 빛(98)으로서 돌아오는지를 판단한다(도시하지 않은 빛 편광 필터도 액정이 수정된 빛 편광과 결합하여 사용된다). 샤프하고 클리어한 영상 프레임이 픽셀 미러(84)사이의 부드럽고 별개의 빛 편광 전이를 갖지만, 인접 픽셀 미러(84) 사이의 전압차가 너무 클 경우, 전경이 발생될 수 있다. 본 발명은 인접 픽셀 미러(84)사이의 전압차의 크기를 제한함으로써 이 전경을 극복한다.
도 3을 참조하면, 액정 디스플레이 시스템의 블럭도가 도시된다. 전압값을 액정 디스플레이(LCD) 시스템의 픽셀에 작성하는 시스템의 높은 레벨 블록은 일반적으로 도면 부호(100)로 표현된다. 픽셀에 작성되는 전압값은 영상 데이터 프레임의 전형이다. 전압값은 빛이 LCD상에서 반사되거나 LCD를 통해 반사될 때 빛 편광 및 편광 필터를 통과하는 빛의 강도가 각 LCD 픽셀 영역에서 액정 물질의 "트위스트"에 의해 제어되도록 각 픽셀 영역에서 액정 물질의 "트위스트"를 제어한다.
설명적 및 예시적 목적을 위해, 도 3에 나타낸 LCD(100)는 총 M ×N의 개별적으로 어드레스 가능한 픽셀(108)에 대한 M 로우(106) 대 N 컬럼(104)의 픽셀 매트릭스(102)를 포함한다. 본 명세서에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 로우 제어 로직(110) 및 컬럼 제어 로직(112)의 결합은 LCD(100)에 작성하는 각각의 픽셀 (108)을 선택하는데 사용된다. 영상 대 픽셀 전이 로직과 룩업 테이블(LUT;114)(이하 변환 로직이라 함)은 필요한 계산 단계를 수행하여 영상 프레임 이미지(116)를 이산적인 디지털 값으로 변환하며, 각 디지털 값은 픽셀 영상 전압값을 나타낸다. 디지털 값은 디지털 아날로그 변환기(DAC)(120,121,122 및 123)로 전송되며, 디지털 값의 픽셀 위치 어드레스는 로우 제어 로직(110) 및 컬럼 제어 로직(112)으로 전송된다.
어떤 개수의 DAC라도 본 발명의 실시예에 따라 사용될 수 있음이 고려되었으며, 본 발명의 범위내에 있다. DAC(120,121,122 및 123)는 변환 로직(translation logic;114)에서 디지털 입력 워드에 해당하는 아날로그 값, 예를 들어 전압 또는 전류를 포함하는 출력을 갖는다.
이제 도 4를 참조하면, 도 3의 액정 디스플레이 시스템(100) 부분의 개략적인 블록도가 도시된다. 픽셀 매트릭스(102) 부분은 설명적이고 예시적인 목적을 위해 픽셀(108aa 내지 108dd(4×4 매트릭스)), 픽셀 로우 스위치(300 내지 333), 및 픽셀 컬럼 스위치(290 내지 293)로서 표시된다. LCD는 LCD(100)의 각 픽셀(108aa 내지 108dd)에 필요한 전압 충전을 설치함으로써 작동된다. 픽셀(108)에서의 전압 충전은 LCD(100)을 통해 관통하는 또는 반사되는 빛이 작용되기 위해 액정이 "트위스트" 작동을 변화시키게 한다. 변환 로직(114)는 각각의 픽셀 위치중 하나에서 영상 프레임 부분을 나타내는 DAC(120 내지 123)로 전송되는 적합한 디지털 값을 만들기 위해 수신된 영상 프레임 정보(116)를 사용한다. 더욱이, 변환 로직(114)은 픽셀 전압값 각각에 대해 x-y 좌표(로우-컬럼) 위치를 결합하여, 동 로우 제어 로직(110)과 컬럼 제어 로직(112)으로 전송한다.
DAC(120 내지 123)는 변환 로직(114)로부터 영상 픽셀 값의 디지털 표시를 수신하고, 이 디지털 표시를 각 대응 컬럼(104)으로 인가되어야 하는 아날로그 값, 예를 들어 전압 또는 전류로 변환한다. 각 픽셀(108aa∼108dd)은 연관된 커패시턴스(178)를 가지고, 각 컬럼(0,1,2(도시하지 않음) 및 3)은 각각 연관된 커패시턴스(180, 181, 182(도시하지 않음) 및 183)를 가진다. 각 픽셀의 커패시턴스(178)은 모두 동일할 수 없고, 또한 각 컬럼의 커패시턴스(180, 181, 182 및 183)도 동일할 수 없다. 그러나, 컬럼 커패시턴스 예를 들어, 도면 부호 180은 픽셀 커패시턴스 예를 들어, 도면 부호 178보다 크다. 컬럼 커패시턴스는 필요한 전압 값으로 충전된다. DAC의 출력은 컬럼에 연결되어 컬럼 커패시턴스를 필요한 아날로그 값으로 충전하고, 선택된 로우의 각 픽셀은 대응 컬럼에 연결된다. 따라서, 픽셀상의 전압은 대응 컬럼상의 전압과 상당히 동일하게 될 것이다.
예를 들면, 컬럼(들)은 교점(들)이 변화되는 필요한 픽셀이기 위해, 픽셀 로우가 선택되는 동안 어떤 전압으로 충전된다. 예를 들면, 컬럼(0 내지 3)은 컬럼 스위치(290 내지 293)가 닫혀있을 때, DAC(120 내지 123) 각각으로부터 충전된다. 픽셀(108aa 내지 108dd) 각각의 커패시턴스(178)는 로우 스위치(300 내지 303)가 닫혀있을 때, 컬럼(0 내지 3) 각각으로부터 충전된다. 복수의 DAC는 동일한 수의 컬럼의 커패시턴스를 동시에 충전하는데 사용될 수 있고, 로우에서의 동일한 수의 스위치는 각각 충전된 컬럼으로부터 동일한 수의 픽셀의 커패시턴스를 충전하는데 사용될 수 있다. 컬럼 제어 로직(112)과 로우 제어 로직(110)은 픽셀(108aa 내지 108dd) 그룹에 대해 컬럼 스위치(290 내지 293)와 로우 스위치(300 내지 333) 각각의 작동을 제어한다. 다른 픽셀 그룹(108)은 유사한 방법으로 제어된다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 전형적인 실시예의 개략적인 블록도가 도시된다. DAC(120 내지 123)는 그레이 스케일 룩업 테이블(304)로부터 디지털 크기정보를 수신하는데 적용된다. 그레이 스케일 룩업 테이블(304)은 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 비교하는 영상 데이터 비교기/수정기 로직(310)으로부터 픽셀 그레이 스케일 정보를 수신하고, 픽셀 전압값 사이의 전압 크기 변화를 필요한 범위내로 유지하기 위해 하나 또는 양쪽 값을 수정할 수 있다. 영상 데이터 비교기/수정기 로직(310)은 영상 프레임 대 LCD 픽셀 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직(302)으로부터 픽셀 그레이 스케일 값(312)을 수신한다. 영상 프레임 대 LCD 픽셀 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직(302)은 영상 정보(116)를 대응 픽셀 정보(그레이 스케일 및 픽셀 어드레스 정보)로 변환하는데 적용된다. 픽셀 어드레스 정보는 로우 제어 로직(도 3;110)과 컬럼 제어 로직(도 3;112)을 제어하는데 적용되는 LCD 픽셀 어드레스 제어기(306)로 전송된다. 영상 메모리(308)는 수정된 영상 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 영상 메모리(308)는 현재 로우의 영상 데이터와 비교하기 위한 이전 로우의 영상 데이터를 저장하는데 또한 사용될 수 있다. 또한, 영상 메모리는 수정 등의 이전 및/또는 이후에 하나 이상의 인접 픽셀 영상 데이터 값을 저장하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 예시된 전형적인 실시예를 기술함에 있어서, 블랙으로 나타낸 픽셀 전압값(픽셀 커패시터상의 전압값 충전)은 블랙 또는 레벨 A(8비트 DAC에서 00h입력)로써 참조될 수 있고, 화이트로 나타낸 픽셀 전압값은 화이트 또는 레벨 D(8비트 DAC에서 FFh입력)로써 참조될 수 있다. 그레이 레벨은 그레이 또는 레벨 C(8비트 DAC에서 블랙 내지 00h보다 크고, 흰색 내지 FFh보다 작음)로써 참조될 수있다. 다소의 입력 비트를 가지는 DAC는 본 명세서에서 의도되고, 본 발명의 범위내에 있다.
도 6을 참조하면, 종래 기술의 액정 디스플레이 시스템의 동작을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치의 그래프가 도시된다. 위치(610)에서의 픽셀은 화이트 전압 레벨(레벨 D; FFh)을 가지고, 위치(618)에서의 인접 픽셀은 블랙 전압 레벨(레벨 A;00h)을 가진다. 위치(610 및 618) 사이의 전압 크기 차이는 2개의 픽셀 사이에 가장자리 효과 필드에 의해 이미지 저하를 발생시킬 만큼 충분히 크게 될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 액정 디스플레이 시스템의 동작을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치의 그래프가 도시된다. 위치(610)에서의 픽셀은 화이트 전압 레벨(레벨 D;FFh)을 가지고, 위치(716)에서의 인접 픽셀은 보다 작은 블랙(그레이) 전압 레벨(레벨 B)을 가진다. 바로 다음 픽셀 위치(718)는 블랙 전압 레벨(레벨 A;00h)을 가진다. 위치(610 및 716)와 위치(716 및 718)에서의 인접 픽셀 사이의 인접 전압 크기 차이는 가장자리 효과 필드에 의해 이미지 저하를 발생시킬 만큼 충분히 크지 않다.
다시 도 5을 참조하면, 영상 데이터 비교기/수정기(310)는 쉬프트 레지스터와 비교기를 포함할 수 있다. 영상 소스 데이터(116)는 영상 프레임 대 LCD 픽셀 그레이 스케일 변환 로직(302)으로부터 영상 데이터 비교기/수정기(310)의 쉬프트 레지스터로 제공된다. 영상 데이터 비교기/수정기(310)에서의 비교기는 쉬프트 레지스터에 있는 픽셀 값을 분석하고, 적어도 그레이 레벨 C를 가지는 픽셀 값에 인접한 레벨 B보다 작은 모든 픽셀 값을 레벨 B의 블랙 영상 값으로 상당히 제한한다(00h<B<C). 대안으로, 레벨 B보다 작은(어두운) 픽셀 값은 작성되는 픽셀이 C와 D 사이의 그레이 레벨을 갖는 그레이 레벨 픽셀이면, (그레이 레벨을 증가시키는) 요소 k에 의해 감소될 수 있고, 여기서, 도면 부호 k, B 및 C는 가장 좋은 이미지가 선택될 수 있는 파라미터이다. 순차 칼라 LCD 시스템에 대해, 하나의 쉬프트 레지스터만이 사용되어야 한다. 3가지의 칼라(적, 녹, 청) LCD 시스템에 대해, 3개의 쉬프트 레지스터는 RGB LCD의 각 칼라 부분에 대해 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 있어서, 이전 로우에 작성된 영상 소스 픽셀 데이터는 이전 로우 픽셀 값 데이터와 본 명세서에서 설명된 바와 같이 수정되는 현재 로우 영상 소스 픽셀 데이터가 비교될 수 있게 하기 위해, 영상 데이터 비교기/수정기(310)의 영상 메모리에 저장된다. 따라서, 양 인접 컬럼과 로우 픽셀은 어떤 인접 픽셀이 이미지 저하를 발생시킬만큼 큰 가장자리 필드를 만드는 전압 레벨로 작성되지 않도록 비교될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 액정 디스플레이 시스템을 나타내는 픽셀 전압 레벨 대 픽셀 위치 그래프가 도시된다. 인접 픽셀 전압값의 크기 변화는 인접 픽셀이 필요한 크기보다 큰 인접 픽셀 사이의 전압 변화에 인한 전압값 변화를 가지지 않기 위해, 충분한 수의 픽셀 이상으로 요구되는 크기를 평균함으로써 감소될 것이다. 이것은 필요한 전압값 크기 변화에 의해 인접픽셀 사이의 입력 영상 데이터 전압값 크기 변화를 분할함으로써 수행될 수 있다. 이것은 전체 영상 데이터 전압값 크기 변화가 어떤 2개의 인접 픽셀 사이에 필요한 전압값 크기 변화를 초과하지 않고 획득될 수 있는 "픽셀 수"를 결정한다. 이것은 전압값의 보다 점진적인 변화, 예를 들어 전체 영상 데이터 전압값 크기 변화에 도달할 때까지, 인접 픽셀 수에 걸쳐 "계단" 인접 픽셀 전압값 변화을 초래한다. 계단 전압 변화는 픽셀 위치(812, 814 및 818)에서 예시된다.
동일 로우상에서 인접 픽셀에 대한 전압값의 변경은 인접 로우상의 인접 픽셀뿐만 아니라 본 명세서에서 설명된 바와 같이 될 수 있다. 인접 픽셀이 필드 인접 효과를 발생시킬 만큼 큰 전압값 차이를 가지지 않도록, 영상 메모리가 이전 로우 및/또는 컬럼상의 픽셀에 작성되는 전압을 저장하는데 이용될 수 있음이 고려되었으며, 본 발명의 범위내에 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예의 개략적인 플로우챠트가 도시된다. 도 7의 그래프는 본 예시적 실시예의 동작을 나타낸다. 영상 데이터 값은 단계 902에서 수신된다. 수신된 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 큰지를 판단하기 위해 단계 904에서 체크된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크지 않으면, 수신된 영상 데이터 값이 단계 910에서 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크면, 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 작은지를 판단하기 위해 단계 906에서 체크된다. 만약 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 크거나 동등하면, 다음 수신 영상 데이터 값은 단계 912에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 B보다 작으면, 다음 수신 영상 데이터 값은 그레이 레벨 B로 설정되고, 단계 912에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 상기에서 설명된 단계는 각각의 픽셀에 작성되기 전의 각 영상 데이터 값에 대해 수행된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적 실시예의 개략적인 플로우챠트가 도시된다. 영상 데이터 값은 단계 1002에서 수신된다. 수신된 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 큰지를 판단하기 위해 단계 1004에서 체크된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크지 않으면, 수신된 영상 데이터 값은 단계 1010에서 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크면, 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 작은지를 판단하기 위해 단계 1006에서 체크된다. 만약 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 크거나 동등하면, 다음 수신 영상 데이터 값은 단계 1012에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 B보다 작으면, 다음 수신 영상 데이터 값은 상수 k로 곱해지고, 단계 1012에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 상기에서 설명된 단계는 각각의 픽셀에 작성되기 전의 각 영상 데이터 값에 대해 수행된다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적 실시예의 개략적인 플로우챠트가 도시된다. 도 8의 그래프는 본 예시적 실시예의 동작을 나타낸다. 영상 데이터 값은 단계 1102에서 수신된다. 수신된 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 큰지를 판단하기 위해 단계 1104에서 체크된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크지 않으면, 수신된 영상 데이터 값은 단계 1110에서 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크면, 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 작은지를 판단하기 위해 단계 1106에서 체크된다. 만약 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다크거나 동등하면, 다음 수신 영상 데이터 값은 단계 1112에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 B보다 작으면, 영상 데이터 값과 다음 영상 데이터 값 사이의 차이는 I로 나누어지고, 그 결과가 단계 1108에서 N으로서 저장된다. 단계 1114에서, 다음 N 영상 데이터 값은 I에 의해서만 변화된다. 단계 1112에서, 다음 N 영상 데이터 값은 다음 N 각각의 픽셀에 작성된다. 상기에서 설명된 단계는 각각의 픽셀에 작성되기 전의 각 영상 데이터 값에 대해 수행된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적 실시예의 개략적인 플로우챠트가 도시된다. 영상 데이터 값은 단계 1202에서 수신된다. 수신된 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 큰지를 판단하기 위해 단계 1204에서 체크된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크지 않으면, 이전 로우의 다음 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 큰지를 판단하기 위해 단계 1216에서 체크된다. 만약 그레이 레벨 C보다 크지 않으면, 수신된 영상 데이터 값은 단계 1210에서 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 크면, 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 작은지를 판단하기 위해 단계 1206에서 체크된다. 만약 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 크거나 동등하면, 다음 수신 영상 데이터 값은 단계 1212에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 B보다 작으면, 다음 수신 영상 데이터 값은 그레이 레벨 B로 설정되고, 단계 1212에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 이전 로우의 다음 영상 데이터 값이 그레이 레벨 C보다 크면, 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 작은지를 결정하기 위해 단계 1206에서 체크된다. 만약 다음 수신 영상 데이터 값이 그레이 레벨 B보다 크거나 동등하면, 다음 수신 영상 데이터 값은 단계 1212에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 만약 그레이 레벨 B보다 작으면, 다음 수신 영상 데이터 값은 그레이 레벨 B로 설정되고, 단계 1212에서 다음 각각의 픽셀에 작성된다. 상기에서 설명된 단계는 각각의 픽셀에 작성되기 전의 각 영상 데이터 값에 대해 수행된다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예의 개략적인 블록도가 도시된다. 도 13에 나타낸 실시예의 개략적인 블록도는 도 9의 플로우챠트의 예시적인 실시이다. 다른 이행이 동등한 효과를 가지며, 당업자의 기술자에 의해 행해질 수 있다.픽셀 그레이 스케일 값(312)은 쉬프트 레지스터(1300)에서 수신될 수 있다. 영상 데이터 값은 쉬프트 레지스터 저장 소자(1302)에 저장될 수 있고, 다음 영상 데이터 값은 쉬프트 레지시터 저장 소자(1304)에 저장될 수 있다. 멀티플렉서(1306)는 영상 데이터 값, 다음 영상 데이터 값 또는 레벨 B에서의 데이터 값을 선택하는데 적용된다. 한번 멀티플렉서(1306)의 입력이 선택되면, 멀티플렉서(1306)의 출력은 필요한 픽셀에 연결되는 적합한 컬럼을 충전하도록 하는 디지털 아날로그 변환기(DAC;1308)를 구동한다.
멀티플렉서(1320)는 저장 소자(1302)에 저장된 영상 데이터 값 또는 저장 소자(1304)에 저장된 다음 영상 데이터 값중 하나를 선택한다. 멀티플렉서(1320)의 출력은 비교기(1312)의 제 1 출력에 연결된다. 멀티플렉서(1318)는 기준 레벨 C(1316) 또는 기준 레벨 B(1314)중 하나를 선택하고, 그 출력은 비교기(1312)의 제 2 입력에 연결된다. 비교기(1312)는 기준 레벨 C의 영상 데이터 값과 기준 레벨 B의 다음 영상 데이터 값을 비교한다. 이 비교에 따라, 레벨 작성 결정 로직(levelwriting decision logic;1310)은 DAC(1308)를 구동하기 위한 적합한 영상 픽셀 데이터 값을 선택한다. 결정 로직(1310)으로부터의 선택은 도 9에 나타낸 플로우챠트에 의해 행해진다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적 실시예의 개략적인 블록도가 도시된다. 도 14에 나타낸 실시예의 개략적인 블록도는 도 10의 플로우챠트의 예시적인 실시이다. 다른 이행이 동등한 효과를 가지며, 당업자의 기술자에 의해 행해질 수 있다. 픽셀 그레이 스케일 값(312)은 쉬프트 레지시터(1300)에서 수신될 수 있다. 영상 데이터 값은 쉬프트 레지스터 저장 소자(1302)에 저장될 수 있고, 다음 영상 데이터 값은 쉬프트 레지스터 저장 소자(1304)에 저장될 수 있다. 멀티플렉서(1306)는 영상 데이터 값, 다음 영상 데이터 값 또는 k에 의해 증대되는 다음 영상 데이터 값을 선택하는데 적용된다. 한번 멀티플렉서(1306)의 입력이 선택되면, 멀티플렉서(1306)의 출력은 필요한 픽셀에 연결되는 적합한 컬럼을 충전하도록 하는 디지털 아날로그 변환기(DAC)를 구동한다.
멀티플렉서(1320)는 저장 소자(1302)에 저장된 영상 데이터 값 또는 저장 소자(1304)에 저장된 다음 영상 데이터 값중 하나를 선택한다. 멀티플렉서(1320)의 출력은 비교기(1312)의 제 1 입력에 연결된다. 멀티플렉서(1318)는 기준 레벨 C(1316) 또는 기준 레벨 B(1314)중 하나를 선택하고, 그 출력은 비교기(1312)의 제 2 입력에 연결된다. 비교기(1312)는 기준 레벨 C의 영상 데이터 값과 기준 레벨 B의 다음 영상 데이터 값을 비교한다. 이 비교에 따라, 레벨 작성 결정 로직(1310)은 DAC(1308)를 구동하기 위한 적합한 영상 픽셀 데이터 값을 선택한다. 결정로직(1310)으로부터의 선택은 도 10에 나타낸 플로우챠트에 의해 행해진다.
LCD 및/또는 LCD 시스템은 반도체 집적 회로 또는 집적 회로상에서 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있음이 고려되었으며, 본 발명의 실시예의 범위에 있다.
본 발명은 다양한 수정 및 대안 형태를 수용할 수 있지만, 본 발명의 특정한 예시적 실시예는 도면에 예로써 도시되며 여기서 상세하게 기술되었다. 그러나, 특정 실시예의 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 한정하려는 것이 아니며, 반대로, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 정신과 범위에서 모든 수정물, 동등물 및 대용물을 포함하는 것이다.
따라서, 본 발명은 목적을 실행하고 그외의 고유한 특징뿐만 아니라, 언급된 목표와 장점을 달성한다. 본 발명이 실시예를 참조하여 도시 및 기술되었고 한정되었지만, 그러한 참조는 본 발명의 제한을 의미하지 않으며, 그러한 제한을 의미하지 않아야 한다. 본 발명은 이 기술 분야의 당업자가 실시함으로써 형태와 기능에 있어서의 수정물, 변경물 및 동등물을 고려할 수 있다. 본 발명이 도시되고 기술된 실시예는 예시적일뿐, 본 발명의 완전한 범위가 아니다. 결론적으로, 본 발명은 모든 측면에서 동등물에 완전한 인식 범위를 제공하는 첨부된 청구범위의 정신과 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (20)

  1. 액정 디스플레이(LCD)의 이미지 품질을 개선시키기 위한 시스템으로서,
    복수의 컬럼과 복수의 로우로 배열된 픽셀 매트릭스;
    하나의 디지털 입력과 하나의 아날로그 출력을 갖는 적어도 하나의 디지털 아날로그 변환기(DAC);
    상기 적어도 하나의 DAC의 상기 아날로그 출력을 상기 복수의 컬럼 각각에 연결하기 위한 복수의 컬럼 스위치;
    상기 복수의 로우 각각을 상기 복수의 컬럼에 선택적으로 연결하기 위한 복수의 로우 스위치;
    상기 복수의 컬럼 스위치를 제어하기 위한 컬럼 제어 로직;
    상기 복수의 로우 스위치를 제어하기 위한 로우 제어 로직;
    영상 정보를 LCD 그레이 스케일 값으로 변환하여 픽셀 어드레스 위치에 대응하기 위한 영상 프레임 대 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직; 및
    픽셀 매트릭스의 각 픽셀에 대한 LCD 그레이 스케일 값을 수신하는 영상 데이터 비교기/수정기 로직을 포함하며,
    로우와 컬럼의 교점은 상기 매트릭스에서 픽셀의 위치를 한정하고, 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 비교되어 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값들 사이에 크기 차이가 필요한 값보다 크면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값들 사이에 크기 차이가 상기 필요한 값보다 크게 되지 않도록 상기 그레이 스케일 값중 적어도하나가 수정되며,
    상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직은 수정되지 않은 모든 그레이 스케일 값과 어떤 수정된 그레이 스케일 값을 상기 적어도 하나의 DAC로 전송하고,
    상기 영상 프레임 대 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직은 상기 픽셀 어드레스 위치를 상기 컬럼 제어 로직과 상기 로우 제어 로직으로 전송하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 LCD 그레이 스케일 값을 저장하기 위한 영상 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수정되지 않은 및 상기 수정된 LCD 그레이 스케일 값을 저장하기 위한 영상 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직에 연결되는 영상 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직은 적어도 하나의 비교기와 적어도 하나의 쉬프트 레지스터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 쉬프트 레지시터는 적어도 하나의 픽셀과 적어도 하나의 인접 픽셀에 대한 그레이 스케일 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직은 인접 픽셀 LCD 그레이 스케일 값들 사이의 크기 차이를 결정하기 위한 레벨 작성 결정 로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 레벨 작성 결정 로직은 상기 LCD 그레이 스케일 값이 수정되는 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직과 상기 적어도 하나의 DAC 사이에 연결되는 그레이 스케일 룩업 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 LCD, 상기 복수의 컬럼 스위치 및 상기 복수의 로우 스위치는 반도체 집적 회로상에 조립되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 LCD, 상기 복수의 컬럼 스위치, 상기 복수의 로우 스위치, 상기 컬럼 제어 로직, 및 상기 로우 제어 로직은 반도체 집적 회로상에 조립되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 영상 프레임 대 그레이 스케일 변환 및 픽셀 어드레스 로직, 상기 영상 데이터 비교기/수정기 로직, 및 상기 적어도 하나의 DAC는 적어도 하나의 반도체 집적 회로상에 조립되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 복수의 로우 및 컬럼으로 배열되고, 로우 및 컬럼의 교점은 매트릭스에서 픽셀 위치를 한정하는 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이 (LCD)의 영상 품질을 개선시키기 위한 방법으로서,
    픽셀의 그레이 스케일 값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하여 상기 그레이 스케일 값을 상기 픽셀 위치에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 작거나 동등하면, 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 크면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 제 2 기준값보다 작은지를 판단하는 단계;
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작으면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값에 k를 곱하고 상기 곱을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계; 및
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작지 않으면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    영상 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 영상 정보를 상기 LCD 그레이 스케일 값과 상기 대응 픽셀 어드레스 위치로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 LCD 그레이 스케일 값을 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 복수의 로우 및 컬럼으로 배열되고, 로우 및 컬럼의 교점은 상기 매트릭스에서 픽셀 위치를 한정하는 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이 (LCD)의 영상 품질을 개선시키기 위한 방법으로서,
    픽셀의 그레이 스케일 값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하여 상기 그레이 스케일 값을 상기 픽셀 위치에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 작거나 동등하면, 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 크면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 제 2 기준값보다 작은지를 판단하는 단계;
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작으면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값에 k를 곱하고 상기 곱을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계; 및
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작지 않으면,상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 복수의 로우 및 컬럼으로 배열되고, 로우 및 컬럼의 교점은 상기 매트릭스에서 픽셀 위치를 한정하는 픽셀 매트릭스를 포함하는 액정 디스플레이 (LCD)의 영상 품질을 개선시키기 위한 방법으로서,
    픽셀의 그레이 스케일 값이 제 1 기준값보다 큰지를 판단하여 상기 그레이 스케일 값을 상기 픽셀 위치에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 작거나 동등하면, 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 인접 픽셀에 작성하는 단계;
    상기 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 1 기준값보다 크면, 상기 인접 픽셀의 상기 그레이 스케일 값이 제 2 기준값보다 작은지를 판단하는 단계;
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작으면, 상기 픽셀의 그레이 스케일 값과 상기 인접 픽셀 사이의 차이를 I로 나누고, 상기 결과를 N으로서 저장하고, 상기 다음 N 인접 픽셀 그레이 스케일 값을 I에 의해서만 변화하며, 상기 변화된 다음 N 그레이 스케일 값을 상기 다음 N 인접 픽셀에 작성하는 단계; 및
    상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값이 상기 제 2 기준값보다 작지 않으면, 상기 인접 픽셀의 그레이 스케일 값을 상기 인접 픽셀에 작성하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 픽셀과 상기 인접 픽셀은 동일 로우상에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 픽셀과 상기 인접 픽셀은 다음 로우상에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 픽셀과 상기 인접 픽셀은 동일 로우상에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 픽셀과 상기 인접 픽셀은 상이한 로우상에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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