專利名稱：包括光源的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，其包括光源、具有用于對(duì)來自該光源的光進(jìn)行調(diào)制的顯示像素的顯示面板以及與該顯示面板和該光源相耦合的處理裝置。本發(fā)明還涉及一種對(duì)顯示設(shè)備的光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法、一種包括該顯示設(shè)備的產(chǎn)品、一種集成電路以及一種使得可編程設(shè)備能夠執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
EP 1,367,558 A2披露了一種具有液晶顯示(LCD)面板和以背光作為光源的顯示設(shè)備。背光的亮度可以調(diào)節(jié)。背光的調(diào)節(jié)與LCD面板亮度的調(diào)節(jié)相關(guān)。對(duì)于代表顯示數(shù)據(jù)的輸入信號(hào)的每一幀，分析該顯示數(shù)據(jù)的像素的紅、綠和藍(lán)顏色分量的數(shù)值。使用一幀內(nèi)的顏色分量的最高數(shù)值來調(diào)節(jié)背光的亮度，并且對(duì)LCD面板的亮度進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)。這種已知顯示設(shè)備的缺點(diǎn)在于，這種調(diào)節(jié)需要相當(dāng)復(fù)雜的處理。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種開頭段落中所述類型的顯示設(shè)備，其能夠以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式對(duì)光源進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)。
本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選實(shí)施例。
在具有輸入端的處理裝置中實(shí)現(xiàn)該目的，所述輸入端用于接收表示將要在顯示面板上進(jìn)行顯示的圖像像素的灰度級(jí)的輸入信號(hào)，該處理裝置包括-用于放大該輸入信號(hào)的裝置，以便提供用于驅(qū)動(dòng)顯示像素的輸出信號(hào)；-用于在一部分圖像內(nèi)檢測(cè)該輸出信號(hào)的屬性的裝置；以及-控制裝置，其根據(jù)所述屬性控制該放大裝置的增益和光源的亮度級(jí)。
所述處理裝置作為反饋系統(tǒng)操作。輸入信號(hào)首先被放大，并且使用該放大器的輸出信號(hào)來檢查該輸出信號(hào)的屬性，該放大器的輸出信號(hào)是被提供給顯示面板的信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述屬性是超出預(yù)定數(shù)量的該輸出信號(hào)的像素的第一數(shù)量，其中，像素的該第一數(shù)量是其灰度級(jí)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的像素的數(shù)量。該預(yù)定灰度級(jí)優(yōu)選地是一個(gè)接近最大值的數(shù)值。如果輸出信號(hào)所包含的其灰度級(jí)高于第一預(yù)定灰度級(jí)的像素?cái)?shù)量多于該第一預(yù)定數(shù)量，則減小放大器的增益。如果輸出信號(hào)不包含或者僅包含少數(shù)幾個(gè)其灰度級(jí)高于第一預(yù)定灰度級(jí)的像素，則增大放大器的增益。從而，產(chǎn)生了將其增益自動(dòng)設(shè)置為所需數(shù)值的反饋環(huán)。該所需數(shù)值是這樣一個(gè)數(shù)值在該數(shù)值下，僅有有限數(shù)量的像素(即第一預(yù)定數(shù)量的像素)超出第一預(yù)定灰度級(jí)。該反饋環(huán)按照以下方式設(shè)置增益將顯示面板驅(qū)動(dòng)到其最大可用透射率，而幾乎與輸入信號(hào)的像素的最大灰度級(jí)無關(guān)。
可以通過所述控制裝置來調(diào)節(jié)光源，從而部分地或者優(yōu)選地是充分地補(bǔ)償增益的改變。特別當(dāng)使用LCD面板時(shí)，由于顯示面板始終被驅(qū)動(dòng)到其最大透射率，所以這樣做是有益的。如果必須顯示明亮的圖像，則最大透射率與光源的最大亮度值相結(jié)合在顯示面板上提供明亮的畫面。如果必須顯示具有相對(duì)較低亮度的圖像，則可以通過增大所述增益來保持最大透射率，同時(shí)減小光源的亮度，以便補(bǔ)償由于增益改變所引起的畫面亮度的改變。這種操作也稱作“背光變暗”。在這種操作條件下，顯示面板可獲得的黑電平更低，因?yàn)榧词癸@示面板的透射率處于最低水平，總是有光源的小百分比的光通過顯示面板泄漏出來。降低了的光源電平的小百分比小于最大光源電平的相同百分比。從而改善了最低可能的亮度級(jí)(接近黑電平的級(jí)別)，這表明改善了顯示面板的對(duì)比度。例如，對(duì)于當(dāng)前的顯示面板而言，將對(duì)比度從400∶1提高到5000∶1是可行的。
此外，在低亮度級(jí)下可以更準(zhǔn)確地再現(xiàn)顏色，這是因?yàn)榭梢垣@得用于每種顏色分量的更多的暗灰度級(jí)以用于提供各顏色分量的組合，從而得到所需的顏色。此外，改善了顯示面板的視角，因?yàn)樵谕干渎实闹翟龃髸r(shí)視角增大。最后，還節(jié)省了功率，因?yàn)楦鶕?jù)要顯示的圖像，光源的光輸出被減小，從而導(dǎo)致功耗更低。所有這些優(yōu)點(diǎn)都可以通過相對(duì)簡(jiǎn)單的處理來獲得，例如通過檢測(cè)輸出信號(hào)的屬性(諸如其灰度級(jí)超出預(yù)定級(jí)別的像素的數(shù)量)以及通過反饋該信息以便控制放大器的增益。
所述灰度級(jí)可以是與亮度相應(yīng)的信號(hào)的灰度級(jí)，但是其優(yōu)選地是表示像素的亮度和顏色的顏色分量的灰度級(jí)。如果僅使用亮度級(jí)，那么在中等亮度級(jí)的情況下，有可能發(fā)生其中一種顏色分量具有高灰度級(jí)同時(shí)其他分量具有低灰度級(jí)的情形。在此情形下，亮度依然相對(duì)較低，從而設(shè)置相對(duì)較高的增益。結(jié)果，由于高增益，具有高灰度級(jí)的顏色分量受到限幅。如果用于控制放大器增益的反饋是基于具有超出預(yù)定級(jí)別的最高像素?cái)?shù)量的顏色分量，則可以避免或者至少減少這種限幅。所述處理裝置可以由硬件電路、軟件或者硬件電路與軟件的組合來構(gòu)成。
可以令輸出信號(hào)的所述屬性取決于一個(gè)加權(quán)因子，例如，與具有較低灰度值的像素相比，具有較高灰度值的像素可以被給與更高權(quán)重，或者也可以令輸出信號(hào)的所述屬性取決于超出所述預(yù)定數(shù)量的像素?cái)?shù)量?；蛘?，所述屬性可以是簡(jiǎn)單的二進(jìn)制指標(biāo)，其用于指示應(yīng)當(dāng)增大還是減小所述放大裝置的增益。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理裝置還包括白限幅減小裝置。輸入信號(hào)被耦合到該白限幅減小裝置中，以用于減小對(duì)輸入信號(hào)的限幅，并且該白限幅減小裝置的輸出被耦合到所述放大裝置。從而，該白限幅減小裝置可以與該放大裝置串連耦合。在WO 02/085037中披露了所述白限幅減小裝置及其實(shí)施例，在此不必進(jìn)一步詳細(xì)描述。這樣的級(jí)聯(lián)允許獨(dú)立地確定所述白限幅減小和反饋環(huán)的規(guī)格，后者使顯示面板操作在其最大透射率附近。
或者，所述處理裝置還適于利用所述放大裝置、檢測(cè)裝置和控制裝置執(zhí)行白限幅。這是基于這樣的認(rèn)識(shí)即該處理裝置執(zhí)行對(duì)應(yīng)于白限幅的操作(其中在輸入信號(hào)具有相對(duì)較大灰度級(jí)時(shí)減小增益，從而減小限幅)，其與背光變暗(其中在輸入信號(hào)具有相對(duì)較小灰度級(jí)時(shí)通過將增益增大到限幅開始的某一點(diǎn)來最大化透射率)類似。對(duì)于特定圖像僅需要執(zhí)行兩個(gè)操作中的一個(gè)，因此或者對(duì)該圖像進(jìn)行限幅或者執(zhí)行背光變暗。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)裝置適于檢測(cè)輸出信號(hào)中其灰度級(jí)超出第二預(yù)定灰度級(jí)的像素的第二數(shù)量，其中所述第二預(yù)定灰度級(jí)低于所述第一預(yù)定灰度級(jí)，并且如果像素的第一數(shù)量超出第一預(yù)定數(shù)量，則所述控制裝置適于減小所述放大裝置的增益，而如果像素的第二數(shù)量低于第二預(yù)定數(shù)量，則該控制裝置適于增大該放大裝置的增益。這樣在反饋環(huán)中引入了滯后現(xiàn)象(hysteresis)，從而減少了反饋環(huán)的不希望的波動(dòng)或不穩(wěn)定性。
如果所述圖像部分排除其尺寸小于預(yù)定尺寸的區(qū)域，則可以排除小的細(xì)節(jié)，比如相對(duì)較暗圖像中的小亮點(diǎn)。這樣允許通過增大增益來改善這種暗圖像的對(duì)比度，從而允許對(duì)小亮點(diǎn)進(jìn)行一定限幅，這樣導(dǎo)致在圖像性能方面的更好的折衷。將被排除的區(qū)域的另一個(gè)例子是字幕。如果所述反饋環(huán)要對(duì)這些字幕作出反應(yīng)，那么在每次字幕出現(xiàn)和消失時(shí)該反饋環(huán)將必須改變?cè)鲆婧凸庠吹牧炼?，這樣做是不合需要的。此外，當(dāng)存在字幕時(shí)，相對(duì)較暗的圖像將不會(huì)得益于通過背光變暗而進(jìn)行的對(duì)比度改善。因此，希望將這些區(qū)域排除在外。所述尺寸的例子有區(qū)域的大小、長(zhǎng)度和區(qū)域的寬度。
如果所述控制裝置包括對(duì)于將要顯示的后續(xù)圖像限制其增益改變的裝置，則對(duì)于后續(xù)圖像獲得更為漸進(jìn)的改變。這可以通過反饋環(huán)中的低通濾波器來實(shí)現(xiàn)，或者通過對(duì)多個(gè)后續(xù)圖像的所需改變求平均來實(shí)現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述光源包括具有互不相同的顏色的燈，所述輸入信號(hào)包括各顏色分量，所述控制裝置適于通過單獨(dú)控制其中一個(gè)或多個(gè)燈的亮度級(jí)來控制該光源的亮度級(jí)，并且所述處理裝置還包括用于校正顏色分量的裝置，以便充分補(bǔ)償由于單獨(dú)控制一個(gè)或多個(gè)燈的亮度級(jí)所引起的所顯示圖像的色點(diǎn)偏移。具有互不相同顏色的每個(gè)燈可以照射顯示面板的像素的每個(gè)彩色子像素?；蛘撸哂谢ゲ幌嗤伾臒艨梢员豁樞蜷_關(guān)，從而與所述順序開關(guān)同步地控制像素的透射率。在這種替換方案中不需要濾色器。如果存在濾色器，則與所述順序開關(guān)同步地控制相應(yīng)彩色子像素的透射率。或者，每個(gè)彩色子像素具有其自己的光源(例如適當(dāng)顏色的LED)。
如果輸入信號(hào)包括各顏色分量，則每種分量可以具有其自身的放大器，所述放大器具有其自身的增益設(shè)置。確定多種增益設(shè)置和具有互不相同顏色的一個(gè)或多個(gè)燈的亮度級(jí)調(diào)節(jié)的組合，從而獲得所需的顏色和亮度級(jí)。這種方法允許例如在具有高灰度級(jí)綠色分量的圖像中將光源中產(chǎn)生綠色的一個(gè)或多個(gè)燈設(shè)置到其最大值，并且使具有其他顏色的燈變暗。最終得到的顏色改變通過對(duì)輸入信號(hào)的各顏色分量進(jìn)行相應(yīng)適配來補(bǔ)償。該方法改善了對(duì)比度和顏色飽和度，同時(shí)保持正確的顏色再現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入信號(hào)包括各顏色分量，所述檢測(cè)裝置適于檢測(cè)輸出信號(hào)中其灰度級(jí)超出第三預(yù)定灰度級(jí)的像素的第二數(shù)量，并且所述放大裝置適于修改所述顏色分量，以便在第二數(shù)量超出預(yù)定的第二數(shù)量時(shí)減小由所述顏色分量所表示的顏色的飽和度。通過減小輸入信號(hào)的飽和度，減小了一個(gè)或多個(gè)顏色分量的灰度級(jí)。這樣能夠進(jìn)一步增大放大器的增益，并且能夠增強(qiáng)背光變暗的效果。
允許增大增益的另一種方法是在所述處理裝置中包含軟限幅，以用于減小圖像的一個(gè)區(qū)域中的輸入信號(hào)的對(duì)比度。
在一個(gè)實(shí)施例中，光源的亮度級(jí)可以在最小值與最大值之間的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中用戶可以使用該范圍的一部分進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且該范圍的另一部分可用于根據(jù)所述屬性控制光源的亮度級(jí)。通過根據(jù)該屬性限制背光變暗的范圍，限制了后續(xù)圖像的改變量，從而防止光源的亮度發(fā)生不希望的強(qiáng)波動(dòng)。
如果存在允許根據(jù)環(huán)境光級(jí)別控制光源亮度級(jí)的環(huán)境光傳感器，則可以令所顯示的圖像適應(yīng)環(huán)境光照條件。例如，在明亮環(huán)境中，將光源的變暗限制到接近其亮度最大值的范圍，而在相對(duì)較暗的環(huán)境中，將變暗限制到接近光源亮度最小值的范圍。
如果存在允許根據(jù)溫度控制光源亮度級(jí)的溫度傳感器，則所述可以獲得的處理裝置可被用于根據(jù)顯示設(shè)備的環(huán)境溫度來控制光源的亮度，從而控制功耗。例如，如果在高環(huán)境溫度下顯示設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)元件將超出其溫度額定值，則將光源變暗和/或限制其變暗范圍，從而降低功耗，以便降低溫度。通過采用這種傳感器，能夠不使用風(fēng)扇和/或在較低環(huán)境溫度下具有更高亮度。所述傳感器可以感測(cè)顯示設(shè)備的環(huán)境溫度，但是也可以將其設(shè)置在顯示設(shè)備的內(nèi)部，以便感測(cè)一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵部件的溫度，比如光源的燈和/或一個(gè)或多個(gè)其他關(guān)鍵部件。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理裝置包括用于補(bǔ)償顯示設(shè)備和/或輸入信號(hào)的非線性特性的伽馬校正裝置。
這樣允許在顯示面板上正確地再現(xiàn)灰度級(jí)。該伽馬校正裝置可以補(bǔ)償存在于輸入信號(hào)中的非線性預(yù)校正，補(bǔ)償顯示面板的非線性，和/或補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路的非線性，其中輸出信號(hào)通過所述驅(qū)動(dòng)電路被耦合到顯示面板。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述產(chǎn)品包括根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備和用于提供輸入信號(hào)的信號(hào)處理電路。所述產(chǎn)品可以是電視機(jī)、監(jiān)視器或具有顯示設(shè)備的其他產(chǎn)品。所述顯示設(shè)備可以是LCD設(shè)備或者其他需要光源的顯示設(shè)備(比如數(shù)字反射鏡設(shè)備)。除了具有背光的透射類型以外，所述顯示設(shè)備還可以是反射來自光源的光的反射類型或者這些類型的組合。所述產(chǎn)品可以是將圖像投影到屏幕上的直視型產(chǎn)品或投影儀。所述投影儀可以是前投影儀或背投影儀。
下面將參照附圖進(jìn)一步說明和描述本發(fā)明的這些和其他方面，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖2示出輸出信號(hào)的灰度值的直方圖；圖3示出光源的示例；圖4示出處理電路的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖5示出包括白限幅的處理電路的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖6示出包括白限幅的處理電路的另一實(shí)施例的方框圖；以及圖7示出作為用戶增益的函數(shù)的自動(dòng)增益設(shè)置。
不同附圖中的相同附圖標(biāo)記表示相同信號(hào)或者執(zhí)行相同功能的元件。
圖1中示出包括顯示設(shè)備DD和信號(hào)處理電路SPC的產(chǎn)品PR的一個(gè)實(shí)施例。信號(hào)處理電路SPC可以通過天線輸入端接收外部輸入信號(hào)，或者通過外部輸入連接器從其他產(chǎn)品(比如產(chǎn)生圖像的計(jì)算機(jī)或DVD播放器)接收信號(hào)。信號(hào)處理電路SPC將該外部輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成與顯示設(shè)備DD的輸入格式相適應(yīng)的輸入信號(hào)V1。
輸入信號(hào)V1可以是模擬的或數(shù)字的；其可以代表單色圖像或彩色圖像。在彩色圖像的情況下，該輸入信號(hào)可以包括與顏色信息相組合的分離的亮度信號(hào)，或者可以包括例如具有紅色分量R1、綠色分量G1和藍(lán)色分量B1(如圖4中所示)的RGB信號(hào)形式的各顏色分量。在彩色圖像的情況下，術(shù)語“灰度級(jí)”應(yīng)被解釋為顏色分量的幅度級(jí)。在數(shù)字輸入信號(hào)的情況下，這些灰度級(jí)或幅度級(jí)可以是離散級(jí)別。例如，在8比特?cái)?shù)字信號(hào)的情況下，可以有28＝256個(gè)灰度級(jí)或幅度級(jí)。
為了簡(jiǎn)化說明，將利用數(shù)字單色輸入信號(hào)V1來解釋圖1中所示出的顯示設(shè)備DD的操作原理，其中該信號(hào)V1表示圖像像素的灰度級(jí)x。
顯示設(shè)備DD包括可調(diào)光源LS；顯示面板DP，其具有用于對(duì)從光源LS發(fā)出的光LB進(jìn)行調(diào)制的像素；以及處理電路P。處理電路P與顯示面板DP和可調(diào)光源LS相耦合，并且具有用于接收輸入信號(hào)V1的輸入端，該輸入信號(hào)V1表示將在顯示面板DP上顯示的圖像?？梢杂孟袼氐男辛芯仃噥肀硎緢D像。在運(yùn)動(dòng)圖像(視頻)的情況下，輸入信號(hào)表示圖像序列。在輸入信號(hào)包括部分圖像的序列(例如視頻幀的偶數(shù)場(chǎng)和奇數(shù)場(chǎng)或者場(chǎng)序制顏色信息)的情況下，應(yīng)當(dāng)將該圖像理解為也是這些場(chǎng)當(dāng)中的一個(gè)。
處理電路P包括放大器A，其用于放大輸入信號(hào)V1，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)V2。輸出信號(hào)V2驅(qū)動(dòng)顯示面板DP的像素。這可以通過驅(qū)動(dòng)器電路(未示出)來實(shí)現(xiàn)。輸出信號(hào)V2還被耦合到檢測(cè)器S。可選地，輸出信號(hào)V2在添加遞色(dithering)信號(hào)DS之后被提供給檢測(cè)器S，正如后面將要描述的那樣。檢測(cè)器S在一部分圖像內(nèi)檢測(cè)輸出信號(hào)V2的所述屬性。處理電路P還包括控制電路CM，其根據(jù)檢測(cè)器S的輸出并且從而根據(jù)所述屬性來控制放大器A的增益以及光源LS的亮度級(jí)。
所述屬性可以是輸出信號(hào)V2中超出第一預(yù)定數(shù)量的像素的第一數(shù)量，其中像素的所述第一數(shù)量是其灰度級(jí)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的像素的數(shù)量。這在圖2中示出，圖2示出一部分直方圖，其中對(duì)于輸出信號(hào)V2所表示的圖像的像素利用垂直黑條針對(duì)每個(gè)可能的灰度級(jí)x示出該灰度級(jí)x出現(xiàn)的次數(shù)n。x1所表示的第一預(yù)定灰度級(jí)優(yōu)選地是接近最大值的數(shù)值。如果用8比特?cái)?shù)字信號(hào)來表示輸出信號(hào)V2，則可能存在從0到255的28＝256個(gè)灰度級(jí)。在此情形中，最大值為255，第一預(yù)定灰度級(jí)x1的可能數(shù)值為251。在圖2給出的示例中，超出第一預(yù)定灰度級(jí)x1的像素的第一數(shù)量為3(兩個(gè)像素具有灰度級(jí)252，一個(gè)像素具有灰度級(jí)254)。如果將第一預(yù)定數(shù)量n1設(shè)置為2，則滿足第一數(shù)量(3)超出第一預(yù)定數(shù)量n1(2)這一條件。在此情形中，減小放大器的增益。如果輸出信號(hào)V2所包含的其灰度級(jí)高于第一預(yù)定級(jí)別x1的像素少于3個(gè)，則增大放大器的增益。從而產(chǎn)生一個(gè)反饋環(huán)，該反饋環(huán)將其增益自動(dòng)設(shè)置到所需數(shù)值。該所需數(shù)值是這樣一個(gè)數(shù)值在該數(shù)值下，僅有有限數(shù)量的像素(即像素的第一預(yù)定數(shù)量n1)超出第一預(yù)定級(jí)別x1。對(duì)于本實(shí)施例，數(shù)量n1的一個(gè)適當(dāng)數(shù)值為圖像中的像素?cái)?shù)量的0.1％。
為了提高反饋環(huán)的穩(wěn)定性，可以在上述示例中所述的條件下減小增益，并且在其灰度級(jí)高于第二預(yù)定級(jí)別x2的像素的數(shù)量小于第二預(yù)定數(shù)量n2的情況下增大增益，從而引入滯后。因此，如圖2中所示，如果將第二預(yù)定數(shù)量n2設(shè)置為2，那么如果圖像中沒有像素或者只有一個(gè)像素的灰度級(jí)高于第二預(yù)定級(jí)別x2，則增大增益。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于具有滯后的環(huán)路而言，x1＝252和x2＝248是適當(dāng)數(shù)值，同時(shí)所述預(yù)定數(shù)量n1和n2通常必須高于圖2示例中所述的數(shù)量，以便確保環(huán)路的穩(wěn)定性。一般來說，必須確保其灰度級(jí)處于第一與第二預(yù)定級(jí)別x1、x2之間的像素足夠多，以便獲得穩(wěn)定的環(huán)路。數(shù)量n1和n2的適當(dāng)數(shù)值處于圖像中的像素總數(shù)的0.05％到5％的范圍內(nèi)。
另一種提高反饋環(huán)穩(wěn)定性的方法是在把輸出信號(hào)V2提供給檢測(cè)器S之前添加一定的遞色DS，如圖1中所示。該遞色信號(hào)可以是隨機(jī)(噪聲)信號(hào)或數(shù)值的重復(fù)序列。
優(yōu)選地，控制電路CM控制光源LS的光LB的亮度級(jí)，從而充分補(bǔ)償由于放大器A的增益改變所引起的所顯示圖像的亮度改變。例如，通過查找表或者通過描述增益與顯示面板DP的亮度級(jí)之間的關(guān)系的公式，確定與由控制電路CM根據(jù)檢測(cè)器S的輸出所設(shè)置的增益相對(duì)應(yīng)的亮度級(jí)。當(dāng)圖像沒有像素或者僅有非常少的像素的灰度級(jí)接近白電平時(shí)，所述反饋環(huán)增大圖像的增益，并且相應(yīng)地減小光源LS的亮度。其結(jié)果是所顯示的圖像的亮度級(jí)不改變，然而，由于光源LS的亮度級(jí)較低，接近黑電平的灰度級(jí)再現(xiàn)得到改善，因?yàn)樵谄渥钚⊥干渎?或反射率)下，從顯示面板DP泄漏出的光更少。減小光源LS的亮度同時(shí)利用輸出信號(hào)V2的增益進(jìn)行校正的操作也被稱作背光變暗。當(dāng)把放大器A的增益從例如1增大到3時(shí)，對(duì)于伽馬值為2的顯示面板DP的亮度的影響等于32＝9。實(shí)際上，在建立增益改變與光源LS的亮度的相應(yīng)改變之間的關(guān)系時(shí)，還必須將存在于放大器A與顯示面板DP之間的任何其他非線性電路(諸如任何其他伽馬校正電路或非線性驅(qū)動(dòng)器電路)的影響考慮在內(nèi)。
光源LS可以是具有一個(gè)燈L1的單燈背光單元BL1，如圖3A中所示，其用于照射整個(gè)顯示面板DP?；蛘撸鐖D3B中所示，該光源可以是具有多個(gè)燈L1、L2、L3、L4的多燈背光單元BL2，其中每個(gè)燈被引導(dǎo)來照射顯示面板DP的一個(gè)相應(yīng)區(qū)域R1、R2、R3、R4。每個(gè)燈L1、L2、L3、L4可以同時(shí)變暗基本相同的量，或者可以分別變暗不同的量和/或在不同時(shí)刻變暗。在區(qū)域R1、R2、R3、R4彼此部分重疊的情形中，對(duì)于特定一個(gè)區(qū)域R1、R2、R3、R4將燈L1、L2、L3、L4中的一個(gè)變暗的效果可能導(dǎo)致與該特定區(qū)域重疊的另一區(qū)域中的亮度級(jí)改變。在此情形中，可以通過適配輸出信號(hào)V2來校正亮度級(jí)的改變，從而這種適配抵消所述改變。如果區(qū)域R1、R2、R3、R4中的一個(gè)或多個(gè)例如與待顯示圖像中的一個(gè)水平(或垂直)黑條相對(duì)應(yīng)，則可以將相應(yīng)的燈L1；L2；L3；L4完全關(guān)閉。
如圖3C中所示，另一種替換方案是具有多個(gè)不同顏色的彩色燈LC1、LC2的多色背光單元BL3，彩色燈LC1、LC2被引導(dǎo)來照射顯示面板DP的相同區(qū)域。當(dāng)然，還可以通過改變(例如燈的數(shù)量、類型或位置)和/或組合上述背光單元來形成光源LS。燈的數(shù)量可以等于像素?cái)?shù)量或者子像素?cái)?shù)量，其中所述燈例如是由發(fā)光二極管(LED)或有機(jī)LED(OLED/PLED)形成的。一組子像素構(gòu)成一個(gè)像素，通常每個(gè)子像素與不同顏色分量相關(guān)聯(lián)。
另一種替換方案是具有一個(gè)或多個(gè)提供基本恒定亮度的燈的背光單元(未示出)，其中，利用光遮板(light shutter)使燈變暗，其控制將從燈傳送到顯示面板DP的光量。
在組合對(duì)來自光源LS的光LB的控制以及對(duì)放大器A的增益(其控制輸出信號(hào)V2的幅度)的控制時(shí)，通常有兩個(gè)基本選項(xiàng)。
第一個(gè)選項(xiàng)是光源LS的所述燈或每個(gè)燈接收一個(gè)公共控制信號(hào)，以便同時(shí)改變存在于光源LS中的所有燈的亮度，從而保持基本相同的色點(diǎn)，如圖1的實(shí)施例所示。在該選項(xiàng)中，控制電路CM還可以將一個(gè)公共控制信號(hào)發(fā)送給放大器A，以用于控制增益，從而控制輸出信號(hào)V2的幅度。即使輸出信號(hào)V2包括紅色、綠色和藍(lán)色分量R2、G2、B2，也必須將對(duì)應(yīng)于每種顏色分量R2、G2、B2的增益適配相同的量，以便保持將在顯示面板DP上顯示的圖像的正確顏色再現(xiàn)，因此一個(gè)公共信號(hào)就足夠了。
第二種選項(xiàng)是當(dāng)改變光源LS的亮度時(shí)改變光LB的色點(diǎn)。這可以是一種附加效果，或者可以通過具有彼此不同的色點(diǎn)的可單獨(dú)控制的燈來產(chǎn)生。在此情形中，控制電路CM優(yōu)選地將各單獨(dú)的控制信號(hào)提供給每個(gè)燈或者提供給具有公共特性的每組燈，如圖4的實(shí)施例中所示?？刂齐娐稢M還適于提供用于單獨(dú)控制分離的放大器AR、AG、AB的增益的單獨(dú)的控制信號(hào)，其中每個(gè)放大器AR、AG、AB分別接收輸入信號(hào)V1的不同顏色分量R1、G1、B1。控制電路CM適配各放大器的增益，從而輸出信號(hào)V2的顏色分量R2、G2、B2的最終發(fā)生的色點(diǎn)改變充分補(bǔ)償光源LS的色點(diǎn)改變。在這最后一種情形中，檢測(cè)器S具有用于檢測(cè)相應(yīng)的顏色分量R2、G2、B2的屬性的子檢測(cè)器SR、SG、SB。
如果光源LS具有與特定顏色分量R2；G2；B2相組合地操作的燈或燈組，則可以利用獨(dú)立的分離的反饋環(huán)與到相應(yīng)燈組的單獨(dú)控制信號(hào)相組合地控制每個(gè)顏色分量R2、G2、B2與其相應(yīng)燈組。因此，實(shí)際上三個(gè)分離的反饋環(huán)并行地操作。
或者，如果燈或燈組與多于一種顏色分量R2、G2、B2相組合地操作，則控制電路CM根據(jù)子檢測(cè)器SR、SG、SB的輸出的組合來確定如何調(diào)節(jié)各燈組，以及確定補(bǔ)償光源LS的色點(diǎn)改變所必須的對(duì)于放大器AR、AG、AB的相對(duì)增益的任何最終校正。在此情形中，需要針對(duì)色點(diǎn)改變利用一個(gè)3×3矩陣進(jìn)行計(jì)算，以用于校正每個(gè)顏色分量R1、G1、B1。應(yīng)當(dāng)在線性光域內(nèi)進(jìn)行這種重新計(jì)算，從而在計(jì)算所述3×3矩陣之前，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)顏色分量R1、G1、B1實(shí)施對(duì)在后續(xù)電路和顯示面板DP中引入的非線性(伽馬)的校正。
處理電路P還可以包括白限幅減小裝置CRM。該裝置可以由硬件白限幅電路、軟件(意味著在運(yùn)行于處理器上的程序的控制下進(jìn)行所需的視頻處理和其他處理)或者由兩者的組合來形成。在WO 02/085037中披露了白限幅減小裝置CRM的各實(shí)施例。圖5示出如何將白限幅減小裝置CRM與上面參照?qǐng)D1所述的背光變暗進(jìn)行組合。將輸入信號(hào)V1耦合到白限幅減小裝置CRM，以用于減小對(duì)輸入信號(hào)V1的限幅。白限制減小裝置CRM的輸出被耦合到放大器A。
應(yīng)當(dāng)注意的是，如果輸入信號(hào)V1包括灰度級(jí)太高(太白)以致于不能在顯示面板DP上正確再現(xiàn)的像素，則激活白限幅減小裝置CRM以便減小增益。最終得到的輸出給放大器A的經(jīng)過白限幅的輸出信號(hào)通常具有相當(dāng)大量的灰度級(jí)接近白色的像素。從而，對(duì)于這種經(jīng)過白限幅的信號(hào)，用于背光變暗的后面的反饋環(huán)不激活。另一方面，對(duì)于具有灰度級(jí)相對(duì)較低的像素的圖像(沒有像素的灰度級(jí)接近白色)，白限幅減小裝置CRM不激活，但是用于背光變暗的后面的反饋環(huán)激活。因此，根據(jù)圖像內(nèi)容對(duì)圖像執(zhí)行白限幅或背光變暗，不過不需要對(duì)同一圖像進(jìn)行兩種操作。
圖6的實(shí)施例是基于上面所述的觀察以及以下事實(shí)也可以由與用于背光變暗的反饋環(huán)類似的反饋環(huán)來形成白限幅裝置CRM。圖6示出一個(gè)反饋環(huán)，其適于執(zhí)行白限幅或者執(zhí)行背光變暗。與圖5中所示的實(shí)施例相比，這樣減少了所需的硬件和/或軟件，而圖5的實(shí)施例所具有的優(yōu)點(diǎn)是可以獨(dú)立于背光變暗環(huán)路來確定用于白限幅的反饋環(huán)的規(guī)格。將輸入信號(hào)V1施加到具有可調(diào)增益的放大器A。
可選地，存在局部去飽和功能LD和局部對(duì)比度減小功能LC。所述可選擇的功能用于減小圖像中的相對(duì)較小區(qū)域內(nèi)的相對(duì)較高的灰度值。如果例如在圖像的一個(gè)小區(qū)域中僅有一種顏色分量具有相對(duì)較高的數(shù)值，則可以降低該區(qū)域中的像素的飽和度，從而減小相關(guān)顏色分量的相對(duì)較高的數(shù)值。
或者，如果在一個(gè)小區(qū)域中的所有分量具有相對(duì)較高的數(shù)值，則可以減小該小區(qū)域中的像素的所有顏色分量的灰度級(jí)。這可以通過硬限幅來進(jìn)行，這是通過將高于預(yù)定限幅級(jí)的所有灰度級(jí)限幅到該級(jí)別?；蛘?，這可以通過軟限幅來進(jìn)行，這是通過將高于預(yù)定限幅級(jí)的灰度級(jí)成比例地減小到更接近該限幅級(jí)的級(jí)別。當(dāng)采用硬限幅或軟限幅時(shí)，可以將其直接應(yīng)用于一種顏色分量而不會(huì)影響相關(guān)像素的其他顏色分量的數(shù)值。這種簡(jiǎn)單的限幅方式導(dǎo)致變色。為了避免在對(duì)像素的一種顏色分量進(jìn)行限幅時(shí)發(fā)生變色，應(yīng)當(dāng)與所限幅分量的減小成正比地減小相關(guān)像素的其他顏色分量的幅度。
小區(qū)域意味著小于總圖像區(qū)域的5％的預(yù)定尺寸的區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，首先在圖像的一條線中按照非線性方式對(duì)輸出信號(hào)V2進(jìn)行濾波僅當(dāng)輸出信號(hào)V2中的足夠數(shù)量的相鄰像素具有高灰度級(jí)時(shí)，經(jīng)濾波的信號(hào)才將達(dá)到高電平。如果高級(jí)別像素頻繁被低級(jí)別像素中斷(例如字幕的情形)，則濾波后的輸出不會(huì)達(dá)到高數(shù)值。根據(jù)該濾波器的輸出，對(duì)其濾波后的輸出的灰度級(jí)高于預(yù)定限幅級(jí)的像素?cái)?shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果這些被計(jì)數(shù)的像素的總數(shù)保持低于圖像中像素總數(shù)的預(yù)定百分比，則不再減小增益，其結(jié)果是將對(duì)具有高灰度級(jí)的一定數(shù)量的像素進(jìn)行限幅。局部對(duì)比度減小功能LC和/或局部去飽和功能LD使得反饋環(huán)能夠設(shè)置更大增益，從而允許在適于對(duì)圖像進(jìn)行白限幅的情形下產(chǎn)生更明亮的圖像，并且允許在適于進(jìn)行背光變暗的情況下得到更強(qiáng)的背光變暗，從而更好地再現(xiàn)低灰度級(jí)。
如圖6中所示，放大器A的輸出被耦合到局部去飽和功能LD的輸入端，局部去飽和功能LD的輸出被耦合到局部對(duì)比度減小功能LC的輸入端，局部對(duì)比度減小功能LC的輸出信號(hào)V2被耦合到檢測(cè)器S的輸入端。可選地，通過第一伽馬校正器GA1將輸出信號(hào)V2耦合到顯示面板DP。第一伽馬校正器GA1適于校正輸入信號(hào)的預(yù)校正伽馬功能與偏離該預(yù)校正伽馬功能的任何后續(xù)驅(qū)動(dòng)器電路或顯示面板DP的任何非線性特性之間的任何失配。第一伽馬校正器GA1還適于保持所需的非線性度，以便增強(qiáng)所顯示圖像的感知質(zhì)量。
檢測(cè)器S包括第一檢測(cè)器S1，其用于檢測(cè)超出第一預(yù)定級(jí)別x1的像素的數(shù)量。在比較器D1中將該數(shù)量與第一預(yù)定數(shù)量n1進(jìn)行比較，并將所得到的差耦合到控制電路CM。對(duì)于本實(shí)施例，數(shù)量n1的一個(gè)適當(dāng)數(shù)值是圖像中的像素?cái)?shù)量的百分之一。
控制電路CM根據(jù)從比較器D1接收到的所得到的差來適配放大器A的增益。如果必須將該增益設(shè)置到相對(duì)較低的數(shù)值(仍然至少是1)，則表明將發(fā)生白限幅，一個(gè)控制信號(hào)被提供給光源LS，以便將光源LS保持在其最大級(jí)別。如果必須將該增益設(shè)置到相對(duì)較高的數(shù)值，則表明適于進(jìn)行背光變暗，從而通過其控制信號(hào)將光源LS變暗，以便補(bǔ)償高增益值，這導(dǎo)致顯示面板DP的透射率更高。如果必須可以用到用戶對(duì)比度設(shè)置US功能，則該功能應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地與控制電路CM相耦合。經(jīng)由該控制電路CM，可以通過使光源LS變暗來減小對(duì)比度。其結(jié)果是在峰值亮度減小時(shí)觀察到對(duì)比度減小。因此，基本上放大器的增益總是被保持在其最高可能數(shù)值，其對(duì)應(yīng)于顯示面板DP的最大透射率。只有在即使光源LS已經(jīng)達(dá)到其最小值也必須有可能進(jìn)一步減小對(duì)比度時(shí)才應(yīng)當(dāng)減小放大器A的增益，以便進(jìn)一步減小對(duì)比度?？梢员Ａ魪墓庠碙S的亮度級(jí)的最小值到最大值的動(dòng)態(tài)范圍的一部分以用于用戶對(duì)比度設(shè)置UC，同時(shí)其余部分可用于背光變暗操作。一般來說，上述做法是理想的，因?yàn)槿缛舨蝗坏脑?，取決于圖像內(nèi)容的變暗的波動(dòng)可能太大，并且在觀看改變圖像的序列時(shí)有可能引起干擾。可選地，用戶對(duì)比度設(shè)置UC可以影響所述動(dòng)態(tài)范圍的哪個(gè)部分可被用于背光變暗。
可以存在環(huán)境光傳感器ALS以用于檢測(cè)環(huán)境光級(jí)別，如圖6中所示。環(huán)境光傳感器ALS的輸出被耦合到控制電路CM?？梢愿鶕?jù)該環(huán)境光級(jí)別來適配對(duì)比度設(shè)置。在此情形中，優(yōu)選地，為用戶對(duì)比度設(shè)置UC保留的動(dòng)態(tài)范圍的所述部分也可用于根據(jù)環(huán)境光級(jí)別的對(duì)比度設(shè)置。
如圖6中所示，可以存在用于感測(cè)產(chǎn)品PR、顯示設(shè)備DD的環(huán)境溫度、光源LS的溫度、光源LS的燈的溫度和/或產(chǎn)品PR內(nèi)的其他部件的溫度的溫度傳感器TS，其例如是溫度依賴電阻。如果溫度傳感器TS感測(cè)燈的冷點(diǎn)的溫度則是有益的，因?yàn)檫@是與燈的效率有關(guān)的一個(gè)重要參數(shù)。溫度傳感器TS的輸出被耦合到處理器P，其例如被耦合到控制電路CM，以用于影響光源LS的光輸出。這可以通過查找表或者用于將溫度信息轉(zhuǎn)換成用于背光變暗的設(shè)置或用于限制背光變暗的可用范圍的其他硬件或軟件來實(shí)現(xiàn)。
或者，存在一個(gè)將光源LS或光源LS的一個(gè)部件的所感測(cè)溫度(或者從該溫度得出的信號(hào))與參考溫度指標(biāo)進(jìn)行比較的簡(jiǎn)單反饋環(huán)。如果所感測(cè)溫度低于該參考溫度指標(biāo)并且如果最高級(jí)別沒有超出最大值，則該環(huán)路增大光源LS的光輸出的可允許最高級(jí)別。如果所感測(cè)溫度高于該參考溫度指標(biāo)，則該環(huán)路減小光源LS的光輸出的可允許最高級(jí)別。優(yōu)選地，該環(huán)路將光源LS的功耗水平設(shè)置到在所感測(cè)溫度下可以接受的水平?！翱梢越邮堋币馕吨a(chǎn)品PR及其部件在其技術(shù)規(guī)范內(nèi)工作。通過應(yīng)用溫度受控的背光變暗，可以通過降低光源LS(及其相關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)電路)在高環(huán)境溫度條件下的功耗來避免在高環(huán)境溫度下將各部件保持在其技術(shù)規(guī)范內(nèi)所需的風(fēng)扇或附加冷卻措施。
檢測(cè)器S可以包括用于限制待顯示的圖像序列的平均亮度的附加電路。這樣可能是所希望的，以便使LCD設(shè)備具備類似于眾所周知的陰極射線管的行為，所述陰極射線管也具有這種限制特性。此外，如果應(yīng)用不能連續(xù)提供其最大輸出的光源LS，則該限制電路減小光源LS操作在其最大輸出額定值下的時(shí)間百分比，從而根據(jù)圖像內(nèi)容節(jié)省平均功率。為了從與顯示面板DP的亮度成正比的輸出信號(hào)V2得到信號(hào)，必須校正從輸出信號(hào)V2到顯示面板DP的發(fā)射光的鏈路中的任何非線性。第二伽馬校正器GA2進(jìn)行該校正。第二伽馬校正器GA2的最終產(chǎn)生的輸出信號(hào)被提供給平均功率檢測(cè)器AP。通過例如在與顯示一個(gè)或多個(gè)圖像的周期相對(duì)應(yīng)的預(yù)定周期上對(duì)該信號(hào)求平均，獲得與平均功率相應(yīng)的信號(hào)?？梢栽诘诙容^器D2中將該信號(hào)與參考功率水平RP進(jìn)行比較。如果該信號(hào)大于該參考功率水平RP，則經(jīng)由控制電路CM通過類似于背光變暗的操作來減小對(duì)比度。
關(guān)于前面所述實(shí)施例中的任何一個(gè)描述的檢測(cè)器S可以僅使用一部分圖像來檢測(cè)屬性。該部分例如可以排除字幕或者疊加在運(yùn)動(dòng)圖像上的其他文本，或者排除其他非常小并且相對(duì)較白的細(xì)節(jié)(比如標(biāo)識(shí)或其他高亮顯示)。這可以通過排除其尺寸小于預(yù)定尺寸的區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。該尺寸可以是區(qū)域的長(zhǎng)度或?qū)挾?，或者是區(qū)域的大小或者這些尺寸的組合，例如正如關(guān)于白限幅所解釋的那樣，其可選地具有加權(quán)因子。
由放大器A、檢測(cè)器S和控制電路CM構(gòu)成的反饋環(huán)可以包括用于限制對(duì)后續(xù)圖像的增益改變的低通濾波器功能。這可以通過例如在比較器D1的輸出端與控制電路CM之間應(yīng)用低通濾波器來實(shí)現(xiàn)。在硬件實(shí)施的情況下，其可以是眾所周知的低通濾波器。在軟件實(shí)施的情況下，可以通過在控制電路CM中在多個(gè)后續(xù)圖像上對(duì)所需改變求平均來實(shí)現(xiàn)該功能。
所述求平均可以被設(shè)置成在光源LS的輸出光增大期間(作為暗圖像序列之后的白區(qū)域的結(jié)果)更快速地作出響應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于在暗圖像序列之后具有白區(qū)域的圖像，減小白區(qū)域中的限幅。與此同時(shí)，在光源LS的輸出光減小期間(作為具有白區(qū)域的圖像序列之后的暗圖像序列的結(jié)果)的相對(duì)較慢的響應(yīng)確保避免所顯示圖像的閃爍。這樣做還具有以下附加優(yōu)點(diǎn)對(duì)背光變暗的相對(duì)較慢的響應(yīng)使得觀看者的眼睛能夠適應(yīng)更暗的圖像。此外，利用對(duì)于其灰度級(jí)從暗級(jí)別到白級(jí)別發(fā)生強(qiáng)變化的圖像序列的這種相對(duì)較慢的響應(yīng)，避免了不期望的閃爍效應(yīng)。
所述求平均還可以將燈參數(shù)納入考慮，例如所述燈能夠以什么樣的速率改變其光輸出，確保充足燈壽命所需的任何限制，或者燈的實(shí)際操作條件或歷史操作條件。
如果輸出信號(hào)V2包括至少兩個(gè)顏色分量，則存在用于檢測(cè)超出第一預(yù)定數(shù)量的第一像素?cái)?shù)量的多個(gè)選項(xiàng)通過對(duì)圖像部分中的所有像素(或子像素)進(jìn)行計(jì)數(shù)而不管其顏色來對(duì)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的第一像素?cái)?shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。
對(duì)于具有與各顏色分量相對(duì)應(yīng)的子像素的每個(gè)像素，選擇具有最高灰度值的顏色分量的灰度值，并且檢測(cè)器S使用該特定值來進(jìn)行計(jì)數(shù)。
對(duì)于每個(gè)顏色分量，在用于檢測(cè)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的第二像素?cái)?shù)量的檢測(cè)器中存在單獨(dú)的計(jì)數(shù)器。這導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于每個(gè)顏色分量的第二數(shù)量。選擇這些第二數(shù)量中的最高值作為第一數(shù)量。此方法確保白限幅或背光變暗正確操作，同時(shí)在減小放大器A的增益之前不允許其中一種顏色分量已具有充分的限幅。
在圖7中對(duì)于圖1所示的實(shí)施例示出作為用戶所設(shè)置的用戶增益UG的函數(shù)的自動(dòng)增益設(shè)置GS。如果用戶將用戶增益UG設(shè)置為1，則不對(duì)輸出信號(hào)V2進(jìn)行限幅，并且輸入信號(hào)V1的灰度級(jí)范圍(例如從0到255)導(dǎo)致從其最小透射率到其最大透射率驅(qū)動(dòng)顯示面板DP。如果將用戶增益設(shè)置成高于1，那么在沒有白限幅減小裝置CRM的情況下，增益設(shè)置GS將具有高于1的相同值，其結(jié)果是接近灰度級(jí)255的灰度級(jí)均被限幅到最大灰度級(jí)255。如果白限幅減小裝置CRM存在，那么如果輸入信號(hào)V1包含接近255的灰度值，則通過反饋環(huán)來減小增益設(shè)置。如果輸入信號(hào)V1包含多個(gè)灰度級(jí)為255的像素，則必須將增益設(shè)置減小到1，以避免限幅。這在圖7中用向下指向增益設(shè)置1的箭頭來表示。如果輸入信號(hào)V1的最高灰度級(jí)低于255，則允許高于1的增益設(shè)置GS，其中使得輸入信號(hào)V1的最高灰度級(jí)在與該增益設(shè)置GS相乘時(shí)產(chǎn)生剛好不被限幅的灰度級(jí)。從而，作為白限幅減小的結(jié)果，當(dāng)把用戶增益UG設(shè)置在1和2之間時(shí)，增益設(shè)置GS可以根據(jù)輸入信號(hào)V1的灰度級(jí)獲得一個(gè)值，如圖7中的區(qū)域CR所示。
如果輸入信號(hào)V1包括遠(yuǎn)低于最大灰度級(jí)255的灰度級(jí)，則背光變暗把增益設(shè)置GS增大到限幅開始的級(jí)別。通過向上指的箭頭對(duì)于各種用戶增益UG設(shè)置示出這一點(diǎn)。通過背光變暗使增益設(shè)置GS相對(duì)于用戶增益UG增大多少取決于輸入信號(hào)V1的灰度級(jí)。所得到的增益設(shè)置GS的區(qū)域由BLD表示。對(duì)于低于第一用戶增益UG1的用戶增益UG設(shè)置，增益設(shè)置GS的上限取決于用戶增益設(shè)置UG。對(duì)于高于第一用戶增益設(shè)置UG1的用戶增益UG設(shè)置，上限是固定的(在本例中處于2，一般來說發(fā)現(xiàn)在2和3之間的值是適宜的)。對(duì)于低于第一用戶增益設(shè)置UG1的用戶增益UG的值，最大可獲得的增益設(shè)置優(yōu)選地取決于光源的最大可獲得變暗比率。
應(yīng)該注意，上述實(shí)施例說明了本發(fā)明，而并非限制本發(fā)明，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠設(shè)計(jì)出許多替換實(shí)施例。例如，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，可以改變多個(gè)軟件或硬件塊中的特征的安排。圖1、圖5和圖6中所示的實(shí)施例還可以具有多于一個(gè)如圖4所示的放大器A和/或多于一個(gè)反饋環(huán)，例如，每個(gè)顏色分量對(duì)應(yīng)一個(gè)反饋環(huán)。在權(quán)利要求書中，置于括號(hào)之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被視為是對(duì)權(quán)利要求的限制?！鞍ā币辉~不排除存在權(quán)利要求所述內(nèi)容之外的元件或步驟。元件前的冠詞“一個(gè)”不排除多個(gè)這樣的元件的存在。在列舉多個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，可由相同硬件項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)這些裝置中的多個(gè)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中闡述彼此不同的某些措施并不表明不能使用這些措施的組合來獲得益處。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備(DD)，包括光源(LS)、具有用于對(duì)從該光源(LS)發(fā)出的光進(jìn)行調(diào)制的顯示像素的顯示面板(DP)以及與該顯示面板(DP)和該光源(LS)相耦合的處理裝置(P)，該處理裝置(P)具有用于接收表示將在該顯示面板(DP)上顯示的圖像的像素的灰度級(jí)的輸入信號(hào)(V1)的輸入端并且包括-用于放大該輸入信號(hào)(V1)的裝置(A)，以便提供用于驅(qū)動(dòng)所述顯示像素的輸出信號(hào)(V2)；-用于在該圖像的一部分內(nèi)檢測(cè)該輸出信號(hào)(V2)的屬性的裝置(S)；以及-控制裝置(CM)，其根據(jù)所述屬性控制該放大裝置(A)的增益和該光源(LS)的亮度級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述屬性是超出第一預(yù)定數(shù)量的所述輸出信號(hào)(V2)的像素的第一數(shù)量，其中，像素的該第一數(shù)量是其灰度級(jí)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的像素的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述控制裝置(CM)適于控制所述光源(LS)的亮度級(jí)，從而充分補(bǔ)償由于所述增益的改變而引起的所顯示圖像的亮度改變。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述處理裝置(P)還包括白限幅減小裝置(CRM)，所述輸入信號(hào)(V1)耦合到該白限幅減小裝置(CRM)，以用于減小對(duì)該輸入信號(hào)(V1)的限幅，該白限幅減小裝置(CRM)的輸出被耦合到所述放大裝置(A)。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述處理裝置(P)還適于利用所述放大裝置(A)、所述檢測(cè)裝置(S)和控制裝置(CM)來執(zhí)行白限幅。
6.如權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備(DD)，所述檢測(cè)裝置(S)適于檢測(cè)所述輸出信號(hào)(V2)中的其灰度級(jí)超出第二預(yù)定灰度級(jí)的像素的第二數(shù)量，該第二預(yù)定灰度級(jí)低于所述第一預(yù)定灰度級(jí)，如果像素的所述第一數(shù)量超出第一預(yù)定數(shù)量，則所述控制裝置(CM)適于減小所述放大裝置(A)的增益，如果像素的所述第二數(shù)量低于第二預(yù)定數(shù)量，則該控制裝置(A)適于增大該增益。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，其中，所述部分圖像排除其尺寸小于預(yù)定尺寸的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述控制裝置(CM)包括對(duì)于將被顯示的后續(xù)圖像限制增益改變的濾波裝置。
9.如權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備(DD)，所述輸入信號(hào)(V1)包括至少兩個(gè)顏色分量，所述檢測(cè)裝置(S)適于對(duì)于所述至少兩個(gè)顏色分量當(dāng)中的每一個(gè)檢測(cè)所述輸出信號(hào)(V2)中的其灰度級(jí)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的像素的第二數(shù)量，并且選擇最高的第二數(shù)量作為所述第一數(shù)量。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述光源(LS)包括具有互不相同的顏色的燈，所述輸入信號(hào)(V1)包括各顏色分量，所述控制裝置(CM)適于通過分別控制其中一個(gè)或多個(gè)燈的亮度級(jí)來控制該光源(LS)的亮度級(jí)，并且所述處理裝置(P)還包括用于校正所述顏色分量的裝置，以便充分補(bǔ)償由于分別控制一個(gè)或多個(gè)燈的亮度級(jí)所造成的所顯示圖像的色點(diǎn)偏移。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述處理裝置還包括軟限幅，以用于在圖像區(qū)域內(nèi)減小所述輸入信號(hào)(V1)的對(duì)比度。
12.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述光源(LS)的亮度級(jí)可以在最小值與最大值之間的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，用戶可以使用該范圍的一部分以進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且該范圍的另一部分可用于根據(jù)所述屬性來控制該光源(LS)的亮度級(jí)。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，包括環(huán)境光傳感器，以用于根據(jù)環(huán)境光級(jí)別來控制所述光源(LS)的亮度級(jí)。
14.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)，所述處理裝置包括用于補(bǔ)償所述顯示設(shè)備(DD)和/或輸入信號(hào)(V1)的非線性特性的伽馬校正裝置。
15.一種對(duì)顯示設(shè)備(DD)的光源(LS)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，該顯示設(shè)備(DD)包括具有用于對(duì)從該光源(LS)發(fā)出的光進(jìn)行調(diào)制的顯示像素的顯示面板(DP)，所述方法包括-接收表示將要在該顯示面板(DP)上顯示的圖像的像素的灰度級(jí)的輸入信號(hào)(V1)；-放大(A)該輸入信號(hào)(V1)，以便提供用于驅(qū)動(dòng)所述顯示像素的輸出信號(hào)(V2)；-在該圖像的一部分內(nèi)檢測(cè)(S)該輸出信號(hào)(V2)的屬性；以及-根據(jù)所述屬性控制(CM)所述放大(A)的增益和該光源(LS)的亮度級(jí)。
16.一種包括如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備(DD)和用于提供所述輸入信號(hào)(V1)的信號(hào)處理電路(SPC)的產(chǎn)品(PR)。
17.一種集成電路(P)，具有-接收端，其用于接收表示將在顯示設(shè)備(DD)的顯示面板(DP)上顯示的圖像的像素的灰度級(jí)的輸入信號(hào)(V1)，該顯示設(shè)備(DD)包括可調(diào)光源(LS)，該顯示面板(DP)具有用于對(duì)從該光源(LS)發(fā)出的光進(jìn)行調(diào)制的顯示像素；-與該顯示面板(DP)和該光源(LS)相耦合的輸出端；-用于放大該輸入信號(hào)(V1)的裝置(A)，以便提供用于驅(qū)動(dòng)所述顯示像素的輸出信號(hào)(V2)；-用于在該圖像的一部分內(nèi)檢測(cè)該輸出信號(hào)(V2)的屬性的裝置(S)；以及-控制裝置(CM)，其根據(jù)所述屬性控制該放大裝置(A)的增益和該光源(LS)的亮度級(jí)。
18.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其使得可編程設(shè)備能夠執(zhí)行如權(quán)利要求15所述的方法。
全文摘要
一種顯示設(shè)備(DD)，包括光源(LS)、具有用于對(duì)從該光源(LS)發(fā)出的光進(jìn)行調(diào)制的顯示像素的顯示面板(DP)以及與該顯示面板(DP)和該光源(LS)相耦合的處理電路(P)。該處理電路(P)具有用于接收表示將在該顯示面板(DP)上顯示的圖像的像素的灰度級(jí)的輸入信號(hào)(V1)的輸入端并且包括用于放大該輸入信號(hào)(V1)的放大器(A)，以便提供用于驅(qū)動(dòng)所述顯示像素的輸出信號(hào)(V2)；用于在該圖像的一部分內(nèi)檢測(cè)該輸出信號(hào)(V2)的屬性的檢測(cè)器(S)；以及控制電路(CM)，其根據(jù)所述屬性控制該放大器(A)的增益和該光源(LS)的亮度級(jí)。所述屬性可以是超出第一預(yù)定數(shù)量的所述輸出信號(hào)(V2)的像素的第一數(shù)量，其中，像素的該第一數(shù)量是其灰度級(jí)超出第一預(yù)定灰度級(jí)的像素的數(shù)量。
文檔編號(hào)G09G3/34GK1961346SQ200580017987
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
發(fā)明者J·H·C·J·斯特森, M·登徹恩科 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司