JP4927311B2 - 映像表示装置、それに用いる表示部駆動回路及び映像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、テレビジョン信号やパーソナルコンピュータ等から入力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、液晶パネル等の表示部に表示する技術に関する。

本発明の背景技術としては、例えば特開平５−６６５０１号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特開平５−６６５０１号公報には、投射型液晶表示装置として、映像信号の１画面あたりの平均輝度を検出し、該検出した平均輝度の信号に応じて液晶パネルに印加する映像信号電圧を変調するとともに、光源の輝度を変化させる構成のものが記載されている。

特開平５−６６５０１号公報

液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置においては、低輝度時の黒の引き締めと高輝度時のコントラストの強調とによる一層の高コントラスト化が、安定な装置動作として実現されることが望まれる。例えば、上記特開平５−６６５０１号公報記載の技術は単に、検出した輝度情報によるフィードフォワード制御系に基づき映像信号の変調を変える構成のため、輝度信号の輝度レベルを安定に維持する点で困難が予想され、これに付随的して安定な高コントラスト化の実現が危ぶまれる。
本発明の課題点は、かかる従来技術に鑑み、映像表示装置において、安定した輝度レベル維持に基づき、安定な高コントラスト性能が得られるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、高画質の映像表示が可能な技術を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、映像信号に基づき表示部に映像を表示する映像表示装置用の表示部駆動回路を、上記映像信号から得られた平均輝度レベル及び最大輝度レベルの情報をフィードバックして、該映像信号に含まれる輝度信号のゲインをフィードバック制御することにより映像のコントラストを調整するとともに、上記フィードバックされた平均輝度レベル情報に基づいて、上記表示部の画面に照射されるバックライトの照度を制御する構成とし、かつ、該バックライトの照度制御のための制御信号として、上記輝度信号のゲイン制御のための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成する構成とする。

本発明によれば、安定して高いコントラストを得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図７は、本発明の第１の実施形態の説明図である。図１は、本発明の第１の実施形態としての映像表示装置の基本構成図、図２は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域分割の説明図、図３は、分割された輝度領域とゲイン制御との関係を示す図、図４は、コントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図、図５は、平均輝度レベルとバックライト補正量の関係の説明図、図６は、第１の実施形態としての映像表示装置の構成例図、図７は第１の実施形態における効果の説明図である。

第１の実施形態は、最大輝度レベルと平均輝度レベル（ＡＰＬ）の輝度領域情報に基づき、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号のゲイン制御と、Ａ／Ｄ変換後のデジタル色信号の色補正とを行うとともに、平均輝度レベルの輝度領域情報に基づきバックライト制御を行う場合の例である。

図１において、１は、映像信号に対しコントラスト調整及びバックライト制御を行い、表示部を駆動するための表示部駆動回路、２はバックライトを用いて映像をカラー表示する表示部、３は、入力されたアナログ輝度信号を増幅するビデオアンプ、４はデジタル信号形成・輝度レベル検出回路、５はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６は、所定期間内におけるデジタル輝度信号の最大輝度レベルと平均輝度レベルとを検出する輝度レベル検出手段としての信号レベル検出回路、７は、該検出した最大輝度レベルと平均輝度レベルのそれぞれにつき該当する輝度領域を判定し、判定結果に対応した制御信号を形成して出力する第１のマイコンとしてのマイコン、１０は色の濃さを補正する色補正回路、２１は映像信号によって駆動され該映像信号に対応した映像を形成する液晶表表示素子等の表示パネル、９は、形成された映像が表示される画面に照射されるバックライトを発生するためのバックライト発生部、８はバックライト発生部９を制御するバックライト制御手段としてのバックライト制御回路、１１は、バックライト制御回路８を制御する第２のマイコンとしてのバックライト制御マイコンである。

ビデオアンプ３、デジタル信号形成・輝度レベル検出回路４及びマイコン７は、第１の制御部として、フィードバック制御系を構成し、映像のコントラスト調整を行う。また、バックライト制御マイコン１１及びバックライト制御回路８は、第２の制御部として、フィードフォワード制御系を構成し、バックライトの照度を制御する。バックライト制御マイコン１１は、マイコン７から入力されるフィードバック制御された平均輝度レベル情報に対し例えば補間処理等を行って、バックライトの照度変化が長周期で緩やかな変化となる制御を行うバックライト制御用の制御信号として、長周期で緩やかに変化する制御信号を形成する。バックライト制御回路８は、バックライト制御マイコン１１の上記制御信号によって制御され、上記フィードバック制御された平均輝度レベルを基準範囲の値と比較部（図示なし）で比較し、該平均輝度レベルが該基準範囲の値よりも高いときは、バックライト発生部９から発生するバックライトの照度を増大させ、該平均輝度レベルが該基準範囲の値よりも低いときは該照度を減少させるように制御する。上記基準範囲の値は、メモリ（図示なし）に予め設定され記憶されているものとする。バックライト制御マイコン１１及びバックライト制御回路８は、表示パネル２１やバックライト発生部９とともに、表示部２内に設けられる。マイコン７とバックライト制御マイコン１１との間は例えばコネクタ等で接続され、表示部２が、マイコン７や、ビデオアンプ３や、デジタル信号形成・輝度レベル検出回路４を含む装置本体側に対し、着脱可能になっている。

また、バックライト制御マイコン１１は、ＲＡＭ、ＲＯＭまたは他のメモリなどの記憶手段（図示なし）を内蔵、または外付け状態で備え、該記憶手段中に、表示部２のＩＤ情報として、表示部２の型番、種類（例えば、液晶パネル式表示部、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）式表示部、ＦＥＤ式表示部などの種別や、バックライトを照射する表示部、バックライトは照射しない表示部などの種別等）、画素数などの情報を記憶可能になっており、例えば装置電源が入れられたときや、該表示部２がコネクタ等で装置本体側に接続されバックライト制御マイコン１１がマイコン７に対して接続されたときなどに、該マイコン７が、該バックライト制御マイコン１１側から入力される上記ＩＤ情報に基づいて、該表示部２の上記種類や画素数などを判別したり、上記ビデオアンプ３や上記色補正回路１０などの設定条件を変える制御を行ったりすることができるようになっている。これにより、種類や仕様の異なる表示部２と、装置本体とを任意に組合わせて使用できる。

上記判別の結果、上記表示部２がバックライトが照射される構成である場合には、フィードバック制御系によるコントラスト調整と併せ、バックライト制御マイコン１１が、平均輝度レベル情報に基づきバックライト制御回路８を制御してバックライトの照度を制御する。また、上記判別の結果、上記表示部２がバックライト照射されない構成である場合、すなわち映像表示装置がバックライトを用いない方式のものである場合には、バックライト制御マイコン１１はバックライト制御回路８の制御を行わず、バックライト制御の動作はオフされた状態となる。なお、上記ＩＤ情報に基づく上記判別や制御は、例えば、装置電源が入れられたときや、上記バックライト制御マイコン１１が上記マイコン７に対して接続されたときなどに、該バックライト制御マイコン１１と該マイコン７との相互間で交信を行うことで、該バックライト制御マイコン１１側で実行するようにしてもよいし、または、該バックライト制御マイコン１１と該マイコン７との両方において実行するようにしてもよい。

上記バックライト制御マイコン１１からの表示部２のＩＤ情報を利用する構成においては、表示部２が、バックライトが照射される構成であるか否かの判別結果によって、例えば、マイコン７側においてバックライト制御マイコン１１への制御信号の出力をオン状態もしくはオフ状態にしてもよいし、バックライト制御マイコン１１においてバックライト制御用の制御信号の出力をオン状態もしくはオフ状態にしてもよいし、または、バックライト制御回路の出力をオン状態もしくはオフ状態にしてもよい。

上記図１の構成において、入力されたアナログ輝度信号は、ビデオアンプ３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル輝度信号に変換されて信号レベル検出回路６に入力される。信号レベル検出回路６においては、デジタル輝度信号の、例えば１フィールドまたは１フレームの映像期間内における最大輝度レベルと平均輝度レベルとが検出される。該検出された最大輝度レベルと平均輝度レベルの情報（信号）はそれぞれ、マイコン７に入力される。マイコン７内では、入力された該最大輝度レベルと平均輝度レベルの情報に基づき、該最大輝度レベルが該当する輝度領域と、該平均輝度レベルが該当する輝度領域とがそれぞれ判定され、該判定結果に基づく制御信号が形成されて出力される。該制御信号はビデオアンプ３とバックライト制御マイコン１１と色補正回路１０に入力される。ビデオアンプ３にアンプゲイン制御用信号として入力された制御信号は、該ビデオアンプ３におけるアナログ輝度信号の増幅ゲインを制御する。アナログ輝度信号の増幅ゲインが制御されることでＡ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号のゲインが変化する。ゲインが変化する結果、コントラストが調整される。ゲインが変化したデジタル輝度信号はさらに色補正回路に入力され、ここでゲイン変化に対応したデジタル色信号の色補正が行われる。コントラスト調整されかつ色補正されたデジタル映像信号は表示部２の表示パネル２１に入力されカラー映像を形成する。なお、上記色補正回路１０は、デジタル輝度信号の黒伸張処理を行うための黒伸張回路（図示なし）と、デジタル輝度信号とデジタル色（色差）信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号に変換するカラーマトリックス回路（図示なし）とを備えて成るとする。黒伸張回路では、平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき黒伸張処理を行い、カラーマトリックス回路では色補正（色の濃さの制御）を行う。

一方、マイコン７からバックライト制御マイコン１１に入力された制御信号によってはバックライト制御が行われる。バックライト制御マイコン１１に入力された制御信号に基づきバックライト制御用の制御信号を形成する。該バックライト制御用の制御信号は、上記フィードバック制御された平均輝度レベル情報を含み、上記マイコン７からの制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する信号とされる。該バックライト制御用の制御信号はバックライト制御回路８に入力される。該バックライト制御回路８では、平均輝度レベルを、予め設定されている基準範囲の値と比較し、該平均輝度レベルが該基準範囲の上限値よりも高い場合には、バックライト発生部９から発生するバックライトの照度を増大させて、上記コントラスト調整され色補正されたデジタル映像信号による映像のコントラストを強調し、また、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低い場合には該照度を減少させ黒を引き締めるようにする。バックライト制御マイコン１１とマイコン７は相互に交信を行い、該両マイコン７、１１のうちの少なくともいずれかが、表示部２がその内部にバックライト発生部９を備えているか否かなど、表示部２の画面がバックライトが照射される構成であるか否かを、上記バックライトの照度の増減動作に先立ち判別できるようになっている。

図２は、最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域分割の説明図で、（ａ）は最大輝度レベルの場合、（ｂ）は平均輝度レベルの場合である。最大輝度レベルは、例えば、図２（ａ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器が８ビットの場合の最高階調レベル２５５を最大輝度レベル上限とし、３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）、及び低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）の３領域に分ける。飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）は最大輝度レベル上限を超える輝度領域であり、高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）は、最大輝度レベル下限と上記最大輝度レベル上限との間の輝度領域であり、低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）は最低階調レベル０と上記最大輝度レベル下限との間の輝度領域である。また、平均輝度レベルは、例えば、図２（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器が８ビットの場合の最高階調レベル２５５と最低階調レベル０との間を４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（（イ）高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（（ロ）中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（（ハ）低ＡＰＬ領域）、及び極低平均輝度領域（（ニ）極低ＡＰＬ領域）の４領域に分ける。図１の信号レベル検出回路６で検出された最大輝度レベルと平均輝度レベルはそれぞれ、マイコン７によって、上記輝度領域のうちのどれに該当するかが判定される。

図３は、上記図２の分割された輝度領域とゲインとの関係の例を示す。図３（ａ）は、最大輝度レベルの輝度領域と平均輝度レベルの輝度領域とにおける１２個の組合わせ例と、該組合わせの各場合におけるゲインの制御方向とを示し、図３（ｂ）はゲインの制御内容を示す。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、最大輝度レベルが飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）の場合、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８は、最大輝度レベルが高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）の場合、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２は、最大輝度レベルが低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）の場合である。Ｎｏ．１、Ｎｏ．２では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが高平均輝度領域（（イ）高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（（ロ）中ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えば本コントラスト調整機能によりビデオアンプ３のゲインを上げてれば画面飽和を防ぐためゲインを下げるように制御する。Ｎｏ．３では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが低平均輝度領域（（ハ）低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．４では、最大輝度レベルが飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが極低平均輝度領域（（ニ）極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７では、最大輝度レベルが高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが高平均輝度領域（（イ）高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（（ロ）中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（（ハ）低ＡＰＬ領域）にあるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．８では、最大輝度レベルが高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが極低平均輝度領域（（ニ）極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。Ｎｏ．９では、最大輝度レベルが低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）であっても、平均輝度レベルが高平均輝度領域（（イ）高ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを保持するように制御する。Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１２ではそれぞれ、最大輝度レベルが低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）であって、かつ、平均輝度レベルが中平均輝度領域（（ロ）中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（（ハ）低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（（ニ）極低ＡＰＬ領域）であるため、マイコン７は例えばビデオアンプ３のゲインを上げるように制御する。上記において、ゲインを下げる限界は、最大限初期値までである。

図４は、上記コントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図である。本図４では、ゲイン制御範囲の例として、０から１２７の１２８段階にゲインを分けている。ゲインの増減は、例えばビデオアンプ３のゲインの最大値と初期値との間の範囲で行われる。ゲイン制御範囲は、図３のＮｏ．４、Ｎｏ．８の場合と、それ以外の場合で切り替える。図３のＮｏ．４、Ｎｏ．８の場合、他の条件に比べてゲインの制御範囲を狭める。これは、この条件のとき、検出した最大輝度レベルに関わらずゲインを上げるため、ゲインの上げ過ぎによる映像の飽和（白つぶれ）を抑えるためである。

図５は、バックライト制御による平均輝度レベルとバックライト制御量（補正量）の関係の説明図である。説明中で用いる図１の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付すとする。
図５の場合、平均輝度レベルＡＰＬ１〜ＡＰＬ３の範囲を基準範囲とし、これにバックライト補正量の標準値を対応させてある。フィードバック制御系の信号レベル検出回路６で検出されるデジタル輝度信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）が、バックライト制御マイコン１１での判別の結果、該基準範囲にある場合は、バックライトの照度の増減は行わない。該検出されるデジタル輝度信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）が、該基準範囲の上限値ＡＰＬ３よりも高い場合には、バックライト制御回路８では上記バックライト補正量を標準値よりも増大させてバックライト発生部９から出射されるバックライトの照度を増大させる。該検出されるデジタル輝度信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）が、ＡＰＬ４よりもさらに高い場合にはバックライト補正量を略一定のレベル（Ｈレベル）にする。また、該検出される平均輝度レベルが該基準範囲の下限値ＡＰＬ１よりも低い場合には、バックライト補正量を標準値よりも減少させてバックライトの照度を減少させる。さらにＡＰＬ０よりも低い場合にはバックライト補正量を略一定のレベル（Ｌレベル）にする。ＡＰＬ１〜ＡＰＬ３の基準範囲を設け、検出される平均輝度レベルが該基準範囲ＡＰＬ１〜ＡＰＬ３内にあるときにはバックライトの照度を変化させないことで、バックライト制御を、バックライトの照度変化が長周期で緩やかな変化となる安定した制御とすることができる。

図６は、第１の実施形態としての映像表示装置の構成例図であって、上記図１の構成における表示部駆動回路を具体化した場合の例である。
図６において、１は表示部駆動回路、２は表示部、３はビデオアンプ、１２はビデオアンプ３で増幅されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号Ｙｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１３は入力信号を表示部２で表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ、１４は入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器、１５１、１５２は、上記Ａ／Ｄ変換で得られた上記デジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタとしてのノイズ除去用ＬＰＦ、１６は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する平均輝度検出回路、１７は、ノイズ除去用ＬＰＦ１５２の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば１フレームまたは１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路、１８は、平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部、１９は、最大輝度検出回路１７で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部、２０は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域と上記最大輝度レベルが該当する輝度領域との情報に基づき、ビデオアンプ１１のゲイン等を制御するための制御信号を形成するゲイン制御部、３０は黒伸張処理を行う黒伸張回路、３１は、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路、Ｔ１はアナログ輝度信号Ｙａの入力端子、Ｔ２、Ｔ３はアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒの入力端子、７はマイコン、２１は表示パネル、９はバックライト発生部、８はバックライト制御回路、１１はバックライト制御マイコンである。上記のうち、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９及びゲイン制御部２０は、マイコン７として構成され、Ａ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、平均輝度検出回路１６、最大輝度検出回路１７、黒伸張回路３０、及びカラーマトリックス回路３１は、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）として構成される。

上記図６の構成において、入力端子Ｔ１からのアナログ輝度信号Ｙａは、ビデオアンプ１１で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル輝度信号Ｙｄに変換される。該デジタル輝度信号Ｙｄは、スキャンコンバータ１３に入力されるとともに、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２に入力される。ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２においてノイズを除去された後、平均輝度検出回路１６と、最大輝度検出回路１７とに入力され、平均輝度検出回路１６では所定期間内における平均輝度レベルが検出され、最大輝度検出回路１７では最大輝度レベルが検出される。該検出された平均輝度レベルと最大輝度レベルの情報はそれぞれ、平均輝度判定部１８、最大輝度判定部１９に入力され、平均輝度判定部１８では、上記検出された平均輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定され、最大輝度判定部１９では、上記検出された最大輝度レベルがどの輝度領域に該当するかが判定される。具体的には、例えば、検出された平均輝度レベルは、上記図２で説明した４つの平均輝度領域、すなわち、高平均輝度領域（（イ）高ＡＰＬ領域）、中平均輝度領域（（ロ）中ＡＰＬ領域）、低平均輝度領域（（ハ）低ＡＰＬ領域）、極低平均輝度領域（（ニ）極低ＡＰＬ領域）のいずれに該当するかが判定される。また、検出された最大輝度レベルも、上記図２で説明した３つの最大輝度領域、すなわち、飽和輝度領域（（イ）飽和ＭＡＸ領域）、高輝度領域（（ロ）高ＭＡＸ領域）、低輝度領域（（ハ）低ＭＡＸ領域）の３領域のいずれに該当するかが判定される。該判定された上記平均輝度レベルが該当する輝度領域の情報と、上記最大輝度レベルが該当する輝度領域の情報とは、ゲイン制御部２０に入力される。また、平均輝度判定部１８から輝度領域判定に用いた平均輝度レベルも合わせて入力される。ゲイン制御部２０では、これらの輝度領域情報及び平均輝度レベルに基づき、第１、第２及び第３の制御信号が形成される。第１の制御信号は、ビデオアンプ３のゲインを制御してコントラストを調整するための信号であって、例えば、上記図３のような、上記検出された平均輝度レベルが該当する輝度領域と、上記検出された最大輝度レベルが該当する輝度領域との組合わせの情報に基づき形成される制御信号である。第２の制御信号は、黒伸張回路３０に入力され黒伸張処理を行わせるための制御信号であって、上記検出された平均輝度レベルに基づき形成される。第３の制御信号は、カラーマトリックス回路３１に入力され、デジタル色（色差）信号の色の濃さ補正を行うための制御信号であって、上記第１の制御信号でのコントラスト調整ゲインに基づき形成される。

一方、入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒも、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換された後、デジタル輝度信号Ｙｄと同様、スキャンコンバータ１３に入力され、画素変換される。スキャンコンバータ１３から出力されたデジタル輝度信号Ｙｄは、黒伸張回路３０に入力され、該黒伸張回路３０内において、上記第２の制御信号によって制御された状態で黒伸張処理される。該黒伸張処理されたデジタル輝度信号Ｙｄはさらにカラーマトリックス回路３１に入力される。該カラーマトリックス回路３１には、上記スキャンコンバータ１３から出力されるデジタル（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも入力される。カラーマトリックス回路３１では、デジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換されて出力される。該出力されたデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄは、表示部２の表示パネル２１に入力されてカラー映像を形成する。

バックライト制御の構成と動作は、上記図１の場合と同様である。すなわち、バックライト制御マイコン１１では、マイコン７から入力された制御信号に基づきバックライト制御用の制御信号を形成する。該バックライト制御用の制御信号はバックライト制御回路８に入力される。該バックライト制御回路８では、平均輝度レベルを、予め設定されている基準範囲の値と比較し、該平均輝度レベルが該基準範囲の上限値よりも高い場合には、バックライト発生部９から発生するバックライトの照度を増大させて、上記コントラスト調整され色補正されたデジタル映像信号による映像のコントラストを強調し、また、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低い場合には該照度を減少させ黒を引き締めるようにする。バックライト制御マイコン１１とマイコン７は相互に交信を行い、該両マイコンのうちの少なくともいずれかが、表示部２がその内部にバックライト発生部９を備えているか否かなど表示部２の画面がバックライトが照射される構成であるか否かを、上記バックライトの照度の増減動作に先立ち判別する。

図７は、上記第１の実施形態における効果の説明図である。
図７において、Ａは、上記図１及び図６の構成においてコントラスト調整とバックライト制御と色補正とを全て行った場合（＝制御オン状態の場合）の入力階調に対する色純度特性の面積比の実測結果、Ｂは、コントラスト調整、バックライト制御、色補正のいずれをも行わない場合（＝制御オフ状態の場合）の実測結果である。表示パネルとしては液晶パネルを用いている。この結果、入力階調が約１００以下の範囲では、特性Ａの特性Ｂに対する面積比の増大量が比較的大きく、上記第１の実施形態の効果が顕著である。

上記第１の実施形態によれば、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられ、また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。

図８は、本発明の第２の実施形態としての映像表示装置の基本構成図である。本構成は、上記図１に示した第１の実施形態の構成に対し、バックライト制御マイコンを設けない構成である。他の部分の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
図８の構成において、バックライト制御は、マイコン７からの制御信号により、バックライト制御回路８がバックライト発生部９を制御することで行う。該バックライト制御回路８では、上記図１の場合と同様に、平均輝度レベルを、予め設定されている基準範囲の値と比較し、該平均輝度レベルが該基準範囲の上限値よりも高い場合には、バックライト発生部９から発生するバックライトの照度を増大させて、デジタル映像信号による映像のコントラストを強調し、また、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低い場合には該照度を減少させ黒を引き締めるようにする。また、マイコン７は、表示部２がその内部にバックライト発生部９を備えているか否かなど表示部２の画面がバックライトが照射される構成であるか否かを、上記バックライトの照度の増減動作に先立ち判別するようになっている。コントラスト調整及び色補正については、上記第１の実施形態の場合と同様である。

上記第２の実施形態によっても、上記第１の実施形態の場合と同様、安定して高いコントラストを得ることができる。色の濃さの低下も抑えられ、また、黒伸張処理により、黒色が引き締まった映像が得られる。

なお、上記各実施形態では、表示部２内にバックライト制御マイコン１１やバックライト制御回路８などを備える構成としたが、本発明はこれには限定されず、バックライト制御マイコン１１やバックライト制御回路８などは、表示部２の外部に設けてもよい。また、上記各実施形態では、輝度信号のゲイン制御を、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号について行っているが、本発明はこれにも限定されず、Ａ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号につきゲイン制御してもよいし、Ａ／Ｄ変換前のアナログ輝度信号とＡ／Ｄ変換後のデジタル輝度信号の両方につきゲイン制御してもよい。また、上記各実施形態では、色補正を、Ａ／Ｄ変換前のアナログ色（色差）信号につきゲイン制御することで行っているが、本発明はこれにも限定されず、Ａ／Ｄ変換後のデジタル色（色差）信号のゲインを制御することで行ってもよいし、Ａ／Ｄ変換前のアナログ色（色差）信号とＡ／Ｄ変換後のデジタル色（色差）信号との両方につきゲインを制御して行うようにしてもよい。また、また、上記各実施形態では、コントラスト調整及びバックライト制御と併せ、黒伸張回路及びカラーマトリックス回路による黒伸張及び色補正を行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、黒伸張と色補正のいずれか一方、または両方ともを行わない構成であってもよい。また、ノイズ除去用ＬＰＦ等のノイズ除去手段を設けない構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、輝度信号のゲインの制御用にマイコン７を用い、バックライト制御回路の制御用にバックライト制御マイコン１１を用いる構成としたが、輝度信号のゲイン制御用として、マイコン７とは別の制御手段を用いてもよいし、また、バックライト制御回路の制御用として、バックライト制御マイコン１１とは別の制御手段を用いてもよい。

本発明の第１の実施形態としての映像表示装置の基本構成図である。 最大輝度レベルと平均輝度レベルの輝度領域分割の説明図である。 分割された輝度領域とゲイン制御との関係を示す図である。 コントラスト調整におけるゲイン制御範囲の説明図である。 平均輝度レベルとバックライト補正量の関係の説明図である。 第１の実施形態としての映像表示装置の構成例図である。 第１の実施形態における効果の説明図である。 本発明の第２の実施形態としての映像表示装置の基本構成図である。

符号の説明

１…表示部駆動回路、
２…表示部、
３…ビデオアンプ、
４…デジタル信号形成・輝度レベル検出回路、
５、１２、１４…Ａ／Ｄ変換器、
６…信号レベル検出回路、
７…マイコン、
８…バックライト制御回路、
９…バックライト発生部、
１０…色補正回路、
１１…バックライト制御マイコン、
１３…スキャンコンバータ、
１５１、１５２…ノイズ除去用ＬＰＦ、
１６…平均輝度検出回路、
１７…最大輝度検出回路、
１８…平均輝度判定部、
１９…最大輝度判定部、
２０…ゲイン制御部、
３０…黒伸張回路、
３１…カラーマトリックス回路、
２１…表示パネル。

Claims (12)

1. 映像信号に基づき表示部に映像を表示する映像表示装置用の表示部駆動回路において、
   前記映像信号から得られた平均輝度レベル及び最大輝度レベルの情報をフィードバックして、該映像信号に含まれる輝度信号のゲインをフィードバック制御することにより映像のコントラストを調整する第１の制御部と、
   前記第１の制御部における前記輝度信号のゲイン制御に用いられる前記フィードバックされた平均輝度レベル情報に基づいて、前記表示部の画面に照射されるバックライトの照度を制御する第２の制御部と、
   を備え、
   前記第２の制御部は、前記バックライトの照度制御のための制御信号として、前記第１の制御部から出力される前記輝度信号のゲイン制御のための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成することを特徴とする表示部駆動回路。
2. 請求項１に記載の表示部駆動回路において、
   前記第２の制御部は、前記フィードバックされた前記平均輝度レベル情報における該平均輝度レベルが、予め設定された基準範囲の上限値よりも高いときは前記バックライトの照度を増大させ、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低いときは該照度を減少させることを特徴とする表示部駆動回路。
3. 請求項１に記載の表示部駆動回路において、
   前記第１の制御部は、前記輝度信号の所定期間内の、最大輝度レベルが該当する輝度領域と平均輝度レベルが該当する輝度領域とを判定し、該判定した両輝度領域の情報をフィードバックして前記輝度信号のゲインをフィードバック制御し、更に、前記判定した両輝度領域の情報に基づき、色信号のゲインを変え前記映像の色の濃さを補正することを特徴とする表示部駆動回路。
4. 請求項１に記載の表示部駆動回路において、
   前記第２の制御部は、フィードフォワードの制御系を構成することを特徴とする表示部駆動回路。
5. 映像信号に基づき表示部に映像を表示する映像表示装置用の表示部駆動回路において、
   前記映像信号に含まれる輝度信号の、所定期間内の最大輝度レベルと平均輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
   前記検出された最大輝度レベルが該当する第１の輝度領域と、前記検出された平均輝度レベルが該当する第２の輝度領域とを判定し、該判定した第１の輝度領域の情報と第２の輝度領域の情報に基づき、前記輝度信号のゲインを制御する第１のマイコンと、
   前記表示部の画面に照射されるバックライトの照度を制御するバックライト制御部と、
   前記第１のマイコンからの平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき前記バックライト制御部を、該平均輝度レベルが予め設定された基準範囲の上限値よりも高いときは前記バックライトの照度を増大させ、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低いときは減少させるように制御する第２のマイコンと、
   を備え、
   前記第１のマイコンは、前記輝度レベル検出部で検出された前記最大輝度レベル及び前記平均輝度レベルの情報をフィードバックして前記輝度信号のゲインをフィードバック制御することにより映像のコントラスト調整を行い、
   前記第２のマイコンは、前記フィードバックされた前記平均輝度レベル情報を用いて前記バックライト制御部により前記バックライトの照度制御を行い、該バックライトの照度制御のための制御信号として、前記第１のマイコンから出力される前記輝度信号のゲインを制御するための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成することを特徴とする表示部駆動回路。
6. 請求項５に記載の表示部駆動回路において、
   前記バックライト制御部及び前記第２のマイコンは、前記表示部内に設けられることを特徴とする表示部駆動回路。
7. 映像信号に基づき映像を表示する映像表示装置において、
   前記映像信号に対応した映像を形成する表示パネルにバックライトを照射した状態で映像表示を行う表示部と、
   前記表示部を駆動する表示部駆動回路と、
   を備え、
   前記表示部駆動回路は、
   前記映像信号から得られた平均輝度レベル及び最大輝度レベルの情報をフィードバックして、該映像信号に含まれる輝度信号のゲインをフィードバック制御することにより、映像のコントラストを調整する第１の制御部と、
   前記第１の制御部における前記輝度信号のゲインの制御に用いられる前記フィードバックされた平均輝度レベル情報に基づいて、前記バックライトの照度を制御する第２の制御部と、
   を含み、
   前記第２の制御部は、前記バックライトの照度制御のための制御信号として、前記第１の制御部から出力される前記輝度信号のゲインを制御するための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成する構成である
   ことを特徴とする映像表示装置。
8. 請求項７に記載の映像表示装置において、
   前記第２の制御部は、前記フィードバックされた平均輝度レベル情報における該平均輝度レベルが、前記基準範囲の上限値よりも高い第１の領域では、前記バックライトの照度を該平均輝度レベルの増大につれて増大させ、該第１の領域よりも平均輝度レベルがさらに高い第２の領域では、該バックライトの照度を第１のレベルで一定にし、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低い第３の領域では、該バックライトの照度を該平均輝度レベルの減少につれて減少させ、該第３の領域よりも平均輝度レベルがさらに低い第４の領域では、該バックライトの照度を前記第１のレベルよりも低い第２のレベルで一定にすることを特徴とする映像表示装置。
9. 映像信号に基づき映像を表示する映像表示装置において、
   前記映像信号に対応した映像を形成する表示パネルにバックライトを照射した状態で映像表示を行う表示部と、
   前記表示部を駆動する表示部駆動回路と、
   を備え、
   前記表示部駆動回路は、
   前記映像信号に含まれる輝度信号の、所定期間内の最大輝度レベルと平均輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
   前記検出された最大輝度レベルが該当する第１の輝度領域と、前記検出された平均輝度レベルが該当する第２の輝度領域とを判定し、該判定した第１の輝度領域の情報と第２の輝度領域の情報に基づき、前記輝度信号のゲインを制御する第１のマイコンと、
   前記表示部の画面に照射されるバックライトの照度を制御するバックライト制御部と、
   前記第１のマイコンからの平均輝度レベルの輝度領域情報に基づき前記バックライト制御部を、該平均輝度レベルが予め設定された基準範囲の上限値よりも高いときは前記バックライトの照度を増大させ、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低いときは減少させるように制御する第２のマイコンと、
   を含み、
   前記第１のマイコンは、前記輝度レベル検出部で検出された前記最大輝度レベル及び平均輝度レベルの情報をフィードバックして前記輝度信号のゲインをフィードバック制御することにより映像のコントラスト調整を行い、
   前記第２のマイコンは、前記フィードバックされた前記平均輝度レベル情報を用いて前記バックライト制御部により前記バックライトの照度制御を行い、かつ、該バックライトの照度制御のための制御信号として、前記第１のマイコンから出力される前記輝度信号のゲインを制御するための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成する構成である
   ことを特徴とする映像表示装置。
10. 請求項９に記載の映像表示装置において、
    前記第２のマイコンは、前記表示部が画面にバックライトが照射される構成であるか否かを判別し、バックライトが照射される構成である場合に、前記第１のマイコンを制御して前記バックライトの照度制御を可能にすることを特徴とする映像表示装置。
11. 映像信号に基づき表示部に映像を表示する映像表示装置における映像表示方法であって、
    前記映像表示装置内の第１の制御部が、前記映像信号に含まれる輝度信号の平均輝度レベル及び最大輝度レベルの情報を検出するステップと、
    前記第１の制御部が、前記検出された平均輝度レベル及び最大輝度レベルの情報をフィードバックして、前記輝度信号のゲインを制御するステップと、
    前記映像表示装置内の第２の制御部が、前記フィードバックされた平均輝度レベルを、予め設定された基準範囲の値と比較するステップと、
    前記第２の制御部が、前記比較の結果、前記平均輝度レベルが前記基準範囲の上限値よりも高いときは前記表示部の画面に照射されるバックライトの照度を増大させ、該平均輝度レベルが該基準範囲の下限値よりも低いときは該照度を減少させるように、前記バックライトの照度を制御するステップと、
    を備え、
    前記第２の制御部が、前記バックライトの照度制御のための制御信号として、前記輝度信号のゲインを制御するための制御信号に比べ長周期で緩やかに変化する制御信号を形成することを特徴とする映像表示方法。
12. 請求項１１に記載の映像表示方法において、
    前記バックライトの照度を制御するステップにおいては、前記第２の制御部は、前記表示部が画面に前記バックライトが照射される構成であると判別した場合に前記バックライトの照度制御を実行することを特徴とする映像表示方法。

Images