KR102510648B1 - 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛 및 영상 신호의 주사율이 변경된 경우, 변경된 주사율에 맞는 밝기 보상 값을 획득하고, 획득된 밝기 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 각 픽셀에 인가하는 프로세서를 포함하고, 상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경되지 않은 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제1 휘도 변화 범위는, 상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경된 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제2 휘도 변화 범위 보다 클 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 개시는 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 패널의 휘도를 제어하는 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
게임 동영상의 재생을 위한 디스플레이 장치는 60Hz의 주사율로 작동하는 디스플레이 장치보다 같은 시간 동안 더 많은 장면을 표시할 수 있다.
사용자는 주사율이 높을수록 훨씬 부드러운 화면을 느낄 수 있으며, 빠른 반응 속도를 요구하는 게임에서, 높은 주사율이 요구된다.
또한, 게임 동영상의 재생 시, 화면은 가로로 어긋나는 테어링(Tearing) 현상이 발생될 수 있다. 테어링 현상은 영상의 주사율이 고정되어 있는 경우, 그래픽 카드가 출력하는 영상 프레임과 디스플레이 패널이 출력하는 영상 프레임이 동기화되어 있지 않은 경우에 발생된다.
테어링 현상을 방지하기 위해, 그래픽 카드의 영상 프레임의 출력 주파수와 디스플레이 패널의 주사율을 동기화시키는 가변 주사율(또는 가변 재생율, Variable Refresh Rate, VRR) 기술이 등장하였다.
그러나, 가변 주사율을 적용할 시, 낮은 주파수의 영상 신호가 입력되면, 디스플레이 패널을 구성하는 화소 전극의 Storage 캐패시턴스 사이즈에 따라 화소 Data의 차징 및 홀딩 특성이 나빠져, 휘도 저하 특성이 나타난다.
이로 인해, 휘도 변화가 크게 발생하고 이는 플리커(Flicker) 형태로 눈에 띄게 되어, 사용자의 시청에 방해를 준다.
또한, 종래의 액정 표시 장치는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 통해, 화면 전체 밝기를 제어하고 있으며, 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface, SPI) 통신을 통해, 로컬 디밍 동작으로 백라이트 유닛을 제어하고 있다.
PWM 제어를 통해 휘도 보상 알고리즘을 적용하더라도, 입력되는 영상 프레임의 주파수가 Random하기 때문에, 영상 프레임의 주파수를 예측할 수 없어 휘도 보상을 위한 PWM 신호의 생성 및 제어가 수 프레임 지연되어 발생하게 된다.
이는 입력되는 영상 프레임의 주파수 가변 범위에 따라 휘도 보상 값 적용 지연으로 인해 급격한 휘도 변화가 유발되어, Flicker가 더 심해지는 현상이 발생되게 된다.
본 개시는 가변 재생율(Variable Refresh Rate, VRR) 동작 시, 영상 주파수의 변화에 따른 휘도 변화 저감을 통해 플리커(Flicker)를 개선하기 위한 것에 목적이 있다.
본 개시는 HDMI 게임 모드 하에서, 가변 재생율(Variable Refresh Rate, VRR) 동작 시, 영상 주파수의 변화에 따른 휘도 변화 저감을 통해 플리커(Flicker)를 개선하기 위한 것에 목적이 있다.
본 개시는 VRR 동작 시, 감마 값의 조정 없이, 영상의 밝기 조정만으로, 플리커의 발생을 저감 시키고자 하는 것에 그 목적이 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상 신호의 주사율이 변경된 경우, 변경된 주사율에 맞는 밝기 보상 값을 획득하고, 획득된 밝기 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 각 픽셀에 인가하고, 상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경되지 않은 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제1 휘도 변화 범위는, 상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경된 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제2 휘도 변화 범위 보다 클 수 있다.
상기 제1,2 휘도 변화 범위 각각은 상기 주사율의 변경 범위 내에서, 최소 휘도 값과 최대 휘도 값 간의 차이일 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 현재 주사율, 변경된 주사율 및 상기 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 저장하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 룩업 테이블로부터, 상기 변경된 주사율에 맞는 상기 밝기 보상 값을 독출할 수 있다.
본 개시에 따르면, 가변 재생율(Variable Refresh Rate, VRR) 동작 시, 영상 프레임의 주사율의 변화에 따른 휘도 변화를 최소화하여, 플리커의 발생을 최소화할 수 있다.
본 개시에 따르면, 게임 동영상의 재생 시, 플리커의 발생이 억제되어, 사용자는 자연스러운 게임 동영상을 시청할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, VRR 동작 시, 감마 값의 조정 없이, 영상의 밝기 조정만으로, 플리커의 발생이 저감될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 영상 프레임의 주사율 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 가변 주사율을 적용하지 않는 영상 데이터 패킷의 구조를 설명하는 도면이고, 도 5는 가변 주사율을 적용하는 영상 데이터 패킷의 구조를 설명하는 도면이고, 도 6은 640 X 480의 해상도를 갖는 디스플레이 패널의 개념을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 해상도, 최대 수직 프론트 포치의 라인 수 및 주사율 간의 대응관계를 나타낸 테이블을 설명하는 도면이다.
도 8은 종래의 PWM 방식에 따른 디밍 값 제어와 본 개시의 실시 예에 따른 디밍 값 제어 간을 비교기 위한 그래프이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도(luminance) 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율에 맞는 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 나타내는 룩업 테이블의 예이다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따라, 주사율이 변경됨을 감지한 경우, 영상의 밝기 조절 과정을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율의 변화에 따라, 영상 신호의 게인 값을 조절하는 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 13은 종래 기술에 따라, 영상 신호의 주사율이 변경되는 경우, 밝기 보상 동작 전, 주사율 대비, 휘도의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 14는 본 개시의 실시 예에 따라, 영상 신호의 주사율이 변경되는 경우, 밝기 보상 동작 전, 주사율 대비, 휘도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율에 맞는 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값 간의 대응 관계를 나타내는 룩업 테이블의 예이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 명세서를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 1의 디스플레이 장치(100)는, 모니터, TV, 태블릿 PC, 이동 단말기 중 어느 하나 일 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 외부 입력 인터페이스(110), 프로세서(111) 디스플레이 패널(160) 및 백라이트 유닛(200)을 포함할 수 있다.
외부 입력 인터페이스(110)는 외부 기기로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다.
외부 입력 인터페이스(110)는 하나 이상의 HDMI 단자, 하나 이상의 A/V 단자를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(160)은 액정 표시 패널 일 수 있다.
디스플레이 패널(160)은 외부 입력 인터페이스(110)로부터 입력된 영상 신호에 기초하여, 영상을 표시할 수 있다.
디스플레이 패널(160)은 글라스를 이용한 기판 상에 다수의 데이터라인(DL1~DLm)과 다수의 게이트라인(GL1~GLn)이 매트릭스 형태로 교차되고, 각 교차 지점에 상응하는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다.
복수의 픽셀들 각각은 소스 구동부(150)에서 제공되는 영상 신호, 게이트 구동부(140)에 제공되는 구동 신호 및 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 빛에 기초하여, 영상을 출력할 수 있다.
메모리(170)는 디스플레이 패널(160)의 구동에 필요한 프로그램, 정보를 저장할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널(160)에 빛을 제공할 수 있다.
외부 입력 인터페이스(110)는 외부 기기로부터, 영상 데이터(RGB Data), 클럭신호, 수평동기신호, 수직동기신호, 데이터 인에이블 신호 중 하나 이상을 포함하는 제어신호를 수신할 수 있다.
수평동기신호는 화면의 수평 방향의 동기를 맞추기 위한 신호일 수 있다.
수직동기신호는 화면의 수직 방향의 동기를 맞추기 위한 신호일 수 있다.
또한, 데이터 인에이블 신호는 픽셀에 데이터를 공급하는 기간을 나타낼 수 있다.
외부 입력 인터페이스(110)는 프로세서(111)에 포함될 수 있다.
프로세서(111)는 타이밍 컨트롤러(120), 전원 전압 생성부(130), 게이트 구동부(140) 및 소스 구동부(150)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(120)는 외부 입력 인터페이스(110)로부터 수신된 제어 신호를 이용하여, 복수의 구동부 집적회로들로 구성된 게이트 구동부(140)와, 복수개의 드라이브 집적회로들로 구성된 소스 구동부(150)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 게이트 구동부(140)를 구동하기 위한 구동 신호는 하이 신호, 게이트 로우신호, 클록신호, 시작신호 및 리셋 신호 등이 있다.
전원 전압 생성부(130)는 프로세서(111)에 포함된 각 구성 요소의 동작에 필요한 전원전압, 기준전압 및 접지전압 등을 공급할 수 있다.
전원 전압 생성부(130)는 기준전압에 대응하는 공통전압을 디스플레이 패널(160)에 공급할 수 있다.
전원 전압 생성부(130)는 백라이트 유닛(200)의 구동에 필요한 DC 전원(LED B+)을 공급할 수 있다.
게이트 구동부(140)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 입력된 구동 신호에 응답하여, 디스플레이 패널(160)에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 온/오프(on/off) 제어를 수행할 수 있다.
게이트 구동부(140)는 게이트 구동신호(Vg1 내지 Vgn)를 출력하여, 디스플레이 패널(160)상의 게이트라인(GL1~GLn)을 1 수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블 (enable) 시킬 수 있다.
이에 따라, 소스 구동부(150)로부터 공급되는 영상 신호들이 각 픽셀로 인가될 수 있다.
소스 구동부(150)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 입력되는 데이터 신호 및 구동 신호에 응답하여, 영상 신호를 각 픽셀에 인가할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널(160)의 일면에 배치되어, 디스플레이 패널(160)에 빛을 제공할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 램프부(210) 및 LED 구동 회로(230)를 포함할 수 있다.
램프부(210)는 디스플레이 패널(160)에 빛을 제공할 수 있다.
램프부(210)는 LED 구동 회로(230)의 제어에 따라 디스플레이 패널(160)이 HDR(High Dynamic Range) 영상을 구현하도록, 디스플레이 패널(160)에 빛을 제공할 수 있다.
이를 위해, 로컬 디밍(Local Dimming) 방식이 사용될 수 있다. 로컬 디밍은 화면의 특정 영역에 조명을 켜거나, 끌 수 있는 방식일 수 있다.
로컬 디밍은 HDR 영상을 구현하는데 사용될 수 있다.
램프부(210)는 복수의 채널들을 포함할 수 있다. 각 채널은 직렬로 연결된 하나 이상의 LED 소자들, 디밍 회로 및 저항을 포함할 수 있다.
각 LED 소자는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 단색광을 발광하거나, 백색광을 발광할 수 있다.
디밍 회로는 하나 이상의 LED 소자를 온 시키거나 오프시킬 수 있는 반도체 스위치일 수 있다.
디밍 회로는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)로 구성될 수 있다.
저항은 하나의 채널에 흐르는 전류를 측정하는데 사용될 수 있다. 전원 전압 생성부(130)로부터 램프부(210)에 공급된 직류 전압은 하나 이상의 LED 소자들을 거쳐, 전압이 강하되고, 강하된 전압은 저항에 인가될 수 있다.
저항에 걸리는 전압을 측정하면, 채널에 흐르는 전류가 측정될 수 있다.
복수의 채널들은 병렬로 연결되어, LED 구동 회로(230)와 전기적으로 연결될 수 있다.
LED 구동 회로(230)는 램프부(210)의 동작을 제어할 수 있다.
LED 구동 회로(230)는 복수의 LED 드라이버들을 포함할 수 있다.
LED 구동 회로(230)에 포함된 LED 드라이버의 개수는 램프부(210)에 포함된 채널의 개수보다 적을 수 있다.
LED 드라이버의 개수는 디밍 회로의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 디밍 회로의 개수 또한, 채널의 개수보다 적을 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하에서, 주파수는 영상 프레임의 주사율을 의미할 수 있다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 영상 프레임의 주사율을 예측한다(S201).
외부 입력 인터페이스(110)는 연결된 외부 기기로부터 영상 신호 또는 영상 프레임을 수신할 수 있다.
외부 입력 인터페이스는 하나 이상의 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 단자 또는 하나 이상의 A/V 단자를 포함할 수 있다.
외부 입력 인터페이스(110)에 연결된 외부 기기는 주파수를 변경하여, 영상 프레임을 출력할 수 있다. 즉, 외부 입력 인터페이스(110)는 시간에 따라 주파수가 변경되는 영상 프레임을 수신할 수 있다.
외부 기기는 영상 프레임에 가변 주사율을 적용함을 나타내는 정보를 포함하여, 디스플레이 장치(100)에 전송할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(111)는 외부 입력 인터페이스(110)를 통해 수신된 영상 데이터 패킷에 기초하여, 영상 프레임의 주사율을 예측할 수 있다.
이에 대해서는, 도 3의 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 영상 프레임의 주사율 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 외부 입력 인터페이스(110)로부터 수신된 영상 데이터 패킷에 기초하여, 라인 수를 계산한다(S301).
가변 주사율이 적용될 시, 영상 데이터 패킷은 주사율의 변경을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
이에 대해서는, 이하의 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 가변 주사율을 적용하지 않는 영상 데이터 패킷의 구조를 설명하는 도면이고, 도 5는 가변 주사율을 적용하는 영상 데이터 패킷의 구조를 설명하는 도면이고, 도 6은 640 X 480의 해상도를 갖는 디스플레이 패널의 개념을 설명하는 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 제1 수직 영상 데이터 패킷(400)은 수직 액티브 포치(Vertical active porch, 410), 수직 프론트 포치(Vertical front porch, 420), 수직 싱크 포치(Vertical sync porch, 430) 및 수직 백 포치(Vertical back porch, 440)를 포함할 수 있다.
도 4의 제1 영상 데이터 패킷(400)은 가변 주사율이 적용되지 않는 영상 데이터 패킷의 구조일 수 있다.
수직 액티브 포치(410)는 화면 상에 표시되는 실제 영상에 대한 데이터를 포함하는 구간일 수 있다.
프론트 포치(420)는 수직 신호 출력 후, 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다. 수직 신호는 수직 액티브 포치(410)에 대응하는 신호일 수 있다.
수직 싱크 포치(430)는 수직 신호의 동기를 맞추기 위한 구간일 수 있다.
수직 백 포치(440)는 다음의 수직 신호를 출력하기까지 대기하는 수직 신호 출력 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다.
수직 프론트 포치(420), 수직 싱크 포치(430) 및 수직 백 포치(440)의 합은 수직 블랭크 포치로 명명될 수 있다.
즉, 제1 영상 데이터 패킷(400)은 수직 액티브 포치 및 수직 블랭크 포치의 합일 수 있다.
가변 주사율이 적용되지 않는 경우, 제1 영상 데이터 패킷(400)의 수직 프론트 포치(420)의 구간은 고정될 수 있다.
다음으로, 가변 주사율이 적용된 제2 영상 데이터 패킷(500)의 구조를 설명한다.
제2 영상 데이터 패킷(500)은 수직 액티브 포치(Vertical active porch, 510), 수직 프론트 포치(Vertical front porch, 520), 수직 싱크 포치(Vertical sync porch, 530) 및 수직 백 포치(Vertical back porch, 540)를 포함할 수 있다.
수직 프론트 포치(520), 수직 싱크 포치(530) 및 수직 백 포치(540)의 합은 수직 블랭크 포치로 명명될 수 있다.
즉, 제2 영상 데이터 패킷(500)은 수직 액티브 포치 및 수직 블랭크 포치의 합일 수 있다.
수직 액티브 포치(510)는 화면 상에 표시되는 실제 영상에 대한 데이터를 포함하는 구간일 수 있다.
프론트 포치(520)는 수직 신호 출력 후, 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다. 수직 신호는 수직 액티브 포치(510)에 대응하는 신호일 수 있다.
수직 싱크 포치(530)는 수직 신호의 동기를 맞추기 위한 구간일 수 있다.
수직 백 포치(540)는 다음의 수직 신호를 출력하기까지 대기하는 수직 신호 출력 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다.
도 6을 참조하면, 실제 영상이 표시되는 영역은 640 X 480에 대응되는 영역이고, 주사 신호가 인가되는 영역은 800 X 525에 대응되는 영역일 수 있다. 실제 영상이 표시되지 않는 영역이 포치 부분일 수 있다.
가변 주사율이 적용된 경우, 제2 영상 데이터 패킷(500)의 수직 프론트 포치(520)의 구간은 변경될 수 있다. 즉, 외부 입력 인터페이스(110)로부터 입력된 영상 데이터 패킷(500)의 수직 프론트 포치(520)의 값은 실시간으로 변경될 수 있다.
수직 프론트 포치(520)의 값은 수직 프론트 포치(520) 상에 입력된 수평 동기 신호의 라인 수일 수 있다.
프로세서(111)는 제2 영상 데이터 패킷(500)의 수직 프론트 포치(520)의 변화에 기초하여, 제2 영상 데이터 패킷(500)의 주사율을 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 수직 프론트 포치(520)의 값을 카운팅할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(111)는 별도의 카운터를 구비할 수 있다.
프로세서(111)는 수직 프론트 포치(520)의 값을 계산할 수 있고, 계산된 라인 수에 기초하여, 영상 프레임의 주사율을 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 입력된 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호의 하강 에지를 기반으로, 수직 프론트 포치(520)를 카운팅하고, 동기화 값을 계산할 수 있다.
프로세서(111)는 제2 영상 데이터 패킷(500)의 수직 블랭크 포치의 변화에 기초하여, 제2 영상 데이터 패킷(500)의 주사율을 결정할 수 있다.
수직 블랭크 포치는 수직 프론트 포치(520), 수직 싱크 포치(530) 및 수직 백 포치(540)의 합이므로, 수직 싱크 포치(530) 및 수직 백 포치(540) 각각이 고정된 경우, 수직 프론트 포치(520)의 변화에 따라 변경될 수 있다.
프로세서(111)는 제2 영상 데이터 패킷(500)의 수직 블랭크 포치의 값을 이용하여, 제2 영상 데이터 패킷(500)의 주사율을 결정할 수 있다.
디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 계산된 라인 수를 이용하여, 영상 프레임의 주사율을 결정한다(S303).
프로세서(111)는 수직 블랭크 포치(520)의 라인 수 및 주사율 간의 대응관계를 나타낸 테이블에 기초하여, 영상 프레임의 주사율을 결정할 수 있다.
이에 대해서는, 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 해상도, 최대 수직 프론트 포치의 라인 수 및 주사율 간의 대응관계를 나타낸 테이블을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 해상도(Resolution), 수직 주파수(주사율에 대응), 수평 토탈 포치(Htotal), 수직 토탈 포치(Vtotal), 클럭 주파수(Fclk) 및 최대 수직 프론트 포치의 값(라인 수) 간의 대응 관계를 나타내는 테이블(700)이 도시되어 있다.
테이블(700)은 메모리(170)에 저장되어 있을 수 있다.
테이블(700)은 지원되는 대표 해상도에 상응하는 MVRR의 값을 정의할 수 있다.
최대 수직 프론트 포치(MVRR)는 수직 프론트 포치(520)의 최대 값일 수 있다.
최대 수직 프론트 포치(MVRR)의 값은 다음의 수학식 1을 통해 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021049681364-pat00001
프로세서(111)는 외부 입력 인터페이스(110)를 통해 외부 기기로부터 영상 프레임의 해상도를 수신할 수 있다.
프로세서(111)는 단계 S301에서 얻어진 수직 프론트 포치(520)의 값(라인 수) 및 테이블(700)을 이용하여, 영상 프레임의 주사율을 결정할 수 있다.
해상도가 1920 X 1080인 경우, 주사 신호는 2200 X 1125의 영역에 주사될 수 있고, 해상도가 3840 X 2160인 경우, 주사 신호는 4400 X 2250의 영역에 주사될 수 있다.
해상도는 수직 백 포치에 담긴 정보일 수 있다.
프로세서(111)는 외부 기기로부터 획득된 해상도 수직 프론트 포치(520)의 라인 수가 계산된 경우, 테이블(700)로부터, 계산된 라인 수에 매칭되는 수직 주파수를 검색할 수 있다.
예를 들어, 해상도가 1920 X 1080이고, 수직 프론트 포치의 라인 수가 290 이하인 경우, 프로세서(111)는 영상 프레임의 주사율을 60Hz로 결정할 수 있다.
또한, 해상도가 1920 X 1080이고, 수직 프론트 포치의 라인 수가 1705 이하인 경우, 프로세서(111)는 영상 프레임의 주사율을 120Hz로 결정할 수 있다.
또한, 해상도가 3840 X 2160이고, 수직 프론트 포치의 라인 수가 580 이하인 경우, 프로세서(111)는 영상 프레임의 주사율을 60Hz로 결정할 수 있다.
또한, 해상도가 3840 X 2160이고, 수직 프론트 포치의 라인 수가 3409 이하인 경우, 프로세서(111)는 영상 프레임의 주사율을 120Hz로 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 수직 프론트 포치의 라인 수를 계산하여, 영상 프레임의 주사율을 예측할 수 있다.
다시, 도 2를 설명한다.
디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 예측된 영상 프레임의 주사율이 이전 영상 프레임의 주사율과 다른지를 판단한다(S203).
외부 기기는 게임 모드 하에서, 영상 프레임의 주파수를 실시간으로 변경하여, 출력할 수 있다.
빠른 화면 전환이 이루어 지는 게임 영상의 경우, 화면 찢어짐 현상(Tearing)이 발생될 수 있다. 테어링은 그래픽 카드의 프레임 레이트가 디스플레이 패널의 주사율을 초과하는 경우, 동기화가 되지 않아, 한번의 주사에 여러 프레임들이 겹치는 현상이다.
테어링을 방지하기 위해, 디스플레이 패널의 주사율을 그래픽 카드의 프레임 레이트의 변화에 맞추어, 동기화를 시켜주는 가변 주사율(VRR) 방식이 사용될 수 있다.
이러한, 가변 주사율 방식으로 인해, 영상 프레임의 주파수는 실시간으로 변경될 수 있다.
프로세서(111)는 이전에 입력된 영상 프레임의 주사율을 메모리(170)에 저장할 수 있다.
프로세서(111)는 이전에 입력된 영상 프레임의 주사율과 예측된 영상 프레임의 주사율이 동일한지를 판단할 수 있다.
디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 예측된 영상 프레임의 주사율이 이전 영상 프레임의 주사율과 다른 경우, 변경된 영상 프레임의 주사율에 기초하여, 백라이트 유닛(200)을 제어한다(S205).
로킹 디밍(Local Dimming) 방식은 액정표시패널의 표시화면에서 매트릭스 형태로 분할된 가상의 블록들에 따라 분리하고, 블록별로 입력 영상 데이터의 대표값을 도출하며, 블록별 대표값에 따라 블록별로 디밍 강도를(디밍 값) 조절하여 백라이트 유닛의 광원들의 밝기를 블록별로 제어하는 방법일 수 있다.
프로세서(111)는 변경된 영상 프레임의 주사율에 맞는 백라이트 유닛(200)의 디밍(Dimming) 강도를 결정할 수 있고, 결정된 디밍 강도로 광을 출력하도록 백라이트 유닛(200)을 제어할 수 있다.
디밍 강도는 백라이트 유닛(200)을 구성하는 복수의 블록들 각각이 출력하는 광의 세기일 수 있다.
백라인트 유닛(200)이 복수의 블록들로 이루어진 경우, 각 블록의 디밍 강도는 서로 다르게 조절될 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 수신된 제어 신호에 따라 결정된 디밍 강도를 갖도록 광을 출력할 수 있다.
프로세서(111)는 백라인트 유닛(200)의 LED 구동 회로(230)에 영상 프레임의 주파수에 따라 결정된 디밍 값을 출력하도록 하는 구동 신호를 전송할 수 있다.
LED 구동 회로(230)는 수신된 구동 신호에 따라 램프부(210)의 동작을 제어할 수 있다.
백라이트 블록 값(백라이트 블록의 디밍 값)은 [수학식 2]에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112021049681364-pat00002
기존 L/D에 의한 블록 값은 기존 로컬 디밍 시, 블록의 디밍 값을 나타낼 수 있다.
Vfrontvrr은 계산된 수직 프론트 포치(520)의 값일 수 있다.
Vfrontvrr(max)는 도 7의 테이블(700)에 도시된, 해상도 및 Vfontvrr에 상응하는 최대 수직 프론트 포치의 값일 수 있다.
BL(설정)은 설정된 백라이트 유닛의 디밍 값으로, 8비트(0 내지 255)를 기준으로, 설정 가능한 값일 수 있다.
BL(max)는 백라이트 유닛의 최대 디밍 값으로, 8비트를 기준으로 255의 값으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 예를 들어, 해상도가 1920 X 1080이고, 영상 프레임의 주사율이 120Hz인 상태에서, VRR 동작 시, 계산된 Vfrontvrr의 값이 1421이고, BL(설정) 값이 95%(243)인 경우, 백라이트 블록 값은 [수학식 2]에 따라 같이, 계산될 수 있다.
백라이트 블록 값 = 243+(1421/(1705/(255-243)))=243+10=253으로 계산될 수 있다. 253은 8비트를 기준으로 99.2%로 표현될 수 있다.
Vfrontvrr(max)는 해상도 및 계산된 Vfrontvrr에 의해 도 7에 도시된 테이블(700)을 통해 얻어질 수 있다.
[수학식 2]에 따른 백라이트 블록 값은 계산된 Vfrontvrr에 따라 휘도의 보상이 적용된 값일 수 있다.
[수학식 2]에 따른 백라이트 블록 값은 휘도의 값의 급격한 변화를 막기 위해 사용되는 수식일 수 있다.
기존의 PWM을 통해 디밍 값을 제어하는 방식과 본 개시의 실시 예인 Vfrontvrr에 의해 백라이트 유닛(200)의 블록의 디밍 값을 제어하는 방식을 비교하면 다음과 같다.
PWM 제어 방식은 PWM 신호를 통해 백라이트 유닛(200)에 공급되는 전류를 조절하여, 화면의 전체 밝기를 조절하는 방식이다. PWM 방식은 사용자 인터페이스 화면에 연동되어 있어, 입력된 영상 프레임에 연동된 실시간 제어가 불가능하다.
기존 PWM 방식에 따른 백라이트 유닛의 휘도율은 PWM 설정 값(95%)과 로컬 디밍 값(95%)의 곱인 90.25%이다.
본 개시의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 휘도율은 PWM 설정 값(95%)과 [수학식 2]에서 계산된 로컬 디밍 값(99.2%)의 곱인 94.05%이다.
즉, 기존 PWM 방식과 비교하여, 영상 프레임의 주파수가 낮은 주파수로 떨어졌을 때, 휘도의 보상이 더 잘 이루어질 수 있다.
이에 따라, VRR 동작 시에도, 휘도의 급격한 변화가 이루어지지 않아, 플리커 현상이 방지될 수 있다.
한편, 본 개시에서, 로컬 디밍 값, 블록 값은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 8은 종래의 PWM 방식에 따른 디밍 값 제어와 본 개시의 실시 예에 따른 디밍 값 제어 간을 비교기 위한 그래프이다.
도 8에서 좌측 그래프는 종래의 PWM 방식에 따른 디밍 값의 변화를 보여주는 그래프이고, 우측 그래프는 본 개시의 실시 예에 따라 수직 프론트 포치의 값에 따라 디밍 값이 조절되는 과정을 보여주는 그래프이다.
좌/우측 그래프 각각 가로축은 백라이트 유닛의 블록의 APL(Average Picture Level) 값을 나타내고, 세로축은 디밍 값(디밍 강도)를 나타낸다.
종래 PWM 방식의 경우, 영상 프레임의 주사율이 변경되더라도, 일정 APL 값 이후의 디밍 값에는 변화가 없다.
그러나, 본 개시의 실시 예에 따르면, 영상 프레임의 주사율에 따라 디밍 값이 조절될 수 있다.
영상 프레임의 주사율에 따라 디밍 값이 조절되는 경우, 휘도의 급격한 변화를 막을 수 있다. 이에 따라, 플리커 현상이 크게 개선될 수 있는 효과가 있다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 휘도(luminance) 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 영상 신호를 수신하고(S901), 수신된 영상 신호의 주사율을 예측한다(S903).
일 실시 예에서, 프로세서(111)는 그래픽 카드로부터 영상 신호를 전달받을 수 있다. 그래픽 카드는 외부 입력 인터페이스(110)가 외부 기기로부터 수신한 영상 신호를 수신하여, 프로세서(111)에 전달할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 프로세서(111)는 외부 입력 인터페이스(110)를 통해 영상 신호를 수신할 수 있다.
프로세서(111)는 수신된 영상 신호의 주사율을 예측할 수 있다. 프로세서(111)는 동기 신호의 라인 수에 기초하여, 영상 신호의 주사율을 예측할 수 있다.
영상 신호의 주사율을 예측하는 방법에 대해서는, 도 3의 실시 예를 차용한다.
프로세서(111)는 예측된 주사율이, 이전 영상 신호의 주사율과 다른지를 판단한다(S905).
프로세서(111)는 이전 영상 신호의 주사율과 현재 영상 신호의 주사율과 다른지를 판단할 수 있다.
프로세서(111)는 이전 영상 신호의 주사율을 미리 알고 있을 수 있다. VRR 기능이 활성화되는 경우, 그래픽 카드로부터 전달받은 영상 신호의 주사율을 달라질 수 있다.
프로세서(111)는 영상 신호의 주사율이 달라지는지를 확인할 수 있다.
프로세서(111)는 영상 신호의 주사율이 변경되는지를, 실시간 또는 주기적으로 확인할 수 있다.
프로세서(111)는 예측된 주사율이 이전 영상 신호의 주사율과 다른 경우, 예측된 주사율에 기초하여, 영상 신호의 밝기(Brightness) 보상 값을 결정한다(S907).
프로세서(111)는 예측된 주사율이, 이전 영상 신호의 주사율과 다른 경우, 룩업 테이블을 이용하여, 예측된 주사율에 상응하는 밝기 보상 값을 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 룩업 테이블은 영상 신호의 현재 주사율 대비, 변경된 주사율 및 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 나타내는 테이블일 수 있다.
룩업 테이블은 프로세서(111)에 저장되어 있거나, 메모리(170)에 저장되어 있을 수 있다.
프로세서(111)는 영상 신호의 주사율이 변경된 경우, 변경된 주사율에 상응하는 밝기 보상 값을 룩업 테이블로부터 독출할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율에 맞는 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 나타내는 룩업 테이블의 예이다.
룩업 테이블에서 주사율은 주파수로 표현되었다.
도 10을 참조하면, 룩업 테이블(1000)은 해상도/현재 주사율, 변경된 주사율, 변경된 주사율에 상응하는 밝기 보상 값 간의 대응 관계가 도시되어 있다.
밝기 보상 값은 영상이 HDR (High Dynamic Range) 영상인지 여부에 따라 서로 달라질 수 있다. HDR OFF는 HDR 영상이 아닌 경우의 밝기 보상 값을 나타내고, HDR ON은 HDR 영상인 경우의 밝기 보상 값을 나타낼 수 있다.
영상 신호의 해상도 정보는 영상 신호와 함께, 수신될 수 있다.
프로세서(111)는 도 3의 실시 예를 이용하여, 계산된 최대 수직 프론트 포치(MVRR) 값에 기초하여, 변경된 주사율을 획득할 수 있다.
도 10의 룩업 테이블(1000)은 변경된 주사율을 독출하는데 사용될 수도 있다.
프로세서(111)는 MVRR 값을 먼저, 계산하고, 룩업 테이블(1000)을 이용하여, MVRR 값에 맞는 변경된 주사율을 획득할 수 있다.
예를 들어, 1920X1080의 해상도를 갖는 영상 신호의 현재 주사율이 100Hz이고, MVRR이 1224로 계산된 경우, 프로세서(111)는 주사율이 100Hz에서 48Hz로 변경된 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(111)는 룩업 테이블(1000)을 이용하여, 변경된 주사율 48Hz에 상응하는 밝기 보상 값 52 또는 62를 독출할 수 있다.
프로세서(111)는 영상이 HDR 영상인 경우, 밝기 보상 값을 62로 결정하고, 영상이 HDR 영상이 아닌 경우, 밝기 보상 값을 56으로 결정할 수 있다.
밝기 보상 값은 0부터 100까지의 값을 가질 수 있다. 밝기 보상 값은 사용자 인터페이스 메뉴 상에 표시되는 백분위의 값일 수 있다.
또 다른 예로, 2560X1440의 해상도를 갖는 영상 신호의 현재 주사율이 120Hz이고, MVRR이 2161로 계산된 경우, 프로세서(111)는 변경된 주사율을 50Hz로 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 룩업 테이블(1000)을 이용하여, 변경된 주사율 48Hz에 상응하는 밝기 보상 값 55 또는 60를 독출할 수 있다.
프로세서(111)는 영상이 HDR 영상인 경우, 밝기 보상 값을 55로 결정하고, 영상이 HDR 영상이 아닌 경우, 밝기 보상 값을 60으로 결정할 수 있다.
다시, 도 9를 설명한다.
프로세서(111)는 결정된 밝기 보상 값에 따라 영상 신호의 게인 값을 조절한다(S909).
영상 신호의 게인 값은 디스플레이 패널(160)을 구성하는 픽셀의 RGB 값일 수 있다.
영상 신호의 게인 값은 오프셋 게인(Offset Gain) 값으로 명명될 수 있다.
프로세서(111)는 결정된 밝기 보상 값에 따라, 디스플레이 패널(160)을 구성하는 복수의 픽셀들의 RGB 값을 조절할 수 있다.
밝기 보상 값에 따른 RGB 값 또한, 별도의 룩업 테이블을 통해, 정해질 수 있다.
RGB 값은 8비트 기준, 0에서 255 값을 가질 수 있다.
프로세서(111)는 게인 값이 조절된 영상 신호를 디스플레이 패널(160)로 출력한다(S911).
즉, 프로세서(111)는 밝기가 조절된 영상 신호를 디스플레이 패널(160)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(160)은 조정된 밝기를 갖는 영상을 표시할 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따라, 주사율이 변경됨을 감지한 경우, 영상의 밝기 조절 과정을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 입력 스케일 대비, 출력 스케일의 밝기 관계를 나타내는 그래프들(1110 내지 1130)이 도시되어 있다.
도 11의 그래프의 X축 및 Y축 각각은 8비트를 기준으로 0 내지 255의 값을 범위로 갖는다.
각 그래프의 함수는 Y=A(X^Gamma)+B로 표현될 수 있다.
여기서, A는 콘트라스트(Contrast) 조정 게인이고, B는 밝기(Brightness) 조정 게인일 수 있다.
A는 그래프의 기울기이고, B는 그래프의 Y 절편일 수 있다.
콘트라스트 조정 게인 콘트라스트 보상 값, 밝기 조정 게인은 밝기 보상 값으로 명명될 수 있다.
Gamma는 디스플레이 패널(160)에 입력되는 영상 신호의 밝기 레벨과 화면 상에 나타나는 영상의 휘도 간 상관 관계를 나타내는 값이다.
Gamma는 2.2일 수 있으나, 예시에 불과하다.
본 개시의 실시 예에서, 감마 값은 고정된다.
즉, 프로세서(111)는 감마 값을 고정시키면서, 변경된 주사율에 맞게 영상의 밝기를 조절할 수 있다.
제1 그래프(1110)가 나타내는 함수의 B 값은 0임을 가정한다. 또한, B가 0인 경우, 룩업 테이블(1000)의 밝기 보상 값은 50에 대응될 수 있다.
프로세서(111)는 주사율이 변경되고, 변경된 주사율에 대응하는 밝기 보상 값이 50을 초과하는 경우, 제1 그래프(1110)를 제2 그래프(1130)로 변경할 수 있다. 즉, 프로세서(111)는 B 값을 증가시킬 수 있다.
프로세서(111)는 주사율이 변경되고, 변경된 주사율에 대응하는 밝기 보상 값이 50을 초과하지 않는 경우, 제1 그래프(1110)를 제2 그래프(1130)로 변경할 수 있다. 즉, 프로세서(111)는 B 값을 감소시킬 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 프로세서(111)는 주사율이 변경된 경우, 변경된 주사율에 맞게 밝기 보상 값 이외에, 콘트라스트 보상 값을 동시에 조절할 수 있다.
즉, 프로세서(111)는 주사율이 변경된 경우, 제1 그래프(1110)의 기울기 A 및 Y 절편 B를 동시에 조절할 수 있다.
이를 위해, 도 10에 도시된 룩업 테이블(1000)은 밝기 보상 값 이외에, 콘트라스트 보상 값을 더 포함할 수 있다.
프로세서(111)는 변경된 주사율에 맞는 콘트라스트 보상 값 및 밝기 보상 값 중 하나 이상을 조절하여, 영상의 밝기를 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, VRR 기능이 활성화되어, 영상 신호의 주사율이 변경되더라도, 그에 맞게 콘트라스트 또는 밝기 중 하나 이상이 조정되어, 플리커의 발생이 감소될 수 있다.
도 2의 실시 예에 따라, 변경된 주사율에 따라 백라이트 유닛(200)을 제어하여, 휘도를 조절하는 방식의 경우, 휘도 조절을 위해 LED 구동 회로(230)의 동작 지연이 발생될 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른다면, 주사율 변화가 큰 경우, 콘트라스트 또는 밝기 만이 조정되어, 백라이트 유닛(200)의 제어를 통한 휘도 조절 방식에 비해(도 2의 실시 예), 플리커가 덜 발생될 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율의 변화에 따라, 영상 신호의 게인 값을 조절하는 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 제1 영상 신호 또는 제1 영상 데이터 패킷(1200)은 제1 수직 액티브 포치(1201), 제1 수직 프론트 포치(1202), 제1 수직 싱크 포치(1203) 및 제1 수직 백 포치(1204)를 포함할 수 있다.
제2 영상 신호 또는 제2 영상 데이터 패킷(1210)은 제2 수직 액티브 포치(1211), 제2 수직 프론트 포치(1212), 제2 수직 싱크 포치(1213) 및 제2 수직 백 포치(1214)를 포함할 수 있다.
제1,2 수직 액티브 포치(1201, 1211) 각각은 화면 상에 표시되는 실제 영상에 대한 데이터를 포함하는 구간일 수 있다.
제1,2 수직 프론트 포치(1202, 1212) 각각은 수직 액티브 포치(또는 수직 신호) 출력 후, 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다. VRR 기능이 적용되는 경우, 수직 프론트 포치가 변경될 수 있다.
제1,2 수직 싱크 포치(1203, 1213) 각각은 수직 신호의 동기를 맞추기 위한 구간일 수 있다.
제1,2 수직 백 포치(1204, 1214) 각각은 다음의 수직 신호를 출력하기까지 대기하는 수직 신호의 출력 대기 시간을 나타내는 구간일 수 있다.
제2 영상 데이터 패킷(1210)은 제1 영상 데이터 패킷(1200)을 뒤 따르는 패킷이고, 제2 영상 데이터 패킷(1210)의 주사율은 제1 영상 데이터 패킷(1200)와 다름을 가정한다. 즉, 주사율이 변경됨을 가정한다.
프로세서(111)는 제1 수직 프론트 포치(1202)의 라인수에 기초하여, 뒤따르는 제2 영상 데이터 패킷(1200)의 주사율을 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 도 7 또는 도 10의 테이블을 이용하여, 제1 수직 프론트 포치(1202)의 최대 값인 최대 수직 프론트 포치(MVRR)에 상응하는 주사율을 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 도 10의 테이블(1000)을 이용하여, 결정된 제2 영상 데이터 패킷(1210)의 주사율에 상응하는 밝기 보상 값을 독출할 수 있다.
프로세서(111)는 독출된 밝기 보상 값을 다음 패킷인 제2 영상 데이터 패킷(1211)의 시작 시점에 적용할 수 있다.
즉, 프로세서(111)는 독출된 밝기 보상 값에 맞는 RGB 값을 제2 수직 액티브 포치(1211)에 적용할 수 있다.
프로세서(111)는 독출된 밝기 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 픽셀에 인가하여, 밝기 보상 값이, 픽셀에 반영되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 영상 신호의 주사율이 변경되더라도, 별도의 백라이트 유닛(200)의 제어 없이, 밝기 조정만으로, 플릭커의 발생을 감소시킬 수 있다.
도 13은 종래 기술에 따라, 영상 신호의 주사율이 변경되는 경우, 밝기 보상 동작 전, 주사율 대비, 휘도의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 14는 본 개시의 실시 예에 따라, 영상 신호의 주사율이 변경되는 경우, 밝기 보상 동작 전, 주사율 대비, 휘도의 변화를 보여주는 그래프이다.
LCD 디스플레이 패널의 휘도는 백라이트 유닛(200)의 제어 방식 또는, 영상의 밝기 설정으로, 조정 가능하다.
PWM 설정 값을 고정한 상태로, VRR 기능 활성화 시, 주사율의 변화에 따른 휘도 변화가 관측되는 경우, 영상의 밝기가 조절된 것으로 판단될 수 있다.
PWM 설정 값은 사용자 인터페이스 화면을 통해, 설정된 백라이트 유닛의 휘도 제어 값일 수 있다. PWM 설정 값에 따라 휘도가 설정될 수 있다.
도 13 및 도 14는 PWM 설정 값이, 고정된 경우임을 가정한다.
도 13을 참조하면, 밝기 보상 동작이 이루어 지지 않은 경우, 영상 신호의 주사율이 48Hz에서 120Hz까지 변경됨에 따라, 휘도는 최소 435.4 nit에서 최대 457.7 nit로, 22.3 nit 변화가 발생되었다.
도 14를 참조하면, 밝기 보상 동작이 이루어진 경우, 영상 신호의 주사율이 48Hz에서 120Hz까지 변경됨에 따라, 휘도는 최소 536 nit에서 최대 539 nit로 3 nit 변화가 발생되었다.
즉, 본 개시의 실시 예에 따를 경우, 영상 신호의 주사율이 48Hz에서 120Hz까지 변경되더라도, 최대 휘도 변화는 3 nit로, 종래 기술의 22.3 nit에 비해, 훨씬 작음을 확인할 수 있다.
휘도의 변화 범위가 작다는 것은, 그만큼, 플리커의 발생 정도가 작다는 의미일 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, VRR 기능의 활성화 시, 영상 신호의 주사율에 맞게 영상 신호의 밝기가 조정되어, 플리커의 발생이 감소될 수 있다.
이에 따라, 사용자는, VRR 기능이 활성화되더라도, 플리커의 발생이 감소되어, 영상 시청에 불편함을 느끼지 않을 수 있다. 특히, VRR 기능이 주로 적용되는 게임 동영상의 시청 시, 영상 시청에 불편함이 저감될 수 있다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 디스플레이 장치의 휘도 제어 방법을 설명하는 도면이다.
특히, 도 15의 실시 예는, 도 9의 실시 예와 비교하여, 예측된 주사율에 맞게 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값이 동시에 조절되는 예이다.
도 15의 단계들 중, 도 9의 실시 예와, 동일한 내용의 자세한 설명은 도 9의 설명으로 대체한다.
디스플레이 장치(100)의 프로세서(111)는 영상 신호를 수신하고(S1501), 수신된 영상 신호의 주사율을 예측한다(S1503).
프로세서(111)는 예측된 주사율이, 이전 영상 신호의 주사율과 다른지를 판단한다(S1505).
프로세서(111)는 예측된 주사율이 이전 영상 신호의 주사율과 다른 경우, 예측된 주사율에 기초하여, 영상 신호의 밝기(Brightness) 보상 값 및 콘트라스트(Contrast) 보상 값을 결정한다(S1507).
프로세서(111)는 메모리(170)에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 변경된 주사율에 맞는 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값을 독출할 수 있다.
이에 대해서는, 도 16을 참조하여 설명한다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 주사율에 맞는 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값 간의 대응 관계를 나타내는 룩업 테이블의 예이다.
룩업 테이블(1600)에서 주사율은 주파수로 표현되었다.
도 16을 참조하면, 룩업 테이블(1600)은 해상도/현재 주사율, 변경된 주사율, 변경된 주사율에 상응하는 밝기 보상 값/콘트라스트 보상 값 간의 대응 관계가 도시되어 있다.
밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값은 영상이 HDR (High Dynamic Range) 영상인지 여부에 따라 서로 달라질 수 있으나, 본 실시 예에서는 생략되었다.
영상 신호의 해상도 정보는 영상 신호와 함께, 수신될 수 있다.
프로세서(111)는 도 3의 실시 예를 이용하여, 계산된 최대 수직 프론트 포치(MVRR) 값에 기초하여, 변경된 주사율을 획득할 수 있다.
도 16의 룩업 테이블(1600)은 변경된 주사율을 독출하는데 사용될 수도 있다.
프로세서(111)는 MVRR 값을 먼저, 계산하고, 룩업 테이블(1600)을 이용하여, MVRR 값에 맞는 변경된 주사율을 획득할 수 있다.
예를 들어, 1920X1080의 해상도를 갖는 영상 신호의 현재 주사율이 100Hz이고, MVRR이 1224로 계산된 경우, 프로세서(111)는 주사율이 100Hz에서 48Hz로 변경된 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(111)는 룩업 테이블(1600)을 이용하여, 변경된 주사율 48Hz에 상응하는 밝기 보상 값 52 및 콘트라스트 보상 값 1을 독출할 수 있다.
또 다른 예로, 1920X1080의 해상도를 갖는 영상 신호의 현재 주사율이 120Hz이고, MVRR이 1635로 계산된 경우, 프로세서(111)는 변경된 주사율을 49Hz로 결정할 수 있다.
프로세서(111)는 룩업 테이블(1600)을 이용하여, 변경된 주사율 49Hz에 상응하는 밝기 보상 값 55 및 콘트라스트 보상 값 2를 독출할 수 있다.
다시, 도 15를 설명한다.
프로세서(111)는 결정된 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 따라 영상 신호의 게인 값을 조절한다(S1509).
영상 신호의 게인 값은 디스플레이 패널(160)을 구성하는 픽셀의 RGB 값일 수 있다.
영상 신호의 게인 값은 디스플레이 패널(160)을 구성하는 픽셀에 인가되는 RGB 데이터 값일 수 있다.
프로세서(111)는 결정된 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 따라, 복수의 픽셀들의 RGB 값을 조절할 수 있다.
프로세서(111)는 결정된 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 각 픽셀에 인가할 수 있다.
밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값 또한, 별도의 룩업 테이블을 통해 결정될 수 있다.
프로세서(111)는 게인 값이 조절된 영상 신호를 디스플레이 패널(160)로 출력한다(S1511).
본 개시의 실시 예에 따르면, VRR 동작 시, 감마 값의 조정 없이, 영상의 밝기 조정만으로, 플리커의 발생이 저감될 수 있다.
전술한 본 개시는 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 디스플레이 장치(100)의 제어부(170)를 포함할 수도 있다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛; 및
    영상 신호의 주사율이 변경된 경우, 변경된 주사율에 맞는 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값을 획득하고, 획득된 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 각 픽셀에 인가하는 프로세서를 포함하는디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경되지 않은 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제1 휘도 변화 범위는,
    상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경된 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제2 휘도 변화 범위 보다 큰
    상기 제1,2 휘도 변화 범위 각각은 상기 주사율의 변경 범위 내에서, 최소 휘도 값과 최대 휘도 값 간의 차이인
    디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    현재 주사율, 변경된 주사율 및 상기 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 저장하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 룩업 테이블로부터, 상기 변경된 주사율에 맞는 상기 밝기 보상 값을 독출하는
    디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    현재 주사율, 변경된 주사율, 상기 밝기 보상 값 및 상기 콘트라스트 보상 값 간의 대응 관계를 저장하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 룩업 테이블로부터, 상기 변경된 주사율에 맞는 상기 밝기 보상 값 및 상기 콘트라스트 보상 값을 독출하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 영상 신호를 구성하는 수직 프론트 포치의 값을 계산하고, 계산된 수직 프론트 포치의 값을 이용하여, 상기 영상 신호의 주사율을 결정하는
    디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    해상도, 최대 수직 프론트 포치의 값 및 주사율 간의 대응 관계를 나타내는 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 테이블을 이용하여,
    상기 계산된 수직 프론트 포치의 값에 매칭되는 상기 영상 신호의 주사율을 결정하는
    디스플레이 장치.
  8. 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 동작 방법에 있어서,
    영상 신호를 수신하는 단계;
    상기 영상 신호의 주사율이 변경되었는지를 판단하는 단계;
    상기 주사율이 변경된 경우, 상기 변경된 주사율에 맞는 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값을 획득하는 단계; 및
    획득된 밝기 보상 값 및 콘트라스트 보상 값에 맞는 RGB 데이터 값을 각 픽셀에 인가하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경되지 않은 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제1 휘도 변화 범위는,
    상기 백라이트 유닛의 휘도 제어 값이 고정된 상태에서, 상기 영상 신호의 밝기 보상 값이 변경된 경우, 상기 주사율의 변경에 따라 측정된 제2 휘도 변화 범위 보다 큰
    상기 제1,2 휘도 변화 범위 각각은 상기 주사율의 변경 범위 내에서, 최소 휘도 값과 최대 휘도 값 간의 차이인
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는
    현재 주사율, 변경된 주사율 및 상기 밝기 보상 값 간의 대응 관계를 저장하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 동작 방법은
    상기 룩업 테이블로부터, 상기 변경된 주사율에 맞는 상기 밝기 보상 값을 독출하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는
    현재 주사율, 변경된 주사율, 상기 밝기 보상 값 및 상기 콘트라스트 보상 값 간의 대응 관계를 저장하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 밝기 보상 값 및 상기 콘트라스트 보상 값을 획득하는 단계는
    상기 룩업 테이블로부터, 상기 변경된 주사율에 맞는 상기 밝기 보상 값 및 상기 콘트라스트 보상 값을 독출하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 영상 신호를 구성하는 수직 프론트 포치의 값을 계산하는 단계; 및
    계산된 수직 프론트 포치의 값을 이용하여, 상기 영상 신호의 주사율을 결정하는 단계를 더 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는
    해상도, 최대 수직 프론트 포치의 값 및 주사율 간의 대응 관계를 나타내는 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 영상 신호의 주사율을 결정하는 단계는
    상기 계산된 수직 프론트 포치의 값에 매칭되는 상기 영상 신호의 주사율을 결정하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 동작 방법.
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