視頻顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明在由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置中,實(shí)現(xiàn)高對比感,且抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。監(jiān)視器(1~4)包括:圖像解析部,該圖像解析部求出與LED背光源的每個分割區(qū)域相對應(yīng)的顯示區(qū)域的視頻的第一特征量;以及灰度控制部,該灰度控制部根據(jù)第一特征量,來對每個分割區(qū)域設(shè)定LED的第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值在規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),計(jì)算出用于統(tǒng)一地拉伸第一亮度的亮度拉伸量。視頻顯示裝置具備微機(jī)(19),該微機(jī)(19)在從監(jiān)視器(1~4)取得的亮度拉伸量中選擇最小的最小亮度拉伸量,并將所選擇的最小亮度拉伸量輸出至各監(jiān)視器(1~4)。各監(jiān)視器(1~4)的灰度控制部基于從微機(jī)(19)獲取的最小亮度拉伸量,統(tǒng)一地拉伸第一亮度,來設(shè)定第二亮度。
【專利說明】視頻顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻顯示裝置,更詳細(xì)而言,涉及由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往,已知有一種多顯示器裝置,該多顯示器裝置將多個視頻顯示裝置排列成縱橫矩陣狀,顯示由各視頻顯示裝置分割的圖像,整體構(gòu)成一個大畫面。在這樣的多顯示器裝置中,容易引起各畫面之間的亮度不均勻,因此為了解決亮度的不均勻,提出了各種方法。例如,專利文獻(xiàn)I中記載了如下技術(shù):即、為了解決多顯示器裝置中畫面之間的亮度不均勻,而控制光源的亮度。具體而言,構(gòu)成多顯示器裝置的各視頻顯示部包括:具有用于在視頻顯示部中形成視頻的多個光源的背光源單元和用于調(diào)整背光源單元的光源的明亮度的光量調(diào)整單元。然后,利用該光量調(diào)整單元,能分別地控制各背光源的明亮度。
[0003]此外,在上述那樣的多顯示器裝置中也采用液晶顯示器,使用LED背光源來用作液晶顯示器的照明的方式日益普及。在采用LED背光源的情況下,具有能進(jìn)行局部調(diào)光(dimming)的優(yōu)點(diǎn)。局部調(diào)光過程中,將背光源分割成多個區(qū)域,根據(jù)各區(qū)域的視頻信號對每個區(qū)域來控制LED發(fā)光。例如,可進(jìn)行如下控制:即,在畫面內(nèi)的較暗部分中抑制LED發(fā)光,在畫面內(nèi)的較亮部分中增強(qiáng)LED發(fā)光。由此,能降低背光源的功耗,并且提高顯示畫面的對比度。
[0004]例如,在圖10中示出現(xiàn)有的局部調(diào)光的控制例。此處,將背光源分割成8個區(qū)域,根據(jù)與各區(qū)域相對應(yīng)的視頻信號的最大灰度值,對LED的亮度進(jìn)行控制。另外,各區(qū)域的視頻信號的最大灰度值處于圖10(A)所示狀態(tài)。A~H表示區(qū)域編號,其下方的數(shù)字為各區(qū)域內(nèi)的最大灰度值。例如,局部調(diào)光所涉及的各區(qū)域的LED亮度如圖10(B)所示。即,根據(jù)各區(qū)域的視頻信號,對每個區(qū)域控制LED亮度。此處,在視頻信號的最大灰度值較低的區(qū)域中視頻較暗,因此,使LED亮度降低以減輕漏光現(xiàn)象、提高對比度,并力圖實(shí)現(xiàn)LED的低功耗化。在該情況下,各個區(qū)域中的最大亮度被限制為以占空比100%來點(diǎn)亮背光源的所有LED時的亮度(例如,450cd/m2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2009-169196號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006]如上所述,在將背光源分割成多個區(qū)域、根據(jù)各區(qū)域所對應(yīng)的視頻信號來控制LED亮度的現(xiàn)有局部調(diào)光控制中,各個區(qū)域的最大亮度被限制成以占空比100%來點(diǎn)亮背光源的所有LED時的亮度,在進(jìn)行該限制的過程中,進(jìn)行與視頻信號相對應(yīng)的LED亮度控制。因此,即使例如將明亮的視頻特意進(jìn)一步增亮來提高對比度,也會有界限。
[0007]與此相對,考慮如下方法:以電力不超過規(guī)定值的方式進(jìn)行PWM(脈沖寬度調(diào)制:Pulse Width Modulation)控制,在點(diǎn)亮LED的面積較小時局部性地施加電力,并提高峰值亮度。通過該方法,與通常的局部調(diào)光相比,能呈現(xiàn)高亮度。然而,在將該方法應(yīng)用于上述的多顯示器裝置的各監(jiān)視器的情況下,存在如下問題:即、在監(jiān)視器之間會產(chǎn)生亮度偏差。例如,假設(shè)如下情況:由圖11所示那樣的4個監(jiān)視器I?4構(gòu)成一個畫面,在該畫面中顯示黑白視頻。
[0008]圖11中,在將白色圓圈部分W的視頻信號的灰度(也稱為像素灰度)設(shè)為255、將其它黑色部分的像素灰度設(shè)為O的情況下,在監(jiān)視器1、3的畫面中,成為峰值亮度的白色圓圈部分W占整個畫面的比例較低,因此LED的點(diǎn)亮面積變小。因此,進(jìn)行控制使得局部性地施加電力來使LED較強(qiáng)地發(fā)光,白色圓圈部分W的亮度變高。另一方面,在監(jiān)視器2、4的畫面中,由于白色圓圈部分W占整個畫面的比例較高,因此LED的點(diǎn)亮面積變大。因此,進(jìn)行控制使得LED較弱地發(fā)光,白色圓圈部分W的亮度變低。通過這樣的控制,監(jiān)視器I?4中白色圓圈部分W的亮度會產(chǎn)生偏差。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的,其目的在于,在由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置中,將背光源分割成多個區(qū)域,在根據(jù)各區(qū)域所對應(yīng)的視頻信號來控制背光源的亮度時,能實(shí)現(xiàn)較高的對比感,且能抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0010]為了解決上述問題,本發(fā)明的第一技術(shù)方案是由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置,其特征在于,各個所述監(jiān)視器包括:顯示面板,該顯示面板顯示視頻信號;背光源,該背光源使用LED作為對該顯示面板進(jìn)行照明的光源;圖像解析部,該圖像解析部將該背光源分割成多個區(qū)域,并求出與每個該分割出的區(qū)域即分割區(qū)域相對應(yīng)的顯示區(qū)域的視頻的第一特征量;以及灰度控制部,該灰度控制部根據(jù)該圖像解析部求出的第一特征量,來對每個所述分割區(qū)域設(shè)定LED的第一亮度,并且對于每個所述分割區(qū)域的所述第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值在規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),計(jì)算出用于統(tǒng)一地拉伸所述第一亮度的亮度拉伸量,所述視頻顯示裝置具有控制部,該控制部在從各個所述監(jiān)視器取得的亮度拉伸量中選擇最小的最小亮度拉伸量,并將該選擇出的最小亮度拉伸量輸出至各個所述監(jiān)視器,各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于從所述控制部取得的最小亮度拉伸量,統(tǒng)一地拉伸所述第一亮度來設(shè)定每個區(qū)域的第二亮度。
[0011]第二技術(shù)方案的特征在于,在第一技術(shù)方案中,各個所述監(jiān)視器的圖像解析部基于所述分割區(qū)域的視頻信號的第一特征量來改變該分割區(qū)域所對應(yīng)的所述LED的區(qū)域的點(diǎn)亮率,通過對于所述LED的全部區(qū)域,將該LED的區(qū)域的點(diǎn)亮率進(jìn)行平均,來求出所述LED的平均點(diǎn)亮率,各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于預(yù)先與所述平均點(diǎn)亮率建立關(guān)聯(lián)的所述顯示面板的畫面上能取得的最大顯示亮度,求出所述亮度拉伸量。
[0012]第三技術(shù)方案的特征在于,在第一技術(shù)方案中,各個所述監(jiān)視器的圖像解析部求出所述視頻信號的APL,各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于預(yù)先與所述APL建立關(guān)聯(lián)的所述顯示面板的畫面上能取得的最大顯示亮度,求出所述亮度拉伸量。
[0013]第四技術(shù)方案的特征在于,在第一至第三的任一項(xiàng)技術(shù)方案中,各個所述監(jiān)視器的灰度控制部將與所述最小亮度拉伸量相對應(yīng)的一定倍率乘上所述第一亮度來設(shè)定所述第二亮度,根據(jù)該第二亮度的最大亮度來求出最大LED灰度值。
[0014]第五技術(shù)方案的特征在于,在第一至第四的任一項(xiàng)技術(shù)方案中,所述第一特征量是所述分割區(qū)域內(nèi)的視頻信號的最大灰度值。 發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明,在由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置中,將背光源分割成多個區(qū)域,在根據(jù)各區(qū)域所對應(yīng)的視頻信號來控制背光源的亮度時,增大各區(qū)域間的亮度t匕,提高對比度,并且在點(diǎn)亮背光源的面積較小時,局部性地施加電力來提高峰值亮度,并且,通過使各監(jiān)視器中的峰值部分(白色部分等)的亮度與峰值部分的亮度為最小的監(jiān)視器的亮度相一致,從而能實(shí)現(xiàn)高對比感,并能抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的畫面例的圖。
圖2是用于說明圖1所示的視頻顯示裝置的主要部分結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是用于說明監(jiān)視器的區(qū)域有源控制部中的LED亮度的設(shè)定例的圖。
圖4是用于說明電力限制控制的局部調(diào)光的控制例的圖。
圖5是表示改變LED亮度占空比時的液晶面板上的亮度的狀態(tài)的圖。
圖6表示將顯示畫面分割成8個的示例的圖。
圖7是用于說明監(jiān)視器的區(qū)域有源控制部中的LED亮度的設(shè)定例的圖。
圖8是用于說明對各監(jiān)視器分別地進(jìn)行電力限制控制時的控制例的圖。
圖9是用于說明本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的電力限制控制的控制例的圖。
圖10是用于說明現(xiàn)有的局部調(diào)光的控制的圖。
圖11是表示由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面時的畫面的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面,參照附圖,對本發(fā)明的視頻顯示裝置所涉及的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1示出了本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的畫面例。本示例的視頻顯示裝置中,由4個監(jiān)視器I?4構(gòu)成一個畫面,各監(jiān)視器I?4的顯示畫面分別被分割成A?H這8個區(qū)域。
[0018]圖2是用于說明圖1所示的視頻顯示裝置的主要部分結(jié)構(gòu)例的圖。圖2(A)是表示監(jiān)視器I的主要部分結(jié)構(gòu)例的圖,但由于其它的監(jiān)視器2?4的結(jié)構(gòu)也基本相同,因此以監(jiān)視器I為代表來進(jìn)行例示。圖中,11表示圖像處理部、121表示LED控制模塊、17表示LED背光源、18表示液晶面板。LED控制模塊121包括區(qū)域有源控制部131、LED控制部14、LED驅(qū)動器15、以及定時控制器16。此外,如圖2(B)所示,各監(jiān)視器I?4分別具有LED控制模塊121?124,LED控制模塊121?124與微機(jī)19相連接。
[0019]以下,以監(jiān)視器I為例對在各監(jiān)視器I?4中獨(dú)立地進(jìn)行電力限制控制的情況進(jìn)行說明。圖2(A)中,對圖像處理部11輸入從廣播信號分離出的視頻信號、或來自外部設(shè)備的視頻信號,并進(jìn)行與現(xiàn)有技術(shù)相同的視頻信號處理。例如,適當(dāng)?shù)貓?zhí)行IP變換、降噪、縮放處理、Y處理、白平衡調(diào)整等。此外,基于用戶設(shè)定值,調(diào)整對比度、色調(diào)等并進(jìn)行輸出。
[0020]區(qū)域有源控制部131包括圖像解析部131a、灰度控制部131b。若從圖像處理部11輸入視頻信號,則圖像解析部131a求出與每個分割區(qū)域相對應(yīng)的顯示區(qū)域的視頻的第一特征量,該分割區(qū)域是通過將LED背光源17分割成多個區(qū)域所得的區(qū)域。第一特征量例如是分割區(qū)域內(nèi)視頻信號的最大灰度值。此外,圖像解析部131a基于分割區(qū)域的視頻信號的第一特征量來改變與分割區(qū)域相對應(yīng)的LED背光源17的區(qū)域的點(diǎn)亮率,通過對于LED的所有區(qū)域,將LED的區(qū)域的點(diǎn)亮率進(jìn)行平均,來求出LED背光源17的平均點(diǎn)亮率。然后,圖像解析部131a將上述求出的每個區(qū)域的最大灰度值(第一特征量)作為LED數(shù)據(jù)輸出至灰度控制部131b,并且將LED背光源17的平均點(diǎn)亮率輸出至灰度控制部131b。
[0021]另外,在圖像解析部131a中,將表示液晶的各像素的灰度的數(shù)據(jù)作為液晶數(shù)據(jù)來輸出到灰度控制部131b。此時,液晶數(shù)據(jù)和LED數(shù)據(jù)以在作為最終輸出的LED背光源17和液晶面板18中維持同步的方式被輸出。
[0022]此外,將LED數(shù)據(jù)設(shè)為每個分割區(qū)域的視頻信號的最大灰度值,但也可以不是最大灰度值,而是例如分割區(qū)域內(nèi)的視頻信號的灰度平均值等其它的規(guī)定統(tǒng)計(jì)量。一般而言,使用區(qū)域內(nèi)的最大灰度值作為LED數(shù)據(jù),下面使用分割區(qū)域內(nèi)的最大灰度值來進(jìn)行說明。
[0023]灰度控制部131b基于從圖像解析部131a輸出的LED數(shù)據(jù)(每個分割區(qū)域的最大灰度值)及LED背光源17的平均點(diǎn)亮率進(jìn)行電力限制控制,從而確定控制LED背光源17的各LED點(diǎn)亮的控制值(下面,稱為LED灰度值)。然后,LED控制部14輸出基于灰度控制部131b所確定的LED灰度值的控制信號,LED驅(qū)動器15根據(jù)從LED控制部14輸出的控制信號,控制LED背光源17的各LED發(fā)光。
[0024]此外,灰度控制部131b基于從圖像解析部131a輸出的液晶數(shù)據(jù),確定用于控制液晶的各像素灰度的控制值(下面,稱為像素灰度值)。然后,定時控制器16輸出基于灰度控制部131b中所確定的像素灰度值的控制信號,來控制液晶面板18的各像素灰度。
[0025]此處,電力限制控制是指對于顯示畫面內(nèi)需要進(jìn)一步的亮度的區(qū)域進(jìn)一步提高背光源的亮度、提高對比度,并將背光源的LED全部點(diǎn)亮?xí)r的驅(qū)動電流的總量設(shè)為上限,在各區(qū)域中點(diǎn)亮的LED的驅(qū)動電流總量不超過該全部點(diǎn)亮?xí)r的驅(qū)動電流的總量的范圍內(nèi),增加LED的發(fā)光亮度。
[0026]LED背光源17的LED亮度可以通過PWM(脈沖寬度調(diào)制:Pulse Width Modulation)控制、或者電流控制、或者將以上兩者相組合來進(jìn)行控制。在任一情況下都控制成使得LED以希望的亮度發(fā)光。在以下示例中,以利用PWM的占空比控制作為示例進(jìn)行說明。從灰度控制部131b輸出的LED灰度值是區(qū)域有源控制部131對每個分割區(qū)域進(jìn)行LED發(fā)光控制用的值,由此來實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光。
[0027]圖3是用于說明監(jiān)視器I的區(qū)域有源控制部131中的LED亮度的設(shè)定例的圖。區(qū)域有源控制部131的灰度控制部131b基于圖3所示的控制函數(shù)(曲線)來確定LED背光源17的亮度。橫軸是LED背光源17的平均點(diǎn)亮率(窗口尺寸)。點(diǎn)亮率用來確定整體背光源的平均點(diǎn)亮率,能以全部點(diǎn)亮區(qū)域(窗口區(qū)域)與熄滅區(qū)域之比來表示。在沒有表示窗口區(qū)域的點(diǎn)亮區(qū)域的狀態(tài)下,點(diǎn)亮率為零,隨著點(diǎn)亮區(qū)域的窗口變大,點(diǎn)亮率增大,在全部點(diǎn)亮的狀態(tài)下,點(diǎn)亮率成為100%。
[0028]此處,LED背光源17由多個LED構(gòu)成,可對每個區(qū)域進(jìn)行亮度的控制。LED背光源17的每個區(qū)域的點(diǎn)亮率基于每個區(qū)域的最大灰度值,由預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算式來確定,但基本上,在高灰度的較亮的具有最大灰度值的區(qū)域中,維持使LED的亮度不下降,在低灰度的較暗的具有最大灰度值的區(qū)域,進(jìn)行使LED的亮度下降的運(yùn)算。
[0029]然后,區(qū)域有源控制部131的圖像解析部131a根據(jù)各區(qū)域的點(diǎn)亮率計(jì)算LED背光源17的整體平均點(diǎn)亮率,灰度控制部131b根據(jù)該平均點(diǎn)亮率,利用規(guī)定的運(yùn)算式、表格來計(jì)算LED背光源17的最大發(fā)光亮度的亮度拉伸量。圖3的縱軸表示最大(Max)亮度(cd/m2),即在畫面內(nèi)的整個區(qū)域中所能取得的最大灰度值時的拉伸后的最大畫面亮度。也就是說,縱軸表示畫面上的最大顯示亮度,示出了多個分割區(qū)域中能取得最大顯示亮度的區(qū)域的亮度,即,示出了包含畫面內(nèi)的窗口的區(qū)域的亮度。上述亮度拉伸量是由平均點(diǎn)亮率決定的值,最大亮度是由亮度拉伸量決定的值,因此如圖3的曲線所例示的那樣,也可以說最大亮度是根據(jù)平均點(diǎn)亮率而決定的值。
[0030]S卩,該圖3示出了控制函數(shù)的一個示例,該控制函數(shù)表示LED背光源17的平均點(diǎn)亮率與最大亮度之間的關(guān)系。關(guān)于LED背光源17整體的平均點(diǎn)亮率,在不存在點(diǎn)亮區(qū)域的狀態(tài)下,平均點(diǎn)亮率為零,在全部點(diǎn)亮的狀態(tài)下,平均點(diǎn)亮率成為100%。圖3的控制函數(shù)保存在未圖示的存儲器中,基于根據(jù)視頻信號求出的LED背光源17的平均點(diǎn)亮率來進(jìn)行參照。
[0031]此處,通過電力限制控制,將用于點(diǎn)亮LED的電力(驅(qū)動電流值的總量)設(shè)為恒定。因此,平均點(diǎn)亮率越大、能施加于一個分割區(qū)域的電力越小。在平均點(diǎn)亮率較小的范圍內(nèi)(例如,Pl?P2為止),能將電力集中于該較小的窗口,因此,在P2,各LED能以占空比100%來控制,以最大亮度A來點(diǎn)亮。另外,平均點(diǎn)亮率在Pl?P2的范圍內(nèi)時,點(diǎn)亮區(qū)域較小,因此能以最大亮度A來點(diǎn)亮,但這樣做的話會產(chǎn)生如下問題:低灰度部分也變亮,漏光變得醒目。因此,在圖3的示例中,為了降低漏光,平均點(diǎn)亮率在Pl?P2的范圍內(nèi)時,使得隨著平均點(diǎn)亮率變小,降低最大亮度。
[0032]然后,平均點(diǎn)亮率從O的狀態(tài)開始上升,若平均點(diǎn)亮率變?yōu)辄c(diǎn)P2,則最大亮度達(dá)到最大。此時的LED占空比為100% (最大亮度A)。并且,若平均點(diǎn)亮率變得比點(diǎn)P2還要高,則通過電力限制控制使能施加于各LED的電力降低,從而區(qū)域能取得的最大亮度也逐漸下降。點(diǎn)P3是整個畫面全部點(diǎn)亮?xí)r的狀態(tài),在本示例的情況下,各LED的占空比例如會降低至 36.5%o
[0033]在電力限制控制中,對于顯示畫面內(nèi)要求進(jìn)一步的亮度的區(qū)域,進(jìn)一步提高背光源亮度,并提高對比度。此處,將背光源的LED全部點(diǎn)亮?xí)r的驅(qū)動電流的總量設(shè)為上限,在各區(qū)域中點(diǎn)亮的LED的驅(qū)動電流總量不超過全部點(diǎn)亮?xí)r的驅(qū)動電流的總量的范圍內(nèi),以一定倍率來增加LED的發(fā)光亮度。
[0034]具體而言,如圖4所示,圖10(B)中對每個區(qū)域設(shè)定的LED發(fā)光亮度(第一亮度)乘上一定倍率(a倍)來提高亮度。也就是說,上述的亮度拉伸量根據(jù)該一定倍率(a倍)來確定。此時應(yīng)滿足的條件如下:各區(qū)域的驅(qū)動電流值的總量〈LED全部點(diǎn)亮?xí)r的總驅(qū)動電流值。在該情況下,一個區(qū)域中,允許超過全部點(diǎn)亮?xí)r的亮度(例如為450cd/m2),在電力有余量的范圍內(nèi),將更多的驅(qū)動電流施加于LED,使其更加明亮。通過進(jìn)行以上控制,實(shí)際上能呈現(xiàn)2?3倍的峰值亮度。該圖4中所例示的LED的發(fā)光亮度相當(dāng)于將第一亮度放大a倍后得到的第二亮度。
[0035]圖5是表示改變LED亮度占空比時的液晶面板上的亮度的狀態(tài)的圖。橫軸表示視頻信號的灰度(像素灰度),縱軸表示液晶面板上的亮度值。例如,以36.5%的占空比來控制LED背光源17的LED時,視頻信號的灰度表現(xiàn)如Tl所示。此時,液晶面板上的亮度值=(灰度值)2 2(即伽馬=2.2)。以100%的占空比來控制LED時,灰度表現(xiàn)如T2所示。即,由于LED的亮度從36.5%增大到100%,增大到約2.7倍,因此,液晶面板上的亮度值也增大到約2.7倍。此時,希望增加高亮度的明亮感的區(qū)域High和低灰度部分的區(qū)域Low的亮度都增大到大約2.7倍。
[0036]圖6表示將顯示畫面分割成8個的示例。設(shè)各分割區(qū)域編號為A?H,并表示每各個區(qū)域的視頻信號的最大灰度值。此處,將本發(fā)明的第一特征量設(shè)為每個區(qū)域的最大灰度值,但除此之外,也可使用區(qū)域內(nèi)的灰度值的平均等其它的統(tǒng)計(jì)值。本示例中,8個分割區(qū)域中的視頻信號的最大灰度值例如為64、224、160、32、128、192、192、96,最大灰度值的平均是灰度256的53%的值。即,在該情況下,上述圖3的曲線圖中,點(diǎn)P4處,相當(dāng)于平均點(diǎn)亮率(窗口尺寸)為53%。
[0037]此處,對于編號A?H的各個區(qū)域,根據(jù)區(qū)域內(nèi)的最大灰度值計(jì)算該區(qū)域的LED背光源17的LED點(diǎn)亮率。該點(diǎn)亮率能例如由LED背光源17的驅(qū)動占空比(LED duty)來表不。在該情況下,點(diǎn)売率的最大值為100%。另外,如上所述,利用PWM以及/或者電流控制來控制使得LED的亮度成為所希望的值。
[0038]在確定各區(qū)域的LED的點(diǎn)亮率時,對于最大灰度值較低的較暗區(qū)域,降低點(diǎn)亮率,以使背光源的亮度下降。作為一個示例,在視頻的灰度值由0-255的8位數(shù)據(jù)來呈現(xiàn)的情況下,在最大灰度值為128時,使背光源點(diǎn)亮率下降至(1/(255/128))2 2 = 0.217倍(21.7%)?;旧?,在較亮的高灰度的區(qū)域中,不降低背光源亮度,對于低灰度的較暗區(qū)域,則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算式來計(jì)算各區(qū)域的點(diǎn)亮率,以使背光源的亮度下降。
[0039]圖像解析部131a對根據(jù)視頻信號的最大灰度值計(jì)算得到的每個區(qū)域的背光源的點(diǎn)亮率進(jìn)行平均,計(jì)算出I幀中LED背光源17的平均點(diǎn)亮率。計(jì)算得到的畫面整體的平均點(diǎn)亮率隨著各區(qū)域中點(diǎn)亮率高的區(qū)域變多,自然變高。圖6的示例中,平均點(diǎn)亮率的實(shí)際值大約為53%。
[0040]例如在上述的圖3中,平均點(diǎn)亮率為53% (P4)時,與能取得最大亮度的區(qū)域的LED背光源17的亮度相當(dāng)?shù)腖ED的占空比為55%。即,在該畫面中平均點(diǎn)亮率為53%時,通過電力限制控制,將LED背光源17提高到相當(dāng)于55%的占空比為止。此時的占空比55%相當(dāng)于全部點(diǎn)亮(平均點(diǎn)亮率100% )時的占空比36.5%的約1.5倍。S卩,對于將LED全部點(diǎn)亮?xí)r的LED的占空比36.5%而言,平均點(diǎn)亮率為53%時,能對點(diǎn)亮LED施加電力,以使得LED的亮度成為占空比36.5%的約1.5倍的亮度。
[0041]如上所述,將平均點(diǎn)亮率53%時的一定倍率a = 1.5 (該倍率a也稱為亮度增加率或空占比增加率)乘上對每個區(qū)域設(shè)定的LED的發(fā)光亮度(第一亮度),對每個區(qū)域求出提高了峰值亮度的第二亮度。由此,以電力不超過規(guī)定值的方式來進(jìn)行PWM控制,在點(diǎn)亮面積較小時局部施加電力,提高峰值亮度,由此,與通常的局部調(diào)光相比,能呈現(xiàn)較高的亮度。
[0042]由此,灰度控制部131b根據(jù)圖像解析部131a所求得的每個分割區(qū)域的視頻信號的第一特征量,來設(shè)定每個分割區(qū)域的LED的第一亮度,并且對于每個分割區(qū)域的第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值成為規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),對第一亮度乘上一定倍率以統(tǒng)一進(jìn)行拉伸,來設(shè)定每個區(qū)域的第二亮度。另外,第一特征量例如是最大灰度值,基于LED背光源17的平均點(diǎn)亮率來確定一定倍率(亮度拉伸量)。第一亮度在圖10(B)中例示,第二亮度在圖4中例示。
[0043]此外,灰度控制部131b也可以基于視頻信號的APL (Average Picture Level:平均圖像電平)來進(jìn)行電力限制控制,以取代LED背光源17的平均點(diǎn)亮率。APL能通過利用圖像解析部131a解析視頻信號而求出。該APL是視頻信號整體灰度的平均值,因此,若視頻信號的APL較低,則LED背光源17的平均點(diǎn)亮率也較低,若視頻信號的APL較高,則LED背光源17的平均點(diǎn)亮率也較高。因此,在將圖3的橫軸設(shè)為APL的情況下,也能進(jìn)行同樣的控制。
[0044]以上,對每各個監(jiān)視器I?4獨(dú)立進(jìn)行電力限制控制的情況進(jìn)行了說明,但在假設(shè)為上述圖1那樣的視頻時,存在如下問題:即、由于電力限制控制而導(dǎo)致監(jiān)視器I?4中白色圓圈部分W的亮度發(fā)生偏差?;趫D1和圖7對此進(jìn)行說明。圖7的控制函數(shù)與圖3的控制函數(shù)相同。監(jiān)視器I?4中顯示了圖1的視頻,將白色圓圈部分W的視頻信號的像素灰度設(shè)為255,將其他的黑色部分的像素灰度設(shè)為O。監(jiān)視器1、3中成為峰值亮度的白色圓圈部分W占整個畫面的比例較低,平均點(diǎn)亮率(或者APL)分別設(shè)為rl( = 15% ), r3 (=10% )。在該情況下,LED的點(diǎn)亮面積變小,因此進(jìn)行控制使得對局部施加電力來使LED較強(qiáng)地發(fā)光,從而提高白色圓圈部分W的亮度。在圖7的示例中,監(jiān)視器I的最大亮度為bl、監(jiān)視器3的最大亮度為b3。
[0045]另一方面,監(jiān)視器2、4中成為峰值亮度的白色圓圈部分W占整個畫面的比例較高,平均點(diǎn)亮率(或者APL)分別設(shè)為r2( = 70% ),r4( = 60% )。在該情況下,由于LED的點(diǎn)亮面積變大,因此進(jìn)行控制使LED較弱地發(fā)光,從而降低白色圓圈部分W的亮度。在圖7的示例中,監(jiān)視器2的最大亮度為b2、監(jiān)視器4的最大亮度為b4。由此,監(jiān)視器I?4的最大亮度由低到高的順序?yàn)閎2、b4、b3、bl,分別根據(jù)這些最大亮度b2、b4、b3、bl來拉伸各監(jiān)視器I?4的第一亮度,因此各監(jiān)視器I?4的白色圓圈部分W的亮度產(chǎn)生偏差?;趫D8對此進(jìn)行說明。
[0046]圖8是用于說明對各監(jiān)視器I?4分別地進(jìn)行電力限制控制時的控制例的圖。與監(jiān)視器I同樣,監(jiān)視器2包括區(qū)域有源控制部132,區(qū)域有源控制部132包括圖像解析部132a、灰度控制部132b。監(jiān)視器3包括區(qū)域有源控制部133,區(qū)域有源控制部133包括圖像解析部133a、灰度控制部133b。監(jiān)視器4包括區(qū)域有源控制部134,區(qū)域有源控制部134包括圖像解析部134a、灰度控制部134b。另外,本示例中,對如下情況進(jìn)行說明:在將圖1的視頻信號顯示于各監(jiān)視器I?4中時,使用視頻信號的APL以取代LED背光源17的平均點(diǎn)亮率。
[0047]在監(jiān)視器I的情況下,由于白色圓圈部分W所占的比例較小,因此控制使得LED較強(qiáng)地發(fā)光。首先,若將圖1的視頻信號輸入至圖像解析部131a,則對該視頻信號進(jìn)行解析,根據(jù)視頻信號求出APL。在監(jiān)視器I中APL求出為15%。接著,將圖像解析部131a中求出的APL (15% )輸入至灰度控制部131b,在灰度控制部131b中,基于APL (15% )參照圖7的曲線,作為液晶面板18的畫面上能取得的最大顯示亮度,獲得最大亮度bl。
[0048]如上所述,灰度控制部131b根據(jù)圖像解析部131a所求得的每個分割區(qū)域的視頻信號的最大灰度值,來設(shè)定每個分割區(qū)域的LED的第一亮度,并且對于每個分割區(qū)域的第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值成為規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),對第一亮度乘上一定倍率以統(tǒng)一進(jìn)行拉伸,來設(shè)定每個區(qū)域的第二亮度。即,灰度控制部131b利用最大亮度bl來確定一定倍率(亮度拉伸量),并將所確定的一定倍率乘上第一亮度來設(shè)定第二亮度?;叶瓤刂撇?31b確定相當(dāng)于該第二亮度的最大亮度的最大LED灰度值,S卩,確定白色圓圈部分W的LED灰度值。另外,基于最大亮度bl時的LED占空比(即、第二亮度的最大亮度)來決定最大LED灰度值。在上述的圖7中,在最大亮度bl的情況下,最大LED灰度值為250。
[0049]通過上述方式,灰度控制部131b將白色圓圈部分W的LED灰度值設(shè)為250,峰值亮度設(shè)為255來進(jìn)行輸出。另外,在圖1的示例中,峰值亮度是白色圓圈部分W的像素灰度值,此處為255。通過進(jìn)行這種灰度控制,控制使得畫面上的最大顯示亮度成為最大亮度bl。另外,對于監(jiān)視器3,白色圓圈部分W所占比例也較小,使LED較強(qiáng)地發(fā)光,因此利用與監(jiān)視器I同樣的方法,將白色圓圈部分W的LED灰度值設(shè)為250,將峰值亮度設(shè)為255來進(jìn)行輸出。通過進(jìn)行這種灰度控制,控制使得畫面上的最大顯示亮度成為最大亮度b3。
[0050]此外,在監(jiān)視器2的情況下,白色圓圈部分W所占的比例較大,控制使得LED較弱地發(fā)光。首先,若將圖1的視頻信號輸入至圖像解析部132a,則對該視頻信號進(jìn)行解析,根據(jù)視頻信號求出APL。在監(jiān)視器2中APL求出為70%。接著,將圖像解析部132a中求出的APL (70% )輸入至灰度控制部132b,在灰度控制部132b中,基于APL (70% )參照圖7的曲線,作為液晶面板18的畫面上能取得的最大顯示亮度,獲得最大亮度b2。
[0051]然后,灰度控制部132b確定白色圓圈部分W的LED灰度值,使得畫面上的最大顯示亮度成為最大亮度b2,并輸出所確定的白色圓圈部分W的LED灰度值。具體而言,灰度控制部132b將白色圓圈部分W的LED灰度值設(shè)為100,峰值亮度設(shè)為255來進(jìn)行輸出。通過進(jìn)行這種灰度控制,控制使得畫面上的最大顯示亮度為最大亮度b2。另外,對于監(jiān)視器4,白色圓圈部分W所占比例也較大,使LED較弱地發(fā)光,因此與監(jiān)視器2同樣,將白色圓圈部分W的LED灰度值設(shè)為100,將峰值亮度設(shè)為255來進(jìn)行輸出。通過進(jìn)行這種灰度控制,控制使得畫面上的最大顯不売度為最大売度b4。
[0052]如上所述,監(jiān)視器I?4的最大亮度由低到高的順序?yàn)閎2、b4、b3、bl,各監(jiān)視器I?4的一定倍率(亮度拉伸量)產(chǎn)生偏差,白色圓圈部分W的亮度(LED灰度)變得不均勻。
[0053]本發(fā)明的主要目的在于,在由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置中,將背光源分割成多個區(qū)域,在根據(jù)與各區(qū)域相對應(yīng)的視頻信號來控制背光源的亮度時,能實(shí)現(xiàn)較高的對比感,且能抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。為此,作為其結(jié)構(gòu),各監(jiān)視器I?4的灰度控制部131b?134b根據(jù)圖像解析部131a?134a所求出的第一特征量(例如最大灰度值)來設(shè)定每個分割區(qū)域的LED的第一亮度,并且,對于每個分割區(qū)域的第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值在規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),計(jì)算出用于統(tǒng)一地拉伸第一亮度的亮度拉伸量。該亮度拉伸量(即一定倍率)能如上所述那樣根據(jù)圖7所示的最大亮度bl?b4來求出。
[0054]然后,視頻顯示裝置具備微機(jī)19,該微機(jī)19在從各監(jiān)視器I?4取得的亮度拉伸量中選擇最小的最小亮度拉伸量,并將所選擇的最小亮度拉伸量輸出至各監(jiān)視器I?4。該微機(jī)19相當(dāng)于本發(fā)明的控制部。各監(jiān)視器I?4的灰度控制部131b?134b基于從微機(jī)19獲取的最小亮度拉伸量,統(tǒng)一地拉伸第一亮度,從而對每個區(qū)域設(shè)定第二亮度。具體而言,各監(jiān)視器I?4的灰度控制部131b?134b將與從微機(jī)19取得的最小亮度拉伸量相對應(yīng)的一定倍率乘上第一亮度來設(shè)定第二亮度,并根據(jù)第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。
[0055]圖9是用于說明本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的電力限制控制的控制例的圖。各監(jiān)視器I?4的灰度控制部131b?134b從圖像解析部131a?134a輸入視頻信號的APL及峰值亮度。作為視頻信號,輸入與圖1的示例相同的視頻。另外,上述圖7的控制函數(shù)保存在未圖示的存儲器中,基于根據(jù)視頻信號求出的LED背光源17的平均點(diǎn)亮率或者視頻信號的APL來進(jìn)行參照。在本示例的情況下,輸入至監(jiān)視器I的視頻信號的APL為15%,輸入至監(jiān)視器2的視頻信號的APL為70%,輸入至監(jiān)視器3的視頻信號的APL為10%,輸入至監(jiān)視器4的視頻信號的APL是60%。這些APL與圖8的示例相同。此外,輸入至監(jiān)視器I~4的視頻信號的峰值亮度為255,是相同的。
[0056]灰度控制部131b~134b基于從圖像解析部131a~134a輸入的APL并參照圖7的控制函數(shù),按照監(jiān)視器1~4的順序來確定與4?1^15%、70%、10%、60%相對應(yīng)的最大亮度。在本示例的情況下,與圖7的示例相同,按照監(jiān)視器I~4的順序來求出最大亮度bl、b2、b3、b4,并根據(jù)這些最大亮度分別計(jì)算出亮度拉伸量b1'、b2’、b3’、b4’。微機(jī)19從各監(jiān)視器I~4取得亮度拉伸量bl’、b2’、b3’、b4’,從所取得的亮度拉伸量bl’、b2’、b3’、b4’中選擇最小的最小亮度拉伸量,并將所選擇的最小亮度拉伸量輸出至各監(jiān)視器I~4。此處,選擇與最大亮度b2相對應(yīng)的亮度拉伸量b2’。
[0057]監(jiān)視器I的灰度控制部131b根據(jù)圖像解析部131a中求出的每個分割區(qū)域的視頻信號的最大灰度值,來設(shè)定每個分割區(qū)域的LED的第一亮度。然后,灰度控制部131b對于每個分割區(qū)域的第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值在規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),將第一亮度乘上一定倍率以進(jìn)行拉伸,來設(shè)定每個區(qū)域的第二亮度。此時,灰度控制部131b將與從微機(jī)19取得的最小亮度拉伸量b2’相對應(yīng)的一定倍率乘上第一亮度來設(shè)定第二亮度,并根據(jù)第二亮度的最大值求出最大LED灰度值。
[0058]在上述的圖7中,最大亮度b2(APL70% )時,與能取得最大亮度的區(qū)域的LED背光源17的亮度相當(dāng)?shù)腖ED的占空比例如為45 %。即,在該畫面中的APL為70 %時,通過電力限制控制,將LED背光 源17提高到相當(dāng)于45%的占空比為止。此時的占空比45%是全部點(diǎn)亮(APL100% )時的占空比36.5%的大約1.2倍,因此能將上述一定倍率確定為1.2。因此,將第一亮度增加到1.2倍來設(shè)定第二亮度。
[0059]然后,灰度控制部131b將上述一定倍率(本示例中為1.2)乘上第一亮度來設(shè)定第二亮度,根據(jù)第二亮度的最大亮度來求出最大LED灰度值,這相當(dāng)于圖1所示的白色圓圈部分W的LED灰度值。在本示例的情況下,監(jiān)視器I的白色圓圈部分W的LED灰度值為100、峰值亮度為255,通過進(jìn)行這樣的灰度控制,能使監(jiān)視器I的最大顯示亮度與最大亮度b2相匹配。
[0060]對于監(jiān)視器2~4,與上述相同,灰度控制部132b~134b利用最大亮度b2來確定一定倍率(本示例中為1.2),并將所確定的一定倍率乘上第一亮度來設(shè)定第二亮度。然后,監(jiān)視器2~4的灰度控制部132b~134b與監(jiān)視器I同樣,根據(jù)第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。由此,灰度控制部132b~134b與監(jiān)視器I同樣,將白色圓圈部分W的LED灰度值確定為100。通過進(jìn)行這樣的灰度調(diào)整,能使監(jiān)視器2~4的最大顯示亮度與最大亮度b2相匹配。
[0061]如上所述,監(jiān)視器I~4中的視頻信號的峰值亮度為255,是相同的,因此各監(jiān)視器之間的最大灰度值為相同值。然后,各監(jiān)視器的第一亮度基于最大灰度值來確定,因此各監(jiān)視器之間第一亮度的最大亮度也成為相同值。監(jiān)視器I~4中,將由最大亮度b2所得的一定倍率乘上第一亮度的最大亮度,因此第二亮度的最大亮度在各監(jiān)視器I~4中相一致。然后,根據(jù)第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。其結(jié)果,在監(jiān)視器I~4中,白色圓圈部分W的LED灰度值及峰值亮度均與監(jiān)視器2的LED灰度值及峰值亮度相一致,因此能使各監(jiān)視器的最大顯不売度與最大売度b2相一致。
[0062]即,各監(jiān)視器I~4的最大顯示亮度與各監(jiān)視器的最大顯示亮度中成為最小的監(jiān)視器2的顯示亮度相匹配,從而能在各監(jiān)視器之間使亮度相一致。而且,亮度被拉伸了與最大亮度b2相對應(yīng)的亮度拉伸量,因此能實(shí)現(xiàn)高對比感,且能抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。
[0063]此處,各監(jiān)視器I~4通過電力限制控制被調(diào)整到各監(jiān)視器的最大顯示亮度。因此,為了使各監(jiān)視器的亮度相一致,需要與各監(jiān)視器的最大顯示亮度中成為最小的監(jiān)視器的顯示亮度相匹配。因此,本發(fā)明中,各監(jiān)視器的最大顯示亮度與各監(jiān)視器的最大顯示亮度中成為最小的監(jiān)視器的顯示亮度相匹配,從而在各監(jiān)視器之間,使顯示亮度相一致。
[0064]如以上所說明的那樣,根據(jù)本發(fā)明,在由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面的視頻顯示裝置中,將背光源分割成多個區(qū)域,在根據(jù)各區(qū)域所對應(yīng)的視頻信號來控制背光源的亮度時,增大各區(qū)域間的亮度比,提高對比度,并且在點(diǎn)亮背光源的面積較小時,局部性地施加電力來提高峰值亮度,并且,通過使各監(jiān)視器中的峰值部分(白色部分等)的亮度與峰值部分的亮度為最小的監(jiān)視器的亮度相一致,從而能實(shí)現(xiàn)高對比感,并能抑制各監(jiān)視器之間的亮度偏差。
標(biāo)號說明
[0065] I~4…監(jiān)視器、11...圖像處理部、121~124…LED控制模塊、131~134…區(qū)域有源控制部、131a~134a…圖像解析部、131b~134b…灰度控制部、14…LED控制部、15…LED驅(qū)動器、16…定時控制器、17…LED背光源、18...液晶面板、19…微機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種視頻顯示裝置,該視頻顯示裝置由多個監(jiān)視器構(gòu)成一個畫面,其特征在于, 各個所述監(jiān)視器包括:顯示面板,該顯示面板顯示視頻信號; 背光源,該背光源使用LED作為對該顯示面板進(jìn)行照明的光源; 圖像解析部,該圖像解析部將該背光源分割成多個區(qū)域,并求出與每個該分割出的區(qū)域即分割區(qū)域相對應(yīng)的顯示區(qū)域的視頻的第一特征量;以及 灰度控制部,該灰度控制部根據(jù)該圖像解析部求出的第一特征量,來對每個所述分割區(qū)域設(shè)定LED的第一亮度,并且對于每個所述分割區(qū)域的所述第一亮度,在LED的驅(qū)動電流的合計(jì)值在規(guī)定的允許電流值以下的范圍內(nèi),計(jì)算出用于統(tǒng)一地拉伸所述第一亮度的亮度拉伸量, 所述視頻顯示裝置具有控制部,該控制部在從各個所述監(jiān)視器取得的亮度拉伸量中選擇最小的最小亮度拉伸量,并將該選擇出的最小亮度拉伸量輸出至各個所述監(jiān)視器, 各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于從所述控制部取得的最小亮度拉伸量,統(tǒng)一地拉伸所述第一亮度來設(shè)定每個區(qū)域的第二亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置,其特征在于, 各個所述監(jiān)視器的圖像解析部基于所述分割區(qū)域的視頻信號的第一特征量來改變該分割區(qū)域所對應(yīng)的所述LED的區(qū)域的點(diǎn)亮率,通過對于所述LED的全部區(qū)域,將該LED的區(qū)域的點(diǎn)亮率進(jìn)行平均,來求出所述LED的平均點(diǎn)亮率, 各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于預(yù)先與所述平均點(diǎn)亮率建立關(guān)聯(lián)的所述顯示面板的畫面上能取得的最大顯示亮度,求出所述亮度拉伸量。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置,其特征在于, 各個所述監(jiān)視器的圖像解析部求出所述視頻信號的APL, 各個所述監(jiān)視器的灰度控制部基于預(yù)先與所述APL建立關(guān)聯(lián)的所述顯示面板的畫面上能取得的最大顯示亮度,求出所述亮度拉伸量。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置,其特征在于, 各個所述監(jiān)視器的灰度控制部將與所述最小亮度拉伸量相對應(yīng)的一定倍率乘上所述第一亮度來設(shè)定所述第二亮度,根據(jù)該第二亮度的最大亮度來求出最大LED灰度值。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置,其特征在于, 所述第一特征量是所述分割區(qū)域內(nèi)的視頻信號的最大灰度值。
【文檔編號】H04N5/66GK104011786SQ201280064480
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月26日
【發(fā)明者】小橋川誠司 申請人:夏普株式會社