專利名稱：顯示裝置的驅(qū)動(dòng)控制裝置，圖像顯示裝置及驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電視接收重放機(jī)、計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器等的圖像顯示裝置中所使用的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)控制裝置，特別是涉及ABL(自動(dòng)亮度限制器)或?qū)崿F(xiàn)與其相當(dāng)?shù)墓δ艿娘@示裝置的驅(qū)動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
在圖像顯示裝置中設(shè)置有限制其顯示亮度的ABL(自動(dòng)亮度限制器)。通常，ABL以抑制功耗為目的，通過(guò)控制使畫(huà)面的平均顯示亮度不會(huì)變得過(guò)大。在現(xiàn)有的CRT顯示裝置中，通常設(shè)置有CRT陽(yáng)極電流檢出型ABL電路，由模擬電路構(gòu)成。
另一方面，在自發(fā)光型的平板顯示裝置中的ABL，如在日本專利特開(kāi)平10-268832號(hào)公報(bào)中記載的，存在對(duì)輸入PDP的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行處理的方法。另外，關(guān)于ABL控制的數(shù)字化，比如，在特開(kāi)2000-250463號(hào)公報(bào)中有記載。
在現(xiàn)有的數(shù)字ABL控制中，通過(guò)控制可以在每一幀掃描期間調(diào)整亮度。
因此，在作為用于亮度調(diào)整的參數(shù)的亮度控制值的設(shè)定分辨率較粗的場(chǎng)合，在連續(xù)多個(gè)幀間的平均亮度緩慢變化的圖像及畫(huà)面的一部分的亮度變化的圖像中，由于ABL(自動(dòng)亮度限制器)控制造成的畫(huà)面整體的亮度變化令人感到視覺(jué)上受到干擾。
于是，為了防止視覺(jué)上的干擾感，使亮度控制值的變化量變小以使亮度平滑變化。然而，在此場(chǎng)合，在多個(gè)幀期間的圖像平均亮度單調(diào)增或單調(diào)減的圖像中，亮度控制值的變化跟不上平均亮度的變化。因此，即使是輸入圖像的平均亮度無(wú)變化，而亮度控制值還在變化，令人感到不協(xié)調(diào)。
下面利用

圖12對(duì)這種情況予以說(shuō)明。圖12(a)示出的是單調(diào)增穩(wěn)定的輸入圖像的平均亮度的示例。虛線表示的是顯示平均亮度的上限目標(biāo)處的亮度基準(zhǔn)值，是事先設(shè)定的。
圖12(b)示出的是與圖12(a)的圖像相對(duì)應(yīng)的亮度控制值隨時(shí)間變化的曲線圖。實(shí)線是亮度控制值(此處為亮度抑制系數(shù))的目標(biāo)值，為了避免視覺(jué)上的不協(xié)調(diào)感，為了將幀間的亮度控制值的變化量抑制為很小，實(shí)際輸出的亮度抑制系數(shù)如短劃線所示。
圖12(c)示出的是由于使ABL作用的結(jié)果，顯示的平均亮度隨時(shí)間變化的曲線圖。在圖12(b)中實(shí)線與虛線脫離的部分，是亮度抑制追不上的時(shí)間帶，在輸入圖像的平均亮度穩(wěn)定之后，超過(guò)亮度基準(zhǔn)值的亮度受到緩慢抑制而降到亮度基準(zhǔn)值，可以看到這就是令人感到視覺(jué)上的不協(xié)調(diào)的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字化的ABL或具有與其相當(dāng)?shù)墓δ艿娘@示裝置的驅(qū)動(dòng)控制裝置、圖像顯示裝置及驅(qū)動(dòng)控制方法。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種通過(guò)在幀內(nèi)的多個(gè)時(shí)刻改變顯示亮度，抑制耗電增加和顯示面的發(fā)熱，同時(shí)沒(méi)有視覺(jué)上干擾和不協(xié)調(diào)的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)控制裝置、圖像顯示裝置及驅(qū)動(dòng)控制方法。
本發(fā)明的要點(diǎn)的特征在于，在用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)控制顯示圖像的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制裝置中，包括根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息，用來(lái)控制上述顯示裝置的顯示亮度的亮度控制裝置；而上述亮度控制裝置，通過(guò)控制，在上述圖像的一幀掃描期間內(nèi)，為使上述顯示圖像的顯示亮度變化，多次使上述亮度控制值斷續(xù)地變化。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)要點(diǎn)的特征在于，在具有根據(jù)輸入的圖像信號(hào)顯示圖像的顯示裝置的圖像顯示裝置中，包括取得與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息的平均亮度檢出單元；利用上述平均亮度檢出單元取得的上述亮度信息輸出亮度控制值的控制單元；以及根據(jù)由上述控制單元輸出的上述亮度控制值，調(diào)整顯示亮度的調(diào)整單元；而上述控制單元，在上述圖像的一幀掃描期間內(nèi)，為使上述顯示圖像的顯示亮度變化，多次使上述亮度控制值斷續(xù)地變化。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)要點(diǎn)的特征在于，在用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)控制顯示圖像的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制方法中，根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息，控制上述顯示裝置的顯示亮度，通過(guò)控制，在上述圖像的一幀掃描期間內(nèi)，多次使上述顯示圖像的顯示亮度斷續(xù)地變化。
附圖簡(jiǎn)述圖1為示出實(shí)施方式1的構(gòu)成的示圖。
圖2為示出與進(jìn)行ABL處理時(shí)的數(shù)據(jù)流相對(duì)應(yīng)的處理工序的數(shù)據(jù)流程圖。
圖3為用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)控制單元的處理的流程圖。
圖4為用來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式1的亮度控制示例用的曲線圖。
圖5為示出實(shí)施方式4的構(gòu)成的示圖。
圖6為示出實(shí)施方式5的構(gòu)成的示圖。
圖7為示出實(shí)施方式6的構(gòu)成的示圖。
圖8為示出與在實(shí)施方式中使用的顯示屏的驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)的亮度的典型的特性曲線圖。
圖9為示出實(shí)施方式7的構(gòu)成的示圖。
圖10為示出與在實(shí)施方式中使用的顯示屏的加速電壓相對(duì)應(yīng)的亮度的典型的特性曲線圖。
圖11為示出實(shí)施方式8的構(gòu)成的示圖。
圖12為用來(lái)說(shuō)明亮度隨時(shí)間的變化的曲線圖。
發(fā)明的實(shí)施方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式通過(guò)舉例予以詳細(xì)說(shuō)明。但是，在本實(shí)施方式中記載的構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等，不受限于此處的具體記載，沒(méi)有將本發(fā)明的范圍限制于此的意圖。
(實(shí)施方式1)圖1為示出實(shí)施方式1的構(gòu)成的示圖。
在圖1中，1表示顯示屏，在本實(shí)施方式中采用的是在薄型真空容器內(nèi)，在基板上排列多個(gè)電子源，比如表面?zhèn)鲗?dǎo)型的冷陰極元件，的多電子源，以及與利用電子照射形成圖像的圖像形成部件相對(duì)設(shè)置的顯示屏。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型的電子發(fā)射元件由行方向布線電極和列方向布線電極布線為矩陣形狀，利用行/列電極偏置從所選擇的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子由高電壓加速，通過(guò)撞擊熒光體而獲得發(fā)光。
關(guān)于顯示屏的構(gòu)成與制造方法在日本專利特開(kāi)2000-250463號(hào)公報(bào)等之中有詳細(xì)介紹。
3是A/D變換器，將輸入的模擬圖像信號(hào)變換為數(shù)字圖像信號(hào)。4是幀存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)一幀大小的圖像信號(hào)。7是信號(hào)處理單元，對(duì)圖像信號(hào)實(shí)施圖像信號(hào)處理、使亮度色度調(diào)整及伽瑪(圖像灰度)處理、輪廓強(qiáng)調(diào)處理、文字信息合成等的原始圖像信號(hào)的平均亮度發(fā)生變化。
8是PWN脈沖控制單元，為了脈沖寬度調(diào)制，將數(shù)字顯示信號(hào)變換為適應(yīng)顯示屏1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。10是Vf控制單元，提供用于驅(qū)動(dòng)配置于顯示屏1上的元件的基準(zhǔn)電壓。11是列布線開(kāi)關(guān)單元，由晶體管等的開(kāi)關(guān)裝置構(gòu)成，在每個(gè)水平掃描期間(行選擇期間)將由Vf控制單元10發(fā)出的列選擇電壓在從PWN脈沖控制單元8輸出的PWN脈沖期間施加于顯示屏列電極。12是行選擇控制單元，生成驅(qū)動(dòng)顯示屏1上的元件的行選擇脈沖。13是行布線開(kāi)關(guān)單元，由晶體管等開(kāi)關(guān)裝置構(gòu)成，將利用行選擇控制單元12選擇的從Vf控制單元10發(fā)出的行選擇信號(hào)電壓輸出到顯示屏1。這樣，在構(gòu)成像素的電子發(fā)射元件上施加有行選擇信號(hào)電壓和列選擇電壓合成的驅(qū)動(dòng)電壓，在PWN脈沖期間發(fā)射電子。14是高電壓發(fā)生單元，將陽(yáng)極電壓施加于設(shè)置有熒光體的基板側(cè)的公用電極(此處為陽(yáng)電極)。這一電壓成為用來(lái)使從電子發(fā)射元件發(fā)射的電子撞擊熒光體而進(jìn)行加速的加速電壓。
18是定時(shí)控制單元，輸出用來(lái)使各電路塊動(dòng)作的各種定時(shí)信號(hào)。21是系統(tǒng)控制單元，內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)，其功能是用作控制各電路塊的動(dòng)作的控制裝置。33是用來(lái)檢出與圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息的平均亮度檢出單元33。此處，作為亮度信息，利用藉助于低通濾波器及積分器等檢出的輸入圖像信號(hào)的平均亮度S6，所謂的APL。
信號(hào)S1是模擬輸入圖像信號(hào)。信號(hào)S2是數(shù)字圖像信號(hào)。信號(hào)S3是寫(xiě)入幀存儲(chǔ)器的數(shù)字圖像信號(hào)。信號(hào)S4是從幀存儲(chǔ)器讀出的圖像信號(hào)。信號(hào)S6是利用平均亮度檢出單元計(jì)算的一幀的圖像的平均亮度。信號(hào)S10是利用信號(hào)處理單元加工的數(shù)字顯示信號(hào)。
在通常的圖像顯示動(dòng)作時(shí)，輸入的圖像信號(hào)S1是以AD單元3所必需的層次數(shù)數(shù)字化，變換為數(shù)字圖像信號(hào)S2，在臨時(shí)存儲(chǔ)于幀存儲(chǔ)器4中之后，發(fā)送到信號(hào)處理單元7。在信號(hào)處理單元7中進(jìn)行圖像信號(hào)的亮度色度調(diào)整及伽瑪處理、輪廓強(qiáng)調(diào)處理、文字信息合成等的數(shù)字顯示信號(hào)S10，由PWN脈沖控制單元8在相當(dāng)于水平掃描期間的每1個(gè)周期(行選擇周期)進(jìn)行串行/并行變換，對(duì)各列每一個(gè)進(jìn)行PWM調(diào)制。
顯示屏1的行選擇，通過(guò)行選擇控制單元12根據(jù)將與垂直有效顯示期間的前頭相合的起始脈沖在每個(gè)水平掃描期間(行選擇期間)順序移位的信號(hào)，將選擇脈沖輸出到行驅(qū)動(dòng)輸出SW單元13而進(jìn)行。
圖2為示出與進(jìn)行ABL處理時(shí)的數(shù)據(jù)流相對(duì)應(yīng)的處理工序的數(shù)據(jù)流程圖。圖2的縱軸與橫軸分別表示數(shù)據(jù)流和時(shí)間。下面按照?qǐng)D1和圖2對(duì)處理進(jìn)行說(shuō)明。
模擬輸入信號(hào)S1由A/D單元3數(shù)字化，變換為數(shù)字圖像信號(hào)S2。數(shù)字圖像信號(hào)S2，在寫(xiě)入(S3)幀存儲(chǔ)器4的同時(shí)，由平均亮度檢出單元33算出幀的平均亮度S6。
平均亮度S6，輸入到作為控制裝置的系統(tǒng)控制單元21，輸出亮度控制值。比如，在本實(shí)施方式中，計(jì)算用來(lái)根據(jù)圖像的平均亮度調(diào)節(jié)顯示屏1的發(fā)光亮度的亮度抑制系數(shù)。這一系數(shù)的計(jì)算要保持一種圖像的平均亮度越高，越降低顯示屏1的發(fā)光亮度的關(guān)系。于是，系統(tǒng)控制單元21，相對(duì)信號(hào)處理單元7設(shè)定與亮度抑制系數(shù)相對(duì)應(yīng)的亮度乘數(shù)。此時(shí)，根據(jù)前次設(shè)定的亮度乘數(shù)的變化量，在一幀的中間在適宜的多個(gè)定時(shí)改變亮度乘數(shù)。
在圖2中，示出的是設(shè)定的亮度乘數(shù)的變化量分3個(gè)階段的場(chǎng)合。在將一幀的時(shí)間幾乎均等分為3份的多個(gè)定時(shí)，作為亮度調(diào)整1～3，由信號(hào)處理單元7設(shè)定每一個(gè)階段都變化的亮度乘數(shù)。
信號(hào)處理單元7的功能是作為調(diào)節(jié)裝置，對(duì)按照亮度乘數(shù)從幀存儲(chǔ)器讀出的圖像信號(hào)S4實(shí)施運(yùn)算處理，通過(guò)生成顯示信號(hào)S10，調(diào)整顯示屏1的顯示亮度。
顯示信號(hào)S10，由PWN脈沖控制單元8變換為驅(qū)動(dòng)顯示屏1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)顯示屏1而顯示圖像。
下面對(duì)確定顯示屏1的發(fā)光亮度的亮度抑制系數(shù)的方法舉例說(shuō)明。
利用系統(tǒng)控制單元21中內(nèi)置的運(yùn)算處理裝置，比如微型計(jì)算機(jī)，執(zhí)行的計(jì)算處理程序的流程圖示于圖3。此處理，與從定時(shí)控制單元18供給的一幀掃描期間(包含一幀掃描期間的意思)同步的垂直掃描信號(hào)及與1水平掃描期間同步的水平同步信號(hào)同步啟動(dòng)，在垂直及水平掃描期間內(nèi)結(jié)束。
在垂直同步時(shí)的處理中，首先在步驟S101輸入由平均亮度檢出單元33算出的輸入圖像的平均亮度S6。圖4(a)為用來(lái)說(shuō)明平均亮度S6的變化的示例用的曲線圖。因?yàn)槠骄炼仁菍?duì)每一幀檢出的，是離散值。虛線表示的是顯示平均亮度的上限目標(biāo)處的亮度基準(zhǔn)值，這個(gè)值作為圖像顯示裝置的規(guī)格，是事先設(shè)定的。
在圖3的步驟S102中，計(jì)算亮度抑制系數(shù)。以當(dāng)前幀的平均亮度為B(t)，亮度基準(zhǔn)值為Bm，則當(dāng)前幀的亮度抑制系數(shù)K(t)以式1表示。
K(t)＝Bm/B(t)(B(t)＞Bm的場(chǎng)合)
K(t)＝1(B(t)≤Bm的場(chǎng)合) (式1)亮度抑制系數(shù)K(t)，在平均亮度為B(t)比亮度基準(zhǔn)值Bm小時(shí)，為1；如平均亮度亮，亮度抑制系數(shù)K(t)變小。
亮度抑制系數(shù)K(t)，為使ABL控制穩(wěn)定性提高，在確定增益G(0≤G≤1)后，可以利用下面的式2求得。
K(t)＝(MIN(Bm/B(t)，1)-K(t-1))×G+K(t-1)(式2)其中，K(t-1)是在前一幀求得的亮度抑制系數(shù)，MIN(a，b)是返回a和b中的小者的值的函數(shù)。
在圖4(b)中，與圖4(a)相對(duì)應(yīng)的亮度抑制系數(shù)K(t)用粗線表示。
下面，在圖3的步驟S103中，計(jì)算亮度乘數(shù)的輸出間隔。輸出間隔C，在顯示屏1的顯示行數(shù)為Yn，亮度乘數(shù)的設(shè)定分辨率為□時(shí)，以式3表示。
C＝Y(jié)n×δ/abs(K(t)-K(t-1)) (式3)其中，abs(x)為返回x的絕對(duì)值的函數(shù)。于是，在步驟S104中，將輸出間隔C存放于輸出間隔計(jì)數(shù)器中。
在步驟S105中，對(duì)信號(hào)處理單元7輸出亮度乘數(shù)Ko。亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)與亮度抑制系數(shù)K(t)成比例，只是將位(比特)表示變換為符合硬件制約的形式，亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)以式4表示。
K’(t)＝K(t)/δ(式4)比如，亮度乘數(shù)Ko為8bit的數(shù)字值，在0～1倍表示的場(chǎng)合，設(shè)定分辨率δ為1/255。就是說(shuō)，亮度抑制系數(shù)K(t)為1倍時(shí)，亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)為255(FFh)，亮度抑制系數(shù)K(t)為0.8倍時(shí)，亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)為204(CCh)。
此時(shí)，輸出的亮度乘數(shù)Ko，可利用由式4求得的當(dāng)前幀的亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)和現(xiàn)在設(shè)定的亮度乘數(shù)Kn，利用式5求得。
Ko＝Kn+1(K’(t)＞Kn的場(chǎng)合)Ko＝Kn-1(K’(t)＜Kn的場(chǎng)合)K0＝Kn(K’(t)＝Kn的場(chǎng)合) (式5)就是說(shuō)，亮度乘數(shù)Ko以可能設(shè)定的最小單位，變化，結(jié)束垂直同步處理。另外，在K’(t)＝Kn的場(chǎng)合，輸出亮度乘數(shù)Ko的處理本身也可以跳過(guò)。
在水平同步時(shí)的處理中，在步驟S201中，將在步驟S104中設(shè)定的輸出間隔計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)遞減，在步驟S202中，判斷是否是零。如不為零，在此定時(shí)不進(jìn)行處理而結(jié)束。如為零，則轉(zhuǎn)移到步驟S203，在步驟S104中同樣，將輸出間隔計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)重新設(shè)定為在步驟S103中求得的值。
于是，在步驟S204中，與在步驟S105中同樣，將在式5求得的亮度乘數(shù)Ko輸出到信號(hào)處理單元7而結(jié)束處理。
圖4(b)中的細(xì)線為表示亮度乘數(shù)Ko的變化的曲線?？v軸的分度表示亮度乘數(shù)的設(shè)定分辨率，橫軸的分度表示幀的界限。
幀N-1，如圖4(a)所示，因?yàn)槠骄炼菳(t)在亮度基準(zhǔn)值Bm以下，亮度抑制系數(shù)為1。在幀N，因?yàn)槠骄炼菳(t)在亮度基準(zhǔn)值Bm以上，由式1或式2，亮度抑制系數(shù)K(t)變?yōu)閳D4(b)中以粗線所示的量。
此時(shí)，因?yàn)閹琋-1時(shí)的亮度抑制系數(shù)K(N-1)和幀N的亮度抑制系數(shù)K(N)之差△KN，相當(dāng)于亮度乘數(shù)的設(shè)定分辨率(縱軸分度)的9個(gè)分度，亮度乘數(shù)的輸出間隔C，作為顯示屏1的顯示行數(shù)Yn，為水平同步的Yn/9。在除不盡的場(chǎng)合，可舍棄或進(jìn)位求整。在此間隔中，通過(guò)使亮度乘數(shù)Ko一個(gè)階段一個(gè)階段地變化，可在幀N間達(dá)到亮度抑制系數(shù)K(N)。
在下一個(gè)幀N+1中，因?yàn)榱炼纫种葡禂?shù)的幀間差ΔKN+1相當(dāng)于亮度乘數(shù)的設(shè)定分辨率的6個(gè)分度，亮度乘數(shù)的輸出間隔C，為水平同步的Yn/6。以下的動(dòng)作相同。
由此，因?yàn)榱炼瘸藬?shù)Ko在一幀掃描期間多次斷續(xù)地變化，顯示圖像，與現(xiàn)在的數(shù)字ABL控制的場(chǎng)合相比，變化更平滑，可以防止視覺(jué)的干擾感和不協(xié)調(diào)感。
亮度乘數(shù)的設(shè)定分辨率δ在一個(gè)階段的變化最好是視覺(jué)不能分辨的層次，具體說(shuō)，最好相當(dāng)于顯示圖像數(shù)據(jù)的分辨率。
另外，本實(shí)施方式說(shuō)明的是利用冷陰極元件作為電子源的顯示裝置，但也適用于PDP及LCD、CRT、電致發(fā)光(EL)等的顯示屏。比如，在應(yīng)用于PDP及LCD、CRT、EL等的顯示屏的場(chǎng)合，顯示裝置模塊20也可以利用PDP模塊及LCD模塊置換。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)輸入的圖像信號(hào)S1(或S2)，在用來(lái)控制顯示圖像的顯示裝置20的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制裝置30中，根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的平均亮度S6，具有用來(lái)控制上述顯示裝置20的顯示亮度的亮度控制裝置(33，21，7)，上述亮度控制裝置(33，21，7)通過(guò)控制使上述顯示圖像的顯示亮度在顯示圖像的一幀掃描期間內(nèi)多次斷續(xù)地變化。
由此，即使是單調(diào)明亮的圖像，也可以使人不會(huì)產(chǎn)生干擾感地顯示圖像。就是說(shuō)，可以做到降低視覺(jué)干擾感和不協(xié)調(diào)感的數(shù)字ABL處理。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，亮度控制裝置(33，21，7)，利用尋求亮度信息的平均亮度檢出單元33，根據(jù)利用平均亮度檢出單元33求得的平均亮度S6輸出亮度控制值Ko的控制單元21，根據(jù)由控制單元21輸出的亮度控制值Ko調(diào)整顯示亮度的調(diào)整裝置(7)可以更有效地進(jìn)行數(shù)字ABL(自動(dòng)亮度限制器)處理。
另外，因?yàn)橛脕?lái)使亮度乘數(shù)Ko變化的控制，與水平同步信號(hào)同步，可以更進(jìn)一步的令人感覺(jué)不到干擾地顯示圖像。
而且，使顯示亮度變化的定時(shí)，根據(jù)連續(xù)的幀間的平均亮度的差異而決定，因?yàn)槭菍⒁粠瑨呙杵陂g變成為幾乎平均地分割的時(shí)刻，所以可以進(jìn)行更大深度的控制。
另外，因?yàn)闉榱耸癸@示亮度改變，是通過(guò)控制改變數(shù)字化的圖像信號(hào)的亮度分量，可以提供不依賴顯示裝置模塊20的形式，通用性高的驅(qū)動(dòng)控制裝置。
因?yàn)樽鳛榱炼瓤刂蒲b置的控制單元21，是由執(zhí)行計(jì)算用來(lái)調(diào)整顯示亮度的亮度控制值的程序微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的，可以減小電路的規(guī)模。
下面對(duì)其他實(shí)施方式予以說(shuō)明。
(實(shí)施方式2)在實(shí)施方式1中，是從亮度抑制系數(shù)的幀間差根據(jù)式3計(jì)算亮度乘數(shù)的輸出間隔，但在本實(shí)施方式中，預(yù)先將亮度乘數(shù)的輸出間隔C確定為一定值。
圖4(c)的細(xì)線，與圖4(a)相對(duì)應(yīng)，是示出在令亮度乘數(shù)的輸出間隔C為Yn/16的場(chǎng)合的亮度乘數(shù)Ko的變化的曲線圖。在本實(shí)施方式中，因?yàn)槭沽炼瘸藬?shù)變化的定時(shí)集中于一幀掃描期間內(nèi)的前半，所以可以很快到達(dá)目標(biāo)的亮度乘數(shù)，即亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)。
其他點(diǎn)與實(shí)施方式1相同，圖3的流程圖，除了不需要步驟S103的亮度乘數(shù)輸出間隔計(jì)算之外，與實(shí)施方式1相同。
如根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)槭沽炼瘸藬?shù)變化的定時(shí)具有歷經(jīng)數(shù)幀的一定的時(shí)間間隔，所以不需要對(duì)每一幀進(jìn)行亮度乘數(shù)的輸出間隔C的除法處理，在減輕系統(tǒng)控制單元21的負(fù)載的同時(shí)，亮度乘數(shù)Ko可以穩(wěn)定在更早的時(shí)點(diǎn)。
另外，在本實(shí)施方式中，亮度乘數(shù)輸出間隔總是一定的值，但也可以是設(shè)置成在一幀掃描期間內(nèi)開(kāi)始短，再慢慢增長(zhǎng)的規(guī)定值，以不是直線而是收束的方式應(yīng)答亮度的控制。
(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式，根據(jù)圖像顯示裝置的特性的不同，因?yàn)樵陲@示畫(huà)面的平均亮度高的場(chǎng)合，能耗變大，高電壓發(fā)生單元14負(fù)載增加，希望ABL的響應(yīng)速度快，但在亮度低時(shí)，特別是在不需要響應(yīng)速度快的場(chǎng)合適合。
在這種場(chǎng)合，在提高和降低亮度抑制系數(shù)時(shí)，通過(guò)使時(shí)間常數(shù)取不同的值，控制到達(dá)亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)的時(shí)間。
在本實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式一樣，式2的增益G可根據(jù)情況而切換。具體說(shuō)，設(shè)在提高亮度抑制系數(shù)K(t)時(shí)的增益為Gu，在降低亮度抑制系數(shù)K(t)時(shí)的增益為Gd。根據(jù)當(dāng)前幀的平均亮度B(t)和前幀的平均亮度B(t-1)的大小關(guān)系可應(yīng)用式6。
G＝Gu(B(t)＞B(t-1)的場(chǎng)合)G＝Gd(B(t)≤B(t-1)的場(chǎng)合)(式6)而且，設(shè)Gu＜Gd。
據(jù)此，利用式2，計(jì)算當(dāng)前幀的亮度抑制系數(shù)K(t)。
根據(jù)本實(shí)施方式，在平均亮度變大的場(chǎng)合，與變小的場(chǎng)合相比，通過(guò)控制更快到達(dá)作為目標(biāo)的顯示亮度，換言之，因?yàn)樵谔岣吆徒档土炼纫种葡禂?shù)時(shí)，使時(shí)間常數(shù)取不同的值，可使亮度乘數(shù)的變化優(yōu)化而有效地防止視覺(jué)上的干擾感和不協(xié)調(diào)感。
(實(shí)施方式4)在實(shí)施方式1，2中，水平同步時(shí)的處理是由系統(tǒng)控制單元21以軟件方式進(jìn)行，但也可以利用硬件進(jìn)行。系統(tǒng)控制單元21的亮度乘數(shù)輸出的邏輯電路框圖示于圖5。
通過(guò)上述垂直同步時(shí)的處理，亮度乘數(shù)目標(biāo)值K’(t)和亮度乘數(shù)輸出間隔C分別存放于目標(biāo)值寄存器56及輸出間隔寄存器52中。對(duì)計(jì)數(shù)器51，輸入水平同步信號(hào)作為時(shí)鐘，用作上升計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)值輸入到比較器53，與輸出間隔寄存器52保持的值進(jìn)行比較，相等時(shí)的輸出信號(hào)和利用延遲電路54使垂直同步信號(hào)延遲與上述的垂直同步的處理時(shí)間相當(dāng)?shù)男盘?hào)在OR電路中求邏輯和，作為用來(lái)讀入亮度乘數(shù)Ko的亮度乘數(shù)加載信號(hào)。
亮度乘數(shù)加載信號(hào)，作為時(shí)鐘輸入到當(dāng)前值寄存器57，加載作為加法器60的輸出的亮度乘數(shù)輸出值。當(dāng)前值寄存器57和目標(biāo)值寄存器56輸入到比較器58，將在目標(biāo)值大時(shí)選擇+1，在目標(biāo)值小時(shí)選擇-1，在相等時(shí)選擇0的信號(hào)輸入到開(kāi)關(guān)59。開(kāi)關(guān)59的輸出，由加法器60與當(dāng)前值寄存器57的輸出相加，作為亮度乘數(shù)輸出值對(duì)信號(hào)處理單元7進(jìn)行設(shè)定。
由此，因?yàn)榈玫胶蛨D4(b)相等的亮度乘數(shù)，可得到與實(shí)施方式1同樣的效果。
于是，并且本實(shí)施方式，因?yàn)榱炼瓤刂蒲b置具有計(jì)算亮度控制值的專用的信號(hào)處理電路，可減輕控制單元21的負(fù)擔(dān)，可提高處理速度。
在此實(shí)施方式中，是將點(diǎn)時(shí)鐘輸入到計(jì)數(shù)器51代替水平同步信號(hào)，假設(shè)亮度乘數(shù)輸出間隔為1點(diǎn)的間隔(1像素間隔)，使顯示亮度變化的控制與點(diǎn)時(shí)鐘同步。這樣，對(duì)每一點(diǎn)改變亮度乘數(shù)就可以進(jìn)行更大深度的數(shù)字ABL控制。
(實(shí)施方式5)圖6為示出實(shí)施方式5的圖像顯示裝置的構(gòu)成的示圖。在同一圖中，對(duì)與圖1相同的部件賦予相同的標(biāo)號(hào)，說(shuō)明則省略。
在實(shí)施方式1中，是從由AD單元3將輸入信號(hào)S1數(shù)字化之后的立時(shí)的數(shù)字圖像信號(hào)S2計(jì)算平均亮度S6，而在本實(shí)施方式中是從由信號(hào)處理單元7進(jìn)行圖像信號(hào)的亮度色度調(diào)整及伽瑪處理，輪廓強(qiáng)調(diào)處理，文字信息合成等之后的數(shù)字顯示信號(hào)S10計(jì)算平均亮度，輸入到系統(tǒng)控制單元21。
在本實(shí)施方式中，因?yàn)槭欠答佇涂刂疲炼纫种葡禂?shù)K(t)的計(jì)算式以式7表示帶條式1。
K(t)＝MIN(Bm×K(t-1)/B(t)，1) (式7)其中B(t)是信號(hào)處理單元7輸出的顯示信號(hào)S10的平均亮度值。其他點(diǎn)與實(shí)施方式1或2一樣。
對(duì)顯示圖像信號(hào)具有線性發(fā)光特性的器件，對(duì)輸入圖像信號(hào)，最好是在信號(hào)處理單元7內(nèi)部進(jìn)行對(duì)CRT的γ特性進(jìn)行反γ變換，由此，實(shí)際上賦予顯示屏的顯示信號(hào)的平均亮度級(jí)，與輸入圖像信號(hào)的平均亮度級(jí)相比大大下降。從輸入圖像信號(hào)的平均亮度級(jí)計(jì)算經(jīng)反γ變換后的平均亮度級(jí)時(shí)誤差變大，在本實(shí)施方式中，因?yàn)槭乔蟮梅处米儞Q處理后的平均亮度，可進(jìn)行正確的控制。
另外，本實(shí)施方式，對(duì)于添加文字信息等的另外的圖像信號(hào)的OSD(屏上顯示)也有效。在OSD中添加的圖像信號(hào)與器件的顯示區(qū)的顯示面積之比大。因此，原本的輸入信號(hào)的平均亮度和添加圖像信號(hào)后的圖像信號(hào)的平均亮度的差變得更大，在ABL(自動(dòng)亮度限制器)處理時(shí)對(duì)其難以忽視。
根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)槭菑膶?shí)施使輸入圖像信號(hào)發(fā)生亮度變化的信號(hào)處理的圖像信號(hào)求得亮度信息，比如，因?yàn)槭菑奶砑淤が斪儞Q及OSD的實(shí)際的顯示用圖像信號(hào)求得平均亮度，所以可以進(jìn)行更正確的控制。
(實(shí)施方式6)在以上的實(shí)施方式中，說(shuō)明的是將顯示屏的發(fā)光亮度作為控制的工具的場(chǎng)合。但是，作為發(fā)光亮度的控制手段，也可以采用其他方法。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)控制從Vf控制單元10輸出的驅(qū)動(dòng)顯示屏1上的電子發(fā)射元件的電壓對(duì)發(fā)光亮度進(jìn)行控制。圖7為示出本實(shí)施方式的顯示裝置構(gòu)成的示圖。
系統(tǒng)控制單元21，對(duì)Vf控制單元10設(shè)定Vf調(diào)整值S21。
Vf控制單元10，將Vf調(diào)整值S21作為驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射元件的驅(qū)動(dòng)電壓的調(diào)整值，輸出驅(qū)動(dòng)顯示屏1的電壓。如元件電壓的施加時(shí)間一定，如圖8所示，為了根據(jù)元件電壓Vf改變畫(huà)面的亮度，利用由式1，式2或式7計(jì)算出的亮度抑制系數(shù)K(t)確定驅(qū)動(dòng)電壓Vf(t)。
這種確定方法，比如，可考慮表參照方法，利用計(jì)算式計(jì)算的方法等。在圖8中，如假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的亮度基準(zhǔn)值Bm，使用的驅(qū)動(dòng)電壓范圍為Vf0～Vf1的范圍，如將此范圍與直線近似，可利用式8求得Vf(t).Vf(t)＝(K′(t)-Bm)*(Vf1-Vf0)/(1-Bm)+Vf0(式8)另外，不與直線近似，也可與折線及更高階的表達(dá)式近似。
下面，依據(jù)式3及式4，將Vf的調(diào)整值的輸出間隔C和作為亮度調(diào)整值的Vf調(diào)整值V(t)以式9及式10表示，Vf調(diào)整值輸出到Vf控制單元10。
C＝Y(jié)n×δv/abs(Vf(t)-Vf(t-1)) (式9)V(t)＝Vf(t)/δv(式10)其中的δv是Vf調(diào)整值的設(shè)定分辨率。
在比一個(gè)水平周期短的周期中，不需要調(diào)整亮度的場(chǎng)合，也可這樣地進(jìn)行控制。
根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)闉槭癸@示亮度改變是通過(guò)控制改變?yōu)榱蓑?qū)動(dòng)顯示裝置的像素而施加的驅(qū)動(dòng)電壓Vf，不需要為亮度控制改變顯示用圖像信號(hào)的亮度分量。由此，在增加層次數(shù)時(shí)，可以抑制在暗的圖像(或亮的圖像)中的層次重現(xiàn)性不佳的現(xiàn)象。特別是，如根據(jù)平均亮度，改變施加于選擇行上的掃描選擇信號(hào)的電壓，就無(wú)需調(diào)整每一像素的顯示用圖像信號(hào)，可使控制簡(jiǎn)單化。
(實(shí)施方式7)另外，作為發(fā)光亮度的控制手段，也可以藉助與控制從高電壓發(fā)生單元14輸出的用來(lái)使從顯示屏1上的電子發(fā)射元件發(fā)射的電子加速的加速電壓的場(chǎng)合同樣的構(gòu)成而實(shí)現(xiàn)。在圖9中示出實(shí)施方式7的構(gòu)成。
系統(tǒng)控制單元21，對(duì)高電壓發(fā)生單元14設(shè)定高壓調(diào)整值S22。高電壓發(fā)生單元14，將高壓調(diào)整值S22作為加速電子的加速電壓的調(diào)整值，輸出加速電壓。施加于熒光體上的能量由電子的加速電壓控制，由于發(fā)光的亮度由賦予熒光體的能量確定，所以在元件電壓的施加時(shí)間一定時(shí)，如圖10所示，根據(jù)加速電壓Va改變畫(huà)面的亮度。因此，與對(duì)實(shí)施方式6的驅(qū)動(dòng)電壓Vf的說(shuō)明一樣，可利用亮度抑制系數(shù)K(t)確定加速電壓Va(t)。
這一方法對(duì)利用加速發(fā)射電子的CRT的顯示裝置也可以應(yīng)用。
另外，在有源矩陣型的EL顯示屏的場(chǎng)合，也可以對(duì)構(gòu)成各像素的EL元件的共陽(yáng)極電極或共陰極電極等的像素控制共同的共用電極的電位。
(實(shí)施方式8)另外，也可以檢出從高電壓發(fā)生單元14供給的電子發(fā)射元件的發(fā)射電流的平均值S6’，來(lái)代替檢出平均亮度S6。在此場(chǎng)合的構(gòu)成圖如圖11所示，在高電壓發(fā)生單元14的內(nèi)部設(shè)置有檢出供給顯示屏的平均電流的電流檢出單元，平均發(fā)射電流S6’輸出到系統(tǒng)控制單元21。這種構(gòu)成，因?yàn)槭欠答佅到y(tǒng)，平均亮度檢出單元以外的構(gòu)成與計(jì)算式與實(shí)施方式5相同，可以通過(guò)將平均亮度S6用平均發(fā)射電流S6’置換而實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于是從在顯示屏中實(shí)際放出的電流測(cè)定亮度，可以達(dá)到有效地抑制顯示電力的增加和發(fā)熱。
這一方法對(duì)利用加速發(fā)射電子的CRT的顯示裝置也可以應(yīng)用。另外，在有源矩陣型的EL顯示屏的場(chǎng)合，也可以對(duì)構(gòu)成各像素的EL元件的共陽(yáng)極電極或共陰極電極等的像素的共同的共用電極的電位或流過(guò)其中的電流進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該檢測(cè)控制共用電極的電位。
作為應(yīng)用本發(fā)明的顯示裝置，不限定于使從配置在矩陣上的多個(gè)電子發(fā)射元件發(fā)射的電子束照射到熒光體上而形成圖像的自發(fā)光型的平面顯示裝置，如前所述，LCD、PDP、CRT、EL等其他方式的顯示裝置也可以。
本發(fā)明的亮度調(diào)整的間隔，如上所述，短于一幀的掃描期間，可設(shè)定為每次一個(gè)像素，每次多個(gè)像素，每次一水平掃描期間，每此多個(gè)掃描期間。
本發(fā)明中使用的與圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息，可利用輸入圖像信號(hào)本身或使上述輸入圖像信號(hào)發(fā)生亮度變化的信號(hào)處理的圖像信號(hào)，或是流過(guò)顯示裝置共用電極的電流值，以及根據(jù)由這些之中至少一個(gè)確定的信號(hào)而求得。另外，平均亮度，不一定必須是一幀整體圖像的完全的平均亮度，也可以是適當(dāng)抽樣的像素的平均亮度，也可以是如流過(guò)共用電極的電流值那樣是與其相當(dāng)?shù)闹怠?br> 本發(fā)明的顯示亮度調(diào)整，是通過(guò)改變數(shù)字化圖像信號(hào)的亮度分量，或?yàn)轵?qū)動(dòng)顯示裝置的像素而施加的驅(qū)動(dòng)電壓，或施加于顯示裝置的共用電極的電壓進(jìn)行控制的令人滿意的方法。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)控制方法，可以利用作為軟件的微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，也可以作為硬件實(shí)現(xiàn)。另外，作為設(shè)計(jì)資產(chǎn)(IP核心)處理與其他的信號(hào)處理電路的IP核心進(jìn)行邏輯合成，作為系統(tǒng)LSI而實(shí)現(xiàn)也是令人滿意的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以做到降低視覺(jué)干擾感和不協(xié)調(diào)感的數(shù)字ABL處理。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)控制裝置，用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)控制顯示圖像的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)，其特征在于具有根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息，控制上述顯示裝置的顯示亮度的亮度控制裝置；且上述亮度控制裝置，以在上述顯示圖像的一幀掃描期間內(nèi)，使上述顯示圖像的顯示亮度多次斷續(xù)地變化的方式進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中上述亮度控制裝置是數(shù)字信號(hào)處理電路。
3.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中上述亮度控制裝置包括取得上述亮度信息的平均亮度檢出單元；根據(jù)利用上述平均亮度檢出單元取得的上述亮度信息，輸出亮度控制值的控制單元；以及根據(jù)由上述控制單元輸出的上述亮度控制值，調(diào)整上述顯示亮度的調(diào)整裝置。
4.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中用來(lái)使上述顯示亮度變化的控制與點(diǎn)時(shí)鐘、和/或水平同步信號(hào)同步。
5.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中使上述顯示亮度變化的定時(shí)是根據(jù)連續(xù)幀間的平均亮度的差異確定的。
6.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中使上述顯示亮度變化的定時(shí)是基本上均等地分割一幀掃描期間的時(shí)刻。
7.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中使上述顯示亮度變化的定時(shí)具有歷經(jīng)數(shù)幀的一定的時(shí)間間隔。
8.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中以在上述平均亮度變大的場(chǎng)合比變小的場(chǎng)合更快到達(dá)作為目標(biāo)的上述顯示亮度的方式進(jìn)行控制。
9.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中上述亮度信息是從數(shù)字化的輸入圖像信號(hào)，或?qū)嵤┦股鲜鲚斎雸D像信號(hào)發(fā)生亮度變化的信號(hào)處理的圖像信號(hào)求得的。
10.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中為了改變上述亮度，以改變數(shù)字化圖像信號(hào)的亮度分量、或?yàn)轵?qū)動(dòng)顯示裝置的像素而施加的驅(qū)動(dòng)電壓、或施加于上述顯示裝置的共用電極上的電壓方式進(jìn)行控制。
11.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中上述亮度信息是根據(jù)上述圖像的平均亮度、或流過(guò)上述顯示裝置的共用電極的電流值、或是它們中的至少一個(gè)來(lái)確定的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1所記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中上述亮度控制裝置包括執(zhí)行計(jì)算用來(lái)調(diào)整上述顯示亮度的亮度控制值的程序的微型計(jì)算機(jī)，以及計(jì)算上述亮度控制值的信號(hào)處理電路。
13.一種圖像顯示裝置，用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)顯示圖像，其特征在于包括顯示裝置、以及權(quán)利要求1中記載的驅(qū)動(dòng)控制裝置。
14.一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)輸入的圖像信號(hào)顯示圖像的顯示裝置，其特征在于包括取得與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息的平均亮度檢出單元；根據(jù)上述平均亮度檢出單元取得的上述亮度信息輸出亮度控制值的控制單元；以及根據(jù)由上述控制單元輸出的上述亮度控制值，調(diào)整顯示亮度的調(diào)整單元；且上述控制單元，在上述圖像的一幀掃描期間內(nèi)，為使上述顯示圖像的顯示亮度變化，多次使上述亮度控制值斷續(xù)地變化。
15.一種驅(qū)動(dòng)控制方法，用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)控制顯示圖像的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)，其特征在于根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的亮度信息，控制上述顯示裝置的顯示亮度，以在上述圖像的一幀掃描期間內(nèi)，多次使上述顯示圖像的顯示亮度斷續(xù)地變化的方式進(jìn)行控制。
16.用來(lái)將權(quán)利要求15所記載的上述驅(qū)動(dòng)控制方法以集成電路實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)資產(chǎn)。
全文摘要
一種驅(qū)動(dòng)控制裝置(30)，用來(lái)根據(jù)輸入的圖像信號(hào)S1(或S2)，控制顯示圖像的顯示裝置(20)的驅(qū)動(dòng)，其中具有根據(jù)與上述圖像的平均亮度相對(duì)應(yīng)的平均亮度(S6)，控制上述顯示裝置20的顯示亮度的亮度控制裝置(33，21，7)，上述亮度控制裝置(33，21，7)以使上述顯示圖像的顯示亮度在顯示圖像的一幀掃描期間內(nèi)多次斷續(xù)地變化的方式進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)H04N5/57GK1400575SQ0212740
公開(kāi)日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月1日
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