JP2022116366A - 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】独立して点灯可能な複数の光源（発光領域）の点灯状態によらず、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示する【解決手段】画像表示装置（１）は、複数の画素（３５）が配列された表示領域を有し、入力映像信号に基づく画像を表示する表示パネル（３１）と、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源と、前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出部（２３）と、注目画素に対応する、前記複数の光源の内の１つのみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を１とし、前記輝度分布算出部が算出した輝度についての相対値を算出する補正係数算出部（２４）と、前記入力映像信号に基づく前記注目画素の階調値を、前記相対値で除算する映像信号補正部（２５）とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、画像表示装置および画像表示装置の制御方法に関する。

バックライトからの照明光を表示パネルに照射することにより画像を表示する画像表示装置において、ローカルディミング技術と呼ばれる技術が知られている。ローカルディミング技術とは、バックライトを複数の発光領域に分割し、複数の発光領域を独立して制御することにより、一画面内のコントラストを高めると同時に、消費電力を抑える技術である。

このようなローカルディミング技術を用いた画像表示装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の画像表示装置では、処理対象画素の周囲の明度が高いほど当該処理対象画素の輝度値を低くする変換特性を設定し、設定された変換特性を用いて階調変換を行っている。これにより、表示画像の輝度ムラあるいは部分的なコントラスト低下による画質劣化を補償することができる。

国際公開第２０１１／０４００２１号

しかしながら、上述のような画像表示装置では、複数の発光領域のうちの、発光する発光領域の数によっては、入力映像信号に忠実な画像を表示できない場合がある。

本開示の一態様は、独立して点灯可能な複数の光源（発光領域）の点灯状態によらず、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる画像表示装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る画像表示装置は、複数の画素が配列された表示領域を有し、入力映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源と、前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出部と、注目画素に対応する、前記複数の光源の内の１つのみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を１とし、前記輝度分布算出部が算出した輝度についての相対値を算出する補正係数算出部と、前記入力映像信号に基づく前記注目画素の階調値を、前記相対値で除算する映像信号補正部とを備えている。

本開示の一態様に係る画像表示装置は、複数の画素が配列された表示領域を有し、映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源と、前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出部と、前記複数の光源の内、注目画素に対応する光源を含む一部の光源のみが点灯した時に当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を最大輝度とし、前記輝度分布算出部によって算出された輝度が前記最大輝度より大きい画素があった場合に、前記輝度分布算出部によって算出される輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の光源の出力を低下させる光源データ補正部とを備えている。

本開示の一態様に係る画像表示装置の制御方法は、複数の画素が配列された表示領域を有し、映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源とを備える画像表示装置の制御方法であって、前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出工程と、注目画素に対応する、前記複数の光源の内の１つのみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を１として、前記輝度分布算出工程で算出した輝度についての相対値を算出する補正係数算出工程と、前記入力映像信号に基づく前記注目画素の階調値を、前記相対値で除算する映像信号補正工程とを含んでいる。

本開示の一態様に係る画像表示装置の制御方法は、複数の画素が配列された表示領域を有し、映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源とを備える画像表示装置の制御方法であって、前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出工程と、前記複数の光源の内、注目画素に対応する光源を含む一部の光源のみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を最大輝度とし、前記輝度分布算出工程で算出された輝度が前記最大輝度より大きい画素があった場合に、前記輝度分布算出工程で算出される輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の光源の出力を低下させる光源データ補正工程とを含んでいる。

本開示の一態様によれば、独立して点灯可能な複数の光源の点灯状態によらず、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる。

本開示の実施形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 表示装置におけるローカルディミング機能を用いた表示処理の一例を説明するための図である。 複数の発光領域が発光した場合の輝度分布を示す図である。 上記表示装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 上記表示装置の効果を説明するための図であり、（ａ）は入力映像信号の階調値を示すグラフであり、（ｂ）は当該入力映像信号の階調値に応じて発光した発光領域の輝度分布を示すグラフであり、（ｃ）は映像信号補正部による補正後の液晶透過率を示すグラフであり、（ｄ）は表示部３における表示輝度を示すグラフである。 表示部に全面１００％白のベタ画像を表示した状態を示す図である。 図６のＡ―Ｂ間の入力映像信号を透過率に換算したもの、ＢＬの輝度分布、補正後の液晶透過率、および表示部における実際の表示輝度を順に示した図である。 ０％黒背景に１００％白ウインドウが、発光領域のサイズよりやや小さめに、発光領域の中心から図面の右側にずれた位置に表示された状態を示す図である。 図８の状態のＢＬの輝度分布を表わす図である。 図６のＡ―Ｂ間の入力信号を透過率に換算した値、ＢＬの輝度分布、映像信号補正部による補正後の液晶透過率、および表示部における実際の表示輝度を順に示したものである。 （ａ）は、従来の表示装置に小さいウインドウを表示したときの当該ウインドウの輝度を示す図であり、（ｂ）は、表示装置に小さいウインドウを表示したときの当該ウインドウの輝度を示す図である。 実施形態２に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 表示装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態３に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 表示装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１は、入力映像信号が示す画像である入力画像を表示する画像表示装置であり、主制御部２、表示部３および記憶部４を備える。表示装置１は、携帯情報端末であってもよいし、据え置き型の表示装置であってもよい。

主制御部２は、表示装置１を統括的に制御する装置であり、特に画像処理装置として機能する。記憶部４は、主制御部２が処理するプログラム等を記憶する。

表示部３は、主制御部２で処理された入力画像を表示する。本実施形態では、表示部３は、液晶ディスプレイである。具体的には、表示部３は、表示パネル３１、表示パネル駆動部３２、ＬＥＤバックライト３３（以下、ＢＬ３３と称する）、およびＬＥＤ駆動部３４（以下、ＢＬ駆動部３４と称する）を備える。

表示パネル３１は、複数の画素３５が配列された表示領域を有し、入力された映像信号（入力映像信号）に基づく画像を表示するパネルであり、本実施形態では液晶表示パネルである。入力映像信号は、動画を示す信号であってもよいし、静止画を示す信号であってもよい。

表示パネル駆動部３２は、後述する映像信号補正部２５が生成した液晶データが示す出力値で表示パネル３１を駆動させる。ＢＬ駆動部３４は、ＢＬ制御部２７から受け取ったバックライトデータ（以下、ＢＬデータ）に従って、ＢＬ３３の点灯を制御する。これらの駆動制御により、表示パネル３１に入力画像が表示される。

図２は、表示装置１におけるローカルディミング機能を用いた表示処理の一例を説明するための図である。図２に示す入力画像においては、階調値が高い領域が、白に近い色で示されている。

図２に示すように、ＢＬ３３は、表示パネル３１の表示領域における複数の画素３５を照らす、独立して点灯可能な光源としての複数の発光領域（ＬＥＤ）３６を備えている。表示装置１は、発光領域３６毎に点灯制御を行うローカルディミング機能を有している。発光領域３６は、マトリクス状に配置されており、図２に示す例では、ＢＬ３３は、ｍ×ｎ個の発光領域３６に分割されている。各発光領域３６が、１つのＬＥＤによって実現されていてもよいし、各発光領域３６に、２以上のＬＥＤが設けられていても構わない。ＢＬ３３が備える光源は、ＬＥＤに限定されず、他の種類の発光素子であってもよい。

図１に示すように、主制御部２は、ガンマ変換部２１、ＢＬデータ算出部（光源データ算出部）２２、輝度分布算出部２３、補正係数算出部２４、映像信号補正部２５、逆ガンマ変換部２６およびＢＬ制御部２７を備えている。

ガンマ変換部２１は、入力映像信号を、当該入力映像信号のフォーマットに従い、ルックアップテーブル等を参照することによりガンマ変換し、リニアの信号にする。

ＢＬデータ算出部２２は、ガンマ変換された映像信号に基づいて、複数の発光領域３６の出力（ＬＥＤ点灯率）をそれぞれ算出し、当該出力を示すバックライトデータ（ＢＬデータ）（図２参照）を生成する。具体的には、入力画像を発光領域３６に対応する領域（分割表示領域と称する）に分割し、各分割表示領域に含まれる画素３５の階調値のうち、最大の階調値に対応するように、当該発光領域３６の出力を決定する。

なお、本明細書において、「画素３５の階調値」と表現した場合には、入力映像信号に含まれている複数の階調値のうち、注目する画素３５に対応する階調値を意味する。入力映像信号に含まれている複数の階調値と複数の画素３５とは、一対一に対応しているものとする。

ＢＬ制御部２７は、ＢＬデータ算出部２２が生成したＢＬデータをＢＬ駆動部３４へ出力することにより、ＢＬ３３の駆動を制御する。

輝度分布算出部２３は、複数の画素３５のそれぞれに照射される、複数の発光領域３６からの照明光（バックライト光）の輝度を算出する。具体的には、輝度分布算出部２３は、ＢＬデータ、および、光の拡散の仕方を数値で表したデータである輝度拡散関数（ＰＳＦ、Point Spread Function）に基づいて、ＢＬ３３の輝度分布を算出する。

補正係数算出部２４は、表示パネル３１が備える複数の画素３５のうちの１つの画素３５（注目画素）に対応する１つの発光領域３６のみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大輝度を１として、輝度分布算出部２３が算出した照明光の輝度についての相対値（以下、補正係数と称する）を当該注目画素について算出する。補正係数算出部２４は、この処理を、表示パネル３１が備える全ての画素３５について行う。

逆ガンマ変換部２６は、ガンマ変換部２１によって生成されたリニアの映像信号を、表示パネル３１の表示ガンマに合わせて逆ガンマ変換する。

映像信号補正部２５は、ガンマ変換された映像信号が示す、各画素３５の階調値を、当該画素３５に対応する補正係数を用いて補正する。すなわち、映像信号補正部２５は、入力映像信号に基づく注目画素の階調値を前記補正係数で除算する。例えば、映像信号補正部２５は、各画素３５の階調値を当該画素３５に対応する補正係数で除算する。そのため、補正係数が１より大きい場合には、補正対象となる注目画素の階調値は小さくなり、補正係数が１より小さい場合には、注目画素の階調値は大きくなる。なお、映像信号補正部２５は、各画素３５の階調値に、補正係数の逆数をかけてもよい。

さらに、映像信号補正部２５は、逆ガンマ変換部２６によって逆ガンマ変換された映像信号の情報を参照して最終的な映像信号を生成し、液晶データとして表示パネル駆動部３２に出力する。当該液晶データは、液晶透過率を示すデータである。

図３は、複数の発光領域３６が発光した場合の輝度分布を示す図である。補正係数算出部２４および映像信号補正部２５における処理の意義について説明する。図３に示すように、最大輝度で発光する２つの発光領域３６が発光した場合には、当該２つの発光領域３６からの照明光によりピーク５１・５２がそれぞれ生じる。その結果、これら２つの発光領域３６からの照明光を受ける画素３５（注目画素）における照明光の輝度は、ピーク５３として表現できる。つまり、当該画素３５における照明光の輝度は、符号５４で示す分だけ上昇する。なお、符号５５で示す領域が１つの発光領域３６に相当する。

補正係数算出部２４は、ピーク５３の最大輝度で注目画素が照明された場合でも、１つの発光領域３６の最大輝度で照明された場合と同じ表示輝度を実現するように、入力映像信号に基づく各画素３５の階調値を補正するための補正係数を算出する。例えば、符号５４で示す上昇分が１．２であれば、補正係数算出部２４は、１．２を補正係数として算出する。この場合、映像信号補正部２５は、ガンマ変換された映像信号が示す、注目画素の階調値を１．２で除算する。

以下、本実施形態に係る表示装置１における処理（制御方法）の流れの一例について、図４を用いて説明する。図４は、表示装置１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示すように、ガンマ変換部２１は、入力映像信号を外部の装置から受信すると、当該入力映像信号のフォーマットに対応したルックアップテーブル等を参照することにより、当該入力映像信号をガンマ変換し、リニアの信号にする（Ｓ１）。

逆ガンマ変換部２６は、ガンマ変換部２１によって生成されたリニアの映像信号を、表示パネル３１の表示ガンマに合わせて逆ガンマ変換する（Ｓ２）。

一方、ＢＬデータ算出部２２は、ガンマ変換部２１によってガンマ変換された映像信号に基づいて、複数の発光領域３６の出力（ＬＥＤ点灯率）をそれぞれ算出し、当該出力を示すＢＬデータを生成する（Ｓ３）。ＢＬデータ算出部２２は、生成したＢＬデータを輝度分布算出部２３およびＢＬ制御部２７へ出力する。

輝度分布算出部２３は、前記ＢＬデータおよびＰＳＦに基づいて、複数の画素３５のそれぞれに照射される、複数の発光領域３６からの照明光の輝度（ＢＬ３３の輝度分布）を算出する（Ｓ４）（輝度分布算出工程）。輝度分布算出部２３は、前記輝度分布を示すデータを補正係数算出部２４へ出力する。

ここで、複数の画素３５のうちの注目画素に対応する１つの発光領域３６のみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大輝度を１とする。補正係数算出部２４は、輝度分布算出部２３が算出した照明光の輝度についての相対値である補正係数を当該注目画素について算出する（補正係数算出工程）。補正係数算出部２４は、この処理を、表示パネル３１が備える全ての画素３５について行う（Ｓ５）。補正係数算出部２４は、算出した各画素３５の補正係数を映像信号補正部２５へ出力する。

映像信号補正部２５は、補正係数算出部２４から補正係数を受け取ると、ガンマ変換された映像信号が示す各画素３５の階調値を、当該画素３５に対応する補正係数を用いて補正する（Ｓ６）（映像信号補正工程）。

さらに、映像信号補正部２５は、逆ガンマ変換部２６によって逆ガンマ変換された映像信号の情報を参照して最終的な映像信号を生成し、液晶透過率を示す液晶データとして表示パネル駆動部３２に出力する。

表示パネル駆動部３２は、映像信号補正部２５が生成した液晶データが示す出力値で表示パネル３１を駆動させる（Ｓ７）。

一方、ＢＬ制御部２７は、ＢＬデータ算出部２２が生成したＢＬデータをＢＬ駆動部３４へ出力することにより、ＢＬ３３の駆動を制御する（Ｓ８）。これらの駆動制御により、表示パネル３１に入力画像が表示される。

次に、本実施形態に係る表示装置１の効果について、図５を用いて説明する。図５は、表示装置１の効果を説明するための図であり、（ａ）は入力映像信号の階調値を示すグラフであり、（ｂ）は当該入力映像信号の階調値に応じて発光した発光領域３６の輝度分布を示すグラフであり、（ｃ）は映像信号補正部２５による補正後の液晶透過率を示すグラフであり、（ｄ）は表示部３における表示輝度を示すグラフである。

図５の（ａ）～（ｄ）に示すように、５つの横に並んだ発光領域３６のそれぞれが、図５の（ａ）に示す入力映像信号の階調値（透過率換算）（図５の（ｂ）における破線５６）に応じて発光したとする。この場合、実際の輝度分布は、図５の（ｂ）における実線５７のようになる。対応する分割表示領域に含まれる複数の画素３５のうちの、最大の階調値を実現するように当該発光領域３６が発光するためである。

補正係数算出部２４は、発光領域３６を１単体で点灯したときの、注目画素に照射される照明光の最大輝度を１としたときの、照明光の輝度の相対値を各画素３５について算出する。映像信号補正部２５は、映像信号に含まれる、各画素３５の階調値を、前記相対値（補正係数）で除算する。

このように映像処理することにより、液晶透過率は、図５の（ｃ）に示すグラフのようになる。表示部３における実際の表示輝度は、図５の（ｂ）に示す実線５７と液晶透過率との積になるため、図５の（ｄ）に示すように、入力映像信号が示す入力階調値と同じ表示輝度を実現することができる。

すなわち、ある画素３５に照射される照明光の輝度が、最大輝度を超えて必要以上に高まった場合でも、当該画素３５の階調値を適切に補正することができる。その結果、複数の発光領域３６の内の、点灯している発光領域３６の数に関わらず、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる。

さらに表示装置１の効果について、別の観点から説明する。

図６は、表示部３に全面１００％白のベタ画像を表示した状態を示す図である。図７は図６のＡ―Ｂ間の入力映像信号を透過率に換算したもの（「入力」と表示）、ＢＬ３３の輝度分布（「ＢＬ輝度分布」と表示）、補正後の液晶透過率、および表示部３における実際の表示輝度を順に示した図である。便宜上、Ａ―Ｂ間の発光領域３６の数は５であり、１つの発光領域３６に２０個の画素３５が含まれているものとする。

入力映像信号が表示領域の全域に渡って１００％であるため、ＢＬ３３は全域にわたって１００％で点灯し、その輝度分布は発光領域３６が単体で光った時の輝度の最大値に対して１２０％になるものとする。したがって、各画素３５の階調値の補正は、１÷１．２となり、凡そ０．８３（８３％）の透過率になる。実際の表示輝度は、ＢＬ３３の輝度と液晶透過率との積になるため、１．２×０．８３＝１となり、入力された映像信号に従った表示となる。

図８は、０％黒背景に１００％白ウインドウが、発光領域３６のサイズよりやや小さめに、発光領域３６の中心から図面の右側にずれた位置に表示された状態を示す図である。図９は、図８の状態のＢＬ３３の輝度分布を表わす図である。ＢＬ３３において、白ウインドウに対応する発光領域３６とその周囲の発光領域３６とが点灯している。

図１０は図８のＡ―Ｂ間の入力信号を透過率に換算した値（「入力」と表示）、ＢＬ３３の輝度分布（「ＢＬ輝度分布」と表示）、映像信号補正部２５による補正後の液晶透過率、および表示部３における実際の表示輝度を順に示したものである。図６の場合と同様にＡ―Ｂ間には５つの発光領域３６が含まれており、１つの発光領域３６に２０個の画素３５が含まれているものとする。

入力映像信号が示す画像には、中央の発光領域３６（中央エリアと称する）の中央よりやや右寄りにウインドウがある。ここで、中央エリアは１００％、中央エリアの右側の発光領域３６は８０％、中央エリアの左側の発光領域３６は５０％、その他の発光領域３６は０％で光っている。このように光ると中央エリアに対応する画素３５の輝度は１より大きくなるため、輝度が１より大きくなる画素３５の階調を下げることにより、所望とする輝度を実現することができる。

図１１の（ａ）は、従来の表示装置３００に小さいウインドウ６１を表示したときの当該ウインドウの輝度を示す図であり、図１１の（ｂ）は、表示装置１に小さいウインドウ６２を表示したときの当該ウインドウの輝度を示す図である。

通常、ローカルディミングバックライトを用いた従来の液晶表示装置では、全面白映像が入力された場合、すなわち、ＬＥＤが全発光領域に渡って最大発光強度で発光した場合を最大輝度として液晶データの補正が行われる。この場合、小さいウインドウ表示のときには、発光する領域が少なくなるため、バックライトが暗くなり、表示される輝度も小さくなってしまう。そのため、ウインドウ６１は、グレーで表示される。

これに対して表示装置１では、上述した原理により、全面に白映像を表示したときでも、小さいウインドウを表示したときでも同じ輝度で映像を表示することができる。すなわち、図１１の（ｂ）に示す例において、ウインドウ６２は白で表示される。

また、ローカルディミングバックライトを用いていない従来の液晶表示装置では、ウインドウの大きさによらず、輝度は変わらないが、常に全面のバックライトを発光しているため、消費電力が大きい。また、消費電力を小さくするためには、輝度を低くする必要があるが、表示装置１では、ローカルディミングすることにより消費電力を抑えることができ、コントラストも増加させることができる。

〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１２は、本実施形態に係る表示装置１Ａの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本実施形態の表示装置１Ａは、表示装置１の構成に加えて、ＢＬ電力補正部（電力補正部）２８を備えている。

ＢＬ電力補正部２８は、ＢＬデータを受信し、ＢＬデータ算出部２２が算出した複数の発光領域３６の出力からＢＬ３３の全体の消費電力を算出する。また、ＢＬ電力補正部２８は、算出した消費電力が所定値を超えている場合に、当該消費電力が所定値を超えないように、ＢＬデータにおける少なくとも一部の発光領域３６の出力を低下させる。

例えば、ＢＬ電力補正部２８は、ＢＬ３３の消費電力が、前記所定値以下となるように、ＢＬデータにおける各発光領域３６の出力値を一律の割合で、または出力値が高いほど低下度が高まるように低下させる。発光領域３６の出力値を低下させる様式は、特に限定されない。

消費電力の前記所定値とは、例えば、ＢＬ３３が全面点灯した状態において、各画素３５の輝度が、前記最大輝度、すなわち発光領域３６の１つのみが点灯した時に、当該発光領域３６からの照明光を受ける画素３５における照明光の輝度の最大値を超えない消費電力である。ただし、当該所定値は、表示装置１Ａの仕様に応じて適宜設定されればよく、特に限定されない。

なお、輝度分布算出部２３は、実施形態１と同様に、ＢＬデータ算出部２２から出力されたＢＬデータに基づいて、複数の画素３５のそれぞれに照射される、複数の発光領域３６からの照明光の輝度を算出してもよい。また、輝度分布算出部２３は、ＢＬ電力補正部２８から出力された補正後のＢＬデータを受け取り、前記照明光の輝度を算出してもよい。

図１３は、表示装置１Ａにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３に示すフローチャートにおいて、Ｓ１１～Ｓ１７の各ステップは、図４に示すＳ１～Ｓ７の各ステップと同様のものである。

ＢＬデータ算出部２２は、ガンマ変換部２１によってガンマ変換された映像信号に基づいて、ＢＬデータを生成する（Ｓ１３）。ＢＬデータ算出部２２は、生成したＢＬデータを輝度分布算出部２３およびＢＬ電力補正部２８へ出力する。

ＢＬ電力補正部２８は、ＢＬデータを受信すると、当該ＢＬデータが示す複数の発光領域３６の出力からＢＬ３３の全体の消費電力を算出する（Ｓ１８）。

ＢＬ電力補正部２８は、算出した消費電力が所定値を超えている場合に（Ｓ１９にてＹＥＳ）、当該消費電力が所定値を超えないように、ＢＬデータにおける少なくとも一部の発光領域３６の出力を低下させる（Ｓ２０）。また、ＢＬ電力補正部２８は、補正したＢＬデータをＢＬ制御部２７へ出力する。

一方、ＢＬ電力補正部２８は、算出した消費電力が所定値を超えていない場合には（Ｓ１９にて、ＮＯ）、ＢＬデータを補正せずにＢＬ制御部２７へ出力する。

ＢＬ制御部２７は、ＢＬ電力補正部２８から受信したＢＬデータをＢＬ駆動部３４へ出力することにより、ＢＬ３３の駆動を制御する（Ｓ２１）。

以上のように、表示装置１Ａによれば、図６に示したようにＢＬ３３が全画点灯したときなど、ＢＬ３３の消費電力が所定値を超えた場合に、ＢＬ電力補正部２８は、当該消費電力が所定値以下となるようにＢＬデータの補正を行う。一方、図８に示したように、小さいウインドウのみが表示される状態では、ＢＬ３３の消費電力は所定値を超えないため、ＢＬ電力補正部２８は、ＢＬデータの補正を行わない。そのため、消費電力を所定の範囲内に抑えつつ、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる。

〔実施形態３〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。図１４は、本実施形態に係る表示装置１Ｂの構成を示すブロック図である。図１４に示すように、本実施形態の表示装置１Ｂは、表示装置１の構成に加えて、ＢＬデータ補正部（光源データ補正部）２９を備えている。

なお、表示装置１Ｂにおいては、補正係数算出部２４は必須の構成要素ではないため、補正係数算出部２４を省略してもよい。この場合、映像信号補正部２５は、補正係数を用いた階調値の補正は行わず、従来と同様に、輝度分布算出部２３が算出した輝度分布に基づいて、映像信号の階調値を補正すればよい。

本実施形態では、複数の発光領域３６（光源）の内、注目画素に対応する発光領域３６を含む一部の発光領域３６のみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を最大輝度と称する。注目画素に対応する発光領域３６を含む一部の発光領域３６のみが点灯するとは、注目画素に対応する発光領域３６（中央発光領域）と、その周囲の発光領域３６（周辺発光領域）とが点灯することを意味する。

周辺発光領域として予め設定される発光領域３６は、中央発光領域の周囲（上下、左右、斜め方向）に位置する発光領域３６であってもよいし、さらにその外側を取り囲む発光領域３６を周辺発光領域に含めてもよい。周辺発光領域は、例えば、ＰＳＦに基づく、発光領域３６の発光点の大きさまたは分布形状を考慮して設定すればよい。中央発光領域および周辺発光領域は、例えば、５×５個の発光領域３６である。

輝度分布算出部２３は、複数の画素３５のそれぞれに照射される、複数の発光領域３６からの照明光の輝度を算出する。

ＢＬデータ補正部２９は、輝度分布算出部２３によって算出された照明光の輝度が前記最大輝度より大きい画素３５（注目画素）があった場合に、当該照明光の輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の発光領域３６（すなわち、中央発光領域および周辺発光領域）の出力を低下させる。換言すれば、ＢＬデータ補正部２９は、輝度分布算出部２３が算出した照明光の輝度が前記最大輝度より大きい画素３５があった場合に、当該照明光の輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の発光領域３６についてＢＬデータを補正する。

例えば、ＢＬデータ補正部２９は、前記最大輝度を１としたときの、注目画素の照明光の輝度の相対値を算出し、当該相対値で、前記一部の発光領域３６の出力値を除算する。ＢＬデータ補正部２９におけるＢＬデータの補正方法は、この方法に限定されず、注目画素の照明光の輝度が前記最大輝度以下となる方法であればよい。

図１５は、表示装置１Ｂにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５に示すフローチャートにおいて、Ｓ３１～Ｓ３３の各ステップは、図４に示すＳ１～Ｓ３の各ステップと同様のものである。

輝度分布算出部２３は、ステップＳ４における処理と同様に、ＢＬデータおよびＰＳＦに基づいて、ＢＬ３３の輝度分布を算出する（Ｓ３４）。輝度分布算出部２３は、前記輝度分布を示すデータをＢＬデータ補正部２９へ出力する。

ＢＬデータ補正部２９は、前記輝度分布のデータを受け取ると、各画素３５の照明光の輝度が前記最大輝度「１」以下かどうかを判定する。注目画素の輝度が「１」以下でない場合（Ｓ３５にてＮＯ）、ＢＬデータ補正部２９は、当該照明光の輝度が前記最大輝度「１」以下となるように、当該注目画素に対応する中央発光領域および周辺発光領域の出力を低下させるためにＢＬデータを補正する（Ｓ３６）（光源データ補正工程）。ＢＬデータ補正部２９は、補正したＢＬデータを輝度分布算出部２３へ出力し、再度ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理を行う。

一方、各画素３５の照明光の輝度が前記最大輝度「１」以下である場合（Ｓ３５にてＹＥＳ）、ＢＬデータ補正部２９は、ＢＬデータを補正せずに補正係数算出部２４およびＢＬ制御部２７へ出力する。

Ｓ３７～Ｓ４０の各ステップは、図４に示すＳ５～Ｓ８の各ステップと同様のものである。なお、ステップＳ４０においてＢＬ制御部２７は、ＢＬデータ補正部２９からＢＬデータを取得する。

以上のように、表示装置１Ｂでは、ＢＬデータ補正部２９は、照明光の輝度が前記最大輝度より大きい画素３５があった場合に、当該画素３５の照明光の輝度が前記最大輝度以下となるように、当該画素３５に対応する中央発光領域およびその周辺の発光領域の出力を低下させる。

そのため、ある画素３５に照射される照明光の輝度が、最大輝度を超えて必要以上に高まった場合でも、当該画素３５に対応する一部の発光領域３６の出力を低下させることにより、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる。すなわち、複数の発光領域３６の点灯状態によらず、入力映像信号に対する忠実性の高い画像を表示できる。また、当該処理により、表示装置１Ｂの消費電力を、表示装置１よりも低下させることができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
表示装置１・１Ａ・１Ｂの制御ブロック（特に、ＢＬデータ算出部２２、輝度分布算出部２３、補正係数算出部２４、映像信号補正部２５、ＢＬ制御部２７、ＢＬ電力補正部２８およびＢＬデータ補正部２９）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、表示装置１・１Ａ・１Ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

そのため、本開示の各態様に係る表示装置１・１Ａ・１Ｂの制御装置である主制御部２は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを主制御部２が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより主制御部２をコンピュータにて実現させる表示装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 表示装置（画像表示装置）
２ 主制御部
３ 表示部
４ 記憶部
２１ ガンマ変換部
２２ ＢＬデータ算出部（光源データ算出部）
２３ 輝度分布算出部
２４ 補正係数算出部
２５ 映像信号補正部
２６ 逆ガンマ変換部
２７ ＢＬ制御部
３１ 表示パネル
３２ 表示パネル駆動部
３３ ＢＬ（ＬＥＤバックライト）
３４ ＢＬ駆動部（ＬＥＤ駆動部）
３５ 画素

Claims (5)

1. 複数の画素が配列された表示領域を有し、入力映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、
   前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源と、
   前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出部と、
   注目画素に対応する、前記複数の光源の内の１つのみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を１とし、前記輝度分布算出部が算出した輝度についての相対値を算出する補正係数算出部と、
   前記入力映像信号に基づく前記注目画素の階調値を、前記相対値で除算する映像信号補正部とを備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記入力映像信号に基づいて、前記複数の光源の出力を算出する光源データ算出部と、
   前記光源データ算出部が算出した前記出力から求められる消費電力が所定値を超えている場合に、当該消費電力が所定値を超えないように前記出力を低下させる電力補正部と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。
3. 複数の画素が配列された表示領域を有し、映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、
   前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源と、
   前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出部と、
   前記複数の光源の内、注目画素に対応する光源を含む一部の光源のみが点灯した時に当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を最大輝度とし、前記輝度分布算出部によって算出された輝度が前記最大輝度より大きい画素があった場合に、前記輝度分布算出部によって算出される輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の光源の出力を低下させる光源データ補正部とを備えることを特徴とする画像表示装置。
4. 複数の画素が配列された表示領域を有し、入力映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源とを備える画像表示装置の制御方法であって、
   前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出工程と、
   注目画素に対応する、前記複数の光源の内の１つのみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を１として、前記輝度分布算出工程で算出した輝度についての相対値を算出する補正係数算出工程と、
   前記入力映像信号に基づく前記注目画素の階調値を、前記相対値で除算する映像信号補正工程とを含むことを特徴とする制御方法。
5. 複数の画素が配列された表示領域を有し、映像信号に基づく画像を表示する表示パネルと、前記表示領域における前記複数の画素を照らす、独立して点灯可能な複数の光源とを備える画像表示装置の制御方法であって、
   前記複数の画素のそれぞれに照射される、前記複数の光源からの照明光の輝度を算出する輝度分布算出工程と、
   前記複数の光源の内、注目画素に対応する光源を含む一部の光源のみが点灯した時に、当該注目画素に照射される照明光の最大の輝度を最大輝度とし、前記輝度分布算出工程で算出された輝度が前記最大輝度より大きい画素があった場合に、前記輝度分布算出工程で算出される輝度が前記最大輝度以下となるように、前記一部の光源の出力を低下させる光源データ補正工程とを含むことを特徴とする制御方法。

Images