(57)【要約】【課題】映像信号の明るさに応じて調整したバックライトの発光輝度をさらに落とした場合でも、映像の表示品質を保持し、かつ消費電力を削減することができる表示装置を提供する。【解決手段】バックライト５２の各領域は、光源から発した光が互いの領域間において出入り可能な構造をなす。領域毎に算出した光源の発光強度が所定の発光強度以下である場合、光源の発光強度を、算出した発光強度より弱い発光強度に決定する。輝度算出手段は、算出した光源の発光強度及び決定した光源の発光強度に基づいて、バックライト５２の各領域の輝度分布を算出する。補正値算出手段は、輝度算出手段が算出したバックライト５２の各領域の輝度分布に基づいて、各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出する。輝度代表値及び補正値算出手段が算出した補正値に基づいて、液晶パネル５１に与える映像信号を補正する。【選択図】図１
2011227347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に基づく映像を表示する液晶パネルと、
分割された複数の領域毎に少なくとも一つずつ配置された光源を有し、該光源により前記液晶パネルを照射するバックライトと、
前記映像信号が示す映像の輝度分布に基づいて、前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の輝度を代表する輝度代表値を算出する代表値算出手段と、
該代表値算出手段が算出した輝度代表値に基づいて、前記光源の発光強度をバックライトの領域毎に算出する光源強度算出手段と、
前記代表値算出手段が算出した輝度代表値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正する映像補正手段と
を備える表示装置であって、
前記バックライトの各領域は、
前記光源から発した光が互いの領域間において出入り可能な構造をなし、
前記光源強度算出手段が算出した光源の発光強度が所定の発光強度以下である場合、該光源の発光強度を算出した発光強度より弱い発光強度に決定する光源強度決定手段と、
前記光源強度算出手段が算出した光源の発光強度、及び前記光源強度決定手段が決定した光源の発光強度に基づいて、前記バックライトの各領域の輝度分布を算出する輝度算出手段と、
該輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、該各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と
を備え、
前記映像補正手段は、
前記代表値算出手段が算出した輝度代表値及び前記補正値算出手段が算出した補正値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正するようにしてある
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布を記録する輝度記録手段
を備え、
前記補正値算出手段は、
前記輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、該各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
予め想定した前記バックライトの一領域の輝度分布に基づいて、該一領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値が複数記録された補正値記録手段と、
前記輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布、又は前記輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、前記補正値記録手段に記録された補正値を検索する検索手段と、
該検索手段が検索した補正値を、前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正する補正値に設定する補正値設定手段と
を備え、
前記映像補正手段は、
前記代表値算出手段が算出した輝度代表値及び前記補正値設定手段が設定した補正値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正するようにしてある
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記補正値算出手段が算出する補正値又は前記補正値設定手段が設定する補正値は、
前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号が示す画素毎に、夫々算出又は設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルに表示する映像の表示様式を受け付ける受付手段
を備え、
前記代表値算出手段は、
前記受付手段が受け付けた映像の表示様式に基づいて、前記輝度代表値を算出するようにしてある
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記映像信号が示す映像コンテンツの内容を検出する検出手段
を備え、
前記光源強度決定手段は、
前記検出手段が検出した映像コンテンツの内容に基づいて、前記光源の発光強度をバックライトの領域毎に決定するようにしてある
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光源は、発光ダイオード、有機ＥＬ素子又は冷陰極蛍光灯を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の消費電力を削減すべく、バックライトを複数の領域に分割し、映像信号が示す映像の輝度に応じて領域毎にバックライトの発光輝度を制御する処理が行われている。一方、液晶パネルもバックライトの領域に対応して分割し、バックライトの各領域の発光光量と反比例するように、液晶パネルの各領域に与える映像信号のレベルが調整される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４２６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バックライトの消費電力はまだ高く、さらなる消費電力の削減が問題となっている。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、映像信号の明るさに応じて調整したバックライトの発光輝度をさらに落とした場合でも、映像の表示品質を保持し、かつ消費電力を削減することができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願に係る表示装置は、映像信号に基づく映像を表示する液晶パネルと、分割された複数の領域毎に少なくとも一つずつ配置された光源を有し、該光源により前記液晶パネルを照射するバックライトと、前記映像信号が示す映像の輝度分布に基づいて、前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の輝度を代表する輝度代表値を算出する代表値算出手段と、該代表値算出手段が算出した輝度代表値に基づいて、前記光源の発光強度をバックライトの領域毎に算出する光源強度算出手段と、前記代表値算出手段が算出した輝度代表値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正する映像補正手段とを備える表示装置であって、前記バックライトの各領域は、前記光源から発した光が互いの領域間において出入り可能な構造をなし、前記光源強度算出手段が算出した光源の発光強度が所定の発光強度以下である場合、該光源の発光強度を算出した発光強度より弱い発光強度に決定する光源強度決定手段と、前記光源強度算出手段が算出した光源の発光強度、及び前記光源強度決定手段が決定した光源の発光強度に基づいて、前記バックライトの各領域の輝度分布を算出する輝度算出手段と、該輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、該各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出する補正値算出手段とを備え、前記映像補正手段は、前記代表値算出手段が算出した輝度代表値及び前記補正値算出手段が算出した補正値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正するようにしてあることを特徴とする。
【０００６】
本願に係る表示装置は、前記輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布を記録する輝度記録手段を備え、前記補正値算出手段は、前記輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、該各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出するようにしてあることを特徴とする。
【０００７】
本願に係る表示装置は、予め想定した前記バックライトの一領域の輝度分布に基づいて、該一領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値が複数記録された補正値記録手段と、前記輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布、又は前記輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、前記補正値記録手段に記録された補正値を検索する検索手段と、該検索手段が検索した補正値を、前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正する補正値に設定する補正値設定手段とを備え、前記映像補正手段は、前記代表値算出手段が算出した輝度代表値及び前記補正値設定手段が設定した補正値に基づいて、前記液晶パネルに与える映像信号を補正するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
本願に係る表示装置は、前記補正値算出手段が算出する補正値又は前記補正値設定手段が設定する補正値は、前記バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号が示す画素毎に、夫々算出又は設定されることを特徴とする。
【０００９】
本願に係る表示装置は、前記液晶パネルに表示する映像の表示様式を受け付ける受付手段を備え、前記代表値算出手段は、前記受付手段が受け付けた映像の表示様式に基づいて、前記輝度代表値を算出するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本願に係る表示装置は、前記映像信号が示す映像コンテンツの内容を検出する検出手段を備え、前記光源強度決定手段は、前記検出手段が検出した映像コンテンツの内容に基づいて、前記光源の発光強度をバックライトの領域毎に決定するようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
本願に係る表示装置は、前記光源は、発光ダイオード、有機ＥＬ素子又は冷陰極蛍光灯を含むことを特徴とする。
【００１２】
本願に係る表示装置にあっては、バックライトは複数の領域に分割され、各領域には少なくとも一つずつの光源を有する。バックライトの各領域は、光源から発した光が互いの領域間において出入り可能な構造をなす。輝度代表値は、映像信号が示す映像の輝度分布に基づいて、バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の輝度を代表する輝度値である。光源強度決定手段は、輝度代表値に基づいて算出したバックライトの領域毎の光源の発光強度が所定の発光強度以下である場合、光源の強度を算出した発光強度より弱い発光強度に決定する。輝度算出手段は、輝度代表値に基づいて算出した光源の発光強度と光源強度決定手段が決定した光源の発光強度とに基づいて、バックライトの各領域の輝度分布を算出する。補正値算出手段は、輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出する。輝度代表値と補正値算出手段が算出した補正値とに基づいて、液晶パネルに与える映像信号を補正する。
【００１３】
本願に係る表示装置にあっては、輝度記録手段は、輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布を記録する。補正値算出手段は、輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値を算出する。
【００１４】
本願に係る表示装置にあっては、予め想定したバックライトの一領域の輝度分布に基づいて、一領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値が複数記録された補正値記録手段を備えている。検索手段は、輝度算出手段が算出したバックライトの各領域の輝度分布、又は輝度記録手段が記録したバックライトの各領域の輝度分布に基づいて、補正値記録手段から補正値を検索する。補正値設定手段は、検索手段が検索した補正値を、バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号を補正するための補正値に設定する。輝度代表値と補正値設定手段が設定した補正値とに基づいて、液晶パネルに与える映像信号を補正する。
【００１５】
本願に係る表示装置にあっては、補正値算出手段又は補正値設定手段は、バックライトの各領域に対応する液晶パネル部分に表示される映像の映像信号が示す画素毎に、夫々補正値を算出又は設定する。
【００１６】
本願に係る表示装置にあっては、輝度代表値は、液晶パネルに表示する映像の表示様式に基づいて、算出される。
【００１７】
本願に係る表示装置にあっては、バックライトの各領域の光源の発光強度は、映像信号が示す映像コンテンツの内容に基づいて、決定される。
【００１８】
本願に係る表示装置にあっては、光源には、発光ダイオード、有機ＥＬ素子又は冷陰極蛍光灯が含まれる。
【発明の効果】
【００１９】
本願に開示された表示装置によれば、映像信号の明るさに応じて調整したバックライトの発光輝度をさらに落とした場合でも、映像の表示品質を保持し、かつ消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る表示装置のブロック図である。
【図２】映像ゲインの補正例を示す説明図である。
【図３】バックライトの一例の斜視図である。
【図４】光源消灯の判定例を示す説明図である。
【図５】表示装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】表示装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例における表示装置を、実施の形態を示す図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
本実施の形態では、映像が表示される画面を複数の領域に分割する。そして、分割した領域毎に画面を構成するバックライトの明るさを制御することにより、消費電力の削減を図る。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る表示装置１のブロック図である。
表示装置１は、受付部（受付手段）１０、ＡＶモード記録部２０、映像信号処理部３０、バックライト輝度制御部４０及び液晶モジュール部５０を含む。なお、液晶モジュール部５０のバックライト５２は、複数の領域に分割されている。
受付部１０は、ユーザから操作を受け付ける構成部である。例えば、受付部１０は、表示装置１外部のリモートコントローラを介して赤外線、電波、超音波等の信号を受け付ける。
【００２３】
ＡＶモード記録部２０は、ユーザの好みの映像及び音声レベルであるＡＶモードを記録する構成部である。ユーザが受付部１０を介してＡＶモードを設定した場合、そのＡＶモードがＡＶモード記録部２０に記録される。
ＡＶモードの種類には、例えばダイナミック、映画、標準等がある。ダイナミックは、くっきりと色鮮やかな映像で、スポーツ番組等を迫力あふれたものにする。映画は、コントラスト感を抑えることにより、暗い映像を見やすくする。標準は、画質及び音質が全て標準値になる。
【００２４】
映像信号処理部３０は、映像信号を受け付け、輝度が補正された映像信号を液晶モジュール部５０に出力する。また、映像信号処理部３０は、分割されたバックライト５２の各領域を代表する輝度値をバックライト輝度制御部４０に出力する。バックライト輝度制御部４０は、各領域の代表的な輝度値を受け付け、領域毎に異なるデューティ比を有するパルスを液晶モジュール部５０に出力する。液晶モジュール部５０は、映像信号処理部３０から受け付けた映像信号及びバックライト輝度制御部４０から受け付けたパルスに基づいて、映像を表示する。
【００２５】
映像信号処理部３０は、信号処理部３１、輝度分布算出部（代表値算出手段）３２、映像ゲイン算出部（映像補正手段）３３、フレームメモリ３４、映像ゲイン補正参照テーブル（補正値記録手段）３５、映像ゲイン補正部（補正値設定手段）３６及び乗算器（映像補正手段）３７、３８を含む。
信号処理部３１は、１フレームの映像信号を受け付け、同期処理のためのタイミング信号及び液晶モジュール部５０の分割領域のアドレス情報を生成して、受け付けた映像信号に付加する。信号処理部３１は、当該映像信号を輝度分布算出部３２及びフレームメモリ３４に出力する。
【００２６】
輝度分布算出部３２は、１フレームの映像信号を受け付け、受け付けた映像信号に基づいて映像信号に含まれる輝度（階調）のヒストグラムを作成する。輝度分布算出部３２は、ＡＶモード記録部２０に記録されたＡＶモードを読み込む。輝度分布算出部３２は、作成した輝度のヒストグラム及び読み込んだＡＶモードに基づいて、バックライト５２の各分割領域を代表する輝度値（以下、輝度代表値と呼ぶ）を算出する。
【００２７】
輝度代表値は、例えばＡＶモードがダイナミックである場合、分割領域内の最大輝度値を輝度代表値とする。輝度代表値は、例えばＡＶモードが標準である場合、分割領域内の平均輝度値を輝度代表値とする。輝度分布算出部３２は、算出した輝度代表値を映像ゲイン算出部３３及びバックライト輝度制御部４０の発光輝度算出部４１に出力する。
【００２８】
輝度分布算出部３２は、映像コンテンツ抽出部（検出手段）３２ａを含む。映像コンテンツ抽出部３２ａは、受け付けた映像信号がＭＰＥＧ（Moving Pictures Experts Group）形式で入力されたデータに基づく場合、入力データに含まれる映像コンテンツのジャンル情報を抽出する。輝度分布算出部３２は、映像コンテンツ抽出部３２ａが抽出した映像コンテンツのジャンル情報及びＡＶモード記録部２０から読み込んだＡＶモードをバックライト輝度制御部４０の発光輝度算出部４１を介して光源消灯判定部４２に出力する。また、輝度分布算出部３２は、信号処理部３１から受け付けた映像信号を光源消灯判定部４２に出力する。
【００２９】
なお、輝度分布算出部３２が輝度代表値を算出する対象の映像信号は、１フレーム単位に限らず、１フィールド単位でもよい。輝度分布算出部３２は、２フレーム又は３フレーム以上の複数フレームの映像信号に基づいて輝度代表値を算出してもよい。あるいは、輝度分布算出部３２は、所定時間毎に輝度代表値を算出してもよい。
また、輝度代表値を決定するに際し、判断材料となる情報はＡＶモードに限らない。例えば、映像コンテンツのジャンル情報から輝度代表値を決定してもよい。さらに、映像コンテンツのジャンル情報とＡＶモードとを組み合わせて輝度代表値を決定してもよい。
【００３０】
映像ゲイン算出部３３は、輝度分布算出部３２から受け付けた輝度代表値に基づいて、各領域に対応する映像信号に乗じる映像ゲインを算出する。例えば、各領域の輝度代表値に該当する階調をＧｔｙｐ、映像信号のビット数から取り得る最大階調をＧｍａｘとした場合、Ｇｍａｘ／Ｇｔｙｐを各領域に対応する映像信号に乗じる映像ゲインとする。映像ゲイン算出部３３は、算出した領域毎の映像ゲインを乗算器３７に出力する。
【００３１】
フレームメモリ３４は、フレーム単位で映像信号を信号処理部３１から順次受け付ける。フレームメモリ３４は、１フレーム分の映像信号を受け付けた場合、既に記録している１フレーム分の映像信号を映像ゲイン補正部３６及び乗算器３８に出力し、受け付けた１フレーム分の映像信号を記録する。
なお、フレームメモリ３４を用いないでリアルタイム処理を行ってもよい。
【００３２】
映像ゲイン補正参照テーブル３５は、バックライト５２を分割する各領域内の明るさ分布に基づいて、映像ゲインを補正する補正値を記録している。
図２は、映像ゲインの補正例を示す説明図である。図２Ａはバックライト５２を例えば１６個の領域に分割した様子を表している。ここで、バックライト５２について説明する。
【００３３】
図３は、バックライト５２の一例の斜視図である。バックライト５２は、略直方体の形状をなす筐体５２１を有す。筐体５２１の底面には光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）５２２が配列して設置され、筐体５２１の上面はＬＥＤの光を均一化させる拡散板、光学シート等からなる。図３は、筐体５２１の上面を取り除いた状態を示している。
【００３４】
バックライト５２は、底面から突設された区画壁５２３により複数の領域に分割されており、各分割領域にはＬＥＤ５２２が少なくとも１つずつ配置されている。図３の例では、各領域に３個ずつのＬＥＤ５２２が筐体５２１の長手方向に設置されている。区画壁５２３は筐体５２１の長手方向及び短手方向に夫々等間隔で配設されている。区画壁５２３の断面幅は筐体５２１の底面から上面方向に向かって減少する。各領域は区画壁５２３により完全には分離されておらず、各領域のＬＥＤ５２２から発した光は、区画壁５２３の上を通過し、隣の領域に入射するように構成されている。筐体５２１の内面及び区画壁５２３の表面は、反射シートによって覆われている。
【００３５】
図２Ａには、例として３つの領域ａ、ｂ、ｃが示されている。図２Ｂの縦軸はバックライト５２における領域ａ、ｂ、ｃ内部の明るさであり、横軸は３つの領域ａ、ｂ、ｃの位置である。図２Ｃの縦軸は映像ゲイン補正値であり、横軸は３つの領域ａ、ｂ、ｃの位置である。
【００３６】
図２Ａの領域ａ、ｃではバックライト５２の光源（例えばＬＥＤ５２２）が点灯しており、領域ｂでは消費電力を削減するため光源は完全に消灯している。領域ｂには周囲の領域ａ、ｃから漏れ光が入射してくるため、図２Ｂにおいて領域ｂの明るさはゼロではない。バックライト５２の領域ａ、ｂ、ｃの明るさは、領域ａ、ｃの中心から領域ｂの中心に向かって曲線を描くようになだらかに変化している。
【００３７】
図２Ｃにおいて、領域ｂの補正値は領域ａ、ｃの中心の補正値１よりも大きく設定されている。また、図２Ｃの補正値は、領域ａ、ｃの中心から領域ｂの中心に向かって、図２Ｂの曲線と逆向きの曲線を描いてなだらかに変化する。従って、図２Ｃの補正値を映像ゲインに乗ずることにより、出力映像はオリジナルの映像信号の階調レベルに対応した映像となる。
【００３８】
映像ゲイン補正参照テーブル３５の１テーブルには、１つの領域についてその領域内の明るさ分布に基づいて予め計算された映像ゲイン補正値が、画素単位レベルで記録されている。映像ゲイン補正参照テーブル３５には、１つの領域内の明るさ分布として様々な分布パターンを想定した、多数のテーブルが記録されている。
なお、映像ゲイン補正値は、上記のように画素毎に異なる値を設定することが好ましいが、処理の負荷を考慮して、所定数の画素の集合毎に異なる値を設定してもよいし、領域毎に異なる値を設定してもよい。
【００３９】
映像ゲイン補正部３６は、検索部（検索手段）３６ａ及び補正値算出部（補正値算出手段）３６ｂを含む。
検索部３６ａは、後述する明るさ分布記録部４３からバックライト５２における各領域内の明るさ分布を受け付ける。検索部３６ａは、領域毎に、受け付けた領域内の明るさ分布に最もよく対応するテーブルを映像ゲイン補正参照テーブル３５から検索する。映像ゲイン補正部３６は、フレームメモリ３４から１フレームの映像信号を受け付ける。映像ゲイン補正部３６は、検索部３６ａが検索したテーブルに記録された画素毎の映像ゲイン補正値の座標を、映像信号に含まれる画素の座標と対応付ける。こうして、各映像ゲイン補正値は画面上のどの位置の補正値かということが確定する。映像ゲイン補正部３６は、確定した映像ゲイン補正値を乗算器３７に出力する。
【００４０】
補正値算出部３６ｂは、後述する明るさ分布記録部４３からバックライト５２における各領域内の明るさ分布を受け付け、各領域に対応する画素毎の映像ゲイン補正値を算出する。補正値算出部３６ｂによれば、映像ゲイン補正部３６は、検索部３６ａによる検索を要せずに、映像ゲイン補正値を取得することができる。
【００４１】
乗算器３７は、映像ゲイン算出部３３から受け付けた領域毎の映像ゲインと、映像ゲイン補正部３６から受け付けた画素単位の映像ゲイン補正値とを乗じて、最終映像ゲインを算出する。乗算器３７は、算出した最終映像ゲインを乗算器３８に出力する。
【００４２】
乗算器３８は、フレームメモリ３４から受け付けた映像信号と、乗算器３７から受け付けた最終映像ゲインとを乗じる。乗算器３８は、最終映像ゲインを乗じた映像信号を液晶モジュール部５０の液晶パネル５１に出力する。液晶パネル５１は、乗算器３８から与えられた映像信号に基づいて、映像を表示する。
【００４３】
バックライト輝度制御部４０は、発光輝度算出部（光源強度算出手段）４１、光源消灯判定部（光源強度決定手段）４２、明るさ分布記録部（輝度記録手段）４３及び調光制御部４４を含む。
発光輝度算出部４１は、輝度分布算出部３２から各領域の輝度代表値を受け付ける。発光輝度算出部４１は、受け付けた各領域の輝度代表値に基づいて、バックライト５２が発光すべき輝度の概算値を算出する。バックライト５２が発光すべき輝度の概算値は、各領域の輝度代表値に該当する階調をＧｔｙｐ、映像信号のビット数から取り得る最大階調をＧｍａｘ、バックライト５２の最大輝度をＢｍａｘとした場合、Ｂｍａｘ×（Ｇｔｙｐ／Ｇｍａｘ）である。発光輝度算出部４１は、算出した概算値を光源消灯判定部４２に出力する。
【００４４】
光源消灯判定部４２は、発光輝度算出部４１から輝度の概算値を受け付ける。光源消灯判定部４２は、受け付けた領域の輝度の概算値がゼロである場合、その領域の光源を消灯すると判定する。光源消灯判定部４２は、受け付けた領域の輝度の概算値が所定の輝度より低い場合も、その領域の光源を消灯すると判定する。また、光源消灯判定部４２は、受け付けた領域の輝度の概算値が上記所定の輝度から明るい方向に所定範囲内にある場合、その領域の光源の輝度を上記所定の輝度まで大幅に落とすと判定する。
【００４５】
図４は、光源消灯の判定例を示す説明図である。図４Ａはバックライト５２を例えば１６個の領域に分割した様子を表している。図４Ａには、例として４つの領域ａ、ｂ、ｃ、ｄが示されている。図４Ｂ及び図４Ｃの縦軸は光源の輝度である。図４Ｂ及び図４Ｃの横軸は、４つの領域ａ、ｂ、ｃ、ｄの位置である。
図４Ａの領域ｂについて、輝度の概算値が図４Ｂのように輝度αより低い場合、領域ｂの光源（例えばＬＥＤ５２２）を図４Ｃのように完全に消灯する。また、図４Ａの領域ｃについて、輝度の概算値が図４Ｂのように輝度αから輝度幅βの範囲内にある場合、領域ｃの光源の輝度を図４Ｃのように輝度αまで落とす。一方、図４Ａの領域ａ、ｄについて、輝度の概算値が図４Ｂのように輝度α＋βより高い場合、何の処理もしない。
【００４６】
なお、光源消灯判定部４２は、図４の領域ｂのように光源の消灯のみを判定し、図４の領域ｃのように光源の輝度を所定の輝度まで大幅に落とす場合の判定はしない形態であってもよい。あるいは、光源消灯判定部４２は、図４の領域ｃのように光源の輝度を所定の輝度まで大幅に落とす判定をし、図４の領域ｂのように光源を消灯する場合の判定をしない形態であってもよい。
【００４７】
光源消灯判定部４２は、発光輝度算出部４１を介して輝度分布算出部３２から、映像信号、映像コンテンツのジャンル情報及びＡＶモードを受け付ける。光源消灯判定部４２は、例えば映像コンテンツが映画又はＡＶモードが映画である場合、映像信号が示す映像の上下又は左右にいわゆる黒帯と呼ばれる暗部が含まれているか否か判断する。光源消灯判定部４２は、映像信号が示す映像に黒帯が含まれていると判断した場合、この黒帯部分に対応する領域の光源を消灯すると判定する。光源消灯判定部４２は、判定した結果である光源の輝度を領域毎に調光制御部４４に出力する。なお、光源消灯判定部４２は、図４Ａの領域ａ、ｄの輝度のように、何の処理もしなかった領域の輝度も含めて、バックライト５２全領域の光源の輝度を調光制御部４４に出力する。
【００４８】
光源消灯判定部４２は、明るさ分布算出部（輝度算出手段）４２ａを含む。明るさ分布算出部４２ａは、各領域の光源の輝度に基づいて、各領域内の明るさ分布を算出し、算出した夫々の明るさ分布を明るさ分布記録部４３に記録する。
【００４９】
なお、映像ゲイン補正部３６の検索部３６ａは、明るさ分布記録部４３からバックライト５２の各領域における明るさ分布を受け取り、受け取った明るさ分布に基づいて、映像ゲイン補正参照テーブル３５から映像ゲイン補正値を検索した。
しかし、映像ゲイン補正部３６は、明るさ分布記録部４３及び映像ゲイン補正参照テーブル３５を用いないで、補正値算出部３６ｂにより映像ゲイン補正値をリアルタイムで算出してもよい。すなわち、光源消灯判定部４２は、各領域内の明るさ分布又は領域毎の光源の輝度を補正値算出部３６ｂに出力する。補正値算出部３６ｂは、各領域内の明るさ分布を受け付けた場合には、各領域内の明るさ分布に基づいて映像ゲイン補正値を算出する。
また、補正値算出部３６ｂは、領域毎の光源の輝度を受け付けた場合には、明るさ分布算出部４２ａのように領域毎の光源の輝度に基づいて各領域内の明るさ分布を算出してもよい。かかる場合、補正値算出部３６ｂは、算出した各領域内の明るさ分布に基づいて映像ゲイン補正値を算出する。
【００５０】
調光制御部４４は、バックライト５２の光源を制御する構成部である。バックライト５２の光源は、調光制御部４４から出力されるパルスのデューティ比に比例して発光輝度が高くなる。デューティ比は、パルスの立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの周期Ｔとパルス幅ＷとのＷ／Ｔ比である。
調光制御部４４は、発振回路及びパルス幅調整回路からなるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路を含む。発振回路は、パルスを発生する。パルス幅調整回路は、周波数を変えることなく、発振回路が発生したパルス幅を変更することができる。調光制御部４４は、光源消灯判定部４２から受け付けた領域毎の光源の輝度に応じて、夫々調整したデューティ比を有するパルスをバックライト５２に出力する。バックライト５２は、受け付けた各パルスのデューティ比に基づいて、領域毎に異なる輝度で光源を発光させる。
【００５１】
液晶モジュール部５０は、受け付けた映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネル５１と、液晶パネル５１を照射するバックライト５２とを含む。
バックライト５２は、例えばＬＥＤ５２２を光源とし、図示しない電源装置からインバータ回路を介して電力が供給され、発光する。なお、バックライト５２の光源はＬＥＤ５２２に限るものではなく、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp））、有機ＥＬ素子等であってもよい。
【００５２】
バックライト５２の明るさは、バックライト輝度制御部４０の調光制御部４４により領域毎に制御される。バックライト５２の各領域は、映像に明るさ及び色味のばらつきが生じないように、各領域に配置されたＬＥＤ５２２の光が他の領域に互いに漏れるように構成されている。例えば、領域を区画する区画壁５２３は上面まで達しておらず、各領域を完全には分離していない。そのため、一つの領域の全てのＬＥＤ５２２を消灯しても、周囲の領域からＬＥＤ５２２の光が漏れてくるので、全てのＬＥＤ５２２を消灯した領域の輝度はゼロにはならない。
なお、筐体５２１の底面から上面までを、光が通過する開口を設けた隔壁により仕切ることで、バックライト５２の各領域を構成してもよい。これにより、バックライト５２の筐体５２１の強度を増加させることができると共に、ＬＥＤ５２２の光を他の領域に漏らすことができる。
【００５３】
バックライト５２の領域は、図３の例では、縦×横＝４×４＝１６個の同じ大きさの矩形からなる。
なお、バックライト５２の分割領域の数は、１６個に限るものではない。バックライト５２の分割領域の数は、表示装置１の大きさ、画面の輝度性能、ＬＥＤ５２２の種類等により変わる。ＬＥＤ５２２の種類として、例えば３原色（ＲＧＢ）ＬＥＤ方式、白色ＬＥＤ方式がある。また、分割領域の大きさは、領域によって大きさが異なるように設定してもよい。さらに、分割領域の形状は、矩形以外の多角形等の形状に設定してもよい。
【００５４】
液晶パネル５１は、複数に分割されたバックライト５２の領域に対応して、同じ数の領域に分割されている。領域毎のバックライト５２の明るさ分布に対応して、輝度が補正された映像信号が液晶パネル５１に与えられる。液晶パネル５１は、与えられた映像信号に基づいて、映像を表示する。
なお、液晶パネル５１が分割されているということは、液晶パネル５１が物理的に分割されているということではなく、複数の領域が設定されているということである。液晶パネル５１の各領域はスムーズに連続しており、１枚のパネルを構成している。
【００５５】
次に、本実施の形態に係る表示装置１の動作について説明する。
ここでは、表示装置１が映画コンテンツに係るＭＰＥＧ方式の映像信号を処理する場合を扱う。
【００５６】
映画の映像のアスペクト比は作品毎に異なる。例えば、ビスタサイズのアスペクト比は１．６６：１、７０ｍｍ映画のアスペクト比は２．２２：１、シネマスコープのアスペクト比は２．３５：１である。従って、表示装置１は、映画を表示する場合、画面のサイズに応じて上下又は左右に黒帯を画面に表示する場合がある。表示装置１が画面のサイズに応じて黒帯を表示する場合の他に、映像信号の中に最初から黒帯の信号が入っている場合がある。ここでは、映像信号の中に最初から黒帯の信号が入っている場合を扱う。
【００５７】
予めＡＶモード記録部２０は、受付部１０からの信号に基づき映画のモードを記録する。
信号処理部３１は、１フレームの映像信号を受け付け、受け付けた映像信号にタイミング信号及び分割領域のアドレス情報を付加する。信号処理部３１は、当該映像信号を輝度分布算出部３２及びフレームメモリ３４に出力する。
【００５８】
輝度分布算出部３２は、映像コンテンツ抽出部３２ａが抽出したコンテンツの内容から、受け付けた映像信号のコンテンツを映画と判断する。輝度分布算出部３２は、ＡＶモード記録部２０から映画のモードを読み込む。輝度分布算出部３２は、コンテンツが映画であること及びＡＶモードが映画であることから、暗い映像を見やすくするため、各領域の輝度代表値に、例えば平均輝度値より所定値だけ低い輝度を設定する。輝度分布算出部３２は、設定した輝度代表値を映像ゲイン算出部３３及び発光輝度算出部４１に出力する。
輝度分布算出部３２は、映像信号、コンテンツ内容及びＡＶモードを、発光輝度算出部４１を介して光源消灯判定部４２に出力する。
【００５９】
発光輝度算出部４１は、受け付けた各領域の輝度代表値に基づいて、バックライト５２が発光すべき輝度の概算値を算出し、光源消灯判定部４２に出力する。
光源消灯判定部４２は、受け付けた輝度の概算値に基づいて、消灯するＬＥＤ５２２及び大幅に輝度を落とすＬＥＤ５２２を判定する。また、光源消灯判定部４２は、輝度分布算出部３２から映像信号、コンテンツ内容及びＡＶモードを、発光輝度算出部４１を介して受け付ける。光源消灯判定部４２は、コンテンツ内容及びＡＶモードから映像コンテンツが映画であると判断する。光源消灯判定部４２は、映像信号に画面の上下又は左右に位置する黒帯の信号が含まれるか否か判定する。光源消灯判定部４２は、映像信号に画面の上下又は左右に位置する黒帯の信号が含まれると判定した場合、映像の黒帯に該当する領域のＬＥＤ５２２を消灯すると判定する。
【００６０】
なお、黒帯部分の判定は輝度分布算出部３２が行い、輝度分布算出部３２が映像の黒帯に対応する領域の輝度代表値にゼロを設定してもよい。かかる場合、光源消灯判定部４２は、発光輝度算出部４１から受け付けた輝度の概算値がゼロである領域のＬＥＤ５２２を消灯すると判定する。
【００６１】
光源消灯判定部４２は、判定結果に基づいて、領域毎にＬＥＤ５２２に発光させる輝度を調光制御部４４に出力する。また、光源消灯判定部４２の明るさ分布算出部４２ａは、バックライト５２の各領域の明るさ分布を算出し、明るさ分布記録部４３に記録する。
【００６２】
調光制御部４４は、領域毎にＬＥＤ５２２に発光させる輝度に応じて調整したデューティ比を有するパルスをバックライト５２に出力する。バックライト５２は、受け付けた各パルスのデューティ比に基づいて、領域毎に異なる輝度でＬＥＤ５２２を発光させる。
【００６３】
映像ゲイン算出部３３は、輝度分布算出部３２から受け付けた輝度代表値に基づいて、各領域に対応する映像信号に乗じる映像ゲインを算出する。映像ゲイン算出部３３は、算出した映像ゲインを乗算器３７に出力する。
【００６４】
映像ゲイン補正部３６の検索部３６ａは、明るさ分布記録部４３からバックライト５２の各領域の明るさ分布を受け付ける。映像ゲイン補正部３６は、フレームメモリ３４から映像信号を受け付ける。
検索部３６ａは、受け付けた領域の明るさ分布に最もよく対応するテーブルを映像ゲイン補正参照テーブル３５から検索する。映像ゲイン補正部３６は、検索部３６ａが検索したテーブルに記録された画素毎の映像ゲイン補正値を、受け付けた映像信号に含まれる画素の座標と対応付ける。映像ゲイン補正部３６は、領域の数だけ上記の処理を繰り返し、１フレーム分の映像ゲイン補正値を乗算器３７に出力する。
【００６５】
乗算器３７は、映像ゲイン算出部３３から受け付けた映像ゲイン及び映像ゲイン補正部３６から受け付けた映像ゲイン補正値を乗じて最終映像ゲインを算出し、算出した最終映像ゲインを乗算器３８に出力する。
乗算器３８は、フレームメモリ３４から受け付けた映像信号に、乗算器３７から受け付けた最終映像ゲインを乗じて、液晶パネル５１に出力する。液晶パネル５１は、受け付けた映像信号に基づいてバックライト５２から照射された光を部分的に透過することにより、映像を表示する。
【００６６】
図５及び図６は、表示装置１の処理の一例を示すフローチャートである。
信号処理部３１は、１フレームの映像信号にタイミング信号及び分割領域のアドレス情報を付加し、輝度分布算出部３２及びフレームメモリ３４に出力する（ステップＳ１０１）。輝度分布算出部３２は、ＡＶモードが映画か否か判断する（ステップＳ１０２）。輝度分布算出部３２は、ＡＶモードが映画であると判断した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、映画モードの輝度代表値を算出し、映像ゲイン算出部３３及び発光輝度算出部４１に出力する（ステップＳ１０３）。輝度分布算出部３２は、ＡＶモードが映画でないと判断した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、映画モード以外の輝度代表値を算出し、映像ゲイン算出部３３及び発光輝度算出部４１に出力する（ステップＳ１０４）。
【００６７】
発光輝度算出部４１は、輝度代表値に基づいてバックライト５２が発光すべき輝度の概算値を算出する（ステップＳ１０５）。光源消灯判定部４２は、輝度の概算値に基づいてＬＥＤ５２２の消灯及び輝度低減を判定する（ステップＳ１０６）。光源消灯判定部４２は、コンテンツが映画か否か判断する（ステップＳ１０７）。光源消灯判定部４２は、コンテンツが映画であると判断した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、黒帯部分に該当するバックライト５２の領域のＬＥＤ５２２を消灯すると判断する（ステップＳ１０８）。光源消灯判定部４２は、コンテンツが映画でないと判断した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０９に処理を移す。
【００６８】
光源消灯判定部４２は、バックライト５２の各領域の明るさ分布を算出し、明るさ分布記録部４３に記録する（ステップＳ１０９）。調光制御部４４は、発光輝度算出部４１が算出した輝度の概算値と光源消灯判定部４２の判定結果とに基づいて、バックライト５２のＬＥＤ５２２を制御する（ステップＳ１１０）。
【００６９】
一方、映像ゲイン算出部３３は、輝度代表値に基づいて映像ゲインを算出する（ステップＳ１１１）。映像ゲイン補正部３６は、明るさ分布記録部４３に記録されたバックライト５２の各領域の明るさ分布及び映像信号に基づいて、映像ゲイン補正参照テーブル３５から映像ゲイン補正値を検索する（ステップＳ１１２）。乗算器３７は、映像ゲインと映像ゲイン補正値とから最終映像ゲインを算出する（ステップＳ１１３）。乗算器３８は、フレームメモリ３４から受け付けた映像信号に最終映像ゲインを乗じ、補正された映像信号を液晶パネル５１に出力する（ステップＳ１１４）。液晶パネル５１は、補正された映像信号に基づいて映像を表示し（ステップＳ１１５）、表示装置１は、１フレーム分の映像信号に係る処理を終了する。
【００７０】
表示装置１によれば、映像信号の輝度代表値に応じて、バックライト５２の光源の輝度を落とす。表示装置１はこの状態からさらにバックライト５２の光源の輝度を落とす。例えば、図４Ｂの領域ｂの光源の輝度は所定の輝度αより低いため、図４Ｂの領域ｂの光源は消灯される。そのため、表示装置１は消費電力の大幅な削減が可能である。一方、表示装置１によれば、バックライト５２の明るさ分布に基づいて、液晶パネル５１に与える映像信号の映像ゲインを補正することにより、映像信号が示す映像本来の明るさで映像を表示することができる。つまり、表示装置１はバックライト５２の光源の輝度を大幅に落としても、映像の表示品質を保持することができる。
【００７１】
バックライト５２の分割領域は、周囲の領域から漏れ光が入ったり、周囲の領域へ漏れ光が出たりする構造をなす。そのため、ある領域の光源を全て消灯しても、当該領域の輝度はゼロにはならず、液晶パネル５１に照射する光を確保することができる。また、ある領域の光源の発光輝度を大幅に落としても、液晶パネル５１に照射する光を確保することができる。また、バックライト５２の領域間において光源の光が出入りすることができるため、領域間の輝度は不連続に変化せず、なだらかに変化する。これにより、領域間を境にした画質の急激な変化は生じない。
【００７２】
表示装置１によれば、バックライト５２の明るさ分布は、明るさ分布記録部４３に記録される。これにより、バックライト５２の明るさ分布に基づく映像ゲインの補正処理に余裕が生じ、バックライト５２の光源の輝度制御と液晶パネル５１への映像信号の出力との同期が取りやすくなる。
また、表示装置１は、予め映像ゲイン補正値を記録した映像ゲイン補正参照テーブル３５から補正値を検索する。そのため、表示装置１は、映像ゲイン補正値を最初から算出する場合に比べてより高速に映像ゲイン補正値を求めることができる。
【００７３】
表示装置１によれば、表示装置１に設定されるＡＶモード又は映像信号から得られる映像コンテンツの情報に基づいて、さらにバックライト５２の光源の輝度を落とすため、消費電力をさらに削減することができる。例えば、映画の黒帯部分に該当するバックライト５２の光源を映画の視聴の間ずっと消灯することにより、さらに消費電力が削減される。
【００７４】
表示装置１は、バックライト５２を備えた表示装置であり、例えばテレビジョン受像機や、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、屋外ビジョンの表示部等である。
【符号の説明】
【００７５】
１          表示装置
３２        輝度分布算出部
３３        映像ゲイン算出部
３７、３８  乗算器
３６ｂ      補正値算出部
４１        発光輝度算出部
４２        光源消灯判定部
４２ａ      明るさ分布算出部
５１        液晶パネル
５２        バックライト
５２２      ＬＥＤ
【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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