KR20110106179A

KR20110106179A - 백라이트 장치의 디밍 방법

Info

Publication number: KR20110106179A
Application number: KR1020100025441A
Authority: KR
Inventors: 정태권; 여동민; 양병춘; 권용훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2011-09-28
Also published as: US9099049B2; US20110227957A1; US8599225B2; KR101677182B1; US20140085351A1

Abstract

하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법은 다음과 같다. 영상신호들 중 상기 디밍 영역에 대응하는 영상신호들로부터 복수의 계조값을 추출하여 상기 복수의 계조값의 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출한다. 상기 산출된 값들을 이용하여 상기 디밍 영역에 대응하는 대표 계조값을 결정하고, 상기 대표 계조값을 근거로 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 결정하여, 상기 결정된 디밍듀티에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들을 구동한다.

Description

백라이트 장치의 디밍 방법 {METHOD OF DIMMING BACKLIGHT ASSEMBLY}

본 발명은 백라이트 장치의 디밍 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 제1 기판, 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 갖는 액정표시패널 및 백라이트 장치를 포함한다. 상기 액정층의 액정들은 전기장에 의해 배열이 변경되고 그 배열에 따라 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율을 변경한다. 상기 백라이트 장치로부터 입사된 상기 광의 투과율이 최대가 되면, 상기 액정표시패널은 휘도가 높은 화이트 영상을 구현하고, 상기 광의 투과율이 최소가 되면, 상기 액정표시패널은 휘도가 낮은 블랙 영상을 구현한다.

그러나 일반적으로 상기 액정층의 액정들은 완전하게 일정한 방향으로 배열되지 않으므로, 상기 액정표시패널은 낮은 계조값에서 빛샘 현상을 보인다. 즉, 상기 액정표시패널이 낮은 계조값을 나타내더라도 백라이트 장치가 강한 빛을 제공하고 있다면 빛샘 현상으로 인해 블랙에 가까운 영상을 구현하기 어렵다. 따라서 상기 액정표시패널에서 표시되는 영상의 명암비(Contrast ratio: CR)가 감소될 수 있다. 또한, 많은 에너지를 소모하여 강한 빛을 만들어내고 이를 액정표시패널에서 차단하는 것은 에너지 효율성 측면에서도 비효율적이다.

따라서, 에너지 효율성과 높은 명암비를 동시에 달성하기 위해서는 상기 액정층의 광 투과율뿐만 아니라 상기 백라이트 장치로부터 상기 액정층에 입사되는 광의 양 자체를 조절하는 것이 필요하다. 즉, 액정표시패널에서 표시할 영상의 특성을 파악하여, 낮은 계조의 표현이 필요한 부분에는 적은 양의 광을 제공하고, 높은 계조의 표현이 필요한 부분에는 많은 양의 광을 제공할 필요성이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정표시패널을 통해 출력되는 영상의 특성을 더 정확하게 파악하여 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍 듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 표시패널로 공급되는 영상신호들을 이용하여 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법은 다음과 같다.

영상신호들 중 상기 디밍 영역에 대응하는 영상신호들로부터 복수의 계조값을 추출하여 상기 복수의 계조값의 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출한다.

상기 산출된 값들을 이용하여 상기 디밍 영역에 대응하는 대표 계조값을 결정하고, 상기 대표 계조값을 근거로 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 결정하여, 상기 결정된 디밍듀티에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들을 구동한다.

상기 평균값을 산출하는 단계는 상기 복수의 계조값의 최소값 또는 최대값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 백라이트 장치의 디밍 방법에 따르면, 디밍 영역에 대응하는 복수의 계조값으로부터 산출된 평균값, 최대값, 최소값, 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트를 이용하여 디밍 영역의 영상 특성에 대응하는 적절한 대표 계조값을 선택할 수 있고, 상기 대표 계조값에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 조절할 수 있다. 이로써, 표시장치에서 표시되는 영상의 명암비를 보다 증가시켜 상기 표시장치의 화질을 개선하고, 상기 표시장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시패널과 백라이트 장치를 나란히 배열하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 백라이트 제어회로가 구동되는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4a 내지 도4h는 하나의 디밍 영역에 표시되는 8가지 영상을 예로써 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 백라이트 제어회로를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(100)의 블록도다.

도 1을 참조하면, 상기 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 백라이트 장치(150) 및 백라이트 제어회로(160)를 포함한다.

상기 타이밍 컨트롤러(120)는 외부 장치(미도시)로부터 영상신호들(RGB)을 입력받는다. 상기 타이밍 컨트롤러(120)는 상기 데이터 구동부(140)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 외부 장치로부터 제공되는 상기 영상신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상신호들(RGB), 즉 데이터 제어신호(DCS)를 상기 데이터 구동부(140)로 출력한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(120)는 게이트 제어신호(GCS)를 상기 게이트 구동부(130)로 출력한다.

상기 게이트 구동부(130)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터 제공되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답해서 액정표시패널(110)의 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)에 순차적으로 게이트 신호를 인가하여 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)을 순차적으로 스캐닝한다.

상기 데이터 구동부(140)는 감마 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 감마 전압들을 이용하여 다수의 계조 전압들을 생성한다. 상기 데이터 구동부(140)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터 제공되는 상기 데이터 제어신호(DCS)에 응답해서 상기 생성된 계조 전압들 중 상기 영상신호들(RGB)에 대응되는 계조 전압들을 선택하고, 선택된 계조 전압들을 데이터 신호로써 상기 액정표시패널(110)의 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 인가한다.

상기 액정표시패널(110)은 복수의 게이트 라인(GL1~GLn), 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)과 교차하는 복수의 데이터 라인(DL1~DLm), 및 복수의 화소를 포함한다.

상기 화소들은 동일한 구성 및 기능을 가지므로, 설명의 편의를 위하여 도 1에는 하나의 화소를 예로써 도시하였다. 각 화소는 대응하는 게이트 라인 및 데이터 라인에 게이트 전극 및 소오스 전극이 각각 연결되는 박막 트랜지스터(Tr), 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(C_LC) 및 스토리지 커패시터(C_ST)를 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL1-GLn)에 상기 게이트 신호가 순차적으로 인가되면, 이에 동기하여 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 상기 데이터 신호가 인가된다. 이 중 선택된 게이트 라인에 해당 게이트 신호가 인가되면, 상기 선택된 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 해당 게이트 신호에 응답하여 턴-온 된다. 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)가 연결된 데이터 라인으로 데이터 신호가 인가되면, 인가된 데이터 신호는 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)를 거쳐 상기 액정 커패시터(C_LC)와 상기 스토리지 커패시터(C_ST)에 충전된다. 상기 액정 커패시터(C_LC)는 충전된 전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절한다. 상기 스토리지 커패시터(C_ST)는 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 턴-온시 데이터 신호를 축적하고, 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 턴-오프시 축적된 데이터 신호를 상기 액정 커패시터(C_LC)에 인가하여 상기 액정 커패시터(C_LC)의 충전을 유지시킨다. 이러한 방식을 통해서 상기 액정표시패널(110)은 영상을 표시할 수 있다.

상기 백라이트 제어회로(160)는 상기 영상신호(RGB)를 근거로 상기 백라이트 장치(150)를 구동하는 디밍 신호(DS)를 상기 백라이트 장치(150)로 출력한다.

상기 백라이트 장치(150)은 상기 액정표시패널(110)에 인접하게 배치되어 상기 액정표시패널(110)로 광을 공급한다. 상기 백라이트 장치(150)은 다수의 광원(미도시)을 포함하고, 상기 백라이트 제어회로(160)로부터의 상기 디밍 신호(DS)를 근거로 상기 광원들을 구동한다. 상기 광원들은 냉음극관 형광 램프(CCFL), 외부전극 형광 램프(EEFL), 또는 발광다이오드(LED) 등과 같은 광원일 수 있다.

도 2는 도 1의 표시패널과 백라이트 장치를 나란히 배열하여 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 백라이트 장치(150)는 단일 색을 나타내는 복수의 광원 또는 여러 가지 색을 갖는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 도 2에서는 각각 적색, 녹색, 및 청색을 나타내는 복수의 광원(S_R, S_G, S_B)을 예로써 도시하였다.

상기 광원들(S_R, S_G, S_B)은 4행(RD1 내지 RD4)*4열(CD1 내지 CD4)로 구분되는 16개의 디밍영역(RD1:CD1 내지 RD4:CD4)으로 분할된다. 상기 백라이트 장치(150)에서 하나의 디밍영역에 속하는 광원들은 다른 디밍영역에 속하는 광원들과 독립적으로 구동될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 1행*1열의 제1 디밍영역(RD1:CD1, 이하 'DD1'이라 함)에 속하는 광원들은 그 외의 디밍영역(예컨대, 제2 디밍영역(RD1:CD2))에 속하는 광원들과 독립적으로 구동된다. 또한, 동일한 디밍영역 내에 속하는 광원들(S_R, S_G, S_B)은 광원의 색에 따라 독립적으로 구동될 수 있다.

상기 표시패널(110)은 복수의 화소(Px)를 포함하고, 상기 화소들(Px)은 상기 디밍영역들(RD1:CD1 내지 RD4:CD4)에 대응하는 4행(R1 내지 R4)*4열(C1 내지 C4)로 구분되는 16개의 표시영역(R1:C1 내지 R4:C4)으로 분할된다. 상기 표시영역들(R1:C1 내지 R4:C4)은 상기 백라이트 장치(150)의 상기 디밍영역들(RD1:CD1 내지 RD4:CD4)에 대응하여 표시된 가상의 영역이다. 따라서, 서로 다른 표시영역에 속하는 화소들이 서로 독립적으로 구동되어야 하는 것은 아니다.

또한, 도 1에서는 상기 디밍영역(RD1:CD1 내지 RD4:CD4) 및 상기 표시영역(R1:C1 내지 R4:C4)을 각각 16개의 영역으로 분할하였으나, 분할되는 영역의 수나 배치 형태는 실시형태에 따라 다를 수 있다.

상기 화소들(Px)은 상기 표시패널(110)로 제공되는 영상신호들(RGB) 내에 포함된 계조값들에 기초하여 영상을 표시한다. 상기 계조값들은 예를 들어, 0~255 범위, 8비트(bit)의 값을 가질 수 있다.

각 디밍 영역에 속하는 광원들 및 각 표시 영역에 속하는 화소들의 구성 및 기능은 각각 동일하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1 디밍영역(DD1)과 이에 대응하는 제1 표시영역(R1:C1, 이하 'DA1'이라 함)에 대하여만 설명한다.

도 3은 도 1의 백라이트 제어회로가 구동되는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 상기 백라이트 제어회로(160)는 먼저 상기 영상신호들(RGB) 중 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 영상신호들(RGB)로부터 복수의 계조값(GRV)을 추출하고, 상기 계조값들(GRV)의 평균값(m)을 산출한다(S110). 이때, 상기 평균값(m)은 다음 함수 1로 정의된다. 이하 I_i는 상기 계조값들(GRV) 중 i번째 계조값을 나타낸다.

함수 1

이후 상기 평균값(m)을 이용하여 분산(σ²), 표준편차(σ), 왜도(γ₁), 첨도(γ₂), 및 센트럴 모멘트(central moment, μ_k) 중 적어도 하나의 값을 산출한다(S120). 이때, 상기 분산(σ²), 상기 표준편차(σ), 상기 왜도(γ₁), 상기 첨도(γ₂), 및 상기 센트럴 모멘트(μ_k)는 다음 함수들로 정의된다.

함수 2

함수 3

함수 4

함수 5

함수 6

그런데, 외부에서 공급되는 영상의 종류에 따라서는 상기 산출된 값만으로 충분한 정보를 얻을 수 없는 경우가 있다.

도 4a 내지 도 4h는 하나의 디밍영역에 표시될 수 있는 8가지 영상을 예로써 도시한 것이다.

도 4a 내지 도 4h를 참고하면, 상기 영상들(도 4a 내지 도 4h)을 구성하는 영상신호들에서 추출된 복수의 계조값의 평균, 표준편차, 왜도 및 첨도는 각각 12.5, 127.5, 0.0, -2.0으로 모두 동일하다. 따라서 상기 영상들(도 4a 내지 도 4h)을 구별하기 위해서는 상기에서 산출된 값들 외에 다른 값들을 도입하는 것이 필요할 수 있다. 아래의 표 1은 상기 영상들(도 4a 내지 도 4h)에 기초하여 산출된 몇몇 이미지 모멘트 값들을 보여준다. 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 영상들(도 4a 내지 도 4h)로부터 산출된 이미지 모멘트 값 중 일부는 상기 영상들(도 4a 내지 도 4h)에 따라 서로 다른 값을 나타내는 것을 볼 수 있다. 따라서 평균, 표준편차, 왜도 및 첨도가 같은 영상도 이미지 모멘트 값들을 이용하면 서로 다른 영상으로 구별할 수 있다는 것을 알 수 있다.

표 1

따라서, 상기 평균값(m)을 이용하여 이미지 모멘트 값들을 더 산출할 수 있다(S120). 이때 상기 이미지 모멘트 값들은 상기 계조값들(GRV)을 나타내는 화소들의 위치에 대한 정보를 포함하고 있다.

따라서 도 2를 참고할 때, 상기 표시영역들(R1:C1 내지 R4:C4)에 속하는 화소들(Px)의 위치를 나타내기 위해 상기 표시영역들(R1:C1 내지 R4:C4) 각각에 x축 및 상기 x축과 수직인 y축을 설정한다. 예를 들어, 상기 제1 표시영역(DA1)에 대하여 보면, 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 상기 x축 및 상기 y축의 중심점은 상기 제1 표시영역(DA1) 내의 또는 주위의 적절한 어느 하나의 지점으로 선택될 수 있다. 도 2에서는 상기 제1 표시영역(DA1)의 좌측 하부 꼭지점과 인접한 한 점을 상기 x축 및 상기 y축의 중심점으로 선택하였다.

상기 이미지 모멘트 값들에 포함되는 로 이미지 모멘트(raw image moment, M_pq) 및 센트럴 이미지 모멘트(central image moment, μ_pq)는 다음 함수들로 정의된다. 이때 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 영상신호들(RGB)로부터 추출된 상기 계조값들(GRV)의 개수가 n(n은 2 이상의 정수이다.)이면, n차 이하의 이미지 모멘트가 산출될 수 있다.

함수 7

(이때, x, y는 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하여 설정된 상기 x축 및 상기 y축에 대하여 측정된 어느 하나의 화소의 위치를 나타내고, I(x,y)는 그 위치에 있는 상기 어느 하나의 화소의 계조값을 나타낸다. 이하 같다.)

함수 8

상기 함수 8에서

와

는 각각 상기 계조값들(GRV)의 x축 평균 로 이미지 모멘트와 y축 평균 로 이미지 모멘트를 말하고, 다음 함수들로 정의된다.

함수 9

함수 10

또한 상기 계조값들(GRV)로부터 상기 계조값들(GRV)의 최소값(P_n) 또는 최대값(P)이 더 산출될 수 있다.

다음, 이상의 설명에서 산출된 값들(m, P, P_n, σ², σ, γ₁, γ₂, μ_k, M_pq, μ_pq,이하 '기준값(REV)'이라 함) 중 기 설정된 값들을 이용하여 상기 제1 표시영역(DA1)의 대표 계조값(GRE)을 결정한다(S130). 상기 대표 계조값(GRE)은 상기 기준값들(REV)의 1차 함수 또는 2차 이상의 함수로 결정될 수 있고, 상기 기준값들(REV)의 로그 함수 또는 지수 함수를 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 제1 표시영역(DA1)의 상기 대표 계조값(GRE)을 결정하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있다.

상기 계조값들(GRV)로부터 구해진 왜도(γ₁)가 음(-)의 값이면 상기 계조값들(GRV)은 평균값(m)보다 큰 값들이 많다는 것을 의미하고, 양(+)의 값이면 상기 계조값들(GRV)은 평균값(m)보다 작은 값들이 많다는 것을 의미한다. 또한 상기 계조값들(GRV)의 첨도가 0이면 상기 계조값들(GRV)이 정규 분포와 동일하게 분포된 것을 의미하고, 음(-)의 값이면 상기 계조값들(GRV)이 정규 분포보다 더 고르게 분포하는 것을 의미하며, 양(+)의 값이면 상기 계조값들(GRV)이 정규 분포보다 평균값 주위에 더 많이 분포한다는 것을 의미한다.

따라서 상기 대표 계조값(GRE)을 결정하는 일 예로, 상기 계조값들(GRV)로부터 구해진 첨도(γ₂)가 음(-)의 값이고 왜도(γ₁)의 절대값이 큰 경우, 상기 계조값들(GRV)은 대체로 고르게 분포하지만 상기 계조값들(GRV)의 평균값(m)보다 큰 값 또는 작은 값 중 어느 하나인 값들이 많다는 것을 의미하므로, 왜도(γ₁)가 양(+)의 값이면 상기 대표 계조값(GRE)으로 평균값(m)에 가중치를 크게 주고, 왜도(γ₁)가 음(-)의 값이면 상기 대표 계조값(GRE)으로 최대값(P)에 가중치를 크게 주어 상기 대표 계조값(GRE)을 결정하는 것이 적절할 수 있다. 또한, 상기 계조값들(GRV)로부터 구해진 첨도(γ₂)가 음(-)의 값이고 왜도(γ₁)의 절대값이 작은 경우, 상기 계조값들(GRV)은 대체로 고르게 분포하고 평균값을 기준으로 상기 평균값(m)보다 큰 값 또는 작은 값을 갖는 계조값들이 대칭적으로 분포한다는 것을 의미하므로, 상기 평균값(m)에 가중치를 크게 주어 상기 대표 계조값(GRV)을 선택하는 것이 적절할 수 있다.

같은 방식으로, 상기 계조값들(GRV)로부터 구해진 첨도(γ₂)가 양(+)의 값이고 왜도(γ₁)의 절대값이 큰 경우, 상기 계조값들(GRV)은 상기 계조값들(GRV)의 평균값(m) 주위에 많이 분포하고 상기 평균값(m)보다 큰 값 또는 작은 값 중 어느 하나인 값들이 많다는 것을 의미하므로, 왜도(γ₁)가 양(+)의 값이면 상기 대표 계조값(GRE)으로 평균값에 가중치를 크게 주고, 상기 왜도(γ₁)가 음(-)의 값이면 상기 대표 계조값(GRE)으로 최대값(P)에 가중치를 크게 주어 상기 대표 계조값(GRV)을 결정하는 것이 적절할 수 있다. 또한, 상기 계조값들(GRV)로부터 구해진 첨도(γ₂)가 양(+)의 값이고 왜도(γ₁)의 절대값이 작은 경우, 상기 계조값들(GRV)은 대체로 상기 평균값(m) 주위에 대칭적으로 고르게 분포하는 것을 의미하므로, 상기 평균값(m)에 가중치를 많이 주어 상기 대표 계조값(GRV)을 선택하는 것이 적절할 수 있다. 이와 같이 상기 왜도(γ₁)와 상기 첨도(γ₂)를 이용함으로써 상기 영상신호들(RGB)에서 추출된 계조값들이 어떤 분포를 갖는지 알 수 있다.

실제로, 상기 기준값들(REV)을 이용하여 상기 대표 계조값(GRE)을 결정하는 방법은 아래에 예로써 설명된다.

예 1

γ₂≥0일 때, GRE=α×m+(1-α)×P 이고,

γ₂<0일 때, GRE=α×m+(1-α)×P-βγ₁이다.

(이때, m은 상기 평균값, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도, α=1/(C+K), 및 β는 실험 상수이다. C는 0.5≤C≤1.5인 상수,

이면,

이고,

이면, K=0이며, T는 실험 문턱값,

는 상기 계조값들의 x축 평균 로 이미지 모멘트,

는 y축 상기 계조값들의 평균 로 이미지 모멘트, 및 μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트이다.)

예 2

γ₁≥0일 때, GRE=m-K/2×(σ+γ₂) 이고,

γ₁<0일 때, GRE=m+K/2×(σ+γ₂) 이다.

(이때, m은 상기 평균값, σ는 상기 분산, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도, 및 K는 K>0인 실험 상수이다.)

예 3

이다.

(이때, m은 상기 평균값, σ는 상기 분산, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도,

는 상기 계조값들의 x축 평균 로 이미지 모멘트,

는 상기 계조값들의 y축 평균 로 이미지 모멘트 및 μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트이다. 또한 α₁+α₂+α₃+α₄+α₅+α₆+α₇+α₈+α₉+α₁₀+α₁₁+α₁₂+α₁₃+α₁₄=1이고 0≤α_i≤1이다.)

예 4

A≤T₁일 때, GRE=m 이고,

A≤T₂일 때, GRE=P 이며,

T₁<A<T₂일 때, γ₁>0 이면, GRE=α×m+(1-α)×P 이고,

γ₁≤0 이면, GRE=(1-β)×m+β×P 이다.

(이때,

,

는 상기 계조값들의 x축 평균 로 이미지 모멘트,

는 상기 계조값들의 y축 평균 로 이미지 모멘트, μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트, m은 상기 평균값, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, T₁ 및 T₂는 실험 문턱값, α=Kγ₁γ₂, β=-Kγ₁γ₂이고, K는 실험 상수, γ₂는 상기 첨도이다.)

다음, 상기 대표 계조값(GRE)이 결정되면, 상기 대표 계조값(GRE)을 근거로 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들의 디밍듀티(DDD)를 결정한다(S140).

상기 디밍듀티(DDD)를 결정하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저 타겟 감마곡선을 이용하여 상기 대표 계조값(GRE)에 대응하는 타겟 휘도값(TGV)을 추출한다(S141). 이때 상기 타겟 감마곡선은 계조값과 이들에 대응하는 이상적인 휘도값들 사이의 관계를 나타내는 곡선을 말한다.

이후 상기 타겟 휘도값(TGV)을 이용하여 상기 광원들의 발광 휘도값(LGV)을 추출한다(S142). 상기 발광 휘도값(LGV)은 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들에서 발생된 광에 의한 상기 표시영역(DA1)에서의 휘도값을 말한다. 상기 발광 휘도값(LGV)은 상기 제1 디밍영역(DD1)에 인접한 디밍영역, 예를 들어 상기 제2 디밍영역(RD1:CD2)에 속하는 광원들에 의한 영향을 고려하여 상기 타겟 휘도값(TGV)으로부터 산출될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 휘도값(LGV)은 포인트 확산 함수(point spread function)를 이용하여 상기 타겟 휘도값(TGV)으로부터 산출될 수 있다.

마지막으로, 상기 발광 휘도값(LGV)에 대응하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들의 상기 디밍듀티(DDD)를 결정할 수 있다(S143).

이후, 결정된 상기 디밍듀티(DDD)에 기초하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들을 구동한다(S150).

또한 상기 백라이트 장치(150)는 여러 가지 색을 나타내는 광원들, 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 광원들을 포함할 수 있는데, 광원들의 색에 따라 대표 계조값, 타겟 감마곡선 등이 다를 수 있으므로, 광원 별로 대표 계조값을 추출할 수 있다.

따라서 상기 계조값들(GRV)을 추출할 때, 상기 영상신호들(RGV) 중 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 적색 영상신호들로부터 복수의 적색 계조값을 추출하여 상기 적색 계조값들의 평균값을 산출하고, 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 녹색 영상신호들로부터 복수의 녹색 계조값을 추출하여 상기 녹색 계조값들의 평균값을 산출하며, 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 청색 영상신호들로부터 복수의 청색 계조값을 추출하여 상기 청색 계조값들의 평균값을 산출한다.

이후, 상기 적색 계조값들의 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출하고, 상기 녹색 계조값들의 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출하며, 상기 청색 계조값의 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출한다.

다음으로, 상기 적색 계조값들으로부터 산출된 값들을 이용하여 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 적색 대표 계조값을 결정하고, 상기 녹색 계조값들으로부터 산출된 값들을 이용하여 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 녹색 대표 계조값을 결정하며, 상기 청색 계조값들으로부터 산출된 값들을 이용하여 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 청색 대표 계조값을 결정한다.

그 다음, 상기 적색 대표 계조값을 이용하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 적색 광원들의 적색 디밍듀티를 결정하고, 상기 녹색 대표 계조값을 이용하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 녹색 광원들의 녹색 디밍듀티를 결정하며, 상기 청색 대표 계조값을 이용하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 청색 광원들의 청색 디밍듀티를 결정한다.

마지막으로, 상기 결정된 적색 디밍듀티에 기초하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 적색 광원들을 구동하고, 상기 결정된 녹색 디밍듀티에 기초하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 녹색 광원들을 구동하며, 상기 결정된 청색 디밍듀티에 기초하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 청색 광원들을 구동한다.

이상에서는, 상기 대표 계조값을 결정하는데 있어서, 상기 복수의 계조값들의 평균값을 기준으로 설명하였으나, 상기 평균값 대신 중앙값(median) 또는 최빈값(mode)이 사용될 수 있다. 다시 말해, 왜도, 첨도, 분산, 표준편차, 센트럴 모멘트, 또는 이미지 모멘트 등의 값을 계산하는데 일반적으로 평균값을 이용하나, 상기 평균값을 상기 중앙값 또는 최빈값으로 대체하여 구할 수 있다. 예를 들어, 최빈값(P_f)을 이용한 분산 (σ² _f)은 다음의 함수로 정의된다.

함수 11

도 5는 도 1의 백라이트 제어회로의 블록도이다. 이하에서도, 설명의 편의를 위해 도 2의 제1 디밍영역(DD1)과 이에 대응하는 제1 표시영역(DA1)와 관련하여 설명한다.

상기 백라이트 제어회로(160)는 계조값 추출부(161), 기준값 산출부(162), 대표 계조값 추출부(163), 타겟 휘도값 추출부(164), 발광 휘도값 추출부(165), 디밍듀티 결정부(166), 및 발광 구동부(167)를 포함한다.

상기 계조값 추출부(161)는 외부에서 상기 영상신호(RGB)를 받아 상기 영상신호(RGB)들 중 상기 제1 표시영역(DD1)에 대응하는 영상신호로부터 복수의 계조값(GRV)을 추출하여 출력한다. 다만, 실시 형태에 따라 상기 계조값 추출부(161)는 상기 타이밍 컨트롤러(120)로부터 상기 데이터 제어신호(DCS)를 수신하여 상기 제1 표시영역(DD1)에 대응하는 영상신호로부터 복수의 계조값(GRV)을 출력할 수 있다.

상기 기준값 산출부(162)는 상기 계조값들(GRV)을 수신하여 상기 제1 표시영역(DA1)의 대표 계조값(GRE)을 결정하는데 사용될 복수의 기준값(REV), 예를 들어 평균값, 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트, 또는 이미지 모멘트 등의 값을 산출하여 출력한다.

상기 대표 계조값 추출부(163)는 상기 기준값들(REV)을 수신하여 기 설정된 방법 또는 수식을 이용하여 상기 제1 표시영역(DA1)에 대응하는 상기 대표 계조값(GRE)을 추출하여 출력한다.

상기 타겟 휘도값 추출부(164)는 상기 대표 계조값(GRE)을 수신하고 타겟 감마곡선을 이용하여 상기 대표 계조값(GRE)에 대응하는 타겟 휘도값(TGV)을 추출하여 출력한다. 실시예 형태에 따라, 상기 타겟 휘도값 추출부(164)는 룩업 메모리(미도시)를 포함하고 상기 타겟 감마곡선에 대응하는 타겟 감마 데이터가 상기 룩업 메모리에 저장될 수 있다.

상기 발광 휘도값 추출부(165)는 상기 타겟 휘도값(TGV)을 수신하고 이를 이용하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들의 발광 휘도값(LGV)을 추출하여 출력한다.

상기 디밍듀티 결정부(166)는 상기 발광 휘도값들(LGV)을 수신하여 상기 제1 디밍영역(DD1)에 속하는 광원들의 디밍듀티(DDD)를 결정하여 출력한다.

상기 광원 구동부(167)는 상기 디밍듀티(DDD)를 기초로 상기 백라이트 장치(150)를 구동하는 구동신호(DS)를 출력한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표시장치 110: 표시패널
120: 타이밍 컨트롤러 130: 게이트 구동부
140: 데이터 구동부 150: 백라이트 장치
160: 백라이트 제어회로 161: 계조값 추출부
162: 기준값 산출부 163: 대표 계조값 추출부
164: 타겟 휘도값 추출부 165: 발광 휘도값 추출부
166: 디밍듀티 결정부 167: 발광 구동부
DD1: 제1 디밍영역 DA1: 제1 표시영역
S_R: 적색 광원 S_G: 녹색 광원
S_B: 청색 광원

Claims

표시패널로 공급되는 영상신호들을 이용하여 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 있어서,
상기 영상신호들 중 상기 디밍 영역에 대응하는 영상신호들로부터 복수의 계조값을 추출하여 상기 복수의 계조값의 평균값을 산출하는 단계;
상기 평균값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출하는 단계;
상기 산출된 값들을 이용하여 상기 디밍 영역에 대응하는 대표 계조값을 결정하는 단계;
상기 대표 계조값을 근거로 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 디밍듀티에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들을 구동하는 단계를 포함하는 디밍 방법.
제1항에 있어서, 상기 평균값을 산출하는 단계는 상기 복수의 계조값의 최소값 또는 최대값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 디밍듀티를 결정하는 단계는,
타겟 감마곡선을 이용하여 상기 대표 계조값에 대응하는 타겟 휘도값을 추출하는 단계;
상기 타겟 휘도값을 이용하여 상기 광원들의 발광 휘도값을 추출하는 단계; 및
상기 발광 휘도값에 대응하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들의 상기 디밍듀티를 결정하는 단계를 포함하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 로그 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 지수 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 이미지 모멘트는 n차 이하의 로 이미지 모멘트(이때, n은 상기 복수의 계조값의 개수이다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 이미지 모멘트는 n차 이하의 센트럴 이미지 모멘트(이때, n은 상기 복수의 계조값의 개수이다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제2항에 있어서, 상기 이미지 모멘트는 n차 이하의 로 이미지 모멘트 및 n차 이하의 센트럴 이미지 모멘트(이때, n은 상기 복수의 계조값의 개수이다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제9항에 있어서, 상기 대표 계조값은
γ₂≥0일 때, α×m+(1-α)×P 이고,
γ₂<0일 때, α×m+(1-α)×P-βγ₁ 인
(이때, m은 상기 평균값, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도, α=1/(C+K), 및 β는 실험 상수이다. C는 0.5≤C≤1.5인 상수,
이면,
이고,
이면, K=0이며, T는 실험 문턱값,
는 상기 복수의 계조값들의 x축 평균 로 이미지 모멘트,
는 y축 상기 복수의 계조값들의 평균 로 이미지 모멘트, 및 μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트이다.)
것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제9항에 있어서, 상기 대표 계조값은
γ₁≥0일 때, m-K/2×(σ+γ₂) 이고,
γ₁<0일 때, m+K/2×(σ+γ₂) 인
(이때, m은 상기 평균값, σ는 상기 표준편차, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도, 및 K는 K>0인 실험 상수이다.)
것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제9항에 있어서, 상기 대표 계조값은

(이때, m은 상기 평균값, σ는 상기 표준편차, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, γ₂는 상기 첨도,
는 상기 복수의 계조값의 x축 평균 로 이미지 모멘트,
는 상기 복수의 계조값의 y축 평균 로 이미지 모멘트 및 μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트이다. 또한 α₁+α₂+α₃+α₄+α₅+α₆+α₇+α₈+α₉+α₁₀+α₁₁+α₁₂+α₁₃+α₁₄=1이고 0≤α_i≤1이다.)
인 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제9항에 있어서, 상기 대표 계조값은
A≤T₁ 일 때, m 이고,
A≥T₂ 일 때, P 이며,
T₁<A<T₂ 일 때, γ₁>0 이면, α×m+(1-α)×P 이고,
γ₁≤0 이면, (1-β)×m+β×P 인
(이때,
,
는 상기 복수의 계조값의 x축 평균 로 이미지 모멘트,
는 상기 복수의 계조값의 y축 평균 로 이미지 모멘트, μ_ij는 x축에 대해 i차, y축에 대해 j차인 상기 센트럴 이미지 모멘트, m은 상기 평균값, P는 상기 최대값, γ₁는 상기 왜도, T₁ 및 T₂는 실험 문턱값, α=Kγ₁γ₂, β=-Kγ₁γ₂이고, K는 실험 상수, γ₂는 상기 첨도이다.)
것을 특징으로 하는 디밍 방법.
표시패널로 공급되는 영상신호들을 이용하여 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 있어서,
상기 영상신호들 중 상기 디밍 영역에 대응하는 영상신호들로부터 복수의 계조값을 추출하여 상기 복수의 계조값의 중앙값을 산출하는 단계;
상기 중앙값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출하는 단계;
상기 산출된 값들을 이용하여 상기 디밍 영역에 대응하는 대표 계조값을 결정하는 단계;
상기 대표 계조값을 근거로 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 디밍듀티에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들을 구동시키는 단계를 포함하는 디밍 방법.
제14항에 있어서, 상기 중앙값을 산출하는 단계는 상기 복수의 계조값의 최소값 또는 최대값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제15항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제15항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 로그 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제15항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 지수 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
표시패널로 공급되는 영상신호들을 이용하여 하나 이상의 디밍 영역으로 분할된 다수의 광원의 디밍듀티를 조절하는 백라이트 장치의 디밍 방법에 있어서,
상기 영상신호들 중 상기 디밍 영역에 대응하는 영상신호들로부터 복수의 계조값을 추출하여 상기 복수의 계조값의 최빈값을 산출하는 단계;
상기 최빈값을 이용하여 분산, 표준편차, 왜도, 첨도, 센트럴 모멘트 및 이미지 모멘트 중 적어도 하나의 값을 산출하는 단계;
상기 산출된 값들을 이용하여 상기 디밍 영역에 대응하는 대표 계조값을 결정하는 단계;
상기 대표 계조값을 근거로 상기 디밍 영역에 속하는 광원들의 디밍듀티를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 디밍듀티에 기초하여 상기 디밍 영역에 속하는 상기 광원들을 구동시키는 단계를 포함하는 디밍 방법.
제19항에 있어서, 상기 최빈값을 산출하는 단계는 상기 복수의 계조값의 최소값 또는 최대값을 더 산출하는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제20항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제20항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 로그 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.
제20항에 있어서, 상기 대표 계조값은 상기 산출된 값들의 1차 이상의 함수 및 지수 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 디밍 방법.