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CN102292757A - 显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序 - Google Patents

显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序 Download PDF

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CN102292757A CN2009801552656A CN200980155265A CN102292757A CN 102292757 A CN102292757 A CN 102292757A CN 2009801552656 A CN2009801552656 A CN 2009801552656A CN 200980155265 A CN200980155265 A CN 200980155265A CN 102292757 A CN102292757 A CN 102292757A
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Abstract

一种显示设备，包括：设置条件获取单元(108)，用于获取用于调整视频信号的增益的各种条件；表计算单元(112)，用于在由所述设置条件获取单元(108)获取的各种条件下，计算显示视频信号的平均亮度与其增益之间的关系的表，并计算可独立地设置所述视频信号的峰值亮度和功耗的表；平均亮度计算单元(106)，用于计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；增益计算单元(110)，用于根据由所述平均亮度计算单元(106)计算的平均亮度，使用该表计算视频信号的增益；视频信号调整单元(104)，用于使用由所述增益计算单元(110)计算的增益，调整视频信号；以及显示面板(300)，其中排列响应于视频信号而发光的像素，并且该显示面板根据由所述视频信号调整单元(104)调整的视频信号来显示视频。

Description

显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序
技术领域
本发明涉及一种显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序。
背景技术
传统地，作为平薄显示设备，使用液晶的液晶显示设备、使用等离子的等离子显示设备等已经投入实际使用。
液晶显示设备是这样的显示设备，其中安装了背光设备，并且显示图像，使得当施加电压时，液晶分子的排列改变以使来自背光的光通过或阻挡来自背光的光。等离子显示设备是这样的显示设备，其显示图像，使得将电压施加到密封在基板中的气体以创建等离子态，并且将由从等离子态返回原始状态时生成的能量所生成的紫外光照射到磷上，因此将其转换为可见光。
同时，近年来，已经开发了使用有机电致发光(EL)设备的发光型显示设备，其中当施加电压时，设备本身发光。有机EL设备在通过电解接收到能量时从基态改变至激发态，并且在从激发态返回基态时放出差异能量(energy of a difference)而作为光。有机EL显示设备使用从有机EL设备发出的光来显示图像。
与需要背光的液晶显示设备不同，发光型显示设备不需要背光，因为该设备通过自身发光。因此，可以将发光型显示设备配置得比液晶显示设备薄。此外，与液晶显示设备相比，有机EL显示设备在运动图像特性、视角特性、色彩可再现性等方面优异，因此作为下一代平薄显示设备而引起注意。
在此情形中，例如，如在下面的专利文献1中所述，在诸如有机EL显示器的发光型显示设备中，已知从面板保护的立场、基于视频信号的信息将流经面板的电流减小为小于最大电流并减小峰值亮度的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开(JP-A)No.2007-147868。
发明内容
技术问题
然而，在上面的传统技术中，为了减小功耗，将电流值减小为小于最大电流，并且减小峰值亮度。因此，虽然可以减小功耗，但用户难以根据情况灵活设置，诸如在电影暗的情况下调整亮度、仅减小功耗、或在将功率减小到一定程度的同时保持亮度等。另外，不可能根据房间的亮度来调整功耗与峰值亮度之间的平衡。
此外，在系统使用诸如液晶显示器的面光源的情况下，为了减小功耗，在减小背光的亮度的同时使电影信号变亮。然而，在此情况下，将丢失电影信号原本具有的信息，诸如纹理(texture)、光泽或对比度等。
考虑到上述问题而做出本发明，并且本发明一目的在于提供一种新颖且改进的显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序，其能够通过独立地调整峰值亮度和功耗，根据情况提供最佳电影。
解决问题的方案
根据本发明的一方面，为了实现上述目的，提供了一种显示设备，包括：设置条件获取单元，用于获取用于调整视频信号的增益的各种条件；表计算单元，基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置视频信号的峰值亮度和功耗的表；平均亮度计算单元，计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；增益计算单元，基于由平均亮度计算单元计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；视频信号调整单元，使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号；以及显示面板，包括响应于视频信号而发光的多个像素，并基于由视频信号调整单元调整的视频信号来显示视频。
根据以上配置，获取用于调整视频信号的增益的各种条件，基于所获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表。假设此表是独立地设置视频信号的峰值亮度和功耗的表。计算为每帧输入的视频信号的峰值亮度，并且基于所计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益。使用由增益计算单元计算的增益来调整视频信号，并且在包括响应于视频信号而发光的多个像素的显示面板上，要基于调整的视频信号显示视频。因为变得可以根据各种条件独立地控制峰值亮度和功耗，所以可以在维持原本包括在视频信号中的对比度感觉、物体或人类皮肤的光泽等全部的状态下，减小功耗。此外，可以根据用户的观看环境，进行最佳视频表现。因此，可以根据各种条件，以最佳亮度和功耗来显示视频。
此外，设置条件获取单元可以获取各种条件，所述各种条件包括指示显示设备周围的环境的环境信息、由用户设置的用户设置信息、关于显示面板容许的最大功耗的信息、或关于指示视频的类别的元数据的信息。
此外，该显示设备还可以包括附接至视频信号调整单元的前级的存储器，该存储器暂时保存与增益相乘的帧的视频信号。
此外，该显示设备还可以包括：色度计算单元，用于基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算视频信号的色度；以及色度调整单元，用于使用由色度计算单元计算的色度，调整视频信号的色度。
根据本发明的另一方面，为了实现上述目的，提供了一种亮度调整设备，包括：设置条件获取单元，用于获取用于调整视频信号的增益的各种条件；表计算单元，基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置视频信号的峰值亮度和功耗的表；平均亮度计算单元，计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；增益计算单元，基于由平均亮度计算单元计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及视频信号调整单元，使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
此外，设置条件获取单元可以获取各种条件，所述各种条件包括指示显示设备周围的环境的环境信息、由用户设置的用户设置信息、关于显示面板容许的最大功耗的信息、或关于指示视频的类别的元数据的信息。
此外，该亮度调整设备还可以包括附接至视频信号调整单元的前级的存储器，该存储器暂时保存与增益相乘的帧的视频信号。
此外，该亮度调整设备还可以包括：色度计算单元，用于基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算视频信号的色度；以及色度调整单元，用于使用由色度计算单元计算的色度，调整视频信号的色度。
根据本发明的另一方面，为了实现上述目的，提供了一种调整亮度的方法，包括步骤：获取用于调整视频信号的增益的各种条件；基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置视频信号的峰值亮度和功耗的表；计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；基于所计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
根据本发明的另一方面，为了实现上述目的，提供了一种程序，使计算机执行步骤：获取用于调整视频信号的增益的各种条件；基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置视频信号的峰值亮度和功耗的表；计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；基于所计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
发明的有益效果
根据本发明，可以提供能够根据情况提供最佳电影的显示设备、亮度调整设备、调整亮度的方法和程序。
附图说明
图1是图示根据本发明的实施例的显示设备的配置的示意图。
图2是图示保持在电流-亮度控制表中的表的示例的特性图。
图3是图示在图2的实线的特性中分别控制峰值亮度和功耗的技术的示意图。
图4是图示在图2的实线的特性中分别控制峰值亮度和功耗的技术的示意图。
图5是图示电流-亮度表计算单元的配置的示例的示意图。
图6是图示色度计算单元的具体配置的示意图。
图7是图示由亮度调整设备执行的处理的流程图。
图8是图示包括背光设备的显示设备的配置的功能框图。
图9是图示包括光源控制单元和面光源的背光设备的配置的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在此说明书和附图中，用相同的参考符号标注具有基本相同的功能和结构的元件，并且省略重复说明。此外，将以下面的顺序进行描述。
1.根据本发明的实施例的显示设备的配置
2.保持在电流-亮度控制表中的表的示例
3.用于设置视频增益的各种信息
4.控制峰值亮度和功耗的技术
5.电流-亮度表计算单元的配置的示例
6.用于调整电影信号的色度的配置
7.调整亮度的方法的处理过程
8.背光设备的应用
[1.根据本发明的实施例的显示设备的配置]
图1是图示根据本发明的实施例的显示设备200的配置的示意图。例如，显示设备200是诸如电视机的设备，并基于从广播电波获得的视频信号显示电视节目。显示设备200包括亮度调整设备100和显示面板300。将视频信号输入至调整亮度的亮度调整设备100，随后将其传送至显示面板300。显示面板300基于调整的视频信号显示视频。
在本实施例中，显示设备200配备有发光型面板。在本实施例中，将有机EL面板描述为显示面板300。显示面板300接收调整其亮度的视频信号，使作为发光设备的示例的有机EL设备响应于输入信号和脉冲而发光，并显示运动图像或静态图像。用于显示图像的显示面板300的表面具有扁平形状。有机EL设备是当施加电压时发光的发光型设备，并且发光量与电压成比例。因此，有机EL设备的IL特性(电流-发光量特性)也具有比例关系。
如果提供视频信号，则显示设备200通过根据视频信号点亮排列在显示面板300内部的像素，经由显示面板300显示视频。在显示面板300中，以矩阵的形式排列：扫描线，用于以预定扫描时段选择像素；数据线，用于提供用于驱动像素的亮度信息；以及像素电路，用于基于亮度信息而控制电流量，并使作为发光设备的有机EL设备根据电流量发光。如上所述配置扫描线、数据线和像素电路，因此显示面板300可以根据视频信号来显示视频。
如图1中所示，亮度调整设备100包括视频信号存储器102、视频增益块104、视频-平均亮度转换块106和设置条件获取单元108。设置条件获取单元108获取设置条件，诸如峰值亮度(亮度的最大值)信息、功耗信息、环境信息等。亮度调整设备100还包括电流-亮度控制表110、电流-亮度表计算单元112、色度计算单元114和色度设置单元116。图1中所示的每个功能块可以由硬件(电路)或者算术处理单元(CPU)和用于使其作用的软件(程序)来配置。当由算术处理单元和软件来配置每个功能块时，可以将程序存储在包括在显示设备200中的存储器、或诸如从外部插入的存储器的记录介质中。例如，设置条件获取单元110和电流-亮度表计算单元112可以由算术处理单元和使其作用的软件来配置，并且其它功能块可以由硬件配置。
亮度调整设备100接收视频信号，用于在显示面板300上显示视频。这里，如果假设在显示面板300上显示运动图像，则为运动图像的每帧输入视频信号。亮度调整设备100经由视频增益块104对每帧的视频信号执行亮度调整，在色度设置单元116中执行色度调整，并将完成这些调整的视频信号传送至显示面板300。
在下文中，将描述图1中所示的亮度调整设备100的每个功能块。视频信号存储器102可配备有典型的帧存储器，并暂时存储为每帧输入的视频信号。视频-平均亮度转换块104通过对每帧的视频信号上的所有像素的亮度取平均来计算每帧的平均亮度。将所计算的平均亮度传送至电流-亮度控制表110。为每帧将视频信号传送至视频增益块104。
视频-平均亮度转换块104计算流经显示面板300的电流。在诸如有机EL面板或发光二极管(LED)显示器的设备中，因为电流和亮度由线性关系唯一决定，所以可以基于色差信号、R、G和B信号、以及存储在视频信号存储器102中的视频信号的亮度，容易地计算消耗电流。
电流-亮度控制表110保持其中定义平均亮度与视频增益之间的关系的表。电流-亮度控制表110是这样的表，其用于依据从视频信号获得的平均亮度(平均视频信号水平)转换与视频信号相乘的增益量，用于基于此而控制最大亮度或电流值。如稍后将描述的，此表由电流-亮度表计算单元112根据各种条件而创建。电流-亮度控制表110通过使用该表，基于从视频-平均亮度转换块104传送的平均亮度或者电流值，计算视频增益。将计算的视频增益传送至视频增益块104。
视频增益块104将从视频信号存储器102输入的对应的视频信号乘以由电流-亮度控制表110所计算的视频增益。结果，最佳地调整视频信号的亮度。如上所述，在当前实施例中，通过将视频信号暂时保持在视频信号存储器102中，可以使用基于特定帧的平均亮度计算的视频增益来调整该帧的视频信号。
此外，在配置为使用计算的视频增益调整下一帧或稍后的帧的视频信号的情况下，可以不安装视频信号存储器102，并且可以将所输入的视频信号直接输入至视频增益块104和视频-亮度转换块106。在此情况下，优选地，具有用于保护显示面板300的过电流控制功能。
[2.保持在电流-亮度控制表中的表的示例]
图2是图示保持在电流-亮度控制表110中的表的示例的特性图。水平轴表示视频的平均亮度，并且垂直轴表示视频增益。
在图2中，由实线指示的特性表示由电流-亮度表计算单元112根据各种条件创建的视频增益与视频平均亮度之间的关系。基本上设置此特性，使得如果平均亮度增加，则视频增益减小。因此，当视频明亮且平均亮度高时，将视频增益设置为小的值。此外，当视频暗并且平均亮度低时，将视频增益设置为大的值。
在图2中，由点线指示的特性表示显示面板300的功耗的最大值，并且此特性基于显示面板300的特性而预先确定。通过使由实线指示的平均亮度和视频增益的特性等于或小于点线的特性，显示面板300的功耗可以等于或小于最大值，可以防止显示面板300的劣化，并且可以减小功耗。
在本实施例中，根据诸如峰值亮度的信息(峰值信息)、由用户设置的信息、功耗信息和环境信息的各种条件，以预定时间间隔重写并逐个情况地设置图2中所示的实线的特性。设置条件获取单元108具有获取各种条件的功能。
[3.用于设置视频增益的各种信息]
在下文中，将描述通过设置条件获取单元108获取的各种信息。峰值亮度的信息是用于设置图2中的实线的特性中的最大亮度的条件。峰值亮度的信息主要由用户设置的信息(用户设置信息)和环境信息(诸如放置显示设备200的地方的温度、湿度、光亮度(lightness)和色温的信息)决定。
用户设置信息由用户操作显示设备200的操作按钮(未示出)而设置，并包括诸如视频的亮度、对比度、功耗(正常模式或节电模式)和图像质量模式的信息。用户可以通过操作该操作按钮，将该信息设置为期望值。
例如，当用户通过用户设置信息执行用于减小亮度的设置时，由电流-亮度表计算单元112设置图2的实线的特性，使得峰值亮度可以减小。在此情况下，图2的实线的特性改变，使得视频增益的最大值可以进一步减小。
显示设备200可以包括用于获取环境信息的温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、色差传感器等，并且可以从传感器获取环境信息。可替代地，可以从预定数据库400获取环境信息。在此情况下，数据库400和亮度调整设备100可以经由诸如因特网500的网络连接。
例如，当由亮度传感器判断放置显示设备200的地方的外部光明亮时，电流-亮度表计算单元112设置图2的实线的特性，使得峰值亮度可以进一步增加。结果，即使在明亮的房间中，也可以在显示面板300上显示易于观看者观看的视频。
还将视频信号输入至设置条件获取单元108。当基于视频信号的平均值等判断视频的亮度高时，电流-亮度表计算单元112设置图2的实线的特性，使得峰值亮度可以减小。结果，可以防止观看者感到刺眼。
功耗信息是与图2的点线的特性对应的信息，并且是根据显示面板300的特性而预先决定的。电流-亮度表计算单元112设置由实线指示的平均亮度和视频增益的特性等于或小于点线的特性。结果，可以防止面板功耗超过容许范围，并且可以抑制显示面板的劣化。此外，可以最小化显示设备200的功耗。如果由实线指示的特性超过点线的特性，则电流-亮度表计算单元112将实线的特性设置为在所超过的部分上与点线的特性重叠。结果，可以可靠地防止功耗超过容许范围。
设置条件获取单元108获取各种元数据作为其它信息。例如，元数据是从视频信号获取的信息，并包括诸如视频的类别(genre)(新闻节目、电视剧、电影等)、视频的题目和当前天气(当视频为天气预报时)的信息。可以从数据库400获取各种元数据。
当基于从视频信号或数据库400获取的元数据而检测到视频为综艺节目时，电流-亮度表计算单元112设置特性，使得峰值亮度可以减小。结果，当广播诸如综艺节目的具有相对高的平均亮度的节目时，可以防止观看者感到过分刺眼。例如，即使当显示星空的视频时，也可以通过增加峰值亮度而提供更清楚的星空的视频。
电流-亮度表计算单元112基于由设置条件获取单元108获取的各种设置条件执行计算，并设置由图2的实线指示的特性。例如，当由用于获取上述环境信息的传感器检测到放置显示设备200的地方的外部光亮度高时，设置图2的实线的特性，使得峰值亮度可以进一步增加。在执行减小功耗的设置的情况下，例如，当用户设置节能模式时，设置图2的实线的特性，使得功耗可以进一步减小。
[4.控制峰值亮度和功耗的技术]
图3和图4是图示图2的实线的特性中分别控制峰值亮度和功耗的技术的示意图。图3图示了控制峰值亮度的技术，并且图4图示了控制功耗的技术。
如图3中所示，在控制峰值亮度的情况下，通过在保持功耗的状态下在图3的箭头指示的方向上改变特性，仅控制峰值亮度。同时，如图4中所示，在控制功耗的情况下，通过在保持峰值亮度的状态下在图4的箭头指示的方向上改变特性，仅控制功耗。通过如上所述经由图3和4中所示的技术控制峰值亮度和功耗，可以分别控制峰值亮度和功耗。
因此，根据本实施例，通过在不超过图2的点线的特性的范围中分别控制峰值亮度和功耗，可以在等于或小于显示面板300容许的最大功耗的范围中，最佳地调整视频信号的亮度。
例如，以200ms到1s的间隔执行由电流-亮度表计算单元112进行的计算，并且逐个情况地重写图2的实线指示的表的特性。可以为每帧重写特性。
[5.电流-亮度表计算单元的配置的示例]
图5是图示电流-亮度表计算单元112的配置的示例的示意图。如图5中所示，电流-亮度表计算单元112包括外部光系数设置单元112a、温度系数设置单元112b、色度系数设置单元112c、类别表112d、用户系数设置单元112e和电流-亮度表计算单元112f。外部光系数设置单元112a基于作为环境信息而输入的外部光的亮度来设置系数。温度系数设置单元112b基于作为环境信息而输入的温度来设置系数。色度系数设置单元112c基于作为环境信息而输入的色度来设置系数。类别表112d基于作为元数据而输入的视频的类别来设置系数。用户系数设置单元112e基于由用户设置的设置值来设置系数。
电流-亮度表计算单元112f基于由外部光系数设置单元11a、温度系数设置单元112b、色度系数设置单元112c、类别表112d和用户系数设置单元112e设置的系数，计算图2中所示的实线的特性。
如上所述，根据本实施例的亮度调整设备100，可以根据各种条件，分别控制电流-亮度调整表中的峰值亮度和功耗。结果，可以在维持原本包括在视频信号中的对比度感觉、物体或人类皮肤的光泽等全部的状态下，减小功耗。此外，可以根据用户的观看环境进行最佳视频表现。因此，可以根据各种条件，以最佳亮度和功耗来显示视频。
[6.Flash控制计算单元的操作]
接下来，将描述亮度调整设备100中的色度计算单元114和色度设置单元。色度计算单元根据在设置条件获取单元108中获取的每个设置条件，计算每帧中的电影信号的最佳色度，并且将它们发送至色度设置单元116。色度设置单元116基于色度计算单元114中计算的色度，设置电影信号的色度。将利用色度设置单元116中的色度设置的电影信号发送至显示面板300。这里，色度是包括色温的概念，并且色度设置单元116还调整R、G、B的色调(tone)，并调整电影数据的色温。
图6是图示色度计算单元114的具体配置的示意图。如图6中所示，色度计算单元114包括外部光系数设置单元114a、温度系数设置单元114b、色度系数设置单元114c、类别表114d、用户系数设置单元114e和色度计算单元114f。外部光系数设置单元114a基于作为环境信息而输入的外部光的亮度，设置色度的系数。温度系数设置单元114b基于作为环境信息而输入的温度来设置系数。色度系数设置单元114c基于作为环境信息而输入的色度来设置系数。类别表114d基于作为元数据而输入的视频的类别来设置系数。用户设置单元114e基于作为元数据而输入的视频的类别来设置系数。用户系数设置单元112e基于由用户设置的设置值来设置系数。
色度计算单元114f基于由外部光系数设置单元114a、温度系数设置单元114b、色度系数设置单元114c、类别表114d和用户系数设置单元114e设置的系数，计算最佳色度。
如上所述，根据本实施例的亮度调整设备100，变为可以基于各种条件(诸如用户设置、环境条件等)为每帧最佳地调整视频信号的色度。因此，可以通过分别控制峰值亮度和功耗以及最佳地控制色度，根据各种条件显示最佳视频。
[7.调整亮度的方法的处理过程]
接下来，将描述亮度调整设备100执行的处理。图7是图示亮度调整设备100执行的处理的流程图。首先，在步骤S10中，设置条件获取单元108获取各种设置条件。在后续的步骤S12中，电流-亮度控制表110基于各种设置条件分别设置峰值亮度和功耗，并计算图2中所示的表。将存储计算的表作为电流-亮度控制表110。
在后续的步骤S14中，由色度计算单元114基于各种设置条件计算视频信号的色度。在后续的步骤S16中，将每帧的视频帧存储在视频信号存储器102中。在后续的步骤S18中，视频-平均亮度转换块104通过对存储在视频信号存储器102中的每帧的视频信号的所有像素取平均，计算每帧的平均亮度。
在后续的步骤S20中，将在步骤S18中计算的平均亮度输入至电流-亮度控制表110，并从平均亮度计算视频增益。在后续的步骤S22中，将存储在视频信号存储器102中的每帧的视频信号传送至视频增益块104，并将该视频信号乘以步骤S20中计算的视频增益。在后续的步骤S24中，将乘以视频增益的视频信号发送至色度设置单元116，并且将视频信号的色度设置为步骤S14中计算的色度。
可以通过将用于执行对应的处理的预先创建的计算机程序记录在显示设备内部的记录介质中、并使算术设备(例如，CPU)顺序地读取并执行对应的计算机程序，执行上述处理。
[8.背光设备的应用]
接下来，将描述将本发明应用至背光设备的实施例。已经关于包括有机EL面板的显示设备200的亮度调整设备100而描述了上述示例，其中，该亮度调整设备100被配置为分别控制峰值亮度和功耗。然而，可以通过类似的配置来配置液晶显示设备等中使用的背光设备。图8是图示包括背光设备的显示设备1000的配置的功能框图。在图8中，背光设备1000用液晶显示设备配置。
如图8中所示，显示设备1000包括：显示面板1200，其包括滤色镜基板(color filter substrate)、液晶层等；面光源1300，布置在显示面板1200的背侧；控制单元1400，控制显示面板1200和面光源1300；以及电源单元1410。可以与显示设备1100集成地配置控制单元1400和电源单元1410，或者可以与显示设备110分离地配置控制单元1400和电源单元1410。
显示设备1100在预定显示区域(对应于显示面板1200的显示单元1202的区域)上显示与图像信号对应的原始图像。例如，输入至显示设备1100的输入图像信号对应于60Hz的帧率的图像(帧图像)。
显示面板1200包括显示单元1202，在其中排列多个开口部分，来自面光源1300的白光通过所述开口部分。显示面板1200包括源极驱动器1204和栅极驱动器1206，其将驱动信号传送至布置在显示单元1202的开口部分中的晶体管(薄膜晶体管(TFT))。
由在滤色镜基板(未示出)上形成的滤色镜将已经通过显示单元1202的开口部分的白光转换为红、绿或蓝光。包括发出红、绿和蓝光的三个开口部分的集合对应于显示单元1202的一个像素。
面光源1300在对应于显示单元1202的发光区域中发出白光。将面光源1300的发光区域划分为多个块(区域)，并且在多个划分的块的每个上分别控制发光。
控制单元1400包括显示亮度计算单元1402、光源控制单元1404和显示面板控制单元1406。将对应于每帧图像的图像信号提供至显示亮度计算单元1402。显示亮度计算单元1402从所提供的图像信号获得帧图像的亮度分布，并从帧图像的亮度分布计算每个块所必需的显示亮度。将计算的显示亮度提供至光源控制单元1404和显示面板控制单元1406。
光源控制单元1404基于从显示亮度计算单元1402提供的每个块的显示亮度，计算面光源1300的每个块中的背光亮度。光源控制单元1404控制每个块的发光二极管(LED)1330的发光量，以便通过脉宽调制(PWM)控制来满足计算的背光亮度。因为如上所述可以根据输入图像信号为每个块控制面光源1300的发光亮度，所以可以执行根据显示面板1200上显示的图像的最佳发光。在一些情况下，根据所输入的图像信号为每个块控制面光源1300的发光亮度称为划分的(divided)发光驱动或局部(partial)发光驱动。
光源控制单元1404执行发光控制，用于基于由布置在背光1300内部的传感器检测的每个块的发光亮度或色度，执行发光亮度或色度的校正。这里，传感器包括照度传感器、色彩传感器等。
将由光源控制单元1404计算的面光源1300的每个块的背光亮度提供至显示面板控制单元1406。显示面板控制单元1406基于从显示亮度计算单元1402提供的每个块的显示亮度和从光源控制单元1402提供的每个块的背光亮度，计算显示单元1202的每个像素的液晶孔径比。为了满足所计算的液晶孔径比，显示面板控制单元1406将驱动信号提供至显示面板200的源极驱动器1204和栅极驱动器1206，并驱动控制显示单元202的每个像素的TFT。电源单元1410向显示设备100的每个部分提供预定电力。
图9是图示包括光源控制单元1404和面光源1300的背光设备1500的配置的示意图。光源控制单元1404具有与已经参考图1描述的亮度控制设备100类似的配置。也就是说，光源控制单元1404包括存储器102、增益块104、平均亮度转换块106和设置条件获取单元108。亮度调整设备100还包括电流-亮度控制表110。图9中所示的每个功能块可以由硬件(电路)、或者算术处理单元(CPU)和用于使其作用的软件(程序)配置。当由算术处理单元和软件配置每个功能块时，可以将程序存储在显示设备200中包括的存储器、或诸如从外部插入的存储器的记录介质中。
将由光源控制单元140计算的、面光源1300的每个块中的背光亮度输入至存储器102。视频-平均亮度转换块104通过对每帧的亮度信号上的每个块的亮度取平均，计算每帧的平均亮度。将所计算的平均亮度传送至电流-亮度控制表110。为每帧将亮度信号传送至视频增益块104。
电流-亮度控制表110保持定义平均亮度与增益之间的关系的表。电流-亮度控制表110是这样的表，其用于依据从视频信号获得的平均亮度(平均视频信号水平)转换与视频信号相乘的增益量，用于基于此而控制最大亮度或电流值。此表由电流-亮度表计算单元112根据各种条件而创建。
电流-亮度控制表110使用所创建的表，基于从视频-平均亮度转换块104传送的平均亮度计算视频增益。将计算的视频增益传送至视频增益块104。
增益块104将从存储器102输入的对应的亮度信号乘以由电流-亮度控制表110计算的增益。结果，最佳地调整了面光源1300的亮度。
如上所述，在诸如液晶显示设备等的背光设备1500中，当基于亮度信号调整增益时，可以分别控制峰值亮度和功耗。
虽然上面已经参考附图描述了本发明的优选实施例，但是本发明当然不限于上述示例。本领域的技术人员可以发现权利要求的范畴内的各种转变和修改，并且应当理解，它们将自然在本发明的技术范畴下。
工业应用性
本发明可以宽泛地应用于例如在电视接收机等中使用的显示设备。
参考符号列表
100 亮度调整设备
104 视频增益块
106 视频-平均亮度转换块
108 设置条件获取单元
110 电流-亮度控制表
112 电流-亮度表计算单元
114 Flash控制计算单元
200 显示设备
300 显示面板

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：
设置条件获取单元，用于获取用于调整视频信号的增益的各种条件；
表计算单元，基于由所述设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置所述视频信号的峰值亮度和功耗的表；
平均亮度计算单元，计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；
增益计算单元，基于由所述平均亮度计算单元计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；
视频信号调整单元，使用由所述增益计算单元计算的增益，调整视频信号；以及
显示面板，包括响应于视频信号而发光的多个像素，并基于由所述视频信号调整单元调整的视频信号来显示视频。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述设置条件获取单元获取各种条件，所述各种条件包括指示所述显示设备周围的环境的环境信息、由用户设置的用户设置信息、关于所述显示面板容许的最大功耗的信息、或关于指示视频的类别的元数据的信息。
3.如权利要求1所述的显示设备，还包括：
附接至所述视频信号调整单元的前级的存储器，该存储器暂时保存与增益相乘的帧的视频信号。
4.如权利要求1所述的显示设备，还包括：
色度计算单元，用于基于由所述设置条件获取单元获取的各种条件，计算视频信号的色度；以及
色度调整单元，用于使用由所述色度计算单元计算的色度，调整所述视频信号的色度。
5.一种亮度调整设备，包括：
设置条件获取单元，用于获取用于调整视频信号的增益的各种条件；
表计算单元，基于由所述设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置所述视频信号的峰值亮度和功耗的表；
平均亮度计算单元，计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；
增益计算单元，基于由所述平均亮度计算单元计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及
视频信号调整单元，使用由所述增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
6.如权利要求5所述的亮度调整设备，其中，所述设置条件获取单元获取各种条件，所述各种条件包括指示显示设备周围的环境的环境信息、由用户设置的用户设置信息、关于显示面板容许的最大功耗的信息、或关于指示视频的类别的元数据的信息。
7.如权利要求5所述的亮度调整设备，还包括：
附接至所述视频信号调整单元的前级的存储器，该存储器暂时保存与增益相乘的帧的视频信号。
8.如权利要求5所述的亮度调整设备，还包括：
色度计算单元，用于基于由所述设置条件获取单元获取的各种条件，计算视频信号的色度；以及
色度调整单元，用于使用由所述色度计算单元计算的色度，调整视频信号的色度。
9.一种调整亮度的方法，包括下述步骤：
获取用于调整视频信号的增益的各种条件；
基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置所述视频信号的峰值亮度和功耗的表；
计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；
基于所计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及
使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
10.一种程序，使计算机执行下述步骤：
获取用于调整视频信号的增益的各种条件；
基于由设置条件获取单元获取的各种条件，计算表示视频信号的平均亮度与增益之间的关系的表，并计算能够独立地设置所述视频信号的峰值亮度和功耗的表；
计算为每帧输入的视频信号的平均亮度；
基于所计算的平均亮度，从该表计算视频信号的增益；以及
使用由增益计算单元计算的增益，调整视频信号。
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