JP2003134418A

JP2003134418A - 駆動制御装置、映像表示装置、駆動制御方法及び設計資産

Info

Publication number: JP2003134418A
Application number: JP2002209348A
Authority: JP
Inventors: Makiko Mori; 真起子森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2003-05-09
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: JP3605101B2

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者に視覚的な違和感や妨害感を与えない
デジタル化されたＡＢＬ又はそれに相当する機能をもつ
表示装置の駆動制御装置、映像表示装置、駆動制御方法
及び設計資産を提供する。【解決手段】入力された映像信号Ｓ１（又は、Ｓ２）
に基づいて映像を表示する表示装置２０の駆動を制御す
るための駆動制御装置３０において、前記映像の平均輝
度に対応した輝度情報Ｓ６に応じて、前記表示装置２０
における表示輝度を制御するための輝度制御手段（３
３、２１、７）を有しており、前記輝度制御手段（３
３、２１、７）は、表示映像の１フレーム走査期間内に
おいて複数回、前記表示映像の表示輝度が断続的に変化
するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
再生機、コンピュータのモニタなどの映像表示装置に用
いられる表示装置の駆動制御装置に関し、特にＡＢＬ
（自動輝度制限器）或いはそれに相当する機能を実現す
る表示装置の駆動制御装置、映像表示装置、駆動制御方
法及び設計資産に関するものである。

【０００２】

【従来技術】映像表示装置の中にはその表示輝度を制限
するためのＡＢＬ（自動輝度制限器）を有するものがあ
る。通常、ＡＢＬは消費電力抑制等の目的で、画面の平
均表示輝度が大きくなりすぎないように制御を行う。従
来のＣＲＴディスプレイ装置には通常ＣＲＴアノード電
流検出型ＡＢＬ回路が設けられており、アナログ回路で
構成されていた。

【０００３】一方、自発光型のフラットパネル表示装置
におけるＡＢＬは、特開平１０−２６８８３２号公報に
記載されているように、ＰＤＰに入力されるアナログ映
像信号を処理する方法がある。また、ＡＢＬ制御のデジ
タル化については、例えば、特開２０００−２５０４６
３号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のデジタルＡＢＬ
制御では、１フレーム走査期間毎に輝度を調整できるよ
うに制御していた。

【０００５】よって、輝度調整のためのパラメータであ
る輝度制御値の設定分解能が粗い場合には、連続する複
数のフレーム間で平均輝度がゆるやかに変化する映像や
画面の一部分の輝度が変化する映像において、ＡＢＬ制
御による画面全体の輝度変化が視覚的な妨害感を感じ
る。

【０００６】そこで、視覚的な妨害感を防ぐために、輝
度が滑らかに変化するように輝度制御値の変化量を小さ
くしてみた。しかしながら、この場合には、複数のフレ
ームに亘って映像の平均輝度が単調増加あるいは減少す
る映像においては、平均輝度の変化に輝度制御値の変化
が追いつかない。よって、入力映像の平均輝度に変化が
なくなっても、まだ輝度制御値が変化しつづけることと
なり、違和感を感じる。

【０００７】この様子を図１２を用いて説明する。図１
２（ａ）は、単調に増加して安定する入力映像の平均輝
度の例を示すグラフである。点線で示したのは、表示平
均輝度の上限目標であるところの輝度基準値で、あらか
じめ設定されたものである。

【０００８】図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の映像に対
応する、輝度制御値の経時変化を示すグラフである。実
線が輝度制御値（ここでは輝度抑制係数）の目標値であ
るが、視覚的な妨害感を避けるために、フレーム間での
輝度制御値の変化量を小さく抑えているため、実際に出
力する輝度抑制係数は破線で示される。

【０００９】図１２（ｃ）は、ＡＢＬを動作させた結
果、表示される平均輝度の経時変化を示すグラフであ
る。図１２（ｂ）で実線と破線が離れているところで
は、輝度の抑制が追いついていない時間帯であり、入力
画像の平均輝度が安定した後に、輝度基準値を超えてい
た輝度が徐々に抑制されて輝度基準値に落ち着くことに
なり、これが視覚的な違和感を与える原因であることが
わかった。

【００１０】本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなさ
れたもので、その目的とするところは、デジタル化され
たＡＢＬ又はそれに相当する機能をもつ表示装置の駆動
制御装置、映像表示装置、駆動制御方法及び設計資産を
提供することにある。

【００１１】また、本発明の別の目的は、フレーム内の
複数のタイミングで表示輝度を変化させることにより、
消費電力の増大や表示面の発熱を抑えるとともに、視覚
的な妨害感や違和感を生じない表示装置の駆動制御装
置、映像表示装置、駆動制御方法及び設計資産を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、入力された映像信号に基づいて映
像を表示する表示装置の駆動を制御するための駆動制御
装置において、前記映像の平均輝度に対応した輝度情報
に応じて、前記表示装置における表示輝度を制御するた
めの輝度制御手段を有しており、前記輝度制御手段は、
表示映像の１フレーム走査期間内において複数回、前記
表示映像の表示輝度が断続的に変化するように制御する
ことを特徴とする。

【００１３】前記輝度制御手段は、デジタル信号処理回
路であることが好適である。

【００１４】前記輝度制御手段は、前記輝度情報を求め
る平均輝度検出部と、前記平均輝度検出部により求めら
れた前記輝度情報に応じて輝度制御値を出力する制御部
と、前記制御部より出力された前記輝度制御値に応じて
前記表示輝度を調整する調整手段と、を備えていること
が好適である。

【００１５】前記表示輝度を変化させるための制御は、
ドットクロック、及び／又は水平同期信号と同期してい
ることが好適である。

【００１６】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
連続するフレーム間の平均輝度の差異に応じて、決定さ
れることが好適である。

【００１７】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
１フレーム走査期間をほぼ均等に分割した時刻であるこ
とが好適である。

【００１８】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
あらかじめ定められた時間間隔をもつことが好適であ
る。

【００１９】前記平均輝度が大きくなる場合には、小さ
くなる場合に比べて、目標となる前記表示輝度まで早く
到達するように制御することが好適である。

【００２０】前記輝度情報を、デジタル化された入力映
像信号、又は、前記入力映像信号に輝度変化をもたらす
ような信号処理がなされた映像信号から求めることが好
適である。

【００２１】前記表示輝度を変化させるために、デジタ
ル化された映像信号の輝度成分、又は、前記表示装置の
画素を駆動するために印加される駆動電圧、或いは、前
記表示装置の共通電極に印加される電圧を、変更するよ
うに制御することが好適である。

【００２２】前記輝度情報は、前記映像の平均輝度、又
は、前記表示装置の共通電極に流れる電流値、或いは、
これらのうち少なくともいずれか一方に基づいて決定さ
れた信号であることが好適である。

【００２３】前記輝度制御手段は、前記表示輝度を調整
するための輝度制御値を算出するプログラムを実行する
マイクロコンピュータ、又は、前記輝度制御値を算出す
る信号処理回路を有することが好適である。

【００２４】本発明の他の態様にあっては、入力された
映像信号に基づいて映像を表示する映像表示装置におい
て、表示装置と、前記駆動制御装置と、を有することを
特徴とする。

【００２５】入力された映像信号に基づいて映像を表示
する表示装置を備えた映像表示装置において、前記映像
の平均輝度に対応した輝度情報を求める平均輝度検出部
と、前記平均輝度検出部により求められた前記輝度情報
に応じて、輝度制御値を出力する制御部と、前記制御部
により出力された前記輝度制御値に応じて、表示輝度を
調整する調整手段と、を備え、前記制御部は、表示映像
の１フレーム走査期間内において複数回、前記表示映像
の表示輝度を変化させるべく、前記輝度制御値を断続的
に変化させることを特徴とする。

【００２６】また、本発明の他の態様にあっては、入力
された映像信号に基づいて映像を表示する表示装置の駆
動を制御するための駆動制御方法において、前記映像の
平均輝度に対応した輝度情報に応じて、前記表示装置に
おける表示輝度を制御するにあたり、表示映像の１フレ
ーム走査期間内において複数回、前記表示映像の表示輝
度が断続的に変化するように制御することを特徴とす
る。

【００２７】更に、本発明の他の態様にあっては、前記
駆動制御方法を集積回路で実現することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００２９】（第１の実施の形態）図１に第１の実施の
形態の映像表示装置の構成を示す。

【００３０】図１において、１は表示パネルを示してお
り、本実施の形態では、薄型の真空容器内に、基板上に
多数の電子源、例えば、表面伝導型の冷陰極素子を配列
してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を形成
する画像形成部材とを対向して備えた表示パネルを用い
ている。

【００３１】表面伝導型の電子放出素子が行方向配線電
極と列方向配線電極により単純マトリクス状に配線され
ており、列／行電極バイアスにより選択された電子放出
素子から放出される電子を高圧電圧により加速し蛍光体
に衝突させることで発光を得ている。

【００３２】表示パネルの構成と製造法については、特
開２０００−２５０４６３号公報などに詳しく開示され
ている。

【００３３】３はＡ／Ｄコンバータで、入力されたアナ
ログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。４はフレ
ームメモリであり、１フレーム分の映像信号を記憶す
る。７は信号処理部で、映像信号に輝度・色度調整やガ
ンマ処理、輪郭強調処理、文字情報合成などのオリジナ
ルの映像信号に対して平均輝度の変化をもたらすような
映像信号処理を施す。

【００３４】８はＰＷＭパルス制御部で、パルス幅変調
のために、デジタル表示信号を表示パネル１に適応した
駆動信号に変換する。１０はＶｆ制御部で、表示パネル
１に配置されている素子を駆動するための基準電圧を供
給する。１１は列配線スイッチ部で、トランジスタなど
のスイッチ手段により構成され、水平走査期間（行選択
期間）ごとにＶｆ制御部１０からの列選択電圧をＰＷＭ
パルス制御部８から出力されるＰＷＭパルス期間だけパ
ネル列電極に印加する。１２は行選択制御部で、表示パ
ネル１上の素子を駆動する行選択パルスを発生する。１
３は行配線スイッチ部で、トランジスタなどのスイッチ
手段により構成され、行選択制御部１２によって選択さ
れた行にＶｆ制御部１０からの行選択信号電圧を表示パ
ネル１に出力する。こうして、画素を構成する電子放出
素子には、行選択信号電圧と列選択電圧との合成による
駆動電圧が印加され、電子をＰＷＭパルス期間だけ放出
する。１４は高電圧発生部であり、蛍光体が設けられた
基板側の共通電極（ここではアノード電極）に、アノー
ド電圧を印加する。この電圧が、電子放出素子から放出
された電子を蛍光体に衝突させるために加速する加速電
圧となる。

【００３５】１８はタイミング制御部で、各ブロックの
動作のための各種タイミング信号を出力する。２１はシ
ステム制御部で、マイクロコンピュータを内蔵し、各ブ
ロックの動作の制御を行う制御手段として機能する。３
３は映像の平均輝度に対応した輝度情報を検出するため
の平均輝度検出部である。ここでは、輝度情報として、
ローパスフィルタや積分器などを用いて検出された、入
力映像信号の平均輝度Ｓ６、いわゆるＡＰＬを利用す
る。

【００３６】信号Ｓ１はアナログ入力映像信号である。
信号Ｓ２はデジタル映像信号である。信号Ｓ３はフレー
ムメモリに書き込むデジタル映像信号である。信号Ｓ４
はフレームメモリから読み出されたデジタル映像信号で
ある。信号Ｓ６は平均輝度検出部によって計算された１
フレームの映像の平均輝度である。信号Ｓ１０は信号処
理部によって加工されたデジタル表示信号である。

【００３７】通常の映像表示動作時においては、入力さ
れた映像信号Ｓ１はＡ／Ｄ部３にて必要な階調数でデジ
タイズされてデジタル映像信号Ｓ２に変換され、いった
んフレームメモリ４に貯えられた後、信号処理部７に送
られる。信号処理部７で映像信号の輝度・色度調整やガ
ンマ処理、輪郭強調処理、文字情報合成などが行われた
デジタル表示信号Ｓ１０は、ＰＷＭパルス制御部８にて
水平走査期間に相当する１周期（行選択期間）毎にシリ
アル／パラレル変換され、各列毎にＰＷＭ変調される。
ＰＷＭ変調されたパルスは列駆動出力ＳＷ部１１に出力
される。

【００３８】表示パネル１の行選択は、行選択制御部１
２が、垂直有効表示期間の先頭に合せたスタートパルス
を水平走査期間（行選択期間）毎に順次シフトした信号
をもとに行駆動出力ＳＷ部１３に選択パルスを出力する
ことにより行われる。

【００３９】図２は、本実施形態においてＡＢＬ処理を
行うときの、データの流れと対応する処理工程を説明す
るためのデータフローである。図２の縦軸はデータの流
れを、横軸は時間をそれぞれ意味している。以下、図１
と図２に沿って処理の説明を行う。

【００４０】アナログ入力映像信号Ｓ１はＡ／Ｄ部３に
てデジタイズされ、デジタル映像信号Ｓ２に変換され
る。デジタル映像信号Ｓ２はフレームメモリ４への書き
込み（Ｓ３）が行われると同時に、平均輝度検出部３３
によってフレームの平均輝度Ｓ６が算出される。

【００４１】平均輝度Ｓ６は、制御手段であるシステム
制御部２１に入力され、輝度制御値が出力される。例え
ば、本実施の形態では表示パネル１の発光輝度を映像の
平均輝度に応じて調節するための輝度抑制係数が計算さ
れる。この係数は映像の平均輝度が高ければ表示パネル
１の発光輝度を落とすような関係を持つように計算され
る。そして、システム制御部２１は輝度抑制係数に対応
する輝度乗数を、信号処理部７に対して設定する。この
とき、前回設定した輝度乗数からの変化量により、フレ
ームの途中で適宜複数のタイミングで輝度乗数を変更す
る。

【００４２】図２では、設定する輝度乗数の変化量が３
ステップであった場合を示している。１フレームの時間
をほぼ均等に３分割した複数のタイミングで、輝度調整
１〜３として、１ステップずつ変化した輝度乗数を信号
処理部７に設定する。

【００４３】信号処理部７は調整手段として機能し、輝
度乗数に従ってフレームメモリから読み出された映像信
号Ｓ４に演算処理を施し、表示信号Ｓ１０を生成するこ
とで表示パネル１の表示輝度を調整することとなる。

【００４４】表示信号Ｓ１０はＰＷＭパルス制御部８に
よって表示パネル１を駆動する駆動信号へと変換され、
表示パネル１が駆動されて映像が表示される。

【００４５】ここで、表示パネル１の発光輝度の輝度抑
制係数を決定する方法の例を説明する。

【００４６】システム制御部２１に内蔵した演算処理手
段、例えばマイクロコンピュータで実行される計算処理
プログラムのフローチャートを図３に示す。この処理
は、タイミング制御部１８から供給される１フレーム走
査期間（１フィールド走査期間の意味も含む）に同期す
る垂直同期信号、および１水平走査期間に同期する水平
同期信号に、同期して起動され、垂直および水平帰線期
間内に終了する。

【００４７】垂直同期時の処理では、まずステップＳ１
０１で平均輝度検出部３３によって算出される、入力映
像の平均輝度Ｓ６を入力する。図４（ａ）は、平均輝度
Ｓ６の変化の例を示すグラフである。平均輝度はフレー
ムごとに検出されるので、離散的な値をとる。破線で示
したのは、表示平均輝度の上限目標であるところの輝度
基準値で、これは映像表示装置の仕様として、あらかじ
め設定されている値である。

【００４８】図３のステップＳ１０２では、輝度抑制係
数を計算する。現フレームの平均輝度をＢ（ｔ）、輝度
基準値をＢｍとすると、現フレームにおける輝度抑制係
数Ｋ（ｔ）は、式１で表される。

【００４９】

【数１】

【００５０】輝度抑制係数Ｋ（ｔ）は、平均輝度Ｂ
（ｔ）が輝度基準値Ｂｍよりも小さいときは、１であ
り、平均輝度が明るくなると、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）は
小さくなる。

【００５１】また、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）は、ＡＢＬ制
御の安定性を高めるべく、ゲインＧ（０≦Ｇ≦１）を定
めたうえで、以下の式２を用いて求めてもよい。

【００５２】

【数２】

【００５３】ここで、Ｋ（ｔ−１）は、前フレームで求
めた輝度抑制係数であり、ＭＩＮ（ａ，ｂ）は、ａとｂ
のうち小さい方の値を返す関数である。

【００５４】図４（ｂ）に、同図（ａ）に対応する輝度
抑制係数Ｋ（ｔ）を太線で示す。

【００５５】次に図３のステップＳ１０３で、輝度乗数
の出力間隔を計算する。出力間隔Ｃは、表示パネル１の
表示行数をＹｎ、輝度乗数の設定分解能をδとして、式
３で表される。

【００５６】

【数３】

【００５７】ここで、ａｂｓ（ｘ）は、ｘの絶対値を返
す関数である。そして、ステップＳ１０４で、出力間隔
カウンタに出力間隔Ｃを格納する。

【００５８】ステップＳ１０５では、信号処理部７に対
し輝度乗数Ｋｏを出力する。輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）
は、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）に比例し、ビット表現などを
ハードウェアの制約に合った形に変換しているだけであ
り、輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）は、式４で表される。

【００５９】

【数４】

【００６０】例えば、輝度乗数Ｋｏが８ｂｉｔのデジタ
ル値で、０〜１倍を表現する場合、設定分解能δは１／
２５５となる。つまり、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）が１倍の
とき輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）は２５５（ＦＦｈ）とな
り、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）が０．８倍のとき輝度乗数目
標値Ｋ’（ｔ）は２０４（ＣＣｈ）となる。

【００６１】このとき、出力する輝度乗数Ｋｏは、式４
で求められる現フレームの輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）
と、今設定している輝度乗数Ｋnから、式５で求められ
る。

【００６２】

【数５】

【００６３】すなわち、輝度乗数Ｋｏは設定できる最小
単位だけ、変化し、垂直同期処理を終了する。また、
Ｋ'（ｔ）＝Ｋｎの場合は、輝度乗数Ｋｏを出力する処
理自体をスキップしてもよい。

【００６４】水平同期時の処理では、ステップＳ２０１
において、ステップＳ１０４で設定した出力間隔カウン
タをデクリメントし、ステップＳ２０２で、ゼロになっ
たか否か判断する。ゼロになっていなければ、このタイ
ミングでの処理はないので、終了する。ゼロになってい
ればステップＳ２０３に移行し、ステップＳ１０４同
様、出力間隔カウンタをステップＳ１０３で求めた値に
再設定する。

【００６５】そしてステップＳ２０４において、ステッ
プＳ１０５同様、式５で求められる輝度乗数Ｋｏを信号
処理部７に対して出力し、処理を終了する。

【００６６】図４（ｂ）の細い線は、輝度乗数Ｋｏの変
化を示すグラフである。縦軸の目盛りは、輝度乗数の設
定分解能を表しており、横軸の目盛りは、フレームの境
界を表している。

【００６７】フレームＮ−１は、図４（ａ）に示すよう
に、平均輝度Ｂ（ｔ）が輝度基準値Ｂｍ以下なので、輝
度抑制係数は１である。フレームＮでは、平均輝度Ｂ
（ｔ）が輝度基準値Ｂｍを上回っているので、式１また
は式２によって、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）は図４（ｂ）の
太い線で示される量になる。

【００６８】このとき、フレームＮ−１のときの輝度抑
制係数Ｋ（Ｎ−１）とフレームNの輝度抑制係数Ｋ
（Ｎ）との差ΔＫ_Nが、輝度乗数の設定分解能（縦軸目
盛り）の９つ分に相当するので、輝度乗数の出力間隔Ｃ
は、表示パネル１の表示行数をＹｎとして、水平同期の
Ｙｎ／９回分になる。割り切れない場合は切り捨て、切
り上げなどを行う。この間隔で、輝度乗数Ｋｏを１ステ
ップずつ変化させることにより、フレームＮのあいだに
目標の輝度抑制係数Ｋ（Ｎ）に到達する。

【００６９】次のフレームＮ＋１では、輝度抑制係数の
フレーム間差ΔＫ_N+1が、輝度乗数の設定分解能の６つ
分に相当するので、輝度乗数の出力間隔Ｃは、水平同期
のＹｎ／６回分になる。以降、同様に動作する。

【００７０】これにより、輝度乗数Ｋｏは１フレーム走
査期間に複数回断続的に変化するので、表示映像も、従
来のデジタルＡＢＬ制御の場合に比べて、より滑らかに
変化し、視覚的な妨害感や違和感を防ぐことができる。

【００７１】輝度乗数の設定分解能δは、１段階の変化
が視覚的に認識できないレベルであることが望ましく、
具体的には表示画像データの分解能相当がよい。

【００７２】なお、本実施の形態は電子源として冷陰極
素子を用いた表示装置について説明したが、ＰＤＰやＬ
ＣＤ、ＣＲＴ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）などの
表示パネルにも適用できる。例えば、ＰＤＰやＬＣＤ、
ＣＲＴ、ＥＬなどの表示パネルに適用する場合には、表
示装置モジュール２０をＰＤＰモジュールや、ＬＣＤモ
ジュールなどに置換すればよい。

【００７３】このように、本発明によれば、入力された
映像信号Ｓ１（又は、Ｓ２）に基づいて映像を表示する
表示装置２０の駆動を制御するための駆動制御装置３０
において、前記映像の平均輝度に対応した輝度情報Ｓ６
に応じて、前記表示装置２０における表示輝度を制御す
るための輝度制御手段（３３、２１、７）を有してお
り、前記輝度制御手段（３３、２１、７）は、表示映像
の１フレーム走査期間内において複数回、前記表示映像
の表示輝度が断続的に変化するように制御する。

【００７４】これにより、単調に明るくなるような映像
であっても、違和感を生ずることなく、映像を表示する
ことができる。つまり、視覚的な妨害感や違和感を低減
したデジタルＡＢＬ処理が可能となる。

【００７５】また、本実施形態によれば、輝度制御手段
（３３、２１、７）は、輝度情報を求める平均輝度検出
部３３と、平均輝度検出部３３により求められた輝度情
報Ｓ６に応じて輝度制御値Ｋｏを出力する制御部２１
と、制御部２１より出力された輝度制御値Ｋｏに応じて
表示輝度を調整する調整手段（７）と、により、効果的
なデジタルＡＢＬ処理が可能となる。更には、表示輝度
Ｋｏを変化させるための制御を、水平同期信号と同期さ
せているので、より一層違和感のない映像を表示でき
る。

【００７６】加えて、表示輝度を変化させるタイミング
は、連続するフレーム間の平均輝度の差異に応じて、決
定し、１フレーム走査期間をほぼ均等に分割した時刻と
しているので、よりきめこまやかな制御がなされる。

【００７７】また、表示輝度を変化させるために、デジ
タル化された映像信号の輝度成分を変更するように制御
しているので、表示装置モジュール２０の形式に依存し
ない、汎用性の高い駆動制御装置を提供できる。

【００７８】輝度制御手段としての制御部２１を、表示
輝度を調整するための輝度制御値を算出するプログラム
を実行するマイクロコンピュータで構成しているので、
回路規模を小さくすることができる。

【００７９】以下、本発明の他の実施形態について詳述
する。

【００８０】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、輝度抑制係数のフレーム間差から式３に基づいて、
輝度乗数の出力間隔を計算したが、本実施の形態では、
輝度乗数の出力間隔Ｃは予め定められた一定値とする。

【００８１】図４（ｃ）の細い線は、図４（ａ）に対応
して、輝度乗数の出力間隔ＣをＹｎ／１６とした場合の
輝度乗数Ｋｏの変化を示すグラフである。本実施の形態
においては、輝度乗数を変化させるタイミングが１フレ
ーム走査期間内の前半に集中することになるので、目標
の輝度乗数、すなわち、輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）に到
達するのが早くなる。

【００８２】その他の点は、第１の実施の形態と同様で
あり、図３のフローチャートも、ステップＳ１０３の輝
度乗数出力間隔計算が不要になること以外は第１の実施
の形態と同様である。

【００８３】本実施の形態によれば、表示輝度を変化さ
せるタイミングは、常に一定の時間間隔をもっているの
で、フレームごとに輝度乗数の出力間隔Ｃの除算処理が
不要になり、システム制御部２１の負荷が軽減されると
ともに、輝度乗数Ｋｏが早い時点で安定する。

【００８４】また、本実施の形態では、輝度乗数出力間
隔Ｃを常に一定としたが、１フレーム走査期間内で始め
は短く徐々に長くなるような既定値を設定することで、
輝度の制御を直線的ではなく収束するような応答にでき
る。この他にも、デジタルＡＢＬではさまざまな応答特
性を実現できる。

【００８５】（第３の実施の形態）本実施の形態は、映
像表示装置の特性によっては、表示画面の平均輝度が高
い場合は消費電力が大きくなって高圧発生部１４に負荷
がかかるのでＡＢＬの応答速度を速くしたいが、輝度が
低いときは特に応答速度が速い必要がないという場合に
好適なものである。

【００８６】このような場合は、輝度抑制係数を上げる
ときと下げるときで、時定数を異なる値にすることで、
輝度乗数目標値Ｋ’（ｔ）に到達するまでの時間を制御
する。

【００８７】本実施の形態では、上述した実施形態と同
様に、式２のゲインＧを、状況に応じて切り換える。具
体的には、輝度抑制係数を上げるときのゲインをＧｕと
し、輝度抑制係数を下げるときのゲインをＧｄとする。
現フレームの平均輝度をＢ（ｔ）と、前フレームの平均
輝度をＢ（ｔ−１）との大小関係に応じて式６を適用す
る。

【００８８】

【数６】そして、Ｇｕ＜Ｇｄとする。

【００８９】これにより、式２を用いて現フレーム輝度
抑制係数Ｋ（ｔ）を計算する。

【００９０】本実施の形態によれば、平均輝度が大きく
なる場合には、小さくなる場合に比べて、目標となる表
示輝度まで早く到達するように制御する、換言すれば、
輝度抑制係数を上げるときと下げるときで時定数を異な
る値にしているので、輝度乗数の変化を最適化し、視覚
的な妨害感や違和感を効果的に防ぐことができる。

【００９１】（第４の実施の形態）第１、２の実施の形
態では、水平同期時の処理をシステム制御部２１でソフ
ト的に行ったが、ハード的に行うこともできる。システ
ム制御部２１の、輝度乗数出力に関する論理回路のブロ
ック図を図５に示す。

【００９２】前述の垂直同期時の処理により、輝度乗数
目標値Ｋ'（ｔ）と輝度乗数出力間隔Ｃは、それぞれ、
目標値レジスタ５６および出力間隔レジスタ５２に格納
されている。カウンタ５１には、クロックとして水平同
期信号が入力され、アップカウンタとして動作する。カ
ウンタ値が比較器５３に入力され、出力間隔レジスタ５
２が保持する値と比較され、等しいときに出される信号
と、垂直同期信号をディレイ回路５４によって前述の垂
直同期の処理時間相当遅らせた信号とを、ＯＲ回路５５
で論理和をとり、輝度乗数Ｋｏを読み込むための輝度乗
数ロード信号とする。

【００９３】輝度乗数ロード信号は、現在値レジスタ５
７にクロックとして入力され、加算器６０の出力である
輝度乗数出力値がロードされる。現在値レジスタ５７と
目標値レジスタ５６とが比較器５８に入力され、目標値
の方が大きいときに＋１、小さいときに−１、等しいと
きに０を選択するような信号がスイッチ５９に対して出
力される。スイッチ５９の出力は、加算器６０で現在値
レジスタ５７の出力と加算され、輝度乗数出力値として
信号処理部７に対して設定される。

【００９４】これによれば、図４（ｂ）と等しい輝度乗
数が得られるので、第１の実施の形態と同様の効果が得
られる。また、出力間隔レジスタ５２に格納する輝度乗
数出力間隔Ｃを、予め定められた一定値としておけば、
図４（ｃ）と等しい輝度乗数が得られるので、第２の実
施の形態と同様の効果が得られる。

【００９５】そして、本実施形態によれば、輝度制御手
段は、輝度制御値を算出する専用の信号処理回路を有し
ているので、制御部２１の負担を軽減し、処理速度を高
めることができる。

【００９６】この実施形態において、水平同期信号の代
わりにドットクロックをカウンタ５１に入力し、輝度乗
数出力間隔を１ドット間隔（１画素間隔）とすれば、表
示輝度を変化させるための制御は、ドットクロックと同
期する。こうして、１ドット毎に輝度乗数を変えて、よ
りきめこまやかなデジタルＡＢＬ制御ができる。

【００９７】（第５の実施の形態）図６に、第５の実施
の形態の映像表示装置の構成を示す。同図において、図
１と同等の部品には、同一番号を付し、説明を省略す
る。

【００９８】第１の実施の形態では、入力信号Ｓ１をＡ
／Ｄ部３でデジタイズした直後のデジタル映像信号Ｓ２
から平均輝度Ｓ６を計算したが、本実施の形態では、信
号処理部７で輝度・色度調整やガンマ処理、輪郭強調処
理、文字情報合成などが行われた後のデジタル表示信号
Ｓ１０から平均輝度を計算し、システム制御部２１に入
力している。

【００９９】本実施の形態では、フィードバック型制御
になるので、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）の計算式は、式１に
代わり、式７で表される。

【０１００】

【数７】

【０１０１】ここで、Ｂ（ｔ）は、信号処理部７が出力
した表示信号Ｓ１０のフレーム平均輝度値である。この
他の点は、第１もしくは第２の実施の形態と同様であ
る。

【０１０２】表示画像信号に対しリニアな発光特性をも
つデバイスでは、入力映像信号に対し、信号処理部７の
内部でＣＲＴのγ特性に対する逆γ変換を行うことが望
ましく、それにより、実際に表示パネルに与えられる表
示信号の平均輝度レベルは、入力映像信号の平均輝度レ
ベルより大いに下がる。入力映像信号の平均輝度レベル
から逆γ変換後の平均輝度レベルを計算すると誤差が大
きくなるが、本実施の形態においては、逆γ変換処理後
の平均輝度を求めているので、正確な制御が可能とな
る。

【０１０３】また、入力映像信号に、文字情報等の別の
画像信号を付加するＯＳＤ（オンスクリーンディスプレ
イ）にも、本実施形態は有効である。ＯＳＤにおいて付
加される画像信号の、デバイスの表示エリアに対する表
示面積の比は大きくなってきている。従って、元の入力
映像信号の平均輝度と画像信号が付加された映像信号の
平均輝度との差がより大きくなる傾向にあり、ＡＢＬ処
理をするにあたって、この差が無視し難くなってきてい
る。

【０１０４】本実施の形態によれば、輝度情報を、入力
映像信号に輝度変化をもたらすような信号処理がなされ
た映像信号から求めるので、例えば、ガンマ変換やＯＳ
Ｄをも加味した実際の表示用映像信号から平均輝度を求
められるので、より正確な制御が可能となる。

【０１０５】（第６の実施の形態）以上の実施の形態で
は、表示パネルの発光輝度を制御する手段として、映像
信号の輝度成分を変化させる場合について説明を行っ
た。しかし、発光輝度の制御手段として、他の方法を用
いることもできる。

【０１０６】本実施の形態では、Ｖｆ制御部１０から出
力される、表示パネル１上の電子放出素子を駆動する電
圧を制御して発光輝度を制御する。図７に本実施の形態
の表示装置の構成を示す。

【０１０７】システム制御部２１は、Ｖｆ調整値Ｓ２１
をＶｆ制御部１０に対して設定する。

【０１０８】Ｖｆ制御部１０は、Ｖｆ調整値Ｓ２１を電
子放出素子を駆動する電圧の調整値として、表示パネル
１を駆動する電圧を出力する。素子電圧の印加時間が一
定であれば、図８に示したように、素子電圧Ｖｆに応じ
て画面の輝度は変化するため、式１、式２または式７で
計算した輝度抑制係数Ｋ（ｔ）を用いて駆動電圧Ｖｆ
（ｔ）を決定する。

【０１０９】この決定方法は、例えばテーブルを参照す
る方法、計算式を用いて計算する方法などが考えられ
る。図８において、規格化した輝度基準値Ｂｍバーとす
ると、用いる駆動電圧範囲はＶｆ０〜Ｖｆ１の範囲であ
り、この範囲を直線近似すれば、式８よりＶｆ（ｔ）が
求められる。

【０１１０】

【数８】

【０１１１】また、直線近似に限らず、折れ線や、より
高次な式で図８を近似してもよい。

【０１１２】以降、式３および式４に準じ、Ｖｆ調整値
の出力間隔Ｃと、輝度制御値としてのＶｆ調整値Ｖ
（ｔ）は、式９および式１０で表され、Ｖｆ調整値がＶ
ｆ制御部１０に対して出力される。

【０１１３】

【数９】

【０１１４】ここでδｖは、Ｖｆ調整値の設定分解能で
ある。

【０１１５】一水平走査の周期より短い周期で輝度を調
整する必要がない場合には、このように制御するとよ
い。

【０１１６】実施形態によれば、表示輝度を変化させる
ために、表示装置の画素を駆動するために印加される駆
動電圧Ｖｆを変更するように制御するので、輝度制御の
ために表示用映像信号の輝度成分を変える必要がない。
よって、階調数を増大させたときに、暗い画像（又は明
るい画像）での階調再現性が悪くなるという現象を抑制
できる。特に、平均輝度に応じて、選択される行に印加
する走査選択信号の電圧を変えれば、一画素毎に表示用
映像信号を調整する必要がなくなり、制御の簡素化がは
かれる。

【０１１７】（第７の実施の形態）また、発光輝度の制
御手段として、高圧発生部１４から出力される、表示パ
ネル１上の電子放出素子から放出された電子を加速する
電圧を制御する場合も同じ構成で実現できる。図９に第
７の実施の形態の構成を示す。

【０１１８】システム制御部２１は、高圧調整値Ｓ２２
を高圧発生部１４に対して設定する。高圧発生部１４
は、高圧調整値Ｓ２２を電子を加速する加速電圧の調整
値として、加速電圧を出力する。蛍光体に印加されるエ
ネルギーは電子の加速電圧により制御され、発光する輝
度は蛍光体に与えられるエネルギーで決まるために、素
子電圧の印加時間が一定であれば、図１０に示したよう
に、加速電圧Ｖａに応じて画面の輝度は変化する。従っ
て、第６の実施の形態で駆動電圧Ｖｆに対して説明した
のと同様に、輝度抑制係数Ｋ（ｔ）を用いて加速電圧Ｖ
ａ（ｔ）を決定することができる。

【０１１９】この方法は、放出電子を加速するＣＲＴを
用いた表示装置に対しても用いることができる。

【０１２０】また、アクティブマトリクス型のＥＬ表示
パネルの場合には、各画素を構成するＥＬ素子の共通ア
ノード電極又は共通カソード電極等の画素に共通の共通
電極の電位を制御すればよい。

【０１２１】（第８の実施の形態）また平均輝度Ｓ６の
検出の代わりに、高圧発生部１４から供給される電子放
出素子の放出電流の平均値Ｓ６’を検出するようにして
もよい。この場合の構成図を図１１に示す。高圧発生部
１４内部に、表示パネルに供給される平均電流を検出す
る放出電流検出部を備え、平均放出電流Ｓ６’をシステ
ム制御部２１に対して出力する。この構成はフィードバ
ック系であるから、平均輝度検出部以外の構成および計
算式は第５の実施の形態と同様にし、平均輝度Ｓ６を平
均放出電流Ｓ６’で置換することで実現できる。

【０１２２】この実施の形態によれば、表示パネルにお
いて実際に放出されている電流から輝度を測定するため
に、効果的に表示電力の増大や発熱の抑制という目的を
達成することができる。

【０１２３】この方法は、放出電子を加速するＣＲＴを
用いた表示装置に対しても用いることができる。また、
アクティブマトリクス型のＥＬ表示パネルの場合には、
各画素を構成するＥＬ素子の共通アノード電極又は共通
カソード電極等の画素に共通の共通電極の電位又はそこ
に流れる電流を検知して、それに基づいて共通電極の電
位を制御すればよい。

【０１２４】本発明に用いら入れる表示装置としては、
マトリクス上に配置された複数の電子放出素子から放出
される電子ビームを蛍光体に照射させて映像を形成す
る、自発光型の平面表示装置に限定されることはなく、
前述したように、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ、ＥＬ等、他
の方式の表示装置であってもよい。

【０１２５】本発明における、輝度調整の間隔は、上述
したとおり、１フレーム走査期間より短い期間であり、
１画素毎、複数画素毎、１水平走査期間毎、複数水平走
査期間毎とすることができる。

【０１２６】本発明に用いられる、映像の平均輝度に対
応した輝度情報は、入力映像信号自体、又は、前記入力
映像信号に輝度変化をもたらすような信号処理がなされ
た映像信号、或いは、表示装置の共通電極に流れる電流
値、更には、これらのうち少なくともいずれか一方に基
づいて決定された信号であるから求めることができる。
また、平均輝度は、１フレームの映像全体の完全な平均
輝度である必要はなく、適当にサンプリングされた画素
の平均輝度であってもよいし、共通電極に流れる電流値
のように、それに相当する値であってもよい。

【０１２７】本発明における表示輝度の調整は、デジタ
ル化された映像信号の輝度成分、又は、表示装置の画素
を駆動するために印加される駆動電圧、或いは、表示装
置の共通電極に印加される電圧を、変更することによっ
て制御することが好ましいものである。

【０１２８】本発明による駆動制御方法は、ソフトウエ
アとしてマイクロコンピュータで実現されてもよいし、
ハードウェアとして実現されてもよい。また、設計資産
（ＩＰコア）として取り扱われて他の信号処理回路のＩ
Ｐコアと論理合成されて、システムＬＳＩとして実現さ
れることも好ましいものである。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御による視覚的な妨害感や違和感を低減したデジタルＡ
ＢＬ処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の構成を示す図である。

【図２】ＡＢＬ処理を行うときのデータの流れと対応す
る処理工程を示すデータフローである。

【図３】システム制御部の処理を説明するためのフロー
チャートである。

【図４】第１の実施の形態における輝度制御の例を説明
するためのグラフである。

【図５】第４の実施の形態の構成を示す図である。

【図６】第５の実施の形態の構成を示す図である。

【図７】第６の実施の形態の構成を示す図である。

【図８】実施の形態で用いた表示パネルの、駆動電圧に
対する輝度の典型的な特性を示すグラフである。

【図９】第７の実施の形態の構成を示す図である。

【図１０】実施の形態で用いた表示パネルの、加速電圧
に対する輝度の典型的な特性を示すグラフである。

【図１１】第８の実施の形態の構成を示す図である。

【図１２】輝度の経時変化を説明するためのグラフであ
る。

【符号の説明】

１表示パネル３Ａ／Ｄコンバータ４フレームメモリ７信号処理部８パルス制御部１０Ｖｆ制御部１１列配列駆動出力ＳＷ部１２行選択制御部１３行駆動出力ＳＷ部１４高圧発生部１８タイミング制御部２０表示装置（表示装置モジュール）２１システム制御部３０駆動制御装置３３平均輝度検出部５１カウンタ５２出力間隔レジスタ５３、５８比較器５４ディレイ回路５５ＯＲ回路５６目標値レジスタ５７現在値レジスタ５９スイッチ６０加算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された映像信号に基づいて映像を表示
する表示装置の駆動を制御するための駆動制御装置にお
いて、前記映像の平均輝度に対応した輝度情報に応じて、前記
表示装置における表示輝度を制御するための輝度制御手
段を有しており、前記輝度制御手段は、表示映像の１フレーム走査期間内
において複数回、前記表示映像の表示輝度が断続的に変
化するように制御することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】前記輝度制御手段は、デジタル信号処理回
路であることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装
置。
【請求項３】前記輝度制御手段は、前記輝度情報を求め
る平均輝度検出部と、前記平均輝度検出部により求めら
れた前記輝度情報に応じて輝度制御値を出力する制御部
と、前記制御部より出力された前記輝度制御値に応じて
前記表示輝度を調整する調整手段と、を備えていること
を特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項４】前記表示輝度を変化させるための制御は、
ドットクロック、及び／又は水平同期信号と同期してい
ることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項５】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
連続するフレーム間の平均輝度の差異に応じて、決定さ
れることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項６】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
１フレーム走査期間をほぼ均等に分割した時刻であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項７】前記表示輝度を変化させるタイミングは、
あらかじめ定められた時間間隔をもつことを特徴とする
請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項８】前記平均輝度が大きくなる場合には、小さ
くなる場合に比べて、目標となる前記表示輝度まで早く
到達するように制御することを特徴とする請求項１に記
載の駆動制御装置。
【請求項９】前記輝度情報を、デジタル化された入力映
像信号、又は、前記入力映像信号に輝度変化をもたらす
ような信号処理がなされた映像信号から求めることを特
徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項１０】前記表示輝度を変化させるために、デジ
タル化された映像信号の輝度成分、又は、前記表示装置
の画素を駆動するために印加される駆動電圧、或いは、
前記表示装置の共通電極に印加される電圧を、変更する
ように制御することを特徴とする請求項１に記載の駆動
制御装置。
【請求項１１】前記輝度情報は、前記映像の平均輝度、
又は、前記表示装置の共通電極に流れる電流値、或い
は、これらのうち少なくともいずれか一方に基づいて決
定された信号であることを特徴とする請求項１に記載の
駆動制御装置。
【請求項１２】前記輝度制御手段は、前記表示輝度を調
整するための輝度制御値を算出するプログラムを実行す
るマイクロコンピュータ、又は、前記輝度制御値を算出
する信号処理回路を有することを特徴とする請求項１に
記載の駆動制御装置。
【請求項１３】入力された映像信号に基づいて映像を表
示する映像表示装置において、表示装置と、請求項１に記載の駆動制御装置と、を有することを特徴
とする映像表示装置。
【請求項１４】入力された映像信号に基づいて映像を表
示する表示装置を備えた映像表示装置において、前記映像の平均輝度に対応した輝度情報を求める平均輝
度検出部と、前記平均輝度検出部により求められた前記輝度情報に応
じて、輝度制御値を出力する制御部と、前記制御部により出力された前記輝度制御値に応じて、
表示輝度を調整する調整手段と、を備え、前記制御部は、表示映像の１フレーム走査期間内におい
て複数回、前記表示映像の表示輝度を変化させるべく、
前記輝度制御値を断続的に変化させることを特徴とする
映像表示装置。
【請求項1５】入力された映像信号に基づいて映像を表
示する表示装置の駆動を制御するための駆動制御方法に
おいて、前記映像の平均輝度に対応した輝度情報に応じて、前記
表示装置における表示輝度を制御するにあたり、表示映像の１フレーム走査期間内において複数回、前記
表示映像の表示輝度が断続的に変化するように制御する
ことを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１６】請求項1５に記載の駆動制御方法を集積
回路で実現することを特徴とする設計資産。