(57)【要約】  消費電力の低減を図りつつ、画質の向上を行うことができる映像表示装置。バックライト部（２０）は、複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含む。液晶パネル（１０）は、バックライト部（２０）からの光を発光透過率に従って変調することにより、映像を表示する。制御部（４０）は、バックライト部（２０）の発光輝度値を発光領域毎に制御するとともに、液晶表示装置（１）の制御を行う。制御部（４０）は、液晶パネル（１０）の画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離、制御された発光輝度値を基に決定される当該画素に到来する光の輝度値、及び、当該画素の入力映像信号を基に、発光透過率を算出する。
2011001673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示装置であって、
複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含む光源部と、
前記光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する表示部と、
前記光源部の発光輝度値を発光領域毎に制御する光源制御部と、
前記映像表示装置を制御する制御部と、備え、
前記制御部は、
前記表示部の画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する、
映像表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、所定面上での前記画素の２次元座標と前記基準位置の２次元座標との直線距離の値を、前記距離情報の値として用いる、
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記光源部の発光輝度値を示す輝度信号を発光領域毎に生成し、
前記制御部は、前記距離情報に基づく前記画素の正規化輝度値を取得し、取得された正規化輝度値を、生成された輝度信号を基に補正することにより、前記画素に到来する光の輝度値の決定を行う、
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記画素と特定の発光領域における基準位置との距離情報から正規化輝度値を導出する関数を用いて、前記特定の発光領域の正規化輝度値を取得し、
前記関数は、発光領域毎に設定される、
請求項３記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記基準位置からの光の広がりが不均一であることに応じた調整を行いつつ、前記画素に到来する光の輝度値の決定を行う、
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記距離情報は、水平方向距離情報と垂直方向距離情報とを含み、
前記制御部は、前記水平方向距離情報に基づく発光領域毎の正規化輝度値の集合と、前記垂直方向距離情報に基づく発光領域毎の正規化輝度値の集合と、を合成することにより、前記距離情報に基づく前記画素の正規化輝度値を取得する、
請求項３記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記画素と特定の発光領域における基準位置との距離情報から正規化輝度値を導出する関数を用いて、前記特定の発光領域の正規化輝度値を取得し、
前記関数は、発光領域毎に、かつ、水平方向及び垂直方向の各々について設定される、
請求項６記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記距離情報を、前記画素に到来する光の輝度値の決定に用いるために、前記画素と前記基準位置とを結ぶ線の角度を基に補正する、
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記画素と特定の基準位置とを結ぶ直線の角度が、前記特定の基準位置からの光の広がりが相対的に大である方向に相当する場合に、前記画素と前記特定の基準位置との距離情報を相対的に短くする、
請求項８記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、特定の基準位置からの光の広がりを基に設定される等輝度線上に位置する全ての画素については、前記距離情報を同一の値とする、
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項１１】
前記等輝度線の概形は、前記特定の基準位置から近い位置では楕円形であり、前記特定の基準位置から遠い位置では円形である、
請求項１０記載の映像表示装置。
【請求項１２】
前記等輝度線の概形は、前記特定の基準位置から遠ざかるにつれて楕円形から円形に近づく、
請求項１０記載の映像表示装置。
【請求項１３】
複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含みかつ発光領域毎に発光輝度値が制御される光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する映像表示装置の、制御を行う制御装置であって、
画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する制御部を備える、
制御装置。
【請求項１４】
液晶表示装置の制御を行う集積回路であって、
前記液晶表示装置は、
複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含む光源部と、
前記光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する表示部と、備え、
前記集積回路は、
前記光源部の発光輝度値を発光領域毎に制御する光源制御部と、
前記映像表示装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記表示部の画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する、
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置並びにその制御装置及び集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画又は動画で構成される映像の表示が可能な液晶表示装置は、製造技術の進展により価格が低下したため、また、液晶表示装置自体の薄型軽量化、及び、表示機能における高画質化技術の開発が進んだため、急速に普及している。液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のモニター、又は、デジタル放送波を受信し表示を行なうデジタルＴＶ等に広く用いられている。【０００３】
上記のような液晶表示装置としては、主に反射型液晶表示装置と、透過型液晶表示装置と、がある。この２つのうち、透過型液晶表示装置が一般的に広く用いられている。この透過型液晶表示装置は、例えば冷陰極管で構成されるバックライトと呼ばれる面状光源を備え、そこから照射される光を、液晶パネルにおいて空間変調し、所望する映像の表示を行なう。【０００４】
上記のような従来の液晶表示装置において、例えば所望する映像が暗い映像である場合、液晶パネルにおける光の透過率を調整することで暗い映像を表現しており、バックライトの輝度調整を行なってはいない。そのため、このような暗い映像であったとしてもバックライトは、最大輝度で発光するため、消費電力が高い問題があった。さらに、液晶パネルの光の透過率も、完全に０とはならないため、暗い場面の映像においてもバックライトの光が漏れ白っぽく表示されてしまう、いわゆる黒浮きという現象が発生していた。【０００５】
これに対してＬＥＤ等の光源を用いて画面を分割して局所的にバックライトの輝度を変える技術が提案されている。特許文献１では、領域内で他の領域の光源から来る光量を一定として扱う技術が開示されている。また、特許文献２においては、バックライト領域間の輝度分布を近似関数を用いて求める構成が記載されている。さらに、特許文献３では他の領域の光源の輝度レベルに応じて階調補正を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０３４２５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８４０３号公報
【特許文献３】特開２００２−９９２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を用いて画面を分割して局所的にバックライトの輝度を変える技術を行う場合、映像信号と同等に表示する輝度を保つよう制御するためには各画素の発光輝度値がわからないと制御できない。さらに、他の領域の光源からくる光量を各画素毎に考慮しなければ各画素の発光輝度値はわからない。【０００８】
本発明の目的は、高品位な映像を表示しつつ、消費電力の低減を図ることができる映像表示装置並びにその制御装置及び集積回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の映像表示装置は、映像表示装置であって、複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含む光源部と、前記光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する表示部と、前記光源部の発光輝度値を発光領域毎に制御する光源制御部と、前記映像表示装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記表示部の画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する。【００１０】
本発明の制御装置は、複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含みかつ発光領域毎に発光輝度値が制御される光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する映像表示装置の、制御を行う制御装置であって、画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する制御部を備える。【００１１】
本発明の集積回路は、映像表示装置の制御を行う集積回路であって、前記映像表示装置は、複数の発光領域が形成されるように配設された複数の光源を含む光源部と、前記光源部からの光を、入力映像信号に対応する変調係数に従って変調することにより、映像を表示する表示部と、を備え、前記集積回路は、前記光源部の発光輝度値を発光領域毎に制御する光源制御部と、前記映像表示装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記表示部の画素と１つ以上の発光領域の各々における基準位置との距離情報、制御された発光輝度値を基に決定される前記画素に到来する光の輝度値、及び、前記画素の入力映像信号を基に、前記画素の入力映像信号に対応する変調係数を算出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶表示装置によれば、高品位な映像を表示しつつ、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１におけるバックライト部の具体的な構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における制御部の具体的な構成を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態１における輝度推定部の具体的な構成を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態１におけるバックライト部と仮想光源との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における距離情報の算出を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１における輝度算出部の具体的な構成を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態１における仮想光源の発光特性を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における液晶表示装置に入力される映像信号の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における液晶表示装置に入力される映像信号の画素毎における透過率を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置に入力される映像信号を基に生成された輝度信号を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１における距離算出部から入力される距離情報を基に、画素毎の推定発光輝度値を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１における映像補正部により生成される透過率を示す図
【図１４】本発明の実施の形態２における輝度推定部の構成を示す模式図
【図１５】本発明の実施の形態２における角度情報の算出を説明するための図
【図１６】本発明の実施の形態２における角度情報と距離情報の補正係数との関係を示す図
【図１７】本発明の実施の形態２における角度情報により輝度プロファイルを補正する動作を説明するための図
【図１８】本発明の実施の形態３における輝度推定部の構成を示す模式図
【図１９】本発明の実施の形態３における仮想光源の水平方向の発光特性を示す図
【図２０】本発明の実施の形態３における仮想光源の垂直方向の発光特性を示す図
【図２１】本発明の実施の形態３における発光領域の１つを示す図
【図２２】本発明の実施の形態３における合成後の正規化輝度分布を示す図
【図２３】本発明の実施の形態４における距離情報を、楕円特性を用いて生成する方法を説明するための図
【図２４】本発明の実施の形態４における扁平率と距離情報との関係を示す図
【図２５】本発明のその他の実施の形態における、バックライト部に反射板が設けられた構成を示す図
【図２６】本発明のその他の実施の形態における、バックライトをＲ，Ｇ，Ｂ独立に制御し得る制御部の構成を示す図
【図２７】本発明のその他の実施の形態における、光源の不等ピッチ配列の一例を示す図
【図２８】本発明のその他の実施の形態における、光源の不等ピッチ配列の他の例を示す図
【図２９】本発明のその他の実施の形態における、光源のデルタ配列の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜１−１.液晶表示装置の構成＞
まずは、液晶表示装置の構成に関して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置を示す模式図である。
【００１８】
液晶表示装置は、液晶パネル１０、バックライト部２０、バックライトドライバ３０、及び制御部４０を有する。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００１９】
＜１−１−１.液晶パネル＞
表示部としての液晶パネル１０は、バックライト部２０によって背面から照射される照射光を、制御部４０から入力される制御信号に応じて変調し画像を表示する。
【００２０】
また、液晶パネル１０は、ガラス基板に液晶層を挟み込んだ構成をしており、ゲートドライバ（図示せず）及びソースドライバ（図示せず）等によって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて透過率が制御される。液晶パネル１０が有するゲートドライバ及びソースドライバには制御部４０から制御信号が与えられる構成となっている。
【００２１】
また、液晶パネル１０は、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いている。ＩＰＳ方式は、液晶分子がガラス基板と平行に回転するシンプルな動きにより、広視野角で、見る方向による色調変化及び全階調での色調変化が少ないといった特徴を有する。
【００２２】
なお、液晶パネル１０は、光変調を行うデバイスであればどのようなものを利用しても良く、例えば光変調の他方式としてＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等を用いても良い。
【００２３】
すなわち、液晶パネル１０は、非自発光型表示デバイスの一種であり、本発明の表示部としては、別の種類の非自発光型表示デバイスを代用することもできる。したがって、本発明の映像表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではない。また、透過率は、表示デバイスが液晶パネルである場合に用いられる、画素毎の映像信号に対応して決められる光変調係数であるため、使用する表示デバイスが液晶パネルでない場合は別の光変調係数が用いられ得る。
【００２４】
＜１−１−２．バックライト部＞
光源部としてのバックライト部２０は、画像を表示させるための照射光を液晶パネル１０の背面に照射するデバイスである。
【００２５】
バックライト部２０は、複数の光源２１（図２）を有する。バックライト部２０は、バックライトドライバ３０から出力される発光制御信号に基づいて、少なくとも１つ以上の光源２１を単位とする発光領域を基本単位として制御する。それぞれの発光領域は、液晶パネル１０の画像表示領域と対向して設けられており、対向する画像表示領域をそれぞれ主として照射する。ここで、「主として照射する」としたのは、対向していない画像表示領域にも一部の照明光が照射されることがあるためである。
【００２６】
なお、発光領域から照射される光の均一化を目的として、液晶パネル１０とバックライト部２０との間に拡散シートを設けても構わない。
【００２７】
ここで、光源２１は白色光を発するＬＥＤを用いる。なお、光源２１は、直接白色光を発するものに限られない。例えばＲＧＢの光を混色して白色を発するものであっても構わない。また、別の種類の光源（例えば、半導体レーザ光源又は有機ＥＬ（Electroluminescence）光源等）をＬＥＤの代わりに使用しても良い。
【００２８】
図２は、バックライト部２０の具体的な構成を示す図である。
【００２９】
バックライト部２０は、液晶パネル１０の背面に対向する面上に複数の光源２１が均等に配列された特徴を有するいわゆる直下型のバックライト装置である。また、バックライト部２０は、８個の光源２１を１つの単位とする発光領域２２を備える。この光源２１は、発光領域２２が均一に発光するように拡散板が備えられる構成となっている。さらに、発光領域２２は、８個の光源２１を仮想的に１つの光源として扱えるように設定された仮想光源２３を有する。仮想光源２３は、発光領域内の基準位置に設定されている。また、図２に示すようにバックライト部２０は１６個の発光領域を備える構成となる。
【００３０】
制御部４０は、この仮想光源２３を制御することで、発光領域２２を制御する。仮想光源２３の配置位置、つまり発光領域２２内の基準位置は、図２に示す例では、発光領域２２の中心部分であるが、８個の光源２１を同時に制御する際、発光領域２２に対して均一に発光可能であればどのような配置でも構わない。各光源２１の光の拡散度合い又は各光源２１の配設態様によっては、発光領域２２の中心から外れた位置が、発光領域２２内の基準位置となり得る。
【００３１】
＜１−１−３．バックライトドライバ＞
バックライトドライバ３０は、制御部４０から入力される発光領域毎に発光率が設定された輝度信号に基づいて発光制御信号を生成する。さらに、バックライトドライバ３０は、生成された発光制御信号をバックライト部２０に出力する。発光制御信号は、個々の光源２１の駆動を制御するための信号である。なお、バックライトドライバ３０は、電気回路等で実現することができる。
【００３２】
＜１−１−４．制御部＞
制御部４０は、入力される映像信号（単に「入力映像信号」ともいう）に基づいて液晶パネル１０の各画素に対応する液晶層の透過率を規定する発光透過率を生成する。さらに、制御部４０は、バックライト部２０が有する複数の発光領域毎に発光率を規定する輝度信号を生成する。制御部４０は、演算処理装置（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit））と記憶装置との組合せによって実現されるものであり、本発明の制御装置を構成する。
【００３３】
本実施の形態では、図２に示すようにバックライト部２０が１６分割されているため、制御部４０は、輝度信号も入力信号の１フレームにつき１６個生成することになる。
【００３４】
図３は制御部４０の具体的な構成を示す模式図である。
【００３５】
制御部４０は具体的に、バックライト制御部４１、輝度推定部４２、信号補正部４３、及び映像補正部４４を有する。
【００３６】
＜１−１−４−１．バックライト制御部＞
光源制御部としてのバックライト制御部４１は、入力される映像信号に基づいて、輝度信号を生成する。バックライト制御部４１は、生成した輝度信号をバックライトドライバ３０及び輝度推定部４２に出力する。
【００３７】
なお、本実施の形態における輝度信号は、仮想光源２３毎の発光率を決める信号であって、各仮想光源２３の最大輝度値を基準にした発光輝度の割合を示している。なお、説明の便宜上、仮想光源２３の無発光輝度を０、最大輝度を２５５と設定し、当該最大輝度２５５を１と設定した場合の割合を輝度信号とする。例えば、発光輝度が１２８でれば、輝度信号は０．５となる。
【００３８】
＜１−１−４−２．輝度推定部＞
輝度推定部４２は、バックライト制御部４１から入力される輝度信号に基づいて、液晶パネル１０が有する各画素における表示輝度の推定値（以下「推定発光輝度値」という）を示す推定発光輝度信号を生成する。輝度推定部４２は、推定発光輝度信号を信号補正部４３に出力する。
【００３９】
以下、輝度推定部４２の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図４は、輝度推定部４２の具体的な構成を示す模式図である。
【００４１】
輝度推定部４２は、ブロックメモリ制御部４２１、ブロックメモリ４２２、距離算出部４２３、及び輝度算出部４２４を有する。
【００４２】
＜１−１−４−２−１．ブロックメモリ制御部＞
ブロックメモリ制御部４２１は、ブロックメモリ４２２に蓄積される情報のリード及びライトを行うほか、距離算出部４２３及び輝度算出部４２４に対してブロックメモリ４２２からリードした情報を出力する。
【００４３】
ブロックメモリ制御部４２１は、具体的にバックライト制御部４１から輝度信号が入力されると、入力された輝度信号をブロックメモリ４２２に蓄積する。なお、輝度信号をブロックメモリ４２２に蓄積する場合、ブロックメモリ制御部４２１は、バックライト部２０の発光領域における輝度信号を全て蓄積するよう制御しても構わない。また、ブロックメモリ制御部４２１は、距離算出部４２３における処理に関連する輝度信号のみを蓄積するよう制御しても構わない。本実施の形態におけるブロックメモリ制御部４２１は、バックライト部２０の全発光領域における輝度信号を蓄積する構成で説明する。
【００４４】
また、ブロックメモリ制御部４２１は、仮想光源２３のバックライト部２０の領域における位置座標をブロックメモリ４３２に蓄積するとともに、仮想光源２３の位置座標を距離算出部４２３に対して出力する。
【００４５】
さらに、ブロックメモリ制御部４２１は、ブロックメモリ４２２に蓄積される輝度信号のうち、輝度算出部４２４における処理で必要とされる輝度信号を、輝度算出部４２４に対して出力する。
【００４６】
＜１−１−４−２−２．ブロックメモリ＞
ブロックメモリ４２２は、輝度信号及び仮想光源２３の位置座標を蓄積する。なお、仮想光源２３の位置座標は、バックライト部２０の設計時に設定される値であり、製造者によって事前に格納されているものとする。
【００４７】
図５は、バックライト部２０と、バックライト部２０における仮想光源２３との関係を示した図である。
【００４８】
本実施の形態においては、図５に示すようにバックライト部２０を正面に配置した場合の左上部を原点（０，０）と設定する。さらに、仮想光源２３のバックライト部２０における位置に応じて、（１，１）から（４，４）までの番号が付されているとする。そして、該番号に対して位置座標が（数１）として設定されているとする。
【００４９】
【数１】
2011001673.tif 000003
【００５０】
なお、仮想光源２３の位置座標に関しては上記の設定に限定されるものではなく、バックライト部２０における仮想光源２３の位置が一意に識別できる設定であればどのような設定方法でも構わない。
【００５１】
また、図５に示すｘ軸方向及びｙ軸方向はそれぞれ、液晶パネル１０の表示画面における水平方向及び垂直方向に相当するので、以下の説明では、ｘ軸方向を水平方向といい、ｙ軸方向を垂直方向という。
【００５２】
＜１−１−４−２−３．距離算出部＞
距離算出部４２３は、液晶パネル１０における画素と各仮想光源２３との距離を示す距離情報を生成する。そして、距離算出部４２３は、生成した距離情報を輝度算出部４２４に出力する。以下、制御部４０等で処理対象となっている画素を、注目画素と称す。
【００５３】
本実施の形態では、距離算出部４２３は、注目画素とバックライト部２０に設定される全ての仮想光源２３との距離情報Ｄを算出する。距離算出部４２３は、ある画素について距離情報Ｄを一度算出した後、その画素についての距離情報Ｄの算出を繰り返し行う必要がないように、その算出結果を保持しても良い。
【００５４】
図６は、距離算出部４２３における距離情報Ｄの算出を説明するための図である。
【００５５】
例えば、画素Ａと仮想光源Ｌ（ｉ，ｊ）との距離情報Ｄi,jを求めることを考える。なお、画素Ａの位置座標は（ｘ，ｙ）として取得可能である。この場合、距離情報Ｄi,jは（数２）より算出することができる。
【００５６】
【数２】
2011001673.tif 000004
【００５７】
距離算出部４２３は、画素Ａについての距離情報Ｄとして、バックライト部２０における各仮想光源Ｌ（ｉ、ｊ）、…、Ｌ（ｉ＋４、ｊ＋４）との距離を算出し、（数３）の形式で表現される距離情報Ｄを輝度算出部４２４に出力する。ここで、ｉ、ｊは１から４の自然数とする。本実施の形態では、仮想光源Ｌの配列が４×４だからである。
【００５８】
なお、上記において、画素Ａにおける距離情報Ｄのみを説明したが、液晶パネル１０における全ての画素について同様に距離情報の算出を行う。つまり、距離算出部４２３は、液晶パネル１０が２００万画素を有していれば、（数３）の形式で表された２００万個の距離情報Ｄを輝度算出部４２４に出力することになる。
【００５９】
【数３】
2011001673.tif 000005
【００６０】
なお、本実施の形態では、注目画素と仮想光源２３との距離情報Ｄを生成する際、全ての仮想光源２３との距離を求める構成とした。ただし、例えば、近接するｎ（ｎは正の整数。）個の仮想光源２３のみとの距離を求めても構わないし、最も近接する１つの仮想光源２３のみとの距離を求めても構わない。また、距離算出部４２３から輝度算出部４２４に出力する距離情報の形式は、（数３）で表現される形式に限定されるものではない。
【００６１】
＜１−１−４−２−４．輝度算出部＞
輝度算出部４２４は、距離算出部４２３から出力される距離情報Ｄと、ブロックメモリ制御部４２１から出力される注目画素が含まれる発光領域の輝度信号とを基に、注目画素に到来する光の推定発光輝度値を生成する。輝度算出部４２４は、生成した推定発光輝度値を信号補正部４３に出力する。
【００６２】
以下、輝度算出部４２４の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
【００６３】
図７は、輝度算出部４２４の具体的な構成を示す模式図である。
【００６４】
輝度算出部４２４は、輝度プロファイル４２４１、及び輝度補正部４２４２を有する。
【００６５】
＜１−１−４−２−４−１．輝度プロファイル＞
輝度プロファイル４２４１は、距離情報Ｄを算出した画素の正規化輝度値Ｎを、入力される距離情報Ｄに基づいて算出する。正規化輝度値Ｎは、（数４）で表現される。さらに、輝度プロファイル４２４１は、算出した正規化輝度値Ｎを輝度補正部４２４２に出力する。なお、正規化輝度値とは、仮想光源２３について発光率１００％で発光させた場合における発光率を示す値であり、仮想光源２３からの距離に応じて０から１の範囲で変化する値となっている。
【００６６】
【数４】
2011001673.tif 000006
【００６７】
以下、正規化輝度値Ｎの算出について説明する。
【００６８】
図８は、仮想光源２３の発光特性を示す図である。
【００６９】
各仮想光源２３が有する正規化輝度値Ｎは、各光源２１の光の拡散度合い、各光源２１の配設方法、及び発光領域２２に含まれる光源２１の個数に応じて変化する。図８に示す特性においては、仮想光源Ｌ（１，１）からの距離に応じて正規化輝度値が非線形的に変化していくことが示されている。
【００７０】
輝度プロファイル４２４１は、図８に示すような発光特性を１次元のＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）として有している。ＬＵＴでは、例えば、図８に示すような距離情報Ｄを引数とする非線形関数によって導き出される正規化輝度値Ｎが規定されている。この場合、ある画素について正規化輝度値Ｎ（１，１）を求めるためには、仮想光源Ｌ（１，１）に設定されたＬＵＴを用いて、その画素と仮想光源Ｌ（１，１）との距離情報Ｄ（１，１）から正規化輝度値Ｎ（１，１）を求める。ＬＵＴを使用することにより、実際に関数の演算を行う場合に比べて処理負荷の軽減を図ることができる。
【００７１】
輝度プロファイル４２４１においては、バックライト部２０において設定される１６個の発光領域毎に、図８で示すような発光特性が規定される。この発光特性は、仮想光源２３毎に異なる発光特性に設定しても構わないし、全て同じ発光特性としても構わない。異なる発光領域間で実際の発光特性が相違する場合には、それらの発光領域について異なる関数で表される発光特性を規定することにより、推定精度の向上を図ることができる。
【００７２】
また、輝度プロファイル４２４１は、概略図８に示すような特性を持つ多項式等の近似関数を用いても良いし、いくつかの代表的な距離での正規化輝度のみをＬＵＴとして持ち、既知の補間処理によって正規化輝度を求める構成としても良い。
【００７３】
さらに、輝度プロファイル４２４１は、発光領域２２が１６個設定されているので、１つの画素に対して１６個の正規化輝度値（Ｎ（１，１）からＮ（４，４）まで）を求めることになる。なお、ＣＰＵの処理負荷を低減させるために、画素が含まれる発光領域内にある仮想光源２３に対してのみ距離情報Ｄを算出する構成にしても構わない。
【００７４】
＜１−１−４−２−４−２．輝度補正部＞
輝度補正部４２４２は、輝度プロファイル４２４１から出力される注目画素における正規化輝度値Ｎを、発光領域の発光率が規定された輝度信号に基づいて補正する。そして、輝度補正部４２４２は、当該画素に到来する光の推定発光輝度値を生成する。さらに、輝度補正部４２４２は、生成した推定発光輝度値を信号補正部４３に出力する。
【００７５】
輝度補正部４２４２は、バックライト制御部４１において生成される輝度信号Ｓが（数５）によって与えられる場合、（数６）に基づいて注目画素における推定発光輝度値を算出する。
【００７６】
【数５】
2011001673.tif 000007
【００７７】
【数６】
2011001673.tif 000008
【００７８】
＜１−１−４−３．信号補正部＞
信号補正部４３は、入力される映像信号の特性を検出し、映像信号の特性に合わせて輝度推定部４２において推定された推定発光輝度値を特性変換する。例えば、入力される映像信号がガンマ変換されている場合は、推定発光輝度値に対してガンマ変換が施される。具体的な変換方法に関しては、変換テーブルを用いても構わない。
【００７９】
＜１−１−４−４．映像補正部＞
映像補正部４４は、信号補正部４３から出力される液晶パネル１０における注目画素の推定発光輝度値と、入力される映像信号が有する注目画素の透過率とを基に、当該透過率を補正し、補正した透過率を出力する。
【００８０】
バックライト部２０において発光領域毎の輝度制御を行った場合、液晶パネル１０及びバックライト部２０に入力される信号が同じ映像信号に基づいて生成されていたとしても、その映像の表示領域を照明する発光領域の輝度差に伴って、表示画像の輝度差が生じ得る。そのため、表示される映像が不自然に見える場合がある。この問題は、入力される映像信号が、バックライト部２０における全光源が一定で発光することを前提として生成されているからである。
【００８１】
映像補正部４４は、発光領域の輝度信号から生成されたある画素における推定発光輝度値に連動して液晶パネル１０に表示する画像の発光輝度値が変更されるように、映像信号に規定されるその画素における透過率を補正する。この補正により、上記のような表示画像の輝度差を低減することにより映像の不自然さを解消して、高品位な映像の表示を実現することができる。
【００８２】
ここで、注目画素における透過率Ｔは、例えば（数７）に示すように注目画素における表示輝度値Ｙを発光輝度値Ｌで除算した関係を有する。
【００８３】
【数７】
2011001673.tif 000009
【００８４】
発光領域の輝度信号が変化する状況で、画素における表示輝度値を一定にするためには、液晶パネル１０における画素での透過率を補正する必要がある。そこで、映像補正部４４は、信号補正部４３から出力された推定発光輝度値チルダーＬを発光輝度値Ｌとして用いて、例えば（数７）に基づいて透過率を補正する。
【００８５】
なお、映像補正部４４は、映像信号に含まれるＲＧＢ信号それぞれに対して透過率を補正する。
【００８６】
＜１−２．液晶表示装置の動作＞
次に、上記構成に基づいた液晶表示装置の表示動作の具体的な一例について図面を参照しながら説明する。
【００８７】
図９は、液晶表示装置に入力される映像信号の一例を示す図である。黒背景上に大小２つの矩形パターンが配置されている。なお、図９において白の格子線は、液晶パネル１０の画素の枠を示すものであり、実際の画像には含まれない。
【００８８】
図９に示す矩形パターンは、図１０に示すような画素毎における透過率を有しているとする。図９に表される矩形パターンでは、３行７列目及び４行７列目の画素における輝度が最も高く、その周辺では輝度が小さくなっていく。ここで、映像信号の透過率としては、最大発光輝度２５５に対して１が設定され、無発光状態０に対して０が設定されるとする。
【００８９】
なお、ここでの動作例の説明においては、図１０における２行３列分の領域を１つの発光領域２２と設定する。また、仮想光源２３は、当該発光領域２２の中心付近に存在するものと設定する。
【００９０】
＜１−２−１．バックライト部の発光動作＞
まず、図９に示す透過率はバックライト制御部４１に入力され、バックライト部２０が有する複数発光領域毎に発光率を規定する輝度信号が生成される。
【００９１】
図１１は、図９で示される映像信号を基に生成された輝度信号を示す図である。
【００９２】
図１１に示す輝度信号は、バックライトドライバ３０に入力され、この輝度信号を基に発光制御信号が生成される。そして、生成した発光制御信号に基づいてバックライト部２０における光源２１が駆動され、バックライト部２０が発光する。
【００９３】
＜１−２−２．映像信号の補正動作＞
まず、バックライト制御部４１で生成された輝度信号が、ブロックメモリ制御部４２１に入力される。
【００９４】
そして、ブロックメモリ制御部４２１は、入力された輝度信号を、ブロックメモリ４２２に一時的に記憶するよう制御する。
【００９５】
さらに、ブロックメモリ制御部４２１は、輝度信号の記憶が完了すると、距離算出部４２３に対して、ブロックメモリ４２２に蓄積された仮想光源２３の位置座標を出力する。
【００９６】
次に、距離算出部４２３は、仮想光源２３の位置座標と、注目画素の位置座標とを基に、当該仮想光源２３と注目画素との間の距離情報Ｄを算出する。本実施の形態における仮想光源２３の位置座標は、行列番号を基準に設定されており、例えばＬ（１，１）の位置座標は、（Ｌ（１，１）ｘ、Ｌ（１，１）ｙ）＝（１．５、１）と設定されている。３行１列目の領域内に位置する座標（２．５、０．５）の画素については、上記座標の仮想光源Ｌ（１，１）との距離を示す距離情報Ｄは、１．１２となる。算出された距離情報Ｄは、輝度算出部４２４に出力される。なお、この距離情報Ｄは液晶パネル１０が備える画素全てに対して算出するものとする。
【００９７】
輝度算出部４２４は、距離算出部４２３から出力される距離情報Ｄから推定発光輝度信号を生成する。
【００９８】
図１２は、距離算出部４２３から入力される距離情報Ｄを基に得られる、画素毎の推定発光輝度値を示す図である。図１１に示す輝度信号が入力された場合、図１２に示す推定発光輝度値が画素毎に算出されることになる。なお、輝度算出部４２４の処理過程において生成される正規化輝度情報Ｎは、事前に設定された輝度プロファイル４２４１のＬＵＴにおいて、距離情報Ｄが１．１２の場合は０．９であることが示されているものとする。輝度算出部４２４は、推定発光輝度値を信号補正部４３に入力する。
【００９９】
信号補正部４３は、入力された推定発光輝度値のガンマ変換を行い、ガンマ変換した信号を映像補正部４４に入力する。
【０１００】
映像補正部４４は、入力された推定発光輝度値に基づいて、液晶パネル１０における画素の透過率を生成する。
【０１０１】
図１３は、映像補正部４４において生成される透過率を示す図である。図１３に示すように、発光領域２２毎に発光輝度が異なるため、映像信号に含まれる表示輝度が同一であっても、液晶パネル１０における画素の透過率は違う値となっている。
【０１０２】
なお、発光透過率は厳密には０にすることができないため、０と記載しているところは液晶パネル１０の性能に応じて０．００１、０．０００１等の値を取得することになる。
【０１０３】
＜１−３．まとめ＞
上記のように、本実施の形態によれば、バックライト制御部４１から出力される輝度信号と、液晶パネル１０における画素と発光領域２２内に設定される仮想光源２３との距離情報Ｄとを基に、当該画素に到来する光の輝度値を推定する。言い換えれば、画素に到来する光の輝度値の推定を、当該画素と仮想光源２３との距離を加味して行う。よって、当該画素に到来する光の輝度値を、正確に推定することが可能となる。これにより、入力画像信号の表示輝度を補正する際、画素毎に適切な透過率を設定することができるため、従来の液晶表示装置に比べ、バックライト部２０の発光を領域毎に制御した場合であっても高品位な映像を表示することが可能となる。
【０１０４】
上記のとおり、画素への到来光の輝度値推定に加味する距離は、配設されている光源２１自体との距離ではなく、幾つかの光源２１に対して１つ設定された基準位置との距離である。よって、距離算出のための処理負荷の軽減、ひいては消費電力の低減を図ることができる。しかも、その基準位置は、発光輝度値の制御単位として形成された発光領域２２毎に設定されたものである。１つの発光領域２２においては、その発光領域２２を形成するように配設された複数の光源２１から１つの仮想光源２３を想定することができ、その仮想光源２３についての１つの発光特性を容易に規定することができる。したがって、光源２１自体との距離の代わりに、発光領域２２の基準位置、つまり仮想光源２３の配置位置との距離を用いても、上記推定を正確に行うことができる。
【０１０５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明していく。＜１−１−４−２＞で説明した輝度推定部は、仮想光源２３と注目画素との間の距離情報Ｄを基に、距離情報Ｄと正規化輝度値Ｎとの関係を示す１次元のＬＵＴ構成を用いて推定発光輝度値を算出する特徴を有する。しかし、１次元のＬＵＴを用いる場合、例えば、図５に示す水平方向若しくは垂直方向等、１次元の直線的な方向の発光特性しか正確に表現することができない。つまり、注目画素と仮想光源２３との間における距離情報Ｄが同じであれば、発光特性が異なるにも係らず同じ正規化輝度値Ｎを算出する。
【０１０６】
そこで、本実施の形態では、注目画素と仮想光源２３とを結ぶ線の角度を用いて距離情報Ｄを補正することにより、実際の仮想光源２３の発光特性に近い正規化輝度値Ｎを算出する方法について説明する。
【０１０７】
なお、実施の形態１における液晶表示装置との相違点は、距離算出部から出力される信号に、距離情報Ｄに加えて角度情報が含まれること、及び、輝度推定部が距離補正部を備えることである。その他に関しては同様の構成となる。
【０１０８】
以下、本実施の形態における液晶表示装置について、上記相違点を中心に、図面を参照しながら説明する。
【０１０９】
＜２−１．輝度推定部＞
図１４は、本実施の形態における輝度推定部１４００の構成を示す模式図である。
【０１１０】
輝度推定部１４００は、実施の形態１における輝度推定部４２と比較して、距離補正部１４０２を新たに備える構成であって、距離算出部１４０１からは角度情報が出力される点が異なる。なお、実施の形態１において説明したものと同一の構成要素に関しては同じ番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１１】
＜２−１−１．距離算出部＞
距離算出部１４０１は、液晶パネル１０における注目画素と各仮想光源２３との距離情報を生成する。さらに、距離算出部１４０１は、当該注目画素と仮想光源２３とを結ぶ直線と、仮想光源２３を通る水平方向の直線とがなす角度を示す角度情報を算出する。
【０１１２】
ここで、距離算出部１４０１は、個々の注目画素について、バックライト部２０に設定される全ての仮想光源２３との距離情報Ｄを算出し、かつ、バックライト部２０に設定される全ての仮想光源２３との角度情報θを算出する構成とする。以下、角度情報θの算出に関して説明を行い、距離情報Ｄの算出についてはその説明を省略する。
【０１１３】
図１５は、距離算出部１４０１における角度情報θの算出を説明するための図である。
【０１１４】
例えば、画素Ａと仮想光源Ｌ（ｉ，ｊ）との角度情報θi,jを求めることを考える。なお、画素Ａの位置座標は（ｘ、ｙ）として取得可能である。ここで、角度情報θi,jは図１５に示すように、仮想光源２３を通る水平方向の直線１５０１に対して、反時計周りに成す角度と設定するものとする。
【０１１５】
この場合、角度情報θi,jは（数８）より算出することができる。
【０１１６】
【数８】
2011001673.tif 000010
【０１１７】
距離算出部１４０１は、バックライト部２０に設定された全１６個の仮想光源Ｌ（１、１）、…、Ｌ（４，４）に対して角度を算出し、（数９）の形式で表現される角度情報θを距離補正部１４０２に、距離情報Ｄと共に出力する。なお、上記において、画素Ａにおける角度情報Ｄのみを説明したが、液晶パネル１０における全ての画素について同様に角度情報の算出を行う。つまり、距離算出部１４０１は、液晶パネル１０が２００万画素を有していれば、（数９）の形式で表された２００万個の角度情報θを距離補正部１４０２に出することになる。
【０１１８】
【数９】
2011001673.tif 000011
【０１１９】
なお、本実施の形態では、注目画素と仮想光源２３との角度情報θを生成する際、全ての仮想光源２３との角度を求める構成としたが、例えば、近接するｎ（ｎは正の整数。）個の仮想光源２３のみとの角度を求めても構わないし、最も近接する１つの仮想光源２３のみとの角度を求めても構わない。また、三角関数の近似式を用いて角度情報θを表現しても良い。また、輝度算出部１４０１から距離補正部１４０２に出力する角度情報θの形式は、（数９）で表現される形式に限定されるものではない。
【０１２０】
＜２−１−２．距離補正部＞
距離補正部１４０２は、距離算出部１４０１から入力された角度情報θを基に、距離算出部１４０１から入力された距離情報Ｄを補正する。
【０１２１】
図１６は角度情報θと、距離情報Ｄの補正係数との関係を示す図である。ここで、補正係数とは、距離情報Ｄを補正する際の補正値である。
【０１２２】
例えば、発光領域２２における光源２１の配設が４×２個である。つまり水平方向に相対的に多くの個数の光源２１が配設されている場合、仮想光源２３における発光特性は水平方向に広く分布する傾向を持つ。そのため、上記のように光源２１が配設されている場合、補正係数は、水平方向における距離情報Ｄを短くするように設定される。
【０１２３】
具体的には、図１６に示す角度情報θと補正係数との関係が、関数ｆとして設定されている場合、（数１０）のように距離情報Ｄが補正される。
【０１２４】
【数１０】
2011001673.tif 000012
【０１２５】
例えば、画素Ａにおける角度情報θが０°であり、距離情報Ｄが１である場合、補正後の距離情報は０．５となる。距離補正部１４０２は、上記の補正を距離情報Ｄに含まれる各要素について行う。
【０１２６】
なお、図１６に示す関係は、発光領域２２に４×２個の光源２１を配設した場合の特性を示すものであり、各光源２１の光の拡散度合い、各光源２１の配設方法、及び発光領域２２に含まれる光源２１の個数により、特性は変化する。
【０１２７】
＜２−１−３．輝度プロファイル＞
輝度プロファイル４２４１には、補正後の距離情報Ｄが出力されることになる。輝度プロファイル４２４１は、入力される補正後の距離情報Ｄを用いて正規化輝度値Ｎを算出する。
【０１２８】
＜２−２．まとめ＞
以上により、諸条件により発光領域２２の発光特性が変化する場合であっても、仮想光源２３と画素とがなす角度に基づいて距離情報Ｄを適切に補正することが可能となるため、より適切に正規化輝度値Ｎを算出することが可能となる。
【０１２９】
なお、距離補正部１４０２は角度情報θを基に輝度プロファイル４２４１における輝度プロファイル（つまり、輝度プロファイル４２４１において規定されている発光特性）を補正する構成にしても構わない。具体的には、図１７に示すように角度情報θにより輝度プロファイルが水平方向に引き延ばされたり縮んだりするように補正される。なお、輝度プロファイルを補正する場合、距離補正部１４０２から出力される距離情報Ｄは、補正されずそのまま輝度プロファイル４２４１に出力される構成となる。
【０１３０】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明していく。＜１−１−４−２＞及び＜２−１＞で説明した輝度推定部は、注目画素と仮想光源２３との距離に着目し、図５に示す水平方向若しくは垂直方向に設定された１次元ＬＵＴに基づいて正規化輝度値Ｎを算出する特徴を有する。しかし、＜２−１＞でも記載したように、発光領域２２における光源２１の配置が水平方向若しくは垂直方向に広がりを持つ場合、水平方向と垂直方向との間に発光特性の相違が生じるため、１つのＬＵＴでは適切に発光領域２２の発光特性を表現することが難しい。
【０１３１】
そこで、本実施の形態では、水平方向及び垂直方向のそれぞれに対して１次元ＬＵＴを設け、注目画素と仮想光源２３との水平方向距離及び垂直方向距離に基づいて、当該２つの１次元ＬＵＴから正規化輝度値を算出する方法について説明を行う。
【０１３２】
なお、実施の形態１における液晶表示装置との相違点は、距離算出部から、注目画素と仮想光源２３との水平方向距離情報及び垂直方向距離情報が出力されることである。さらに、輝度推定部が水平方向輝度プロファイル及び垂直方向輝度プロファイルを用いて推定発光輝度値を算出する構成が異なる。
【０１３３】
以下、本実施の形態における液晶表示装置について、上記相違点を中心に、図面を参照しながら説明する。
【０１３４】
＜３−１．距離算出部（図示せず）＞
距離算出部は、注目画素と各仮想光源との水平方向距離及び垂直方向距離を算出する。ここで、水平方向距離とは、注目画素のｘ座標と仮想光源２３のｘ座標との差分絶対値であり、垂直方向距離とは、画素のｙ座標と仮想光源２３のｙ座標との差分絶対値である。
【０１３５】
本実施の形態における距離算出部は、画素Ａの位置座標が（ｘ、ｙ）である場合、水平方向距離情報Ｄｘ及び垂直方向距離情報Ｄｙを（数１１）のように算出する。
【０１３６】
【数１１】
2011001673.tif 000013
【０１３７】
なお、距離算出部は、生成した距離情報Ｄのうち、水平方向距離情報Ｄｘを水平方向輝度プロファイルに出力し、垂直方向距離情報Ｄｙを垂直方向輝度プロファイルに出力する。
【０１３８】
＜３−２．輝度推定部＞
輝度推定部１８００は、距離算出部から入力される水平方向距離情報Ｄｘ及び垂直方向距離情報Ｄｙを基に、推定発光輝度値Ｎを算出する。
【０１３９】
図１８は、本実施の形態における輝度推定部１８００の構成を示す模式図である。輝度推定部１８００は、水平方向輝度プロファイル１８０１、垂直方向輝度プロファイル１８０２、合成部１８０３、及び輝度補正部４２４２を有する。
【０１４０】
＜３−２−１．水平方向輝度プロファイル＞
水平方向輝度プロファイル１８０１は、注目画素について入力される水平方向距離情報Ｄｘに基づいて、当該注目画素における水平方向正規化輝度値Ｎｘを算出する。水平方向正規化輝度値Ｎｘは（数１２）で表現される。さらに、水平方向輝度プロファイル１８０１は、算出した水平方向正規化輝度値Ｎｘを合成部１８０３に出力する。なお、水平方向正規化輝度値Ｎｘとは、仮想光源２３について発光率１００％で発光させた場合における水平方向の発光率を示す値であり、仮想光源２３からの水平方向距離に応じて０から１の範囲で変化する値となっている。
【０１４１】
【数１２】
2011001673.tif 000014
【０１４２】
以下、水平方向正規化輝度値Ｎｘの算出について説明する。
【０１４３】
図１９は、仮想光源２３の水平方向の発光特性を示す図である。
【０１４４】
各仮想光源２３が有する水平方向正規化輝度値Ｎｘは、各光源２１の光の拡散度合い、各光源２１の配設方法、及び発光領域２２に含まれる光源２１の個数に応じて変化する。例えば、図１９に示す特性においては、仮想光源Ｌ（１，１）からの距離に応じて正規化輝度値がなだらかに変化していくことが示されている。言い換えれば、この発光特性は、特に水平方向に光が広がるような特徴を有する。これは、光源２１が発光領域に対して水平方向に広がりを持つように配設されているためである。
【０１４５】
水平方向輝度プロファイル１８０１は、図１９に示すような発光特性を１次元のＬＵＴとして有している。ＬＵＴでは、例えば、図１９に示すような水平方向距離情報Ｄｘを引数とする非線形関数によって導き出される水平方向正規化輝度値Ｎｘが規定されている。この場合、ある画素について水平方向正規化輝度値Ｎｘ（１，１）を求めるためには、仮想光源Ｌ（１，１）に設定されたＬＵＴを用いて、その画素と仮想光源Ｌ（１，１）との水平方向距離情報Ｄｘ（１，１）から水平方向正規化輝度値Ｎｘ（１，１）を求める。水平方向輝度プロファイル１８０１は、全１６個の仮想光源に対して画素との水平方向距離情報Ｄｘを算出する。つまり、１つの画素に対して１６個の水平方向正規化輝度値（Ｎｘ（１，１）からＮｘ（４，４）まで）を求める。
【０１４６】
＜３−２−２．垂直方向輝度プロファイル＞
垂直方向輝度プロファイル１８０２は、注目画素について入力される垂直方向距離情報Ｄｙに基づいて、当該注目画素における垂直方向正規化輝度値Ｎｙを算出する。垂直方向正規化輝度値Ｎｙは（数１３）で表現される。さらに、垂直方向輝度プロファイル１８０２は、算出した垂直方向正規化輝度値Ｎｙを合成部１８０３に出力する。なお、垂直方向正規化輝度値Ｎｙとは、仮想光源２３について発光率１００％で発光させた場合における垂直方向の発光率を示す値であり、仮想光源２３からの垂直方向距離に応じて０から１の範囲で変化する値となっている。
【０１４７】
【数１３】
2011001673.tif 000015
【０１４８】
以下、垂直方向正規化輝度値Ｎｙの算出について説明する。
【０１４９】
図２０は、仮想光源２３の垂直方向の発光特性を示す図である。
【０１５０】
各仮想光源２３が有する垂直方向正規化輝度値Ｎｙは、各光源２１の光の拡散度合い、各光源２１の配設方法、及び発光領域２２に含まれる光源２１の個数に応じて変化する。例えば、図２０に示す特性においては、仮想光源Ｌ（１，１）からの距離に基づく正規化輝度値Ｎｙの変化率が水平方向正規化輝度値Ｎｘと比較して急であることが示されている。言い換えれば、この発光特性は、水平方向に比べて垂直方向には光の広がりを持たない特徴を有する。これは、光源２１が発光領域に対して水平方向に広がりを持つように配設されているためである。
【０１５１】
垂直方向輝度プロファイル１８０２は、図２０に示すような発光特性を１次元のＬＵＴとして有している。ＬＵＴでは、例えば、図２０に示すような垂直方向距離情報Ｄｙを引数とする非線形関数によって導き出される垂直方向正規化輝度値Ｎｙが規定されている。この場合、ある画素について垂直方向正規化輝度値Ｎｙ（１，１）を求めるためには、仮想光源Ｌ（１，１）に設定されたＬＵＴを用いて、その画素と仮想光源Ｌ（１，１）との垂直方向距離情報Ｄｙ（１，１）から垂直方向正規化輝度値Ｎｙ（１，１）を求める。垂直方向輝度プロファイル１８０２は、全１６個の仮想光源に対して画素との垂直方向距離情報Ｄｙを算出する。つまり、１つの画素に対して１６個の垂直方向正規化輝度値（Ｎｙ（１，１）からＮｙ（４，４）まで）を求めることになる。
【０１５２】
＜３−２−３．合成部＞
合成部１８０３は、水平方向輝度プロファイル１８０１から出力される注目画素における水平方向正規化輝度値Ｎｘ、及び、垂直方向輝度プロファイル１８０２から出力される注目画素における垂直向正規化輝度値Ｎｙを合成し、正規化輝度値Ｎを算出する。さらに、合成部１８０３は、算出した正規化輝度値Ｎを輝度補正部４２４２に出力する。
【０１５３】
以下、合成部１８０３における具体的な合成方法に関して説明を行う。
【０１５４】
合成部１８０３は、水平方向正規化輝度値Ｎｘ及び垂直方向正規化輝度値Ｎｙに基づいて、（数１４）で示される正規化輝度値Ｎを算出する。
【０１５５】
【数１４】
2011001673.tif 000016
【０１５６】
上記のような正規化輝度値Ｎに基づいて、Ｌ（ｉ，ｊ）を含む発光領域２２内の画素における推定発光輝度値を算出した場合、図２１に示す部分発光領域２１０１については図２２に示すような正規化輝度分布を示すことになる。
【０１５７】
なお、合成部１８０３における推定発光輝度値の生成方法は、min（）演算子に限定されるものではない。例えば、水平方向推定発光輝度値及び垂直発光輝度値のそれぞれに対して異なる重み係数を乗算し、乗算後の値を加算する構成にしても構わない。また、仮想光源２３を中心とする水平方向の直線と注目画素とがなす角度を基に、重み係数を算出しても構わない。また、注目画素の位置座標（ｘ、ｙ）の値を基に、重み係数を決定しても構わない。
【０１５８】
合成部１８０３から出力される正規化輝度値Ｎは輝度補正部４２４２に入力され、本発明の実施の形態１と同様の処理が行われる。
【０１５９】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について説明していく。＜１−１−４−２＞で説明した輝度推定部は、仮想光源２３と注目画素との間の距離情報Ｄを基に、距離情報Ｄと正規化輝度値Ｎとの関係を示す１次元のＬＵＴ構成を用いて推定発光輝度値を算出する特徴を有する。
【０１６０】
ここで、輝度推定部は、仮想光源２３と注目画素との距離情報Ｄに基づいて、注目画素における正規化輝度値Ｎを生成している。そのため仮想光源２３を中心とする円を考えた場合、当該円周上に存在する画素は全て、等しい正規化輝度値を有するものとなる。
【０１６１】
しかし、発光領域２２における光源２１の配設が４×２個であり、つまり水平方向に相対的に多くの個数の光源２１が配設されている場合、仮想光源２３における発光特性は水平方向と垂直方向では異なる。そのため、発光領域２２内に配置される光源２１の数が水平方向と垂直方向とで異なる等、特定の条件化においては、同一円周上に存在する全画素について生成される正規化輝度値Ｎを等しいものとして扱うと、不自然な発光特性となる。
【０１６２】
そこで、本実施の形態では、同一楕円の円周上に存在する全画素について生成される正規化輝度値Ｎが等しくなる発光特性を用いる。
【０１６３】
なお、実施の形態１における液晶表示装置との相違点は、距離算出部において算出される距離情報Ｄの算出方法が楕円特性を用いる算出方法に変更した点である。その他に関しては同様の構成となる。
【０１６４】
＜４−１．距離算出部（図示せず）＞
以下、本実施の形態における距離算出部について図面を参照しながら説明する。
【０１６５】
図２３は、仮想光源Ｌ（ｉ，ｊ）と注目画素Ａ（ｘ、ｙ）との間における距離を示す距離情報を、楕円特性を用いて生成する方法を説明するための図である。図２３において、発光領域２２は水平方向に広がりを持つ領域として設定されている。また、楕円特性として、長さＲｘの長軸半径及び長さＲｙの短軸半径が、図２３に示すように設定されるものとする。
【０１６６】
この場合、長軸の端点Ｒｘ及び短軸の端点Ｒｙを通る楕円を表す楕円方程式は（数１５）で表現することができる。
【０１６７】
【数１５】
2011001673.tif 000017
【０１６８】
なお、（数１５）におけるＲｘ及びＲｙは、（数１６）に示す関係を有する。
【０１６９】
【数１６】
2011001673.tif 000018
【０１７０】
ここで、（数１６）に示すｋは扁平率と呼ばれ、各光源２１の光の拡散度合い、各光源２１の配設方法、及び発光領域２２に含まれる光源２１の個数に応じて変化する値であり事前に設定される。例えば光源２１に取り付けられた光拡散レンズに異方性を持たせることで画面全体でのバックライト輝度が均一になるようにする等、光源２１の配置が水平方向と垂直方向とで異なる場合、光源２１の輝度分布の異方性に合わせてｋの値が設定される。また、発光領域２２の水平方向及び垂直方向の比を基にｋの値を設定しても構わない。
【０１７１】
輝度プロファイル４２４１において距離情報と正規化輝度値Ｎとの関係が水平方向を中心に設定されている場合、距離算出部は、（数１５）及び（数１６）を用いることにより、Ｒｘを距離情報として出力する。また、輝度プロファイル４２４１において距離情報と正規化輝度値Ｎとの関係が垂直方向を中心に設定されている場合、距離算出部は、（数１５）及び（数１６）を用いることにより、Ｒｙを距離情報として出力する。図２３に示すように、同一楕円上に存在する画素２３０１、２３０２、２３０３、２３０４、２３０５に関しては、全て同じ値（例えばＲｘ）が距離情報として出力されるため、全て同じ正規化輝度値Ｎが取得されることになる。なお、同一楕円上に存在する画素は上記のものに限定されるものではない。
【０１７２】
＜４−２．まとめ＞
上記のように構成することで、発光領域２２内に配置される光源２１の数が水平方向と垂直方向とで異なる等、水平方向と垂直方向とで発光特性が異なる場合であっても、画素における推定発光輝度値を生成することが可能となる。
【０１７３】
なお、扁平率ｋは、仮想光源２３と画素との距離に応じて、適応的に変化する値であっても構わない。具体的には、図２４に示すように距離が大きくなるにつれて、扁平率の値が１に近くなり楕円が円に近づくような構成となる。上記のように構成することで、画素における推定発光輝度値をさらに正確に生成することが可能となる。
【０１７４】
（その他の実施の形態）
以下、その他の実施の形態に関して説明する。
【０１７５】
実施の形態１から４において、バックライト部２０の側面部に仮想光源２３からの照射光を反射する反射板２４０１を設ける構成にしても構わない。図２５は、バックライト部２０に反射板２４０１が設けられた構成を示す図である。バックライト部２０に反射板２４０１が設定されると、仮想的にバックライト部２０が拡大されたような挙動を示す。つまり、バックライト部２０の周辺に仮想的なバックライト部２４０２、２４０３、２４０４を備える構成とみなされる。
【０１７６】
例えば、仮想光源Ｌ（１，１）近辺の画素における正規化輝度値Ｎを算出する場合、反射板２４０１を設けなければ、バックライト部２０が有する１６個の仮想光源との距離情報を算出するのみでよかった。しかし、反射板２４０１を取り付けることによって、最大で８個の仮想的なバックライト部２０が配設されたものとみなすことができるため、１つの画素で最大１２８個の距離情報を算出することになる。
【０１７７】
上記のような構成を行うことで、さらに精度良く注目画素における推定発光輝度値を算出することが可能となる。
【０１７８】
また、実施の形態１において述べたとおり、光源２１はＲＧＢの光を混色して白色を発するものであっても構わないが、これは実施の形態２から４においても同様である。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの発光輝度を制御できるものであっても良い。図２６は、Ｒ，Ｇ，Ｂが独立して制御できるバックライトを有する液晶表示装置の制御部の構成を示す図である。バックライト制御部４１からはＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応する輝度信号が出力される。輝度推定部及び信号補正部に関してはＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応するように３系統設けられている。このように構成することでＲ，Ｇ，Ｂ毎の推定発光輝度値を算出することになる。
【０１７９】
上記のような構成を行うことで、Ｒ，Ｇ、Ｂが独立して発光輝度が制御できる場合であっても精度良く注目画素における推定発光輝度値を算出することが可能となる。
【０１８０】
また、実施の形態１から４では、光源２１が均等なピッチで配列されていることを前提として説明したが、光源２１が不等なピッチで配列されている構成であっても、本発明は適用可能である。図２７及び、図２８は、不等ピッチ配列の例を示す。これらの例では、バックライト部２０の中央付近の発光領域２２ａにおいて、外周付近の発光領域２２ｂに比べて密に光源２１が配置されている。この場合、個々の発光領域における仮想光源の位置が相対的に異なる場合がある。具体的には、中央付近の発光領域２２ａでは、６個の光源２１が対称な態様で配列されているため、発光領域２２ａの仮想光源２３ａの位置は、発光領域２２ａの中心位置となっている。これに対し、外周付近の発光領域２２ｂでは、５個の光源２１が非対称な態様で配列されているため、発光領域２２ｂにおける仮想光源２３ｂの位置は、発光領域２２ｂの中心位置から逸れている。このように不等ピッチ配列が採用されていても、前述のとおり発光領域の発光特性を発光領域毎に規定すれば、精度良く推定発光輝度値の生成を行うことができる。これは、例えば図２９に示すように、バックライト部２０において複数の発光領域（発光領域２２ｃ、２２ｄ等）を形成する複数の光源２１がデルタ状をなすように配列されている場合においても、同様である。
【０１８１】
なお、上記の実施の形態１から４を相互に組み合わせて用いても構わない。また、その他の実施の形態を実施の形態１から４と組み合わせて用いても構わない。
【０１８２】
２００９年７月１日出願の特願２００９−１５６６９３の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明にかかる映像表示装置は、高品位な映像を表示しつつ、消費電力の低減を図ることが可能になるので、ＰＣのモニター又はデジタルＴＶ等の映像表示装置として有用である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０    液晶パネル
２０    バックライト部
２１    光源
２２、２２ａ〜２２ｄ    発光領域
２３、２３ａ、２３ｂ    仮想光源
３０    バックライトドライバ
４０    制御部
４１    バックライト制御部
４２、１４００、１８００    輝度推定部
４３    信号補正部
４４    映像補正部
４２１    ブロックメモリ制御部
４２２    ブロックメモリ
４２３、１４０１    距離算出部
４２４    輝度算出部
１４０２    距離補正部
１５０１    直線
１８０１    水平方向輝度プロファイル
１８０２    垂直方向輝度プロファイル
１８０３    合成部
２１０１    部分発光領域
２３０１、２３０２、２３０３、２３０４、２３０５    画素
２４０１    反射板
２４０２、２４０３、２４０４    仮想的なバックライト部
４２４１    輝度プロファイル
４２４２    輝度補正部
【図１】
2011001673.tif 000019
【図２】
2011001673.tif 000020
【図３】
2011001673.tif 000021
【図４】
2011001673.tif 000022
【図５】
2011001673.tif 000023
【図６】
2011001673.tif 000024
【図７】
2011001673.tif 000025
【図８】
2011001673.tif 000026
【図１０】
2011001673.tif 000027
【図１１】
2011001673.tif 000028
【図１２】
2011001673.tif 000029
【図１３】
2011001673.tif 000030
【図１４】
2011001673.tif 000031
【図１５】
2011001673.tif 000032
【図１６】
2011001673.tif 000033
【図１７】
2011001673.tif 000034
【図１８】
2011001673.tif 000035
【図１９】
2011001673.tif 000036
【図２０】
2011001673.tif 000037
【図２１】
2011001673.tif 000038
【図２２】
2011001673.tif 000039
【図２３】
2011001673.tif 000040
【図２４】
2011001673.tif 000041
【図２５】
2011001673.tif 000042
【図２６】
2011001673.tif 000043
【図２７】
2011001673.tif 000044
【図２８】
2011001673.tif 000045
【図２９】
2011001673.tif 000046
【図９】
2011001673.tif 000047
【国際調査報告】
2011001673.tif 000048
2011001673.tif 000049
2011001673.tif 000050
2011001673.tif 000051