图象显示装置及图象显示方法
专利名称：图象显示装置及图象显示方法
技术领域：
本发明涉及图象显示装置及图象显示方法，特别是涉及对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件由光源照射光线以显示图象的图象显示装置及图象显示方法。
背景技术：
近年来，随着磁带录像机及视盘播放机等图象设备及图象软件的充实，对于能够欣赏具有震撼力的图象的图象显示装置的希望越来越强烈。
以往，作为利用透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件对光源射出的光进行空间调制以显示图象的图象显示装置，有所谓直视型液晶显示装置及投影型显示装置。直视型液晶显示装置，采用液晶面板作为显示元件，直接用眼睛看液晶面板上显示的图象。而另一种投影显示装置，是用强光源将液晶面板或其他显示元件上显示的图象投影到屏幕上来观看图象。
若将采用具有这样的光调制作用的显示元件的图象显示装置与采用CRT等自发光型显示元件的图象显示装置进行比较，则直视型液晶显示装置存在例如明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题。因此，正尝试解决这些问题。
在直视型液晶显示装置中，为了改善显示图象的质量，作为一般采用的方法，是对输入的图象信号进行对比度调整(信号放大增益的调整)或黑色电平调整等这样的电信号调整方法。另外，也有的装置除了这些电气调整外，再使光源的辉度电平分为几级，能够可变。但是，该光源辉度电平的调整是使用着通过手动进行，然后光源辉度处于固定状态。
另外，在投影型显示装置中，同样具有光源辉度调整功能的显示装置也已经实用化，但这种情况与直视型显示装置不同，它的主要目的与其说是改善显示图象质量，还不如说是为了降低装置的功耗，对于屏幕大小及环境照明条件设定便于观看的图象亮度用的亮度调整、以及延长光源的寿命。而且，该光源辉度电平的调整与直视型液晶显示装置相同，是使用者通过手动进行，然后光源辉度处于固定状态。
如前所述，已有的直视型液晶显示装置及投影型显示装置，它们与CRT等自发光型显示装置相比，明亮场景的亮度感不足，黑暗场景的黑影浮现，这样的显示图象质量都很有必要改善。但是，如上所述已有的直视型液晶显示装置及投影型显示装置采用的光源辉度控制方法是静态的固定控制，不能够对应于输入的图像信号的动态变化。因此存在不能够改善输入图像信号的各场景中的显示图象质量这样的问题。
因此，作为提高显示图象质量的一种方法，提出了根据图象场景使光源发光辉度动态变化的方法。例如在日本专利特开平5-127608号公报及特开平6-160811号公报等揭示了这种方法。
在特开平5-127608号公报中提出的方法是，根据输入图象信号的最大值、最小值及其平均值，检测输入图象信号的特征，在最大值与最小值的电平差较大时，降低对比度控制，减小信号放大增益，而在最大值与最小值的电平差较小时，反之增加对比度控制，增大信号放大增益，同时在最大值与最小值的平均值比预先设定的规定值高时，降低光源的辉度，使显示装置的辉度接近一定值。
另外，在特开平6-160811号公报中提出的方法是，检测输入图象信号的最大值，在最大值较高时，增加光源的辉度，在最大值较低时，降低光源的辉度，又使最大值较低时的辉度信号振幅小于最大值较高时的辉度信号振幅，通过这样提高最大值较高时与较低时的相对的对比度比值。
在特开平5-127608号公报中提出的技术，如上所述，是根据输入场景动态控制光源辉度的技术，但是存在的问题是，以使显示辉度保持一定为目的，对于电影软件那样的黑暗场景不能够改善黑影浮现的情况。另外，由于根据输入图象信号的最大值与最小值的平均值进行光源辉度控制，因此存在对于局部性的最大值高或最小值低的输入场景，不能够捕捉到输入场景的特征，对光源辉度进行不适当的调整的问题。还有，由于是不连续地进行光源辉度的调整，因此存在着在光源辉度变化时刻，画面辉度有很大变化，使收视者产生不舒适感的问题。
另外，在特开平6-160811号公报中提出的技术，如上所述，也是根据输入图象信号动态控制光源辉度的技术，但是由于是根据输入图象信号的最大值控制光源辉度，因此存在的问题是，尽管平均辉度电平(下面称为APL)较低，但局部最大值较高这样的输入场景的情况下，光源辉度增高，反而在图象的黑暗部分产生黑影浮现。还有，投影型显示装置用的氙灯或高压汞灯这样的放电式光源由于驱动条件反复急剧变化，将产生这样的问题，即引起点灯起动性能不稳定及正常点灯时的闪烁等正常点灯性能恶化及寿命特性恶化，灯的可靠性降低。
因此，本发明的目的在于，在由透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件及对该显示元件照射光线的光源构成的图象显示装置中，改善显示图象品质的问题(对比度感的不足及黑影浮现(floating blackness))。另外，本发明的另一目的在于，在动态控制照射显示元件的光量时，改善调整光量用的光源、光圈或调光元件的可靠性。
本发明的又一目的在于，提供一种图象显示装置及方法，它根据输入图象信号改变光源的辉度，以此实现有对比度感的图象显示，另一方面，能够防止因光源辉度急剧变化而引起的显示的不舒适感，又能够提高光源的寿命。
发明内容
本发明为了达到上述目的，具有如下所述的特征。
本发明的第一种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件由光源照射光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成对照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成手段、以及根据光量控制数据对照射显示元件的光量进行控制的光量控制手段，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近的电平。
采用上述本发明的第一种，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个该范围中进行控制，使照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，其结果是，能够更进一步提高对比度感。
本发明的第二种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制光源用的光源控制数据的光源数据生成手段，光量控制手段包含根据光源控制数据驱动光源的光源驱动手段，光源控制数据生成手段生成这样的光源控制数据，既在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动光源的最小电平或其相近电平来驱动光源。
采用上述本发明的第二种，通过动态驱动光源，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的现象，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景即输入图象信号APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个范围中以能够稳定驱动光源的最小电平或与其相近的电平进行驱动，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑暗浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第三种是，在本发明的第一种中，其特征在于，在光源与显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的光圈，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成手段，光量控制手段包含根据光圈控制数据驱动光圈的光圈驱动手段，光圈控制数据生成手段生成这样的光圈控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动光圈使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平的光圈控制数据。
采用上述本发明的第三种，通过动态驱动光圈，能够根据图象场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑暗浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于驱动光圈，使得照射显示元件的光量为规定最小电平或其相近电平。因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第四种是，在本发明的第一种中，其特征在于，在光源与显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的调光元件，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制调光元件用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成手段，光量控制手段包含根据调光元件控制数据驱动调光元件的调光元件驱动手段，调光控制数据生成手段这样的调光元件控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
采用上述本发明的第四种，通过动态驱动调光元件，能够根椐图象场景动态地调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑暗浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第五种是，在本发明的第一种中，其特征在于，APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为第1规定值时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从第1规定值变为最高电平时照射显示元件的光量的变化量比该平均辉度电平变化量的比。
采用上述本发明的第五种，与对APL检测结果按1次函数关系控制照射显示元件的光量的情况相比，能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第六种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平小于第1规定值时，将照射显示元件的光量固定在规定得最小电平。
采用上述本发明的第六种，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于以规定的最小电平驱动照射显示元件的光量，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。另外，由于黑暗场景中光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件不发生变化，因此能够改善控制对象可靠性降低的问题。
本发明的第七种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平大于第2规定值时，将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
采用上述本发明的第七种，在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于以规定的最大电平驱动照射显示元件的光量，因此能够更进一步改善明亮场景中的明亮感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。另外，由于明亮场景中光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件不发生变化，因此能够改善控制对象可靠性降低的问题。
本发明的第八种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有通过对光量控制数据生成手段生成的光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的手段。
采用上述本发明的第八种，由于使其具有时间常数，能够改变光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动功率，因此能够防止因驱动功率的急剧变化而引起的控制对象可靠性的降低。
本发明的第九种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段根据多个单位场时间中的平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
采用上述本发明的第九种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的变化，能够更进一步减轻控制对象可靠性降低的程度。
本发明的第十种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有通过对APL检测手段检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的手段。
采用上述本发明的第十种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的变化，能够更减轻控制对象可靠性降低的程度。
本发明的第十一种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻前的电平。
采用上述本发明的第十一种，在APL有微小变化时，由于不改变光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少控制对象驱动条件动态变化的频度，结果能够提高控制对象的可靠性。
本发明的第十二种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段这样生成光量控制数据，即APL检测手段检测出的平均辉度电平向小于第1规定值的数值变化时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
采用上述本发明的第十二种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的动态变化的频度，提高控制对象的可靠性，同时能够抑制明亮场景的亮度变化的频度，提高显示图象的质量。
本发明的第十三种是，在本发明的第七种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即APL检测手段检测出的平均辉度电平向大于第2规定值的数值变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
采用上述本发明的第十三种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的动态变化的频度，提高控制对象的可靠性。
本发明的第十四种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有将输入图象信号的辉度电平分割为几个辉度电平区，并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成手段，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在直方图生成手段中检测出的每个分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在与规定的分布状态相应的规定电平。
采用上述本发明的第十四种，根据直方图分布来控制照射显示元件的光量，通过这样能够仅根据APL检测结果更正确地抽取不能单值判断的图象场景的特征，并根据图象场景的特征更适当地控制照射程显示元件的光量，提高显示图象的品位。
本发明的第十五种是，在本发明的第十四种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在直方图生成手段中检测出的多个辉度电平区内至少一个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的电平。
采用上述本发明的第十五种，通过将图象信号的某辉度电平的直方图分布与规定阈值进行大小比较，能够容易地抽取图象场景的特征。
本发明的第十六种是，在本发明的第十四种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在根据直方图生成手段中检测出的直方图分布判断输入的图象信号的图象场景为黑暗场景时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
采用上述本发明的第十六种，在黑暗场景中仅存在一部分存在特别明亮部分的那样的情况下，即使根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，能够控制照射显示元件的光量，以防止黑影浮现。
本发明的第十七种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测步骤、根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成步骤、以及根据光量控制数据对照射显示元件的光量进行控制的光量控制步骤，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
采用上述本发明的第十七种，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个该范围中进行控制，使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度过感。
本发明的第十八种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成控制光源用的光源控制数据的光源控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据光源控制数据驱动光源的光源驱动步骤，光源控制数据生成步骤生成这样的光源控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动的最小电平或其相近电平来驱动光源。
本发明的第十九是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对在光源与显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的光圈进行控制用的光圈控制数据的光圈控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据光圈控制数据驱动光圈的光圈驱动步骤，光圈控制数据生成步骤生成这样的光圈控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动光圈使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
本发明的第二十种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对光源与显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的调光元件进行控制用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据调光元件控制数据驱动调光元件的调光元件驱动步骤，调光元件控制数据生成步骤生成这样的调光元件控制数据，即在APL检测步骤检测的平均辉度电平处于第一规定以下的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
本发明的第二十一种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为第1规定值时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从第1规定值变为最高电平时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
本发明的第二十二种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平小于第1规定值时，将照射显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
本发明的第二十三种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平大于第2规定值时，将照射显示件的光量固定在规定的最大电平。
本发明的第二十四种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有通过对光量控制数据生成步骤生成的光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的步骤。
本发明的第二十五是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤根据多个单位场时间中的平均辉度电平的平均值，生成光量控制数据。
本发明的第二十六种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有通过对APL检测步骤检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的步骤。
本发明的第二十七种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻之前的电平。
本发明的第二十八种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即APL检测步骤检测出的平均辉度电平向小于第1规定值的数据变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
本发明的第二十九种是，在本发明的第二十三种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即APL检测步骤检测出的平均辉度电平向大于第2规定值的数值变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
本发明的第三十种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有将输入图象信号的辉度电平分割为几个辉度电平区、并检测每个这些辉度电平区的直方图分布的直方图生成步骤，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在直方图生成步骤检测的每个分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在与规定的分布状态相应的规定电平。
本发明的第三十一种是，在本发明的第三十种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在直方图生成步骤中检测的多个辉度电平区内至少一个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的电平。
本发明的第三十二种是，在本发明的第三十种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在根据直方图生成步骤中检测的直方图分布判断输入图象信号的图象场景为黑暗场景时，与APL检测手段检测出的平均辉度电品无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
本发明的第三十三种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成根据该平均辉度电平对光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得光源控制信号的每单位时间的电平变化量与APL检测手段检测出的平均辉度电平的变化无关地，处于规定量以下。
采用上述本发明的第三十三种，通过使光源的发光辉度的变化量与APL的变化无关地，处于规定量以下，这样即使APL的变化较大的情况下，也能够抑制光源的辉度变化。又通过减少光源的辉度变化，能够提高光源的寿命。
本发明的第三十四种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，规定量是几乎不感觉到光源的辉度变化这样程度的变化量。
采用上述本发明的第三十四种，通过使光源发光辉度的变化量达到收视者不感觉到的程度，能够在动态控制光源的发光辉度时，显示的图象看起来没有不舒服感。
本发明的第三十五种是，在本发明的第三十四种中，其特征在于，规定量是为了使光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要0.3秒的变化量。
采用上述本发明的第三十五种，由于把光源发光辉度的规定量取为使光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要1.3秒的变化量，因此收视者不感觉到光源辉度的变化，能够在动态控制光源的发光辉度时，显示的图像看起来没有不舒服感。
本发明的第三十六种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段根据APL检测手段检测出的平均辉度电平，依序在该光源控制信号生成手段中对刚刚输出的光源控制信号的电平加上或减去规定量，通过这样生成光源控制信号。
采用上述本发明的第三十六种，通过对刚刚生成的光源控制信号电平加上或减去规定量，生成当前的光源控制信号，能够很容易限制光源辉度的变化量。
本发明的第三十七种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段包含生成对应于APL检测手段检测出的平均辉度电平变化而变化的中间控制信号的中间控制信号生成手段、以及控制利用中间控制信号生成手段生成的中间控制信号电平的变化，生成光源控制信号的信号变化控制手段。
采用上述本发明的第三十七种，首先生成对应于APL检测手段检测出的平均辉度电平的变化而变化的中间控制信号，然后通过控制该电平变化，能够控制光源控制信号的变化量。
本发明的第三十八种是，在本发明的第三十七种中，其特征在于，信号变化控制手段在该信号变化控制手段中刚刚输出的光源控制信号与中间控制信号生成手段生成的中间控制信号之电平差大于规定误差量时，对该刚刚输出的光源控制信号的电平加上或减去规定量后作为光源控制信号输出，另外，在电平差小于规定误差量时，将中间控制信号原封不动作为光源控制信号输出。
采用上述本发明的第三十八种，在对刚刚生成的光源控制信号电平加上或去规定量后生成当前的光源控制信号时，能够避免光源控制信号电平产生振荡。
本发明的第三十九种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段在输入图象信号发生切换时，生成与放发生该切换前刚刚生成的光源控制信号状态无关地，而与APL检测手段检测出的当前的平均辉度电平对应的光源控制信号。
采用上述本发明的第三十九种，在输入图象信号发生切换时，能够避免切换前片刻的光源辉度的控制状态对切换后的控制状态产生影响，发生对显示图象产生不舒适感这样的问题。
本发明的第四十种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成对光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得降低光源发光辉度时的光源控制信号每单位时间的电平变化量大于增加光源发光辉度时的变化量。
采用上述本发明的第四十种，通过使光源发光辉度向降低方向控制时的变化量大于发光辉度向增加方向控制时的变化量，能够抑制图象场景从黑暗场景向明亮场景变化时由光源辉度变化而引起的不自然感觉，另一方面，特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源的发光辉度，能够改善由于光源发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，改善显示图象的整体品位。
本发明的第四十一种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成根据该平均辉度电平对光源的发光辉度进行动态控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，则至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
采用上述本发明的第四十一种，能够防止因长时间持续使光源辉度变化而引起光源寿命的降低。另外，特别是在规定期间以上光源辉度以中间状态变化时，由于中断光源辉度的控制，因此能够谋求提高显示质量，而且以所需要的最低限度中断光源辉度的控制。
本发明的第四十二种是，在本发明的第四十一种中，其特征在于，光源控制信号生成手段在中断光源动态控制后经过第2规定时间后，在APL检测手段检测出的平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内的时刻，重新开始光源的动态控制。
采用上述本发明的第四十二种，由于等到APL检测手段检测出的平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内后再重新开始进行控制，因此能够消除由于中断的光源控制急促地重新开始而引起的图象显示的不舒适感。
本发明的第四十三种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态地驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤驱动光源，使得光源发光辉度的每单位时间的电平变化量与APL检测步骤检测出的平均辉度电平的变化无关地，处于规定量以下。
采用上述本发明的第四十三种，通过使光源发光辉度的变化量与APL的变化无关地，处于规定量以下，因此即使APL的变化很大时，也能够抑制光源辉度的变化。另外，通过减少光源辉度的变化，能够提高光源的寿命。
本发明的第四十四种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤这样驱动光源，使得降低光源发光辉度时的光源发光辉度每单位时间的电平变化量大于增加光源发光辉度时的变化量。
采用上述本发明的第四十四种，通过使光源发光辉度向降低方向控制时的变化量大于发光辉度向增加方向控制时的变化量，能够抑制图象场景从黑暗场景向明亮场景变化时由于光源辉度变化而引起的不自然感觉，另外特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源的发光辉度，能够改善由于光源发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，改善显示图象的整体品位。
本发明的第四十五种是通过对透射型或发射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤驱动光源，使得光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，至少将该光源的动态控制中断第2规定期间。
采用上述本发明的第四十五种，能够防止因长时间持续使光源辉度变化而引起光源寿命的降低。另外，特别是在固定期间以上光源辉度以中间状态变化时，由于中断光源辉度的控制，因此能够谋求提高显示质量，而且以所需要的最低限度中断光源辉度的控制。
图1所示为本发明第1实施形态的图象显示装置的构成的方框图。
图2所示为光源辉度控制的一种方法。
图3所示为第1实施形态的光源辉度控制的方法。
图4所示为第1实施形态的信号处理的具体例子。
图5所示为第1实施形态的信号处理动作的情况。
图6所示为第1实施形态的信号处理的变形例。
图7所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置构成例的方框图。
图8所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的光圈控制方法。
图9所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的信号处理具体例子。
图10所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图11所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的其他构成方框图。
图12所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的调光元件控制方法。
图13所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的信号处理具体例子。
图14所示为本发明第2实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图15所示为第2实施形态的信号处理的具体例子。
图16所示为将第2实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的信号处理具体例子。
图17所示为将第2实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的信号处理具体例子。
图18所示为本发明第3实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图19所示为第3实施形态的信号处理具体例子。
图20所示为第3实施形态的信号处理变形例。
图21所示为本发明第4实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图22为关于直方图生成单元15的工作情况的说明图。
图23所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。
图24所示为将第4实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图25所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。
图26所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图27所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源、光圈及调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图28所示为本发明第5实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图29所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图30所示为信号变化控制单元32的构成方框图。
图31所示为本发明第6实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图32所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图33所示为信号变化控制单元33的构成方框图。
图34所示为本发明第7实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图35所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图36所示为光源发光辉度状态检测单元35的构成方框图。
图37为说明本发明第7实施形态有关的效果用的比较例的说明图。
图38所示为本发明第8实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图39所示为APL检测单元2输出的APL信号、来自系统控制单元44的静噪信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图40所示为信号变化控制单元37的构成方框图。
具体实施形态下面参照
本发明的各种实施形态。
第1实施形态图1所示为本发明第1实施形态有关的图象显示装置的构成。图象显示装置具有APL检测单元2、光源控制数据生成单元3、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。在图象显示装置是投影装置时，设置光学系统7，而在直视型的情况下则不设置。下面说明第1实施形态的工作情况。
图象信号1提供给图象显示装置。图象信号1输入至图象信号处理电路9及APL检测单元2。输入至图象信号处理电路9的图象信号1进行对比度控制及亮度控制等对显示装置所必须的信号处理后，通过显示元件驱动单元10作为适合于显示元件8的光调制作用的驱动信号输入至显示元件8。关于图象信号处理电路9及显示元件驱动单元10中的信号处理，由于是众所周知的，因此省略其详细说明。
APL检测单元2根据输入图象信号1的辉度信号分量，在每个单位场期间检测APL，将检测结果输出给光源控制数据生成单元3。光源控制数据生成单元3生成与APL检测结果相对应的光源控制数据。生成的光源控制数据经LPF4输入至光源驱动电路5。光源驱动电路5根据与光源控制数据相应的驱动条件驱动光源6。由光源6发出的光利用光学系统7聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照明光照射显示元件8。微型计算机11及定时器12为了进行APL检测时及光源控制数据生成时的时间轴控制，对APL检测单元2及光源数据生成单元3进行控制。
下面参照图2～图4，说明光源控制数据生成单元3的具体处理内容及LPF4的作用。
若以投影装置使用的放电灯为例，则如图2所示，光源驱动功率的电平在L1(min)～L2(max)的范围是光源稳定点灯的区域。在光源驱动功率的电平小于L1(min)时，不能使光源稳定点灯。因而，在改变光源驱动功率时，必须在稳定点灯区域(L1(min)～L2(max))的功率范围内驱动光源。因此，本实施形态中的与输入图象信号1的APL相对应的动态光源控制也使用稳定点灯区域进行。
图2中，作为参考用虚线表示对于输入图象信号1的APL的变化范围(0％～100％)，使光源功率从L1(min)至L2(max)直线变化时的输入图象信号1的APL与光源控制电平的关系。这种情况下，仅仅在输入图象信号1的APL为0％时，光源控制电平处于稳定点灯区域的最小值L1(min)。因此，APL例如为图中所示的B1时，尽管是黑暗场景，但光源控制电平并没有多大下降，不能防止黑影浮现。另外，仅仅在输入图象信号1的APL为100％时，光源控制电平为稳定点灯区域的最大值L2(max)＝100％。因此，APL例如为图中所示的B2时，尽管是明亮场景，但光源控制电平也不是最大，有损白色峰值的亮度感。
另外，特别是采用电影软件时，由于电影相对地在整个画面上出现黑暗场景较多，因此黑影浮现的影响也大，由于该黑影浮现的产生，将大大有损图象的显示质量。因而，最好在黑暗场景最大限度地防止黑影浮现。
另外，在人们收视电影软件时，若与黑暗场景的暗适应存储对比，在明亮场景的亮度电平大，则感觉对比度高。反之，若与明亮场景的明适应存储对比，在黑暗场景的黑暗电平低，则感觉对比高。提高对比度感对于提高图象的显示质量是很重要的。因此产生黑影浮现，或者在明亮场景白色峰值的亮度感受到损害会导致对比度下降，所以是不希望发生的。
在本实施形态中，鉴于上述情况，为了更提高图象的显示质量，进行图3所示的光源功率控制。图3所示的A1及A2为预先设定的APL的阈值。A1及A2的阈值电平是分别用于区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图象源改变这些阈值的设定。
在图3中，作为光源控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图象信号1的APL小于阈值A1时，使光源控制电平为L1(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图象信号1的APL为阈值A1～阈值A2时，相应于APL的变化在L1(min)～L2(max)的范围内改变光源控制电平。作为第3模式(固定区域High)，输入图象信号1的APL大于阈值A2时，使光源控制电平为L2(max)，保持一定。
另外，在图3中，设相应可变区域的APL与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，例如光源控制电平与光源驱动功率的关系或者光源驱动功率与光源发光强度的关系为非线性时，在该相应可变区域中也采用对非线性特性进行逆校正那样的函数即可。还有，不限于该非线性特性的逆校正，也可以作为任意的非线性特性的函数。
下面参考图4具体说明输入图象信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图4中，上图表示输入至光源控制数据生成单元3的输入APL的动态变化的一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元3的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图4所示，在本实施形态中，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
下面说明LPF4的作用。如上所述，图4的下图的实线的动态变化表示来自光源控制数据生成单元3的输出信号，即对LPF4的输入信号，根据LPF4的预先设定的时间常数，LPF4的输出信号如图4的下图的虚那样变化，通过光源驱动电路5驱动光源6。在放电灯的情况下，驱动功率的急剧的变化将影响放电电弧的状态，引起灯电极的劣化，有损灯的可靠性。因此，在本实施形态中，采用LPF4，使其具有时间常数，改变驱动功率，使得在改变驱动功率的过渡状态下不引起灯可靠性的降低。对于LPF4，其具体电路由于是众所周知的，因此加以省略，可以是模拟LPF，也可以是数字LPF。在采用数字LPF作为LPF4时，只要在光源驱动电路5的处理中转换为模拟信号即可。另外，也可以采用对来自光源控制数据生成单元3的输出信号提供延迟作用的其他手段来代替LPF4。
若将图4说明的动态控制以与图3同样的形式表示，则如图5所示，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制电平如图中所示的箭头那样，相应于输入图象信号1的APL变化，在稳定点灯区域动态转移。
如上所述，采用第1实施形态，通过动态驱动光源，能够根据图象场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于使光源控制电平为稳定点灯区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现的问题，另外在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于使光源控制电平为稳定点灯区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够能进一步提高对比度感。
另外，在本实施形态中是这样进行控制，也就是使得在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定，但也不一定必须使光源驱动电平以最小电平或最大电平保持一定，即使是在他们的相近电平，当然也能够得到更进一步改善上述黑暗场景的黑影浮现的问题及明亮场景的亮度感不足问题。但是，如本实施形态那样以最小电平或最大电平固定驱动，则能够最大限度得到这些效果，同时由于在黑暗场景及明亮场景中光源驱动电平不变化，因此还能够改善光源可靠性下降的问题，所以是比较理想的。
另外，在本实施形态中，如图4所示，是根据每个单位场时间Tn的APL来控制光源控制电平的，但是也可以计算多个单位场时间Tn的APL的平均值，并根据该平均值来控制光源控制电平，以代替上述方法。例如，将图4的上图的Tn(单位场时间)作为T2K＝(Tn-K+Tn-K+1+…+Tn+…+Tn+K-1+Tn+K)/(2K+1)，置换为多个单位场的APL的检测结果的平均值。这样一来，图5所示的箭头的动态变化周期及变化量减小。即APL的相应可变区域中的光源控制电平的变化周期变大，变化量变小。因而，能够更改善灯可靠性下降的情况。下面参照图6更具体说明该效果。图6所示为K＝1的情况，上图的粗虚线表示每3个单位场的APL的检测结果的平均值。根据该平均值如图6的下图所示来控制光源控制电平。因此，通过根据多个单位场时间的APL的平均值来控制光源，与图4所示的情况相比，能够减少光源控制电平的变动，更改善光源可靠性下降的情况。
另外，图示虽然省略，但作为能够提供与根据上述多个单位场时间的APL平均值的控制类似效果的构成，也可以在APL检测单元2的输出侧插入LPF。但是，在根据APL平均值进行控制的情况下，由于能够正确地以整数规定对象场数为K的数值，另外，还可以利用程序设定等根据情况适当改变该K的数值，因此例如在图5所示的相应可变区域中，在增加及减少光源辉度的情况下，还可以采用改变其变化速度这样的控制方法。
另外，作为第1实施形态是说明了动态控制光源的情况，但对于能够控制最终照射显示元件的光量的其他情况，也同样能够采用本发明。下面说明将本实施形态的光源控制方法用于光圈控制及调光元件控制时的图像显示装置的构成及工作情况。
图7所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。在图7中，图象显示装置具有APL检测单元2、光圈控制数据生成单元19、光圈驱动电路20、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图7中对于与图1相同的构成，附加相同的参照符号，并省略其说明。下面说明该图象显示装置的工作情况。
光圈控制数据生成单元19生成与APL检测结果相应的光圈控制数据。生成的光圈控制数据输入至光圈驱动电路20。光圈驱动电路20根据与光圈控制数据相应的驱动条件，动态地驱动光圈18，改变光圈18的遮光量。由光源6发出的光由光学系统17聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照明光照射于显示元件8。这时，照射显示元件8上照射的光量与根据光圈18的遮光量进行调节。
下面参照图8及图9，说明光圈控制数据生成单元19的具体处理内容。
图8所示的A1a及A2a为预先设定的APL的阈值。A1a及A2a的阈值电平是分别区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图象源改变这些阈值的设定。
在图8中，作为光量控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图象信号1的APL小于阈值A1a时，使光量控制电平为L1a(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图象信号1的APL为阈值A1a～阈值A2a时，随着APL变化在L1a(min)～L2a(max)的范围内改变光量控制电平。作为第3模式(固定区域High)，是输入图象信号1的APL大于阈值A2a时，使光源控制电平为L2a(max)保持一定。
另外，在图8中，设相应可变区域的APL(A1a～A2a)与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，也可以设为任意的非线想特性函数。
下面参照图9，具体说明输入图象信号1的APL的动态变化与光量控制电平的动态控制的关系。在图9中，上图表示输入至光圈控制数据生成单元19的输入APL的动态变化一个具体的例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光量控制电平的动态控制。Tn为检测APL的单位场时间。根据前述图8所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1a～A2a)时，光量控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光量控制电平为L1a(min)及L2a(max)，保持一定。
另外，图9的下图所示的来自光圈控制数据生成单元19的输出信号不限于用实线表示的情况，也可以如用虚线所示的那样，考虑到光圈驱动构造的响应性及可靠性，使其对于APL的变化具有时间上延迟的特性。
如上所述，在APL处于相应可变区域(A1a～A2a)的情况下，光量控制电平如图8所示的箭头那样，根据输入图象信号1的APL变化，在相应可变区域动态转移。
如上所述，采用图7所示的图象显示装置，通过对光圈进行动态驱动，能够根据图象场景动态调整光量，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现问题，另外，在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
另外，在控制光源时，由于光源稳定点灯这一点，光源控制的最小值L1较大(最大值L2的1/3～1/2左右)，在黑暗场景不能使光量足够小，而在控制光圈时，能够使光量控制的最小值L1a足够小(原理上也能够为0)。结果在黑暗场景能够使黑色电平足够低，能够更好地改善黑影浮现感，同时还能够增大与明亮场景的相对的对比度之比。
另外，在控制光源时，由于投影装置使用的放电光源的寿命可靠性这一点，若光源功率变化速度较快，或变化反复次数较多，则存在有损寿命时间的问题，但在控制光圈时，虽然也取决于光圈的开闭构造，但是光圈驱动条件的变化速度及变化次数对光圈驱动构造的可靠性的影响与控制光源的情况相比要小。因此，例如对于APL的变化，也能够以场/帧为定位使其跟踪光圈的驱动条件，能够大大改善图象场景亮度急剧变化时的跟踪性能，能够根据场景亮度变化得到良好的对比度感。
另外，投影装置使用的放电光源大致区分为氙灯光源及高压汞灯光源，与氙灯光源相比，高压汞灯光源在上述点上难以确保可靠性，另外，若改变驱动功率(亮度)，则发光光谱也有发生变化的倾向。因此，在用高压汞灯光源时，光圈控制则特别有效。
另外，还可以同时进行光源控制及光圈控制这两种控制。在这种情况下，由于对比度改善效果是利用光源控制的对比度改善效果与利用光圈控制的对比度改善效果的积，因此对于对比度的改善更为有效。这时，通过设定使得光圈的变化速度比光源的变化速度要快，就能够排除对光源的寿命可靠性的恶劣影响，而且能够改善光量对图象场景变化的跟踪性能。
图10所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。在图10中，图象显示装置具有APL检测单元2、调光元件控制数据生成单元22、调光元件驱动电路23、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统7、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图10中对于与图1相同的构成，附加相同的参考附号，并有略其说明。另外，在图10所示的构成中，是将调光元件21设置在光学系统7的前级，但也可以如图11所示，将调光元件21设置在光学系统24的内部。下面说明图10所示的图象显示装置的工作情况。
调光元件控制数据生成单元22生成与APL检测结果相应的调光元件控制数据。生成的调光元件控制数据输入至调光元件驱动电路23。调光元件驱动电路23根据与调光元件控制数据相应的驱动条件，动态驱动调光元件21，改变调光元件21的透射率。由光源6发出的光透过调光元件21，利用光学系统7聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照射光线照射显示元件8。这时，照射显示元件8的光量与调器元件21的透射率相应进行调节。
下面参照图12及图13说明调光元件控制数据生成单元22的具体处理内容。
图12所示的A1b及A2b为预先设定的APL的阈值。A1b及A2b的阈值电平分别为区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图像源改变这些阈值的设定。
在图12中，作为光量控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图像信号1的APL小于阈值A1b时，使光量控制电平为L1a(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图像信号1的APL为阈值A1b～阈值A2b时，相应于APL的变化在L1b(min)～L2b(max)的范围内改变光量控制电平。作为第3模式(固定区域High)，是输入图像信号1的APL大于阈值A2b时，使光源控制电平为L2b(max)，保持一定。
另外，在图12中，设相应可变的APL(A1b～A2b)与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，也可以是任意的非线性函数。
下面参照图13具体说明输入图像信号1的APL的动态变化与光量控制电平的动态控制的关系。在图13，上图表示输入至调光元件控制数据生成单元22的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光量控制电平的动态控制。Tn为检测APL的单位场时间。根据前述图12所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL为相应可变区域(A1b～A2b)时，光量控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，使光量控制电平分别为L1b(min)及L2b(max)，保持一定。
另外，图13的下图所示的调光元件控制数据生成单元22的输出信号不限于用实线表示的情况，也可以如用虚线所示的那样，考虑到调光元件的响应性及可靠性，使其对于APL的变化具有时间上的延迟特性。
如上所述，在APL处于相应可变区域(A1b～A2b)时，光量控制电平如图12所示的箭头那样，根据输入图像信号1的APL变化，在相应可变区域动态转移。
如上所述，如果采用图10或图11所示的图像显示装置，可以通过动态驱动调光元件，根据图像场景动态地调整光量，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图像信号的APL小于规定阈值的情况下，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现的问题，另外，在明亮场景、即输入图像信号的APL大于大于规定阈值的情况下，由于使光量控制电平为调光控制区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
另外，在控制调光元件时，一般能够得到与前述控制光圈情况同样的效果。另外，与控制光源的情况相比，由于控制调光元件时调光元件驱动电路也可以以比较简单的电路、以低电压实现，因此更容易实现。再有，与控制光圈的情况相比，控制调光元件的情况下从光源到显示元件之间有配置自由度，而且对于调光元件的驱动，不需要可动结构，仅利用驱动电路进行电气控制，因此能够以比较简单的结构实现，所以更容易实现。
另外，还能够同时进行光源控制及调光元件控制这两种控制，在这种情况下，能够得到与同时进行光源控制和光圈控制这两种控制时同样的效果。再有，还能够同时进行光源控制、光圈控制及调光元件控制。在这种情况下，由于对比度改善效果是利用光源控制的对比度改善效果、利用光圈控制的对比度改善效果、以及利用调光元件控制的对比度改善效果之积，因此对于对比度的改善更为有效。
第2实施形态图14所示为本发明第2实施形态有关的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2，光源控制数据生成单元13、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是光源控制数据生成单元13的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
下面参照图15，说明光源控制数据生成单元13的工作。光源控制数据生成单元13除了第1实施形态的光源控制数据生成单元3的处理以外，再加上缓和光源电平控制对于APL变化的动态跟踪特性用的处理。通过这样，减少灯的驱动功率条件的状态转移频度，进一步改善灯可靠性下降的情况。下面参照图15进行具体说明。
图15所示为输入图像信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图15中，上图表示输入至光源控制数据生成单元13的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元13的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图15所示，在本实施形态中，与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也进行动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
但是，在本实施形态中，判断输入APL的变化是否小于预先设定的判断阈值APmin的电平，在APL的变化小于APmin时，优先于上述通常的控制，不使光源控制电平发生变化。更具体地说，在图15的上图中，时间t1～t2的APL的变化电平小于判断阈值APmin。因而，如图15的下所示，在时间t2不进行光源控制电平的动态变化控制，维持时间t1的光源控制电平。
在本实施形态中，如上所述，对于微小的APL的变化，不使光源控制电平跟踪。这是由于，若对于微小的APL变化一一都使光源控制电平进行跟踪，则与提高对比度的优点相比，损害光源可靠性的缺点更大，因此是不理想的。
如上所述，采用第2实施形态，则除了第1实施形态的效果之外，还由于在APL的变化微小时不改变光源的驱动条件，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少光源驱动条件的动态转移频度。结果能够改善光源稳定点灯性能恶化及寿命特性恶化的问题，提高光源可靠性。
另外，第2实施形态的控制方法也能够适用于光圈及调光元件的控制。下面分别说明将第2实施形态的控制方法用于光圈控制及调光元件控制的情况。
图16所示为将第2实施形态的控制方法用于光圈控制时的输入图像信号1的APL动态变化与光圈控制电平的动态控制的关系。在这种情况下，在APL的变化小于预先设定的判断阈值APmin时，不使光量控制电平变化。这样，能够防止由于光圈驱动机构重复进行过度微小的动作而引起的光圈驱动机构可靠性的下降。
图17所示为将第2实施形态的控制方法用于调光元件控制时的输入图像信号1的APL动态变化与调光元件控制电平的动态控制的关系。在这种情况下，在APL的变化小于预先设定的判断阈值APmin时，不使光量控制电平变化。这样，能够防止由于调光元件反复进行过度微小的调光动作而引起的调光元件可靠性的下降。
第3实施形态图18所示为本发明第3实施形态有关的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2、光源控制数据生成单元14、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是光源控制数据生成单元14的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
下面参照图19，说明光源控制数据生成单元14的工作。光源控制数据生成单元14除了第1实施形态的光源控制数据生成单元3的处理以外，再加上缓和光源电平控制对APL变化的动态跟踪特性用的处理。通过这样，减少灯的驱动功率条件的状态转移频度，进一步改善灯可靠性下降的情况。下面参照图19进行具体说明。
图19所示为输入图像信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图19中，上图表示输入至光源控制数据生成单元14的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元14的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图19所示，在本实施形态中，与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
但是，在本实施形态中，判断光源驱动电平是否转移至L1(min)或L2(max)，在转移至L1(min)或L2(max)时，优先于上述通常的控制，在规定期间保持该光源驱动电平。
具体地说，在图19的上图中，时间t10的APL小于阈值A1，光源控制电平如图19的下图所示，状态转移至L1(min)的电平。一旦光源驱动条件转移至L1(min)，则光源控制数据生成单元14在预先规定的期间T1与APL的变化无关地，以L1(min)的状态保持输出不变。一旦期间T1在时间t12结束，则与第1实施形态相同，进行与APL变化对应的通常处理。
同时，时间t20的APL大于阈值A2，光源控制电平的状态转移至L2(max)的电平。一旦光源驱动条件转移至L2(max)，则光源控制数据生成单元14在预先规定的期间T2与APL的变化无关地，以L2(max)的状态保持输出不变。若期间T2在时间t22结束，则与第1实施形态相同，进行与APL变化对应的通常处理。
在本实施形态中，如上所述，一旦光源驱动电平转移至L1(min)或L2(max)，则在规定期间对APL的变化不使光源控制电平跟踪。这样具有减少光源驱动条件动态转移频度的效果，能够改善光源稳定点灯性能劣化及寿命特性降低的问题，提高光源的可靠性。再有，特别是在光源控制电平转移至L1(min)时保持输出，这具有别的优点。例如，在APL于A1的前后频繁变化这样的情况下，若不像本实施形态那样保持光源控制电平，则由于是比较黑暗的场景，因此容易感觉到光源辉度的变化。这是因为，人的视觉对于黑暗场景的亮度变化比对于明亮场景的亮度变化更敏感，对亮度变化的灵敏度高。因而，防止该APL在A1前后的频繁亮度变化，对于提高显示图像的品位也是有效的。
如上所述，采用第3实施形态，除了第1实施形态的效果之外，还由于光源驱动电平一旦转移至L1(min)或L2(max)，则不使光源驱动条件变化地，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少光源驱动条件的动态转移频度。结果能够改善光源稳定点灯性能劣化及寿命特性降低的问题，提高光源的可靠性。另外，还能够提高图像的显示图像品位。
另外，在本实施形态中，是输入APL转移至A1以下或A2以上时起规定的期间维持光源控制电平不变，但不限于此，例如可以从实际的光源功率达到最小或最大时起的规定期间维持光源控制电平不变，也可以从其他时刻起规定期间维持光源控制不变。下面参照图20，说明该变形例。
在这一变形例中，光源控制数据生成单元与输入APL的变化对应，如图20的下图所示，利用数字处理运算进行控制，使光源控制电平的可变特性具有时间上的延迟。具体来说，在图20的上图中，时间t10的APL小于阈值A1，光源控制电平利用该光源控制数据生成单元的时间上的延迟作用，在时间t11如图20的下图所示，状态转移至L1(min)电平。一旦光源驱动条件转移至L1(min)，则在预先规定期间T1’与APL的变化无关地，以L1(min)的状态保持输出不变。若期间T1’在时间t12结束，则与第1实施相同，进行与APL变化对应的通常数据。
同样，时间t20的APL大于阈值A2，光源控制电平利用该光源控制数据生成单元的时间上的延迟作用，在时间t21状态转移至L2(max)电平。一旦光源驱动条件转移至L2(max)，则在预先规定期间T2’与APL的变化无关地，以L2(max)的状态保持输出不变。若期间T2’在时间t22结束，则与第1实施相同，进行与APL变化对应的通常处理。
另外，第3实施形态的控制方法也能够适用于光圈及调光元件的控制。例如在对图8所示的光圈的动态控制采用本实施形态的控制方法时，从输入APL转移至A1a以下或A2a以上时起的规定的期间，将光量控制电平分别维持在L1a(min)或L2a(max)。通过这样，能够减少光圈驱动条件的动态转移频度，结果能够防止光圈驱动结构可靠性的降低。另外，例如在对图12所示的调光元件动态控制采用本实施形态的控制方法时，从输入APL转移至A1b以下或A2b以上时起的规定期间，将光量控制电平分别维持在L1b(min)或L2b(max)。通过这样，能够减少调光元件驱动条件的动态转移频度，结果能够防止调光元件可靠性的降低。
第4实施形态图21所示为本发明第4实施形态的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是另外具有直方图生成单元15以及光源控制数据生成单元16的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在图21中，图像信号1输入至图像信号处理电路9、直方图生成单元15及APL检测单元2。直方图生成单元15在每个单位场期间，根据输入图像信号1的辉度信号分量，检测将输入图像信号电平分割成任意多个辉度电平区的每个分割区的直方图分布。该检测结果输入至光源控制数据生成单元16。在光源控制数据生成单元16，根据APL检测结果及直方图生成结果，生成光源控制数据。
下面参照图22，说明直方图生成单元15的具体工作情况。在直方图生成单元15中，从0％至100％的信号电平被预先分割为几个辉度电平(在图中为H1～H4区的4个区)，对每个单位场检测输入的图像信号1在每个上述分割区的直方图分布。该直方图生成结果被输入至光源控制数据生成单元16。
在光源控制数据生成单元16中，将分割区中最接近黑色电平的H1区的值与预先规定的阈值HTL进行比较。在比较的结果是H1区的值小于HTL时，光源控制数据生成单元16与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
另外，在H1区的值大于HTL时，与APL无关地，判断为黑暗场景，光源控制数据生成单元16优先于与上述第1实施形态相同的通常控制，将光源驱动控制电平设定为L1(min)，改善显示图像的黑影浮现。在黑暗场景中仅存在一部分存在特别明亮部分那样的情况下，APL由于受到该特别明亮部分的影响而变大，因此不能根据APL判断为黑暗场景。但是，如本实施形态那样，根据直方图分布来判断黑暗场景，这样，即使是在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况，也可以判断为黑暗场景。
另外，在本实施形态中，是设直方图分布的分割区数量为4，但不限于此，也可以是任意分割区数量。另外，各分割辉度电平的分割范围(宽度)设为25％宽度，但不限于此，也可以是任意的分割范围，还可以每个分割区的范围大小不相同。
另外，在本实施形态中，光源控制数据生成单元16是根据H1区的直方图分布值生成光源控制数据的，但不限于此，可以根据作为目的的场景控制，使用其他分割区的辉度电平的直方图分布，或者也可以将多个直方图分布组合使用。
另外，在本实施形态中，光源控制电平也设定为图3的L1(min)，但不限于此，也可以根据控制目的，将光源控制电平设定为L2(max)或L1(min)～L2(max)的范围内。例如，也可以在根据直方图分布判断为明亮场景或不明不暗的场景时，与各APL值无关地，将光源控制电平设定为L2(max)或L1(min)～L2(max)的范围内。
另外，在本实施形态中，是判断H1区的值大于还是小于阈值HTL，并根据该判断结果以2种不同的模式进行光源控制电平的控制，但不限于此，例如也可以除了阈值HTL以外，追加别的阈值，增加条件判断模式，并根据该判断结果，取光源控制电平的条件设定为多种模式。
另外，第4实施形态动态是对动态控制光源的情况进行说明，但也可以将第4实施形态说明的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制。下面简单说明将本实施形态的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制时的图像显示装置的构成。
图23所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光圈的控制的情况下的图像显示装置的结构方框图。在图23中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图23中，对于与图7或图21相同的构成，附加相同的参照符号。光圈控制数据生成单元25与图21所示的光源控制数据生成单元16一样，根据APL检测结果及直方图生成结果生成光圈控制数据。这样，即使在黑暗场景中仅在一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时也能够判断为黑暗场景，能够防止黑影浮现。
图24所示为将第4实施形态的光源控制方法用于调光元件的控制的情况下的图像显示装置的构成方框图。在图24中，图像显示装置具有APL检测单元2，直方图生成单元15，调光元件控制数据生成单元26、调光元件驱动电路23、光源驱动电路5、光源6、调光以及21、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图24中，对于与图10或图21相同的构成，附加相同的参照符号。调光元件控制数据生成单元26与图21所示的光源控制数据生成单元16一样，根据APL检测结果及直方图生成结果生成调光元件控制数据。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
另外，在上面所述中简单说明了将第4实施形态的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制时的各图像显示装置的构成，但也可以同时进行光源的控制及光圈的控制，也可以同时进行光源的控制和调光元件的控制，也可以同时进行光源的控制，光圈的控制及调光元件的控制。下面简单说明这些情况下的图像显示装置的构成。
图25所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及光圈的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图25中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图25中，对于与图21或图23相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
图26所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及调光元件的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图26中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元26、调光元件驱动电路23、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图26中，对于与图21或图24相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
图27所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源、光圈及调光元件的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图27中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、调光元件控制数据生成单元25、调光元件驱动电路23、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图27中，对于与图21、图23或图24相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
如上所述，通过将光源的控制与光圈或调光元件的控制加以组合，能够更有效地根据图像的场景动态地调整辉度，能够进一步改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。
第5实施形态图28所示为本发明第5实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。在图28中，图象显示装置具有显示元件8，光源6，反射镜27，聚光透镜28，投影透镜29，屏幕30，APL检测单元2，中间控制信号生成单元31，信号变化控制单元32，光源驱动单元5，图象信号处理单元9，显示元件驱动单元10及系统控制单元41。另外，在图28中，对于与图1相同的构成，附加相同的参照符号。
显示元件8具有光调制作用，光源6照射显示元件8。反射镜27、聚光透镜28及投影透镜29为照明光学系统，反射镜27将光源6照射的光加以反射，聚光透镜28将光源6照射的光及用反射镜27反射的光加以聚光，投影透镜29将显示元件8上显示的图象放大投影于屏幕30。另外，反射镜27及聚光透镜28为与图1所示的光学系统7相当的结构。图象信号输入至APL检测单元2，检测该输入的图象信号的APL，将检测结果作为APL信号输出。中间控制信号生成单元31根据APL检测单元2输出的APL信号，生成作为控制光源6的发光辉度用的光源控制信号的基础的中间控制信号。信号变化控制单元32控制中间控制信号生成单元31输出的中间控制信号的电平变化，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号后输出。光源驱动单元5以与来自信号变化控制单元32的光源控制信号对应的条件驱动光源6。图象信号处理单元9将输入的图象信号处理成适合显示元件8显示的形式。显示元件驱动单元10根据用图形信号处理单元9处理的图象信号驱动显示元件8。系统控制单元41对上述各控制单元进行控制。
图29(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图29(b)所示为利用根据图29(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
下面参照图28及图29，详细说明本实施形态的图象显示装置的特别是有关光源6的发光辉度控制的工作。另外，关于图象信号处理单元9及显示元件驱动单元10的工作，由于是众所周知的，因此省略其说明。
APL检测单元2对于输入的图象信号的辉度信号分量在每个单位场期间检测APL，并将检测结果作为APL信号输出。中间控制信号生成单元31根据设定的变换函数或变换表，在每个单位场周期将APL检测单元2输出的APL信号的电平加以变换，生成中间控制信号。该中间控制信号是作为最终控制光源发光辉度电平用的光源控制信号的基础的信号。中间控制信号是这样生成的，即使得在APL高时光源6的发光辉度增加，在APL低时光源6的发光辉度降低。这里，变换函数或变换表可以预先装入中间控制信号生成单元31，也可以由系统控制单元41适当设定。中间控制信号由于是由图像信号的APL直接生成的信号，因此是跟踪图象信号的APL的变化在每个单位场周期发生变化的信号。信号变化控制单元32是根据设定的时间常数来控制每个单位场期间发生变化的中间控制信号的变化速度，通过这样将该中间控制信号变为具有缓慢变化速度的信号，作为光源控制信号输出。关于该信号变化控制单元32的详细工作情况将在后面叙述。光源驱动单元5以与光源控制信号对应的驱动条件驱动光源6，通过这样使光源6的发光辉度发生变化。
这里作为参考，考虑不用信号变化控制单元32而将中间控制信号直接输入至光源驱动单元5来控制光源6的情况。在这种情况下，如上所述，中间控制信号由于是照原样直接反映图象信号的APL变化的信号，因此光源发的发光辉度也变成随之在每个单位场期间发生变化。这样，若以照原样直接反映APL变化的形式控制光源6的发光辉度，则发光辉度的变化过快，图象显现出闪烁状态，显示品位变差。另外，光源驱动单元5及光源6由于对于控制状态的变化具有时间常数，因此辉度变化对于APL的变化产生滞后。这样，在例如由明亮场景突然变为漆黑场景等情况下，画面辉度滞后于场景变化而急剧发生变化，形成具有非常不舒适感的图象。另外，对于光源6，由于以照原样直接反映APL变化的形式来控制光源6的发光辉度，频繁改变发光状态，将引起电极的劣化加速，或者光源6的可靠性降低。
因此，为了解决上述问题，考虑使中间控制信号通过低通滤波器，以此减少光源发光状态的变化。但是，用电气零部件构成的低通滤波器的时间常数最多达到0.1秒左右，由于光源6的辉度变化引起的画面辉度变化依然感觉到，没有完全解决显示器品位变差的问题。
因此，在本实施形态中为了解决如上所述的由于感觉到画面辉度变化而引起的显示品位恶化的问题，设置信号变化控制单元32。利用该信号变化控制单元32来控制中间控制信号的变化速度，通过这样降低光源6的发光辉度的变化速度，使其达到感觉不到的程度。因此，能够防止显示品位的恶化，同时进行高对比度感的显示。另外，作为使光源的发光辉度的变化速度降低得到的结果，能够减少光源6的发光状态的变化次数，防止光源6的可靠性降低。另外，为了防止由于感觉到光源6的发光辉度变化而引起的显示品位恶化，通过实验求得，如图29(b)所示，假设使光源6的发光辉度从最低发光辉度L1至最高发光辉度L2线性变化的情况下以及从最高发光辉度至最低发光辉度线性变化的情况下，所需要的时间T0至少为0.3秒，最好为这以上的变化速度，慢慢地使光源6的辉度变化即可。另外，这里只不过是利用假设使光源辉度从最高发光辉度至最低发光辉度线性变化时所需要的时间，及假设从最低发光辉度至最高发光辉度线性变化时所需要的时间间接表现所希望的变化速度的程度。不用说，在实际控制光源辉度上重要的当然是变化速度。
下面详细说明承担上述那样的光源辉度变化速度的控制的信号变化控制单元32。图30所示为信号变化控制单元32的构成方框图。信号变化控制单元32包含比较器301，加法器302，减法器303，选择器304，差分计算器305，比较器306及选择器307。下面说明其工作情况。
中间控制信号生成单元31生成的中间控制信号输入至信号变化控制单元32。在信号变化控制单元32中，根据该中间控制信号生成光源控制信号，由选择器307输出。由选择器307输出的光源控制信号反馈至比较器301，加法器302及减法器303。信号变化控制单元32将1个单位场期间前的光源控制信号在加法器302或减法器303中与来自系统控制单元41的变化量设定信号相加或相减，通过这样对每个单位场期间依次更新光源控制信号后输出。该变化量设定信号如前所述，用图29设定变化量，设定为达到不感觉到光源6的发光辉度变化速度的程度那样的变化量。输入的中间控制信号在比较器301中，与1个单位场期间前的光源控制信号进行比较，用选择器304根据该比较结果，选择加法器302的输出或减法器303的输出中的某一个将其输出。例如当前单位场期间的中间控制信号电平大于1个单位场期间前的光源控制信号电平时，加法器302的输出即1个单位场期间前的光源控制信号加上规定的变化量从选择器304输出。这里，通过任意设定来自系统控制单元41的变化量设定信号，能够自由控制光源控制信号的变化速度。另外，光源控制信号的更新间隔也可以不是每个单位场期间，而是每隔几个单位场期间，通过这样能够更减慢光源控制信号的变化速度。这是因为，光源控制信号的变化速度与由变化量设定信号设定的变化量除以光源控制信号的更新间隔的商成正比。
差分计算器305取得选择器304的输出与中间控制信号的差分。来自该差分计算器305的差分输出在比较器306中与由系统控制单元41输入的误差量设定信号进行比较。结果，在差分计算器305的差分输出小于误差量设定信号时，在选择器307中选择输入的中间控制信号，通过这样将中间控制信号照原样直接作为光源控制信号输出。另外，在差分计算器305的差分输出大于误差量设定信号时，在选择器307中选择来自选择器304的输出，通过这样将该输出作为光源控制信号输出。另外，根据误差量来选择中间控制信号及选择器304的输出加以输出，这虽然不一定是必须的，但若这样根据误差量设定信号选择输出，则利用变化量设定信号的设定值，尽管中间控制信号的电平为一定，但选择器304的输出不稳定而处于振荡状态这样的问题能够防止，因此是比较理想的。另外，为了确实防止振荡状态，误差量最好设定为变化量的一半大小。
如上所述，采用第5实施形态，与APL的高低联动控制光源6的发光辉度，进行控制使得在例如电影软件那样的APL低的黑暗场景中降低光源6的发光辉度，所以能够改差画面黑影浮现等显示图象品位恶化的问题，能够提供更高品位的图象。而且，特别是利用信号变化控制单元32，将光源6的发光辉度变化速度降低到收视者不感到光源辉度变化的程度，通过这样具有能够显示没有不舒适感的图象，而且还能够防止光源6的寿命特性降低等很大的效果。
第6实施形态图31所示为本发明第6实施形态有关的图象显示装置的构成。另外，由于图31所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅仅是信号变化控制单元33及系统控制单元42，因此对于其他构成的说明则省略。另外，在图31中，对于与图28相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，信号变化控制单元33与第5实施形态一样，控制在中间控制信号生成单元31中生成的中间控制信号的变化速度，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号。但是控制变化速度，以使得与增加光源6的发光辉度时的发光辉度变化速度相比，减少发光辉度时的变化速度更快。下面详细说明信号变化控制单元33的工作情况。
图32(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图32(b)所示为利用根据图32(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
信号变化控制单元33以设定的时间常数控制每个单位场期间发生变化的中间控制信号的变化速度，变换为具有缓慢变化速度的光源控制信号。这时进行控制，使其检测中间控制信号是向使得光源6的发光辉度增加的方向变化，还是反之向使得发光辉度减少的方向变化，在控制使其向降低光源6的发光辉度的方向变化时，与向增加发光辉度的方向控制时相比，加快光源控制信号的变化速度，使光源6的发光辉度的变化加快速度。即如图32(a)及图32(b)所示，若假设使光源6的发光辉度从最低发光辉度电平L1变为最高发光辉度电平L2时的时间为时间T1，则进行控制，使得光源6的发光辉度从最大发光辉度电平L2变为最低发光辉度电平L1时的时间为小于时间T1的时间T2。另外，在该情况下，当然重要的也是变化速度。
图33所示为信号变化控制单元33的结构。这里，信号变化控制单元33与图30所示的第5实施形态的信号变化控制单元32的不同点仅仅是从系统控制单元42对加法器302及减法器303分别输入变化量设定信号这一点，对于其他相同构成的说明则省略。
在信号变化控制单元33中，对加法器302在辉度增加时输入变化量设定信号，对减法器303在辉度减少时输入的变化量设定信号。通过这样构成信号变化控制单元32，能够分别设定将光源6的发光辉度增加时及减少时的变化速度。而且，通过将辉度减少时的变化量设定信号始终设定为大于辉度增加时的变化量设定信号的阈值，这样能够更加快向光源6的辉度降低的方向变化时的发光辉度的变化速度。
然而，如前所述，若光源辉度的变化速度加速，则感觉到光源辉度的变化，显示图象的品位恶化。根据这一观点，则最好光源辉度的变化速度最好是慢些。但是，特别是电影软件等，存在很多较黑暗的场景，特别是由于在黑暗场景产生黑影浮现而引起的显示图象品位下降是应该避免的问题。因此，在由黑暗场景变为明亮场景时，为了尽量抑制对光源辉度的变化的感觉，要使光源辉度比较慢地变化，另一方面，在由明亮场景变为黑暗场景时，为了尽量抑制黑影浮现的产生，要使光源辉度比较快地变化，通过这样进行控制，能够在整体上提高显示图象的品位。
另外，由于根据图象的变化迅速降低光源6的发光辉度，因而利用图象辉度降低与光源发光辉度降低而产生的相乘的作用的效果，能够使收视者感到图象辉度更进一步变暗，在将黑暗场景作为重要场景的电影软件中，能够显示更具效果的图象。
如上所述，采用第6实施形态，通过控制使光源6的发光辉度向降低方向变化时的变化速度比控制使光源6的发光辉度向增加方向变化时的变化速度快，能够抑制图象场景从黑暗场景变为明亮场景时由于光源6的辉度变化而引起的不自然感，特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源6的发光辉度，能够改善由于光源6的发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，在整体上改善显示图象的品位。
第7实施形态图34所示为本发明第7实施形态的图象显示装置的构成方框图。另外，由于图34所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅仅是信号变化控制单元34，光源发光辉度状态检测单元35及系统控制单元43，因此对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，信号变化控制单元34与第5实施形态相同，是控制在中间控制信号生成单元31生成的中间控制信号的变化速度，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号。光源发光辉度状态检测单元35一直监视利用信号变化控制单元34输出的光源控制信号，根据光源6的发光状态的经过情况进行控制，将使得光源6的发光辉度跟踪APL的控制是暂时中断，还是重新开始。该控制是通过例如从光源发光辉度状态检测单元35对信号变化控制单元34输出跟踪控制信号来进行的，信号变化控制单元34根据跟踪控制信号，将光源控制信号电平固定，通过这样使得光源辉度对APL的跟踪暂时中断。
下面参照图35(a)及图35(b)，详细说明根据光源发光辉度状态检测单元35的控制引起的光源6的发光状态的变化。图35(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图35(b)所示为利用根据图35(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。在本实施形态中，光源发光辉度状态检测单元35对于发光辉度即不为最低发光辉度电平L1，也不为最高发光辉度电平L2，而在它们的中间区域持续转移的状态中的经过时间进行计数。而且，在计数了由系统控制单元43预先设定的一定时间Ta时，光源发光辉度状态检测单元35对信号变化控制单元34送出跟踪控制信号，使得光源6的发光辉度跟踪APL变化仅中断一定时间Tb，并维持该中断时刻的发光辉度。然后，经过中断期间Tb，进入等待状态，等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度(图35(b)的细线部分)与现在维持的光源6的发光辉度(图35(b)的粗线部分)处于规定的电平差以内之后，利用跟踪控制信号对信号变化控制单元34重新开始使光源6的发光辉度跟踪APL的控制，另外，上面是将重新开始光源控制的时刻作为等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度与现在维持的光源6的发光辉度处于规定的电平差以内之后，但不一定限于此，例如也可以在经过跟踪中断期间Tb之后立刻重新开始光源控制。但是，在等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度与现在维持的光源6的发光辉度处于规定的电平差以内之后重新开始跟踪的方法，由于没有因中断的光源控制立刻重新开始而引起的图象显示的不舒适感，因此是比较理想的。
图36所示为本实施形态的光源发光辉度状态检测单元35的构成。信号变化控制单元34输出的光源控制信号输入至比较器501及比较器502。比较器501将光源控制信号与最高辉度(L2)设定进行比较，同样比较器502将光源控制信号与最低辉度(L1)设定信号进行比较。另外，最高辉度(L2)设定信号及最低辉度(L1)设定信号都由系统控制单元43供给。比较的结果为现在的发光辉度处于大于最低辉度L1而且小于最高辉度L2的中间状态时，由AND电路503向定时器电路505输出控制信号。第1定时器电路505开始时间计数。在发光辉度处于中间状态的期间，第1定时器电路持续计数。然后，若经过由系统控制单元43设定的设定时间Ta，则第1定时器电路505对信号变化控制单元34输出跟踪控制信号，中断跟踪APL的光源6的辉度控制，同时使第2定时器电路506开始计数。
若经过由系统控制单元43设定的设定时间Tb，则第2定时器电路506向OR电路504送出控制电路，将第1定时器电路505清零。若第1定时器电路被清零，则由第1定时器电路输出的跟踪控制信号被清零，允许重新开始信号变化控制单元34中的光源6的辉度控制。信号变化控制单元34若检测到跟踪控制信号被清零，则比较现在维持的光源6的发光辉度与中间控制信号生成单元31输出的中间控制信号，在两者之差处于一定范围内时工作，使得重新开始光源6的辉度控制。另外，在第1定时器电路505在计数过程中，发光辉度达到最高辉度(L2)或最低辉度(L1)时，利用比较器501，502及OR电路504，将第1定时器电路505清零。
如上所述，采用第7实验形态，在图象显示装置的光源辉度控制中，在光源以中间状态持续一定时间(Ta)的辉度变化时，进行控制使得中断一定时间(Tb)对APL的跟踪，通过这样能够防止由于长时间使光源辉度持续变化而引起的光源寿命的降低。
另外，通过根据APL使光源辉度跟踪来提高显示质量，以及通过中断光源的辉度控制来改善光源寿命，一般存在要折衷兼顾的关系。因此，例如单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制，这样做只不过与提高显示质量相比，单纯优先考虑改善光源寿命。但是，在本实施形态中，由于只要光源在规定时间以上以中间状态持续辉度变化时，就暂时中断光源控制，因此能够得到超过单纯折衷关系的优点。下面说明这种情况。
作为与本实施形态比较用的假设例子，下面说明单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制的情况。图37(a)所示为该假设例子中由APL检测单元输出的APL信号随时间变化的一个例子。图37(b)所示为利用根据图37(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源的发光辉度随时间的变化。在该假设例子中，如图37(a)所示，在APL信号电平为Y以下时，以最低发光辉度L1驱动光源，而为X以上时，以最高发光辉度L2驱动。在该假设例子中，由于单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制，因此如图37(b)的粗线部分是不中断光源控制时的光源的辉度变化。若来看粗线部分，则在比图中所示的“中断期间”前的期间中，光源辉度在短暂期间达到一定的电平L2。因而，在该情况下，在中断期间即使不中断光源的辉度控制，也应该对光源寿命丝毫没有产生任何深刻的影响。但是，若根据该假设例子，光源控制白白的被中断，在该期间不能防止黑影浮现等，即不能改善显示质量。
而采用本实施形态，不进行这样的光源控制的白白的中断，仅在规定期间以上光源辉度以中间状态变化时，才中断光源的辉度控制。因而，能够得到力图提高显示质量并且以所需要的最低限度进行光源辉度的控制中断的，超过单纯的折衷关系的效果。
第8实施形态图38所示为本发明第8实施形态的图象显示装置的构成。另外，由于图38所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅是中间控制信号生成单元36，信号变化控制单元37及系统控制单元44，因此对于其他构成的说明加以省略。另外，在图38中，对于与图28相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，系统控制单元44控制上述各控制单元，特别是向中间控制信号生成单元36送出发光辉度控制静噪信号，向信号变化控制单元37送出初始值设定信号。
中间控制信号生成单元36与前述的实施形态相同，根据设定的变换函数或变换表将输入的APL信号在每个单位场期间变换为作为控制光源6的发光辉度电平用的光源控制信号的基础的中间控制信号。中间控制信号这样控制，使得APL高时，增加光源6的发光辉度，APL低时，降低光源6的发光辉度。
用中间控制信号生成单元36产生的中间控制信号，由于是由图象信号的APL的变化在每个单位场期间变化的信号。这里，在中间控制信号生成单元36预先设定变化阈值电平APLmin，在单位场期间的APL变化小于变化阈值电平APLmin时，控制中间控制信号使其不变化。利用该处理，由于在图象信号的APL变化很微小时，进行控制使得光源6的发光辉度不进行变化，因此能够减少光源驱动条件的频繁变化，减轻因光源驱动条件的变化而引起的光源劣化。
另外，在中间控制信号生成单元36中，在输入图象信号切换时等图象信号处于不稳定的状态下，为了防止跟踪该不稳定的图象信号进行光源辉度控制，由系统控制单元44输入发光辉度控制静噪信号。在该发光辉度控制静噪信号为on时，也控制中间控制信号使其不变化。
信号变化控制单元37利用设定的时间常数，将每个单位场周期变化的中间控制信号变换为具有缓慢变换速度的光源控制信号。下面参照图39(a)～图39(c)，详细说明利用信号变化控制单元的控制引起的光源6的发光状态的变化。
图39(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图39(b)所示为输入图象信号切换时的发光辉度控制静噪信号随时间变化的一个例子，图39(c)为利用根据图39(a)及图39(b)所示的APL信号及发光辉度控制静噪信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
现在考虑在从时刻t1至t2将输入图象信号从图象信号A切换为图象信号B的情况。而且，根据图象信号切换前后的各图象信号得到的APL信号设为图39(a)所示的信号。这时，供给中间控制信号生成单元36的发光辉度控制静噪信号如图39(b)所示，利用系统控制单元44进行控制，使得从图象信号A切换时的时刻t1起，到切换为图象信号B后各控制单元的动作稳定的时刻t3为止，在这之间处于on状态。在中间控制信号生成单元36中，由于在发光辉度控制静噪信号为on状态期间，控制中间控制信号使其不变化，因此结果光源控制信号也不变化，如图39(c)所示，在时刻t1至时刻t3之间，光源发光辉度也不变化。
下面考虑在时刻t3发光辉度控制静噪信号为off状态，重新开始中间控制信号生成单元36的控制的状态。例如，设图象信号A为如图39(a)所示的图象信号，在时刻t1以前的状态是APL为较低的状态，切换后的图象信号B是以时刻t2以后的状态即APL为持续较高状态。在该情况下，如图39(c)所示，在图象信号A即将切换前，光源6的发光辉度为低状态，在发光辉度控制静噪信号为on状态的期间，维持发光辉度为低的状态。然后，在时刻t3发光辉度控制静噪信号为off状态，利用中间控制信号生成单元36的控制重新开始时，若在信号变化控制单元37中照原样继续控制，则尽管图象信号B的APL为高的状态保持一定，信号变化控制单元37开始从紧靠时刻t3前的状态即光源辉度控制电率为低的状态起进行跟踪(图39(c)的虚线的状态)。因此，实际图像的APL状态与光源的发光辉度状态产生不一致，显示的图像具有不舒适感。
因此，在本实施形态中，为了解决上述问题，另外引入由系统控制单元44产生的初始值设定信号，在使发光辉度控制静噪信号为off时，同时将初始值设定信号送入信号变化控制单元37，将控制状态复位。通过这样，由于不管过去的控制经历如何，能够从进行复位时刻起重新开始控制，因此能够显示不产生印图像信号切换时的光源发光辉度控制与显示图像不一致而引起的不舒适感的图像。
下面详细说明信号变化控制单元37。图40所示为信号变化控制单元37的构成。另外，由于图40所示的信号变化控制单元37与图30所示的信号变化控制单元32的不同点仅仅是另外包含选择器701这一点，因此对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
选择器701利用来自系统控制单元44的初始值控制信号进行控制。选择器701根据该初始值控制信号，将应该反馈给加法器302、减法器303级比较器301的信号进行切换。若更具体的进行说明，则通常将选择器307的输出供给上述各部分，而在图39(c)所示时刻t3的时刻即图像信号的切换结束、信号稳定的时刻，接受来自系统控制单元44的初始值控制信号，这是将来自中间控制信号生成单元36的中间控制信号供给上述各部分。在信号切换后，通过将中间控制信号照原样进行反馈，将光源控制信号的过去控制状态复位，能够将光源控制状态复位，能够将光源控制信号立刻调整为与现在图像信号的APL对应的电平。
如上所述，根据第8实施形态，通过采用与APL的高级联动控制光源的发光辉度同样的构成，由于在电影软件那样的APL较低的黑暗场景中向光源的发光辉度降低的方向进行控制，因此能够改善画面的黑影浮现这样的黑暗场景中显示图像品位的问题，能够提供更高品位的图像。而且特别是通过利用初始值控制信号将光源控制信号复位，能够在输入图像信号切换时等情况下，在不想继续在这之前的控制状态时，能够以新的条件开始光源辉度的控制。因此，能够避免光源辉度的控制状态与显示图像状态不一致的问题，能够显示与显示图像状态对应的没有不舒适感的图像。
产业上利用的可能性如上所述，本发明有关的图像显示装置及图像显示方法，是在由具有透射型线反射型的光调制作用的显示元件及对显示元件照射光的光源构成的图像显示装置中，改善因对比度感不足及黑影浮现的产生而引起的显示图像品位的降低，同时提高装置的可靠性。
权利要求
1.一种图像显示装置，是通过在透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平，生成对照射所述显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成手段、以及根据所述光量控制数据对照射所述显示元件的光量进行控制的光量控制手段，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射所述显示元件的光量为规定的最小电平或其相近的电平。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制所述光源用的光源控制数据的光源控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述光源控制数据驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制数据生成手段生成这样的光源控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动所述光源的最小电平或其相近电平驱动所述光源。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，在所述光源与所述显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的光圈，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制所述光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述光圈控制数据驱动所述光圈的光圈驱动手段，所述光圈控制数据生成手段生成这样的光圈控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述光圈使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近的电平。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，在所述光源与所述显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的调光元件，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平，生成控制所述调光元件用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述调光元件控制数据驱动所述调光元件的调光元件驱动手段，所述调光元件控制数据生成手段生成这样的调光元件控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述调光元件使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为所述第1规定值时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从所述第1规定值变为最高电平时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平小于所述第1规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平大于所述第2规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有通过对所述光量控制数据生成手段生成的所述光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的手段。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段根据多个单位场时间中的所述平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
10.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有通过对所述APL检测手段检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的手段。
11.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射所述显示元件的光量跟踪该变化，使其维持片刻之前的电平。
12.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平向小于所述第1规定值的数值变化时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
13.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平向大于所述第2规定值的数值变化时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
14.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有将所述输入图像信号的辉度电平分割为几个辉度电平区、并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成手段，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成手段中检测的每个所述分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的分布状态相应的规定电平。
15.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成手段中检测的所述多个辉度电平区内至少1个辉度电平区的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的电平。
16.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在根据所述直方图生成手段中检测出的直方图分布判断所述输入图像信号的图像场景为黑暗场景时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
17.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测步骤、根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成对所述照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成步骤、以及根据所述光量控制数据对照射所述显示元件的光量进行控制的光量控制步骤，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射所述显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
18.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成控制所述光源用的光源控制数据的光源控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述光源控制数据驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源控制数据生成步骤生成这样的光源控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动的最小电平或其相近电平来驱动所述光源。
19.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成控制所述光源与所述显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述光圈控制数据驱动所述光圈的光圈驱动步骤，所述光圈控制数据生成步骤生成这样的光圈控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述光圈使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
20.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成控制所述光源与所述显示元件之间存在的、调节照射该显示元件的光量的调节元件用的调节元件控制数据的调节元件控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述调光元件控制数据驱动所述调光元件的调光元件驱动步骤，所述调光元件控制数据生成步骤生成这样的调光元件控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述调光元件使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
21.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为所述第1规定值时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从所述第1规定值变为最高电平时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
22.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平小于所述第1规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
23.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平大于所述第2规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在规定的最大电平。
24.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有通过对所述光量控制数据生成步骤生成的所述光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的步骤。
25.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤根据多个单位场时间中的所述平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
26.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有通过对所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的步骤。
27.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射所述显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻之前的电平。
28.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平向小于所述第1规定值的数值变化时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
29.如权利要求23所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平向大于所述第2规定值的数值变化时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
30.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有将所述输入图像信号的辉度电平分割为几个辉度电平区，并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成步骤，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成步骤中检测出的每个所述分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的分布状态相应的规定电平。
31.如权利要求30所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成步骤中检测出的所述多个辉度电平区内的至少1个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的电平。
32.如权利要求30所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在根据所述直方图生成步骤中检测出的直方图分布判断所述输入图像信号的图像场景为黑暗场景时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的最小电平。
33.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，生成根据该平均辉度电平对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，以使得所述光源控制信号的每单位时间的电平变化量与所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平无关地处于规定量以下。
34.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述规定量是几乎不感觉到所述光源的辉度变化这样程度的变化量。
35.如权利要求34所述的图像显示装置，其特征在于，所述规定量是为了使所述光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要0.3秒的变化量。
36.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，依次在该光源控制信号生成手段中对刚才输出的所述光源控制信号电平加上或减去所述规定量，以此生成所述光源控制信号。
37.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段包含生成对应于所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平变化而变化的中间控制信号的中间控制信号生成手段、以及控制所述中间控制信号生成手段生成的所述中间控制信号的电平的变化，生成所述光源控制信号的信号变化控制手段。
38.如权利要求37所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号变化控制手段在该信号变化控制手段中刚刚输出的所述光源控制信号与所述中间控制信号生成手段生成的所述中间控制信号之电平差大于规定误差量时，对该刚刚输出的所述光源控制信号电平加上或减去所述规定量后作为所述光源控制信号输出，另一方面，在所述电平差小于所述规定的误差量时，将所述中间控制信号原封不动作为所述光源控制信号输出。
39.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段在所述输入图像信号发生切换时，与发生该切换前片刻生成的所述光源控制信号的状态无关地、生成与所述APL检测手段检测出的当前的所述平均辉度电平对应的所述光源控制信号。
40.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平生成对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手动，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得降低所述光源的发光辉度时的所述光源控制信号每单位时间的电平变化量大于增加所述光源发光辉度时的变化量。
41.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，生成根据该平均辉度电平对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即所述光源发光辉度以最大电平以下而且是最小电平以上的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，就生成所述光源控制信号，至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
42.如权利要求41所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段在中断所述光源的动态控制后经过所述第2规定时间之后，在所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内的时刻，重新开始进行所述光源的动态控制。
43.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态地驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得所述光源控制信号的每单位时间的电平变化量与所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平的变化无关地处于规定量以下。
44.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自电源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平动态地驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得降低所述光源发光辉度时的所述光源发光辉度每单位时间的电平变化量大于增加所述光源发光辉度时的变化量。
45.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平动态驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得所述光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
全文摘要
用APL检测单元(2)检测输入图像信号(1)的每个单位场期间的APL，光源控制数据生成单元(3)根据APL检测结果，在APL为0％～规定值A1时，生成能够稳定驱动光源(6)的最小电平的光源控制信号，在APL为规定值A2～100％时，生成能够稳定地驱动光源(6)的最大电平的光源控制信号，在APL为规定值A1～规定值A2时，生成与APL对应动态变化的光源控制信号，根据该光源控制信号驱动光源(6)，以此能够改善对比度感不足及黑影浮现的产生现象，同时提高光源(6)的可靠性。
文档编号G09G5/10GK1462425SQ02801381
公开日2003年12月17日 申请日期2002年4月19日 优先权日2001年4月25日
发明者川島正裕, 野田均, 行天敬明 申请人:松下电器产业株式会社
技术领域：
本发明涉及图象显示装置及图象显示方法，特别是涉及对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件由光源照射光线以显示图象的图象显示装置及图象显示方法。
背景技术：
近年来，随着磁带录像机及视盘播放机等图象设备及图象软件的充实，对于能够欣赏具有震撼力的图象的图象显示装置的希望越来越强烈。
以往，作为利用透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件对光源射出的光进行空间调制以显示图象的图象显示装置，有所谓直视型液晶显示装置及投影型显示装置。直视型液晶显示装置，采用液晶面板作为显示元件，直接用眼睛看液晶面板上显示的图象。而另一种投影显示装置，是用强光源将液晶面板或其他显示元件上显示的图象投影到屏幕上来观看图象。
若将采用具有这样的光调制作用的显示元件的图象显示装置与采用CRT等自发光型显示元件的图象显示装置进行比较，则直视型液晶显示装置存在例如明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题。因此，正尝试解决这些问题。
在直视型液晶显示装置中，为了改善显示图象的质量，作为一般采用的方法，是对输入的图象信号进行对比度调整(信号放大增益的调整)或黑色电平调整等这样的电信号调整方法。另外，也有的装置除了这些电气调整外，再使光源的辉度电平分为几级，能够可变。但是，该光源辉度电平的调整是使用着通过手动进行，然后光源辉度处于固定状态。
另外，在投影型显示装置中，同样具有光源辉度调整功能的显示装置也已经实用化，但这种情况与直视型显示装置不同，它的主要目的与其说是改善显示图象质量，还不如说是为了降低装置的功耗，对于屏幕大小及环境照明条件设定便于观看的图象亮度用的亮度调整、以及延长光源的寿命。而且，该光源辉度电平的调整与直视型液晶显示装置相同，是使用者通过手动进行，然后光源辉度处于固定状态。
如前所述，已有的直视型液晶显示装置及投影型显示装置，它们与CRT等自发光型显示装置相比，明亮场景的亮度感不足，黑暗场景的黑影浮现，这样的显示图象质量都很有必要改善。但是，如上所述已有的直视型液晶显示装置及投影型显示装置采用的光源辉度控制方法是静态的固定控制，不能够对应于输入的图像信号的动态变化。因此存在不能够改善输入图像信号的各场景中的显示图象质量这样的问题。
因此，作为提高显示图象质量的一种方法，提出了根据图象场景使光源发光辉度动态变化的方法。例如在日本专利特开平5-127608号公报及特开平6-160811号公报等揭示了这种方法。
在特开平5-127608号公报中提出的方法是，根据输入图象信号的最大值、最小值及其平均值，检测输入图象信号的特征，在最大值与最小值的电平差较大时，降低对比度控制，减小信号放大增益，而在最大值与最小值的电平差较小时，反之增加对比度控制，增大信号放大增益，同时在最大值与最小值的平均值比预先设定的规定值高时，降低光源的辉度，使显示装置的辉度接近一定值。
另外，在特开平6-160811号公报中提出的方法是，检测输入图象信号的最大值，在最大值较高时，增加光源的辉度，在最大值较低时，降低光源的辉度，又使最大值较低时的辉度信号振幅小于最大值较高时的辉度信号振幅，通过这样提高最大值较高时与较低时的相对的对比度比值。
在特开平5-127608号公报中提出的技术，如上所述，是根据输入场景动态控制光源辉度的技术，但是存在的问题是，以使显示辉度保持一定为目的，对于电影软件那样的黑暗场景不能够改善黑影浮现的情况。另外，由于根据输入图象信号的最大值与最小值的平均值进行光源辉度控制，因此存在对于局部性的最大值高或最小值低的输入场景，不能够捕捉到输入场景的特征，对光源辉度进行不适当的调整的问题。还有，由于是不连续地进行光源辉度的调整，因此存在着在光源辉度变化时刻，画面辉度有很大变化，使收视者产生不舒适感的问题。
另外，在特开平6-160811号公报中提出的技术，如上所述，也是根据输入图象信号动态控制光源辉度的技术，但是由于是根据输入图象信号的最大值控制光源辉度，因此存在的问题是，尽管平均辉度电平(下面称为APL)较低，但局部最大值较高这样的输入场景的情况下，光源辉度增高，反而在图象的黑暗部分产生黑影浮现。还有，投影型显示装置用的氙灯或高压汞灯这样的放电式光源由于驱动条件反复急剧变化，将产生这样的问题，即引起点灯起动性能不稳定及正常点灯时的闪烁等正常点灯性能恶化及寿命特性恶化，灯的可靠性降低。
因此，本发明的目的在于，在由透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件及对该显示元件照射光线的光源构成的图象显示装置中，改善显示图象品质的问题(对比度感的不足及黑影浮现(floating blackness))。另外，本发明的另一目的在于，在动态控制照射显示元件的光量时，改善调整光量用的光源、光圈或调光元件的可靠性。
本发明的又一目的在于，提供一种图象显示装置及方法，它根据输入图象信号改变光源的辉度，以此实现有对比度感的图象显示，另一方面，能够防止因光源辉度急剧变化而引起的显示的不舒适感，又能够提高光源的寿命。
发明内容
本发明为了达到上述目的，具有如下所述的特征。
本发明的第一种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件由光源照射光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成对照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成手段、以及根据光量控制数据对照射显示元件的光量进行控制的光量控制手段，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近的电平。
采用上述本发明的第一种，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个该范围中进行控制，使照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，其结果是，能够更进一步提高对比度感。
本发明的第二种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制光源用的光源控制数据的光源数据生成手段，光量控制手段包含根据光源控制数据驱动光源的光源驱动手段，光源控制数据生成手段生成这样的光源控制数据，既在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动光源的最小电平或其相近电平来驱动光源。
采用上述本发明的第二种，通过动态驱动光源，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的现象，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景即输入图象信号APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个范围中以能够稳定驱动光源的最小电平或与其相近的电平进行驱动，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑暗浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第三种是，在本发明的第一种中，其特征在于，在光源与显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的光圈，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成手段，光量控制手段包含根据光圈控制数据驱动光圈的光圈驱动手段，光圈控制数据生成手段生成这样的光圈控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动光圈使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平的光圈控制数据。
采用上述本发明的第三种，通过动态驱动光圈，能够根据图象场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑暗浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于驱动光圈，使得照射显示元件的光量为规定最小电平或其相近电平。因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第四种是，在本发明的第一种中，其特征在于，在光源与显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的调光元件，光量控制数据生成手段包含根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制调光元件用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成手段，光量控制手段包含根据调光元件控制数据驱动调光元件的调光元件驱动手段，调光控制数据生成手段这样的调光元件控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
采用上述本发明的第四种，通过动态驱动调光元件，能够根椐图象场景动态地调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑暗浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第五种是，在本发明的第一种中，其特征在于，APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为第1规定值时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从第1规定值变为最高电平时照射显示元件的光量的变化量比该平均辉度电平变化量的比。
采用上述本发明的第五种，与对APL检测结果按1次函数关系控制照射显示元件的光量的情况相比，能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
本发明的第六种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平小于第1规定值时，将照射显示元件的光量固定在规定得最小电平。
采用上述本发明的第六种，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于以规定的最小电平驱动照射显示元件的光量，因此能够更进一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度感。另外，由于黑暗场景中光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件不发生变化，因此能够改善控制对象可靠性降低的问题。
本发明的第七种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平大于第2规定值时，将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
采用上述本发明的第七种，在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于以规定的最大电平驱动照射显示元件的光量，因此能够更进一步改善明亮场景中的明亮感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。另外，由于明亮场景中光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件不发生变化，因此能够改善控制对象可靠性降低的问题。
本发明的第八种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有通过对光量控制数据生成手段生成的光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的手段。
采用上述本发明的第八种，由于使其具有时间常数，能够改变光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动功率，因此能够防止因驱动功率的急剧变化而引起的控制对象可靠性的降低。
本发明的第九种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段根据多个单位场时间中的平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
采用上述本发明的第九种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的变化，能够更进一步减轻控制对象可靠性降低的程度。
本发明的第十种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有通过对APL检测手段检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的手段。
采用上述本发明的第十种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的变化，能够更减轻控制对象可靠性降低的程度。
本发明的第十一种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻前的电平。
采用上述本发明的第十一种，在APL有微小变化时，由于不改变光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少控制对象驱动条件动态变化的频度，结果能够提高控制对象的可靠性。
本发明的第十二种是，在本发明的第一种中，其特征在于，光量控制数据生成手段这样生成光量控制数据，即APL检测手段检测出的平均辉度电平向小于第1规定值的数值变化时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
采用上述本发明的第十二种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的动态变化的频度，提高控制对象的可靠性，同时能够抑制明亮场景的亮度变化的频度，提高显示图象的质量。
本发明的第十三种是，在本发明的第七种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即APL检测手段检测出的平均辉度电平向大于第2规定值的数值变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
采用上述本发明的第十三种，能够减少光量控制手段的控制对象(例如光源、光圈或调光元件)的驱动条件的动态变化的频度，提高控制对象的可靠性。
本发明的第十四种是，在本发明的第一种中，其特征在于，还具有将输入图象信号的辉度电平分割为几个辉度电平区，并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成手段，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在直方图生成手段中检测出的每个分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在与规定的分布状态相应的规定电平。
采用上述本发明的第十四种，根据直方图分布来控制照射显示元件的光量，通过这样能够仅根据APL检测结果更正确地抽取不能单值判断的图象场景的特征，并根据图象场景的特征更适当地控制照射程显示元件的光量，提高显示图象的品位。
本发明的第十五种是，在本发明的第十四种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在直方图生成手段中检测出的多个辉度电平区内至少一个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的电平。
采用上述本发明的第十五种，通过将图象信号的某辉度电平的直方图分布与规定阈值进行大小比较，能够容易地抽取图象场景的特征。
本发明的第十六种是，在本发明的第十四种中，其特征在于，光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在根据直方图生成手段中检测出的直方图分布判断输入的图象信号的图象场景为黑暗场景时，与APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
采用上述本发明的第十六种，在黑暗场景中仅存在一部分存在特别明亮部分的那样的情况下，即使根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，能够控制照射显示元件的光量，以防止黑影浮现。
本发明的第十七种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测步骤、根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成步骤、以及根据光量控制数据对照射显示元件的光量进行控制的光量控制步骤，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
采用上述本发明的第十七种，能够根据图象的场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL处于小于规定阈值的范围时，由于在整个该范围中进行控制，使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平，因此能够更一步改善黑暗场景中的黑影浮现的问题，结果能够更进一步提高对比度过感。
本发明的第十八种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成控制光源用的光源控制数据的光源控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据光源控制数据驱动光源的光源驱动步骤，光源控制数据生成步骤生成这样的光源控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动的最小电平或其相近电平来驱动光源。
本发明的第十九是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对在光源与显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的光圈进行控制用的光圈控制数据的光圈控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据光圈控制数据驱动光圈的光圈驱动步骤，光圈控制数据生成步骤生成这样的光圈控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，驱动光圈使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
本发明的第二十种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤包含根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成对光源与显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的调光元件进行控制用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成步骤，光量控制步骤包含根据调光元件控制数据驱动调光元件的调光元件驱动步骤，调光元件控制数据生成步骤生成这样的调光元件控制数据，即在APL检测步骤检测的平均辉度电平处于第一规定以下的范围时，驱动调光元件使得照射显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
本发明的第二十一种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为第1规定值时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从第1规定值变为最高电平时照射显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
本发明的第二十二种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平小于第1规定值时，将照射显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
本发明的第二十三种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平大于第2规定值时，将照射显示件的光量固定在规定的最大电平。
本发明的第二十四种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有通过对光量控制数据生成步骤生成的光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的步骤。
本发明的第二十五是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤根据多个单位场时间中的平均辉度电平的平均值，生成光量控制数据。
本发明的第二十六种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有通过对APL检测步骤检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的步骤。
本发明的第二十七种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在APL检测步骤检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻之前的电平。
本发明的第二十八种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即APL检测步骤检测出的平均辉度电平向小于第1规定值的数据变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
本发明的第二十九种是，在本发明的第二十三种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即APL检测步骤检测出的平均辉度电平向大于第2规定值的数值变化时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射显示元件的光量固定在规定的最大电平。
本发明的第三十种是，在本发明的第十七种中，其特征在于，还具有将输入图象信号的辉度电平分割为几个辉度电平区、并检测每个这些辉度电平区的直方图分布的直方图生成步骤，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在直方图生成步骤检测的每个分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在与规定的分布状态相应的规定电平。
本发明的第三十一种是，在本发明的第三十种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在直方图生成步骤中检测的多个辉度电平区内至少一个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的电平。
本发明的第三十二种是，在本发明的第三十种中，其特征在于，光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在根据直方图生成步骤中检测的直方图分布判断输入图象信号的图象场景为黑暗场景时，与APL检测手段检测出的平均辉度电品无关地，将照射显示元件的光量固定在规定的最小电平。
本发明的第三十三种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成根据该平均辉度电平对光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得光源控制信号的每单位时间的电平变化量与APL检测手段检测出的平均辉度电平的变化无关地，处于规定量以下。
采用上述本发明的第三十三种，通过使光源的发光辉度的变化量与APL的变化无关地，处于规定量以下，这样即使APL的变化较大的情况下，也能够抑制光源的辉度变化。又通过减少光源的辉度变化，能够提高光源的寿命。
本发明的第三十四种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，规定量是几乎不感觉到光源的辉度变化这样程度的变化量。
采用上述本发明的第三十四种，通过使光源发光辉度的变化量达到收视者不感觉到的程度，能够在动态控制光源的发光辉度时，显示的图象看起来没有不舒服感。
本发明的第三十五种是，在本发明的第三十四种中，其特征在于，规定量是为了使光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要0.3秒的变化量。
采用上述本发明的第三十五种，由于把光源发光辉度的规定量取为使光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要1.3秒的变化量，因此收视者不感觉到光源辉度的变化，能够在动态控制光源的发光辉度时，显示的图像看起来没有不舒服感。
本发明的第三十六种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段根据APL检测手段检测出的平均辉度电平，依序在该光源控制信号生成手段中对刚刚输出的光源控制信号的电平加上或减去规定量，通过这样生成光源控制信号。
采用上述本发明的第三十六种，通过对刚刚生成的光源控制信号电平加上或减去规定量，生成当前的光源控制信号，能够很容易限制光源辉度的变化量。
本发明的第三十七种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段包含生成对应于APL检测手段检测出的平均辉度电平变化而变化的中间控制信号的中间控制信号生成手段、以及控制利用中间控制信号生成手段生成的中间控制信号电平的变化，生成光源控制信号的信号变化控制手段。
采用上述本发明的第三十七种，首先生成对应于APL检测手段检测出的平均辉度电平的变化而变化的中间控制信号，然后通过控制该电平变化，能够控制光源控制信号的变化量。
本发明的第三十八种是，在本发明的第三十七种中，其特征在于，信号变化控制手段在该信号变化控制手段中刚刚输出的光源控制信号与中间控制信号生成手段生成的中间控制信号之电平差大于规定误差量时，对该刚刚输出的光源控制信号的电平加上或减去规定量后作为光源控制信号输出，另外，在电平差小于规定误差量时，将中间控制信号原封不动作为光源控制信号输出。
采用上述本发明的第三十八种，在对刚刚生成的光源控制信号电平加上或去规定量后生成当前的光源控制信号时，能够避免光源控制信号电平产生振荡。
本发明的第三十九种是，在本发明的第三十三种中，其特征在于，光源控制信号生成手段在输入图象信号发生切换时，生成与放发生该切换前刚刚生成的光源控制信号状态无关地，而与APL检测手段检测出的当前的平均辉度电平对应的光源控制信号。
采用上述本发明的第三十九种，在输入图象信号发生切换时，能够避免切换前片刻的光源辉度的控制状态对切换后的控制状态产生影响，发生对显示图象产生不舒适感这样的问题。
本发明的第四十种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成对光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得降低光源发光辉度时的光源控制信号每单位时间的电平变化量大于增加光源发光辉度时的变化量。
采用上述本发明的第四十种，通过使光源发光辉度向降低方向控制时的变化量大于发光辉度向增加方向控制时的变化量，能够抑制图象场景从黑暗场景向明亮场景变化时由光源辉度变化而引起的不自然感觉，另一方面，特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源的发光辉度，能够改善由于光源发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，改善显示图象的整体品位。
本发明的第四十一种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示装置，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据APL检测手段检测出的平均辉度电平生成根据该平均辉度电平对光源的发光辉度进行动态控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据光源控制信号生成手段生成的光源控制信号驱动光源的光源驱动手段，光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，则至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
采用上述本发明的第四十一种，能够防止因长时间持续使光源辉度变化而引起光源寿命的降低。另外，特别是在规定期间以上光源辉度以中间状态变化时，由于中断光源辉度的控制，因此能够谋求提高显示质量，而且以所需要的最低限度中断光源辉度的控制。
本发明的第四十二种是，在本发明的第四十一种中，其特征在于，光源控制信号生成手段在中断光源动态控制后经过第2规定时间后，在APL检测手段检测出的平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内的时刻，重新开始光源的动态控制。
采用上述本发明的第四十二种，由于等到APL检测手段检测出的平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内后再重新开始进行控制，因此能够消除由于中断的光源控制急促地重新开始而引起的图象显示的不舒适感。
本发明的第四十三种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态地驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤驱动光源，使得光源发光辉度的每单位时间的电平变化量与APL检测步骤检测出的平均辉度电平的变化无关地，处于规定量以下。
采用上述本发明的第四十三种，通过使光源发光辉度的变化量与APL的变化无关地，处于规定量以下，因此即使APL的变化很大时，也能够抑制光源辉度的变化。另外，通过减少光源辉度的变化，能够提高光源的寿命。
本发明的第四十四种是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤这样驱动光源，使得降低光源发光辉度时的光源发光辉度每单位时间的电平变化量大于增加光源发光辉度时的变化量。
采用上述本发明的第四十四种，通过使光源发光辉度向降低方向控制时的变化量大于发光辉度向增加方向控制时的变化量，能够抑制图象场景从黑暗场景向明亮场景变化时由于光源辉度变化而引起的不自然感觉，另外特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源的发光辉度，能够改善由于光源发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，改善显示图象的整体品位。
本发明的第四十五种是通过对透射型或发射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线来显示图象的图象显示方法，其特征在于，具有检测输入图象信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态驱动光源的光源驱动步骤，光源驱动步骤驱动光源，使得光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，至少将该光源的动态控制中断第2规定期间。
采用上述本发明的第四十五种，能够防止因长时间持续使光源辉度变化而引起光源寿命的降低。另外，特别是在固定期间以上光源辉度以中间状态变化时，由于中断光源辉度的控制，因此能够谋求提高显示质量，而且以所需要的最低限度中断光源辉度的控制。
图1所示为本发明第1实施形态的图象显示装置的构成的方框图。
图2所示为光源辉度控制的一种方法。
图3所示为第1实施形态的光源辉度控制的方法。
图4所示为第1实施形态的信号处理的具体例子。
图5所示为第1实施形态的信号处理动作的情况。
图6所示为第1实施形态的信号处理的变形例。
图7所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置构成例的方框图。
图8所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的光圈控制方法。
图9所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的信号处理具体例子。
图10所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图11所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的其他构成方框图。
图12所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的调光元件控制方法。
图13所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的信号处理具体例子。
图14所示为本发明第2实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图15所示为第2实施形态的信号处理的具体例子。
图16所示为将第2实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的信号处理具体例子。
图17所示为将第2实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的信号处理具体例子。
图18所示为本发明第3实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图19所示为第3实施形态的信号处理具体例子。
图20所示为第3实施形态的信号处理变形例。
图21所示为本发明第4实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图22为关于直方图生成单元15的工作情况的说明图。
图23所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。
图24所示为将第4实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图25所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。
图26所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图27所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源、光圈及调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。
图28所示为本发明第5实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图29所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图30所示为信号变化控制单元32的构成方框图。
图31所示为本发明第6实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图32所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图33所示为信号变化控制单元33的构成方框图。
图34所示为本发明第7实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图35所示为APL检测单元2输出的APL信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图36所示为光源发光辉度状态检测单元35的构成方框图。
图37为说明本发明第7实施形态有关的效果用的比较例的说明图。
图38所示为本发明第8实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。
图39所示为APL检测单元2输出的APL信号、来自系统控制单元44的静噪信号及光源6的发光辉度随时间变化的一个例子。
图40所示为信号变化控制单元37的构成方框图。
具体实施形态下面参照
本发明的各种实施形态。
第1实施形态图1所示为本发明第1实施形态有关的图象显示装置的构成。图象显示装置具有APL检测单元2、光源控制数据生成单元3、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。在图象显示装置是投影装置时，设置光学系统7，而在直视型的情况下则不设置。下面说明第1实施形态的工作情况。
图象信号1提供给图象显示装置。图象信号1输入至图象信号处理电路9及APL检测单元2。输入至图象信号处理电路9的图象信号1进行对比度控制及亮度控制等对显示装置所必须的信号处理后，通过显示元件驱动单元10作为适合于显示元件8的光调制作用的驱动信号输入至显示元件8。关于图象信号处理电路9及显示元件驱动单元10中的信号处理，由于是众所周知的，因此省略其详细说明。
APL检测单元2根据输入图象信号1的辉度信号分量，在每个单位场期间检测APL，将检测结果输出给光源控制数据生成单元3。光源控制数据生成单元3生成与APL检测结果相对应的光源控制数据。生成的光源控制数据经LPF4输入至光源驱动电路5。光源驱动电路5根据与光源控制数据相应的驱动条件驱动光源6。由光源6发出的光利用光学系统7聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照明光照射显示元件8。微型计算机11及定时器12为了进行APL检测时及光源控制数据生成时的时间轴控制，对APL检测单元2及光源数据生成单元3进行控制。
下面参照图2～图4，说明光源控制数据生成单元3的具体处理内容及LPF4的作用。
若以投影装置使用的放电灯为例，则如图2所示，光源驱动功率的电平在L1(min)～L2(max)的范围是光源稳定点灯的区域。在光源驱动功率的电平小于L1(min)时，不能使光源稳定点灯。因而，在改变光源驱动功率时，必须在稳定点灯区域(L1(min)～L2(max))的功率范围内驱动光源。因此，本实施形态中的与输入图象信号1的APL相对应的动态光源控制也使用稳定点灯区域进行。
图2中，作为参考用虚线表示对于输入图象信号1的APL的变化范围(0％～100％)，使光源功率从L1(min)至L2(max)直线变化时的输入图象信号1的APL与光源控制电平的关系。这种情况下，仅仅在输入图象信号1的APL为0％时，光源控制电平处于稳定点灯区域的最小值L1(min)。因此，APL例如为图中所示的B1时，尽管是黑暗场景，但光源控制电平并没有多大下降，不能防止黑影浮现。另外，仅仅在输入图象信号1的APL为100％时，光源控制电平为稳定点灯区域的最大值L2(max)＝100％。因此，APL例如为图中所示的B2时，尽管是明亮场景，但光源控制电平也不是最大，有损白色峰值的亮度感。
另外，特别是采用电影软件时，由于电影相对地在整个画面上出现黑暗场景较多，因此黑影浮现的影响也大，由于该黑影浮现的产生，将大大有损图象的显示质量。因而，最好在黑暗场景最大限度地防止黑影浮现。
另外，在人们收视电影软件时，若与黑暗场景的暗适应存储对比，在明亮场景的亮度电平大，则感觉对比度高。反之，若与明亮场景的明适应存储对比，在黑暗场景的黑暗电平低，则感觉对比高。提高对比度感对于提高图象的显示质量是很重要的。因此产生黑影浮现，或者在明亮场景白色峰值的亮度感受到损害会导致对比度下降，所以是不希望发生的。
在本实施形态中，鉴于上述情况，为了更提高图象的显示质量，进行图3所示的光源功率控制。图3所示的A1及A2为预先设定的APL的阈值。A1及A2的阈值电平是分别用于区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图象源改变这些阈值的设定。
在图3中，作为光源控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图象信号1的APL小于阈值A1时，使光源控制电平为L1(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图象信号1的APL为阈值A1～阈值A2时，相应于APL的变化在L1(min)～L2(max)的范围内改变光源控制电平。作为第3模式(固定区域High)，输入图象信号1的APL大于阈值A2时，使光源控制电平为L2(max)，保持一定。
另外，在图3中，设相应可变区域的APL与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，例如光源控制电平与光源驱动功率的关系或者光源驱动功率与光源发光强度的关系为非线性时，在该相应可变区域中也采用对非线性特性进行逆校正那样的函数即可。还有，不限于该非线性特性的逆校正，也可以作为任意的非线性特性的函数。
下面参考图4具体说明输入图象信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图4中，上图表示输入至光源控制数据生成单元3的输入APL的动态变化的一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元3的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图4所示，在本实施形态中，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
下面说明LPF4的作用。如上所述，图4的下图的实线的动态变化表示来自光源控制数据生成单元3的输出信号，即对LPF4的输入信号，根据LPF4的预先设定的时间常数，LPF4的输出信号如图4的下图的虚那样变化，通过光源驱动电路5驱动光源6。在放电灯的情况下，驱动功率的急剧的变化将影响放电电弧的状态，引起灯电极的劣化，有损灯的可靠性。因此，在本实施形态中，采用LPF4，使其具有时间常数，改变驱动功率，使得在改变驱动功率的过渡状态下不引起灯可靠性的降低。对于LPF4，其具体电路由于是众所周知的，因此加以省略，可以是模拟LPF，也可以是数字LPF。在采用数字LPF作为LPF4时，只要在光源驱动电路5的处理中转换为模拟信号即可。另外，也可以采用对来自光源控制数据生成单元3的输出信号提供延迟作用的其他手段来代替LPF4。
若将图4说明的动态控制以与图3同样的形式表示，则如图5所示，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制电平如图中所示的箭头那样，相应于输入图象信号1的APL变化，在稳定点灯区域动态转移。
如上所述，采用第1实施形态，通过动态驱动光源，能够根据图象场景动态调整辉度，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于使光源控制电平为稳定点灯区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现的问题，另外在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于使光源控制电平为稳定点灯区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够能进一步提高对比度感。
另外，在本实施形态中是这样进行控制，也就是使得在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定，但也不一定必须使光源驱动电平以最小电平或最大电平保持一定，即使是在他们的相近电平，当然也能够得到更进一步改善上述黑暗场景的黑影浮现的问题及明亮场景的亮度感不足问题。但是，如本实施形态那样以最小电平或最大电平固定驱动，则能够最大限度得到这些效果，同时由于在黑暗场景及明亮场景中光源驱动电平不变化，因此还能够改善光源可靠性下降的问题，所以是比较理想的。
另外，在本实施形态中，如图4所示，是根据每个单位场时间Tn的APL来控制光源控制电平的，但是也可以计算多个单位场时间Tn的APL的平均值，并根据该平均值来控制光源控制电平，以代替上述方法。例如，将图4的上图的Tn(单位场时间)作为T2K＝(Tn-K+Tn-K+1+…+Tn+…+Tn+K-1+Tn+K)/(2K+1)，置换为多个单位场的APL的检测结果的平均值。这样一来，图5所示的箭头的动态变化周期及变化量减小。即APL的相应可变区域中的光源控制电平的变化周期变大，变化量变小。因而，能够更改善灯可靠性下降的情况。下面参照图6更具体说明该效果。图6所示为K＝1的情况，上图的粗虚线表示每3个单位场的APL的检测结果的平均值。根据该平均值如图6的下图所示来控制光源控制电平。因此，通过根据多个单位场时间的APL的平均值来控制光源，与图4所示的情况相比，能够减少光源控制电平的变动，更改善光源可靠性下降的情况。
另外，图示虽然省略，但作为能够提供与根据上述多个单位场时间的APL平均值的控制类似效果的构成，也可以在APL检测单元2的输出侧插入LPF。但是，在根据APL平均值进行控制的情况下，由于能够正确地以整数规定对象场数为K的数值，另外，还可以利用程序设定等根据情况适当改变该K的数值，因此例如在图5所示的相应可变区域中，在增加及减少光源辉度的情况下，还可以采用改变其变化速度这样的控制方法。
另外，作为第1实施形态是说明了动态控制光源的情况，但对于能够控制最终照射显示元件的光量的其他情况，也同样能够采用本发明。下面说明将本实施形态的光源控制方法用于光圈控制及调光元件控制时的图像显示装置的构成及工作情况。
图7所示为将第1实施形态的光源控制方法用于光圈控制时的图象显示装置的构成方框图。在图7中，图象显示装置具有APL检测单元2、光圈控制数据生成单元19、光圈驱动电路20、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图7中对于与图1相同的构成，附加相同的参照符号，并省略其说明。下面说明该图象显示装置的工作情况。
光圈控制数据生成单元19生成与APL检测结果相应的光圈控制数据。生成的光圈控制数据输入至光圈驱动电路20。光圈驱动电路20根据与光圈控制数据相应的驱动条件，动态地驱动光圈18，改变光圈18的遮光量。由光源6发出的光由光学系统17聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照明光照射于显示元件8。这时，照射显示元件8上照射的光量与根据光圈18的遮光量进行调节。
下面参照图8及图9，说明光圈控制数据生成单元19的具体处理内容。
图8所示的A1a及A2a为预先设定的APL的阈值。A1a及A2a的阈值电平是分别区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图象源改变这些阈值的设定。
在图8中，作为光量控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图象信号1的APL小于阈值A1a时，使光量控制电平为L1a(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图象信号1的APL为阈值A1a～阈值A2a时，随着APL变化在L1a(min)～L2a(max)的范围内改变光量控制电平。作为第3模式(固定区域High)，是输入图象信号1的APL大于阈值A2a时，使光源控制电平为L2a(max)保持一定。
另外，在图8中，设相应可变区域的APL(A1a～A2a)与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，也可以设为任意的非线想特性函数。
下面参照图9，具体说明输入图象信号1的APL的动态变化与光量控制电平的动态控制的关系。在图9中，上图表示输入至光圈控制数据生成单元19的输入APL的动态变化一个具体的例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光量控制电平的动态控制。Tn为检测APL的单位场时间。根据前述图8所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1a～A2a)时，光量控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光量控制电平为L1a(min)及L2a(max)，保持一定。
另外，图9的下图所示的来自光圈控制数据生成单元19的输出信号不限于用实线表示的情况，也可以如用虚线所示的那样，考虑到光圈驱动构造的响应性及可靠性，使其对于APL的变化具有时间上延迟的特性。
如上所述，在APL处于相应可变区域(A1a～A2a)的情况下，光量控制电平如图8所示的箭头那样，根据输入图象信号1的APL变化，在相应可变区域动态转移。
如上所述，采用图7所示的图象显示装置，通过对光圈进行动态驱动，能够根据图象场景动态调整光量，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图象信号的APL小于规定阈值时，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现问题，另外，在明亮场景、即输入图象信号的APL大于规定阈值时，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
另外，在控制光源时，由于光源稳定点灯这一点，光源控制的最小值L1较大(最大值L2的1/3～1/2左右)，在黑暗场景不能使光量足够小，而在控制光圈时，能够使光量控制的最小值L1a足够小(原理上也能够为0)。结果在黑暗场景能够使黑色电平足够低，能够更好地改善黑影浮现感，同时还能够增大与明亮场景的相对的对比度之比。
另外，在控制光源时，由于投影装置使用的放电光源的寿命可靠性这一点，若光源功率变化速度较快，或变化反复次数较多，则存在有损寿命时间的问题，但在控制光圈时，虽然也取决于光圈的开闭构造，但是光圈驱动条件的变化速度及变化次数对光圈驱动构造的可靠性的影响与控制光源的情况相比要小。因此，例如对于APL的变化，也能够以场/帧为定位使其跟踪光圈的驱动条件，能够大大改善图象场景亮度急剧变化时的跟踪性能，能够根据场景亮度变化得到良好的对比度感。
另外，投影装置使用的放电光源大致区分为氙灯光源及高压汞灯光源，与氙灯光源相比，高压汞灯光源在上述点上难以确保可靠性，另外，若改变驱动功率(亮度)，则发光光谱也有发生变化的倾向。因此，在用高压汞灯光源时，光圈控制则特别有效。
另外，还可以同时进行光源控制及光圈控制这两种控制。在这种情况下，由于对比度改善效果是利用光源控制的对比度改善效果与利用光圈控制的对比度改善效果的积，因此对于对比度的改善更为有效。这时，通过设定使得光圈的变化速度比光源的变化速度要快，就能够排除对光源的寿命可靠性的恶劣影响，而且能够改善光量对图象场景变化的跟踪性能。
图10所示为将第1实施形态的光源控制方法用于调光元件控制时的图象显示装置的构成方框图。在图10中，图象显示装置具有APL检测单元2、调光元件控制数据生成单元22、调光元件驱动电路23、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统7、显示元件8、图象信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图10中对于与图1相同的构成，附加相同的参考附号，并有略其说明。另外，在图10所示的构成中，是将调光元件21设置在光学系统7的前级，但也可以如图11所示，将调光元件21设置在光学系统24的内部。下面说明图10所示的图象显示装置的工作情况。
调光元件控制数据生成单元22生成与APL检测结果相应的调光元件控制数据。生成的调光元件控制数据输入至调光元件驱动电路23。调光元件驱动电路23根据与调光元件控制数据相应的驱动条件，动态驱动调光元件21，改变调光元件21的透射率。由光源6发出的光透过调光元件21，利用光学系统7聚焦，作为与显示元件8的显示范围相对应的照射光线照射显示元件8。这时，照射显示元件8的光量与调器元件21的透射率相应进行调节。
下面参照图12及图13说明调光元件控制数据生成单元22的具体处理内容。
图12所示的A1b及A2b为预先设定的APL的阈值。A1b及A2b的阈值电平分别为区分黑暗场景及明亮场景用的阈值，可根据电影软件的评价得到。在采用电影软件以外的明亮场景多的软件等情况下，也可以根据图像源改变这些阈值的设定。
在图12中，作为光量控制的第1模式(固定区域Low)，是在输入图像信号1的APL小于阈值A1b时，使光量控制电平为L1a(min)，保持一定。作为第2模式(相应可变区域)，是在输入图像信号1的APL为阈值A1b～阈值A2b时，相应于APL的变化在L1b(min)～L2b(max)的范围内改变光量控制电平。作为第3模式(固定区域High)，是输入图像信号1的APL大于阈值A2b时，使光源控制电平为L2b(max)，保持一定。
另外，在图12中，设相应可变的APL(A1b～A2b)与光源控制电平的关系为线性关系，但不限于此，也可以是任意的非线性函数。
下面参照图13具体说明输入图像信号1的APL的动态变化与光量控制电平的动态控制的关系。在图13，上图表示输入至调光元件控制数据生成单元22的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL的动态变化对应的光量控制电平的动态控制。Tn为检测APL的单位场时间。根据前述图12所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL为相应可变区域(A1b～A2b)时，光量控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，使光量控制电平分别为L1b(min)及L2b(max)，保持一定。
另外，图13的下图所示的调光元件控制数据生成单元22的输出信号不限于用实线表示的情况，也可以如用虚线所示的那样，考虑到调光元件的响应性及可靠性，使其对于APL的变化具有时间上的延迟特性。
如上所述，在APL处于相应可变区域(A1b～A2b)时，光量控制电平如图12所示的箭头那样，根据输入图像信号1的APL变化，在相应可变区域动态转移。
如上所述，如果采用图10或图11所示的图像显示装置，可以通过动态驱动调光元件，根据图像场景动态地调整光量，能够改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。另外，在黑暗场景、即输入图像信号的APL小于规定阈值的情况下，由于使光量控制电平为光圈控制区域的最小值，因此能够更进一步改善黑暗场景的黑影浮现的问题，另外，在明亮场景、即输入图像信号的APL大于大于规定阈值的情况下，由于使光量控制电平为调光控制区域的最大值，因此能够更进一步改善明亮场景的亮度感不足的问题，结果能够更进一步提高对比度感。
另外，在控制调光元件时，一般能够得到与前述控制光圈情况同样的效果。另外，与控制光源的情况相比，由于控制调光元件时调光元件驱动电路也可以以比较简单的电路、以低电压实现，因此更容易实现。再有，与控制光圈的情况相比，控制调光元件的情况下从光源到显示元件之间有配置自由度，而且对于调光元件的驱动，不需要可动结构，仅利用驱动电路进行电气控制，因此能够以比较简单的结构实现，所以更容易实现。
另外，还能够同时进行光源控制及调光元件控制这两种控制，在这种情况下，能够得到与同时进行光源控制和光圈控制这两种控制时同样的效果。再有，还能够同时进行光源控制、光圈控制及调光元件控制。在这种情况下，由于对比度改善效果是利用光源控制的对比度改善效果、利用光圈控制的对比度改善效果、以及利用调光元件控制的对比度改善效果之积，因此对于对比度的改善更为有效。
第2实施形态图14所示为本发明第2实施形态有关的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2，光源控制数据生成单元13、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是光源控制数据生成单元13的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
下面参照图15，说明光源控制数据生成单元13的工作。光源控制数据生成单元13除了第1实施形态的光源控制数据生成单元3的处理以外，再加上缓和光源电平控制对于APL变化的动态跟踪特性用的处理。通过这样，减少灯的驱动功率条件的状态转移频度，进一步改善灯可靠性下降的情况。下面参照图15进行具体说明。
图15所示为输入图像信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图15中，上图表示输入至光源控制数据生成单元13的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元13的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图15所示，在本实施形态中，与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也进行动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
但是，在本实施形态中，判断输入APL的变化是否小于预先设定的判断阈值APmin的电平，在APL的变化小于APmin时，优先于上述通常的控制，不使光源控制电平发生变化。更具体地说，在图15的上图中，时间t1～t2的APL的变化电平小于判断阈值APmin。因而，如图15的下所示，在时间t2不进行光源控制电平的动态变化控制，维持时间t1的光源控制电平。
在本实施形态中，如上所述，对于微小的APL的变化，不使光源控制电平跟踪。这是由于，若对于微小的APL变化一一都使光源控制电平进行跟踪，则与提高对比度的优点相比，损害光源可靠性的缺点更大，因此是不理想的。
如上所述，采用第2实施形态，则除了第1实施形态的效果之外，还由于在APL的变化微小时不改变光源的驱动条件，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少光源驱动条件的动态转移频度。结果能够改善光源稳定点灯性能恶化及寿命特性恶化的问题，提高光源可靠性。
另外，第2实施形态的控制方法也能够适用于光圈及调光元件的控制。下面分别说明将第2实施形态的控制方法用于光圈控制及调光元件控制的情况。
图16所示为将第2实施形态的控制方法用于光圈控制时的输入图像信号1的APL动态变化与光圈控制电平的动态控制的关系。在这种情况下，在APL的变化小于预先设定的判断阈值APmin时，不使光量控制电平变化。这样，能够防止由于光圈驱动机构重复进行过度微小的动作而引起的光圈驱动机构可靠性的下降。
图17所示为将第2实施形态的控制方法用于调光元件控制时的输入图像信号1的APL动态变化与调光元件控制电平的动态控制的关系。在这种情况下，在APL的变化小于预先设定的判断阈值APmin时，不使光量控制电平变化。这样，能够防止由于调光元件反复进行过度微小的调光动作而引起的调光元件可靠性的下降。
第3实施形态图18所示为本发明第3实施形态有关的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2、光源控制数据生成单元14、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是光源控制数据生成单元14的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
下面参照图19，说明光源控制数据生成单元14的工作。光源控制数据生成单元14除了第1实施形态的光源控制数据生成单元3的处理以外，再加上缓和光源电平控制对APL变化的动态跟踪特性用的处理。通过这样，减少灯的驱动功率条件的状态转移频度，进一步改善灯可靠性下降的情况。下面参照图19进行具体说明。
图19所示为输入图像信号1的APL的动态变化与光源控制电平的动态控制的关系。在图19中，上图表示输入至光源控制数据生成单元14的输入APL的动态变化一个具体例子，下图表示与上图所示的输入APL动态变化对应的光源控制电平的动态控制。特别是在下图中，实线表示来自光源控制数据生成单元14的输出信号，虚线表示来自LPF4的输出信号。Tn为检测APL的单位场时间。如图19所示，在本实施形态中，与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
但是，在本实施形态中，判断光源驱动电平是否转移至L1(min)或L2(max)，在转移至L1(min)或L2(max)时，优先于上述通常的控制，在规定期间保持该光源驱动电平。
具体地说，在图19的上图中，时间t10的APL小于阈值A1，光源控制电平如图19的下图所示，状态转移至L1(min)的电平。一旦光源驱动条件转移至L1(min)，则光源控制数据生成单元14在预先规定的期间T1与APL的变化无关地，以L1(min)的状态保持输出不变。一旦期间T1在时间t12结束，则与第1实施形态相同，进行与APL变化对应的通常处理。
同时，时间t20的APL大于阈值A2，光源控制电平的状态转移至L2(max)的电平。一旦光源驱动条件转移至L2(max)，则光源控制数据生成单元14在预先规定的期间T2与APL的变化无关地，以L2(max)的状态保持输出不变。若期间T2在时间t22结束，则与第1实施形态相同，进行与APL变化对应的通常处理。
在本实施形态中，如上所述，一旦光源驱动电平转移至L1(min)或L2(max)，则在规定期间对APL的变化不使光源控制电平跟踪。这样具有减少光源驱动条件动态转移频度的效果，能够改善光源稳定点灯性能劣化及寿命特性降低的问题，提高光源的可靠性。再有，特别是在光源控制电平转移至L1(min)时保持输出，这具有别的优点。例如，在APL于A1的前后频繁变化这样的情况下，若不像本实施形态那样保持光源控制电平，则由于是比较黑暗的场景，因此容易感觉到光源辉度的变化。这是因为，人的视觉对于黑暗场景的亮度变化比对于明亮场景的亮度变化更敏感，对亮度变化的灵敏度高。因而，防止该APL在A1前后的频繁亮度变化，对于提高显示图像的品位也是有效的。
如上所述，采用第3实施形态，除了第1实施形态的效果之外，还由于光源驱动电平一旦转移至L1(min)或L2(max)，则不使光源驱动条件变化地，保持片刻之前的驱动条件，因此能够减少光源驱动条件的动态转移频度。结果能够改善光源稳定点灯性能劣化及寿命特性降低的问题，提高光源的可靠性。另外，还能够提高图像的显示图像品位。
另外，在本实施形态中，是输入APL转移至A1以下或A2以上时起规定的期间维持光源控制电平不变，但不限于此，例如可以从实际的光源功率达到最小或最大时起的规定期间维持光源控制电平不变，也可以从其他时刻起规定期间维持光源控制不变。下面参照图20，说明该变形例。
在这一变形例中，光源控制数据生成单元与输入APL的变化对应，如图20的下图所示，利用数字处理运算进行控制，使光源控制电平的可变特性具有时间上的延迟。具体来说，在图20的上图中，时间t10的APL小于阈值A1，光源控制电平利用该光源控制数据生成单元的时间上的延迟作用，在时间t11如图20的下图所示，状态转移至L1(min)电平。一旦光源驱动条件转移至L1(min)，则在预先规定期间T1’与APL的变化无关地，以L1(min)的状态保持输出不变。若期间T1’在时间t12结束，则与第1实施相同，进行与APL变化对应的通常数据。
同样，时间t20的APL大于阈值A2，光源控制电平利用该光源控制数据生成单元的时间上的延迟作用，在时间t21状态转移至L2(max)电平。一旦光源驱动条件转移至L2(max)，则在预先规定期间T2’与APL的变化无关地，以L2(max)的状态保持输出不变。若期间T2’在时间t22结束，则与第1实施相同，进行与APL变化对应的通常处理。
另外，第3实施形态的控制方法也能够适用于光圈及调光元件的控制。例如在对图8所示的光圈的动态控制采用本实施形态的控制方法时，从输入APL转移至A1a以下或A2a以上时起的规定的期间，将光量控制电平分别维持在L1a(min)或L2a(max)。通过这样，能够减少光圈驱动条件的动态转移频度，结果能够防止光圈驱动结构可靠性的降低。另外，例如在对图12所示的调光元件动态控制采用本实施形态的控制方法时，从输入APL转移至A1b以下或A2b以上时起的规定期间，将光量控制电平分别维持在L1b(min)或L2b(max)。通过这样，能够减少调光元件驱动条件的动态转移频度，结果能够防止调光元件可靠性的降低。
第4实施形态图21所示为本发明第4实施形态的图像显示装置的构成。图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，本实施形态与第1实施形态的不同点仅仅是另外具有直方图生成单元15以及光源控制数据生成单元16的工作。因此，对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在图21中，图像信号1输入至图像信号处理电路9、直方图生成单元15及APL检测单元2。直方图生成单元15在每个单位场期间，根据输入图像信号1的辉度信号分量，检测将输入图像信号电平分割成任意多个辉度电平区的每个分割区的直方图分布。该检测结果输入至光源控制数据生成单元16。在光源控制数据生成单元16，根据APL检测结果及直方图生成结果，生成光源控制数据。
下面参照图22，说明直方图生成单元15的具体工作情况。在直方图生成单元15中，从0％至100％的信号电平被预先分割为几个辉度电平(在图中为H1～H4区的4个区)，对每个单位场检测输入的图像信号1在每个上述分割区的直方图分布。该直方图生成结果被输入至光源控制数据生成单元16。
在光源控制数据生成单元16中，将分割区中最接近黑色电平的H1区的值与预先规定的阈值HTL进行比较。在比较的结果是H1区的值小于HTL时，光源控制数据生成单元16与第1实施形态相同，根据前述图3所示的控制方法进行控制，使得对于APL的动态变化，在APL处于相应可变区域(A1～A2)时，光源控制也动态跟踪，但在APL处于固定区域Low及固定区域High时，分别使光源控制电平为L1(min)及L2(max)，保持一定。
另外，在H1区的值大于HTL时，与APL无关地，判断为黑暗场景，光源控制数据生成单元16优先于与上述第1实施形态相同的通常控制，将光源驱动控制电平设定为L1(min)，改善显示图像的黑影浮现。在黑暗场景中仅存在一部分存在特别明亮部分那样的情况下，APL由于受到该特别明亮部分的影响而变大，因此不能根据APL判断为黑暗场景。但是，如本实施形态那样，根据直方图分布来判断黑暗场景，这样，即使是在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况，也可以判断为黑暗场景。
另外，在本实施形态中，是设直方图分布的分割区数量为4，但不限于此，也可以是任意分割区数量。另外，各分割辉度电平的分割范围(宽度)设为25％宽度，但不限于此，也可以是任意的分割范围，还可以每个分割区的范围大小不相同。
另外，在本实施形态中，光源控制数据生成单元16是根据H1区的直方图分布值生成光源控制数据的，但不限于此，可以根据作为目的的场景控制，使用其他分割区的辉度电平的直方图分布，或者也可以将多个直方图分布组合使用。
另外，在本实施形态中，光源控制电平也设定为图3的L1(min)，但不限于此，也可以根据控制目的，将光源控制电平设定为L2(max)或L1(min)～L2(max)的范围内。例如，也可以在根据直方图分布判断为明亮场景或不明不暗的场景时，与各APL值无关地，将光源控制电平设定为L2(max)或L1(min)～L2(max)的范围内。
另外，在本实施形态中，是判断H1区的值大于还是小于阈值HTL，并根据该判断结果以2种不同的模式进行光源控制电平的控制，但不限于此，例如也可以除了阈值HTL以外，追加别的阈值，增加条件判断模式，并根据该判断结果，取光源控制电平的条件设定为多种模式。
另外，第4实施形态动态是对动态控制光源的情况进行说明，但也可以将第4实施形态说明的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制。下面简单说明将本实施形态的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制时的图像显示装置的构成。
图23所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光圈的控制的情况下的图像显示装置的结构方框图。在图23中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图23中，对于与图7或图21相同的构成，附加相同的参照符号。光圈控制数据生成单元25与图21所示的光源控制数据生成单元16一样，根据APL检测结果及直方图生成结果生成光圈控制数据。这样，即使在黑暗场景中仅在一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时也能够判断为黑暗场景，能够防止黑影浮现。
图24所示为将第4实施形态的光源控制方法用于调光元件的控制的情况下的图像显示装置的构成方框图。在图24中，图像显示装置具有APL检测单元2，直方图生成单元15，调光元件控制数据生成单元26、调光元件驱动电路23、光源驱动电路5、光源6、调光以及21、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图24中，对于与图10或图21相同的构成，附加相同的参照符号。调光元件控制数据生成单元26与图21所示的光源控制数据生成单元16一样，根据APL检测结果及直方图生成结果生成调光元件控制数据。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
另外，在上面所述中简单说明了将第4实施形态的光源控制方法用于光圈的控制及调光元件的控制时的各图像显示装置的构成，但也可以同时进行光源的控制及光圈的控制，也可以同时进行光源的控制和调光元件的控制，也可以同时进行光源的控制，光圈的控制及调光元件的控制。下面简单说明这些情况下的图像显示装置的构成。
图25所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及光圈的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图25中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图25中，对于与图21或图23相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
图26所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源及调光元件的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图26中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元26、调光元件驱动电路23、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统7、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。另外，在图26中，对于与图21或图24相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
图27所示为将第4实施形态的光源控制方法用于光源、光圈及调光元件的控制时的图像显示装置的构成方框图。在图27中，图像显示装置具有APL检测单元2、直方图生成单元15、光圈控制数据生成单元25、光圈驱动电路20、调光元件控制数据生成单元25、调光元件驱动电路23、光源控制数据生成单元16、LPF4、光源驱动电路5、光源6、调光元件21、光学系统17、显示元件8、图像信号处理电路9、显示元件驱动单元10、微型计算机11及定时器12。光学系统17包含光圈18。另外，在图27中，对于与图21、图23或图24相同的构成，附加相同的参照符号。这样，即使在黑暗场景中仅一部分存在特别明亮部分那样的情况下，根据APL检测结果不能判断为黑暗场景时，也能够判断为黑暗场景，防止黑影浮现。
如上所述，通过将光源的控制与光圈或调光元件的控制加以组合，能够更有效地根据图像的场景动态地调整辉度，能够进一步改善明亮场景的亮度感不足及黑暗场景的黑影浮现的问题，能够提高对比度感。
第5实施形态图28所示为本发明第5实施形态有关的图象显示装置的构成方框图。在图28中，图象显示装置具有显示元件8，光源6，反射镜27，聚光透镜28，投影透镜29，屏幕30，APL检测单元2，中间控制信号生成单元31，信号变化控制单元32，光源驱动单元5，图象信号处理单元9，显示元件驱动单元10及系统控制单元41。另外，在图28中，对于与图1相同的构成，附加相同的参照符号。
显示元件8具有光调制作用，光源6照射显示元件8。反射镜27、聚光透镜28及投影透镜29为照明光学系统，反射镜27将光源6照射的光加以反射，聚光透镜28将光源6照射的光及用反射镜27反射的光加以聚光，投影透镜29将显示元件8上显示的图象放大投影于屏幕30。另外，反射镜27及聚光透镜28为与图1所示的光学系统7相当的结构。图象信号输入至APL检测单元2，检测该输入的图象信号的APL，将检测结果作为APL信号输出。中间控制信号生成单元31根据APL检测单元2输出的APL信号，生成作为控制光源6的发光辉度用的光源控制信号的基础的中间控制信号。信号变化控制单元32控制中间控制信号生成单元31输出的中间控制信号的电平变化，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号后输出。光源驱动单元5以与来自信号变化控制单元32的光源控制信号对应的条件驱动光源6。图象信号处理单元9将输入的图象信号处理成适合显示元件8显示的形式。显示元件驱动单元10根据用图形信号处理单元9处理的图象信号驱动显示元件8。系统控制单元41对上述各控制单元进行控制。
图29(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图29(b)所示为利用根据图29(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
下面参照图28及图29，详细说明本实施形态的图象显示装置的特别是有关光源6的发光辉度控制的工作。另外，关于图象信号处理单元9及显示元件驱动单元10的工作，由于是众所周知的，因此省略其说明。
APL检测单元2对于输入的图象信号的辉度信号分量在每个单位场期间检测APL，并将检测结果作为APL信号输出。中间控制信号生成单元31根据设定的变换函数或变换表，在每个单位场周期将APL检测单元2输出的APL信号的电平加以变换，生成中间控制信号。该中间控制信号是作为最终控制光源发光辉度电平用的光源控制信号的基础的信号。中间控制信号是这样生成的，即使得在APL高时光源6的发光辉度增加，在APL低时光源6的发光辉度降低。这里，变换函数或变换表可以预先装入中间控制信号生成单元31，也可以由系统控制单元41适当设定。中间控制信号由于是由图像信号的APL直接生成的信号，因此是跟踪图象信号的APL的变化在每个单位场周期发生变化的信号。信号变化控制单元32是根据设定的时间常数来控制每个单位场期间发生变化的中间控制信号的变化速度，通过这样将该中间控制信号变为具有缓慢变化速度的信号，作为光源控制信号输出。关于该信号变化控制单元32的详细工作情况将在后面叙述。光源驱动单元5以与光源控制信号对应的驱动条件驱动光源6，通过这样使光源6的发光辉度发生变化。
这里作为参考，考虑不用信号变化控制单元32而将中间控制信号直接输入至光源驱动单元5来控制光源6的情况。在这种情况下，如上所述，中间控制信号由于是照原样直接反映图象信号的APL变化的信号，因此光源发的发光辉度也变成随之在每个单位场期间发生变化。这样，若以照原样直接反映APL变化的形式控制光源6的发光辉度，则发光辉度的变化过快，图象显现出闪烁状态，显示品位变差。另外，光源驱动单元5及光源6由于对于控制状态的变化具有时间常数，因此辉度变化对于APL的变化产生滞后。这样，在例如由明亮场景突然变为漆黑场景等情况下，画面辉度滞后于场景变化而急剧发生变化，形成具有非常不舒适感的图象。另外，对于光源6，由于以照原样直接反映APL变化的形式来控制光源6的发光辉度，频繁改变发光状态，将引起电极的劣化加速，或者光源6的可靠性降低。
因此，为了解决上述问题，考虑使中间控制信号通过低通滤波器，以此减少光源发光状态的变化。但是，用电气零部件构成的低通滤波器的时间常数最多达到0.1秒左右，由于光源6的辉度变化引起的画面辉度变化依然感觉到，没有完全解决显示器品位变差的问题。
因此，在本实施形态中为了解决如上所述的由于感觉到画面辉度变化而引起的显示品位恶化的问题，设置信号变化控制单元32。利用该信号变化控制单元32来控制中间控制信号的变化速度，通过这样降低光源6的发光辉度的变化速度，使其达到感觉不到的程度。因此，能够防止显示品位的恶化，同时进行高对比度感的显示。另外，作为使光源的发光辉度的变化速度降低得到的结果，能够减少光源6的发光状态的变化次数，防止光源6的可靠性降低。另外，为了防止由于感觉到光源6的发光辉度变化而引起的显示品位恶化，通过实验求得，如图29(b)所示，假设使光源6的发光辉度从最低发光辉度L1至最高发光辉度L2线性变化的情况下以及从最高发光辉度至最低发光辉度线性变化的情况下，所需要的时间T0至少为0.3秒，最好为这以上的变化速度，慢慢地使光源6的辉度变化即可。另外，这里只不过是利用假设使光源辉度从最高发光辉度至最低发光辉度线性变化时所需要的时间，及假设从最低发光辉度至最高发光辉度线性变化时所需要的时间间接表现所希望的变化速度的程度。不用说，在实际控制光源辉度上重要的当然是变化速度。
下面详细说明承担上述那样的光源辉度变化速度的控制的信号变化控制单元32。图30所示为信号变化控制单元32的构成方框图。信号变化控制单元32包含比较器301，加法器302，减法器303，选择器304，差分计算器305，比较器306及选择器307。下面说明其工作情况。
中间控制信号生成单元31生成的中间控制信号输入至信号变化控制单元32。在信号变化控制单元32中，根据该中间控制信号生成光源控制信号，由选择器307输出。由选择器307输出的光源控制信号反馈至比较器301，加法器302及减法器303。信号变化控制单元32将1个单位场期间前的光源控制信号在加法器302或减法器303中与来自系统控制单元41的变化量设定信号相加或相减，通过这样对每个单位场期间依次更新光源控制信号后输出。该变化量设定信号如前所述，用图29设定变化量，设定为达到不感觉到光源6的发光辉度变化速度的程度那样的变化量。输入的中间控制信号在比较器301中，与1个单位场期间前的光源控制信号进行比较，用选择器304根据该比较结果，选择加法器302的输出或减法器303的输出中的某一个将其输出。例如当前单位场期间的中间控制信号电平大于1个单位场期间前的光源控制信号电平时，加法器302的输出即1个单位场期间前的光源控制信号加上规定的变化量从选择器304输出。这里，通过任意设定来自系统控制单元41的变化量设定信号，能够自由控制光源控制信号的变化速度。另外，光源控制信号的更新间隔也可以不是每个单位场期间，而是每隔几个单位场期间，通过这样能够更减慢光源控制信号的变化速度。这是因为，光源控制信号的变化速度与由变化量设定信号设定的变化量除以光源控制信号的更新间隔的商成正比。
差分计算器305取得选择器304的输出与中间控制信号的差分。来自该差分计算器305的差分输出在比较器306中与由系统控制单元41输入的误差量设定信号进行比较。结果，在差分计算器305的差分输出小于误差量设定信号时，在选择器307中选择输入的中间控制信号，通过这样将中间控制信号照原样直接作为光源控制信号输出。另外，在差分计算器305的差分输出大于误差量设定信号时，在选择器307中选择来自选择器304的输出，通过这样将该输出作为光源控制信号输出。另外，根据误差量来选择中间控制信号及选择器304的输出加以输出，这虽然不一定是必须的，但若这样根据误差量设定信号选择输出，则利用变化量设定信号的设定值，尽管中间控制信号的电平为一定，但选择器304的输出不稳定而处于振荡状态这样的问题能够防止，因此是比较理想的。另外，为了确实防止振荡状态，误差量最好设定为变化量的一半大小。
如上所述，采用第5实施形态，与APL的高低联动控制光源6的发光辉度，进行控制使得在例如电影软件那样的APL低的黑暗场景中降低光源6的发光辉度，所以能够改差画面黑影浮现等显示图象品位恶化的问题，能够提供更高品位的图象。而且，特别是利用信号变化控制单元32，将光源6的发光辉度变化速度降低到收视者不感到光源辉度变化的程度，通过这样具有能够显示没有不舒适感的图象，而且还能够防止光源6的寿命特性降低等很大的效果。
第6实施形态图31所示为本发明第6实施形态有关的图象显示装置的构成。另外，由于图31所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅仅是信号变化控制单元33及系统控制单元42，因此对于其他构成的说明则省略。另外，在图31中，对于与图28相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，信号变化控制单元33与第5实施形态一样，控制在中间控制信号生成单元31中生成的中间控制信号的变化速度，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号。但是控制变化速度，以使得与增加光源6的发光辉度时的发光辉度变化速度相比，减少发光辉度时的变化速度更快。下面详细说明信号变化控制单元33的工作情况。
图32(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图32(b)所示为利用根据图32(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
信号变化控制单元33以设定的时间常数控制每个单位场期间发生变化的中间控制信号的变化速度，变换为具有缓慢变化速度的光源控制信号。这时进行控制，使其检测中间控制信号是向使得光源6的发光辉度增加的方向变化，还是反之向使得发光辉度减少的方向变化，在控制使其向降低光源6的发光辉度的方向变化时，与向增加发光辉度的方向控制时相比，加快光源控制信号的变化速度，使光源6的发光辉度的变化加快速度。即如图32(a)及图32(b)所示，若假设使光源6的发光辉度从最低发光辉度电平L1变为最高发光辉度电平L2时的时间为时间T1，则进行控制，使得光源6的发光辉度从最大发光辉度电平L2变为最低发光辉度电平L1时的时间为小于时间T1的时间T2。另外，在该情况下，当然重要的也是变化速度。
图33所示为信号变化控制单元33的结构。这里，信号变化控制单元33与图30所示的第5实施形态的信号变化控制单元32的不同点仅仅是从系统控制单元42对加法器302及减法器303分别输入变化量设定信号这一点，对于其他相同构成的说明则省略。
在信号变化控制单元33中，对加法器302在辉度增加时输入变化量设定信号，对减法器303在辉度减少时输入的变化量设定信号。通过这样构成信号变化控制单元32，能够分别设定将光源6的发光辉度增加时及减少时的变化速度。而且，通过将辉度减少时的变化量设定信号始终设定为大于辉度增加时的变化量设定信号的阈值，这样能够更加快向光源6的辉度降低的方向变化时的发光辉度的变化速度。
然而，如前所述，若光源辉度的变化速度加速，则感觉到光源辉度的变化，显示图象的品位恶化。根据这一观点，则最好光源辉度的变化速度最好是慢些。但是，特别是电影软件等，存在很多较黑暗的场景，特别是由于在黑暗场景产生黑影浮现而引起的显示图象品位下降是应该避免的问题。因此，在由黑暗场景变为明亮场景时，为了尽量抑制对光源辉度的变化的感觉，要使光源辉度比较慢地变化，另一方面，在由明亮场景变为黑暗场景时，为了尽量抑制黑影浮现的产生，要使光源辉度比较快地变化，通过这样进行控制，能够在整体上提高显示图象的品位。
另外，由于根据图象的变化迅速降低光源6的发光辉度，因而利用图象辉度降低与光源发光辉度降低而产生的相乘的作用的效果，能够使收视者感到图象辉度更进一步变暗，在将黑暗场景作为重要场景的电影软件中，能够显示更具效果的图象。
如上所述，采用第6实施形态，通过控制使光源6的发光辉度向降低方向变化时的变化速度比控制使光源6的发光辉度向增加方向变化时的变化速度快，能够抑制图象场景从黑暗场景变为明亮场景时由于光源6的辉度变化而引起的不自然感，特别是图象场景变为黑暗场景时，通过更快地降低光源6的发光辉度，能够改善由于光源6的发光辉度高而引起的黑影浮现等显示品位的降低，在整体上改善显示图象的品位。
第7实施形态图34所示为本发明第7实施形态的图象显示装置的构成方框图。另外，由于图34所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅仅是信号变化控制单元34，光源发光辉度状态检测单元35及系统控制单元43，因此对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，信号变化控制单元34与第5实施形态相同，是控制在中间控制信号生成单元31生成的中间控制信号的变化速度，生成控制光源6的发光辉度用的光源控制信号。光源发光辉度状态检测单元35一直监视利用信号变化控制单元34输出的光源控制信号，根据光源6的发光状态的经过情况进行控制，将使得光源6的发光辉度跟踪APL的控制是暂时中断，还是重新开始。该控制是通过例如从光源发光辉度状态检测单元35对信号变化控制单元34输出跟踪控制信号来进行的，信号变化控制单元34根据跟踪控制信号，将光源控制信号电平固定，通过这样使得光源辉度对APL的跟踪暂时中断。
下面参照图35(a)及图35(b)，详细说明根据光源发光辉度状态检测单元35的控制引起的光源6的发光状态的变化。图35(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图35(b)所示为利用根据图35(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。在本实施形态中，光源发光辉度状态检测单元35对于发光辉度即不为最低发光辉度电平L1，也不为最高发光辉度电平L2，而在它们的中间区域持续转移的状态中的经过时间进行计数。而且，在计数了由系统控制单元43预先设定的一定时间Ta时，光源发光辉度状态检测单元35对信号变化控制单元34送出跟踪控制信号，使得光源6的发光辉度跟踪APL变化仅中断一定时间Tb，并维持该中断时刻的发光辉度。然后，经过中断期间Tb，进入等待状态，等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度(图35(b)的细线部分)与现在维持的光源6的发光辉度(图35(b)的粗线部分)处于规定的电平差以内之后，利用跟踪控制信号对信号变化控制单元34重新开始使光源6的发光辉度跟踪APL的控制，另外，上面是将重新开始光源控制的时刻作为等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度与现在维持的光源6的发光辉度处于规定的电平差以内之后，但不一定限于此，例如也可以在经过跟踪中断期间Tb之后立刻重新开始光源控制。但是，在等待假设利用光源控制信号进行光源6的控制不中断而继续时的发光辉度与现在维持的光源6的发光辉度处于规定的电平差以内之后重新开始跟踪的方法，由于没有因中断的光源控制立刻重新开始而引起的图象显示的不舒适感，因此是比较理想的。
图36所示为本实施形态的光源发光辉度状态检测单元35的构成。信号变化控制单元34输出的光源控制信号输入至比较器501及比较器502。比较器501将光源控制信号与最高辉度(L2)设定进行比较，同样比较器502将光源控制信号与最低辉度(L1)设定信号进行比较。另外，最高辉度(L2)设定信号及最低辉度(L1)设定信号都由系统控制单元43供给。比较的结果为现在的发光辉度处于大于最低辉度L1而且小于最高辉度L2的中间状态时，由AND电路503向定时器电路505输出控制信号。第1定时器电路505开始时间计数。在发光辉度处于中间状态的期间，第1定时器电路持续计数。然后，若经过由系统控制单元43设定的设定时间Ta，则第1定时器电路505对信号变化控制单元34输出跟踪控制信号，中断跟踪APL的光源6的辉度控制，同时使第2定时器电路506开始计数。
若经过由系统控制单元43设定的设定时间Tb，则第2定时器电路506向OR电路504送出控制电路，将第1定时器电路505清零。若第1定时器电路被清零，则由第1定时器电路输出的跟踪控制信号被清零，允许重新开始信号变化控制单元34中的光源6的辉度控制。信号变化控制单元34若检测到跟踪控制信号被清零，则比较现在维持的光源6的发光辉度与中间控制信号生成单元31输出的中间控制信号，在两者之差处于一定范围内时工作，使得重新开始光源6的辉度控制。另外，在第1定时器电路505在计数过程中，发光辉度达到最高辉度(L2)或最低辉度(L1)时，利用比较器501，502及OR电路504，将第1定时器电路505清零。
如上所述，采用第7实验形态，在图象显示装置的光源辉度控制中，在光源以中间状态持续一定时间(Ta)的辉度变化时，进行控制使得中断一定时间(Tb)对APL的跟踪，通过这样能够防止由于长时间使光源辉度持续变化而引起的光源寿命的降低。
另外，通过根据APL使光源辉度跟踪来提高显示质量，以及通过中断光源的辉度控制来改善光源寿命，一般存在要折衷兼顾的关系。因此，例如单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制，这样做只不过与提高显示质量相比，单纯优先考虑改善光源寿命。但是，在本实施形态中，由于只要光源在规定时间以上以中间状态持续辉度变化时，就暂时中断光源控制，因此能够得到超过单纯折衷关系的优点。下面说明这种情况。
作为与本实施形态比较用的假设例子，下面说明单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制的情况。图37(a)所示为该假设例子中由APL检测单元输出的APL信号随时间变化的一个例子。图37(b)所示为利用根据图37(a)所示的APL信号生成的光源控制信号驱动的光源的发光辉度随时间的变化。在该假设例子中，如图37(a)所示，在APL信号电平为Y以下时，以最低发光辉度L1驱动光源，而为X以上时，以最高发光辉度L2驱动。在该假设例子中，由于单纯每一次在规定的时刻每一次仅在规定的期间中断光源控制，因此如图37(b)的粗线部分是不中断光源控制时的光源的辉度变化。若来看粗线部分，则在比图中所示的“中断期间”前的期间中，光源辉度在短暂期间达到一定的电平L2。因而，在该情况下，在中断期间即使不中断光源的辉度控制，也应该对光源寿命丝毫没有产生任何深刻的影响。但是，若根据该假设例子，光源控制白白的被中断，在该期间不能防止黑影浮现等，即不能改善显示质量。
而采用本实施形态，不进行这样的光源控制的白白的中断，仅在规定期间以上光源辉度以中间状态变化时，才中断光源的辉度控制。因而，能够得到力图提高显示质量并且以所需要的最低限度进行光源辉度的控制中断的，超过单纯的折衷关系的效果。
第8实施形态图38所示为本发明第8实施形态的图象显示装置的构成。另外，由于图38所示的图象显示装置与图28所示的图象显示装置的不同点仅是中间控制信号生成单元36，信号变化控制单元37及系统控制单元44，因此对于其他构成的说明加以省略。另外，在图38中，对于与图28相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
在本实施形态中，系统控制单元44控制上述各控制单元，特别是向中间控制信号生成单元36送出发光辉度控制静噪信号，向信号变化控制单元37送出初始值设定信号。
中间控制信号生成单元36与前述的实施形态相同，根据设定的变换函数或变换表将输入的APL信号在每个单位场期间变换为作为控制光源6的发光辉度电平用的光源控制信号的基础的中间控制信号。中间控制信号这样控制，使得APL高时，增加光源6的发光辉度，APL低时，降低光源6的发光辉度。
用中间控制信号生成单元36产生的中间控制信号，由于是由图象信号的APL的变化在每个单位场期间变化的信号。这里，在中间控制信号生成单元36预先设定变化阈值电平APLmin，在单位场期间的APL变化小于变化阈值电平APLmin时，控制中间控制信号使其不变化。利用该处理，由于在图象信号的APL变化很微小时，进行控制使得光源6的发光辉度不进行变化，因此能够减少光源驱动条件的频繁变化，减轻因光源驱动条件的变化而引起的光源劣化。
另外，在中间控制信号生成单元36中，在输入图象信号切换时等图象信号处于不稳定的状态下，为了防止跟踪该不稳定的图象信号进行光源辉度控制，由系统控制单元44输入发光辉度控制静噪信号。在该发光辉度控制静噪信号为on时，也控制中间控制信号使其不变化。
信号变化控制单元37利用设定的时间常数，将每个单位场周期变化的中间控制信号变换为具有缓慢变换速度的光源控制信号。下面参照图39(a)～图39(c)，详细说明利用信号变化控制单元的控制引起的光源6的发光状态的变化。
图39(a)所示为APL检测单元2输出的APL信号随时间变化的一个例子，图39(b)所示为输入图象信号切换时的发光辉度控制静噪信号随时间变化的一个例子，图39(c)为利用根据图39(a)及图39(b)所示的APL信号及发光辉度控制静噪信号生成的光源控制信号驱动的光源6的发光辉度随时间的变化。
现在考虑在从时刻t1至t2将输入图象信号从图象信号A切换为图象信号B的情况。而且，根据图象信号切换前后的各图象信号得到的APL信号设为图39(a)所示的信号。这时，供给中间控制信号生成单元36的发光辉度控制静噪信号如图39(b)所示，利用系统控制单元44进行控制，使得从图象信号A切换时的时刻t1起，到切换为图象信号B后各控制单元的动作稳定的时刻t3为止，在这之间处于on状态。在中间控制信号生成单元36中，由于在发光辉度控制静噪信号为on状态期间，控制中间控制信号使其不变化，因此结果光源控制信号也不变化，如图39(c)所示，在时刻t1至时刻t3之间，光源发光辉度也不变化。
下面考虑在时刻t3发光辉度控制静噪信号为off状态，重新开始中间控制信号生成单元36的控制的状态。例如，设图象信号A为如图39(a)所示的图象信号，在时刻t1以前的状态是APL为较低的状态，切换后的图象信号B是以时刻t2以后的状态即APL为持续较高状态。在该情况下，如图39(c)所示，在图象信号A即将切换前，光源6的发光辉度为低状态，在发光辉度控制静噪信号为on状态的期间，维持发光辉度为低的状态。然后，在时刻t3发光辉度控制静噪信号为off状态，利用中间控制信号生成单元36的控制重新开始时，若在信号变化控制单元37中照原样继续控制，则尽管图象信号B的APL为高的状态保持一定，信号变化控制单元37开始从紧靠时刻t3前的状态即光源辉度控制电率为低的状态起进行跟踪(图39(c)的虚线的状态)。因此，实际图像的APL状态与光源的发光辉度状态产生不一致，显示的图像具有不舒适感。
因此，在本实施形态中，为了解决上述问题，另外引入由系统控制单元44产生的初始值设定信号，在使发光辉度控制静噪信号为off时，同时将初始值设定信号送入信号变化控制单元37，将控制状态复位。通过这样，由于不管过去的控制经历如何，能够从进行复位时刻起重新开始控制，因此能够显示不产生印图像信号切换时的光源发光辉度控制与显示图像不一致而引起的不舒适感的图像。
下面详细说明信号变化控制单元37。图40所示为信号变化控制单元37的构成。另外，由于图40所示的信号变化控制单元37与图30所示的信号变化控制单元32的不同点仅仅是另外包含选择器701这一点，因此对于其他相同的构成，附加相同的参照符号，并省略说明。
选择器701利用来自系统控制单元44的初始值控制信号进行控制。选择器701根据该初始值控制信号，将应该反馈给加法器302、减法器303级比较器301的信号进行切换。若更具体的进行说明，则通常将选择器307的输出供给上述各部分，而在图39(c)所示时刻t3的时刻即图像信号的切换结束、信号稳定的时刻，接受来自系统控制单元44的初始值控制信号，这是将来自中间控制信号生成单元36的中间控制信号供给上述各部分。在信号切换后，通过将中间控制信号照原样进行反馈，将光源控制信号的过去控制状态复位，能够将光源控制状态复位，能够将光源控制信号立刻调整为与现在图像信号的APL对应的电平。
如上所述，根据第8实施形态，通过采用与APL的高级联动控制光源的发光辉度同样的构成，由于在电影软件那样的APL较低的黑暗场景中向光源的发光辉度降低的方向进行控制，因此能够改善画面的黑影浮现这样的黑暗场景中显示图像品位的问题，能够提供更高品位的图像。而且特别是通过利用初始值控制信号将光源控制信号复位，能够在输入图像信号切换时等情况下，在不想继续在这之前的控制状态时，能够以新的条件开始光源辉度的控制。因此，能够避免光源辉度的控制状态与显示图像状态不一致的问题，能够显示与显示图像状态对应的没有不舒适感的图像。
产业上利用的可能性如上所述，本发明有关的图像显示装置及图像显示方法，是在由具有透射型线反射型的光调制作用的显示元件及对显示元件照射光的光源构成的图像显示装置中，改善因对比度感不足及黑影浮现的产生而引起的显示图像品位的降低，同时提高装置的可靠性。
权利要求
1.一种图像显示装置，是通过在透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平，生成对照射所述显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成手段、以及根据所述光量控制数据对照射所述显示元件的光量进行控制的光量控制手段，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在APL检测手段检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射所述显示元件的光量为规定的最小电平或其相近的电平。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制所述光源用的光源控制数据的光源控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述光源控制数据驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制数据生成手段生成这样的光源控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动所述光源的最小电平或其相近电平驱动所述光源。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，在所述光源与所述显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的光圈，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平生成控制所述光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述光圈控制数据驱动所述光圈的光圈驱动手段，所述光圈控制数据生成手段生成这样的光圈控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述光圈使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近的电平。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，在所述光源与所述显示元件之间还具有调节照射该显示元件的光量的调光元件，所述光量控制数据生成手段包含根据所述APL检测手段检测出的平均辉度电平，生成控制所述调光元件用的调光元件控制数据的调光元件控制数据生成手段，所述光量控制手段包含根据所述调光元件控制数据驱动所述调光元件的调光元件驱动手段，所述调光元件控制数据生成手段生成这样的调光元件控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述调光元件使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为所述第1规定值时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于APL检测手段检测出的平均辉度电平从所述第1规定值变为最高电平时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平小于所述第1规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平大于所述第2规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有通过对所述光量控制数据生成手段生成的所述光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的手段。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段根据多个单位场时间中的所述平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
10.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有通过对所述APL检测手段检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的手段。
11.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射所述显示元件的光量跟踪该变化，使其维持片刻之前的电平。
12.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平向小于所述第1规定值的数值变化时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
13.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平向大于所述第2规定值的数值变化时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
14.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具有将所述输入图像信号的辉度电平分割为几个辉度电平区、并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成手段，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成手段中检测的每个所述分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的分布状态相应的规定电平。
15.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成手段中检测的所述多个辉度电平区内至少1个辉度电平区的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的电平。
16.如权利要求14所述的图像显示装置，其特征在于，所述光量控制数据生成手段生成这样的光量控制数据，即在根据所述直方图生成手段中检测出的直方图分布判断所述输入图像信号的图像场景为黑暗场景时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
17.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测步骤、根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成对所述照射显示元件的光量进行控制用的光量控制数据的光量控制数据生成步骤、以及根据所述光量控制数据对照射所述显示元件的光量进行控制的光量控制步骤，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于第1规定值以下的范围时，进行控制使得照射所述显示元件的光量为规定的最小电平或其相近电平。
18.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成控制所述光源用的光源控制数据的光源控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述光源控制数据驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源控制数据生成步骤生成这样的光源控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，以能够稳定驱动的最小电平或其相近电平来驱动所述光源。
19.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平，生成控制所述光源与所述显示元件之间存在的，调节照射该显示元件的光量的光圈用的光圈控制数据的光圈控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述光圈控制数据驱动所述光圈的光圈驱动步骤，所述光圈控制数据生成步骤生成这样的光圈控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述光圈使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
20.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤包含根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平生成控制所述光源与所述显示元件之间存在的、调节照射该显示元件的光量的调节元件用的调节元件控制数据的调节元件控制数据生成步骤，所述光量控制步骤包含根据所述调光元件控制数据驱动所述调光元件的调光元件驱动步骤，所述调光元件控制数据生成步骤生成这样的调光元件控制数据，即在所述APL检测手段检测出的平均辉度电平处于所述第1规定值以下的范围时，驱动所述调光元件使得照射所述显示元件的光量为所述规定的最小电平或其相近电平。
21.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从最低电平变为所述第1规定值时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比小于所述APL检测手段检测出的平均辉度电平从所述第1规定值变为最高电平时照射所述显示元件的光量的变化量与该平均辉度电平的变化量的比。
22.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平小于所述第1规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
23.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平大于所述第2规定值时，将照射所述显示元件的光量固定在规定的最大电平。
24.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有通过对所述光量控制数据生成步骤生成的所述光量控制数据进行滤波，对该光量控制数据的变化起到延迟作用的步骤。
25.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤根据多个单位场时间中的所述平均辉度电平的平均值，生成所述光量控制数据。
26.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有通过对所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平的输出进行滤波，对该平均辉度电平的变化起到延迟作用的步骤。
27.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平每单位时间的变化小于规定阈值时，不使照射所述显示元件的光量跟踪该变化，而使其维持片刻之前的电平。
28.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平向小于所述第1规定值的数值变化时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最小电平。
29.如权利要求23所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平向大于所述第2规定值的数值变化时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，在规定期间将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的最大电平。
30.如权利要求17所述的图像显示方法，其特征在于，还具有将所述输入图像信号的辉度电平分割为几个辉度电平区，并检测每个辉度电平区的直方图分布的直方图生成步骤，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成步骤中检测出的每个所述分割区的直方图分布处于规定的分布状态时，与所述APL检测手段检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的分布状态相应的规定电平。
31.如权利要求30所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在所述直方图生成步骤中检测出的所述多个辉度电平区内的至少1个的辉度电平的直方图分布大于或小于规定阈值时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在所述规定的电平。
32.如权利要求30所述的图像显示方法，其特征在于，所述光量控制数据生成步骤生成这样的光量控制数据，即在根据所述直方图生成步骤中检测出的直方图分布判断所述输入图像信号的图像场景为黑暗场景时，与所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平无关地，将照射所述显示元件的光量固定在与所述规定的最小电平。
33.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，生成根据该平均辉度电平对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，以使得所述光源控制信号的每单位时间的电平变化量与所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平无关地处于规定量以下。
34.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述规定量是几乎不感觉到所述光源的辉度变化这样程度的变化量。
35.如权利要求34所述的图像显示装置，其特征在于，所述规定量是为了使所述光源的发光辉度以最大控制幅度变化至少需要0.3秒的变化量。
36.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，依次在该光源控制信号生成手段中对刚才输出的所述光源控制信号电平加上或减去所述规定量，以此生成所述光源控制信号。
37.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段包含生成对应于所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平变化而变化的中间控制信号的中间控制信号生成手段、以及控制所述中间控制信号生成手段生成的所述中间控制信号的电平的变化，生成所述光源控制信号的信号变化控制手段。
38.如权利要求37所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号变化控制手段在该信号变化控制手段中刚刚输出的所述光源控制信号与所述中间控制信号生成手段生成的所述中间控制信号之电平差大于规定误差量时，对该刚刚输出的所述光源控制信号电平加上或减去所述规定量后作为所述光源控制信号输出，另一方面，在所述电平差小于所述规定的误差量时，将所述中间控制信号原封不动作为所述光源控制信号输出。
39.如权利要求33所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段在所述输入图像信号发生切换时，与发生该切换前片刻生成的所述光源控制信号的状态无关地、生成与所述APL检测手段检测出的当前的所述平均辉度电平对应的所述光源控制信号。
40.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平生成对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手动，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即使得降低所述光源的发光辉度时的所述光源控制信号每单位时间的电平变化量大于增加所述光源发光辉度时的变化量。
41.一种图像显示装置，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示装置，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测手段、根据所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平，生成根据该平均辉度电平对所述光源的发光辉度动态地进行控制用的光源控制信号的光源控制信号生成手段、以及根据所述光源控制信号生成手段生成的所述光源控制信号驱动所述光源的光源驱动手段，所述光源控制信号生成手段生成这样的光源控制信号，即所述光源发光辉度以最大电平以下而且是最小电平以上的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，就生成所述光源控制信号，至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
42.如权利要求41所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源控制信号生成手段在中断所述光源的动态控制后经过所述第2规定时间之后，在所述APL检测手段检测出的所述平均辉度电平与中断时的该平均辉度电平之电平差在规定的差值以内的时刻，重新开始进行所述光源的动态控制。
43.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度电平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的平均辉度电平动态地驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得所述光源控制信号的每单位时间的电平变化量与所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平的变化无关地处于规定量以下。
44.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自电源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平动态地驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得降低所述光源发光辉度时的所述光源发光辉度每单位时间的电平变化量大于增加所述光源发光辉度时的变化量。
45.一种图像显示方法，是通过对透射型或反射型的具有光调制作用的显示元件照射来自光源的光线以显示图像的图像显示方法，其特征在于，具有检测输入图像信号的平均辉度水平的APL检测步骤、以及根据所述APL检测步骤检测出的所述平均辉度电平动态驱动所述光源的光源驱动步骤，所述光源驱动步骤驱动所述光源，使得所述光源发光辉度以最大电平以外而且是最小电平以外的中间电平进行控制的状态每持续第1规定期间，至少使得该光源的动态控制中断第2规定期间。
全文摘要
用APL检测单元(2)检测输入图像信号(1)的每个单位场期间的APL，光源控制数据生成单元(3)根据APL检测结果，在APL为0％～规定值A1时，生成能够稳定驱动光源(6)的最小电平的光源控制信号，在APL为规定值A2～100％时，生成能够稳定地驱动光源(6)的最大电平的光源控制信号，在APL为规定值A1～规定值A2时，生成与APL对应动态变化的光源控制信号，根据该光源控制信号驱动光源(6)，以此能够改善对比度感不足及黑影浮现的产生现象，同时提高光源(6)的可靠性。
文档编号G09G5/10GK1462425SQ02801381
公开日2003年12月17日 申请日期2002年4月19日 优先权日2001年4月25日
发明者川島正裕, 野田均, 行天敬明 申请人:松下电器产业株式会社
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