CN1928700B - 投影类型显示设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了投影类型显示设备及其控制方法，其能够防止由无效区域引起的视频亮度的降低。该方法包括步骤：基于输入视频信号的亮度确定有效和无效视频区域，计算有效视频区域的平均亮度值，和基于计算的平均亮度值控制投影类型显示设备的光输出。

Description

投影类型显示设备及其控制方法

本申请要求于2005年9月9日提交的韩国专利申请No.10-2005-0084098的权益，在此将其完全包括并引入作为参考。

技术领域

本发明涉及显示设备，且更为具体地说，涉及投影类型显示设备及其控制方法，其能够精确控制要被显示的图像的亮度。

背景技术

通常，投影类型显示设备是使用通过镜子和投影透镜的使用在屏幕上投影图像的原理实现大屏幕的仪器。这种投影类型显示设备主要被分类为阴极射线管(CRT)光学单元，液晶显示(LCD)光学单元，数字光处理(DLP)光学单元和硅上液晶(LCOS)光学单元。

图1是以多种显示模式显示的图像的视图，说明了每个图像的有效和无效区域。投影类型显示设备能够以多种显示模式显示图像。参考图1，在4∶3模式中在屏幕的左和右侧存在无效区域(例如，黑色条或黑色空间)。无效区域是其中不显示实际图像的区域。因为没有视频信号被提供给对应于无效区域的像素，以黑色区域的形式呈现无效区域。在TWIN模式或电影模式中，在屏幕的上和下边缘或上和下侧呈现无效区域。在个人计算机(PC)模式中，在上、下、左和右侧存在无效区域。

在现有投影类型显示设备中，屏幕的整个部分的灰度信息用于提取用于控制投影类型显示设备的光功率的直方图数据。就是说，检测屏幕中所有点的灰度信息，且基于检测的灰度信息产生直方图数据。但是，在这种现有情况中，因为基于屏幕的整个部分的平均灰度值控制投影类型显示设备的光功率，在屏幕上显示的图像的亮度低于为图像设置的亮度。为了这个原因，当无效区域的面积增加时，如在PC模式中，屏幕上显示的图像的亮度降低变得更加严重。

发明内容

因此，本发明涉及投影类型显示设备及其控制方法，其基本上避免了因为现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种投影类型显示设备及其控制方法，其能够防止由无效区域引起的图像亮度的减少。

本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如所附说明书及其权利要求书和附图中所特别指出的来实现和获得。

为实现这个目标和其它优点以及根据本发明的目的，如在这里具体地和广泛地所述的，一种控制投影类型显示设备的方法包括步骤：基于输入视频信号的亮度确定视频的有效和无效视频区域；计算有效视频区域的平均亮度值；和基于计算的平均亮度值(luminance value)控制投影类型显示设备的光输出。

基于输入视频信号的亮度确定视频的有效和无效视频区域的步骤可以包括步骤：比较视频信号的亮度和视频信号的每个像素的基准亮度，和基于比较的结果确定像素为有效视频区域或无效视频区域。

基于输入视频信号的亮度确定视频的有效和无效视频区域的步骤包括步骤：比较视频信号的每个帧的平均亮度值和基准亮度，和基于比较的结果确定帧是有效视频区域或无效视频区域。

基于输入视频信号的亮度确定视频的有效和无效视频区域的步骤包括步骤：采样视频信号的每个帧中像素的一部分的亮度值，比较采样的像素的亮度值和基准亮度，和基于比较的结果确定帧是有效视频区域或无效视频区域。采样视频信号的每个帧中像素的一部分的亮度值的步骤可以包括步骤：计算采样的像素的亮度值的平均值，和比较计算的平均值和基准亮度。

在本发明的另一方面中，投影类型显示设备包括：光功率控制器，其用于调整用于视频显示的光功率；和控制器，其用于基于输入视频信号的亮度确定有效和无效视频区域，和基于有效视频区域的平均亮度值控制光功率控制器的光功率。

在本发明的另一方面中，用于控制投影类型显示设备的方法包括步骤：确定输入视频的有效视频区域；计算有效视频区域和输入视频的整个区域的比率；和基于计算的比率控制用于视频显示的光功率。

计算有效视频区域和整个视频区域的比率的步骤可以包括步骤：基于在整个视频区域的周期中系统时钟的数目和在有效视频区域的周期中系统时钟的数目来计算有效视频区域和整个视频区域的比率，或者基于在整个视频区域的周期中垂直或水平扫描线的数目和在有效视频区域的周期中垂直或水平扫描线的数目来计算有效视频区域和整个视频区域的比率。

基于计算的比率控制用于视频显示的光功率的步骤包括步骤：将视频的整个区域的平均亮度值乘以计算的比率，和基于根据相乘获得的值控制用于视频显示的光功率。

在本发明的另一方面中，投影类型显示设备包括：光功率控制器，其用于控制用于输入视频的显示的光功率；和控制器，其用于确定输入视频的有效视频区域，计算有效视频区域和输入视频的整个区域的比率，和基于计算的比率控制用于视频显示的光功率。

应该理解本发明的前述一般描述和下面的具体描述都是示例性和说明性的，并且意在提供本发明如权利要求所述的进一步解释。

附图说明

附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的一个或多个实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。在附图中：

图1是以多种显示模式显示的图像的视图，说明了每个图像的有效和无效区域；

图2是说明了根据本发明的投影类型显示设备的示例性实施例的框图；

图3是用在本发明中的信号的波形图；

图4是解释了根据本发明的第一实施例用于控制投影类型显示设备的方法的流程图；

图5是解释了根据本发明的第二实施例用于控制投影类型显示设备的方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。在任何可能的地方，在整个附图中使用相同的参考数字表示相同或相似的部分。

图2是说明了根据本发明的投影类型显示设备的示例性实施例。图2仅示出了实现本发明的目的基本上需要的投影类型显示设备的构成元件，而没有示出接收和显示广播信号所需的一般构成元件。虽然省略了投影类型显示设备的一般构成元件的图示和说明，本领域的普通技术人员将可以很清楚地理解这些一般构成元件。

投影类型显示设备可以包括CRT光学单元，LCD光学单元，DLP光学单元或LCOS光学单元。

参考图2，1080i格式的广播信号或来自外部仪器的信号被通过视频处理器302输入到投影类型显示设备。外部仪器可以包括个人视频记录器(PVR)，DVD播放器，PC，置顶盒。图2说明了视频显示处理器(VDP)作为视频处理器302的实例。

从视频处理器302输出的1080i-格式视频信号被应用于将1080i格式的视频信号转换为1808p格式的视频信号的换算器(scaler)303。其中从换算器303输出的视频信号是具有1080i格式的视频信号，执行待显示的视频的扫描使得对屏幕的奇数和偶数场同时扫描视频。另一方面，其中从换算器303输出的视频信号是具有1080p格式的视频信号，执行待显示的视频的扫描使得对于屏幕的奇数和偶数场交替扫描视频。

从换算器303输出的1080p-格式视频信号被应用于控制器304。控制器304基于应用的视频信号的亮度值，确定在面板307上显示的视频的有效和无效视频区域。如图3所示，控制器304比较视频信号的亮度值和基准亮度值，以确定有效和无效视频区域。控制器304基于有效视频区域的亮度值产生直方图，且基于产生的直方图计算有效视频区域的平均亮度值。作为选择地，控制器304可以基于有效视频区域和整个视频区域的比率产生直方图。直方图是用于控制待显示的视频的亮度的数据。因此，控制器304基于有效视频区域的平均亮度值以及有效视频区域和整个视频区域的比率控制光功率控制器305的功率。控制器304输出脉宽调制(PWM)信号以控制光功率控制器305。

光功率控制器305被布置在光投影透镜的前部，以在控制器304的控制下控制发光量，且因此，控制视频亮度。根据本发明的光功率控制器305的实例是对比度增强孔径。为了驱动面板307，从面板驱动器306产生面板时序信号。面板驱动器306将面板时序信号和视频信号一起输出到面板307。

在下文中，将描述根据本发明的投影类型显示设备的控制方法的

实施例。

第一实施例

图4是解释根据本发明第一实施例的投影类型显示设备的控制方法的流程图。当视频信号来自广播站或来自外部仪器时，控制器304检测接收的视频信号的亮度值(S401)，且比较检测的亮度值和基准亮度值(S402)。在该情况中，控制器304可以执行对于每个像素的视频信号的亮度值的检测和比较，可以执行对于每个帧的视频信号的亮度值(平均亮度值)的检测和比较，或者可以执行视频信号的每个帧中一部分像素的亮度值的采样，以及比较采样的亮度值和基准亮度值。

如果和像素或帧相关联的视频信号的亮度值不低于基准亮度值，控制器304确定像素或帧是有效视频区域。另一方面，如果和像素或帧相关联的视频信号的亮度值低于基准亮度值，控制器304确定像素或帧是无效视频区域。例如，当在其中表示亮度的数据具有1024的范围的情况中基准亮度值被设置为15时，具有低于15的亮度值的视频信号被确定为无效视频区域。控制器304基于视频信号的亮度值确定视频的有效和无效视频区域。

控制器304还确定在具有低于基准亮度值的亮度值的视频信号的输入期间产生的垂直同步信号V-sync的数目，以仅当垂直同步信号V-sync的数目高于预定值时确定视频信号的像素或帧为无效视频区域。这是因为，即使一帧的亮度值低于基准亮度值时，帧可以是无效区域。

在确定有效和无效视频区域之后，控制器304基于对于对应于有效视频区域的每个像素或每个帧的亮度值产生直方图，且基于产生的直方图计算有效视频区域的平均亮度值(S404)。对于有效视频区域的平均亮度值的计算，控制器304使用对于每个像素或每个帧的先前检测的亮度值。

之后，控制器304基于有效视频区域的平均亮度值控制光功率控制器305的光功率(S405)。例如，当有效视频区域的平均亮度值高时，控制器304增加光功率控制器305的光功率。另一方面，当有效视频区域的平均亮度值低时，控制器304降低光功率控制器305的光功率。

第二实施例

图5是解释根据本发明第二实施例的投影类型显示设备的控制方法的流程图。当输入来自广播站或来自外部仪器的视频信号时，控制器304检测接收的视频信号的亮度值(S501)，且比较检测的亮度值和基准亮度值(S502)，这和在第一实施例中一样。

如果和像素或帧相关联的视频信号的亮度值不低于基准亮度值，控制器304确定像素或帧是有效视频区域。另一方面，如果和像素或帧相关联的视频信号的亮度值低于基准亮度值，控制器304确定像素或帧是无效视频区域。因此，控制器304基于视频信号的亮度值确定有效和无效视频信号(S503)。

控制器304还确定在具有低于基准亮度值的亮度值的视频信号的输入期间产生的垂直同步信号V-sync的数目，以仅当垂直同步信号V-sync的数目高于预定值时确定视频信号的像素或帧为无效视频区域。

在有效和无效视频区域的确定之后，控制器304确定在有效视频区域的周期中产生的系统时钟system_CLK的数目，和在无效视频区域的周期中产生的系统时钟system_CLK的数目(S504)。使用在有效视频区域的周期中的系统时钟system_CLK的确定的数目和在无效视频区域的周期中的系统时钟system_CLK的确定的数目，还可以确定在总的视频周期中系统时钟system_CLK的数目。

如图3所示，控制器304输出在垂直同步信号Vsync的一个周期(一帧)中系统时钟system_CLK的数目。分别根据系统时钟system_CLK将垂直扫描线或水平扫描线提供到面板307。因此，如果在有效视频区域的周期期间产生的系统时钟system_CLK的数目和在无效视频区域的周期期间产生的系统时钟system_CLK的数目被确定，之后能够确定垂直或水平扫描线的数目。因此，可以确定有效视频区域的大小和无效视频区域的大小。

控制器304之后基于在有效视频区域的周期期间产生的系统时钟system_CLK的数目和在无效视频区域的周期期间产生的系统时钟system_CLK的数目确定有效视频区域和整个视频区域的比率(S505)。控制器304还能够确定有效视频区域和无效视频区域的比率。

本发明提供了用于使用系统时钟的数目产生直方图的比率等式的实例，如下：

A∶W＝B∶X

其中，“A”表示在总视频周期中系统时钟的数目，“W”表示整个视频的直方图数据值，即，整个视频的平均亮度值，“B”表示在整个视频的有效视频区域的周期中系统时钟的数目(“B”可以由“A(总视频周期中系统时钟的数目)-C(无效视频周期中系统时钟的数目)”表示)，且“X”表示新的直方图数据值。

比率等式可以表示如下：

$X=\frac{\mathrm{BW}}{A}=(1-\frac{C}{A})W$

因此，新的直方图数据值X根据比率B/A，即，有效视频区域的周期中系统时钟的数目B和总视频周期中系统时钟的数目A的比率改变。例如，当有效图像区域的大小增加时，新的直方图数据值X增加。另一方面，当有效图像区域的大小减小时，新的直方图数据值X减小。

新的直方图数据值X还根据比率C/A，即，无效视频区域的周期中系统时钟的数目C和总视频周期中系统时钟的数目A的比率改变。例如，当无效图像区域的大小增加时，新的直方图数据值X减小。另一方面，当无效图像区域的大小减小时，新的直方图数据值X增加。

控制器304基于系统时钟的数目计算有效视频区域和整个视频区域的比率。为了获得新的直方图数据值X，控制器304将整个屏幕的直方图数据值W乘以计算的比率B/A(S506)。

之后，控制器304基于计算的新的直方图数据X控制光功率控制器305的光功率(S507)。例如，当新的直方图数据值X增加时，控制器304增加光功率控制器305的光功率。另一方面，当直方图数据值X减少时，控制器304减少光功率控制器305的光功率。

从上述说明可以看出，根据本发明，将输入视频划分为有效视频区域和无效视频区域，使得基于有效视频区域的平均亮度值或有效视频区域的大小控制视频的亮度。因此，可以防止由无效视频区域引起减少视频的亮度。根据本发明，还可以根据多种显示模式适当地控制视频的亮度。

对于本领域普通技术人员来说很明显可以对本发明做出多种修改和变更。因此，本发明意在覆盖在所附权利要求及其等效物范围内提供的本发明的修改和变型。

Claims (6)

1.一种用于控制投影类型显示设备的方法，其包括步骤：

采样输入信号的每个帧中一部分像素的亮度值；

计算采样的像素的亮度值的平均值；

比较计算的平均值和参考亮度值；

基于比较的结果确定帧是有效视频区域或无效视频区域；

确定在具有低于基准亮度值的亮度值的视频信号的输入期间产生的垂直同步信号V-sync的数目，以仅当垂直同步信号V-sync的数目高于预定值时确定所述帧为无效视频区域；

计算有效视频区域的平均亮度值；和

基于所计算的平均亮度值控制投影类型显示设备的光功率。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述有效视频区域的所述亮度值产生柱状图。

3.如权利要求2所述的方法，其中计算所述有效视频区域的平均亮度值的步骤包括使用所述柱状图。

4.一种投影类型显示设备，其包括：

光功率控制器，其用于调整用于视频显示的光功率；和

控制器，其用于采样输入信号的每个帧中一部分像素的亮度值；计算采样的像素的亮度值的平均值；比较计算的平均值和参考亮度值；基于比较的结果确定帧是有效视频区域或无效视频区域；确定在具有低于基准亮度值的亮度值的视频信号的输入期间产生的垂直同步信号V-sync的数目，以仅当垂直同步信号V-sync的数目高于预定值时确定所述帧为无效视频区域；计算所述有效视频区域的平均亮度值并基于所计算的平均亮度值控制光功率控制器的光功率。

5.如权利要求4所述的投影类型显示设备，其中，所述控制器基于所述有效视频区域的所述亮度值产生柱状图。

6.如权利要求5所述的投影类型显示设备，其中，所述控制器使用所述柱状图计算所述有效视频区域的平均亮度值。

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