JP7338622B2 - 画像処理装置、表示装置、画像処理方法 - Google Patents

Description

本技術は画像処理装置、表示装置、画像処理方法に関し、特にリア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号の処理に関する。

液晶表示装置として各種の構造が知られている。その構造の一つとして下記特許文献１にはデュアル液晶セル型の液晶表示装置が開示されている。

特開２０１５－１９１０５３号公報

デュアル液晶セル型の表示装置では、リア液晶セルで階調をコントロールすることで高いコントラスト比が実現できる一方、１枚の液晶セルに比べ輝度視野角が狭くなる傾向がある。これを改善する手法としてバックライトに近いリア液晶セルの画像生成において空間フィルタを用いて画像をぼかすようにする場合がある。
ところが、空間フィルタを用いてリア液晶セルの画像をぼかす場合、一定の表示（輝度）であっても表示装置の周囲環境照度によって人の目の視感度（明るさの感じ方）が変わり、周囲環境照度が明るい場合は、相対的に表示装置が暗く見えるため視野角がより狭く感じ、周囲環境照度が暗い場合は、輝度視野角はより広く感じるが、フレア（黒浮き）と呼ばれるコントラスト低下による画質劣化が強調するように見える場合がある。
本技術はこのデュアル液晶セル型の表示装置を用いる場合に、このような周囲環境照度による画質劣化を軽減できるようにすることを目的とする。

本技術に係る画像処理装置は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号として、前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理部と、前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理部においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部と、を備える。
この画像処理装置が処理対象とする画像信号は、デュアル液晶セル型の液晶表示パネルで用いる画像信号である。画像処理装置は、デュアル液晶セル型の液晶表示パネルのフロント液晶セルとリア液晶セルのそれぞれに対する画像信号の処理を行う。この場合にリア画像信号に対する空間フィルタ処理を行うことがあるが、その空間フィルタ処理を、照度に応じて制御する。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記画像処理部は、リア画像信号に対して、リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲をフロント液晶セルの画像よりも広げる前記空間フィルタ処理を行うことが考えられる。
即ちリア画像をぼかすように空間フィルタ処理を行う。具体的には、フロント画像信号によるフロント液晶セルの画像に対して、リア液晶セル側の透過する画素の範囲が広くされて画像がぼかされるように、リア画像信号に対する低域通過フィルタのような処理を施す。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値に基づいて、前記空間フィルタ処理におけるフィルタ特性を変化させるパラメータを可変制御することが考えられる。
即ちフロント液晶セルの透過画素の範囲よりもリア液晶セルの透過画素範囲が広くなるようにリア画像信号に対する空間フィルタ処理を施す場合に、その通過波形の形状（階調値の広がり方の形状）を可変する。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記パラメータはリア画像信号のフィルタ通過幅であることが考えられる。
フィルタ通過幅は、空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号の範囲の幅（低域通過処理による信号の裾野の部分を含めた幅）である。即ちフロント液晶セルの透過画素の範囲よりもリア画像信号によるリア液晶セルの透過画素の範囲が広くなるようにする場合の、透過画素の範囲（ぼかし範囲）に相当する。このフィルタ通過幅を照度に応じて可変する。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記パラメータはリア画像信号のピーク幅であることが考えられる。
ピーク幅は空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号の当該画素の本来の階調値（ピーク値）となる範囲の幅である。ピーク幅を照度に応じて可変する。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記パラメータはリア画像信号のピーク値であることが考えられる。
ピーク値は空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号のピークの階調値である。通常は該当画素の本来の階調値であるが、このピーク値を照度に応じて可変するようにする。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が広くなるように前記空間フィルタ処理を制御することが考えられる。
画像ぼけ範囲の制御は、例えばリア画像信号のフィルタ形状の制御で行う。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの光の透過量が少なく、照度が高い程、前記リア液晶セルの光の透過量が多くなるように前記空間フィルタ処理を制御することが考えられる。
光の透過量の制御は、例えばリア画像信号の階調のピーク値の制御で行う。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値により照度変化を検出した際に、段階的にフィルタ特性を変化させるように前記空間フィルタ処理を制御することが考えられる。
即ち、照度変化を検知したときに、一気に新たな照度に応じたフィルタ形状まで変化させるようにはせず、徐々に変化させるようにする。

上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値が、前回のフィルタ制御を行った際の値より所定変化幅を越える値となったときに、照度変化に応じた空間フィルタ処理の可変制御を行うことが考えられる。
即ち、微少な照度変化によりむやみに空間フィルタ処理の可変制御が行われないようにする。

本技術に係る表示装置は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、この表示パネル近辺の照度を検出する照度センサと、上記の画像処理装置を備える。
この表示装置においては、表示パネルは、例えば光源部と、リア液晶セルと、拡散層と、フロント液晶セルが、この順番で配置され、いわゆるデュアル液晶セル型の液晶表示パネルを構成する。このようなデュアル液晶セル型の液晶表示パネルに対するリア画像信号について、照度に応じた空間フィルタ制御が行われるようにする。
本技術に係る画像処理方法は、上記の画像処理装置における画像処理部とフィルタ制御部で行われる処理として、画像処理手順と、フィルタ制御手順とが行われるものである。

本技術によれば、周囲環境照度に応じてリア液晶セルの画像をぼかす空間フィルタ処理を制御することにより、画欠けやフレア（黒浮き）を軽減した画質向上が実現できる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の実施の形態の表示装置のブロック図である。 実施の形態のフロント液晶セル及びリア液晶セルの説明図である。 実施の形態の液晶表示パネルの配置の説明図である。 実施の形態のデュアルセル画像処理部のブロック図である。 実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。 実施の形態のガンマ処理の説明図である。 実施の形態のリア液晶セル側をぼかす空間フィルタ処理の説明図である。 空間フィルタ処理の有無の各場合についての斜め方向から視認した状態の説明図である。 実施の形態のフィルタ特性の制御の説明図である。 人の目の受光感度の変化の説明図である。 周囲の照度による見え方の変化の説明図である。 周囲の照度と空間フィルタ特性による見え方の説明図である。 実施の形態の空間フィルタのパラメータ制御の説明図である。 実施の形態の空間フィルタのパラメータ制御の説明図である。 第１の実施の形態のフィルタ制御処理のフローチャートである。 第２の実施の形態のフィルタ制御処理のフローチャートである。 第２の実施の形態の照度変化判定のフローチャートである。

以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．表示装置の構成＞
＜２．デュアルセル画像処理部の構成＞
＜３．実施の形態における空間フィルタ制御＞
＜４．第１の実施の形態の処理＞
＜５．第２の実施の形態の処理＞
＜６．まとめ及び変形例＞
なお説明上、３原色である赤色（red）、緑色（green）、青色（blue）は、それぞれアルファベットでＲ，Ｇ，Ｂと表記する。

＜１．表示装置の構成＞
図１は実施の形態の表示装置９０の構成を示している。表示装置９０は、液晶表示パネル１、画像処理装置１０、フロント液晶セル駆動部２０、リア液晶セル駆動部３０を有する。

液晶表示パネル１は、デュアルセル型の液晶表示パネルとされ、フロント液晶セル２、拡散層４、リア液晶セル３、バックライト５を備える。
バックライト５の前面側に、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２がこの順番で重なるように配置されており、視認者はフロント液晶セル２の前面側から表示された画像を見ることになる。
フロント液晶セル２、リア液晶セル３はそれぞれ１つの液晶表示パネルを形成するが、本実施の形態では、デュアル液晶セル型の表示パネル全体を液晶表示パネル１と呼ぶこととする。

画像処理装置１０は、カラー画像信号（例えばＵＨＤ（Ultra High Definition）フォーマットの信号など）として入力された画像信号Ｓ１について液晶表示パネル１での表示のための信号処理を行う。
画像処理装置１０は表示画像処理部１１、デュアルセル画像処理部１２、フィルタ制御部１５を有する。
表示画像処理部１１は、入力された画像信号Ｓ１に対して、必要なデコード処理、輝度処理、色処理、解像度変換等を行い、処理後の画像信号Sig_inをデュアルセル画像処理部１２に供給する。少なくとも画像信号Sig_inの段階では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の階調値を示すカラー画像信号とされている。

デュアルセル画像処理部１２は、詳細は後述するが、デュアルセル型の液晶表示パネル１に対応する処理を行う。
即ちデュアルセル画像処理部１２は入力された画像信号Sig_inに対する信号処理を行い、フロント液晶セル２に対する画像信号（フロント画像信号Sig_FR）、及びリア液晶セル３に対する画像信号（リア画像信号Sig_RE）を生成して出力する。
フロント画像信号Sig_FRはＲ、Ｇ、Ｂの階調値を含むカラー画像信号である。一方、リア画像信号Sig_REはグレースケールとしての階調値を含む白黒（グレースケール）画像信号である。

フィルタ制御部１５は、例えば演算処理を行うマイクロプロセッサにより構成される。
このフィルタ制御部１５は、デュアルセル画像処理部１２における空間フィルタ処理についての制御を行う。これについても詳細は後述するが、デュアルセル画像処理部１２では、リア画像信号Sig_REについては、画像をぼかすようにする空間フィルタ処理を施している。フィルタ制御部１５は、この空間フィルタ処理のフィルタ特性を制御する。具体的にはフィルタ制御部１５は、制御信号ＦＣにより、例えばフィルタ特性を規定するパラメータを指定する処理を行う。
特にフィルタ制御部１５は、このようなフィルタ制御を照度センサ４０の検出値に基づいて行う。

照度センサ４０は、例えば表示装置９０に搭載され、周囲の環境光による照度を検出し、その検出信号をフィルタ制御部１５に供給する。
例えば照度センサ４０は表示装置９０としての筐体の表面等に検出窓が設けられて照度を検出する。特には液晶表示パネル１の前面側の照度を検出するように配置されている。
なお、照度センサ４０は表示装置９０とは別体のものでもよい。

画像処理装置１０から出力されるフロント画像信号Sig_FRはフロント液晶セル駆動部２０に供給される。フロント液晶セル駆動部２０はフロント画像信号Sig_FRに基づいてフロント液晶セル２を駆動し、カラー画像表示を実行させる。
画像処理装置１０から出力されるリア画像信号Sig_REはリア液晶セル駆動部３０に供給される。リア液晶セル駆動部３０はリア画像信号Sig_REに基づいてリア液晶セル３を駆動し、白黒画像表示を実行させる。

フロント液晶セル駆動部２０及びフロント液晶セル２の構造の一例を図２Ａに示している。
フロント液晶セル駆動部２０は、表示制御部２１と、垂直駆動部２２と、水平駆動部２３を有し、これらの構成でフロント液晶セル２を駆動する。

表示制御部２１は、フロント画像信号Sig_FRに基づいて、垂直駆動部２２に対して制御信号を供給するとともに、水平駆動部２３に対して画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値に応じた信号）および制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。
垂直駆動部２２は、表示制御部２１から供給される制御信号に基づいて、フロント液晶セル２における表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。
水平駆動部２３は、表示制御部２１から供給される画像信号および制御信号に基づいて、１水平ライン分の画素電圧を生成し、垂直駆動部２２が選択した１水平ライン分のサブ画素２６（２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ）に供給する。

フロント液晶セル２には、複数の画素２５がマトリックス状に配置されている。
各画素２５は、３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを有している。
サブ画素２６Ｒは、赤色のカラーフィルタを有するものであり、サブ画素２６Ｇは、緑色のカラーフィルタを有するものであり、サブ画素２６Ｂは青色のカラーフィルタを有するものである。
これらのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂには、水平駆動部２３から画素電圧がそれぞれ供給される。そして、サブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、画素電圧に応じて、光の透過率をそれぞれ変化させるようになっている。

リア液晶セル駆動部３０及びリア液晶セル３の構造の一例を図２Ｂに示している。
リア液晶セル駆動部３０は、表示制御部３１と、垂直駆動部３２と、水平駆動部３３を有し、これらの構成でリア液晶セル３を駆動する。

表示制御部３１は、リア画像信号Sig_REに基づいて、垂直駆動部３２に対して制御信号を供給するとともに、水平駆動部３３に対して画像信号（グレースケールとしての階調値に応じた信号）および制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。
垂直駆動部３２は、表示制御部３１から供給される制御信号に基づいて、フロント液晶セル２における表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。
水平駆動部３３は、表示制御部３１から供給される画像信号および制御信号に基づいて、１水平ライン分の画素電圧を生成し、垂直駆動部３２が選択した１水平ライン分のサブ画素３６に供給するものである。

リア液晶セル３には、複数の画素３５がマトリックス状に配置されている。
各画素３５は、３つのサブ画素３６を有している。各サブ画素３６は、カラーフィルタを有しないものである。すなわち、フロント液晶セル２における各サブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、対応する色のカラーフィルタを有するようにしたが、リア液晶セル３における各サブ画素３６は、カラーフィルタを有しない。
１つの画素３５に属する３つのサブ画素３６には、水平駆動部３３から同じ画素電圧が供給される。そして、サブ画素３６は、画素電圧に応じて、光の透過率を変化させるようになっている。
なお、リア液晶セル３の画素３５は、上記の３つのサブ画素分を１つの電極、及びブラックマトリックスの１画素として構成してもよい。即ち、カラーフィルタレスだけでなく、ＴＦＴ、透明電極、配線、ブラックマトリックスという各液晶構造要素についてもサブ画素を持たない構造とされることもある。その場合、１つの画素３５は、フロント液晶セル２における３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応することになる。

このようなリア液晶セル３は、カラー画像を表示することができる汎用の液晶表示パネルの製造工程において、カラーフィルタの形成工程を省くことにより製造することができる。これにより、表示装置９０では、専用品を開発する場合に比べて開発コストや製造コストを削減することができる。

図１に示したバックライト５は、図示しないバックライト制御信号に基づいて、光を射出する。バックライト５は、リア液晶セル３の背面側に配置される。
バックライト５は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）による発光部を備えて発光を行う。

図３は、液晶表示パネル１の配置構成を表すものである。
図示するように液晶表示パネル１では、バックライト５、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２が、この順に配置されており、図３におけるフロント液晶セル２の上面が、表示面ＤＰになっている。
つまり、バックライト５から射出した光が、バックライト５、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２を順に通過し、視認者に届くようになっている。
フロント液晶セル２およびリア液晶セル３は、互いに離間して配置されている。そして、このフロント液晶セル２とリア液晶セル３の間の空隙８には、拡散層４が配置されている。
なお構成例としては、フロント液晶セル２とリア液晶セル３のセル間を隙間なく接着層で密着させる場合もある。

フロント液晶セル２は、基板１２２，１２４と、液晶層１２３と、偏光板１２１，１２５とを有する。
基板１２２，１２４は、例えばガラス基板により構成されるものであり、互いに対向するように配置されている。
基板１２２の基板１２４側の面には、サブ画素２６ごとに画素電極が形成され、上述の水平駆動部２３により画素電圧が印加されるようになっている。
基板１２４の基板１２２側の面には、各サブ画素２６に共通の電極が形成されている。また、基板１２４には、カラーフィルタや、ブラックマトリクスが形成されている。
液晶層１２３は、基板１２２と基板１２４との間に封止されたものであり、基板１２２の画素電極に印加された画素電圧に応じて、光の透過率が変化するものである。
偏光板１２１は、基板１２２の光入射側に貼り付けられており、偏光板１２５は、基板１２４の光出射側に貼り付けられている。偏光板１２１の透過軸と偏光板１２５の透過軸とは、互いに交差するようになっている。

リア液晶セル３は、基板１３２，１３４と、液晶層１３３と、偏光板１３１，１３５とを有する。
基板１３２，１３４は、例えばガラス基板により構成されるものであり、互いに対向するように配置されている。
基板１３２の基板１３４側の面には、サブ画素２６ごとに画素電極が形成され、上述の水平駆動部３３により画素電圧が印加されるようになっている。
なお上述のようにサブ画素を持たない構造も考えられ、その場合、画素３５ごとに画素電極が形成される。
基板１３４の基板１３２側の面には、各サブ画素３６に共通の電極が形成されている。また、基板１３４には、ブラックマトリクスが形成されている。そして基板１３４には、フロント液晶セル２の基板１２４とは異なり、カラーフィルタは形成されていない。
液晶層１３３は、基板１３２と基板１３４との間に封止されたものであり、基板１３２の画素電極に印加された画素電圧に応じて、光の透過率が変化するものである。
偏光板１３１は、基板１３２の光入射側に貼り付けられており、偏光板１３５は、基板１３４の光出射側に貼り付けられている。偏光板１３１の透過軸と偏光板１３５の透過軸とは、互いに交差するようになっている。

拡散層４は、リア液晶セル３側から入射した光を拡散するものである。拡散層４は、例えば、樹脂フィルム上または樹脂フィルム内にランダムにビーズを散布した拡散フィルムを用いることができる。
この拡散層４は、表示画像におけるモアレを低減するためのものである。すなわち、液晶表示パネル１は、２枚の液晶表示パネルであるフロント液晶セル２とリア液晶セル３を重ねて配置しているため、表示画像にモアレが生じてしまうおそれがある。そこで液晶表示パネル１では、拡散層４をフロント液晶セル２とリア液晶セル３の間に配置することにより、モアレを低減し、画質の低下を抑えるようにしている。

拡散層４は、空隙８において、いずれの位置に配置してもよいが、図３に示したように、フロント液晶セル２に近い側に配置されるのが望ましい。すなわち、パネル間距離ｄＦＲのうち、拡散層４とフロント液晶セル２との間の距離ｄＦＲ１が、拡散層４とリア液晶セル３との間の距離ｄＦＲ２よりも小さい（ｄＦＲ１＜ｄＦＲ２）ことが望ましい。
この場合、拡散層４とフロント液晶セル２との間、および拡散層４とリア液晶セル３との間のうちの一方または双方に透明材料層を形成してもよい。
また、拡散層４をフロント液晶セル２に隣接するように（ｄＦＲ１＝０）配置するのがより望ましい。拡散層４をフロント液晶セル２に近づけるほど、モアレをより効果的に抑制することができ、また鮮鋭度を高めることができるためである。

拡散層４の拡散度合い（ヘイズ値）は、高いほどモアレを効果的に抑制できる。例えばヘイズ値が９０％以上であれば、所望の画質を得るためのパネル間距離ｄＦＲの設計の自由度を高めることができる。ただし、ヘイズ値が高くなると、輝度低下が懸念されることから、リア液晶セル３を低解像度にするとともにカラーフィルタを削除することが望ましい。
また、拡散層４のヘイズ値が低い場合でも、例えば、拡散層４をフロント液晶セル２に近付けて配置することにより所望の画質を得ることができる。

バックライト５は、発光アレイ４２に加え、拡散板１４１を有している。拡散板１４１は、発光アレイ４２から出射した光を拡散するものである。
発光アレイ４２は例えばＬＥＤが配列されて構成されている。

＜２．デュアルセル画像処理部の構成＞
デュアルセル画像処理部１２の構成を図４，図５で説明する。
図４はデュアルセル画像処理部１２のブロック図であり、図５は図４におけるリア画像生成部５１内を詳細に示したブロック図である。

図４に示すようにデュアルセル画像処理部１２は、ＲＧＢ入力部５０、リア画像生成部５１、フロント画像生成部５２、光量補正部５３、パネルガンマ処理部５４，５７、調整部５５，５８、リア出力部５６、フロント出力部５９を有する。

表示画像処理部１１からの画像信号Sig_inはＲＧＢ入力部５０に入力され、ＲＧＢ入力部５０からリア画像生成部５１に供給される。
画像信号Sig_inは例えばＲ、Ｇ、Ｂについてそれぞれ１０ビットによる１０２４階調の信号である。もちろん１０２４階調（１０ビット）とするのは説明上の一例に過ぎず、より少ない又はより多い階調（ビット数）の信号としてもよい。

リア画像生成部５１は、後述する処理でリア画像信号Sig_REを生成する。このリア画像信号Sig_REは例えばＷ（白色）の１０２４階調（１０ビット：０～１０２３）の信号である。
リア画像信号Sig_REはパネルガンマ処理部５４でリア液晶セル３に応じたガンマ処理が施された後、調整部５５で必要な調整処理が施される。そしてリア出力部５６で遅延調整処理や３つのサブ画素３６に対応する並列化等が行われ、リア液晶セル駆動部３０に供給される。
なお、上述のようにリア液晶セル３にサブ画素が構成されない場合、リア画像信号Sig_REは、フロント液晶セル２における３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応する３つのタイミングのフロント画像信号Sig_FRに対応して出力される。

リア画像生成部５１で生成されたリア画像信号Sig_REは、光量補正部５３にも供給される。光量補正部５３は、フロント液晶セル２に入射する光量成分の補正のための光量補正係数ｋＬＣをリア画像信号Sig_REに乗算してフロント画像生成部５２に出力する。
光量補正係数ｋＬＣは例えば固定値である。但し光量補正係数ｋＬＣは可変値とすることも考えられる。例えば画像に応じて適応的に光量補正係数ｋＬＣが算出されるものとしてもよい。

フロント画像生成部５２には画像信号Sig_inが供給される。フロント画像生成部５２は、図５のように除算部５２ａが設けられており、入力された画像信号Sig_inからリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号Sig_FRを生成する。

デュアルセル型の液晶表示パネル１の場合、リア液晶セル３での画像とフロント液晶セル２での画像が合成された画像が表示画像として視認されることになる。つまりリア液晶セル３での輝度とフロント液晶セル２での輝度が乗算された画像が表示される。従ってフロント画像信号Sig_FRについては、その輝度をリア画像信号Sig_REの分だけ除算しておくことで、各画素について元々の画像信号Sig_inの輝度に応じた表示ができることになる。このような理由から、フロント画像信号Sig_FRは画像信号Sig_inからリア画像信号Sig_REを除算することで生成されるようにしている。
但し、実際にはリア液晶セル３からの出射からフロント液晶セル２に入射されるまでには光量差が生ずるため、正確には単純な除算ではなく補正が必要である。そこで光量補正部５３でリア画像信号Sig_REを補正している（Sig_RE・ｋＬＣ）。
このため、フロント画像生成部５２（除算部５２ａ）では、フロント画像信号Sig_FRを、
Sig_FR＝Sig_in／（Sig_RE・ｋＬＣ）
として算出することとしている。

ここで画像信号Sig_inは、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）を含む信号であるため、より具体的には、フロント画像信号Sig_FRは、そのＲ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_FR（R）、Sig_FR（G）、Sig_FR（B）として、
Sig_FR（R）＝Sig_in（R）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
Sig_FR（G）＝Sig_in（G）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
Sig_FR（B）＝Sig_in（B）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
としてフロント画像信号Sig_FRを生成することになる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_FR（R）、Sig_FR（G）、Sig_FR（B）は、それぞれ例えば１０ビットで１０２４階調（０～１０２３）の信号である。

なお、液晶表示パネル１が光量補正の必要性が小さい構造の場合などは、光量補正係数ｋＬＣを与えずに、Sig_FR＝Sig_in／Sig_REとすることも考えられる。

フロント画像生成部５２で生成されたフロント画像信号Sig_FRは図４に示すパネルガンマ処理部５７でフロント液晶セル２に応じたガンマ処理が施された後、調整部５８で必要な調整処理が施される。そしてフロント出力部５９で３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応する並列化等が行われ、フロント液晶セル駆動部２０に供給される。

図５によりリア画像生成部５１内の構成を説明する。
リア画像生成部５１では、入力されたカラー画像信号である画像信号Sig_inを、グレースケール変換部７０でグレースケール信号（白黒画像信号）Ｇｒに変換する。
グレースケール変換は、係数ｋＲ，ｋＧ，ｋＢを用いて、
Ｇｒ＝ｋＲ・Sig_in（R）＋ｋＧ・Sig_in（G）＋ｋＢ・Sig_in（B）
として行う。
即ち、画像信号Sig_inに含まれるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）に対応してＲ用の係数ｋＲ、Ｇ用の係数ｋＧ、Ｂ用の係数ｋＢを乗算し、それらを加算することでグレースケール信号Ｇｒとする。このグレースケール信号Ｇｒは、Ｗ（白色）としての階調値（０～１０２３）となる。

このようなグレースケール信号Ｇｒは、階調変換部７２に供給されて階調値変換される。
階調変換部７２は、ＬＵＴ（Look Up Table）７３とガンマ変換部７４で構成される。ガンマ変換部７４は、入力されたグレースケール信号Ｇｒの階調値をＬＵＴ入力信号LUT inとしてＬＵＴ７３を参照し、対応する出力階調値（ＬＵＴ出力信号LUTout）を得る。そしてその出力階調値LUToutを合成部７８に供給する。

図６Ａは、階調変換部７２における変換特性の例を表している。即ちＬＵＴ７３の入力階調（横軸）－出力階調（縦軸）としての変換カーブを示している。
また図６Ｂは、フロント液晶セル２，リア液晶セル３における光の透過率を表すものである。この図６Ｂにおいて、横軸は、フロント液晶セル２，リア液晶セル３へ供給される信号の階調レベルを示し、縦軸は、透過率Ｌ２，Ｌ３を示す。ここで、透過率Ｌ２は、フロント液晶セル２における透過率を示し、透過率Ｌ３は、リア液晶セル３における透過率を示す。

フロント液晶セル２では、階調レベルがあるレベル（例えば約４０［％］のレベル）より高い範囲では、透過率Ｌ２が階調レベルに応じて変化するが、そのレベルより低い範囲では、透過率Ｌ２はほぼ一定になってしまう。すなわちフロント液晶セル２は、低階調範囲において透過率Ｌ２が十分に下がらない。
そこで、液晶表示パネル１では、階調レベルが高い範囲において、リア液晶セル３における透過率Ｌ３を一定（１００％）にし、階調レベルが上記の例えば約４０［％］より低い範囲において、リア液晶セル３における透過率Ｌ３を階調レベルに応じて変化させていくようにする。
これにより、液晶表示パネル１では、フロント液晶セル２における透過率Ｌ２とリア液晶セル３における透過率Ｌ３との積Ｌtotalが、階調レベルが低い範囲においても、階調レベルが高い範囲と同様に、階調レベルに応じて変化するようにすることができる。従って液晶表示パネル１では、例えば、１枚の液晶セルを用いて構成した場合に比べ、低階調範囲において透過率Ｌtotalを低くすることができるため、コントラストを高めることができる。
階調変換部７２は、この図６Ｂに示した透過率Ｌ３を実現できるように、ガンマ変換を行う。この場合の変換特性が例えば図６Ａのようになる。即ち入力階調値が或る階調値より高い範囲において、出力階調値が最高階調値となるようにしている。即ち入力階調値が或る階調値より高い範囲において、出力階調値が最高階調値となるようにしている。

図５に示すように、リア画像生成部５１では高階調時の階調再現性のために、階調保持部７５が設けられている。
階調保持部７５は画像信号Sig_inにおけるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）のうちで最大値を検出し、検出した最大値に所定の処理を行って信号Ｍを生成する。この信号Ｍは合成部７８に供給される。

合成部７８では、ある時点の画像信号Sig_inについて、信号Ｍとしての階調値と、ＬＵＴ出力信号LUToutとしての階調値が同タイミングで供給されるが、そのうちの階調値が大きい方を選択してリア画像信号Sig_REとしての階調値とする。
この合成部７８の出力（リア画像信号Sig_RE）は、空間処理部７９で処理されたうえでリア画像生成部５１から出力される。
このことから、大まかに言えば、高階調域の画素についての画像信号Sig_inが入力された場合は、信号Ｍによる階調値がリア画像信号Sig_REに反映されやすく、低階調域の画素についての画像信号Sig_inが入力された場合は、ＬＵＴ出力信号LUToutによる階調値がリア画像信号Sig_REに反映されやすいことになる。但し、ＬＵＴ７３の出力階調値は、単純に画像信号Sig_inの階調に応じたものとはならないため一概には言えない。

信号Ｍを用いるのは、例えば単色でＲの１０２３階調の信号が入力された場合などに、グレースケール変換、ＬＵＴ７３による変換で、１０２３階調に戻らない可能性があるためである。これは係数ｋＲ，ｋＧ，ｋＢ、及びＬＵＴ７３の設定による。
このような場合を想定して、階調性を保持するために、最大値に基づく信号Ｍを用いる場合があるようにしている。

空間処理部７９は、合成部７８の出力に対して空間フィルタ処理を行い、リア画像信号Sig_REとして出力する。
例えば空間処理部７９はＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタによりフィルタ処理を行うものである。このＦＩＲフィルタは、低域通過フィルタとして機能するものであり、リア液晶セル３に表示する画像をぼかすものである。これにより、表示装置９０では、観察者が表示画像を観察したときに、その表示画像に画欠けや２重画が生じるおそれを低減することができるようになっている。ＦＩＲフィルタのタップ数は、表示画像に画欠けや２重画が生じないような視野角の目標値θに応じて設定されるものである。

図７は空間処理部７９による空間フィルタ処理を説明するためのものであり、フロント液晶セル２，リア液晶セル３の断面模式図とともに、各液晶セル２，３における階調（輝度）を示している。
この例では、フロント液晶セル２は表示要素ａ１１を表示し、リア液晶セル３はフロント液晶セル２における表示要素ａ１１の表示位置に対応する位置に、表示要素ａ１２を表示する。表示要素ａ１２は、空間フィルタ処理によりぼかされているため、表示要素ａ１２の幅ｗ１２は、表示要素ａ１２の幅ｗ１１よりも大きい。
表示要素ａ１１の階調は破線で示すように、透過範囲内で当該表示要素ａ１１の本来の階調値で一定となる。一方、表示要素ａ１１の階調は実線で示すように山なりな分布となる。空間フィルタ処理では、リア液晶セル３における透過画素範囲をフロント液晶セル２よりも広げ、しかも上記のような山なりな階調変化が生じて画像がぼけるような処理をリア画像信号Sig_REに施すことになる。

このようなリア画像信号Sig_REについての空間フィルタ処理の効果を説明する。
図８Ａ、図８Ｂは、図７と同様にフロント液晶セル２，リア液晶セル３の断面模式図と、各液晶セル２，３における階調（輝度）を示している。図８Ａはリア画像信号Sig_REに空間フィルタ処理を施した場合、図８Ｂは空間フィルタ処理を施していない場合である。

空間フィルタ処理を施さない場合には、図８Ｂに示すように、リア液晶セル３に表示される表示要素ａ１３は、フロント液晶セル２に表示される表示要素ａ１１と同じ幅になり、輝度の変化も急峻である。
表示面の法線方向から角度φの方向にいるユーザが、このような表示画像を観察した場合、範囲Ｃ１１において、表示要素ａ１１を観察する。
このとき範囲Ｃ１１において、フロント液晶セル２における光の透過率は高いが、リア液晶セル３における光の透過率は低い部分が生ずる。このため表示要素ａ１１の一部が欠けて視認されしまうことが生じる場合がある。
また範囲Ｃ１３においては、フロント液晶セル２における光の透過率は低いが、リア液晶セル３における光の透過率は高い。すると、この範囲Ｃ１３におけるフロント液晶セル２の透過率が十分に低くない場合に、表示画像に２重画が生じてしまうおそれがある。

一方、図８Ａの場合、リア液晶セル３に表示される表示要素ａ１２は、空間フィルタ処理によりぼかされているため、フロント液晶セル２に表示される表示要素ａ１１と異なり、幅が広くなるとともに、輝度がなだらかに変化する。
表示面の法線方向から角度φの方向にいるユーザが、範囲Ｃ１１において、表示要素ａ１１を観察すると、表示要素ａ１１における光の透過率は高く、また表示要素ａ１２における光の透過率はなだらかに変化するため、画欠けが生じにくいこととなる。
また範囲Ｃ１２では、フロント液晶セル２における光の透過率は低く、かつリア液晶セル３における光の透過率はなだらかに変化する。よって、表示装置１では、表示画像に２重画が生じるおそれを低減することができる。これらの結果、表示装置９０では画質を高めることができる。

＜３．実施の形態における空間フィルタ制御＞
本実施の形態では、空間処理部７９における空間フィルタ処理がフィルタ制御部１５によって制御されることになる。
例えば空間処理部７９における空間フィルタ処理のフィルタ特性を変化させる例を図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄに示している。
ここでいうフィルタ特性の制御は、特に先に図７や図８Ａに示した階調分布を得るためのフィルタ特性のことである。即ちフィルタ特性を変化させ、リア画像信号Sig_REに対するフィルタ通過波形形状を変化させることは、フロント液晶セル２の透過画素の範囲よりもリア液晶セル３の透過画素の範囲が広くなるようにリア画像信号に対する空間フィルタ処理を施す場合に、その階調値の広がり方の形状を可変することを意味する。

説明上、フィルタ係数によって設定されるフィルタ特性による信号の通過波形形状、即ち図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄのように示される階調分布の形状を「フィルタ形状」と呼ぶこととする。
フィルタ制御部１５は、空間処理部７９に対して制御信号ＦＣによりフィルタ形状を設定するパラメータを可変設定することになる。
ここではパラメータとしてピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３を示している。この３つのパラメータの少なくとも１つもしくは複数の組み合わせでフィルタ形状を可変する。

ピーク幅ｄ１１は、空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号Sig_REのレベルがほぼ当該画素の本来の階調値（ピーク値）となる範囲の幅である。
フィルタ通過幅ｄ１２は、空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号Sig_REの範囲の幅（低域通過処理による信号の裾野の部分を含めた幅）である。即ちフロント液晶セル２の透過画素の範囲よりもリア液晶セル３の透過画素の範囲が広くなるようにする場合の、リア液晶セル３の透過画素の範囲（ぼかし範囲）に相当する。
ピーク値ｄ１３は、空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号Sig_REの該当画素のピークとなる階調値である。
なお図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄのフィルタ特性は一例であるとともに、フィルタ特性としての波形形状は、ピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３によって一意に決まるわけではなく、多様なフィルタ特性が想定される。例えば図９Ａと同じピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３であっても、フィルタ特性としての実線のフィルタ特性に限らず、一点鎖線や二点鎖線で示すような例も考えられる。

ここで、このようなフィルタ形状の可変制御を行う必要性と、実施の形態の可変制御の考え方を説明する。
実施の形態では、周囲環境照度に応じてリア液晶セル３の画像をぼかすフィルタ形状を可変制御することにより、画欠けやフレア（黒浮き）を軽減した画質向上を実現するものである。

一般的に人の目の視感度、識別可能な明暗の範囲（ダイナミックレンジ）は周囲環境照度（目に入る総光量）によって変わることが知られている。即ち周囲環境が明るくなると目の虹彩（絞り）により認識できる明暗の範囲がより明るい方向にシフトする。
図１０は横軸を人の目に入る総光量（周囲環境照度）、縦軸を輝度として、目の光彩（絞り）による受光感度の変化を示している。
まず、液晶表示パネル１により表示される画像の輝度範囲は、モニタ表示レンジとして示すように、周囲環境照度にかかわらず一定である。
一方で、人の目のダイナミックレンジは、高輝度側のラインＵＬ（視感度の上限値）と低輝度側のラインＬＬ（視感度の下限値）の範囲として示すように、周囲環境照度によって変化する。
このため、周囲環境照度が上がると、一定輝度である液晶表示パネル１の見た目の明るさが相対的に暗くなったように感じてしまう。そして人は低輝度側のラインＬＬより下の輝度は階調性を認識できないため、周囲環境照度が高いと、液晶表示パネル１の低階調部の輝度、即ち図の斜線部の輝度が識別できなくなる（斜線部の階調は全て同じ黒に見える）。

これを踏まえて、空間フィルタ処理を施した画像を考える。
図１１により周囲環境照度による表示画像の見え方について示す。
図１１Ａのような黒背景に小面積の白画像を表示するとする。この場合に空間フィルタ処理でリア液晶セル３側をぼかす。
この場合のフロント液晶セル２側の画像とフロント画像信号Sig_FR（表示要素ａ１１）、及びリア液晶セル３側の画像とリア画像信号Sig_RE（表示要素ａ１２）を図１１Ｂに示す。このようにリア液晶セル３の画像処理で画像をぼかし広げることでフロント液晶セル２とリア液晶セル３を重ねて見た時に斜め視でも画欠けしないようにしている。

このように表示駆動される液晶表示パネル１に対し、図１１Ｃのような正面や斜め方向からの視認も含めて、周囲環境照度による見え方の違いを図１１Ｄに示している。図１１Ｄでは、周囲光が暗い場合と明るい場合のそれぞれで、正面から見た場合と斜め左から見た場合の、視認者の見え方を太線で示している。なお破線は図１１Ｂに示した表示要素ａ１１、ａ１２の波形である。

周囲が暗い場合は、正面視、斜め視のいずれの場合も、リア画像のぼかし部分の透過光がフロント液晶セル２を通してフレアＦＬ（黒浮き）として認識される。
このため見た目のコントラストＣＭが低下し、画質劣化として知覚しやすくなる。
周囲が明るい場合は、図１０で説明した視感度範囲のシフトにより表示全体の見た目が暗く見え、低階調側の識別がしにくくなる。このためフレアＦＬは見えにくくなるが、今度は白画像の部分が特に斜めから見た時に暗く見える。また外光反射ＲＦの影響で低階調が持ち上げられる。これらにより視認者は、画欠けや見た目のコントラストＣＭの劣化を知覚しやすくなる。

このような事象に対してフィルタ形状制御が有効となる。図１２により、周囲環境照度とリア画像信号Sig_REに対する空間フィルタ処理のフィルタ形状による見え方を示す。
図１２Ａに、形状（１）、形状（２）として２種類のフィルタ形状を示している。図１２Ｂではフィルタ形状として形状（１）、形状（２）を用いた場合を、正面視と斜め視の各場合について先の図１１Ｄと同様に示している。

形状（１）、即ちリア画像のぼかし量（透過光量）が少ない場合、周囲が暗い時はフレアＦＬは目立たず良好である。即ちリア画像のぼかし部分の透過光が少なくなるためである。
ところが周囲が明るい時は、特に斜めから見た場合に見た目のコントラストＣＭが低下したり、画欠けしたように見える場合がある。これは図８Ａで説明した、リア画像のぼかしによる効果が薄れるためである。

形状（２）、即ちリア画像のぼかし量（透過光量）を多くした場合、周囲が暗い時はフレアＦＬの範囲が大きくなるため画質として劣化しやすくなる。リア画像のぼかし部分の透過光が多くなるためである。
一方、周囲が明るい時は図１０で説明した視感度の関係で、視認者にとってはフレアＦＬが気にならなくなり、また斜め視では透過光範囲が広くなるためコントラストＣＭが改善され画欠けしにくくなる。

以上から、周囲環境照度に対して適切なリア画像処理のぼかし量は異なり、例えば図１２Ｂにおいて破線で囲ったように、周囲が暗い場合は形状（１）（ぼかし量小）が好適で、周囲が明るい場合は形状（２）（ぼかし量大）が好適ということになる。
即ちリア画像信号Sig_REについての空間フィルタ処理におけるフィルタ形状を制御することで、周囲環境照度に応じた画質劣化を軽減し、視認者にとって画質向上を知覚させることが可能となる。
そこで本実施の形態では、フィルタ制御部１５が照度センサ４０の検出値に応じて、フィルタ形状を可変制御することとする。

図１３はフィルタ制御例を示している。
図１３Ａは１ドット画像としての入力信号を示している。この場合のフロント画像信号Sig_FR（表示要素ａ１１）を図１３Ｂに示す。図１３Ｃには、破線の表示要素ａ１１に重ねた状態でリア画像信号Sig_RE（表示要素ａ１２）を示している。
空間フィルタ処理では、フィルタ処理のパラメータとしてピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３を用いる。

例えば空間処理部７９は、この３つのパラメータが指示されることでフィルタ係数を設定し、指示されたフィルタ特性の空間フィルタ処理を行う。
フィルタ制御部１５は、例えば周囲環境照度の値に応じたピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３を記憶したテーブルデータを備えるようにする。そしてフィルタ制御部１５は逐次照度センサ４０の検出値を監視し、検出値に応じたピーク幅ｄ１１等をテーブルから読み出し、制御信号ＦＣとして空間処理部７９に供給する。
もちろんフィルタ制御部１５は、テーブルではなく、照度センサ４０の検出値を用いた所定の演算処理でピーク幅ｄ１１等のパラメータを算出してもよい。

図１３Ｄは周囲環境照度に応じて、ピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２を変化させる例を示している。例えばこの場合は、上述のテーブルとしては、周囲環境照度の各値に応じてピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２の値を記憶させておけばよい。
この制御により、周囲が暗い場合ほど、ピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２が小さく（ぼかし量が小さく）なり、明るい程ピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２が大きく（ぼかし量が大きく）なるようにフィルタ形状が制御される。
つまり、図１２Ｂで説明したように周囲環境照度に応じて画質劣化を軽減するようにフィルタ制御が行われることになる。

フィルタ形状の制御例は他にも各種考えられる。図１４に、図１３Ｄと同様の形式で示す。
図１４Ａは周囲環境照度に応じてピーク幅ｄ１１とピーク値ｄ１３を可変制御する例である。
図１４Ｂは周囲環境照度に応じてフィルタ通過幅ｄ１２とピーク値ｄ１３を可変制御する例である。
図１４Ｃは周囲環境照度に応じてピーク幅ｄ１１のみを可変制御する例である。
図１４Ｄは周囲環境照度に応じてフィルタ通過幅ｄ１２のみを可変制御する例である。
図１４Ｅは周囲環境照度に応じてピーク値ｄ１３のみを可変制御する例である。
図１４Ｆは周囲環境照度に応じてピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３を可変制御する例である。
以上の各場合においてピーク幅ｄ１１を可変制御する場合は、暗い程、幅が狭く、明るい程、幅が広くなるようにする。
フィルタ通過幅ｄ１２を可変制御する場合は、暗い程、幅が狭く、明るい程、幅が広くなるようにする。
ピーク値ｄ１３を可変制御する場合は、暗い程、ピーク値が低く、明るい程、ピーク値が高くなるようにする。

＜４．第１の実施の形態の処理＞
フィルタ制御部１５の具体的な処理例として第１の実施の形態の処理を図１５で説明する。
例えばフィルタ制御部１５は、液晶表示パネル１で画像表示を行っている期間、図１５の処理を継続的に行う。例えばフィルタ制御部１５は、液晶表示パネル１での画像表示が開始されることに応じて図１５の処理を開始し、液晶表示パネル１の画像表示がオフとされるときにステップＳ１００から制御終了となる。

制御中は、フィルタ制御部１５は、ステップＳ１０１で照度センサ４０の検出値を取得し、ステップＳ１０２で照度変化が生じたか否かを判定する。この場合、検出値の微少な変化は無視し、空間フィルタ処理のパラメータ変更を行うほどの有意な照度変化が生じたか否かを判定することになる。詳細は後述する。
有意な照度変化が生じていなければ、フィルタ制御部１５はステップＳ１０３からＳ１００、Ｓ１０１に戻って、照度センサ４０の検出値の監視を続ける。

有意な照度変化が検出された場合、フィルタ制御部１５はステップＳ１０３からＳ１０４に進み、フィルタパラメータを取得する。即ち現在検出された照度の値によりテーブルを参照し、現在の照度に対応するピーク幅ｄ１１、フィルタ通過幅ｄ１２、ピーク値ｄ１３の一部又は全部を取得する。
そしてステップＳ１０５でフィルタ制御部１５は、取得したパラメータをリア画像生成部５１における空間処理部７９に供給する。空間処理部７９はこれに応じてフィルタパラメータを変更する。即ち空間フィルタ処理のフィルタ形状が変更制御されることになる。

以上のように逐次、現在の照度により空間フィルタ処理が制御されることで、周囲の光量によって画質劣化が生じてしまうことを軽減できる。

＜５．第２の実施の形態の処理＞
図１６によりフィルタ制御部１５の処理としての第２の実施の形態の処理を説明する。
これは、急激なフィルタ形状変更を行わないようにした例である。
フロント液晶セル２とリア液晶セル３のそれぞれの応答特性により、フィルタ形状変更時に画面ちらつきになる可能性がある。そこで短時間での照度変化や変化量の小さい照度変化に対しては追従しないようにヒステリシス特性や時間フィルタを設けるようにする。

ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０２は図１５と同様である。
そして有意な照度変化があったと判定された場合は、フィルタ制御部１５はステップＳ１０３からＳ１０４に進む。
ここで有意な照度変化の検出のためのステップＳ１０２の処理例を図１７で説明しておく。なお、この図１７の処理は、先の図１５のステップＳ１０２でも適用できる。

図１７のステップＳ２０１としてフィルタ制御部１５は、現在の照度の検出値を変数ＳＤｄｅｔに代入する。
ステップＳ２０２でフィルタ制御部１５は、変数ＳＤｎｅｗから変数ＳＤｄｅｔを減算して変化量ΔＳＤを求める。
変数ＳＤｎｅｗは、前回のフィルタ制御を行ったとき（つまり前回、有意な照度変化があったと判定されたとき）の照度の検出値であり、そのときのステップＳ２０５で代入された値である。
従って変化量ΔＳＤは、現在の照度値について、前回の有意な照度変化が生じたときの照度値からの変化量を示すことになる。

ステップＳ２０３でフィルタ制御部１５は、変化量ΔＳＤを閾値ｔｈＳＤと比較する。
ΔＳＤ≧ｔｈＳＤでなければ、即ち前回の制御時と比較して微少な照度の変化であれば、有意な照度変化はないとして、ステップＳ２０６でフラグＦＳＤ＝０として、このステップＳ１０２の処理を終える。フラグＦＳＤは有意な照度変化の有無を示すフラグである。
一方、ΔＳＤ≧ｔｈＳＤであればフィルタ制御部１５は、前回の制御時と比較して有意な照度の変化、つまりフィルタ形状を変更すべき照度変化があったとし、ステップＳ２０４でフラグＦＳＤ＝１とする。
そしてフィルタ制御部１５は、ステップＳ２０５で、変数ＳＤｎｅｗに変数ＳＤｄｅｔの値を代入する。これは、今回の照度値がフィルタ形状制御を行う最新の照度値であるようにし、次回のステップＳ２０２で使用できるようにする処理である。

以上の図１７のような処理を行うことにより、閾値ｔｈＳＤ以上の照度変化があったときに、有意な照度変化と判定されることになり、微少な照度変化に過度に反応しないようにすることができる。

この図１７の処理が行われる場合、図１６のステップＳ１０３では、フラグＦＳＤを確認すればよいことになる。即ちフラグＦＳＤ＝１であれば照度変化が検出されたとしてステップＳ１０４に進む。
またフラグＦＳＤ＝０であればフィルタ制御部１５は、照度変化はなかったとして、ステップＳ１１０を介してＳ１００に戻る。
なお、ステップＳ１１０ではフラグＦＴを確認するが、フラグＦＴは、段階的な可変制御中であることを示すフラグである。通常はフラグＦＴ＝０であり、ステップＳ１００に戻ることになる。

有意な照度変化の検出によりステップＳ１０４に進んだ場合、フィルタ制御部１５はフィルタパラメータを取得する。即ち現在検出された照度の値（変数ＳＤｎｅｗの値）によりテーブルを参照し、現在の照度に対応するパラメータを取得する。ここでは例えば図１４Ｄのようにフィルタ通過幅ｄ１２を制御する例で述べる。

ステップＳ１１１ではフィルタ制御部１５は、現在制御中のフィルタ通過幅ｄ１２と、新たな照度値に応じて取得したフィルタ通過幅ｄ１２を比較し、その変化幅を求める。
そしてステップＳ１１２でフィルタ制御部１５は、変化幅と、予め設定された最大ステップ幅を比較する。最大ステップ幅とは、１回の制御での変化させる最大変化量である。この最大ステップ幅は、急激なパラメータ変動をおこさない変化量に設定される。

もし、今回の変化幅が、現在の制御値から最大ステップ幅以内の変化幅であれば、１回の制御で、今回のパラメータ（新たなフィルタ通過幅ｄ１２）に変更しても問題ない。そこでその場合はフィルタ制御部１５はステップＳ１１３に進み、今回の照度の検出値に応じて取得したパラメータ（フィルタ通過幅ｄ１２）をリア画像生成部５１における空間処理部７９に供給する。空間処理部７９はこれに応じてフィルタパラメータを変更する。即ち空間フィルタ処理のフィルタ形状が変更制御されることになる。

一方、今回の変化幅が最大ステップ幅を越えていたら、段階的な可変制御を行うようにする。このためフィルタ制御部１５はステップＳ１１４で、段階的な可変制御中であることを示すフラグＦＴ＝１とし、ステップＳ１１５で、最大ステップ幅以内で変化させたパラメータを空間処理部７９に供給する。空間処理部７９はこれに応じてフィルタパラメータを変更する。ただし、１回では、現在の照度に対応したフィルタ形状には達していない。

そこで今回の照度に応じたパラメータ値（フィルタ通過幅ｄ１２）にまで達していない期間は、フラグＦＴ＝１としたままステップＳ１１６からＳ１００に戻る。
この場合、段階的な可変制御中に有意な照度変化が検出されなければ、ステップＳ１０３→Ｓ１１０→Ｓ１１５と進み、再び最大ステップ幅以内で変化させたパラメータを空間処理部７９に送信する。
これが繰り返されることにより、目標のパラメータに達するまで、最大ステップ幅以内の複数回の制御により、徐々にフィルタ形状が変更されていくことになる。
目標のパラメータ（フィルタ通過幅ｄ１２）にまで制御を完了したら、ステップＳ１１７でフラグＦＴ＝０としてステップＳ１００に戻る。
なお段階的な可変制御中にも照度値の監視は行われるが、照度変化があったと判定された場合は、新たな照度に応じてステップＳ１０４からの処理が行われることになる。この場合のステップＳ１１１での変化幅は、段階的な制御の途中のパラメータ値からの差分となる。

以上ではフィルタ通過幅ｄ１２を徐々に変化させる例で述べたが、ピーク幅ｄ１１やピーク値ｄ１３を変化させる場合でも同様の処理を行えば良い。
また複数のパラメータを変化させる場合は、それぞれについて最大ステップ幅を超えるパラメータについて、段階的に可変制御を行うようにすればよい。
このようにすることで、パラメータ変更に関して時間方向にフィルタをかけた処理が実現できる。もちろん処理例は他にも考えられる。

＜６．まとめ及び変形例＞
以上の実施の形態では次のような効果が得られる。
実施の形態の画像処理装置１０は、リア液晶セル３とフロント液晶セル２を通過した光により表示画像が生成される液晶表示パネル１に対する画像信号として、リア画像信号Sig_REとフロント画像信号Sig_FRとを生成する画像処理部（デュアルセル画像処理部１２）と、表示パネル近辺の照度を検出する照度センサ４０の検出値に基づいて、デュアルセル画像処理部１２においてリア画像信号Sig_REに施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部１５を備える。
表示装置９０の周囲の照度によってユーザの見え方が変化することで、照度（明暗）によって画欠けが見えやすくなったりフレアの影響が大きくなったりするが、本実施の形態の場合、周囲環境照度に応じてリア画像信号Sig_REの空間フィルタ制御を行うようにすることで、照度に対応した空間フィルタ処理を行うことができる。
具体的には暗い状態でのフレアを目立たなくしたり、また明るい状態での斜め方向からの視認時の画欠けや見た目のコントラスト劣化を改善することなどが可能となる。

実施の形態のデュアルセル画像処理部１２は、空間処理部７９により、リア画像信号Sig_REに対して、リア液晶セル３における画像の透過画素範囲をフロント液晶セル２の画像よりも広げるような空間フィルタ処理を行うようにしている。即ちリア画像をぼかすように空間フィルタ処理を行う。具体的には、フロント画像信号Sig_FRによるフロント液晶セルの透過画素の範囲よりも、リア画像信号Sig_REによるリア液晶セル３の透過画素の範囲が広くなるように、リア画像信号Sig_REに対する低域通過フィルタのような処理を施す。
このようにすることで、例えば表示画像に２重画が生じにくくなったり視野角を改善できるが、この空間フィルタについて、照度に応じた制御を行うようにする。これにより２重画防止や視野角改善を行う場合において、暗い状態でのフレアや明るい状態での画欠けやコントラスト劣化についての対応を行うことが可能となる。

実施の形態では、フィルタ制御部１５は照度センサ４０の検出値に基づいて、空間フィルタ処理におけるフィルタ特性を変化させるパラメータを可変制御するようにした。
即ちフロント液晶セルの透過画素の範囲よりもリア画像信号によるリア液晶セルの透過画素の範囲が広くなるようにリア画像信号に対する空間フィルタ処理を施す場合に、そのフィルタ特性を可変し、リア画像信号の通過波形の形状（階調値の広がり方の形状）を可変する。フィルタ特性の階調値の広がり方の形状を可変制御することにより、暗い状態でのフレアや明るい状態での画欠けやコントラスト劣化に適した対応を実現できる。

実施の形態では、フィルタ特性を変化させるパラメータとしてフィルタ通過幅ｄ１２を挙げた。フィルタ通過幅は、空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号の範囲の幅（低域通過処理による信号の裾野の部分を含めた幅）であり、透過画素の範囲（ぼかし範囲）に相当する。このフィルタ通過幅を照度に応じて可変する。
フィルタ通過幅ｄ１２の可変制御（図１４Ｄ）により、明暗に応じた画像の劣化（暗い状態でのフレアや明るい状態での画欠けやコントラスト劣化）に対応することができる。

実施の形態では、フィルタ特性を変化させるパラメータとしてピーク幅ｄ１１を挙げた。ピーク幅は空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号の当該画素の本来の階調値（ピーク値）となる範囲の幅である。このピーク幅を照度に応じて可変する。
ピーク幅ｄ１１の可変制御（図１４Ｃ）により、明暗に応じた画像の劣化に対応することができる。
なお、ピーク幅ｄ１１とフィルタ通過幅ｄ１２の両方を可変制御してもよい（図１３Ｄ）。これによっても明暗に応じた画像の劣化に対応することができる。

実施の形態では、フィルタ特性を変化させるパラメータとしてピーク値ｄ１３を挙げた。ピーク値は空間フィルタ処理でなだらかになるリア画像信号のピークの階調値であり、このピーク値を照度に応じて可変するようにする。
ピーク値ｄ１３の可変制御（図１４Ｅ）により、明暗に応じて光の透過量を調整し、明暗に応じた画像の劣化に対応することができる。
なお、ピーク値ｄ１３とフィルタ通過幅ｄ１２の両方を可変制御してもよい（図１４Ｂ）。
また、ピーク値ｄ１３とピーク幅ｄ１１の両方を可変制御してもよい（図１４Ａ）。
また、ピーク値ｄ１３とフィルタ通過幅ｄ１２とピーク幅ｄ１１の全てを可変制御してもよい（図１４Ｆ）。
これらによっても明暗に応じた画像の劣化に対応することができる。

実施の形態では、フィルタ制御部１５は、照度センサ４０の検出値として、照度が低い程、リア液晶セル３の画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、リア液晶セル３の画像ぼけ範囲が広くなるように空間フィルタ処理を制御する（図１３，図１４参照）。
周囲の照度が低い場合はリア液晶セルの画像ぼけ範囲を狭くすることで、暗い状態でのフレアを目立たなくすることができる。周囲の照度が高い場合はリア液晶セルの画像ぼけ範囲を広くすることで、明るい状態での斜め方向からの視認時の画欠けや見た目のコントラスト劣化を改善することができる。

実施の形態では、フィルタ制御部１５は、照度センサ４０の検出値として、照度が低い程、リア液晶セルの光の透過量が少なく、照度が高い程、前記リア液晶セルの光の透過量が多くなるように前記空間フィルタ処理を制御する（図１４参照）。
周囲の照度が低い場合はリア液晶セルの透過量を少なくするようにピーク値ｄ１３を制御することで、暗い状態でのフレアを目立たなくすることができる。周囲の照度が高い場合はリア液晶セルの透過量を多くするようにピーク値ｄ１３を制御することで、明るい状態での斜め方向からの視認時の画欠けや見た目のコントラスト劣化を改善することができる。

実施の形態では、フィルタ制御部１５は、照度センサ４０の検出値により照度変化を検出した際に、段階的にフィルタ特性を変化させる例を述べた（図１６参照）。
即ち、照度変化を検知したときに、一気に新たな照度に応じたフィルタ形状まで変化させるようにはせず、徐々に変化させるようにする。フィルタ形状を急激に変更すると、フロント液晶セル２とリア液晶セル３の応答特性の違いにより画面ちらつきが生じる可能性がある。そこで短時間での大きな照度変化にそのまま追従しないようにすることで画面にちらつきが発生するという事象を防止できる。

実施の形態では、照度センサ４０の検出値が、前回のフィルタ制御を行った際の値より所定変化幅を越える値となったときに、照度変化に応じた空間フィルタ処理の可変制御を行う例を述べた（図１７参照）。
即ち、微少な照度変化によりむやみに空間フィルタ処理の可変制御が行われないようにする。これにより微少な照度変化に過度に応答することがない制御が実現され、過度な空間フィルタ制御による画面のちらつき等を防止できる。

実施の形態では、フロント画像生成部５２は、画像信号Sig_inからリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号を生成するものとした。
即ちカラー画像信号である画像信号Sig_inとしての例えばＲ、Ｇ、Ｂの各階調値について、それぞれリア画像信号Sig_REの階調値を除算して、フロント画像信号としてのＲ、Ｇ、Ｂの階調値を得る。
カラー画像信号からリア画像信号を除算することで、リア液晶セル３とフロント液晶セル２を重ねた画像として適切な階調が得られる状態とすることができる。

実施の形態では、デュアルセル画像処理部１２はフロント液晶セル２に入射する光量成分に応じた補正係数ｋＬＣをリア画像信号Sig_REに乗算する光量補正部５３を備え、フロント画像生成部５２は、画像信号Sig_inから補正係数ｋＬＣが乗算されたリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号Sig_FRを生成する例を挙げた。
リア液晶セル３からフロント液晶セル２に入射する光量成分を考慮したフロント画像信号Sig_FRを得ることができ、リア液晶セル３とフロント液晶セル２を重ねた画像として適切な階調が得られる状態とすることができる。

実施の形態の表示装置９０は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成されるデュアルセル型の液晶表示パネル１と、上述のデュアルセル画像処理部１２を有する。
液晶表示パネル１は、バックライト５と、リア液晶セル３と、拡散層４と、フロント液晶セル２が、この順番で配置されている。
このようなデュアル液晶セル型の液晶表示パネル１に対して、周囲環境照度によって生ずる画質劣化を軽減することができる。

なお本実施の形態開示の技術は、上述の実施の形態の構成や設定手法に限られず、デュアルセル画像処理部１２の構成例、フィルタ制御部１５の処理例などについて、各種の変形例が考えられる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号として、前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理部と、
前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理部においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部と、を備えた
画像処理装置。
（２）
前記画像処理部は、リア画像信号に対して、リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲をフロント液晶セルの画像よりも広げる前記空間フィルタ処理を行う
上記（１）に記載の画像処理装置。
（３）
前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値に基づいて、前記空間フィルタ処理におけるフィルタ特性を変化させるパラメータを可変制御する
上記（２）に記載の画像処理装置。
（４）
前記パラメータはリア画像信号のフィルタ通過幅である
上記（３）に記載の画像処理装置。
（５）
前記パラメータはリア画像信号のピーク幅である
上記（３）又は（４）に記載の画像処理装置。
（６）
前記パラメータはリア画像信号のピーク値である
上記（３）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（７）
前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が広くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８）
前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの光の透過量が少なく、照度が高い程、前記リア液晶セルの光の透過量が多くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９）
前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値により照度変化を検出した際に、段階的にフィルタ特性を変化させるように前記空間フィルタ処理を制御する
上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）
前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値が、前回のフィルタ制御を行った際の値より所定変化幅を越える値となったときに、照度変化に応じた空間フィルタ処理の可変制御を行う
上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１１）
リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、
前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理部と、
前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサと、
前記照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理部においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部と、を備えた
表示装置。
（１２）
リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号として、前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理手順と、
前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理手順においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御手順と、
を画像処理装置が行う画像処理方法。

１…液晶表示パネル、２…フロント液晶セル、３…リア液晶セル、４…拡散層、５…バックライト、１０…画像処理装置、１１…表示画像処理部、１２…デュアルセル画像処理部、１５…フィルタ制御部、２０…フロント液晶セル駆動部、３０…リア液晶セル駆動部、４０…照度センサ、５１…リア画像生成部、５２…フロント画像生成部、５３…光量補正部、５４，５７…パネルガンマ処理部、５５，５８…調整部、５６…リア出力部、５７…フロント出力部、７０…グレースケール変換部、７２…階調値変換部、７３…ＬＵＴ、７４…ガンマ変換部、７５…階調保持部、７８…合成部、７９…空間処理部、９０…表示装置

Claims (11)

1. リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号として、前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理部と、
   前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理部においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部と、
   を備え、
   前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が広くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
   画像処理装置。
2. 前記画像処理部は、リア画像信号に対して、リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲をフロント液晶セルの画像よりも広げる前記空間フィルタ処理を行う
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値に基づいて、前記空間フィルタ処理におけるフィルタ特性を変化させるパラメータを可変制御する
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記パラメータはリア画像信号のフィルタ通過幅である
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記パラメータはリア画像信号のピーク幅である
   請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記パラメータはリア画像信号のピーク値である
   請求項３に記載の画像処理装置。
7. 前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの光の透過量が少なく、照度が高い程、前記リア液晶セルの光の透過量が多くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
   請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値により照度変化を検出した際に、段階的にフィルタ特性を変化させるように前記空間フィルタ処理を制御する
   請求項１に記載の画像処理装置。
9. 前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値が、前回のフィルタ制御を行った際の値より所定変化幅を越える値となったときに、照度変化に応じた空間フィルタ処理の可変制御を行う
   請求項１に記載の画像処理装置。
10. リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、
    前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理部と、
    前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサと、
    前記照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理部においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御部と、
    を備え、
    前記フィルタ制御部は、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が広くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
    表示装置。
11. 画像処理装置が、
    リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号として、前記リア液晶セルに対するリア画像信号と、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号とを生成する画像処理手順と、
    前記表示パネル近辺の照度を検出する照度センサの検出値に基づいて、前記画像処理手順においてリア画像信号に施す空間フィルタ処理を制御するフィルタ制御手順と、
    を行い、
    前記フィルタ制御手順では、前記照度センサの検出値として、照度が低い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が狭く、照度が高い程、前記リア液晶セルの画像ぼけ範囲が広くなるように前記空間フィルタ処理を制御する
    画像処理方法。

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