JP2009069835A - 輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトモジュールでの消費電力および輝度を調節することができて電力消耗を減らすことができる、輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法を提供する。
【解決手段】外部から印加される映像データの輝度を判別してバックライト選択信号およびコントラスト選択信号を出力する輝度判別ユニット２２０と、前記輝度判別ユニットに連結され前記バックライト選択信号に対応する明るさのバックライトを供給するためのバックライト駆動電源を出力するバックライト制御ユニット２３１と、前記輝度判別ユニットに連結され前記コントラスト選択信号に対応するコントラストが調節された映像を出力するための映像出力信号を出力するコントラスト制御ユニット２４１により、バックライトの輝度および映像データのコントラストがそれぞれ調節された映像を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法に係り、より詳しくは、映像表示装置へ出力される映像データに応じてバックライトの輝度を調節すると同時に、バックライトの輝度に対応するように映像のコントラストを調節して映像を出力することにより、バックライドモジュールでの消費電力および輝度を調節することができて映像表示装置の電力消耗を減らすことができる、輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法に関する。

一般に、映像表示装置は、カメラまたは映像装置から印加される映像データを人々の目に見える可視光線として表示する装置であって、例えばＴＶまたはビームプロジェクターなどがこれに属する。最近、技術の発達に伴い、ブラウン管ＴＶにおけるＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＰＤＰ(Plasma Display Panel)パネルを用いた映像表示装置に関する技術の研究が盛んに行われている。

特に、ＬＣＤは自己発光性がないため、これを用いた映像表示装置は別途のＬＣＤ用光源が必要である。このようなＬＣＤ用光源としては主にＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent)が使用されているが、光源として用いられるＣＣＦＬはその特性の面で輝度と寿命が反比例関係にある。すなわち、輝度を高めるために高電流で駆動する場合に寿命が減少するが、これに対し、寿命を増やすためには低電流で駆動しなければならないので、高い輝度を達成することが難しいという問題点があった。ところが、実際製品適用の面では大部分の場合に高輝度と長寿命が同時に要求される。

以下に関連図面を参照しながら、前記ＬＣＤパネルを使用する従来の技術に係る映像表示装置について説明する。

図１は従来の技術に係る映像表示装置のブロック図である。

まず、図１に示すように、従来の技術に係る映像表示装置は映像表示部１１０、バックライト駆動部１２０およびデータドライブ１３０から構成される。

ここで、前記映像表示装置１１０は、映像表示パネル１１１およびバックライトモジュール１１２からなり、前記バックライト駆動部１２０およびデータドライブ１３０に連結され、前記データドライブ１３０を介して印加された映像出力データＤを映像表示パネル１１１に出力する。

この際、前記バックライト駆動部１２０は、前記バックライトモジュール１１２を駆動するための駆動電圧Ｃを生成して前記バックライトモジュール１１２に供給し、前記バックライトモジュール１１２は、前記バックライト駆動部１２０から供給される駆動電圧Ｃによって駆動され、一定の輝度を維持しながら前記映像表示パネル１１１に光を供給する。

前記データドライブ１３０は、外部から印加される映像データＲＧＢを映像表示パネル１１１を介して出力するためのデータに変換された映像出力データＤを前記映像表示パネル１１１に伝達する。

すなわち、外部から印加される映像データＲＧＢをユーザの目に見える可視光線の光として出力するために、前記データドライブ１３０を介して変換された映像出力データＤを前記映像表示パネル１１１に伝達し、前記自己発光性のない映像表示パネル１１１に補助光を供給するために、前記バックライト駆動部１２０を介して供給される駆動電圧Ｃをバックライトモジュール１１２に供給して一定の輝度を発することにより、映像データＲＧＢを映像表示パネル１１１に表示する。

ところが、前述した従来の技術に係る映像表示装置は、次の問題点があった。

従来の技術に係る映像表示装置は、高輝度および長寿命に対応しようと、映像表示パネル１１１を介して表示される映像を予め設定された輝度で表示するために前記バックライトモジュール１１２を駆動していて、特に高輝度の要求される画面を表示しなければならない場合、あるいはユーザによる外部入力がある場合、一時的にバックライトモジュール１１２に高電流を流して映像表示パネル１１１の輝度に対する能動領域を広める技術が適用されている。

また、映像表示パネル１１１をＬＣＤとして用いる場合、前記映像表示パネル１１１に表示される映像に応じて、これに使用される電流量が変わる。すなわち、前記映像表示パネル１１１への電圧印加と共に映像表示パネル１１１内の液晶分子が電界の方向に再配列されて入射光を遮断するノーマルホワイト(normally white)モードの場合、一般に、映像表示パネル１１１のピクセル(Pixel)に明るいピクセルの数が多くなるほどパネルの消費電力が小さくなるが、映像表示パネル１１１のピクセル(Pixel)に暗いピクセルの数が多くなるほど映像表示部１１０の消費電力が大きくなるという問題点があった。

かかる問題点を解決するために、映像表示パネル１１１の消費電力に応じて、これに連動するバックライトモジュール１１２の駆動電圧Ｃの電流値を制御する方法を使用するが、このような技術を適用する場合、映像表示パネル１１１の消費電流を検出し、これを、バックライトモジュール１１２を駆動させるバックライト駆動部１２０の輝度を制御するための可変範囲に合わせて変形しなければならないなどの追加的な回路を具現しなければならないという問題点があった。

また、全ての映像に対して同一の輝度に制御するため、必ず必要な映像に対してのみ輝度を制御しなければならない場合に比べて消費電力が高いという問題点があった。また、輝度の調整によって、意図した映像とは異なるさらに明るくまたは暗くなった映像が出力され、映像に対する信頼性が低下するおそれがあるという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、映像表示装置へ出力される映像データに応じてバックライトの輝度を調節すると同時に、バックライトの輝度に対応するように映像のコントラストを調節して映像を出力することにより、バックライトモジュールでの消費電力および輝度を調節することができて電力消耗を減らすことができる、輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、外部から印加される映像データの輝度を判別してバックライト選択信号およびコントラスト選択信号を出力する輝度判別ユニットと、前記輝度判別ユニットに連結され、前記バックライト選択信号に対応する明るさのバックライトを供給するためのバックライト駆動電源を出力するバックライト制御ユニットと、前記輝度判別ユニットに連結され、前記コントラスト選択信号に対応するコントラストが調節された映像を出力するための映像出力信号を出力するコントラスト制御ユニットと、前記バックライト制御ユニットおよび前記コントラスト制御ユニットに連結され、前記バックライト駆動電源および映像出力信号を受け取り、バックライトの輝度および映像データのコントラストがそれぞれ調節された映像を表示する映像表示ユニットとを含んでなる、輝度調節が可能な映像表示装置を提供する。

特に、前記外部から印加される映像データはＲＧＢデータであることを特徴とする。また、前記輝度判別ユニットは、前記印加された映像データの輝度を演算するための輝度演算部と、前記輝度演算部によって演算された輝度に該当するバックライト選択信号およびコントラスト選択信号を出力する輝度判断部とを含むことを特徴とし、前記輝度演算部は、前記映像データのＧデータに２を乗算演算する乗算演算手段と、前記映像データのＲ、Ｂデータと前記乗算演算手段によって演算されたＧデータとを加算演算する加算演算手段と、前記加算演算手段によって加算演算された映像データを４で除算演算する除算演算手段とを含むことを特徴とする。

前記乗算演算手段は、前記Ｇデータを左に１ビットシフトさせて前記Ｇデータに２を乗算演算し、前記除算演算手段は、前記加算演算手段によって加算演算された映像データを右に２ビットシフトさせて４で除算演算することを特徴とする。

また、前記輝度判断部は、前記バックライト選択信号が、基準バックライト選択信号より低い輝度のバックライトを供給するための信号である場合、基準コントラスト選択信号より高いコントラストの映像を出力するためのコントラスト選択信号を出力することを特徴とする。

前記バックライト制御ユニットは、前記輝度判別ユニットから出力されるバックライト選択信号を受け取り、バックライトを調節するためのバックライト制御信号を出力するバックライト制御部と、前記バックライト制御部に連結され、前記バックライト制御部から出力されたバックライト制御信号によって制御され、前記映像表示ユニットにバックライト駆動電源を供給するバックライト駆動部とを含むことを特徴とし、前記バックライト制御部はＰＷＭ、ＰＡＭまたはＰＦＭ制御によって前記バックライト駆動電源を制御し、前記バックライト駆動部は前記バックライト駆動電源の電圧または電流を制御することを特徴とする。

また、前記コントラスト制御ユニットは、前記輝度判別ユニットに連結され、前記輝度判別ユニットから出力されるコントラスト選択信号を受け取り、映像データのコントラストを調節して、コントラストの調節された映像信号を出力するコントラスト制御部と、前記コントラスト制御部および前記映像表示ユニットに連結され、前記コントラスト制御部から出力された映像信号を受け取り、これに該当するコントラストを持つ映像を出力するための映像出力信号を出力するデータドライブとを含むことを特徴とする。

この際、前記コントラスト制御部は、前記外部から印加される映像データをそれぞれ右に１ビット、２ビット、３ビット、４ビットまたは５ビットだけシフトさせる第１〜第５演算手段と、前記第１〜第５演算手段および輝度判別ユニットに連結され、前記輝度判別ユニットから出力されたコントラスト選択信号に対応するように前記第１〜第５演算手段を介して出力された映像データを、予め設定されたバックライト輝度に応じる組み合わせによって加算演算し、コントラストの調節された映像信号を生成するコントラスト演算手段とを含むことを特徴とする。

前記映像表示ユニットは、前記コントラスト制御ユニットに連結され、前記コントラスト制御ユニットから出力された映像出力信号を受け取って映像を出力する映像表示部と、前記映像表示部の後面に配置されて前記バックライト制御ユニットに連結され、前記バックライト制御ユニットから供給されるバックライト駆動電源を受け取って前記映像表示部にバックライトを供給するバックライトモジュールとを含むことを特徴とし、特に、前記外部から印加される映像データをＹＵＶ、ＹＣｂＣｒおよびＹＣｏＣｇの中から選ばれたいずれか一つの色座標に変換して輝度を調節することを特徴とする。

また、本発明の他の観点によれば、ａ）外部から印加される映像データの輝度を演算する段階と、ｂ）前記演算された輝度に該当するバックライトの輝度を判断する段階と、ｃ）前記演算された輝度に該当する映像データのコントラストを判断する段階と、ｄ）前記判断されたバックライト輝度および映像データのコントラストに該当するバックライトおよび映像を出力する段階とを含む、輝度調節が可能な映像表示方法を提供する。

この際、前記外部から印加される映像データはＲＧＢデータであり、前記ａ）段階で前記映像データの輝度を演算する方法は、ａ−１）前記映像データのＧデータに２を乗算演算する段階と、ａ−２）前記映像データのＲ、Ｂデータと前記乗算演算されたＧデータとを加算演算する段階と、ａ−３）前記ａ−２）段階で加算演算された映像データを４で除算演算する段階とを含むことを特徴とする。

特に、前記ａ−１）段階で加算演算する方法は前記Ｇデータを左に１ビットシフトさせ、前記ａ−３）段階で前記除算演算する方法は前記加算演算された映像データを右に２ビットシフトさせることを特徴とする。

また、前記ｂ）段階で判断されたバックライト輝度が基準バックライト輝度より低い場合、前記ｃ）段階で映像データのコントラストを基準映像データのコントラストより高いコントラストと判断することを特徴とし、前記ｄ）段階でバックライト輝度を調節する方法は映像データを出力するための映像表示装置のバックライトを駆動させるための駆動電源の電圧または電流を制御することを特徴とする。

また、前記バックライトに供給される駆動電源の電圧または電流は、ＰＷＭ、ＰＡＭおよびＰＦＭ制御方法の中から選ばれたいずれか一つの制御方法によって制御することを特徴とする。

前記映像データのコントラスト調節方法は、映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算し、これらの中から選ばれた演算値と前記映像データを、予め設定されたバックライト輝度による組み合わせによって加算演算して映像データのコントラストを調節することを特徴とする。

この際、前記映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算する方法は、前記映像データをそれぞれ受け取り、1ビット、２ビット、３ビット、４ビットおよび５ビットの中から選ばれたいずれか一つのビットだけ右にシフトさせることを特徴とする。

特に、本発明に係る輝度調節が可能な映像表示方法は、前記外部から印加される映像データをＹＵＶ、ＹＣｂＣｒおよびＹＣｏＣｇの中から選ばれたいずれか一つの色座標に変換して輝度を調節することを特徴とする。

本発明に係る輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法は、映像表示装置へ出力される映像データに応じてバックライトの輝度を調節すると同時に、バックライトの輝度に対応するように映像のコントラストを調節して映像を出力することにより、バックライトモジュールでの消費電力および輝度を調節することができて電力消耗を減らすことができるという効果がある。

また、本発明に係る映像表示装置および映像表示方法は、映像のコントラストとバックライトの輝度を同時に調節することにより、鮮明な映像を出力することができて映像に対する信頼性を向上させることができるという効果がある。

本発明に係る輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法の具体的な構造、方法およびその効果に関する事項は、本発明の好適な実施例が図示された図面を参照した下記の詳細な説明によって明確に理解されるであろう。

映像表示装置
以下に関連図面を参照しながら、本発明に係る輝度調節が可能な映像表示装置について詳細に説明する。

図２は本発明に係る映像表示装置を概略的に示すブロック図、図３は本発明に係る映像表示装置の輝度演算部を示すブロック図、図４および図５は本発明に係る映像表示装置の映像データの輝度を示すグラフ、図６は本発明に係る映像表示装置のコントラスト制御部を示すブロック図、図７ａ〜図７ｄは本発明に係る映像表示装置のバックライト輝度および映像データのコントラストによって出力される映像を示すグラフである。

まず、本発明に係る輝度調節が可能な映像表示装置は、図２に示すように、映像表示ユニット２１０、輝度判別ユニット２２０、バックライト制御ユニット２３０およびコントラスト制御ユニット２４０からなり、外部から印加される映像データＲＧＢを、前記映像表示ユニット２１０を介して、人の目に見える可視光線として表示する。

ここで、前記輝度判別ユニット２２０は、輝度演算部２２１および輝度判断部２２２からなり、前記バックライト制御ユニット２３０および前記コントラスト制御ユニット２４０に連結され、外部から印加される映像データＲＧＢの輝度を判別してバックライト選択信号Ｓ１およびコントラスト選択信号Ｓ２を生成して前記バックライト制御ユニット２３０および前記コントラスト制御ユニット２４０にそれぞれ伝達する。

この際、前記輝度演算部２２１は、図３に示すように、乗算演算手段２２１ａ、加算演算手段２２１ｂよび除算演算手段２２１ｃからなり、前記輝度判断部２２２に連結され、前記印加された映像データＲＧＢの輝度Ｙを演算する。

特に、前記映像データＲＧＢの輝度Ｙを演算する方法は、前記乗算演算手段２２１ａを介して印加された映像データＲＧＢのうちＧデータに２を乗算演算する。この際、前記乗算演算手段２２１ａでＧデータに２を乗算演算する方法は、一定のサイズのビット数を持つＧデータを左に１ビットシフトさせることにより、乗算演算を行う。

その後、前記乗算演算手段２２１ａを介して演算されたＧデータと前記映像データＲＧＢのＲおよびＢデータとを前記加算演算手段２２１ｂによって加算演算する。その後、前記加算演算手段２２１ｂによって加算演算された映像データＲＧＢを除算演算手段２２１ｃを介して４で除算演算して前記映像データＲＧＢの輝度Ｙを算出する。この際、前記除算演算手段２２１ｃにおける映像データＲＧＢに対する除算演算方法は、前記加算演算手段２２１ｂによって加算演算された映像データＲＧＢを右に２ビットシフトさせることにより除算演算を行う。

このような方法によって前記輝度演算部２２１を介して算出される映像データＲＧＢの輝度Ｙは、前記映像データＲＧＢの１フレーム毎にそれぞれ算出される。このような輝度Ｙは図４に示すように０〜２５５範囲の明るさを持つ。

また、前記輝度判断部２２２は、前記輝度演算部２２１、前記バックライト制御ユニット２３０および前記コントラスト制御ユニット２４０に連結され、前記輝度演算部２２１によって演算された輝度Ｙに該当するバックライト選択信号Ｓ１およびコントラスト選択信号Ｓ２を生成してそれぞれ前記バックライト制御ユニット２３０およびコントラスト制御ユニット２４０に伝達する。

前記輝度判断部２２２で行われるバックライト制御信号Ｓ１およびコントラスト制御信号Ｓ２の判別過程は、映像データＲＧＢの輝度Ｙを示した図５および表１を参照して説明すると、次のとおりである。

例えば、前記輝度演算部２２１で算出された映像データＲＧＢの輝度Ｙが、その最大値２５５ではなく、これより低い２００の輝度Ｙを持つとする場合、前記輝度判断部２２２は、前記輝度Ｙを受け取り、表１の映像データの輝度テーブルの中から前記輝度Ｙに該当する範囲を探す。前記輝度Ｙが２００の場合に該当するテーブルは、上方から４番目の１９２〜２０７範囲のテーブルに属し、この際のバックライト輝度は８２％であり、映像のコントラストは（１９／１６）である。すなわち、前記映像データＲＧＢの輝度Ｙが２００の場合、バックライト輝度は基準バックライト輝度、すなわち映像データＲＧＢの輝度Ｙが２５５である場合のバックライト輝度に基準して８２％に該当するバックライトを供給するバックライト選択信号Ｓ１を出力し、映像のコントラストは基準コントラスト、すなわち前記映像データＲＧＢの輝度Ｙが２５５である場合のコントラストに基準して、外部から印加された映像データＲＧＢに前記（１９／１６）を乗算するためのコントラスト選択信号Ｓ２を出力する。

また、前記輝度演算部２２１で算出された映像データＲＧＢの輝度Ｙが１５８の場合、前記バックライト選択信号Ｓ１は表１で映像データの輝度が１４４〜１５９範囲のテーブルに該当する６４％のバックライト、すなわち基準バックライトの６４％に該当するバックライトを供給するための信号として選択され、前記コントラスト選択信号Ｓ２は（２２／１６）のコントラスト、すなわち印加された映像データＲＧＢに（２２／１６）を乗算演算したコントラストを供給するための信号として選択される。特に、前記選択されたバックライト選択信号Ｓ１およびコントラスト選択信号Ｓ２は、表１に示すように、各パーセントまたは数学的信号として生成されるのではなく、それぞれ暗号化された一連の信号として生成されてそれぞれ出力される。

前述した方法によって選択されたバックライト選択信号Ｓ１は前記バックライト制御ユニット２３０に伝達され、前記コントラスト選択信号Ｓ２は前記コントラスト制御ユニット２４０にそれぞれ伝達される。

前記バックライト制御ユニット２３０は、前記バックライト制御部２３１およびバックライト駆動部２３２からなり、前記輝度判断部２２２によって伝達されたバックライト選択信号Ｓ１に該当するバックライト駆動電源Ｖｃを生成して前記映像表示ユニット２１０に伝達する。

この際、前記バックライト制御部２３１は、前記輝度判別ユニット２２０の輝度判断部２２２およびバックライト駆動部２３２に連結され、前記輝度判断部２２２から伝達されたバックライト選択信号Ｓ１に該当するバックライト駆動電源Ｖｃを生成するために、前記バックライト駆動部２３２を制御するためのバックライト制御信号Ｃ１を生成して前記バックライト駆動部２３２に伝達する。

特に、前記バックライト制御部２３１で前記バックライト駆動部２３２を制御する方法は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)、ＰＡＭ(Pulse Amplitude Modulation)およびＰＦＭ(Pulse Frequency Modulation)制御方法の中から選ばれたいずれか一つの制御方法によって制御されたバックライト制御信号Ｃ１を生成する。

前記バックライト駆動部２３２は、前記バックライト制御部２３１および前記映像表示ユニット２１０に連結され、前記バックライト制御部２３１から出力されたバックライト制御信号Ｃ１を受け取り、これにより制御されたバックライト駆動電源Ｖｃを出力する。この際、前記バックライト駆動部２３２は、前記バックライト制御信号Ｃ１によって、前記出力されるバックライト駆動電源Ｖｃの電圧または電流を制御することにより、前記バックライト駆動電源Ｖｃの大きさを調節して出力する。

前記輝度判別部２２２から出力されたバックライト選択信号Ｓ１が８２％に該当するバックライト輝度を示すための信号の場合、前記バックライト制御部２３１は、前記バックライト駆動電源Ｖｃを基準電源の８２％に該当する駆動電源Ｖｃとして生成するためのバックライト制御信号Ｃ１を生成し、前記バックライト制御信号Ｃ１を受け取ったバックライト駆動部２３２は、前記バックライト制御信号Ｃ１によって制御され、基準電源の８２％に該当する大きさを持つバックライト駆動電源Ｖｃを生成する。この際、前記輝度判別部２２２から出力されたバックライト選択信号Ｓ１が５８％に該当するバックライト輝度を示すための信号の場合、前記バックライト制御部２３１は、前記バックライト駆動部２３２を制御するためのバックライト制御信号Ｃ１を生成し、前記バックライト制御信号Ｃ１を受け取ったバックライト駆動部２３２は、前記バックライト制御信号Ｃ１によって制御され、前記バックライト選択信号Ｓ１が選択した５８％のバックライト輝度を発するためのバックライト駆動電源Ｖｃを生成して前記映像表示ユニット２１０に供給する。

前記コントラスト制御ユニット２４０は、コントラスト制御部２４１およびデータドライブ２４２からなり、前記輝度判断部２２２および前記映像表示ユニット２１０に連結され、前記輝度判断部２２２から伝達されたコントラスト選択信号Ｓ２によって制御されて前記映像データＲＧＢのコントラストを制御することにより、コントラストの調節された映像出力信号Ｄ０を映像表示ユニット２１０に伝達する。

この際、前記コントラスト制御部２４１は、図６に示すように、第１〜第５演算手段２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅとコントラスト演算手段２４１ｆからなり、前記輝度判断部２２２およびデータドライブ２４２に連結され、外部から印加される映像データＲＧＢと前記第１〜第５演算手段２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅによって演算された結果値を、前記コントラスト選択信号Ｓ２によって選択された組み合わせで演算することにより、コントラストの調節された映像信号Ｃ２を生成する。

ここで、前記第１演算手段２４１ａは、前記映像データＲＧＢを受け取り、受け取った前記映像データを２で除算演算して出力する。この際、前記第１演算手段２４１ａにおける除算演算方法は、前記映像データＲＧＢを右に１ビットシフトさせて２で除算演算する。

また、前記第２〜第５演算手段２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅは、前記映像データＲＧＢをそれぞれ受け取り、これを４、８、１６または３２でそれぞれ除算演算して出力するが、前記除算演算方法は、第１演算手段２４１ａと同様に前記映像データＲＧＢを右に２ビット、３ビット、４ビットまたは５ビットずつそれぞれシフトさせて４、８、１６または３２で除算演算する。この際、前記映像データＲＧＢを右に移動させてそれぞれ２、４、８、１６または３２で除算演算することが可能な理由は、前記映像データＲＧＢが２進数からなるデータなので、２進数のデータをｘビットだけ右に移動させる場合、原データを２^ｘで除算演算した結果値が出るためである。また、前記輝度演算部２２１で乗算演算を行う場合に映像データＲＧＢの中でもＧデータを左に移動させた理由は、左にｘビットだけ移動させる場合、原データに２^ｘを乗算演算した結果値が出るためである。

前記コントラスト演算手段２４１ｆは、前記第１〜第５演算手段２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、輝度判断部２２２およびデータドライブ２４２に連結され、前記第１〜第５演算手段２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅによって演算された演算値と前記映像データＲＧＢを受け取り、前記輝度判断部２２２から印加されるコントラスト選択信号Ｓ２に該当する組み合わせによって前記映像データＲＧＢを演算することにより、コントラストの調節された映像信号Ｃ２を生成する。

この際、前記コントラスト演算手段２４１ｆで行われる演算は、表１によって選択されたコントラスト選択信号Ｓ２に該当する映像のコントラストを調節するために、前記第１〜第５演算手段２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅによって除算演算された演算値を、予め設定された組み合わせによって組み合わせて前記映像データＲＧＢを演算することにより、前記映像データＲＧＢのコントラストが調節された映像信号Ｃ２を生成する。

例えば、前記映像データＲＧＢの輝度Ｙが２４５と算出されて前記コントラスト選択信号Ｓ２が（１７／１６）と決定される場合、前記コントラスト演算手段２４１ｆは、第１演算手段２４１ａで演算された値に２を乗算し、第４演算手段２４１ｄで演算された値に１を乗算して合算することにより、前記コントラスト選択信号Ｓ２に該当する（１７／１６）の組み合わせを完成することができる。

また、前記映像データＲＧＢの輝度Ｙが１７０と算出されて前記コントラスト選択信号Ｓ２が（２１／１６）と決定される場合、前記コントラスト演算手段２４１ｆは、前記第２演算手段２４１ｂで演算された値に２を乗算し、第４演算手段２４１ｄで演算された値に１を乗算して合算することにより、前記コントラスト選択信号Ｓ２に該当する（２１／１６）の組み合わせを完成することができる。

前記データドライブ２４２は、前記コントラスト制御部２４１および前記映像表示ユニット２１０に連結され、前記コントラスト制御部２４１によって生成された映像信号Ｃ２を受け取り、この映像信号Ｃ２を、前記映像表示ユニット２１０で外部に表示するためのデータである映像出力信号Ｄ０に変換して出力する。

前記映像表示ユニット２１０は、映像表示部２１１およびバックライトモジュール２１２からなり、前記バックライト制御ユニット２３０および前記コントラスト制御ユニット２４０に連結され、前記コントラスト制御ユニット２４０から伝達された映像出力信号Ｄ０を、バックライト制御ユニット２３０から供給されたバックライト駆動電源Ｖｃによって、人の目に見える可視光線領域として出力する。

ここで、前記映像表示部２１１は、前記コントラスト制御ユニット２４０のデータドライブ２４２に連結され、前記データドライブ２４２から出力された映像信号Ｃ２を受け取り、これを可視光線の状態で表示して一つの映像として出力する。また、前記バックライトモジュール２１２は、前記映像表示部２１１の後面に位置し、前記バックライト制御ユニット２３０のバックライト駆動部２３２に連結され、前記バックライト駆動部２３２から供給されるバックライト駆動電源Ｖｃによって発光して前記映像表示部２１１に補助光源としてのバックライトを供給する。

このような構成を持つ前記映像表示装置を、バックライト輝度および映像データのココントラストに応じて出力される映像を示すグラフである図７ａ〜図７ｄを参照して説明すると、バックライトの輝度は図７ｂに示した「ｂ」のように原データ「ａ」より低い輝度を持つことにより、電力消耗を低減させることができ、映像のコントラストは図７ｃに示した「ｃ」のように原データ「ａ」より高いコントラストを示すことが分かる。結局、本発明に係る映像表示装置は、図７ｄに示すように、図７ａに示した映像に対してバックライトの輝度を低めると同時に映像のコントラストを高めることにより、バックライトでの電力消耗を減らすことができ且つ映像の鮮明度を向上させることができるという利点がある。

映像表示方法
以下に図８および図９を参照しながら、本発明に係る輝度調節が可能な映像表示方法についてより詳細に説明する。

図８は本発明に係る映像表示方法を順次示す順序図、図９は本発明に係る映像表示方法中の映像データの輝度演算方法を順次示す順序図である。

まず、図８に示すように、本発明に係る輝度調節が可能な映像表示方法は、外部から印加された映像データを受け取る（Ｓ３１０）。この際、前記映像データはＲＧＢデータからなる。

受け取った前記映像データの輝度を演算する（Ｓ３２０）。この際、前記映像データの輝度を演算する方法によれば、図９に示すように、まず、前記映像データのＧデータに２を乗算演算し（Ｓ３２１）、前記映像データのＲおよびＢデータと、前記Ｓ３２１段階で乗算演算されたＧデータとを加算演算した後（Ｓ３２２）、前記Ｓ３２２段階で加算演算された映像データを４で除算するための除算演算を行うことにより、前記映像データの輝度を演算する（Ｓ３２３）。

特に、前記Ｓ３２１段階でＧデータに２を乗算演算する方法は前記２進データの形で印加されるＧデータを左に１ビットシフトさせることにより、前記Ｇデータに２を乗算演算し、前記Ｓ３２３段階で前記演算された映像データを４で除算演算する方法は、前記演算された映像データを右に２ビットシフトさせることにより、前記映像データを４で除算演算する。

前記３２０段階を介して映像データの輝度を演算した後、前記演算された輝度に応じてバックライトの輝度を判断する（Ｓ３３０）。また、前記Ｓ３２０段階で演算された輝度に応じて映像データのコントラストを判断する（Ｓ３４０）。

この際、前記Ｓ３３０段階で判断されたバックライトの輝度が基準バックライト輝度より低い輝度の場合、前記Ｓ３４０段階では、映像データのコントラストを基準映像データのコントラストより高いコントラストと判断する。すなわち、前記バックライトの輝度が高い場合にはコントラストを低いコントラストに調節し、バックライトの輝度が低い場合にはコントラストを高いコントラストに調節する。

前記バックライトの輝度および映像データのコントラストが決定された後、前記バックライトの輝度および映像データのコントラストにそれぞれ該当するバックライトおよび映像を出力する（Ｓ３５０）。この際、前記Ｓ３５０段階でバックライト輝度を調節する方法は、映像データを出力するための映像表示装置のバックライトを駆動させるための駆動電源の電圧または電流を制御して調節する。これはＰＷＭ、ＰＡＭおよびＰＦＭ制御方法の中から選ばれたいずれか一つの制御方法によって制御することにより、バックライトの輝度を調節することが好ましい。

また、前記Ｓ３５０段階での映像データのコントラスト調節方法は、前記映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算し、これらの中から選ばれた演算値と前記映像データとを、予め設定されたバックライト輝度に応じる組み合わせによって加算演算することにより、映像データのコントラストを調節する。

特に、前記映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算する方法では、前記映像データをそれぞれ受け取って１ビット、２ビット、３ビット、４ビットおよび５ビットの中から選ばれたいずれか一つのビットだけ右にシフトさせて乗算演算を行う。

このような方法によって、本発明に係る映像表示方法は、バックライトの輝度と映像のコントラストを同時に調節することにより、バックライトでの電力消耗を減らすことができ、映像をより鮮明に出力することができるという利点がある。

一方、以上で説明した本発明に係る輝度調節が可能な映像表示装置および映像表示方法では、映像データがＲＧＢデータであるが、前記映像データはＲＧＢ映像データに限定されず、ＹＵＶ、ＹＣｂＣｒおよびＹＣｏＣｇの中から選ばれたいずれか一つの色座標に変換して輝度を調節することが好ましい。

以上で説明した本発明の好適な実施例は、例示の目的で開示されたものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内において様々な置換、変形および変更が可能であり、それらの置換、変更なども特許請求の範囲に属するものと理解すべきである。

従来の技術に係る映像表示装置のブロック図である。 本発明に係る映像表示装置を概略的に示すブロック図である。 本発明に係る映像表示装置の輝度演算部を示すブロック図である。 本発明に係る映像表示装置の映像データの輝度を示すグラフである。 本発明に係る映像表示装置の映像データの輝度を示すグラフである。 本発明に係る映像表示装置のコントラスト制御部を示すブロック図である。 本発明に係る映像表示装置のバックライト輝度および映像データのコントラストによって出力される映像を示すグラフである。 本発明に係る映像表示装置のバックライト輝度および映像データのコントラストによって出力される映像を示すグラフである。 本発明に係る映像表示装置のバックライト輝度および映像データのコントラストによって出力される映像を示すグラフである。 本発明に係る映像表示装置のバックライト輝度および映像データのコントラストによって出力される映像を示すグラフである。 本発明に係る映像表示方法を順次示す順序図である。 本発明に係る映像表示方法中の映像データの輝度演算方法を順次示す順序図である。

符号の説明

２１０ 映像表示ユニット
２１１ 映像表示部
２１２ バックライトモジュール
２２０ 輝度判別ユニット
２２１ 輝度演算部
２２２ 輝度判断部
２３０ バックライト制御ユニット
２３１ バックライト制御部
２３２ バックライト駆動部
２４０ コントラスト制御ユニット
２４１ コントラスト制御部
２４２ データドライブ
Ｓ１ バックライト選択信号
Ｓ２ コントラスト選択信号
Ｃ１ バックライト制御信号
Ｃ２ 映像信号
Ｖｃ バックライト駆動電源

Claims (25)

1. 外部から印加される映像データの輝度を判別してバックライト選択信号およびコントラスト選択信号を出力する輝度判別ユニットと、
   前記輝度判別ユニットに連結され、前記バックライト選択信号に対応する明るさのバックライトを供給するためのバックライト駆動電源を出力するバックライト制御ユニットと、
   前記輝度判別ユニットに連結され、前記コントラスト選択信号に対応するコントラストが調節された映像を出力するための映像出力信号を出力するコントラスト制御ユニットと、
   前記バックライト制御ユニットおよび前記コントラスト制御ユニットに連結され、前記バックライト駆動電源および前記映像出力信号を受け取り、バックライトの輝度および映像データのコントラストがそれぞれ調節された映像を表示する映像表示ユニットとを含んでなることを特徴とする、輝度調節が可能な映像表示装置。
2. 前記外部から印加される映像データはＲＧＢデータであることを特徴とする、請求項１に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
3. 前記輝度判別ユニットは、
   前記印加された映像データの輝度を演算するための輝度演算部と、
   前記輝度演算部によって演算された輝度に該当するバックライト選択信号およびコントラスト選択信号を出力する輝度判断部とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の 輝度調節が可能な映像表示装置。
4. 前記輝度演算部は、
   前記映像データのＧデータに２を乗算演算する乗算演算手段と、
   前記映像データのＲ、Ｂデータと、前記乗算演算手段によって演算されたＧデータとを加算演算する加算演算手段と、
   前記加算演算手段によって加算演算された映像データを４で除算演算する除算演算手段とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
5. 前記乗算演算手段は、前記Ｇデータを左に１ビットシフトさせて前記Ｇデータに２を乗算演算することを特徴とする、請求項４に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
6. 前記除算演算手段は、前記加算演算手段によって加算演算された映像データを右に２ビットシフトさせて４で除算演算することを特徴とする、請求項４に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
7. 前記輝度判断部は、前記バックライト選択信号が基準バックライト選択信号より低い輝度のバックライトを供給するための信号である場合、基準コントラスト選択信号より高いコントラストの映像を出力するためのコントラスト選択信号を出力することを特徴とする、
   請求項３に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
8. 前記バックライト制御ユニットは、
   前記輝度判別ユニットから出力されるバックライト選択信号を受け取り、バックライトを調節するためのバックライト制御信号を出力するバックライト制御部と、
   前記バックライト制御部に連結され、前記バックライト制御部から出力されたバックライト制御信号によって制御されて前記映像表示ユニットにバックライト駆動電源を供給するバックライト駆動部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
9. 前記バックライト制御部はＰＷＭ、ＰＡＭまたはＰＦＭ制御によって前記バックライト駆動電源を制御することを特徴とする、請求項８に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
10. 前記バックライト駆動部は前記バックライト駆動電源の電圧または電流を制御することを特徴とする、請求項９に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
11. 前記コントラスト制御ユニットは、
    前記輝度判別ユニットに連結され、前記輝度判別ユニットから出力されるコントラスト選択信号を受け取り、映像データのコントラストを調節して、コントラストの調節された映像信号を出力するコントラスト制御部と、
    前記コントラスト制御部および前記映像表示ユニットに連結され、前記コントラスト制御部から出力された映像信号を受け取り、これに該当するコントラストを持つ映像を出力するための映像出力信号を出力するデータドライブとを含むことを特徴とする、請求項２に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
12. 前記コントラスト制御部は、
    前記外部から印加される映像データをそれぞれ右に１ビット、２ビット、３ビット、４ビットまたは５ビットだけシフトさせる第１〜第５演算手段と、
    前記第１〜第５演算手段および前記輝度判別ユニットに連結され、前記輝度判別ユニットから出力されたコントラスト選択信号に対応するように前記第１〜第５演算手段を介して出力された映像データを、予め設定されたバックライト輝度に応じる組み合わせによって加算演算し、コントラストの調節された映像信号を生成するコントラスト演算手段とを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
13. 前記映像表示ユニットは、
    前記コントラスト制御ユニットに連結され、前記コントラスト制御ユニットから出力された映像出力信号を受け取って映像を出力する映像表示部と、
    前記映像表示部の後面に配置されて前記バックライト制御ユニットに連結され、前記バックライト制御ユニットから供給されるバックライト駆動電源を受け取って前記映像表示部にバックライトを供給するバックライトモジュールとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
14. 前記外部から印加される映像データをＹＵＶ、ＹＣｂＣｒおよびＹＣｏＣｇの中から選ばれたいずれか一つの色座標に変換して輝度を調節することを特徴とする、請求項１に記載の輝度調節が可能な映像表示装置。
15. ａ）外部から印加される映像データの輝度を演算する段階と、
    ｂ）前記演算された輝度に該当するバックライトの輝度を判断する段階と、
    ｃ）前記演算された輝度に該当する映像データのコントラストを判断する段階と、
    ｄ）前記判断されたバックライトの輝度および映像データのコントラストに該当するバックライトおよび映像を出力する段階とを含むことを特徴とする、輝度調節が可能な映像表示方法。
16. 前記外部から印加される映像データはＲＧＢデータであることを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
17. 前記ａ）段階で前記映像データの輝度を演算する方法は、
    ａ−１）前記映像データのＧデータに２を乗算演算する段階と、
    ａ−２）前記映像データのＲ、Ｂデータと前記乗算演算されたＧデータとを加算演算する段階と、
    ａ−３）前記ａ−２）段階で加算演算された映像データを４で除算演算する段階とを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
18. 前記ａ−１）段階で加算演算する方法は、前記Ｇデータを左に１ビットシフトさせることを特徴とする、請求項１７に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
19. 前記ａ−３）段階で前記除算演算する方法は、前記加算演算された映像データを右に２ビットシフトさせることを特徴とする、請求項１７に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
20. 前記ｂ）段階で判断されたバックライト輝度が基準バックライト輝度より低い場合、前記ｃ）段階で映像データのコントラストを基準映像データのコントラストより高いコントラストと判断することを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
21. 前記ｄ）段階でバックライト輝度を調節する方法は、映像データを出力するための映像表示装置のバックライトを駆動させるための駆動電源の電圧または電流を制御することを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
22. 前記バックライトに供給される駆動電源の電圧または電流は、ＰＷＭ、ＰＡＭおよびＰＦＭ制御方法の中から選ばれたいずれか一つの制御方法によって制御することを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
23. 前記映像データのコントラスト調節方法は、映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算し、それらの中から選ばれた演算値と前記映像データを、予め設定されたバックライトの輝度に応じる組み合わせによって加算演算して映像データのコントラストを調節することを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
24. 前記映像データに、予め設定された多数の乗算値をそれぞれ乗算する方法は、前記映像データをそれぞれ受け取り、1ビット、２ビット、３ビット、４ビットおよび５ビットの中から選ばれたいずれか一つのビットだけ右にシフトさせることを特徴とする、請求項２３に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。
25. 前記外部から印加される映像データをＹＵＶ、ＹＣｂＣｒおよびＹＣｏＣｇの中から選ばれたいずれか一つの色座標に変換して輝度を調節することを特徴とする、請求項１５に記載の輝度調節が可能な映像表示方法。

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