KR20100033731A - 광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드및 이를 갖는 표시장치 Download PDF

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Abstract

광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드 및 이를 갖는 표시장치에서, 영상 신호를 인가받은 후, 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치 및 최대치를 각각 산출하여 각 광원블럭에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출한다. 이어서, 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하고, 이러한 매개 변수에 대응하여 블록 평균값 및 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출한다. 이어서, 블록 대표값과 대응되는 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하고, 이러한 디밍 레벨에 따라 각 광원블럭을 구동한다. 이와 같이, 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 이용하여 블록 평균값 및 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출함에 따라, 밝은 영상 및 어두운 영상에서 로컬 디밍효과를 발생시킬 수 있다.
매개 변수 추출부, 블록 대표값 생성부

Description

광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드 및 이를 갖는 표시장치{METHOD FOR DRIVING LIGHT SOURCE BLOCKS, CONTROL BOARD FOR PERFORMING THE METHOD AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE CONTROL BOARD}
본 발명은 광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블록별로 개별적으로 구동시킬 수 있는 광원블록들의 구동방법, 이를 수행하기 위한 콘트롤러 보드 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시패널은 화소전극들 및 상기 화소전극들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판, 공통전극 및 컬러필터들을 갖는 컬러필터 기판, 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 이때, 상기 액정층은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 배열이 변경되고, 그로 인해 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변 경시킨다.
한편, 상기 광의 투과율이 최대로 증가되면, 상기 액정 표시패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현할 수 있고, 반면 상기 광의 투과율이 최소로 감소되면, 상기 액정 표시패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현할 수 있다.
그러나, 상기 액정층이 일반적으로 완전하게 일정한 방향으로 배열되는 것이 어렵기 때문에, 상기 액정 표시패널은 낮은 계조값에서 빛샘 현상이 발생될 수 있다. 즉, 상기 액정 표시패널은 낮은 계조값에서 완전한 블랙 영상을 구현하기가 어렵고, 그로 인해 상기 액정 표시패널에서 표시되는 영상의 명암비(contrast ratio; CR)가 감소될 수 있다.
이러한 영상의 명암비가 감소되는 현상을 방지하기 위해 최근에 개발된 백라이트 어셈블리는 로컬 디밍방법(local dimming method)으로 구동되는 복수의 광원블록들을 포함함하고 있다. 이때, 상기 로컬 디밍방법은 상기 낮은 계조값으로 블랙 영상을 구현할 화소영역으로 디밍된(dimmed) 광을 제공함으로써, 상기 명암비를 보다 증가시킬 수 있는 상기 광원블록들의 구동방법을 의미한다.
한편, 상기 광원블록들 중 어느 하나의 블록에서 발생하는 휘도값은 상기 어느 하나의 블록과 대응되는 픽셀 데이터들과 대응된다. 일반적으로, 상기 각 광원블록에서의 휘도값은 상기 각 블록과 대응하는 픽셀 데이터들의 평균값 또는 최대값과 대응한다. 그러나, 상기 각 블록에서의 휘도값이 상기 픽셀 데이터들의 평균값과 대응될 경우, 밝은 영상에서는 상기 각 블록의 대표 밝기를 잘 표현하지만 어두운 영상에서는 상기 각 블록의 대표성을 유지하지 못하고 상대적으로 어두워지는 경향이 있다. 반면, 상기 각 블록에서의 휘도값이 상기 픽셀 데이터들의 최대값과 대응될 경우, 상기 각 블록 내의 단 하나의 광원에서 최대 휘도값을 갖더라도 상기 각 블록 전체가 디밍(dimming)이 안되어 로컬 디밍효과가 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밝은 영상 및 어두운 영상에서 로컬 디밍효과를 발생시킬 수 있는 광원블럭들의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광원블럭들의 구동방법을 수행하기에 적합한 콘트롤러 보드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 콘트롤러 보드를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 의한 광원블럭들의 구동방법으로, 복수의 광원블럭들을 구동하기 위한 영상 신호를 인가받은 후, 상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치 및 최대치를 각각 산출하여, 상기 각 광원블럭에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출한다. 이어서, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하고, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출한다. 이어서, 상기 블록 대표값과 대응되는 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하고, 상기 디밍 레벨에 따라 상기 각 광원블럭을 구동한다.
상기 매개 변수를 추출하는 방법으로, 우선 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값(luma value)을 추출하고, 상기 평균 루마값에 대응하는 매개 변수를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 매개 변수를 α이라 하고, 상기 평균 루마값을 τAVE이라 하며, 상기 영상 신호에서의 최대 루마값을 τMAX이라 할 때, α = Z x (1 - τAVE/τMAX)를 만족하며, 이때 상기 Z는 튜닝 상수값으로서 상기 매개 변수 α를 제어하며, 0 ≤ Z ≤ 1일 수 있다.
또한, 상기 블록 대표값을 BREP라 하고, 상기 블록 평균값을 BAVE라 하며, 상기 블록 최대값을 BMAX이라 할 때, BREP = (1-α) x BAVE + α x BMAX를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 상기 매개 변수를 추출하는 방법으로, 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 기준 휘도보다 낮은 휘도값을 갖는 각 프레임에서의 다크 블록(dark block)의 수를 추출한 후에, 상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교하여 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성할 수도 있다. 이때, 상기 매개 변수를 추출하는 방법에는 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨을 추출하는 단계가 더 수행될 수 있다. 또한, 상기 매개 변수를 생성하는 방법으로, 상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교 한 결과와, 상기 차이 레벨을 기준 레벨과 비교한 결과를 함께 고려하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성할 수 있다.
상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 클 경우 상기 매개 변수는 1의 값을 갖고, 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 작을 경우 상기 매개 변수는 0의 값을 가질 수 있다. 이때, 상기 매개 변수가 1일 때 상기 블록 대표값은 상기 블록 최대값과 동일하고, 상기 매개 변수가 0일 때 상기 블록 대표값은 상기 블록 평균값과 동일한다.
한편, 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함할 수 있다. 상기 블록 평균값은 상기 적색 픽셀 데이터들의 평균값인 적색 블록 평균값, 상기 녹색 픽셀 데이터들의 평균값인 녹색 블록 평균값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 평균값을 포함할 수 있다. 상기 블록 최대값은 상기 적색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 적색 블록 최대값, 상기 녹색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 녹색 블록 최대값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 최대값을 포함할 수 있다. 상기 블록 대표값은 상기 매개 변수에 대응하여 상기 적색 블록 평균값 및 상기 적색 블록 최대값 사이에서 추출된 적색 블록 대표값, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 녹색 블록 평균값 및 상기 녹색 블록 최대값 사이에서 추출된 녹색 블록 대푯값, 및 상기 매개 변수에 대응하여 상기 청색 블록 평균값 및 상기 청색 블록 최대값 사이에서 추출된 청색 블록 대표값을 포함할 수 있다. 상기 광원블럭들 각각은 상기 적색 블록 대표값에 따라 구동되는 적색 발광 다이오드들, 상기 녹색 블록 대표값에 따라 구동되는 녹색 발광 다이오드들 및 상기 청색 블록 대표값에 따라 구동되는 청색 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
상기 블록 대표값을 추출하는 단계는 상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 중 어느 하나의 값을 갖도록 할 수 있다. 이와 다르게, 상기 블록 대표값을 추출하는 단계는 상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 중 어느 하나의 값을 갖거나, 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 임의의 값을 갖도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콘트롤러 보드는 영상 신호 입력부, 블록 대표값 추출부, 디밍 레벨 결정부, 픽셀 신호 출력부 및 디밍 신호 출력부를 포함한다.
상기 영상 신호 입력부는 외부로부터 영상 신호를 인가받아 출력한다. 상기 블록 대표값 추출부는 상기 영상 신호로부터 백라이트 유닛의 광원블럭들 각각에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출하고, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하여, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출한다. 상기 디밍 레벨 결정부는 상기 블록 대표값으로부터 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하여 디밍 신호를 생성한다. 상기 픽셀 신호 출력부는 상기 영상 신호와 대응하는 픽셀 신호를 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛으로 출력한다. 상기 디밍 신호 출력부는 상기 디밍 신호를 상기 백라이트 유닛으로 출력한다.
상기 블록 대표값 추출부는 블록 평균값 추출부, 블록 최대값 추출부, 매개 변수 추출부 및 블록 대표값 생성부를 포함할 수 있다. 상기 블록 평균값 추출부;상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치를 산출하여 상기 각 광원블럭에서의 블록 평균값을 추출한다. 상기 블록 최대값 추출부는 상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 최대치를 찾아내어 상기 각 광원블럭에서의 블록 최대값을 생성한다. 상기 매개 변수 추출부는 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출한다. 상기 블록 대표값 생성부는 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 선택하여 출력한다.
상기 매개 변수 추출부는 루마값 추출부 및 매개 변수 생성부를 포함할 수 있다. 상기 루마값 추출부는 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값을 추출한다. 상기 매개 변수 생성부는 상기 평균 루마값에 대응하여 매개 변수를 생성한다. 이때, 상기 매개 변수 추출부는 튜닝 상수값을 상기 매개 변수 생성부로 제공하는 튜닝값 저장부를 더 포함할 수 있고, 상기 매개 변수 생성부는 상기 평균 루마값 및 상기 튜닝 상수값에 대응하여 상기 매개 변수를 생성할 수 있다.
이와 다르게, 상기 매개 변수 추출부는 다크 블록수 추출부 및 매개 변수 생성부를 포함할 수 있다. 상기 다크 블록수 추출부는 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 기준 레벨보다 낮은 휘도값을 갖는 각 프레임에서의 다크 블록(dark block)의 수를 추출할 수 있다. 상기 매개 변수 생성부는 상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교하여 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 매개 변수 생성부는 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 클 경우, 상기 매개 변수의 값을 1로 부여하고, 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 작을 경우, 상기 매개 변수의 값을 0으로 부여할 수 있다. 또한, 상기 블록 대표값 생성부는 상기 매개 변수가 1일 때 상기 블록 대표값을 상기 블록 최대값으로 부여하고, 상기 매개 변수가 0일 때 상기 블록 대표값을 상기 블록 평균값으로 부여할 수 있다.
상기 매개 변수 추출부는 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨을 추출하는 차이 레벨 추출부를 더 포함할 수 있고, 상기 매개 변수 생성부는 상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교한 결과와, 상기 차이 레벨을 기준 레벨과 비교한 결과를 함께 고려하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성할 수 있다.
한편, 상기 콘트롤러 보드는 상기 디밍 레벨 결정부에 의해 결정된 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨에 대응하여 상기 영상 신호 입력부로부터 인가된 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들을 보정하고, 상기 보정된 픽셀 데이터를 상기 픽셀 신호 출력부로 전송하는 픽셀 데이터 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치는 콘트롤러 보드, 디스플레이 유닛 및 백라이트 유닛을 포함한다.
상기 콘트롤러 보드는 외부로부터 영상 신호를 인가받아 픽셀 신호 및 디밍 신호를 출력한다. 상기 디스플레이 유닛은 상기 픽셀 신호에 응답하여 영상을 표시한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 디밍 신호에 응답하여 개별적으로 제어하는 복수의 광원블럭들을 포함한다.
상기 콘트롤러 보드는 영상 신호 입력부, 블록 대표값 추출부, 디밍 레벨 결정부, 픽셀 신호 출력부 및 디밍 신호 출력부를 포함할 수 있다.
상기 영상 신호 입력부는 상기 영상 신호를 인가받아 출력한다. 상기 블록 대표값 추출부는 상기 영상 신호로부터 상기 광원블럭들 각각에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출하고, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하여, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출한다. 상기 디밍 레벨 결정부는 상기 블록 대표값으로부터 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하여 디밍 신호를 생성한다. 상기 픽셀 신호 출력부는 상기 영상 신호와 대응하는 픽셀 신호를 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛으로 출력한다. 상기 디밍 신호 출력부는 상기 디밍 신호를 상기 백라이트 유닛으로 출력한다.
여기서, 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함할 수 있다. 상기 블록 평균값은 상기 적색 픽셀 데이터들의 평균값인 적색 블록 평균값, 상기 녹색 픽셀 데이터들의 평균값인 녹색 블록 평균값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 평균값을 포함할 수 있다. 상기 블록 최대값은 상기 적색 픽셀 데이터들에서 의 최대값인 적색 블록 최대값, 상기 녹색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 녹색 블록 최대값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 최대값을 포함할 수 있다. 상기 블록 대표값은 상기 매개 변수에 대응하여 상기 적색 블록 평균값 및 상기 적색 블록 최대값 사이에서 추출된 적색 블록 대표값, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 녹색 블록 평균값 및 상기 녹색 블록 최대값 사이에서 추출된 녹색 블록 대푯값, 및 상기 매개 변수에 대응하여 상기 청색 블록 평균값 및 상기 청색 블록 최대값 사이에서 추출된 청색 블록 대표값을 포함할 수 있다. 상기 광원블럭들 각각은 상기 적색 블록 대표값에 따라 구동되는 적색 발광 다이오드들, 상기 녹색 블록 대표값에 따라 구동되는 녹색 발광 다이오드들 및 상기 청색 블록 대표값에 따라 구동되는 청색 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 이용하여 각 광원블럭에서의 블록 평균값 및 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출함에 따라, 밝은 영상과 어두운 영상에서 로컬 디밍효과가 발생될 수 있다. 즉, 한 화면 전체의 휘도가 증가하여 상기 매개 변수도 증가될 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 평균값에 근접해지고, 반면 한 화면 전체의 휘도가 감소하여 상기 매개 변수도 감소될 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 최대값에 근접해진다. 그로 인해, 밝은 영상에서는 상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭을 구동하고, 어두운 영상에서는 상기 블록 대표값이 상기 블록 최대값에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭을 구동할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학 적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<실시예 1>
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 표시장치를 개념적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛 중 광원블럭들을 확대해서 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치(1000)는 콘트롤러 보드(CTB), 디스플레이 유닛(DPU) 및 백라이트 유닛(BLU)을 포함한다. 상기 콘트롤러 보드(CTB)는 상기 디스플레이 유닛(DPU) 및 상기 백라이트 유닛(BLU)을 제어하고, 상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 디스플레이 유닛(DPU)으로 광을 제공하며, 상기 디스플레이 유닛(DPU)은 상기 백라이트 유닛(BLU)에서 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 콘트롤러 보드(CTB)는 외부의 영상 출력 보드(IOB)로부터 영상 신호(IS)를 인가받는다. 상기 콘트롤러 보드(CTB)는 상기 영상 신호(IS)에 응답하여, 상기 디스플레이 유닛(DPU)으로 픽셀 신호(PS)를 제공하고 상기 백라이트 유닛(BLU)으로 디밍 신호(DS)를 제공한다.
상기 디스플레이 유닛(DPU)은 영상 구동부(10) 및 표시패널(20)을 포함할 수 있다. 상기 영상 구동부(10)는 상기 콘트롤러 보드(CTB)로부터 상기 픽셀 신호(PS)를 인가받고, 상기 픽셀 신호(PS)에 응답하여 영상 구동신호(12)를 출력한다. 상기 표시패널(20)은 상기 영상 구동부(10)로부터 상기 영상 구동신호(12)를 인가받고, 상기 백라이트 유닛(BLU)에서 발생된 광을 이용하여 상기 영상 구동신호(12)에 따라 영상을 표시한다.
여기서, 상기 표시패널(20)은 예를 들어, 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널일 수 있다. 즉, 상기 표시패널(20)은 제1 기판(미도시), 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판(미도시), 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 기판은 게이트 배선들, 데이터 배선들, 박막 트랜지스터들 및 화소전극들을 포함할 수 있고, 상기 제2 기판은 상기 화소전극들과 대응되는 컬러필터들 및 기판 전면에 형성된 공통전극을 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(BLU)은 광원 구동부(30) 및 복수의 광원블럭들(40)을 포함할 수 있다. 상기 광원 구동부(30)는 상기 콘트롤러 보드(CTB)로부터 상기 디밍 신호(DS)를 인가받고, 상기 디밍 신호(DS)에 응답하여 광원 구동신호들(32)을 출력한다. 상기 광원블럭들(40)은 상기 광원 구동부(30)로부터 인가된 상기 광원 구동신호들(32)에 의해 개별적으로 제어되어 광을 발생시킨다. 즉, 상기 광원블럭들(40)은 로컬 디밍방식(local dimming method)으로 구동된다.
상기 광원블럭들(40)은 예를 들어, 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 광원블 럭들(40) 각각은 복수의 발광 다이오드들(42)을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드들(42)은 적색 발광 다이오드들, 녹색 발광 다이오드들 및 청색 발광 다이오드들을 포함하거나, 백색 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 영상 신호(IS)는 픽셀 데이터들 및 각종 제어신호들을 포함한다. 상기 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함한다. 여기서, 상기 픽셀 데이터들은 상기 광원블럭들(42) 각각과 대응되도록 구분될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시장치 중 콘트롤러 보드를 확대해서 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 콘트롤러 보드(CTB)는 영상 신호 입력부(100), 블록 대표값 추출부(200), 디밍 레벨 결정부(300), 픽셀 데이터 보정부(400), 픽셀 신호 출력부(500) 및 디밍 신호 출력부(600)를 포함할 수 있다.
상기 영상 신호 입력부(100)는 상기 영상 출력 보드(IOB)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받는다. 상기 영상 신호 입력부(100)는 상기 영상 신호(IS)를 상기 콘트롤러 보드(CTB) 내부에서 사용되는 전압 레벨로 변경하여, 상기 블록 대표값 추출부(200) 및 상기 픽셀 데이터 보정부(400)로 출력할 수 있다.
상기 블록 대표값 추출부(200)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 영상 신호(IS)에서의 픽셀 데이터들을 이용하여 상기 광원블럭들 각각에서의 블록 대표값(202)을 추출한다.
상기 디밍 레벨 결정부(300)는 상기 블록 대표값 추출부(200)로부터 상기 각 광원블럭에서의 블록 대표값(202)을 인가받고, 상기 블록 대표값(202)에 응답하여 상기 광원블럭들(40) 각각을 구동시키기 위한 디밍 레벨을 결정한다. 즉, 상기 디밍 레벨 결정부(300)는 상기 블록 대표값(202)에 따라 결정된 디밍 레벨을 갖는 디밍 신호(DS)를 출력할 수 있다.
상기 픽셀 데이터 보정부(400)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 디밍 레벨 결정부(300)로부터 상기 디밍 신호(DS)를 인가받는다. 상기 픽셀 데이터 보정부(400)는 상기 각 광원블럭(40)을 구동하기 위한 디밍 레벨에 대응하여 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 보정하고, 이렇게 보정된 픽셀 데이터들(402)을 상기 픽셀 신호 출력부(500)로 전송한다. 한편, 상기 픽셀 데이터 보정부(400)는 경우에 따라서 생략될 수 있다. 즉, 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 출력된 상기 영상 신호(IS)가 상기 픽셀 신호 출력부(500)로 직접 인가될 수 있다.
상기 픽셀 신호 출력부(500)는 상기 픽셀 데이터 보정부(400)로부터 상기 보정된 픽셀 데이터들(402)을 인가받고, 상기 보정된 픽셀 데이터들(402)을 포함하는 상기 픽셀 신호(PS)를 신호 전송에 적합한 전압 레벨로 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 상기 픽셀 신호 출력부(500)는 상기 픽셀 신호(PS)를 상기 디스플레이 유닛(DPU)으로 전송한다.
상기 디밍 신호 출력부(600)는 상기 픽셀 데이터 보정부(400)로부터 상기 디밍 신호(DS)를 인가받고, 상기 디밍 신호(DS)를 신호 전송에 적합한 전압 레벨로 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 상기 디밍 신호 출력부(600)는 상기 디밍 신호(DS) 를 상기 백라이트 유닛(BLU)으로 전송한다. 한편, 상기 디밍 신호 출력부(600)는 상기 픽셀 데이터 보정부(400)로부터 상기 디밍 신호(DS)를 인가받는 것으로 설명하였으나, 이와 다르게 상기 디밍 레벨 결정부(300)로부터 상기 디밍 신호(DS)를 직접 인가받을 수 있다.
도 4는 도 3의 콘트롤러 보드 중 블록 대표값 추출부를 확대해서 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 블록 대표값 추출부(200)는 블록 평균값 추출부(210), 블록 최대값 추출부(220), 매개 변수 추출부(230) 및 블록 대표값 생성부(240)를 포함할 수 있다.
상기 블록 평균값 추출부(210)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들로부터 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 평균값(AVE)을 추출한다. 이때, 상기 블록 평균값 추출부(210)는 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들 중 상기 각 광원블럭(40)과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치를 산출함으로써, 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 평균값(AVE)을 추출할 수 있다.
한편, 상기 각 광원블럭(40)과 대응되는 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함한다. 따라서, 상기 블록 평균값(AVE)은 상기 적색 픽셀 데이터들의 평균값인 적색 블록 평균값, 상기 녹색 픽셀 데이터들의 평균값인 녹색 블록 평균값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값 인 청색 블록 평균값을 포함할 수 있다. 또한, 상기 블록 평균값 추출부(210)는 상기 적색 블록 평균값을 추출하는 적색 블록 평균값 추출부, 상기 녹색 블록 평균값을 추출하는 녹색 블록 평균값 추출부 및 상기 청색 블록 평균값을 추출하는 청색 블록 평균값 추출부를 포함할 수 있다.
상기 블록 최대값 추출부(220)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들로부터 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 최대값(MAX)을 추출한다. 이때, 상기 블록 최대값 추출부(220)는 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들 중 상기 각 광원블럭(40)과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 최대치를 찾아내어, 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 최대값(MAX)을 추출할 수 있다.
한편, 상기 블록 최대값(MAX)은 상기 적색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 적색 블록 최대값, 상기 녹색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 녹색 블록 최대값 및 상기 청색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 청색 블록 최대값을 포함할 수 있다. 또한, 상기 블록 최대값 추출부(210)는 상기 적색 블록 최대값을 추출하는 적색 블록 최대값 추출부, 상기 녹색 블록 최대값을 추출하는 녹색 블록 최대값 추출부 및 상기 청색 블록 최대값을 추출하는 청색 블록 최대값 추출부를 포함할 수 있다.
상기 매개 변수 추출부(230)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수(α)를 추출한다.
상기 블록 대표값 생성부(240)는 상기 매개 변수(α)에 대응하여 상기 블록 평균값(AVE) 및 상기 블록 최대값(MAX) 사이의 범위 내에서 상기 블록 대표값(202)을 선택하여 출력한다. 즉, 상기 블록 대표값(202)은 상기 매개 변수(α)에 따라 상기 블록 평균값(AVE) 및 상기 블록 최대값(MAX) 사이의 값을 갖게 된다. 구체적으로는, 상기 매개 변수(α)가 변화함에 따라, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 평균값(AVE) 또는 상기 블록 최대값(MAX) 중 어느 하나의 값을 가질 수도 있고, 상기 블록 평균값(AVE) 또는 상기 블록 최대값(MAX)의 조합에 따른 두 값 사이의 어느 하나의 값을 가질 수도 있다.
도 5는 도 4의 블록 대표값 추출부 중 매개 변수 추출부를 확대해서 도시한 블록도이고, 도 6은 도 5에서 블록 대표값이 추출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 매개 변수 추출부(230)는 루마값 추출부(232a), 튜닝값 저장부(234a) 및 매개 변수 생성부(236a)를 포함할 수 있다.
상기 루마값 추출부(232a)는 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값(τAVE)을 추출한다. 예를 들어, 상기 픽셀 데이터들을 sRGB-to-YCbCr 변환 매트릭스(Transform Matrix)를 통해 변환해서 각 픽셀 별로 또는 각 광원블럭(40) 별의 루마값을 산출하고, 이러한 루마값들의 평균값을 계산하여 상기 평균 루마값(τAVE)을 추출한다. 여기서, 상기 평균 루마값(τAVE)은 한 화면 전체의 휘도를 대표하는 값이다.
상기 튜닝값 저장부(234a)는 상기 매개 변수(α)를 제어할 수 있는 튜닝 상 수값(Z)을 저장하고 있고, 상기 매개 변수 생성부(236a)로 상기 튜닝 상수값(Z)을 제공한다. 여기서, 상기 튜닝 상수값(Z)은 0과 1 사이의 값을 갖고, 고객의 요구에 따라 변경될 수 있다. 일반적으로, 상기 튜닝 상수값(Z)은 1의 값으로 세팅되어 있는 것이 바람직하다.
상기 매개 변수 생성부(236a)는 상기 평균 루마값(τAVE) 및 상기 튜닝 상수값(Z)에 대응하여 상기 매개 변수(α)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 신호에서의 최대 루마값을 τMAX이라 할 때, α = Z x (1 - τAVE/τMAX)를 만족할 수 있다(단, 0 ≤ Z ≤ 1 인 것).
여기서, 상기 튜닝 상수값(Z)은 1인 경우, 상기 평균 루마값(τAVE)이 상기 최대 루마값에 근접해질수록 상기 매개 변수(α)는 0의 값에 근접해지고, 상기 평균 루마값(τAVE)이 0의 값에 근접해질수록 상기 매개 변수(α)는 1의 값에 근접해질 수 있다. 또한, 상기 튜닝 상수값(Z)이 0.5인 경우에는 상기 평균 루마값(τAVE)이 상기 최대 루마값에 근접해질수록 상기 매개 변수(α)는 0의 값에 근접해지고, 상기 평균 루마값(τAVE)이 0의 값에 근접해질수록 상기 매개 변수(α)는 0.5의 값에 근접해질 수 있다. 반면, 상기 튜닝 상수값(Z)이 0인 경우에는 상기 매개 변수(α)는 상기 평균 루마값(τAVE)과 관계없이 항상 0의 값만을 갖게 된다.
본 실시예에서, 상기 튜닝 상수값(Z)은 1일 경우가 일반적이므로, 상기 매개 변수(α)는 0과 1 사이의 값을 갖게 된다. 즉, 한 화면 전체의 휘도가 어두워지 면, 상기 매개 변수(α)는 1의 값에 근접하게 되고, 상기 화면 전체의 휘도가 밝아지면, 상기 매개 변수(α)는 0의 값에 근접하게 된다.
한편, 상기 블록 대표값 생성부(240)는 상기 매개 변수(α)에 대응하여 상기 블록 대표값(202)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 블록 대표값(202)을 BREP라 하고, 상기 블록 평균값(AVE)을 BAVE라 하며, 상기 블록 최대값(MAX)을 BMAX이라 할 때, BREP = (1-α) x BAVE + α x BMAX를 만족할 수 있다. 즉, 상기 매개 변수(α)가 1에 근접할 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 평균값(AVE)에 근접한 값을 갖게 되고, 상기 매개 변수(α)가 0에 근접할 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 최대값(MAX)에 근접한 값을 갖게 될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 이용하여 광원블럭들의 구동방법에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.
우선, 외부로부터 영상 신호(IS)를 인가받는다. 상기 영상 신호(IS)는 영상을 표시하는 동시에 복수의 광원블럭들(40)을 구동하는 데 필요한 데이터들, 즉 픽셀 데이터들 및 각종 제어신호를 포함한다. 상기 픽셀 데이터들은 상기 광원블럭들(40) 각각과 대응되도록 균일한 양으로 분할될 수 있다.
이어서, 상기 영상 신호(IS) 중 상기 각 광원블럭(40)과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치 및 최대치를 각각 산출하여, 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 평균값(AVE) 및 블록 최대값(MAX)을 추출한다. 즉, 상기 각 광원블럭(40)과 대응하는 픽셀 데이터들의 평균값인 상기 블록 평균값(AVE)을 추출하고, 상기 각 광원 블럭(40)과 대응하는 픽셀 데이터들에서의 최대값인 상기 블록 최대값(MAX)을 추출한다.
또한, 상기 영상 신호(IS)를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수(α)를 추출한다. 예를 들어, 상기 매개 변수(α)를 추출하는 방법으로, 우선 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값(luma value)을 추출하고, 이어서 상기 평균 루마값에 대응하는 매개 변수(α)를 생성한다. 여기서, 상기 평균 루마값은 sRGB-to-YCbCr 변환 매트릭스(Transform Matrix)를 의해 추출될 수 있다.
예를 들어, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들 내에 적색 계조값(R), 녹색 계조값(G) 및 청색 계조값(B)이 포함되어 있다고 할 때, 상기 계조값들의 대표 휘도치(Y)인 루마값(luma value)은 Y = 0.2126R + 0.7152G + 0.0722B의 수식을 만족할 수 있다.
한편, 상기 평균 루마값을 τAVE이라 하며, 상기 영상 신호에서의 최대 루마값을 τMAX이라 할 때, α = Z x (1 - τAVE/τMAX)를 만족할 수 있다. 이때, 튜닝 상수값(Z)은 고객 요구에 따라 0과 1 사이의 값을 가질 수 있지만, 일반적으로 1의 값을 갖는다. 본 실시예에서, 상기 블록 평균값(AVE), 상기 블록 최대값(MAX) 및 상기 매개 변수(α)는 서로 동시에 추출될 수도 있지만, 서로 다른 타이밍에 추출될 수도 있다.
이어서, 상기 매개 변수(α)에 대응하여 상기 블록 평균값(AVE) 및 상기 블 록 최대값(MAX) 사이의 범위 내에서 블록 대표값(202)을 추출한다. 예를 들어, 상기 블록 대표값(202)을 BREP라 하고, 상기 블록 평균값(AVE)을 BAVE라 하며, 상기 블록 최대값(MAX)을 BMAX이라 할 때, BREP = (1-α) x BAVE + α x BMAX를 만족할 수 있다. 즉, 상기 매개 변수(α)가 1에 근접할 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 평균값(AVE)에 근접한 값을 갖게 되고, 상기 매개 변수(α)가 0에 근접할 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 최대값(MAX)에 근접한 값을 갖게 될 수 있다.
이어서, 상기 블록 대표값(202)과 대응되는 상기 각 광원블럭(40)에서의 디밍 레벨을 결정한다. 즉, 상기 블록 대표값(202)에 따라 결정된 디밍 레벨을 갖는 디밍 신호(DS)가 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에서, 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨이 결정된 후, 상기 결정 레벨에 대응하여 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들을 보정하여 출력할 수도 있다.
이어서, 상기 각 광원블럭(40)은 상기 디밍신호(DS)의 디밍 레벨에 따라 구동되어 광을 발생시킨다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 상기 매개 변수(α)를 이용하여 상기 각 광원블럭(40)에서의 블록 평균값(AVE) 및 블록 최대값(MAX) 사이의 범위 내에서 블록 대표값(202)을 추출할 수 있다.
일반적으로, 상기 블록 평균값(AVE)을 이용하여 상기 각 광원블럭(40)을 구동할 경우, 밝은 영상을 표현할 때에는 문제가 없지만 어두운 영상에서는 일부의 밝은 부분을 표현하지 못하는 문제점이 발생한다. 반면, 상기 블록 최대값(MAX)을 이용하여 상기 각 광원블럭(40)을 구동할 경우, 어두운 영상에서도 영상을 제대로 표현할 수 있지만, 밝은 영상에서는 상기 각 광원블럭(40)을 최대의 휘도로 발광시켜 로컬 디밍효과를 감소시킬 수 있다. 따라서, 한 화면 전체의 휘도에 대응하여 상기 블록 평균값(AVE) 및 상기 블록 최대값(MAX) 사이의 범위 내에서 상기 블록 대표값(202)을 추출할 경우, 밝은 영상과 어두운 영상 모두에서 로컬 디밍 효과를 제대로 발휘할 수 있다.
즉, 한 화면 전체의 휘도가 증가하여 상기 매개 변수(α)도 증가될 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 평균값(AVE)에 근접해지고, 반면 한 화면 전체의 휘도가 감소하여 상기 매개 변수(α)도 감소될 때, 상기 블록 대표값(202)은 상기 블록 최대값(MAX)에 근접해진다. 그로 인해, 밝은 영상에서는 상기 블록 대표값(202)이 상기 블록 평균값(AVE)에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭(40)을 구동하고, 어두운 영상에서는 상기 블록 대표값(202)이 상기 블록 최대값(MAX)에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭(40)을 구동할 수 있다.
한편, 본 실시예에 의한 발명은 ALPC(adaptive luminance and power control) 기술에서도 적용될 수 있다. 이때, 상기 ALPC 기술은 로컬 디밍 방식으로 구동되는 복수의 광원블럭들을 구비하는 백라이트 유닛에서, 표시패널에서의 영상이 화이트 영상의 크기에 따라 상기 광원블럭들의 휘도를 가변하는 기술을 의미한다. 일반적으로, 상기 ALPC 기술을 이용하면, 상기 화이트 영상의 크기가 서서히 감소할 경우, 상기 화이트 영상과 대응되는 광원블럭에서의 휘도값을 서서히 증가시킬 수 있다.
<실시예 2>
도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 표시장치 중 콘트롤러 보드 내에서의 매개 변수 추출부를 도시한 블록도이고, 도 8은 도 7에서 블록 대표값이 추출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 의한 표시장치는 매개 변수 추출부(230)를 제외하면, 도 1 내지 도 6을 통해 설명한 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일하므로, 상기 매개 변수 추출부(230)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 실시예 1의 표시장치와 실질적으로 동일한 구성요소들에 대해서는 도 1 내지 도 6과 동일한 참조부호를 부여하겠다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 매개 변수 추출부(230)는 상기 영상 신호 입력부(100)로부터 상기 영상 신호(IS)를 인가받고, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 이용하여 매개 변수(α)를 추출한다. 본 실시예에서의 상기 매개 변수 추출부(230)는 다크 블록수 추출부(232b), 차이 레벨 추출부(234b) 및 매개 변수 생성부(236b)를 포함한다.
상기 다크 블록수 추출부(232b)는 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 각 프레임마다 분석하여, 기준 휘도보다 낮은 휘도값을 갖는 다크 블록(dark block)의 수(DN)를 추출한다. 예를 들어, 상기 기준 휘도가 255 계조에서 1 계조의 휘도라고 할 때, 1 계조 이하의 휘도로 발광하게 되는 광원블럭의 수가 총 48개 중 30개라고 한다면, 상기 다크 블록의 수(DN)는 30이 된다.
상기 차이 레벨 추출부(234b)는 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 각 프레임마다 분석하여, 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨(DL)을 추출한다. 예를 들어, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 분석한 결과, 각 프레임에서의 평균 휘도값 및 최대 휘도값이 각각 120 계조 및 220 계조일 때, 상기 차이 레벨(DL)은 100 계조의 값을 갖는다.
상기 매개 변수 생성부(236b)는 상기 다크 블록의 수(DN) 및 상기 차이 레벨(DL)을 상기 다크 블록수 추출부(232b) 및 상기 차이 레벨 추출부(234b)로부터 각각 인가받는다. 상기 매개 변수 생성부(236b)는 상기 다크 블록의 수(DN)를 기준 블록수와 비교하고 상기 차이 레벨(DL)을 기준 레벨과 비교하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수(α)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 크면서 상기 차이 레벨(DL)이 상기 기준 레벨보다 클 경우, 상기 매개 변수(α)는 1의 값을 갖고, 그 외의 경우에는 상기 매개 변수(α)는 0의 값을 가질 수 있다.
본 실시예서는 상기 차이 레벨 추출부(234b)는 생략될 수 있다. 상기 차이 레벨 추출부(234b)가 생략될 경우, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 같거나 클 경우 상기 매개 변수(α)는 1의 값을 갖고, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 작을 경우에는 상기 매개 변수(α)는 0의 값을 가질 수 있다.
한편, 상기 블록 대표값 생성부(240)는 상기 매개 변수(α)가 1일 때 상기 블록 대표값(202)을 상기 블록 최대값(MAX)으로 부여하고, 상기 매개 변수가 0일 때 상기 블록 대표값을 상기 블록 평균값(AVE)으로 부여할 수 있다. 결국, 상기 블록 대표값 생성부(240)는 상기 매개 변수(α)에 따라 상기 블록 최대값(MAX) 및 상기 블록 평균값(AVE) 중 어느 하나를 상기 블록 대표값(202)으로 선택하여 출력할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 이용하여 광원블럭들의 구동방법에 대하여 설명하도록 하겠다. 여기서, 본 실시예에 의한 광원블럭들의 구동방법은 매개 변수를 추출하는 단계를 제외하면 실시예 1의 광원블럭들의 구동방법과 실질적으로 동일하므로, 상기 매개 변수를 추출하는 단계를 제외한 다른 과정들의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 매개 변수를 추출하는 방법으로, 우선 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 각 프레임마다 분석하여, 기준 휘도보다 낮은 휘도값을 갖는 다크 블록의 수(DN)를 추출한다. 또한, 상기 영상 신호(IS)의 픽셀 데이터들을 각 프레임마다 분석하여, 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨(DL)을 추출한다. 상기 다크 블록의 수(DN)와 상기 차이 레벨(DL)은 서로 동시에 추출될 수 있지만, 서로 다른 타이밍에 추출될 수도 있다. 경우에 따라서, 상기 차이 레벨(DL)을 추출하는 단계는 생략될 수 있다.
이어서, 상기 다크 블록의 수(DN)를 기준 블록수와 비교한 결과와, 상기 차이 레벨(DL)을 기준 레벨과 비교한 결과를 함께 고려하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수(α)를 생성한다.
예를 들어, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 크면서 상기 차이 레벨(DL)이 상기 기준 레벨보다 클 경우, 상기 매개 변수(α)는 1의 값을 갖고, 그 외의 경우에는 상기 매개 변수(α)는 0의 값을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 같거나 클 경우 상기 매개 변수(α)는 1의 값을 갖고, 상기 다크 블록의 수(DN)가 상기 기준 블록수보다 작을 경우에는 상기 매개 변수(α)는 0의 값을 가질 수 있다.
한편, 상기 매개 변수(α)가 1일 때 상기 블록 대표값(202)이 상기 블록 최대값(MAX)과 동일해지고, 상기 매개 변수가 0일 때 상기 블록 대표값(202)이 상기 블록 평균값(AVE)과 동일해질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 상기 다크 블록의 수(DN) 또는 상기 차이 레벨(DL)에 따라 상기 매개 변수(α)가 0 또는 1의 값을 갖고, 그에 따라 상기 블록 대표값(202)이 상기 블록 최대값(MAX) 및 상기 블록 평균값(AVE) 중 어느 하나의 값을 가짐에 따라, 상대적으로 밝은 영상에서는 상기 블록 평균값(AVE)에 의해 상기 각 광원블럭(40)이 구동되고, 어두운 영상에서는 상기 블록 최대값(MAX)에 의해 상기 각 광원블럭(40)을 구동될 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 이용하여 각 광원블럭에서의 블록 평균값 및 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출함에 따라, 밝은 영상과 어두운 영상에서 로컬 디밍효과가 발생될 수 있다. 즉, 한 화면 전체의 휘도가 증가하여 상기 매개 변수도 증가될 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 평균값에 근접해지고, 반면 한 화면 전체의 휘도가 감소하여 상기 매개 변수도 감소될 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 최대값에 근접해진다. 그로 인해, 밝은 영상에서는 상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭을 구동하고, 어두운 영상에서는 상기 블록 대표값이 상기 블록 최대값에 근접하도록 설정되어 상기 각 광원블럭을 구동할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 표시장치를 개념적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛 중 광원블럭들을 확대해서 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 표시장치 중 콘트롤러 보드를 확대해서 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 콘트롤러 보드 중 블록 대표값 추출부를 확대해서 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 블록 대표값 추출부 중 매개 변수 추출부를 확대해서 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5에서 블록 대표값이 추출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 의한 표시장치 중 콘트롤러 보드 내에서의 매개 변수 추출부를 도시한 블록도이다.
도 8은 도 7에서 블록 대표값이 추출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1000 : 표시장치 IOB : 영상 출력 보드
CTB : 콘트롤러 보드 DPU : 디스플레이 유닛
BLU : 백라이트 유닛 40 : 광원블럭
42 : 발광 다이오드 100 : 영상 신호 입력부
200 : 블록 대표값 추출부 300 : 디밍 레벨 결정부
400 : 픽셀 데이터 보정부 500 : 픽셀 신호 출력부
600 : 디밍 신호 출력부 210 : 블록 평균값 추출부
220 : 블록 최대값 추출부 230 : 매개 변수 추출부
240 : 블록 대표값 생성부 232a : 루마값 추출부
234a : 튜밍값 저장부 236a : 매개 변수 생성부

Claims (20)

  1. 복수의 광원블럭들을 구동하기 위한 영상 신호를 인가받는 단계;
    상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치 및 최대치를 각각 산출하여, 상기 각 광원블럭에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출하는 단계;
    상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하는 단계;
    상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출하는 단계;
    상기 블록 대표값과 대응되는 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 디밍 레벨에 따라 상기 각 광원블럭을 구동하는 단계를 포함하는 광원블럭들의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매개 변수를 추출하는 단계는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값(luma value)을 추출하는 단계; 및
    상기 평균 루마값에 대응하는 매개 변수를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 매개 변수를 α이라 하고, 상기 평균 루마값을 τAVE이라 하며, 상기 영상 신호에서의 최대 루마값을 τMAX이라 할 때,
    α = Z x (1 - τAVE/τMAX)를 만족하며,
    여기서 상기 Z는 튜닝 상수값으로서 상기 매개 변수 α를 제어하며, 0 ≤ Z ≤ 1인 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 블록 대표값을 BREP라 하고, 상기 블록 평균값을 BAVE라 하며, 상기 블록 최대값을 BMAX이라 할 때,
    BREP = (1-α) x BAVE + α x BMAX를 만족하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 매개 변수를 추출하는 단계는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 기준 휘도보다 낮은 휘도값을 갖는 각 프레임에서의 다크 블록(dark block)의 수를 추출하는 단계; 및
    상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교하여 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 클 경우, 상기 매개 변수는 1의 값을 갖고, 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 작을 경우, 상기 매개 변수는 0의 값을 가지며,
    상기 매개 변수가 1일 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 최대값과 동일하고, 상기 매개 변수가 0일 때, 상기 블록 대표값은 상기 블록 평균값과 동일한 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 매개 변수를 추출하는 단계는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨을 추출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 매개 변수를 생성하는 단계는
    상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교한 결과와, 상기 차이 레벨을 기준 레벨과 비교한 결과를 함께 고려하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함하고,
    상기 블록 평균값은 상기 적색 픽셀 데이터들의 평균값인 적색 블록 평균값, 상기 녹색 픽셀 데이터들의 평균값인 녹색 블록 평균값 및 상기 청색 픽셀 데이터 들의 평균값인 청색 블록 평균값을 포함하며,
    상기 블록 최대값은 상기 적색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 적색 블록 최대값, 상기 녹색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 녹색 블록 최대값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 최대값을 포함하고,
    상기 블록 대표값은 상기 매개 변수에 대응하여 상기 적색 블록 평균값 및 상기 적색 블록 최대값 사이에서 추출된 적색 블록 대표값, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 녹색 블록 평균값 및 상기 녹색 블록 최대값 사이에서 추출된 녹색 블록 대푯값, 및 상기 매개 변수에 대응하여 상기 청색 블록 평균값 및 상기 청색 블록 최대값 사이에서 추출된 청색 블록 대표값을 포함하고,
    상기 광원블럭들 각각은 상기 적색 블록 대표값에 따라 구동되는 적색 발광 다이오드들, 상기 녹색 블록 대표값에 따라 구동되는 녹색 발광 다이오드들 및 상기 청색 블록 대표값에 따라 구동되는 청색 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 블록 대표값을 추출하는 단계는
    상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 중 어느 하나의 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 블록 대표값을 추출하는 단계는
    상기 블록 대표값이 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 중 어느 하나의 값을 갖거나, 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 임의의 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 광원블럭들의 구동방법.
  11. 외부로부터 영상 신호를 인가받아 출력하는 영상 신호 입력부;
    상기 영상 신호로부터 백라이트 유닛의 광원블럭들 각각에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출하고, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하여, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출하는 블록 대표값 추출부;
    상기 블록 대표값으로부터 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하여 디밍 신호를 생성하는 디밍 레벨 결정부;
    상기 영상 신호와 대응하는 픽셀 신호를 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛으로 출력하는 픽셀 신호 출력부; 및
    상기 디밍 신호를 상기 백라이트 유닛으로 출력하는 디밍 신호 출력부를 포함하는 콘트롤러 보드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블록 대표값 추출부는
    상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 평균치를 산출하여 상기 각 광원블럭에서의 블록 평균값을 추출하는 블록 평균값 추출부;
    상기 영상 신호 중 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들로부터 최대치를 찾아내어 상기 각 광원블럭에서의 블록 최대값을 생성하는 블록 최대값 추출부;
    상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하는 매개 변수 추출부; 및
    상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 선택하여 출력하는 블록 대표값 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 매개 변수 추출부는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 루마값을 추출하는 루마값 추출부; 및
    상기 평균 루마값에 대응하여 매개 변수를 생성하는 매개 변수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 매개 변수 추출부는
    튜닝 상수값을 상기 매개 변수 생성부로 제공하는 튜닝값 저장부를 더 포함하고,
    상기 매개 변수 생성부는 상기 평균 루마값 및 상기 튜닝 상수값에 대응하여 상기 매개 변수를 생성하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  15. 제12항에 있어서, 상기 매개 변수 추출부는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 기준 휘도보다 낮은 휘도값을 갖는 각 프레임에서의 다크 블록(dark block)의 수를 추출하는 다크 블록수 추출부; 및
    상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교하여 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성하는 매개 변수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  16. 제15항에 있어서, 상기 매개 변수 생성부는
    상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 클 경우, 상기 매개 변수의 값을 1로 부여하고, 상기 다크 블록의 수가 상기 기준 블록수보다 작을 경우, 상기 매개 변수의 값을 0으로 부여하며,
    상기 블록 대표값 생성부는
    상기 매개 변수가 1일 때 상기 블록 대표값을 상기 블록 최대값으로 부여하고, 상기 매개 변수가 0일 때 상기 블록 대표값을 상기 블록 평균값으로 부여하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  17. 제15항에 있어서, 상기 매개 변수 추출부는
    상기 영상 신호의 픽셀 데이터들로부터 각 프레임에서의 평균 휘도값과 최대 휘도값의 차이 레벨을 추출하는 차이 레벨 추출부를 더 포함하고,
    상기 매개 변수 생성부는
    상기 다크 블록의 수를 기준 블록수와 비교한 결과와, 상기 차이 레벨을 기준 레벨과 비교한 결과를 함께 고려하여, 0 또는 1의 값을 갖는 매개 변수를 생성하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  18. 제9항에 있어서, 상기 디밍 레벨 결정부에 의해 결정된 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨에 대응하여 상기 영상 신호 입력부로부터 인가된 상기 영상 신호의 픽셀 데이터들을 보정하고, 상기 보정된 픽셀 데이터를 상기 픽셀 신호 출력부로 전송하는 픽셀 데이터 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘트롤러 보드.
  19. 외부로부터 영상 신호를 인가받아 픽셀 신호 및 디밍 신호를 출력하는 콘트롤러 보드;
    상기 픽셀 신호에 응답하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛; 및
    상기 디밍 신호에 응답하여 개별적으로 제어하는 복수의 광원블럭들을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 콘트롤러 보드는
    상기 영상 신호를 인가받아 출력하는 영상 신호 입력부;
    상기 영상 신호로부터 상기 광원블럭들 각각에서의 블록 평균값 및 블록 최대값을 추출하고, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 분석하여 한 화면 전체의 휘도와 대응되는 매개 변수를 추출하여, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 블록 평균값 및 상기 블록 최대값 사이의 범위 내에서 블록 대표값을 추출하는 블록 대표값 추 출부;
    상기 블록 대표값으로부터 상기 각 광원블럭에서의 디밍 레벨을 결정하여 디밍 신호를 생성하는 디밍 레벨 결정부;
    상기 영상 신호와 대응하는 픽셀 신호를 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛으로 출력하는 픽셀 신호 출력부; 및
    상기 디밍 신호를 상기 백라이트 유닛으로 출력하는 디밍 신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 각 광원블럭과 대응하는 픽셀 데이터들은 적색 영상을 표현하기 위한 적색 픽셀 데이터들, 녹색 영상을 표현하기 위한 녹색 픽셀 데이터들 및 청색 영상을 표현하기 위한 청색 픽셀 데이터들을 포함하고,
    상기 블록 평균값은 상기 적색 픽셀 데이터들의 평균값인 적색 블록 평균값, 상기 녹색 픽셀 데이터들의 평균값인 녹색 블록 평균값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 평균값을 포함하며,
    상기 블록 최대값은 상기 적색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 적색 블록 최대값, 상기 녹색 픽셀 데이터들에서의 최대값인 녹색 블록 최대값 및 상기 청색 픽셀 데이터들의 평균값인 청색 블록 최대값을 포함하고,
    상기 블록 대표값은 상기 매개 변수에 대응하여 상기 적색 블록 평균값 및 상기 적색 블록 최대값 사이에서 추출된 적색 블록 대표값, 상기 매개 변수에 대응하여 상기 녹색 블록 평균값 및 상기 녹색 블록 최대값 사이에서 추출된 녹색 블록 대푯값, 및 상기 매개 변수에 대응하여 상기 청색 블록 평균값 및 상기 청색 블록 최대값 사이에서 추출된 청색 블록 대표값을 포함하고,
    상기 광원블럭들 각각은 상기 적색 블록 대표값에 따라 구동되는 적색 발광 다이오드들, 상기 녹색 블록 대표값에 따라 구동되는 녹색 발광 다이오드들 및 상기 청색 블록 대표값에 따라 구동되는 청색 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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