(57)【要約】      （修正有）【課題】ローカルディミングの各ブロックが一様に発光しなくても、局所的な輝度の再現性を高めた画像表示装置を提供する。【解決手段】ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネル２と、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネル３と、ブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号からブロックの輝度を判定するブロック輝度値判定器５０と、各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器５１と、バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器６０と、最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、第１のグレイ画像信号から後側ＬＣＤパネルを制御する第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器６４と、第１のグレイ画像信号に基づいて、ＲＧＢ画像信号を調整するＲＧＢ画像データ生成器５６とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、
入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、
画像表示装置。
【請求項２】
前記ブロック輝度値判定器は、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、
抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、
前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記局所輝度値推定器は、
計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記グレイ画像データ生成器は、
入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、
前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器と、を備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、
請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、
請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記第１のグレイ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、
前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、
画像表示装置。
【請求項１４】
前記ブロック輝度値判定器は、
入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、
前記第１のグレイ画像信号の各ブロック内のピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、
抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、
請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、
前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記局所輝度値推定器は、
計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記グレイ画像データ生成器は、
前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器を備える、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、
請求項１３から１８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、
請求項１３から１９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２１】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、請求項２０に記載の画像表示装置。
【請求項２２】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、
請求項１３から２１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、
請求項１３から２２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、
請求項１３から２３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の後段に遅延回路を備える、
請求項１３から２４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の前段に遅延回路を備える、
請求項２５に記載の画像表示装置。
【請求項２７】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、
入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度を補正するブロック輝度値補正器と、
前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、
前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、
画像表示装置。
【請求項２８】
前記ブロック輝度値判定器は、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、
抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、
請求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
前記ブロック輝度値補正器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度が高い場合、当該輝度を低くするように補正する、
請求項２７または２８に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項２７から２９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３１】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、
前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項２７から２９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３２】
前記局所輝度値推定器は、
計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項２７から２９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３３】
前記グレイ画像データ生成器は、
入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、
前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器と、を備える、
請求項２７から３２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３４】
前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、
請求項２７から３３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３５】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、
請求項２７から３４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３６】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、請求項３５に記載の画像表示装置。
【請求項３７】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、
請求項２７から３６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３８】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、
請求項２７から３７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３９】
さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、
請求項２７から３８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４０】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記第１のグレイ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、
前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度を補正するブロック輝度値補正器と、
前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、
前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、
前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、
画像表示装置。
【請求項４１】
前記ブロック輝度値判定器は、
入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、
前記第１のグレイ画像信号の各ブロック内のピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、
抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、
請求項４０に記載の画像表示装置。
【請求項４２】
前記ブロック輝度値補正器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度が高い場合、当該輝度を低くするように補正する、
請求項４０または４１に記載の画像表示装置。
【請求項４３】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項４０から４２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４４】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、
前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項４０から４２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４５】
前記局所輝度値推定器は、
計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項４０から４２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４６】
前記グレイ画像データ生成器は、
前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器を備える、
請求項４０から４２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４７】
前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、
請求項４０から４６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４８】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、
請求項４０から４７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項４９】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、請求項４８に記載の画像表示装置。
【請求項５０】
前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、
請求項４０から４９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５１】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、
請求項４０から５０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５２】
さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、
請求項４０から５１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５３】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の後段に遅延回路を備える、
請求項４０から５２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５４】
さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の前段に遅延回路を備える、
請求項５３に記載の画像表示装置。
【請求項５５】
入力されたＲＧＢ画像信号から判定されたＬＣＤパネルの複数のブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する、
局所輝度値推定器。
【請求項５６】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項５５に記載の局所輝度値推定器。
【請求項５７】
前記局所輝度値推定器は、
ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、
前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、
前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項５５に記載の局所輝度値推定器。
【請求項５８】
前記局所輝度値推定器は、
計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、
前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、
請求項５５に記載の局所輝度値推定器。
【請求項５９】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、
入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定することと、
判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、
判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定することと、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成することと、
推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成することと、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、を含む、
画像表示方法。
【請求項６０】
前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、調整する、
請求項５９に記載の画像表示方法。
【請求項６１】
ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、
前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、
前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、
入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定することと、
判定された前記ブロックの各々の輝度を補正することと、
補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、
補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定することと、
入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成することと、
推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成することと、
前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、を含む、
画像表示方法。
【請求項６２】
前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、調整する、
請求項６１に記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラスト比および局所的な輝度の再現性を改善することができる画像表示装置、局所輝度値推定器および画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、輝度やコントラスト比を大幅に改善したＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）画像が提案されている。ＨＤＲに関して、ＳＭＰＴＥ（米国映画テレビ技術者協会）によるＳＴ２０８４、いわゆるＤｏｌｂｙ  Ｖｉｓｉｏｎ、あるいはＮＨＫと英国ＢＢＣが主に開発したＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ  Ｇａｍｍａ）方式など、標準化が行われている。画像表示装置には、標準化に応じた表示能力が要求される。
【０００３】
有機ＥＬパネルでは１，０００，０００：１程度のコントラスト比が実現されている。しかし、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の場合、ＬＣＤパネルをバックライトの光が透過することで画像が表示されるため、特に、黒領域の階調特性が悪く、理想の輝度に比べて明るい方向に輝度が観測される、いわゆる黒浮きという現象が生じる。このため、従来のＬＣＤ画像表示装置では、コントラスト比は例えば１，５００：１程度である。
【０００４】
ＬＣＤ画像表示装置のコントラスト比を改善するために、２枚のＬＣＤパネルを使用した画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この画像表示装置では、後側のＬＣＤパネル（ＬＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ））パネルがグレイ画像を表示することでバックライトの透過量を調整し、前側のＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）がＲＧＢ画像を表示することで、コントラスト比の改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１１８６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＬＣＤ画像表示装置については、さらにコントラスト比を改善することが望ましい。
【０００７】
例えば、バックライトのローカルディミング（Ｌｏｃａｌ  Ｄｉｍｍｉｎｇ）技術を適用することで暗いブロックにおける黒浮きは大幅に低減される。ローカルディミング技術は、画面を構成する複数のディミング・ブロックの各々の輝度を個別に調整する技術であり、ここでは、１つのディミング・ブロックは一様な輝度分布で発光するという前提の下、ＬＣＤパネルの透過率が制御される。しかし、実際には、１つのディミング・ブロックを一様な輝度分布で発光させるのは困難であるため、画像の局所的な精度、特に輝度の再現性が劣ることがある。
【０００８】
そこで、本発明は、ローカルディミング技術を適用するとともに、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度の再現性を高めることが可能な画像表示装置、局所輝度値推定器および画像表示方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明における画像表示装置は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器と、を備える、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
を特徴とする。
【００１９】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明における画像表示装置は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記第１のグレイ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、ことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、前記第１のグレイ画像信号の各ブロック内のピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器を備える、ことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、ことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、ことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の後段に遅延回路を備える、ことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の前段に遅延回路を備える、ことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明における画像表示装置は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度を補正するブロック輝度値補正器と、前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、ことを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号の各ブロック内のサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、ことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値補正器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度が高い場合、当該輝度を低くするように補正する、ことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００３９】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００４０】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器と、を備える、ことを特徴とする。
【００４２】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００４３】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、ことを特徴とする。
【００４４】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、ことを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００４６】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００４７】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００４８】
また、本発明における画像表示装置は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットと、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成し、前記第１のグレイ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定するブロック輝度値判定器と、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度を補正するブロック輝度値補正器と、前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように前記バックライトユニットを駆動するバックライト駆動信号発生器と、前記ブロック輝度値補正器で補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する局所輝度値推定器と、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成するグレイ画像データ生成器と、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整するＲＧＢ画像データ生成器と、を備える、ことを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値判定器は、入力されたＲＧＢ画像信号を、各ピクセルごとに、各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度を代表値とした前記第１のグレイ画像信号に変換するグレイ変換器と、前記第１のグレイ画像信号の各ブロック内のピクセルの輝度のうち最大の輝度を抽出する最大値抽出器と、抽出された最大の輝度から前記ブロックの輝度を判定する適用値判定器と、を備える、ことを特徴とする。
【００５０】
また、本発明の一実施態様では、前記ブロック輝度値補正器は、前記ブロック輝度値判定器で判定された前記ブロックの各々の輝度が高い場合、当該輝度を低くするように補正する、ことを特徴とする。
【００５１】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００５３】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００５４】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記第１のグレイ画像信号を、前記第２のグレイ画像信号に変換するレベル変換器を備える、ことを特徴とする。
【００５５】
また、本発明の一実施態様では、前記グレイ画像データ生成器は、前記局所輝度値推定器で推定された各ピクセルの輝度が低いほど、前記ブロックに対応する各ピクセルごとのグレイ画像の輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００５６】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整する、ことを特徴とする。
【００５７】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、さらに、仮想黒浮き特性を用いる、ことを特徴とする。
【００５８】
また、本発明の一実施態様では、前記ＲＧＢ画像データ生成器は、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第１のグレイ画像信号の輝度が低いほど、前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを高くする、ことを特徴とする。
【００５９】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器で輝度レベルが調整された前記ＲＧＢ画像信号の階調を前記前側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するＲＧＢ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００６０】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記グレイ画像データ生成器で生成された前記第２のグレイ画像信号の階調を前記後側ＬＣＤパネルの出力特性に適合するように補正するグレイ階調変換器を備える、ことを特徴とする。
【００６１】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の後段に遅延回路を備える、ことを特徴とする。
【００６２】
また、本発明の一実施態様では、さらに、前記ＲＧＢ画像データ生成器の前段に遅延回路を備える、ことを特徴とする。
【００６３】
また、本発明における局所輝度値推定器は、入力されたＲＧＢ画像信号から判定されたＬＣＤパネルの複数のブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する、ことを特徴とする。
【００６４】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００６５】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを記憶する記憶装置と、前記典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器と、前記詳細輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００６６】
また、本発明の一実施態様では、前記局所輝度値推定器は、計算式を用いてブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内、あるいは表示領域全体における典型輝度分布データを生成する分布特性生成器と、前記典型輝度分布データと各ブロックの輝度から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度を計算する演算器と、を備える、ことを特徴とする。
【００６７】
また、本発明における画像表示方法は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定することと、判定された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定することと、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成することと、推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成することと、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、を含む、ことを特徴とする。
【００６８】
また、本発明の一実施態様では、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、調整する、ことを特徴とする。
【００６９】
また、本発明における画像表示方法は、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルと、前記前側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルに重ねられ、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、前記後側ＬＣＤパネルの後方に配置されて、前記前側ＬＣＤパネルと前記後側ＬＣＤパネルに光を照射し、複数のブロックの各々の輝度を調整可能であるバックライトユニットとを備える画像表示装置において実行される画像表示方法であって、入力されたＲＧＢ画像信号から前記ブロックの各々の輝度を判定することと、判定された前記ブロックの各々の輝度を補正することと、補正された前記ブロックの各々の輝度に応じて、前記ブロックの輝度を調整するように、前記バックライトユニットを駆動することと、補正された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、各ブロックを前記輝度で発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定することと、入力されたＲＧＢ画像信号の各ピクセルのサブピクセルの輝度のうち最大の輝度に基づいて各ピクセルごとに第１のグレイ画像信号を生成することと、推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、前記第１のグレイ画像信号から前記後側ＬＣＤパネルの前記ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する各ピクセルごとの第２のグレイ画像信号を生成することと、前記第１のグレイ画像信号に基づいて、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを調整することと、を含む、ことを特徴とする。
画像表示方法。
【００７０】
また、本発明の一実施態様では、前記前側ＬＣＤパネルに表示される前記ＲＧＢ画像信号の各サブピクセルの輝度レベルを、さらに、前記第２のグレイ画像信号に基づいて、調整する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００７１】
本発明においては、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネルとグレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルとを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、ＲＧＢ画像より生成したグレイ画像に基づいてＲＧＢ画像の各サブピクセルの輝度レベルを調整するとともに、各ブロックの輝度に基づいて、後側ＬＣＤパネルに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成する。これにより、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度の再現性を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施の形態に係る画像表示装置の概略側面図である。
【図２】図１の画像表示装置のＬＥＤの配置を示すバックライトユニットの概略平面図である。
【図３】図１の画像表示装置におけるブロックとピクセルとサブピクセルの関係を示す略図である。
【図４】図１の画像表示装置における各ブロックにおける輝度の分布を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態に係る画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。
【図６】図５の信号処理部の局所輝度値推定器の詳細の一例を示すブロック図である。
【図７】図５の信号処理部の局所輝度値推定器の詳細の他の一例を示すブロック図である。
【図８】図５の信号処理部の局所輝度値推定器の詳細の他の一例を示すブロック図である。
【図９】２枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用したが、局所輝度値推定を行っていない表示画像の例を示す図である。
【図１０】２枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、本発明の実施形態に従って局所輝度値推定を行った表示画像の例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。
【図１４】ＬＶパネルにおける入力信号と表示輝度の特性を示すグラフである。
【図１５】ＬＶパネルにおける入力信号と表示輝度の特性を示すグラフである。
【図１６】ＬＶパネルに対する黒浮き補償特性を示すグラフである。
【図１７】変形例に係るＬＶパネル３における入力信号と仮想黒浮き特性例を示すグラフである。
【図１８】図１７の仮想黒浮き特性に対する仮想黒浮き補償特性を示すグラフである。
【図１９】第５の実施の形態に係る画像表示装置の信号処理部を示すブロック図である。
【図２０】ディミング・ブロックの判定輝度よりも合成輝度が２倍の輝度の場合、階調特性が低下する理由を説明する図である。
【図２１】ＬＥＤを４行×１１列に配置して中央付近のＬＥＤを同一の明るさで点灯した場合に、点灯ＬＥＤの数Ｎと表示面内中央付近でのピーク輝度との関係を示すグラフである。
【図２２】表示画像の一例を示す図である。
【図２３】図２２の表示画像の各ディミング・ブロックのブロック輝度値から補正ブロック輝度値を生成する例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、添付図面を参照して、本発明による画像表示装置、局所輝度値推定器および画像表示方法を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【００７４】
本願発明の目的、長所および新規な特徴は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明からより明白になる。異なる図面において、同一または機能的に類似の要素を示すために、同一の参照符号が使用される。図面は概略を示しており、図面の縮尺は正確でないことを理解されたい。
【００７５】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る画像表示装置の概略側面図である。図２は、図１の画像表示装置のＬＥＤの配置を示すバックライトユニットの概略平面図である。図１に示すように、画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４とを備えている。
【００７６】
前側ＬＣＤパネル２はＲＧＢ画像を表示する。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６および駆動ＩＣ２８を備える。図示しないが、カラーフィルタ基板２０とＴＦＴ基板２２の間には、液晶が配置されている。カラーフィルタ基板２０は、ブラックマトリクス、およびＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを有し、さらに共通電極を有する。ＴＦＴ基板２２は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）および電極を有する。偏光フィルム２４はカラーフィルタ基板２０の前面に配置され、偏光フィルム２６はＴＦＴ基板２２の後面に配置されている。駆動ＩＣ２８は、ＴＦＴ基板２２に実装されており、駆動ＩＣ２８に入力されるＲＧＢ画像信号に従って、前側ＬＣＤパネル２の液晶の透過状態をサブピクセル（副画素）ごとに制御する。
【００７７】
後側ＬＣＤパネル３は、前側ＬＣＤパネル２の後方に配置されて、前側ＬＣＤパネル２に重ねられ、グレイ画像（ＬＶ画像）を表示する。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４および駆動ＩＣ３６を備える。ガラス基板３０は、前側ＬＣＤパネル２におけるカラーフィルタ基板２０に対応し、共通電極を有するが、カラーフィルタ基板２０とは異なり、カラーフィルタを有さない。これは、後側ＬＣＤパネル３が、ＬＶ画像、つまり白から黒までの明暗だけで表現された、グレイスケールの画像を表示するためである。図示しないが、ガラス基板３０とＴＦＴ基板３２の間には、液晶が配置されている。ＴＦＴ基板３２は、ＴＦＴおよび電極を有する。偏光フィルム３４はＴＦＴ基板３２の後面に配置されている。駆動ＩＣ３６は、ＴＦＴ基板３２に実装されており、駆動ＩＣ３６に入力されるグレイ画像信号に従って、後側ＬＣＤパネル３の液晶の透過状態を制御する。前側ＬＣＤパネル２と後側ＬＣＤパネル３は、偏光フィルム２６とガラス基板３０の間に配置された接合層３８によって接合されている。
【００７８】
バックライトユニット４は、後側ＬＣＤパネル３の後方に配置されて、前側ＬＣＤパネル２と後側ＬＣＤパネル３に光を照射する。バックライトユニット４は、直下型であり、基板４０、基板４０に取り付けられた複数の平板状のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）４２、および基板４０と協働してＬＥＤ４２を包囲する側壁４４を備える。ＬＥＤ４２は、後側ＬＣＤパネル３から所望の距離、離れて設置されている。ＬＥＤ４２の発光は、ＬＥＤ駆動部４６によって制御される。ＬＥＤ駆動部４６は、回路であって、例えば基板４０に実装してもよいし、基板４０とは別の基板に実装してもよい。
【００７９】
図２に示すように、ＬＥＤ４２は矩形の形状で仮に示しており、ＬＥＤ４２間の隙間が格子状になるように、互いに離間して配置されている。但し、ＬＥＤ４２の形状、数および配置は、図示のものに限定されない。例えば、ＬＥＤ４２の形状は円形でもよい。
【００８０】
バックライトユニット４は、ローカルディミングを行うことができるように、複数のブロックの各々の輝度を調整可能である。複数のＬＥＤ４２は、ローカルディミングの複数のディミング・ブロックにそれぞれ対応する。すなわち１つのＬＥＤ４２が１つのディミング・ブロックに対応する。ＬＥＤ駆動部４６は、複数のＬＥＤ４２を独立して発光させ、複数のＬＥＤ４２の輝度を独立して調整する。図示しないが、バックライトユニット４には、後述する公知の隔壁、公知のレンズおよび公知のフラッター（Ｆｌａｔｔｅｒ）が設けられてもよい。ＬＥＤ４２の発光を制御することにより、そのＬＥＤ４２に対応するディミング・ブロックの輝度を調整することができる。
【００８１】
但し、バックライトユニット４は、図示の直下型に限定されず、例えばエッジライト型であっても、複数のブロックの各々の輝度を調整可能なローカルディミングを行うことができるものであれば、本発明に使用することができる。
【００８２】
図３は画像表示装置におけるブロックとピクセルとサブピクセルの関係を示す。上記のように、バックライトユニット４の１つのＬＥＤ４２は、１つのディミング・ブロックＢＬに対応する。１つのディミング・ブロックＢＬには、多数のピクセルＰＸが含まれる。後側ＬＣＤパネル３では、グレイ画像の各ピクセルＰＸの輝度を調整することができる。前側ＬＣＤパネル２では、ＲＧＢの三色の各サブピクセルＳＰの輝度を調整することができる。本明細書において、パネル２、３に関して説明する輝度とは、パネル２、３における透過率を意味する。
【００８３】
図４は、図１の画像表示装置における各ブロックにおける輝度の分布を示すグラフである。図４（Ａ）は、輝度の理想的な分布状態を示す。この理想状態では、１つのディミング・ブロックＢＬは一様な輝度分布で発光し、かつ１つのディミング・ブロックＢＬから他のディミング・ブロックＢＬへは光漏れがない。図４（Ｂ）は、高度な光学設計を行った場合の輝度の分布状態を示す。高度な光学設計を行った場合には、図４（Ａ）に近似した分布が得られる。図４（Ｃ）は、高度な光学設計を行わなかった場合の輝度の分布状態を示す。高度な光学設計を行わなかった場合には、１つのディミング・ブロックＢＬは一様ではない輝度分布で発光し、かつ１つのディミング・ブロックＢＬから他のディミング・ブロックＢＬへは多くの光漏れがある。
【００８４】
高度な光学設計とは、ブロックＢＬを相互に分離する隔壁、ブロック内の輝度の分布を一様化するためのレンズおよびフラッターの少なくともいずれかを設けることである。しかし、これらを設けることは、開発期間や部品点数の増大による費用の増加を招く。また、これらを設けたとしても、輝度の理想的な分布状態を得ることは困難または不可能である。
【００８５】
本発明の実施形態は、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度の再現性を高めることを目的とする。
【００８６】
（信号処理部）
図５は、第１の実施の形態に係る画像表示装置１の信号処理部を示すブロック図である。信号処理部５は、画像表示装置１の前側ＬＣＤパネル２の駆動ＩＣ２８、後側ＬＣＤパネル３の駆動ＩＣ３６、及び、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される各信号を生成する。具体的には、信号処理部５は、ＥＯＴＦ(Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)を経て輝度とリニアな関係にあるＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを基に、ＲＧＢパネル２用信号、ＬＶパネル３用信号、及び、ＬＥＤ駆動部４６用信号を作成する。
【００８７】
信号処理部５は、ブロック輝度値判定器５０、局所輝度値推定器５１、遅延回路５２、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）５３、エッジホールド回路５４、グレイ階調変換器５５、ＲＧＢ画像データ生成器５６、遅延回路５７、ＲＧＢ階調変換器５８、遅延回路５９、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）６０を備えている。
【００８８】
ブロック輝度値判定器５０は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを基に、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロック（画素ブロック）ごとの輝度値の判定を行う。例えば、画像表示装置においてローカルディミングを行うディミング・ブロックの数は、数十ブロックから数百ブロックで構成され、１ブロック当たり数千ピクセルである。ブロック輝度値判定器５０は、最大値抽出器６１、及び、適用値判定器６２を備えている。
【００８９】
最大値抽出器６１は、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロックごとに、ディミング・ブロック内の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中からディミング・ブロックにおける輝度の最大値ＢＬｍａｘを抽出する。ブロックの最大値ＢＬｍａｘを抽出する具体的な方法は、以下に説明する。
【００９０】
ローカルディミングによって基板４０の各ＬＥＤ４２が制御可能な輝度値がＬｊ(＝Ｌ１，Ｌ２,・・・,Ｌｎ)で、ＲＧＢ画像信号が１２ビット（４０９６）階調の場合を考える。そして、ｎ＝４と、基板４０の各ＬＥＤ４２の輝度値が４段階で制御可能な場合、各段階におけるＬＥＤと輝度値の関係は次の様になる。
Ｌ１＝１０２３
Ｌ２＝２０４７
Ｌ３＝３０７１
Ｌ４＝４０９５
【００９１】
例えば、ディミング・ブロック中の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値の３つの値のうち、最も高い輝度がＲ（赤）で１０２０の場合、そのディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘは、１０２０となる。同様に、ディミング・ブロック中の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値の３つの値のうち、最も高い輝度がＢ（青）で３０００の場合、そのディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘは、３０００となる。
【００９２】
適用値判定器６２は、最大値ＢＬｍａｘからディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍを判定する。具体的には、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘに対して、ＢＬｍａｘ≦Ｌｊとなる最小のＬｊをブロック輝度値ＢＬｕｍと判定する。前述した例では、Ｌｊは、Ｌ１（１０２３）、Ｌ２（２０４７）、Ｌ３（３０７１）、Ｌ４（４０９５）の４つとなる。
【００９３】
そして、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘが１０２０の場合、ブロック輝度値ＢＬｕｍは、Ｌ１（１０２３）と判定される。また、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘが３０００の場合、ブロック輝度値ＢＬｕｍは、Ｌ３（３０７１）と判定される。
【００９４】
局所輝度値推定器５１は、ブロック輝度値判定器５０で判定された各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、各ディミング・ブロックを発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する。ここでいう発光輝度値は、パネル２，３の輝度調整を行わない場合の輝度値、すなわちパネル２，３の透過率が最大である場合の輝度値である。そして、局所輝度値推定器５１は、推定された各ピクセルの発光輝度を示す局所輝度値ＰＬｕｍを出力する。
【００９５】
図６から図８は、それぞれ局所輝度値推定器５１の詳細の一例を示す。図６に示す例では、局所輝度値推定器５１は、典型輝度分布データを記憶するメモリ（記憶装置）５１Ａと、メモリ５１Ａに記憶された典型輝度分布データと各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）から各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを計算する演算器５１Ｂとを備える。メモリ５１Ａは、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内の典型輝度分布を示す典型輝度分布データを記憶していてもよいし、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合の表示領域全体における典型輝度分布を示す典型輝度分布データを記憶していてもよい。演算器５１Ｂは、例えば、下記の式に従って、発光輝度値ＰＬｕｍ、すなわちＰＬｕｍ（x,y）を計算することができる。ここで、xはピクセルまたはサブピクセルのｘ座標であり、yはそのｙ座標である。
【数１】
2018055079.tif 000003
ここで、α[i, j](X, Y)は、ディミング・ブロック[i, j]に対する輝度分布であって、当該ディミング・ブロックの代表点（または基準点）と、ピクセルまたはサブピクセル(x, y)との相対位置関係の関数である。α[i, j](X, Y)には、ＢＬｕｍの値への依存性はないか、無視できる程度である。
x0[i, j], y0[i, j]は、ディミング・ブロック[i, j]における代表点（または基準点）の位置を示す座標である。代表点（または基準点）は、例えば、ディミング・ブロックの中心や左上角の位置などである。
BLum[i, j]は、ディミング・ブロック[i, j]における輝度値ＢＬｕｍであり、表示しようとする画像によって変化する。
上記のα[i, j](X, Y)およびx0[i, j] ], y0[i, j]は、画像には依らずに固定である。
【００９６】
上式は、ＰＬｕｍ（x,y）が複数のディミング・ブロックからの光の影響を受けることを考慮して定めたものであり、そのため総和をとっている。総和をとるディミング・ブロックの範囲は任意であり、輝度分布αの広がり方によって選択することができる。例えば、輝度分布αの広がりが小さければ、総和をとるディミング・ブロックは、ＰＬｕｍ（x,y）が計算されるピクセルまたはサブピクセルが属するディミング・ブロックとそれに隣接するいくつかのディミング・ブロックであってよい。輝度分布αの広がりが大きければ、総和をとるディミング・ブロックは、すべてのディミング・ブロックであってよい。
【００９７】
但し、発光輝度値ＰＬｕｍを計算するための式は、上記の式に限られない。
【００９８】
図６に示す局所輝度値推定器５１の例を実装するため、当該画像表示装置の各ピクセルまたは各サブピクセルについて、局所輝度値を算出するための輝度分布αをあらかじめ測定により得ておき、輝度分布αをメモリ５１Ａに記憶する。
【００９９】
図７に示す例では、局所輝度値推定器５１は、典型輝度分布データを記憶するメモリ（記憶装置）５１Ｃと、メモリ５１Ｃに記憶された典型輝度分布データを補間して詳細輝度分布データを生成するデータ補間器５１Ｄと、データ補間器５１Ｄで生成された詳細輝度分布データと各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）から各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを計算する演算器５１Ｅを備える。メモリ５１Ｃは、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内の典型輝度分布を示す典型輝度分布データを記憶していてもよいし、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合の表示領域全体における典型輝度分布を示す典型輝度分布データを記憶していてもよい。
【０１００】
演算器５１Ｅは、例えば、上の式に従って、発光輝度値ＰＬｕｍを計算することができる。図７に示す例では、輝度分布αはデータ補間器５１Ｄで生成された詳細輝度分布データに含まれている。データ補間器５１Ｄは、メモリ５１Ｃに記憶された典型輝度分布データから補間式に従って、詳細輝度分布データを得る。したがって、図６に示す例よりも、図７に示す例では典型輝度分布データは詳細でなくてよい。つまり、図６に示す例では、各ピクセルについての輝度分布αが典型輝度分布データに記録されるが、図７に示す例では、例えば、水平および／または垂直方向に間引いたピクセについての輝度分布αが典型輝度分布データに記録されうる。図７に示す例では、間引きをしない場合の典型輝度分布がブロードである場合に好適で、より少ない誤差で補間でき、図６に示す例よりも、メモリの記憶量を節約し、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１０１】
図８に示す例では、局所輝度値推定器５１は、計算式を用いて各ブロック内の典型輝度分布データを生成する分布特性生成器５１Ｆと、分布特性生成器５１Ｆで生成された典型輝度分布データと各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）から各ピクセルまたは各サブピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを計算する演算器５１Ｇを備える。分布特性生成器５１Ｆは、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合のそのブロック内とそのブロックに近接するブロック内の典型輝度分布を示す典型輝度分布データを生成してもよいし、ブロック毎にそのブロックでのみ発光させた場合の表示領域全体における典型輝度分布を示す典型輝度分布データを生成してもよい。
【０１０２】
演算器５１Ｇは、例えば、上の式に従って、発光輝度値ＰＬｕｍを計算することができる。図８に示す例では、輝度分布αは分布特性生成器５１Ｆで生成された典型輝度分布データに含まれている。分布特性生成器５１Ｆで使用される計算式は、当該画像表示装置の各ピクセルについて、輝度分布αをあらかじめ測定により得ておき、さらに輝度分布αとピクセルまたはサブピクセルの位置の座標との関係にマッチする関数を得る。この関数を分布特性生成器５１Ｆで使用される計算式として使用すればよい。画像の表示領域の周辺部のブロックにおいては側壁４４による反射光のためにマッチングする関数を得るのは容易ではなくて誤差が大きくなる可能性はあるが、図８に示す例では、図６および図７の例に比べて、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１０３】
遅延回路５２は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、遅延１をかける。遅延１の目的は、ブロック輝度値判定器５０におけるブロック輝度値ＢＬｕｍの判定処理の遅延分、及び、局所輝度値推定器５１における局所輝度値ＰＬｕｍの推定処理の遅延分を補償することである。遅延１によって、ＬＶ画像データ生成器５３の後述するレベル変換器６４において、グレイ画像信号Ｗと局所輝度値ＰＬｕｍとのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延１がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１とする。
【０１０４】
ＬＶ画像データ生成器５３は、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からグレイ画像信号Ｗ及びＷ１を生成する。ＬＶ画像データ生成器５３は、グレイ変換器６３、及び、レベル変換器６４を備えている。
【０１０５】
グレイ変換器６３は、遅延回路５２からＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を受信し、受信したＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を各ピクセル（各画素）ごとに、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のサブピクセル値（輝度）の３つの値の中の最大値を代表値としたグレイ画像信号Ｗに変換する。
【０１０６】
レベル変換器６４は、各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを用いて、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ１に変換する。具体的な変換式は以下の通りである。
Ｗ１＝（Ｌｎ／ＰＬｕｍ）×Ｗ
【０１０７】
ただし、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の取り得る最大値をＬＭＸとして、Ｗ１＞ＬＭＸとなる場合にはＷ１＝ＬＭＸとする。すなわち、ＬＭＸは、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが有しうる輝度の最大値であり、上記の例（ＲＧＢ画像信号が１２ビット階調）では４０９５である。
【０１０８】
グレイ画像信号Ｗ１は、ＬＶパネル３の当該ディミング・ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する信号である。レベル変換器６４は、局所輝度値推定器５１で推定された各ピクセルの発光輝度値の輝度が低いほど、そのディミング・ブロックに属するピクセルのグレイ画像信号の輝度レベルを高くする。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４＝４０９５となる。
【０１０９】
エッジホールド回路５４は、グレイ画像信号Ｗ１に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ１からグレイ画像信号Ｗ２を生成する。２枚のＬＣＤパネル２，３に対して、正面視では問題ないが、斜め方向から見たときには、パネルの厚みに起因して、ＲＧＢパネル２の表示画像とＬＶパネル３の表示画像の位置が角度に応じてずれることで、２重像や色ずれが見える問題がある。この問題を解決するために、エッジホールド回路５４は、グレイ画像に対して視野角補正を実施する役割を果たしている。
【０１１０】
グレイ階調変換器５５は、グレイ画像信号Ｗ２に対して、ＬＶパネル３の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、グレイ画像信号Ｗ２をグレイ画像信号Ｗ３に変換する。そして、グレイ画像信号Ｗ３が、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。
【０１１１】
ＲＧＢ画像データ生成器５６は、ＬＶ画像データ生成器５３のグレイ変換器６３から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｒ１
Ｇ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｇ１
Ｂ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｂ１
【０１１２】
この時、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２がＬＭＸ（本例では４０９５）を超えた場合、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の値は、ＬＭＸとする。ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、ＲＧＢパネル２に表示されるＲＧＢ画像の各画素における各サブピクセルの輝度レベルを制御する信号である。ＲＧＢ画像データ生成器５６は、グレイ変換器６３で変換されたグレイ画像信号Ｗの輝度が低いほど、その画素に属するサブピクセルのＲＧＢ画像信号の輝度レベルを高くする。あるディミング・ブロックが低輝度領域内にある場合、そのブロックの輝度が低いことおよびＲＧＢのサブピクセルがＬＣＤパネルにおいて黒浮きの生じにくい高い輝度レベルであることで、暗く沈んで階調特性に優れた低輝度領域が表示できる。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４＝４０９５となる。
【０１１３】
遅延回路５７は、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対して、遅延２をかける。遅延２の目的は、ＬＶ画像データ生成器５３のレベル変換器６４におけるグレイ画像信号Ｗ１への変換処理の遅延分、及び、エッジホールド回路５４における視野角補正処理の遅延分を補償することである。遅延２によって、ＲＧＢパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号と、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号Ｗ３とのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延２がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３とする。
【０１１４】
ＲＧＢ階調変換器５８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３に対して、ＲＧＢパネル２の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換する。そして、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４が、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。
【０１１５】
なお、本実施の形態では、遅延回路５７の後ろにＲＧＢ階調変換器５８を配置しているが、最終的に、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４とグレイ画像信号Ｗ３とのタイミングを合わせることができればよいので、ＲＧＢ階調変換器５８の後ろに遅延回路５７を配置してもよい。すなわち、ＲＧＢ階調変換器５８でＲＧＢ画像信号に対してＯＥＴＦを行った後、遅延２をかけてもよい。
【０１１６】
遅延回路５９は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに対して、遅延３をかける。遅延３の目的は、ＲＧＢパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号の処理による遅延分、及び、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号の処理による遅延分を補償することである。遅延３によって、ＲＧＢパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４と、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号Ｗ３と、ＬＥＤ駆動部４６に供給されるＬＥＤ駆動信号ＢＤのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延３がかけられた後のブロック輝度値をブロック輝度値ＢＬｕｍ１とする。
【０１１７】
ＬＥＤ駆動信号発生器６０は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ１（すなわち、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの各々の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。本実施の形態では、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によってＬＥＤの調光を行っている。そのため、ＬＥＤ駆動信号ＢＤは調光輝度に応じてデューティ比を変化させた高さ一定のパルス信号である。そして、ＬＥＤ駆動信号ＢＤが、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、ＰＷＭ方式によってＬＥＤの調光を行っているが、電流制御方式等によってＬＥＤの調光を行ってもよい。その場合、ＬＥＤ駆動信号ＢＤの信号もＬＥＤの調光方式に対応した信号となる。
【０１１９】
また、本実施の形態では、遅延回路５９の後ろにＬＥＤ駆動信号発生器６０を配置しているが、最終的に、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４とグレイ画像信号Ｗ３とＬＥＤ駆動信号ＢＤとのタイミングを合わせることができればよいので、ＬＥＤ駆動信号発生器６０の後ろに遅延回路５９を配置してもよい。すなわち、ＬＥＤ駆動信号発生器６０でＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成した後、遅延３をかけてもよい。
【０１２０】
なお、実際の信号処理部には、上述した遅延回路５２、遅延回路５７、及び、遅延回路５９以外にもいくつかの遅延回路が用いられているが、ここでの説明は省略する。
【０１２１】
以上説明したように、第１の実施の形態においては、ＲＧＢ画像を表示する前側ＬＣＤパネル２とグレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネル３とを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、ＲＧＢ画像より生成したグレイ画像に基づいてＲＧＢ画像の各サブピクセルの輝度レベルを調整するとともに、各ディミング・ブロックの輝度に基づいて、各ピクセルの発光輝度を推定し、推定された各ピクセルの発光輝度に基づいて、後側ＬＣＤパネル３の当該ディミング・ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御するグレイ画像信号を生成する。これにより、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度表示画像において再現可能である。
【０１２２】
図９は、２枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用したが、局所輝度値推定を行っていない（ディミング・ブロック内の輝度の変動を考慮していない）表示画像の例を示す。図１０は、２枚のＬＣＤパネルを備える画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用し、本発明の実施形態に従って局所輝度値推定（各ピクセルの発光輝度の推定）を行った表示画像の例を示す。参考のため、これらの表示画像に対するディミング・ブロックの位置を図９の下部に示す。正方形のマス目が、ディミング・ブロックに対応する。
【０１２３】
図９と図１０の対比によれば、図９では、ディミング・ブロック内の輝度の変動（図４参照）を考慮していないために、隣接するディミング・ブロックの境界付近で輝度の格差が際立って視認される。これに対して、図１０では、ディミング・ブロック内の輝度の変動を考慮して、各ピクセルの発光輝度を推定し、推定された各ピクセルの発光輝度に基づいてＲＧＢ画像信号とグレイ画像信号を調整したため、ディミング・ブロックの境界付近で輝度の格差が認められない。このように、本発明の実施形態によれば、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度は表示画像において再現可能である。
【０１２４】
第１の実施の形態によれば、ＨＤＲ画像を表示可能な画像表示装置において、最大輝度１０，０００ｎｉｔｓ、コントラスト比２，０００，０００：１が実現され、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きが防止される。また、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度は表示画像において再現可能である。
【０１２５】
また、２枚のＬＣＤパネル２，３を用いてコントラスト比を大幅に向上させた画像表示装置をＨＤＲ用の画像表示装置に適用する場合、パネル全体の光の透過率は、パネル１枚の画像表示装置の透過率よりも低下するため、パネル１枚の場合と同じ表示輝度を得るためには、バックライトユニットの輝度をより高くする必要がある。この場合には、バックライトユニットにおける膨大な電力消費およびその発熱に伴う冷却機構の設置が問題となりうる。
【０１２６】
しかしながら、第１の実施の形態によれば、ローカルディミング技術を適用することによって、バックライトユニット４では必要なディミング・ブロックに対応するＬＥＤ４２を適切な輝度で発光させることにより、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、大幅に消費電力を低減することができ、さらには大がかりな冷却機構を必要としない。したがって、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、第１の実施の形態に係るバックライトユニット４のコストを削減することができる。
【０１２７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る画像表示装置の第２の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比べて信号処理部の構成が異なっている。
【０１２８】
画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４と信号処理部６とを備えている。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６、及び、駆動ＩＣ２８を備えている。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４、及び、駆動ＩＣ３６を備えている。バックライトユニット４は、基板４０、ＬＥＤ４２、側壁４４、及び、ＬＥＤ駆動部４６を備えている。
【０１２９】
図１１は、第２の実施の形態に係る信号処理部６のブロック図である。信号処理部６は、画像表示装置１の前側ＬＣＤパネル２の駆動ＩＣ２８、後側ＬＣＤパネル３の駆動ＩＣ３６、及び、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される各信号を生成する。信号処理部６は、ブロック輝度値判定器６５、局所輝度値推定器５１、遅延回路６６、遅延回路５２、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）６７、エッジホールド回路５４、グレイ階調変換器５５、ＲＧＢ画像データ生成器５６、遅延回路５７、ＲＧＢ階調変換器５８、遅延回路５９、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）６０を備えている。
【０１３０】
ブロック輝度値判定器６５は、画像データＲ，Ｇ，Ｂを、各ピクセル（各画素）ごとにグレイ画像信号に変換するとともに、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロック（画素ブロック）ごとの輝度値の判定を行う。ブロック輝度値判定器６５は、グレイ変換器６８、最大値抽出器６９、及び、適用値判定器６２を備えている。
【０１３１】
グレイ変換器６８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを各ピクセルごとに、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中の最大値を代表値としたグレイ画像信号Ｗに変換する。
【０１３２】
最大値抽出器６９は、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロックごとに、ディミング・ブロック内のグレイ画像信号Ｗの全画素値の中からディミング・ブロックにおける輝度の最大値ＢＬｍａｘを抽出する。ブロックの最大値ＢＬｍａｘを抽出する具体的な方法は、以下に説明する。
【０１３３】
ローカルディミングによって基板４０の各ＬＥＤ４２が制御可能な輝度値がＬｊ(＝Ｌ１，Ｌ２,・・・,Ｌｎ)で、ＲＧＢ画像信号が１２ビット（４０９６）階調の場合を考える。そして、ｎ＝４と、基板４０の各ＬＥＤ４２の輝度値が４段階で制御可能な場合、各段階におけるＬＥＤと輝度値の関係は次の様になる。
Ｌ１＝１０２３
Ｌ２＝２０４７
Ｌ３＝３０７１
Ｌ４＝４０９５
【０１３４】
例えば、ディミング・ブロック中の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値の３つの値のうち、最も高い輝度がＲ（赤）で１０２０の場合、そのディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘは、１０２０となる。同様に、ディミング・ブロック中の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値の３つの値のうち、最も高い輝度がＢ（青）で３０００の場合、そのディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘは、３０００となる。
【０１３５】
適用値判定器６２は、最大値ＢＬｍａｘからディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍを判定する。具体的には、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘに対して、ＢＬｍａｘ≦Ｌｊとなる最小のＬｊをブロック輝度値ＢＬｕｍと判定する。前述した例では、Ｌｊは、Ｌ１（１０２３）、Ｌ２（２０４７）、Ｌ３（３０７１）、Ｌ４（４０９５）の４つとなる。
【０１３６】
そして、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘが１０２０の場合、ブロック輝度値ＢＬｕｍは、Ｌ１（１０２３）と判定される。また、ディミング・ブロックの最大値ＢＬｍａｘが３０００の場合、ブロック輝度値ＢＬｕｍは、Ｌ３（３０７１）と判定される。
【０１３７】
第１の実施の形態では、最大値抽出器によるディミング・ブロックごとの最大値ＢＬｍａｘの抽出は、ディミング・ブロック内の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中からディミング・ブロックにおける最大値ＢＬｍａｘを抽出することにより行っている。
【０１３８】
これに対して、初めに、各ピクセルに対してＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値ごとに輝度の最大値を抽出し、次に、抽出されたＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値の輝度の最大値からディミング・ブロックにおける最大値ＢＬｍａｘを抽出しても同じ結果を得ることが可能である。その場合、各ピクセルごとにＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値から抽出した最大値である輝度は、生成タイミングは異なるもののグレイ画像信号Ｗと等しくなる。
【０１３９】
したがって、第２の実施の形態では、ブロック輝度値判定器６５内部にグレイ変換器６８を構成して、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂをグレイ画像信号Ｗに変換し、グレイ画像信号Ｗからブロック最大値ＢＬｍａｘを抽出し、ブロック輝度値ＢＬｕｍを判定している。
【０１４０】
局所輝度値推定器５１は、ブロック輝度値判定器６５で判定された各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、各ディミング・ブロックを発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する。ここでいう発光輝度値は、パネル２，３の輝度調整を行わない場合の輝度値、すなわちパネル２，３の透過率が最大である場合の輝度値である。そして、局所輝度値推定器５１は、推定された各ピクセルの発光輝度を示す局所輝度値ＰＬｕｍを出力する。
【０１４１】
遅延回路６６は、グレイ画像信号Ｗに対して、遅延４をかける。遅延４の目的は、ブロック輝度値判定器６５のグレイ変換器６８におけるグレイ画像信号Ｗへの変換処理の遅延分を補償することである。遅延４によって、ＬＶ画像データ生成器６７のレベル変換器６４において、グレイ画像信号と局所輝度値ＰＬｕｍとのタイミングを合わせることが可能となり、また、ＲＧＢ画像データ生成器５６において、グレイ画像信号と画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１とのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延４がかけられた後のグレイ画像信号をグレイ画像信号Ｗ０とする。
【０１４２】
遅延回路５２は、画像データＲ，Ｇ，Ｂに対して、遅延１をかける。なお、遅延１がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１とする。
【０１４３】
ＬＶ画像データ生成器６７は、グレイ画像信号Ｗ０からグレイ画像信号Ｗ１を生成する。ＬＶ画像データ生成器６７は、レベル変換器６４を備えている。なお、ブロック輝度値判定器６５の部分で説明した様に、ＬＶ画像データ生成器６７には、グレイ変換器は不要となる。
【０１４４】
レベル変換器６４は、各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを用いて、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ１に変換する。具体的な変換式は以下の通りである。
Ｗ１＝（Ｌｎ／ＰＬｕｍ）×Ｗ
【０１４５】
ただし、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の取り得る最大値をＬＭＸとして、Ｗ１＞ＬＭＸとなる場合にはＷ１＝ＬＭＸとする。すなわち、ＬＭＸは、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが有しうる輝度の最大値であり、上記の例（ＲＧＢ画像信号が１２ビット階調）では４０９５である。
【０１４６】
グレイ画像信号Ｗ１は、ＬＶパネル３の当該ディミング・ブロックに表示されるグレイ画像の輝度レベルを制御する信号である。レベル変換器６４は、局所輝度値推定器５１で推定された各ピクセルの発光輝度値の輝度が低いほど、そのディミング・ブロックに属するピクセルのグレイ画像信号の輝度レベルを高くする。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４＝４０９５となる。
【０１４７】
エッジホールド回路５４は、グレイ画像信号Ｗ１に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ１からグレイ画像信号Ｗ２を生成する。
【０１４８】
グレイ階調変換器５５は、グレイ画像信号Ｗ２に対して、ＬＶパネル３の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、グレイ画像信号Ｗ２をグレイ画像信号Ｗ３に変換する。そして、グレイ画像信号Ｗ３が、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。
【０１４９】
ＲＧＢ画像データ生成器５６は、遅延回路６６から受信したグレイ画像信号Ｗ０を用いて、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｒ１
Ｇ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｇ１
Ｂ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｂ１
【０１５０】
ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、ＲＧＢパネル２に表示されるＲＧＢ画像の各画素における各サブピクセルの輝度レベルを制御する信号である。ＲＧＢ画像データ生成器５６は、グレイ変換器６８で変換されたグレイ画像信号Ｗの輝度が低いほど、その画素に属するサブピクセルのＲＧＢ画像信号の輝度レベルを高くする。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４＝４０９５となる。
【０１５１】
遅延回路５７は、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対して、遅延２をかける。なお、遅延２がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３とする。
【０１５２】
ＲＧＢ階調変換器５８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３に対して、ＲＧＢパネル２の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換する。そして、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４が、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。
【０１５３】
遅延回路５９は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに対して、遅延３をかける。なお、遅延３がかけられた後のブロック輝度値をブロック輝度値ＢＬｕｍ１とする。
【０１５４】
ＬＥＤ駆動信号発生器６０は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ１（すなわち、ブロック輝度値判定器６５で判定されたディミング・ブロックの各々の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。そして、ＬＥＤ駆動信号ＢＤが、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。
【０１５５】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と比べて信号処理部の構成が異なるものの第１の実施の形態と同様に、ＨＤＲ画像を表示可能な画像表示装置において、最大輝度１０，０００ｎｉｔｓ、コントラスト比２，０００，０００：１が実現され、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きが防止される。また、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度は表示画像において再現可能である。
【０１５６】
また、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と比べて信号処理部の構成が異なるものの第１の実施の形態と同様に、ローカルディミング技術を適用することによって、バックライトユニット４では必要なディミング・ブロックに対応するＬＥＤ４２を適切な輝度で発光させることにより、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、大幅に消費電力を低減することができ、さらには大がかりな冷却機構を必要としない。したがって、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、第２の実施の形態に係るバックライトユニット４のコストを削減することができる。
【０１５７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明に係る画像表示装置の第３の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第３の実施の形態においては、第２の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第３の実施の形態では、第２の実施の形態と比べて信号処理部の遅延回路の構成が異なっている。
【０１５８】
画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４と信号処理部７とを備えている。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６、及び、駆動ＩＣ２８を備えている。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４、及び、駆動ＩＣ３６を備えている。バックライトユニット４は、基板４０、ＬＥＤ４２、側壁４４、及び、ＬＥＤ駆動部４６を備えている。
【０１５９】
図１２は、第３の実施の形態に係る信号処理部７のブロック図である。信号処理部７は、画像表示装置１の前側ＬＣＤパネル２の駆動ＩＣ２８、後側ＬＣＤパネル３の駆動ＩＣ３６、及び、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される各信号を生成する。信号処理部７は、ブロック輝度値判定器６５、局所輝度値推定器５１、遅延回路６６、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）６７、エッジホールド回路５４、グレイ階調変換器５５、ＲＧＢ画像データ生成器５６、遅延回路７０、ＲＧＢ階調変換器５８、遅延回路５９、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）６０を備えている。
【０１６０】
ブロック輝度値判定器６５は、画像データＲ，Ｇ，Ｂを、各ピクセル（各画素）ごとにグレイ画像信号に変換するとともに、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロック（画素ブロック）ごとの輝度値の判定を行う。ブロック輝度値判定器６５は、グレイ変換器６８、最大値抽出器６９、及び、適用値判定器６２を備えている。
【０１６１】
グレイ変換器６８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを各ピクセルごとに、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中の最大値を代表値としたグレイ画像信号Ｗに変換する。
【０１６２】
最大値抽出器６９は、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロックごとに、ディミング・ブロック内のグレイ画像信号Ｗの全画素値の中からディミング・ブロックにおける輝度の最大値ＢＬｍａｘを抽出する。
【０１６３】
適用値判定器６２は、最大値ＢＬｍａｘからディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍを判定する。
【０１６４】
局所輝度値推定器５１は、ブロック輝度値判定器６５で判定された各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、各ディミング・ブロックを発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する。そして、局所輝度値推定器５１は、推定された各ピクセルの発光輝度を示す局所輝度値ＰＬｕｍを出力する。
【０１６５】
遅延回路６６は、グレイ画像信号Ｗに対して、遅延４をかける。なお、遅延４がかけられた後のグレイ画像信号をグレイ画像信号Ｗ０とする。
【０１６６】
ＬＶ画像データ生成器６７は、グレイ画像信号Ｗ０からグレイ画像信号Ｗ１を生成する。ＬＶ画像データ生成器６７は、レベル変換器６４を備えている。
【０１６７】
レベル変換器６４は、各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを用いて、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ１に変換する。
【０１６８】
エッジホールド回路５４は、グレイ画像信号Ｗ１に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ１からグレイ画像信号Ｗ２を生成する。
【０１６９】
グレイ階調変換器５５は、グレイ画像信号Ｗ２に対して、ＬＶパネル３の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、グレイ画像信号Ｗ２をグレイ画像信号Ｗ３に変換する。そして、グレイ画像信号Ｗ３が、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。
【０１７０】
ＲＧＢ画像データ生成器５６は、ブロック輝度値判定器６５のグレイ変換器６８から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて、画像データＲ，Ｇ，Ｂから画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ１＝（Ｌｎ／Ｗ０）×Ｒ
Ｇ１＝（Ｌｎ／Ｗ０）×Ｇ
Ｂ１＝（Ｌｎ／Ｗ０）×Ｂ
【０１７１】
なお、第２の実施の形態では、ＲＧＢ画像データ生成器５６は、遅延回路６６から受信したグレイ画像信号Ｗ０を用いて画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を生成しているのに対して、第３の実施の形態では、ＲＧＢ画像データ生成器５６は、ブロック輝度値判定器６５のグレイ変換器６８から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて画像データＲ，Ｇ，Ｂから画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を生成している。
【０１７２】
遅延回路７０は、画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に対して、遅延５をかける。遅延５の目的は、ブロック輝度値判定器６５におけるブロック輝度値ＢＬｕｍの判定処理の遅延分、局所輝度値推定器５１における局所輝度値ＰＬｕｍの推定処理の遅延分、レベル変換器６４におけるグレイ画像信号Ｗ１への変換処理の遅延分、及び、エッジホールド回路５４における視野角補正処理の遅延分を補償することである。遅延５によって、ＲＧＢパネル２に供給される画像データと、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号Ｗ３とのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延５がかけられた後の画像データを画像データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とする。
【０１７３】
なお、第３の実施の形態では、第２の実施の形態に対して、遅延回路５２とＲＧＢ画像データ生成器５６の処理順序を入れ換え、さらに、第２の実施の形態における遅延回路５２と遅延回路５７とを遅延回路７０として１つにまとめている。従って、第３の実施の形態における遅延回路７０による遅延時間は、第２の実施の形態における遅延回路５２による遅延時間と遅延回路５７による遅延時間とを合計した時間と同じとなる。
【０１７４】
ＲＧＢ階調変換器５８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３に対して、ＲＧＢパネル２の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換する。そして、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４が、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。
【０１７５】
遅延回路５９は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに対して、遅延３をかける。なお、遅延３がかけられた後のブロック輝度値をブロック輝度値ＢＬｕｍ１とする。
【０１７６】
ＬＥＤ駆動信号発生器６０は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ１（すなわち、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの各々の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。そして、ＬＥＤ駆動信号ＢＤが、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。
【０１７７】
第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と比べて信号処理部の遅延回路の構成が異なるものの、第１及び第２の実施の形態と同様に、ＨＤＲ画像を表示可能な画像表示装置において、最大輝度１０，０００ｎｉｔｓ、コントラスト比２，０００，０００：１が実現され、１個のディミング・ブロック内に高輝度領域と低輝度領域とが混在していても、黒浮きが防止される。また、各ディミング・ブロックが一様な輝度分布で発光しなくても、画像の局所的な輝度は表示画像において再現可能である。
【０１７８】
また、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と比べて信号処理部の遅延回路の構成が異なるものの、第１及び第２の実施の形態と同様に、ローカルディミング技術を適用することによって、バックライトユニット４では必要なディミング・ブロックに対応するＬＥＤ４２を適切な輝度で発光させることにより、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、大幅に消費電力を低減することができ、さらには大がかりな冷却機構を必要としない。したがって、ローカルディミング技術を適用しないバックライトユニットに比べて、第３の実施の形態に係るバックライトユニット４のコストを削減することができる。
【０１７９】
（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る画像表示装置の第４の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第４の実施の形態においては、第１の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第４の実施の形態では、第１の実施の形態と比べてＲＧＢ画像データ生成器の構成が異なっている。
【０１８０】
第４の実施の形態では、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成した後、さらに、グレイ画像信号Ｗ１を参照して、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２からＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’を生成し、これらをＲＧＢ階調変換器５８での処理に適用する。
【０１８１】
画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４と信号処理部６とを備えている。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６、及び、駆動ＩＣ２８を備えている。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４、及び、駆動ＩＣ３６を備えている。バックライトユニット４は、基板４０、ＬＥＤ４２、側壁４４、及び、ＬＥＤ駆動部４６を備えている。
【０１８２】
図１３は、第４の実施の形態に係る信号処理部８のブロック図である。信号処理部８は、ブロック輝度値判定器５０、局所輝度値推定器５１、遅延回路５２、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）５３、エッジホールド回路５４、グレイ階調変換器５５、ＲＧＢ画像データ生成器７１、遅延回路５７、ＲＧＢ階調変換器５８、遅延回路５９、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）６０を備えている。
【０１８３】
ブロック輝度値判定器５０は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを基に、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロック（画素ブロック）ごとの輝度値の判定を行う。ブロック輝度値判定器５０は、最大値抽出器６１、及び、適用値判定器６２を備えている。
【０１８４】
最大値抽出器６１は、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロックごとに、ディミング・ブロック内の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中からディミング・ブロックにおける輝度の最大値ＢＬｍａｘを抽出する。
【０１８５】
適用値判定器６２は、最大値ＢＬｍａｘからディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍを判定する。
【０１８６】
局所輝度値推定器５１は、ブロック輝度値判定器５０で判定された各ディミング・ブロックの輝度（ブロック輝度値ＢＬｕｍ）に基づいて、各ディミング・ブロックを発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する。そして、局所輝度値推定器５１は、推定された各ピクセルの発光輝度を示す局所輝度値ＰＬｕｍを出力する。
【０１８７】
遅延回路５２は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、遅延１をかける。なお、遅延１がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１とする。
【０１８８】
ＬＶ画像データ生成器５３は、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からグレイ画像信号Ｗ及びＷ１を生成する。ＬＶ画像データ生成器５３は、グレイ変換器６３、及び、レベル変換器６４を備えている。
【０１８９】
グレイ変換器６３は、遅延回路５２からＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を受信し、受信したＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を各ピクセル（各画素）ごとに、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のサブピクセル値（輝度）の３つの値の中の最大値を代表値としたグレイ画像信号Ｗに変換する。
【０１９０】
レベル変換器６４は、各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを用いて、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ１に変換する。
【０１９１】
エッジホールド回路５４は、グレイ画像信号Ｗ１に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ１からグレイ画像信号Ｗ２を生成する。
【０１９２】
グレイ階調変換器５５は、グレイ画像信号Ｗ２に対して、ＬＶパネル３の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、グレイ画像信号Ｗ２をグレイ画像信号Ｗ３に変換する。そして、グレイ画像信号Ｗ３が、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。
【０１９３】
ＲＧＢ画像データ生成器７１は、ＬＶ画像データ生成器５３のグレイ変換器６３から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成した後、さらに、グレイ画像信号Ｗ１を参照して、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２からＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’を生成する。なお、ＲＧＢ画像データ生成器７１については、後ほど詳細に説明する。
【０１９４】
遅延回路５７は、ＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’に対して、遅延２をかける。なお、遅延２がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３とする。
【０１９５】
ＲＧＢ階調変換器５８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３に対して、ＲＧＢパネル２の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換する。そして、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４が、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。
【０１９６】
遅延回路５９は、ブロック輝度値ＢＬｕｍに対して、遅延３をかける。なお、遅延３がかけられた後のブロック輝度値をブロック輝度値ＢＬｕｍ１とする。
【０１９７】
ＬＥＤ駆動信号発生器６０は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ１（すなわち、ブロック輝度値判定器５０で判定されたディミング・ブロックの各々の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。そして、ＬＥＤ駆動信号ＢＤが、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。
【０１９８】
（ＲＧＢ画像データ生成器）
第１の実施の形態では、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂ（ＨＤＲ画像）を、ブロック輝度値ＢＬｕｍ及びグレイ画像信号Ｗ(輝度成分)と、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２（色成分）とに分離している。そして、ブロック輝度値ＢＬｕｍをバックライトのローカルディミング用のＬＥＤ駆動信号ＢＤ（ＬＥＤ駆動データ）に変換し、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給するとともに、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ３（ＬＶ画像データ）に変換し、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給している。また、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２をＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換し、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給している。
【０１９９】
しかしながら、色成分としてＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を用いると、ＬＶパネル３における黒浮きに起因して、表示画像内の暗領域において表示輝度が明る過ぎてしまい、適切な画像表示がされない場合がある。以下にその理由を説明する。
【０２００】
図１４及び図１５は、ＬＶパネル３における入力信号と表示輝度の特性例を示すグラフである。図１４はパネルのみの特性であり、図１５はグレイ階調変換器５５の特性を加味して入力信号を輝度とリニアな関係に変換したもの、すなわち入力信号がＷ１あるいはＷ２に相当するものである。入力信号と表示輝度は共に正規化している。図１４及び図１５において、破線は理想的な特性を示し、実線は実際に測定された特性を示している。図１４及び図１５をみると、入力信号を小さくしていった場合に、実際の表示輝度が十分に低くならず、破線で示す理想的な特性との差が大きくなっていることがわかる。これは、黒の輝度が浮き上がって階調が正しく表示されない黒浮きが発生していることを表している。
【０２０１】
図１６は、ＬＶパネル３に対する黒浮き補償特性を示すグラフである。これは、黒浮きのある実際のパネルの輝度に対する理想的な輝度の比を示している。なお、図１６において、実線は実際に測定された特性を示している。図１６において、理想的な特性は、縦軸の値が横軸の値に関わらず１である直線であり、縦軸の値が１より大きい場合、黒浮きが発生する。この様な問題に対応するため、ＲＧＢ画像データ生成器７１は、以下の様に機能する。
【０２０２】
ＲＧＢ画像データ生成器７１は、ＬＶ画像データ生成器５３のグレイ変換器６３から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｒ１
Ｇ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｇ１
Ｂ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｂ１
【０２０３】
この時、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２がＬＭＸ（本例では４０９５）を超えた場合、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の値は、ＬＭＸとする。ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、ＲＧＢパネル２に表示されるＲＧＢ画像の各画素における各サブピクセルの輝度レベルを制御する信号である。ＲＧＢ画像データ生成器５６は、グレイ変換器６３で変換されたグレイ画像信号Ｗの輝度が低いほど、その画素に属するサブピクセルのＲＧＢ画像信号の輝度レベルを高くする。あるディミング・ブロックが低輝度領域内にある場合、そのブロックの輝度が低いことおよびＲＧＢのサブピクセルがＬＣＤパネルにおいて黒浮きの生じにくい高い輝度レベルであることで、暗く沈んで階調特性に優れた低輝度領域が表示できる。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４＝４０９５となる。
【０２０４】
さらに、ＲＧＢ画像データ生成器７１は、ＬＶ画像データ生成器５３のグレイ変換器６４から受信したグレイ画像信号Ｗ１を参照する、そして、グレイ画像信号Ｗ１が黒浮きの特性を示す所定の閾値よりも小さい場合、すなわち、黒浮きが発生する場合、ＲＧＢ画像データ生成器７１は、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２からＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ２’＝Ｒ２×Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）
Ｇ２’＝Ｇ２×Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）
Ｂ２’＝Ｂ２×Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）
【０２０５】
ここで、Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）は、グレイ画像信号Ｗ１に対応する、図１６の縦軸の実測に対する理想の比の値となる。Ｗ１はＬｎに図１６の横軸である正規化線形入力信号を掛けたものに相当し、Ｗ１に応じて図１６の縦軸の値をＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に乗じてＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’を生成する。ＬＶパネル３において黒浮き特性のために輝度が理想値にまで下げられない場合に、代わりにＲＧＢパネルにおいて上記の式に従ってその輝度値を下げ、２枚のパネルを通して所望の特性を得るものである。
【０２０６】
図１６の補償特性は、実際に測定された特性を示しているが、これは、べき級数あるいは多項式などを用いて精度良く表すことができるため、グレイ画像信号Ｗ１からＫｃｏｍｐ（Ｗ１）をリアルタイムで計算したり、あるいは、予め計算した値をＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ  Ｔａｂｌｅ）に持っておいて適用したりすることにより、Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）の値を求めることができる。
【０２０７】
なお、グレイ画像信号Ｗ１が黒浮きの特性を示す所定の閾値よりも大さい場合、すなわち、黒浮きが発生しない場合、Ｋｃｏｍｐ（Ｗ１）＝１であるので、ＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’はＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２そのままである。
【０２０８】
なお図１４及び図１５のＬＶパネルの特性に関して、黒浮きを表す部分以外の入力信号が所定の閾値ＴＨよりも大きい部分においても、測定値の理想値からのずれは生じ得る。これの補正は、既知の構成あるいは処理方法と同じく、グレイ階調変換器５５の変換特性に含めている。従って図１４、図１５、及び、図１６においては、黒浮き以外の測定値の理想値からのずれは補正済みであるとして表れていない。またＲＧＢパネルについても同様であり、理想値からのずれの補正をＲＧＢ階調変換器５８の変換特性に含めている。こちらは黒浮きを表す部分も含めた全領域に対する補正であっても良い。
【０２０９】
（変形例）
本実施の形態では、ＬＶパネルの黒浮き特性として実際に測定した特性を適用し、これを補償するようにＲＧＢ画像信号を補正することで、黒浮きに伴う表示画質劣化の回避を行っている。一方、変形例では、仮想の黒浮き特性を設定して模擬することで、仮想黒浮き特性に基づいて上述した処理を行い、高品質な表示画質を実現する。
【０２１０】
図１７は、変形例に係るＬＶパネル３における入力信号と仮想黒浮き特性例を示すグラフである。仮想黒浮き特性は、例えば図１７に示すように、実際の黒浮き特性の場合よりも高い輝度の部分であり、その正規化線形入力信号における所定の閾値ＴＨ１はＴＨ＜ＴＨ１≦１であるように設定する。図１７では、ＴＨ１＝０．１で黒浮き部分の特性が異なる３種類の例を示している。
【０２１１】
図１８は、図１７の仮想黒浮き特性に対する仮想黒浮き補償特性を示すグラフである。入力信号が所定の閾値ＴＨ１以下では１以下、所定の閾値ＴＨ１より大きいと１であり、Ｗ１＝（正規化線形信号入力）×Ｌｎと置き換えることで、仮想黒浮き特性の場合のＫｃｏｍｐ（Ｗ１）が得られる。また、Ｗ１に応じてＫｃｏｍｐ（Ｗ１）をＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に乗じてＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’を生成する。
【０２１２】
変形例に係る仮想黒浮き特性に対するＲＧＢ画像信号の補正の仕方は、実際の黒浮き特性の場合と同じである。ただし、ＬＶパネル３において図１７の特性を実現するために、グレイ階調変換器５５の変換特性については一部変更する。具体的には、グレイ階調変換器５５の入力信号がＴＨ１×Ｌｎよりも小さい場合には、補正を含めない本来のＯＥＴＦの特性において図１７の仮想黒浮き特性の縦軸の値×Ｌｎを入力とした場合の出力を、グレイ階調変換器５５の出力とするよう、例えばＬＵＴの変更を行う。
【０２１３】
第４の実施の形態によれば、ＬＶパネル３で黒浮きが発生する場合、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を、ＬＶパネル３の黒浮きを考慮したＲＧＢ画像信号Ｒ２’，Ｇ２’，Ｂ２’に変換することにより、ＲＧＢパネル２の表示輝度を下げる。これにより、ＬＶパネル３の黒浮きを相殺することができるので、ＲＧＢパネル２とＬＶパネル３を貼り合わせた画像表示装置において、黒浮きに起因する表示画像の暗領域で生じ得る不適切な画像表示をなくし、適切なＨＤＲ画像の表示を実現することができる。
【０２１４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明に係る画像表示装置の第５の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第５の実施の形態においては、第１の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第５の実施の形態では、第１の実施の形態と比べてブロック輝度値補正器が追加されている。
【０２１５】
第５の実施の形態では、ブロック輝度値判定器５０にてローカルディミングを行う各ディミング・ブロック内の全サブピクセル値の最大値ＢＬｍａｘに基づいて判定された各ブロック輝度値ＢＬｕｍに対し、新たに設けたブロック輝度値補正器において必要に応じて値を低減した補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１を生成し、これらをブロック輝度値ＢＬｕｍに変えて、以降の処理に適用する。
【０２１６】
画像表示装置１は、前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）２と後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）３とバックライトユニット４と信号処理部６とを備えている。前側ＬＣＤパネル２は、カラーフィルタ基板２０、ＴＦＴ基板２２、偏光フィルム２４、偏光フィルム２６、及び、駆動ＩＣ２８を備えている。後側ＬＣＤパネル３は、ガラス基板３０、ＴＦＴ基板３２、偏光フィルム３４、及び、駆動ＩＣ３６を備えている。バックライトユニット４は、基板４０、ＬＥＤ４２、側壁４４、及び、ＬＥＤ駆動部４６を備えている。
【０２１７】
図１９は、第５の実施の形態に係る信号処理部９のブロック図である。信号処理部９は、ブロック輝度値判定器５０、ブロック輝度値補正器７２、局所輝度値推定器７３、遅延回路５２、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）５３、エッジホールド回路５４、グレイ階調変換器５５、ＲＧＢ画像データ生成器５６、遅延回路５７、ＲＧＢ階調変換器５８、遅延回路７４、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）７５を備えている。
【０２１８】
ブロック輝度値判定器５０は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを基に、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロック（画素ブロック）ごとの輝度値の判定を行う。ブロック輝度値判定器５０は、最大値抽出器６１、及び、適用値判定器６２を備えている。
【０２１９】
最大値抽出器６１は、ローカルディミングを行う各ディミング・ブロックごとに、ディミング・ブロック内の全ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセル値（輝度）の３つの値の中からディミング・ブロックにおける輝度の最大値ＢＬｍａｘを抽出する。なお、本実施の形態では、ローカルディミングによって基板４０の各ＬＥＤ４２が制御可能な輝度値がＬｊ(＝Ｌ１，Ｌ２,・・・,Ｌ４０９５)で、ＲＧＢ画像信号が１２ビット（４０９６）階調である前提で説明する。
【０２２０】
なお基板４０で用いる制御用ＩＣの仕様などにより、制御可能な階調数が例えば３０００階調であるなど、ＲＧＢ画像信号の１２ビット（４０９６）階調と一致しない場合もある。その場合には例えば、ＬＥＤ駆動信号発生器６０においては、先に階調数の変換、４０９６→３０００、を行った後に、それに基づいてＢＤ信号の生成を行う。また局所輝度値推定器５１においては、先に２段階の階調数の変換、４０９６→３０００および３０００→４０９６（丸めに伴って４０９６階調のうち３０００階調分のみ有効）、を行った後、これに基づいてＰＬｕｍの生成をしても良い。
【０２２１】
適用値判定器６２は、最大値ＢＬｍａｘからディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍを判定する。
【０２２２】
ブロック輝度値補正器７２は、ブロック輝度値ＢＬｕｍから、必要に応じて値を低減した補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１を生成する。なお、ブロック輝度値補正器７２については、後ほど詳細に説明する。
【０２２３】
局所輝度値推定器７３は、ブロック輝度値補正器７２で生成された各ディミング・ブロックの補正後の輝度である補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１に基づいて、各ディミング・ブロックを発光させた場合の各ピクセルの発光輝度値を推定する。そして、局所輝度値推定器７３は、推定された各ピクセルの発光輝度を示す局所輝度値ＰＬｕｍを出力する。なお、局所輝度値推定器７３の構成及び機能は、第１の実施の形態の局所輝度値推定器５１と同じであり、詳しい説明を省略する。
【０２２４】
遅延回路５２は、ＲＧＢ画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、遅延１をかける。なお、遅延１がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１とする。
【０２２５】
ＬＶ画像データ生成器５３は、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からグレイ画像信号Ｗ及びＷ１を生成する。ＬＶ画像データ生成器５３は、グレイ変換器６３、及び、レベル変換器６４を備えている。
【０２２６】
グレイ変換器６３は、遅延回路５２からＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を受信し、受信したＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を各ピクセル（各画素）ごとに、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のサブピクセル値（輝度）の３つの値の中の最大値を代表値としたグレイ画像信号Ｗに変換する。
【０２２７】
レベル変換器６４は、各ピクセルの発光輝度値ＰＬｕｍを用いて、グレイ画像信号Ｗをグレイ画像信号Ｗ１に変換する。
【０２２８】
エッジホールド回路５４は、グレイ画像信号Ｗ１に対して、視野角補正（局所的エッジホールド処理）を行い、グレイ画像信号Ｗ１からグレイ画像信号Ｗ２を生成する。
【０２２９】
グレイ階調変換器５５は、グレイ画像信号Ｗ２に対して、ＬＶパネル３の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、グレイ画像信号Ｗ２をグレイ画像信号Ｗ３に変換する。そして、グレイ画像信号Ｗ３が、ＬＶパネル３の駆動ＩＣ３６に供給される。
【０２３０】
ＲＧＢ画像データ生成器５６は、ＬＶ画像データ生成器５３のグレイ変換器６３から受信したグレイ画像信号Ｗを用いて、ＲＧＢ画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１からＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を生成する。具体的な生成式は以下の通りである。
Ｒ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｒ１
Ｇ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｇ１
Ｂ２＝（Ｌｎ／Ｗ）×Ｂ１
【０２３１】
ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、ＲＧＢパネル２に表示されるＲＧＢ画像の各画素における各サブピクセルの輝度レベルを制御する信号である。ＲＧＢ画像データ生成器５６は、グレイ変換器６３で変換されたグレイ画像信号Ｗの輝度が低いほど、その画素に属するサブピクセルのＲＧＢ画像信号の輝度レベルを高くする。なお、上記式のＬｎは、ｎ＝４０９５で１２ビット（４０９６）階調の場合、Ｌ４０９５＝４０９５となる。
【０２３２】
遅延回路５７は、ＲＧＢ画像信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対して、遅延２をかける。なお、遅延２がかけられた後のＲＧＢ画像信号をＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３とする。
【０２３３】
ＲＧＢ階調変換器５８は、ＲＧＢ画像信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３に対して、ＲＧＢパネル２の特性に合わせた適切なＯＥＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４に変換する。そして、ＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４が、ＲＧＢパネル２の駆動ＩＣ２８に供給される。
【０２３４】
遅延回路７４は、補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１に対して、遅延３をかける。遅延３の目的は、ＲＧＢパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号の処理による遅延分、及び、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号の処理による遅延分を補償することである。遅延３によって、ＲＧＢパネル２に供給されるＲＧＢ画像信号Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４と、ＬＶパネル３に供給されるグレイ画像信号Ｗ３と、ＬＥＤ駆動部４６に供給されるＬＥＤ駆動信号ＢＤのタイミングを合わせることが可能となる。なお、遅延３がかけられた後の補正ブロック輝度値を補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ２とする。
【０２３５】
ＬＥＤ駆動信号発生器７５は、補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ２（すなわち、ブロック輝度値補正器７２で生成された補正後のディミング・ブロックの各々の輝度）に応じて、当該ディミング・ブロックの輝度を調整するようにバックライトユニット４を駆動するＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成する。本実施の形態では、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によってＬＥＤの調光を行っている。そのため、ＬＥＤ駆動信号ＢＤは調光輝度に応じてデューティ比を変化させた高さ一定のパルス信号である。そして、ＬＥＤ駆動信号ＢＤが、バックライトユニット４のＬＥＤ駆動部４６に供給される。
【０２３６】
（ブロック輝度値補正器）
バックライトのローカルディミング技術では、隣接するディミング・ブロック間の光漏れが大きい程、発光輝度がより高くなる。例えば、高輝度のディミング・ブロック同士が隣接した場合、所定のディミング・ブロックの発光による光とそのディミング・ブロックに隣接するディミング・ブロックの発光に起因して漏れた光とが合成され、発光輝度がより高くなる。
【０２３７】
これに対して第１〜４の実施の形態に係る画像表示装置では、ディミング・ブロック毎に輝度の判定を行い、それらの値を適用してＬＥＤの駆動制御をしている。そして、高輝度のディミング・ブロック同士が隣接した場合には、その部分における発光輝度が過度に高くなる可能性がある。発光輝度が過度に高くなると、以下の様な問題が発生する。
【０２３８】
・無駄な電力消費が発生する。
・ＲＧＢパネル２及びＬＶパネル３の該当する高輝度領域での温度が大きく上昇して、透過率が低下する。極端な場合、液晶が等方性液体に相転移してしまい透過率が制御不能となり、画像表示が不可能な状態になる。
・ディミング・ブロックの判定輝度よりも合成輝度が高い場合、例えば、前者に対して後者が２倍の輝度であれば、これを補償するためにＬＶ画像データ（グレイ画像信号Ｗ１）の１ビットを、同じく４倍であれば、補償のためにＬＶ画像データ（グレイ画像信号Ｗ１）の２ビットを割くことになり、その分だけその画像領域での輝度変化を表現するために用いられるビット数が減って階調特性が低下する。
【０２３９】
図２０は、ディミング・ブロックの判定輝度よりも合成輝度が２倍の輝度の場合、階調特性が低下する理由を説明する図である。なお、図２０では、ＲＧＢ画像信号が１２ビット（４０９６）階調の場合で、かつ、各ＬＥＤ４２の輝度値が４０９６段階で制御可能な場合を考える。あるディミング・ブロック内の画素値Ｖｐｘｌの波形が図２０（ａ）である場合、ブロック輝度値ＢＬｕｍはその最大値３６８６である。ここで隣接するディミング・ブロックからの光漏れが重畳し、図２０（ｂ）のように局所輝度値ＰＬｕｍが仮に７３７２（簡単のため一定値とする）と２倍に見積もられたとすると、ＬＶ画像データにおける階調変換前のグレイ画像信号Ｗ１は、Ｗ１＝（Ｌｎ／ＰＬｕｍ）×Ｗ＝（４０９５／７３７２）×３６８６＝２０４８と、最大で２０４８となる。
【０２４０】
これは、グレイ画像信号Ｗ１の１階調が画素値Ｖｐｘｌの１．８（＝３６８６／２０４８）階調分に対応する。これは、ブロック輝度値ＢＬｕｍと局所輝度値ＰＬｕｍとのギャップを補正するためにグレイ画像信号Ｗ１の約１ビット分を費やすことで、残りのビット分では画素値Ｖｐｘｌの波形の微少な変化を十分に表せることができない状態であり、表示画像の画質の低下につながる。これに対してブロック輝度値ＢＬｕｍを補正して図２０（ｃ）のように局所輝度値ＰＬｕｍを４０９５に低減した場合、グレイ画像信号Ｗ１は、Ｗ１＝（Ｌｎ／ＰＬｕｍ）×Ｗ＝（４０９５／４０９５）×３６８６＝３６８６と、最大で３６８６となる。この場合、グレイ画像信号Ｗ１によって画素値Ｖｐｘｌの波形を十分に表せることができるため、表示画像の画質低下は生じにくい。
【０２４１】
図２１は、ＬＥＤを４行×１１列に配置して中央付近のＬＥＤを同一の明るさで点灯した場合に、点灯ＬＥＤの数Ｎと表示面内中央付近でのピーク輝度との関係を示すグラフである。本図では、Ｎ＝１の場合のピーク輝度を１として正規化しており、図の１番左のプロットがＮ＝１個ＬＥＤを点灯させた場合を示し、以後右に行くに従い、Ｎ＝２個ＬＥＤを点灯させた場合、Ｎ＝４個（２行×２列）ＬＥＤを点灯させた場合、Ｎ＝９個（３行×３列）ＬＥＤを点灯させた場合、Ｎ＝１６個（４行×４列）ＬＥＤを点灯させた場合、Ｎ＝４４個（全数）ＬＥＤを点灯させた場合を示す。
【０２４２】
図２１をみると、ＬＥＤの点灯数が増加するに従い、ピーク輝度も増加していくことがわかる。そして、ＬＥＤが全数点灯した場合には、ピーク輝度は、Ｎ＝１の場合の４倍弱にまで増加していることがわかる。よってブロック輝度値補正器７２では、Ｎ＞１の場合のピーク輝度をＮ＝１の場合に近い値に減少するようにブロック輝度値ＢＬｕｍを低減した補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１に変換する。 ただし実際のピーク輝度は、同時に点灯するＬＥＤの数のみではなく、同時に点灯するＬＥＤ領域の形状にも依るため、これを考慮した処理が必要である。
【０２４３】
この様な問題に対応するため、ブロック輝度値補正器７２では、以下の様な処理を行っている。
１．判定するブロック輝度値ＢＬｕｍに近くて、かつ、連結しているディミング・ブロック群への分割、及び、ラベリング。
２．各ラベルのディミング・ブロック群における、領域形状に関わる各種特徴量の抽出とそれらに基づく第１の補正係数の導出。
３．各ラベルのディミング・ブロック群における、第１の補正係数の修正による第２の補正係数の導出、及び、これを適用した各補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１の生成。
【０２４４】
上記１については、例えば簡単には、ブロック輝度値ＢＬｕｍのローカルピークを検出し、そのピーク値のＸ％（例えば５０％)までのブロック輝度値ＢＬｕｍを有して連結してゆくディミング・ブロックを、既知のラベリング・アルゴリズムによって抽出する。あるいは、ブロック輝度値ＢＬｕｍについての分割規則を予め決めておき、更に連結する条件によってラベリングするなどしても良い。
【０２４５】
上記２の特徴量としては、ディミング・ブロックの数や各ディミング・ブロックの輝度を重み付けて計算した実効ブロック数、領域境界の長さ、水平及び垂直方向の幅やその比など様々なものがあり得る。予め実画像に基づき、有効な特徴量とそれらを用いた第１の補正係数の算出式を決定しておく。例えば、第１の補正係数を各特徴量の線形和で表すとし、様々な画像を用いて各特徴量とそのときの適切な第１の補正係数との対応を調べ、最小二乗法に従って線形和と適切な第１の補正係数との差の二乗和を最小とするよう、線形和の式における各特徴量毎の係数を導出して、第１の補正係数の算出式を決定しても良い。
【０２４６】
上記３については、第１の補正係数が過剰で輝度値が小さくなり過ぎないように、例えば何らかの安全係数を掛けて第２の補正係数を導出するものである。この安全係数は、上記２における適切な第１の補正値係数に対する導出式で計算した第１の補正係数のばらつきに基づいて決定したり、または異なる安全係数で処理をして様々な画像を表示する確認作業を通して決定するなどしても良い。また、ある場合には第１の補正係数の導出式や安全係数の値が不適切となって輝度値を増加させることの無いよう、第２の補正係数の上限を１とする。
【０２４７】
なお消費電力大、パネル温度上昇の問題は、輝度の高いほど顕著であり、輝度の低いディミング・ブロック群においては輝度補正を必ずしも必要としない。
【０２４８】
図２２は、表示画像の一例を示す図であり、図２３は、図２２の表示画像の各ディミング・ブロックのブロック輝度値ＢＬｕｍから補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１を生成する例を示す図である。本例では、図２２の表示画像を、４行×１１列のディミング・ブロックに分割し、上述したローカルピーク検出をベースにディミング・ブロックのラベリングを行っている。
【０２４９】
本例の補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１の生成方法では、最初に、各ディミング・ブロックを０、１、２の３つにラベリングする。ここで、ラベリングされていないディミング・ブロックは、輝度の低いディミング・ブロックでここでは輝度補正の対象としていない。これらのディミング・ブロックでは、ブロック輝度値ＢＬｕｍは、そのまま補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１とされる。
【０２５０】
次に、ラベル０、１、２に対して各種特徴量を抽出する。本例の場合、各ラベル毎の、ブロック輝度値ＢＬｕｍの最大値（ラベル０：４０９５、ラベル１：４０７７、ラベル２：２３８２）、ブロック輝度値ＢＬｕｍの合計値（ラベル０：７４１４６、ラベル１：７１４６、ラベル２：９８０６）、及び、ディミング・ブロックの合計数（ラベル０：２０、ラベル１：２、ラベル２：６）等を特徴量として抽出する。そして、特徴量に基づいて、各ラベル毎の第１の補正係数（ラベル０：０．５０１、ラベル１：１．００２、ラベル２：０．７３７）を導出する。
【０２５１】
次に、第１の補正係数から第２の補正係数（ラベル０：０．５０１、ラベル１：１．０００、ラベル２：０．７３７）を導出する。最後に、各ディミング・ブロックのブロック輝度値ＢＬｕｍに、当該ディミング・ブロックが属する第２の補正係数を掛け合わせ、補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１を生成する。なお、前述した様に、ラベリングされていないディミング・ブロックは、ブロック輝度値ＢＬｕｍがそのまま補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１となる。
【０２５２】
第５の実施の形態によれば、高輝度のディミング・ブロック同士が隣接し、当該ディミング・ブロックのブロック輝度値ＢＬｕｍが想定より高くなってしまった場合でも、ブロック輝度値ＢＬｕｍの値を低減した補正ブロック輝度値ＢＬｕｍ１を生成し、以降の処理に適用する。これにより、バックライトのローカルディミングに関わる消費電力を抑え、ＲＧＢパネル２とＬＶパネル３の温度上昇を抑制することにより各パネルの劣化を防ぎ、さらに、表示画質の劣化を防ぐことができる。
【０２５３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能である。
【０２５４】
従って、上述した第２の実施形態に係る画像表示装置の発明と第４の実施形態に係る画像表示装置の発明とを組み合わせた実施の形態が可能であり、例えば、第２の実施形態の画像表示装置に、第４の実施形態のＲＧＢ画像データ生成器を組み合わせても良い。同様に、上述した第３の実施形態に係る画像表示装置の発明と第４の実施形態に係る画像表示装置の発明とを組み合わせた実施の形態が可能であり、例えば、第３の実施形態の画像表示装置に、第４の実施形態のＲＧＢ画像データ生成器を組み合わせても良い。
【０２５５】
同様に、上述した第２の実施形態に係る画像表示装置の発明と第５の実施形態に係る画像表示装置の発明とを組み合わせた実施の形態が可能であり、例えば、第２の実施形態の画像表示装置に、第５の実施形態のブロック輝度値補正器を組み合わせても良い。同様に、上述した第３の実施形態に係る画像表示装置の発明と第５の実施形態に係る画像表示装置の発明とを組み合わせた実施の形態が可能であり、例えば、第３の実施形態の画像表示装置に、第５の実施形態のブロック輝度値補正器を組み合わせても良い。
【０２５６】
さらに、第４の実施形態に係る画像表示装置の発明と第５の実施形態に係る画像表示装置の発明とを組み合わせた実施の形態が可能であり、例えば、第４の実施形態の画像表示装置に、第５の実施形態のブロック輝度値補正器を組み合わせても良い。
【０２５７】
よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０２５８】
１  画像表示装置
２  前側ＬＣＤパネル（ＲＧＢパネル）
３  後側ＬＣＤパネル（ＬＶパネル）
４  バックライトユニット
５、６、７、８、９  信号処理部
２０  カラーフィルタ基板
２２  ＴＦＴ基板
２４，２６  偏光フィルム
２８  駆動ＩＣ
３０  ガラス基板
３２  ＴＦＴ基板
３４  偏光フィルム
３６  駆動ＩＣ
４０  基板
４２  ＬＥＤ
４４  側壁
４６  ＬＥＤ駆動部
５０、６５  ブロック輝度値判定器
５１、７３  局所輝度値推定器
５１Ａ、５１Ｃ  メモリ（記憶装置）
５１Ｂ、５１Ｅ、５１Ｇ  演算器
５１Ｄ  データ補間器
５１Ｆ  分布特性生成器
５２、５７、５９、６６、７０、７４  遅延回路
５３、６７  ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）
５４  エッジホールド回路
５５  グレイ階調変換器
５６、７１  ＲＧＢ画像データ生成器
５８  ＲＧＢ階調変換器
６０、７５  ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）
６１、６９最大値抽出器
６２  適用値判定器
６３、６８  グレイ変換器
６４  レベル変換器
７２  ブロック輝度値補正器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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