KR100264461B1 - 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도레벨 보정방법및 장치 - Google Patents

3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도레벨 보정방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)의 휘도레벨 보정방법 및 장치에 관한 것으로,
1 프레임(frame)을 각각 SF1 : SF2 : ~ : SFX = 1 : 2 : ~ : 2X-1에 비례하는 개수의 서스테인펄스가 인가되는 X개의 서브필드(sub-field)로 분할하고, 상기 X개의 서브필드의 조합으로 2X계조(gray scale)를 표현하는 종래의 기술은, 셀의 방전특성 때문에 실제로 표현되는 휘도레벨이 공급되는 서스테인펄스의 수에 정확하게 비례하지 않아서 휘도레벨의 불연속현상이 있을 뿐만 아니라, 동화상 구현시 저휘도의 일부레벨과 고휘도의 일부레벨은 휘도의 포화현상으로 인해 레벨간 휘도의 구분이 되지 않는 문제점이 있는 것을 해결하기 위하여,
본 발명에서는 기준휘도레벨보다 실제 휘도레벨이 높은곳에서는 인가되는 서스테인펄스의 수를 감소시키도록 서스테인펄스가 인가되는 도중에 소거펄스를 인가하여, 일부영역에서의 포화현상의 방지와 전체적인 휘도레벨의 연속성을 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도레벨 보정방법 및 장치
본 발명은 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)의 구동방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 화상의 계조(gray scale)를 표현하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
지금까지 디스플레이(display) 수단의 주종을 이루어 왔던 CRT(Cathode Ray Tube)는 하나의 전자총으로 전자빔을 형광면전체에 주사하기 때문에 형광면과 전자총사이의 거리를 크게 취하지 않으면 안된다.
상기와 같은 특성상 CRT는 부피가 크고, 무게가 무거우며, 화면을 평면으로 구현하기가 어렵고, 대형화면의 구현이 어려운 점등 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 LCD, 플렛비젼 패널, PDP(Plasma Display panel)등 두께가 얇고 가벼우며, 대형화면구현을 가능하도록 하는 여러 가지 디스플레이 기술이 활발하게 연구되고 있다.
그중에서, 상기 PDP는 복수개의 투명전극이 형성된 얇은 전면기판과 후면기판사이에 방전가스를 주입하고 상기 투명전극사이에 전압을 가해 방전을 시킬 때 발생하는 자외선에 의해 상기 후면기판의 표면에 도포된 형광체가 발광하도록 하며, 상기 전극과 형광체로 이루어지는 각각의 발광소는 격벽으로 분리된 셀로 형성되어 각각 독립적으로 구동되고, 전체적으로 얇고 넓은 평면을 이루는 매트릭스 구조로 되어 있기 때문에, 무게가 가볍고 화면의 평면화와 대형화면의 구현이 용이할 뿐만 아니라, 색번짐이나 포커스의 열화등을 배제할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 CRT의 한계를 극복할 수 있는 새로운 디스플레이 수단으로 관심의 촛점이 되고 있다.
형광체에 조사하는 전자빔의 세기를 조절하여 화면의 계조(gray scale)를 조절하는 CRT와는 달리, 상기의 3전극 면방전 PDP(10)는 방전 강도조절의 어려움 때문에 시간당 방전횟수를 조절하는 방법을 통해 화면의 계조(gray scale)를 조절한다.
즉, 하나의 영상을 전체화면에 한번 표시하는 시간을 한 프레임(frame)이라고 하면, 한 프레임(frame)을 각각 1∼2X-1회의 배수로 방전을 하는 X개의 서브필드(sub-field)로 나누고, 각각의 셀은 상기 각각의 서브필드중 해당되는 서브필드에서만 방전하고 해당되지 않는 서브필드에서는 방전을 하지 않도록 함으로써, 방전하는 서브필드에서의 방전횟수의 조합에 따라 각각의 셀의 밝기가 결정되어 2X레벨의 계조(gray scale)가 구현된다.
256레벨의 계조를 구현하는 경우를 예로 들어 설명하면,
하나의 프레임을 8개의 서브필드로 나누고, 각 서브필드에 SF1: SF2 : SF3 : SF4 : SF5 : SF6 : SF7 : SF8 = 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32 : 64 : 128 에 비례하는 수의 서스테인펄스를 인가하며, 각각의 셀이 상기 각각의 서브필드중 해당되는 서브필드에서만 온(ON)되고 해당되지 않는 서브필드에서는 오프(OFF)되도록 함으로써, 온(ON)된 서브필드에서의 서스테인펄스에 의해 방전한 횟수에 따라 256레벨의 계조(gray scale)를 구현한다.
그런데 셀의 방전특성상 실제 표현되는 화상의 밝기는 상기 서스테인펄스의 수에 정확히 비례하지 않는다.
상기와 같은 이유 때문에 짧은 발광구간을 여러개(SF1,2,3,4,5,6,7) 더하여 만든 01111111(2)과 하나의 긴 발광구간(SF8)으로 만든 10000000(2)은 휘도에서 상당한 차이를 보이게 된다.
특히, 휘도차가 심하게 나타나는 지점은,
SF1,2,3 의 합인 7레벨에서 SF4 인 8레벨로 변하는 지점,
SF1,2,3,4 의 합인 15레벨에서 SF5 인 16레벨로 변하는 지점,
SF1,2,3,4,5 의 합인 31레벨에서 SF6 인 32레벨로 변하는 지점,
SF1,2,3,4,5,6 의 합인 63레벨에서 SF7 인 64레벨로 변하는 지점,
SF1,2,3,4,5,6,7 의 합인 127레벨에서 SF8 인 128레벨로 변하는 지점이다.
상기와 같은 휘도의 불연속성을 나타낸 도면이 도 1이다.
도 1의 (a)에는 각 서브필드에서 인가되는 서스테인펄스가 도시되어 있고 그 수가(2,4,8,16,32,64,128,256) 표시되어 있다.
도 1의 (b)는 이론적인 계조(gray level)와 실제로 구현된 휘도의 관계를 나타낸 도면으로, 불연속성이 나타나 있는 휘도곡선(110)과 상기 휘도곡선의 평균값(120)이 도시되어 있다.
상기한 바와 같은 휘도레벨의 불연속성은, 화상의 구분이 되지 않거나 화상이 왜곡되는 문제점을 일으키게 된다.
또한, 동화상 구현시 저휘도(1~15)영역에서는 화면의 휘도가 너무 낮은데다가 상기와 같은 휘도레벨의 불연속성문제까지 있어서 휘도차이를 구분하기가 어렵고, 고휘도(240~256)영역에서는 반대로 휘도가 포화되어 레벨간 휘도차이를 느끼지 못하는 화이트(white)포화의 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 보상하기 위해서, 상위 서브필드에 여분의 서스테인펄스를 더 인가하는 방법이 있는데, 이 방법 또한 과다한 서스테인펄스가 필요하게 되어 서스테인주파수의 문제와 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래의 기술에서 나타나는 휘도레벨의 불연속현상과 동화상 구현시 저휘도레벨 및 고휘도레벨의 일부영역에서의 휘도레벨의 포화로 인한 화상의 왜곡을 해결하기 위하여, 기준휘도레벨보다 실제 휘도레벨이 높은곳에서는 인가되는 서스테인펄스의 수를 감소시키도록 서스테인펄스가 인가되는 도중에 소거펄스를 인가하여, 일부영역의 포화현상방지와 전체휘도곡선의 연속성을 얻는 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정방법 및 그 보정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래기술에 의한 휘도레벨의 불연속성을 나타내는 도면,
도 2는 도 2는 본 발명의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명에 의해 보정된 정지화상의 휘도레벨을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의해 보정된 동화상의 휘도레벨을 나타내는 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 타이밍컨트롤러 120 : 필드검출부
130 : 카운터 140 : 소거펄스위치제어부
150 : 소거펄스 발생부 160 : Y서스테인구동부
170 : Y구동부IC 180 : Z서스테인구동부
190 : 메모리컨트롤러 200 : 어드레스구동부IC
상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명은,
3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)상에 화상의 계조(gray scale)를 표시하기 위하여, 1프레임을 X개의 서브필드로 나누어 상기 각각의 서브필드가 1~2X-1에 비례하는 밝기를 표현하도록 하고, 각각의 셀은 상기 X개의 서브필드들 중 해당되는 서브필드에서만 온(ON)되어 발광하고 해당되지 않는 서브필드에서는 오프(OFF)되어 발광하지 않도록 하여, 상기 X개의 서브필드중 온(ON)되는 서브필드의 조합으로 2X계조를 표현할 때 나타나는 휘도레벨의 불연속을 보정하기 위하여,
3전극 면방전 PDP의 각 셀에 인가되는 화상데이터와 동기신호로부터 해당시점에서 표현될 서브필드가 어느 휘도레벨을 표현하는 몇 번째 서브필드인지를 판단하는 제 1 과정과,
상기 제 1 과정의 결과에 따라 해당 서브필드에서 인가되는 서스테인펄스중 어느 시점에서 소거펄스(erase pulse)를 삽입할지를 결정하는 제 2과정과,
상기 제 2 과정에서 결정된 시점에서 소거펄스를 발생하여 3전극 면방전 PDP의 각 수평전극에 인가하는 제 3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제 2 과정에서는, 동화상 구현시 화질을 향상시키기 위하여 저휘도레벨의 일부영역과 고휘도레벨의 일부영역에서 휘도곡선의 기울기가 완만하게 보정되도록 상기 소거펄스의 위치가 결정되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명을 실현하기 위한 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정장치는 다음과 같이 구성된다.
3전극 면방전 PDP상에 화상을 표시하기 위하여 외부로부터 화상정보를 입력받아 내장된 룩업테이블(Look Up Table)에 대응되는 신호정보를 출력하는 메모리제어수단과, 외부로부터 동기신호를 입력받아 각종 타이밍신호를 발생하는 타이밍컨트롤수단과, 상기 타이밍컨트롤수단으로부터 타이밍신호를 받아 해당시점이 어느 휘도레벨을 표현하는 몇번째 서브필드인지를 판단하고 삽입해야 할 소거펄스의 위치를 계산하는 펄스제어수단과, 상기 타이밍컨트롤수단로부터 타이밍제어신호를 받고 상기 펄스제어수단으로부터 제어신호를 받으며 상기 메모리제어수단으로부터 신호정보를 받아 상기 3전극 면방전 PDP의 각 전극들에 구동펄스를 공급하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 구성을 살펴보면,
외부로부터 동기신호를 압력받아 PDP의 각 전극들을 구동하기 위한 각종 타이밍신호를 발생시켜 각 구동부와 제어부의 타이밍을 제어하는 타이밍컨트롤러(110)와, 상기 타이밍컨트롤러(110)로부터의 타이밍신호를 받아 어느 서브필드인지를 판단하는 필드검출부(120)와, 상기 필드검출부(120)로부터 서브필드에 관한 정보를 전달받아 각 서브필드의 시작점에서부터 카운팅을 시작하는 카운터(130)와, 상기 카운터(130)의 출력을 받아 소거펄스(erase pulse)의 시작점을 판단하는 소거펄스위치제어부(140)와, 상기 소거펄스위치제어부(140)로부터 위치제어신호를 받고 상기 타이밍컨트롤러(110)로부터 타이밍제어신호를 받아 소거펄스를 발생하는 소거펄스발생부(150)과,
상기 소거펄스발생부(150)로부터 소거펄스를 전달받고 상기 타이밍컨트롤러(110)로부터 타이밍신호를 전달받아 서스테인펄스를 발생하는 Y서스테인구동부(160)와, 상기 Y서스테인구동부(160)로부터 서스테인펄스를 전달받아 PDP의 주사전극(Y전극)에 구동펄스를 공급하는 Y구동부IC(170)와, 상기 타이밍컨트롤러(110)로부터 타이밍제어신호를 받아 PDP의 유지전극(Z전극)에 구동펄스를 공급하는 Z서스테인구동부(180)와,
외부로부터 화상신호를 입력받아 룩업테이블(Look Up Table )에서 대응되는 신호데이터를 출력하고 상기 필드검출부(120)로부터 서브필드에 관한 정보를 받고 외부로부터 입력되는 영상신호를 PDP의 색좌표에 일치하도록 제어하며 조명상태에 따라 외부에서 계조(gray level)를 조정할 수 있도록 되어 있는 메모리컨트롤러(190)와, 상기 메모리컨트롤러(190)로부터 화상정보를 받아 PDP panel의 어드레스전극에 구동펄스를 공급하는 어드레스구동IC(200)로 구성된다.
상기와 같은 본 발명의 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨보정장치는 우선 배경조명상태에 대하여 휘도레벨을 1차적으로 조정하고, 다음단계로서는 소거펄스(erase pulse)를 이용해서 서스테인펄스의 수를 조정하는 방법으로 휘도레벨의 불연속성을 없애고 화면의 이미지를 향상시킨다.
도 3에 상기와 같은 본 발명에 의해 정지화상의 보정된 휘도곡선이 나타나 있다.
도면에서 실선은 종래방식의 불연속성이 있는 휘도레벨을 나타내고, 점선은 본 발명에 의해 불연속성이 보정된 휘도레벨을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의해 보정된 동화상의 휘도곡선을 실선으로 나타낸 도면이다.
도면에 나타난 바와 같은 저휘도(0~15)레벨에서의 기울기 감소는 이 영역에서는 레벨의 저하에 따라 흑레벨이 포화되어 화면구분이 어렵기 때문에 구분할 수 있는 정도까지만 표현하도록 기울기 감소와 오프셋(Offset)전압을 올린 상태이고, 또한 고휘도(240~256)레벨에서도 마찬가지로 이영역의 레벨에서는 휘도가 포화되기 때문에 레벨간 휘도차를 구분하는 것이 어려우므로 구분할 수 있는 정도까지만 표현하도록 하기 위하여 기울기 감소와 오프셋(Offset)전압을 내린 것이다.
이렇게 되면 동화상 구현시 이미지의 색상(color) 및 휘도가 자연스럽게 표현된다.
본 발명에 의하면 휘도레벨의 연속성을 얻기 위하여 서스테인펄스의 수를 증가시킴으로써 주파수의 한계문제가 있던 종래의 기술과는 달리, 서스테인펄스의 수를 증가시키지 않고 소거펄스를 사용해서 균일한 휘도레벨을 얻음으로써 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배경조명에 따라 휘도레벨을 조정하는 것이 용이하고, 동화상 구현시 저휘도레벨과 고휘도레벨을 보정함으로써 화상의 왜곡을 없애고 다이나믹한 화상을 볼 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)상에 화상의 계조(gray scale)를 표시하기 위하여, 1프레임을 X개의 서브필드로 나누어 상기 각각의 서브필드가 1~2X-1에 비례하는 밝기를 표현하도록 하고, 각각의 셀은 상기 X개의 서브필드들 중 해당되는 서브필드에서만 온(ON)되어 발광하고 해당되지 않는 서브필드에서는 오프(OFF)되어 발광하지 않도록 하여, 상기 X개의 서브필드중 온(ON)되는 서브필드의 조합으로 2X계조를 표현할 때 나타나는 휘도레벨의 불연속을 보정하기위한 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정방법에 있어서,
    3전극 면방전 PDP의 각 셀에 인가되는 화상데이터와 동기신호로부터 해당시점에서 표현될 서브필드가 어느 휘도레벨의 몇 번째 서브필드인지를 판단하는 제 1 과정과,
    상기 제 1 과정의 결과에 따라 해당 서브필드에서 인가되는 서스테인펄스중 어느 시점에서 소거펄스(erase pulse)를 삽입할지를 결정하는 제 2과정과,
    상기 제 2 과정에서 결정된 시점에서 소거펄스를 발생하여 3전극 면방전 PDP의 각 수평전극에 인가하는 제 3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동화상 구현시 화질을 향상시키기 위하여, 저휘도레벨의 일부영역과 고휘도레벨의 일부영역에서는 휘도곡선의 기울기가 완만하게 보정되도록 상기 제 2 과정의 상기 소거펄스의 위치결정이 수행되는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정방법.
  3. 3전극 면방전 PDP상에 화상을 표시하기 위하여 외부로부터 화상정보를 입력받아 내장된 룩업테이블(Look Up Table)에 대응되는 신호정보를 출력하는 메모리제어수단과, 외부로부터 동기신호를 입력받아 각종 타이밍신호를 발생하는 타이밍컨트롤수단과, 상기 타이밍컨트롤수단으로부터 타이밍신호를 받아 해당시점이 어느 휘도레벨을 표현하는 몇번째 서브필드인지를 판단하고 삽입해야 할 소거펄스의 위치를 계산하는 펄스제어수단과, 상기 타이밍컨트롤수단로부터 타이밍제어신호를 받고 상기 펄스제어수단으로부터 제어신호를 받으며 상기 메모리제어수단으로부터 신호정보를 받아 상기 3전극 면방전 PDP의 각 전극들에 구동펄스를 공급하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 휘도레벨 보정장치.
KR1019980001298A 1998-01-17 1998-01-17 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도레벨 보정방법및 장치 KR100264461B1 (ko)

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