KR100497887B1 - 화상 표시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치, 전기장 발광 표시 장치 및 발광 다이오드 표시 장치 등의 발광형 표시 장치에 적합한 표시 동작을 위해 소비되는 전력을 자동적으로 제어하는데, 높은 정확성을 갖는 표시 장치를 제공한다. 표시 장치는 발광 장치(27)와, 각각의 소정 기간 동안 R, G, 및 B의 입력 화상 신호를 적분하여 R신호, G신호, 및 B신호의 평균 레벨을 각각 출력하는 적분 회로(11,12,13)와, 이 들 평균 레벨을 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB로 각각 곱하는 곱셈 회로(14,15,16)와, 상기 곱셈 회로로부터의 출력 신호를 가산함으로써, 발광 장치에서의 예상 소비 전력을 나타내는 신호를 구하는 가산기(17)와, 상기 전력 예측 신호를 수신하여 수신된 신호에 따라서 제어 신호를 출력하는 제어기(18), 및 이 제어 신호에 따라서 단위 면적 당 발광량을 제어하는 밝기 제어 회로를 포함한다.

Description

화상 표시 장치 및 방법{PICTURE DISPLAY APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 플라즈마 표시 장치, 전기장 발광(electroluminescence) 표시 장치, 발광 다이오드 표시 장치 등의 표시 장치에 관한 것이다.
통상, 플라즈마 표시 장치, 전기장 발광 표시 장치, 발광 다이오드 표시 장치 등의 발광형 표시 장치는 표시해야 할 정보량이 있을 때 발광표시를 행하므로, 표시해야 할 정보량이 커지게 되면 소비 전력도 불가피하게 커지게 된다. 따라서 표시 데이터의 양이 커질 때 소비 전력을 제한하는 것에 대하여 연구가 진행되었다. 일본국 공개 특허 공보 제08-65607호에는, 영상의 평균 휘도(輝度; luminance) 신호 레벨에 의해, 자동 전력 제어(APC; automatic power control)부에서 상기 평균 휘도 신호 레벨의 변화에 응답하여 표시부의 단위 면적 당 발광량(휘도)을 조절해서 소비 전력이 과도하게 증가하지 않도록 제어하는 것이 개시되어 있다.
도 11은 상기 공보에 개시된 종래 기술에 의한 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. R, G 및 B 신호가 화상 신호로서 각각의 대응하는 단자에 인가된다. 상기 대응 단자를 통하여 R, G 및 B 신호가 Y 인코드 회로(Y-encode circuit;61)에 인가되고, 이 Y 인코드 회로는 R, G 및 B 신호를 휘도 신호(이하, Y신호라 함)로 인코드하여 출력한다. 디지털 휘도 적분 회로(62)는 Y 인코드 회로(61)로부터 Y 신호를 입력하여 적분해서 평균 휘도를 출력한다.
디지털 휘도 적분 회로(62)로부터 출력된 평균 휘도를 파라미터로 하여, 메모리 제어기(63)는 메모리(64)로부터 평균 휘도에 대응하는 데이터를 수신하여, 플라즈마 표시 장치(68)의 자동 전력 제어부(66)에 데이터를 출력한다. 자동 전력 제어부(66)는 메모리 제어부(63)로부터의 데이터에 응답하여, PDP(plasma display panel) 표시부(67)에 그의 단위 면적 당 발광량(휘도)을 조절하는 제어 신호를 출력함으로써, 소비 전력을 제어한다.
그러나, PDP 표시부(67)에서의 소비 전력은 휘도 신호에 비례하지 않는다. 예로서, Y 인코드 회로(61)에서 사용되는 통상의 변환식, Y=0.3R+0.59G+0.11B을 이용하면, 적(赤)(이하 R이라 함), 녹(綠)(이하 G라 함) 및 청(靑)(이하 B라 함) 단색(single color)을 표시한 경우의 각각의 휘도 신호(YR; 적 단색을 표시한 경우의 휘도 신호, YG; 녹 단색을 표시한 경우의 휘도 신호, 및 YB; 청 단색을 표시한 경우의 휘도 신호) 간의 비(比)는 YR : YG : YB = 0.3 : 0.59 : 0.11이다. 여기서, G의 표시를 위한 휘도 신호 YG가 최대이고, B의 표시를 위한 휘도 신호 YB가 최소이므로 자동 전력 제어부(66)에서 단색 표시의 각각의 경우에 대해 평균 휘도에 따라서 상이한 제어 처리가 실행된다. 변환식에서 휘도 신호를 얻기 위한 각각의 계수(0.3, 0.59, 0.11) 간의 비는 사람의 눈이 각각의 3원색(R,G,B)에 대한 밝기를 느끼는 비율이며, 소비 전력비를 나타내지 않는다. 따라서, 이로 인해 부적절한 제어가 생길 수도 있다.
이와 같이, 종래 기술에 있어서는, 표시 장치의 소비 전력 제어를 위한 파라미터로서 평균 휘도를 이용하면, 녹색 성분이 나머지 색보다 많은 영상의 경우에는, 표시부(67)의 발광량(휘도)이 필요로 하는 양보다 적은 것으로 인식되고, 또한 청색 성분이 나머지 색보다 많은 영상의 경우에는, 소비 전력은 전원(65)의 능력 이상으로 인식된다. 따라서, 종래 기술에서는 소비 전력 또는 발광량의 자동 제어가 정확하게 될 수 없는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 표시 장치의 발광형식을 나타내는 도면.
도 3은 곱셈 계수에 의하여 계조(階調) 정정이 실행되어 있지 않을 때의 전력 예측 신호와 실제 소비 전력 사이의 관계도.
도 4는 제어부에 의해 발광 형식을 선택하기 위한 동작 설명도.
도 5는 표시 장치에서의 전력 예측 신호와 곱셈 계수 사이의 관계도.
도 6은 곱셈 계수(제1곱셈 계수)에 의하여 계조 정정이 실행되어 있을 때의 전력 예측 신호와 실제 소비 전력 사이의 관계도.
도 7은 전력 예측 신호와 또 다른 곱셈 계수(제2곱셈 계수) 사이의 관계도.
도 8은 제2곱셈 계수에 의하여 계조 정정이 실행되어 있을 때의 전력 예측 신호와 실제 소비 전력 사이의 관계도.
도 9는 표시 장치의 전력 예측 신호와 표시 장치의 단위 면적 당 발광량(휘도)사이의 제어 특성도.
도 10A 및 10B는 본 발명의 실시예인 플라즈마 표시 패널의 형광체의 배열을 나타내는 도면.
도 11은 종래 기술에 의한 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 표시 장치는 적, 녹, 청의 3원색이 각기 단색으로 표시될 때 데이터 표시에 관련되는 전력비를 나타내는, 또는 각 색의 형광체 면적비를 나타내는 계수를 이용하여 가중치가 부여된 각 색의 평균 레벨과 이 가중치가 부여된 평균 레벨을 합산하여 얻어지는 전력(소비 전력) 예측 신호에 따라서, 발광량(휘도) 또는 소비 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 소비 전력 또는 발광량(휘도)은, 소비 전력비 또는 형광체 면적비를 나타내는 계수를 이용하여 연산되는 전력 예측 신호에 따라서 제어되므로, 입력 화상 신호의 색상(hue)에 관계없이 소비 전력 또는 발광량(휘도)을 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 제1특징에서, 표시 장치는 발광 장치, 적분 회로, 3개의 곱셈 회로, 전력(소비 전력) 예측 회로, 제어기 및 밝기(brightness) 제어 회로를 포함한다.
발광 장치는 영상 표시를 위해 발광한다. 적분 회로는 각각의 소정 기간 동안 R(적), G(녹), 및 B(청)의 입력 화상 신호를 적분하여 R신호의 평균 레벨, G신호의 평균 레벨, 및 B신호의 평균 레벨을 각각 출력한다. 제1, 제2, 및 제3곱셈 회로는 R 평균 레벨, G 평균 레벨 및 B 평균 레벨을 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB로 곱한다. 전력 예측 회로는 이 들 곱셈 회로로부터의 출력 신호를 함께 가산하여 전력 예측 신호를 구하여 출력한다. 이 신호는 발광 장치에서 소비될 것으로 예측되는 또는 예상되는 전력량을 나타낸다. 제어기는 전력 예측 신호를 수신하여 수신 신호의 값에 따라서 제어 신호를 출력한다. 밝기 제어 회로는 제어 신호에 따라서 단위 면적 당 발광량을 제어한다.
이 표시 장치에서, 파라미터 KR, KG 및 KB의 비율은, 적, 녹, 및 청 각 색으로 동일 화상을 단색 표시하는 데에 소비되는 전력비와 같게 결정될 수 있다. 이 경우에, 표시 장치는, 표시 장치의 소비 전력을 평균 휘도로 제어하는 종래 기술에 비하여, 소비 전력 또는 발광량(휘도)을 더욱 정확하게 제어할 수 있다.
본 발명의 제2특징에서, 표시 장치는 발광 장치, 적분 회로, 제1, 제2 및 제3곱셈 회로, 전력 예측 회로, 제어기, 지연 회로, 제4, 제5 및 제6곱셈 회로를 포함한다.
발광 장치는 영상 표시를 위해 발광한다. 적분 회로는 각각의 소정 기간 동안 R, G, 및 B의 입력 화상 신호를 적분하여 R신호의 평균 레벨, G신호의 평균 레벨, 및 B신호의 평균 레벨을 각각 출력한다. 제1, 제2, 및 제3곱셈 회로는 R 평균 레벨, G 평균 레벨 및 B 평균 레벨을 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB로 각각 곱한다. 파라미터 KR, KG 및 KB의 비율은 적, 녹, 및 청 각 색으로 동일 화상을 단색 표시하는 데에 소비되는 전력비와 같게 결정된다. 전력 예측 회로는 곱셈 회로로부터의 출력 신호를 함께 가산하여 전력 예측 신호를 구하여 출력한다. 이 신호는 발광 장치에서 소비될 것으로 예상되는 전력량을 나타낸다. 제어기는 전력 예측 신호를 수신하여 수신 신호의 값에 따라서 곱셈 계수를 출력한다. 지연 회로는 R, G 및 B의 입력 화상 신호를 지연시켜서 지연된 화상 신호 DR, DG 및 DB를 각각 출력한다. 제4, 제5 및 제6곱셈 회로는 지연 화상 신호 DR, DG 및 DB를 곱셈 계수로 각각 곱한다.
본 발명의 제3특징에서, 표시 장치는 화상 신호의 하나의 필드를 각각 가중치가 부여된 다수의 서브필드(subfield)로 분할한 후, 서브필드 영상을 시간 영역에서 중첩해서 표시하여 계조(階調; gradation) 표시를 실현한다.
이 표시 장치는 발광 장치, R, G 및 B적분 회로, 곱셈 회로, 전력 예측 회로, 제어기, 지연 회로, 화상 신호-서브필드 연관회로, 서브필드 펄스 발생기를 포함한다.
발광 장치는 영상 표시를 위해 발광한다. R 적분 회로, G 적분 회로 및 B 적분 회로는 R, G, 및 B의 입력 화상 신호의 적어도 하나의 필드를 적분하여 R신호의 평균 레벨, G신호의 평균 레벨, 및 B신호의 평균 레벨을 각각 출력한다. 곱셈 회로는 R 평균 레벨 신호, G 평균 레벨 신호 및 B 평균 레벨 신호를, 적, 녹, 청 각 색의 표시에 소비되는 전력비에 따라서 결정되는 파라미터 KR, KG 및 KB로 곱한다. 전력 예측 회로는 제1, 제2 및 제3곱셈 회로로부터의 출력 신호를 함께 가산하여 전력 예측 신호를 구하여 출력한다. 이 신호는 발광 장치에서 소비될 것으로 예상되는 전력을 나타낸다. 제어기는 전력 예측 신호를 수신하여, 수신 신호의 값에 따라서 발광 형식중 하나를 선택하는 발광 펄스 제어 신호를 출력한다. 지연 회로는 입력 화상 신호 R, G 및 B를 지연시켜서 지연된 화상 신호 DR, DG 및 DB를 각각 출력한다. 화상 신호-서브필드 연관회로는 발광 펄스 제어 신호, 및 지연 화상 신호 DR, DG와 DB를 수신하여, 지연 회로로부터의 출력 신호를, 발광 펄스 제어 신호에 따른 발광 형식의 서브필드 구조와 연관시킨다. 서브필드 펄스 발생기는 발광 펄스 제어 신호를 수신하여, 발광 펄스 제어 신호에 따른 발광 형식에 대응하는 서브필드 구조내에서 펄스를 발생한다. 펄스는 주사(走査) 펄스, 유지 펄스 및 소거 펄스 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제4특징에서, 표시 장치는 하나의 화상 신호 필드를 다수의 가중치가 부여된 서브필드로 분할함으로써, 서브필드 영상을 시간 영역에서 중첩해서 표시하여 데이터를 계조 표시한다.
이 표시 장치는 발광 장치, R, G, 및 B 적분 회로, 제1, 제2 및 제3곱셈 회로, 전력 예측 회로, 제어기, 지연 회로, 제4, 제5 및 제6곱셈 회로, 화상 신호-서브필드 연관회로, 서브필드 펄스 발생기를 포함한다.
발광 장치는 영상 표시를 위해 발광한다. R 적분 회로, G 적분 회로 및 B 적분 회로는 R, G, 및 B의 입력 화상 신호의 적어도 하나의 필드를 적분하여 R 평균 레벨 신호, G 평균 레벨 신호, 및 B 평균 레벨 신호를 각각 출력한다. 곱셈 회로는 R 평균 레벨 신호, G 평균 레벨 신호 및 B 평균 레벨 신호를, 적, 녹, 청 각 색의 표시에 소비되는 전력비에 따라서 구한 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB로 곱한다. 전력 예측 회로는 곱셈 회로로부터의 출력 신호를 함께 가산하여 전력 예측 신호를 구하여 출력한다. 이 신호는 발광 장치에서 소비될 것으로 예상되는 전력을 나타낸다. 제어기는 전력 예측 신호를 수신하여, 수신 신호의 값에 따른 발광 펄스 제어 신호 및 곱셈 계수를 출력한다. 발광 펄스 제어 신호는 하나의 발광 형식을 선택하는 데에 활용되며, 곱셈 계수는 인접하는 발광 형식의 경계에서 그레이 스케일(gray scale) 레벨의 등화(等化; equalizing)에 활용된다. 곱셈 계수는 제어기로부터의 전력 예측 신호에 따라서 얻어진다. 지연 회로는 입력 화상 신호 R, G 및 B를 지연시켜서 지연된 화상 신호 DR, DG 및 DB를 각각 출력한다. 제4, 제5 및 제6곱셈 회로는 지연 화상 신호 DR, DG 및 DB를, 그레이 스케일 레벨을 얻기 위해 곱셈 계수로 곱하여 상기 발광 형식의 전환점(changeover point)에서 인접 발광 형식 사이의 그레이 스케일 레벨을 각각 등화한다. 화상 신호-서브필드 연관회로는 발광 펄스 제어 신호, 그리고 제4, 제5, 및 제6곱셈 회로의 신호를 입력 신호로서 수신하여, 제4, 제5 및 제6곱셈 회로로부터의 수신 신호를, 발광 펄스 제어 신호에 따른 발광 형식의 서브필드 구조와 연관시킨다. 서브필드 펄스 발생기는 발광 펄스 제어 신호를 수신하여, 이 발광 펄스 제어 신호에 따른 발광 형식의 서브필드 구조를 갖는 주사 펄스, 유지 펄스, 소거 펄스를 포함하는 펄스를 발생한다.
상기 표시 장치에서, 파라미터 KR, KG 및 KB의 비는 적, 녹, 청 각 색에 대한 형광체 면적비와 동일할 수 있다. 형광체 면적은 통상적으로 소비 전력에 비례하므로, 전력 예측 신호는 각 색의 평균 레벨을, 형광체 면적비를 나타내는 계수로 가중치를 부여한 후, 이 가중치 부여 평균 레벨을 합산함으로써 간단한 방법으로 계산된다.
도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.(실시예 1)
도 1은 본 발명에 의한 표시 장치의 실시예를 나타내는 블록도이다. 표시 장치는 R, G, B 적분 회로(11, 12 및 13), 제1, 제2, 및 제3곱셈 회로(14, 15 및 16), 가산기(17), 제어기(18), 지연 회로(19), 제4, 제5 및 제6곱셈 회로(20, 21 및 22), 화상 신호-서브필드 연관회로(23), 서브필드 펄스 발생기(24), 주사(scan) 구동기(25), 데이터 구동기(26)와 PDP(27)를 포함한다.
R 적분 회로(11), G 적분 회로(12) 및 B 적분 회로(13)는 R 신호, G 신호, 및 B 신호를 입력 화상 신호로서 각각 수신하여, 소정 기간, 예로서 적어도 하나의 필드에서 이 들 신호를 적분한 후에 적분 결과를 적분 픽셀(pixel)의 수로 나누어 발생하는 R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨로서 출력 값을 출력한다.
R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨을 제1곱셈 회로(14), 제2곱셈 회로(15), 및 제3곱셈 회로(16)에 각각 입력하고, 여기서, 평균 레벨을 각각의 계수 KR, KG 및 KB로 각각 곱하여 결과를 가산기(17)에 출력한다. 계수 KR, KG 및 KB는 이 들 계수의 비가 데이터를 단색으로서 각각 표시하는 데에 필요한 적, 녹, 청색 간의 소비 전력의 비가 되도록 정의 되어 있다. 즉, 동일 조건의 화상 신호가 적, 녹, 및 청 신호에 대하여 제어기(18)를 동작시키지 않고 입력되며, PDP(27)에서 각각의 색으로 데이터를 표시하는 데에 필요한 소비 전력이 측정된다. 이어서, 계수 KR, KG 및 KB의 비를 각각의 색에 대하여 상기 측정 전력의 비로 설정한다.
예로서, 계수 KR, KG 및 KB는 KR:KG:KB = PR:PG:PB 등의 비를 갖는 것으로 결정될 수도 있는데, 여기서, PR은 PDP(27)에 적 단색의 영상을 표시하는 데에 필요한 소비 전력이며, PG는 녹 단색의 영상을 표시하는 데에 필요한 소비 전력이며, PB는 청 단색의 영상을 표시하는 데에 필요한 소비 전력이다.
제1곱셈 회로(14)는 R 평균 레벨을 계수 KR로 곱하고, 제2곱셈 회로(15)는 G 평균 레벨을 계수 KG로 곱하며, 제3곱셈 회로(16)는 B 평균 레벨을 계수 KB로 곱한다. 가산기(17)는 제1곱셈 회로(14), 제2곱셈 회로(15), 및 제3곱셈 회로(16)로부터의 출력 신호를 합산하여 PDP(27)에서 소비될 것으로 예상되는 전력량을 나타내는 전력 예측 신호를 구하여 출력한다. 제어기(18)는 전력 예측 신호를 수신하고, 소비 전력을 제한하도록 표시 장치의 단위 면적 당 발광량(휘도)을 조절하는 하나의 발광 형식을 선택하여, 선택된 발광 형식에 대응하는 발광 펄스 제어 신호를 출력한다. 동시에, 제어기(18)는 발광 형식의 경계에서 영상의 발광량(휘도)이 상이하지 않은 곱셈 계수를 또한 출력한다. 제어기(18)의 동작을 이하에 상세히 설명한다.
지연 회로(19)는 입력 화상 신호 R, G 및 B를 수신하여, 적분 회로(11, 12 및 13), 곱셈 회로(14 내지 16), 가산기(17) 및 제어기(18)의 각 부분에서 필요한 총시간 만큼 지연된 화상 신호 DR, DG 및 DB를 각각 생성하여 출력한다. 제4, 제5 및 제6곱셈 회로(20, 21 및 22)는 지연 화상 신호 DR, DG 및 DB를 각각 수신하여, 이 지연 화상 신호 DR, DG 및 DB를 제어기(18)로부터의 곱셈 계수로 곱하여 출력한다.
화상 신호-서브필드 연관회로(23)는 발광 펄스 제어 신호, 및 제4, 제5와 제6곱셈 회로(20, 21 및 22)로부터의 신호를 수신하며, 2의 거듭 제곱으로 표시된, 제4, 제5 및 제6곱셈 회로(20, 21 및 22)로부터의 신호를, 발광 펄스 제어 신호에 대응하는 발광 형식의 서브필드의 발광 패턴으로 변환한 다음, 소정 타이밍의 하나의 필드 기간 동안 각 픽셀의 제1서브필드 데이터, 제2서브필드 데이터, ..., 제n서브필드 데이터를 차례로 송신한다(여기서 n은 서브필드의 수). 서브필드의 수를 변경하여 의사-윤곽선 잡음 (pseudo-contour noise)을 억제하는 동작 등, 몇 개의 동작이 화상 신호-서브필드 연관회로(23)에서 실행될 수 있는 것을 주목해야 한다.
서브필드 펄스 발생기(24)는 발광 펄스 제어 신호를 수신하여, 이 발광 펄스 제어 신호에 대응하는 발광 형식의 서브필드 구조를 갖는 주사 신호, 유지 신호, 및 소거 신호를 주사 구동기(25)에 공급한다. 주사 구동기(25)는 소정 전압 레벨의 PDP(27)의 행(行;row) 전극에 주사, 유지 및 소거 신호를 공급한다.
데이터 구동기(26)는 화상 신호-서브필드 연관회로(23)의 출력 신호를 수신하여, 각 픽셀 데이터에 대응하는 전압을 각각 갖는 영상 데이터 펄스를 발생하고, 이 들 펄스를 열(列;column)로 분할하여 주사 구동기(25)으로부터 출력된 신호와 동기하여 PDP(27)의 열(列) 전극에 공급한다. PDP(27)는 입력 화상 신호에 따라서 영상을 표시하도록 구동된다.
이 바람직한 실시예에서, 표시에 소비되는 전력이, 입력 화상 신호의 변화에 의해서 표시해야 하는 정보량의 증가에 따라서 증가할 때, 표시 장치에서의 발광량 및 밝기가 제어되어 소비 전력을 소정 범위내로 제한한다. 특히, 표시 장치에서의 발광 형식(발광 시간 및 발광 횟수) 및 밝기의 계조는 표시에 소비되는 전력이 소정의 값 P보다 커지지 않도록 제어된다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명의 표시 장치는 입력 화상 신호에 따라서 소비 전력을 예측하고, 이어서 예측된 소비 전력에 따라 발광 형식(발광 시간 및 발광 횟수) 및 계조(또는 그레이 스케일(gray scale))를 제어하여 소비 전력이 소정 범위내에 있도록 제한한다.
구체적으로는, 제어기(18)는 전력 예측 신호에 응답하여 발광 형식을 선택하고, 발광 형식(발광 시간 및 발광 횟수)을 제어하는 발광 펄스 제어 신호, 및 입력 화상 신호의 그레이 스케일 레벨(또는 계조 레벨)을 조절하는 곱셈 계수를 출력하여, 표시 장치에서 발광량 또는 휘도가 인접하는 발광 형식 사이에서 원활하게 전이하게 한다.
제어기(18)에서의 발광 형식 및 곱셈 계수의 결정을 이하에 설명한다.
우선 발광 형식을 설명한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치는 발광 형식 A, 발광 형식 B, 발광 형식 C, 발광 형식 D, 및 발광 형식 E를 포함하는 5가지의 발광 형식을 포함하고, 이 발광 형식은 전력 예측 신호 값이 증가함에 따라 총 발광 횟수가 1275, 1020, 765, 510 및 255로 감소한다.
0부터 255까지 범위의 8비트 그레이 스케일 레벨을 기준으로 하여, 발광 횟수가 발광 형식 A에서 그레이 스케일 레벨의 5배, 발광 형식 B에서 그레이 스케일 레벨의 4배, 마찬가지로 발광 형식 C, 발광 형식 D 및 발광 형식 E에서 각각 그레이 스케일의 3배, 2배 및 1배 더 크게, 발광 펄스의 수가 설정된다.
이러한 발광 형식은 전력 예측 신호에 따라서 전환된다. 발광 형식의 전환을 일으키는 전력 예측 신호의 값(전환점)을 이하에 설명한다. 도 3은 발광 형식의 전환점의 결정을 설명한다. 도면은 전력 예측 신호와, 표시를 위한 소비 전력의 관계를 나타낸다. 이 도면에서 나타낸 바와 같이, 발광 형식 A와 발광 형식 B는 소정의 값 TB에서 전환된다. 발광 형식 B와 발광 형식 C는 소정의 값 TC에서 전환된다. 발광 형식 C와 발광 형식 D는 소정의 값 TD에서 전환된다. 발광 형식 D와 발광 형식 E는 소정의 값 TE에서 전환된다. 예로서, 값 TE는 이하와 같이 얻는다. 전력 예측 신호를 신호의 최대치로부터 점차적으로 감소시켜 변화시키는 입력 화상 신호의 변화에 따라서 소비 전력을 측정한다. 곱셈 계수가 1인 조건하에서 전력 예측 신호가 취득되는 것을 주목해야 한다. 소비 전력은 전력 예측 신호의 감소에 따라서 감소한다. 전환점 TE는 소비 전력이 소정의 값 P인 위치에서 구해진다.
전력 예측 신호가 TE, 발광 형식이 D인 발광의 경우, 발광 형식 D의 횟수가 발광 형식 E의 횟수의 2배이므로, 소비 전력은 2P로 된다. 전력 예측 신호는 이 위치 TE를 시작점으로 하여 점차적으로 감소하지만, 소비 전력이 P에 도달하는 값은 전력 예측 신호 값 TD로서 구해진다. 전환점 TC 및 TB는 각기 유사한 방법으로 구해진다.
도 4는 전력 예측 신호에 따라서 발광 형식을 결정하는 제어기(18)의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 우선, 전력 예측 신호를 소정의 값 TB와 비교한다(S1). 신호가 TB 값 보다 작으면, 발광 형식 A가 선택된다(S6). 신호가 TB 값 보다 작지 않으면, 상기 신호를 소정의 값 TC와 비교한다(S2). 신호가 TC 값 보다 작으면, 발광 형식 B가 선택된다(S7). 신호가 TC 값 보다 작지 않으면, 상기 신호를 소정의 값 TD와 비교한다(S3). 신호가 TD 값 보다 작으면, 발광 형식 C가 선택된다(S8). 신호가 TD 값 보다 작지 않으면, 상기 신호를 소정의 값 TE와 비교한다 (S4). 신호가 TE 값 보다 작으면, 발광 형식 D가 선택된다(S9). 신호가 TE 값 보다 작지 않으면, 발광 형식 E가 선택된다(S5).
동일한 그레이 스케일 레벨의 신호에 대하여, 다른 발광 횟수를 갖는 발광 형식 사이의 전환만이 실행될 때, 발광 횟수의 차이는 발광 형식의 전환시에 표시 장치에서의 휘도 차이로서 검출된다. 따라서 입력 화상 신호의 그레이 스케일 레벨을 조절할 필요가 있다. 더욱이, 도 3에 나타낸 바와 같이, 표시 데이터에 대한 소비 전력은 값 P를 크게 초과하고 있다. 그러므로, 제어기(18)는 전력 예측 신호에 대응하여 변화하는 곱셈 계수를 출력하고, 이어서 입력 화상 신호를 곱셈 계수로 곱하여 실제로 표시해야 할 그레이 스케일 레벨을 정정한다.
예로서, 전력 예측 신호가 변화하여 발광 형식이 발광 형식 A로부터 B로 전환되면, 동일한 그레이 스케일 레벨에 대하여 이하의 관계가 성립한다.
(발광 형식 A에서의 휘도) : (발광 형식 B에서의 휘도) = (발광 형식 A에서의 발광 횟수) : (발광 형식 B에서의 발광 횟수) = 5 : 4.
그러므로, 작은 값의 전력 예측 신호에 대하여 발광 형식 A에서의 곱셈 계수는 1이 되도록 설정된다. 또한 이 곱셈 계수는 전력 예측 신호가 증가함에 따라서 완만하게 감소하여, 발광 형식 B의 영역에 인접한 영역에서 4/5 = 0.8이 되도록 설정된다. 예로서, 입력 화상 신호의 그레이 스케일 레벨이 200일 때, 방식 A와 방식 B와의 사이의 경계에서, 발광 형식 B 영역에 인접한 발광 형식 A에 의한 그레이 스케일 레벨은 (200 ×0.8)이므로, 결과적으로 발광 횟수가 (200 ×0.8) ×5 = 800이고, 한편 발광 형식 A에 인접한 발광 형식 B에서의 발광 횟수는 200 ×4 = 800이 된다. 따라서, 표시부(22)에서의 휘도가 두 발광 형식 간에 동일하게 될 수 있다.
마찬가지로 나머지 발광 형식의 변화에 있어서, 동일한 개념에 의해, 곱셈 계수는 발광 형식 B에서는 1부터 0.75(3/4)까지, 발광 형식 C에서는 1부터 0.67(2/3)까지, 또한 전력 예측 신호 값이 증가함에 따라서 유사하게 되도록 설정된다. 이와 같이 곱셈 계수를 결정함으로써, 표시 장치에서의 그레이 스케일 레벨을 제어하여, 발광 형식이 전환되더라도 휘도 차이가 검출되지 않도록 할 수 있다.
예로서, TB = 0.2, TC = 0.4, TD = 0.6 및 TE = 0.8일 때, 전력 예측 신호 값 x 및 곱셈 계수 y는 아래와 같이 구한다.
발광 형식 A: y = -x+1 (x＜0.2) (1)
발광 형식 B: y = -5/4x+5/4 (0.2＜=x＜0.2) (2)
발광 형식 C: y = -5/3x+5/3 (0.4＜=x＜0.6) (3)
발광 형식 D: y = -5/2x+5/2 (0.6＜=x＜0.8) (4)
발광 형식 E: y = ax+(1-0.8a) (0.8＜=x) (5)
x＞=0.8일 때, 즉, 발광 형식이 E일 때, x=0.8이므로 곱셈 계수 y는 1이다. 상수 "a"는 0보다 크지 않게 설정되어 전력 예측 신호 x가 증가함에 따라 곱셈 계수 y가 감소하며, 또한 이 상수는 소비 전력을 소정의 값 P로 한정하는 임의의 값으로 설정된다. 예로서, x=0.15이고 발광 형식 A가 선택되면, 곱셈 계수는 이하와 같이 계산된다.
y = -x+1 = -0.15+1 = 0.85.
도 5는 위의 방법으로 곱셈 계수를 계산한, 전력 예측 신호에 대한 곱셈 계수의 변화를 나타낸다.
제어기(18)에서 전술한 방법의 전력 예측 신호에 따라서 곱셈 계수가 구해지는 경우, 전력 예측 신호에 대한 소비 전력의 변화는 도 3에 나타낸 특성 대신에 도 6에 나타낸 특성을 갖는다. 그러므로, 입력 화상 신호에 따르지 않고, 데이터 표시를 위한 소비 전력이 소정의 값 P를 초과하지 않도록 제한된다.
곱셈 계수는 도 5에 나타낸 바와 같이 직선으로 변화하지만, 도 7에 나타낸 바와 같이 소정의 구간에서 곡선으로 변경될 수도 있다. 이에 의해 소비 전력의 특성을 향상시킬 수 있으며, 여기서 소비 전력은 도 8에 나타낸 바와 같이 값 P로 더욱 한정된다.
제어기(18)는 전력 예측 신호의 값에 대응하는 이 들 데이터(발광 펄스 제어 신호 및 곱셈 계수)를 결정한다. 특히, 전력 예측 신호를 증가시킴으로써, 발광 횟수 및 발광 시간 간격이 감소되거나, 또는 지연된 화상 신호가 곱해지는 곱셈 회로 계수가 감소되어 표시 장치에서 표시되는 신호의 그레이 스케일 레벨이 입력 화상 신호의 그레이 스케일 레벨에 비해서 감소된다. 따라서, 표시 장치에서의 단위 면적 당 발광량(휘도)이 조절되어 표시 장치에서 소비되는 전력이 제어된다.
또한, 전력 예측 신호의 크기에 따라서 발광 형식의 전환 또는 곱셈 회로 계수 중 어느 하나 만을 제어함으로써, 발광량(휘도)을 조절하여 전력 제어를 실행할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는, 각 색(color)의 데이터 표시에 필요한 소비 전력비를 나타내는 계수를 사용하여 전력 예측 신호를 연산하고, 또한 이러한 방법으로 구한 전력 예측 신호를 파라미터로서 사용하므로, 종래 기술의 방법보다 자동 전력 제어를 보다 정확하게 행할 수 있다.
도 9는 전력 예측 신호 대 단위 면적 당 발광량(휘도)의 변화를 나타내는 제어 특성을 나타내며, 여기서, 수평축은 전력 예측 신호의 크기를 나타내고, 수직축은 단위 면적 당 발광량(휘도)을 나타낸다. 제어기(18)는, 가산기(17)로부터 출력된 전력 예측 신호에 대응하여 발광 형식 또는 곱셈 계수를 조절함으로써, 전력 예측 신호가 증가함에 따라 단위 면적 당 발광량(휘도)을 저하시켜, 표시 장치에서 소비되는 전력이 과도하게 커지는 것을 방지하도록 제어하고 있다.
(실시예 2)
본 발명의 제2실시예를 설명한다. 본 실시예는 실시예 1의 파라미터 KR, KG 및 KB의 또 다른 결정 형태를 나타낸다. 실시예 1에서는 소비 전력비에 따라서 결정되지만, 본 실시예에서 이 들 파라미터 KR, KG 및 KB는 각 색 형광체의 면적 비에 따라서 결정된다.
도 10은 플라즈마 표시 패널의 형광체 배열의 예를 나타낸다. 도 10A에서, 줄무늬(stripe) 구조는 R, G 및 B에 대한 방전 면적이 동일하게 되도록, 각 색 형광체의 폭의 비, WR:WG:WB = 1.0:1.0:1.0을 갖는다. 따라서, 각각의 단색이 상기 패널에 표시될 때, 데이터 표시에 소비되는 전력 PR, PG 및 PB의 비는 통상적으로, PR:PG:PB = 1.0:1.0:1.0이다. 이 경우에, R 평균 레벨, G 평균 레벨 및 B 평균 레벨과 각각 곱해지는 파라미터 KR, KG 및 KB의 비는 KR:KG:KB = 1.0:1.0:1.0로서 결정된다. 소비 전력 신호는 이러한 파라미터 KR, KG 및 KB를 이용하여 구할 수 있다.
여기서, 도 10B에 나타낸 바와 같이 색 온도를 개선시키는 목적에서 각 색 형광체의 폭이 불균형하게 되어 있는 경우를 설명한다. 도 10B에서, WR:WG:WB = 1.0:1.0:1.4이고, 여기서, 청색 형광체의 폭 WB가 나머지 두 색의 형광체 폭 보다 넓게 벌어져서 패널의 색 온도가 높아진다. 이 경우에, 형광체 폭의 차이로 인하여 R, G 및 B 방전 면적의 차이가 발생하고, 이러한 차이는 데이터 표시를 위한 소비 전력에 반영되어, 결과적으로 통상 PR:PG:PB = 1.0:1.0:1.4가 된다. 이러한 경우에, KR, KG 및 KB의 비가 KR:KG:KB = 1.0:1.0:1.4로서 결정되면, 전력 예측 신호는 역시 정확하게 연산된다.
이와 같이, 형광체 면적은 통상적으로 데이터 표시에 소비되는 전력에 비례한다. 그러므로, 도 1의 제1곱셈 회로(14), 제2곱셈 회로(15) 및 제3곱셈 회로(16)에, 형광체 면적의 비를 KR, KG 및 KB로서 각각 입력함으로써 간단한 방법으로 전력 예측 신호를 또한 계산할 수 있다.
지금까지 플라즈마 표시 패널(PDP)을 구비한 표시 장치를 설명하였으나, 본 발명은 LED(light emission diode;발광 다이오드) 표시 장치, FED(field emission display;전계 발광 표시 장치) 등의 기타 발광형 표시 장치에도 적용될 수 있다.
전술한 본 발명에 따르면, 표시 장치의 표시부에서의 발광량(휘도)은 각 색 평균 레벨에, 소비 전력비 또는 형광체 면적비를 나타내는 계수로서 가중치를 부여하여, 이 들 가중치가 부여된 색 평균 레벨의 합을 결정함으로써 구한 전력 예측 신호에 따라서 제어된다. 따라서, 표시 장치의 소비 전력을 평균 휘도를 이용하여 제어하는 종래 기술의 방법에 비교하여, 소비 전력을 더욱 정확하게 제어할 수 있는 표시 장치가 구성될 수 있다.
본 발명을 특정 실시예와 관련하여 설명하였으나 많은 기타의 변형, 수정 및 응용이 있을 수 있다는 것은 당업자에게는 명백하다. 그러므로, 본 발명은 여기에 서 설명한 개시에 한정되지 않으며, 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (7)

  1. 화상 표시를 위한 광을 발광하는 발광 수단과,
    소정 기간의 입력 영상 신호 R, G, 및 B를 각각 적분하여 R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨을 출력하는 적분 회로와,
    상기 R 평균 레벨, 상기 G 평균 레벨 및 상기 B 평균 레벨의 제각각에 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB를 곱하는 제1, 제2, 및 제3 곱셈 회로와,
    상기 제1, 제2 및 제3 곱셈 회로의 출력 신호를 합산하여, 상기 발광 수단 상에서의 예측되는 소비 전력량을 나타내는 소비 전력 예측 신호를 출력하는 전력 예측 회로와,
    상기 소비 전력 예측 신호에 따라 상기 발광 수단의 발광량(휘도)를 제어하는 밝기 제어 회로를 구비하고,
    상기 파라미터 KR, KG, 및 KB의 비는 동일 화상을 R, G, B 각 색으로 단색 표시했을 때에 표시를 위해 소비되는 각 색의 전력의 비와 같은
    화상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 화상 표시를 위한 광을 발광하는 발광 수단과,
    소정 기간의 입력 영상 신호 R, G, 및 B를 각각 적분하여 R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨을 출력하는 적분 회로와,
    상기 R 평균 레벨, 상기 G 평균 레벨 및 상기 B 평균 레벨의 제각각에 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB를 곱하는 제1, 제2, 및 제3 곱셈 회로와,
    상기 제1, 제2 및 제3 곱셈 회로의 출력 신호를 합산하여, 상기 발광 수단 상에서의 예측되는 소비 전력량을 나타내는 소비 전력 예측 신호를 출력하는 전력 예측 회로와,
    상기 소비 전력 예측 신호의 값에 따른 곱셈 계수를 출력하는 제어기와,
    상기 입력 영상 신호 R, G 및 B를 각각 지연시켜서, 지연 영상 신호 DR, DG 및 DB를 출력하는 지연 회로와,
    상기 지연 영상 신호 DR, DG 및 DB와 상기 곱셈 계수를 각각 곱하는 제4, 제5 및 제6 곱셈 회로를 구비하고,
    상기 파라미터 KR, KG, 및 KB의 비는 동일 화상을 R, G, B 각 색으로 단색 표시했을 때에 표시를 위해 소비되는 각 색의 전력의 비와 같은
    화상 표시 장치.
  4. 영상 신호의 하나의 필드를 각기 가중치가 부여된 다수의 서브필드로 분할하고, 상기 서브필드의 화상을 시간적으로 중첩해서 표시하여 계조(階調; gradation) 표시를 행하는 화상 표시 장치에 있어서;
    화상 표시를 위한 광을 발광하는 발광 수단과,
    적어도 1 필드분의 입력 영상 신호 R, G, 및 B를 각각 적분하여 R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨을 출력하는 적분 회로와,
    상기 R 평균 레벨, 상기 G 평균 레벨 및 상기 B 평균 레벨의 제각각에 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB를 곱하는 제1, 제2, 및 제3 곱셈 회로와,
    상기 제1, 제2 및 제3 곱셈 회로의 출력 신호를 합산하여, 상기 발광 수단 상에서의 예측되는 소비 전력량을 나타내는 소비 전력 예측 신호를 출력하는 전력 예측 회로와,
    상기 소비 전력 예측 신호의 값에 따른 곱셈 계수 및 발광 펄스 제어 신호를 출력하는 제어기와,
    상기 입력 영상 신호 R, G 및 B를 각각 지연시켜서, 지연 영상 신호 DR, DG 및 DB를 출력하는 지연 회로와,
    상기 지연 영상 신호 DR, DG 및 DB와 상기 곱셈 계수를 각기 곱하는 제4, 제5, 및 제6 곱셈 회로와,
    상기 발광 펄스 제어 신호에 따른 발광 형식의 서브 필드 구성에 상기 지연 영상 신호 DR, DG, DB를 연관시키는 영상 신호-서브필드 연관기와,
    상기 발광 펄스 제어 신호에 근거한 발광 형식의 서브 필드 구성으로 펄스를 발생시키는 서브필드 펄스 발생 수단을 구비하고,
    상기 파라미터 KR, KG, 및 KB의 비는 동일 화상을 R, G, B 각 색으로 단색 표시했을 때에 표시를 위해 소비되는 각 색의 전력의 비와 같은
    화상 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 소정 기간의 입력 영상 신호 R, G, 및 B를 각각 적분하여 R 평균 레벨, G 평균 레벨, 및 B 평균 레벨을 구하고, 상기 R 평균 레벨, 상기 G 평균 레벨 및 상기 B 평균 레벨의 제각각에 각각의 파라미터 KR, KG 및 KB를 곱하여 합산하여, 화상 표시를 위한 광을 발광하는 발광 수단에서의 소비 전력량을 예측하여 상기 발광 수단의 발광량(휘도)를 제어하고,
    상기 파라미터 KR, KG, 및 KB의 비는 동일 화상을 R, G, B 각 색으로 단색 표시했을 때에 표시를 위해 소비되는 각 색의 전력의 비와 같은
    화상 표시 방법.
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