CN101379545A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种进行多个画面显示的情况下可停止对输入视频信号的特征量的背后照明光源亮度控制的液晶显示装置。该液晶显示装置配备：显示视频的液晶板(6)、照射液晶板(6)的光源、控制该光源的背后照明单元(7)、2画面控制部(3)、以及亮度控制部(4)。亮度控制部(4)按照输入信号的特征量，对背后照明单元(7)进行背后照明光源的发光亮度的控制。亮度控制部(4)根据来自2画面控制部(3)的通知，判断为选择显示多个画面的显示模式的情况下，控制背后照明单元(7)，使得不管输入视频信号的特征量，而将背后照明光源的发光亮度保持恒定。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置；详细而言，本发明涉及使背后照明光源的发光亮度随输入视频信号变化的液晶显示装置。
背景技术
在配备按照视频信号对光源的光进行调制的液晶板和照明该液晶板用的背后照明光源的液晶显示装置中，已知通过按照输入视频信号控制背后照明光源的发光亮度来改善显示视频的质量的技术。
例如，存在：作为输入视频信号的特征量算出1帧的平均亮度级(AveragePicture Level：平均图像级，下文称为“APL”)并按照该APL调整背后照明光源的发光亮度的技术，根据输入视频信号的1帧的像素亮度级中最大亮度级、最小亮度级调整背后照明光源的发光亮度的技术，通过分析其它输入视频信号亮度级的直方图等进行背后照明光源的发光亮度调整的技术等。
例如，专利文献1揭示的液晶显示装置，用于又避免黑漂移故障、又使视觉上的对比度提高，而且再现具有光泽感的高质量视频，给收视者提供最佳画面亮度的视频。专利文献1的液晶显示装置检测出输入视频信号的APL，按照检测出的APL控制背后照明光源的发光亮度。而且，还检测出输入视频信号的峰值，按照此峰值校正背后照明光源的发光亮度控制特性。
又，专利文献2揭示的图像显示装置，使对比度的调整(信号振幅控制)与光源的发光亮度调整具有相关性，并进行光源的亮度调整，使得视觉上的平均亮度级不变，从而能改善视觉上的对比度感，而不增加光源的耗电。
专利文献1：日本国专利特开2004—258669号公报
专利文献2：日本国专利第3215400号公报
然而，进行基于以专利文献1为首的已有技术的适应视频信号的特征量(APL等)的背后照明光源发光亮度控制的情况下，存在使收视者感到不谐调的场面。可列举例如图7和图8示例的多个画面显示的场面。
例如图7那样左右划分个人计算机(PC)视频51和电视(TV)视频52这两部分进行画面显示的情况下，对双方的视频显示共用的背后照明光源进行适应双方的视频信号特征量的发光亮度控制时，往往静止图像多且因用户操作而画面急剧变化的PC视频51和活动图像为主体的TV视频52相互不良影响，不能实现最佳显示亮度。例如一方输入暗视频、而另一方输入亮视频的情况下，变成适应其中间的特征量的背后照明光源的发光亮度控制，有时使收视者感到不谐调。
又，图8那样进行在整个画面显示PC视频61而且仅在其右下的小区域显示TV视频62的2画面显示的情况下，也同样对双方的视频显示共用的背后照明光源进行适应双方的视频信号特征量的发光亮度控制时，要作对双方的视频信号特征量的发光亮度控制，则相互不良影响，从而有时使收视者感到不谐调。图8的例子中，与图7相比，双方的画面的面积差大，所以PC视频方对TV视频侧的不良影响大。
又，不是适应双方视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制，而是利用适应一方的视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制对共用的背后照明光源的发光亮度进行控制时，能对显示所述一方的视频信号的画面(例如PC视频51、61侧)适当控制显示亮度，但显示另一方的视频信号的画面(例如TV视频52、62侧)为适应所述一方的视频信号的特征量的亮度控制，所以有时使收视者感到不谐调。
这样，2画面显示时，适应一方视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制给另一方的视频信号的显示质量不良影响，而且即便是适应双方的视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制也相互不良影响，两种情况都有时使收视者感到不谐调。不仅在2画面显示时，而且在同时显示3画面或更多个画面显示的多个画面时，都产生此课题。
专利文献2记载的装置通过对副画面上显示的视频信号进行校正，减小一画面(主画面)显示的视频信号的背后照明光源发光亮度控制对另一画面(副画面)的显示亮度的影响。然而，液晶板驱动电路一般是数字电路，将视频信号作为数字数据进行处理，但数字数据的字长(位数)有限，所以视频振幅能调整的范围有限。
例如，设背后照明光源的发光亮度因适应一画面上显示的视频信号的特征量的发光亮度控制而最大可发光亮度从100％变大50％。这时，另一画面上显示的视频信号级为200(8位灰度表现中，黑0％为16，白100％为230)的情况下，需要的亮度级为(200—16)×2(100％/50％)+16＝384，但由于8位的限制，亮度值被限于255。因而，另一画面的显示亮度降低到所需亮度的约65％，显著变成暗画面。这样，专利文献2记载的装置的视频信号振幅校正中，存在不能减小适应一画面(主画面)显示的视频信号的特征量的背后照明光源发光亮度控制对另一画面(副画面)的显示亮度的影响的范围，该范围中使收视者感到不谐调。
本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置进行显示多个画面的多个画面显示的情况下，通过将对输入视频信号的特征量的背后照明光源发光亮度控制保持恒定，使得收视者不感到不谐调。
发明内容
为了解决上述课题，本申请的第1发明的液晶显示装置，配备显示视频的液晶板和照射该液晶板的光源，并按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制，其特征在于，在所述液晶板显示多个画面的情况下，无论所述输入视频信号的特征量是多少都将所述光源的发光亮度保持为恒定。
本申请的第2发明的液晶显示装置，选择所述液晶显示板显示多个画面的显示模式的情况下，无论所述输入视频信号的特征量是多少都将所述光源的发光亮度保持为恒定。
本申请的第3发明的液晶显示装置，配备显示视频的液晶板和照射该液晶板的光源，并按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制，其中，在所述液晶板显示多个画面的情况下，停止按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制的处理。
本申请的第4发明，选择所述液晶显示板显示多个画面的显示模式的情况下，停止按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制的处理。
根据本发明，进行多个画面显示的情况下，不管输入视频信号的特征量，停止照射液晶板的光源的发光亮度控制，而将画面显示亮度保持恒定，因此能防止各画面的显示亮度变动使收视者感到不谐调。
附图说明
图1是说明一本发明液晶显示装置实施方式的组成用的概略框图。
图2是说明一本发明液晶显示装置实施方式的亮度控制部内部组成用的框图。
图3是示出能用于本发明液晶显示装置的背后照明单元的组成例的图。
图4是示出另一能用于本发明液晶显示装置的背后照明单元的组成例的图。
图5是示出用于执行背后照明光源发光亮度控制时的使用亮度变换表的背后照明光源的发光亮度控制特性例的图。
图6是示出用于停止背后照明光源的发光亮度控制时的使用固定值的背后照明光源的发光亮度控制特性例的图。
图7是说明一例已有技术的适应视频信号的APL的背后照明光源发光亮度控制使收视者感到不谐调的场面用的图。
图8是说明另一例已有技术的适应视频信号的APL的背后照明光源发光亮度控制使收视者感到不谐调的场面用的图。
标号说明
1是液晶显示装置，2是视频合成部，3是2画面控制部，4是亮度控制部，5是液晶(LCD)控制器，6是液晶显示部(液晶板)，7是背后照明单元，11是APL测量部，12是滤波器，13是背后照明控制部，14是微计算机，15是亮度控制表，16是表存放存储器，30是壳体，31是荧光管，32是扩散片，41是红色光源，42是绿色光源，43是蓝色光源。
具体实施方式
图1是说明一本发明液晶显示装置实施方式的组成用的概略框图；图中，1是液晶显示装置。液晶显示装置1配备：视频合成部2、2画面控制部3、液晶(LCD)控制器5、液晶显示部(液晶板)6、包含光源的背后照明单元7。而且，本实施方式的液晶显示装置1作为其主要特征，配备背后照明光源的亮度控制部4。再者，下文说明中，基本上以2画面显示为前提进行说明，但大于等于3个的多个画面显示中也同样能用。
液晶显示装置1从调谐器和输入端子等输入输入视频信号A和输入视频信号B，将输入视频信号A和B两者送到视频合成部2，而且将输入视频信号A送到背后照明光源的亮度控制部4。此例中，取为仅按照输入视频信号A的特征量进行整个画面的背后照明光源发光亮度控制，进行说明，但即便是按照输入视频信号A、B两者的特征量执行整个画面的背后照明光源发光亮度控制的组成，也能应用。
液晶显示装置1还按照2画面控制部3指示的显示模式，选择并切换进行1画面显示或进行2画面显示，并将该显示模式的信息输出到视频合成部2和背后照明光源的亮度控制部4。2画面控制部3接收用户操作等，按照需要指示视频合成部2以切换显示模式，并将当前的显示模式(1画面显示模式或2画面显示模式)的信息送到背后照明光源的亮度控制部4。这样，2画面控制部3根据用户操作等控制是否对输入视频信号A、B作2画面显示。
背后照明光源的亮度控制部4对所输入的输入视频信号A检测出其特征量(APL等)，对背后照明单元7输出按照该特征量控制背后照明光源的发光亮度用的发光亮度控制信号。
背后照明光源的亮度控制部4根据来自2画面控制部3的显示模式的通知判断为显示1画面的显示模式的情况下，执行适应所述视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制。另一方面，背后照明光源的亮度控制部4根据来自2画面控制部3的显示模式的通知判断为选择显示2画面的显示模式的情况下，控制背后照明单元7，使得不管输入视频信号A的特征量，而将背后照明光源的发光亮度保持恒定。作为其一个例子，背后照明光源的亮度控制部4在2画面显示模式的情况下，进行例如不将发光亮度控制信号传送到背后照明单元或传送指示停止对视频信号特征量的背后照明光源发光亮度控制的发光亮度控制信号等，使适应视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制停止。
这样，本实施方式的背后照明光源的亮度控制部4按照2画面控制部3传送的当前显示模式的信息，进行适应所述视频信号的特征量的背后照明光源发光亮度控制的执行(接通)/停止(关断)。而且，只要是能作多个画面显示的组成，都可用于执行背后照明光源的亮度控制部4的这种控制。
这里“恒定”是指包含根据韦伯定律(Weber’s Law)取的即使亮度变化收视者也不能识别的范围的±1％的变动。即，背后照明光源的发光亮度为10000新烛光/米2(cd/m2)的情况下，将背后照明光源的发光亮度变动保持在9900新烛光/米2～10100新烛光/米2的范围。
视频合成部2对输入视频信号A、B在2画面显示的情况下实施合成处理和各种视频处理并调整视频，而且在1画面显示的情况下对成为对象的输入视频信号实施各种视频处理并调整视频后，送到LCD控制器5。LCD控制器5根据从视频合成部2接收的合成、调整后的视频信号控制液晶板6。液晶板6是根据LCD控制器5的控制显示视频的显示板。然后，按照背后照明光源的亮度控制部4传送的发光亮度控制信号控制照射液晶板6的背后照明光源的发光亮度。
综上所述，本实施方式中，选择2画面显示模式时，停止适应特征量的背后照明光源的发光亮度控制，从而适应一画面显示的视频信号的背后照明光源的发光亮度控制对另一画面的显示亮度无不良影响。再者，后文将阐述，本实施方式中，适应视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制为停止状态时，不管视频信号的特征量，而将背后照明光源的发光亮度保持恒定，但即便是适应视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制为停止状态，也并非连基于视频信号特征量以外的因素(例如基于亮度传感器检测结果的控制或用户操作等)的发光亮度变换都停止。
图2是示出图1的亮度控制部4的内部的框图，将输入的视频信号输出到APL测量部11。在APL测量部11测量输入的视频信号的每一帧的APL。把测量的APL送到滤波器12。APL相当于一种本发明的视频信号特征量，根据亮度控制表15的发光亮度控制特性进行适应APL的背后照明光源的发光亮度控制。
图1所示的背后照明单元7例如图3所示那样，在安装在液晶板20的背面的壳体30内，等间隔地配置细管状的多根荧光管31。而且，利用扩散片32使荧光管31发出的照明光均匀扩散。
此情况下，例如背后照明单元7包含按照从亮度控制部4的背后照明控制部13输入的背后照明亮度控制信号，将矩形波的高电位电平与低电位电平的信号期比(负载比)变化的脉宽调制输出作为调光信号输出的调光控制电路、以及接收来自调光控制电路的调光信号并产生适应该调光信号的周期和电压的交流电压且将其加在荧光管31上进行点亮驱动的逆变器(图中均未示出)。逆变器在所述调光控制电路的输出为高电位电平时动作，在低电位电平时停止，按照调光控制电路的输出负载比进行间歇动作，从而调节光源的发光亮度。
又，如图4所示，背后照明单元7也可构成在安装在液晶板20的背面的壳体30内配置红、绿、蓝这3原色组成的多色LED光源，即红色光源41、绿色光源42和蓝色光源43。能利用对各个LED光源的LED电流控制LED光源的发光亮度。而且，作为背后照明单元7，也能应用同时使用上述荧光管和LED的方式的单元。还可利用称为“旁缘型”的用导光片使来自荧光管和LED等光源的光形成面均匀的组成，对液晶板20进行照明。
图2的滤波器12在按照APL的测量值控制背后照明光源的发光亮度时，对帧间的APL变化的跟踪性，例如由多级式数字滤波器构成。
滤波器12输入APL测量部11测量的每一帧的APL，对各帧在与其过去1帧或多帧份额的APL之间，按照各自的加权进行加权平均运算，从而算出输出APL。这里，能对帧将反映过去的帧级数设定成可变，并分别对当前帧及其过去的帧(设定的级数份额)设定加权。于是，将当前帧的APL和使用级数份额的延迟帧的APL分别按照各自的加权作加权平均并输出。由此，能适当设定跟随实际APL变化的APL跟踪性。
将滤波器12输出的APL输入到背后照明控制部13。背后照明控制部13根据使用的亮度控制表(查找表)15，输出按照输入APL调整背后照明光源的发光亮度用的背后照明亮度控制信号。如上文所述，按照背后照明控制部13输出的背后照明亮度控制信号控制背后照明光源的发光亮度。
亮度控制表15是规定适应输入视频信号的1帧单位的特征量(这里为APL)的背后照明光源发光亮度的关系的表。本实施方式中，预先在ROM等表存放存储器16中存储亮度控制表15。
于是，适应输入视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制为执行状态时，按照从应显示的输入视频信号检测出的APL对使用的亮度控制表15进行读出，控制背后照明单元7的背后照明光源的发光亮度。由此，又维持显示视频的显示质量(亮度、对比度、色调层次)，又使背后照明的耗电减小。
另一方面，适应输入视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制为停止状态时，控制背后照明单元7的背后照明光源发光亮度，使得不管从应显示的输入视频信号检测出的APL，而发光亮度常恒定。由此，进行对输入视频信号的特征量的背后照明光源的发光亮度控制的情况下使收视者感到不谐调的2画面显示模式时，能停止适应输入视频信号的APL的背后照明光源的发光亮度控制，维持显示视频的显示质量。这里，停止对输入视频信号的特征量的背后照明光源发光亮度控制的情况下，使用微计算机14内或表存放存储器16等中存放的固定的发光亮度控制值。
又，将表示图1的2画面控制部3输出的显示模式的信号输入到微计算机14，微计算机14根据表示输入的显示模式的信号控制适应视频信号特征量(这里为APL)的背后照明光源发光亮度控制的执行/停止。
微计算机14在判断为1画面显示模式的情况下，执行适应所述视频信号的APL的背后照明光源的发光亮度控制。另一方面。微计算机14在判断为选择2画面显示模式的情况下，停止适应所述视频信号的APL的背后照明光源发光控制，并执行不管输入视频信号的APL，而将背后照明光源的发光亮度保持恒定的处理。
再者，本实施方式中，即便是适应视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制为停止状态，也并非连基于视频信号特征量以外的因素(例如基于亮度传感器检测结果的控制或用户操作等)的发光亮度变换都停止。
图5是示出用于执行适应视频信号特征量(这里为APL)背后照明光源发光亮度控制时的、使用亮度变换表的背后照明光源的发光亮度控制特性例的图。图5中，横轴用百分率表示APL，显示视频整个画面全黑时APL为0％，全白时APL为100％。纵轴表示背后照明光源的发光亮度比，使背后照明光源的发光亮度最亮时为100％，熄灭背后照明光源时为0％。
图5(A)、(B)所示发光亮度控制特性表示按照A所示APL低的信号区、B和C所示APL为中间级的信号区、D所示APL高的信号区改变对APL的背后照明光源发光亮度控制特性。这里将对视频信号特征量(本例中为APL)的背后照明光源发光控制特性的斜率改变的点定义为特性变换点。图5(A)中，4个区A～D的各直线的交点p1、p2、p3为特性变换点。
本实施方式将发光亮度控制特性中最低APL方存在的特性变换点p1设定在APL为10％的位置，最高APL方存在的特性变换点p3设定在APL为90％的位置。又在APL为40％的位置设定特性变换点p2。而且，将APL为10％的特性变换点p1作为背后照明光源发光亮度最大的特性变换点。
综上所述，本发明实施方式中，其特征为：将视频信号特征量(APL)极小的信号区和极大的信号区的一方或双方的背后照明光源发光亮度抑制得低，从而又维持图像质量、又使耗电减小。只要能满足这种特征，发光亮度控制特性不限于上述例子。例如，如图5(B)所示，也可在APL大于最低APL方的特性变换点p1的信号区存在背后照明光源的发光亮度值恒定的信号区q。
又，发光亮度控制特性不仅为上述线性特性，而且也可为非线性特性。发光亮度控制特性为非线性的情况下，使非线性发光亮度特性近似线性发光控制特性，并设想近似的线性发光亮度控制特性的特性变换点，从而能与上述线性发光控制特性同样地规定背后照明光源的发光亮度控制。还可使用APL越小背后照明光源的发光亮度越小的特性控制光源发光亮度，并加大视频信号的振幅，从而抑制黑飘浮，使对比度提高。
图6是示出用于停止适应视频信号特征量(这里为APL)背后照明光源发光亮度控制时的使用固定值的背后照明光源的发光亮度控制特性例的图。关于图6的曲线图的描绘方法，与图5相同。适应视频信号的APL的背后照明光源发光亮度控制停止时，发光亮度控制中使用固定值，从而发光亮度控制特性对图5的区A～D全部具有相同的亮度级。通过不管APL的值，取相同的亮度级，停止对视频信号的APL的背后照明光源发光亮度控制。
至此，已参照附图示例一本发明实施方式，上述各例中将APL用作输入视频信号的特征量，按照APL进行背后照明光源的发光亮度控制，但特征量不限于APL，也可例如利用输入视频信号的1帧的峰亮度状态(有无或多少)。
作为输入视频信号的特征量，也可使用1帧内的规定区(期间)的最大亮度级、最小亮度级、亮度分布状态(直方图)，或根据对它们进行组合而求出的视频信号特征量，将背后照明光源的发光亮度控制成可变。
又，为了执行对采用APL的视频信号特征量的背后照明光源的发光亮度控制，不必求出全部1帧的视频信号亮度级的平均值，可例如去除显示视频的端部的中央附近的视频信号的亮度级平均值，将其用作视频信号的APL。也可例如根据从广播接收信号分离并取得的体裁信息，控制门电路，去除预先设定的(将字符、标号重叠的可能性高的)画面区，仅对规定的部分区测量APL。
再者，上述发光亮度变换控制不仅对配备图3或图4所示的背后照明单元的直视型液晶显示装置能用，而且对液晶投影器那样的投影型显示装置也能用。此情况下，可通过从液晶板的背面方照射光源光进行视频显示，并按照所述发光亮度控制特性控制此光源光的发光亮度。

Claims (4)

1、一种液晶显示装置，配备显示视频的液晶板和照射该液晶板的光源，并按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制，其特征在于，
在所述液晶板显示多个画面的情况下，无论所述输入视频信号的特征量是多少都将所述光源的发光亮度保持为恒定。
2、如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于，
选择所述液晶显示板显示多个画面的显示模式的情况下，无论所述输入视频信号的特征量是多少都将所述光源的发光亮度保持为恒定。
3、一种液晶显示装置，配备显示视频的液晶板和照射该液晶板的光源，并按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制，其特征在于，
在所述液晶板显示多个画面的情况下，停止按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制的处理。
4、如权利要求3中所述的液晶显示装置，其特征在于，
选择所述液晶显示板显示多个画面的显示模式的情况下，停止按照输入视频信号的特征量对所述光源的发光亮度进行可变控制的处理。
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