WO2021033796A1 - 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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WO2021033796A1
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control unit
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정원상
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    • G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream

Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method of operating the same, and more particularly, to a display device having an improved variable refresh rate (VRR) function and an operating method thereof.
  • VRR variable refresh rate
  • variable refresh rate (VRR) function may be a function of synchronizing between a source and a display device to provide a more flexible and detailed environment in a game mode or the like.
  • This VRR function is called FreeSync or G-Sync, depending on the developer.
  • the display device can output an image on the screen according to the timing at which the image frame is received. Accordingly, a tearing phenomenon caused by a frame rate of an image being inconsistent with a screen refresh rate may be reduced.
  • the screen refresh rate of the display device can be adjusted to about 48Hz to 120Hz. In this case, if the screen refresh rate is excessively low, the operating frequency of the backlight unit is also lowered, and thus flicker may occur.
  • An object of the present invention is to provide a display device that minimizes the occurrence of flicker during a VRR function and a method of operating the same.
  • An object of the present invention is to provide a display device for controlling local dimming according to an output image during a VRR function and a method of operating the same.
  • a display device includes a control unit that executes a variable refresh rate (VRR) function that adjusts a screen refresh rate according to an image signal, and a display unit that outputs an image according to the screen refresh rate,
  • the controller may increase a screen refresh rate adjusted according to the image signal.
  • VRR variable refresh rate
  • the controller may multiply the screen refresh rate adjusted according to the video signal.
  • the controller may increase the screen refresh rate when the screen refresh rate adjusted according to the video signal is less than a preset frequency.
  • the preset frequency may be 55Hz.
  • the controller may maintain the screen refresh rate adjusted according to the image signal.
  • the controller may extract a frequency of a vertical synchronization signal based on the number of frames per second of the image signal, and increase the screen refresh rate based on the frequency of the vertical synchronization signal.
  • the controller may increase the operating frequency of the backlight unit provided in the display unit by increasing the screen refresh rate.
  • control unit may apply only the first calculated local dimming data to the display unit.
  • the controller may not apply the second calculated local dimming data to the display unit.
  • the display device may further include an external device interface unit connected to an external device, and the controller may execute the VRR function when receiving an image signal from the external device.
  • the controller obtains the number of frames per second of the video signal by decoding the video signal, the video decoder that obtains the screen refresh rate based on the number of frames per second, and the frame that increases the screen refresh rate obtained through the video decoder
  • a rate conversion unit may be included, and the display unit may include a backlight unit driven according to an increased screen refresh rate by the frame rate conversion unit, and a backlight dimming control unit.
  • the controller may increase the screen refresh rate to a second frequency higher than the first frequency.
  • the screen refresh rate may be fixed.
  • a method of operating a display device includes receiving an image signal, executing a variable refresh rate (VRR) function that adjusts a screen refresh rate according to the image signal, and It may include increasing the screen refresh rate adjusted accordingly, and outputting an image according to the increased screen refresh rate.
  • VRR variable refresh rate
  • the screen refresh rate can be increased only under certain conditions, and in this case, there is an advantage of reducing the image processing load by minimizing unnecessary data processing.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the display device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2.
  • 4A is a diagram illustrating a control method of the remote control device of FIG. 2.
  • 4B is an internal block diagram of the remote control device of FIG. 2.
  • FIG. 5 is an internal block diagram of the power supply and display of FIG. 2.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram showing an arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of an edge type backlight unit.
  • FIG. 7 is an exemplary view showing an arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of a direct type backlight unit.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a method of controlling Vsync and local dimming according to an image signal while a conventional display device executes a VRR function.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating output timing of Vsync and local dimming data according to an image signal while a display device according to an embodiment of the present invention executes a VRR function.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating output timing of Vsync and local dimming data after multiplying Vsync according to an image signal while a display device according to an embodiment of the present invention executes a VRR function.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram of an image when a screen refresh rate is adjusted and then an adjusted screen refresh rate is not increased when the display device according to an embodiment of the present invention is executing a VRR function, and an image when the adjusted screen refresh rate is increased.
  • module and “unit” for the constituent elements used in the following description are given in consideration of only the ease of writing in the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Therefore, the “module” and “unit” may be used interchangeably with each other.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 may include a display unit 180.
  • the display unit 180 may be implemented with any one of various panels.
  • the display unit 180 may be any one of a liquid crystal display panel (LCD panel), an organic light emitting panel (OLED panel), an inorganic light emitting panel (LED panel), and the like.
  • LCD panel liquid crystal display panel
  • OLED panel organic light emitting panel
  • LED panel inorganic light emitting panel
  • the display unit 180 includes a liquid crystal display panel (LCD panel).
  • the display device 100 may be a liquid crystal display device.
  • the display device 100 of FIG. 1 may be a monitor, a TV, a tablet PC, or a mobile terminal.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the display device of FIG. 1.
  • the display device 100 includes a broadcast receiving unit 130, an external device interface unit 135, a storage unit 140, a user input interface unit 150, a control unit 170, and a wireless communication unit 173.
  • a display unit 180, an audio output unit 185, and a power supply unit 190 may be included.
  • the broadcast reception unit 130 may include a tuner 131, a demodulation unit 132, and a network interface unit 133.
  • the tuner 131 may tune into a specific broadcast channel according to a channel selection command.
  • the tuner 131 may receive a broadcast signal for a selected specific broadcast channel.
  • the demodulator 132 may divide the received broadcast signal into a video signal, an audio signal, and a data signal related to a broadcast program, and restore the separated video signal, audio signal, and data signal into a form capable of outputting.
  • the network interface unit 133 may provide an interface for connecting the display device 100 to a wired/wireless network including an Internet network.
  • the network interface unit 133 may transmit or receive data with other users or other electronic devices through a connected network or another network linked to the connected network.
  • the network interface unit 133 may access a predetermined web page through a connected network or another network linked to the connected network. That is, by accessing a predetermined web page through a network, the server and data can be transmitted or received.
  • the network interface unit 133 may receive content or data provided by a content provider or a network operator. That is, the network interface unit 133 may receive content such as movies, advertisements, games, VODs, broadcast signals, and related information provided from a content provider or a network provider through a network.
  • the network interface unit 133 may receive update information and an update file of firmware provided by a network operator, and transmit data to the Internet or content provider or network operator.
  • the network interface unit 133 may select and receive a desired application from among applications open to the public through a network.
  • the external device interface unit 135 may receive an application or an application list in an adjacent external device and transmit it to the control unit 170 or the storage unit 140.
  • the external device interface unit 135 may provide a connection path between the display device 100 and the external device.
  • the external device interface unit 135 may receive one or more of an image and audio output from an external device connected to the display device 100 by wire or wirelessly, and transmit it to the control unit 170.
  • the external device interface unit 135 may include a plurality of external input terminals.
  • the plurality of external input terminals may include an RGB terminal, one or more HDMI (High Definition Multimedia Interface) terminals, and a component terminal.
  • An image signal of an external device input through the external device interface unit 135 may be output through the display unit 180.
  • the audio signal of the external device input through the external device interface unit 135 may be output through the audio output unit 185.
  • the external device connectable to the external device interface unit 135 may be any one of a set-top box, a Blu-ray player, a DVD player, a game console, a sound bar, a smartphone, a PC, a USB memory, and a home theater, but this is only an example. .
  • some content data stored in the display apparatus 100 may be transmitted to another user registered in advance in the display apparatus 100 or a selected user or a selected electronic device among other electronic devices.
  • the storage unit 140 may store a program for processing and controlling each signal in the control unit 170 and may store signal-processed video, audio, or data signals.
  • the storage unit 140 may perform a function for temporary storage of a video, audio, or data signal input from the external device interface unit 135 or the network interface unit 133. You can also store information about the image.
  • the storage unit 140 may store an application or an application list input from the external device interface unit 135 or the network interface unit 133.
  • the display device 100 may reproduce and provide a content file (movie file, still image file, music file, document file, application file, etc.) stored in the storage unit 140 to a user.
  • a content file moving file, still image file, music file, document file, application file, etc.
  • the user input interface unit 150 may transmit a signal input by the user to the controller 170 or may transmit a signal from the controller 170 to the user.
  • the user input interface unit 150 may be configured according to various communication methods such as Bluetooth, Ultra Wideband (WB), ZigBee method, Radio Frequency (RF) communication method, or infrared (IR) communication method, Control signals such as power on/off, channel selection, and screen setting may be received and processed from the remote control device 200, or a control signal from the control unit 170 may be transmitted to the remote control device 200.
  • the user input interface unit 150 may transmit a control signal input from a local key (not shown) such as a power key, a channel key, a volume key, and a set value to the control unit 170.
  • a local key such as a power key, a channel key, a volume key, and a set value
  • the image signal processed by the controller 170 may be input to the display unit 180 and displayed as an image corresponding to the corresponding image signal. Also, the image signal processed by the controller 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 135.
  • the audio signal processed by the controller 170 may be audio output to the audio output unit 185.
  • the voice signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 135.
  • controller 170 may control the overall operation of the display apparatus 100.
  • control unit 170 may control the display device 100 by a user command or an internal program input through the user input interface unit 150, and access the network to display an application or application list desired by the user. It can be downloaded within (100).
  • the control unit 170 enables channel information selected by the user to be output through the display unit 180 or the audio output unit 185 together with the processed image or audio signal.
  • control unit 170 in accordance with the external device image playback command received through the user input interface unit 150, from an external device input through the external device interface unit 135, for example, a camera or a camcorder, An image signal or an audio signal may be output through the display unit 180 or the audio output unit 185.
  • control unit 170 may control the display unit 180 to display an image, for example, a broadcast image input through the tuner 131 or an external input input through the external device interface unit 135
  • An image, an image input through the network interface unit, or an image stored in the storage unit 140 may be controlled to be displayed on the display unit 180.
  • the image displayed on the display unit 180 may be a still image or a moving image, and may be a 2D image or a 3D image.
  • control unit 170 may control content stored in the display device 100, received broadcast content, and external input content input from the outside to be played.
  • the content includes a broadcast image, an external input image, an audio file, It may be in various forms such as a still image, a connected web screen, and a document file.
  • the wireless communication unit 173 may communicate with an external device through wired or wireless communication.
  • the wireless communication unit 173 may perform short range communication with an external device.
  • the wireless communication unit 173 includes BluetoothTM, Bluetooth Low Energy (BLE), Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and NFC (Near NFC). Field Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may be used to support short-range communication.
  • the wireless communication unit 173 may be configured between the display device 100 and a wireless communication system, between the display device 100 and another display device 100, or between the display device 100 and the display device 100 through wireless area networks. Wireless communication between networks in which the display device 100 or an external server is located may be supported.
  • the local area wireless communication networks may be wireless personal area networks (Wireless Personal Area Networks).
  • the other display device 100 is a wearable device capable of exchanging (or interlocking with) data with the display device 100 according to the present invention, for example, a smartwatch, smart glasses. (smart glass), HMD (head mounted display)), it can be a mobile terminal such as a smart phone.
  • the wireless communication unit 173 may detect (or recognize) a wearable device capable of communicating around the display apparatus 100. Further, when the sensed wearable device is an authenticated device to communicate with the display apparatus 100 according to the present invention, the controller 170 transmits at least a portion of the data processed by the display apparatus 100 to the wireless communication unit ( 173) can be transmitted to the wearable device. Accordingly, a user of the wearable device may use data processed by the display apparatus 100 through the wearable device.
  • the display unit 180 converts an image signal, a data signal, an OSD signal processed by the control unit 170, or an image signal and a data signal received from the external device interface unit 135 into R, G, and B signals, respectively. Can generate signals.
  • the display device 100 shown in FIG. 1 is only an embodiment of the present invention. Some of the illustrated components may be integrated, added, or omitted according to the specifications of the display device 100 that is actually implemented.
  • two or more components may be combined into a single component, or one component may be subdivided into two or more components and configured.
  • functions performed by each block are for explaining an embodiment of the present invention, and specific operations or devices thereof do not limit the scope of the present invention.
  • the display apparatus 100 does not include a tuner 131 and a demodulation unit 132, but a network interface unit 133 or an external device interface unit ( 135) can also be received and played.
  • the display device 100 is divided into an image processing device such as a set-top box, such as for receiving broadcast signals or contents according to various network services, and a content reproducing device for reproducing content input from the image processing device. Can be implemented.
  • an image processing device such as a set-top box, such as for receiving broadcast signals or contents according to various network services
  • a content reproducing device for reproducing content input from the image processing device. Can be implemented.
  • the method of operating the display device according to an embodiment of the present invention to be described below is not only the display device 100 as described with reference to FIG. 1, but also an image processing device or display unit such as the separated set-top box. 180) and the audio output unit 185 may be performed by any one of a content playback device.
  • the audio output unit 185 receives a signal processed by the control unit 170 and outputs it as a voice.
  • the power supply unit 190 supplies corresponding power to the entire display apparatus 100.
  • power is supplied to the control unit 170 that can be implemented in the form of a System On Chip (SOC), the display unit 180 for image display, and the audio output unit 185 for audio output. I can.
  • SOC System On Chip
  • the power supply unit 190 may include a converter that converts AC power into DC power and a dc/dc converter that converts the level of DC power.
  • the remote control device 200 transmits a user input to the user input interface unit 150.
  • the remote control device 200 may use Bluetooth, Radio Frequency (RF) communication, infrared (IR) communication, Ultra Wideband (UWB), ZigBee, or the like.
  • the remote control device 200 may receive an image, audio, or data signal output from the user input interface unit 150 and display it on the remote control device 200 or output an audio signal.
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2.
  • control unit 170 includes a demultiplexing unit 310, an image processing unit 320, a processor 330, an OSD generating unit 340, and a mixer 345. , A frame rate converter 350, and a formatter 360. In addition, an audio processing unit (not shown) and a data processing unit (not shown) may be further included.
  • the demultiplexer 310 demultiplexes an input stream. For example, when an MPEG-2 TS is input, it can be demultiplexed and separated into video, audio, and data signals, respectively.
  • the stream signal input to the demultiplexer 310 may be a stream signal output from the tuner unit 110 or the demodulation unit 120 or the external device interface unit 130.
  • the image processing unit 320 may perform image processing of the demultiplexed image signal. To this end, the image processing unit 320 may include an image decoder 325 and a scaler 335.
  • the image decoder 325 decodes the demultiplexed image signal, and the scaler 335 performs scaling so that the resolution of the decoded image signal can be output from the display unit 180.
  • the video decoder 325 may include decoders of various standards. For example, an MPEG-2, H,264 decoder, a 3D image decoder for a color image and a depth image, a decoder for a multi-view image, and the like may be provided.
  • the processor 330 may control overall operations within the display apparatus 100 or within the controller 170. For example, the processor 330 may control the tuner 110 to select a channel selected by the user or an RF broadcast corresponding to a previously stored channel.
  • the processor 330 may control the display apparatus 100 according to a user command or an internal program input through the user input interface unit 150.
  • the processor 330 may control data transmission with the network interface unit 135 or the external device interface unit 130.
  • processor 330 may control operations of the demultiplexer 310, the image processing unit 320, and the OSD generator 340 in the control unit 170.
  • the OSD generator 340 generates an OSD signal by itself or according to a user input. For example, based on a user input signal, a signal for displaying various types of information on the screen of the display unit 180 as a graphic or text may be generated.
  • the generated OSD signal may include various data such as a user interface screen, various menu screens, widgets, and icons of the display apparatus 100.
  • the generated OSD signal may include a 2D object or a 3D object.
  • the OSD generator 340 may generate a pointer that can be displayed on the display unit 180 based on a pointing signal input from the remote control device 200.
  • a pointer may be generated by a pointing signal processing unit, and the OSD generating unit 340 may include such a pointing signal processing unit (not shown).
  • the pointing signal processing unit (not shown) is not provided in the OSD generating unit 340 and is provided separately.
  • the mixer 345 may mix the OSD signal generated by the OSD generating unit 340 and the decoded image signal processed by the image processing unit 320.
  • the mixed video signal is provided to the frame rate converter 350.
  • the frame rate converter (FRC) 350 may convert a frame rate of an input image. Meanwhile, the frame rate conversion unit 350 may output as it is without additional frame rate conversion.
  • the formatter 360 may change the format of an input image signal into an image signal for display on a display and output it.
  • the formatter 360 may change the format of the video signal.
  • the format of the 3D video signal Side by Side format, Top / Down format, Frame Sequential format, Interlaced format, Checker Box It can be changed to any one of various 3D formats such as format.
  • an audio processing unit (not shown) in the control unit 170 may perform speech processing of a demultiplexed speech signal.
  • the audio processing unit may include various decoders.
  • an audio processing unit (not shown) in the control unit 170 may process a base, a treble, and a volume control.
  • a data processing unit (not shown) in the control unit 170 may perform data processing of the demultiplexed data signal.
  • the demultiplexed data signal is an encoded data signal, it may be decoded.
  • the encoded data signal may be electronic program guide information including broadcasting information such as a start time and an end time of a broadcast program aired on each channel.
  • FIG. 3 the block diagram of the control unit 170 shown in FIG. 3 is a block diagram for an embodiment of the present invention. Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted according to the specifications of the controller 170 that is actually implemented.
  • the frame rate conversion unit 350 and the formatter 360 are not provided in the control unit 170 and may be separately provided or may be provided separately as a single module.
  • 4A is a diagram illustrating a control method of the remote control device of FIG. 2.
  • a pointer 205 corresponding to the remote control device 200 is displayed on the display unit 180.
  • the user can move or rotate the remote control device 200 up and down, left and right (FIG. 4A(b)), and back and forth (FIG. 4A(c)).
  • the pointer 205 displayed on the display unit 180 of the display device corresponds to the movement of the remote control device 200.
  • the remote control device 200 may be referred to as a space remote controller or a 3D pointing device.
  • 4A(b) illustrates that when the user moves the remote control device 200 to the left, the pointer 205 displayed on the display unit 180 of the display device also moves to the left in response thereto.
  • the display device may calculate the coordinates of the pointer 205 from information about the movement of the remote control device 200.
  • the display device may display the pointer 205 to correspond to the calculated coordinates.
  • FIG. 4A (c) illustrates a case in which a user moves the remote control device 200 away from the display unit 180 while pressing a specific button in the remote control device 200. Accordingly, the selection area in the display unit 180 corresponding to the pointer 205 may be zoomed in and displayed in an enlarged manner. On the contrary, when the user moves the remote control device 200 to be close to the display unit 180, a selected area in the display unit 180 corresponding to the pointer 205 may be zoomed out and displayed in a reduced size. On the other hand, when the remote control device 200 moves away from the display unit 180, the selected area may be zoomed out, and when the remote control device 200 approaches the display unit 180, the selected area may be zoomed in.
  • the moving speed or moving direction of the pointer 205 may correspond to the moving speed or moving direction of the remote control device 200.
  • 4B is an internal block diagram of the remote control device of FIG. 2.
  • the remote control device 200 includes a wireless communication unit 420, a user input unit 430, a sensor unit 440, an output unit 450, a power supply unit 460, a storage unit 470, It may include a control unit 480.
  • the wireless communication unit 420 transmits and receives a signal to and from any one of the display devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the display devices according to embodiments of the present invention one display device 100 will be described as an example.
  • the remote control device 200 may include an RF module 421 capable of transmitting and receiving signals to and from the display device 100 according to an RF communication standard.
  • the remote control device 200 may include an IR module 423 capable of transmitting and receiving signals to and from the display device 100 according to the IR communication standard.
  • the remote control device 200 transmits a signal containing information about the movement of the remote control device 200 to the display device 100 through the RF module 421.
  • the remote control device 200 may receive a signal transmitted from the display device 100 through the RF module 421. In addition, the remote control device 200 may transmit commands regarding power on/off, channel change, volume change, etc. to the display device 100 through the IR module 423 as necessary.
  • the user input unit 430 may be composed of a keypad, a button, a touch pad, or a touch screen.
  • a user may input a command related to the display device 100 to the remote control device 200 by manipulating the user input unit 430.
  • the user input unit 430 includes a hard key button, the user may input a command related to the display device 100 to the remote control device 200 through a push operation of the hard key button.
  • the user input unit 430 includes a touch screen, the user may input a command related to the display apparatus 100 to the remote control apparatus 200 by touching a soft key on the touch screen.
  • the user input unit 430 may include various types of input means that a user can manipulate, such as a scroll key or a jog key, and this embodiment does not limit the scope of the present invention.
  • the sensor unit 440 may include a gyro sensor 441 or an acceleration sensor 443.
  • the gyro sensor 441 may sense information about movement of the remote control device 200.
  • the gyro sensor 441 may sense information about the operation of the remote control device 200 based on the x, y, and z axes.
  • the acceleration sensor 443 may sense information about a moving speed of the remote control device 200.
  • a distance measurement sensor may be further provided, thereby sensing a distance to the display unit 180.
  • the output unit 450 may output an image or audio signal corresponding to an operation of the user input unit 430 or corresponding to a signal transmitted from the display apparatus 100. Through the output unit 450, the user may recognize whether the user input unit 430 is operated or whether the display apparatus 100 is controlled.
  • the output unit 450 includes an LED module 451 that lights up when a user input unit 430 is operated or a signal is transmitted and received with the display device 100 through the wireless communication unit 420, and a vibration module 453 that generates vibration. ), a sound output module 455 for outputting sound, or a display module 457 for outputting an image.
  • the power supply unit 460 supplies power to the remote control device 200.
  • the power supply unit 460 may reduce power waste by stopping power supply when the remote control device 200 has not moved for a predetermined time.
  • the power supply unit 460 may resume power supply when a predetermined key provided in the remote control device 200 is operated.
  • the storage unit 470 may store various types of programs and application data necessary for controlling or operating the remote control device 200. If the remote control device 200 wirelessly transmits and receives signals through the display device 100 and the RF module 421, the remote control device 200 and the display device 100 transmit and receive signals through a predetermined frequency band. .
  • the control unit 480 of the remote control device 200 stores information about a frequency band through which signals can be wirelessly transmitted and received with the display device 100 paired with the remote control device 200 in the storage unit 470 and is referenced. can do.
  • the controller 480 controls all matters related to control of the remote control device 200.
  • the control unit 480 transmits a signal corresponding to a predetermined key operation of the user input unit 430 or a signal corresponding to the movement of the remote control device 200 sensed by the sensor unit 440 through the wireless communication unit 420. 100).
  • the user input interface unit 150 of the display device 100 includes a wireless communication unit 411 capable of wirelessly transmitting and receiving signals with the remote control device 200, and a pointer corresponding to the operation of the remote control device 200.
  • a coordinate value calculator 415 capable of calculating a coordinate value may be provided.
  • the user input interface unit 150 may wirelessly transmit and receive signals with the remote control device 200 through the RF module 412. Also, through the IR module 413, the remote control device 200 may receive a signal transmitted according to the IR communication standard.
  • the coordinate value calculation unit 415 corrects the hand shake or error from the signal corresponding to the operation of the remote control device 200 received through the wireless communication unit 411 and displays the coordinates of the pointer 205 to be displayed on the display unit 180. Values (x,y) can be calculated.
  • the remote control device 200 transmission signal input to the display device 100 through the user input interface unit 150 is transmitted to the control unit 170 of the display device 100.
  • the control unit 170 may determine information on the operation of the remote control device 200 and key manipulation from a signal transmitted from the remote control device 200 and control the display device 100 in response thereto.
  • the remote control device 200 may calculate a pointer coordinate value corresponding to the operation and output it to the user input interface unit 150 of the display device 100.
  • the user input interface unit 150 of the display apparatus 100 may transmit information on the received pointer coordinate value to the controller 170 without a separate hand shake or error correction process.
  • the coordinate value calculation unit 415 may be provided inside the control unit 170 instead of the user input interface unit 150 unlike the drawing.
  • FIG. 5 is an internal block diagram of the power supply and display of FIG. 2.
  • a display module 180 based on a liquid crystal display panel may include a liquid crystal display panel 210, a driving circuit unit 230, a backlight unit 250, and a backlight dimming control unit 510. have.
  • liquid crystal display panel 210 in order to display an image, a plurality of gate lines GL and data lines DL are intersected in a matrix form, and a thin film transistor and a pixel electrode connected thereto are formed in the crossing regions.
  • the driving circuit unit 230 drives the liquid crystal display panel 210 through control signals and data signals supplied from the controller 170 of FIG. 1. To this end, the driving circuit unit 230 includes a timing controller 232, a gate driver 234, and a data driver 236.
  • the timing controller 232 receives control signals, R, G, B data signals, vertical synchronization signals (Vsync), and the like from the control unit 170, and the gate driver 234 and the gate driver 234
  • the data driver 236 is controlled, and the R, G, B data signals are rearranged and provided to the data drive 236.
  • Scan signals and image signals are supplied to the liquid crystal display panel 210 through the gate line GL and the data line DL under the control of the gate driver 234, the data driver 236, and the timing controller 232. .
  • the backlight unit 250 supplies light to the liquid crystal display panel 210. To this end, the backlight unit 250 turns on/off the plurality of light sources 252, which are light sources, the scan driver 254 for controlling scanning driving of the light source 252, and the light source 252. ) May include a light source driver 256.
  • the power supply unit 190 may supply a common electrode voltage Vcom to the liquid crystal display panel 210 and may supply a gamma voltage to the data driver 236. In addition, driving power for driving the light source 252 may be supplied to the backlight unit 250.
  • the backlight unit 250 may be divided into a plurality of blocks to be driven.
  • the controller 170 may control the display 180 to perform local dimming by setting a dimming value of each of the plurality of blocks.
  • the timing controller 232 outputs the input image data RGB to the backlight dimming controller 510, and the backlight dimming controller 510 is based on the input image data RGB received from the timing controller 232.
  • a dimming value of each of a plurality of blocks may be calculated.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing an arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of an edge type backlight unit
  • FIG. 7 is an exemplary view showing an arrangement of a liquid crystal display panel and light sources in the case of a direct type backlight unit.
  • the liquid crystal display panel 210 may be divided into a plurality of virtual blocks as illustrated in FIGS. 6 and 7. 6 and 7 illustrate that the liquid crystal display panel 210 is evenly divided into 16 blocks BL1 to BL16, it should be noted that the present invention is not limited thereto. Each of the plurality of blocks may include a plurality of pixels.
  • the backlight unit 250 may be implemented in one of an edge type and a direct type.
  • the edge type backlight unit 250 has a structure in which a plurality of optical sheets and a light guide plate are stacked under the liquid crystal display panel 210 and a plurality of light sources are disposed on the side of the light guide plate.
  • the light sources are disposed on at least one of the upper and lower sides and at least one of the left and right sides of the liquid crystal display panel 210.
  • the first light source array LA1 is disposed on the upper side of the liquid crystal display panel 210
  • the second light source array LA2 is disposed on the left side of the liquid crystal display panel 210.
  • Each of the first and second light source arrays LA1 and LA2 includes a plurality of light sources 252 and a light source circuit board 251 on which the light sources 252 are mounted.
  • the brightness of light incident on the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 is of the first light source array LA1 disposed at a position corresponding to the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210. It can be adjusted using the light sources 252A and the light sources 252B of the second light source array LA2.
  • the direct type backlight unit 250 has a structure in which a plurality of optical sheets and a diffusion plate are stacked under the liquid crystal display panel 210 and a plurality of light sources are disposed under the diffusion plate.
  • the backlight unit 250 is implemented as a direct type backlight unit, as shown in FIG. 7, the backlight unit 250 is divided to correspond to the blocks BL1 to BL16 of the liquid crystal display panel 210 on a one-to-one basis.
  • the brightness of light incident on the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210 is the first of the backlight unit 250 disposed at a position corresponding to the first block BL1 of the liquid crystal display panel 210. It can be adjusted using light sources 252 included in block B1.
  • the light sources 252 may be implemented as point light sources such as light emitting diodes (LEDs).
  • the light sources 252 are turned on and off by receiving the light source driving signals LDS from the light source driving unit 256.
  • the light intensity of the light sources 252 may be adjusted according to the amplitude of the light source driving signals LDS, and the lighting period may be adjusted according to the pulse width.
  • the light sources 252 may adjust the brightness of output light according to the light source driving signal LDS.
  • the light source driver 256 may generate light source driving signals LDS based on dimming values of each of the blocks input from the backlight dimming control unit 510 and output them to the light source 252.
  • the dimming values of the blocks are values for implementing local dimming and may be the brightness of light output from the light sources 252.
  • the control unit 170 may execute a variable refresh rate (VRR) function.
  • VRR variable refresh rate
  • the VRR function may be a function of adjusting a screen refresh rate according to an image signal.
  • the screen refresh rate may mean the number of times the display unit 180 displays a frame for one second. That is, the screen refresh rate may be a number indicating how many scenes can be output by the display unit 180 per second.
  • the screen refresh rate may be a screen refresh rate or a screen refresh rate.
  • the control unit 170 may execute the VRR function under a specific condition.
  • the control unit 170 may execute the VRR function in the game mode.
  • the controller 170 may execute a VRR function when receiving an image signal from an external device through the external device interface unit 135.
  • the controller 170 may execute the VRR function.
  • the controller 170 may execute the VRR function.
  • the controller 170 may execute the VRR function when receiving a command to execute the VRR function through the user input interface unit 150.
  • the control unit 170 may execute the VRR function in various ways.
  • the controller 170 may acquire a vertical synchronizing signal based on an image signal while executing the VRR function. That is, the controller 170 may extract the vertical synchronization signal Vsync by decoding the image signal.
  • the vertical synchronization signal may be a signal for matching the starting point of scanning one field at the transmitting side and the receiving side.
  • the frequency of the vertical synchronization signal may be constant. Accordingly, in this case, the screen refresh rate is fixed, and the number of frames displayed by the display unit 180 per second may be fixed. For example, the controller 170 may display 60 frames per second if the VRR function is not being executed.
  • the controller 170 extracts a vertical synchronization signal based on an image signal, and the frequency of the vertical synchronization signal may vary according to the number of frames per second of the image signal. Accordingly, in this case, the number of frames displayed by the display unit 180 per second may be changed.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a method of controlling Vsync and local dimming according to an image signal while a conventional display device executes a VRR function.
  • the controller 170 may extract a vertical synchronization signal Vsync based on the input image signal.
  • the controller 170 may continuously change the frequency of the vertical synchronization signal to 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz, and the like.
  • the frequency of the vertical sync signal can be changed between about 48Hz and 120Hz.
  • the controller 170 may control the backlight unit 250 according to the vertical synchronization signal. That is, the controller 170 recognizes the frequency of the vertical synchronization signal as the operating frequency of the backlight unit 250, and the backlight unit 250 may operate according to the vertical synchronization signal. In this case, if the frequency of the vertical synchronization signal is excessively low (eg, about 55 Hz or less), it may cause a problem in that the user perceives flicker.
  • the frequency of the vertical synchronization signal is excessively low (eg, about 55 Hz or less)
  • the backlight dimming control unit 510 calculates local dimming data at a certain period regardless of the vertical synchronization signal even when the VRR function is being executed, and performs local dimming according to the calculated local dimming data. Was controlled.
  • the local dimming data may mean a dimming value of each of blocks extracted based on image data for local dimming. Accordingly, the local dimming data may change together with the change of the image data.
  • control unit 170 calculates local dimming data and controls local dimming at a certain period, even though the image data is changed, it controls local dimming with local dimming data according to the previous image frame, so that the contrast of the image is improved. Otherwise, it may cause problems such as worsening. In other words, there is a problem that local dimming is not properly performed during the VRR function.
  • the display apparatus 100 increases a screen refresh rate adjusted according to an image signal in order to improve the flicker problem, and controls local dimming according to the adjusted/increased screen refresh rate. I want to perform it according to the video.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 170 may execute the VRR function (S11).
  • the controller 170 may determine whether to execute the VRR function, fix the screen refresh rate if the VRR function is not being executed, and change the screen refresh rate according to the video signal.
  • the method will be described in detail.
  • the controller 170 may adjust the screen refresh rate based on the image signal (S13).
  • the controller 170 may obtain the number of frames per second of the image signal every second and extract the frequency of the vertical synchronization signal based on the number of frames per second of the image signal.
  • the image decoder 320 may obtain the number of frames per second of the image signal by decoding the image signal, extract a vertical synchronization signal based on the number of frames per second, and obtain a screen refresh rate.
  • the frame rate converter 350 may convert the frame rate according to the screen refresh rate obtained through the image decoder 320.
  • the frame rate converter 350 may increase the screen refresh rate obtained by the screen image decoder 430, and when the screen refresh rate is increased, it may convert the frame rate according to the increased screen refresh rate.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating output timing of Vsync and local dimming data according to an image signal while a display device according to an embodiment of the present invention executes a VRR function.
  • the control unit 170 extracts the frequency of the vertical synchronization signal as 120 Hz, and if the number of frames per second of the video signal is 58 frames, the control unit 170 extracts the frequency of the vertical synchronization signal as 58 Hz, and If the number of frames per second of the signal is 70 frames, the frequency of the vertical synchronization signal can be extracted as 70 Hz.
  • the controller 170 may adjust the screen refresh rate according to the frequency of the vertical synchronization signal.
  • the refresh rate refers to the number of frames displayed by the display unit 180 for one second, and the unit may be Hz (hertz), which refers to the number of repetitions per second. Accordingly, the screen refresh rate may be the frequency of the vertical synchronization signal.
  • the controller 170 may adjust the screen refresh rate according to the number of frames per second of the image signal. For example, if the number of frames per second of the video signal is 120 frames, the control unit 170 adjusts the screen refresh rate to 120 Hz, if the number of frames per second of the video signal is 58 frames, the screen refresh rate is adjusted to 58 Hz, and the number of frames per second of the video signal is 70 If it is a frame, you can adjust the screen refresh rate to 70Hz.
  • the controller 170 may control local dimming according to the adjusted screen refresh rate. That is, the control unit 170 may calculate local dimming data according to the vertical synchronization signal and control local dimming according to the calculated data.
  • a dotted line shown in the local dimming data represents data calculated and applied at a certain period irrespective of the conventional vertical synchronization signal
  • the solid line represents data calculated and applied according to the vertical synchronization signal body according to the present invention.
  • the controller 170 may increase the adjusted screen refresh rate.
  • FIG. 9 will be described.
  • the controller 170 may multiply the adjusted screen refresh rate (S15).
  • the controller 170 may increase the screen refresh rate adjusted according to the image signal in various ways, and may multiply the screen refresh rate adjusted by one of them.
  • the controller 170 may increase the screen refresh rate adjusted according to the image signal to a frequency corresponding to an integer multiple.
  • the controller 170 may double the screen refresh rate, but this is only exemplary. That is, the control unit 170 may increase the screen refresh rate to 4 times or more.
  • the controller 170 may unconditionally increase the screen refresh rate adjusted according to the image signal while the VRR function is being executed.
  • the controller 170 sets the adjusted screen refresh rates of 120Hz, 120Hz, 58Hz, and 70Hz respectively to 240Hz, 240Hz, and 116Hz. , Can be multiplied to 140Hz.
  • the controller 170 may increase the screen refresh rate only when the screen refresh rate adjusted according to the image signal is less than a preset frequency while the VRR function is being executed. In this case, when the screen refresh rate adjusted according to the image signal exceeds a preset frequency, the controller 170 may maintain the screen refresh rate adjusted according to the image signal.
  • the controller 170 may set a frequency that is a reference for increasing the screen refresh rate to 55 Hz. That is, in this case, when the screen refresh rate adjusted according to the image signal is 55 Hz, the controller 170 may increase the screen refresh rate.
  • the controller 170 sets the adjusted screen refresh rates of 120Hz, 120Hz, 58Hz, and 70Hz respectively to 120Hz, 120Hz, and 116Hz. , 40Hz can be maintained or multiplied.
  • 55Hz is only an example as a reference frequency for increasing the screen refresh rate and is not limited thereto.
  • the controller 170 may set an arbitrary frequency at which flicker is expected to occur as a reference frequency for increasing the screen refresh rate.
  • the controller 170 may receive an installation environment, a use environment, etc. of the display apparatus 100 and set a frequency that is a reference for increasing the screen refresh rate.
  • the control unit 170 sets the reference frequency for increasing the screen refresh rate to the first frequency (eg, 40 Hz).
  • the reference frequency for increasing the screen refresh rate is set to a second frequency higher than the first frequency (eg, 55 Hz).
  • the method of changing the frequency used as the reference for increasing the screen refresh rate according to the time period is only exemplary.
  • the control unit 170 sets the reference frequency for increasing the screen refresh rate to the first frequency (for example, 40 Hz). ), and if the set brightness of the display device 100 is greater than or equal to a reference value (for example, 50 out of 1 to 100), the reference frequency for increasing the screen refresh rate is set to a second frequency higher than the first frequency (for example, , 55Hz).
  • the controller 170 may increase the screen refresh rate to a second frequency higher than the first frequency when the screen refresh rate is obtained as the first frequency based on the image signal.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating output timing of Vsync and local dimming data after multiplying Vsync according to an image signal while a display device according to an embodiment of the present invention executes a VRR function.
  • control unit 170 may double the screen refresh rate.
  • the controller 170 increases the screen refresh rate to 120 Hz to 240 Hz, and if the number of frames per second of the video signal is 58 frames, the controller 170 increases the screen refresh rate to 116 Hz, and If the number is 70 frames, you can increase the screen refresh rate of 70Hz to 140Hz. In this case, the controller 170 may double the transmission frequency of the vertical synchronization signal, and accordingly, the frequency for controlling the local dimming may be adjusted in the same manner as the vertical synchronization signal.
  • FIG. 9 will be described.
  • the controller 170 may control the backlight unit 250 and local dimming according to the multiplied screen refresh rate (S17).
  • the backlight unit 250 and the backlight dimming controller 510 may be driven by the frame rate converter 350 according to an increased screen refresh rate.
  • the controller 170 may increase the operating frequency of the backlight unit according to the multiplied screen refresh rate. That is, the controller 170 increases the transmission frequency of the vertical synchronization signal equal to the screen refresh rate by increasing the screen refresh rate.
  • the backlight unit provided in the display unit 180 increases as the transmission frequency of the vertical synchronization signal increases. 250) can increase with the operating frequency.
  • the screen refresh rate may increase to 98 Hz to 240 Hz as the controller 170 multiplies the screen refresh rate by two times. Accordingly, since the screen refresh rate is at least 98 Hz, the frequency of the vertical synchronization signal is also at least 98 Hz, and accordingly, the operating frequency of the backlight unit 250 is also at least 98 Hz, so that there is an advantage of minimizing a case where a user feels flicker.
  • controller 170 may increase the calculated frequency of local dimming data by increasing the screen refresh rate.
  • the controller 170 multiplies a vertical synchronization signal as the screen refresh rate is multiplied, and calculates and controls local dimming data according to the multiplied vertical synchronization signal.
  • a plurality of local dimming data for an image displayed in one second may be calculated.
  • two local dimming data for an image displayed in one second may be calculated.
  • the dotted line shown in the local dimming data represents data calculated and applied at a certain period irrespective of the conventional vertical synchronization signal
  • the solid line represents data calculated and applied according to the vertical synchronization signal according to the present invention. I can.
  • control unit 170 calculates and applies local dimming data according to the multiplied vertical synchronization signal, it controls local dimming according to the first calculated local dimming data, and does not process the local dimming data calculated from the second time. May not. That is, the control unit 170 may apply only the first calculated local dimming data to the display unit 180 and not apply the second calculated local dimming data to the display unit 180.
  • the controller 170 multiplies the vertical synchronization signal, a plurality of local dimming data is calculated. In this case, since the image signals are the same, the plurality of local dimming data may be the same. Accordingly, when multiplying the vertical synchronization signal, the controller 170 controls the backlight dimming controller 510 to be locally dimmed according to the first calculated local dimming data, and may not process the second calculated local dimming data.
  • the controller 170 calculates local dimming data according to the vertical synchronization signal and controls local dimming, thereby local dimming according to an image regardless of a frame change of the image signal, thereby improving contrast.
  • the data processing load can be reduced by processing only the first calculated local dimming data.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram of an image when a screen refresh rate is adjusted and then an adjusted screen refresh rate is not increased when the display device according to an embodiment of the present invention is executing a VRR function, and an image when the adjusted screen refresh rate is increased.
  • FIG. 12(a) is an example of an image captured of a scene among images output when a conventional display device executes the VRR function
  • FIG. 12(b) is a display device according to an embodiment of the present invention. When executed, it may be an example of an image capturing the same scene while outputting the same image as in FIG. 12A.
  • the conventional display device does not apply local dimming suitable for the currently output image, so the contrast is low, whereas the display device according to the embodiment of the present invention has local dimming suitable for the currently output image. Since is applied, there is an advantage of high contrast.
  • the backlight unit 250 is driven in accordance with the time point of changing the image frame, there is an advantage in that image conversion is natural and image quality is improved.

Abstract

본 발명은 VRR 기능을 보다 개선한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)를 조절하는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행하는 제어부, 및 상기 화면 재생률에 따라 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 동작 방법
본 발명의 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 VRR(variable refresh rate) 기능을 개선한 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
VRR(variable refresh rate) 기능은 게임 모드 등에서 더욱 유동적이며, 디테일이 살아있는 환경을 제공하기 위해 소스와 디스플레이 장치 사이를 동기화하는 기능일 수 있다.
이러한 VRR 기능은 개발사에 따라 프리싱크(FreeSync), G-Sync 등으로 불린다.
디스플레이 장치는 VRR 기능을 지원함으로써 영상 프레임이 수신되는 타이밍에 맞춰 영상을 화면에 출력할 수 있다. 이에 따르면, 영상의 프레임 레이트가 화면 재생률(refresh rate)과 불일치하여 발생되는 티어링 현상 등이 줄어들 수 있다.
VRR 기능시 디스플레이 장치의 화면 재생률은 약 48Hz~120Hz로 조절될 수 있다. 이 때, 화면 재생률이 과도하게 낮게 조절될 경우, 백라이트 유닛의 동작 주파수도 낮아지기 때문에 플리커(flicker)가 발생할 수 있다.
또한, 화면 재생률이 조절되고 있음에도 불구하고 로컬 디밍(Local Dimming) 제어는 실시간으로 수행되지 않기 때문에, 출력 영상에 맞지 않게 로컬 디밍되어 명암비가 최적화되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 VRR 기능시 플리커 발생을 최소화하는 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 VRR 기능시 출력 영상에 맞게 로컬 디밍 제어하는 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)를 조절하는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행하는 제어부, 및 상기 화면 재생률에 따라 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 체배할 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 기 설정된 주파수 이하인 경우 상기 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.
기 설정된 주파수는 55Hz일 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 상기 기 설정된 주파수를 초과하는 경우 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 유지할 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호의 초당 프레임 수에 기초하여 수직동기 신호의 주파수를 추출하고, 상기 수직동기 신호의 주파수에 기초하여 상기 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.
제어부는 상기 화면 재생률을 증가시킴으로써 상기 디스플레이부에 구비된 백라이트 유닛의 동작 주파수를 증가시킬 수 있다.
제어부는 상기 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 체배시킬 때 첫 번째 산출된 로컬 디밍 테이터만 상기 디스플레이부에 적용할 수 있다.
제어부는 상기 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 체배시킬 때 두 번째부터 산출된 로컬 디밍 데이터를 상기 디스플레이부에 적용시키지 않을 수 있다.
디스플레이 장치는 외부기기와 연결되는 외부장치 인터페이스부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 외부기기에서 영상 신호를 수신할 때 상기 VRR 기능을 실행할 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호를 디코딩함으로써 상기 영상 신호의 초당 프레임 수를 획득하고, 상기 초당 프레임 수에 기초하여 상기 화면 재생률을 획득하는 영상 디코더, 및 상기 영상 디코더를 통해 획득한 상기 화면 재생률을 증가시키는 프레임레이트 변환부를 포함하고, 상기 디스플레이부는 상기 프레임레이트 변환부에서 증가된 화면 재생률에 따라 구동되는 백라이트 유닛, 및 백라이트 디밍 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는 상기 영상 신호에 기초하여 상기 화면 재생률을 제1 주파수로 획득한 경우 상기 화면 재생률을 상기 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 증가시킬 수 있다.
제어부는 상기 VRR 기능을 실행하지 않는 경우, 상기 화면 재생률을 고정시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법은 영상 신호를 입력받는 단계, 상기 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)를 조절하는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행하는 단계, 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시키는 단계, 및 증가된 화면 재생률에 따라 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, VRR 기능을 실행 중인 경우 플리커 발생을 최소화하여 사용자 불편을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
그리고, VRR 기능을 실행 중인 경우에도 로컬 디밍을 출력 영상에 맞게 적용 함으로써, 명암비를 개선하고, 화질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, VRR 기능을 실행 중일 때 화면 재생률을 특정 조건에서만 증가시킬 수 있고, 이 경우 불필요한 데이터 처리를 최소화함으로써 영상 처리 로드를 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도 4a는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4b는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도 5는 도 2의 전원공급부 및 디스플레이의 내부 블록도이다.
도 6은 에지형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 7은 직하형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 8은 종래 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync 및 로컬 디밍 제어 방법을 도시한 예시 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 동작하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync 및 로컬 디밍 데이터의 출력 타이밍을 도시한 예시 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync를 체배한 후 경우 Vsync 및 로컬 디밍 데이터의 출력 타이밍을 도시한 예시 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행 중일 때 화면 재생률을 조절한 후 조절된 화면 재생률을 증가시키지 않은 경우 이미지와 조절된 화면 재생률을 증가시킨 경우 이미지의 예시 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이부(180)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이부(180)는 다양한 패널 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(180)는, 액정표시패널(LCD 패널), 유기발광패널(OLED 패널), 무기발광패널(LED 패널) 등 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서는, 디스플레이부(180)가 액정표시패널(LCD 패널)을 구비하는 것으로 한다. 이하, 디스플레이 장치(100)는 액정표시장치일 수 있다.
한편, 도 1의 디스플레이 장치(100)는, 모니터, TV, 태블릿 PC, 이동 단말기 등이 가능하다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 방송 수신부(130), 외부장치 인터페이스부(135), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 제어부(170), 무선 통신부(173), 디스플레이부(180), 오디오 출력부(185), 전원공급부(190)를 포함할 수 있다.
방송 수신부(130)는 튜너(131), 복조부(132) 및 네트워크 인터페이스부(133)를 포함할 수 있다.
튜너(131)는 채널 선국 명령에 따라 특정 방송 채널을 선국할 수 있다. 튜너(131)는 선국된 특정 방송 채널에 대한 방송 신호를 수신할 수 있다.
복조부(132)는 수신한 방송 신호를 비디오 신호, 오디오 신호, 방송 프로그램과 관련된 데이터 신호로 분리할 수 있고, 분리된 비디오 신호, 오디오 신호 및 데이터 신호를 출력이 가능한 형태로 복원할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(133)는 디스플레이 장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 네트워크 인터페이스부(133)는 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 다른 사용자 또는 다른 전자 기기와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(133)는 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 소정 웹 페이지에 접속할 수 있다. 즉, 네트워크를 통해 소정 웹 페이지에 접속하여, 해당 서버와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
그리고, 네트워크 인터페이스부(133)는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 즉, 네트워크 인터페이스부(133)는 네트워크를 통하여 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 제공자로부터 제공되는 영화, 광고, 게임, VOD, 방송 신호 등의 컨텐츠 및 그와 관련된 정보를 수신할 수 있다.
또한, 네트워크 인터페이스부(133)는 네트워크 운영자가 제공하는 펌웨어의 업데이트 정보 및 업데이트 파일을 수신할 수 있으며, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자에게 데이터들을 송신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(133)는 네트워크를 통해, 공중에 공개(open)된 애플리케이션들 중 원하는 애플리케이션을 선택하여 수신할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)는 인접하는 외부 장치 내의 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 수신하여, 제어부(170) 또는 저장부(140)로 전달할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)는 디스플레이 장치(100)와 외부 장치 간의 연결 경로를 제공할 수 있다. 외부장치 인터페이스부(135)는 디스플레이 장치(100)에 무선 또는 유선으로 연결된 외부장치로부터 출력된 영상, 오디오 중 하나 이상을 수신하여, 제어부(170)로 전달할 수 있다. 외부장치 인터페이스부(135)는 복수의 외부 입력 단자들을 포함할 수 있다. 복수의 외부 입력 단자들은 RGB 단자, 하나 이상의 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, 컴포넌트(Component) 단자를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력된 외부장치의 영상 신호는 디스플레이부(180)를 통해 출력될 수 있다. 외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력된 외부장치의 음성 신호는 오디오 출력부(185)를 통해 출력될 수 있다.
외부장치 인터페이스부(135)에 연결 가능한 외부 장치는 셋톱 박스, 블루레이 플레이어, DVD 플레이어, 게임기, 사운드 바, 스마트폰, PC, USB 메모리, 홈 씨어터 중 어느 하나일 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
또한, 디스플레이 장치(100)에 미리 등록된 다른 사용자 또는 다른 전자 기기 중 선택된 사용자 또는 선택된 전자기기에, 디스플레이 장치(100)에 저장된 일부의 컨텐츠 데이터를 송신할 수 있다.
저장부(140)는 제어부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장하고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터신호를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(135) 또는 네트워크 인터페이스부(133)로부터 입력되는 영상, 음성, 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있으며, 채널 기억 기능을 통하여 소정 이미지에 관한 정보를 저장할 수도 있다.
저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(135) 또는 네트워크 인터페이스부(133)로부터 입력되는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 저장할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 저장부(140) 내에 저장되어 있는 컨텐츠 파일(동영상 파일, 정지영상 파일, 음악 파일, 문서 파일, 애플리케이션 파일 등)을 재생하여 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는 사용자가 입력한 신호를 제어부(170)로 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자입력 인터페이스부(150)는 블루투스(Bluetooth), WB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식, RF(Radio Frequency) 통신 방식 또는 적외선(IR) 통신 방식 등 다양한 통신 방식에 따라, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 제어 신호를 수신하여 처리하거나, 제어부(170)로부터의 제어 신호를 원격제어장치(200)로 송신하도록 처리할 수 있다.
또한, 사용자입력 인터페이스부(150)는, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 제어 신호를 제어부(170)에 전달할 수 있다.
제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이부(180)로 입력되어 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 오디오 출력될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
그 외, 제어부(170)는, 디스플레이 장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있으며, 네트워크에 접속하여 사용자가 원하는 애플리케이션 또는 애플리케이션 목록을 디스플레이 장치(100) 내로 다운받을 수 있도록 할 수 있다.
제어부(170)는 사용자가 선택한 채널 정보 등이 처리한 영상 또는 음성신호와 함께 디스플레이부(180) 또는 오디오 출력부(185)를 통하여 출력될 수 있도록 한다.
또한, 제어부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 수신한 외부장치 영상 재생 명령에 따라, 외부장치 인터페이스부(135)를 통하여 입력되는 외부 장치, 예를 들어, 카메라 또는 캠코더로부터의, 영상 신호 또는 음성 신호가 디스플레이부(180) 또는 오디오 출력부(185)를 통해 출력될 수 있도록 한다.
한편, 제어부(170)는 영상을 표시하도록 디스플레이부(180)를 제어할 수 있으며, 예를 들어 튜너(131)를 통해 입력되는 방송 영상, 또는 외부장치 인터페이스부(135)를 통해 입력되는 외부 입력 영상, 또는 네트워크 인터페이스부를 통해 입력되는 영상, 또는 저장부(140)에 저장된 영상이 디스플레이부(180)에서 표시되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(180)에 표시되는 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
또한, 제어부(170)는 디스플레이 장치(100) 내에 저장된 컨텐츠, 또는 수신된 방송 컨텐츠, 외부로부터 입력되는 외부 입력 컨텐츠가 재생되도록 제어할 수 있으며, 상기 컨텐츠는 방송 영상, 외부 입력 영상, 오디오 파일, 정지 영상, 접속된 웹 화면, 및 문서 파일 등 다양한 형태일 수 있다.
무선 통신부(173)는 유선 또는 무선 통신을 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신부(173)는 외부 기기와 근거리 통신(Short range communication)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 무선 통신부(173)는 블루투스(Bluetooth™), BLE(Bluetooth Low Energy), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 무선 통신부(173)는 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 디스플레이 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 디스플레이 장치(100)와 다른 디스플레이 장치(100) 사이, 또는 디스플레이 장치(100)와 디스플레이 장치(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 디스플레이 장치(100)는 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display)), 스마트 폰과 같은 이동 단말기가 될 수 있다. 무선 통신부(173)는 디스플레이 장치(100) 주변에, 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(170)는 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)와 통신하도록 인증된(authenticated) 디바이스인 경우, 디스플레이 장치(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 무선 통신부(173)를 통해 웨어러블 디바이스로 송신할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 디스플레이 장치(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다.
디스플레이부(180)는 제어부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호 또는 외부장치 인터페이스부(135)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호 등을 각각 R, G, B 신호로 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 디스플레이 장치(100)는 본 발명의 일 실시 예에 불과하므로. 도시된 구성요소들 중 일부는 실제 구현되는 디스플레이 장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 달리, 튜너(131)와 복조부(132)를 구비하지 않고 네트워크 인터페이스부(133) 또는 외부장치 인터페이스부(135)를 통해서 영상을 수신하여 재생할 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 방송 신호 또는 다양한 네트워크 서비스에 따른 컨텐츠들을 수신하기 위한 등과 같은 셋톱 박스 등과 같은 영상 처리 장치와 상기 영상 처리 장치로부터 입력되는 컨텐츠를 재생하는 컨텐츠 재생 장치로 분리되어 구현될 수 있다.
이 경우, 이하에서 설명할 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 방법은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 디스플레이 장치(100)뿐 아니라, 상기 분리된 셋톱 박스 등과 같은 영상 처리 장치 또는 디스플레이부(180) 및 오디오출력부(185)를 구비하는 컨텐츠 재생 장치 중 어느 하나에 의해 수행될 수도 있다.
오디오 출력부(185)는, 제어부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
전원 공급부(190)는, 디스플레이 장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이부(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 제어부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325), 및 스케일러(335)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(325)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이부(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다. 예를 들어, MPEG-2, H,264 디코더, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)에 대한 3D 영상 디코더, 복수 시점 영상에 대한 디코더 등을 구비할 수 있다.
프로세서(330)는, 디스플레이 장치(100) 내 또는 제어부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 제어부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340) 등의 동작을 제어할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이부(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 디스플레이 장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
또한, OSD 생성부(340)는, 원격제어장치(200)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이부(180)에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 생성부(340)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 생성부(340) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.
믹서(345)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 신호와 영상 처리부(320)에서 영상 처리된 복호화된 영상 신호를 믹싱할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공된다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Converter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
포맷터(360)는, 영상 신호의 포맷을 변경할 수 있다. 예를 들어, 3D 영상 신호의 포맷을, 사이드 바이 사이드(Side by Side) 포맷, 탑 다운(Top / Down) 포맷, 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 포맷, 인터레이스 (Interlaced) 포맷, 체커 박스(Checker Box) 포맷 등의 다양한 3D 포맷 중 어느 하나의 포맷으로 변경할 수 있다.
한편, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(미도시)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
제어부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 전자 프로그램 가이드 정보(Electronic Program Guide) 정보일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 제어부(170)의 블록도는 본 발명의 일 실시 예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 제어부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 제어부(170) 내에 마련되지 않고, 각각 별도로 구비되거나, 하나의 모듈로서 별도로 구비될 수도 있다.
도 4a는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4a의 (a)에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(180)에 원격제어장치(200)에 대응하는 포인터(205)가 표시되는 것을 예시한다.
사용자는 원격제어장치(200)를 상하, 좌우(도 4a의 (b)), 앞뒤(도 4a의 (c))로 움직이거나 회전할 수 있다. 디스플레이 장치의 디스플레이부(180)에 표시된 포인터(205)는 원격제어장치(200)의 움직임에 대응한다. 이러한 원격제어장치(200)는, 도면과 같이, 3D 공간 상의 움직임에 따라 해당 포인터(205)가 이동되어 표시되므로, 공간 리모콘 또는 3D 포인팅 장치라 명명할 수 있다.
도 4a의 (b)는 사용자가 원격제어장치(200)를 왼쪽으로 이동하면, 디스플레이 장치의 디스플레이부(180)에 표시된 포인터(205)도 이에 대응하여 왼쪽으로 이동하는 것을 예시한다.
원격제어장치(200)의 센서를 통하여 감지된 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보는 디스플레이 장치로 전송된다. 디스플레이 장치는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보로부터 포인터(205)의 좌표를 산출할 수 있다. 디스플레이 장치는 산출한 좌표에 대응하도록 포인터(205)를 표시할 수 있다.
도 4a의 (c)는, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이부(180)에서 멀어지도록 이동하는 경우를 예시한다. 이에 의해, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이부(180) 내의 선택 영역이 줌인되어 확대 표시될 수 있다. 이와 반대로, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이부(180)에 가까워지도록 이동하는 경우, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이부(180) 내의 선택 영역이 줌아웃되어 축소 표시될 수 있다. 한편, 원격제어장치(200)가 디스플레이부(180)에서 멀어지는 경우, 선택 영역이 줌아웃되고, 원격제어장치(200)가 디스플레이부(180)에 가까워지는 경우, 선택 영역이 줌인될 수도 있다.
한편, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서는 상하, 좌우 이동의 인식이 배제될 수 있다. 즉, 원격제어장치(200)가 디스플레이부(180)에서 멀어지거나 접근하도록 이동하는 경우, 상,하,좌,우 이동은 인식되지 않고, 앞뒤 이동만 인식되도록 할 수 있다. 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누르지 않은 상태에서는, 원격제어장치(200)의 상,하,좌,우 이동에 따라 포인터(205)만 이동하게 된다.
한편, 포인터(205)의 이동속도나 이동방향은 원격제어장치(200)의 이동속도나 이동방향에 대응할 수 있다.
도 4b는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 원격제어장치(200)는 무선통신부(420), 사용자 입력부(430), 센서부(440), 출력부(450), 전원공급부(460), 저장부(470), 제어부(480)를 포함할 수 있다.
무선통신부(420)는 전술하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치 중 임의의 어느 하나와 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치들 중에서, 하나의 디스플레이 장치(100)를 일예로 설명하도록 하겠다.
본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 RF 통신규격에 따라 디스플레이 장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 RF 모듈(421)을 구비할 수 있다. 또한 원격제어장치(200)는 IR 통신규격에 따라 디스플레이 장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 IR 모듈(423)을 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 디스플레이 장치(100)로 원격제어장치(200)의 움직임 등에 관한 정보가 담긴 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 전송한다.
또한, 원격제어장치(200)는 디스플레이 장치(100)가 전송한 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 수신할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는 필요에 따라 IR 모듈(423)을 통하여 디스플레이 장치(100)로 전원 온/오프, 채널 변경, 볼륨 변경 등에 관한 명령을 전송할 수 있다.
사용자 입력부(430)는 키패드, 버튼, 터치 패드, 또는 터치 스크린 등으로 구성될 수 있다. 사용자는 사용자 입력부(430)를 조작하여 원격제어장치(200)로 디스플레이 장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(430)가 하드키 버튼을 구비할 경우 사용자는 하드키 버튼의 푸쉬 동작을 통하여 원격제어장치(200)로 디스플레이 장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(430)가 터치스크린을 구비할 경우 사용자는 터치스크린의 소프트키를 터치하여 원격제어장치(200)로 디스플레이 장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(430)는 스크롤 키나, 조그 키 등 사용자가 조작할 수 있는 다양한 종류의 입력수단을 구비할 수 있으며 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
센서부(440)는 자이로 센서(441) 또는 가속도 센서(443)를 구비할 수 있다. 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보를 센싱할 수 있다.
일예로, 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 동작에 관한 정보를 x,y,z 축을 기준으로 센싱할 수 있다. 가속도 센서(443)는 원격제어장치(200)의 이동속도 등에 관한 정보를 센싱할 수 있다. 한편, 거리측정센서를 더 구비할 수 있으며, 이에 의해, 디스플레이부(180)와의 거리를 센싱할 수 있다.
출력부(450)는 사용자 입력부(430)의 조작에 대응하거나 디스플레이 장치(100)에서 전송한 신호에 대응하는 영상 또는 음성 신호를 출력할 수 있다. 출력부(450)를 통하여 사용자는 사용자 입력부(430)의 조작 여부 또는 디스플레이 장치(100)의 제어 여부를 인지할 수 있다.
일예로, 출력부(450)는 사용자 입력부(430)가 조작되거나 무선통신부(420)을 통하여 디스플레이 장치(100)와 신호가 송수신되면 점등되는 LED 모듈(451), 진동을 발생하는 진동 모듈(453), 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(455), 또는 영상을 출력하는 디스플레이 모듈(457)을 구비할 수 있다.
전원공급부(460)는 원격제어장치(200)로 전원을 공급한다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)이 소정 시간 동안 움직이지 않은 경우 전원 공급을 중단함으로서 전원 낭비를 줄일 수 있다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)에 구비된 소정 키가 조작된 경우에 전원 공급을 재개할 수 있다.
저장부(470)는 원격제어장치(200)의 제어 또는 동작에 필요한 여러 종류의 프로그램, 애플리케이션 데이터 등이 저장될 수 있다. 만일 원격제어장치(200)가 디스플레이 장치(100)와 RF 모듈(421)을 통하여 무선으로 신호를 송수신할 경우 원격제어장치(200)와 디스플레이 장치(100)는 소정 주파수 대역을 통하여 신호를 송수신한다. 원격제어장치(200)의 제어부(480)는 원격제어장치(200)와 페어링된 디스플레이 장치(100)와 신호를 무선으로 송수신할 수 있는 주파수 대역 등에 관한 정보를 저장부(470)에 저장하고 참조할 수 있다.
제어부(480)는 원격제어장치(200)의 제어에 관련된 제반사항을 제어한다. 제어부(480)는 사용자 입력부(430)의 소정 키 조작에 대응하는 신호 또는 센서부(440)에서 센싱한 원격제어장치(200)의 움직임에 대응하는 신호를 무선통신부(420)를 통하여 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다.
디스플레이 장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는, 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있는 무선통신부(411)와, 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 포인터의 좌표값을 산출할 수 있는 좌표값 산출부(415)를 구비할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(150)는, RF 모듈(412)을 통하여 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있다. 또한 IR 모듈(413)을 통하여 원격제어장치(200)이 IR 통신 규격에 따라 전송한 신호를 수신할 수 있다.
좌표값 산출부(415)는 무선통신부(411)를 통하여 수신된 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 신호로부터 손떨림이나 오차를 수정하여 디스플레이부(180)에 표시할 포인터(205)의 좌표값(x,y)을 산출할 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(150)를 통하여 디스플레이 장치(100)로 입력된 원격제어장치(200) 전송 신호는 디스플레이 장치(100)의 제어부(170)로 전송된다. 제어부(170)는 원격제어장치(200)에서 전송한 신호로부터 원격제어장치(200)의 동작 및 키 조작에 관한 정보를 판별하고, 그에 대응하여 디스플레이 장치(100)를 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 원격제어장치(200)는, 그 동작에 대응하는 포인터 좌표값을 산출하여 디스플레이 장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)로 출력할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는 별도의 손떨림이나 오차 보정 과정 없이 수신된 포인터 좌표값에 관한 정보를 제어부(170)로 전송할 수 있다.
또한, 다른 예로, 좌표값 산출부(415)가, 도면과 달리 사용자 입력 인터페이스부(150)가 아닌, 제어부(170) 내부에 구비되는 것도 가능하다.
도 5는 도 2의 전원공급부 및 디스플레이의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 액정 표시 패널(LCD 패널) 기반의 디스플레이 모듈(180)은, 액정 표시 패널(210), 구동 회로부(230), 백라이트 유닛(250) 및 백라이트 디밍 제어부(510)를 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(210)은, 영상을 표시하기 위해, 다수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치되고, 교차하는 영역에 박막 트랜지스터 및 이와 접속되는 화소 전극이 형성되는 제1 기판과, 공통 전극이 구비되는 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함한다.
구동 회로부(230)는, 도 1의 제어부(170)로부터 공급되는 제어신호 및 데이터신호를 통해 액정 표시 패널(210)을 구동한다. 이를 위해, 구동 회로부(230)는, 타이밍 컨트롤러(232), 게이트 드라이버(234), 데이터 드라이버(236)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 제어부(170)로부터의 제어 신호 및 R,G,B 데이터 신호, 수직동기 신호(Vsync) 등을 입력받아, 제어 신호에 대응하여 게이트 드라이버(234)와 데이터 드라이버(236)를 제어하고, R,G,B 데이터 신호를 재배치하여, 데이터 드라이브(236)에 제공한다.
게이트 드라이버(234)와 데이터 드라이버(236), 타이밍 컨트롤러(232)의 제어에 따라, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 통해 주사 신호 및 영상 신호를 액정 표시 패널(210)에 공급한다.
백라이트 유닛(250)은, 액정 표시 패널(210)에 빛을 공급한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(250)은, 광원인 다수개의 광원(252)와, 광원(252)의 스캐닝 구동을 제어하는 스캔 구동부(254)와, 광원(252)를 온(On)/오프(Off)하는 광원 구동부(256)를 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(210)의 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정층의 광 투과율이 조절된 상태에서, 백라이트 유닛(250)으로부터 출사된 빛을 이용하여 소정 영상을 표시한다.
전원 공급부(190)는, 액정 표시 패널(210)에 공통전극 전압(Vcom)을 공급하며, 데이터 드라이버(236)에 감마전압을 공급할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(250)에 광원(252)를 구동하기 위한 구동 전원을 공급할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(250)은 복수개의 블록들로 분할되어 구동할 수 있다. 제어부(170)는 복수개의 블록들 각각의 디밍값을 설정하여 로컬 디밍(local dimming)을 수행하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(232)는 입력 영상 데이터(RGB)를 백라이트 디밍 제어부(510)로 출력하고, 백라이트 디밍 제어부(510)는 타이밍 컨트롤러(232)로부터 수신한 입력 영상 데이터(RGB)에 기초하여 복수개의 블록들 각각의 디밍값을 산출할 수 있다.
도 6은 에지형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이고, 도 7은 직하형 백라이트 유닛의 경우 액정표시패널과 광원들의 배치를 보여주는 일 예시 도면이다.
액정표시패널(210)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 도 6 및 도 7에서는 액정표시패널(210)이 16 개의 블록들(BL1~BL16)로 균등하게 분할된 것을 예시로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 복수의 블록들 각각은 복수의 화소들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(250)은 에지형(edge type)과 직하형 (direct type) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
에지형 백라이트 유닛(250)은 액정표시패널(210)의 아래에 다수의 광학 시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원이 배치되는 구조를 갖는다. 백라이트 유닛(250)이 에지형 백라이트 유닛으로 구현되는 경우, 광원들은 액정표시패널(210)의 상하 측면 중 적어도 어느 한 측면과 좌우 측면 중 적어도 어느 한 측면에 배치된다. 도 6에서는 제1 광원 어레이(LA1)가 액정표시패널(210)의 상측면에 배치되고, 제2 광원 어레이(LA2)가 액정표시패널(210)의 좌측면에 배치된 것을 예시로 설명하였다. 제1 및 제2 광원 어레이들(LA1, LA2) 각각은 다수의 광원(252)과 광원(252)이 실장되는 광원 회로 보드(251)를 포함한다. 이 경우, 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 입사되는 광의 밝기는 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 위치에 배치된 제1 광원 어레이(LA1)의 광원들(252A)과 제2 광원 어레이(LA2)의 광원들(252B)을 이용하여 조정될 수 있다.
직하형 백라이트 유닛(250)은 액정표시패널(210)의 아래에 다수의 광학 시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 백라이트 유닛(250)이 직하형 백라이트 유닛으로 구현되는 경우, 도 7과 같이 액정표시패널(210)의 블록들(BL1~BL16)에 일대일로 대응되도록 분할된다. 이 경우, 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 입사되는 광의 밝기는 액정표시패널(210)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 위치에 배치된 백라이트 유닛(250)의 제1 블록(B1)에 포함된 광원(252)들을 이용하여 조정될 수 있다.
광원(252)들은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다. 광원(252)들은 광원 구동부(256)로부터의 광원구동신호들(LDS)을 입력받아 점등 및 소등된다. 광원(252)들은 광원구동신호들(LDS)의 진폭에 따라 빛의 세기가 조정될 수 있으며, 펄스 폭에 따라 점등 기간이 조정될 수 있다. 광원(252)들은 광원구동신호(LDS)에 따라 출력하는 빛의 밝기가 조정될 수 있다.
광원 구동부(256)는 백라이트 디밍 제어부(510)로부터 입력되는 블록들 각각의 디밍값에 기초하여 광원구동신호들(LDS)을 생성하여 광원(252)에 출력할 수 있다. 블록들의 디밍값은 로컬 디밍을 구현하기 위한 값으로, 광원(252)들이 출력하는 빛의 밝기일 수 있다.
제어부(170)는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행할 수 있다.
VRR 기능은, 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)을 조절하는 기능일 수 있다.
화면 재생률(refresh rate)는, 1초 동안 디스플레이부(180)가 프레임을 나타내는 횟수를 의미할 수 있다. 즉, 화면 재생률은 1초에 디스플레이부(180)가 얼마나 많은 장면을 출력 가능한 지를 나타내는 수치일 수 있다.
화면 재생률은 화면 주사율(Scan Rate) 혹은 화면 재생 빈도일 수 있다.
제어부(170)는 특정 조건일 때 VRR 기능을 실행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 게임 모드일 때 VRR 기능을 실행할 수 있다. 또는, 제어부(170)는 외부기기 인터페이스부(135)를 통해 외부기기로부터 영상 신호를 수신할 때 VRR 기능을 실행할 수 있다. 또는, 제어부(170)는 영상 신호를 처리한 결과 영상 신호의 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)가 고정되지 않은 것으로 판단될 때, VRR 기능을 실행할 수 있다. 또는, 제어부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통해 VRR 기능의 실행 명령을 수신한 경우, VRR 기능을 실행할 수 있다. 그러나, 상술한 경우는 예시적인 것에 불과하며, 제어부(170)는 다양한 방법으로 VRR 기능을 실행할 수 있다.
제어부(170)는 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 기초하여 수직 동기 신호(vertical synchronizing signal)을 획득할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 영상 신호를 디코딩함으로써 수직동기 신호(Vsync)를 추출할 수 있다.
수직 동기 신호는, 송신 측과 수신 측에서 하나의 필드를 주사하는 시작점을 일치시키기 위한 신호일 수 있다.
제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중이지 않을 때에는 수직 동기 신호의 주파수가 일정할 수 있다. 따라서, 이 경우, 화면 재생률은 고정되며, 디스플레이부(180)가 초당 표시하는 프레임 수는 고정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중이지 않으면 초당 60 프레임을 표시할 수 있다.
그러나, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 때에는 영상 신호에 기초하여 수직 동기 신호를 추출하는데, 이 때 수직 동기 신호의 주파수는 영상 신호의 초당 프레임 수에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 경우, 디스플레이부(180)가 초당 표시하는 프레임 수는 변경될 수 있다.
도 8은 종래 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync 및 로컬 디밍 제어 방법을 도시한 예시 도면이다.
구체적으로, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 경우 영상 신호가 입력되면 입력된 영상 신호에 기초하여 수직 동기 신호(Vsync)를 추출할 수 있다.
도 8의 예시를 참조하면, 제어부(170)는 영상 신호에 따라 수직 동기 신호를 추출한 결과, 수직 동기 신호의 주파수가 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz 등으로 계속해서 변경될 수 있다.
VRR 기능을 실행 중일 때 수직 동기 신호의 주파수는 약 48Hz 내지 120Hz 사이에서 변경될 수 있다.
제어부(170)는 수직 동기 신호에 따라 백라이트 유닛(250)을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 수직 동기 신호의 주파수를 백라이트 유닛(250)의 동작 주파수로 인식하고, 백라이트 유닛(250)은 수직 동기 신호에 따라 동작할 수 있다. 이 때, 수직 동기 신호의 주파수가 과도하게 낮으면(예를 들어, 약 55Hz 이하) 사용자가 플리커(flicker)를 인지하게 되는 문제를 야기할 수 있다.
또한, 종래 디스플레이 장치(100)의 경우, 백라이트 디밍 제어부(510)는 VRR 기능을 실행 중인 경우에도, 수직 동기 신호와 관계 없이 일정 주기로 로컬 디밍 데이터를 산출하고, 산출된 로컬 디밍 데이터에 따라 로컬 디밍을 제어하였다.
로컬 디밍 데이터는, 로컬 디밍을 위해 영상 데이터에 기초하여 추출된 블록들 각각의 디밍값을 의미할 수 있다. 따라서, 로컬 디밍 데이터는 영상 데이터의 변화에 따라 함께 변할 수 있다.
그러나, 종래와 같이, 제어부(170)는 일정 주기로 로컬 디밍 데이터를 산출 및 로컬 디밍 제어할 경우, 영상 데이터가 변경되었음에도 이전 영상 프레임에 따른 로컬 디밍 데이터로 로컬 디밍을 제어하므로, 영상의 콘트라스트가 개선되지 않거나, 오히려 악화되는 등의 문제를 야기할 수 있다. 즉, VRR 기능시 로컬 디밍이 제대로 수행되지 않는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 플리커 문제를 개선하기 위해 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시키고, 조절/증가된 화면 재생률에 따라 로컬 디밍을 제어함으로써 VRR 기능 시에도 로컬 디밍을 영상에 맞게 수행하고자 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 동작하는 방법을 도시한 순서도이다.
제어부(170)는 VRR 기능을 실행할 수 있다(S11).
제어부(170)는 VRR 기능의 실행 여부를 판단하고, VRR 기능을 실행 중이지 않으면 화면 재생률을 고정하고, 영상 신호에 따라 화면 재생률을 변경할 수 있다. 이하, 그 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중이면, 영상 신호에 기초하여 화면 재생률을 조절할 수 있다(S13).
구체적으로, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중이면 매초 영상 신호의 초당 프레임 수를 획득하고, 영상 신호의 초당 프레임 수에 기초하여 수직동기 신호의 주파수를 추출할 수 있다.
특히, 영상 디코더(320)가 영상 신호를 디코딩함으로써 영상 신호의 초당 프레임 수를 획득하고, 초당 프레임 수에 기초하여 수직 동기 신호를 추출하며, 화면 재생률을 획득할 수 있다. 프레임레이트 변환부(350)는 영상 디코더(320)를 통해 획득한 화면 재생률에 따라 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 또한, 프레임레이트 변환부(350)가 화면 영상 디코더(430)에 의해 획득한 화면 재생률을 증가시킬 수 있고, 화면 재생률을 증가시키는 경우 증가된 화면 재생률에 따라 프레임 레이트를 변환할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync 및 로컬 디밍 데이터의 출력 타이밍을 도시한 예시 도면이다.
예를 들어, 제어부(170)는 영상 신호의 초당 프레임 수가 120 프레임이면 수직동기 신호의 주파수를 120Hz로 추출하고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 58 프레임이면 수직동기 신호의 주파수를 58Hz로 추출하고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 70 프레임이면 수직동기 신호의 주파수를 70 Hz로 추출할 수 있다.
제어부(170)는 수직동기 신호의 주파수에 따라 화면 재생률을 조절할 수 있다.
화면 재생률(Refresh Rate)은 1초 동안 디스플레이부(180)가 표시하는 프레임의 수를 의미하며, 그 단위는 초당 반복 수를 의미하는 Hz(헤르츠)가 사용될 수 있다. 따라서, 화면 재생률은 수직동기 신호의 주파수일 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 영상 신호의 초당 프레임 수에 따라 화면 재생률을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 영상 신호의 초당 프레임 수가 120 프레임이면 화면 재생률을 120Hz으로 조절하고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 58 프레임이면 화면 재생률을 58Hz으로 조절하고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 70 프레임이면 화면 재생률을 70Hz로 조절할 수 있다.
그리고, 이 때, 제어부(170)는 조절된 화면 재생률에 따라 로컬 디밍을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 수직 동기 신호에 맞춰 로컬 디밍 데이터를 산출하고, 산출된 데이터에 따라 로컬 디밍을 제어할 수 있다.
도 10을 참조하면, 로컬 디밍 데이터에 도시된 점선은 종래 수직 동기 신호와 관계 없이 일정 주기로 산출 및 적용되는 데이터를 나타내고, 실선은 본 발명에 따라 수직 동기 신호체 맞춰 산출 및 적용되는 데이터를 나타낼 수 있다.
이 경우, 현재 디스플레이부(180)에 표시되는 영상 프레임에 맞게 로컬 디밍되는 이점이 있다.
그러나, 이와 같이, 화면 재생률을 조절할 경우, 화면 재생률이 특정 주파수 이하인 경우에는 플리커가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 제어부(170)는 조절된 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.
다시, 도 9를 설명한다.
제어부(170)는 조절된 화면 재생률을 체배할 수 있다(S15).
구체적으로, 제어부(170)는 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 다양한 방법으로 증가시킬 수 있고, 그 중 하나로 조절된 화면 재생률을 체배할 수 있다.
즉, 제어부(170)는 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 그 정수배에 해당하는 주파수로 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 화면 재생률을 2배로 증가시킬 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 제어부(170)는 화면 재생률을 4배 또는 그 이상으로 증가시킬 수도 있다.
한편, 제1 실시 예에 따르면, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 동안 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 무조건 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 동안 화면 재생률을 순서대로 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz으로 조절한 경우, 조절된 화면 재생률 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz을 각각 240Hz, 240Hz, 116Hz, 140Hz로 체배할 수 있다.
제2 실시 예에 따르면, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 동안 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 기 설정된 주파수 이하인 경우에만 화면 재생률을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 기 설정된 주파수를 초과하는 경우 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 유지할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 55Hz로 설정할 수 있다. 즉, 이 경우 제어부(170)는 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 55Hz인 경우, 화면 재생률을 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 VRR 기능을 실행 중인 동안 화면 재생률을 순서대로 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz으로 조절한 경우, 조절된 화면 재생률 120Hz, 120Hz, 58Hz, 70Hz을 각각 120Hz, 120Hz, 116Hz, 40Hz로 유지 또는 체배할 수 있다.
한편, 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수로 55Hz는 예시로 든 것에 불과하므로 이에 제한되지 않는다.
제어부(170)는 플리커가 발생될 것으로 예상되는 임의의 주파수를 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수로 설정할 수 있다.
제어부(170)는 디스플레이 장치(100)의 설치 환경, 사용 환경 등을 입력받아, 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 설정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 현재 시간이 밤 시간대(예를 들어, 오후 5시부터 오전 5시 이전까지)이면 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 제1 주파수(예를 들어, 40Hz)로 설정하고, 현재 시간이 낮 시간대(예를 들어, 오전 5시부터 오후 5시 이전까지)이면 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수(예를 들어, 55Hz)로 설정할 수 있다.
그러나, 이와 같이 시간대에 따라 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 변경하는 방법은 예시적인 것에 불과하다.
다른 예로, 제어부(170)는 디스플레이 장치(100)의 설정 밝기가 기준값(예를 들어, 1 내지 100 중 50) 미만이면 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 제1 주파수(예를 들어, 40Hz)로 설정하고, 디스플레이 장치(100)의 설정 밝기가 기준값(예를 들어, 1 내지 100 중 50) 이상이면 화면 재생률을 증가시키는 기준이 되는 주파수를 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수(예를 들어, 55Hz)로 설정할 수 있다.
이와 같이, 다양한 실시 예를 통해, 제어부(170)는 영상 신호에 기초하여 화면 재생률을 제1 주파수로 획득한 경우 화면 재생률을 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 증가시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행하는 동안 영상 신호에 따른 Vsync를 체배한 후 경우 Vsync 및 로컬 디밍 데이터의 출력 타이밍을 도시한 예시 도면이다.
도 11의 예시에서, 제어부(170)는 화면 재생률을 2배로 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)는 영상 신호의 초당 프레임 수가 120 프레임이면 화면 재생률 120Hz을 240Hz로 증가시키고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 58 프레임이면 화면 재생률 58Hz를 116Hz로 증가시키고, 영상 신호의 초당 프레임 수가 70 프레임이면 화면 재생률 70Hz를 140Hz로 증가시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 수직 동기 신호의 전송 주파수를 2배로 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 로컬 디밍을 제어하는 주파수도 수직 동기 신호와 동일하게 조절할 수 있다.
다시, 도 9를 설명한다.
제어부(170)는 체배된 화면 재생률에 따라 백라이트 유닛(250) 및 로컬 디밍을 제어할 수 있다(S17).
백라이트 유닛(250) 및 백라이트 디밍 제어부(510)는 프레임레이트 변환부(350)에서 증가된 화면 재생률에 따라 구동될 수 있다.
제어부(170)는 체배된 화면 재생률에 따라 백라이트 유닛의 동작 주파수를 증가시킬 수 있다. 즉, 제어부(170)는 화면 재생률을 증가시킴으로써 수직 동기 신호의 전송 주파수를 화면 재생률과 동일하게 증가시키고, 이 경우 수직 동기 신호의 전송 주파수가 증가함에 따라 디스플레이부(180)에 구비된 백라이트 유닛(250)의 동작 주파수가 함께 증가할 수 있다.
예를 들어, 영상 신호의 초당 프레임 수가 약 48 프레임 내지 120 프레임이라고 가정할 때, 제어부(170)는 화면 재생률을 2배로 체배시킴에 따라 화면 재생률은 98 Hz 내지 240Hz로 증가될 수 있다. 따라서, 화면 재생률은 최소 98Hz이므로, 수직 동기 신호의 주파수도 최소 98Hz이며, 이에 따라 백라이트 유닛(250)의 동작 주파수도 최소 98Hz이므로, 사용자가 플리커를 느끼는 경우를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 제어부(170)는 화면 재생률을 증가시킴으로써 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(170)는 화면 재생률을 체배함에 따라 수직 동기 신호가 체배되고, 체배된 수직 동기 신호에 맞춰 로컬 디밍 데이터를 산출 및 제어를 수행할 수 있다. 이 때, 1초에 표시되는 영상에 대한 로컬 디밍 데이터가 복수개 산출될 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호가 2배로 체배될 경우 1초에 표시되는 영상에 대한 로컬 디밍 데이터가 2개 산출될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 로컬 디밍 데이터에 도시된 점선은 종래 수직 동기 신호와 관계 없이 일정 주기로 산출 및 적용되는 데이터를 나타내고, 실선은 본 발명에 따라 수직 동기 신호에 맞춰 산출 및 적용되는 데이터를 나타낼 수 있다.
이와 같이, 제어부(170)가 체배된 수직 동기 신호에 따라 로컬 디밍 데이터를 산출 및 적용할 경우 첫 번째 산출된 로컬 디밍 데이터에 따라 로컬 디밍을 제어하고, 두 번째부터 산출된 로컬 디밍 데이터는 처리하지 않을 수 있다. 즉, 제어부(170)는 첫 번째 산출된 로컬 디밍 테이터만 디스플레이부(180)에 적용하고, 두 번째부터 산출된 로컬 디밍 데이터를 디스플레이부(180)에 적용시키지 않을 수 있다.
제어부(170)가 수직 동기 신호를 체배함에 따라 로컬 디밍 데이터가 복수개 산출되는데, 이 때 영상 신호는 동일하기 때문에 복수개의 로컬 디밍 데이터가 동일할 수 있다. 따라서, 제어부(170)는 수직 동기 신호를 체배할 때 첫 번째 산출된 로컬 디밍 데이터에 따라 로컬 디밍되도록 백라이트 디밍 제어부(510)를 제어하고, 두 번째 산출된 로컬 디밍 데이터는 처리하지 않을 수 있다.
이와 같이, 제어부(170)는 수직 동기 신호에 따라 로컬 디밍 데이터를 산출 및 로컬 디밍 제어함으로써, 영상 신호의 프레임 변경과 관계 없이 영상에 맞게 로컬 디밍함으로써, 콘트라스트를 개선할 수 잇는 이점이 있다. 또한, 첫번째 산출된 로컬 디밍 데이터만 처리함으로써 데이터 처리 로드를 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행 중일 때 화면 재생률을 조절한 후 조절된 화면 재생률을 증가시키지 않은 경우 이미지와 조절된 화면 재생률을 증가시킨 경우 이미지의 예시 도면이다.
도 12의 (a)는 종래 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행할 때 출력하는 영상 중 일 장면을 캡쳐한 이미지의 예시이고, 도 12의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 VRR 기능을 실행할 때 도 12의 (a)와 동일 영상을 출력하면서 동일 장면을 캡쳐한 이미지의 예시일 수 있다.
도 12의 예시에 도시된 바와 같이, 종래 디스플레이 장치는 현재 출력되는 영상에 맞는 로컬 디밍을 적용하지 못해 콘트라스트가 낮은 반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 현재 출력되는 영상에 맞는 로컬 디밍을 적용하기 때문에 콘트라스트가 높은 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상 프레임의 변경 시점에 맞춰 백라이트 유닛(250)이 구동되므로, 영상의 전환이 자연스럽고 화질이 개선되는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)를 조절하는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행하는 제어부; 및
    상기 화면 재생률에 따라 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시키는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 체배하는
    디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 기 설정된 주파수 이하인 경우 상기 화면 재생률을 증가시키는
    디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수는 55Hz인
    디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률이 상기 기 설정된 주파수를 초과하는 경우 상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 유지하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호의 초당 프레임 수에 기초하여 수직동기 신호의 주파수를 추출하고, 상기 수직동기 신호의 주파수에 기초하여 상기 화면 재생률을 증가시키는
    디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 화면 재생률을 증가시킴으로써 상기 디스플레이부에 구비된 백라이트 유닛의 동작 주파수를 증가시키는
    디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 화면 재생률을 증가시킴으로써 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 증가시키는
    디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 체배시킬 때 첫 번째 산출된 로컬 디밍 테이터만 상기 디스플레이부에 적용하는
    디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 로컬 디밍 데이터의 산출 주파수를 체배시킬 때 두 번째부터 산출된 로컬 디밍 데이터를 상기 디스플레이부에 적용시키지 않는
    디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    외부기기와 연결되는 외부장치 인터페이스부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 외부기기에서 영상 신호를 수신할 때 상기 VRR 기능을 실행하는
    디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호를 디코딩함으로써 상기 영상 신호의 초당 프레임 수를 획득하고, 상기 초당 프레임 수에 기초하여 상기 화면 재생률을 획득하는 영상 디코더, 및
    상기 영상 디코더를 통해 획득한 상기 화면 재생률을 증가시키는 프레임레이트 변환부를 포함하고,
    상기 디스플레이부는
    상기 프레임레이트 변환부에서 증가된 화면 재생률에 따라 구동되는 백라이트 유닛, 및 백라이트 디밍 제어부를 포함하는
    디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 신호에 기초하여 상기 화면 재생률을 제1 주파수로 획득한 경우 상기 화면 재생률을 상기 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 증가시키는
    디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 VRR 기능을 실행하지 않는 경우, 상기 화면 재생률을 고정시키는
    디스플레이 장치.
  15. 영상 신호를 입력받는 단계;
    상기 영상 신호에 따라 화면 재생률(refresh rate)를 조절하는 VRR(variable refresh rate) 기능을 실행하는 단계;
    상기 영상 신호에 따라 조절된 화면 재생률을 증가시키는 단계; 및
    증가된 화면 재생률에 따라 영상을 출력하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
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