專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有顯示面板的圖像顯示裝置，特別是涉及為了在等離子體顯示面板(Plasma Display Panel，以下簡略為PDP)那樣的自發(fā)光型的顯示面板中，抑制消耗功率的增加并且得到明亮的圖像的適合的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
PDP顯示裝置與使用CRT和LCD的顯示裝置比較，因為全白亮度低所以在白天明亮的起居室等中對比度(亮室對比度)低。為了提高顯示亮度，可以提高用于顯示驅(qū)動PDP的放電面板數(shù)及其面板電壓，但是這時，產(chǎn)生了消耗功率增加那樣的問題。
作為解決這種PDP顯示裝置中的問題，即在抑制消耗功率的同時提高圖像的亮度的現(xiàn)有技術(shù)，例如，日本特開平6-282241號專利公報(以下，稱為文獻(xiàn)1)和日本特開2002-55675號專利公報(以下，稱為文獻(xiàn)2)中記載的技術(shù)是眾所周知的。它們是設(shè)置使畫面周邊部分的亮度比畫面中央部分的亮度低的電路(以下，將這種電路稱為“亮度調(diào)制電路”)，通過將與該亮度降低部分用于中央部分亮度的增加，能夠一面抑制消耗功率一面提高表觀的圖像亮度的技術(shù)。
上述文獻(xiàn)1和文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有技術(shù)是利用對于亮度水平高的明亮的圖像即便降低畫面周邊部分的亮度在視覺上也難以注意到的這種人類的視覺特性。這種視覺特性起因于人類的視覺對于亮度具有所謂的對數(shù)特性。即，上述文獻(xiàn)1和文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有技術(shù)，通過用上述那樣的亮度調(diào)制電路，當(dāng)顯示明亮的圖像時，能夠在視覺上不太給予不協(xié)調(diào)感，并且在抑制消耗功率的同時，提高表觀的顯示圖像亮度。
但是，上述文獻(xiàn)1和2，與顯示圖像明亮也好，暗黑也好無關(guān)，總是使上述亮度調(diào)制電路動作。從而，即便當(dāng)顯示全體亮度低的圖像時，也會附加畫面中央部分和周邊部分的亮度差。如上所述，因為人類的視覺對于亮度具有所謂的對數(shù)特性，所以當(dāng)顯示亮度的圖像時，就難以注意到上述亮度差，但是當(dāng)顯示暗黑的圖像時，就容易注意到上述亮度差。因此，在顯示暗黑的圖像的情形中，當(dāng)使上述亮度調(diào)制電路動作時，亮度差可作為亮度斑點而看見，從而存在著損害顯示圖像品質(zhì)的可能。
另外，當(dāng)顯示暗黑的圖像時，即當(dāng)輸入圖像信號的平均亮度級別(Average Picture Level，以下簡稱為“APL”)低時，因為顯示面板負(fù)載低，所以將顯示面板負(fù)載，即輸出亮度限制在一定值的自動輸出控制電路(Automatic Power Control，以下簡稱為“APC電路”)不進(jìn)行工作。即，在低APL區(qū)域中，APL值和輸出亮度具有比例關(guān)系。因此，對于暗黑圖像使其周邊部分暗黑，在忠實地再現(xiàn)圖像信號方面，會使顯示圖像的品質(zhì)降低。
進(jìn)一步，即便在暗黑圖像上附加上述亮度差，也沒有或少有提高表觀亮度的效果，莫如說存在使暗黑圖像更暗黑地被看到的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題提出的。本發(fā)明的目的是提供可以抑制消耗功率的增加，同時顯示高品質(zhì)圖像的圖像顯示裝置。
為了達(dá)到上述目的，與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的特征是設(shè)置根據(jù)PDP等的顯示面板的動作有關(guān)的狀態(tài)量相應(yīng)地控制上述亮度調(diào)制電路的控制電路。
具體地說，作為上述狀態(tài)量檢測輸入圖像信號的平均亮度級別，判定該檢測出的平均亮度級別是否超過預(yù)定閾值，并且當(dāng)該檢測出的平均亮度級別超過上述預(yù)定閾值時使上述亮度調(diào)制電路動作，當(dāng)比該閾值小時，使上述亮度調(diào)制電路停止動作。
另外，作為上述狀態(tài)量檢測顯示面板的消耗功率，判定該檢測出的消耗功率是否超過預(yù)定閾值，并且當(dāng)該檢測出的消耗功率超過上述預(yù)定閾值時使上述亮度調(diào)制電路動作，當(dāng)比該閾值小時，使上述亮度調(diào)制電路停止動作。
進(jìn)一步，另外，在將顯示面板的消耗功率限制在預(yù)定值以下的自動輸出控制電路進(jìn)行工作的負(fù)載區(qū)域(高APL區(qū)域)中使上述亮度調(diào)制電路動作，在上述自動輸出控制電路不進(jìn)行工作的負(fù)載區(qū)域(低APL區(qū)域)中使上述亮度調(diào)制電路停止動作。
上述亮度調(diào)制電路也可以以從在顯示面板上顯示的圖像的中央部分到周邊部分，使亮度線性或非線性地降低的方式，調(diào)制上述輸入圖像信號。作為使亮度非線性地降低的方法，也可以使從畫面中央部分到該中央部分和周邊部分之間的預(yù)定點的第一亮度降低量和從該預(yù)定點到周邊部分的第二亮度降低量相互不同。
根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制功率消耗，并且同時顯示高品質(zhì)的圖像。詳細(xì)地說，能夠提供在高APL(高負(fù)載)區(qū)域中，不增大消耗功率，提高畫面中央部分的亮度，亮室對比度良好的高品質(zhì)的圖像，在低APL(低負(fù)載)區(qū)域中，因為不產(chǎn)生畫面中央部分和周邊部分的亮度差，所以能夠防止圖像品質(zhì)的降低。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的處理的流程圖。
圖2是說明APC功能的動作特性的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施例的PDP顯示裝置的方框圖。
圖4是說明作為亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的補(bǔ)償增益(shading gain)α的模式圖。
圖5是表示與第一實施例有關(guān)的輸入信號的APL和所顯示的圖像亮度的關(guān)系的圖。
圖6是與第一和第二實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性圖。
圖7是表示與第二實施例有關(guān)的輸入信號的APL和所顯示的圖像亮度的關(guān)系的圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施例的處理的流程圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的第3實施例的PDP顯示裝置的方框圖。
圖10是與第3實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性圖。
符號說明321、521圖像處理電路，322顯示·驅(qū)動控制電路，323PDP，324 APC電路，325電源電路，522 CPU，523數(shù)據(jù)存儲器，652畫面中央部分，653畫面周邊部分，1021 APL檢測電路。
具體實施例方式
下面，我們一面參照附圖一面說明本發(fā)明的優(yōu)選方式。此外，在各圖中，在具有相同功能的部分上附加相同的標(biāo)號，一旦述說過后，為了避免繁雜，省略對它們的重復(fù)說明。
下面，我們舉例說明作為圖像顯示裝置的PDP顯示裝置，但是本發(fā)明不限定于此，也可以應(yīng)用于與PDP同樣地、使用消耗功率與顯示負(fù)載大致成正比地增大的自發(fā)光型的顯示面板，例如將Field EmissionDisplay(FED，場發(fā)射顯示器)、EL、LED設(shè)置成矩陣狀的LED面板等的圖像顯示裝置。
本發(fā)明的特征是，在使用自發(fā)光型的顯示面板的圖像顯示裝置中，與顯示面板的消耗功率對應(yīng)地，控制使畫面周邊部分的亮度降低的亮度調(diào)制處理動作。另外，在下面，所謂的“周邊部分”定義為當(dāng)令從顯示面板顯示面的中央到該顯示面的外邊緣的、水平方向或垂直方向的相對距離為1.0時，相對距離為0.5以上的區(qū)域(即，相對距離為0.5～1.0的范圍內(nèi))。因此，當(dāng)“使周邊部分的亮度降低得比中央部分多”時，至少，意味著在相對距離為0.5～1.0的范圍內(nèi)的任意象素的亮度都比位于中央的象素的亮度小。另外，所謂的中央部分指的是相對距離為0～0.5的區(qū)域。此外，所謂的APL指的是圖像信號的每1幀或每場的平均亮度級別。
實施例1圖3是表示本發(fā)明的一個實施例的PDP顯示裝置的方框圖。在圖中，圖像處理電路521包含進(jìn)行降低畫面周邊部分的亮度的亮度調(diào)制處理(以下，也存在著記為“畫面周邊部分亮度降低處理”的情形)的亮度調(diào)制電路，例如圖示那樣由同步分離電路5211和乘法電路5212構(gòu)成。系統(tǒng)控制裝置(以下，記為“CPU”)522控制圖像信號的處理，由微計算機(jī)等構(gòu)成。數(shù)據(jù)存儲器523存儲亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(后述)等。此外，圖像處理電路521，除了進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理外，也具有將接收的信號的定時輸出到CPU522的功能。在本實施例中，圖像處理電路521在內(nèi)部具有同步分離電路5211，分離接收的圖像信號的垂直同步信號Vsync并輸出到CPU522。另外，本圖中的顯示·驅(qū)動控制電路322、PDP323、自動功率控制(Automatic Power Control)電路324(以下，稱為APC電路)、電源電路325是具有與圖3記載相同功能的電路或顯示面板。但是，也將與從APC電路324輸出的PDP323的消耗功率對應(yīng)的APC信號Sapc輸入到CPU522。
這里，我們說明由APC電路324實施的自動輸出限制功能(以下，稱為APC功能)部分的概要。APC電路以當(dāng)增加顯示所需的電負(fù)載(以下，記為“顯示負(fù)載”)時，以使PDP的驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓成為預(yù)定值的方式進(jìn)行控制(限制)，以不使PDP的消耗功率大到必要以上的方式進(jìn)行動作，在現(xiàn)狀的PDP裝置中大致沒有例外地搭載同樣的功能。本實施方式中的APC電路324監(jiān)視從電源電路325輸出到PDP的功率，例如檢測從電源電路325供給至PDP323的電流。用圖中未畫出的積分電路將該檢測出的電流變換成消耗電流的平均電壓值，作為APC信號Sapc輸出到顯示·驅(qū)動控制電路322。而且，顯示·驅(qū)動控制電路322根據(jù)該APC信號Sapc例如通過增減維持放電的脈沖數(shù)驅(qū)動PDP323，以不使消耗功率在預(yù)定水平以上的方式進(jìn)行功率控制。關(guān)于該APC功能，例如日本第3298926號專利公報中記載的是眾所周知的，我們省略對它的詳細(xì)說明。
我們用圖2說明該APC電路的動作特性。圖2(a)所示的特性231是當(dāng)在一般的PDP顯示裝置中輸入在全畫面上顯示白(以下，將該顯示稱為“全面白”)的圖像信號時的輸入圖像信號振幅水平-消耗功率特性，圖2(b)所示的特性232是當(dāng)輸入與上述相同的圖像信號時的輸入圖像信號振幅水平-亮度特性。此外，圖2(a)的消耗功率是PDP發(fā)光所需的功率。PDP在其發(fā)光原理上，顯示圖像的面積和輸入信號的振幅水平越大，顯示負(fù)載越大，消耗功率越大。即，如圖2(a)所示，在輸入信號的振幅水平為A以下的區(qū)域中，隨著輸入信號的振幅水平增大，消耗功率線性地(也存在不是線性的情形)增大。當(dāng)輸入振幅水平為A以上的圖像信號時，APC功能起作用，將消耗功率控制在某個水平B上。
以上那樣的控制結(jié)果影響到顯示圖像，特別是全面白信號的亮度。即當(dāng)輸入顯示面積遍及整個畫面的圖像信號時，如圖2(b)所示的特性232所示，直到輸入圖像信號的振幅水平達(dá)到某個值A(chǔ)為止，對于輸入圖像信號的振幅水平的增加亮度大致線性地(也存在不是線性的情形)增大，但是當(dāng)達(dá)到某個水平A以上時，APC功能起作用。結(jié)果，將消耗功率控制在某個值上，也將亮度抑制在與該消耗功率相應(yīng)的預(yù)定亮度水平上(以下，用“YP”表示該亮度水平值)。
下面我們說明圖3的動作。關(guān)于輸入的圖像信號的第一幀，圖像處理電路521不對圖像信號進(jìn)行特別的處理，圖像信號S3與圖像信號S1相等。另外，APC電路324監(jiān)視這時的圖像顯示所需的功率，將作為其檢測值的APC信號Sapc輸出到顯示·驅(qū)動控制電路322，并且也輸出到CPU522。
對于第二幀以后的圖像信號，CPU522根據(jù)在前一幀中從APC電路324輸出的APC信號Sapc，讀出作為預(yù)先設(shè)定在數(shù)據(jù)存儲器523上的亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的補(bǔ)償增益α，輸出到圖像處理電路521。
這里，補(bǔ)償增益α是在本發(fā)明中進(jìn)行的亮度調(diào)制處理中使用的、各象素中的亮度變化的權(quán)重系數(shù)，使越是離開畫面中央部分的象素，它的補(bǔ)償增益α的值越小來進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理(后面我們用圖4述說補(bǔ)償增益α的特性)。
在圖像處理電路521中，在乘法電路5212中在各象素的亮度數(shù)據(jù)上乘上補(bǔ)償增益α，將生成的圖像信號S3輸出到顯示·驅(qū)動控制電路322，根據(jù)該圖像信號在PDP323上顯示出圖像。
圖1是表示本發(fā)明中的CPU522的處理順序的流程圖。在圖1中，圖像處理電路521，當(dāng)輸入圖像信號時，在同步分離電路中分離出它的垂直同步信號Vsync，輸出到CPU522。CPU522當(dāng)輸入Vsync時，即時開始畫面周邊部分亮度降低處理(步驟111)。首先，在步驟113，根據(jù)該Vsync，判定現(xiàn)在的處理對象的圖像信號是第幾幀。當(dāng)接收的圖像信號是最初的第一幀時，在步驟116令補(bǔ)償增益α為1，在步驟118將該補(bǔ)償增益α＝1輸出到圖像處理電路521。圖像處理電路521，在乘法電路中在圖像信號S1的亮度水平上乘上該補(bǔ)償增益α＝1，生成圖像信號S3。所以，當(dāng)?shù)谝粠瑫r，圖像信號S3與圖像信號S1相等。將圖像信號S3輸出到顯示·驅(qū)動控制電路322，顯示·驅(qū)動控制電路322根據(jù)圖像信號S3驅(qū)動PDP323，顯示出圖像。這時，APC電路324檢測顯示所需的驅(qū)動功率，總是將表示該驅(qū)動功率值的APC信號Sapc輸出到顯示·驅(qū)動控制電路322和CPU522。CPU522，當(dāng)結(jié)束步驟118的處理時，在步驟119結(jié)束畫面周邊部分亮度降低處理，等待輸入下一個幀的Vsync。
在第二幀以后的處理中，在上一個幀的圖像信號的顯示期間中在步驟114讀取從APC電路324輸出的APC信號Sapc，在步驟115，判斷APC功能是否起作用。即，當(dāng)APC信號Sapc比預(yù)先決定的APC功能進(jìn)行動作的預(yù)定閾值(以下，簡單地稱為閾值)大時，APC功能起作用，在步驟117，由數(shù)據(jù)存儲器523讀取每個象素的補(bǔ)償增益α，在步驟118，將該補(bǔ)償增益α輸出到圖像處理電路521。在圖像處理電路521中進(jìn)行與第一幀同樣的處理生成圖像信號S3，但是因為使越是離開畫面中央部分的象素的補(bǔ)償增益α的值越小，所以這時的圖像信號S3成為與圖像信號S1比較，畫面周邊部分的亮度水平降低了的信號。另外，在步驟115當(dāng)APC信號Sapc在閾值以下時，APC功能不起作用，在步驟116與第一幀的圖像信號相同地令補(bǔ)償增益α＝1，輸出到圖像處理電路521(步驟118)。在接收的圖像信號的各幀中實施這種處理。
此外，在本實施例中，根據(jù)在上一個幀的顯示期間中的驅(qū)動功率控制補(bǔ)償增益α，但是該期間不需要以幀為單位，可以是在顯示的圖像中不發(fā)生不自然影響的時間。
這樣，在本實施例中，根據(jù)顯示面板的消耗功率對應(yīng)的APC信號Sapc，控制使圖像處理電路521的畫面周邊部分的亮度降低的亮度斜率形成部件的動作。而且，當(dāng)在APC功能發(fā)生動作的預(yù)定閾值以下時，不進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理，如果在預(yù)定閾值以上，則進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。
下面，我們用圖4詳細(xì)說明在上述流程圖(圖1)中述說的，當(dāng)APC信號Sapc在閾值以上時實施的，根據(jù)本實施例的亮度調(diào)制處理的方法(步驟117、118的處理)。
在數(shù)據(jù)存儲器523中，預(yù)先存儲著輸入到圖像處理電路521的補(bǔ)償數(shù)字圖像信號S1的亮度的亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)。該亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)，在本實施例中，是與數(shù)字圖像信號S1的亮度水平相乘的補(bǔ)償增益α(≤1)，圖像處理電路521，在乘法電路5212中將從CPU522輸入的補(bǔ)償增益α與輸入的數(shù)字圖像信號S1的亮度相乘，生成經(jīng)過補(bǔ)償?shù)膱D像信號S3。
圖4是用于說明作為預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)存儲器523中的亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的補(bǔ)償增益α的模式圖。圖4(a)是進(jìn)行補(bǔ)償處理時的顯示圖像整體的亮度圖像，圖4(b)是放大圖4(a)的右上部分的圖。在圖4(b)所示的區(qū)域中，由在水平方向為m列、在垂直方向為n行的共計m×n個象素構(gòu)成圖像。
圖4(c)表示在圖4(b)的箭頭651方向中的補(bǔ)償增益α。在圖4(c)中，顯示圖像中央部分的象素(0，0)的補(bǔ)償增益α00為1，畫面周邊部分的象素(m，n)的補(bǔ)償增益為αmn(≤1)。其間例如特性631所示，亮度斜率例如平滑地線性變化。這時，圖4(b)的區(qū)域內(nèi)的任意象素(x，y)的補(bǔ)償增益αxy由下列公式1計算出來。
αxy=1-1-αmnm2+n2×x2+y2]]>這樣，在數(shù)據(jù)存儲器523內(nèi)，存儲著持有隨著向畫面周邊部分行進(jìn)亮度水平的降低量變大那樣的亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的補(bǔ)償增益α。因此，隨著從畫面中央部分到畫面周邊部分行進(jìn)亮度水平連續(xù)地降低。從而，如果根據(jù)這種構(gòu)成，則在顯示的圖像中沒有不協(xié)調(diào)感。
在本實施例中例如圖4(c)的特性631那樣，從畫面中央部分向著畫面周邊部分，亮度水平直線下降，但是實際上如特性632那樣，也可以非線性地設(shè)定補(bǔ)償增益。當(dāng)如特性632那樣設(shè)定補(bǔ)償增益時，意味著可在畫面中央部分產(chǎn)生不補(bǔ)償亮度水平的區(qū)域。另外，這時，計算αxy的公式與公式1不同。用于進(jìn)行該非線性亮度調(diào)制處理的補(bǔ)償增益由2部分構(gòu)成。第一部分，從畫面中央部分到畫面中央部分(0，0)和畫面外邊緣(m，n)之間的預(yù)定點(ma，na)，按第一斜率進(jìn)行亮度調(diào)制。該亮度降低量也可以為0。第二部分，從上述預(yù)定點(ma，na)到畫面外邊緣(m，n)，按比第一斜率大的第二斜率進(jìn)行亮度調(diào)制。即，第二部分中的亮度降低量比第一部分中的第一亮度降低量大。因此，能夠更有效地提高視覺上的亮度。另外，上述預(yù)定點也可以處于與垂直方向的相對距離0.5、水平方向的相對距離0.5相當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 這樣，關(guān)于從畫面中央部分向著畫面周邊部分使亮度水平平滑地(連續(xù)地)下降的圖像，不給予人類的眼睛不協(xié)調(diào)感這點，也能夠從現(xiàn)行的平面CRT顯示器中的例子加以判斷。即，與PDP能夠在整個畫面上顯示出均勻的亮度相對，在平面CRT顯示器中相對于畫面中央部分的亮度，畫面周邊部分的亮度降低40％～60％。這是由平面CRT顯示器的構(gòu)造引起的特性，但是作為不給予人類的眼睛不協(xié)調(diào)感的圖像被識別。從而，在PDP顯示裝置中，如平面CRT顯示器那樣即便隨著行進(jìn)到外周側(cè)使整個畫面的亮度下降，也能夠判斷為不給予人類的眼睛不協(xié)調(diào)感。
下面，我們用圖5說明在如本實施例那樣在具有APC功能的PDP顯示裝置中，輸入如上述那樣降低畫面周邊部分的亮度水平(在本實施例中，不提高畫面中央部分的亮度)的圖像信號S3時的圖像。圖5(a)是在圖4(a)的區(qū)域652中所示的畫面中央部分的輸入圖像信號APL-亮度特性，圖5(b)是在圖4(a)的區(qū)域653所示的畫面周邊部分的輸入圖像信號APL-亮度特性。此外，在圖5中，在畫面中央部分區(qū)域的亮度上添加字母a，在畫面周邊部分區(qū)域的亮度上添加字母b進(jìn)行表示。另外，輸入到APC功能進(jìn)行動作的顯示·驅(qū)動控制電路的圖像信號S3的APL水平為A，特性431是現(xiàn)有的特性，特性731是根據(jù)本實施例的特性。
在圖5中，當(dāng)從圖像處理電路521輸入到顯示·驅(qū)動控制電路322的圖像信號S3的APL水平比A小，APC信號Sapc在閾值以下時，在圖像處理電路521中不進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理，在畫面周邊部分和畫面中央部分，特性731與特性431相同。即，在畫面周邊部分和畫面中央部分沒有亮度差，不會發(fā)生成為現(xiàn)有課題的損害低APL區(qū)域中的顯示圖像品質(zhì)的情形。
與上述相反，當(dāng)圖像信號S3的APL水平比A大，APC信號Sapc在閾值以上時，通過圖1的步驟117、118，在圖像處理電路521中進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。因此，畫面周邊部分的亮度，如圖5(b)的特性731b和431b所示，成為YS3b＜YS1b。
以往，當(dāng)APC功能進(jìn)行動作時，在顯示·驅(qū)動控制電路322中例如減少維持放電脈沖數(shù)，在亮度YPS1a、YPS1b上加上限幅器。但是，如本實施例那樣，當(dāng)在圖像處理電路521中進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理時，由于畫面周邊部分的亮度降低使消耗功率降低。不僅如此，因為使由畫面周邊部分亮度降低產(chǎn)生的功率降低部分回轉(zhuǎn)到伴隨畫面中央部分的亮度提高的功率增加部分，所以不會增大消耗功率，能夠提高顯示·驅(qū)動控制電路322中的限幅器的水平(即，例如提高維持放電脈沖數(shù))。因此，在畫面中央部分區(qū)域652中，如圖5(a)的特性731a和431a所示，成為YS3a＜YS1a。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的亮室對比度。
即，在APC功能起作用的輸入圖像信號的情形中，當(dāng)輸入圖像信號S1和圖像信號S3時，圖像信號S3增高畫面中央部分的亮度，能夠得到亮室對比度良好的明亮的高品質(zhì)圖像。這時，畫面周邊部分的亮度，如圖5(b)的特性731b和431b所示，成為YS3b＜YS1b。如上所述，即便產(chǎn)生這樣的亮度差也不會給予人類的眼睛不協(xié)調(diào)感。
當(dāng)從發(fā)光能量的觀點述說該動作時，將通過進(jìn)行降低畫面周邊部分亮度的處理節(jié)約下來的能量，分配給對顯示品質(zhì)更有效地起作用的畫面中央部分。通過對輸入圖像信號進(jìn)行信號處理降低畫面周邊部分的亮度，但是與現(xiàn)有的APC技術(shù)比較能夠自動地提高畫面中央部分的亮度。下面，我們用圖6(a)述說與第一實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性。
在圖6(a)中，橫軸是APC信號，縱軸是補(bǔ)償增益α。與第一實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性831，在與APL值A(chǔ)(APC功能進(jìn)行動作的圖像信號S3的APL值)對應(yīng)的APC信號Sapc的值在D以下的區(qū)域中，補(bǔ)償增益α＝1。即，APC信號Sapc的值在D以下的區(qū)域，與圖5的APL值在A以下的區(qū)域?qū)?yīng)，因為在該區(qū)域中補(bǔ)償增益α＝1，所以在圖像處理電路521中不進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。
在APC信號Sapc的值在D以上的區(qū)域中，補(bǔ)償增益α的特性831成為例如與公式1所示的坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的值αxy。即，APC信號Sapc的值在D以上的區(qū)域，與圖5的APL值在A以上的區(qū)域?qū)?yīng)，在該區(qū)域中，在圖像處理電路521中進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。而且，通過APC動作使畫面中央部分的亮度增加，但并不導(dǎo)致消耗功率的增大，從而提高了亮室對比度。
如以上所述，根據(jù)本實施例，與顯示面板的消耗功率相應(yīng)地，控制圖像處理電路521的亮度調(diào)制處理動作。因此，能夠提供在APC功能進(jìn)行動作的高APL區(qū)域中，不增大消耗功率，提供亮室對比度良好的高品質(zhì)的圖像，并且即便是APC功能不進(jìn)行動作的低APL區(qū)域的圖像，也不會損害品質(zhì)的圖像顯示裝置。
在以上的述說中，通過APC信號Sapc的是否超過閾值來判定是否進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。但是，本發(fā)明不限定于此，作為是否進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理的判定水平，也可以是APC功能進(jìn)行動作的APC信號Sapc比預(yù)定閾值小幾分。因此，不會顯著地阻礙本發(fā)明的效果。
實施例2下面，我們述說第二實施例。圖6(b)是與第二實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性。
在與第一實施例有關(guān)的圖6(a)的補(bǔ)償增益α的特性831中，將APC信號Sapc的值D作為界限，補(bǔ)償增益α急劇地從1遷移(變化)到αxy，或者從αxy遷移(變化)到1。這里如果當(dāng)圖像信號S3的APL值以A為中心進(jìn)行變動時，因為APC信號Sapc也以值D為中心進(jìn)行變動，所以補(bǔ)償增益α在1和αxy之間變動。從而，畫面周邊部分亮度降低的情形或不降低的情形的變動頻度增高，因此存在著視聽者容易識別亮度變動，使圖像特性顯著惡化的可能。
第二實施例是減少這種不合適情況的例子，在補(bǔ)償增益特性中，在與補(bǔ)償增益1和與坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的補(bǔ)償增益值αxy之間，設(shè)置將這2點連接起來的斜率緩慢的降低曲線，使上述亮度變動小，從而使視聽者難以識別亮度變動。
在圖6(b)中，橫軸是APC信號，縱軸是補(bǔ)償增益α。與第二實施例有關(guān)的補(bǔ)償增益α的特性832，在與APL值A(chǔ)(APC功能發(fā)生動作的圖像信號S3的APL值)對應(yīng)的APC信號Sapc的值在D1以下的區(qū)域中，補(bǔ)償增益α＝1。在值D1和D2(D1＜D2)之間，形成將1和與例如數(shù)字1表示的坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的值αxy連接起來的斜率緩慢的降低曲線。而且，在值D2以上的區(qū)域中，為與坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的值αxy。
如果這樣做，則即便圖像信號S3的APL值以A為中心進(jìn)行變動(即即便APC信號Sapc以值D1為中心進(jìn)行變動)，也不產(chǎn)生補(bǔ)償增益值α的急劇變動。從而，使視聽者不能夠識別伴隨著補(bǔ)償增益α的急劇變動產(chǎn)生的亮度變動。
以上所述的方法通過在圖3的數(shù)據(jù)存儲器523中，預(yù)先存儲與多個水平對應(yīng)的補(bǔ)償增益α的圖案，由APC信號Sapc選擇這些圖案進(jìn)行使用能夠容易地實現(xiàn)。此外，因為通過稍微變更圖1的流程圖就能夠?qū)崿F(xiàn)與本實施例對應(yīng)的CPU處理的流程圖，所以省略對它的說明。
圖7是與圖6的補(bǔ)償增益特性832對應(yīng)的輸入圖像信號APL-亮度特性，圖7(a)是畫面中央部分的特性，圖7(b)是畫面周邊部分的特性。此外，在圖7中，在畫面中央部分區(qū)域的亮度上添加字母a，在畫面周邊部分區(qū)域的亮度上添加字母b進(jìn)行表示。另外，特性431是現(xiàn)有的亮度特性，特性732是根據(jù)本實施例的亮度特性，令A(yù)PC功能進(jìn)行動作的圖像信號S3的APL值為A1。該APL值A(chǔ)1與圖6的APC信號Sapc的值D1對應(yīng)，APL值A(chǔ)2與圖6的APC信號Sapc的值D2對應(yīng)。
在圖7中，當(dāng)圖像信號S3的APL值比A1小，APC信號Sapc在閾值以下時，與第一實施例相同，在圖像處理電路521中不進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。因此，在畫面周邊部分和畫面中央部分中特性732與特性431相同。即，在畫面周邊部分和畫面中央部分中沒有亮度差，不會發(fā)生成為現(xiàn)有課題的損害低APL區(qū)域中的顯示圖像品質(zhì)的情形。
當(dāng)圖像信號S3的APL值比A1大比A2小，與它對應(yīng)的APC信號Sapc比閾值D1大并且比D2小時，在圖像處理電路521中進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理。這時，在圖像處理電路521的乘法電路5212中用于亮度降低處理的補(bǔ)償增益α，如圖6(b)那樣，成為在連接1和與坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的值αxy的斜率緩慢的降低曲線上的值。從而，畫面周邊部分的亮度，如圖7(b)的特性732b所示的那樣，與原封不動地輸入圖像信號S1(即不進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理)時的特性431b比較，成為YS3b＜YS1b。但是，因為亮度YP取連接亮度YPS1b和亮度YPS3b的曲線上的值，所以與第一實施例的圖5(b)的特性731b不同，緩慢地變化。
當(dāng)圖像信號S3的APL值比A2大，APC信號Sapc比D2大時，畫面周邊部分亮度大致為YPS3b。
當(dāng)在圖像處理電路521中進(jìn)行畫面周邊部分亮度降低處理時，通過降低畫面周邊部分的亮度降低消耗功率。不僅如此，與第一實施例相同，因為使由畫面周邊部分亮度降低產(chǎn)生的功率降低部分回轉(zhuǎn)到伴隨畫面中央部分的亮度提高的功率增加部分，所以不會增大消耗功率，能夠提高顯示·驅(qū)動控制電路322中的限幅器的水平(即，例如提高維持放電脈沖數(shù))。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的亮室對比度。
但是，在本實施例中，與第一實施例不同，因為在圖像信號S3的APL值從A1到A2之間，畫面周邊部分亮度降低的變化緩慢，所以回轉(zhuǎn)到畫面中央部分的亮度提高所需的功率增加部分的量也緩慢增大。從而，畫面中央部分的亮度提高如特性732a那樣變得緩慢。
如上所述，如果根據(jù)本實施例，則圖像信號S3的APL值，即便以APL值A(chǔ)1為中心進(jìn)行變動，也不產(chǎn)生補(bǔ)償增益值的急劇變動。因此，使視聽者難以識別與其相伴的亮度變動。
在上述的本實施例中，將APC信號Sapc的值D1作為APC功能進(jìn)行動作的預(yù)定閾值，但是不限定于此，也可以比上述閾值小幾分，這是不言而喻的。但是，D2比上述閾值大也是不言而喻的。即，上述閾值可以在D1和D2之間。
另外，在圖6(b)中，用斜率緩慢的降低曲線將補(bǔ)償增益α＝1和與坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的值αxy連接起來，但是不限定于此。例如，也可以將該區(qū)間劃分成多個，對于這些多個劃分中的每一個，用斜率緩慢的降低曲線連接起來，這是不言而喻的。
在本實施例中，即便圖像信號S3的APL值以APC功能進(jìn)行動作的APL值為中心進(jìn)行變動，為了不能夠識別亮度變動，也使該亮度變動量小。作為別的實施例，例如通過在補(bǔ)償增益1和與坐標(biāo)(x，y)對應(yīng)的補(bǔ)償增益值αxy之間的遷移，使補(bǔ)償增益特性持有滯后特性，也可以不產(chǎn)生亮度變動。
實施例3
下面，我們用圖8、圖9說明本發(fā)明的第3實施例。本實施例是通過裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)置，即使在如實施例1那樣地不能夠?qū)PC信號Sapc從圖3的APC電路324反饋到CPU522的情形中，也可以與顯示圖像相應(yīng)地控制畫面周邊部分亮度降低的實施例。
圖9是表示第3實施例的PDP顯示裝置的方框圖。在本圖中，顯示·驅(qū)動控制電路322、PDP323、APC電路324、電源電路325和圖像處理電路521、CPU522、數(shù)據(jù)存儲器523是具有與圖3同樣功能的電路或顯示面板。另外，APL檢測電路1021檢測輸入的圖像信號S1的APL。
在本構(gòu)成中，將圖像信號S1輸入到圖像處理電路521，并且也輸入到APL檢測電路1021。在APL檢測電路1021中檢測該輸入圖像信號S1的APL，將它的APL值Sapl輸出到CPU522。在CPU522中根據(jù)該APL值Sapl，從數(shù)據(jù)存儲器523讀出補(bǔ)償增益值α，輸出到圖像處理電路521。此后的處理與實施例1的圖3中說明的相同，我們省略對它們的說明。
圖8是表示在本實施例中的CPU522的處理的流程圖。在圖8中，CPU522，當(dāng)輸入來自APL檢測電路1021的APL值Sapl時，即時開始畫面周邊部分亮度降低處理(步驟151)。而且，在步驟152，判定該APL值Sapl是否比預(yù)定閾值大。即，當(dāng)APL值Sapl比預(yù)定閾值大時，在步驟154從數(shù)據(jù)存儲器523讀出每個象素的補(bǔ)償增益值α，在步驟155將補(bǔ)償增益α輸出到圖像處理電路521。當(dāng)APL值Sapl比預(yù)定閾值小時，在步驟153令補(bǔ)償增益值α＝1，在步驟155將補(bǔ)償增益α＝1輸出到圖像處理電路521。與實施例1同樣地在輸入圖像信號的各幀中進(jìn)行這樣的處理，在步驟156結(jié)束畫面周邊部分亮度降低處理。
關(guān)于亮度調(diào)制處理的控制方法，例如與圖6所示的相同，考慮多種方法。在本實施例中，作為關(guān)于實施亮度調(diào)制處理的閾值，例如用圖10所示的閾值E、E1、E2。這些閾值通過考慮下面說明的事項進(jìn)行決定。即，在本實施例中，形成在圖像處理電路521中，在輸入圖像信號S1上乘上補(bǔ)償增益α，生成使圖像周邊部分的亮度下降的圖像信號S3后，輸入到顯示·驅(qū)動控制電路322的構(gòu)成。但是，因為當(dāng)使圖像周邊部分的亮度下降時，圖像信號的APL也下降，所以成為APLS1＞APLS3。這里是APLS3比APC功能起作用那樣的水平低的情形。這時，圖像周邊部分的亮度下降，但是因為APC功能不起作用，所以圖像中央部分的亮度不上升。當(dāng)決定控制閾值時，需要以不發(fā)生這種情形的方式進(jìn)行決定。例如，如果令A(yù)PC功能起作用的閾值為APL40％，則作為判定是否實施亮度調(diào)制處理的預(yù)定閾值，在圖10(a)的情形中，例如取E＝45％和50％那樣的值，并且在圖10(b)的情形中，例如取E1＝41％，E2＝50％那樣的值是優(yōu)選。
另外，如果形成不包含在本實施例中，但是在圖3和圖9所示的構(gòu)成中追加定時器電路(圖中未畫出)或計數(shù)器電路(圖中未畫出)，將它的輸出輸入到CPU522那樣的構(gòu)成，則也可以隨時間控制補(bǔ)償增益值的變化。也可以考慮通過進(jìn)行這種控制，例如只當(dāng)同樣的圖像在預(yù)定時間繼續(xù)時，才進(jìn)行補(bǔ)償處理那樣的利用方法。
如以上那樣，本發(fā)明，根據(jù)顯示面板的消耗功率，相應(yīng)地控制降低圖像周邊部分的亮度的亮度調(diào)制處理動作。因此，能夠在APC功能進(jìn)行動作的高APL區(qū)域中，不增大消耗功率地，顯示亮室對比度良好的高品質(zhì)的圖像。進(jìn)一步，即便在APC功能不進(jìn)行動作的低APL區(qū)域中，也能夠顯示品質(zhì)沒有大惡化的圖像。另外，在本實施方式中，作為自發(fā)光型的顯示面板，用PDP作為例子進(jìn)行了說明。但是本發(fā)明，如上所述也同樣能夠應(yīng)用于FED、EL、LED。另外，也可以同樣應(yīng)用于不是LCD那樣的自發(fā)光型的顯示面板。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包含根據(jù)輸入的圖像信號進(jìn)行圖像的顯示動作的顯示面板；相對該顯示面板中央部分的圖像的亮度，使顯示面板周邊部分的圖像的亮度降低的亮度調(diào)制電路；和根據(jù)與所述顯示面板的動作有關(guān)的信息，控制所述亮度調(diào)制電路的控制電路。
2.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包含根據(jù)輸入的圖像信號進(jìn)行圖像的顯示動作的顯示面板；相對該顯示面板中央部分的圖像的亮度，使顯示面板周邊部分的圖像的亮度降低的亮度調(diào)制電路；檢測出所述輸入圖像信號的平均亮度級別的檢測電路；和根據(jù)由該檢測電路檢測出的平均亮度級別，控制所述亮度調(diào)制電路的動作的控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制電路判定由該檢測電路檢測出的平均亮度級別是否超過預(yù)定閾值，并且當(dāng)該檢測出的平均亮度級別超過所述預(yù)定閾值時，使所述亮度調(diào)制電路動作，當(dāng)比所述預(yù)定閾值小時，使所述亮度調(diào)制電路停止動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述檢測電路檢測所述輸入圖像信號的每1場或1幀的平均亮度級別，作為平均亮度級別。
5.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包含根據(jù)輸入的圖像信號進(jìn)行圖像的顯示動作的顯示面板；相對該顯示面板中央部分的圖像的亮度，使顯示面板周邊部分的圖像的亮度降低的亮度調(diào)制電路；檢測所述顯示面板的消耗功率的檢測電路；和根據(jù)由該檢測電路檢測出的消耗功率，控制所述亮度調(diào)制電路的動作的控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制電路判定由該檢測電路檢測出的消耗功率是否超過預(yù)定閾值，并且當(dāng)該檢測出的消耗功率超過所述預(yù)定閾值時，使所述亮度調(diào)制電路動作，當(dāng)比所述預(yù)定閾值小時，使所述亮度調(diào)制電路停止動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述檢測電路使用流過該顯示面板的負(fù)載電流檢測所述顯示面板的消耗功率。
8.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包含根據(jù)輸入的圖像信號進(jìn)行圖像的顯示動作的顯示面板；相對該顯示面板中央部分的圖像的亮度，使顯示面板周邊部分的圖像的亮度降低的亮度調(diào)制電路；將所述顯示面板的消耗功率限制在預(yù)定值以下的自動輸出控制電路；和在所述自動輸出控制電路進(jìn)行動作的負(fù)載區(qū)域，使所述亮度調(diào)制電路動作，在所述自動輸出控制電路不進(jìn)行動作的負(fù)載區(qū)域，使所述亮度調(diào)制電路停止動作的控制電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述顯示面板是自發(fā)光型的等離子體顯示面板。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述亮度調(diào)制電路從在顯示面板上顯示的圖像的中央部分到周邊部分，使亮度線性地降低。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述亮度調(diào)制電路，以從在顯示面板上顯示的圖像的中央部分到周邊部分使亮度非線性地降低的方式，調(diào)制所述輸入圖像信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述亮度調(diào)制電路，使從在顯示面板中央部分到該中央部分和畫面外邊緣之間的預(yù)定點的第一亮度降低量，和從預(yù)定點到畫面外邊緣的第二亮度降低量相互不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述第二亮度降低量比所述第一亮度降低量大。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還具有對預(yù)定圖像的顯示經(jīng)過時間進(jìn)行計數(shù)的經(jīng)過時間計數(shù)器，所述控制電路根據(jù)由該計數(shù)器計數(shù)的該預(yù)定圖像的顯示經(jīng)過時間，控制所述亮度調(diào)制電路的動作。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于，根據(jù)接收的圖像信號的頻帶，切換所述亮度調(diào)制電路的動作。
全文摘要
本發(fā)明的PDP等顯示裝置可以抑制消耗功率的增加且顯示高品質(zhì)圖像。特別是，即便在高亮度區(qū)域和低亮度區(qū)域中，也可以抑制消耗功率的增加且顯示高品質(zhì)的圖像。本發(fā)明的圖像顯示裝置具有使顯示面板周邊部分中的圖像的亮度相對于在該顯示面板中央部分(323)中的圖像的亮度降低的亮度調(diào)制電路(521)、和根據(jù)顯示面板的消耗功率控制上述亮度調(diào)制電路的動作的控制電路(522)。而且，該控制電路(522)在顯示面板的消耗功率超過預(yù)定閾值時使亮度調(diào)制電路動作，在比預(yù)定閾值小時使亮度調(diào)制電路停止動作。
文檔編號H04N5/57GK1697002SQ20041008687
公開日2005年11月16日 申請日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者川村知之, 矢野修一, 久保田秀直, 高田春樹 申請人:株式會社日立制作所