JP2015099368A - 輝度算出装置、輝度算出装置の制御方法、及び、表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置の輝度を、少ない演算量で精度良く算出することのできる技術を提供する。
【解決手段】本発明の輝度算出装置は、複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置であって、前記発光面上の算出対象位置を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分手段と、前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出手段と、を有し、前記区分手段は、前記算出対象位置から所定範囲の外側の光源を、前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源よりも粗く区分する。
【選択図】図１

Description

本発明は、輝度算出装置、輝度算出装置の制御方法、及び、表示装置に関する。

従来、液晶表示装置において、画面を分割して得られる分割領域毎に、画像信号に基づいて、バックライトの発光輝度と液晶パネルの透過率を制御する技術がある（特許文献１参照）。このような技術を用いれば、画像の暗部の黒浮を抑制し、コントラストを向上することが可能となる。

一般に、バックライトの発光面（光を発する面）上の輝度は均一ではない。発光面上の輝度分布を考慮せずに、バックライトの発光輝度にあわせて液晶パネルの透過率を制御すると、正確な階調表現をすることができず（階調表現に誤差が生じ）、上述したコントラスト向上の効果が薄らいでしまう。そのため、高いコントラスト向上の効果を得るためには、発光面上の輝度分布（発光面上の各位置の輝度）を正確に推測し、その推測結果を考慮して液晶パネルの透過率を制御する（画像信号を補正する）必要がある。発光面上の輝度分布を推測し、その推測結果を考慮して画像信号を補正する技術は、例えば特許文献２に開示されている。

分割領域毎に発光輝度を制御可能なバックライト（面光源）は、複数の分割領域に対応する複数のサブ面光源からなる。複数のサブ面光源は、個別に制御することができる。サブ面光源は、例えば、直下型バックライト構造（画面の直下にＬＥＤ等の光源が配置され、光源からの光が拡散板で拡散される構造）を有する。このようなバックライトの場合、バックライトの発光面上の各位置の輝度は、対応するサブ面光源からの光だけでなく、他のサブ面光源からの光の影響を受ける。そのため、発光面上の各位置の輝度を正確に算出するためには、対応するサブ面光源からの光だけでなく、他のサブ面光源からの光を考慮する必要がある。

ここで、発光面上の各位置の輝度を正確に算出する方法として、発光面上の位置毎に、各サブ面光源からの光の当該位置での輝度を算出し、発光面上の位置毎に、その位置の輝度（サブ面光源毎の輝度）の合計値を算出する方法が考えられる。
しかしながら、そのような方法では、発光面上の各位置の輝度を算出するための演算量が膨大になってしまう。特に、サブ面光源の数が多い場合に、演算量が膨大になってしまう。

特開２００２−９９２５０号公報 特開２０１０−１６４８５１号公報

本発明は、複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置の輝度を、少ない演算量で精度良く算出することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明の輝度算出装置は、
複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算
出装置であって、
前記発光面上の算出対象位置を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分手段と、
前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出手段と、
を有し、
前記区分手段は、前記算出対象位置から所定範囲の外側の光源を、前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源よりも粗く区分する
ことを特徴とする。

本発明の表示装置は、
前記輝度算出装置と、
前記複数の光源を備える光源ユニットと、
画像データに応じた透過率で前記光源ユニットからの光を透過する表示ユニットと、
を有することを特徴とする。

本発明の輝度算出装置の制御方法は、
複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置の制御方法であって、
前記発光面上の算出対象位置を設定する設定ステップと、
前記設定ステップで設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分ステップと、
前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出ステップと、
を有し、
前記区分ステップでは、前記算出対象位置から所定範囲の外側の光源が、前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源よりも粗く区分される
ことを特徴とする。

本発明によれば、複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置の輝度を、少ない演算量で精度良く算出することができる。

実施例１に係る輝度算出装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例１に係る入力画像データの一例を示す図 実施例１に係る各サブ面光源の発光輝度の一例を示す図 実施例１に係るサブ面光源とグループの関係の一例を示す図 実施例１に係る輝度算出装置の処理フローの一例を示すフローチャート 実施例１に係るサブ面光源とグループの関係の一例を示す図 実施例１に係る各サブ面光源の対応減衰係数の一例を示す図 実施例１に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例１に係る分割領域の一例を示す図 実施例１に係る分割領域の一例を示す図 実施例１に係る分割領域の一例を示す図 実施例１に係る分割領域の一例を示す図 実施例２に係る輝度算出装置の処理フローの一例を示すフローチャート 実施例２に係る水平距離及び垂直距離の決定方法の具体例を示す図 実施例２に係る距離計算ＬＵＴの一例を示す図 実施例２に係る減衰関数の一例を示す図 実施例２に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例３に係る分割領域の一例を示す図 実施例３に係る分割領域の一例を示す図 実施例３に係る分割領域の一例を示す図

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る輝度算出装置、輝度算出装置の制御方法、及び、表示装置について、図面を参照しながら説明する。
本実施例に係る輝度算出装置は、個別に設定された発光輝度で発光する複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置について、複数のサブ面光源を設定された発光輝度で発光させたときの輝度を算出（推測）する。発光面は、光が発せられる面である。
具体的には、本実施例に係る輝度算出装置は、表示装置が有するバックライトの発光面上の各位置の輝度を算出する。バックライトは、複数のサブ面光源からなる面光源である。本実施例では、入力画像データに応じた発光輝度で各サブ面光源を発光させたときの輝度が算出される。

本実施例に係る輝度算出装置は、図１に示すように、設定部１１、区分部１２、算出部１３などを有する。
設定部１１は、バックライトの発光面上の位置毎に、その位置を、輝度（複数のサブ面光源を設定された発光輝度で発光させたときの対象位置での輝度；最終推測輝度）の算出対象の位置である対象位置（算出対象位置）として設定する。
区分部１２は、対象位置での最終推測輝度を算出する際に、バックライトを構成する複数のサブ面光源を、各々が１つ以上のサブ面光源からなる複数のグループ（区分領域）に区分する。
算出部１３は、対象位置での最終推測輝度を算出する際に、上記区分されたグループ毎（区分領域毎）に、そのグループが発する光の対応減衰係数（対象位置での減衰係数）に基づいて、当該光の対応輝度（対象位置での輝度）を算出する。そして、算出部１３は、各グループの上記算出した対応輝度を合計した値（合計値）を、最終推測輝度として算出する。

区分部１２は、複数のサブ面光源を複数のグループに区分する際に、対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源よりも粗く区分する。
このように、本実施例では、最終推測輝度を算出する際に、対象位置近傍のサブ面光源が細かく区分される。それにより、対象位置近傍のサブ面光源からの光の影響が細かく計算される。そして、対象位置から離れたサブ面光源が粗く区分される。それにより、対象位置から離れたサブ面光源からの光の影響が粗く計算される。対象位置から離れたサブ面光源からの光は、対象位置近傍のサブ面光源からの光に比べ、最終推測輝度への影響は小さい。そのため、対象位置近傍のサブ面光源を細かく区分し、対象位置から離れたサブ面光源を粗く区分することにより、対象位置の最終推測輝度を少ない演算量で精度良く算出することができる。その結果、複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置の最終推測輝度を、少ない演算量で精度良く算出することができる。

本実施例では、区分部１２は、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源を、１つのサブ面光源からなるグループに区分し、対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源を、複数のサブ面光源からなるグループに区分する。
具体的には、区分部１２は、対象位置から所定範囲の内側では、１つのサブ面光源を１つのグループとして設定する。そして、区分部１２は、バックライトの発光面（表示装置の画面）を分割して得られる分割領域毎に、その分割領域内のサブ面光源のうち、対象位置から所定範囲の外側の全てのサブ面光源を１つのグループとして設定する。本実施例では、上記複数の分割領域として、予め定められた複数の領域が設定される。具体的には、上記複数の分割領域として、バックライトの発光面の中心位置を基準として発光面をマトリクス状に分割して得られる複数の領域（２行２列の４つの領域）が設定される。

図２〜４を用いて、サブ面光源の区分方法の一例について説明する。
図２は、入力画像データの一例を示す図である。図２の破線で示す８行１０列の計８０個の領域は、バックライトを構成する複数のサブ面光源に対応する。即ち、本実施例では、バックライトの発光面は、表示装置の画面に対応しており、バックライトは、８行１０列の計８０個のサブ面光源からなる。
図２の入力画像データに応じた各サブ面光源の発光輝度（サブ面光源を駆動する制御値）の一例を図３に示す。制御値０が発光輝度０（非点灯）に対応し、制御値１００が最大発光輝度に対応する。サブ面光源は、対応する発光輝度（制御値）で発光する。図３の外側に記載された数字は、サブ面光源の座標を示す。水平方向に並んだ数字１〜１０は、サブ面光源の水平方向の座標を示す。垂直方向に並んだ数字１〜８は、サブ面光源の垂直方向の座標を示す。例えば、（水平方向の座標，垂直方向の座標）＝（３，２）のサブ面光源は、左から３番目、上から２番目のサブ面光源である。図３の例では、座標（３，２）のサブ面光源の制御値は６０である。

図４は、サブ面光源とグループの関係の一例を示す。図４において、符号Ｐｎは、対象位置を示す。バックライトの発光面上の全ての位置について最終推測輝度を算出（推測）することが好ましいが、演算量が膨大になってしまうため、バックライトの発光面上のとびとびの位置が対象位置として順に設定（選択）される。
図４において、領域Ａは、サブ面光源からの光の影響を細かく計算する領域であり、領域Ｂ〜Ｅは、サブ面光源からの光の影響を粗く計算する領域である。
領域Ａは、対象位置から最も近い４行４列の計１６個のサブ面光源を含む領域である。領域Ａでは、領域Ａ内の１６のサブ面光源が、それぞれ、１つのグループとして設定される。
領域Ｂ〜Ｅは、分割領域内のサブ面光源のうち、領域Ａに含まれるサブ面光源以外の全てのサブ面光源を含む領域である。即ち、領域Ｂ〜Ｅは、分割領域のうち、領域Ａと重複しない領域である。領域Ｂ〜Ｅでは、その領域内の全てのサブ面光源が１つのグループとして設定される。即ち、領域Ｂは、バックライトの発光面の中心位置を基準とする２行２列の４つの分割領域のうち左上の分割領域に対応する１つのグループを表す。領域Ｃは、４つの分割領域のうち左下の分割領域に対応する１つのグループを表す。領域Ｄは、４つの分割領域のうち右上の分割領域に対応する１つのグループを表す。領域Ｅは、４つの分割領域のうち右下の分割領域に対応する１つのグループを表す。
なお、分割領域間の境界と、発光領域間の境界は一致していなくてもよい。

輝度算出装置が最終推測輝度を算出する際の処理フローの一例を図５に示す。
まず、設定部１１が、対象位置を設定する。そして、区分部１２が、設定された対象位置に基づいて、複数のサブ面光源を複数のグループに区分する（Ｓ１）。ここでは、図４に示すように、対象位置Ｐｎが設定され、領域Ａ内の１６個のグループ、領域Ｂ〜Ｅの４個のグループの計２０個のグループが設定されたとする。

次に、算出部１３が、領域Ａ内の１６個のグループ（サブ面光源）が発する光の対応輝度の総和Ｓａを算出する（Ｓ２）。具体的には、領域Ａ内のサブ面光源毎（グループ毎）に、そのサブ面光源の発光輝度（設定された発光輝度）に、当該サブ面光源が発する光の
対応減衰係数を乗算することにより、当該サブ面光源が発する光の対応輝度が算出される。そして、領域Ａ内の各サブ面光源が発する光の対応輝度の総和Ｓａが算出される。図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、式１に示すように、座標（２，２）〜（５，２）、座標（２，３）〜（５，３）、座標（２，４）〜（５，４）、座標（２，５）〜（５，５）の１６個のサブ面光源が発する光の対応輝度の総和が算出される。式１において、β（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）のサブ面光源が発する光の、対象位置での減衰係数である。ＢＬＣ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）のサブ面光源の発光輝度（制御値）である。

Ｓａ＝β（２，２）×ＢＬＣ（２，２）＋β（３，２）×ＢＬＣ（３，２）
＋β（４，２）×ＢＬＣ（４，２）＋β（５，２）×ＢＬＣ（５，２）
＋β（２，３）×ＢＬＣ（２，３）＋β（３，３）×ＢＬＣ（３，３）
＋β（４，３）×ＢＬＣ（４，３）＋β（５，３）×ＢＬＣ（５，３）
＋β（２，４）×ＢＬＣ（２，４）＋β（３，４）×ＢＬＣ（３，４）
＋β（４，４）×ＢＬＣ（４，４）＋β（５，４）×ＢＬＣ（５，４）
＋β（２，５）×ＢＬＣ（２，５）＋β（３，５）×ＢＬＣ（３，５）
＋β（４，５）×ＢＬＣ（４，５）＋β（５，５）×ＢＬＣ（５，５）
＝β（２，２）×１０＋β（３，２）×６０
＋β（４，２）×１０＋β（５，２）×１０
＋β（２，３）×１０＋β（３，３）×１０
＋β（４，３）×１０＋β（５，３）×１００
＋β（２，４）×１０＋β（３，４）×１０
＋β（４，４）×１０＋β（５，４）×１００
＋β（２，５）×３０＋β（３，５）×３０
＋β（４，５）×４０＋β（５，５）×４５
・・・（式１）

このように、領域Ａでは、各サブ発光エリアからの光の影響が細かく（精度良く）計算される。

そして、算出部１３が、領域Ｂに対応するグループが発する光の対応輝度を算出する（Ｓ３とＳ４）。本実施例では、領域Ｂに対応するグループのように複数のサブ面光源からなるグループについては、当該複数のサブ面光源の発光輝度の総和に、当該グループが発する光の対応減衰係数を乗算することにより、当該グループが発する光の対応輝度が算出される。

Ｓ３では、算出部１３が、領域Ｂ内のサブ面光源の発光輝度の総和ＢＬＣｂを算出する。図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、式２に示すように、座標（１，１）〜（５，１）、座標（１，２）〜（１，４）の８個のサブ面光源の総和が算出される。

ＢＬＣｂ＝ＢＬＣ（１，１）＋ＢＬＣ（２，１）＋ＢＬＣ（３，１）
＋ＢＬＣ（４，１）＋ＢＬＣ（５，１）＋ＢＬＣ（１，２）
＋ＢＬＣ（１，３）＋ＢＬＣ（１，４）
＝１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０
＝８０
・・・（式２）

Ｓ４では、算出部１３が、Ｓ３で算出された総和ＢＬＣｂに、領域Ｂに対応するグループが発する光の対応減衰係数βｂを乗算することにより、当該グループが発する光の対応輝度Ｓｂを算出する。

Ｓｂ＝βｂ×ＢＬＣｂ
＝８０βｂ
・・・（式３）

対応減衰係数βｂは、領域Ｂに対応するグループを構成する複数のサブ面光源の対応減衰係数の代表値である。代表値は、平均値、最頻値、最大値、最小値、中間値などである。本実施例では、代表値として平均値を用いる。そのため、図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、βｂとして、座標（１，１）〜（５，１）、座標（１，２）〜（１，４）の８個のサブ面光源の対応減衰係数の平均値が使用される。

なお、製造時などに、領域Ｂのサブ面光源のみを一様に点灯させて、バックライトの発光面上の位置毎の減衰係数が予め算出されていてもよい。式４に示すように、対象位置での対応減衰係数βｂは、領域Ｂのサブ面光源のみを一様に点灯させたときの対応輝度Ｌｔｂを、領域Ｂのサブ面光源のみを一様に点灯させたときのピーク輝度Ｌｐｂで除算することにより算出することができる。

βｂ＝Ｌｔｂ／Ｌｐｂ ・・・（式４）

上述したように、領域Ｂでは、領域Ｂ内のサブ面光源の発光輝度の総和に対応減衰係数が乗算される。したがって、領域Ｂでは、領域Ａよりも粗い精度で対応輝度が算出される。

次に、算出部１３が、領域Ｃに対応するグループが発する光の対応輝度を算出する（Ｓ５とＳ６）。

Ｓ５では、算出部１３が、領域Ｃ内のサブ面光源の発光輝度の総和ＢＬＣｃを算出する。図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、式５に示すように、座標（１，５）、座標（１，６）〜（５，６）、座標（１，７）〜（５，７）、座標（１，８）〜（５，８）の１６個のサブ面光源の総和が算出される。

ＢＬＣｃ＝３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０
＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０
＝４８０
・・・（式５）

Ｓ６では、算出部１３が、Ｓ５で算出された総和ＢＬＣｃに、領域Ｃに対応するグループが発する光の対応減衰係数βｃを乗算することにより、当該グループが発する光の対応輝度Ｓｃを算出する。対応減衰係数βｃの決定方法は、対応減衰係数βｂの決定方法と同様のため、その説明は省略する。

Ｓｃ＝βｃ×ＢＬＣｃ
＝４８０βｃ
・・・（式６）

そして、算出部１３が、領域Ｄに対応するグループが発する光の対応輝度を算出する（Ｓ７とＳ８）。

Ｓ７では、算出部１３が、領域Ｄ内のサブ面光源の発光輝度の総和ＢＬＣｄを算出する。図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、式７に示すように、座標（６，１）〜（１０，１）、座標（６，２）〜（１０，２）、座標（６，３）〜（１０，３）、座標（６，４）〜（１０，４）の２０個のサブ面光源の総和が算出される。

ＢＬＣｄ＝１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０＋１０
＋１００＋１０＋７０＋１０＋１０＋１００＋１０＋１０＋８０＋１０
＝５１０
・・・（式７）

Ｓ８では、算出部１３が、Ｓ７で算出された総和ＢＬＣｄに、領域Ｄに対応するグループが発する光の対応減衰係数βｄを乗算することにより、当該グループが発する光の対応輝度Ｓｄを算出する。対応減衰係数βｄの決定方法は、対応減衰係数βｂの決定方法と同様のため、その説明は省略する。

Ｓｄ＝βｄ×ＢＬＣｄ
＝５１０βｄ
・・・（式８）

次に、算出部１３が、領域Ｅに対応するグループが発する光の対応輝度を算出する（Ｓ９とＳ１０）。

Ｓ９では、算出部１３が、領域Ｅ内のサブ面光源の発光輝度の総和ＢＬＣｅを算出する。図４の対象位置Ｐｎが設定されている場合には、式９に示すように、座標（６，５）〜（１０，５）、座標（６，６）〜（１０，６）、座標（６，７）〜（１０，７）、座標（６，８）〜（１０，８）の２０個のサブ面光源の総和が算出される。

ＢＬＣｅ＝４０＋１０＋１０＋１０＋１０＋３０＋３５＋３５＋３０＋３０
＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０＋３０
＝５４０
・・・（式９）

Ｓ１０では、算出部１３が、Ｓ９で算出された総和ＢＬＣｅに、領域Ｅに対応するグループが発する光の対応減衰係数βｅを乗算することにより、当該グループが発する光の対応輝度Ｓｅを算出する。対応減衰係数βｅの決定方法は、対応減衰係数βｂの決定方法と同様のため、その説明は省略する。

Ｓｅ＝βｅ×ＢＬＣｅ
＝５４０βｅ
・・・（式１０）

そして、算出部１３が、対象位置に対する最終推測輝度を算出する（Ｓ１１）。具体的には、算出部１３は、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０で算出された輝度Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅの総和を、最終推測輝度Ｌｐとして算出する。

Ｌｐ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ ・・・（式１１）

次に、算出部１３が、対象位置として設定する全ての位置について、最終推測輝度を算出したか否かを判定する（Ｓ１２）。最終推測輝度を算出していない位置がある場合には、Ｓ１へ処理が戻される。そして、対象位置として設定する全ての位置について最終推測輝度が算出されるまで、Ｓ１〜Ｓ１１の処理が繰り返される。図４の対象位置について最終推測輝度が算出された後、図６の位置Ｐｎ＋１が対象位置として設定され、対象位置Ｐｎ＋１についての最終推測輝度が算出される。図６に示すように、対象位置が水平方向右側シフトされると、領域Ａも同様に水平方向右側へシフトされる。その結果、領域Ｂ〜Ｅも対象位置の更新に応じて更新される。

以下、本実施例の方法（図５の処理フロー）で得られる最終推測輝度と、従来の方法で得られる最終推測輝度とを比較する。ここでは、従来の方法として、各サブ面光源からの光の対応輝度を算出し、サブ面光源毎の対応輝度の合計値を最終推測輝度として算出する方法を考える。このような従来の方法は、最終推測輝度を精度良く算出することができるが、演算量が膨大になってしまう。

対象位置として図４の位置Ｐｎが設定されているときの、各サブ面光源の対応減衰係数の一例を図７に示す。座標（１，１）のサブ面光源の対応減衰係数は、当該サブ面光源のみを点灯させた場合の、ピーク輝度（例えば、座標（１，１）のサブ面光源の中心位置での輝度）に対する対応輝度の割合である。図７の例では、座標（１，１）のサブ面光源の対応減衰係数は０．６１８１である。これは、座標（１，１）のサブ面光源からの光の輝度が、対象位置に到達するまでに、３８．１９％（＝（１−０．６１８１）×１００％）低減することを意味する。言い換えると、座標（１，１）のサブ面光源からの光が、対象位置に６１．８１％だけ到達することを意味する。減衰係数は、光源からの距離と光の伝搬率（または到達率）との関係を表す係数とも言い換えられる。

従来の方法では、式１２に示すように、図７の対応減衰係数と、図３の制御値とから、最終推測輝度Ｌｐは１２７３．３９６となる。式１２において、ｎはサブ面光源の番号、β（ｎ）はサブ面光源ｎの対応減衰係数、ＢＬＣ（ｎ）はサブ面光源ｎの制御値（発光輝度）を表す。ここでは、面光源を構成する複数のサブ面光源に１〜Ｎの番号が付されているものとする（Ｎはサブ面光源の総数）。例えば、図４の例では、８０個のサブ面光源に、１〜８０の番号が付されている。

本実施例では、図７の対応減衰係数から、領域Ｂ〜Ｅの対応減衰係数が算出される。領域Ｂの対応減衰係数βｂは０．６８８２、領域Ｃの対応減衰係数βｃは０．６０４１、領域Ｄの対応減衰係数βｄは０．５１６０、領域Ｅの対応減衰係数βｅは０．４３９６となる。従って、領域Ｂ〜Ｅに対応する４つのグループからの光の対応輝度Ｓｂ〜Ｓｅは、式３，６，８，１０を用いて、以下のように算出される。

Ｓｂ＝０．６８８３×８０＝５５．０６４
Ｓｃ＝０．６０４１×４８０＝２８９．９６８
Ｓｄ＝０．５１６１×５１０＝２６３．２１１
Ｓｅ＝０．４３９７×５１０＝２３７．４３８

また、領域Ａの総和Ｓａは、式１に図７の対応減衰係数を代入することにより、以下のように算出される。

Ｓａ＝３９３．２８９

そして、最終推測輝度Ｌｐは、式１１を用いて、以下のように算出される。

Ｌｐ＝３９３．２８９＋５５．０６４＋２８９．９６８
＋２６３．２１１＋２３７．４３８
＝１２３８．９７０

従って、従来の方法で得られる最終推測輝度と、本実施例の方法で得られる最終推測輝度との違いは、（１２７３．３９６−１２３８．９７０）／１２７３．３９６×１００＝２．７０％となる。この結果から、本実施例の方法では、従来の方法（膨大な演算を行い、最終推測輝度を精度良く算出する方法）と略等しい結果が得られることがわかる。即ち、本実施例の方法でも最終推測輝度を精度良く算出できることがわかる。また、本実施例の方法では、複数のサブ面光源を複数のグループに区分する際に、対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源が、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源よりも粗く区分される。そのため、本実施例の方法では、最終推測輝度を算出するための演算量を低減することができる。このように、本実施例の方法では、少ない演算量で最終推測輝度を精度良く算出できる。

図８は、本実施例に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図８に示すように、本実施例に係る表示装置は、特徴量取得部１、バックライト輝度決定部２、輝度推測計算部３、減衰係数記憶部４、補正係数計算部５、補正係数乗算部６、Ｌｉｍｉｔ部７、液晶パネル８、バックライト９などを有する。なお、本実施例では、表示装置が液晶表示装置である場合の例を説明するが、表示装置は液晶表示装置に限らない。表示装置は、独立した光源を有する表示装置であればよい。

特徴量取得部１は、サブ面光源毎（図２の破線で示す領域毎）に、入力画像データ（入力画像信号）の特徴量を取得する。特徴量は、画素値（ＲＧＢ値など）、輝度値などの代表値やヒストグラムである。代表値は、平均値、最頻値、最大値、最小値、中間値などである。本実施例では、特徴量としてＲＧＢ値の平均値が取得されるものとする。なお、１つのサブ面光源に対して、１種類の特徴量が取得されてもよいし、複数種類の特徴量が取得されてもよい。なお、特徴量は、画像を解析することにより取得（検出）されてもよいし、外部から取得されてもよい。

バックライト輝度決定部２は、特徴量取得部１で取得されたサブ面光源毎の特徴量から、各サブ面光源の発光輝度（制御値）を決定（設定）する。本実施例では、暗い画像（平均輝度が低い画像）が表示される領域ではサブ面光源の発光輝度が低くなり、明るい画像（平均輝度が高い画像）が表示される領域ではサブ面光源の発光輝度が高くなるように、各サブ面光源の発光輝度が決定される。

輝度推測計算部３は、図１の輝度算出装置である。最終推測輝度を算出する際に使用する減衰係数は、また、図５の計算で用いる減衰係数は、減衰係数記憶部４に記憶されている。輝度推測計算部３は、バックライト輝度決定部２で決定されたサブ面光源毎の発光輝度に基づいて、必要な減衰係数を減衰係数記憶部４から読み出し、最終推測輝度を算出する。減衰係数記憶部４には、サブ面光源毎に、バックライトの発光面上の各位置での減衰係数が記憶されている。
なお、減衰係数記憶部４には、グループ毎に、バックライトの発光面上の各位置での減衰係数が記憶されていてもよい。そのような構成とすれば、減衰係数の代表値を算出する必要がなくなるため、演算量を更に低減することができる。
なお、減衰係数記憶部４は、輝度推測計算部３（輝度算出装置）の一部であってもよいし、輝度推測計算部３と別体の機能部であってもよい。
なお、輝度推測計算部３は、減衰係数記憶部４以外の機能部から対応減衰係数を取得してもよい。

補正係数計算部５は、輝度推測計算部３で算出された各位置の最終推測輝度から、画素毎に、画面上の輝度を目標値とするための、入力画像信号の補正係数を算出する。本実施例では、式１２を用いて、補正係数が算出される。式１２において、Ｌｐｎは、或る画素位置（対象画素位置）の最終推測輝度である。Ｌｔは、画面上の輝度の目標値であるＧｐｎは、対象画素位置の補正係数である。

Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎ ・・・（式１２）

なお、目標値Ｌｔは、サブ面光源毎に設定されてもよいし、画面全体に対して１つ設定されてもよい。
なお、対象画素位置の最終推測輝度が算出されていない場合には、対象画素位置の周辺の複数の位置に対応する複数の最終推測輝度に対象画素位置からの距離に応じた重み付けを行い、重み付けされた複数の最終推測輝度を合成すればよい。それにより、対象画素位置の最終推測輝度を算出することができる。対象画素位置の最終推測輝度が算出されていない場合には、最終推測輝度が算出されている位置のうち、対象画素位置から最も近い位置の最終推測輝度が、対象画素位置の最終推測輝度として使用されてもよい。

補正係数乗算部６は、画素毎に、入力画像信号に、補正係数計算部５で算出した補正係数を乗算することにより、補正画像信号を生成する。

Ｌｉｍｉｔ部７は、補正係数乗算部６で生成された補正画像信号の画素値が液晶パネル８の入力レンジ外の値である場合に、画素値を入力レンジ内の値に制限する（制限処理）。

液晶パネル８は、複数の液晶素子を有する表示パネル（表示ユニット）である。また、液晶パネル８は、複数の液晶素子の透過率を制御する液晶ドライバと、液晶ドライバを駆動するコントロール基板とを有する。制限処理後の補正画像信号は、コントロール基板に入力される。そして、コントロール基板は、制限処理後の補正画像信号に応じて、複数の液晶素子の透過率が制限処理後の補正画像信号に応じた透過率となるように、液晶ドライバを駆動する。

バックライト９は、個別に発光輝度を制御することのできる複数のサブ面光源からなる面光源（光源ユニット）である。１つのサブ面光源は、光源（例えばＬＥＤ）、光源を駆動する制御回路、光源からの光を拡散させる光学ユニットなどを有する。バックライト９は、サブ面光源毎に、バックライト輝度決定部２で決定された発光輝度で発光する。具体的には、サブ面光源毎に、対応する制御値が、そのサブ面光源の制御回路に入力される。そして、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の制御回路が、入力された制御値に対応する発光輝度で当該サブ面光源の光源を発光させる。
なお、制御回路や光学ユニットは、複数のサブ面光源間で共通の部材であってもよい。

以上述べたように、本実施例によれば、複数のサブ面光源を複数のグループに区分する際に、対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源が、対象位置から所定範囲の内側のサブ
面光源よりも粗く区分される。そして、各グループからの光の対象位置での輝度の合計値が、最終推測輝度とされる。それにより、複数のサブ面光源からなる面光源の発光面上の各位置の輝度を、少ない演算量で精度良く算出することができる。
そして、バックライト（複数のサブ面光源からなる面光源）の発光面上の各位置の輝度の算出結果に基づいて、液晶パネルに入力する画像信号が補正されるため、正確な階調表現をすることができ、コントラストを好適に向上することができる。

なお、本実施例では、サブ面光源の数が８行１０列の計８０個である場合の例を説明したが、サブ面光源の数はこれに限らない。サブ面光源の数は８０個より多くても少なくてもよい。上記所定範囲が一定である場合には、サブ面光源の数が多ければ多いほど、従来の方法と比較した相対的な演算量は少なくなる。

なお、本実施例では、対象位置から最も近い４行４列の計１６個のサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源としたが、これに限らない。例えば、対象位置から最も近い２行２列の計４つのサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源としてもよい。対象位置から最も近い５行５列の計２５個のサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源としてもよい。対象位置から最も近い２行４列の計８つのサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源としてもよい。対象位置とサブ面光源の位置（例えば中心位置）との間の距離が閾値以下のサブ面光源を、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源としてもよい。

なお、本実施例では、複数の分割領域として、予め定められた複数の分割領域が設定されるものとした。具体的には、複数の分割領域として、バックライトの発光面の中心位置を基準として該発光面を分割して得られる２行２列の４つの領域が設定されるものとした。しかし、複数の分割領域は、これに限らない。例えば、図９に示すように、複数の分割領域が、バックライトの発光面の中心位置を基準として該発光面を分割して得られる１行２列の２つの領域であってもよい。図１０に示すように、複数の分割領域が、バックライトの発光面の中心位置を基準として該発光面を分割して得られる３行３列の９つの領域であってもよい。複数の分割領域は、バックライトの発光面の中心位置を基準として該発光面を分割して得られる領域でなくてもよい。また、分割領域の数やサイズは上述したものに限らない。

また、複数の分割領域は、発光面上の位置毎に、設定されてもよい。例えば、図１１，１２に示すように、複数の分割領域は、対象位置を基準として発光面をマトリクス状に分割して得られる複数の領域であってもよい。図１１は２行２列の４つの分割領域を設定する場合の例であり、図１２は１行２列の２つの分割領域を設定する場合の例である。分割領域の数やサイズは図１１，１２に示すものこれらに限らない。複数の分割領域として、対象位置を基準として発光面をマトリクス状に分割して得られる複数の領域を設定することにより、対象位置から離れた位置のサブ面光源からの光を、対象位置に依らず同じ基準で考慮することができる。その結果、各位置の最終推測輝度の精度のばらつきを低減することができる。

また、分割領域は設定されなくてもよい。対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源が、対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源よりも粗く区分されれば、対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源は、どのように区分されてもよい。

なお、グループの数を増やせば、最終推測輝度をより精度良く算出することができるが、演算量が増してしまう。そのため、グループの数（対象位置から所定範囲の内側のグループを構成するサブ面光源の数、対象位置から所定範囲の外側のグループを構成するサブ面光源の数、分割領域の数など）は、必要な処理時間や処理精度などに応じて決定すれば
よい。

なお、本実施例では、面光源が表示装置のバックライトである場合の例を説明したが、面光源はこれに限らない。面光源は、表示装置に使用されるものに限られず、例えば、屋内や屋外で使用される照明装置などであってもよい。

＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る輝度算出装置、輝度算出装置の制御方法、及び、表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１と同様の機能等については説明を省略する。

実施例１では、サブ面光源毎に、最終推測輝度を算出する各位置での減衰係数が記憶装置（減衰係数記憶部４）に予め記憶されている場合の例を説明した。本実施例では、光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報（テーブルまたは関数）が記憶装置（減衰係数記憶部４）に予め記憶されている場合の例を説明する。本実施例では、対象位置とグループの距離、または、対象位置とサブ面光源の距離を求めることで、各グループの対応減衰係数を算出する。それにより、本実施例では、実施例１に比べ、記憶装置に記憶するデータの容量を少なくすることができる。具体的には、実施例１では、サブ面光源毎の減衰係数のデータが必要であったのに対し、本実施例では、１つのテーブル（または関数）を用意すればよい。そのため、本実施例では、実施例１に比べ記憶装置に記憶するデータの容量を少なくすることができる。
なお、各グループの対応輝度の算出方法、及び、対象位置の最終推測輝度の算出方法は、実施例１と同じである。また、減衰係数は、光源からの距離と光の伝搬率（または到達率）との関係を表す係数とも言い換えられる。

本実施例に係る輝度算出装置の機能構成は実施例１（図１）と同じである。
本実施例に係る輝度算出装置が最終推測輝度を算出する際の処理フローの一例を図１３に示す。
まず、設定部１１が、対象位置を設定する。そして、区分部１２が、設定された対象位置に基づいて、複数のサブ面光源を複数のグループに区分する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の処理は、図５のＳ１の処理と同じである。ここでは、図４に示す対象位置Ｐｎが設定されたとする。そして、図４に示すように複数のサブ面光源が複数のグループに区分されたとする。具体的には、領域Ａ内では１つのサブ面光源が１グループとして設定され、領域Ｂ〜Ｅでは、領域内の全てのサブ面光源が１グループとして設定されたとする。

次に、算出部１３が、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の位置（例えば中心位置）と、対象位置との間の水平方向の距離を求める（Ｓ１０２）。座標（ｘ，ｙ）のサブ面光源の位置と対象位置との間の水平方向の距離を、ＢＸ（ｘ，ｙ）と記載する。

図１４を用いて、距離ＢＸ（ｘ，ｙ）の決定方法の具体例を説明する。図１４の実線で示す領域はサブ面光源に対応する。図１４の破線は、サブ面光源の水平方向及び垂直方向の中心線を示す。
ここでは、対象位置Ｐｎと、座標（６，１）のサブ面光源６との間の距離ＢＸ（６，１）、及び、対象位置Ｐｎと、座標（２，８）のサブ面光源７２との間の距離ＢＸ（２，８）を決定する例を説明する。

本実施例では、対象位置Ｐｎから、水平方向に、サブ面光源の水平方向のサイズの１／２の距離（実線と破線の間隔）だけ離れるたびに、距離ＢＸ（ｘ，ｙ）の値が１増加するものとする。各サブ面光源のサイズが均一であるならば、実線と破線の間隔は均一となる。図１４の例では、対象位置Ｐｎとサブ面光源６の中心位置との水平方向の距離ＢＸ（６
，１）は５となる。対象位置Ｐｎとサブ面光源７２の中心位置との水平方向の距離ＢＸ（２，８）は３となる。
このように、Ｓ１０２では、サブ面光源毎に、対象位置とサブ面光源の間の水平方向の距離が求められる。図１４の例では、８０個のサブ面光源があるため、８０個の距離が求められる。

そして、算出部１３が、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の位置と、対象位置との間の垂直方向の距離を求める（Ｓ１０３）。座標（ｘ，ｙ）のサブ面光源の位置と対象位置との間の垂直方向の距離を、ＢＹ（ｘ，ｙ）と記載する。
距離ＢＹ（ｘ，ｙ）の決定方法は、距離ＢＸ（ｘ，ｙ）の決定方法と同様である。そのため、図１４の例では、対象位置Ｐｎとサブ面光源６の中心位置との垂直方向の距離ＢＹ（６，１）は５となる。対象位置Ｐｎとサブ面光源７２の中心位置との垂直方向の距離ＢＹ（２，８）は９となる。

次に、算出部１３が、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の位置と、対象位置との間の直線距離（最短距離）を求める（Ｓ１０４）。座標（ｘ，ｙ）のサブ面光源の位置と対象位置との間の垂直方向の距離を、ｄ（ｘ，ｙ）と記載する。
直線距離ｄ（ｘ，ｙ）は、Ｓ１０２で算出された距離ＢＸ（ｘ，ｙ）と、Ｓ１０３で算出された距離ＢＹ（ｘ，ｙ）とを用いて求められる。本実施例では、距離ＢＸと距離ＢＹの組み合わせと、直線距離ｄとの対応関係を表すルックアップテーブル（距離計算ＬＵＴ）を用いて、直線距離ｄ（ｘ，ｙ）が求められる。図１５に、距離計算ＬＵＴの一例を示す。図１５のＬＵＴは、三平方の定理に基づく式１３を用いて予め作成される。具体的には、式１３で得られるｄの値の小数点第一位を四捨五入して得られる値が、上記ＬＵＴにおけるｄの値とされる。

ｄ＝（ＢＸ^２＋ＢＹ^２）^１／２×１６ ・・・（式１３）

（ＢＸ^２＋ＢＹ^２）^１／２の小数点第一位を四捨五入すると丸め誤差が大きくなってしまう。式１３において（ＢＸ^２＋ＢＹ^２）^１／２を定数倍（１６倍）しているのは、（ＢＸ^２＋ＢＹ^２）^１／２の小数点以下の一部を整数化し、上記丸め誤差を低減するためである。なお、定数は１６に限らない。８、１０、２０などであってもよい。
なお、直線距離ｄ（ｘ，ｙ）は、ＬＵＴを用いずに、式１３を用いて算出されてもよい。

そして、算出部１３が、領域Ａ内のグループ（サブ面光源）が発する光の対応輝度の総和Ｓａを算出する（Ｓ１０５）。具体的には、領域Ａ内のサブ面光源毎（領域Ａ内のグループ毎）に、そのサブ面光源の位置と対象位置の直線距離ｄ（ｘ，ｙ）と、減衰情報（減衰関数）とを用いて、当該サブ面光源が発する光の対応減衰係数β（ｘ，ｙ）が算出される。直線距離ｄ（ｘ，ｙ）は、Ｓ１０４で求められた値である。そして、実施例１のＳ２と同様に、領域Ａ内の各サブ面光源の対応減衰係数と発光輝度（制御値）とから、総和Ｓａが算出される。減衰関数の一例を図１６に示す。図１６の横軸は距離、縦軸は減衰係数である。

次に、算出部１３が、領域Ｂ（領域Ｂに対応するグループ）の位置と対象位置との間の直線距離を求める（Ｓ１０６）。具体的には、領域Ｂ内のサブ面光源の位置と対象位置との間の直線距離ｄ（ｘ，ｙ）の平均値ｄｂが、領域Ｂの位置と対象位置との間の直線距離として算出される。平均値ｄｂは、領域Ｂ内のサブ面光源の位置と対象位置との間の直線距離ｄ（ｘ，ｙ）の総和を、領域Ｂ内のサブ面光源の数で除算することにより算出することができる。このように、本実施例では、領域Ｂに対応するグループのように複数のサブ面光源からなるグループについては、当該複数のサブ面光源のそれぞれの位置と、対象位
置との間の距離の平均値が、当該グループの位置と対象位置との間の距離として算出される。
なお、複数のサブ面光源からなるグループの位置と、対象位置との間の距離（直線距離）の決定方法は上記方法に限らない。例えば、グループ内の各サブ面光源の位置から、グループの位置（中心位置、重心位置）を特定し、特定した位置と、対象位置との間の直線距離を、Ｓ１０２〜Ｓ１０４と同様の処理により求めてもよい。しかし、上記平均値を直線距離とすれば、グループの位置を特定する必要が無いため、処理負荷を低減することができる。

そして、算出部１３が、実施例１のＳ３と同様に、領域Ｂ内のサブ面光源の発光輝度の総和ＢＬＣｂを算出する（Ｓ１０７）。
次に、算出部１３が、実施例１のＳ４と同様に、領域Ｂに対応するグループが発す光の対応輝度Ｓｂを算出する（Ｓ１０８）。なお、対応輝度Ｓｂを算出する際に使用する対応減衰係数βｂは、Ｓ１０６で算出した直線距離（平均値ｄｂ）と、減衰関数（Ｓ１０５で使用した減衰関数）とから算出される。

そして、Ｓ１０９〜Ｓ１１７の処理が行われる。
Ｓ１０９〜Ｓ１１１では、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様の処理により、領域Ｃ（領域Ｃに対応するグループ）の位置と対象位置との間の直線距離（平均値ｄｃ）、総和ＢＬＣｃ、対応輝度Ｓｃが算出される。
Ｓ１１２〜Ｓ１１４では、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様の処理により、領域Ｄ（領域Ｄに対応するグループ）の位置と対象位置との間の直線距離（平均値ｄｄ）、総和ＢＬＣｄ、対応輝度Ｓｄが算出される。
Ｓ１１５〜Ｓ１１７では、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様の処理により、領域Ｅ（領域Ｅに対応するグループ）の位置と対象位置との間の直線距離（平均値ｄｅ）、総和ＢＬＣｅ、対応輝度Ｓｅが算出される。

Ｓ１１７の次に、算出部１３が、Ｓ１０１〜Ｓ１１６で算出したＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅの総和を、対象位置に対する最終推測輝度Ｌｐとして算出する（Ｓ１１８）。

そして、算出部１３が、対象位置として設定する全ての位置について、最終推測輝度を算出したか否かを判定する（Ｓ１１９）。最終推測輝度を算出していない位置がある場合には、Ｓ１０１へ処理が戻される。そして、対象位置として設定する全ての位置について最終推測輝度が算出されるまで、Ｓ１０１〜Ｓ１１８の処理が繰り返される。

図１７は、本実施例に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図１７に示すように、本実施例に係る表示装置は、特徴量取得部１、バックライト輝度決定部２、輝度推測計算部１０１、距離計算ＬＵＴ記憶部１０２、減衰関数記憶部１０３、補正係数計算部５、補正係数乗算部６、Ｌｉｍｉｔ部７、液晶パネル８、バックライト９などを有する。
特徴量取得部１、バックライト輝度決定部２、補正係数計算部５、補正係数乗算部６、Ｌｉｍｉｔ部７、液晶パネル８、バックライト９は、実施例１と同じ機能を有する。

輝度推測計算部１０１は、本実施例に係る輝度算出装置であり、図１３に示した処理を行う。
距離計算ＬＵＴ記憶部１０２は、図１３のＳ１０４で直線距離ｄを求めるために使用される距離計算ＬＵＴ（図１５のＬＵＴ）を記憶する。輝度推測計算部１０１は、Ｓ１０４の処理を行う際に、距離計算ＬＵＴ記憶部１０２からＬＵＴを読み出す。
減衰関数記憶部１０３は、図１３のＳ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１１１、Ｓ１１４、Ｓ１１７で対応減衰係数を算出するために使用される減衰関数（または、減衰関数から生成され
たＬＵＴ（距離毎に減衰係数を表すテーブル））を記憶する。輝度推測計算部１０１は、Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１１１、Ｓ１１４、Ｓ１１７の処理を行う際に、減衰関数記憶部１０３から減衰関数を読み出す。
なお、距離計算ＬＵＴ記憶部１０２と減衰関数記憶部１０３は、輝度推測計算部１０１（輝度算出装置）の一部であってもよいし、輝度推測計算部１０１と別体の機能部であってもよい。

以上述べたように、本実施例によれば、光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報を用いて、各グループからの光の対応減衰係数が算出される。それにより、実施例１に比べ記憶装置に記憶するデータの容量を少なくすることができ、且つ、実施例１の構成で得られる効果と同等の効果を得ることができる。
なお、本実施例では、グループ毎に、そのグループの位置と対象位置との間の距離を求め、グループ毎に、そのグループの上記求めた距離と、減衰情報とを用いて、当該グループの減衰係数を算出する構成としたが、これに限らない。例えば、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の位置と対象位置との間の距離を求め、サブ面光源毎に、そのサブ面光源の上記求めた距離と、減衰情報とを用いて、当該サブ面光源の減衰係数を算出してもよい。その場合、１つのサブ面光源からなるグループについては、当該サブ面光源の減衰係数を、当該グループの減衰係数として用いてもよい。そして、複数のサブ面光源からなるグループについては、当該複数のサブ面光源の減衰係数の代表値を、当該グループの減衰係数として用いてもよい。

＜実施例３＞
以下、本発明の実施例３に係る輝度算出装置、輝度算出装置の制御方法、及び、表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１と同様の機能等については説明を省略する。

実施例１では、発光面の中心位置または算出対象位置を基準として発光面をマトリクス状に分割して得られる分割領域内のサブ面光源のうち、算出対象位置から所定範囲の外側の全てのサブ面光源を１つの区分領域に区分する例を説明した。しかし、そのように区分領域（グループ）を設定すると、１つの区分領域において、サブ面光源の位置から算出対象位置までの距離のばらつきが大きくなってしまうことがある。このような距離の大きなばらつきは、減衰係数の代表値の誤差の増加、ひいては対応輝度及び最終推測輝度の誤差の増加を招く。

そこで、本実施例では、算出対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源を、算出対象位置までの距離のばらつきが小さい複数のサブ面光源からなる区分領域に区分する。それにより、減衰係数の代表値の誤差を低減することができ、ひいては対応輝度及び最終推測輝度の誤差を低減することができる。

本実施例におけるグループ化（区分）の様子の一例を図１８に示す。
図１８において、領域Ａは、サブ面光源からの光の影響を細かく計算する領域であり、領域Ｂ、Ｃは、サブ面光源からの光の影響を粗く計算する領域である。
領域Ａについては、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
領域Ｂは、領域Ａに隣接する全て（２０個）のサブ面光源からなる区分領域（グループ）である。領域Ｃは、領域Ｂの外側に位置する全て（４４個）のサブ面光源からなる区分領域である。

本実施例では、図１８の領域Ｂ，Ｃに示すように、算出対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源が、前記算出対象位置を中心として算出対象位置を囲む複数の光源からなる区分領域に区分される。そのように区分された区分領域において、サブ面光源の位置から算
出対象位置までの距離のばらつきは非常に小さくなる。そのため、本実施例によれば、減衰係数の代表値の誤差を低減することができ、ひいては対応輝度及び最終推測輝度の誤差を低減することができる。即ち、本実施例によれば、実施例１よりも精度良く最終推測輝度を算出することができる。

また、本実施例では、図１８の領域Ｂ，Ｃに示すように、複数のサブ面光源が、算出対象位置から遠いほど粗く区分されている。具体的には、算出対象位置から所定範囲の外側のサブ面光源のうち、算出対象位置から遠いサブ面光源からなる区分領域（領域Ｃ）の内周から外周までの距離が、算出対象位置に近いサブ面光源からなる区分領域（領域Ｂ）の内周から外周までの距離よりも長い。それにより、区分領域の数を低減することができ、演算量を低減することができる。
なお、サブ面光源から算出対象位置までの距離が長い場合には、サブ面光源間で距離が多少違っていても減衰係数は同等となるため、算出対象位置から遠いサブ面光源からなる区分領域についての対応輝度の誤差は小さい。そのため、複数のサブ面光源が算出対象位置から遠いほど粗く区分されたとしても、最終推測輝度の算出精度あまり変化しない。

なお、本実施例では、領域Ｃの内周から外周までの距離が領域Ｂの内周から外周までの距離よりも長い場合の例を示したが、それらの距離は互いに等しくてもよい。また、サブ面光源からの光の減衰が急峻である場合、算出対象位置までの距離が長いサブ面光源からの光は対象位置での輝度にあまり影響しない。そのため、算出対象位置から所定距離以上離れたサブ面光源からの光を考慮せずに最終推測輝度（複数のサブ面光源を発光させた場合の算出対象位置における輝度）が算出されてもよい。例えば、図１９に示すようにグループ化が行われてもよい。図１９において、領域Ａは、サブ面光源からの光の影響を細かく計算する領域であり、領域Ｂ、Ｃは、サブ面光源からの光の影響を粗く計算する領域である。図１９の例では、右端と左端のサブ面光源が区分領域（グループ）に区分されていない。換言すれば、図１９の例では、右端と左端のサブ面光源が、最終推測輝度を算出する際に考慮しないサブ面光源として区分されている。

なお、最終推測輝度の算出精度の向上よりも処理時間の短縮を優先する場合には、区分領域の数を減らせばよい。例えば、図１８，１９において、領域Ｂ，Ｃを１つの区分領域として扱ってもよい。また、図２０に示すように、算出対象位置から所定範囲の内側のサブ面光源を、複数のサブ面光源からなる区分領域に区分してもよい。このとき、最終推測輝度の算出精度を大きく低下させないために、算出対象位置から所定範囲の内側の区分領域におけるサブ面光源の数を、算出対象位置から所定範囲の外側の区分領域におけるサブ面光源の数よりも少なくすることが好ましい。図２０の例では、算出対象位置から所定範囲の内側の１６個のサブ面光源が、各々が２行２列の４つのサブ面光源からなる４つの区分領域Ａ１〜Ａ４に区分されている。

３ 輝度推測計算部
１１ 設定部
１２ 区分部
１３ 算出部

本発明の輝度算出装置は、
複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置であって、
前記発光面上の算出対象位置を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分手段と、
前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出手段と、
を有し、
前記区分手段は、
前記算出対象位置から所定範囲の内側の複数の光源を、それぞれ１つの光源からなる複数の第１区分領域に区分し、
前記所定範囲の外側の複数の光源を、それぞれ２つ以上の光源からなる複数の第２区分領域に区分する
ことを特徴とする。

本発明の輝度算出装置の制御方法は、
複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置の制御方法であって、
前記発光面上の算出対象位置を設定する設定ステップと、
前記設定ステップで設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分ステップと、
前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出ステップと、
を有し、
前記区分ステップでは、
前記算出対象位置から所定範囲の内側の複数の光源が、それぞれ１つの光源からなる複数の第１区分領域に区分され、
前記所定範囲の外側の複数の光源が、それぞれ２つ以上の光源からなる複数の第２区分領域に区分される
ことを特徴とする。

Claims (35)

1. 複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置であって、
   前記発光面上の算出対象位置を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分手段と、
   前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出手段と、
   を有し、
   前記区分手段は、前記算出対象位置から所定範囲の外側の光源を、前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源よりも粗く区分する
   ことを特徴とする輝度算出装置。
2. 前記区分手段は、
   前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源を、１つの光源からなる区分領域に区分し、
   前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源を、複数の光源からなる区分領域に区分する
   ことを特徴とする請求項１に記載の輝度算出装置。
3. 前記区分手段は、前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源を、前記算出対象位置を中心として前記算出対象位置を囲む複数の光源からなる区分領域に区分する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の輝度算出装置。
4. 前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源のうち、前記算出対象位置から遠い光源からなる区分領域の内周から外周までの距離は、前記算出対象位置に近い光源からなる区分領域の内周から外周までの距離よりも長い
   ことを特徴とする請求項３に記載の輝度算出装置。
5. 前記区分手段は、前記複数の光源を、前記算出対象位置から遠いほど粗く区分する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の輝度算出装置。
6. 前記算出手段は、前記算出対象位置から所定距離以上離れた光源からの光を考慮せずに、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
7. 前記区分手段は、前記発光面を分割して得られる分割領域毎に、その分割領域内の光源のうち、前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の全ての光源を１つの区分領域に区分する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の輝度算出装置。
8. 前記分割領域は、予め定められた領域である
   ことを特徴とする請求項７に記載の輝度算出装置。
9. 前記分割領域は、前記発光面の中心位置を基準として前記発光面をマトリクス状に分割して得られる領域である
   ことを特徴とする請求項８に記載の輝度算出装置。
10. 前記分割領域は、前記算出対象位置を基準として前記発光面をマトリクス状に分割して得られる領域である
    ことを特徴とする請求項７に記載の輝度算出装置。
11. 前記算出手段は、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の設定された発光輝度に、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での減衰係数を乗算することにより、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での輝度を算出し、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の設定された発光輝度の総和に、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での減衰係数を乗算することにより、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での輝度を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
12. 前記光源毎に、前記算出対象位置での減衰係数を記憶する記憶手段を更に有し、
    前記算出手段は、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の減衰係数を、当該区分領域の減衰係数として用い、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の減衰係数の代表値を、当該区分領域の減衰係数として用いる
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
13. 光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報を記憶する記憶手段を更に有し、
    前記算出手段は、
    前記光源毎に、その光源の位置と前記算出対象位置との間の距離を求め、
    前記光源毎に、その光源の前記求めた距離と、前記減衰情報とを用いて、当該光源の減衰係数を算出し、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の減衰係数を、当該区分領域の減衰係数として用い、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の減衰係数の代表値を、当該区分領域の減衰係数として用いる
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
14. 前記代表値は、前記複数の光源の減衰係数の平均値である
    ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の輝度算出装置。
15. 前記区分領域毎に、前記算出対象位置での減衰係数を記憶する記憶手段を更に有する
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
16. 光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報を記憶する記憶手段を更に有し、
    前記算出手段は、
    前記区分領域毎に、その区分領域の位置と前記算出対象位置との間の距離を求め、
    前記区分領域毎に、その区分領域の前記求めた距離と、前記減衰情報とを用いて、当該グループの減衰係数を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の輝度算出装置。
17. 前記算出手段は、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の位置と、前記算出対象位置との間の距離を、当該区分領域の位置と前記算出対象位置との間の距離として求め、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源のそれぞれの位置と、前記算出対象位置との間の距離を求め、当該算出した距離の平均値を、当該区分領域の位置と
    前記算出対象位置との間の距離として算出する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の輝度算出装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の輝度算出装置と、
    前記複数の光源を備える光源ユニットと、
    画像データに応じた透過率で前記光源ユニットからの光を透過する表示ユニットと、
    を有することを特徴とする表示装置。
19. 複数の光源を発光させた場合の発光面上の算出対象位置における輝度を算出する輝度算出装置の制御方法であって、
    前記発光面上の算出対象位置を設定する設定ステップと、
    前記設定ステップで設定された算出対象位置に応じて、前記複数の光源を複数の区分領域に区分する区分ステップと、
    前記区分領域毎に、その区分領域の光源による前記算出対象位置における輝度を算出し、前記区分領域毎の算出結果を合計して、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度を算出する算出ステップと、
    を有し、
    前記区分ステップでは、前記算出対象位置から所定範囲の外側の光源が、前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源よりも粗く区分される
    ことを特徴とする輝度算出装置の制御方法。
20. 前記区分ステップでは、
    前記算出対象位置から前記所定範囲の内側の光源が、１つの光源からなる区分領域に区分され、
    前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源が、複数の光源からなる区分領域に区分される
    ことを特徴とする請求項１９に記載の輝度算出装置の制御方法。
21. 前記区分ステップでは、前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源が、前記算出対象位置を中心として前記算出対象位置を囲む複数の光源からなる区分領域に区分されることを特徴とする請求項１９または２０に記載の輝度算出装置の制御方法。
22. 前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の光源のうち、前記算出対象位置から遠い光源からなる区分領域の内周から外周までの距離は、前記算出対象位置に近い光源からなる区分領域の内周から外周までの距離よりも長い
    ことを特徴とする請求項２１に記載の輝度算出装置の制御方法。
23. 前記区分ステップでは、前記複数の光源が、前記算出対象位置から遠いほど粗く区分される
    ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の輝度算出装置の制御方法。
24. 前記算出ステップでは、前記算出対象位置から所定距離以上離れた光源からの光を考慮せずに、前記複数の光源を発光させた場合の前記算出対象位置における輝度が算出されることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
25. 前記区分ステップでは、前記発光面を分割して得られる分割領域毎に、その分割領域内の光源のうち、前記算出対象位置から前記所定範囲の外側の全ての光源が１つの区分領域に区分される
    ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の輝度算出装置の制御方法。
26. 前記分割領域は、予め定められた領域である
    ことを特徴とする請求項２５に記載の輝度算出装置の制御方法。
27. 前記分割領域は、前記発光面の中心位置を基準として前記発光面をマトリクス状に分割して得られる領域である
    ことを特徴とする請求項２６に記載の輝度算出装置の制御方法。
28. 前記分割領域は、前記算出対象位置を基準として前記発光面をマトリクス状に分割して得られる領域である
    ことを特徴とする請求項２５に記載の輝度算出装置の制御方法。
29. 前記算出ステップでは、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の設定された発光輝度に、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での減衰係数を乗算することにより、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での輝度が算出され、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の設定された発光輝度の総和に、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での減衰係数を乗算することにより、当該区分領域から発せられる光の前記算出対象位置での輝度が算出される
    ことを特徴とする請求項１９〜２８のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
30. 前記輝度算出装置は、前記光源毎に、前記算出対象位置での減衰係数を記憶する記憶部を有し、
    前記算出ステップでは、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の減衰係数が、当該区分領域の減衰係数として用いられ、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の減衰係数の代表値が、当該区分領域の減衰係数として用いられる
    ことを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
31. 前記輝度算出装置は、光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報を記憶する記憶部を有し、
    前記算出ステップでは、
    前記光源毎に、その光源の位置と前記算出対象位置との間の距離が求められ、
    前記光源毎に、その光源の前記求めた距離と、前記減衰情報とを用いて、当該光源の減衰係数が算出され、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の減衰係数が、当該区分領域の減衰係数として用いられ、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源の減衰係数の代表値が、当該区分領域の減衰係数として用いられる
    ことを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
32. 前記代表値は、前記複数の光源の減衰係数の平均値である
    ことを特徴とする請求項３０または３１に記載の輝度算出装置の制御方法。
33. 前記輝度算出装置は、前記区分領域毎に、前記算出対象位置での減衰係数を記憶する記憶部を有する
    ことを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
34. 前記輝度算出装置は、光源からの距離と減衰率との関係を表す減衰情報を記憶する記憶部を有し、
    前記算出ステップでは、
    前記区分領域毎に、その区分領域の位置と前記算出対象位置との間の距離が求められ、
    前記区分領域毎に、その区分領域の前記求めた距離と、前記減衰情報とを用いて、当該区分領域の減衰係数が算出される
    ことを特徴とする請求項１９〜２９のいずれか１項に記載の輝度算出装置の制御方法。
35. 前記算出ステップでは、
    １つの光源からなる区分領域については、当該光源の位置と、前記算出対象位置との間の距離が、当該区分領域の位置と前記算出対象位置との間の距離として求められ、
    複数の光源からなる区分領域については、当該複数の光源のそれぞれの位置と、前記算出対象位置との間の距離が求められ、当該算出した距離の平均値が、当該区分領域の位置と前記算出対象位置との間の距離として算出される
    ことを特徴とする請求項３４に記載の輝度算出装置の制御方法。

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