JP6777485B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、コントラスト比を改善することができる画像表示装置および画像表示方法に関する。

近年、輝度やコントラスト比を大幅に改善したＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）画像が提案されている。ＨＤＲに関して、ＳＭＰＴＥ（米国映画テレビ技術者協会）によるＳＴ２０８４、いわゆるＤｏｌｂｙ Ｖｉｓｉｏｎ、あるいはＮＨＫと英国ＢＢＣが主に開発したＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｌｏｇ Ｇａｍｍａ）方式など、標準化が行われている。画像表示装置には、標準化に応じた表示能力が要求される。

有機ＥＬパネルでは１，０００，０００：１程度のコントラスト比が実現されている。しかし、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の場合、ＬＣＤパネルをバックライトの光が透過することで画像が表示されるため、特に、黒領域の階調特性が悪く、理想の輝度に比べて明るい方向に輝度が観測される、いわゆる黒浮きという現象が生じる。このため、従来のＬＣＤ画像表示装置では、コントラスト比は例えば１，５００：１程度である。

ＬＣＤ画像表示装置のコントラスト比を改善するために、２枚のＬＣＤパネルを使用した画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この画像表示装置では、後側のＬＣＤパネル（ＬＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ））パネルがグレイ画像を表示することでバックライトの透過量を調整し、前側のＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）がＲＧＢ画像を表示することで、コントラスト比の改善を図っている。

特開２０１６−１１８６９０号公報

しかし、ＬＣＤ画像表示装置については、さらにコントラスト比を改善することが望ましい。

例えば、バックライトのローカルディミング（Ｌｏｃａｌ Ｄｉｍｍｉｎｇ）技術を適用することで暗いブロックにおける黒浮きは大幅に低減される。しかし、例えば１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在した場合には低輝度領域における黒浮きを防止することは困難である。

そこで、本発明は、ローカルディミング技術を適用するとともに、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、コントラスト比を改善することが可能な画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像表示装置は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の所望の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に応じて、当該ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に基づいて、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するレベル変換器と、前記レベル変換器で調整された各ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、前記後側ＬＣＤパネルの各ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成するグレイコンバータとを備える。

好ましくは、前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて、当該ブロックの所望の輝度を判定する。

好ましくは、前記レベル変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの所望の輝度が低いほど、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする。

好ましくは、前記グレイコンバータは、各ピクセルが有する複数のサブピクセルの輝度レベルのうち最大の輝度レベルを、当該ピクセルのグレイ画像の輝度レベルとして決定する。

好ましくは、画像表示装置は、さらに、前記レベル変換器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備え、前記ＲＧＢ階調変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された各ブロックの所望の輝度に基づいて、前記ＲＧＢ画像信号の階調を補正する。

好ましくは、画像表示装置は、さらに、前記グレイコンバータで生成された前記グレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備え、前記グレイ階調変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された各ブロックの所望の輝度に基づいて、前記グレイ画像信号の階調を補正する。

本発明に係る画像表示方法は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の所望の輝度を判定することと、判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に応じて、当該ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に基づいて、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、調整された各ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、前記後側ＬＣＤパネルの各ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成することとを備える。

本発明においては、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルとグレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルとを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、各ブロックの所望の輝度に基づいて、当該ブロックに対応するＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整し、調整された各ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、後側ＬＣＤパネルに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成する。これにより、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きを防止し、コントラスト比を改善することが可能である。

本発明の実施形態に係る画像表示装置の概略側面図である。 図１の画像表示装置のＬＥＤの配置を示すバックライトユニットの概略平面図である。 図１の画像表示装置におけるブロックとピクセルとサブピクセルの関係を示す略図である。 図１の画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。 図４の信号処理部のＲＧＢ階調変換器による階調変換特性の一例を示すグラフである。 図４の信号処理部のグレイ階調変換器による階調変換特性の一例を示すグラフである。 階調変換器の動作を説明するためのグラフである。 図４の信号処理部の階調変換器または色バランス補正パラメータ生成器の一例の詳細を示すブロック図である。 図４の信号処理部の階調変換器または色バランス補正パラメータ生成器の他の例の詳細を示すブロック図である。 図４の信号処理部のエッジホールド回路による視野角補正の結果を示す概略図である。 図４の信号処理部の色バランスコントローラの詳細を示すブロック図である。 色バランスコントローラの働きによる画像の暗部における色バランスの調整に関する説明図である。 １枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の例を示す図である。 図１４の表示画像の例に関して、各ディミング・ブロックでのＢＬｕｍ／ＢＬｕｍＭａｘの分布を示す図である。

本願発明の目的、長所および新規な特徴は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明からより明白になる。異なる図面において、同一または機能的に類似の要素を示すために、同一の参照符号が使用される。図面は概略を示しており、図面の縮尺は正確でないことを理解されたい。

図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の概略側面図である。図２は、図１の画像表示装置のＬＥＤの配置を示すバックライトユニットの概略平面図である。図１に示すように、画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４とを備えている。

前側ＬＣＤパネル２はＲＧＢ画像を表示する。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６および駆動ＩＣ２８を備える。図示しないが、カラーフィルタ基板２０とＴＦＴ基板２２の間には、液晶が配置されている。カラーフィルタ基板２０は、ブラックマトリクス、およびＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを有し、さらに共通電極を有する。ＴＦＴ基板２２は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）および電極を有する。偏光フィルム２４はカラーフィルタ基板２０の前面に配置され、偏光フィルム２６はＴＦＴ基板２２の後面に配置されている。駆動ＩＣ２８は、ＴＦＴ基板２２に実装されており、駆動ＩＣ２８に入力されるＲＧＢ画像信号に従って、前側ＬＣＤパネル２の液晶の透過状態をサブピクセル（副画素）ごとに制御する。

後側ＬＣＤパネル３は、前側ＬＣＤパネル２の後方に配置されて、前側ＬＣＤパネル２に重ねられ、グレイ画像（ＬＶ画像）を表示する。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４および駆動ＩＣ３６を備える。ガラス基板３０は、前側ＬＣＤパネル２におけるカラーフィルタ基板２０に対応し、共通電極を有するが、カラーフィルタ基板２０とは異なり、カラーフィルタを有さない。これは、後側ＬＣＤパネル３が、ＬＶ画像、つまり白から黒までの明暗だけで表現された、グレイスケールの画像を表示するためである。図示しないが、ガラス基板３０とＴＦＴ基板３２の間には、液晶が配置されている。ＴＦＴ基板３２は、ＴＦＴおよび電極を有する。偏光フィルム３４はＴＦＴ基板３２の後面に配置されている。駆動ＩＣ３６は、ＴＦＴ基板３２に実装されており、駆動ＩＣ３６に入力されるグレイ画像信号に従って、後側ＬＣＤパネル３の液晶の透過状態を制御する。前側ＬＣＤパネル２と後側ＬＣＤパネル３は、偏光フィルム２６とガラス基板３０の間に配置された接合層３８によって接合されている。

バックライトユニット４は、後側ＬＣＤパネル３の後方に配置されて、前側ＬＣＤパネル２と後側ＬＣＤパネル３に光を照射する。バックライトユニット４は、直下型であり、基板４０、基板４０に取り付けられた複数の平板状のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）４２、および基板４０と協働してＬＥＤ４２を包囲する側壁４４を備える。ＬＥＤ４２は、後側ＬＣＤパネル３から所望の距離、離れて設置されている。ＬＥＤ４２の発光は、ＬＥＤ駆動部４６によって制御される。ＬＥＤ駆動部４６は、回路であって、例えば基板４０に実装してもよいし、基板４０とは別の基板に実装してもよい。

図２に示すように、ＬＥＤ４２は矩形の形状で仮に示しており、ＬＥＤ４２間の隙間が格子状になるように、互いに離間して配置されている。但し、ＬＥＤ４２の形状、数および配置は、図示のものに限定されない。例えば、ＬＥＤ４２の形状は円形でもよい。

バックライトユニット４は、ローカルディミングを行うことができるように、複数のブロックの各々の輝度を調整可能である。複数のＬＥＤ４２は、ローカルディミングの複数のディミング・ブロックにそれぞれ対応する。すなわち１つのＬＥＤ４２が１つのディミング・ブロックに対応する。ＬＥＤ駆動部４６は、複数のＬＥＤ４２を独立して発光させ、複数のＬＥＤ４２の輝度を独立して調整する。図示しないが、バックライトユニット４には、公知の隔壁および公知のフラッター（Ｆｌａｔｔｅｒ）が設けられている。ＬＥＤ４２の発光を制御することにより、そのＬＥＤ４２に対応するディミング・ブロックの輝度を調整することができる。

但し、バックライトユニット４は、図示の直下型に限定されず、例えばエッジライト型であっても、複数のブロックの各々の輝度を調整可能なローカルディミングを行うことができるものであれば、本発明に使用することができる。

図３は画像表示装置におけるブロックとピクセルとサブピクセルの関係を示す。上記のように、バックライトユニット４の１つのＬＥＤ４２は、１つのディミング・ブロックＢＬに対応する。１つのディミング・ブロックＢＬには、多数のピクセルＰＸが含まれる。後側ＬＣＤパネル３では、グレイ画像の各ピクセルＰＸの輝度を調整することができる。前側ＬＣＤパネル２では、ＲＧＢの三色の各サブピクセルＳＰの輝度を調整することができる。本明細書において、パネル２，３に関して説明する輝度とは、パネル２，３における透過率を意味する。

図４は、この画像表示装置１の前側ＬＣＤパネル２の駆動ＩＣ２８と、後側ＬＣＤパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される画像データ、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される制御データを生成する信号処理部５を示す。信号処理部５には、ＥＯＴＦ(Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)を経て輝度とリニアな関係にある信号レベルを有するＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが供給される。

信号処理部５は、入力されたＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂからディミング・ブロックの各々の所望の輝度を判定するブロック輝度値判定器５０を備える。ブロック輝度値判定器５０は、入力されたＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各ディミング・ブロック内のＲＧＢの各サブピクセルの輝度のうち最大の輝度ＢＬｍａｘに基づいて、当該ディミング・ブロック全体の所望の輝度を判定する。具体的には、例えば、ブロック輝度値判定器５０は、各ディミング・ブロック内の最大の輝度ＢＬｍａｘを当該ディミング・ブロック全体の所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）と判定してもよい。この場合、ＢＬｕｍ＝ＢＬｍａｘである。

但し、バックライトユニット４の各ディミング・ブロックについて制御可能な輝度Ｌｊの段階の数ｎが、ＲＧＢ画像信号で表現可能な輝度階調の数より少ない場合には、ブロック輝度値判定器５０は、ＢＬｍａｘ≦Ｌｊである最小のＬｊをブロック輝度値ＢＬｕｍと判定する。つまり、ＢＬｕｍ＝Ｌｊ≧ＢＬｍａｘである。例えば、ＲＧＢ画像信号が１２ビット階調であって、４０９６階調を表現可能であると想定する。また、ローカルディミングのためにバックライトユニット４の制御可能な輝度Ｌｊの段階の数ｎが４であると想定する。この場合、Ｌｊ∈｛Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎ｝＝｛Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４｝である。例えば、｛Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４｝＝｛１０２３，２０４７，３０７１，４０９５｝と設定することができる。この場合、仮に、ＢＬｍａｘ＝１０２０であれば、ＢＬｕｍ＝１０２３であり、ＢＬｍａｘ＝３０００であれば、ＢＬｕｍ＝３０７１である。このようにして、ブロック輝度値判定器５０は、各ディミング・ブロックについて制御可能な輝度のいずれか１つをブロック輝度値ＢＬｕｍと判定する。

但し、ＲＧＢ画像信号は１２ビット階調に限定されず、バックライトユニット４の制御可能な輝度Ｌｊの段階の数ｎも４に限定されない。

ブロック輝度値判定器５０から出力されたブロック輝度値ＢＬｕｍは遅延回路５２に供給される。遅延回路５２は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに一定の遅延時間を与える。遅延回路５２から出力されたブロック輝度値ＢＬｕｍは、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）５４に供給される。ＬＥＤ駆動信号発生器５４は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ（すなわち、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの各々の所望の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。ＬＥＤ駆動信号ＢＤはバックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。

ＬＥＤ駆動信号発生器５４がディミング・ブロックの輝度を調整する方式としては、ＬＥＤ駆動信号ＢＤの電圧または電流を制御することであってもよい。但し、ＬＥＤ駆動信号発生器５４は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によってディミング・ブロックに対応するＬＥＤ４２の調光を行ってもよい。この場合、ＬＥＤ駆動信号ＢＤは、ディミング・ブロックの所望の輝度に応じてデューティ比が変化させられる高さ一定のパルス信号である。

信号処理部５は、さらにレベル変換器５６および遅延回路５８を備える。レベル変換器５６は、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの各々の所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、当該ディミング・ブロックに対応するＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルの輝度レベルを調整する。遅延回路５８は、信号処理部５に供給されたＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに、ブロック輝度値判定器５０でのブロック輝度値ＢＬｕｍの判定に要する時間に相当する遅延を与える。

レベル変換器５６は、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）が低いほど、当該ディミング・ブロックに対応するＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする。但し、ブロック輝度値ＢＬｕｍが高い段階ほど、ブロック輝度値ＢＬｕｍが低い段階よりも、各サブピクセルの輝度レベルの変化率が小さいように、レベル変換器５６は、ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを変化させる。また、レベル変換器５６は、レベル変換器５６から出力されるサブピクセルの輝度レベルがレベル変換器５６に入力されるサブピクセルの輝度レベルに比例するように、各サブピクセルの輝度レベルを調整する。

例えば、レベル変換器５６に入力されるＲのサブピクセルの輝度レベルがＲであり、レベル変換器５６に入力されるＧのサブピクセルの輝度レベルがＧであり、レベル変換器５６に入力されるＢのサブピクセルの輝度レベルがＢであり、レベル変換器５６から出力されるＲのサブピクセルの輝度レベルがＲ１であり、レベル変換器５６から出力されるＧのサブピクセルの輝度レベルがＧ１であり、レベル変換器５６から出力されるＢのサブピクセルの輝度レベルがＢ１である場合に、レベル変換器５６は下記の式に従ってレベル変換すなわち調整を行う。
Ｒ１＝（Ｌｎ／ＢＬｕｍ）×Ｒ
Ｇ１＝（Ｌｎ／ＢＬｕｍ）×Ｇ
Ｂ１＝（Ｌｎ／ＢＬｕｍ）×Ｂ
ここで、Ｌｎは、バックライトユニット４の各ディミング・ブロックについて制御可能な輝度の最大値であり、上記の例に従うと例えば４０９５である。

ブロック輝度値ＢＬｕｍが低いほど、ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルが高くされるが、ブロック輝度値ＢＬｕｍが高ければ、バックライトユニット４によってそのディミング・ブロックの輝度が上げられる。また、上の式によれば、出力されるサブピクセルの輝度レベルは、入力されるサブピクセルの輝度レベルに比例する。あるディミング・ブロックが低輝度領域内にある場合、そのブロックの輝度が低いことおよびＲＧＢのサブピクセルがＬＣＤパネルにおいて黒浮きの生じにくい高い輝度レベルであることで、暗く沈んで階調特性に優れた低輝度領域が表示できる。

信号処理部５は、さらにグレイコンバータ６０を備える。グレイコンバータ６０は、レベル変換器５６で調整された各ディミング・ブロック内のサブピクセルの輝度レベルＲ１，Ｇ１，Ｂ１に基づいて、後側ＬＣＤパネル３の当該ディミング・ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号Ｗ１を生成する。より具体的には、グレイコンバータ６０は、各ディミング・ブロック内の各ピクセルが有する複数のサブピクセルの輝度レベルＲ１，Ｇ１，Ｂ１のうち最大の輝度レベルを、当該ピクセル（これらのサブピクセルが属するピクセル）のグレイ画像の輝度レベルとして決定する。

信号処理部５は、さらに遅延回路６２およびＲＧＢ階調変換器６４を備える。遅延回路６２には、レベル変換器５６から出力されたＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が供給され、遅延回路６２は、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に一定の遅延時間を与える。遅延回路６２から出力されたＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は、ＲＧＢ階調変換器６４に供給される。

ＲＧＢ階調変換器６４は、レベル変換器５６で輝度レベルが調整されたＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の階調を前側ＬＣＤパネル２の出力特性に適合するように補正する。例えば、前側ＬＣＤパネル２の表示特性はガンマカーブで表されるガンマ特性であり、ＲＧＢ階調変換器６４は、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１をガンマ補正する。ただし、この表示特性はガンマ特性には限られず、補正もガンマ補正には限られない。また、この実施形態において、ＲＧＢ階調変換器６４は、後述するようにブロック輝度値判定器５０で判定された各ディミング・ブロックの所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、ＲＧＢ画像信号の階調を補正する。

信号処理部５は、さらにグレイ階調変換器６６を備える。グレイ階調変換器６６は、グレイコンバータ６０で生成されたグレイ画像信号Ｗ１の階調を後側ＬＣＤパネル３の出力特性に適合するように補正する。例えば、後側ＬＣＤパネル３の表示特性はガンマ特性であり、グレイ階調変換器６６は、グレイ画像信号Ｗ１をガンマ特性を考慮して補正する。ただし、この表示特性はガンマ特性には限られず、補正もガンマ補正には限られない。また、この実施形態において、グレイ階調変換器６６は、後述するように、ブロック輝度値判定器５０で判定された各ディミング・ブロックの所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、グレイ画像信号Ｗ１の階調を補正する。

ＲＧＢ階調変換器６４は、Ｒ階調変換器６４Ｒ、Ｇ階調変換器６４ＧおよびＢ階調変換器６４Ｂを有する。Ｒ階調変換器６４Ｒは、入力された信号Ｒ１をＲ２に補正してＲ２を出力し、Ｇ階調変換器６４Ｇは、入力された信号Ｇ１をＧ２に補正してＧ２を出力し、Ｂ階調変換器６４Ｂは、入力された信号Ｂ１をＢ２に補正してＢ２を出力する。

さらにまた、ＲＧＢ階調変換器６４は、入力されたＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１から、後述する色バランスコントローラ７０で使用される色バランス補正パラメータＬ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂを得る役割を有する。このため、ＲＧＢ階調変換器６４は、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒ、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｇおよび色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｂを有する。色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒは、入力された信号Ｒ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｒを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｒを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｇは、入力された信号Ｇ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｇを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｇを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｂは、入力された信号Ｂ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｂを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｂを出力する。

図５はＲＧＢ階調変換器６４による階調変換特性の一例を実線で示すグラフであり、図６はグレイ階調変換器６６による階調変換特性の一例を実線で示すグラフである。図５および図６では、参考のため線形の特性を破線で示す。図５および図６において、横軸は、ＲＧＢ階調変換器６４またはグレイ階調変換器６６への入力輝度値を示し、縦軸は、ＲＧＢ階調変換器６４またはグレイ階調変換器６６からの出力輝度値を示す。

図５に示すＲＧＢ階調変換器６４による階調変換特性の一例は、例えば、γ＝０．５のガンマカーブ（Ｙ＝Ｘ^γ）で実現される。これに対して、図６に示すグレイ階調変換器６６による階調変換特性の一例は、図５の結果をもたらすように固定されたＲＧＢの値に対し、ＬＶの値を変化させながら２枚のＬＣＤパネル２，３の透過光を実測して、最終的な合成結果が自然界のリニアな輝度特性に等しく、よって人に自然に見えるよう、ＬＶの入出力特性を決めたものである。ＲＧＢ階調変換器６４およびグレイ階調変換器６６の階調変換により、ＲＧＢ画像信号およびグレイ画像信号は、前側ＬＣＤパネル２および後側ＬＣＤパネル３の出力特性に適合し、人の目で自然な輝度階調を有するように補正される。

図７を参照して、ＲＧＢ階調変換器６４およびグレイ階調変換器６６による、ブロック輝度値判定器５０で判定された各ディミング・ブロックの所望の輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づく動作を説明する。図７（Ａ）は、階調変換器の基本特性（図５および図６に相当する特性）を示す。この基本特性は、バックライトユニット４を最大輝度（例えばＬ４）で発光させたときの特性（図７（Ｅ）に示す特性）である。

バックライトユニット４の制御可能な輝度Ｌｊの段階の数ｎが４であり、Ｌｊ∈｛Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４｝であれば、図７（Ｂ）〜（Ｅ）の４段階の特性が使用されうる。図７（Ｂ）の特性は、図７（Ａ）の入力が０からＬ１の範囲を、入力軸および出力軸とも（すなわち縦横ともに）に拡大した特性である。図７（Ｃ）の特性は、図７（Ａ）の入力が０からＬ２の範囲を、入力軸および出力軸ともに拡大した特性である。図７（Ｄ）の特性は、図７（Ａ）の入力が０からＬ３の範囲を、入力軸および出力軸ともに拡大した特性である。但し、図７に示す各曲線は例示であり、これらに限定されるわけではない。

各階調変換器は、ブロック輝度値ＢＬｕｍがＬ１であれば、図７（Ｂ）の特性に従って、画像信号の階調を補正し、ブロック輝度値ＢＬｕｍがＬ２，Ｌ３またはＬ４であれば、それに対応する図７（Ｃ）〜（Ｅ）のいずれかの特性に従って、画像信号の階調を補正する。

基本特性の入力をVinput_orgとすれば、0≦Vinput_org≦L4と表現することができ、基本特性の出力をVoutput_orgとすれば、Voutput_org = f(Vinput_org)と表現することができる。fは関数である。

他の特性の入力をVinputとすれば、0≦Vinput≦BLumと表現することができ、出力をVoutput とすれば、Voutputは関数gを用いて、Voutput = g(Vinput) = (1/f(BLum/L4)) x f((BLum/L4) x Vinput) と表現することができる。

図８は、階調変換器６４Ｒ、６４Ｇ、６４Ｂ、６６および色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒ、６４Ｌ_Ｇ、６４Ｌ_Ｂの各々の例の詳細を示すブロック図である。各階調変換器または各色バランス補正パラメータ生成器は、複数のルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２，…と、セレクタ８０とを有する。ルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２，…の個数は、ローカルディミングのためにバックライトユニット４の制御可能な輝度Ｌｊの段階の数ｎである。数ｎが４であれば、Ｌｊ∈｛Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎ｝＝｛Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４｝であり、４個のルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２，ＬＵＴ３，ＬＵＴ４が使用される。各ルックアップテーブルは、Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎのいずれかに対応付けられている。すなわち、ルックアップテーブルＬＵＴ１はＬ１に対応付けられ、ルックアップテーブルＬＵＴ２はＬ２に対応付けられ、ルックアップテーブルＬＵＴ３はＬ３に対応付けられ、ルックアップテーブルＬＵＴ４はＬ４に対応付けられている。

セレクタ８０は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに従って、当該階調変換器または当該色バランス補正パラメータ生成器に現在入力された信号（ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１またはグレイ画像信号Ｗ１）について使用されるべきルックアップテーブルをルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２，…の中から選択する。例えば、上記の｛Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４｝＝｛１０２３，２０４７，３０７１，４０９５｝の例によれば、ＢＬｕｍ＝１０２３であれば、Ｌ１に対応するルックアップテーブルＬＵＴ１をセレクタ８０は選択し、ＢＬｕｍ＝３０７１であれば、Ｌ３に対応するルックアップテーブルＬＵＴ３をセレクタ８０は選択する。そして、セレクタ８０は、選択したルックアップテーブルに従って、入力された信号の輝度値を補正する（ルックアップテーブルの値に輝度値を補正する）。

このようにして、Ｒ階調変換器６４Ｒは、入力された信号Ｒ１をＲ２に補正してＲ２を出力し、Ｇ階調変換器６４Ｇは、入力された信号Ｇ１をＧ２に補正してＧ２を出力し、Ｂ階調変換器６４Ｂは、入力された信号Ｂ１をＢ２に補正してＢ２を出力し、グレイ階調変換器６６は、入力されたグレイ画像信号Ｗ１をＷ２に補正してＷ２を出力する。また、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒは、入力された信号Ｒ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｒを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｒを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｇは、入力された信号Ｇ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｇを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｇを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｂは、入力された信号Ｂ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｂを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｂを出力する。ルックアップテーブルの内容は、当該階調変換器または当該色バランス補正パラメータ生成器の種類に応じて異なる。

図９は、階調変換器６４Ｒ、６４Ｇ、６４Ｂ、６６および色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒ、６４Ｌ_Ｇ、６４Ｌ_Ｂの各々の他の例の詳細を示すブロック図である。図８の例の代わりに図９の例を使用してもよい。

図９に示すように、各階調変換器または各色バランス補正パラメータ生成器は、複数のセレクタ８２ａ〜８２ｍと、セレクタ８２ａ〜８２ｍにそれぞれ対応する複数の係数値メモリ８４ａ〜８４ｍと、変換演算器８６とを有する。

セレクタ８２ａ〜８２ｍの各々は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに従って、当該階調変換器または当該色バランス補正パラメータ生成器に現在入力された信号（ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１またはグレイ画像信号Ｗ１）について使用されるべき係数を、当該セレクタに対応する係数値メモリから選択する。例えば、セレクタ８２ａは、係数値メモリ８４ａから係数値Ａ１〜Ａｎのいずれかを選択し、セレクタ８２ｍは、係数値メモリ８４ｍから係数値Ｍ１〜Ｍｎのいずれかを選択する。変換演算器８６は、セレクタ８２ａ〜８２ｍで選択された係数値Ａ（Ａ１〜Ａｎのいずれか）〜Ｍ（Ｍ１〜Ｍｎのいずれか）を用いて、入力された信号の輝度値を補正する。

例えば、変換演算器８６は、下記の式に従って、入力された信号（ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１またはグレイ画像信号Ｗ１）の輝度値Vinを出力輝度値Voutに補正して、出力信号（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｗ１，Ｌ_Ｒ，Ｌ_ＧまたはＬ_Ｂ）を得る。
Vout = A*Vin + B*Vin² + C*Vin³ + … + M*Vin^m
ここで、ｍはセレクタ８２ａ〜８２ｍの個数であり、例えば４以上の整数である。

あるいは、変換演算器８６は、下記の式に従って、入力された信号の輝度値Vinを出力輝度値Voutに補正して、出力信号を得てもよい。
Vout = A*(Vin/BLum) + B*(Vin/BLum)² + C*(Vin/BLum)³ + … + M*(Vin/BLum)^m
ここで、ｍはセレクタ８２ａ〜８２ｍの個数であり、例えば４以上の整数である。

このようにして、Ｒ階調変換器６４Ｒは、入力された信号Ｒ１をＲ２に補正してＲ２を出力し、Ｇ階調変換器６４Ｇは、入力された信号Ｇ１をＧ２に補正してＧ２を出力し、Ｂ階調変換器６４Ｂは、入力された信号Ｂ１をＢ２に補正してＢ２を出力し、グレイ階調変換器６６は、入力されたグレイ画像信号Ｗ１をＷ２に補正してＷ２を出力する。また、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒは、入力された信号Ｒ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｒを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｒを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｇは、入力された信号Ｇ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｇを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｇを出力し、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｂは、入力された信号Ｂ１から色バランス補正パラメータＬ_Ｂを得て色バランス補正パラメータＬ_Ｂを出力する。セレクタ８２ａ〜８２ｍと、係数値メモリ８４ａ〜８４ｍと、変換演算器８６の内容は、当該階調変換器または当該色バランス補正パラメータ生成器の種類に応じて異なる。

図４に戻り、ＲＧＢ階調変換器６４から出力されたＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２および色バランス補正パラメータＬ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂは色バランスコントローラ７０に供給される。グレイ階調変換器６６から出力されたグレイ画像信号Ｗ２はエッジホールド回路６８に供給される。

エッジホールド回路６８は、階調変換後のグレイ画像信号Ｗ２に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ３を生成する。グレイ画像信号Ｗ３は、後側ＬＣＤパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。２枚のＬＣＤパネル２，３に対して、正面視では問題ないが、斜め方向から見たときには、パネルの厚みに起因して、前側ＬＣＤパネル２の表示画像と後側ＬＣＤパネル３の表示画像の位置が角度に応じてずれることで、２重像や色ずれが見える問題がある。この問題を解決するために、エッジホールド回路６８は、グレイ画像に対して視野角補正を実施する役割を果たしている。

図１０は、エッジホールド回路６８による視野角補正（局所的エッジホールド処理）の結果を示す概略図である。図１０中のそれぞれの白い丸は、グレイ階調変換器６６からの出力画像における各ピクセルの輝度値に相当する。一方、図１０中の黒い丸は、エッジホールド処理されたピクセルの輝度値に相当する。

図１０に示すように、局所的エッジホールド処理が実行されることにより、画像の明部の暗部との境界（エッジ）にあるピクセルの輝度値で、その近辺の暗部のピクセルの輝度値が置き換えられている。このように、明部に隣接する暗部のピクセルの輝度を上げる補正を施すことで、斜め方向から見た際に、画像が暗くなってしまうことを防止することができる。

エッジホールド回路６８の具体的構成および具体的処理は、特開２０１６−１１８６８７号公報に記載されている通りでよい。エッジホールド回路６８は、ある閾値より高い輝度を有するあるピクセル（注目ピクセル）について、当該注目ピクセルを含む付近の複数のピクセルの輝度値の最大値と最小値との差分が他の閾値より高い場合に、これらの複数のピクセルの輝度値のうち注目ピクセルの輝度値より低い輝度値を、注目ピクセルの輝度値に置換する。

図４に戻り、エッジホールド回路６８から出力されたグレイ画像信号Ｗ３は、色バランス補正パラメータＬ_Ｗとして色バランスコントローラ７０にも供給される。色バランスコントローラ７０は、ＲＧＢ階調変換器６４による階調変換後のＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２および色バランス補正パラメータＬ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂ、ならびにエッジホールド回路６８から出力された色バランス補正パラメータＬ_Ｗに基づいて、色バランスの補正を行う。すなわち、色バランスコントローラ７０は、階調変換されたＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対して、サブピクセルごとに色バランス補正係数を用いて、色バランスを調整し、補正後のＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３を生成する。ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３は、前側ＬＣＤパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。

図１１は、色バランスコントローラ７０の詳細を示すブロック図である。色バランスコントローラ７０は、３個の乗算器７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ、および３個の除算器７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを有する。

色バランスコントローラ７０には、以下の３種の信号が入力される。
ＲＧＢ階調変換器６４による階調変換されたＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２。
ＲＧＢ階調変換器６４で生成された色バランス補正パラメータＬ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，ＬＢ。
エッジホールド回路６８で生成された色バランス補正パラメータＬ_Ｗ（グレイ画像信号Ｗ３）。

除算器７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂは、対応する色の色バランス補正パラメータを色バランス補正パラメータＬ_Ｗで除算することで、色バランス補正係数を算出する。乗算器７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂは、下式に従って、対応する色のＲＧＢ画像信号に対して色バランス補正係数を乗算することで、色バランス補正後のＲＧＢ（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３）を生成する。
Ｒ３＝Ｒ２×（Ｌ_Ｒ／Ｌ_Ｗ）
Ｇ３＝Ｇ２×（Ｌ_Ｇ／Ｌ_Ｗ）
Ｂ３＝Ｂ２×（Ｌ_Ｂ／Ｌ_Ｗ）

図１２は、色バランスコントローラ７０の働きによる画像の暗部における色バランスの調整に関する説明図である。図１２（ａ）に示すように、ＲＧＢがそれぞれ０でない混色（Ｒ＞Ｇ＞Ｂ）を表現する場合を例にして説明する。上述した通り、グレイコンバータ６０は、各ピクセルが有する複数のサブピクセルの輝度レベルＲ１，Ｇ１，Ｂ１のうち最大の輝度レベルを、当該ピクセル（これらのサブピクセルが属するピクセル）のグレイ画像信号Ｗ１の輝度レベルとして決定する。このため、最大値のＲのサブピクセルの輝度値を有するグレイ画像が後側ＬＣＤパネル３で生成されることとなる。

この場合、あるサブピクセルの輝度を確保するためのバックライトが当該サブピクセルと同じピクセルに属する他のサブピクセルを透過することにより、色がずれるおそれがある。例えば、ＧおよびＢのサブピクセルの輝度は、バックライトユニット４から後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３のピクセルＰＸを透過する光の漏れのために、所望の輝度よりも大きくなってしまい、当該ピクセルＰＸ全体がずれた色を示すことになる。

この傾向は、グレイ階調変換器６６およびＲＧＢ階調変換器６４による処理の後も続く（図１２（ｂ））。したがって、例えば、前側ＬＣＤパネル２を透過したＲの光は所望の輝度を有するが、ＧおよびＢの光の輝度が所望より大きいため、色バランスが崩れてしまうことになる。

所望のＧおよびＢの輝度を得るためには、図１２（ｃ）に示したように、後側ＬＣＤパネル３においてＲＧＢのサブピクセルごとに、異なる輝度を呈するように制御することが好ましい。しかしながら、後側ＬＣＤパネル３では、グレイ画像の各ピクセルの輝度を調整することができるが、各サブピクセルの輝度を調整することができない。したがって、各サブピクセルについて所望の合成透過率を得るためには、前側ＬＣＤパネル２の各サブピクセルの階調の調整を実施する必要がある。

そこで、図１２（ｄ）に示すように、合成透過率の考え方を導入し、所望の合成透過率が得られるように、前側ＬＣＤパネル２の階調を調整する色バランス補正係数を求めると、図１２（ｅ）に示すような式で補正すればよいことがわかる。結果として、図１２（ｆ）に示すように、Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３が、前側ＬＣＤパネル２に表示されることとなり、Ｗ３（＝Ｌ_Ｗ）が後側ＬＣＤパネル３に表示され、色バランスが調整される。

この原理による色バランス制御方法を実装した具体的な構成が、図１１に示された色バランスコントローラ７０である。色バランスコントローラ７０によれば、混色部においても本来の色を表示することができ、色再現性の改善を図ることが可能となる。以上、画像の暗部を表現する場合を例にしたが、他の画像を表現する場合でも、あるサブピクセルＳＰの輝度を確保するためのバックライトが当該サブピクセルＳＰと同じピクセルＰＸに属する他のサブピクセルＳＰを透過する。したがって、色バランスコントローラ７０の効果は、画像の暗部だけでなく、明部でも発揮される。

図１２に関する以上の説明から明らかな通り、ＲＧＢ階調変換器６４（図４参照）で生成される色バランス補正パラメータＬ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂは、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に従って前側ＬＣＤパネル２のみでＲＧＢ画像を表示する場合に、各サブピクセルが呈示する輝度をパネル２，３で実現するために、もし後側ＬＣＤパネル３がＲＧＢのサブピクセルごとに異なる輝度を呈することができるとしたなら、後側ＬＣＤパネル３のサブピクセルが有するべき輝度である。ＲＧＢ階調変換器６４の色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｒは、入力された信号Ｒ１のみから色バランス補正パラメータＬ_Ｒを生成することができ、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｇは、入力された信号Ｇ１のみから色バランス補正パラメータＬ_Ｇを生成することができ、色バランス補正パラメータ生成器６４Ｌ_Ｂは、入力された信号Ｂ１のみから色バランス補正パラメータＬ_Ｂを生成することができる。

また、図１２（ｂ）および（ｃ）に示す通り、エッジホールド回路６８（図４参照）で生成される色バランス補正パラメータＬ_Ｗは、グレイ画像信号Ｗ３と同じでよい。

図４に戻り、遅延回路６２は、ＲＧＢ階調変換器６４の処理とグレイ階調変換器６６の処理を同期させるために設けられており、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１にグレイコンバータ６０の処理に要する時間に相当する遅延を与える。また、遅延回路５２は、バックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを、前側ＬＣＤパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３および後側ＬＣＤパネル３に供給されるグレイ画像信号Ｗ３と同期させるために設けられており、ブロック輝度値判定器５０から供給されるブロック輝度値ＢＬｕｍに、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３およびグレイ画像信号Ｗ３の生成に要する時間に相当する遅延を与える。図４においては、遅延回路５２，５８、６２が示されているが、他の目的で他の遅延回路を設けてもよい。

以上説明したように、本発明の実施形態においては、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネル２とグレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネル３とを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、各ディミング・ブロックの所望の輝度に基づいて、当該ディミング・ブロックに対応するＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整し、調整された各ディミング・ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、後側ＬＣＤパネル３の当該ディミング・ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成する。これにより、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きを防止し、コントラスト比を改善することが可能である。

図１３は、１枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す。図１４は、本発明の実施形態に係る画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す。参考のため、図１４の画像に対するＢＬｕｍ／ＢＬｕｍＭａｘの分布を図１５に示す。これらの図の正方形のマス目は、ディミング・ブロックに対応する。ＢＬｕｍは、上記の通りブロック輝度値であり、ＢＬｕｍＭａｘは、最大のＢＬｕｍである。

図１３と図１４の対比によれば、図１３では、特に中央および上方のディミング・ブロックの輝度が高めであるのに対して、図１４では、これらのディミング・ブロックの輝度が抑制される。また、特に太陽を表示する中央のディミング・ブロックについては、図１３では、高輝度領域に影響されて低輝度領域の輝度が上がる黒浮きが観察されるのに対して、図１４では、黒浮きが防止されており、コントラスト比を改善されている。

本発明の実施形態によれば、ＨＤＲ画像を表示可能な画像表示装置において、最大輝度１０，０００ｎｉｔｓ、コントラスト比２，０００，０００：１が実現され、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きが防止される。

また、２枚のＬＣＤパネル２，３を用いてコントラスト比を大幅に向上させた画像表示装置をＨＤＲ用の画像表示装置に適用する場合、パネル全体の光の透過率は、パネル１枚の画像表示装置の透過率よりも低下するため、パネル１枚の場合と同じ表示輝度を得るためには、バックライトユニットの輝度をより高くする必要がある。この場合には、バックライトユニットにおける膨大な電力消費およびその発熱に伴う冷却機構の設置が問題となりうる。

しかしながら、本発明の実施形態によれば、ローカルディミング技術を適用することによって、バックライトユニット４では必要なディミング・ブロックに対応するＬＥＤ４２を適切な輝度で発光させることにより、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、大幅に消費電力を低減することができ、さらには大がかりな冷却機構を必要としない。したがって、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、本発明の実施形態に係るバックライトユニット４のコストを削減することができる。例えば、図１４の表示画像を実現する場合、本発明の実施形態に係るバックライトユニット４の消費電力は、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットのおよそ１／３である。

１ 画像表示装置、２ 前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）、３ 後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）、４ バックライトユニット、２０ カラーフィルタ基板、２２ ＴＦＴ基板、２４，２６ 偏光フィルム、２８ 駆動ＩＣ、３０ ガラス基板、３２ ＴＦＴ基板、３４ 偏光フィルム、３６ 駆動ＩＣ、４０ 基板、４２ ＬＥＤ、４４ 側壁、４６ ＬＥＤ駆動部、５ 信号処理部、５０ ブロック輝度値判定器、５２，５８，６２ 遅延回路、５４ ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）、５６ レベル変換器、６０ グレイコンバータ、６４ ＲＧＢ階調変換器、６４Ｒ Ｒ階調変換器、６４Ｇ Ｇ階調変換器、６４Ｂ Ｂ階調変換器、６４Ｌ_Ｒ 色バランス補正パラメータ生成器、６４Ｌ_Ｇ 色バランス補正パラメータ生成器、６４Ｌ_Ｂ 色バランス補正パラメータ生成器、６６ グレイ階調変換器、６８ エッジホールド回路、７０ 色バランスコントローラ、８０ セレクタ、８２ａ〜８２ｍ セレクタ、８４ａ〜８４ｍ 係数値メモリ、８６ 変換演算器、７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ 乗算器、７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂ 除算器。

Claims (7)

1. ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
   前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
   前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、
   入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の所望の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、
   前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に応じて、当該ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、
   前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に基づいて、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するレベル変換器と、
   前記レベル変換器で調整された各ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、前記後側ＬＣＤパネルの当該ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成するグレイコンバータと
   を備える画像表示装置。
2. 前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて、当該ブロックの所望の輝度を判定する、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記レベル変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの所望の輝度が低いほど、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、
   請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記グレイコンバータは、各ブロック内の各ピクセルが有する複数のサブピクセルの輝度レベルのうち最大の輝度レベルを、当該ピクセルのグレイ画像の輝度レベルとして決定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. さらに、前記レベル変換器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備え、
   前記ＲＧＢ階調変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された各ブロックの所望の輝度に基づいて、前記ＲＧＢ画像信号の階調を補正する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. さらに、前記グレイコンバータで生成された前記グレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備え、
   前記グレイ階調変換器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された各ブロックの所望の輝度に基づいて、前記グレイ画像信号の階調を補正する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
   前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
   前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、
   入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の所望の輝度を判定することと、
   判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に応じて、当該ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、
   判定された前記ブロックの各々の所望の輝度に基づいて、当該ブロックに対応する前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、
   調整された各ブロック内のサブピクセルの輝度レベルに基づいて、前記後側ＬＣＤパネルの当該ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成することと
   を備える画像表示方法。