JP7481828B2

JP7481828B2 - 表示装置および制御方法

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Publication number: JP7481828B2
Application number: JP2019200398A
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Inventors: 弘人鈴木
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Description

本発明は、表示装置および制御方法に関する。

ローカルディミング技術において、表示デバイスの物理的な制約による輝度ムラあるいは部分的なコントラスト低下による画質劣化を、人間の視覚特性を用いて補償することができる表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／０４００２１号

例えば、表示装置に設定されている音量や明るさ等の情報を表示装置に表示するＯＳＤ（Ｏｎ－ＳｃｒｅｅｎＤｉｓｐｌａｙ）機能が表示装置には搭載されている。ＯＳＤ機能では、表示装置に設定されている音量や明るさ等の情報を示すＯＳＤ画像が外部から入力されるテレビ映像などに重ねて表示される。

また、例えば、表示部に液晶を用いた表示装置において、バックライトを複数の領域に分割し、各領域に対応する入力画像の階調値に基づいて各領域のバックライトの明るさを制御するローカルディミングと呼ばれる技術がある。

ローカルディミングを行う表示装置を正面から見た場合（正面視）と斜めから見た場合（斜め視）とでは、本来同じ明るさとなるべきＯＳＤ画像のうちの背景画面が正面視では均一の明るさの背景画像に見えても、斜め視では文字を含む領域における背景画面と文字を含まない領域の背景画面の明るさが異なって見えてしまう。これは、同じ階調値の背景画像を表示する場合でも、文字および背景画像を含む領域と、背景画像のみの領域とでは、ローカルディミングにより領域ごとにバックライトの明るさや液晶の開口率が異なり、さらに同じ領域でも正面視と斜め視では液晶の開口率が異なるためである。

例えば、図１は、表示装置１０１を正面から見た場合を示し、図２は、表示装置１０１を斜めから見た場合を示し、図１および図２に示すように表示装置１０１において液晶パネル１０２の右半分にＯＳＤ画像１０３が表示されている。図１において、点線で囲まれた領域１１１における文字「映像調整」以外の背景画面の明るさと、点線で囲まれた領域１１２の背景画面の明るさとは、表示装置１０１を正面から見た場合には同じに見える。

一方、図２に示すように表示装置１０１を斜めから見た場合に、点線で囲まれた領域１１１における文字「映像調整」以外の背景画面の明るさは、点線で囲まれた領域１１２の背景画面の明るさと異なって見えてしまう。すなわち、輝度ムラが生じる。

本発明の一態様は、外部から入力される第１の画像の少なくとも一部に第２の画像が重畳された画像を表示する表示装置において、斜めから表示装置を見た場合の第２の画像の輝度ムラを低減することを目的とする。

本発明の一態様に係る表示装置は、外部から入力される第１の画像の少なくとも一部に第２の画像が重畳された画像を表示する表示部と、前記表示部を照明するバックライトと、前記バックライトの明るさを複数の領域ごとに制御するとともに、前記バックライトの前記複数の領域の各々について前記第２の画像が表示される前記表示部の第１の領域を照明するか否かに基づいて、前記バックライトの前記複数の領域の明るさの調整量を制御する制御部と、を有する。

正面視におけるＯＳＤ画像の一例である。斜め視におけるＯＳＤ画像の一例である。実施の形態に係る表示装置の構成図の一例である。実施の形態に係るローカルディミングコントローラの構成図の一例である。、実施の形態に係るローカルディミングコントローラの制御方法のフローチャートの一例である。比較例に係るバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。モード１におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。比較例におけるローカルディミング制御とモード１におけるローカルディミング制御の例を示す図である。モード２におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。透明度αとローカルディミングの強さcとの関係の一例を示す図である。比較例におけるローカルディミング制御とモード２におけるローカルディミング制御の例を示す図である。モード３におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。比較例におけるローカルディミング制御とモード３におけるローカルディミング制御の例を示す図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３は、実施の形態に係る表示装置の構成図の一例である。

表示装置３０１は、信号処理回路３１１、合成回路３２１、ローカルディミングコントローラ３３１、バックライト駆動部３４１、バックライト３５１、表示制御回路３６１、および液晶パネル３７１を有する。表示装置３０１は、例えば、液晶テレビまたは液晶ディスプレイ等である。

信号処理回路３１１は、外部から入力される入力画像を受信し、合成回路３１２に出力する。また、信号処理回路３１１は、例えば、表示装置３０１に設定されている明るさや色合い等を示したり、明るさや色合い等を調整するための設定画面であるＯＳＤ画像を生成し、ＯＳＤ画像を合成回路３２１およびローカルディミングコントローラ３３１に出力する。

ＯＳＤ画像には、例えば、ＯＳＤ画像の各画素の座標と、各画素の画素値（例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の値）と、各画素の透明度αと、が対応付けられて含まれている。透明度αは、ＯＳＤ画像の透過の程度を示し、例えば０以上１以下の実数で示される。尚、ローカルディミングコントローラ３３１に出力するＯＳＤ画像には、各画素の画素値が含まれていなくてもよい。

合成回路３２１は、入力画像とＯＳＤ画像とを透明度αに応じた合成比率で合成し、入力画像の少なくとも一部にＯＳＤ画像が重畳された合成画像を生成する。例えば、透明度αが小さいと合成画像においてＯＳＤ画像の下の入力画像は見え難くなり、透明度αが大きいと合成画像においてＯＳＤ画像の下の入力画像が透けて見えるようになる。例えば、ＯＳＤ画像の全画素において透明度αが０の場合、ＯＳＤ画像と重なっている入力画像の部分はＯＳＤ画像を透過せずに見えなくなる。

ローカルディミングコントローラ３３１は、バックライト３５１の明るさを複数の領域ごとに制御する。またローカルディミングコントローラ３３１は、バックライト３５１の複数の領域の各々について液晶パネル３７１のＯＳＤ画像を表示する領域を照明するか否かに基づいて、バックライト３７１の複数の領域の明るさの調整量（ローカルディミングの強さ）を制御する。ローカルディミングの強さとは、バックライト３５１の調整量の大きさである。ローカルディミングの強さが強いほうがバックライト３５１の調整量が大きくなり、映像のコントラストが大きくなる。ローカルディミングの強さが弱いとバックライトの調整量が小さくなり、コントラストが小さくなる。また、ローカルディミングの強さは、バックライト３５１の点灯率の変化幅に対応している。点灯率はバックライトの明るさの一例である。具体的には、例えば、ローカルディミングコントローラ３３１は、合成画像と透明度αに基づいてバックライトの各領域の点灯率を計算し、バックライト３５１の各領域の点灯率をバックライト駆動部３４１に出力する。また、ローカルディミングコントローラ３３１は、点灯率に基づいて合成画像を補正し、液晶パネル３７１に表示する補正した合成画像を表示制御回路３６１に出力する。ローカルディミングコントローラ３３１は、制御部の一例である。

バックライト駆動部３４１は、バックライト３５２を駆動し、バックライト３５２の各領域の明るさをローカルディミングコントローラ３３１から入力される点灯率に応じた明るさとなるように制御する。

バックライト３５２は、液晶パネル３７１を照明する。バックライト３５２は、例えば、複数のＬＥＤ（Light-Emitting Diode）により構成されている。また、バックライト３５２は、複数の領域に分割され、領域ごとに明るさの制御が可能となっている。

表示制御回路３６１は、入力画像にＯＳＤ画像が重畳された合成画像を液晶パネル３７１に表示させたり、合成画像の各画素の階調値に基づいて液晶パネル３７１の液晶開口率を制御する。

液晶パネル３７１は、入力画像にＯＳＤ画像が重畳された合成画像を表示する。尚、液晶パネル３７１は、入力画像またはＯＳＤ画像のいずれかを表示してもよい。液晶パネル３７１は、表示部の一例である。

図４は、実施の形態に係るローカルディミングコントローラの構成図の一例である。

ローカルディミングコントローラ３３１は、ＬＥＤデータ演算部３３３、ＬＥＤデータ補正演算部３３４、および液晶データ補正演算部３３５を有する。合成回路３３２からの入力される合成画像は液晶データ補正演算部３３５に入力され、信号処理回路３１１から入力されるＯＳＤ画像はＬＥＤデータ演算部３３３に入力される。また、合成画像はＬＥＤデータ演算部３３３に入力される前に処理を軽減するためにリサイズされてもよい。

ＬＥＤデータ演算部３３３は、ローカルディミングを行う場合には、合成画像と透明度αに基づいて、バックライトの複数の領域の各領域の明るさを計算し、各領域のバックライトの明るさを示す点灯率をＬＥＤデータ補正演算部３３４と液晶データ補正演算部３３５に出力する。

詳細には、例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ローカルディミングを行う場合には、バックライトの各領域について透明度αに基づいて、液晶パネル３７１のＯＳＤ画像を表示する領域を照明する領域であるか判定する。

ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明しない領域であると判定された領域について、当該領域のバックライトの３５１の点灯率を算出する。例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、バックライト３５１の各領域に対応する領域毎に合成画像を分割し、それぞれの領域において代表となる階調値を算出する。代表階調値は、例えば、領域内の最大階調値を用いる。また、平均階調値を用いたり、領域内の階調値のヒストグラムを用いて代表階調値を算出してもよい。ＬＥＤデータ演算部３３３は、代表階調値に応じたバックライトの各領域の点灯率を算出する。代表階調値の０から２５５が、点灯率の０％から１００％に対応する。ここで、算出された点灯率の値は、点灯率ＢＬ１と呼ぶ。

また、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明する領域であると判定されたバックライト３５１の領域について、当該領域のバックライトの３５１の点灯率ＢＬ２を算出する。例えば、表示装置３０１に設定されているモードにしたがって、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明するバックライト３５１の領域の点灯率ＢＬ２を算出する。各モードにしたがったＯＳＤ画像を表示する領域を照明するバックライト３５１の領域の点灯率の例については後述する。

ＬＥＤデータ補正演算部３３４は、ＬＥＤデータ演算部３３３から入力されるバックライトの各領域の明るさを示す点灯率ＢＬ１およびＢＬ２に対して、補正演算を行うことでバックライトの各領域の明るさを補正し、補正した点灯率を出力する。ＬＥＤデータ補正演算部３３４は、例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３から入力される点灯率ＢＬ１およびＢＬ２に対して、補正演算としてトーンカーブ演算、バックライトに対する電力制限に基づく補正、および時間フィルタの適用などの処理を行い、補正した点灯率を出力する。

液晶データ補正演算部３３５は、ＬＥＤデータ演算部３３３からの点灯率に基づいて、バックライトの点灯率に応じて、合成画像を補正する。例えば、点灯率１００％での画像の階調値を考えると、点灯率が５０％になった場合、表示パネル３７１に対して照射させる光の量は略半分になる。そのため、画像の明るさを維持するためには、画像の階調値を略倍にする。このように、領域毎に点灯率を変えた場合は、画像も領域毎に補正を行う。

図５は、実施の形態に係るＬＥＤデータ演算部の制御方法のフローチャートの一例である。

ＬＥＤデータ演算部３３３は、ローカルディミングを行うか判定する（ステップＳ５０１）。例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、表示装置３０１が備える記憶部（不図示）に記憶されたローカルディミングを行うか否かを示す設定情報に基づいて、ローカルディミングを行うか判定する。設定情報は、例えば、予め設定されている。また、設定情報は、ユーザにより変更可能である。ローカルディミングを行うと判定された場合（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）は、制御はステップＳ５０２に進み、ローカルディミングを行わないと判定された場合（Ｓ５０１：Ｎｏ）は、ＬＥＤデータ演算部３３３は、処理は終了する。

ＬＥＤデータ演算部３３３は、透明度αに基づいて、バックライト３５１の複数の領域のそれぞれについて液晶パネル３７１のＯＳＤ画像を表示する領域（ＯＳＤ領域）を照明する領域であるか判定する（Ｓ５０２）。例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、透明度αに対応付けられた座標から当該座標のバックライト３５１の領域が液晶パネル３７１のＯＳＤ画像を表示する領域（ＯＳＤ領域）を照明する領域であるか判定する。具体的には、例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、座標（ｘ，ｙ）の透明度α（すなわち、ＯＳＤ画像に含まれる座標（ｘ，ｙ）に対応付けられた透明度α）がz（ｚは０以上１以下の実数）であるとすると、座標（ｘ，ｙ）を照明するバックライト３５１の領域は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明する領域であると判定する。また、例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、座標（ｘ，ｙ）に対応付けられた透明度αが無い場合、座標（ｘ，ｙ）を照明するバックライト３５１の領域は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明しない領域であると判定する。尚、座標（ｘ，ｙ）の透明度αが１である場合は、入力画像が１００％透過してＯＳＤ画像は座標（ｘ，ｙ）には実際には表示されないので、座標（ｘ，ｙ）を照明するバックライト３５１の領域は、ＯＳＤ画像を表示する領域を照明しない領域であると判定してもよい。

そして、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ領域を照明しない領域であると判定した（Ｓ５０２：ＯＳＤ領域以外）領域については、ＯＳＤ領域を照明しない領域のバックライト３５１の点灯率の計算を行い（Ｓ５０３）、ＯＳＤ領域を照明する領域であると判定した（Ｓ５０２：ＯＳＤ領域）領域については、ＯＳＤ領域を照明する領域のバックライト３５１の点灯率の計算を行う（Ｓ５０４）。

Ｓ５０３において、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ領域以外の領域を照明する領域であると判定した領域について、当該領域のバックライトの点灯率ＢＬ１を算出する。ＬＥＤデータ演算部３３３は、例えば、バックライト３５１の各領域に対応する領域毎に合成画像を分割し、それぞれの領域において代表となる階調値を算出する。代表階調値は、例えば、領域内の最大階調値を用いる。また、平均階調値を用いたり、領域内の階調値のヒストグラムを用いて代表階調値を算出してもよい。ＬＥＤデータ演算部３３３は、代表階調値に応じたバックライトの各領域の点灯率ＢＬ１を算出する。代表階調値の０から２５５が、点灯率ＢＬ１の０％から１００％に対応する。

Ｓ５０４において、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ＯＳＤ領域を照明する領域であると判定した領域について、例えば、ＯＳＤ領域を照明するバックライト３５１の領域のローカルディミングの制御を示すモード情報に基づいて、当該領域のバックライトの点灯率ＢＬ２を算出する。例えば、モード情報は、表示装置３０１が備える記憶部（不図示）に予め記憶されている。モード情報は、例えば、モード１～３のいずれかが設定されており、モード１はＯＳＤ領域のローカルディミングをオフ、モード２はＯＳＤ領域のローカルディミングを弱くし、モード２はＯＳＤ領域を１つの領域としてローカルディミングを行うことを示す。モード１～３のそれぞれに基づいたバックライトの点灯率ＢＬ２の詳細は後述する。

ここで、モード１～３のそれぞれに基づいたバックライトの点灯率の例について説明する。最初に通常のローカルディミング（ＯＳＤ画像を照明する領域か否かに応じてローカルディミングの強さを制御しない場合）を用いたバックライトの点灯率の例を比較例として示す。

図６は、比較例に係るバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。

図６に示すように、バックライト３５１は矩形の領域ごとにバックライト３５１の点灯率、すなわちバックライト３５１の明るさが調整される。図６において、矩形の各領域の斜線の密度は、バックライトの点灯率（明るさ）を示し、斜線の密度が高い領域は点灯率が大きく（すなわち、バックライトが明るい）、斜線の密度が低い領域は点灯率が小さい（すなわち、バックライトが暗い）ことを示す。後述の図７，９，１２においても同様に斜線の密度でバックライトの点灯率（明るさ）を示している。尚、図６において、例えば、バックライト３５１の右端から５列目までの領域がＯＳＤ画像を照射する領域であり、左端から８列目までの領域はＯＳＤ画像以外の画像を照射するバックライト３５１の領域である。また、後述の図７，９，１２においてもＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域およびＯＳＤ画像以外の画像を照射するバックライト３５１の領域は同様である。

（モード１）
図７は、モード１におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。

モード１では、ＯＳＤ画像を照射するバックライトの領域についてはローカルディミングをオフにし、ＯＳＤ画像を照射するバックライトの領域のバックライトの点灯率は最大値となる。すなわち、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ステップＳ６０４において、ＯＳＤ画像を照射するバックライトの領域のバックライトの点灯率ＢＬ２を最大値（１００％）とする。このように、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率の明るさの調整量（ローカルディミングの強さ）が制御される。具体的には、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率（明るさ）は同じ値となる。

また、ＯＳＤ画像以外の画像（例えば、入力画像にＯＳＤ画像が重畳されていない領域）を照射するバックライトの領域はローカルディミングがオンであるため、領域ごとにバックライトの明るさが制御される。すなわち、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ステップＳ６０３で説明したように、ＯＳＤ領域以外の領域を照明する領域であると判定した領域について、当該領域のバックライトの点灯率ＢＬ１を算出する。

例えば、図７に示すように、バックライトの右端から５列目までの領域はＯＳＤ画像を照射する領域であるため、当該領域のローカルディミングはオフであり、当該領域のバックライトの明るさは等しく最大値となる。また、例えば、図７に示すように、左端から８列目までの領域はＯＳＤ画像以外の画像を照射するバックライトの領域であるため、当該領域のバックライトの明るさは領域ごとにバックライトの明るさが制御される。

図８は、比較例におけるローカルディミング制御とモード１におけるローカルディミング制御の一例を示す図である。

図８の左側は比較例におけるローカルディミング制御の例を示し、右側はモード１におけるローカルディミング制御の例を示す図である。図８は、上から順に、入力画像における階調を示す入力階調、バックライトの点灯率、バックライトの実際の輝度、および液晶階調（液晶の開口率）を示す。尚、図８のモード１におけるバックライトの点灯率は、ＬＥＤデータ演算部３３３により算出および出力される点灯率ＢＬ２である。また、ここではＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に対するＬＥＤデータ補正演算部３３４による補正はほとんど無く、実際のバックライトの輝度は、ＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に応じた輝度となる場合を示す。

上述のように、バックライトは複数の領域の領域毎にバックライトの明るさを制御可能であり、図８は、ＯＳＤ領域を照明するバックライト３５１の複数の領域のうちの４つの領域（エリア１～４）についての制御を示す。図８において、ＯＳＤ画像として９６階調の背景画像に２５５階調の文字を表示され、当該文字はエリア１の一部に表示される場合を示す。

図８の比較例およびモード１のそれぞれの最上段に示す入力階調において、エリア１では９６階調の背景画像にエリア１の一部に２５５階調の文字を表示し、エリア２～４では９６階調の背景画像を表示する。

図８の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から２段目のバックライト３５１の点灯率は、エリア１において２５５階調の文字が表示されるため２５５階調に応じた最大値（ＭＡＸ＝１００％）となっており、エリア２～４において、９６階調に応じた３８％となっている。一方、図８の右側に示すモード１のローカルディミング制御において、モード１のローカルディミング制御ではＯＳＤ領域のローカルディミングはオフであることから、上から２段目のバックライトの点灯率は、エリア１～４において最大値（ＭＡＸ＝１００％）となる。

図８の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライト３５１の実際の輝度に示すように、エリア１のバックライト３５１の実際の輝度よりエリア２～４のバックライトの実際の輝度は低くなる。一方、図８の右側に示すモード１のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライトの実際の輝度に示すように、エリア１～４のバックライトの実際の輝度は同じであり、各エリアにおけるバックライト３５１の実際の輝度の差はない。

図８の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率よりも大きくなる。エリア１におけるバックライトの輝度よりエリア２～４におけるバックライトの輝度は小さいため、エリア２～４の液晶の開口率をエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率より大きくすることで、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像を表示する。

一方、図８の右側に示すモード１のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率と同じである。エリア１～４におけるバックライトの輝度は同じため、エリア２～４の液晶の開口率はエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率と同じ値になり、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像が表示される。

補正により、エリア１における背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における背景画像の部分の液晶の開口率とは、ずれが生じている。そのため、液晶パネル３７１を斜めから見た場合に、エリア１における背景画像の明るさと、エリア２～４における背景画像の明るさとは、異なって見えてしまう。一方、モード１のローカルディミング制御において、エリア１～４のバックライトの明るさは同じであり、エリア１における背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における背景画像の部分の液晶の開口率は同じである。そのため、液晶パネル３７１を斜めから見た場合に、エリア１における背景画像の明るさと、エリア２～４における背景画像の明るさとは同じ明るさに見え、輝度ムラが生じなくなり、斜め視野角が向上する。

（モード２）
図９は、モード２におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。

モード２は、ＯＳＤ領域におけるローカルディミングの強さ（強度）が弱くなる。具体的には、例えば、ＯＳＤ領域におけるバックライトの点灯率の調整量の大きさが透明度αに応じて制御される。

モード２では、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域についてはローカルディミングの強さが弱くなり、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域のバックライト３５１の点灯率の差が小さくなる。すなわち、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ステップＳ６０４において、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域における領域間のバックライトの点灯率ＢＬ２の差を小さくして、コントラストを抑制する。このように、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率の明るさの調整量（ローカルディミングの強さ）が制御される。

例えば、図９に示すように、バックライトの右端から５列目までの領域はＯＳＤ画像を照射する領域であるため、当該領域のローカルディミングの強さが弱くなり、当該領域の領域間のバックライト３５１の点灯率の差（当該領域における点灯率の最大値と最小値との差）が図６に示すような比較例の点灯率の差に比べて小さくなる。また、例えば、図９に示すように、左端から８列目までの領域はＯＳＤ画像以外の画像を照射するバックライトの領域であるため、当該領域のバックライトの明るさは領域ごとにバックライトの明るさが制御される。

図１０は、透明度αとローカルディミングの強さｃとの関係の一例を示す図である。

図１０に示すように、透明度αが０から閾値Ｔｈ１未満である場合は、ローカルディミングの強さ（強度）ｃは０であり、透明度αが閾値Ｔｈ１以上かつ閾値Ｔｈ２未満である場合は、ローカルディミングの強さｃは０から１の間で透明度αに比例した値であり、透明度αが閾値Ｔｈ２以上である場合は、ローカルディミングの強さｃは１である。ローカルディミングの強さｃは、例えば０以上１以下の実数で示される。

モード２において、ＬＥＤデータ演算部３３３は、バックライト３５１の各領域について、調整前のバックライト３５１の点灯率ＢＬ１とローカルディミングの強さｃから、調整後のバックライト３５１の点灯率ＢＬ２を算出する。例えば、ＬＥＤデータ演算部３３３は、下式（１）により調整後のバックライトの点灯率ＢＬ２を算出する。

ＢＬ２＝ｃ×ＢＬ１＋（１－ｃ）・・・（１）
ＬＥＤデータ演算部３３３は、例えば、上述のステップＳ５０３で説明したように、バックライト３５１の各領域に対応する領域毎に合成画像を分割し、代表階調値を算出し、ＯＳＤ画像を照射する領域について代表階調値に応じたバックライト３５１の各領域の点灯率ＢＬ１を算出する。そして、ＬＥＤデータ演算部３３３は、図１０に示すような透明度αとローカルディミングの強さｃとの関係から、透明度αに応じたローカルディミングの強さｃを算出して、上式（１）により、ＯＳＤ画像を照射する各領域のバックライト３５１の点灯率ＢＬ２を算出する。尚、透明度αは、領域ごとに各領域の透明度αの平均値が用いられる。

図１１は、比較例におけるローカルディミング制御とモード２におけるローカルディミング制御の例を示す図である。

図１１の左側は比較例におけるローカルディミング制御の例を示し、右側はモード２におけるローカルディミング制御の例を示す図である。図１１は、上から順に、入力画像における階調を示す入力階調、バックライトの点灯率、バックライトの実際の輝度、および液晶階調（液晶の開口率）を示す。尚、図１１のモード２におけるバックライトの点灯率は、ＬＥＤデータ演算部３３３により算出および出力される点灯率ＢＬ２である。また、ここではＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に対するＬＥＤデータ補正演算部３３４による補正はほとんど無く、実際のバックライトの輝度は、ＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に応じた輝度となる場合を示す。

上述のように、バックライトは複数の領域の領域毎にバックライトの明るさを制御可能であり、図１１は、ＯＳＤ領域における上記複数の領域のうちの４つの領域（エリア１～４）についての制御を示す。図１１において、ＯＳＤ画像として９６階調の背景画像に２５５階調の文字を表示し、当該文字はエリア１の一部に表示する場合を示す。

図１３の比較例およびモード２のそれぞれの最上段に示す入力階調において、エリア１では９６階調の背景画像にエリア１の一部で２５５階調の文字を表示し、エリア２～４では９６階調の背景画像を表示する。

図１１の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から２段目のバックライト３５１の点灯率は、エリア１において２５５階調の文字が表示されるため２５５階調に応じた最大値（ＭＡＸ＝１００％）となっており、エリア２～４において、９６階調に応じた３８％となっている。一方、図１１の右側に示すモード２のローカルディミング制御において、エリア１において２５５階調の文字が表示されるため２５５階調に応じた最大値（ＭＡＸ＝１００％）となっている。エリア２～４のバックライトの点灯率は、９６階調に応じた３８％から調整されて６９％となっている。例えば、エリア１～４のそれぞれの透明度αに応じたローカルディミングの強さｃが０．５であり、調整前の点灯率ＢＬ１＝３８％の場合、上式（１）より、調整後の点灯率ＢＬ２は、０．５×０．３８＋（１－０．５）＝０．６９（＝６９％）となる。尚、上記のエリア１の点灯率のように、調整前の点灯率ＢＬ１が１００％の場合、調整後の点灯率ＢＬ２も１００％となる。このように、モード２のローカルディミング制御において、エリア２～４の点灯率（６９％）は比較例のエリア２～４の点灯率（３８％）より高い。よって、モード２のローカルディミング制御におけるエリア１の点灯率（１００％）とエリア２～４の点灯率（６９％）との差は、比較例のローカルディミング制御におけるエリア１の点灯率（１００％）とエリア２～４の点灯率（３８％）との差より小さい。

図１１の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライト３５１の実際の輝度に示すように、エリア１のバックライト３５１の実際の輝度よりエリア２～４のバックライトの実際の輝度は低くなる。一方、図１１の右側に示すモード２のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライトの実際の輝度に示すように、エリア１のバックライト３５１の実際の輝度よりエリア２～４のバックライトの実際の輝度は低くなっているが、エリア１のバックライト３５１の実際の輝度とエリア２～４のバックライトの実際の輝度の差は、比較例におけるエリア１のバックライト３５１の実際の輝度とエリア２～４のバックライトの実際の輝度の差より小さい。

図１１の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外（背景画像）の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率よりも大きくなる。エリア１におけるバックライトの輝度よりエリア２～４におけるバックライトの輝度は小さいため、エリア２～４の液晶の開口率をエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率より大きくすることで、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像を表示する。

一方、図１１の右側に示すモード２のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率よりも大きくなる。エリア１におけるバックライトの輝度よりエリア２～４におけるバックライトの輝度は小さいため、エリア２～４の液晶の開口率をエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率より大きくすることで、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像を表示する。モード２のローカルディミング制御において、エリア２～４における液晶の開口率は、比較例のエリア２～４における液晶の開口率より低い。それにより、モード２のローカルディミング制御におけるエリア１の背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における液晶の開口率との差は、比較例のエリア１の背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における液晶の開口率との差より小さい。

そのため、液晶パネル３７１を斜めから見た場合の、エリア１における背景画像の明るさと、エリア２～４における背景画像の明るさとの差が比較例に比べてモード２のローカルディミング制御のほうが低減される。モード２のローカルディミング制御によれば、比較例に比べて、輝度ムラが低減し、斜め視野角が向上する。

例えば、図１０に示すような透明度αとローカルディミングの強さｃとの関係と上式（１）を用いると、透明度αが閾値Ｔｈ１以上かつ閾値Ｔｈ２未満である場合は、透明度αが大きくなるほどローカルディミングの強さｃは大きくなり、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率の明るさの調整量が大きくなる。逆に言えば、透明度αが小さくなるほどローカルディミングの強さｃは小さくなり、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率の明るさの調整量が小さくなる。すなわち、透明度αが小さく、入力画像がほとんどＯＳＤ画像を透過していない場合は、斜めから見た場合のＯＳＤ画像の輝度ムラが目立つ可能性があるため、点灯率の調整量を小さく（ＯＳＤ領域を照射するバックライト３５１の領域間の点灯率の最大値と最小値との差を小さく）する。

（モード３）
図１２は、モード３におけるバックライトの各領域の明るさの一例を示す図である。

モード３では、バックライト３５１の複数の領域のうちＯＳＤ画像を照射する領域は１つの領域として扱われる。すなわち、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率（明るさ）は同じ値となる。すなわち、ＬＥＤデータ演算部３３３は、ステップＳ６０４において、例えば、ＯＳＤ画像の最大階調値を代表階調値として算出し、代表階調値に応じた点灯率をＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率ＢＬ２として算出する。このように、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率の明るさの調整量（ローカルディミングの強さ）が制御される。具体的には、ＯＳＤ画像を照射するバックライト３５１の領域の点灯率（明るさ）は同じ値となる。

図１３は、比較例におけるローカルディミング制御とモード３におけるローカルディミング制御の例を示す図である。

図１３の左側は比較例におけるローカルディミング制御の例を示し、右側はモード３におけるローカルディミング制御の例を示す図である。図１３は、上から順に、入力画像における階調を示す入力階調、バックライトの点灯率、バックライトの実際の輝度、および液晶階調（液晶の開口率）を示す。尚、図１３のモード４におけるバックライトの点灯率は、ＬＥＤデータ演算部３３３により算出および出力される点灯率ＢＬ２である。また、ここではＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に対するＬＥＤデータ補正演算部３３４による補正はほとんど無く、実際のバックライトの輝度は、ＬＥＤデータ演算部３３３の算出した点灯率に応じた輝度となる場合を示す。

上述のように、バックライトは複数の領域の領域毎にバックライトの明るさを制御可能であり、図１３は、ＯＳＤ領域における上記複数の領域のうちの４つの領域（エリア１～４）についての制御を示す。図１３において、ＯＳＤ画像として９６階調の背景画像に１９６階調の文字を表示し、当該文字はエリア１の一部に表示する場合を示す。

図１３の比較例およびモード３のそれぞれの最上段に示す入力階調において、エリア１では９６階調の背景画像にエリア１の一部で１９６階調の文字を表示し、エリア２～４では９６階調の背景画像を表示する。

図１３の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から２段目のバックライトの点灯率は、エリア１において文字が表示されるため１９６階調に応じた７７％となっており、エリア２～４のバックライトの点灯率は、９６階調に応じた３８％となっている。一方、図１３の右側に示すモード３のローカルディミング制御において、モード３のローカルディミング制御ではＯＳＤ領域の複数の領域は１つの領域として扱われることから、上から２段目のバックライトの点灯率は、エリア１～４において文字の階調値である１９６階調に応じた７７％となる。

図１３の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライトの実際の輝度に示すように、エリア１のバックライトの実際の輝度よりエリア２～４のバックライトの実際の輝度は低くなる。一方、図１３の右側に示すモード３のローカルディミング制御において、上から３段目のバックライトの実際の輝度に示すように、エリア１～４のバックライトの実際の輝度は同じであり、各エリアにおけるバックライトの実際の輝度の差はない。

図１３の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率よりも大きくなる。エリア１におけるバックライトの輝度よりエリア２～４におけるバックライトの輝度は小さいため、エリア２～４の液晶の開口率をエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率より大きくすることで、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像を表示する。

一方、図１３の右側に示すモード３のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１において文字を表示する部分の液晶の開口率は大きく、文字以外の部分の液晶の開口率は小さくなる。そして、エリア２～４において液晶の開口率は、エリア１の文字以外の部分の液晶の開口率と同じである。エリア１～４におけるバックライトの輝度は同じため、エリア２～４の液晶の開口率はエリア１の文字以外の部分の液晶の開口率と同じ値になり、エリア１～４において同じ９６階調の背景画像が表示される。

図１３の左側に示す比較例のローカルディミング制御において、最下段の液晶階調（液晶の開口率）に示すように、エリア１における背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における背景画像の部分の液晶の開口率とは、ずれが生じている。そのため、比較例では、液晶パネルを斜めから見た場合に、エリア１における背景画像の明るさと、エリア２～４における背景画像の明るさとは、異なって見えてしまう。一方、モード３のローカルディミング制御において、エリア１～４のバックライトの明るさは同じであり、エリア１における背景画像の部分の液晶の開口率とエリア２～４における背景画像の部分の液晶の開口率は同じである。そのため、液晶パネル３７１を斜めから見た場合に、エリア１における背景画像の明るさと、エリア２～４における背景画像の明るさとは同じ明るさに見え、輝度ムラが生じなくなり、斜め視野角が向上する。

（ソフトウェアによる実現例）
表示装置３０１の制御ブロック（特に、ローカルディミングコントローラ３３１）は、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現可能であり、またＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、表示装置３０１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭまたは記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ等を備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムは、伝送可能な任意の伝送媒体を介して上記コンピュータに供給されてよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく変形可能であり、上記の構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

３０１表示装置
３１１信号処理回路
３２１合成回路
３３１ローカルディミングコントローラ
３３３ＬＥＤデータ演算部
３３４ＬＥＤデータ補正演算部
３３５液晶データ補正演算部
３４１バックライト駆動部
３５１バックライト
３６１表示制御回路
３７１液晶パネル

Claims

外部から入力される第１の画像の少なくとも一部に第２の画像が重畳された画像を表示する表示部と、
前記表示部を照明するバックライトと、
前記バックライトの明るさを複数の領域ごとに制御するとともに、前記バックライトの前記複数の領域の各々について前記第２の画像が表示される前記表示部の第１の領域を前記複数の領域のうちの前記第１の領域に対応する領域が照明するか否かに基づいて、前記第１の領域内における前記バックライトの前記複数の領域の明るさの変化幅を示す調整量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２の画像の透明度に基づいて前記調整量を変化させることを特徴とする表示装置。
前記制御部は、前記第２の画像の透明度が大きいほど前記調整量を大きくすることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記制御部は、
前記透明度が第１の所定値以上、第２の所定値以下の時に、
前記第２の画像の透明度が大きいほど前記調整量を大きくし
前記第２の画像の透明度が小さいほど前記調整量を小さくすることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記制御部は、
前記透明度が第１の所定値より小さい時は、前記複数の領域間の明るさの差をなくし、
前記透明度が第２の所定値より大きい時は、前記調整量を前記第１の画像のローカルディミング強度と同じとすることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記第２の画像は、ＯＳＤ画像であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
外部から入力される第１の画像の少なくとも一部に第２の画像が重畳された画像を表示部に表示し、
前記表示部をバックライトにより照明し、
前記バックライトの明るさを複数の領域ごとに制御するとともに、前記バックライトの前記複数の領域の各々について前記第２の画像が表示される前記表示部の第１の領域を前記複数の領域のうちの前記第１の領域に対応する領域が照明するか否かに基づいて、前記第１の領域内における前記バックライトの前記複数の領域の明るさの変化幅を示す調整量を制御する、
処理を備え、
前記調整量を制御する処理は、前記第２の画像の透明度に基づいて前記調整量を変化させることを特徴とする表示装置の制御方法。