(57)【要約】  エリアアクティブ駆動処理部（１５）は、入力画像（３１）に基づき、液晶パネル（１１）の駆動に用いる液晶データ（３２）と、バックライト（１３）の駆動に用いるＬＥＤデータ（３３）を求める。ＬＥＤデータ（３３）を求めるときには、入力画像（３１）を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを求め、最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより、各エリアに対応したＬＥＤ（２３）〜（２５）の輝度を求める。加重平均に用いる係数αは、平均値Ｍｅに応じて変化する。ＬＥＤ輝度は、平均値Ｍｅが大きくなるに伴い、平均値Ｍｅから加速度的に上昇して最大値Ｍａに近づく。これにより、バックライト調光を行う画像表示装置におけるフリッカと輝度低下を防止する。
2009054223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路とを備え、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値に基づき各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記最大値と前記平均値を加重平均することにより、前記光源の輝度を求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記平均値に応じて変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど前記最大値に大きな重みを与え、前記平均値に小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど大きく変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断したときには、前記最大値に前回よりも大きな重みを与え、前記平均値に前回よりも小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、前記入力画像が静止画であるときには、前記最大値に基づき前記光源の輝度を求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求めるステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するステップとを備え、
前記表示用データと前記バックライト制御データを求めるステップは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値に基づき各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関し、特に、バックライトの輝度を制御する機能（バックライト調光機能）を有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置では、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を抑制し、表示画像の画質を改善することができる。特に、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づき、当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。以下、このようにエリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、表示パネルを駆動する方法を「エリアアクティブ駆動」という。【０００３】
エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置では、バックライト光源として、例えば、ＲＧＢ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）や白色ＬＥＤが使用される。これらＬＥＤの輝度を決定する方法として、従来から、次の２つの方法が知られている。第１の方法は、エリア内の画素の輝度の最大値に基づき当該エリアに対応したＬＥＤの輝度を決定する方法（以下、Ｍａｘ方式という）である。第２の方法は、エリア内の画素の輝度の平均値に基づき当該エリアに対応したＬＥＤの輝度を決定する方法（以下、Ｍｅａｎ方式という）である。【０００４】
一般に、バックライトに含まれるＬＥＤの個数は、表示パネルの画素数よりも少ない。このため、エリアアクティブ駆動によって動画を表示すると、エリア内の画素の輝度の最大値（あるいは平均値）がフレームごとに変化して、ＬＥＤの輝度がフレームごとに変化し、画面にフリッカ（ちらつき）が発生することがある。このフリッカは、画面が明るいときよりも画面が暗いときにより顕著になる。エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置では、動画表示におけるフリッカを防止することが重要な課題となっている。【０００５】
なお、本件発明に関連して、以下の先行技術文献が知られている。特許文献１には、冷陰極蛍光ランプと発光ダイオードを隣接配置してバックライトを構成し、画面輝度に応じて冷陰極蛍光ランプと発光ダイオードを組み合わせて駆動することが記載されている。特許文献２には、複数の光源からなる照明手段の照明光の明度分布を算出し、算出した明度分布に基づき画像データを補正することが記載されている。特許文献３には、バックライト光源の発光輝度を動的に可変制御する画像表示装置において、バックライト光源の発光輝度に応じてオンスクリーン表示画像信号の輝度レベルを可変制御することが記載されている。
【特許文献１】日本国特開２００３−１４０１１０号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−３０９３３８号公報
【特許文献３】日本国特開２００５−３２１４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記Ｍａｘ方式とＭｅａｎ方式にはそれぞれ問題がある（後述する図６と図１０の説明を参照）。Ｍａｘ方式には、画像を正しい輝度で表示できるという利点があるが、動画表示におけるフリッカが大きく、フリッカが大きいためにエリアサイズを大きくできないという問題がある。一方、Ｍｅａｎ方式には、フリッカが小さく、Ｍａｘ方式よりも画質改善効果が高いという利点があるが、輝度低下が発生し、画像を正しい輝度で表示できないという問題がある。一般に、Ｍａｘ方式は動画表示に弱く、Ｍｅａｎ方式は静止画表示に弱いと言える。【０００７】
それ故に、本発明は、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止できる、エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路とを備え、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値に基づき各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。【０００９】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記信号処理部は、前記最大値と前記平均値を加重平均することにより、前記光源の輝度を求めることを特徴とする。【００１０】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値に応じて変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。【００１１】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど前記最大値に大きな重みを与え、前記平均値に小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。【００１２】
本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど大きく変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。【００１３】
本発明の第６の局面は、本発明の第２の局面において、
前記信号処理部は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断したときには、前記最大値に前回よりも大きな重みを与え、前記平均値に前回よりも小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。【００１４】
本発明の第７の局面は、本発明の第１の局面において、
前記信号処理部は、前記入力画像が静止画であるときには、前記最大値に基づき前記光源の輝度を求めることを特徴とする。【００１５】
本発明の第８の局面は、複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求めるステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するステップとを備え、
前記表示用データと前記バックライト制御データを求めるステップは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値に基づき各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１または第８の局面によれば、画素の輝度の最大値と平均値の両方に基づき光源の輝度を求めることにより、最大値だけを用いる方式よりも動画表示におけるフリッカを抑制し、平均値だけを用いる方式よりも静止画表示における輝度低下を抑制することができる。したがって、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００１７】
本発明の第２の局面によれば、画素の輝度の最大値と平均値を加重平均することにより、最大値と平均値の両方に基づく光源の輝度を容易に求め、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００１８】
本発明の第３の局面によれば、加重平均するときの重みを画素の輝度の平均値に応じて変化させることにより、入力画像に応じて光源の輝度を画素の輝度の最大値や平均値に近づけて、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００１９】
本発明の第４の局面によれば、画素の輝度の平均値が大きいときには光源の輝度を画素の輝度の最大値に近づけることにより、入力画像が暗いときに目立つフリッカを防止し、入力画像が明るいときに問題となる輝度低下を防止することができる。【００２０】
本発明の第５の局面によれば、画素の輝度の平均値が大きいときほど加重平均するときの重みが大きく変化するので、平均値が大きくなると、光源の輝度は加速度的に大きくなり、画素の輝度の最大値に急速に近づく。したがって、入力画像が明るいときに問題となる輝度低下をより効果的に防止することができる。【００２１】
本発明の第６の局面によれば、輝度が変化しないときや輝度の変化量が小さいときでも、光源の輝度は徐々に大きくなり、最後には画素の輝度の最大値に到達する。したがって、静止画表示における輝度低下を完全に防止することができる。【００２２】
本発明の第７の局面によれば、入力画像が静止画であるときには画素の最大値に基づき光源の輝度を求めることにより、静止画表示における輝度低下を直ちに完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１および第２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２】図１に示すバックライトの詳細を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置のエリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置における、エリア内の画素の輝度の平均値と係数αの対応関係の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置において、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。
【図６】従来のＭａｘ方式ではフリッカが発生する画面の例を示す図である。
【図７】図６に示す画面を表示したときのＬＥＤの輝度の変化を対比して示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における係数決定処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における、エリア内の画素の輝度の平均値と係数αの対応関係の例を示す図である。
【図１０】従来のＭｅａｎ方式では輝度低下が発生する画面の例を示す図である。
【図１１】図１０に示す画面を表示したときのＬＥＤの輝度の変化を対比して示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…液晶表示装置
１１…液晶パネル
１２…パネル駆動回路
１３…バックライト
１４…バックライト駆動回路
１５…エリアアクティブ駆動処理部
２１…表示素子
２２…ＬＥＤユニット
２３…赤色ＬＥＤ
２４…緑色ＬＥＤ
２５…青色ＬＥＤ
３１…入力画像
３２…液晶データ
３３…ＬＥＤデータ
４１、５１…エリア
４２…バー
５２…小領域
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
図１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１に示す液晶表示装置１０は、液晶パネル１１、パネル駆動回路１２、バックライト１３、バックライト駆動回路１４、および、エリアアクティブ駆動処理部１５を備えている。液晶表示装置１０は、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、液晶パネル１１を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、ｍとｎは２以上の整数、ｐとｑは１以上の整数、ｐとｑのうち少なくとも一方は２以上の整数であるとする。【００２６】
液晶表示装置１０には、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像を含む入力画像３１が入力される。Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像は、いずれも（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を含んでいる。エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１に基づき、液晶パネル１１の駆動に用いる表示用データ（以下、液晶データ３２という）と、バックライト１３の駆動に用いるバックライト制御データ（以下、ＬＥＤデータ３３という）とを求める（詳細は後述）。【００２７】
液晶パネル１１は、（ｍ×ｎ×３）個の表示素子２１を備えている。表示素子２１は、行方向（図１では横方向）に３ｍ個ずつ、列方向（図１では縦方向）にｎ個ずつ、全体として２次元状に配置される。表示素子２１には、赤色光を透過するＲ表示素子、緑色光を透過するＧ表示素子、および、青色光を透過するＢ表示素子が含まれる。Ｒ表示素子、Ｇ表示素子およびＢ表示素子は、行方向に並べて配置され、３個で１個の画素を形成する。【００２８】
パネル駆動回路１２は、液晶パネル１１の駆動回路である。パネル駆動回路１２は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力された液晶データ３２に基づき、液晶パネル１１に対して表示素子２１の光透過率を制御する信号（電圧信号）を出力する。パネル駆動回路１２から出力された電圧は表示素子２１内の画素電極（図示せず）に書き込まれ、表示素子２１の光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。【００２９】
バックライト１３は、液晶パネル１１の背面側に設けられ、液晶パネル１１の背面にバックライト光を照射する。図２は、バックライト１３の詳細を示す図である。バックライト１３は、図２に示すように、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤユニット２２を含んでいる。ＬＥＤユニット２２は、行方向にｐ個ずつ、列方向にｑ個ずつ、全体として２次元状に配置される。ＬＥＤユニット２２は、赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含む。１個のＬＥＤユニット２２に含まれる３個のＬＥＤ２３〜２５から出射された光は、液晶パネル１１の背面の一部に当たる。【００３０】
バックライト駆動回路１４は、バックライト１３の駆動回路である。バックライト駆動回路１４は、エリアアクティブ駆動処理部１５から出力されたＬＥＤデータ３３に基づき、バックライト１３に対してＬＥＤ２３〜２５の輝度を制御する信号（電圧信号または電流信号）を出力する。ＬＥＤ２３〜２５の輝度は、ユニット内およびユニット外のＬＥＤの輝度とは独立して制御される。【００３１】
液晶表示装置１０の画面は（ｐ×ｑ）個のエリアに分割され、１個のエリアには１個のＬＥＤユニット２２が対応づけられる。エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内のＲ画像に基づき、当該エリアに対応した赤色ＬＥＤ２３の輝度を求める。同様に、緑色ＬＥＤ２４の輝度はエリア内のＧ画像に基づき決定され、青色ＬＥＤ２５の輝度はエリア内のＢ画像に基づき決定される。エリアアクティブ駆動処理部１５は、バックライト１３に含まれるすべてのＬＥＤ２３〜２５の輝度を求め、求めたＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３をバックライト駆動回路１４に対して出力する。【００３２】
また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ＬＥＤデータ３３に基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１におけるバックライト光の輝度を求める。さらに、エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１とバックライト光の輝度とに基づき、液晶パネル１１に含まれるすべての表示素子２１の光透過率を求め、求めた光透過率を表す液晶データ３２をパネル駆動回路１２に対して出力する。【００３３】
液晶表示装置１０では、Ｒ表示素子の輝度は、バックライト１３から出射される赤色光の輝度とＲ表示素子の光透過率との積になる。１個の赤色ＬＥＤ２３から出射された光は、対応する１個のエリアを中心として複数のエリアに当たる。したがって、Ｒ表示素子の輝度は、複数の赤色ＬＥＤ２３から出射された光の輝度の合計とＲ表示素子の光透過率との積になる。同様に、Ｇ表示素子の輝度は複数の緑色ＬＥＤ２４から出射された光の輝度の合計とＧ表示素子の光透過率との積になり、Ｂ表示素子の輝度は複数の青色ＬＥＤ２５から出射された光の輝度の合計とＢ表示素子の光透過率との積になる。【００３４】
以上のように構成された液晶表示装置１０によれば、入力画像３１に基づき好適な液晶データ３２とＬＥＤデータ３３を求め、液晶データ３２に基づき表示素子２１の光透過率を制御し、ＬＥＤデータ３３に基づきＬＥＤ２３〜２５の輝度を制御することにより、入力画像３１を液晶パネル１１に表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応したＬＥＤ２３〜２５の輝度を小さくすることにより、バックライト１３の消費電力を低減することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応した表示素子２１の輝度をより少数のレベル間で切り替えることにより、画像の分解能を高め、表示画像の画質を改善することができる。【００３５】
図３は、エリアアクティブ駆動処理部１５の処理を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部１５には、入力画像３１に含まれるある色成分（以下、色成分Ｃという）の画像が入力される（ステップＳ１１）。色成分Ｃの入力画像には（ｍ×ｎ）個の画素の輝度が含まれる。【００３６】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理（平均化処理）を行い、（ｓｐ×ｓｑ）個（ｓは２以上の整数）の画素の輝度を含む縮小画像を求める（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、色成分Ｃの入力画像は、横方向に（ｓｐ／ｍ）倍、縦方向に（ｓｑ／ｎ）倍に縮小される。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、縮小画像を（ｐ×ｑ）個のエリアに分割する（ステップＳ１３）。各エリアには（ｓ×ｓ）個の画素の輝度が含まれる。【００３７】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅとを求める（ステップＳ１４）。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、最大値Ｍａと平均値Ｍｅに基づきＬＥＤ輝度を求める（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、次式（１）を用いて最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより、ＬＥＤ輝度Ｅが算出される。
Ｅ＝Ｍｅ＋（Ｍａ−Ｍｅ）×α
＝α×Ｍａ＋（１−α）×Ｍｅ  …（１）【００３８】
上式（１）に含まれる係数αは、加重平均するときの重みであり、典型的には０以上１以下の値を取る。係数αは、平均値Ｍｅに応じて変化し、平均値Ｍｅが大きいときほど大きくなる。また、平均値Ｍｅが小さいときには、平均値Ｍｅが変化しても係数αはあまり変化しないが、平均値Ｍｅが大きいときには、平均値Ｍｅが変化すると係数αは大きく変化し、最大値に対する平均値の比（Ｍｅ／Ｍａ）が所定値を超えたときには、係数αは１になる。図４は、平均値Ｍｅと係数αの対応関係の例を示す図である。図４では、平均値Ｍｅは０〜４０９５の範囲内の値を取り、係数αは１６段階に変化する。なお、係数αは、負の値を取ってもよい。【００３９】
このようにエリアアクティブ駆動処理部１５は、平均値Ｍｅに応じて変化する重みを与えて、最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均する。この際、エリアアクティブ駆動処理部１５は、平均値Ｍｅが大きいときほど、最大値Ｍａに大きな重みを与え、平均値Ｍｅに小さな重みを与える。また、この重みは、平均値Ｍｅが大きいときほど大きく変化する。【００４０】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ステップＳ１５で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度に対して輝度拡散フィルタ（点拡散フィルタ）を適用することにより、（ｔｐ×ｔｑ）個（ｔは２以上の整数）の輝度を含む第１のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度は、横方向と縦方向にそれぞれｔ倍に拡大される。【００４１】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、第１のバックライト輝度データは、横方向に（ｍ／ｔｐ）倍、横方向に（ｎ／ｔｑ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度データは、（ｐ×ｑ）個の色成分ＣのＬＥＤがステップＳ１５で求めた輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子２１に入射する色成分Ｃのバックライト光の輝度を表す。【００４２】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃの入力画像に含まれる（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を、それぞれ、第２のバックライト輝度データに含まれる（ｍ×ｎ）個の輝度で割ることにより、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子２１の光透過率Ｔを求める（ステップＳ１８）。【００４３】
最後に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、色成分Ｃについて、ステップＳ１８で求めた（ｍ×ｎ）個の光透過率を表す液晶データ３２と、ステップＳ１５で求めた（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを出力する（ステップＳ１９）。この際、液晶データ３２とＬＥＤデータ３３は、パネル駆動回路１２とバックライト駆動回路１４の仕様に合わせて好適な範囲の値に変換される。【００４４】
エリアアクティブ駆動処理部１５は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対して図３に示す処理を行うことにより、（ｍ×ｎ×３）個の画素の輝度を含む入力画像３１に基づき、（ｍ×ｎ×３）個の透過率を表す液晶データ３２と、（ｐ×ｑ×３）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを求める。【００４５】
図５は、ｍ＝１９２０、ｎ＝１０８０、ｐ＝３２、ｑ＝１６、ｓ＝１０、ｔ＝５の場合について、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。図５に示すように、（１９２０×１０８０）個の画素の輝度を含む色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理を行うことにより、（３２０×１６０）個の画素の輝度を含む縮小画像が得られる。縮小画像は、（３２×１６）個のエリア（エリアサイズは（１０×１０）画素）に分割される。各エリアについて画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを求めることにより、（３２×１６）個の最大値を含む最大値データと、（３２×１６）個の平均値を含む平均値データが得られる。最大値データと平均値データに上式（１）を適用することにより、（３２×１６）個のＬＥＤ輝度を表す色成分ＣのＬＥＤデータが得られる。【００４６】
色成分ＣのＬＥＤデータに輝度拡散フィルタを適用することにより、（１６０×８０）個の輝度を含む第１のバックライト輝度データが得られ、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（１９２０×１０８０）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データが得られる。最後に、入力画像に含まれる画素の輝度を第２のバックライト輝度データに含まれる輝度で割ることにより、（１９２０×１０８０）個の光透過率を含む色成分Ｃの液晶データが得られる。【００４７】
なお、図３では、説明を容易にするために、エリアアクティブ駆動処理部１５は、各色成分の画像に対する処理を順に行うこととしたが、各色成分の画像に対する処理を時分割で行ってもよい。また、図３では、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ノイズ除去のために入力画像に対してサブサンプリング処理を行い、縮小画像に基づきエリアアクティブ駆動を行うこととしたが、元の入力画像に基づきエリアアクティブ駆動を行ってもよい。【００４８】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１０の効果を説明する。エリアアクティブ駆動を行うときにＬＥＤ（バックライト光源）の輝度を決定する方法として、従来から、エリア内の画素の輝度の最大値に基づきＬＥＤの輝度を決定する方法（Ｍａｘ方式）とエリア内の画素の輝度の平均値に基づきＬＥＤの輝度を決定する方法（Ｍｅａｎ方式）とが知られている。液晶表示装置１０では、ＬＥＤの輝度は、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅに基づき、上式（１）を用いて算出される。このように液晶表示装置１０では、ＬＥＤの輝度は、Ｍａｘ方式とＭｅａｎ方式を組み合わせた新規な方法（以下、Ｍｉｘ方式という）を用いて決定される。【００４９】
ここで、図６に示すように、黒色（輝度０％）の背景の中で、エリア４１の７０％の幅を有する白色（輝度１００％）のバー４２が左に移動する動画を表示する場合を考える。ただし、バー４２は、単位時間あたり縮小画像の１画素分の速度で移動するものとする。この場合、エリア４１内の画素の輝度の最大値Ｍａは、バー４２の一部がエリア４１内に入ると直ちに０％から１００％に上昇する。また、エリア４１内の画素の輝度の平均値Ｍｅは、バー４２がエリア４１内に進入するに伴い０％から７０％まで徐々に上昇する。【００５０】
図７は、Ｍａｘ方式、Ｍｅａｎ方式およびＭｉｘ方式を用いて図６に示す画面を表示したときの、エリア４１に対応したＬＥＤの輝度の変化を示す図である。Ｍａｘ方式でこの画面を表示した場合、エリア４１に対応したＬＥＤの輝度は、最大値Ｍａと同じく、バー４２の一部がエリア４１内に入ると直ちに０％から１００％に上昇する（図７の一点鎖線を参照）。このようにＭａｘ方式ではＬＥＤの輝度が急激に変化するので、画面に大きなフリッカが発生する。【００５１】
Ｍｅａｎ方式でこの画面を表示した場合、エリア４１に対応したＬＥＤの輝度は、平均値Ｍｅと同じく、バー４２がエリア４１内に進入するに伴い０％から７０％まで徐々に上昇する（図７の太破線を参照）。このためＭｅａｎ方式では、フリッカはあまり問題にならない。しかし、ＬＥＤの輝度は最大でも７０％にしか到達しないので、輝度低下が発生し、白色を正しい輝度で表示できない。【００５２】
本実施形態に係る液晶表示装置１０では、平均値Ｍｅが大きいときほど、上式（１）に含まれる係数αは大きくなり、係数αの変化量も大きくなる。このため、平均値Ｍｅが一定の速度で上昇したとき、係数αは０から加速度的に上昇して１に近づく。上式（１）によるＬＥＤ輝度Ｅは、係数αが０のときにはＭｅａｎ方式による輝度に等しく、係数αが１のときにはＭａｘ方式による輝度に等しい。したがって、Ｍｉｘ方式を用いた液晶表示装置１０では、エリア４１に対応したＬＥＤの輝度は、最初はＭｅａｎ方式による輝度に近く、その後は加速度的に上昇してＭａｘ方式による輝度に近づく。図７に示す例では、ＬＥＤの輝度は、時刻ｔ１以降はＭｅａｎ方式による輝度よりも大きくなり、時刻ｔ２以降はＭａｘ方式による輝度に等しくなっている。【００５３】
このようにＭｉｘ方式では、ＬＥＤの輝度は徐々に大きくなるので、Ｍｅａｎ方式と同様にフリッカはあまり問題にならない。また、ＬＥＤの輝度がＭｅａｎ方式による輝度よりも大きくなった時刻ｔ１以降は、輝度低下はＭｅａｎ方式よりも小さくなり、ＬＥＤの輝度が１００％になった時刻ｔ２以降は、輝度低下は発生しなくなる。【００５４】
このように、Ｍｉｘ方式を用いた液晶表示装置１０によれば、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅの両方に基づき当該エリアに対応したＬＥＤ２３〜２５の輝度を求めることにより、Ｍａｘ方式よりも動画表示におけるフリッカを抑制し、Ｍｅａｎ方式よりも静止画表示における輝度低下を抑制することができる。【００５５】
また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより、ＬＥＤ２３〜２５の輝度を求める。これにより、最大値Ｍａと平均値Ｍｅの両方に基づくＬＥＤ２３〜２５の輝度を容易に求め、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００５６】
また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、上式（１）に含まれる係数α（加重平均するときの重み）をエリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅに応じて変化させる。これにより、入力画像３１に応じてＬＥＤ２３〜２５の輝度をエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａや平均値Ｍｅに近づけて、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００５７】
また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅが大きいときには、ＬＥＤ２３〜２５の輝度を画素の輝度の最大値Ｍａに近づける。これにより、入力画像３１が暗いときに目立つフリッカを防止し、入力画像３１が明るいときに問題となる輝度低下を防止することができる。【００５８】
また、エリアアクティブ駆動処理部１５は、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅが大きいときほど、上式（１）に含まれる係数αを大きく変化させる。このため、平均値Ｍｅが大きくなると、ＬＥＤ２３〜２５の輝度は加速度的に大きくなり、画素の輝度の最大値Ｍａに急速に近づく。これにより、入力画像３１が明るいときに問題となる輝度低下をより効果的に防止することができる。【００５９】
以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、エリア内の画素の輝度の最大値と平均値の両方に基づき当該エリアに対応したＬＥＤ（バックライト光源）の輝度を求めることにより、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。【００６０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同じ構成を有する（図１を参照）。第１の実施形態に係る液晶表示装置では、図３に示すステップＳ１５において、係数αはエリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅに基づき決定される。ところが、係数αは１未満になることがあり、静止画を表示している間、係数αは変化しない。このため、第１の実施形態に係る液晶表示装置では、静止画表示における輝度低下が問題になることがある。【００６１】
そこで、本実施形態に係る液晶表示装置は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいときには、ＬＥＤの輝度をＭａｘ方式による輝度に近づける処理を行う。具体的には、エリアアクティブ駆動処理部１５は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断したときには、前回よりも係数αを大きくし、最大値Ｍａに前回よりも大きな重みを与え、平均値Ｍｅに前回よりも小さな重みを与えて、最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均する。【００６２】
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置における係数決定処理のフローチャートである。図８に示す係数決定処理は、図３に示すステップＳ１５内で実行される。図９は、本実施形態に係る液晶表示装置における平均値Ｍｅと係数αの対応関係の例を示す図である。以下、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅは０〜４０９５の範囲内の値を取るものとする。【００６３】
図９に示すように、平均値Ｍｅは１６個のクラスに分類される。最大値Ｍａも、同様に１６個のクラスに分類される。以下、最大値Ｍａが属するクラスをＸ、平均値Ｍｅが属するクラスをＹ、係数αに対応したクラスをＺという。エリアアクティブ駆動処理部１５は、（ｐ×ｑ）個のエリアの各色成分について、３個のクラスＸ、ＹおよびＺを記憶している。例えばクラス数が１６個の場合には、エリアアクティブ駆動処理部１５は、４ビットのデータを（ｐ×ｑ×３）個記憶する。【００６４】
図８に示すように、エリアアクティブ駆動処理部１５は、係数決定処理において、ステップＳ１４で求めた最大値Ｍａが属するクラスＸと、ステップＳ１４で求めた平均値Ｍｅが属するクラスＹを求める（ステップＳ２１）。【００６５】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、クラスＸと前回のクラスＸ（前フレームの同じエリア内の画素の輝度の最大値が属するクラス）が同じか否かと（ステップＳ２２）、クラスＹと前回のクラスＹ（前フレームの同じエリア内の画素の輝度の平均値が属するクラス）が同じか否かとを判定し（ステップＳ２３）、少なくとも一方が異なる場合にはステップＳ２４へ進み、どちらも同じ場合にはステップＳ２５へ進む。【００６６】
前者の場合、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ステップＳ２１で求めたクラスＹをクラスＺに設定する（ステップＳ２４）。後者の場合、エリアアクティブ駆動処理部１５は、前回のクラスＺ（前フレームの同じエリアについて係数決定処理を行ったときに、ステップＳ２４またはステップＳ２５で設定したクラス）に１を加算してクラスＺに設定する（ステップＳ２５）。ただし、クラスＺに設定される値は、クラスの最大値（この例では１５）を超えないものとする。【００６７】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、ステップＳ２４またはステップＳ２５で設定したクラスＺに対応した係数αを求める（ステップＳ２６）。次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、次フレームの同じエリアについて係数決定処理を行うときに備えて、今回の処理で求めた３個のクラスＸ、ＹおよびＺを記憶する（ステップＳ２７）。【００６８】
例えば、前フレームのあるエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａが２０００で、平均値Ｍｅが１０００であるときに、前回のクラスＸは７、前回のクラスＹは３になる。また、前回の係数αは０．０５で、係数αに対応した前回のクラスＺは３であるとする。次フレームの同じエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａが２０００のままで、平均値Ｍｅが１７００に変化した場合、クラスＸは前回と同じであるが、クラスＹは３から６に変化する。この場合、クラスＺはステップＳ２４で６に設定され、係数αは０．０５から０．１８に変化する。【００６９】
これに対して、次フレームでは最大値Ｍａが２０４０に変化し、平均値Ｍｅが１０２０に変化した場合、クラスＸとクラスＹは前回と同じになる。この場合、クラスＺはステップＳ２５で４に設定され、係数αは０．０５から０．０９に変化する。次フレームでは最大値Ｍａが２０００のままで、平均値Ｍｅが１０００のままである場合も、これと同様である。【００７０】
なお、図８では、エリアアクティブ駆動処理部１５は、最大値Ｍａが属するクラスＸと平均値Ｍｅが属するクラスＹの両方が前回と同じときには、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断することとしたが、これ以外の任意の方法を用いて、エリア内の画素の輝度の変化が小さいか否かを判断してよい。【００７１】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置の効果を説明する。ここでは、図１０に示すように、黒色の背景の中に、エリア５１の１／１０の面積を有する白色の小領域５２を含む静止画を表示する場合を考える。この場合、エリア５１内の画素の輝度の最大値Ｍａは常に１００％であり、エリア５１内の画素の輝度の平均値Ｍｅは常に１０％である。【００７２】
図１１は、Ｍａｘ方式、Ｍｅａｎ方式およびＭｉｘ方式を用いて図１０に示す画面を表示したときの、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度の変化を示す図である。Ｍａｘ方式でこの画面を表示した場合、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度は、最大値Ｍａと同様に、常に１００％になる（図１１の一点鎖線を参照）。Ｍｉｘ方式でこの画面を表示した場合、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度は、平均値Ｍｅと同様に、常に１０％になる（図１１の太破線を参照）。このため、Ｍａｘ方式では白色を正しい輝度で表示できるが、Ｍｅａｎ方式では輝度低下が発生し、白色を正しい輝度で表示できない。【００７３】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図８に示す係数決定処理によって、上式（１）に含まれる係数αが決定される。したがって、図１０に示す画面を表示した場合、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅが変化しなくても、係数αに対応したクラスＺは時間の経過と共に徐々に大きくなり、最後にはクラスの最大値１５になる。これに伴い、係数αは、加速度的に大きくなり最後には１になる。また、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度は、加速度的にＭａｘ方式による輝度に接近して、最後にはＭａｘ方式による輝度に到達する。【００７４】
このように本実施形態に係る液晶表示装置では、エリア内の画素の輝度が変化しないときやエリア内の画素の輝度の変化量が小さいときでも、ＬＥＤ２３〜２５の輝度は徐々に大きくなり、最後にはエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａに到達する。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、静止画表示における輝度低下を完全に防止することができる。【００７５】
なお、本発明の第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置については、各種の変形例を構成することができる。例えば、入力画像３１が動画と静止画のいずれかであるかが既知であり、入力画像３１が動画か静止画かを示す信号が液晶表示装置に供給される場合がある。この場合、エリアアクティブ駆動処理部１５は、入力画像３１が静止画であるときには、上式（１）に含まれる係数αを１として、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａに基づき、当該エリアに対応したＬＥＤ２３〜２５の輝度を求めてもよい。これにより、静止画表示における輝度低下を直ちに完全に防止することができる。【００７６】
また、第１および第２の実施形態では、バックライト１３は赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５で構成されているが、バックライトを白色ＬＥＤや冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp ）などで構成してもよい。バックライトを白色ＬＥＤで構成した場合には、エリアアクティブ駆動処理部は、例えば、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に基づきＹ画像（輝度画像）を生成し、図３に示す処理のうちステップＳ１１〜Ｓ１７をＹ画像に対して行い、ステップＳ１８を３色の画像のそれぞれとＹ画像の組合せに対して行えばよい。【００７７】
また、第１および第２の実施形態では、ＬＥＤユニット２２は赤色ＬＥＤ２３、緑色ＬＥＤ２４および青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含むこととしたが、ＬＥＤユニット２２に含まれる３色のＬＥＤの個数はこれ以外でもよい。例えば、ＬＥＤユニット２２は赤色ＬＥＤ２３と青色ＬＥＤ２５を１個ずつ含み、緑色ＬＥＤ２４を２個含んでいてもよい。この場合、バックライト駆動回路１４は、２個の緑色ＬＥＤ２４の輝度の合計が上式（１）によるＬＥＤ輝度になるように、２個の緑色ＬＥＤ２４を制御すればよい。【００７８】
また、液晶表示装置におけるフレームレートは任意でよく、例えば、３０Ｈｚでも６０Ｈｚでも１２０Ｈｚでもそれ以上でもよい。フレームレートが高いほど、ＬＥＤの輝度はより小さな単位で変化するので、フリッカはより目立たなくなる。また、バックライトを備えた任意の画像表示装置に上記Ｍｉｘ方式を用いることにより、液晶表示装置の場合と同様の効果を得ることができる。【００７９】
以上に示すように、本発明の画像表示装置によれば、エリア内の輝度の最大値と平均値の両方に基づき当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を求めることにより、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の画像表示装置は、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止できるという効果を奏するので、液晶表示装置など、バックライトを備えた各種の画像表示装置に利用することができる。
【図１】
2009054223.tif 000003
【図２】
2009054223.tif 000004
【図３】
2009054223.tif 000005
【図４】
2009054223.tif 000006
【図５】
2009054223.tif 000007
【図６】
2009054223.tif 000008
【図７】
2009054223.tif 000009
【図８】
2009054223.tif 000010
【図９】
2009054223.tif 000011
【図１０】
2009054223.tif 000012
【図１１】
2009054223.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月9日(2010.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路とを備え、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値を加重平均することにより各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値に応じて変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど前記最大値に大きな重みを与え、前記平均値に小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第４の局面は、本発明の第２の局面において、
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど大きく変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記信号処理部は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断したときには、前記最大値に前回よりも大きな重みを与え、前記平均値に前回よりも小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記信号処理部は、前記入力画像が静止画であるときには、前記最大値に基づき前記光源の輝度を求めることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第７の局面は、複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求めるステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するステップとを備え、
前記表示用データと前記バックライト制御データを求めるステップは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値を加重平均することにより各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第１または第７の局面によれば、画素の輝度の最大値と平均値の両方に基づき光源の輝度を求めることにより、最大値だけを用いる方式よりも動画表示におけるフリッカを抑制し、平均値だけを用いる方式よりも静止画表示における輝度低下を抑制することができる。したがって、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、画素の輝度の最大値と平均値を加重平均することにより、最大値と平均値の両方に基づく光源の輝度を容易に求め、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第２の局面によれば、加重平均するときの重みを画素の輝度の平均値に応じて変化させることにより、入力画像に応じて光源の輝度を画素の輝度の最大値や平均値に近づけて、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の第３の局面によれば、画素の輝度の平均値が大きいときには光源の輝度を画素の輝度の最大値に近づけることにより、入力画像が暗いときに目立つフリッカを防止し、入力画像が明るいときに問題となる輝度低下を防止することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の第４の局面によれば、画素の輝度の平均値が大きいときほど加重平均するときの重みが大きく変化するので、平均値が大きくなると、光源の輝度は加速度的に大きくなり、画素の輝度の最大値に急速に近づく。したがって、入力画像が明るいときに問題となる輝度低下をより効果的に防止することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の第５の局面によれば、輝度が変化しないときや輝度の変化量が小さいときでも、光源の輝度は徐々に大きくなり、最後には画素の輝度の最大値に到達する。したがって、静止画表示における輝度低下を完全に防止することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第６の局面によれば、入力画像が静止画であるときには画素の最大値に基づき光源の輝度を求めることにより、静止画表示における輝度低下を直ちに完全に防止することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
次に、エリアアクティブ駆動処理部１５は、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、第１のバックライト輝度データは、横方向に（ｍ／ｔｐ）倍、縦方向に（ｎ／ｔｑ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度データは、（ｐ×ｑ）個の色成分ＣのＬＥＤがステップＳ１５で求めた輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子２１に入射する色成分Ｃのバックライト光の輝度を表す。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
エリアアクティブ駆動処理部１５は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対して図３に示す処理を行うことにより、（ｍ×ｎ×３）個の画素の輝度を含む入力画像３１に基づき、（ｍ×ｎ×３）個の光透過率を表す液晶データ３２と、（ｐ×ｑ×３）個のＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ３３とを求める。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
図１１は、Ｍａｘ方式、Ｍｅａｎ方式およびＭｉｘ方式を用いて図１０に示す画面を表示したときの、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度の変化を示す図である。Ｍａｘ方式でこの画面を表示した場合、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度は、最大値Ｍａと同様に、常に１００％になる（図１１の一点鎖線を参照）。Ｍｅａｎ方式でこの画面を表示した場合、エリア５１に対応したＬＥＤの輝度は、平均値Ｍｅと同様に、常に１０％になる（図１１の太破線を参照）。このため、Ｍａｘ方式では白色を正しい輝度で表示できるが、Ｍｅａｎ方式では輝度低下が発生し、白色を正しい輝度で表示できない。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
以上に示すように、本発明の画像表示装置によれば、エリア内の画素の輝度の最大値と平均値の両方に基づき当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を求めることにより、動画表示におけるフリッカと静止画表示における輝度低下の両方を防止することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
複数の光源を含むバックライトと、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求める信号処理部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路とを備え、
前記信号処理部は、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値を加重平均することにより各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記平均値に応じて変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど前記最大値に大きな重みを与え、前記平均値に小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記平均値が大きいときほど大きく変化する重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、エリア内の画素の輝度の変化が小さいと判断したときには、前記最大値に前回よりも大きな重みを与え、前記平均値に前回よりも小さな重みを与えて、前記最大値と前記平均値を加重平均することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記入力画像が静止画であるときには、前記最大値に基づき前記光源の輝度を求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
複数の表示素子を含む表示パネルと複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像に基づき、表示用データとバックライト制御データを求めるステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するステップとを備え、
前記表示用データと前記バックライト制御データを求めるステップは、前記バックライト制御データを求めるときに、前記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画素の輝度の最大値と平均値を求め、求めた最大値と平均値を加重平均することにより各エリアに対応した光源の輝度を求めることを特徴とする、画像表示方法。
【国際調査報告】
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