JPWO2014014005A1 - 画像表示装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

ＬＣＤパネルに表示される画像を鑑賞する環境が通常の環境の場合には、ＬＣＤパネルでの表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行い、暗い環境の場合には、画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行い、明るい環境の場合には、画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。

Description

本発明は画像表示装置及び方法に係り、特に透過型表示パネルのバックライト輝度を制御する技術に関する。
従来、液晶パネルの背面に配設されたバックライトユニットの各セグメントのバックライト輝度を個別に制御する機能（バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）機能）を備えた液晶表示装置が提案されている（特許文献１、２）。
特許文献１に記載の液晶表示装置は、表示装置周辺の照度を測定し、測定した照度が予め設定された閾値（例えば、２００〜１０００ｌｘ（ルクス））よりも低い場合には、バックライトローカルディミング制御を行い（ＢＬＤ機能をＯＮにし）、測定した照度が予め設定された閾値よりも高い場合には、バックライトローカルディミング制御を行わずに（ＢＬＤ機能をＯＦＦにし）、各セグメントの発光輝度が均一になるようにしている。
即ち、照度が低い場合には、バックライトローカルディミング制御を行うことで、局所的なコントラスト感を向上させることができる。一方、照度が高い場合には、バックライトローカルディミング制御を行ってもコントラスト感がほとんど変わらない。このため、各発光ダイオード（ＬＥＤ）に流す電流を一定にし、ＬＥＤの光束の劣化のばらつきが大きくならないようにしている。
特許文献２に記載の表示装置は、液晶パネルの表面の照度を、バックライトユニットの各セグメントに対応づけられた表示／センサユニットにより検知し、検知した照度に応じた補正値で補正したバックライト輝度となるように各セグメントを発光させる。これにより、液晶パネルの一部が対象物の影になっている場合に、外光の照度が小さい影の部分の輝度を上げて影の映り込みを抑制できるようにしている。
特開２００９−２０４８２５号公報 特開２０１１−４８１９８号公報
特許文献１に記載の発明は、周囲が明るい時にバックライトローカルディミング制御をＯＦＦにするため、視認性が低くなる。また、特許文献１に記載の発明は、各セグメントを均一に発光させるため、消費電力も高くなるという問題がある。
特許文献２に記載の発明は、液晶パネルの表面の照度をバックライトユニットのセグメント毎に検知する必要があり、多数の表示／センサユニットを表示装置に設ける必要がある。また、外光が比較的均一な場合、低照度と検知されると、バックライト輝度を全体的に上げることになる。このため、不要に高輝度となり、かつ消費電力が増大するという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、周囲の明るさによらず高品位で視認性の高い画像を表示することができ、かつ低消費電力を実現することができる画像表示装置及び方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明の一の態様に係る画像表示装置は、表示用の画像を取得する画像取得手段と、画像取得手段により取得した画像を表示する透過型表示パネルと、透過型表示パネルの背面に配設され、透過型表示パネルに対するバックライトを分割されたセグメント毎に輝度制御可能なバックライトユニットと、画像取得手段により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出手段と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段であって、照度検出手段により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段と、バックライト輝度特性取得手段により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出手段により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御手段と、を備えている。
本発明の一の態様によれば、透過型表示パネルの表面に照射される光の照度（即ち、周囲の明るさ）に応じて最適な階調特性になるように表示輝度を制御する。表示輝度は、画像データ値に対応する透過型表示パネルの透過率とバックライト輝度との掛け算により決定されるが、本発明はバックライトユニットの各セグメントの輝度を制御することにより表示輝度の階調特性が、周囲の明るさに対して最適になるようにしている。
特に本発明は、検出した照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の時（透過型表示パネルの表面の照度が通常の照度の時）、表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、取得した第２のバックライト輝度特性に応じて各セグメントのバックライト輝度を個別に制御（バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）制御）を行う。また、検出した照度が第１の閾値以下のとき（透過型表示パネルの表面の照度が低いとき）、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、取得した第１のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、低輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも低くすることで、低輝度部の画質を高品位で視認性を高くし、かつ低消費電力化を図っている。更に、検出した照度が第２の閾値より高いとき（透過型表示パネルの表面の照度が高いとき）、表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得し、取得した第３のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、中輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも高くすることで、高照度時の視認範囲を拡大できるようにしている。
本発明の他の態様に係る画像表示装置において、バックライト輝度特性取得手段は、第１、第２及び第３のバックライト輝度特性を含む複数のバックライト輝度特性を記憶するバックライト輝度特性記憶手段と、照度検出手段により検出された照度に基づいてバックライト輝度特性記憶手段に記憶された複数のバックライト輝度特性から１つのバックライト輝度特性を選択するバックライト輝度特性選択手段と、を備えることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、第３のバックライト輝度特性は、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度が第２のバックライト輝度特性より低く設定されることが好ましい。高照度時に視認不能な低輝度部に対するバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性よりも低くすることにより、より好ましくは第１のバックライト輝度特性よりも低くすることにより低消費電力化を図っている。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、表示用の画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度部は１３％未満であり、中輝度部は１３％以上４０％付近以下であることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、照度検出手段は、透過型表示パネルの複数の表示領域の各表面照度をそれぞれ検出し、バックライト輝度特性取得手段は、照度検出手段により検出された複数の表示領域の各表面照度に基づいて、透過型表示パネルの表示領域毎にそれぞれ１つのバックライト輝度特性を取得することが好ましい。透過型表示パネルの表面照度が一律でない場合を考慮し、透過型表示パネルの複数の表示領域の各表面照度をそれぞれ検出し、表示領域毎に適切なバックライト輝度特性を取得し、取得したバックライト輝度特性に応じたＢＬＤ制御を行う。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、照度検出手段は、透過型表示パネルの外周部に複数設置され、複数の照度検出手段の検出出力により透過型表示パネルの複数の表示領域の各表面照度をそれぞれ検出することが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、バックライト輝度特性取得手段は、照度検出手段により検出された複数の表示領域の各表面照度及び各表面照度の統計量に基づいて、透過型表示パネルの表示領域毎にそれぞれ１つのバックライト輝度特性を取得し、又は透過型表示パネルの全表示領域に対して１つのバックライト輝度特性を取得することが好ましい。
各表面照度の統計量に基づいて複数の表示領域の表面照度の差異が小さい場合（例えば、各表面照度の標準偏差が小さい場合）には、全表示領域の平均照度により一律のバックライト輝度特性を取得する。一方、複数の表示領域の表面照度の差異が大きい場合には、表示領域毎にバックライト輝度特性を取得する。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、透過型表示パネルの複数の表示領域は、画面中央の１つの領域と、この１つの領域に接する画面周囲の複数の領域とからなることが好ましい。画面中央には重要な画像が表示されることが多い。これにより、画面中央の画像に対して異なるバックライト輝度特性によるＢＬＤ制御が混在しないようにすることができる。
本発明の更に他の態様に係る発明は、表示用の画像に基づいて透過型表示パネルを制御し、かつ透過型表示パネルの背面に配設されたバックライトユニットを構成する複数のセグメントの輝度を個別に制御する画像表示方法であって、表示用の画像を取得する画像取得工程と、画像取得工程により取得した画像に基づいて透過型表示パネルを制御する工程と、画像取得工程により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出工程と、透過型表示パネルの表面に照射される光の照度を測定する照度検出工程と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程であって、照度検出工程により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を記第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程と、バックライト輝度特性取得工程により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出工程により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御工程と、を含んでいる。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法において、バックライト輝度特性取得工程は、第１、第２及び第３のバックライト輝度特性を含む複数のバックライト輝度特性を記憶するバックライト輝度特性記憶手段を準備する工程と、照度検出工程により検出された照度に基づいてバックライト輝度特性記憶手段に記憶された複数のバックライト輝度特性から１つのバックライト輝度特性を選択するバックライト輝度特性選択工程と、を含むことが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法において、第３のバックライト輝度特性は、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度が第２のバックライト輝度特性より低く設定されることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法において、表示用の画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度部は１３％未満であり、中輝度部は１３％以上４０％付近以下であることが好ましい。
本発明によれば、周囲の明るさに応じて最適な階調特性になるように表示輝度を制御するようにしたため、周囲の明るさによらず高品位で視認性の高い画像を表示することができ、かつ低消費電力を実現することができる。
本発明に係る画像表示装置の実施の形態を示すブロック図 図１に示した液晶表示部の斜視図 ＬＣＤパネルの各表示領域及び照度検出部の取付位置を示す図 入力する画像データの画素値とその表示輝度との関係を示すグラフであり、特に３つの表示階調特性を示すグラフ 入力する画像データの画素値により制御されるＬＣＤパネルの透過率を示すグラフ 入力する画像データの画素値により制御される通常の照度時のバックライト輝度設定テーブルを示すグラフ 図５Ｂに示したリニアな表示階調を得るためのバックライト輝度設定テーブルT2(D)に対する低照度時及び高照度時におけるバックライト輝度設定テーブルT2(D)及びT3(D)を示すグラフ 画像表示装置の要部ブロック部 セグメントｍ内の輝度分布の一例を示すグラフ及び輝度分布に応じたムラ補正を示す図 画像表示方法の実施形態を示すフローチャートであり、特にバックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)、及びT3(D)から１つのバックライト輝度設定テーブルを選択する方法を示すフローチャート 暗い環境下で選択されるバックライト輝度設定テーブルＴ１を示すグラフ 明るい環境下で選択されるバックライト輝度設定テーブルＴ１を示すグラフ 画像表示装置の他の実施形態であるスマートフォンの外観図 スマートフォンの要部構成を示すブロック図
以下、添付図面に従って本発明に係る画像表示装置及び方法の実施の形態について説明する。
［画像表示装置の構成］
図１は本発明に係る画像表示装置の実施の形態を示すブロック図であり、図２は図１に示した液晶表示部の斜視図である。
図１に示す画像表示装置１は、バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）機能を備えたディスプレイである。画像表示装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、メモリ１２（バックライト輝度特性記憶手段）、操作部１４、液晶（ＬＣＤ）表示部１６（ＬＣＤパネル１６ａ（透過型表示パネル）、バックライトユニット（ＬＥＤアレイ）１６ｂ）、映像信号生成部２０、輝度分布推定部２２、ＬＣＤ制御部２４、ＬＣＤ駆動部２６、バックライト制御信号生成部２８（代表輝度値算出手段、バックライト輝度特性取得手段、バックライト輝度特性選択手段、制御手段）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライバ３０、画像ストレージ３２、及び照度検出部Ｉ（照度検出手段）を備えている。
ＣＰＵ１０は、操作部１４からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って画像表示装置全体の動作を統括制御するもので、画像ストレージ３２に保存された画像ファイルを取得し、画像ファイルに格納された圧縮画像データ（例えば、モーションＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）圧縮された動画データ、ＪＰＥＧ圧縮された静止画データ）を伸張し、伸張した画像データを取得する画像取得機能を含んでいる。
メモリ１２は、揮発性メモリであるＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory、記憶手段）を含んでいる。ＳＤＲＡＭは、ＣＰＵ１０による制御プログラムの実行時におけるワークエリアとして、また、再生する画像データを一時保持する記憶エリアとして使用される。一方、ＥＥＰＲＯＭには、ＢＬＤ制御プログラムを含むプログラム、ＢＬＤ制御に使用するテーブル（バックライト輝度設定テーブルＴ１−Ｔ３）、各種のパラメータ等が記憶されている。
ＬＣＤ表示部１６は、透過型のＬＣＤパネル１６ａと、バックライトユニット１６ｂとを備えている。バックライトユニット１６ｂは、図２に示すようにＬＣＤパネル１６ａの背面に配設され、ＬＥＤセグメント（以下、単に「セグメント」という）毎に１つのＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイから構成されており、セグメント毎に発光輝度（バックライト輝度）が制御可能になっている。即ち、バックライトユニット１６ｂは、セグメント毎にバックライト輝度を個別に制御するＢＬＤ制御が適用されるものである。
映像信号生成部２０は、メモリ１２に一時的に記憶された画像データをＬＣＤパネル１６ａに表示するための映像信号に変換し、また、ＬＣＤ表示部１６のガンマ特性に応じた再生階調変換（逆ガンマ補正）し、これをＬＣＤ制御部２４に出力する。ＬＣＤ制御部２４の他の入力には、輝度分布推定部２２からセグメント毎のバックライト輝度のムラを補正するための補正値が入力されている。ＬＣＤ制御部２４は、映像信号生成部２０から入力する映像信号を輝度分布推定部２２から入力する補正値により補正してＬＣＤ駆動部２６を出力する。ＬＣＤ駆動部２６は、ＬＣＤ制御部２４から加えられる映像信号に対応する制御信号によりＬＣＤパネル１６ａを駆動し、ＬＣＤ素子（表示素子）毎にその透過率を制御する。
一方、バックライト制御信号生成部２８は、バックライトユニット１６ｂの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値（例えば、複数の画素の最大値、平均値等）を算出する代表輝度値算出手段、バックライト輝度設定部、及びバックライト制御部（制御手段）等を含んでいる。バックライト制御信号生成部２８は、ＬＣＤ表示部１６に再生表示させる画像、及び照度検出部Ｉにより検出されたＬＣＤパネル１６ａの表示領域の照度に基づいて、各セグメントの輝度を制御するためのバックライト制御信号を生成する。尚、バックライト制御信号生成部２８の詳細については後述する。
ＬＥＤドライバ３０は、バックライト制御信号生成部２８から加えられるバックライト制御信号によりバックライトユニット１６ｂのセグメントを個別に駆動し、各セグメントからそれぞれＢＬＤ制御されたバックライトを発光させる。
画像ストレージ３２は、例えば、ハードディスク装置などにより構成され、ＬＣＤ表示部１６に表示するための動画又は静止画の画像ファイルが格納されている。尚、画像ストレージ３２は、装置に内蔵されたものに限らず、インターフェースを介して接続されるメモリカード等の外部記録媒体でもよい。
照度検出部Ｉは、図３に示すように４つの照度検出部Ｉ１〜Ｉ４からなり、各照度検出部Ｉ１〜Ｉ４は、それぞれＬＣＤパネル１６ａの外周部の４辺の中央部に配設され、ＬＣＤパネル１６ａの複数の領域１〜４に照射される光の照度を検出する。尚、ＬＣＤパネル１６ａの画面中央の領域５の照度は、その周囲の４つの領域１〜４の照度の平均値により算出される。
［ＢＬＤ制御］
次に、本発明に係る画像表示装置１のＢＬＤ制御の概要について説明する。
図４は入力する画像データＤの画素値（８ビットのデータ）とその表示輝度Ｂとの関係を示すグラフであり、この実施形態では、３つの表示階調B1，B2，B3に関して示している。
表示階調B2は、入力する画像データＤの画素値に対してリニアな表示階調特性をもっている。表示階調B1は、入力する画像データＤの低輝度の画素値に対して、表示階調B2に比べて低い（下に凸）の表示階調特性をもっている。表示階調B3は、入力する画像データＤの低輝度の画素値に対して、表示階調B1よりも更に低い表示階調特性をもち、かつ画像データＤの中輝度の画素値に対して、表示階調B2に比べて高い（上に凸）の表示階調特性をもっている。
ここで、低輝度に相当する画像データ値は、８ビットのデータ（０〜２５５）に対して、例えば３２以下、中輝度に相当する画像データ値は３３から１００付近に設定することが好ましい。尚、画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度の画像は１３％未満であり、中輝度の画像は１３％以上４０％付近以下である。
次に、リニアな表示階調B2を得るためのＢＬＤ制御について説明する。
図５Ａは入力する画像データＤの画素値により制御される、ＬＣＤパネル１６ａの透過率を示すグラフである。
図５Ａに示すようにＬＣＤパネル１６ａの透過率は、一般にリニアな特性にならず、低輝度部の透過率が高くなる。このＬＣＤパネル１６ａを均一なバックライトで照射すると、低輝度部が黒く見えない、いわゆる黒浮きが発生する。
本発明では、ＬＣＤパネル１６ａの表面の照度が通常の環境下の中間照度（例えば、リビングの照度は100lxから900lxと言われている）の場合には、ＬＣＤパネル１６ａの透過率特性に合わせて、表示階調B2がリニアになるようにバックライト輝度を制御する。
ここで、画像データ値Ｄに対する表示階調をリニアにするためのバックライト輝度設定値BL(D）は、画像データ値Ｄ、バックライト輝度設定値BL(D）、ＬＣＤパネル１６ａの透過率をTr(D)、及び所定の係数をkとすると、次式で求められる。
［数１］
BL(D)=k×D／Tr(D)
図５Ｂはリニアな表示階調B2を得るためのバックライト輝度設定テーブルT2(D)を示している。このバックライト輝度設定テーブルT2(D)は、［数１］式から求めることができる。尚、図４上で、中間照度時のＬＣＤパネル１６ａの反射輝度をＲ２とすると、この反射輝度Ｒ２よりも高い表示輝度Ｂの画像が視認範囲になる。
一方、図４の表示階調B1は、暗い環境向けの表示階調特性を示している。暗い室内の照度は、一般的に２５１ｘ以下となる。この照度の条件は、例えば、映画館での鑑賞やリバーサルフイルムをライトボックスを使用して暗室で見るときの条件に相当する。この条件においては、ＬＣＤパネル１６ａの表面で反射される外光の輝度は低くなる（図４の反射輝度R1）。この場合、画像の低輝度部（いわゆるシャドー部）に相当する表示輝度を低く抑えた表示階調B1の特性で表示することで、映画やフイルムに近い良好な画質となる。
また、図４の表示階調B3は、明るい環境向けの表示階調特性を示している。明るい室内の照度は、昼間で外光が差し込む室内の照度に相当し、900ｌｘ以上となる。この環境においては、ＬＣＤパネル１６ａの表面で反射される外光の輝度は高くなる（図４の反射輝度R3）。この場合、反射輝度R3以下の見えない領域が大きくなり、視認性が低下する。このため、中間輝度部の表示輝度を表示階調B2よりも高くする表示階調B3の特性で表示することで、高照度時の視認範囲を中間照度時に比べて範囲Ｅだけ拡大する。また、高照度の環境下においては、反射輝度R3以下の表示輝度をもつ画素は判別が困難となる。そこで、表示階調B3は、低輝度部のバックライト輝度をできるだけ低い値に設定する（消費電力を抑える）ために、低輝度部の表示輝度を表示階調B2よりも低い特性で表示し、より好ましくは低輝度部の表示輝度を表示階調B1よりも低い特性で表示する。
図６は、図５Ｂに示したリニアな表示階調B2を得るためのバックライト輝度設定テーブルT2(D)と、低照度時の表示階調B1を得るためのバックライト輝度設定テーブルT1(D)と、高照度時の表示階調B3を得るためのバックライト輝度設定テーブルT3(D)とを示すグラフである。
図６に示すように低照度時のバックライト輝度設定テーブルT1(D)は、低輝度部に対応するバックライト輝度設定値が、中間照度時のバックライト輝度設定テーブルT2(D)よりも低く設定されている。また、高照度時のバックライト輝度設定テーブルT3(D)は、中輝度部に対応するバックライト輝度設定値が、中間照度時のバックライト輝度設定テーブルT2(D)よりも高く設定され、かつ低輝度部に対応するバックライト輝度設定値が、バックライト輝度設定テーブルT2(D)よりも低く設定されている。尚、図６上では、高照度時のバックライト輝度設定テーブルT3(D)の低輝度部に対応するバックライト輝度設定値は、低照度時のバックライト輝度設定テーブルT1(D)よりも低く設定されている。
ＬＣＤパネル１６ａに表示される画像の表示輝度は、画像データＤに応じてＬＣＤ素子毎に制御された透過率（図５Ａ参照）と、バックライト輝度設定テーブルT1(D)〜T3(D)に応じて制御される、ＬＣＤパネル１６ａの背面のバックライト輝度との掛け算により決まるが、上記のバックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)、又はT3(D)にしたがってバックライト輝度を制御することにより、図４の表示階調B1、B2、又はB3に示した特性が得られる。
次に、本発明に係る画像表示装置１のＢＬＤ制御について説明する。
図７は画像表示装置１の要部ブロック部である。図７中の再生階調変換部４０は、図１に示した映像信号生成部２０に含まれ、ムラ補正部５６は、ＬＣＤ制御部２４に含まれる。また、代表輝度値算出部４４、照度分布判定部４６及びバックライト輝度設定部４８は、図１に示したバックライト制御信号生成部２８に含まれる。
図７において、再生階調変換部４０は、入力する画像データ（圧縮データの場合、伸張処理後のＹＣデータをＲＧＢデータに変換したデータ）を所定の表示階調変換、例えば２．２乗することで、画像データが撮影される際の階調変換、例えば0.45乗と掛け合わせてリニア特性の画素データD0に変換する。この階調変換は、記憶部４２に記憶された逆ガンマの階調変換特性を有するγテーブルを使用して行われる。
一画面に表示される画素データD0は、代表輝度値算出部４４に加えられる。画素データD0は、バックライト輝度が制御可能な区域（セグメント）に分割される。１セグメントに含まれる画素データは、例えば水平128画素、垂直128画素となる。代表輝度値算出部４４は、各セグメントを代表する画素値（代表輝度値）を算出する。本実施例では、セグメント内のピーク値Dpを代表値とする。
照度検出部Ｉ（Ｉ１〜Ｉ４）は、図３に示したようにＬＣＤパネル１６ａの４つの領域１〜４の照度をそれぞれ検出し、検出した照度情報を照度分布判定部４６に出力する。照度分布判定部４６は、４つの領域１〜４の照度の平均値Saを算出し、その平均値Saを画面中央の領域５の照度とする。また、５つの領域１〜５の照度の標準偏差Sdを算出し、各領域の照度のばらつきを算出する。領域１〜５の照度の差異が小さい場合（標準偏差Saが小さい場合）には、全領域の平均照度を示す照度情報をバックライト輝度設定部４８に出力する。一方、領域１〜５の照度の差異が大きい場合（標準偏差Saが大きい場合）には、各領域１〜５の照度を示す照度情報をバックライト輝度設定部４８に出力する。
バックライト輝度設定部４８の他の入力には、代表輝度値算出部４４から各セグメントを代表する代表輝度値が加えられるようになっており、バックライト輝度設定部４８は、照度分布判定部４６から入力する照度情報と、代表輝度値算出部４４から入力する代表輝度値とに基づいて各セグメントのバックライト輝度を設定する。
即ち、バックライト輝度設定部４８は、代表輝度値のセグメントが属する領域の照度情報に基づいて、図６に示した複数のバックライト輝度設定テーブルT1(D),T2(D),T3(D)が記憶された記憶部５０から１つのバックライト輝度設定テーブルを選択し、選択したバックライト輝度設定テーブルから代表輝度値に対応するバックライト輝度設定値を読み出し、代表輝度値のセグメントにおけるバックライト輝度設定値BLとする。
バックライト輝度設定部４８によりセグメント毎のバックライト輝度設定値BLが設定されると、そのバックライト輝度設定値BLがＬＥＤドライバ３０に出力される。ＬＥＤドライバ３０は、バックライト輝度設定値BLに基づいてバックライトユニット１６ｂのセグメントの各輝度を個別に制御（ＢＬＤ制御）する。
一方、輝度分布推定部２２は、各セグメントのバックライト輝度が設定されると、バックライトの輝度分布を推定する。即ち、あるセグメントのバックライト輝度と、その周囲のセグメントのバックライト輝度とが異なる場合、バックライト輝度に段差（バックライト輝度にムラ）が生じる。輝度分布推定部２２は、推定したバックライトの輝度分布の情報をムラ補正部５６に出力する。
ムラ補正部５６には、画素データD0が加えられており、ムラ補正部５６は、輝度分布推定部２２から入力するバックライトの輝度分布の情報に基づいてバックライト輝度のムラを補正すべく画素データを補正する。
いま、リニアな表示階調B2を得るためのバックライト輝度設定テーブルT2(D)が選択されると（図５Ｂ参照）、表示輝度が画像データＤに対してリニアとなるようにセグメント内の代表輝度値（画素値のピーク値Dp）に対して、セグメントのバックライト輝度BLpが設定される。
図８の（ａ）部はセグメントｍ内の輝度分布の一例を示すグラフである。尚、図８の（ａ）部では、簡単のために輝度分布を一次元で示している。
セグメントｍの画素値のピーク値Dpに対して、セグメントｍのバックライト輝度BLpが設定されると、バックライト輝度BLpが設定されたセグメントｍ内のバックライト輝度は、例えば図８の（ａ）部に示すような輝度分布をもつ。この分布は、バックライト輝度BLp及び周辺セグメントの設定輝度、及びバックライト部の光学特性から推定することができる。セグメントｍの画素位置(i)におけるバックライト輝度値BL(i)は、輝度分布から求められる。本実施例ではバックライト輝度BL(i)は、バックライト輝度BLpより低くなり、輝度ムラとなる。輝度ムラを補正するためのムラ補正処理を以下に示す。
バックライト輝度設定テーブルT2(D)から、バックライト輝度値BL(i)に相当する画素データ値D0(i）が求められる（図５Ｂ）。
この画素データ値D0(i）と、バックライト輝度BL(i)と、バックライト輝度BLpから以下の式により、画素データ値D0(i)を画素データ値D1(i)に補正することで、輝度ムラを低減する。
［数２］
D1(i)=D0(i)×BLp／BL(i)
このようにセグメントｍ内の全画素についてD1を求めると、図８の（ｂ）部の点線に示すような画素値に変換される。
輝度分布推定部２２及びムラ補正部５６（図４）は、上記のムラ補正処理を行う。
ムラ補正部５６によりバックライトの輝度ムラに対応する補正がされた画素データD1は、ＬＣＤパネル１６ａに出力され、画素データD1に応じてＬＣＤ素子毎の透過率が制御される。
［画像表示方法］
次に、本発明に係る画像表示方法について説明する。
図９は本発明に係る画像表示方法の実施形態を示すフローチャートであり、特にバックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)、及びT3(D)から１つのバックライト輝度設定テーブルを選択する方法に関して示している。
図９において、ＬＣＤパネル１６ａの５つの領域１〜５（図３）のうちの領域番号を示すパラメータｎを１に設定し（ステップＳ１０）、また、各領域１〜４の照度検出値S(1)〜S(4)として照度検出部Ｉ１〜Ｉ４の出力値を設定する（ステップＳ１２）。
続いて、各照度検出値S(1)〜S(4)の平均値を算出し、算出した平均値をSaとし、また、各照度検出値S(1)〜S(4)の標準偏差を算出し、算出した標準偏差をSdとする（ステップＳ１４）。
標準偏差Sdが所定の値C1よりも大きいか否かを判別し（ステップＳ１６）、値C1以下と判別されると（「No」の場合）、ステップＳ１８に遷移させる。ここで、値C1は、各照度検出値S(1)〜S(4)のばらつきが大きいか否かを判別するための値である。
標準偏差Sdが値C1以下と判別されると、ＬＣＤパネル１６ａの各領域１〜４の照度検出値S(1)〜S(4)のばらつきが小さいため、全表示領域に対して一律のバックライト輝度設定テーブルが設定される。
即ち、ステップＳ１８では、各領域１〜４の照度検出値S(1)〜S(4)の平均値SaをＬＣＤパネル１６ａの表面の照度とし、平均値Saが第１の閾値L1より小さいか否か（即ち、（通常の環境よりも）暗い環境か否か）を判別する。平均値Saが第１の閾値L1より小さいと判別されると（「Yes」の場合）、全表示領域に対してバックライト輝度設定テーブルＴ１を適用する（ステップＳ２０，図１０）。
ステップＳ２２では、平均値Saが第１の閾値L1以上第２の閾値L2以下か否か（通常の環境か否か）を判別する。平均値Saが第１の閾値L1以上第２の閾値L2以下と判別されると（「Yes」の場合）、全表示領域に対してバックライト輝度設定テーブルＴ２を適用する（ステップＳ２４、図５Ｂ）。
ステップＳ２６では、平均値Saが第２の閾値L2よりも大きいか否か（即ち、（通常の環境よりも）明るい環境か否か）を判別する。平均値Saが第２の閾値L2よりも大きいと判別されると（「Yes」の場合）、全表示領域に対してバックライト輝度設定テーブルＴ３を適用する（ステップＳ２８、図１１）。
一方、ステップＳ１６において、標準偏差Sdが所定の値C1よりも大きいと判別されると（「Yes」の場合）、ＬＣＤパネル１６ａの各領域１〜４の照度のばらつきが大きいため、以下に示すように領域毎に適用するバックライト輝度設定テーブルを選択する。
即ち、ステップＳ３０では、領域ｎ（ｎ：１〜４）の照度検出値S(n)が第１の閾値L1より小さいか否かを判別する。照度検出値S(n)が第１の閾値L1より小さいと判別されると（「Yes」の場合）、領域ｎに対してバックライト輝度設定テーブルＴ１を適用する（ステップＳ３２，図１０）。
ステップＳ３４では、領域ｎの照度検出値S(n)が第１の閾値L1以上第２の閾値L2以下か否かを判別する。照度検出値S(n)が第１の閾値L1以上第２の閾値L2以下と判別されると（「Yes」の場合）、領域ｎに対してバックライト輝度設定テーブルＴ２を適用する（ステップＳ３６、図５Ｂ）。
ステップＳ３８では、領域ｎの照度検出値S(n)が第２の閾値L2よりも大きいか否かを判別する。領域ｎの照度検出値S(n)が第２の閾値L2よりも大きいと判別されると（「Yes」の場合）、領域ｎに対してバックライト輝度設定テーブルＴ３を適用する（ステップＳ４０、図１１）。
領域ｎに対してバックライト輝度設定テーブルが選択されると、領域番号のパラメータｎが４（ｎ＝４）か否か判別される（ステップＳ４２）。ｎ＝４でない場合（「No」の場合）、更にｎが５以上か否かが判別される（ステップＳ４４）、ｎが５以上でない場合には、ｎを１だけインクリメントし（ステップＳ４６）、ステップＳ３０に遷移させる。
一方、ステップＳ４２において、ｎ＝４と判別されると（「Yes」の場合）、ｎを１だけインクリメントする（ステップＳ４８）。即ち、ｎ＝５とし、画面中央の領域５の領域番号を設定する。続いて、領域５の照度検出値S(n)として平均値Saを設定し（ステップＳ５０）、ステップＳ３０に遷移させる。
ＬＣＤパネル１６ａの領域１〜５に対するバックライト輝度設定テーブルがそれぞれ選択されると、ｎ＝５となるため、ステップＳ４４では「Yes」と判別され、バックライト輝度設定テーブルの選択が終了する。
このようにして、全表示領域に対して一律のバックライト輝度設定テーブルが選択され、又は領域毎にバックライト輝度設定テーブルが選択されると、選択されたバックライト輝度設定テーブルとセグメント毎の代表輝度値とに基づいて各セグメントのバックライト輝度が制御される。
前述したように暗い環境下ではバックライト輝度設定テーブルT2が選択され、表示階調が、図４に示した表示階調B1の特性となるＢＬＤ制御が行われる。即ち、低輝度部のバックライト輝度を通常の表示階調B2よりも低くし、低輝度部の画質を高品位で視認性を高くし、かつ低消費電力化を図るようにしている。また、明るい環境下ではバックライト輝度設定テーブルT3が選択され、表示階調が、図４に示した表示階調B3の特性となるＢＬＤ制御が行われる。即ち、中輝度部のバックライト輝度を通常の表示階調B2よりも高くし、視認範囲を拡大し、かつ視認できない低輝度部のバックライト輝度をできるだけ低くし、低消費電力化を図るようにしている。
また、画像表示装置１の他の実施形態としては、例えば、カメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、携帯型ゲーム機が挙げられる。以下、スマートフォンを例に挙げ、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
＜スマートフォンの構成＞
図１２は、画像表示装置１の他の実施形態であるスマートフォン５００の外観を示すものである。図１２に示すスマートフォン５００は、平板状の筐体５０２を有し、筐体５０２の一方の面に表示部としての表示パネル５２１と、入力部としての操作パネル５２２とが一体となった表示入力部５２０を備えている。また、筐体５０２は、スピーカ５３１と、マイクロホン５３２、操作部５４０と、カメラ部５４１とを備えている。尚、筐体５０２の構成はこれに限定されない。例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
図１３は、図１２に示すスマートフォン５００の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、スマートフォン５００は、無線通信部５１０と、表示入力部５２０と、通話部５３０と、操作部５４０と、カメラ部５４１と、記憶部５５０と、外部入出力部５６０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部５７０と、モーションセンサ部５８０と、電源部５９０と、主制御部５０１とを備える。また、スマートフォン５００の主たる機能として、基地局装置ＢＳと移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部５１０は、主制御部５０１の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
表示入力部５２０は、主制御部５０１の制御により、画像（静止画及び動画）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル５２１と、操作パネル５２２とを備える。生成された３Ｄ画像を鑑賞する場合には、表示パネル５２１は、３Ｄ表示パネルであることが好ましい。
表示パネル５２１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro-Luminescence Display）などを表示デバイスとして用いたものである。本例の表示パネル５２１は、バックライトユニットを有するＬＣＤパネルからなり、バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）機能を備えている。
操作パネル５２２は、表示パネル５２１の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。操作パネル５２２をユーザの指や尖筆によって操作すると、操作パネル５２２は、操作に起因して発生する検出信号を主制御部５０１に出力する。次いで、主制御部５０１は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル５２１上の操作位置（座標）を検出する。
図１２に示すように、スマートフォン５００の表示パネル５２１と操作パネル５２２とは一体となって表示入力部５２０を構成しているが、操作パネル５２２が表示パネル５２１を完全に覆うような配置となっている。この配置を採用した場合、操作パネル５２２は、表示パネル５２１外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル５２２は、表示パネル５２１に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル５２１に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
尚、表示領域の大きさと表示パネル５２１の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル５２２が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体５０２の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル５２２で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部５３０は、スピーカ５３１やマイクロホン５３２を備え、マイクロホン５３２を通じて入力されたユーザの音声を主制御部５０１にて処理可能な音声データに変換して主制御部５０１に出力したり、無線通信部５１０あるいは外部入出力部５６０により受信された音声データを復号してスピーカ５３１から出力するものである。また、図１２に示すように、例えば、スピーカ５３１を表示入力部５２０が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン５３２を筐体５０２の側面に搭載することができる。
操作部５４０は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１２に示すように、操作部５４０は、スマートフォン５００の筐体５０２の表示部の下部、下側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部５５０は、主制御部５０１の制御プログラムや制御データ、バックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)及びT3(D)（図６参照）、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部５５０は、スマートフォン内蔵の内部記憶部５５１と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部５５２により構成される。尚、記憶部５５０を構成するそれぞれの内部記憶部５５１と外部記憶部５５２は、フラッシュメモリタイプ（flash memory type）、ハードディスクタイプ（hard disk type）、マルチメディアカードマイクロタイプ（multimedia card micro type）、カードタイプのメモリ（例えば、Micro SD（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの格納媒体を用いて実現される。
外部入出力部５６０は、スマートフォン５００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、IEEE1394など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）、赤外線通信（Infrared Data Association：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ultra Wideband）（登録商標）、ジグビー（ZigBee）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
スマートフォン５００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Memory card）やＳＩＭ（Subscriber Identity Module Card）／ＵＩＭ（User Identity Module Card）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Input/Output）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン５００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン５００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
ＧＰＳ受信部５７０は、主制御部５０１の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン５００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部５７０は、無線通信部５１０や外部入出力部５６０（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部５８０は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部５０１の指示にしたがって、スマートフォン５００の物理的な動きを検出する。スマートフォン５００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン５００の動く方向や加速度が検出される。この検出結果は、主制御部５０１に出力されるものである。
電源部５９０は、主制御部５０１の指示にしたがって、スマートフォン５００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部５０１は、マイクロプロセッサを備え、記憶部５５０が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン５００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部５０１は、無線通信部５１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
また、主制御部５０１は、表示パネル５２１の表面照度に応じて、記憶部５５０に記憶されているバックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)及びT3(D)のうちのいずれか１つのテーブルを選択し、選択したテーブルにしたがってバックライトユニットのＢＬＤ制御を行う。尚、表示パネル５２１の表示領域の照度は、専用の照度検出部を設けて検出するようにしてもよいし、カメラ部５４１により検出するようにしてもよい。
アプリケーション処理機能は、記憶部５５０が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部５０１が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部５６０を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能、本発明に係るＢＬＤ制御機能などがある。
また、主制御部５０１は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部５２０に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部５０１が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部５２０に表示する機能のことをいう。
更に、主制御部５０１は、表示パネル５２１に対する表示制御と、操作部５４０、操作パネル５２２を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。
表示制御の実行により、主制御部５０１は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。尚、スクロールバーとは、表示パネル５２１の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部５０１は、操作部５４０を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル５２２を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
更に、操作検出制御の実行により主制御部５０１は、操作パネル５２２に対する操作位置が、表示パネル５２１に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル５２１に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル５２２の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部５０１は、操作パネル５２２に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部５４１は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge-Coupled Device）などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラである。また、カメラ部５４１は、主制御部５０１の制御により、撮像によって得た画像データを例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic coding Experts Group）などの圧縮した画像データに変換し、記憶部５５０に記録したり、外部入出力部５６０や無線通信部５１０を通じて出力することができる。図１２に示すスマートフォン５００において、カメラ部５４１は表示入力部５２０と同じ面に搭載されているが、カメラ部５４１の搭載位置はこれに限らない。カメラ部５４１は、例えば、表示入力部５２０の背面に搭載されてもよいし、あるいは、複数のカメラ部５４１が搭載されてもよい。尚、複数のカメラ部５４１が搭載されている場合には、撮影に供するカメラ部５４１を切り替えて単独にて撮影したり、あるいは、複数のカメラ部５４１を同時に使用して撮影することもできる。
また、カメラ部５４１はスマートフォン５００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル５２１にカメラ部５４１で取得した画像を表示することや、操作パネル５２２の操作入力のひとつとして、カメラ部５４１の画像を利用することができる。また、ＧＰＳ受信部５７０が位置を検出する際に、カメラ部５４１からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部５４１からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、あるいは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン５００のカメラ部５４１の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部５４１からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
［その他］
この実施形態では、３つのバックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)又はT3(D)からＬＣＤパネル１６ａの表面照度に基づいて１つのバックライト輝度設定テーブル（即ち、バックライト輝度特性）を選択するようにしたが、バックライト輝度特性は３つに限らない。
また、この実施形態では、バックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)又はT3(D)は、予め記憶部５０に記憶されており、この記憶部５０から照度検出部Ｉで検出した照度に応じて適宜のバックライト輝度設定テーブルを選択するようにしたが、これに限らず、例えば、バックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)又はT3(D)の特性を示す計算式、又は計算式に使用するパラメータを記憶しておき、照度検出部で検出した照度に応じて適宜の計算式、又はパラメータを使用して、バックライト輝度設定テーブルT1(D)、T2(D)又はT3(D)に対応するバックライト輝度特性を算出するようにしてもよい。
更に複数の照度検出部Ｉ１〜Ｉ４を設ける場合に限らず、１つの照度検出部によりＬＣＤパネルの表示領域全体の照度を検出し、又は全表示領域を複数に分割した領域毎に照度を検出するようにしてもよい。
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
１…画像表示装置、１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、１２…メモリ、１６…ＬＣＤ表示部、１６ａ…ＬＣＤパネル、１６ｂ…バックライトユニット、２０…映像信号生成部、２２…輝度分布推定部、２４…ＬＣＤ制御部、２６…ＬＣＤ駆動部、２８…バックライト制御信号生成部、３０…ＬＥＤドライバ、３２…画像ストレージ、３４…タグ情報解析部、４２、５０…記憶部、４４…代表輝度値算出部、４６…照度分布判定部、４８…バックライト輝度設定部、５６…ムラ補正部、Ｉ、Ｉ１〜Ｉ４…照度検出部
上記の目的を達成するために本発明の一の態様に係る画像表示装置は、表示用の画像を取得する画像取得手段と、画像取得手段により取得した画像を表示する透過型表示パネルと、透過型表示パネルの背面に配設され、透過型表示パネルに対するバックライトを分割されたセグメント毎に輝度制御可能なバックライトユニットと、画像取得手段により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出手段と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段であって、照度検出手段により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の各セグメントの代表輝度値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段と、バックライト輝度特性取得手段により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出手段により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御手段と、を備えている。
特に本発明は、検出した照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の時（透過型表示パネルの表面の照度が通常の照度の時）、表示用の画像の各セグメントの代表輝度値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、取得した第２のバックライト輝度特性に応じて各セグメントのバックライト輝度を個別に制御（バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）制御）を行う。また、検出した照度が第１の閾値以下のとき（透過型表示パネルの表面の照度が低いとき）、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、取得した第１のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、低輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも低くすることで、低輝度部の画質を高品位で視認性を高くし、かつ低消費電力化を図っている。更に、検出した照度が第２の閾値より高いとき（透過型表示パネルの表面の照度が高いとき）、表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得し、取得した第３のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、中輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも高くすることで、高照度時の視認範囲を拡大できるようにしている。
本発明の更に他の態様に係る画像表示装置において、表示用の画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度部は１３％未満であり、中輝度部は１３％以上４０％以下であることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る発明は、表示用の画像に基づいて透過型表示パネルを制御し、かつ透過型表示パネルの背面に配設されたバックライトユニットを構成する複数のセグメントの輝度を個別に制御する画像表示方法であって、表示用の画像を取得する画像取得工程と、画像取得工程により取得した画像に基づいて透過型表示パネルを制御する工程と、画像取得工程により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出工程と、透過型表示パネルの表面に照射される光の照度を測定する照度検出工程と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程であって、照度検出工程により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の各セグメントの代表輝度値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を記第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程と、バックライト輝度特性取得工程により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出工程により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御工程と、を含んでいる。
本発明の更に他の態様に係る画像表示方法において、表示用の画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度部は１３％未満であり、中輝度部は１３％以上４０％以下であることが好ましい。
ここで、低輝度に相当する画像データ値は、８ビットのデータ（０〜２５５）に対して、例えば３２以下、中輝度に相当する画像データ値は３３から１００付近に設定することが好ましい。尚、画像の最大輝度を１００％とすると、低輝度の画像は１３％未満であり、中輝度の画像は１３％以上４０％以下である。
上記の目的を達成するために本発明の一の態様に係る画像表示装置は、表示用の画像を取得する画像取得手段と、画像取得手段により取得した画像を表示する透過型表示パネルと、透過型表示パネルの背面に配設され、透過型表示パネルに対するバックライトを分割されたセグメント毎に輝度制御可能なバックライトユニットと、画像取得手段により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出手段と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段であって、照度検出手段により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段と、バックライト輝度特性取得手段により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出手段により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御手段と、を備えている。
特に本発明は、検出した照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の時（透過型表示パネルの表面の照度が通常の照度の時）、表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、取得した第２のバックライト輝度特性に応じて各セグメントのバックライト輝度を個別に制御（バックライトローカルディミング（ＢＬＤ）制御）を行う。また、検出した照度が第１の閾値以下のとき（透過型表示パネルの表面の照度が低いとき）、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、取得した第１のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、低輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも低くすることで、低輝度部の画質を高品位で視認性を高くし、かつ低消費電力化を図っている。更に、検出した照度が第２の閾値より高いとき（透過型表示パネルの表面の照度が高いとき）、表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得し、取得した第３のバックライト輝度特性に応じてＢＬＤ制御を行う。即ち、中輝度部に対応するセグメントのバックライト輝度を通常のＢＬＤ制御よりも高くすることで、高照度時の視認範囲を拡大できるようにしている。
本発明の更に他の態様に係る発明は、表示用の画像に基づいて透過型表示パネルを制御し、かつ透過型表示パネルの背面に配設されたバックライトユニットを構成する複数のセグメントの輝度を個別に制御する画像表示方法であって、表示用の画像を取得する画像取得工程と、画像取得工程により取得した画像に基づいて透過型表示パネルを制御する工程と、画像取得工程により取得した画像の、バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出工程と、透過型表示パネルの表面に照射される光の照度を測定する照度検出工程と、代表輝度値と代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程であって、照度検出工程により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を記第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、検出された照度が第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程と、バックライト輝度特性取得工程により取得されたバックライト輝度特性と代表輝度値算出工程により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御工程と、を含んでいる。

Claims (12)

  1. 表示用の画像を取得する画像取得手段と、
    前記画像取得手段により取得した画像を表示する透過型表示パネルと、
    前記透過型表示パネルの背面に配設され、該透過型表示パネルに対するバックライトを分割されたセグメント毎に輝度制御可能なバックライトユニットと、
    前記画像取得手段により取得した画像の、前記バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出手段と、
    前記透過型表示パネルの表面に照射される光の照度を測定する照度検出手段と、
    代表輝度値と当該代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段であって、前記照度検出手段により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、前記検出された照度が前記第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を前記第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、前記検出された照度が前記第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を前記第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得手段と、
    前記バックライト輝度特性取得手段により取得されたバックライト輝度特性と前記代表輝度値算出手段により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、前記バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御手段と、
    を備えた画像表示装置。
  2. 前記バックライト輝度特性取得手段は、
    前記第１、第２及び第３のバックライト輝度特性を含む複数のバックライト輝度特性を記憶するバックライト輝度特性記憶手段と、
    前記照度検出手段により検出された照度に基づいて前記バックライト輝度特性記憶手段に記憶された複数のバックライト輝度特性から１つのバックライト輝度特性を選択するバックライト輝度特性選択手段と、
    を備えた請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 前記第３のバックライト輝度特性は、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度が前記第２のバックライト輝度特性より低く設定される請求項１又は２に記載の画像表示装置。
  4. 前記表示用の画像の低輝度部は、最大輝度を１００％とすると、１３％未満であり、前記表示用の画像の中輝度部は、１３％以上４０％付近以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  5. 前記照度検出手段は、前記透過型表示パネルの複数の表示領域の各表面照度をそれぞれ検出し、
    前記バックライト輝度特性取得手段は、前記照度検出手段により検出された複数の表示領域の各表面照度に基づいて、前記透過型表示パネルの表示領域毎にそれぞれ１つのバックライト輝度特性を取得する請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  6. 前記照度検出手段は、前記透過型表示パネルの外周部に複数設置され、複数の照度検出手段の検出出力により前記透過型表示パネルの複数の表示領域の各表面照度をそれぞれ検出する請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 前記バックライト輝度特性取得手段は、前記照度検出手段により検出された複数の表示領域の各表面照度及び各表面照度の統計量に基づいて、前記透過型表示パネルの表示領域毎にそれぞれ１つのバックライト輝度特性を取得し、又は前記透過型表示パネルの全表示領域に対して１つのバックライト輝度特性を取得する請求項５又は６に記載の画像表示装置。
  8. 前記透過型表示パネルの複数の表示領域は、画面中央の１つの領域と、この１つの領域に接する画面周囲の複数の領域とからなる請求項５から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  9. 表示用の画像に基づいて透過型表示パネルを制御し、かつ該透過型表示パネルの背面に配設されたバックライトユニットを構成する複数のセグメントの輝度を個別に制御する画像表示方法であって、
    表示用の画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像取得工程により取得した画像に基づいて前記透過型表示パネルを制御する工程と、
    前記画像取得工程により取得した画像の、前記バックライトユニットの各セグメントに対応する複数の画素の代表輝度値をそれぞれ算出する代表輝度値算出工程と、
    前記透過型表示パネルの表面に照射される光の照度を測定する照度検出工程と、
    代表輝度値と当該代表輝度値に対応して設定されるバックライト輝度との関係を示すバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程であって、前記照度検出工程により検出された照度が第１の閾値より高く、かつ前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下の場合に表示用の画像の画像データ値に対応する表示輝度がリニアに近づく第２のバックライト輝度特性を取得し、前記検出された照度が前記第１の閾値以下の場合に表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度を前記第２のバックライト輝度特性より低く設定する第１のバックライト輝度特性を取得し、前記検出された照度が前記第２の閾値より高い場合に表示用の画像の中輝度部のバックライト輝度を前記第２のバックライト輝度特性より高く設定する第３のバックライト輝度特性を取得するバックライト輝度特性取得工程と、
    前記バックライト輝度特性取得工程により取得されたバックライト輝度特性と前記代表輝度値算出工程により算出された各セグメントに対応する代表輝度値とに基づいて、前記バックライトユニットの各セグメントの輝度を制御する制御工程と、
    を含む画像表示方法。
  10. 前記バックライト輝度特性取得工程は、
    前記第１、第２及び第３のバックライト輝度特性を含む複数のバックライト輝度特性を記憶するバックライト輝度特性記憶手段を準備する工程と、
    前記照度検出工程により検出された照度に基づいて前記バックライト輝度特性記憶手段に記憶された複数のバックライト輝度特性から１つのバックライト輝度特性を選択するバックライト輝度特性選択工程と、
    を含む請求項９に記載の画像表示方法。
  11. 前記第３のバックライト輝度特性は、表示用の画像の低輝度部のバックライト輝度が前記第２のバックライト輝度特性より低く設定される請求項９又は１０に記載の画像表示方法。
  12. 前記表示用の画像の低輝度部は、最大輝度を１００％とすると、１３％未満であり、前記表示用の画像の中輝度部は、１３％以上４０％付近以下である請求項９から１１のいずれか１項に記載の画像表示方法。
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