(57)【要約】【課題】発光量を個別に制御可能な複数の光源を有するバックライトを備える表示装置において、データ量を抑えつつ精度良くバックライトの輝度を推測する方法を提供する。【解決手段】１つの光源が発光した場合のその光源からの直接光の輝度を示す第１分布データと、１つの光源が発光した場合のその光源からの光のバックライトの内壁面による反射光の輝度を示す第２分布データと、を取得する手段と、画像データに基づき複数の光源の各々の発光量を決定する手段と、第１分布データと第２分布データと発光量とに基づき表示手段に照射する光の輝度分布を算出する手段と、算出された輝度分布に基づき画像データを補正する手段と、を備え、第２分布データは、予め測定した反射光の輝度の測定値に基づくデータ、又は、内壁面と光源との位置関係に基づき第１分布データから生成されたデータである表示装置。【選択図】図１
2017111289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光量を個別に制御可能な複数の光源からなる発光手段と、
画像データに基づき前記発光手段からの光を変調することにより画像を表示する表示手段と、
１つの光源が発光した場合のその光源からの直接光の輝度を示す第１分布データと、１つの光源が発光した場合のその光源からの光の前記発光手段の内壁面による反射光の輝度を示す第２分布データと、を取得する取得手段と、
前記画像データに基づき前記複数の光源の各々の発光量を決定する決定手段と、
前記第１分布データと前記第２分布データと前記発光量とに基づき前記表示手段に照射する光の輝度分布を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出される輝度分布に基づき前記画像データを補正する補正手段と、
を備え、
前記第２分布データは、予め測定した前記反射光の輝度の測定値に基づくデータ、又は、前記内壁面と前記光源との位置関係に基づき前記第１分布データから生成されたデータであることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記算出手段は、
前記第１分布データと前記発光量とに基づき、前記複数の光源からの直接光の輝度分布を算出し、
前記第２分布データと前記発光量とに基づき、前記複数の光源に由来する反射光の輝度分布を算出し、
前記直接光の輝度分布と前記反射光の輝度分布に基づき、前記表示手段に照射する光の輝度分布を算出する請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１分布データは、前記発光手段の内部の光源と前記発光手段の内部の各位置との位置関係に応じた前記光源からの光の輝度として、前記直接光の輝度を示すデータである請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記複数の光源の各々について、前記発光手段の内部の輝度算出位置と光源との位置関係と、前記第１分布データと、前記光源の発光量と、に基づき、前記輝度算出位置における前記光源からの光の輝度を算出し、算出した輝度を全ての光源について足し合わせることで、前記算出位置における前記直接光の輝度を算出する請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２分布データは、前記発光手段の外部に設定した複数の仮想光源と前記発光手段の内部の各位置との位置関係に応じた前記仮想光源からの光の輝度として、前記反射光の輝度を示すデータである請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記複数の仮想光源の各々について、前記発光手段の内部の輝度算出位置と仮想光源との位置関係と、前記第２分布データと、前記複数の光源の発光量から算出した前記仮想光源の仮想的な発光量と、に基づき、前記輝度算出位置における前記仮想光源からの光の輝度を算出し、算出した輝度を全ての仮想光源について足し合わせることで、前記輝度算出位置における前記反射光の輝度を算出する請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２分布データは、前記光源からの光の広がりの程度に応じた数の仮想光源を設定して作成したデータである請求項５又は６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２分布データは、前記光源に対し前記内壁面を挟んで対称の位置に前記仮想光源
を設定して作成したデータである請求項５〜７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記算出手段は、前記仮想光源の仮想的な発光量を、当該仮想光源に対し前記内壁面を挟んで対称の位置にある光源の発光量に基づき算出する請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２分布データは、前記発光手段の内部の光源と、前記発光手段の外部に設定した各位置と、の位置関係に応じた前記光源からの光の輝度として、前記反射光の輝度を示すデータである請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記算出手段は、前記複数の光源の各々について、前記発光手段の外部の輝度算出位置と光源との位置関係と、前記第２分布データと、前記光源の発光量と、に基づき、前記輝度算出位置における前記光源からの光の輝度を算出し、算出した輝度を前記発光手段の内部の輝度算出位置における輝度に変換し、変換した輝度を全ての光源について足し合わせることで、前記算出位置における前記反射光の輝度を算出する請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記算出手段は、前記輝度算出位置における輝度を、当該輝度算出位置に対し前記内壁面を挟んで対称の位置にある輝度算出位置における輝度に変換する請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第２分布データは、前記光源と前記内壁面との位置関係に基づき前記第１分布データから生成したデータである請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第２分布データは、前記発光手段の左、右、上及び下の内壁面による反射光の輝度を示すデータを有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１分布データ及び前記第２分布データを記憶する記憶手段を備え、
前記取得手段は、前記記憶手段から前記第１分布データ及び前記第２分布データを取得する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
発光量を個別に制御可能な複数の光源からなる発光手段と、
画像データに基づき前記発光手段からの光を変調することにより画像を表示する表示手段と、
を備える表示装置の制御方法であって、
１つの光源が発光した場合のその光源からの直接光の輝度を示す第１分布データと、１つの光源が発光した場合のその光源からの光の前記発光手段の内壁面による反射光の輝度を示す第２分布データと、を取得する取得工程と、
前記画像データに基づき前記複数の光源の各々の発光量を決定する決定工程と、
前記第１分布データと前記第２分布データと前記発光量とに基づき前記表示手段に照射する光の輝度分布を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出される輝度分布に基づき前記画像データを補正する補正工程と、
を有し、
前記第２分布データは、予め測定した前記反射光の輝度の測定値に基づくデータ、又は、前記内壁面と前記光源との位置関係に基づき前記第１分布データから生成されたデータであることを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の各工程の処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に関する技術として、バックライトを複数の発光ブロックに分割し、画像データに基づいて各発光ブロックの発光量を制御することにより、表示画像のコントラストの向上や表示装置の消費電力低減を図る技術がある。
このようなバックライトの輝度制御では、各発光ブロックの発光量を制御することにより生じるバックライトの輝度分布の変化を、液晶パネルの透過率を制御して補償する。そのために、発光量の制御値に基づきバックライトの輝度分布を推測する。バックライトの発光量を局所的に制御した場合でも表示画像の輝度が画像データの想定する輝度からずれないようにするためには、バックライトの輝度分布（液晶パネルに照射するバックライト光の輝度分布）の推測を精度良く行う必要がある。
【０００３】
液晶パネルに照射するバックライト光は、各発光ブロックからの光の重ね合わせであるから、各発光ブロック由来の光の発光分布データを各発光ブロックの発光量に基づき重み付け加算することで、液晶パネルに照射するバックライト光の輝度分布を推測できる。ここで、ある発光ブロックの発光分布データとは、その発光ブロックのみを発光させた場合に形成される輝度分布を表すデータのことである。しかし、各発光ブロックの発光分布データは、バックライトの内壁面からの反射等の影響で発光ブロック毎に異なる形状をしているので、バックライトの分割数が多く発光ブロック数が多い場合には、膨大な量の発光分布データが必要となる。
【０００４】
従来、発光分布データ量を削減する方法として、ある１つの発光分布データでバックライトを構成する全ての発光ブロックの発光分布データを代表させる技術がある。さらに、画面の内壁面の位置で発光分布データを画面内に折り返して加算することで、内壁面による反射を考慮した輝度分布の推測を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。
また、バックライトの全ての発光ブロックの発光分布データを代表する発光分布データを用いて輝度分布を算出し、それを発光ブロック毎に設定された補正値を用いて補正することにより、発光ブロック毎の差を考慮する方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５４８３９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２９６３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、発光分布データは、例えば各発光ブロック中央の位置における輝度値からなる離散的なデータである。そのため、発光ブロックの位置と内壁面の位置が一致しない場合、発光分布データを画面の内壁面の位置で折り返して得られる反射光分布データの値と位置との関係が実際の位置関係と整合しないという課題があった。また、反射の態様が鏡面反射でない場合には反射光成分は単純な折り返しでは表せないため、誤差が大きくなるという課題があった。
また、特許文献２の技術では、発光ブロックの位置毎に任意の値に補正可能ではあるが、発光量によらず補正量が一定のため、各発光ブロックの発光量が変化すると補正精度が変化する可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明では、発光量を独立に制御可能な複数の発光ブロックからなるバックライト装置を備えた透過型の画像表示装置において、データ量を抑えつつ精度良くバックライトの輝度を推測する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】
本発明は、発光量を個別に制御可能な複数の光源からなる発光手段と、
画像データに基づき前記発光手段からの光を変調することにより画像を表示する表示手段と、
１つの光源が発光した場合のその光源からの直接光の輝度を示す第１分布データと、１つの光源が発光した場合のその光源からの光の前記発光手段の内壁面による反射光の輝度を示す第２分布データと、を取得する取得手段と、
前記画像データに基づき前記複数の光源の各々の発光量を決定する決定手段と、
前記第１分布データと前記第２分布データと前記発光量とに基づき前記表示手段に照射する光の輝度分布を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出される輝度分布に基づき前記画像データを補正する補正手段と、
を備え、
前記第２分布データは、予め測定した前記反射光の輝度の測定値に基づくデータ、又は、前記内壁面と前記光源との位置関係に基づき前記第１分布データから生成されたデータであることを特徴とする表示装置である。
【０００９】
本発明は、発光量を個別に制御可能な複数の光源からなる発光手段と、
画像データに基づき前記発光手段からの光を変調することにより画像を表示する表示手段と、
を備える表示装置の制御方法であって、
１つの光源が発光した場合のその光源からの直接光の輝度を示す第１分布データと、１つの光源が発光した場合のその光源からの光の前記発光手段の内壁面による反射光の輝度を示す第２分布データと、を取得する取得工程と、
前記画像データに基づき前記複数の光源の各々の発光量を決定する決定工程と、
前記第１分布データと前記第２分布データと前記発光量とに基づき前記表示手段に照射する光の輝度分布を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出される輝度分布に基づき前記画像データを補正する補正工程と、
を有し、
前記第２分布データは、予め測定した前記反射光の輝度の測定値に基づくデータ、又は、前記内壁面と前記光源との位置関係に基づき前記第１分布データから生成されたデータであることを特徴とする表示装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光量を独立に制御可能な複数の発光ブロックからなるバックライト装置を備えた透過型の画像表示装置において、データ量を抑えつつ精度良くバックライトの輝度を推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の画像表示装置の機能構成の一例を示す図。
【図２】実施例１の輝度推測部１０６の処理の一例を説明する図。
【図３】実施例１の発光分布データと反射光分布データの一例を説明する図。
【図４】実施例１の輝度推測部１０６の処理の一例を説明する図。
【図５】実施例２の画像表示装置の機能構成の一例を示す図。
【図６】実施例２の輝度推測部２０６の処理の一例を説明する図。
【図７】実施例２の反射光分布データの位置について説明する図。
【図８】実施例２の輝度推測部２０６の処理の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１に係る画像表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図である。
画像表示装置は、バックライト部１０１、液晶パネル部１０２、特徴量検出部１０３、発光比率決定部１０４、発光制御部１０５、輝度推測部１０６、補正係数決定部１１２、画像補正部１１３等を有する。さらに、輝度推測部１０６は、仮想光源設定部１０７、発光分布データ記憶部１０８、反射光分布データ記憶部１０９、選択部１１０、演算部１１１等を有する。
【００１３】
バックライト部１０１は、輝度（発光量）を独立に制御可能な複数の光源として複数の発光ブロックを有する照明装置（バックライト装置）であり、液晶パネル部１０２を照明する。バックライト部１０１は、照明範囲を水平方向にｍ分割、垂直方向にｎ分割した合計ｍ×ｎ個の発光ブロックで構成される。各発光ブロックにはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子が設けられ、発光素子の制御値を調節することで発光ブロックの発光量を可変制御することができる。
液晶パネル部１０２は、画像データに基づきバックライト部１０１からの光を変調することにより画像を表示する表示パネルである。実施例１では、液晶パネル部１０２は、バックライト部１０１からの光の透過率を画像データに基づき調節することで変調を行う。
【００１４】
実施例１のバックライトの輝度制御では、バックライト部１０１の各発光ブロックに対応する分割領域の画像データに基づいて、各発光ブロックの発光量を制御する。そして、バックライト部１０１の各発光ブロックの発光量に応じて、発光量が基準の発光量で均一である場合の輝度分布からの変化を打ち消すように画像データを補正する。
【００１５】
このバックライトに輝度制御では、例えば暗い画像が表示される分割領域に対応する発光ブロックの輝度が抑制され、当該分割領域の画像データに対し画素値を伸長する画像処理が施され、当該分割領域における液晶パネルの透過率が高められる。これにより、当該分割領域における液晶パネルの表示輝度を低下させることなく、暗い画像の黒浮きの軽減とバックライト装置の消費電力の低減が可能になる。
なお、液晶パネルの分割領域の各々とバックライトの発光ブロックの各々とは、同一形状である必要はない。実施例１では、説明を簡単にするため、液晶パネルの各分割領域とバックライトの各発光ブロックとは１対１に対応するものとする。
【００１６】
特徴量検出部１０３は、入力された画像データを複数の分割領域に分割し、分割領域毎に画像データの特徴量を検出する。実施例１では、特徴量検出部１０３は、特徴量として各分割領域内の画像データの最大画素値を検出する。特徴量は最大画素値に限らない。
【００１７】
発光比率決定部１０４は、画像データに基づきバックライト装置が備える複数の発光ブロックの各々の発光比率を決定する。発光比率決定部１０４は、特徴量検出部１０３で検出した分割領域毎の特徴量（最大画素値）に基づき、各発光ブロックの発光比率を算出し出力する。ここで、発光比率とは、バックライトの輝度制御を行わずに画像を表示する場合（全ての発光ブロックの発光量を一律の値、例えば最大値に制御する場合）の発光量（基準発光量という）に対する、各発光ブロックについて決定された発光量の比率である。実施例１では、バックライト装置が備える複数の発光ブロックの発光量として発光比率を
算出する例を示したが、発光ブロックの明るさの制御値であればこれに限らない。
具体的には、画像データの最大階調値（例えば、８ビットなら２５５）に対する分割領域内の最大画素値の比を発光比率とする。これは、分割領域内の全画素を画素値に対応する輝度で表示するためには、バックライトの輝度を分割領域内の最大画素値に対応する輝度以上に制御すればよいからである。
【００１８】
発光制御部１０５は、発光比率決定部１０４が出力する発光比率に基づいて、バックライト部１０１の各発光ブロックの発光を制御する制御値（発光量、発光比率）を、バックライト部１０１に出力する。
輝度推測部１０６は、各発光ブロックの発光量を発光比率決定部１０４が出力する発光比率に基づいて制御した場合に、液晶パネル部１０２に照射するバックライト部１０１からの光の輝度分布を算出する。
【００１９】
実施例１では、バックライト部１０１は、水平方向に４等分、垂直方向に３等分された計１２個の発光ブロックで構成されており、ＬＥＤは各発光ブロックの中央にあるものとする。輝度推測部１０６は、バックライト部１０１の発光ブロックの中央の位置における輝度推測値を算出するものとする。
実施例１の輝度推測部１０６は、バックライト部１０１の内壁面からの反射を考慮して輝度分布を推測するために、バックライト部１０１の内壁面の外側の領域（バックライト外部領域）に仮想的な発光ブロック（仮想光源）を想定して、輝度分布を推測する。
【００２０】
仮想光源設定部１０７は、バックライト部１０１の内壁面による反射を考慮するために、バックライト部１０１の内壁面の外側に仮想発光ブロックを設定する。実施例１では、仮想光源設定部１０７は、実在の発光ブロックに対しバックライト部１０１の内壁面を挟んで対称の位置に仮想発光ブロックを設定する。仮想光源設定部１０７は、仮想発光ブロックの発光比率を、当該仮想発光ブロックに対しバックライト部１０１の内壁面を挟んで対称の位置にある実在の発光ブロックの発光比率（発光比率決定部１０４が算出した発光比率）に基づき設定する。実施例１では特に、仮想発光ブロックの発光比率は、内壁面を挟んで対称の位置にある発光ブロックの発光比率と等しい値に設定される。仮想光源設定部１０７は、推測位置情報、光源位置情報、及び光源位置情報に対応した発光比率を出力する。ここで、推測位置情報とは、バックライト部１０１における、輝度推測値を算出する推測位置（輝度算出位置）の情報（座標）である。また、光源位置情報とは、発光ブロック又は仮想発光ブロックの位置情報（座標）である。
【００２１】
図２に、輝度推測部１０６の処理の一例を説明する図を示す。図２において、座標（ｘ，ｙ）は、最も左上にある発光ブロックの座標を（０，０）として、ｘは縦方向（下向きが正）、ｙは横方向（右向きが正）の位置を表す。
【００２２】
図２（Ａ）において、各発光ブロックを白抜きの四角形で表しており、内部の数字はその発光ブロックの発光比率を表している。図２（Ｂ）において、仮想発光ブロックを網かけの四角形で表している。図２（Ｂ）の例では、バックライト部１０１の内壁面の外側に左右２列、上下２行の仮想発光ブロックを生成する例を表している。網かけの四角形の内部の数字はその仮想発光ブロックの仮想的な発光比率を表す。仮想発光ブロックの発光比率は、実在の発光ブロックの発光比率を内壁面で折り返した値である。図２（Ｃ）は、各発光ブロックの位置における輝度推測値を表す。
【００２３】
なお、仮想発光ブロックの数は、実在の発光ブロックから発せられる光の輝度分布の広がり度合い（広がりの程度）に応じた数に設定すればよい。例えば、輝度分布の広がり広い場合には、発光ブロックから離れた位置にまで光が影響を及ぼすので、仮想発光ブロックは多い方が良い。逆に、輝度分布の広がりが狭い場合には、発光ブロックから離れた位
置には与える影響が小さくなるので、仮想発光ブロックは少なくてもよい。
【００２４】
発光分布データ記憶部１０８は、バックライト部１０１の複数の発光ブロックのうち１つの発光ブロックが発光した場合のその発光ブロックからの直接光の輝度を示す発光分布データ（第１分布データ）を記憶する。発光分布データは、１つの発光ブロックからの光が周囲の輝度分布に及ぼす影響度を表す２次元のデータである。実施例１では、発光分布データは、発光するブロックから横方向にｍブロック、縦方向にｎブロック離れた位置にあるブロックにおける輝度のデータとして作成される。発光分布データは、バックライト部１０１に内壁面がないと仮定した（反射光を考慮しない）場合に１つの発光ブロックの発光により形成される輝度分布に基づき作成される。例えば、発光分布データは、バックライト部１０１の中央付近の発光ブロックを発光させた場合に形成される輝度分布の形状を表すデータとすることができる。発光分布データにより、各発光ブロックを発光させた場合の輝度分布を代表させるものとする。これにより１２個の発光ブロックの全てについてその発光ブロック由来の光の輝度分布のデータを記憶しておく必要がなくなるので、発光ブロック数が多くなっても発光分布データのデータ量の増大を抑制できる。
【００２５】
反射光分布データ記憶部１０９は、バックライト部１０１の複数の発光ブロックのうち１つの発光ブロックが発光した場合のその発光ブロックからの光の内壁面による反射光の輝度を示す反射光分布データ（第２分布データ）を記憶する。反射光分布データは、１つの発光ブロックからの光のバックライト部１０１の内壁面による反射光が周囲の輝度分布に及ぼす影響度を表す２次元のデータである。実施例１では、反射光分布データは、発光するブロックから横方向にｍブロック、縦方向にｎブロック離れた位置にあるブロックにおける輝度のデータとして作成される。実施例１では、反射光分布データは、左側内壁面、右側内壁面、上側内壁面、下側内壁面それぞれによる反射に対応する４つのデータで構成されるものとする。反射光分布データは、バックライトの外部に設定した仮想発光ブロックの位置をピークとする輝度分布を、発光ブロックの中心位置でサンプリングして、反射光分布データを作成することができる。
【００２６】
バックライト部１０１の内壁面による反射が鏡面反射で近似できる場合には、次のような方法で発光分布データから反射光分布データを生成することが可能である。すなわち、図３（ａ）に示すような発光分布データに反射率を乗じ、内壁面と発光ブロックとの位置関係に基づきサンプリング位置を調整する。しかし、反射が鏡面反射でない場合には、反射光分布データは、予め測定した測定値に基づくデータや、光線追跡シミュレーション等に基づくデータとすることができる。例えば、内壁面近傍の発光ブロック由来の光の輝度分布を測定又はシミュレーションにより求め、そこから発光分布データの値を差し引くことにより反射光分布データを生成することができる。
【００２７】
図３は、発光分布データと反射光分布データ（以下、分布データと総称する）の一例を説明する図である。
【００２８】
発光分布データは、バックライトの内部の発光ブロックとバックライトの内部の各位置との位置関係に応じた発光ブロックからの光の輝度として、複数の発光ブロック由来の直接光の輝度を示すデータである。この発光分布データを用いた輝度推測では、推測位置と発光ブロックとはともにバックライトの内部にあると考えて計算を行う。
【００２９】
反射光分布データは、推測位置と発光ブロックとのいずれかがバックライトの外部にあると仮定した場合の、推測位置と発光ブロックとの位置関係と、当該推測位置における当該発光ブロックからの光の輝度との関係として、反射光の輝度を示すデータである。
【００３０】
実施例１では、反射光分布データは、バックライトの外部に設定した複数の仮想発光ブ
ロックとバックライトの内部の各位置との位置関係に応じた仮想発光ブロックからの光の輝度として、反射光の輝度を示すデータである。この反射光分布データを用いた輝度推測では、推測位置がバックライトの内部にあり、輝度算出のために設定した仮想発光ブロックがバックライトの外部にあると考えて計算を行う。また、実施例１では、反射光分布データは、発光ブロックに対しバックライトの内壁面を挟んで対称の位置に仮想発光ブロックを設定して作成される。
【００３１】
図３（ａ）は発光ブロックからの光の輝度分布の例を示している。発光ブロックからの光の分布は、図のように発光ブロックの光源の位置（発光ブロックの中心）をピークとする分布となる。本来は、バックライト部１０１の発光ブロックからの光は、内壁面で反射されるので、内壁面で囲まれた領域（バクライト内部領域）内に制限された分布となる。しかし、図３（ａ）の輝度分布は、内壁面がなくバックライト領域が十分に広いと仮定した場合に形成される光の輝度分布を表す。発光分布データ記憶部１０８が記憶する発光分布データは、この輝度分布を各発光ブロックの中央の位置でサンプリングすることにより生成する。実施例１の輝度推測では、発光分布データとして、発光するブロックの位置から左右に４ブロック、上下に３ブロック分のデータが必要なので、発光分布データは、図３（ｄ）に示すような合計７×５個のデータからなる。
【００３２】
図３（ｂ）は、バックライト部１０１の左側内壁面による反射光分布データの例を示している。反射光の輝度分布は、図のようにバックライト外部領域に位置する仮想発光ブロックの光源の位置をピークとする分布である。反射光分布データは、この反射光の輝度分布を各発光ブロックの中央の位置でサンプリングすることにより生成する。
【００３３】
また、図３（ｃ）は、バックライト部１０１の上側内壁面による反射光分布データの例を示している。反射光の輝度分布は、図のようにバックライト外部領域に位置する仮想発光ブロックの光源の位置をピークとする分布である。反射光分布データは、この反射光の輝度分布を各発光ブロックの中央の位置でサンプリングすることにより生成する。
【００３４】
実施例１の輝度推測では、左側内壁面の外の仮想発光ブロックからの光の分布として、仮想発光ブロックの位置から右に５ブロック、上下に３ブロック分の分布データが必要である。従って、左側内壁面による反射光分布データは、図３（ｅ）に示すような合計５×５個のデータからなる。同様に、右側内壁面の外の仮想発光ブロックからの光の輝度分布として、仮想発光ブロックの位置から左に５ブロック、上下に３ブロック分のデータが必要なので、右側内壁面の反射光分布データは、図３（ｇ）に示すような合計５×５個のデータからなる。
また、上側内壁面の外の仮想発光ブロックからの光の輝度分布として、仮想発光ブロックの位置から左右に４ブロック、下に４ブロック分のデータが必要なので、上側内壁面による反射光分布データは、図３（ｆ）に示すような合計７×４個のデータからなる。同様に、下側内壁面の外の仮想発光ブロックからの光の輝度分布として、仮想発光ブロックの位置から左右に４ブロック、上に４ブロック分のデータが必要なので、下側内壁面による反射光分布データは、図３（ｈ）に示すような合計７×４個のデータからなる。
【００３５】
なお、発光分布データが左右上下対称な場合には、発光ブロックの位置を中心として１象限のみの発光分布データを記憶しておき、他の３象限のデータは折り返しにより生成して使用してもよい。この場合、図３（ｉ）に示すように合計４×３個のデータがあればよいので、データ量を削減できる。同様に、発光分布データが左右対称、上下対称、又は、点対象な場合には、対称な部分のデータを削減することができる。
【００３６】
また、反射光分布データは、必ずしも、左側内壁面、右側内壁面、上側内壁面、下側内壁面それぞれによる反射に対応する４つのデータを用意する必要はない。例えば、バック
ライト部１０１の構造が左右対称になっていて、左側内壁面と右側内壁面による反射光の輝度分布が１つのデータで近似できる場合には、どちらか一方の反射光分布データをだけ記憶し、それを左右反転して他方の反射光分布データを算出してもよい。同様に、上側内壁面と下側内壁面による反射光の輝度分布を１つのデータで近似できる場合には、どちらか一方の反射光分布データをだけ記憶しておき、それを上下反転して他方の反射光分布データを算出してもよい。
【００３７】
さらに、左側内壁面、右側内壁面、上側内壁面、下内壁面による反射光の輝度分布を１つのデータで近似できる場合には、反射光分布データは１つでもよい。この場合、図３（ｊ）に示すように合計２５個のデータがあればよいので、データ量を削減できる。
【００３８】
選択部１１０は、発光分布データ又は反射光分布データを取得し、仮想光源設定部１０７が出力する推測位置情報、光源位置情報に基づく分布データを選択して出力する。具体的には、選択部１１０は、光源位置情報が実在の発光ブロックを指す場合には発光分布データを、光源位置情報が仮想発光ブロックを指す場合には反射光分布データを、分布データとして選択する。選択部１１０は、推測位置（推測位置情報に基づく）と、発光ブロック又は仮想発光ブロックの位置（光源位置情報に基づく）との相対的な位置関係に基づいて、分布データから１つのデータを選択し出力する。
【００３９】
演算部１１１は、発光分布データと反射光分布データと各発光ブロックの発光比率とに基づき、液晶パネル部１０２に照射する光の輝度分布を算出する。
演算部１１１は、発光分布データと各発光ブロックの発光比率とに基づき、複数の発光ブロックからの直接光の輝度分布を算出する。また、演算部１１１は、反射光分布データと各発光ブロックの発光比率とに基づき、複数の発光ブロックに由来する反射光の輝度分布を算出する。そして、直接光の輝度分布と反射光の輝度分布とに基づき、液晶パネル部に照射する光の輝度分布を算出する。
【００４０】
直接光の輝度分布の算出について、実施例１では、以下のように行う。演算部１１１は、複数の発光ブロックの各々について、バックライトの内部の推測位置と発光ブロックとの位置関係と、発光分布データと、発光ブロックの発光比率と、に基づき、推測位置における発光ブロックからの光の輝度を算出する。演算部１１１はさらに、この算出した輝度を全ての発光ブロックについて足し合わせることで、推測位置における直接光の輝度を算出する。
【００４１】
反射光の輝度分布の算出について、実施例１では、以下のように行う。演算部１１１は、複数の仮想発光ブロックの各々について、バックライトの内部の推測位置と仮想発光ブロックとの位置関係と、反射光分布データと、仮想発光ブロックの仮想的な発光比率と、に基づき、推測位置における仮想発光ブロックからの光の輝度を算出する。演算部１１１はさらに、この算出した輝度を全ての仮想発光ブロックについて足し合わせることで、推測位置における反射光の輝度を算出する。
実施例１では、反射光の輝度分布の算出において、バックライト部１０１の内部に推測位置が設定されるとともに、発光ブロックの発光比率から仮想発光ブロックの仮想的な発光比率が算出される。
【００４２】
実施例１では、演算部１１１は、発光ブロックの各々について輝度推測値を求める。すなわち、演算部１１１は、各推測位置について、仮想光源設定部１０７が出力する発光比率と選択部１１０が出力する分布データの積を、発光ブロック及び仮想発光ブロックの全てにわたって足し合わせることによって、輝度推測値を算出する。
【００４３】
座標（ｘ，ｙ）の発光ブロックの輝度推測値Ｌ（ｘ，ｙ）は、次の式で求められる。
【数１】
2017111289.tif 000003
ここで、Ｌ（ｘ，ｙ）はバックライト内部領域で定義された輝度推測値である。Ｒ（ｉ，ｊ）はバックライト内部領域及びバックライト外部領域で定義された発光比率であり、バックライト外部領域における値はバックライト内部領域における値を内壁面の位置で折り返して求められる。分布データｒ（ｉ，ｊ）（ｍ，ｎ）は、（ｉ，ｊ）がバックライト内部領域（ブロック（ｉ，ｊ）が発光ブロック）の場合は発光分布データ、（ｉ，ｊ）がバックライト外部領域（ブロック（ｉ，ｊ）が仮想発光ブロック）の場合は反射光分布データである。分布データｒ（ｉ，ｊ）（ｍ，ｎ）の定義域は図３（ｄ）〜図３（ｈ）に示す通りである。
【００４４】
図４は、輝度推測部１０６の処理の一例を説明する図である。
図４では、推測位置情報と光源位置情報を２次元の座標で表しており、（０，０）はバックライト部１０１の最も左上の発光ブロックの位置を指す。輝度推測部１０６は、１２か所の推測位置のそれぞれについて、全ての発光ブロック及び仮想発光ブロックに関する分布データと発光比率とを畳み込み演算することにより、輝度推測値を求める。このとき、発光ブロックについては発光分布データを用い、仮想発光ブロックについては反射光分布データを用いる。輝度推測部１０６は、この畳み込み演算を、１２か所の推測位置について順次行う。
【００４５】
補正係数決定部１１２は、輝度推測部１０６により算出される液晶パネル部１０２に照射する光の輝度分布に基づき画像データを補正するための補正係数を決定する。実施例１では、補正係数決定部１１２は、バックライト部１０１の発光量を制御したことにより生じる輝度分布に基づき、表示画像の輝度が画像データの想定する輝度からずれないようにするための補正係数を決定し出力する。具体的には、バックライト部１０１が基準発光量に制御されている場合、すなわち発光比率が全て１の場合に液晶パネルに照射する光の輝度分布（基準輝度分布という）を考える。補正係数決定部１１２は、基準輝度分布において推測位置に対応する輝度値に対する、輝度推測部１０６が出力する当該推測位置に対応する輝度推測値の比率の逆数を、その推測位置の補正係数とする。補正係数決定部１１２は、各推測位置の補正係数を空間的に補間することにより、画素毎の補正係数を算出する。
画像補正部１１３は、補正係数決定部１１２が出力する補正係数を画像データに乗算することにより画像データを補正し、補正画像データとして出力する。
【００４６】
以上のように、実施例１では、バックライト外部に仮想発光ブロックを設定し、バックライト内部の推測位置の各々について、直接光の輝度と反射光の輝度を算出する。直接光の輝度の算出においては、発光分布データと発光ブロックの発光量に基づく畳み込み演算を行う。反射光の輝度の算出においては、反射光分布データと仮想発光ブロックの発光量に基づく畳み込み演算を行う。実施例１によれば、バックライトの全ての発光ブロックについて発光分布データを持たないので、発光ブロックが多い場合でも発光分布データ量を抑えることができる。また、反射光分布データは、予め測定した反射光の測定値やシミュレーションにより求めた反射光の輝度に基づき、仮想発光ブロックの位置をピークとする輝度分布を、バックライト内部の発光ブロックの中心位置でサンプリングして作成したデータである。よって、従来のように発光分布データを単に内壁面の位置で折り返したデータではないので、反射光分布データの各値に対応する位置は、実際の発光ブロックの中心位置に対してずれない。これにより、正確に反射光の効果を考慮に入れた輝度推測値の算出が可能となり、精度が高いバックライト輝度制御ができる。
【００４７】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２に係る画像表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。実施例１では、予め記憶部に記憶しておいた反射光成分データを用いることにより、任意の分布形状の反射光の輝度分布に基づく輝度推測を行う例を示した。しかし、バックライトの内壁面からの反射が鏡面反射とみなせる場合には、内壁面による反射光の輝度分布の形状は、バックライトの構造から決まる内壁面の位置情報と、内壁面の反射率から推測できる。実施例２では、バックライトの内壁面の位置情報と内壁面の反射率を用いて、発光分布データから反射光分布データを生成して輝度推測を行う方法について説明する。
【００４８】
図５は、実施例２に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図である。
画像表示装置は、バックライト部１０１、液晶パネル部１０２、特徴量検出部１０３、発光比率決定部１０４、発光制御部１０５、輝度推測部２０６、補正係数決定部１１２、画像補正部１１３等を有する。さらに、輝度推測部２０６は、推測位置設定部２０７、発光分布データ記憶部１０８、反射光分布データ生成部２０９、選択部２１０、演算部２１１、反射成分折り返し部２１４等を有する。
バックライト部１０１、液晶パネル部１０２、特徴量検出部１０３、発光比率決定部１０４、発光制御部１０５、補正係数決定部１１２、画像補正部１１３、発光分布データ記憶部１０８の動作は実施例１と同じである。
【００４９】
実施例２の輝度推測部２０６は、以下の点で実施例１の輝度推測部１０６と異なる。まず、輝度推測部２０６は、バックライトの内壁面の位置情報を用いて発光分布データから反射光分布データを生成する。また、輝度推測部２０６は、内壁面がないと仮定して、バックライトのバックライト内部領域及びバックライト外部領域について輝度推測値の算出を行う（第１輝度推測値）。また、輝度推測部２０６は、推測位置がバックライト内部領域であるかバックライト外部領域であるかに応じて、第１輝度推測値の算出において用いる分布データ（発光分布データ又は反射光分布データ）の選択を行う。そして、輝度推測部２０６は、バックライト外部領域の第１輝度推測値をバックライト内部領域の値に変換し、バックライト内部領域について求めた第１輝度推測値に加算することにより、最終的な輝度推測値（第２輝度推測値）を求める。
【００５０】
推測位置設定部２０７は、バックライト部１０１のバックライト内部領域の推測位置に加え、バックライト部１０１に内壁面がないと仮定して、バックライト外部領域にも仮想的な推測位置（仮想算出位置）を設定する。そして、推測位置設定部２０７は、推測位置情報、光源位置情報、その光源位置情報に対応する発光比率を出力する。ここで、推測位置情報とは、発光ブロックの発光比率と光強度データとに基づきの畳み込み演算を行う対象の位置の情報（座標）である。光源位置情報とは、発光ブロックの位置の情報（座標）である。なお実施例２では、輝度推測値の算出にあたって、実施例１のような仮想発光ブロックをバックライト外部領域に設定することはしない。
【００５１】
図６に、輝度推測部２０６の処理の一例を説明する図を示す。
反射光分布データは、推測位置と発光ブロックとのいずれかがバックライトの外部にあると仮定した場合の、推測位置と発光ブロックとの位置関係と、当該推測位置における当該発光ブロックからの光の輝度との関係として、反射光の輝度を示すデータである。
【００５２】
実施例２では、反射光分布データは、バックライトの内部の発光ブロックと、バックライトの外部に設定した各位置と、の位置関係に応じた発光ブロックからの光の輝度として、反射光の輝度を示すデータである。この反射光分布データを用いた輝度推測では、輝度推測のために設定した仮想推測位置がバックライトの外部にあり、発光ブロックがバック
ライトの内部にあると考えて計算を行う。実施例２では、反射光分布データは、バックライトの内壁面と発光ブロックとの位置関係に基づき仮想推測位置を設定し、この仮想推測位置に基づき発光分布データから生成される。
【００５３】
図６（Ａ）において、各発光ブロックを白抜きの四角形で表しており、内部の数字はその発光ブロックの発光比率を表している。図６（Ｂ）において、バックライト部１０１のバックライト外部領域の推測位置を網かけの四角形で表し、バックライト部１０１のバックライト内部領域の推測位置を白抜きの四角形で表している。図６（Ｂ）の例では、バックライト部１０１の内壁面の左右２列、上下２行に追加の推測位置を生成する例を示している。図６（Ｂ）の四角形の内部の数字は、各推測位置における第１輝度推測値を表す。図６（Ｃ）は、バックライト外部領域の第１輝度推測値をバックライト内部領域に折り返して第１輝度推測値に加算することで算出した第２輝度推測値を表す。
【００５４】
なお、追加の推測位置の数は、発光ブロックから発せられる光の輝度分布の広がり度合いによって決定すればよい。例えば、輝度分布の広がりが広い場合には、発光ブロックから離れた位置にまで光が影響を及ぼすので、追加の推測位置は多い方が良い。逆に、輝度分布の広がりが狭い場合には、発光ブロックから離れた位置には与える影響が小さくなるので、追加の推測位置は少なくてもよい。
【００５５】
反射光分布データ生成部２０９は、バックライトの内壁面の位置情報と内壁面の反射率に基づいて、発光分布データから反射光分布データを生成し出力する。発光ブロックからの光がバックライト部１０１の内壁面で鏡面反射するものとすると、反射光分布データは、内壁面がない場合の光成分を内壁面から内側に折り返し、反射率を掛け合わせた形状となる。よって、反射光分布データを生成するためには、バックライト部１０１の内壁面を挟んで発光ブロックに対し対称の位置におけるデータが必要である。
【００５６】
図７は、反射光分布データの位置について説明する図である。図７は、発光ブロックの境界の位置と内壁面の位置が一致していない場合の例を示している。発光分布データは空間的に等間隔な位置に対応する離散的なデータなので、図７に示すように発光分布データの位置と反射光分布データの位置とが一致しない。そこで反射光分布データ生成部２０９は、発光ブロックの境界と内壁面の位置の差に基づいて、発光分布データを補間し、反射率を乗算して反射光分布データを生成する。例えば、反射光分布データＬＲ（ｎ）は、発光ブロックの幅Ｗ、発光ブロックの境界と内壁面の位置の差Ｄ、発光分布データＬ（ｎ）を用いて、以下の関係式で算出できる。
ＬＲ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）＋（Ｌ（ｎ−１）−Ｌ（ｎ））×２×Ｄ／Ｗ・・・（式２）
【００５７】
選択部２１０は、発光分布データ又は反射光分布データを取得し、推測位置設定部２０７が出力する推測位置情報、光源位置情報に基づく分布データを出力する。選択部２１０は、推測位置がバックライトのバックライト内部領域にある場合には発光分布データを選択し、推測位置がバックライトのバックライト外部領域にある場合には反射光分布データを選択する。そして、推測位置と発光ブロックとの相対的な位置関係に基づいて、選択した分布データから１つの値を出力する。
【００５８】
直接光の輝度分布の算出方法は実施例１と同様である。
反射光の輝度分布の算出について、実施例２では、以下のように行う。演算部２１１は、複数の発光ブロックの各々について、バックライトの外部の仮想推測位置と発光ブロックとの位置関係と、反射光分布データと、発光ブロックの発光比率と、に基づき、仮想推測位置における発光ブロックからの光の輝度を算出する。演算部２１１はさらに、この算
出した輝度をバックライトの内部にある推測位置における輝度に変換し、変換した輝度を全ての発光ブロックについて足し合わせることで、推測位置における反射光の輝度を算出する。
実施例２では、反射光の輝度分布の算出において、仮想的な推測位置がバックライト部１０１の外部に設定される。そして、実施例２では、仮想推測位置における輝度を、仮想推測位置に対し内壁面を挟んで対称の位置にあるバックライトの内部の推測位置における輝度に変換する（折り返す）ことで、反射光の輝度を算出する。
【００５９】
演算部２１１は、各推測位置について、推測位置設定部２０７が出力する発光比率と選択部２１０が出力する分布データの積和値を算出し、第１輝度推測値として出力する。
反射成分折り返し部２１４は、バックライト部１０１のバックライト外部領域の第１輝度推測値を、内壁面の位置で折り返して、バックライト内部領域の第１輝度推測値に加算し、第２輝度推測値として出力する。
【００６０】
座標（ｘ，ｙ）の発光ブロックの第２輝度推測値Ｌ２（ｘ，ｙ）は、次の式で求められる。
【数２】
2017111289.tif 000004
ここで、Ｌ１（ｘ，ｙ）はバックライト内部領域及びバックライト外部領域で定義された第１輝度推測値である。Ｒ（ｉ，ｊ）はバックライト内部領域で定義された発光比率である。分布データｒ（ｘ，ｙ）（ｍ，ｎ）は、（ｘ，ｙ）がバックライト内部領域（ブロック（ｘ，ｙ）が発光ブロック）の場合は発光分布データ、（ｘ，ｙ）がバックライト外部領域（ブロック（ｘ，ｙ）が枠外）の場合は反射光分布データである。分布データｒ（ｘ，ｙ）（ｍ，ｎ）の定義域は図３（ｄ）に示す通りであるが、発光分布データと反射光分布データの２種類の値が定義されている。Ｌ２（ｘ，ｙ）はバックライト内部領域で定義された第２輝度推測値である。Ｌ１’（ｘ，ｙ）は、バックライト外部領域から座標（ｘ、ｙ）に枠位置で折り返して得られる値の合計値である。具体的には、
Ｌ１’（ｘ，ｙ）＝Ｌ１（ｘ，−ｙ）＋Ｌ１（ｘ，７−ｙ）
＋Ｌ１（−ｘ，ｙ）＋Ｌ１（５−ｘ，ｙ）
【００６１】
図８に、輝度推測部２０６の処理の一例を説明する図を示す。
図８では、推測位置情報と光源位置情報を２次元の座標で表しており、（０，０）はバックライト部１０１の最も左上の発光ブロックの位置を指す。図に示すように、各推測位置について、全ての発光ブロックに関する分布データと発光比率を畳み込み演算を行い、第１輝度推測値を求める。このとき、推測位置がバックライト部１０１のバックライト内部領域の場合には分布データとして発光分布データを選択し、推測位置がバックライト外部領域の場合には分布データとして反射光分布データを選択する。
【００６２】
以上のように、実施例２では、バックライトの内壁面の位置情報とバックライト内壁面の反射率に基づいて、発光分布データから精度の高い反射光分布データを生成する。従って、本発明によれば、実施例１の効果に加え、発光分布データの量をより少なく抑えて、精度が高いバックライト輝度制御ができる。
【００６３】
以上説明した各実施例には本発明の範囲内で種々の変更を加えることができる。実施例ではバックライトが格子状の複数の発光ブロックからなる構成例を示したが、発光量を個別に制御可能な複数の発光ブロックを有する構成であれば格子状のブロック分割に限らない。また、実施例２では、第１分布データ（発光分布データ）に基づき、内壁面と発光ブロックとの位置関係を考慮して第２分布データを生成する例を示したが、その際の計算方法は上記の式２に限らない。実施例１において、仮想発光ブロックの発光量を、内壁面を挟んで対称の位置にある実在の発光ブロックの発光量と等しい値に設定する例を示したが、実在の発光ブロックの発光量に基づき設定される発光量であれば実施例１の設定例に限らない。
【００６４】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０１：バックライト部、１０２：液晶パネル部、１０４：発光比率決定部、１０５：発光制御部、１０６：輝度推測部、１０８：発光分布データ記憶部、１０９：反射光分布データ記憶部、１１２：補正係数決定部、１１３：画像補正部
【図１】
2017111289.tif 000005
【図２】
2017111289.tif 000006
【図３】
2017111289.tif 000007
【図４】
2017111289.tif 000008
【図５】
2017111289.tif 000009
【図６】
2017111289.tif 000010
【図７】
2017111289.tif 000011
【図８】
2017111289.tif 000012