JPWO2010001681A1 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制することのできる画像表示装置を提供する。エリア内最大輝度取得部（１５１）は、入力画像（３１）を複数のエリアに分割し、ＲＧＢの色毎に各エリアにおける最大輝度値（３４）を取得する。重み付け係数算出部（１５２）は、ＲＧＢの色毎の最大輝度値（３４）を全エリア分について取得し、色毎の最大輝度値（３４）の平均値に基づいて、ＬＥＤ輝度調整処理の際に必要となる重み付け係数（３５）を決定する。ＬＥＤ輝度調整部（１５３）は、エリア内最大輝度取得部（１５１）で取得された最大輝度値（３４）と重み付け係数算出部（１５２）で決定された重み付け係数（３５）とに基づいて、色ずれの発生が抑制されるよう、各エリアにおけるＲＧＢの各色のＬＥＤの輝度を調整する。

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に、バックライトの輝度を制御する機能（バックライト調光機能）を有する画像表示装置に関する。

液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置では、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を抑制することや表示画像の画質を改善することができる。特に、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づいて当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。以下、このようにエリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら表示パネルを駆動する方法を「エリアアクティブ駆動」という。

エリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置では、バックライト光源として、例えば、ＲＧＢ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）や白色ＬＥＤが使用される。各エリアに対応したＬＥＤの輝度は、当該各エリア内の画素の輝度の最大値や平均値などに基づいて求められる。その求められた輝度は、ＬＥＤデータとしてバックライト用の駆動回路に与えられる。また、そのＬＥＤデータと入力画像とに基づいて表示用データ（液晶の光透過率を制御するためのデータ）が生成され、当該表示用データは液晶パネル用の駆動回路に与えられる。なお、画面上における各画素の輝度は、バックライトからの光の輝度と表示用データに基づく光透過率との積になる。ここで、１個のＬＥＤから出射された光は、対応するエリアを中心として複数のエリアに当たる。従って、各画素の輝度は、複数のＬＥＤから出射された光の輝度の合計と表示用データに基づく光透過率との積になる。

以上のような液晶表示装置によれば、入力画像に基づき好適な表示用データとＬＥＤデータとが求められ、表示用データに基づき液晶の光透過率を制御し、ＬＥＤデータに基づき各エリアに対応したＬＥＤの輝度を制御することにより、入力画像を液晶パネルに表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応するＬＥＤの輝度を小さくすることにより、バックライトの消費電力を低減することができる。

なお、本件発明に関連して、以下の先行技術文献が知られている。日本の特開２００５−３３８８５７号公報には、複数のＬＥＤを含むバックライトユニットを直下型バックライトとして備えた液晶表示装置の発明が開示されている。この発明では、液晶表示パネルの分割領域各々のピーク階調値に応じてＬＥＤの輝度を制御することにより、画質改善と消費電力の低減が図られている。日本の特開２００５−２３４１３４号公報には、光源として３波長以上の光を発光する白色光源とＬＥＤを用いた補助光源とを備え、波長選択フィルタの波長選択特性を最適化することにより色再現範囲の広域化を図った液晶表示装置の発明が開示されている。日本の特開２００６−３４３７１６号公報には、白色の光を照射するＬＥＤとＲＧＢ３色のＬＥＤとを液晶パネルの周囲の明るさに応じて切り換えることにより色再現能力を高めた液晶表示装置の発明が開示されている。日本の特開２００５−１７３２４号公報には、ＲＧＢ３色のＬＥＤの光量をそれぞれ独立に制御することによってホワイトバランスを調整する液晶表示装置の発明が開示されている。

日本の特開２００５−３３８８５７号公報 日本の特開２００５−２３４１３４号公報 日本の特開２００６−３４３７１６号公報 日本の特開２００５−１７３２４号公報

ところで、上述のようなエリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置に関し、バックライトの制御方式として以下の２つの方式が実用化されつつある。１つ目の方式は、入力映像信号に応じて白色光のみ（青色と黄色とで構成する白色の他、ＲＧＢ３色のＬＥＤ等で白色に調節したものを含む）で階調を制御する方式である。この方式を、以下「白黒エリアアクティブ駆動」という。２つ目の方式は、ＲＧＢ３色のＬＥＤをそれぞれ独立に制御する方式である。この方式を、以下「ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動」という。ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動では、映像表示に必要な色のＬＥＤのみが発光するので、白黒エリアアクティブ駆動と比べると消費電力の低減を図ることができる。

ところが、ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動においては、液晶パネルに用いられるカラーフィルタの透過特性等によっては色度のシフト（色ずれ）が視認され、発光品位を向上させることが困難であった。例えば、図１８（Ａ）に示すように６４階調のグレイ背景の中央に最大階調のイエロー一色の四角い図形の表示が行われた場合（符号Ｐ１の部分はイエローで、符号Ｐ２，Ｐ３の部分はグレイとなるような表示が行われた場合）、Ｇ色（緑色）のＬＥＤの光がＢ色（青色）のカラーフィルタを多量に透過するため、図１８（Ｂ）に示すように、上記イエロー一色の四角い図形の周囲にシアン色の色ずれが発生する（符号Ｐ２の部分がシアンになる）。このとき、「ＣＩＥ１９３１」で定められたｘｙ色度図において符号Ｐ２の部分と符号Ｐ３の部分とは同じ座標となるべきであるが、図１９に示すように両者は異なる座標となる。このような色ずれが生じる原因は、ＲＧＢ各色のカラーフィルタについての光の透過特性とＬＥＤが発する光の波長との関係が図２０に示すようなものとなっており、例えばＧ色のカラーフィルタにおいてＢ色やＲ色の波長の光が透過されるからである。

白黒エリアアクティブ駆動（エリア毎に白色ＬＥＤで駆動、又はＲＧＢ３色のＬＥＤを同階調で駆動）を採用すると、色ずれの問題は解消されるが、色再現範囲がＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動におけるものよりも小さくなる。例えば、図２１に示すｘｙ色度図において、ＲＧＢのＬＥＤがそれぞれ単色で発光したときには符号９１で示す色再現範囲が得られ、ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動では符号９２で示す色再現範囲が得られ、白黒エリアアクティブ駆動では符号９３で示す色再現範囲が得られる。このように、白黒エリアアクティブ駆動では色再現範囲が小さくなるので、鮮明な表示が行われない。また、白黒エリアアクティブ駆動では、ＲＧＢ独立エリアアクティブ駆動よりも消費電力が大きくなる。

以上のように、従来の画像表示装置においては、入力映像信号に基づく画像表示の際に色ずれが生じたり、ＬＥＤの特徴である色鮮やかな画像が表示されないことがあった。また、色再現性の改善が困難であり、表示品位が充分には向上されていない。

そこで、本発明は、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制することのできる画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
ＲＧＢの３色の複数の光源を含むバックライトと、
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度を第１発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得部と、
前記複数のエリアのＲＧＢの３色についての第１発光輝度に基づいて、各エリアに対応するＲＧＢの３色の光源の発光時の輝度を示す第２発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出部と、
各エリアにおいて、ＲＧＢの３色のうち前記第１発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第１発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第２発光輝度を求める発光輝度補正部と、
前記基準色についての第１発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正部によって求められた前記基準色以外の色についての第２発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
を備えることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記発光輝度補正部は、前記基準色以外の色について、前記第１発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度を前記第２発光輝度とすることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色それぞれについて前記複数のエリアの第１発光輝度の平均値である最大輝度平均値を求め、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Ｗを下記の式で算出することを特徴とする。
Ｗ＝Ｉ×（Ｍａ／Ｍｂ）＋ｍ
ここで、Ｉおよびｍは外部から設定される定数を表し、ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのＭａ以外のいずれかを表す。

本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち２番目に大きい値を表し、前記ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色以外の色についての重み付け係数を１にすることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第３の局面において、
前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち任意の２色または３色の値が等しいときには、Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色の優先順位で値の大きさの順位を決定することを特徴とする。

本発明の第７の局面は、複数の表示素子を含む表示パネルとＲＧＢの３色の複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度を第１発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得ステップと、
前記複数のエリアのＲＧＢの３色についての第１発光輝度に基づいて、各エリアに対応するＲＧＢの３色の光源の発光時の輝度を示す第２発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出ステップと、
各エリアにおいて、ＲＧＢの３色のうち前記第１発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第１発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第２発光輝度を求める発光輝度補正ステップと、
前記基準色についての第１発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正ステップで求められた前記基準色以外の色についての第２発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
を備えることを特徴とする。

また、第７の局面において実施形態および図面を参照することにより把握される変形例が、課題を解決するための手段として考えられる。

本発明の第１の局面によれば、各エリアにおいて、ＲＧＢのうちの第１発光輝度（各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度）が最大の色以外の色について、補正用輝度に基づいて第２発光輝度（光源の発光時の輝度）が求められる。このため、第１発光輝度が最大の色以外の色についてのＬＥＤの輝度を入力画像に基づく輝度とは異なる輝度にすることができる。これにより、分光波長の漏れに起因する色ずれの発生が抑制されるよう、ＬＥＤの輝度を調整することができる。また、上記補正用輝度は、第１発光輝度に所定係数と所定の重み付け係数とを乗ずることによって得られるので、入力画像に応じて動的に変化する。このため、所定係数や重み付け係数の値を好ましい値に設定することにより、入力画像に応じて好適にＬＥＤの輝度が調整され、充分な色再現範囲を確保することができる。

本発明の第２の局面によれば、各エリアにおいて、ＲＧＢのうちの第１発光輝度が最大の色以外の色について、当該第１発光輝度が発光輝度補正部によって求められた補正用輝度よりも小さければ、ＬＥＤの輝度は入力画像に基づく輝度よりも高められる。このため、第１発光輝度が最大の色以外の色についてのＬＥＤの輝度が全体的に高められ、分光波長の漏れによる（画像表示への）影響についての隣接エリア間における差異が従来よりも小さくなる。これにより、分光波長の漏れに起因する色ずれの発生が抑制される。

本発明の第３の局面によれば、重み付け係数は、ＲＧＢのうちのいずれか２色の最大輝度平均値に基づいて算出されるので、入力画像に応じて動的に変化する。このため、入力画像に応じてＬＥＤの輝度は調整される。また、重み付け係数は、外部から設定される値（Ｉ，ｍ）に応じて調整される。このため、例えばカラーフィルタの特性やＬＥＤの特性に応じて、比較的容易に重み付け係数を調整することができる。これにより、装置内の構成要素の特性に応じて比較的容易に重み付け係数を調整することができ、かつ、入力画像に応じて好適にＬＥＤの輝度が調整される画像表示装置が実現される。

本発明の第４の局面によれば、本発明の第３の局面と同様、装置内の構成要素の特性に応じて比較的容易に重み付け係数を調整することができ、かつ、入力画像に応じて好適にＬＥＤの輝度が調整される画像表示装置が実現される。

本発明の第５の局面によれば、本発明の第３の局面と同様、装置内の構成要素の特性に応じて比較的容易に重み付け係数を調整することができ、かつ、入力画像に応じて好適にＬＥＤの輝度が調整される画像表示装置が実現される。

本発明の第６の局面によれば、重み付け係数算出部で求められる重み付け係数は、ＲＧＢの色間におけるカラーフィルタの特性の違いやＲＧＢの色間における輝度差が考慮されたものとなる。このため、より広い色再現範囲が確保され、色信号値の高い部分でより鮮やかな色の表示が行われる。

本発明の一実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図２に示すバックライトの詳細を示す図である。 上記実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。 上記実施形態において、重み付け係数決定処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、ＬＥＤ輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。 Ａ−Ｄは、上記実施形態の重み付け係数決定処理における係数と切片の設定について説明するための図である。 ＡおよびＢは、上記実施形態における効果について説明するための図である。 上記実施形態における効果について説明するための図である。 上記実施形態における効果について説明するためのｘｙ色度図である。 上記実施形態の変形例において、ＬＥＤ輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態の変形例において、「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態の変形例において、ＬＥＤ輝度調整処理の手順の別の例を示すフローチャートである。 ＡおよびＢは、色ずれについて説明するための図である。 色ずれについて説明するためのｘｙ色度図である。 ＲＧＢ各色のカラーフィルタについての光の透過特性とＬＥＤが発する光の波長との関係を示す図である。 駆動方法別の色再現範囲について説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

＜１．全体的な構成および動作概要＞
図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。図２に示す液晶表示装置１０は、液晶パネル１１、パネル駆動回路１２、バックライト１３、バックライト駆動回路１４、および、エリアアクティブ駆動処理部１５を備えている。液晶表示装置１０は、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら液晶パネル１１を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、ｍとｎは２以上の整数、ｐとｑは１以上の整数、ｐとｑのうち少なくとも一方は２以上の整数とする。

液晶表示装置１０には、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像を含む入力画像３１が入力される。Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像は、いずれも（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を含んでいる。エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１に基づき、液晶パネル１１の駆動に用いる表示用データ（以下、液晶データ３２という）と、バックライト１３の駆動に用いるバックライト制御データ（以下、ＬＥＤデータ３３という）とを求める（詳細は後述する）。

液晶パネル１１は、（ｍ×ｎ×３）個の表示素子２１を備えている。表示素子２１は、行方向（図２では横方向）に３ｍ個ずつ、列方向（図２では縦方向）にｎ個ずつ、全体として２次元状に配置される。表示素子２１には、赤色光を透過するＲ表示素子、緑色光を透過するＧ表示素子、および、青色光を透過するＢ表示素子が含まれる。Ｒ表示素子、Ｇ表示素子およびＢ表示素子は、行方向に並べて配置され、３個で１個の画素を形成する。

パネル駆動回路１２は、液晶パネル１１を駆動する回路である。パネル駆動回路１２は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力された液晶データ３２に基づき、液晶パネル１１に対して表示素子２１の光透過率を制御する信号（電圧信号）を出力する。パネル駆動回路１２から出力された電圧は表示素子２１内の画素電極に書き込まれ、表示素子２１の光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。

バックライト１３は、液晶パネル１１の背面側に設けられ、液晶パネル１１の背面にバックライト光を照射する。図３は、バックライト１３の詳細を示す図である。バックライト１３は、図３に示すように、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤユニット２２を含んでいる。ＬＥＤユニット２２は、行方向にｐ個ずつ、列方向にｑ個ずつ、全体として２次元状に配置される。ＬＥＤユニット２２は、赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含む。１個のＬＥＤユニット２２に含まれる３個のＬＥＤ２３〜２５から出射された光は、液晶パネル１１の背面の一部に当たる。

バックライト駆動回路１４は、バックライト１３を駆動する回路である。バックライト駆動回路１４は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力されたＬＥＤデータ３３に基づき、バックライト１３に対してＬＥＤ２３〜２５の輝度（第２発光輝度）を制御する信号（電圧信号または電流信号）を出力する。ＬＥＤ２３〜２５の輝度は、ユニット内およびユニット外のＬＥＤの輝度とは独立して制御される。

液晶表示装置１０の画面は（ｐ×ｑ）個のエリアに分割され、１個のエリアには１個のＬＥＤユニット２２が対応づけられる。エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内のＲ画像に基づき、当該エリアに対応した赤色ＬＥＤ２３の輝度を求める。同様に、緑色ＬＥＤ２４の輝度はエリア内のＧ画像に基づき決定される。同様に、青色ＬＥＤ２５の輝度はエリア内のＢ画像に基づき決定される。エリアアクティブ駆動処理部１５は、バックライト１３に含まれるすべてのＬＥＤ２３〜２５の輝度を求め、求めたＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３をバックライト駆動回路１４に対して出力する。なお、本実施形態においては、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生が抑制されるよう、エリアアクティブ駆動処理部１５において、バックライト光の輝度の調整が行われる。

また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ＬＥＤデータ３３に基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１におけるバックライト光の輝度を求める。さらに、エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１とバックライト光の輝度とに基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１の光透過率を求め、求めた光透過率を表す液晶データ３２をパネル駆動回路１２に対して出力する。

液晶表示装置１０では、Ｒ表示素子の輝度は、バックライト１３から出射される赤色光の輝度とＲ表示素子の光透過率との積になる。１個の赤色ＬＥＤ２３から出射された光は、対応する１個のエリアを中心として複数のエリアに当たる。したがって、Ｒ表示素子の輝度は、複数の赤色ＬＥＤ２３から出射された光の輝度の合計とＲ表示素子の光透過率との積になる。同様に、Ｇ表示素子の輝度は複数の緑色ＬＥＤ２４から出射された光の輝度の合計とＧ表示素子の光透過率との積になる。同様に、Ｂ表示素子の輝度は複数の青色ＬＥＤ２５から出射された光の輝度の合計とＢ表示素子の光透過率との積になる。

以上のように構成された液晶表示装置１０によれば、入力画像３１に基づき好適な液晶データ３２とＬＥＤデータ３３とが求められ、液晶データ３２に基づき表示素子２１の光透過率を制御し、ＬＥＤデータ３３に基づきＬＥＤ２３〜２５の輝度を制御することにより、入力画像３１を液晶パネル１１に表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応したＬＥＤ２３〜２５の輝度を小さくすることにより、バックライト１３の消費電力を低減することができる。

＜２．エリアアクティブ駆動処理部の構成＞
図１は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部１５の詳細な構成を示すブロック図である。エリアアクティブ駆動処理部１５は、エリア内最大輝度取得部１５１と重み付け係数算出部１５２とＬＥＤ輝度調整部１５３とＬＥＤデータ決定部１５４と液晶データ算出部１５５とを備えている。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ輝度調整部１５３によって発光輝度補正部が実現され、液晶データ算出部１５５によって表示用データ算出部が実現されている。

エリア内最大輝度取得部１５１は、入力画像３１を複数のエリアに分割し、第１発光輝度として、ＲＧＢの色毎に各エリアにおける画素の輝度の最大値（以下、「最大輝度値」という。）３４を取得する。重み付け係数算出部１５２は、ＲＧＢの色毎の最大輝度値３４を全エリア分について取得し、後述するＬＥＤ輝度調整処理の際に必要となる重み付け係数３５を決定する（以下、この処理を「重み付け係数決定処理」という。）。ＬＥＤ輝度調整部１５３は、エリア内最大輝度取得部１５１で取得された最大輝度値３４と重み付け係数算出部１５２で決定された重み付け係数３５とに基づいて、色ずれの発生が抑制されるよう、各エリアにおけるＲＧＢ各色のＬＥＤの輝度を調整する。

ＬＥＤデータ決定部１５４は、ＬＥＤ輝度調整部１５３で求められた（調整された）輝度３６に基づき、各エリアにつき周辺エリアとの輝度バランスや前フレームにおける輝度との整合性などを考慮して、ＲＧＢ各色についてのＬＥＤデータ３３を求める。液晶データ算出部１５５は、入力画像３１とＬＥＤデータ３３とに基づいて、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１の光透過率を表す液晶データ３２を求める。

＜３．エリアアクティブ駆動処理部の処理手順＞
図４は、エリアアクティブ駆動処理部１５の処理手順を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部１５には、ＲＧＢの３色の色成分の入力画像３１が入力される（ステップＳ１１）。各色成分の入力画像には（ｍ×ｎ）個の画素の輝度が含まれる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色成分の入力画像に対してサブサンプリング処理（平均化処理）を行い、（ｓｐ×ｓｑ）個（ｓは２以上の整数）の画素の輝度を含む縮小画像を求める（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、各色成分の入力画像は、横方向に（ｓｐ／ｍ）倍、縦方向に（ｓｑ／ｎ）倍に縮小される。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、縮小画像を（ｐ×ｑ）個のエリアに分割する（ステップＳ１３）。各エリアには（ｓ×ｓ）個の画素の輝度が含まれる。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、ＲＧＢの色毎に最大輝度値を求める（ステップＳ１４）。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、重み付け係数決定処理を行い（ステップＳ１５）、その後、ＬＥＤ輝度調整処理を行う（ステップＳ１６）。なお、重み付け係数決定処理およびＬＥＤ輝度調整処理についての詳しい説明は後述する。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ＬＥＤ輝度調整処理によって求められた輝度に基づき、各エリアにつき周辺エリアとの輝度バランスや前フレームにおける輝度との整合性などを考慮して、ＲＧＢ各色についてのＬＥＤデータ３３を決定する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７の処理により、各色につき（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３が出力される。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色につき、ステップＳ１７で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度に対して輝度拡散フィルタ（点拡散フィルタ）を適用することにより、（ｔｐ×ｔｑ）個（ｔは２以上の整数）の輝度を含む第１のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、各色の（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度は、横方向と縦方向にそれぞれｔ倍に拡大される。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、各色につき（ｍ×ｎ）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１９）。ステップＳ１９では、第１のバックライト輝度データは、横方向に（ｍ／ｔｐ）倍、横方向に（ｎ／ｔｑ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度データは、（ｐ×ｑ）個の各色成分のＬＥＤがステップＳ１７で求めた輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の当該各色成分の表示素子２１に入射する当該各色成分のバックライト光の輝度を表す。

次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色成分の入力画像に含まれる（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を、それぞれ、第２のバックライト輝度データに含まれる（ｍ×ｎ）個の輝度で割ることにより、（ｍ×ｎ）個の各色成分の表示素子２１の光透過率Ｔを求める（ステップＳ２０）。

最後に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色成分について、ステップＳ２０で求めた（ｍ×ｎ）個の光透過率を表す液晶データ３２と、ステップＳ１７で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを出力する（ステップＳ２１）。この際、液晶データ３２とＬＥＤデータ３３は、パネル駆動回路１２とバックライト駆動回路１４の仕様に合わせて好適な範囲の値に変換される。

エリアアクティブ駆動処理部１５は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対して図４に示す処理を行うことにより、（ｍ×ｎ×３）個の画素の輝度を含む入力画像３１に基づき、（ｍ×ｎ×３）個の透過率を表す液晶データ３２と、（ｐ×ｑ×３）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを求める。

図５は、ｍ＝１９２０、ｎ＝１０８０、ｐ＝３２、ｑ＝１６、ｓ＝１０、ｔ＝５の場合について、液晶データ３２とＬＥＤデータ３３が得られるまでの経過を示す図である。図５に示すように、（１９２０×１０８０）個の画素の輝度を含む色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理を行うことにより、（３２０×１６０）個の画素の輝度を含む縮小画像が得られる。縮小画像は、（３２×１６）個のエリア（エリアサイズは（１０×１０）画素）に分割される。各エリアにおけるＲＧＢ各色の画素の輝度の最大値を求めることにより、各色につき（３２×１６）個の最大値データが得られる。そして、その最大値データに基づいて、各色につき（３２×１６）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータが得られる。その際、色ずれの発生が抑制されるよう、輝度の調整が施される。

各色成分のＬＥＤデータに輝度拡散フィルタを適用することにより、各色につき（１６０×８０）個の輝度を含む第１のバックライト輝度データが得られる。さらに、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、各色につき（１９２０×１０８０）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データが得られる。最後に、入力画像に含まれる画素の輝度を第２のバックライト輝度データに含まれる輝度で割ることにより、各色につき（１９２０×１０８０）個の光透過率を含む液晶データ３２が得られる。

なお、図５では、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ノイズ除去のために入力画像に対してサブサンプリング処理を行い、縮小画像に基づきエリアアクティブ駆動を行うこととしたが、元の入力画像に基づきエリアアクティブ駆動を行ってもよい。

＜４．ＬＥＤ輝度の調整＞
本実施形態においては、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制するために、各エリア内のＲＧＢの各色のＬＥＤの輝度に調整が施される。このＬＥＤの輝度の調整は、重み付け係数決定処理とＬＥＤ輝度調整処理とによって行われる。なお、これらの処理で求められるべき各ＬＥＤの輝度を示す信号値のことを「ＬＥＤ輝度信号値」という。以下、重み付け係数決定処理およびＬＥＤ輝度調整処理について説明する。

＜４．１ 重み付け係数決定処理＞
図６は、重み付け係数決定処理の手順を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部１５内の重み付け係数算出部１５２は、ＲＧＢの各色の最大輝度値（各エリアにおける画素の輝度の最大値）を全エリア分について取得する（ステップＳ１５１）。次に、重み付け係数算出部１５２は、ＲＧＢの各色について、ステップＳ１５１で取得した全エリア分の最大輝度値の平均値（以下、「最大輝度平均値」という。）を求める（ステップＳ１５３）。例えば、この液晶パネルに（３２×１６）個のＬＥＤユニット２２が含まれている場合、Ｒ色についての最大輝度平均値ＭＥＡＮ＿Ｒは次式（１）によって求められる。
ＭＥＡＮ＿Ｒ＝ＳＵＭ＿Ｒ／（３２×１６） ・・・（１）
ここで、ＳＵＭ＿Ｒは、Ｒ色についての全エリア分の最大輝度値の総和である。同様にして、Ｇ色についての最大輝度平均値ＭＥＡＮ＿ＧおよびＢ色についての最大輝度平均値ＭＥＡＮ＿Ｂも求められる。

次に、重み付け係数算出部１５２は、ＲＧＢの３色の最大輝度平均値（ＭＥＡＮ＿Ｒ，ＭＥＡＮ＿Ｇ，およびＭＥＡＮ＿Ｂ）を比較し、値の大きいものから値の小さいものへと順位付けを行う（ステップＳ１５５）。その際、複数の色の値が等しければ、「Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色」の優先順位で値の大きさの順位付けが行われる。例えば、ＭＥＡＮ＿ＢとＭＥＡＮ＿Ｇとが等しく、かつ、ＭＥＡＮ＿ＢがＭＥＡＮ＿Ｒよりも大きければ、「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｂ、第２位：ＭＥＡＮ＿Ｇ、第３位：ＭＥＡＮ＿Ｒ」という順位付けが行われる。また、全体の７０％の部分がイエローであって、残りの部分が低階調のグレイであるような画像の場合、ＭＥＡＮ＿ＲとＭＥＡＮ＿Ｇとは等しく、かつ、ＭＥＡＮ＿ＲはＭＥＡＮ＿Ｂよりも大きくなるので、「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｇ、第２位：ＭＥＡＮ＿Ｒ、第３位：ＭＥＡＮ＿Ｂ」という順位付けが行われる。なお、「Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色」という優先順位は、ＲＧＢのカラーフィルタの特性の重なり（透過する光の波長の重なり）やＲＧＢの色間における輝度の大きさの関係などを考慮して決定されている（図２０参照）。

次に、重み付け係数算出部１５２は、ＬＥＤ輝度調整処理で用いられる係数であって、ＲＧＢの３色のうち最大輝度平均値が最も大きい色のＬＥＤ輝度信号値に掛けるための重み付け係数を算出する（ステップＳ１５７）。その重み付け係数Ｗは、具体的には次式（２）によって算出される。
Ｗ＝Ｉ×（ＭＥＡＮ＿２／ＭＥＡＮ＿１）＋ｍ ・・・（２）
ここで、ＭＥＡＮ＿１は、ステップＳ１５５で第１位と判定された色の最大輝度平均値であって、ＭＥＡＮ＿２は、ステップＳ１５５で第２位と判定された色の最大輝度平均値である。また、Ｉは、外部から設定され任意の値を取り得る係数であって、ｍは、外部から設定され任意の値を取り得る切片である。

ところで、ＬＥＤ輝度信号値に掛けるための重み付け係数については、ＲＧＢの各色につき２つずつ設けられる。例えば、Ｇ色に着目すると、Ｒ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｇ＿ｒとＢ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｇ＿ｂとが設けられる。従って、ステップＳ１５５で「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｇ、第２位：ＭＥＡＮ＿Ｒ、第３位：ＭＥＡＮ＿Ｂ」という順位付けが行われた場合には、次式（３）および（４）によって２つの重み付け係数が算出される。
Ｗｇ＿ｒ＝Ｉ×（ＭＥＡＮ＿Ｒ／ＭＥＡＮ＿Ｇ）＋ｍ ・・・（３）
Ｗｇ＿ｂ＝Ｉ×（ＭＥＡＮ＿Ｒ／ＭＥＡＮ＿Ｇ）＋ｍ ・・・（４）

同様にして、仮にステップＳ１５５で「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｒ」と判定された場合、このステップＳ１５７では、Ｇ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｒ＿ｇとＢ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｒ＿ｂとが算出される。また、仮にステップＳ１５５で「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｂ」と判定された場合、このステップＳ１５７では、Ｒ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｂ＿ｒとＧ色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数Ｗｂ＿ｇとが算出される。

次に、重み付け係数算出部１５２は、最大輝度平均値が最も大きい色以外の色についての重み付け係数を「１」にセットする（ステップＳ１５９）。例えば、ステップＳ１５５で「第１位：ＭＥＡＮ＿Ｇ」と判定された場合、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値に掛けるための重み付け係数（Ｗｇ＿ｒおよびＷｇ＿ｂ）については上述のようにステップＳ１５７で算出され、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値に掛けるための重み付け係数（Ｗｒ＿ｇおよびＷｒ＿ｂ）とＢ色のＬＥＤ輝度信号値に掛けるための重み付け係数（Ｗｂ＿ｒおよびＷｂ＿ｇ）とはステップＳ１５９で「１」とされる。ステップＳ１５９が終了すると、重み付け係数決定処理は終了し、図４のステップＳ１６に進む。

以上のようにして重み付け係数決定処理で求められた（ＲＧＢの各色のＬＥＤ輝度信号値に掛けるための）重み付け係数は、ＬＥＤ輝度調整処理においてＲＧＢの各色のＬＥＤの輝度を調整するために用いられる。

＜４．２ ＬＥＤ輝度調整処理＞
図７は、ＬＥＤ輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。なお、図７に示しているのは１エリア分についての処理の手順であって、これらの処理が全エリアについて行われる。エリアアクティブ駆動処理部１５内のＬＥＤ輝度調整部１５３は、（処理対象の）エリア内におけるＲＧＢの各色の最大輝度値（画素の輝度の最大値）を当該エリアにおけるＲＧＢの各色のＬＥＤ輝度信号値としてセットする（ステップＳ１６１）。

次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、ＲＧＢの３色のうちＬＥＤ輝度信号値が最大である色（基準色）はいずれの色であるのかを判定する（ステップＳ１６２）。なお、上述した重み付け係数決定処理におけるステップＳ１５５（図６参照）と同様、複数の色の値が等しければ、「Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色」の優先順位で最大値が決定される。ステップＳ１６２での判定の結果、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値が最大である」と判定されるとステップＳ１６３に進み、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値が最大である」と判定されるとステップＳ１６５に進み、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値が最大である」と判定されるとステップＳ１６７に進む。ところで、ステップＳ１６２での判定結果に応じて、ステップＳ１６２以降のステップで、ＲＧＢの各色のうち最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色の当該ＬＥＤ輝度信号値を基準としてそれ以外の色のＬＥＤ輝度信号値を調整する処理が行われる。例えば、ステップＳ１６２で「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値が最大である」と判定されると、ステップＳ１６３およびステップＳ１６４で、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値を基準としてＧ色およびＢ色のＬＥＤ輝度信号値を調整する処理が行われる。

ステップＳ１６３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）、「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）としてセットする。次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値とＢ色のＬＥＤ輝度信号値とを決定するための「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」を行う（ステップＳ１６４）。

図８は、「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。ステップＳ６４１では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６４３に進み、そうでなければステップＳ６４５に進む。ステップＳ６４３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６４３の終了後、ステップＳ６４５に進む。

ステップＳ６４５では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６４７に進み、そうでなければ「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。ステップＳ６４７では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６４７が終了すると、「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。なお、「Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」が終了すると、ＬＥＤ輝度調整処理は終了し、図４のステップＳ１７に進む。

図７のステップＳ１６５では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）、「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）としてセットする。次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値とＢ色のＬＥＤ輝度信号値とを決定するための「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」を行う（ステップＳ１６６）。

図９は、「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。ステップＳ６６１では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６６３に進み、そうでなければステップＳ６６５に進む。ステップＳ６６３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６６３の終了後、ステップＳ６６５に進む。

ステップＳ６６５では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｂ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６６７に進み、そうでなければ「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。ステップＳ６６７では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６６７が終了すると、「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。なお、「Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」が終了すると、ＬＥＤ輝度調整処理は終了し、図４のステップＳ１７に進む。

図７のステップＳ１６７では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）、「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）としてセットする。次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値とＧ色のＬＥＤ輝度信号値とを決定するための「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」を行う（ステップＳ１６８）。

図１０は、「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。ステップＳ６８１では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｒ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６８３に進み、そうでなければステップＳ６８５に進む。ステップＳ６８３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６８３の終了後、ステップＳ６８５に進む。

ステップＳ６８５では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ）が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」（Ｇ−ＬＥＤ＿ｃａｌｃ）よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６８７に進み、そうでなければ「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。ステップＳ６８７では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６８７が終了すると、「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。なお、「Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ判定処理」が終了すると、ＬＥＤ輝度調整処理は終了し、図４のステップＳ１７に進む。

ところで、図７のステップＳ１６３，Ｓ１６５，およびＳ１６７では、重み付け後のＬＥＤ輝度信号値を求めるために、ＲＧＢのうち最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の値（例えば、ステップＳ１６３の上段の式における「５０％」（値としては「０．５」））と上述した重み付け係数（例えば、ステップＳ１６３の上段の式におけるＷｒ＿ｇ）とを乗じている。この所定の値（所定係数）については、色ずれの発生が抑制されるよう、ＲＧＢのカラーフィルタの特性やＬＥＤの特性に基づき主観評価や測定等によって決定される。従って、図７に示した値に限定されるものではない。また、重み付け係数については、重み付け係数決定処理において上式（２）の係数Ｉ，切片ｍを任意の値にすることができる。図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、上式（２）における係数Ｉおよび切片ｍを様々な値に設定したものを概念的に示した図である。このように係数Ｉおよび切片ｍは任意の値であるので、色再現範囲が広くなるよう、外部から適当な値に設定され得る。なお、本実施形態においては、重み付け後の各色のＬＥＤ輝度信号値によって補正用輝度が実現されている。

＜５．効果＞
本実施形態によれば、各エリアにおいて、ＲＧＢのうちの輝度値が最大の色以外の色のＬＥＤの輝度がＬＥＤ輝度調整処理によって調整される。このとき、上記最大の色以外の各色について、入力画像に基づくＬＥＤの輝度が上記最大の色のＬＥＤの輝度に所定の重み付けが施されることによって得られる輝度よりも小さければ、当該色のＬＥＤの輝度は高められる。その結果、色ずれが視認されにくくなる。これについて、図１２を参照しつつ説明する。

図１２（Ａ）には、「青空に雲が浮かんでいる」状態の画像を模式的に示している。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）で符号９５で示す領域の拡大図である。ここでは、符号９５で示す領域のうち右半分の領域を「第１エリア」といい、左半分の領域を「第２エリア」という。従来の表示装置においては、このような画像が表示されている時、ＲＧＢの各色のＬＥＤの点灯状態は次のようになる。第１エリアには「青空」のみが含まれているので、第１エリアではＢ色のＬＥＤのみが点灯する。一方、第２エリアには「雲」と「青空」とが含まれて、比較的広い領域を「雲」が占めている。このため、第２エリアでは、白色の表示が行われるよう、ＲＧＢ３色のＬＥＤが点灯する。ここで、第２エリア内の「青空」の領域では、当該エリア内のＲＧＢ３色のＬＥＤが点灯していることから「分光波長の漏れ」が発生する。これにより、第２エリア内の「青空」の領域の色は、第１エリアの色とは異なった色となる。その結果、色ずれが視認される。一方、本実施形態によれば、上述の第１エリアでは、Ｂ色のＬＥＤが点灯するのに加えて、Ｇ色およびＲ色のＬＥＤについてもやや点灯する。このため、第２エリア内の「青空」の領域の色と第１エリアの「青空」の領域の色とが比較的近い色となり、色ずれの発生が抑制される。

また、本実施形態によれば、ＲＧＢの各色のＬＥＤの輝度を調整するための重み付け係数が入力画像３１に応じて動的に変化する。このため、ＲＧＢの各色のＬＥＤの発光輝度に、入力画像３１に応じた（輝度の）調整が施される。上述したように、重み付け係数を決定するための式には任意の値の設定が可能な係数Ｉおよび切片ｍが含まれているので、これら係数Ｉおよび切片ｍの値を好適な値に設定することにより、入力画像３１の内容に応じて例えば最も色信号値の高い部分を鮮やかな色で表示することができる。このようにして、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制することのできる液晶表示装置が実現される。これにより、例えば６４階調のグレイ背景の中央に最大階調のイエロー一色の四角い図形の表示が行われた場合（入力画像３１が図１８（Ａ）に示した画像である場合）、図１３に示すように、符号Ｐ１の部分は最大階調のイエローとなり、符号Ｐ２，Ｐ３の部分はグレイとなるような表示が行われる。なお、このときｘｙ色度図においては、符号Ｐ２の部分と符号Ｐ３の部分とは同じ座標となる（図１４参照）。

さらに、上述したように入力画像３１に応じてＬＥＤの発光輝度を調整することができるので、必要に応じてＬＥＤからの発光を抑制することにより消費電力が低減される。

＜６．変形例＞
次に、上記実施形態の変形例について説明する。図１５は、上記実施形態の変形例におけるＬＥＤ輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。まず、エリアアクティブ駆動処理部１５内のＬＥＤ輝度調整部１５３は、（処理対象の）エリア内におけるＲＧＢの各色の最大輝度値（画素の輝度の最大値）を当該エリアにおけるＲＧＢの各色のＬＥＤ輝度信号値としてセットする（ステップＳ６０２）。次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、ＲＧＢの各色のＬＥＤ輝度信号値のうち最大の値を持つ色を抽出する（ステップＳ６０４）。ここでは、上記実施形態におけるステップＳ１６２（図７参照）とは異なり、複数の色のＬＥＤ輝度信号値が同じ値で最大となっていれば、それら複数の色すべてが最大の値を持つ色として抽出される。例えば、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値とＢ色のＬＥＤ輝度信号値とが等しく、かつ、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値よりもＲ色のＬＥＤ輝度信号値の方が大きければ、最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色としてＲ色とＢ色とが抽出される。

次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｒ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であるか否かを判定する（ステップＳ６０６）。判定の結果、Ｒ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であればステップＳ６０８に進み、そうでなければステップＳ６０９に進む。

ステップＳ６０８では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値（そのままの値）を「重み付け後のＲ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」としてセットし、Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＧ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＢ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。その後、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６０９では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＧ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」、および「重み付け後のＢ色の第１のＬＥＤ輝度信号値」に「０」をセットする。その後、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１０では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｇ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であるか否かを判定する。判定の結果、Ｇ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であればステップＳ６１２に進み、そうでなければステップＳ６１３に進む。

ステップＳ６１２では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値（そのままの値）を「重み付け後のＧ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」としてセットし、Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＲ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＢ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。その後、ステップＳ６１４に進む。

ステップＳ６１３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＧ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」、および「重み付け後のＢ色の第２のＬＥＤ輝度信号値」に「０」をセットする。その後、ステップＳ６１４に進む。

ステップＳ６１４では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｂ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であるか否かを判定する。判定の結果、Ｂ色が最大のＬＥＤ輝度信号値を持つ色であればステップＳ６１６に進み、そうでなければステップＳ６１７に進む。

ステップＳ６１６では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値（そのままの値）を「重み付け後のＢ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」としてセットし、Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値に所定の重み付けを施したものを「重み付け後のＲ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＧ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。その後、ステップＳ６１８に進む。

ステップＳ６１７では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」、「重み付け後のＧ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」、および「重み付け後のＢ色の第３のＬＥＤ輝度信号値」に「０」をセットする。その後、ステップＳ６１８に進む。

ステップＳ６１８では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、重み付け後のＲＧＢの各色の第１〜第３のＬＥＤ輝度信号値のうち各色の最大値を、重み付け後の当該各色のＬＥＤ輝度信号値としてセットする。次に、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、ＲＧＢの３色のＬＥＤ輝度信号値を決定するための「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」を行う（ステップＳ６２０）。

図１６は、「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」の手順を示すフローチャートである。ステップＳ６２１では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６２２に進み、そうでなければステップＳ６２３に進む。ステップＳ６２２では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＲ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｒ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６２２の終了後、ステップＳ６２３に進む。

ステップＳ６２３では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６２４に進み、そうでなければステップＳ６２５に進む。ステップＳ６２４では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＧ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｇ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６２４の終了後、ステップＳ６２５に進む。

ステップＳ６２５では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さいか否かを判定する。判定の結果、「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」が「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」よりも小さければステップＳ６２６に進み、そうでなければ「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。ステップＳ６２６では、ＬＥＤ輝度調整部１５３は、「重み付け後のＢ色のＬＥＤ輝度信号値」を「Ｂ色のＬＥＤ輝度信号値」としてセットする。ステップＳ６２６が終了すると、「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」は終了する。なお、「Ｒ、Ｇ、Ｂ−ＬＥＤ判定処理」が終了すると、ＬＥＤ輝度調整処理は終了し、上記実施形態と同様、図４のステップＳ１７に進む。

本変形例によっても、上記実施形態と同様、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制することのできる液晶表示装置が実現される。

なお、重み付け後の各色の第１〜第３のＬＥＤ輝度信号値を求めるために各色のＬＥＤ輝度信号値に乗ずる所定の値（例えば、図１５のステップＳ６０８のニ段目の式における「５０％」（値としては「０．５」））は、上記実施形態と同様、色ずれの発生が抑制されるよう、ＲＧＢのカラーフィルタの特性やＬＥＤの特性に基づき主観評価や測定等によって決定される。従って、図１５に示した値に限定されるものではなく、図１５のステップＳ６０８，Ｓ６１２，およびＳ６１６に示した値を例えば図１７に示すような値にしても良い。

また、図１５のステップＳ６０４ではＲＧＢの各色のＬＥＤ輝度信号値のうち最大の値を持つ色の抽出が行われるが、最大の値と２番目に大きい値とが近似する場合（例えば、２５６階調の表示装置において、最大の値が「２００」で、２番目に大きい値が「１９９」であるような場合）にそれらの値を持つ双方の色が「最大の値を持つ色」として抽出されるようにしても良い。

＜７．その他＞
上記実施形態においては、上式（２）によって重み付け係数Ｗが算出されたが、本発明はこれに限定されず、例えば次式（５）によって重み付け係数Ｗが算出されても良い。
Ｗ＝Ｉ×（ＭＥＡＮ＿３／ＭＥＡＮ＿１）＋ｍ ・・・（５）
ここで、ＭＥＡＮ＿１は、ステップＳ１５５で第１位と判定された色の最大輝度平均値であって、ＭＥＡＮ＿３は、ステップＳ１５５で第３位と判定された色の最大輝度平均値である。また、Ｉは、外部から設定され任意の値を取り得る係数であって、ｍは、外部から設定され任意の値を取り得る切片である。

また、隣接するエリア間のＬＥＤ輝度信号値の差が比較的大きい部分と比較的小さい部分とで「重み付けをする」、「重み付けをしない」の場合分けをしても良い。これにより、隣接エリア間における色再現範囲の急激な変化を抑制することができる。

さらに、上記実施形態においては、重み付け係数は１次式で表されていたので、当該重み付け係数として決定される値の変動は直線的なものであった。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば重み付け係数が２次式で表され、当該重み付け係数として決定される値の変動が曲線的なものであっても良い。

１０…液晶表示装置
１１…液晶パネル
１２…パネル駆動回路
１３…バックライト
１４…バックライト駆動回路
１５…エリアアクティブ駆動処理部
２１…表示素子
２２…ＬＥＤユニット
２３…赤色ＬＥＤ
２４…緑色ＬＥＤ
２５…青色ＬＥＤ
３１…入力画像
３２…液晶データ
３３…ＬＥＤデータ
３４…各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度値
３５…重み付け係数
３６…ＬＥＤ輝度調整処理後の輝度
１５１…エリア内最大輝度取得部
１５２…重み付け係数算出部
１５３…ＬＥＤ輝度調整部
１５４…ＬＥＤデータ決定部
１５５…液晶データ算出部

Claims (12)

1. バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
   複数の表示素子を含む表示パネルと、
   ＲＧＢの３色の複数の光源を含むバックライトと、
   入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度を第１発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得部と、
   前記複数のエリアのＲＧＢの３色についての第１発光輝度に基づいて、各エリアに対応するＲＧＢの３色の光源の発光時の輝度を示す第２発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出部と、
   各エリアにおいて、ＲＧＢの３色のうち前記第１発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第１発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第２発光輝度を求める発光輝度補正部と、
   前記基準色についての第１発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正部によって求められた前記基準色以外の色についての第２発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出部と、
   前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
   前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
   を備えることを特徴とする、画像表示装置。
2. 前記発光輝度補正部は、前記基準色以外の色について、前記第１発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度を前記第２発光輝度と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. 前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色それぞれについて前記複数のエリアの第１発光輝度の平均値である最大輝度平均値を求め、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Ｗを下記の式で算出することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置：
   Ｗ＝Ｉ×（Ｍａ／Ｍｂ）＋ｍ
   ここで、Ｉおよびｍは外部から設定される定数を表し、ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのＭａ以外のいずれかを表す。
4. 前記ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち２番目に大きい値を表し、前記ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色以外の色についての重み付け係数を１に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. 前記重み付け係数算出部は、ＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち任意の２色または３色の値が等しいときには、Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色の優先順位で値の大きさの順位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。
7. 複数の表示素子を含む表示パネルとＲＧＢの３色の複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
   入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるＲＧＢの色毎の最大輝度を第１発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得ステップと、
   前記複数のエリアのＲＧＢの３色についての第１発光輝度に基づいて、各エリアに対応するＲＧＢの３色の光源の発光時の輝度を示す第２発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出ステップと、
   各エリアにおいて、ＲＧＢの３色のうち前記第１発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第１発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第２発光輝度を求める発光輝度補正ステップと、
   前記基準色についての第１発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正ステップで求められた前記基準色以外の色についての第２発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
   前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
   前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
   を備えることを特徴とする、画像表示方法。
8. 前記発光輝度補正ステップでは、前記基準色以外の色について、前記第１発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度が前記第２発光輝度とされることを特徴とする、請求項７に記載の画像表示方法。
9. 前記重み付け係数算出ステップでは、ＲＧＢの３色それぞれについて前記複数のエリアの第１発光輝度の平均値である最大輝度平均値が求められ、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Ｗが下記の式で算出されることを特徴とする、請求項７に記載の画像表示方法：
   Ｗ＝Ｉ×（Ｍａ／Ｍｂ）＋ｍ
   ここで、Ｉおよびｍは外部から設定される定数を表し、ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうちのＭａ以外のいずれかを表す。
10. 前記ＭａはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち２番目に大きい値を表し、前記ＭｂはＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする、請求項９に記載の画像表示方法。
11. 前記重み付け係数算出ステップでは、ＲＧＢの３色のうち前記最大輝度平均値の最も大きい色以外の色についての重み付け係数が１にされることを特徴とする、請求項９に記載の画像表示方法。
12. 前記重み付け係数算出ステップでは、ＲＧＢの３色の最大輝度平均値のうち任意の２色または３色の値が等しいときには、Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色の優先順位で値の大きさの順位が決定されることを特徴とする、請求項９に記載の画像表示方法。

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