WO2017006783A1

WO2017006783A1 - 表示装置および表示方法

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Publication number: WO2017006783A1
Application number: PCT/JP2016/068772
Authority: WO
Inventors: 朋幸石原; 健太福岡
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US20180197488A1

Abstract

画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって表される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、画像を表示したり背景を視認可能にしたりすることができる表示装置を提供する。　画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したり、表示階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したりすることができる。これにより、表示装置は、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にあるか否かにかかわらず、画像を表示したり、背景を透けて見えるようにしたり、画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

Description

表示装置および表示方法

　本発明は、表示装置および表示方法に関し、特に、背景が透けて見える透明ディスプレイの機能を備えた表示装置および表示方法に関する。

　近年、画像を表示するだけではなく、背景が透けて見える透明ディスプレイの機能を備えた表示装置の開発が活発に進められている。例えば、特許文献１には、画素毎に表示状態と非表示状態との切り換えが可能な第１液晶パネルと、第１液晶パネルの背面に配置された第２液晶パネルとを備える表示装置が開示されている。この表示装置は、外部から与えられる画像情報信号に基づき、第１および第２液晶パネルを以下のように制御する。第１液晶パネルは、表示状態のときに画素を発光させ、非表示状態のときに透明になる。第２液晶パネルは、領域ごとに光透過性を変化させる。これにより、表示装置は、第１液晶パネルに情報を表示しつつ、第２液晶パネルによって片側からの光を遮光することができるので、外光の影響を受けることなく発光表示を行う遮光表示状態と、背景を視認可能な透明表示状態とを切り換えて表示することができる。

日本の特開２００８－８３５１０号公報

　しかし、特許文献１に記載の表示装置は、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって表される画像が表示可能範囲内にない場合には、当該画像情報信号に基づいて、画像を表示したり背景を視認可能にしたりすることができない。

　そこで、本発明は、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって表される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、画像を表示したり背景を視認可能にしたりすることができる表示装置および表示方法を提供することを目的とする。

　本発明の第１の局面は、透明ディスプレイの機能を備えた表示装置であって、
　外部から与えられる画像情報信号に含まれる画像の表示階調を示す表示階調値と、透明度を示す透明度階調値とに基づいて選択比率と透過率を求める画像情報信号変換回路と、
　光源光を出射する表示用発光光源と、
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光と前記表示装置の背面側から入射する背景光とを、前記選択比率によって決まる割合で透過させる選択比率調整パネルと、
　前記選択比率調整パネルを透過した前記光源光および前記背景光の少なくともいずれかを前記透過率で透過させる透過率調整パネルとを備え、
　前記画像情報信号変換回路は、前記表示階調値と前記透明度階調値との合計値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記合計値が１よりも大きいか否かを判定する表示可能範囲判定部と、前記表示可能範囲判定部により前記合計値が１よりも大きいと判定されたとき、前記透明度階調値を変更することなく前記表示階調値を調整する透明度階調値優先、または前記表示階調値を変更することなく前記透明度階調値を調整する表示階調値優先のいずれにより、前記透明度階調値および前記表示階調値を用いて前記選択比率および前記透過率を求める階調修正演算部とを含み、
　前記透明ディスプレイは、画像および背景のうち少なくともいずれかを前記選択比率および前記透過率によって決まる割合で表示す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、
　前記透明度階調値優先で前記選択比率および前記透過率を求める場合、前記階調修正演算部は、前記透過率を１とし、前記選択比率を前記透明度階調値に基づいて求め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、
　前記表示階調値優先で前記選択比率および前記透過率を求める場合、前記階調修正演算部は、前記透過率を１とし、前記選択比率を前記表示階調値と等しい値として求めることを特徴とする。

　本発明の第４の局面は、本発明の第１から第３のいずれかの局面において、
　前記表示可能範囲判定部において前記合計値が１以下であると判定されたとき、前記階調修正演算部は、前記透明度階調値優先および前記透明度階調値優先のいずれの場合も、前記表示階調値と前記透明度階調値に基づき同一の処理手順で前記透過率と前記選択比率を求めることを特徴とする。

　本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光は単色光であることを特徴とする。

　本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示用発光光源は異なる色の前記光源光をフィールド毎に時分割して順に出射し、前記階調修正演算部は、前記フィールド毎に前記光源光の色に対応した前記透明度階調値と前記表示階調値とに基づいて前記選択比率と前記透過率を求めることを特徴とする。

　本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
　前記複数のフィールドは、前記表示用発光光源が前記異なる色の光源光のうち少なくとも２色以上の光源光が同時に出射される混色フィールドをさらに含み、
　前記階調修正演算部は、前記混色フィールドにおける前記表示階調値を前記光源光の各色の前記表示階調値のうち最も小さい表示階調値と同じまたはそれよりも小さくなるように前記選択比率および前記透過率を調整することを特徴とする。

　本発明の第８の局面は、本発明の第６または第７の局面において、
　前記画像情報信号に含まれる前記透明度階調値は０または１のいずれかであることを特徴とする。

　本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記選択比率調整パネルは、第１液晶パネルと、前記第１液晶パネルの前面に貼られた第１吸収型偏光板とを含み、
　前記透過率調整パネルは、第２液晶パネルと、前記第２液晶パネルの前面に貼られた第２吸収型偏光板とを含み、
　前記第１液晶パネルは、前記選択比率に基づき、前記光源光および／または前記背景光の偏光成分のうち透過軸の方向と同じ偏光方向を有する偏光成分を透過させて、前記第２液晶パネルに入射させ、
　前記第２液晶パネルは、前記透過率に基づき、前記光源光および／または前記背景光の偏光成分のうち透過軸の方向と同じ偏光方向を有する偏光成分を前面側に透過させることを特徴とする。

　本発明の第１０の局面は、本発明の第９の局面において、
　前記背景光を前面側に透過させるとともに、前記表示用発光光源から出射される前記光源光を前面側に向けて照射する照射板とをさらに含み、前記照射板は前記光源光の偏光方向と前記背景光の偏光方向とを互いに直交させて前記第１液晶パネルに入射させることを特徴とする。

　本発明の第１１の局面は、透明ディスプレイの機能を備えた表示装置に画像および背景のうち少なくともいずれかを表示する表示方法であって、
　外部から与えられる画像情報信号に含まれる画像の表示階調を示す表示階調値と、透明度を示す透明度階調値とに基づいて選択比率と透過率を求める画像情報信号変換回路と、
　光源光を出射する表示用発光光源と、
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光と前記表示装置の背面側から入射する背景光とを、前記選択比率によって決まる割合で透過させる選択比率調整パネルと、
　前記選択比率調整パネルを透過した前記光源光および前記背景光の少なくともいずれかを前記透過率で透過させる透過率調整パネルとを備え、
　前記画像情報信号変換回路は、前記表示階調値と前記透明度階調値との合計値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記合計値が１よりも大きいか否かを判定する表示可能範囲判定ステップと、
　前記表示可能範囲判定部により前記合計値が１よりも大きいと判定されたとき、前記透明度階調値を変更することなく前記表示階調値を調整する透明度階調値優先、または前記表示階調値を変更することなく前記透明度階調値を調整する表示階調値優先のいずれにより、前記透明度階調値および前記表示階調値を用いて前記選択比率および前記透過率を求める階調修正演算ステップとを備えることを特徴とする。

　上記第１の局面によれば、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したり、表示階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したりすることができる。これにより、表示装置は、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にあるか否かにかかわらず、画像を表示したり、背景を透けて見えるようにしたり、画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

　上記第２の局面によれば、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値優先によって選択比率および透過率を調整することにより、表示装置は背景だけを表示することができる。

　上記第３の局面によれば、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、表示階調値優先によって選択比率および透過率を調整することにより、表示装置は画像と背景を表示することができる。

　上記第４の局面によれば、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にある場合には、透明度階調値優先または表紙階調値優先のいずれの場合も、表示階調値と透明度階調値が同じであれば、選択比率および透過率も同じになる。これにより、表示装置はいずれの場合も同様に表示することができる。

　上記第５の局面によれば、光源光は単色光であるので、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、液晶表示装置はモノクロ画像を表示することができる。

　上記第６の局面によれば、表示用発光光源は複数色の光源光を、フィールド毎に時分割して順に出射するので、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、液晶表示装置はカラー画像を表示することができる。

　上記第７の局面によれば、複数色のうち少なくとも２色以上の光源光を同時に出射する混色フィールドをさらに追加することにより、観察者が高速で視線を移動させた場合にも色割れの発生を抑制することができる。

　上記第８の局面によれば、画像情報信号に含まれる透明度階調値は０か１の２値であるので、その透明度階調値を含む信号の容量を小さくできる。これにより、画像情報信号の信号処理を行う駆動制御回路部の回路規模を小さくできるので、表示装置の製造コストを低減することができる。

　上記第９の局面によれば、選択比率調整パネルおよび透過率調整パネルはいずれも液晶パネルとその表面に貼られた吸収型偏光板を含むので、光源光および背景光の偏光方向の調整を容易に行うことができる。

　上記第１０の局面によれば、照射板によって偏光方向が互いに直交する光源光と背景光を第１液晶パネルに入射させることができる。これにより、表示装置は、光源光のみを透過させて画像を表示したり、背景光のみを透過させて背景のみを表示したり、光源光と背景光を透過させて画像と背景を重ねて表示したりすることを容易に実現することができる。

　上記第１１の局面によれば、上記第１の局面と同様の効果を奏する。

液晶パネルを１枚だけ含む、透明表示が可能な液晶表示装置の表示部の構成を示す図である。図１に示す液晶パネルを１枚だけ含む液晶表示装置の透過特性を示す図である。本発明の第１の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４に示す液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す断面図である。図３に示す液晶表示装置に含まれるバックライト光源の構成を示す図である。図４に示す液晶表示装置を光源光だけが透過する場合について、光源光および背景光の偏光状態の変化を示す図である。図４に示す液晶表示装置を背景光だけが透過する場合について、光源光および背景光の偏光状態の変化を示す図である。図４に示す液晶パネルを２枚含む液晶表示装置の透過特性を示す図である。画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値にとって表される画素が表示可能範囲内にないときの液晶表示装置の調整方法を示す図である。第１の実施形態において使用される画像情報信号に含まれる画素毎の表示階調値と透明度階調値を示す図である。第１の実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第１の実施形態において、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第１の実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第１の実施形態において、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図５に示すバックライト光源の変形例に係るバックライト光源の構成を示す図である。第２の実施形態において使用される画像情報信号に含まれる画素毎の表示階調値と透明度階調値を示す図である。第２の実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。図１７から続く、第２の実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御回路部に含まれる画像情報信号変換回路の構成を示すブロック図である。第２の実施形態において、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第２の実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。図２１から続く、第２の実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第２の実施形態において、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第３の実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。図２４に続き、第３の実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第３の実施形態において使用される画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値を説明するための図である。第３の実施形態において、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第３の実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。図２８から続く、第３の実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率および透過率を求めるための手順を示すフローチャートである。第３の実施形態において、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第４の実施形態において、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。第４の実施形態において、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。本発明において使用可能な第１の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。本発明において使用可能な第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。本発明において使用可能な第３の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。

＜１．基礎検討＞
　本発明の各実施形態に係る液晶表示装置は液晶パネルを２枚含む、透明表示が可能な表示装置である。しかし、その説明をする前に、液晶パネルを１枚だけ含む、透明表示が可能な液晶表示装置８０の透過特性について説明する。

　図１は、液晶パネルを１枚だけ含む、透明表示が可能な液晶表示装置８０の表示部の構成を示す図である。図１に示すように、液晶表示装置８０は、前面側から順に、吸収型偏光板４２、液晶パネル３１、バックライト光源５０を備えた導光板３３、反射型偏光板４１が配置されている。導光板３３はバックライト光源５０からの光源光を背面側に向かって出射し、そのうち、反射型偏光板４１の反射軸と同じ偏光方向の偏光成分が反射され、液晶パネル３１の背面に照射される。また、背面側から反射型偏光板４１に入射した背景光のうち、反射型偏光板４１の透過軸と同じ偏光方向の偏光成分が液晶パネル３１に入射する。このため、背面側から液晶パネル３１に入射する光源光と背景光とは、その偏光方向が９０度異なっている。

　液晶パネル３１は、画素毎に、背面側から入射した背景光およびバックライト光源５０から出射された光源光を、画像情報信号に含まれる透明度階調値に基づいて選択し、前面側に透過させる。このように、液晶表示装置８０は、液晶パネル３１によって光源光と背景光の選択比率を調整し、画像だけを表示したり、背景だけを表示したり、画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

　図２は、図１に示す液晶表示装置８０の透過特性を示す図である。液晶表示装置８０では、液晶パネル３１の画素を透過する光源光の割合と背景光の割合は、図２の太線で示した斜線上の値しかとることができない。このため、光源光の透過割合を減らせば、それに伴って背景光の透過割合が増え、ｙ軸上では背景光のみが透過するので、背景だけが表示される。逆に、光源光の透過割合を増やせば、それに伴って背景光の透過割合が減り、ｘ軸上では光源光のみが透過するので、画像だけが表示される。

＜２．第１の実施形態＞
＜２．１　液晶表示装置の構成＞
　図３は、本発明の第１の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３に示すように、液晶表示装置（「表示装置」ともいう）１０は、駆動制御回路部２０と表示部３０とを備え、モノクロ画像を表示し、透明表示が可能な表示装置である。駆動制御回路部２０は、画像情報信号変換回路２１と、駆動タイミング調整回路２２と、第１液晶パネル駆動回路２３と、第２液晶パネル駆動回路２４と、バックライト光源駆動回路２５とを含む。表示部３０は、第１液晶パネル３１と、第２液晶パネル３２と、白色光を出射するバックライト光源（「表示用発光光源」ともいう）５０とを含む。なお、後述するように、吸収型偏光板（図示しない）が第１液晶パネル３１および第２液晶パネル３２の前面にそれぞれ貼られている。

　画像情報信号変換回路２１は、第１液晶パネル駆動回路２３と第２液晶パネル駆動回路２４とに接続されている。駆動タイミング調整回路２２は、第１液晶パネル駆動回路２３と、第２液晶パネル駆動回路２４と、バックライト光源駆動回路２５とに接続されている。また、第１液晶パネル駆動回路２３は第１液晶パネル３１に接続され、第２液晶パネル駆動回路２４は第２液晶パネル３２に接続され、バックライト光源駆動回路２５はバックライト光源５０に接続されている。なお、第１および第２液晶パネル駆動回路２３、２４はいずれも、後述する液晶パネル上に形成された走査信号線ＧＬを駆動する走査信号線駆動回路（図示しない）と、データ信号線ＳＬを駆動するデータ信号線駆動回路（図示しない）とを含む。

　画像の階調に対応する表示階調値と、当該画像の透明度を示す透明度階調値を含む画像情報信号ＤＡＴが、外部から画像情報信号変換回路２１および駆動タイミング調整回路２２に与えられる。駆動タイミング調整回路２２は当該画像情報信号ＤＡＴに基づいて第１液晶パネル駆動回路２３、第２液晶パネル駆動回路２４、およびバックライト光源駆動回路２５をそれぞれ駆動するためのタイミング制御信号ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３を生成し、タイミング制御信号ＴＳ１を第１液晶パネル駆動回路２３に与え、タイミング制御信号ＴＳ２を第２液晶パネル駆動回路２４に与え、タイミング制御信号ＴＳ３をバックライト光源駆動回路２５に与える。

　画像情報信号変換回路２１は画像情報信号ＤＡＴを与えられれば、画像情報信号ＤＡＴに含まれている透明度階調値に基づいて、バックライト光源５０から出射される光源光と、液晶表示装置の背面側から入射する背景光の選択割合を決める選択比率Ｒを求め、当該選択比率Ｒを第１液晶パネル駆動回路２３に与える。また、画像情報信号ＤＡＴに含まれている表示階調値に応じて画像および背景を階調表示するために、表示階調値と透明度階調値に基づいて透過率Ｔを求め、当該透過率Ｔを第２液晶パネル駆動回路２４に与える。

　第１液晶パネル駆動回路２３は、タイミング制御信号ＴＳ１に基づいて第１液晶パネル３１を駆動し、選択比率Ｒによって決められた割合で画素毎に光源光と背景光を選択して透過させる。第２液晶パネル駆動回路２４は、タイミング制御信号ＴＳ２に基づいて第２液晶パネル３２を駆動し、画素毎に透過率Ｔに応じて光源光と背景光を透過させる。バックライト光源駆動回路２５は、タイミング制御信号ＴＳ３に基づいて光源制御信号ＣＢＬを生成してバックライト光源５０に与える。これにより、バックライト光源５０は、第１および第２液晶パネル３１、３２の駆動状態に合わせて適正なタイミングで、画像情報信号ＤＡＴによって指定された色の光源光を出射する。

　第１液晶パネル３１（およびその前面に貼られた吸収型偏光板）は、バックライト光源５０から出射される光源光と、液晶表示装置の背面側から入射する背景光とを選択比率Ｒによって決められた割合で選択して透過させる。第２液晶パネル３２（およびその前面に貼られた吸収型偏光板）は、透過率Ｔによって決められた割合で光源光と背景光を透過させる。このようにして、液晶表示装置は、第２液晶パネル３２を透過した光源光および背景光によって画像または背景を表示したり、画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

　第１および第２液晶パネル３１、３２の構成について説明する。第１および第２液晶パネル３１、３２はそれぞれ複数個の画素６０を含む。図３に示すように、各画素６０は、走査信号線ＧＬにゲート端子が接続されるとともに対応するデータ信号線ＳＬにソース端子が接続されたスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）６１、および、当該ＴＦＴ６１のドレイン端子に接続された画素電極６２と、複数個の画素６０に共通的に設けられた共通電極６３と、画素電極６２と共通電極６３との間に挟持され、上記複数個の画素６０に共通的に設けられた液晶層（図示しない）とからなる画素容量Ｃｐを含む。画像情報信号ＤＡＴに含まれている表示階調値に応じた信号電圧が画素容量Ｃｐに充電され、当該画素容量Ｃｐ内の液晶層の液晶分子の配向方向が回転される。これにより、画素６０を透過する光の偏光方向が回転され、光源光の選択比率Ｒや透過率Ｔが制御される。なお、図３では、便宜上、第１および第２液晶パネル３１、３２上にそれぞれ１個の画素６０だけを表示したが、実際には複数個の画素６０がマトリクス状に形成されている。

　図４は、本実施形態に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す断面図である。図４に示すように、液晶表示装置は、背面側から前面側に向かって、反射型偏光板４１、導光板３３、第１液晶パネル３１、第１吸収型偏光板４２、第２液晶パネル３２、および第２吸収型偏光板４３がこの順で互いに平行になるように配置されている。画像情報信号ＤＡＴに基づき、画像情報信号変換回路２１によって求められた選択比率Ｒが第１液晶パネル駆動回路２３を介して第１液晶パネル３１に与えられると、第１液晶パネル３１と第１吸収型偏光板４２は当該選択比率Ｒによって決められた割合で光源光と背景光を透過させる。また、画像情報信号変換回路２１によって求められた透過率Ｔが第２液晶パネル駆動回路２４を介して第２液晶パネル３２に与えられると、第２液晶パネル３２と第２吸収型偏光板４３は当該透過率Ｔによって決められた透過率で光源光を透過させるとともに、同じ透過率で背景光も透過させる。そこで、以下の説明では、第１液晶パネル３１と第１吸収型偏光板４２とを合わせて「選択比率調整パネル３５」と呼び、第２液晶パネル３２と第２吸収型偏光板４３とを合わせて「透過率調整パネル３６」と呼び、反射型偏光板４１を「照射板」と呼ぶ場合がある。なお、選択比率Ｒおよび透過率Ｔの求め方については後述する。

　図５はバックライト光源５０の構成を示す図である。バックライト光源５０は、導光板３３の端部に取り付けられている。図５に示すように、バックライト光源５０は、複数個のランプ（「発光デバイス」ともいう）５１が直線状に配列されている。各ランプ５１には例えば、赤色の光を出射する赤色ＬＥＤ（Light Emitting Device）５１ｒと、緑色の光を出射する緑色ＬＥＤ５１ｇと、青色の光を出射する青色ＬＥＤ５１ｂとが１個ずつ設けられている。液晶表示装置１０においてモノクロ画像を表示するために、バックライト光源５０は、これらのＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂを同時に点灯させることにより白色光を出射する。

　以下の説明では、偏光方向が液晶によって９０度回転された光が液晶パネルを透過するように、反射型偏光板４１の透過軸と、第１および第２吸収型偏光板４２、４３の透過軸とが互いに直交するように調整されているとして説明する。なお、偏光方向が液晶によって回転されない光が液晶パネルを透過するようにするためには、反射型偏光板４１の透過軸と、第１および第２吸収型偏光板４２、４３の透過軸とが互いに平行になるように調整すればよい。

＜２．２　液晶表示装置の動作原理＞
　図６は、図４に示す液晶表示装置を光源光だけが透過する場合について、光源光および背景光の偏光状態の変化を示す図である。図７は、図４に示す液晶表示装置を背景光だけが透過する場合について、光源光および背景光の偏光状態の変化を示す図である。なお、図６および図７において、第１偏光成分を水平方向の矢印で表し、第２偏光成分を垂直方向の矢印で表すとする。また、反射型偏光板４１、第１および第２吸収型偏光板４２、４３の各透過軸の方向は、第１偏光成分の透過軸の方向と平行であるとする。また、本明細書では、液晶表示装置に使用される液晶はＴＮ（Twisted Nematic）方式であるとして説明するが、ＶＡ（Vertical Alignment）方式であってもよい。第１および第２液晶パネル３１、３２がオン状態のときには、第１偏光成分は第２偏光成分に変換され、第２偏光成分は第１偏光成分に変換される。

　まず、図６を参照して、バックライト光源５０から出射される光源光を液晶表示装置の前面側に透過させる場合について説明する。バックライト光源５０から偏光方向が互いに直交する第１および第２偏光成分を含む光源光が導光板３３内に入射すると、導光板３３内をその表面で全反射しながら上方に向かって進む。このとき、導光板３３の前面側の表面に形成された散乱体（図示しない）に入射した光源光は反射され、導光板３３の背面から反射型偏光板４１に向けて出射される。光源光に含まれる第１および第２偏光成分のうち、反射型偏光板４１の透過軸と平行な第１偏光成分は反射型偏光板４１を透過して液晶表示装置の背面側に抜けていき、反射型偏光板４１の透過軸と垂直な平行な第２偏光成分は反射型偏光板４１によって反射され、導光板３３を透過して第１液晶パネル３１に入射する。一方、背面側から入射した背景光に含まれる第１および第２偏光成分のうち、反射型偏光板４１の透過軸の方向と平行な第１偏光成分が反射型偏光板４１、導光板３３を透過して第１液晶パネル３１に入射する。このため、第１液晶パネル３１に入射する光源光の第２偏光成分の偏光方向と、背景光の第１偏光成分の偏光方向は互いに直交する。

　第１液晶パネル３１はオン状態であるため、光源光および背景光の各偏光成分は、その偏光方向を回転される。その結果、光源光の第２偏光成分は第１偏光成分に変換され、背景光の第１偏光成分は第２偏光成分に変換され、それぞれ第１液晶パネル３１から出射される。第１吸収型偏光板４２の透過軸は、第１偏光成分の偏光方向と平行であるので、光源光の第１偏光成分は第１吸収型偏光板４２を透過し、第２液晶パネル３２に入射する。しかし、透過軸の方向と直交する背景光の第２偏光成分は、第１吸収型偏光板４２に吸収されるので、第１吸収型偏光板４２を透過することができない。

　第２液晶パネル３２はオフ状態であるため、光源光の第１偏光成分は、その偏光方向を回転されることなく、第２液晶パネル３２を透過する。第２吸収型偏光板４３の透過軸は、第１偏光成分の偏光方向と平行であるので、光源光の第１偏光成分は、さらに第２吸収型偏光板４３を透過して前面側に到達する。その結果、液晶表示装置の前面側にいる観察者は画像だけを視認することができる。

　次に、図７を参照して、背景光を液晶表示装置の前面側に透過させる場合について説明する。光源光および背景光が第１液晶パネル３１に入射するまでの説明は、図６に示す場合と同じなので省略する。図６に示す場合と異なり、第１液晶パネル３１はオフ状態であるため、光源光および背景光の各偏光成分は、その偏光方向を回転されることなく透過する。その結果、第１液晶パネル３１から、光源光の第２偏光成分および背景光の第１偏光成分が出射される。第１吸収型偏光板４２の透過軸は、第１偏光成分の偏光方向と平行であるので、透過軸の方向と直交する光源光の第２偏光成分は第１吸収型偏光板４２によって吸収される。このため、当該第２偏光成分は第１吸収型偏光板４２を透過することができない。しかし、背景光の第１偏光成分は、第１吸収型偏光板４２の透過軸の方向と平行になるので、第１吸収型偏光板４２を透過する。

　第２液晶パネル３２はオフ状態であるため、背景光の第１偏光成分は、その偏光方向を回転されることなく、第２液晶パネル３２を透過する。第２吸収型偏光板４３の透過軸は、第１偏光成分の偏光方向と平行であるので、背景光の第１偏光成分は、さらに第２吸収型偏光板４３を透過して前面側に到達する。その結果、液晶表示装置の前面側にいる観察者は背景だけを視認することができる。

　なお、第１液晶パネル３１に印加される電圧が、図６に示す場合と図７に示す場合の中間の電圧である場合、光源光および背景光は、第１偏光成分と第２偏光成分を印加された電圧に応じた割合で含むようになるので、光源光および背景光の第１偏光成分が前面側に透過する。これにより、液晶表示装置の前面側にいる観察者は、背景に重ねて表示された画像を視認することができる。

＜２．３　液晶表示装置の透過特性＞
　図８は、液晶表示装置１０の透過特性を示す図である。上述のように、液晶表示装置１０は、第１液晶パネル３１によって光源光と背景光の選択比率を調整し、第２液晶パネル３２によって、第１液晶パネル３１から出射される光源光および背景光を前面側に透過させる割合を調整し、画像および背景をそれぞれ階調表示する。図８において、第１液晶パネル３１を透過する光源光と背景光の割合は、図２に示す場合と同様に、斜線上の位置によって決まる。また、第１液晶パネル３１によって選択された光源光と背景光は、第２液晶パネル３２によって前面側に透過する透過割合が決められる。第２液晶パネル３２によって透過割合を決めることは、図８において矢印で示すように、傾きを一定に保った状態で斜線を原点に近づく方向に平行移動させたり、原点から遠ざかる方向に平行移動させたりすることに相当する。

　このように、第１液晶パネル３１によって光源光と背景光の選択割合を示す選択比率の調整を行い、第２液晶パネル３２によって選択された光源光と背景光の前面側への透過割合の調整を行う。これにより、光源光の割合、背景光の割合は、図８のｘ軸、ｙ軸、および斜線によって囲まれた三角形の内部の点のｘ座標およびｙ座標によってそれぞれ表される。図８からわかるように、光源光の割合と背景光の割合の合計値は１以下である。例えば、図８に示す位置の座標は（０．５、０．３）であるので、前面側に透過する光源光の割合は０．５になり、背景光の割合は０．３になる。なお、残りの０．２は光源光も背景光も透過させない非透過分の割合を表している。

　図９は、画像情報信号ＤＡＴに含まれる表示階調値と透明度階調値によって表される画素の表示状態が表示可能範囲内にないときの液晶表示装置１０の調整方法を示す図である。図９に示す光源光の割合は表示階調値とほぼ等しく、背景光の割合は透明度階調値とほぼ等しい。そこで、図３を参照して、表示階調値が０．８、透明度階調値が０．７の場合について説明する。この場合、光源光の割合と背景光の割合の合計値が１よりも大きいので、これらによって表される画素は、図９に示す三角形の内部すなわち表示可能範囲内に含まれない。このため、液晶表示装置１０は、このような表示階調値と透明度階調値によって表される画素を表示することはできない。

　このような画素を表示するためには、表示階調値または透明度階調値のいずれかを調整する必要がある。表示階調値を調整する方法は、透明度階調値を一定値に保った状態で、表示階調値を光源光の透過割合が少なくなる方向に、ｘ軸と平行に斜線上の位置まで移動させる。すなわち、表示階調値を調整する方法は、背景光の割合を一定に保った状態で、斜線上の位置まで光源光の割合を減少させる。これにより、背景光の割合が０．７のままで、光源光の割合を０．４まで減少させることができる。

　また、透明度階調値を調整する方法は、表示階調値を一定値に保った状態で、透明度階調値を背景光の透過割合が少なくなる方向に、ｙ軸と平行に斜線上の位置まで移動させる。すなわち、透明度階調値を調整する方法は、光源光の割合を一定に保った状態で、斜線上の位置まで、背景光の割合を減少させる。これにより、光源光の割合が０．８のままで、背景光の割合を０．３まで減少させることができる。このようにして、いずれかの調整方法によって、表示階調値および透明度階調値を表示可能範囲内に移動させれば、液晶表示装置１０は画像情報信号に基づき調整された画像および背景を表示することができる。

　上記２つの調整方法のうち、透明度階調値を一定値に保った状態で、表示階調値を調整する方法を「透明度階調値優先」といい、表示階調値を一定値に保った状態で、透明度階調値を調整する方法を「表示階調値優先」という。以下に説明する各実施形態では、透明度階調値優先および表示階調値優先によって調整したときに表示される画像および背景について説明する。

　なお、液晶表示装置１０は、光源光と背景光の透過割合を決める第１液晶パネル３１の前面に吸収型偏光板４２が貼られ、背面に反射型偏光板４１が貼られている。このため、第１液晶パネル３１には偏光方向が互いに直交する光源光と背景光が入射する。そこで、第１液晶パネル３１は、それらの偏光方向を回転させることにより、光源光と背景光の選択比率を調整することができる。しかし、前面に反射型偏光板が貼られ、背面に吸収型偏光板が貼られた液晶パネルは、背景光を透過させたり、遮断したりするシャッタ機能を有するが、光源光と背景光の選択比率を調整することはできない。このため、２枚の液晶パネルを含む液晶表示装置であっても、第１液晶パネル３１の代わりに、このような液晶パネルを配置した液晶表示装置には本発明を適用することができない。

＜２．４　透明度階調値優先の場合＞
＜２．４．１　選択比率および透明度の求め方＞
　液晶表示装置は、外部から与えられる画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって表される画素が表示可能範囲内にないとき、透明度階調値を一定値に保った状態で、表示階調値を調整する透明度階調値優先と、表示階調値を一定値に保った状態で、透明度階調値を調整する表示階調値優先の２つの調整方法がある。そこで、これら２つの方法によって、選択比率Ｒと透過率Ｔを求める方法を順に説明する。

　まず、透明度階調値優先で調整する場合について説明する。図１０は、画像情報信号に含まれる画素毎の表示階調値と透明度階調値を示す図である。図１０に示すように、画像情報信号に含まれる表示階調値Ｇｌは０≦Ｇｌ≦１の範囲の値であり、透明度階調値Ｇｔは０≦Ｇｔ≦１の範囲の値である。

　また、選択比率Ｒは、選択比率調整パネル３５において光源光と背景光の選択割合を示し、０≦Ｒ≦１の範囲の値である。透過率Ｔは、選択比率調整パネル３５を透過した光源光または背景光が透過率調整パネル３６を透過する透過割合を示し、０≦Ｔ≦１の範囲の値である。

　表示階調値Ｇｌおよび透明度階調値Ｇｔと、選択比率Ｒおよび透過率Ｔとの関係は、次式（１）および式（２）に示すように、
　　　Ｇｌ＝Ｒ×Ｔ　…（１）
　　　Ｇｔ＝（１－Ｒ）×Ｔ　…（２）
式（１）および式（２）から、ＲおよびＴはそれぞれ次式（３）および式（４）のように表される。
　　　Ｒ＝Ｇｌ／（Ｇｌ＋Ｇｔ）　…（３）
　　　Ｔ＝Ｇｌ＋Ｇｔ　…（４）
このとき、選択比率調整パネル３５または透過率調整パネル３６によって吸収され、透過できない光源光と背景光の割合（非透過分）Ｇｎは次式（５）によって表される。
　　　Ｇｎ＝１－Ｇｌ－Ｇｔ　…（５）

　液晶表示装置は、選択比率調整パネル３５によって、背景光（ほぼ透明度階調値と等しい）と、光源光（ほぼ表示階調値と等しい）を選択する構成であるので、画像または背景を表示するためには次式（６）を満たさなければならない。
　　　Ｇｌ＋Ｇｔ≦１　…（６）

　このため、式（６）を満たさない場合、すなわちＧｌ＋Ｇｔ＞１の場合には、透明度階調値Ｇｔを優先し、表示階調値Ｇｌを小さくなるように調整する。調整後の表示階調値をＧｌ’と表すと、表示階調値Ｇｌ’と透明度階調値Ｇｔの関係は次式（７）によって表され、式（７）は式（６）の範囲に含まれるので、画像または背景が表示可能な状態になる。
　　　Ｇｌ’＋Ｇｔ＝１　…（７）

　このように、表示階調値としてＧｌ’を使用し、さらに式（７）を利用して式（３）および（４）を変形することにより、選択比率Ｒおよび透過率Ｔはそれぞれ次式（８）および次式（９）によって表される。
　　　Ｒ＝Ｇｌ’／（Ｇｌ’＋Ｇｔ）＝１－Ｇｔ　…（８）
　　　Ｔ＝Ｇｌ’＋Ｇｔ＝１　…（９）

　このとき、光源光および背景光のうち、液晶表示装置の前面側に透過できない非透過分Ｇｎは、式（５）から次式（１０）によって表される。
　　　Ｇｎ＝１－Ｇｌ’－Ｇｔ　…（１０）

　上記のように、（Ｇｌ＋Ｇｔ）が１以下であるのか否かによって選択比率Ｒおよび透過率Ｔの値が異なる。すなわち、Ｇｌ＋Ｇｔ≦１である場合には、選択比率Ｒおよび透過率Ｔはそれぞれ式（３）および式（４）によって表され、Ｇｌ＋Ｇｔ＞１である場合には、選択比率Ｒおよび透過率Ｔはそれぞれ式（８）および式（９）によって表される。

　次に、選択比率Ｒおよび透過率Ｔの求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図１１は、本実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率Ｒおよび透過率Ｔを求めるための手順を示すフローチャートである。

　図１１に示すように、まずステップＳ１０１において、表示階調値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔが上記式（６）を満たすか否かを判定する。判定の結果、式（６）を満たすと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、選択比率Ｒおよび透過率Ｔをそれぞれ式（３）および（４）によって求め、処理を終了する。

　また、ステップＳ１０１における判定の結果、式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、選択比率Ｒおよび透過率Ｔをそれぞれ式（８）および（９）によって求め、処理を終了する。これにより、（Ｇｌ＋Ｇｔ）が１以下であるのか否かにかかわらず、透明度階調値優先の場合の選択比率Ｒおよび透過率Ｔを求めることができる。

＜２．４．２　表示状態＞
　バックライト光源５０から出射される光源光が単色光（例えば白色光）の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、透明度階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図１２は、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図１２では、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が、状態Ｐ１１～Ｐ１５の５段階で表示されている。具体的には、状態Ｐ１１から状態Ｐ１５まで、透明度階調値Ｇｔは「０」、「０．２」、「０．４」、「０．７」、「１」の順に変化し、表示階調値Ｇｌはいずれの状態の場合も「０．６」であるとする。以下、状態Ｐ１１～Ｐ１５について順に説明する。なお、この場合に表示される画像はモノクロである。

　状態Ｐ１１では、表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「０」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ１０３に進み、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒは１、透過率Ｔは０．６になる。このため、式（１）および式（２）から、画像を表す表示階調値Ｇｌは「０．６」、背景を表す透明度階調値Ｇｔは「０」になり、非透過分Ｇｎは式（５）から０．４になる。その結果、画像だけが表示される。

　状態Ｐ１２では、表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「０．２」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ１０３に進み、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒは０．７５、透過率Ｔは０．８になる。このため、式（１）および式（２）から画像を表す表示階調値Ｇｌは０．６、背景を表す透明度階調値Ｇｔは「０．２」になり、非透過分Ｇｎは式（５）から「０．２」になる。その結果、画像が表示されるとともに、背景も透けて見える。

　状態Ｐ１３では、表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「０．４」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」と判定されるので、ステップＳ１０３に進み、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒは「０．６」、透過率Ｔは「１」になる。このため、式（１）および式（２）から画像を表す表示階調値Ｇｌは「０．６」、背景を表す透明度階調値Ｇｔは「０．４」になり、非透過分Ｇｎは式（５）から０になる。その結果、画像が表示されるとともに、背景も透けて見える。

　状態Ｐ１４では、表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「０．７」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ１０５に進み、式（８）および式（９）から選択比率Ｒは「０．３」、透過率Ｔは「１」になる。このため、式（１）および式（２）から画像を表す表示階調値Ｇｌは「０．３」、背景を表す透明度階調値Ｇｔは「０．７」になり、非透過分Ｇｎは式（１０）から０になる。その結果、画像が表示されるとともに、背景も透けて見える。

　状態Ｐ１５では、表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ１０５に進み、式（８）および式（９）から選択比率Ｒは「０」、透過率Ｔは「１」になる。このため、式（１）および式（２）から画像を表す表示階調値Ｇｌは「０」、背景を表す透明度階調値Ｇｔは「１」になり、非透過分Ｇｎは式（１０）から「０」になる。その結果、背景だけが透けて見える。

＜２．５　表示階調値優先の場合＞
＜２．５．１　選択比率および透明度の求め方＞
　次に、表示階調値優先の場合について説明する。透明度階調値優先について説明した場合と同様に、表示階調値優先の場合も、画像情報信号に含まれる表示階調値Ｇｌは０≦Ｇｌ≦１の範囲の値であり、透明度階調値Ｇｔは０≦Ｇｔ≦１の範囲の値である。また、選択比率調整パネル３５の光源光と背景光の選択比率Ｒは０≦Ｒ≦１の範囲の値であり、選択比率調整パネル３５を透過した光が透過率調整パネル３６を透過する透過率Ｔは０≦Ｔ≦１の範囲の値である。

　表示階調値優先の場合も、透明度階調値優先の場合と同様にして、液晶表示装置は、式（６）を満たす必要がある。この場合、選択比率Ｒおよび透過率Ｔは式（３）および式（４）によって求められ、非透過分は式（５）によって求められる。

　一方、式（６）を満たさない場合、すなわちＧｌ＋Ｇｔ＞１の場合には、表示階調値Ｇｌを優先し、透明度階調値Ｇｔを小さくなるように調整する。調整後の透明度階調値をＧｔ’と表すと、表示階調値Ｇｌと調整後の透明度階調値Ｇｔ’の関係は式（１１）によって表され、式（６）の範囲に含まれるので、表示可能な状態になる。
　　　Ｇｌ＋Ｇｔ’＝１　…（１１）

　このように、透明度階調値として調整後の透明度階調値Ｇｔ’を使用し、さらに式（１１）を利用して式（３）および式（４）を変形することにより、式（３）および式（４）はそれぞれ次式（１２）および式（１３）によって表される。
　　　Ｒ＝Ｇｌ／（Ｇｌ＋Ｇｔ’）＝Ｇｌ　…（１２）
　　　Ｔ＝Ｇｌ＋Ｇｔ’＝１　…（１３）

　このとき、非透過分Ｇｎは、式（１４）によって表される。
　　　Ｇｎ＝１－Ｇｌ－Ｇｔ’…（１４）
　上記のように、（Ｇｌ＋Ｇｔ）が１以下であるのか否かによって選択比率Ｒおよび透過率Ｔの値が異なる。すなわち、Ｇｌ＋Ｇｔ≦１である場合には、選択比率Ｒおよび透過率Ｔはそれぞれ式（３）および式（４）によって表され、Ｇｌ＋Ｇｔ＞１である場合には、選択比率Ｒおよび透過率Ｔはそれぞれ式（１２）および式（１３）によって表される。

　次に、選択比率Ｒおよび透過率Ｔの求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図１３は、本実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率Ｒおよび透過率Ｔを求めるための手順を示すフローチャートである。なお、図１３に示すステップのうち、図１１に示すステップと同じステップには同じ参照符号を付す。

　図１３に示すように、まずステップＳ１０１において、表示階調値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔが上記式（６）を満たすか否かを判定する。判定の結果、上式（６）を満たすと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、選択比率Ｒおよび透過率Ｔをそれぞれ式（３）および（４）によって求め、その後処理を終了する。

　また、ステップＳ１０１における判定の結果、上式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、選択比率Ｒおよび透過率Ｔをそれぞれ式（１２）および（１３）によって求め、その後処理を終了する。これにより、（Ｇｌ＋Ｇｔ）が１以下であるのか否かにかかわらず選択比率Ｒおよび透過率Ｔを求めることができる。

＜２．５．２　表示状態＞
　バックライト光源５０から出射される光源光が単色光（例えば白色光）の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、表示階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図１４は、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図１４では、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が、状態Ｐ２１～Ｐ２５の５段階で表示されている。具体的には、状態Ｐ２１から状態Ｐ２５まで、透明度階調値Ｇｔが「０」、「０．２」、「０．４」、「０．７」、「１」の順に変化し、表示階調値Ｇｌはいずれの場合も「０．６」であるとする。以下、状態Ｐ２１～Ｐ２５について説明する。なお、この場合に表示される画像はモノクロである。

　状態Ｐ２１～Ｐ２３における表示階調値Ｇｌ、透明度階調値Ｇｔおよび非透過分Ｇｎは、透明度階調値優先の状態Ｐ１１～Ｐ１３の場合とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。

　状態Ｐ２４では、表示階調値Ｇｌが「０．６」、透明度階調値Ｇｔが「０．７」である。ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ１１３に進み、式（１２）および式（１３）から選択比率Ｒは「０．６」、透過率Ｔは「１」になる。このため、式（１）および式（２）から表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値Ｇｔは「０．４」になり、非透過分Ｇｎは式（１５）から０になる。その結果、画像が表示されるとともに、背景も透けて見える。

　状態Ｐ２５では、表示階調値Ｇｌが「０．６」、透明度階調値Ｇｔが「１」である。そこで、ステップＳ１０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ１１３に進み、式（１２）および式（１３）から選択比率Ｒは「０．６」、透過率Ｔは「１」になる。このため、式（１）および式（２）から表示階調値Ｇｌは「０．６」、透明度階調値は「０．４」になり、非透過分Ｇｎは式（１５）から０になる。その結果、透明度階調値優先の場合と異なり、画像が表示されるとともに、背景も透けて見える。

＜２．６　効果＞
　本実施形態によれば、モノクロ画像を表示する液晶表示装置において、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したり、表示階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したりすることができる。これにより、液晶表示装置は、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にあるか否かにかかわらず、モノクロの画像を表示したり、背景を透けて見えるようにしたり、モノクロの画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

＜２．７　変形例＞
　図１５は、図５に示すバックライト光源５０の変形例に係るバックライト光源５５の構成を示す図である。図１５に示すように、バックライト光源５５も、複数個のランプ（「発光デバイス」ともいう）５６が直線状に配列されている。しかし、各ランプ５６には、それぞれ白色の光を出射する白色ＬＥＤ５６ｗが１個ずつ配置されている。このため、バックライト光源５５を導光板３３の端部に取り付け、各白色ＬＥＤ５６ｗを点灯させることにより、バックライト光源５５の各ランプ５６から白色光が出射され、液晶表示装置１０はモノクロ画像を表示することができる。

＜３．第２の実施形態＞
　本実施形態に係る液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー画像を表示する。このため、液晶表示装置の構成は、バックライト光源５０の駆動方法を除いて第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同じ構成である。

　バックライト光源５０は、第１の実施形態において説明したように、複数個のランプ５１が直線状に配列されている。各ランプ５１には例えば、赤色の光を出射する赤色ＬＥＤ（Light Emitting Device）５１ｒと、緑色の光を出射する緑色ＬＥＤ５１ｇと、青色の光を出射する青色ＬＥＤ５１ｂとが１個ずつ設けられている。このため、カラー画像を表示する場合には、バックライト光源５０は、各色のＬＥＤ５１ｒ、５１ｂ、５１ｂを時分割して高速で順に点灯させる。これにより、バックライト光源５０から出射された赤色、緑色および青色の光は、第１液晶パネル３１の背面に順に照射され、液晶表示装置はカラー画像を表示することができる。

＜３．１　透明度階調値優先の場合＞
＜３．１．１　選択比率および透明度の求め方＞
　まず、透明度階調値優先で調整する場合について説明する。図１６は、画像情報信号に含まれる画素毎の表示階調値と透明度階調値を示す図である。図１６に示すように、画像情報信号に含まれる透明度階調値Ｇｔは０≦Ｇｔ≦１の範囲の値であり、各フィールドの表示階調値Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２は、それぞれ０≦Ｇｌ０≦１、０≦Ｇｌ１≦１、０≦Ｇｌ２≦１の範囲の値である。なお、以下の説明では、各フィールドの表示階調値Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２はそれぞれ赤色フィールド、緑色フィールド、青色フィールドの表示階調値であるとして説明するが、これらの対応関係は固定されたものではなく、それぞれ異なる色のフィールドの表示階調値であってもよい。

　各フィールドの表示階調値Ｇｌ０～Ｇｌ２の平均値（表示階調平均値）Ｇｌは、次式（２１）で表される。
　　　　Ｇｌ＝（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋Ｇｌ２）／３　…（２１）
また、本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、選択比率Ｒは０≦Ｒ≦１の範囲の値であり、透過率Ｔは０≦Ｔ≦１の範囲の値である。

　表示階調平均値Ｇｌおよび透明度階調値Ｇｔと、選択比率Ｒおよび透過率Ｔとの関係は以下のようになる。このとき、各フィールドの透明度を最大にしたときの透明度階調値Ｇｔは１であるので、
　　　　Ｇｌ０＝Ｒ０×Ｔ０　…（２２ａ）
　　　　Ｇｌ１＝Ｒ１×Ｔ１　…（２２ｂ）
　　　　Ｇｌ２＝Ｒ２×Ｔ２　…（２２ｃ）
　　　　Ｇｔ＝｛（１－Ｒ０）×Ｔ０＋（１－Ｒ１）×Ｔ１＋（１－Ｒ２）×Ｔ３｝／３
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２３）

　まず、Ｇｌ＋Ｇｔ＞１の場合について説明する。この場合、基礎検討において説明したように、画像および背景のいずれも表示することができない。そこで、透明度階調値を優先することにより画像および背景を表示可能な状態にする。透明度階調値優先では、透明度階調値Ｇｔの値を変えることなく、表示階調平均値Ｇｌの値を小さくなるように調整し、調整後の表示階調平均値Ｇｌ’とする。これにより、Ｇｌ’＋Ｇｔ＝１になるので、画像および背景の表示が可能な状態になる。

　透明度階調値優先による調整方法を以下に説明する。色バランスを保持しつつ、輝度を低下させる。輝度を低下させた後の各フィールドにおける表示階調値Ｇｌ０’、Ｇｌ１’Ｇｌ２’、輝度を低下させる比率α（α＜１）としたとき、
　　　　Ｇｌ０’＝Ｇｌ０×α　…（２４ａ）
　　　　Ｇｌ１’＝Ｇｌ１×α　…（２４ｂ）
　　　　Ｇｌ２’＝Ｇｌ２×α　…（２４ｃ）
一方、Ｇｌ’＋Ｇｔ＝１であるので、
　　　　Ｇｌ’＋Ｇｔ＝（Ｇｌ０’＋Ｇｌ１’＋Ｇｌ２’）／３＋Ｇｔ＝１　…（２５）
式（２５）に式（２３）および式（２４ａ）～式（２４ｃ）を代入すると、
　　　　Ｔ０＋Ｔ１＋Ｔ２＝３　…（２６）
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３はいずれも０≦Ｔ１≦１、０≦Ｔ２≦１、０≦Ｔ３≦１であるので、式（２６）から、
　　　　Ｔ０＝Ｔ１＝Ｔ２＝１　…（２７）

　式（２５）に式（２４ａ）～式（２４ｃ）を代入すれば、
　　　　Ｇｔ＋α／３×（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋Ｇｌ２）＝１　…（２８）
式（２８）をαについて解けば、
　　　　α＝３×（１－Ｇｔ）／（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋Ｇｌ２）　…（２９）
式（２２ａ）～式（２２ｃ）に式（２７）を代入し、Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２をそれぞれＧｌ０’、Ｇｌ１’、Ｇｌ２’に置き換えると、
　　　　Ｒ０＝Ｇｌ０’　…（３０ａ）
　　　　Ｒ１＝Ｇｌ１’　…（３０ｂ）
　　　　Ｒ２＝Ｇｌ２’　…（３０ｃ）

　式（３０ａ）～式（３０ｂ）に、式（２４ａ）～式（２４ｃ）および式（２９）を代入すれば、
　　　　Ｒ０＝３×（１－Ｇｔ）×Ｇｌ０／（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋ｇｌ２）　…（３１ａ）
　　　　Ｒ１＝３×（１－Ｇｔ）×Ｇｌ１／（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋ｇｌ２）　…（３１ｂ）
　　　　Ｒ２＝３×（１－Ｇｔ）×Ｇｌ２／（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋ｇｌ２）　…（３１ｃ）

　次に、Ｇｌ＋Ｇｔ≦１の場合について説明する。以下では、まず透過率Ｔ０、選択比率Ｒ０を決定し、次に透過率Ｔ１、選択比率Ｒ１を決定し、最後に透過率Ｔ２、選択比率Ｒ２を決定するとして説明するが、決定する順序は適宜変更してもよい。

　まず、透過率Ｔ０および選択比率Ｒ０を決定する。フィールド０のみで必要な透明度階調値Ｇｔ０は式（２３）により、
　　　　Ｇｔ０＝Ｇｔ＝｛（１－Ｒ０）×Ｔ０｝／３　…（３２）
式（３２）と式（２２ａ）から、Ｔ０およびＲ０は以下のようになる。
　　　　Ｔ０＝３ＧＴ＋Ｇｌ０　…（３３）
　　　　Ｒ０＝Ｇｌ０／（３Ｇｔ＋Ｇｌ０）　…（３４）

　次に、透過率Ｔ１および選択比率Ｒ１を決定する。まず、Ｔ０≦１のときについて説明する。フィールド０で透明度階調値が満たされているので、式（２３）から、
　　　　（１－Ｒ１）×Ｔ１＝０　…（３５）
式（３５）と式（２２ｂ）とから、
　　　　Ｒ１＝１　…（３６）
　　　　Ｔ１＝Ｇｌ１　…（３７）

　同様にして、
　　　　Ｒ２＝１　…（３８）
　　　　Ｔ２＝Ｇｌ２　…（３９）

　次に、Ｔ０＞１のときについて説明する。Ｔ０は「１」よりも大きくなれないので、Ｔ０が最大になるようにする。その結果、
　　　　Ｔ０＝１　…（４０）
このとき、式（２２ａ）および式（３２）からそれぞれ、
　　　　Ｒ０＝Ｇｌ０　…（４１）
　　　　Ｇｔ０＝（１－Ｇｌ０）／３　…（４２）

　この場合、フィールド０だけでは必要な透明度階調値Ｇｔを満たすことができないので、フィールド１で分担可能な透明度階調値をＧｔ１とし、フィールド１で残りの透明度階調値を満たすようにすると、式（２３）から、
　　　　Ｇｔ１＝Ｇｔ－Ｇｔ０＝｛（１－Ｒ１）×Ｔ１｝／３　…（４３）
式（４３）に式（２２ｂ）を代入すれば、
　　　　Ｔ１＝Ｇｌ１＋３Ｇｔ１＝Ｇｌ１＋３（Ｇｔ－Ｇｔ０）　…（４４）
また、式（２２ｂ）に式（４４）を代入すれば、
　　　　Ｒ１＝Ｇｌ１／Ｔ１＝Ｇｌ１／｛Ｇｌ１＋３×（Ｇｔ－Ｇｔ０）｝　…（４５）

　最後に、透過率Ｔ２および選択比率Ｒ２を決定する。まず、Ｔ１≦１の場合について説明する。フィールド０、１において透明度階調値は満たされているので、式（２３）から、
　　　　（１－Ｒ２）×Ｔ２＝０　すなわち　Ｒ２＝１　…（４６）
式（２２ｃ）に式（４６）を代入し、
　　　　Ｔ２＝Ｇｌ２　…（４７）

　次に、Ｔ１＞１の場合について説明する。Ｔ１は「１」よりも大きくなれないので、Ｔ１が最大になるようにする。その結果、
　　　　Ｔ１＝１　…（４８）
このとき、式（２２ｂ）および式（２３）からそれぞれ、
　　　　Ｒ１＝Ｇｌ１　…（４９）
　　　　Ｇｔ１＝（１－Ｇｌ１）／３　…（５０）

　この場合、フィールド０および１だけでは必要な透明度階調値Ｇｔを満たすことができないので、フィールド２で分担可能な透明度階調値をＧｔ２とし、フィールド２で残りの透明階調を満たすようにすると、式（２３）から、
　　　　Ｇｔ２＝Ｇｔ－（Ｇｔ０＋Ｇｔ１）＝｛（１－Ｒ２）×Ｔ２｝／３　…（５１）
式（５１）に式（２２ｃ）を代入すれば、
　　　　Ｇｔ２＝（Ｔ２－Ｇｌ２）／３　…（５２）
式（５２）をＴ２について解けば、
　　　　Ｔ２＝Ｇｌ２＋３Ｇｔ２＝Ｇｌ２＋３｛（Ｇｔ－（Ｇｔ０＋Ｇｔ１）｝
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５３）
また、式（２２ｃ）に式（５３）を代入し、
　　　Ｒ２＝Ｇｌ２／Ｔ２＝Ｇｌ２／｛Ｇｌ２＋３｛（Ｇｔ－（Ｇｔ０＋Ｇｔ１））｝｝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５４）

＜３．１．２　フローチャート＞
　次に、各フィールドにおける選択比率Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、および透過率Ｔの求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図１７および図１８は、本実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、および透過率Ｔを求めるための手順を示すフローチャートである。

　図１７および図１８に示すように、まずステップＳ２０１において、表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が上記式（６）を満たすか否かを判定する。表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が式（６）を満たすと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、フィールド０における選択比率Ｒ０および透過率Ｔ０をそれぞれ式（３３）および式（３４）によって求める。

　ステップＳ２０５では、フィールド０の透過率が「１」よりも大きいか否かを判定する。その結果、「１」よりも小さいと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ２０７に進み、フィールド１における選択比率Ｒ１および透過率Ｔ１と、フィールド２における選択比率Ｒ２および透過率Ｔ２をそれぞれ式（３６）～式（３９）によって求め、処理を終了する。

　一方、ステップＳ２０５において、フィールド０の透過率が「１」よりも大きいと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、ステップＳ２０３で求めた透過率Ｔ０を式（４０）によって求めた透過率Ｔ０に変更し、選択比率Ｒ０を式（４１）によって求めた選択比率Ｒ０に変更する。ステップＳ２１１では、フィールド１における透過率Ｔ１を式（４４）によって求め、選択比率Ｒ１を式（４５）によって求める。

　ステップＳ２１３では、ステップＳ２１１において求めた透過率Ｔ１が「１」よりも大きいか否かを判定する。その結果、透過率Ｔ１は「１」よりも小さいと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５では、フィールド２における選択比率Ｒ２を式（４６）で表し、透過率Ｔ２を式（４７）で表し、処理を終了する。

　一方、ステップＳ２１３において、ステップＳ２１１において求めた透過率Ｔ１が「１」よりも大きいと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１７では、ステップＳ２１１で求めた透過率Ｔ１を式（４８）で表される透過率Ｔ１に変更し、選択比率Ｒ１を式（４９）で表される選択比率Ｒ１に変更する。ステップＳ２１９では、フィールド２における透過率Ｔ２を式（５３）で表される透過率Ｔ２とし、選択比率Ｒ２を式（５４）で表される透過率Ｔ２とし、処理を終了する。

　一方、ステップＳ２０１において、判定の結果、式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ２２１に進む。ステップＳ２２１では、各フィールド０～２における透過率Ｔ０～Ｔ２を式（２７）によって求め、選択比率Ｒ０～Ｒ２をそれぞれ式（３１ａ）～式（３１ｃ）によって求め、処理を終了する。

　これにより、（Ｇｌ＋Ｇｔ）が１以下の場合だけでなく、「１」よりも大きい場合についても、透明度階調値優先によって、各フィールド０～２における選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２をそれぞれ求めることができる。

＜３．１．３　画像情報信号変換回路の機能ブロック図＞
　図１９は、図３に示す駆動制御回路部２０に含まれる画像情報信号変換回路２１を機能によって表す機能ブロック図である。図１９に示すように、画像情報信号変換回路２１は、透明階調／ＲＧＢ階調分離部７１と、表示可能範囲判定部７２ａ、７４ａ、７６ａと、各表示可能範囲判定部７２ａ、７４ａ、７６ａのそれぞれに対応して設けられた各フィールド階調出力部７２ｂ、７４ｂ、７７ｂと、各フィールド階調修正演算部７３ａ、７５ａ、７７ａと、各フィールド階調修正演算部７３ａ、７５ａ、７７ａのそれぞれに対応して設けられた各フィールド階調出力部７３ｂ、７５ｂ、７７ｂとを含む。

　外部から透明階調／ＲＧＢ階調分離部７１に画像情報信号ＤＡＴが与えられると、透明階調／ＲＧＢ階調分離部７１は、画像情報信号ＤＡＴから透明度階調値Ｇｔと、表示階調値Ｇｌとを分離し、それらを表示可能範囲判定部７２ａに与える。表示可能範囲判定部７２は、透明度階調値Ｇｔと表示階調値Ｇｌから求めた表示階調平均値Ｇｌとの和が１よりも小さいか否か、すなわち表示可能範囲にあるか否かを判定する。これは、図１７に示すステップ２０１に対応する。表示可能範囲判定部７２は、表示可能範囲内にないと判定した場合には、各フィールドの選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２を求め、それらを第０～第２フィールド階調出力部７２ｂに出力する。これはステップＳ２２１に対応する。第０～第２フィールド階調出力部７２ｂは、与えられた各フィールドの選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２を、それぞれ第１液晶パネル駆動回路２３および第２液晶パネル駆動回路２４に出力する。

　また、表示可能範囲判定部７２ａによって、表示可能範囲内であるとされた場合には、第０フィールド階調修正演算部７３ａにおいて、第０フィールドの選択比率Ｒ０および透過率Ｔ０を求め、それらを第０フィールド階調出力部７３ｂに出力する。これはステップＳ２０３に対応する。第０フィールド階調出力部７３ｂは、与えられた各フィールドの選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２を、それぞれ第１液晶パネル駆動回路２３および第２液晶パネル駆動回路２４に出力する。

　次に、表示可能範囲判定部７４ａは、第０フィールドにおける透過率Ｔ０が１よりも大きいか否かを判定する。これは、ステップＳ２０５に対応する。判定の結果、透過率Ｔ０が１よりも小さいと判定した場合には、第１および第２フィールドの各フィールドの選択比率Ｒ１、Ｒ２および透過率Ｔ１、Ｔ２を求め、それらを第１、２フィールド階調出力部７４ｂに出力する。これはステップＳ２０７に対応する。第１、２フィールド階調出力部７４ｂは、与えられた各フィールドの選択比率Ｒ１、Ｒ２および透過率Ｔ１、Ｔ２を、それぞれ第１液晶パネル駆動回路２３および第２液晶パネル駆動回路２４に出力する。

　表示可能範囲判定部７４ａによって、第０フィールドにおける透過率Ｔ０が１よりも大きいと判定された場合には、第１フィールド階調修正演算部７５ａにおいて、第１フィールドの選択比率Ｒ１および透過率Ｔ１を求め、それらを第１フィールド階調出力部７５ｂに出力する。これはステップＳ２１１に対応する。第１フィールド階調出力部７５ｂは、与えられた第１フィールドの選択比率Ｒ１および透過率Ｔ１を、それぞれ第１液晶パネル駆動回路２３および第２液晶パネル駆動回路２４に出力する。

　次に、表示可能範囲判定部７６ａは、第１フィールドにおける透過率Ｔ１が１よりも大きいか否かを判定する。これは、ステップ２１３に対応する。判定の結果、透過率Ｔ１が１よりも小さいと判定した場合には、第２フィールドの選択比率Ｒ２および透過率Ｔ２を求め、それらを第２フィールド階調出力部７７ｂに出力する。これは、ステップＳ２１５に対応する。一方、透過率Ｔ１が１よりも大きいと判定した場合には、第２フィールド階調修正演算部７７ａにおいて、第２フィールドの選択比率Ｒ２および透過率Ｔ２を求め、それらを第２フィールド階調出力部７７ｂに出力する。これは、ステップＳ２１９に対応する。第２フィールド階調出力部７７ｂは、表示可能範囲判定部７６ａまたは第２フィールド階調修正演算部７７ａのいずれかから与えられた第２フィールドの選択比率Ｒ２および透過率Ｔ２を、それぞれ第１液晶パネル駆動回路２３および第２液晶パネル駆動回路２４に出力する。
このようにして、画像情報信号変換回路２１は、各フィールドの選択比率Ｒ０～Ｒ１および透過率Ｔ０～Ｔ２を求めることができる。

＜３．１．４　表示状態＞
　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、透明度階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図２０は、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図２０では、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が、状態Ｐ３１～Ｐ３５の５段階で表示されている。具体的には、状態Ｐ３１から状態Ｐ３５まで、透明度階調値Ｇｔは「０」、「０．１」、「０．２」、「０．７」、「１」の順に変化する。また、透明度階調値Ｇｔの値にかかわらず、フィールド０～２における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」とする。これにより、フィールド０～２における表示階調平均値Ｇｌは、式（２１）により「０．３３」である。以下、状態Ｐ３１～Ｐ３５について順に説明する。

　状態Ｐ３１では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ２０３に進む。フィールド０において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ０は「１」、透過率Ｔ０は「０．６」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０」になり、非透過分Ｇｎ０は式（５）から「０．４」になる。その結果、フィールド０では画像だけが表示される。

　フィールド１において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ１は「１」、透過率Ｔ１は「０．３」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ１は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ１は「０」になり、非透過分Ｇｎ１は式（５）から「０．７」になる。その結果、フィールド１でも画像だけが表示される。

　フィールド２において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ２は「１」、透過率Ｔ２は「０．１」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は式（５）から「０．９」になる。その結果、フィールド２でも画像だけが表示される。

　状態Ｐ３２では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０．１」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ２０３に進む。各フィールド０～２における選択比率および透過率の求め方は、状態Ｐ３１において説明した選択比率および透過率の求め方と同様であるので、以下では結果だけを説明する。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．３」になり、非透過分Ｇｎ０は「０．１」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０」になり、非透過分Ｇｎ１は「０．７」になる。その結果、フィールド１では画像だけが表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は「０．９」になる。その結果、フィールド２でも画像だけが表示される。

　状態Ｐ３３では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０．２」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ２０３に進む。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．４」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．２」になり、非透過分Ｇｎ１は「０．５」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は「０．９」になる。その結果、フィールド２では画像だけが表示される。

　状態Ｐ３４では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０．７」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２２１に進む。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．５４」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．４６」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．２７」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．７３」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．０９」、透明度階調値Ｇｔ２は「０．９１」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも画像と背景が重ねて表示される。

　状態Ｐ３５では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２２１に進む。各フィールド０～２における各表示階調値Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２はいずれも「０」であり、各透明度階調値Ｇｔ０、Ｇｔ１、Ｇｔ２はいずれも「１」になる。その結果、各フィールド０～２では、いずれも背景だけが表示される。

＜３．２　表示階調値優先の場合＞
＜３．２．１　選択比率および透明度の求め方＞
　透明度階調値Ｇｔ、表示階調値Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２、選択比率Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、および透過率Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２の取り得る値の範囲、およびそれらの関係は、透明度階調値優先の場合と同じであるので、それらの説明を省略する。

　まず、Ｇｌ＋Ｇｔ＞１の場合について説明する。この場合、基礎検討において説明したように、画像および背景のいずれも表示することができない。そこで、表示階調値を優先することにより画像および背景を表示可能な状態にする。表示階調値優先では、表示階調平均値Ｇｌの値を変えることなく、透明度階調値Ｇｔの値を小さくし透明度階調値Ｇｔ’とする。これにより、
　　Ｇｌ＋Ｇｔ’＝１　…（６１）
式（６１）を次式（６２）に代入し、
　　Ｇｌ＋Ｇｔ’＝（Ｇｌ０＋Ｇｌ１＋Ｇｌ２）／３＋Ｇｔ’＝１　…（６２）
式（６２）に、式（２２ａ）～式（２２ｂ）および式（２３）を代入して整理すると、
　　Ｔ０＋Ｔ１＋Ｔ２＝３　…（６３）
０≦Ｔ０≦１、０≦Ｔ１≦１、０≦Ｔ２≦１であるので、
　　Ｔ０＝Ｔ１＝Ｔ２＝１　…（６４）

　表示階調値は変更しないので、Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２も変更されない。したがって、式（２２ａ）～式（２２ｂ）に式（６４）を代入すれば、
　　　　Ｒ０＝Ｇｌ０　…（６５ａ）
　　　　Ｒ１＝Ｇｌ１　…（６５ｂ）
　　　　Ｒ２＝Ｇｌ２　…（６５ｃ）
なお、Ｇｌ＋Ｇｔ≦１の場合は、透明度階調値優先の場合と同じであるので、その説明を省略する。

＜３．２．２　フローチャート＞
　次に、各フィールドにおける選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２の求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図２１および図２２は、本実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率Ｒ０～Ｒ３および透過率Ｔ０～Ｔ３を求めるための手順を示すフローチャートである。

　図２１および図２２に示すように、ステップＳ２０１において、表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が上記式（６）を満たすか否かを判定する。判定の結果、式（６）を満たすと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ２０３に進む。このステップＳ２０３に続くステップにおける処理は、透明度階調値優先におけるステップＳ２０３からステップＳ２１９までの各処理と同一である。そこで、透明度階調値優先における処理を行うステップと同じ処理を行うステップには同じ参照符号を付してその説明を省略する。

　一方、ステップＳ２０１において、式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ２３１に進む。ステップＳ２３１では、各フィールド０～２における透過率Ｔ０～Ｔ２を式（２７）によって求め、各選択比率Ｒ０～Ｒ２をそれぞれ式（６５ａ）～式（６５ｃ）によって求める。

＜３．２．３　表示状態＞
　表示階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図２３は、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図２３では、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が、状態Ｐ４１～Ｐ４５の５段階で表示されている。具体的には、状態Ｐ４１から状態Ｐ４５まで、透明度階調値Ｇｔは「０」、「０．１」、「０．２」、「０．７」、「１」の順に変化する。また、透明度階調値Ｇｔの値にかかわらず、フィールド０～２における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」とする。これにより、フィールド０～２における表示階調平均値Ｇｌは、式（２１）により「０．３３」である。

　状態Ｐ４１～状態Ｐ４３は、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、各フィールド０～２における表示階調値Ｇｌ０～Ｇｌ２、および透明度階調値Ｇｔ０～Ｇｔ２は、図２０に示す透明度階調値における状態Ｐ３１～状態Ｐ３３の場合とそれぞれ同じである。そこで、状態Ｐ４１～状態Ｐ４３の説明を省略する。

　状態Ｐ４４では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０．７」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２３１に進む。フィールド０において、式（３０ａ）から選択比率Ｒ０は「０．６」、式（２７）から透過率Ｔ０は「１」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．４」になり、非透過分Ｇｎ０は式（５）から「０」になる。その結果、フィールド０では、画像と背景が重ねて表示される。同様にして、フィールド１では、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．７」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも、画像と背景が重ねて表示される。フィールド２では、表示階調値Ｇｌ２は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ２は「０．７」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも、画像と背景が重ねて表示される。

　状態Ｐ４５でも、状態Ｐ４４と同様に、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２３１に進む。状態Ｐ４４の場合と同様に、フィールド０において、式（３０ａ）から選択比率Ｒ０は「０．６」、式（２７）から透過率Ｔ０は「１」になる。このため、各フィールド０～２において、表示階調値Ｇｌ１～Ｇｌ２および透明度階調値Ｇｔ０～Ｇｔ２は、状態Ｐ４４の場合とそれぞれ同じになり、画像と背景が重ねて表示される。

＜３．３　効果＞
　本実施形態によれば、カラー画像を表示する液晶表示装置において、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したり、表示階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したりすることができる。これにより、液晶表示装置は、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にあるか否かにかかわらず、カラー画像を表示したり、背景を透けて見えるようにしたり、カラー画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

＜４．第３の実施形態＞
　第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。第２の実施形態に係る液晶表示装置は、バックライト光源５０の赤色、緑色および青色の各ＬＥＤを順に高速で点灯させるフィールドシーケンシャル駆動により、３個のフィールドから構成されるカラー画像を表示した。しかし、本実施形態に係る液晶表示装置は、第２の実施形態の場合を一般化してＮ個（Ｎは１以上の自然数）のフィールドから構成されるカラー画像を表示する。なお、図３～図５に示す液晶表示装置の構成、および、図６と図７に示す液晶表示装置の動作原理は、本実施形態に係る液晶表示装置の場合も同じであるので、それらの図および説明を省略する。

＜４．１　透明度階調値優先の場合＞
＜４．１．１　フローチャート＞
　透明度階調値優先の場合において、各フィールドにおける選択比率Ｒｉ（ｉ＝１～（Ｎ－１））０、および透過率Ｔｉの求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図２４および図２５は、本実施形態における透明度階調値優先の場合の選択比率Ｒｉおよび透過率Ｔｉを求めるための手順を示すフローチャートである。第３の実施形態は、第２の実施形態の場合を一般化した場合に相当するので、第２の実施形態のフローチャートと比較しつつ説明する。

　図２４および図２５に示すように、まずステップＳ３０１において、表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が上記式（６）を満たすか否かを判定する。判定の結果、表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が式（６）を満たすと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には、ステップＳ３０３に進み、ｉ＝０とする。さらに、ステップＳ３０５に進み、式（３３）および式（３４）を一般化した次式（７１）および次式（７２）によってフィールド０における選択比率Ｒ０および透過率Ｔ０をそれぞれによって求める。
　　　Ｔｉ＝Ｇｌｉ＋Ｎ×Ｇｔ　…（７１）
　　　Ｒｉ＝Ｇｌｉ／Ｔｉ　…（７２）

　ステップＳ３０７では、フィールドｉの透過率Ｔｉが「１」よりも大きいか否かを判定する。その結果、透過率Ｔｉが「１」よりも小さいと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ３０９に進み、ｊ＝（１＋ｉ）とする。さらに、ステップＳ３１１では、式（３６）～式（３９）に相当する次式（７３）および次式（７４）によって、フィールドｊにおける透過率Ｔｊおよび選択比率Ｒｊを求める。
　　　Ｔｊ＝Ｇｌｊ　…（７３）
　　　Ｒｊ＝１　…（７４）

　ステップＳ３１３では、ｊが（Ｎ－１）と等しいか否かを判定し、等しくないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）にはステップＳ３０９に戻り、等しいと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には処理を終了する。

　一方、ステップＳ３０７において、フィールドｉの透過率Ｔｉが「１」よりも大きいと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、ステップＳ３０５で求めた透過率Ｔｉおよび選択比率Ｒｉを次式（７５）および次式（７６）のように変更する。
　　　Ｔｉ＝１　…（７５）
　　　Ｒｉ＝Ｇｌｉ　…（７６）

　ステップＳ３１７では、ｉ＝ｉ＋１とする。ステップＳ３１９では、式（４４）および式（４５）にそれぞれ相当する次式（７９）および次式（８０）によって、フィールドｉにおける透過率Ｔｉおよび選択比率Ｒｉを求める。
　　　Ｔｉ＝Ｇｌｉ＋Ｎ×（Ｇｔ－Σ（Ｇｔｊ））　…（７７）
　　　Ｒｉ＝Ｇｌｉ／Ｔｉ　…（７８）
　　　　　但しＧｔｊ＝（１－Ｇｌｊ）／Ｎ

　ステップＳ３２１では、ｊが（Ｎ－１）と等しいか否かを判定し、等しくないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）にはステップＳ３０７に戻り、等しいと判定した場合（ＹＥＳと判定した場合）には処理を終了する。

　一方、ステップＳ３０１において、式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）には、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０５では、式（２７）を一般化した次式（７１）によって各フィールド０～（Ｎ－１）における透過率Ｔｉを求める。また、式（３１ａ）～式（３１ｃ）を一般化した次式（７９）および式（８０）によって各フィールド０～（Ｎ－１）における選択比率Ｒｉを求め、処理を終了する。
　　　Ｔｉ＝１（ｉ＝０～（Ｎ－１））　…（７９）
　　　Ｒｉ＝Ｎ×（１－Ｇｔ）×Ｇｌｉ／ΣＧｌｊ（ｊ＝０～（Ｎ－１））　…（８０）

＜４．１．２　具体的な適用例＞
　上記Ｎフィールドのフローチャートを適用して、４個のフィールドから構成されるカラー画像を表示する場合について説明する。液晶表示装置をフィールドシーケンシャル駆動によって駆動してカラー画像を表示する場合、観察者が視線を高速で移動させれば、色割れ（color breakup）と呼ばれる現象が生じる。この色割れを抑制する方法の１つとして、混色フィールドを追加する方法が知られている。そこで、本実施形態では、混色フィールドとして白色フィールドを追加し、１フレームを白色、赤色、緑色および青色の４つのフィールド０～３によって構成する。このため、本実施形態では、バックライト光源５０の赤色、緑色、および青色の各ＬＥＤ５１ｒ～５１ｂを同時に点灯して白色光源光を照射し、次に時分割して、赤色、緑色、青色の各光源光を順に照射する。なお、先に赤色、緑色、青色の各光源光を順に照射し、その後白色光源光を照射してもよい。

　図２６は、本実施形態の画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値を説明するための図である。図２６に示すように、画像情報信号は表示階調値と透明度階調値とを含み、透明度階調値は、第２の実施形態の場合と同様に、各フィールド０～３に共通の透明度階調値を１つだけ含む。一方、表示階調値は、各フィールド０～３に対応して赤色、緑色および青色の各表示階調値とともに、白色表示階調値も含む。これらの各表示階調値および透明度階調値はそれぞれ最小値である「０」から最大値である「１」までのいずれかの階調値になる。

　白色表示階調値は、赤色、緑色および青色表示階調値のうち最も小さい表示階調値と同じ階調値、またはそれよりも小さい階調値となるように設定される。図２６では、白色表示階調値は、最も小さい青色表示階調値よりもさらに小さい階調値となるように設定されている。そして、表示階調値に含まれている赤色、緑色および青色の各表示階調値から白色表示階調値を減じた表示階調値を、それぞれ新たな赤色、緑色および青色の各表示階調値とする。なお、本実施形態では、表示階調値が最も小さいのは青色フィールドであるとした。しかし、赤色フィールドの表示階調値が最も小さい場合には、白色表示階調値は、赤色表示階調値と同じまたはそれよりも小さい階調値とする。緑色フィールドの表示階調値が最も小さい場合には、白色表示階調値は、緑色表示階調値と同じまたはそれよりも小さい階調値とする。

＜４．１．３　表示状態＞
　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、透明度階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図２７は、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図２７には、透明度階調値と表示階調値が異なる５個の状態Ｐ５１～状態Ｐ５５について、透明度階調、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、透過率調整パネル３６の表示状態がフィールド毎に縦に表示されている。図２７に示すように、状態Ｐ５１の透明度階調値は最小であり、状態Ｐ５５に向かって透明度が順に大きくなり、状態Ｐ５５の透明度階調値は最大である。

　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、透明度階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図３０は、任意の画素について透明度階調値が変化したときに、表示階調値優先で調整したときの表示状態の変化を示す図である。図３０では、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が、状態Ｐ５１～Ｐ５５の５段階で表示されている。具体的には、状態Ｐ５１から状態Ｐ５５まで、透明度階調値Ｇｔは「０」、「０．１」、「０．２」、「０．７」、「１」の順に変化する。また、透明度階調値Ｇｔの値にかかわらず、フィールド０～３における表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、表示階調値Ｇｌ３は「０．１」とする。これにより、フィールド０～３における表示階調平均値Ｇｌは、式（２１）により「０．２５」である。以下、状態Ｐ５１～Ｐ５５について順に説明する。なお、以下の説明では、フィールド０を白色フィールドとし、フィールド１を赤色フィールドとし、フィールド２を緑色フィールドとし、フィールド３を青色フィールドとして説明するが、これは一例であり、各フィールド０～３はこれに限定されない。

　状態Ｐ５１では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「０」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ３０３に進む。フィールド０において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ０は「１」、透過率Ｔ０は「０．５」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、透明度階調値Ｇｔ０は「０」になり、非透過分Ｇｎ０は式（５）から「０．５」になる。その結果、フィールド０では画像だけが表示される。

　フィールド１において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ１は「１」、透過率Ｔ１は「０．３」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０」になり、非透過分Ｇｎ１は式（５）から「０．７」になる。その結果、フィールド１でも画像だけが表示される。

　フィールド３において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ３は「１」、透過率Ｔ３は「０．１」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ３は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ３は「０」になり、非透過分Ｇｎ３は式（５）から「０．９」になる。その結果、フィールド３でも画像だけが表示される。

　状態Ｐ５２では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「０．１」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ３０３に進む。各フィールド０～２における選択比率および透過率の求め方は、状態Ｐ３１において説明した選択比率および透過率の求め方と同様であるので、以下では結果だけを説明する。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．４」になり、非透過分Ｇｎ０は「０．１」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０」になり、非透過分Ｇｎ１は「０．７」になる。その結果、フィールド１では画像だけが表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は「０．９」になる。その結果、フィールド２でも画像だけが表示される。フィールド３における表示階調値Ｇｌ３は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ３は「０」になり、非透過分Ｇｎ３は「０．９」になる。その結果、フィールド３でも画像だけが表示される。

　状態Ｐ５３では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「０．２」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ３０３に進む。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．５」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．３」になり、非透過分Ｇｎ１は「０．４」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は「０．９」になる。その結果、フィールド２では画像だけが表示される。フィールド３における表示階調値Ｇｌ３は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ３は「０」になり、非透過分Ｇｎ３は「０．９」になる。その結果、フィールド３では画像だけが表示される。

　状態Ｐ５４では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「０．７」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ３０３に進む。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．５」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．７」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０．９」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド３における表示階調値Ｇｌ３は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ３は「０．９」になり、非透過分Ｇｎ３は「０」になる。その結果、フィールド３でも画像と背景が重ねて表示される。

　状態Ｐ５５では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ３０３に進む。各フィールド０～３における各表示階調値Ｇｌ０、Ｇｌ１、Ｇｌ２、Ｇｌ３はいずれも「０」であり、各透明度階調値Ｇｔ０、Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３はいずれも「１」になる。その結果、各フィールド０～３では、いずれも背景だけが表示される。

＜４．２　表示階調値優先の場合＞
＜４．２．１　フローチャート＞
　次に、表示階調値優先の場合において、各フィールドにおける選択比率Ｒｉ（ｉ＝１～（Ｎ－１））０、および透過率Ｔｉの求め方の手順を、フローチャートを用いて説明する。図２８および図２９は、本実施形態における表示階調値優先の場合の選択比率Ｒｉおよび透過率Ｔｉを求めるための手順を示すフローチャートである。第３の実施形態は、第２の実施形態の場合を一般化した場合に相当するので、第２の実施形態のフローチャートと比較しつつ説明する。

　図２８および図２９からわかるように、透明度階調値優先の場合のフローチャートと比較して、表示階調値優先のフローチャートは、ステップＳ３３１のみが異なる。ステップＳ３３１は、ステップＳ３０１において、表示階調平均値Ｇｌと透明度階調値Ｇｔの合計値が上記式（６）を満たすか否かを判定した結果、式（６）を満たさないと判定した場合（ＮＯと判定した場合）に進むステップである。ステップＳ３３１では、透明度階調値優先の場合と同様にして、式（７９）によって各フィールド０～（Ｎ－１）における透過率Ｔｉを求める。また、式（６５ａ）～式（６５ｃ）を一般化した次式（８１）によって各フィールド０～（Ｎ－１）における選択比率Ｒｉを求め、処理を終了する。
　　　Ｒｉ＝Ｇｉｌ（ｉ＝０～（Ｎ－１））　…（８１）
その他のステップＳ３０１～ステップＳ３２１は、透明度階調値優先のフローチャートの対応するステップと同じであるので、対応するフローチャートの参照符号を付してその説明を省略する。

＜４．２．２　表示状態＞
　上記Ｎフィールドのフローチャートを、透明度階調値優先の場合と同様に、白色、赤色、緑色、青色の各光源光を順に照射する４フィールドの場合に適用した場合について説明する。

　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値が大きくなるのに伴って、透明度階調値優先で調整したときに表示される画像または背景の変化について説明する。図３０は、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図３０には、透明度階調値の変化に伴って、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、および、透過率調整パネル３６の表示状態が変化する様子が、状態Ｐ６１～Ｐ６５の５段階で表示されている。なお、透明度階調値Ｇｔ、および、フィールド０～３における各表示階調値Ｇｌ０～Ｇｌ３は、図２７に示す透明度階調値優先の場合と同じであるので、それらの説明を省略する。また状態Ｐ６１～Ｐ６４は、透明度階調値優先の状態Ｐ５１～Ｐ５４とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略する。

　状態Ｐ６５では、表示階調平均値Ｇｌは「０．２５」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ３０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ３３１に進む。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．５」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．５」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重ねて表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．７」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０．９」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも画像と背景が重ねて表示される。フィールド３における表示階調値Ｇｌ３は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ３は「０．９」になり、非透過分Ｇｎ３は「０」になる。その結果、フィールド３でも画像と背景が重ねて表示される。

＜４．３　効果＞
　本実施形態によれば、Ｎフィールドからなり、カラー画像を表示する液晶表示装置において、画像情報信号に含まれる表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にない場合であっても、透明度階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したり、表示階調値を優先して表示階調値と透明度階調値を調整したりすることができる。これにより、液晶表示装置は、表示階調値と透明度階調値によって特定される画像が表示可能範囲内にあるか否かにかかわらず、カラー画像を表示したり、背景を透けて見えるようにしたり、カラー画像と背景を重ねて表示したりすることができる。

　また、赤色、緑色、青色の各フィールドに、さらに混色フィールドとして白色フィールドを追加することにより、観察者が視線を急に移動させた場合に発生しやすい色割れを抑制することができる。

＜４．４　変形例＞
　上記実施形態では、混色フィールドとして、白色フィールドを追加した。しかし、白色フィールドの代わりに、黄色フィールドを追加してもよい。黄色は赤色成分と緑色成分を含む。このため、黄色表示階調値を、赤色および緑色表示階調値のうちの小さい階調値と同じまたはそれよりも小さい階調値とする。そして、表示階調値に含まれている赤色および緑色表示階調値から黄色表示階調値を減じた階調値を、それぞれ新たな赤色および緑色表示階調値とする。この場合、青色表示階調値は変わらない。

　また、混色フィールドとして、シアンフィールドを追加してもよい。シアンフィールドを追加した場合には、シアン表示階調値を、緑色および青色表示階調値のうちの小さい階調値と同じまたはそれよりも小さい階調値とする。そして、表示階調値に含まれている緑色および青色表示階調値からシアン表示階調値を減じた階調値を、それぞれ新たな緑色および青色表示階調値とする。この場合、赤色表示階調値は変わらない。

　また、混色フィールドとして、マゼンタフィールドを追加してもよい。マゼンタフィールドを追加した場合には、シアン表示階調値を、赤色および青色表示階調値のうちの小さい階調値と同じまたはそれよりも小さい階調値とする。そして、表示階調値に含まれている赤色および青色表示階調値からマゼンタ表示階調値を減じた階調値を、それぞれ新たな赤色および青色表示階調値とする。この場合、緑色表示階調値は変わらない。

＜５．第４の実施形態＞
　本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成は、第２の実施形態に係る液晶表示装置と同じ構成であり、フィールドシーケンシャル駆動によってカラー画像を表示することができる。しかし、第２の実施形態に係る液晶表示装置と異なり、画像情報信号に含まれる透明度階調値は「０」または「１」のいずかである。なお、透明度階調値優先の場合におけるフローチャートは、画素の状態が状態Ｐ７１および状態Ｐ７５しかないことを除いて、図１７および図１８に示すフローチャートと同じであり、表示階調値優先の場合におけるフローチャートは、画素の状態が状態Ｐ８１および状態Ｐ８５しかないことを除いて、図２１および図２２に示すフローチャートと同じである。そこで、本実施形態では、フローチャートおよびその説明を省略する。

＜５．１　透明度階調値優先の場合＞
　図３１は、透明度階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図３１には、透明度階調値が異なる状態Ｐ７１および状態Ｐ７５について、透明度階調、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、透過率調整パネル３６の表示状態がフィールド毎に縦に表示されている。

　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値優先で調整したときの表示状態の変化を説明する。図３１では、状態Ｐ７１および状態Ｐ７５において、透明度階調値Ｇｔの値にかかわらず、フィールド０～２における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」とする。これにより、フィールド０～２における表示階調平均値Ｇｌは、式（２１）により「０．３３」である。また、状態Ｐ７１の透明度階調値は「０」であり、状態Ｐ７５の透明度階調値は「１」である。

　状態Ｐ７１では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ２０３に進む。フィールド０において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ０は「１」、透過率Ｔ０は「０．６」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０」になり、非透過分Ｇｎ０は式（５）から「０．４」になる。その結果、フィールド０では画像だけが表示される。

　状態Ｐ７５では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２０３に進む。各フィールド０～２における選択比率および透過率の求め方は、状態Ｐ７１において説明した選択比率および透過率の求め方と同様であるので、以下では結果だけを説明する。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０」、透明度階調値Ｇｔ０は「１」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では背景だけが表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０」、透明度階調値Ｇｔ１は「１」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも背景だけが表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０」、透明度階調値Ｇｔ２は「１」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも背景だけが表示される。

＜５．２　表示階調値優先の場合＞
　図３２は、表示階調値優先で表示階調値および透明度階調値を調整したときの光源光と背景光の透過状態を示す図である。図３２には、透明度階調値が異なる状態Ｐ８１および状態Ｐ８５について、透明度階調、選択比率調整パネル３５の選択比率、透過率調整パネル３６の透過率、透過率調整パネル３６の表示状態がフィールド毎に縦に表示されている。

　バックライト光源５０から出射される光源光の色がフィールド毎に切り替わるフィールドシーケンシャル駆動の場合について、透明度階調値優先で調整したときの表示状態の変化を説明する。図３２では、状態Ｐ８１および状態Ｐ８５において、各フィールド０～２における表示階調値Ｇｌ０～Ｇｌ２は、図３１に示す場合と同じである。また、状態Ｐ８１の透明度階調値は「０」であり、状態Ｐ８５の透明度階調値は「１」である。

　状態Ｐ８１では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「０」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」以下と判定されるので、ステップＳ２０３に進む。フィールド０において、上式（３）および式（４）から選択比率Ｒ０は「１」、透過率Ｔ０は「０．６」になる。このため、式（１）および式（２）から、表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０」になり、非透過分Ｇｎ０は式（５）から「０．４」になる。その結果、フィールド０では画像だけが表示される。同様にして、フィールド１では、表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０」になり、非透過分Ｇｎ１は「０．７」になる。その結果、フィールド１でも画像だけが表示される。フィールド２では、表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０」になり、非透過分Ｇｎ２は「０．９」になる。その結果、フィールド２でも画像だけが表示される。

　状態Ｐ８５では、表示階調平均値Ｇｌは「０．３３」、透明度階調値Ｇｔは「１」である。そこで、ステップＳ２０１において、（Ｇｌ＋Ｇｔ）は「１」よりも大きいと判定されるので、ステップＳ２０３に進む。各フィールド０～２における選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２の求め方は、状態Ｐ７１において説明した選択比率Ｒ０～Ｒ２および透過率Ｔ０～Ｔ２の求め方と同様であるので、以下では結果だけを説明する。フィールド０における表示階調値Ｇｌ０は「０．６」、透明度階調値Ｇｔ０は「０．４」になり、非透過分Ｇｎ０は「０」になる。その結果、フィールド０では画像と背景が重なって表示される。フィールド１における表示階調値Ｇｌ１は「０．３」、透明度階調値Ｇｔ１は「０．７」になり、非透過分Ｇｎ１は「０」になる。その結果、フィールド１でも画像と背景が重なって表示される。フィールド２における表示階調値Ｇｌ２は「０．１」、透明度階調値Ｇｔ２は「０．９」になり、非透過分Ｇｎ２は「０」になる。その結果、フィールド２でも画像と背景が重なって表示される。

　なお、本実施形態では、フィールド０～フィールド２の３フィールドからなるフィールドシーケンシャル駆動の場合について説明したが、４フィールド以上のフィールドからなるフィールドシーケンシャル駆動の場合にも同様に適用することができる。

＜５．３　効果＞
　本実施形態によれば、第２の実施形態の場合と同様の効果を奏する。また、画像情報信号は、透明度階調値として「０」と「１」のみであるので、その透明度階調値を含む画像情報信号の容量を小さくできる。これにより、液晶表示装置において画像情報信号の信号処理を行う駆動制御回路部の回路規模を小さくできるので、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。

＜６．液晶表示装置のその他の構成＞
　図３３は、本発明において使用可能な第１の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。図３３に示すように、第１の変形例に係る液晶表示装置の表示部では、背面側から前面側に向かって、反射型偏光板４１、第１液晶パネル３１、第１吸収型偏光板４２、第２液晶パネル３２、および第２吸収型偏光板４３がこの順で互いに平行になるように配置されている。バックライト光源５０は、第１液晶パネル３１と反射型偏光板４１とに挟まれた空間の近傍に配置され、バックライト光源５０から出射された光は反射型偏光板４１に照射される。バックライト光源５０から出射された光のうち反射型偏光板４１によって反射された光は、光源光として第１液晶パネル３１に入射する。その後の光源光および背面側から入射した背景光は、上記各実施形態の場合と同じであるので、その説明を省略する。また、第１液晶パネル３１には第１液晶パネル駆動回路２３が接続され、第２液晶パネル３２には第２液晶パネル駆動回路２４が接続され、バックライト光源５０にはバックライト光源駆動回路２５が接続されている。

　図３４は、本発明において使用可能な第２の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。図３４に示すように、第２の変形例に係る液晶表示装置の表示では、背面側から前面側に向かって、吸収型偏光板４４、回折格子シート４５、第１液晶パネル３１、第１吸収型偏光板４２、第２液晶パネル３２、および第２吸収型偏光板４３がこの順で互いに平行になるように配置されている。第１液晶パネル３１と回折格子シート４５に挟まれた空間の近傍に、バックライト光源５０および吸収型偏光板５３が配置されている。これにより、回折格子シート４５は、吸収型偏光板５３を透過した単一偏光光が照射されれば、当該単一偏光光を回折格子シート４５によって立ち上げ、光源光として第１液晶パネル３１に入射する。その後の光源光および背面側から入射した背景光は、上記各実施形態の場合と同じであるので、その説明を省略する。また、第１液晶パネル３１には第１液晶パネル駆動回路２３が接続され、第２液晶パネル３２には第２液晶パネル駆動回路２４が接続され、バックライト光源５０にはバックライト光源駆動回路２５が接続されている。なお、バックライト光源５０と吸収型偏光板５３をまとめて「表示用発光光源」と呼び、吸収型偏光板４４と回折格子シート４５をまとめて「照射板」と呼ぶ場合がある。

　図３５は、本発明において使用可能な第３の変形例に係る液晶表示装置に含まれる表示部の構成を示す図である。図３５に示すように、第３の変形例に係る液晶表示装置の表示部では、背面側から前面側に向かって、反射型偏光板４１、第１液晶パネル３１、第１吸収型偏光板４２、バックライト光源５０が取り付けられた導光板３３、第２液晶パネル３２、および第２吸収型偏光板４３がこの順で互いに平行になるように配置されている。導光板３３は前面側の表面に反射体３３ａが設けられた非対称導光板であるため、バックライト光源５０から出射された光は主に背面側に向けて出射され、第１吸収型偏光板４２を透過した光の偏光成分は、第１液晶パネル３１によって偏光方向を９０°回転され、または回転されずに反射型偏光板４１に入射する。反射型偏光板４１は、その反射軸の方向と同じ偏光方向の偏光成分を前面側に向けて反射する。また、反射型偏光板４１は、背面側から入射した背景光のうち、反射型偏光板４１の透過軸の方向と同じ変更方向の偏光成分を透過する。このため、第１液晶パネル３１に入射する光源光の偏光成分と背景光の偏光成分とはその偏光方向が直交している。その後の光源光および背景光は、上記各実施形態の場合と同じであるので、その説明を省略する。また、第１液晶パネル３１には第１液晶パネル駆動回路２３が接続され、第２液晶パネル３２には第２液晶パネル駆動回路２４が接続され、バックライト光源５０にはバックライト光源駆動回路２５が接続されている。

　本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置等のような表示装置に適しており、特に、背景が透けて見える表示装置に適している。

２１…画像情報信号変換回路
２２…駆動タイミング調整回路
３１…第１液晶パネル
３２…第２液晶パネル
３３…導光板
３５…選択比率調整パネル
３６…透過率調整パネル
４１…反射型偏光板（照射板）
４２…第１吸収型偏光板
４３…第２吸収型偏光板
５０…バックライト光源（表示用発光光源）
５１…ランプ（発光デバイス）
ＤＡＴ…画像情報信号
Ｇｌ…表示階調平均値
Ｇｔ…透明度階調値
Ｒ…選択比率調整パネルの選択比率
Ｔ…透過率調整パネルの透過率

Claims

　透明ディスプレイの機能を備えた表示装置であって、
　外部から与えられる画像情報信号に含まれる画像の表示階調を示す表示階調値と、透明度を示す透明度階調値とに基づいて選択比率と透過率を求める画像情報信号変換回路と、
　光源光を出射する表示用発光光源と、
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光と前記表示装置の背面側から入射する背景光とを、前記選択比率によって決まる割合で透過させる選択比率調整パネルと、
　前記選択比率調整パネルを透過した前記光源光および前記背景光の少なくともいずれかを前記透過率で透過させる透過率調整パネルとを備え、
　前記画像情報信号変換回路は、前記表示階調値と前記透明度階調値との合計値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記合計値が１よりも大きいか否かを判定する表示可能範囲判定部と、前記表示可能範囲判定部により前記合計値が１よりも大きいと判定されたとき、前記透明度階調値を変更することなく前記表示階調値を調整する透明度階調値優先、または前記表示階調値を変更することなく前記透明度階調値を調整する表示階調値優先のいずれにより、前記透明度階調値および前記表示階調値を用いて前記選択比率および前記透過率を求める階調修正演算部とを含み、
　前記透明ディスプレイは、画像および背景のうち少なくともいずれかを前記選択比率および前記透過率によって決まる割合で表示することを特徴とする、表示装置。
　前記透明度階調値優先で前記選択比率および前記透過率を求める場合、前記階調修正演算部は、前記透過率を１とし、前記選択比率を前記透明度階調値に基づいて求めることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示階調値優先で前記選択比率および前記透過率を求める場合、前記階調修正演算部は、前記透過率を１とし、前記選択比率を前記表示階調値と等しい値として求めることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示可能範囲判定部において前記合計値が１以下であると判定されたとき、前記階調修正演算部は、前記透明度階調値優先および前記透明度階調値優先のいずれの場合も、前記表示階調値と前記透明度階調値に基づき同一の処理手順で前記透過率と前記選択比率を求めることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光は単色光であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示用発光光源は異なる色の前記光源光をフィールド毎に時分割して順に出射し、前記階調修正演算部は、前記フィールド毎に前記光源光の色に対応した前記透明度階調値と前記表示階調値とに基づいて前記選択比率と前記透過率を求めることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記複数のフィールドは、前記表示用発光光源が前記異なる色の光源光のうち少なくとも２色以上の光源光が同時に出射される混色フィールドをさらに含み、
　前記階調修正演算部は、前記混色フィールドにおける前記表示階調値を前記光源光の各色の前記表示階調値のうち最も小さい表示階調値と同じまたはそれよりも小さくなるように前記選択比率および前記透過率を調整することを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
　前記画像情報信号に含まれる前記透明度階調値は０または１のいずれかであることを特徴とする、請求項６または７に記載の表示装置。
　前記選択比率調整パネルは、第１液晶パネルと、前記第１液晶パネルの前面に貼られた第１吸収型偏光板とを含み、
　前記透過率調整パネルは、第２液晶パネルと、前記第２液晶パネルの前面に貼られた第２吸収型偏光板とを含み、
　前記第１液晶パネルは、前記選択比率に基づき、前記光源光および／または前記背景光の偏光成分のうち透過軸の方向と同じ偏光方向を有する偏光成分を透過させて、前記第２液晶パネルに入射させ、
　前記第２液晶パネルは、前記透過率に基づき、前記光源光および／または前記背景光の偏光成分のうち透過軸の方向と同じ偏光方向を有する偏光成分を前面側に透過させることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記背景光を前面側に透過させるとともに、前記表示用発光光源から出射される前記光源光を前面側に向けて照射する照射板とをさらに含み、前記照射板は前記光源光の偏光方向と前記背景光の偏光方向とを互いに直交させて前記第１液晶パネルに入射させることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
　透明ディスプレイの機能を備えた表示装置に画像および背景のうち少なくともいずれかを表示する表示方法であって、
　外部から与えられる画像情報信号に含まれる画像の表示階調を示す表示階調値と、透明度を示す透明度階調値とに基づいて選択比率と透過率を求める画像情報信号変換回路と、
　光源光を出射する表示用発光光源と、
　前記表示用発光光源から出射される前記光源光と前記表示装置の背面側から入射する背景光とを、前記選択比率によって決まる割合で透過させる選択比率調整パネルと、
　前記選択比率調整パネルを透過した前記光源光および前記背景光の少なくともいずれかを前記透過率で透過させる透過率調整パネルとを備え、
　前記画像情報信号変換回路は、前記表示階調値と前記透明度階調値との合計値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記合計値が１よりも大きいか否かを判定する表示可能範囲判定ステップと、
　前記表示可能範囲判定部により前記合計値が１よりも大きいと判定されたとき、前記透明度階調値を変更することなく前記表示階調値を調整する透明度階調値優先、または前記表示階調値を変更することなく前記透明度階調値を調整する表示階調値優先のいずれにより、前記透明度階調値および前記表示階調値を用いて前記選択比率および前記透過率を求める階調修正演算ステップと、
を備えることを特徴とする、表示方法。