KR20060083325A - 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 액정표시소자를 이용한 영상표시기기에서 휘도를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관해 개시된다.
본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치는 액정표시패널 및 백라이트 어셈블리가 구비된 영상표시기기에 있어서, 휘도 레벨 제어신호에 따라 액정표시소자의 백라이트 어셈블리에 고전압과 전류를 공급하는 인버터와, 휘도 레벨에 따른 제어신호에 따라 스케일러의 게인을 조절하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 조절된 영상 데이터를 입력받아 상기 액정표시패널을 구동하는 신호를 발생시키는 패널 구동부와, 사용자가 입력한 휘도 레벨에 따라 상기 인버터와 상기 영상처리부를 제어하는 마이크로 콘트롤러가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
디밍 주파수, 휘도, 액정표시패널

Description

영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING BRIGHTNESS OF DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어방법을 설명하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 ; 키 입력부 20 ; 마이크로 콘트롤러
30 ; 인버터 40 ; 영상처리부
50 ; 패널 구동부 60 ; 액정표시소자
61 ; 액정표시패널 62 ; 백라이트 어셈블리
본 발명은 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 액정표시소자를 이용한 영상표시기기에서 휘도를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하기 위해 개발되고 있는 액정표시소자는 소형, 경량화 및 저소비 전력 등의 장점을 가지고 있어 랩탑형 컴퓨터 및 데스크 탑형 컴퓨터 뿐만 아니라 사무 자동화 기기 및 오디오/비디오기기 등으로 사용되고 있다.
이와 같은 액정표시소자는 자기 발광을 하지 않기 때문에 액정표시패널(LCD 패널)을 투과한 외부광을 반사시켜 정보를 표시하거나 또는 액정표시패널의 배면에 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리(back light assembly)를 설치하여 정보를 표시한다.
여기서 백라이트 어셈블리는 빛을 발산하는 램프 유닛과, 상기 램프 유닛에서 발산되는 빛을 액정표시패널 쪽으로 안내하는 도광판과, 상기 도광판에서 안내된 빛을 확산하고 집광하여 빛의 효율을 향상시키는 광학 시트들을 포함한다.
상기 램프 유닛에 사용되는 광원으로는 할로겐 음극 형광램프(Halogen Cathode Fluorescent tube) 또는 냉음극관(CCFL : Cold Cathode Fluorescent tube)이 사용된다. 상기 광원 중 CCFL은 냉음극방출 현상을 이용한 광원관으로써 저 발열, 고휘도, 장수명, 풀컬러화 등이 용이하다.
인버터(백라이트 제어회로 라고도 함)는 백라이트 어셈블리가 동작할 수 있도록 고전압의 전류를 공급하며, 또한 마이크로 콘트롤러에서 제어신호를 받아서 상기 램프 유닛의 밝기를 조절한다.
상기 마이크로 콘트롤러는 아날로그 디밍(Analog dimming) 방법으로 고전압의 전류를 달리하여 백라이트의 밝기를 조절한다.
이때 휘도가 매우 낮은 조건일 경우 휘도 가변 범위가 좁기 때문에, 버스트 디밍(Bust dimming) 방법으로 고전압 스위칭 주파수의 온/오프 듀티(On/off duty)를 가변하여 백 라이트의 밝기를 조절한다.
예컨데, 사용자가 휘도를 낮출 경우, 높은 휘도에서 낮은 휘도로 이동할 때 아날로그 디밍 방법으로 전류를 줄여서 휘도를 낮추다가 휘도가 더 이상 낮추어 지지 않을 때는 버스트 디밍 방법으로 스위칭 주파수의 온 듀티를 변경하여 휘도를 낮추게 된다.
여기서, 전류가 가변되는 휘도 구간을 아날로그 가변구간이라고 하고, 스위칭 주파수의 온 듀티에 의해서 휘도가 가변되는 구간을 PWM(Pulse Width Modulation) 구간이라고 한다.
그러나, 버스트 디밍 방법으로 온/오프 듀티를 가변하여 상기 램프 유닛의 밝기를 조절하는 경우 웨이비 노이즈(wavy noise)가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 액정표시소자를 이용한 영상표시기기에서 웨이비 노이즈의 발생을 억제하면서 휘도비를 제어할 수 있는 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액정표시소자를 이용한 영상표시기기에서 색 재현성을 보장하면서 원하는 휘도비를 표현할 수 있는 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치는 액정표시패널 및 백라이트 어셈블리가 구비된 영상표시기기에 있어서, 휘도 레벨 제어신호에 따라 액정표시소자의 백라이트 어셈블리에 고전압과 전류를 공급하는 인버터와, 휘도 레벨에 따른 제어신호에 따라 스케일러의 게인을 조절하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 조절된 영상 데이터를 입력받아 상기 액정표시패널을 구동하는 신호를 발생시키는 패널 구동부와, 사용자가 입력한 휘도 레벨에 따라 상기 인버터와 상기 영상처리부를 제어하는 마이크로 콘트롤러가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 마이크로 콘트롤러는 상기 휘도 레벨이 기준치 이상인 경우 상기 인버터를 통해 휘도를 제어하고, 상기 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 상기 영상처리부를 통해 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 영상처리부는 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러의 게인을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어방법은 사용자의 휘도 레벨 제어명령이 입력되는 단계와, 입력된 휘도 레벨과 기준치를 비교하는 단계와, 입력된 휘도 레벨이 기준치 이상인 경우 액정표시소자의 백라이트 어셈블리를 아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어하고, 입력된 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러를 이용하여 휘도를 제어하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 입력된 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러의 게인을 줄이는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 다른 영상표시기기의 휘도제어장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 영상 처리부(40)는 외부로부터 입력되는 영상 신호를 액정표시패널(61)에 맞는 신호로 변환한다.
예를 들어, 외부로부터 입력되는 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하고, 상기 디지털 영상 신호를 액정표시패널(61)에 맞게 업(Up)/다운(Down) 스케일링(scaling)한다.
특히, 마이크로 콘트롤러(20)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 외부로부터 입력되는 영상 신호의 오프셋(offset) 또는 게인(gain)을 조절한다.
패널 구동부(50)는 상기 영상신호 처리부(40)에서 스케일링된 영상 데이터 또는 오프셋/게인이 조절된 영상 데이터를 입력받아 액정표시패널(61)이 구동될 수 있도록 온/오프 스위칭(On/Off Switching)하거나 영상 데이터에 맞는 밝기에 해당하는 구동 신호를 발생한다.
액정표시소자(60)는 액정표시패널(61)과, 광원을 발생하는 백라이트 어셈블리(62)를 구비하며, 인버터(30) 및 패널 구동부(50)에서 입력되는 스위칭 신호 또는 구동 신호에 따라서 영상을 표시한다.
상기 인버터(30)는 액정표시소자(60)의 백라이트 어셈블리(62)에 고전압과 전류를 공급하며, 특히 마이크로 콘트롤러(20)로부터 입력되는 휘도 레벨 제어신호에 따라 전압 및 전류를 가변시켜 백라이트 어셈블리(62)의 휘도를 조절한다.
마이크로 콘트롤러(20)는 키 입력부(10)로부터 입력되는 사용자의 명령에 따 라 인버터(30)에 휘도 레벨 제어신호를 인가하거나, 영상 처리부(40)에 브라이트(Bright) 또는 콘트라스트(Contrast) 제어신호를 인가한다.
본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치는 PWM(Pulse Width Modulation) 주파수를 이용한 버스트 디밍 방법의 웨이비 노이즈 현상을 제거하기 위하여 아날로그 디밍 방법을 사용한다.
그러나, 아날로그 디밍 방법은 교류파형의 진폭을 조절하여 휘도를 제어하는데, 휘도 가변 범위가 좁아 저휘도 영역에서는 휘도비가 제대로 표현되지 않는다.
따라서, 본 발명에서는 휘도 영역에 따라 인버터(30)를 통해 아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어하거나, 영상 처리부(40)의 스케일러를 이용하여 휘도를 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 백라이트 어셈블리(62)에 인가되는 휘도 레벨은 0~255 단계로 표현될 수 있으며, 사용자에게 OSD 화면으로 제공되는 휘도 레벨은 0~100%로 표시된다.
아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어하는 경우 대략 30%~100% 범위의 휘도 레벨에서는 휘도비가 제대로 표현되나, 휘도 레벨이 30% 미만인 경우 휘도비가 제대로 표현되지 않는다.
따라서, 상기 마이크로 콘트롤러(20)는 30%~100%의 휘도 레벨에서는 아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어하고, 30% 미만의 휘도 레벨에서는 영상 처리부(40)를 통해 휘도를 제어한다.
상기 영상 처리부(40)를 통해 휘도를 제어하는 방법으로 스케일러의 오프셋 기능을 사용하는 방법과, 스케일러의 게인 기능을 사용하는 방법이 제시될 수 있다.
스케일러의 오프셋 기능을 사용하는 방법은 영상의 브라이트(bright)를 제어하는 방법으로 색 재현성이 떨어지는 단점이 있다.
반면에 스케일러의 게인 기능을 사용하는 방법은 콘트라스트를 제어하는 방법으로 색 재현성이 우수한 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 보다 바람직한 실시예에 따르면, 30% 미만의 휘도 레벨에서 영상 처리부(40)의 스케일러 게인을 낮춤으로써 영상표시기기의 휘도를 제어한다.
도 2는 본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 사용자에 의해 휘도 레벨 제어명령이 입력되면 휘도 레벨이 기준치 이상인지 여부를 판단한다. 여기서, 상기 기준치는 휘도 레벨을 0~100%로 표시할 때 30%가 될 수 있다(S200)(S210).
사용자에 의해 입력된 휘도 레벨이 기준치 이상인 경우 아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어한다. 즉, 인버터를 통해 교류 파형의 진폭을 조절함으로써 휘도를 제어한다(S220).
한편, 사용자에 의해 입력된 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 영상 처리부의 스케일러를 이용하여 휘도를 제어한다.
이때, 스케일러의 오프셋과 게인을 이용하여 휘도 제어가 가능하며, 바람직한 예로서 스케일러의 게인을 이용하여 휘도를 제어한다(S230).
본 발명에 따른 영상표시기기의 휘도제어장치 및 방법은 액정표시소자를 이용한 영상표시기기에서 웨이비 노이즈의 발생을 억제하면서 휘도비를 제어할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 저휘도 영역에서 색 재현성을 보장하면서 원하는 휘도비를 표현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 액정표시패널 및 백 라이트가 구비된 영상표시기기에 있어서,
    휘도 레벨 제어신호에 따라 액정표시소자의 백라이트 어셈블리에 고전압과 전류를 공급하는 인버터와,
    휘도 레벨에 따른 제어신호에 따라 스케일러의 게인을 조절하는 영상처리부와,
    상기 영상처리부에서 조절된 영상 데이터를 입력받아 상기 액정표시패널을 구동하는 신호를 발생시키는 패널 구동부와,
    사용자가 입력한 휘도 레벨에 따라 상기 인버터와 상기 영상처리부를 제어하는 마이크로 콘트롤러가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 휘도제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 콘트롤러는 상기 휘도 레벨이 기준치 이상인 경우 상기 인버터를 통해 휘도를 제어하고, 상기 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 상기 영상처리부를 통해 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 휘도제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상처리부는 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러의 게인을 줄이 는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 휘도제어장치.
  4. 사용자의 휘도 레벨 제어명령이 입력되는 단계와,
    입력된 휘도 레벨과 기준치를 비교하는 단계와,
    입력된 휘도 레벨이 기준치 이상인 경우 액정표시소자의 백라이트 어셈블리를 아날로그 디밍 방법으로 휘도를 제어하고, 입력된 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러를 이용하여 휘도를 제어하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 휘도제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 입력된 휘도 레벨이 기준치 미만인 경우 스케일러의 게인을 줄이는 것을 특징으로 하는 영상표시기기의 휘도제어방법.
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