(57)【要約】【課題】表示画面を構成する複数の領域に各別に照射する複数の光源夫々の輝度を制御するローカルディミング制御によって消費電力を低減する輝度制御装置、画像表示装置、液晶テレビ受信機、輝度制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供する。【解決手段】ローカルディミング処理部２３は、判定情報に基づいて入力画像信号にローパスフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の画像信号の最大値を複数の光源夫々が光照射する領域毎に算出し、光源ごとの輝度値を算出する。また、ローカルディミング処理部２３は、算出した輝度値に応じた液晶制御値を算出する。液晶表示装置３は所定のタイミングで送出された輝度値及び液晶制御値に基づいて液晶表示画面に画像を表示する。【選択図】図１
2012237903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出し、算出した輝度値に基づいて該光源夫々の輝度を制御する輝度制御装置において、
前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定するフィルタ処理判定部と、
該フィルタ処理判定部がフィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号を第１のローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成するフィルタ処理部と、
該フィルタ処理部により生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とする第１の輝度値算出部と
を備えることを特徴とする輝度制御装置。
【請求項２】
前記フィルタ処理判定部は、フィルタ処理をする信号を受け付けた場合に、フィルタ処理をすると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項３】
前記フィルタ処理判定部は、前記表示画面から前方の閲覧位置までの距離が第１閾値以上である場合に、フィルタ処理をすると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項４】
前記フィルタ処理判定部は、さらに、前記閲覧位置までの距離が第１閾値より大きい第２閾値以上であるか否かを判定し、
前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理判定部が前記第２閾値以上であると判定した場合に、前記入力画像信号を前記第１のローパスフィルタに代えて、前記第１のローパスフィルタよりフィルタサイズが大きい第２のローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の輝度制御装置。
【請求項５】
前記表示画面の前方の１又は複数の閲覧者までの距離を検出する距離検出部と、
該距離検出部により検出した閲覧者までの距離のうち最小値を特定して前記閲覧位置までの距離とする距離特定部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の輝度制御装置。
【請求項６】
前記表示画面から面内方向に離間した位置に設けられた検出手段によって検出される１又は複数の閲覧者までの距離を、前記表示画面から前方の１又は複数の閲覧者までの距離に補正する距離補正部と、
該距離補正部により補正した閲覧者までの距離のうち最小値を特定して前記閲覧位置までの距離とする距離特定部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の輝度制御装置。
【請求項７】
前記入力画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とする第２の輝度値算出部と、
該第２の輝度値算出部が算出した輝度値と前記第１の輝度値算出部が算出した輝度値との総輝度差が所定値以下であるか否かを判定する輝度差判定部と、
該輝度差判定部が前記所定値以下であると判定した場合に、前記第２の輝度値算出部が算出した輝度値を選択する輝度値選択部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の輝度制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の輝度制御装置と、
前記表示画面として液晶表示画面を配し、前記光源を複数配したバックライトを有する液晶表示装置とを備え、
前記輝度制御装置により、前記バックライトに配した前記光源の輝度を制御するようにしてある
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の輝度制御装置と、
前記表示画面として液晶表示画面を配し、前記光源を複数配したバックライトを有する液晶表示装置と、
テレビ放送を受信する受信装置とを備え、
該受信装置が受信した受信信号から前記入力画像信号を生成し、前記輝度制御装置により、前記バックライトに配した前記光源の輝度を制御するようにしてある
ことを特徴とする液晶テレビ受信機。
【請求項１０】
表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出し、算出した輝度値に基づいて該光源夫々の輝度を制御する輝度制御方法において、
前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定し、
フィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号をローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成し、
生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とする
ことを特徴とする輝度制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに、表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定させるステップと、
コンピュータに、フィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号をローパスフィルタによりフィルタ処理させるステップと、
コンピュータに、フィルタ処理により生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して輝度値とさせるステップと
を行わせることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とするコンピュータでの読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画面を構成する複数の領域に各別に照射する複数の光源夫々の輝度を制御するローカルディミング制御を行う輝度制御装置、画像表示装置、液晶テレビ受信機、輝度制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ受信機、携帯電話などの多くの電気製品で液晶表示画面が用いられており、より大画面で高画質な画面表示への要求が高く、また、エネルギー節約のために、又は長時間駆動のために消費電力を低減することが望まれている。液晶表示装置は、エッジライト方式又は直下型方式によってバックライトを形成し、このバックライトにより液晶の背面から光を照射し、液晶部分に加える印加電圧によって透過光の偏光状態を制御して、液晶表示画面に映像を映し出すものである。
【０００３】
液晶表示をする際に必要な電力は、主として画像処理、バックライトの発光、及び液晶への電圧印加などに要する電力の合計値となる。とくにバックライトの発光のために消費する電力は大きいため、用途や使用状況に合わせて、適切にバックライトの輝度を制御する工夫が行われてきた。また、バックライトの輝度の制御に関して、液晶表示画面を構成する複数の領域に分割して、各領域夫々に光照射する複数の光源をバックライトに配し、光源夫々の輝度を独立に制御して、部分的にバックライトの輝度を制御するローカルディミング制御が案出されており、この制御によれば、低消費電力化とコントラスト比の向上とを図ることができる。
【０００４】
特許文献１では、液晶表示画面と該液晶表示画面を閲覧するユーザとの距離に着目してバックライトの輝度を制御する技術が開示されている。より具体的には、距離が遠い程、バックライトの輝度を高くし、逆に、距離が所定値以下となった場合には、バックライトの発光をオフとするように制御することによって、消費電力を低減することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、ユーザとの距離が遠い程、バックライトの輝度を高くするため、消費電力が大きくなってしまう。例えば、４０型などの大型液晶表示画面を２ｍ、５ｍ、１０ｍのように離れた位置で閲覧する場合、画面から遠ざかるほど、特許文献１に開示された技術によれば、消費電力が増大していくこととなる。画面から遠ざかるほど、画面細部への視認性は低下していくので、液晶表示画面上で細部を鮮明に表現しておく必要性は減少し、これに伴って、バックライト輝度を高く保っておく必要も無くなっていく。このような視認性の変化の観点についても考慮した上でバックライトの輝度を制御しなければ、十分な消費電力の低減効果を得ることはできない。
【０００７】
また、特許文献１では、ユーザとの距離を測定するために近接センサを用いるとしており、具体的には、発光ダイオードから光出力を行い、閲覧者からの反射光を受光センサで受信し、受信信号の信号レベルにより距離を測定することが開示されている。
【０００８】
このようなセンサによる距離測定では、液晶表示画面の前方に複数の閲覧者が存在する場合に、複数の閲覧者の位置を識別することができない。例えば、液晶表示画面の近くにいる閲覧者が動いていないにも関わらず、他の閲覧者が移動することによって信号レベルが増減して距離測定結果が変化し、バックライトの輝度を制御してしまう可能性がある。このとき、液晶表示画面の近くにいる閲覧者は、自ら動いていないにも関わらず、バックライトの輝度が変化するため、視覚的な違和感を受けてしまうことになる。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示画面を構成する複数の領域に各別に照射する複数の光源夫々の輝度を制御するローカルディミング制御によって消費電力を低減する輝度制御装置、画像表示装置、液晶テレビ受信機、輝度制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る輝度制御装置は、表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出し、算出した輝度値に基づいて該光源夫々の輝度を制御する輝度制御装置において、前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定するフィルタ処理判定部と、該フィルタ処理判定部がフィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号を第１のローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成するフィルタ処理部と、該フィルタ処理部により生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とする第１の輝度値算出部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る輝度制御装置は、前記フィルタ処理判定部は、フィルタ処理をする信号を受け付けた場合に、フィルタ処理をすると判定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る輝度制御装置は、前記フィルタ処理判定部は、前記表示画面から前方の閲覧位置までの距離が第１閾値以上である場合に、フィルタ処理をすると判定することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る輝度制御装置は、前記フィルタ処理判定部は、さらに、前記閲覧位置までの距離が第１閾値より大きい第２閾値以上であるか否かを判定し、前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理判定部が前記第２閾値以上であると判定した場合に、前記入力画像信号を前記第１のローパスフィルタに代えて、前記第１のローパスフィルタよりフィルタサイズが大きい第２のローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る輝度制御装置は、前記表示画面の前方の１又は複数の閲覧者までの距離を検出する距離検出部と、該距離検出部により検出した閲覧者までの距離のうち最小値を特定して前記閲覧位置までの距離とする距離特定部とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る輝度制御装置は、前記表示画面から面内方向に離間した位置に設けられた検出手段によって検出される１又は複数の閲覧者までの距離を、前記表示画面から前方の１又は複数の閲覧者までの距離に補正する距離補正部と、該距離補正部により補正した閲覧者までの距離のうち最小値を特定して前記閲覧位置までの距離とする距離特定部とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る輝度制御装置は、前記入力画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とする第２の輝度値算出部と、該第２の輝度値算出部が算出した輝度値と前記第１の輝度値算出部が算出した輝度値との総輝度差が所定値以下であるか否かを判定する輝度差判定部と、該輝度差判定部が前記所定値以下であると判定した場合に、前記第２の輝度値算出部が算出した輝度値を選択する輝度値選択部とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る画像表示装置は、上述の輝度制御装置と、前記表示画面として液晶表示画面を配し、前記光源を複数配したバックライトを有する液晶表示装置とを備え、前記輝度制御装置により、前記バックライトに配した前記光源の輝度を制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る液晶テレビ受信機は、上述の輝度制御装置と、前記表示画面として液晶表示画面を配し、前記光源を複数配したバックライトを有する液晶表示装置と、テレビ放送を受信する受信装置とを備え、該受信装置が受信した受信信号から前記入力画像信号を生成し、前記輝度制御装置により、前記バックライトに配した前記光源の輝度を制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る輝度制御方法は、表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出し、算出した輝度値に基づいて該光源夫々の輝度を制御する輝度制御方法において、前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定し、フィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号をローパスフィルタによりフィルタ処理した画像信号を生成し、生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して前記光源の輝度値とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、表示画面を構成する複数の領域を各別に照射する複数の光源夫々の輝度値を算出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記表示画面に表示すべき画像に係る入力画像信号に対してフィルタ処理をするか否かを判定させるステップと、コンピュータに、フィルタ処理をすると判定した場合に、前記入力画像信号をローパスフィルタによりフィルタ処理させるステップと、コンピュータに、フィルタ処理により生成した画像信号に基づいて、前記光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して輝度値とさせるステップとを行わせることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る記録媒体は、上述のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、入力画像信号を第１のローパスフィルタによりフィルタ処理してピークを低減し、第１の輝度値算出部により、フィルタ処理後の画像信号に基づいて、光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して光源の輝度値とするので、光源が照射する領域毎に光源の輝度を低下させて、消費電力を低減することができる。
【００２３】
本発明にあっては、フィルタ処理をする信号を受け付けた場合に、フィルタ処理をすると判定するので、信号を受け付けることによって消費電力を低減する状態にすることができる。
【００２４】
本発明にあっては、表示画面から前方の閲覧位置までの距離が第１閾値以上である場合に、フィルタ処理をすると判定するので、閲覧位置までの距離が遠くなった場合に、光源が照射する領域毎に光源の輝度を低下させて、消費電力を低減することができる。
【００２５】
本発明にあっては、さらに、閲覧位置までの距離が、第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、第１のローパスフィルタよりフィルタサイズが大きい第２のローパスフィルタによりフィルタ処理する。これにより、閲覧位置までの距離がさらに遠くなった場合に、消費電力をさらに低減することができる。
【００２６】
本発明にあっては、表示画面の前方の１又は複数の閲覧者までの距離を検出し、閲覧者までの距離のうち最小値を特定して閲覧位置までの距離とするので、表示画面に近い閲覧者に合わせた光源の輝度の制御が可能となる
【００２７】
本発明にあっては、表示画面から面内方向に離間した位置に設けられた検出手段によって閲覧者までの距離が検出される場合に、検出された距離を表示画面から閲覧者までの距離に補正し、補正した閲覧者までの距離のうち最小値を特定して閲覧位置までの距離とするので、表示画面から離間した検出手段を設ける場合でも、表示画面に近い閲覧者に合わせた光源の輝度の制御が可能となる。
【００２８】
本発明にあっては、第２の輝度値算出部により、入力画像信号に基づいて、光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して光源の輝度値とし、第２の輝度算出部が算出した輝度値と第１の輝度算出部が算出した輝度値との総輝度差が所定値以下であるかどうかを判定し、所定値以下であると判定した場合に、第２の輝度値算出部が算出した輝度値を選択するので、消費電力の低減効果が小さい場合には、フィルタ処理していない画像を表示画面に表示することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、入力画像信号をローパスフィルタによりフィルタ処理してピーク低減し、フィルタ処理後の画像信号に基づいて、光源が照射する領域毎に、画像信号の最大値を算出して光源の輝度値とするので、光源が照射する領域毎に光源の輝度を低下させて、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図２】ローカルディミング処理部の機能ブロックを示すブロック図である。
【図３】ＬＣＤモジュール及びバックライトユニット等よりなる液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図４】本発明によるバックライトの輝度制御の概念を説明するための模式図である。
【図５】本発明によるバックライトの輝度制御の原理を説明するための模式図である。
【図６】フィルタ処理部において用いるローパスフィルタの一例を説明するための模式図である。
【図７】フィルタ処理部において用いるローパスフィルタの他の一例を説明するための模式図である。
【図８】入力画像信号から輝度値及び液晶制御値を算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図９】フィルタ処理用の画像信号の一例を説明するための模式図である。
【図１０】フィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号を説明するための模式図である。
【図１１】フィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号を説明するための模式図である。
【図１２】フィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した輝度値を説明するための模式図である。
【図１３】フィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した輝度値を説明するための模式図である。
【図１４】フィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した液晶制御値を説明するための模式図である。
【図１５】フィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した液晶制御値を説明するための模式図である。
【図１６】測距センサを用いた場合の輝度制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図１７】測距センサを配置して距離測定をする状態を説明するための模式図である。
【図１８】測距センサによる測定結果を説明するための模式図である。
【図１９】フィルタ処理判定部における判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】マルチディスプレイシステムの液晶表示画面を正面から見た正面図である。
【図２１】マルチディスプレイシステムの機能ブロックを示すブロック図である。
【図２２】マルチディスプレイシステムの前方に複数の閲覧者が存在する状態を説明するための模式図である。
【図２３】測距センサによる複数の閲覧者の距離測定結果について説明するための模式図である。
【図２４】他の例に係るマルチディスプレイシステムの液晶表示画面を正面から見た正面図である。
【図２５】他の例に係るマルチディスプレイシステムの機能ブロックを示すブロック図である。
【図２６】他の例に係るマルチディスプレイシステムの輝度制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図２７】液晶表示画面Ｄ８の下端部に設けた測距センサ及び距離検出回路により検出した距離分布を説明するための模式図である。
【図２８】液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置に設定される補正係数について説明するための模式図である。
【図２９】液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置において補正された距離分布について説明するための模式図である。
【図３０】他の例に係るローカルディミング処理部の機能ブロックを示すブロック図である。
【図３１】液晶テレビ受信機の機能ブロックを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。なお、本実施の形態においては、液晶表示画面を構成する複数の領域ごとにバックライトの光源の輝度を独立に設定して制御（ローカルディミング制御）をすることができる液晶ディスプレイを用いた例について説明を行うが、本発明の技術は、このようなローカルディミング制御可能な液晶ディスプレイと同様に、表示画面を構成する複数の領域に各別に光照射する複数の光源夫々の輝度を独立に制御することができる表示装置を用いる場合にも適用可能である。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態に係る画像表示装置１の機能ブロックを示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る画像表示装置１は、輝度制御装置２、液晶表示装置３、制御部１０、画像信号やフィルタなどの各種データを記憶する記憶部１１、操作パネルやリモートコントローラなどからなる操作部１２等を備えて構成される。画像表示装置１としては、例えば、携帯通信端末装置、液晶テレビ受信機、大型ディスプレイ装置、などが挙げられる。制御部１０はマイクロコンピュータであり、前記のハードウェア各部を制御するための制御プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、制御プログラムの実行中に生成される各種データを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃなどを備える。ＲＯＭ１０ｂを書き込み可能な構成とし、コンピュータでの読み取りが可能な記憶媒体１３に制御プログラムを記録して、ＲＯＭ１０ｂにダウンロードする構成であっても良い。
【００３３】
輝度制御装置２は、判定情報入力インタフェース２１（以下、判定情報入力Ｉ／Ｆ２１と表記する。）、画像信号入力インタフェース２２（以下、画像信号入力Ｉ／Ｆ２２と表記する。）、ローカルディミング処理部２３、及びタイミング制御部２４等を備えている。輝度制御装置２は、入力される画像信号に対して、判定情報に基づくフィルタ処理を行い、バックライトの光源の輝度値と液晶素子への液晶制御値とを生成して所定のタイミングにより液晶表示装置３へ出力している。
【００３４】
判定情報入力Ｉ／Ｆ２１は、判定情報を受信するためのインタフェース回路で構成されている。判定情報は、入力画像信号へのフィルタ処理を行うか否かを判定するための情報である。判定情報は、具体的には、操作者によって設定されるフィルタ処理をする旨の設定信号であってもよいし、液晶表示画面から前方に存在する閲覧者の閲覧位置までの距離に関する情報等であってもよい。前者の場合には、操作者が操作部１２により入力した信号を制御部１０で受け付けてフィルタ処理を行うか否かを示す設定信号を生成し、生成された設定信号が判定情報として判定情報入力Ｉ／Ｆ２１に入力される。後者の場合には、操作者によって、操作部１２から距離に関する情報が入力され、判定情報入力Ｉ／Ｆ２１により受信するように構成してもよいし、後述する測距センサ１４を用いて液晶表示画面から前方に存在する閲覧者の閲覧位置までの距離が測定され、測定された距離に基づく判定情報を判定情報入力Ｉ／Ｆ２１により受信するように構成してもよい。
【００３５】
操作者が操作部１２によって、フィルタ処理するか否かを選択する場合、例えば、液晶表示画面等に入力メニューに「フィルタ処理無し、フィルタ処理有り」を表示し、いずれかが選択されるようにすればよい。また、分かり易いように、「定常電力（画質維持）、省電力（画質低下）」などと表示していずれかが選択されるようにしてもよい。この場合、「省電力（画質低下）」は「フィルタ処理有り」に対応する。
【００３６】
また、操作者が閲覧位置までの距離情報を操作部１２によって入力する場合、例えば、液晶表示画面に距離情報入力メニューを表示して入力を受け付けるようにする。入力内容は、距離そのものであってもよいし、距離に応じてランク分けされた中から選択するものであってもよい。判定情報入力Ｉ／Ｆ２１は、受信した判定情報をローカルディミング処理部２３へ出力する。
【００３７】
画像信号入力Ｉ／Ｆ２２は、画像信号を受信するためのインタフェース回路で構成されており、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、Ｄ−Ｓｕｂ（D-Subminiature）等の画像信号のインタフェース規格に従う。画像信号入力Ｉ／Ｆ２２は、受信した画像信号をローカルディミング処理部２３へ出力する。
【００３８】
ローカルディミング処理部２３は、入力された画像信号の各画素値に基づいて、複数の光源の輝度値を算出するとともに、算出した輝度値に応じた液晶制御値を算出し、輝度値及び液晶制御値をタイミング制御部２４へ出力する。
【００３９】
図２はローカルディミング処理部２３の機能ブロックを示すブロック図である。ローカルディミング処理部２３は、フィルタ処理判定部２５、フィルタ処理部２６、第１バックライト輝度値算出部２７及び液晶制御値算出部２８等から構成される。
【００４０】
フィルタ処理判定部２５は、判定情報入力Ｉ／Ｆ２１で受信した判定情報に基づいてフィルタ処理をするか否かを判定している。判定情報として、フィルタ処理する／しないの設定信号が入力されている場合、該設定信号に従って判定をする。
【００４１】
また、判定情報として、閲覧位置までの距離に関する情報が入力されている場合、フィルタ処理判定部２５は、閲覧位置までの距離が所定の閾値以上であるか否かを判定する。フィルタ処理判定部２５は、閲覧位置までの距離が所定の閾値未満であれば、フィルタ処理部２６でのフィルタ処理をオフに、閲覧位置までの距離が所定の閾値以上であれば、フィルタ処理部２６でのフィルタ処理をオンに制御する信号を出力する。
【００４２】
フィルタ処理部２６は、フィルタ処理判定部２５での判定の結果、フィルタ処理をする場合、入力された画像信号にローパスフィルタ処理を施こすことによってピークを低減し、フィルタ処理後の画像信号を出力する。フィルタ処理をしない場合、フィルタ処理部２６は入力された画像信号をフィルタ処理せずに出力する。
【００４３】
第１バックライト輝度値算出部２７は、フィルタ処理部２６が出力した画像信号の最大値を複数の光源夫々が光照射する液晶表示画面の領域毎に算出し、光源ごとの輝度値を算出する処理を行う。
【００４４】
液晶制御値算出部２８は、フィルタ処理部２６が出力した画像信号と、第１バックライト輝度値算出部２７が生成した輝度値とに基づいて、輝度値に応じた液晶素子への制御値を算出して液晶制御値とする処理を行う。
【００４５】
タイミング制御部２４は、液晶制御値算出部２８で生成した液晶制御値、及び第１バックライト輝度値算出部２７で生成した輝度値を、フレームレートに応じたタイミングにより、液晶表示装置３へ送出する。
【００４６】
液晶表示装置３は、液晶ドライバ３１、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モジュ−ル３２、バックライトドライバ３３、バックライトユニット３４等を備えて構成され、輝度制御装置２から送出された輝度値及び液晶制御値により液晶表示画面に画像を表示する。
【００４７】
液晶ドライバ３１は、輝度制御装置２から送出された液晶制御値に基づいて、ＬＣＤモジュール３２の液晶素子への印加電圧を設定する。バックライトドライバ３３は、輝度制御装置２から送出された輝度値によりバックライトユニット３４を点灯する。
【００４８】
図３は、ＬＣＤモジュール３２及びバックライトユニット３４等よりなる液晶表示パネルの構成を示す断面図である。液晶表示パネルは、ＬＣＤモジュール３２と、バックライトユニット３４と、偏光板３５ａ，３５ｂと、拡散板３６と、保護ガラス３７等により構成される。
【００４９】
ＬＣＤモジュール３２は、液晶層３２ａを、第１ガラス基板３２ｂと第２ガラス基板３２ｃとで挟むような構造となっている。第１ガラス基板３２ｂは、厚み方向の一方側の表面（液晶層３２ａ側の表面）に、カラーフィルタ３２ｄ、透明電極３２ｅ、及び配向膜３２ｆが積層形成されている。
【００５０】
また、第２ガラス基板３２ｃは、厚み方向の一方側の表面（液晶層３２ａ側の表面）に、配向膜３２ｇ、画素を形成する透明電極３２ｈ、及び透明電極３２ｈと接続される薄膜トランジスタ３２ｉが積層形成されている。
【００５１】
ＬＣＤモジュール３２は、配向膜３２ｆ，３２ｇが対向するように配設された第１ガラス基板３２ｂと第２ガラス基板３２ｃとの間に液晶を封入して液晶層３２ａを形成することによって構成されている。
【００５２】
バックライトユニット３４は、ＬＣＤモジュール３２の背面側、すなわち第２ガラス基板３２ｃの厚み方向他方側の表面に対向するように配置され、ＬＣＤモジュール３２に対して、その背面側から光を照射する機能を有する。また、バックライトユニット３４は、独立に輝度制御をすることができる複数の光源により構成されている。
【００５３】
バックライトユニット３４は、例えば、側方から導光板に対して光を発する光源と、側方から入射した光をＬＣＤモジュール３２側に出射する導光板とを有するエッジライト式バックライト、または、第２ガラス基板３２ｃの光入射面に対向するように、光源を複数個整列配置した直下型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトによって構成される。光源にはＬＥＤなどの発光体を用いる。また、使用するＬＥＤは、白色の１種類であっても、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のように３種類であってもよい。
【００５４】
偏光板３５ｂは、第１ガラス基板３２ｂの厚み方向他方側の表面に配置され、偏光板３５ａは、第２ガラス基板３２ｃの光入射面に配置されている。偏光板３５ａ，３５ｂは、互いに直交する直線偏光を透過するように設けられている。
【００５５】
拡散板３６は、第２ガラス基板３２ｃの光入射面に配置された偏光板３５ａとバックライトユニット３４との間に配設され、バックライトユニット３４から出射された光を全方向に拡散させる機能を有する。また、保護ガラス３７は、偏光板３５ｂの第１ガラス基板３２ｂに臨む側とは反対側の表面に配置され、ＬＣＤモジュール３２を保護する機能を有する。
【００５６】
このような構成により、バックライトユニット３４から出射された光のうち偏光板３５ａを透過した直線偏光は、液晶層３２ａを通過して偏光板３５ｂに入射する。この際、液晶層３２ａを透過する光の偏光状態は、液晶層３２ａに印加する電界によって変化させることができる。このため、液晶制御値に対応した電圧を、第１ガラス基板３２ｂおよび第２のガラス基板３２ｃ上の透明電極３２ｅ，３２ｈ間に印加することによって、液晶層３２ａに電界が印加され、液晶層３２ａを通過する光の偏光状態が変化し、偏光板３５ｂを透過する透過光の光量を制御して、光学画像を形成することができる。
【００５７】
図４は本発明によるバックライトの輝度制御の概念を説明するための模式図である。図４は、液晶表示装置３の液晶表示画面の前方において、閲覧者４ａは液晶画面から距離Ｌａ以内の近い閲覧位置で，閲覧者４ｂは液晶表示画面から距離Ｌａ以上の遠い閲覧位置で、液晶表示画面に映し出される画像を閲覧している状況を示している。
【００５８】
閲覧者４ａは、液晶表示画面の近くに位置しているので、液晶表示画面の細部まで視覚的に認識することができる。閲覧者４ａが存在している場合には、バックライトを高輝度に保って高画質に表示する必要がある。閲覧者４ａが所在せず、閲覧者４ｂのみが液晶表示画面を閲覧している場合、閲覧者４ｂにとっては、液晶表示画面の遠くに位置するために液晶表示画面の細部までを視覚的に認識することは難しくなるので、表示する画面を高画質に維持しておく必要性は減少する。このような場合に、バックライトの輝度を部分制御することにより、バックライトの輝度を低下させて消費電力を抑えるが、画面全体の明るさは維持するようにする。
【００５９】
このようなバックライトの輝度制御は、測定した閲覧者の閲覧位置までの距離の情報に基づいて行うものであってもよいし、操作者（閲覧者または閲覧者以外の者）によって予め入力された設定信号又は距離情報に基づいて行うものであってもよい。
【００６０】
図５は本発明によるバックライトの輝度制御の原理を説明するための模式図である。図５上段のように、液晶表示画面を水平２分割、垂直２分割してＡ（０，０）、Ａ（１，０）、Ａ（０，１）、Ａ（１，１）の４つの領域に区分けし、それぞれの領域に対応するバックライトユニット３４の光源の輝度を独立に制御することができる装置を想定する。さらに、領域Ａ（１，０）内での最大輝度が水平方向の線分Ｓ上にあるものとし、その線分Ｓ上の画素についての画像信号と、発光に関する構造的模式図を図５中段に示す。図５中段のように、線分Ｓ上の中央部分の画像信号が高い輝度を有しているために、領域Ａ（１，０）内の全域でバックライトユニット３４の輝度が高く設定されている。
【００６１】
この線分Ｓ上で画像信号にローパスフィルタ処理を行うと、図５下段に示すように線分Ｓ上の中央部分の輝度が下がり、中央部分の周辺画素に輝度が分散する。このため、領域Ａ（１，０）内を光照射する光源の輝度を低く設定することができる。周辺画素に輝度を分散することにより、画像がぼやけることになるが、領域Ａ（１，０）内の全体の明るさは変化しない。液晶表示画面から遠い位置にのみ閲覧者（例えば、図４の閲覧者４ｂ）が所在し、高画質を必要としない場合には、図５下段のように、フィルタ処理後の明るさが維持された画像を表示し、光源の輝度を下げることにより、消費電力を低減させる。
【００６２】
図６は、フィルタ処理部２６において用いるローパスフィルタの一例を説明するための模式図であり、図７は、フィルタ処理部２６において用いるローパスフィルタの他の一例を説明するための模式図である。図６に示すローパスフィルタは、３×３ガウシアンフィルタ、及び５×５ガウシアンフィルタであり、フィルタサイズが大きい程、画像信号が分散されやすくなる。図７に示すローパスフィルタは、３×３平滑化フィルタ、及び５×５平滑化フィルタであり、ガウシアンフィルタと同様に、フィルタサイズが大きい程、画素値が分散されやすくなる。液晶表示画面から前方の閲覧位置までの距離が遠くなるほど、画面の細部までは視覚的に認識しにくくなっていくので、フィルタサイズをより大きくすることにより、消費電力をさらに低減していくことができる。
【００６３】
入力画像信号から輝度値及び液晶制御値を算出する処理について、具体的な例を用いて説明する。図８は、入力画像信号から輝度値及び液晶制御値を算出する処理手順を示すフローチャートである。輝度制御装置２は、画像信号入力Ｉ／Ｆ２２にて画像信号を受信する（ステップＳ１）。また、輝度制御装置２は、フィルタ処理判定部２５にて、判定情報に基づいてフィルタ処理するか否かの判定を行う（ステップＳ２）。
【００６４】
例として、フィルタ処理部２６において、図６に示す２種類のガウシアンフィルタを用い、液晶表示画面から閲覧者の閲覧位置までの距離に応じて、以下のようなフィルタ処理選択を用いることとする。
距離に応じたフィルタ選択：
０〜３メートル：フィルタを使用せずに入力画像信号をそのまま出力する。
３〜５メートル：フィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタを用いる。
５メートル以上：フィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタを用いる。
【００６５】
操作者によって、閲覧者の閲覧位置がどの距離に当たるかが選択され、操作部１２により入力された信号を判定情報として受け付ける。フィルタ処理判定部２５は、該判定情報が「距離０〜３メートル」に当たる場合にはフィルタ処理をしないと判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、フィルタ処理部２６にフィルタ処理なしを指定した信号を出力し、「距離３〜５メートル」又は「距離５メートル以上」に当たる場合にはフィルタ処理をすると判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、フィルタ処理部２６にフィルタサイズを指定した信号を出力する。
【００６６】
なお、操作者によるフィルタの選択は、単に、「フィルタ処理なし」、「フィルタ処理小」及び「フィルタ処理大」から選ぶものであってもよいし、操作者に分かり易いように、「通常電力（高画質）」、「省電力１（中画質）」及び「省電力２（低画質）」から選ぶものであってもよい。
【００６７】
輝度制御装置２は、フィルタ処理判定部２５にてフィルタ処理をすると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、フィルタ処理部２６にて、フィルタ処理用の画像信号を生成し（ステップＳ３）、フィルタ処理判定部２５からの信号に基づいて使用するフィルタを選択し、フィルタ処理用の画像信号にフィルタ処理を行う（ステップＳ４）。フィルタ処理判定部２５にてフィルタ処理をしないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、フィルタ処理部２６にて、入力画像信号をフィルタ処理せずにそのまま第１バックライト輝度値算出部２７へ出力する。
【００６８】
図９はフィルタ処理用の画像信号の一例を説明するための模式図である。図９に示す画像信号は、水平１６画素×垂直１６ラインの入力画像信号（水平画素番号０〜１５、垂直ライン番号０〜１５）の周囲に２画素分のフィルタ処理のための無効画像信号を付加したものであり、全体として水平２０画素×垂直２０ラインの画像信号となっている。
【００６９】
画像信号は、説明の簡略化のため、階調を有する白黒画像の場合（即ち、ＲＧＢ夫々の値が同一である場合）としており、図中に記載の数値（０、２５５等）は画素値を表す。例えば、水平画素番号５、垂直ライン番号６の画素値は２５５であり、水平画素番号６、垂直ライン番号６の画素値は０である。なお、カラー画像の場合には、ＲＧＢの夫々の画像信号に対して、フィルタ処理を実施すればよい。ただし、後述のようにバックライトに使用する光源が白色であって、ＲＧＢの各画像信号において光源を共有する場合には、算出したバックライトの輝度値が、ＲＧＢの各画像信号で同じになるように補正をする必要がある。
【００７０】
輝度制御装置２は、ステップＳ３において、フィルタ処理部２６にて入力画像信号の周辺画素部分を複製する処理を行い、フィルタ処理用画像信号を生成する。具体的には、水平画素番号０の列（垂直ライン番号０〜１５）の画素値を、無効水平画素番号ａ１及びａ２の列へ複製し、水平画素番号１５の列（垂直ライン番号０〜１５）の画素値を、無効水平画素番号ａ３及びａ４の列へ複製する。そして、垂直ライン番号０の行の画素値（水平画素番号ａ１，ａ２，０〜１５，ａ３，ａ４）を、無効垂直ライン番号ｂ１及びｂ２の行へ複製し、垂直ライン番号１５の行の画素値（水平画素番号ａ１，ａ２，０〜１５，ａ３，ａ４）を、無効垂直ライン番号ｂ３及びｂ４の行へ複製することにより無効画像信号を作成し、フィルタ処理用画像信号が生成される。
【００７１】
輝度制御装置２は、ステップＳ４において、フィルタ処理部２６にて指定されたフィルタサイズのフィルタを用いてフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の画像信号はフィルタ処理部２６から第１バックライト輝度値算出部２７へ出力される。フィルタ処理部２６にてフィルタ処理した結果を図１０及び図１１に示す。図１０はフィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号を説明するための模式図であり、図１１はフィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号を説明するための模式図である。図９に示す入力画像信号は、画素値が０と２５５とから構成されており、明暗の境界がはっきりとしている。これに対し、図１０及び図１１に示すように、入力画像信号にガウシアンフィルタ処理を行うことによって、高輝度の画素の周辺画素に輝度が広がっており、その広がりの程度は、フィルタサイズが大きいほど大きくなっている。
【００７２】
輝度制御装置２は、第１バックライト輝度値算出部２７にて、フィルタ処理部２６から出力された画像信号に基づいて光源の輝度値を算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５により、第１バックライト輝度値算出部２７にて輝度値を算出した結果を図１２及び図１３に示す。図１２はフィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した輝度値を説明するための模式図であり、図１３はフィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した輝度値を説明するための模式図である。
【００７３】
バックライトユニット３４には４つの光源があるものとし、各光源が夫々独立に光照射する領域を、液晶表示画面を水平方向に２分割、垂直方向に２分割して得られる合計４領域とする。ここで、各光源が光照射する領域を、図５と同様の表記を用いてＡ（０，０），Ａ（１，０），Ａ（０，１），Ａ（１，１）と表わす。領域Ａ（０，０）は水平画素番号０〜７かつ垂直ライン番号０〜７の領域であり、領域Ａ（１，０）は水平画素番号８〜１５かつ垂直ライン番号０〜７の領域であり、領域Ａ（０，１）は水平画素番号０〜７かつ垂直ライン番号８〜１５までの領域であり、領域Ａ（１，１）は水平画素番号８〜１５かつ垂直ライン番号８〜１５の領域である。なお、説明の簡略化のため、一の光源が照射する光は、その光源が照射する領域以外の他の領域に影響を及ぼさないものとする。
【００７４】
図１２及び図１３に示す輝度値は、各光源が光照射する領域毎に、フィルタ処理後の画像信号の最大値を算出して得られる。図９に示す入力画像信号に対して、同様に輝度値を算出すると、領域Ａ（０，０）からＡ（１，１）のすべての領域において、輝度値は２５５となる。これに対し、図１２に示す輝度値では、領域Ａ（１，１）の輝度値が１９１となっており、図１３に示す輝度値では、領域Ａ（１，０）の輝度値が２２３となり、領域Ａ（１，１）の輝度値が１５９となっている。このように入力画像信号にローパスフィルタによるフィルタ処理を行うことによって、部分的に輝度値を下げることができるので、消費電力を削減することができ、フィルタサイズが大きいほど電力削減の効果は大きい。
【００７５】
なお、カラー画像の場合には、ＲＧＢの入力画像信号夫々についてフィルタ処理を行った後、各光源が光照射する領域毎に画像信号の最大値を算出して各ＲＧＢの輝度値とする。バックライトユニットの光源が白色光源である場合には、各領域夫々に算出したＲＧＢ画像信号夫々の最大値（ＲBLTMP ，ＧBLTMP ，ＢBLTMP ）に対して、各光源に与える輝度値（ＲBLOUT ，ＧBLOUT ，ＢBLOUT ）を夫々の領域毎に以下のように補正する。ただし、ＭＡＸ（）は（）内の最大値を表す。
ＲBLOUT＝ＧBLOUT＝ＢBLOUT＝ＭＡＸ（ＲBLTMP ，ＧBLTMP ，ＢBLTMP ）
【００７６】
輝度制御装置２は、ステップＳ５により第１バックライト輝度値算出部２７にて、光源の輝度値を算出した後、液晶制御値算出部２８にて液晶表示画面の各画素を制御する液晶制御値を算出する（ステップＳ６）。図１４はフィルタサイズ３×３のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した液晶制御値を説明するための模式図であり、図１５はフィルタサイズ５×５のガウシアンフィルタによるフィルタ処理後の画像信号から算出した液晶制御値を説明するための模式図である。第１バックライト輝度値算出部２７が算出した輝度値は、０から２５５の値を０から１の値に正規化しておき、液晶制御値算出部２８は、以下の式によって、液晶表示画面のすべての画素について液晶制御値Ｓを算出する。液晶制御値の算出は、光源が光照射する領域毎に、該領域で算出された輝度値を用いて行う。例えば、液晶表示画面の領域Ａ（０，０）の各画素に対する液晶制御値の算出では、Ａ（０，０）で算出された輝度値を用いる。
Ｓ＝（フィルタ処理後の画素値）／（正規化された輝度値）
【００７７】
図９に示す入力画像信号では、高輝度画素周辺の画素値は０であり、入力画像信号をそのまま液晶表示画面に表示する場合には、高輝度画素周辺の画素の液晶制御値は０となる。図１４及び図１５に示すように、フィルタ処理の結果、液晶制御値が０では無くなる画素が高輝度画素の周辺に生じる。フィルタ処理によって、光源の輝度を低下させているが、液晶制御値を高くする（液晶の開口率を高くするように印加電圧を上げる）ことで、全体の明るさは一定に保つことができる。
【００７８】
一般的に液晶表示装置における消費電力の５０％以上がバックライトユニット３４で消費されており、大画面、高輝度になるにつれてその比率はさらに高くなる。したがって、上述の液晶制御値による液晶印加電圧の上昇に伴う消費電力の増加よりも、バックライトユニット３４での光源輝度の低減による消費電力低下の割合の方が高いので、総合的に液晶表示装置の消費電力を削減することができる。
【００７９】
また、判定情報入力Ｉ／Ｆ２１に入力される判定情報は、操作者による距離に応じた選択信号などフィルタ設定に関する選択信号である場合以外にも、液晶表示画面から前方に所在する閲覧者の閲覧位置までの距離を検出し、判定情報を取得するようにしてもよい。図１６は測距センサ１４を用いた場合の輝度制御装置２の機能ブロックを示すブロック図である。輝度制御装置２は、距離検出回路５０及び距離特定回路５２をさらに備えて構成されており、測距センサ１４を用いて距離情報を取得し、入力画像信号に対して距離に応じたフィルタ処理を行う。
【００８０】
測距センサ１４は、対象物までの距離を測定できるセンサであればよい。例えば、赤外線等の光を照射し、対象物に反射した光を検知するまでの時間により、対象物までの距離を測定するようなＴＯＦ（Time of Flight）方式の測距センサを用いることができ、例えば、対象物までの距離５ｍ程度、角度４５〜６０度の範囲で距離を検出することができる。また、対象物で反射した光を検出する位置によって三角測量の原理を用いて対象物までの距離を測定するような測距センサであってもよい。
【００８１】
図１７は測距センサ１４を配置して距離測定をする状態を説明するための模式図であり、図１８は測距センサ１４による測定結果を説明するための模式図である。図１７に示すように、測距センサ１４を液晶表示画面の下縁部などに配置し、該測距センサ１４によって、液晶表示画面から前方に向かって所定の水平及び垂直画角内における対象物までの距離分布を測定できるようにする。測距センサ１４の測定画角内に閲覧者４ａ及び４ｂが入っている場合、例えば、図１８に示すような閲覧者４ａ及び４ｂの距離分布が得られる。
【００８２】
距離検出回路５０は、測距センサ１４の出力信号を検出することにより、１又は複数の対象物の画角内での距離分布を検出し、距離情報として距離特定回路５１へ出力する。図１８の場合には、距離検出回路５０が出力する距離情報中には、２つの対象物による距離分布（１．４ｍ及び２ｍの分布）が含まれる。
【００８３】
距離特定回路５１は、距離検出回路５０からの距離情報に基づいて、距離分布のうち最小値を特定して出力する。距離情報中に距離１．４ｍ及び２ｍの２つの分布がある場合、距離特定回路５１は、最小値１．４ｍを特定して判定情報とし、判定情報入力Ｉ／Ｆ２１へ出力する。この場合、判定情報は１．４というような具体的な数値となる。図１９は、フィルタ処理判定部２５における判定の処理手順を示すフローチャートである。判定条件に用いる閾値は、例えば、第１閾値を３（ｍ）、第２閾値を５（ｍ）などとする。
【００８４】
輝度制御装置２は、フィルタ処理判定部２５にて判定情報である距離を取得し（ステップＳ７）、取得した距離が第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。距離が第１閾値未満である場合（ステップＳ８：ＮＯ）、閲覧者が液晶表示画面の近くにいることになるので高画質で表示するためにフィルタ処理なしが選択される（ステップＳ９）。距離が第１閾値以上である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、さらに取得した距離が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。距離が第２閾値未満である場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、フィルタサイズが小さいローパスフィルタによるフィルタ処理の実施が選択される（ステップＳ１１）。また、距離が第２閾値以上である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、フィルタサイズが大きいローパスフィルタによるフィルタ処理の実施が選択される（ステップＳ１２）。輝度制御装置２は、フィルタ処理判定部２５にて、ステップＳ９、Ｓ１１、Ｓ１２のいずれかを判定により選択し、その後のフィルタ処理等を進める（図８に示すステップＳ３〜Ｓ６）。
【００８５】
測距センサ１４を用いて、液晶表示画面から閲覧者の閲覧位置までの距離分布を検出し、検出した距離情報から最小値となる距離を特定することにより、液晶表示画面に最も近い閲覧者に合わせたバックライトユニットの輝度の制御を行うことができる。
【００８６】
また、液晶表示装置を複数並べて配置したマルチディスプレイシステムを構成する場合にも、測距センサ１４を用いて判定情報を取得するような装置構成とすることができる。図２０はマルチディスプレイシステムの液晶表示画面を正面から見た正面図であり、図２１はマルチディスプレイシステムの機能ブロックを示すブロック図である。図２０に示すマルチディスプレイシステムでは、９対の画像表示装置１及び測距センサ１４で構成し、測距センサ１４を各画像表示装置１の液晶表示画面の下縁部等に配置する。各画像表示装置１は夫々、図１６に示す輝度制御装置２の構成によって測距センサ１４を用いる。各画像表示装置１は夫々、距離検出回路５０にて１又は複数の閲覧者までの距離分布を検出し、距離特定回路５１にて距離分布のうち最小値を特定して判定情報を取得し、フィルタ処理判定部２５にて判定を行って、その後のフィルタ処理等が行われる。
【００８７】
図２２はマルチディスプレイシステムの前方に複数の閲覧者が存在する状態を説明するための模式図であり、図２３は測距センサ１４による複数の閲覧者の距離測定結果について説明するための模式図である。図２２に示すように、閲覧者４ａは液晶表示画面Ｄ２、Ｄ５、Ｄ８に近い位置に、閲覧者４ｂは液晶表示画面Ｄ１、Ｄ４、Ｄ７に近い位置に存在する場合、マルチディスプレイシステムに配置された各測距センサ１４による距離測定結果は互いに異なることになる。図２３に示すように、液晶表示画面Ｄ８に配置した測距センサ１４による距離検出結果は、閲覧者４ａが画面に最も近く、閲覧位置までの距離の最小値は１．４ｍとなる。一方、液晶表示画面Ｄ４に配置した測距センサ１４による距離検出結果は、閲覧者４ｂが画面に最も近く、閲覧位置までの距離の最小値は１．６ｍとなる。
【００８８】
このように、マルチディスプレイシステム内の画像表示装置１毎に、液晶表示画面から閲覧位置までの距離の最小値が異なることがあり、各画像表示装置１で行われるフィルタ処理や輝度値の算出処理等が異なる場合があり得る。しかし、閲覧者から見て遠くにある液晶表示画面上の局所的な画像は視認しにくく、かつ、輝度制御は画面の明るさを維持するように行われるので、画像表示装置１ごとに異なる輝度制御が行われる場合でも、マルチディスプレイシステム全体としての視覚的な画質低下を抑制することができる。
【００８９】
また、測距センサ１４を共有してマルチディスプレイシステムを構成することもできる。図２４は他の例に係るマルチディスプレイシステムの液晶表示画面を正面から見た正面図であり、図２５は他の例に係るマルチディスプレイシステムの機能ブロックを示すブロック図である。図２４及び図２５に示すマルチディスプレイシステムでは、９台の画像表示装置１と、共有する１対の測距センサ１４及び距離検出回路５０とで構成する。測距センサ１４及び距離検出回路５０を複数の画像表示装置１で共有しているため、距離検出回路５０で検出する距離情報を、各画像表示装置１夫々で補正する必要がある。図２６は他の例に係るマルチディスプレイシステムの輝度制御装置２の機能ブロックを示すブロック図であり、輝度制御装置２に、マルチディスプレイシステムで共有する測距センサ１４による測定される距離情報を補正するための距離補正回路５２を設ける。
【００９０】
測距センサ１４をマルチディスプレイシステムで共有する場合、液晶表示画面の面内方向から離間した位置に測距センサ１４が配置されることとなる画像表示装置１が複数生じることになる。距離補正回路５２には、液晶表示画面と、離間して配置された測距センサ１４との位置関係に基づいて測距センサ１４が測定する距離分布を補正するための補正係数が設定されている。各画像表示装置１と測距センサ１４との位置関係はそれぞれ異なるため、補正係数は各画像表示装置１夫々に異なる。
【００９１】
距離補正回路５２は、測距センサ１４で取得した距離分布に補正係数を掛けることにより、画像表示装置１夫々における距離分布を生成し、距離情報として距離特定回路５１へ出力する。距離特定回路５１は入力された距離情報に基づいて、閲覧位置までの距離の最小値を特定し判定情報として出力する。
【００９２】
距離補正回路５２における補正によって、実際は閲覧者が液晶表示画面の近くにいるにもかかわらず、測距センサ１４の位置が液晶表示画面から離れているために該閲覧者の距離を遠く測定し、輝度制御を実施してしまうことを回避することができる。
【００９３】
例えば、液晶表示画面Ｄ８とＤ４とに係る両画像表示装置１において距離分布を補正する場合について説明する。図２７は液晶表示画面Ｄ８の下端部に設けた測距センサ１４及び距離検出回路５０により検出した距離分布を説明するための模式図である。図２７に示すように、測距センサ１４によって水平及び垂直画角内で前方の閲覧者までの距離分布が測定されている。液晶表示画面Ｄ８は測距センサ１４の近くに存在するため、液晶表示画面Ｄ８に係る画像表示装置１では、図２７に示す測距センサ１４で取得した距離分布を補正する必要はない。そのため、液晶表示画面Ｄ８に係る画像表示装置１内の距離補正回路５２では、補正係数が補正処理しないことに相当する１を設定され、入力された距離情報をそのまま出力する。距離特定回路５１では、距離の最小値を特定して判定情報として出力する。図２７に示す距離分布が得られている場合、液晶表示画面Ｄ８に係る画像表示装置１では、判定情報は１．４ｍとなる。
【００９４】
液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１については、測距センサ１４が液晶表示画面Ｄ４の面内方向に離間して配置されているので、図２７に示す測距センサ１４で取得した距離分布を補正する必要がある。図２８は液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１に設定される補正係数について説明するための模式図である。
【００９５】
液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１においては、測距センサ１４で取得した距離分布中で、液晶表示画面Ｄ４の位置の正面に該当するエリアの補正係数を１より小さくなるように決定する。いま、図２８に示す例では０．８としている。このエリアを基準エリアとして、他のエリアの補正係数は、基準エリアからの距離に応じて大きくなるように補正係数を決定する。いま、図２８に示す例では基準エリアから遠くなるにつれて、１．２、１．６、２．０と増加する値を補正係数として決定している。以上により得られる補正係数が液晶表示装置Ｄ４に係る画像表示装置１に設定される。
【００９６】
このような補正係数は、マルチディスプレイシステムにおいて各液晶表示画面Ｄ１〜Ｄ９及び測距センサ１４の配置が決まった段階で幾何学的に算出することができ、各画像表示装置１に設定されるものである。また、補正係数の算出を行う装置に、各液晶表示画面Ｄ１〜Ｄ９及び測距センサ１４の配置を入力し自動的に補正係数を算出して、各画像表示装置１に設定されるようにしてもよい。
【００９７】
図２９は液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１において補正された距離分布について説明するための模式図である。液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１内の距離補正回路５２は、図２７に示す測距センサ１４で測定した距離分布に対して、図２８に示す補正係を掛けることにより距離分布を補正しており、補正の結果、得られる距離分布は図２９のようになる。ただし、補正前の時点で距離が５ｍ以上となっている部分は、測定時に正確な値を取得できていないため補正しないようにしてもよい。
【００９８】
距離特定回路５１は、距離補正回路５２で距離分布が補正されて出力される距離情報に対して、最小値を特定して判定情報として出力する。図２９に示す距離分布から最小値が算出されるので、液晶表示画面Ｄ４に係る画像表示装置１では、判定情報は１．６ｍとなる。なお、この例では、図２８に示すように補正係数を与える領域を３×３に分割して距離分布を補正したが、分割数は３×３に限定されるものではなく、５×５等適切な大きさを用いれば良い。
【００９９】
また、省電力効果の有効性を判定して光源の輝度制御を行うようにしてもよい。図３０は他の例に係るローカルディミング処理部２３の機能ブロックを示すブロック図である。図３０に示すローカルディミング処理部２３は、第２バックライト輝度値算出部５３、有効性判定部５４、輝度値選択部５５、セレクタ５６をさらに備えて構成される。
【０１００】
第２バックライト輝度値算出部５３は、入力された画像信号における画素値の最大値を複数の光源夫々が光照射する液晶表示画面の領域毎に算出し、光源ごとの輝度値を算出する処理を行う。
【０１０１】
有効性判定部５４は、第１バックライト輝度値算出部２７で算出した輝度値と、第２バックライト輝度値算出部５３で算出した輝度値との総輝度差を算出する。総輝度差は、各部で算出した輝度値の合計値を算出し、合計値の差を算出することによって求めてもよいし、また、複数の光源夫々が光照射する領域毎に、各部で算出した輝度値の差を算出し、算出した差を合計することによっても求めてもよい。
【０１０２】
第１バックライト輝度値算出部２７及び第２バックライト輝度値算出部５３夫々で算出した輝度値をＢＬ１(ｘ，ｙ)、ＢＬ２(ｘ，ｙ)とする。ここで、ｘ，ｙは０を含む自然数であり、水平方向及び垂直方向の独立に輝度制御される分割数をＮｘ、Ｎｙとして、０≦ｘ≦Ｎｘ−１、及び０≦ｙ≦Ｎｙ−１の値をとる。第１バックライト輝度値算出部２７及び第２バックライト輝度値算出部５３夫々で算出した輝度値の総輝度差Ｄｉｆｆは次の式により表される。
【０１０３】
【数１】
2012237903.tif 000003
【０１０４】
有効性判定部５４は、このＤｉｆｆ値を算出して閾値と比較判定する。算出したＤｉｆｆ値が閾値以上（例えば１６）であれば、フィルタ処理による省電力が有効であると判定し、閾値未満であれば、フィルタ処理による省電力が有効でないと判定し、その判定結果を示す判定信号を輝度値選択部５５及びセレクタ５６へ出力する。
【０１０５】
輝度値選択部５５は、有効性判定部５４が出力する判定信号に基づいて、第１バックライト輝度値算出部２７が出力している輝度値か、第２バックライト輝度値算出部５３が出力している輝度値かのいずれかを選択し、液晶制御値算出部２８及びタイミング制御部２４へ出力する。輝度値選択部５５は、フィルタ処理による省電力が有効であるとの判定信号であれば、第１バックライト輝度値算出部２７が出力している輝度値を選択して出力し、フィルタ処理による省電力が有効でないとの判定信号であれば、第２バックライト輝度値算出部５３が出力している輝度値を選択して出力する。
【０１０６】
セレクタ５６は、有効性判定部５４が出力する判定信号に基づいて、フィルタ処理部２６が出力しているフィルタ処理後の画像信号か、入力画像信号かのいずれかを選択し、液晶制御値算出部２８へ出力する。セレクタ５６は、フィルタ処理による省電力が有効であるとの判定信号であれば、フィルタ処理部２６が出力しているフィルタ処理後の画像信号を選択して出力し、フィルタ処理による省電力が有効でないとの判定信号であれば、入力画像信号を選択して出力する。
【０１０７】
このようにフィルタ処理による省電力効果が大きい場合にのみ、フィルタ処理後の画像信号に基づく輝度制御を実施し、省電力効果が小さい場合には、入力された画像信号に基づいて輝度制御するので、省電力効果が小さいにも関わらずローパスフィルタ処理によって不必要に画像をぼかしてしまうこと防ぐことができる。また、このような判定は画像信号のフレーム単位で行えるので、よりきめ細かい省電力及び画質の制御を行うことができる。
【０１０８】
また、テレビ放送を受信する液晶テレビ受信機により受信した画像信号に対しても輝度制御することができる。図３１は液晶テレビ受信機の機能ブロックを示すブロック図である。液晶テレビ受信機６０は、上述の輝度制御装置２及び液晶表示装置３等に加え、チューナ６１、外部入力部６２、ＡＶセレクタ６３、分離部６４、音声デコーダ６５、映像デコーダ６６、ＥＰＧ（Electronic Program Guide）デコーダ６７、音声処理部６８、スピーカ６９、映像処理部７０等をさらに備えて構成される。
【０１０９】
チューナ６１は、例えば地上波デジタル放送信号、ＢＳデジタル放送信号、ＣＳデジタル放送信号等のデジタルの放送信号を受信するためのデジタルチューナである。チューナ６１は、アンテナ６１ａに接続されており、例えば操作部１２を介してユーザにより選択された放送チャンネルに応じて、アンテナ６１ａが受信した電波を検波し、得られた放送波から放送信号を取得し、取得した放送信号をＡＶセレクタ６３へ送出する。
【０１１０】
なお、チューナ６１は、例えばＵＨＦテレビジョン放送信号、ＶＨＦテレビジョン放送信号、ＢＳアナログ放送信号、ＣＳアナログ放送信号等のアナログの放送信号を受信するためのアナログチューナであってもよい。
【０１１１】
外部入力部６２は、例えばケーブルを介して外部の装置の映像信号出力部及び音声信号出力部（図示せず）に接続されており、外部の装置からデジタルの映像信号及び音声信号を取得する。外部入力部６２は、外部の装置から取得したデジタルの映像信号及び音声信号をＡＶセレクタ６３へ送出する。なお、外部の装置としては、記録媒体に映像信号及び音声信号を記録し、記録媒体に記録された映像信号及び音声信号を再生する記録再生装置、ゲーム機等がある。
【０１１２】
ＡＶセレクタ６３は、チューナ６１から送出されてくる放送信号、又は外部入力部６２から送出されてくる信号（映像信号及び音声信号）の一方を選択し、選択した信号を分離部６４へ送出する。
【０１１３】
分離部６４は、チューナ６１が取得した放送信号をＡＶセレクタ６３から取得した場合、放送信号を映像信号（ＲＧＢ信号）及び音声信号に分離し、それぞれを映像デコーダ６６又は音声デコーダ６５へ送出する。また、分離部６４は、外部入力部６２を介して入力された映像信号及び音声信号をＡＶセレクタ６３から取得した場合、取得した映像信号及び音声信号をそれぞれ映像デコーダ６６又は音声デコーダ６５へ送出する。
【０１１４】
なお、アンテナ６１ａが受信する電波には、放送信号に係る電波のほかに、各放送局が放送する放送番組のジャンル、放送チャンネル、放送開始日時及び放送終了日時等を示す番組情報を含むＥＰＧ（電子番組表）信号に係る電波が定期的に含まれる。従って、分離部６４は、チューナ６１が取得した放送信号にＥＰＧ信号が含まれる場合、放送信号を映像信号、音声信号及びＥＰＧ信号に分離し、それぞれを映像デコーダ６６、音声デコーダ６５又はＥＰＧデコーダ６７へ送出する。
【０１１５】
音声デコーダ６５は、分離部６４から送出されてきた音声信号に対して所定の復号化伸張処理を実行し、得られた音声信号を音声処理部６８へ送出する。音声処理部６８は、音声デコーダ６５から送出されてきた音声信号に対して所定の信号処理を実行した後、スピーカ６９へ送出する。スピーカ６９は、音声処理部６８から送出されてきた音声信号に基づく音声を出力する。従って、スピーカ６９は、チューナ６１が取得した放送信号に含まれる音声信号又は外部入力部６２を介して入力された音声信号に基づく音声を出力する。
【０１１６】
なお、音声処理部６８は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）、Ｄ／Ａ変換器（デジタル／アナログ変換器）及び増幅器（共に図示せず）等を有しており、音声デコーダ６５から取得したアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換する。また、音声処理部６８は、デジタルの音声信号に対して所定の信号処理を実行した後、Ｄ／Ａ変換器によってアナログの音声信号に再度変換し、更に必要に応じて増幅器によって所定の大きさに増幅させた後、スピーカ６９へ送出する。
【０１１７】
映像デコーダ６６は、分離部６４から送出されてきた映像信号に対して所定の復号化伸張処理を実行し、得られた映像信号を映像処理部７０へ送出する。詳細には、映像デコーダ６６は、Ａ／Ｄ変換器を有しており、入力信号がアナログの場合、アナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換して映像処理部７０へ送出する。ＥＰＧデコーダ６７は、分離部６４から送出されてきたＥＰＧ信号に対して所定の復号化伸張処理を実行し、得られたＥＰＧ信号を映像処理部７０へ送出する。
【０１１８】
映像処理部７０は、映像デコーダ６６から送出されてきた映像信号又はＥＰＧデコーダ６７から送出されてきたＥＰＧ信号に対して、例えば、ＩＰ（インターレース／プログレッシブ）変換処理、ティント、カラーゲイン処理、エッジ強調処理、カラーマトリクス補正処理等の各種の信号処理を実行し、得られた画像信号を輝度制御装置２へ出力する。
【０１１９】
輝度制御装置２は、映像処理部７０から送出されてきた画像信号を画像信号入力Ｉ／Ｆ２２により受信し、上述のとおり、ローパスフィルタによるフィルタ処理等をして輝度制御を行い、液晶表示装置３へ所定のフレームタイミングで光源の輝度値及び液晶制御値を送出する。液晶表示装置３は、輝度制御装置２から送出されてきた輝度値及び液晶制御値に基づいて液晶表示画面に画像を表示する。
【０１２０】
なお、図３１において、操作部１２によりフィルタ処理をするか否かの選択を受け付けて判定情報が生成される場合には、測距センサ１４は不要となる。また、液晶テレビ受信機６０を多数並べることによってマルチディスプレイシステムを形成し、測距センサ１４を共有する場合には、測距センサ１４の信号を検出する距離検出回路５０を設ける（図２６参照）。
【０１２１】
また、本発明に係る輝度制御処理を輝度制御装置等のハードウェアが行う構成として実現するのみでなく、コンピュータに輝度制御処理を実行させるコンピュータプログラムとして実現することもでき、このコンピュータプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム又はソースプログラム等）を、コンピュータにて読み取ることができる記録媒体に記録する構成とすることができる。これにより、本発明に係る輝度値及び液晶制御値を算出する輝度制御処理を行うコンピュータプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【０１２２】
なお、本発明に係る輝度制御処理を行うコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うためのメモリ、例えばＲＯＭのようなプログラムメディアであっても良いし、また図示しない外部記憶装置としてのプログラム読取装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。
【０１２３】
いずれの場合においても、格納されているプログラムコードはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいは、いずれの場合もプログラムコードを読み出し、読み出されたプログラムコードは、マイクロコンピュータの図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムコードが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のコンピュータプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【０１２４】
ここで、上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ／ＭＯ（Magneto-Optical disk）／ＭＤ（Mini Disk）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の光ディスクのディスク系、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムコードを担持する媒体であっても良い。これらの記録媒体が画像表示装置やコンピュータシステムに備えられるプログラム読取装置に装着され、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムが読み取られて実行されることにより、上述した本発明に係る輝度制御処理が実行される。
【０１２５】
また、画像表示装置等の装置がインターネットなどの通信ネットワークに接続してデータの送受信を行うことができる構成の場合には、通信ネットワークを介してコンピュータプログラムをダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムを実行することで輝度制御処理を行う構成であっても良い。この場合、通信ネットワークを介して輝度制御処理用のコンピュータプログラムをダウンロードするためのコンピュータプログラムは、装置本体に予め格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであってもよい。なお、本発明は、上記のコンピュータプログラムのプログラムコードが、電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１２６】
以上説明した実施の形態は本発明の例示であり、本発明は特許請求の範囲に記載された事項及び特許請求の範囲の記載に基づいて定められる範囲内において種々変更した形態で実施することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１  画像表示装置
２  輝度制御装置
２５  フィルタ処理判定部
２６  フィルタ処理部
２７  第１バックライト輝度値算出部（第１の輝度値算出部）
３  液晶表示装置
５０  距離検出回路（距離検出部）
５１  距離特定回路（距離特定部）
５２  距離補正回路（距離補正部）
５３  第２バックライト輝度値算出部（第２の輝度値算出部）
５４  有効性判定部（輝度差判定部）
５５  輝度値選択部
６０  液晶テレビ受信機
【図１】
2012237903.tif 000004
【図２】
2012237903.tif 000005
【図３】
2012237903.tif 000006
【図４】
2012237903.tif 000007
【図５】
2012237903.tif 000008
【図６】
2012237903.tif 000009
【図７】
2012237903.tif 000010
【図８】
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【図９】
2012237903.tif 000012
【図１０】
2012237903.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012237903.tif 000016
【図１４】
2012237903.tif 000017
【図１５】
2012237903.tif 000018
【図１６】
2012237903.tif 000019
【図１７】
2012237903.tif 000020
【図１８】
2012237903.tif 000021
【図１９】
2012237903.tif 000022
【図２０】
2012237903.tif 000023
【図２１】
2012237903.tif 000024
【図２２】
2012237903.tif 000025
【図２３】
2012237903.tif 000026
【図２４】
2012237903.tif 000027
【図２５】
2012237903.tif 000028
【図２６】
2012237903.tif 000029
【図２７】
2012237903.tif 000030
【図２８】
2012237903.tif 000031
【図２９】
2012237903.tif 000032
【図３０】
2012237903.tif 000033
【図３１】
2012237903.tif 000034