亮度级别控制装置的制作方法

专利名称：亮度级别控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对显示面板上要显示的视频的亮度级别进行控制的亮度级别 控制装置。
背景技术：
等离子体显示面板具有排列成矩阵状的多个放电单元。此等离子体显示面 板在所选择的放电单元中发生气体放电，从而产生紫外线。利用该紫外线激励 放电单元内的荧光体，从而使该放电单元发光。通过控制每单位时间的放电单 元的放电次数，即施加到放电单元的放电维持脉冲的数量，从而能进行多灰度的亮度显示。一般而言，作为等离子体显示面板的驱动方式，使用子场法。子场法中将 相当于1张视频的1场在时间上划分成多个子场，并按2的幂设定各子场的发 光维持期间的比率，用这些子场的组合进行多灰度显示。例如，在将8个子场 的发光维持期间的比率设定为1:2:4:8: 16 : 32 : 64 : 128的情况下，能用子 场的组合实现256灰度。例如，专利文献l(日本国专利特开2004—4606号公报)中披露了有关子场法的技术。又，存在具有将各子场的放电维持脉冲数设定成可随输入图像信号的平均 亮度级别(APL: Average Peak Level)而变化的ABL(自动亮度限制； Automatically Brightness Limit)功能的等离子体显示装置。具有ABL功能的等 离子体显示装置中，将表示放电维持脉冲数与平均亮度级别的关系的特性曲线 存储在存储器中，参照此特性曲线来决定与平均亮度级别检测值对应的放电维 持脉冲数。上述等离子体显示装置中，利用ABL功能检测出较高的平均亮度级别时， 减少各子场中的放电维持脉冲数，从而降低整个画面的亮度。另一方面，检测 出较低的平均亮度级别时，增加各子场中的放电维持脉冲数，从而增加整个画面的亮度。例如，专利文献2(日本国专利特开2003 — 29698号公报)中披露了具有控 制等离子体显示面板的发光亮度用的ABL功能的显示控制装置。该显示控制 装置将多种特性曲线、即标准使用时的特性曲线、防止烧屏用的特性曲线和省 电用的特性曲线等保持在存储部中。用户能根据状况，从这些特性曲线中选择 任意的特性曲线。这里，说明ABL功能。图16是示出ABL功能的特性的图。另外，图17 是用于说明ABL功能的示意图。图16(a)中示出平均亮度级别APL与功耗的关系，图16(b)中示出平均亮度 级别APL与放电维持脉冲数的关系。平均亮度级别是由所输入的视频信号所 显示的视频的平均亮度级别。再者，放电维持脉冲数越多，所显示的视频的亮 度级别越高。如图16(b)所示，平均亮度级别APL低于某值的区域中，放电维持脉冲数 保持恒定，而不取决于平均亮度级别APL。此情况下，如图16(a)所示，功耗 随平均亮度级别APL的增加而增大。又，如图16(b)所示，平均亮度级别APL大于上述值的ABL动作区域中， 放电维持脉冲数随平均亮度级别APL的增加而减少。由此，如图16(a)所示， 功耗保持恒定，而不取决于平均亮度级别APL。例如，考虑提供具有较低平均亮度级别APL1的输入视频V1的情况和提 供具有较高平均亮度级别APL2的输入视频V2的情况。输入视频是指由所输 入的视频信号所显示的视频。此情况下，提供具有平均亮度级别APL2的输入视频V2时的放电维持脉 冲数相比提供具有平均亮度级别APL1的输入视频V1时的放电维持脉冲数减 少Ap。因而，提供输入视频V2时的显示视频的亮度级别低于输入视频V2的 亮度级别，这里，显示视频是指实际在画面上显示的视频。图17(a)中示出具有较低的平均 亮度级别APL1的输入视频V1。输入视频 VI内的局部区域A具有比周边区域B高的亮度级别。图17(b)中示出具有较高 的平均亮度级别APL2的输入视频V2。输入视频V2内的局部区域A具有比 周边区域C高的亮度级别。输入视频V1、 V2的局部区域A的亮度级别相等。本例中，提供输入视频V2时的显示视频的局部区域A的亮度级别低于提供输入视频V1时的显示视频的局部区域A的亮度级别。这样，即使在输入视频的亮度级别相等的情况下，显示视频的任意区域的 亮度级别也因输入视频的平均亮度级别而变化。利用ABL功能，可抑制平均亮度级别的增大带来的功耗的增加。然而， 由于每次利用ABL特性使平均亮度级别变化时，都立即控制显示视频的亮度 级别，所以存在会看到不自然的亮度变化的缺点。因此，专利文献3(日本国专利公开2000 — 330505号公报)中披露了用于使 显示视频的亮度变化不显著的亮度级别控制装置。图18是示出专利文献3所披露的现有亮度级别控制装置的结构的方框图。场景变化检测电路31根据所输入的视频信号检测出场景变化。平均亮度 级别运算电路32算出所输入的视频信号的平均亮度级别，并输出表示其结果 的平均亮度级别信号。由场景变化检测电路31检测出场景变化时，亮度级别切换电路33输出从 平均亮度级别运算电路32输出的平均亮度级别信号。另一方面，场景变化检 测电路31未检测出场景变化时，亮度级别切换电路33继续输出之前的平均亮 度级别信号，而不是用平均亮度级别运算电路32求出的平均亮度级别信号。自动亮度限制电路34根据从亮度级别切换电路33输出的平均亮度级别信 号，输出用于设定适合视频内容的亮度和视频对比度的设定数据。亮度级别控制电路35接收从自动亮度限制电路34输出的设定数据，输出 用于控制亮度和对比度的自动亮度限制数据。PDP(等离子体显示面板)驱动控 制器36根据所输入的视频信号和自动亮度限制数据，使视频显示在等离子体 显示面板上。这样，能仅在检测出场景变化时控制等离子体显示面板的亮度级别。 图19是在ABL特性上示出专利文献3所披露的亮度级别控制装置的动作 的图。图19(a)中示出平均亮度级别APL与功耗的关系，图19(b)中示出平均亮度 级别APL与放电维持脉冲数的关系。如图19(a)所示，ABL动作区域中，在检测出场景变化的情况下，放电维6持脉冲数随平均亮度级别APL的增加而减少。由此，如图19(a)所示，功耗保 持恒定，而不取决于平均亮度级别APL。在输入视频的平均亮度级别为APLa的情况下，放电维持脉冲数因ABL 的特性变成点Pa的值。考虑输入视频的平均亮度级别变化到APLb的情况。 未检测出场景变化时，放电维持脉冲数保持为与点Pa的值相同的点Pc的值， 没有变化。检测出场景变化时，放电维持脉冲数变化到小于点Pa的值的点Pd 的值。这样，仅在输入视频中检测出场景变化时，控制等离子体显示面板的亮度 级别，从而能抑制因视频的平均亮度级别的变化所造成的不自然的亮度变化。上述专利文献3所记载的亮度级别控制装置中，在输入平均亮度级别较高 的视频信号的情况下，通过利用ABL功能减少放电维持脉冲数，从而减小功 耗。然而，不能显示高亮度的视频。另一方面，不使用ABL功能的情况下，放电维持脉冲数不减少。此情况 下，能显示高亮度的视频，但不能减小功耗。这样，对较高的平均亮度级别的 视频信号而言不能兼顾高亮度化和低功耗化。发明内容本发明的目的在于提供一种能兼顾高亮度下的显示和低功耗的亮度级别 控制装置。(l)遵照本发明的一个方面的亮度级别控制装置，控制由显示部显示的视频 的亮度级别，其中具有计算部，该计算部算出所输入的视频信号的平均亮度 级别；检测部，该检测部根据所输入的视频信号检测出视频的场景变化；以及 亮度控制部，该亮度控制部对由检测部进行的场景变化的检测作出响应，根据 视频信号使显示部上所显示的视频的亮度级别增加，并随着由检测部检测出场 景变化的时刻起的时间的经过使视频的亮度级别衰减。该亮度级别控制装置中，由计算部算出所输入的视频信号的平均亮度级 别。另外，检测部根据所输入的视频信号检测出视频的场景变化。进而，亮度 控制部对场景变化的检测作出响应，并根据视频信号使显示部上所显示的视频 的亮度级别增加，随着检测出场景变化的时刻起的时间的经过使视频的亮度级别衰减。根据人的视觉特性，若在场景变化时显示高亮度级别的视频，则观看者会 感到视频具有高对比度。另一方面，在场景变化时以外，即使所显示的视频的 亮度级别较低，亮度给对于对比度的感觉带来的影响也不大。如上文所述，由于在场景变化时增加视频的亮度级别，所以观看者能明确 地识别场景变化。另外，由于在场景变化后，视频的亮度级别随着时间的经过 而衰减，所以功耗减小。 一般的视频中，视频的场景变化频度不高，所以能充 分减小平均功耗。因而，通过使亮度和功耗在时间上分散，从而能兼顾高亮度下的显示和低 功耗。(2) 亮度控制部还可包含生成部，该生成部按照由计算部算出的平均亮度 级别来生成用于使亮度级别增加的亮度过驱动量；衰减部，该衰减部根据由检 测部检测出场景变化的时刻起的时间的经过使由生成部生成的亮度过驱动量 衰减；以及亮度级别控制部，该亮度级别控制部根据由衰减部所得到的亮度过 驱动量来控制显示面板上所显示的视频的亮度级别。此情况下，生成部按照平均亮度级别来生成用于使亮度级别增加的亮度过 驱动量，衰减部根据检测出场景变化的时刻起的时间的经过使亮度过驱动量衰 减。进而，根据衰减后的亮度过驱动量来控制显示面板上所显示的视频的亮度 级别。由此，在检测出场景变化时，视频的亮度级别增加，并随着检测出场景 变化的时刻起的时间的经过，视频的亮度级别衰减。(3) 衰减部也可生成随着由检测部检测出场景变化的时刻起所经过的时间 而进行变化的衰减量，通过从由生成部生成的亮度过驱动量中减去生成的衰减 量，从而使亮度过驱动量衰减。此情况下，通过使衰减量变化从而能够容易增减视频的亮度级别。(4) 也可使由衰减部生成的衰减量和由检测部检测出场景变化的时刻起所 经过的时间成正比变化。此情况下，视频的亮度级别随检测出场景变化的时刻起所经过的时间作线 性衰减。由此，随着时间的经过，功耗逐渐减小。(5) 也可使由衰减部生成的衰减量在从由检测部检测出场景变化的时刻起经过预定时间之后，维持恒定值。此情况下，可防止亮度级别过度变低。(6) 也可使生成部在由计算部算出的平均亮度级别为第一阈值以上第二阈 值以下的情况下，生成亮度过驱动量。在平均亮度级别过高的情况下，即使不生成亮度过驱动量，也能充分显示 高亮度的视频。此情况下，由于限定生成部进行处理的平均亮度级别的范围， 所以可缓解生成部的设计条件。(7) 亮度级别控制装置还可具有第一抑制部，该第一抑制部检测出单位时间 内的场景变化数，并根据检测出的场景变化数来抑制由生成部生成的亮度过驱 动量。此情况下，根据单位时间的场景变化数来抑制亮度过驱动量，所以可防止 场景变化数多的视频中功耗大的状态持续。因而即使在频繁发生场景变化的情 况下，也能减小功耗。(8) 亮度级别控制装置还可具有第二抑制部，该第二抑制部测量亮度级别控 制装置的周边温度，并根据测量出的周边温度来抑制由生成部生成的亮度过驱动量。在频繁发生场景变化的情况下，功耗大的状态持续，从而亮度级别控制装 置的温度升高，因该影响，周边温度升高。此情况下，根据周边温度来抑制亮 度过驱动量，所以能抑制功耗的增加。另外，还能防止因亮度级别控制装置的 发热所造成的周边设备故障。(9) 亮度级别控制装置还可具有判定部，该判定部判定由所输入的视频信号 所显示的节目的分类、以及第一衰减率控制部，该第一衰减率控制部根据由判 定部判定的节目的分类来控制被衰减部衰减的亮度过驱动量的衰减率。此情况下，根据节目的分类来控制亮度过驱动量的衰减率，所以场景变化 数多的节目中，每次发生场景变化，能在短时间内减小功耗。因而，即使在频 繁发生场景变化的情况下，也能减小功耗。(10) 亮度级别控制装置还可具有衰减持续控制部，该衰减持续控制部控制 衰减部，使得亮度过驱动量从由检测部检测出场景变化的时刻开始持续衰减一 定时间。此情况下，亮度过驱动量从检测出场景变化的时刻开始、持续衰减一定时 间，所以可使功耗减小一定时间，而不取决于场景变化的频度。因而，即使在 频繁发生场景变化的情况下，也能减小功耗。
(U)亮度级别控制装置还可具有第二衰减率控制部，该第二衰减率控制部 检测出单位时间内的场景变化数，并根据检测出的场景变化数来控制被衰减部 衰减的亮度过驱动量的衰减率。
此情况下，根据单位时间内的场景变化数来控制亮度过驱动量的衰减率， 所以场景变化数多的节目中，每次发生场景变化，能在短时间内减小功耗。因 而，即使在频繁发生场景变化的情况下，也能减小功耗。
根据本发明，在场景变化时增加视频的亮度级别，所以观看者能明确地识 别场景变化。另外，在场景变化后，视频的亮度级别随着时间的经过进行衰减， 所以功耗减小。 一般的视频中，视频的场景变化频度不高，所以能充分减小平 均功耗。
因而，通过使亮度和功耗在时间上分散，能兼顾高亮度下的显示和低功耗。


图1是示出本发明的实施方式1的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图2是示出亮度过驱动量计算电路的输出特性的一个例子的图。 图3是示出ABL电路、亮度级别控制电路和PDP驱动控制器的动作特性 的图。
图4是示出实施方式1的亮度级别控制装置的动作的时序图。
图5是示出本发明的实施方式2的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图6是示出本发明的实施方式3的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图7是示出场景变化数运算电路的动作特性的图。
图8是示出本发明的实施方式4的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图9是示出温度联动控制电路的动作特性的图。
图10是示出本发明的实施方式5的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图11是示出实施方式5的亮度级别控制装置的动作的时序图。
图12是示出本发明的实施方式6的亮度级别控制装置的结构的方框图。图13是示出第6时间联动衰减电路的亮度级别控制装置的动作的时序图。
图14是示出本发明的实施方式7的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图15是示出实施方式7的亮度级别控制装置的动作的时序图。
图16是示出ABL功能的特性的图。
图17是用于说明ABL功能的示意图。
图18是示出现有亮度级别控制装置的结构的方框图。
图19是在ABL特性上示出图18的亮度级别控制装置的动作的图。
具体实施例方式
下面的实施方式中，说明显示装置为等离子体显示装置的情况，但本发明 不限于等离子体显示装置，只要具有ABL(自动亮度限制)功能，也可同样用于 阴极射线管电视机、有机EL(电致发光)显示器、FED(场致发射器件)显示器等 其它显示装置。
(l)实施方式1
图1是示出本发明实施方式1的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图1所示的亮度级别控制装置100包含场景变化检测电路1、平均亮度级 别运算电路2、亮度过驱动量计算电路3、自动亮度限制(下文称为ABL)电路4、 亮度级别控制电路5、等离子体显示面板(下文称为PDP)驱动控制器6、时间联 动衰减电路7和加法器8。亮度级别控制装置100和显示面板20构成显示装置。 本实施方式中，显示面板20是PDP。
对场景变化检测电路1输入表示要显示的视频的视频信号VD。场景变化 检测电路1根据所输入视频信号VD的视频电平的变化来检测出视频的场景变 化(场景切换)，并输出场景变化检测信号SD。
作为场景变化的检测方法，例如可使用下面的方法。对每一像素算出前一 帧的亮度与当前帧的亮度的差分，制成差分直方图。接着，求出差分为预定值 以上的像素的数量。进而，在算出的像素数相对于全部像素数的比率为预定值 以上时，判定为具有场景变化。再者，场景变化的检测方法不限于上述方法， 也可用其它方法。
平均亮度级别运算电路2算出所输入的视频信号VD的平均亮度级别APL。这里，平均亮度级别是指表示相应于1个画面或其一部分的视频信号的 平均亮度的参数。本实施方式中，用百分率表示平均亮度级别。0%表示最低 的平均亮度级别，因而视频处在最暗的状态。100%表示最高的亮度级别，因 而视频处在最亮的状态。
亮度过驱动量计算电路3根据从平均亮度级别运算电路2输出的平均亮度 级别APL算出亮度过驱动量OD。亮度过驱动量OD是使显示亮度级别相比所 输入的视频信号VD的亮度级别要增加的量。显示亮度级别是指实际在显示面 板20上显示的视频的亮度的高低。
时间联动衰减电路7根据从场景变化检测电路1输出的场景变化检测信号 SD测量检测出场景变化的时刻起所经过的时间，使从亮度过驱动量计算电路3 输出的亮度过驱动量OD随着经过的时间而衰减，将衰减后的亮度过驱动量 OD作为功耗限制校正量PA输出。
具体而言，时间联动衰减电路7生成随着检测出场景变化的时刻起所经过 时间而增加的衰减量，从亮度过驱动量OD中减去衰减量，从而输出功耗限制 校正量PA。
加法器8将从时间联动衰减电路7输出的功耗限制校正量PA与预先设定 的基准功耗限制值Lp相加，将相加的结果作为功耗限制量PL输出。这里，基 准功耗限制值Lp是固定的参数，是成为算出功耗限制量PL用的基准的参数。 对ABL电路4提供从平均亮度级别运算电路2输出的平均亮度级别APL 和从加法器8输出的功耗限制量PL。 ABL电路4具有对于从加法器8输出的 功耗限制量PL饱和的亮度限制特性。ABL电路4根据亮度限制特性、平均亮 度级别APL和功耗限制量PL算出亮度限制量BL。
亮度级别控制电路5根据从ABL电路4输出的亮度限制量BL决定放电维 持脉冲数等显示驱动条件BC。 PDP驱动控制器6根据所输入的视频信号VD 和由亮度级别控制电路5决定的显示驱动条件BC，对显示面板20进行驱动。 接着，用图2、图3和图4说明图1的亮度级别控制装置100的具体动作。 图2是示出亮度过驱动量计算电路3的输出特性的一个例子的图。 ABL功能在所输入的视频信号VD的平均亮度级别APL高于预定值时(下 文称为高平均亮度级别时)进行动作。本实施方式中，平均亮度级别为Bo/。以上时，ABL功能进行动作。如图2所示，设定亮度过驱动量计算电路3的输出特 性，使得在高平均亮度级别时(平均亮度级别为BX以上时)，亮度过驱动量OD 大于O。
又，本实施方式中，平均亮度级别APL过高时(大于AX时)，亮度过驱动 量OD变成0或接近0的值。其理由是因为平均亮度级别APL过高时，，即 使ABL功能在功耗限制较大的状态下进行动作，也能充分显示高亮度的视频。
如上所述，平均亮度级别APL小于BX， ABL功能不动作，或者平均亮 度APL大于AX时，亮度过驱动量OD为0或接近0的值；与此不同的是， 平均亮度级别APL为BX以上AX以下，ABL功能进行动作时，按照平均亮 度级别APL设定亮度过驱动量0D。
图3是示出ABL电路4、亮度级别控制电路5和PDP驱动控制器6的动 作特性的图。
图3(a)中示出平均亮度级别APL与功耗的关系，图3(b)中示出平均亮度级 别APL与放电维持脉冲数的关系。平均亮度级别APL是由所输入的视频信号 所显示的视频的平均亮度级别。再者，放电维持脉冲数越多，所显示的视频的 亮度级别越高。
高平均亮度级别的区域(ABL动作区域)中，在不进行ABL动作时，如图 3(a)的虚线ETO所示，功耗也随平均亮度级别APL的增加而线性增加。
根据本实施方式的ABL电路4，如图3(b)所示，在高平均亮度级别的区域 (ABL动作区域)中，抑制放电维持脉冲数。其结果是，如图3(a)所示，可抑制 高平均亮度级别的区域中的功耗增加。再者，图3(b)的APL1是ABL功能进 行动作的平均亮度级别APL的下限值。
接着，用图4说明本实施方式的亮度级别控制装置IOO的动作。图4是示 出实施方式1的亮度级别控制装置100的动作的时序图。
图4中的纵轴的虚线表示由场景变化检测电路1检测出场景变化的时间。
图4(a)以时间序列示出输入到平均亮度级别运算电路2的视频信号VD的 平均亮度级别APL的变化。
图4(b)以时间序列示出输入具有图4(a)的平均亮度级别APL的视频信号 VD时从亮度过驱动量计算电路3输出的亮度过驱动量OD的变化。由亮度过驱动量计算电路3根据图4(a)的平均亮度级别APL算出亮度过驱动量OD。 图4(c)示出从场景变化检测电路1输出的场景变化检测信号SD。 图4(d)以时间序列示出输入具有图4(a)的平均亮度级别APL的视频信号 VD时由时间联动衰减电路7生成的衰减量的变化。本实施方式中，衰减量对 场景变化检测信号SD的上升作出响应，从0开始随着时间的经过呈线性增加。 此后，场景变化检测信号SD上升时，衰减量复原为0后，又随着时间的经过 呈线性增加。再者，衰减量到达一定值后，将衰减量保持在任意设定的固定值。 时间联动衰减电路7输出从图4(b)的亮度过驱动量OD中减去图4(d)的衰减量 后的结果，作为功耗限制校正量PA。
图4(e)以时间序列示出输入具有图4(a)的平均亮度级别APL的视频信号 VD时从加法器8输出的功耗限制量PL的变化。从加法器8输出功耗限制校 正量PA与基准功耗限制值Lp相加的结果，作为功耗限制量PL。
ABL电路4根据图4(e)的功耗限制量PL来控制亮度限制量BL。然后， 亮度级别控制电路5根据亮度限制量BL来控制放电维持脉冲数。 进一步具体说明上述放电维持脉冲数的控制。
首先，说明在图4的时刻Tl的放电维持脉冲数的控制。时刻Tl是检测出 场景变化的时刻。在时刻T1，如图4(d)所示，衰减量为0。因而，功耗限制变 小，所以放电维持脉冲数变多，其结果是得到高亮度。
接着，说明在时刻T2的放电维持脉冲数的控制。时刻T2是从检测出场景 变化开始、经过某一时间后的时刻。在时刻T2，由于已从检测出场景变化开 始经过某一时间，所以如图4(d)所示，衰减量变大。因而，功耗限制变大，所 以放电维持脉冲数变少。此情况下，功耗减小。
图3中，例如考虑提供具有平均亮度级别APL1的输入视频VI的情况和 提供具有高于平均亮度级别APL1的平均亮度级别APL2的输入视频V2的情 况。输入视频是指由所输入的视频信号所显示的视频。
检测出场景变化时的放电维持脉冲数如图3(b)中实线PT1所示那样变大。 提供输入视频V2时的放电维持脉冲数为点P1的值。其结果是，得到高亮度。 此情况下，功耗如图3(a)中实线ET1所示那样变大。
另一方面，若从检测出场景变化时开始经过时间，则放电维持脉冲数如图3(b)中实线PT2所示那样变少。提供输入视频V2时的放电维持脉冲数为点P2 的值，亮度变低。此情况下，功耗如图3(a)中实线ET2所示那样变小。
上述例子中，如图3(a)所示，功耗因检测出场景变化起的时间的经过而减 小AP。
本实施方式的亮度级别控制装置100中，通过在场景变化时利用亮度过驱 动量过渡性地接通高功率，从而实现高亮度化。另外，在场景变化后，随着时 间的经过，功耗衰减。即，通过使亮度和功耗在时间上分散，可兼顾高亮度下 的显示和低功耗，且用户能容易识别场景变化。
尤其是在场景变化少的视频中，能随时间充分减小功耗。由于一般视频中 场景变化少的视频的比率比场景变化多的视频的比率大，所以利用本实施方式 的亮度级别控制装置100，能实线充分的高亮度化和低功耗化。
又，场景变化时平均亮度级别APL大于预定值的情况下，也能防止功耗 限制过度变小。
再者，本实施方式中，在亮度过驱动量计算电路3的输出特性中使用A% 和BX这2个阈值。例如，A-70和B-30。
一般而言，视频信号的平均亮度级别APL基本上为3()Q^ 70X。因此， 通过将亮度过驱动量计算电路3的动作范围限定在30% 70% ，而非0% 100 % ，从而使亮度过驱动量计算电路3算出亮度过驱动量OD时的平均亮度级别 APL的范围变小。由此，亮度过驱动量计算电路3的设计上的制约条件变少。 其结果是，亮度过驱动量计算电路3的设计变容易。
又，本实施方式中，亮度过驱动量计算电路3的输出特性的阈值B与作为 图3(b)所示的ABL功能的动作范围的下限值的平均亮度级别APL1 —致，但 可将阈值B设定为大于ABL功能的动作范围的下限值。此情况下，能防止虽 然平均亮度级别APL为ABL功能不动作的值，但亮度过驱动量计算电路3却 算出亮度过驱动量OD的误动作。
(2)实施方式2
图5是示出本发明实施方式2的亮度级别控制装置的结构的方框图。 图5所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100的 不同点是场景变化检测电路1根据从平均亮度级别运算电路2输出的平均亮度级别APL检测出场景变化。图5的亮度级别控制装置100的其它部分的结 构和动作与图l的亮度级别控制装置100的相应的部分的结构和动作相同，所 以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
场景变化检测电路1例如用下面的方法检测出场景变化。在前一帧的平均 亮度级别与当前帧的平均亮度级别的差分为预定值以上时，判定为存在场景变 化。或者，在过去的10张视频的平均亮度级别的方差为预定值以上时，判定 为存在场景变化。或者，过去4帧的平均亮度级别与在其之前的4帧的平均亮 度级别的差分为预定值以上时，判定为存在场景变化。也可组合上述3种方法。
本实施方式的亮度级别控制装置100中，与实施方式1的亮度级别控制装 置100相同，也能兼顾高亮度下的显示和低功耗。
(3)实施方式3
图6是示出本发明的实施方式3的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图6所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100的 不同点是还设置有场景变化数运算电路9。图6的亮度级别控制装置100的 其它部分的结构和动作与图1的亮度级别控制装置100的相应的部分的结构和 动作相同，所以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
对场景变化数运算电路9提供从场景变化检测电路1输出的场景变化检测 信号SD和从亮度过驱动量计算电路3输出的亮度过驱动量OD。
场景变化数运算电路9根据场景变化检测信号SD对单位时间内的场景变 化数迸行计数。然后，场景变化数运算电路9根据计数所得到的单位时间内的 场景变化数和预先设定的动作特性，取得亮度过驱动抑制量。
图7是示出场景变化数运算电路9的动作特性的图。
图7的动作特性示出单位时间内的场景变化数与亮度过驱动抑制量的关 系。图7的横轴表示单位时间内的场景变化数，纵轴表示亮度过驱动抑制量。 亮度过驱动抑制量随单位时间内的场景变化数增加而变大。将场景变化数与亮 度过驱动抑制量的关系预先存储在场景变化数运算电路9中。
场景变化数运算电路9通过从亮度过驱动量OD中减去亮度过驱动抑制 量，从而校正亮度过驱动量OD，并将校正后的亮度过驱动量作为校正亮度过 驱动量0DA1输出到时间联动衰减电路7。时间联动衰减电路7从校正亮度过驱动量0DA1中减去衰减量，从而输出 功耗限制校正量PA。
单位时间内的场景变化数多的情况下，功耗大的状态持续。在这种情况下， 利用场景变化数运算电路9抑制亮度过驱动量OD，使得功耗大的状态不持续。
本实施方式的亮度级别控制装置100中，在频繁发生场景变化的情况下， 能防止功耗限制小的状态持续。因而即使在频繁发生场景变化的情况下，也能 抑制功耗的增加。
(4)实施方式4
图8是示出本发明的实施方式4的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图8所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100的 不同点是还设置有温度联动控制电路10。图8的亮度级别控制装置100的其 它部分的结构和动作与图1的亮度级别控制装置100的相应的部分的结构和动 作相同，所以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
对温度联动控制电路IO提供从场景变化检测电路1输出的场景变化检测 信号SD和从亮度过驱动量计算电路3输出的亮度过驱动量OD。
温度联动控制电路10测量亮度级别控制装置100的周边温度。周边温度 例如是配置在亮度级别控制装置100的周边的耐热性低的周边设备本身的温度 或周边设备周围的温度。耐热性低的周边设备例如为电源电路或显示面板20。 而且，温度联动控制电路10根据测量出的周边温度和预先设定的动作特性， 取得亮度过驱动抑制量。
图9是示出温度联动控制电路10的动作特性的图。
图9的动作特性示出周边温度与亮度过驱动抑制量的关系。图9的横轴表 示周边温度，纵轴表示亮度过驱动抑制量。亮度过驱动抑制量随着周边温度增 加而变大。将周边温度与亮度过驱动抑制量的关系预先存储在温度联动控制电 路10中。
温度联动控制电路IO通过从亮度过驱动量OD中减去亮度过驱动抑制量， 从而校正亮度过驱动量OD，并将校正后的亮度过驱动量作为校正亮度过驱动 量ODA2输出到时间联动衰减电路7。
时间联动衰减电路7从校正亮度过驱动量ODA2中减去衰减量，从而输出功耗限制校正量PA。
在频繁发生场景变化的情况下，功耗大的状态持续，从而亮度级别控制装 置100的温度升高，因其影响使周边温度升高。在这种情况下，利用温度联动
控制电路10抑制亮度过驱动量OD，使得功耗大的状态不持续。
本实施方式的亮度级别控制装置100中，能抑制因频繁发生场景变化而造
成的功耗增加。另外，还能防止因亮度级别控制装置100的发热所造成的周边
设备故障。
(5)实施方式5
图10是示出本发明实施方式5的亮度级别控制装置的结构的方框图。
图10所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100 的不同点是还设置有节目分类电路14和衰减率决定电路12。图10的亮度级 别控制装置100的其它部分的结构和动作与图1的亮度级别控制装置100的相 应的部分的结构和动作相同，所以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
对节目分类电路11提供节目信息PI。节目信息PI是用于确定与所输入的 视频信号VD对应的节目的信息，包含广播台、频道、节目名、广播日期和时 间、节目种类(类型)等。例如从广播台定期发送节目信息PI。另外，也可通过 互联网等取得节目信息PI。例如能将EPG(电子节目表诉作节目信息PI。
节目分类电路11根据节目信息PI判定与所输入的视频信号VD对应的节 目的分类，并输出表示节目的分类的节目分类信号PC。预先根据场景变化数 的多少确定节目的分类。例如，可列举出新闻节目、体育节目、综艺节目和电 影节目等。例如，新闻节目的场景变化少，体育节目的场景变化多。
衰减率决定电路12根据从节目分类电路11输出的节目分类信号PC决定 衰减率，并输出表示所决定的衰减率的衰减率信号PR。这里，衰减率是指衰 减量相对于时间的增加比率。
此情况下，衰减率决定电路12中，对每一节目的分类根据场景变化数的 多少预先设定衰减率。例如，将新闻节目的衰减率设定得小于体育节目的衰减 率。
时间联动衰减电路7根据从衰减率决定电路12输出的衰减率信号PR决定 衰减量的衰减率。对场景变化数多的分类的节目而言，衰减量的衰减率高，对场景变化数少的分类的节目而言，衰减量的衰减率低。
然后，时间联动衰减电路7从亮度过驱动量OD中减去衰减量，从而输出 功耗限制校正量PA。
图11是示出实施方式5的亮度级别控制装置100的动作的时序图。
图ll(a)以时间序列示出输入到平均亮度级别运算电路2的视频信号VD
的平均亮度级别APL的变化。图ll(b)示出从场景变化检测电路1输出的场景
变化检测信号SD。
图ll(c)以时间序列示出从节目分类电路11输出的节目分类信号PC的变 化。本例子中，在与所输入的视频信号VD对应的节目的分类为新闻节目时， 节目分类信号PC的电平变低，而在与所输入的视频信号VD对应的节目的分 类为体育节目时，节目分类信号pc的电平变高。
图ll(d)以时间序列示出从衰减率决定电路12输出的衰减率信号PR的变 化。本例子中，节目分类信号PC的电平低时，衰减率信号PR的电平变低， 而节目分类信号PC的电平高时，衰减率信号PR的电平变高。
图ll(e)以时间序列示出由时间联动衰减电路7生成的衰减量的变化。本 例子中，衰减率信号PR的电平低时，衰减量的衰减率变低，而衰减率信号PR 的电平高时，衰减量的衰减率变高。
这样，按照根据场景变化的频度而设定的节目分类，来控制由时间联动衰 减电路7生成的衰减量的衰减率。
根据本实施方式的亮度级别控制装置100，场景变化数多的节目中，每次 发生场景变化，功耗限制量PL都在短时间内变大。由此，能抑制因频繁发生 场景变化而造成的功耗的增加。
(6)实施方式6
图12是示出本发明实施方式6的亮度级别控制装置的结构的方框图。 图12所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100 的不同点是还设置有场景变化屏蔽电路13。图12的亮度级别控制装置100 的其它部分的结构和动作与图1的亮度级别控制装置100的相应的部分的结构 和动作相同，所以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
对场景变化屏蔽电路13提供从场景变化检测电路1输出的场景变化检测
19信号SD。场景变化屏蔽电路13对场景变化检测信号SD的上升作出响应，输 出形成一定时间高电平的场景变化屏蔽信号SM。
时间联动衰减电路7生成衰减量，该衰减量随着从场景变化屏蔽电路13 输出的场景变化屏蔽信号SM的上升时刻起所经过的时间而增加。
然后，时间联动衰减电路7从亮度过驱动量OD中减去衰减量，从而输出 功耗限制校正量PA。
图13是示出第6时间联动衰减电路7的亮度级别控制装置100的动作的 时序图。
图13(a)以时间序列示出输入到平均亮度级别运算电路2的视频信号VD 的平均亮度级别APL的变化。图13(b)示出从场景变化检测电路1输出的场景 变化检测信号SD。
图13(c)以时间序列示出从场景变化屏蔽电路13输出的场景变化屏蔽信号 SM的变化。场景变化屏蔽信号SM上升成为高电平一定时间。因此，屏蔽处 在一定时间内的场景变化检测信号SD。
图13(d)以时间序列示出由时间联动衰减电路7生成的衰减量的变化。衰 减量的衰减时间TD恒定，而不取决于场景变化的频度。再者，本实施方式中，
衰减量的衰减率恒定。
这样，场景变化的频度高时，忽视一定时间内发生的场景变化，并且由时
间联动衰减电路7生成的衰减量在一定时间内增加。
根据本实施方式的亮度级别控制装置100，功耗限制量PL从检测出场景 变化的时刻开始在一定时间内增加而不取决于场景变化的频度，并忽视一定时 间内的场景变化。由此，能抑制因频繁发生场景变化而造成的功耗的增加。
(7)实施方式7
图14是示出本发明实施方式7的亮度级别控制装置的结构的方框图。 图14所示的亮度级别控制装置100与图1所示的亮度级别控制装置100 的不同点是还设置有场景变化数运算电路15。图14的亮度级别控制装置100 的其它部分的结构和动作与图1的亮度级别控制装置100的相应的部分的结构 和动作相同，所以，对相同的部分标注同一标号，省略其说明。
对场景变化数运算电路15提供从场景变化检测电路1输出的场景变化检测信号SD。
场景变化数运算电路15根据场景变化检测信号SD对单位时间内的场景变 化数进行计数。然后，场景变化数运算电路15将表示计数所得到的单位时间 内的场景变化数的场景变化数信号SN提供给时间联动衰减电路7。
时间联动衰减电路7根据从场景变化数运算电路15输出的场景变化数信 号SN决定衰减量的衰减率。单位时间内的场景变化数多时，衰减率变高，而 单位时间内的场景变化数少时，衰减率变低。
图15是示出实施方式7的亮度级别控制装置100的动作的时序图。
图15(a)以时间序列示出输入到平均亮度级别运算电路2的视频信号VD 的平均亮度级别APL的变化。图15(b)示出从场景变化检测电路1输出的场景 变化检测信号SD。
图15(c)以时间序列示出从场景变化数运算电路15输出的场景变化数信号 SN的变化。场景变化数信号SN随单位时间内的场景变化数增减。
图15(d)以时间序列示出由时间联动衰减电路7生成的衰减率的变化。衰 减率随场景变化数信号SN的电平而变化。场景变化数信号SN的电平高时， 衰减率变高，而场景变化数信号SN的电平低时，衰减率变低。
这样，单位时间内的场景变化数多时，由时间联动衰减电路7生成的衰减 量的衰减率变高。
根据本实施方式的亮度级别控制装置100，场景变化的频度高时，每次生 成场景变化，功耗限制量PL都在短时间内变大。由此，能抑制因频繁发生场 景变化而造成的功耗的增加。
(8) 其它实施方式
图6和图8的亮度级别控制装置100中，与图5的亮度级别控制装置100 相同，场景变化检测电路1也可根据由平均亮度级别运算电路2算出的平均亮 度级别APL来检测出场景变化。
又，图10、图12和图14的亮度级别控制装置100中，与图1的亮度级别 控制装置100相同，场景变化检测电路1也可根据所输入的视频信号VD检测 出场景变化。
(9) 权利要求书的各构成要素与实施方式的各部之间的对应关系下面，说明权利要求书的各构成要素与实施方式的各部之间的对应关系的 例子，但本发明不限于下述的例子。
上述实施方式中，平均亮度级别运算电路2是计算部的例子，场景变化检
测电路12是检测部的例子，亮度过驱动量计算电路3、时间联动衰减电路7 和亮度级别控制电路5是亮度控制部的例子。另外，亮度过驱动量计算电路3 是生成部的例子，时间联动衰减电路7是衰减部的例子，亮度级别控制电路5 是亮度级别控制部的例子。而且，场景变化数运算电路9是第一抑制部的例子， 温度联动控制电路IO是第二抑制部的例子，节目分类电路11是判定部的例子， 衰减率决定电路12是第一衰减率控制部的例子，场景变化屏蔽电路13是衰减 持续控制部的例子，场景变化数运算电路15是第二衰减率控制部的例子。
工业上的实用性
本发明能有效用于在具有ABL功能的显示装置中实现高亮度化和低功耗 化的目的等。
权利要求
1.一种亮度级别控制装置，控制由显示部显示的视频的亮度级别，该亮度级别控制装置的特征在于，具有计算部，该计算部算出所输入的视频信号的平均亮度级别；检测部，该检测部根据所输入的视频信号检测出视频的场景变化；以及亮度控制部，该亮度控制部对由所述检测部进行的场景变化的检测作出响应，根据视频信号使所述显示部上所显示的视频的亮度级别增加，并从所述检测部检测出场景变化的时刻起随着时间的经过使所述视频的亮度级别衰减。
2. 如权利要求1所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 所述亮度控制部包含生成部，该生成部按照由所述计算部算出的平均亮度级别来生成用于使亮 度级别增加的亮度过驱动量；衰减部，该衰减部从由所述检测部检测出场景变化的时刻起随着时间的经 过使由所述生成部生成的亮度过驱动量衰减；以及亮度级别控制部，该亮度级别控制部根据由所述衰减部所得到的亮度过驱 动量来控制所述显示面板上所显示的视频的亮度级别。
3. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 所述衰减部生成从由所述检测部检测出场景变化的时刻起随着所经过的时间而进行变化的衰减量，通过从由所述生成部生成的亮度过驱动量中减去所 述生成的衰减量来使亮度过驱动量衰减。
4. 如权利要求3所述的亮度级别控制装置，其特征在于，由所述衰减部生成的衰减量和从由所述检测部检测出场景变化的时刻起 随着所经过的时间成正比变化。
5. 如权利要求3所述的亮度级别控制装置，其特征在于，由所述衰减部生成的衰减量在从由所述检测部检测出场景变化的时刻起 经过预定时间之后维持恒定值。
6. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 所述生成部在由所述计算部算出的平均亮度级别为第一阈值以上第二阈值以下的情况下生成亮度过驱动量。
7. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 还具有第一抑制部，该第一抑制部检测出单位时间内的场景变化数，并根据检测出的场景变化数来抑制由所述生成部生成的亮度过驱动量。
8. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 还具有第二抑制部，该第二抑制部测量所述亮度级别控制装置的周边温度，并根据测量出的周边温度来抑制由所述生成部生成的亮度过驱动量。
9. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于，还具有 判定部，该判定部判定由所输入的视频信号所显示的节目的分类；以及 第一衰减率控制部，该第一衰减率控制部根据由所述判定部判定的节目的分类来控制被所述衰减部衰减的亮度过驱动量的衰减率。
10. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 还具有衰减持续控制部，该衰减持续控制部控制所述衰减部，使得亮度过驱动量从由所述检测部检测出场景变化的时刻开始持续衰减一定时间。
11. 如权利要求2所述的亮度级别控制装置，其特征在于， 还具有第二衰减率控制部，该第二衰减率控制部检测出单位时间内的场景变化数，并根据检测出的场景变化数来控制被所述衰减部衰减的亮度过驱动量 的衰减率。
全文摘要
本发明涉及一种亮度级别控制装置。场景变化检测电路(1)检测出视频的场景变化。平均亮度级别运算电路(2)算出视频信号(VD)的平均亮度级别(APL)。亮度过驱动量计算电路(3)根据平均亮度级别(APL)算出亮度过驱动量(OD)。时间联动衰减电路(7)随着检测出场景变化的时刻起所经过的时间使亮度过驱动量(OD)衰减，从而输出功耗限制校正量(PA)。加法器(8)将功耗限制校正量(PA)与基准功耗限制值(Lp)相加，并将相加的结果作为功耗限制量(PL)输出。ABL电路(4)根据亮度限制特性、平均亮度级别(APL)和功耗限制量(PL)算出亮度限制量(BL)。亮度级别控制电路(5)根据亮度限制量(BL)决定显示驱动条件(BC)。PDP驱动控制器(6)根据视频信号(VD)和显示驱动条件(BC)驱动显示面板(20)。
文档编号G09G3/288GK101542562SQ20078004366
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月26日 优先权日2006年11月27日
发明者吉成浩志, 大友隆, 山下武, 岩仓纪行, 户崎正三, 竹谷信夫 申请人:松下电器产业株式会社