JP6267923B2 - 表示装置、電子機器及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、電子機器及び表示装置の駆動方法に関する。

近年、携帯電話及び電子ペーパー等のモバイル機器向け等の表示装置の需要が高くなっている。表示装置では、１つの画素が複数の副画素を備え、当該複数の副画素がそれぞれ異なる色の光を出力し、当該副画素の表示のオン及びオフを切り換えることで、１つの画素で種々の色を表示させている。このような表示装置は、解像度及び輝度といった表示特性も年々向上してきている。しかし、解像度が高くなるにしたがって開口率が低下してくるため、高輝度を達成しようとした場合、バックライトの輝度を高くする必要があり、バックライトの消費電力が増大するという問題がある。

これを改善するため、従来の赤、緑、青の副画素に第４の副画素である白画素を加える技術がある（例えば、特許文献１）。この技術は、白画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値を下げ、消費電力を低減する。

また、特許文献２には、画像データを解析する方法として、第１の測定可能属性に対応する第１の軸および上記第１の測定可能属性に関する特定の値を持つピクセルのカウント数に対応する第２の軸を有するデジタル形式画像の度数分布を作成し、上記度数分布を複数クラスターに分割することが記載されている。特許文献２では、解析した結果に基づいて、画像のコントラストを強化する技術が記載されている。

特開２０１０−３３０１４号公報 特開平９−１４９２５７号公報

ここで、バックライトからの輝度を低減する方法としては、画像の解析を行い、表示される画像の輝度や彩度に応じてバックライトの輝度を低下させ、消費電力を低減させる方法がある。この場合、画像の入力信号を解析して、高輝度、高彩度な画像ではないと判断した場合、バックライトの輝度を低下させる。しかしながら、高輝度、高彩度な画像ではないと判断した画像であっても、実際にバックライトの輝度を低下させると画質の劣化が認識される場合がある。また、特許文献２の技術は、度数分布からクラスター検出するため、演算量が多くなり、解析の負荷が高くなる。

本態様は、演算量の増加を抑制しつつ、画質の劣化を抑制し、かつ、消費電力を低減することができる表示装置、電子機器及び表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。

本態様の表示装置は、複数の画素が列状に配置された画像表示パネルと、前記画像表示パネルを背面から照明する面状光源と、画像の入力信号に基づいて、前記画素を制御し、かつ、前記画像の入力信号の色情報に基づき、前記画素毎の電力削減量の指標を算出し、算出した指標に基づいて前記面状光源の明るさを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記指標が連続するかを判定し、前記指標が連続すると判定した場合、連続する領域を塊と判定し、連続する指標を前記塊の指標に決定する塊検出部と、対象領域の全域の指標に基づいて指標を全域の指標に決定する計数部と、前記塊の指標と前記全域の指標とを比較し、電力削減量の少ない側の指標を前記対象領域の指標として算出する指標決定部と、を有する。

本態様の電子機器は、上述した本態様の表示装置を備える。

本態様の表示装置の駆動方法は、複数の画素が列状に配置された画像表示パネルと、前記画像表示パネルを背面から照明する面状光源と、を備える表示装置の駆動方法であって、画像の入力信号を検出する入力信号検出ステップと、前記画像の入力信号の色情報に基づき、前記画素毎の電力削減量の指標を算出する指標算出ステップと、前記指標が連続するかを判定し、前記指標が連続すると判定した場合、連続する領域を塊と判定し、連続する指標を前記塊の指標に決定する塊検出ステップと、対象領域の全域の指標に基づいて指標を全域の指標に決定する係数決定ステップと、前記塊の指標と前記全域の指標とを比較し、電力削減量の少ない側の指標を前記対象領域の指標として算出する指標決定ステップと、算出した指標に基づいて前記面状光源の明るさを制御する制御ステップと、を含む。

本態様によれば、演算量の増加を抑制しつ、画質の劣化を抑制し、かつ、消費電力を低減することができる表示装置、電子機器及び表示装置の駆動方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る導光板及びサイドライト光源の説明図である。 図４は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。 図５は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。 図６は、本実施形態に係る信号処理部を説明するためのブロック図である。 図７は、本実施形態に係る表示装置の駆動方法のフローチャートである。 図８は、本実施形態に係る表示装置の駆動方法のフローチャートである。 図９は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。 図１０は、領域の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。 図１１は、塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。 図１２は、水平方向の塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。 図１３は、水平方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。 図１４は、水平方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。 図１５は、水平方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。 図１６は、垂直方向の塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。 図１７は、垂直方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。 図１８は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。 図１９は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。 図２０は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。 図２１は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。 図２２は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２３は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２４は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２５は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２６は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２７は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２８は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２９は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図３０は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（表示装置の構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列の一例を示す図である。

図１に示すように、表示装置１０は、画像出力部１１からの画像の入力信号ＳＲＧＢが入力され、表示装置１０の各部に出力信号ＳＲＧＢＷを送り、動作を制御する信号処理部２０と、信号処理部２０から出力された出力信号ＳＲＧＢＷに基づいて画像を表示させる画像表示パネル（表示部）３０と、画像表示パネル３０の駆動を制御する画像表示パネル駆動部４０と、画像表示パネル３０を背面から照明する面状光源装置５０と、面状光源装置５０の駆動を制御する面状光源装置駆動部６０と、を備える。なお、表示装置１０は、特許文献の、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている画像表示装置組立体と同様の構成であり、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている各種変形例が適用可能である。

信号処理部２０は、画像表示パネル３０及び面状光源装置５０の動作を制御する演算処理部である。信号処理部２０は、画像表示パネル３０を駆動するための画像表示パネル駆動部４０、及び、面状光源装置５０を駆動するための面状光源装置駆動部６０と接続されている。信号処理部２０は、外部から入力される入力信号を処理して出力信号及び面状光源装置制御信号を生成する。つまり、信号処理部２０は、入力信号の入力ＨＳＶ色空間の入力値（入力信号）を、第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色で再現される再現ＨＳＶ色空間の再現値（出力信号）に変換して生成し、生成した出力信号を画像表示パネル３０に出力する。信号処理部２０は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動部４０に出力し、生成した面状光源装置制御信号ＳＢＬを面状光源装置駆動部６０に出力する。

図１に示すように、画像表示パネル３０は、画素４８が、Ｐ_０×Ｑ_０個（行方向にＰ_０個、列方向にＱ_０個）、２次元のマトリクス状（行列状）に配列されている。図１に示す例は、ＸＹの２次元座標系に複数の画素４８がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、行方向がＸ方向、列方向はＹ方向である。

画素４８は、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとを有する。第１副画素４９Ｒは、第１原色（例えば、赤色）を表示する。第２副画素４９Ｇは、第２原色（例えば、緑色）を表示する。第３副画素４９Ｂは、第３原色（例えば、青色）を表示する。第４副画素４９Ｗは、第４の色（具体的には白色）を表示する。このように、画像表示パネル３０に行列状に配列された画素４８は、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂ及び第４の色を表示する第４副画素４９Ｗを含む。第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色は、第１原色、第２原色、第３原色及び白色に限られず、補色など色が異なっていればよい。第４の色を表示する第４副画素４９Ｗは、同じ光源点灯量で照射された場合、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂよりも明るいことが好ましい。以下において、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素４９という。

表示装置１０は、より具体的には、透過型のカラー液晶表示装置である。図２に示すように、画像表示パネル３０は、カラー液晶表示パネルであり、第１副画素４９Ｒと画像観察者との間に第１原色を通過させる第１カラーフィルタが配置され、第２副画素４９Ｇと画像観察者との間に第２原色を通過させる第２カラーフィルタが配置され、第３副画素４９Ｂと画像観察者との間に第３原色を通過させる第３カラーフィルタが配置されている。また、画像表示パネル３０は、第４副画素４９Ｗと画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。このように画像表示パネル３０は、透明な樹脂層を設けることで、第４副画素４９Ｗにカラーフィルタを設けないことによって第４副画素４９Ｗに大きな段差が生じることを抑制することができる。

図１及び図２に示す画像表示パネル駆動回路４０は、本実施形態の制御部に含まれ、信号出力回路４１及び走査回路４２を備えている。画像表示パネル駆動回路４０は、信号出力回路４１によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル３０に出力する。信号出力回路４１は、信号線ＤＴＬによって画像表示パネル３０と電気的に接続されている。画像表示パネル駆動回路４０は、走査回路４２によって、画像表示パネル３０における副画素を選択し、副画素の動作（光透過率）を制御するためのスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor））のオン及びオフを制御する。走査回路４２は、走査線ＳＣＬによって画像表示パネル３０と電気的に接続されている。

面状光源装置５０は、画像表示パネル３０の背面に配置され、画像表示パネル３０に向けて光を照射することで、画像表示パネル３０を照明する。図３は、本実施形態に係る導光板及びサイドライト光源の説明図である。面状光源装置５０は、導光板５４と、導光板５４の少なくとも一側面を入射面Ｅとして、この入射面Ｅに対向する位置に、複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆを配列したサイドライト光源５２と、を備えている。複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆは、例えば、同色（例えば、白色）の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆは、導光板５４の一側面に沿って並んでおり、光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆが並ぶ光源配列方向をＬＹとした場合、光源配列方向ＬＹに直交する入光方向ＬＸに向けて、入射面Ｅから導光板５４へ光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆの入射光が入光する。

面状光源装置駆動部６０は、面状光源装置５０から出力する光の光量等を制御する。面状光源装置駆動部６０は、本実施形態の制御部に含まれる。具体的には、面状光源装置駆動部６０は、信号処理部２０から出力される面状光源装置制御信号ＳＢＬに基づいて面状光源装置５０に供給する電流又はデューティ比（ｄｕｔｙ比）を調整することで、画像表示パネル３０を照射する光の光量（光の強度）を制御する。そして、面状光源装置駆動部６０は、図３に示す複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆに対して個々に独立して電流又はデューティ比（ｄｕｔｙ比）を制御し、各光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆの照射する光の光量（光の強度）を制御する、光源の分割駆動制御をすることができる。

導光板５４は、光源配列方向ＬＹに現れる両端面で光の反射が生じるため、光源配列方向ＬＹに現れる両端面に近い、光源５６Ａ及び光源５６Ｆが照射する光の強度分布と、光源５６Ａ及び光源５６Ｆの間に配置される、例えば光源５６Ｃが照射する光の強度分布が異なっている。このため、本実施形態に係る面状光源装置駆動部６０は、図３に示す複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆに対して個々に独立して電流又はデューティ比（ｄｕｔｙ比）を制御し、各光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆの光強度分布に応じて照射する光の光量（光の強度）を制御する必要がある。

面状光源装置５０は、光源５６Ａ〜５６Ｆの入射光が光源配列方向ＬＹに直交する入光方向ＬＸに向けて照射され、入射面から導光板５４に入る。導光板５４に入射した光は、拡散しながら入射方向ＬＸに進む。導光板５４は、光源５６Ａ〜５６Ｆから照射され入射した光を画像表示パネル３０を背面から照明する照明方向ＬＺへ照射する。本実施形態において、照明方向ＬＺは、光源配列方向ＬＹと、入光方向ＬＸとに直交する。

（表示装置の処理動作）
次に、表示装置１０、より具体的には信号処理部２０が実行する処理動作について説明する。図４は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。図５は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。図６は、本実施形態に係る信号処理部を説明するためのブロック図である。図７は、本実施形態に係る表示装置の駆動方法のフローチャートである。図８は、本実施形態に係る表示装置の駆動方法のフローチャートである。

図１に示すように、信号処理部２０は、外部の画像出力部１１から表示する画像の情報である入力信号ＳＲＧＢが入力される。入力信号ＳＲＧＢは、各画素に対して、その位置で表示する画像（色）の情報を入力信号として含んでいる。具体的には、Ｐ_０×Ｑ_０個の画素４８がマトリクス状に配置された画像表示パネル３０において、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８（ただし、１≦ｐ≦Ｐ_０、１≦ｑ≦Ｑ_０）に対して、信号値がｘ_{１−（ｐ、ｑ）}の第１副画素４９Ｒの入力信号、信号値がｘ_{２−（ｐ、ｑ）}の第２副画素４９Ｇの入力信号及び信号値がｘ_{３−（ｐ、ｑ）}の第３副画素４９Ｂの入力信号（図１参照）が含まれる信号が信号処理部２０に入力される。図６に示すように、信号処理部２０は、タイミング生成部２１と、画像処理部２２と、画像解析部２３と、光源駆動値決定部２６と、を含む。

タイミング生成部２１は、基準クロック等であり、画像表示パネル３０と面状光源装置５０の動作を同期させるための信号を生成する。画像処理部２２は、画像出力部１１から入力される入力信号に対して各種処理を行い、画像表示パネル駆動部４０に出力する信号（表示信号）を生成する。画像処理部２２が実行する処理としては、γ補正や、色空間補正、ＲＧＢの信号をＲＧＢＷの信号に変換する処理等がある。

画像解析部２３は、１／α値算出部９０と、色相判定部９２と、１／α値計数部９４と、塊検出部９６と、１／α値決定部９８と、を有する。ここで、１／αは、光源点灯量の削減率を示す指標である。本実施形態の１／αは、値が大きくなるほど光源点灯量の削減率が小さくなり、値が小さくなるほど光源点灯量の削減率が大きくなる。１／α値算出部９０は、入力信号または画像処理部２２で生成された出力信号（色情報）に基づいて各画素の１／αを算出する。色相判定部９２は、入力信号または画像処理部２２で生成された出力信号に基づいて、各画素の色相を判定する。１／α値計数部９４は、１／α値算出部９０で算出した結果と色相判定部９２で算出した色相を所定のアルゴリズムを用いて処理し、対象の領域の１／αを算出する。ここで、所定のアルゴリズムとしては、例えば、領域内の１／αの分布を算出し、１／αの画素が所定画素数以上となり、かつ最も高い１／αを全域の１／αとする処理を用いることができる。１／α計数部９４は、領域の全域を解析して全域に対する１／αを算出する。塊検出部９６は、１／α値算出部９０及び色相判定部９２の結果に基づいて、対象の領域中の塊を検出し、塊の検出の結果に基づいて１／αを決定する。１／α値決定部９８は、１／α値計数部９４で算出される結果と塊検出部９６で算出される結果に基づいて、対象の領域の１／αを決定する。画像解析部２３は、決定した１／αを光源駆動値決定部２６及び画像処理部２２に送る。なお、画像解析部２３は、色相判定部９２の結果については使用しても使用しなくてもよい。画像解析部２３の１／α値算出部９０と、色相判定部９２と、１／α値計数部９４と、塊検出部９６と、１／α値決定部９８とによる処理については後述する。

光源駆動値決定部２６は、画像処理部２２と画像解析部２３との結果に基づいて、光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆから出力する光量（ＬＥＤ点灯量）
を決定し、決定した光量（ＬＥＤ点灯量）を面状光源装置駆動部６０に出力する。

次に、図７及び図８を用いて、信号処理部２０による画像表示パネル３０の制御動作と面状光源装置５０の制御動作について説明する。ここで、図７は、信号処理部２０による面状光源装置５０の制御動作の一例を示し、図８は、信号処理部２０による画像表示パネル３０の制御動作の一例である。図７と図８では、別々のフローチャートで示しているが、信号処理部２０は、一部の処理情報を共有して、画像表示パネル３０と面状光源装置５０とを制御している。

図１及び図６に示す信号処理部２０は、図７に示すように、入力信号ＳＲＧＢを検出する（ステップＳ１２）。そして、タイミング生成部２１は、入力信号ＳＲＧＢを処理することで、１フレーム毎に画像表示パネル駆動部４０と、面状光源装置駆動部６０とのタイミングを同期する同期信号ＳＴＭを画像表示パネル駆動部４０及び面状光源装置駆動部６０へ送出する。信号処理部２０は、画像処理部２２及び画像解析部２４により、入力信号ＳＲＧＢで生成される画像を解析する（ステップＳ１４）。本実施形態の信号処理部２０の画像処理部２２は、入力信号ＳＲＧＢを処理することで、第１副画素４９Ｒの表示階調を決定するための第１副画素の出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの表示階調を決定するための第２副画素の出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）、第３副画素４９Ｂの表示階調を決定するための第３副画素の出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び第４副画素４９Ｗの表示階調を決定するための第４副画素の出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を生成する。さらに信号処理部２０は、画像処理部２２で生成した出力信号に基づいて、画像を解析する。

以下、本実施形態に係る表示データの演算処理について詳細に説明する。表示装置１０は、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間（再現ＨＳＶ色空間）における明度のダイナミックレンジを広げることができる。つまり、図４に示すように、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできる円柱形状のＨＳＶ色空間に、彩度Ｓが高くなるほど明度Ｖの最大値が低くなる略台形形状となる立体が載っている形状となる。

信号処理部２０の画像処理部２２は、第４の色（白色）を加えることで、拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、信号処理部２０に記憶されている。つまり、信号処理部２０は、図４に示すＨＳＶ色空間の立体形状について、彩度Ｓ及び色相Ｈの座標（値）毎に明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）の値を記憶している。入力信号は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの入力信号を有するため、入力信号のＨＳＶ色空間は、円柱形状、つまり、再現ＨＳＶ色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。

次に、信号処理部２０の画像処理部２２は、少なくとも第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）及び伸張係数αに基づいて、第１副画素４９Ｒの出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第１副画素４９Ｒへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び伸張係数αに基づいて第２副画素４９Ｇの出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第２副画素４９Ｇへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び伸張係数αに基づいて第３副画素４９Ｂの出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第３副画素４９Ｂへ出力する。さらに、信号処理部２０は、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）に基づいて第４副画素４９Ｗの出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第４副画素４９Ｗへ出力する。

具体的には、信号処理部２０の画像処理部２２は、第１副画素４９Ｒの伸張係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第１副画素４９Ｒの出力信号を算出し、第２副画素４９Ｇの伸張係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第２副画素４９Ｇの出力信号を算出し、第３副画素４９Ｂの伸張係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第３副画素４９Ｂの出力信号を算出する。

つまり、信号処理部２０は、χを表示装置１０に依存した定数としたとき、第（ｐ、ｑ）番目の画素（又は第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの組）への第１副画素４９Ｒの出力信号である信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素４９Ｇの出力信号である信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び第３副画素４９Ｂの出力信号である信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、次に示す式（１）〜式（３）から求める。

Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（１）

Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（２）

Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（３）

信号処理部２０は、第４の色を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を求め、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。

彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）は、Ｓ＝（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／Ｍａｘ及びＶ（Ｓ）＝Ｍａｘで表される。彩度Ｓは０から１までの値をとることができ、明度Ｖ（Ｓ）は０から（２^ｎ−１）までの値をとることができる。ｎは、表示階調ビット数である。また、Ｍａｘは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最大値である。Ｍｉｎは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最小値である。また、色相Ｈは、図５に示すように０°から３６０°で表される。０°から３６０°に向かって、赤（Ｒｅｄ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、シアン（Ｃｙａｎ）、青（Ｂｌｕｅ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、赤となる。

本実施形態において、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}は、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}と伸張係数αとの積に基づき求めることができる。具体的には、下記の式（４）に基づいて信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求めることができる。式（４）では、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}と伸張係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。χについては後述する。

Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}＝Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}・α／χ・・・（４）

一般に、第（ｐ、ｑ）番目の画素において、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）に基づき、円柱のＨＳＶ色空間における彩度（Saturation）Ｓ_{（ｐ、ｑ）}及び明度（Brightness）Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}は、次の式（５）、式（６）から求めることができる。

Ｓ_{（ｐ、ｑ）}＝（Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}−Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}）／Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（５）

Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}＝Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（６）

ここで、Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）の３個の副画素４９の入力信号値の最大値であり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）３個の副画素４９の入力信号値の最小値である。本実施形態ではｎ＝８とした。すなわち、表示階調ビット数を８ビット（表示階調の値を０から２５５の２５６階調）とした。

白色を表示する第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタが配置されていない。第４の色を表示する第４副画素４９Ｗは、同じ光源点灯量で照射された場合、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂよりも明るい。第１副画素４９Ｒに第１副画素４９Ｒの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第２副画素４９Ｇに第２副画素４９Ｇの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第３副画素４９Ｂに第３副画素４９Ｂの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの、画素４８又は画素４８の群が備える第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体の輝度をＢＮ_１−３とする。また、画素４８又は画素４８の群が備える第４副画素４９Ｗに、第４副画素４９Ｗの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第４副画素４９Ｗの輝度ＢＮ_４としたときを想定する。すなわち、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がＢＮ_１−３で表される。すると、χを表示装置１０に依存した定数としたとき、定数χは、χ＝ＢＮ_４／ＢＮ_１−３で表される。

具体的には、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体に、次の表示階調の値を有する入力信号として、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝２５５が入力されたときにおける白色の輝度ＢＮ_１−３に対して、第４副画素４９Ｗに表示階調の値２５５を有する入力信号が入力されたと仮定したときの輝度ＢＮ_４は、例えば、１．５倍である。すなわち、本実施形態にあっては、χ＝１．５である。

ところで、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}が、上述した式（４）で与えられる場合、Ｖｍａｘ（Ｓ）は、次の式（７）、式（８）で表すことができる。

Ｓ≦Ｓ_０の場合、
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（χ＋１）・（２^ｎ−１）・・・（７）

Ｓ_０＜Ｓ≦１の場合：
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（２^ｎ−１）・（１／Ｓ）・・・（８）
ここで、Ｓ_０＝１／（χ＋１）である。

このようにして得られた、第４の色を加えることによって拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、例えば、信号処理部２０に一種のルックアップテ−ブルとして記憶されている。あるいは、拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）は、都度、信号処理部２０において求められる。

次に、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における出力信号である信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}の求め方（伸張処理）を説明する。次の処理は、（第１副画素４９Ｒ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第１原色の輝度、（第２副画素４９Ｇ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第２原色の輝度、（第３副画素４９Ｂ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第３原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持（維持）するように行われる。さらには、階調−輝度特性（ガンマ特性、γ特性）を保持（維持）するように行われる。また、いずれかの画素４８又は画素４８の群において、入力信号値のすべてが０である場合又は小さい場合、このような画素４８又は画素４８の群を含めることなく、伸張係数αを求めればよい。

（第１工程）
まず、信号処理部２０は、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。具体的には、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号である信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素４９Ｇの入力信号である信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、第３副画素４９Ｂの入力信号である信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づき、式（７）及び式（８）からＳ_{（ｐ、ｑ）}、Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}を求める。信号処理部２０は、この処理を、すべての画素４８に対して行う。

（第２工程）
次いで、信号処理部２０は、複数の画素４８において求められたＶｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）に基づき伸張係数α（Ｓ）を求める。

α（Ｓ）＝Ｖｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）・・・（９）

（第３工程）
次に、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、少なくとも、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づいて求める。本実施形態にあっては、信号処理部２０は、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}、伸張係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、信号処理部２０は、上述したとおり、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（４）に基づいて求める。信号処理部２０は、Ｐ_０×Ｑ_０個の全画素４８において信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。

（第４工程）
その後、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、伸張係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}、伸張係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、伸張係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求める。具体的には、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（１）〜（３）に基づいて求める。

信号処理部２０は、式（４）に示したとおり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値を伸張係数αによって伸張する。このように、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸張係数αによって伸張されることで、白色表示副画素（第４副画素４９Ｗ）の輝度が増加するだけでなく、上記式に示すとおり、赤色表示副画素、緑色表示副画素及び青色表示副画素（それぞれ第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂに対応する）の輝度も増加する。このため、色のくすみが発生するといった問題を回避することができる。すなわち、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸張されていない場合と比較して、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸張係数αによって伸張されることで、画像全体として輝度はα倍となる。したがって、例えば、静止画等の画像表示を高輝度で行うことができ、好適である。

信号処理部２０は、画像処理部２２で画像信号に対する処理を行いＲＧＢＷの信号に変換したら、画像解析部２３により変換したＲＧＢＷの信号を解析して１／αを算出する。信号処理部２０は、画像解析を行ったら、光源駆動値決定部２６によりＬＥＤ点灯量の決定処理を行う（ステップＳ１６）。具体的には、光源駆動値決定部２６が、画像信号に基づいて光源の出力を決定し、さらに１／αに基づいて出力を低減する。また、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}が、α倍に伸張されている。このため、表示装置１０は、画像の入力信号ＳＲＧＢの情報に基づいて、伸張されていない状態の画像の輝度と同じ画像の輝度とするために、面状光源装置５０の輝度を、伸張係数αに基づき減少させてもよい。具体的には、光源駆動値決定部２６が面状光源装置５０の輝度を、（１／α）倍となるように、複数の光源５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ及び５６Ｆに対して個々に独立して電流又はオン／オフのデューティ比（ｄｕｔｙ比）を制御する。信号処理部２０は、決定したＬＥＤ点灯量を面状光源装置駆動部６０に出力する（ステップＳ１８）。

次に、画像表示パネル３０の制御動作を説明する。信号処理部２０は、図８に示すように、入力信号ＳＲＧＢを検出する（ステップＳ２２）。信号処理部２０は、画像処理部２２により、入力信号ＳＲＧＢで生成される画像を解析する（ステップＳ２４）。本実施形態の信号処理部２０の画像処理部２２は、入力信号ＳＲＧＢを処理することで、第１副画素４９Ｒの表示階調を決定するための第１副画素の出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの表示階調を決定するための第２副画素の出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）、第３副画素４９Ｂの表示階調を決定するための第３副画素の出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び第４副画素４９Ｗの表示階調を決定するための第４副画素の出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を生成する。信号処理部２０は、画像解析を行ったら、光源駆動値決定部２６に問いＬＥＤ点灯量を決定する（ステップＳ２６）。なお、ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６の処理は、基本的にステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６を同一の処理である。

信号処理部２０は、ＬＥＤ点灯量を決定したら、ＬＥＤ点灯量に基づいて、ＬＥＤの輝度分布、つまり面状光源装置５０から出力される輝度分布を算出し、その結果に基づいて、出力信号を補正し、表示信号を生成し（ステップＳ２８）、生成した表示信号を画像表示パネル駆動部４０に出力する（ステップＳ３０）。信号処理部２０は、以上のようにして、画像表示パネル３０に表示させる信号と、面状光源装置５０の出力する光量とを決定することで、簡単な処理で、画質の劣化を抑制し、かつ、消費電力を低減した状態で画像を表示させることができる。

次に、図９から図１９を用いてＬＥＤ点灯量の決定処理について説明する。図９は、１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。図１０は、領域の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。図１１は、塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。図１２は、水平方向の塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。図１３から図１５は、それぞれ水平方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。図１６は、垂直方向の塊の１／αの算出の処理動作のフローチャートである。図１７は、垂直方向の塊の１／αの算出動作を説明するための説明図である。図１８及び図１９は、それぞれ１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。

本実施形態の表示装置１０は、面状光源装置５０が画像表示パネル３０に向けて光を射出する面である射出面１０２を仮想的に複数の領域１０４に分割している。射出面１０２は、導光板５４の画像表示パネル３０と対面する面である。領域１０４は、入光方向ＬＸに平行な複数の分割線１０６と、光源配列方向ＬＹに平行な複数の分割線１０８とで、マトリックス状に分割されている。分割線１０６は、光源５６Ａ〜５６Ｆのうち、隣接する２つの光源の間に設けられている。したがって、分割線１０６は、等間隔に５本設けられている。これにより、領域１０４は、各光源５６Ａ〜５６Ｆに対応した領域となる。また、分割線１０８が、等間隔で２本設けられている。これにより、射出面１０２は、３行６列の１８個の領域１０４に分割されている。なお、領域１０４を分割する数は特に限定されないが、光源配列方向ＬＹは、光源の配置に合わせて分割することが好ましい。これにより各光源の出力を制御しやすくなる。表示装置１０は、領域１０４を判定の単位として用い、領域１０４毎に１／αを算出する。

次に、図１０を用いて、各領域１０４の１／αの決定方法について説明する。画像解析部２３は、１／α値算出部９０により、各画素の１／αを検出（算出）し（ステップＳ４０）、算出した各画素の１／αに基づいて、１／α値計数部９４により領域毎に全域の１／αを決定しつつ（ステップＳ４２）、塊検出部９６により塊の１／αを決定する（ステップＳ４４）。１／α値計数部９４は、所定のアルゴリズムを用いて、全域の１／αを算出する。具体的には、領域内の１／αの分布を算出し、１／αの画素が所定画素数以上となり、かつ最も高い１／αを全域の１／αとする。また、塊検出部９６による塊の１／αの決定については、後述する。ここで、ステップＳ４２の処理とステップＳ４４の処理は並行して行ってもよいし、順番に行ってもよい。

画像解析部２３は、全域の１／αと塊の１／αを決定したら、有効サンプルがあるかを判定する（ステップＳ４６）。具体的には、解析した結果、有効と判定できるサンプルの数、サンプリング数が０より大きいかを判定する。画像解析部２３は、有効サンプルがない（ステップＳ４６でＮｏ）、つまり有効サンプリング数が０であると判定した場合、１／α値決定部９８により、予め設定されたデフォルト値を１／αに決定し（ステップＳ４８）、本処理を終了する。ここで、デフォルト値としては、例えば８‘ｈ２０を用いることができる。

画像解析部２３は、有効サンプルがある（ステップＳ４６でＹｅｓ）、つまり有効サンプリング数が１以上であると判定した場合、全域の１／α＞塊の１／αであるかを判定する（ステップＳ５０）。画像解析部２３は、全域の１／α＞塊の１／αである（ステップＳ５０でＹｅｓ）と判定した場合、１／α値決定部９８により、全域の１／αを領域の１／αに決定し（ステップＳ５２）、本処理を終了する。画像解析部２３は、全域の１／α≦塊の１／αである（ステップＳ５０でＮｏ）と判定した場合、１／α値決定部９８により、塊の１／αを領域の１／αに決定し（ステップＳ５４）、本処理を終了する。つまり、画像解析部２３は、大きい方の１／αを領域の１／αに設定する。

次に、図１１を用いて、塊の１／αの算出方法について説明する。まず、塊検出部９６は、各画素の１／αに基づいて、水平方向の塊の１／αを算出しつつ（ステップＳ６０）、垂直方向の塊の１／αを算出する（ステップＳ６２）。なお、ステップＳ６０とステップＳ６２の処理は、後述する。ここで、ステップＳ６０の処理とステップＳ６２の処理は並行して行ってもよいし、順番に行ってもよい。ここで、水平方向とは、画像を画像表示パネル３０に書き込む際の書き込み位置が移動する方向である。つまり、データの処理時に信号が処理される画素の移動方向が水平方向となる。垂直方向は水平方向に直交する方向である。

塊検出部９６は、水平方向、垂直方向の塊の１／αを算出したら、水平方向の塊の１／α＞垂直方向の塊の１／αであるかを判定する（ステップＳ６４）。塊検出部９６は、水平方向の塊の１／α＞垂直方向の塊の１／αである（ステップＳ６４でＹｅｓ）と判定した場合、水平方向の塊の１／αを塊の１／αに決定し（ステップＳ６６）、本処理を終了する。塊検出部９６は、水平方向の塊の１／α＞垂直方向の塊の１／αではない（ステップＳ６４でＮｏ）、つまり水平方向の塊の１／α≦垂直方向の塊の１／αであると判定した場合、水平方向の塊の１／α＜垂直方向の塊の１／αであるかを判定する（ステップ６７）
塊検出部９６は、水平方向の塊の１／α＜垂直方向の塊の１／αである（ステップＳ６７でＹｅｓ）と判定した場合、垂直方向の塊の１／αを塊の１／αに決定し（ステップＳ６８）、本処理を終了する。つまり、画像解析部２３は、大きい方の１／αを塊の１／αに設定する。塊検出部９６は、水平方向の塊の１／α＜垂直方向の塊の１／αではない（ステップＳ６７でＮｏ）と判定した場合、つまり、水平方向の塊の１／α＝垂直方向の塊の１／αである場合、色相の優先順位に基づいて塊の１／αを決定する。具体的には、水平方向の塊の１／αと垂直方向の塊の１／αとのうち、色相優先順位の高い方の１／αを塊の１／αとする。優先順位としては、優先順位が高い順に、黄、黄緑、シアン、緑、マゼンタ、バイオレット、赤、青の順が例示される。

次に、図１２を用いて、水平方向の塊の１／αの算出方法（決定方法）ついて説明する。本実施形態の塊検出部９６は、射出面１０２に対応する全ての画素から抽出したサンプリング点の画素の１／αを用いて解析を行い、水平方向の塊の１／αを決定する。なお、サンプリング点の画素を解析対象とするのは、他の処理も同様である。サンプリング点の画素について解析を行うことで、演算処理を低減することができる。また、サンプリング点は、所定の画素間隔で設けることが好ましい。また、サンプリング点は、水平方向、垂直方向にずれていてもよいし、重なる位置でもよい。

塊検出部９６は、サンプリング点の１／αを抽出し（ステップＳ１０２）、１／α＞閾値以上であるかを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、閾値としては、１／αとして、塊検出の考慮が必要ない（本実施形態の調整が必要ない）範囲と判定するための基準であり、１／αを８‘ｈ４０が例示される。塊検出部９６は、１／α≦閾値以上である（ステップＳ１０４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１１４に進む。

塊検出部９６は、１／α＞閾値以上である（ステップＳ１０４でＹｅｓ）と判定した場合、水平方向に隣接するサンプリング点の１／αを抽出し（ステップＳ１０６）、１／αが連続しているかを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、塊検出部９６は、１／αを複数の範囲で分割し、比較するサンプリング点の１／αが分割された範囲のうち同じ範囲に入っているかで連続するかを判定する。なお、分割する数、範囲の大きさは任意に設定することができる。また、塊検出部９６は、１／αが一致するかで連続するかを判定してもよいし、当該サンプリング点の１／αが、比較する１／αの範囲と同じか大きかった場合、連続すると判定してもよい。また、塊検出部９６は、２以上の設定した数以上のサンプリング点の１／αが連続している場合、連続していると判定してもよい。

塊検出部９６は、１／αが連続していない（ステップＳ１０８でＮｏ）と判定した場合、サンプリングのフラグを保持し、連続検出信号をリセットし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１４に進む。連続検出信号は、サンプリング点が連続している間ＯＮとなる信号である。塊検出部９６は、１／αが連続している（ステップＳ１０８でＹｅｓ）と判定した場合、前記の１／αと今回の１／αを比較し、大きい方の１／αとそのフラグを保持し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１４に進む。

塊検出部９６は、サンプリング点の判定を行ったら、水平方向の領域の境界に到達しているかを判定する（ステップＳ１１４）。塊検出部９６は、水平方向の領域の境界に到達していない（ステップＳ１１４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１０２に戻り、次のサンプリング点について、上述と同様の処理を行う。このように、水平方向の領域の境界ンに到達するまで処理を繰り返す。塊検出部９６は、水平方向の領域の境界に到達している（ステップＳ１１４でＹｅｓ）と判定した場合、画像の境界、つまり画像表示パネルの画素の端まで到達したかを判定する（ステップＳ１１６）。

塊検出部９６は、画像の境界に到達していない（ステップＳ１１６でＮｏ）と判定した場合、１／αとフラグを持ち越し（ステップＳ１１８）、ステップＳＳ１０２に戻る。塊検出部９６は、画像の境界に到達している（ステップＳ１１６でＹｅｓ）と判定した場合、水平方向の塊検出を終了するか、つまり、画像の全面のサンプリング点について処理を行ったかを判定する（ステップＳ１２０）。

塊検出部９６は、水平方向の塊検出を終了していない（ステップＳ１２０でＮｏ）と判定した場合、次のラインに移動し、連続検出信号とフラグをリセットし（ステップＳ１２２）、ステップＳ１０２に戻る。塊検出部９６は、水平方向の塊検出を終了した（ステップＳ１２０でＹｅｓ）と判定した場合、領域毎に水平方向の塊の１／αを決定し（ステップＳ１２４）、本処理を終了する。

塊検出部９６は、図１２に示す処理を行うことで、図１３に示すように１／αが高い画素１１４が水平方向に連続している領域１１６を塊と判定することができる。具体的には、領域１１６にあるサンプリング点１１２の１／αを連続していると判定し、塊であると判定する。なお、１／αが高い画素１１４とは、彩度が高い画像、例えば、黄色、緑、赤等の原色、またはＲＧＢ、３色のうち２色の成分の階調が高く残りの１成分が０に近い画素である。また、塊検出部９６は、図１２に示す処理を行うことで、図１３に示すように１／αが高い画素１１４が水平方向に連続していない領域１１９に塊がないと判定する。

図１４は、１／αが高い画素１１４が集合した塊１２２が範囲１２０で囲まれた複数の領域１０４にまたがっている場合を示している。また、図１５は、範囲１２０を拡大して示している。塊検出部９６は、図１２に示す処理を行い、水平方向の境界に到達したのちも１／αとフラグを持ち越すことで、図１４及び図１５に示すように塊１２２が隣接する領域１０４から延在している場合でも、実線１２４で示すように、分割線１０６を超えて、塊の判定結果を水平方向に持ち越すことで、隣接する領域１０４での塊を確実に検出することができる。

次に、図１６を用いて、垂直方向の塊の１／αの算出方法（決定方法）ついて説明する。本実施形態の塊検出部９６は、射出面１０２に対応する全ての画素から抽出したサンプリング点の画素の１／αを用いて解析を行い、垂直方向の塊の１／αを決定する。塊検出部９６は、サンプリング点の１／αを抽出し（ステップＳ１５２）、１／α＞閾値以上であるかを判定する（ステップＳ１５４）。塊検出部９６は、１／α≦閾値以上である（ステップＳ１５４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１６６に進む。

塊検出部９６は、１／α＞閾値以上である（ステップＳ１５４でＹｅｓ）と判定した場合、サンプリング点のフラグと１／αをＦＩＦＯ、ＲＡＭ等に記憶し（ステップＳ１５６）垂直方向に隣接するサンプリング点の１／αを抽出し（ステップＳ１５８）、１／αが連続しているかを判定する（ステップＳ１６０）。連続の判定方法は水平方向と同様である。

塊検出部９６は、１／αが連続していない（ステップＳ１６０でＮｏ）と判定した場合、サンプリングのフラグを保持し、対象のサンプリング点に不連続の情報を対応付け、ステップＳ１６６に進む。塊検出部９６は、１／αが連続している（ステップＳ１６０でＹｅｓ）と判定した場合、対象のサンプリング点に連続の情報を対応付け、サンプリング点の１／αを記憶し、ステップＳ１６６に進む。

塊検出部９６は、サンプリング点の判定を行ったら、垂直方向の領域の境界に到達しているかを判定する（ステップＳ１６６）。塊検出部９６は、垂直方向の領域の境界に到達していない（ステップＳ１６６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１５２に戻り、次のサンプリング点について、上述と同様の処理を行う。塊検出部９６は、垂直方向の領域の境界に到達している（ステップＳ１６６でＹｅｓ）と判定した場合、記憶されている１／αのうち、最大の値を対象の領域の１／αとし（ステップＳ１６８）、画像の境界、つまり画像表示パネル３０の画素の端まで到達したかを判定する（ステップＳ１７０）。

塊検出部９６は、画像の境界に到達していない（ステップＳ１７０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳＳ１５２に戻る。塊検出部９６は、画像の境界に到達している（ステップＳ１７０でＹｅｓ）と判定した場合、垂直方向の塊検出を終了するか、つまり、画像の全面のサンプリング点について処理を行ったかを判定する（ステップＳ１７２）。

塊検出部９６は、垂直方向の塊検出を終了していない（ステップＳ１７２でＮｏ）と判定した場合、次のラインに移動し（ステップＳ１７４）、ステップＳ１５４に戻る。塊検出部９６は、垂直方向の塊検出を終了した（ステップＳ１７２でＹｅｓ）と判定した場合、領域毎に垂直方向の塊の１／αを決定し（ステップＳ１７６）、本処理を終了する。

塊検出部９６は、図１６に示す処理を行うことで、図１７に示すように１／αが高い画素１１４が垂直方向に連続している領域１５０、１５２、１５４の塊を塊と判定することができる。また、塊検出部９６は、図１６に示す処理を行うことで、１／αが高い画素１１４が水平方向に連続していない領域１５６、１５８、１５８に塊がないと判定する。

表示装置１０は、以上のように、電力の低減量を決定する指標である１／αの算出に所定のアルゴリズムに加え、塊検出を行って検出した１／αを用いることで、画質の劣化が生じることを抑制することができる。つまり、図１８に示す領域１７０ように、所定のアルゴリズムで電力の低減量を少なくして、画質を維持する場合はそのままとし、図１９に示す領域１８０のように、所定のアルゴリズムでは、電力の低減量を大きくし、画質が劣化してしまう場合に塊検出で電力の低減量を少なくして、画質を維持することができる。図１８に示す画像の場合、所定のアルゴリズムによって分散しているが所定個数以上ある画素１７２に対応して１／αを算出し、塊検出部９６によって画素の集合体である画素１７４に対応して１／αを算出する。このとき算出される１／αは、所定のアルゴリズムの方が高い値となるため、所定のアルゴリズムの１／αが領域１７０の１／αとなる。図１９に示す画像の場合、所定のアルゴリズムによって所定個数以上ある画素１８６に対応して１／αを算出し、塊検出部によって画素の集合体である画素１１４に対応して１／αを算出する。このとき算出される１／αは、塊検出部９６で検出される値の方が高い値となるため、塊検出部９６で検出される１／αが領域１８０の１／αとなる。これにより、図１９に示すように画素数としては、少ないが１／αが高くなる画素が集合している場合を塊検出部９６で好適に検出することができ、画質の劣化を抑制しつつ、消費電力を低減することができる。また、画素の連続性で判定することで、簡単な処理で塊を検出することができる。

塊検出部９６は、塊であると判定する基準のサンプリング点の連続数を、水平方向の方が垂直方向よりも多く設定することが好ましい。これにより、垂直方向における判定の負荷を小さくすることができ、記憶する情報を少なくすることができる。

図２０及び図２１は、それぞれ１／αの算出処理の一例を説明するための説明図である。ここで、信号処理部２０は、図２０の色空間２０２に模式的に示すように、色相によらず１／αを比較してもよいが、図２１の色空間２１０に模式的に示すように、色空間２１０の色相を所定の角度範囲で分割した分割領域２１２とし、サンプリング点の色情報の分割領域２１２が同じとなる色である場合、連続すると判定し、異なる分割領域２１２の色である場合、連続しないと判定してもよい。この場合、信号処理部２０は、色相判定部９２の結果を用いて、判定すればよい。

また、信号処理部２０は、輝度、彩度等に応じて設定する１／αを、色相に応じて変動させてもよい。これにより、色相の特性に応じて、電力の低減量を調整することができ、画質の劣化をより抑制することができる。つまり、画質の劣化が視認されやすい色相は、１／αが大きく算出され、電力低減量が少なくなるようにし、画質を維持するようにすることができる。また、信号処理部２０は、塊として検出する大きさを色相に応じて変動させてもよい。塊として検出する大きさを色相ごとに変動させることでも、色相の特性に応じて、電力の低減量を調整することができ、画質の劣化をより抑制することができる。

本実施形態の表示装置１０は、面状光源装置５０を導光板の一方の端部に複数の光源を列状に配置したが、これに限定されない。面状光源装置５０は、導光板５４の両方の端部に光源を配置してもよい。また、表示装置１０は、複数の光源を設け、各光源を領域毎に独立して制御することで、効率よく消費電力を低減することができるが、光源を１つとしてもよいし、複数の光源を一体で制御してもよい。

（適用例）
次に、図２２乃至図３０を参照して、本実施形態及び変形例で説明した表示装置１０の適用例について説明する。以下、本実施形態及び変形例を本実施形態として説明する。図２２乃至図３０は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態に係る表示装置１０は、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末装置、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、或いは、車両に設けられるメータ類などのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る表示装置１０は、外部から入力された映像信号或いは内部で生成した映像信号を、画像或いは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置１０に映像信号を供給し、表示装置１０の動作を制御する制御装置を備える。

（適用例１）
図２２に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１０が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、本実施形態に係る表示装置１０である。

（適用例２）
図２３及び図２４に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１０が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、本実施形態に係る表示装置１０である。図２３に示すように、このデジタルカメラは、レンズカバー５２５を有しており、レンズカバー５２５をスライドさせることで撮影レンズが現れる。デジタルカメラは、その撮影レンズから入射する光を撮像することで、デジタル写真を撮影することができる。

（適用例３）
図２５に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１０が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、本実施形態に係る表示装置１０である。

（適用例４）
図２６に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１０が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、本実施形態に係る表示装置１０である。

（適用例５）
図２７及び図２８に示す電子機器は、表示装置１０が適用される携帯電話機である。図２７は携帯電話機を開いた状態での正面図である。図２８は携帯電話機を折りたたんだ状態での正面図である。当該携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。当該ディスプレイ５５４は、表示装置１０が取り付けられている。なお、当該携帯電話機のディスプレイ５５４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例６）
図２９に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態に係る表示装置１０である。

（適用例７）
図３０は、本実施形態に係るメータユニットの概略構成図である。図３０に示す電子機器は、車両に搭載されるメータユニットである。図３０に示すメータユニット（電子機器）５７０は、燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等、複数の上述した本実施形態に係る表示装置１０を表示装置５７１として備えている。そして、複数の表示装置５７１は、ともに、一枚の外装パネル５７２に覆われている。

図３０に示す表示装置５７１それぞれは、表示手段としてのパネル５７３及びアナログ表示手段としてのムーブメント機構を互いに組み合わせた構成となっている。当該ムーブメント機構は、駆動手段としてのモータと、モータにより回転される指針５７４とを有している。そして、図３０に示すように、表示装置５７１では、パネル５７３の表示面に目盛表示、警告表示等を表示することができるとともに、ムーブメント機構の指針５７４がパネル５７３の表示面側において回転することが可能となっている。

なお、図３０では、一枚の外装パネル５７２に複数の表示装置５７１を設けた構成としたが、これに限定されない。外装パネル５７２によって囲まれた領域に１つの表示装置５７１を設け、当該表示装置に燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等を表示させてもよい。

１０ 表示装置
２０ 信号処理部
３０ 画像表示パネル
４０ 画像表示パネル駆動部
４１ 信号出力回路
４２ 走査回路
４８ 画素
４９ 副画素
４９Ｒ 第１副画素
４９Ｇ 第２副画素
４９Ｂ 第３副画素
４９Ｗ 第４副画素
５０ 面状光源装置
５２ サイドライト光源
５４ 導光板
５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、５６Ｅ、５６Ｆ 光源
６０ 面状光源装置駆動部

Claims (6)

1. 複数の画素が行列状に配置された画像表示パネルと、
   前記画像表示パネルのそれぞれ異なる領域を照明するよう設けられた複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明する面状光源と、
   画像の入力信号に基づいて、前記画素を制御し、かつ、前記画像の入力信号の色情報に基づいて、前記画素に光を照射する光源の点灯量の削減率の大小を示す指標である算出指標を前記画素毎に算出し、前記算出指標のうち一部の指標であって前記光源が照射する光量の制御に用いられる指標である制御用指標を前記光源毎に決定する制御部と、を備え、
   前記指標が取り得る値の範囲は複数の範囲を含み、
   前記制御部は、
   所定の画素間隔でサンプリング点となる画素を複数設定し、隣接するサンプリング点の指標が第１条件及び第２条件を満たす場合、隣接するサンプリング点及びこの隣接するサンプリング点間からなる一続きの画素領域の指標が連続すると判定し、前記一続きの画素領域を塊と判定し、連続する指標を前記塊の指標に決定する塊検出部と、
   前記塊を含む画素領域を照明するよう設けられた光源が照射する光量の制御に用いられる前記制御用指標と前記塊を含まない画素領域を照明するよう設けられた光源が照射する光量の制御に用いられる前記制御用指標とを別個に決定する決定部と、を有し、
   前記第１条件は、隣接するサンプリング点の指標がともに基準値を超えることであり、
   前記第２条件は、隣接するサンプリング点の指標がともに前記複数の範囲のうち同じ範囲に含まれていることであり、
   前記サンプリング点は、前記画像を画像表示パネルに書き込む際の書き込み位置が移動する方向である水平方向及び前記水平方向に直交する垂直方向のそれぞれに沿って複数設定されており、
   前記塊検出部は、前記水平方向及び前記垂直方向のそれぞれで前記指標が連続するかを判定し、前記水平方向に連続する指標と前記垂直方向に連続する指標のうち前記点灯量の削減率が小さい方の指標を前記塊の指標に決定する
   表示装置。
2. 前記塊検出部は、前記第１条件及び前記第２条件を満たす関係にある複数のサンプリング点が、予め定められている基準個数以上連続するという第３条件を満たしているか判定し、前記第３条件を満たしている複数のサンプリング点及び当該複数のサンプリング点間からなる一続きの画素領域の指標が連続すると判定し、前記第３条件を満たしていない複数のサンプリング点及び当該複数のサンプリング点間からなる一続きの画素領域の指標が連続していないと判定する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部は、前記画素の対応する入力信号の彩度及び輝度の少なくとも一方に基づいて前記指標を算出する請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記面状光源は、前記画像表示パネルを背面から照明する導光板と、前記導光板の少なくとも一側面を入射面として、当該入射面に対向する位置に、前記複数の光源を配列したサイドライト光源と、を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置を備える電子機器。
6. 複数の画素が行列状に配置された画像表示パネルと、
   前記画像表示パネルのそれぞれ異なる領域を照明するよう設けられた複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明する面状光源と、を備える表示装置の駆動方法であって、
   画像の入力信号を検出する入力信号検出ステップと、
   前記画像の入力信号の色情報に基づいて前記画素に光を照射する光源の点灯量の削減率の大小を示す指標である算出指標を前記画素毎に算出する指標算出ステップと、
   所定の画素間隔でサンプリング点となる画素を複数設定し、隣接するサンプリング点の指標が第１条件及び第２条件を満たす場合、隣接するサンプリング点及びこの隣接するサンプリング点間からなる一続きの画素領域の指標が連続すると判定し、前記一続きの画素領域を塊と判定し、連続する指標を前記塊の指標に決定する塊検出ステップと、
   前記算出指標のうち一部の指標であって前記光源が照射する光量の制御に用いられる指標である制御用指標として、前記塊を含む画素領域を照明するよう設けられた光源が照射する光量の制御に用いられる前記制御用指標と前記塊を含まない画素領域を照明するよう設けられた光源が照射する光量の制御に用いられる前記制御用指標とを別個に決定する決定ステップと、
   前記決定ステップで決定された前記制御用指標に基づいて前記光源が照射する光量を前記光源毎に制御する制御ステップと、を含み、
   前記指標が取り得る値の範囲は複数の範囲を含み、
   前記第１条件は、隣接するサンプリング点の指標がともに基準値を超えることであり、
   前記第２条件は隣接するサンプリング点の指標がともに前記複数の範囲のうち同じ範囲に含まれていることであり、
   前記サンプリング点は、前記画像を画像表示パネルに書き込む際の書き込み位置が移動する方向である水平方向及び前記水平方向に直交する垂直方向のそれぞれに沿って複数設定されており、
   前記塊検出ステップでは、前記水平方向及び前記垂直方向のそれぞれで前記指標が連続するかを判定し、前記水平方向に連続する指標と前記垂直方向に連続する指標のうち前記点灯量の削減率が小さい方の指標を前記塊の指標に決定する
   表示装置の駆動方法。

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