JP2018081177A - 画像表示装置および画像表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリネーション補正とバックライトの領域制御を行う画像表示装置において、ディスクリネーションを抑制しつつ、ディスクリネーション補正による視認性の悪化の低減を可能にする画像表示装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の画像表示装置は、複数の発光領域を有し、複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光手段と、発光手段から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより画像を表示する表示パネルと、ディスクリネーションを生じうる対象画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように補正する第１補正手段と、第１補正手段の階調値の補正による対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を補正する第２補正手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は画像表示装置および画像表示装置の制御方法に関する。

従来、液晶パネル装置の隣接する画素間において、画像データの階調値の差分が大きい場合、隣接画素間の電極にかかる電圧差も大きくなるため、隣接画素の境界付近で液晶の配向不良(以下、ディスクリネーションと記す)が発生していた。特に、液晶パネルの画素密度が高くなると画素間の距離が短くなることから、電界の影響は高くなり、ディスクリネーションの発生頻度が高くなる傾向にある。このような課題に対し、特定領域に存在する画素の輝度レベルを制御し、ディスクリネーションを低減させる技術（以下、ディスクリネーション補正と記す）が開示されている（特許文献１）。
一方、液晶表示装置は、光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍ
ｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅと記す）やレーザなどの固体光源を用いたものが普及している
。そして、液晶表示装置の課題であるコントラストの改善や省エネルギーを目的として、バックライトを複数の領域に分割し、画像データに応じて、バックライトの輝度を個別に制御する技術が知られている（特許文献２）。

特開２０１２−２５２２０６号公報 特許第４３４８４５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のディスクリネーション補正を実施する場合、例えば高階調域の画素の階調レベルを低下させると、その領域が輝度の低下としてユーザーに視認されてしまう恐れがある。さらに、ディスクリネーション補正を行う液晶表示装置において特許文献２のようなバックライトの領域制御を行う場合、液晶パネル装置とバックライトの制御領域のサイズがそれぞれ異なり、表示輝度の制御をする上で障害となる。このような課題は、ディスクリネーションが生じる可能性があり、バックライト光を画像データに基づき変調可能なパネルを用いた画像表示装置に共通する。そこで本発明は、ディスクリネーション補正とバックライトの領域制御を行う画像表示装置において、ディスクリネーションを抑制しつつ、ディスクリネーション補正による視認性の悪化の低減を可能にする画像表示装置およびその制御方法の提供を目的とする。

本発明の第１態様は、
複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光手段と、
前記発光手段から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより入力画像データに基づく画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの複数の画素のうちディスクリネーションを生じうる対象画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように、前記入力画像データに基づく階調値から補正する第１補正手段と、
前記第１補正手段の階調値の補正による前記対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、前記対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を、前記入力画像データに基づく発光輝度値から補正する第２補正手段と、を有し、
前記表示パネルは、前記第１補正手段により算出された階調値に基づいて、各画素の透過率を制御し、
前記発光手段は、前記第２補正手段により算出された発光輝度値に基づいて、各発光領域の発光輝度値を制御する
ことを特徴とする画像表示装置である。

本発明の第２態様は、
複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光手段と、
前記発光手段から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより入力画像データに基づく画像を表示する表示パネルと、
を有する画像表示装置の制御方法であって、
前記表示パネルの複数の画素のうちディスクリネーションを生じうる対象画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように、前記入力画像データに基づく階調値から補正する第１補正ステップと、
前記第１補正ステップにおける階調値の補正による前記対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、前記対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を、前記入力画像データに基づく発光輝度値から補正する第２補正ステップと、
前記第１補正ステップにおいて算出された階調値に基づいて、前記表示パネルの各画素の透過率を制御する第１制御ステップと、
前記第２補正手段により算出された発光輝度値に基づいて、前記発光手段の各発光領域の発光輝度値を制御する第２制御ステップと、
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法である。

本発明の第３態様は、本発明に係る画像表示装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、ディスクリネーション補正とバックライトの領域制御を行う画像表示装置において、ディスクリネーションを抑制しつつ、ディスクリネーション補正による視認性の悪化の低減を可能にする。

実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例１に係る入力画像に関する各種模式図 実施例１に係る各処理を説明するフローチャート 実施例１に係る補正後の画素階調値と発光輝度値を表す模式図 実施例２に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例２に係る各処理を説明するフローチャート 実施例２に係る発光領域と表示領域を表す模式図 実施例２に係る画素階調値の補正テーブルの一例 実施例３に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例３に係る各種処理前後のバックライト輝度 実施例３に係る補正対象の発光領域の発光輝度の時間推移を示す図 実施例４に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る画像表示装置及びその制御方法について説明する。本実施例に係る画像表示装置は、画素毎にディスクリネーション補正を行い、発光領域毎にバ
ックライト発光輝度制御を行う。ここで発光領域は、バックライトを分割する領域の単位である。例えば発光領域は、バックライトを水平方向にＮ分割（Ｎは２以上の整数）、垂直方向にＭ分割（Ｍは２以上の整数）することにより得られる。なお発光領域は、バックライトを水平方向にのみ分割することにより得られる領域であってもよいし、垂直方向にのみ分割することにより得られる領域であってもよい。そして、ディスクリネーション補正により透過率が低下した画素に対応する発光領域において、バックライトの発光輝度を上げることで、表示輝度を復元する処理が実行される。

図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に記載の画像表示装置１００は、階調値取得部１０１、ディスクリネーション補正値算出部１０２、ディスクリネーション補正部１０３、表示パネル１０４、バックライト輝度変更有無判定部１０５、バックライト輝度補正部１０６を有する。さらに画像表示装置１００は、バックライトユニット１０７、ＣＰＵ１０８、メモリ１０９を有する。

画像表示装置１００が有する各部について説明する。
階調値取得部１０１は、画像表示装置１００への入力画像の各画素の階調値を取得する。
ディスクリネーション補正値算出部１０２は、階調値取得部１０１が取得した注目画素とその周辺画素の階調値から階調補正値を算出する。階調補正値については後述する。
ディスクリネーション補正部（表示補正部）１０３は、ディスクリネーションを生じうる注目画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように、入力画像データに基づく階調値から補正する。より具体的には、ディスクリネーション補正部１０３は、ディスクリネーション補正値算出部１０２が算出した階調補正値を用いて、注目画素の階調値を補正するという表示補正を行う。本実施例のディスクリネーション補正は、階調値の差分が大きい隣接している画素のうち高輝度側の画素（以下、「対象画素」と呼ぶ）の階調値を下げる処理とする。また、本実施例では隣接画素として、注目画素の上下左右の４近傍の画素が考慮されるものとする。

表示パネル１０４は、バックライトユニット１０７から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより入力画像データに基づく画像を表示する。本実施例では表示パネル１０４には、液晶パネルが用いられるものとして、以下説明する。表示パネル１０４のより具体的な構成は、例えば、液晶ドライバ、及び入力画像データを取得し、液晶ドライバをコントロールするコントロール基板、液晶パネルで構成される。そして、表示パネル１０４は、ディスクリネーション補正部１０３により算出された階調値に基づいて、各画素の透過率を制御する。
バックライト輝度変更有無判定部１０５は、バックライトユニット１０７の発光領域毎に、階調値取得部１０１が取得した入力画像の階調値と、ディスクリネーション補正値算出部１０２による階調補正値から、バックライト輝度変更が必要か否か判定する。

バックライト輝度補正部１０６は、バックライトユニット１０７におけるバックライトの発光輝度値を算出し、バックライトユニット１０７の発光補正を行う。ここで、バックライト輝度補正部１０６の算出結果は、バックライト輝度変更有無判定部１０５の判定結果により異なる。バックライト輝度変更有無判定部１０５の判定により、バックライト輝度変更ありと判定された場合について説明する。この場合のバックライト輝度値は、ディスクリネーション補正部１０３による階調補正前の階調値と、ディスクリネーション補正値算出部１０２が算出した階調補正値を用いて算出される。ここでバックライト輝度値は、本来表示させたい表示輝度を維持させるために必要なバックライト輝度値となる。つまり、バックライト輝度補正部１０６は、ディスクリネーション補正部１０３の階調値の補正による対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を、入力画像データに基づく発光輝度値から補正する。バックラ
イト輝度変更なしと判定された場合は、ディスクリネーション補正部１０３による階調補正前の階調値を用いて算出される。

バックライトユニット１０７は、複数の発光領域を有し、複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光装置である。そして、バックライトユニット１０７は表示パネル１０４を背面から照射する。各発光領域は１又は複数の光源を有する。光源の種類としては本実施例ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いるものとするが、これに限定されるものではない。複数の発光領域をそれぞれ制御できれば、光源には例えば冷陰極管などを用いてもよい。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０８は、上述した画像表示装置１００が有する各機能部を制御する。具体的には、メモリ１０９に格納されたプログラムがＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのワークメモリ（不図示）に展開され、これをＣＰＵ１０８が実行することにより、上述の各機能部が制御される。なお、本実施例では上述の各機能部は専用の回路により実現されたが、ＣＰＵ１０８の動作として実現されてもよい。その場合、メモリ１０９に格納されたプログラムは、上述の各機能部の機能を含む。
メモリ１０９は、画像表示装置１００を構成する各部で使用する設定値やＣＰＵ１０８により実行されるプログラムを保存する。

以下、本実施例における画像表示装置の動作について詳細に説明する。図２Ａに本実施例で使用する入力画像２００を示す。本実施例で使用する入力画像２００は、横８画素×縦６画素で構成される。また図２Ｂは、入力画像データの階調値分布である。入力画像データの階調値幅は８ビットとし、領域２０１の階調値は８、領域２０２の階調値は２５５、領域２０３の階調値は２３４であるとする。

ここで、ディスクリネーションの発生条件は、画素電極から対向電極に向かうべき電界が、隣接する画素電極に向かう電界成分を持つことで、これは液晶分子の配向方向が変化するか否かで定まる。配向方向の変化は隣接画素間の電位差に起因し、隣接画素間の階調値の差分に応じて電位差が変化する。一般的には、階調値の差分が大きいほど、電位差も大きくなる。そこで、本実施例では、ディスクリネーションの発生有無は、電位差の主要因である隣接画素間の階調値の差分が階調閾値以上か否かを条件として判定される。階調閾値は２２０とする。従って、画素毎に分割された表示パネル１０４を示す図２Ｃにおいて、灰色で示された領域２０４で、ディスクリネーションが発生すると判断される。より具体的には、ディスクリネーション補正部１０３は、階調値が隣接画素より大きく、かつ隣接画素との階調値の差分が階調閾値より大きい画素を対象画素として特定する。

図２Ｄは、バックライトユニット１０７の各発光領域と発光領域毎のバックライト輝度値である。バックライトユニット１０７は、横方向に４、縦方向に３の合計１２個の発光領域に分割されているものとする。また１つの発光領域は、画素サイズでは、横２画素×縦２画素に相当するものとする。本実施例では、ディスクリネーション補正が行われない場合は、発光領域内の全画素階調値が最大値の２５５のとき、出力画像の輝度値として当該発光領域は２５０ｃｄ／ｍ^２を出力するものとする。また、バックライトユニット１０７の各発光領域内の輝度分布は、本来であれば、発光部の中心（例えばＬＥＤの位置）を最大として中心からの距離が遠くなるにつれて減衰していく。しかし、本実施例では説明を簡単にするため、各発光領域内での輝度分布は一様であるものとする。従って、図２Ｄの領域２０５、領域２０６のバックライト輝度値は２５０となる。その他の発光領域に関しては、説明を簡単にするため、階調値とバックライト輝度値の関係性を示すルックアップテーブルを用いて、図２Ｄに記載の値が設定されたものとして説明する。

図３に、本実施例における画像表示装置のディスクリネーション補正およびバックライト輝度制御のフローチャートを示す。まず、ステップＳ３０１にて、ＣＰＵ１０８は、階調値取得部１０１を制御し、入力画像の各画素の階調値を取得する。本実施例では、領域２０１で８、領域２０２で２５５、領域２０３で２３４の画素階調値を取得する。

次に、ステップＳ３０２にて、ＣＰＵ１０８は、ディスクリネーション補正値算出部１０２を制御し、取得した階調値を用いて、階調補正値を算出する。ここで、隣接画素間の階調値の差分が２２０以下になるような階調補正値を算出する。その結果、領域２０１と隣接した領域２０２の階調補正値は（２５５−８）−２２０＝２７となる。また、領域２０１と隣接した領域２０３の階調補正値は、（２３４−８）−２２０＝６となる。

次に、ステップＳ３０３にて、ＣＰＵ１０８は、ディスクリネーション補正部１０３を制御し、対象画素の階調値を補正する。その結果、領域２０１と隣接した領域２０２の対象画素の階調値は、階調補正値＝２７を用いて２５５から２２８に変更される。また、領域２０１と隣接した領域２０３の対象画素の階調値は、階調補正値＝６を用いて２３４から２２８に変更される。以上の処理により、ディスクリネーションが補正される。図４Ａにディスクリネーション補正後の画素階調値を示す。丸で囲まれた、ディスクリネーションが発生する画素のうち高階調側の画素（対象画素）の階調値が２２８に補正されている。なお、ディスクリネーション補正方法は、これに限定されない。例えば、低階調側の画素の階調補正値と高階調側の画素の階調補正値をそれぞれ求めて、高階調画素の階調を下げると同時に、隣接した低階調画素の階調を上げる処理によりディスクリネーション補正することも考えられる。

ステップＳ３０４にて、ＣＰＵ１０８は、バックライトユニット１０７の発光領域のいずれか１つを選択する。ここで、発光領域２０６が選択された場合について説明する。
ステップＳ３０５にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度補正部１０６を制御し、発光領域２０６の発光輝度値を算出する。まずは、ステップＳ３０１で取得した入力画像の階調値を用いて発光輝度値を算出する。発光輝度値は、例えば、発光領域２０６に対応する画素の階調値の平均値に基づいて決定されてもよいし、階調値の最大値に基づいて決定されてもよい。本実施例では、図２Ｄに示した通り、発光領域２０６の発光輝度値は２５０となっている。

ステップＳ３０６にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度変更有無判定部１０５を制御し、発光領域２０６に対応する画素のうち、ディスクリネーション補正により階調値が低下した対象画素数が閾値以上存在するか判定する。本実施例において閾値が２画素であるとする。発光領域２０６には対応する対象画素が２画素あるため、対象画素数は閾値以上であると判定され（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０７に進む。なお、階調値が低下した対象画素数が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）は、処理はステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０７にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度補正部１０６を制御し、発光領域２０６の発光輝度値を補正する。より具体的には、バックライト輝度補正部１０６は、ディスクリネーション補正によって階調値が変化した画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、発光輝度値を補正する。本実施例では、補正前の最大画素階調値２５５の時の透過率を１００％とする。また、階調特性はガンマを考慮せず、リニアに変化するとしている。ここで、表示輝度を維持するためには、階調値が低下した領域の低下した透過率の分だけ対応する発光領域の発光輝度を上げることが必要となる。ステップＳ３０３で発光領域２０６に対応する対象画素の階調値は２５５から２２８に変化したため、透過率は、１００−１００×２２８／２５５＝１１％低下する。従って、表示輝度を維持するために必要な発光輝度値は、当該発光領域の発光輝度値が２５０であることから
、２５０×２５５／（２５５−２７）＝２８０と求められる。なお、本実施例では対象画素の表示輝度を維持するように発光輝度を補正したが、発光輝度の補正値の決定方法はこれに限定されない。例えば表示輝度の維持よりも電力抑制を優先する場合などは、補正対象となる発光領域に対応する画素の最大階調補正値による発光輝度の補正結果と電力抑制度合いから決定される発光輝度の制限値を用いて、発光輝度を算出することも考えられる。

ステップＳ３０８にて、ＣＰＵ１０８は、全ての発光領域を選択したか否か判定する。全ての発光領域が選択されていない場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）は、処理はステップＳ３０４に進む。以後、全発光領域が選択されるまで、ＣＰＵ１０８はステップＳ３０４〜Ｓ３０８を実施する。そして、全ての発光領域が選択された場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）は、処理はステップＳ３０９へ進む。

ステップＳ３０９にて、ＣＰＵ１０８はバックライトユニット１０７を制御し、算出された発光輝度値に基づいてバックライトを点灯する。階調値が低下した対象画素数が閾値以上存在するとステップＳ３０６で判定された発光領域は、ステップＳ３０７にて算出された発光輝度値で点灯するよう発光制御される。そして、階調値が低下した対象画素数が閾値以上存在しないとステップＳ３０６で判定された発光領域は、ステップＳ３０５にて算出された発光輝度値で点灯するよう発光制御される。図４Ｂは、各発光領域に対する補正後の発光輝度値である。ディスクリネーション補正により高階調域の階調値が低下した画素数（対象画素数）に応じて、各発光領域の発光輝度値の変更が決定される。また、表示パネル１０４の表示制御も、ステップＳ３０９においてバックライトユニット１０７の発光制御と同時に行われることが好ましい。つまり、ステップＳ３０９において、表示パネル１０４は各画素について、ステップＳ３０３で補正された階調値によって透過率制御する。

以上のように、対応する画素のうちに、ディスクリネーション補正によって階調値が低下した高階調側画素（対象画素）が閾値以上の数含まれる発光領域の発光輝度を高くすることで、対象画素の表示輝度の維持が可能となる。この結果、ディスクリネーションを抑制しつつ、ユーザーが感じる視認性の悪化を低減できる。

＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る画像表示装置及びその制御方法について説明する。本実施例に係る画像表示装置は、発光領域毎にバックライトの発光輝度制御およびディスクリネーション補正を行う。本実施例では、表示パネル１０４が複数のディスクリネーション補正制御領域（以下、「表示領域」と呼ぶ）を有し、表示領域と発光領域は大きさが一致するものとする。なお、実施例１と説明が重複する個所については説明を割愛する。

図５は、本実施例に係る画像表示装置５００の概略構成を示すブロック図である。図５に記載の画像表示装置５００は、階調値取得部１０１、ディスクリネーション補正値算出部５０１、ディスクリネーション補正部５０２、表示パネル１０４、バックライト輝度変更有無判定部１０５を有する。画像表示装置５００はさらに、バックライト輝度補正部１０６、バックライトユニット１０７、ＣＰＵ１０８、メモリ１０９を有する。
ディスクリネーション補正値算出部５０１は、表示領域毎にディスクリネーション補正値を算出する。
ディスクリネーション補正部５０２は、表示領域毎にディスクリネーション補正を行う。
なお、本実施例では、表示領域と発光領域のサイズは同一とし、各表示領域に各発光領域が一対一で対応するものとする。また以下では、表示領域と発光領域のどちらも含む概念として、制御領域という呼称も使用される。

以下、本実施例における画像表示装置のディスクリネーション補正および発光輝度制御について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。なお、実施例１と同様に図２Ａに記載の画像を入力画像として用いる。また、図７Ａは、本実施例における発光領域と発光領域毎の発光輝度値である。バックライトユニット１０７は、縦方向に２、横方向に２の合計４個の発光領域に分割されているものとする。また発光領域の大きさは、画素換算で横４画素×縦３画素に相当するものとする。本実施例では、ディスクリネーション補正が行われない場合は、発光領域内の全画素階調値が最大値の２５５のとき、出力画像の輝度値として２５０ｃｄ／ｍ^２を出力するものとする。また、発光領域内の発光輝度分布は、本来であれば、発光部の中心（例えばＬＥＤの位置）を最大として中心からの距離が遠くなるにつれて減衰していく。しかし、本実施例では説明を簡単にするため、発光領域内の発光輝度分布は一様であるものとする。また、各発光領域の発光輝度は説明を簡単にするため、階調値と発光輝度値の関係性を示すルックアップテーブルを用いて、図７Ａに記載の値が設定されたものとして説明する。

まず、ステップＳ６０１にて、ＣＰＵ１０８は、階調値取得部１０１を制御し、各画素の階調値を取得する。本実施例では、実施例１と同様に図２Ｂに示す通り、図２Ａに記載の領域２０１で８、領域２０２で２５５、領域２０３で２３４の画素階調値を取得する。なお、本実施例ではディスクリネーションの発生条件を、隣接画素間の階調差分が階調閾値２３０以上であるか否かで判断している。

ステップＳ６０２にて、ＣＰＵ１０８は、ディスクリネーション補正の対象となる制御領域を選択する。初めに、図７Ａに記載の制御領域７０１が選択される。
ステップＳ６０３では、まずディスクリネーション補正部５０２は、制御領域７０１に対応する画素のうち、階調値が隣接画素より大きく、かつ隣接画素との階調値の差分が階調閾値を上回る画素を対象画素として特定する。本実施例では階調閾値は２３０とする。図２Ｂにおいて、制御領域７０１に対応する画素のうち、隣接画素との階調差分が２３０を超える対象画素数は３である。そしてディスクリネーション補正部５０２は、対象画素の数が画素数閾値を上回るか否か判定する。本実施例では、画素数閾値は２とする。したがって、対象画素数が画素数閾値を上回る（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）ので、処理はステップＳ６０４に進み、ディスクリネーション補正が実行される。対象画素数が画素数閾値を下回る場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）は、処理はステップＳ６０９に進み、制御領域７０１についてはディスクリネーション補正も、発光領域の発光輝度値の補正も行わない。

ステップＳ６０４にて、ＣＰＵ１０８は、ディスクリネーション補正値算出部５０１を制御し、制御領域７０１に対応する表示領域内の画素に対する補正テーブルを作成する。ここで補正テーブルとは、当該表示領域内の画素の階調値補正に使用されるテーブルである。以下、補正テーブルの作成手順について説明する。ディスクリネーション補正値算出部５０１は、対象画素の中から隣接画素との階調差分が最大となる最大対象画素を特定する。そしてディスクリネーション補正値算出部５０１は、最大対象画素に対して、隣接画素との階調差分が閾値２３０以下になるような階調補正値を算出する。その結果、領域２０１と隣接した領域２０２の最大対象画素の階調補正値は、（２５５−８）−２３０＝１７となる。本実施例では、閾値α以上の階調値を有する画素に対して、閾値αと最大対象画素の階調補正値を用いて補正テーブルを作成する。図８は、補正テーブルの具体例である。横軸は補正前の階調値を示し、縦軸は補正後の階調値を示す。本実施例では、閾値α＝１２８を超える領域について、閾値αを示す点（１２８，１２８）と、最大対象画素の補正前後の階調値を示す点（２５５，２３８）が直線で結ばれ、補正テーブルが作成される。なお、本実施例の補正テーブルは一例であり、作成方法はこれに限定されない。例えば、複数の画素について補正前と補正後の階調値を決定し、これらの点が曲線で結ばれて
もよい。また、最大階調画素の補正前の階調値は必ずしも最大値（本実施例では２５５）となる訳ではないことに注意されたい。

ステップＳ６０５にて、ＣＰＵ１０８は、ディスクリネーション補正部５０２を制御し、各画素の階調値を補正する。その結果、領域２０１と隣接した領域２０２の画素の階調値は図８の補正テーブルを用いて、２５５から２３８に変更される。図７Ｂにディスクリネーション補正後の各画素の階調値を示す。丸で囲まれたディスクリネーションが発生する画素を含む制御領域内の画素の階調値が２５５から２３８に補正されている。
ステップＳ６０６にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度補正部１０６を制御し、発光輝度値を算出する。ここで、補正前の制御領域７０１の発光輝度値は、図７Ａに示した通り１６０となっている。

ステップＳ６０７にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度変更有無判定部１０５を制御し、制御領域７０１に対応する画素に、ディスクリネーション補正により階調値が閾値以上低下した画素が存在するか否か判定する。本実施例では、閾値を１０とすると、制御領域７０１に対応する画素は、閾値以上階調値が低下している（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）ので、処理はステップＳ８０７に進む。閾値以上階調値が低下している画素が存在しない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）は、処理はステップＳ６０８に進む。なお上述の階調値の閾値は、その設定方法は上述の方法に限定されない。例えば、液晶のＳ字カーブが急峻になる点の階調値や、見た目が変わる点の階調値を閾値として閾値を超えて階調値が変化するか否か判定されてもよい。また、階調閾値を用いずに、ディスクリネーション補正により高階調域の階調値が低下しているか否かによって判定が行われてもよい。

ステップＳ６０８にて、ＣＰＵ１０８は、バックライト輝度補正部１０６を制御し、制御領域７０１の発光輝度値を補正する。より具体的には、バックライト輝度補正部１０６は、ディスクリネーション補正によって階調値が変化した画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、発光輝度値を補正する。本実施例では特に、バックライト輝度補正部１０６は、最大対象画素の階調値の低下分を補償するように、対応する発光領域の発光輝度を補正する。本実施例では、補正前の発光輝度値１６０、補正前の最大階調値２５５、最大階調補正値は１７である。従って、発光輝度値は１６０×２５５／（２５５−１７）＝１７２と求められる。
つまりステップＳ６０７、Ｓ６０８の処理では、バックライト輝度変更有無判定部１０５が、ディスクリネーション補正部５０２の補正結果に基づいて、バックライト輝度補正部１０６による発光輝度値の補正を行うか否かを判定している。

ステップＳ６０９にて、ＣＰＵ１０８は、全発光領域を選択したか否かを判定する。全ての発光領域が選択されていない場合（ステップＳ６０９：Ｎｏ）は、処理はステップＳ６０２に進み、以後、全発光領域を選択するまで、ステップＳ６０２〜Ｓ６０８が実行される。そして、全ての発光領域が選択された場合（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）は、処理はステップＳ６１０へ進む。

ステップＳ６１０にて、ＣＰＵ１０８は、バックライトユニット１０７を制御し、バックライトを点灯する。階調値が閾値以上低下する画素が含まれるとステップＳ６０７で判定された発光領域は、ステップＳ６０７にて算出された発光輝度値で点灯する。階調値が閾値以上低下する画素が含まれないとステップＳ６０７で判定された発光領域は、ステップＳ６０６にて算出された発光輝度値で点灯する。図７Ｃは、発光輝度制御後の輝度値である。ディスクリネーション補正により、最大対象画素の階調値の低下度合いに応じて、発光輝度値が変更されている。また、表示パネル１０４の表示制御も、ステップＳ６１０においてバックライトユニット１０７の発光制御と同時に行われることが好ましい。つまり、ステップＳ６１０において、表示パネル１０４は各画素について、ステップＳ６０５
で補正された階調値によって透過率制御する。

以上により、ディスクリネーション補正を制御領域毎に行う画像表示装置においても、ディスクリネーションを抑制しつつ、ディスクリネーション補正による視認性の悪化の低減が可能となる。また、本実施例ではディスクリネーション補正を実施するか否かの判断が、制御領域内の対象画素数と閾値との比較によってなされる。したがって、ディスクリネーションが発生している液晶が少ない場合などはディスクリネーション補正が行われず、過剰なディスクリネーション補正の実行が抑制される。

＜実施例３＞
以下、本発明の実施例３に係る画像表示装置及びその制御方法について説明する。本実施例に係る画像表示装置は、実施例１に係る画像表示装置において発光輝度値を上昇させた結果、バックライト消費電力の制限を超過してしまった場合の処理について説明する。なお、ここで消費電力の制限とは、製品の仕様で定められる制限だけでなく、設定値なども含まれる。

図９は、本実施例に係る画像表示装置９００の概略構成を示すブロック図である。図９に記載の画像表示装置９００は、実施例１の画像表示装置１００に、バックライト電力計算部９０１、バックライト輝度制限部９０２が追加されている。

バックライト電力計算部９０１は、バックライト輝度補正部１０６による補正後の発光輝度に基づいて、バックライトユニット１０７が消費する電力を計算する。より具体的には、バックライト電力計算部９０１は、バックライト輝度補正部１０６からバックライトの制御値を受信し、バックライトを点灯するために消費される電力を計算し、消費電力が制限を超えているか否かを判定する。判定の結果、電力が制限を超える場合は、バックライト電力計算部９０１は、バックライト輝度制限部９０２に制限を超えたことと、超過量を通知する。

バックライト輝度制限部９０２は、バックライト電力計算部９０１の計算結果に基づいて、バックライトユニット１０７の発光輝度値を低減させる。バックライト輝度制限部９０２の処理について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂは、バックライトの点灯で消費される電力が制限値を超える場合の、発光輝度の変化の遷移を示した例である。図１０Ａ、図１０Ｂの領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄは、図２Ｄに記載の発光領域のうち、一番上の行の各発光領域を左から名付けたものである。なお、図１０Ａ、図１０Ｂの実線は後述する各種処理前の各領域の発光輝度、点線は各種処理後の発光輝度を表す。

図１０Ａは、ディスクリネーション補正前後のバックライト輝度状態を表している。実線で表されたディスクリネーション補正前の発光輝度値が、点線で表されたディスクリネーション補正後の発光輝度値に変更されている。ディスクリネーション補正は、領域Ｂで実施されているので、領域Ｂの発光輝度値が変更される。そして、バックライト輝度制限部９０２はバックライトの総電力が制限を超えた場合、バックライト電力計算部９０１から制限を超えたこと、及び超過量の通知を受ける。バックライトの総電力が制限を超えた場合、バックライト輝度制限部９０２は、バックライトの輝度を低下させて総電力を抑制しなければならない。そのため、バックライト輝度制限部９０２は図１０Ｂに示すように、バックライトの輝度を低くする。具体的には、バックライト輝度制限部９０２は実線で表されたディスクリネーション補正後のバックライト輝度値を、点線で表されたバックライト消費電力の制限値を加味した発光輝度値に変更する。なお、輝度値を変更する際は、バックライト電力計算部９０１から受信した超過量が制限値の１０％である場合、バックライト輝度制限部９０２はバックライト全体の輝度値を１０％下げる。

しかしながら、突然にバックライトの輝度を下げると、ディスクリネーション補正による表示輝度低下が目立ってしまう。そのため、バックライト輝度制限部９０２は、バックライトの輝度を時間的に緩やかに下げるようにする。ここで、図１１は、領域Ｂにおける発光輝度値の推移状況を表す模式図である。本実施例では、図１１に示すように、発光輝度値を緩やかに目標値に下げるのにかかる時間をＴ２と設定する。また、バックライトの輝度を上げるのに必要な時間をＴ１とする。バックライト輝度制限部９０２は、時間Ｔ２の期間で、発光輝度値を変更する。ここで、画像表示領域全体の視認性の変化を一律にするために、バックライト輝度制限部９０２は、全発光領域に対して、一律のバックライト低減を行う。なお、バックライト輝度制限部９０２は、表示輝度低下を目立たなくするため、Ｔ２がＴ１より著しく大きい値となるように設定している。

以上により、ディスクリネーション補正およびバックライト輝度制御時にバックライト消費電力が制限を超過しても、視認性に与える影響を抑制しながら、規定の消費電力内での表示に移行することが可能となる。その結果、本実施例は、消費電力の抑制や画像表示装置のロバスト性の向上にも寄与する。なお、本実施例では、バックライト消費電力が制限を超過することを抑制するために、ディスクリネーション補正を行う領域Ｂの発光輝度の変更時間推移を制御した。しかしこれに限定されず、領域Ｂのディスクリネーション補正のための発光輝度制御時に、バックライト消費電力が制限を超過しないように、領域Ｂ以外の発光領域の発光輝度値を時間的に制御してもよい。例えば、バックライト電力計算部９０１は、領域Ｂの輝度の上昇によって予想される電力の超過を補うように、領域Ａ、Ｃ、Ｄについて本来より低下させた発光輝度値を計算する。そしてバックライト輝度制限部９０２は、領域Ｂの発光輝度の上昇と同時に領域Ａ、Ｃ、Ｄの発光輝度を、計算された発光輝度値を目標として低下させる。つまり、バックライト輝度制限部９０２は、図１１に記載の時間Ｔ１において、領域Ａ、Ｃ、Ｄの発光輝度を低下させる。これにより、ディスクリネーション補正による輝度の上昇に起因する電力の上昇を相殺することができ、電力の制限超過を未然に防止できる。

＜実施例４＞
以下、本発明の実施例４に係る画像表示装置及びその制御方法について説明する。本実施例に係る画像表示装置は、実施例１に係る画像表示装置において、発光輝度が補正された発光領域に対応する画素のうち、ディスクリネーション補正による階調値変化がない高階調画素の階調値を補正する。

図１２は、本実施例に係る画像表示装置１２００の概略構成を示すブロック図である。図１２に記載の画像表示装置１２００は、階調値取得部１０１、ディスクリネーション補正値算出部１０２、ディスクリネーション補正部１０３、表示パネル１０４、バックライト輝度変更有無判定部１０５を有する。画像表示装置１２００はさらに、バックライト輝度補正部１０６、バックライトユニット１０７、ＣＰＵ１０８、メモリ１０９、表示輝度維持部１２０１を有する。

表示輝度維持部１２０１は、バックライト輝度補正部１０６から、各発光領域の発光輝度変化量と階調補正値を取得する。そして、表示輝度維持部１２０１は、閾値を超える階調値を有する画素のうち、階調補正値が０である画素の階調値を対応する発光領域の発光輝度変化量に応じて変更し、表示輝度の維持を行う。例として、図２Ｄに記載の発光領域２０６のバックライト輝度値が２５０から図４Ｂに記載の通り２８０に変化した場合について説明する。本実施例では、上述の階調値に対する閾値は１００として、図２Ｂにおいて階調値２５５を有する画素を考慮の対象とする。図４Ａのように、ディスクリネーション補正が施された画素については、階調値は２２８となり、その結果、表示輝度は２５０と維持される。しかし、画素階調値が２５５から変化しない画素は、２５５×２８０／２５０＝２８６となるため、表示輝度が本来の値よりも上昇してしまう。階調値が２５５か
ら変化しない画素の階調値は、表示輝度を維持するため、２５５×２５０／２８０＝２２８と計算される。

なお、本実施例では説明を簡単にするため、高階調の画素がすべて階調値２５５を有するものとした。しかし、実際には閾値（本実施例では１００）を超える階調値を有する画素は、様々な階調値を有することが想定される。この場合、対応する発光領域の発光輝度変化量に基づいて、当該画素の階調値が個別に計算されてもよいし、発光領域毎に補正テーブルを作成して補正テーブルに従って当該画素の階調値が決定されてもよい。
つまり、本実施例では、表示輝度維持部１２０１は、閾値を上回る階調値を有する画素のうち、ディスクリネーション補正部１０３によって階調値が補正された画素以外の画素を対象として階調値の補正を行う。階調値の補正の方法は、バックライト輝度補正部１０６によって補正された当該発光領域の発光輝度の変化がもたらす透過光の変化を補償するように、上述の対象となる画素の階調値が変更される。

以上により、ディスクリネーション補正による階調値変化がない高階調の画素について、対応する発光領域の発光輝度が変化する場合は、階調値を当該発光領域の発光輝度から再度算出することで、表示輝度の維持が可能となる。

なお、実施例１〜４はあくまで一例であり、本発明の要旨の範囲内で実施例１〜４の構成を適宜変形したり変更したりすることにより得られる構成も、本発明に含まれる。実施例１〜４の構成を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。
上述の各実施例では表示パネルとして液晶パネルを用いた実施例を説明したが、表示パネルはこれに限らず、バックライト光を画像データに基づき変調可能なパネルであれば良い。例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）シャッターにより光の透過を制御する表示パネル等を用いることができる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、実施例１〜４の装置の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。２つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の２つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサと、制御プログラムが格納されたメモリとを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。

１００：画像表示装置 １０３：ディスクリネーション補正部 １０４：表示パネル １０６：バックライト輝度補正部 １０７：バックライトユニット

Claims (25)

1. 複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光手段と、
   前記発光手段から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより入力画像データに基づく画像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルの複数の画素のうちディスクリネーションを生じうる対象画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように、前記入力画像データに基づく階調値から補正する第１補正手段と、
   前記第１補正手段の階調値の補正による前記対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、前記対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を、前記入力画像データに基づく発光輝度値から補正する第２補正手段と、を有し、
   前記表示パネルは、前記第１補正手段により算出された階調値に基づいて、各画素の透過率を制御し、
   前記発光手段は、前記第２補正手段により算出された発光輝度値に基づいて、各発光領域の発光輝度値を制御する
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第１補正手段は、階調値が隣接画素より大きく、かつ前記隣接画素との前記階調値の差分が第１の閾値より大きい画素を前記対象画素として特定し、前記差分が前記第１の閾値を下回るように、前記対象画素の階調値を低下させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記表示パネルは複数の表示領域を有し、
   前記第１補正手段は、階調値が隣接画素より大きく、かつ前記隣接画素との前記階調値の差分が第１の閾値を上回る画素を対象画素として特定し、前記表示領域について、前記対象画素の数が第２の閾値を上回る場合に、当該表示領域の画素の階調値の補正を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記第１補正手段は、前記表示領域内の、階調値が第３の閾値を上回る画素の階調値を補正する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記複数の表示領域は、前記複数の発光領域のそれぞれと対応する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の画像表示装置。
6. 前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正手段の補正結果に基づいて、前記第２補正手段による発光輝度値の補正を行うか否かを判定する判定手段を更に備える
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記判定手段は、前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正手段による補正の結果、該発光領域に対応する複数の画素のうち、前記対象画素の数が第４の閾値を上回る場合に、前記第２補正手段による該発光領域の発光輝度値の補正を行うと判定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記判定手段は、前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正手段による補正の結果、該発光領域に対応する複数の画素に、第５の閾値を上回って階調値が低下する画素が含まれる場合に、前記第２補正手段による該発光領域の発光輝度値の補正を行うと判定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
9. 前記第１補正手段は、第６の閾値を上回る階調値を有する画素のうち、前記対象画素を除いた画素について、前記第２補正手段による該発光領域の発光輝度の変化がもたらす透過光の変化を補償するように階調値を補正する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記第２補正手段による補正後の前記発光手段の発光輝度に基づいて、前記発光手段が消費する電力を計算する電力計算手段と、
    前記電力計算手段の計算結果に基づいて、前記発光手段の発光輝度値を低減させる輝度制限手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記輝度制限手段は、前記発光手段の全発光領域の発光輝度値を一律に低減させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記輝度制限手段は、前記発光手段の全発光領域の発光輝度値を、前記第２補正手段による発光輝度の補正にかける時間よりも、長い時間をかけて緩やかに低減させる
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像表示装置。
13. 複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能な発光手段と、
    前記発光手段から光を照射され、複数の画素のそれぞれの透過率を制御することにより入力画像データに基づく画像を表示する表示パネルと、
    を有する画像表示装置の制御方法であって、
    前記表示パネルの複数の画素のうちディスクリネーションを生じうる対象画素の階調値を、ディスクリネーションが低減するように、前記入力画像データに基づく階調値から補正する第１補正ステップと、
    前記第１補正ステップにおける階調値の補正による前記対象画素を透過する透過光の光量の変化が低減されるように、前記対象画素に対応する発光領域の発光輝度値を、前記入力画像データに基づく発光輝度値から補正する第２補正ステップと、
    前記第１補正ステップにおいて算出された階調値に基づいて、前記表示パネルの各画素の透過率を制御する第１制御ステップと、
    前記第２補正手段により算出された発光輝度値に基づいて、前記発光手段の各発光領域の発光輝度値を制御する第２制御ステップと、
    を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
14. 前記第１補正ステップでは、階調値が隣接画素より大きく、かつ前記隣接画素との前記階調値の差分が第１の閾値より大きい画素が前記対象画素として特定され、前記差分が前記第１の閾値を下回るように、前記対象画素の階調値が低下するよう補正される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置の制御方法。
15. 前記表示パネルは複数の表示領域を有し、
    前記第１補正ステップでは、階調値が隣接画素より大きく、かつ前記隣接画素との前記階調値の差分が第１の閾値を上回る画素が対象画素として特定され、前記表示領域について、前記対象画素の数が第２の閾値を上回る場合に、当該表示領域の画素の階調値が補正される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置の制御方法。
16. 前記第１補正ステップでは、前記表示領域内の、階調値が第３の閾値を上回る画素の階調値が補正される
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置の制御方法。
17. 前記複数の表示領域は、前記複数の発光領域のそれぞれと対応する
    ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像表示装置の制御方法。
18. 前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正ステップにおける補正結果に基づいて、前記第２補正ステップにおける発光輝度値の補正を行うか否かを判定する判定ステップを更に有する
    ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
19. 前記判定ステップでは、前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正ステップにおける補正の結果、該発光領域に対応する複数の画素のうち、前記対象画素の数が第４の閾値を上回る場合に、前記第２補正ステップにおける該発光領域の発光輝度値の補正を行うと判定される
    ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置の制御方法。
20. 前記判定ステップでは、前記発光手段の各発光領域について、前記第１補正ステップにおける補正の結果、該発光領域に対応する複数の画素に、第５の閾値を上回って階調値が低下する画素が含まれる場合に、前記第２補正ステップにおける該発光領域の発光輝度値の補正を行うと判定される
    ことを特徴とする請求項１８に記載の画像表示装置の制御方法。
21. 前記第１補正ステップでは、第６の閾値を上回る階調値を有する画素のうち、前記対象画素を除いた画素について、前記第２補正ステップにおける該発光領域の発光輝度の変化がもたらす透過光の変化を補償するように階調値が補正される
    ことを特徴とする請求項１３から２０のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
22. 前記第２補正ステップにおける補正後の前記発光手段の発光輝度に基づいて、前記発光手段が消費する電力を計算する電力計算ステップと、
    前記電力計算ステップにおける計算結果に基づいて、前記発光手段の発光輝度値を低減させる輝度制限ステップと、
    を有することを特徴とする請求項１３から２１のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
23. 前記輝度制限ステップでは、前記発光手段の全発光領域の発光輝度値が一律に低減するよう制御される
    ことを特徴とする請求項２２に記載の画像表示装置の制御方法。
24. 前記輝度制限ステップでは、前記発光手段の全発光領域の発光輝度値が、前記第２補正ステップにおける発光輝度の補正にかける時間よりも、長い時間をかけて緩やかに低減するよう制御される
    ことを特徴とする請求項２２または２３に記載の画像表示装置の制御方法。
25. 請求項１３から請求項２４のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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