KR20220076833A - 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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정진주
임대성
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삼성전자주식회사
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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 복수의 백라이트 블럭을 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널로 광을 제공하도록 백라이트 유닛을 구동하는 프로세서를 포함한다. 여기서, 프로세서는, 제1 해상도의 영상을 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정하고, 제2 해상도 영상에서 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하고, 복수의 영상 영역에 기초하여 제1 백라이트 블럭 및 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하고, 획득된 전류 정보에 기초하여 백라이트 유닛을 구동할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그 구동 방법 { Display apparatus and driving method thereof }
본 개시은 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정(Liquid Crystal) 표시 패널과 같이 스스로 빛을 발광하지 못하는 패널로 구현되는 디스플레이 장치는 백라이트 유닛을 포함한다. 예를 들어, 백라이트 유닛에 포함된 백색의 LED(light emitting diode)와 같은 광원으로부터 빛이 발광되면, 각각의 화소 마다 액정에 의해 빛의 밝기가 제어될 수 있다. 어두운 영상은 액정에 의해 많은 빛이 차단되어 적은 빛만 통과시켜 어두운 휘도를 만들고, 밝은 영상은 대부분의 빛을 통과시켜 밝은 휘도를 만들어 낸다. 액정으로 광량을 얼마나 차단하는가에 의해 휘도가 조절된다. 하지만, 액정이 모든 빛을 차단시킬 수 없고, 특히 블랙 영상과 같이 어두운 영상에서 액정으로 빛을 차단하는 것은 한계가 있다. 이러한 액정 표시 장치의 한계인 빛 샘 현상은 명암비 저하의 원인이 된다.
최근에는 상기와 같은 문제를 극복하기 위하여는 로컬 디밍 기술이 이용되고 있다. 로컬 디밍이란 백라이트 유닛을 복수 개의 물리적 백라이트 블럭으로 분할하여 각 물리적 백라이트 블럭을 개별적으로 구동시키는 기술이다. 예를 들어, 로컬 디밍 기술은 영상의 어두운 부분과 매칭되는 백라이트 블럭의 광량은 감소시키고, 영상의 밝은 부분과 매칭되는 백라이트 블럭의 광량을 증가시켜 백라이트 유닛을 구동하게 된다. 한편, 디스플레이 장치가 입력 영상의 해상도를 감소시키고 해상도가 감소된 영상을 고속 프레임 레이트로 출력하는 경우 기존 방식과 동일한 방식으로 백라이트를 구동하게 되면 출력 영상의 밝기가 입력 영상의 밝기 대비 어둡거나 왜곡된다는 문제점이 있었다.
본 개시은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 해상도가 감소되는 영상을 고속 프레임 레이트로 출력하는 경우 백라이트 밝기가 왜곡되지 않도록 하는 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 복수의 백라이트 블럭을 포함하는 백라이트 유닛 및, 광을 출력하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 해상도의 영상을 상기 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정하고, 상기 제2 해상도 영상에서 상기 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하고, 상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동할 수 있다.
여기서, 상기 제2 해상도 영상의 수평 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수평 해상도와 동일하고, 상기 제2 해상도 영상의 수직 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며, 상기 프로세서는, 상기 제2 해상도 영상에서 상기 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고, 상기 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하고, 상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하기 위한 전류 디밍 값을 획득하고, 상기 제1 해상도 및 상기 제2 해상도에 기초하여 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하고, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정할 수 있다.
여기서, 상기 제2 해상도의 수평 해상도는 상기 제1 해상도의 수평 해상도와 동일하고, 상기 제2 해상도의 수직 해상도는 상기 제1 해상도의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트는, 상기 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배일 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부 및 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호를 상기 패널 구동부로 출력하고, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하기 위한 디밍 제어 값을 상기 백라이트 구동부로 출력할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 복수의 픽셀 라인을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 복수의 픽셀 라인 중 인접한 적어도 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 상기 제2 해상도 영상을 상기 결정된 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어할 수 있다.
또한, 상기 복수의 픽셀 라인의 개수는, 상기 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀 중 수직 방향으로 배열된 픽셀의 수에 대응될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 디스플레이 장치가 제1 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제1 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하며, 상기 디스플레이 장치가 제2 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제2 해상도 영상을 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제2 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 사용자 입력 또는 영상의 타입에 기초하여 상기 디스플레이 장치를 상기 제1 디스플레이 모드 또는 상기 제2 디스플레이 모드 중 어느 하나로 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)이며, 상기 프로세서는, 상기 복수의 백라이트 블럭을 로컬 디밍 방식 또는 글로벌 디밍 방식으로 구동할 수 있다.
한편, 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 및 복수의 백라이트 블럭으로 구성된 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법은, 제1 해상도의 영상을 상기 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정하는 단계, 상기 제2 해상도 영상에서 상기 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하는 단계, 상기 복수의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하는 단계, 및 상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 해상도 영상의 수평 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수평 해상도와 동일하고, 상기 제2 해상도 영상의 수직 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며, 상기 복수의 영상 영역으로 분할하는 단계는, 상기 제2 해상도 영상에서 상기 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고, 상기 전류 정보를 획득하는 단계는, 상기 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어 방법은, 상기 제1 해상도 및 상기 제2 해상도에 기초하여 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계 및 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하기 위한 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 해상도의 수평 해상도는 상기 제1 해상도의 수평 해상도와 동일하고, 상기 제2 해상도의 수직 해상도는 상기 제1 해상도의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트는, 상기 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배일 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부 및 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하며, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계는, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호를 상기 패널 구동부로 출력하는 단계를 포함하며, 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계는, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하기 위한 디밍 제어 값을 상기 백라이트 구동부로 출력할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 복수의 픽셀 라인을 포함하고, 상기 제어 방법은, 상기 복수의 픽셀 라인 중 인접한 적어도 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 상기 제2 해상도 영상을 상기 결정된 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 픽셀 라인의 개수는, 상기 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀 중 수직 방향으로 배열된 픽셀의 수에 대응될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치가 제1 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제1 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하며, 상기 디스플레이 장치가 제2 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제2 해상도 영상을 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제2 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자 입력 또는 영상의 타입에 기초하여 상기 디스플레이 장치를 상기 제1 디스플레이 모드 또는 상기 제2 디스플레이 모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)이며,
상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는, 상기 복수의 백라이트 블럭을 로컬 디밍 방식 또는 글로벌 디밍 방식으로 구동할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 해상도가 감소되는 영상을 고속 프레임 레이트로 출력하는 경우 백라이트 밝기가 왜곡되지 않도록 할 수 있다. 또한, 복수의 디스플레이 모드 각각에 적합하도록 백라이트 디밍을 제어할 수 있게 된다. 이에 따라 사용자에게 개선된 화질의 영상을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3a 및 도 3b은 일 실시 예에 따른 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시 예에 따른 에지형 백라이트 유닛의 로컬 디밍 방 법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 글로벌 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따라 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른 영상 출력 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10는 본 개시의 일 실시 예에 따른 영상 처리 동작을 순차적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 공간 필터링 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 입력 영상을 저속 프레임 레이트(예를 들어, 60 Hz)로 출력하는 디스플레이 패널을 구비할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치(100)는 HFR(High Frame Rate) 또는 VRR (Variable Refresh Rate)과 같은 120Hz 영상이 입력되거나 빠른 모션의 영상이 입력되는 경우 입력 영상의 해상도를 감소시키고, 해상도가 감소된 영상을 고속 프레임 레이트로 출력할 수 있다. 여기서, 프레임 레이트는 디스플레이 장치(100)가 하나의 프레임을 디스플레이하는 시간, 속도를 의미할 수 있다. 일 예로, 디스플레이 장치(100)의 프레임 레이트가 60Hz이면, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 영역 전체를 1/60s 동안 스캐닝하여 하나의 프레임을 디스플레이할 수 있다. 프레임 레이트는 화면 재생 빈도(refresh rate), 구동 주파수 또는 주사율로 불릴 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 프레임 레이트로 통칭하도록 한다.
예를 들어 디스플레이 장치(100)는 입력 영상(10)의 수직 방향 해상도(v)를 1/2로 감소시키고 해상도가 감소된 영상(20)을 120Hz의 프레임 레이트로 출력할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치(100)는 복수의 게이트 라인을 동시에 구동하여 복수의 수직 픽셀 라인, 예를 들어 두 개의 픽셀 라인(31)을 동시에 디스플레이하고, 이어서 다음 두 개의 픽셀 라인(32)을 동시에 디스플레이할 수 있다. 이에 따라 영상의 끌림을 개선하고 사용자에게 좋은 품질의 영상을 제공할 수 있다. 즉, 60Hz만 지원하는 디스플레이 패널의 경우는 60Hz 를 초과하는 프레임 레이트를 가지는 영상을 출력할 수 없으나, 수직 방향으로 해상도를 감소시킴으로써 60Hz를 초과하는 프레임 레이트를 가지는 영상도 출력할 수 있게 된다. 상술한 바와 같이 두 개의 게이트 라인을 동시 구동하여 영상을 디스플레이하는 방식을 듀얼 라인 게이팅(Dual Line Gating)(이하, DLG)이라고 명명할 수도 있다.
한편, 디스플레이 장치(100)가 액정(Liquid Crystal) 표시 장치과 같이 스스로 빛을 발광하지 못하는 디스플레이 패널을 구비하는 경우, 광을 출력하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 이하에서는, 상술한 바와 같이 해상도가 조정된 영상을 고속 프레임 레이트로 출력하는 경우, 백라이트 유닛을 구동하기 위한 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
디스플레이 장치(100)는 스마트 TV, 인터넷 TV, 웹 TV, IPTV(Internet Protocol Television), 싸이니지, PC, 스마트 TV, 모니터, 스마트 폰, 태블리스, 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, LFD(large format display), Digital Signage(디지털 간판), DID(Digital Information Display), 비디오 월(video wall), 프로젝터 디스플레이 등과 같이 디스플레이 기능을 갖춘 다양한 유형의 장치로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 복수의 픽셀을 포함하며, 각 픽셀은 복수의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 각 픽셀은 복수의 광 예를 들어, 적색, 녹색, 청색의 광(R, G, B)에 대응하는 세 개의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 경우에 따라서 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀 이외에 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로(Yellow), 블랙(Black) 또는 다른 서브 픽셀도 포함될 수 있다. 여기서, 디스플레이 패널(110)은 비자발광 소자를 포함하는 패널, 예를 들어 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)로 구현될 수 있다. 다만, 본 개시의 일 실시 예에 따른 백라이트 디밍이 적용 가능하다면 다른 형태의 디스플레이 패널로 구현되는 것도 가능하다.
백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)로 광을 조사한다.
특히, 백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)의 배면, 즉 영상이 표시되는 면의 반대 면에서 디스플레이 패널(110) 방향으로 광을 조사한다.
백라이트 유닛(120)은 다수의 광원들을 포함하고, 다수의 광원은 램프와 같은 선광원 또는 발광 다이오드와 같은 점광원 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 백라이트 유닛(120)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(120)의 광원은 LED(Light Emitting Diode), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), ELP, FFL 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라 백라이트 유닛(120)은 복수의 LED 모듈 및/또는, 복수의 LED 캐비넷(cabinet)으로 구현될 수 있다. 또한 LED 모듈은 복수 개의 LED 픽셀들을 포함할 수 있는데, 일 예에 따라 LED 픽셀은 Blue LED 또는 Whithe LED로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, RED LED, GREEN LED 또는 BLUE LED 중 적어도 하나를 포함하는 형태로 구현 가능하다.
프로세서(130)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), GPU(graphics-processing unit) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다. 프로세서(130)는 기 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어(computer executable instructions)를 실행함으로써 다양한 기능을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 광을 출력하도록 백라이트 유닛(120)을 구동한다.
프로세서(130)는 복수의 백라이트 블럭 각각을 구동하기 위한 전류 정보를 획득하고 획득된 전류 정보에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 복수의 백라이트 블럭 각각을 구동하기 위한 전류 정보, 예를 들어 구동 전류(또는 구동 전압)의 공급 시간 및 세기 중 적어도 하나를 조절하여 출력한다. 여기서, 백라이트 블럭 각각은 적어도 하나의 광원 예를 들어, 복수의 광원을 포함할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 듀티비가 가변되는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)로 백라이트 유닛(120)에 포함된 광원들의 휘도를 제어하거나, 전류의 세기를 가변하여 백라이트 유닛(120)의 광원들의 휘도를 제어할 수 있다. 여기서, 펄스폭 변조 신호(PWM)는 광원들의 점등 및 소등의 비율을 제어하며, 그 듀티비(duty ratio %)는 프로세서(130)로부터 입력되는 디밍값에 따라 결정된다.
이 경우 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 드라이버 IC를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 DSP로 구현되고, 디지털 드라이버 IC와 one chip으로 구현될 수 있다. 다만, 드라이버 IC는 프로세서(130)와 별도의 하드웨어로 구현될 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 백라이트 유닛(120)에 포함된 광원들이 LED 소자로 구현되는 경우, 드라이버 IC는 LED 소자에 인가되는 전류를 제어하는 적어도 하나의 LED 드라이버로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, LED 드라이버는 파워 서플라이(power supply)(예를 들어, SMPS(Switching Mode Power Supply)) 후단에 배치되어 파워 서플라이로부터 전압을 인가받을 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 따르면, 별도의 전원 장치로부터 전압을 인가받을 수도 있다. 또는, SMPS 및 LED 드라이버가 하나로 통합된 모듈 형태로 구현되는 것도 가능하다.
프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 전류 정보 예를 들어, 전류 디밍 값(또는 디밍 비율 또는 전류 듀티 또는 전류의 점등 듀티)를 획득한다. 예를 들어, 프로세서(130)는 입력 영상의 픽셀 정보(또는 픽셀 물리량)에 기초하여 백라이트 값(또는 광량 값)을 획득하고, 백라이트 값에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 전류 디밍 값을 획득할 수 있다. 여기서, 픽셀 정보는, 입력 영상의 평균 픽셀 값, 최대 픽셀 값(또는 피크 픽셀 값), 최저 픽셀 값 및 중간 픽셀 값 및 APL(Average Picture Level) 중 적어도 하나가 될 수 있다. 또는, 픽셀 정보는 입력 영상에 포함된 각 영상 블럭 영역의 평균 픽셀 값, 최대 픽셀 값(또는 피크 픽셀 값), 최저 픽셀 값 및 중간 픽셀 값 및 APL 중 적어도 하나가 될 수 있다. 이 경우, 픽셀 값은 휘도 값(또는 계조 값) 및 색 좌표 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 픽셀 정보로서 APL을 이용하는 경우를 상정하여 설명하도록 한다. 또한, 백라이트 값은 픽셀 정보가 반영된 다양한 형태의 값으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 값에 특정 상수를 곱한 값, 픽셀 값을 비율로 표현한 값 등 상대적 광량을 나타낼 수 있는 다양한 타입의 값으로 정의될 수 있다.
프로세서(130)는 입력 영상의 기설정된 구간 별 픽셀 정보, 예를 들어 APL 정보에 기초하여 각 구간 별로 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 전류 디밍 값을 획득할 수 있다. 여기서, 기설정된 구간은 프레임 단위가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 프레임 구간, 씬 구간 등이 되는 것도 가능하다. 이 경우, 프로세서(130)는 기설정된 함수(또는 연산 알고리즘)에 기초하여 픽셀 정보에 기초한 전류 디밍 값을 획득할 수도 있으나, 픽셀 정보에 따른 전류 디밍 정보가 예를 들어 룩업 테이블 또는 그래프 형태로 기 저장되어 있을 수도 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 프레임 별 픽셀 데이터(RGB)를 기설정된 변환 함수에 따라 휘도 레벨로 변환하고, 휘도 레벨의 합을 전체 픽셀 수로 나누어 각 프레임 별 APL을 산출할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 종래의 다양한 APL 산출 방법이 이용될 수 있음은 물론이다. 이어서, 프로세서(130)는 APL이 기설정된 값(예를 들어, 80%)인 영상 프레임에서 전류 디밍 값을 100%로 제어하고, 80% 이하의 ALP 값을 가지는 영상 프레임의 전류 디밍 값을 APL 값에 선형 또는 비선형적으로 반비례하도록 감소시키는 함수를 이용하여 각 APL 값에 대응되는 전류 디밍값을 결정할 수 있다. 다만, APL 값에 대응되는 전류 디밍 값이 룩업 테이블에 저장되어 잇는 경우, APL을 리드 어드레스로하여 룩업 테이블로부터 전류 디밍 값을 독출할 수도 있다.
한편, 프로세서(130)는 화면을 복수의 영역으로 식별하고 영역 별로 백라이트 휘도를 개별 제어하는 로컬 디밍(Local dimming) 또는 화면 전체의 백라이트 점등 시간을 일괄적으로 제어하는 글로벌 디밍(Global dimming)으로 백라이트 유닛(120)을 구동할 수 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)를 로컬 디밍 방식으로 구동할 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)을 구성하는 복수의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값을 획득하고, 획득된 전류 디밍 값에 기초하여 복수의 백라이트 블럭 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(120)이 도 3a에 도시된 바와 같이 직하형 백라이트 유닛(120-1)으로 구현되는 경우, 직하형 백라이트 유닛(120-1)은 디스플레이 패널(110) 하부에 다수의 광학 시트들과 확산판이 적층되고 확산판 하부에 다수의 광원들이 배치되는 구조로 구현될 수 있다. 직하형 백라이트 유닛(120-1)의 경우, 복수의 광원의 배치 구조에 기초하여 도 3a에 도시된 바와 같이 복수의 백라이트 블럭으로 구분되고, 복수의 백라이트 블럭은 개별적으로 제어될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 백라이트 유닛(120)이 도 3b에 도시된 바와 같이 에지형 백라이트 유닛(120-2)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 에지형 백라이트 유닛(120-2)은 디스플레이 패널(110) 하부에 다수의 광학 시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원들이 배치되는 구조로 구현될 수 있다. 에지형 백라이트 유닛(120-2)의 경우, 복수의 광원의 배치 구조에 기초하여 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 백라이트 블럭으로 구분되고, 복수의 백라이트 블럭은 개별적으로 제어될 수 있다.
다른 실시 예에 따라 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)를 글로벌 디밍 제어할 수 있다. 백라이트 유닛(120)이 직하형 백라이트 유닛(120-1) 또는 에지형 백라이트 유닛(120-2)으로 구현되는 경우, 복수의 백라이트 블럭은 개별 제어되지 않고 백라이트 점등 시간이 일괄적으로 제어될 수 있다.
도 2로 돌아와서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 제1 해상도의 영상(이하, 제1 해상도 영상)이 입력되면, 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상(이하, 제2 해상도 영상)으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 제1 해상도 영상은 도 1의 제1 영상(10)이고, 제2 해상도 영상은 도 1의 제2 영상(20)일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 해상도 영상이 도 1의 제1 영상(10)이고 제2 해상도 영상은 도 1의 제2 영상(20)인 것으로 상정하여 설명하도록 한다.
이어서, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상(20)에서 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하고, 복수의 영상 영역에 기초하여 제1 백라이트 블럭 및 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 제2 백라이트 블럭은 제1 백라이트 블럭에 인접한 블럭일 수 있다. 예를 들어, 제2 백라이트 블럭은 제1 백라이트 블럭의 수직 방향으로 인접한 블럭일 수 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 제1 해상도 영상(10)의 수평 해상도는 유지하고, 수직 해상도를 감소시켜 제2 해상도 영상(20)을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제2 해상도 영상(20)의 수평 해상도는 제1 해상도 영상(10)의 수평 해상도와 동일하고, 제2 해상도 영상(20)의 수직 해상도는 제1 해상도 영상(10)의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상(20)에서 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고, 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 제1 백라이트 블럭 및 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다. 일 예에 따라 프로세서(130)는 제2 해상도 영상(20)의 수직 해상도가 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 1/2인 경우, 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역 각각을 2개의 영상 영역으로 분할하고, 분할된 2개의 영상 영역에 기초하여 해당 백라이트 블럭 및 해상 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 다른 1개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 로컬 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
일 예에 따라, 입력 영상 즉 제1 해상도 영상(10)의 수직 해상도가 1/2로 감소되는 경우 백라이트 값 산출시, 나머지 수직 해상도에 대해서는 디폴트 값, 예를 들어, 블랙 화소에 대응되는 값이 적용되어 백라이트 값이 산출될 수 있으므로 입력 영상 대비 어두운 영상이 제공되게 된다. 예를 들어, 도 4a의 좌측에 도시된 바와 같이 직하형 백라이트 유닛(120-1)에 포함된 복수의 백라이트 블럭 중 제1 수직 라인의 백라이트 블럭들(421 내지 426)의 백라이트 값을 산출하는 경우, 일부 백라이트 블럭(421, 422, 423)에 대해서는 제2 해상도 영상(20)에서 대응되는 영상 영역(411, 412, 413)에 기초하여 백라이트 값이 산출된다. 다만, 제1 수직 라인의 나머지 백라이트 블럭들(424, 425, 426)에 대해서는 대응되는 영상 영역이 없기 때문에 디폴트 값, 예를 들어, 블랙 화소에 대응되는 값이 백라이트 값으로 산출되므로 입력 영상 대비 어두운 영상 또는 입력 영상 대비 왜곡된 밝기의 영상이 출력되게 된다.
하지만, 본 개시의 일 실시 예에 따르면 도 4b에 도시된 바와 같은 방법으로 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상(20)에서 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역(411)을 2 개의 영상 영역(411-1, 411-2)으로 분할하고, 분할된 2 개의 영상 영역(411-1, 411-2)에 기초하여 제1 백라이트 블럭(421) 및 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 제2 백라이트 블럭(422)에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다. 또한, 나머지 백라이트 블럭들(423, 424, 425, 426....)에 대해서도 동일한 방식으로 전류 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 해상도 영상(20)에서 제2 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역(411)을 2 개의 영상 영역(411-1, 411-2)으로 분할하고, 분할된 2 개의 영상 영역(411-1, 411-2)에 기초하여 제3 백라이트 블럭(423) 및 제3 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 제4 백라이트 블럭(424)에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 해상도를 감소시키더라도 출력 영상의 밝기가 입력 영상의 밝기를 기준으로 임계 범위를 유지할 수 있게 된다.
다만, 상술한 실시 예에서는 백라이트 유닛(120)이 10*6(가로*세로)개의 백라이트 블럭으로 구분되는 것으로 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 백라이트 블럭의 개수는 디스플레이 장치(100)의 크기, 백라이트 유닛(120)의 타입(직하형 또는 에지형) 등에 따라 다양할 수 있음은 물론이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시 예에 따른 에지형 백라이트 유닛의 로컬 디밍 방 법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a에 도시된 예와 마찬가지로, 도 5a에 도시된 바와 같이 에지형 백라이트 유닛(120-2)에 포함된 복수의 백라이트 블럭 중 제1 수직 라인의 백라이트 블럭들(521, 522)의 백라이트 값을 산출하는 경우, 일부 백라이트 블럭(521)에 대해서는 제2 해상도 영상(20)에서 대응되는 영상 영역(511)에 기초하여 백라이트 값이 산출된다. 다만, 제1 수직 라인의 나머지 백라이트 블럭(522)에 대해서는 대응되는 영상 영역이 없기 때문에 디폴트 값, 예를 들어, 블랙 화소에 대응되는 값이 백라이트 값으로 산출되므로 입력 영상 대비 어두운 영상 또는 입력 영상 대비 왜곡된 밝기의 영상이 출력되게 된다.
하지만, 본 개시의 일 실시 예에 따르면 도 5b에 도시된 바와 같은 방법으로 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상(20)에서 제1 백라이트 블럭(521)에 대응되는 영상 영역(511)을 2 개의 영상 영역(511-1, 511-2)으로 분할하고, 분할된 2 개의 영상 영역(511-1, 511-2)에 기초하여 제1 백라이트 블럭(521) 및 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 제2 백라이트 블럭(522)에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다. 또한, 나머지 백라이트 블럭들에 대해서도 동일한 방식으로 전류 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 입력 영상의 해상도를 감소시키더라도 출력 영상의 밝기가 입력 영상의 밝기를 기준으로 임계 범위를 유지할 수 있게 된다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 글로벌 디밍 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이 일반적인 글로벌 디밍 방식에 따르면 제2 영상(20)에 대응되는 영역(611)의 밝기 및 나머지 영역(612)의 밝기에 기초하여 백라이트 값이 산출되므로, 백라이트 유닛(120-3)의 백라이트 값은 입력 영상 대비 어두운 밝기 또는 입력 영상 대비 왜곡된 밝기를 가지게 된다.
하지만, 본 개시의 일 실시 예에 따르면 도 6b에 도시된 바와 같이 제2 영상(20)에 기초하여 백라이트 유닛(120-3)의 백라이트 값, 예를 들어 전류 디밍 값(또는 전류 듀티)을 산출하므로 출력 영상의 밝기가 입력 영상의 밝기를 기준으로 임계 범위를 유지할 수 있게 된다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따라 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의를 위하여 도 5b에 도시된 실시 예를 인용하도록 한다.
일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)의 백라이트 블럭 각각에 대응되는 영역 각각의 픽셀 정보, 예를 들어 APL 정보를 획득하고 획득된 픽셀 정보에 기초하여 각 백라이트 블럭의 전류 디밍 값(또는 전류 듀티)를 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 도 7a의 우측에 도시된 바와 같이 각 백라이트 블럭(121-1 내지 121-10) 각각에 대응되는 영상 영역의 APL 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 4b의 좌측은 일 예에 따라 하부 에지에 구비된 각 백라이트 블럭(121-1, 121-2, ... 121-10)에 대응되는 제2 해상도 영상(20)의 각 분할 영역의 APL 값(411-1 내지 411-n)을 산출한 경우를 나타낸다. 이어서, 프로세서(130)는 도 7b에 도시된 바와 같이 도 7a에서 획득된 각 영상 영역의 APL 값에 기초하여 각 백라이트 블럭(121-1 내지 121-10)의 전류 디밍 값(721-1 내지 721-10)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 각 영상 영역의 ALP 값에 기설정된 가중치를 적용하여 각 하부 백라이트 블럭(121-1 내지 121-10)의 전류 디밍 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, APL이 10%인 영상 영역의 전류 디밍 값을 10%*6=60%로 산출하고, APL이 7%인 영상 영역의 전류 디밍 값을 7%*6=42%로 산출할 수 있다. 다만 전류 디밍 값을 산출하는 일 예에 불과하며, 전류 디밍 값은 각 영상 영역의 픽셀 정보에 기초하여 다양한 방법으로 산출될 수 있다.
한편, 일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값을 각 백라이트 블럭의 연결 순서에 따라 정렬하여 로컬 디밍 드라이버로 공급할 수 있다. 이 경우, 로컬 디밍 드라이버는 프로세서(130)로부터 제공받은 각 전류 디밍 값을 가지는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호를 생성하고, 생성된 PWM 신호에 기초하여 각 백라이트 블럭을 순차적으로 구동한다. 다른 실시 예에 따라, 프로세서(130)는 산출된 전류 디밍 값에 기초하여 펄스 폭 변조 신호를 생성하여 디밍 드라이버에 제공할 수도 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 전류 디밍 값이 획득되면, 제1 해상도 및 제2 해상도에 기초하여 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하고, 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 전류 디밍 값의 백라이트 디밍 주파수, 즉 출력 간격(또는 출력 시간 간격)을 조정할 수 있다. 백라이트 디밍 방식을 이용하는 경우 입력 영상의 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 디밍 주파수(이하, 디밍 주파수)도 결정되게 된다. 일 예에 따라 백라이트 디밍 주파수는 입력 영상의 프레임 레이트의 n 배(n은 1 이상 정수)가 될 수 있다. 여기서, n 값은 제조시 설정된 값이거나, 사용자에 의해 설정된 값이 될 수 있다. 경우에 따라 n 값은 영상의 타입 또는 패널의 특성에 기초하여 결정되는 것도 가능하다. 다만, 일 실시 예에 따르면, 입력 영상의 해상도가 조정되면, 백라이트 디밍 주파수를 결정된 디밍 주파수를 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라 제2 해상도 영상(20)의 수직 해상도가 제1 해상도 영상(10)의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되는 경우, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트를 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배로 결정할 수 있다. 예를 들어 제2 해상도의 수직 해상도가 제1 해상도의 수직 해상도의 1/2인 경우, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트를 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 2 배로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 제1 해상도 영상을 제2 해상도 영상으로 변환하고, 변환된 제2 해상도 영상을 120Hz 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 제1 해상도 영상(예를 들어, 3840x2160의 해상도)을 제1 프레임 레이트(예를 들어, 60Hz)로 출력하도록 구현될 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 기 설정된 이벤트에 따라 제1 해상도 영상을 제2 해상도 영상(예를 들어, 3840x1080)으로 변환하고, 제2 해상도 영상을 제2 프레임 레이트(예를 들어, 120Hz)로 출력하도록 디스플레이 패널(110)을 제어할 수 있다. 일 예에 따라 프로세서(130)는 동일한 제2 해상도 영상을 반복하여 출력할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 예에 따라 두 번째로 출력되는 보간 영상일 수도 있다.
일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(110)은 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함할 수 있다. 게이트 라인은 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 선이며, 데이터 라인은 데이터 전압을 전달하는 선이다. 예를 들어, 디스플레이 패널(110)에 포함된 복수의 서브 픽셀 각각은 하나의 게이트 라인 및 하나의 데이터 라인과 연결될 수 있다. 특히, 복수의 데이터 라인 각각은 동일한 열의 픽셀들 각각에 데이터를 제공할 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 복수의 게이트 라인 중 인접한 두 개의 게이트 라인이 동시에 구동되도록 하여 제2 해상도 영상을 결정된 프레임 레이트로 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 디스플레이 패널(110)에 포함된 복수의 픽셀 라인 중 인접한 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 제2 해상도 영상을 디스플레이할 수 있다. 여기서, 복수의 픽셀 라인은 디스플레이 패널(110)에서 수직 방향으로 배열된 픽셀 라인(이하, 수직 픽셀 라인) 의미할 수 있다.
일 예에 따르면, 프로세서(130)는 제1 프레임 레이트(예를 들어, 60Hz)의 제1 해상도 영상(예를 들어, 3840x2160의 해상도)을 제2 해상도 영상(예를 들어, 3840x1080)으로 변환하고, 변환된 제2 해상도 영상을 제2 프레임 레이트(예를 들어, 120Hz)로 출력하도록 디스플레이 패널(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 제2 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)를 패널 구동부(미도시)로 출력하여 디스플레이 패널(110)을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상 및 제2 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 유닛(120)의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상에 기초하여 산출된 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값 및 제2 프레임 레이트에 기초하여 각 백라이트 블럭에 대응되는 디밍 주파수, 즉 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(130)는 제2 프레임 레이트에 기초하여 각 백라이트 블럭에 대응되는 디밍 제어 값을 백라이트 구동부(미도시)로 출력할 수 있다. 여기서, 디밍 제어 값은 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값의 출력 간격(또는 출력 시간 간격)을 조정하기 위한 값으로 제1 프레임 레이트 대한 제2 프레임 레이트의 비율에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임 레이트가 60Hz이고, 제2 프레임 레이트가 120Hz 인 경우, 디밍 제어 값은 2x가 될 수 있다. 또한, 제1 프레임 레이트가 60Hz이고, 제2 프레임 레이트가 2400Hz 인 경우, 디밍 제어 값은 4x가 될 수 있다. 즉, 프레임 레이트가 증가된 경우, 1x, 2x, 4x 등을 포함하는 다양한 배율 중 증가된 프레임 레이트에 대응되는 디밍 제어 값을 백라이트 구동부(미도시)로 출력할 수 있다. 일 예에 따라 디밍 주파수가 입력 영상의 프레임 레이트의 n 배(n은 1 이상 정수)로 설정되어 있고 입력 영상의 해상도 조정에 따라 디밍 제어 값이 2x가 되는 경우 최종 디밍 주파수는 2xn 배로 결정될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시 예에 따른 영상 출력 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
일 실시 예에 따라 디스플레이 장치(100)가 듀얼 라인 게이팅(Dual Line Gating)(이하, DLG) 모드에 따라 동작하는 경우 프레임 레이트가 증가하기 때문에 전류 디밍 값의 출력 간격도 증가하게 된다. 이 경우, 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값의 출력 간격의 증가하므로 각 백라이트 블럭에 대응되는 유효 디밍 시간은 그에 비례하여 감소하게 된다. 여기서, 유효 디밍 시간이란 각 백라이트 블럭에서 전류 디밍이 유효한 시간이 될 수 있다.
일 예로, 도 8a에 도시된 바와 같이 입력 영상의 해상도 변화 없이 60Hz로 출력되는 경우 16.67ms 마다 프레임(810, 820,...)이 출력되고 입력 영상의 해상도에 대응되도록 각 백라이트 블럭의 유효 디밍 시간이 제어될 수 있다.
하지만, DLG가 적용되어 출력 영상이 120Hz로 출력되는 경우 8.33ms마다 프레임(811, 811, 821, 821)이 입력되고 출력 영상의 수직 해상도는 입력 영상 대비 절반 감소하고 그에 따라 프레임 레이트가 증가하므로, 이에 대응되도록 각 백라이트 블럭의 유효 디밍 시간이 감소될 수 있다. 예를 들어 도 8a에 도시된 바와 같이 프로세서(130)는 제1 해상도 영상(810, 820)을 제2 해상도 영상(811, 821)으로 변환하고, 제2 해상도 영상(811, 821)을 120z로 출력할 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 2 배(2x)로 변환된 프레임 레이트에 대응되는 싱크 신호, 특히 수직 동기 신호(Vsync)에 기초하여 백라이트 유닛(120)의 구동을 위한 디밍 제어 값을 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 제2 해상도 영상을 120Hz 프레임 레이트로 출력하는 경우, 프레임 각각에 대응되는 수직 동기 신호(Vsync)를 2 배(2x)의 속도로 출력하고, 그에 대응되도록 디밍 제어 값도 2 배(2x)로 출력하여 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값도 2 배의 출력 간격으로 출력될 수 있게 된다. 이에 따라 각 백라이트 블럭의 유효 디밍 시간이 감소될 수 있다.
다른 예로, 도 8b에 도시된 바와 같이 출력 영상이 240Hz로 출력되는 경우 4.16 ms마다 프레임(812, 812, 812, 912, 822, 822, 822, 822)이 입력되므로, 각 백라이트 블럭에 대응되는 전류 디밍 값도 4배의 출력 간격으로 출력될 수 있게 된다. 이에 따라 각 백라이트 블럭의 유효 디밍 시간이 감소될 수 있다.
상술한 바와 같이 프로세서(130)는 출력 영상의 해상도 및 프레임 레이트에 기초하여 각 백라이트 블럭에 대응되는 유효 디밍 시간을 제어할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 복수의 디스플레이 모드 중 하나로 동작할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 사용자 입력 또는 입력 영상의 타입에 기초하여 제1 디스플레이 모드 또는 제2 디스플레이 모드로 동작할 수 있다.
일 예에 따라 프로세서(130)는 제1 디스플레이 모드에서 제1 해상도 영상이 입력되면, 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널(110)을 제어하고, 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 제1 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 구동할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는제2 디스플레이 모드에서 제1 해상도 영상이 입력되면, 제1 해상도 영상을 제 제2 해상도 영상으로 변환하고, 제2 해상도 영상을 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널(110)을 제어하고, 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 제2 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 유닛(120)을 구동할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a에 따르면, 전자 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 프로세서(130), 백라이트 구동부(140), 패널 구동부(150), 메모리(160), 통신 인터페이스(170) 및 사용자 인터페이스(180)를 포함한다. 도 9a에 도시된 구성 중 도 2에 도시된 구성과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
디스플레이 패널(110)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)이 상호 교차하도록 형성되고, 그 교차로 마련되는 영역에 R, G, B 서브 픽셀(PR, PG, PB)이 형성된다. 인접한 R, G, B 서브 픽셀(PR, PG, PB)은 하나의 픽셀을 이룬다. 즉, 각 픽셀은 적색(R)을 표시하는 R 서브 픽셀(PR), 녹색(G)을 표시하는 G 서브 픽셀(PG) 및 청색(B)을 표시하는 B 서브 픽셀(PB)을 포함하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3원색으로 피사체의 색을 재현한다.
디스플레이 패널(110)이 LCD 패널로 구현되는 경우, 각 서브 픽셀(PR, PG, PB)은 픽셀 전극 및 공통 전극을 포함하고, 양 전극 간 전위차로 형성되는 전계로 액정 배열이 바뀌면서 광 투과율이 변화하게 된다. 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 형성되는 TFT들은 각각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 비디오 데이터, 즉 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 데이터를 각 서브 픽셀(PR, PG, PB)의 픽셀 전극에 공급한다.
백라이트 구동부(140)는 백라이트 유닛(120)을 구동하기 위한 드라이버 IC를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 일 예에 따라, 드라이버 IC는 프로세서(130)와 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(120)에 포함된 광원들이 LED 소자로 구현되는 경우, 드라이버 IC는 LED 소자에 인가되는 전류를 제어하는 적어도 하나의 LED 드라이버로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, LED 드라이버는 파워 서플라이(power supply)(예를 들어, SMPS(Switching Mode Power Supply)) 후단에 배치되어 파워 서플라이로부터 전압을 인가받을 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 따르면, 별도의 전원 장치로부터 전압을 인가받을 수도 있다. 또는, SMPS 및 LED 드라이버가 하나로 통합된 모듈 형태로 구현되는 것도 가능하다.
패널 구동부(150)는 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 드라이버 IC를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 일 예에 따라, 드라이버 IC는 프로세서(130)와 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 패널 구동부(150)는 도 9b에 도시된 바와 같이 데이터 라인들에 비디오 데이터를 공급하는 데이터 구동부(151) 및 게이트 라인들에 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부(152)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(151)는 데이터 신호를 생성하는 수단으로, 프로세서(130)(또는 타이밍 컨트롤러(미도시))로부터 R/G/B 성분의 영상 데이터를 전달받아 데이터 신호를 생성한다. 또한, 데이터 구동부(151)는 디스플레이 패널(110)의 데이터 선(DL1, DL2, DL3,..., DLm)과 연결되어 생성된 데이터 신호를 디스플레이 패널(110)에 인가한다.
게이트 구동부(152)(또는 스캔 구동부)는 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 생성하는 수단으로, 게이트 라인(GL1, GL2, GL3,..., GLn)에 연결되어 게이트 신호를 디스플레이 패널(110)의 특정한 행에 전달한다. 게이트 신호가 전달된 픽셀에는 데이터 구동부(161)에서 출력된 데이터 신호가 전달되게 된다.
그 밖에 패널 구동부(150)는 타이밍 컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(미도시)는 외부, 예를 들어 프로세서(130)로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 디스플레이 패널(110), 데이터 구동부(151), 게이트 구동부(165) 등에 제공할 수 있다.
메모리(160)는 전자 장치(100)의 동작에 필요한 다양한 데이터를 저장한다.
특히, 메모리(160)는 프로세서(130)가 각종 처리를 실행하기 위해 필요한 데이터를 저장한다. 일 예로, 프로세서(130)에 포함된 롬(ROM), 램(RAM) 등의 내부 메모리로 구현되거나, 프로세서(130)와 별도의 메모리로 구현될 수도 있다. 이 경우, 메모리(160)는 데이터 저장 용도에 따라 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리 형태로 구현되거나, 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리 형태로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)의 구동을 위한 데이터의 경우 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리에 저장되고, 전자 장치(100)의 확장 기능을 위한 데이터의 경우 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리에 저장될 수 있다. 한편, 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리의 경우 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등과 같은 형태로 구현되고, 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리의 경우 메모리 카드(예를 들어, micro SD 카드, USB 메모리 등), USB 포트에 연결가능한 외부 메모리(예를 들어, USB 메모리) 등과 같은 형태로 구현될 수 있다.
일 예에 따라 메모리(160)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 확산 필터와 관련된 정보(예를 들어, 확산 필터의 필터 값), 가중치와 관련된 정보(예를 들어, 모션 방향 또는 모션 속도 중 적어도 하나에 대응되는 가중치) 등의 정보를 저장할 수 있다. 다만, 해당 정보들은 셋탑 박스, 외부 서버, 사용자 단말 등과 같은 외부 장치로부터 실시간으로 수신될 수도 있다.
통신 인터페이스(170)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행하는 구성이다.
일 실시 예에 따라 통신 인터페이스(170)는 HDMI(High Definition Multimedia Interface), AV, Composite, MHL(Mobile High-Definition Link), USB (Universal Serial Bus), DP(Display Port), 썬더볼트(Thunderbolt), VGA(Video Graphics Array) 포트, RGB 포트, D-SUB(D-subminiature), DVI(Digital Visual Interface), 옵티컬 포트, 컴포넌트 중 적어도 하나의 입출력 인터페이스로 구현될 수 있다.
다른 실시 예에 따라 통신 인터페이스(170)는 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 이더넷 통신 모듈 또는 적외선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서, 각 통신 모듈은 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 구현될 수 있다. 와이파이 모듈, 블루투스 모듈은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행한다. 와이파이 모듈이나 블루투스 모듈을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 적외선 통신 모듈은 시 광선과 밀리미터파 사이에 있는 적외선을 이용하여 근거리에 무선으로 데이터를 전송하는 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association)기술에 따라 통신을 수행한다.
무선 통신 모듈은 상술한 통신 방식 이외에 지그비(zigbee), 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced), 4G(4th Generation), 5G(5th Generation)등과 같은 다양한 무선 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 적어도 하나의 통신 칩을 포함할 수 있다.
그 밖에 통신 인터페이스(170)는 LAN(Local Area Network) 모듈, 이더넷 모듈, 또는 페어 케이블, 동축 케이블 또는 광섬유 케이블 등을 이용하여 통신을 수행하는 유선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라 로컬 디밍을 위한 전류 디밍 값의 산출을 위한 적어도 일부 연산이 외부 장치(예를 들어 외부 서버)에서 수행되는 경우 통신 인터페이스(170)를 통해 해당 정보가 수신될 수 있다.
사용자 인터페이스(180)는 버튼, 터치 패드, 마우스 및 키보드와 같은 장치로 구현되거나, 상술한 디스플레이 기능 및 조작 입력 기능도 함께 수행 가능한 터치 스크린으로도 구현될 수 있다. 여기서, 버튼은 전자 장치(100)의 본체 외관의 전면부나 측면부, 배면부 등의 임의의 영역에 형성된 기계적 버튼, 터치 패드, 휠 등과 같은 다양한 유형의 버튼이 될 수 있다.
또한, 사용자 인터페이스(180)는 음성 인식 또는 모션 인식이 가능하도록 하는 마이크, 카메라, 모션 센서 등으로 구현될 수도 있다.
또한, 사용자 인터페이스(180)는 외부 제어 장치로부터 사용자 입력(예를 들어, 터치, 눌림, 터치 제스처, 음성, 또는 모션)에 대응되는 신호를 수신하도록 구현될 수 있다. 외부 제어 장치(미도시)에서 사용자 음성 또는 사용자 모션을 수신하는 경우 외부 제어 장치에 마이크, 카메라, 모션 센서 등으로 구현될 수도 있음은 물론이다.
한편, 전자 장치(100)가 TV로 구현되는 경우 튜너(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 튜너(미도시)는 유선 또는 무선으로 수신되는 방송 신호를 증폭(amplification), 혼합(mixing), 공진(resonance)등을 통하여 많은 전파 성분 중에서 전자 장치(100)에서 수신하고자 하는 채널의 주파수 만을 튜닝(tuning)시켜 선택할 수 있다.
그 밖에 전자 장치(100)는 카메라, 마이크, 스피커, 모션 센서, 위치 센서, 터치 센서, 근접 센서 등 전자 장치(100)의 구현 예에 따라 다양한 구성을 추가적으로 포함할 수 있다.
도 10는 본 개시의 일 실시 예에 따른 영상 출력 방법을 순차적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 상술한 실시 예에 따라 백라이트 블럭 별 전류 디밍 값을 산출한다(1010).
이어서, 프로세서(130)는 각 백라이트 블럭 간 디밍 차이를 감소시키기 위한 공간 필터링(Spatial Filtering)을 수행할 수 있다(1020).
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 공간 필터링 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
로컬 디밍을 수행하게 되면, 각 백라이트 블럭 간 디밍 차이로 인해 무리(halo) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는 각 백라이트 블럭 간 디밍 차이를 완화시키기 위한 각 블럭 별 전류 디밍 값에 대한 공간 필터링(또는 Duty spread 조정)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 각 백라이트 블럭의 주변 블럭의 전류 디밍 값에 기초하여 해당 블럭의 전류 디밍 값을 조정할 수 있다. 예를 들어, 투특정 크기(예를 들어, 3×3 크기)의 윈도우를 갖는 공간 필터를 현재 블럭의 전류 디밍 값에 상하좌우로 인접한 8개의 블록 각각의 전류 디밍 값에 특정 가중치를 부여하여 적용하는 필터링 방법으로 현재 블록의 전류 디밍 값을 조정함으로써 인접 블록간의 디밍 차이를 완화시킬 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 영상의 변화에 따른 휘도 차이를 감소시키기 위한 시간 필터링(Temporal Filtering)을 수행할 수 있다(1030). 일반적으로, 로컬 디밍을 수행하게 되면 영상의 변화에 따른 휘도 차이로 인해 플리커(flicker) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 영상 프레임에 따른 백라이트 유닛(120)의 휘도 변화가 스무스하게 발생하도록 시간 필터링(Temporal Filtering)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 현재 프레임에 대응되는 N 번째 디밍 데이터 및 이전 프레임에 대응되는 N-1 번째 디밍 데이터를 비교하여 비교 결과에 따라 백라이트 유닛(120)의 휘도 변화가 일정 시간 동안 천천히 일어나도록 필터링을 수행할 수 있다.
이어서, 프로세서(130)는 필터링 결과에 기초하여 백라이트 블럭 별 전류 디밍 값에 적용될 게인을 제어(또는 조정)할 수 있다(1040). 또한, 프로세서(130)는 필요한 경우 1040 블럭의 게인 제어에 의해 감소된 듀티에 기초하여 전류의 크기를 조정할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 백라이트 유닛(120)의 광 프로파일에 기초하여 픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 백라이트 광원의 광 프로파일을 분석하여 광 확산(Diffuser)를 예측(1060)하고, 예측 결과에 기초하여 픽셀 데이터를 보상할 수 있다(1070).
도 11a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 직하형 백라이트 유닛(120-1) 광원의 광 프로파일(1110)을 나타내고, 도 11b는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 에지형 백라이트 유닛(120-2) 광원의 광 프로파일(1120)을 나타낸다. 프로세서(130)는 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 각 백라이트 블럭 또는 각 백라이트 블럭에 포함된 각 광원의 광 프로파일에 기초하여 광 확산(Diffuser)를 예측하여 픽셀 데이터를 보상할 수 있다. 예를 들어, 특정 픽셀에 영향을 주는 광 확산 값이 높은 경우 해당 픽셀의 계조 값이 감소되도록 조정할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 필요한 경우 전류 디밍 값 제어에 따른 휘도 변화를 보상하기 위해 1070 블럭에서 보상된 픽셀 데이터를 추가적으로 보상할 수 있다(1080).
다만, 도 10에 도시된 모든 블럭의 처리가 반드시 필수적으로 적용되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 일부 블럭의 처리는 생략될 수 있고 일부 처리가 추가될 수도 있음은 물론이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12에 도시된 디스플레이 패널 및 복수의 백라이트 블럭으로 구성된 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 따르면, 우선 제1 해상도의 영상을 상기 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정한다(S1210).
이어서, 제2 해상도 영상에서 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할할 수 있다(S1220).
이어서, 복수의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다(S1230).
이 후, 획득된 전류 정보에 기초하여 백라이트 유닛을 구동할 수 있다(S1240). 여기서, 디스플레이 패널은, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)이며, 복수의 백라이트 블럭을 로컬 디밍 방식 또는 글로벌 디밍 방식으로 구동할 수 있다.
여기서, 제2 해상도 영상의 수평 해상도는 제1 해상도 영상의 수평 해상도와 동일하고, 제2 해상도 영상의 수직 해상도는 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응될 수 있다. 이 경우, S1220 단계에서는, 제2 해상도 영상에서 상기 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고, S1230 단계에서는, 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어 방법은, 상기 제1 해상도 및 상기 제2 해상도에 기초하여 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계 및, 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하기 위한 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 해상도 영상의 프레임 레이트는, 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배일 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부 및 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계에서는 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호를 패널 구동부로 출력할 수 있다. 또한, 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계에서는, 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하기 위한 디밍 제어 값을 백라이트 구동부로 출력할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널은, 복수의 픽셀 라인을 포함하고, 상기 제어 방법은, 복수의 픽셀 라인 중 인접한 적어도 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 제2 해상도 영상을 결정된 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널을 제어할 수 있다. 여기서, 복수의 픽셀 라인의 개수는, 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀 중 수직 방향으로 배열된 픽셀의 수에 대응될 수 있다.
또한, 상기 제어 방법은, 디스플레이 장치가 제1 디스플레이 모드로 동작하면 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널을 제어하고, 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 제1 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 유닛을 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 방법은, 디스플레이 장치가 제2 디스플레이 모드로 동작하면 제2 해상도 영상을 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 디스플레이 패널을 제어하고, 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 제2 프레임 레이트에 기초하여 백라이트 유닛을 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 방법은, 사용자 입력 또는 영상의 타입에 기초하여 디스플레이 장치를 제1 디스플레이 모드 또는 제2 디스플레이 모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따르면, 해상도가 감소되는 영상을 고속 프레임 레이트로 출력하는 경우 백라이트 밝기가 왜곡되지 않도록 할 수 있다. 또한, 복수의 디스플레이 모드 각각에 적합하도록 백라이트 디밍을 제어할 수 있게 된다. 이에 따라 사용자에게 개선된 화질의 영상을 제공할 수 있게 된다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들 중 적어도 일부 구성은 기존 디스플레이 장치 및 기존 디스플레이 장치에 영상을 제공하는 디스플레이 장치 중 적어도 하나에 설치 가능한 어플리케이션 형태로 구현될 수 있다.
또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들 중 적어도 일부 구성은, 기존 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 중 적어도 하나에 대한 소프트웨어 업그레이드, 또는 하드웨어 업그레이드 만으로도 구현될 수 있다.
또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들 중 적어도 일부 구성은 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 중 적어도 하나에 구비된 임베디드 서버, 또는 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 중 적어도 하나의 외부 서버를 통해 수행되는 것도 가능하다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들 중 적어도 일부 구성은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들 중 적어도 일부 구성이 프로세서(130) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들 중 적어도 일부 구성은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 장치(100)의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 디스플레이 패널 120: 백라이트 유닛
130: 프로세서

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널;
    복수의 백라이트 블럭을 포함하는 백라이트 유닛; 및
    광을 출력하도록 상기 백라이트 유닛을 구동하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    제1 해상도의 영상을 상기 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정하고,
    상기 제2 해상도 영상에서 상기 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하고,
    상기 복수의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하고,
    상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 해상도 영상의 수평 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수평 해상도와 동일하고,
    상기 제2 해상도 영상의 수직 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 해상도 영상에서 상기 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고,
    상기 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하고,
    상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하기 위한 전류 디밍 값을 획득하고,
    상기 제1 해상도 및 상기 제2 해상도에 기초하여 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하고,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 해상도의 수평 해상도는 상기 제1 해상도의 수평 해상도와 동일하고,
    상기 제2 해상도의 수직 해상도는 상기 제1 해상도의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트는,
    상기 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배인, 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부; 및
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호를 상기 패널 구동부로 출력하고,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하기 위한 디밍 제어 값을 상기 백라이트 구동부로 출력하는, 디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    복수의 픽셀 라인을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 픽셀 라인 중 인접한 적어도 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 상기 제2 해상도 영상을 상기 결정된 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하는, 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 라인의 개수는,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀 중 수직 방향으로 배열된 픽셀의 수에 대응되는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 디스플레이 장치가 제1 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제1 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하며,
    상기 디스플레이 장치가 제2 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제2 해상도 영상을 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제2 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자 입력 또는 영상의 타입에 기초하여 상기 디스플레이 장치를 상기 제1 디스플레이 모드 또는 상기 제2 디스플레이 모드 중 어느 하나로 동작시키는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)이며,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 백라이트 블럭을 로컬 디밍 방식 또는 글로벌 디밍 방식으로 구동하는, 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이 패널 및 복수의 백라이트 블럭으로 구성된 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1 해상도의 영상을 상기 제1 해상도보다 작은 제2 해상도의 영상으로 조정하는 단계;
    상기 제2 해상도 영상에서 상기 복수의 백라이트 블럭 중 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 복수의 영상 영역으로 분할하는 단계;
    상기 복수의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 인접한 제2 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 전류 정보에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 해상도 영상의 수평 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수평 해상도와 동일하고,
    상기 제2 해상도 영상의 수직 해상도는 상기 제1 해상도 영상의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며,
    상기 복수의 영상 영역으로 분할하는 단계는,
    상기 제2 해상도 영상에서 상기 제1 백라이트 블럭에 대응되는 영상 영역을 n 개의 영상 영역으로 분할하고,
    상기 전류 정보를 획득하는 단계는,
    상기 분할된 n 개의 영상 영역에 기초하여 상기 제1 백라이트 블럭 및 상기 제1 백라이트 블럭에 수직 방향으로 인접한 n-1 개의 백라이트 블럭에 대응되는 전류 정보를 획득하는, 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 방법은,
    상기 제1 해상도 및 상기 제2 해상도에 기초하여 상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계; 및
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하기 위한 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 해상도의 수평 해상도는 상기 제1 해상도의 수평 해상도와 동일하고,
    상기 제2 해상도의 수직 해상도는 상기 제1 해상도의 수직 해상도의 n 등분 값에 대응되며,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트는,
    상기 제1 해상도 영상에 대응되는 프레임 레이트의 n 배인, 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부 및 상기 백라이트 유닛을 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하며,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트를 결정하는 단계는,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 수직 동기 신호를 상기 패널 구동부로 출력하는 단계;를 포함하며,
    상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하는 단계는,
    상기 제2 해상도 영상의 프레임 레이트에 기초하여 상기 전류 디밍 값의 출력 간격을 조정하기 위한 디밍 제어 값을 상기 백라이트 구동부로 출력하는, 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    복수의 픽셀 라인을 포함하고,
    상기 제어 방법은,
    상기 복수의 픽셀 라인 중 인접한 적어도 두 개의 픽셀 라인에 동일한 데이터를 제공하여 상기 제2 해상도 영상을 상기 결정된 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 라인의 개수는,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀 중 수직 방향으로 배열된 픽셀의 수에 대응되는, 제어 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치가 제1 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제1 해상도 영상을 제1 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제1 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제1 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하며,
    상기 디스플레이 장치가 제2 디스플레이 모드로 동작하면 상기 제2 해상도 영상을 상기 제1 프레임 레이트보다 큰 제2 프레임 레이트로 출력하도록 상기 디스플레이 패널을 제어하고, 상기 제2 해상도 영상에 기초하여 획득된 전류 정보 및 상기 제2 프레임 레이트에 기초하여 상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계; 더 포함하는, 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    사용자 입력 또는 영상의 타입에 기초하여 상기 디스플레이 장치를 상기 제1 디스플레이 모드 또는 상기 제2 디스플레이 모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정 표시 패널(Liquid Crystal Panel)이며,
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는,
    상기 복수의 백라이트 블럭을 로컬 디밍 방식 또는 글로벌 디밍 방식으로 구동하는, 제어 방법.
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