(57)【要約】【課題】  ＯＳＤを重畳することが可能な表示装置であって、消費電力を抑えつつ、ＯＳＤの有無による表示画像への影響を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の表示装置１００は、複数の制御領域それぞれの発光輝度を個別に制御可能なバックライト１１と、各制御領域に対応する入力画像データの部分に基づいて各制御領域の発光輝度値を設定する輝度設定部１０３と、設定された各制御領域の発光輝度値に基づいて入力画像データを補正する補正部１０６と、補正された入力画像データに基づいてバックライト１１から照射された光を透過して画像を表示する液晶パネル１２と、複数の制御領域のうち、設定された発光輝度値が所定の輝度より低い制御領域を、下限輝度値で制御し、複数の制御領域の他の制御領域を、バックライト１１の消費電力が閾値以下になるように発光輝度値を補正した制御輝度値で制御することを特徴とする。【選択図】  図３
2019101329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御領域それぞれの発光輝度を個別に制御可能な発光手段と、
各制御領域に対応する入力画像データの部分に基づいて、各制御領域の発光輝度を設定する設定手段と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて前記入力画像データを補正する補正手段と、
補正された前記入力画像データに基づいて前記発光手段から照射された光を透過して画像を表示する表示手段と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて、各制御領域の発光を制御する発光制御手段と、
を備え、
前記発光制御手段は、
前記複数の制御領域のうち、設定された前記発光輝度が所定の輝度より低い第１制御領域を、前記所定の輝度で制御し、
前記複数の制御領域のうち、前記第１制御領域でない第２制御領域を、前記発光手段で消費される電力が所定の閾値以下になるように、設定された前記発光輝度を補正した発光輝度で制御することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記発光制御手段は、前記第２制御領域に設定された発光輝度のうち前記所定の輝度を超過する発光輝度を所定の係数を乗算して低減した発光輝度と前記所定の輝度との合計の輝度で前記第２制御領域の発光を制御す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】
前記表示パネルは、補正された前記入力画像データに基づいて透過して画像を表示する液晶パネルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルは、
前記発光手段から照射された光を透過する第１液晶パネルと、前記第１液晶パネルを透過した光を補正された前記入力画像データに基づいて透過して画像を表示する第２液晶パネルとを備え、
前記第１液晶パネルは、補正された前記入力画像データに基づいて生成された制御画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記入力画像データにＯＳＤ画像を重畳する合成手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記ＯＳＤ画像が重畳された前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ＯＳＤ画像の表示輝度の設定値を記憶する記憶媒体を備え、
前記補正手段は、前記ＯＳＤ画像が重畳された領域の表示輝度が前記設定値となるように、前記ＯＳＤ画像の画素値を補正することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記所定の輝度は、前記制御領域が発光可能な輝度の上限値の半分であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記設定手段が設定した発光輝度で、各制御領域が発光した場合に、前記表示手段に照射される光の輝度分布を推測する推測手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記推測手段が推測した光の輝度分布に応じて、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
複数の制御領域それぞれの発光輝度を個別に制御可能な発光手段と、前記発光手段から照射された光を透過して画像を表示する表示手段と、を備える表示装置の制御方法であって、
各制御領域に対応する入力画像データの部分に基づいて、各制御領域の発光輝度を設定する設定工程と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて前記入力画像データを補正する補正工程と、
補正された前記入力画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過して画像を表示する表示制御工程と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて、各制御領域の発光を制御する発光制御工程と、
を備え、
前記発光制御工程は、
前記複数の制御領域のうち、設定された前記発光輝度が所定の輝度より低い第１制御領域を、前記所定の輝度で制御し、
前記複数の制御領域のうち、前記第１制御領域でない第２制御領域を、前記発光手段で消費される電力が所定の閾値以下になるように、設定された前記発光輝度を補正した発光輝度で制御することを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１０】
前記発光制御工程は、前記第２制御領域に設定された発光輝度のうち前記所定の輝度を超過する発光輝度を所定の係数を乗算して低減した発光輝度と前記所定の輝度との合計の輝度で前記第２制御領域の発光を制御することを特徴とする請求項９に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１１】
前記表示手段は、補正された前記入力画像データに基づいて透過して画像を表示する液晶パネルであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１２】
前記表示手段は、前記発光手段から照射された光を透過する第１液晶パネルと、前記第１液晶パネルを透過した光を補正された前記入力画像データに基づいて透過して画像を表示する第２液晶パネルとを備え、
前記第１液晶パネルは、補正された前記入力画像データに基づいて生成された制御画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１３】
前記入力画像データにＯＳＤ画像を重畳する合成工程をさらに備え、
前記補正工程は、前記ＯＳＤ画像が重畳された前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１４】
前記表示装置は前記ＯＳＤ画像の表示輝度の設定値を記憶する記憶媒体を備え、
前記補正工程は、前記ＯＳＤ画像が重畳された領域の表示輝度が前記設定値となるように、前記ＯＳＤ画像の画素値を補正することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１５】
前記所定の輝度は、前記制御領域が発光可能な輝度の上限値の半分であることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
【請求項１６】
前記設定工程が設定した発光輝度で、各制御領域が発光した場合に、前記表示手段に照射される光の輝度分布を推測する推測工程をさらに備え、
前記補正工程は、前記推測工程が推測した光の輝度分布に応じて、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項９乃至請求項１５のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトと透過型パネルとを備える表示装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対応する輝度レンジ（ダイナミックレンジ）が、従来（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ、ＳＤＲ）よりも広いＨｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ（ＨＤＲ）に対応する画像信号（ＨＤＲ画像信号）を用いて、画像を表示する表示装置がある。ＨＤＲ画像信号のダイナミックレンジは、従来よりも高い輝度に対応していることから、ＨＤＲ画像信号に基づいて画像を表示する場合、表示装置は、これまでよりも高い表示輝度で画像を表示可能とすることが求められる。
【０００３】
バックライトとバックライトの光を透過して画像を表示する透過型パネルとを備える表示装置でより高い表示輝度で画像を表示するためには、バックライトから透過型パネルに照射する光の輝度を従来よりも高める必要がある。しかし、バックライトの高輝度化は、消費電力の増加の要因となるという課題があった。
【０００４】
このような課題に対して、表示する画像の暗い部分に対応するバックライトの領域の輝度を低下することにより、消費電力の抑制を図ることができる（エリア制御、ローカルディミング制御）。また、バックライト（表示装置）の消費電力が一定量以下になるように、バックライトの発光輝度を制御する技術がある。具体的には、画像信号に基づいてバックライトのエリア制御をすることによりバックライトの消費電力が一定量よりも大きくなる場合、バックライトの各領域の発光輝度を画像信号に基づいて決定される発光輝度よりも低減させる。これにより、バックライトから照射される光の輝度が低下して表示装置の表示輝度の上限値が低下する一方で、バックライトの消費電力を一定量以下とすることができる。
【０００５】
一方で、表示装置では、画像信号に、さらにユーザが操作するためのＧｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＵＩ）等のＯｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）を合成して、画面に画像を表示することがある。ＯＳＤは、ユーザの視認性を高めるため、比較的高い輝度の階調（白階調）を含むことが多い。
【０００６】
特許文献１に開示された表示装置では、バックライトをエリア制御する表示装置であって、ＯＳＤが重畳された画像を表示する場合に、ＯＳＤが表示される領域に対応するバックライトの領域の輝度を所定の輝度値に制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１２５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のようにＯＳＤ重畳により対応する領域の発光輝度を上げることにより、バックライトの消費電力が一定量よりも高くなってしまう場合がある。この場合、もとの画像が同一であるにもかかわらず、ＯＳＤ重畳によりバックライトの消費電力の抑制のための発光輝度制御が働いてしまい、ユーザが視認する画像の表示輝度が変化する。したがって、ユーザは画像の視認性に対して妨害感を覚えることがあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みて、ＯＳＤを重畳することが可能な表示装置であって、消費電力を抑えつつ、ＯＳＤの有無による表示画像への影響を抑制することが可能な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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の液晶透過型表示装置は、
入力画像を元にローカルディミング処理を行なうローカルディミング部と、
消費電力が一定値を超えないようにバックライト輝度を調整するローディング部と、
バックライト輝度の最低発光輝度を設定する下限輝度設定部と、
該入力画像にグラフィックス画像を重畳する画像重畳部と、
映像を表示する液晶部と、
を備え、
該ローディング処理において、暗部でも一定輝度を下回らないように制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ユーザは消費電力を抑えつつ、ＯＳＤの視認性が良く、ＯＳＤ有無で輝度が変化しない映像を視聴することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表示装置の機能ブロックを示した第１のブロック図である。
【図２】輝度決定部が実行する制御輝度値の決定処理を示すフローチャートである。
【図３】バックライトの制御領域を示す模式図である。
【図４】入力画像データを示す模式図である。
【図５】各制御領域に対して設定された発光輝度値と制御輝度値とを示す模式図である。
【図６】表示装置の各機能ブロックを示す第２のブロック図である。
【図７】表示装置の各機能ブロックを示す第３のブロック図である。
【図８】比較例における入力画像データを示す模式図である。
【図９】比較例におけるＯＳＤ画像を重畳した入力画像データを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施例１＞
本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、表示装置１００の機能ブロックを示したブロック図である。表示装置１００は、バックライト１１、液晶パネル１２、制御部１３を備える。また、制御部１３は、入力部１０１、統計量取得部１０２、輝度設定部１０３、画像重畳部１０４、ＯＳＤ生成部１０５、補正部１０６、出力部１０７、下限輝度設定部１０８、輝度決定部１０９、および発光制御部１１０を備える。また、制御部１３は、ＣＰＵ１２０、Ｉ／Ｆ部１２１、メモリ１２２、およびメモリ１２２を備える。
【００１４】
バックライト１１は、複数の光源部を備え、光を発する照明装置である。バックライト１１は、液晶パネル１２の画面の表示領域を分割した複数の分割領域のうち、少なくとも１つの分割領域に対応した制御領域ごとに個別に発光輝度を制御可能である。バックライト１１は、制御部１３から取得した各制御エリアの発光輝度を示す情報に基づいて、各光源部の発光輝度を制御して、光を発する。
【００１５】
液晶パネル１２は、バックライト１１の光の照射方向に配置された透過型の表示パネルである。液晶パネル１２は、マトリクス状に配置された複数の液晶素子を備える。各液晶素子は、制御部１３から出力された画像信号に基づいて、透過率が制御される。バックライト１１から照射された光を、画像信号に基づいて制御された透過率で各液晶素子が透過することにより、液晶パネル１２の画面に画像が表示される。
【００１６】
制御部１３は、バックライト１１および液晶パネル１２を制御して、画面に画像を表示する制御回路基板である。制御部１３は、１以上のプロセッサ、１以上のメモリ、および１以上の電子回路を含む。
【００１７】
入力部１０１は、入力された映像信号をヘッダデータと画像データへ分離し、ヘッダデータは後述のＣＰＵ１２０へ、画像データは復調して統計量取得部１０２へ出力する。復調とは、伝送用に配列された映像信号を表示装置内部で表示用に配列し直すことを指す。映像信号は、不図示の出力装置より出力された信号線から入力端子を通り入力部１０１に入力される。
【００１８】
統計量取得部１０２は、バックライト１１の制御領域に対応する液晶パネル１２の分割領域に表示される画像データの部分の統計量を、各制御領域に対して取得する。統計量取得部１０２は、各制御領域に対して取得した統計量を、輝度設定部１０３へ出力する。統計量は、例えば、各制御領域に対応する画像データの部分に含まれる画素のうち、最大輝度となる画素値Ｖｍａｘであるとする。ここで、最大輝度となる画素値とは、画素の要素が赤、緑、青の３要素だった場合、それぞれの要素値の中で最大値のものを指す。また画像データを画像重畳部１０４へ出力する。
【００１９】
輝度設定部１０３は、統計量取得部１０２より出力された各制御領域の統計量に基づいて、各制御領域の発光輝度値を設定する。輝度設定部１０３は、画像データの画素がとり得る画素値の最大値に対する統計量（画素値Ｖｍａｘ）の比率に応じて、発光輝度を設定するとする。当該比率と設定される発光輝度値の関係は、比率が大きいほど、発光輝度値が大きくなるように予め関連付けられているとする。また、輝度設定部１０３は、画素値の最大値に対する統計量（画素値Ｖｍａｘ）の比率、もしくは画素値Ｖｍａｘが、あらかじめ定められた閾値よりも高い場合に、そうでない場合よりも高い発光輝度値が設定されるように発光輝度値を設定しても良い。輝度設定部１０３は、各制御領域の発光輝度値を示す情報を、輝度決定部１０９、および補正部１０６へ出力する。
【００２０】
画像重畳部１０４は、統計量取得部１０２から出力された画像データに、後述のＯＳＤ生成部１０５から出力されたグラフィックス画像を重畳し、補正部１０６へ画像データを出力する。
【００２１】
ＯＳＤ生成部１０５は、後述のＣＰＵ１２０に従って、映像や装置に関するＯＳＤ用の画像を生成する。生成されたグラフィックス画像は、画像重畳部１０４へ出力する。
【００２２】
補正部１０６は、輝度設定部１０３で設定された各制御領域の発光輝度値に基づいて、画像重畳部１０４から出力された画像データの画素値を補正する。
【００２３】
補正部１０６は、設定された各制御領域の発光輝度値に基づいて各制御領域が発光した場合に、液晶パネル１２に照射される光の輝度分布を推測する。例えば、補正部１０６は、液晶パネル１２の画素ごとに、照射される光の輝度を推測する。
【００２４】
補正部１０６は、照射される光の輝度の推測結果に応じて画素値を補正する。具体的には、補正部１０６は、バックライト１１の各制御領域を最大の発光輝度値で発光させた場合に液晶パネル１２に照射される輝度（Ｌｍａｘ）と、各画素で推測された輝度（Ｌｔ）との比を係数として用いて、各画素の画素値を補正する。補正部１０６は、各画素の画素値に、対応する画素におけるＬｍａｘ／Ｌｔを乗算する。なお、当該係数は、上述の形式に限定されず、さらに定数をかける等してもよい。これにより、ユーザは、バックライト１１の制御領域の発光輝度が低減した場合においても、画像データの本来の輝度で視聴することができる。補正された画像データは、出力部１０７へ出力する。
【００２５】
出力部１０７は、補正部１０６より出力された画像データを液晶パネル１２に出力する。液晶パネル１２は、取得した画像データに基づいて、各液晶素子の透過率を制御することによって、バックライト１１からの光を透過して画像を表示する。つまり、出力部１０７は、画像データを液晶パネル１２に出力することによって、液晶パネル１２が当該画像データに基づく画像を表示するように、液晶パネル１２を制御する表示制御部であるともいえる。
【００２６】
下限輝度設定部１０８は、ユーザがＯＳＤ生成部１０５で生成されたＯＳＤが視聴可能な、最も低輝度な発光輝度値（以下、下限輝度値と呼ぶ）Ｌ０を輝度決定部１０９へ出力する。Ｌ０は液晶デバイスの透過率や視聴環境によって異なり、予め後述の不揮発メモリ１２３で保持しておいても良い。また視聴時に未記載の外光センサーなどによる視聴環境に合わせて算出しても良い。例えば、下限輝度値は、制御領域が発光可能な発光輝度の半分の発光輝度に対応する値であるとする。
【００２７】
輝度決定部１０９は、輝度設定部１０３より出力された各制御領域の発光輝度値と、下限輝度設定部１０８から入力される下限輝度値Ｌ０から、各制御領域の発光を制御するための発光輝度値（制御輝度値）を決定する。制御輝度値の決定方法については、後述する。輝度決定部１０９は、決定した各制御領域の制御輝度値を示す情報を発光制御部１１０へ出力する。
【００２８】
発光制御部１１０は、輝度決定部１０９より出力された各制御領域の制御輝度値に基づいて、バックライト１１の各制御領域の光源を駆動して、発光を制御する。バックライト１１は制御領域ごとに１以上の光源を備える。例えば、光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であるとする。この場合、発光制御部１１０は、制御輝度値に対応する出力電圧で、光源を駆動する。なお、発光制御部１１０は、光源をパルス変調制御で駆動するものであってもよい。この場合、発光制御部１１０は、制御輝度値に応じたデューティ比で各光源を駆動する。
【００２９】
ＣＰＵ１２０は、制御部１３の各機能ブロックが実行する処理を制御するプロセッサである。
【００３０】
Ｉ／Ｆ部１２１は、ユーザの操作情報を取得するインターフェースである。ユーザの操作情報とは、表示装置に取り付けられたボタンやタッチパネルの押下情報、未記載の有線もしくは無線で接続されるリモートコントローラからのボタン押下情報などを指す。ユーザの操作情報とＯＳＤ生成部１０５で生成されたＯＳＤから、ＣＰＵ１２０はユーザからの設定値や目標値を得る。
【００３１】
メモリ１２２は、ＣＰＵ１２０が各機能ブロックを制御するために用いるプログラムやパラメータを記憶し、ＣＰＵ１２０がデータの読出しおよび書込みを実行可能な記憶媒体である。また、メモリ１２２は、各機能ブロックが用いるプログラムやパラメータを記憶し、各機能ブロックがデータの読出しおよび書込みを実行可能な記憶媒体である。メモリ１２２は、１つの記憶媒体で構成されてもよく、複数の記憶媒体で構成されていてもよい。メモリ１２２が複数の記憶媒体で構成される場合、各記憶媒体は、２以上の異なる種類の記憶媒体を含んでいてもよい。例えば、揮発性の記憶媒体と不揮発性の記憶媒体とを、それぞれが記憶するデータの性質に合わせて選択することが可能である。
【００３２】
図２は、輝度決定部１０９が実行する制御輝度値の決定処理を示すフローチャートである。決定処理は、輝度決定部１０９に、輝度設定部が設定した各制御領域の発光輝度値が入力されたことに応じて開始するとする。
【００３３】
Ｓ２０１で、輝度決定部１０９は、制御領域のうち、対象とする制御領域（対象制御領域）Ａ（ｎ）を予め決定された初期の対象制御領域Ａ（１）とする。なお、バックライト１１は、画面に対して垂直方向にＸ個、水平方向にＹ個の計Ｘ×Ｙ個の制御領域を有するとする。例えば、Ｘ、Ｙはそれぞれ３であるとする。図３は、バックライト１１の制御領域を示す模式図である。制御領域は、それぞれ１からＸ×Ｙまでに符号で表されるとする。
【００３４】
Ｓ２０２で、輝度決定部１０９は、制御領域Ａ（ｎ）に対する発光輝度値Ｌ（ｎ）を取得する。
【００３５】
Ｓ２０３で、輝度決定部１０９は、発光輝度値Ｌ（ｎ）が下限輝度値Ｌ０より大きいか否かを判定する。発光輝度値Ｌ（ｎ）が下限輝度値Ｌ０より大きい場合、Ｓ２０４へ進む。そうでない場合、Ｓ２０５へ進む。
【００３６】
Ｓ２０４で、輝度決定部１０９は、下限輝度値Ｌ０と発光輝度値Ｌ（ｎ）との差を超過値Ｄ（ｎ）として取得する。超過値Ｄ（ｎ）は、Ｌ（ｎ）−Ｌ０で表される。
【００３７】
Ｓ２０５で、輝度決定部１０９は、発光輝度値Ｌ（ｎ）を、下限輝度値Ｌ０と設定する。また、輝度決定部１０９は、超過値Ｄ（ｎ）にゼロを設定する。
【００３８】
Ｓ２０６で、輝度決定部１０９は、全での制御領域に対して、上述の処理が完了しているか否かを判定する。具体的には、輝度決定部１０９は、ｎ＝Ｘ×Ｙであるか否かを判定する。全ての制御領域に対して、処理が完了している場合は、Ｓ２０７へ進む。完了していない場合は、ｎに１を加算して、Ｓ２０２へ戻る。
【００３９】
Ｓ２０７で、輝度決定部１０９は、全ての制御領域の超過値を合算して総超過値Ｄｓを算出する。
【００４０】
Ｓ２０８において、輝度決定部１０９は、総超過値Ｄｓが許容値Ｍより大きいか否かを判定する。許容値Ｍは、最大許容値Ｍｍａｘと、下限輝度値Ｌ０を制御領域の個数で乗算した値Ｌ０＿ｓｕｍとの差である。ここで、最大許容値Ｍｍａｘは、表示装置１００において許容される消費電力の上限値や許容されるバックライト１１の発熱量の上限値に基づいて予め設定された、バックライト１１の制御領域が発光可能な発光輝度値の総量を指す。総超過値Ｄｓが許容発光輝度値Ｍより大きい場合、Ｓ２０９へ進む。そうでない場合は、各制御領域に設定された発光輝度値をそれぞれ制御輝度値に決定して、Ｓ２１３へ進む。
【００４１】
Ｓ２０９で、対象制御領域をＡ（１）とする。つまり対象制御領域を示すｎを初期化する。
【００４２】
Ｓ２１０で、輝度決定部１０９は、発光輝度値Ｌ（ｎ）が下限輝度値Ｌ０よりも大きいか否かを判定する。発光輝度値Ｌ（ｎ）が下限輝度値Ｌ０よりも大きい場合、Ｓ２１１へ進む。そうでない場合、Ｓ２１２へ進む。
【００４３】
Ｓ２１１で、輝度決定部１０９は、発光輝度値Ｌ（ｎ）を総超過値Ｄｓと許容値Ｍとに基づいて補正して、制御輝度値Ｂ（ｎ）とする。具体的には、輝度決定部１０９は、式１に基づいて、制御輝度値Ｂ（ｎ）を決定する。式１は、設定された発光輝度が下限輝度を超過する制御領域の制御輝度値が、下限輝度値Ｌ０に対して超過した発光輝度に係数を乗算して低減した発光輝度と、下限輝度値Ｌ０との合計の輝度値であることを示す。処理は、Ｓ２１３に進む。
Ｂ（ｎ）＝Ｌ０＋（Ｌ（ｎ）−Ｌ０）×（Ｍ÷Ｄｓ）  ・・・式１
【００４４】
Ｓ２１２で、輝度決定部１０９は、発光輝度値Ｌ（ｎ）を制御輝度値Ｂ（ｎ）とする。処理は、Ｓ２１３に進む。
【００４５】
Ｓ２１３で、輝度決定部１０９は、全での制御領域に対して、上述の処理が完了しているか否かを判定する。具体的には、輝度決定部１０９は、ｎ＝Ｘ×Ｙであるか否かを判定する。全ての制御領域に対して、処理が完了している場合は、Ｓ２１４へ進む。完了していない場合は、ｎに１を加算して、Ｓ２１０へ戻る。
【００４６】
Ｓ２１４において、輝度決定部１０９は、各制御領域の制御輝度値Ｂ（ｎ）を発光制御部１１０へ出力する。
【００４７】
以上で、輝度決定部１０９の制御輝度値の決定処理が完了する。
【００４８】
始めに本実施例の制御輝度値の決定処理を実行しない場合について説明する。本実施例の制御輝度値の決定処理を実行しない場合とは、入力画像データにＯＳＤ画像を重畳した画像データに基づいて、各制御領域の発光を制御する場合である。
【００４９】
図８は、入力画像データ、入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度、および液晶パネル１２に表示される表示画像を示す模式図である。図８（ａ）は、入力画像データを示す。入力画像データは、明領域（白階調）と暗領域（黒階調）とが左右に並んだ画像データであるとする。
【００５０】
図８（ｂ）は、入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度を示す模式図である。バックライト１１の制御領域が図３に示したような配置であるとする。この場合、制御領域Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（４）、Ａ（５）、Ａ（７）、およびＡ（８）の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。また、制御領域Ａ（３）、Ａ（６）、およびＡ（９）の発光輝度値が各制御領域の最小の発光輝度に対応する値に設定される。各制御領域で設定された発光輝度値に基づいてバックライト１１が駆動した場合の消費電力が、一定値以下であるとする。したがって、各制御領域に設定された発光輝度値が、各制御領域の制御輝度値と決定され、図８（ｂ）に示すように発光する。
【００５１】
図８（ｃ）は、入力画像データに基づいて画像を表示した場合の液晶パネル１２の表示画像を示す模式図である。バックライト１１の各制御領域が、入力画像データの対応する部分に基づく輝度で発光することから、入力画像データが示す表示輝度で画像が表示される。すなわち、消費電力を抑制するためのバックライト１１の輝度低下による、表示画像の輝度低下は発生しない。
【００５２】
図９は、ＯＳＤ画像を重畳した入力画像データ、ＯＳＤ画像を重畳した入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度、および液晶パネル１２に表示される表示画像を示す模式図である。図９（ａ）は、ＯＳＤ画像を重畳した入力画像データを示す。図８（ａ）に示した入力画像データの暗領域の一部にＯＳＤ画像が重畳される。ＯＳＤ画像は白階調で表現されたオブジェクトを含む画像である。簡単のため、図中では白四角領域で示す。
【００５３】
図９（ｂ）は、ＯＳＤ画像を重畳した入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度を示す模式図である。制御領域Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（４）、Ａ（５）、Ａ（７）、およびＡ（８）の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。また、制御領域Ａ（９）に対応する領域にＯＳＤ画像が配置されることから、制御領域Ａ（９）の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。
【００５４】
制御領域Ａ（３）、およびＡ（６）の発光輝度値が各制御領域の最小の発光輝度に対応する値に設定される。各制御領域で設定された発光輝度値に基づいてバックライト１１が駆動した場合の消費電力が、制御領域Ａ（９）の発光輝度値の変動により一定値を超えてしまうとする。したがって、各制御領域に設定された発光輝度値を、消費電力の超過分を抑制するように一律に低減した値を、各制御領域の制御輝度値とする。この時、バックライト１１は図９（ｂ）に示すように発光する。
【００５５】
図９（ｃ）は、ＯＳＤ画像が重畳された入力画像データに基づいて画像を表示した場合の液晶パネル１２の表示画像を示す模式図である。バックライト１１の各制御領域が、図９（ｂ）に示すように、入力画像データに基づく輝度よりも全体的に低い輝度で発光することから、入力画像データが示す表示輝度よりも低い表示輝度画像が表示される。すなわち、消費電力を抑制するためのバックライト１１の輝度低下による、表示画像の輝度低下が発生する。
【００５６】
次に、本実施例における処理を実行した場合の効果について説明する。
【００５７】
図４は、本実施例の処理による効果について説明するために用いる入力画像データの例を示す模式図である。図４の入力画像データは、図６（ａ）に示した画像データに対して、制御領域Ａ（３）に対応する領域に白階調の領域が含まれる画像データであるとする。
【００５８】
図５は、各制御領域に対して、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Ｌおよび決定処理によって決定された制御輝度値Ｂを示す模式図である。図５の黒四角はそれぞれ、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Ｌを示す。また、図５の斜線四角は、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Ｌを上述の制御輝度値の決定処理に基づいて決定された制御輝度値を示す。
【００５９】
制御領域Ａ（３）、Ａ（６）およびＡ（９）に対応する分割領域に表示される画像信号が黒画素（０階調）のみから構成されることから、各制御領域に設定される発光輝度値は、最小の発光輝度１０％とするとする。また、他の制御領域に設定された発光輝度値は、最大の発光輝度１００％であるとする。
【００６０】
このような制御領域Ａ（３）、Ａ（６）およびＡ（９）のように、入力画像データにおいて暗い画像に対応する領域は、発光輝度が低くなることがあった。このような領域に、あとからＯＳＤ画像を重畳すると、対応する制御領域の発光輝度が低いことから、ユーザがＯＳＤを視認しづらい場合がある。
【００６１】
上述した制御輝度値の決定処理によれば、入力画像データにおいて暗い画像に対応する制御領域（制御領域Ａ（３）、Ａ（６）およびＡ（９））に対して設定された発光輝度値を、下限輝度値Ｌ０に補正する。
【００６２】
一方で、比較例で示したように、６つ以上の制御領域を最大の発光輝度で制御すると、バックライトの消費電力が一定値以上となってしまう。したがって、下限輝度値Ｌ０よりも設定された発光輝度値が高い制御領域については、総超過値Ｄｓが許容値Ｍを上回らないように、一定の割合で減少させる。
【００６３】
上述のように制御輝度値を決定することにより、各制御領域の発光輝度を、ユーザがＯＳＤを視認するために必要な発光輝度以上とし、ＯＳＤの視認性の低下を抑制することが可能となる。また、バックライト１１の消費電力を一定量以下に抑えることも可能となる。また、ＯＳＤを重畳する前の入力画像データに基づいて設定された発光輝度値に基づいて、制御輝度値を決定することから、ＯＳＤ画像の有無によってＯＳＤ画像以外の領域に表示される画像の視認性が変化することを抑制することが可能となる。
【００６４】
したがって、消費電力を抑えつつ、ＯＳＤの有無による表示画像への影響を抑制することが可能となる。
【００６５】
なお、本実施例では、発光輝度値を用いてローディング制御したが、バックライトを制御する電流値、もしくはそれを代替する値を用いても良い。
【００６６】
＜実施例２＞
実施例２の表示装置は、実施例１の表示装置に対して、暗部のコントラストを向上させることが可能となる。実施例２の表示装置は、２枚の液晶パネルを用いてバックライトの光を透過することによって画像を表示する。このような構成の表示装置では、各液晶パネルによって、２段階で光の透過量を抑えることにより、画像の暗い領域を１枚の液晶パネルを用いる場合より低下させることが可能となる。したがって、下限輝度Ｌ０で点灯された制御領域においても、より黒が引き締まった、かつ、局所領域における高コントラストの映像を視聴することが可能となる。
【００６７】
図６は、表示装置４００の各機能ブロックを示すブロック図である。実施例１の表示装置１００と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、同一の名称および符号を用いる。また、実施例１の表示装置１００と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、説明を省略する。
【００６８】
表示装置４００は、液晶パネル１２でなく、背面液晶パネル２１と前面液晶パネル２２とを備える。
【００６９】
前面液晶パネル２２は、背面液晶パネル２１を透過した光をさらに透過して画像を表示する透過型パネルである。前面液晶パネル２２は、液晶パネル１２と同種の液晶パネルであるとする。
【００７０】
背面液晶パネル２１は、制御情報出力部４０１より出力された透過設定情報に基づいて、画素ごとに液晶素子を非透過や全透過となるように制御する透過型パネルである。背面液晶パネル２１の画素（液晶素子）の数は、前面液晶パネル２２と少なくとも同数を有するとする。
【００７１】
制御情報出力部４０１は、補正部１０６より出力された画像データの各画素に応じて背面液晶の透過率情報を算出する。例えば、補正された画像データにおいて、画素値が閾値以下である画素は、透過率情報を０（最小透過率を示す情報）とし、そうでない画素は透過率１００％（最大透過率を示す情報）とする。透過率情報は、画像データの形式としてもよい。例えば、最小透過率を示す情報として階調値０（黒階調値）を指定し、最大透過率を示す情報として階調値２５５（白階調値、８ビットデータである場合）を指定した制御画像データを透過率情報としてもよい。制御情報出力部４０１は、透過設定情報を背面液晶パネル２１へ出力する。
【００７２】
上述のように制御することによって、画素値が小さい画素に対応する前面液晶パネル２２の領域に、背面液晶パネル２１から照射される光の量を低下することが可能となる。したがって、入力画像データにおいて暗い画像が表示される分割領域に対応する制御領域に対して、ＯＳＤが視認可能な下限値を補償するように制御輝度値を決定しても、ＯＳＤが表示される領域以外の暗い領域の表示輝度を低減させることが可能となる。したがって、ユーザは、ＯＳＤの有無によらず、画像データにおける暗部を、黒が引き締まった画像として視聴することができる。
【００７３】
なお、本実施例では、背面液晶パネル２１と前面液晶パネル２２の画素が一対一に対応するとしたが、これに限らない。一対多あるいは多対一の対応でも良い。また、制御情報出力部４０１は、補正された画像データの画素値を、暗部画素か非暗部画素のいずれかとして判定したが、これに限らない。制御情報出力部４０１は、周囲画素との平均や、画像データを空間周波数のフィルタにより、階調値をもつ透過設定情報にしても良い。
【００７４】
＜実施例３＞
実施例３の表示装置は、実施例２の表示装置に対して、ＯＳＤの表示輝度をより好適に制御することを可能とする。
【００７５】
図７は、表示装置５００の各機能ブロックを示すブロック図である。実施例１の表示装置１００および実施例２の表示装置４００と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、同一の名称および符号を用いる。また、実施例１の表示装置１００および実施例２の表示装置４００と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、説明を省略する。
【００７６】
制御部１３は、さらに、ＯＳＤ輝度設定部５０１と、調整部５０２とを備える。ＯＳＤ輝度設定部５０１は、下限輝度設定部１０８で設定される下限輝度値で表現可能なＯＳＤを表示する際の輝度値Ｌｇを、調整部５０２へ出力する。Ｌｇは予めメモリ１２２で保持しておいても良い。また視聴時に未記載の外光センサーなどによる視聴環境に合わせて算出しても良い。
【００７７】
調整部５０２は、補正部１０６より出力された画像データの各画素について、発光輝度値が一定の閾値以下かどうかを判定し、暗部画素の情報を生成する。また画像重畳部１０４よりＯＳＤが重畳された領域を、画像データで特定する。特定されたＯＳＤの重畳領域において、輝度決定部１０９から入力される制御輝度値Ｂ（ｎ）がＯＳＤ輝度設定部５０１から入力された輝度値Ｌｇになる背面液晶部４０２の階調値Ｔを算出する。算出は背面液晶パネル２１の特性を表す線形変換を用いてもよい。あるいは背面液晶パネル２１の特性を表すテーブル値を予め用意しておき、テーブル値による補間計算をしても良い。算出された階調値Ｔは背面液晶パネル２１へ出力する。
【００７８】
これにより、背景映像が変化した場合でも、グラフィックスは一定輝度で表示され、ユーザの視認性が向上する。
【符号の説明】
【００７９】
１００  表示装置
１１  バックライト
１２  液晶パネル
１３  制御部
１０３  輝度設定部
１０６  補正部
１０９  輝度決定部
【図１】
2019101329.tif 000003
【図２】
2019101329.tif 000004
【図３】
2019101329.tif 000005
【図４】
2019101329.tif 000006
【図５】
2019101329.tif 000007
【図６】
2019101329.tif 000008
【図７】
2019101329.tif 000009
【図８】
2019101329.tif 000010
【図９】
2019101329.tif 000011