KR20060120673A - 백릿 디스플레이의 화상 최적화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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로버트 제이. 베로
찰스 피. 빈젤
로버트 엠. 존슨
티모시 엠. 맥쿤
에드워드 제이. 주니어 유치크
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Abstract

시각적 화상을 제공하는 디스플레이(208), 디스플레이(208)를 조명하기 위해 사용되는 백라이트(backlight;216)의 강도를 결정하는 프로세서(212), 및 백라이트(216)의 강도에 따라 시각적 화상을 최적화하는 제어기(202)를 포함하는 전자 디바이스(100)에서 사용하는 디스플레이된 화상을 최적화하는 방법, 디스플레이 장치(200), 및 디스플레이 제어기(222)가 기재된다. 백라이트(216)의 강도가 감소되면, 예를 들어, 백라이트 강도가 전력 절약을 위해 감소될 때, 화소(210)의 밝기는 화상을 보상하기 위해 증가된다. 또한, 상기 방법 및 장치는 비균일한 백라이트(216) 조건들을 보상하기 위해도 설명된다.
백라이트, 화상 최적화, 화소 어레이, 듀얼 버퍼, 밝기 스케일 인자, 탐색표

Description

백릿 디스플레이의 화상 최적화를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMAGE OPTIMIZATION IN BACKLIT DISPLAYS}
본 발명은 일반적으로 디스플레이를 갖는 전자 장치에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 백릿(backlit) 디스플레이의 화상 최적화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 디바이스에서 전지 수명과 대응하는 전지 재충전 사이의 동작 시간은 시장에서의 수용성을 위한 핵심 성공 요인이다. 디스플레이에 의해 소비되는 전력은 전자 디바이스의 전체 전력 소비에서 중요한 요인이다. 이것은 특히 대형 디스플레이로의 경향과 함께 사실이 되었다. 더욱이, 색 디스플레이(color display)의 추가는 이들 디바이스에서의 전력 관리를 위한 필요성을 크게 증가시킨다. 대부분의 조명 상황에서, 색 LCD(liquid crystal display)에 의해 최고의 화상 품질을 얻기 위해 백라이트(backlight)가 필요하다. 충분한 배경 광을 갖지 않은 색 LCD 디스플레이는 종종 퇴색하고 납작하게 보여진다. 그러나, 전자 디바이스에서 밝은 백라이트는 현저하게 전력 소모를 한다. 백라이트의 레벨은 전지 수명을 향상시키기 위해 감소될 수 있지만, 감소된 판독성과 명료성을 초래할 수 있다.
유사한 참조 부호들이 개별적 뷰들(views)에서 동일하거나 기능적으로 유사한 소자들을 참조하고, 아래의 상세한 설명과 함께 명세서에 병합되어 그 일부를 형성하는 동반하는 도면들은, 본 발명에 따른 다양한 실시예들을 추가 설명하고, 모든 다양한 원칙들과 이점들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 색 디스플레이를 갖는 통상적 전자 디바이스를 나타낸다.
도 2는 전자 디바이스에서 사용하는 디스플레이 장치의 블록도를 단순화되고 대표적인 형태로 나타낸다.
도 3은 백라이트가 조정될 때 LCD 디스플레이 보상을 위한 방법이다.
도 4는 백라이트 소스로부터의 거리의 함수로서 백라이트 강도를 나타낸다.
개관에서, 본 개시는 LCD 디스플레이, 특히 색 LCD 디스플레이를 사용하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 백라이트가 조정될 때 색 LCD 상에 시각적인 화상의 최적화에 사용하기 위한 방법 및 장치에 구현된 다양한 발명 개념들과 원칙들이 논의된다. 이것은, 짧은 동작 시간을 갖는 밝고 높은 대비의 화상과 긴 동작 시간을 갖는 보기 힘든 화상 사이에서 사용자가 선택해야 하는 휴대용 전자 디바이스에서 특히 관심사이다. 동작 시간은 적어도 부분적으로 백라이트 전력 소비에 따른다.
아래 더 논의되는 것과 같이, 백라이트 레벨이 특히 전지 수명을 연장하기 위해 조정될 때, 디스플레이된 화상을 최적화하기 위한 다양한 발명 원칙들이 유용 하도록 채택된다. 디스플레이된 화상이 퇴색하거나, 흐리거나, 또는 납작하게 보이게 될 때, 전자 디바이스의 사용자는 종종 백라이트를 계속 켜두도록 선택하여 전자 디바이스를 나중에 사용할 수 없게 되는 불이익을 종종 초래하게 되는 전지 수명의 감소를 받아들일 것이다. 본 개시는, 전자 디바이스와 병합될 때, 사용자가 낮은 백라이트 레벨로 동작하여 전지를 절약하고, 그에 따라 동작 시간을 연장하도록 권장하기 위해 화상 디스플레이를 보상하는 것을 제공한다.
본 개시는 본 발명에 따라 다양한 실시예들을 만들어 사용하는 최상의 모드들을 가능한 방식으로 더 설명하기 위해 제공된다. 본 개시는, 본 발명을 임의의 방식으로 제한하기보다는, 그것의 발명 원칙과 이점에 대한 이해와 인식을 돕기 위해 더 제공된다. 본 발명은, 단지 본 출원서의 계류 기간 동안 만들어진 임의의 보정안을 포함하는 첨부된 청구범위 및 발간된 것과 같은 이들 청구항들의 모든 동등물에 의해서만 정의된다.
또한, 제1과 제2, 위와 아래 등과 같은 관계성 용어들의 사용은, 만약 존재한다면, 개체들이나 액션들 사이에 임의의 실제 그런 관계 또는 순서를 요구하거나 내포할 필요가 없이 한 개체나 액션으로부터 다른 개체나 액션을 구별하기 위해서만 사용됨을 이해해야 한다.
많은 발명 기능과 많은 발명 원칙들은 소프트웨어 프로그램이나 명령, 및 애플리케이션 고유한 IC(integrated circuit)와 같은 IC들로 가장 잘 구현된다. 본 명세서에 개시된 개념들과 원칙들에 의해 안내될 때, 예를 들어, 이용가능한 시간, 현재 기술, 및 경제적 고려사항에 의해 동기부여되는 가능한 많은 노력과 디자인 선택에도 불구하고, 보통으로 숙련된 당업자라면, 최소의 실험으로 그런 소프트웨어 명령과 프로그램 및 IC들을 쉽게 생성할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명에 따른 원칙들과 개념들을 모호하게 하는 임의의 위험부담을 최소화하고 간략하게 하기 위해, 그런 소프트웨어와 IC들에 대한 추가 논의는, 만약 있다면, 양호한 실시예들의 원칙들과 개념들에 대한 기본사항들로 제한될 것이다.
도 1은 색 디스플레이(102)를 갖는 전형적 전자 디바이스(100)를 나타낸다. 사용자 인터페이스의 한 개 이상의 소자들을 통해, 사용자는 종종 백라이트 레벨을 조정하거나 선택할 수 있다. 다른 경우들에서, 백라이트의 레벨은 무동작, 동작 모드, 또는 주변 광 레벨과 같은 한 개 이상의 조건들에 기초하여 자동으로 조정된다.
본 개시의 실시예로부터 이득을 얻는 셀폰, PDA(personal digital assistant), 정리기(organizer), 개인 게임, 및 디스플레이를 포함하는 휴대용 오락 시스템이 일반적으로 사용되고, 소비점에서 쉽게 구입할 수 있다. 대부분 경우에, 이것은 색 LCD 디스플레이이지만, 그레이 스케일 또는 다른 색 디스플레이 기술을 포함하는 다른 구성을 상상할 수 있다.
도 2의 참조에서, 전자 디바이스에서의 사용을 위해 디스플레이 장치(200)의 단순화되고 대표적인 블록도가 논의되고 설명된다. 전자 디바이스는 무선 통신 디바이스, PDA, 또는 LCD 디스플레이를 사용하는 임의의 다른 다수의 전자 디바이스들일 수 있고, 감소된 전력 소비로부터 이득을 얻을 것이다. 제어기(202)는 입력(204)과 출력(206)을 갖는다. 출력(206)은 디스플레이(208)를 구동하기 위한 다 중화된 접속 세트일 수 있다. 디스플레이(208)는 대부분 화소 어레이를 형성하는 개별 화소들(210)을 포함한다. 출력(214)을 갖는 프로세서(212)는 디스플레이(208)를 조명하는 백라이트(216)를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(212)는 백라이트(216)의 레벨이나 강도를 통신하기 위해서 및 화소 데이터를 액세스하기 위해서 접속(218)을 통해 제어기에 결합될 수 있다. 디스플레이 장치와 특정 전자 디바이스의 물리적 구성에 따라, 한 개 이상의 추가 백라이트들(220)이 채택될 수 있고, 또한 프로세서(212)에 의해 구동될 수 있다. 프로세서와 제어기는 도시된 것처럼 한 디바이스(222)에 물리적이나 논리적으로 배치될 수 있다.
동작에서, 전자 디바이스(100)에서 사용되기 위한 디스플레이 장치(200)는 시각적 화상을 제공하기 위한 디스플레이(208), 디스플레이(208)를 조명하기 위해 백라이트(216)의 강도를 결정하기 위한 프로세서(212), 및 백라이트(216)의 강도에 따라 시각적 화상을 최적화하기 위해 디스플레이(208)와 프로세서(212)에 결합된 제어기(202)를 가질 것이다. 백라이트(216)의 레벨은 어떤 형태의 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택될 수 있거나, 다른 요인에 기초하여 프로세서(228)에 의해 자동으로 조정될 수 있다. 그런 요인들로는 주변 광, 키를 누른 후의 시간, 남은 전지 전력, 또는 다른 것들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어떤 조건들에서, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있기 위해 일부 전지 수명을 단축시키는 결과를 초래하는 가장 높은 강도에 백라이트 레벨을 설정하는 것이 필요할 것이다. 전자 디바이스(100)에 광 센서가 구비되고, 밤과 같이, 어두운 주변 광 조건이 주어지면 센싱할 수 있을 때, 백라이트는 미리 결정된 낮은 레벨로 감소될 수 있는 경우가 있을 수 있다. 다른 예에서, 아마도 건물 안에서, 사용자는 백라이트의 레벨을 감소시켜 전력을 절약하기를 원할 수 있고, 디스플레이 화상의 일부 품질을 기꺼이 희생하려고 할 수 있다.
색 디스플레이, 특히 LCD 디스플레이(208)의 특성은 스크린이 화소(210)라고 불리우는 작은 세그멘트들로 분리된다는 점이다. 화소(210)는 디스플레이의 해상도와 구성의 유형에 따라 크기가 달라질 수 있다. 각 픽셀(210)의 색조, 채도, 및 밝기는 화소(210)에 대한 적색, 녹색, 및 청색("RGB") 하위 성분의 설정에 따라 대부분 결정된다. 일부 실시예들에서, 청록, 자홍, 노랑과 같은 다른 색들이 사용될 수 있지만, RGB에 대해 논의된 원칙들은 동일하게 적용된다. 화소(210)에 대한 RGB 설정을 조정하여, 색조와 채도만이 아니라, 명도나 밝기도 설정될 수 있다. 어레이의 픽셀들(210)의 각각에 대한 적색, 청색, 및 녹색 설정들을 조정하여 시각적 화상이 최적화될 수 있다. 한 가지 그런 색조, 채도, 및 밝기에 대한 방법이 스미스, 에이. 알.에 의해 "색 영역 변환 쌍(Color Gamut Transform Pairs)"이라는 표제로 SIGGRAPH 78 논문에 정의된다. 색조, 채도, 및 명도(또는 밝기, 또는 광도) 간의 사상이 폴리(Foley) 외.에 의한 "컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics)"에서 발견될 수 있다. 색조와 채도의 방법들은 보통 숙련의 당업자들에게 공지된 HSV(Hue Saturation Value), HSB(Hue Saturation Brightness), HLS(Hue Lightness Saturation) 색 스페이스들로 정의된다. 조정할 때 적색, 녹색, 및 청색 설정 사이에 일정한 스케일링을 유지하는 것은 화소(210)의 색조와 채도를 변경하지 않고 화소(210)의 명도, 밝기, 광도, 또는 휘도가 변경되도록 한다. 이것은 원래 설정 들을 동일한 스케일링 인자로 스케일링하거나 또는 각 명도를 동일한 퍼센트 증가로 증가하여 이루어질 수 있다. 색조와 채도를 유지하면서, 명도, 밝기, 광도, 또는 휘도를 조정하기 위해 적색, 녹색, 및 청색의 설정들을 스케일링하기 위한 프로시져, 방법, 및 장치가 동일하므로, 밝기라는 용어는 화소 명도, 밝기, 광도, 또는 휘도를 나타내기 위해 사용될 것이다. 인간의 눈이 색의 변경보다는 밝기 변경에 더 민감하므로, 색으로 작업할 때 인간 눈이 고려될 것이다. 그러므로, 밝기를 변경하고 색조와 채도를 유지할 때, 엄격한 비율 조정이 항상 사용되지는 않을 것이다.
이 LCD 디스플레이(208)의 특성을 적용하여, 백라이트(216) 레벨이 감소함에 따라 화소(210)의 밝기를 증가시켜 화상이 최적화될 수 있다. 부연하면, 백라이트(216)의 강도에 반비례하게 화소의 밝기를 조정하여 시각적 화상이 최적화될 수 있다. 화상의 무결성은 화소 어레이의 각 화소의 색조와 채도를 유지하여 보존된다.
화소(210)가 이미 비교적 높은 밝기를 가지고 있을 경우의 일례에서, 백라이트(216)의 강도가 감소되어, 적색, 청색, 및 녹색 설정 중의 하나 이상은 최대 설정 이상으로의 조정이 요구될 것이다. 조명 목적으로, 화소(210)에 대한 적색, 청색, 및 녹색 설정이 0 내지 255의 범위일 수 있다고 가정하자. 이 예에서, 적색은 200에 있고, 녹색은 150에 있고, 청색은 100에 있어서, 결과적으로 중간 브라운 색조가 된다. 최대 효과를 갖는 것으로서 실험적으로 조정되는 것처럼, 백라이트(216) 강도의 15% 감소(광, 광 센서, 또는 다른 메커니즘을 구동하는 전류에 의 해 측정되는 것처럼)에는 대응하는 화소(210) 밝기의 증가가 후속된다. 20% 증가는 새로운 적색, 녹색, 청색 명도를 각각 240, 180, 및 120으로 결과적으로 되게 하고, 더 밝은 브라운 톤이 되며, 여전히 색조를 유지하면서, 더 높은 밝기를 제공한다. 그러나, 백라이트(126) 강도가 35% 감소할 때, 화소(210)의 명도는, 예를 들어, 대응하는 35% 높게 조정되어, 결과적 적색 값 270은 최대치를 초과할 것이다. 이 실시예에서, 적색 값이 255에 설정되어, (255-200)/200의 27.5%의 증가 비율을 설정할 수 있다. 남은 녹색과 청색 값은 각각 27.5% 증가되어, 적색, 녹색, 청색 각각에 255, 191, 및 128의 화소(210)에 대한 최종 설정(전체 수에 반올림됨)을 제공한다. 이것은 여전히 브라운 색조이고, 그 색조를 유지하면서 이용가능한 가장 높은 밝기를 갖는다. 즉, 최대 설정이 한계값을 초과할 때까지, 백라이트의 강도에 역으로 비례하게 적색, 녹색, 및 청색 설정들이 조정된다. 그 다음, 그 설정은 최대치로 설정되고, 그 설정의 퍼센트 증가는 남은 설정을 증가시키기 위해 사용된다. 주어진 백라이트 레벨에서 화소가 한계값에 도달했슴을 계산하는 능력은 백라이트 레벨을 조정하여 근접한 밝기 채도에 또는 그 가까이를 지정하여, 전체 색 강도와 백라이트 레벨의 혼합을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
이 비율 조정과 한계값의 사용은 또한, 백라이트 강도가 증가될 때, 어두운 색조(낮은 적색, 녹색, 청색 설정)에 적용할 수도 있다. 대응하는 색조나 밝기의 감소는, 색 성분들이 모두 동등하게 감소되면, 임의의 색조의 효과적 감소를 유발할 것이다(검정). 다시 말하면, 대비가 상실되고 제공된 임의의 화상이 단순히 검게 되는 시점까지 휘도가 낮아지지 않도록 한계값이 적용될 수 있다. 이 경우, 낮 은 한계값, 예를 들어, 50, 이 설정될 수 있다. 더 밝은 백라이트로 조정할 때, 임의의 값이 50 이하로 감소될 때, 50 이하의 값은 50으로 설정될 것이고, 그 설정의 퍼센트 감소는 남은 설정의 값을 감소시키기 위해 사용될 것이다.
도 4를 간략하게 참조하면, 디스플레이의 수평부를 가로질러 백라이트(216)의 강도를 나타내는 라인(402)으로 도시된 것처럼, 광원으로부터 거리가 증가하면 백라이트에 의해 공급되는 광이 감소한다. 이것은, 단순히 디스플레이(208)에 대해 백라이트(216)의 배치의 기하학 때문이거나 또는 백라이트(216)에서 디스플레이(208)까지의 광을 채널링하기 위해 사용되는 광학 특성 때문일 수 있다. 백라이트(216)를 사용하는 단일 광원의 예가 주어지면, 디스플레이는 스크린의 우측 상에서보다는 좌측 상에서 더 밝은 것을 볼 수 있다. 이 효과를 설명하기 위한 한 가지 방법은 휘도 롤 오프(roll off)이다. 디스플레이(208)의 휘도(밝기)를 각 화소마다 조정하는 능력은 더 비싼 광이나 추가적 백라이트(220)가 없이 전자 디바이스의 설계자가 광의 강도 차이를 보상하도록 한다. 이 예에서, 디스플레이(208)의 우측 상의 화소들의 밝기는 디스플레이(208)의 좌측 상의 것들과 더 가깝게 매치하기 위해 조정될 수 있다. 도면부호 220과 같이, 제2 백라이트가 사용될 때, 또는 다른 광이 채택될 때, 디스플레이 상의 광 패턴은, 제2 백라이트의 효과를 나타내는 그래픽 라인(404)에 의해 도시된 것과 같이, 변화될 것이다. 2개의 백라이트(216, 220)의 경우, 디스플레이(208)의 중앙의 화소들은 라인(402, 404)에 의해 도시된 휘도 롤 오프에 따라 각 에지 상의 것들을 매치하기 위해 조정될 수 있다. 도 4의 샘플이 선형 휘도 롤 오프를 나타내는 한편, 보통 숙련의 당업자에게는, 그 런 백라이트 강도의 변화가 디스플레이(208)의 너비와 높이에서 모두 매우 비선형적일 수 있고, 대응하는 화상 최적화 알고리즘에의 변경이 요구될 것임이 명백할 것이다.
도 2의 참조에서, 백라이트(216) 레벨 변화가 발생할 때, 제어기(202)는 여러 방법들 중의 임의의 것을 사용하여 화소 어레이의 화소(210)를 위한 새로운 값을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 탐색표(look up table)에 따른 고정값으로 화소 어레이의 모든 화소들을 조절하여 시각적 화상을 최적화할 수 있다. 단지 설명 목적으로만 사용되는 일례로서, 표에는 백라이트(216) 레벨이 약 0%에서 약 15%로 감소하는데 대해, 화소 밝기가 8% 내지 10%로 증가됨이 설명된다. 백라이트(216)를 약 15%에서 약 25%로 감소하면 화소 휘도가 18% 내지 20% 증가된다. 이 같은 어떠한 조절도 상술한 최대값을 고려하며 색조와 채도를 유지하면서 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 각 화소(210)는 백라이트(216) 강도의 변화에 기초하여 그 화소(210)에 대한 새 값을 실시간으로 계산하여 조절할 수 있고, 상술된 것처럼 백라이트 디스플레이 변화를 위한 보상을 포함하거나 또는 포함하지 않을 것이다. 다른 실시예에서, 화소 어레이는 부분들로 분리될 수 있고, 그 부분에 대한 새 조절 값이 계산되어 그 화소들(210)에 적용된다.
예를 들어, 일 실시예에서, 라이브 비디오를 디스플레이할 때, 프로세서(212)는 실시간으로 화상을 향상시키기 위해 호출될 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 디스플레이(208) 변화가 빠르지 않을 때, 제어기(202)가 전 메모리(front memory)로부터 구동되고, 한편 화상 향상을 위해 후 메모리(back memory) 에서 다음 디스플레이 스크린에 대한 컨텐츠가 프로세스될 수 있다. 프로세서(212)는, 예를 들어, 디스플레이의 사각형 영역과 같은, 백 메모리의 섹션들을 판독하여, 화상을 프로세스하고, 백 메모리에 그 데이터를 재기록할 수 있다. 모든 화소(230) 값들이 갱신되었을 때, 프로세서(212)는 제어기(202)에 전 메모리에서 후 메모리로 스위칭하여 디스플레이되는 화상을 변경하도록 시그널링할 수 있다. 기본적으로, 후 메모리는 전 메모리로 만들어지고, 이전 전 메모리는 새 디스플레이 데이터를 기록하고 화상 최적화를 위해 이용할 수 있다. 전과 후 디스플레이 메모리는 종종 제어기(202)의 일부이지만, 분리될 수 있다. 일 실시예에서, OpenGL™ 소프트웨어 콜을 사용하여 디스플레이 메모리로의 액세스가 된다. OpenGL™은 실리콘 그래픽스(사)의 상표이다.
도 2에 도시된 컴포넌트들은 알려졌고 이용가능하다. 제어기(202)는 모토롤라(사) 또는 다른 제조업자들로부터 이용가능한 디지털 신호 프로세서 또는 다른 제어기이거나 이를 포함할 수 있다. 유사하게, 프로세서(212)는 모토롤라(사) 또는 다른 제조업자들로부터의 디지털 신호 프로세서이거나 이를 포함할 수 있다. 프로세서(212)와 제어기(202)는 동일 칩 상에서 기능적으로 동작할 수 있고, 소프트웨어 또는 하드웨어에 표현될 수 있다. 하드웨어(예를 들어, PLA(programmable logic array)) 또는 소프트웨어(예를 들어, C++, Java, 또는 다른 컴퓨터 동작가능한 명령)의 구현에 무관하게, 프로세서(212)와 제어기(202)를 위해 설명된 기능들의 구현은 이 분야에서 보통 경험과 능력을 가진자에 의해 쉽게 이해되고 구현된다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기는 내셔널 세미컨덕터(National Semiconductor) LM2791 LED 드라이버와 함께 사용되는 ATI Imageon™ 3200 디스플레이 제어기일 수 있지만, 당업자의 재량으로 다른 조합들이 만들어질 수 있다. Imageon™은 ATI 테크놀로지사(ATI Technologies, Inc.)의 상표이다. 백라이트(216, 220)는 CFL(cold fluorescent light), EL(electroluminescent lights), LED(light emitting diode), 또는 다른 소자나 그것들의 조합일 수 있다. 그들은 일용 부품들이고, 쿄세라(Kyocera)와 같은 제조업자 및 애로우 일렉트로닉스사(Arrow Electronics) 또는 해밀톤 애브넷(Hamilton Avnet)과 같은 부품 배포업자로부터 이용가능하다. 다수의 디스플레이들(208)이 생산되고, 쿄세라, 히타치(Hitachi) 등과 같은 제조업자들로부터 이용가능하다.
상술한 것과 유사하게, 디스플레이 제어기(222)는 백라이트 강도에 최적화된 화상을 제공한다. 디스플레이 제어기는 데이터를 수신하여 화상으로서 디스플레이하는 제1 입력(204)과 디스플레이의 백라이트 강도에 대응하는 제2 입력(228)을 갖는다. 구동되는 디스플레이(208)는 화소 어레이에서 화소(210)로 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기는 화소 어레이의 한 개 이상의 화소들(210)을 제어하는 출력(206)을 더 포함한다. 디스플레이 제어기는 또한 입력(204, 228) 중 하나 또는 둘 다의 변경에 응답하여 화소 어레이의 픽셀(210)의 밝기를 조절하기 위한 프로세서(212) 또는 제어기(202)를 갖는다. 디스플레이 제어기(222) 입력들 중의 하나, 예를 들어, 도면부호 228은 백라이트 강도에 직접적으로 대응할 것이다. 다른 경우, 디스플레이 제어기 입력(228)은, 예를 들어, 키보드 동작과 관련된 데이터일 수 있고, 백라이트 강도를 프로그램으로 설정하기 위해 디스플레이 제어기(222)에 의해 사용된다. 백라이트 강도를 모니터하든지 그것을 제어하든지에 무관하게, 디스플레이 제어기(222)는 화상을 최적화하기 위해 사용하기 위한 백라이트 강도를 알고 있다.
디스플레이 제어기(222)의 일부로서, 프로세서(212) 또는 제어기(202)는 고정값 탐색과 실시간 계산 중의 하나에 따른 백라이트 강도에 기초하여 시각적 화상을 최적화할 수 있다.
프로세서(212)나 제어기(202)는 이용가능한 백라이트의 다른 레벨들을 보상하기 위해 백라이트 강도에 반비례하게 적색, 녹색, 청색 화소 성분들 중의 하나에 대한 값을 조절할 수 있다. 화소의 성분들(적색, 녹색, 및 청색)의 각각을 동일 비례로 조절하여 화소(201)의 밝기가 유지될 수 있다.
백라이트 레벨에 반비례적으로의 조절이 적색, 녹색, 및 청색 성분 값들 중의 하나가 한계값을 초과하도록 할 때, 그 설정은 최대값으로 설정되고, 그 설정의 퍼센트 증가는 남은 설정을 증가시키기 위해 사용된다. 모든 값들이나 몇 화소들로부터의 값들이 한계값을 초과한 경우, 그 한계값을 가장 초과한 값이 최대값으로 설정되고, 나머지 조절된 값들을 결정하기 위해 사용된다. 이것은 이용가능한 최대 조절량을 제공하면서 화소(210)의 색조와 채도를 유지하도록 한다.
디스플레이 제어기는 백라이트 레벨에 반비례하게 조절을 개별적으로 계산하도록 프로그램될 수 있어서, 디스플레이의 일부가 다른 레벨들로 조절되거나, 다른 한계값들을 갖거나, 또는 디스플레이의 다른 영역들과는 다른 비율을 사용한다. 상술된 것처럼, 이것은 백라이트가 일정하지 않는 경우, 디스플레이를 보상하기 위 해 사용될 수 있다.
디스플레이 제어기(222)는, 모토롤라(사)와 같은, 제조업자들로부터 이용가능한 다수의 제어기, 단일 칩 프로세서, 또는 PLA 중의 임의의 것일 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 제어기는 ATI Imageon™ 3200 그래픽 제어기일 수 있다. 설명된 기능들은 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어에 구현될 수 있고, 보통 숙련의 당업자라면 쉽게 구현할 수 있다. 당업자에게는, 한 형태에서 다른 형태로 디자인을 변환하는 것이 알려졌다.
도 3의 참조에서, 백라이트 조절이 되었을 때 LCD 디스플레이 보상을 위한 방법이 논의되고 설명된다. 백라이트 강도, 또는 더 적절히는 백라이트 강도 변화를 우선 결정하여(300), 백라이트 강도를 변경할 때, 이 방법은 전자 장치의 디스플레이에서 화상을 최적화한다. 일부 경우들에서, 백라이트 강도는 알려진 상태로부터의 차이로서, 즉, 예를 들면, 최대 레벨의 50% 아래에서 볼 수 있다. 다른 실시예에서, 백라이트 강도 및 그것의 변경은, 예를 들어, 밀리암페어의 구동 전류와 같은, 백라이트를 구동하기 위해 사용되는 에너지에 대응하는 용어들로 표현될 수 있다. 일단, 백라이트 강도가 결정되면, 밝기 스케일 인자가 계산된다(302). 즉, 백라이트 강도에 따른 화상을 조절하기 위한 인자가 결정된다. 일 실시예에서, 백라이트 강도의 퍼센트 변경에 기초하여 적용할 퍼센트 변경을 계산하여, 디스플레이에서 모든 화소들(210)에 대해 일정치 밝기 스케일 인자가 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 특정한 디스플레이 구성에 대해 경험적으로 구동될 수 있고 스케일링 인자의 실시간 계산을 가속하는 이득을 얻을 수 있는 미리 결정된 값들의 표에 따라 모든 화소들(210)에 대해 일정치 밝기 스케일 인자가 결정될 수 있다. 또한, 스케일 인자들의 제2 표가 계산될 수 있고, 그 표는 0에서 최대값까지 각 색 구성요소 값에 대한 엔트리를 포함한다. 다른 실시예에서, 스크린의 다른 영역들에서 백라이트 레벨의 변화가 설명될 수 있다. 밝기 스케일링 인자가 결정된 후, 스크린의 일부의 백라이트 강도에 기초하여, 디스플레이의 그 부분의 화상을 조절하기 위해 제2 인자가 사용될 수 있다. 이것은 특히, 백라이트로부터의 광의 광학적 특성이나 비균일한 분포때문에, 스크린의 일부 영역들은 항상 다른 영역들보다 더 밝게 되는 경우의 상황에 적용가능하다. 주어진 위치에서 백라이트 강도의 변화 및 관찰된 강도의 변화 모두에 따른 밝기 조절은 디스플레이 뷰잉 영역에서 지각된 균일성을 생성하도록 한다.
밝기 스케일링 인자의 결정시 추가 고려사항은 화상의 색조와 채도를 유지하는 것이다. 적색, 녹색, 및 청색의 기본색들로 구성된 화소들(210)이 특성인 디스플레이에는, 세 가지 성분들의 각각을 비례하게 조절하여 디스플레이되는 화상의 색조와 채도를 유지하는 것이 행해진다.
화소 성분이나 색 구성요소에 대한 한계값이 결정된다(304). 한계값은 디스플레이 자체에 의해 부가된 것, 즉, 지원되는 최대 휘도 또는 밝기일 수 있거나, 또는 그것은 색 구별이나 관찰되는 색 채도를 위해 필요한 것으로 결정되는 낮은 값과 같은 실험적 한계값일 수도 있다. 스크린의 다른 영역들에 대해서는 한계값이 다를 수 있다. 상술한 것처럼, 스크린은 계산의 용이성을 위해 또는 백라이트 변동의 보상을 단순화하기 위해 섹션들로 분할될 수 있다.
색 구성요소 값들은 색 구성요소 한계값을 초과하는지를 보기 위해 테스트된다(308). 성분이나 색 구성요소 중의 임의의 것이 한계값을 초과하면, 도면부호 308의 예로 분기한다. 적색, 녹색, 및 청색 성분들 중의 한 개 이상의 크기가 한계값을 초과할 때, 가장 큰 양만큼 한계를 초과하는 설정이 최대값 또는 다른 미리 결정된 값에 설정될 수 있다(310). 가장 높은 원래 색 구성성분 값과 동일한 퍼센트 증가만큼 나머지 색 구성요소 값들에 대한 설정이 증가된다(312). 한계 상황에서 밝기 값, 즉, 적색, 녹색, 및 청색 화소 설정들의 크기를 결정할 때, 화소(210)의 원래 색조와 채도를 유지하는 것이 바람직하지만, 필수 사항은 아니다. 신속한 계산, 반올림 오류, 또는 표탐색 매칭을 위해 엄격한 비례 조절의 변화가 이루어질 수 있다.
최대값들에 도달되고 비례성이 유지되지 않을 때와 같이, 정해진 한계값을 초과하는 설정이 없거나 또는 색조와 채도가 유지되지 않을 때, 도면부호 308의 아니오 분기가 뒤따른다(314). 화소(210)의 화상에 적색, 녹색, 및 청색 설정의 새 값들이 적용되어 밝기 스케일 인자를 사용하여 화상을 조절한다. 실제로, 일 실시예는 제어기(202)로부터의 디스플레이 값들을 판독하고, 전체적으로 또는 부분적으로, 화상에 동작하고, 그 다음, 제어기(202)로 최적화된 데이터를 다시 재기록한다. 디스플레이의 모든 화소나 섹션이 조절되었는지를 판정하기 위해 테스트(316)가 수행된다. 만약 그렇지 않다면, 도면부호 316의 아니오 분기가 뒤따르고, 프로세스는 도면부호 306에서 계속된다. 모든 프로세싱이 완료되면, 도면부호 316의 예 분기가 뒤따르고, 프로세싱을 도면부호 318에서 종료한다.
양호한 실시예에서, 적색, 녹색, 및 청색 성분의 크기의 새 값들은 디스플레이의 강도의 변경에 반비례하는 관계에서 계산된다(306). 한계값들이 검사되지 않으면, 프로세싱은 도면부호 314로 계속된다.
상술된 장치와 방법, 및 그것의 발명 원칙들은 백라이트 강도의 변화 및 디스플레이에서 백라이트 강도의 변동에 기인하는 문제들을 경감시키려고 의도된다. 디스플레이를 더욱 판독가능하도록 하고 디스플레이된 화상의 전체 외관을 향상시켜서, 사용자는 전자 디바이스를 더 낮은 백라이트 레벨에서 동작시킬 것이다. 그러므로, 사용자는, 인식가능하지만, 수용할만한 디스플레이의 화상 품질의 저감으로 더 긴 전지 수명의 이득을 얻을 것이다.
또한, 연장된 전지 수명에 의한 사용자에의 직접적 이득 외에, 휘도가 롤 오프하는 경우에 화소들의 밝기를 보상하여, 사용자가 스크린의 전체 영역에서 균일한 백라이팅을 지각할 수 있는 이점이 있다. 제조업자에게 그 이점은 명백하다. 백라이트 분산에서 사용하는 광은 비싸지 않을 수 있고, 백라이트 휘도의 변동이 존재할 때 지각된 화상 품질의 균일성을 제공하기 위해 디스플레이 장치(200)나 다스플레이 제어기(222)가 채택될 때, 채택된 백라이트 소스의 유형들은 광범위해질 수 있다.
본 설명에 기재된 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display)이지만, 보통 숙련의 당업자에게는, 전력 절약과 연관된 것들 외의 목적으로, 다른 디스플레이 유형들 및 구성들에도 설명된 기술이 적용가능함이 명백할 것이다. 예를 들어, 방 조명이 변할 때, 밝기가 조절되는 경우의 환경에서, 플라즈마 디스플 레이, 종래 관 모니터, 및 다른 것들이 사용됨을 쉽게 이해한다. 그런 상황에서 색조와 색 채도를 유지하면서 밝기를 조절하는 능력은 유용하고, 본 명세서에 기재되는 방법 및 장치의 직접적 적용이다.
Figure 112006036283114-PCT00001
Figure 112006036283114-PCT00002
Figure 112006036283114-PCT00003
LCD 디스플레이에서 화상을 최적화하기 위한 방법 및 장치의 다양한 실시예 들이 논의되고 기재되었다. 본 발명에 따른 이들 실시예들과 다른 것들이 백릿(backlit) 디스플레이를 사용하는 다수의 전자 디바이스로 응용될 것임이 기대된다. 본 개시는 그런 전자 디바이스 및 특히 거기에 채택되는 방법을 포함하는 구성 요소나 장비로 확장된다.
본 개시는, 그것의 진실한, 의도된, 정당한 범위와 그것의 취지를 제한하기 보다는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들을 구성하여 사용하는 방법을 설명하려고 의도된다. 전술된 설명은 총망라하거나 또는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하려고 의도되지는 않는다. 위의 가르침의 관점에서 수정이나 변형이 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원칙들과 그것의 실용적 적용에 대한 최상의 설명을 제공하고, 보통 숙련의 당업자가 고려되는 특정 사용에 적절한 다양한 실시예들과 다양한 수정본에서 본 발명을 사용하도록 하기 위해 실시예들이 선택되어 설명되었다. 모든 그런 수정본과 변형본은, 특허를 위한 본 출원서의 계류 동안 보정될 수 있는, 첨부된 청구범위 및, 넓게 해석되었을 때 정당하게, 합법적으로, 및 동등하게 권리가 부여되는 모든 동등물에 의해 결정되는 것처럼 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (20)

  1. 시각적 화상을 제공하는 디스플레이;
    상기 디스플레이를 조명하기 위한 백라이트(backlight)의 강도를 결정하는 프로세서; 및
    상기 디스플레이 및 상기 프로세서에 결합된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 백라이트의 강도에 따른 상기 시각적 화상을 최적화하는
    전자 디바이스에서 사용하는 디스플레이된 화상을 최적화하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이는 화소 어레이를 더 포함하고, 상기 화소 어레이의 화소에 대한 적색, 녹색, 및 청색 설정 중의 하나의 레벨을 조절하여 상기 시각적 화상이 최적화되는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시각적 화상이 최적화되었을 때 상기 화소 어레이의 화소의 색조가 유지되는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시각적 화상이 최적화되었을 때 상기 화소 어레이의 화소의 채도가 유지되는 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 적색, 녹색, 및 청색 설정들 중에 하나의 레벨이 상기 백라이트의 강도에 반비례하게 조절되는 디스플레이 장치,
  6. 제2항에 있어서, 상기 적색, 녹색, 및 청색의 설정들 중의 하나의 레벨이, 상기 설정들 중의 하나가 한계값을 초과할 때까지, 상기 백라이트의 강도에 반비례하게 조절되고, 상기 설정들 중의 하나가 최대값으로 설정되고, 상기 설정들 중의 하나의 변경에 비례하는 조절이 남은 설정들에도 사용되는 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 적색, 녹색, 및 청색의 설정들 중의 하나의 레벨이, 상기 설정들 중의 하나가 한계값을 초과할 때까지, 상기 백라이트의 강도에 반비례하게 조절되고, 상기 설정들 중의 하나가 실질적으로 상기 한계값일 때까지 상기 백라이트의 강도가 조절되는 디스플레이 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 화소 어레이의 화소가 상기 화소에서 상기 백라이트의 강도에 따라 조절되는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 무선 통신 디바이스와 PDA(personal digital assistant) 중의 하나인 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 고정값 탐색(look up)과 실시간 계산 중의 하나에 따라서 상기 백라이트의 강도에 기초하여 상기 제어기가 상기 시각적 화상을 최적화하는 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 들어오는 화상에 대해 실시간으로 상기 백라이트의 강도에 대응하는 상기 시각적 화상을 최적화하는 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 버퍼 메모리에서 상기 백라이트의 강도에 대응하는 상기 시각적 화상을 최적화하는 디스플레이 장치.
  13. 백라이트의 강도의 변화에 대응하여 전자 디바이스의 디스플레이에 화상을 최적화하는 방법으로서,
    상기 백라이트의 강도에 따라 상기 화상을 조절하기 위한 인자를 결정하는 단계; 및
    상기 인자를 사용하여 상기 화상을 조절하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정하는 단계는, 상기 디스플레이에서 화소의 밝기를 스케일링하기 위한 상수를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정하는 단계는, 상기 화소의 색조를 유지하 기 위해 상기 디스플레이에서 화소의 밝기를 스케일링하는 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정하는 단계는, 상기 화소의 채도를 유지하기 위해 화소의 밝기를 스케일링하는 상수를 결정하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정하는 단계는, 상기 백라이트의 강도의 변화에 반비례하게 상기 디스플레이에서 화소에 대한 적색, 녹색, 및 청색 설정 중의 하나의 크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정 단계는, 상기 백라이트의 강도의 상기 변화에 반비례하게 상기 디스플레이에 화소에 대한 적색, 녹색, 및 청색 설정 중의 하나의 크기를, 상기 하나의 크기가 한계값을 초과하지 않는 한, 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 하나의 크기가 최대치로 설정되고, 상기 하나에 비례하는 인자가 남은 설정에 대해 결정되는 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 인자를 결정하는 단계는,
    표 탐색(table look up)에 따라서 상기 인자를 결정하는 단계; 및
    상기 백라이트의 강도에 대응하는 값을 사용한 계산에 따라서 상기 인자를 결정하는 단계
    중의 하나를 더 포함하는 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 화상을 최적화하는 것은, 상기 디스플레이의 한 부분에서 상기 부분의 상기 백라이트의 강도에 따라 상기 화상을 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
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