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KR102455254B1 - 감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치 - Google Patents

감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치 Download PDF

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KR102455254B1
KR102455254B1 KR1020170139503A KR20170139503A KR102455254B1 KR 102455254 B1 KR102455254 B1 KR 102455254B1 KR 1020170139503 A KR1020170139503 A KR 1020170139503A KR 20170139503 A KR20170139503 A KR 20170139503A KR 102455254 B1 KR102455254 B1 KR 102455254B1
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Abstract

감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치에 대해 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 감마전압 공급장치는 외부로부터 입력되는 영상 데이터의 피크 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위한 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하고, 상기 입력된 영상 데이터를 보상 데이터로 변조시켜 출력하는 영상 처리부, 및 영상 처리부로부터 가변 설정된 고전위 전압 값에 따라 고전위 전압 레벨을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압을 생성 및 출력하는 기준 감마전압 공급부를 포함하는바, 표시 영상의 피크 휘도 변화에 대응하여 기준 감마 전압을 생성하기 위한 소요 전력이 가변될 수 있도록 함으로써, 소비 전력을 개선할 수 있다.

Description

감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치{GAMMA VOLTAGE SUPPLY DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THEREOF}
본 발명은 표시 영상의 휘도 변화에 따라 소요 전력이 가변될 수 있도록 하여 소비 전력을 개선할 수 있도록 한 감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 영상 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기 발광다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러가지 영상 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 영상 표시장치들은 인정된 표시 품질을 유지하기 위해 미리 설정된 일정한 값을 갖는 기준 감마 전압이 드라이브 IC 등의 데이터 구동부로 공급되어야 한다. 이때, 아날로그 전압인 기준 감마 전압은 여러 개의 계조 레벨로 설정될 수 있다. 그리고 여러 개의 계조 레벨에 따라 등간격의 감마 전압이 설정된다. 그러면, 데이터 구동부는 등간격의 감마 전압 중 외부로부터 입력된 영상 데이터에 대응되는 감마 전압을 선택하여 영상 표시 화소에 공급할 수 있다.
하지만, 종래의 영상 표시장치는 외부 시스템이나 타이밍 컨트롤러 등을 통해 입력되는 영상의 평균 휘도나 피크 휘도 등에 상관없이 일정하게 최대치의 휘도를 적용하고, 최대치의 기준 감마 전압을 이용해서 영상을 표시하였다. 특히, 감마전압 공급장치에는 기준 감마 전압을 생성 및 출력하기 위한 고전위 전압 레벨이 항상 최대 휘도에 대응되는 최대값으로 고정되어 있었다. 이에 따라, 저휘도의 영상을 표시하더라도 최대 휘도의 전압이 소요되는 등 그 전력 효율이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 영상 표시장치에서 표시하고자 하는 영상의 평균 휘도나 피크 휘도 등을 감안하여 기준 감마 전압이나 구동 전압을 변경하고자 하더라도 그 상관관계를 명확하게 연계시킬 수 없어서, 기준 감마 전압이나 구동 전압의 설정 변경이 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 표시 영상의 피크 휘도 변화에 대응하여 기준 감마 전압을 생성하기 위한 소요 전력(예를 들어, 고전위 전압 레벨)이 가변될 수 있도록 함으로써, 소비 전력을 개선할 수 있는 감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 표시 영상의 피크 휘도 변화에 따른 기준 감마 전압의 가변 정도와 대응되도록 영상 데이터 또한 보상 변조되어 화소에 표시될 수 있도록 연계 구동함으로써, 소비전력 개선에 따른 화질 저하를 방지하고 그 신뢰성을 향상시킬 수 있는 감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 감마전압 공급장치는 외부로부터 입력되는 영상 데이터의 피크 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위한 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하고, 상기 입력된 영상 데이터를 보상 데이터로 변조시켜 출력하는 영상 처리부, 및 영상 처리부로부터 가변 설정된 고전위 전압 값에 따라 고전위 전압 레벨을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압을 생성 및 출력하는 기준 감마전압 공급부를 포함한다.
또한, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 표시장치는 복수의 화소영역을 구비하여 영상을 표시하는 영상 표시패널, 영상 표시패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부, 영상 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부, 외부로부터 입력되는 영상 데이터의 피크 휘도 분석 결과에 따라 고전위 전압 값을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압을 생성한 후 데이터 구동부로 공급하고, 영상 데이터를 보상 데이터로 변조해서 출력하는 감마전압 공급장치, 및 감마전압 공급장치로부터 입력되는 보상 데이터를 영상 표시패널의 크기에 알맞게 정렬하고 데이터 및 게이트 제어신호를 생성하여 데이터 및 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함한다.
전술한 바와 같은 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 감마전압 공급장치 및 이를 이용한 영상 표시장치는 표시 영상의 피크 휘도 변화에 대응하여 기준 감마 전압을 생성하기 위한 소요 전력(예를 들어, 고전위 전압 레벨)이 가변될 수 있도록 함으로써, 소비 전력을 개선할 수 있는 효과를 이룰 수 있다.
또한, 표시 영상의 피크 휘도 변화에 따른 기준 감마 전압의 가변 정도와 대응되도록 영상 데이터 또한 보상 변조되어 화소에 표시될 수 있도록 연계 구동함으로써, 소비전력 개선에 따른 화질 저하를 방지하고 그 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 다른 감마전압 공급장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 처리부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 감마전압 변조부의 감마전압 변조 방법을 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 영상 데이터 변조부의 영상 데이터 보상 변조 방법을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 영상 데이터 변조부의 영상 데이터 보상 변조 방법을 나타낸 다른 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 기준 감마전압 공급부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 7은 도 4에 도시된 기준 감마전압 생성부의 기준 감마전압 출력 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 8은 도 1의 감마전압 공급장치를 이용하는 영상 표시장치의 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 다른 감마전압 공급장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 감마전압 공급장치는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정하고, 입력된 영상 데이터(RGB)를 보상 데이터(R'G'B')로 변조해서 출력하는 영상 처리부(110), 및 영상 처리부(110)로부터 가변 설정된 고전위 전압 값(RGV)에 따라 고전위 전압 레벨을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압(RVn)을 생성 및 출력하는 기준 감마전압 공급부(120)를 포함한다.
영상 처리부(110)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 적어도 한 프레임 단위로 구분하여, 적어도 한 프레임별로 피크 휘도의 영상 데이터를 분석 및 검출한다. 그리고 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)으로 설정한다.
일 예로, 가장 밝은 고계조인 255 계조 값(Gray Value)을 영상으로 표시하기 위해 설정되는 기준 감마 전압 값이 8V인 경우, 기준 감마전압 공급부(120)에서의 고전위 전압 값(RGV)은 약 8.2V 정도로 설정될 수 있다. 만일, 영상 처리부(110)에서 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 128 계조 값으로 검출된 경우, 128 계조 값을 최대 계조 값으로 표시할 수 있도록 하기 위해, 약 5.2V 정도의 전압이 고전위 전압 값(RGV)으로 설정될 수 있다. 이렇게, 영상 처리부(110)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정한다. 그리고 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정된 고전위 전압 값(RGV)은 기준 감마전압 공급부(120)로 전송된다.
또한, 영상 처리부(110)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값이 되도록 적어도 한 프레임 단위로 입력 영상 데이터(RGB)의 계조 값을 모두 보상 변조한다. 다시 말해, 영상 처리부(110)는 피크 휘도를 표시하게 되는 특정 영상 데이터의 계조 값이 최대 계조 값이 되도록 나머지 영상 데이터(RGB)들의 계조 값을 모두 변조하여 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
일 예로, 영상 처리부(110)에서 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 128 계조 값으로 검출된 경우, 128 계조 값으로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 최대 계조 값인 255 계조 값으로 변조한다. 그리고 나머지 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 변조하여 프레임 단위로 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
전술한 바와 같은 영상 처리부(110)의 세부적인 구성 및 그 주요 동작 특징에 대해서는 이후에 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
기준 감마전압 공급부(120)는 영상 처리부(110)로부터 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정되는 고전위 전압 값(RGV)을 순차적으로 입력받는다. 그리고 순차적으로 입력되는 고전위 전압 값(RGV)에 대응되도록 복수 레벨의 기준 감마전압(Rvn)을 생성하기 위한 고전위 전압 레벨을 가변시킨다.
이에, 기준 감마전압 공급부(120)는 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정되는 고전위 전압 값(RGV)에 의해 적어도 한 프레임 단위로 그 전압 레벨이 가변되는 복수의 기준 감마전압(RVn)을 생성 및 출력한다. 적어도 한 프레임 단위로 그 전압 레벨이 가변되는 복수의 기준 감마전압(RVn)은 영상 표시장치의 구동 집적회로 등으로 공급된다. 기준 감마전압 공급부(120)의 복수의 기준 감마전압 생성 및 출력 구조 또한 이후에 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 처리부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 2에 도시된 영상 처리부(110)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 적어도 한 프레임 단위로 구분 및 정렬하여 매 프레임 데이터(FData)를 출력하는 영상 데이터 입력부(111), 적어도 한 프레임 단위로 영상 데이터의 피크 휘도 및 피크 계조 값을 분석하여 적어도 한 프레임 단위로 피크 휘도의 영상 데이터를 검출하고, 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 출력하는 피크 휘도 검출부(112), 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정하는 감마전압 변조부(113), 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 적어도 한 프레임 단위로 입력 영상 데이터(RGB)의 계조 값을 모두 보상 변조하여 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력하는 영상 데이터 변조부(115)를 포함한다.
또한, 영상 처리부(110)는 영상 데이터 변조부(115)에서 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 함과 아울러, 피크 휘도의 영상 데이터 외에 나머지 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 변조될 수 있도록 하기 위한 보상 데이터(R'G'B') 정보를 지원하는 메모리부(114)를 더 포함할 수 있다.
영상 데이터 입력부(111)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 미리 설정된 단위, 예를 들어, 적어도 한 프레임 단위로 구분 및 정렬한다. 그리고 영상 데이터 입력부(111)는 적어도 한 프레임 단위로 정렬된 프레임 데이터(FDaata)를 순차적으로 저장하고 피크 휘도 검출부(112)로 전송한다.
피크 휘도 검출부(112)는 영상 데이터 입력부(111)로부터 미리 설정된 단위, 예를 들어, 적어도 한 프레임 단위로 정렬된 프레임 데이터(FData)를 순차적으로 입력받는다. 그리고 적어도 한 프레임 단위로 각 화소별 영상 데이터의 피크 휘도 및 피크 계조 값을 분석하여, 적어도 한 프레임 단위로 피크 휘도의 영상 데이터를 검출한다. 이렇게 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값은 감마전압 변조부(113) 및 영상 데이터 변조부(115)로 동시에 전송된다.
감마전압 변조부(113)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정한다. 적어도 한 프레임 단위로 가변되어 설정되는 고전위 전압 값(RGV)은 기준 감마전압 공급부(120)로 전송된다.
영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 적어도 한 프레임 단위로 입력 영상 데이터(RGB)의 계조 값을 모두 보상 변조한다. 구체적으로, 영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임의 영상 데이터(FData) 중 피크 휘도로 표시되는 적어도 한 영상 데이터의 계조 값이 최대 계조 값(예를 들어, 255 gray)이 되도록 변조함과 아울러, 그 외 나머지 영상 데이터(RGB)들의 계조 값을 모두 변조하여 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
도 3은 도 2에 도시된 감마전압 변조부의 감마전압 변조 방법을 나타낸 그래프이다.
전술한 바와 같이, 감마전압 변조부(113)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정한다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 가장 밝은 고계조인 255 계조 값(255 gray)을 영상으로 표시하기 위해 설정되는 기준 감마 전압 값(RV)이 8.3V인 경우, 기준 감마전압 공급부(120)에서의 고전위 전압 값(RGV)은 약 8.5V 정도로 설정될 수 있다. 이 경우, 기존에는 고전위 전압 값(RGV)은 약 8.5V 정도로 설정한 후, 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 255 계조 값(255 gray)까지의 단계적으로 기준 감마전압(RVn)이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위해 약 2.2 감마 커브(R0)를 설정하였다. 이에, 기존에 기준 감마전압 공급부(120)에서는 2.2 감마 커브(R0)에 대응되도록 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 255 계조 값(255 gray)까지의 기준 감마전압(RVn)이 출력되도록 했다.
반면, 본 발명의 감마전압 변조부(113)는 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 대응되는 전압이 최대 기준 감마 전압으로 생성되도록 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 감마전압 변조부(113)는 피크 휘도 검출부(112)에서 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 128 계조 값(128 gray)인 경우, 128 계조 값이 최대 계조 값(예를 들어, 255 gray)으로 표시될 수 있도록 하기 위해, 약 5.2V 정도의 전압을 고전위 전압 값(RGV)으로 설정할 수 있다. 이에, 128 계조 값에 상응하는 기준 감마전압인 5V의 기준 감마전압이 최대 감마 전압으로 가변 설정될 수 있다.
감마전압 변조부(113)의 고전위 전압 값(RGV) 설정에 따라, 기준 감마전압 공급부(120)에는 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 128 계조 값(128 gray)까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위한 선형 감마 커브(R1)가 자동 설정된다. 따라서, 기준 감마전압 공급부(120)에서는 선형 감마 커브(R1)에 대응되도록 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 128 계조 값(128 gray)까지의 기준 감마 전압이 출력될 수 있다.
기존에는 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 255 계조 값(255 gray)까지의 기준 감마 전압이 출력되도록 2.2 감마 커브(R0)가 설정되었었다. 이에, 2.2 감마 커브(R0) 형태로 기준 감마 전압이 출력되도록 하기 위해서는 기준 감마전압 공급부(120)의 기준 감마전압 출력 저항 스트링의 사이 전압들을 미리 설정된 단계별 전압 레벨로 고정 시켜주어야 했다. 따라서, 단계별 전압을 고정하기 위한 전압 입력 단자들의 수가 많아지고 배선 라인도 복잡해질 수밖에 없었다.
반면, 본 발명에서는 감마전압 변조부(113)에서 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 대응되는 전압이 최대 기준 감마 전압으로 생성되도록 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 설정하기 때문에, 저전위 전압(예를 들어, 0V 전압)과 가변 설정되는 고전위 전압 값(RGV)의 폭이 좁혀질 수 있다. 이때, 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위한 감마 커브(R1)가 직선형으로 설정된다. 이는 영상 데이터 변조부(115)에서 영상 데이터(RGB)를 보상하는 과정에서 커브 효과를 반영하여 보상할 수 있기 때문에, 감마 커브(R1)가 직선형으로 설정될 수 있다.
이렇게, 감마전압 공급부(120)에서는 고정된 저전위 전압 값과 가변되는 고전위 전압 값(RGV)만을 이용해서 그 사이의 직렬 저항 스트링으로 복수의 기준 감마전압을 생성 및 출력할 수 있다. 따라서, 직렬 저항 스트링의 사이 전압들을 별도로 고정 시켜주지 않아도 되기 때문에 감마전압 공급부(120)의 전압 입력 단자들의 수를 최소화하고 그 배선 연결 구조를 단순화시킬 수 있게 된다.
또 다른 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 감마전압 변조부(113)는 피크 휘도 검출부(112)에서 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 142 계조 값(142 gray)인 경우, 142 계조 값이 최대 계조 값으로 표시될 수 있도록 하기 위해, 약 6.2V 정도의 전압을 고전위 전압 값(RGV)으로 설정할 수 있다. 이에, 142 계조 값에 상응하는 기준 감마전압인 6V의 기준 감마전압이 최대 감마 전압으로 가변 설정될 수 있다.
감마전압 변조부(113)의 고전위 전압 값(RGV) 설정에 따라, 기준 감마전압 공급부(120)에는 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 142 계조 값(142 gray)까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위한 선형 감마 커브(R2)가 자동 설정된다. 따라서, 기준 감마전압 공급부(120)에서는 선형 감마 커브(R2)에 대응되도록 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 최고 계조인 142 계조 값(142 gray)까지의 기준 감마 전압이 출력될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 영상 데이터 변조부의 영상 데이터 보상 변조 방법을 나타낸 그래프이다.
전술한 바와 같이, 영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임의 영상 데이터(FData) 중 피크 휘도를 표시하게 되는 적어도 한 영상 데이터의 계조 값이 최대 계조 값(255 gray)이 되도록 변조함과 아울러, 그 외 나머지 영상 데이터(RGB)들의 계조 값을 모두 변조하여 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 128 계조 값(128 gray)으로 검출된 경우, 128 계조 값으로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 최대 계조 값인 255 계조 값으로 변조한다. 그리고 나머지 입력 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 M1 그래프에 맞게 변조하여 프레임 단위로 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
기존에는 입력 영상 데이터와 출력 영상 데이터가 서로 다른 비트(bit)의 데이터인 경우에, M0 그래프와 같이, 최대 계조 값은 255 계조 값으로 유지하여 비트 데이터만 변경하였다. 즉, 8비트의 입력 영상 데이터를 10비트의 출력 영상 데이터로 변조해서 출력하는 방식만 수행하였다.
하지만, 본 발명에서는 비트 변환 시에도 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 최대 계조 값인 255 계조 값으로 변조하고, 그 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 M1 그래프에 맞게 나머지 입력 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 변조하여 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력하게 된다.
만일, 적어도 한 프레임의 영상 데이터에서 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 142 계조 값(142 gray)으로 검출된 경우, 영상 데이터 변조부(115)는 142 계조 값을 최대 계조 값인 255 계조 값으로 변조한다. 그리고 나머지 입력 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 M2 그래프에 맞게 변조하여 프레임 단위로 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력한다.
도 5는 도 2에 도시된 영상 데이터 변조부의 영상 데이터 보상 변조 방법을 나타낸 다른 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터의 계조 값(예를 들어, 128 계조 값)은 최대 계조 값(예를 들어, 255 계조 값)으로 변조한다. 다만, 피크 휘도의 영상 데이터 외에 나머지 입력 영상 데이터(RGB)들의 계조 값은 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭과 비율, 및 2.2 감마 커브(MM1) 특성에 맞게 변조하여 프레임 단위로 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력할 수 있다. 즉, 2.2 감마 커브(MM1) 특성을 부가하여, 2.2 감마 커브(MM1) 특성에 대응되도록 변조할 수 있다. 이렇게 2.2 감마 커브(MM1) 특성을 부가하여 변조하는 경우 명암 특성을 향상시켜 실질적으로 표시되는 영상의 표시 품질을 높일 수 있다.
영상 데이터 변조부(115)는 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터가 142 계조 값(Gray Value)으로 검출된 경우에도 마찬가지로 2.2 감마 커브(MM1) 특성을 부가하여 2.2 감마 커브(MM1) 특성에 대응되도록 변조할 수 있다. 즉, 피크 휘도의 영상 데이터의 142 계조 값을 최대 계조 값(예를 들어, 255 계조 값)으로 변조하고, 나머지 입력 영상 데이터(RGB)들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭과 비율, 및 2.2 감마 커브(MM1) 특성에 맞게 변조하여 프레임 단위로 보상 데이터(R'G'B')를 생성 및 출력할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 기준 감마전압 공급부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도 이다.
도 6에 도시된 기준 감마전압 공급부(120)는 고전위 전압 변조부(121), 고전위 전압 공급부(122), 및 기준 감마전압 생성부(123)를 포함한다.
고전위 전압 변조부(121)는 적어도 하나의 DC-DC 컨버터, DA 컨버터 등을 포함할 수 있다. 이러한 고전위 전압 변조부(121)는 영상 처리부(110)로부터 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정되는 고전위 전압 값(RGV)을 순차적으로 입력받아 고전위 전압 값(RGV)에 대응하는 전압 레벨로 고전위 전압 레벨을 가변시키기 위한 가변 신호(Mhv)를 생성 및 출력한다.
고전위 전압 공급부(122)는 적어도 하나의 적어도 하나의 DC-DC 컨버터, 증폭기 등의 가변 회로를 포함할 수 있다. 이러한 고전위 전압 공급부(122)는 가변 신호(Mhv)에 따라 고전위 전압 값(RGV)에 대응하는 전압 레벨로 고전위 전압 레벨을 가변시켜 출력한다.
기준 감마전압 생성부(123)는 적어도 하나의 저항 스트링 회로 및 전압 출력 회로 등을 포함할 수 있다. 이러한 기준 감마전압 생성부(123)는 적어도 하나의 기준 감마전압 출력 저항 스트링 회로에서 저전위 전압과 상기 고전위 전압 값(RGV)에 대응하는 전압 레벨로 가변된 고전위 전압(HV)을 이용하여 복수의 기준 감마전압(RVn)을 생성 및 출력할 수 있도록 한다.
도 7은 도 6에 도시된 기준 감마전압 생성부의 기준 감마전압 출력 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기준 감마전압 생성부(123)는 적어도 하나의 기준 감마전압 출력 저항 스트링 회로에서 저전위 전압(VSS)과 고전위 전압 값(RGV)에 대응하는 전압 레벨로 가변된 고전위 전압(HV)을 이용하여 복수의 기준 감마전압(RV1 내지 RVn)을 생성 및 출력한다.
전술한 바와 같이, 기존에는 2.2 감마 커브(도 3의 R0 커브) 형태로 기준 감마 전압이 출력되도록 해야 했기 때문에, 기준 감마전압 생성부(123)의 기준 감마전압 출력 저항 스트링의 사이 전압들을 미리 설정된 단계별 전압 레벨로 고정 시켜주어야 했었다.
하지만, 본 발명에서는 최저 계조인 0 계조 값(0 gray)부터 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위한 감마 커브(R1)가 직선형으로 설정될 수 있다. 이에, 기준 감마전압 생성부(123)에서는 고정된 저전위 전압(VSS)과 가변되는 고전위 전압(HV)만을 이용해서 그 사이의 직렬 저항 스트링으로 복수의 기준 감마전압(RV1 내지 RVn)을 생성 및 출력할 수 있다. 따라서, 직렬 저항 스트링의 사이 전압들을 별도로 고정 시켜주지 않아도 되기 때문에 감마전압 공급부(120)의 전압 입력 단자들의 수를 최소화하고 그 배선 연결 구조를 단순화시킬 수 있게 된다.
도 8은 도 1의 감마전압 공급장치를 이용하는 영상 표시장치의 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 8에 도시된 영상 표시장치는 복수의 화소영역을 구비하여 영상을 표시하는 영상 표시패널(10), 영상 표시패널(10)의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)들을 구동하는 게이트 구동부(20), 영상 표시패널(10)의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)들을 구동하는 데이터 구동부(30), 영상 표시패널(10)의 전원라인(PL1 내지 PLn)들에 제 1 전원신호(VDD)는 공급하고, 그라운드 라인에 제2 전원신호(GND)를 공급하는 전원 공급부(40), 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 피크 휘도 분석 결과에 따라 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압(RVn)을 생성한 후 데이터 구동부(30)로 공급하고, 영상 데이터(RGB)를 보상 데이터(R'G'B')로 변조해서 출력하는 감마전압 공급장치(100), 및 감마전압 공급장치(100)로부터 입력되는 보상 데이터(R'G'B')를 영상 표시패널(10)의 크기에 알맞게 정렬하고 데이터 및 게이트 제어신호(DVS,GVS)를 생성하여 데이터 및 게이트 구동부(30,20)를 제어하는 타이밍 제어부(50)를 포함한다.
영상 표시패널(1)은 액정 표시패널, 플라즈마 표시패널, 유기 발광다이오드 표시패널 등이 적용될 수 있다. 그러나 이하에서는 유기 발광다이오드 표시패널이 적용된 예를 설명하기로 한다.
영상 표시패널(10)은 복수의 서브 화소(P)들이 각각의 화소 영역에 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하게 되는데, 각 서브 화소(P)는 유기 발광 다이오드와 그 발광 다이오드를 독립적으로 구동하는 다이오드 구동회로를 구비한다.
다이오드 구동회로들은 각각 연결된 데이터 라인(DL)으로부터의 아날로그 데이터 신호를 발광 다이오드로 공급하면서도 아날로그 데이터 신호가 충전되도록 하여 발광 상태가 유지되도록 한다.
게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(50)로부터의 게이트 제어신호(GVS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock)에 응답하여 게이트 온 신호를 순차적으로 생성하고, 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호에 따라 게이트 온 신호의 펄스 폭 제어한다. 그리고 게이트 온 신호들을 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(50)로부터의 데이터 제어신호(DVS) 중 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse)와 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock) 등을 이용하여, 타이밍 제어부(50)로부터의 보상 데이터(R'G'B')를 아날로그 전압 즉, 아날로그의 영상 신호로 변환한다. 그리고 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 신호에 응답하여 영상 신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 구체적으로, 데이터 구동부(30)는 SSC에 따라 입력되는 영상 데이터(Data)를 래치한 후, SOE 신호에 응답하여 각 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 영상신호를 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
타이밍 제어부(50)는 감마전압 공급장치(100)로부터 입력되는 보상 데이터(R'G'B')를 영상 표시패널(10)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 구동부(30)로 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(250)는 외부로부터 입력되는 동기신호들(미도시)을 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GVS,DVS)를 생성하고 이를 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)에 공급한다.
감마전압 공급장치(100)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 피크 휘도 분석 결과에 따라 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압(RVn)을 생성한 후 데이터 구동부(30)로 공급한다. 그리고 감마전압 공급장치(100)는 영상 데이터(RGB)를 보상 데이터(R'G'B')로 변조해서 타이밍 제어부(50)로 전송한다.
이를 위해, 감마전압 공급장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(110), 및 기준 감마전압 공급부(120)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 영상 처리부(110)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 피크 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위한 고전위 전압 값(RGV)을 가변시켜 기준 감마전압 공급부(120)로 공급한다. 그리고 입력된 영상 데이터(RGB)를 보상 데이터(R'G'B')로 변조해서 타이밍 제어부(50)로 공급한다.
도면으로 도시되지는 않았지만, 감마전압 공급장치(100)나 감마전압 공급장치(100)의 영상 처리부(110)는 타이밍 제어부(50)에 내장되거나 타이밍 제어부(50)와 일체로 구성될 수 있다.
전술한 영상 처리부(110), 및 기준 감마전압 공급부(120)를 포함해서 구성된 감마전압 공급장치(100)에 대한 설명은 도 1 내지 도 7을 참조한 상세한 설명 내용으로 대신하기로 한다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 감마전압 공급장치(100) 및 이를 이용한 영상 표시장치는 표시 영상의 피크 휘도 변화에 대응하여 기준 감마 전압을 생성하기 위한 소요 전력(예를 들어, 고전위 전압 레벨)이 가변될 수 있도록 함으로써, 소비 전력을 개선할 수 있다. 또한, 표시 영상의 피크 휘도 변화에 따른 기준 감마 전압의 가변 정도와 대응되도록 영상 데이터(RGB) 또한 보상 변조되어 화소에 표시될 수 있도록 연계 구동함으로써, 소비전력 개선에 따른 화질 저하를 방지하고 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다
이와 더불어, 기준 감마전압 생성시에는 미리 고정된 저전위 전압(VSS)과 가변되는 고전위 전압(HV)만을 이용해서 그 사이의 직렬 저항 스트링 회로만으로 복수의 기준 감마전압(RV1 내지 RVn)을 생성 및 출력할 수 있다. 따라서, 직렬 저항 스트링의 사이 전압들을 별도로 고정 시켜주지 않아도 되기 때문에 감마전압 공급부(120)의 전압 입력 단자들의 수를 최소화하고 그 배선 연결 구조를 단순화시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 영상 표시패널
20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부
40: 전원 공급부
50: 타이밍 제어부
100: 감마전압 공급장치
110: 영상 처리부
120: 기준 감마전압 공급부

Claims (10)

  1. 외부로부터 입력되는 영상 데이터의 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위한 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하고, 상기 입력된 영상 데이터를 보상 데이터로 변조시켜 출력하는 영상 처리부; 및
    상기 영상 처리부로부터 가변 설정된 고전위 전압 값에 따라 고전위 전압 레벨을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압을 생성 및 출력하는 기준 감마전압 공급부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    상기 영상 데이터의 계조 값이 최대 계조 값으로 표시되도록 상기 고전위 전압 값을 설정하여 상기 영상 데이터의 계조 값에 상응하는 전압을 최대 감마 전압으로 가변시키고,
    상기 고전위 전압 값의 설정에 따라 상기 기준 감마전압 공급부에 상기 영상 데이터의 최저 계조 값부터 최고 계조 값까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력되도록 직선형 감마 커브를 설정하는,
    감마전압 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    적어도 한 프레임 단위로 상기 영상 데이터의 피크 휘도 및 피크 계조 값을 분석하여 적어도 한 프레임 단위로 피크 휘도의 영상 데이터를 검출하고, 상기 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 출력하는 피크 휘도 검출부;
    상기 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하는 감마전압 변조부; 및
    상기 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 적어도 한 프레임 단위로 입력 영상 데이터의 계조 값을 모두 보상 변조하여 상기 보상 데이터를 생성 및 출력하는 영상 데이터 변조부;
    를 포함하는 감마전압 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 영상 데이터 변조부에서 상기 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 함과 아울러, 상기 피크 휘도의 영상 데이터 외에 나머지 영상 데이터들의 계조 값 또한 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 변조될 수 있도록 하기 위한 보상 데이터 정보를 지원하는 메모리부를 더 포함하는 감마전압 공급장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 감마전압 변조부는
    상기 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 표시될 수 있도록 고전위 전압 값을 설정하여, 상기 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 상응하는 전압이 최대 감마 전압으로 가변될 수 있도록 하고,
    상기 고전위 전압 값 설정에 따라 상기 기준 감마전압 공급부에 상기 영상 데이터의 최저 계조 값부터 최고 계조 값까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력될 수 있도록 하기 위한 직선형 감마 커브가 설정되도록 하는 감마전압 공급장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 변조부는
    적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 최대 계조 값으로 변조함과 아울러, 나머지 입력 영상 데이터들의 계조 값들도 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값 변조 폭이나 비율에 각각 대응되도록 변조하여 프레임 단위로 상기 보상 데이터를 생성 및 출력하는 감마전압 공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 감마전압 공급부는
    상기 영상 처리부로부터 적어도 한 프레임 단위로 가변 설정되는 고전위 전압 값을 순차적으로 입력받아 상기 고전위 전압 값에 대응하는 전압 레벨로 고전위 전압 레벨을 가변시키기 위한 가변 신호를 생성 및 출력하는 고전위 전압 변조부;
    상기 가변 신호에 따라 상기 고전위 전압 값에 대응하는 전압 레벨로 고전위 전압 레벨을 가변시켜 출력하는 고전위 전압 공급부; 및
    저전위 전압과 상기 고전위 전압 값에 대응하는 전압 레벨로 가변된 고전위 전압을 이용하여 복수의 기준 감마전압을 생성 및 출력하는 기준 감마전압 생성부;
    를 포함하는 감마전압 공급장치.
  7. 복수의 화소영역을 구비하여 영상을 표시하는 영상 표시패널;
    상기 영상 표시패널의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부;
    상기 영상 표시패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부;
    외부로부터 입력되는 영상 데이터의 피크 휘도 분석 결과에 따라 고전위 전압 값을 가변시켜서 복수의 기준 감마전압을 생성한 후 상기 데이터 구동부로 공급하고, 상기 영상 데이터를 보상 데이터로 변조해서 출력하는 감마전압 공급장치; 및
    상기 감마전압 공급장치로부터 입력되는 보상 데이터를 영상 표시패널의 크기에 알맞게 정렬하고 데이터 및 게이트 제어신호를 생성하여 데이터 및 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 감마전압 공급장치는,
    상기 영상 데이터의 피크 휘도 분석 결과에 따라 기준 감마 전압을 생성하기 위해 상기 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하고, 상기 입력된 영상 데이터를 상기 보상 데이터로 변조시켜 출력하는 영상 처리부; 및
    상기 영상 처리부로부터 가변 설정된 고전위 전압 값에 따라 고전위 전압 레벨을 가변시켜서 상기 복수의 기준 감마전압을 생성하고 상기 데이터 구동부로 공급하는 기준 감마전압 공급부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    상기 영상 데이터의 계조 값이 최대 계조 값으로 표시되도록 상기 고전위 전압 값을 설정하여 상기 영상 데이터의 계조 값에 상응하는 전압을 최대 감마 전압으로 가변시키고,
    상기 고전위 전압 값의 설정에 따라 상기 기준 감마전압 공급부에 상기 영상 데이터의 최저 계조 값부터 최고 계조 값까지 단계적으로 기준 감마전압이 설정 및 출력되도록 직선형 감마 커브를 설정하는,
    를 포함하는 영상 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 타이밍 제어부에 포함되거나 상기 타이밍 제어부와 일체로 구성된 영상 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    적어도 한 프레임 단위로 상기 영상 데이터의 피크 휘도 및 피크 계조 값을 분석하여 적어도 한 프레임 단위로 피크 휘도의 영상 데이터를 검출하고, 상기 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값을 출력하는 피크 휘도 검출부;
    상기 적어도 한 프레임 단위로 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값에 각각 대응되는 전압을 최대 기준 감마 전압으로 생성하기 위한 고전위 전압 값을 가변시켜 설정하는 감마전압 변조부; 및
    상기 검출된 피크 휘도의 영상 데이터 계조 값이 최대 계조 값으로 변조되도록 적어도 한 프레임 단위로 입력 영상 데이터의 계조 값을 모두 보상 변조하여 상기 보상 데이터를 생성 및 출력하는 영상 데이터 변조부;
    를 포함하는 영상 표시장치.
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