JP2015210461A - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置及び表示装置の駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光源の劣化を低減する。
【解決手段】表示装置は、画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、複数の光源を備え、画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、画像表示パネルの表示面を分割した分割領域におけるバックライトの要求輝度値を画像信号に基づいて算出し、予め記憶するバックライトの輝度分布情報と要求輝度値とに基づいて複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を上限値に決定し、仮点灯量が上限値を超えない第２の光源の点灯量を、第１の光源の点灯量、輝度分布情報及び要求輝度値に基づいて算出して決定し、点灯量によってバックライトを制御する表示制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関する。
近年、表示装置の低消費電力化を図ることを目的として、バックライトを分割駆動制御する技術が知られている。このようなバックライトの分割駆動制御は、バックライトに複数の光源を備え、各光源の点灯量を調整することによって行う。このため、高い輝度で使用する頻度が高い光源は、他の光源に比べて劣化の進行が速く、表示装置全体としての寿命も短くしてしまう。この問題を解決するため、光源の長寿命化を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−１５５０４３号公報
本発明は、光源の劣化を低減する表示装置及び表示装置の駆動方法を提供する。
本発明の一態様は、画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、複数の光源を備え、画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、画像表示パネルの表示面を分割した分割領域におけるバックライトの要求輝度値を画像信号に基づいて算出し、予め記憶するバックライトの輝度分布情報と要求輝度値とに基づいて複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を上限値に決定し、仮点灯量が上限値を超えない第２の光源の点灯量を、第１の光源の点灯量、輝度分布情報及び要求輝度値に基づいて算出して決定し、点灯量によってバックライトを制御する表示制御部と、を有する表示装置である。
第１の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。 第２の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。 第２の実施形態の画像表示パネルの画素配列例を示した図である。 第２の実施形態のバックライトの構成例を示した図である。 第２の実施形態の表示装置のハードウェア構成の一例を示した図である。 第２の実施形態の信号処理部の機能構成を示したブロック図である。 第２の実施形態の光源別ＬＵＴを示した図である。 第２の実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。 画像信号の輝度分布の一例を示した図である。 仮点灯量情報の一例を示した図である。 光源を仮点灯量で点灯したときの輝度分布を示した図である。 光源の点灯量を上限値で制限したときの輝度分布を示した図である。 右に隣接する光源の点灯量を増加したときの輝度分布を示した図である。 左に隣接する光源の点灯量を増加したときの輝度分布を示した図である。 点灯量情報の一例を示した図である。 バックライト制御処理の手順を示したフローチャートである。 仮点灯量決定における点灯量制限処理の手順を示したフローチャートである。 仮点灯量決定における第１輝度補正処理の手順を示したフローチャートである。 仮点灯量決定における第２輝度補正処理の手順を示したフローチャートである。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまでも一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本発明と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
［第１の実施形態］
第１の実施形態の表示装置について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
図１に示した表示装置１は、表示制御部２と、画像表示パネル３と、バックライト５と、を有する。
表示制御部２は、予め輝度分布情報２ｂを記憶する記憶部を有し、要求輝度値算出２ａ、仮点灯量算出２ｃ及び点灯量決定２ｄの各処理を行い、バックライト５の輝度を制御する。
画像表示パネル３は、Ｐ×Ｑ個の画素が行列状に配列されている。画像表示パネル３では、画像信号に基づいて表示面に画像を表示する。
バックライト５は、複数の光源Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎを有し、画像表示パネル３を背面から照明する。以下において光源Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌｎを区別する必要がないときは、光源Ｌと表記する。光源Ｌは、独立して動作可能であり、それぞれに点灯量が設定される。バックライト５は、画像表示パネル３の表示面に対向する出射面から表示面に向け、例えば白色光を出射する。また、バックライト５では、光源Ｌの点灯量を調整して輝度を分割領域ごとに制御する分割駆動制御が行われる。
表示制御部２の各処理及び輝度分布情報２ｂについて説明する。
要求輝度値算出２ａでは、画像信号を入力し、画像表示パネル３の表示面を分割した分割領域におけるバックライト５の要求輝度値を画像信号に基づいて算出する。要求輝度値は、画像表示パネル３の分割領域内の全画素において色再現が可能な最も低い輝度である。また、要求輝度値は、分割領域ごとに算出する。
輝度分布情報２ｂは、光源Ｌをそれぞれ所定の点灯量で点灯したときのバックライト５の輝度値の分布情報である。輝度分布情報２ｂは、予め生成されて、記憶部に記憶されている。
仮点灯量算出２ｃでは、要求輝度値と輝度分布情報２ｂとに基づいて、光源Ｌの仮点灯量を算出する。要求輝度値は分割領域ごとに決定されており、仮点灯量算出２ｃでは、輝度分布情報２ｂに基づき各分割領域の要求輝度値を満たす光源Ｌの仮点灯量を算出する。
点灯量決定２ｄでは、光源Ｌの仮点灯量と、分割領域ごとの要求輝度値と、輝度分布情報２ｂとに基づいて、光源Ｌの点灯量を決定する。具体的には、光源Ｌの仮点灯量と、予め決められた所定の上限値とを比較する。仮点灯量が上限値を超えた第１の光源の点灯量は上限値に決定する。仮点灯量が上限値を超えない第２の光源の点灯量は、第１の光源の点灯量と、要求輝度値及び輝度分布情報２ｂに基づいて決定する。なお、上限値は、光源Ｌを駆動する駆動電流のピーク電流値に応じた点灯量と、画像信号における最大輝度を下回らない点灯量との間の範囲内で設定される。第１の光源の点灯量は、仮点灯量よりも低い上限値に制限されるため、対応する分割領域のバックライト５の輝度は要求輝度値より低くなってしまう。そこで、仮点灯量が上限値を超えていない第２の光源の点灯量を増加させることによって低下した分の輝度を補完する。こうして分割領域の要求輝度値を満たす複数の光源Ｌの点灯量を決定し、決定した点灯量によってバックライト５の輝度を制御する。なお、第１の光源及び第２の光源は単に光源Ｌの状態を表しており、各光源Ｌは、対応するブロックの要求輝度値に応じていずれかの状態になる。
上記の構成の表示装置１では、画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネル３に合わせて、表示制御部２によるバックライト５の分割駆動制御が行われる。表示制御部２では、分割領域ごとに画像信号を解析して要求輝度値を算出し、要求輝度値を満たす光源Ｌの仮点灯量を算出する。そして、仮点灯量が上限値を超える第１の光源については点灯量を上限値に制限する。仮点灯量が上限値を超えない第２の光源については、第１の光源の点灯量の制限によるバックライト５の輝度の低減分を補完する点灯量を決定する。このように光源Ｌの点灯量の最大値が上限値に制限されるため、高い点灯量で駆動したことに起因する光源Ｌの劣化を低減することが可能となる。また、点灯量を制限したことによるバックライト５の輝度の低減分は、他の光源で補完するため、画質が低下することはない。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の表示装置について説明する。まず、表示装置の構成について説明し、次に表示装置が行う処理について説明する。
図２は、第２の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
図２に示した表示装置１０は、画像出力部１１と、信号処理部２０と、画像表示パネル３０と、画像表示パネル駆動部４０と、バックライト５０と、光源駆動部６０と、を有する。表示装置１０は、図１に示した表示装置１の一実施形態である。
画像出力部１１は、画像信号ＳＲＧＢを信号処理部２０に出力する。画像信号ＳＲＧＢは、第１原色に対する画像信号値ｘ１(p,q)、第２原色に対する画像信号値ｘ２(p,q)、第３原色に対する画像信号値ｘ３(p,q)を含む。第２の実施形態では、第１原色は赤色、第２原色は緑色、第３原色は青色であるとする。
信号処理部２０は、画像表示パネル３０を駆動する画像表示パネル駆動部４０と、バックライト５０を駆動する光源駆動部６０とに接続する。そして、画像信号ＳＲＧＢを表示用信号ＳＲＧＢＷに変換して、画像表示パネル駆動部４０に出力する。表示用信号ＳＲＧＢＷには、第１副画素の表示用信号値Ｘ１(p,q)、第２副画素の表示用信号値Ｘ２(p,q)、第３副画素の表示用信号値Ｘ３(p,q)に加え、第４の色を表示する第４副画素の表示用信号値Ｘ４(p,q)が含まれる。第２の実施形態では、第４の色は例えば白色であるとする。また、信号処理部２０は、画像信号ＳＲＧＢに基づいてバックライト５０を分割駆動する制御信号である全光源点灯量ＳＢＬを生成し、光源駆動部６０に出力する。信号処理部２０は、表示制御部２の一実施形態である。
画像表示パネル３０は、画素４８がＰ×Ｑ個、２次元の行列状に配列されている。画像表示パネル駆動部４０は、信号出力回路４１と、走査回路４２とを備え、表示用信号ＳＲＧＢＷによって画像表示パネル３０の表示制御を行う。
バックライト５０は、画像表示パネル３０の背面に配置され、画像表示パネル３０に向けて光を照射することで、画像表示パネル３０を照明する。また、バックライト５０は、表示面の一側面にサイドライト光源５２を備えている。サイドライト光源５２は、独立して動作可能な複数の光源を有し、バックライト５０の分割駆動制御を可能にしている。光源駆動部６０は、信号処理部２０から出力される全光源点灯量ＳＢＬに基づいて、バックライト５０を分割駆動制御する。全光源点灯量ＳＢＬは、サイドライト光源５２を構成する各光源Ｌについて算出した点灯量をまとめたものである。
次に、画像表示パネル３０と、バックライト５０とについて、図３、４を用いて説明する。まず、画像表示パネル３０について説明する。図３は、第２の実施形態の画像表示パネルの画素配列例を示した図である。
図３に示した画像表示パネル３０では、２次元の行列状に配列される画素４８は、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとを有する。第２の実施形態では、第１副画素４９Ｒは赤色、第２副画素４９Ｇは緑色、第３副画素４９Ｂは青色、第４副画素４９Ｗは白色を表示する。第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの色は、これに限定されず、補色など色が異なっていればよい。また、第４副画素４９Ｗの色は、白色に限られず、例えば、黄色等でもよいが、電力低減には白色が効果的である。なお、第４副画素４９Ｗは、同じ点灯量で照射された場合、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂよりも明るいことが好ましい。以下において、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとをそれぞれ区別する必要がないときは、副画素４９と表記する。
画像表示パネル駆動部４０を構成する信号出力回路４１と走査回路４２とは、それぞれ信号線ＤＴＬ及び走査線ＳＣＬを介して画像表示パネル３０の副画素４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ及び４９Ｗと電気的に接続されている。副画素４９は、信号線ＤＴＬに接続するとともに、スイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタＴＦＴ；Thin Film Transistor）を介して走査線ＳＣＬに接続する。画像表示パネル駆動部４０は、走査回路４２によって副画素４９を選択し、信号出力回路４１から順に映像信号を出力することによって、副画素４９の動作（光透過率）を制御する。
次に、バックライト５０について図４を用いて説明する。図４は、第２の実施形態のバックライトの構成例を示した図である。
図４に示したバックライト５０は、導光板５４と、導光板５４の少なくとも一側面を入射面Ｅとして、この入射面Ｅに対向する位置に複数の光源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０を配列したサイドライト光源５２と、を備えている。複数の光源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０は、同色（例えば、白色）の発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）であり、個々に独立して電流またはデューティ比を制御することができる。以下において、光源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０をそれぞれ区別する必要がないときは、光源Ｌと表記する。光源Ｌは、導光板５４の一側面に沿って並んでおり、光源Ｌが並ぶ方向を光源配列方向ＬＹとしたとき、光源配列方向ＬＹに直交する入光方向ＬＸに向けて、入射面Ｅから導光板５４へ光源Ｌの入射光が入光する。また、導光板５４へ入射した光は、画像表示パネル３０に対向する面から出射する。また、光源Ｌは、配列された位置に応じて導光板５４から画像表示パネル３０の平面に照射される光の輝度分布が異なる。
光源駆動部６０は、信号処理部２０から出力される全光源点灯量ＳＢＬに基づいて光源Ｌに供給する電流またはデューティ比を調整することで、光源Ｌの光量を制御し、バックライト５０の輝度（光の強度）を制御する。
次に、表示装置１０のハードウェア構成について説明する。図５は、第２の実施形態の表示装置のハードウェア構成の一例を示した図である。
表示装置１０は、制御部１００によって装置全体が制御されている。制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１を有し、ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と複数の周辺機器が接続されている。
ＣＰＵ１０１は、制御部１００の処理機能を実現するプロセッサである。
ＲＡＭ１０２は、制御部１００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。
ＲＯＭ１０３は、読出し専用の半導体記憶装置で、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、及び書き替えをしない固定データが格納される。また、ＲＯＭ１０３の代わり、あるいはＲＯＭ１０３に加えて、二次記憶装置としてフラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
バス１０８に接続されている周辺機器としては、表示用ドライバＩＣ（Integrated Circuit）１０４、ＬＥＤドライバＩＣ１０５、入力インタフェース１０６及び通信インタフェース１０７がある。
表示用ドライバＩＣ１０４には、画像表示パネル駆動部４０が接続されている。表示用ドライバＩＣ１０４は、画像表示パネル駆動部４０に表示用信号ＳＲＢＧＷを出力することによって画像表示パネル３０に画像を表示する。
ＬＥＤドライバＩＣ１０５には、サイドライト光源５２が接続されている。ＬＥＤドライバＩＣ１０５は、全光源点灯量ＳＢＬによってサイドライト光源５２を駆動し、バックライト５０の輝度を制御する。
入力インタフェース１０６には、利用者の指示を入力する入力装置が接続されている。例えば、キーボードや、ポインティングデバイスとして使用されるマウス、タッチパネル等の入力装置が接続される。入力インタフェース１０６は、入力装置から送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。
通信インタフェース１０７は、ネットワーク２００に接続されている。通信インタフェース１０７は、ネットワーク２００を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
以上のようなハードウェア構成によって、本実施形態の処理機能を実現することができる。上記構成は一例であり、構成は適宜変更される。
なお、図２に示した信号処理部２０は、制御部１００または表示用ドライバＩＣ１０４によってその処理機能を実現する。
表示用ドライバＩＣ１０４によって実現する場合には、ＣＰＵ１０１を介して画像信号ＳＲＧＢが表示用ドライバＩＣ１０４に入力される。表示用ドライバＩＣ１０４は、画像信号ＳＲＧＢを表示用信号ＳＲＧＢＷに変換し、画像表示パネル３０を制御する。また、全光源点灯量ＳＢＬを生成し、バス１０８を介してＬＥＤドライバＩＣ１０５に出力する。
ＣＰＵ１０１によって実現する場合には、表示用ドライバＩＣ１０４には、ＣＰＵ１０１から表示用信号ＳＲＧＢＷが入力される。また、全光源点灯量ＳＢＬもＣＰＵ１０１によって生成され、バス１０８を介してＬＥＤドライバＩＣ１０５に送られる。
次に、信号処理部２０が備える機能構成について説明する。図６は、第２の実施形態の信号処理部の機能構成を示したブロック図である。
信号処理部２０は、タイミング生成部２１と、表示用信号変換部２２と、画像解析部２３と、光源データ記憶部２４と、仮点灯量算出部２５と、点灯量決定部２６と、を有する。信号処理部２０には、画像出力部１１から画像信号ＳＲＧＢが入力される。画像信号ＳＲＧＢは、画素４８それぞれに対して、その位置で表示する画像の色情報を含んでいる。
タイミング生成部２１は、１画像表示フレームごとに画像表示パネル駆動部４０と、光源駆動部６０との動作タイミングを同期させるための同期信号ＳＴＭを生成する。生成した同期信号ＳＴＭは、画像表示パネル駆動部４０及び光源駆動部６０へ出力する。
表示用信号変換部２２は、画像信号ＳＲＧＢの色情報に基づいて画像信号ＳＲＧＢを表示用信号ＳＲＧＢＷに変換する変換係数を算出し、変換係数を用いて表示用信号ＳＲＧＢＷに変換する。また、点灯量決定部２６から入力するバックライト５０の輝度情報に基づいて表示用信号ＳＲＧＢＷを補正する。
画像解析部２３は、画像表示パネル３０の表示面を分割した分割領域ごとに必要なバックライト５０の要求輝度値を画像信号ＳＲＧＢに基づいて算出する。以下の説明では、この分割領域をブロックと呼ぶ。どのように表示面を分割してブロックを形成するかは任意である。バックライト５０の分割駆動制御では、表示される画像に合わせてバックライト５０の輝度を調整する。そこで、画像解析部２３では、ブロックに対応する画像信号ＳＲＧＢを解析し、その画像を表示するために必要な要求輝度値を求める。例えば、画像信号ＳＲＧＢに含まれる第１原色、第２原色及び第３原色の色情報に基づいて画像信号ＳＲＧＢを表示用信号ＳＲＧＢＷに変換する変換係数を算出し、変換係数に基づいて要求輝度値を算出する。
光源データ記憶部２４は、信号処理部２０において参照される各種情報を記憶する。そのうちの光源別輝度分布情報には、表示面を分割した所定の領域に含まれる画素を代表する代表画素の輝度値がテーブル形式で記録されている。以下では、このようなテーブル形式の光源別輝度分布情報を光源別ＬＵＴ（ルックアップテーブル；LookUp Table）と呼ぶ。光源別ＬＵＴは、表示装置１０に固有の情報であるので、事前に作成し、光源データ記憶部２４に記憶しておく。
図７は、第２の実施形態の光源別ＬＵＴを示した図である。
光源別ＬＵＴ２４０は、光源Ｌ１、・・・、Ｌ９、Ｌ１０それぞれについて用意する。ＬＵＴ２４１は、表示面をｍ×ｎに分割し、光源Ｌ１を所定の点灯量で１灯だけ点灯したときに、各領域の代表画素における輝度値をテーブル形式で記録したものである。同様にして、光源Ｌ１のＬＵＴ２４１から光源Ｌ９のＬＵＴ２４２及び光源Ｌ１０のＬＵＴ２４３までのルックアップテーブルが生成され、光源データ記憶部２４に記憶される。光源別ＬＵＴ２４０を、各領域を代表する代表画素の輝度値によって構成すれば、全画素についての輝度値を登録する場合と比較して光源別ＬＵＴ２４０のサイズを小さくし、光源データ記憶部２４の記憶容量を低減することができる。画素ごとの輝度値が必要なときは、補間演算を行って算出することができる。なお、光源別ＬＵＴ２４０は、光源Ｌを１灯ずつ点灯したときの情報であるが、例えば、光源Ｌ１、Ｌ２の組、光源Ｌ３、Ｌ４の組というように、それぞれを同時点灯した場合の光源別ＬＵＴを作成し、記憶しておくとしてもよい。これにより、光源別ＬＵＴの作成作業を省力化できるとともに、光源データ記憶部２４の記憶容量を低減できる。このように１または複数の光源の組を１つの光源単位と呼ぶ。光源別ＬＵＴ２４０は、光源単位に対応してそれぞれ用意する。また、光源別ＬＵＴ２４０には、輝度値が輝度ムラ補正に対応するように補正された状態で設定されている。このような光源別ＬＵＴ２４０を用いることにより、輝度ムラ補正も点灯量の決定と同時に行うことが可能となる。
図６に戻って説明する。
仮点灯量算出部２５は、画像解析部２３が算出した要求輝度値と、光源別ＬＵＴ２４０とに基づき、サイドライト光源５２の各光源Ｌの仮点灯量を算出する。例えば、暫定的な仮点灯量を設定し、光源別ＬＵＴ２４０を用いてその状態におけるバックライト５０全体の輝度分布を算出し、得られた輝度分布と要求輝度値とを比較して仮点灯量を補正して算出する。必要であれば、要求輝度値を満たす仮点灯量が得られるまで繰り返す。また、要求輝度値を満たす仮点灯量を演算により求めてもよい。算出した仮点灯量は、点灯量決定部２６に出力する。
点灯量決定部２６は、各光源Ｌの仮点灯量を入力し、上限値と比較する。このとき仮点灯量が上限値を超える光源を第１の光源、超えない光源を第２の光源とする。第１の光源が検出されなければ、仮点灯量算出部２５が算出した仮点灯量が点灯量になる。第１の光源が検出されたときは、検出した第１の光源の点灯量を上限値に決定する。第１の光源の点灯量を制限したことにより、対応するブロックの輝度が要求輝度値より低くなるときは、第１の光源に隣接する第２の光源の点灯量を増加させて輝度の低下分を補完する。例えば、光源別ＬＵＴ２４０に基づき、対象のブロックにおいて第２の光源が補完する点灯量を算出し、第２の光源の仮点灯量に加算して算出する。また、第１の光源の点灯量を固定として、再度仮点灯量算出を行ってもよい。なお、算出した第２の光源の点灯量が上限値を超えていたときは、この第２の光源の点灯量を上限値に決定する。そして、この第２の光源に隣接する他の第２の光源に対し、同様の処理を行う。第２の光源に対する点灯量の補正処理は、対象のブロックの輝度が要求輝度値を満たすまで順次繰り返す。こうしてサイドライト光源５２を構成する光源Ｌ１からＬ１０の全光源点灯量ＳＢＬを決定し、光源駆動部６０に出力する。光源駆動部６０では、全光源点灯量ＳＢＬによってサイドライト光源５２を制御する。また、決定された点灯量に基づくバックライト５０の輝度情報を光源別ＬＵＴ２４０に基づいて算出し、表示用信号変換部２２に出力する。表示用信号変換部２２では、バックライト５０の輝度情報に基づいて表示用信号ＳＲＧＢＷを補正することができる。
このような構成の表示装置１０の動作について説明する。
表示装置１０では、画素４８に第４の色（例えば白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることによって、表示装置１０で再現可能な再現ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。表示装置１０では、画像信号ＳＲＧＢから表示用信号ＳＲＧＢＷを生成する際に、伸張係数αを変換係数に用いて画素の輝度を向上させる処理を行う。なお、Ｈは色相（Hue）、Ｓは彩度（Saturation）、Ｖは明度（Value）を表している。
図８は、第２の実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。図８に示したように、第４の色を加えた再現ＨＳＶ色空間は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできる円柱形状のＨＳＶ色空間に、彩度Ｓが高くなるほど明度Ｖの最大値が低くなる略台形形状となる立体が載っている形状となる。信号処理部２０には、第４の色を加えることで拡大された再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が記憶されている。つまり、信号処理部２０は、図８に示した再現ＨＳＶ色空間の立体形状について、彩度Ｓ及び色相Ｈの座標（値）ごとに明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）の値を記憶している。
なお、画像信号ＳＲＧＢは、第１原色、第２原色及び第３原色に対応する画像信号値を有する信号であるため、画像信号ＳＲＧＢのＨＳＶ色空間は、円柱形状、すなわち、図８に示した再現ＨＳＶ色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。したがって、表示用信号ＳＲＧＢＷは、再現ＨＳＶ色空間に対し、画像信号ＳＲＧＢを伸張した伸張画像信号として算出することができる。この伸張画像信号は、再現ＨＳＶ色空間における明度レベルを比較することで決定される伸張係数αによって伸張する。伸張係数αによって画像信号の信号レベルを伸張することで、第４副画素４９Ｗの値を大きくとることができ、画像全体の輝度を向上することができる。このとき、伸張係数αで画像全体の輝度が向上した分、バックライト５０の輝度を１／αに下げることで、画像信号ＳＲＧＢと全く同じ輝度で表示することが可能となる。
次に、画像信号ＳＲＧＢの伸張について説明する。
信号処理部２０では、χを表示装置１０に依存した定数としたとき、第（ｐ，ｑ）番目の画素（または第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの組）への第１副画素４９Ｒの表示用信号であるＸ１(p,q)、第２副画素４９Ｇの表示用信号であるＸ２(p,q)及び第３副画素４９Ｂの表示用信号であるＸ３(p,q)は、伸張係数αと定数χを用いて、次のように表現することができる。χについては後述する。
Ｘ１(p,q)＝α・ｘ１(p,q)−χ・Ｘ４(p,q) ・・・（１）
Ｘ２(p,q)＝α・ｘ２(p,q)−χ・Ｘ４(p,q) ・・・（２）
Ｘ３(p,q)＝α・ｘ３(p,q)−χ・Ｘ４(p,q) ・・・（３）
また、表示用信号値Ｘ４(p,q)は、Ｍｉｎ(p,q)と伸張係数αとの積に基づき求めることができる。Ｍｉｎ(p,q)は、画像信号値ｘ１(p,q)、ｘ２(p,q)、ｘ３(p,q)のうちの最小値である。具体的には、下記の式（４）に基づいて、表示用信号値Ｘ４(p,q)を求めることができる。
Ｘ４(p,q)＝Ｍｉｎ(p,q)・α／χ ・・・（４）
なお、式（４）では、Ｍｉｎ(p,q)と伸張係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。また、伸張係数αは、１画像表示フレームごとに決定される。
以下、これらの点について説明する。
一般に、第（ｐ，ｑ）番目の画素において、第１原色の画像信号値ｘ１(p,q)、第２原色の画像信号値ｘ２(p,q)及び第３原色の画像信号値ｘ３(p,q)を含む画像信号ＳＲＧＢに基づき、円柱のＨＳＶ色空間における彩度Ｓ(p,q)及び明度Ｖ（Ｓ）(p,q)は、次の式（５）、（６）から求めることができる。
Ｓ(p,q)＝（Ｍａｘ(p,q)−Ｍｉｎ(p,q)）／Ｍａｘ(p,q) ・・・（５）
Ｖ（Ｓ）(p,q)＝Ｍａｘ(p,q) ・・・（６）
なお、Ｍａｘ(p,q)は、画像信号ＳＲＧＢの画像信号値ｘ１(p,q)、ｘ２(p,q)、ｘ３(p,q)のうちの最大値である。Ｍｉｎ(p,q)は、３つの副画素の入力値のうちの最小値である。また、彩度Ｓは０から１までの値をとることができ、明度Ｖ（Ｓ）は０から（２n−１）までの値をとることができる。ｎは、表示階調ビット数である。
ここで、白色を表示する第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタが配置されていない。第４の色を表示する第４副画素４９Ｗは、同じ点灯量で照射された場合、第１原色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２原色を表示する第２副画素４９Ｇ及び第３原色を表示する第３副画素４９Ｂよりも明るい。第１副画素４９Ｒに第１副画素４９Ｒの表示用信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第２副画素４９Ｇに第２副画素４９Ｇの表示用信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第３副画素４９Ｂに第３副画素４９Ｂの表示用信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの画素４８または画素４８の群が備える第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体の輝度をＢＮ1-3とする。また、画素４８または画素４８の群が備える第４副画素４９Ｗの表示用信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第４副画素４９Ｗの輝度をＢＮ4としたときを想定する。すなわち、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がＢＮ1-3で表される。すると、表示装置１０に依存した定数χは、χ＝ＢＮ4／ＢＮ1-3で表される。
ところで、表示用信号値Ｘ４(p,q)が、上記の式（４）で与えられる場合、再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）は、次の式（７）、（８）で表すことができる。
Ｓ≦Ｓ0の場合、
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（χ＋１）・（２n−１） ・・・（７）
Ｓ0＜Ｓ≦１の場合、
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（２n−１）・（１／Ｓ） ・・・（８）
ここで、Ｓ0＝１／（χ＋１）である。
このようにして得られた、第４の色を加えることによって再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、例えば、信号処理部２０に一種のルックアップテーブルとして記憶されている。あるいは、再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）は、都度、信号処理部２０において求められる。
伸張係数αは、ＨＳＶ色空間における明度Ｖ（Ｓ）を再現ＨＳＶ色空間に伸張する係数であり、次の式（９）で表すことができる。
α（Ｓ）＝Ｖｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ） ・・・（９）
伸張演算では、例えば、複数の画素４８において求められたα（Ｓ）に基づき、伸張係数αを決定する。
なお、伸張演算は、（第１副画素４９Ｒ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第１原色の輝度、（第２副画素４９Ｇ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第２原色の輝度、（第３副画素４９Ｂ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第３原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持（維持）するように行われる。さらには、階調−輝度特性（ガンマ（γ）特性）を保持（維持）するように行われる。また、いずれかの画素４８または画素４８の群において、画像信号値のすべてが０である場合、または小さい場合には、このような画素４８または画素４８の群を含めることなく伸張係数αを算出するとしてもよい。
表示用信号変換部２２では、上記の手順に基づいて画像信号ＳＲＧＢを解析し、伸張係数αを求める。伸張係数αは、画素ごとに算出し、任意の領域の画素について算出した伸張係数αのうちの少なくとも１つに基づき、任意の領域の伸張係数αを決定する。任意の領域は、１画素であっても表示面全体であってもよい。そして、式（１）、（２）、（３）、（４）を用いて画像信号ＳＲＧＢを表示用信号ＳＲＧＢＷに変換する。なお、変換した表示用信号ＳＲＧＢＷは、対応する領域のバックライト５０の輝度に応じて補正する。このように、伸張係数αは、変換係数の一実施形態である。
画像解析部２３では、上記の手順に基づいて画像信号ＳＲＧＢをブロックごとに解析し、ブロックの伸張係数αを算出する。ブロックで必要とされる要求輝度値は、伸張係数αの逆数である１／αによって算出する。
このように、伸張係数αを用いてバックライト５０の分割駆動制御と、画像表示パネル３０への画像表示制御と、を行うことにより、バックライト５０の輝度を、表示装置１０の再現ＨＳＶ色空間において色再現が可能な最も低い値とすることができる。これにより、表示装置１０の電力消費を削減することが可能となる。
次に、仮点灯量算出部２５及び点灯量決定部２６の処理について図９に示した具体例を用いて説明する。
図９は、画像信号の要求輝度分布の一例を示した図である。
図９は、ある時点の画像信号ＳＲＧＢを表示する際に表示面で検出される輝度分布を示している。表示面には、他の領域と比較して輝度の高い高輝度部分５６があり、バックライト５０の対応する領域も同様に高い輝度となるように制御が行われる。なお、図９の例では、ブロックはＬＸ方向に延びる分割線によって分割されるとし、分割線は隣接する２つの光源ＬとＬｎ＋１との間に設けられているとする。したがって、ブロックは各光源Ｌに対応した領域となる。例えば、高輝度部分５６を含むブロックは、光源Ｌ８、Ｌ９に対応する。
サイドライト光源５２の各光源Ｌについて説明する。図８に示した表示装置１０の再現ＨＳＶ色空間は、円柱状のＨＳＶ色空間と比べ、明度方向に伸張されている。よって、３原色からなる円柱状のＨＳＶ色空間における光源Ｌの使用条件に対し、表示装置１０の再現ＨＳＶ色空間における光源Ｌはより高い輝度を含む使用条件が求められる。これに伴って、各光源Ｌの使用条件を変更する。例えば、円柱状のＨＳＶ色空間における光源Ｌの使用条件をＬＥＤピーク電流が２０ｍＡ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）最大値が１００パーセント（以下、％とする）としていたとする。以下において、この条件を基準条件と呼ぶ。これに対し、表示装置１０の再現ＨＳＶ色空間における光源Ｌの使用条件を、例えば、ＬＥＤピーク電流が４０ｍＡ、ＰＷＭ最大値が１００％と設定する。なお、表示装置１０において基準条件の場合と同様の輝度を得ようとした場合のＰＷＭ値は、基準条件におけるＰＷＭ値の半分になる。例えば、基準条件におけるＰＷＭ値１００％と同じ輝度は、表示装置１０ではＰＷＭ値５０％で得られる。
仮点灯量算出部２５には、画像解析部２３が画像信号ＳＲＧＢを解析して算出した要求輝度値１／αが入力する。仮点灯量算出部２５では、各ブロックの要求輝度値に基づき、要求輝度値を満たすように各光源Ｌの仮点灯量を決定する。
図１０は、仮点灯量情報の一例を示した図である。
仮点灯量情報７０は、仮点灯量算出部２５が算出した仮点灯量の一例である。光源Ｌ１〜Ｌ１０それぞれに仮点灯量が設定されている。なお、「点灯割合（％）」はＰＷＭ値に相当し、「ＰＷＭ比」は、基準条件に対する比率に相当する。ＰＷＭ比は、例えば、点灯割合を基準条件のＰＷＭ値１００％に相当する５０％で除算したものである。
図１０の例では、光源Ｌ８（点灯割合が１００、ＰＷＭ比が２．００）と、光源Ｌ９（点灯割合が９７、ＰＷＭ比が１．９４）とが、基準条件における最大輝度と同等の状態を示す１．０を超えている。また、他の光源Ｌ１〜Ｌ７、Ｌ１０と比較しても大きな値となっており、光源Ｌ８、Ｌ９に大きな負担がかかっている。このような状態が光源の寿命を短くする要因となる。
表示装置１０では、点灯割合に上限値を設け、光源Ｌに大きな負担がかからないようにする。上限値は、光源Ｌを駆動する駆動電流のピーク電流値に応じた点灯割合と、画像信号ＳＲＧＢにおける最大輝度を下回らない点灯割合との間の範囲内で設定される。なお、画像信号ＳＲＧＢの値は変動するが、第２の実施形態では、画像信号ＳＲＧＢが取り得る最大輝度に基づいて上限値を決める。図９、１０の例では、基準条件の最大輝度に相当する５０％からピーク電流値４０ｍＡに対応する１００％までの範囲になる。上限値は適宜設定することが可能であるが、光源Ｌｎのピーク電流値と点灯割合で決まる平均電流値に応じて設定する。
以下では、点灯割合の上限値を６２．５％とした場合について説明する。点灯割合６２．５％は、基準条件の最大輝度に対する比率が１．２４になる。
上記の条件における点灯量決定部２６の処理を図１１〜１４を用いて説明する。
点灯量決定部２６には、図１０に示した仮点灯量情報７０が入力する。図１１は、光源を仮点灯量で点灯したときの輝度分布を示した図である。
図１１は、図９に示したバックライト５０の領域をＬＹ方向に横断した輝度分布を示している。図１１では、光源Ｌ４〜Ｌ１０の輝度分布を示し、光源Ｌ１〜Ｌ３は省略している。図１２〜１４についても同様である。
図１１の点線で表した要求輝度値８１は、画像解析部２３で算出したブロックの要求輝度値を示す。実線は各光源Ｌの輝度分布を示しており、特に、光源Ｌ７〜Ｌ１０の輝度分布には番号を付している。以下、光源Ｌ７の輝度８２、光源Ｌ８の輝度８３、光源Ｌ９の輝度８４、光源Ｌ１０の輝度８５と表記する。合成輝度８６は、各光源Ｌの輝度分布を合成した輝度分布を示している。一点鎖線で表した点灯割合１００％８７は、点灯割合１００％で点灯したときの輝度の上限を示している。
図１１に示したように、図１０に示した仮点灯量情報７０の仮点灯量で光源Ｌ４〜Ｌ１０を点灯した場合、光源Ｌ８の輝度８３と、光源Ｌ９の輝度８４とが、点灯割合１００％に近い高輝度で点灯している。点灯量決定部２６では、点灯割合の上限値を６２．５％としており、光源Ｌ８、Ｌ９の点灯割合が上限値を超えるので、光源Ｌ８、Ｌ９の点灯割合を６２．５％に制限する。
図１２は、光源の点灯量を上限値で制限したときの輝度分布を示した図である。
図１２に２点鎖線で示した点灯割合上限値８８は、光源Ｌを点灯割合６２．５％で点灯したときの輝度の上限を示している。図１２に示したように、光源Ｌ８及びＬ９は、点灯量を上限値に制限したことにより、光源Ｌ８の輝度８３ａ及び光源Ｌ９の輝度８４ａの最大輝度は低下している。また、これに伴って合成輝度８６ａが要求輝度値８１を下回っている。点灯量決定部２６では、サイドライト光源５２の配列方向（ＬＹ方向）と平行な一の方向に沿って順に点灯量決定処理を行う。図１２の例では、サイドライト光源５２の図９に示した紙面左端の光源Ｌ４から右端の光源Ｌ１０に向かって、仮点灯量が制限された光源Ｌの次に位置する光源の点灯量を補正する。すなわち、光源Ｌ９右隣の光源Ｌ１０の仮点灯量を補正対象とし、光源Ｌ８、Ｌ９に対応するブロックの要求輝度値を満たすように点灯量を算出する。算出した光源Ｌ１０の点灯割合が上限値を超えたときは、光源Ｌ１０の点灯割合を上限値に制限する。
図１３は、右に隣接する光源の点灯量を増加したときの輝度分布を示した図である。
図１３に示した例では、光源Ｌ８、Ｌ９による輝度の低下分を補完する光源Ｌ１０について算出した点灯量は、点灯割合上限値８８を超えたので、光源Ｌ１０の点灯量が上限値に制限されている。また、光源Ｌ１０の輝度８５ｂの最大輝度の上昇に伴って、合成輝度８６ｂの輝度も上昇している。しかしながら、また要求輝度値８１を下回っている状態である。点灯量決定部２６では、一の方向に沿って光源Ｌ１０の次の光源を検索するが、次の光源はないので、一の方向の処理は終了する。続いて、一の方向とは逆向きに、補正対象の光源を検索する。図１３の例では、光源Ｌ１０から光源Ｌ４に向かって順に検索し、光源Ｌ８の左隣の光源Ｌ７を補正対象として検出する。光源Ｌ１０の場合と同様に、光源Ｌ８、Ｌ９に対応するブロックの要求輝度値を満たす点灯量を算出し、算出した点灯量に応じて光源Ｌ７の点灯量に決定する。
図１４は、左に隣接する光源の点灯量を増加したときの輝度分布を示した図である。
図１４に示したように、光源Ｌ７の輝度８２ｃは、補正によって増加した点灯量によって最大輝度が上昇しており、これに伴って合成輝度８６ｃが要求輝度値８１を満たす。
合成輝度８６ｃが要求輝度値を満たしたので、補正を行わなかった光源Ｌ１〜Ｌ６の仮点灯量を点灯量に設定し、すべての光源Ｌの点灯量を決定する。
図１５は、点灯量情報の一例を示した図である。
点灯量情報７１に示したように、光源Ｌ８、Ｌ９の点灯割合は、上限値の６２．５％に制限されている。一方、光源Ｌ９の右隣の光源Ｌ１０は点灯割合が６２．５％に上昇し、光源Ｌ８の左隣の光源Ｌ７は点灯割合が５２％に上昇している。このように、仮点灯量を算出した時点では大きな負担がかかっていた光源Ｌ８、Ｌ９の点灯量を下げ、両隣の光源Ｌ７、Ｌ１０で輝度を補うことで、１灯当たりの負担を軽減することができる。
このように、第２の実施形態によれば、１灯当たりの負担が軽減されるので、光源Ｌの劣化を低減することが可能となる。また、点灯量を制限したことにより不足した輝度は、周辺の光源が補うので、バックライト５０の輝度分布は要求輝度値を満たす。したがって、画質の低下が生じることなく、光源の劣化を防止することができる。
次に、表示装置１０によるバックライト制御の処理手順を図１６〜１９を用いて説明する。
図１６は、バックライト制御処理の手順を示したフローチャートである。
信号処理部２０には、１画像フレーム周期ごとに画像出力部１１から画像信号ＳＲＧＢが入力される。画像信号ＳＲＧＢの入力開始とともに、信号処理部２０は処理を開始し、タイミング生成部２１、表示用信号変換部２２及び画像解析部２３に画像信号ＳＲＧＢを出力する。
［ステップＳ０１］画像解析部２３は、入力した画像信号ＳＲＧＢを解析し、ブロックごとに要求輝度値を算出する。例えば、ブロック領域に対応する画像信号ＳＲＧＢを解析し、１／α値を算出する。
［ステップＳ０２］仮点灯量算出部２５は、ステップＳ０１で算出した要求輝度値と、光源データ記憶部２４に記憶される光源別ＬＵＴ２４０とに基づいて、要求輝度値を満たす光源Ｌの仮点灯量を算出する。
［ステップＳ０３］点灯量決定部２６は、ステップＳ０３、ステップＳ０４及びステップＳ０５の３段階の処理を順次行って、光源Ｌの点灯量を決定する。第１段階では、点灯量制限処理を行う。具体的には、仮点灯量が上限値を超える光源Ｌを検出し、検出した光源Ｌの点灯量を上限値に制限する。
［ステップＳ０４］点灯量決定部２６は、第２段階として、第１輝度補正処理を行う。具体的には、サイドライト光源５２の配列の一方向に沿って輝度補正を行う。この例では、図９における右側方向、すなわち、光源Ｌ１からＬ１０に向かって、点灯量を上限値に制限したブロックより右側に位置するブロックに対応する光源を補正対象とする。図９の例では、右側に位置するブロックに対応する光源は、右隣の光源に相当する。これにより、ステップＳ０３における点灯量制限処理によって低下した全体の輝度を補正する。
［ステップＳ０５］点灯量決定部２６は、第３段階として、第２輝度補正処理を行う。具体的には、ステップＳ０４とは逆の左側方向、すなわち、光源Ｌ１０からＬ１に向かって、点灯量を上限値に制限したブロックの左側のブロックを補正対象とする。これにより、ステップＳ０４における第１輝度補正処理において補完できなかった側から対象ブロックの輝度を補正する。また、点灯量制限処理、第１輝度補正処理及び第２輝度補正処理の対象とならなかった光源Ｌは、仮点灯量をそのまま点灯量とする。これにより全光源点灯量ＳＢＬが決定する。決定した全光源点灯量ＳＢＬは、光源駆動部６０に出力する。
［ステップＳ０６］点灯量決定部２６は、決定した全光源点灯量ＳＢＬと、光源別ＬＵＴ２４０とに基づいて、決定した全光源点灯量ＳＢＬでサイドライト光源５２を点灯したときのバックライト５０の輝度分布を示すＢＬ輝度情報を生成し、表示用信号変換部２２へ出力する。表示用信号変換部２２では、ＢＬ輝度情報に基づいて画像信号ＳＲＧＢを変換した表示用信号ＳＲＧＢＷを補正する。これにより、対応するバックライト５０の輝度に合った表示用信号ＳＲＧＢＷを生成することができる。
次に、点灯量制限処理、第１輝度補正処理及び第２輝度補正処理の各処理について詳細に説明する。なお、以下において、処理対象のブロックに対応する光源は光源Ｌｎ、その右隣のブロックに対応する光源は光源Ｌｎ＋１、左隣のブロックに対応する光源は光源Ｌｎ−１と表記する。
図１７は、仮点灯量決定における点灯量制限処理の手順を示したフローチャートである。
［ステップＳ３０１］点灯量決定部２６では、ブロック単位で処理を行うため、ブロック番号を１に初期化する。なお、上記のように、ブロックの領域と、光源Ｌｎとは対応している。
［ステップＳ３０２］点灯量決定部２６は、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、当該ブロックに対応する光源Ｌｎを仮点灯量で点灯したときのブロックの輝度を１／α値として算出する。
［ステップＳ３０３］点灯量決定部２６は、ステップＳ３０２で算出した仮点灯量で点灯したときのブロックの１／α値が要求輝度値の１／α値よりも小さいか否かを判定する。算出したブロックの１／α値が要求輝度値よりも小さければ、ブロックの１／α値は要求輝度値を満たしていないと判定し、処理をステップＳ３０４に進める。ブロックの１／α値が要求輝度値以上であれば、ブロックの輝度は要求輝度値を満たしていると判定し、処理をステップＳ３０６に進める。
［ステップＳ３０４］点灯量決定部２６は、ブロックの１／α値が要求輝度値より小さいときは、その差分を算出する。続いて、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、差分が光源別ＬＵＴ２４０から得られるその位置における輝度値の何倍に当たるかを算出する。算出した値は、差分の１／α値に相当する。
［ステップＳ３０５］点灯量決定部２６は、ステップＳ３０４で算出した差分の１／α値を当該ブロックに対応する光源Ｌｎの仮点灯量に加算し、仮点灯量を更新する。
［ステップＳ３０６］点灯量決定部２６は、当該ブロックに対応する光源Ｌｎの仮点灯量と上限値とを比較し、仮点灯量が上限値を超えているか否かを判定する。仮点灯量が上限値を超えているときは、処理をステップＳ３０７に進める。仮点灯量が上限値以下であれば、処理をステップＳ３０８に進める。
［ステップＳ３０７］点灯量決定部２６は、仮点灯量が上限値を超えているので、この光源Ｌｎの仮点灯量を上限値に制限する。また、仮点灯量を上限値で制限したブロックを示す制限情報における当該ブロックに対応するフラグをセットする。
［ステップＳ３０８］点灯量決定部２６は、全ブロックが終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳ３０９に処理を進める。終了しているときは点灯量制限処理を終了する。
［ステップＳ３０９］点灯量決定部２６は、ブロックの番号を１つ進め、ステップＳ３０２へ処理を戻す。
以上の手順が実行されることにより、仮点灯量が上限値を超えた光源Ｌについて、点灯量が上限値に制限される。また、点灯量を上限値に制限したブロックについては、制限情報のフラグをセットし、制限情報を次の処理へ引き継ぐ。
次に、第１輝度補正処理について説明する。
図１８は、仮点灯量決定における第１輝度補正処理の手順を示したフローチャートである。
［ステップＳ４０１］点灯量決定部２６は、ブロック番号を１に初期化する。
［ステップＳ４０２］点灯量決定部２６は、図１７に示した点灯量制限処理において設定された制限情報を参照し、当該ブロックに対応するフラグがセットされているか否かを判定する。フラグがセットされている、すなわち、当該ブロックにおいて点灯量の制限がなされているときは、処理をステップＳ４０３に進める。フラグがセットされていない、すなわち、当該ブロックにおいて点灯量の制限がなされていないときは、処理をステップＳ４０９に進める。
［ステップＳ４０３］点灯量決定部２６は、当該ブロックにフラグがセットされているので、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、当該ブロックに対応する光源Ｌｎを制限された点灯量で点灯したときのブロックの輝度を１／α値として算出する。
［ステップＳ４０４］点灯量決定部２６は、ステップＳ４０３で算出した点灯量で点灯したときのブロックの１／α値が要求輝度値の１／α値よりも小さいか否かを判定する。算出したブロックの１／α値が要求輝度値よりも小さければ、ブロックの１／α値は要求輝度値を満たしていないと判定し、処理をステップＳ４０５に進める。ブロックの１／α値が要求輝度値以上であれば、ブロックの輝度は要求輝度値を満たしていると判定し、処理をステップＳ４０７に進める。
［ステップＳ４０５］点灯量決定部２６は、ブロックの１／α値が要求輝度値より小さいときは、その差分を算出する。続いて、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、差分が光源別ＬＵＴ２４０から得られる当該ブロックの右隣の位置における輝度値の何倍に当たるかを算出する。算出した値は、差分の１／α値に相当する。
［ステップＳ４０６］点灯量決定部２６は、ステップＳ４０５で算出した差分の１／α値を右隣のブロックに対応する光源Ｌｎ＋１の仮点灯量に加算し、仮点灯量を更新する。
［ステップＳ４０７］点灯量決定部２６は、当該ブロックの右隣のブロックに対応する光源Ｌｎ＋１の更新した仮点灯量と上限値とを比較し、更新した仮点灯量が上限値を超えているか否かを判定する。更新した仮点灯量が上限値を超えているときは、処理をステップＳ４０８に進める。更新した仮点灯量が上限値以下であれば、処理をステップＳ４０９に進める。
［ステップＳ４０８］点灯量決定部２６は、更新した仮点灯量が上限値を超えているので、この光源Ｌｎ＋１の仮点灯量を上限値に制限する。また、仮点灯量を上限値で制限したブロックを示す制限情報における右隣のブロックに対応するフラグをセットする。
［ステップＳ４０９］点灯量決定部２６は、全ブロックが終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳ４１０に処理を進める。終了しているときは第１輝度補正処理を終了する。
［ステップＳ４１０］点灯量決定部２６は、ブロックの番号を１つ進め、ステップＳ４０２へ処理を進める。
以上の手順が実行されることにより、仮点灯量が上限値を超えたブロックの右隣のブロックに対応する光源から順次点灯量が補正される。補正した点灯量が上限値を超えたときには、さらに右隣のブロックに対応する光源によって輝度を補正する。こうして、仮点灯量が上限値を超えない光源が検出されるまで、もしくは最後の光源まで点灯量の補正が繰り返される。
次に、第２輝度補正処理について説明する。
図１９は、仮点灯量決定における第２輝度補正処理の手順を示したフローチャートである。
［ステップＳ５０１］点灯量決定部２６は、ブロック番号を１に初期化する。
［ステップＳ５０２］点灯量決定部２６は、制限情報を参照し、当該ブロックに対応するフラグがセットされているか否かを判定する。フラグがセットされている、すなわち、当該ブロックに対応する光源に点灯量の制限がなされているときは、処理をステップＳ５０３に進める。フラグがセットされていない、すなわち、当該ブロックに対応する光源に点灯量の制限がなされていないときは、処理をステップＳ５０９に進める。
［ステップＳ５０３］点灯量決定部２６は、当該ブロックにフラグがセットされているので、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、当該ブロックに対応する光源Ｌｎを制限された点灯量で点灯したときのブロックの輝度を１／α値として算出する。
［ステップＳ５０４］点灯量決定部２６は、ステップＳ５０３で算出した点灯量で点灯したときのブロックの１／α値が要求輝度値の１／α値よりも小さいか否かを判定する。算出したブロックの１／α値が要求輝度値よりも小さければ、ブロックの１／α値は要求輝度値を満たしていないと判定し、処理をステップＳ５０５に進める。ブロックの１／α値が要求輝度値以上であれば、ブロックの輝度は要求輝度値を満たしていると判定し、処理をステップＳ５０７に進める。
［ステップＳ５０５］点灯量決定部２６は、ブロックの１／α値が要求輝度値より小さいときは、その差分を算出する。続いて、光源別ＬＵＴ２４０に基づいて、差分が光源別ＬＵＴ２４０から得られる当該ブロックの左隣の位置における輝度値の何倍に当たるかを算出する。算出した値は、差分の１／α値に相当する。
［ステップＳ５０６］点灯量決定部２６は、ステップＳ５０５で算出した差分の１／α値を左隣のブロックに対応する光源Ｌｎ−１の仮点灯量に加算し、仮点灯量を更新する。
［ステップＳ５０７］点灯量決定部２６は、当該ブロックの左隣のブロックに対応する光源Ｌｎ−１の更新した仮点灯量と上限値とを比較し、更新した仮点灯量が上限値を超えているか否かを判定する。更新した仮点灯量が上限値を超えているときは、処理をステップＳ５０８に進める。更新した仮点灯量が上限値以下であれば、処理をステップＳ５０９に進める。
［ステップＳ５０８］点灯量決定部２６は、更新した仮点灯量が上限値を超えているので、この光源Ｌｎ−１の仮点灯量を上限値に制限する。
［ステップＳ５０９］点灯量決定部２６は、全ブロックが終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳ５１０に処理を進める。終了しているときは第２輝度補正処理を終了する。
［ステップＳ５１０］点灯量決定部２６は、ブロックの番号を１つ進め、ステップＳ５０２へ処理を戻す。
以上の手順が実行されることにより、仮点灯量が上限値を超えたブロックの左隣のブロックから順次点灯量が補正される。
このように、点灯量を上限値に制限したことによって低下したバックライト５０の輝度が、その光源Ｌｎの周囲の光源によって補完され、要求輝度値を満たす点灯量を決定することができる。第１輝度補正処理と同様に、仮点灯量が上限値を超えたブロックの左隣のブロックに対応する光源でも上限値を超えたときには、さらに左隣のブロックに対応する光源にて補正処理が行われる。こうして、仮点灯量が上限値を超えないブロックが検出されるまで、点灯量の補正が繰り返される。
なお、上記の処理手順では、配列に沿った両方向について順に補正を行って処理を終了するとしたが、再度同じ手順を繰り返すようにしてもよい。また、光源の配列またはブロックの分割構成によっては、左右方向（図９のＬＸ方向）ばかりでなく、さらに、左右方向に直交する上下方向（図９のＬＹ方向）で同様の処理を行うとしてもよい。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、表示装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現することもできる。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
（１）開示される発明の一態様は、画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、
複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、
前記画像表示パネルの表示面を分割した分割領域における前記バックライトの要求輝度値を前記画像信号に基づいて算出し、予め記憶する前記バックライトの輝度分布情報と前記要求輝度値とに基づいて前記複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、前記仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を前記上限値に決定し、前記仮点灯量が前記上限値を超えない第２の光源の点灯量を、前記第１の光源の点灯量、前記輝度分布情報及び前記要求輝度値に基づいて算出して決定し、前記点灯量によって前記バックライトを制御する表示制御部と、を有する表示装置である。
（２）開示される発明の一態様は、前記表示制御部は、前記第１の光源に隣接する前記第２の光源の点灯量を決定する、（１）記載の表示装置である。
（３）開示される発明の一態様は、前記表示制御部は、算出した前記第２の光源の点灯量と前記上限値とを比較し、前記第２の光源の点灯量が前記上限値を超えているときは、前記第２の光源の点灯量を前記上限値に決定し、算出した前記第２の光源の点灯量が前記上限値を超えなくなるまで、前記点灯量が決定されていない前記第２の光源を対象として前記第２の光源の点灯量の決定を繰り返す、（１）または（２）に記載の表示装置である。
（４）開示される発明の一態様は、前記複数の光源は、少なくとも一の方向に沿って配列されており、
前記表示制御部は、前記複数の光源を前記一の方向に沿って順に、前記第１の光源を検出して当該第１の光源の点灯量と当該第１の光源の次以降に配置される前記第２の光源の点灯量とを決定し、前記複数の光源を前記一の方向とは逆方向に沿って順に前記第１の光源を検出して当該第１の光源の点灯量と当該第１の光源の次以降に配置される前記第２の光源の点灯量を決定する、（１）乃至（３）のいずれか一に記載の表示装置である。
（５）開示される発明の一態様は、前記画像表示パネルは、第１原色を表示する第１副画素、第２原色を表示する第２副画素及び第３原色を表示する第３副画素と、第４の色を表示する第４副画素とを備える画素が配列されており、
前記表示制御部は、前記画像信号の前記第１原色、前記第２原色及び前記第３原色の色情報に基づいて前記画像信号を前記画像表示パネルの表示を制御する表示用信号に変換する変換係数を算出し、前記変換係数に基づいて前記要求輝度値を算出する、（１）乃至（４）のいずれか一に記載の表示装置である。
（６）開示される発明の一態様は、前記変換係数に基づいて前記表示用信号における前記画素の輝度は前記画像信号における前記画素の輝度より高い値に変換され、
前記上限値は前記画像信号における最大輝度を下回らない値に設定される、（５）記載の表示装置である。
（７）開示される発明の一態様は、画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、を有する表示装置の駆動方法において、
表示制御部が、
前記画像表示パネルの表示面を分割した分割領域における前記バックライトの要求輝度値を前記画像信号に基づいて算出し、
予め記憶する前記バックライトの輝度分布情報と前記要求輝度値とに基づいて前記複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、
前記仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を前記上限値に決定し、前記仮点灯量が前記上限値を超えない第２の光源の点灯量を、前記第１の光源の点灯量、前記輝度分布情報及び前記要求輝度値に基づいて算出して決定し、
前記点灯量によって前記バックライトを制御する、表示装置の駆動方法である。
１・・・表示装置、２・・・表示制御部、３・・・画像表示パネル、５・・・バックライト、１０・・・表示装置、１１・・・画像出力部、２０・・・信号処理部、３０・・・画像表示パネル、４０・・・画像表示パネル駆動部、５０・・・バックライト、５２・・・サイドライト光源、６０・・・光源駆動部

Claims (7)

  1. 画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、
    複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、
    前記画像表示パネルの表示面を分割した分割領域における前記バックライトの要求輝度値を前記画像信号に基づいて算出し、予め記憶する前記バックライトの輝度分布情報と前記要求輝度値とに基づいて前記複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、前記仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を前記上限値に決定し、前記仮点灯量が前記上限値を超えない第２の光源の点灯量を、前記第１の光源の点灯量、前記輝度分布情報及び前記要求輝度値に基づいて算出して決定し、前記点灯量によって前記バックライトを制御する表示制御部と、
    を有する表示装置。
  2. 前記表示制御部は、前記第１の光源に隣接する前記第２の光源の点灯量を決定する、
    請求項１記載の表示装置。
  3. 前記表示制御部は、算出した前記第２の光源の点灯量と前記上限値とを比較し、前記第２の光源の点灯量が前記上限値を超えているときは、前記第２の光源の点灯量を前記上限値に決定し、算出した前記第２の光源の点灯量が前記上限値を超えなくなるまで、前記点灯量が決定されていない前記第２の光源を対象として前記第２の光源の点灯量の決定を繰り返す、
    請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記複数の光源は、少なくとも一の方向に沿って配列されており、
    前記表示制御部は、前記複数の光源を前記一の方向に沿って順に、前記第１の光源を検出して当該第１の光源の点灯量と当該第１の光源の次以降に配置される前記第２の光源の点灯量とを決定し、前記複数の光源を前記一の方向とは逆方向に沿って順に前記第１の光源を検出して当該第１の光源の点灯量と当該第１の光源の次以降に配置される前記第２の光源の点灯量を決定する、
    請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置。
  5. 前記画像表示パネルは、第１原色を表示する第１副画素、第２原色を表示する第２副画素及び第３原色を表示する第３副画素と、第４の色を表示する第４副画素とを備える画素が配列されており、
    前記表示制御部は、前記画像信号の前記第１原色、前記第２原色及び前記第３原色の色情報に基づいて前記画像信号を前記画像表示パネルの表示を制御する表示用信号に変換する変換係数を算出し、前記変換係数に基づいて前記要求輝度値を算出する、
    請求項１乃至４のいずれか一に記載の表示装置。
  6. 前記変換係数に基づいて前記表示用信号における前記画素の輝度は前記画像信号における前記画素の輝度より高い値に変換され、
    前記上限値は前記画像信号における最大輝度を下回らない値に設定される、
    請求項５記載の表示装置。
  7. 画像信号に基づいて表示が制御される画像表示パネルと、複数の光源を備え、前記画像表示パネルを背面から照明するバックライトと、を有する表示装置の駆動方法において、
    表示制御部が、
    前記画像表示パネルの表示面を分割した分割領域における前記バックライトの要求輝度値を前記画像信号に基づいて算出し、
    予め記憶する前記バックライトの輝度分布情報と前記要求輝度値とに基づいて前記複数の光源それぞれの仮点灯量を算出し、
    前記仮点灯量が所定の上限値を超えた第１の光源の点灯量を前記上限値に決定し、前記仮点灯量が前記上限値を超えない第２の光源の点灯量を、前記第１の光源の点灯量、前記輝度分布情報及び前記要求輝度値に基づいて算出して決定し、
    前記点灯量によって前記バックライトを制御する、
    表示装置の駆動方法。
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