JP2007298704A - 表示装置及び表示方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図る。
【解決手段】 設定したバックライト３の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部２の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部４を設け、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにした。
【選択図】図６
【解決手段】 設定したバックライト３の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部２の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部４を設け、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにした。
【選択図】図６
Description
本発明は、例えば、液晶表示装置に適用して好適な表示装置及び表示方法の技術分野に関する。
表示装置、例えば、液晶表示装置は、液晶パネルの画素が発光しないため、液晶パネルの背面側にバックライトを配置し、そのバックライトで液晶パネルの背面を照明して画像を表示させるようにしている。
従来、液晶表示装置においては、バックライトによって液晶パネルの表示画面全体を均一な明るさで照明し、液晶パネルの各画素の開口率を制御しバックライトから出射された光の遮蔽量を調整することにより、表示画面の各部において必要な輝度を得るようにしている。従って、例えば、表示画面全体が暗い場合においても、バックライトは設定可能な略最大の輝度で発光しており、バックライトが無駄に明るく発光し消費電力が大きいという問題がある。
このようなバックライトを備えた液晶表示装置の問題を解決するために、例えば、表示画面全体の表示輝度情報に基づいてバックライト全体の発光輝度を制御する方法が提案されている。
また、バックライトを構成する各光源に対応させて表示画面を複数の領域に分割し、その分割領域ごとに必要とされる表示輝度に対応して、部分的に光源の発光輝度を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
尚、上記した「発光輝度」とは、光源から光が出射されるときの輝度を言い、上記した「表示輝度」とは、光源から出射された光が表示部（表示画面）を透過したときの輝度を言う（以下、同じ）。
図１９は、このような制御方法の一例を概念的に示したものである。例えば、図１９（ａ）に示すように、１画像（原画像）の略中央部に最も暗い楕円形状が表示され、その周囲において徐々に明るくなっている画像が表示されるとする。このような画像が表示される液晶表示装置のバックライトｃが、図１９（ｂ）に示すように、縦横に分割されて配置された複数の光源ｄ、ｄ、・・・によって構成されているとすると、図１９（ａ）に示す画像を表示する際には、表示輝度が最も低い個所に対応する光源ｄ、ｄの発光輝度を抑制する。
このようにバックライトｃの発光輝度を部分的に抑制して画像の表示を行うことにより、無駄なバックライトの点灯を防止して消費電力の低減を図ることができる。
また、上記したような光源の個別の制御において、消費電力の一層の低減を図るために、光源の発光輝度を抑制したときに画素に対する補正階調、即ち、画素に対する開口率を定める値を高く設定して必要な表示輝度を得る表示方法がある。
このような表示方法の一例を、図２０及び図２１を参照して説明する。
例えば、表示画面の全体を略均一の表示輝度で表示しようとする場合に、図２０に示すように、各光源のうち一部の光源の発光輝度を抑制し、他の光源を当該一部の光源より高い発光輝度で発光させるようにすると、発光輝度を抑制した部分の画素については補正階調を高く設定し他の画素については補正階調を低く設定する。図２０において、横軸は表示画面の垂直方向又は水平方向における位置を示し、縦軸は光源の発光輝度を示す。
このとき各画素に対して割り当てられる補正階調は、図２１に示すように、発光輝度の高さに応じて設定され、発光輝度が低いほど大きく設定され、発光輝度が高いほど小さく設定される。高い発光輝度で発光する部分に対応する画素に対しては、補正階調が、例えば、１０に設定され、発光輝度が低くなるに従って補正階調が段階的に１０より大きく設定される。
上記したように補正階調の設定は段階的に行われるため、画素に対する制御はデジタル的な制御となる。
一方、バックライトに対する制御もデジタル的な制御となるが、各光源の発光輝度により得られる輝度分布はアナログ的なものとなる。
上記したように各光源のうち一部の光源の発光輝度を抑制し、発光輝度を抑制した部分の画素については補正階調を高く設定することにより、各光源の発光輝度を加算した発光輝度であるバックライトの発光輝度が低くなるため、消費電力の一層の低減を図ることができる。
ところが、上記したように、液晶の画素に対する制御はデジタル的な制御である一方、各光源の発光輝度により得られる輝度分布はアナログ的なものであるため、バックライトの輝度に各画素の開口率を乗じて得られる表示輝度には量子化誤差が含まれることになる。
この量子化誤差は表示画像の内容によっては輝度ムラとして視認される場合がある。特に、画素に対する補正階調が低く設定されて表示輝度が低くされた領域で、かつ、一定の範囲内において輝度に関して同一レベルの画像信号が入力され画素間において設定された補正階調の変化がほとんどない領域（平坦領域）で輝度ムラが視認され易い。
量子化誤差は、補正しようとする輝度に応じて、デジタル制御に起因した切り捨て又は切り上げにより補正階調を設定するために生じ、画像を表示するためのドライバーが有する階調数が少ないほど発生し易くなる。現行で使用されているドライバーは８ビット乃至１０ビットのものであり、階調数としては２５６乃至１０２４階調を有している。従って、階調数が大きなドライバーを使用すれば量子化誤差は小さくなるが、階調数が大きなドライバーは高価でありコストの高騰を来たしてしまう。
そこで、本発明表示装置及び表示方法は、上記した問題点を克服し、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることを課題とする。
本発明表示装置は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを設け、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにしたものである。
本発明表示方法は、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにし、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにしたものである。
従って、本発明表示装置及び表示方法にあっては、補正階調の階調数が実質的に増加する。
別の本発明表示装置は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを設け、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにしたものである。
別の本発明表示方法は、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにし、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにしたものである。
従って、別の本発明表示装置及び表示方法にあっては、設定された少なくとも一方の補正階調が隣接する画素からずれて位置された画素に対して割り当てられる。
本発明表示装置は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを備え、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにしたことを特徴とする。
従って、補正階調の値が実質的に増加するため、画素の開口率に関する制御を高精度に行うことが可能となり、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
本発明表示方法は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトとを備えた表示装置において、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにし、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにしたことを特徴とする。
従って、補正階調の値が実質的に増加するため、画素の開口率に関する制御を高精度に行うことが可能となり、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
別の本発明表示装置は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを備え、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにしたことを特徴とする。
従って、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
別の本発明表示方法は、複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトとを備えた表示装置において、入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにし、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにしたことを特徴とする。
従って、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
以下に、本発明の最良の形態を、図１〜図１８を参照して説明する。
以下に示した最良の形態は、本発明表示装置を液晶表示装置に適用し、本発明表示方法をこの液晶表示装置に表示される画像の表示方法に適用したものである。
尚、本発明の適用範囲は液晶表示装置及び液晶表示装置に表示される画像の表示方法に限られることはなく、表示部の背面側にバックライトが配置され表示部の画素の開口率が制御されて画像が表示される全ての表示装置及びこの表示装置に表示される画像の表示方法に適用することができる。
液晶表示装置１は、図１に示すように、画像を表示する表示部２と該表示部２の背面側に配置されたバックライト３と該バックライト３及び表示部２に対して各種の制御を行う制御部４とを備えている。
表示部２は液晶パネル５と該液晶パネル５に対して駆動信号を送出するためのソースドライバ６及びゲートドライバ７を有している。液晶パネル５は表示画面が複数の領域、例えば、垂直方向において６個の領域Ａ１〜Ａ６に分割された構成とされている（図２参照）。
バックライト３は複数の光源、例えば、６個の光源８、９、・・・、１３によって構成され、該光源８、９、・・・、１３がそれぞれ表示画面の６個の領域Ａ１〜Ａ６の真後ろに配置されている。光源８〜１３は、例えば、それぞれ複数の発光ダイオード等の発光素子が水平方向に分割されて配置された構成とされている。
光源８〜１３を構成する複数の発光ダイオードとしては、例えば、赤色の発光ダイオード、緑色の発光ダイオード、青色の発光ダイオードが用いられ、これらの発光ダイオードを所定の状態で順に配列することにより、各色の混合で白色となるようにしている。各光源８〜１３から出射された光は、図示しない散乱板や散乱シートによって拡散されて液晶パネル５の背面に照射される。
尚、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ６は、真後ろに位置する光源８〜１３のみから出射された光が到達する領域として設定されたものではない。従って、各光源８〜１３から出射された光は、後述する散乱板等によって直前に位置する領域以外の領域にも到達する。
また、上記には、説明を簡単にするために、バックライト３の例として、光源８〜１３が垂直方向にのみ分割されて配置されたものを示したが、バックライトは、光源が水平方向にのみ分割されて配置されたものであってもよく、また、従来例として示した図１９（ｂ）に示すような垂直方向と水平方向の両方向に分割されて配置されたものであってもよい。
制御部４はバックライト３を制御する光源制御回路１４と表示部２を制御する液晶パネル制御回路１５とを備えている（図１参照）。液晶パネル制御回路１５にはメモリ１６が接続されている。
メモリ１６には、液晶パネル５に入射される各光源８〜１３から出射された光の分布状態についてのデータが記憶されている。また、メモリ１６には、液晶パネル５の表示ムラを補正するデータも記憶されている。
以上のように構成された液晶表示装置１において、液晶パネル制御回路１４に画像信号が入力されると、入力された画像信号に基づいて液晶パネル５における表示駆動を行うための表示駆動信号が液晶パネル制御回路１４によって生成される。
生成された表示駆動信号は、液晶パネル５のソースドライバ６及びゲートドライバ７に送出され、該ソースドライバ６及びゲートドライバ７を介して液晶パネル５の各画素に入力される。表示駆動信号の入力は、入力される画像信号のフィールド周期に同期して１フィールド周期で行われる。液晶パネル５の各画素に表示駆動信号が入力される際には、後述する補正処理が行われる。
各光源８〜１３に対する制御は、光源制御回路１５によって実行される（図１参照）。光源制御回路１５には、液晶パネル制御回路１４に画像信号が入力されたときに、該液晶パネル制御回路１４から光源８〜１３ごとの個別の点灯制御信号が入力され、各光源８〜１３の発光輝度が１フィールド周期で個別に設定される。
図３は、各光源８〜１３の発光輝度の例を示したものである。図３中、横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は発光輝度を示し、各光源８〜１３を略最大の均一な輝度で発光させた場合の例である。
図３中、実線のデータは、光源８〜１３のそれぞれの発光輝度を示している。このデータは表示画面の垂直方向における両端部、即ち、光源８、１３側の端部での光の反射による影響は考慮されていない。図３中、一点鎖線で示したデータは、光源８〜１３のそれぞれの発光輝度を各位置において加算して算出したトータルの発光輝度を示している。トータルの発光輝度は、表示画面の垂直方向における両端部を除き、垂直方向における任意の位置で略均一とされている。
上記したように、各光源８〜１３を略均一な輝度で発光させた場合には、トータルの発光輝度が表示画面の垂直方向における両端部において低下する。しかしながら、表示画面の垂直方向における両端部においては、光の反射の影響により光源８、１３の発光輝度が高くなる（図４参照）。従って、液晶表示装置１にあっては、表示画面の垂直方向における両端部におけるトータルの発光輝度の低下が緩和される。
また、液晶表示装置１において、表示画面の垂直方向における両端部におけるトータルの発光輝度の低下を極力回避するために、垂直方向における両端部に位置する光源８、１３の最大発光輝度を他の光源８〜１３の最大発光輝度より高く設定することも可能である。
さらに、表示画面の垂直方向における両端部におけるトータルの発光輝度の低下を完全に解消するために、例えば、図４に示す点線で囲んだ部分を画像が表示される範囲とすることも可能である。
液晶表示装置１にあっては、各光源８〜１３から出射された光が、直前に位置する領域以外の領域に到達しないようにするための仕切り等は設けられていない。従って、各光源８〜１３から出射された光は、直前に位置する領域以外の他の領域にも到達し、当該他の領域における表示輝度にも寄与する。
図５は、図４に示した発光輝度を有する各光源８〜１３を用いた場合に、出射された光が液晶パネル５に入射されるときの表示画面の各位置に対する各光源８〜１３の輝度寄与率を示したものである。横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は各光源８〜１３から出射された光の表示輝度に対する輝度寄与率を示している。
図５に示すように、各光源８〜１３から出射された光の輝度寄与率は、それぞれ光源８〜１３の直前に位置する領域Ａ１〜Ａ６において最も高く、領域Ａ１〜Ａ６から離れるに従って徐々に低下する。垂直方向における両端部に配置された光源８、１３については、それぞれ直前に位置する領域Ａ１、Ａ６における輝度寄与率が４０％程度とされ、中間の位置に配置された光源８〜１３ついては、それぞれ直前に位置する領域Ａ２〜Ａ５における輝度寄与率が３０％程度とされている。また、光源８〜１３とも、それぞれ直前に位置する領域Ａ１〜Ａ６以外の各領域においても表示輝度に寄与して影響を及ぼしている。
このように、液晶表示装置１にあっては、各光源８〜１３から出射された光が直前に位置する領域以外の領域にも到達するため、各光源８〜１３から出射されたそれぞれの光が、直前に位置する領域Ａ１〜Ａ６のみに各別に照射されることはなく、他の領域にも照射される。
液晶表示装置１にあっては、各光源８〜１３の発光輝度が領域Ａ１〜Ａ６の表示輝度に対してどの程度寄与しているのかを予め測定し、この測定値が後述する連立方程式で演算する際のデータとしてメモリ１６に記憶されている。従って、メモリ１６には、図５に示す輝度寄与率のデータが記憶されている。
次に、図６のフローチャート図を参照して、画面表示に関する制御の処理例について説明する。この制御は、制御部４の液晶パネル制御回路１４及び光源制御回路１５によって実行され、液晶パネル制御回路１４に１フィールドの画像信号が入力されるごとに行われる。
液晶パネル制御回路１４に１フィールドの画像信号が入力されると（ステップＳ１）、入力された画像信号によって生成される１画像（原画像）の表示輝度の分布が液晶パネル制御回路１４によって検出される（ステップＳ２）。従って、各領域Ａ１〜Ａ６の表示輝度が検出される。
表示輝度の分布が液晶パネル制御回路１４によって検出されるときには、入力される画像信号の平坦領域が検出される（ステップＳ３）。平坦領域とは、画素における一定の範囲内において輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された領域である。本例においては、画素における２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されたときに、この画素の範囲が平坦領域として検出される。
具体的には、１画素のサイズが０．５ｍｍ角（縦０．５ｍｍ、横０．５ｍｍの正方形状の画素）であるとすると、縦横に５画素ずつの合計２５画素の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されたときに、この画素の範囲が平坦領域として検出される。
尚、上記には、例として、画素における２．５ｍｍ角以上の範囲を平坦領域の検出範囲としたが、最低限２．５ｍｍ角以上の範囲を平坦領域の検出範囲として設定すればよく、画素における２．５ｍｍ角よりも大きな範囲を平坦領域の検出範囲として設定することも可能である。
次いで、検出された平坦領域に入力される画像信号に対して、高周波信号が重畳される（ステップＳ４）。
検出した表示輝度の分布に基づいて、バックライト３を構成する各光源８〜１３の発光輝度がそれぞれ設定される（ステップＳ５）。この発光輝度の設定時には、領域Ａ１〜Ａ６の各表示輝度に対する各光源８〜１３の発光輝度の輝度寄与率が考慮される。具体的には、メモリ１６に予め記憶されている上記輝度寄与率のデータ（図５参照）を用いた連立方程式により、各光源８〜１３の発光輝度が設定される。具体的な連立方程式の例については後述する。
次に、上記のように各光源８〜１３の発光輝度を設定した上で、液晶パネル５の表示画面の各部の表示輝度を画像表示の際の最適値にするための各画素に対する補正階調を算出する（ステップＳ６）。
補正階調の算出は、設定した各光源８〜１３の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて行う。最適値とは、入力された画像信号に基づいて原画像が表示されるときに表示画面の各部において必要とされる表示輝度である。従って、補正階調は、各光源８〜１３から上記のように設定された発光輝度で光が出射されたときに、表示画面の各部において必要とされる表示輝度を得るために各画素において必要とされる開口率を算出するための値である。
補正階調の算出は、上記した高周波信号の重畳に基いても行われ、高周波信号が重畳された入力信号に対する補正階調は、１段階又は２段階の変化となるように設定される。図７は１段階又は２段階の変化に設定された補正階調を示す図であり、横軸は表示画面の位置（画素の位置）を示し、縦軸は補正階調の値を示している。
図７に示すように、２段階の変化は、例えば、補正階調９と補正階調１１（範囲Ａ）や補正階調１０と補正階調１２（範囲Ｃ）を往復するように設定され、１段階の変化は、例えば、補正階調１０と補正階調１１（範囲Ｂ）を往復するように設定される。これらの１段階に変化された補正階調と２段階に変化された補正階調は、例えば、交互に連続して設定される。
このように１段階に変化された補正階調と２段階に変化された補正階調を連続して設定することにより、実質的に補正階調の値が増加することになる。上記した例においては、補正階調９と補正階調１１（範囲Ａ）を往復するように設定することにより平均値として補正階調１０が設定され、補正階調１０と補正階調１１（範囲Ｂ）を往復するように設定することにより平均値として補正階調１０．５が設定され、補正階調１０と補正階調１２（範囲Ｃ）を往復するように設定することにより平均値として補正階調１１が設定され、補正階調１０．５が設定される分、補正階調の値が増加する。
図８は、設定された補正階調を、表示画面の全体の位置において示した図である。尚、本例は、表示画面の全体を略均一の表示輝度で表示しようとする場合に、各光源のうち一部の光源の発光輝度を抑制し、他の光源を当該一部の光源より高い発光輝度で発光させるようにした場合を示し、範囲Ｔにおいて光源の発光輝度が抑制されている。図８には、入力される画像信号の全体に高周波信号が重畳された例を示してある。
図８に示すように、範囲Ｔにおいて、補正階調の値が段階的に変化されている。図９は、補正階調の段階的な変化の状態を拡大して示す図である。
尚、上記した補正階調の算出時には、液晶パネル５の表示ムラを補正するデータをメモリ１６から読み出し、このデータを考慮して補正階調の算出が行われる。
ステップＳ５で設定した各光源８〜１３の発光輝度に基づいた発光駆動信号を光源制御回路１５から各光源８〜１３に送出し、該各光源８〜１３を設定した発光輝度で発光させる。同時に、ステップＳ６で算出した補正階調に基づいて補正された表示駆動信号を液晶パネル制御回路１４から液晶パネル５の各画素に送出し、各フィールドの画像を表示画面に表示させる（ステップＳ７）。液晶パネル制御回路１４から液晶パネル５の各画素に表示駆動信号が送出されると、各画素が表示駆動信号に基づいた開口率となるように制御され、各光源８〜１３から出射された光の各画素に対する透過状態が制御される。
従って、表示画面の各部において、入力された画像信号に応じた表示輝度が得られた状態で画像が表示される。
図１０は、表示画面に画像が表示されたときの輝度分布状態を示す図である。図１０に示すように、上記したステップＳ１乃至ステップＳ７の処理行うことにより、表示画面の全体において略均一な表示輝度が得られる。
以下に、上記したステップＳ１〜ステップＳ７（図６参照）において行われる制御の具体的な方法について説明する。
バックライト３の光源数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、本例においてはＮ＝６である。
液晶表示装置１にあっては、上記したように、光源の分割数Ｎ（＝６）に対応した数で、図２に示すように、表示画面が領域Ａ１〜Ａ６の６つの領域に分割されている。
領域Ａ１〜Ａ６のそれぞれについて、入力される画像信号によって定まる最大表示輝度Ｌn_max(n=１〜６)を求める。最大表示輝度Ｌn_maxとは、領域Ａ１〜Ａ６のそれぞれの各部の中で最大の表示輝度となる値を言う。
ここで全白の表示輝度（液晶パネル、バックライト共に白ピーク設定（通常、液晶パネルの開口率１００％、バックライトの出力１００％）の場合）をＬ_peakとし、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ６について全白の表示輝度Ｌ_peakに対する最大表示輝度Ｌn_maxの比率αn(n=１〜６)を求める。
αn＝（Ｌn_max/Ｌ_peak）・・・（１）
比率αnは、領域Ａ１〜Ａ６に対応する光源８〜１３の発光輝度を何割抑制することができるかを示すリカバリー限界である。即ち、液晶パネル５の表示輝度は「液晶パネル（偏光板を含む）の開口率×バックライトの発光輝度」で定まるが、リカバリー限界とは、それ以上バックライトの発光輝度を下げると液晶パネルの開口率を１００％に設定しても最大表示輝度Ｌn_maxが得られなくなる値である。
比率αnは、領域Ａ１〜Ａ６に対応する光源８〜１３の発光輝度を何割抑制することができるかを示すリカバリー限界である。即ち、液晶パネル５の表示輝度は「液晶パネル（偏光板を含む）の開口率×バックライトの発光輝度」で定まるが、リカバリー限界とは、それ以上バックライトの発光輝度を下げると液晶パネルの開口率を１００％に設定しても最大表示輝度Ｌn_maxが得られなくなる値である。
尚、上記には、各領域Ａ１〜Ａ６の最大表示輝度Ｌn_maxに基づいてリカバリー限界αnの値を求めるようにしたが、画像内容によっては各領域Ａ１〜Ａ６の平均表示輝度Ｌn_aveに基づきαn′＝（Ｌn_ave/Ｌ_peak）によりリカバリー限界αn′の値を求めて輝度制御を行うことも可能である。リカバリー限界αn′の値を求めて制御を行う場合には、完全な原画像を再現することは困難であるが、見た目に影響の少ない範囲で原画像を再現することが可能である。
各領域Ａ１〜Ａ６の表示輝度には、上記したように、それぞれ領域Ａ１〜Ａ６の直後に位置する光源８〜１３の発光輝度以外に他の光源８〜１３の発光輝度も寄与するため、各領域Ａ１〜Ａ６の真後ろに位置する光源８〜１３の発光輝度を領域Ａ１〜Ａ６のリカバリー限界αnに応じて各別に制御するだけでは、領域Ａ１〜Ａ６の直後に位置しない光源８〜１３の発光輝度を考慮した制御を行うことができない。
そこで、領域Ａ１〜Ａ６の直後に位置しない光源８〜１３の発光輝度をも考慮して光源８〜１３ごとの発光率βn（n＝１〜６）を求める。発光率βnとは、各光源８〜１３の最大発光輝度（白ピーク設定時）に対する実際の各光源８〜１３の発光輝度の割合を示す値であり、０≦βn≦１の範囲で求められる。
発光率βnの算出は、各領域Ａ１〜Ａ６に対する各光源８〜１３の輝度寄与率ＫＸ、Ｙ（図５参照）を用いて行う。図５に示した光源８〜１３の輝度寄与率のデータは、上記したように、予めメモリ１６に記憶されており、発光率βnの算出時にメモリ１６に記憶された光源８〜１３の輝度寄与率のデータが読み出される。
輝度寄与率ＫＸ、Ｙにおいて、Ｘは領域Ａ１〜Ａ６を示し、Ｙは光源８〜１３を示す。例えば、Ｋ１、１は領域Ａ１に対する１番上に位置する光源８の輝度寄与率を示し、例えば、Ｋ２、３は領域Ａ２に対する上から３番目に位置する光源１０の輝度寄与率を示す。図５に示すように、輝度寄与率は光源８〜１３ごとに各領域内において一定とされていないが、メモリ１６には、輝度寄与率ＫＸ、Ｙとしては、例えば、領域Ａ１〜Ａ６のそれぞれ中央におけるデータが記憶されている。
発光率βnは、下記に示す多元連立方程式（不等式）を解くことによって求められる。
Ｋ１、１・β1＋Ｋ１、２・β2＋Ｋ１、３・β3＋Ｋ１、４・β4＋Ｋ１、５・β5＋Ｋ１、６・β6≧α1・・・（２）
Ｋ２、１・β1＋Ｋ２、２・β2＋Ｋ２、３・β3＋Ｋ２、４・β4＋Ｋ２、５・β5＋Ｋ２、６・β6≧α2・・・（３）
Ｋ３、１・β1＋Ｋ３、２・β2＋Ｋ３、３・β3＋Ｋ３、４・β4＋Ｋ３、５・β5＋Ｋ３、６・β6≧α3・・・（４）
Ｋ４、１・β1＋Ｋ４、２・β2＋Ｋ４、３・β3＋Ｋ４、４・β4＋Ｋ４、５・β5＋Ｋ４、６・β6≧α４・・・（５）
Ｋ５、１・β1＋Ｋ５、２・β2＋Ｋ５、３・β3＋Ｋ５、４・β4＋Ｋ５、５・β5＋Ｋ５、６・β6≧α5・・・（６）
Ｋ６、１・β1＋Ｋ６、２・β2＋Ｋ６、３・β3＋Ｋ６、４・β4＋Ｋ６、５・β5＋Ｋ６、６・β6≧α6・・・（７）
多元連立方程式を用いて発光率βn（０≦βn≦１）を算出すると、この発光率βnを満たすように各光源８〜１３の発光輝度を設定する。
Ｋ１、１・β1＋Ｋ１、２・β2＋Ｋ１、３・β3＋Ｋ１、４・β4＋Ｋ１、５・β5＋Ｋ１、６・β6≧α1・・・（２）
Ｋ２、１・β1＋Ｋ２、２・β2＋Ｋ２、３・β3＋Ｋ２、４・β4＋Ｋ２、５・β5＋Ｋ２、６・β6≧α2・・・（３）
Ｋ３、１・β1＋Ｋ３、２・β2＋Ｋ３、３・β3＋Ｋ３、４・β4＋Ｋ３、５・β5＋Ｋ３、６・β6≧α3・・・（４）
Ｋ４、１・β1＋Ｋ４、２・β2＋Ｋ４、３・β3＋Ｋ４、４・β4＋Ｋ４、５・β5＋Ｋ４、６・β6≧α４・・・（５）
Ｋ５、１・β1＋Ｋ５、２・β2＋Ｋ５、３・β3＋Ｋ５、４・β4＋Ｋ５、５・β5＋Ｋ５、６・β6≧α5・・・（６）
Ｋ６、１・β1＋Ｋ６、２・β2＋Ｋ６、３・β3＋Ｋ６、４・β4＋Ｋ６、５・β5＋Ｋ６、６・β6≧α6・・・（７）
多元連立方程式を用いて発光率βn（０≦βn≦１）を算出すると、この発光率βnを満たすように各光源８〜１３の発光輝度を設定する。
尚、上記した多元連立方程式は、バックライトの分割数に応じてnの数が変化するだけであるため、バックライトの構成に拘わらず使用することができる。
また、上記には、光源８〜１３ごとにβnを求める例を示したが、例えば、赤、緑、青の原色ごと又はバックライト３の発光色ごとに、各別にβnを算出して輝度制御を行うことも可能である。
図１１は、ある画像信号が入力されたときに、上記の方法を用いて発光率βnを算出し、バックライト３の各光源８〜１３の発光輝度を制御した状態を示す一例である。
図１１中、横軸は表示画面の垂直方向における位置を示す。図１１中、上側のグラフは実線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ６におけるリカバリー限界αnを示し、点線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ６における光源８〜１３の発光率βnの合計値を示し、下側のグラフは各光源８〜１３の輝度寄与率を示す。
図１１に示す例においては、領域Ａ４の表示輝度が最も低く、領域Ａ４から離れるに従って表示輝度が高くなり、領域Ａ１の表示輝度が最も高い。光源１１の発光輝度は０に近く、光源１０、１２の発光輝度は低く、光源８、９、１３の発光輝度は光源１０、１１、１２の発光輝度より高く設定されている。
図１１に示すように、発光率βnはリカバリー限界αnに近い値で設定されており、光源８〜１３の発光輝度が効率的に制御されている。
このようにリカバリー限界αn及び輝度寄与率ＫＸ、Ｙを用い、多元連立方程式を解くことによって光源８〜１３の発光率βnを求めて各光源８〜１３の発光輝度を制御することにより、画像の表示状態に応じて各光源８〜１３の発光輝度を抑制することが可能となり、バックライト３の消費電力の低減を図ることができる。
上記のようにして発光率βnを算出し各光源８〜１３の発光輝度を設定した後、以下に示すように、液晶パネル５の表示画面の各部の表示輝度を画像表示の際の最適値にするための各画素に対する補正階調を算出する。この補正階調は、上記したように、各光源８〜１３から上記のように設定された発光輝度で光が発光されたときに、表示画面の各部において必要とされる表示輝度を得るために各画素に必要とされる開口率を算出するための値である。
補正階調は、図１２に示す液晶パネル５の表示輝度特性についてのデータに基づいて算出する。図１２中、横軸はバックライト３の出力を１００％としたとき（全点灯時）の液晶パネル５の補正階調（電圧）Ｓ_dataを示し、縦軸は補正階調Ｓ_dataに対する液晶パネル５の表示輝度Ｌ_dataを示す。図１２に示す表示輝度特性ｆのデータは予め求められており、メモリ１６に記憶されている。
各画素について、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比をγとする。設定表示輝度Ｌ_setとは、発光率βnに基づいて発光輝度が設定された光源８〜１３から光が出射された場合に画素が開口率１００％とされたときの表示輝度を言う。
γ = Ｌ_peak/Ｌ_set・・・（８）
画像信号が入力されたときに表示される画像（原画像）の補正階調Ｓ_dataは、上記したように、図１２に示すデータにより表示輝度Ｌ_dataに基づいて定められる。
画像信号が入力されたときに表示される画像（原画像）の補正階調Ｓ_dataは、上記したように、図１２に示すデータにより表示輝度Ｌ_dataに基づいて定められる。
Ｌ_data =ｆ（Ｓ_data） ・・・（９）
また、設定表示輝度Ｌ_setに対する補正階調Ｓ_data′は、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比γ及び補正階調Ｓ_dataに基づいて以下の式によって算出される。補正階調Ｓ_data′が、各画素において必要とされる開口率を算出するための補正階調となる。
また、設定表示輝度Ｌ_setに対する補正階調Ｓ_data′は、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比γ及び補正階調Ｓ_dataに基づいて以下の式によって算出される。補正階調Ｓ_data′が、各画素において必要とされる開口率を算出するための補正階調となる。
Ｓ_data′=ｆ（γ×Ｌ_data）-1・・・（１０）
補正階調Ｓ_data′となるように各画素の開口率を設定することにより、原画像が所定の表示輝度で再現される。
補正階調Ｓ_data′となるように各画素の開口率を設定することにより、原画像が所定の表示輝度で再現される。
液晶表示装置１にあっては、上記した各画素に対する補正階調の算出時に、以下のようにして、液晶パネル５の表示ムラを補正する処理が行われる。
液晶パネル５が全白の表示輝度Ｌ_peakとされるときには、液晶パネル５において表示ムラが生じる。この表示ムラは液晶パネル５の表示輝度に関与する構成部品、例えば、画素（液晶）や各光源等の成形精度等に起因する。
以下に、表示ムラを防止する方法について説明する（図１３及び図１４参照）。
図１３に示すように、表示画面の各部の表示輝度において、全白の表示輝度Ｌ_peakの最小値を均一表示輝度Ｌ_flatとする。このとき表示画面の各部において特異的に表示輝度が低い部分がある場合には、その低い表示輝度を無視して均一表示輝度Ｌ_flatを設定してもよい。
次に、各画素に対して全白の表示輝度Ｌ_peakに対する均一表示輝度Ｌ_flatの比Ｈ（＝Ｌ_flat／Ｌ_peak）を算出し、この比Ｈをムラ補正係数としてメモリ１６に記憶させる。
図１４に、図１３の表示輝度の状態に対して算出したムラ補正係数Ｈを示す。
上記のようにしてムラ補正係数Ｈを算出し、補正階調Ｓ_data′をムラ補正係数Ｈを含めて以下の計算式によって算出することにより、液晶パネル５の表示ムラを防止することができる。
Ｓ_data′=ｆ（Ｈ×γ×Ｌ_data）-1・・・（１１）
以上に記載した通り、液晶表示装置１にあっては、画素における２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにしている。
以上に記載した通り、液晶表示装置１にあっては、画素における２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにしている。
従って、補正階調の値が実質的に増加するため、画素の開口率に関する制御を高精度に行うことが可能となり、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
また、表示装置１にあっては、補正階調の１段階の変化と２段階の変化を交互に連続させるようにしているので、補正階調の値が実質的に２倍に増加し、画素の開口率に関する制御をより高精度に行うことが可能となり、消費電力の低減を図りつつ画質の一層の向上を図ることができる。
尚、表示装置１にあっては、バックライト３を構成する各光源８〜１３の発光輝度を個別に制御しているが、各光源８〜１３からそれぞれ出射される光を仕切る構成としていないため、光量制御を行わない従来の液晶表示装置と同様の簡単な構成とすることができる。
また、液晶表示装置１にあっては、光源８〜１３の発光輝度と液晶パネル５の各画素の開口率の制御時に、液晶パネル５が有する表示ムラを補正する処理も行われるため、一層の画質の向上を図ることができる。
さらに、液晶表示装置１にあっては、液晶パネル５の表示ムラを補正するデータ、各光源８〜１３から出射された光の分布状態についてのデータ、光源８〜１３の発光輝度が領域Ａ１〜Ａ６の表示輝度に対してどの程度寄与しているかを示す輝度寄与率のデータ等の異なる種類のデータが一つのメモリ１６に記憶されているため、これらの各データを各別に記憶させる複数のメモリを必要とせず、コストの増大を来たすことなく制御動作を行うことができる。
次に、光源８〜１３の発光輝度の制御量と各画素に対する補正階調に関してダイナミックレンジを拡大する制御例について説明する（図１５及び図１６参照）。
上記には、メモリ１６に記憶される表示輝度特性のデータとして図１２に示すデータを用いたが、メモリ１６に記憶される表示輝度特性のデータとして他のデータを用いることによりダイナミックレンジの拡大が可能である。
図１２に示したデータは、バックライト３が点灯している状態で黒色（黒レベル）を表現する表示輝度特性ｆを有するデータであるが、例えば、図１５に示すように、バックライト３を消灯させた状態で黒レベルを表現する表示輝度特性ｆ′を有するデータを用いることも可能である。このようなデータを用いることにより、光源８〜１３の発光輝度の制御量と各画素に対する補正階調に関してダイナミックレンジを拡大することができる。
図１６のフローチャート図を参照して、光源８〜１３の発光輝度の制御量と各画素に対する補正階調に関してダイナミックレンジを拡大する際の画面表示に関する制御の処理例について説明する。この制御は、制御部４の液晶パネル制御回路１４及び光源制御回路１５によって実行され、液晶パネル制御回路１４に１フィールドの画像信号が入力されるごとに行われる。
先ず、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を順次行う。ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理は、それぞれ図６に示したステップＳ１〜ステップＳ５の処理と同じである。
次に、液晶パネル５の表示画面の各部の表示輝度を画像表示の際の最適値にするための各画素に対する補正階調を算出する（ステップＳ１６）。この補正階調の算出は、メモリ１６に記憶されている図１５に示す表示輝度特性ｆ′を有するデータを読み出して行う。補正階調の算出を、図１５に示す表示輝度特性ｆ′を有するデータを用いて行うことにより、光源８〜１３の発光輝度の制御量と各画素に対する補正階調に関するダイナミックレンジが拡大される（ステップＳ１７）。
次いで、ステップＳ１６及びステップＳ１７で算出した補正階調に基づいて補正された表示駆動信号を液晶パネル制御回路１４から液晶パネル５の各画素に送出し、各フィールドの画像を表示画面に表示させる（ステップＳ１８）。液晶パネル制御回路１４から液晶パネル５の各画素に表示駆動信号が送出されると、各画素が表示駆動信号に基づいた開口率となるように制御され、各光源８〜１３から出射された光の各画素に対する透過状態が制御される。ステップＳ１８の処理は、図６におけるステップＳ７の処理と同じである。
上記のように、光源８〜１３の発光輝度の制御量と各画素に対する補正階調に関するダイナミックレンジを拡大することにより、画質の向上を図ることができる。尚、ダイナミックレンジの拡大処理は、例えば、赤、緑、青の原色ごと又はバックライト３の発光色ごとに行うことも可能である。
上記には、画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力された範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定することにより画質の向上を図るようにした例を示したが、以下に示すように、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てる処理を行うことにより画質の向上を図ることができる。
この処理例のフローチャート図を図１７に示す。
この処理における制御も、上記した制御と同様に、制御部４の液晶パネル制御回路１４及び光源制御回路１５によって実行され、液晶パネル制御回路１４に１フィールドの画像信号が入力されるごとに行われる。
液晶パネル制御回路１４に１フィールドの画像信号が入力されると（ステップＳ２１）、入力された画像信号によって生成される１画像（原画像）の表示輝度の分布が液晶パネル制御回路１４によって検出される（ステップＳ２２）。従って、各領域Ａ１〜Ａ６の表示輝度、例えば、領域Ａ１〜Ａ６ごとの各部の表示輝度を平均した平均表示輝度が検出される。
検出した表示輝度の分布に基づいて、バックライト３を構成する各光源８〜１３の発光輝度がそれぞれ設定される（ステップＳ２３）。この発光輝度の設定時には、領域Ａ１〜Ａ６の各表示輝度に対する各光源８〜１３の発光輝度の輝度寄与率が考慮される。具体的には、メモリ１６に予め記憶されている上記輝度寄与率のデータ（図５参照）を用いた連立方程式により、各光源８〜１３の発光輝度が設定される。発光輝度の設定は上記した連立方程式（（２）乃至（７））に基づいて行われる。
次に、上記のように各光源８〜１３の発光輝度を設定した上で、液晶パネル５の表示画面の各部の表示輝度を画像表示の際の最適値にするための各画素に対する補正階調を算出する（ステップＳ２４）。
補正階調の算出は、設定した各光源８〜１３の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて行う。
尚、上記した補正階調の算出時には、液晶パネル５の表示ムラを補正するデータをメモリ１６から読み出し、このデータを考慮して補正階調の算出が行われる。
次に、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、所定量ずれて位置される画素に対して割り当てる処理を行う（図１８参照）。
図１８は、例として、５つのラインにおいて垂直方向で隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される場合を示した図である。ラインＡ乃至ラインＦにおいて垂直方向で隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されると、以下の処理を行わない場合には、図１８（ａ）に示すように、連続したパターンが生じ、これが輝度ムラとして認識され得る。
本例においては、各画素に対して設定された補正階調を水平方向においてずれた画素に割り当てる処理を行う（図１８（ｂ）参照）。図１８（ｂ）は、設定された補正階調を交互に２画素ずつずらして割り当てた例を示すものである。
このように補正階調を水平方向においてずれた画素に割り当てる処理を行うことにより、連続したパターンが垂直方向において不連続となり、輝度ムラとして認識され難くなる。
以上に記載した通り、液晶表示装置１にあっては、隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てる処理を行うことにより、発光輝度を抑制したときの輝度ムラの発生を防止することができ、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることができる。
尚、上記した制御における補正階調の割り当ては、垂直方向においてずれた画素に対して行ってもよく、また、ずらす量（画素数）も任意に設定することが可能である。
また、上記には、隣接する画素に対する補正階調の両方を、ずれて位置された画素に対して割り当てる例を示したが、例えば、隣接する画素に対する補正階調の一方のみを、ずれて位置された画素に対して割り当てることも可能である。
尚、上記には、光源の数として６個を例として示したが、光源の数は６個に限られることはなく、光源の数は複数であれば任意である。
さらに、表示画面の領域の分割数も６個に限られることはなく、任意である。
尚、上記には、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図るための方法として、入力される画像信号に高周波信号を重畳し補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させる方法と、補正階調の少なくとも一方を画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てる処理を行う方法の２つの方法を示したが、これらの２つの方法を両方とも行い、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図るようにすることも可能である。
上記に示した上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の適用においては、これらの方向に限定されることはない。
また、上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
１…液晶表示装置（表示装置）、２…表示部、３…バックライト、４…制御部、８〜１３…光源
Claims (6)
- 複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、
該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、
入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを備え、
画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、
補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにした
ことを特徴とする表示装置。 - 上記補正階調の１段階の変化と２段階の変化を交互に連続させるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトとを備えた表示装置において、
入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、
各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、
各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、
設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、
画素における少なくとも２．５ｍｍ角以上の範囲に輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに、当該入力される画像信号に高周波信号を重畳して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力される範囲において各画素に対する補正階調を１段階の変化又は２段階の変化となるように設定し、
補正階調の１段階の変化と２段階の変化を連続させるようにし、
算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにした
ことを特徴とする表示方法。 - 上記補正階調の１段階の変化と２段階の変化を交互に連続させるようにした
ことを特徴とする請求項３に記載の表示方法。 - 複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、
該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトと、
入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御する制御部とを備え、
隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにした
ことを特徴とする表示装置。 - 複数の領域に分割された表示画面を有し画素単位で制御されて開口率が設定される表示部と、該表示部の背面を照明すると共に表示部の複数の領域に対応して各別に配置された複数の光源によって構成されたバックライトとを備えた表示装置において、
入力された画像信号に基づいて表示画面に画像が表示されるときに表示部の各分割領域における表示輝度を検出し、
各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度を、各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて上記検出した表示輝度に基づいて算出し、
各分割領域に対応して配置された各光源の発光輝度をそれぞれ上記算出した発光輝度に設定し、
設定した発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正階調を算出し、
隣接する画素に対して輝度に関して同一レベルの画像信号が入力されるときに算出される当該隣接する画素に対する補正階調の少なくとも一方を、画像信号が入力される画素からずれて位置されている画素に対して割り当てるようにし、
算出した補正階調に基づいて生成した表示駆動信号を各画素に対して送出し各画素の開口率を制御するようにした
ことを特徴とする表示方法。
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