KR20090096545A

KR20090096545A - 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 휘도 조정 방법

Info

Publication number: KR20090096545A
Application number: KR1020097016145A
Authority: KR
Inventors: 로버트 디. 폴라크; 지밍 주앙 (짐)
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-09-10
Also published as: US8933972B2; CN101632115A; US20080186322A1; CN101632115B; KR101134269B1; EP2126889A1; WO2008094861A1

Abstract

디스플레이 장치에서의 휘도를 조정하는 방법 및 시스템이 개시된다. 방법은 포화된 색을 갖는 이미지를 디스플레이하는 단계(304)를 포함한다. 방법은 완전 백색과 임의의 완전히 포화된 색 사이의 상대 휘도 비가 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀을 포함하는 대등한 디스플레이 장치에서의 상기 완전 백색과 상기와 동일하게 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록 서브 픽셀의 휘도 설정을 조정하는 단계(310)를 더 포함한다.

픽셀, 서브 픽셀, 채도, 상대 휘도 비, 휘도 설정, 감마 설정, 광 강도

Description

디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 휘도 조정 방법{LUMINANCE ADJUSTMENT IN A DISPLAY DEVICE}

본 발명은 일반적으로 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 디스플레이 장치의 휘도를 조정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

디스플레이 장치는 다양한 형태로 획득, 저장, 또는 전송되는 텍스트를 포함한 이미지의 시각적 표현을 제공한다. 디스플레이 장치의 예는 컴퓨터 디스플레이, 비디오 모니터, 오실로스코프, 텔레비전 디스플레이, 및 휴대용 전자 장치상의 디스플레이 패널을 포함하는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이 장치는 픽셀 어레이를 포함하는 화면, 및 화면상에 이미지를 렌더링(rendering)하는 관련 회로를 포함한다. 각각의 픽셀은 다수의 서브 픽셀, 예를 들어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 픽셀들을 포함할 수 있고, 이들 중 하나 이상은 이웃하는 픽셀들에 의해 또는 이웃하는 픽셀들 사이에서 공유될 수 있다. R, G 및 B 픽셀을 갖는 디스플레이는 RGB 디스플레이로 공지되어 있다.

서브 픽셀은 색, 휘도, 채도, 색상, 명도, 및 디스플레이 장치의 기타 이미지 속성과 같은 디스플레이 특성 및 특징을 제공한다. 디스플레이 밝기(display brightness)는 디스플레이 장치가 시청되는 주위 환경에 따라 달라진다. 선명한 이미지를 디스플레이하기 위해, 디스플레이된 이미지의 밝기는 주위의 광보다 더 커야 한다. 디스플레이 밝기는 디스플레이에 인가된 전력을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 디스플레이 밝기는 또한 각 픽셀에 백색 서브 픽셀을 추가함으로써 증가될 수 있다.

RGB 디스플레이에서, 백색은 모든 원색(RGB)의 색 설정이 최대치로 될 때 생성된다. 예를 들어, 8 비트 색 설정으로 된 RGB 디스플레이는 모든 3 원색 서브 픽셀이 255의 최대치로 설정될 때 백색을 디스플레이할 것이다. R, G 및 B 서브 픽셀 이외에 백색 서브 픽셀이 있는 픽셀을 갖는 디스플레이 장치는 RGBW 디스플레이로 공지되어 있다. 백색 서브 픽셀의 추가는 포화되지 않은 색을 갖는 이미지의 밝기를 증가시킨다. 완전히 또는 거의 완전히 포화된 색을 갖는 이미지는 백색 서브 픽셀의 존재에 의해 영향을 받을 것이다. 포화된 색을 갖는 이미지의 영역은 백색 서브 픽셀이 포화된 색의 밝기를 증대시킬 수 없기 때문에 어둡게(또는 흐리게) 보일 것이다.

포화된 색은 하나 또는 두 개의 원색 설정치가 0에 가까운 색이다. 예를 들어, RGB 디스플레이에서, 적색(R) 서브 픽셀만이 0이 아닌 밝기를 가진 경우, 픽셀은 포화된 적색을 디스플레이한다고 한다. 포화되지 않은 색을 갖는 이미지는 통계적으로 포화된 색을 갖는 이미지보다 더욱 흔하다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 셀룰러 폰과 같은 많은 휴대용 제품의 그래픽 사용자 인터페이스 또는 디스플레이는 통상적으로, 완전히 또는 거의 완전히 포화된 색을 사용한다. 백색 서브 픽셀의 추가는 일반적으로 전력 소비를 감소시키고, 전체적인 디스플레이 밝기 를 증가시킬 것이다. 그러나, 포화된 색이 더욱 어둡게(또는 더욱 흐리게) 인식되는 문제점은 백색 서브 픽셀의 존재시에 이미지의 전체 스펙트럼을 더욱 잘 나타내도록 해결될 필요가 있다.

다른 방법은 서브 픽셀의 색 정보의 제어를 포함한다. 서브 픽셀의 색 정보는 서브 픽셀의 채도(색 포화도)를 조정함으로써 더욱 양호한 휘도를 달성하도록 변경된다. 그러나, 색 정보의 변경은 이미지의 원래의 색을 변화시킨다. 백색 서브 픽셀 구성을 갖는 디스플레이 장치에서 이미지의 의도한 색과 휘도 균형을 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다양한 실시예는 다수의 픽셀을 포함하는 RGBW 디스플레이 장치의 휘도 조정에 관한 것으로, 각 픽셀은 최소한 2개의 서브 픽셀을 포함한다. 한 실시예에서, 포화된 색을 갖는 이미지가 디스플레이된다. 서브 픽셀의 휘도 설정은 완전한 백색과 임의의 완전히 포화된 색 사이의 상대 휘도 비가, 대등한 RGB 디스플레이 장치에서의 완전 백색과 상기와 동일하게 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 대략 25 퍼센트가 되도록 조정된다.

다른 실시예는 다수의 픽셀을 포함하는 RGBW 디스플레이 장치를 포함하는데, 각 픽셀은 최소한 2개의 서브 픽셀을 포함한다. 디스플레이 장치는 포화된 색을 갖는 이미지를 생성한다. 디스플레이 장치는 또한 제어기 출력이 다수의 픽셀에 연결되어 있는 디스플레이 제어기를 포함하는데, 디스플레이 제어기는 서브 픽셀의 휘도 설정을 조정하도록 구성된다. 서브 픽셀의 휘도 설정은 완전한 백색과 임의의 완전히 포화된 색 사이의 상대 휘도 비가, 대등한 RGB 디스플레이 장치에서의 완전 백색과 상기와 동일하게 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 25 퍼센트 이내가 되도록 조정된다.

도 1은 픽셀 그리드(pixel grid)를 도시한 도면.

도 2는 픽셀의 상대 휘도와 채도 사이의 그래픽 관계를 도시한 도면.

도 3은 휘도를 조정하는 순서도를 도시한 도면.

도 4는 휘도를 조정하는 시스템의 블록도를 도시한 도면.

도 5는 광 강도와 전압 신호 사이의 그래픽 관계를 도시한 도면.

각각의 도면 전반에 걸쳐 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내기 위해 동일한 참조 번호를 사용하고, 아래의 상세한 설명과 함께 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 이루는 첨부 도면은 다양한 실시예를 더욱 잘 예시하고 본 발명의 다양한 원리 및 장점을 설명하는데 소용된다.

다양한 실시예에 따른 휘도 설정을 조정하는 특정 방법 및 시스템을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 기본적으로 디스플레이 장치의 휘도 설정의 조정에 관련된 방법 단계들 및 장치 컴포넌트들의 조합에 속한다는 것을 알기 바란다. 따라서, 장치 컴포넌트들 및 방법 단계들은 적절한 경우에 도면에 통상적인 기호로 디스플레이되어 있는데, 도면에서는 여기에서 언급된 설명의 도움을 얻어 본 분야에 숙련된 기술자들이 용이하게 명백히 알게 될 상세로 본 발명을 불명료하지 않게 하기 위해 본 발명을 이해하는 데에 관련된 특정 상세만을 도시하고 있다.

도 1은 다수의 픽셀을 포함하는 픽셀 그리드(100)를 도시한 것이다. 픽셀 그리드는 디스플레이 장치의 디스플레이 패널/화면에 대응한다. 디스플레이 장치의 예는 컴퓨터 디스플레이, 비디오 모니터, 오실로스코프, 텔레비전 디스플레이, 이동 전화 디스플레이 패널 등을 포함한다. 디스플레이 장치의 디스플레이 패널/화면의 예는 LED(Light emitting Diode) 디스플레이, OLED(Organic Light emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, FED(Field Emission Display) 등을 포함할 수 있다.

픽셀은 최소 어드레스 가능 이미징 요소 또는 디스플레이 포인트(diplay point)으로서 간주될 수 있다. 이미지를 만들기 위해 복수의 픽셀 중의 다수의 픽셀이 함께 결합한다. 더욱이, 픽셀 그리드(100) 내의 다수의 픽셀의 각 픽셀은 최소한 2개의 서브 픽셀을 포함한다. 이들 서브 픽셀은 다양한 색 조합으로 이루어질 수 있다. 이 설명을 위해, 픽셀 그리드(100)는 4개의 서브 픽셀을 갖는 것으로 도시된다. 각 픽셀은 3 원색을 디스플레이하는 3개의 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀을 포함한다. 즉, 픽셀 그리드(100)의 각 픽셀은 적색(R) 서브 픽셀, 녹색(G) 서브 픽셀, 청색(B) 서브 픽셀 및 백색(W) 서브 픽셀을 포함하여 RGBW 디스플레이를 형성한다. 예를 들어, 픽셀 그리드(100)의 픽셀(102)은 적색 서브 픽셀(104), 녹색 서브 픽셀(106), 청색 서브 픽셀(108) 및 백색 서브 픽셀(110)을 포함한다. 그러나, RGB와 같은 3 원색 서브 픽셀만을 갖는 디스플레이는 RGB 디스플레이로 공지되어 있다.

서브 픽셀은 다양한 순서 및 기하학적 모양, 이를테면 직사각형, 육각형, 삼각형, 줄무늬, 대각선 등으로 배열될 수 있다. 서브 픽셀은 디스플레이 장치를 통해 디스플레이된 이미지의 시각적 표현에 휘도, 채도, 색상, 명도 등과 같은 디스플레이 특징을 제공한다. 각각의 서브 픽셀에 대한 이들 디스플레이 특징의 다양한 조합 및 설정은 상이한 디스플레이 품질의 이미지를 생성하기 위해 제어될 수 있다. 서브 픽셀의 휘도 및 채도와 같은 디스플레이 설정 및 특징에 있어서의 변화는 픽셀 그리드를 통해 이미지 및 텍스트의 시각적 표현의 원하는 디스플레이 품질을 얻기 위해 변경될 수 있다. 휘도는 표면으로부터 방출된 또는 표면을 통해 통과하는 광의 양으로서 정의된다. 그러므로, 휘도는 표면이 얼마나 밝게 보이느냐 하는 것으로 간주될 수 있다. 한 서브 픽셀의 휘도는 그 밖의 다른 서브 픽셀의 휘도에 의해 영향받는다. 예를 들어, 픽셀(102) 내의 적색 서브 픽셀(104)의 휘도는 백색 서브 픽셀(110)의 존재 또는 부재로 인해 영향받을 수 있다. 예를 들어, 백색 서브 픽셀의 존재시에, 완전히 포화된 적색을 디스플레이하는 적색 서브 픽셀은 더 어둡게 또는 흐리게 보일 수 있다.

RGB 디스플레이는 단지 3 원색 서브 픽셀, 예를 들어 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함한다. RGB 디스플레이 또는 RGBW 디스플레이에서, 픽셀은 3 원색 서브 픽셀의 하나 또는 두 개의 휘도가 거의 0에 가까울 때 포화된 색을 디스플레이한다고 한다. 예를 들어, 픽셀은 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀의 휘도가 그 최대치의 25 퍼센트 미만일 때 포화된 적색을 디스플레이한다고 한다.

한 실시예에서, 하나 또는 두개의 서브 픽셀이 최대 휘도(8 비트 설정에서 255)로 설정되고, 그 밖의 다른 서브 픽셀의 휘도가 0에 가까운 경우, 픽셀은 완전히 포화된 색을 디스플레이한다고 한다. 완전히 포화된 색은 픽셀의 최소한 하나의 원색 설정이 그 최대치의 대략 25 퍼센트 미만으로 되는 반면, 그 픽셀에 대한 그외 다른 모든 원색 설정이 그 최대치의 75 퍼센트를 초과하게 되는 픽셀에 의해 생성된 색이다. 완전 백색을 디스플레이하기 위해, RGB 서브 픽셀 디스플레이에서의 모든 3 원색은 최대 휘도(8 비트 설정에서 255)로 설정된다.

도 2는 픽셀의 상대 휘도와 채도 사이의 그래픽 관계(200)를 도시한 것이다. 그래픽 관계는 수직축(Y축)을 따라 상대 휘도(L)가 도시되고, 수평축(X축) 상에 채도가 도시된다.

픽셀 그리드, 예를 들어 도 1의 픽셀 그리드(100)의 각 픽셀은 픽셀의 각 서브 픽셀에 할당된 지정된 디스플레이 설정 및 특징에 대한 데이터를 수신한다. RGBW 디스플레이에서, 픽셀에 의해 수신된 데이터는 R, B, G 및 W 서브 픽셀에 대한 채도, 색상 및 휘도 정보의 개별 값을 포함한다. 픽셀의 서브 픽셀에 대한 주어진 데이터 집합은 픽셀의 채도 및 상대 휘도 비(L)의 고유한 집합을 생성할 것이다. 특정 색의 채도는 색의 순도의 측정치 및 강도의 퍼센트일 수 있다. 상대 휘도(L)는 픽셀의 전체 투과율일 수 있다. 상대 휘도는 완전 백색을 디스플레이하는 픽셀의 휘도(Lw)와 완전히 포화된 색의 휘도 스펙트럼을 디스플레이하는 픽셀의 휘도(Lf)의 비이다. 달리 말하면, Lw는 픽셀의 모든 3 원색 서브 픽셀이 최대로 설정될 때, 즉 R, G 및 B 서브 픽셀이 8 비트 시스템에서 255의 색 설정치를 가질 때 의 픽셀의 휘도이고, Lf는 서브 픽셀의 3 원색 중의 하나 또는 두 개의 원색 설정치가 0인 반면, 픽셀의 서브 픽셀에 대한 나머지 원색 설정치가 최대치인 픽셀의 휘도이다. 상대 휘도 비(L)는 완전 백색을 디스플레이하는 픽셀에 비교한 픽셀의 휘도의 측정치이다.

상대 휘도 비(L):

그래픽 관계(200)는 원색의 상대 휘도 비와 채도 사이에 그려진 곡선 A-B를 포함한다. 곡선 A-B는 픽셀에 대한 상대 휘도 비와 채도의 다양한 조합의 경계를 설명한다. 곡선 A-B는 8 비트 색 설정을 갖는 RGB 디스플레이의 경우에 그려진 것이다. RGB 디스플레이의 경우에, 2 원색 서브 픽셀의 색 설정치는 상수 값과 일치하도록 고정된다(G=B=상수(K), 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀의 색 설정치는 고정된다). 따라서, 곡선 A-B 아래의 영역을 차지할 수 있는 상대 휘도 비와 채도의 조합에는 256의 2제곱(

)의 조합이 있다. 곡선 A-B 아래의 영역은 원색, 예를 들어, 적색(R)에 대한 상대 휘도 비(L)와 채도의 값들의 집합을 포함한다. RGBW 디스플레이의 경우에, 픽셀 내의 백색 서브 픽셀의 추가로 인해, RGB 디스플레이에 대한 곡선 A-B는 'C' 점에서 벗어나서, RGBW 디스플레이에 관한 새로운 곡선 A-C-D를 따른다. 따라서, 곡선에서 벗어남으로 인해서 잘려나간 영역 C-D-B를 채우는, 포화된 색 또는 포화에 가까운 색을 디스플레이하고 있는 픽셀들의 집합이 있을 것이다. 이 픽셀 집합은 백색 서브 픽셀, 예를 들어 도 1의 백색 서브 픽셀(110)의 추가로 인해 디스플레이될 수 없다. 그러므로, 백색 서브 픽셀의 추가는 디스플레이 내의 그외 다른 픽셀이 흐리게 보이게 하거나 어둡게 보이게 할 수 있다.

더 나은 이해를 돕기 위해, 곡선 A-B 아래에 있으면서 영역 C-D-B 내에 있는 디스플레이 포인트 P(x,y)가 곡선 A-B에서 벗어남으로 인해 디스플레이될 수 없는 시나리오를 고려해 보자. 디스플레이 포인트 P(x,y)를 디스플레이하고 색 평형을 유지하기 위해, 서브 픽셀의 휘도와 같은 디스플레이 속성은 디스플레이 포인트를 디스플레이하는 픽셀의 상대 휘도 비가 참조 상대 휘도 비의 25 퍼센트 이내가 되도록 조정될 수 있다. 참조 상대 휘도 비는 완전 백색의 휘도(Lwr)와 RGB 디스플레이에서 동일하게 완전히 포화된 색의 휘도 스펙트럼을 디스플레이하는 픽셀의 휘도(Lfr)의 비이다. 참조 상대 휘도 비는 디스플레이 포인트 P(x,y)를 디스플레이하는 픽셀의 상대 휘도에서 발생된 차이에 기초한다. 이 차이는 곡선 A-B에서 벗어남으로 인해 발생된다. 백색 서브 픽셀의 존재 및 곡선 A-B에서의 벗어남으로 인해, 디스플레이 포인트 P(x,y)의 y 좌표에 변화가 있다. 그러므로, 디스플레이 포인트 P(x,y)를 디스플레이하기 위해, 디스플레이 포인트 P(x,y)의 y 좌표는 y'로 바뀐다. 이 변화를 적용하고 색 평형을 유지하기 위해, RGBW 디스플레이에서의 백색 서브 픽셀(예를 들어, 도 1에 도시된 백색 서브 픽셀(110))의 휘도는 디스플레이 포인트 P(x,y)의 y 좌표의 변화에 기초하여 감소된다. 예시적인 예에서, 서브 픽셀들의 임의의 조합의 휘도는 이 변화를 적용하여 색 평형을 유지하도록 조정될 수 있다. 다른 예시적인 예에서, 디스플레이 장치의 출력 전력은 색 평형을 유지하도록 조정된다.

RGBW 디스플레이에서 백색 서브 픽셀의 휘도에 생길 변화를 결정하는 것은 y 좌표의 차이의 최대치이다. 예를 들어, 디스플레이 포인트 P(x,y)를 디스플레이하기 위한 백색 서브 픽셀의 휘도의 감소는 max(δ/L)인데, δ은 디스플레이 포인트 P의 상대 휘도 비(y축)의 변화이다. 그러므로, δ은 δ=y-y'로 정의되는데, y와 y'는 각각 디스플레이 포인트 P(x,y)와 P'(x,y')의 y축 좌표이다. L은 디스플레이 포인트 P(x,y)의 상대 휘도 비이다.

P(x,y)를 디스플레이하기 위해, 디스플레이 포인트 P(x,y)에 대한 y축 좌표는 P(x,y)가 P'(x,y')로 바뀌도록 감소되어야 하고, 색 평형을 유지하기 위해, RGBW 디스플레이에서의 백색 서브 픽셀의 휘도는 계수(δ/L)만큼 감소된다.

그러나, 이것은 디스플레이 장치의 전체 밝기를 낮출 것이다. 그러므로, 디스플레이 장치의 전체 밝기를 유지하기 위해, 백라이트 밝기는 도 3에서 더욱 설명되는 바와 같이, 계수(δ/L)만큼 증가될 수 있다.

도 3은 디스플레이 장치의 휘도를 조정하는 순서도를 도시한 것이다. 단계(302)에서, 방법이 시작된다. 단계(304)에서, 포화된 색을 갖는 이미지가 디스플레이된다. 포화된 색을 갖는 이미지는 3 원색 설정치 중의 하나 또는 두 개가 대략 0에 가까운 픽셀들의 도움으로 디스플레이된다. 단계(306)에서, RGBW 디스플레이에 관한 상대 휘도 비와 채도 사이에 그려진 곡선 A-C-D의 밖에 속하는 디스플레이 포인트를 갖는 임의의 픽셀이 있는지 판정된다. 예를 들어, 곡선 A-B 아래에 속하는 디스플레이 포인트 P(x,y)는 RGB 디스플레이에서 디스플레이된다. 백색 서브 픽셀, 예를 들어 백색 서브 픽셀(110)의 추가로 인해, 상대 휘도 비와 채도 사이에 그려진 곡선 A-B에 있어서 'C' 점에서 벗어나게 된다. 'C' 점에서는, 곡선 A-B에서 벗어나서, 새로운 곡선 A-C-D가 RGBW 디스플레이에 관한 상대 휘도 비와 채도 사이에서 그려진다. 곡선에서 벗어남으로 인해, 디스플레이 포인트 P(x,y)는 새로운 곡선 A-C-D의 밖에 속하고, RGBW 디스플레이에서 디스플레이되지 않는다. 단계(306)에서, (도 2에 도시된 바와 같이) 영역 C-B-D를 채우는 디스플레이 포인트가 판정된다. 그러나, 새로운 곡선 A-C-D의 밖에 속하는 디스플레이 포인트를 갖는 픽셀이 없다고 판정되는 경우에, 프로세스는 종료된다.

도 3에서, 단계(308)에서, 상대 휘도 비의 최대 편차는 단계(306)에서 새로운 곡선 A-C-D의 밖에 속하는 디스플레이 포인트를 갖는 픽셀이 있다고 판정된 경우에 max(δ/L)로 결정된다. 최대 편차는 새로운 곡선 A-C-D로부터의 디스플레이 포인트의 상대 휘도 비의 편차 측정치이다. 최대 편차는 백색 서브 픽셀의 추가로 인한 상대 휘도 비의 변화량과, 도 2와 관련하여 설명된 영역 C-B-D 내에 속하는 디스플레이 포인트의 상대 휘도 비의 비이다.

도 3에서, 단계(310)에서, 백색 서브 픽셀의 휘도는 픽셀의 상대 휘도 비가 참조 상대 휘도 비의 25 퍼센트 사이에 있도록 조정된다. 백색 서브 픽셀의 휘도의 변화는 계수 δ/L에 기초한다. 새로운 곡선 A-C-D의 밖에 속하는 디스플레이 포인트를 나타내기 위해, 픽셀 그리드, 예를 들어 도 1의 픽셀 그리드(100) 내의 백색 서브 픽셀의 휘도는 계수 δ/L만큼 감소된다. 계수 δ/L은 새로운 곡선 A-C- D의 밖에 속하는 디스플레이 포인트에 대한 최대 편차이다.

단계(312)에서, 디스플레이 장치의 디스플레이 패널/화면의 출력 전력은 색 평형을 유지하도록 조정된다. 일반적으로, 디스플레이 패널/화면상에 이미지를 디스플레이하기 위해, 디스플레이 패널/화면의 밝기는 주위 확산 광보다 밝아야 한다. 패널/화면의 밝기는 디스플레이 장치의 출력 전력을 조정함으로써 변경될 수 있다. 출력 전력은 완전 백색의 휘도가 백색 서브 픽셀 또는 서브 픽셀의 임의의 조합의 휘도 설정을 조정하기 전의 완전 백색의 휘도의 25 퍼센트 이내가 되도록 조정된다. 출력 전력은 방출형(emissive) 디스플레이 장치의 입력 전류를 조정함으로써 조정될 수 있다. 방출형 디스플레이 장치의 예는 LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, CRT 디스플레이, FED 등을 포함하는데, 이에 제한되는 것은 아니다.

출력 전력은 또한 디스플레이 패널/화면, 예를 들어 액정 디스플레이 장치(LCD)의 백라이트 밝기를 조정함으로써 조정될 수 있다. 백라이트는 디스플레이 장치의 디스플레이 패널/화면에 광을 제공하는 다수의 광원을 포함할 수 있다. 단계(310)에서의 백색 서브 픽셀의 휘도의 감소는 디스플레이된 이미지의 밝기의 감소를 초래한다. 그러므로, 밝기의 감소를 방지하기 위해, 백라이트 밝기는 계수 L/δ만큼 증가된다. 그 후, 방법은 단계(314)에서 종료된다.

한 실시예에서, 디스플레이 장치의 휘도 조정은 디스플레이 장치의 감마 설정의 조정을 포함한다. 감마 설정은 RGBW 디스플레이에서의 백색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비가 서브 픽셀의 휘도 설정 조정 전의 RGB 디스플레이에서의 백 색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비의 대략 50 퍼센트 이내가 되도록 조정된다. 감마 설정의 조정은 디스플레이 장치에 의해 생성된 광의 강도의 보정을 포함한다. 감마 보정은 도 4 및 5와 관련하여 더욱 설명된다.

도 4는 픽셀의 휘도를 조정하는 시스템(400)의 블록도를 도시한 것이다. 시스템(400)은 다수의 픽셀(402) 및 디스플레이 제어기(404)를 포함한다. 다수의 픽셀은 디스플레이 패널/화면에 대응할 수 있다. 다수의 픽셀(402)의 각 픽셀은 R, G, B 및 W 서브 픽셀을 포함한다. 다수의 픽셀(402)은 디스플레이 장치상에 포화된 색을 갖는 이미지를 생성한다. 디스플레이 제어기(404)는 다수의 픽셀(402)에 연결된 제어기 출력을 갖는다. 디스플레이 제어기는 다수의 픽셀의 서브 픽셀의 디스플레이 특징을 제어하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 또한, RGBW 디스플레이에서의 완전 백색과 임의의 완전히 포화된 색 사이의 상대 휘도 비가 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀만을 포함하는 대등한 디스플레이 장치(RGB 디스플레이)에서의 완전 백색과 상기와 동일하게 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록 다수의 픽셀의 서브 픽셀의 휘도록 조정하도록 구성된다. 게다가, 디스플레이 제어기는 참조 상대 휘도로부터의 최대 편차를 판정할 수 있다. 한 실시예에서, 디스플레이 제어기는 메모리 유닛(도시 생략)으로부터 참조 상대 휘도 비의 값을 검색한다. 메모리 유닛의 예는 데이터베이스, 룩업 테이블, 색 팔레트 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 제어기는 휘도의 편차를 판정하기 위해 상대 휘도 비를 참조 상대 휘도 비와 비교하도록 구성된다.

더욱이, 도 4에서, 디스플레이 제어기는 상대 휘도 비의 편차가 참조 상대 휘도 비의 25 퍼센트 이내가 되게 백색 서브 픽셀의 휘도 설정을 조정하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 또한 서브 픽셀의 임의의 조합의 휘도를 조정하도록 구성된다. 게다가, 디스플레이 제어기는 백라이트의 강도를 조정함으로써 디스플레이 장치의 출력 전력을 조정할 수 있다. 이것은 더욱 양호한 디스플레이를 위해 다수의 픽셀을 통한 광의 균일한 확산을 보장한다.

더욱이, 한 예시적인 예에서, 디스플레이 장치의 휘도를 조정하기 위해, 디스플레이 제어기는 디스플레이 장치의 감마 설정을 조정할 수 있다. 감마 설정은 물리적 장치에 의해 발생된 광의 강도의 조정으로서 정의될 수 있다. 광의 강도(I)는 도 5에서 설명되는 바와 같이, 디스플레이를 위해 서브 픽셀에 인가된 전압 신호(V)의 비선형 함수이다. 예를 들어, 강도(I)는 다음 수식에 의해 주어질 수 있다.

이러한 비선형성은 정확한 강도(I_C)를 달성하기 위해 보상되어야 한다. 이러한 강도 조정은 인가된 신호를 변환함으로써 달성된다.

그러므로, 전압 신호의 조정은 강도를 개선하기 위해 행해진다. 감마 설정 은 RGBW 디스플레이에서의 백색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비가 서브 픽셀의 휘도 설정 조정 이전의 RGB 디스플레이에서의 백색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비의 대략 50 퍼센트 이내가 되도록 조정된다. 픽셀은 서브 픽셀의 모든 3 원색 설정이 동일하게 되고 최대치 미만으로 될 때 회색을 디스플레이한다고 한다.

도 5는 전압 신호의 변화에 따른 광 강도의 변동을 보여주는 그래픽 관계(500)를 도시한 것이다. 그래픽 관계(500)는 Y축 상에 광 강도를 나타내고, X축 상에 0에서 700 밀리볼트까지 범위의 전압 신호를 나타낸다. 곡선은 인가된 전압(V)에 대한 강도(I)의 비선형 특성을 보여준다. 곡선은 대략 2.2와 같은 지수 값을 갖는다.

본 발명의 다양한 실시예는 모든 색을 디스플레이하는 모든 디스플레이 포인트 및 픽셀의 더욱 양호한 디스플레이를 보장한다. 휘도를 조정하는 상기 설명된 방법 및 시스템을 이용하는 디스플레이 장치는 RGBW 디스플레이에서 정확한 휘도를 갖는 선명한 화상을 보장한다. 더구나, 휘도의 조정은 또한 색이 예상대로 보일 수 있게 할 것이다. 게다가, 출력 전력, 백라이트 및 감마 설정의 조정은 또한 휘도의 조정으로 인한 이미지의 변화를 최소화한다.

본 분야에 숙련된 기술자는 여기에 개시된 개념 및 원리에 의해 교시받을 때, 예를 들어 이용가능 시간, 현재의 기술 및 경제적 고려사항에 의해 유발된 어쩌면 상당한 노력과 다양한 디자인 선택에도 불구하고, 최소한의 실험으로 이러한 소프트웨어 명령어와 프로그램 및 IC를 용이하게 생성할 수 있을 것으로 생각된다.

본 발명 및 그 최상의 모드가 소유권을 설정하여 숙련된 기술자들이 그것을 만들고 사용할 수 있게 하는 방식으로 설명되었지만, 여기에 개시된 예시적인 실시예에 대한 등가물이 있고, 예시적인 실시예에 의해서가 아니라 첨부된 청구범위에 의해서 제한되는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해하고 인식할 수 있을 것이다.

Claims

복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법으로서 - 각 픽셀은 최소한 2개의 서브 픽셀들을 포함하고, 상기 디스플레이 장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀들을 포함함-,

포화된 색(saturated color)을 갖는 이미지를 디스플레이하는 단계; 및

완전 백색(full white color)과 임의의 완전히 포화된 색(fully saturated color) 사이의 상대 휘도 비(relative luminance ratio)가, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들만을 포함하는 대등한 디스플레이 장치(equivalent display device)에서의 상기 완전 백색과 상기 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록 서브 픽셀들의 휘도 설정들(luminance settings)을 조정하는 단계

를 포함하고,

대등한 디스플레이의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 휘도 스펙트럼은, 백색 서브 픽셀들을 포함하는 상기 디스플레이 장치에서의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 휘도 스펙트럼의 대략 25 퍼센트 이내가 되는 디스플레이 장치에서의 방법.
제1항에 있어서, 상기 포화된 색을 갖는 이미지를 디스플레이하는 단계에서,

포화된 색은 최소한 하나의 원색(primary color) 설정들이 그 최대치의 대략 25 퍼센트 미만으로 되는 픽셀에 의해 생성되는 색이고,

완전히 포화된 색은 픽셀의 최소한 하나의 원색 설정이 그 최대치의 대략 25 퍼센트 이내로 되는 반면, 상기 픽셀에 대한 그 밖의 모든 원색 설정들은 그 최대치의 75 퍼센트를 초과하게 되는 상기 픽셀에 의해 생성되는 색인 디스플레이 장치에서의 방법.
제2항에 있어서, 상기 완전 백색은 모든 3 원색 설정들이 최대치들로 되는 픽셀에 의해 생성되는 색인 디스플레이 장치에서의 방법.
제1항에 있어서, 상기 휘도 설정들을 조정하는 단계는, 상기 백색 서브 픽셀들만의 휘도 설정들을 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
제1항에 있어서, 상기 휘도 설정을 조정하는 단계는, 상기 서브 픽셀들의 임의의 조합의 휘도 설정들을 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
제1항에 있어서, 상기 완전 백색의 휘도가 상기 서브 픽셀들의 휘도 설정 조정 전의 상기 완전 백색의 휘도의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록, 상기 디스플레이 장치의 출력 전력을 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
제6항에 있어서, 상기 출력 전력을 조정하는 단계는, 상기 디스플레이 장치의 백라이트 밝기를 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
제6항에 있어서, 상기 디스플레이 장치의 출력 전력을 조정하는 단계는, 방출형(emissive) 디스플레이 장치의 입력 전류를 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
제1항에 있어서, 백색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비가 상기 서브 픽셀들의 휘도 설정 조정 전의, 상기 백색과 상기 회색 사이의 상대 휘도 비의 대략 50 퍼센트 이내가 되도록 상기 디스플레이 장치의 감마(gamma) 설정을 조정하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치에서의 방법.
디스플레이 장치로서,

각 픽셀이 최소한 2개의 서브 픽셀들을 포함하는 복수의 픽셀들 - 상기 디스플레이 장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀들을 포함함-;

상기 디스플레이 장치상에 생성되고, 포화된 색을 갖는 이미지; 및

상기 복수의 픽셀들에 연결된 제어기 출력을 갖는 디스플레이 제어기

를 포함하고,

상기 디스플레이 제어기는 완전 백색과 임의의 완전히 포화된 색 사이의 상대 휘도 비가, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들만을 포함하는 대등한 디스플레이 장치에서의 상기 완전 백색과 상기 완전히 포화된 색 사이의 참조 상대 휘도 비의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록 서브 픽셀들의 휘도 설정들을 조정하며,

대등한 디스플레이의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 휘도 스펙트럼은, 백색 서브 픽셀들을 포함하는 상기 디스플레이 장치에서의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 휘도 스펙트럼과 동일한 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,

상기 디스플레이 제어기는 상기 포화된 색을 갖는 이미지를 디스플레이하고,

상기 포화된 색은 최소한 하나의 원색 설정들이 그 최대치의 대략 25 퍼센트 미만으로 되는 픽셀에 의해 생성되는 색이며,

완전히 포화된 색은 픽셀의 최소한 하나의 원색 설정이 그 최대치의 대략 25 퍼센트 이내로 되는 반면, 상기 픽셀에 대한 그 밖의 모든 원색 설정들이 그 최대치의 75 퍼센트를 초과하게 되는 상기 픽셀에 의해 생성되는 색이고,

상기 완전 백색은 모든 3 원색 설정들이 최대치들로 되는 픽셀에 의해 생성되는 색인 디스플레이 장치.
제10항에 있어서, 상기 디스플레이 제어기는, 상기 백색 서브 픽셀들만의 휘도 설정들을 조정함으로써 휘도 설정들을 조정하는 디스플레이 장치.
제10항에 있어서, 상기 디스플레이 제어기는, 서브 픽셀들의 임의의 조합의 휘도 설정들을 조정함으로써 휘도 설정들을 조정하는 디스플레이 장치.
제10항에 있어서, 상기 디스플레이 제어기는, 상기 완전 백색의 휘도가 상기 서브 픽셀들의 휘도 설정 조정 전의 상기 완전 백색의 휘도의 대략 25 퍼센트 이내가 되도록 상기 디스플레이 장치의 출력 전력을 조정하는 디스플레이 장치.
제14항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 백라이트를 포함하고, 상기 디스플레이 제어기는 상기 백라이트의 밝기를 조정함으로써 상기 장치의 출력 전력을 조정하는 디스플레이 장치.
제14항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 방출형 디스플레이 장치이고, 상기 디스플레이 제어기는 상기 방출형 디스플레이 장치의 입력 전류를 조정함으로써 출력 전력을 조정하는 디스플레이 장치.
제10항에 있어서, 상기 디스플레이 제어기는, 백색과 임의의 회색 사이의 상대 휘도 비가 상기 서브 픽셀들의 휘도 설정 조정 전의, 상기 백색과 상기 회색 사이의 상대 휘도 비의 대략 50 퍼센트 이내가 되도록 상기 디스플레이 장치의 감마 설정을 조정하는 디스플레이 장치.