KR20190090673A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법. - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 디스플레이 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛, 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호를 획득하는 신호 처리부, 스위칭 소자를 포함하고 신호 처리부로부터 제공받은 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 스위칭 소자를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛에 인가되는 전류를 제어하는 구동부를 포함하며, 구동부는, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 미만인 경우 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자를 ON/OFF 시킨다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법. { DISPLAY APPARATUS, AND CONTROLLING METHOD }
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널에 광을 제공하는 백라이트에 인가되는 전류를 상승 또는 하강시키는 스위칭 소자를 제어하는 기술에 관한 것이다.
LED(Light Emmiting Diode) 발광 소자를 포함하는 백라이트를 광원으로 사용하는 디스플레이 장치에 있어서, LED 광원을 구동하기 위해서는 LED 광원에 전류를 인가하는 구동부가 필요하다.
종래의 구동부는 PWM (Pulse Width Modulation) 신호의 듀티(Duty) 및 디밍 (Dimming) 신호의 크기에 따라 발광 소자에 인가되는 전류를 제어하였다.
또한, 종래의 구동부는 PWM 신호가 입력되는 듀티 구간 동안 디밍(Dimming) FET 등의 스위칭 소자를 ON/OFF 시킴으로써 발광 소자에 비교적 일정한 크기의 전류를 공급하였다.
도 1은 종래 사용되던 일반적인 구동부(10)가 회로로 구성된 일 예를 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 종래 일반적인 구동부(10)는 입력 전압(VDRIVE), 인덕터(L), 스위칭 소자에 해당하는 디밍(Dimming) FET, 출력 캐패시터(C), 제어용 IC(Integrated Circuit) 등을 포함하도록 구현되는 한편, 이러한 구성들을 이용하여 백라이트에 포함되는 발광 소자(20) 각각에 인가되는 전류를 제어하였다.
도 1을 참고하면, 디밍 FET이 ON 되는 경우 입력 전압(VDRIVE)- 발광 소자(20) - 인덕터(L) - 디밍 FET 의 경로로 전류가 흘러 인덕터(L) 및 발광 소자(20)의 전류가 상승한다.
그리고, 디밍 FET이 OFF 되는 경우 인덕터(L) - 다이오드(Diode) - 발광 소자(20)의 경로로 전류가 흘러 인덕터(L) 및 발광 소자(20)의 전류가 하강한다.
다만, 이러한 종래의 구동부(10)는, 발광 소자(20)의 밝기를 비교적 낮게 제어해야 하는 경우, 즉 디스플레이에 표시되는 영상이 비교적 저계조에 해당하는 경우, 각 계조를 각 단계별로 선형적이고 세밀하게 표현하지는 못한다는 문제점이 있었다.
특히, 일반적으로는 계조 표현을 위해 1024단계(10 bit) 이상의 계조 레벨을 사용하는 경우가 많고, 이렇게 계조 레벨이 세분화될수록, 저계조에서 계조 레벨에 따른 영상의 밝기가 명확히 구분되기 어렵다는 문제가 있었다.
따라서, 본 개시의 목적은 저계조 영상에 대해서도 각 계조 레벨을 단계별로 선형적이고 세밀하게 표현하는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
구체적으로, 종래보다 계조 레벨을 더 정밀하게 구현하면서도 장치의 수명 및 동작에 무리가 없는 효율적인 디스플레이 장치를 제공함에 본 개시의 목적이 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛, 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 획득하는 신호 처리부, 스위칭 소자를 포함하고 상기 신호 처리부로부터 제공받은 상기 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시켜 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류를 제어하는 구동부를 포함하며, 상기 구동부는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킨다.
이때, 상기 입력 영상의 계조는, 상기 입력 영상의 밝기에 따라 구분되는 복수의 계조 중에서, 상기 기설정된 임계 값보다 작으며 서로 연속된 제1 및 제2 계조를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 제2 주기에 기초하여, 상기 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 상기 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간에서, 상기 스위칭 소자를 적어도 한 번 ON 및 OFF 시킬 수 있다.
또는, 상기 구동부는, 상기 PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 PWM 신호의 듀티가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수 있다.
그리고, 상기 신호 처리부는, 상기 입력 영상의 계조에 대응되는 디밍(Dimming) 신호를 획득하고, 상기 구동부는, 상기 신호 처리부로부터 제공받은 상기 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 디밍 신호의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
또는, 상기 구동부는, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류에 기초하여 상기 입력 영상의 계조를 식별하고, 상기 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
그리고, 상기 디스플레이 장치는 상기 백라이트 유닛과 연결된 가변 인덕터를 더 포함하고, 상기 구동부는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
한편, 상기 구동부는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 크고 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우, 제5 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 제5 주기는, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값에서 상기 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 상기 제3 주기에서 상기 제4 주기까지 일정하게 증가할 수 있다.
또는, 상기 구동부는, 상기 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며, 상기 기설정된 제1 임계 값은, 상기 기서정된 제2 임계 값보다 작을 수 있다.
한편, 상기 스위칭 소자가 ON 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 상승하고, 상기 스위칭 소자가 OFF 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 하강할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법은, 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 획득하는 단계, 상기 획득된 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 스위칭 소자를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛에 인가되는 전류를 제어하는 단계, 상기 백라이트 유닛을 이용하여 디스플레이 패널에 광을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킨다.
이때, 상기 입력 영상의 계조는, 상기 입력 영상의 밝기에 따라 구분되는 복수의 계조 중에서, 상기 기설정된 임계 값보다 작으며 서로 연속된 제1 및 제2 계조를 포함하고, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 제2 주기에 기초하여, 상기 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 상기 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간에서, 상기 스위칭 소자를 적어도 한 번 ON 및 OFF 시킬 수 있다.
또는, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 PWM 신호의 듀티가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수 있다.
그리고, 상기 제어 방법은, 상기 입력 영상의 계조에 대응되는 디밍(Dimming) 신호를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 디밍 신호의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수 있다.
또는, 상기 제어 방법은, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류에 기초하여 상기 입력 영상의 계조를 식별하는 단계를 더 포함하고, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
그리고, 상기 제어 방법은, 상기 백라이트 유닛과 연결된 가변 인덕터의 인덕턴스를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 인덕턴스를 설정하는 단계는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
한편, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 크고 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우, 제5 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 제5 주기는, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값에서 상기 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 상기 제3 주기에서 상기 제4 주기까지 일정하게 증가할 수 있다.
또는, 상기 전류를 제어하는 단계는, 상기 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며, 상기 기설정된 제1 임계 값은, 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작을 수 있다.
한편, 상기 스위칭 소자가 ON 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 상승하고, 상기 스위칭 소자가 OFF 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 하강할 수 있다.
본 개시에 따른 디스플레이 장치 및 그 제어 방법은, 백라이트의 구동을 제어하는 구동부에 포함된 스위칭 소자를 제어하여 저계조 영상을 계조 레벨별로 정밀하게 표현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 각 계조에 대응되는 PWM 신호 및 디밍 신호가 특정한 조건을 만족시키는 경우에만 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는 주기를 감소시키거나 또는 여러 가지 조건별로 스위칭 소자를 가변적으로 제어함으로써, 저계조 영상을 계조 레벨별로 정밀하게 표현하면서도, 디스플레이 장치에 지나친 발열 현상이 나타나는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 LED 구동회로를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 LED 구동회로의 문제점을 구체적으로 설명하기 위한 그래프,
도 3은 종래의 문제점을 해결하는 일 원리를 설명하기 위한 그래프,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 블록도,
도 5는 스위칭 소자의 ON/OFF 주기에 따른 LED 전류의 증감을 나타내는 그래프,
도 6은 PWM 신호 또는 디밍 신호의 특성에 맞도록 스위칭 소자의 ON/OFF 주기를 제어하는 방법에 대한 그래프,
도 7은 도 6과 다른 방식으로 스위칭 소자의 ON/OFF 주기를 제어하는 방법에 대한 그래프,
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 구동부를 대략적으로 도시한 도면,
도 9는 스위칭 소자의 ON/OFF 주기에 따른 가변 인덕터의 구성 및 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면 및 그래프,
도 10은 도 8의 구동부 및 도 9의 가변 인덕터를 결합한 예를 나타내는 도면,
도 11은 스위칭 소자의 ON/OFF 주기에 따라 가변 인덕터를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 그래프,
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 블록도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법에 대한 순서도, 그리고
도 14는 인가되는 전류를 측정하여 입력 영상의 계조를 식별하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 대한 순서도이다.
본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시의 실시 예에서, 디밍(Dimming) 신호는 백라이트에 인가되는 전류의 세기를 제어하기 위한 신호이고, PWM(Pulse Width Modulation) 신호는 디밍 신호가 인가되는 시간 간격을 제어하기 위한 신호이다. PWM 신호의 듀티(Duty)는 PWM 신호의 주기 내에서 PWM 신호가 입력 또는 인가되는 시간, 즉 PWM 신호의 주기 내에서 PWM 신호가 ON 인 시간의 길이 내지는 비율을 의미하며, 디밍 신호의 크기가 일정한 경우, PWM 신호의 듀티 값을 일정한 간격으로 달리함으로써 영상의 계조를 일정한 간격의 복수 레벨로 구분 지을 수 있다. 또는, PWM 신호의 듀티가 일정한 경우, 디밍 신호의 크기를 일정한 간격으로 달리함으로써 영상의 계조를 일정한 간격의 복수 레벨로 구분 지을 수 있다.
계조는 일반적으로 그림, 사진 또는 영상의 명암이나 색상의 진하기를 의미한다. 본 개시의 실시 예에서, 계조는 디스플레이되는 영상의 밝기 정도를 의미할 수 있다. 계조 레벨은, 디스플레이되는 영상의 계조를 일정한 간격의 복수 단계로 구분한 경우 각 단계에 대응되는 계조를 뜻하는 용어로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 종래의 LED 구동회로의 문제점을 보다 구체적으로 설명하기 위한 그래프로서, 도 2의 (a)는 도 1과 같이 디밍 FET과 같은 스위칭 소자를 포함한 구동부(10)의 동작에 대한 것이다.
도 2의 (a)를 참조하면, 디스플레이(도시되지 않음)에 표시되어야 할 영상의 계조 레벨이 1 레벨에서 5 레벨까지 상승함에 따라 PWM 신호가 입력되는 듀티(Duty) 역시 일정한 간격으로 커진다.
도 2의 (a)를 참조하면, 각 계조 레벨에 대응되는 양만큼의 전류를 발광 소자(20)에 인가하기 위하여 각 계조 레벨에 대응하는 듀티 값을 가지는 PWM 신호를 구동부(10)에 인가하는 한편, 구동부(10)에 인가되는 PWM 신호가 ON 인 시간 구간 동안 스위칭 소자가 반복적으로 ON/OFF 될 수 있다. 이때, 스위칭 소자가 ON 인 경우 발광 소자(20)의 전류가 상승하고, 스위칭 소자가 OFF 인 경우 발광 소자(20)의 전류가 하강하는 것을 확인할 수 있다.
다만, 통상적인 수치로서 PWM 신호의 주파수가 120 Hz 또는 240 Hz인 경우, 표시될 영상의 계조 레벨을 1024 단계(10 bit) 이상으로 표현하기 위해서는, 연속되는 계조 레벨에 대응되는 PWM 신호의 듀티 값 간의 차이가 8.14 μs (= 1/120/1024) 또는 4.07 μs (= 1/240/1024)에 지나지 않게 된다.
그 결과, 연속되는 계조 레벨에 대응되는 PWM 신호의 듀티 값 간의 간격이 스위칭 소자가 ON 또는 OFF 되는 스위칭 주기보다 더 짧아질 수 있다.
도 2의 (a)는 그 예로서, 연속되는 계조 레벨에 대응되는 PWM 신호의 듀티 값 간의 간격(210)이 스위칭 소자가 ON/OFF 되는 주기(220)의 절반밖에 되지 않는 경우를 도시한다.
도 2의 (a)를 참고하면, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호가 입력되는 경우, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호에 있어 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(211)부터 PWM 신호의 주기가 끝나는 시점(도시되지 않음)까지 스위칭 소자는 OFF 상태이기 때문에, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(211)부터 발광 소자(20)에 인가되는 전류는 계속해서 하강한다.
또한, 도 2의 (a)에 있어 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 입력되는 경우, 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(212)부터 PWM 신호의 주기가 끝나는 시점(도시되지 않음)까지 스위칭 소자는 OFF 상태이기 때문에, 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(212) 이후 발광 소자(20)에 인가되는 전류는 계속해서 하강한다.
그 결과, 도 2의 (a)에 따르면, 비록 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호의 듀티가 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호의 듀티보다 일정 간격(210)만큼 더 큼에도 불구하고, 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호보다 추가로 ON 되는 시간 구간 동안 스위칭 소자는 OFF 상태, 즉 발광 소자(20)에 인가되는 전류가 하강하는 상태(230)에 해당하기 때문에, 계조 레벨 1인 경우와 계조 레벨 2인 경우 발광 소자에 인가되는 전류의 양(240)이 동일하게 된다. (이때, 전류의 양(240)은 발광 소자에 인가되는 전류를 시간에 대하여 적분한 것이다.)
이렇듯, 계조 레벨이 서로 다름에도 몇몇 계조 레벨 간에 발광 소자에 인가되는 전류의 양이 동일하거나 유사하게 된 결과, 입력된 영상의 계조가 서로 다름에도 디스플레이되는 영상의 밝기가 동일하거나 극히 유사한 문제가 생길 수 있다.
예로, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)와 같이 스위칭 주기가 설정된 경우 계조 레벨에 따른 영상의 밝기를 도시한 것이다.
도 2의 (b)를 참고하면, 계조 레벨이 서로 다름에도 도 2의 (a)와 같이 발광소자에 인가되는 전류의 양이 동일하게 된 결과, 계조 레벨이 1인 경우와 2인 경우의 영상의 밝기가 Lum 1으로 동일하게 되거나 또는 계조 레벨이 3인 경우와 4인 경우의 영상의 밝기가 Lum 2로 동일해질 수 있음을 확인할 수 있다.
도 3은 이러한 문제점을 해결하는 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3의 (a) 역시 도 2의 (a)와 마찬가지로 디스플레이에 표시되어야 할 영상의 계조 레벨이 1 레벨에서 5 레벨까지 상승함에 따라 PWM 신호가 입력되는 듀티(Duty) 역시 일정한 간격(310)으로 넓어지는 경우를 도시한다. 도 2의 (a)와 마찬가지로, 디밍 FET과 같은 스위칭 소자를 포함한 구동부(10)의 동작에 대한 것이다.
도 3의 (a)는, 도 2의 (a)와 달리, 연속되는 계조 레벨에 대응되는 PWM 신호의 듀티 값 간의 간격이 스위칭 주기보다 작지 않은 경우를 설명하기 위한 그래프로서, 연속되는 계조 레벨에 대응되는 PWM 신호의 듀티 값 간의 간격(310)이 스위칭 주기(320)와 같은 경우를 도시하였다.
도 3의 (a)를 참고하면, 도 2의 (a)와 마찬가지로, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호가 입력되는 경우 입력된 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(311)부터 PWM 주기가 끝날 때(도시되지 않음)까지 스위칭 소자는 OFF 되어 발광 소자(20)의 전류는 하강한다. 또한, 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 입력되는 경우 입력된 PWM 신호가 ON 인 구간이 끝나는 시점(312)부터 PWM 주기가 끝날 때(도시되지 않음)까지 스위칭 소자는 OFF되어 발광 소자(20)의 전류는 하강한다.
다만, 도 3의 (a)는 도 2의 (a)보다 스위칭 주기(320)가 짧기 때문에, 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호에 비해 추가로 ON 되는 시간 구간 내에 스위칭 소자가 ON 되는 구간, 즉 발광 소자(20)의 전류가 상승하는 구간(330)이 포함된다.
그 결과, 계조 레벨이 1인 경우와 계조 레벨이 2인 경우 발광 소자에 인가되는 전류의 양이 일정 값(340)만큼 차이를 보이게 되고, 계조 레벨이 한 단계씩 올라갈 때마다 PWM 주기별로 일정 값(340)만큼 전류의 양이 상승하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 계조 레벨이 서로 다름에도 디스플레이되는 영상의 밝기가 동일하거나 극히 유사하게 되는 도 2의 문제가 발생하지 않게 된다.
도 3의 (b)는 도 2의 (a)와 같이 스위칭 주기가 설정된 경우 계조 레벨에 따른 영상의 밝기를 도시한 것이다.
도 3의 (b)를 참고하면, 도 3의 (a)와 같이 계조 레벨이 한 단계씩 올라갈 때마다 발광 소자에 인가되는 전류의 양이 상승하는 정도(340)가 일정하게 된 결과, 계조 레벨이 계조 레벨 1부터 5까지 한 단계씩 높아짐에 따라 영상 밝기도 Lum1 부터 Lum 5까지 일정한 간격으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이렇듯, 스위칭 소자가 ON 또는 OFF 되는 스위칭 주기 또는 스위칭 주기의 역수인 스위칭 주파수를 적절하게 제어함으로써, 영상의 계조 차이에 따른 밝기 차이를 종래에 비해 보다 이상적으로 구현할 수 있다.
다만, 비교적 낮은 주기로 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는 경우, 영상의 계조 차이에 따라 실제 밝기 차이를 이상적으로 구현할 수 있음은 별론, 디스플레이 장치의 발열이 증가되는 문제점이 있다. 결국, 종래에 계조 레벨에 따른 밝기 차이를 정밀하게 구현하기 어려웠던 낮은 계조의 영상들을 디스플레이하는 경우에 한해서만, 일정 값 이하의 스위칭 주기로 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는 방안을 고려할 수 있다.
도 4는 상술한 원리들을 고려한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)의 블록도이다. 디스플레이 장치(100)는 TV, PC, 랩탑 PC, 태블릿 PC, 모니터, 전광판, 키오스크, 전자 액자, 게임 플레이어 및 스마트폰 등과 같은 다양한 종류의 장치로 구현될 수 있다.
도 4에 의하면, 디스플레이 장치(100)는 신호 처리부(110), 구동부(120), 백라이트 유닛(130) 및 디스플레이 패널(140)을 포함할 수 있다.
신호 처리부(110)는 입력되는 이미지 및/또는 오디오 신호를 처리 내지 가공할 수 있다. 또한, 신호 처리부(110)는 입력되는 이미지 및/또는 오디오 신호에 기초하여 새로운 신호를 생성할 수도 있다.
신호 처리부(110)는 디스플레이 장치(100)에 입력되는 영상 신호에 포함된 영상의 계조 정보에 기초하여, 영상의 계조에 대응되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 및/또는 디밍(Dimming) 신호를 획득할 수 있다. 이때, 획득된 PWM 신호 및 디밍 신호는 구동부(120)에 제공될 수 있다.
이 경우, 획득된 PWM 신호의 듀티 및/또는 디밍 신호의 크기는, 입력되는 영상의 계조 정보에 기초한 계조 값이 클수록 커질 수 있다.
신호 처리부(110)는 디스플레이 장치(100)에 입력되는 영상 신호에 포함된 영상의 계조 정보뿐만 아니라, 사용자의 명령에 따른 계조 정보를 추가로 고려한 계조에 대응되는 PWM 신호 및/또는 디밍 신호를 획득할 수도 있다.
일 예로, 입력된 영상에 대한 계조 값을 더 높이라는 명령이 사용자 입력부(도시되지 않음)를 통해 수신된 경우, 신호 처리부(110)는 입력된 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호보다 듀티가 더 큰 PWM 신호를 획득하거나 및/또는 입력된 영상의 계조에 대응되는 디밍 신호보다 크기가 더 큰 디밍 신호를 획득할 수 있다.
신호 처리부(110)는 A/D 컨버터, DSP(Digital signal processor) 및 신호 처리를 위한 IC(Integrated Circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구동부(120)는 신호 처리부(110)로부터 제공받은 PWM 신호 및/또는 디밍 신호를 기초로, 백라이트 유닛(130)에 전류를 인가할 수 있다. 구체적으로는, 백라이트 유닛(130)에 포함된 하나 이상의 발광 소자(도시되지 않음)에 전류를 인가할 수 있다.
이때, 디밍 신호의 크기가 클수록 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류 값이 커지며, PWM 신호의 듀티가 클수록 동일 주기(PWM 신호의 주기) 내에서 백라이트 유닛(130)에 전류(디밍 신호의 크기에 대응되는 전류 값을 가지는 전류)가 인가되는 시간의 비율이 커진다.
구동부(130)는 소프트웨어/하드웨어적으로 구현될 수 있으며, 구체적으로는 PWM 신호 및/또는 디밍 신호에 대응되는 전류를 백라이트 유닛(130)에 인가할 수 있는 전자적 회로를 포함할 수도 있다.
이때, 구동부(120)에 포함된 회로는 스위칭 소자(125)를 포함할 수 있고, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF를 제어할 수 있다. 또는, 도 4와 달리, 구동부(120)는 물리적으로 스위칭 소자를 포함하지는 않되, 전자적으로 연결된 결과 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어할 수도 있다.
스위칭 소자(125)는 모스펫(MOSFET. Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), POWER 모스펫, BJT(Bipolar Junction Transistor) 등으로 구현될 수 있다. 다만, 상술한 소자들 외에도 하나 이상의 입력에 기초하여 두 가지 이상의 출력 상태를 갖도록 제어될 수 있는 소자라면, 이를 이용하여 스위칭 소자(125)를 구현할 수 있다.
구동부(120)는 스위칭 소자(125)를 이용하여 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다.
일 예로, 스위칭 소자(125)를 ON 또는 OFF 시켜 백라이트 유닛(130)에 포함되는 발광 소자(도시되지 않음) 각각에 인가되는 전류를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 이를 위해, 구동부(120)는 에너지를 공급받기 위한 전압 입력 단자(도시되지 않음), 인덕터(도시되지 않음) 및 캐패시터(도시되지 않음) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구동부(120)는, 신호 처리부(110)로부터 제공받은 PWM 신호가 ON 인 구간 동안, 스위칭 소자(125)를 반복적으로 ON/OFF 시켜, 백라이트 유닛(130)에 전류를 인가할 수 있다.
구동부(120)는 스위칭 소자(125)를 제어하기 위해, 스위칭 소자(125)와 전자적으로 연결된 제어용 IC(Integrated Circuit)(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 이때, 제어용 IC는 PWM 신호 및/또는 디밍 신호를 입력받아 스위칭 소자(125)의 동작을 제어할 수 있다.
백라이트 유닛(130)은 광을 생성하여 디스플레이 패널(140)에 제공하는 구성이다. 이를 위해, 백라이트 유닛(130)은 하나 이상의 발광 소자(도시되지 않음)를 포함하는 한편, 디스플레이 패널(140)이 영상을 표시할 수 있도록 디스플레이 패널(140)의 뒷면에 배치되어 디스플레이 패널(140)에 광을 조사할 수 있다.
발광 소자(도시되지 않음)는 광원으로서 광을 방출할 수 있다. 발광 소자(도시되지 않음)는 LED(Light Emmiting Diode)로 구현되어 구동부(120)에 의해 제어되는 전류를 인가받아 광을 방출할 수도 있다.
디스플레이 패널(140)은 영상을 표시하기 위한 구성이다. 이를 위해, 디스플레이 패널(140)은 LCD(Liquid Crystal Display)로 구현되는 한편, 백라이트 유닛(130)으로부터 빛을 제공받아 영상을 표시할 수 있다.
한편, 도 4와 달리, 백라이트 유닛(130)과 디스플레이 패널(140)이 아닌 하나의 LED 디스플레이(도시되지 않음)가 디스플레이 장치(100)에 포함될 수 있다. 이 경우, LED 디스플레이(도시되지 않음)는 구동부(120)에 의해 제어되는 하나 이상의 발광 소자(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
구동부(120)는 디스플레이 장치(100)에 입력되는 영상의 계조에 대응되는 주기에 따라 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 이때, 구동부(120)는 입력되는 영상이 저계조인 경우에만 상대적으로 낮은 주기로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
일 예로, 구동부(120)는 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 미만인 경우 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 5는 계조에 따라 스위칭 주기를 달리한 경우 백라이트 유닛(130)에 포함된 발광 소자(도시되지 않음)의 전류를 도시한 그래프이다.
도 5와 같이, 구동부(120)는 입력 영상의 계조가 기설정된 계조 레벨(Th)보다 낮은 경우 제2 주기로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키는 반면, 입력 영상의 계조가 기설정된 레벨(Th)보다 높은 경우 제2 주기보다 큰 제1 주기 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
이때, 제2 주기는, 입력 영상의 계조가 증가함에 따라 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류의 양이 증가하는 정도가, 특정 값을 기준으로 기설정된 오차 범위 내에서 유지되도록 하는 주기일 수 있다.
일 예로, 복수의 계조 레벨에 대응되는 복수의 계조 중에서, 기설정된 계조 레벨(Th)보다 작으며 서로 연속된 계조 레벨에 대응되는 제1 및 제2 계조를 비교할 수 있다.
이때, 구동부(120)는, PWM 신호의 주기 내에서, 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 및 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 간의 차이 구간 동안, 스위칭 소자(125)가 적어도 한 번 ON 및 OFF 하도록 스위칭 소자(120)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
달리 말하면, 구동부(120)는, PWM 신호의 주기 내에서, 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 및 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 간의 차이 구간 동안, 스위칭 소자(125)가 적어도 한 번 ON 및 OFF 될 수 있는 제2 주기로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
예로, 만약 구동부(120)가 도 3의 (a)와 같이, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호의 듀티와 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호의 듀티 간의 차이(310)와 동일한 주기(320)로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킨다면, 계조 레벨 1에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 및 계조 레벨 2에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 간의 차이 구간 동안 스위칭 소자(125)가 한 번씩 ON 및 OFF 될 수 있다. 그 결과, 연속된 계조 레벨에 대응되는 영상들 간의 밝기 차이가 일정할 수 있다.
앞서 상술하였듯, 입력 영상의 계조는 PWM 신호의 듀티 및/또는 디밍 신호의 세기에 기초하여 구현될 수 있다. 따라서, 구동부(120)는 신호 처리부(110)로부터 제공받은 PWM 신호의 듀티 및/또는 디밍 신호의 크기에 기초한 주기에 따라 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
일 예로, 구동부(120)는, 신호 처리부(110)로부터 제공받은 PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우, 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키고, PWM 신호의 듀티가 기설정된 값 미만인 경우, 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
또는, 구동부(120)는, 신호 처리부(110)로부터 제공받은 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키고, 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 미만인 경우, 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
또한, 지금까지는 구동부(120)가 하나의 기설정된 계조 레벨(Th)을 기준으로 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기 이분법적으로 제어하는 실시 예들만 개시하였으나, 구동부(120)는 계조 값(또는 레벨)에 대하여 복수의 임계 값을 두고 복수의 임계 값을 기준으로 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 다양하게 제어할 수도 있다. 이때, 구동부(120)가 PWM 신호의 듀티 및/또는 디밍 신호의 크기에 대하여 복수의 임계 값을 두고, 복수의 임계 값을 기준으로 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 다양하게 제어할 수 있음은 물론이다.
일 예로, 구동부(120)는, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우, 제3 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우, 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
이 경우, 만약 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값보다 크고 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우, 구동부(120)는 제3 또는 제4 주기가 아닌 제5 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있는데, 이때 제5 주기는, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값에서 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 제3 주기에서 제4 주기까지 일정하게 증가하는 값일 수 있다.
관련하여, 도 6은 구동부(120)가 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호 또는 디밍 신호의 특성에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키는 실시 예를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a)를 참조하면, PWM 신호의 듀티가 Duty_th1 이하인 경우, 구동부(120)는 주기 TA 를 기초로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다. 또한, PWM 신호의 듀티가 Duty_th1 보다 큰 Duty_th2 이상인 경우, 구동부(120)는 주기 TA 보다 큰 TB 에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, PWM 신호의 듀티가 Duty_th1 보다 크고 Duty_th2 보다 작은 경우, 구동부(120)는, PWM 신호의 듀티가 Duty_th1 부터 Duty_th2 까지 일정하게 증가함에 따라 TA 부터 TB 까지 일정하게 증가하는 값을 가지는 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
PWM 신호가 아닌 디밍 신호의 크기를 고려한 예로, 도 6의 (b)를 참조하면, 디밍 신호의 크기가 Dim_th1 보다 작은 경우 구동부(120)는 주기 TA' 를 기초로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다. 또한, 디밍 신호의 크기가 Dim_th1 보다 큰 Dim_th2 이상인 경우, 구동부(120)는 주기 TA' 보다 큰 주기 TB' 를 기초로 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 디밍 신호의 크기가 Dim_th1 보다 크고 Dim_th2 보다 작은 경우, 구동부(120)는, 디밍 신호의 크기가 Dim_th1 부터 Dim_th2 까지 일정하게 증가함에 따라 TA' 부터 TB' 까지 일정하게 증가하는 값을 가지는 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
구동부(120)는 입력 영상의 계조 변화에 따라 히스테리시스(hysteresis)한 특성을 갖는 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
구체적으로, 구동부(120)는, 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우, 제3 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우, 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있으며, 이때, 기설정된 제1 임계 값은 기서정된 제2 임계 값보다 작을 수 있다.
관련하여, 도 7은 구동부(120)가 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호 또는 디밍 신호의 특성에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시키는 실시 예를 나타내는 그래프이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 구동부(120)는 PWM 신호의 듀티가 점차 감소하여 Duty_th1 보다 작아지는 경우, 주기 TA 에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다. 또한, 구동부(120)는 PWM 신호의 듀티가 점차 증가하여 Duty_th2 보다 커지는 경우, 주기 TA 보다 큰 주기 TB 에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, Duty_th1 이 Duty_th2 보다 작은 값에 해당하므로, PWM 듀티에 따른 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기는 히스테리시스한 특성을 가질 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 구동부(120)는 디밍 신호의 크기가 점차 감소하여 Dim_th1 보다 작아지는 경우, 주기 TA' 에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다. 또한, 구동부(120)는 디밍 신호의 크기가 점차 증가하여 Dim_th2 보다 커지는 경우, 주기 TA' 보다 큰 주기 TB' 에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, Dim_th1 이 Dim_th2 보다 작은 값에 해당하므로, 디밍 신호의 크기에 따른 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기는 히스테리시스한 특성을 가질 수 있다.
도 5 내지 도 7의 그래프를 통해 다양한 실시 예를 설명하였으나, 본 개시에 따른 구동부(120)가 계조, PWM 신호의 듀티 및 디밍 신호의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 제어하는 실시 예가 위의 실시 예들에만 한정되는 것은 아니다.
구동부(120)는 스위칭 소자(125)에 대한 제어 신호를 입력함으로써 스위칭 소자(125)를 ON 또는 OFF 시킬 수 있으며, 그 결과 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 제어할 수 있다.
일 예로, 스위칭 소자(125)가 모스펫 또는 POWER 모스펫인 경우, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 게이트 단자에 대하여 가변적인 제어 전압을 인가할 수 있다. 그 결과, 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 를 제어함으로써 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기도 제어할 수 있다.
구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 제어하기 위하여 스위칭 소자(125)가 OFF 되는 시간(Toff)을 제어할 수 있다. 이때, 구동부(120)가 Toff를 증가시키면 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기는 증가하고, Toff를 감소시키면 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기는 감소할 수 있다.
이를 위해, 구동부(120)는 저항 소자, 스위치, 논리 소자 중 적어도 하나를 이용하여 스위칭 소자(125)에 대한 제어 신호를 조정하는 제어용 IC를 포함할 수 있다.
도 8은 본 개시의 디스플레이 장치(100)에 포함된 구동부(120)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 구동부(120)에 포함된 "제어용 IC"는 입력된 PWM 신호 및/또는 디밍 신호에 기초하여 스위칭 소자(125)를 제어할 수 있다. 구체적으로, "제어용 IC"는 POWER 모스펫인 스위칭 소자(125)의 게이트 단자에 입력되는 "FET Gate" 신호를 제어함으로써, 입력된 PWM 신호 및/또는 디밍 신호에 대응되는 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)가 ON/OFF 시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 구동부(120)는 저항(821)과 병렬 연결된 스위치(820)를 이용하여 저항(821)과 "제어용 IC"의 연결 관계를 제어함으로써, "FET Gate" 신호를 제어할 수 있다. 이에 따라 Toff 는 두 가지 상태로 제어될 수 있고, 그 결과 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 두 가지 상태로 제어할 수 있다.
한편, 구동부(120)는, 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류를 측정한 값에 기초하여 입력 영상의 계조를 식별하고, 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
구체적으로, 구동부(120)는 백라이트 유닛(130)에 흐르는 전류를 감지한 결과, 현재 입력 영상이 디스플레이 패널(140) 상에 어떤 값의 계조로 표시되고 있는지 식별하고, 식별된 계조에 기초하여 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기를 제어할 수 있다.
도 8을 참조하면, 구동부(120)에 포함된 "제어용 IC"는 백라이트 유닛(130)의 발광 소자(135) 및 인덕터(L)에 흐르는 전류를 특정 지점(810)에서 감지(Isen)한 결과에 기초하여, 현재 디스플레이 패널(140)에 디스플레이되고 있는 입력 영상의 계조를 식별하고, 식별된 계조에 기초하여 Toff 및 스위칭 소자의 ON/OFF 주기를 제어할 수 있다. 이때, 특정 지점(810)에 흐르는 전류는 전류 센서(도시되지 않음)를 이용하여 감지될 수 있다.
구동부(120)는, 백라이트 유닛(130)과 연결된 가변 인덕터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 구동부(120)는 백라이트 유닛(130)과 전자적으로 연결되어 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류가 흐르는 가변 인덕터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
구동부(120)는 가변 인덕터(도시되지 않음)의 인덕턴스를 설정 내지는 제어할 수 있다. 구체적으로, 구동부(120)는 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 가변 인덕터(도시되지 않음)의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 미만인 경우 가변 인덕터(도시되지 않음)의 인덕턴스를 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
이는, 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 작아지는 경우 스위칭 소자(125)가 ON 또는 OFF 되는 각 구간이 시간상 매우 짧으므로, 짧은 시간 동안 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류가 빠르게 상승 및 하강될 필요가 있기 때문이다. 따라서, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 작은 경우, 가변 인덕터(도시되지 않음)의 인덕턴스 값도 낮출 수 있다.
도 9는 가변 인덕터의 구성 및 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면 및 그래프이다.
도 9의 (a)는 일반적인 가변 인덕터(910)의 구성을 도시한 것으로, 가변 인덕터(910)에 입력되는 전류 Ib(920)를 제어함으로써 가변 인덕터(910)의 인덕턴스 L(915)을 제어할 수 있다.
도 9의 (b)는 Ib(920)에 따른 인덕턴스 L(915) 값을 도시한 것으로, Ib(920) 가 증가할수록 가변 인덕터(910)의 인덕턴스 L(915)가 감소함을 확인할 수 있다.
따라서, 가변 인덕터(910)를 포함하는 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 작아질수록 가변 인덕터(910)에 입력되는 전류 Ib(920)를 증가시킬 수 있다.
도 10은 도 8의 구동부(120)에서 인덕터를 도 9의 가변 인덕터(910) 구성으로 치환한 예를 나타내는 도면이다.
도 10과 같이, 가변 인덕터(910)를 포함하는 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기에 따라 인덕턴스 L(915) 값을 가변적으로 설정할 수 있다.
도 11은 구동부(120)가 가변 인덕터(910)를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 그래프로서, 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기에 따른 전류 Ib(920)의 그래프이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 Th 보다 높은 경우 Ib(920)를 일정하게 유지할 수 있다. 다만, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 Th 보다 작은 경우, 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 점차 감소할수록 가변 인덕터(920)에 입력되는 Ib(920)를 점차 증가시킬 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 점차 감소하여 T1 보다 낮아지는 경우, Ib(920)가 최대치에 이르도록 제어할 수 있다. 반면, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기가 점차 증가하여 T2 보다 커지는 경우, Ib(920)가 최소치에 이르도록 제어할 수 있다. 도 11의 (b)를 통해 알 수 있듯이, T1 은 T2 보다 작으므로, 구동부(120)는 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기에 따른 Ib(920) 값, 즉 인덕턴스 L(915) 값이 히스테리시스한 특성을 갖도록 제어할 수 있다.
다만, 구동부(120)가 스위칭 소자(125)의 ON/OFF 주기에 따라 Ib(920) 값을 가변적으로 설정하는 실시 예는 도 11의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 12를 참고하면, 디스플레이 장치(100)는 신호 처리부(110), 구동부(120), 백라이트 유닛(130) 및 디스플레이 패널(140) 외에도, 프로세서(150), 입출력 포트(160), 통신부(170), 방송 수신부(180) 및 사용자 입력부(190) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
프로세서(150)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(120)는 RAM(Random Access Memory)(도시되지 않음), ROM(Read Only Memory)(도시되지 않음), CPU(central processing unit)(도시되지 않음), GPU(Graphic processing unit)(도시되지 않음) 및 시스템 버스(도시되지 않음) 등을 포함할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)에 포함된 다른 구성요소들의 제어에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
프로세서(150)는 입력 영상에 대한 데이터를 기초로 입력 영상의 계조 정보를 획득한 뒤, 계조 정보를 신호 처리부(110)에 제공한 결과, 계조 정보에 대응되는 PWM 신호 및/또는 디밍 신호를 생성하도록 신호 처리부(110)를 제어할 수도 있다.
입출력 포트(160)를 통해, 디스플레이 장치(100)는 외부로부터 영상 신호를 수신하거나 또는 외부에 영상 신호를 전송할 수 있다.
이를 위해, 입출력 포트(160)는 HDMI 포트, 디스플레이 포트, RGB 포트, DVI(Digital Visual Interface) 포트, 썬더볼트 및 컴포넌트 포트 등 유선 포트로 구현될 수 있다. 또는, 입출력 포트(160)는 와이파이나 블루투스 통신 등 무선 통신을 위한 포트로 구현될 수도 있다.
통신부(170)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행하는 구성이다. 통신부(170)는 와이파이칩(도시되지 않음), 블루투스 칩(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
프로세서(150)는 통신부(170)를 이용하여 각종 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(170)는 외부 장치(도시되지 않음)와 무선 혹은 유선으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.
무선 통신 방식으로 외부 장치(도시되지 않음)와 데이터 통신을 수행할 경우, 통신부(170)는 와이파이 다이렉트(WIFI DIRECT) 통신 모듈, 블루투스(bluetooth)모듈, 적외선 통신(IrDA, infrared data association)모듈, NFC(Near Field Communication)모듈, 지그비(Zigbee) 모듈, 셀룰러 통신모듈, 3G(3세대) 이동통신 모듈, 4G(4세대) 이동통신 모듈, 4세대 LTE(Long Term Evolution) 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
방송 수신부(180)는 방송 컨텐츠에 대한 신호를 수신할 수 있다. 방송 컨텐츠는 영상, 오디오 및 부가 데이터(예를 들어, EPG)를 포함할 수 있으며, 방송 수신부(180)는 지상파 방송, 케이블 방송, 위성 방송, 인터넷 방송 등과 같이 다양한 소스로부터 방송 컨텐츠 신호를 수신할 수 있다.
방송 수신부(180)는 방송국으로부터 전송되는 방송 컨텐츠를 수신하기 위해 튜너(미도시), 복조기(미도시), 등화기(미도시) 등과 같은 구성을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 입출력 포트(160), 통신부(170) 및 방송 수신부(180)를 통해 수신된 입력 영상에 대한 신호 또는 데이터에 기초하여, 입력 영상을 디스플레이 패널(140)에 표시할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(150)는 입력 영상의 신호 또는 데이터에 포함된 입력 영상의 계조 정보를 획득하여 신호 처리부(110)에 제공할 수 있다. 그리고, 신호 처리부(110)는 계조 정보에 기초하여 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호 및/또는 디밍 신호를 획득하여 구동부(120)에 제공할 수 있다. 그 후, 구동부(120)는 제공받은 PWM 신호 및/또는 디밍 신호에 대응되는 주기에 기초하여 스위칭 소자(125)를 제어함으로써 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 그 결과, 백라이트 유닛(130)은 인가되는 전류를 광으로 변환하여 디스플레이 패널(140)에 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(150)가 아닌 신호 처리부(110)가, 입력된 영상 신호로부터 직접 계조 정보를 획득하는 실시 예도 상정할 수 있다.
사용자 입력부(190)는 입력 영상을 어떤 계조로 디스플레이 패널(140)에 표시할 지에 대한 사용자의 명령을 입력받을 수 있다.
사용자 입력부(190)는 사용자 명령을 음성 형태로 수신하기 위해 마이크(도시되지 않음)를 포함하거나, 사용자 명령을 터치로 입력받기 위해 터치스크린으로서 디스플레이 패널(140)와 함께 구현되거나 별도의 터치패드(도시되지 않음)로 구현될 수 있다.
또한, 사용자 입력부(190)는 디스플레이 장치(100)를 제어하기 위한 원격 제어 장치(도시되지 않음)로부터 사용자 명령이 포함된 신호를 입력받을 수도 있다.
본 개시의 다른 실시 예로서, 구동부(120)는 PWM 신호가 ON 인 구간에 속하는 각각의 서브 구간마다 기설정된 주기에 기초하여, 스위칭 소자(125)를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛(130)에 전류를 인가할 수도 있다.
이때, 기설정된 주기는, 각각의 서브 구간에 있어, 영상의 계조가 변함에 따라 백라이트 유닛(130)에 인가되는 전류의 양이 변하는 비선형성 정도 및 디스플레이 장치(100)의 발열 정도 중 적어도 하나에 기초하여 기설정된 것일 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법에 대한 순서도를 도시한다.
도 13을 참조하면, 본 제어 방법은 디스플레이 장치(도시되지 않음)에 입력되는 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호를 획득한다.(S 1310)
구체적으로, 디스플레이 장치(도시되지 않음)에 입력되는 입력 영상의 신호에 포함된 계조 정보에 기초하여 입력 영상의 계조를 식별하고, 식별된 계조에 대응되는 PWM 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 획득된 PWM 신호가 ON 인 구간 동안, 입력 영상의 계조에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛(도시되지 않음)의 전류를 제어할 수 있다. (S 1320) 이 경우, 스위칭 소자(도시되지 않음)가 ON 된 경우, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류는 상승하고, 스위칭 소자(125)가 OFF 된 경우, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류는 하강할 수 있다.
이때, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 미만인 경우 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시킬 수 있다.
한편, 입력 영상의 계조는, 입력 영상의 밝기에 따라 구분되는 복수의 계조 중에서, 기설정된 임계 값보다 작으며 서로 연속된 제1 및 제2 계조를 포함할 수 있다. 이때, 제2 주기에 기초하여, 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간에서, 스위칭 소자(도시되지 않음)를 적어도 한 번 ON 및 OFF 시킬 수 있다.
즉, 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시킴으로써, PWM 주기 내에서, 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간 동안, 스위칭 소자(도시되지 않음)가 적어도 한 번 ON 및 OFF 될 수 있다.
한편, PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키고, PWM 신호의 듀티가 기설정된 값 미만인 경우 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
또는, 입력 영상의 계조에 대응되는 디밍(Dimming) 신호를 획득하는 한편, 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키고, 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 미만인 경우 제2 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
또는, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우 제3 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키며, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값보다 크고 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우 제5 주기에 기초하여 스위칭 소자를 ON/OFF 시킬 수 있다. 이때, 제5 주기는, 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값에서 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 제3 주기에서 제4 주기까지 일정하게 증가할 수 있다.
또는, 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우 제3 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시키고, 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시킬 수 있다. 이때, 기설정된 제1 임계 값은 기설정된 제2 임계 값보다 작을 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 디스플레이 패널(도시되지 않음)에 광을 제공할 수 있다. (S 1330) 구체적으로, 백라이트 유닛(도시되지 않음)은 인가되는 전률를 광으로 변환하여 디스플레이 패널(도시되지 않음)에 제공할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치의 제어 방법은 백라이트 유닛(도시되지 않음)과 연결된 가변 인덕터(도시되지 않음)의 인덕턴스를 가변적으로 설정할 수도 있다. 스위칭 소자(도시되지 않음)의 ON/OFF 주기가 짧아짐에 따라 백라이트 유닛(도시되지 않음)의 전류가 충분히 상승 및 하강하지 못하는 문제를 방지하기 위함이다.
이때, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 미만인 경우 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정할 수 있다.
한편, 입력 영상이 디스플레이 패널(도시되지 않음)에 표시되는 상황에서, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류를 기초로 입력 영상의 계조를 식별한 뒤, 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시킬 수도 있다.
도 14는 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류에 기초하여 입력 영상의 계조를 식별하는 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 입력 영상의 계조에 대응되는 PWM 신호를 획득하고 (S 1410), 획득된 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. (S 1420)
이때, 입력 영상의 계조에 따라 스위칭 소자(도시되지 않음)의 ON/OFF 주기를 가변적으로 제어할 수도 있고, 또는 가변적으로 제어하지 않아도 무방하다.
그리고, 제어된 전류가 인가되는 백라이트 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 디스플레이 패널(도시되지 않음)에 광을 제공할 수 있다. (S 1430)
이때, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류에 기초하여 입력 영상의 계조를 식별할 수 있다. (S 1440)
구체적으로는, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 흐르는 전류를 측정한 결과를 기초로, PWM 신호의 주기마다 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 흐르는 전류의 양(전류를 시간에 대해 적분한 값)을 획득하고, 식별된 전류의 양을 기초로 입력 영상의 계조를 식별할 수 있다.
그 후, 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 스위칭 소자(도시되지 않음)를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류를 다시 제어할 수 있다. (S 1450)
이때, 만약 식별된 계조에 따른 주기가, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 흐르는 전류를 측정하기 전의 스위칭 소자(도시되지 않음)의 ON/OFF 주기와 다르다면, 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 인가되는 전류를 다시 제어한 결과 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 흐르는 전류가 변하게 된다.
그리고, 다시 제어된 전류가 인가되는 백라이트 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 디스플레이 패널(도시되지 않음)에 광을 제공할 수 있다. (S 1460)
만약, 전류를 다시 제어한 결과 백라이트 유닛(도시되지 않음)에 흐르는 전류가 변했다면, 동일한 입력 영상이라고 하더라도, 디스플레이 패널(도시되지 않음)의 밝기가 변하게 된다.
도 13 내지 도 14를 통해 설명한 디스플레이 장치의 제어 방법은, 도 4 또는 도 12를 통해 설명 및 도시된 디스플레이 장치(100)의 신호 처리부(110), 구동부(120), 백라이트 유닛(130) 및 디스플레이 패널(140) 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 적어도 하나의 디스플레이 장치(도시되지 않음) 및 적어도 하나의전자 장치를 포함하는 시스템(도시되지 않음)에 의해, 도 13 및/또는 도 14에서 설명된 제어 방법이 수행될 수도 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서(150) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상술한 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서의 처리동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)에서의 처리 동작을 상술한 특정 기기가 수행하도록 한다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 디스플레이 장치 110: 신호 처리부
120: 구동부 125: 스위칭 소자
130: 백라이트 유닛 140: 디스플레이 패널
150: 프로세서 160: 입출력 포트
170: 통신부 180: 방송 수신부
190: 사용자 입력부 910: 가변 인덕터

Claims (18)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛;
    입력 영상의 계조에 대응되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 획득하는 신호 처리부; 및
    스위칭 소자를 포함하고, 상기 신호 처리부로부터 제공받은 상기 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시켜 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류를 제어하는 구동부;를 포함하며,
    상기 구동부는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영상의 계조는, 상기 입력 영상의 밝기에 따라 구분되는 복수의 계조 중에서, 상기 기설정된 임계 값보다 작으며 서로 연속된 제1 및 제2 계조를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 제2 주기에 기초하여, 상기 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 상기 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간에서, 상기 스위칭 소자를 적어도 한 번 ON 및 OFF 시키는, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 PWM 신호의 듀티가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 입력 영상의 계조에 대응되는 디밍(Dimming) 신호를 획득하고,
    상기 구동부는,
    상기 신호 처리부로부터 제공받은 상기 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 디밍 신호의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류에 기초하여 상기 입력 영상의 계조를 식별하고, 상기 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛과 연결된 가변 인덕터;를 더 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정하는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며,
    상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 크고 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우, 제5 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 제5 주기는, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값에서 상기 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 상기 제3 주기에서 상기 제4 주기까지 일정하게 증가하는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며,
    상기 기설정된 제1 임계 값은, 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 ON 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 상승하고, 상기 스위칭 소자가 OFF 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 하강하는, 디스플레이 장치.
  10. 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    입력 영상의 계조에 대응되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 획득하는 단계;
    상기 획득된 PWM 신호가 ON 인 구간 동안 스위칭 소자를 ON/OFF 시켜 백라이트 유닛에 인가되는 전류를 제어하는 단계; 및
    상기 백라이트 유닛을 이용하여 디스플레이 패널에 광을 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 제1 주기보다 작은 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 입력 영상의 계조는, 상기 입력 영상의 밝기에 따라 구분되는 복수의 계조 중에서, 상기 기설정된 임계 값보다 작으며 서로 연속된 제1 및 제2 계조를 포함하고,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 제2 주기에 기초하여, 상기 제1 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간과 상기 제2 계조에 대응되는 PWM 신호가 ON 인 구간 사이의 차이 구간에서, 상기 스위칭 소자를 적어도 한 번 ON 및 OFF 시키는, 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 PWM 신호의 듀티(Duty)가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 PWM 신호의 듀티가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 입력 영상의 계조에 대응되는 디밍(Dimming) 신호를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 디밍 신호의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 제1 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고, 상기 디밍 신호의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 제2 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류에 기초하여 상기 입력 영상의 계조를 식별하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 식별된 계조에 따른 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키는, 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛과 연결된 가변 인덕터의 인덕턴스를 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 인덕턴스를 설정하는 단계는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 임계 값 이상인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 제1 값으로 설정하고, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 임계 값 미만인 경우 상기 가변 인덕터의 인덕턴스를 상기 제1 값보다 작은 제2 값으로 설정하는, 제어 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 입력 영상의 계조가 기설정된 제1 임계 값 이하인 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 큰 기설정된 제2 임계 값 이상인 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며,
    상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값보다 크고 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은 경우, 제5 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 제5 주기는, 상기 입력 영상의 계조가 상기 기설정된 제1 임계 값에서 상기 기설정된 제2 임계 값까지 증가함에 따라 상기 제3 주기에서 상기 제4 주기까지 일정하게 증가하는, 제어 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 전류를 제어하는 단계는,
    상기 입력 영상의 계조가 점차 감소하여 기설정된 제1 임계 값보다 낮아지는 경우, 제3 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키고,
    상기 입력 영상의 계조가 점차 증가하여 기설정된 제2 임계 값보다 높아지는 경우, 상기 제3 주기보다 큰 제4 주기에 기초하여 상기 스위칭 소자를 ON/OFF 시키며,
    상기 기설정된 제1 임계 값은, 상기 기설정된 제2 임계 값보다 작은, 제어 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 ON 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 상승하고, 상기 스위칭 소자가 OFF 된 경우, 상기 백라이트 유닛에 인가되는 전류는 하강하는, 제어 방법.
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