WO2022034939A1 - 영상표시장치 및 그 동작방법 - Google Patents

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김명욱
구현승
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Definitions

  • the present invention relates to a video display device and an operating method thereof.
  • An image display device is a device having a function of displaying an image that a user can watch, and the user can watch a broadcast through the image display device.
  • the image display device includes a liquid crystal display (LCD) using liquid crystal or an OLED display using an organic light emitting diode (OLED), a TV (Television), and a monitor (Monitor). ), a projector, and the like.
  • an image display device having a liquid crystal display a plurality of pixels are arranged in a matrix form, a display panel in which a driving element such as a thin film transistor (TFT) is disposed for each pixel, and a backlight for irradiating light to the display panel It includes a unit and the like, and by changing the tilt angle of liquid crystal molecules by adjusting the intensity of an electric field formed in the liquid crystal according to the operation of the driving element, transmits or blocks light to display an image.
  • TFT thin film transistor
  • a PWM dimming method of driving a backlight unit through a pulse-width modulation (PWM) signal is used so that a black screen is displayed between frames constituting an image.
  • PWM pulse-width modulation
  • the image display device may set the frequency of the PWM dimming signal to 60 Hz, and may control the display of a black screen between frames by setting the duty ratio of the PWM signal.
  • luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines on the display panel may occur due to a difference in operation timing of driving elements disposed in pixels.
  • the backlight unit irradiates light to the entire display panel at the same time, while driving elements disposed in pixels are sequentially driven in the order of horizontal lines on the display panel.
  • luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines on the display panel may occur.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • Another object of the present invention is to provide an image display apparatus capable of improving not only motion blur but also luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines on a display panel, and an operating method thereof, even when the refresh rate of the display is increased.
  • an image display apparatus includes a display panel including a plurality of pixels, a backlight unit irradiating light to the display panel, and a control unit, wherein the control unit includes a display panel determines a refresh rate for an image output through calculated, and the operation of the plurality of driving elements disposed on the display panel corresponding to each of the plurality of pixels may be controlled according to the determined pixel clock frequency.
  • the method of operating an image display device includes an operation of determining a refresh rate for an image, a vertical blanking period for each frame corresponding to the determined refresh rate, and a vertical blanking period for each frame.
  • a plurality of driving elements disposed on the display panel corresponding to each of the plurality of pixels included in the display panel of the image display device and the operation of calculating the pixel clock frequency corresponding to the calculated vertical blank section are determined It may include an operation of driving according to the pixel clock frequency.
  • the screen refresh rate of the image display device when the screen refresh rate of the image display device is set higher than a certain standard by determining a vertical blank section and a pixel clock frequency for each frame constituting an image in response to a change in the screen refresh rate Even before light is irradiated to the display panel, it is possible to control the operation of the driving elements disposed corresponding to the pixels included in the display panel, thereby preventing luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines on the display panel.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an image display system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example of an internal block diagram of the image display device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an example of an internal block diagram of the display of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a flowchart of a method of operating an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 9B are diagrams referenced in the description of the operation method of the image display apparatus.
  • module and “part” for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system, according to various embodiments of the present invention.
  • a system 10 may include an image display device 100 , a remote control device 200 , and/or an image providing device 300 .
  • the image display device 100 may be a device that processes and outputs an image.
  • the image display device 100 is not particularly limited as long as it can output a screen corresponding to an image signal, such as a TV, a notebook computer, and a monitor.
  • the image display apparatus 100 may receive a broadcast signal, process it, and output a signal-processed broadcast image.
  • the image display device 100 may correspond to a broadcast reception device.
  • the image display apparatus 100 may receive a broadcast signal wirelessly through an antenna, or may receive a broadcast signal through a wire through a cable.
  • the image display apparatus 100 may receive a terrestrial broadcast signal, a satellite broadcast signal, a cable broadcast signal, an Internet Protocol Television (IPTV) broadcast signal, and the like.
  • IPTV Internet Protocol Television
  • the remote control apparatus 200 may be connected to the image display apparatus 100 by wire and/or wirelessly to provide various control signals to the image display apparatus 100 .
  • the remote control apparatus 200 establishes a wired or wireless network with the image display apparatus 100 and transmits various control signals to the image display apparatus 100 through the established network, or the image display apparatus 100 It may include a device for receiving signals related to various operations processed in the image display device 100 from the.
  • various input devices such as a mouse, a keyboard, a space remote control, a trackball, and a joystick may be used as the remote control device 200 .
  • the image display device 100 is connected to only a single remote control device 200 or is simultaneously connected to two or more remote control devices 200, based on a control signal provided from each remote control device 200, on the screen. You can change the displayed object or adjust the state of the screen.
  • the image display apparatus 100 may output an image received from the image providing apparatus 300 .
  • the image display apparatus 100 stores the image received from the image providing apparatus 300 and outputs the stored image according to the screen size of the image processing apparatus 100 and the number of frames that can be displayed per second. can
  • the image providing apparatus 300 is not particularly limited as long as it can transmit an image signal including RGB data corresponding to an image, such as a computer.
  • FIG. 2 is an internal block diagram of the image display device of FIG. 1 .
  • the image display device 100 includes a broadcast receiving unit 105 , an external device interface unit 130 , a network interface unit 135 , a storage unit 140 , a user input interface unit 150 , and an input unit. 160 , a controller 170 , a display 180 , an audio output unit 185 , and/or a power supply unit 190 .
  • the broadcast receiver 105 may include a tuner 110 and a demodulator 120 .
  • the image display device 100 unlike the drawing, among the broadcast receiving unit 105, the external device interface unit 130, and the network interface unit 135, the broadcast receiving unit 105 and the external device interface unit 130 It is also possible to include only That is, the image display apparatus 100 may not include the network interface unit 135 .
  • the tuner unit 110 may select a broadcast signal corresponding to a channel selected by the user or all channels stored in advance among broadcast signals received through an antenna (not shown) or a cable (not shown).
  • the tuner unit 110 may convert the selected broadcast signal into an intermediate frequency signal or a baseband video or audio signal.
  • the selected broadcast signal may be converted into a digital IF signal (DIF), and if the selected broadcast signal is an analog broadcast signal, it may be converted into an analog baseband image or audio signal (CVBS/SIF).
  • DIF digital IF signal
  • CVBS/SIF analog baseband image or audio signal
  • the tuner unit 110 may process a digital broadcast signal or an analog broadcast signal.
  • An analog baseband video or audio signal (CVBS/SIF) output from the tuner unit 110 may be directly input to the control unit 170 .
  • the tuner unit 110 may sequentially select broadcast signals of all broadcast channels stored through the channel storage function among the received broadcast signals, and convert them into an intermediate frequency signal or a baseband image or audio signal.
  • the tuner unit 110 may include a plurality of tuners in order to receive broadcast signals of a plurality of channels.
  • a single tuner that simultaneously receives broadcast signals of a plurality of channels is also possible.
  • the demodulator 120 may receive the digital IF signal DIF converted by the tuner 110 and perform a demodulation operation.
  • the demodulator 120 may output a stream signal TS after demodulation and channel decoding are performed.
  • the stream signal may be a signal in which an image signal, an audio signal, or a data signal is multiplexed.
  • the stream signal output from the demodulator 120 may be input to the controller 170 .
  • the controller 170 may output an image through the display 180 and output an audio through the audio output unit 185 .
  • the external device interface unit 130 may transmit or receive data with a connected external device (not shown), for example, the image providing device 300 of FIG. 1 .
  • the external device interface unit 130 may include an A/V input/output unit (not shown).
  • the external device interface unit 130 may be connected to an external device such as a DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray, game device, camera, camcorder, computer (laptop), set-top box, and the like by wire/wireless. , it is also possible to perform input/output operations with an external device.
  • DVD Digital Versatile Disk
  • Blu-ray Blu-ray
  • game device camera
  • camcorder computer
  • set-top box and the like by wire/wireless.
  • the external device interface unit 130 establishes a communication network with various remote control devices 200 as shown in FIG. 1 , and controls related to the operation of the image display device 100 from the remote control device 200 .
  • the signal may be received or data related to the operation of the image display apparatus 100 may be transmitted to the remote control apparatus 200 .
  • the A/V input/output unit may receive video and audio signals from an external device.
  • the A/V input/output unit includes an Ethernet (Ethernet) terminal, a USB terminal, a CVBS (Composite Video Banking Sync) terminal, a component terminal, an S-video terminal (analog), a DVI (Digital Visual Interface) terminal, and an HDMI (High It may include a Definition Multimedia Interface) terminal, a Mobile High-definition Link (MHL) terminal, an RGB terminal, a D-SUB terminal, an IEEE 1394 terminal, an SPDIF terminal, a Liquid HD terminal, and the like.
  • a digital signal input through these terminals may be transmitted to the controller 170 .
  • the analog signal input through the CVBS terminal and the S-video terminal may be converted into a digital signal through an analog-to-digital converter (not shown) and transmitted to the controller 170 .
  • the external device interface unit 130 may include a wireless communication unit (not shown) for short-range wireless communication with other electronic devices. Through such a wireless communication unit, the external device interface unit 130 may exchange data with an adjacent mobile terminal. For example, the external device interface unit 130 may receive device information, executed application information, an application image, and the like, from the mobile terminal in the mirroring mode.
  • the external device interface unit 130 performs short-range wireless communication using Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra-Wideband (UWB), ZigBee, or the like. can be done.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra-Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • the network interface unit 135 may provide an interface for connecting the image display device 100 to a wired/wireless network including an Internet network.
  • the network interface unit 135 may include a communication module (not shown) for connection with the wired/wireless network 300 .
  • the network interface unit 135 communicates for a Wireless LAN (WLAN) (Wi-Fi), a Wireless broadband (Wibro), a World Interoperability for Microwave Access (Wimax), a High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), and the like. It can contain modules.
  • the network interface unit 135 may transmit or receive data with another user or other electronic device through the connected network or another network linked to the connected network.
  • the network interface unit 135 may receive web content or data provided by a content provider or a network operator. That is, the network interface unit 135 may receive web contents such as movies, advertisements, games, VODs, broadcast signals, etc. and information related thereto, provided from the contents provider or the network provider through the network.
  • the network interface unit 135 may receive firmware update information and an update file provided by a network operator, and transmit data to the Internet or a content provider or network operator.
  • the network interface unit 135 may select and receive a desired application from among applications open to the public through a network.
  • the storage unit 140 may store a program for each signal processing and control in the control unit 170 , or may store a signal-processed image, audio, or data signal.
  • the storage unit 140 stores application programs designed for the purpose of performing various tasks that can be processed by the control unit 170 , and upon request of the control unit 170 , selectively selects some of the stored application programs can provide
  • the program stored in the storage unit 140 is not particularly limited as long as it can be executed by the control unit 170 .
  • the storage unit 140 may perform a function for temporarily storing an image, audio, or data signal received from an external device through the external device interface unit 130 .
  • the storage unit 140 may store information about a predetermined broadcast channel through a channel storage function such as a channel map.
  • FIG 2 illustrates an embodiment in which the storage unit 140 is provided separately from the control unit 170 , the scope of the present invention is not limited thereto, and the storage unit 140 may be included in the control unit 170 .
  • the storage unit 140 may include a volatile memory (eg, DRAM, SRAM, SDRAM, etc.), a non-volatile memory (eg, a flash memory), a hard disk drive (HDD), or a solid state drive (Solid). -state drive (SSD), etc.) may be included. In various embodiments of the present invention, the storage unit 140 and the memory may be used interchangeably.
  • a volatile memory eg, DRAM, SRAM, SDRAM, etc.
  • a non-volatile memory eg, a flash memory
  • HDD hard disk drive
  • SSD solid state drive
  • the storage unit 140 and the memory may be used interchangeably.
  • the user input interface unit 150 may transmit a signal input by the user to the control unit 170 or may transmit a signal from the control unit 170 to the user.
  • transmit/receive user input signals such as power on/off, channel selection, and screen setting from the remote control device 200, or local keys (not shown) such as power key, channel key, volume key, and setting value transmits a user input signal input from the to the control unit 170, transmits a user input signal input from a sensor unit (not shown) that senses a user's gesture to the control unit 170, or transmits a signal from the control unit 170 It can be transmitted to the sensor unit.
  • the input unit 160 may be provided on one side of the main body of the image display device 100 .
  • the input unit 160 may include a touch pad, a physical button, and the like.
  • the input unit 160 may receive various user commands related to the operation of the image display apparatus 100 , and may transmit a control signal corresponding to the input command to the control unit 170 .
  • the input unit 160 may transmit a control signal corresponding to the received user command to the control unit 170 through the user input interface unit 150 .
  • the input unit 160 may include at least one microphone (not shown), and may receive a user's voice through the microphone.
  • the controller 170 may include at least one processor, and may control the overall operation of the image display apparatus 100 by using the processor included therein.
  • the processor may be a general processor such as a central processing unit (CPU).
  • the processor may be a dedicated device such as an ASIC or other hardware-based processor.
  • the controller 170 demultiplexes a stream input through the tuner unit 110 , the demodulator 120 , the external device interface unit 130 , or the network interface unit 135 , or processes the demultiplexed signals to , it is possible to generate and output a signal for video or audio output.
  • control unit 170 may receive RGB data from the image providing device 300 through the external device interface unit 130 .
  • the controller 170 may process the RGB data received from the image providing apparatus 300 to generate a signal for outputting an image, and transmit the generated signal to the display 180 .
  • the controller 170 may control a plurality of frames constituting an image to be sequentially output through the display 180 according to a refresh rate of the image.
  • the frame may mean a still image displayed through the display 180, and the frames output through the display 180 are sequentially displayed according to the number of frames per second (FPS) corresponding to the refresh rate of the screen. Changed, the user can watch the video. For example, when the screen refresh rate is 60 Hz, the controller 170 may control to output 60 frames per second through the display 180 .
  • the controller 170 may include a demultiplexer, an image processor, and the like. In this regard, it will be described later with reference to FIG. 3 .
  • the display 180 converts an image signal, a data signal, an OSD signal, a control signal, or an image signal, a data signal, and a control signal received from the external device interface unit 130 processed by the controller 170 to generate a driving signal. can create In this regard, it will be described later with reference to FIG. 4 .
  • the display 180 may be configured as a touch screen and used as an input device in addition to an output device.
  • the audio output unit 185 receives the audio-processed signal from the control unit 170 and outputs it as audio.
  • the image signal processed by the controller 170 may be input to the display 180 and displayed as an image corresponding to the image signal. Also, the image signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130 .
  • the audio signal processed by the controller 170 may be audio output to the audio output unit 185 . Also, the audio signal processed by the control unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130 .
  • the controller 170 may control overall operations in the image display apparatus 100 .
  • the controller 170 may control the tuner 110 to select a channel selected by the user or a broadcast corresponding to a pre-stored channel (Tuning).
  • controller 170 may control the image display apparatus 100 according to a user command input through the user input interface unit 150 or an internal program.
  • the controller 170 may control the display 180 to display an image.
  • the image displayed on the display 180 may be a still image or a moving image, and may be a 2D image or a 3D image.
  • the controller 170 may cause a predetermined 2D object to be displayed in the image displayed on the display 180 .
  • the object may be at least one of an accessed web screen (newspaper, magazine, etc.), an Electronic Program Guide (EPG), various menus, widgets, icons, still images, moving pictures, and text.
  • EPG Electronic Program Guide
  • the image display apparatus 100 may further include a photographing unit (not shown).
  • the photographing unit may photograph the user.
  • the photographing unit may be implemented with one camera, but is not limited thereto, and may be implemented with a plurality of cameras.
  • the photographing unit may be embedded in the image display device 100 above the display 180 or disposed separately. Image information captured by the photographing unit may be input to the control unit 170 .
  • the control unit 170 may recognize the location of the user based on the image captured by the photographing unit. For example, the controller 170 may determine the distance (z-axis coordinate) between the user and the image display apparatus 100 . In addition, the controller 170 may determine the x-axis coordinates and the y-axis coordinates in the display 180 corresponding to the user's location.
  • the controller 170 may detect the user's gesture based on each or a combination of an image captured by the photographing unit or a signal sensed from the sensor unit.
  • the power supply unit 190 may supply the corresponding power throughout the image display device 100 .
  • the control unit 170 that can be implemented in the form of a system on chip (SOC), the display 180 for displaying an image, and the audio output unit 185 for outputting an audio, etc. there is.
  • SOC system on chip
  • the power supply unit 190 may include a converter (not shown) that converts AC power into DC power, and a Dc/Dc converter (not shown) that converts the level of DC power.
  • the remote control device 200 may transmit a user input to the user input interface unit 150 .
  • the remote control device 200 Bluetooth (Bluetooth), RF (Radio Frequency) communication, infrared (Infrared Radiation) communication, UWB (Ultra-wideband), ZigBee (ZigBee) method, etc. may be used.
  • the remote control device 200 may receive an image, audio, or data signal output from the user input interface unit 150 , and display it or output the audio signal from the remote control device 200 .
  • the above-described image display device 100 may be a digital broadcasting receiver capable of receiving fixed or mobile digital broadcasting.
  • the block diagram of the image display device 100 shown in FIG. 2 is only a block diagram for an embodiment of the present invention, and each component of the block diagram is actually implemented according to the specifications of the image display device 100 . may be incorporated, added, or omitted.
  • two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components as needed.
  • the function performed by each block is for explaining the embodiment of the present invention, and the specific operation or device does not limit the scope of the present invention.
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the control unit of FIG. 2 .
  • the controller 170 includes a demultiplexer 310 , an image processor 320 , a processor 330 , an OSD generator 340 , a mixer 345 , It may include a frame rate converter 350 , and/or a formatter 360 . In addition, it may further include an audio processing unit (not shown) and a data processing unit (not shown).
  • the demultiplexer 310 may demultiplex an input stream. For example, when 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 , the demodulator 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 may decode the demultiplexed image signal, and the scaler 335 may perform scaling to output the resolution of the decoded image signal on the display 180 .
  • the video decoder 325 may include decoders of various standards. For example, it may include 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.
  • the processor 330 may control overall operations in the image processing apparatus 100 or the controller 170 .
  • the processor 330 may control the tuner 110 to select a channel selected by the user or an RF broadcast corresponding to a pre-stored channel.
  • the processor 330 may control the image processing apparatus 100 according to a user command input through the user input interface unit 150 or an internal program.
  • the processor 330 may perform data transmission control with the network interface unit 135 or the external device interface unit 130 .
  • the processor 330 may control operations of the demultiplexer 310 , the image processor 320 , the OSD generator 340 , and the like in the controller 170 .
  • the OSD generator 340 may generate an OSD signal according to a user input or by itself. For example, a signal for displaying various types of information as graphics or text on the screen of the display 180 may be generated based on a user input signal input through the input unit 160 .
  • the generated OSD signal may include various data such as a user interface screen of the image processing apparatus 100 , various menu screens, widgets, and icons. Also, 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 180 based on a pointing signal input from the remote control device 200 .
  • the OSD generator 340 may include a pointing signal processor (not shown) that generates a pointer.
  • a pointing signal processing unit (not shown) may be provided separately instead of being provided in the OSD generating unit 240 .
  • the mixer 345 may mix the OSD signal generated by the OSD generator 340 and the decoded image signal image-processed by the image processor 320 .
  • the mixed image signal may be provided to the frame rate converter 350 .
  • a frame rate converter (FRC) 350 may convert a frame rate of an input image. On the other hand, the frame rate converter 350 may output the same without a separate frame rate conversion.
  • the formatter 360 may arrange a left-eye image frame and a right-eye image frame of the frame rate-converted 3D image.
  • a synchronization signal Vsync for opening the left eye glass and the right eye glass of the 3D viewing apparatus may be output.
  • the formatter 360 may change the format of the input image signal into an image signal to be displayed on the display 180 and output it.
  • the formatter 360 may change the format of the 3D image signal. For example, among various 3D formats such as Side by Side format, Top/Down format, Frame Sequential format, Interlaced format, Checker Box format, etc. You can change to either format.
  • 3D formats such as Side by Side format, Top/Down format, Frame Sequential format, Interlaced format, Checker Box format, etc. You can change to either format.
  • the formatter 360 may convert a 2D video signal into a 3D video signal.
  • a 3D image generation algorithm an edge or a selectable object is detected in a 2D image signal, and an object or a selectable object according to the detected edge is separated into a 3D image signal.
  • the generated 3D image signal may be separated into a left-eye image signal L and a right-eye image signal R and arranged.
  • a 3D processor (not shown) for processing a 3D effect signal is further disposed after the formatter 360 .
  • a 3D processor may process brightness, tint, and color adjustment of an image signal to improve a 3D effect. For example, signal processing that makes a near field clear and a far distance blurry may be performed.
  • the functions of the 3D processor may be merged into the formatter 360 or integrated into the image processing unit 320 .
  • the audio processing unit (not shown) in the controller 170 may perform audio processing of the demultiplexed audio signal.
  • the audio processing unit (not shown) may include various decoders.
  • the audio processing unit (not shown) in the control unit 170 may process a base (Base), a treble (Treble), volume control, and the like.
  • 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 can be decoded.
  • the encoded data signal may be electronic program guide information including broadcast information such as start time and end time of a broadcast program aired on each channel.
  • control unit 170 shown in FIG. 3 is only a block diagram for an embodiment of the present invention, and each component of the block diagram is integrated, added, or may be omitted.
  • the frame rate converter 350 and the formatter 360 are not provided in the controller 170 , but may be separately provided or provided separately as one module.
  • FIG. 4 is an example of an internal block diagram of the display of FIG. 2 .
  • the display 180 may include a display panel 210 , a driving circuit unit 230 , and/or a backlight unit 250 .
  • a plurality of gate lines GL and data lines DL are disposed to cross each other in a matrix form to display an image, and a driving element such as a thin film transistor and a pixel connected thereto are disposed in the intersecting area. It may include a first substrate on which an electrode is formed, a second substrate on which a common electrode is provided, and a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
  • the driving circuit unit 230 drives the display panel 210 through a control signal and a data signal supplied from the control unit 170 of FIG. 2 .
  • the driving circuit unit 230 may include a timing controller 232 , a gate driver 234 , and a data driver 236 .
  • the timing controller 232 receives a control signal, R, G, B data signals, a vertical synchronization signal Vsync, etc. from the control unit 170, and in response to the control signal, the gate driver 234 and The data driver 236 may be controlled, and the R, G, and B data signals may be rearranged and provided to the data drive 236 .
  • a scan signal and an image signal may be supplied to the 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 may supply light to the display panel 210 .
  • the backlight unit 250 includes a light source 252 , a scan driver 254 for controlling scanning driving of the light source 252 , and a light source driver for turning on/off the light source 252 . 256) may be included.
  • the light source driver 256 may generate an analog dimming signal and/or a PWM dimming signal according to a control signal received from the controller 170 , and may drive the light source 252 through the generated signal.
  • Analog dimming is a method of controlling the brightness of the light source 252 by adjusting the amount of current supplied to the light source 252
  • PWM dimming is the PWM dimming ratio of the on/off time of the light source 252 . It is a method of adjusting the brightness of the light source 252 by adjusting it according to a signal.
  • the display 180 displays a predetermined image using the light emitted from the backlight unit 250 in a state in which the light transmittance of the liquid crystal layer is adjusted by the electric field formed between the pixel electrode and the common electrode of the display panel 210 . can be displayed
  • the display 180 includes an organic light emitting panel, since it is a self light emitting panel, the backlight unit 250 shown in the drawing may be omitted.
  • the power supply unit 190 may supply voltages to each electrode of the display panel 210 , and may supply voltages to the data driver 236 and the gate driver 234 .
  • the power supply 190 may supply driving power for driving the light source 252 of the backlight unit 250 .
  • FIG. 5 is a flowchart of an operating method of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 6 to 9 are diagrams referenced in the description of the operation method of the image display apparatus.
  • the image display apparatus 100 may determine a screen refresh rate for an image output through the display panel 210 in operation S510 .
  • the image display apparatus 100 may determine a screen refresh rate according to a user input received through the user input interface unit 150 or a type of an image to be output.
  • the user may select any one of a plurality of screen refresh rates through the input unit 160 or the remote control device 200 .
  • the image display apparatus 100 may determine a screen refresh rate selected according to a user input received through the user input interface unit 150 as the screen refresh rate for the image.
  • the image display apparatus 100 may determine whether the screen refresh rate is less than a preset first reference refresh rate.
  • the first reference refresh rate may be a maximum value (eg, 50 Hz) of a low refresh rate range that does not consider the occurrence of motion blur.
  • the image display apparatus 100 may drive the light source 252 according to the analog dimming signal to output an image through the display 180 .
  • the image display device 100 may determine to drive the light source 252 according to the PWM dimming signal.
  • the image display apparatus 100 may determine whether the screen refresh rate is equal to or greater than a preset second reference refresh rate.
  • the second reference scan rate has a constant luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines of the display panel 210 due to a difference in operation timing of driving elements disposed on the display panel 210 to correspond to each of the plurality of pixels. This can be the minimum value of the refresh rate range (eg 100Hz) that can occur above the level.
  • the image display apparatus 100 may determine a ratio of a vertical blanking period corresponding to the screen refresh rate.
  • the image display apparatus 100 may calculate a pixel clock frequency corresponding to the vertical blank section in operation S570.
  • the vertical blank period and the pixel clock frequency may be determined according to preset settings.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating an image signal display period for one frame in terms of a time axis.
  • a horizontal active period may mean the number of pixel data displayed on one of horizontal lines constituting the display panel 210 .
  • a horizontal blanking period HB may mean a value obtained by converting a period in which there is no pixel data between horizontal active periods HA included in neighboring frames into the number of pixels.
  • the vertical active period VA may mean the number of pixel data displayed on one of vertical lines constituting the display panel 210 .
  • the vertical blanking period VB may mean a value obtained by converting a period in which there is no pixel data between the vertical active periods VA included in adjacent frames into the number of pixels.
  • the pixel clock frequency may be calculated based on the horizontal active period HA, the horizontal blank period HB, the vertical active period VA, the vertical blank period VB, and the screen refresh rate.
  • the pixel clock frequency Dclk is the total horizontal period Htotal, the vertical active period VA, and the vertical blank period including the horizontal active period HA and the horizontal blank period HB, as shown in Equation 1 below. It may be a value obtained by multiplying the total vertical section Vtotal by adding the section VB and the screen refresh rate Fv.
  • the light source 252 may be turned on/off according to a PWM dimming signal having a predetermined duty ratio.
  • the time corresponding to one frame may be shortened from 16.67 ms to 8.33 ms.
  • a time corresponding to one frame becomes shorter, and at a time t1 when the light source 252 is turned on according to a PWM dimming signal having a predetermined duty ratio, the display panel 210 ), the driving elements corresponding to the pixels of the partial region 810 may be in a non-operational state.
  • the driving elements corresponding to the pixels of the partial region 810 do not operate at the time t1 when the light source 252 is turned on, the luminance between the remaining region except the partial region 810 and the partial region 810 . Deviation and gradation imbalance may occur. In addition, since the driving elements included in the partial region 810 are sequentially driven in the order of horizontal lines after the light source 252 is turned on, luminance deviation and grayscale imbalance even between horizontal lines included in the partial region 810 . This can happen.
  • the image display device 100 displays the image display device 100 according to the screen refresh rate during the entire vertical section (Vtotal),
  • the vertical blank section VB' may be determined so that the ratio of the vertical blank section VB' is increased.
  • the vertical active period VA may be maintained constant, and only the vertical blank period VB' may be increased.
  • the ratio of the horizontal active period HA and the horizontal blank period HB may be maintained constant.
  • the ratio of the vertical blank section VB ′ among the total vertical sections Vtotal is turned on according to the duty ratio of the light source 252 of the backlight unit 250 . It may be determined to be greater than or equal to the time ratio.
  • the horizontal/vertical resolution of the display panel 210 is 2560*1440
  • the horizontal blank HB is 160
  • the time ratio at which the light source 252 of the backlight unit 250 is turned on according to the duty ratio is
  • the vertical blank period VB' may be determined to be 720 or more
  • the pixel clock frequency may be calculated to be 705 MHz or more.
  • the image display device 100 controls the operation of the driving element disposed on the display panel 210 according to the pixel clock frequency to output the image through the display 180 . can be controlled
  • FIG. 9A and 9B illustrate a change in vertical blank sections (VB, VB′) when the screen refresh rate is set to be equal to or greater than the second reference refresh rate and a white frame and a black frame are alternately output through the display panel 210 .
  • It is a diagram showing graphs of voltages corresponding to the luminance of the upper left and lower right of the display panel 210 according to FIG. In this case, the voltage corresponding to the luminance may be detected through an external sensor module (not shown) disposed to face the front of the display panel 210 .
  • the graphs 920 in the case of increasing according to the screen refresh rate (VB' in FIG. 8B ) are similar to each other.
  • the light source 252 is turned on according to the duty ratio. It has already operated before, and when the light source 252 is turned on, the alignment of the liquid crystal molecules is completed to a certain level or more, so that the luminance of the upper left corner of the display panel 210 may be detected to be high.
  • a graph 910 of a case where the ratio of the vertical blank section is constant (VB of FIG. 8A ) among the entire vertical section Vtotal, and the vertical blank section It can be seen that the difference between the graphs 920 in the case where the ratio of is increased according to the screen refresh rate (VB' in FIG. 8B ) is large.
  • the light source 252 is The liquid crystal molecules are arranged before the on point, so that when the light source 252 is turned on, the luminance of the lower right side of the display panel 210 may be detected to be high.
  • the ratio of the vertical blank section of the total vertical section Vtotal is maintained constant, and the driving element disposed on the display panel 210 is operated according to the preset pixel clock frequency.
  • the light source 252 is turned on or thereafter, a voltage is applied to the liquid crystal to arrange the liquid crystal molecules, so when the light source 252 is turned on, the display panel 210 It can be detected that the luminance of the lower right corner is very low.
  • the screen refresh rate of the image display apparatus 100 is increased by determining a vertical blank section and a pixel clock frequency for each frame constituting an image in response to a change in the screen refresh rate. Even when it is set higher than a certain standard, before light is irradiated to the display panel 210 , it is possible to control the operation of driving elements disposed in correspondence to the pixels included in the display panel 210 , so that the display panel 210 . It is possible to prevent luminance deviation and grayscale imbalance between horizontal lines of the image.
  • the image display apparatus and the method of operation of the present invention can be implemented as processor-readable codes on a processor-readable recording medium provided in the image display apparatus.
  • the processor-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by the processor is stored. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., and also includes those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet. .
  • the processor-readable recording medium is distributed in a computer system connected through a network, so that the processor-readable code can be stored and executed in a distributed manner.

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Abstract

본 발명은, 영상표시장치 및 그 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치는, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)을 결정하고, 결정된 주사율에 대응하여, 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)을 결정하고, 결정된 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출하고, 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 디스플레이 패널에 배치되는 복수의 구동 소자의 동작을, 결정된 화소 클럭 주파수에 따라 제어할 수 있다. 그 외에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

영상표시장치 및 그 동작방법
본 발명은, 영상표시장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
영상표시장치는 사용자가 시청할 수 있는 영상을 표시하는 기능을 갖춘 장치이며, 사용자는 영상표시장치를 통하여 방송을 시청할 수 있다. 예를 들면, 영상표시장치는, 액정을 이용한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)나, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 이용한 OLED 디스플레이를 구비하는 TV(Television), 모니터(Monitor), 프로젝터(Projector) 등을 포함할 수 있다.
액정 디스플레이를 구비하는 영상표시장치의 경우, 복수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되고, 픽셀마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)와 같은 구동 소자가 배치되는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛 등을 포함하고, 구동 소자의 동작에 따라 액정에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 분자의 틸트(tilt) 각을 변화시킴으로써, 광을 투과 또는 차단하여 영상을 표시한다.
한편, 액정 디스플레이의 경우, 액정에 형성되는 전계에 따라 액정 분자가 수직 또는 수평으로 배열되는 시간, 즉, 액정 분자의 응답 속도에 의해, 디스플레이 패널에 출력되는 영상에서 모션 블러(motion blur)가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 영상표시장치가 출력하는 초당 프레임 수가 증가할수록, 이에 비례하여 액정 분자가 전계의 변화를 빈번하게 받아야 하므로, 액정 분자의 응답속도 지연에 따른 잔상 현상은 더욱 심각해지고, 이에 따라 모션 블러 또한 증가하는 문제점이 있다.
종래에는 모션 블러 현상의 개선을 위해, 영상을 구성하는 프레임 사이에 블랙 화면이 표시되도록, 펄스폭 변조(Pulse-width modulation, PWM) 신호를 통해 백라이트 유닛을 구동하는 PWM 디밍(dimming) 방식이 사용된다. 예를 들면, 영상표시장치는, 주사율이 60Hz인 경우, PWM 디밍 신호의 주파수를 60Hz로 설정할 수 있고, PWM 신호의 듀티비를 설정함으로써, 프레임 사이에 블랙 화면이 표시되도록 제어할 수 있다.
그러나 주사율이 더욱 증가하는 경우, 예컨대, 주사율이 100Hz 이상으로 높게 설정되는 경우, 픽셀들에 배치되는 구동 소자들의 동작 시점의 차이로 인해, 디스플레이 패널상의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형 문제가 발생할 수 있다. 즉, 백라이트 유닛은 디스플레이 패널 전체에 동시에 광을 조사하는 반면, 픽셀들에 배치되는 구동 소자들은 디스플레이 패널상의 수평라인 순으로 순차적으로 구동되는데, 주사율이 증가하는 경우, 일부 수평라인에 대응하는 액정이 다 열리기 전에 디스플레이 패널에 광이 조사됨에 따라, 디스플레이 패널상의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 디스플레이의 주사율이 증가하는 경우에도, 모션 블러뿐만 아니라, 디스플레이 패널상의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형을 개선할 수 있는 영상표시장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치는, 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)을 결정하고, 결정된 주사율에 대응하여, 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)을 결정하고, 결정된 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출하고, 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 디스플레이 패널에 배치되는 복수의 구동 소자의 동작을, 결정된 화소 클럭 주파수에 따라 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 동작방법은, 영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)을 결정하는 동작, 결정된 주사율에 대응하여, 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)을 결정하는 동작, 산출된 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출하는 동작 및 영상표시장치의 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 디스플레이 패널에 배치되는, 복수의 구동 소자가 결정된 화소 클럭 주파수에 따라 구동하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상표시장치 및 그 동작방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 화면 주사율의 변화에 대응하여, 영상을 구성하는 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간 및 화소 클럭 주파수를 결정함으로써, 영상표시장치의 화면 주사율이 일정 기준 이상 높게 설정되는 경우에도, 디스플레이 패널에 광이 조사되기 전에, 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대응하여 배치되는 구동 소자들의 동작을 제어할 수 있어, 디스플레이 패널상의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상표시 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도의 일 예이다.
도 3은, 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도 4는, 도 2의 디스플레이의 내부 블록도의 일 예이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상표시장치의 동작방법에 대한 순서도이다.
도 6 내지 9b는, 영상표시장치의 동작방법에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
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.
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.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도 1은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 시스템(10)은, 영상표시장치(100), 원격제어장치(200), 및/또는 영상제공장치(300)를 포함할 수 있다.
영상표시장치(100)는, 영상을 처리하여 출력하는 장치일 수 있다. 영상표시장치(100)는, TV, 노트북 컴퓨터(notebook computer), 모니터 등 영상신호에 대응하는 화면을 출력할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
영상표시장치(100)는, 방송 신호를 수신하여 이를 신호 처리하고, 신호 처리된 방송 영상을 출력할 수 있다. 영상표시장치(100)가 방송 신호를 수신하는 경우, 영상표시장치(100)가 방송 수신 장치에 해당할 수 있다.
영상표시장치(100)는, 안테나를 통해 무선으로 방송 신호를 수신할 수도 있고, 케이블(cable)을 통해 유선으로 방송 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들면, 영상표시장치(100)는, 지상파 방송 신호, 위성 방송 신호, 케이블 방송 신호, IPTV(Internet Protocol Television) 방송 신호 등을 수신할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 영상표시장치(100)와 유선 및/또는 무선으로 연결되어, 영상표시장치(100)로 각종 제어신호를 제공할 수 있다. 이때, 원격제어장치(200)는 영상표시장치(100)와 유선 또는 무선 네트워크를 수립하여, 수립된 네트워크를 통해, 각종 제어신호를 영상표시장치(100)로 전송하거나, 영상표시장치(100)로부터 영상표시장치(100)에서 처리되는 각종 동작과 관련된 신호를 수신하는 장치를 포함할 수 있다.
예컨대, 원격제어장치(200)로는 마우스, 키보드, 공간 리모콘, 트랙볼, 조이스틱 등의 다양한 입력 장치가 이용될 수 있다.
영상표시장치(100)는 단일의 원격제어장치(200)만 연결되거나, 둘 이상의 원격제어장치(200)와 동시에 연결되어, 각 원격제어장치(200)로부터 제공되는 제어신호를 기초로, 화면에 표시되는 오브젝트를 변경하거나, 화면의 상태를 조절할 수 있다.
한편, 영상표시장치(100)는, 영상제공장치(300)로부터 수신된 영상을 출력할 수도 있다. 예를 들면, 영상표시장치(100)는, 영상제공장치(300)로부터 수신된 영상을 저장하고, 영상처리장치(100)의 화면 크기와 초당 표시할 수 있는 프레임 개수 등에 따라 저장된 영상을 출력할 수 있다.
영상제공장치(300)는, 컴퓨터(computer) 등 영상에 대응하는 RGB 데이터를 포함하는 영상신호를 전송할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
도 2는, 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상표시장치(100)는, 방송 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130), 네트워크 인터페이스부(135), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 입력부(160), 제어부(170), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185) 및/또는 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
방송 수신부(105)는, 튜너부(110) 및 복조부(120)를 포함할 수 있다.
한편, 영상표시장치(100)는, 도면과 달리, 방송 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130) 및 네트워크 인터페이스부(135) 중, 방송 수신부(105)와, 외부장치 인터페이스부(130)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 영상표시장치(100)는, 네트워크 인터페이스부(135)를 포함하지 않을 수도 있다.
튜너부(110)는, 안테나(미도시) 또는 케이블(미도시)를 통해 수신되는 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기 저장된 모든 채널에 해당하는 방송 신호를 선택할 수 있다. 튜너부(110)는, 선택된 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환할 수 있다.
예를 들면, 튜너부(110)는, 선택된 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환할 수 있다. 즉, 튜너부(110)는, 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는, 제어부(170)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 수신되는 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 방송 신호를 순차적으로 선택하여, 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(120)는, 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행할 수 있다.
복조부(120)는, 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(170)로 입력될 수 있다. 제어부(170)는, 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(180)를 통해 영상을 출력하고, 오디오 출력부(185)를 통해 음성을 출력할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(미도시), 예를 들면, 도 1의 영상제공장치(300)와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋톱 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
또한, 외부장치 인터페이스부(130)는, 도 1에 도시된 것과 같은 다양한 원격제어장치(200)와 통신 네트워크를 수립하여, 원격제어장치(200)로부터 영상표시장치(100)의 동작과 관련된 제어신호를 수신하거나, 영상표시장치(100)의 동작과 관련된 데이터를 원격제어장치(200)로 전송할 수 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 예를 들면, A/V 입출력부는, 이더넷(Ethernet) 단자, USB 단자, CVBS(Composite Video Banking Sync) 단자, 컴포넌트 단자, S-비디오 단자(아날로그), DVI(Digital Visual Interface) 단자, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자, MHL (Mobile High-definition Link) 단자, RGB 단자, D-SUB 단자, IEEE 1394 단자, SPDIF 단자, 리퀴드(Liquid) HD 단자 등을 포함할 수 있다. 이러한 단자들을 통해 입력되는 디지털 신호는 제어부(170)에 전달될 수 있다. 이때, CVBS 단자 및 S-비디오 단자를 통해 입력되는 아날로그 신호는 아날로그-디지털 변환부(미도시)를 통해 디지털 신호로 변환되어 제어부(170)로 전달될 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 다른 전자기기와의 근거리 무선 통신을 위한, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 무선 통신부를 통해, 외부장치 인터페이스부(130)는, 인접하는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다. 예를 들면, 외부장치 인터페이스부(130)는, 미러링 모드에서, 이동 단말기로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra-Wideband), 지그비(ZigBee) 등을 이용하여 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 유/무선 네트워크(300)와의 연결을 위한 통신 모듈(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 네트워크 인터페이스부(135)는, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 다른 사용자 또는 다른 전자 기기와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 웹 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 즉, 네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통하여 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 제공자로부터 제공되는 영화, 광고, 게임, VOD, 방송 신호 등의 웹 컨텐츠 및 그와 관련된 정보를 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크 운영자가 제공하는 펌웨어의 업데이트 정보 및 업데이트 파일을 수신할 수 있고, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자에게 데이터들을 송신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통해, 공중에 공개(open)된 애플리케이션들 중 원하는 애플리케이션을 선택하여 수신할 수 있다.
저장부(140)는, 제어부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다. 예를 들면, 저장부(140)는 제어부(170)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장하고, 제어부(170)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다.
저장부(140)에 저장되는 프로그램 등은, 제어부(170)에 의해 실행될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
저장부(140)는, 외부장치 인터페이스부(130)를 통해 외부장치로부터 수신되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여, 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 2의 저장부(140)가 제어부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 제어부(170) 내에 저장부(140)가 포함될 수도 있다.
저장부(140)는, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, SDRAM 등)나, 비휘발성 메모리(예: 플래시 메모리(Flash memory), 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive; HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-state drive; SSD) 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 저장부(140)와 메모리는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 제어부(170)로 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다.
예를 들면, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 센서부로 송신할 수 있다.
입력부(160)는, 영상표시장치(100)의 본체의 일측에 구비될 수 있다. 예를 들면, 입력부(160)는, 터치 패드, 물리적 버튼 등을 포함할 수 있다.
입력부(160)는, 영상표시장치(100)의 동작과 관련된 각종 사용자 명령을 수신할 수 있고, 입력된 명령에 대응하는 제어 신호를 제어부(170)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 입력부(160)는, 수신된 사용자 명령에 대응하는 제어 신호를, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통해, 제어부(170)에 전달할 수 있다.
입력부(160)는, 적어도 하나의 마이크(미도시)를 포함할 수 있고, 마이크를 통해 사용자의 음성을 수신할 수 있다.
제어부(170)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 이에 포함된 프로세서를 이용하여, 영상표시장치(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.
제어부(170)는, 튜너부(110), 복조부(120), 외부장치 인터페이스부(130), 또는 네트워크 인터페이스부(135)를 통하여 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는, 외부장치 인터페이스부(130)를 통해 영상제공장치(300)로부터 RGB 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 제어부(170)는, 영상제공장치(300)로부터 수신한 RGB 데이터를 처리하여, 영상 출력을 위한 신호를 생성할 수 있고, 생성된 신호를 디스플레이(180)로 전송할 수 있다.
제어부(170)는, 영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)에 따라, 영상을 구성하는 복수의 프레임(frame)이 디스플레이(180)를 통해 순차적으로 출력되도록 제어할 수 있다. 여기서, 프레임은, 디스플레이(180)를 통해 표시되는 정지 영상을 의미할 수 있고, 화면 주사율에 대응하는 초당 프레임 수(frame per second; FPS)에 따라 디스플레이(180)를 통해 출력되는 프레임이 순서대로 변경되어, 사용자는 동영상을 시청할 수 있다. 예를 들면, 화면 주사율이 60Hz인 경우, 제어부(170)는 1초에 60개의 프레임이 디스플레이(180)를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 제어부(170)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
디스플레이(180)는, 제어부(170)에서 처리된 영상신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 외부장치 인터페이스부(130)로부터 수신되는 영상신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 디스플레이(180)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(185)는, 제어부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
제어부(170)에서 영상 처리된 영상신호는, 디스플레이(180)로 입력되어, 해당 영상신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 영상 처리된 영상신호는, 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수도 있다.
제어부(170)에서 처리된 음성 신호는, 오디오 출력부(185)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 처리된 음성 신호는, 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
그 외, 제어부(170)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는 튜너부(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기 저장된 채널에 해당하는 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(170)는, 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
한편, 제어부(170)는 디스플레이(180)에 표시되는 영상 내에, 소정 2D 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들면, 오브젝트는, 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 영상표시장치(100)는, 촬영부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 촬영부는, 사용자를 촬영할 수 있다. 촬영부는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 한편, 촬영부는 디스플레이(180) 상부에 영상표시장치(100)에 매립되거나 또는 별도로 배치될 수 있다. 촬영부에서 촬영된 영상 정보는 제어부(170)에 입력될 수 있다.
제어부(170)는, 촬영부로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는, 사용자와 영상표시장치(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 제어부(170)는, 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(180) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.
제어부(170)는, 촬영부로부터 촬영된 영상, 또는 센서부로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 영상표시장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급할 수 있다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip; SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 Dc/Dc 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(Infrared Radiation) 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.
한편, 상술한 영상표시장치(100)는, 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 영상표시장치(100)의 블록도는 본 발명의 일 실시예를 위한 블록도일 뿐, 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 영상표시장치(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 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 3은, 도 2의 제어부의 내부 블록도의 일 예이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및/또는 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화할 수 있다. 예를 들면, 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 복호화할 수 있고, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행할 수 있다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비할 수 있다. 예를 들면, 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, 영상처리장치(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 영상처리장치(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 생성할 수 있다. 예를 들면, 입력부(160)를 통해 입력된 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(graphic)이나 텍스트(text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다.
생성되는 OSD 신호는, 영상처리장치(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, 디스플레이(180)에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 포인터를 생성하는 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 생성부(240) 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 믹싱(mixing)할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공될 수 있다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, 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.
포맷터(Formatter)(360)는, 프레임 레이트 변환된 3D 영상의 좌안 영상 프레임과 우안 영상 프레임을 배열할 수 있다. 그리고, 3D 시청 장치(미도시)의 좌안 글래스와 우안 글래스의 개방을 위한 동기 신호(Vsync)를 출력할 수 있다.
한편, 포맷터(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이(180)에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
또한, 포맷터(360)는, 3D 영상 신호의 포맷을 변경할 수 있다. 예를 들어, 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, 포맷터(360)는, 2D 영상 신호를 3D 영상 신호로 전환할 수도 있다. 예를 들어, 3D 영상 생성 알고리즘에 따라, 2D 영상 신호 내에서 에지(edge) 또는 선택 가능한 오브젝트를 검출하고, 검출된 에지(edge)에 따른 오브젝트 또는 선택 가능한 오브젝트를 3D 영상 신호로 분리하여 생성할 수 있다. 이때, 생성된 3D 영상 신호는, 상술한 바와 같이, 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)로 분리되어 정렬될 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 포맷터(360) 이후에, 3D 효과(3-dimensional effect) 신호 처리를 위한 3D 프로세서(미도시)가 더 배치되는 것도 가능하다. 이러한 3D 프로세서는, 3D 효과의 개선을 위해, 영상 신호의 밝기(brightness), 틴트(Tint) 및 색조(Color) 조절 등을 처리할 수 있다. 예를 들어, 근거리는 선명하게, 원거리는 흐리게 만드는 신호 처리 등을 수행할 수 있다. 한편, 이러한 3D 프로세서의 기능은, 포맷터(360)에 병합되거나 영상처리부(320) 내에 병합될 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 들면, 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 실시예를 위한 블록도일 뿐, 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 4는 도 2의 디스플레이의 내부 블록도의 일 예이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이(180)는, 디스플레이 패널(210), 구동 회로부(230) 및/또는 백라이트 유닛(250)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(210)은, 영상을 표시하기 위해, 다수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치되고, 교차하는 영역에 박막 트랜지스터와 같은 구동 소자 및 이와 접속되는 화소 전극이 형성되는 제1 기판과, 공통 전극이 구비되는 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함할 수 있다.
구동 회로부(230)는, 도 2의 제어부(170)로부터 공급되는 제어신호 및 데이터신호를 통해 디스플레이 패널(210)을 구동한다. 이를 위해, 구동 회로부(230)는, 타이밍 컨트롤러(232), 게이트 드라이버(234), 데이터 드라이버(236)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 제어부(170)로부터의 제어 신호 및 R,G,B 데이터 신호, 수직동기신호(Vsync) 등을 입력 받아, 제어 신호에 대응하여 게이트 드라이버(234)와 데이터 드라이버(236)를 제어하고, R,G,B 데이터 신호를 재배치하여, 데이터 드라이브(236)에 제공할 수 있다.
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 디스플레이 패널(210)에 공급할 수 있다.
백라이트 유닛(250)은, 디스플레이 패널(210)에 빛을 공급할 수 있다. 이를 위해, 백라이트 유닛(250)은, 광원(252)과, 광원(252)의 스캐닝 구동을 제어하는 스캔 구동부(254)와, 광원(252)을 온/오프(on/off)하는 광원 구동부(256)를 포함할 수 있다.
광원 구동부(256)는, 제어부(170)로부터 수신되는 제어 신호에 따라, 아날로그 디밍 신호 및/또는 PWM 디밍 신호를 생성할 수 있고, 생성된 신호를 통해 광원(252)를 구동할 수 있다. 아날로그 디밍은, 광원(252)에 공급되는 전류량을 조절하여, 광원(252)의 밝기를 조절하는 방식이고, PWM 디밍은, 광원(252)의 온/오프(on/off) 시간의 비율을 PWM 신호에 따라 조절하여, 광원(252)의 밝기를 조절하는 방식이다.
디스플레이(180)는, 디스플레이 패널(210)의 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정층의 광 투과율이 조절된 상태에서, 백라이트 유닛(250)으로부터 출사된 빛을 이용하여 소정 영상을 표시할 수 있다.
한편, 디스플레이(180)가 유기발광패널을 구비하는 경우, 자발광 패널이므로, 도면에 도시된 백라이트 유닛(250)이 생략될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 디스플레이 패널(210)의 각 전극에, 전압을 공급하며, 데이터 드라이버(236)에 게이트 드라이버(234)에 각각의 전압을 공급할 수 있다.
한편, 전원 공급부(190)는, 백라이트 유닛(250)의 광원(252)을 구동하기 위한 구동 전원을 공급할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상표시장치의 동작방법에 대한 순서도이고, 도 6 내지 9는, 영상표시장치의 동작방법에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
도 5를 참조하면, 영상표시장치(100)는, S510 동작에서, 디스플레이 패널(210)을 통해 출력되는 영상에 대한 화면 주사율을 결정할 수 있다. 예를 들면, 영상표시장치(100)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통해 수신되는 사용자 입력이나, 출력 대상인 영상의 유형에 따라, 화면 주사율을 결정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 디스플레이(180)를 통해 설정 화면(600)이 출력된 상태에서, 사용자는, 입력부(160) 또는 원격제어장치(200)를 통해, 복수의 화면 주사율 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 영상표시장치(100)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통해 수신되는 사용자 입력에 따라 선택되는 화면 주사율을 영상에 대한 화면 주사율로 결정할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 영상표시장치(100)는, S520 동작에서, 화면 주사율이 기 설정된 제1 기준 주사율 미만인지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 제1 기준 주사율은, 모션 블러의 발생을 고려하지 않는 낮은 화면 주사율 범위의 최대 값(예: 50Hz)일 수 있다.
영상표시장치(100)는, S530 동작에서, 화면 주사율이 제1 기준 주사율 미만인 경우, 아날로그 디밍 신호에 따라 광원(252)을 구동하여, 디스플레이(180)를 통해 영상을 출력할 수 있다.
한편, 영상표시장치(100)는, S540 동작에서, 화면 주사율이 제1 기준 주사율 이상인 경우, PWM 디밍 신호에 따라 광원(252)을 구동하는 것으로 결정할 수 있다.
영상표시장치(100)는, S550 동작에서, 화면 주사율이 기 설정된 제2 기준 주사율 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 제2 기준 주사율은, 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 디스플레이 패널(210)에 배치되는 구동 소자들의 동작 시점의 차이로 인해, 디스플레이 패널(210)의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형이 일정 수준 이상 발생할 수 있는 화면 주사율 범위의 최소 값(예: 100Hz)일 수 있다.
영상표시장치(100)는, S560 동작에서, 화면 주사율이 제2 기준 주사율 이상인 경우, 화면 주사율에 대응하여 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)의 비율을 결정할 수 있다.
영상표시장치(100)는, S570 동작에서, 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출할 수 있다.
한편, 화면 주사율이 제1 기준 주사율 이상, 제2 기준 주사율 미만인 경우, 기 설정된 설정에 따라, 수직 블랭크 구간 및 화소 클럭 주파수를 결정할 수 있다.
이와 관련하여, 도 7 내지 8b를 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은, 하나의 프레임에 대한 영상 신호 표시 구간을 시간축의 개념으로 도시한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 수평 액티브 구간(horizontal active period)(HA)은, 디스플레이 패널(210)을 구성하는 수평라인들 중 하나에 표시되는 픽셀 데이터들의 개수를 의미할 수 있다.
수평 블랭크 구간(horizontal blanking period)(HB)은, 이웃하는 프레임들에 각각 포함되는 수평 액티브 구간(HA)들 사이에서 픽셀 데이터가 없는 기간을 픽셀 개수로 환산한 값을 의미할 수 있다.
수직 액티브 구간(vertical active period)(VA)은, 디스플레이 패널(210)을 구성하는 수직라인들 중 하나에 표시되는 픽셀 데이터들의 개수를 의미할 수 있다.
수직 블랭크 구간(vertical blanking period)(VB)은, 이웃하는 프레임들에 각각 포함되는 수직 액티브 구간(VA)들 사이에서 픽셀 데이터가 없는 기간을 픽셀 개수로 환산한 값을 의미할 수 있다.
한편, 화소 클럭 주파수는, 수평 액티브 구간(HA), 수평 블랭크 구간(HB), 수직 액티브 구간(VA), 수직 블랭크 구간(VB) 및 화면 주사율에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들면, 화소 클럭 주파수(Dclk)는, 하기 수학식 1과 같이, 수평 액티브 구간(HA)과 수평 블랭크 구간(HB)을 합한 전체 수평 구간(Htotal), 수직 액티브 구간(VA)과 수직 블랭크 구간(VB)을 합한 전체 수직 구간(Vtotal) 및 화면 주사율(Fv)을 곱한 값일 수 있다.
Figure PCTKR2020010608-appb-M000001
도 8a를 참조하면, 소정 듀티비를 가지는 PWM 디밍 신호에 따라 광원(252)이 온/오프(on/off)될 수 있다.
이때, 화면 주사율이 증가할수록, 예컨대, 화면 주사율이 60Hz에서 120Hz로 증가하는 경우, 하나의 프레임에 대응하는 시간이 16.67ms에서 8.33ms로 짧아질 수 있다. 이와 같이, 화면 주사율이 증가할수록, 하나의 프레임에 대응하는 시간이 짧아져, 소정 듀티비를 가지는 PWM 디밍 신호에 따라 광원(252)이 온(on)되는 시점(t1)에, 디스플레이 패널(210)의 중 일부 영역(810)의 픽셀에 대응하는 구동 소자들이 동작하지 않은 상태일 수 있다.
광원(252)이 온(on)되는 시점(t1)에 일부 영역(810)의 픽셀에 대응하는 구동 소자들이 동작하지 않은 경우, 일부 영역(810)을 제외한 나머지 영역과 일부 영역(810) 간에 휘도 편차와 계조 불균형이 발생할 수 있다. 또한, 광원(252)이 온(on)된 후 일부 영역(810)에 포함되는 구동 소자들이 수평라인 순으로 순차적으로 구동되므로, 일부 영역(810)에 포함되는 수평라인들 간에도 휘도 편차와 계조 불균형이 발생할 수 있다.
한편, 도 8b를 참조하면, 화면 주사율이 기 설정된 제2 기준 주사율 이상인 경우, 예컨대, 화면 주사율이 120Hz로 결정된 경우, 영상표시장치(100)는 화면 주사율에 따라, 전체 수직 구간(Vtotal) 중, 수직 블랭크 구간(VB')의 비율이 증가하도록, 수직 블랭크 구간(VB')을 결정할 수 있다.
이때, 수직 액티브 구간(VA)은 일정하게 유지되고, 수직 블랭크 구간(VB')만 증가될 수 있다. 또한, 수평 액티브 구간(HA) 및 수평 블랭크 구간(HB)의 비율은, 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 수직 블랭크 구간(VB')은, 전체 수직 구간(Vtotal) 중, 수직 블랭크 구간(VB')의 비율이, 백라이트 유닛(250)의 광원(252)이 듀티비에 따라 온(on)되는 시간 비율 이상이 되도록 결정될 수 있다.
예를 들면, 디스플레이 패널(210)의 수평/수직 해상도가 2560*1440, 수평 블랭크(HB)가 160, 백라이트 유닛(250)의 광원(252)이 듀티비에 따라 온(on)되는 시간 비율이 33%인 상태에서, 화면 주사율이 120Hz로 결정되는 경우, 수직 블랭크 구간(VB')은 720 이상으로 결정될 수 있고, 화소 클럭 주파수는 705MHz 이상으로 산출될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 영상표시장치(100)는, S580 동작에서, 화소 클럭 주파수에 따라, 디스플레이 패널(210)에 배치된 구동 소자의 동작을 제어하여, 디스플레이(180)를 통한 영상 출력을 제어할 수 있다.
도 9a 및 9b는, 화면 주사율이 제2 기준 주사율 이상으로 설정되고, 디스플레이 패널(210)을 통해 화이트 프레임과 블랙 프레임이 교대로 출력되는 경우에 있어서, 수직 블랭크 구간(VB, VB')의 변화에 따른 디스플레이 패널(210)의 좌측 상단과 우측 하단의 휘도에 대응하는 전압에 대한 그래프를 각각 도시한 도면이다. 이때, 휘도에 대응하는 전압은, 디스플레이 패널(210)의 전면을 마주보고 배치되는 외부 센서 모듈(미도시)를 통해 검출될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 디스플레이 패널(210)의 좌측 상단에서는, 전체 수직 구간(Vtotal) 중, 수직 블랭크 구간의 비율이 일정한 경우(도 8a의 VB)의 그래프(910)와, 수직 블랭크 구간의 비율이 화면 주사율에 따라 증가한 경우(도 8b의 VB')의 그래프(920)가 서로 유사한 것을 확인할 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(210)의 좌측 상단의 픽셀들에 대응하여 배치되는 구동 소자들의 경우, 화면 주사율이 제2 기준 주사율 이상인 경우에도, 광원(252)이 듀티비에 따라 온(on)되는 시점보다 이전에 이미 동작하여, 광원(252)이 온(on)되는 시점에는 액정 분자의 배열이 일정 수준 이상 완료됨에 따라, 디스플레이 패널(210)의 좌측 상단의 휘도가 높게 감지될 수 있다.
한편, 도 9b를 참조하면, 디스플레이 패널(210)의 우측 하단에서는, 전체 수직 구간(Vtotal) 중, 수직 블랭크 구간의 비율이 일정한 경우(도 8a의 VB)의 그래프(910)와, 수직 블랭크 구간의 비율이 화면 주사율에 따라 증가한 경우(도 8b의 VB')의 그래프(920) 간의 차이가 큰 것을 확인할 수 있다.
즉, 화면 주사율에 따라 전체 수직 구간(Vtotal) 중 수직 블랭크 구간의 비율을 증가시켜, 높은 화소 클럭 주파수에 따라 디스플레이 패널(210)에 배치된 구동 소자의 동작을 제어하는 경우, 광원(252)이 온(on)되는 시점 이전부터 액정 분자가 배열되어, 광원(252)이 온(on)되는 시점에 디스플레이 패널(210)의 우측 하단의 휘도가 높게 감지될 수 있다.
이에 반해, 화면 주사율이 제2 기준 주사율 이상인 경우에도 전체 수직 구간(Vtotal) 중 수직 블랭크 구간의 비율을 일정하게 유지시켜, 기 설정된 화소 클럭 주파수에 따라 디스플레이 패널(210)에 배치된 구동 소자의 동작을 제어하는 경우, 광원(252)이 온(on)되는 시점 또는 그 이후부터 액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 배열됨에 따라, 광원(252)이 온(on)되는 시점에는 디스플레이 패널(210)의 우측 하단의 휘도가 매우 낮게 감지될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 화면 주사율의 변화에 대응하여, 영상을 구성하는 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간 및 화소 클럭 주파수를 결정함으로써, 영상표시장치(100)의 화면 주사율이 일정 기준 이상 높게 설정되는 경우에도, 디스플레이 패널(210)에 광이 조사되기 전에, 디스플레이 패널(210)에 포함된 픽셀에 대응하여 배치되는 구동 소자들의 동작을 제어할 수 있어, 디스플레이 패널(210)상의 수평라인 간의 휘도 편차와 계조 불균형을 방지할 수 있다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 영상표시장치 및 그 동작방법은, 영상표시장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 영상표시장치에 있어서,
    복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛; 및
    제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)을 결정하고,
    상기 결정된 주사율에 대응하여, 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)을 결정하고,
    상기 결정된 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출하고,
    상기 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 상기 디스플레이 패널에 배치되는 복수의 구동 소자의 동작을, 상기 결정된 화소 클럭 주파수에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 화면 주사율이 증가하는 경우, 상기 화면 주사율이 증가한 정도에 대응하여, 상기 프레임 각각에 대한 전체 수직 구간 중, 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 증가하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전체 수직 구간 중 상기 수직 블랭크 구간의 비율을, 상기 백라이트 유닛이 듀티비에 따라 온(on)되는 시간 비율 이상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 화면 주사율이 변경되는 경우에도, 상기 프레임 각각에 대한 전체 수평 구간 중, 상기 프레임 각각에 대한 수평 블랭크 구간(horizontal blanking period)의 비율이 일정하도록, 상기 수평 블랭크 구간을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 화면 주사율이 기준 주사율 미만인 경우, 상기 화면 주사율이 변경되는 경우에도, 상기 전체 수직 구간 중 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 일정하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하고,
    상기 화면 주사율이 기준 주사율 이상인 경우, 상기 화면 주사율이 증가한 정도에 대응하여, 상기 전체 수직 구간 중, 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 증가하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 영상표시장치의 동작방법에 있어서,
    영상에 대한 화면 주사율(refresh rate)을 결정하는 동작;
    상기 결정된 주사율에 대응하여, 프레임 각각에 대한 수직 블랭크 구간(vertical blanking period)을 결정하는 동작;
    상기 결정된 수직 블랭크 구간에 대응하는 화소 클럭 주파수를 산출하는 동작; 및
    상기 영상표시장치의 디스플레이 패널에 포함된 복수의 픽셀에 각각에 대응하여 상기 디스플레이 패널에 배치되는, 복수의 구동 소자가 상기 결정된 화소 클럭 주파수에 따라 구동하는 동작을 포함하는 영상표시장치의 동작방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작은, 상기 화면 주사율이 증가하는 경우, 상기 화면 주사율이 증가한 정도에 대응하여, 상기 프레임 각각에 대한 전체 수직 구간 중, 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 증가하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작인 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 동작방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작은, 상기 전체 수직 구간 중 상기 수직 블랭크 구간의 비율을, 상기 백라이트 유닛이 듀티비에 따라 온(on)되는 시간 비율 이상으로 결정하는 동작인 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 동작방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화면 주사율이 변경되는 경우에도, 상기 프레임 각각에 대한 전체 수평 구간 중, 상기 프레임 각각에 대한 수평 블랭크 구간(horizontal blanking period)의 비율이 일정하도록, 상기 수평 블랭크 구간을 결정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 동작방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작은,
    상기 화면 주사율이 기준 주사율 미만인 경우, 상기 화면 주사율이 변경되는 경우에도, 상기 전체 수직 구간 중 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 일정하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작; 및
    상기 화면 주사율이 상기 기준 주사율 이상인 경우, 상기 화면 주사율이 증가한 정도에 대응하여, 상기 전체 수직 구간 중, 상기 수직 블랭크 구간의 비율이 증가하도록, 상기 수직 블랭크 구간을 결정하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 동작방법.
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