CN103369328B - 视频显示装置以及多画面显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视频显示装置以及多画面显示装置，以降低功耗。在视频显示装置（100）中，通过光源用驱动电路（10、12、14）驱动各LED（11、13、15）以使各LED（11、13、15）发光，按照各种颜色从n个画面（n为1以上的整数）的视频信号中检测最大信号电平，并基于检测出的最大信号电平，计算各种颜色的放大率。此外，视频显示装置（100）在用于降低功耗的节电模式时，基于计算出的各种颜色的放大率，对视频信号的信号电平进行放大，并对提供到光源用驱动电路（10、12、14）的各LED（11、13、15）的驱动电流值进行控制，以消除与放大后的视频信号的信号电平的放大量对应的各LED（11、13、15）的亮度放大量。

Description

视频显示装置以及多画面显示装置

技术领域

本发明涉及视频显示装置、和组合多个视频显示装置构成的多画面显示装置，尤其涉及降低功耗。

背景技术

作为显示视频的大型显示装置，公知有排列多个投影型视频显示装置的画面而成的多画面显示装置。以往，广泛使用了放电灯作为投影型视频显示装置中的光源，但随着技术的进步，发光二极管（LED：LightEmittingDiode）的输出亮度能够胜任作为投影型视频显示装置的光源的用途，因此近年来使用了LED作为光源（例如参照专利文献1）。

【专利文献1】日本特开2005－274884号公报

但是，虽然LED光源的输出亮度能够胜任作为投影型视频显示装置的光源的用途，但另一方面，其功耗与放电灯的功耗在同等程度或者在其之上。与此同样，在组合了多个使用LED光源的投影型视频显示装置而成的多画面显示装置中，其功耗的增加也成为问题。

此外，在多画面显示装置中，主要用于道路、交通、设施等的监视室的例子较多，在这些例子中，根据时间段和/或显示内容的不同，可能存在不需要始终显示的部分。因此，作为削减功耗的方法，提出了切断构成多画面显示装置的投影型视频显示装置的部分电源的方法，但是在该方法中可能在必要时无法即刻显示视频，给操作人员的工作带来障碍。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够在视频显示装置和多画面显示装置中降低功耗的技术。

本发明的视频显示装置基于视频信号对从预定的各种颜色的LED光源射出的光进行强度调制并将其投影到屏幕上，其中，该视频显示装置具有：光源驱动单元，其对各所述LED光源进行驱动，使各所述LED光源发光；检测单元，其按照各种颜色从n个画面的所述视频信号中检测最大信号电平，其中，n为1以上的整数；计算单元，其基于由所述检测单元检测出的所述最大信号电平，计算各种颜色的放大率；放大单元，其在旨在降低功耗的节电模式时，基于由所述计算单元计算出的各种颜色的放大率，对所述视频信号的信号电平进行放大；以及控制单元，其对提供给所述光源驱动单元的各所述LED光源的驱动电流值进行控制，以消除与由所述放大单元放大后的所述视频信号的信号电平的放大量对应的各所述LED光源的亮度的放大量。

此外，本发明的多画面显示装置组合多个视频显示装置而构成，在该多画面显示装置中，多个所述视频显示装置包括1个主装置和除此以外的从装置，在所述节电模式时，所述从装置向所述主装置发送所述各种颜色的放大率，所述主装置按照所述各种颜色从由所述从装置发送的放大率中提取最小的放大率并发送到各所述从装置。

根据本发明的视频显示装置，在节电模式时，放大单元基于各种颜色的放大率对视频信号的信号电平进行放大，控制单元控制各LED光源的驱动电流值，以消除与视频信号的信号电平的放大量对应的LED光源的亮度放大量，因此能够在不降低视频显示装置的最大亮度的情况下降低LED光源的驱动电流值。由此，能够在视频显示装置中降低功耗。

此外，根据本发明的多画面显示装置，从装置向主装置发送各种颜色的放大率，主装置按照各种颜色从由从装置发送的放大率中提取最小的放大率并发送到各从装置，因此能够减少构成多画面显示装置的各个视频显示装置中的LED光源的驱动电流值，并且使所有视频显示装置的亮度均等。由此，能够在多画面显示装置中降低功耗。

附图说明

图1是实施方式1的视频显示装置的概略结构图。

图2是光源电路的概略结构图。

图3是示出LED驱动电流值-输出亮度值特性的一例的图。

图4是示出视频信号电平的转换例的图。

图5是实施方式2的多画面显示装置的概略结构图。

标号说明

2：控制部；6：屏幕；7：信号处理部；8：图像输入部；10：R光源用驱动电路；11：R光源用LED；12：G光源用驱动电路；13：G光源用LED；14：B光源用驱动电路；15：B光源用LED；100：视频显示装置；101：主装置；102～109：从装置；120：多画面显示装置。

具体实施方式

<实施方式1>

以下，使用附图来说明本发明的实施方式1。图1是本发明的实施方式1的视频显示装置100的概略结构图。视频显示装置100具有收发部1、控制部2、光源电路3、光阀4、投影镜头5、屏幕6、信号处理部7、图像输入部8和存储器9。

光源电路3例如将LED作为光源，光源电路3的光输出被输入到光阀4。另一方面，从外部向图像输入部8输入视频信号，图像输入部8将视频信号输出到信号处理部7。信号处理部7进行视频信号的信号电平的转换（放大）和视频信号的放大/缩小等信号处理，转换为用于驱动光阀4的驱动信号并输出到光阀4。光阀4对从光源电路3输出的光进行强度调制并在驱动信号的定时将该光输出到投影镜头5，由此视频被投影到屏幕6。

此外，收发部1例如与外部PC以及其他视频显示装置连接，并将来自外部PC以及其他视频显示装置的指令传递到控制部2。控制部2接收到来自外部PC以及其他视频显示装置的指令，而切换为通常模式或用于降低功耗的节电模式对各部进行控制。另外，关于通常模式和节电模式下的各部的动作将后述。

接着，使用图2对光源电路3的详细情况、和各模式下的控制部2的动作进行说明。图2是光源电路3的概略结构图。光源电路3具有发出红色（R）光的R光源用LED11、R光源用驱动电路10、发出绿色（G）光的G光源用LED13、G光源用驱动电路12、发出蓝色（B）光的B光源用LED15和B光源用驱动电路14。由R光源用驱动电路10以脉冲驱动方式对R光源用LED11控制驱动电流值从而使其进行点亮动作。与其同样，由G光源用驱动电路12以脉冲驱动方式对G光源用LED13控制驱动电流值从而使其进行点亮动作，由B光源用驱动电路14以脉冲驱动方式对B光源用LED15控制驱动电流值从而使其进行点亮动作。

在存储器9中存储有表示LED驱动电流值－输出亮度值特性的信息（参照图3），该信息是通过预先在生产工序中测量相对于R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值的输出亮度值等而得到的。控制部2根据存储在存储器9中的表示LED驱动电流值－输出亮度值特性的信息，控制提供给R、G、B光源用驱动电路10、12、14（光源驱动单元）的R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值，由此进行R、G、B光源用LED11、13、15的亮度调整。

此处，在通常模式时控制部2控制为不在信号处理部7中进行待输入到图像输入部8的视频信号的电平转换，与此同时，将R、G、B光源用驱动电路10、12、14输出的电流值IR0、IG0、IB0存储到存储器9中。

另一方面，在节电模式时，控制部2进行控制，以在信号处理部7中进行待输入到图像输入部8的视频信号的电平转换，使得信号输出的动态范围变得最大。与此同时，控制部2依据由图像输入部8检测到的信号电平，基于存储在存储器9中的表示LED驱动电流值－输出亮度值特性的信息，控制R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值，由此进行R、G、B光源用LED11、13、15的亮度调整，以降低与由信号处理部7扩展得到的动态范围相应的亮度。

使用图3、图4对具体的控制例进行说明。图3的（a）是示出R光源用LED11的LED驱动电流值－输出亮度值特性的一例的图，图3的（b）是示出G光源用LED13的LED驱动电流值－输出亮度值特性的一例的图，图3的（c）是示出B光源用LED15的LED驱动电流值－输出亮度值特性的一例的图。

在节电模式时，图像输入部8检测视频信号的信号电平。按照视频信号的每1个画面并针对R、G、B的各种颜色检测画面内的最大信号电平并输出到控制部2。控制部2按照R、G、B的各种颜色保持n个画面（n为1以上的整数）的最大信号电平，并按照R、G、B的每种颜色从其中提取（检测）最大值。另外，图像输入部8和控制部2相当于检测单元。

并且，控制部2基于提取出的n个画面的最大信号电平，计算用于将R、G、B各种颜色的信号电平转换为能够在整个动态范围内使用的信号电平的转换系数（放大率）并输出到信号处理部7。信号处理部7使用转换系数在整个画面内均匀地进行信号电平校正（振幅的放大）。与此同时，控制部2为了消除与通过用转换系数进行电平转换而放大的信号电平的放大量对应的各LED11、13、15的亮度放大量，基于存储在存储器9中的表示LED驱动电流值－输出亮度值特性的信息，控制光源电路3以减少对各LED11、13、15的驱动电流值。另外，控制部2相当于计算单元和控制单元，信号处理部7相当于放大单元。

图4的（a）是示出输入到图像输入部8的R、G、B的各视频信号电平在n个画面中的最大信号电平的一例，图4的（b）是示出通过控制部2的处理将信号的振幅电平转换到整个动态范围后的最大信号电平的一例。另外，此处作为一例，设信号电平的最小值为0、最大值为255。

如图4的（a）所示，由控制部2检测到的视频信号电平的最大值分别为R：127、G：180、B：150。因此，信号处理部7进行对视频信号电平进行均匀放大的处理，使得各种颜色的最大信号电平为255。该情况下，R信号的1个画面内的最大信号电平为127，因此转换系数Cr为

Cr=（255+1）/（127+1）=2.000，

与其同样，G、B的转换系数Cg、Cb为

Cg=（255+1）/（180+1）=1.414

Cb=（255+1）/（150+1）=1.695。

信号处理部7使用该转换系数，将从图像输入部8输出的R、G、B视频信号Rin、Gin、Bin转换为Rout=Cr·Rin、Gout=Cg·Gin、Bout=Cb·Bin并输出。例如在同一画面内R信号电平为80的部分被转换为（80+1）·（2.000）－1=161的信号电平。

另一方面，在图3所示的例子中，R、G、B在通常模式时的LED驱动电流值分别被设定为了IR0、IG0、IB0。在将相对于此时的驱动电流值的亮度值分别设为YR0、YG0、YB0时，信号处理部7对R、G、B的信号电平进行转换，因此控制R、G、B光源用LED11、13、15的LED驱动电流值，以将R、G、B光源用LED11、13、15的亮度值分别如下转换即可。

YR1=YR0/Cr=YR0/2.00

YG1=YG0/Cg=YG0/1.414

YB1=YB0/Cb=YB0/1.695

即，在R光源用LED11的情况下，根据存储在存储器9中的表示R光源用LED11的LED驱动电流值-亮度值特性的信息（参照图3的（a））求出R光源用LED11的亮度值成为YR1的驱动电流值IR1。与其同样，根据表示G光源用LED13的LED驱动电流值－亮度值特性的信息（参照图3的（b））求出G光源用LED13的亮度值成为YG1的驱动电流值IG1，根据表示B光源用LED15的LED驱动电流值－亮度值特性的信息（参照图3的（c））求出B光源用LED15的亮度值成为YB1的驱动电流值IB1。

控制部2通过将光源电路3内的R光源用驱动电路10的驱动电流值控制为IR1、G光源用驱动电路12的驱动电流值控制为IG1、B光源用驱动电路14的驱动电流值控制为IB1，将R、G、B光源用LED11、13、15的亮度值分别控制为YR1、YG1、YB1。

在进行了上述处理后，R、G、B的最大信号电平如图4的（b）所示那样成为最大值255。即，信号处理部7在以R、G、B为单位对输入的视频信号的动态范围进行转换的同时，通过控制R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值来降低由信号处理部7转换放大的亮度的量。由此，在节电模式时也能够在维持通常模式时的最大亮度的状态下，减少R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值，从而能够实现功耗的降低。

在本实施方式的视频显示装置100中，在节电模式时，信号处理部7基于各种颜色的转换系数对视频信号的信号电平进行转换，控制部2为了消除与视频信号的信号电平的放大量对应的LED11、13、15的亮度放大量，控制各LED11、13、15的驱动电流值，因此能够在不降低视频显示装置100的最大亮度的情况下降低R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值。由此，能够在视频显示装置100中降低功耗。换言之，能够在视频显示装置100中削减能耗量。

另外，在本实施方式中，按照输入到图像输入部8的R、G、B的各种颜色检测n个画面的最大信号电平，并基于检测到的最大信号电平控制信号处理部7和光源电路3，但在节电模式时所显示的视频大多基本没有变化。因此，可以仅检测在节电模式时检测的最开始的n个画面的最大信号电平并基于检测到的最大信号电平确定信号处理部7的转换系数和光源电路3的驱动电流值，在节电模式时随时间经过固定转换系数和驱动电流值。该情况下，能够停止图像输入部8的最大值检测电路（省略图示），从而能够实现进一步的节电化。

此外，在本实施方式中，在信号处理部7中使用输入到图像输入部8的R、G、B的各种颜色的最大信号电平单独调整R、G、B的动态范围，但也可以使用由图像输入部8检测的R、G、B的最大值中的最大值计算转换系数。例如，在图4的（a）的情况下，可以选择动态范围最大的G（180），由此转换系数Cr、Cg、Cb为Cr＝Cg=Cb=（255+1）/（180+1）=1.414，并控制R、G、B光源用LED11、13、15的驱动电流值，以转换为

YR1=YR0/Cg=YR0/1.414

YG1=YG0/Cg=YG0/1.414

YB1=YB0/Cg=YB0/1.414。

该情况下，能够替代R、G、B的各种颜色的转换系数，对各种颜色使用公共的转换系数，因此能够使节电模式时的R、G、B的颜色分辨率相等。

<实施方式2>

接着，对实施方式2的多画面显示装置120进行说明。图5是多画面显示装置120的概略结构图。另外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明的结构要素同样的结构要素标注相同标号并省略说明。多画面显示装置120组合多个视频显示装置100构成了更大的显示画面（大画面）。多画面显示装置120例如排列3行×3列的视频显示装置100而构成。

视频显示装置100包括主视频显示装置101、和除其以外的从视频显示装置102～109。主视频显示装置101和从视频显示装置102～109具有大致相同的结构。在以下的说明中，将主视频显示装置101、从视频显示装置102～109分别称作“主装置101”、“从装置102～109”。主装置101和从装置102～109如图5的箭头所示那样用通信线缆双向连接。

主装置101和从装置102～109能够通过分别独立地发挥作为视频显示装置100的功能，将多画面显示装置120整体的功耗最小化。

主装置101和各从装置102～109以与实施方式1同样的过程，针对输入到图像输入部8的视频信号，按照每1个画面检测R、G、B各自的最大信号电平，并计算用于将R、G、B各自的信号电平转换为能够在整个动态范围内使用的信号电平的转换系数。

各从装置102～109向主装置101发送转换系数。主装置101取得构成多画面显示装置120的所有视频显示装置100的R、G、B各自的转换系数，并按照R、G、B的各种颜色提取最小的转换系数。并且主装置101将针对提取出的R、G、B各自的视频信号的最小转换系数发送到各从装置102～109。

与实施方式1同样，各视频显示装置100使用针对接收到的R、G、B各自的视频信号的最小转换系数，按照R、G、B的每种颜色、并按照各个画面实施信号电平转换和LED驱动电流值的控制。

通过上述过程，在构成多画面显示装置120的所有视频显示装置100中，按照R、G、B的各种颜色进行视频信号电平的动态范围控制和LED驱动电流值控制，降低各个视频显示装置100的LED驱动电流值，并且通过均匀保持多画面整体的亮度，可以在不使图像质量劣化的情况下在多画面显示装置120中降低功耗。换言之，能够在多画面显示装置120中削减能耗。

此外，在本实施方式中，按照R、G、B的各种颜色进行了动态范围控制和LED驱动电流值控制，但也可以使用构成多画面显示装置120的所有视频显示装置100的转换系数中的最小转换系数进行各视频显示装置100的R、G、B动态范围控制和LED驱动电流值控制。该情况下，针对各视频显示装置100的R、G、B的各种颜色使用公共的转换系数，因此能够使节电模式时的多画面显示装置120整体的R、G、B的颜色分辨率相等，中间色的连接也不会劣化。

并且，在多画面显示装置120中，主装置101可以基于键盘操作和多个视频显示装置中的图像运动中的任意一个转移到节电模式。控制多画面显示装置120的PC110（以下称作“控制装置110”）通过连接线缆111（例如LAN线缆、RS232C线缆等）与主装置101连接。来自控制装置110的指令经由主装置101传递到各从装置102～109，即传递到构成多画面显示装置120的所有视频显示装置100。控制装置110经由主装置101向各从装置102～109指示转移到节电模式。

上述指令例如可以根据预先设定的时间表功能，按照每小时或星期几进行控制。或者也可以根据在一定时间内是否存在对系统整体的访问（PC的鼠标操作或键盘操作等）进行自动控制。或者可以使用监视照相机的运动检测功能，也可以使用设置于多画面显示装置120附近的红外线照相机的人物检测。

由此，结合在每个场面、每个时间这样的各种情形下请求的图像质量水平进行细致的LED驱动电流值控制，由此能够在系统整体中始终以最适当的功耗进行动作，从而能够实现累计功耗量的最小化。

另外，本发明在其范围内，可以自由组合各实施方式，或对各实施方式适当地进行变形、省略。

Claims (4)

1.一种视频显示装置，其基于视频信号对从预定的各种颜色的LED光源射出的光进行强度调制并将其投影到屏幕上，其中，该视频显示装置具有：

光源驱动单元，其对各所述LED光源进行驱动，使各所述LED光源发光；

检测单元，其按照各种颜色从n个画面的所述视频信号中检测最大信号电平，其中，n为1以上的整数；

计算单元，其基于由所述检测单元检测出的所述最大信号电平，计算各种颜色的放大率；

放大单元，其在旨在降低功耗的节电模式时，基于由所述计算单元计算出的各种颜色的放大率，对所述视频信号的信号电平进行均匀放大，使得所述各种颜色的最大信号电平都成为最大值；以及

控制单元，其对提供给所述光源驱动单元的各所述LED光源的驱动电流值进行控制，以消除与由所述放大单元放大后的所述视频信号的信号电平的放大量对应的各所述LED光源的亮度的放大量，

所述各种颜色的放大率和各所述LED光源的驱动电流值与时间经过无关地被固定。

2.根据权利要求1所述的视频显示装置，其中，

替代所述各种颜色的放大率，而使用各种颜色公共的放大率。

3.一种多画面显示装置，其组合多个权利要求1所述的视频显示装置而构成，在该多画面显示装置中，

多个所述视频显示装置包括1个主装置和除此以外的从装置，

在所述节电模式时，所述从装置向所述主装置发送所述各种颜色的放大率，

所述主装置按照所述各种颜色从构成所述多画面显示装置的所有视频显示装置的放大率中提取最小的放大率并发送到各所述从装置。

4.根据权利要求3所述的多画面显示装置，其中，

所述主装置基于多个所述视频显示装置中的图像的运动、设定时间和键盘操作中的任意一个转移到所述节电模式。