(57)【要約】【課題】本発明は平均画像レベル（ＡＰＬ)を選択的に制限する液晶表示装置とその駆動方法を提供する。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は入力映像から輝度と色差情報を分離する輝度抽出部と、制限ＡＰＬを入力受けるユーザーインターフェースと、前記輝度抽出部からの輝度に基礎して前記入力映像の平均ＡＰＬを計算して前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬより高ければ前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以内に調整されるように前記入力映像の輝度それぞれを変調した後、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換するＡＰＬ制限部と、前記ＡＰＬ制限部からのＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する駆動回路を備える。【選択図】図４
2010044346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像で輝度と色差情報を分離する輝度抽出部と、
制限ＡＰＬの入力を受けるユーザーインターフェースと、
前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算し、前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬより高ければ前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以内に調整されるように前記入力映像の輝度それぞれを変調した後、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換するＡＰＬ制限部と、
前記ＡＰＬ制限部からのＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する駆動回路と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記制限ＡＰＬは使用者の選択によって調整できることを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ＡＰＬ制限部は、
前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以下であると、前記入力映像の輝度を変調しないで未変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換することを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記ＡＰＬ制限部は、
前記入力映像の輝度それぞれをデ−ガムマ補正して前記入力映像の輝度ガンマ特性を線形化した後に線形化された前記輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算して、
前記ＲＧＢデータに変換するのに先立って前記変調された輝度それぞれをガンマ補正して前記入力映像の非線形ガンマ特性に逆変換することを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
入力映像で輝度と色差情報を分離する輝度抽出部と、
前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算し、前記平均ＡＰＬがあらかじめ設定された基準ＡＰＬより高ければ前記入力映像の輝度それぞれを変調して前記平均ＡＰＬをあらかじめ設定された調整幅だけ低めた後前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換するＡＰＬ制限部と、
前記ＡＰＬ制限部からのＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する駆動回路と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
入力映像で輝度と色差情報を分離する段階と、
制限ＡＰＬの入力をユーザーインターフェースを通じて受ける段階と、
前記輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階と、
前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬより高ければ前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以内に調整されるように前記入力映像の輝度それぞれを変調する段階と、
前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階と、
前記ＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する段階と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記制限ＡＰＬは使用者の選択によって調整できることを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以下であると、前記入力映像の輝度を変調しないで未変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階は、
前記入力映像の輝度それぞれをデ−ガムマ補正して前記入力映像の輝度ガンマ特性を線形化する段階と、
前記線形化された輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階とを含み、
前記ＲＧＢデータに変換する段階は、
前記変調された輝度それぞれをガンマ補正して前記入力映像の非線形ガンマ特性に逆変換する段階と、
前記非線形ガンマ特性に逆変換された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階を含むことを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
入力映像から輝度と色差情報を分離する段階と、
前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階と、
前記平均ＡＰＬがあらかじめ設定された基準ＡＰＬより高ければ前記入力映像の輝度それぞれを変調して前記平均ＡＰＬをあらかじめ設定された調整幅だけ低める段階と、
前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階と、
前記ＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する段階と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平均画像レベル（ＡＰＬ）を選択的に制限する液晶表示装置とその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管（ＣＲＴ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置は液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及び電界発光素子（ＥＬ）などがある。
【０００３】
液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力駆動などの特徴によってその応用範囲が徐々に広くなってきている。この液晶表示装置はノート・パソコンのようなポータブルコンピュータ、事務自動化器機、オーディオ/ビデオ器機、屋内外広告表示装置などに利用されている。液晶表示装置は液晶層に印加される電界を制御してバックライトユニットから入射される光を変調することで画像を表示する。
【０００４】
液晶表示装置は図１のようにバックライトユニットからの光を透過させて画像を表示する映像コンテンツに無関係にいつも最大輝度で映像を表示する駆動原理によってピーク輝度とフルホワイト輝度がほとんど同一である。ピーク輝度は液晶表示装置の背景画面をブラック階調で表示してその背景画面に取り囲まれた中央部分を最高明るさに駆動する時中央部分で測定される輝度である。フルホワイト輝度は液晶表示装置の画面全体を最高輝度で表示する時その画面で測定される輝度である。
【０００５】
ピーク輝度とフルホワイト輝度がほとんど同一であれば、正確な明るさと色表現が重視されるコンピューターモニターなどには有用であるが、テレビのように表示映像が動的に変る表示素子では観察者の目を眩しくさせるようにして視覚疲れ度が高まるという問題点がある。特に、観覧者が液晶表示装置でピークホワイト階調が大部分である雪景などの明るい画面を鑑賞する時、すぎるほど明るい輝度によって眩しさがひどくなってそれによって視覚的疲れ度が高くなることがある。
【０００６】
これに比べて、ＰＤＰやＣＲＴではその駆動特性上ピーク輝度に比べてフルホワイト輝度がずっと低い。このためにＰＤＰやＣＲＴでは画面全体が明るい映像でも自然に単位ピクセル当り輝度が低くなって眩しい現象と視覚的疲れ度が相対的に小くなる。
【０００７】
したがって、液晶表示装置に全体的に明るい映像が表示される時眩しさと視覚的疲れ度を減らすことができる方案が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は前記背景技術の問題点を解決しようと案出された発明として眩しさと視覚的疲れ度を減らすようにした液晶表示装置とその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を果たすために、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は入力映像で輝度と色差情報を分離する輝度抽出部と、制限ＡＰＬの入力を受けるユーザーインターフェースと、前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算し、前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬより高ければ前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以内に調整されるように前記入力映像の輝度それぞれを変調した後、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換するＡＰＬ制限部と、前記ＡＰＬ制限部からのＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する駆動回路とを備える。
【００１０】
本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置は入力映像で輝度と色差情報を分離する輝度抽出部と、前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算し、前記平均ＡＰＬがあらかじめ設定された基準ＡＰＬより高ければ前記入力映像の輝度それぞれを変調して前記平均ＡＰＬをあらかじめ設定された調整幅だけ低めた後、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換するＡＰＬ制限部と、前記ＡＰＬ制限部からのＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する駆動回路とを備える。
【００１１】
前記駆動回路は後述する実施形態で詳しく説明されるゲートドライブＩＣ、ソースドライブＩＣ、及びコントロールボードのタイミングコントローラなどを含む。
【００１２】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は入力映像で輝度と色差情報を分離する段階と、制限ＡＰＬの入力をユーザーインターフェースを通じて受ける段階と、前記輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階と、前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬより高ければ前記平均ＡＰＬが前記制限ＡＰＬ以内に調整されるように前記入力映像の輝度それぞれを変調する段階と、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階と、前記ＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する段階とを含む。
【００１３】
本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法は入力映像で輝度と色差情報を分離する段階と、前記輝度抽出部からの輝度に基づいて前記入力映像の平均ＡＰＬを計算する段階と、前記平均ＡＰＬがあらかじめ設定された基準ＡＰＬより高ければ前記入力映像の輝度それぞれを変調して前記平均ＡＰＬをあらかじめ設定された調整幅だけ低める段階と、前記変調された輝度と前記色差情報をＲＧＢデータに変換する段階と、前記ＲＧＢデータを液晶表示パネルに表示する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置とその駆動方法は入力映像のＡＰＬを分析してそのＡＰＬがあらかじめ制限された値を超過することができないようにＡＰＬを制限して映像全体が非常に明るい映像の全体輝度を落とすことで眩しさと視覚的疲れ度を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
前記目的外に本発明の他の目的及び特徴は添付した図面を参照した実施形態の説明を通じて明白に現われるようになるべきである。
【００１６】
以下、図２乃至図１０を参照して本発明の望ましい実施形態に対して詳しく説明する。
【００１７】
図２を参照すれば、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示パネル１０、複数のゲートドライブＩＣ（１５１乃至１５３）、複数のソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）、システムボード（ＳＢ）、インターフェースボード（ＩＮＴＢ）及びコントロールボード（ＣＴＲＢ）を備える。図２で液晶表示パネルに光を照射するバックライトユニットとその駆動回路を省略する。
【００１８】
液晶表示パネル１０では、二枚のガラス基板の間に液晶層が形成される。この液晶表示パネル１０の液晶セルはデータライン１４とゲートライン１６の交差構造によってマトリックス形態に配置される。
【００１９】
液晶表示パネル１０の下部ガラス基板にはデータライン１４、ゲートライン１６、ＴＦＴ、ＴＦＴに接続されて画素電極１と共通電極２の間の電界によって駆動される液晶セル（Ｃｌｃ）、及びストレージ キャパシター（Ｃｓｔ）などが形成される。液晶表示パネル１０の上部ガラス基板上にはブラックマットリックス、カラーフィルター及び共通電極２が形成される。共通電極２はＴＮモードとＶＡモードのような垂直電界駆動方式で上部ガラス基板上に形成されて、ＩＰＳモードとＦＦＳモードのような水平電界駆動方式で画素電極１のように下部ガラス基板上に形成される。液晶表示パネル１０の上部ガラス基板と下部ガラス基板上には光軸が直交する偏光板が附着して液晶と接する界面に液晶のフリーチルト角を設定するための配向膜が形成される。
【００２０】
ソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）はコントロールボード（ＣＴＲＢ）からｍｉｎｉ ＬＶＤＳ方式に伝送されるデジタルビデオデータを受信してそのデータをコントロールボード（ＣＴＲＢ）からのデータタイミング制御信号に応答してアナログデータ電圧で変換した後液晶表示パネル１０のデータライン１４に供給する。このソースドライブＩＣそれぞれには ｍｉｎｉ ＬＶＤＳ データを受信して修復するｍｉｎｉ ＬＶＤＳ 受信回路が内蔵する。
【００２１】
ゲートドライブＩＣ（１５１乃至１５３）それぞれはコントロールボード（ＣＴＲＢ）からのゲートタイミング制御信号に応答してゲートパルスを発生して、そのゲートパルスをゲートライン１６に順次に供給する。
【００２２】
システムボード（ＳＢ）の第１実施形態はスケーラーを利用してデジタルビデオデータの解像度を液晶表示パネル１０の解像度に当たるように変換してユーザーインターフェースを通じて入力される制限平均画像レベル（以下“ＡＰＬ”とする）以内に現在入力される映像の平均ＡＰＬが制限されるように入力映像のピクセル輝度それぞれを変調する。ユーザーインターフェースはオンスクリーンディスプレイ、リモートコントローラ、タッチパネル、キーボード、マウスなどの使用者入力手段と、その使用者入力手段からのデータを解釈するデコーダーを含む。そしてシステムボード（ＳＢ）は解像度調整過程と輝度調整過程を経たデジタルビデオデータとタイミング信号をＬＶＤＳクロックとともにＬＶＤＳ インターフェース方式でインターフェースボード（ＩＮＴＢ）に伝送する。 タイミング信号は垂直及び水平同期信号、データイネーブル信号及びドットクロックなどを含む。
【００２３】
システムボード（ＳＢ）の第２実施形態はスケーラーを利用してデジタルビデオデータの解像度を液晶表示パネル１０の解像度に当たるように変換する。そしてシステムボード（ＳＢ）はあらかじめ設定された基準ＡＰＬと入力フレーム映像の平均ＡＰＬを比べて現在入力されるフレーム映像の平均ＡＰＬが基準ＡＰＬより高ければそのフレーム映像のピクセル輝度を変調して平均ＡＰＬを適応的に低める。ここで、平均ＡＰＬの調整幅は現在入力されるフレーム映像の平均ＡＰＬによって変わることができる。
【００２４】
インターフェースボード（ＩＮＴＢ）は ＬＶＤＳ インターフェース受信回路を通じてシステムボード（ＳＢ）からデジタルビデオデータ、タイミング信号及びＬＶＤＳ クロックを受信してＬＶＤＳ インターフェース送信回路を通じてその信号をコントロールボード（ＣＴＲＢ）に伝送する。
【００２５】
コントロールボード（ＣＴＲＢ）は ＬＶＤＳ インターフェース受信回路を通じてインターフェースボード（ＩＮＴＢ）からデジタルビデオデータ、タイミング信号及びＬＶＤＳ クロックを受信する。コントロールボード（ＣＴＲＢ）上に実装されたタイミングコントローラは受信されたデジタルビデオデータをｍｉｎｉ ＬＶＤＳ データで変換してそのｍｉｎｉ ＬＶＤＳ データとともに ｍｉｎｉ ＬＶＤＳ クロックをソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）に伝送する。また、タイミングコントローラは受信されたタイミング信号を利用してソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）の動作タイミングを制御するためのデータタイミング制御信号と、ゲートドライブＩＣ（１５１乃至１５３）の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング制御信号を発生する。
【００２６】
図３は本発明の第１実施形態に係るシステムボード（ＳＢ）を詳しく示す。
【００２７】
図３を参照すれば、システムボード（ＳＢ）はスケーラー３１、輝度抽出部３２及びＡＰＬ制限部３３を備える。
【００２８】
スケーラー３１は外部周辺器機またはＴＶ チューナーから受信された映像信号の解像度を液晶表示パネル１０の解像度に当たるように調整する。
【００２９】
輝度抽出部３２はスケーラー３１からのＲＧＢ デジタルビデオデータそれぞれで輝度値（Ｙ）と色差情報（ＣｂＣｒ）を抽出してＡＰＬ制限部３３に供給する。
【００３０】
ＡＰＬ制限部３３は輝度抽出部３２から入力される１フレーム映像の平均ＡＰＬを算出して、ユーザーインターフェースから入力される制限ＡＰＬ以下で輝度（Ｙ）それぞれを変調する。そしてＡＰＬ制限部３３は変調された輝度（Ｙ）と輝度抽出部３２からの色差情報（ＣｂＣｒ）をＲＧＢデジタルビデオデータに逆変換する。ＡＰＬ制限部３３から出力されるＲＧＢデジタルビデオデータはインターフェースボード（ＩＮＴＢ）を経由してコントロールボード（ＣＴＲＢ）のタイミングコントローラに供給される。
【００３１】
図４は本発明の第１実施形態に係る輝度抽出部３２とＡＰＬ制限部３３の映像データ処理過程を段階的に示す流れ図である。
【００３２】
図４を参照すれば、輝度抽出部３２は入力ＲＧＢデジタルビデオデータを変数とする下の式１乃至３を利用してＲＧＢデジタルビデオデータそれぞれの輝度（Ｙ）と色差情報（ＣｂＣｒ）を算出する。（Ｓ１及びＳ２）  
Ｙ ＝ ０．２９９Ｒ ＋ ０.５８９Ｇ ＋ ０．１１４Ｂ      （式１）  
Ｃｂ ＝ ０．５６４（Ｂ−Ｙ）      （式２）  
ここで、Ｂ−Ｙ ＝ Ｂ − （０．３Ｒ ＋０．５９Ｇ ＋０．１１Ｂ） ＝ −０．３Ｒ −０．５９Ｇ ＋０．８９Ｂ  
Ｃｒ ＝ ０．７１３（Ｒ−Ｙ）      （式３）  
ここで、Ｒ−Ｙ ＝ Ｒ−（０．３Ｒ ＋０．５９Ｇ ＋０．１１Ｂ） = ０．７Ｒ −０．５９Ｇ −０．１１Ｂ
【００３３】
ＡＰＬ制限部３３は図５のように非線形ガンマ特性を持つ入力映像の輝度を線形化するために下の数１のように１フレーム映像の輝度（Ｙ）それぞれに対してデ−ガムマ（Ｄｅｇａｍｍａ）演算を遂行する。（Ｓ３）
【数１】
2010044346.tif 000003
【００３４】
ＡＰＬ制限部３３はデ−ガムマ演算された輝度（Ｙ）を変数とする数２を利用して 1 フレーム全体の平均ＡＰＬを計算する。（Ｓ４）平均ＡＰＬは０〜１００間の値である。平均ＡＰＬ値が高いほど当該のフレーム映像が明るくなる一方、その値が低いほど当該 のフレーム映像が暗くなる。
【数２】
2010044346.tif 000004
ここで、Ａｖｅｒａｇｅ Ｙはデ−ガムマ演算された１フレーム映像の輝度（Ｙ）の平均値として１フレーム映像の輝度（Ｙ）の総合を液晶表示パネル１０のピクセル数に分けた値である。
【００３５】
ＡＰＬ制限部３３はユーザーインターフェースを通じて入力された制限ＡＰＬと現在入力された１フレーム映像の平均ＡＰＬを比べて現在入力される１フレーム映像の平均ＡＰＬが制限ＡＰＬより高ければ(Ｓ５)、液晶表示パネル１０に表示される出力映像のＡＰＬが制限ＡＰＬ以内に制限されるように数３のようにピクセルそれぞれの輝度（Ｙ）を変調する。(Ｓ６) 現在入力される１フレーム映像の平均ＡＰＬが制限ＡＰＬ以下であると(Ｓ５)、ＡＰＬ制限部３３は現在入力される１フレーム映像のピクセル輝度を変調しないでＳ７段階を遂行して入力映像のガンマ特性を元状態に逆変換する。
【数３】
2010044346.tif 000005
【００３６】
ＡＰＬ制限部３３は変調されなかった未変調輝度（Ｙ）、またはＳ６段階によって変調された輝度（Ｙ）を２．２ ガンマエンコード演算式である下の数４に代入して線形化されたガンマ特性を元映像のガンマ特性に逆変換する。（Ｓ７）
【数４】
2010044346.tif 000006
【００３７】
ＡＰＬ制限部３３は輝度抽出部３２から入力される色差情報（ＣｂＣｒ）とＳ７段階によって２．２ ガンマ特性に変換された輝度（Ｙ） を ＲＧＢ 逆変換式である下の式４乃至６に代入して液晶表示パネル１０に表示されるＲＧＢデジタルビデオデータを算出する。(Ｓ８及びＳ９) ＡＰＬ制限部３３から出力されるＲＧＢデジタルビデオデータはコントロールボード（ＣＴＲＢ）のタイミングコントローラを経由してソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）に供給される。
Ｒ ＝ Ｙ＋１．４０２Ｃｒ      （式４）  
Ｇ＝Ｙ−０．３３４Ｃｂ −０．７１３Ｃｒ      （式５）  
Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｃｂ      （式６）
【００３８】
一方、図４の映像データ処理過程でＳ２段階のＲＧＢ ｔｏ ＹＣｂＣｒ 変換と、Ｓ８段階のＹＣｂＣｒ ｔｏ ＲＧＢ変換は他のイメージ処理を遂行する画質エンジンと共有されることができる。例えば、本原出願人によって既出願された大韓民国特許出願第１０−２００３−００９９３３４号、第１０−２００４−００３０３３４号、第１０−２００３−００４１１２７号、第１０−２００４−００７８１１２号、第１０−２００３−００９９３３０号、第１０−２００４−０１１５７４０号、第１０−２００４−００４９６３７号、第１０−２００３−００４０１２７号、第１０−２００３−００８１１７１号、第１０−２００４−００３０３３５号、第１０−２００４−００４９３０５号、第１０−２００３−００８１１７４号、第１０−２００３−００８１１７５号、第１０−２００３−００８１１７２号、第１０−２００３−００８０１７７号、第１０−２００３−００８１１７３号、第１０−２００４−００３０３３６号などは入力映像の輝度を抽出してその輝度に基づいてヒストグラムを分析してその分析結果によってバックライトの輝度を調整することと共に入力映像の輝度を変調した後その輝度と色差情報をＲＧＢデジタルビデオデータで変換する。したがって、既出願された画質エンジンは図４のＳ２及びＳ８段階と実質的に同一である過程を含むので、図４のＳ２及びＳ８段階の処理は他の画質エンジンと共有されることができるので省略されることができる。
【００３９】
図６乃至図８は図４の映像データ処理過程を利用して比較的明るい停止映像と動画の入力映像データを変調して変調されたデータを液晶表示パネル１０に表示した実験結果である。
【００４０】
図６はＡＰＬが６９．５である第１停止映像に対する実験結果として制限ＡＰＬを１００、５０、４０に調整する時表示映像のＡＰＬ変化が制限ＡＰＬによって変わる現象を示している。図７はＡＰＬが６６．５である第２停止映像に対する実験結果として制限ＡＰＬを１００、５０、４０で調整する時表示映像のＡＰＬ変化が制限ＡＰＬによって変わる現象を示している。図８は動画“スノーボードトレーニング（９分４１秒）“に対してデータを変調しない原本映像と、制限ＡＰＬを‘５０’で設定してデータを変調した映像のＡＰＬ変化を示している。このような実験結果で確認することができるように制限ＡＰＬが低いほど全体的な輝度は低くなるが眩しさと視覚的疲れ度は減る。
【００４１】
結果的に、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置とその駆動方法は液晶表示装置の表示映像を鑑賞する観覧者が主観的に感じる眩しさと視覚的疲れ度を考慮して観覧者から入力された制限ＡＰＬ以下で入力映像のＡＰＬを調整する。
【００４２】
図９は本発明の第２実施形態に係るシステムボード（ＳＢ）を詳しく示す。
【００４３】
図９を参照すれば、システムボード（ＳＢ）はスケーラー９１、輝度抽出部９２及びＡＰＬ制限部９３を備える。
【００４４】
スケーラー９１は外部周辺器機またはＴＶチューナーから受信された映像信号の解像度を液晶表示パネル１０の解像度に合うように調整する。
【００４５】
輝度抽出部９２はスケーラー９１からのＲＧＢ デジタルビデオデータそれぞれで輝度値（Ｙ）と色差情報（ＣｂＣｒ）を抽出してＡＰＬ制限部９３に供給する。
【００４６】
ＡＰＬ制限部９３は輝度抽出部３２から入力される１フレーム映像の平均ＡＰＬを算出して、その平均ＡＰＬとあらかじめ貯蔵された基準ＡＰＬを比べてその比較結果入力１フレーム映像の平均ＡＰＬが基準ＡＰＬより高ければ各ピクセルの輝度（Ｙ）を低めてその入力映像の平均ＡＰＬを低く自動調整する。そしてＡＰＬ制限部９３は変調された輝度（Ｙ）と輝度抽出部９２からの色差情報（ＣｂＣｒ）を ＲＧＢデジタルビデオデータに逆変換する。ＡＰＬ制限部９３から出力されるＲＧＢデジタルビデオデータはインターフェースボード（ＩＮＴＢ）を経由してコントロールボード（ＣＴＲＢ）のタイミングコントローラに供給される。
【００４７】
図１０は本発明の第２実施形態に係る輝度抽出部９２とＡＰＬ制限部９３の映像データ処理過程を段階的に示している流れ図である。
【００４８】
図１０を参照すれば、輝度抽出部９２は入力ＲＧＢ デジタルビデオデータを変数とする式１１乃至３を利用してＲＧＢデジタルビデオデータそれぞれの輝度（Ｙ）と色差情報（ＣｂＣｒ）を算出する。（Ｓ１０１及びＳ１０２）
【００４９】
ＡＰＬ制限部９３は図５のように非線形ガンマ特性を持つ入力映像の輝度を線形化するために数１のように１フレーム映像の輝度（Ｙ）それぞれに対してデ−ガムマ演算を遂行する。（Ｓ１０３）
【００５０】
ＡＰＬ制限部９３は数２を利用して１フレーム全体の平均ＡＰＬを計算する。（Ｓ１０４）そしてＡＰＬ制限部９３は入力１フレーム映像の平均ＡＰＬをあらかじめ貯蔵された基準ＡＰＬと比べてその比較結果、入力１フレーム映像の平均ＡＰＬが基準ＡＰＬより高ければ各ピクセルの輝度を低めて平均ＡＰＬを自動で低める。基準ＡＰＬは観覧者の眩しさと視覚的疲れ度の経験的実験を通じて決まり、例えば、５０〜９０の間で選択されることができる。平均ＡＰＬの調整幅は入力映像の平均ＡＰＬによって変わることができる。例えば、入力映像の平均ＡＰＬが高いほど平均ＡＰＬの調整幅はさらに大きくなることができる。（Ｓ１０６）現在入力される１フレーム映像の平均ＡＰＬが基準ＡＰＬ以下であると（Ｓ１０５）ＡＰＬ制限部９３は入力１フレーム映像のピクセル輝度を変調しないでＳ１０７段階を遂行して入力映像のガンマ特性を元状態に逆変換する。
【００５１】
ＡＰＬ制限部９３は変調されなかった未変調輝度（Ｙ）、またはＳ１０６段階によって変調された輝度（Ｙ）を数４に代入して線形化されたガンマ特性を元映像のガンマ特性に逆変換する。（Ｓ１０７）そしてＡＰＬ制限部９３は輝度抽出部９２から入力される色差情報（ＣｂＣｒ）とＳ１０７段階によって２．２ガンマ特性に変換された輝度（Ｙ）を式４乃至６に代入して液晶表示パネル１０に表示されるＲＧＢデジタルビデオデータを算出する。（Ｓ１０８及びＳ１０９）ＡＰＬ制限部９３から出力されるＲＧＢデジタルビデオデータはコントロールボード（ＣＴＲＢ）のタイミングコントローラを経由してソースドライブＩＣ（１３１乃至１３６）に供給される。
【００５２】
一方、図１０の映像データ処理過程でＳ１０２段階とＳ１０８段階は他のイメージ処理を遂行する画質エンジンと共有されることができる。
【００５３】
結果的に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置とその駆動方法は観覧者の眩しさと視覚的疲れ度をもたらす可能性のある映像コンテンツすなわち、基準ＡＰＬより高い平均ＡＰＬの入力映像を検出してその入力映像の平均輝度を適応的に低く調整する。
【００５４】
以上説明した内容を通じて当業者であると本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。例えば、本発明の実施形態は液晶表示装置を中心に説明されたが実施形態で説明されたアルゴリズムを大きく変更しないで電界発光素子（ＥＬ）、プラズマディスプレイパネル(ＰＤＰ) など他の平板表示装置にも適用することができる。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲によって決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＬＣＤ、ＰＤＰ及びＣＲＴでピーク輝度とフルホワイト輝度を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシステムボードの回路構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示された輝度抽出部とＡＰＬ制限部の映像データ処理過程を段階的に示す流れ図である。
【図５】図４でＳ３段階とＳ７段階のガンマ演算を図式的に示すグラフである。
【図６】第１停止映像での実験結果を示す図である。
【図７】第２停止映像での実験結果を示す図である。
【図８】動画での実験結果を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るシステムボードの回路構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示された輝度抽出部とＡＰＬ制限部の映像データ処理過程を段階的に示す流れ図である。
【符号の説明】
【００５６】
３１、９１    スケーラー
３２、９２    輝度抽出部
３３、９３    ＡＰＬ制限部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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