KR20140092159A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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KR20140092159A
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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 원본 영상 신호로부터 휘도 정보를 추출하는 변환부와, 휘도 정보를 분석하여 원본 영상 신호에 대응하는 휘도 분포 비율을 산출하는 영상 분석부와, 휘도 분포 비율에 따라 복수의 계조 구간 별로 명암 비율을 결정하는 명암비 결정부와, 명암 비율에 따라 원본 영상 신호의 명암을 보정하여 보정 영상 신호를 생성하는 명암비 조절부, 및 사용자 제어 신호에 따라 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 밝기 조절부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 유기 발광 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 기술이다.
일반적인 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display: OLED) 등이 있다.
평판 표시 장치 중 일반적으로 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용한 유기 발광 표시 장치는 유기 물질의 전계 발광 현상을 이용한 평판형 디스플레이 장치를 말한다. 유기 발광 다이오드는 전극으로부터 전자와 홀이 주입되고 주입된 전자와 홀이 여기(Excitation) 상태를 거쳐 결합하는 메커니즘을 이용하여 발광한다.
유기 발광 표시 장치는 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 부피와 무게를 줄일 수 있고, 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 휴대용 단말기 또는 대형 텔레비전 등의 전자 제품에 사용된다.
유기 발광 표시 장치는 자발광 소자인 유기 발광 소자를 이용하여 영상을 표시하고, 영상 데이터 신호에 따른 전류량의 변화에 따라 발광을 하기 때문에, 고계조의 밝은 빛을 표시할수록 전류 소모가 많아 다양한 디스플레이 적용을 위해서는 저전력화가 필수적이다.
한편, 일반적으로 유기 발광 표시 장치에서 영상의 색을 표시하는 방법으로 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 혼합이 표시 장치에서 표시되도록 하는 색 모델을 이용할 수 있다. 또한, 인쇄 색상의 대표적인 청록색(Cyan), 자주색(Magenta), 노란색(Yellow)의 혼합이 표시 장치에서 표시되도록 하는 색 모델을 이용할 수 있다.
그리고, Y(Luminance), Cb(B-color difference) 및 Cr(R-color difference) 신호 모델을 이용하여 감마(gamma) 변환된 휘도 및 색차 성분 신호들로 색을 표시할 수 있다. 또한, H(Hue), S(Saturation) 및 V(Value) 신호 모델을 이용하여 영상의 특징 벡터를 추출하는 방법을 이용할 수 있다. 이 경우 유기 발광 표시 장치를 저전력으로 구동하기 위해 영상의 색을 변환하는 과정에서 영상 신호를 클리핑(Clipping) 처리하거나, 1보다 작은 비율로 RGB 신호로 역 변환하여 최대 휘도를 제한할 수 있다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치를 저전력 구동하기 위한 방법으로 콘트라스트(contrast)를 줄이거나, RGB 값 자체를 줄이는 방법을 이용한다. 이러한 방법은 명도의 변화에 따라 채도가 높아지거나 낮아지고, 명암비가 저하되어 시인성이 감소되는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 유기 발광 표시 장치에서 일괄적으로 밝기 조절을 하여 화면이 과포화 또는 저포화되는 현상을 방지하고, 원본 영상의 최대 밝기를 제한한 상태에서 자연스러운 영상을 표시할 수 있고, 영상의 시인성을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 원본 영상 신호로부터 휘도 정보를 추출하는 변환부와, 상기 휘도 정보를 분석하여 상기 원본 영상 신호에 대응하는 휘도 분포 비율을 산출하는 영상 분석부와, 상기 휘도 분포 비율에 따라 복수의 계조 구간 별로 명암 비율을 결정하는 명암비 결정부와, 상기 명암 비율에 따라 상기 원본 영상 신호의 명암을 보정하여 보정 영상 신호를 생성하는 명암비 조절부, 및 사용자 제어 신호에 따라 상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 밝기 조절부를 포함한다.
여기서, 상기 변환부는 상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터를 휘도 성분 및 색차 성분으로 변환하고, 상기 휘도 성분을 분석하여 상기 휘도 정보를 출력하는 휘도-색 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 영상 분석부는 상기 원본 영상 신호의 전체 계조 범위를 미리 정해진 범위를 갖는 복수의 상기 계조 구간으로 구분하고, 상기 각 계조 구간에 속하는 화소의 분포 비율을 밝기 분포 그래프로 생성하여 상기 휘도 분포 비율을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 명암비 결정부는 상기 밝기 분포 그래프를 이용하여 상기 각 계조 구간 별로 기준 추세선의 기울기 대비 증감하는 기울기를 갖는 보정 추세선으로 명암 비율 그래프를 생성하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 명암비 결정부는 상기 각 계조 구간의 경계 지점이 연속적으로 이어지도록 상기 보정 추세선의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 명암비 결정부는 상기 기준 추세선의 기울기 대비 상기 보정 추세선의 기울기 변화를 상기 명암 비율로 산출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 명암비 조절부는 상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터 각각을 상기 명암 비율로 보정하는 것을 특징으로 한다. 상기 밝기 조절부는 상기 보정 영상 신호의 밝기를 적어도 1보다 작은 비율로 제한하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 원본 영상 신호로부터 휘도 정보를 추출하는 단계와, 상기 휘도 정보를 분석하여 상기 원본 영상 신호에 대응하는 휘도 분포 비율을 산출하는 단계와, 상기 휘도 분포 비율에 따라 복수의 계조 구간 별로 명암 비율을 결정하는 단계와, 상기 명암 비율에 따라 상기 원본 영상 신호의 명암을 보정하여 보정 영상 신호를 생성하는 단계, 및 사용자 제어 신호에 따라 상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 휘도 정보를 추출하는 단계는 상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터를 휘도 성분 및 색차 성분으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 휘도 분포 비율을 산출하는 단계는 상기 원본 영상 신호의 전체 계조 범위를 미리 정해진 범위를 갖는 복수의 상기 계조 구간으로 구분하는 단계, 및 상기 각 계조 구간에 속하는 화소의 분포 비율을 밝기 분포 그래프로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 명암 비율을 결정하는 단계는 상기 밝기 분포 그래프를 이용하여 상기 각 계조 구간 별로 기준 추세선의 기울기 대비 증감하는 기울기를 갖는 보정 추세선으로 명암 비율 그래프를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 명암 비율을 결정하는 단계는 상기 각 계조 구간의 경계 지점이 연속적으로 이어지도록 상기 보정 추세선의 기울기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 명암 비율은 상기 기준 추세선의 기울기 대비 상기 보정 추세선의 기울기 변화에 대응하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보정 영상 신호를 생성하는 단계는 상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터 각각을 상기 명암 비율로 보정하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 단계는 상기 보정 영상 신호의 밝기를 적어도 1보다 작은 비율로 제한하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 원본 영상의 휘도를 이용하여 휘도 분포에 따라 명암을 적응적으로 조절하고, 조절된 명암을 RGB 색상에 동일하게 적용함으로써 색좌표 변화를 최소화시키고, 제한된 밝기 내에서 원본 영상의 명도를 향상시켜 시인성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 화소 중 하나를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치 중 영상 처리부(112)를 도시한 상세 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변환부(1121)의 예를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기 분포 그래프를 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 명암 비율 그래프를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_1)를 도시한 상세 블록도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_2)를 도시한 상세 블록도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_3)를 도시한 상세 블록도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_4)를 도시한 상세 블록도.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치의 효과를 설명하기 위해 도시한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 제어부(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130) 및 표시부(140)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(110)는 영상 처리부(112)를 포함한다. 영상 처리부(112)는 원본 영상 신호(RGB)의 휘도 분포 비율에 따라 원본 영상 신호(RGB)의 명암을 조정하여 보정 영상 신호(R'G'B')를 생성하고, 사용자 제어 신호(UC)에 따라 보정 영상 신호(R'G'B')의 밝기를 조정하여 입력 영상 신호(RGB)를 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 원본 영상 신호(RGB)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 각각의 계조 데이터를 포함하는 영상 신호를 예를 들어 설명한다. 그리고, 사용자 제어 신호(UC)는 표시부(140)에 표시되는 영상의 최대 밝기를 제한하는 신호이며, 외부의 사용자에 의해 제어될 수 있다.
제어부(110)는 영상 처리부(112)를 통해 처리된 입력 영상 신호(RGB) 및 동기 신호를 입력받고, 제1 및 제2 구동 제어신호(CONT1, CONT2), 복수의 데이터 신호를 생성한다. 여기서, 동기 신호는 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 메인 클럭신호(CLK)를 포함한다. 제어부(110)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 프레임 단위로 입력 영상 신호(RGB)를 구분하고, 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 주사선(S[1]~S[n]) 단위로 입력 영상 신호(RGB)를 구분하여 복수의 데이터 신호를 생성하고, 제1 구동 제어신호(CONT1) 및 복수의 데이터 신호를 데이터 구동부(130)로 전송한다.
주사 구동부(120)는 제2 구동 제어신호(CONT2)에 따라 주사선(S[1]~S[n]) 각각에 복수의 주사 신호를 전달한다. 데이터 구동부(130)는 제1 구동 제어신호(CONT1)에 따라 복수의 데이터선(D[1]~D[m]) 각각에 복수의 데이터 신호를 전달한다.
표시부(140)는 복수의 화소(PX)를 포함하는 표시 영역으로, 복수의 데이터 선(D[1]~D[m]), 복수의 주사선(S[1]~S[n]), 전압(VDD, VSS)에 연결되어 있는 복수의 배선이 형성된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화소(PX) 각각은 RGB 색상의 서브 화소(미도시)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 화소 중 하나를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화소(PX)는 i번째 주사선(S[i]) 및 j번째 데이터선(D[j])에 연결되어 있다. 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(TR1), 구동 트랜지스터(TR2), 커패시터(C), 및 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(TR1) 및 구동 트랜지스터(TR2)는 p 채널 타입의 트랜지스터인 PMOSFET으로 구현된다. 스위칭 트랜지스터(TR1)는 주사선(S[i])에 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터 선(D[j])에 연결되어 있는 소스 전극, 및 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 연결되어 있는 드레인 전극을 포함한다.
구동 트랜지스터(TR2)는 전압(VDD)에 배선을 통해 연결되어 있는 소스 전극, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 및 스위칭 트랜지스터(TR1)가 턴 온 되어 있는 기간 동안 데이터 신호(D[j])가 전달되는 게이트 전극을 포함한다.
커패시터(C)는 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극 및 소스 전극 사이에 연결되어 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드 전극은 배선을 통해 전압(VSS)에 연결되어 있다.
주사선(S[i])을 통해 전달된 주사 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(TR1)가 턴 온 되면, 데이터 선(D[j])을 통해 전달된 데이터 신호가 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 전달된다. 데이터 신호에 의한 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극 전압은 커패시터(C)에 의해 유지된다.
구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극과 소스 전극의 전압차는 커패시터(C)에 의해 유지되고, 구동 트랜지스터(TR2)에는 구동 전류가 흐른다. 구동 전류에 따라 유기발광다이오드(OLED)가 발광한다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치 중 영상 처리부(112)를 도시한 상세 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변환부(1121)의 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밝기 분포 그래프를 도시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 명암 비율 그래프를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(112)는 변환부(1121), 영상 분석부(1123), 명암비 결정부(1125), 명암비 조절부(1127) 및 밝기 조절부(1129)를 포함한다. 여기서, 변환부(1121)는 원본 영상 신호(RGB)를 입력받아 원본 영상 신호(RGB)로부터 휘도 정보(Y)를 추출하고, 추출된 휘도 정보(Y)를 영상 분석부(1123)에 전달한다. 그리고, 변환부(1121)는 입력된 원본 영상 신호(RGB)를 명암비 조절부(1127)에 전달한다.
본 발명의 실시 예에 따른 변환부(1121)는 YCbCr, YUV 등의 신호 모델을 이용하여 원본 영상 신호(RGB)로부터 휘도 정보(Y)를 추출한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 변환부(1121)는 휘도-색 분리부(1122)를 포함할 수 있다. 휘도-색 분리부(112)는 원본 영상 신호(RGB)를 휘도 및 색차 성분으로 분리하고, 휘도 성분의 히스토그램을 분석하여 휘도 정보(Y)를 생성한다.
영상 분석부(1123)는 휘도 정보(Y)를 분석하여 원본 영상 신호(RGB)에 대응하는 밝기 분포 그래프(Y-Histogram)를 생성한다. 구체적으로, 영상 분석부(1123)은 원본 영상 신호(RGB)가 나타내는 전체 계조 범위를 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간에 속하는 화소(PX)의 분포 비율을 밝기 분포 그래프로 생성한다. 본 발명의 실시 예는 전체 계조 범위를 저계조 구간(GB1), 중계조 구간(GB2) 및 고계조 구간(GB3)의 3개의 구간으로 구분하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 영상 분석부(1123)는 도 5에 도시된 바와 같이, 원본 영상 신호(RGB)가 8비트 영상인 경우 0~255 사이의 전체 계조 범위를 기준으로 하고, 3개의 구간(GB1~GB3)으로 구분한다. 그리고, 저계조 구간(GB1)에 속하는 화소(PX)의 분포 비율이 표시부(140)의 전체 화소(PX)의 개수 대비 a만큼이고, 중계조 구간(GB2)에 속하는 화소(PX)의 분포 비율이 b만큼이고, 고계조 구간(GB3)에 속하는 화소(PX)의 분포 비율이 c만큼인 밝기 분포 그래프를 생성한다.
명암비 결정부(1125)는 밝기 분포 그래프를 이용하여 저계조, 중계조 및 고계조 구간(GB1~GB3) 별로 명암 비율을 결정하고, 명암비 조절부(1127)에 해당 명암 비율을 전달한다. 명암비 결정부(1125)는 밝기 분포 그래프에 기준 추세선(SL1)을 적용하고, 각 구간(GB1~GB3)의 화소(PX)의 분포 비율에 따라 기준 추세선(SL1)의 기울기 대비 증감하는 기울기를 갖는 보정 추세선(L1~L3)으로 명암 비율 그래프를 생성한다.
명암비 결정부(1125)는 각 구간(GB1~GB3) 별로 미리 정해진 화소(PX)의 기준 분포 비율을 이용하여 각 구간(GB1~GB3)에 대응하는 보정 추세선(L1~L3)의 기울기를 조절한다. 본 발명의 실시 예에서는 화소(PX)의 분포 비율이 기준 분포 비율보다 큰 경우 기준 추세선(SL1)의 기울기에 대비하여 증가시키고, 기준 분포 비율보다 작은 경우 기준 추세선(SL1)의 기울기에 대비하여 감소시키는 것이 바람직하다. 또한, 각 구간(GB1~GB3)의 경계 지점이 연속적으로 이어지도록 기울기를 조절하는 것이 바람직하다.
예컨대, 명암비 결정부(1125)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 추세선(SL1)을 기준으로 하고, 저계조 구간(GB1)의 화소(PX) 분포 비율(a)이 기준 분포 비율보다 큰 경우 저계조 구간(GB1)의 보정 추세선(L1)의 기울기를 기준 추세선(SL1) 보다 증가되도록 보정한다. 그리고, 중계조 구간(GB2)의 화소(PX) 분포 비율(b)이 기준 분포 비율보다 작은 경우 중계조 구간(GB2)의 보정 추세선(L2)의 기울기를 기준 추세선(SL1) 보다 감소되도록 보정한다. 또한, 고계조 구간(GB3)의 화소(PX) 분포 비율(c)이 기준 분포 비율보다 큰 경우 고계조 구간(GB3)의 보정 추세선(L3)의 기울기를 기준 추세선(SL1) 보다 증가하도록 보정한다.
그리고, 명암비 결정부(1125)는 휘도 정보(Y)에 따라 해당 휘도 값이 속하는 구간(GB1~GB3)을 판단하고, 해당 휘도 값에 대한 기울기 변화에 대응하는 명암 비율 정보를 생성한다. 예컨대, 명암비 결정부(1125)는 도 7에 도시된 바와 같이, 입력된 1번째 원본 영상 신호(R1, G1, B1)의 휘도 값이 Y1이고, 휘도 값 Y1이 저계조 구간(GB1)에 속하는 경우 기준 추세선(SL1)에 대응하는 원본 휘도 값(Org_Y1)을 기준으로 보정된 기울기(L1)에 따라 변화된 휘도 값(Histo_Y1) 간의 비율(Ratio_Y1)을 산출한다.
마찬가지로, 입력된 2번째 원본 영상 신호(R2, G2, B2)의 휘도 값이 Y2이고, 휘도 값 Y2이 고계조 구간(GB3)에 속하는 경우 기준 추세선(SL3)에 대응하는 원본 휘도 값(Org_Y2)을 기준으로 보정된 기울기(L3)에 따라 변화된 휘도 값(Histo_Y2) 간의 비율(Ratio_Y2)을 산출한다. 명암비 결정부(1125)는 산출된 비율(Ratio_Y1, Y2)을 명암 비율 정보로 생성하여 명암비 조절부(1127)에 전달한다. 명암 비율 정보를 수학식으로 표현하면 아래의 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Ratio_Yx=Histo_Yx/Org_Yx(여기서, x는 자연수)
명암비 조절부(1127)는 명암 비율 정보에 따라 원본 영상 신호(RGB)의 명암을 보정하여 보정 영상 신호(R'G'B')를 생성한다. 명암비 조절부(1127)는 입력되는 원본 영상 신호(RGB)에 산출된 명암 비율을 곱하여 보정한다. 여기서, 명암비 조절부(1127)는 적색 원본 영상 신호(R), 녹색 원본 영상 신호(G) 및 청색 원본 영상 신호(B) 각각에 동일한 명암 비율을 적용시킴으로써 원본 영상의 색 좌표를 유지시킬 수 있다.
예컨대, 명암비 조절부(1127)는 입력된 1번째 원본 영상 신호(R1, G1, B1)에대한 명암 비율(Ratio_Y1)을 원본 영상 신호(R1, G1, B1)에 각각 곱한다. 이 경우 저계조 구간(GB1)에 속하는 1번째 원본 영상 신호(R1, G1, B1)의 명암이 크게 조절되어 출력된다.
마찬가지로, 입력된 2번째 원본 영상 신호(R2, G2, B2)에 대한 명암 비율(Ratio_Y2)을 원본 영상 신호(R2, G2, B2)에 각각 곱한다. 이 경우 고계조 구간(GB3)에 속하는 2번째 원본 영상 신호(R2, G2, B2)의 명암도 크게 조절되어 출력된다. 이를 수학식으로 표현하면 아래의 [수학식 2]와 같다.
[수학식 2]
Rx'=Rx*Ratio_Yx
Gx'=Gx*Ratio_Yx
Bx'=Bx*Ratio_Yx
그리고, 밝기 조절부(1129)는 보정 영상 신호(R'G'B')를 사용자 제어 신호(UC)에 따라 밝기 비율을 제한하여 입력 영상 신호(RGB)를 생성한다. 여기서, 밝기 조절부(1129)는 저전력 표시 장치를 구현하기 위해 밝기 비율을 1 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 예컨대, 밝기 조절부(1129)는 사용자 제어 신호(UC)에 대응하는 밝기 조절 상수(d)를 보정 영상 신호(R'G'B')에 곱하여 영상의 밝기를 일괄적으로 조절할 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 아래의 [수학식 3]과 같다.
[수학식 3]
R'*d=R
G'*d=G
B'*d=B(여기서, 0<d≤1)
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_1)를 도시한 상세 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_1)는 변환부(1121), 영상 분석부(1123), 명암비 결정부(1125), 명암비 조절부(1127), 밝기 조절부(1129) 및 프레임 메모리(1131)를 포함한다. 여기서, 변환부(1121), 영상 분석부(1123), 명암비 결정부(1125), 명암비 조절부(1127) 및 밝기 조절부(1129)는 도 2에 도시된 구성과 동일하여 설명 상의 편의를 위해 자세한 설명은 생략한다. 프레임 메모리(1131)는 입력 영상 신호(RGB)를 프레임 단위로 저장한다. 이 경우 제어부(110)는 프레임 단위로 구분된 입력 영상 신호(RGB)를 이용하여 표시부(140)에 영상을 표시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_2)를 도시한 상세 블록도이다. 도 9에 도시된 영상 처리부(112_2)는 도 8의 영상 처리부(112_1)의 구성에서 프레임 메모리(1131)가 입력 영상 신호(RGB)를 프레임 단위로 저장한 후, 변환부(1121)에 전달하는 구성이 차이가 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_3)를 도시한 상세 블록도이다. 도 10에 도시된 영상 처리부(112_3)는 도 8의 영상 처리부(112_1)의 구성에서 프레임 메모리(1131)가 보정 영상 신호(R'G'B')를 프레임 단위로 저장한 후, 밝기 조절부(1129)에 전달하는 구성이 차이가 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 영상 처리부(112_4)를 도시한 상세 블록도이다. 도 11에 도시된 영상 처리부(112_4)는 도 8의 영상 처리부(112_1)의 구성에서 프레임 메모리(1131)가 변환부(1121)로부터 전달된 원본 영상 신호(RGB) 및 휘도 정보(Y)를 프레임 단위로 저장한 후, 프레임 단위의 원본 영상 신호(RGB)를 명암비 조절부(1127)에 전달하고, 휘도 정보(Y)를 영상 분석부(1123)에 전달하는 구성이 차이가 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치의 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 원본 영상(200)을 약 80% 저전력으로 표시한 경우의 영상(200a)은 단순히 RGB의 계조를 선형적으로 감소시켜 색감이 저하되고 채도가 낮아지는 현상이 발생하였나. 이에 비해 본 발명의 실시 예에 따른 경우의 영상(200b)은 영상(200a)에 비해 시인성이 향상된 것을 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 제어부
120: 주사 구동부
130: 데이터 구동부
140: 표시부

Claims (16)

  1. 원본 영상 신호로부터 휘도 정보를 추출하는 변환부;
    상기 휘도 정보를 분석하여 상기 원본 영상 신호에 대응하는 휘도 분포 비율을 산출하는 영상 분석부;
    상기 휘도 분포 비율에 따라 복수의 계조 구간 별로 명암 비율을 결정하는 명암비 결정부;
    상기 명암 비율에 따라 상기 원본 영상 신호의 명암을 보정하여 보정 영상 신호를 생성하는 명암비 조절부; 및
    사용자 제어 신호에 따라 상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 밝기 조절부
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 변환부는
    상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터를 휘도 성분 및 색차 성분으로 변환하고, 상기 휘도 성분을 분석하여 상기 휘도 정보를 출력하는 휘도-색 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 분석부는
    상기 원본 영상 신호의 전체 계조 범위를 미리 정해진 범위를 갖는 복수의 상기 계조 구간으로 구분하고, 상기 각 계조 구간에 속하는 화소의 분포 비율을 밝기 분포 그래프로 생성하여 상기 휘도 분포 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 명암비 결정부는
    상기 밝기 분포 그래프를 이용하여 상기 각 계조 구간 별로 기준 추세선의 기울기 대비 증감하는 기울기를 갖는 보정 추세선으로 명암 비율 그래프를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 명암비 결정부는
    상기 각 계조 구간의 경계 지점이 연속적으로 이어지도록 상기 보정 추세선의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 명암비 결정부는
    상기 기준 추세선의 기울기 대비 상기 보정 추세선의 기울기 변화를 상기 명암 비율로 산출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 명암비 조절부는
    상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터 각각을 상기 명암 비율로 보정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 밝기 조절부는
    상기 보정 영상 신호의 밝기를 적어도 1보다 작은 비율로 제한하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 원본 영상 신호로부터 휘도 정보를 추출하는 단계;
    상기 휘도 정보를 분석하여 상기 원본 영상 신호에 대응하는 휘도 분포 비율을 산출하는 단계;
    상기 휘도 분포 비율에 따라 복수의 계조 구간 별로 명암 비율을 결정하는 단계;
    상기 명암 비율에 따라 상기 원본 영상 신호의 명암을 보정하여 보정 영상 신호를 생성하는 단계; 및
    사용자 제어 신호에 따라 상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 휘도 정보를 추출하는 단계는
    상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터를 휘도 성분 및 색차 성분으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 휘도 분포 비율을 산출하는 단계는
    상기 원본 영상 신호의 전체 계조 범위를 미리 정해진 범위를 갖는 복수의 상기 계조 구간으로 구분하는 단계; 및
    상기 각 계조 구간에 속하는 화소의 분포 비율을 밝기 분포 그래프로 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 명암 비율을 결정하는 단계는
    상기 밝기 분포 그래프를 이용하여 상기 각 계조 구간 별로 기준 추세선의 기울기 대비 증감하는 기울기를 갖는 보정 추세선으로 명암 비율 그래프를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 명암 비율을 결정하는 단계는
    상기 각 계조 구간의 경계 지점이 연속적으로 이어지도록 상기 보정 추세선의 기울기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 명암 비율은 상기 기준 추세선의 기울기 대비 상기 보정 추세선의 기울기 변화에 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 보정 영상 신호를 생성하는 단계는
    상기 원본 영상 신호의 적색, 녹색 및 청색의 계조 데이터 각각을 상기 명암 비율로 보정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 보정 영상 신호의 밝기를 조절하여 출력하는 단계는
    상기 보정 영상 신호의 밝기를 적어도 1보다 작은 비율로 제한하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
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