CN1304522A - 图像显示装置及图像显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使对比度及光源的调整具有相关性以改善视觉上的反差感的图像显示装置及方法。特征检测单元11检测输入图像信号的MAX、MIN及APL。控制数据生成单元12示出将MAX与MIN之差放大至动态范围宽度的增益(Gain)及给出将利用增益(Gain)放大的输入图像信号放入DC电平调整单元13B的输出动态范围内的DC电平位移量即Offset。信号振幅调整单元13A以APL为基准,根据增益(Gain)将输入图像信号进行放大。DC电平调整单元13B根据Offset值将放大的输入图像信号进行电平位移。光源控制单元16根据Offset控制光源18,使画面上的视觉亮度电平与输入图像信号的亮度电平相同。

Description

图像显示装置及图像显示方法
技术领域
本发明涉及图像显示装置及图像显示方法，特别涉及采用根据输入图像信号动态进行对比度调整及光源亮度调整的受光型光调制器件的图像显示装置及方法。另外还涉及根据输入图像信号对光源的亮度(光量)进行动态调光时改善光源发光效率的图像显示装置及方法。
背景技术
众所周知，图像显示装置大量用作电视接收机及计算机装置等的画面显示装置。其中， 以液晶显示装置为代表的受光型装置，由于在非发光型的受光型光调制单元(例如液晶屏幕)显示图像，因此与CRT等发光型显示装置相比，画面比较暗。为此，通常在受光型图像显示装置中设置从受光型光调制单元背面照射光线以提高显示画面视觉亮度的光源(例如背光源)再加上一般性的对比度调整，来对光源进行亮度调整，这样就容易看清显示的图像。
对于对比度及光源的强度，基本上是固定设定好用户用手动操作调整的内容。但是近年来，为了使得图像看得更清楚，提出了各种根据随时变化的输入图像信号动态调整对比度及光源亮度(下面称为调光)的方法。
以往动态进行该对比度及光源调整的方法，例如有日本专利特开平5-127608号公报及特开平8-201812号公报所揭示的“液晶显示装置”。该公报所揭示的以往的调整方法是，检测输入图像信号的最大亮度电平(MAX)与最小亮度电平(MIN)，在最大亮度电平与最小亮度电平之差较大时，减小对比度；在最大亮度电平与最小亮度电平之差较小时，增大对比度。另外，该以往的调整方法是检测输入信号的平均亮度电平(APL)，再相对于预先规定的基准亮度电平进行比较，当平均亮度电平较高时，降低光源亮度；当平均亮度电平较低时，增加光源亮度。通过这样，以往的调整方法将使其始终保持一定的显示亮度。
但是，上述公报所揭示的以往的调整方法是分别独立进行对比度调整(即信号振幅控制)及光源亮度调整(即两个调整没有相关性)。因此，采用上述以往的调整方法不能得到非常理想的对比度改善效果。
另外，从发光效率等观点出发，光源主要采用荧光灯。下面参照图27～29简单说明该荧光灯的一般特性。图27所示为一般荧光灯的灯温与发光效率特性之一例。图28所示为一般荧光灯的灯管电流与灯温特性之一例。图28所示为使用荧光灯作为背光源的情况，所示特性在电流为io时，灯温为65℃。图29所示为一般荧光灯的灯管电流与亮度特性之一例。
首先，如图27所示，一般荧光灯由于灯管内部汞蒸气压的关系，在其使用温度中存在一个发光效率为最大的温度(该图中的65℃)。接着，如图28所示，一般的荧光灯由于荧光灯自己发热，因此灯温与灯管电流有一定的比例关系。所以，根据图27与图28的特性，结果荧光灯如图29所示，灯管电流比电流io大或者比电流io小，亮度调整的效率(发光效率)都下降。
若考虑到上述情况，上述公报所揭示的以往的调光方法，是想要根据检测的平均亮度电平来调整光源亮度，以便得到一定的视觉亮度(显示亮度)，这样就只能使用图29所示特性的线性单元。因此，利用以往的调光方法不能有效使用光源(即不能得到最大亮度)。
另外，光源使用的灯的寿命取决于灯管电流及温度。因此，在根据图像信号对光源亮度的明亮进行调光的上述以往的图像显示装置中，当图像信号特征有偏差时，会产生长时间灯管流过较大的灯管电流(驱动电流)而使灯管寿命缩短的问题。
因此，本发明的第1目的在于提供一种图像显示装置及图像显示方法，它是使对比度的调整(信号振幅控制)与光源亮度调整具有相关性，通过这样进行调整，能够不增加光源功耗，改善视觉上的反差感。
另外，本发明的第2目的是提供一种图像显示装置及图像显示方法，它是利用光源发光效率最大的特性范围附近区域，根据输入图像信号动态而且最佳地对光源亮度进行调光。
再有，本发明的第3目的是提供一种图像显示装置及图像显示方法，它是一面保持产品所必需的光源寿命，一面根据输入图像信号动态而且最佳地对光源亮度进行调光。
发明概述
本发明为达到上述目的，包括下述特征。
本发明第1方面是面向将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法是对图像信号进行动态振幅调整，使其成为预先规定的振幅值。然后，根据振幅调整的图像信号在受光型光调制单元显示图像时，根据进行的振幅调整来进行光源的亮度调整，使得规定的电平在视觉上没有变化。这样，根据本图像显示装置及方法，由于进行光源亮度调整与振幅调整具有相关性，使得视觉上的平均亮度电平没有变化，因此可以不增加光源的平均功耗，而改善视觉上的反差感。
在本发明中，最好采用输入图像信号各帧的平均亮度电平作为规定电平。在下面说明的第2方面及第3方面中，将说明采用平均亮度电平作为规定电平进行振幅调整及光源亮度调整的图像显示装置及方法。
本发明第2方面是面向将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法是分别检测图像信号的最大亮度电平(MAX)、最小亮度电平(MIN)及平均亮度电平(APL)。另外，根据这些电平生成给出放大指令的使光源点灯用的光源控制数据，这时光源点灯的亮度是使根据放大的图像信号在受光型光调制单元显示图像时，平均亮度电平与APL具有相同程度。再根据生成的信号控制数据，将图像信号的最大振幅(MAX与MIN之差)加以放大达到动态范围宽度，再输出给受光调制单元。然后，根据生成的光源控制数据进行光源的亮度控制。
这里，信号控制数据及光源控制数据最好根据下述方法生成。即将新输入的APL与前一次处理的APL进行比较，判断其电平之差，然后，相应于该电平差从能取得的最小值到最大值的变化，从前一次处理求得的控制数据变化为采用根据这一次的MAX及MIN求出的控制数据。另外，判断MAX与MIN之电平差是否小于预先预定的值。当判断为该电平差小于预先规定的值时，相应于该电平差从能取得的最小值到该预先规定值的变化，从不进行振幅调整及光源亮度调整值的控制数据变化为采用根据MAX及MIN求出的控制数据。这样，利用本图像显示装置及方法，即使对于各种不同种类及形式的图像信号，也能够恰当地改善视觉上的反差感，同时虽然微微减少了单幅图像的图像质量改善效果，但是改善了由于过度控制造成的视觉上的不谐调感觉，能够使得图像前后的连接显得自然。
本发明第3方面是面向将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法是分别检测图像信号的MAX、MIN及APL。另外，根据这些电平求出将图像信号的最大振幅(MAX与MIN之差)放大至受光型光调制单元允许的输出动态范围宽度用的增益以及提供将放大的图像信号放在该输出动态范围内要进行的DC电平位移量的偏移值。再以APL为基准，根据求出的增益将图像信号放大。另外，该放大的图像信号的DC电平，根据偏移值进行电平位移，再输出至受光调制单元。然后根据偏移值进行光源亮度控制使光源点灯，这时光源点灯的亮度是使根据放大的图像信号在受光型调制单元显示图像时，平均亮度电平与APL具有相同程度。
这里，在对图像信号预先进行γ校正处理时，只要进行下述处理即可。即首先对于输出至受光型光调制单元的图像信号进行逆γ校正处理，与图像信号所加的γ校正处理相抵消，然后输出至受光型光调制单元。另外，对于偏移量，在进行与上相同的逆γ校正处理后，用于光源亮度控制。这样，利用本图像显示装置及方法，即使对于预先进行γ校正处理的图像信号，也能够恰当地改善视觉上的反差感。
在上述第1～第3方面中所揭示的图像显示装置及方法，是对显示一个画面的系统进行振幅调整及光源亮度调整。下面在第4方面中所揭示的图像显示装置及方法，是对一个受光型光调制单元上显示两个画面的系统进行振幅调整及光源亮度调整。
本发明第4方面是面向将输入的两个图像信号在具有光源的受光型光调制单元同时显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法，是分别检测作为调整对象的某一个图像信号(主图像信号)的MAX、MIN及APL。另外，根据这些电平生成给出放大指令的信号控制数据及使光源电灯用的光源控制数据，这时光源点灯的亮度是使根据放大的图像信号在受光型光调制单元是显示图像时，平均亮度电平与APL具有相同程度。再根据生成的信号控制数据，将主图像信号的最大振幅(MAX与MIN之差)加以放大达到动态范围宽度。另外，根据生成的光源控制数据，进行光源亮度控制。再根据光源控制数据对调整对象以外的另一个图像信号(副图像信号)的振幅进行放大或缩小，使得对主图像信号进行的光源亮度调整效果相对于该副图像信号不起作用。然后，按照外部给定的切换信号时序，有选择地切换放大的主图像信号或副图像信号中的某一个，输出至受光型光调制单元。这样，利用本图像显示装置及方法，由于对主图像信号进行振幅调整及光源亮度调整，对副图像信号进行补偿，使光源亮度调整效果抵消，因此即使在进行双画面显示的系统中，对于两个画面都没有不谐调的感觉，也能够恰当地改善视觉上的反差感。
在上述第1～第4方面中所揭示的图像显示装置及方法，是使进行振幅调整及光源亮度调整具有相关性，通过这样不增加光源的功耗，改善视觉上的反差感。在下面说明的第5～第7方面中揭示的图像显示装置及方法，是利用光源发光效率最大的特性范围附近区域，根据输入图像信号动态而且最佳地对光源亮度进行调光。
本发明第5方面同面向将输入图像信号在具有光源的受光型调制单元显示图像的图像显示及方法。根据本图像显示装置及方法，是求出与图像信号特征量相应的特征数据。另外，根据预先规定的基准数据与求出的特征数据之差，求出控制光源的调光控制数据。再根据提供光源发光效率最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据，生成控制光源驱动电流值的新调光控制数据，使得在求出的调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据。然后，根据该新调光控制数据，控制光源的驱动电流值，通过这样对光源亮度动态进行调光控制。这样，利用本图像显示装置及方法，由于能够始终控制光源温度在适当数值，能够始终在最大发光效率状态下对光源亮度进行动态调光，因此比以往要改善调光效率。
该新调光控制数据，例如可按照下述顺序生成。首先，在调光控制数据中，仅仅让在预先规定时间常数以内的时间中变化的交流分量通过。这里，该时间常数最好设定为小于光源温度变化对于光源驱动增减不能响应的时间。然后，将基准调光控制数据与交流分量调光控制数据相加，生成新调光控制数据。这样，利用本图像显示装置及方法，能够控制光源温度，使其始终处于能得到最大发光效率的特性范围附近(最佳温度)。
另外，也可以最好在本图像显示装置及方法中，检测光源附近的物理量，再根据该检测结果，动态改变基准调光控制数据的值，使得光源的发光效率始终为最高。这样，利用本图像显示装置及方法，能够不受使用环境温度的影响，在光源的发光效率始终为最高的状态下，对亮度进行动态调光。
本发明第6方面是面向将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法，是求出与图像信号特征量相应的特征数据。另外，根据预先规定的基准数据与求出的特征数据之差，求出控制光源的调光控制数据。再根据提供光源发光效率最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据及/或校准调光控制数据，生成控制光源驱动电流值的新调光控制数据，使得在求出的调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据和/或该标准调光控制数据。此后，根据该新调光控制数据，控制光源的驱动电流值，通过这样对光源亮度进行动态调光控制。这样，利用本图像显示装置及方法，由于能够始终控制光源温度在适当数值，能够始终在最大发光效率状态下对光源亮度进行动态调光，因此比以往要改善调光效率。
这里，标准调光控制数据最好例如是提供为确保标准亮度而预先设定的驱动电流的调光控制数据或提供为确保灯的寿命而预先设定的平均驱动电流的调光控制数据。
另外，新调光控制数据，例如可按照下述顺序生成。首先，在调光控制数据大于标准调光控制数据时，求出其两者数据差分；在该调光控制数据小于该基准调光控制数据时，求出其两者数据差分；在其它情况时，求出数据差分为零。然后，在该求出的变化差分数据中，仅仅抽取在预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量。这里，该时间常数最好设定为小于光源温度变化对于光源驱动电流的增减不能响应的时间。然后，从调光控制数据中减去变化分量调光控制数据，生成新调光控制数据。这样，利用本图像显示装置及方法，即使将控制基准值不得不设定为大于光源发光效率为最大的驱动电流时，对于驱动电流大于标准调光控制数据的亮度变化，也能够一边确保标准亮度，一边对亮度进行动态调光；对于驱动电流小于基准调光控制数据的亮度变化，也能够在最大发光效率的状态下对亮度进行动态调光。因而，能够比以往改善调光效率。
或者，首先在调光控制数据大于标准调光控制数据时，求出其两者差分；在其它情况时，求出数据差分为零。然后，在该求出的变化差分数据中，仅仅抽取在预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量。这里，该时间常数量好设定为小于光源温度变化对于光源驱动电流的增减不能响应的时间。然后，从调光控制数据中减去变化分量调光控制数据，生成新调光控制数据。这样，利用本图像显示装置及方法，即使将控制基准值不得不设定为大于光源发光效率为最大的驱动电流时，对于驱动电流大于标准调光控制数据的亮度变化，也能够一边确保标准亮度，一边对亮度进行动态调光，因而，能够比以往改善调光效率。
本发明第7方面是面向将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像的图像显示装置及方法。根据本图像显示装置及方法是分别检测图像珠MAX、MIN及APL。另外，根据这些电平生成给出放大指令的信号控制数据及使光源点灯的光源控制数据，这时光源点灯的亮度是使根据放大的图像信号在受光型光调制单元显示图像时，平均亮度电平与APL具有相同程度。再根据该信号控制数据，将图像信号的最大振幅(MIX与MIN之差)加以放大达到动态范围宽度。再根据提供光源发光效率最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据，生成控制光源驱动电流值的新的光源控制数据，使得在生成的光源控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据。然后，根据该新的光源控制数据，控制光源的驱动电源值，通过这样动态进行光源亮度控制。这样，利用本图像显示装置及方法，由于进行光源亮度调整与振幅调整具有相关性，使得视觉上的平均亮度电平没有变化，因此可以不增加光源的平均功耗，而改善视觉上的反差感。再有，利用本图像显示装置及方法，由于能够始终控制光源温度在适当数值，能够始终在最大发光效率状态下对光源亮度进行动态调光，因此比以往要改善调光效率。
附图简要说明
图1所示为本发明实施形态1的图像显示装置的构成方框图。
图2为本发明实施形态1的图像显示装置对某输入图像信号进行处理的简要过程举例的说明图。
图3为本发明实施形态1的图像显示装置对某输入图像信号进行处理的简要过程举例的说明图。
图4所示为本发明实施形态2的图像显示装置的构成方框图。
图5所示为本发明实施形态3的图像显示装置的构成方框图。
图6所示为图5的受光型光调制单元17上显示两个画面的一个例子。
图7为本发明实施形态3的图像显示装置对某输入图像信号进行处理的简要过程举例的说明图。
图8所示为本发明实施形态4的图像显示装置的构成方框图。
图9所示为图8的γ逆校正处理单元41及γ控制数据生成单元45中逆γ特性之一例。
图10所示为本发明实施形态5的图像显示装置的构成方框图。
图11所示为本发明实施形态6的图像显示装置的构成方框图。
图12所示为本发明实施形态7的图像显示装置的构成方框图。
图13所示为本发明实施形态8的图像显示装置的构成方框图。
图14所示为本发明实施形态9的图像显示装置的构成方框图。
图15所示为图14的调光控制信号运算单元95的详细构成方框图之一例。
图16所示为图14的控制数据生成单元12生成的调光控制数据波形之一例。
图17所示为图16所示的调光控制数据通过HPF 96后的交流分量调光控制数据波形图。
图18所示为图15的HPF 96更详细构成方框图之一例。
图19所示为本发明实施形态9的图像显示装置中一般荧光灯的灯管电流与亮度特性之一例。
图20所示为本发明实施形态10的图像显示装置的构成方框图。
图21所示为图20的调光控制信号运算单元105的详细构成方框图之一例。
图22所示为图21的限幅器106的输入输出特性图。
图23所示为图21所示的调光调制信号运算单元105各单元中各自的调光控制数据波形图之一例。
图24所示为图21的限幅器106中其它的输入输出特性及减法器108输出的调光控制数据波形图。
图25所示为本发明实施形态11的图像显示装置的构成方框图。
图26所示为本发明实施形态12的图像显示装置的构成方框图。
图27所示为一般荧光灯灯温与发光效率特性之一例。
图28所示为一般荧光灯灯管电流与灯温特性之一例。
图29所示为一般荧光灯灯管电流与亮度特性之一例。
实施发明的最佳形态实施形态1
图1所示为本发明实施形态1的图像显示装置的构成方框图。在图1中，实施形态1的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，输入信号处理单元13具有信号振幅调整单元13A及DC电平调整单元13B。受光型光调制单元17具有光源18。
下面再参照图2及图3说明本发明实施形态1的图像显示装置各构成单元的作用(图像显示方法)。图2及图3为本发明实施形态1的图像显示装置对某输入图像信号进行处理的简要过程举例的说明图。
首先，从电视机或计算机装置等的图像信号处理电路(未图示)输出的图像信号作为输入图像信号，分别输入至特征检测单元11及输入信号处理单元13的信号振幅调整单元13A。
特征检测单元11分别检测输入图像信号的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记作MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)。在该特征检测单元11进行的MAX、MIN及APL的检测是采用以往进行的处理，因此这里省略其详细说明。
将特征检测单元11检测的MAX、MIN及APL输入至控制数据生成单元12，根据这些电平按照以下方法求出信号振幅调整增益(下面记作Gain)及图像信号DC电平位移量(下面记作Offset)。
下面考虑特征检测单元11对输入图像信号检测出图2(a)或图3(a)所示的MAX、MIN及APL的情况。
首先，控制数据生成单元12下式求出将输入图像信号最大振幅(MAX与MIN之差)放大至处理电路可能进行信号处理的范围、即动态范围(具体说是DC电平调整单元13B的输出动态范围)宽度的Gain。
Gain=动态范围宽度/(MAX-MIN)
例如，在图2中，输入图像信号最大振幅是动态范围宽度的67％(该图的(a))，在这种情况下，控制数据生成单元12求出的Gain为约1.5倍(该图的(b))。将该求出的Gain输出至信号振幅调整单元13A。
接着，控制数据生成单元12求出Offset，给出将信号振幅调整单元13A放大的输入图像信号(下面称为放大图像信号)放在动态范围内的DC电平位移量。由于信号振幅调整单元13A以APL为基准(APL的DC电平固定)进行放大，与此相应，用该Offset来改变放大图像信号的DC电平，使放大图像信号的振幅处于动态范围内。例如，在图2中，当放大图像信号的振幅超出动态范围下限0.5V，控制数据生成单元12求出的Offset为0.5V(该图的(c))。该求出的Offset输出至DC电平调整单元13B及光源控制单元16。
信号振幅调整单元13A将输入图像信号、特征检测单元11输出的APL，以及控制数据生成单元12输出的Gail作为输入。然后，信号振幅调整单元13A以APL作为基准，根据Gain将输入图像信号进行放大(图2(b)及图3(b))。该放大图像信号输出至DC电平调整单元13B。另外，由于信号振幅调整单元13A的输出动态范围与上述DC电平调整单元13B的输出动态范围相比，宽度已经足够，因此例如在图2(b)中超出动态范围下限的信号单元以负信号给出。
DC电平调整单元13B将信号振幅调整单元13A输出的放大图像信号及控制数据生成单元12输出的Offset作为输入。然后，DC电平调整单元13B将放大图像信号的DC电平位移进行电平，位移量为Offest数值大小(图2(c)及图3(c))。该电平位移后的放大图像信号(下面称为输出图像信号)输出至受光型光调制单元17，在屏幕上显示图像。
光源控制单元16根据控制数据生成单元12输出的Offset对光源18进行预先规定的亮度调整，使输出图像信号的视觉亮度电平与输入图像信号的亮度电平为相同程度，即使得根据输出图像信号在受光型光调制单元17显示图像时的APL与输入图像信号的APL相同(图2(d)及图3(d))。
这样，在实施形态1的图像显示装置中，DC电平调整单元13B中产生的APL变化单元通过光源18的亮度调整加以吸收。这样，对于黑电平，由于光源18的亮度降低，使视觉上的亮度电平更降低，因此结果反差感提高(图2(d))。而对于白电平，由于光源18的亮度增加，使视觉上的白峰值更高，结果使明亮单元更加显眼，改善了反差感(图3(d))。
如上所述，根据本发明实施形态1图像显示装置及方法，进行光源18的亮度调整与输入信号处理单元13进行的信号振幅控制具有相关性，将输出图像信号相对于输入图像信号的APL变化单元加以吸收。这样，利用实施形态1的图像显示装置及方法，能够不增加光源18的平均功耗，而改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态1中，作为控制数据生成单元12求出的Gain，说明的是设定为放大至动态范围幅度用的增益的情况。但是除此以外，作为控制数据生成单元12求出的Gain，也同样可以根据输入图像信号的噪声状态或色增益状态等，设定视觉上最有效的动态范围幅度以下的增益。
另外，在上述实施形态1所述的将信号振幅放大的处理及增加光源亮度的处理也同时增加了输入图像信号的噪声分量。因此，进行这样的处理有可能导致图像质量下降。为此，在图像显示装置中，只要根据控制数据生成单元12生成的Gain及Offset的值，判断因信号处理而增加的噪声量，再根据该噪声量从输入图像信号减少噪声分量即可。
再有，能够适合上述实施形态1图像显示装置中受光型光调制单元17的显示装置，有使用液晶的显示板。但是，该液晶显示板有一个特性，即图像信号亮度变化(APL变化)较大时响应快，而变化较小时则响应慢。因此，对于上述实施形态1所述的那样，即对所有亮度变化进行一定控制的处理中，就会产生不能符合图像要求进行适当的光源亮度调整的情况。为此，在图像显示装置中，只要对应于受光型光调制单元17对图像信号亮度变化(APL变化)的响应速度，将控制数据生成单元12生成的Offset值加以适当控制即可。
实施形态2
图4所示为本发明实施形态2的图像显示装置构成方框图。在图4中，实施形态2的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，输入信号处理单元13具有DC电平调整单元13B及信号振幅调整单元13A。受光型光调制单元17具有光源。
如图4所示，实施形态2的图像显示装置的是将上述实施形态1的图像显示装置中输入信号处理单元13的信号振幅调整单元13A与DC电平调整单元13B的处理顺序对调而构成的。另外，实施形态2的图像显示装置各构成单元与上述实施形态1的图像显示装置各构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面以本发明实施形态的图像显示装置与上述实施形态1的图像显示装置不同的处理动作为中心加以说明。
DC电平调整单元13B输入图像信号及控制数据生成单元12输出的Offset作为输入。然后，DC电平调整单元13B将输入图像信号的DC电平进行电平位移，位移量为Offset的值。
信号振幅调整单元13A将DC电平调整单元13B输出的电平位移处理后的输入图像信号、特征检测单元11输出的APL、以及控制数据生成单元12输出的Gain作为输入。然后，信号振幅调整单元13A以APL作为基准，根据Gain将电平位移处理后的输入图像信号进行放大。该放大的输入图像信号(输出图像信号)输出至受光型光调制单元17，在屏幕上显示图像。
因而，与上述实施形态1相同，DC电平调整单元13B中产生的APL变化单元通过光源18的亮度调整加以吸收。这样，对于黑电平，由于光源18的亮度降低，使视觉上的亮度电平更降低，因此结果反差感提高(参照图2(d))。而对于白电平，由于光源18的亮度增加，使视觉上的白峰值更高，结果使明亮单元更加显眼，改了反差感(参照图3(d))。
如上所述，根据本发明实施形态2的图像显示装置及方法，进行光源18的亮度调整与输入信号处理单元13进行的信号振幅控制具有相关性，将输出图像信号相对于输入图像信号的APL变化单元加以吸收。这样，利用实施形态2的图像显示装置及方法，能够不增加光源18的平均功耗，而改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态1中，作为控制数据生成单元12求出的Gain，说明的是设定为放大至动态范围幅度用的增益的情况。但是除此以外，作为控制数据生成单元12求出的Gain，也同样可以根据输入图像信号的噪声状态或色增益状态等，设定视觉上最有效的动态范围幅度以下的增益。
实施形态3
在上述实施形态1和2中说明的是对显示一个画面的系统进行对比度调整及光源亮度调整的情况。但是，本发明的对比度调整及光源亮度调整同样还可以用于例如个人计算机(PC)等那样的在一具受光型调制单元上显示两个画面的系统。因此在本发明实施形态3中说明的图像显示装置是将对比度调整及光源亮度调整用于显示两个画面的系统，以力图提高反差感。
图5所示为本发明实施形态3的图像显示装置构成方框图。在图5中，实施形态3的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、光源控制单元16、修正数据生成单元31、信号振幅调整单元32、MIX33及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有光源18。
如图5所示，实施形态3的图像显示装置是上述实施形态1和2的图像显示装置再加上修正数据生成单元31、信号振幅调整单元32及MIX33而构成的。另外，实施形态3的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1和2的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面再参照图6及图7，以本发明实施形态3的图像显示装置与上述实施形态1和2的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。图6所示为图5的受光型光调制单元17上显示两个画面的一个例子。图7为本发明实施形态3的图像显示装置对某输入图像信号进行处理的简要过程举例的说明图。
下面考虑在受光型光调制单元17上显示如图6所示的两个画面(窗口)时图像显示装置对第1画面进行对比度调整及光源亮度调整的情况。这种情况下，电视接收机及计算机装置等的图像信号处理电路(未图示)将第1画面(控制对象画面)对应的图像信号即第1输入图像信号输出至特征检测单元11及输入信号处理单元13，将第2画面(控制对象以外的画面)对应的图像信号即第2输入图像信号输出至信号振幅调整单元32。另外，上述图像信号处理电路将表示提供哪一个画面的输出图像信号的窗口切换信号输出至MIX 33。
首先，特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13及光源控制单元16对第1输入图像信号进行上述实施形态1或2所述的处理，进行对比度调整及光源亮度调整(图7(a))。
修正数据生成单元31将控制数据生成单元12输出的Offset作为输入。然后，修正数据生成单元31根据Offset生成对第2输入图像信号的振幅进行修正的信号，使得对第1输入图像信号所进行的光源亮度调整对第2输入图像信号不产生影响(即消除光源亮度调整的效果)。
信号振幅调整单元32将修正数据生成单元31输出的修正信号及第2输入图像信号作为输入，根据修正信号对第2输入图像信号的振幅加以放大或缩小。这里，信号振幅调整单元32以黑电平为基准，对第2输入图像信号加以放大或缩小(图7(b))。
MIX33将输入信号处理单元13输出的对比度调整后的第1输入图像信号及信号振幅调整单元32输出的对比度修正后的第2输入图像信号作为输入，根据窗口切换信号给出的时序，对输出至受光型光调制单元17的输出图像信号进行切换。
利用上述处理，实施形态3的图像显示装置能够修正第2输入图像信号的振幅，以便始终消除对第1输入图像信号进行的光源18的亮度调整单元(图7(b))，对第1画面进行的对比度调整及光源亮度调整不会对第2画面产生影响。
如上所述，根据本发明实施形态3的图像显示装置及方法，在进行双画面显示的系统中，对控制对象画面进行对比度调整及光源亮度调整，而对控制对象以外的画面进行修正，以消除光源亮度调整效果。这样，在实施形态3的图像显示装置及方法中，进行双画面显示的系统对于两个画面没有不谐调的感觉，能够恰当地改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态3中，信号振幅调整单元32对第2输入图像信号加以放大或衰减是以黑电平作为基准进行的。但是，该基准不限定于黑电平，根据对第2输入图像信号进行的(与特征检测单元11相同的)特征检测，可以以APL电平或任意电平为基准。
实施形态4
假设采用CRT作为显示装置，则一般为了补偿CRT具有的γ特性，对输入图像信号要预先进行γ校正处理。而与此不同的是，本发明采用的显示装置是受光型调制单元17(例如液晶显示板)，它没有CRT那样的γ特性。因此，对于预先进行了γ校正处理的输入图像信号，仅仅进行上述实施形态1和2所述的对比度调整及光源亮度调整并不加任何变化直接输出，就会产生图像显示装置不能得到理想图像显示的情况。因此，在本发明实施形态4中说明的图像显示装置，是对预先进行了γ校正处理的输入图像信号进行γ逆校正处理，再进行适当的对比度调整及光源亮度调整。
图8所示为本发明实施形态4的图像显示装置构成方框图。在图8中，实施形态4的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、γ逆校正处理单元41、γ控制数据生成单元45、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有光源18。
如图8所示，实施形态4的图像显示装置是上述实施形态1和2图像显示装置再加上γ逆校正处理单元41及γ控制数据生成单元45而构成的。另外，实施形态4的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1和2的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面再参照图9，以本发明实施形态4的图像显示装置与上述实施形态1和2的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。图9所示为图8的γ逆校正处理单元41及γ控制数据生成单元45中的逆γ特性之一例。
γ逆校正处理单元41将输入信号处理单元13输出的预先进行了γ校正处理的非线性输出图像信号作为输入，根据图9(a)所示的预先规定的逆γ特性，对输出图像信号进行γ逆补偿处理。该逆γ特性具有与对输入图像信号预先进行的γ特性完全相反的(即抵消γ特性)特性。例如，在NTSC校准中，γ=2.2。这样，线性化的输出图像信号从γ逆校正处理单元41输出至受光型光调制单元17。
γ控制数据生成单元45将特征检测单元11检测的APL及控制数据生成单元12输出的Fffset作为输入。然后，γ控制数据生成单元45，按照图9(b)所示的预先规定的逆γ特性，根据用APL与Offset求得的差分α示出进行了γ逆校正处理的作为Offset的差分β，输出至光源控制单元16。另外，γ控制数据生成单元45中的逆γ特性与γ逆校正处理单元41中的逆γ特性相同。
如上所述，根据本发明实施形态4的图像显示装置方法，在与信号振幅控制相关进行光源亮度调整，并将输出图像信号相对于输入图像信号的APL变化单元加以吸收时，进行γ逆校正处理，以抵消对输入图像信号预先进行的γ校正处理，从而进行适当的对比度调整及光源亮度调整。这样，利用实施形态4的图像显示装置及方法，对于预先进行了γ校正处理的输入图像信号，也能够恰当地改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态4中，说明的是将γ逆校正处理单元41及γ控制数据生成单元45的构成单元用于上述实施形态1和2的图像显示装置的情况，但将该构成单元用于上述实施形态3的图像显示装置，也可以收到同样的效果。
另外，在上述实施形态4中，说明的图像显示装置是在进行对比度调整及光源亮度调整后进行γ逆校正处理。但是，如果对预先进行γ校正处理的输入图像信号，首先进行γ逆校正处理，然后进行适当的对比度调整及光源亮度调整，对于这样构成的图像显示装置，也能够收到上述有用的效果。
实施形态5
然而，输入图像信号中存在各种不同的种类及形式。因而，对输入图像信号单纯进行上述实施形态1和2所述的对比度调整及光源亮度调整，会产生不能得到理想图像显示的情况。因此，在本发明实施形态5中说明的图像显示装置，是对各种不同种类及形式的输入图像信号也进行适当的对比度调整及光源亮度调整。
图10所示为本发明实施形态5的图像显示装置构成方框图。在图10中，实施形态5的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元52。输入信号处理单元13、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有光源18。
如图10所示，实施形态5的图像显示装置是将上述实施形态1和2的图像显示装置中控制数据生成单元12换成控制数据生成单元52而构成的。另外，实施形态5的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1和2的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面，将本发明实施形态5的图像显示装置按输入图像珠种类及形式加以划分，再以与上述实施形态1和2的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
(1)蓝底信号或状态转移时的信号
这是输入图像信号为整个画面是蓝色的蓝底信号或场面切换等状态转移时(例如淡入淡出)所用的整个画面为白色的信号等这些特殊信号的情况。在这样特殊信号的情况下，没有必要改善图像质量，在图像显示装置中，最好不进行对比度调整及光源亮度调整，基本上是将输入信号照原样显示图像。因此，实施形态5的图像显示装置，在控制数据生成单元52进行下述的处理。
控制数据生成单元52将特征检测单元11检测的MAX、MIN及APL作为输入，判断MAX与MIN的电平之差相对于预先规定的值(下面记伯TH-LVL)是大还是小。这是根据上述蓝底信号那样的信号其MAX与MIN的电平没有什么差别这一点而提出的。
然后，控制数据生成单元52在判断为电平差大于TH-LVL时，如上述实施例1和2所述的那样，求出对应于输入图像信息的Gain及Offset后输出。而控制数据生成部分52在判断为电平差小于TH-LVL时，则判断为输入图像信号是蓝底信号等特殊信号，输出比上述求得的Gain及Offset其控制效果而弱的Gain及Offset。具体来说，分别设不进行调整的Gain及Offset。具体来说，分别设不进行调整的Gain及Offset为Gain_Typ及Offset_typ,设输出的Gain及Offset为Gain_Out及Offset_Out,则根据下式
Gain_Out=
Gain_Typ+(Gain-Gain_Typ)*((MAX-MIN)/TH_LVL)
Offset_Out=
Offset_Typ+(0ffset-Offset_Typ)*((MAX-MIN)/TH_LVL)计算Gai_Out及Offset_Out。
利用该处理，在实施形态5的图像显示装置中，能够为图防止由于不必要的控制而产生的过补偿，并减少功耗。另外，上述预先规定的值可以根据输入的特殊信号的电平任意设定。
在上述说明中所述的方法是，在控制数据生成单元52进行处理，当MAX与MIN的电平之差小于预先规定的值时，判断的特殊信号，然后相应于(MAX-MIX)，渐渐将Gain趋近于1倍。但是，作为控制数据生成单元52进行的处理，也同样可以采用其它利用颜色或同步(例如不是隔行扫描信号)等判断特殊信号的方法。
(2)仅在微小区域有变化的信号
这种情况是指输入图像信号在整个画面中的一部分有变化，即图像的大部分没有大的变化，而仅仅在很小一部分区域信号有变化。在这样的信号情况下，若图像显示装置受到变化区域的影响而进行对比度调整及光源亮度调整，则常常在占画面大部分的没有大变化的区域中，视觉上会产生不谐调感觉。因此，在这样的信号情况下，最好图像显示装置中的调整值与前一次处理的调整值之间没有大的变化，即前一次的输出图像与这一次的输出图像的变化要小。因此，实施形态5的图像显示装置，在控制数据生成单元52中进行以下的处理。
作为前提，控制数据生成单元52要分别保存前一次处理的MAX、MIN、APL、Gain及Offset。控制数据生成单元52将特征检测部分11检测的MAN、MIN及APL作为输入，将新输入的APL与保存的前一次的APL进行比较，求其中电平的变化(电平差)。这是根据上述仅在微小区域有变化的信号其APL几乎不变这一点而提出的。
然后，控制数据生成单元52在电平差没有时，将前一次处理的Gain及Offset作为与输入图像信号对的Gain及Offset输出。而控制数据生成部分52在有电平差时，在从前一次处理的Gain及Offset的范围内，将根据电平差的大小变化决定的Gain及Offset作为与输入图像信号对的Gain及Offset输出。该Gain及Offset的变化可以这样来实现，例如设置让Gain及Offset通过的循环型低通滤波器(LPF)，在电平差较小时，增大LPF的时间常数(变化量变小)，在电平差较大时，减小LPF的时间常数(变化量变大)。
另外，在电平差较大时，控制数据生成单元52也可以这样控制，使与输入图像信号对应输出的Gain及Offset最后收敛于根据这一次的MAX、MIN及Offset计算的Gain及Offset，也可以进行控制，使其收敛于另外预先规定的Gain及Offset。
利用该处理，在实施形态5的图像显示装置中，虽然稍微减少了单幅图像的图像质量改善效果，但是改善了由于过度控制造成的视觉上的不谐调感觉，能够使得图像前后的连接显得自然。另外，根据上述电平差的变化的量可以对应于输入图像信号的振幅任意设定。另外，在控制数据生成部分52仅根据APL的变化来判断是否是只在微小区域有变化的图像信号，但也可以用MAX或MIN的变化来判断。另外，控制数据生成单元52可以用检测直方图数据的方法来判断是否图像大部分没有变化，通过这样能够提高判断精度。再有，可以在特征检测部分11中将画面分割成若干区域，检测各区域中的MAX。MIN及APL，然后控制数据生成单元52用这些数据，判断有无变化，通过这样能够提高判断精度。
(3)有较大变化的信号
这是指输入图像信号的在场面转换等有较大变化的情况。一般即使输入图像信号在图像完全没有变化时，在时间轴上也有微小变化(由于噪声造成)。为此，图像显示装置若对于该微小变化每次都改变调整电平，则图像将产生闪烁，很难看。因此，图像显示装置一般在控制数据生成单元52内设置低通滤波器(LPF)，在吸收微小变化(滤波)后，进行对比度调整及光源亮度调整，确保图像质量。但是，在输入图像信号是上述有较大变化的信号时，若也通过LPF滤波后再进行各项调整，则图像显示装置不能忠实对应于图像信号进行。调整为此，对于有较大变化的信号，最好图像显示装置不通过LPF进行多项调整。因此，实施形态5的图像显示装置在控制数据生成单元52中进行下述的处理。
作为前提，控制数据生成单元52要分别保存MAX、MIN及APL。控制数据生成单元52将特征检测单元11检测的MAX、MIN及APL作为输入，将新输入的APL与保存的前一次的APL进行比较，求其电平的变化(电平差)。这是根据上述有较大变化的信号其APL几乎都发生变化这一点而提出的。
然后，控制数据生成单元52在判断电平差小于预先规定的值时，采用通过LPF后的MAX、MIN及APL，求出与输入图像信号对应的Gain及Offset输出。而控制数据生成单元52在判断电平差大于预先规定的值时，采用不通过LPF的MAX、MIN及APL，求出与输入图像信号对应的Gain及Offset输出。
利用该处理，在实施形态5的图像显示装置中，能够忠实对应于输入图像信号进行调整，能够使输入图像信号的变化而更显著。另外，上述预先规定的值可以对应于输入图像信号的振幅电平任意设定。另外，在控制数据生成单元52根据APL的变化来判断是否是有较大变化的图像信号，但也可以可MAX或MIN的变化进行判断。再有，在控制数据生成单元52判断为电平差大于预先规定的值时，也可以适当改变LPF的特性，采用通过变更后的APF的MAX、MIN及APL，求出与输入图像信号对应的Gain及Offset输出。
如上所述，根据本发明实施形态5的图像显示装置及方法，在与信号振幅控制相关进行光源亮度调整，并将输出图像信号相对于输入图像信号的APL变化部分加以吸收时，判断输入图像信号的种类及形式，然后决定进行适当的调整。这样，利用实施形态5的图像显示装置及方法，即使对于各种不同种类及形式的输入图像信号，也能够恰当地改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态5中，说明的是将控制数据生成单元52的构成单元用于上述实施形态1和2的图像显示装置的情况，但将该构成单元用于上述实施形态3和4的图像显示装置，也可以收到同样的效果。另外，上述实施形态5构成的控制数据生成单元52可以不一定对应于上述(1)～(3)的全部信号，也可以只对应于某一个或两个信号。
实施形态6
在上述实施形态1～5中，由于是在特征检测单元11检测APL，再用该APL进行对比度调整及光源亮度调整，所以至今存在特征检测单元11的构成比较复杂的问题。因此，在实施形态6中说明的图像显示装置，是不用APL进行对比度调整及光源亮度调整。
图11所示为本发明实施形态6的图像显示装置构成方框图。在图11中，实施形态6的图像显示装置趴有特征检测单元61、控制数据生成单元62、输入信号处理单元63、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，输入信号处理单元63具有信号振幅调整单元63A及DC电平调整单元63B。受光型光调制单元17具有光源18。
如图11所示，实施形态6的图像显示装置是将上述实施形态1的图像显示装置中特征检测部分单元、控制数据生成单元12及输入信号处理单元13换成特征检测单元61、控制数据生成单元62及输入信号处理单元63而构成的。另外，实施形态6的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面以本发明实施形态6的图像显示装置与上述实施形态1的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
首先，从电视接收机或计算机装置等图像信号处理电路(未图示)输出的图像信号作为输入图像信号，分别输入至特征检测单元61及输入信号处理单元63。特征检测单元61分别检测输入图像信号的MAX及MIN。
控制数据生成单元62将特征检测部分61检测的MAX及MIN作为输入，并根据这些电平按照以下方法求出Gain及Offset。
首先，控制数据生成单元62按照下式求出将输入图像信号最大振幅×(MAX与MIN之差)放大至处理电路可能进行信号处理的范围、即动态范围(具体说是DC电平调整部分63B的输出动态范围)宽诉Gain。
Gain=动态范围宽度/(MAX-MIN)
该求出的Gain输出至信号振幅调整部分63A。
接着，控制数据生成部分62根据MAX及MIN，求出输入图像信号的MAX与MIN的平均值[=(MAX+MINB)/2]。然后，控制数据生成单元62求出Offset，给出将信号振幅调整A中以平均值为基准进行放大的输入图像信号放在输出动态范围内的DC电平。该Offset用来改变放大图像信号的DC电平，使放大图像信号的振幅放在动态范围内。该求得的Offset输出至DC电平调整单元63B。
信号振幅调整部分63A将输入图像信号、特征检测单元61输出的MAX及MIN、控制数据生成单元62输出的Gain及Offset作为输入。然后，信号振幅调整单元63A以平均值为基准，根据Gain将输入图像信号进行放大。该放大图像信号输出至DC电平调整单元63B。
DC电平调整单元63B将信号振幅调整单元63A输出的放大图像信号及控制数据生成单元62输出的Offset作为输入。然后，DC电平调整单元63B根据Offset将放大图像信号的DC电平进行电平位移。该电平位移后的放大图像信号(输出图像信号)输出至受光型光调制单元17，在屏幕上显示图像。
然后，光源控制单元16根据Offset对光源18进行预先规定的亮度调整，使输出图像信号中的视觉亮度电平与输入图像信号的亮度电平为相同程度，即使得根据输出图像信号在受光型光调制单元17显示图像时的平均值与输入图像信号的平均值相同。
如上所述，根据本发明实施形态6的图像显示装置及方法，与输入信号处理单元63进行的信号振幅控制相关进行光源18的亮度调整，并将输出图像信号相对于输入图像信号的平均值变化部分加以吸收。这样，利用实施形态6的图像显示装置及方法，能够不增加光源18的平均功耗，能够改善视觉上的反差感。另外，在实施形态6的图像显示装置中，能够使特征检测单元61的构成简化。
另外，在上述实施形态6中，说明的是将特征检测单元61、控制数据生成单元62及输入信号处理单元63的构成单元用于上述实施形态1的图像显示装置的情况，但将该构成单元用于上述实施形态2～5的图像显示装置，也可以收到同样的效果。另外，上述实施形态6的图像显示装置中，将输入信号处理单元63内的信号振幅调整单元63A与DC电平调整单元63B的构成顺序换成上述实施形态2说明的构成顺序，当然也可以收到同样的效果。
实施形态7
下面在实施形态7中说明的图像显示装置，是采用每场出现次数最多的亮度电平，而不是输入图像信号的MAX与MIN的平均值，来进行对比度调整及光源亮度调整。
图12所示为本发明实施形态7的图像显示装置构成的方框图。在图12中，实施形态原图像显示装置具有特征检测单元71、控制数据生成单元72、输入信号处理单元73、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，输入信号单元73具有信号振幅调整部分73A及DC电平调整部分73B。受光型光调制部分17具有电源18。
如图12所示，实施形态7的图像显示装置是将上述实施形态1的图像显示装置中特征检测部分11、控制数据生成单元12及输入信号处理单元13换成特征检测单元71、控制数据生成单元72及输入信号处理单元73而构成的。另外，实施形态7的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面以本发明实施形态7的图像显示装置与上述实施形态1的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
首先，从电视接收机或计算机装置等图像信号处理电路(未图示)输出的图像信号作为输入图像信号，分别输入至特征检测单元71及输入信号处理单元73。特征检测单元71分别检测输入图像信号的MAX、MIN及每场出现次数最多的亮度电平(下面记作HIST)。
控制数据生成单元72将特征检测单元71检测的MAX、MIN及HIST作为输入，并根据这些电平按照以下方法求出Gain及Offset。
首先，控制数据生成单元72按照下式求出将输入图像信号最大振幅(MAX与MIN之差)放大至处理电路可能进行信号处理的范围、即动态范围(具体说是DC电平调整部分73B的输出动态范围)宽度的Gain。
Gain=动态范围宽度/(MAX-MIN)
该求出的Gain输出至信号振幅调整部分73A。
接着，控制数据生成单元72根据MAX、MIN及上述求出的Gain，求出Offset，给出将信号振幅调整单元73A中以HIST为基准进行放大的输入图像信号放在动态范围内的DC电平。该Offset用来改变放大图像信号的DC电平，使放大图像信号的振幅放在动态范围内。该求得的Offset输出至DC电平调整单元73B。
信号振幅调整单元73A将输入图像信号、特征检测单元71输出的HIST及控制数据生成单元72输出的Gain作为输入。然后，信号振幅调整单元73A以HIST为基准，根据Gain将输入图像信号进行放大。该放大图像信号输出至DC电平调整单元73B。
DC电平调整单元73B将信号振幅调整单元73A输出的放大图像信号及控制数据生成单元72输出的Offset作为输入。然后，DC电平调整单元73B根据Offset将放大图像信号的DC电平进行电平位移。该电平位移后的放大图像信号(输出图像信号)输出至受光型光调制单元17，在屏幕上显示图像。
然后，光源控制单元16根据Offset对光源18进行预先规定的亮度调整，使输出图像信号中的视觉亮度电平与输入图像信号的亮度电平为相同程度，即使得根据输出图像信号在受光型光调制单元17显示图像时的平均值与输入图像信号的平均值相同。
如上所述，根据本发明实施形态7的图像显示装置及方法，与输入信号处理单元73进行的信号振幅控制相关进行光源18的亮度调整，并将输出图像信号相对于输入图像信号的平均值变化部分加以吸收。这样，利用实施形态7的图像显示装置及方法，能够不增加光源18的平均功耗，能够改善视觉上的反差感。另外，在实施形态6的图像显示装置中，能够使特征检测单元61的构成简化。
另外，在上述实施形态7中，说明的是将特征检测单元71、控制数据生成单元72及输入信号处理单元73的构成单元用于上述实施形态1的图像显示装置的情况，但将该构成单元用于上述实施形态3～5的图像显示装置，也可以收到同样的效果。另外，上述实施形态7的图像显示装置中，将输入信号处理单元73内的信号振幅调整单元73A与DC电平调整单元73B的构成顺序换成上述实施形态2说明的构成顺序，当然也可以收到同样的效果。
实施形态8
在上述实施形态1～5中，分别就以APL为基准进行对比度调整的情况进行了说明。但是，当然也能够以除这些以外的预先规定的任意DC电平为基准进行对比度调整。因此，在实施形态8中说明的图像显示装置，是以预先规定的任意DC电平为基准进行对比度调整。
图13所示为本发明实施形态8的图像显示装置构成方框图。在图13中，实施形态8的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元82、输入信号处理单元83、光源控制单元82、输入信号处理单元83、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，输入信号处理单元83具有信号振幅调整83A及DC电平调整单元83B。受光型光调制单元17具有电源18。
如图13所示，实施形态8的图像显示装置是将上述实施形态1的图像显示装置中控制数据生成单元12及输入信号处理单元13换成控制数据生成单元82及输入信号处理单元83而构成的。另外，实施形态的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态1的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面以本发明实施形态8的图像显示装置与上述实施形态1的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
控制数据生成单元82将特征检测单元11检测的MAX、MIN、APL及预先规定的任意DC电平(下面记作LVL)作为输入，按照以下方法求出Gain、Offset及基于LVL的APL调整DC电平(下面记作Offset2)。
首先，控制数据生成单元82按照下式求出将输入图像信号最大振幅(MAX与MIN之差)放大至处理电路可能进行信号处理的范围，即动态范围(具体说是信号振幅调整单元83A的输出动态范围)宽度的Gain。
Gain=动态范围宽度/(MAX-MIN)
该求出的Gain输出至信号振幅调整单元83A。
接着，控制数据生成单元82根据上述实施形态1所述的Offset、MAX、MIN及上述求的Gain，求出Offset2，给出将信号振幅调整单元83A中以LVL为基准进行放大的输入图像信号放在输出动态范围内的DC电平。该Offset2用来改变放大图像信号的DC电平，使LVL基准的放大图像信号振幅放在动态范围内。该求得的Offset输出至光源控制单元16,Offset2输出至DC电平调整单元83B。
DC电平调整单元73B将信号振幅调整单元83A输出的放大图像信号及控制数据生成单元82输出的Offset作为输入。然后，DC电平调整单元83B将放大图像信号的DC电平进行电平位移。位移量为Offset2的值。该电平位移后的放大图像信号(输出图像信号)输出至受光型光调制单元17，在屏幕上显示图像。
如上所述，根据本发明实施形态8的图像显示装置及方法，与输入信号处理单元83进行的信号振幅控制相关进行光源18的亮度调整，并将输出图像信号相对于输入图像信号的平均值变化部分加以吸收。这样，利用实施形态8的图像显示装置及方法，能够不增加光源18的平均功耗，能够改善视觉上的反差感。
另外，在上述实施形态8中，说明的是将控制数据生成单元82及输入信号处理单元83的构成单元用于上述实施形态1的图像显示装置的情况，但将该构成单元用于上述实施形态2～5的图像显示装置，也可以收到同样的效果。
另外，在上述实施形态8中，说明的是作为进行对比度调整其准的任意DC电平是外部给定的LVL的情况。但是，也可以采用系统的最小值(信号振幅高速部分83A中的输出动态范围下限值)或系统的最大值(信号振幅调整部分83A中的输出动态范围上限值)等内部能够生成的值作为任意DC电平。
实施形态9
在上述实施形态1～8说明的图像显示装置及图像显示方法，是使对比度调整与光源亮度调整具有相关性，通过这样进行调整，能够不增加光源的功耗，改善视觉上的反差感。但是，所述的这些对比度调整及光源沉度调整，仅仅着眼于输入图像信号的特征进行的，而没有深入考虑到光源具有的物理特性。
因此，在本发明实施形态9中说明的图像显示装置及图像显示方法，是利用光源发光效率最高的特性范围附近区域，根据输入图像信号对光源亮度动态而且最佳地进行调光。
图14所示为本发明实施形态9的图像显示装置构成方框图。在图14中，本发明实施形态9的图像显示装置具有特征检测单元11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、调光控制信号运算单元95、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有荧光灯光源18。
如图14所示，实施形态9的图像显示装置是上述实施形态1的图像显示装置再加上调光控制信号运算单元95而构成的。另外，实施形态9的其它构成单元与上述实施形态1的图像显示装置构成单元相同，对该构成单元附加相同的参照标呈，并省略其说明。
下面再参照图15～图19，以本发明实施形态9的图像显示装置各构成单元与动作(图像显示方法)与上述实施形态1的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
调光控制信号运算单元95将图16所示的控制数据生成单元12输出的Offset(下面称为调光控制数据)及另外提供的基准调光控制数据作为输入，所述基准调光控制数据给出光源18发光效率最高的预先规定的灯管电流io。然后，调光控制信号运算单元95根据基准调光控制数据生成新的调光控制数据输出，所述新的调光控制数据仅仅对于调光控制数据中预先规定期间变化的分量控制光源18的灯管电流i的值。
图15所示为图14的调光控制信号运算单元95详细构成之一例的方框图。在图15中，调光控制信号运算单元95具有高通滤波器(下面记作HPF)96及加法器97。下面参照图15，说明调光控制信号运算单元95的具体处理的一个例子。
HPF96为以往一般使用的具有时间常数τ的高通滤波器，使得从控制数据生成单元12输出的调光控制数据中仅仅在时间常数τ以内短时间变化的交流分量通过。该时间常数τ取决于光源18的灯温相对于灯管电流i增加/减少而上升/下降的响应性来决定(将在后面叙述)。例如，若设定时间常数τ为10秒，则仅仅在10秒以内变化的调光控制数据通过HPF96。图17所示为图16所示的调光控制数据在通过HPF96后的交流分量调光控制数据波形，图18所示为HPF96更详细构成的一个例子。图18(a)是用数字电路构成的HPF96之一例，图18(b)是用模拟电路构成的HPF96之一例。这些电路由于是以往一般使用的电路，因此这里省略其详细说明。
加法器93将另外给予的基准调光控制数据及HPF96输出的交流分量调光控制数据作为输入，将两者相加后输出。因而，调光控制信号运算单元95以灯管电流io作为控制基准值，对于在时间常数τ以内的短时间产生的亮度变化，则跟踪其变化，使灯管电流io增加或减少，来进行调光；而对于在超过时间常数τ的时间产生的亮度变化，则能够生成新的调光控制数据，使光源18的调光回到控制基准值的灯管电流io(图17)。
这里，将HPF96的时间常数设定为，对于光源18的灯管电流io的增加或减少，灯温基本上不产生上升或下降变化的时间，即温度变化没有变化没有响应(迟钝)的时间。这样，调光控制信号运算单元95对于灯温不跟随变化的短时间内的亮度变化，则跟随其变化使灯管电流i产生变化，通过这样进行有调光作用的控制。另外，调光控制信号运算单元95对于灯温发生变化的长时间亮度变化，则能够进行控制，使超过时间常数τ的时间内的灯管电流i回到控制基准值的电流io，灯温始终处于能得到最大发光效率的特性范围附近(最佳温度)。
因而，调光控制信号运算95能够对光源18的亮度进行动态调光，使其始终在最大发光效率状态下。图19所示为本发明实施形态9的图像显示装置中一般荧光灯的灯管电流与亮度特性之一例。在图19中，用实线表示本实施形态图像显示装置的特性，用虚线表示图29所示的以往图像显示装置的特性。
然后，光源控制单元16根据调光控制信号运算单元95输出的(在图15所示例子中是加法器97输出的加法计算后的)新调光控制数据，控制光源18的灯管电流i的值，通过这样对光源18的亮度进行动态调光控制。
如上所述，根据本发明实施形态9的图像显示装置及方法，除了上述实施形态1说明的控制，再对于脱离光源18发光效率最佳特性范围那样的灯温产生变化的亮度变化另外进行控制，使根据预先规定的时间常数τ进行调光的灯管电流i成为(回到)控制基准值的电流io。
这样，利用实施形态9的图像显示装置及方法，能够始终将灯温控制在最佳温度，能够对光源18的亮度进行动态调光，使得始终处于最大发光效率状态下。因而，实施形态9的图像显示装置及方法虽然稍微减少了上述实施形态1所述的视觉上的反差感的改善效果，但能够比以往大幅度改善调光效率。
实施形态10
另外，在上述实施形态9中，叙述的是以光源18发光效率为最大的电流io作为控制基准值，对于特定的亮度变化进行控制，使得灯管电流i成为控制基准值。但是，在实际将图像显示装置做成产品时，要考虑到由于光源18的自己散热及装置内部电路元器件等散热的原因，光源18的温度将上升。因此，随着光源18的温度上升，实际上发光效率为最大的电流io将向较低的数值变化，为了确保产品必需的亮度(下面称为标准亮度)，常常不得不将控制基准值设定为大于电流io。
这种情况下，对于灯管电流i大地为确保标准亮度而设定作为控制基准值的电流值(下面记作电流iSTD)的情况下，可以通过上述实施形态9所述的控制，收到既能确保必要的标准亮度又能动态高效地对亮度进行调光的效果。但是，对于灯管电流i小于电流iSTD的情况，若仍进行上述实施形态9所述的控制，则相反使效率降低(因为对于所有的特定亮度变化，都控制灯管电流i，使其成为大于发光效率最高的电流io的电流iSTD)。因此，在实施形态10中说明的图像显示装置，是在上述情况下也能够动态且高效进行调光的装置。
图20所示为本发明实施形态10的图像显示装置构成方框图。在图20中，本发明实施形态10的图像显示装置具有特征检测部分11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、调光控制信号运算单元105、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有荧光灯光源18。
如图20所示，实施形态10的图像显示装置是将上述实施形态9的图像显示装置中调光控制信号运算单元95换成调光控制信号运算单元105而构成的。另外，实施形态10的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态9的图像显示装置构成单元相同，对该其它构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面再参照图21～图23，以本发明实施形态10的图像显示装置的各构成部分及动作(图像显示方法)与上述实施形态9的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
图21所示为图20的调光控制信号运算单元105详细构成之一例的方框图。在图21中，调光控制信号运算单元105具有限幅器106、低通滤波器(下面记作LPF)107及减法器108。
控制数据生成单元12输出的调光控制数据输入至限幅器106及减法器108。限幅器106除了将调光控制数据作为输入外，同时作为基准调光控制数据，将确保必要标准亮度用的预先规定的电流iSTD及光源18发光效率为最大的电流io输入。然后，限幅器106根据下式，将输入的调光控制数据X变换为变化差分数据Y输出。
Y=X-iSTD    (X＞iSTD)
Y=0         (io≤X≤iSTD)
Y=X-io      (X＜io)
图22所示为该限幅器106的输入输出特性。例如，在将图23(a)所示的调光控制数据X输入时，限幅器106输出的变化差分数据Y的波形为图23(b)所示的波形。
LPF107为以往一般使用的具有时间常数τ的低通滤波器，限幅器106输出的变化差分数据Y中，只有在大于时常数τ的长时间变化的信号分量(交流分量及直流分量)通过。该时间常数τ与上述实施形态9说明的HPF96相同，取决于灯温的上升或下降相对于光源18的灯管电流i的增加或减少的响应性。因而，对于图23(b)所示的变化差分数据Y的输入，LPF107输出的变化分量调光控制数据L的波形如图23(c)所示。
减法器108是将调光控制数据X及变化分量调光控制数据L作为输入，将调光控制数据X减去变化分量调光控制数据L得到的新调光控制数据Z(图23(d))输出。
因而，调光控制信号运算单元105，对于在LPF107设定的时间常数τ以内的短时间产生亮度变化，则跟踪其变化，使灯管电流io增加或减少，来对光源18进行调光。而且，调光控制信号运算部分105，对于在超过时间常数τ的时间产生的亮度变化，若根据其变化，灯管电流i大于电流iSTD的情况下，则使灯管电流i回到标准亮度的控制基准值(上侧控制基准值)即电流iSTD；若根据其变化，灯管电流i小于电流io的情况下，则控制灯管电流i回到最大发光效率的控制基准值(下侧控制基准值)即电流io。通过这样，对光源18进行调光。
如上所述，根据本发明实施形态10的图像显示装置及方法，除了上述实施形态1说明的控制，在不得不将控制基准值设定为大于光源18发光效率最大的电流io的情况下，再另外进行下列控制，即根据预先规定的时间常数τ，对于灯管电流i大于上侧控制基准值的电流iSTD这种特定亮度变化，使进行调光的灯管电流i为电流iSTD；对于灯管电流i小于下侧控制基准值的电流io这种特定亮度变化，使进行调光的灯管电流i为电流io。
这样，利用实施形态10的图像显示装置及方法，对于灯管电流i大于电流iSTD这种特定亮度变化，能够在确保必需的标准亮度同时，对亮度动态进行调光；对于灯管电流i小于电流io这种特定亮度变化，能够在最大发光效率状态下对亮度动态进行调光。因而，实施形态10的图像显示装置及方法加然稍微减少了上述实施形态1所述视觉上的反差感的改善效果，但能够比以往大幅度改善调光效率。
另外，在上述实施形态10中所述的图像显示装置，对于灯管电流i小于下侧控制基准的电流io这种特定亮度变化，也进行控制使进行调光的灯管电流i成为电流io。但是，在用户特意希望整个是会暗画面那种情况下(例如进行手动调光(对比度调整等)的情况)，如果也进行上述控制，则导致整个黑电平上升，得不到暗的画面。
为此，在用户希望整个是全暗画面那种情况，图像显示装置也可以对于灯管电流i小于电流io这种特定亮度变化不进行控制，或者进行控制，以降低控制基准值的电流io，使灯管电流i成为降低的电流值。在前者的情况下，只要根据下式，将输入至限幅器106的调光控制数据X变换为变化差分数据Y输出即可。
Y=X-iSTD    (X＞iSTD)
Y=0         (X≤iSTD)
这种情况下的限幅器106的输入输出特性示于图24(a)中，相对于图23(a)所示的调光控制数据X的输入，减法器108输出的调光控制数据Z的波形示于图24(b)中。
另外，在上述实施形态10中，是将上侧控制基准值iSTD作为提供标准亮度的调光控制数据，但也可以作为提供由产品必需的灯泡寿命所决定的平均灯管电流的调光控制数据。
实施形态11
在上述实施形态10中，叙述的是在实际将图像显示装置做成产品时，要考虑到由于光源18的自己散热及装置内部元器件等散热的原因，光源18的温度将上升。但是除此之外，光源18的温度变化的原历还有使用产品的环境温度的变化，随着该环境温度的变化，光源18的周围温度也相应。为此，因环境温度变化，有时会产生预先作为控制基准值设定的电流io不是光源18发光效率最高的电流值的情况。因此，在实施形态11中说明的图像显示装置，是在上述情况下也能够始终保持最大发光效率进行调光。
图25所示为本发明实施形态11的图像显示装置构成方框图。在图25中，本发明实施形态11的图像显示装置具有特征检测部分11、控制数据生成单元12、输入信号处理单元13、调光控制信号运算单元95(或105)、基准调光控制数据运算单元118、传感器119、光源控制单元16及受光型光调制单元17。另外，受光型光调制单元17具有荧光灯光源18。
如图25所示，实施形态11的图像显示装置是在上述实施形态9或10的图像显示装置中再加上基准调光控制数据运算单元118及传感器119而构成的。另外，实施形态11的图像显示装置其它构成单元与上述实施形态9和10的图像显示装置构成单元相同，对该其它构成单元附加相同的参照标号，并省略其说明。
下面以本发明实施形态11的图像显示装置的各构成单元及动作(图像显示方法)与上述实施形态9和10的图像显示装置不同的构成单元为中心加以说明。
传感器119为检测温度或光等物理量并输出其结果的一般的传感器，设置在光源18的附近。在传感器119为温度传感器时，检测设置地点周围的温度(即光源18附近的温度)，将该检测结果输出至基准调光控制数据运算单元118。另外，在传感器119为光传感器时，检测光源18的光量，将其结果输出给基准调光控制数据运算单元118。
基准调光控制数据运算单元118，根据传感器119输出的检测结果，求出光源18发出效率为最大的灯管电流io，作为基准调光控制数据输出至调光控制信号运算部分95(或105)。在检测结果为温度时，基准调光控制数据运算部分118根据灯管电流与灯温特性(参照图28)求出光源18发光效率为最大的灯管电流io。另外，在检测结果为光量时，基准调光控制数据运算单元118根据光量与灯管电流的比例，计算发光效率，求出光源18发光效率为最大的灯管电流io。
如上所述，根据本发明实施形态11的图像显示装置及方法，除了上述实施形态9和10说明的控制外，再在光源28附加设置传感器119，根据传感器119的检测结果，求出光源18发光效率为最大的灯管电流io。
这样，利用实施形态11的图像显示装置及方法，除了上述实施形态9和10所述效果外，还能够不受使用装置的环境温度影响，对亮度动态进行调光，始终使光源18的发光效率处于最大的状态。
实施形态12
在上述实施形态9～11中说明的图像显示装置及图像显示方法，是使进行的对比度调整与光源亮度调整具有相关性，通过这样不增加光源的功耗，改善视觉上的反差感，除了上述方法外，再利用光源发光效率为最大的特性范围附近区域，根据输入图像信号，对光源的亮度动态而且最佳地进行调光。但是，利用该光源发光效率为最大的特性范围附近区域，根据输入图像信号，对光源的亮度动态而最佳地进行调光的方法可以单独对输入图像信号使用。因此，在本发明实施形态12说明的图像显示装置及图像显示方法，是对输入图像信号单独利用光源发光效率为最大的特性范围附近区域，根据输入图像信号，对光源的亮度动态而且最佳地进行调光。
图26所示为本发明实施形态12的图像显示装置构成方框图。在图26中，实施形态12的图像显示装置具有特征检测单元121、控制数据生成单元122、调光控制信号运算单元123、光源控制单元126及受光型光调剂单元127。另外，受光型光调制单元127具有荧光灯光源128。
从电视接收机或计算机装置等的图像处理电路(未图示)输出的图像信号分别输入至特征检测单元121及受光型调制单元127。受光型光调制单元127利用光源128照射的光，将输入图像信号用图像清楚加以显示。
特征检测单元121的构成与上述特征检测部分11是等效的。该特征检测单元121检测输入图像信号的平均亮度电平(APL)。
控制数据生成单元122的构成与上述控制数据生成单元12是等效的。控制数据生成单元122将特征检测单元121检测的APL作为输入，根据预先规定的基准亮度电平与APL之差，求出控制光源128的调光控制数据。该预先规定的基准亮度电平是不特别对光源128进行控制的即灯管电流i为io的亮度电平。而电流io，如上述以往技术中说明的，为光源128发光效率为最大的电流值。因而，控制数据生成单元122，根据预先规定的调光控制量求出调光控制数据(参照图16)，在APL低于基准亮度电平时，使光源128的灯管电流i大于电流io；在APL高于基准亮度电平时，使光源128的灯管电流i小于电流io。
另外，基准亮度电平不限于上述灯管电流i为电流io的亮度电平，也可以用灯管电流i为电流io以上的亮度电平为基准亮度电平，能够收到同样的效果。
调光控制信号运算单元126与上述调光控制信号运算单元123、105或它们附加基准调光控制数据运算单元118及传感器119的构成是等效的。该调光控制信号运算单元123将控制数据生成单元122输出的调光控制数据作为输入，根据另外提供的基准调光控制数据，所述基准调光控制数据是给予光源128发光效率为最大的预先规定的灯管电流io，仅对其中预先规定期间变化的分量，生成控制光源128的灯管电流i的值的新调光控制数据输出。
然后，光源控制单元126根据调光控制信号运算单元95(或105)输出的新调光控制数据，控制光源128的灯管电流i的值，通过这样对光源128的亮度动态进行调光控制。
如上所述，根据本发明实施形态12的图像显示装置及方法，利用上述实施形态9～11说明的光源发光效率为最大的特征范围附近区域，根据输入图像信号对光源的亮度动态而且最佳地进行调光，仅仅用这样的方法能够对输入图像信号进行控制。
另外，在上述实施形态12中所叙述的是，对于灯管电流i小于控制基准值的电流io这种特定亮度，也进行控制使进行调整的灯管电流i成为电流io。这是，在用户特意希望整个是全暗画面那种情况下，若也进行上述控制，则导致整个黑电平上升，得不到暗的画面。为此，在用户希望整个是全暗画面那种情况，也可以对于灯管电流i小于电流io这种特定亮度变化不进行控制，或者进行控制，以降低设定控制基准值的电流io，使灯管电流i成为小于电流io的电流值。
另外，在上述实施形态12中是将基准调光控制数据作为给予光源发光效率为最大的灯管电流的调光控制数据，但也可以作为给予由灯管寿命及产品必须的亮度所决定的最佳灯管电流的调光控制数据。
另外，在上述实施形态12中所述的是根据输入图像信号的平均亮度电平(APL)进行光源128调光控制的，但除以之外，也可以根据图像信号的最大亮度电平或最小亮度电平，或者它们与平均亮度电平的组合，来进行光源128调光控制。
再有，在上述实施形态9～12中，是以光源18(或128)用荧光灯为例进行说明的，但对其它发光灯形态的光源，也可以与上述同样使用。
工业上的实用性
如上所述，本发明的图像显示装置及图像显示方法，在根据输入图像信号动态进行对比度调整及光源亮度调整时，使对比度调整与光源亮度调整具有相关性，通过这样能够达到不增加光源功耗并改善视觉上的反差感的目的，另外，利用光源发光效率为最大的特性范围附近区域，可以达到根据输入图像信号对光源亮度动态而且最佳地进行调光的目的，还可以达到既保护作为产品所必须的光源寿命、又根据输入图像信号对光源亮度动态而且最佳地进行调光的目的。

Claims (40)

1．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，包括：
对所述图像信号动态进行振幅调整、使其成为预先规定振幅值的振幅调整单元；
以及根据所述振幅调整单元进行的振幅调整对所述光源进行亮度调整的光源亮度调整单元，使得根据振幅调整的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时，规定的电平在视觉上没有变化。
2．如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述规定电平为输入的所述图像信号各帧的平均亮度电平。
3．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，包括：
将所述图像信号作为输入、分别检测该图像信号的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记作MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)的特征检测单元；
将所述MAX、MIN及APL作为输入、生成给出放大指令的指令控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的控制数据生成单元，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与APL具有相同程度的亮度；
将所述图像信号与所述信号控制数据作为输入、并根据该信号控制数据将所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围亮度的信号控制单元；
以及将所述光源控制数据作为输入、并根据该光源控制数据进行所述光源亮度控制的光源控制单元。
4．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，包括：
将所述图像信号作为输入、分别检测该图像信号的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记作MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)的特征检测单元；
将所述MAX、MIN及APL作为输入的控制数据生成单元，求出将所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至DC电平调整单元输出动态范围宽度用的增益、及提供将信号振幅调整单元放大的所述图像信号放在该输出动态范围内的DC电平位移量的偏移值；
将所述图像信号、APL及增益作为输入、并以该APL为基准根据该增益对该图像信号进行放大的所述信号振幅调整单元；
将所述信号振幅调整单元输出的所述放大的图像信号及所述偏移值作为输入、并根据该偏移值对该放大的图像信号的DC电平进行电平位移后输出至所述受光型光调制单元的所述电平调整单元；
以及将所述偏移值作为输入、并根据该偏移值进行使光源点灯的光源亮度控制的光源控制单元，所述光源点灯的亮度是根据所述DC电平调整单元输出的图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与所述APL具有相同程度的亮度。
5．如权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，
在对所述图像信号预先进行γ校正处理时，还包括
将输出至所述受光型光调制单元的图像信号作为输入、在进行与所述进行的γ校正处理相抵消的逆γ校正处理后输出至所述受光型光调制单元的γ逆校正处理单元；
以及将所述偏移值作为输入、并对该偏移值进行与所述γ逆校正处理单元相同的逆γ校正处理后输出至所述光源控制单元的γ控制数据生成单元。
6．如权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，
所述控制数据生成单元将新输入的所述APL与前一次处理的所述APL进行比较，并判断其电平差，相应于该电平差从能取得的最小值到最大值的变化，从前一次处理求得的控制数据变化为采用根据这一次的MAX及MIN求出的控制数据，从而生成所述信号控制数据及所述光源控制数据。
7．如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述控制数据生成单元进一步判断所述MAX与所述MIN之电平差是否小于预先规定的值，当判断为该电平差小于预先规定的值时，相应于该电平差从能取得的最小值到该预先规定值的变化，从不进行振幅调整及光源亮度调整的控制数据变化为采用根据所述MAX及所述MIN求出的控制数据，从而生成所述信号控制数据及所述光源控制数据。
8．一种图像显示装置，将输入的两个图像信号在具有光源的受光型光调单元同时显示图像，其特征在于，包括
将作为调整对象的某一个所述图像信号(下面称为主图像信号)作为输入、并分别检测该主图像信号的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记录MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)的特征检测单元；
将所述MAX、MIN及APL作为输入、生成给出放大指令的信号控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的控制数据生成单元，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与APL具有相同程度的亮度；
将所述主图像信号与所述信号控制数据作为输入、并根据该信号控制数据将所述主图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围宽度的信号控制单元；
将所述光源控制数据作为输入、并根据该光源控制数据进行所述光源亮度控制的光源控制单元；
将所述光源控制数据作为输入、并根据该光源控制数据对调整对象以外的另一个图像信号(下面称为副图像信号)的振幅进行放大或缩小的副信号振幅调整单元，使得对主图像信号进行的光源亮度调整效果对于该副图像信号不起使用；
以及将所述信号控制单元输入的图像到所述副信号振幅调整单元输出的图像信号作为输入、根据外部给定的切换信号时序有选择地切换该图像信号并输出至所述受光型光调制单元的输出切换单元。
9．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的光受型调制单元显示图像，其特征在于，包括：
将所述图像信号作为输入、并求出与该图像信号特征量相应的特征数据的特征检测单元；
将所述特征数据作为输入、并根据预先规定的基准数据与该特征数据之差求出控制所述光源的调光控制数据的调光控制单元；
根据提供所述光源发光效率为最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新调光控制数据输出的调光控制信号运算单元，使得在所述调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据；
以及根据所述新调光控制数据控制所述光源的驱动电流值、对所述光源亮度动态进行调光控制的光源控制单元。
10．如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，
所述调光控制信号运算单元具有
在所述调光控制数据中仅仅让在预先规定时间常数以内的时间中变化的交流分量通过的高通滤波器；
以及将所述基准调光控制及所述高通滤波器输出的交流分量调光控制数据作为输入、并输出将两者相加的新调光控制数据的加法器，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电源的增减不能响应的时间。
11．如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，还具有
检测所述光源附近物理量的传感器单元；
以及根据所述传感器单元检测的结果动态改变给予所述调光控制信号运算单元的所述基准调光控制数据值的基准调光控制数据运算单元，使所述光源的发光效率始终为最高。
12．如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，还包括：
检测所述光源附近物理量的传感器单元；
以及根据所述传感器单元检测的结果动态改变给予所述调光控制信号运算单元的所述基准调光控制数据值的基准调光控制数据运算单元，使所述光源的发光效率始终为最高。
13．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的受光型调制单元显示图像，其特征在于，包括
将所述图像信号作为输入、并求出与该图像信号特征量相应的特征数据的特征检测单元；
将所述特征数据作为输入、并根据预先规定的基准数据与该特征数据之差求出控制所述光源的调光控制数据的调光控制单元；
根据提供所述光源发光效率为最高的、预先规定的驱动电路的基准调光控制数据和/或标准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新调光控制数据输出的调光控制信号运算单元，使得在所述调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据和/或该标准调光控制数据；
以及根据所述新调光控制数据控制所述光源的驱动电流值、对所述光源亮度动态进行调光控制的光源控制单元。
14．如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述标准调光控制数据是提供为确保标准亮度而预先设定的驱动电流的调光控制数据。
15．如权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，
所述标准调光控制数据是提供为确保灯的寿命而预先设定的平均驱动电流的调光控制数据。
16．如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，
所述调光控制信号运算单元具有
将所述调光控制数据作为输入、同时将所述标准调光控制数据及所述基准调光控制数据作为输入的限幅器，当该调光控制数据大于该标准调光控制数据时，输出其两者数据差分，当该调光控制数据小于该基准调光控制数据时输出其两者数据差分，在其它情况时，输出数据差分为零；
在所述限幅器输出的变化差分数据中、仅仅让预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量通过的低通滤波器；
以及将所述调光控制数据及所述低通滤波器输出的变化分量调光控制数据作为输入、将该调光控制数据减去该变化分量调光控制数据得到的所述新调光控制数据输出的减法器，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
17．如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于，
所述调光控制信号运算单元具有
将所述调光控制数据作为输入、同时将所述标准调光控制数据及所述基准调光控制数据作为输入的限幅器，当该调光控制数据大于该标准调光控制数据时，输出其两者数据差分，当该调光控制数据小于该基准调光控制数据时输出其两者数据差分，在其它情况时，输出数据差分为零；
在所述限幅器输出的变化差分数据中、仅仅让预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量通过的低通滤波器；
以及将所述调光控制数据及所述低通滤波器输出的变化分量调光控制数据作为输入、将该调光控制数据减去该变化分量调光控制数据得到的所述新调光控制数据输出的减法器，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
18．如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，
所述调光控制信号运算单元具有
将所述调光控制数据作为输入、同时将所述标准调光控制数据作为输入的限幅器，当该调光控制数据大于该标准调光控制数据时，输出其两者数据差分，在其它情况时，输出数据差分为零；
在所述限幅器输出的变化差分数据中，仅仅让预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量通过的低通滤波器；
以及将所述调光控制数据及所述低通滤波器输出的变化分量调光控制数据作为输入、将该调光控制数据减去该变化分量调光控制数据得到的所述新调光控制数据输出的减法器，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
19．如权利要求15所述的图像显示装置，其特征在于，
所述调光控制信号运算单元具有
将所述调光控制数据作为输入、同时将所述标准调光控制数据作为输入的限幅器，当该调光控制数据大于该标准调光控制数据时，输出其两者数据差分，在其它情况时，输出数据差分为零；
在所述限幅器输出的变化差分数据中，仅仅让预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量通过的低通滤波器；
以及将所述调光控制数据及所述低通滤波器输出的变化分量调光控制数据作为输入、将该调光控制数据减去该变化分量调光控制数据得到的所述新调光控制数据输出减法器，
所述时间常数设定为小于所述光源湿度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
20．一种图像显示装置，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，包括：
将所述图像信号作为输入、分别检测该图像信号的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记作MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)的特征检测单元；
将所述MAX、MIN及APL作为输入、生成给出放大指令的信号控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的控制数据生成单元，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与APL具有相同程度的亮度；
将所述图像信号与所述信号控制数据作为输入、并根据该信号控制数据将所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围宽度的信号控制单元；
根据提供所述光源发光效率为最大的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新光源控制数据输出的调光控制信号运算单元，使得在所述光源控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据；
以及将所述新光源控制数据作为输入、并根据该新光源控制数据控制所述光源驱动电流值、来对所述光源动态进行亮度控制的光源控制单元。
21．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
对所述图像信号动态进行振幅调整、使其成为预先规定振幅值的步骤；
以及根据振幅调整对所述光源进行亮度调整的步骤，使得根据振幅调整的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示时，规定的电平在视觉上没有变化。
22．如权利要求21所述的图像显示方法，其特征在于，
所述规定电平为输入的所述图像信号各帧的平均亮度电平。
23．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
分别检测所述图像信号的最大亮度信号(下面记作MAX)、最小亮度信号(下面记作MIN)及平均亮度信号(下面记作APL)的步骤；
生成给出放大指令的信号控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的步骤，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与所述APL具有相同程度的亮度；
根据所述信号控制数据将所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围宽度的步骤；
以及根据所述光源控制数据进行所述光源亮度控制的步骤。
24．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
分别检测所述图像信号的最大亮度信号(下面记作MAX)、最小亮度信号(下面记作MIN)及平均亮度信号(下面记作APL)的步骤；
求出将所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至所述受光型光调制单元允许的输出动态范围宽度用的增益，及提供将放大的所述图像信号放在该输出动态范围内的DC电平位移量的偏移值的步骤；
以所述APL为基准、根据所述增益对该图像信号进行放大的步骤；
根据所述偏移值对所述放大的图像信号的DC电平进行电平位移后输出至所述受光型光调制单元的步骤；
以及根据所述偏移量进行光源亮度控制、使所述光源点灯的步骤，所述光源点灯的亮度是根据所述放大的图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与所述APL具有相同程度的亮度。
25．如权利要求24所述的图像显示方法，其特征在于，
在对所述图像信号预先进行γ校正处理时，还包括下述步骤：
在进行与对所述图像信号进行的所述γ校正处理相抵消的逆γ校正处理后、将该处理后的图像信号输出至所述受光型光调制单元的步骤；
以及对所述偏移值进行与所述γ逆校正处理单元相同的逆γ校正处理后、将该处理后的偏移值输出至进行所述光源亮度控制步骤的步骤。
26．如权利要求23所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成步骤将新输入的所述APL与前一次处理的所述APL进行比较，并判断其电平差，相应于该电平差从能取得的最小值到最大值的变化，从前一次处理求得的控制数据变换为采用根据这一次的MAX及MIN求出的控制数据，从而生成所述信号控制数据及所述光源控制数据。
27．如权利要求23所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成步骤进一步判断所述MAX与所述MIN之电平差是否小于预先规定的值，当判断为该电平差小于预先规定的值时，相应于该电平差从能取得的最小值到该预先规定值的变化，从不进行振幅调整及光源亮度调整的控制数据变化为采用根据所述MAX及所述MIN求出的控制数据，从而生成所述信号控制数据及所述光源控制数据。
28．一种图像显示方法，将输入的两个图像信号在具有光源的受光型光调制单元同时显示图像，所述方法包括下述步骤：
分别检测作为调整对象的某一个所述图像信号(下面称为主图像信号)的最大亮度电平(下面记作MAX)、最小亮度电平(下面记作MIN)及平均亮度电平(下面记作APL)的步骤；
生成给出放大指令的信号控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的步骤，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述主图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与所述APL具有相同程度的亮度；
根据所述信号控制数据将所述主图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围亮度的步骤；
根据所述光源控制数据进行所述光源亮度控制的步骤；
根据所述光源控制数据对调整对象以外的另一个图像信号(下面称为副图像信号)的振幅进行放大或缩小的步骤，使得对所述主图像信号进行的光源亮度调整效果对于该副图像信号不起作用。
以及根据外部给定的切换信号时序有选择地切换所述放大的主图像信号与放大或缩小的所述副图像信号并输出至所述受光型光调制单元的步骤。
29．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
求出与所述图像信号特征量相应的特征数据的步骤；
根据预先规定的基准数据与所述特征数据之差求出控制所述光源的调光控制数据的步骤；
根据提供所述光源发光效率为最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新调光控制数据输出的步骤，使得在所述调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据；
以及根据所述新调光控制数据控制所述光源的驱动电流值、对所述光源亮度动态进行调光控制的步骤。
30．如权利要求29所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成并输出步骤包括：
在所述调光控制数据中仅仅抽出在预定规定时间常数以内的时间中变化的交流分量的步骤；
以及将所述基准调光控制数据及仅仅抽出所述交流分量的交流分量调光控制数据相加并输出相加所得的所述新调光控制数据的步骤，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
31．如权利要求29所述的图像显示方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：
检测所述光源附近物理量的步骤；
根据所述检测步骤检测的结果动态改变给予生成所述新调光控制数据输出步骤的所述基准调光控制数据值的步骤，使所述光源的发光效率始终为最高。
32．如权利要求30所述的图像显示方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
检测所述光源附近物理量的步骤；
根据所述检测步骤检测的结果动态改变给予生成所述新调光控制数据输出步骤的所述基准调光控制数据值的步骤，使所述光源的发光效率始终为最高。
33．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
求出与所述图像信号特征量相应的特征数据的步骤；
根据预先规定的基准数据与所述特征数据之差求出控制所述光源的调光控制数据的步骤；
根据提供所述光源发光效率为最高的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据和/或标准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新调光控制数据输出的步骤，使得在所述调光控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据和/或该标准调光控制数据；
以及根据所述新调光控制数据控制所述光源的驱动电流值、对所述光源亮度动态进行调光控制的步骤。
34．如权利要求33所述的图像显示方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
所述标准调光控制数据是提供为确保标准亮度而预先设定的驱动电流的调光控制数据。
35．如权利要求33所述的图像显示方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
所述标准调光控制数据是提供为确保灯的寿命而预先设定的平均驱动电流的调光控制数据。
36．如权利要求34所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成并输出步骤包括：
当所述调光控制数据大于所述校准调光控制数据时输出其两者数据差分、当所述调光控制数据小于所述基准调光控制数据时输出其两者数据差分、在其它情况时输出数据差分为零的步骤；
在输出所述差分的步骤所输出的变化差分数据中仅仅抽出在预定规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量的步骤；
以及从所述调光控制数据减去仅仅抽出所述变化信号分量的变化分量调光控制数据并输出相减所得的所述新调光控制数据的步骤，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
37．如权利要求35所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成并输出步骤包括：
当前述调光控制数据大于所述标准调光控制数据时输出其两者数据差分、当所述调光控制数据小于所述基准调光控制数据时输出其两者数据差分、在其它情况时输出差分为零的步骤；
在输出所述差分的步骤所输出的变化差分数据中仅仅抽出在预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量的步骤；
以及在所述调光控制数据减去仅仅抽出所述变化信号分量的变化分量调光控制数据并相减所得的所述新调光控制数据的步骤；
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
38．如权利要求34所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成并输出步骤包括：
当所述调光控制数据大于所述标准调光控制数据时输出其两者数据差分、在其它情况时输出数据差分为零的步骤；
在输出所述差分的步骤所述输出的变化差分数据中仅仅抽出在预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量的步骤；
以及从所述调光控制数据减去仅仅抽出所述变化信号分量的变化分量调光控制数据并输出为相减所得的所述新调光控制数据的步骤，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
39．如权利要求35所述的图像显示方法，其特征在于，
所述生成并输出步骤包括：
当所述调光控制数据大于所述标准调光控制数据时输出其两者数据差分，在其它情况时输出数据差分为零的步骤；
在输出前述差分的步骤所输出的变化差分数据中仅仅抽出在预先规定的时间常数以上的整个时间内变化的信号分量的步骤；
以及从所述调光控制数据减去仅仅抽出所述变化信号分量的变化分量调光控制数据并输出相减所得的所述新调光控制数据的步骤，
所述时间常数设定为小于所述光源温度变化对于所述光源驱动电流的增减不能响应的时间。
40．一种图像显示方法，将输入图像信号在具有光源的受光型光调制单元显示图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
分别检测所述图像信号的最大亮度信号(下面记作MAX)、最小亮度信号(下面记作MIN)及平均亮度信号(下面记作APL)的步骤；
生成给出放大指令的信号控制数据及使所述光源点灯用的光源控制数据的步骤，所述光源点灯的亮度是根据放大的所述图像信号在所述受光型光调制单元显示图像时的平均亮度电平与所述APL具有相同程度的亮度；
根据所述信号控制数据交所述图像信号的最大振幅(所述MAX与MIN之差)放大至动态范围宽度的步骤；
根据提供所述光源发光效率为最大的、预先规定的驱动电流的基准调光控制数据生成控制所述光源驱动电流值的新光源控制数据的步骤，使得在所述光源控制数据中，仅仅对于在预先规定的期间变化的分量收敛于该基准调光控制数据；
以及根据所述新光源控制数据控制所述光源驱动电流值、动态进行所述光源亮度控制的步骤。
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