KR20150098941A

KR20150098941A - 고화질 구현용 화질 보상 시스템

Info

Publication number: KR20150098941A
Application number: KR1020140020344A
Authority: KR
Inventors: 나만호
Original assignee: 나만호
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-31

Abstract

본 발명은 자발광 디스플레이 또는 비발광 디스플레이의 화질 보상 장치에 관한 것이다.
디스플레이가 고해상도화(Ultra HD) 및 대화면화가 진행되면서 고화질에 대한 사용자 욕구가 늘어나고 있으나, 디스플레이는 고해상도화 및 대화면화 될 수록 전체 화면의 화질을 균일하게 맞추기 어려워진다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 디스플레이의 일정 면적 또는 단위 화소간에 발생하는 화질의 차를 검출; 검출된 데이터(data)의 연산; 사용자가 제시한 화질 데이터(data)와 검출된 데이터로 부터 각 화소(또는 일정 면적)의 데이터 차를 연산; 연산된 그 데이터차를 보상하는 수단을 통하여 전체적인 화면의 밝기 및 계조를 균일하게 보정하여 고화질을 구현하는 화질 보정 장치에 관한 것이다.

Description

고화질 구현용 화질 보상 시스템{Compensation system to enhance Picture quality}

본 발명은 자발광 디스플레이 또는 비발광 디스플레이의 화질 보정 장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 디스플레이의 일정 면적 또는 단위 화소간에 발생하는 화질의 차를 검출; 검출된 데이터(data)의 연산; 사용자가 제시한 화질 데이터(data)와 검출된 데이터로 부터 각 화소(또는 일정 면적)의 데이터 차를 연산; 연산된 그 데이터차를 보상하는 수단을 통하여 전체적인 화면의 밝기 및 계조를 균일하게 보정하여 고화질을 구현하는 화질 보정 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치는 최근 크게 두 개의 소자로 나눌 수 있다.

비발광 소자를 대표하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)와 발광소자인 유기발광 다이오드 (Organic Light Emitting Diode : OLED)로 볼 수 있다.

액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정 셀(Cell)을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치가 일반적이다.

최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.

액정표시장치의 제조공정은 기판 세정공정, 기판 패터닝공정, 배향막형성/러빙공정, 기판합착/액정공정, 구동회로 실장공정, 모듈조립 공정, 검사공정 등을 포함한다. 보통 액정디스플레이 소자로 만든 엘이디 티브(LED TV)는 앨정표시장치와 엘이디 백라이트(LED Back Light)로 구성된다.

최근 대형화와 고해상도의 추세에서, 사용자는 더 깨끗하고 생생한 화질을 기대하지만 화면이 커질수록 고해상도화 될 수록 기술은 더욱 어려워지고, 작은 얼룩 등도 눈에 잘 보이게 되는 경향이 있다.

또한 OLED TV 는 화질에서 LED TV 보다 장점이 많으나 화소간의 밝기 차 등의 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 제조 후의 화면 얼룩이나 밝기 불균일 등의 문제를 출하 전에 검사하여 보상할 수 있는 보상 시스템에 대하여 관한 기술이다.

비발광 디스플레이에서 나타나는 밝기 얼룩, 계조 상에서의 불균일 등 눈에 거슬리는 화질 요인을 검출하여 보상함으로써 선명하고 깨끗한 고화질 화상을 구현할 수 있다.

또한, 발광 디스플레이에 관하여는 화소간의 밝기 및 계조 보상 뿐 아니라, 화소(또는 단위 화소)의 보상으로 불량으로 판정되는 제품을 본 발명의 보상 시스템으로 보상하여 합격품으로 전환함으로써 실질적인 제조 수율을 향상시키는 것도 가능하다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 디스플레이의 일정 면적 또는 단위 화소간에 발생하는 화질의 차를 검출; 검출된 데이터(data)의 연산; 사용자가 제시한 화질 데이터(data)와 검출된 데이터로 부터 각 화소(또는 일정 면적)의 데이터 차를 연산; 연산된 그 데이터 차를 보상하는 수단을 통하여 전체적인 화면의 밝기 및 계조를 균일하게 보정하여 고화질을 구현하는 화질 보정 장치에 관한 것이다.

도 1는 본 발명의 실시 예로서, 화질 보상 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예로서, 화질 보상 시스템의 흐름도를 나타낸다.
도 3는 본 발명의 실시 예로서, 감마 보정을 포함하는 화질 보상 시스템의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예로서, 자발광 디스플레이와 비발광 디스플레이 소자의 보정 수단을 나타낸다.
[도면 부호의 설명]
201 디스플레이
202 디스플레이의 영상 처리부
203 촬상부
204 데이터 추출부
205 데이터 처리부
206 중앙 제어부

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "보정" "보상"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도 1는 디스플레이 보상 시스템 구성을 나타낸다.

본 발명의 보상 시스템은 외부에서 입력되는 영상신호에 따라 빛을 선택적으로 출력하는 영상 정보 디스플레이(201); 디스플레이의 일정 면적 또는 단위 화소간에 발생하는 화질의 차를 검출하는 촬상부(203); 검출된 데이터(data)를 추출하는 데이터 추출부(204); 추출된 데이터를 저장 또는 연산하는 데이터 처리부(205); 사용자가 제시한 화질 데이터(data)와 검출된 데이터로 부터 각 화소(또는 일정 면적)의 데이터 차를 연산하여 보상 값으로 출력된 값을 받아 디스플레이 영상 처리부로 출력하는 중앙 제어부(202); 중앙 제어부의 신호를 받아 영상 디스플레이에 영상을 구현하는 구동 신호를 출력하는 영상 처리부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 보상 시스템이다.

본 발명은 데이터 보정(또는 보상)의 정확도를 높여 보다 좋은 화질로 보상하기 위하여, 디스플레이에 어떤 전원도 인가하지 않은 상태에서 주변의 환경 조도만의 상태에서 촬상부가 조도 데이터를 추출하여 데이터 처리부에 인가하는 함으로써 주변 조도가 실제 측정하고자 하는 디스플레이 소자에 의하여 반사되어 측정된 데이터 값의 오차 치를 제거하는 것을 포함한다.

측정 환경에서의 주변 빛은 설치된 영상 디스플레이의 표면에서 반사되어 촬상부의 렌즈부와 촬상 센서에 진입하여 일정한 휘도와 칼라 데이터를 갖게 된다. 이 데이터는 실제 영상 디스플레이가 실제 출사하는 휘도 또는 칼라 정보에 섞여서 외곡된 데이터가 만들어 질 수 있다.

본 발명은 상기의 왜곡된 데이터를 최소화 하기 위하여, 보상하고자 하는 디스플레이를 측정하는 것과 별도로 제2의 보정 데이터를 추출하여 데이터 처리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 보상 시스템을 포함하다.

상기에서 언급된 제2의 데이터라 함은 측정 환경 상에서의 데이터를 추출하여 데이터 처리부(205)에 저장하는 것을 포함한다.

구체적으로는 보상하고자 하는 디스플레이의 특성과 동등한 표면 반사 특성을 나타내는 것을 표본으로 하여 측정 후 그 데이터를 데이터 처리부(205)에 저장하는 것이 바람직 할 것이다. 여기서 디스플레이의 특성은 물론 디스플레이에 어떠한 전원도 인가되지 않은 상태의 off 상태이다.

또한 off 상태의 디스플레이의 표면 특성은 일반적으로 주변 환경 조도에 의한 표면 반사율, 보다 구체적으로는 빙에 따른 표면반사 스펙트럼 분포가 될 것이다.

또한, 중앙 제어부는 디스플레이 영상 제어부(206)에 영상 신호를 입력할 뿐만 아니라, 데이터 추출부(204)를 제어하여 특정 영상 제어된 디스플레이의 영상을 데이터 처리부(205)에서 구별하여 저장하는 것을 특징으로 하는 것을 포함한다.

일반적으로는 중앙 제어부(206)의 제어 신호는 디스플레이 영상;데이터 처리부(205)와 동기화 되어 있다고 해석되어야 할 것이다.

또한 본발명은 화면상의 데이터를 추출함에 있어서, 디스플레이의 화면을 일정 블록 또는 화소의 최소 단위(Sub Pixel) 로 나누어서 데이터를 측정하고 제어하는 것을 특징으로 하는 보상 시스템을 포함한다.

영상 디스플레이(201)가 비발광 소자인 경우는 주로 액정표시장치가 주로 사용된다고 볼 수 있다.

액정표시장치의 경우 영상 처리부에 인가된 신호를 디스플레이에 인가 함에 있어서, 신호 구동 방법이 액정디스플레이 TFT 의 전압으로 인가하는 방법과 액정디스플레이의 백라이트 광원의 부분적 휘도 변경을 목적으로 하는 것을 특징으로 하는 보상 방법이 있다. 저 휘도(Low gray 영역)에서는 주로 액정표시장치에서의 화질 불균일이 발생하는 것이 일반적이고, 고 휘도(High gray 영역)에서의 화질 불균일은 주로 백라이트에 의한 화질 불균일(얼룩 또는 Mura)에 따른 것이 일반적이다.

제 4도에 도시된 바와 같이, 본 발명은 데이터 처리부에서 출력하는 화질 보상 데이터가 저 계조인 경우는 액정표시장치의 전압을 제어하고, 높은 계조인 경우는 백라이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 보상 시스템을 포함한다.

또한 백라이트 광원의 부분적 휘도 변경의 수단으로는 광원 인가 전류 변경 또는 인가 시간 조절 수단으로 이해될 수 있다.

영상 디스플레이(201)가 자체 발광 형인 경우는 주로 OLED 가 주로 사용된다고 볼 수 있다. 영상 처리부에 인가된 신호를 자체 발광 디스플레이에 인가하는 수단으로는 전류 변경 또는 전류 인가 시간 조절이 일반적일 것이다.

제2도는 제1도의 기본 구성도에서 디스플레이의 일정 면적 또는 단위 화소간에 발생하는 화질의 차를 검출하는 촬상부(203); 검출된 데이터(data)를 추출하는 데이터 추출부(204); 추출된 데이터를 저장 또는 연산하는 데이터 처리부(205); 사용자가 제시한 화질 데이터(data)와 검출된 데이터로 부터 각 화소(또는 일정 면적)의 데이터 차를 연산하여 보상 값으로 출력된 값을 받아 디스플레이 영상 처리부로 출력하는 중앙 제어부(202); 중앙 제어부의 신호를 받아 영상 디스플레이에 영상을 구현하는 구동 신호를 출력하는 영상 처리부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 보상 시스템에 있어서, 데이터를 처리하는 방법에 대한 것이다.

측정된 디스플레이의 화상 정보는 앞에서 언급된 초기 데이터(제2의 데이터)를 바탕으로 측정 환경 및 촬상계에 의한 왜곡 데이터를 제거한 순수 디스플레이 화상의 촬상 데이터(Rx',Gx',Bx')를 추출한다. 추출된 순수 디스플레이 화상 데이터는 화면 블록 별 또는 화소별 데이터로 구성된다. 이 데이터들을 구비된 데이터 연산부의 연산으로 평균 값을 추출한다. 추출된 평균 값으로 각 블록(또는 화소)의 데이터를 비교하여 평균 값 보다 낮은 값이 추출된 블록(또는 화소)에 대하여는 평균 값이 되도록 이에 해당하는 전압 또는 전류 값을 더하여 블록(또는 화소) 별 보정 데이터 북을 생성한다. 상기 흐름이 완료되면 보정 데이터 북은 최종적으로 측정된(또는 보상하고자 하는) 영상 디스플레이의 영상 처리부에 입력되어, 영상 디스플레이가 외부 신호를 받아 영상을 구현할 때 보상 신호가 발생되도록 하는 것으로 해석될 것이다.

제 3도는 제2도의 기능에서 보다 섬세한 보상을 요구하는 보상 시스템에 있어서, 중앙 제어부(206)에서 계조(Gray) 신호를 여러 개 발생시켜 각 데이터를 추출 후 보상하는 방법에 관한 것이다.

예로서, 디스플레이에서 제어할 수 있는 총 계조 신호가 256일 경우 1 ,8, 16, 32, 64, 128, 256 의 계조에 대하여 데이터를 추출하고 보정하는 방법이 일반적일 수 있다.

또한 액정표시소자에 있어서, 백라이트를 포함하여 보상할 경우 백라이트 보상은 64, 128, 256 계조를 기준으로 보상하고, 액정표시소자의 TFT 전압 보정은 1, 8, 16, 32, 64 계조를 기준으로 보상할 수 있다.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

외부 신호를 받아 영상을 디스플레이하는 비발광 디스플레이에 있어서,
디스플레이의 전반에 위치하여 디스플레이 화면의 빛을 측정하는 촬상소자; 촬상소자의 데이터를 받아 저장 또는 연산하는 데이터 처리부; 데이터 처리부의 데이터를 디스플레이에 인가시키는 중앙 제어부; 중앙 제어부로 출력된 데이터를 받아 디스플레이에 데이터를 입력하여 디스플레이에 영상을 구현하는 디스플레이 영상 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 보상 시스템
외부 신호를 받아 영상을 디스플레이하는 발광 디스플레이에 있어서,
디스플레이의 전반에 위치하여 디스플레이 화면의 빛을 측정하는 촬상부; 촬상부의 데이터를 받아 저장 또는 연산하는 데이터 처리부; 데이터 처리부의 데이터를 디스플레이에 인가시키는 중앙 제어부; 중앙 제어부로 출력된 데이터를 받아 디스플레이에 데이터를 입력하여 디스플레이에 영상을 구현하는 디스플레이 영상 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 보상 시스템
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
디스플레이에 어떤 전원도 인가하지 않고 주변의 환경 조도만의 상태에서 촬상부가 조도 데이터를 추출하여 데이터 처리부에 인가하는 것을 특징으로 하는 것
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
중앙 제어부가 디스플레이 영상 제어부에 영상 신호를 입력; 영상 신호를 받아 화면의 화상이 제어되는 디스플레이의 제어된 화상 데이터를 추출하는 촬상부; 촬상부의 데이터를 데이터 처리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 것
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
중앙 제어부 또는 데이터 처리부 또는 데이터 추출부에서 촬상부의 특징을 저장하도록 된 것.
제 5항에 있어서 촬상부의 특징이라 함은 촬상부 촬상렌즈부와 촬상 센서의 전기 광학 특성을 보정하는 수단이 되는 것
제 6항의 전기 광학 특성을 보정하는 수단은,
실제 보정하고자 하는 디스플레이를 측정하는 것이 아닌, 다른 어떤 것 표본을 측정; 데이터 저장; 그 저장된 데이터를 하나의 보상 데이터 기준으로 하는 것.
제 7항의 보상 데이터의 기준 측정에 있어서,
측정 표본이 실제 보상을 목적으로 하는 디스플레이의 특징인 표면 반사율, 표면 반사 스펙트럼, 크기 또는 조명 상태 중 그 어떤 것을 포함하거나 동등 조건으로 전환하여 포함시키는 것.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
디스플레이의 화면을 일정 블록 또는 화소의 최소 단위(Sub Pixel) 로 나누어서 데이터를 측정하고 제어하는 것을 특징으로 하는 것
제 1항의 영상 처리부에 인가된 신호를 디스플레이에 인가 함에 있어서,
신호 구동 방법이 액정디스플레이 TFT 의 전압으로 인가되는 것,
또는 신호 구동 방법이 액정디스플레이의 백라이트 광원의 부분적 휘도 변경의 수단이 되는 것
제 10항의 백라이트 광원의 부분적 휘도 변경의 수단으로는 광원 인가 전류 변경 또는 인가 시간 인터벌이 다른 것.
제 2항의 영상 처리부에 인가된 신호를 디스플레이에 인가 함에 있어서,
신호 구동 방법이 OLED 디스플레이 소자에 전류 변경 또는 전류 인가 시간 인터벌이 다른 것.