KR20150036956A - 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절할 수 있는 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치는 디스플레이 패널과, 다수의 발광 블록으로 분할 구동되어 상기 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 광센서와, 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고, 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 메인 컨트롤러와, 상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL(Average Pixel Level) 데이터를 출력하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 출력된 PWM 데이터와 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터를 연산하고 연산 결과에 대응하는 로컬 디밍 신호를 출력하는 로컬 디밍 컨트롤러와, 상기 출력된 로컬 디밍 신호에 따라 상기 백라이트 유닛을 발광 블록 별로 구동하는 백라이트 드라이버를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러는, 기 설정된 조건에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하고, 상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치는 디스플레이 패널과, 다수의 발광 블록으로 분할 구동되어 상기 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 광센서와, 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고, 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 메인 컨트롤러와, 상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL(Average Pixel Level) 데이터를 출력하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 출력된 PWM 데이터와 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터를 연산하고 연산 결과에 대응하는 로컬 디밍 신호를 출력하는 로컬 디밍 컨트롤러와, 상기 출력된 로컬 디밍 신호에 따라 상기 백라이트 유닛을 발광 블록 별로 구동하는 백라이트 드라이버를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러는, 기 설정된 조건에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하고, 상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력한다.
Description
본 발명은 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로컬 디밍 기능이 구비된 영상 표시 장치에서 광센서를 사용하여 희망하는 휘도를 구현할 수 있는 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 영상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Dispaly Panel; PDP), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다.
액정 표시 장치는 굴절율 및 유전율 등의 이방성을 갖는 액정의 전기적 및 광학적 특성을 이용한 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시하는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하는 구동 회로와, 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비한다. 액정 표시 장치의 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열 방향의 가변으로 백라이트 유닛으로부터 액정 패널 및 편광판을 통해 투과하는 광 투과율을 조절함으로써 계조를 구현한다.
액정 표시 장치에서 각 화소의 휘도는 백라이트 유닛의 휘도와 데이터에 따른 액정의 광투과율의 곱으로 결정된다. 액정 표시 장치는 콘트라스트비(Contrast Ratio) 향상과 소비 전력 감소를 위하여, 입력 영상을 분석하여 디밍값 조정으로 백라이트 유닛의 휘도를 제어함과 아울러 데이터를 보상하는 백라이트 디밍(Backlight Dimming)을 이용하고 있다. 예를 들면, 소비 전력 감소를 위한 백라이트 디밍 방법은 디밍값 감소로 백라이트 유닛의 휘도를 감소시키고 데이터 보상으로 휘도를 상승시킨다.
최근 백라이트 유닛은 기존 램프와 대비하여 고휘도 및 저소비 전력의 장점을 갖는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 광원으로 이용한 LED 백라이트 유닛을 이용하고 있다. LED 백라이트 유닛은 위치별 휘도 제어가 가능하므로 다수의 발광 블록으로 분할하여 블록 별로 휘도를 제어하는 로컬 디밍(Local Dimming) 방법으로 구동될 수 있다. 로컬 디밍 방법은 다수의 발광 블록에 대한 블록 별 영상 데이터 분석으로 로컬 디밍값을 결정하여 블록 별로 LED 백라이트의 휘도를 제어함과 아울러 영상 데이터를 보상하므로 컨트라스트비를 더욱 향상시키고 소비 전력을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 1은 로컬 디밍 기능이 없는 영상 표시 장치의 백라이트 유닛과 로컬 디밍 기능을 갖춘 영상 표시 장치읠 백라이트 유닛을 비교하여 도시한 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면 로컬 디밍 기능이 없는 영상 표시 장치의 백라이트 유닛(10)의 경우 디스플레이하고자 하는 영상 데이터와 관계 없이 모든 광원이 100%의 밝기로 구동된다.
그러나, 도 1의 (b)를 참조하면, 로컬 디밍 기능을 갖춘 영상 표시 장치의 백라이트 유닛(20)의 경우, 디스플레이하고자 하는 영상 데이터에 따라 발광 블록(21) 별로 밝기가 제어된다. 따라서 화면 상의 콘트라스트비가 향상되고, 소비 전력도 감소된다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Device: LED)의 수명은 시간이 지남에 따라 줄어들기 때문에, 발광 다이오드를 사용한 백라이트 유닛을 장시간 사용할 경우 희망하는 휘도를 나타내기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하고 이에 따라 백라이트 유닛의 밝기를 조절하는 기술이 소개된 바 있다.
그러나, 종래 기술에 의할 경우, 백라이트 유닛이 로컬 디밍 방법으로 구동되는 경우에는 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는 타이밍을 맞추기 어려운 문제점이 존재한다.
본 발명의 일 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 로컬 디밍 방법으로 백라이트 유닛이 구동되는 경우에도 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절할 수 있는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 백라이트 유닛을 장시간 사용하더라도 디스플레이 패널 측면에서 희망하는 휘도를 구현할 수 있는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치는 디스플레이 패널과, 다수의 발광 블록으로 분할 구동되어 상기 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 광센서와, 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고, 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 메인 컨트롤러와, 상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL(Average Pixel Level) 데이터를 출력하는 타이밍 컨트롤러와, 상기 출력된 PWM 데이터와 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터를 연산하고 연산 결과에 대응하는 로컬 디밍 신호를 출력하는 로컬 디밍 컨트롤러와, 상기 출력된 로컬 디밍 신호에 따라 상기 백라이트 유닛을 발광 블록 별로 구동하는 백라이트 드라이버를 포함하고, 상기 메인 컨트롤러는, 기 설정된 조건에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하고, 상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치의 제어 방법은 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 단계와, 상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL 데이터를 출력하는 단계와, 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 단계와, 기 설정된 조건에 따라, 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는 단계와, 상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치에 의하면, 로컬 디밍 방법으로 백라이트 유닛이 구동되는 경우에도 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치에 의하면, 백라이트 유닛을 장시간 사용하더라도 디스플레이 패널 측면에서 희망하는 휘도를 구현할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 로컬 디밍 기능이 없는 영상 표시 장치의 백라이트 유닛과 로컬 디밍 기능을 갖춘 영상 표시 장치읠 백라이트 유닛을 비교하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 측단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 다수의 발광 블록의 가중치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 결정하기 위한 수식을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 수식의 이해를 돕기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 측단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 다수의 발광 블록의 가중치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 결정하기 위한 수식을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 수식의 이해를 돕기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 영상 표시 장치는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, TV, 스마트 TV, 네트워크 TV 등에서 활용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 밝기 및 휘도의 용어는 혼용되어 사용될 수 있으며, 밝기의 척도로서 휘도라는 용어가 사용될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛(100)은 바텀 커버(110) 및 상기 바텀 커버(110) 상에 배치되는 다수의 발광 블록(121)을 포함한다.
바텀 커버(110)는 다수의 발광 블록(121)을 수납하며, 상부에 디스플레이 패널(미도시)이 위치하므로 상면이 개방된 형태일 수 있다. 바텀 커버(110)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 통해 제조될 수 있다.
다수의 발광 블록(121) 각각은 복수 개의 광원(미도시)을 포함하여 이루어진다. 일례로, 상기 광원으로서 발광 다이오드(Light Emitting Device: LED)가 사용될 수 있다.
기 설정된 개수의 발광 블록(121)을 발광 블록 어레이(120)라 칭할 수 있다. 즉, 바텀 커버(110)의 상부에 다수의 발광 블록 어레이(120)가 배치되며, 발광 블록 어레이(120) 각각에는 다수의 발광 블록(121)이 포함된다. 도 2에는 여섯 개의 발광 블록 어레이(120)가 존재하는 것으로 도시하였으나, 발광 블록 어레이(120) 및 이들 각각에 포함되는 발광 블록(121)의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 또한, 다수의 발광 블록 어레이(120) 각각에 포함되는 발광 블록(121)의 개수가 서로 동일하지 않을 수도 있다.
백라이트 유닛(100)이 로컬 디밍 방법으로 구동되는 경우, 발광 블록(121) 별로 밝기가 제어된다.
백라이트 유닛(100)은 광센서(미도시)를 더 포함한다. 일례로, 광센서는 인접한 임의의 두 발광 블록(121)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 광센서는 인접한 임의의 두 발광 블록(121)의 사이에 배치되되, 바텀 커버(110)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 광센서는 임의의 발광 블록(121) 내 인접한 임의의 두 광원의 사이에 배치될 수도 있다.
도 2는, 광센서가 A 영역에 대응하여 배치된 경우를 가정하여 도시하였다. 물론, 광센서는 백라이트 유닛(100)의 다른 장소에 배치될 수도 있으며, 두 개 이상이 존재할 수도 있다. 실시예에 따라, 광센서는 백라이트 유닛(100)의 상부에 배치되는 디스플레이 패널의 A존(A-zone)에 대응하여 배치되는 것이 바람직할 수 있다. A존이란 디스플레이 패널의 화면을 대각선으로 3등분 했을 때 가운데 영역을 의미하는 것으로, 디스플레이 패널의 A존에 대응하여 광센서를 배치함으로써 사용자의 시선이 가장 많이 모이는 부분을 중심으로 백라이트 유닛(100)의 밝기를 제어하기 위함이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 측단면도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 바텀 커버(110)의 상부에 제1 회로기판(131) 및 광원(132)이 배치된다.
제1 회로기판(131)은 발광소자(132)와 전기적으로 연결되며, 광원(132)의 구동에 필요한 전류를 공급한다. 제1 회로기판(131)은 일면에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)일 수 있으며, 일반 인쇄회로기판, 플렉시블 인쇄회로기판(Flexible PCB) 또는 메탈 코어 인쇄회로기판(Metal Core PCB) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
광원(132)은 발광 다이오드 또는 발광 다이오드를 포함한 발광소자 패키지일 수 있다. 발광 다이오드는, 복수의 화합물 반도체층, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 원소의 반도체층을 포함하여 이루어지며, 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 LED일 수 있다. 이하에서는, 광원(132)이 발광 다이오드(132)인 것으로 가정하여 설명한다.
제1 회로기판(131) 상에는 반사 부재(133)가 배치될 수도 있다. 반사 부재(133)는 발광 다이오드(132)에서 방출되어 하부를 향하는 빛을 반사시켜 전방의 디스플레이 패널을 향하게 함으로써 백라이트 유닛(100)의 휘도를 향상시키기 위한 것이다.
반사 부재(133)는 반사율이 높은 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화티타늄(TiO2) 등의 금속 또는 금속 산화물을 포함하거나, PET, PC, PVC 레진 등을 포함하여 이루어질 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
도시하지는 않았으나, 제1 회로기판(131)과 바텀 커버(110)의 사이에 열전달 부재(미도시)가 배치될 수도 있다. 열전달 부재는 우수한 열 전도성과 전기 절연성 및 난연성을 가져서 제1 회로기판(131)과 바텀 커버(110)를 밀착시켜 줌으로써, 발광 다이오드(132)에서 발생된 열을 외부로 전달하는 열 전달 효과를 향상시킬 수 있다.
바텀 커버(110)의 하부에 광센서(140)가 배치된다. 광센서(140)는, 바텀 커버(110)의 하부에서, 인접한 두 개의 발광 블록(121)의 사이에 배치될 수 있다. 도 3에서는 인접한 두 개의 발광 블록(121) 중 어느 하나의 발광 블록(121)의 외곽에 배치된 발광 다이오드(132)와 다른 어느 하나의 발광 블록(121)의 외곽에 배치된 발광 다이오드(132)의 사이에 광센서(140)가 배치된 것으로 도시하였다.
제1 회로기판(131)과 바텀 커버(110)는 관통홀(h1, h2)을 각각 포함한다. 제1 회로기판(131)에 형성된 관통홀(h1)과 바텀 커버(110)에 형성된 관통홀(h2)은 서로 대응하는 위치에 존재한다. 제1 회로기판(131)의 관통홀(h1)에 대응하여 반사 부재(133)에도 관통홀이 존재한다. 그리고, 광센서(140)는 바텀 커버(110)의 하부에서 상기 관통홀(h1, h2)에 대응하여 배치된다. 광센서(140)는 상기 관통홀(h1, h2)을 통해 백라이트 유닛(110)의 밝기를 센싱할 수 있다.
광센서(140)의 하부에는 제2 회로기판(150)이 배치된다. 제2 회로기판(150)은 광센서(140)를 지지하며 광센서(140)에 전류를 공급하는 역할을 한다.
제2 회로기판(150)과 바텀 커버(110) 각각은 체결부를 포함하여 이루어진다. 일례로, 제2 회로기판(150)은 체결 홀(151, 152)을 포함하고, 바텀 커버(110)는 체결 돌기(111) 및 체결 홈(112)을 포함할 수 있다. 제2 회로기판(150)의 체결 홀(151) 내에 바텀 커버(110)의 체결 돌기(111)가 삽입되고 제2 회로기판(150)의 체결 홀(152)과 바텀 커버(110)의 체결 홈(112)에 별도의 고정 부재(예를 들어, 고정핀, 너트 등)가 삽입됨으로써, 광센서(140)가 바텀 커버(110)에 고정될 수 있다. 바텀 커버(110)의 체결부는 하부로 돌출된 형태일 수 있다. 도 2에 도시된 제2 회로기판(150)과 바텀 커버(110) 각각의 체결부의 형태는 일 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치는 전원 공급부(310), 메인 컨트롤러(320), 로컬 디밍 컨트롤러(330), 광센서(340), 타이밍 컨트롤러(350), 백라이트 드라이버(360), 패널 드라이버(370), 메모리(380), 백라이트 유닛(100), 디스플레이 패널(200)을 포함한다. 패널 드라이버(370)는 데이터 드라이버(371) 및 게이트 드라이버(372)를 포함한다. 다만, 이러한 구성인 필수적인 것은 아니어서 상기 나열된 구성 모듈 중 적어도 일부가 생략되거나, 두 개 이상의 구성 모듈의 기능이 하나의 구성 모듈 내에서 구현될 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
디스플레이 패널(200)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)일 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200)은 소정 거리 이격되어 합착된 두 장의 투명 기판 및 그 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 두 장의 투명 기판 중 하부 기판에는 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 수직으로 교차되고, 교차 구조에 따라 복수의 화소 영역이 매트릭스(matrix) 형태로 정의된다. 각 화소 영역에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT), 박막트랜지스터(TFT)의 일전극과 접촉되는 화소 전극, 액정 셀(Clc) 및 저장 커패시터(Cst)가 배치된다.
또한, 상부 기판에는 삼원색(RGB)을 표시하기 위한 컬러 필터, 각 화소 영역을 구획하는 블랙 배트릭스(BM) 및 공통 전극 등이 형성된다. 여기서, 공통 전극은 수직전계 구동모드, 즉 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등에서는 상부 기판 상에 형성되고, 수평전계 구동모드, 즉 IPS(InPlane Switching) 모드에서는 하부 기판 상에 전술한 화소 전극과 교번으로 나란하게 형성된다. 또한, 디스플레이 패널(200)의 전면 및 배면으로는 입사 및 출사되는 광을 편광하기 위한 편광판이 부착된다.
전원 공급부(310)는 영상 표시 장치의 각 구성 모듈에 전원을 공급한다. 예를 들어, 전원 공급부(310)는 메인 컨트롤러(320)에 3.5V의 대기 전원을 공급하고, 백라이트 유닛(100)에 24V의 구동 전원을 공급하고, 디스플레이 패널(200)에 12V의 구동 전원을 공급할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 전원 공급부(310)는 각 구성 모듈에 직접 전원을 공급할 수도 있고 다른 구성 모듈을 우회하여 전원을 공급할 수도 있다.
백라이트 유닛(100)은 백라이트 드라이버(360)에 의해 다수의 발광 블록(121)으로 분할 구동되며, 디스플레이 패널(200)에 광을 공급한다.
도 4를 참조하여 백라이트 유닛(100)의 로컬 디밍 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
메인 컨트롤러(320)는 입력된 영상 데이터(video data)를 분석하여 타이밍 컨트롤러(350)에 전체 화면 데이터를 출력한다. 전체 화면 데이터란 입력된 영상 데이터에 따른 부분 별 밝기 데이터, RGB 데이터 등을 포함하며, 프레임 단위로 분석되어 타이밍 컨트롤러(350)에 출력될 수 있다. 일례로, 상기 전체 화면 데이터는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 또는 TMDS(Transition-Minimized Differential Signaling)의 신호 포맷일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
또한, 메인 컨트롤러(320)는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 기초하여 로컬 디밍 컨트롤러(330)에 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터를 출력한다. 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디스플레이 패널(200)에 표시되는 화면 설정 OSD 등을 통해 원하는 화면 밝기를 선택할 수 있고 사용자에 의해 선택된 화면 밝기에 따라 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도가 결정될 수 있다. 메모리(380)에는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 맵핑되는 PWM 데이터의 값이 미리 저장되어 있을 수 있다.
타이밍 컨트롤러(350)는 상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록(121) 단위로 분석하여 로컬 디밍 컨트롤러(330)에 발광 블록(121) 별 평균 화소 레벨 데이터(Average Pixel Level Data, 이하 "APL 데이터"라 함)를 출력한다. APL 데이터는 블랭킹 레벨과 기준 화이트 레벨과의 차이를 퍼센트로 표시하며, 발광 블록(121) 별 평균 밝기를 의미한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(350)는 메인 컨트롤러(320)를 통해 입력된 영상 데이터 및 다수의 동기 신호(즉 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등)를 이용하여 데이터 드라이버(371)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와 게이트 드라이버(372)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 데이터 드라이버(371)와 게이트 드라이버(372)에 각각 출력한다. 한편, 타이밍 컨트롤러(350)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임 간의 데이터 차이에 따라 오버슈트(overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 부가하여 데이터를 변조하는 오버 드라이빙 회로(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는 메인 컨트롤러(320)로부터 입력된 PWM 데이터와 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 APL 데이터를 연산하고, 연산 결과에 대응하는 로컬 디밍 신호를 출력한다. 일례로, 메인 컨트롤러(320)로부터 입력된 PWM 데이터와 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 연산은, 메인 컨트롤러(320)로부터 입력된 PWM 데이터와 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 곱을 의미한다. 여기서, 발광 블록(121) 별 APL 데이터는, 메인 컨트롤러(320)로부터 입력된 PWM 데이터의 값을 백라이트 유닛(100)의 발광 블록(121) 각각에 어느 정도 할당할 지를 결정하는 가중치의 역할을 할 수 있다. 로컬 디밍 컨트롤러(330)는 메인 컨트롤러(320)로부터 입력된 PWM 데이터와 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 연산 결과에 대응하는 발광 블록(121) 별 로컬 디밍 신호를 백라이트 유닛(100)에서의 발광 블록(121)의 연결 순서에 따라 재 정렬하여 백라이트 드라이버(360)에 출력할 수 있다.
백라이트 드라이버(360)는, 로컬 디밍 컨트롤러(330)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 로컬 디밍 신호에 따라, 백라이트 유닛(100)을 발광 블록(121) 별로 구동하여 백라이트 유닛(100)의 휘도를 조정한다. 백라이트 유닛(100)이 다수의 포트로 분할 구동되는 경우, 다수의 포트를 독립적으로 구동하기 위한 다수의 백라이트 드라이버(360)를 구비할 수도 있다. 백라이트 드라이버(360)는 로컬 디밍 신호에 대응하는 듀티비를 갖는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 발광 블록(121) 별로 생성하고, 생성된 PWM 신호에 대응하는 구동 신호를 발광 블록(121) 별로 공급함으로써 백라이트 유닛(100)을 발광 블록(121) 별로 구동한다.
데이터 드라이버(371)는 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 데이터 제어 신호에 대응하여 입력된 영상 신호의 기준 전압을 선택하고, 선택된 기준 전압을 디스플레이 패널(200)의 데이터 라인(DL)으로 공급하여 화소에 인가함으로써, 액정 분자의 회전 각도를 제어한다.
게이트 드라이버(372)는 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 게이트 제어 신호에 따라 디스플레이 패널(200)의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다.
한편, 본 발명에 의하면 광센서(340)를 이용하여 백라이트 유닛(100)의 휘도를 조절할 수 있다.
광센서(340)는 백라이트 유닛(100)의 밝기를 센싱한다. 광센서(340)는 백라이트 유닛(100)의 밝기를 절대적인 광량이 아닌 상대적인 수치로 센싱한다. 메모리(380)는 광센서(340)에 의해 센싱된 상대적인 수치를 백라이트 유닛(100)의 절대적인 광량에 맵핑하기 위한 맵핑 데이터를 미리 저장하고 있을 수 있다.
메인 컨트롤러(320)는, 기 설정된 조건에 따라 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 디텍트하고, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기에 기초하여 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력한다.
메인 컨트롤러(320)가 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 디텍트하기 위한 조건은, 로컬 디밍 컨트롤러(330)에서 출력되는 로컬 디밍 피드백 신호(local dimming feedback signal)에 따라 결정된다. 백라이트 유닛(100)은 로컬 디밍 방법으로 구동되기 때문에, 광센서(340)의 위치에 대응되는 디스플레이 패널(200)의 부분에서 디스플레이되는 영상의 패턴은 시간에 따라 밝을 수도 있고 어두울 수도 있다. 광센서(340)의 위치에 대응되는 디스플레이 패널(200)의 부분에서 디스플레이되는 영상의 패턴이 어두운 경우에는 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 디스플레이 패널(200) 측면에서의 휘도에 미치는 영향이 적다. 따라서, 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 소정의 정도를 넘어서는 경우에만, 메인 컨트롤러(320)가, 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 디텍트한다.
메인 컨트롤러(320)가 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 디텍트하기 위한 조건 및 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 통해 백라이트 유닛(100)의 휘도를 조절하는 방법에 대해서는 도 4 및 도 5를 함께 참조하여 좀 더 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 광센서를 이용하여 백라이트 유닛의 밝기를 조절하는 방법을 도시한 흐름도이다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 디텍트한다(S401). 메모리(380)는 디스플레이 패널(200)의 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 미리 저장하고 있으며, 로컬 디밍 컨트롤러(300)는 메모리(380)에 액세스하여 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 디텍트할 수 있다.
발광 블록(121) 별 가중치란, 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도를 구현하기 위하여, 메인 컨트롤러(320)에서 출력되는 PWM 데이터의 값을 백라이트 유닛(100)의 발광 블록(121) 각각에 어느 정도 할당할 지를 결정하는 값을 의미한다. 상술한 타이밍 컨트롤러(350)에서 로컬 디밍 컨트롤러(330)로 출력되는 발광 블록(121) 별 APL 데이터는 디스플레이 패널(200)에서 디스플레이될 영상 데이터에 따라 달라지는 것으로 백라이트 유닛(100)의 발광 블록(121)의 평균 밝기 데이터임에 반하여, 발광 블록(121) 별 가중치란 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 따라 달라지는 것으로 후술할 도 7의 수식에 의해 미리 결정된 값일 수 있다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는, 타이밍 컨트롤러(350)로부터 입력된 발광 블록(121) 별 APL 데이터 중에서 광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록(121) 별 가중치를 비교하고, 비교 결과에 따라 로컬 디밍 피드백 신호를 출력한다(S402). 광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별 APL 데이터란 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 발광 블록(121)의 APL 데이터를 의미하는 것으로 가정하여 설명한다. 실시예에 따라, 광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별 APL 데이터란 광센서(340)로부터 기 설정된 거리 내에 있는 발광 블록(121)의 APL 데이터, 또는 광센서(340)를 둘러싼 최단 거리에 있는 발광 블록(121)의 APL 데이터로 정의할 수도 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 광센서(340)의 위치에 대응되는 A 영역을 포함하는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 다수의 발광 블록(121) 별 APL 데이터를 각각 동일한 발광 블록(121) 별 가중치와 비교할 수 있다.
광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록(121) 별 가중치 이상인 경우(S402, 예), 로컬 디밍 컨트롤러(330)는 하이(high) 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력하고, 메인 컨트롤러(320)는, 상기 하이 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호에 따라, 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트한다(S403).
광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록(121) 별 가중치 미만인 경우(S402, 아니오), 로컬 디밍 컨트롤러(330)는 로우(low) 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력하고, 메인 컨트롤러(320)는, 상기 로우 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호에 따라, 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하지 않고 대기한다.
상기 로컬 디밍 피드백 신호는 배선 연결 방법에 따라 로컬 디밍 컨트롤러(330)에서 메인 컨트롤러(320)로 직접 출력될 수도 있고, 다른 구성 모듈(예를 들어, 전원 공급부(310))을 거쳐 메인 컨트롤러(320)에 도달될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는, 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 다수의 발광 블록(121) 모두에서, 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록(121) 별 가중치 이상인 경우에만 하이 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력할 수 있다.
도 6은 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 다수의 발광 블록의 가중치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(100)의 전체 발광 블록 어레이(120) 중에서 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)만을 개략적으로 도시하였다. 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에는 총 24개의 발광 블록(121)이 존재하는 것으로 가정한다. 발광 블록 어레이(120)의 A 영역에 대응하여 광센서(340)가 위치한다. 구별이 용이하도록, 발광 블록 어레이(120)에 포함된 발광 블록들(120)에 번호를 각각 부여하였다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는, 메모리(380)로부터 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 디텍트한다. 이 경우, 로컬 디밍 컨트롤러(330)는, 도 6에 도시된 바와 같이 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 발광 블록들(121)의 가중치만을 디텍트할 수 있다. 발광 블록(121) 별 가중치는 퍼센트로 주어지며, 일례로 101번 발광 블록(121)의 가중치는 50%이고 117번 발광 블록(121)의 가중치는 60%이다.
로컬 디밍 컨트롤러(330)는 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 발광 블록(121) 모두에서, 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값이 동일 발광 블록(121)의 가중치 이상인 경우 하이 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력한다. 즉, 로컬 디밍 컨트롤러(330)는, 광센서(340)의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이(120)에 포함된 24개의 발광 블록(121) 모두에서, 발광 블록(121) 별 APL 데이터의 값이 동일 발광 블록(121)의 가중치 이상인 경우 하이 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력한다. 예를 들어, 101번 발광 블록(121)의 APL 데이터의 값이 50% 이상이고 114번 발광 블록(121)의 APL 데이터의 값이 60% 이상이며, 나머지 모든 발광 블록(121)의 APL 데이터의 값이 동일 발광 블록(121)의 가중치 이상인 경우에만 하이 레벨의 로컬 디밍 피드백 신호를 출력할 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위를 벗어나는지 판단한다(S404). 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하기에 앞서, 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기(즉, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기)를 나타내는 상대적인 수치를 절대적인 광량에 맵핑하고, 맵핑된 결과를 디스플레이 패널(200) 측면에서의 휘도의 값으로 변환하는 프로세스를 먼저 수행할 수도 있다. 상기 기 설정된 범위는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 기초하여 결정되며, 일례로 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도로부터 ±10%의 마진을 가질 수 있으나, 마진의 폭은 실시예에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 즉, 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도의 90~110% 범위 내인지 또는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도의 90~110% 범위를 벗어나는지 여부를 판단할 수 있다.
메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우(S404, 아니오), PWM 데이터를 조절하여 로컬 디밍 컨트롤러(330)에 출력한다(S405). 메인 컨트롤러(320)가 로컬 디밍 컨트롤러(330)에 출력하는 PWM 데이터는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도가 변경되지 않는 한 일정하지만, 광센서(340)에 의해 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도의 90~110% 범위를 벗어나는 경우라면 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도가 제대로 구현되고 있지 않은 것이므로, PWM 데이터의 값이 조절될 필요가 있다.
메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위 미만인 경우, PWM 데이터를 증가시켜 출력한다. PWM 데이터는 PWM 데이터의 듀티비(duty ratio) 및/또는 DC 레벨을 단계적으로 상승시킴으로써 증가될 수 있다. 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위 미만인 경우, PWM 데이터를 단계적으로 증가시켜서 출력하고, 단계(S402~404) 또는 단계(S403~S404)를 반복하여, 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기와 기 설정된 범위를 다시 비교할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위를 초과하는 경우, PWM 데이터를 감소시켜 출력한다. PWM 데이터는 PWM 데이터의 듀티비(duty ratio) 및/또는 DC 레벨을 단계적으로 하강시킴으로써 감소될 수 있다. 메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위를 초과하는 경우, PWM 데이터를 단계적으로 감소시켜서 출력하고, 단계(S402~404) 또는 단계(S403~S404)를 반복하여, 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기와 기 설정된 범위를 다시 비교할 수 있다.
메인 컨트롤러(320)는, 상기 디텍트된 백라이트 유닛(100)의 밝기가 기 설정된 범위 내인 경우(S404, 예), 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 기초하여 설정된 PWM 데이터를 그대로 출력한다.
이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여, 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 결정하는 방법을 설명한다.
도 7은 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 결정하기 위한 수식을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 수식의 이해를 돕기 위한 도면이다.
디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치는 (1)번 내지 (4)번 수식을 통하여 결정될 수 있다. 다만, 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 결정하는 방법이 반드시 (1)번 내지 (4)번 수식에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치는 영상 표시 장치의 제작 단계에서 결정되어 메모리(380)에 저장될 수 있다.
먼저, (1)번 수식을 이용하여 S_br을 구한다. S_br은 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기로서, 광센서(340)가 모든 발광 블록(121)으로부터 받는 수광량을 의미하고, T_cd는 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도로서 디스플레이 패널(200)의 표면에서 측정한 실제 밝기를 의미한다. (1)번 수식은 백라이트 유닛(100)의 광량을 낮은 값에서부터 서서히 높여가면서 광센서(340)에서 센싱된 백라이트 유닛(100)의 밝기를 수식화한 것이다. 즉, (1)번 식을 도출하는 과정에서의 S_br은 광센서(340)에서 센싱된 값에 대응되지만, (1)번 식이 도출된 후 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록(121) 별 가중치를 구하는 과정에서의 S_br은 (1)번 식의 T_cd에 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도 값을 대입하여 구할 수 있다.
그리고, (1)번 수식에 의해 구해진 S_br 및 (2)번 수식을 이용하여, S_lm(block)을 구한다. S_lm(block)은 광센서(340)가 각 발광 블록(121)으로부터 받는 수광량으로, 광센서(340)에 근접한 발광 블록들(121) 각각으로부터 받는 수광량을 의미한다. (1)번 수식에 의해 구해진 S_br 값을 토대로 각 발광 블록(121)의 온/오프를 반복함으로써, 광센서(340)에 근접한 각 발광 블록(121) 별로 S_lm(block)을 구할 수 있다.
그리고, (2)번 수식에 의해 구해진 S_lm(block) 및 (3)번 수식을 이용하여, L_lm(block)을 구한다. L_lm(block)은 광센서(340)에 근접한 각 발광 블록(121)의 발광량을 의미한다. 도 7 및 도 8을 참조하면, (2)번 수식에서 K는 광학 부재(510)의 반사율이고, D는 광센서(340)와 발광 블록(121) 간의 거리이고, θ는 발광 블록(121)으로부터 방출된 광의 광학 부재(510) 또는 디스플레이 패널(200)에 대한 입사각이다. 백라이트 유닛(100)과 디스플레이 패널(200)의 사이에는 디스플레이 패널(200)에 인접하여 광학 부재(510)가 배치되며, 광학 부재(510)는 K의 반사율을 갖는다. 상기 거리 D는 일례로, 각 발광 블록(121)의 외곽에 배치된 발광 다이오드(132)와 광센서(340) 사이의 거리를 의미할 수 있다. (2)번 수식에 의해 구해진 S_lm(block), 광학 부재(510)의 반사율 K, 광센서(340)와 발광 블록(121) 간의 거리 D, 입사각 θ를 (3)번 식에 대입하면, 광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별로 L_lm(block)을 구할 수 있다.
그 후, (3)번 수식에 의해 구해진 L_lm(block) 및 (4)번 수식을 이용하여, B_weight를 구한다. B_weight는 광센서(340)에 근접한 각 발광 블록(121)의 가중치를 의미한다. (3)번 수식에 의해 구해진 L_lm(block) 및 디스플레이 패널(200)의 타겟 휘도에 대응하는 PWM 데이터의 값을 (4)번 수식에 대입하면, 광센서(340)에 근접한 발광 블록(121) 별로 B_weight를 구할 수 있다. 실시예에 따라, (4)번 및 (5)번 식을 이용하여 1차 가중치를 구하고, 영상 표시 장치의 검사에 사용되는 소정의 컨텐츠 데이터를 이용한 시뮬레이션을 통해 1차 가중치를 수정함으로써 발광 블록(121) 별 가중치가 최종 결정될 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 로컬 디밍 방법으로 백라이트 유닛(100)이 구동되는 경우에도 광센서(340)를 사용하여 백라이트 유닛(100)의 밝기를 제어할 수 있으므로, 백라이트 유닛(100)을 장시간 사용하더라도 디스플레이 패널(200) 측면에서 희망하는 휘도를 구현하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전술한 방법(동작 흐름도)은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 명세서와 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 백라이트 유닛
200: 디스플레이 패널
320: 메인 컨트롤러
330: 로컬 디밍 컨트롤러
340: 광센서
350: 타이밍 컨트롤러
200: 디스플레이 패널
320: 메인 컨트롤러
330: 로컬 디밍 컨트롤러
340: 광센서
350: 타이밍 컨트롤러
Claims (14)
- 디스플레이 패널;
다수의 발광 블록으로 분할 구동되어 상기 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 광센서;
상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고, 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 메인 컨트롤러;
상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL(Average Pixel Level) 데이터를 출력하는 타이밍 컨트롤러;
상기 출력된 PWM 데이터와 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터를 연산하고 연산 결과에 대응하는 로컬 디밍 신호를 출력하는 로컬 디밍 컨트롤러;
상기 출력된 로컬 디밍 신호에 따라 상기 백라이트 유닛을 발광 블록 별로 구동하는 백라이트 드라이버;를 포함하고,
상기 메인 컨트롤러는, 기 설정된 조건에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하고, 상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는, 영상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 저장하는 메모리;를 더 포함하고,
상기 로컬 디밍 컨트롤러는,
상기 메모리로부터 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 디텍트하고,
상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치의 비교 결과에 따라 로컬 디밍 피드백 신호를 출력하는, 영상 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 기 설정된 개수의 발광 블록을 각각 포함하는 다수의 발광 블록 어레이를 포함하여 이루어지고,
상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치와 비교되는 상기 발광 블록 별 APL 데이터는, 상기 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 발광 블록의 APL 데이터인, 영상 표시 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 로컬 디밍 컨트롤러는,
상기 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 다수의 발광 블록 모두에서, 발광 블록 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치를 비교하는, 영상 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러는,
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하고,
상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는, 영상 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 기 설정된 범위는 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도의 90~110%에 대응되는, 영상 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호는,
상기 비교 결과, 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치 이상인 경우 하이(high) 레벨이고,
상기 비교 결과, 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치 미만인 경우 로우(low) 레벨이며,
상기 메인 컨트롤러는,
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호가 하이 레벨인 경우에만 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는, 영상 표시 장치. - 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 기초하여 PWM 데이터를 출력하고 입력된 영상 데이터를 분석하여 전체 화면 데이터를 출력하는 단계;
상기 출력된 전체 화면 데이터를 발광 블록 단위로 분석하여 발광 블록 별 APL 데이터를 출력하는 단계;
백라이트 유닛의 밝기를 센싱하는 단계;
기 설정된 조건에 따라, 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는 단계; 및
상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는 단계;를 포함하는 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는 단계는,
상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도에 대응하는 발광 블록 별 가중치를 메모리로부터 디텍트하는 단계;
상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치의 비교 결과에 따라 로컬 디밍 피드백 신호를 출력하는 단계; 및
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호에 따라 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기를 디텍트하는 단계;를 포함하는, 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호는,
상기 비교 결과, 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치 이상인 경우 하이(high) 이고,
상기 비교 결과, 상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값이 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치 미만인 경우 로우(low)이며,
상기 출력된 로컬 디밍 피드백 신호가 하이인 경우에만 상기 광센서에서 센싱된 백라이트 유닛의 밝기가 디텍트되는, 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기에 기초하여 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는 단계는,
상기 디텍트된 백라이트 유닛의 밝기가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 PWM 데이터의 값을 조절하여 출력하는 단계를 포함하는, 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 기 설정된 범위는 상기 디스플레이 패널의 타겟 휘도의 90~110%에 대응되는, 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 기 설정된 개수의 발광 블록을 각각 포함하는 다수의 발광 블록 어레이를 포함하여 이루어지고,
상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치와 비교되는 상기 발광 블록 별 APL 데이터는, 상기 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 발광 블록의 APL 데이터인, 영상 표시 장치의 제어 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 출력된 발광 블록 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치의 비교 결과에 따라 로컬 디밍 피드백 신호를 출력하는 단계는,
상기 광센서의 위치에 대응되는 발광 블록 어레이에 포함된 다수의 발광 블록 모두에서, 발광 블록 별 APL 데이터의 값과 상기 디텍트된 발광 블록 별 가중치를 비교하는, 영상 표시 장치의 제어 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130116041A KR20150036956A (ko) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130116041A KR20150036956A (ko) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150036956A true KR20150036956A (ko) | 2015-04-08 |
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ID=53033033
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20130116041A Withdrawn KR20150036956A (ko) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | 영상 표시 장치 및 이의 제어 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20150036956A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021204104A1 (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | 华为技术有限公司 | 一种显示亮度调整方法及相关装置 |
| US12046209B2 (en) | 2021-02-26 | 2024-07-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device and light source device thereof |
-
2013
- 2013-09-30 KR KR20130116041A patent/KR20150036956A/ko not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021204104A1 (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | 华为技术有限公司 | 一种显示亮度调整方法及相关装置 |
| US11869450B2 (en) | 2020-04-08 | 2024-01-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Display brightness adjustment method and related apparatus |
| US12046209B2 (en) | 2021-02-26 | 2024-07-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display device and light source device thereof |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20130930 |
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