JP2010072361A

JP2010072361A - 画像表示装置及び画像表示方法

Info

Publication number: JP2010072361A
Application number: JP2008239925A
Authority: JP
Inventors: Naoko Kondo; 尚子近藤; Toshiyuki Goto; 俊之後藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP4487005B2

Abstract

【課題】画像の色純度を損ねることなく、光漏れを低減して、画像の品位を損なうおそれを低減する画像表示装置及び画像表示方法を提供する。
【解決手段】カラーフィルタを介して表示部に光を照射する複数色のＲ−ＬＥＤ１１ａ、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂ、Ｂ−ＬＥＤ１１ｃそれぞれの発光率を、画像データの階調度に基づいて独立に制御する画像表示装置において、表示部の部分的な領域にハロー現象発生の有無を検出する。ハロー現象発生があった領域が複数に応じて、例えば表示部の画面半分をも占めない数の領域が検出された場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光が白色光に近づくよう、液晶表示装置が備える全ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像を表示させるための光を照射する光源を駆動する画像表示装置及び画像表示方法に関する。

液晶表示装置は、液晶パネルがバックライトから照射された光を透過又は遮断させることによって画像を表示する。液晶表示装置における色の再現性、コントラスト性能及び消費電力は、主に液晶パネル及びバックライトの性能又は制御によって左右される。近年では、バックライトを複数の領域に分割し、領域毎に発光率を制御する駆動方法（以下、エリアアクティブ駆動と言う）が提案されている。

エリアアクティブ駆動では、表示される画像の一部が低輝度である場合、その部分に対応するバックライトの領域の発光率を下げ、その発光率に応じて液晶パネルの透過率を設定する。このように、バックライトの発光率を領域毎に最適にすることができるため、バックライト全体の消費電力を低減することができる。また、領域毎に発光率を下げることにより、液晶表示における黒浮き（例えば、照明を消した際の画面上の黒がほのかに明るく映る状態）を軽減することができ、またコントラスト及び画質を向上することができる。

このエリアアクティブ駆動は、バックライトに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色のＬＥＤ（Light-Emitting Diode）からなるＲＧＢ−ＬＥＤ光源を用いることも可能である。この場合、領域毎に発光率を高低させるのみではなく、領域内の３色のＬＥＤそれぞれを制御する必要がある。具体的には、ある領域に対応する表示画像が青色のみから構成されている場合、赤（Ｒ）のＬＥＤ（以下、Ｒ−ＬＥＤと言う）及び緑（Ｇ）のＬＥＤ（以下、Ｇ−ＬＥＤと言う）をオフ、青（Ｂ）のＬＥＤ（以下、Ｂ−ＬＥＤと言う）のみをオンとし、Ｂ−ＬＥＤの発光率に応じて液晶表示パネルの透過率を設定する。これにより、青色のみの色純度の高い画像が表示される。このように、領域内にあるＬＥＤの中から必要なＬＥＤのみを制御することから、白色光源の場合よりもより消費電力削減効果を高くすることができる。さらに、各原色の色純度が高くなることで、表示画像の色域を高くすることができる。

上述のようなエリアアクティブ駆動において、特許文献１には、バックライトの局部的な輝度制御及び色特性制御ができる装置及び方法が記載されている。特許文献１に記載の装置及び方法では、液晶表示パネルを複数の領域に分割し、バックライトを各領域に光を照射する複数のＬＥＤにより構成している。そして、液晶表示パネルの各領域における階調度のピーク値に応じて、ＬＥＤの発光率を制御している。
特開２００５−３３８８５７号公報

ところで、ＲＧＢ−ＬＥＤ光源を用いたエリアアクティブ駆動では、液晶パネルのカラーフィルタの特性によっては不具合が発生する場合がある。図８は、液晶パネルのカラーフィルタの透過特性及びＲＧＢそれぞれのＬＥＤの波長の関係を示す模式図である。例えば、青（Ｂ）のカラーフィルタ（以下、Ｂ−ＣＦと言う）の特性は、Ｇ−ＬＥＤの波長と重なる部分が存在する。このため、Ｂ−ＣＦによりＢ−ＬＥＤの光のみを透過させたい場合であっても、Ｇ−ＬＥＤの光がＢ−ＣＦを透過し、余分なＬＥＤの光漏れが発生する。各ＬＥＤの発光率が同一で固定の場合には、Ｂ−ＣＦに対してＢ−ＬＥＤの光の透過量と
Ｇ−ＬＥＤの光の透過量の比は常に一定であるため、設計時にＢ−ＣＦに対するＧ−ＬＥＤの漏れ量を織り込むことで光漏れは発生しない。

ところが、各ＬＥＤの発光率が動的に変化する場合、光漏れ量も動的に変化する。図９は、発光率が変化することで生じる光漏れを説明するための模式図である。図９では、画面に、青色の背景画像１００に緑色の矩形画像１０１が表示されている。また、画面は、エリアＡ及びエリアＢを含む複数の領域に分割されており、矩形画像１０１は、エリアＡ内に表示され、エリアＡの大きさよりひと回り小さい大きさとする。また、画面の各領域に対応するようバックライトも分割され、領域毎に発光制御される。

この場合において、エリアＢでは、青色の背景画像１００のみが表示されるため、Ｂ−ＬＥＤのみが発光される。このため、エリアＢではＢ−ＬＥＤ以外からの光がＢ−ＣＦを通過することはなく、光漏れは発生せず、純度の高い青色が表示される。一方、エリアＡでは、青色の背景画像１００と緑色の矩形画像１０１とが表示されるため、Ｂ−ＬＥＤ及びＧ−ＬＥＤが発光される。従って、Ｇ−ＬＥＤからの光がＢ−ＣＦを通過するようになるため、エリアＡでは光漏れが発生する。この色漏れ量が多い場合、青色の画像は、本来よりも著しく高い輝度で表示される。このため、画面上では、矩形画像１０１の輪郭に沿った輪郭部１０２及びその周囲は、緑色の光漏れにより、青色が明るくなる現象（周りにぼんやりと光の輪が見える現象。以下、ハロー現象と言う）が発生し、画像の品位を損ねることとなる。一方で、ハロー現象を必要以上に低減させようとした場合には、本来の画像の色純度を損ねることとなる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像の色純度を損ねることなく、光漏れを低減して、画像の品位を損なうおそれを低減する画像表示装置及び画像表示方法を提供することにある。

本発明に係る画像表示装置は、カラーフィルタを含む表示部に光を照射する複数色の光源それぞれの発光率を、前記表示部に表示される画像の階調度に基づいて独立に制御する画像表示装置において、画像が表示された前記表示部の部分的な領域に生ずるカラーフィルタに対応する光源以外の光源からの光漏れに起因する輝度ムラ又は色ムラの有無を、複数の領域について検出する検出手段と、前記光源それぞれの発光率を取得する取得手段と、前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数及び前記取得手段の取得結果に基づいて、全ての光源から発光され、合成される光の色を白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数が所定値以上である場合、前記制御手段による制御を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記制御手段は、前記光源からの光を加法混色して白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記制御手段は、前記取得手段が取得した発光率が最大である光源の発光率を維持し、他の光源の発光率を制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記検出手段は、前記画像のフレーム毎に輝度ムラ又は色ムラを検出し、前記制御手段は、前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを複数フレーム連続で検出した場合に、前記光源の発光率を制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記制御手段は、前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数に基づく速度で、合成される光の色を白色に近づけるようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記制御手段は、前記光源により合成される色を段階的に白色に近づけるようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前記制御手段が前記光源の発光率を制御しているときに、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記制御手段の制御を終了させるか否かを判定する判定手段と、前記制御手段は、前記判定手段が終了させると判定した場合、合成された光の色を、白色に近づけた速度より遅い速度で白色から遠ざけるべく前記光源の発光率を制御するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示方法は、カラーフィルタを含む表示部に光を照射する複数色の光源それぞれの発光率を、前記表示部に表示される画像の階調度に基づいて独立に制御する画像表示方法において、画像が表示された前記表示部の部分的な領域に生ずるカラーフィルタに対応する光源以外の光源からの光漏れに起因する輝度ムラ又は色ムラの有無を、複数の領域について検出するステップ、前記光源それぞれの発光率を取得するステップ、及び、輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数及び取得した発光率に基づいて、全ての光源から発光され、合成される光の色を白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御するステップを備えることを特徴とする。

本発明では、画像が表示された表示部にカラーフィルタに対応する光源以外の光源からの光漏れに起因する輝度ムラ又は色ムラが発生した場合、複数の光源により合成された光の色が白色に近づくよう光源それぞれを制御する。その合成された光を白色光に近づけた場合、液晶パネルは、表示色を保持するために透過率を低くする。この結果、光源からの不要な光が透過し、表示部に表示される画像の品位を損なうおそれを低減することができる。

また、輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数に応じて光源の発光率の制御を行うことで、表示部の色純度を損ねるおそれを低減できる場合がある。例えば、輝度ムラを検出した領域数が多い場合、表示部の殆どに輝度ムラ又は色ムラが生じている可能性がある。このとき、視聴者には、本来の画像に輝度ムラ又は色ムラが含まれたものであると認識することがあり、このような場合、視聴者は画像の輝度ムラ又は色ムラが気にならない場合がある。そこで、発光率の制御を行わないことで、発光率を制御して色純度の低下を防止することを優先することができる。

本発明では、輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数が所定値以上である場合は、光源の発光を白色光に近づける制御を行わない。例えば、表示部の画面半分以上に輝度ムラ又は色ムラがある場合、視聴者には、本来の画像に輝度ムラ又は色ムラが含まれたものであると認識することがあり、このような場合、視聴者は画像の輝度ムラ又は色ムラが気にならない場合がある。そこで、発光率の制御を行わないことで、発光率を制御して色純度の低下を防止することを優先することができる。

本発明では、赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）の3色の光源を用いて、各色の光を等量で混ぜ合わせることで、白色とすることができる。

本発明では、発光率が最大の光源の発光率を維持するように制御することで、本来の色純度を低下させることなく輝度ムラ又は色ムラを無くすことができ、表示される画像の品
位を損なうおそれを低減することができる。

本発明では、複数の領域から構成される画像を表示する際に、複数フレーム連続で輝度ムラ又は色ムラが生じた場合に、光源それぞれを制御する。これにより、必要以上に光源を制御することで、色純度が低下し、画像の品位を損なうおそれを低減することができる。なお、フレームは、一画面に表示される画像をいい、例えば２つのフィールドを順次表示する方式であれば、３つのフィールドによるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色を合成した画像である。また、インターレース方式であれば、奇数行目の走査画像と偶数行目の走査画像とを合成した画像をいい、ノンインターレース方式であれば、垂直走査による表示される画像をいう。

本発明では、輝度ムラ又は色ムラを検出した結果に基づく速度で白色に近づけることで、画像の内容に応じて色を変更することができる。例えば、輝度ムラが気にならないような画像が表示され、検出程度が低い場合、少しだけ白色に近づけることで、表示部に表示された画像を視聴している視聴者に、色が変化したことの違和感を抱かせないようにすることができる。また、必要以上に光源を制御することで、色純度が低下し、画像の品位を損なうおそれを低減できる。また、輝度ムラ又は色ムラが気になる画像が表示された場合、ほぼ白色光にすることで、輝度ムラ又は色ムラをすぐに無くすことができ、画像の品位を損なわないようにできる。

本発明では、合成された光の色を段階的に白色に近づけるようにすることで、視聴者に、色が変化したことの違和感を抱かせないようにすることができる。

本発明では、発光率の制御を終了させる際、白色にしたときよりも遅い速度で、合成された色を白色から遠ざけるように光源を制御する。これにより、色が急激に変化することで、視聴者に違和感を抱かせないようにすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る液晶表示装置は、本発明の画像表示装置であって、外部から入力したＲＧＢ映像信号に基づいて画像を表示する。ＲＧＢ映像信号は、テレビジョン電波により受信したものであってもよいし、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体から読み取ったものであってもよいし、ネットワークを介して入力されるものであってもよい。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

液晶表示装置は、制御部１、映像処理部２、エリアアクティブ処理部３、表示パネル部１０及びバックライト１１を駆動する駆動部４を備えている。表示パネル部１０は、背面側にバックライト１１が配設されており、入力されたＲＧＢ映像信号に基づく画像を表示する表示部を正面側に備えている。表示パネル部１０は、画面表示解像度に応じた画素数を有する表示素子を有している。表示素子は、必要な光（波長）のみを透過させ、その他の光（波長）を遮断するカラーフィルタが有しており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の何れかの光を透過させる。光が表示素子を透過することにより表示部にカラー画像が表示される。なお、表示素子を透過する光の透過量は、表示素子の透過率によって決定される。透過率とは、液晶パネルがバックライト１１により照射された光を通過できる割合である。

バックライト１１は、表示パネル部１０の背面側から光を照射する光源である。図２は、バックライト１１の構成を模式的に示す図である。バックライト１１は、矩形状の複数の領域１１０に全体が分割されており、各領域１１０にはＲ−ＬＥＤ１１ａ、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂ及びＢ−ＬＥＤ１１ｃが設けられている。バックライト１１は、領域１１０毎に発光制御される。なお、図２では、領域１１０には、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃをそれぞれ１個ずつ設けられているが、複数設けてもよい。例えば、光量が必要な場合は同じ色のＬＥＤを２個以上設けるようにしてもよい。

映像処理部２は、入力されたＲＧＢ映像信号に対して各種信号処理を行う。例えば、映像処理部２は、ＲＧＢ映像信号から一定の時間間隔で抽出した画像データ（以下、フレームとも言う）の取得、画像データの階調度の取得、及び画像データのサイズ調整等を行い、取得した各種情報を制御部１及びエリアアクティブ処理部３へ出力する。また、映像処理部２は、ＲＧＢ信号を生成する処理、デジタル変換処理、色空間変換処理、スケーリング処理、色補正処理、同期検出処理、ガンマ補正処理、及びＯＳＤ（On-Screen Display）表示処理等の信号処理を適宜実行する。

エリアアクティブ処理部３は、映像処理部２から入力される画像データの階調度及び、制御部１から入力される後述のミックス率に基づいて、領域１１０に対応する１フレームの各色成分のピーク値に合わせて、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの最適な発光率を決定する。例えば、エリアアクティブ処理部３は、１フレームのＲＧＢ各色成分のピーク値が、ダイナミックレンジに比べ、赤（Ｒ）成分が１０％、緑（Ｇ）成分が６０％、青（Ｂ）成分が３０％である場合、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率も１０％、６０％、３０％とする。エリアアクティブ処理部３は、この発光率を、フレーム単位で全ての領域１１０について決定する。

また、エリアアクティブ処理部３は、画像データの階調度及び決定した発光率に基づいて、表示パネル部１０の表示素子の透過率を制御する透過率制御値（電圧値）をフレーム毎に決定する。エリアアクティブ処理部３は、決定した発光率及び透過率制御値（電圧値）を制御部１及び駆動部４に出力する。

なお、表示パネル部１０の表示素子からの光の透過量は、表示素子に対応する色のＬＥＤの発光率に、その表示素子の透過率を乗じたものである。画像データの階調度に基づいて、発光率及び透過率制御値を決定することで、例えば、表示パネル部１０のある領域内の画像データの階調度が小さい場合、その領域に対応する領域１１０内のＬＥＤの発光率を小さくすることにより、バックライト１１の消費電力を低減することができる。

駆動部４は、パネル駆動部４１及びバックライト駆動部４２を有している。パネル駆動部４１は、表示パネル部１０の駆動回路であって、エリアアクティブ処理部３から入力される透過率制御値により、表示パネル部１０の表示素子の透過率を制御する。パネル駆動部４１から出力された透過率制御値（電圧値）は、表示パネル部１０の各表示素子内の電極にチャージされる。そして、表示素子に係る液晶の傾き量がチャージされた電圧に応じて変化し、その結果表示素子の透過率が制御される。バックライト駆動部４２は、バックライト１１の駆動回路であって、エリアアクティブ処理部３から入力される発光率に基づき、バックライト１１の各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率を制御する。バックライト駆動部４２は、領域１１０毎に各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御する。

制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるマイクロコンピュータであって、液晶表示装置が備える各部それぞれを制御することで、液晶表示装置全体の制御を行う。例えば、制御部１は、エリアアクティブ処理部３から透過率制御値（電圧値）、及び各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率等を取得する。制御部１は、映像処理部２及びエリアアクティブ処理部３から取得した情報に基づいて、各領域１１０にハロー現象（輝度ムラ又は色ムラ）が発生している可能性を判定する。ハロー現象が発生している可能性がある場合、制御部１は、ハロー現象を軽減するために、ミックス率を変更する。

次に、ハロー現象の発生の有無を判定する方法について説明する。

ハロー現象とは、上述のように、ＬＥＤからの光が、対応していない色のフィルタを通過する光漏れにより発生する、画像の輪郭及びその周囲にぼんやりと光の輪が見える現象である。制御部１は、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率のバランス及び表示素子の透過率のバランスによりこのハロー現象の発生を検出する。具体的に説明するために、前提として、図９のエリアＡにおいて、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率を、０％、８０％、２０％とし、エリアＢでは、０％、０％、２０％とし、表示素子の透過率を１００％とする。また、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂからの青（Ｂ）に対する光漏れをＧ−ＬＥＤ１１ｂの１０％とし、光漏れの許容値は、青（Ｂ）の透過量に対して２０％未満とする。光漏れの許容値とは、画像の品位を損なうおそれのある光漏れ量の限界値である。

この場合において、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂの発光率は８０％であるので、光漏れ量は８％となる。また、Ｂ−ＬＥＤ１１ｃの発光率は２０％であるので、光漏れ量の許容値は４％となる。Ｇ−ＬＥＤ１１ｂの光漏れ量は８％であることから、Ｂ−ＬＥＤ１１ｃの光漏れ量の許容値より大きくなる。即ち、輪郭部１０２及びその周囲では、Ｂ−ＬＥＤ１１ｃからの光に、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂからの光が混色するため、輪郭部１０２及びその周囲の青色の画像は、本来よりも明るい青として表示される。そこで、映像処理部２は、光漏れ量を算出し、その結果に基づいて、ハロー現象が発生している可能性を判定する。

映像処理部２は、上述のハロー現象の可能性の判定を、１フレーム毎に表示素子の一画素単位で実行する。次に、映像処理部２は、ハロー現象の可能性がある画素の縦横に隣接する画素についても判定を実行し、ハロー現象の可能性がある画素の連続性を検出する。映像処理部２は、縦横の複数の画素にハロー現象発生の可能性がある場合、換言すれば、１フレーム内に所定面積（例えば、１フレームの５０％の面積）のハロー現象が発生する可能性がある場合には、そのフレームには、ハロー現象発生の可能性があると判定する。そして、制御部１は、ハロー現象の可能性があると判定したフレームの連続性を判定し、例えば４フレーム連続でハロー現象の可能性があると判定した場合には、ハロー現象を低減する処理の実行を決定する。

なお、本実施形態では、ハロー現象発生の可能性を判定する方法の一例を示したにすぎ
ず、ハロー現象の検出方法、ハロー現象が発生したと判定する条件等は適宜変更可能である。

次に、発生したハロー現象を低減させる方法について説明する。

エリアアクティブ処理部３は、ハロー現象を低減させる場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光の合成を加法混色により白色光に近づける。白色光は各色のＬＥＤの発光率が等しいため、白色光に近づけるために、エリアアクティブ処理部３は、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率が同じになるように制御する。本実施形態では、発光率が最大のＬＥＤは制御せず、他のＬＥＤの発光率を最大の発光率に近づける制御を行う。例えば、Ｇ−ＬＥＤ１１ｂの発光率が最大である場合、エリアアクティブ処理部３は、Ｒ−ＬＥＤ１１ａ及びＢ−ＬＥＤ１１ｃの発光率をＧ−ＬＥＤ１１ｂの発光率に近づける。

制御部１は、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光の合成を白色光に近づけるためにミックス率を決定する。ミックス率とは、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率を変更する際の比率である。例えば、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率が、エリアアクティブ処理部３により決定された、画像データの各色成分に最適な発光率である場合、ミックス率は０である。換言すれば、ミックス率が０の場合、制御部１は、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率の制御は行わない。また、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率を最大の発光率に合わせた場合、即ち、バックライト１１を白色光源とする場合、ミックス率は１である。

ミックス率は、所定の関数によって決定することができる。例えば、ミックス率「０」の各発光率をｒ１、ｇ１、ｂ１、白色光源の各発光率をｒ２、ｇ２、ｂ２、ミックス率をｍ（０≦ｍ≦１）とした場合、ミックス率による発光率ｒｍ、ｇｍ、ｂｍは、それぞれ以下のようになる。
ｒｍ＝（ｒ２−ｒ１）×ｍ＋ｒ１
ｇｍ＝（ｇ２−ｇ１）×ｍ＋ｇ１
ｂｍ＝（ｂ２−ｂ１）×ｍ＋ｂ１

図３は、異なるミックス率における各色のＬＥＤの発光率を示す模式図であり、（ａ）はミックス率が０、（ｂ）はミックス率が１、（ｃ）はミックス率が０．４の場合を示す。ミックス率が０の場合、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率は、１０％、６０％、３０％となる（図３（ａ）参照）。ミックス率が１の場合、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率は、全て６０％となる（図３（ｂ）参照）。ミックス率が０．４の場合、各ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率は、３０％、６０％、４２％となる（図３（ｃ）参照）。

制御部１が、映像処理部２の検出結果に応じて最適なミックス率を決定することで、ある色のＬＥＤの光漏れ量が、他の色のＬＥＤの光漏れ量の許容値以下となり、ハロー現象を低減することができる。例えば、上述した図９を用いた例の場合、ミックス率を３３％に決定する。

図４は、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率をミックス率３３％で変更する場合の発光率を示す模式図であり、（ａ）は変更前、（ｂ）は変更後の場合を示す。エリアＡの場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光率は、２６％、８０％、４０％となり、エリアＢの場合、６％、６％、２０％となる。この場合、発光率が８０％のＧ−ＬＥＤ１１ｂの光漏れ量は８％となる。また、発光率が４０％のＢ−ＬＥＤ１１ｃの光漏れ量は４％となり、その許容値は２倍の８％となる。Ｇ−ＬＥＤ１１ｂの光漏れ量は８％であることから、Ｂ−ＬＥＤ１１ｃの光漏れ量の許容値以下となる。その結果、輪郭部１０２及びその
周囲に発生したハロー現象は軽減される。

なお、制御部１は、決定したミックス率に基づいて、ハロー現象が発生している領域１１０に含まれるＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのみを制御するようにしてもよいし、全ての領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御するようにしてもよい。ハロー現象が発生している領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのみを制御する場合、ハロー現象が発生していない領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御することで、その領域１１０に対応する表示画面の色純度が低下することを防止できる。また、発光率を低く抑えることで、バックライト１１の消費電力を低減することができる。一方、全ての領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御する場合、画面全体の色純度を一様にすることができ、また、処理が単純にできるため、回路規模の大きさを小さくすることができる。

また、制御部１は、決定したミックス率の変更を行う場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を連続的に白色光に近づけるようにしてもよいし、段階的に近づけるようにしてもよい。例えば、連続的に変化させることで、スムーズに色純度を変更することができ、また、視聴者が気付かないタイミングで段階的に変化させることで、違和感なく色純度を変更することができる。また、制御部１は、白色光に近づける速度を適宜変更するようにしてもよい。例えば、ハロー現象の発生位置又は発生サイズによっては、視聴者はハロー現象を気にならない場合がある。この場合、ゆっくり白色に近づけることで、視聴者に、表示パネル部１０に表示された画像の色が変化したことを気付かせないようにすることができる。また、より早く白色に近づけることでハロー現象を無くす場合、画像の品位を損なわない画像を表示することができる。

以上のように構成される液晶表示装置において、入力されるＲＧＢ映像信号を画面表示する際の動作について説明する。図５は、制御部１及び映像処理部２が実行する処理を示すフローチャートである。

映像処理部２は、外部から入力されるＲＧＢ映像信号を取得し（Ｓ１）、ＲＧＢ映像信号の１フレームにおける発光率及び透過率制御値を取得する（Ｓ２）。映像処理部２は、エリアアクティブ処理部３により決定された発光率及び透過率制御値を取得するか、若しくは、映像処理部２内部で推定する。映像処理部２は、表示素子の一画素でのハロー現象発生の可能性の有無を検出し（Ｓ３）、ハロー現象発生の可能性のある画素の連続が、所定の値となったか否かを検出する（Ｓ４）。その結果から、フレームにおけるハロー現象発生の可能性の有無を検出する（Ｓ５）。具体的には、映像処理部２は、上述したように、ＬＥＤの光漏れ量を算出し、算出結果に基づいて有無を検出する。

制御部１は、Ｓ５の検出結果からフレームにおけるハロー現象発生の可能性があるか否かを判定する（Ｓ６）。ハロー現象発生の可能性がない場合（Ｓ６：ＮＯ）、制御部１は、本フレームでの処理を終了し、次のフレームに対しては同様の処理を実行する。ハロー現象発生の可能性がある場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御部１は、ハロー現象発生の可能性があると判定したフレームが、４フレーム以上連続したか否かを判定する（Ｓ７）。連続していない場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部１は、本フレームでの処理を終了し、次のフレームに対しては同様の処理を実行する。

４フレーム以上連続した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）制御部１は、ハロー現象を低減する処理を実行する（Ｓ８）。具体的には、制御部１は、最適なミックス率を決定し、ある色のＬＥＤの光漏れ量が、他の色のＬＥＤの光漏れ量の許容値以下とすることで、ハロー現象を低減する。このとき、制御部１は、ハロー現象が発生している領域１１０に含まれるＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのみを制御するようにしてもよいし、全ての領域１１０のＬＥ
Ｄ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御するようにしてもよい。その後、制御部１は、本処理を終了する。

なお、制御部１は、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのミックス率を制御している場合に、ハロー現象発生の可能性がなくなった場合、ＬＥＤのミックス率の制御を終了する。即ち、制御部１は、白色光に近づけたＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を、白色光から遠ざける制御を行う。

以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置は、ＲＧＢ映像信号をフレーム単位でハロー現象発生の可能性を判定し、ハロー現象発生の可能性のあるフレームが連続した場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づける。これにより、バックライト１１からの光漏れ量を低減することができる。その結果、バックライト１１からの不要な光が透過し、表示パネル部１０に表示される画像の品位を損なうおそれを低減することができる。

なお、本実施形態では、４フレーム連続してハロー現象発生の可能性のあると判定した場合に、ハロー現象を低減させる処理を行っているが、フレームの連続数は適宜変更可能である。例えば、フレームを抽出した時間間隔によって連続数を決定するようにしてもよい。また、上述のように、ハロー現象が発生している領域１１０についてのみＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御するようにしてもよいし、全ての領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御するようにしてもよい。

（実施形態２）
次に、本発明に係る実施形態２について説明する。実施形態１では、ハロー現象発生の可能性があるか否かだけを判定しているが、本実施形態では、ハロー現象発生の可能性の程度を判定する。そして、その程度に応じて、ＬＥＤのミックス率を制御する速度を変更する。以下、その相違点についてのみ説明する。

本実施形態に係る液晶表示装置の制御部１は、光漏れ量に基づいて、ハロー現象発生の可能性を１０段階に分けて評価し、評価結果に基づく速度で、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのミックス率を変化させる。ここで、ミックス率の変化とは、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づける場合と、白色光から遠ざける場合とを含む。また、白色光から遠ざける場合とは、あるミックス率でＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのミックス率を制御した結果ハロー現象がなくなった（低減した）後、ミックス率を０に戻して（近づけて）制御する場合をいう。制御部１は、光漏れがなく、ハロー現象発生がない場合をレベル０、例えば光漏れ量の許容値の２倍の光漏れ量がある場合をレベル１０とし、光漏れ量に応じたレベルを決定する。

ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づける場合、制御部１は、レベルを１段階遷移させるのに約６０ｍｓｅｃの時間を費やす。例えば、ハロー現象発生の可能性がレベル４の場合、ハロー現象を低減させるために決定したミックス率の制御に移行するため、制御部１は、２４０（６０×４）ｍｓｅｃをかけて、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づける。

ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光から遠ざける場合、制御部１は、レベルを１段階遷移させるのに約２５０ｍｓｅｃの時間を費やす。例えば、ハロー現象発生の可能性がレベル４と評価した後、ハロー現象がなくなった（レベル０となった）場合、制御部１は、ミックス率を０とした制御に移行するため、１０００（２５０×４）ｍｓｅｃをかけて、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光から遠ざける。

このように、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づける速度を短時間で実行することで、ハロー現象発生を視聴者に気付かせないよう、画像表示を行うことができる。また、白色光から遠ざける場合は、近づける場合よりも遅い速度にすることより、画像の色が急激に変化して、視聴者が違和感を抱くおそれを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶表示装置は、ハロー現象が発生した場合、短時間でＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光に近づけ、ハロー現象を低減させる。また、液晶表示装置は、ハロー現象がなくなった（低減した）場合、白色光に近づけた速度よりも遅い速度でＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光から遠ざける。

なお、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのミックス率を変化させる速度は、適宜変更可能である。例えば、ハロー現象が発生しても気になるような画像の場合、ＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を白色光にゆっくり近づけるようにしてもよい。この場合、視聴者に、色が変化したことの違和感を抱かせないようにすることができる。また、ハロー現象の発生が気になるような画像の場合、より早く白色光に近づけることで、ハロー現象をすぐに無くすことができ、画像の品位を損なわないようにできる。

（実施形態３）
次に、本発明に係る実施形態３について説明する。実施形態１及び２では、ハロー現象発生の可能性があれば、ハロー現象を低減させる処理を行っているが、本実施形態では、ハロー現象発生の可能性の程度によっては、ハロー現象を低減させる処理を行わない点で相違する。以下、その相違点についてのみ説明する。

本実施形態に係る液晶表示装置の映像処理部２は、一画素単位でハロー現象発生の可能性を判定し、ハロー現象発生の可能性があると判定した画素が、例えば１フレームの半分以上の面積を占めている場合には、そのフレームはハロー現象を低減させる処理を行わない。１フレームの中に半分の面積以上にハロー現象が発生する場合には、視聴者は、ハロー現象の発生が気にならない場合がある。

図６（ａ）は、ハロー現象を低減させない図柄の一例を示し、（ｂ）はハロー現象を低減させる図柄の一例を示す図である。なお、図６は、青空を背景として複数の葉の画像が表示されている場合を示している。

例えば、図６（ａ）の図柄が表示パネル部１０に表示され、全ての葉の画像にハロー現象が発生している場合、画面の略全体にハロー現象が発生していることになる。このため、視聴者にとって、ハロー現象が本来の画像であるかのような表示に感じられる場合がある。そこで、制御部１は、１フレームの半分の面積以上にハロー現象が発生する場合には、ハロー現象を低減させる処理を行わない。これにより、本来の色を優先させた画像表示とすることができるため、画像の品位を向上させることができる。

一方、図６（ｂ）の図柄が表示パネル部１０に表示され、全ての葉の画像にハロー現象が発生している場合、画面の一部にしかハロー現象が発生していないことになる。このため、視聴者にとって、ハロー現象の部分に違和感を抱く場合がある。そこで、制御部１は、１フレームの半分の面積以下にハロー現象が発生する場合には、ハロー現象を低減させる処理を行う。

図７は、制御部１及び映像処理部２が実行する処理を示すフローチャートである。

映像処理部２は、外部から入力されるＲＧＢ映像信号を取得し（Ｓ１１）、ＲＧＢ映像信号の１フレームにおける発光率及び透過率制御値を取得する（Ｓ１２）。映像処理部２
は、表示素子の一画素でのハロー現象発生の可能性の有無を検出し（Ｓ１３）、ハロー現象発生の可能性のある画素の連続が、所定の値となったか否かを検出する（Ｓ１４）。具体的には、映像処理部２は、上述したように、ＬＥＤの光漏れ量を算出し、算出結果に基づいて検出する。

制御部１は、フレームにおけるハロー現象検出を行い（Ｓ１５）、ハロー現象発生の可能性があるか否かを判定する（Ｓ１６）。ハロー現象発生の可能性がない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、制御部１は、本フレームでの処理を終了し、次のフレームに対しては同様の処理を実行する。ハロー現象発生の可能性がある場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部１は、これまでにハロー現象発生の可能性があると判定した画素の合計が、１フレームの５０％の面積を占めているか否かを判定する（Ｓ１７）。例えば、画面の略全体にハロー現象が発生している場合、視聴者は、ハロー現象が本来の画像に含まれたものであると判断し、ハロー現象が気にならない可能性がある。一方、画面の一部にハロー現象が発生している場合には、視聴者は、表示内容に違和感を抱く可能性がある。

ハロー現象発生の可能性があると判定した画素の合計が面積の５０％以下でない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、画面の半分以上にハロー現象が発生していることになるため、制御部１は、視聴者にはハロー現象が気にならないと判定し、ハロー現象を低減させる処理を行うことなく、本処理を終了する。面積の５０％以下である場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、制御部１は、本フレームにハロー現象発生の可能性があると判定し、続いてハロー現象発生の可能性があると判定したフレームが４フレーム連続したか否かを判定する（Ｓ１８）。

４フレーム連続していない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、制御部１は、本フレームでの処理を終了し、次のフレームに対しては同様の処理を実行する。ハロー現象発生の可能性があると判定したフレームの連続性によってはハロー現象を低減する処理を実行しないことで、必要以上に光源を制御することで、色純度が低下し、画像の品位を損なうおそれを低減することができる。４フレーム連続した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）制御部１は、ハロー現象を低減する処理を実行する（Ｓ１９）。具体的には、制御部１は、最適なミックス率を決定し、ある色のＬＥＤの光漏れ量が、他の色のＬＥＤの光漏れ量の許容値以下とすることで、ハロー現象を低減する。このとき、制御部１は、ハロー現象が発生している領域１１０に含まれるＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのみを制御するようにしてもよいし、全ての領域１１０のＬＥＤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを制御するようにしてもよい。その後、制御部１は、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶表示装置は、ハロー現象発生の可能性がある画素が、所定面積を占めている場合にはハロー現象を低減させる処理を行わず、所定面積以下である場合に、ハロー現象を低減させる処理を行う。これにより、複雑な絵柄の場合にハロー現象が発生しても視聴者にはハロー現象が気にならないため、ハロー現象を低減する処理を行わないことで、本来の色純度を維持した画像表示が可能となる。

なお、制御部１は、実施形態１のように、ハロー現象を低減させる処理を行うべきフレームが連続した場合に、ハロー現象を低減させる処理を行うようにしてもよいし、フレーム毎にハロー現象を低減させる処理を行うようにしてもよい。また、ハロー現象発生の可能性がある画素が占める面積は、フレームの５０％としているが、適宜変更可能である。例えば、ハロー現象発生の可能性がある画素の数が、全画素数に対して所定以上の割合を占める場合にハロー現象を低減させる処理を行わないようにしてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について、具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施の形態に限定されることはない。

実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。バックライトの構成を模式的に示す図である。異なるミックス率における各色のＬＥＤの発光率を示す模式図であり、（ａ）はミックス率が０、（ｂ）はミックス率が１、（ｃ）はミックス率が０．４の場合を示す。ＬＥＤの発光率をミックス率３３％で変更する場合の発光率を示す模式図であり、（ａ）は変更前、（ｂ）は変更後の場合を示す。制御部及び映像処理部が実行する処理を示すフローチャートである。（ａ）は、ハロー現象を低減させない図柄の一例を示し、（ｂ）はハロー現象を低減させる図柄の一例を示す図である。制御部及び映像処理部が実行する処理を示すフローチャートである。液晶パネルのカラーフィルタの透過特性及びＲＧＢそれぞれのＬＥＤの波長の関係を示す模式図である。発光率が変化することで生じる光漏れを説明するための模式図である。

符号の説明

１制御部（検出手段、制御手段、取得手段、禁止手段）
２映像処理部（制御手段、禁止手段）
３エリアアクティブ処理部
４駆動部
１０表示パネル部
１１バックライト
１１ａＲ−ＬＥＤ
１１ｂＧ−ＬＥＤ
１１ｃＢ−ＬＥＤ

Claims

カラーフィルタを含む表示部に光を照射する複数色の光源それぞれの発光率を、前記表示部に表示される画像の階調度に基づいて独立に制御する画像表示装置において、
画像が表示された前記表示部の部分的な領域に生ずるカラーフィルタに対応する光源以外の光源からの光漏れに起因する輝度ムラ又は色ムラの有無を、複数の領域について検出する検出手段と、
前記光源それぞれの発光率を取得する取得手段と、
前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数及び前記取得手段の取得結果に基づいて、全ての光源から発光され、合成される光の色を白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数が所定値以上である場合、前記制御手段による制御を禁止する禁止手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、
前記光源からの光を加法混色して白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御するようにしてある
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
前記制御手段は、
前記取得手段が取得した発光率が最大である光源の発光率を維持し、他の光源の発光率を制御するようにしてある
ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記検出手段は、
前記画像のフレーム毎に輝度ムラ又は色ムラを検出し、
前記制御手段は、
前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを複数フレーム連続で検出した場合に、前記光源の発光率を制御するようにしてある
ことを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の画像表示装置。
前記制御手段は、
前記検出手段が輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数に基づく速度で、合成される光の色を白色に近づけるようにしてある
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の画像表示装置。
前記制御手段は、
前記光源により合成される色を段階的に白色に近づけるようにしてある
ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
前記制御手段が前記光源の発光率を制御しているときに、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記制御手段の制御を終了させるか否かを判定する判定手段と、
前記制御手段は、
前記判定手段が終了させると判定した場合、合成された光の色を、白色に近づけた速度より遅い速度で白色から遠ざけるべく前記光源の発光率を制御するようにしてある
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像表示装置。
カラーフィルタを含む表示部に光を照射する複数色の光源それぞれの発光率を、前記表示部に表示される画像の階調度に基づいて独立に制御する画像表示方法において、
画像が表示された前記表示部の部分的な領域に生ずるカラーフィルタに対応する光源以外の光源からの光漏れに起因する輝度ムラ又は色ムラの有無を、複数の領域について検出するステップ、
前記光源それぞれの発光率を取得するステップ、及び、
輝度ムラ又は色ムラを検出した領域の数及び取得した発光率に基づいて、全ての光源から発光され、合成される光の色を白色に近づけるべく前記光源の発光率を制御するステップ
を備えることを特徴とする画像表示方法。