JP2010175884A - 輝度レベル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シーンチェンジの少ない映像においても、輝度レベルを維持しつつ消費電力を低減可能な輝度レベル制御装置を提供する。
【解決手段】表示部５０により表示される映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御装置であって、入力された映像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出部２と、入力された映像信号に基づいて映像のシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部１と、入力された映像信号の平均輝度レベルに応じて輝度レベルを増加させるための電力オーバードライブ量を算出する電力オーバードライブ量算出部３と、電力オーバードライブ量算出部３によって算出された電力オーバードライブ量をシーンチェンジの検出時点からの経過時間に従って増減させる時間連動電力増減部２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示パネルに表示すべき映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御装置に関する。

プラズマディスプレイパネルは、マトリクス状に配列された複数個の放電セルを有している。このプラズマディスプレイパネルでは、選択された放電セルにおいてガス放電が起こり、紫外線が発生する。その紫外線で放電セル内の蛍光体が励起されることによりその放電セルが発光する。単位時間当たりの放電セルの放電回数、すなわち放電セルに印加する放電維持パルスの数を制御することにより多階調の輝度表示が可能となる。

一般に、プラズマディスプレイパネルの駆動方式としては、サブフィールド法が使用されている。サブフィールド法では、１枚の映像に相当する１フィールドを複数のサブフィールドに時間的に分割し、各サブフィールドにおける発光維持時間の比率を２のべき乗に設定し、これらのサブフィールドの組み合わせで多階調表示を行う。

例えば、８つのサブフィールドの発光維持時間の比率を１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８に設定した場合、サブフィールドの組み合わせで２５６階調を実現することが可能である。

また、主に消費電力の低減を図るために、入力映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｅａｋ Ｌｅｖｅｌ）に応じて、各サブフィールドにおける放電維持パルス数を可変に設定するというＡＢＬ（自動輝度制限：Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｌｉｍｉｔ）機能を有するプラズマディスプレイ装置が存在している。ＡＢＬ機能を有するプラズマディスプレイ装置では、平均輝度レベルに対する放電維持パルス数の関係を示す特性曲線がメモリに記憶されており、この特性曲線を参照して平均輝度レベルの検出値に応じた放電維持パルス数が決定される。

上記のプラズマディスプレイ装置では、ＡＢＬ機能により、高い平均輝度レベルが検出されたときには、各サブフィールドにおける放電維持パルス数が減少されることにより、画面全体の明るさが低減される。一方、低い平均輝度レベルが検出されたときには、各サブフィールドにおける放電維持パルス数が増加されることにより、画面全体の明るさが増加される。

ＡＢＬ機能によれば、平均輝度レベルの増加に伴う消費電力の増加が抑制される。しかしながら、ＡＢＬ特性により平均輝度レベルが変化するたびに、即座に表示映像の輝度レベルが制御されるため、不自然な輝度変化が目に付くという欠点がある。

そこでシーンチェンジ検出回路を設け、入力映像でシーンチェンジが発生したときにのみプラズマディスプレイパネルの輝度レベルを制御することにより、映像の平均輝度レベルの変化による不自然な輝度変化を抑制することができる（例えば、特許文献１を参照）。

輝度レベルの高い映像信号が入力された場合には、ＡＢＬ機能により放電維持パルス数が減少することにより消費電力が低減される。しかしながら、高輝度の映像を表示することができない。一方、ＡＢＬ機能を用いない場合には、放電維持パルス数が低減されないいので高輝度の映像を表示することはできるが、消費電力を低減することができない。このように、高い平均輝度レベルの映像信号については、高輝度と低消費電力とは両立できない。

このために、入力映像信号の平均輝度レベルを算出する算出部と、入力された映像信号に基づいて映像のシーンチェンジを検出する検出部とを備え、検出部によるシーンチェンジの検出に応答して映像信号に基づいて表示部に表示される映像の輝度レベルを増加させ、検出部によるシーンチェンジの検出時点からの経過時間に従って映像の輝度レベルを減衰させる方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２０００−３３０５０５号公報 国際公開第２００８／０６６００５号パンフレット

しかしながら、特許文献２の方法は、適度にシーンチェンジを含んだ入力映像においては効果があるものの、シーンチェンジの少ない映像や、シーンチェンジ後に長時間にわたってシーンチェンジがないシーンでは、輝度レベルの減衰した状態が長時間持続することになり映像の輝度レベルが低下するという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シーンチェンジの少ない映像においても、輝度レベルを維持しつつ消費電力を低減可能な輝度レベル制御装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の請求項１に係る輝度レベル制御装置は、表示部により表示される映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御装置であって、入力された映像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出部と、入力された映像信号に基づいて映像のシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部と、シーンチェンジ検出部によるシーンチェンジの検出に応答して表示部に表示させる映像の輝度レベルをシーンチェンジの検出時点からの経過時間に従って増減させる輝度制御部と、を備えたことを特徴とする。

このような構成により、シーンチェンジの少ない映像においても、輝度レベルを維持しつつ消費電力の低減が可能となる。

また本発明の請求項２に係る輝度レベル制御装置は、請求項１に係る輝度レベル制御装置において、輝度制御部は、平均輝度レベル算出部で算出された映像信号の平均輝度レベルに応じて輝度レベルを増加させるための電力オーバードライブ量を算出する電力オーバードライブ量算出部と、シーンチェンジ検出部によるシーンチェンジの検出時点からの時間経過に基づいて電力オーバードライブ量算出部により算出された電力オーバードライブ量を増減させる時間連動電力増減部と、時間連動電力増減部により得られた電力オーバードライブ量に基づいて表示部に表示される映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御部と、を含むことを特徴とする。

このような構成により、入力映像信号の平均輝度レベルに応じて輝度レベルを増加させる電力オーバードライブ量を設定するので、シーンチェンジの少ない映像においても、輝度レベルを維持しつつ、より効率的に消費電力の低減が可能となる。

また本発明の請求項３に係る輝度レベル制御装置は、請求項２に係る輝度レベル制御装置において、電力オーバードライブ量が予め設定された収束時間後に収束する収束電力値を設定する収束電力値設定部と、電力オーバードライブ量の電力上限値を設定する電力上限値設定部と、電力オーバードライブ量の電力下限値を設定する電力下限値設定部と、を備え、電力上限値設定部は、電力上限値を電力オーバードライブ量算出部により算出された電力オーバードライブ量から収束電力値まで、シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて減少させ、電力下限値設定部は、電力下限値をゼロから収束電力値まで、シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて増加させ、時間連動電力増減部は、電力上限値および電力下限値の間で、シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて電力オーバードライブ量を増減させることを特徴とする。

このような構成により、電力増減の振幅は収束時間をかけて徐々に減衰するためパネルを駆動するドライバ回路にかかる負担を軽減することができる。

また本発明の請求項４に係る輝度レベル制御装置は、請求項３に係る輝度レベル制御装置において、収束電力値は、平均輝度レベル算出部により算出された映像信号の平均輝度レベルに基づいて設定されることを特徴とする。

このような構成により、入力映像信号のＡＰＬ（平均輝度レベル）に応じて、収束電力値を設定するので、例えば、高ＡＰＬ（９０％付近）では、収束電力値を低く設定し、中ＡＰＬ（５０％付近）では、収束電力値を高く設定することが可能となる。これにより、一般視聴で良く使用される中ＡＰＬ（５０％付近）では、電力を投入することで、明るさ感を向上し、パネル温度の高くなる高ＡＰＬでは消費電力を抑え、温度上昇を抑制することが可能となる。

本発明によれば、シーンチェンジの少ない映像においても、輝度レベルを維持しつつ消費電力を低減可能な輝度レベル制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における輝度レベル制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように輝度レベル制御装置１００は、シーンチェンジ検出部１、平均輝度レベル算出部２、電力オーバードライブ量算出部３、ＡＢＬ回路（自動輝度制限回路）４、輝度レベル制御部５、パネル駆動コントローラ６、時間連動電力増減部２０および加算器７を含む。輝度レベル制御装置１００および表示パネル５０がプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）である表示装置を構成する。なお、請求項の輝度制御部は、本実施の形態では、電力オーバードライブ量算出部３、時間連動電力増減部２０および輝度レベル制御部５に相当する。

シーンチェンジ検出部１には、表示すべき映像を示す映像信号ＶＤが入力される。シーンチェンジ検出部１は、入力された映像信号ＶＤの映像レベルの変化に基づいて映像のシーンチェンジ（シーンの切り替わり）を検出し、シーンチェンジ検出信号ＳＤを出力する。

シーンチェンジ検出方法としては、例えば次の方法を用いることができる。画素ごとに前フレームの輝度と現フレームの輝度との差分を算出し、差分のヒストグラムを作成する。次に差分が所定値以上の画素数を求める。さらに、全画素数に対する算出された画素数の割合が所定値以上の場合にシーンチェンジがあったと判定する。なお、シーンチェンジの検出法は、上記の方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。

平均輝度レベル算出部２は、入力された映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬを算出する。ここで、平均輝度レベルとは、１画面またはその一部の映像信号の平均の輝度を表わすパラメータである。本実施の形態では平均輝度レベルＡＰＬを百分率で表現する。０％は最も低い平均輝度レベルを表わし、したがって映像は最も暗い状態にある。１００％は最も高い平均輝度レベルを表わし、したがって映像は最も明るい状態にある。

電力オーバードライブ量算出部３は、平均輝度レベル算出部２から出力される平均輝度レベルＡＰＬに基づいて電力オーバードライブ量ＯＤを算出する。電力オーバードライブ量ＯＤは、入力された映像信号ＶＤの輝度レベルよりも表示輝度レベルを増加させるための投入電力量である。表示レベルとは、実際に表示パネル５０に表示される映像の輝度の高さである。

時間連動電力増減部２０は、シーンチェンジ検出部１からのシーンチェンジ検出信号ＳＤに基づいてシーンチェンジ検出時点からの経過時間を計測し、時間経過に従って投入電力（電力オーバードライブ量）を電力オーバードライブ量算出部３により算出される電力オーバードライブ量ＯＤから増減させ、増減された投入電力を消費電力制限補正量ＰＡとして出力する。

具体的には、時間連動電力増減部２０は、平均輝度レベルに応じた電力オーバードライブ量ＯＤを算出する電力オーバードライブ量算出部３の出力を入力とし、平均輝度レベルに応じた電力のオーバードライブ量ＯＤを入力する。また、シーンチェンジ検出部１の出力を入力とし、シーンチェンジが検出された時には、設定された電力オーバードライブ量ＯＤを瞬時に投入して一定時間で徐々に電力を低下させ、投入電力がゼロになった場合、電力を徐々に増加させる。次のシーンチェンジが検出されるまで電力の増減を繰り返し行う。次のシーンチェンジが検出された場合には、再度設定された電力オーバードライブ量ＯＤを瞬時に投入し、電力の増減を繰り返すように動作する。

加算器７は、時間連動電力増減部２０から出力される消費電力制限補正量ＰＡと予め設定される基準消費電力制限値ＬＰとを加算し、加算結果を消費電力制限量ＰＬとして出力する。ここで基準消費電力制限値ＬＰとは、固定のパラメータであり、消費電力制限量ＰＬを算出するための基準となるパラメータである。

ＡＢＬ回路４は、平均輝度レベル算出部２から出力される平均輝度レベルＡＰＬおよび加算器７から出力される消費電力制限量ＰＬが与えられる。ＡＢＬ回路４は、加算器７から出力される消費電力制限量ＰＬで飽和する輝度制限特性を有する。ＡＢＬ回路４は、輝度制限特性、平均輝度レベルＡＰＬおよび消費電力制限量ＰＬに基づいて輝度制限量ＢＬを算出する。

輝度レベル制御部５は、ＡＢＬ回路４から出力される輝度制限量ＢＬに基づいて放電維持パルス数等の表示駆動条件ＢＣを決定する。パネル駆動コントローラ６は、入力される映像信号ＶＤおよび輝度レベル制御部５により決定された表示駆動条件ＢＣに基づいて表示パネル５０を駆動する。

次に、本実施の形態における輝度レベル制御装置１００の具体的な動作を図２および図３を用いて説明する。図２は、輝度レベル制御装置１００の中の時間連動電力増減部２０の具体的な回路例を示す図である。図３は、輝度レベル制御装置１００の主要部におけるタイムチャートであり、横軸に時間、縦軸に投入電力量または消費電力量を示している。

まず時間連動電力増減部２０の回路構成および動作を説明する。図２に示すように、時間連動電力増減部２０は加算カウンタ２１、２２と比較器２３、２４と、論理和回路２５、２６、２７と、減算器２８、２９を備えている。また、シーンチェンジ検出信号ＳＤおよび電力オーバードライブ量ＯＤを入力とし、消費電力制限補正量ＰＡを出力する。

加算カウンタ２１は、論理和回路２５の出力でリセットされ、入力された映像信号ＶＤのＶ同期信号をカウントする。カウント値が電力オーバードライブ量ＯＤに達するとカウントを停止する。また、加算カウンタ２１には予め設定されている電力減少時間Ｔ１が入力されており、電力減少時間Ｔ１でそのカウント値が電力オーバードライブ量ＯＤに達し、その後、論理和回路２５の出力でリセットされるまでそのカウント値を保持するように構成されている。

比較器２３には加算カウンタ２１の出力Ｂ１が一方の入力Ａに、電力オーバードライブ量ＯＤが他方の入力Ｂに入力されており、入力Ａと入力Ｂが一致すると、すなわち加算カウンタ２１の出力Ｂ１が電力オーバードライブ量ＯＤに達すると「０」を出力し、それ以外は「１」を出力する。

加算カウンタ２２は、論理和回路２７の出力でリセットされ、入力された映像信号ＶＤのＶ同期信号をカウントする。カウント値が電力オーバードライブ量ＯＤに達するとカウントを停止する。また、加算カウンタ２２には予め設定されている電力増加時間Ｔ２が入力されており、電力増加時間Ｔ２でそのカウント値が電力オーバードライブ量ＯＤに達し、その後、論理和回路２７の出力でリセットされるまでそのカウント値を保持するように構成されている。

比較器２４には加算カウンタ２２の出力Ｂ２が一方の入力Ａに、電力オーバードライブ量ＯＤが他方の入力Ｂに入力されており、入力Ａと入力Ｂが一致すると、すなわち加算カウンタ２２の出力Ｂ２が電力オーバードライブ量ＯＤに達すると「１」を出力し、それ以外は「０」を出力する。

減算器２８は加算カウンタ２１の出力Ｂ１から加算カウンタ２２の出力Ｂ２を減算して減算出力Ｂ３を出力する。減算器２９は電力オーバードライブ量ＯＤから減算出力Ｂ３を減算して消費電力制限補正量ＰＡを出力する。

なお、加算カウンタ２１、２２はともにシーンチェンジ検出信号ＳＤによりリセットされる。

次に、輝度レベル制御装置１００の具体的な動作を説明する。図３において、時刻ｔ０でシーンチェンジを検出し、時刻ｔ３で次のシーンチェンジを検出したとする。

図３（ａ）は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいて電力オーバードライブ量算出部３で算出された電力オーバードライブ量ＯＤを示す。

図３（ｂ）は、時間連動電力増減部２０内部の加算カウンタ２１の出力Ｂ１を示し、図３（ｃ）は時間連動電力増減部２０内部の加算カウンタ２２の出力Ｂ２を示す。

図３（ｂ）、（ｃ）を参照しながら加算カウンタ２１および加算カウンタ２２の動作を詳細に説明する。時刻ｔ０においてシーンチェンジが検出されるとシーンチェンジ検出信号ＳＤにより加算カウンタ２１はリセットされる。その後、電力減少時間Ｔ１経過後の時刻ｔ１までカウント（出力Ｂ１は増加）を続け、時刻ｔ１で電力オーバードライブ量ＯＤに達して、カウントが停止される。比較器２３の出力は時刻ｔ１までは「１」であるが、時刻ｔ１で「０」に変化するので、加算カウンタ２２は、時刻ｔ１でリセットが解除されてカウント（出力Ｂ２は増加）を開始し、電力増加時間Ｔ２経過後の時刻ｔ２に電力オーバードライブ量ＯＤに達する。このとき、比較器２４の出力は「０」から「１」に変化するので、加算カウンタ２１および加算カウンタ２２はともにリセットされる。その後、加算カウンタ２１は再度カウント（出力Ｂ１は増加）を開始し、次のシーンチェンジ検出時刻ｔ３でリセットされるまでカウント（出力Ｂ１は増加）を継続する。

一方、加算カウンタ２２は時刻ｔ２から時刻ｔ３まではリセット信号が入力されるためカウントは停止のままである。

次に、図３（ｄ）は、時間連動電力増減部２０内部の加算カウンタ同士の減算結果Ｂ３（＝Ｂ１−Ｂ２）を示す。減算結果Ｂ３は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは増加し、逆に時刻ｔ１から時刻ｔ２までは減少し、また時刻ｔ２から時刻ｔ３までは増加する。

図３（ｅ）は、時間連動電力増減部２０の出力ＰＡ（＝ＯＤ−Ｂ３）を示す。時間連動電力増減部２０の出力ＰＡは、図３（ｄ）の減算結果Ｂ３とは増加と減少の関係が逆になっている。

図３（ｆ）は、基準消費電力制限値ＬＰを示し、図３（ｇ）は加算器７の出力結果である消費電力制限量ＰＬ（＝ＰＡ＋ＬＰ）である。図３（ｇ）に示すように、消費電力制限量ＰＬは、シーンチェンジを検出した時刻ｔ０から次のシーンチェンジを検出する時刻ｔ３まで、電力オーバードライブ量ＯＤと基準消費電力制限値ＬＰとの間で、減少（Ｔ１期間）と増加（Ｔ２期間）を交互に繰り返す。これにより、シーンチェンジが頻繁に起こらない場合であっても、消費電力を減少しつつ、映像信号ＶＤの輝度レベルを所定のレベルに保つことができる。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態における輝度レベル制御装置２００について図４〜図６を用いて説明する。第１の実施の形態における輝度レベル制御装置１００では、消費電力制限量ＰＬは、連続するシーンチェンジの間に、電力オーバードライブ量ＯＤと基準消費電力制限値ＬＰとの間で減少と増加を繰り返すようにした。これにより、消費電力の削減と輝度レベルの向上を両立できるものの、投入電力の大幅な増減を繰り返すのでパネルを駆動するドライバ回路（図示せず）に負担がかかる。この負担を軽減するために、本実施の形態における輝度レベル制御装置２００では、投入電力（電力オーバードライブ量）の大幅な増減を繰り返すのではなく、収束電力値ＶＣと収束時間Ｔ０を予め設定しておき、収束時間Ｔ０内で投入電力の小幅な増減を繰り返しながら収束電力値ＶＣに収束させるものである。

図４は、本実施の形態における輝度レベル制御装置２００の構成を示すブロック図である。図４に示すように、輝度レベル制御装置２００は輝度レベル制御装置１００の構成に加えて収束電力値設定部１１、電力上限値設定部１２、電力下限値設定部１３、減算器１４、加算器１５、１６を備え、時間連動電力増減部２０に代えて時間連動電力増減部３０を備えている。ここで、図１と同じ構成ブロックには同じ符号を付して説明を省略する。なお、請求項の輝度制御部は、本実施の形態では、電力オーバードライブ量算出部３、収束電力値設定部１１、電力上限値設定部１２、電力下限値設定部１３、減算器１４、時間連動電力増減部３０および輝度レベル制御部５に相当する。

収束電力値設定部１１は、シーンチェンジから収束時間Ｔ０後に投入電力の収束する収束電力値ＶＣを設定する。電力上限値設定部１２は電力オーバードライブ量算出部３の出力を入力とし、投入電力の上限値Ｖｍａｘを時間経過とともに電力オーバードライブ量ＯＤから収束電力値ＶＣまで徐々に減衰させる。電力下限値設定部１３は、投入電力の下限値Ｖｍｉｎをゼロから収束電力値ＶＣになるまで徐々に増加させる。

電力上限値設定部１２の出力Ｖｍａｘと電力下限値設定部１３の出力Ｖｍｉｎの減算器１４による減算結果Ｖｍ（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）を時間連動電力増減部３０に入力し、Ｖｍの範囲内で投入電力の増減を行う。また、電力上限値設定部１２および電力下限値設定部１３は、それぞれシーンチェンジ検出部１の出力を入力とし、シーンチェンジが検出されたときにリセットされる。このリセット動作によって、電力上限値設定部１２の出力は電力オーバードライブ量算出部３の出力（ＯＤ）と同じ値に、電力下限値設定部１３の出力はゼロに設定される。

加算器１５は、電力下限値設定部１３の出力Ｖｍｉｎと基準消費電力制限値ＬＰとを加算し加算結果ＬＰＶを出力する。加算器１６は、この加算結果ＬＰＶと時間連動電力増減部３０から出力される消費電力制限補正量ＰＡとを加算して消費電力制限量ＰＬをＡＢＬ回路４に出力する。

次に、本実施の形態における輝度レベル制御装置２００の具体的な動作を図５および図６を用いて説明する。図５は、輝度レベル制御装置２００の中の時間連動電力増減部３０の具体的な回路例を示す図である。図６は輝度レベル制御装置２００の主要部におけるタイムチャートであり、横軸に時間、縦軸に投入電力量または消費電力量を示している。

まず時間連動電力増減部３０の回路構成および動作を説明する。図５に示すように、時間連動電力増減部３０は加算カウンタ３１、３２と比較器３３、３４と、論理和回路３５、３６、３７と、減算器３８、３９を備えている。各構成要素の動作は図２の対応する構成要素と同様であるので説明は省略する。なお、時間連動電力増減部３０の入力には電力オーバードライブ量ＯＤの代わりにＶｍが入力されている。

図６（ａ）は、電力オーバードライブ量ＯＤおよび収束電力値ＶＣを示す。図６（ｂ）は、電力上限値設定部１２内部のカウンタ（図示せず）の動作を示す。シーンチェンジの時刻ｔ０でカウントを開始し、収束時間Ｔ０後の時刻ｔ４にカウント値が（ＯＤ−ＶＣ）になる。その後カウント値を保持し、次のシーンチェンジの時刻ｔ３でリセットされる。

図６（ｃ）は、電力上限値Ｖｍａｘであり、電力オーバードライブ量ＯＤから図６（ｂ）を減算したものである。図６（ｄ）は電力下限値設定部１３内部のカウンタ（図示せず）の動作を示す。シーンチェンジの時刻ｔ０でカウントを開始し、収束時間Ｔ０後の時刻ｔ４にカウント値がＶＣになる。その後カウント値を保持し、次のシーンチェンジの時刻ｔ３でリセットされる。

図６（ｅ）は、図６（ｃ）の電力上限値Ｖｍａｘから図６（ｄ）の電力下限値Ｖｍｉｎを減算した減算結果Ｖｍである。図６（ｆ）は、時間連動電力増減部３０内部の加算カウンタ３１の出力Ｃ１である。加算カウンタ３１は加算カウンタ２１と基本的に同じ動作をするが、カウント値の上限が固定のＯＤではなく、図６（ｅ）に示すように徐々に減衰するＶｍである点が異なっている。カウント値が上記減算結果Ｖｍに達してから、次のリセットがかかるまで、カウントを停止し、上記減算結果Ｖｍの値を出力するように構成されている。

図６（ｇ）は、時間連動電力増減部３０内部の加算カウンタ３２の出力Ｃ２である。加算カウンタ３２は加算カウンタ２２と基本的に同じ動作をするが、カウント値の上限が固定のＯＤではなく、図６（ｅ）に示すように徐々に減衰するＶｍである点が異なっている。

図６（ｈ）は、時間連動電力増減部３０内部の減算器３８の出力Ｃ３であり、加算カウンタ３１の出力Ｃ１から、加算カウンタ３２の出力Ｃ２を減算した結果である。図６（ｉ）は、時間連動電力増減部３０の出力である消費電力制限補正量ＰＡであり、減算器３９でＶｍから減算結果Ｃ３を減算したものである。

図６（ｊ）は、図６（ｄ）の電力下限値Ｖｍｉｎに基準消費電力制限値ＬＰを加算する加算器１５の出力ＬＰＶである。時刻ｔ０での基準消費電力制限値ＬＰから収束時間Ｔ０後の時刻ｔ４に収束電力値ＶＣまで増加する。

図６（ｋ）は、消費電力制限補正量ＰＡに加算器１５の出力ＬＰＶを加算する加算器１６の出力であり消費電力制限量ＰＬである。図６（ｋ）に示すように、消費電力制限量ＰＬは、シーンチェンジ検出の時刻ｔ０から収束時間Ｔ０経過後の時刻ｔ４に収束電力値ＶＣに収束するまで、電力上限値Ｖｍａｘと電力下限値Ｖｍｉｎとの間で、減少（Ｔ１期間）と増加（Ｔ２期間）を交互に繰り返す。その後、時刻ｔ３で次のシーンチェンジを検出するまで収束電力値ＶＣの値を保持する。これにより、シーンチェンジが頻繁に起こらない場合であっても、消費電力を減少しつつ、映像信号ＶＤの輝度レベルを所定のレベルに保つことができる。さらに、電力増減の振幅は収束時間Ｔ０をかけて徐々に減衰するためパネルを駆動するドライバ回路（図示せず）にかかる負担を軽減することができる。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態における輝度レベル制御装置３００について図７、図８および図５を用いて説明する。第２の実施の形態における輝度レベル制御装置２００では、収束時間Ｔ０後の収束電力値ＶＣは入力映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬによらず一定とした。このため収束電力値ＶＣを高い値に設定し、高ＡＰＬ付近で長時間にわたってシーンチェンジがないシーンが続いた場合、パネル温度が高くなることがある。

そこで本実施の形態における輝度レベル制御装置３００では、収束時間Ｔ０後の収束電力値ＶＣを入力映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬにより最適な値に変更するようにしたものである。

図７は、本実施の形態における輝度レベル制御装置３００の構成を示すブロック図である。図７に示すように、輝度レベル制御装置３００の構成が輝度レベル制御装置２００の構成と異なる点は、収束電力値設定部１９のみであり、その他の構成および動作は図４と同じであるので、図４と同じ構成ブロックには同じ符号を付して説明を省略する。なお、請求項の輝度制御部は、本実施の形態では、電力オーバードライブ量算出部３、収束電力値設定部１９、電力上限値設定部１２、電力下限値設定部１３、減算器１４、時間連動電力増減部３０および輝度レベル制御部５に相当する。

収束電力値設定部１９には、平均輝度レベル算出部２から入力映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬが入力されており、シーンチェンジから収束時間Ｔ０後に投入電力の収束する収束電力値を平均輝度レベルＡＰＬに基づいて設定する。

次に、本実施の形態における輝度レベル制御装置３００の具体的な動作を説明する。図８は、輝度レベル制御装置３００の主要部におけるタイムチャートであり、第２の実施の形態の図６に対応する図である。以下、最初のシーンチェンジ検出時（時刻ｔ０）における映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬが５０％であり、次のシーンチェンジ検出時（時刻ｔ３）の映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬが９０％である場合を例にして説明する。

図８（ａ）は、電力オーバードライブ量ＯＤおよび２つの収束電力値ＶＣ１、ＶＣ２を示す。入力映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬが５０％の場合の収束電力値をＶＣ１、入力映像信号ＶＤの平均輝度レベルＡＰＬが９０％の場合の収束電力値をＶＣ２としている。

図８（ｂ）は、電力上限値設定部１２内部のカウンタ（図示せず）の動作を示す。最初のシーンチェンジでカウントを開始し、収束時間Ｔ０後にカウント値が（ＯＤ−ＶＣ１）になり、その後カウント値を保持する。次のシーンチェンジでカウント値がリセットされ、再度カウントを開始し、収束時間Ｔ０後に今度はカウント値が（ＯＤ−ＶＣ２）になり、その後カウント値を保持する。

図８（ｃ）は、電力上限値Ｖｍａｘであり、電力オーバードライブ量ＯＤから図８（ｂ）を減算したものである。図８（ｄ）は電力下限値設定部１３内部のカウンタ（図示せず）の動作を示す。図８（ｅ）は、図８（ｃ）の電力上限値Ｖｍａｘから図８（ｄ）の電力下限値Ｖｍｉｎを減算した減算結果Ｖｍである。図８（ｆ）は、時間連動電力増減部３０内部の加算カウンタ３１の出力Ｃ１である。加算カウンタ３１は加算カウンタ２１と基本的に同じ動作をするが、カウント値の上限が固定のＯＤではなく図８（ｅ）に示すように徐々に減衰するＶｍである点が異なっている。カウント値が上記減算結果Ｖｍに達してから、次のリセットがかかるまで、カウントを停止し、上記減算結果Ｖｍの値を出力するように構成されている。

図８（ｇ）は、時間連動電力増減部３０内部の加算カウンタ３２の出力Ｃ２である。

図８（ｈ）は、時間連動電力増減部３０内部の減算器３８の出力Ｃ３であり、加算カウンタ３１の出力Ｃ１から、加算カウンタ３２の出力Ｃ２を減算した結果である。

図８（ｉ）は、時間連動電力増減部３０の出力である消費電力制限補正量ＰＡであり、減算器３９でＶｍから減算結果Ｃ３を減算したものである。

図８（ｊ）は、図８（ｄ）の電力下限値Ｖｍｉｎに基準消費電力制限値ＬＰを加算する加算器１５の出力ＬＰＶである。最初のシーンチェンジでの消費電力制限量ＬＰから収束時間Ｔ０後に収束電力値ＶＣ１まで増加する。一方、次のシーンチェンジでの消費電力制限量ＬＰから収束時間Ｔ０後に収束電力値ＶＣ２まで増加する。

図８（ｋ）は、消費電力制限補正量ＰＡに加算器１５の出力ＬＰＶを加算する加算器１８の出力であり消費電力制限量ＰＬである。図８（ｋ）に示すように、消費電力制限量ＰＬは、最初のシーンチェンジ検出時（時刻ｔ０）から収束時間Ｔ０経過後に電力収束値ＶＣ１に収束するまで、電力上限値Ｖｍａｘと電力下限値Ｖｍｉｎとの間で、減少（Ｔ１期間）と増加（Ｔ２期間）を交互に繰り返す。その後、次のシーンチェンジを検出するまで収束電力ＶＣ１の値を維持する。

次のシーンチェンジ検出時（時刻ｔ３）から収束時間Ｔ０経過後に収束電力値ＶＣ２に収束するまで、電力上限値Ｖｍａｘと電力下限値Ｖｍｉｎとの間で、減少（Ｔ１期間）と増加（Ｔ２期間）を交互に繰り返す。その後、次のシーンチェンジを検出するまで収束電力値ＶＣ２の値を維持する。

これにより、シーンチェンジが頻繁に起こらない場合であっても、消費電力を減少しつつ、映像信号ＶＤの輝度レベルを所定のレベルに保つことができる。また、電力増減の振幅は収束時間Ｔ０をかけて徐々に減衰するためパネルを駆動するドライバ回路（図示せず）にかかる負担を軽減することができる。さらに、ＡＰＬに応じて、収束電力値を設定することにより、例えば、高ＡＰＬ（９０％付近）では、収束電力値を低く設定し、中ＡＰＬ（５０％付近）では、収束電力値を高く設定することが可能となる。これにより、一般視聴で良く使用される中ＡＰＬ（５０％付近）では、電力を投入することで、明るさ感を向上し、パネル温度の高くなる高ＡＰＬでは消費電力を抑え、温度上昇を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明の輝度レベル制御装置によれば、シーンチェンジの少ない映像や、シーンチェンジ後に長時間にわたってシーンチェンジがないシーンでも、連続するシーンチェンジの間で投入電力を増減することにより表示装置の消費電力の削減と表示映像の高輝度を両立できる。また、投入電力の増減の振幅をシーンチェンジ発生からの経過時間に従って徐々に減衰させて所定の収束電力値に収束させることにより、パネルを駆動するドライバ回路にかかる負担を軽減することができる。さらに、入力映像信号の平均輝度レベルに応じて、収束電力値を設定することにより、平均的な輝度レベルの映像で明るさ感を向上し、パネル温度の高くなる高輝度レベルの映像では消費電力を抑え、温度上昇を抑制することが可能となる。

本発明は、ＡＢＬ機能を有する表示装置において高輝度化および低消費電力化を実現するために有効に利用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態における輝度レベル制御装置の構成を示すブロック図 同輝度レベル制御装置の中の時間連動電力増減部の具体的な回路例を示す図 同輝度レベル制御装置の主要部におけるタイムチャート 本発明の第２の実施の形態における輝度レベル制御装置の構成を示すブロック図 同輝度レベル制御装置の中の時間連動電力増減部の具体的な回路例を示す図 同輝度レベル制御装置の主要部におけるタイムチャート 本発明の第３の実施の形態における輝度レベル制御装置の構成を示すブロック図 同輝度レベル制御装置の主要部におけるタイムチャート

１ シーンチェンジ検出部
２ 平均輝度レベル算出部
３ 電力オーバードライブ量算出部
４ ＡＢＬ回路
５ 輝度レベル制御部
６ パネル駆動コントローラ
７，１５，１６ 加算器
１１，１９ 収束電力値設定部
１２ 電力上限値設定部
１３ 電力下限値設定部
１４，２８，２９，３８，３９ 減算器
２０，３０ 時間連動電力制御部
２１，２２，３１，３２ 加算カウンタ
２３，２４，３３，３４ 比較器
２５，２６，２７，３５，３６，３７ 論理和回路
５０ 表示パネル
１００，２００，３００ 輝度レベル制御装置

Claims (4)

1. 表示部により表示される映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御装置であって、
   入力された映像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出部と、
   入力された映像信号に基づいて映像のシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部と、
   前記シーンチェンジ検出部によるシーンチェンジの検出に応答して前記表示部に表示させる映像の輝度レベルをシーンチェンジの検出時点からの経過時間に従って増減させる輝度制御部と、
   を備えたことを特徴とする輝度レベル制御装置。
2. 前記輝度制御部は、
   前記平均輝度レベル算出部で算出された前記映像信号の平均輝度レベルに応じて輝度レベルを増加させるための電力オーバードライブ量を算出する電力オーバードライブ量算出部と、
   前記シーンチェンジ検出部によるシーンチェンジの検出時点からの時間経過に基づいて前記電力オーバードライブ量算出部により算出された前記電力オーバードライブ量を増減させる時間連動電力増減部と、
   前記時間連動電力増減部により得られた前記電力オーバードライブ量に基づいて前記表示部に表示される映像の輝度レベルを制御する輝度レベル制御部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の輝度レベル制御装置。
3. 前記電力オーバードライブ量が予め設定された収束時間後に収束する収束電力値を設定する収束電力値設定部と、
   前記電力オーバードライブ量の電力上限値を設定する電力上限値設定部と、
   前記電力オーバードライブ量の電力下限値を設定する電力下限値設定部と、を備え、
   前記電力上限値設定部は、前記電力上限値を前記電力オーバードライブ量算出部により算出された前記電力オーバードライブ量から前記収束電力値まで、前記シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて減少させ、
   前記電力下限値設定部は、前記電力下限値をゼロから前記収束電力値まで、前記シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて増加させ、
   前記時間連動電力増減部は、前記電力上限値および前記電力下限値の間で、前記シーンチェンジの検出時点からの経過時間に基づいて前記電力オーバードライブ量を増減させることを特徴とする請求項２に記載の輝度レベル制御装置。
4. 前記収束電力値は、前記平均輝度レベル算出部により算出された映像信号の前記平均輝度レベルに基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の輝度レベル制御装置。

Images