KR20100093242A - 고해상도의 액정 표시 장치를 이용한 차량 계기판 - Google Patents

고해상도의 액정 표시 장치를 이용한 차량 계기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판은, 그래픽 이미지를 표시하는 액정표시장치 패널과, RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 메모리부와, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하여 상기 패널로 전달하는 그래픽 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량 계기판의 풀(full) HD급 고해상도 TFT-LCD를 차량 계기판에 적용시켜, 화이트 픽셀 추가로 인한 조명 휘도를 향상시키고 고품질의 이미지 구현이 가능하며 픽셀의 수가 많아 동일 면적대비 대량 정보 표시가 가능하고 저온 응답속도가 빨라져 잔상발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
클러스터, 차량 계기판, RGBW, TFT LCD

Description

고해상도의 액정 표시 장치를 이용한 차량 계기판{Vehicle instrument panel using LCD with high resolution}
본 발명은 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지를 제공할 수 있는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판에 관한 것이다.
일반적으로, 클러스터 게이지라고 불리는 차량 계기판은 운전자에게 차량의 전반적인 주행상태를 알릴 수 있도록 하는 계기판으로서, 운전자는 전방을 주시하는 중에 수시로 차량 계기판을 보고 주행 상태를 판단한다.
즉, 종래의 차량계기판은 단순히 차량의 속도, RPM, 유량 등을 감지센서를 통해 감지하여 그에 따라 바늘의 움직임이 변화함으로써 해당 바늘의 위치변화를 통해 바늘이 가리키는 숫자를 읽어내어 운전자가 운행중인 차량의 상태에 관한 정보를 알 수 있게 되어 있다. 이를 통해 얻어진 정보를 참고로 운전자는 차량운행중에 속도를 조절한다.
이러한 종래의 차량 계기판은 패널을 DVGA급 해상도(1280*480)를 갖는 TFT-LCD를 적용하고 있어 111ppi 구현만 가능하여 이미지 표현에 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 패널에 풀(full) HD급 고해상도(1920*720) TFT-LCD를 적용한 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판은, 그래픽 이미지를 표시하는 액정표시장치 패널과, RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 메모리부와, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하여 상기 패널로 전달하는 그래픽 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래픽 모듈은, 상기 그래픽 이미지의 연산 처리를 수행하는 그래픽 제어부와, 상기 그래픽 이미지 제어를 처리하는 그래픽 컨트롤러와, 상기 메모리부로부터 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 가져오는 메모리 컨트롤러와, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하는 디스플레이 타임 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스플레이 타임 컨트롤러는, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하여 출력하는 RGBW 출력부와, 상기 패널의 백라이트의 휘도를 조절하고 구동시키는 백라이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 RGBW 출력부는, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지의 명암비를 추출 하는 명암비 출력부와, 상기 명암비 및 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 저장부와, 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하는 RGBW 변환부와, 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지의 손실을 보정하는 데이터 손실 보정부와, 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 RGBW 저장부와, 상기 저장부의 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지의 이미지 왜곡을 보정하는 이미지 왜곡 보정부와, 상기 이미지 왜곡 보정부로부터 전달된 RGBW 그래픽 이미지를 상기 패널로 랜더링하는 랜더링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백라이트 구동부는, 조도 센싱값에 따라 백라이트의 휘도 레벨 조절값을 계산하는 백라이트 휘도 계산부와, 상기 계산한 백라이트 휘도 레벨 조절값에 따라 휘도 레벨을 조절하는 휘도 레벨 조절부와, 상기 휘도 레벨 조절값을 상기 RGBW 변환부로 출력하는 상기 휘도 레벨 조절값 출력부와, 상기 휘도 레벨 조절값을 적용한 PWM 신호를 출력하는 PWM 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명은 차량 계기판의 풀(full) HD급 고해상도 TFT-LCD를 차량 계기판에 적용시켜, 화이트 픽셀 추가로 인한 조명 휘도를 향상시키고 고품질의 이미지 구현이 가능하며 픽셀의 수가 많아 동일 면적대비 대량 정보 표시가 가능하고 저온 응답속도가 빨라져 잔상발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판의 개략적인 구성도이다.
본 발명에 따른 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판은 패널(100) 및 PCB회로(200)를 포함한다.
패널(100)은 상부에 RPM계(110), 속도계(120) 및 화면 표시부(130) 등이 구성되고, 패널(100)은 RGBW 픽셀의 배열로 구성되고 조명용 백라이트 LED(미도시)를 포함한다.
PCB 회로(200)는 MCU(Micro controller unit; 210), 파워/조명제어부(220), 그래픽모듈(230) 및 메모리부(240)를 구비한다. 이때, 패널(100)은 그래픽모듈(230)에 의해 RGBW(Red, Green, Brue, White) 픽셀 그래픽 이미지를 표시한다.
MCU(210)는 차량 계기판 외부와의 통신 및 차량 계기판의 기본적인 작동 로직을 제어하고, 대기모드(SLEEP)/동작모드(WAKE UP) 등 차량 계기판의 전반적인 제어를 수행한다.
파워/조명 제어부(220)는 차량 계기판으로 인가되는 전원을 제어하고 그래픽 모듈(230)로부터 수신한 휘도레벨값이 적용된 PWM 신호를 이용하여 패널(100)의 백라이트(back light)의 휘도를 실질적으로 제어한다. 즉, 차량의 입력전압이 12V 이지만 실제로 차량 계기판 내부에서 사용하는 전압은 5V, 3.3V, 1.7V등 다양하기 때문에 파워/조명 제어부(220)는 이러한 입력전압 레벨을 내부 사용 전압 레벨로 제어한다.
또한, 파워/조명 제어부(220)는 그래픽모듈(230)로부터 수신한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호와 백라이트 휘도 조절값을 이용하여 백라이트의 휘도의 밝기를 100%에서 3%까지 실질적으로 조절하여 패널(100)의 백라이트를 구동시킨다. 이때, 파워/조명 제어부(220)는 자체 방열 시스템을 적용하여 별도의 방열 구조를 구비할 필요가 없도록 구현하는 것이 바람직하다.
메모리부(240)는 차량 계기판에 표시할 그래픽 데이터를 저장한다. 이때, 메모리부(240)는 플래쉬롬(FLASH ROM;미도시)과 디램(DDR2 DRAM;미도시)으로 구성된다. 플래쉬롬(미도시)은 차량 계기판에 표시할 실제 그래픽 데이터를 저장하고 전원이 없는 상태에서도 그래픽 데이터를 유지하고, 디램(미도시)은 패널(100)이 이미지를 표시하기 위해서 플래쉬롬(미도시)으로부터 그래픽 데이터를 불러와 그래픽모듈(230)로 전달한다. 이때, 디램(미도시)은 전원이 없으면 그래픽 데이터도 함께 지워진다.
그래픽모듈(230)은 그래픽 이미지 데이터 처리를 수행하기 위한 구성요소로서, 그 구체적인 세부 구성은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 따르면, 그래픽모듈(230)은 그래픽 제어부(231), 그래픽 컨트롤러(232), 비디오 컨트롤러(233), 메모리 컨트롤러(234), 디스플레이 타임 컨트롤러(TCON;235) 및 임시저장부(236)를 구비한다.
그래픽 제어부(231)는 그래픽 이미지 처리에 관한 연산 작업을 수행한다.
그래픽 컨트롤러(232)는 메모리부(240)로부터 그래픽 이미지를 불러와 임시 저장부(230)에 저장시키고 투명효과, 확대, 축소 등의 그래픽 이미지 처리를 수행한다.
비디오 컨트롤러(233)는 카메라(300)로부터 수신한 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 디코딩하여 그래픽 컨트롤러(232)로 전송한다.
메모리 컨트롤러(234)는 메모리부(240) 및 임시저장부(230)의 그래픽 데이터 전송을 제어한다. 즉, 메모리부(240)의 그래픽 데이터를 임시저장부(230)에 임시 저장시키는 등을 수행한다.
임시저장부(236)는 메모리부(240)로부터 수신된 그래픽 이미지와 비디오 컨트롤러(233)에 의해 디코딩된 카메라 영상 신호를 임시 저장한다.
디스플레이 타임 컨트롤러(TCON;235)는 액정표시장치 패널에 전달되는 그래픽 데이터의 양을 조절한다.
상기와 같은 구성을 갖는 그래픽 모듈(230)은 원가절감 및 PCB 회로의 단순화를 위해 원칩화하여 구현하는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 디스플레이 타임 컨트롤러(235)는 RGBW 픽셀 알고리즘 구현을 위해 도 3과 같은 세부 구성을 갖는다.
도 3에 도시한 바와 같이, 디스플레이 타임 컨트롤러(235)는 RGBW 출력부(400)와 백라이트 구동부(500)를 구비한다.
RGBW 출력부(400)는 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하여 패널(100)로 전달한다. 이를 위해, RGBW 출력부(400)는 명암비 추출부(410), 저장부(420), RGBW 변환부(430), 데이터 손실 보정부(440), RGBW 저장부(450), 이미지 왜곡 보정부(460) 및 랜더링부(470)를 구비한다.
명암비 추출부(410)는 그래픽 컨트롤러(232)를 통해 입력된 그래픽 이미지의 RGB 데이터의 명암비를 추출하여 저장부(420)로 전달한다.
저장부(420)는 명암비 추출부(410)로부터 추출한 명암비 및 RGB 데이터를 저장한다.
RGBW 변환부(430)는 저장부(420)에 저장되어 있던 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환한다. 즉, RGBW 변환부(430)는 레드(RED), 그린(GREEN), 블루(BLUE) 데이터를 이용하여 화이트(WHITE) 데이터를 생성하여 RGBW 데이터로 변환시킨다. 이때, RGBW 변환부(430)는 휘도 레벨 조절값 출력부(540)로부터 휘도 레벨 조절값을 참조하여 데이터 손실 보정부(440)로 전달한다.
예를 들어, 주간상태의 외부에 차량이 있는 경우 LCD 패널 조도 센서(미도시)에 의해 백라이트 구동부(500)는 백라이트의 휘도레벨값을 높게(백라이트의 밝기가 더 밝게) 설정한다. 이때, 백라이트가 밝은 경우 명암비(감마)도 높게 설정하면 색순도(색선명도)가 낮아지므로, RGBW 변환부(430)는 휘도레벨값이 높게 설정되어 있는 경우 화이트 픽셀의 투과율을 조절하여 그래픽 이미지 데이터의 명암비(감마)를 어둡게 설정한다.
데이터 손실 보정부(440)는 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하는 과정에서 손실된 데이터를 보정한다. 이때, RGBW 데이터는 데이터 손실 보정부(440)를 거치지 않고 바로 RGBW 저장부(450)에 저장하도록 구현할 수도 있다.
RGBW 저장부(450)는 RGBW 변환부(430) 또는 데이터 손실 보정부(440)로부터 수신한 RGBW 데이터를 저장한다.
이미지 왜곡 보정부(460)는 RGBW 저장부(450)로부터 수신한 RGBW 데이터의 이미지 왜곡을 보정하여 랜더링부(470)로 전송한다.
랜더링부(470)는 이미지 왜곡 보정부(460)로부터 수신한 RGBW 데이터를 패널(100)로 랜더링한다.
백라이트 구동부(500)는 조도센서(미도시) 등으로부터 조도 센서값 등을 이용하여 백라이트 휘도 레벨을 조절하기 위한 휘도 레벨 조절값을 계산하고 백라이트 구동을 위한 PWM 신호를 출력한다. 이를 위해, 백라이트 구동부(500)는 전달부(510), 백라이트 휘도 계산부(520), 휘도레벨 조절부(530), 휘도 레벨 조절값 출력부(540) 및 PWM 출력부(550)를 구비한다.
전달부(510)는 저장부(420)로부터 명암비 데이터를 가져와 백라이트 휘도 계산부(520)로 전달한다.
백라이트 휘도 계산부(520)는 조도 센싱 값 등을 이용하여 백라이트 휘도 조절을 위한 현재의 휘도 레벨과 조도에 따른 휘도레벨 조절값을 계산한다.
휘도레벨 조절부(530)는 백라이트 휘도 계산부(520)로부터 수신한 백라이트 휘도 레벨 계산값을 이용하여 휘도 레벨을 조절한다.
휘도 레벨 조절값 출력부(540)는 휘도레벨 조절부(530)에서 조절한 휘도 레벨 조절값을 RGBW 변환부(430)에 전달한다.
PWM 출력부(550)는 휘도레벨 조절부(530)에서 조절한 휘도 레벨 조절값을 이용하여 휘도의 밝기를 100%에서 3%까지 조절한 PWM 신호를 파워/조명 제어부(220)를 통해 패널(100)로 출력한다.
이처럼 패널(100)은 1920*720의 RGBW 픽셀로 구성되어, 픽셀의 수가 많아 동 일 면적에 대량의 정보 표시가 가능하고, LCD 저온(30℃)응답속도가 250ms에서 100ms로 개선되어 잔상발생이 감소한다. 또한, 본 발명의 패널(100)은 화이트 픽셀이 추가됨으로써 조명 휘도가 40% 향상되어 패널(100)의 백라이트용 LED의 개수를 감소시켜도 되므로 원가를 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 계기판의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1의 차량 계기판의 세부 구성도.
도 3은 도 2의 디스플레이 타임 컨트롤러의 세부 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 패널 110 : RPM계
120 : 속도계 130 : 화면표시부
200 : PCB회로 300 : 카메라
210 : MCU 220 : 파워/ 조명 제어부
230 : 그래픽 모듈 240 : 메모리부
231 : 그래픽 제어부 232 : 그래픽 컨트롤러
233 : 비디오 컨트롤러 234 : 메모리 컨트롤러
235 : 디스플레이 타임 컨트롤러 236 : 임시 저장부
400 : RGBW 출력부 500 : 백라이트 구동부
410 : 명암비 출력부 420 ; 저장부
430 : RGBW 변환부 440 : 데이터 손실 보정부
450 : RGBW 저장부 460 : 이미지 왜곡 보정부
470 : 랜더링부 510 : 전달부
520 : 백라이트 휘도 계산부 530 : 휘도 레벨 조절부
540 : 휘도 레벨 조절값 출력부 550 : PWM 출력부

Claims (5)

  1. 차량 계기판에 있어서,
    그래픽 이미지를 표시하는 액정표시장치 패널;
    RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 메모리부; 및
    상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하여 상기 패널로 전달하는 그래픽 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래픽 모듈은,
    상기 그래픽 이미지의 연산 처리를 수행하는 그래픽 제어부;
    상기 그래픽 이미지 제어를 처리하는 그래픽 컨트롤러;
    상기 메모리부로부터 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 가져오는 메모리 컨트롤러; 및
    상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하는 디스플레이 타임 컨트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 타임 컨트롤러는,
    상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하여 출력하는 RGBW 출력부; 및
    상기 패널의 백라이트의 휘도를 조절하고 구동시키는 백라이트 구동부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RGBW 출력부는,
    상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지의 명암비를 추출하는 명암비 출력부;
    상기 명암비 및 상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 저장부;
    상기 RGB 픽셀의 그래픽 이미지를 상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지로 변환하는 RGBW 변환부;
    상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지의 손실을 보정하는 데이터 손실 보정부;
    상기 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지를 저장하는 RGBW 저장부;
    상기 저장부의 RGBW 픽셀의 그래픽 이미지의 이미지 왜곡을 보정하는 이미지 왜곡 보정부; 및
    상기 이미지 왜곡 보정부로부터 전달된 RGBW 그래픽 이미지를 상기 패널로 랜더링하는 랜더링부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백라이트 구동부는,
    조도 센싱값에 따라 백라이트의 휘도 레벨 조절값을 계산하는 백라이트 휘도 계산부;
    상기 계산한 백라이트 휘도 레벨 조절값에 따라 휘도 레벨을 조절하는 휘도 레벨 조절부;
    상기 휘도 레벨 조절값을 상기 RGBW 변환부로 출력하는 상기 휘도 레벨 조절값 출력부; 및
    상기 휘도 레벨 조절값을 적용한 PWM 신호를 출력하는 PWM 출력부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 액정표시장치를 이용한 차량 계기판.
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