(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ごとに光の透過率を液晶で変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示可能であり、前記画素の透過率が最低に設定された場合でも前記光が前記液晶を介して漏れる液晶パネルと、
３原色の前記光を発する光源ブロックを有し、前記表示画面が分割された複数の領域に対応して前記光源ブロックが複数配置されて構成されたバックライトとを備える表示デバイスの表示制御装置であって、
前記映像信号のうち色度信号を検出する色度信号検出手段と、
前記検出された色度信号に応じて、前記光源ブロックごとに前記３原色の光の輝度比を個別に制御する輝度比制御手段と、
前記輝度比制御手段による制御に応じて、前記画素ごとの前記透過率を制御する透過率制御手段とを具備し、
前記検出された色度信号が、前記各領域のうち第１の領域内で第１の色度及び前記第１の色度とは異なる第２の色度を含み、かつ、前記第１の領域に隣接する第２の領域内で前記第２の色度を含む場合であって、前記第１の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域と、前記第２の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域とが連続する場合、
前記第１及び第２の領域における前記連続する領域の前記第２の色度が同じになるように、前記輝度比制御手段は、前記第１の領域の輝度比を第１の輝度比に設定し、かつ、前記第２の領域の輝度比を前記第１の輝度比とは異なる第２の輝度比に設定するとともに、前記透過率制御手段は、前記第１及び第２の領域の前記画素の透過率を制御する
表示制御装置。
【請求項２】
画素ごとに光の透過率を液晶で変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示可能であり、前記画素の透過率が最低に設定された場合でも前記光が前記液晶を介して漏れる液晶パネルと、
３原色の前記光を発する光源ブロックを有し、前記表示画面が分割された複数の領域に対応して前記光源ブロックが複数配置されて構成されたバックライトと、
前記映像信号のうち色度信号を検出する色度信号検出手段と、
前記検出された色度信号に応じて、前記光源ブロックごとに前記３原色の光の輝度比を個別に制御する輝度比制御手段と、
前記輝度比制御手段による制御に応じて、前記画素ごとの前記透過率を制御する透過率制御手段とを具備し、
前記検出された色度信号が、前記各領域のうち第１の領域内で第１の色度及び前記第１の色度とは異なる第２の色度を含み、かつ、前記第１の領域に隣接する第２の領域内で前記第２の色度を含む場合であって、前記第１の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域と、前記第２の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域とが連続する場合、
前記第１及び第２の領域における前記連続する領域の前記第２の色度が同じになるように、前記輝度比制御手段は、前記第１の領域の輝度比を第１の輝度比に設定し、かつ、前記第２の領域の輝度比を前記第１の輝度比とは異なる第２の輝度比に設定するとともに、前記透過率制御手段は、前記第１及び第２の領域の前記画素の透過率を制御する
表示装置。
【請求項３】
画素ごとに光の透過率を液晶で変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示可能であり、前記画素の透過率が最低に設定された場合でも前記光が前記液晶を介して漏れる液晶パネルと、
３原色の前記光を発する光源ブロックを有し、前記表示画面が分割された複数の領域に対応して前記光源ブロックが複数配置されて構成されたバックライトとを備える表示装置の表示制御方法であって、
前記映像信号のうち色度信号を検出し、前記検出された色度信号が、前記各領域のうち第１の領域内で第１の色度及び前記第１の色度とは異なる第２の色度を含み、かつ、前記第１の領域に隣接する第２の領域内で前記第２の色度を含む場合であって、前記第１の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域と、前記第２の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域とが連続する場合、
前記第１及び第２の領域における前記連続する領域の前記第２の色度が同じになるように、前記第１の領域の輝度比を第１の輝度比に設定し、かつ、前記第２の領域の輝度比を前記第１の輝度比とは異なる第２の輝度比に設定するとともに、前記第１及び第２の領域の前記画素の透過率を制御する
表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトの透過率を制御して映像を表示する表示装置、その表示装置を制御する表示制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の透過率を制御して映像を表示する表示装置、例えば、液晶表示装置は、液晶パネルの画素が発光しないため、液晶パネルの背面側にバックライトを配置し、そのバックライトで液晶パネルの背面を照明して画像を表示させるようにしている。バックライトとしては、最近では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられることが多い。
【０００３】
また、バックライトを構成する各光源に対応させて表示画面を複数の領域に分割し、その分割領域ごとに必要とされる表示輝度に対応して、部分的に光源の発光輝度を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、消費電力が低減される。
【０００４】
なお、上記した「発光輝度」とは、光源から光が出射されるときの輝度を言い、上記した「表示輝度」とは、光源から出射された光が表示部（表示画面）を透過したときの輝度を言う（以下、同じ）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１２５０３号公報（段落[００３５]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のように部分的に発光輝度が変化することで消費電力が低減されるが、消費電力の低減だけでなく、画質そのものに対する要求が高まってきている。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、３原色の光を発する光源ブロックを有し、前記表示画面が分割された複数の領域に対応して光源ブロックが複数配置されて構成されたバックライトを用いた表示装置に表示される画質を向上させること、特に、当該各領域の境界での色ムラの発生を抑制することができる表示制御装置、表示装置及び表示制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る表示制御装置は、
画素ごとに光の透過率を液晶で変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示可能であり、前記画素の透過率が最低に設定された場合でも前記光が前記液晶を介して漏れる液晶パネルと、
３原色の前記光を発する光源ブロックを有し、前記表示画面が分割された複数の領域に対応して前記光源ブロックが複数配置されて構成されたバックライトとを備える表示デバイスの表示制御装置であって、
前記映像信号のうち色度信号を検出する色度信号検出手段と、
前記検出された色度信号に応じて、前記光源ブロックごとに前記３原色の光の輝度比を個別に制御する輝度比制御手段と、
前記輝度比制御手段による制御に応じて、前記画素ごとの前記透過率を制御する透過率制御手段とを具備し、
前記検出された色度信号が、前記各領域のうち第１の領域内で第１の色度及び前記第１の色度とは異なる第２の色度を含み、かつ、前記第１の領域に隣接する第２の領域内で前記第２の色度を含む場合であって、前記第１の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域と、前記第２の領域のうち前記第２の色度で前記表示画面に表示される領域とが連続する場合、
前記第１及び第２の領域における前記連続する領域の前記第２の色度が同じになるように、前記輝度比制御手段は、前記第１の領域の輝度比を第１の輝度比に設定し、かつ、前記第２の領域の輝度比を前記第１の輝度比とは異なる第２の輝度比に設定するとともに、前記透過率制御手段は、前記第１及び第２の領域の前記画素の透過率を制御する。
【０００９】
本発明では、映像信号の色度信号に応じて、光源ブロックごとに、つまり表示画面の領域ごとに３原色の輝度比が個別に制御されるので、色純度を高めることができ、高画質化を図ることができる。
【００１０】
「色度信号に応じて制御する」とは、具体的には、表示画面の各領域のうち、ある領域が第１の色度でなる場合、その領域に対応する光源ブロックがその第１の色度に極力近い光、あるいは第１の色度と同じ色度の光を発するように輝度比が制御される、という趣旨である。
【００１１】
表示デバイスの「画素」とは、３原色のうちの１つの原色に対応する画素である。
【００１２】
本発明では、輝度比制御手段と透過率制御手段とが相補的に動作することで原映像の色度を再現する、という趣旨である。
【００１４】
本発明では、第１の色領域で表示される第１の色純度と第２の色領域で表示される第２の色純度とが実質的に同じになるように、第１及び第２の領域に対応するそれぞれの光源ブロックの輝度比が制御され、また、透過率制御手段により第１及び第２の透過率が制御される。したがって、１つの表示画面において、単位面積あたりの、ある単色の発光素子の個数が低くても、表示される映像に色ムラが発生することを抑制することができる。
【００１５】
本発明において、表示制御装置は、前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶する記憶手段と、前記映像信号のうち輝度信号を検出する輝度検出手段と、前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定する輝度分布設定手段と、前記設定された輝度分布で前記バックライトを点灯させる点灯制御手段とをさらに具備する。
【００１６】
本発明では、表示画面の領域ごとに光源ブロックの発光輝度分布が設定されるので、コントラスト比の高い映像を表示することが可能となる。また、「前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータ」とは、１つの光源ブロックが影響を及ぼすすべての領域に対する表示輝度の寄与率のデータである。すなわち、すなわち、複数の光源ブロックによる表示画面の各領域への影響が考慮されるので、原映像を忠実に再現することができる。
【００１７】
本発明において、前記点灯制御手段により前記バックライトが点灯される場合、前記輝度比制御手段は、前記表示画面の全領域における前記光源ブロックの前記輝度比が等しくなるように制御してもよい。これにより、制御が単純になる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、色の再現性を高めることができ、画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。表示装置１０は、例えば画素ごとに光透過率を変化させるデバイスとして液晶を搭載した液晶表示装置である。
【００２３】
液晶表示装置１０は、映像を表示する上記液晶表示デバイス１１、該液晶表示デバイス１１の背面側に配置されたバックライト４２、該バックライト４２及び液晶表示デバイス１１に対して各種の制御を行う制御部２０、及び該制御部２０がアクセス可能なメモリ１６を備えている。制御部２０は、映像信号を検出する映像信号検出回路１９と、バックライト４２の点灯を制御するバックライト点灯制御回路１５と、液晶表示デバイス１１の液晶パネル１３の駆動を制御する液晶パネル制御回路１４とを備えている。
【００２４】
液晶表示デバイス１１は、該液晶パネル１３に対して駆動信号を送出するためのソースドライバ１７及びゲートドライバ１８を有している。また、液晶パネル１３には、図示しない赤、緑及び青の３原色（ＲＧＢ）のカラーフィルタが搭載されており、１つの画素が３つのＲＧＢに対応したサブ画素で構成されている。液晶パネル１３の構成は、公知の構成でよい。当該カラーフィルタの構成として、ＲＧＢ以外の色、例えばエメラルド、またはシアン等の色も含む４原色以上の構成であってもよい。以下、特に明示がない限り、サブ画素を「画素」として説明する。
【００２５】
図２は、バックライト４２を構成するＲＧＢの各ＬＥＤ素子が配列される単体セルの一例を示す図である。単体セル３０は、図１に示すように、赤（Ｒ）のＬＥＤ素子３１（Ｒ）と、緑（Ｇ）のＬＥＤ素子３１（Ｇ）と、青（Ｂ）のＬＥＤ素子３１（Ｂ）がそれぞれ２個づつ極性を一方向に揃えて直列に接続され、合計６個のＬＥＤ素子で構成されている。
【００２６】
なお、単体セル３０の構成は、この例では６個とするが、使用するＬＥＤ素子の定格や発光効率等により、混合色をバランスの良い白色光とするために、光出力バランスを整える必要があるので、各色の個数配分は本実施の形態以外の構成例もあり得る。
【００２７】
単体セル３０は、複数接続されてバックライト４２を構成するが、単体セル３０同士の接合部は、各色のＬＥＤ素子の極性が一方向に揃うように、図２に示すように、中央部の両端矢印により接続される。また、図３は、図２の等価図を示している。
【００２８】
バックライト４２は、図２に示した単体セル３０が複数配置されて構成される。この図１に示す例では、「６Ｇ６Ｒ６Ｂ」と表されるブロックが複数縦横に配置されている。以下、この１つのブロックを「光源ブロック」という。バックライト４２は、光源ブロック４０が５×４＝２０個配列されて構成されている。「６Ｇ６Ｒ６Ｂ」とは、単体セル３０が３つ縦列接続されることにより、ＲＧＢの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれ６つずつ備えられていることを意味する。すなわち、１つの光源ブロック４０は、単体セル３０を３個、合計１８個のＬＥＤ素子を含み、バックライト４２は３６０個のＬＥＤ素子で構成される。
【００２９】
なお、１つの光源ブロックに含まれる単体セル３０の個数は３つではなく、１つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３０】
図４は、液晶パネル１３及びバックライト４２の配置を示す模式図である。光源ブロック４０は、液晶パネル１３の背面側にマトリクス状に配置されている。具体的には、液晶パネル１３の表示画面が４×５＝２０の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・、Ｔに分割され、分割された各領域に対応するように、光源ブロック４０が配置されている。理想的には、各光源ブロック４０は、液晶パネル１３の１つの画素に対応してＬＥＤ素子３１（Ｒ）、ＬＥＤ素子３１（Ｇ）及びＬＥＤ素子３１（Ｂ）が配置されることが望ましいが、発熱やコスト等の問題により図４のような構成としている。各光源ブロック４０から出射された光は、図示しない散乱板や散乱シートによって拡散されて液晶パネル１３の背面に照射される。
【００３１】
バックライト４２に含まれる光源ブロック４０の数は適宜変更可能である。後述するように、バックライト４２の全体で均一な輝度を保つように制御される場合、単純には光源ブロック４０は１つでもよい。また、バックライト４２は、ＸＹ方向（縦横方向）にマトリクス状に配置される構成としたが、Ｘ方向及びＹ方向のうちいずれか一方の方向にのみ配置される構成とすることもできる。この場合、１つの光源ブロック４０は、図示するより縦長または横長に構成される。
【００３２】
図５は、液晶表示装置１０のうち、特に制御部２０及びバックライト点灯制御回路１５の具体的な構成を示すブロック図である。バックライト点灯制御回路１５は、演算部４５、電源供給部４３、電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）、ＰＷＭ信号発生部５６を有する。
【００３３】
電源供給部４３は、図示しない一次電源から供給される電源電圧を所定の定電圧にして、光源ブロック４０ごとに個別に電源を供給する電源供給部４３を有する。電源供給部４３は、例えばスイッチングレギュレータにより構成される。
【００３４】
電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）は、光源ブロック４０ごとに設けられ、光源ブロック４０の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流量をそれぞれ制御する素子である。電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）で構成される。
【００３５】
ＰＷＭ信号発生部５６は、電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）ごとにそれぞれＰＷＭ信号を出力する。電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）がＦＥＴの場合、ＰＷＭ信号は、ゲート信号として機能する。このＰＷＭ信号発生部５６により、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれＰＷＭ駆動され、光源ブロック４０ごとにＲＧＢの発光輝度が制御される。これにより、各光源ブロック４０の色度が個別に制御される。また、ＰＷＭ信号発生部５６は、各光源ブロック４０の輝度を表示画面全体で一様になるように制御する。
【００３６】
演算部４５は、映像信号に応じて光源ブロック４０ごとに色度を設定したり、バックライト４２全体の輝度を設定したりする。演算部４５は、バックライト４２の輝度を設定すると、その輝度になるように、光源ブロック４０ごとに各電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）に駆動信号を送出し、上記のように表示画面全体で一様になるように制御する。
【００３７】
なお、演算部４５は、各光源ブロック４０に加えられる電流量を監視し、各光源ブロック４０に常に安定した電流が供給されるよう電源供給部４３に制御信号をフィードバックすることが好ましい。
【００３８】
映像信号検出回路１９は、映像信号のうち輝度信号を検出する輝度信号検出回路２５と、色信号を検出する色信号検出回路２６とを有する。
【００３９】
液晶パネル制御回路１４は、映像信号検出回路１９に映像信号が入力されると、入力された映像信号に基づいて液晶パネル１３における表示駆動を行うための表示駆動信号を生成する。生成された表示駆動信号は、液晶パネル１３のソースドライバ１７及びゲートドライバ１８に送出され、該ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８を介して液晶パネル１３の各画素に入力される。表示駆動信号の入力は、入力される映像信号のフィールド周期またはフレーム周期に同期して１フィールド周期または１フレーム周期で行われる。なお、インターレース方式の場合、１フィールドは２つのフレームからなり、プログレッシブ方式の場合１フィールドは１つのフレームからなる。「１フィールドまたは１フレーム」を、これ以降、単に「１フィールド」という。
【００４０】
メモリ１６は、主に、制御部２０の一時的なバッファとして機能することが多い。メモリ１６は、半導体メモリや誘電体メモリが用いられることが好ましいが、これに限られず、他の磁気や光を利用したメモリでもよい。
【００４１】
以上のように構成された液晶表示装置１０の動作を説明する。図６は、その動作を示すフローチャートである。この図６に示す一連の動作は、１フィールド分の映像信号が入力されるごとに行われる。
【００４２】
例えば制御部２０に、ある１フィールド分の映像信号が入力される（ステップ６０１）。図７（Ａ）にその映像の一例を示す。この映像では、例えば下の方に山があり、山の上に空と太陽がある。映像信号が入力されると、映像信号検出回路１９により、輝度信号及び色度信号が検出される（ステップ６０２）。
【００４３】
演算部４５は、輝度信号に応じて、１フィールド内での輝度のピーク値を求め、すべての光源ブロック４０の輝度をそのピーク値に合わせて、バックライト４２全体の輝度を設定する（ステップ６０３）。なお、輝度は、ピーク値に合わせる形態でなく、１フィールドでの平均値、あるいは中央値、あるいは最小値に合わせる形態でもかまわない。図７（Ａ）に示した映像例において、太陽がある位置である領域Ｄ及びＨの表示輝度が最も高いとすると、バックライト４２全体の輝度をピーク値に合わせる場合、図７（Ｂ）に示すように、すべての光源ブロック４０が例えば領域Ｄ及びＨに対応する光源ブロック４０の発光輝度となるように設定される。
【００４４】
また、演算部４５は、色度信号に応じて、光源ブロック４０ごとに各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比を算出する（ステップ６０４）。これにより、表示画面の各領域Ａ〜Ｔに対応する光源ブロック４０ごとの発光による色度が個別に設定される。
【００４５】
例えば図７（Ｂ）を参照して、領域Ｄ及びＨでは太陽が表示されるので、領域Ｄ及びＨに対応する光源ブロック４０の発光色が例えば白色あるいは薄い黄色となるように、それぞれの光源ブロック４０の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比が設定される。また、例えば映像例の中で、山の色は緑であって領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ等の表示色度（映像信号の色度信号に対応する色度であって、液晶パネル１３の表示画面に表示される色度）が最も深い緑色の場合、演算部４５は、領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ等にそれぞれ対応する光源ブロック４０の発光色度を、深い緑色に設定する。この場合、演算部４５は、例えば、領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔに対応する光源ブロックの赤色のＬＥＤ素子３１（Ｒ）及び／または青色のＬＥＤ素子３１（Ｂ）の輝度を小さくするか、またはゼロとし、緑色の輝度をＬＥＤ素子３１（Ｒ）等に比べ高く設定する。さらに、領域Ａ及びＥが空で、表示色度が青色の場合、演算部４５は、例えば領域Ａ及びＥ等に対応する光源ブロック４０の青色のＬＥＤ素子３１（Ｂ）の輝度を比較的高くする。
【００４６】
このように、輝度比は光源ブロック４０ごとに異なるが、ステップ６０３で説明したように表示画面全体の輝度は一定となるように制御されている。
【００４７】
なお、ステップ６０４の色度設定の場合、実際には、各領域Ａ〜Ｔで、１つの領域内でも多数の表示色度が存在することが多い。この場合、演算部４５は、１つの光源ブロック４０の発光色度を、その光源ブロック４０に対応する領域内で最も多い表示色度に合わせるように設定することができる。あるいは、演算部４５は、その１つの領域内に含まれる複数の色度の色度図上の中心位置（重心位置）を算出し、当該領域に対応する光源ブロック４０の発光色度を、その算出された中心位置の色度に合わせるように設定することも可能である。
【００４８】
一方、液晶パネル制御回路１４は、輝度信号及び色度信号に応じて、液晶パネル１３の表示駆動信号を生成する（ステップ６０５）。この表示駆動信号は、一般的な液晶パネル１３の駆動信号でよい。
【００４９】
次に、ステップ６０３で設定されたバックライト４２の輝度、ステップ６０４で設定された光源ブロックごとの色度、及び、ステップ６０５で生成された液晶パネル１３の表示駆動信号により、バックライト点灯制御回路１５及び液晶パネル制御回路１４は、バックライト４２及び液晶パネル１３をそれぞれ駆動する（ステップ６０６）。
【００５０】
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置１０では、光源ブロック４０ごとに、つまり表示画面の領域Ａ〜ＴごとにＲＧＢの輝度比が個別に制御されるので、色純度を高めることができ、高画質化を図ることができる。例えば、図７（Ｂ）に示す映像例では、領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ等における深い緑色の色純度が向上する。
【００５１】
図８（Ａ）は、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれ単色発光し、かつ、液晶パネル１３の駆動によって例えば最高輝度階調（透過率がほぼ１００％）で表示したときの、表示画面に表示される原色色度点（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を示す図である。図８（Ｂ）は、そのときの表示画面に表示されるＲＧＢのスペクトルを示すグラフである。図９（Ａ）は、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がすべて同じ輝度（例えば最高輝度）で発光し、かつ、液晶パネル１３の駆動によってそのうちの単色を透過率がほぼ１００％で表示したときの表示画面に表示される原色色度点（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を示す図である。図９（Ｂ）は、そのときの表示画面に表示されるＲＧＢのスペクトルを示すグラフである。
【００５２】
図８（Ａ）及び（Ｂ）で示すように、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれ単色発光する場合の方が、図９（Ａ）及び（Ｂ）の場合に比べ、色純度が高いことが分かる。
【００５３】
以上説明した実施の形態において、液晶パネル制御回路１４は、ステップ６０５で輝度信号及び色度信号に応じて、一般的な方法で液晶パネル１３の表示駆動信号を生成した形態を示した。しかし、液晶パネル制御回路１４は、バックライト点灯制御回路１５の制御と相補的に液晶表示デバイス１１の表示制御を行うこともできる。例えば、液晶パネル制御回路１４は、輝度信号及び色度信号に応じて、一般的な方法で液晶パネル１３の駆動信号を生成した後、上記バックライト点灯制御回路１５の光源ブロック４０ごとの発光色度制御に合わせるように、生成した駆動信号を補正してもよい。図７（Ｂ）の映像例で説明すると、領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔにおける光源ブロック４０が緑色の単色発光である場合、緑色をより鮮やかに表示するため、液晶パネル制御回路１４は、例えば当該領域Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔにおけるすべての画素の透過率をほぼ１００％に設定することもできる。
【００５４】
また、ステップ６０３では、バックライト点灯制御回路１５は、１フィールドごとに表示画面全体の輝度が異なるように設定した形態を示した。１フィールドごとに輝度が制御されることにより、常に輝度の高い白色で発光する従来のバックライト駆動に比べ、消費電力を低減することができる。しかし、必ずしも映像信号に応じた１フィールドごとの輝度制御をしなくてもよい。例えば従来の一般的なバックライトのように、映像信号とは関係なく、表示画面全体の輝度が常に一定になるように制御されてもよい。この場合、例えばユーザによる任意の輝度の設定信号、または、図示しないセンサによる検出信号等に応じて、演算部４５が表示画面の輝度を設定することができる。センサとは、例えばこの液晶表示装置１０が置かれる周囲の明るさを検出する照度センサ等であり、例えばその周囲の明るさに応じて演算部４５が予め定められた輝度を設定する。
【００５５】
次に、液晶表示装置１０の他の実施の形態に係る動作を説明する。この動作では、図１０に示すような映像例を表示する場合について説明する。
【００５６】
図１０（Ａ）に示す映像は、１フィールド分の映像であり、例えば背景が原色の赤色の中に、白色の領域２８があるとする。この映像例において、図１０（Ｂ）に示すように、バックライト点灯制御回路１５は、表示画面の領域Ｆに対応する光源ブロック４０の発光色を白色に設定し、かつ、領域２９に連続する赤色である領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの発光色を、単色の赤色に設定してバックライト４２を点灯する。また、このとき、液晶パネル制御回路１４は、映像信号に基づき一般的な駆動信号により液晶パネル１３を駆動するか、または、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔに対応するＲＧＢすべての画素の透過率をほぼ１００％するように駆動する。このとき、次のような問題が生じる。
【００５７】
領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔは色純度の高い、深い赤色で表示可能である。しかし、領域Ｆに対応する光源ブロック４０は、白色で発光し、液晶パネル１３の駆動により白色の領域２８の周囲の領域２９が赤色で表示されるので、周囲の領域２９の赤色は、一般的な液晶表示デバイスによる赤色となる。したがって、周囲の領域２９では、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの色純度の高い、深い赤色に比べ淡い赤色となる。その結果、表示画面全体では、赤色に色ムラが生じることになる。これは、当該白色領域２８の周囲の液晶を通した表示色は、液晶の画素の緑及び青を閉じていても、緑及び青色の光が、赤色の画素から多少漏れるからである。
【００５８】
ここで、１つの表示画面において、ある単色のＬＥＤ素子の単位面積あたりの個数（以下、単に密度という。）が高く、かつ、バックライト点灯制御回路１５による単色ＬＥＤ素子の制御単位数が多いほど、ある程度は問題ない。しかしながら、その密度が低いと、白色領域２８の白色を表示するために、白色領域２８の周囲の領域２９のＬＥＤ素子を白色で発光させる必要がある。一方、あまり密度を高くしすぎると、発熱やコストの問題が生じる。このような問題を解決するために、液晶表示装置１０は以下のように動作する。
【００５９】
図１１は、その動作を示すフローチャートである。図１１の動作において、ステップ１１０１〜１１０３は、図６に示したステップ６０１〜６０３と同じであるので説明を省略する。バックライト点灯制御回路１５は、例えば図１０（Ａ）に示したような映像を表示する場合、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの赤色の表示色度を、領域Ｆにおける周囲領域２９の淡い赤色の表示色度に合わせるように（一致させるように）、各領域Ａ〜Ｔの各光源ブロック４０の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比を設定する（ステップ１１０４）。また、液晶パネル制御回路１４も、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの赤色の表示色度を、領域Ｆにおける周囲領域２９の淡い赤色の表示色度に合わせるように、各画素の透過率が設定される（ステップ１１０５）。すなわち、バックライト点灯制御回路１５と液晶パネル制御回路１４とにより、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの赤色の表示色度と、領域Ｆにおける周囲領域２９の淡い赤色の表示色度とが同じになるように、相補的に輝度比及び透過率が設定される。
【００６０】
具体的には、演算部４５は、例えば領域Ｆに対応する各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比が１：１：１で、すべて最大輝度で発光させた場合、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔに対応する各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比を、例えば１：０．１：０．１等に設定する。
【００６１】
また、液晶パネル制御回路１４は、例えば、領域Ｆにおける白色領域２８のＲＧＢの画素の透過率をすべて１００％にし、周囲領域２９のＲＧＢの画素の透過率比を１：０：０に設定する。１：０：０の場合、Ｒが１００％、Ｇ及びＢがそれぞれ０％とする。また、液晶パネル制御回路１４は、例えば、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔに対応するＲＧＢのすべての透過率を１００％に設定する。このように、液晶パネル制御回路１４は、ＯＮ／ＯＦＦの２値で透過率を設定する。
【００６２】
そして、このように設定された輝度比及び透過率により、バックライト点灯制御回路１５及び液晶パネル制御回路１４は、バックライト４２及び液晶パネル１３をそれぞれ駆動する（ステップ１１０６）。
【００６３】
図１２は、このときの液晶パネル１３とバックライト４２のＬＥＤ素子をそれぞれ模式的に示す図である。図１２（Ａ）は、領域Ｆにおける白色領域２８に対応し、図１２（Ｂ）は、領域Ｆにおける周囲領域２９に対応する。また、図１２（Ｃ）は、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔに対応する。図１２において、符号３６はＲＧＢのカラーフィルタで、符号３８は液晶である。
【００６４】
なお、図１２では、理解を簡単にするため、各ＲＧＢの画素ごとに各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）が対応するように描かれている。しかし、実際には、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれ１つの画素には対応せず、１つのＬＥＤ素子が所定の複数の画素に対応する。
【００６５】
このように、領域Ａ〜Ｅ、Ｇ〜Ｔの赤色の表示色度を、領域Ｆにおける周囲領域２９の淡い赤色の表示色度に合わせるように、各領域Ａ〜Ｔの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比が設定され、かつ、各領域Ａ〜Ｔの液晶の透過率が設定されることにより、上記の色ムラの発生を抑えることができる。
【００６６】
なお、上記ステップ１１０５では、液晶パネル制御回路１４がＯＮ／ＯＦＦの１ビットで透過率を設定する形態を示したが、２ビット以上の階調設定でもよい。その場合、当該透過率は、バックライト点灯制御回路１５による各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度と相補的に設定される。例えば、図１０（Ａ）の映像が表示される場合、図１２（Ｃ）に示すＲＧＢ各ＬＥＤ素子の輝度比が１：０．２：０．２の場合、液晶３８のＲＧＢの画素の透過率は、Ｒが１００％、Ｇが５０％、Ｂが５０％に設定されてもよい。以上説明した輝度比、透過率あるいは透過率比は、説明を分かりやすくするための単純な一例に過ぎず、様々な輝度比、透過率あるいは透過率比の設定が考えられる。
【００６７】
次に、バックライト４２の各光源ブロックの輝度が個別に制御されることで、液晶表示デバイス１１に表示される表示画面のうち部分的に輝度が変化する形態について説明する。
【００６８】
図１３に、バックライトの他の実施の形態を示す。このバックライト１２を搭載する液晶表示装置において、バックライト１２以外の構成は、図１に示した構成と同様である。これ以降の説明では、図１等に示した実施の形態に係る液晶表示装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６９】
このバックライト１２は、上記した光源ブロック、例えば、９個の光源ブロック１、２、・・・、９によって構成されている。該光源ブロック１、２、・・・、９がそれぞれ、液晶パネル１３の表示画面の９個の領域Ａ１〜Ａ９の真後ろに配置されている。
【００７０】
ここでは、説明を簡単にするために、バックライト１２の例として、光源ブロック１〜９が垂直方向にのみ分割されて配置されたものを示した。現実的には、図１に示すように、光源ブロックは、垂直方向と水平方向の両方向に分割されて配置されたものが用いられることが好ましい。あるいは、光源ブロックは、光源が水平方向にのみ分割されて配置されたものであってもよい。図１３では、表示画面の領域が９つに分割される例を示したが、９個より少なくてもよいし多くてもよいが、できるだけ多い方が好ましい。
【００７１】
また、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９は、真後ろに位置する光源ブロック１〜９のみから出射された光が到達する領域として設定されたものではない。したがって、各光源ブロック１〜９から出射された光は、後述するように、散乱板等によって直前に位置する領域以外の領域にもそれぞれ到達する。
【００７２】
図１４は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図であり、特に上記制御部２０及びメモリ１６（図１参照）の構成を示す。この液晶表示装置１００の制御部２０は、映像信号検出回路１９、発光輝度分布設定部２１、液晶パネル制御回路１４、バックライト点灯制御回路１１５を備えている。メモリ１６は、発光輝度分布データ記憶部３５、表示輝度寄与率データ記憶部３７を備えている。
【００７３】
発光輝度分布設定部２１は、輝度信号検出回路２５で検出された輝度信号に応じた、各光源ブロック１〜９の発光輝度分布を設定する。発光輝度分布データ記憶部３５は、設定された光源ブロック１〜９の発光輝度分布を記憶する。発光輝度分布データ記憶部３５は、主に一時的なバッファとして機能することが多い。
【００７４】
表示輝度寄与率データ記憶部３７は、各光源ブロック１〜９が各領域Ａ１〜Ａ９に影響を及ぼす表示輝度の寄与率のデータを記憶する。
【００７５】
バックライト点灯制御回路１１５は、発光輝度分布設定部２１で設定された発光輝度分布に応じて各光源ブロック１〜９の駆動を個別に制御する。具体的には、バックライト点灯制御回路１１５は、各光源ブロック１〜９の輝度がそれぞれ所定の輝度になるように、ＰＷＭ信号発生部５６に所定の制御信号を出力する。
【００７６】
図１５は、各光源ブロック１〜９の発光輝度の例を示した図である。図１５中、横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は発光輝度を示し、各光源ブロック１〜９をほぼ最大の均一な輝度で発光させた場合の例であり、相対的な発光輝度を示している。具体的には、縦軸の値は、各光源ブロック１〜９がすべてほぼ最大輝度で発光した場合の、各領域Ａ１〜Ａ９全体のトータルの発光輝度を１に規格化した場合の値である。図１５に示す例の場合、各光源ブロック１〜９のうち１つの光源ブロックによる発光輝度の最大値は０．４４〜０．４５程度であるが、この値に限られないことは言うまでもない。
【００７７】
液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９から出射された光が、これら各光源ブロック１〜９の直前にそれぞれ位置する領域以外の領域に到達しないようにするための仕切り等は設けていない。したがって、各光源ブロック１〜９から出射された光は、直前に位置する領域以外の他の領域にも到達し、当該他の領域における表示輝度にも寄与する。
【００７８】
図１６は、図１５に示した発光輝度を有する各光源ブロック用いた場合に、出射された光が液晶パネル１３に入射されるときの表示画面の各位置に対する各光源ブロックの輝度寄与率を示したものである。横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は各光源ブロック１〜９から出射された光の表示輝度に対する輝度寄与率を示している。
【００７９】
図１６に示すように、各光源ブロック１〜９から出射された光の輝度寄与率は、それぞれ光源ブロック１〜９の対応する領域Ａ１〜Ａ９において最も高く、領域Ａ１〜Ａ９から離れるにしたがって徐々に低下する。すなわち、領域Ａ１だけを例に挙げると、光源ブロック１による輝度寄与率は、それに対応する領域Ａ１が最も高くなっている。また、領域Ａ２だけを例に挙げると、光源ブロック２による輝度寄与率は、それに対応する領域Ａ２が高くなっている。また、領域Ａ１とＡ２の境界付近では、光源ブロック１及び２の輝度寄与率が交わり、その合成の輝度寄与率が高くなって表れている。垂直方向における両端部に配置された光源ブロック１、９については、それぞれに対応する領域Ａ１、Ａ９における輝度寄与率が４０％程度とされ、中間の位置に配置された光源ブロック２〜８ついては、それぞれに対応する領域Ａ２〜Ａ８における輝度寄与率が２０〜３０％程度とされている。領域Ａ１、Ａ９における輝度寄与率が高いのは、反射板や散乱板等の関係により、液晶パネル１３の構造による。
【００８０】
このように、液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９から出射された光がそれらの光源ブロック１〜９に対応する領域以外の領域にも到達する。つまり、各光源ブロック１〜９から出射されたそれぞれの光が、対応する領域Ａ１〜Ａ９のみに各別に照射されることはなく、他の領域にも照射される。
【００８１】
液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９の発光輝度が領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度に対してどの程度寄与しているのかが予め測定され、この測定値が後述する連立方程式で演算する際のデータとして、表示輝度寄与率データ記憶部３７に記憶されている。この表示輝度の寄与率のデータは、表示輝度寄与率データ記憶部３７に必ずしも予めデータとして記憶されている必要はなく、何らかの関数形等で演算により導出することができる。したがって、表示輝度寄与率データ記憶部３７はなくてもよいし、あるいは、表示輝度寄与率データ記憶部３７は、一時的なバッファとして機能させてもよい。
【００８２】
次に、図１７のフローチャートを参照して、画面表示に関する制御の処理例について説明する。この制御は、制御部２０の液晶パネル制御回路１４及びバックライト点灯制御回路１１５によって実行され、液晶パネル制御回路１４に１フィールドの映像信号が入力されるごとに行われる。
【００８３】
液晶パネル制御回路１４に１フィールドの映像信号が入力されると（ステップ１７０１）、入力された映像信号によって生成される１映像（原映像）の表示輝度の分布が、輝度信号検出回路２５によって検出される（ステップ１７０２）。したがって、各領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度、例えば、領域Ａ１〜Ａ９ごとの各部の表示輝度を平均した平均表示輝度が検出される。
【００８４】
発光輝度分布設定部２１は、検出された表示輝度の分布に基づいて、バックライト１２を構成する各光源ブロック１〜９の発光輝度分布を設定する（ステップ１７０３）。この発光輝度分布の設定時には、領域Ａ１〜Ａ９の各表示輝度に対する各光源ブロック１〜９の発光輝度の輝度寄与率が考慮される。具体的には、メモリ１６の表示輝度寄与率データ記憶部３７に予め記憶されている上記表示輝度寄与率のデータ（図１６参照）を用いた連立方程式（２）〜（１０）により、各光源ブロック１〜９の発光輝度が設定される。
【００８５】
ステップ１７０４は、図６に示したステップ６０４と同様な処理である。すなわち、演算部４５は、色度信号に応じて、光源ブロック１〜９ごとに各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の輝度比を算出する（ステップ１７０４）。これにより、表示画面の各領域Ａ〜Ｔに対応する光源ブロック１〜９ごとの発光による色度が個別に設定される。
【００８６】
一方、液晶パネル制御回路１４は、液晶パネル１３の表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９に対応する画素の表示輝度が最適化されるように液晶パネル１３の駆動信号を生成する（ステップ１７０５）。すなわち、上記ステップ１７０３で設定された発光輝度分布に応じて液晶パネル１３の駆動信号が生成される。より具体的には、設定した各光源ブロック１〜９の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて駆動信号が生成される。最適値とは、入力された映像信号に基づいて原映像が表示されるときに表示画面の各部において必要とされる表示輝度である。したがって、当該ずれ量を補正するためのずれ量補正値は、各光源ブロック１〜９から、上記のように設定された発光輝度で光が出射されたときに、表示画面の各部において必要とされる表示輝度を得るために各画素において必要とされる液晶の透過率を算出するための値である。単純に言うと、例えば各領域Ａ１〜Ａ９のうちある一部の領域の発光輝度が、従来のような一定値の輝度の１／２とされた場合、その領域に対応する液晶の画素の光透過率を２倍とするような補正が行われる。
【００８７】
次に、ステップ１７０３で設定されたバックライト４２の発光輝度分布、ステップ１７０４で設定された光源ブロックごとの色度、及び、ステップ１７０５で生成された液晶パネル１３の表示駆動信号により、バックライト点灯制御回路１１５及び液晶パネル制御回路１４は、バックライト４２及び液晶パネル１３をそれぞれ駆動する（ステップ１７０６）。
【００８８】
以下に、上記したステップ１７０１〜１７０３及びステップ１７０５において行われる制御の具体的な方法について説明する。
【００８９】
バックライト１２の光源ブロック数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、本例においてはＮ＝９である。
【００９０】
液晶表示装置１００にあっては、上記したように、光源ブロックの分割数Ｎ（＝９）に対応した数で、図１３に示すように、表示画面が領域Ａ１〜Ａ９の９つの領域に分割されている。
【００９１】
領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれについて、入力される映像信号によって定まる最大表示輝度Ｌn_max(n=１〜９)を求める。最大表示輝度Ｌn_maxとは、領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれの各部の中での最大の表示輝度となる値を言う。なお、この最大表示輝度は、１フィールドごとの映像信号に応じた値であり、１フィールドごとに異なるものである。
【００９２】
ここで全白の表示輝度（液晶パネル１３、バックライト１２共に白ピーク設定（通常、液晶パネル１３の透過率１００％、バックライト１２の出力１００％）の場合）をＬ_peakとし、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９について全白の表示輝度Ｌ_peakに対する最大表示輝度Ｌn_maxの比率αn(n=１〜６)を求める。ここで、Ｌn_max≦Ｌ_peakとなる。
【００９３】
αn＝（Ｌn_max/Ｌ_peak）・・・（１）
比率αnは、領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度を何割抑制することができるかを示すリカバリー限界である。すなわち、液晶パネル１３の表示輝度は、おおよそ「液晶パネル（偏光板を含む）の透過率×バックライトの発光輝度」で定まるが、リカバリー限界とは、それ以上バックライト１２の発光輝度を下げると液晶パネルの透過率を１００％に設定しても最大表示輝度Ｌn_maxが得られなくなる値である。このリカバリー限界αnは、映像信号の輝度信号に対応しており、上記ステップ１７０２では、このリカバリー限界αnが求められることになる。
【００９４】
なお、上記には、各領域Ａ１〜Ａ９の最大表示輝度Ｌn_maxに基づいてリカバリー限界αnの値を求めるようにしたが、映像内容によっては各領域Ａ１〜Ａ９の平均表示輝度Ｌn_aveに基づきαn′＝（Ｌn_ave/Ｌ_peak）によりリカバリー限界αn′の値を求めて輝度制御を行うことも可能である。リカバリー限界αn′の値を求めて制御を行う場合には、完全な原映像を再現することは困難であるが、見た目に影響の少ない範囲で原映像を再現することが可能である。
【００９５】
各領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度には、上記したように、それぞれ領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度以外に、他の光源ブロック１〜９の発光輝度も寄与する。したがって、各領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度を領域Ａ１〜Ａ９のリカバリー限界αnに応じて各別に制御するだけでは、領域Ａ１〜Ａ９に対応しない光源ブロック１〜９の発光輝度を考慮した制御を行うことができない。
【００９６】
そこで、領域Ａ１〜Ａ９に対応しない光源ブロック１〜９の発光輝度をも考慮して光源ブロック１〜９ごとの発光率βn（n＝１〜９）を求める。発光率βnとは、各光源ブロック１〜９の最大発光輝度（白ピーク設定時）に対する実際の各光源ブロック１〜９の発光輝度の割合を示す値であり、０≦βn≦１の範囲で求められる。
【００９７】
発光率βnの算出は、各領域Ａ１〜Ａ９に対する各光源ブロック１〜９の輝度寄与率ＫX,Y（図１６参照）を用いて行う。図１６に示した光源ブロック１〜９の輝度寄与率のデータは、上記したように、予め表示輝度寄与率データ記憶部３７に記憶されており、発光率βnの算出時に当該記憶された光源ブロック１〜９の輝度寄与率のデータが読み出される。
【００９８】
輝度寄与率Ｋx,yにおいて、Ｘは領域Ａ１〜Ａ９を示し、Ｙは光源ブロック１〜９を示す。例えば、Ｋ１,１は領域Ａ１に対する１番上に位置する光源ブロック１の輝度寄与率を示し、例えば、Ｋ２,３は領域Ａ２に対する上から３番目に位置する光源ブロック３の輝度寄与率を示す。図１６に示すように、輝度寄与率は光源ブロック１〜９ごとに各領域内において一定とされていないが、表示輝度寄与率データ記憶部３７には、輝度寄与率Ｋx,yとしては、例えば、領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれ中央におけるデータが記憶されている。
【００９９】
発光率βnは、図１８に示す多元連立方程式（不等式）（２）〜（１０）を解くことによって求められる。
【０１００】
上記ステップ１７０３では、多元連立方程式を用いて発光率βn（０≦βn≦１）が算出され、この発光率βnを満たすように各光源ブロック１〜９の発光輝度が設定されることにより、発光輝度分布が設定される。
【０１０１】
なお、上記した多元連立方程式は、バックライトの分割数に応じてnの数が変化するだけであるため、バックライトの構成に関わらず使用することができる。
【０１０２】
また、上記には、光源ブロック１〜９ごとにβnを求める例を示したが、例えば、赤、緑、青の原色ごと又はバックライト１２の発光色ごとに、各別にβnを算出して輝度制御を行うことも可能である。
【０１０３】
図１９は、ある１フィールド分の映像信号が入力されたときに、上記の方法を用いて発光率βnを算出し、バックライト１２の各光源ブロック１〜９の発光輝度を制御した状態を示す一例である。
【０１０４】
図１９中、横軸は表示画面の垂直方向における位置を示す。図１９中、破線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ９におけるリカバリー限界αnを示し、実線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ９における光源ブロック１〜９の発光率βnの合計値を示す。すなわち、この図１９のグラフは、上記連立方程式を表したグラフである。このように、発光率βnはリカバリー限界αnに近い値で設定されており、光源ブロック１〜９の発光輝度が効率的に制御されている。この例では、領域Ａ５の表示輝度が最も低く、領域Ａ５から離れるにしたがって表示輝度が高くなり、領域Ａ１で表示輝度が最も高くなっている。
【０１０５】
このようにリカバリー限界αn及び輝度寄与率Ｋx,yを用い、多元連立方程式を解くことによって光源ブロック１〜９の発光率βnを求めて各光源ブロック１〜９の発光輝度を制御することにより、映像の表示状態に応じて各光源ブロック１〜９の発光輝度を抑制することが可能となる。これにより、バックライト１２の消費電力の低減を図ることができる。また、例えば映像中の黒い部分についてはその領域に対応する光源ブロックを消したり、映像中の明るい部分については、その領域に対応する光源ブロックを点灯したりすることで、高コントラストな映像を表示するこが可能となる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、１つの光源ブロックの輝度が表示画面全体にどのような影響を及ぼすのかの表示輝度寄与率データが記憶されているので、原映像を忠実に再現することができ、高精細な画質を得ることができる。
【０１０７】
また、上記でも説明したが、図１３の液晶表示デバイス１１の表示画面については、あくまでも説明をわかりやすくするために、領域Ａ１〜Ａ９の垂直方向で分割される例を示した。しかし、図１に示すように、光源ブロック４０が表示画面でマトリクス状に配置されて光源ブロック４０ごとに輝度設定が行われた上で、光源ブロック４０ごとに個別に発光色度が設定されて駆動されてもよい。
【０１０８】
以上のようにして、発光率βnが設定されて各光源ブロック１〜９による発光輝度分布が設定された後、以下に示すように、液晶パネル１３の表示画面の各部の表示輝度を映像表示の際の最適値にするための各画素に対するずれ量補正値を算出する。これは、上記したステップ１７０５の処理である。このステップ１７０５は上記ステップ１７０４の前に行われてもよい。
【０１０９】
ずれ量補正値は、図２０に示す液晶パネル１３の表示輝度特性についてのデータに基づいて算出する。図２０中、横軸はバックライト１２の出力を１００％としたとき（全点灯時）の液晶パネル１３の設定階調（電圧）Ｓ_dataを示し、縦軸は設定階調Ｓ_dataに対する液晶パネル１３の表示輝度Ｌ_dataを示す。図２０に示す表示輝度特性ｆのデータは予め求められており、例えばメモリ１６に記憶されている。
【０１１０】
各画素について、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比をγとする。設定表示輝度Ｌ_setとは、発光率βnに基づいて発光輝度が設定された光源ブロック１〜９から光が出射された場合に画素が透過率１００％とされたときの表示輝度を言う。
【０１１１】
γ = Ｌ_peak/Ｌ_set ・・・（１１）
映像信号が入力されたときに表示される映像（原映像）の設定階調Ｓ_dataは、上記したように、図２０に示すデータにより表示輝度Ｌ_dataに基づいて定められる。
【０１１２】
Ｌ_data =ｆ（Ｓ_data） ・・・（１２）
また、設定表示輝度Ｌ_setに対する補正設定階調Ｓ_data′は、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比γ及び設定階調Ｓ_dataに基づいて以下の式によって算出される。補正設定階調Ｓ_data′が、各画素において必要とされる透過率を算出するためのずれ量補正値となる。
【０１１３】
Ｓ_data′=ｆ（γ×Ｌ_data）−1 ・・・（１３）
補正設定階調Ｓ_data′となるように各画素の透過率が設定されることにより、原映像が最適な表示輝度で再現される。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置１００によれば、各光源ブロック１〜９のそれぞれの輝度及び色度が個別に制御されることで、高コントラスト及び高色純度で、現映像を忠実に再現することができる。また、バックライト１２の消費電力を低減することができる。
【０１１５】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１６】
図１７に示した形態において、バックライト点灯制御回路１１５は、ステップ１７０４で光源ブロック１〜９ごとに個別に発光色度を設定した。しかし、図１７に示した形態では、バックライト点灯制御回路１１５は、例えば１フィールドごとに表示画面全体の色度が一様になるように駆動してもよい。すなわち、この場合、バックライト１２を構成するＲＧＢの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）が、光源ブロック１〜９ですべて同じ輝度比に設定されて駆動されてもよい。これは、表示画面全体がほぼ一様な表示色度である場合に、光源ブロック１〜９ごとに個別に制御される場合に比べ、制御が単純になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。
【図２】バックライトを構成するＲＧＢの各ＬＥＤ素子が配列される単体セルの一例を示す図である。
【図３】図２の等価回路を示す図である。
【図４】液晶パネル及びバックライトの配置を示す模式図である。
【図５】図１に示す液晶表示装置のうち、特に制御部及びバックライト点灯制御回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【図６】液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】１フィールド分の映像の一例を示す図である。
【図８】（Ａ）は、ＲＧＢの各ＬＥＤ素子がそれぞれ単色発光し、かつ、液晶パネルの駆動によって最高輝度階調で表示したときの、表示画面に表示される原色色度点を示す図である。（Ｂ）は、そのときの表示画面に表示されるＲＧＢのスペクトルを示すグラフである。
【図９】（Ａ）は、ＲＧＢの各ＬＥＤ素子がすべて同じ輝度（例えば最高輝度）で発光し、かつ、液晶パネルの駆動によってそのうちの単色を透過率が最高輝度階調で表示したときの表示画面に表示される原色色度点を示す図である。図９（Ｂ）は、そのときの表示画面に表示されるＲＧＢのスペクトルを示すグラフである。
【図１０】１フィールド分の映像の他の例を示す図である。
【図１１】図１０に示す映像を表示するときの動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、このときの液晶パネル１３とバックライト４２のＬＥＤ素子をそれぞれ模式的に示す図である。
【図１３】他の実施の形態に係るバックライトの構成を示す図である。
【図１４】制御部及びメモリの構成を示すブロック図である。
【図１５】各光源ブロックの発光輝度分布の例を示した図である。
【図１６】図１５に示した発光輝度を有する各光源ブロック用いた場合に、出射された光が液晶パネルに入射されるときの表示画面の各位置に対する各光源ブロックの輝度寄与率を示したものである。
【図１７】図１３に示したバックライトを搭載する液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】発光輝度分布を設定するための多元連立方程式の例を示す。
【図１９】ある１フィールド分の映像信号が入力されたときに、上記の方法を用いて発光率βnを算出し、バックライトの各光源ブロックの発光輝度を制御した状態を示す一例である。
【図２０】液晶パネルの設定階調に対する表示輝度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１８】
Ａ〜Ｔ、Ａ１〜Ａ９…表示画面の領域
１〜９、４０…光源ブロック
１０…液晶表示装置
１２、４２…バックライト
１２…以上バックライト
１３…液晶パネル
１４…液晶パネル制御回路
１５、１１５…バックライト点灯制御回路
１６…メモリ
１９…映像信号検出回路
２０…制御部
２１…発光輝度分布設定部
２５…輝度信号検出回路
２６…色信号検出回路
２８…白色領域
２９…白色領域の周囲領域
３１（Ｒ）、３１（Ｇ）、３１（Ｂ）…ＬＥＤ素子
３５…発光輝度分布データ記憶部
３７…表示輝度寄与率データ記憶部
３８…液晶
【図１】
0005114872.tif 000002
【図２】
0005114872.tif 000003
【図３】
0005114872.tif 000004
【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８】
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【図９】
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