(57)【要約】【課題】カラーブレイクを発生させることなく、画像表示に必要な明るさを確保しつつ、消費電力を低減させることが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】入力画像信号を構成する複数の色信号それぞれについて、１フレームにおける各画素の信号値の最大値から所定の範囲内にある値である準最大値を求め、複数の上記色信号の上記準最大値の中で最大のものから決められた最大輝度値、輝度上限値、光源が発光する発光輝度、および所定の発光上限期間から決定した発光期間で、各色信号に対応する複数の光源を同時に、上記発光期間の間、一定の上記発光輝度で発光させるようにした。【選択図】        図１
2011107515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが単色光を発光する複数の光源であって、該光源が発光する光の色は入力画像信号を構成する複数の色信号のいずれかに対応し、それぞれの上記色信号に対応する上記光源が１フレーム期間中の所定の発光上限期間を発光すると上記色信号の上限値に対応する輝度値である輝度上限値が得られる複数の光源と、
複数の上記色信号それぞれについて、１フレームにおける各画素の信号値の最大値から所定の範囲内にある値である準最大値を求める最大値検出部と、
複数の上記色信号の上記準最大値の中で最大のものから決められた最大輝度値、上記輝度上限値、上記光源が発光する発光輝度、および所定の上記発光上限期間から、複数の上記光源の発光期間を決める発光期間決定部と、
複数の上記光源を同時に、上記発光期間の間、一定の上記発光輝度で発光させる光源制御部と、
画素ごとの上記色信号ごとの１フレーム期間の平均輝度が上記入力画像信号に応じて決められた値になるように、複数の上記光源からの光を画素ごとに上記色信号ごとに変調して画像を生成する光変調部と
を備える画像表示装置。
【請求項２】
前記発光期間決定部は、複数の上記光源ぞれぞれについて、１フレーム期間の平均輝度が上記準最大値となる所要発光期間を求め、複数の上記光源それぞれについて求めた上記所要発光期間の中で最長のものを上記発光期間と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】
複数の上記光源のうち、１フレーム期間の平均輝度が上記準最大値となる所要発光期間が上記発光期間よりも短い光源の発光輝度を、当該発光輝度よりも低い値に決定する発光強度決定部を備え、
上記光源制御部が、複数の上記光源を同時に、上記発光期間の間、上記発光強度決定部が決定した上記発光輝度で発光させ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４】
複数の上記光源からの光を混合して上記光変調部に出射する混色部を備える請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記光変調部が、複数の上記色信号ごとに設けられた、上記色信号に対応する色を発光する上記光源からの光を画素ごとに変調して画像を生成する変調部と、
複数の上記変調部が生成した画像を合成して画像を生成する画像合成部とを有するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記所定の発光上限期間は、１フレーム期間に対して所定の黒表示期間ができるように決められることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルなどの受光型光変調素子を用いる画像表示装置に関し、特に入力される画像データに応じて光源の発光を制御する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの変調部を複数の異なる色の光源により時分割で使用する従来の画像表示装置として、入力画像データの最大値を求め、最大値に応じたサブフレーム時間およびデータゲインを求め、サブフレーム時間に合わせて光源を発光させるとともに、データゲインに応じて入力画像データを補正するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８１７０７号公報（段落００１５〜００２６、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の画像表示装置は、入力画像データの最大値に応じて光源の発光時間を制御するとともに入力画像データを補正することにより、表示画像のコントラストを向上できるという効果が得られる。しかしながら、本構成の画像表示装置においては、複数の異なる色の光源を別々のタイミングで点灯させていることから、移動する動体を表示する場合に、１フレーム期間中における各光源の発光タイミングのずれによって少しずつ位置がずれた画像が重ね合わされ、色が分離して知覚されるカラーブレイクが発生するという課題がある。
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みて成されたものであり、カラーブレイクを発生させることなく、画像表示に必要な明るさを確保しつつ、消費電力を低減させることが可能な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】
【０００６】
本発明に係わる画像表示装置は、それぞれが単色光を発光する複数の光源であって、該光源が発光する光の色は入力画像信号を構成する複数の色信号のいずれかに対応し、それぞれの上記色信号に対応する上記光源が１フレーム期間中の所定の発光上限期間を発光すると上記色信号の上限値に対応する輝度値である輝度上限値が得られる複数の光源と、複数の上記色信号それぞれについて、１フレームにおける各画素の信号値の最大値から所定の範囲内にある値である準最大値を求める最大値検出部と、複数の上記色信号の上記準最大値の中で最大のものから決められた最大輝度値、上記輝度上限値、上記光源が発光する発光輝度、および所定の上記発光上限期間から、複数の上記光源の発光期間を決める発光期間決定部と、複数の上記光源を同時に、上記発光期間の間、一定の上記発光輝度で発光させる光源制御部と、画素ごとの上記色信号ごとの１フレーム期間の平均輝度が上記入力画像信号に応じて決められた値になるように、複数の上記光源からの光を画素ごとに上記色信号ごとに変調して画像を生成する光変調部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カラーブレイクを発生させることなく、画像表示に必要な明るさを確保しつつ、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る発光期間決定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る最大輝度値と発光期間の関係の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る発光期間決定部の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像変換部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る各色の光源の発光の一例を表した模式図である。
【図７】本発明の比較例として各色の光源の発光期間を共通としない場合における発光の一例を表した模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る発光期間決定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る画像変換部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る画像表示装置は、画像信号分析部１（最大値検出部）、発光期間決定部２、画像信号変換部３、光源制御部４、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂ、混色部６、受光型光変調部７を備える。本実施の形態の画像表示装置には、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）からなる入力画像信号が入力される。ここで、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）は、画面内の各画素における赤、緑、青色の信号値を表しており、ｘ、ｙは当該信号に対応する画素の画面内における位置を表す。
【００１０】
入力画像信号は、画像信号分析部１および画像信号変換部３へと入力される。画像信号分析部１では、入力画像信号を構成する色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）のそれぞれについて、画面内の最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを１フレーム毎に算出する。なお、最大値ではなく最大値に準じる値としてＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを算出するように構成することもできる。具体的には、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）のそれぞれについて、画面内で当該値以上の値となる信号の数が所定のしきい値（例えば、全画素数の０．００１％に相当する十数個など）を超える値を最大値に準じる値として算出することができる。この処理は、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）のそれぞれについて画面内の信号値の大きさについてのヒストグラムを生成し、信号値の大きなものからの累積度数を所定のしきい値と比較することで実現可能である。このように、画像信号分析部１では、入力画像信号を構成する色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）のそれぞれについて、画面内の最大値から所定の範囲内にある値である準最大値（最大値だけの場合を含む）を算出する。
【００１１】
最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、発光期間決定部２へと入力される。図２は、発光期間決定部２の構成の一例を示すブロック図である。本構成において、発光期間決定部２は、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、発光期間算出部９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ、最長期間算出部１０を備える。最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂにそれぞれ入力される。画像表示装置に入力される色信号は、当該信号により表示されるべき輝度に対して非線形な特性となっている場合がある。輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは、最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを輝度に対して線形な値である最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸへとそれぞれ変換する。この変換にはルックアップテーブルを使用する。最大値ＲＭＡＸの各値に対して、対応する最大輝度値ＹＲＭＡＸの値をあらかじめ記憶させておき、これを読み出すことで変換する。最大値ＧＭＡＸから最大輝度値ＹＧＭＡＸ、最大値ＢＭＡＸから最大輝度値ＹＢＭＡＸへの変換も同様である。なお、色信号が輝度に対して線形な特性となっている場合には、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは不要となる。
【００１２】
最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸは、発光期間算出部９Ｒ、９Ｇ、９Ｂへとそれぞれ入力される。発光期間算出部９Ｒ、９Ｇ、９Ｂでは、最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸを用いて、それぞれ赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対応する所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢを算出する。所要発光期間は、各フレームの画像を表示するために必要となる各光源の発光期間を表す。所要発光期間は、各色信号それぞれについて、色信号に対応する色の光を発光する光源が、所定の発光上限期間を一定の発光標準強度で発光した場合に１フレーム期間の平均強度が色信号の上限値に対応する輝度値（輝度上限値）以上になるように決められた、上記標準発光強度で発光したときに、１フレーム期間の平均強度が色信号の準最大値となるような期間として求められる。色信号ごとの所要発光期間は、最大輝度値が大きいほど長くなり、最大輝度値が小さいほど短くなる。図３は、最大輝度値と発光期間の関係の一例を示す図である。図において、横軸は最大輝度値、縦軸は発光期間である。最大輝度値は取り得る最大値（色信号の上限値に対応する輝度）が１００となるように正規化しており、発光期間は１フレーム時間内で発光できる最長の時間（発光上限期間）が１００となるように正規化している。
【００１３】
図３に示す例では、最大輝度値に比例した発光期間とすることにより、１フレーム期間内の明るさの平均値が最大輝度値と比例するように制御している。これにより、当該フレームの画像表示に必要な明るさ（１フレーム期間内の平均値）を確保しつつ、不要な発光を抑制することができる。所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢは、最長期間算出部１０へと入力される。最長期間算出部１０では、所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢのうち最長のものを選択し、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの全てに共通の発光期間を表す発光期間信号ＴＥとして出力する。この共通の発光期間が、実際に光源を発光させる実発光時間となる。
【００１４】
発光期間決定部２は、別の構成とすることもできる。図４は、発光期間決定部２の構成の別の一例である発光期間決定部２ａを示すブロック図である。本構成において、発光期間決定部２ａは、最大値算出部１１、輝度変換部８、発光期間算出部９を備える。最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、最大値算出部１１に入力され、最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸのうちの最大値であるＲＧＢＭＡＸが算出される。最大値ＲＧＢＭＡＸは輝度変換部８へと入力される。輝度変換部では最大値ＲＧＢを輝度に対して線形な値である最大輝度値ＹＭＡＸへと変換する。最大輝度値ＹＭＡＸは発光期間算出部９へと入力され、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの全てに共通の発光期間を表す発光期間信号ＴＥを生成して出力する。輝度変換部８および発光期間算出部９の動作は、上記図２におけるものと同様である。以上のように構成しても、生成される発光期間は、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対応して計算した所要発光期間のうちの最長のものと同等となる。以上が発光期間決定部２及び発光期間決定部２ａの動作である。
【００１５】
発光期間信号ＴＥは、画像信号変換部３および光源制御部４へと入力される。画像信号変換部３では、入力画像信号と発光期間信号ＴＥを用いて、表示画像信号を生成する。図５は、画像信号変換部３の構成の一例を示すブロック図である。本構成において、画像信号変換部３は、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、乗算係数算出部１２、乗算部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを備える。入力画像信号を構成する色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）は、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂにそれぞれ入力される。輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）を輝度に対して線形な値である輝度情報ＹＲ（ｘ，ｙ）、輝度情報ＹＧ（ｘ，ｙ）、輝度情報ＹＢ（ｘ，ｙ）へとそれぞれ変換する。なお、色信号が輝度に対して線形な特性となっている場合には、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは不要となる。
【００１６】
乗算係数算出部１２には発光期間信号ＴＥが入力され、これに基づいて乗算係数ｋが算出される。乗算係数ｋの算出はルックアップテーブルを使用するこにより行う。発光期間信号ＴＥの各値に対して、適切な乗算係数ｋの値をあらかじめ記憶させておき、これを読み出すことで算出する。乗算係数ｋは、発光期間信号ＴＥが表す発光期間が短いほど大きな値となる。乗算部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂでは、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）に乗算係数ｋをそれぞれ乗じてＲ２（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ２（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ２（ｘ，ｙ）から構成される表示画像信号を算出する。以上が画像信号変換部３の動作である。画像信号変換部３で生成された表示画像信号は、受光型光変調部７へと入力される。受光型光変調部７では、表示画像信号に応じて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、光源からの照明光の強度を変調して画像を表示する。すなわち、画素ごとの色信号とごの１フレーム期間の平均強度が入力画像信号に応じて決められた値になるように、各光源からの光を画素ごと色信号ごとに変調して画像を生成する。受光型光変調部７は、例えば透過型もしくは反射型の液晶パネルを用いて構成することができる。受光型光変調部７に表示された画像は、図１に図示しない投写部により、同じく図示しないスクリーンなどの被投写部に投写される。実施の形態１に係る画像表示装置は、これら投写部と被投写部を備える投写型テレビ、または投写部を備えるが非投写部を備えないプロジェクタなどに適用できる。
【００１７】
画像信号変換部３で生成される表示画像信号は、受光型光変調部７において変調された各画素の光の強さが、所望の強さとなるように生成される。すなわち、光源から受光型光変調部に入射した光の輝度が、すでに所望の値となっている場合には、その光をそのまま透過させ、所望の値よりも高い値となっている場合には、透過するまたは反射する光の輝度が所望の値となるよう、入射した光の一部を透過または反射させる。光源制御部４は、各光源の１フレーム期間内の発光期間が、発光期間信号ＴＥが表す発光期間となるように、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの点灯および消灯タイミングを制御する。混色部６は、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂからの各色の照明光の各画素における強度に差ができないように照明光を均一になるように混合し、受光型光変調部７への照明光を生成する。以上が本実施の形態における画像表示装置の動作である。
【００１８】
本実施の形態における画像表示装置では、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの発光期間を共通としている。以下、この効果について具体例を挙げて述べる。ここでは、発光期間決定部２は図２に示す構成とする。説明のための例として、入力画像信号は０〜１００の範囲の値であり、当該信号により表示されるべき輝度に対して線形な特性となっているものとする。また、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）の最大値は３０、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）の最大値は５０、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）の最大値は２０とする。このとき、最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸはそれぞれ３０、５０、２０となる。最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸと対応する光源の所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが比例関係にあるとすると、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対応する所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢはそれぞれ３０、５０、２０となり、発光期間信号ＴＥで表される全ての光源に共通の発光期間は５０となる（１フレーム期間内の最大発光時間を１００になるように正規化）。
【００１９】
図６は、上述の例における本実施の形態における画像表示装置の各色光源の発光の一例を表した図である。図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ赤色、緑色、青色光源の発光強度の時間変化を示しており、各図における横軸は時間、縦軸は発光強度である。光源の発光期間Ａは各色とも同一であり発光のタイミングも同時であるので、各光源の発光強度が等しい場合には混色部６にて混色された後の照明光は常に白色となる。白色の照明光は受光型光変調部７により表示画像信号に応じて強度が変調されるため、表示される画像はカラー画像となる。例えば赤色の画像を示す表示画像信号が入力された場合、受光型光変調部７は、照明光のうち赤色の光を透過させ、緑色と青色の光を透過しないように動作することで赤色の画像を表示することができる。
【００２０】
一方、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの発光期間を共通としない場合について述べる。この場合、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂをそれぞれ所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢを用いて発光させることになる。図７は、各色の光源の発光期間を共通としない場合における各色光源の発光の一例を表した図である。図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ赤色、緑色、青色光源の発光強度の時間変化を示しており、各図における横軸は時間、縦軸は発光強度である。この場合、期間Ｂでは緑色光源が発光し、期間Ｃでは緑色光源に加え赤色光源が発光し、期間Ｄでは３色の光源が発光するので、混色部６にて混色された後の照明光は緑色（期間Ｂ）、黄色（期間Ｃ）、白色（期間Ｄ）と時間により変化する。このように、１フレーム期間中における各光源の発光タイミングに時間差があると、移動する動体を表示する場合、１フレーム期間中に視聴者の視線が動体の動きに追従して移動する一方で、画面には色の異なる同一の画像が表示されることになる。そのため、１フレーム期間中における各光源の発光タイミングのずれによって少しずつ位置がずれた画像が視聴者の網膜上に重ね合わされ、色が分離して知覚されるいわゆるカラーブレイクと言われる現象が発生する。カラーブレイクは、画質劣化の一つであり、発生しないことが望ましい。
【００２１】
また、本実施の形態における画像表示装置では、全ての色の光源に共通の発光期間として、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対応する所要発光期間のうち最長のものを採用しているので、各フレームの画像表示に必要な明るさを確保することができる。以上のように本実施の形態における画像表示装置によれば、全ての色の光源が同時に発光するので白色光源とみなせ、各フレーム内で照明光の色が変動することがないためカラーブレイクを発生させることがない。また、発光期間を最長の所要発光期間にしたので各フレームの画像表示に必要な明るさを確保しつつ、入力画像信号の最大値が小さい画像（信号レベルの小さい画像）に対しては、各色ともに発光期間が短くなるので不要な発光を削減することができ、コントラストの向上、消費電力の低下が可能となる。
【００２２】
さらに本実施の形態における画像表示装置では、入力画像信号の最大値に応じて光源の発光期間を制御する。入力画像信号の最大値が小さいほど各光源の発光時間が短くなり、結果として消灯期間が発生する。これにより当該フレーム期間内に黒表示期間（画像が表示されない期間）が発生することになる。１フレーム期間を通じて同一の画像が表示されると、次フレームの画像が変化した場合に、視聴者には前フレームの残像と次フレームの画像が重なって知覚され、画像がぼやけるが、動画ぼやけが知覚されないほどに十分な長さの黒表示期間が１フレーム期間内に発生すると、この動画ぼやけを低減することができる。以上のように、本実施の形態における画像表示装置によれば、入力画像信号の最大値が小さい画像（信号レベルの小さい画像）に対しては発光期間が短くなり、画像が表示される期間が短くなるため、動画ぼやけの発生を抑制できるという効果もある。
【００２３】
なお、受光型光変調部７に透過型液晶を用いた直視型の画像表示装置において、受光型光変調部７の背面に光源を備える場合、赤色光源、緑色光源、青色光源はそれぞれ複数を分散して配置することが望ましい。このとき、近接して配置される所定数の赤色光源、緑色光源、青色光源を一組として制御し、同一組内の光源は同一のタイミングで点灯、消灯すると同時に、組ごとに点灯、消灯のタイミングを変化させるように構成することもできる。
【００２４】
また、所要発光期間を決定する際に用いた所定の発光上限期間を、１フレーム期間から引いた残りの時間に、動画ぼやけが知覚されないほどに十分な長さの黒表示期間が含まれるように決定すれば、入力画像信号の最大値によらず動画ぼやけの発生を抑制できる。
【００２５】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２に係る画像表示装置は、画像信号分析部１、発光期間決定部２ｂ、画像信号変換部３ｂ、光源制御部４ｂ、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂ、混色部６、受光型光変調部７を備える。なお、実施の形態１の図1におけるものと同一の番号を付したものは、同一の構成であり詳細な説明を省略する。本実施の形態２に係る画像表示装置は、発光期間決定部２ｂが発光期間信号ＴＥに加え、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対する発光強度制御信号を出力するように構成したものである。
【００２６】
本実施の形態の画像表示装置には、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）からなる入力画像信号が入力される。画像信号分析部１では、入力画像信号を構成する色信号のそれぞれについて、画面内の最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを算出する。算出された最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、発光期間決定部２ｂへと入力される。図９は、発光期間決定部２ｂの構成の一例を示すブロック図である。本構成において、発光期間決定部２ｂは、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、発光期間算出部９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ、最長期間算出部１０、発光強度算出部１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを備える。なお、実施の形態１の図２におけるものと同一の番号を付したものは、同一の構成であり詳細な説明を省略する。最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂにそれぞれ入力され、輝度に対して線形な値である最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸへとそれぞれ変換される。
【００２７】
最大輝度値ＹＲＭＡＸ、ＹＧＭＡＸ、ＹＢＭＡＸは、発光期間算出部９Ｒ、９Ｇ、９Ｂへとそれぞれ入力され、それぞれ赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂに対応する所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが算出される。所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢは、最長期間算出部１０へと入力され、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの全てに共通の発光期間を表す発光期間信号ＴＥが生成される。ここで、発光期間は、所要発光期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢのうち最長のものとなる。発光強度算出部１４Ｒには、発光期間信号ＴＥと赤色光源５Ｒに対応する所要発光期間ＴＲが入力される。発光強度算出部１４Ｒは、赤色光源５Ｒの発光強度ＩＲをＴＥとＴＲの比に応じて算出する。具体的には、所定の基準発光強度Ｉ１に対して、ＴＲ／ＴＥを乗じて赤色光源５Ｒの発光強度ＩＲを算出する。すなわち、ＩＲ＝Ｉ１＊ＴＲ／ＴＥとなる。
【００２８】
同様に、発光強度算出部１４Ｇには、発光期間信号ＴＥと緑色光源５Ｇに対応する所要発光期間ＴＲが入力され、緑色光源５Ｇの発光強度ＩＧをＴＥとＴＧの比に応じて算出する。また、発光強度算出部１４Ｂには、発光期間信号ＴＥと青色光源５Ｂに対応する所要発光期間ＴＲが入力され、青色光源５Ｂの発光強度ＩＢをＴＥとＴＢの比に応じて算出する。ここで、各色の光源に対応する色信号の最大値から求められた所用発光期間は、画像表示を行う上で当該光源に対して必要な最短の発光期間となる。各色の光源に対応する所要発光期間に比して、全ての色の光源に共通に生成される発光期間（実際に発光する期間）が長いほど、当該光源の発光強度は小さくなる。この動作によって、各色の光源からの光における１フレーム期間内の平均の明るさは、各色の光源に対して最適なものとなり、入力画像信号の最大値が小さい画像（信号レベルの小さい画像）に対するコントラスト向上、消費電力低下の効果がさらに向上する。また、各光源の発光期間を同一としており、１フレーム期間内で照明光の色が変化しないため、カラーブレイクは発生しない。
【００２９】
発光期間信号ＴＥおよび発光強度制御信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、画像信号変換部３ｂおよび光源制御部４ｂへと入力される。画像信号変換部３ｂでは、入力画像信号、発光期間信号ＴＥおよび発光強度制御信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＢを用いて、表示画像信号を生成する。図１０は、画像信号変換部３ｂの構成の一例を示すブロック図である。本構成において、画像信号変換部３ｂは、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、乗算部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、色別係数算出部１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを備える。入力画像信号を構成する色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）は、輝度変換部８Ｒ、８Ｇ、８Ｂにそれぞれ入力され、輝度に対して線形な値である輝度情報ＹＲ（ｘ，ｙ）、輝度情報ＹＧ（ｘ，ｙ）、輝度情報ＹＢ（ｘ，ｙ）へとそれぞれ変換される。
【００３０】
色別係数算出部１５Ｒには発光期間信号ＴＥおよび発光強度制御信号ＩＲが入力され、これに基づいて色信号Ｒ（ｘ，ｙ）に対する乗算係数ｋｒが算出される。乗算係数ｋｒは、発光期間と発光強度の積、すなわち１フレーム期間における発光量の積分値に応じて算出され、発光量の積分値が小さいほど大きな値となる。同様に、色別係数算出部１５Ｇには発光期間信号ＴＥおよび発光強度制御信号ＩＧが入力され、これに基づいて色信号Ｇ（ｘ，ｙ）に対する乗算係数ｋｇが算出され、色別係数算出部１５Ｂには発光期間信号ＴＥおよび発光強度制御信号ＩＢが入力され、これに基づいて色信号Ｂ（ｘ，ｙ）に対する乗算係数ｋｂが算出される。
【００３１】
乗算部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂでは、それぞれ色信号Ｒ（ｘ，ｙ）と乗算係数ｋｒ、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）と乗算係数ｋｇ、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）と乗算係数ｋｂを乗算してＲ２（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ２（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ２（ｘ，ｙ）から構成される表示画像信号を算出する。以上が画像信号変換部３ｂの動作である。画像信号変換部３ｂで生成された表示画像信号は、受光型光変調部７へと入力される。受光型光変調部７では、表示画像信号に応じて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、光源からの照明光の強度を変調して画像を表示する。受光型光変調部７は、例えば透過型もしくは反射型の液晶パネルを用いて構成することができる。
【００３２】
光源制御部４ｂは、各光源の１フレーム期間内の発光期間が、発光期間信号ＴＥが表す発光期間となるように、また発光期間における発光強度が発光強度制御信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＢで表される強度となるように、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの発光を制御する。混色部６は、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂからの各色の照明光の強度分布にムラができないように照明光を均一になるように混合し、受光型光変調部７への照明光を生成する。以上が本実施の形態における画像表示装置の動作である。
【００３３】
本実施の形態における画像表示装置では、入力画像信号に応じて全ての色の光源に共通の発光期間を決定し、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの発光を制御するとともに、各色の光源の発光強度も制御している。また、各色の光源の発光強度は、対応する色データに基づいて各色の光源ごとに決定される所用発光期間と発光期間との比率に応じて決定される。これにより、実際の発光期間が当該光源に対する所要発光期間よりも長い場合であっても、発光強度を低下させるよう制御することで、不要な発光を抑制することが可能となる。この結果、入力画像信号の最大値が小さい画像（信号レベルの小さい画像）に対するコントラスト向上、消費電力低下の効果がさらに向上するという効果もある。
【００３４】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２に係る画像表示装置は、受光型光変調部を各色の光源ごとに備えた点で、上記実施の形態１におけるものと異なる。本実施の形態３に係る画像表示装置は、画像信号分析部１、発光期間決定部２、画像信号変換部３、光源制御部４、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂ、受光型光変調部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、カラー画像合成部１６を備える。本実施の形態の画像表示装置には、色信号Ｒ（ｘ，ｙ）、色信号Ｇ（ｘ，ｙ）、色信号Ｂ（ｘ，ｙ）からなる入力画像信号が入力される。画像信号分析部１では、入力画像信号を構成する色信号のそれぞれについて、画面内の最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを算出する。
【００３５】
算出された最大値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは、発光期間決定部２へと入力される。発光期間決定部２は、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの全てに共通の発光期間を表す発光期間信号ＴＥを生成する。発光期間信号ＴＥは、画像信号変換部３および光源制御部４へと入力される。画像信号変換部３では、入力画像信号および発光期間信号ＴＥを用いて、表示画像信号を生成する。光源制御部４は、各光源の１フレーム期間内の発光期間が、発光期間信号ＴＥが表す発光期間となるように、赤色光源５Ｒ、緑色光源５Ｇ、青色光源５Ｂの発光を制御する。以上の動作は、上記実施の形態１におけるものと同様である。画像信号変換部３で生成される表示画像信号のうち、色信号Ｒ２（ｘ，ｙ）は受光型光変調部７Ｒへ、色信号Ｇ２（ｘ，ｙ）は受光型光変調部７Ｇへ、色信号Ｂ２（ｘ，ｙ）は受光型光変調部７Ｂへと入力される。
【００３６】
受光型光変調部７Ｒでは、色信号Ｒ２（ｘ，ｙ）に応じて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、赤色光源５Ｒからの光を変調する。受光型光変調部７Ｇでは、色信号Ｇ２（ｘ，ｙ）に応じて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、緑色光源５Ｇからの光を変調する。受光型光変調部７Ｂでは、色信号Ｂ２（ｘ，ｙ）に応じて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、青色光源５Ｂからの光を変調する。カラー画像合成部１６は、受光型光変調部７Ｒ、７Ｇ、７Ｂで変調された光を合成し、カラー画像を生成する。以上が本実施の形態における画像表示装置の動作である。
【００３７】
本実施の形態の画像表示装置においても、上記実施の形態１におけるものと同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像信号分析部、２、２ａ、２ｂ  発光期間決定部、３、３ｂ  画像信号変換部、４、４ｂ  光源制御部、５Ｒ  赤色光源、５Ｇ  緑色光源、５Ｂ  青色光源、６  混色部、７  受光型光変調部、８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ  輝度変換部、９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ  発光期間算出部、１０  最長期間算出部、１１  最大値算出部、１２  乗算係数算出部、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ  乗算部、１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ  発光強度算出部、１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ  色別係数算出部、７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ  受光型光変調部、１６  カラー画像合成部
【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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