JP6391280B2 - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関する。

液晶ディスプレイの液晶素子の応答速度を向上させるための技術として、オーバードライブ駆動と呼ばれる技術がある。オーバードライブ駆動は、入力画像データに応じた駆動信号（電圧や電流）よりも高い（または低い）駆動信号を液晶素子に一時的に印加する技術である。液晶素子の応答速度は、液晶素子に駆動信号が印加されてから所望の透過率が得られるまでの時間である。

オーバードライブ駆動に関する従来技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示の技術では、入力画像データの前フレームと後フレームの階調値から、入力画像データの現フレームを表示するための駆動信号の値（駆動値）が決定される。現フレームは現在のフレームであり、前フレームは現フレームの１つ前のフレームであり、後フレームは現フレームの１つ後のフレームである。

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、表示画像（画面に表示された画像）のダイナミックレンジが低下してしまうことがある。具体的には、特許文献１に開示の技術では、入力画像データの取り得る階調値の範囲に対応する駆動値の範囲内の値が、オーバードライブ駆動用の駆動値として決定される。そのため、全ての階調値についてオーバードライブ駆動を行うためには、入力画像データの取り得る階調値の範囲を狭める必要がある。そして、入力画像データの取り得る階調値の範囲を狭めてしまうと、表示画像のダイナミックレンジが低下してしまう。

例えば、階調値及び駆動値が８ｂｉｔの値（０〜２５５）である場合、全ての階調値についてオーバードライブ駆動を行うためには、入力画像データの階調値を０〜２５５の値から３２〜２２０に狭める必要がある。そして、階調値の範囲を０〜２５５から３２〜２２０に狭めることにより、表示画像のダイナミックレンジが低下してしまう。

また、入力画像データの取り得る階調値を狭めない場合には、一部の階調値についてオーバードライブ駆動を行えなくなってしまうため、表示画像の画質が劣化してしまうことがある。

特開平１０−３９８３７号公報

本発明は、表示画像のダイナミックレンジの低下を招くことなく、所望の表示画像を短時間で得ることができる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を透過する第１パネルと、
前記第１パネルを透過した光を入力画像データに応じた透過率で透過して、画面に画像を表示する第２パネルと、
を有し、
前記第１パネルは、
前記入力画像データの輝度が変化しなかった場合に、所定の透過率で光を透過し、
前記入力画像データの輝度が増加した場合に、前記所定の透過率よりも高い透過率で光を透過し、
前記入力画像データの輝度が低下した場合に、前記所定の透過率よりも低い透過率で光を透過する
ことを特徴とする画像表示装置である。

本発明の第２の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を透過する第１パネルと、
前記第１パネルを透過した光を透過して、画面に画像を表示する第２パネルと、
を有する画像表示装置の制御方法であって、
前記第１パネルの透過率を制御する第１ステップと、
前記第２パネルの透過率を、入力画像データに応じた透過率に制御する第２ステップと、
を有し、
前記第１ステップでは、
前記入力画像データの輝度が変化しなかった場合に、前記第１パネルの透過率が、所定の透過率に制御され、
前記入力画像データの輝度が増加した場合に、前記第１パネルの透過率が、前記所定の透過率よりも高い透過率に制御され、
前記入力画像データの輝度が低下した場合に、前記第１パネルの透過率が、前記所定の透過率よりも低い透過率に制御される
ことを特徴とする画像表示装置の制御方法である。

本発明によれば、表示画像のダイナミックレンジの低下を招くことなく、所望の表示画像を短時間で得ることができる。

実施例１に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図 実施例１に係る画像表示装置の動作の一例を示すフローチャート 実施例１に係る対応情報の一例を示す図 実施例１の効果の一例を示す図 実施例２に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図 実施例２の効果の一例を示す図 実施例３に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図

＜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。
なお、本実施例では、画像表示装置が透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、画像表示装置は、透過型の液晶表示装置に限らない。画像表示装置は、光源から発せられた光を透過することで画面に画像を表示する画像表示装置であればよい。例えば、画像表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式ディスプレイであってもよい。

（構成）
図１を用いて、本実施例に係る画像表示装置の構成について説明する。
図１は、本実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例に係る画像表示装置は、フレームメモリ１０１、補正テーブル記憶部１０２、画像データ処理部１０３、液晶モジュール１０６、バックライト１０７、等を有する。

バックライト１０７は、液晶モジュール１０６（具体的には、後述する第１液晶パネル）の背面に光を照射する発光部である。

液晶モジュール１０６は、バックライト１０７からの光を透過することで画面に画像を表示する表示部である。図１に示すように、液晶モジュール１０６は、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５を有する。
第１液晶パネル１０４は、バックライト１０７からの光を、入力画像データの輝度の時間変化に基づく透過率で透過する第１パネルである。
第２液晶パネル１０５は、第１液晶パネル１０４を透過した光を、入力画像データに応じた透過率で透過する第２パネルである。

フレームメモリ１０１は、１フレームの入力画像データを記憶する記憶部である。フレームメモリ１０１は、入力画像データを、１フレーム分の時間だけ遅延させ、画像データ処理部１０３に出力する。具体的には、フレームメモリ１０１には現在のフレーム（現フレーム）の入力画像データが入力され、フレームメモリ１０１から画像データ処理部１０３に現フレームの１つ前のフレーム（前フレーム）の入力画像データが出力される。

補正テーブル記憶部１０２は、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、等の記録媒体である。補正テーブル記憶部１０２には、輝度の変化量と透過率との対応関係に関する対応情報が予め記録されている。

画像データ処理部１０３は、入力画像データの輝度の時間変化に基づいて第１液晶パネル１０４の透過率を決定する（第１決定処理）。
具体的には、画像データ処理部１０３は、入力画像データの輝度が変化しなかった場合に、透過率の基準値を第１液晶パネル１０４の透過率として決定する。そして、画像データ処理部１０３は、入力画像データの輝度が増加した場合に、基準値よりも高い値を第１液晶パネル１０４の透過率として決定し、入力画像データの輝度が低下した場合に、基準値よりも低い値を第１液晶パネル１０４の透過率として決定する。
なお、基準値は、メーカによって予め定められた値であってもよいし、ユーザが変更可能な値であってもよい。例えば、画像表示装置は、ユーザが入力した画面全体の明るさに応じて基準値を決定する処理（第４決定処理）を実行する決定部を有していてもよい。

本実施例では、画像データ処理部１０３に、現フレームの入力画像データと前フレームの入力画像データとが入力される。また、画像データ処理部１０３は、補正テーブル記憶部１０２から対応情報を取得する。そして、画像データ処理部１０３は、現フレームの入力画像データの輝度、前フレームの入力画像データの輝度、及び、対応情報に基づいて、現フレームに対する第１液晶パネル１０４の透過率を決定する。本実施例では、前フレームから現フレームにかけての入力画像データの輝度の変化量が、入力画像データの輝度の時間変化の値として使用される。
なお、入力画像データの輝度の時間変化の判断方法は、上記方法に限らない。例えば、現フレームと前フレームではなく、前フレームと後フレームを用いて時間変化が判断されてもよい。また、３つ以上のフレームの入力画像データを用いて時間変化が判断されてもよい。

本実施例では、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５に階調値が入力される。そして、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５では、入力された階調値に応じて透過率が制御される。画像データ処理部１０３では、第１液晶パネルの透過率に対応する階調値が決定される。

（動作）
図２を用いて、本実施例に係る画像表示装置の動作について説明する。
図２は、本実施例に係る画像表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。具体的には、図２のフローチャートは、画像表示装置に入力画像データが入力されてから、第１液晶パネル１０４の透過率が制御されるまでの動作を示す。
以下では、入力画像データの取り得る階調値、及び、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネルが透過率を制御する際に使用する駆動信号の値（駆動値）が、８ｂｉｔの値（０〜２５５）である場合の例を説明する。また、以下では、階調値が高いほど輝度及び透過率が高い場合の例を説明する。
なお、階調値と駆動値の範囲は上記範囲に限らない。階調値と駆動値のビット数は８ｂｉｔより多くても少なくてもよい。
また、階調値と輝度及び透過率の関係は、これに限らない。階調値が高いほど輝度が低くてもよい。階調値が高いほど透過率が低くてもよい。

まず、フレームメモリ１０１が、現フレームの入力画像データを取得し、前フレームの入力画像データを画像データ処理部１０３に出力する（Ｓ１）。
次に、画像データ処理部１０３が、現フレームの入力画像データ、前フレームの入力画像データ、及び、対応情報を取得する（Ｓ２）。

そして、画像データ処理部１０３が、現フレームの第１液晶パネル１０４の透過率に対応する階調値を決定する（Ｓ３）。第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５では、入力画像データの画素毎に透過率を制御することができる。具体的には、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に液晶素子を有する。そして、第１液晶パネル１０４と第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に液晶素子の透過率を制御する。Ｓ３では、入力画像データの画素毎に階調値が決定される。

本実施例では、対応情報として、図３に示すテーブルデータが予め用意されている。
図３のテーブルデータは、現フレームの入力画像データの取り得る階調値と前フレームの入力画像データの取り得る階調値との組み合わせ毎に、基準階調値（基準値に対応する階調値）を補正する補正値を表す。図３の例では、補正値は基準階調値に加算する加算値である。
画像データ処理部１０３は、現フレームの入力画像データの階調値と前フレームの入力画像データの階調値との組み合わせに対応する補正値を、図３のテーブルデータから取得する。そして、画像データ処理部１０３は、取得した補正値を基準値に加算することにより、現フレームの第１液晶パネル１０４の透過率に対応する階調値ＨＤを算出する。但し、基準値に補正値を加算した値が階調値の上限値を超えた場合には、上限値が階調値ＨＤとして設定される。また、基準値に補正値を加算した値が階調値の下限値を下回った場合には、下限値が階調値ＨＤとして設定される。

図３のテーブルデータでは、現フレームの入力画像データの取り得る階調値から前フレームの入力画像データの取り得る階調値を減算した値が大きいほど大きい補正値が定められている。そのため、本実施例では、前フレームから現フレームにかけて入力画像データの輝度が増加した場合に、その増加量が大きいほど高い値が、現フレームに対する第１液晶パネル１０４の透過率として決定される。また、前フレームから現フレームにかけて入力画像データの輝度が低下した場合に、その低下量が大きいほど低い値が、現フレームに対する第１液晶パネル１０４の透過率として決定される。

なお、対応情報は図３に示すテーブルデータに限らない。例えば、対応情報は、現フレームの入力画像データの取り得る輝度、前フレームの入力画像データの取り得る輝度、及び、補正値の対応関係を表す関数であってもよい。また、対応情報は、取り得る輝度差（現フレームと前フレームとの間の入力画像データの輝度の差の候補）と補正値との対応関
係を表すテーブルや関数であってもよい。
また、本実施例では、基準値を補正することにより第１液晶パネル１０４の透過率が決定される例を説明したが、透過率の決定方法はこれに限らない。例えば、対応情報において、補正値の代わりに階調値ＨＤが示されていてもよい。

また、入力画像データの輝度の時間微分が行われ、時間微分の結果に応じて第１液晶パネル１０４の透過率が決定されてもよい。その場合には、時間微分の結果と第１液晶パネル１０４の透過率との対応関係を表す関数やテーブルを使用すればよい。時間微分は、複数フレームの入力画像データの輝度を用いて行うことができる。例えば、現フレームの入力画像データの輝度と前フレームの入力画像データの輝度を用いて時間微分を行うことができる。また、現フレームの入力画像データの輝度と後フレーム（現フレームの１つ後のフレーム）の入力画像データの輝度を用いて時間微分を行うこともできる。現フレームの入力画像データの輝度、前フレームの入力画像データの輝度、及び、後フレームの入力画像データの輝度を用いて時間微分を行うこともできる。

現フレームに対する第１液晶パネル１０４の透過率（階調値ＨＤ）は、例えば、以下の式１を用いて算出することができる。式１において、“Ｄｎｏｗ”は現フレームの入力画像データの輝度（階調値）であり、“Ｄｏｌｄ”は前フレームの入力画像データの輝度であり、“α”は係数である。“Ｄｎｏｗ−Ｄｏｌｄ”は、入力画像データの輝度の時間微分に相当する。係数αは、時間微分の結果を階調値ＨＤに変換する変換係数であり、液晶パネルの特性に応じた値である。

ＨＤｍｎ＝（Ｄｎｏｗ−Ｄｏｌｄ）×α ・・・（式１）

Ｓ３の次に、画像データ処理部１０３が、Ｓ３で決定した透過率（階調値ＨＤ）を第１液晶パネル１０４に出力する（Ｓ４）。具体的には、各画素の階調値ＨＤが出力される。
そして、第１液晶パネル１０４が、画素毎に、階調値ＨＤに応じて液晶素子の透過率を制御する（Ｓ５）。また、本処理と同期して、第２液晶パネル１０５が、入力画像データに応じて液晶素子の透過率を制御する。

（効果）
図４（Ａ），４（Ｂ）を用いて本実施例の効果について説明する。

まず、図４（Ａ）を用いて従来技術について説明する。
図４（Ａ）において、符号４０１は、入力画像データの階調値（第２液晶パネル１０５に入力される階調値）を示し、符号４０２は、第１液晶パネル１０４に入力される階調値ＨＤを示す。従来技術では、第１液晶パネル１０４は使用されていなかった。そのため、図４（Ａ）では、第１液晶パネル１０４に入力される階調値４０２が一定値（基準階調値）とされている。換言すれば、図４（Ａ）では、第１液晶パネル１０４の透過率が一定値（基準値）とされている。そして、符号４０３は、第１液晶パネル１０４の透過率と第２液晶パネル１０５の透過率とを合成した合成透過率を示す。合成透過率は、表示輝度（画面の輝度）に対応する。

一般に、液晶パネルに使用されている液晶素子は、階調値の変化に応じた電界の変化に対して、透過率の変化が遅れて生じる。具体的には、液晶が有する粘性により、電界の変化に対して、液晶分子の配向の変化が遅れて生じる。
そのため、図４（Ａ）に示すように、入力画像データの階調値４０１がｎ−１番目のフレームからｎ番目のフレームにかけてステップ状に増加した場合には、合成透過率４０３の立ち上がりが遅れる。換言すれば、合成透過率４０３が遅い速度で増加する。
また、図４（Ａ）に示すように、入力画像データの階調値４０１がｎ＋１番目のフレームからｎ＋２番目のフレームにかけてステップ状に低下した場合には、合成透過率４０３の立ち下がりが遅れる。換言すれば、合成透過率４０３が遅い速度で低下する。
このように、従来技術では、合成透過率４０３の変化速度が遅いため、所望の表示画像を応答性良く得ることはできない。換言すれば、所望の表示画像を短時間で得ることができない。

次に、図４（Ｂ）を用いて本実施例について説明する。
図４（Ｂ）において、符号５０１は、入力画像データの階調値（第２液晶パネル１０５に入力される階調値）を示し、符号５０２は、第１液晶パネル１０４に入力される階調値ＨＤを示す。比較のため、階調値５０１として階調値４０１と同じ値が使用されている。そして、符号５０３は、第１液晶パネル１０４の透過率と第２液晶パネル１０５の透過率とを合成した合成透過率を示す。

本実施例では、図４（Ｂ）に示すように、入力画像データの階調値５０１がｎ−１番目のフレームからｎ番目のフレームにかけてステップ状に増加した場合には、階調値５０２（階調値ＨＤ）として基準階調値よりも高い値が設定される。その結果、合成透過率５０３の立ち上がりの速度を合成透過率４０３よりも高めることができる。
また、本実施例では、図４（Ｂ）に示すように、入力画像データの階調値５０１がｎ＋１番目のフレームからｎ＋２番目のフレームにかけてステップ状に低下した場合には、階調値５０２（階調値ＨＤ）として基準階調値よりも低い値が設定される。その結果、合成透過率５０３の立ち下がりの速度を合成透過率４０３よりも高めることができる。

以上述べたように、本実施例によれば、入力画像データの輝度の時間変化に基づく透過率に第１液晶パネル１０４の透過率が制御される。それにより、合成透過率の変化速度を従来技術よりも高めることができる。その結果、所望の表示画像を応答性良く得ることができる。換言すれば、所望の表示画像を短時間で得ることができる。また、本実施例によれば、入力画像データの取り得る階調値の範囲を狭める処理は行われず、第２液晶パネル１０５の透過率が入力画像データに応じて制御される。それにより、本実施例では、表示画像のダイナミックレンジの低下を招くことなく、所望の表示画像を短時間で得ることができる。

なお、本実施例では、入力画像データの輝度の変化量に依存して第１液晶パネル１０４の透過率が変化する例を説明したが、これに限らない。入力画像データの輝度の時間変化に基づく透過率に第１液晶パネル１０４の透過率が制御されればよい。例えば、入力画像データの輝度が増加した場合に、その増加量に依らず、基準値よりも高い第１の値が第１液晶パネル１０４の透過率として決定されてもよい。また、入力画像データの輝度が低下した場合に、その低下量に依らず、基準値よりも低い第２の値が第１液晶パネル１０４の透過率として決定されてもよい。但し、入力画像データの輝度の変化量に依存する値を、第１液晶パネル１０４の透過率として決定すれば、所望の表示画像をより確実に短時間で得ることが可能となる。

＜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。本実施例では、第１液晶パネル１０４を入力画像データのフレームレートのｎ倍（ｎは２以上の整数）の周波数で駆動する例を説明する。

（構成）
図５を用いて、本実施例に係る画像表示装置の構成について説明する。
図５は、本実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図５に示
すように、本実施例に係る画像表示装置は、実施例１（図１）の機能部の他に、フレームレート変換部２０１をさらに有する。
なお、図５において、図１と同じ機能部には図１と同じ符号を付し、その説明は省略する。

画像データ処理部１０３は、決定した階調値（第１液晶パネル１０４の透過率）をフレームレート変換部２０１に出力する。
フレームレート変換部２０１は、入力画像データのフレームレートのｎ倍（ｎは２以上の整数）の周波数で、第１液晶パネル１０４に階調値を出力する。具体的には、フレームレート変換部２０１は、入力画像データの現フレームの期間を構成するｎ個の分割期間のそれぞれについて、第１液晶パネル１０４に出力する階調値を決定する。上記ｎ個の分割期間の階調値は、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した階調値に基づいて決定される。即ち、フレームレート変換部２０１は、入力画像データの現フレームの期間を構成するｎ個の分割期間のそれぞれにおける第１液晶パネル１０４の透過率を、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した透過率に基づいて決定する（第２決定処理）。そして、フレームレート変換部２０１は、分割期間毎に、その分割期間に対して決定した階調値を、第１液晶パネル１０４に出力する。それにより、第１液晶パネル１０４が入力画像データのフレームレートのｎ倍の周波数で駆動される。

（効果）
図６を用いて本実施例の効果について説明する。
図６において、符号２００１は、入力画像データの階調値（第２液晶パネル１０５に入力される階調値）を示す。図６の例では、入力画像データの階調値２００１がｎ−１番目のフレームからｎ番目のフレームにかけてステップ状に増加している。
符号２００２は、実施例１の方法で第１液晶パネル１０４を駆動する場合に第１液晶パネル１０４に入力される階調値を示す。入力画像データの階調値２００１がｎ−１番目のフレームからｎ番目のフレームにかけてステップ状に増加しているため、ｎ番目のフレームに対して基準階調値より高い階調値Ｓａが設定されている。
符号２００５は、第１液晶パネル１０４を階調値２００２で駆動した場合の合成透過率を示す。

符号２００３は、本実施例の方法で第１液晶パネル１０４を駆動する場合に第１液晶パネル１０４に入力される階調値を示す。図６において、フレームの番号に付されている（ｘ）（ｘは１以上ｎ以下の整数）は、入力画像データの１フレームの期間を構成するｎ個の分割期間の順番（時間位置）を示す。図６の例では、入力画像データの１フレームの期間が２つの分割期間によって構成されている。
符号２００４は、第１液晶パネル１０４を階調値２００３で駆動した場合の合成透過率を示す。

上述したように、本実施例では、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した階調値に基づいて、ｎ個の分割期間のそれぞれにおける第１液晶パネル１０４の階調値が決定される。
図６の例では、入力画像データの階調値が変化しなかった場合には、実施例１と同様に、基準階調値が、現フレームの期間を構成する２つの分割期間における第１液晶パネル１０４の階調値として決定される。
入力画像データの階調値が変化した場合には、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した階調値よりも基準階調値との差が大きい階調値が、上記２つの分割期間のうち時間的に前の分割期間における階調値として決定される。即ち、入力画像データの輝度が変化した場合には、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した透過率よりも基準値との差が大きい透過率が、上記２つの分割期間のうち時間的に前の分割期間に
おける透過率として決定される。そして、基準階調値が、上記２つの分割期間のうち時間的に後の分割期間における第１液晶パネル１０４の階調値として決定される。即ち、基準値が、上記２つの分割期間のうち時間的に後の分割期間における第１液晶パネル１０４の透過率として決定される。図６の例では、ｎ番目のフレームを構成する２つの分割期間のうち時間的に前の分割期間における第１液晶パネル１０４の階調値として階調値Ｓａよりも大きい階調値Ｓｂが設定されている。そして、ｎ番目のフレームを構成する２つの分割期間のうち時間的に後の分割期間における第１液晶パネル１０４の階調値として基準階調値が設定されている。なお、ｎ−１番目のフレームからｎ番目のフレームにかけて入力画像データの階調値が低下した場合には、ｎ番目のフレームを構成する２つの分割期間のうち時間的に前の分割期間における第１液晶パネル１０４の階調値として、画像データ処理部１０３で決定された階調値よりも小さい階調値が設定される。

このように各分割期間の階調値を決定することにより、合成透過率の変化速度を実施例１よりも高めることができる。このことは、図６の合成透過率２００４，２００５から明らかである。

以上述べたように、本実施例によれば、入力画像データの現フレームを構成するｎ個の分割期間のそれぞれにおける第１液晶パネル１０４の透過率が、画像データ処理部１０３が現フレームに対して決定した透過率に基づいて決定される。それにより、合成透過率の変化速度を実施例１よりも高めることができる。その結果、画像表示の応答性を実施例１よりも高めることができる。換言すれば、所望の表示画像を実施例１よりも短時間で得ることができる。

なお、本実施例では、ｎ＝２の場合の例を説明したが、ｎは３以上の値であってもよい。その場合には、現フレームの期間を構成するｎ個の分割期間のうち、最初の分割期間に対して、画像データ処理部が現フレームに対して決定した透過率よりも基準値との差が大きい透過率を設定し、残りｎ−１個の分割期間に対して基準値を設定すればよい。上記ｎ個の分割期間のうち、最初の分割期間からｍ個（ｍはｎ未満の整数）の分割期間に対して、画像データ処理部が現フレームに対して決定した透過率よりも基準値との差が大きい透過率を設定し、残りｎ−ｍ個の分割期間に対して基準値を設定してもよい。上記ｍ個の分割期間に対する透過率の設定方法は特に限定されない。例えば、上記ｍ個の分割期間に対して、基準値との差が徐々に低下するように透過率を設定してもよい。

＜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。本実施例では、第１液晶パネル１０４の解像度が第２液晶パネル１０５の解像度よりも低い場合の例を説明する。

（構成）
図７を用いて、本実施例に係る画像表示装置の構成について説明する。
図７は、本実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、本実施例に係る画像表示装置は、実施例１（図１）の機能部の他に、解像度変換部３０１をさらに有する。
なお、本実施例に係る第１液晶パネルの解像度は図１の第１液晶パネル１０４の解像度と異なるため、本実施例に係る第１液晶パネルには符号３０２が付されている。
なお、図７において、図１と同じ機能部には図１と同じ符号を付し、その説明は省略する。

第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に透過率を制御可能な解像度を有する。具体的には、第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に液晶素子を有する。
第１液晶パネル３０２は、第２液晶パネル１０５の解像度よりも低い解像度を有する。第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に透過率を制御可能な解像度を有する。具体的には、第２液晶パネル１０５は、入力画像データの画素毎に液晶素子を有する。第１液晶パネル３０２は、入力画像データが表す画像の領域を構成する複数の分割領域の透過率を個別に制御な可能な解像度を有する。具体的には、第１液晶パネル３０２は、分割領域毎に液晶素子を有する。分割領域は、入力画像データの複数の画素からなる領域である。

画像データ処理部１０３は、画素毎の階調値（第１液晶パネル３０２の透過率）をフレームレート変換部２０１に出力する。
解像度変換部３０１は、画像データ処理部１０３から出力された画像データ（各画素の階調値が階調値ＨＤである画像データ）の解像度を第１液晶パネル３０２の解像度に合わせる解像度変換を行う。即ち、解像度変換部３０１は、画像データ処理部１０３から出力された画素毎の階調値（第１液晶パネル３０２の透過率）から、分割領域毎の第１液晶パネル３０２の階調値（透過率）を決定する（第３決定処理）。
例えば、解像度変換部３０１は、分割領域毎に、その分割領域内の複数の画素に対して決定された複数の階調値を代表する代表値を、当該分割領域の階調値として決定する。代表値は、平均値、最大値、最小値、最頻値、中間値、などである。

そして、解像度変換部３０１は、解像度変換後の画像データ（分割領域毎の階調値）を第１液晶パネル３０２に出力する。
それにより、第１液晶パネル３０２は、解像度変換部３０１から出力された階調値に応じて各分割領域の透過率を制御することができる。

（効果）
本実施例の効果について説明する。
第２液晶パネル１０５の解像度を３００ｄｐｉとした場合、第１液晶パネル３０２の解像度は３００ｄｐｉよりも小さければよい。

例えば、第１液晶パネル３０２の解像度を１００ｄｐｉとした場合、第１液晶パネル３０２の液晶素子の総数：第２液晶パネル１０５の液晶素子の総数＝１：９となる。第２液晶パネル１０５の解像度をＦｕｌｌＨＤ（水平方向１９２０画素×垂直方向１０８０画素）とした場合、第１液晶パネル３０２の解像度は６４０画素×３６０画素となる。この場合、第１液晶パネル３０２の透過率を、ＭＰＥＧ４やＭＰＥＧ２等の圧縮ブロックよりも小さい分割領域毎に画像表示の応答性を向上することができる。ＭＰＥＧ４では、画像の
領域を構成する水平方向８個×垂直方向８個の領域のそれぞれが圧縮ブロックとして使用されるため、圧縮ブロックのサイズは約水平方向２４０画素×垂直方向１３５画素である。ＭＰＥＧ２では、画像の領域を構成する１６個×１６個の領域のそれぞれが圧縮ブロックとして使用されるため、圧縮ブロックのサイズは約１２０画素×６８画素である。

第１液晶パネル３０２の解像度を１ｄｐｉとした場合には、第１液晶パネル３０２の液晶素子の総数：第２液晶パネル１０５の液晶素子の総数＝１：９００となる。第２液晶パネル１０５の解像度をＦｕｌｌＨＤとした場合、第１液晶パネル３０２の解像度は約７画素×４画素となる。この場合にも、画像表示の応答性をある程度向上することができる。

以上述べたように、本実施例によれば、画像データ処理部１０３が決定した透過率（画素毎の第１液晶パネル３０２の透過率）から、分割領域毎の第１液晶パネル３０２の透過率が決定される。それにより、分割領域毎に、第１液晶パネル３０２の透過率を適切に制御することが可能となる。
また、画素毎に第１液晶パネル３０２の透過率を制御することはできないが、第１液晶パネル３０２の構成を簡素化することができるため、製造コストや製造時間を低減することが可能となる。
また、液晶パネルとして低解像度の液晶パネルを製造する場合、液晶パネルの開口率を容易に高めることができるため、第１液晶パネル３０２の透過率の上限値を高めることが可能となり、表示輝度の上限値を高めることが可能となる。

なお、分割領域はどのように定められていてもよい。例えば、画面の領域を構成する複数の発光領域のそれぞれについて、その発光領域におけるバックライトの発光輝度を制御するローカルディミングを行う場合に、発光領域が分割領域として使用されてもよい。発光領域より大きいまたは小さい領域が分割領域として使用されてもよい。
また、実施例２のように第１液晶パネルの駆動周波数が変更されてもよい。その場合、フレームレート変換部は、解像度変換部の前段に設けられていてもよいし、解像度変換部の後段に設けられていてもよい。

１０４ 第１液晶パネル
１０５ 第２液晶パネル
１０６ 液晶モジュール
１０７ バックライト

Claims (14)

1. 発光手段と、
   前記発光手段からの光を透過する第１パネルと、
   前記第１パネルを透過した光を入力画像データに応じた透過率で透過して、画面に画像を表示する第２パネルと、
   を有し、
   前記第１パネルは、
   前記入力画像データの輝度が変化しなかった場合に、所定の透過率で光を透過し、
   前記入力画像データの輝度が増加した場合に、前記所定の透過率よりも高い透過率で光を透過し、
   前記入力画像データの輝度が低下した場合に、前記所定の透過率よりも低い透過率で光を透過する
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第１パネルは、
   前記入力画像データの輝度が増加した場合に、その増加量が大きいほど高い透過率で光を透過し、
   前記入力画像データの輝度が低下した場合に、その低下量が大きいほど低い透過率で光を透過する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記入力画像データは、第１フレームと、前記第１フレームより前に入力される第２フレームとを含み、
   前記第２パネルは、各フレームの複数の画素にそれぞれ対応する複数の透過素子を有し、
   前記第１フレームを表示する場合に、前記複数の透過素子のそれぞれは、その透過素子に対応する前記第１フレームの画素の輝度に基づく透過率で光を透過し、
   前記第１パネルは、各フレームの少なくとも１つの画素に対応する透過領域を有し、
   前記第１フレームを表示する場合に、前記透過領域は、前記透過領域に対応する前記第２フレームの画素の輝度から、前記透過領域に対応する前記第１フレームの画素の輝度へ
   の輝度の変化量に応じた透過率で光を透過する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記輝度の変化量に基づいて前記透過領域の透過率を決定する第１決定手段と、
   前記輝度の変化量と前記透過領域の透過率との対応関係に関する対応情報を記憶する記憶媒体と、
   をさらに有し、
   前記第１決定手段は、前記透過領域に対応する前記第１フレームの画素の輝度、前記透過領域に対応する前記第２フレームの画素の輝度、及び、前記対応情報に基づいて、前記第１フレームを表示する場合の前記透過領域の透過率を決定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記輝度の変化量に基づいて前記透過領域の透過率を決定する第１決定手段、をさらに有し、
   前記第１決定手段は、前記透過領域に対応する前記第１フレームの画素の輝度と、前記透過領域に対応する前記第２フレームの画素の輝度との差に所定の係数を乗算した値に基づいて、前記第１フレームを表示する場合の前記透過領域の透過率を決定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
6. 前記第１フレームを表示する場合に対して前記第１決定手段が決定した透過率に基づいて、前記第１フレームが表示される期間を構成する複数の分割期間のそれぞれにおける前記透過領域の透過率を決定する第２決定手段、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記第１パネルは、前記画面に対応する領域を構成する複数の透過領域を有する
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記透過領域は、各フレームの１つの画素に対応する
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記透過領域は、各フレームの２つ以上の画素に対応する
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記第１決定手段は、所定の透過率を前記輝度の変化量に基づいて補正することにより、前記透過領域の透過率を決定する
    ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記画素の輝度は、当該画素の階調値である
    ことを特徴とする請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記第１パネルは、入力された階調値に基づく透過率で光を透過し、
    前記第１決定手段は、前記輝度の変化量に基づいて所定の階調値を補正し、補正後の階調値を前記第１パネルに出力する
    ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
13. ユーザが入力した前記画面全体の明るさに応じて前記所定の透過率を決定する第３決定手段、をさらに有する
    ことを特徴とする請求項２または請求項１０に記載の画像表示装置。
14. 発光手段と、
    前記発光手段からの光を透過する第１パネルと、
    前記第１パネルを透過した光を透過して、画面に画像を表示する第２パネルと、
    を有する画像表示装置の制御方法であって、
    前記第１パネルの透過率を制御する第１ステップと、
    前記第２パネルの透過率を、入力画像データに応じた透過率に制御する第２ステップと、
    を有し、
    前記第１ステップでは、
    前記入力画像データの輝度が変化しなかった場合に、前記第１パネルの透過率が、所定の透過率に制御され、
    前記入力画像データの輝度が増加した場合に、前記第１パネルの透過率が、前記所定の透過率よりも高い透過率に制御され、
    前記入力画像データの輝度が低下した場合に、前記第１パネルの透過率が、前記所定の透過率よりも低い透過率に制御される
    ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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