CN101089942A - 影像显示装置及影像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进行对应于输入的影像信号的光量控制和与光量控制联动的影像信号处理的影像显示装置。影像显示装置(10)具有光源和调节光源的光量的光量调节部。直方图生成部(21)根据影像信号生成直方图数据。光量控制部(3)根据直方图数据控制光量调节部，以使得随着相当于黑色的灰度的比例变大、光源的光量变少。保持部(31)保持决定相对于影像信号的输入灰度的输出灰度的特性的第1灰度修正数据；附加数据生成部(31)，根据直方图数据生成随着相当于黑色的灰度的比例变大而变大的附加数据，为了提高影像信号中的预定的中间灰度区域的灰度而按中间灰度区域的各个灰度对第1灰度修正数据附加附加数据。

Description

影像显示装置及影像显示方法

技术领域

本发明涉及根据影像信号控制光源的光量的影像显示装置及影像显示方法，特别涉及与光量控制联动来修正影像信号的影像显示装置及影像显示方法。

背景技术

近年来，作为影像显示装置，以以往作为主流的布劳恩管显示装置(CRT)为代表，投影显示装置、液晶显示装置(LCD)、等离子显示装置(PDP)等成为主流。其中，投影显示装置需要用来将光入射到光调制元件中的光源，LCD需要作为背光(backlight)的光源。

作为一例，在日本专利特开2003-36063号公报(专利文献1)中，记载了具有光源的影像显示装置。

【专利文献1】日本特开2003-36063号公报

投影显示装置及LCD在具有光源的特性的基础上，在较暗的影像时来自光源的光会漏到显示影像上，显示影像的黑色会游离，有难以表现黑色的问题。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种能够将显示影像的黑色表示为本来的黑色、能够显示有对比感的影像的影像显示装置及影像显示方法。

为了达到上述的目的，本发明提供以下的(a)～(h)的技术方案。

(a)一种影像显示装置，其特征在于，具备：显示部(7、8)，显示输入的影像信号；光源(71、86)，产生用于在上述显示部显示上述影像信号的光；光量调节部(72、82)，调节上述光源的光量；直方图生成部(21)，根据上述影像信号的亮度信号成分，按每预定的时间单位将从最小亮度到最大亮度分割为多个灰度，生成表示各个灰度的分布的直方图数据；保持部(31)，保持第1灰度修正数据，该第1灰度修正数据决定相对于上述影像信号的输入灰度的输出灰度的特性；光量控制部(3、79、82)，根据上述直方图数据，控制上述光量调节部，以便随着每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例变大来减少上述光源的光量；附加数据生成部(31)，生成用来为了提高上述影像信号的预定的中间灰度区域的灰度而按上述中间灰度区域的各个灰度对上述第1灰度修正数据附加用的数据，即根据上述直方图数据随着每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而变大的附加数据；以及，灰度修正部(42)，根据上述第1灰度修正数据或对上述第1灰度修正数据附加了上述附加数据的第2灰度修正数据，修正上述影像信号的灰度。

(b)如(a)所述的影像显示装置，其特征在于，具备：增强处理部(41、410)，进行上述影像信号的轮廓强调；控制部(3)，控制上述增强处理部，以便根据上述直方图数据随着每上述预定时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而使对上述影像信号的轮廓强调增大。

(c)如(b)所述的影像显示装置，其特征在于，上述增强处理部(410)将轮廓强调后的影像信号供给到上述灰度修正部与上述直方图生成部中。

(d)如(a)～(c)中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，上述附加数据生成部生成上述附加数据，以使得在包括上述中间灰度区域的灰度区域中，上述附加数据的相邻的灰度的差量为预先设定的值以下。

(e)如(a)～(d)中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，具有：光调制元件(74)，根据上述影像信号调制入射的光；以及白平衡修正部(78)，修正上述影像信号的白平衡，供给到上述光调制元件中；上述光源产生入射到上述光调制元件中的上述光；上述光量调节部是调节上述光的量的光圈(72)；还具有根据通过上述光圈的光的量控制上述白平衡修正部的白平衡的修正的白平衡控制部(3)。

(f)如(a)～(d)中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，上述显示部具有液晶显示面板(85)；上述光源是产生入射到上述液晶显示面板的光的背光(86)。

(g)一种影像显示方法，其特征在于，根据显示于显示部的影像信号的亮度信号成分，按每预定的时间单位将从最小亮度到最大亮度分割为多个灰度，生成表示各个灰度的分布的直方图数据；根据上述直方图数据，求出每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例；随着相当于上述黑色的灰度的比例变大，减少从产生用于在上述显示部显示上述影像信号的光的光源发出的光量；进行控制，以便随着减少从上述光源发出的光量而提高上述影像信号中的预定的中间灰度区域的灰度。

(h)如(g)所述的影像显示方法，其特征在于，进行控制，以便随着减少从上述光源发出的光量而增大对上述影像信号实施的轮廓强调的程度。

发明的效果：根据本发明，能够丰富显示影像的黑色的表现、再现具有对比感的影像。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的影像显示装置的第1实施方式的框图。

图2是表示第一实施方式的显示部7的框图。

图3(A)(B)是表示光圈72的开闭的图。

图4是表示亮度信号的分布的一例的图。

图5是表示第一实施方式的光量控制的图。

图6是表示增强处理的一例的图。

图7(A)(B)是表示动态伽马处理的一例的图。

图8(A)(B)是表示差量限制处理的一例的图。

图9是表示伽马曲线的修正例的图。

图10是表示光圈72的开口率与R、G、B的各光量的透射率的表。

图11是表示R信号的驱动值的修正例的图。

图12是表示G信号的驱动值的修正例的图。

图13(A)(B)是表示IIR过滤器的结构与特性的图。

图14是表示本发明所涉及的影像显示装置的第二实施方式的框图。

图15是表示本发明所涉及的影像显示装置的第三实施方式的框图。

图16是表示第三实施方式的光量控制的图。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示作为本发明的第1实施方式的影像显示装置10的框图。影像显示装置10是投影显示装置。影像显示装置10具备影像特征检测部2、控制部(CPU)3、影像信号处理部4、初始值设定部5、D/A变换部6、和显示部7。

输入到影像显示装置10中的输入影像信号(亮度信号Y、色差信号B-Y及R-Y)被供给到影像特征检测部2和影像信号处理部4中。输入影像信号既可以是半帧单位的隔行扫描信号，也可以是帧单位的逐行扫描信号。在本实施方式中，以帧单位输入逐行扫描信号。

影像特征检测部2对被供给的输入影像信号的例如每1画面(1帧)生成表示影像的特征的数据(检测信号)，向控制部3输出。另外，不需要根据1帧全部的像素生成检测信号，也可以根据包含在例如包括画面的中央区域的预定的区域(检测框)的像素生成检测信号。

在本实施方式中，影像特征检测部2具备直方图检测器21，将表示直方图的数据作为检测信号输出。直方图检测器21将输入影像信号的亮度信号成分Y(输入亮度信号Y)的灰度(階調)按每预定的时间单位(每1帧)将最小亮度到最大亮度分割为多个灰度，计数存在于各灰度中的像素的数量，生成表示各个灰度的分布的直方图数据。

控制部3根据影像特征检测部2产生的检测信号(表示直方图的数据)，生成用来控制后述的影像信号处理部4的控制数据。此外，根据检测信号与由初始值设定部5供给的初始设定值，生成用来控制光源的光量的光量控制数据。控制部3由CPU构成，也进行影像显示装置10整体的控制。

影像信号处理部4具备增强处理部41、灰度修正部42和矩阵变换部43。影像信号处理部4对所供给的输入影像信号根据控制部3生成的控制数据实施后述的修正，将修正后的影像信号向显示部7供给。在影像信号处理部4中对输入影像信号实施的修正是与后述的显示部7的光量控制联动的修正。

增强处理部41对输入影像信号进行后述的增强处理，接着灰度修正部42进行后述的灰度修正。修正后的输入影像信号被供给到矩阵变换部43中，变换为R、G、B的输出影像信号而输出。

初始值设定部5保持有用来设定显示部7所具备的光源的光量的初始设定值。初始设定值是用来设定光源的光量的值，例如是电流值。预先在影像显示装置10的出厂时、或者通过使用者的菜单操作等设定。

D/A变换部6将由控制部3输出的光量控制数据变换为模拟信号，向显示部7输出。显示部7使基于光量控制数据的光量控制与从影像信号处理部4输出的影像信号的显示联动。

图2中表示显示部7的框图。显示部7具备光源(灯)71、色分解部73、光调制元件74R、74G、74B、色合成部75、投射透镜76、屏幕77、元件驱动部78、机械式的光圈72、和光圈驱动部79。光源71产生用来使影像信号显示在屏幕77上的光。从光源71产生的光被输入到色分解部73中。色分解部73将光分解为R、G、B的各光LR、LG、LB，将各光LR、LG、LB供给到光调制元件74R、74G、74B中。

元件驱动部78根据从控制部3供给的控制数据，如后述那样修正从矩阵变换部43输出的R、G、B的输出影像信号，作为修正影像信号SR、SG、SB输出。光调制元件74R、74G、74B根据从元件驱动部78供给的修正影像信号SR、SG、SB，将LR、LG、LB的各光调制为LRm、LGm、LBm，供给到色合成部75中。

在色合成部75中合成了LRm、LGm、LBm的光经由光圈72由投射透镜76投射到屏幕77上。光圈72是调节入射到投射透镜76中的光的部件，并不限于图2所示的位置，只要位于到从光源71产生的光入射到投射透镜76为止的之间位置就可以。

色分解部73由分色镜及反射镜等构成，色合成部75由反射镜及合成棱镜等构成。

影像特征检测部2及影像信号处理部4由于是像素的单位、并且进行处理比较简单的信息处理，所以一般由能够进行高速处理的硬件实现。另一方面，控制部3由于是帧单位、并且需要以复杂的运算处理进行影像解析，所以一般由使用CPU等的软件实现。

<光圈72的光量调节>

光圈72是调节入射到投射透镜76中的光的量的光量调节部。光的量通过光圈72的开闭来调节，光圈72的开闭受光圈驱动部79控制。光圈驱动部79根据由控制部3生成的光量控制数据(光圈控制数据)控制光圈72。

第一实施方式的控制部3根据在影像特征检测部2中生成的检测信号，如以下所示那样生成用来控制光圈72的开闭的光量控制数据。

图3是表示伴随着光圈72的开闭而通过光圈72的光量的图。用虚线表示从光源71产生的光量，处于光源71与光圈72之间的其他结构省略。

图3(A)表示使光圈72为全开的状态，光圈72使光源71产生的光量的全部通过。即，入射到投射透镜76中的光量等于光源71产生的光量。图3(B)表示将光圈72缩小后的状态，通过将光圈72缩小，通过光圈72的光量变得比从光源71发出的光量少。

图4是表示从影像特征检测部2输出的检测信号的一例的图。本实施方式的检测信号如已经叙述那样是表示直方图的数据。直方图检测器21使输入亮度信号Y为256灰度(8位)，使用其高位4位，生成16灰度(灰度“0”～“15”)的直方图数据H[i](i＝0～15)。这里，表示输入影像信号表示人在星空之下的影像时的直方图。

图4的横轴表示灰度i(i＝0～15)，纵轴表示各个灰度i中的输入亮度信号Y的直方图数据H[i]。图4表示黑色侧的灰度“0”与灰度“1”的直方图数据(H[0]、H[1])最多，接着在中间灰度区域中以灰度i＝10为峰值、其前后的灰度的直方图数据较多。

控制部3首先根据来自影像特征检测部2的检测信号，按照图5求出通过光圈72的光量的衰减量Ldec。图5是表示通过光圈72的光量的衰减量Ldec的图。横轴表示灰度“0”和灰度“1”的直方图数据的合计(H[0]+H[1])相对于所有灰度的直方图数据的合计的比例(黑色信息)，纵轴表示衰减量Ldec。在本实施方式中，灰度“0”及灰度“1”作为相当于黑色的灰度处理。

衰减量Ldec是通过如图3(B)所示那样调节光圈72的开闭而由光圈72遮蔽的光量的比例，可以用相对于从光源71发出的光量的、从光源71发出的光量与通过光圈72的光量的差表示。

在衰减量Ldec为0％的情况下，通过光圈72的光量与从光源71发出的光量相同。在衰减量Ldec为100％的情况下，通过光圈72的光量为0，光圈72是全闭的状态。

在本实施方式中，作为黑色信息的灰度“0”和灰度“1”(H[0]+H[1])的比例从0到第1值P1(控制开始点)为止使衰减量Ldec为0％，从第1值P1到第2值P2为止使衰减量Ldec从0％增加到预定的值L1，从第2值到第3值为止使衰减量Ldec为一定值L1，从第3值到1为止使衰减量Ldec从一定值L1增加到100％。即，随着相当于黑色的灰度的比例(黑色信息)变大，设为通过光圈72的光量变少那样的衰减量Ldec。

控制部3根据从影像特征检测部2输出的检测信号，每预定的时间单位(1帧)求出黑色信息，求出衰减量Ldec。这里所谓的黑色信息为1，表示每预定的时间单位的输入影像信号全部为黑色。另外，第1值P1～第3值P3及预定的值L1能够任意地设定。

控制部3还通过后述的时间轴处理抑制光量的衰减量Ldec的变化的不连续。

控制部3接着根据衰减量Ldec与预先设定在初始值设定部5中的初始设定值生成光圈控制数据。这里，初始设定值是用来控制光圈72的开口状态以使通过光圈72的光量成为最大的电流值。因而，是衰减量Ldec为0时的电流值。

光圈控制数据被供给到D/A变换部6中而被D/A变换、输出给光圈驱动部79。光圈驱动部79根据模拟信号的光圈控制数据驱动光圈72。控制部3及光圈驱动部79是控制光圈72(光量调节部)的光量控制部。

控制部3根据初始设定值求出用来成为对应于已经求出的衰减量Ldec的光圈72的开口状态的电流值，生成表示电流值的光圈控制数据。光圈控制数据是表示在衰减量Ldec为0的情况下光圈72的开口状态为最大、在衰减量Ldec为100的情况下光圈72的开口状态为最小的值。即，光圈控制数据是用来控制光圈72以随着衰减量Ldec变大而使通过光圈72的光量变少的数据。

如图5所示，在本实施方式中，由于将衰减量Ldec设定为，随着输入影像信号变暗(相当于黑色的灰度的比例变大)而通过光圈72的光量变少、即入射到投射透镜76中的光量变少，所以能够防止在黑暗的影像中来自光源71的光的漏出而变得醒目。

<联动于光量控制的影像信号处理>

例如在输入影像信号表示已经叙述那样的夜空的星星的景象、人处于黑暗中的景象的情况下，如果仅进行上述的光圈72的光量控制而使入射到投射透镜76中的影像信号整体的光量变少，则会发生星星的光辉失去、人的脸变得看不见的问题。因而，需要伴随着光量控制进行修正相当于星星及人的脸的中亮度～高亮度(中间灰度区域)的输入亮度信号Y的处理。

所以，作为与光量控制联动的修正中亮度～高亮度的输入亮度信号Y的处理，进行后述的(1)增强处理(轮廓强调处理)、和(2)动态伽马处理。此外，如后所述，如果控制光圈72则白平衡被破坏，所以也进行(3)修正白平衡的处理。在本实施方式中，接着以输入影像信号表示人处于星空下的影像的情况为例，依次说明(1)～(3)的处理。

(1)增强处理

增强处理是强调影像信号的轮廓的处理。增强处理一般是对影像信号附加拍摄成分(シユ一ト成分)的方法，此外，通过调节拍摄成分的增益，能够调节轮廓的强调程度。

在本实施方式中，增强处理由增强处理部41进行。增强处理部41的结构由于是公知的结构，所以省略详细的说明。

在图6中表示本实施方式的增强处理方法。控制部3基于从影像特征检测部2供给的检测信号，按照图6生成增强数据。增强处理部41根据从控制部3输入的增强数据，对被供给的输入影像信号进行增强处理。

图6的横轴表示灰度“0”和灰度“1”的直方图数据的合计(H[0]+H[1])相对于所有灰度的直方图数据的合计的比例(黑色信息)，纵轴表示拍摄成分的水平增益GH与垂直增益GV的增加量。本实施方式的控制部3生成随着相当于黑色的灰度“0”和灰度“1”的合计(H[0]+H[1])的比例变大、即影像变暗，水平增益GH与垂直增益GV越变大那样的增强数据。

在本实施方式中，作为黑色信息的灰度“0”和灰度“1”的合计(H[0]+H[1])的比例从0到第1值P11(控制开始点)为止使水平增益GH的增加量为0，从第1值P11到第2值P12为止使水平增益GH从0增加到预定的值H1(限制值H1)，从第2值P12到1为止使水平增益GH为限制值H1。

即，控制部3在黑色信息从0到第1值P11为止生成表示不附加水平增益GH、如果为第1值P11以上则附加预定的水平增益GH的增强数据。进而，在黑色信息从第2值到1为止生成表示附加限制值H1的水平增益GH的增强数据。

关于垂直增益GV也同样，黑色信息从0到第1值P11为止使垂直增益GV的增加量为0，从第1值P11到第2值P12为止使垂直增益GV从0增加到预定的值V1(限制值V1)，从第2值P12到1为止使垂直增益GV为限制值V1。

第1值P11、第2值P12、限制值H1及限制值V1可以任意地设定，限制值V1优选地设定为比限制值H1小的值。这里，使水平增益GH与垂直增益GV的增加的变化的变化点(第1值P11、第2值P12)相同，但也可以不同。此外，控制部3通过后述的时间轴处理抑制各增益的不连续。

这里，将水平增益GH的限制值H1与垂直增益GV的限制值V1分开是因为垂直增强处理比水平增强处理对影像的视觉影响大。通过将垂直增益GV的限制值V1设定得比水平增益GH的限制值H1小，即使缩小光量，也通过增强处理强调了点状存在于夜空中的星星的部分，使其明亮地闪亮而能够看到。进而，对星星以外的影像的影响也较少。

(2)动态伽马处理

图7(A)是输入影像信号的直方图数据，与图4相同。输入影像信号的亮度信号成分Y在基于较暗的影像的灰度“0”～灰度“2”和基于较亮的影像的灰度“7”～灰度“11”中分布有直方图数据H[i]。这里，星星及人的脸相当于灰度“7”～灰度“11”。输入亮度信号Y在具有图7(A)所示那样的相当于黑色的灰度“0”、灰度“1”的比例较大的影像特征的情况下，如果仅进行光量控制，则如已经叙述那样相对于输入影像信号整体的光量变少，所以相当于灰度“7”～灰度“11”的输出影像信号也变暗。

所以，对影像信号实施提高灰度“7”～灰度“11”的灰度的动态伽马处理。

动态伽马处理由灰度修正部42进行。灰度修正部42受控制部3的伽马处理器31控制。

伽马处理器31预先保持有决定相对于影像信号的输入灰度的输出灰度的特性的第1灰度修正数据。伽马处理器31是保持灰度修正数据的保持部。仅通过第1灰度修正数据，如上述那样随着相当于黑色的灰度的比例变大、灰度“7”～灰度“11”(中间灰度区域)的灰度变暗。所以，还需要提高中间灰度区域的灰度这样的修正。

伽马处理器31如以下所示那样求出用来提高中间灰度区域的灰度的偏移值Voff，生成表示偏移值Voff的偏移数据(附加数据)。伽马处理器31是附加数据生成部。偏移数据是对中间灰度区域中的各个灰度生成、对第1灰度修正数据附加的数据。伽马处理器31接着生成对第1灰度修正数据附加了偏移数据的第2灰度修正数据，供给到灰度修正部42中。灰度修正部42根据第2灰度修正数据修正输入亮度信号Y的灰度，作为输出亮度信号输出。

伽马处理器31根据从影像特征检测部2供给的检测信号，通过以下的(2)式求出期望的灰度i的偏移值Voff。

Voff＝Ldec×Hrat×G……(2)

这里，Hrat表示灰度i的直方图数据相对于所有灰度的直方图数据的合计的比例，G表示偏移增益。偏移增益G用于比例匹配(スケ一ル合わせ)，能够任意地设定。衰减量Ldec使用已经求出的量。

偏移值Voff如(2)式所示，与衰减量Ldec联动。衰减量Ldec如图5所示，由于越是相当于黑色的灰度的比例较大的输入影像信号变得越大，所以随之偏移值Voff也变大。偏移值Voff还与灰度i的直方图数据的比例Hrat联动，所以如果期望的灰度i的直方图数据的比例较大则变大。

伽马处理器31是根据从影像特征检测部2供给的直方图数据、生成随着每预定时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而变大的附加数据的附加数据生成部。

图7(B)中表示输入亮度信号Y的灰度“7”～灰度“11”的各偏移值Voff。横轴表示将输入亮度信号Y分割为16级后的各个灰度i，纵轴表示对第1灰度修正数据的灰度“7”～灰度“11”的灰度附加的偏移值Voff。

在本实施方式中，伽马处理器31求出用来对灰度“7”～灰度“11”附加的各偏移值Voff。附加偏移值Voff的灰度的区域只要任意地选择视觉上最要画质提高的灰度区域就可以，优选地选择中间灰度区域。所选择的灰度区域只要预先设定在伽马处理器31中就可以。

在基于上述(2)式的求出预定的灰度区域偏移值Voff的处理中，如果例如直方图数据集中在1个灰度i中则Hrat变大，所以对该灰度i附加的偏移值Voff也变大。因而，仅第2灰度修正数据的一部分(仅灰度i的部分)灰度(亮度)被提升，有可能在视觉上会辨识出亮度的级差。

为了避免该级差的产生，伽马处理器31进行使相邻的灰度(i，i+1)间的偏移值Voff的差量为预先设定的值以下的差量限制处理。差量限制处理使用以下的(3)式进行。

If(Pmin+Lim)＜Pmax

then Pmax＝Pmin+Lim……(3)

这里，比较相邻的灰度(i，i+1)间的偏移值Voff，设较小的偏移值Voff为Pmin，设较大的偏移值Voff为Pmax。Lim是预先设定的差量限制值，是可任意设定的值。

图8(A)与图7(B)同样，表示灰度“7”～灰度“11”的各偏移值Voff。图8(B)表示将图8(A)所示的偏移值Voff差量限制处理后的偏移值Voff。

在本实施方式中，对于灰度“7”～灰度“11”与包括最小灰度“7”的前一个灰度和最大灰度“11”的后一个灰度的、灰度“6”～灰度“12”，分别进行了(3)式的差量限制处理。由图8(B)可知，在本实施方式中，将灰度“10”的偏移值Voff如虚线所示那样进行了差量限制处理。

进行差量限制处理的灰度如本实施方式那样，优选为包括附加偏移值Voff的全部灰度、和全部灰度中的最小灰度的前一个灰度和最大灰度的后一个灰度。

通过进行差量限制处理，能够减小各灰度(i，i+1)间的偏移值Voff的差，能够进行平滑的灰度修正。

伽马处理器31根据差量限制处理后的各偏移值Voff而生成各偏移数据，对预先保持的第1灰度修正数据附加偏移数据。在本实施方式中，对第1灰度修正数据的灰度“7”～灰度“11”的各灰度附加偏移数据。

灰度修正部42从控制部3获取对第1灰度修正数据附加了偏移数据后的第2灰度修正数据，修正输入亮度信号Y的灰度而作为输出亮度信号输出。另外，如图5所示，在相当于黑色的灰度的比例从0到第1值P1的情况下，衰减量Ldec是0，偏移值Voff也是0。此时，对灰度修正部42供给第1灰度修正数据。

图9中用单点划线表示对于基于第1灰度修正数据的输入亮度信号Y的输出亮度信号的特性(灰度修正曲线)，用实线表示基于附加了偏移数据后的第2灰度修正数据的灰度修正曲线。图9的横轴表示输入亮度信号Y，纵轴表示输出亮度信号。通过上述的动态伽马处理，能够如实线所示那样提升中间～白色侧的亮度(中亮度～高亮度)，能够保持人的皮肤及星星的亮度。

通过使已经叙述的增强处理部41的增强处理和灰度修正部42的动态伽马处理与光圈72的光量控制联动，即使在星星那样因面积微小而直方图数据H[i]的比例较小的情况下，也能够充分地保持影像信号的亮度。

(3)白平衡处理

本实施方式的色分解部73具有第1分色镜、第2分色镜和多个反射镜，将从光源71入射的光通过第1分色镜分光为短波长侧的B光(LB)和长波长侧的R光(LR)+G光(LG)。再通过第2分色镜将R光+G光分光为短波长侧的G光(LG)和长波长侧的R光(LR)，通过多个反射镜使各光LR、LG、LB的光路弯折，到达各个光调制元件74R、74G、74B。

从色合成部75射出的光如已经叙述那样由光圈调节光量，入射到投射透镜76中。此时，如果缩小光圈72，则从色合成部75射出的光的各调制光LRm、LGm、LBm的平衡与入射到投射透镜76中的各调制光LRm、LGm、LBm的平衡不同。例如，如果调制光LBm减少，则入射到投射透镜76中的影像信号的B信号变少，变得发绿。

图10中表示光圈72的开口率与在色分解部73中分光后的各光LR、LG、LB的光量的通过率的关系。光量的通过率将光圈72的开口率为100％时的各光LR、LG、LB的通过率作为100％求出。随着光圈72的开口率变小，在各光的光量的通过率中发生离散(偏差)，如果光圈72的开口率为50％以下，则可知通过率为LB＜LG＜LR的关系。即，LB的通过率变得最小。

所以，在元件驱动部78中进行白平衡修正处理。元件驱动部78是对各影像信号R、G、B进行白平衡修正，以使入射到投射透镜76中的光的调制光LRm、LGm、LBm的光量成为LRm＝LGm＝LBm。白平衡修正处理如后所述，是对应于通过光圈72的光量而进行的。

元件驱动部78是由控制部3获取光量修正数据、将根据光量修正数据修正了各影像信号R、G、B后的各修正影像信号SR、SG、SB供给到光调制元件74R、74G、74B中的白平衡修正部。

在本实施方式中，以如上所述随着光圈72的光量控制而光量变得最小的LB的光量为基准实施修正，以降低LR、LG的光量。因而，将减小R信号、G信号那样的光量修正数据供给到元件驱动部78中，以使其以B信号为基准进行白平衡修正。

图11中表示对R信号的光量修正的一例，同样，图12中表示对G信号的光量修正的一例。控制部3基于已经生成的衰减量Ldec，由图11及图12求出对R信号及G信号的光量修正值。对B信号的光量修正值由于如上述那样以LB为基准光量，所以不求。

图11的横轴表示光圈72的开口率(％)(0：全闭，100：全开)，纵轴表示对R信号偏移的光量修正值FR。如已经叙述那样，在衰减量Ldec为0％的情况下，光圈72的开口率为100％，在衰减量Ldec为100％的情况下，光圈72的开口率为0％。

图12中也同样，横轴表示光圈72的开口率(％)(0：全闭，100：全开)，纵轴表示对G信号偏移的光量修正值FG。对应于通过光圈72的光的量，光量修正值FR及光量修正值FG变化。

由控制部3生成的表示对R信号的光量修正值FR和对G信号的光量修正值FG的光量修正数据被供给到元件驱动部78中。控制部3是对应于通过光圈72的光量而控制白平衡修正部78的白平衡的修正的白平衡控制部。

元件驱动部78基于光量修正数据生成各修正影像信号SR、SG、SB。修正影像信号SR是对输入到元件驱动部78中的R信号偏移光量修正值FR后的信号，修正影像信号SG是对输入到元件驱动部78中的G信号偏移光量修正值FG后的信号。修正影像信号SB是与输入到元件驱动部78中的B信号相同的信号。此外，控制部3通过后述的时间轴处理来抑制光量修正值的不连续。

各修正影像信号SR、SG、SB被分别输入到光调制元件74R、74G、74B中。各光调制元件74R、74G、74B将各光LR、LG、LB基于各修正影像信号SR、SG、SB调制为各调制光LRm、LGm、LBm，输出到色合成部75中。

(4)时间轴处理

时间轴处理是在按每半帧或每帧动态地控制光圈72的情况下控制光量的变化率以使人的眼睛不会感知到不连续的亮度的变化的处理。在光圈控制数据的更新时，进行图13所示那样的通过低通过滤器(LPF)的时间轴处理，进行控制以使各帧的光量的变化率不会成为预定值以上。进而，进行控制以使影像信号的亮度成分及/或轮廓的变化率成为与光量变化相同的时间常数。

图13(A)表示在时间轴方向上进行过滤器处理的IIR过滤器的结构。IIR过滤器装备在控制部3中，抑制对增强处理部41、灰度修正部42、元件驱动部78及光圈驱动部79的各处理的不连续。传递特性是以下的式子，k是回归系数(k＜1)。

Y(z)/X(z)＝1/(1-k·z-1)，k＝1-1/2ⁿ ……(4)

图13(B)表示IIR过滤器的特性图。横轴表示半帧数，纵轴表示参数n＝4、5、6、7、8的传递特性。通过导出回归系数k的参数n的值，能够容易地调节光圈控制数据的响应速度。参数n的值能够任意地设定，在本实施方式中使用n＝2、3左右(未图示)。

通过上述的联动处理，能够对应于影像信号的亮度而相适应性地控制光圈72，此外，能够保持白色侧的亮度的状态下再现强调了黑色侧的影像，能够得到对比感增加、提高了视觉上的画质的效果。

<第二实施方式>

图14是作为本发明的第二实施方式的影像显示装置20的框图。对于与影像显示装置10相同的部分赋予相同的标号而省略说明。

在第一实施方式的影像显示装置10中，将输入影像信号输入到影像特征检测部2中，生成基于输入影像信号的检测信号。另一方面，在本实施方式的影像显示装置20中，将输入影像信号输入到增强处理部410中后，供给到影像特征检测部210中。因而，影像特征检测部210基于实施了已经叙述的增强处理、附加了预定的拍摄成分的影像信号生成检测信号。检测信号的生成方法与影像显示装置10的影像特征检测部2同样。

控制部3获取检测信号，与第一实施方式同样地生成增强数据、衰减量Ldec、光圈控制数据、偏移数据及光量修正数据。增强处理部410从控制部3获取随着每预定时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而增大对输入的影像信号实施的轮廓强调的程度那样的增强数据，对影像信号实施增强处理。

<第三实施方式>

图15是作为本发明的第三实施方式的影像显示装置30的框图。影像显示装置30是液晶显示装置。对于与影像显示装置10相同的部分赋予相同的标号而省略说明。

影像显示装置30具备PWM控制部60和显示部8。显示部8是液晶模组部，具有驱动器81、背光控制部82、门信号线驱动部83、数据信号线驱动部84、液晶显示面板85、和背光86。

由影像信号处理部4输出的影像信号被供给到驱动器81中。液晶显示面板85具备多个像素851，在像素851的数据信号线上连接着数据信号线驱动部84，在门信号线上连接着门信号线驱动部83。被输入到驱动器81中的影像信号被向门信号线驱动部83供给。驱动器81通过门信号线驱动部83与数据信号线驱动部84控制将影像信号写入到液晶显示面板85中的时刻。

背光86配置在液晶显示面板85的背面侧。背光86受背光控制部82驱动。通过PWM控制部60对背光控制部82供给用来使背光86发光的驱动脉冲。背光86由例如R、G、B的多个发光二极管(LED)构成。这里，使背光86为LED，通过进行了脉冲幅度调制后的驱动脉冲驱动LED，但也可以通过调节流到LED中的电流值来控制LED的发光亮度。此外，背光86并不限于LED。

另外，虽然没有图示，但从输入影像信号分离的水平同步信号及垂直同步信号被供给到驱动器81及背光控制部82中，对应于液晶显示面板85的每个帧的影像显示来调节背光86的亮度。

第三实施方式的控制部3根据从影像特征检测部2输出的检测信号按照图16生成光量控制数据，供给到PWM控制部60中。此外，如已经叙述那样，根据检测信号生成增强数据、偏移数据。

图16是表示背光86的光量的衰减量的图。横轴表示灰度“0”和灰度“1”的直方图数据的合计(H[0]+H[1])相对于所有灰度的直方图数据的合计的比例(黑色信息)，纵轴表示背光86的衰减量。在衰减量为100％的情况下，背光86为关闭。

控制部3从初始值设定部5获取初始设定值，根据初始设定值与衰减量生成光量控制数据。这里，初始设定值是背光86的亮度为最大的电流值。

PWM控制部60获取光量控制数据，生成R、G、B各自的驱动脉冲。背光控制部82是根据由PWM控制部60生成的驱动脉冲调节背光86的光量的光量调节部。

<第四实施方式>

虽然没有图示，但也可以在第三实施方式的影像显示装置30中将影像特征检测部2及增强处理部41做成第二实施方式的影像显示装置20中的影像特征检测部210及增强处理部410。输入影像信号在被输入到增强处理部410中后，被供给到影像特征检测部210中。

根据本发明的第一实施方式～第四实施方式的影像显示装置，能够进行对应于输入的影像信号的光量控制和联动于光量控制的影像信号处理。因此，影像信号由于能够将黑色作为本来的黑色、将白色作为本来的白色来表现，所以对比度变高，是优选的。

Claims (8)

1、一种影像显示装置，其特征在于，具备：

显示部，显示输入的影像信号；

光源，产生用于在上述显示部显示上述影像信号的光；

光量调节部，调节上述光源的光量；

直方图生成部，根据上述影像信号的亮度信号成分，按每预定的时间单位将从最小亮度到最大亮度分割为多个灰度，生成表示各个灰度的分布的直方图数据；

保持部，保持第1灰度修正数据，该第1灰度修正数据决定相对于上述影像信号的输入灰度的输出灰度的特性；

光量控制部，根据上述直方图数据，控制上述光量调节部，以便随着每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例变大来减少上述光源的光量；

附加数据生成部，生成用来为了提高上述影像信号的预定的中间灰度区域的灰度而按上述中间灰度区域的各个灰度对上述第1灰度修正数据附加用的数据，即根据上述直方图数据随着每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而变大的附加数据；以及，

灰度修正部，根据上述第1灰度修正数据或对上述第1灰度修正数据附加了上述附加数据的第2灰度修正数据，修正上述影像信号的灰度。

2、如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，具备：

增强处理部，进行上述影像信号的轮廓强调；

控制部，控制上述增强处理部，以便根据上述直方图数据随着每上述预定时间单位相当于黑色的灰度的比例变大而使对上述影像信号的轮廓强调增大。

3、如权利要求2所述的影像显示装置，其特征在于，上述增强处理部将轮廓强调后的影像信号供给到上述灰度修正部与上述直方图生成部中。

4、如权利要求1～3中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，上述附加数据生成部生成上述附加数据，以使得在包括上述中间灰度区域的灰度区域中，上述附加数据的相邻的灰度的差量为预先设定的值以下。

5、如权利要求1～4中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，

具有：

光调制元件，根据上述影像信号调制入射的光；以及

白平衡修正部，修正上述影像信号的白平衡，供给到上述光调制元件中；

上述光源产生入射到上述光调制元件中的上述光；

上述光量调节部是调节上述光的量的光圈；

还具有根据通过上述光圈的光的量控制上述白平衡修正部的白平衡的修正的白平衡控制部。

6、如权利要求1～4中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，

上述显示部具有液晶显示面板；

上述光源是产生入射到上述液晶显示面板的光的背光。

7、一种影像显示方法，其特征在于，

根据显示于显示部的影像信号的亮度信号成分，按每预定的时间单位将从最小亮度到最大亮度分割为多个灰度，生成表示各个灰度的分布的直方图数据；

根据上述直方图数据，求出每上述预定的时间单位相当于黑色的灰度的比例；

随着相当于上述黑色的灰度的比例变大，减少从产生用于在上述显示部显示上述影像信号的光的光源发出的光量；

进行控制，以便随着减少从上述光源发出的光量而提高上述影像信号中的预定的中间灰度区域的灰度。

8、如权利要求7所述的影像显示方法，其特征在于，进行控制，以便随着减少从上述光源发出的光量而增大对上述影像信号实施的轮廓强调的程度。

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