(57)【要約】      （修正有）【課題】ローカルディミング技術の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、コントラスト比を改善することが可能な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パネルと、グレイ画像を表示する後側ＬＣＤパネルと、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。【選択図】図４
2018054680.tif 000002
【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、
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、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または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記グレイ画像データ生成器は、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの輝度が低いほど、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３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
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４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
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６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
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、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９】
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８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
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８または９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記グレイ画像データ生成器は、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの輝度が低いほど、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８から１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
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８から１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
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８から１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
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８から１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
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８から１４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
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１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
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、
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、
判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラスト比を改善することができる画像表示装置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。しかし、例えば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た場合には低輝度領域における黒浮きを防止することは困難である。
【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、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、コントラスト比を改善することが可能な画像表示装置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、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、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。
【００１２】
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、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの輝度が低いほど、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、前記ブロック輝度値判定器で判定されたブロックの輝度が低いほど、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、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、判定された前記ブロックの各々の輝度に基づいて、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。
【発明の効果】
【００２６】
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、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、黒浮きを防止し、コントラスト比を改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】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５】１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表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す図である。
【図７】図６の画像に対する各ディミング・ブロックでのＢＬｕｍ／ＢＬｕｍＭａｘの分布を示す図である。
【図８】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９】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。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明による画像表示装置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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、公知の隔壁および公知のフラッター（Ｆｌａｔｔｅｒ）が設けられている。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（信号処理部）
図４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。
【００３９】
信号処理部５は、ブロック輝度値判定器５０、遅延回路５１、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）５２、エッジホールド回路５３、グレイ階調変換器５４、ＲＧＢ画像データ生成器５５、遅延回路５６、ＲＧＢ階調変換器５７、遅延回路５８、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）５９を備えている。
【００４０】
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６０、及び、適用値判定器６１を備えている。
【００４１】
最大値抽出器６０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。
【００４２】
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
【００４３】
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。
【００４４】
適用値判定器６１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。
【００４５】
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、Ｌ３（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。
【００４６】
遅延回路５１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５２の後述するレベル変換器６３において、グレイ画像信号Ｗとブロック輝度値ＢＬｕｍ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。
【００４７】
ＬＶ画像データ生成器５２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５２は、グレイ変換器６２、及び、レベル変換器６３を備えている。
【００４８】
グレイ変換器６２は、遅延回路５１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。
【００４９】
レベル変換器６３は、そのピクセル（画素）位置を含むディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍ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／ＢＬｕｍ）×Ｗ
【００５０】
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６３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。
【００５１】
エッジホールド回路５３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５３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。
【００５２】
グレイ階調変換器５４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。
【００５３】
ＲＧＢ画像データ生成器５５は、ＬＶ画像データ生成器５２のグレイ変換器６２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
【００５４】
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５５は、グレイ変換器６２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。
【００５５】
遅延回路５６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５２のレベル変換器６３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５３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。
【００５６】
ＲＧＢ階調変換器５７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。
【００５７】
なお、本実施の形態では、遅延回路５６の後ろにＲＧＢ階調変換器５７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５７の後ろに遅延回路５６を配置してもよい。すなわち、ＲＧＢ階調変換器５７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。
【００５８】
遅延回路５８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。
【００５９】
ＬＥＤ駆動信号発生器５９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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、本実施の形態では、遅延回路５８の後ろにＬＥＤ駆動信号発生器５９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５９の後ろに遅延回路５８を配置してもよい。すなわち、ＬＥＤ駆動信号発生器５９でＬＥＤ駆動信号ＢＤを生成した後、遅延３をかけてもよい。
【００６２】
なお、実際の信号処理部には、上述した遅延回路５１、遅延回路５６、及び、遅延回路５８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。
【００６３】
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、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、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、黒浮きを防止し、コントラスト比を改善することが可能である。
【００６４】
図５は、１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表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す。図６は、第１の実施の形態に係る画像表示装置に、ローカルディミング技術を適用した表示画像の見た目を模擬した画像の例を示す。参考のため、図６の画像に対する各ディミング・ブロックでのＢＬｕｍ／ＢＬｕｍＭａｘの分布を図７に示す。これらの図の正方形のマス目は、ディミング・ブロックに対応する。ＢＬｕｍは、上記の通りブロック輝度値であり、ＢＬｕｍＭａｘは、最大のＢＬｕｍである。
【００６５】
図５と図６の対比によれば、図５では、特に中央および上方のディミング・ブロックの輝度が高めであるのに対して、図６では、これらのディミング・ブロックの輝度が抑制される。また、特に太陽を表示する中央のディミング・ブロックについては、図５では、高輝度領域に影響されて低輝度領域の輝度が上がる黒浮きが観察されるのに対して、図６では、黒浮きが防止されており、コントラスト比を改善されている。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。例えば、図６の表示画像を実現する場合、第１の実施の形態に係るバックライトユニット４の消費電力は、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のおよそ１／３である。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかか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。
【００７０】
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。
【００７１】
図８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６４、遅延回路６５、遅延回路５１、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）６６、エッジホールド回路５３、グレイ階調変換器５４、ＲＧＢ画像データ生成器５５、遅延回路５６、ＲＧＢ階調変換器５７、遅延回路５８、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）５９を備えている。
【００７２】
ブロック輝度値判定器６４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６４は、グレイ変換器６７、最大値抽出器６８、及び、適用値判定器６１を備えている。
【００７３】
グレイ変換器６７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。
【００７４】
最大値抽出器６８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。
【００７５】
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
【００７６】
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。
【００７７】
適用値判定器６１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。
【００７８】
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、Ｌ３（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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６４内部にグレイ変換器６７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。
【００８２】
遅延回路６５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６４のグレイ変換器６７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６６のレベル変換器６３において、グレイ画像信号とブロック輝度値ＢＬｕｍ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５５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。
【００８３】
遅延回路５１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。
【００８４】
ＬＶ画像データ生成器６６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６６は、レベル変換器６３を備えている。なお、ブロック輝度値判定器６４の部分で説明した様に、ＬＶ画像データ生成器６６には、グレイ変換器は不要となる。
【００８５】
レベル変換器６３は、そのピクセル（画素）位置を含むディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍ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／ＢＬｕｍ）×Ｗ
【００８６】
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６３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。
【００８７】
エッジホールド回路５３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。
【００８８】
グレイ階調変換器５４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。
【００８９】
ＲＧＢ画像データ生成器５５は、遅延回路６５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
【００９０】
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５５は、グレイ変換器６２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。
【００９１】
遅延回路５６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。
【００９２】
ＲＧＢ階調変換器５７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。
【００９３】
遅延回路５８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。
【００９４】
ＬＥＤ駆動信号発生器５９は、ブロック輝度値ＢＬｕｍ１（すなわち、ブロック輝度値判定器６４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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。例えば、図６の表示画像を実現する場合、第２の実施の形態に係るバックライトユニット４の消費電力は、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のおよそ１／３である。
【００９７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明にかか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。
【００９８】
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。
【００９９】
図９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６４、遅延回路６５、ＬＶ画像データ生成器（グレイ画像データ生成器）６６、エッジホールド回路５３、グレイ階調変換器５４、ＲＧＢ画像データ生成器５５、遅延回路６９、ＲＧＢ階調変換器５７、遅延回路５８、及び、ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）５９を備えている。
【０１００】
ブロック輝度値判定器６４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６４は、グレイ変換器６７、最大値抽出器６８、及び、適用値判定器６１を備えている。
【０１０１】
グレイ変換器６７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。
【０１０２】
最大値抽出器６８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。
【０１０３】
適用値判定器６１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。
【０１０４】
遅延回路６５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。
【０１０５】
ＬＶ画像データ生成器６６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６６は、レベル変換器６３を備えている。
【０１０６】
レベル変換器６３は、そのピクセル（画素）位置を含むディミング・ブロックにおけるブロック輝度値ＢＬｕｍ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。
【０１０７】
エッジホールド回路５３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。
【０１０８】
グレイ階調変換器５４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。
【０１０９】
ＲＧＢ画像データ生成器５５は、ブロック輝度値判定器６４のグレイ変換器６７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
【０１１０】
なお、第２の実施の形態では、ＲＧＢ画像データ生成器５５は、遅延回路６５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５５は、ブロック輝度値判定器６４のグレイ変換器６７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。
【０１１１】
遅延回路６９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６４におけるブロック輝度値ＢＬｕｍの判定処理の遅延分、レベル変換器６３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５３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。
【０１１２】
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５１とＲＧＢ画像データ生成器５５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５１と遅延回路５６とを遅延回路６９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６９による遅延時間は、第２の実施の形態における遅延回路５１による遅延時間と遅延回路５６による遅延時間とを合計した時間と同じとなる。
【０１１３】
ＲＧＢ階調変換器５７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。
【０１１４】
遅延回路５８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。
【０１１５】
ＬＥＤ駆動信号発生器５９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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。例えば、図６の表示画像を実現する場合、第３の実施の形態に係るバックライトユニット４の消費電力は、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のおよそ１／３である。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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】
【０１２０】
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  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、６４  ブロック輝度値判定器
５１、５６、５８、６５、６９  遅延回路
５２、６６  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
５７  ＲＧＢ階調変換器
５９  ＬＥＤ駆動信号発生器（バックライト駆動信号発生器）
６０、６８  最大値抽出器
６１  適用値判定器
６２、６７  グレイ変換器
６３  レベル変換器
【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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