JP5516586B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置等に関する。

液晶表示装置は、光の透過状態を変更可能な光制御部（液晶パネル）と、光制御部の裏面に光を供給する光源（バックライト）とを有する。液晶表示装置は、光源を点灯させ、表示内容に応じて光制御部の光の透過率を制御することで、任意の画像を表示することが出来る。

液晶表示装置は、表示する画像に黒が含まれている場合、光制御部の該当部分の光透過率を最小に制御するが、光制御部は光源から供給される光を完全に遮断できない。このため、液晶表示装置は、黒の輝度を十分に下げることができず、表示される画像のコントラストが低下する。また、常にバックライトを同じ輝度で投光しつづけるため、バックライトを点灯させるための電力消費が多いという課題もあった。

コントラストの低下を防止する技術として、光制御部の背面に複数の光源を格子状に配置するとともに各光源の照射領域を独立させ、表示する画像に対してそれぞれの光源の発光強度を制御するという技術が存在する（特許文献１、特許文献２）。例えば、この技術は、表示する画像に黒が含まれている場合に、該当部分に供給する光の強度を下げることにより、光制御部を透過する光の量を減少させ、黒の輝度を低下させる。

上記の従来技術は、格子状に配置された複数の光源それぞれの照射領域が限定されているため、照射領域の表示画像の内容に応じて各光源の発光強度を定めることが出来る。このような光源を用いれば、各光源の発光強度の計算は容易である。しかし、表示装置の組立精度や光源の個体差により、表示対象画像の明るさの不均一さが目立ってしまう。

したがって、各光源の照射領域が独立である表示装置においては、表示装置の組み立てを高精度に行うとともに、各光源の発光強度の調整をおこなわなければならない。このような制約によって、製造コストが高くなるという難点があった。

これに対して、各光源の照射領域が独立でなく、照射領域が重なるような複数の光源を有する表示装置が存在する。各光源の照射領域が独立でないため、表示装置の組立精度や各光源の発光強度の調整精度が低くても、明るさの不均一さが視認されにくい。そして、照射領域が重なる複数の光源を有する表示装置は、各光源の照射領域が独立である表示装置と比較し、製造コストが抑えられるというメリットもある。

特開２００５−２５８４０３号公報 特開２００６−１４７５７３号公報

しかしながら、照射領域が重なるような複数の光源を有する液晶表示装置は、照射領域を光源毎に明確に定義できず、表示する画像に合わせて各光源の発光強度を精度よく制御することが出来ない。つまり、照射領域が重なるような複数の光源を有する液晶表示装置では、コントラストの向上が難しいという問題があった。

従って、製造コスト面で有利な配置の光源を有する液晶表示装置において、コントラストの向上と消費電力を削減することが重要な課題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液晶表示装置の製造コストを抑えつつ、コントラストの低下を防止することができ、かつ消費電力を削減できる表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この表示装置は、第一の方向に配列し、照射領域が重複する複数の光源と、前記第一の方向と交差する第二の方向に、第一の画素と第二の画素とを含む画像表示領域と、前記第一の画素の第一の位置における表示対象画像の第一の輝度と、前記第二の画素の第二の位置における表示対象画像の第二の輝度とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、前記複数の光源ごとに光量を制御する制御部とを有することを要件とする。

この表示装置によれば、製造コスト面で有利な配置の光源を有する液晶表示装置においても、コントラストの向上と消費電力の削減とを達成できる。

図１は、本実施例１にかかる表示装置の構成を示す図である。 図２は、本実施例２にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。 図３は、各光源の発光パターンを示す図である。 図４は、発光強度調整部の構成を示すブロック図である。 図５は、縮小画像の領域分割の一例を示す図である。 図６は、画素選択部の処理を説明する図である。 図７は、発光パターンの一例を示す図である。 図８は、図７に示した発光パターンを３次元グラフに表した図である。 図９は、ライン情報の輝度分布と発光分布とを示す図である。 図１０は、発光強度調整の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、下げ幅調整処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、上げ幅調整処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１３は、光量が最も不足している部分に最も近い光源選択するための領域分割の一例を示す図である。 図１４は、輝度比較部のその他の処理を説明するための図（１）である。 図１５は、輝度比較部のその他の処理を説明するための図（２）である。 図１６は、表示制御プログラムを実行するコンピュータを示す機能ブロック図である。 図１７は、先行技術にかかる発光強度の制御を説明するための図である。

以下に、本発明にかかる表示装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

まず、本実施例１の説明を行う前に、発明者が考案した先行発明について説明する。以下に示す先行技術は従来技術に該当するものではない。

先行発明は、ブロードな発光をする光源を組合せた表示装置に対して、以下のような制御を行うことで、コントラストを向上させるとともに、消費電力を削減する。まず、先行発明にかかる表示装置は、各光源の発光強度を所定の値に設定し、その発光強度における各光源の発光パターンに基づいて発光分布を算出する。以下の説明において、各光源の発光分布を合成した発光分布を、合成発光分布と表記する。

続いて、表示装置は、表示対象の画像におけるラインごとの輝度分布と合成発光分布とを比較し、合成発光分布が各ラインの輝度分布を下回らないように、各光源の発光強度を制御する。

図１７は、先行技術にかかる発光強度の制御を説明するための図である。例えば、表示装置は、ラインＡの輝度分布と合成発光分布とを比較し、合成発光分布がラインＡの輝度分布を下回らないように各光源を調整する。表示装置は、他のラインに対しても同様の処理を実行し、各光源の発光強度を特定する。

このように、先行発明では、ライン毎に輝度分布と合成発光分布とを順次比較しながら、合成発光分布が各ラインの輝度分布を下回らないような光源の発光強度を判定し、各光源の発光強度を制御するので、発光パターンが重なりを有する場合でも、表示対象の場層の黒い部分に供給する光量を減少させ、コントラストを向上させることができる。

しかしながら、上述した先行発明では、ライン数と同じ回数だけラインの輝度分布と合成発光分布との比較、各光源の発光強度の調整を実行する必要がある。

例えば、表示装置が、比較対象とするラインの数を減らすことで、計算量を減少させるというように、先行発明をさらに改良することが考えられる。しかし、単に比較対象のラインの数を減少させた場合には、計算量を減少させた分だけ、光源の発光強度の調整が大雑把なものになり、場合によってはコントラストが低下してしまう。

次に、本実施例１にかかる表示装置の構成について説明する。図１は、本実施例１にかかる表示装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、この表示装置１００は、光源１１０ａ〜１１０ｎ、画像表示領域１２０、比較部１３０、制御部１４０を有する。

光源１１０ａ〜１１０ｎは、画像表示領域１２０に対する表示領域が重複する光源である。ここでは、説明の便宜上、光源１１０ａ〜１１０ｎを示すが、表示装置１００は、その他にも複数の光源を有する。光源には例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。

画像表示領域１２０は、第一の画素と第二の画素とを含む表示領域である。比較部１３０は、画像表示領域１２０に含まれる第一の画素位置に相当する表示対象画像の中の画素の第一の輝度と、第二の画素位置に相当する表示対象画像の中の第二の輝度とを比較する処理部である。また、第一の画素と第二の画素とは、光源の配列方向と交差する方向に配列するとしてもよい。交差する方向とは、例えば光源の配列方向に対して垂直であってもよい。

制御部１４０は、比較部１３０の比較結果に基づいて、複数の光源１１０ａ〜１１０ｎの光量を制御する処理部である。制御部１４０は、第一の輝度と第二の輝度のうち大きな輝度に基づいて、各光源の光量を制御する。

このように、本実施例１にかかる表示装置１００は、比較部１３０が画像表示領域１２０に含まれる第一の画素位置における表示対象画像の第一の輝度と、第二の画素位置における表示対象画像の第二の輝度とを比較する。そして、制御部１４０が、比較部１３０の比較結果に基づいて、光源１１０ａ〜１１０ｎの光量を制御するので、液晶表示装置のコストを抑えつつ、コントラストの低下を防止することができる。

以上のような構成によって、コスト面で有利な配置方法で光源を配置した液晶表示装置においても、コントラストの向上と消費電力の削減とを達成できる。さらには、計算量を減らすことができる。

次に、本実施例２にかかる表示装置の構成について説明する。図２は、本実施例２にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、表示装置２００は、光制御部２１０と、光源２２０ａ〜２２０ｎと、ドライバ２３０ａ〜２３０ｎと、表示制御装置２４０と、記憶部２５０とを有する。

光制御部２１０は、例えば、液晶パネルであり、画素ごとに光の透過率を変化させる。光源２２０ａ〜２２０ｎは、例えば、ＬＥＤであり、光制御部２１０に対して裏面から光を供給する。表示装置２００において、光源２２０ａ〜２２０ｎは、光制御部２１０の裏面に格子状に配置されるのではなく、光制御部２１０の辺の一つ（図２では下側の辺）に沿って一列に配置される。このように光源２２０ａ〜２２０ｎを一列に配置すれば、複数の光源が発光しているならば、全面に渡って概ね一様な輝度を得ることができる。さらには光源２２０の数を減少させ、部品コストを低下させることもできる。

ここで、各光源の発光パターンについて説明する。図３は、各光源の発光パターンを示す図である。図３の発光パターンａは、光制御部２１０の左端に配置された光源２２０ａの発光パターンである。図３の発光パターンｂは、光源２２０ａの右側に配置された光源２２０ｂの発光パターンである。図３の発光パターンｎは、光制御部２１０の右端に配置された光源２２０ｎの発光パターンである。

図３に示すように、各光源２２０の各発光パターンは、各光源２２０から遠くなるほど広くなる形状をしている。そしてある光源２２０の発光パターンは、複数の光源２２０の発光パターンと重なるように配置される。

図２の説明に戻り、ドライバ２３０ａ〜２３０ｎは、それぞれ、表示制御装置から指示された制御量に基づいて、光源２２０ａ〜２２０ｎを駆動する。なお、図２に示した例では、光源２２０とドライバ２３０が１対１で設けられているが、１つのドライバ２３０が複数の光源２２０を駆動する構成としてもよい。

表示制御装置２４０は、光制御部２１０およびドライバ２３０ａ〜２３０ｎを制御する制御回路である。表示制御装置２４０は、画像入力部２４１、縮小画像生成部２４２、発光強度調整部２４３、発光強度制御部２４４、画像補正部２４５、透過率制御部２４６を有する。

画像入力部２４１は、表示対象の画像の入力を受け付け、受け付けた入力画像を一時的に記憶する処理部である。ここでは一例として、入力画像のサイズを８００×４００とする。縮小画像生成部２４２は、画像入力部２４１において受け付けられた入力画像の縮小画像を生成する処理部である。ここでは、処理時間を短縮するために以降の処理対象を縮小画像にしているが、入力画像をそのまま以下の処理に用いることとしても良い。

ここで、縮小画像生成部２４２が、縮小画像を生成する処理について説明する。縮小画像生成部２４２は、入力画像の画素に割当てられたＲＧＢ（Red Green Blue）値を参照し、Ｒ、Ｇ、Ｂの中の最大値を求める。そして、縮小画像生成部２４２は、最大値を画素に対応する輝度値として設定する。

例えば、第１の画素に割当てられたＲＧＢ値がそれぞれ（２５０、１００、５０）の場合には、最大値は、２５０となる。よって、縮小画像生成部２４２は、第１の画素の輝度値を２５０に設定する。縮小画像生成部２４２は、入力画像に含まれる全ての画素に対して上記処理を実行する。かかる処理を実行することで、入力画像に含まれる画素毎に１つの輝度値が設定される。なお、後述する式（１）の関係を利用して、Ｒ、Ｇ、Ｂの最大値（画素値）を輝度値に変換しても良い。

続いて、縮小画像生成部２４２は、サイズが８００×４００の入力画像を間引きすることで、サイズ２００×１００の縮小画像を生成する。縮小画像の各画素には、それぞれ上記の輝度値が設定されている。なお、縮小画像生成部２４２は、バイリニア等他の方式を利用して縮小画像を生成しても良い。

発光強度調整部２４３は、記憶部２５０に記憶されている発光パターンデータ２５０ａに基づいて、補正後の縮小画像を表示するために過不足がないように各光源２２０の発光強度を調整する処理部である。発光強度調整部２４３のより詳細な構成および処理内容については後述する。

発光強度制御部２４４は、発光強度調整部２４３の調整結果に応じた制御量を各ドライバ２３０へ与え、各光源２２０が発光強度調整部２４３の調整結果に応じた強度で発光するように制御する処理部である。

画像補正部２４５は、発光強度調整部２４３の調整に基づいて光制御部２１０の各画素に供給される光量が変化する割合に基づいて、入力画像の各画素を補正する処理部である。具体的には、輝度と画素値には
輝度∝（画素値＾２．２）・・・（１）
という比例関係がある設定が広く用いられているため、画像補正部２４５は、以下の式（２）を用いて補正後の画素値を算出する。

補正後の画素値＝補正前の画素値×（１／減光率）＾（１／２．２）・・・（２）

透過率制御部２４６は、画像補正部２４５によって補正された入力画像の各画素に基づいて、光制御部２１０の各画素の透過率を制御する処理部である。記憶部２５０は、発光パターンデータ２５０ａのように表示制御装置２４０の動作に必要な各種情報を記憶する記憶部である。

次に、図２に示した発光強度調整部２４３のより詳細な構成について説明する。図４は、発光強度調整部２４３の構成を示すブロック図である。図４に示すように、この発光強度調整部２４３は、発光強度初期設定部２４３ａと、領域分割部２４３ｂと、画素選択部２４３ｃと、発光分布算出部２４３ｄと、輝度比較部２４３ｅと、調整対象選択部２４３ｆと、調整量決定部２４３ｇとを有する。

発光強度初期設定部２４３ａは、入力画像ごとに各光源２２０の発光強度の初期値を決定する処理部である。具体的には、発光強度初期設定部２４３ａは、前回表示された入力画像に対して決定した各光源２２０の発光強度を、次に入力された入力画像に対する各光源２２０の初期値とする。一般に、前後して入力される入力画像は類似することが多いため、このように前回の調整結果を初期値とすることにより、調整量が少なくなり、調整を早く完了させることができる。入力画像が一番目の画像である場合には、予め設定した発光強度を初期値とする。また、前回と同様の調整結果となることが期待されるため、入力画像ごとに調整内容が変動して、光制御部２１０での表示にフリッカ等が発生することを防止することができる。

なお、各光源２２０の発光強度をできるだけ低下させたい場合は、各光源２２０の発光強度の初期値を、前回表示された入力画像に対して決定した各光源２２０の発光強度よりも所定量だけ低く設定してもよい。このように設定すれば、後述する発光強度調整処理によって、各光源２２０の発光強度が、縮小画像を表示するために必要な最小値に設定される。また、処理を簡易に行いたい場合は、各光源２２０の発光強度の初期値を、最大値の９０％程度に一律に設定してもよい。

領域分割部２４３ｂは、縮小画像を、照射方向と垂直な直線によって複数の領域に分割する処理部である。ここでいう照射方向とは、縮小画像に対応する入力画像が光制御部２１０上に表示されている場合に、光源２２０の光が入射する方向である。図５は、縮小画像の領域分割の一例を示す図である。

図５に示すように、領域分割部２４３ｂは、光源２２０に近い領域よりも、光源２００に遠い領域が広くなるように、縮小画像を領域４０ａ〜４０ｄに分割する。例えば、分割した各領域の幅の比は、上方より、８：４：３：２とする。ここでは、領域分割部２４３ｂが縮小画像を領域４０ａ〜４０ｄに分割したが、これに限定されるものではない。

画素選択部２４３ｃは、分割された各領域において、配列方向と垂直な方向に含まれる各画素の輝度値を比較し、最大輝度値を有する画素を選択することで、ライン情報を生成する処理部である。ここでいうライン情報は、分割された領域内の最大輝度値を配列方向に集約したデータである。また、配列方向は、各光源２２０が配列された方向であり、配列方向と上記の照射方向は直交関係にある。

図６は、画素選択部２４３ｃの処理を説明する図である。図６では、領域４０ｃのライン情報を生成する場合を例に説明する。画素選択部２４３ｃは、まず、領域４０ｃの左端の画素を基準として、領域４０ｃの垂直方向に含まれる各画素の輝度値を比較し、最大輝度値を有する画素を選択する。画素選択部２４３ｃは、選択した画素の輝度値を、ライン情報における左端の画素の輝度値に設定する。

続いて、画素選択部２４３ｃは、領域４０ｃの左端からｎ番目（ｎは自然数）の画素を基準として、領域４０ｃの垂直方向に含まれる各画素の輝度値を比較し、最大輝度値を有する画素を選択する。画素選択部２４３ｃは、選択した画素の輝度値を、ライン情報の左端からｎ番目の画素の輝度値に設定する。このように、画素選択部２４３ｃは、領域４０ｃの左端から右端に到達するまで上記処理を繰り返すことで、領域４０ｃのライン情報を生成する。画素選択部２４３ｃは、その他の領域４０ａ、４０ｂ、４０ｄのライン情報も同様にして、生成する。

発光分布算出部２４３ｄは、発光パターンデータ２５０ａに基づいて、全ての光源２２０によって供給される光の分布を合成した発光分布を算出する処理部である。

ここで、発光パターンデータ２５０ａについて説明する。図７は、発光パターンの一例を示す図である。図７では一例として、光制御部２１０を縦６４×横１２８に区切った場合において、２４個一列に並んでいる光源２２０の中で右から１０個目の光源２２０の発光パターンを示している。各数位の単位はｃｄ／ｍ^２である。

図８は、図７に示した発光パターンを３次元グラフに表した図である。図７、図８に示すように、発光パターンデータ２５０ａには、各光源１１を個別に１００％の強度で点灯させた場合に、光制御部２１０のどの位置にどれだけの輝度の光が供給されるかを示す情報を含んでいる。

発光分布算出部２４３ｄは、発光パターンデータ２５０ａに含まれる各光源２２０の発光パターンにそれぞれの光源２２０の発光強度を乗じて、それぞれの光源２２０を単体で点灯させた場合における光制御部２１０上の輝度を求める。そして、発光分布算出部２４３ｃは、もとめられた輝度を光制御部２１０上の位置ごとに合計することにより、全ての光源２２０をそれぞれの発光強度で点灯させた場合の発光分布を算出する。

輝度比較部２４３ｅは、画素選択部２４３ｃが生成したライン情報の輝度分布と、発光分布とを比較する処理部である。光源の配列方向と垂直方向で領域４０ａ中間の場所に相当する位置を特定する。そして前記位置における発光分布と領域４０aのライン情報の輝度分布とを比較する。他の領域のライン情報と比較する場合も同様である。

図９は、ライン情報の輝度分布と発光分布とを示す図である。図９において実線で示す輝度分布は、領域４０ａから生成されたライン情報を配列方向に走査して得られた各画素の輝度値の分布を示している。また、図９の点線で示す発光分布は、領域ａの中間の場所に相当する位置の輝度値を発光分布として示している。

輝度比較部２４３ｅは、発光分布とライン情報の輝度分布とを配列方向における位置ごとに比較する。発光分布の輝度がライン情報の輝度値を下回っている部分が見つかった場合は、調整対象選択部２４３ｆに、調整対象となる光源２２０を選択させる。そして、調整量決定部２４３ｇが、選択された光源２２０の発光強度をどれだけ高めるかを決定する。

また、輝度比較部２４３ｅは、発光分布とライン情報の輝度分布とを配列方向における位置ごとに比較する。そして発光分布の輝度がライン情報の輝度値を下回っている部分が見つからなかった場合は、輝度比較部２４３ｅは、調整対象選択部２４３ｆに発光強度を低下させることができる光源２２０を選択させる。そして、発光強度を低下させることができる光源２２０が選択された場合は、調整量決定部２４３ｇが、選択された光源２２０の発光強度をどれだけ低下させるかを決定する。

そして、調整対象選択部２４３ｆによって選択された光源２２０の発光強度が調整された後、発光強度の調整結果を反映した新たな発光分布が発光分布算出部２４３ｄにより生成される。そして輝度比較部２４３eは再び、あらたな発光分布とライン情報の輝度分布とを比較する。ここで、発光強度の調整が可能な光源２２０が見つかれば、その光源２２０の発光強度が調整され、再度、発光分布が生成される。このような処理が、発光強度の調整が可能な光源２２０が無くなるまで繰り返される。

そして、発光強度の調整が可能な光源２２０がなくなった場合は、隣接する領域のライン情報を調整目標として同様の処理が実行される。最終的に全てのライン情報において発光強度の調整が可能な光源２２０がなくなった場合に、発光強度調整処理が完了する。なお、２番目以降のライン情報では、発光強度を低下させることが出来る光源２２０の選択は行われない。２番目以降のライン情報（領域４０ｂ〜４０ｄのライン情報）において、発光強度を低下させると、既に調整済みの領域４０ａにおいて縮小画像を表示するための光量が不足する恐れがあるからである。

次に、発光強度調整の処理手順について説明する。図１０は、発光強度調整の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、縮小画像生成部２４２が、入力画像の縮小画像を生成する（ステップＳ１０１）。そして、発光強度初期設定部２４３ａが、各光源２２０の発光強度を初期設定する（ステップＳ１０２）。

領域分割部２４３ｂが、縮小画像を領域分割し（ステップＳ１０３）、画素選択部２４３ｃが、各領域のライン情報を生成する（ステップＳ１０４）。続いて、発行強度調整部２４３が、分割された領域のなかから照射方向に最も近い領域のライン情報、すなわち、表示時において光源２２０が配置された辺と最も近くなる領域のライン情報を調整目標として選択する（ステップＳ１０５）。

発光分布算出部２４３ｄが、発光分布を算出し（ステップＳ１０６）、輝度比較部２４３ｅが、選択されたライン情報の輝度分布と、発光分布の該当部分の輝度を比較する（ステップＳ１０７）。ここで、光量が不足している部分があれば（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、後述する上げ幅調整処理を実行する（ステップＳ１０９）。

一方、光量が不足している部分がない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、選択されたライン情報に対応する領域が１番目の領域であれば（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、後述する下げ幅調整処理を実行する（ステップＳ１１１）。なお、選択されたライン情報に対応する領域が２番目以降の領域であれば（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、下げ幅調整処理は実行されない。

こうして調整目標のライン情報に対する処理を完了した後、まだ全ての領域のライン情報を調整目標として選択済みでなければ（ステップＳ１１２，Ｎｏ）、次の領域のライン情報を選択し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０６から処理が再開される。

一方、全ての領域のライン情報を調整目標として選択済みであれば（ステップＳ１１２，Ｙｅｓ）、画像補正部２４５が調整結果に合わせて画像を補正する（ステップＳ１１４）。そして、透過率制御部２４６が、補正後の入力画像に合わせて光制御部２１０の各画素の透過率を制御する（ステップＳ１１５）。続いて、発光強度制御部２４４が、調整結果に合わせて各光源２２０の発光強度を制御する（ステップＳ１１６）。

次に、図１０のステップＳ１１１に示した下げ幅調整処理の処理手順について説明する。図１１は、下げ幅調整処理の処理手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、発光強度調整部２４３は、まず、全ての光源２２０を選択対象とする（ステップＳ２０１）。そして、発光強度調整部２４３が、選択対象となっている光源２２０の一つを選択する（ステップＳ２０２）。続いて、調整量決定部２４３ｇが、光量不足が生じない範囲で、選択された光源２２０の発光強度をどれだけ低下させることができるかを算出する（ステップＳ２０３）。

なお、発光強度調整部２４３は、発光強度の下げ幅を、例えば最大３０％のように制限することとしてもよい。光量を大きく減少させると、前後して表示される画像の明るさのばらつきが大きくなり、フリッカ等の不具合が生じることがあるからである。

ここで、選択された光源２２０の発光強度を低下させる余地があった場合は（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、発光分布算出部２４３ｄが、選択された光源２２０の発光強度を算出された量だけ下げた場合の発光分布を算出する（ステップＳ２０５）。そして、調整量決定部２４３ｇが、算出された発光分布に基づいて、他の光源２２０の発光強度を光量不足が生じない範囲で低下させることができる量の合計を余裕度として算出する（ステップＳ２０６）。

一方、光源２２０の発光強度を低下させる余地がなければ（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、余裕度の算出は行われない。

続いて、発光強度調整部２４３は、選択対象となっている光源２２０の中から未選択のものを一つ選択する（ステップＳ２０７）。ここで、未選択の光源２２０を選択できた場合は（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３から処理手順が再開される。

一方、未選択の光源２２０を選択できなかった場合、すなわち、選択対象となっている全ての光源２２０について検証が完了した場合は（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、発光強度調整部２４３は、発光強度を低下させる余地がある光源２２０があったか確認する（ステップＳ２０９）。ここで、発光強度を低下させる余地がある光源２２０がなければ（ステップＳ２０９，Ｎｏ）、下げ幅調整処理は終了する。

一方、発光強度を低下させる余地がある光源２２０があれば（ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）、調整対象選択部２４３ｆが、余裕度が最大の光源２２０を調整対象として選択する（ステップＳ２１０）。そして、調整量決定部２４３ｇが、算出済みの下げ幅だけ下げた発光強度をその光源２２０の発光強度に設定する（ステップＳ２１１）。そして、発光強度調整部２４３が、その光源２２０を選択対象外とし（ステップＳ２１２）、選択対象の光源２２０が残っていれば（ステップＳ２１３，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２から処理手順を再開させ、残っていなければ（ステップＳ２１３，Ｎｏ）、下げ幅調整処理を終了させる。

なお、上記の処理手順では、全体の下げ幅を大きくするために、余裕度の大きい順に光源２２０の発光強度を下げていくこととしたが、処理を単純化するために、発光強度を下げる余地が大きいものから発光強度を下げていくこととしてもよい。また、輝度ムラ等が生じることを防止するため、隣接する光源２２０の発光強度の下げ幅の差が所定量以下になるように調整することとしてもよい。

次に、図１０のステップＳ１０９に示した上げ幅調整処理の処理手順について説明する。図１２は、上げ幅調整処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、輝度比較部２４３ｅが、調整目標として選択された領域のライン情報の中で光量が最も不足している部分を見つけ出す。そして、調整対象選択部２４３ｆが、その部分に最も近い光源２２０を調整対象として選択する（ステップＳ３０１）。

光量が不足している部分に最も近い光源２２０の選択は、図１３に示すように、調整目標として選択された領域を光源２２０の数だけの領域に分割しておけば、容易に行うことができる。図１３は、光量が最も不足している部分に最も近い光源選択するための領域分割の一例を示す図である。

調整量決定部２４３ｇが、調整対象として選択された光源２２０の発光強度を、該当部分の光量の不足が解消するまで、または、１００％まで高める（ステップＳ３０２）。続いて、発光分布算出部２４３ｄが、調整対象として選択された光源２２０の発光強度を高めた後の発光分布を算出する（ステップＳ３０３）。

輝度比較部２４３ｅが該当部分の光量不足が解消したかを判定する。解消していなければ（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、調整対象選択部２４３ｆが、調整対象として選択された光源２２０に隣接する光源２２０を新たな調整対象として選択する（ステップＳ３０５）。

ここでは、光源Ａ〜Ｅが、
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ
のように並んでおり、光源Ｃが調整対象として最初に選択された場合、
Ｂ→Ｄ→Ａ→Ｅ
もしくは、
Ｄ→Ｂ→Ｅ→Ａ
の順で他の光源が選択されていく。

そして、隣接する光源２２０を新たな調整対象として選択できた場合は（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２から処理手順が再開される。

一方、新たな調整対象として選択できる光源２２０がなかった場合（ステップＳ３０６，Ｎｏ）、および、ステップＳ３０４で該当部分の光量不足が解消していた場合は（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、輝度比較部２４３ｅが、調整目標として選択された領域のライン情報の中で、光量が最も不足している他の部分を見つけ出す（ステップＳ３０７）。

そして、該当する部分が見つかり（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）、発光強度を調整する余地がある光源２２０があれば（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１から処理が再開される。一方、光量が不足している部分がない場合（ステップＳ３０７，Ｎｏ）、もしくは、発光強度を調整する余地がある光源２２０がない場合は（ステップＳ３０８，Ｎｏ）、上げ幅調整処理は終了する。

なお、輝度ムラ等が生じることを防止するため、隣接する光源２２０の発光強度の上げ幅の差が所定量以下になるように調整することとしてもよい。

上述してきたように、本実施例２にかかる表示装置２００は、光源２２０に近い領域よりも、光源２２０から遠い領域が広くなるように、縮小画像を複数の領域に分割する。そして分割した各領域において、配列方向と垂直な方向に含まれる各画素の輝度値を比較し、最大輝度値を有する画素を選択することでライン情報を生成する。次いで、表示装置２００は、各光源２２０の発光パターンを合成した発光分布と、各ライン情報の輝度分布とを比較して、各光源の発光強度を調整する。したがって、発光パターンが重なるように光源が配置されている場合でも、画像中の黒い部分への光の供給量を動的に下げて、コントラストを向上させることができる。

さらに、本実施例２にかかる表示装置２００は、単に、分割する領域の数を減らすだけでなく、分割した領域における光源の配列方向に対して垂直方向に最大輝度値を有する画素を集めたライン情報を生成するため、発行強度調整時の比較対象の数を減らすことができる。よって、コントラストを向上させつつ、演算量を大幅に削減することができる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例１、２以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例３として本発明に含まれる他の実施例を説明する。

（１）縮小画像の分割について
例えば、上記の領域分割部２４３ｂは、図５に示したように、縮小画像を４０ａ〜４０ｄに分割していたが、領域の分割は必ずしも固定的に実施することが必須ではない。図１１に示した下げ幅調整処理および図１２に示した上げ幅調整処理は、発光強度を下げる処理または上げる処理の回数が固定ではないため、処理回数が閾値を超えた場合には、処理分割部２４３ｂは、縮小画像の分割数を減らしても良い。

例えば、領域分割部２４３ｂは、処理回数が閾値を超えた場合に、分割数を４から３に変更し、分割する各領域の幅の比を、上方より、１０：５：２とする。なお、領域分割部２４３ｂは、処理回数に限らず、発光強度調整部２４３にかかる負荷に応じて、分割数を変更してもよい。

なお、本実施例２においては、光源が画像の下一列に並んでいる場合を示したが、このパターンに限定されるものではない。例えば、光源が上下一列に並んでいる場合でも容易に拡張可能である。領域分割部２４３ｂは、分割数を６に設定し、領域の幅が上下対象となるように、各領域の幅の比を、上方より、２：３：５：５：３：２とする。

この場合、発光強度調整部２４３は、「最下の領域」の処理としていた部分を「最上・最下の領域」の処理として、２領域にて実施する。そして、中央に向かって２領域ずつ選択しながら、ライン情報を生成し、実施例２と同様にして発光強度を調整すればよい。

なお、ライン情報の輝度分布が各発光強度の発光分布を上回っている場合には、発光強度調整部２４３は、２４個ずつ上下に配置された４８個の光源に対応させて、画素の上回り量が最も大きい部分に近い位置の光源を選択する。そして発光強度調整部２４３は、選択した光源の発光強度を上げる。

ただし、例えば、画素の上回り量が最も大きい部分に近い位置の光源が上側の光源であり、上側の光源の発光強度が全て１００％の場合には、発光強度調整部２４３は、下側の光源を選択し、選択した光源の発光強度を上げる。

（２）輝度比較について
例えば、上記の輝度比較部２４３ｅは、分割された領域の中間の場所の発光分布の輝度とライン情報の輝度分布とを配列方向の位置ごとに比較していたが、これに限定されるものではない。例えば、図１４を用いて他の例を説明する。図１４は、輝度比較部のその他の処理を説明するための図（１）である。

図１４に示すように、輝度比較部２４３ｅは、分割された領域に対応する発光分布において、領域の下端の発光分布とライン情報の輝度分布とを比較する。さらに、領域の上端の発光分布とライン情報の輝度分布とを比較する。そして、調整量決定部２４３ｇは各光源２２０の発光強度を調整するとしてもよい。

以上のような構成によって、コントラストを向上させつつ、演算量を削減するだけでなく、ライン情報に含まれる輝度値を確保して、各光源２２０を調節することが出来る。つまり、領域の上端および下端の発光分布とライン情報を各々比較し、ライン情報の輝度分布を各発光分布が下回らないように各光源２２０を調節する。よって、表示対象画像の輝度を確実に保って表示することが可能となる。

さらに、輝度比較についての他の実施例を図１５を用いて説明する。図１５は、輝度比較部のその他の処理を説明するための図（２）である。

図１５に示すように、輝度比較部２４３ｅは、分割された領域に対応する発光分布において、配列方向と垂直な方向に含まれる発光強度の最低値を選択する。そして、輝度比較部２４３ｅは、各位置での最低値を合わせた発光分布と、ライン情報の輝度分布とを比較して、各光源２２０の発光強度を調整しても良い。

以上のような構成によって、コントラストを向上させつつ、演算量を削減するだけでなく、ライン情報に含まれる輝度値を確保して、各光源２２０を調節することが出来る。つまり、領域の上下端の発光分布と比較することでライン情報の輝度分布を下回らないように各光源２２０を調節できる。よって、表示対象画像の輝度を確実に保って表示することが可能となる。

（３）システムの構成など
図２に示した本実施例にかかる表示装置２００の構成は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。例えば、表示装置２００の表示制御装置２４０の機能をソフトウェアとして実装し、これをコンピュータで実行することにより、表示制御装置２４０と同等の機能を実現することもできる。以下に、表示制御装置２４０の機能をソフトウェアとして実装した表示制御プログラムを実行するコンピュータの一例を示す。

図１６は、表示制御プログラムを実行するコンピュータを示す機能ブロック図である。このコンピュータ３００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置３２０と、光制御部２１０を含むモニタ３３０を有する。また、コンピュータ３００は、記憶媒体からプログラム等を読取る媒体読取り装置３４０と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うネットワークインターフェース装置３５０と、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）３６０と、ハードディスク装置３７０を有する。そして、各装置３１０〜３７０は、バス３８０に接続される。

そして、ハードディスク装置３７０には、図２に示した表示制御装置２４０と同様の機能を有する表示制御プログラム３７１と、図２の記憶部２５０に記憶される各種データに対応する表示制御用データ３７２とが記憶される。なお、表示制御用データ３７２を、適宜分散させ、ネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶させておくこともできる。

ＣＰＵ３１０が表示制御プログラム３７１をハードディスク装置３７０から読み出してＲＡＭに展開することにより、表示制御プログラム３７１は、表示制御プロセス３６１として機能するようになる。そして、制御表示プロセス３６１は、表示制御用データ３７２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ３６０上の自身に割当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。

なお、上記の表示制御プログラム３７１は、必ずしもハードディスク装置３７０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ３００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ３００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

１００，２００ 表示装置
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｎ，２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｎ 光源
１２０ 画像表示領域
１３０ 比較部
１４０ 制御部
２１０ 光制御部
２３０ａ，２２０ｂ，２２０ｎ ドライバ
２４０ 表示制御装置
２４１ 画像入力部
２４２ 縮小画像生成部
２４３ 発光強度調整部
２４３ａ 発光強度初期設定部
２４３ｂ 領域分割部
２４３ｃ 画素選択部
２４３ｄ 発光分布算出部
２４３ｅ 輝度比較部
２４３ｆ 調整対象選択部
２４３ｇ 調整量決定部
２４４ 発光強度制御部
２４５ 画像補正部
２４６ 透過率制御部
２５０ 記憶部
２５０ａ 発光パターンデータ
３００ コンピュータ
３２０ 入力装置
３３０ モニタ
３４０ 媒体読取り装置
３５０ ネットワークインターフェース装置
３６０ ＲＡＭ
３６１ 表示制御プロセス
３７０ ハードディスク装置
３７１ 表示制御プログラム
３７２ 表示制御用データ

Claims (4)

1. 第一の方向に配列し、照射領域が重複する複数の光源と、
   前記第一の方向と交差する第二の方向に、複数の画素を含む画像表示領域と、
   前記複数の画素に対応する輝度をそれぞれ比較し、最大輝度を有する画素を特定する比較部と、
   前記第一の方向に対して平行な方向に前記画像表示領域を複数の領域に分割する分割部と、
   各光源の発光パターンにそれぞれの光源の発光強度を乗じて、それぞれの光源を単体で点灯させた場合における画像表示領域上の輝度を求め、該輝度を画像表示領域上の位置毎に合計することで、全ての光源をそれぞれの発光強度で点灯させた場合の合成発光分布を算出し、該合成発光分布と、前記比較部が前記特定した画素を前記第一の方向に配置させたときの輝度分布とに基づいて、該複数の光源ごとに、前記合成発光分布が前記輝度分布を上回るように光量を制御する制御部と
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記比較部は、前記分割部による分割された前記複数の領域毎に前記比較を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部は、前記比較部が前記特定した画素を前記第一の方向に配置させたときの輝度分布と、前記複数の光源ごとの発光パターンに基づく該複数の光源による合成発光分布とに基づいて、該複数の光源ごとに前記合成発光分布が前記輝度分布を上回るように光量を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記合成発光分布は、前記複数の光源の発光分布の最小値を合成した前記合成発光分布であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。

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