KR20030013299A

KR20030013299A - 표시장치용 구동제어디바이스, 영상표시장치 및 영상표시장치의 구동제어방법

Info

Publication number: KR20030013299A
Application number: KR1020020045544A
Authority: KR
Inventors: 모리마키코
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2003-02-14
Also published as: US7679626B2; EP1286542A3; US20030025718A1; KR100473875B1; CN1400575A; EP1286542A2; CN1265348C

Abstract

입력된 영상신호 (S1 또는 S2)에 의거하여 영상을 표시하는 표시장치(20)의 구동을 제어하는 구동제어디바이스(30)에 있어서, 영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보(S6)에 따라서 표시장치(20)에서의 표시휘도를 제어하는 휘도제어수단(33, 21, 7)를 제공하고, 상기 휘도제어수단(33, 21, 7)은제어되어 영상표시의 표시휘도를 영상표시의 1프레임주사주기내의 복수의 타임으로 간헐적으로 변화시키도록 제어한다.

Description

표시장치용 구동제어디바이스, 영상표시장치 및 영상표시장치의 구동제어방법{DRIVE CONTROL DEVICE FOR A DISPLAY APPARATUS, VIDEO IMAGE DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLINTG THE DRIVING OF THE VIDEO IMAGE DISPLAY APPARATUS}

<발명의 배경>

1. 발명의 분야

본 발명은 텔레비전화상재생디바이스 또는 컴퓨터용 모니터 등의 영상표시장치에 사용되는 표시장치용 구동제어디바이스에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 ABL(automatic brightness limiter) 또는 ABL에 대응하는 기능을 실현하는표시장치용 구동제어디바이스에 관한 것이다.

2. 관련된 기술의 상세한 설명

따라서, 휘도 조정용 파라미터인 휘도 제어값의 설정분해능이 열악한 경우에 있어서, 변경된 스크린의 일부분의 휘도를 가지는 영상 또는 복수의 연속적인 프레임 사이에서 완만하게 변경된 평균휘도를 가지는 영상에서 ABL제어에 의해 야기된 전체스크린의 휘도의 변화에 대하여 사용자는 시각적인 방해감을 느낀다.

상기 상황하에서, 시각적인 방해감을 방지하기 위해, 휘도제어값의 변이는, 휘도를 원활하게 변화하도록 하기 위하여 의도적으로 감소시켰다. 그러나, 평균휘도가 복수의 프레임에 걸쳐서 단조증가 또는 감소하는 영상에 있어서, 휘도제어값의 변화는 평균휘도의 변화를 수반하지 않는다. 따라서, 입력영상의 평균휘도의 변화가 없는 경우라도, 휘도제어값이 연속적으로 변화하여, 사용자가 위화감을 느낀다.

이러한 현상은 도 12a 내지 도 12c를 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 12a는 입력영상의 평균휘도의 예를 도시하는 그래프이며, 이것은 단조증가하여 안정화된다. 표시평균휘도의 소망상한값인 휘도기준값은 점선에 의해 표시되고 미리 설정된다.

도 12b는 도 12a에서 도시하는 영상에 대응하는 시간에 따른 휘도제어값의 변화를 도시하는 그래프이다. 휘도제어값의 소망값(이 예에 있어서는 휘도억제계수)은 실선에 의해 표시되고, 시각방해를 방지하기 위하여, 각각의 프레임 사이의 휘도제어값의 변이는 작아지도록 억제되므로, 실제로 출력되는 휘도억제계수는 굵은 점선에 의해 표시된다.

도 12c는 시간에 따른 ABL 동작결과로서 표시되는 평균휘도에서의 변화를 도시하는 그래프이다. 실선과 굵은 점선이 도 12b에서 서로 분리된 부분은, 휘도의 억제가 휘도의 변화를 수반하지 않는 시간대이고, 입력화상의 평균휘도가 안정화된 다음에, 휘도기준값을 초과하지 않는 휘도가 점진적으로 억제된 다음에 휘도기준값으로 부합하게 되었다. 이것이 사용자에게 시각적인 위화감을 주는 요소라는 것을 발견하였다.

도 1은 제 1실시예에 의한 영상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 2는 ABL처리를 행하는 시간에서 데이터흐름에 대응하는 처리공정을 도시하는 데이터흐름도.

도 3은 시스템제어부의 처리를 설명하는 흐름도.

도 4 a 내지 4c 는 제 1실시예에 있어서 휘도제어의 예를 설명하는 그래프.

도 5는 제 4실시예에 따라서 영상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 6은 제 5실시예에 따라서 영상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 7은 제 6실시예에 따라서 영상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 8은 실시예에서 사용되는 표시패널에서 구동전압에 관하여 휘도의 대표적 특징을 도시하는 그래프.

도 9는 제 7실시예에 따라서 영상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 10은 실시예에서 사용되는 표시패널에 있어서의 가속전압에 관하여 휘도의 대표적 특징을 도시하는 그래프.

도 11은 제 8실시예에 따라서 화상표시장치의 구조를 도시하는 도.

도 12는 시간에 따른 휘도의 변화를 설명하는 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1 : 표시패널3 : A/D변환기

4 : 프레임메모리7 : 신호처리부

8 : PWM펄스제어부10 : Vf제어부

11: 열배선절환부12 : 행선택제어부

13 : 행배선절환부 14 : 고전압생성부

18: 타이밍제어부20 : 표시장치모듈

21 : 시스템제어부33 : 평균휘도검출부

7, 21, 33 : 휘도제어수단30 : 구동제어디바이스

51 : 카운터52 : 출력간격레지스터

53 : 비교기54 : 지연회로

55 :OR회로56 : 소망값 레지스터

57 : 현재값 레지스터58 : 비교기

59 :스위치60 : 가산기

<발명의 요약>

본 발명은 관련된 기술분야에서 상기 결점을 해결하기 위해 이루어졌으며, 따라서, 본 발명의 목적은, 디지털화된 ABL또는 디지털화된 ABL에 대응하는 기능을 구비하는 표시장치용 구동제어디바이스, 영상표시장치 및 구동제어방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은, 프레임내의 복수의 타이밍에서 표시휘도를 변화시켜서 전력소비 및 표시면의 열의 증가를 억제하고 시각적방해감 또는 위화감을 야기하지 않는, 표시장치용 구동제어디바이스, 영상표시장치 및 구동제어방법을 제공한다.

본 발명의 요점은 입력된 영상신호에 의거하여 영상을 표시하는 표시장치의 구동을 제어하는 구동제어디바이스로서,

영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보에 따라서 표시장치에서의 표시휘도를 제어하는 휘도제어수단(제어기)과; 영상을 표시하는 1프레임주사주기이내에 복수의 타임으로 영상의 표시휘도가 간헐적으로 변하도록 제어하는 휘도제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 요점은, 입력된 영상신호에 의거하여 영상을 표시하는 표시장치를 포함한 영상표시장치로서,

영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보를 얻는 평균휘도검출부와;

평균휘도검출부로부터 얻은 휘도정보에 따라서 휘도제어값을 출력하는 제어부와;

영상을 표시하는 1프레임주사주기이내에 복수의 타임으로 영상의 표시휘도가 변화하도록 휘도제어값을 간헐적으로 변화시키는 제어부으로부터 출력된 휘도제어값에 따라서 표시휘도를 조정하는 조정수단(유닛)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 요점은, 입력된 영상신호에 의거한 영상을 표시하는 표시장치의 구동을 제어하는 구동제어방법으로서,

영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보에 따라서 표시장치에서의 표시휘도를 제어하며, 상기의 제어는, 영상을 표시하는 1프레임주사주기이내에 복수의 타임으로 영상의 표시휘도를 간헐적으로 변화시키도록 이루어진 것을 특징으로 구동제어방법을 포함한다.

본 발명의 이러한 목적 및 기타 목적, 이점은 첨부된 도면을 참조하면서 이하 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 명백해진다.

<바람직한 실시예의 상세한 설명>

지금부터, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 명세서에서 특별하게 주어지지 않은 한 본 발명의 영역은 범위, 재료, 구성, 상대적배치 및 구조성분 등에 제한되지 않는다.

<제 1실시예>

도 1은 제 1실시예에 의한 영상표시장치의 구조를 도시한다.

도 1을 설명하면, (1)은 표시패널을 표시하고, 본 실시예에 있어서, 기판위의 다수의 전자원, 예를 들면, 배열된 표면도전형냉음극소자를 가진 다수 전자원과 전자원을 조사함으로써 화상을 형성하는 화상형성부재를 서로 대향하여 구비하는 표시패널을 이용한다.

표면도전형전자원방출소자는 행방향배선전극과 열방향배선전극에 의해 간단한 매트릭스에서 배선되고, 열/행전극 바이어스에 의해 선택된 전자방출소자로부터 방출된 전자는 형광체와 충돌하도록 고전압에 의해 가속됨으로써 광을 방출한다.

표시패널의 구조와 표시패널의 제조방법에 대해서 일본국 제2000-250463A호에 상세하게 개시되어 있다.

(3)은 입력된 아날로그영상신호가 디지털영상신호로 변환하는 A/D변환기를표시한다. (4)는 1프레임에 대한 비디오신호를 저장하는 프레임메모리를 표시한다. (7)은 영상신호를 휘도/색도조절, 감마공정, 윤곽-강화공정, 또는 문자정보합성 등의 원래 비디오 신호의 평균휘도를 변화시켜서 영상신호처리하게 하는 신호처리부를 표시한다.

(8)은 디저털표시신호를 펄스폭변조에 대한 표시패널(1)에 적응할 수 있는 구동신호로 변환하는 PWM펄스제어부를 표시한다. (10)은 표시패널(1)위에 배열된 구동소자용 기준전압을 공급하는 Vf제어부를 표시한다. (11)은 트랜지스터 등의 절환수단으로 이루어지고, Vf제어부(10)로부터 수평주사주기(행선택주기)마다 PWM펄스제어부(8)로부터 출력된 PWM펄스의 주기 동안만 패널열전극에 열선택전압을 인가하는 열배선절환유닛을 표시한다. (12)는 표시패널(1)위의 소자를 구동하는 행선택펄스를 생성하는 행선택제어부를 표시한다. (13)은 트랜지스터 등의 절환수단으로 이루어지고 행선택제어부(12)에 의해 선택된 행에의 Vf제어부(10)로부터 인가된 행선택신호전압을 표시패널에 출력하는 행배선절환부를 표시한다. 이런 방식으로, 행선택신호전압과 열선택전압은 합성하는 구동전압이 화소를 구성하는 전자방출소자에 인가되고, PWM펄스주기동안만 전자를 방출한다. (14)는 양극전압을 형광체가 배치된 기판측에서의 열전극(양극전극)에 인가하는 고전압생성부를 표시한다. 이 전압은, 형광체와 충돌하도록 전자방출소자로부터 방출된 전자를 가속시키는 가속전압이 된다.

(18)은 각각의 블록의 동작에 대한 다양한 타이밍신호를 출력하는 타이밍제어부를 표시한다. (21)은 마이크로컴퓨터를 내장하고 각각의 블록의 동작을 제어하는 제어수단으로서 기능하는 시스템제어부를 표시한다. (33)은 영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보를 검출하는 평균휘도검출부를 표시한다. 예를 들면, 입력영상신호의 평균휘도(S6)는, 휘도정보로서 적분기 또는 저역통과필터를 사용함으로써 검출되고, 즉, 이른바 APL을 사용한다.

신호(S1)은 아날로그입력영상신호이다. 신호(S2)는 디지털영상신호이다. 신호(S3)은 프레임메모리에 기입된 디지털영상신호이다. 신호(S4)는 프레임메모리로부터 판독된 디지털영상신호이다. 신호(S6)은 1프레임에 대한 영상신호의 평균휘도이며, 평균휘도검출부에 의해 산출된다. 신호(S10)은 신호처리부에 의해 처리된 디지털표시신호이다.

통상의 영상표시동작에 있어서, 입력된 영상신호(S1)은 디지털영상신호(S2)로 변환되도록 A/D변환기(3)에 의해 필요한 계조수에서 디지털화되고, 디지털영상신호(S2)는, 일단, 프레임메모리(4)에 저장된 후 신호처리부(7)에 전송된다. 신호처리부(7)에 의한 영상신호의 휘도/색도조절, 감마처리, 윤곽강조공정, 문자정보합성은 PWM펄스생성부(8)에 의해 수평주사주기에 대응하는 1회전마다(행선택주기) 직렬/병렬변환된 다음 열마다 PWM변조를 행한다. PWM변조된 펄스는 공통구동출력SW부(11)에 출력된다.

표시패널(1)의 행선택은, 행선택제어부(12)가, 수평주사주기(행선택주기)마다 수평유효표시주기의 선두에 맞춘 순차적인 전이개시펄스인 신호에 의거하여 행구동출력SW부(13)에 선택펄스를 출력하게 함으로써 행해진다.

도 2는 ABL처리가 본 실시에에서 행해지는 경우 데이터의 흐름에 대응하는처리공정을 설명하는 데이터흐름도이다. 도 2에 있어서, 세로좌표 축은 데이터의 흐름을 표시하고 횡좌표 축은 시간을 표시한다. 이하에서, 처리공정은 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

아날로그입력영상신호(S1)은 디지털영상신호(S2)로 변환되도록 A/D변환기에 의해 디지털화된다. 디지털영상신호(S2)가 프레임메모리(4)(S3)에 기입되는 경우 동시에 평균휘도검출부(S2)에 의해 프레임의 평균휘도(S6)가 산출된다.

평균휘도(S6)는 제어수단으로서 기능하는 시스템제어부(21)에 입력되고, 휘도제어값은 시스템제어부(21)로부터 출력된다. 예를 들면, 본 실시예에 있어서, 영상의 평균휘도에 따라서 표시패털(1)의 발광휘도를 조정하는 휘도억제계수가 산출된다. 영상의 평균휘도가 높으면 표시패널(1)의 발광휘도가 낮아지는 관계를 갖도록 계수가 산출된다. 다음에, 시스템제어부(21)는, 신호처리부(7)에 관하여 휘도억제계수에 대응하는 휘도승수를 설정한다. 이 상황에 있어서, 프레임의 도중에 미리 설정된 휘도승수로부터의 변이에 따라서 복수의 타이밍에서 휘도승수를 적절하게 변경한다.

도 2는 설정휘도승수가 3스텝에서 변화하는 경우에 대하여 도시한다. 1프레임의 주기를 휘도조정 1 내지 3으로써, 거의 균등하게 3분할한 복수의 타이밍에서, 1스텝씩 변화하는 휘도승수를 신호처리부(7)에 설정한다.

신호처리부(7)는 조정수단으로서 기능하고, 휘도승수에 따라서 프레임메모리로부터 판독된 영상신호(S4)에 연산처리를 실시하고 표시신호(S10)을 생성함으로써, 표시패널(1)의 표시휘도를 조정한다.

표시신호(S10)은, PWM구동제어부(8)에 의해 표시패널(1)이 구동되도록하는 구동신호로 변환되고, 표시패널(1)은 구동되어 영상을 표시한다.

표시패널(1)의 발광휘도의 휘도억제계수 결정방법의 예에 대하여 설명한다.

시스템제어부(21)에 내장된 연산처리수단, 예를 들면 마이크로컴퓨터에 의해 행해지는 연산처리프로그램프로그램의 흐름도를 도 3에 도시한다. 이 처리는 타이밍제어부(18)로부터 공급된 1프레임주사주기(1필드주사주기의 수단을 또한 포함)에 동기하는 수직동기신호 및 1수평주사주기에 동기하는 수평동기신호에 동기하여 기동되어 수직 및 수평복귀간격내에서 종료된다.

수직동기시의 처리에 있어서, 평균휘도검출부(33)에 의해 산출되는 입력영상의 평균휘도(S6)를 먼저 스텝 (S101)에서 입력한다. 도 4a는 평균휘도(S6)에서의 변화의 예를 도시하는 그래프이다. 평균휘도가 프레임마다 검출되므로, 평균휘도는 이산적인 값을 취한다. 표시평균휘도의 소망의 상한인 휘도기준치는 굵은 점선에 의해 표시되고, 휘도기준치는 영상표시장치의 명세로서 미리 설정한다.

도 3의 스텝 (S102)에 있어서, 휘도억제계수가 산출된다. 현프레임의 평균휘도를 B(t), 휘도기준값을 Bm이라고 가정하고, 현 프레임에서의 휘도억제계수 K(t)를 식 1에 의해 표시한다.

K(t) = Bm/B(t) (B(t) > Bm인 경우)

K(t) = 1(B(t) ≤ Bm인 경우) (식 1)

평균휘도 B(t)가 휘도기준치 Bm보다 작은 경우 휘도억제계수 K(t)는 1이고, 휘도억제계수 K(t)는 평균휘도가 커짐에 따라서 작아진다.

또한, 휘도억제계수 K(t)는, ABL제어의 안정성을 강화하기 위하여 이득 G(0 ≤ G ≤1)가 결정되면, 하기 식(2)를 사용함으로 얻어도 된다.

K(t) = (MIN(Bm/B(t), 1) - K(t -1)) X G + K(t-1) (식 2)

여기서 K(t-1)은 전 프레임에서 얻어진 휘도억제계수이고, MIN(a, b)는 a와 b중에서 작은 값으로 되돌리는 함수이다.

도 4b에 있어서, 도 4a에 대응하는 휘도억제계수K(t)는 굵은 선에 의해 표시된다.

다음에, 도 3의 스텝 (S103)에 있어서, 휘도승수의 출력간격을 도 3의 스텝 (S103)에서 산출한다. 표시패널(1)의 표시행수를 Yn, 휘도승수의 설정분해능을 δ라고 하면, 출력간격(C)는 식3에 의해 표시된다.

C = Yn X δ/abs(K(t) - K(t - 1)) (식 3)

이 경우에 있어서, abs(x)는 x의 절대값이 되돌아리는 함수이다. 다음에, 출력간격(C)는 스텝 (S104)에 있어서 출력간격카운터에 저장된다.

스텝 (S105)에 있어서, 휘도승수 Ko는 신호처리부(7)로 출력된다. 소망의 휘도승수값 K'(t)는, 휘도억제계수K(t)에 비례하고 비트표현 등을 하드웨어의 제약에 부합하게 하는 값으로 단순히 변환시키고, 소망휘도승수값K'(t)는 식 (4)에 의해 표현된다.

K'(t)는 식 4에 의해 표현된다.

K'(t) = K(t)/δ (식 4)

예를 들면, 휘도승수 K0가 8비트의 디지털값이고 0 내지 1배로 표현되는 경우에 있어서, 설정분해능 δ는 1/255이다. 즉, 휘도억제계수K(t)가 1배인 경우, 소망휘도승수값 K'(t)는 255(FFh)이고, 휘도억제계수K(t)가 0.8배인 경우 소망휘도승수값 K'(t)는 204(CCh)이다.

이 경우에 있어서, 출력된 휘도승수Ko는 식(4)에 의해 얻은 현프레임의 소망휘도승수값K'(t)과 현재 설정된 휘도승수 Kn으로부터 식 (5)에 의해 얻어진다.

Ko = Kn + 1(K'(t) > Kn인 경우)

Ko = Kn - 1(K'(t) < Kn인 경우)

Ko = Kn ( K'(t) = Kn인 경우)

바꿔말하자면, 휘도승수 Ko는 설정할 수 있는 최소단위만큼 변하여 수직동기처리를 종료한다. 또한, K'(t) = Kn인 경우에 있어서, 휘도승수Ko 출력처리는 생략되어도 된다.

수평동기시의 처리에 있어서, 스텝 (S201)에 있어서, 스텝 (S104)에서 설정된 출력간격카운터는 감소되고, 출력간격카운터가 제로 또는 제로가 아닌지의 여부를 스텝 (S202)에서 판단한다. 출력간격카운터가 제로가 아니면, 이 타이밍에서 처리를 행하지 아니하므로, 처리는 종료된다. 출력간격카운터가 제로이면, 처리는 스텝 (S203)으로 진행하고, 출력간격카운터는 스텝 (S104)와 마찬가지로, 스텝 (S103)에서 얻어진 값으로 재설정된다.

다음에, 스텝 (S204)에 있어서, 식 (5)에서 얻어진 휘도승수(Ko)는 스텝 (S105)와 마찬가지로 신호처리부(7)로 출력되고, 처리는 종료된다.

도 4b에서의 얇은 선은 휘도승수 Ko에서의 변화를 도시하는 그래프이다. 세로좌표의 축의 스케일은 휘도승수의 설정분해능을 표시하고, 가로좌표의 축의 스케일은 프레임경계이다.

프레임 N-1에 있어서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 평균휘도 B(t)는 휘도기준치 Bm 이하이므로 휘도억제승수는 1이다. 프레임 N에 있어서, 평균휘도 B(t)는 휘도기준치 Bm을 초과하므로, 휘도억제계수K(t)는 식 1 또는 2에 의하여 도 4b에서 굵은 선에 의해 표시되는 값으로 된다.

이 상황에 있어서, 프레임 N-1에서의 휘도억제계수 K(N - 1)과 프레임 N에 있어서의 휘도억제계수 K(N) 사이의 차이 ΔK_N은 휘도승수의 설정분해능(세로좌표축의 스케일)의 9개에 해당하고, 휘도승수의 출력간격 C는 표시패널(1)의 표시행수를 Yn으로서 설정하여 수평동기의 Yn/9회로 된다. 출력간격C가 분할되지 않으면, 우수리를 버리거나 반올림한다. 휘도승수 Ko를 이 간격으로 1스텝씩 변화하는 경우, 휘도억제계수는 프레임 N 동안 소망휘도억제계수K(n)에 도달한다.

다음의 프레임 N + 1에 있어서, 휘도억제계수의 프레임간의 차이 ΔK_N+1은 휘도승수의 설정분해능 6개에 해당하므로, 휘도승수의 출력간격 C는 수평동기의 Yn/6회가 된다. 이하, 동일한 동작을 행한다.

결과로서, 휘도승수 Ko는 1프레임주사주기동안의 복수의 타이밍으로 간헐적으로 변화하므로, 영상표시는 또한, 종래의 디지털 ABL제어의 경우에 비교해서 더욱 원활하게 변화하게 함으로써, 시각적인 방해감 또는 위화감을 방지할 수 있다.

휘도승수의 설정분해능δ은 1단계의 변화가 시각적으로 인식되지 않는 레벨인 것이 바람직하고, 특히, 설정분해능은 표시화상데이터의 분해능에 해당되어도 된다.

이 실시예에 있어서, 전자원으로서 냉음극소자를 사용하는 표시장치에 대하여 설명하지만, 이 실시예는 PDP, LCD, CRT 또는 전기루미네선스(EL)등의 표시패널에 또한 적용할 수 있다. 예를 들면, 표시장치가 PDP, LCD, CRT, EL 등의 표시패널에 적용하는 경우에 있어서, 표시장치모듈(20)은 PDP모듈 또는 LCD 모듈 등에 의해 대체되어도 된다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 입력된 영상신호 (S1)(또는 S2)에 의거하여 화상을 표시하는 표시장치(20)의 구동을 제어하는 구동제어디바이스(30)에 있어서, 영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보(S6)에 따라서 표시장치(20)의 표시휘도를 제어하는 휘도제어수단(33, 21, 7)을 제공하고, 영상표시의 1프레임주사주기내의 복수의 시간으로 간헐적으로 변화하는 영상의 표시휘도가 표시되도록 휘도제어수단(33, 21, 7)의 제어를 행한다.

그 결과, 단조롭게 밝게되는 영상에서도, 영상은 위화감을 야기하지 않고 표시될 수 있다. 즉, 시각적인 방해감 또는 위화감을 감소시키는 디지털 ABL처리를 행할 수 있다.

또한, 이 실시예에 의하면, 휘도제어수단(33, 21, 7)은 휘도정보를 얻는 평균휘도검출부(33), 평균휘도검출부(33)에 의해 얻은 휘도정보(S6)에 따라서 휘도제어값Ko을 출력하는 제어부(21), 및 제어부(21)로부터 출력되는 휘도제어값Ko에 따라서 표시휘도를 조정하는 조정수단(7)에 의해 처리하는 유효디지털ABL처리를 할수 있게 한다.

또한, 표시휘도 Ko를 변화시키는 제어는 수평동기신호에 따라서 동기화하므로, 더욱 작은 위화감 영상을 표시할 수 있다.

또한, 표시휘도가 변화하는 타이밍이 연속적인 프레임 사이의 평균휘도에서의 차이에서 결정되고, 1프레임주사주기가 거의 동일한 타이밍으로 분할되므로 제어는 더욱 정밀하게 행할 수 있다.

또한, 표시장치휘도를 변화시키도록 디지털화된 영상신호의 휘도성분을 변화시키도록 제어를 행하므로, 표시장치모듈(20)의 타입에 의존하지 않는 구동제어디바이스를 제공할 수 있다.

제어부(21)는, 프로그램을 실행하고 표시휘도를 조정하는 휘도제어값을 산출하는 마이크로컴퓨터로 구성된 휘도제어수단으로서 기능하므로, 회로규모를 축소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

<제 2실시예>

제 1실시예에 있어서, 휘도승수의 출력간격은 휘도억제계수의 프레임간차이로부터 식(3)에 의거하여 산출되지만, 이 실시예에 있어서, 휘도승수의 출력간격 C는 소정의 상수값으로 설정된다.

도 4c에서의 얇은 선은, 휘도승수의 출력간격 C가 도 4a에 대응해서, Yn/16인 경우에 있어서의 휘도승수 Ko에서의 변화를 도시하는 그래프이다. 이 실시예에 있어서, 휘도승수를 변화시키는 타이밍에서 1프레임주사주기의 정면의 반에 집중되므로, 소망하는 휘도승수에 도달, 즉 소망휘도승수값 K'(t)가 신속하게 된다.

다른 점은 제 1실시예의 것과 동일하고, 도 3의 흐름도는 스텝(S103)에서의 휘도승수출력산출이 불필요한 것을 제외하고는 제 1실시예의 것과 동일하다.

이 실시예에 의하면, 표시휘도가 변화하는 타이밍이 일정한 시간간격을 가지므로, 프레임마다 휘도승수의 출력간격 C의 분할처리를 행하는 것이 불필요하고, 시스템제어부(21)에서의 로드가 감소되고, 휘도승수 Ko는 이른 시점에서 안정된다.

이 실시예는 다른 변이를 갖는다. 휘도승수의 출력간격 C는 1프레임주사주기이내의 개시점에서 단기값으로부터의 시간에 대하여 점진적으로 연장되는 소정의 값으로 설정된다. 그 결과, 휘도승수의 응답은, 아날로그회로에 의한 응답과 마찬가지로 선형이 아닌 곡선의 프로파일을 가진다.

디지털ABL을 사용함으로써, 다른 임의의 응답프로파일을 설계할 수 있다.

<제 3실시예>

본 실시예에 있어서, 표시스크린의 평균휘도가 높은 경우에 있어서, 전력소비가 커져서 고전압생성부(14)에 부하를 인가하므로, 영상표시장치의 특성에 따라서 ABL의 응답속도는 높아지게 된다. 그러나, 휘도가 낮은 경우에 있어서, 특히, ABL의 응답속도가 높은 것이 필요하지 않는 경우, 본 실시예가 바람직하다.

이 경우에 있어서, 시정수는, 휘도억제계수가 증가하는 경우에서의 시간과 계수가 감소하는 경우에서의 시간 사이에 다른 값을 설정함으로써 휘도승수값이 소망휘도승수값 K'(t)에 도달하는 시간의 주기를 제어한다.

이 실시예에 있어서, 식(2)에서의 이득 G는 상기 설명한 실시예처럼 상황에따라서 변한다. 특히, 휘도억제계수가 증가하는 경우에서의 이득을 Gu로 설정하고, 휘도억제계수가 감소하는 경우의 이득을 Gd로 설정한다. 식(6)은 현프레임의 평균휘도의 B(t)와 이전 프레임의 평균휘도의 B(t-1) 사이의 크기의 관계에 따라서 적용한다.

G = Gu (B(t) > B(t -1)의 경우)

G = Gd (B(t) ≤ B(t -1)의 경우) (식 6)

여기서 Gu < Gd임

그 결과, 현 플레임 휘도억제계수 K(t)는 식 (2)를 사용함으로서 산출된다.

이 실시예에 따라서, 평균휘도가 작은 경우에 있어서의 것보다, 평균휘도가 큰 경우에 있어서 신속하게 소망표시휘도에 도달한다. 바꿔말하자면, 시정수는 휘도억제계수가 증가하는 경우와 휘도억제계수가 감소하는 경우 사이에서 상이하고, 휘도승수에서의 변화가 최적화됨으로써 시각방해감과 위화감을 효율적으로 방지할 수 있다.

<제 4실시예>

제 1실시예와 제 2실시예에 있어서, 수평동기에서의 처리는 소프트웨어방식에서의 시스템제어부(21)에 의해 행해지지만 하드웨어방식으로 행해질 수 있다. 시스템제어부(21)의 휘도승수출력에 관련있는 논리회로의 블록도에 대하여 도 5에서 도시한다.

소망휘도승수값K'(t)와 휘도승수출력간격(C)는 각각 수직동기에서의 상기 설명한 처리를 통하여 출력간격레지스터(52)와 소망값레지스터(56)에 저장된다. 카운터(51)에는 클럭으로서 수평동기신호가 입력되고 업카운터로서 동작한다. 카운터값은 비교기(53)에 입력되고 출력간격레지스터(52)에 저장된 값과 비교하며, 카운터값과 저장된 값이 서로 동일한 경우의 비교기(53)로부터 출력된 신호와 지연회로(54)에 의해 상기 설명한 수직 동기시간의 처리주기만큼 수직동기신호를 지연시키는 신호를, OR회로(55)에 의해 OR화되고, 휘도승수 Ko를 판독하는 휘도승수부하신호로서 설정한다.

휘도승수부하신호는 클럭으로서 현재값 레지스터(57)에 입력되고, 가산기(60)의 출력인 휘도승수출력값이 로드된다. 현재값 레지스터(57)의 출력과 소망값레지스터(56)의 출력이 비교기(58)에 입력되고, 소망값이 큰 경우 +1을 선택하고, 소망값이 작은 경우 작은 경우 -1을 선택하고, 소망값과 현재값이 서로 동일한 경우 0을 선택하는 신호가, 비교기(58)으로부터의 스위치(59)에 출력된다. 스위치(59)의 출력은 가산기(60)에 의해 현재값레지스터(57)의 출력에 가산된 다음, 신호처리부(7)에 관하여 휘도승수출력값으로서 설정된다.

이 실시예에 의하여, 도 4b에서의 것과 동일한 휘도승수가 얻어지므로, 제 1실시예의 것과 동일한 효과를 얻는다.

다음, 이 실시에에 의하면, 휘도제어수단은 휘도제어값의 산출에 특정한 신호처리회로를 포함하므로, 제어부(21)상의 로드를 감소시킬 수 있으며 처리속도를 향상시킬 수 있다.

이 실시예에 있어서, 도트클럭이 수평동기신호 대신 카운터(51)에 입력되는 경우, 휘도승수출력간격은 1도트간격(1화소간격)으로 설정되고, 표시휘도를 변화시키는 제어는 도트클럭에 따라서 동기화된다. 이 방법으로, 휘도승수는 모든 도트를 변화시킴으로써 더욱 정밀한 디지털 ABL제어를 행할 수 있다.

<제 5실시예>

도 6은 제 5실시예에 따른 영상표시장치의 구조를 도시한다. 이 도면에 있어서, 도 1에의 것과 동일한 부분은 동일한 번호에 의하여 표시되고 그들의 설명은 생략한다.

제 1실시예에 있어서, 평균휘도 (S6)은 입력신호(S1)이 A/D변환기(3)에 의해 디지털화된 직후 디지털영상신호(S2)로부터 산출된다. 그러나, 이 실시예에 있어서, 평균휘도는, 입력신호(S1)가 휘도/색도조정, 감마처리, 윤곽강조처리, 문자정보합성등을 행한 후 디지털표시신호(S10)으로부터 산출된 다음, 시스템제어부(21)에 입력된다.

이 실시예에 있어서, 휘도억제계수 K(t)의 산출표현은, 피드백제어 때문에 식(1) 대신 식(7)에 의해 표현된다.

K(t) = MIN(Bm x K(t-1)/B(t), 1) (식 7)

여기서 B(t)는, 신호처리부(7)로부터 출력된 표시신호(S10)의 프레임평균휘도값이다. 다른점은 제 1실시예 또는 제 2실시예의 것과 동일하다.

표시화상신호에 관한 선형발광특성을 가진 디바이스에 있어서, 신호처리부(7)이내에 CRT의 γ특성에 관하여 역γ변환을 행하는 것이 바람직하고, 이에 의해 실제로 입력영상신호의 평균휘도레벨에 주어지는 표시신호의 평균휘도레벨은 입력영상신호의 평균휘도레벨보다 크게 떨어진다. 역γ변환처리후에 평균휘도레벨이 입력화상신호의 평균휘도레벨로부터 산출하는 경우 오차는 커지지만, 이 실시에에 있어서, 역γ변환처리후에 평균휘도를 얻으므로, 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 이 실시예는, 문자정보 등의 다른 화상신호가 입력영상신호에 부가되는 OSD(on-screen display)에 효과적이다. 디바이스의 표시영역에 대한 OSD에 있어서 부가된 화상신호의 표시영역의 비가 커지게 된다. 따라서, 이러한 경향은 화상신호가 부가된 영상신호의 평균휘도와 원래의 입력영상신호의 평균휘도 사이의 차이가 더욱 확장되도록 하고, ABL처리를 행하는데 있어서 이 차이는 무시하기 어렵다.

이 실시예에 의하면, 입력영상신호의 휘도를 변화시키는 신호처리를 행한 영상신호로부터 휘도정보를 얻으므로, 감마변환과 OSD(on-screen display)을 고려하는 실제 영상표시신호로부터 평균휘도를 얻을 수 있고, 따라서 더욱 정확하게 제어할 수 있다.

<제 6실시예>

상기 설명한 실시예에 있어서, 영상신호의 휘도성분이 표시패널의 발광휘도를 제어하는 수단으로서 변환되는 경우에 대하여 설명한다. 그러나, 다른 방법이 발광휘도의 제어수단으로서 사용된다.

이 실시예에 있어서, Vf제어부(10)으로부터 출력되는 표시패널(1)위에서 전자방출소자를 구동하는 전압이 제어되어 발광휘도를 제어한다. 도 7은 이 실시예에 의한 표시장치의 구조를 도시한다.

시스템제어부(21)는 Vf제어부(10)에 관한 Vf조정값(S21)을 설정한다.

Vf제어부(10)는 전압의 조정값으로서 Vf조정값(S21)에 의해 표시패널(1)을 구동하고 전자방출소자를 구동하는 전압을 출력한다. 소자전압이 인가되는 동안 시간주기가 일정하면, 스크린의 휘도가 도 3에 도시된 바와 같이 소자전압 Vf에 따라서 변하기 때문에, 구동전압(Vf(t))가 식 1 및 2 또는 식 7에 있어서 산출된 휘도억제계수 K(t)를 사용함으로써 결정된다.

결정방법은, 예를 들면, 표를 참조하는 방법, 산출식을 사용함으로써 산출을 행하는 방법 등이 있다. 도 8에 있어서, 규격화된 휘도기준값을 고려하면, 사용되는 구동전압범위는 Vf0 내지 Vf1의 범위에 있다. 이 범위가 직선근사인 경우, Vf(t)는 식 (8)로부터 얻는다.

Vf(t) = (K's(t)-) * (Vf1 - Vf0)/(1 -) + Vf0) (식 8)

또한, 도 8은 직선근사에 제한되지 않는 굵은 점선은 고차원식에 의해 근사해도 된다.

따라서, 휘도제어값인 Vf조정값의 출력간격 C와 Vf조정값 V(t)의 출력간격(C)는 식 (3)과 식(4)에 의한 식(9)와 식(10)에 의해 표현되고, Vf조정값은 Vf제어부(10)에 출력된다.

C = Yn X δv/ abs(Vf(t) - Vf(t - 1)) (식 9)

V(t) = Vf(t)/δv (식 10)

이 경우에 있어서, δv는 Vf조정값의 설정분해능이다.

하나의 수평주사의 회전 보다 짧은 회전에서의 휘도조정이 불필요한 경우에 있어서, 제어는 상기 설명한 바와 같이 행하여도 된다.

이 실시예에 의하면, 표시휘도를 변화시키기 위하여 표시장치의 화소를 구동하기 위해 인가된 구동전압 Vf가 변화하도록 제어하므로, 휘도를 제어하기 위하여 영상표시신호의 휘도성분을 변화시킬 필요가 없다. 따라서, 계조수가 증가하는 경우 계조재생성이 암화상(또는 명화상)에서 악화되는 현상을 억제할 수 있다. 특히, 선택된 행에 인가된 주사선택신호의 전압이 평균휘도에 따라서 변화하면, 화소마다 영상표시신호를 조정하는 것이 불필요함으로써, 제어를 간단화할 수 있다.

(제 7실시예)

발광휘도의 제어수단인, 고전압생성부(14)로부터 출력된 표시패널(1)위의 전자방출소자로부터 방출된 전자를 가속하는 전압을 제어하는 경우에도, 동일한 구조에 의해 실현할 수 있다. 도 9는 제 7실시예의 구조를 도시한다.

시스템제어부(21)는 고전압생성부(14)에 관하여 고전압조정값(S22)을 설정한다. 고전압생성부(14)는 전자를 가속하는 가속전압의 조정값으로서 고전압조정값(S22)에 위해 가속전압을 출력한다. 형광체에 인가된 에너지가 전자의 가속전압에 의해 제어되기 때문에, 발광휘도는 형광체에 주어진 에너지에 의해 결정되고, 소자전압이 인가되는 동안 시간주기가 일정하면, 스크린의 휘도는, 도 10에 도시된 바와 같이 가속전압 Va에 따라서 변한다. 따라서, 가속전압Va(t)은 제 6실시예에서 표현된 구동전압 Vf의 경우처럼 휘도억제계수K(t)를 사용함으로써 결정된다.

이 방법은 방출전자를 가속하는 CRT를 사용하는 표시장치에 있어서도 사용된다.

또한, 액티브매트릭스형 EL 표시패널의 경우에는, 각각의 화소를 구성하는 EL소자의 공통양전극, 공통음전극 등의 화소에 공통인 공통전극의 전위를 제어할 수 있다.

<제 8실시예>

또한, 고전압생성부(14)로부터 공급된 전자방출소자의 방출전류의 평균값 S6'은 평균휘도(S6)의 검출대신에 검출된다. 이 경우의 구조는 도 11에 도시된다. 표시패널에 공급된 평균전류를 검출하는 방출전류검출부는 고전압생성부(14)에 배치되고, 평균방출전류(S6')은 시스템제어부(21)에 출력된다. 이 구성은 패드백시스템이므로, 평균휘도검출부 이외의 다른 구성과 계산식은 제 5실시예의 것과 동일하고, 이 실시예는 평균방출전류(S6')에 의해 평균휘도(S6)을 대체함으로써 실현할 수 있다.

이 실시예에 의하면, 표시패널에 있어서 실제로 방출되는 전류로부터 휘도를 측정하기 때문에 표시전력의 증가 및 가열을 억제하는 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이 방법은 방출전자를 가속하는 CRT를 사용하는 표시장치에 대하여 사용할 수 있다. 또한, 액티브매트릭스형 EL 표시패널의 경우에 있어서, 공통양전극의 화소에 공통하는 공통전극의 전위, 각각의 화소를 구성하는 EL소자의 공통음전극 등 또는 공통전극에 흐르는 전류가 검출될 수 있고, 공통전극의 전위가 검출된 결과에 의거하여 제어되어도 된다.

본 발명에서 사용되는 표시장치는, 매트릭스위에 배치된 복수의 전자방출소자로부터 방출된 전자빔을 형광체에 조사하도록하여 영상을 형성하는 자체발광의 평탄한 표시장치에 제한되는 것이 아니고, 상기 설명한 바와 같이 LCD, PDP, CRT 또는 EL 등의 다른 시스템의 표시장치이어도 된다.

본 발명에 있어서 휘도조정의 간격은 1프레임주사주기 보다 짧은 주기이고, 1화소 마다, 주어진 화소의 개수 마다 , 한 개의 수평주사주기 마다 및 주어진 수평주사주기의 개수마다 설정할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 영상신호의 평균휘도(또는 APL)에 대응하는 휘도정보는, 입력영상신호 자체이거나 또는 휘도를 변화시키는 신호처리를 입력영상신호에 행함으로써 발생하는 영상신호, 또는 표시장치의 공통전극에 흐르는 전류값, 또는 이들 신호의 적어도 어느 하나에 의거하여 결정되는 신호에 의해 얻는다. 또한, 평균휘도는 한개의 프레임에서 영상전체의 완전한 평균휘도일 필요는 없고, 평균휘도는 적절하게 샘플링된 화소의 평균휘도 또는 공통전극에 흐르는 전류값 등에 대응하는 값이어도 된다.

본 발명에 있어서의 표시휘도의 조정은, 디지털화된 영상신호의 휘도성분, 표시장치의 화소를 구동시키기 위하여 인가된 구동전압 또는 표시장치의 공통전극에 인가된 전압을 변경시킴으로써, 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 구동제어방법은 소프트웨어로서 마이크로컴퓨터에 의해 실현되어도 되거나 하드웨어에 의해 실현될수 있다. 또한, 상기 방법은 디자인재산(지적재산/IP 코어)으로 취급되고 다른 신호처리회로의 IP코어에 논리적으로 합성되고 시스템 LSI로서 실현되는 것이 바람직하다

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 제어에 의해 야기되는 시각적인 방해감 및 위화감을 감소시킬 수 있는 디지털ABL처리를 행할 수 있다.

Claims

입력된영상신호에 의거하여 영상을 표시하는 표시장치의 구동을 제어하는 구동제어디바이스로서,

상기 영상의 평균휘도에 대응하는 휘도정보에 따라서 상기 표시장치의 표시휘도를 제어하는 휘도제어기를 포함하는 구동제어디바이스에 있어서,

상기 휘도제어기는, 상기 영상의 표시휘도가 영상을 표시하는 1프레임주사주기내에서의 복수의 타임으로 간헐적으로 변화하도록, 제어하는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도제어기는 디지털신호처리회로인 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도제어기는,

상기 휘도정보를 얻는 평균휘도검출부와;

상기 평균휘도검출부에 의해서 얻은 상기 휘도정보에 따라서 휘도제억밧을 출력하는 제어부와;

상기 제어부로부터 출력된 상기 휘도제어값에 따라서 상기 표시휘도를 조정하는 조정수단과

를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 표시휘도를 변화시키는 제어타이밍은, 도트클럭 및 수평동기신호와 동기하거나 도트클럭이나 수평동기신호와 동기하는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 표시휘도가 변화하는 타이밍은 연속적인 프레임 간의 평균휘도차이에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도를 변화시키는 타이밍은, 1프레임주사주기를 대략 동일한 부분으로 분할하는 시간인 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 표시휘도를 변화시키는 타이밍은 주어진 시간간격을 구비하는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서, 상기 평균휘도가 작아지는 경우보다 상기 평균휘도가 커지는 경우에 표시휘도가 신속하게 소망의 표시휘도에 도달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도정보는, 상기 입력영상신호를 휘도가 변화하는 신호처리를 상기 입력영상신호에 행함으로써 발생하는 디지털화된 입력영상신호 또는 영상신호로부터 얻는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

디지털화된 영상신호의 휘도성분, 또는 상기 표시장치의 화소를 구동하게 인가되는 구동전압, 또는 상기 표시휘도를 변화하게 상기 표시장치의 공통전극에 인가되는 전압을 변화시키도록 제어되는 것을 특징으로하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도정보는, 상기 영상신호의 평균휘도, 또는 상기 표시장치의 공통전극으로 흐르는 전류값, 또는 이들 신호중 적어도 어느 하나에 의거하여 결정되는신호인 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 휘도제어수단은 상기 표시휘도를 조정하는 휘도제어값을 산출하는 프로그램을 실행하는 마이크로컴퓨터 또는 상기 휘도제어값을 산출하는 신호처리회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동제어디바이스.
입력된 영상신호에 의거하여 영상를 표시하는 영상표시장치로서,

표시장치와;

제 1항에 기재된 구동제어디바이스

를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
입력된 영상신호에 의거하여 영상를 표시하는 표시장치를 가지는 영상표시장치로서,

상기 영상의 평균휘도에 응답하여 휘도정보를 얻는 평균휘도검출부와;

상기 평균휘도검출부로부터 얻은 상기 휘도정보에 따라서 휘도제어값을 출력하는 제어부와;

상기 제어부로부터 출력된 상기 휘도제어값에 따라서 표시휘도를 조정하는 조정부를 포함하는 영상표시장치에 있어서,

상기 제어부는, 영상을 표시하는 1프레임주사주기내의 복수의 타임으로 상기영상의 표시휘도를 변화시키도록, 상기 휘도제어값을 간헐적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
입력된 영상신호에 의거하여 영상을 표시하는 표시장치의 구동을 제어하는 구동제어방법에 있어서,

상기 영상의 평균휘도에 응답하여 휘도정보에 따라서 상기 표시장치에서의 표시휘도를 제어할 때에, 영상을 표시하는 1프레임주사주기내의 복수의 타임으로 상기 영상의 표시휘도를 간헐적으로 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 구상기 영상의 평균휘도에 응답하여 휘도정보에 따라서 상기 표시장치에서의 표시휘도를 제어할 때에, 영상을 표시하는 1프레임주사주기내의 복수의 타임으로 상기 영상의 표시휘도를 간헐적으로 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 구동제어방법.
제 15항에 기재된 상기 구동제어방법를 집적회로에 의해 실현하는 것을 특징으로하는 디자인재산.