(57)【要約】【課題】  高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを交互に表示する際に、発光部の発光輝度を好適に制御することが可能な表示装置、および表示装置の制御方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る表示装置１は、入力フレームから、高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを生成する生成手段１００と、前記入力フレームに対応する期間において第１サブフレームと第２サブフレームとを切り換えて表示する表示手段４００と、表示手段に光を照射する発光手段３００と、少なくとも入力フレームの輝度特性を用いて発光手段の発光量を決定する決定手段２０６と、第１サブフレームと第２サブフレームとの表示期間において、決定手段で決定された発光量を共通に適用して発光手段の発光量を制御する発光量制御手段２０９とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力フレームから、高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを生成する生成手段と、
前記入力フレームに対応する期間において前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとを切り換えて表示する表示手段と、
前記表示手段に光を照射する発光手段と、
少なくとも前記入力フレームの輝度特性を用いて前記発光手段の発光量を決定する決定手段と、
前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとの表示期間において、前記決定手段で決定された発光量を共通に適用して前記発光手段の発光量を制御する発光量制御手段と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記入力フレームの輝度特性に対応する第１の発光輝度値と、前記第１サブフレームの輝度特性に対応する第２の発光輝度値とを用いて、前記入力フレームに対する前記発光手段の発光量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】
前記発光手段は、複数の領域を有し、
前記決定手段は、前記複数の領域それぞれに対して発光量を決定し、
前記発光量制御手段は、決定された前記発光量を用いて前記発光手段の前記複数の領域それぞれの発光量を制御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４】
前記第１の発光輝度値から前記発光手段の輝度推測値を求める輝度推測手段を備え、
前記決定手段は、前記複数の領域のうち、前記輝度推測値が前記第２の発光輝度値よりも小さい領域の前記第１の発光輝度値に対して、補正値を加算して当該領域の発光量を決定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記補正値は、前記第１の発光輝度値と、前記第２の発光輝度値と、前記輝度推測値とに基づいて求められることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記補正値は、前記補正値が加算される領域における前記第２の発光輝度値と、前記輝度推測値との比に基づいて決定され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】
前記補正値は、前記補正値が加算される領域における前記第２の発光輝度値と前記輝度推測値との比と、前記補正値が加算される領域の周辺の領域の第１の発光輝度値とに基づいて求められることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１の発光輝度値から前記発光手段の輝度推測値を求める輝度推測手段を備え、
前記決定手段は、前記複数の領域のうち、前記輝度推測値が前記第２の発光輝度値よりも小さい領域に対して、前記第２の発光輝度値を当該領域の発光量と決定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項９】
前記制御された発光量から、第２の輝度推測値を求める第２の輝度推測手段と、
前記第２の輝度推測値を用いて、前記第１サブフレームと、前記第２サブフレームとの少なくとも一方に対して補正を行う信号補正手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記入力フレームから生成された前記第１サブフレームおよび前記第２サブフレームが前記表示手段に表示される期間において、前記発光手段は、前記フレームに対応して制御された発光量を用いて前記表示手段に光を照射することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記輝度特性は、前記複数の領域に対応した前記表示手段の複数の領域のそれぞれにおける最大の階調値から決定されることを特徴とする請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記輝度特性は、前記複数の領域に対応した前記表示手段の複数の領域のそれぞれにおける輝度ヒストグラムから決定されることを特徴とする請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記入力フレームの周波数よりも高い周波数で前記第１サブフレームおよび前記第２サブフレームが前記表示手段に表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記入力フレームから生成された前記第１サブフレームおよび前記第２サブフレームが前記表示手段に表示される期間において、前記第１サブフレームと前記第２のサブフレームとが順に表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記入力フレームから生成された前記第１サブフレームおよび前記第２サブフレームが前記表示手段に表示される期間において、前記第１サブフレームと前記第２のサブフレームとが交互に表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記入力フレームの１つから生成された前記第１サブフレームと前記第２サブフレームが前記表示手段に表示される期間において、前記第１サブフレームの後に前記第２のサブフレームが表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記入力フレームから２以上のサブフレームを生成し、前記第１サブフレームと前記第２サブフレームが前記表示手段に表示される期間において、前記第１サブフレームの後に前記第２のサブフレームが表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１８】
入力フレームから、高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを生成する生成工程と、
表示手段が、前記入力フレームに対応する期間において前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとを切り換えて表示する表示工程と、
発光手段が、前記表示手段に光を照射する発光工程と、
少なくとも前記入力フレームの輝度特性を用いて、前記発光手段の発光量を決定する決定工程と、
前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとの表示期間において、前記決定工程で決定された発光量を共通に適用して前記発光手段の発光量を制御する発光量制御工程と
を備えることを特徴とする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、発光部を備えた表示装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の透過型の表示パネルを用いた表示装置は、画像を表示する表示部と、表示部の背面側から光を照射するバックライトを備える。複数の領域を有する発光部は、入力フレームの輝度特性によって、それぞれの領域の発光輝度を制御することが可能である。発光輝度を領域ごとに制御することによって、表示画像全体のコントラスト比が向上される。
【０００３】
また、液晶パネル等の透過型の表示パネルを用いた表示装置は、ホールド型表示装置と呼ばれ、残像現象を生じやすい。ホールド型表示装置において、１フレーム期間内に同じ画像が１回または複数回表示される場合、動画像を表示すると、フレームごとに表示される画像が変わる。このとき、フレーム間で急激に表示画像が変わることから、人間の目は、残像現象により、動きぼけを認識することがある。
【０００４】
特許文献１には、入力フレームの１フレームごとにフィルタリング処理を行い、高周波成分を集中させた高域強調サブフレームと、高周波成分を抑圧させた高域抑圧サブフレームとを生成し、２つのサブクレームを交互に表示する技術が開示されている。高域強調サブフレームの表示後に、動きぼけの目立つ輪郭等のコントラスト変化の大きいエッジ部分等の高周波成分を抑圧させた高域抑圧サブフレームを表示する。これにより、動きぼけが改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―３０４２０４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、上述した従来の技術では、コントラスト変化の大きいエッジ部分等を含む高域強調サブフレームは輝度が高い領域を含み、かつ、高域抑圧サブフレームの輝度は高域強調サブフレームの輝度よりも低くなる。したがって、それぞれのサブフレームの輝度特性に対して、バックライトの発光量を制御すると、１フレーム内で明暗が交互に表示されるため、ちらつきが生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、高周波成分を強調したサブフレームと、高周波成分を抑圧したサブフレームとを用いて画像を表示する際に、発光手段の発光量を好適に制御することが可能な表示装置、およびその制御方法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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、入力フレームから、高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを生成する生成手段と、前記入力フレームに対応する期間において第１サブフレームと第２サブフレームとを切り換えて表示する表示手段と、表示手段に光を照射する発光手段と、少なくとも入力フレームの輝度特性を用いて発光手段の発光量を決定する決定手段と、第１サブフレームと第２サブフレームとの表示期間において、決定手段で決定された発光量を共通に適用して発光手段の発光量を制御する発光量制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る表示装置の制御方法は、入力フレームから、高周波成分を強調した第１サブフレームと、高周波成分を抑圧した第２サブフレームとを生成する生成工程と、表示手段が、入力フレームに対応する期間において第１サブフレームと第２サブフレームとを切り換えて表示する表示工程と、発光手段が、表示手段に光を照射する発光工程と、少なくとも前記入力フレームの輝度特性を用いて、発光手段の発光量を決定する決定工程と、第１サブフレームと第２サブフレームとの表示期間において、決定工程で決定された発光量を共通に適用して発光手段の発光量を制御する発光量制御工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の表示装置によれば、高周波成分を強調したサブフレームと、高周波成分を抑圧したサブフレームとを用いて画像を表示する際に、発光手段の発光量を好適に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施例における表示装置１の機能ブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施例における輝度特性と発光輝度値との変換に用いるルックアップテーブルである。
【図３】図３は、第１の実施例における本実施例における発光部３００の制御領域を示した模式図である。
【図４】図４は、第１の実施例における領域Ｂ１から領域Ｂ６の水平方向に並んだ各領域の輝度設定値の決定方法を示す模式図である。
【図５】図５は、第１の実施例における輝度設定値の決定までのそれぞれの処理のタイミング示すタイミング図である。
【図６】図６は、第１の実施例における領域Ｂ１から領域Ｂ６の水平方向に並んだ各領域の輝度設定値の決定方法を示す模式図である。
【図７】図７は、第２の実施例における領域Ｂ１から領域Ｂ６の水平方向に並んだ各領域の輝度設定値の決定方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下に例示する実施例によって限定されるものではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明に必須とは限らない。本明細書および図面に記載の内容は例示であって、本発明を制限するものと見なすべきではない。本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施例の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、各実施例及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
【００１３】
（第１の実施例）
図１は、第１の実施例における表示装置１の機能ブロック図である。表示装置１は、サブフレーム生成部１００、表示制御部２００、発光部３００、および表示部４００とを備える。サブフレーム生成部１００は、フレーム倍速処理部１０１、ローパスフィルタ１０２、ハイパスフィルタ１０３、およびフレーム切替部１０４を備える。表示制御部２００は、輝度特性取得部２０１、発光輝度算出部２０２、輝度推測部２０３、輝度特性取得部２０４、発光輝度算出部２０５、発光量決定部２０６、輝度推測部２０７、信号補正部２０８、および発光量制御部２０９を備える。以下、各部の機能について説明する。
【００１４】
サブフレーム生成部１００は、入力フレーム画像に対して、高周波成分を強調した高域強調サブフレームと、高周波成分を抑圧した高域抑圧サブフレームとを生成する。生成された高域強調サブフレームと高域抑圧サブフレームとは、輝度特性取得部２０１、輝度特性取得部２０４、および信号補正部２０８に出力される。
【００１５】
フレーム倍速処理部１０１は、入力フレームの周波数に対して倍の周波数で、サブフレームを出力する。具体的には、入力フレームの画像信号を、フレームメモリに書き込み、書き込まれた画像信号を、入力フレームの周波数の倍の周波数で読み出す。読み出されたサブフレームの画像信号は、ローパスフィルタ１０２、もしくはハイパスフィルタ１０３に入力される。なお、ここでは倍速化について説明したが、３倍速化や４倍速化など、Ｎ倍（Ｎ＞２）速化することも可能である。
【００１６】
ローパスフィルタ１０２は、入力されたフレームの画像信号に対して、低域通過処理であるローパスフィルタ処理を行う。これによって、空間的に低周波成分が集中され、高周波成分が抑圧された高域抑圧サブフレームを生成する。また、ハイパスフィルタ１０３は、入力されたフレームの画像信号に対して、高域通過処理であるハイパスフィルタ処理及び強調処理を行う。
【００１７】
これによって、空間的に高周波成分が集中され、高周波成分が強調された高域強調サブフレームを生成する。なお、本実施例では、高域抑圧サブフレームを生成するためにローパスフィルタ１０２を用いたが、入力フレームの画像信号と、高域強調サブフレームの画像信号との差分から、高域抑圧サブフレームを生成することも可能である。
【００１８】
フレーム切替部１０４は、ローパスフィルタ１０２及びハイパスフィルタ１０３から出力された高域強調サブフレームと高域抑圧サブフレームとの画像信号を、フレーム倍速処理部で倍速化された周波数に同期して、交互に信号補正部２０８に出力する。
【００１９】
表示制御部２００は、入力フレームと、サブフレーム生成部１００から取得した高域強調サブフレームおよび高域抑圧サブフレームとを用いて、発光部３００の輝度設定値ＳＬ１を決定し、発光部３００の発光量を制御する。更に、表示制御部２００は、サブフレーム生成部１００から取得した各サブフレームに対して、輝度設定値ＳＬ１に基づいて信号補正を施し、表示部４００に出力する。
【００２０】
輝度特性取得部２０１は、フレーム倍速処理部１０１から出力された入力フレームの画像信号を取得する。輝度特性取得部２０１は、取得した入力フレームの画像信号に対して、後述する発光部３００の複数の領域に対応した領域ごとに、輝度特性を取得する。本実施例において、輝度特性は、各領域の階調値の最大値とした。例えば、発光部３００の光源が赤、緑、および青の３色で形成されている場合、それぞれの色の最大階調値のなかで最も大きい階調値とすることも可能である。
【００２１】
また、輝度特性として、最大値だけではなく、各領域における平均値や中央値をとることも可能である。輝度特性は、各領域の輝度ヒストグラムから検出されたピーク値とすることも可能である。輝度特性取得部２０１は、入力フレームの輝度特性を、発光輝度算出部２０２に出力する。
【００２２】
発光輝度算出部２０２は、輝度特性取得部２０１から取得した入力フレームの各領域の輝度特性から、発光部３００の複数の領域それぞれに対して、発光輝度値Ｌ１を算出する。発光輝度値Ｌ１は、入力フレームに基づいて画像を好適に表示するために必要とされる発光部３００の発光量である。
【００２３】
図２に輝度特性と発光輝度値との変換に用いるルックアップテーブルを示す。横軸は、各領域の最大階調値を示しており、縦軸は、発光輝度値を示している。赤、緑、および青の３色の光源を有している場合、それぞれの色の最大階調値なかで最も大きい階調に対してルックアップテーブルを参照し、各領域の発光輝度値Ｌ１を算出する。なお、計算式を用いて輝度特性から発光輝度値Ｌ１を算出してもよい。発光輝度値Ｌ１は、輝度推測部２０３へ出力される。
【００２４】
輝度推測部２０３は、発光部３００から表示部４００へ照射される光の分布を、発光輝度値Ｌ１と、事前に取得した発光部３００の各領域ごとの分布係数とに基づいて推測する。分布係数は以下のように推測される。発光部３００のそれぞれの領域を単独で点灯した場合に、点灯した領域の光は、点灯した領域に対応した表示部４００の領域だけではなく、点灯した領域の周囲の領域に対応した表示部４００の領域にも照射する。１つの領域を点灯した際に、発光部３００の各領域の中心点に対応した表示部４００の推測点における輝度を事前に測定することにより、点灯した領域に対して発光輝度の分布係数が取得される。発光部３００の各領域に対して、取得された分布係数は、一時的にメモリに記憶される。
【００２５】
発光輝度算出部２０２で見積もられた発光輝度値Ｌ１と、上述した分布係数とにより、発光輝度値Ｌ１で発光部３００が点灯した場合に表示部４００へ照射される輝度推測値ＰＬ１が推測される。輝度推測値ＰＬ１は、発光量決定部２０６へ出力される。
【００２６】
輝度特性取得部２０４は、高域強調サブフレームの輝度特性を取得する。輝度特性取得部２０４は、ハイパスフィルタ１０３から出力された高域強調サブフレームの画像信号を取得する。輝度特性取得部２０４は、取得した高域強調サブフレームの画像信号に対して、輝度特性取得部２０１と同様に輝度特性を取得し、発光輝度算出部２０５に出力する。
【００２７】
発光輝度算出部２０５は、輝度特性取得部２０４から高域強調サブフレームの輝度特性を取得する。発光輝度算出部２０２と同様に、高域強調サブフレームにおける各領域の輝度特性から、発光部３００の各領域に対して発光輝度値Ｌ２を算出する。発光輝度値Ｌ２は、高域強調サブフレームに基づいて好適に画像を表示するために必要とされる発光部３００の発光量である。発光輝度値Ｌ２は発光量決定部２０６に出力される。
【００２８】
発光量決定部２０６は、輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２とを比較し、輝度設定値ＳＬ１を決定する。発光量決定部２０６は、発光部３００の各領域ごとに、輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２とを比較し、発光輝度値Ｌ２よりも輝度推測値ＰＬ１が小さい領域を特定する。言い換えると、高域強調サブフレームを表示する場合に、入力フレームの画像信号にもとづいた発光輝度値Ｌ１で発光部３００を点灯することで、輝度が不足するか否かを判断し、補正が必要な領域を特定する。
【００２９】
発光量決定部２０６は、補正が必要と判断された領域の輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２とに基づいて、補正値を決定し、発光輝度値Ｌ１に補正値を加算して発光部３００に対して輝度設定値ＳＬ１を決定する。輝度設定値ＳＬ１は、輝度推測部２０７と、発光量制御部２０９とに出力される。
【００３０】
発光量制御部２０９は、発光量決定部２０６から取得した輝度設定値ＳＬ１に基づいて、入力フレームから生成された各サブフレームの表示部４００における表示期間に、発光部３００から照射される発光量を制御する。発光量制御部２０９は、発光部３００をパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）することで、発光部３００の発光量を制御してもよい。その場合、輝度設定値ＳＬは、パルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）で表される。
【００３１】
また、発光量制御部２０９は、発光部３００の駆動電圧値または駆動電流値を設定することで、発光部３００の発光量を制御してもよい。その場合、輝度設定値ＳＬ１は、駆動電圧値または駆動電流値で表される。また、発光量制御部２０９は、発光部３００をパルス幅変調し、かつ発光部３００の駆動電圧値または駆動電流値を設定することで、発光部３００の発光量を制御してもよい。その場合、輝度設定値ＳＬ１は、パルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）と、駆動電圧値または駆動電流値とで表される。
【００３２】
輝度推測部２０７は、輝度設定値ＳＬ１を用いて、発光部３００から表示部４００に照射される光の分布を推測する。分布を推測する方法は、輝度推測部２０３と同様であり、輝度設定値ＳＬ１とメモリに保存された分布係数から推測する。輝度推測部２０７で推測された輝度推測値ＰＬ２は、信号補正部２０８に出力される。
【００３３】
信号補正部２０８は、輝度推測値ＰＬ２から、サブフレーム毎に画像信号の補正係数を求め、サブフレームの画像信号を補正する。補正係数は、発光部３００の輝度を下げた場合は、表示輝度を補償するために信号を伸長するための係数であり、発光部３００の輝度が高くなってしまう場合は、輝度を下げるように求められた係数である。ある点の推測輝度をＬｐｎ、補正係数で伸長／調整する際の目標となる輝度をＬｔ、対象点の補正係数をＧｐｎとすると、補正係数Ｇｐｎは、Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎで求めることができる。なお、目標となる輝度Ｌｔは、画面のピーク輝度で決定する。
【００３４】
信号補正部２０８は、決定した補正係数を対応する各サブフレームの画像信号に乗算し、各サブフレームの画像信号を補正する。なお、とびとびの画素で推測していることから、推測した点と点の間の画素は周囲の補正係数の値を基に補間演算して求めて、求めた結果を画素に乗算する。また、補正係数を乗算した結果、表示部４００の入力レンジを超えている場合に、入力レンジに収まるように値を修正する。そして、信号補正部２０８は、補正後の高域強調サブフレームと、補正後の高域抑圧サブフレームを交互に順次、出力する。
【００３５】
発光部３００は、発光量制御部２０９の制御に基づいて、表示部４００に光を照射する。発光部３００は、同一の入力フレームから生成された高域強調サブフレームと高域抑圧サブフレームとに対して、共通の輝度設定値ＳＬ１に基づいて光を照射する。発光部３００は、複数の領域ごとに発光輝度を制御可能である。図３は、本実施例における発光部３００の制御領域を示した模式図である。本実施例では、発光部３００は、水平方向に６つ（１、２、３、４、５、６）、垂直方向に４つ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に分割され合計２４の領域それぞれについて発光量が制御可能である。
【００３６】
表示部４００は、例えば液晶パネルのような透過型の表示パネルであり、信号補正部２０８から出力された補正後の各サブフレームの画像信号に基づいて制御され、画像を表示する。
【００３７】
図４（ａ）と図４（ｂ）とを用いて、輝度設定値ＳＬ１の決定方法について説明する。図４（ａ）は、発光輝度値Ｌ１と、輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２とを、領域Ｂ１から領域Ｂ６について示した模式図である。横軸は領域Ｂ１から領域Ｂ６の各領域を示しており、縦軸は発光輝度値を示している。発光輝度値の１００％は、発光部３００の各領域を一律の発光輝度値で駆動した場合の、最大の発光輝度値である。
【００３８】
発光輝度値Ｌ１は、輝度特性取得部２０１で得られた入力フレームの輝度特性から、発光輝度算出部２０２が算出した発光輝度値である。また、発光輝度値Ｌ２は、輝度特性取得部２０４で得られた高域強調サブフレームの輝度特性から、発光輝度算出部２０５が算出した発光輝度値である。輝度推測値ＰＬ１２は、発光輝度値Ｌ１と分布係数とから、輝度推測部２０３が推測した値である。
【００３９】
発光量決定部２０６は、輝度推測値ＰＬ１と発光輝度値Ｌ２を、各領域ごとに比較する。領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ５では、輝度推測値ＰＬ１が発光輝度値Ｌ２よりも大きい。一方、領域Ｂ４およびＢ６では、輝度推測値ＰＬ１が発光輝度値Ｌ２よりも小さい。つまり、発光輝度値Ｌ１を使用して発光部３００を点灯して高域強調サブフレームの画像を表示すると、領域Ｂ４およびＢ６で、発光輝度が不足してしまう。したがって、発光量決定部２０６は、領域Ｂ４および領域Ｂ６を、補正の必要な領域として特定する。
【００４０】
領域Ｂ６について、輝度設定値ＳＬ１の決定方法について説明する。領域Ｂ６の発光輝度値Ｌ１が７０％、発光輝度値Ｌ２が９０％、および点Ｐで示した輝度推測値ＰＬ１の最小値が７５％であったとする。発光輝度が、発光輝度値Ｌ２を満たすためには、発光輝度値Ｌ１を、９０％／７５％＝１．２倍する必要がある。したがって、領域Ｂ６の補正値は（７０％×１．２）−７０％＝１４％となる。
【００４１】
また、領域Ｂ６に隣接する領域Ｂ５等は、補正の必要な領域として特定されていないため、発光輝度値Ｌ１に対して補正値が加算されない。領域Ｂ５等から領域Ｂ６へ入射する漏れ光が増加しないため、漏れ光を含めた領域Ｂ６の輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２との差分から求めた補正値では、輝度が不足する可能性がある。
【００４２】
したがって、領域Ｂ６の補正値１４％に加えて、所定のオフセット値を加算することも可能である。本実施例では１０％を加算して、領域Ｂ６の補正値を２４％とした。なお、所定のオフセット値は５％等他の値でもよい。また、所定のオフセット値は、発光部３００の領域の大きさ等によって、決定することも可能である。
【００４３】
なお、この加算量は、補正が必要な領域の周辺の領域の発光輝度値Ｌ１に応じて、決定することが可能である。周辺の領域の発光輝度値Ｌ１が高い場合は、加算量を低減し、周辺の領域の発光輝度値Ｌ１が低い場合は、加算量を増加させてもよい。また、補正が必要な領域に隣接する領域に対して、補正が必要な領域に対する補正値と同程度の補正値を加算することも可能である。
【００４４】
具体的には、補正が必要な領域Ｂ６に隣接する領域Ｂ５の発光輝度値Ｌ１に対して、領域Ｂ６へ加算する補正値１４％を加算することが可能である。また、補正が必要な複数の領域のうち、もっとも大きい補正値を、全ての領域に加算することも可能である。これによって、補正が必要な領域に対して、漏れ光の影響を考慮して、発光輝度値Ｌ２を満足する輝度設定値ＳＬ１を得ることが可能となる。
【００４５】
図４（ｂ）は、発光輝度値Ｌ１と、発光輝度値Ｌ２と、輝度設定値ＳＬ１と、輝度設定値ＳＬ１に基づいて制御された発光部３００が表示部４００へ照射した光の輝度分布の輝度推測値ＰＬ２とを示した模式図である。輝度設定値ＳＬは、発光量決定部２０６により、発光輝度値Ｌ１に対して補正値を加算された値である。
【００４６】
本実施例では、領域Ｂ６の発光輝度値Ｌ１に対して、補正値２４％を加算した。また、補正が必要な領域と判断された領域Ｂ４についても、同様に補正値を求めて加算した。補正値が加算された発光輝度値Ｌ１は、発光量決定部２０６において、輝度設定値ＳＬ１として決定される。輝度設定値ＳＬ１は、輝度推測部２０７と発光部３００とに出力される。輝度推測値ＰＬ２は、全ての領域において、発光輝度値Ｌ２以上となる。
【００４７】
図５は、本実施例における輝度設定値ＳＬ１の決定までのそれぞれの処理のタイミング示すタイミング図である。図５を用いて、入力されたフレームに対して、どのようなタイミングで処理を行い、補正された画像が出力されるか、また、どのようなタイミングでバックライトユニットに適用されるかを説明する。ＶＳＹＮＣ６０１はフレームの垂直周期を示す同期信号である。このＶＳＹＮＣ６０１に同期して入力フレーム６００が、フレーム倍速処理部１０１に入力される。入力フレーム６００のそれぞれに記載の番号は、フレームが入力される順番を示している。
【００４８】
フレーム倍速処理工程６１０は、フレーム倍速処理部１０１が、入力フレーム６００をフレーム周波数の２倍のサブフレーム周波数で出力している。ＶＳＹＮＣ６０１に対して入力フレーム周波数の半周期分遅延したＶＳＹＮＣ６０２に同期して、倍速サブフレームがフレーム倍速処理部１０１から出力されている。サブフレームに記載の番号は、入力フレームの番号に対応しており、同一の番号のフレームの画像信号が、サブフレームとして２度出力されていることを示している。
【００４９】
フィルタリング処理６１１は、フレーム倍速処理工程６１０で出力されたサブフレームに対して、高域抑圧サブフレームと高域強調サブフレームとを生成し、交互に出力する。ローパスフィルタ１０２は、フレーム倍速処理工程６１０で出力されたサブフレームに対して、低周波成分を通過させ、高域抑制サブフレームを生成する。また、ハイパスフィルタ１０３、フレーム倍速処理工程６１０で出力されたサブフレームに対して、低周波成分を通過させ、高域抑制サブフレームを生成する。
【００５０】
それぞれのフィルタを通過したそれぞれのサブフレームは、フレーム切替部１０４で切替処理が行われ、高域強調サブフレームＨと高域抑圧サブフレームＬとが、交互に出力される。また、Ｈ、Ｌの末尾に付加されている番号は、同一の番号のサブフレームに対してフィルタ処理が行われたことを示している。
【００５１】
輝度特性取得処理６１２は、輝度特性取得部２０１により、フレーム倍速処理４０２からのサブフレームの入力タイミングで輝度特性を取得する。輝度特性取得処理６１３は、輝度特性取得部２０４により、ハイパスフィルタ１０３からの高域強調サブフレームの入力タイミングで輝度特性を取得する。演算処理６１４は、発光輝度値Ｌ１、輝度推測値ＰＬ１、および発光輝度値Ｌ２から、輝度設定値ＳＬ１を出力する。演算の具体的な処理は、図４（ａ）および図４（ｂ）で説明した処理と同様である。
【００５２】
発光部制御６１５は、輝度設定値ＳＬ１を用いて発光部３００を発光させる。ＶＳＹＮＣ６０３は、それぞれのサブフレームが出力される同期信号である。ＶＳＹＮＣ６０３に同期して、輝度設定値ＳＬ１に基づいた制御信号が発光部３００に出力され、発光部３００が表示部４００へ光を照射する。
【００５３】
各フレームの発光部制御６１５のＢＬ末尾に記載の番号は、当該番号の入力フレームから演算された輝度設定値ＳＬ１であることを示している。つまり、表示部４００に同一の入力フレームから生成された高域強調サブフレームおよび高域抑制サブフレームが表示されている期間、発光部３００は当該入力フレームから演算された輝度設定値ＳＬ１に基づいて発光する。
【００５４】
信号補正処理６１６では、信号補正部２０８が、輝度設定値ＳＬ１と分布係数から推測された輝度推測値ＰＬ２に基づいて、補正値を計算し、それぞれのサブフレームに対して補正処理が行われる。信号補正処理６１６の各サブフレームのｏｔに続く番号は、サブフレーム番号に相当し、当該番号のサブフレームに対して補正処理が行われたことを示している。
【００５５】
本実施例では入力フレームに対して適切なタイミングで発光部３００への制御信号出力、及び信号補正を行った。しかし、このためにはフレームメモリ等を使用してフレームを遅延させる必要がある。フレームメモリのコストを削減したい場合は、入力フレーム周波数単位でずらして適用してもよい。例えば、フレーム０で演算した結果（発光部制御信号、信号補正）を、フレーム１に適用してもよい。但し、サブフレームをずらして適用はしない。つまり、高域強調サブフレームと高域抑圧サブフレームには１つの入力フレームで演算した結果を１組として適用する。
【００５６】
以上のように、本実施例によれば、高周波成分を強調した高域強調サブフレームと、高周波成分を抑圧した高域抑圧サブフレームとを交互に表示する際に、発光部の発光輝度を好適に制御することが可能になる。
【００５７】
なお、本実施例では、輝度推測値ＰＬ１が発光輝度値Ｌ２によりも低い領域について、発光輝度値Ｌ１に補正値を加算して輝度設定値ＳＬ１を決定したが、全ての領域において、入力フレームの輝度特性から算出した発光輝度値Ｌ１を適用することも可能である。図６は、それぞれの領域の発光輝度値と、輝度推測値を示した模式図である。図６（ａ）は、発光輝度値Ｌ１、輝度推測値ＰＬ１、発光輝度値Ｌ２、発光輝度値Ｌ２から推測される輝度推測値ＰＬ１２、および後述する発光輝度値Ｌ３を示した図である。
【００５８】
領域Ｂ３、Ｂ５では、入力フレームや各サブフレームの輝度特性が低く、発光部３００の発光輝度を落とすことが望ましい。しかし、全ての領域に対して発光輝度値Ｌ２を輝度設定値ＳＬ１とすると、輝度推測値ＰＬ１２に示すように、発光輝度が必要以上に上昇してしまう。
【００５９】
また、図６（ｂ）は、発光輝度値Ｌ１、輝度推測値ＰＬ１、発光輝度値Ｌ２、高域抑圧サブフレームから取得した輝度特性をもとに算出された発光輝度値Ｌ３、および発光輝度値Ｌ３から推測される輝度推測値ＰＬ１３とを示した図である。領域Ｂ４、Ｂ６は高域強調フレームの輝度特性が高いが、全ての領域に対して輝度設定値ＳＬ１を発光輝度値Ｌ２とすると、輝度推測値ＰＬ１３に示すように、発光輝度が不足してしまう。
【００６０】
従って、入力フレームの輝度特性から算出された発光輝度値Ｌ１を、輝度設定値ＳＬ１として、適用することで、好適な発光輝度を得ることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施例においては、入力フレームに対して倍速処理を行い２枚のサブフレームを生成する場合について説明したが、Ｎ倍（Ｎ＞２）速化することも可能である。この場合は、複数のサブフレームのそれぞれに対して、高域強調処理もしくは高域抑圧処理のいずれかを行い、高域強調サブフレームと高域抑圧サブフレームとを複数、生成してもよい。また、サブフレームの一部は、入力フレームと同様の画像信号を有するサブフレームとして出力してもよい。この場合においても、入力フレームの表示周期内において、各サブフレームを切り換えて表示すればよい。
【００６２】
高域強調サブフレームの後に、入力フレームと同等のサブフレーム、もしくは高域抑圧サブフレームを表示することで、動きぼけの抑制が可能となる。また、入力フレームの表示周期内における、発光部３００の発光量は、本実施例で説明した方法を用いて制御することが可能である。
【００６３】
（第２の実施例）
第１の実施例では、発光輝度値Ｌ１に基づく輝度推測値ＰＬ１と、発光輝度値Ｌ２との差分から補正値を求め、発光輝度値Ｌ１に加算して輝度設定値とした。第２の実施例では、発光輝度値Ｌ１に基づく輝度推測値ＰＬ１と発光輝度値Ｌ２とを比較し、補正が必要な領域に対して発光輝度値ＰＬ２を輝度設定値ＳＬ２とする。
【００６４】
図１の機能ブロック図を用いて、第２の実施例について説明する。第１の実施例と同様に機能するブロックについては説明を省略する。発光量決定部２０６は、発光輝度値Ｌ１と、発光輝度値Ｌ２と、輝度推測値ＰＬ１とを取得する。発光量決定部２０６は、輝度推測部と、発光輝度値Ｌ２とから、補正が必要な領域を判定する。補正が必要な領域の判定方法は、第１の実施例と同様である。
【００６５】
発光量決定部２０６は、補正が必要と判定された領域に対して、発光輝度値Ｌ２を輝度設定値ＳＬ２と決定し、それ以外の領域に対して、発光輝度値Ｌ１を輝度設定値ＳＬ２と決定する。具体的に、輝度設定値ＳＬ２の決定方法について、図７（ａ）および図７（ｂ）を用いて説明する。
【００６６】
図７（ａ）は、発光輝度値Ｌ１と、発光輝度値Ｌ２と、輝度推測値ＰＬ１とを、領域Ｂ１から領域Ｂ６について示した模式図である。横軸は領域Ｂ１から領域Ｂ６の各領域を示しており、縦軸は発光輝度値を示している。
【００６７】
発光輝度値Ｌ１は、輝度特性取得部２０１で得られた入力フレームの輝度特性から、発光輝度算出部２０２が見積もった発光輝度値である。また、発光輝度値Ｌ２は、輝度特性取得部２０４で得られた高域強調サブフレームの輝度特性から、発光輝度算出部２０５が見積もった発光輝度値である。輝度推測値ＰＬ１は、発光輝度値Ｌ１と分布係数とから、輝度推測部２０３が推測した値である。
【００６８】
これらの発光輝度値および輝度推測値から、発光量決定部２０６は輝度設定値ＳＬ２を決定する。発光量決定部２０６は、輝度推測値ＰＬ１と発光輝度値Ｌ２を、各領域ごとに比較する。領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ５では、輝度推測値ＰＬ１が発光輝度値Ｌ２よりも大きい。一方、領域Ｂ４およびＢ６では、輝度推測値ＰＬ１が発光輝度値Ｌ２よりも小さい。したがって、発光量決定部２０６は、領域Ｂ４および領域Ｂ６を、補正の必要な領域として特定する。
【００６９】
発光量決定部２０６は、補正の必要な領域Ｂ４および領域Ｂ６に対して、発光輝度値Ｌ２を輝度設定値ＳＬ２と決定する。また、それ以外の領域に対して、発光輝度値Ｌ１を輝度設定値ＳＬ２と決定する。したがって、図５（ｃ）に示すように、輝度設定値ＳＬ２は、発光輝度値Ｌ１と発光輝度値Ｌ２との混合になる。このとき、輝度設定値ＳＬ２に基づいて、発光部３００から表示部４００に照射された光の輝度分布７３１は、領域Ｂ４、および領域Ｂ６において発光輝度値Ｌ２以上の発光輝度を有する。
【００７０】
本実施例の構成によれば、高域を強調した高域強調サブフレームと、高域を抑制した高域抑圧サブフレームとによって、画像を表示することにより、動きぼけを抑制し、かつ高域強調サブフレームの輝度特性に応じた適切な輝度設定を可能とする。さらに、実施例１に対して、補正値の演算や加算が省略されるため、演算量を低減することが可能となる。
【００７１】
上述のように、本発明の実施の形態について、液晶パネル等の透過型の表示パネルを用いて、表示パネル上に画像を表示する表示装置を例に説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されない。発光部３００から照射された光が表示部４００を透過し、表示部４００の前方に設けられたスクリーンに画像を投射するプロジェクタ等でも、本発明を適用可能である。
【００７２】
なお、上述した各機能ブロックは、電気回路によってそれぞれの機能を発揮することも可能であるし、それぞれの機能を発揮するプログラムとしてＣＰＵ上に実装されることも可能である。また、発光量制御部２０９は、発光部３００内に内蔵されていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  表示装置
１００  サブフレーム生成部
２００  表示制御部
２０６  発光量決定部
３００  発光部
４００  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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