JP4979776B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に、バックライトの輝度を制御する機能（バックライト調光機能）を有する画像表示装置に関する。

液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置では、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を抑制し、表示画像の画質を改善することができる。特に、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づき、当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。以下、このようにエリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、表示パネルを駆動する方法を「エリアアクティブ駆動」という。

エリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置では、バックライト光源として、例えば、ＲＧＢ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）や白色ＬＥＤが使用される。各エリアに対応したＬＥＤの輝度は当該各エリア内の画素の輝度の最大値や平均値などに基づいて求められ、ＬＥＤデータとしてバックライト用の駆動回路に与えられる。また、そのＬＥＤデータと入力画像とに基づいて表示用データ（液晶の光透過率を制御するためのデータ）が生成され、当該表示用データは液晶パネル用の駆動回路に与えられる。なお、画面上における各画素の輝度は、バックライトからの光の輝度と表示用データに基づく光透過率との積になる。ここで、１個のＬＥＤから出射された光は、対応するエリアを中心として複数のエリアに当たる。従って、各画素の輝度は、複数のＬＥＤから出射された光の輝度の合計と表示用データに基づく光透過率との積になる。

以上のような液晶表示装置によれば、入力画像に基づき好適な表示用データとＬＥＤデータを求め、表示用データに基づき液晶の光透過率を制御し、ＬＥＤデータに基づき各エリアに対応したＬＥＤの輝度を制御することにより、入力画像を液晶パネルに表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応するＬＥＤの輝度を小さくすることにより、バックライトの消費電力を低減することができる。

なお、本件発明に関連して、以下の先行技術文献が知られている。日本の特開２００２−１０８３０５号公報には、入力信号の平均輝度とガンマ調整値を考慮に入れたバックライト調光制御とリミッタを備えた液晶表示装置の発明が開示されている。日本の特開２００２−３３３８５８号公報には、表示部に表示する画像信号のダイナミックレンジを入力された画素信号の平均信号レベルに応じて調整する画像表示装置の発明が開示されている。日本の特開２００７−１４０４３６号公報には、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を画調モードに応じて変化させる液晶表示装置の発明が開示されている。
日本の特開２００２−１０８３０５号公報 日本の特開２００２−３３３８５８号公報 日本の特開２００７−１４０４３６号公報

ところで、バックライトに含まれるＬＥＤの個数は、表示パネルの画素数よりも少ない。このため、エリアアクティブ駆動によって動画を表示すると、エリア内の画素の輝度の最大値（あるいは平均値）がフレームごとに変化して、ＬＥＤの輝度がフレームごとに変化し、画面にフリッカ（ちらつき）が発生することがある。このフリッカは、画面が明るいときよりも画面が暗いときにより顕著になる。以下、このフリッカについて説明する。

例えば、図２６に示すように、黒色（輝度０％）の背景の中で、所定の幅を有する白色（輝度１００％）のバー６２が左に移動する動画を表示する場合を考える。この場合、エリア６１内の画素の輝度の最大値は、バー６２の一部がエリア６１内に入ると直ちに０％から１００％に上昇する。このため、各エリア内の画素の輝度の最大値に基づいてＬＥＤの輝度を決定していると、上記エリア６１に対応したＬＥＤの輝度は、最小の輝度から最大の輝度へと急激に変化する。その結果、画面に大きなフリッカが発生する。このように、エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置では、動画表示の際にフリッカが視認されやすい。

そこで、本発明は、動画表示の際のフリッカの発生を抑制することができる、エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
１画面分の前記入力画像の平均輝度を算出する平均輝度算出部とを備え、
前記輝度範囲決定部は、前記平均輝度算出部によって算出された平均輝度である算出平均輝度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定し、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度範囲決定部は、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度範囲決定部は、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値を決定することを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第６の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部であって、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求める信号処理部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
前記入力画像に基づき、エリア毎に動画であるか静止画であるかを判定し、動画であると判定されたエリアの数の前記複数のエリアの数に対する割合を画面動画率として算出する動画率算出部とを備え、
前記輝度範囲決定部は、前記動画率算出部によって算出された画面動画率である算出画面動画率に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記輝度範囲決定部は、前記算出画面動画率が所定値以下であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値を決定し、前記算出画面動画率が前記所定値以上であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値を決定することを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第６の局面において、
前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第６の局面において、
前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
前記入力画像の輝度の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部とを備え、
前記輝度範囲決定部は、前記ヒストグラム生成部によって生成されたヒストグラムに基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定し、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする。

本発明の第１３の局面は、複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理ステップと、
前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定ステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと、
１画面分の前記入力画像の平均輝度を算出する平均輝度算出ステップとを備え、
前記輝度範囲決定ステップでは、前記平均輝度算出ステップで算出された平均輝度である算出平均輝度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定され、
前記信号処理ステップでは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像が複数のエリアに分割され、前記輝度範囲決定ステップで決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度が求められることを特徴とする。

また、本発明の第１３の局面において実施形態および図面を参照することにより把握される変形例が、課題を解決するための手段として考えられる。

本発明の第１の局面によれば、エリア毎に光源の輝度を制御する画像表示装置において、各エリアに対応した光源の輝度を求める際に、予め輝度の上限値と下限値が定められる。このため、輝度の上限値を最大輝度よりも低く定めたり、輝度の下限値を最小輝度よりも高く定めることによって、エリア間の輝度差が従来よりも小さくなる。これにより、動画表示によって各エリアの光源の輝度がフレーム毎に変化しても、フリッカの発生が抑制される。また、画像の平均輝度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、画像の全体的な明るさを考慮して光源の輝度の上限値と下限値を決定することができるので、輝度低下を抑制しつつ、動画表示の際のフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第２の局面によれば、画像の平均輝度が高くなるに従って光源の輝度の下限値が高くされる。このため、全体的に明るい画像の表示が行われるときに、エリア間の輝度差が小さくなり、フリッカの発生が効果的に抑制される。また、全体的に暗い画像の表示が行われるときには、エリア間の輝度差は大きくなるので、高いコントラストが得られる。

本発明の第３の局面によれば、画像の平均輝度が高くなるに従って光源の輝度の上限値が低くされる。このため、全体的に明るい画像の表示が行われるときに、エリア間の輝度差が小さくなることによってフリッカの発生が効果的に抑制されるとともに、光源の輝度の上限値が低下することによって消費電力や発熱量が低減される。また、全体的に暗い画像の表示が行われるときには、エリア間の輝度差は大きくなるので、高いコントラストが得られる。

本発明の第４の局面によれば、画像の平均輝度に加えて表示パネルが受ける照度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、使用環境の明るさを考慮して光源の輝度の上限値と下限値を決定することができるので、人が感じる眩しさ感を考慮しつつ、動画表示の際のフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第５の局面によれば、画像の平均輝度に加えてバックライトの温度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、バックライトの温度の上昇に起因する熱暴走を考慮しつつ、光源の輝度の上限値と下限値を決定することができる。

本発明の第６の局面によれば、エリア毎に光源の輝度を制御する画像表示装置において、各エリアに対応した光源の輝度を求める際に、予め輝度の上限値と下限値が定められる。このため、輝度の上限値を最大輝度よりも低く定めたり、輝度の下限値を最小輝度よりも高く定めることによって、エリア間の輝度差が従来よりも小さくなる。これにより、動画表示によって各エリアの光源の輝度がフレーム毎に変化しても、フリッカの発生が抑制される。また、画像に含まれる動画の割合に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、静止画が表示される際の輝度低下を抑制しつつ、動画が表示される際のフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第７の局面によれば、画像に含まれる動画の割合が高くなるに従って、エリア間の輝度差が小さくなる。このため、動画表示の際のフリッカが効果的に抑制される。

本発明の第８の局面によれば、画像に含まれる動画の割合に加えて表示パネルが受ける照度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、使用環境の明るさを考慮して光源の輝度の上限値と下限値を決定することができるので、人が感じる眩しさ感を考慮しつつ、動画表示の際のフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第９の局面によれば、画像に含まれる動画の割合に加えてバックライトの温度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、バックライトの温度の上昇に起因する熱暴走を考慮しつつ、光源の輝度の上限値と下限値を決定することができる。

本発明の第１０の局面によれば、エリア毎に光源の輝度を制御する画像表示装置において、各エリアに対応した光源の輝度を求める際に、予め輝度の上限値と下限値が定められる。このため、輝度の上限値を最大輝度よりも低く定めたり、輝度の下限値を最小輝度よりも高く定めることによって、エリア間の輝度差が従来よりも小さくなる。これにより、動画表示によって各エリアの光源の輝度がフレーム毎に変化しても、フリッカの発生が抑制される。また、画像の輝度分布に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、画像の全体的な傾向に応じて光源の輝度の上限値と下限値を決定することができるので、フリッカが視認されやすい画像が表示される際に、エリア間の輝度差を小さくすることによってフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第１１の局面によれば、画像の全体的な傾向に加えて表示パネルが受ける照度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、使用環境の明るさを考慮して光源の輝度の上限値と下限値を決定することができるので、人が感じる眩しさ感を考慮しつつ、動画表示の際のフリッカの発生を抑制することができる。

本発明の第１２の局面によれば、画像の全体的な傾向に加えてバックライトの温度に基づいて、光源の輝度の上限値と下限値が定められる。このため、バックライトの温度の上昇に起因する熱暴走を考慮しつつ、光源の輝度の上限値と下限値を決定することができる。

本発明の第１の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。 図１に示すバックライトの詳細を示す図である。 上記第１の実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記第１の実施形態において、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係を示す図である。 上記第１の実施形態において、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。 上記第１の実施形態において、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第１の変形例を示す図である。 上記第１の実施形態において、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第２の変形例を示す図である。 本発明の第２の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。 上記第２の実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記第２の実施形態において、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係を示す図である。 上記第２の実施形態において、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第１の変形例を示す図である。 上記第２の実施形態において、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第２の変形例を示す図である。 本発明の第３の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。 上記第３の実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記第３の実施形態において、ＢＬＵ温度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の例を示す図である。 本発明の第４の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。 上記第４の実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記第４の実施形態において、ＭＰＬ算出部の処理を示すフローチャートである。 上記第４の実施形態において、ＭＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の例を示す図である。 本発明の第５の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。 上記第５の実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記第５の実施形態において、ヒストグラムの解析例（第１の例）を説明するための図である。 上記第５の実施形態において、ヒストグラムの解析例（第２の例）を説明するための図である。 上記第５の実施形態において、ヒストグラムの解析例（第３の例）を説明するための図である。 上記第５の実施形態において、ヒストグラムの解析例（第４の例）を説明するための図である。 従来例においてフリッカが発生する画面の例を示す図である。

符号の説明

１０…液晶表示装置
１１…液晶パネル
１２…パネル駆動回路
１３…バックライト
１４…バックライト駆動回路
１５…エリアアクティブ駆動処理部
１６…ＡＰＬ算出部
２１…表示素子
２２…ＬＥＤユニット
２３…赤色ＬＥＤ
２４…緑色ＬＥＤ
２５…青色ＬＥＤ
３１…入力画像
３２…液晶データ
３３…ＬＥＤデータ
３４…ＡＰＬデータ
４１…周囲照度検出部
４２…ＢＬＵ温度検出部
４３…ＭＰＬ算出部
４４…ヒストグラム生成部
５１…検出照度データ
５２…検出温度データ
５３…ＭＰＬデータ
５４…ヒストグラム解析結果データ

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体的な構成および動作概要＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、液晶パネル１１、パネル駆動回路１２、バックライト１３、バックライト駆動回路１４、エリアアクティブ駆動処理部１５、および、ＡＰＬ算出部１６を備えている。エリアアクティブ駆動処理部１５には、輝度範囲決定部１５１が含まれている。液晶表示装置１０は、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、液晶パネル１１を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、ｍとｎは２以上の整数、ｐとｑは１以上の整数、ｐとｑのうち少なくとも一方は２以上の整数であるとする。

液晶表示装置１０には、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像を含む入力画像３１が入力される。Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像は、いずれも（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を含んでいる。入力画像３１は、エリアアクティブ駆動処理部１５とＡＰＬ算出部１６とに与えられる。ＡＰＬ算出部１６は、入力画像３１に基づき、１フレーム分の画像の平均輝度レベル（以下、「ＡＰＬ」あるいは「画面平均輝度」という）を表すＡＰＬデータ３４を求める。輝度範囲決定部１５１は、ＡＰＬデータ３４のデータ値（算出平均輝度）に基づいて、後述するＬＥＤ２３〜２５の輝度の上限値および下限値を決定する。エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１に基づき、液晶パネル１１の駆動に用いる表示用データ（以下、液晶データ３２という）と、バックライト１３の駆動に用いるバックライト制御データ（以下、ＬＥＤデータ３３という）とを求める（詳細は後述）。なお、以下においては、ＡＰＬデータ３４のデータ値のことを単に「ＡＰＬ値」という。

液晶パネル１１は、（ｍ×ｎ×３）個の表示素子２１を備えている。表示素子２１は、行方向（図１では横方向）に３ｍ個ずつ、列方向（図１では縦方向）にｎ個ずつ、全体として２次元状に配置される。表示素子２１には、赤色光を透過するＲ表示素子、緑色光を透過するＧ表示素子、および、青色光を透過するＢ表示素子が含まれる。Ｒ表示素子、Ｇ表示素子およびＢ表示素子は、行方向に並べて配置され、３個で１個の画素を形成する。

パネル駆動回路１２は、液晶パネル１１の駆動回路である。パネル駆動回路１２は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力された液晶データ３２に基づき、液晶パネル１１に対して表示素子２１の光透過率を制御する信号（電圧信号）を出力する。パネル駆動回路１２から出力された電圧は表示素子２１内の画素電極（図示せず）に書き込まれ、表示素子２１の光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。

バックライト１３は、液晶パネル１１の背面側に設けられ、液晶パネル１１の背面にバックライト光を照射する。図２は、バックライト１３の詳細を示す図である。バックライト１３は、図２に示すように、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤユニット２２を含んでいる。ＬＥＤユニット２２は、行方向にｐ個ずつ、列方向にｑ個ずつ、全体として２次元状に配置される。ＬＥＤユニット２２は、赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含む。１個のＬＥＤユニット２２に含まれる３個のＬＥＤ２３〜２５から出射された光は、液晶パネル１１の背面の一部に当たる。

バックライト駆動回路１４は、バックライト１３の駆動回路である。バックライト駆動回路１４は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力されたＬＥＤデータ３３に基づき、バックライト１３に対してＬＥＤ２３〜２５の輝度を制御する信号（電圧信号または電流信号）を出力する。ＬＥＤ２３〜２５の輝度は、ユニット内およびユニット外のＬＥＤの輝度とは独立して制御される。

液晶表示装置１０の画面は（ｐ×ｑ）個のエリアに分割され、１個のエリアには１個のＬＥＤユニット２２が対応づけられる。エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内のＲ画像に基づき、当該エリアに対応した赤色ＬＥＤ２３の輝度を求める。同様に、緑色ＬＥＤ２４の輝度はエリア内のＧ画像に基づき決定され、青色ＬＥＤ２５の輝度はエリア内のＢ画像に基づき決定される。エリアアクティブ駆動処理部１５は、バックライト１３に含まれるすべてのＬＥＤ２３〜２５の輝度を求め、求めたＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３をバックライト駆動回路１４に対して出力する。

また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ＬＥＤデータ３３に基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１におけるバックライト光の輝度を求める。さらに、エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１とバックライト光の輝度とに基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１の光透過率を求め、求めた光透過率を表す液晶データ３２をパネル駆動回路１２に対して出力する。

液晶表示装置１０では、Ｒ表示素子の輝度は、バックライト１３から出射される赤色光の輝度とＲ表示素子の光透過率との積になる。１個の赤色ＬＥＤ２３から出射された光は、対応する１個のエリアを中心として複数のエリアに当たる。したがって、Ｒ表示素子の輝度は、複数の赤色ＬＥＤ２３から出射された光の輝度の合計とＲ表示素子の光透過率との積になる。同様に、Ｇ表示素子の輝度は複数の緑色ＬＥＤ２４から出射された光の輝度の合計とＧ表示素子の光透過率との積になり、Ｂ表示素子の輝度は複数の青色ＬＥＤ２５から出射された光の輝度の合計とＢ表示素子の光透過率との積になる。

以上のように構成された液晶表示装置１０によれば、入力画像３１に基づき好適な液晶データ３２とＬＥＤデータ３３を求め、液晶データ３２に基づき表示素子２１の光透過率を制御し、ＬＥＤデータ３３に基づきＬＥＤ２３〜２５の輝度を制御することにより、入力画像３１を液晶パネル１１に表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応したＬＥＤ２３〜２５の輝度を小さくすることにより、バックライト１３の消費電力を低減することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応した表示素子２１の輝度をより少数のレベル間で切り替えることにより、画像の分解能を高め、表示画像の画質を改善することができる。

＜１．２ エリアアクティブ駆動処理部の処理手順＞
図３は、エリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部１５には、入力画像３１に含まれるある色成分（以下、色成分Ｃという）の画像が入力される（ステップＳ１１）。色成分Ｃの入力画像には（ｍ×ｎ）個の画素の輝度が含まれる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理（平均化処理）を行い、（ｓｐ×ｓｑ）個（ｓは２以上の整数）の画素の輝度を含む縮小画像を求める（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、色成分Ｃの入力画像は、横方向に（ｓｐ／ｍ）倍、縦方向に（ｓｑ／ｎ）倍に縮小される。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、縮小画像を（ｐ×ｑ）個のエリアに分割する（ステップＳ１３）。各エリアには（ｓ×ｓ）個の画素の輝度が含まれる。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅとを求める（ステップＳ１４）。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５内の輝度範囲決定部１５１は、ＡＰＬ算出部１６で求められたＡＰＬデータ３４のデータ値に基づき、ＬＥＤ輝度の上限値と下限値を決定する（ステップＳ１５）。本実施形態においては、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値とは、図４に示すように予め対応付けられている。図４に示す例では、ＬＥＤ輝度の上限値については、ＡＰＬ値の高低にかかわらず一定（最大輝度）とされる。一方、ＬＥＤ輝度の下限値については、ＡＰＬ値に応じて変化する値とされる。詳しくは、ＡＰＬが最小のときを基準とすると、ＡＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の下限値は最小輝度から徐々に高くされる。以上のようにＬＥＤ輝度の上限値／下限値が決定されることにより、ＡＰＬが高くなるにつれて、すなわち、画面が全体的に明るくなるにつれて、エリア間の輝度差が小さくなる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについてのＬＥＤ輝度を求める（ステップＳ１６）。このＬＥＤ輝度を決定する方法としては、例えば、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａに基づいて決定する方法、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅに基づいて決定する方法、および、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより決定する方法などがある。ここで、ＬＥＤ輝度は、ステップＳ１５で求められた上限値と下限値の範囲内の輝度（値）とされる。従って、例えばエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａに基づく方法で求められたＬＥＤ輝度がステップＳ１５で求められた下限値よりも小さい輝度となる場合、ステップＳ１６では、上記下限値がＬＥＤ輝度とされる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ステップＳ１６で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度に対して輝度拡散フィルタ（点拡散フィルタ）を適用することにより、（ｔｐ×ｔｑ）個（ｔは２以上の整数）の輝度を含む第１のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度は、横方向と縦方向にそれぞれｔ倍に拡大される。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、第１のバックライト輝度データは、横方向に（ｍ／ｔｐ）倍、縦方向に（ｎ／ｔｑ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度データは、（ｐ×ｑ）個の色成分ＣのＬＥＤがステップＳ１６で求めた輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子２１に入射する色成分Ｃのバックライト光の輝度を表す。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃの入力画像に含まれる（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を、それぞれ、第２のバックライト輝度データに含まれる（ｍ×ｎ）個の輝度で割ることにより、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子２１の光透過率Ｔを求める（ステップＳ１９）。

最後に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃについて、ステップＳ１９で求めた（ｍ×ｎ）個の光透過率を表す液晶データ３２と、ステップＳ１６で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを出力する（ステップＳ２０）。この際、液晶データ３２とＬＥＤデータ３３は、パネル駆動回路１２とバックライト駆動回路１４の仕様に合わせて好適な範囲の値に変換される。

エリアアクティブ駆動処理部１５は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対して図３に示す処理を行うことにより、（ｍ×ｎ×３）個の画素の輝度を含む入力画像３１に基づき、（ｍ×ｎ×３）個の透過率を表す液晶データ３２と、（ｐ×ｑ×３）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを求める。

図５は、ｍ＝１９２０、ｎ＝１０８０、ｐ＝３２、ｑ＝１６、ｓ＝１０、ｔ＝５の場合について、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。図５に示すように、（１９２０×１０８０）個の画素の輝度を含む色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理を行うことにより、（３２０×１６０）個の画素の輝度を含む縮小画像が得られる。縮小画像は、（３２×１６）個のエリア（エリアサイズは（１０×１０）画素）に分割される。各エリアについて画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを求めることにより、（３２×１６）個の最大値を含む最大値データと、（３２×１６）個の平均値を含む平均値データが得られる。また、ＡＰＬ値に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値が決定される。そして、その上限値／下限値を考慮しつつ、最大値データに基づいて、あるいは、平均値データに基づいて、あるいは、最大値データと平均値データとに基づいて、（３２×１６）個のＬＥＤ輝度を表す色成分ＣのＬＥＤデータが得られる。

色成分ＣのＬＥＤデータに輝度拡散フィルタを適用することにより、（１６０×８０）個の輝度を含む第１のバックライト輝度データが得られ、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（１９２０×１０８０）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データが得られる。最後に、入力画像に含まれる画素の輝度を第２のバックライト輝度データに含まれる輝度で割ることにより、（１９２０×１０８０）個の光透過率を含む色成分Ｃの液晶データが得られる。

なお、図３では、説明を容易にするために、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色成分の画像に対する処理を順に行うこととしたが、各色成分の画像に対する処理を時分割で行ってもよい。また、図３では、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ノイズ除去のために入力画像に対してサブサンプリング処理を行い、縮小画像に基づきエリアアクティブ駆動を行うこととしたが、元の入力画像に基づきエリアアクティブ駆動を行ってもよい。

＜１．３ 効果＞
本実施形態によれば、エリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置において各エリアに対応したＬＥＤの輝度を求める際に、画像の平均輝度レベルに基づいて、予めＬＥＤ輝度の上限値／下限値が決定される。詳しくは、図４に示すように、ＡＰＬ値が低いほどＬＥＤ輝度の下限値も低い値とされ、ＡＰＬ値が高いほどＬＥＤ輝度の下限値も高い値とされる。このように、ＡＰＬ値が高くなるにつれてＬＥＤ輝度の下限値が最小輝度から徐々に上昇するので、画面が全体的に明るくなるにつれて、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が小さくなる。これにより、動画表示によって各エリアのＬＥＤの輝度がフレーム毎に変化しても、エリア間の輝度差が従来よりも小さくなるので、フリッカの発生が抑制される。また、ＡＰＬ値が低い時には、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が大きくなる。このため、全体的に暗い画像の表示が行われるときには、高いコントラストが得られる。

＜１．４ 変形例＞
上記第１の実施形態においては、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係は図４に示すようになっていたが、本発明はこれに限定されない。以下、上記対応関係の変形例を示す。

＜１．４．１ 第１の変形例＞
図６は、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第１の変形例を示す図である。本変形例では、ＬＥＤ輝度の下限値については、ＡＰＬ値の高低にかかわらず一定（最小輝度）とされる。一方、ＬＥＤ輝度の上限値については、ＡＰＬ値に応じて変化する値とされる。詳しくは、ＡＰＬが最小のときを基準とすると、ＡＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の上限値は最大輝度から徐々に低くされる。すなわち、画面が全体的に明るくなるにつれて、ＬＥＤ輝度の上限値は徐々に低下する。

本変形例によれば、画面が全体的に明るくなるにつれて、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が小さくなる。これにより、上記第１の実施形態と同様、動画表示の際にフリッカの発生が抑制される。また、画面が全体的に明るくなるにつれてＬＥＤ輝度の上限値は低下するので、消費電力が低減されるとともに、発熱量も低減される。さらに、全体的に明るい画像の表示が行われるときの眩しさ感が緩和される。さらにまた、ＡＰＬ値が低い時には、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が大きくなるので、上記第１の実施形態と同様、全体的に暗い画像の表示が行われるときに高いコントラストが得られる。

＜１．４．２ 第２の変形例＞
図７は、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第２の変形例を示す図である。本変形例では、ＡＰＬが低い時（参照符号７１で示す範囲にある時）には、ＡＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の下限値が比較的高い割合で最小輝度から高められる。例えば、真っ暗の画像が表示されている状態から図２６に示したような白いバーが表示される状態に移るような場合には、ＡＰＬの上昇は僅かである。このため、ＡＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係が図４に示したようなものである場合には、エリア間の輝度差はあまり小さくはならない。一方、図７に示した対応関係であれば、ＬＥＤ輝度の下限値が高められることによりエリア間の輝度差が効果的に小さくされ、フリッカの発生が効果的に抑制される。

また、ＡＰＬが比較的高い時（参照符号７２で示す範囲にある時）には、ＡＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の上限値は最大輝度から徐々に低くされる。これにより、上記第１の変形例と同様、消費電力の低減、発熱量の低減、眩しさ感の緩和などの効果が得られる。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 全体構成および処理手順＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、上記第１の実施形態におけるＡＰＬ算出部１６に替えて、周囲照度検出部４１が設けられている。なお、周囲照度検出部４１以外の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

周囲照度検出部４１は、この液晶表示装置１０の周囲の明るさ（照度）を検出し、検出された照度を示す値を検出照度データ５１として出力する。輝度範囲決定部１５１は、この検出照度データ５１のデータ値に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値を決定する。なお、以下においては、検出照度データ５１のデータ値のことを単に「検出照度」という。

図９は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ１５において、エリアアクティブ駆動処理部１５内の輝度範囲決定部１５１は、周囲照度検出部４１から出力された検出照度データ５１のデータ値（検出照度）に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値と下限値を決定する。なお、ステップＳ１５以外のステップにおける処理内容については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態においては、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値とは、図１０に示すように予め対応付けられている。図１０に示す例では、ＬＥＤ輝度の上限値については、検出照度の高低にかかわらず一定（最大輝度）とされる。一方、ＬＥＤ輝度の下限値については、検出照度に応じて変化する値とされる。詳しくは、周囲照度が最小のときを基準とすると、検出照度が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の下限値は最小輝度から徐々に高くされる。

＜２．２ 効果＞
本実施形態によれば、検出照度が高くなるにつれてＬＥＤ輝度の下限値は上昇するので、液晶表示装置の周囲が明るくなるにつれて、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が小さくなる。これにより、液晶表示装置が明るい環境下で使用されている時に、動画表示の際のフリッカの発生が抑制される。また、液晶表示装置の周囲（使用環境）が暗い時には、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が大きくなるので、高いコントラストが得られる。

上記第２の実施形態においては、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係は図１０に示すようになっていたが、本発明はこれに限定されない。以下、上記対応関係の変形例を示す。

＜２．３．１ 第１の変形例＞
図１１は、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第１の変形例を示す図である。本変形例では、ＬＥＤ輝度の下限値については、検出照度の高低にかかわらず一定（最小輝度）とされる。一方、ＬＥＤ輝度の上限値については、検出照度に応じて変化する値とされる。詳しくは、周囲照度が最大のときを基準とすると、検出照度が低くなるに従って、ＬＥＤ輝度の上限値は最大輝度から徐々に低くされる。

本変形例によれば、周囲照度が低くなるにつれてＬＥＤ輝度の上限値が低下するので、液晶表示装置の周囲が暗くなるにつれて、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が小さくなる。これにより、液晶表示装置が暗い環境下で使用されている時に、動画表示の際のフリッカの発生が抑制される。また、液晶表示装置が暗い環境下で使用されている時の眩しさ感が緩和される。

＜２．３．２ 第２の変形例＞
図１２は、周囲照度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値との対応関係の第２の変形例を示す図である。本変形例では、周囲照度が所定値以下であるときには、ＬＥＤ輝度の上限値／下限値は検出照度に応じて変化する値とされ、周囲照度が所定値以上であるときには、ＬＥＤ輝度の上限値／下限値は検出照度にかかわらず一定とされる。詳しくは、ＬＥＤ輝度の上限値については、周囲照度が上記所定値のときを基準とすると、検出照度が低くなるに従って最大輝度から徐々に低くされる。一方、ＬＥＤ輝度の下限値については、周囲照度が最小のときを基準とすると、検出照度が上記所定値になるまでは、検出照度が高くなるに従って最小輝度から徐々に高くされる。

本変形例によれば、周囲照度にかかわらず、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が従来よりも小さくされる。このため、液晶表示装置の使用環境にかかわらず、動画表示の際のフリッカの発生が抑制される。また。検出照度が低い時にはＬＥＤ輝度の上限値が低くなるので、液晶表示装置が暗い環境下で使用されている時の眩しさ感が緩和される。さらに、検出照度が低い時にはＬＥＤ輝度の下限値が低くなるので、液晶表示装置が暗い環境下で使用されている時に高いコントラストが得られる。

＜３．第３の実施形態＞
＜３．１ 全体構成および処理手順＞
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、上記第１の実施形態におけるＡＰＬ算出部１６に替えて、ＢＬＵ温度検出部４２が設けられている。なお、ＢＬＵ温度検出部４２以外の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ＢＬＵ温度検出部４２は、この液晶表示装置１０に設けられているバックライト１３の温度（以下、「ＢＬＵ温度」という。）を検出し、検出された温度を示す値を検出温度データ５２として出力する。輝度範囲決定部１５１は、この検出温度データ５２のデータ値に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値を決定する。なお、以下においては、検出温度データ５２のデータ値のことを単に「検出温度」という。

図１４は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ１５において、エリアアクティブ駆動処理部１５内の輝度範囲決定部１５１は、ＢＬＵ温度検出部４２から出力された検出温度データ５２のデータ値（検出温度）に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値と下限値を決定する。なお、ステップＳ１５以外のステップにおける処理内容については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態においては、ＢＬＵ温度とＬＥＤ輝度の上限値／下限値とは、図１５に示すように予め対応付けられている。図１５に示す例では、ＬＥＤ輝度の下限値については、検出温度の高低にかかわらず一定（最小輝度）とされる。一方、ＬＥＤ輝度の上限値については、ＢＬＵ温度が所定値以下のときには一定（最大輝度）とされ、ＢＬＵ温度が当該所定値以上のときには検出温度に応じて変化する値とされる。詳しくは、ＢＬＵ温度が上記所定値のときを基準とすると、検出温度が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の上限値は徐々に低くされる。

＜３．２ 効果＞
本実施形態によれば、バックライトの温度が所定温度以上になれば、バックライトの温度が高くなるにつれてＬＥＤ輝度の上限値が低くされる。このため、バックライトの温度の上昇に起因する熱暴走が抑制されるとともに、消費電力が低減される。また、バックライトの温度が低い時にはＬＥＤ輝度の上限値が高くされるので、輝度不足が抑制される。

＜４．第４の実施形態＞
＜４．１ 全体構成および処理手順＞
図１６は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、上記第１の実施形態におけるＡＰＬ算出部１６に替えて、ＭＰＬ算出部４３が設けられている。なお、ＭＰＬ算出部４３以外の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ＭＰＬ算出部４３は、入力画像３１に基づき、エリア毎に動画であるか静止画であるかを判定し、全エリア数に対する動画エリア数の割合（以下、「ＭＰＬ」あるいは「画面動画率」という）を表すＭＰＬデータ５３を求める。輝度範囲決定部１５１は、このＭＰＬデータ５３のデータ値（算出画面動画率）に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値を決定する。なお、以下においては、ＭＰＬデータ５３のデータ値のことを単に「ＭＰＬ値」という。

図１７は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ１５において、エリアアクティブ駆動処理部１５内の輝度範囲決定部１５１は、ＭＰＬ算出部４３で求められたＭＰＬ値に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値と下限値を決定する。なお、ステップＳ１５以外のステップにおける処理内容については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ここで、本実施形態におけるＭＰＬデータ５３の算出手順について説明する。図１８は、ＭＰＬ算出部４３の処理を示すフローチャートである。ＭＰＬ算出部４３は、上述した（ｐ×ｑ）個のエリアのうちの１つのエリアについて、当該エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅを求める（ステップＳ３１）。なお、後述するようにステップＳ３１からステップＳ３５までの処理が繰り返されることによって、ステップＳ３６に進む際には、（ｐ×ｑ）個のエリアの全てについて上記平均値Ｍｅが求められている。また、以下においては、現フレームの処理の際に求められた平均値を「Ｍｅ（ｎ）」で示し、１フレーム前（前フレーム）の処理の際に求められた平均値を「Ｍｅ（ｎ−１）」で示す。

次に、ＭＰＬ算出部４３は、現フレームにおける平均値Ｍｅ（ｎ）と前フレームにおける平均値Ｍｅ（ｎ−１）との差が所定の閾値Ｔｈよりも大きいか否かの判定を行う（ステップＳ３２）。その結果、Ｍｅ（ｎ）とＭｅ（ｎ−１）との差が閾値Ｔｈよりも大きければ、ＭＰＬ算出部４３は、当該エリアを動画エリアと判断する（ステップＳ３３）。一方、Ｍｅ（ｎ）とＭｅ（ｎ−１）との差が閾値Ｔｈ以下であれば、ＭＰＬ算出部４３は、当該エリアを静止画エリアと判断する（ステップＳ３４）。なお、上記閾値Ｔｈについては、任意に設定可能とされる。

次に、ＭＰＬ算出部４３は、動画エリアであるか静止画エリアであるかの判断を（ｐ×ｑ）個の全てのエリアについて終了したか否かを判定する。その結果、終了していればステップＳ３６に進み、終了していなければステップＳ３１に戻る。このようにして、ステップＳ３１からステップＳ３５までの処理が（ｐ×ｑ）回だけ繰り返される。

ステップＳ３６では、ＭＰＬ算出部４３は、動画エリアであると判断されたエリア数を全エリア数で除することによって、ＭＰＬ（画面動画率）を算出する。図１７に示したステップＳ１５では、このようにして算出されたＭＰＬに基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値が決定される。

本実施形態においては、ＭＰＬとＬＥＤ輝度の上限値／下限値とは、図１９に示すように予め対応付けられている。図１９に示す例では、ＬＥＤ輝度の上限値については、ＭＰＬ値が所定値以下のときには一定（最大輝度）とされ、当該所定値以上のときにはＭＰＬ値に応じて変化する値とされる。詳しくは、ＭＰＬが上記所定値のときを基準とすると、ＭＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の上限値は最大輝度から徐々に低くされる。一方、ＬＥＤ輝度の下限値については、ＭＰＬ値が上記所定値以上のときには一定とされ、当該所定値以下のときにはＭＰＬ値に応じて変化する値とされる。詳しくは、ＭＰＬが最小のときを基準とすると、ＭＰＬ値が上記所定値になるまでは、ＭＰＬ値が高くなるに従って、ＬＥＤ輝度の下限値は最小輝度から徐々に高くされる。

＜４．２ 効果＞
本実施形態によれば、ＭＰＬ値が高くなるにつれて、１フレーム中に現れ得るＬＥＤ輝度の最大値と最小値との輝度差が小さくなる。すなわち、画面中に動画像が多くなるほどエリア間の輝度差は小さくなる。このため、動画表示の際のフリッカが効果的に抑制される。

＜５．第５の実施形態＞
＜５．１ 全体構成および処理手順＞
図２０は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、上記第１の実施形態におけるＡＰＬ算出部１６に替えて、ヒストグラム生成部４４が設けられている。なお、ヒストグラム生成部４４以外の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ヒストグラム生成部４４は、入力画像３１に基づき、１フレーム分の画像の輝度の分布を示すヒストグラムを生成する。そして、ヒストグラム生成部４４は、ヒストグラムに基づいて画像の傾向（例えば、「全体的に明るい画像」、「全体的に暗い画像」、「高輝度と低輝度が混在する画像」など）を解析し、その解析結果をヒストグラム解析結果データ５４として出力する。輝度範囲決定部１５１は、このヒストグラム解析結果データ５４に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値および下限値を決定する。

図２１は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ１５において、エリアアクティブ駆動処理部１５内の輝度範囲決定部１５１は、ヒストグラム生成部４４から出力されたヒストグラム解析結果データ５４に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値と下限値を決定する。なお、ステップＳ１５以外のステップにおける処理内容については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、ヒストグラム生成部４４で生成されるヒストグラムとＬＥＤ輝度の上限値／下限値との関係について例を挙げて説明する。ヒストグラムが図２２に示すようなものである場合（第１の例）には、全体的に明るい画像であると把握される。このとき、エリア間の輝度差は比較的小さくなるので、動画表示によるフリッカは視認されにくい。そこで、ＬＥＤ輝度の下限値は低い値とされる。ヒストグラムが図２３に示すようなものである場合（第２の例）には、全体的に暗い画像であると把握される。このとき、エリア間の輝度差は比較的小さくなるので、動画表示によるフリッカは視認されにくい。そこで、ＬＥＤ輝度の下限値は低い値とされる。ヒストグラムが図２４に示すようなものである場合（第３の例）には、高輝度画像と低輝度画像とが混在しているところ、比較的高輝度画像が多いと把握される。このとき、エリア間の輝度差は比較的大きくなるが、全体的に明るい画像の表示が行われるので、動画表示によるフリッカは視認されにくい。そこで、ＬＥＤ輝度の下限値は低い値とされる。ヒストグラムが図２５に示すようなものである場合（第４の例）には、高輝度画像と低輝度画像とが混在しているところ、比較的低輝度画像が多いと把握される。このとき、エリア間の輝度差は比較的大きくなり、かつ、全体的に暗い画像の表示が行われるので、動画表示によるフリッカが視認されやすい。そこで、ＬＥＤ輝度の下限値は高い値とされる。

＜５．２ 効果＞
本実施形態によれば、入力画像の輝度の分布に基づいて、ＬＥＤ輝度の上限値／下限値が決定される。すなわち、上記第１〜第４の例のように、画像の全体的な傾向に応じて、ＬＥＤ輝度の上限値／下限値を変化させることができる。このため、フリッカが視認されやすい画像が表示される際に、エリア間の輝度差が小さくなるように予めＬＥＤ輝度の上限値／下限値を定めておくことができ、フリッカの発生が効果的に抑制される。

＜６．その他＞
上記各実施形態では、バックライト１３は赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５で構成されているが、バックライトを白色ＬＥＤや冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp ）などで構成してもよい。バックライトを白色ＬＥＤで構成した場合には、エリアアクティブ駆動処理部１５は、例えば、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に基づきＹ画像（輝度画像）を生成し、図３に示す処理のうちステップＳ１１〜Ｓ１８をＹ画像に対して行い、ステップＳ１９を３色の画像のそれぞれとＹ画像の組合せに対して行えばよい。

また、上記各実施形態では、ＬＥＤユニット２２は赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含むこととしたが、ＬＥＤユニット２２に含まれる３色のＬＥＤの個数はこれ以外でもよい。例えば、ＬＥＤユニット２２は赤色ＬＥＤ２３と青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含み、緑色ＬＥＤ２４を２個含んでいてもよい。この場合、バックライト駆動回路１４は、２個の緑色ＬＥＤ２４の輝度の合計がステップＳ１６で決定されたＬＥＤ輝度になるように、２個の緑色ＬＥＤ２４を制御すればよい。

また、液晶表示装置におけるフレームレートは任意でよく、例えば、３０Ｈｚでも６０Ｈｚでも１２０Ｈｚでもそれ以上でもよい。フレームレートが高いほど、ＬＥＤの輝度はより小さな単位で変化するので、フリッカはより目立たなくなる。また、バックライトを備えた任意の画像表示装置において上述のようにＬＥＤ輝度の上限値および下限値を定めることにより、液晶表示装置の場合と同様の効果を得ることができる。

Claims (24)

1. バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
   複数の表示素子を含む表示パネルと、
   複数の光源を含むバックライトと、
   入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
   前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
   前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
   前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
   １画面分の前記入力画像の平均輝度を算出する平均輝度算出部とを備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記平均輝度算出部によって算出された平均輝度である算出平均輝度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定し、
   前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示装置。
2. 前記輝度範囲決定部は、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記輝度範囲決定部は、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
6. バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
   複数の表示素子を含む表示パネルと、
   複数の光源を含むバックライトと、
   前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
   入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部であって、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求める信号処理部と、
   前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
   前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
   前記入力画像に基づき、エリア毎に動画であるか静止画であるかを判定し、動画であると判定されたエリアの数の前記複数のエリアの数に対する割合を画面動画率として算出する動画率算出部とを備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記動画率算出部によって算出された画面動画率である算出画面動画率に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする、画像表示装置。
7. 前記輝度範囲決定部は、前記算出画面動画率が所定値以下であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値を決定し、前記算出画面動画率が前記所定値以上であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値を決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. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決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. 前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
   前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決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。
10. バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
    複数の表示素子を含む表示パネルと、
    複数の光源を含むバックライトと、
    入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
    前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定部と、
    前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
    前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と、
    前記入力画像の輝度の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部とを備え、
    前記輝度範囲決定部は、前記ヒストグラム生成部によって生成されたヒストグラムに基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定し、
    前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定部によって決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示装置。
11. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出部を更に備え、
    前記輝度範囲決定部は、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする、請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記バックライトの温度を検出する温度検出部を更に備え、
    前記輝度範囲決定部は、前記温度検出部によって検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値を決定することを特徴とする、請求項１０に記載の画像表示装置。
13. 複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
    入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理ステップと、
    前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定ステップと、
    前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
    前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと、
    １画面分の前記入力画像の平均輝度を算出する平均輝度算出ステップとを備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記平均輝度算出ステップで算出された平均輝度である算出平均輝度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定され、
    前記信号処理ステップでは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像が複数のエリアに分割され、前記輝度範囲決定ステップで決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度が求められることを特徴とする、画像表示方法。
14. 前記輝度範囲決定ステップでは、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値が決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像表示方法。
15. 前記輝度範囲決定ステップでは、前記算出平均輝度が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値が決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像表示方法。
16. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記照度検出ステップで検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像表示方法。
17. 前記バックライトの温度を検出する温度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記温度検出ステップで検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像表示方法。
18. 複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
    前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定ステップと、
    入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理ステップであって、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記輝度範囲決定ステップで決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度を求める信号処理ステップと、
    前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
    前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと、
    前記入力画像に基づき、エリア毎に動画であるか静止画であるかを判定し、動画であると判定されたエリアの数の前記複数のエリアの数に対する割合を画面動画率として算出する動画率算出ステップとを備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記動画率算出ステップで算出された画面動画率である算出画面動画率に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、画像表示方法。
19. 前記輝度範囲決定ステップでは、前記算出画面動画率が所定値以下であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の下限値が高くなるように該下限値が決定され、前記算出画面動画率が前記所定値以上であるときには、前記算出画面動画率が高くなるに従って前記光源の輝度の上限値が低くなるように該上限値が決定されることを特徴とする、請求項１８に記載の画像表示方法。
20. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記照度検出ステップで検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項１８に記載の画像表示方法。
21. 前記バックライトの温度を検出する温度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記温度検出ステップで検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項１８に記載の画像表示方法。
22. 複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
    入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理ステップと、
    前記光源の輝度の上限値および下限値を決定する輝度範囲決定ステップと、
    前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
    前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと、
    前記入力画像の輝度の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップとを備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記ヒストグラム生成ステップで生成されたヒストグラムに基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定され、
    前記信号処理ステップでは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像が複数のエリアに分割され、前記輝度範囲決定ステップで決定された上限値と下限値との範囲内で、各エリアに対応した光源の輝度が求められることを特徴とする、画像表示方法。
23. 前記表示パネルの受ける照度を検出する照度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記照度検出ステップで検出された照度である検出照度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項２２に記載の画像表示方法。
24. 前記バックライトの温度を検出する温度検出ステップを更に備え、
    前記輝度範囲決定ステップでは、前記温度検出ステップで検出された温度である検出温度に基づいて、前記光源の輝度の上限値および下限値が決定されることを特徴とする、請求項２２に記載の画像表示方法。

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