(57)【要約】【課題】黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができるようにする。【解決手段】光源制御回路３３は、バックライト制御値変換テーブルを用いて、液晶パネル制御回路３１から供給されたバックライト１２の光源BL11乃至BL56に対する輝度設定値BLset11乃至BLset56をバックライト制御値BLctl11乃至BLctl56に変換し、バックライト１２に供給する。液晶パネル制御回路３１は、第１の表示輝度特性に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、光源BL11乃至BL56の輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の開口率を決定する設定階調Ｓ_data’を算出し、駆動制御信号として液晶パネル１１に供給する。本発明は、例えば、液晶表示装置に適用できる。【選択図】図６
2007322882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、
前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、
前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、
前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定し、
前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている
表示装置。
【請求項２】
前記所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度がそれぞれ異なる複数の前記表示輝度特性に対応するデータを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、さらに、前記画像の輝度分布に応じて、複数の前記表示輝度特性の中から１つの前記表示輝度特性を選択し、選択された前記表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記複数の光源の発光輝度を、画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、
前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定し、
前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定する
ステップを含み、
前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている
表示制御方法。
【請求項４】
画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、
前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、
前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、
前記画像信号を所定の関数に従って変換する変換手段と、
前記複数の光源の発光輝度を、前記変換手段により変換された前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定し、
前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている
表示装置。
【請求項５】
前記所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度がそれぞれ異なる複数の前記表示輝度特性に対応するデータを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、さらに、前記画像の輝度分布に応じて、複数の前記表示輝度特性の中から１つの前記表示輝度特性を選択し、選択された前記表示輝度特性に基づいて、前記画素の光の透過率を設定する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、画像信号を所定の関数に従って変換する変換手段と、前記複数の光源の発光輝度を、前記変換手段により変換された前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、
前記画像信号を所定の関数に従って変換し、
前記複数の光源の発光輝度を、変換された前記画像信号に応じて個別に設定し、
前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定する
ステップを含み、
前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている
表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示制御方法に関し、特に、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができるようにする表示装置および表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（LCD: Liqued crystal display）は、R（Red）,G（Green）、またはB（Blue）の着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネルと、その背面側に配置されるバックライトなどにより構成される。
【０００３】
液晶表示装置では、電圧を変化させることにより液晶層の液晶分子のねじれが制御され、液晶分子のねじれに応じて液晶層を透過してきたバックライトの光がR,G、またはBの着色がされているカラーフィルタ基板を通過することによりR,G、またはBの色の光となって、画像が表示される。
【０００４】
なお、以下では、電圧を変化させることにより液晶分子のねじれを制御して光の透過率を変更することを、開口率の制御という。また、光源であるバックライトから出射された光の輝度を「発光輝度」と称し、表示される画像を視認する視聴者が感じる光の強度である、液晶パネルの前面から出射された光の輝度を「表示輝度」と称する。
【０００５】
従来、液晶表示装置においては、バックライトが液晶パネルの画面全体を均一かつ最大（ほぼ最大）の明るさで照明し、液晶パネルの各画素の開口率のみを制御することによって、画面の各画素において必要な表示輝度を得るような制御が行われていた。従って、例えば、画面全体が暗い場合においても、バックライトは最大の発光輝度で発光するので、消費電力が大きいという問題があった。
【０００６】
この問題に対して、例えば、画面を複数の領域に分割し、その分割された領域単位でバックライトの発光輝度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００７】
このようなバックライト制御について、図１を参照して説明する。
【０００８】
図１Aは、液晶表示装置に表示させる原画像P１を示している。原画像P１は、略中央部に楕円形状の最も暗い領域R１があり、領域R１から外周側になるほど徐々に明るい画像となっている。
【０００９】
図１Bは、バックライトの構造を簡略化して示した図である。
【００１０】
図１Bに示されるバックライトでは、発光領域が、水平方向（横方向）に４分割、垂直方向（縦方向）に６分割されることにより、２４分割されている。
【００１１】
図１Bのバックライトが原画像P１に対応する発光を行う場合、バックライトは、図１Bにおいて網掛けされている２つの領域の発光輝度を抑制して点灯する（減光する）。
【００１２】
その結果、バックライト全体では、図１Aの原画像P１に対して、図１Cに示されるような発光輝度の輝度分布を得ることができ、最も暗い領域R１に対応してバックライトの一部を減光するので、消費電力が低減される。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２１２５０３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４６１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述したようなバックライト制御においては、図２に示されるように、中心部の領域Ｒ１’の輝度が高く（明るく）、その周辺部の領域Ｒ２’の輝度が低く（暗く）なっている原画像Ｐ１’を表示した場合に、領域Ｒ２’のうちの、領域Ｒ１’の周辺の画素の輝度が、領域Ｒ１’の輝度に引っ張られ、本来の色（黒）よりも明るく表示されることがある。この現象を黒ムラという。
【００１５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の側面の表示装置は、画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定し、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００１７】
前記所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度がそれぞれ異なる複数の前記表示輝度特性に対応するデータを記憶する記憶手段をさらに設け、前記制御手段には、さらに、前記画像の輝度分布に応じて、複数の前記表示輝度特性の中から１つの前記表示輝度特性を選択させ、選択された前記表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定させることができる。
【００１８】
本発明の第１の側面の表示制御方法は、所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記複数の光源の発光輝度を、画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定し、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定するステップを含み、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００１９】
本発明の第１の側面においては、複数の光源の発光輝度が、画像信号に応じて個別に設定されるとともに、光の透過率と画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された複数の光源の発光輝度に対応して、パネルの画素の光の透過率が設定される。
【００２０】
本発明の第２の側面の表示装置は、画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記画像信号を所定の関数に従って変換する変換手段と、前記複数の光源の発光輝度を、前記変換手段により変換された前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定し、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００２１】
前記所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度がそれぞれ異なる複数の前記表示輝度特性に対応するデータを記憶する記憶手段をさらに設け、前記制御手段には、さらに、前記画像の輝度分布に応じて、複数の前記表示輝度特性の中から１つの前記表示輝度特性を選択させ、選択された前記表示輝度特性に基づいて、前記画素の光の透過率を設定させることができる。
【００２２】
本発明の第２の側面の表示制御方法は、所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、画像信号を所定の関数に従って変換する変換手段と、前記複数の光源の発光輝度を、前記変換手段により変換された前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、前記画像信号を所定の関数に従って変換し、前記複数の光源の発光輝度を、変換された前記画像信号に応じて個別に設定し、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定するステップを含み、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００２３】
本発明の第２の側面においては、画像信号が所定の関数に従って変換され、複数の光源の発光輝度が、画像信号に応じて個別に設定されるとともに、光の透過率と画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された複数の光源の発光輝度に対応して、パネルの画素の光の透過率が設定される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一側面によれば、画像を表示することができる。また、本発明の一側面によれば、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２６】
本発明の第１の側面の表示装置は、画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置（例えば、図６の液晶表示装置１０１）において、前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライト（例えば、図６のバックライト１２）と、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネル（例えば、図６の液晶パネル１１）と、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段（例えば、図６の液晶パネル制御回路３１）とを備え、前記制御手段は、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定し、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００２７】
本発明の第１の側面の表示制御方法は、所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記複数の光源の発光輝度を、画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定する制御手段とを備え、前記画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定し（例えば、図１２のステップＳ２３）、前記光の透過率と前記画像の表示輝度との関係を表す表示輝度特性に基づいて、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応する前記画素の光の透過率を設定する（例えば、図１２のステップＳ２４）ステップを含み、前記表示輝度特性は、所定の光の透過率以下の前記画像の表示輝度が、０以外の値で、かつ、前記複数の光源の発光輝度を同一に設定したときの基準表示輝度特性よりも低い値となっている。
【００２８】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
最初に、図３を参照して、本発明の基本となる液晶表示装置１について説明する。
【００３０】
図３の液晶表示装置１は、R,G、またはBの着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネル１１、液晶パネル１１の背面側に配置されるバックライト１２、液晶パネル１１およびバックライト１２を制御する制御部１３、およびメモリ１４により構成されている。液晶表示装置１は、入力される画像信号に対応する原画像を所定の表示領域（表示部２１）に表示する。なお、液晶表示装置１に入力される画像信号は、６０Hzのフレームレートの画像（以下、フィールド画像という）に対応する。
【００３１】
液晶パネル１１は、バックライト１２からの光を透過させる画素としての開口部が複数配列されている表示部２１、並びに、表示部２１を構成する各画素に１対１に対応して設けられている図示しないトランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）に駆動信号を送出するソースドライバ２２およびゲートドライバ２３により構成されている。
【００３２】
バックライト１２は、表示部２１に対応する所定の点灯領域において白色の光を発する。バックライト１２の点灯領域は複数の領域に分割されており、分割された複数の領域それぞれについて個別に点灯が制御される。
【００３３】
図３では、バックライト１２の点灯領域が、水平方向に５分割、垂直方向に６分割の計３０分割され、領域Ａ11乃至Ａ56により構成されている。バックライト１２は、領域Ａ11乃至Ａ56に対応する光源BL11乃至BL56を有する。
【００３４】
領域Ａij（ｉ＝１乃至５，ｊ＝１乃至６）に配置されている光源BLijは、例えば、所定の順序で配列された赤色の発光ダイオード、緑色の発光ダイオード、および青色の発光ダイオードにより構成される。光源BLijは、光源制御回路３３から供給されるバックライト制御値BLctlijに対応する輝度で、赤色、緑色、および青色の混合により得られる白色の光を発生させる。
【００３５】
なお、領域Ａ11乃至Ａ56は、バックライト１２の点灯領域を、仕切り板等を用いて物理的に分割したものではなく、光源BL11乃至BL56に対応する領域として仮想的に分割したものである。従って、光源BLij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、光源BLijに対応する領域Ａijだけでなく、その領域Ａijの周辺の領域に対しても照射される。
【００３６】
制御部１３は、液晶パネル１１を制御する液晶パネル制御回路３１、メモリ３２、および、バックライト１２を制御する光源制御回路３３により構成される。
【００３７】
液晶パネル制御回路３１には、フィールド画像に対応する画像信号が他の装置から供給される。液晶パネル制御回路３１は、供給された画像信号からフィールド画像の輝度分布を求める。そして、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａijで必要な表示輝度Ａreqijを算出する。
【００３８】
なお、上述したように、光源BLijから出射された光は、光源BLijの前方の領域Ａijだけでなく、その領域Ａijの周辺の領域に対しても照射される。逆に言うと、領域Ａijで必要な表示輝度Ａreqijは、領域Ａijの後方に配置されている光源BLijから出射された光と、領域Ａijの周辺の領域にそれぞれ配置されている光源からの光との合成によって得られる。
【００３９】
液晶パネル制御回路３１は、光源BLijによる発光輝度の領域Ａijに対する寄与分を光源BL11乃至BL56まで寄せ集めることにより領域Ａijの表示輝度Ａreqijが得られるとする式を、領域Ａ11乃至Ａ56それぞれについて立てた連立方程式（連立不等式）を解くことにより、光源BL11乃至BL56の発光輝度を設定する輝度設定値BLset11乃至BLset56を算出し、光源制御回路３３に供給する。
【００４０】
なお、光源BLijによる発光輝度の領域Ａijに対する寄与分を光源BL11乃至BL56まで寄せ集めることにより領域Ａijの表示輝度Ａreqijが得られるとする式は、光源BL11乃至BL56の輝度設定値BLset11乃至BLset56と、光源BL11乃至BL56の領域Ａijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreqij（以上）であるとする式で表すことができる。ここで、光源BL11乃至BL56それぞれの領域Ａijに対する寄与率は、領域Ａijから照射される光に含まれる光源BL11乃至BL56それぞれの光の割合を表し、予めメモリ１４に記憶されている。
【００４１】
さらに、液晶パネル制御回路３１は、輝度設定値BLset11乃至BLset56が決定されると、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１を構成する各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。設定階調Ｓ_data’は、画素の開口率を決定する８ビットの値である。そして、液晶パネル制御回路３１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。
【００４２】
メモリ３２は、液晶パネル制御回路３１からの出力である、８ビット（bit）、２５６階調の輝度設定値BLsetijを、バックライト１２が受け付け可能な制御信号である、１０ビット、１０２４階調のバックライト制御値BLctlijに変換するバックライト制御値変換テーブルを記憶している。
【００４３】
光源制御回路３３は、液晶パネル制御回路３１から供給される輝度設定値BLset11乃至BLset56それぞれを、メモリ３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルに基づいて、バックライト制御値（光源制御値）BLctl11乃至BLctl56に変換し、バックライト１２に供給する。これにより、バックライト１２の領域Ａijに配置されている光源BLijは、バックライト制御値BLctlijに応じた発光輝度で発光する。バックライト制御値BLctlijは、例えば、電流値またはPWM（Pulse Width Modulation）幅である。
【００４４】
メモリ１４は、上述したように、例えば、予め実験等により求められた、領域Ａ11乃至Ａ56それぞれに対する光源BL11乃至BL56それぞれの寄与率を記憶する。また、メモリ１４は、輝度設定値BLset11乃至BLset56を設定階調Ｓ_data’に変換するための設定階調変換テーブルを記憶する。設定階調変換テーブルについては、図５を参照して後述する。
【００４５】
次に、図４のフローチャートを参照して、図３の液晶表示装置１の表示制御処理について説明する。
【００４６】
初めに、ステップＳ１において、液晶パネル制御回路３１は、他の装置から供給された画像信号を受信する。この画像信号は、１枚のフィールド画像に対応する。
【００４７】
ステップＳ２において、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布を求める。また、ステップＳ２において、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａijで必要な表示輝度Ａreqijを算出する。
【００４８】
ステップＳ３において、液晶パネル制御回路３１は、光源BL11乃至BL56の輝度設定値BLset11乃至BLset56と、光源BL11乃至BL56の領域Ａijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreqijであるとした式を、領域Ａ11乃至Ａ56それぞれについて立てた連立方程式を解くことにより、光源BL11乃至BL56それぞれの輝度設定値BLset11乃至BLset56を算出し、光源制御回路３３に供給する。
【００４９】
ステップＳ４において、液晶パネル制御回路３１は、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。
【００５０】
ステップＳ５において、液晶パネル制御回路３１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。
【００５１】
ステップＳ６において、光源制御回路３３は、液晶パネル制御回路３１から供給された、８ビットの輝度設定値BLset11乃至BLset56それぞれを、メモリ３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルに基づいて、１０ビットのバックライト制御値BLctl11乃至BLctl56に変換し、バックライト１２に供給する。
【００５２】
ステップＳ７において、液晶パネル制御回路３１は、画像信号が供給されなくなったかを判定する。ステップＳ７で、画像信号が供給されたと判定された場合、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１乃至Ｓ７の処理が実行される。これにより、液晶表示装置１は、次のフィールド画像を表示する。
【００５３】
一方、ステップＳ７で、画像信号が供給されなくなったと判定された場合、処理は終了する。
【００５４】
以上のように、光源BL11乃至BL56それぞれがフィールド画像に対して最適な（最低限の）発光輝度となるようにバックライト１２を制御する画像表示方式を、以下では、バックライト部分制御という。これに対して、光源BL11乃至BL56がほぼ最大、かつ、同一の発光輝度となるようにバックライト１２を制御する従来の画像表示方式を、以下では、バックライト全体制御という。
【００５５】
具体的な数値例で、従来のバックライト全体制御と図３の液晶表示装置１によるバックライト部分制御とを簡単に説明する。なお、実際の制御は、R,G,Bそれぞれについて求められるが、簡単のため、０乃至２５５階調（８ビット）のグレイスケール（白黒）で説明する。
【００５６】
例えば、従来のバックライト全体制御において、供給された画像信号から、表示部２１の所定の画素PIXの表示輝度を１２８にする必要がある場合、バックライト１２は、表示部２１の全画素について均一に１００％の出力、即ち発光輝度２５５で発光させ、画素PIXについては開口率を５０％とすることによって１２８（２５５階調の５０％）の表示輝度を実現していた。
【００５７】
一方、図３の液晶表示装置１によるバックライト部分制御では、例えば、画素PIXが含まれる領域Ａijの光源BLijの輝度設定値BLsetijを１２８（即ち、光源BLijの５０％の出力）に設定し、画素PIXについては開口率を１００％とすることによって１２８の表示輝度を実現する。
【００５８】
これにより、光源BLijを最大の発光輝度２５５で発光させる必要がないので消費電力を低減させることが可能となる。なお、この例は、領域Ａij内の画素の最大表示輝度が画素PIXの１２８である場合である。
【００５９】
バックライト部分制御において、画素PIXの開口率をバックライト全体制御と同様の５０％としたときの画素PIXの表示輝度は１２８の半分の６４であるが、バックライト部分制御では、液晶パネル制御回路３１が、画素PIXの開口率を５０％から１００％とすることによって、残りの６４の表示輝度を見かけ上発光させたと言える。このように、開口率をバックライト全体制御時の設定から変更することによって増大した輝度、換言すれば、開口率制御によって見かけ上発光した輝度を、本明細書では、液晶補正輝度という。
【００６０】
図５を参照して、従来のバックライト全体制御とバックライト部分制御についてさらに説明する。
【００６１】
図５は、開口率に対応する設定階調と表示輝度 [nit＝cd/m2]との関係を表す表示輝度特性を示している。
【００６２】
図５においては、設定階調が２５６階調とされており、例えば、設定階調を０に設定したときが開口率０％となり、設定階調を２５５に設定したときが開口率１００％となる。
【００６３】
図５において、実線の曲線で示される表示輝度特性ｆ1は、バックライト全体制御における表示輝度特性を示している。即ち、表示輝度特性ｆ1は、光源BLijが１００％の出力で照明されている状態において、設定階調を０乃至２５５にそれぞれ設定したときの表示輝度を表す。この表示輝度特性ｆ1は、以下に後述するその他の表示輝度特性（表示輝度特性ｆ1’および表示輝度特性ｆ1”）の基準となるものであり、以下では、基準表示輝度特性ｆ1という。
【００６４】
一方、点線の曲線で示される表示輝度特性ｆLOWは、バックライト部分制御における表示輝度特性を示している。即ち、表示輝度特性ｆLOWは、光源BLijが１００％よりもε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLsetijで照明されている状態において、設定階調を０乃至２５５にそれぞれ設定したときの表示輝度を表す。
【００６５】
図３の液晶表示装置１では、上述したように、領域Ａijで必要な表示輝度Ａreqijから光源BL11乃至BL56それぞれの輝度設定値BLset11乃至BLset56が求められる。
【００６６】
いま、画素PIXにおいて表示輝度をL_dataにすることを考えると、光源BLijを１００％の出力で照明するバックライト全体制御においては、基準表示輝度特性ｆ1に従い、設定階調を６５（＝S_data）に設定すればよいことが分かる。
【００６７】
一方、バックライト部分制御では、光源BLijは、ε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLsetijで照明しているので、画素PIXにおいて表示輝度をL_dataにするためには、図５に示されるように、設定階調を１６５（＝S_data'）とする必要がある。
【００６８】
実際には、液晶表示装置１では、基準表示輝度特性ｆ1に対応する設定階調変換テーブルのみがメモリ１４に記憶されており、液晶パネル制御回路３１は、その基準表示輝度特性ｆ1に対応する設定階調変換テーブルから、以下のようにして、設定階調Ｓ_data’を算出する。
【００６９】
まず、液晶パネル制御回路３１は、光源BLijの出力の比率を算出する。即ち、液晶パネル制御回路３１は、開口率についてはともに１００％の同一条件とし、光源BLijを１００％の出力で照明したときの表示輝度L_peakと、光源BLijをε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLsetijで照明したときの表示輝度Ｌ_setijとの比γijを、式（１）により求める。
【００７０】
γij＝Ｌ_peak/Ｌ_setij・・・・・（１）
【００７１】
次に、液晶パネル制御回路３１は、画素PIXの設定階調Ｓ_data’を、表示輝度L_peakと表示輝度Ｌ_setijとの比γij及び表示輝度L_dataに基づいて、式（２）により算出する。
【００７２】
Ｓ_data’=ｆ-1（γij×Ｌ_data）・・・・・（２）
【００７３】
式（２）は、バックライト部分制御において、ε％だけ抑制して出力している光源BLijによって表示輝度L_dataとするためには、光源BLijが１００％で出力したときに表示輝度を（γij×Ｌ_data）にするときと同一の設定階調S_data'（＝１６５）にする必要があることを表している。
【００７４】
以上のように、液晶表示装置１によるバックライト部分制御では、バックライト全体制御のときの表示輝度と同程度になるように、光源BL11乃至BL56それぞれの輝度設定値BLset11乃至BLset56と表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を求めるようにしたが、バックライト全体制御では、図５に示されるように、設定階調S_dataを０にした状態、即ち、画素の開口率を０％にした状態でも、表示輝度が所定の明るさ（図５では、約１．０nit）となってしまう、即ち、黒い（暗い）色を表すレベル（以下、黒レベルと称する）が最適に、即ちより黒く表現されていないという問題がある。
【００７５】
そこで、図６は、黒レベルをより黒く表現することによって表示輝度のダイナミックレンジを拡大した液晶表示装置の構成例を示している。即ち、図６は、本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００７６】
なお、図６において、図３と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００７７】
図６の液晶表示装置１０１は、液晶パネル１１、バックライト１２、制御部１３、およびメモリ１２１により構成されている。
【００７８】
メモリ１２１は、図３のメモリ１４が記憶していた図５の基準表示輝度特性ｆ1を表す設定階調変換テーブルとは異なる、図７に示される表示輝度特性ｆ1’を表す設定階調変換テーブル（以下、ダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルと称する）を記憶する。
【００７９】
図７の表示輝度特性ｆ1’は、基準表示輝度特性ｆ1と比較して、約５０以下の設定階調に対する表示輝度が低くなる特性を有している。換言すれば、表示輝度特性ｆ1’は、設定階調を０、即ち、画素の開口率を０％にしたときの表示輝度が０．５nitで、設定階調が５０付近で表示輝度が１０nitとなるようにして、設定階調０から５０までの間の設定階調１当たりの表示輝度の変化（即ち、傾き）が基準表示輝度特性ｆ1より大きな曲線となっている。ここで、設定階調を０、即ち、画素の開口率を０％にしたときの表示輝度をオフセットOFFSETと呼び、図７の表示輝度特性ｆ1’では、オフセットOFFSET＝０．５である。
【００８０】
表示輝度L_dataとしての表示輝度Ａreqijが約１０nit以下の場合には、光源BLijの出力の抑制率ε’は、図５の基準表示輝度特性ｆ1のときのεより小さくなる（ε’＜ε）ため、γij’も小さくなる。従って、設定階調S_dataによる表示輝度と設定階調S_data’による表示輝度との差分に相当する液晶補正輝度も小さくなる。
【００８１】
その結果、液晶表示装置１０１は、液晶表示装置１よりも、黒レベルをより黒く表現することができ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【００８２】
図８乃至図１０を参照して、基準表示輝度特性ｆ1（図５）で表される設定階調変換テーブルと、表示輝度特性ｆ1’（図７）で表されるダイナミックレンジ対応設定階調変換テーブルによる効果の違いについて説明する。
【００８３】
図８は、図３の液晶表示装置１が、基準表示輝度特性ｆ1（図５）で表される設定階調変換テーブルに従って、図２に示した原画像Ｐ１’を処理した結果を示している。
【００８４】
図８Ａは、図２と同様の原画像Ｐ１’を示している。図８乃至図１０では、図８Ａの原画像Ｐ１’のうちの横方向の点線上の複数画素からなる領域（以下、対象領域という）の輝度について考える。
【００８５】
図８Ｂは、原画像Ｐ１’の対象領域の輝度である原画像輝度を示している。即ち、図８Ｂに示すように、原画像Ｐ１’の領域Ｒ２’の原画像輝度は０で、領域Ｒ１’の原画像輝度は３０となっている。
【００８６】
図８Ｃは、対象領域に対するバックライト１２の光源BLijによる発光輝度を示している。なお、ここでは、説明を簡単にするため、原画像Ｐ１’の領域Ｒ１’の中央（中心）に光源BLijが位置するものとする。
【００８７】
図８Dは、対象領域に対する液晶補正輝度を示している。原画像輝度が０のときの液晶補正輝度は、図５の基準表示輝度特性ｆ1の設定階調０のときに相当し、約１．０nitとなる。
【００８８】
図８Ｅは、図８Ｃのバックライト１２の発光輝度と図８Ｄの液晶補正輝度とが合成されてなる表示輝度を示している。即ち、各画素の表示輝度は、バックライト１２の発光輝度×液晶補正輝度で表される。
【００８９】
図８Eに示される表示輝度では、原画像Ｐ１’の領域Ｒ１’と領域Ｒ２’の境界が明確に区別されている。また、原画像Ｐ１’の最も暗い部分である領域Ｒ２’の表示輝度は、図５の基準表示輝度特性ｆ1のオフセットOFFSETと同一の約１．０nitとなっている。なお、原画像Ｐ１’の原画像輝度０に対応する、表示輝度の最も暗いレベルを、以下では、最低輝度レベルという。
【００９０】
図９は、図５の液晶表示装置１０１が、表示輝度特性ｆ1’（図７）で表されるダイナミックレンジ対応設定階調変換テーブルに従って、図２に示した原画像Ｐ１’を処理した結果を示している。
【００９１】
図９Ａ乃至図９Ｃは、図８Ａ乃至図８Ｃとそれぞれ同様であり、その説明は省略する。
【００９２】
図９Dは、図８Ｄと同様の、対象領域に対する液晶補正輝度を示している。原画像輝度が０のときの液晶補正輝度は、図７の表示輝度特性ｆ1’の設定階調０のときに相当し、約０．５nitとなる。
【００９３】
その結果、図９Eに示されるように、原画像Ｐ１’の領域Ｒ１’に対応する表示輝度は、図８Eにおける場合と同程度のままで、最低輝度レベルは、一点鎖線で示されている基準表示輝度特性ｆ1を用いたときの最低輝度レベルより低く（黒く）なっている。即ち、黒いレベルがより黒く表示されるようになり、表示輝度のダイナミックレンジが拡大されている。
【００９４】
従って、図５の液晶表示装置１０１によれば、図３の液晶表示装置１に比べて、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【００９５】
なお、表示輝度特性ｆ1’におけるオフセットOFFSETを小さい値に設定すればするほど、最低輝度レベルを０に近づけることができ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができるが、オフセットOFFSETは、０以外の値とする。
【００９６】
仮に、表示輝度特性ｆ1’におけるオフセットOFFSETを０とした場合の処理結果を図１０に示す。
【００９７】
表示輝度特性ｆ1’におけるオフセットOFFSETを０とした場合、原画像輝度０のときは、L_peakが０なので式（１）のγijも０となり、S_data’＝０、即ち、図１０Ｄに示されるように液晶補正輝度が０となる。その結果、図１０Ｃの斜線部のバックライト１２の発光輝度が、図１０Ｅに示されるように、そのまま表示輝度として現れる。
【００９８】
即ち、原画像Ｐ１’の領域Ｒ２’のうち、領域Ｒ１’の周辺の画素が、領域Ｒ１’の輝度に引っ張られるように明るくなってしまい、表示輝度特性ｆ1’におけるオフセットOFFSETを０とした場合、最低輝度レベルを最も低くすることができるものの、黒ムラが発生する。
【００９９】
これに対して、図９に示したように、表示輝度特性ｆ1’におけるオフセットOFFSETを０．５とした場合には、黒ムラは発生しにくい。
【０１００】
従って、メモリ１２１が記憶するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを、図７に示したように、オフセットOFFSETが０以外で、所定の設定階調以下（図７では、約５０以下）の表示輝度が基準表示輝度特性ｆ1と比べて低い値に設定されている表示輝度特性ｆ1’に対応させることによって、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０１０１】
従って、図１１に示すように、例えば、オフセットOFFSETを０．１とした表示輝度特性ｆ1”を採用することも可能である。
【０１０２】
図１２は、液晶表示装置１０１による表示制御処理のフローチャートを示している。
【０１０３】
図１２のステップＳ２１乃至Ｓ２７の処理は、基本的に、上述した図４のステップＳ１乃至Ｓ７の処理とそれぞれ同様であるので、その説明は省略する。
【０１０４】
但し、ステップＳ２４において、液晶パネル制御回路３１は、メモリ１２１に記憶されているダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する点だけが相違する。
【０１０５】
以上のように、図５の液晶表示装置１０１によれば、バックライト全体制御における設定階調S_dataと表示輝度L_dataとの関係を表す基準表示輝度特性ｆ1と比較して、表示輝度が所定の設定階調以下で低くなっている表示輝度特性（図７の表示輝度特性ｆ1’または図１１の表示輝度特性ｆ1”）に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出することにより、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０１０６】
なお、上述した例では、表示輝度特性ｆ1’またはｆ1”のいずれか１つに対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルをメモリ１２１に記憶させるようにしたが、例えば、表示輝度特性ｆ1’に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルと、表示輝度特性ｆ1”に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルなど、複数のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルをメモリ１２１に記憶させるようにして、原画像の各画素を注目画素としたときの、注目画素の周辺の画素の輝度の輝度分布に応じて、その注目画素に対して使用する表示輝度特性を選択し、選択された表示輝度特性に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを使用することができる。
【０１０７】
この場合、注目画素に対して周辺の画素の輝度の変化量が大きい場合には、オフセットOFFSETが基準表示輝度特性ｆ1のオフセットOFFSETに近い表示輝度特性（例えば、表示輝度特性ｆ1’）となっているダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを使用し、注目画素に対して周辺の画素の輝度の変化量が小さい場合には、オフセットOFFSETが０に近い表示輝度特性（例えば、表示輝度特性ｆ1”）となっているダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを使用することで、より黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。また、画素単位ではなく、１枚のフィールド画像単位で表示輝度特性を選択してもよい。
【０１０８】
図１３は、本発明を適用した液晶表示装置のその他の実施の形態の構成例を示す図である。
【０１０９】
なお、図１３において、図６と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１１０】
図１３の液晶表示装置２０１は、液晶パネル１１、バックライト１２、制御部１３、およびメモリ２１１により構成されている。
【０１１１】
制御部１３は、液晶パネル１１を制御する液晶パネル制御回路２２１、メモリ３２、および、バックライト１２を制御する光源制御回路３３により構成される。即ち、液晶表示装置２０１の制御部１３では、液晶パネル制御回路３１に代えて液晶パネル制御回路２２１が設けられている。
【０１１２】
液晶パネル制御回路２２１は、他の装置から供給される画像信号のうちの原画像輝度０の画像信号を、メモリ２１１に記憶されている０階調変換テーブルに基づいて所定の原画像輝度の画像信号に変換する。また、液晶パネル制御回路２２１は、図６の液晶パネル制御回路３１と同様の処理も行う。
【０１１３】
メモリ２１１は、図６のメモリ１２１が記憶していた図７の表示輝度特性ｆ1’を表すダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルとは異なるダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを記憶する。
【０１１４】
メモリ２１１に記憶されているダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルは、図７の表示輝度特性ｆ1’と同様の傾向を有する表示輝度特性であって、オフセットOFFSETが０となっているテーブルである。以下、メモリ２１１に記憶されているダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを、上述したダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルと区別して、０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルといい、この０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに対応する表示輝度特性を表示輝度特性ｆ2とする。
【０１１５】
なお、図７の縦軸は対数軸であるので表示輝度が０には成り得ないため表示輝度特性ｆ2の図示は省略するが、メモリ２１１に記憶されている０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルにおいては、設定階調０のときの表示輝度が０となされている。
【０１１６】
また、メモリ２１１は、０階調変換テーブルも記憶する。
【０１１７】
図１４を参照して、メモリ２１１に記憶されている０階調変換テーブルについて説明する。
【０１１８】
０階調変換テーブルは、他の装置から供給される画像信号のうちの原画像輝度０の画像信号を、所定の原画像輝度の画像信号に変換するためのテーブルである。０階調変換テーブルは、図１４に示される関数ｈによって表される。関数ｈは、原画像輝度０の所定の画素を注目画素としたとき、その注目画素から、原画像輝度が０以外となっている画素までの距離が遠くなるに従って、大きい値の原画像輝度、即ち、明るい輝度に変換され、注目画素から原画像輝度が０以外となっている画素までの距離が所定以上となると、変換後の原画像輝度を一定の変換値ＴＧとする関数である。図１４は、変換値ＴＧが１０に設定されている例を示している。
【０１１９】
なお、注目画素から、原画像輝度が０以外となっている画素までの距離は、例えば、水平方向や垂直方向など、所定の一方向についての距離としてもよいし、あるいは、注目画素の周辺の全方向についての距離の平均値としてもよい。
【０１２０】
図１５は、図１３の液晶表示装置２０１が、０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルと０階調変換テーブルに従って、図２に示した原画像Ｐ１’を処理した結果を示している。
【０１２１】
図１５Ａは、図２と同様の原画像Ｐ１’を示している。図１５においても、上述した例と同様に、横方向の複数画素からなる領域（対象領域）の輝度について考える。
【０１２２】
図１５Ｂは、図８Ｂなどと同様の、対象領域の原画像輝度を示している。
【０１２３】
図１５Ｃは、図１５Ｂに示される原画像輝度に対して、図１４に示した関数ｈで表される０階調変換テーブルによる輝度の変換を行った後の、原画像輝度を示している。
【０１２４】
図１５Ｄは、図８Ｃなどと同様の、対象領域に対するバックライト１２の光源BLijによる発光輝度を示している。
【０１２５】
図１５Ｅは、対象領域に対する液晶補正輝度を示している。液晶補正輝度は、図１５Ｃの変換後の原画像輝度に対して決まるので、図１５Ｅに示されるようになる。
【０１２６】
図１５Ｆは、図１５Ｄのバックライト１２の発光輝度と図１５Ｅの液晶補正輝度とが合成されてなる表示輝度を示している。
【０１２７】
図１５Ｆに示される表示輝度は、原画像Ｐ１’の領域Ｒ１’に対応する表示輝度は、図８Eにおける場合と同程度のままで、最低輝度レベルは、一点鎖線で示されている図８Ｅの最低輝度レベルより低く（黒く）なっている。即ち、黒いレベルがより黒く（暗く）表示されるようになり、表示輝度のダイナミックレンジが拡大されている。
【０１２８】
従って、図１３の液晶表示装置２０１によれば、図３の液晶表示装置１に比べて、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０１２９】
図１６のフローチャートを参照して、図１３の液晶表示装置２０１の表示制御処理について説明する。
【０１３０】
初めに、ステップＳ４１において、液晶パネル制御回路２２１は、他の装置から供給された画像信号を受信する。この画像信号は、１枚のフィールド画像に対応する。
【０１３１】
ステップＳ４２において、液晶パネル制御回路２２１は、他の装置から供給される画像信号のうちの原画像輝度０の画像信号を、メモリ２１１に記憶されている０階調変換テーブルに基づいて所定の原画像輝度の画像信号に変換する。
【０１３２】
ステップＳ４３において、液晶パネル制御回路２２１は、フィールド画像の輝度分布を求める。また、ステップＳ４３において、液晶パネル制御回路２２１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａijで必要な表示輝度Ａreqijを算出する。なお、ここでは、原画像輝度０の画素については、ステップＳ４２の処理による変換後の原画像輝度が用いられる。
【０１３３】
ステップＳ４４において、液晶パネル制御回路２２１は、光源BL11乃至BL56の輝度設定値BLset11乃至BLset56と、光源BL11乃至BL56の領域Ａijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreqijであるとした式を、領域Ａ11乃至Ａ56それぞれについて立てた連立方程式を解くことにより、光源BL11乃至BL56それぞれの輝度設定値BLset11乃至BLset56を算出し、光源制御回路３３に供給する。
【０１３４】
ステップＳ４５において、液晶パネル制御回路２２１は、メモリ２１１に記憶されている０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。
【０１３５】
ステップＳ４６において、液晶パネル制御回路２２１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。
【０１３６】
ステップＳ４７において、光源制御回路３２は、液晶パネル制御回路２２１から供給された、８ビットの輝度設定値BLset11乃至BLset56それぞれを、バックライト制御値変換テーブルに基づいて、１０ビットのバックライト制御値BLctl11乃至BLctl56に変換し、バックライト１２に供給する。
【０１３７】
ステップＳ４８において、液晶パネル制御回路２２１は、画像信号が供給されなくなったかを判定する。ステップＳ４８で、画像信号が供給されたと判定された場合、処理はステップＳ４１に戻り、ステップＳ４１乃至Ｓ４８の処理が実行される。これにより、液晶表示装置１は、次のフィールド画像を表示する。
【０１３８】
一方、ステップＳ４８で、画像信号が供給されなくなったと判定された場合、処理は終了する。
【０１３９】
以上のように、図１３の液晶表示装置２０１によれば、図１４に示したように、画像信号のうちの原画像輝度０の画像信号を、関数ｈで表される０階調変換テーブルに基づいて所定の原画像輝度の画像信号に変換し、かつ、オフセットOFFSETが０となる表示輝度特性ｆ2に対応する０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出することにより、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０１４０】
なお、オフセットOFFSETが０となる表示輝度特性ｆ2に対応する０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに代えて、オフセットOFFSETが０以外の表示輝度特性ｆ1’またはｆ1”に対応するダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset11乃至BLset56から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出した場合でも、黒ムラを抑制しつつ、表示輝度のダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０１４１】
また、上述した例では、変換値ＴＧが１０となる関数ｈで表される１つの０階調変換テーブルをメモリ２１１に記憶させるようにしたが、変換値ＴＧの値がそれぞれ異なる関数ｈに対応する複数の０階調変換テーブルをメモリ２１１に記憶させるようにして、原画像の各画素を注目画素としたときの、注目画素の周辺の画素の輝度の輝度分布に応じて、その注目画素に対して使用する０階調変換テーブルを使い分けるようにしてもよい。
【０１４２】
さらに、０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルについても、オフセットOFFSETがそれぞれ異なる複数の０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルをメモリ２１１に記憶させ、注目画素の周辺の画素の輝度の輝度分布に応じて、その注目画素に対して使用する０階調のダイナミックレンジ拡大対応設定階調変換テーブルを使い分けるようにすることもできる。
【０１４３】
上述した例では、６０Hzのフレームレートで画像を表示する例について説明したが、画像のフレームレート（表示レート）は、６０Hzに限らず、６０Hzより小さい、または、６０Hzより大きくてもよい。
【０１４４】
また、領域Ａ11乃至Ａ56は、バックライト１２の点灯領域を仮想的に分割した領域としたが、領域Ａ11乃至Ａ56それぞれの間に仕切り板等を設け、物理的に分割したものとしてもよい。
【０１４５】
なお、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１４６】
本発明は、分割された複数の領域個別に点灯が制御可能なバックライト１２が表示パネル１１の背面側に配置され、バックライト１２のバックライト部分制御と、表示パネル１１の画素の開口率の制御により、画像を表示する液晶表示装置に適用することができる。
【０１４７】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】従来のバックライトの制御について説明する図である。
【図２】黒ムラについて説明する図である。
【図３】本発明の基本となる液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図４】図３の液晶表示装置の表示制御処理を説明するフローチャートである。
【図５】バックライト全体制御とバックライト部分制御について説明する図である。
【図６】本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【図７】表示輝度特性ｆ1’を説明する図である。
【図８】設定階調変換テーブルに従って原画像を処理した結果を示す図である。
【図９】ダイナミックレンジ対応設定階調変換テーブルに従って原画像を処理した結果を示す図である。
【図１０】オフセットOFFSETを０としたダイナミックレンジ対応設定階調変換テーブルに従って原画像を処理した結果を示す図である。
【図１１】オフセットOFFSETを０．１とした表示輝度特性ｆ1”の例を示す図である。
【図１２】図６の液晶表示装置の表示制御処理を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明を適用した液晶表示装置のその他の実施の形態の構成例を示す図である。
【図１４】０階調変換テーブルを説明する図である。
【図１５】０階調変換テーブルに従って原画像を処理した結果を示す図である。
【図１６】図１３の液晶表示装置の表示制御処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４９】
１  液晶表示装置，  １１  液晶パネル，  １２  バックライト，  １３  制御部，  １４  メモリ，  ２１  表示部，  ３１  液晶パネル制御回路，  ３２  メモリ，  ３３  光源制御回路，  １０１  液晶表示装置，  １２１  メモリ，  ２０１  液晶表示装置，  ２１１  メモリ，  ２２１  液晶パネル制御回路
【図１】
2007322882.tif 000003
【図２】
2007322882.tif 000004
【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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【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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