(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号の輝度を調整し、この輝度調整された映像信号に基づき表示装置に前記映像信号の画像を表示するようにした輝度制御装置であって、
前記表示装置に表示される映像信号を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける映像信号の平均輝度レベルをそれぞれ検出する平均輝度レベル検出手段と、
前記平均輝度レベル検出手段にて検出された各ブロック毎の平均輝度レベルのうち、隣接するブロックにおける各平均輝度レベルを加算する平均輝度レベル加算手段と、
前記平均輝度レベル加算手段にて加算された平均輝度レベルに基づき映像信号の輝度レベルを設定する輝度レベル設定手段とを備え、
前記輝度レベル設定手段によって設定された輝度レベルの映像信号の画像を前記表示装置に表示するようにしたことを特徴とする輝度制御装置。
【請求項２】
前記映象信号を分割するブロックは、垂直方向に分割されるブロックであることを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項３】
前記輝度レベル設定手段は、前記加算された平均輝度レベルに応じて輝度レベルを段階的に可変することを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項４】
前記平均輝度レベル加算手段は、少なくとも隣接する２つのブロックにおける映像信号の平均輝度レベルを加算することを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項５】
前記平均輝度レベル加算手段は、前記加算された平均輝度レベルを前記隣接するブロック毎にそれぞれ複数算出し、前記加算された平均輝度レベルの少なくとも一つが所定の基準値よりも大きい場合に、前記輝度レベル設定手段がフレーム全体の前記輝度レベルを低下するように設定することを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項６】
映像信号を担う赤緑青の各色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記デジタル信号に変換された赤緑青の各色信号を合成する合成手段と、
前記合成手段よりの１画面分の輝度信号を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に平均輝度レベルをそれぞれ検出する平均輝度レベル検出手段と、
前記平均輝度レベル検出手段にて検出された各ブロック毎の平均輝度レベルのうち、隣接するブロックにおける各平均輝度レベルを加算する平均輝度レベル加算手段と、
前記平均輝度レベル加算手段にて加算された平均輝度レベルと所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記比較手段よりの比較結果に基づき乗算係数を設定する乗算係数設定手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段よりの各色信号と前記乗算係数設定手段にて設定された乗算係数とをそれぞれ乗算する乗算手段とを備え、
前記乗算手段より出力される赤緑青の各色信号によって映像信号を表示装置に表示するようにしたことを特徴とする輝度制御装置。
【請求項７】
前記平均輝度レベル検出手段において、輝度信号を垂直方向に分割することを特徴とする請求項６に記載の輝度制御装置。
【請求項８】
前記平均輝度レベル加算手段は、少なくとも隣接する２つのブロックにおける映像信号の平均輝度レベルを加算することを特徴とする請求項６に記載の輝度制御装置。
【請求項９】
前記平均輝度レベル加算手段は、前記加算された平均輝度レベルを前記隣接するブロック毎にそれぞれ複数算出し、前記比較手段よりの前記比較結果が前記加算された平均輝度レベルの少なくとも一つが所定の基準値よりも大きい場合に、前記乗算係数設定手段は、予め設定された乗算係数よりも小さい乗算係数を設定し、前記乗算手段は、フレーム全体に対応する前記Ａ／Ｄ変換手段よりの各色信号と、設定された前記乗算係数とをそれぞれ乗算することを特徴とする請求項６に記載の輝度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号の輝度を制御する輝度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルは、周知の如く、薄形の２次元画面表示器の１つとして近時種々の研究がなされており、その１つにメモリ機能を有する交流放電型マトリクス方式のプラズマディスプレイパネルが知られている。図４に、かかるプラズマディスプレイパネルを含む表示装置の構成を示す。
【０００３】
かかる表示装置は、入力信号としてのいわゆる複合ビデオ信号を処理する信号処理部１及び信号処理部１からの駆動信号を受けて２次元画面の表示をなす表示部２からなっている。信号処理部１においては、Ａ／Ｄ変換器３が入力複合ビデオ信号を例えば８ビットの画素データに変換する。一方、同期分離回路５によって入力複合ビデオ信号から抽出された水平及び垂直同期信号に基づいてタイミングパルス発生回路６が種々のタイミングパルスを生成する。Ａ／Ｄ変換器３は、これらのタイミングパルスに同期して作動する。
【０００４】
メモリ制御回路７は、タイミングパルス発生回路６からのタイミングパルスに同期した書き込み及び読み出しパルスをフレームメモリ８に供給してＡ／Ｄ変換器３からの画素データを順次フレームメモリ８に取り込みつつ読み出して次段の出力処理回路９へ供給する。出力処理回路９は、タイミングパルス発生回路６からのタイミングパルスに同期させてこの画素データを画素データパルス発生回路１２に供給する。プラズマディスプレイパネル１１は、列電極Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 ・・・・Ｄm-1 、Ｄm と、ｘ及びｙ一対にて１行を構成する行電極ｘ1 、ｘ2 、ｘ3 、ｘ4 …ｘn 及びｙ1 、ｙ2 、ｙ3 、ｙ4 ……ｙn-1 、ｙn とから構成されている。
【０００５】
これら列電極及び行電極は図示せぬ誘電体を挟んで構成されている。走査／維持／消去パルス発生回路１０は、タイミングパルス発生回路６からのタイミングパルスに応答して放電を開始させるための電位を有する走査パルスをプラズマディスプレイパネル１１の行電極ｘ1 〜ｘn へ印加する。
【０００６】
又、走査／維持／消去パルス発生回路１０は、タイミングパルス発生回路６からのタイミングパルスに応答して放電状態を維持するための電位を有する維持パルスを発生してプラズマディスプレイパネル１１の行電極ｙ1 〜ｙn 及び行電極ｘ1 〜ｘn にそれぞれ印加する。
【０００７】
この際、維持パルスをｘ、ｙ電極に互いにずらしたタイミングにて印加する。さらに、走査／維持／消去パルス発生回路１０は、タイミングパルス発生回路６からのタイミングパルスに応答して放電状態を停止させる放電消去パルスをプラズマディスプレイパネル１１の行電極ｘ1 〜ｘn へ印加する。一方、画素データパルス発生回路１２は、出力処理回路９から供給される各画素データに応じた画素データパルスを発生して列電極Ｄ1 〜Ｄm に印加する。読み出しタイミング回路２０は、フレームメモリ８からの読み出しタイミングをタイミングパルス発生回路６からの信号に基づいて発生する。
【０００８】
次に、かかる構成におけるプラズマディスプレイパネル１１の駆動動作について図５を参照して説明する。先ず、画素データパルス発生回路１２は、各行単位の画素データに応じた正極性の画素データパルスを列電極Ｄ1 〜Ｄm に印加する。走査／維持／消去パルス発生回路１０は、負極性の維持パルスＩＡを行電極ｙ1 〜ｙn のそれぞれに同一のタイミングにて印加する。
【０００９】
さらに、走査／維持／消去パルス発生回路１０は、負極性の維持パルスＩＢを行電極ｘ1 〜ｘn のそれぞれに同一のタイミングにて印加するとともに、負極性の走査パルスＳＰを維持パルスＩＡ及びＩＢの印加されていない期間において上述の画素データパルスの印加タイミングに同期して印加する。
【００１０】
この負極性の走査パルスＳＰと正極性の画素データパルスとが同時に印加された「行」においては、この走査パルスＳＰと画素データパルスとの電位差が放電開始電圧を越えるために放電が生じて発光する。
【００１１】
よって、走査パルスＳＰが印加されている行のみに放電発光が生じる。ここで、上述の如き放電は瞬時に終息するが、放電終了後においても所定時間の間、走査パルスＳＰ及び画素データパルスによる電位がかかっているので、上述の放電により発生した電荷は誘電体と電極との境界上に残留して壁電荷を形成する。
誘電体内にはこの壁電荷が存在するので、上述の放電開始電圧よりも低い電圧にて再度放電が生じる。
【００１２】
よって、走査パルスＳＰによる放電終了後、ｙ電極に印加される維持パルスＩＡにより再度放電が生じる。この際、この再放電も瞬時に終息してしまうが、図の如く維持パルスＩＡ及びＩＢがｘ及びｙ電極に交互に印加されるので放電が繰り返し生じて画素の発光状態が維持される。この放電の繰り返しは消去パルスＥＰがｘ電極に印加されるまで継続する。消去パルスＥＰがｘ電極に印加されると誘電体内の壁電荷が消滅し、それ以降維持パルスが印加されても放電は生じない。よって、この消去パルスＥＰの印加タイミングにより放電発光の輝度を調整することができる。
【００１３】
以上の如き動作を１行〜ｎ行にわたり順次行って画像１フィールド分の画素データを各行毎に書き込み、最終行である第ｎ行目の書き込み終了後に次のフィールドの画素データの書き込みが第１行目からなされるのである。
【００１４】
上述したようなプラズマディスプレイパネルの駆動において、従来から画像信号に従って輝度を制限するＡＢＬ（Automatic Brightness/Beam  Limiter）が用いられ、表示画面を複数ブロックに分割して各ブロックの画像の輝度信号の平均値であるＡＰＬ（Average Picture Level 平均輝度レベル）が一つでも基準値より大であるときにその画像フレーム全体の輝度を制限するように構成されていた。
【００１５】
図６を参照して従来のＡＢＬの動作を説明する。図６（ａ）に示すように輝度の階調が０〜２５５の２５６階調で、１表示画面を垂直方向に８ブロックで構成し、例えばＡＰＬ１４４を越えるとＡＢＬが働き輝度信号レベルを１／２に制御するように設定されているとする。このとき入力画像が１〜３ブロックはＡＰＬ１２８、４ブロックはＡＰＬ２００、５〜８ブロックはＡＰＬ１２８の階調をそれぞれ有しているような画像の場合、４ブロックのＡＰＬ２００がＡＰＬ１４４を越えているので、全画面の信号に対してＡＢＬが働き、各ブロックの輝度信号は図６（ｂ）に示すようなＡＰＬ表示階調となる。
すなわち、１ブロックでも基準としたＡＰＬを越えるとＡＢＬが働いてしまう。従って画面全体が暗い画面となることがしばしば発生する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の輝度制御装置では、画面上で明るいところが分散しているような画像あるいは画面上で明るいところが比較的小部分であるような画像に対してもＡＢＬが掛かり、画面全体が暗くなるという問題があった。例えば図２（ａ）や図６（ａ）に示すパターンのような画面でもＡＢＬが掛かつてしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、複数の画像分割ブロックの平均輝度レベルに基づきＡＢＬを制御することにより、局所的に明るい画像の場合はＡＢＬが掛からず画像が暗くならないような輝度制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１記載の発明は、映像信号の輝度を調整し、この輝度調整された映像信号に基づき表示装置に映像信号の画像を表示するようにした輝度制御装置であって、表示装置に表示される映像信号を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける映像信号の平均輝度レベルをそれぞれ検出する平均輝度レベル検出手段と、平均輝度レベル検出手段にて検出された各ブロック毎の平均輝度レベルのうち、隣接するブロックにおける各平均輝度レベルを加算する平均輝度レベル加算手段と、平均輝度レベル加算手段にて加算された平均輝度レベルに基づき映像信号の輝度レベルを設定する輝度レベル設定手段とを備え、輝度レベル設定手段によって設定された輝度レベルの映像僧号の画像を表示装置に表示するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の輝度制御装置であって、映象信号を分割するブロックは、垂直方向に分割されるブロックであることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の輝度制御装置であって、輝度レベル設定手段は、加算された乎均輝度レベルに応じて輝度レベルを段階的に可変することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の輝度制御装置であって、平均輝度レベル加算手段は、少なくとも隣接する２つのブロックにおける映像信号の平均輝度レベルを加算することを特徴とする。また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の輝度制御装置であって、平均輝度レベル加算手段は、加算された平均輝度レベルを隣接するブロック毎にそれぞれ複数算出し、加算された平均輝度レベルの少なくとも一つが所定の基準値よりも大きい場合に、輝度レベル設定手段がフレーム全体の輝度レベルを低下するように設定することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、映像信号を担う赤緑青の各色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル信号に変換された赤緑青の各色信号を合成する合成手段と、前記合成手段よりの１画面分の輝度信号を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に平均輝度レベルをそれぞれ検出する平均輝度レベル検出手段と、前記平均輝度レベル検出手段にて検出された各ブロック毎の平均輝度レベルのうち、隣接するブロックにおける各平均輝度レベルを加算する平均輝度レベル加算手段と、前記平均輝度レベル加算手段にて加算された平均輝度レベルと所定の基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段よりの比較結果に基づき乗算係数を設定する乗算係数設定手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段よりの各色信号と前記乗算係数設定手段にて設定された乗算係数とをそれぞれ乗算する乗算手段とを備え、前記乗算手段より出力される赤緑青の各色信号によって映像信号を表示装置に表示するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の輝度制御装置であって、平均輝度レベル検出手段において、輝度信号を垂直方向に分割することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の輝度制御装置であって、平均輝度レベル加算手段は、少なくとも隣接する２つのブロックにおける映像信号の平均輝度レベルを加算することを特徴とする。また、請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の輝度制御装置であって、平均輝度レベル加算手段は、加算された平均輝度レベルを隣接するブロック毎にそれぞれ複数算出し、比較手段よりの比較結果が加算された平均輝度レベルの少なくとも一つが所定の基準値よりも大きい場合に、乗算係数設定手段は、予め設定された乗算係数よりも小さい乗算係数を設定し、乗算手段は、フレーム全体に対応するＡ／Ｄ変換手段よりの各色信号と、設定された乗算係数とをそれぞれ乗算することを特徴とする。
【００２５】
【作用】
本発明によれば、複数の画像分割ブロックの平均輝度レベルに基づきＡＢＬを制御するようにしたので、局所的に明るい画像の場合はＡＢＬが掛からず画像が暗くならないような輝度制御装置を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態によるＡＢＬの構成を示すブロック図である。
図１において、１０１、１０２、１０３は映像信号を担う赤緑青の各色に対応するＲＧＢのアナログ色信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１０４はＡ／Ｄ変換器１０１、１０２、１０３よりの信号を合成する合成回路、１０５は合成回路１０４よりの出力からＡＰＬを算出するＡＰＬ算出回路、１０７はＡＰＬ加算回路１０６よりのＡＰＬと基準値発生器１０８の基準値とを比較する比較回路、１０９は比較回路１０７よりの比較結果に基づき乗算係数を設定する乗算係数設定回路、１１０、１１１、１１２はそれぞれＡ／Ｄ変換器１０１、１０２、１０３よりのＲＧＢ信号と乗算係数設定回路１０９よりの乗算係数とを乗算する乗算器である。
【００２７】
以上の構成において、図１、図２とともに動作を説明する。
入力された赤緑青の各色に対応するＲＧＢの各色信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器１０１，１０２，１０３でデジタル映像信号に変換され、変換された各デジタル映像信号は、合成回路１０４にて輝度を表す輝度信号に合成され、ＡＰＬ算出回路１０５に入力される。ＡＰＬ算出回路１０５は、１画面の映像信号を垂直方向に８分割したブロック毎に各ブロックにおけるＡＰＬを算出する。例えば、垂直方向４８０ドットであれば、６０ドット毎に合成された映像信号を積分してＡＰＬを求める。
ＡＰＬ算出回路１０５は、合成回路１０４よりのデジタル輝度信号をメモリに記憶し、これを積分することによってＡＰＬが算出される。
【００２８】
ここで、輝度の階調が０〜２５５の２５６階調であれば、各ブロックにおけるＡＰＬは０〜２５５の範囲にて設定される。このＡＰＬはＡＰＬ加算回路１０６により隣接する２つのブロックにおけるＡＰＬをそれぞれ加算する。８分割であれば、ブロック１と２、・・・ブロック７と８の合計７つの加算値を得る。この各加算値を基準値発生器１０８で設定されている所定値（例えば４００）と比較回路１０７で比較する。
【００２９】
比較回路１０７での比較の結果、加算値が一つでも基準値発生器１０８の値より大きいときには、乗算係数設定回路１０９の乗算係数を予め設定された１より小さい係数にセットし、各乗算器１１０，１１１，１１２でこの係数を各ＲＧＢ信号に乗算して、輝度信号レベルを制御する。
【００３０】
すなわち、ＲＧＢの各デジタル映像信号に乗算係数設定回路１０９に設定されている乗算係数を読み出し、乗算器１１０，１１１，１１２においてＲＧＢの各デジタル映像信号にこの乗算係数を乗算して出力する。すべての加算値が基準値発生器１０８の値より小さいときには乗算係数設定回路１０９の乗算係数設定をそれぞれ１とすることにより、輝度制御を行わない。
【００３１】
本発明によれば、例えば、図２（ａ）に示すパターンでは、隣接ブロックを加算したＡＰＬはすべて４００以下であるから、輝度は制御されない。一方、図２（ｂ）に示すパターンでは少なくとも一つの隣接ブロックの加算値が４００以上であるから（ブロック４と５）、乗算係数を０．５に設定してＲＧＢの各デジタル映像信号に０．５を乗算することにより、図２（ｃ）に示すように輝度が制御される。
【００３２】
ところで、図２に示すような１フィールドを複数のブロックに分割した場合
に、プラズマディスプレイパネルの行電極を前述の如く駆動するとき、その駆動回路が構成されている駆動用ＩＣを複数個用意し、各駆動用ＩＣにより１ブロック分の行電極をそれぞれ駆動するように構成することができる。つまり、図２の実施形態においては、８個の駆動用ＩＣを用意し、それぞれブロック１−８の行電極を駆動するように構成すればよい。
【００３３】
このとき、隣接する２つのブロックの駆動を担う１対の駆動用ＩＣ（ブロック１−２、３−４、５−６、７−８を担う駆動用ＩＣ）をそれぞれ放熱板に取り付けて駆動用ＩＣの放熱を行う場合、図２（ａ）の如きＡＰＬの大きいブロックが分散しているときには、放熱板に取り付けられた１対の駆動用ＩＣの内、ＡＰＬの大きいブロックを担う駆動用ＩＣのみその発熱量が大きくなる。このような状態においては、放熱板による放熱能力に余裕があるにもかかわらず、従来の輝度制御装置にあっては、ＡＢＬが掛かり輝度を落としていたため、画面全体が暗くなってしまうという問題がある。
【００３４】
そこで、本発明の実施形態においては、少なくとも放熱板に取り付けられている１対の駆動用ＩＣによって駆動される２つの隣接するブロック（ブロック１−２、３−４、５−６、７−８）のＡＰＬがともに所定値より大きいときにのみＡＢＬを掛けるようにしている。従って、放熱板に取り付けた１対の駆動用ＩＣの双方からの発熱量が大きくなり、放熱板による放熱能力が限界に近づいたり、許容範囲を越えようとしたときに輝度が低下することにより駆動用ＩＣの発熱量が下がり、該駆動用ＩＣを破壊や破損から防止することができる。
【００３５】
上述した実施の形態では、画面を垂直方向に分割したブロックで説明したが、分割ブロックは水平方向に分割されるようなブロックであってもよい。あるいは垂直方向と水平方向の両方にブロック化してもよい。また、ＡＰＬの加算値を基準値４００と比較したが、加算値を平均した値を基準値２００と比較してもよ
い。
【００３６】
また、２つの隣接ブロックのＡＰＬ加算の他に、３以上の隣接ブロックのＡＰＬを加算してもよいし、あるいは図３のように、画面上を水平方向に８ブロック、垂直方向に４ブロックの８×４に分割し、１のブロックのＡＰＬと、その周辺のブロックのＡＰＬを加算するようにしてもよい。例えば、ブロック６に対してはブロック１−３、５−７、９−１１のＡＰＬをそれぞれ加算して所定値と比較することによりＡＰＬの制御を行う。
【００３７】
また、基準値発生器１０８において基準値を複数個設定しておき、乗算係数設定回路１０９はこの複数設定された基準値に応じて乗算係数を複数個設定するようにしてもよい。かかる構成によれば、ＡＰＬ加算回路１０６より得られるブロック加算されたＡＰＬを複数の基準値とそれぞれ比較し、その比較結果に応じて乗算係数を設定し、この乗算係数にてＲＧＢ信号を乗算することにより、ＡＰＬに応じて段階的に輝度を制御することができる。
【００３８】
また、輝度制御は、画面全体に一様に輝度を制御してもよいし、特開平６−２８２２４１号公報で開示されているように、周辺部分の輝度を中心部分の輝度に比して低くするように制御してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、画面上で明るいところが集中するような画像に対してのみ輝度が制御され、輝度制御装置を駆動させたいような画像に対してのみこの輝度制御装置を駆動させて輝度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるＡＢＬの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＡＢＬの動作を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるＡＢＬの動作を説明する図である。
【図４】従来のプラズマディスプレイパネルを含む表示装置の構成を示す図である。
【図５】従来のプラズマディスプレイパネルを含む表示装置の動作を説明する図である。
【図６】従来のＡＢＬの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  ・・・・・  信号処理部
２  ・・・・・  表示部
３  ・・・・・  Ａ／Ｄ変換器
５  ・・・・・  同期分離回路
６  ・・・・・  タイミングパルス発生回路
７  ・・・・・  メモリ制御回路
８  ・・・・・  フレームメモリ
９  ・・・・・  出力処理回路
１０  ・・・・・  走査／維持／消去パルス発生回路
１１  ・・・・・  プラズマディスプレイパネル
１２  ・・・・・  画素データパルス発生回路
Ｄ1 〜Ｄm   ・・・・・  列電極
ｘ1 〜ｘn   ・・・・・  行電極
ｙ1 〜ｙn   ・・・・・  行電極
１０１，１０２，１０３  ・・・・・  Ａ／Ｄ変換器
１０４  ・・・・・  合成回路
１０５  ・・・・・  ＡＰＬ算出回路
１０６  ・・・・・  ＡＰＬ加算回路
１０８  ・・・・・  基準値発生器
１０７  ・・・・・  比較回路
１０９  ・・・・・  乗算係数設定回路
１１０，１１１，１１２  ・・・・・  乗算器
【図１】
0003636573.tif 000002
【図２】
0003636573.tif 000003
【図３】
0003636573.tif 000004
【図４】
0003636573.tif 000005
【図５】
0003636573.tif 000006
【図６】
0003636573.tif 000007