JP5033930B2 - バックライト装置および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置およびバックライト装置を用いた表示装置に関し、特に、複数の表示領域の点灯を個別に制御するバックライト装置および表示装置に関する。

液晶表示装置に代表される非自発光型の表示装置は、背面にバックライト装置（以下、単に「バックライト」ともいう）を有する。これらの表示装置は、例えば液晶パネルのような光変調部を介して画像を表示する。光変調部は、バックライトから照射される光の反射量または透過量を画像信号に応じて調整する。これらの表示装置においては、表示輝度のダイナミックレンジの拡大などを目的に、バックライトの発光部を複数の発光領域に分割し、発光領域毎に輝度を制御する構成が用いられている。

上記構成においては、コストなどの観点から、バックライトの分割数（バックライトの解像度）を光変調部の解像度と同じにすることは困難である。したがって、通常、バックライトの解像度は、光変調部の解像度に比べて低い。このため、両者の解像度の違いによる弊害が発生する。黒で表示されるべき部分が明るくなり目立って見える現象（以下「黒浮き」という）は、その弊害の１つである。以下、これについて図１および図２を用いて説明する。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、静止画における黒浮きの様子を説明するための図である。

図１Ａは、入力画像Ａ１（または光変調部の変調状態と考えても良い）を示している。入力画像Ａ１において、黒背景上に、高ピーク輝度を有するサークル状のオブジェクトが存在している。なお、図中の入力画像Ａ１上の破線は、発光領域の位置に対応する部分画像の位置を理解しやすくするために示されたものであり、入力画像Ａ１に実際に存在するオブジェクトではない。入力画像について説明する他の図面においても同様である。

図１Ｂは、バックライトＢ１の発光状態を示している。ここで、バックライトＢ１は、マトリクス状に配置された９つの発光領域を有する。なお、図中のバックライトＢ１上の実線は、発光領域の位置を理解しやすくするために示されたものであり、バックライトＢ１が構造的に分割されていることを必ずしも意味するものではない。バックライトの構成あるいは発光状態を説明する他の図面においても同様である。

９つの発光領域の中で中心に位置する発光領域に対応する部分画像は、高ピーク輝度を有するサークル状のオブジェクトを含むので、中心の発光領域は、その部分画像の輝度に応じて発光する。そして、その中心の発光領域の周辺に位置する発光領域はいずれも、対応する部分画像が黒なので消灯する。

図１Ｃは、光変調部により表示される表示画像Ｃ１を示している。ここで、光変調部は、前述の発光領域に対応してマトリクス状に配置された９つの画像表示領域を有する。なお、図中の表示画像Ｃ１上の破線は、発光領域の位置に対応する画像表示領域の位置を理解しやすくするために示されたものであり、表示画像Ｃ１として実際に表示されるオブジェクトではない。光変調部の構成あるいは表示画像について説明する他の図面においても同様である。

９つの画像表示領域の中で中心に位置する画像表示領域では、黒の部分であっても実際
には光が僅かに透過する。そのため、中心の画像表示領域とこれに隣接する画像表示領域とでは、背景の黒色に輝度差が生じる。結果として、隣接する画像表示領域に比べて中心の画像表示領域において、黒浮きが発生する。

図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、動画における黒浮きの様子を説明するための図である。

図２Ａは、入力画像Ａ２において、サークル状のオブジェクトが左から右へ移動する様子を示している。

図２Ｂは、バックライトＢ２の発光状態の遷移の様子を示している。サークル状のオブジェクトが右へ移動して行き、２つの発光領域を跨ぐとき、両方の発光領域が発光する。そのため、サークル状のオブジェクトが１つの発光領域のみに含まれているときに比べて、発光する発光領域の総面積（発光面積）が大きくなる。そして、サークル状のオブジェクトがさらに右へ移動して行くと、再び１つの発光領域にサークルが含まれるようになり、発光面積が小さくなる。

図２Ｃは、表示画像Ｃ２の遷移の様子を示している。周囲との輝度差のあるオブジェクトが移動するとき、オブジェクトが発光領域を跨ぐタイミングで、黒浮きが生じる部分の面積（黒浮き面積）が変化する。このような黒浮き面積の変化があると、黒浮きがフリッカのような現象として視認されやすくなる。

黒浮きを低減させる方法として、例えば特許文献１には、表示輝度が急峻に変化する領域について、バックライト輝度などの動画パラメータを所定の傾斜をもって変化するように、バックライトの輝度制御を行うことが、開示されている。

特開２００８−５１９０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている液晶表示装置においては、例えば図１Ｂにおける周辺の発光領域の輝度を補正するか補正しないかは、輝度差についての閾値を用いて判断される。そのため、動画表示の際に、中心の発光領域と周辺の発光領域との輝度差と閾値との大小関係が逆転することにより、周辺の発光領域において輝度の時間的な不連続が発生する場合がある。このような輝度の不連続は、フリッカのような現象として観察者に認識される可能性がある。

本発明の目的は、動画表示の際に黒浮きを低減させるとともにフリッカの視認性を低下させることができるバックライト装置および表示装置を提供することである。

本発明のバックライト装置は、個別に照明光を発光する複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域からの照明光で光変調部を照明する発光部と、画像信号から画像の動きを検出する動き検出部と、前記画像信号に基づいて発光領域毎の輝度決定基準値を取得し、前記複数の発光領域の各々について、重み付け領域を構成する１つ以上の発光領域について取得された輝度決定基準値に重み付けを行い、重み付けの結果に基づいて発光領域毎の発光輝度値を決定する輝度制御部と、決定された発光領域毎の発光輝度値に従って前記複数の発光領域の各々を駆動する駆動部と、を有し、前記輝度制御部は、検出された動きに応
じて、前記重み付け領域を構成する発光領域を可変設定する。

本発明の表示装置は、上記のバックライト装置と、上記の光変調部と、を有する。

本発明によれば、動画表示の際に黒浮きを低減させるとともにフリッカの視認性を低下させることができる。

静止画において典型的な黒浮きが生じるときの入力画像の様子を示す図 静止画において典型的な黒浮きが生じるときのバックライトの様子を示す図 静止画において典型的な黒浮きが生じるときの表示画像の様子を示す図 動画において典型的な黒浮きが生じるときの入力画像の様子を示す図 動画において典型的な黒浮きが生じるときのバックライトの様子を示す図 動画において典型的な黒浮きが生じるときの表示画像の様子を示す図 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る発光部の構成を示す図 実施の形態１に係る動き検出結果の一例を示す図 実施の形態１に係る動き検出結果の他の例を示す図 実施の形態１に係る輝度制御部の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る特徴量から基準輝度値への変換テーブルの第１例を示す図 実施の形態１に係る特徴量から基準輝度値への変換テーブルの第２例を示す図 実施の形態１に係る特徴量から基準輝度値への変換テーブルの第３例を示す図 実施の形態１に係る重み付け部の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第１例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第２例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第３例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第４例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第５例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第６例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第７例を示す図 実施の形態１に係る重み制御方法を説明するための、重み制御結果の第８例を示す図 実施の形態１において液晶パネルへ入力する画像の一例を示す図 実施の形態１において算出された各発光領域の基準輝度値を示す図 重み付け部を介さない場合の発光状態を示す図 図１３の場合に液晶パネルに実際に表示される画像を示す図 実施の形態１において得られる加重輝度値を示す図 実施の形態１において加重輝度値の算出を説明するための図 実施の形態１において重み付け部を介する場合の発光状態を示す図 図１７の場合に液晶パネルに実際に表示される画像を示す図 実施の形態１において検出された画像の動きが中速であるときの液晶表示装置における動作を説明するための図 実施の形態１において検出された画像の動きが高速であるときの液晶表示装置における動作を説明するための図 実施の形態１において検出された画像の動きがないときの液晶表示装置における動作を説明するための図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第１例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第２例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第３例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第４例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第５例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第６例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第７例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第８例を示す図 実施の形態１に係る重み付け領域設定方法の第９例を示す図 実施の形態１に係る輝度制御部の構成の変形例を示すブロック図 実施の形態１に係る重み付け部の構成の変形例を示すブロック図 実施の形態１の変形例に係る加重特徴量から発光輝度値への変換テーブルの第１例を示す図 実施の形態１の変形例に係る加重特徴量から発光輝度値への変換テーブルの第２例を示す図 実施の形態１の変形例に係る加重特徴量から発光輝度値への変換テーブルの第３例を示す図 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る動き検出結果の第１例を示す図 実施の形態２に係る動き検出結果の第２例を示す図 実施の形態２に係る動き検出結果の第３例を示す図 実施の形態２に係る輝度制御部の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る重み付け部の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る重み付け領域設定方法の第１例を示す図 実施の形態２に係る重み付け領域設定方法の第２例を示す図 実施の形態２に係る重み付け領域設定方法の第３例を示す図 実施の形態２に係る重み付け領域設定方法の第４例を示す図 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図 実施の形態３に係る動き検出結果の第１例を示す図 実施の形態３に係る輝度制御部の構成を示すブロック図 実施の形態３に係る重み付け部の構成を示すブロック図 実施の形態３に係る重み付け領域設定方法の第１例を示す図 実施の形態３に係る重み付け領域設定方法の第２例を示す図 実施の形態３に係る重み付け領域設定方法の第３例を示す図 実施の形態３に係る重み付け領域設定方法の第４例を示す図 実施の形態３に係る動き検出結果の第２例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について説明する。

本実施の形態では、各発光領域の発光輝度値を、重み付け領域を構成する１つ以上の発光領域についての輝度決定基準値の重み付け加算により決定する場合について説明し、特に、重み付け領域を画像の動き速さに応じて可変設定する場合について説明する。

＜１−１．液晶表示装置の構成＞
まずは、液晶表示装置の構成について説明する。図３は、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１００は、大別して、液晶パネル１１０と、照明部１２０と、輝度制御部１３０と、画像信号補正部１４０と、動き検出部１５０と、を有する。照明部１２０、輝度制御部１３０および動き検出部１５０の組合せは、バックライト装置を構成する。以下、各部の構成について説明する。

＜１−１−１．液晶パネル＞
液晶パネル１１０は、背面から照射される照明光を画像信号に応じて変調して画像を表示する。液晶パネル１１０は、図中に破線で示すように、後述する複数の発光領域に対応する複数の画像表示領域を有する。それぞれの画像表示領域は、複数の画素を有する。

液晶パネル１１０は、ガラス基板に画素ごとに分割された液晶層を挟み込んだ構成をしている。液晶パネル１１０は、ゲートドライバ（図示せず）およびソースドライバ（図示せず）などによって、各画素の液晶層に信号電圧が与えられて、画素毎に開口率が制御される。液晶パネル１１０は、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式を用いている。

ＩＰＳ方式は、液晶分子がガラス基板と平行に回転するというシンプルな動きをする方式である。これにより、ＩＰＳ方式を採用した液晶パネルは、広視野角で、見る方向による色調変化および全階調での色調変化が少ないといった特徴を有する。

なお、液晶パネル１１０は、光変調部の一例である。液晶パネルの方式として、ＶＡ（Vertical Alignment）方式など、他の方式を用いても良い。

＜１−１−２．照明部＞
照明部１２０は、液晶パネル１１０に対して画像を表示させるための照明光を液晶パネル１１０の背面から照射する。

照明部１２０は、複数の発光領域からなる発光部１２１を有する。それぞれの発光領域は、液晶パネル１１０の画像表示領域に対応して設けられており、対応する画像表示領域をそれぞれ主として照明する。ここで、「主として照明する」としたのは、発光領域は、対応していない画像表示領域を一部の照明光で照明することがあるためである。それぞれの発光領域は、光源として例えば４つのＬＥＤ１２３を有する。また、照明部１２０は、発光部１２１のＬＥＤ１２３を駆動するためのＬＥＤドライバ１２２を有する。

ＬＥＤドライバ１２２は、発光領域毎に独立して駆動することができるように、全発光領域数に相当する個数の駆動端子（図示せず）を有する。

上記構成により、照明部１２０は、発光領域毎に輝度制御が可能である。

図４は、発光部１２１の構成を示す図である。発光部１２１は、マトリクス状に配置された複数の発光領域を有する。本実施の形態では、発光領域のマトリクス配列が６行（行１〜行６）１０列（列ａ〜列ｊ）である場合を例にとって説明する。

なお、発光領域に関する以下の説明においては、例えば行４列ｅに位置する発光領域を
「発光領域４ｅ」のように表記する。

また、入力画像および表示画像などに関する以下の説明においても、部分画像または画像表示領域と発光領域との対応位置関係を明確にするために、上記と同様の位置表記方法を用いる。

ＬＥＤ１２３は、白色光を発光する。１つの発光領域に属する複数のＬＥＤ１２３は、ＬＥＤドライバ１２２における１つの駆動端子（図示せず）に接続されている。そして、１つの発光領域に属する複数のＬＥＤ１２３は、ＬＥＤドライバ１２２からの信号に従って、同じ輝度で発光する。

なお、ＬＥＤ１２３は、直接白色光を発光するものに限られない。例えばＲＧＢの３色の光を混色して白色を発光するものであっても良い。

また、本実施の形態においては、光源としてＬＥＤを用いるが、これに限られない。例えば、光源として、レーザ光源や蛍光管を用いても良い。要するに、発光領域を分割して各々の分割領域の発光輝度を制御することができるものであれば良い。レーザ光源を用いた場合には、色再現領域の広域化を図ることができる。蛍光管を用いた場合には、ＬＥＤを並べる場合よりも更なる薄型化を図ることができる。

＜１−１−３．動き検出部＞
動き検出部１５０は、画像信号に基づいて、画像の動き、特に画像の動き速さを検出するための演算を行う演算処理装置である。

動き検出方法としては、マクロブロック単位で全てのマクロブロックについて前フレームとのパターンマッチングにより動きベクトルを求める方法などがある。ここで、マクロブロックとは、画像表示領域を細分化することにより定義される個々の領域である。

なお、より簡易的な動き検出方法としては、パターンマッチングの結果ではなく、同一画素位置における前フレームとの画像信号の差分の大きさを代用する方法などがある。

動き検出部１５０は、図５に示すように、入力画像Ｐｉｎにおいて各画像表示領域における部分画像１５１毎に動きベクトル１５２ａを算出するとともに、その算出の結果として有意な動きが認められる範囲（以下「動き範囲」という）１５３を判定する。

そして、本実施の形態では、動き検出部１５０は、動き範囲１５３において算出された動きベクトルに基づいて、画像の動き速さを検出する。

図５および図６は、動き検出結果の例をそれぞれ示す図である。いずれの例においても、判定された動き範囲１５３は画像表示領域４ｅのみを含む。また、図５の例と図６の例とを比較すると、図６の動きベクトル１５２ｂの大きさは、図５の動きベクトル１５２ａの大きさよりも大きい。つまり、図６の例は、図５の例に比べて画像の動きが速い。

なお、図５および図６の例のように、１つの画像表示領域４ｅだけが動き範囲１５３に含まれる場合には、この画像について検出される動き速さは、その１つの画像表示領域４ｅにおける部分画像について算出された動きベクトル１５２ａ、１５２ｂの大きさに等しくなる。

これに対して、複数の画像表示領域が動き範囲１５３に含まれる場合には、それぞれの画像表示領域において算出された動きベクトルのうち最大の動きベクトルの大きさを、画
像の動き速さとして検出しても良い。あるいは、算出された動きベクトルから平均動きベクトルを算出し、算出された平均動きベクトルの大きさを、画像の動き速さとして検出しても良い。あるいは、算出された動きベクトルの重み付け加算を行い、重み付け加算後の動きベクトルの大きさを、画像の動き速さとして検出しても良い。

＜１−１−４．画像信号補正部＞
画像信号補正部１４０は、輝度制御部１３０から出力された発光領域毎の発光輝度値に基づいて、対応する画像表示領域毎の画像信号を補正するための演算を行う演算処理装置である。

発光領域毎の輝度制御を行うと、たとえ画像信号が同じであっても発光領域の発光輝度値の高低に依存して画像の輝度が相違し得るため、表示画像が不自然な見え方をする場合がある。これを低減するため、画像信号補正部１４０は、発光領域毎の発光輝度値に連動して、対応する画像表示領域毎の画像信号を補正する。具体的には、画像信号補正部１４０は、発光輝度値に変更具合に応じて、表示画像のコントラストゲインを変更する。これにより、上述のような発光領域毎の輝度制御に伴う弊害を是正することができる。

なお、本実施の形態においては、画像信号補正部１４０が設けられない構成を採った場合でも、従来の液晶表示装置に比べて画像品質低下の少ない輝度制御が可能である。

＜１−１−５．輝度制御部＞
輝度制御部１３０は、画像信号に基づいて、発光領域毎の発光輝度値を決定する演算を行う演算処理装置である。輝度制御部１３０には、画像表示領域毎の画像信号が入力され、輝度制御部１３０は、照明部１２０のＬＥＤドライバ１２２に対して、発光領域毎の発光輝度値を出力する。また、輝度制御部１３０は、画像信号補正部１４０に対しても、発光領域毎の発光輝度値を出力する。

輝度決定部１３０は、１つの発光領域の発光輝度値を決定するにあたり、第１の画像表示領域の画像信号に基づく輝度決定基準値を含む情報（第１情報）と、第２の画像表示領域の画像信号に基づく輝度決定基準値を含む情報（第２情報）と、に重み付けをして得られる値から、その発光領域の発光輝度値を決定する。第１の画像表示領域とは、発光輝度値の決定の対象となっている発光領域が主として照射する画像表示領域である。第２の画像表示領域とは、発光輝度値の決定の対象となっている発光領域が主として照射する画像表示領域とは別の画像表示領域である。

図７は、輝度制御部１３０の構成を示すブロック図である。輝度制御部１３０は、大別して、特徴検出部１３１と、基準輝度値算出部１３２と、一時メモリ１３３と、重み付け部１３４と、を有する。

＜１−１−５−１．特徴検出部＞
特徴検出部１３１は、画像表示領域毎に、画像信号の特徴量を検出する。本実施の形態では、特徴量として、各画素の輝度信号の平均値（以下「輝度平均値」）が用いられる。各画素の輝度信号は画像信号に含まれている。すなわち、特徴検出部１３１には、画像信号が入力され、特徴検出部１３１は、画像表示領域毎に輝度平均値を検出する。そして、特徴検出部１３１は、順次、検出された特徴量を基準輝度値算出部１３２へ出力する。

なお、特徴量として、各画素の輝度信号のピーク値（輝度ピーク値）を代用または併用することができる。

＜１−１−５−２．基準輝度値算出部＞
基準輝度値算出部１３２は、特徴検出部１３１から出力された特徴量に基づいて、発光領域毎の基準輝度値を算出する。具体的には、基準輝度値算出部１３２は、変換テーブルを用いて、画像表示領域毎の輝度平均値を、対応する発光領域毎の基準輝度値に変換して、基準輝度値を一時メモリ１３３へ出力する。発光領域毎の基準輝度値は、注目している発光領域に適用すべき輝度値（つまり発光輝度値）を決定する際に基準となる値である輝度決定基準値の一例である。

図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、特徴量を基準輝度値へ変換する変換テーブルの特性の例を示す図である。図８Ａ〜図８Ｃにおいて、横軸は特徴量を示し、縦軸は基準輝度値を示している。

例えば、図８Ａに示す特性を有する変換テーブルを用いた場合には、特徴量は、同一の値の基準輝度値に変換される。例えば、特徴量が０なら基準輝度値は０、特徴量が２５５なら基準輝度値は２５５、のように変換される。また、例えば特徴量のγカーブを補正するような場合には、図８Ｂに示す特性を有する変換テーブルを用いることも可能である。また、所定の特徴量以上で基準輝度値を飽和させるような場合には、図８Ｃに示す特性を有する変換テーブルを用いることも可能である。基準輝度値算出部１３２は、これらの変換テーブルを用いることにより、画像信号に対する発光部１２１の発光輝度を調整することができる。

例えば、特徴量として輝度平均値を用いる場合、黒背景に微小の白輝点があるような画像では、特徴量は小さくなる。よって、白輝点部分の輝度が低くなりすぎる場合がある。このような場合は、図８Ａに示す特性の変換テーブルよりも、図８Ｃに示す特性の変換テーブルのほうが、画像の見栄えが良くなる場合がある。図８Ｃに示す特性のほうが、小さい特徴量の入力に対して比較的大きい基準輝度値の出力を返すように設計されているからである。

したがって、基準輝度値算出部１３２は、特性の異なる複数の変換テーブルを予め用意し、画像の状態に応じて、より良い画質が得られるような変換テーブルを切り替えて使用することが望ましい。このように、画像に対応して、基準輝度値の算出に用いる変換テーブルを、適応的に切り替えることもできる。

なお、本実施の形態においては、変換テーブルを用いる場合について説明したが、これに限られない。例えば、基準輝度値算出部１３２は、上述したような変換特性を有する変換関数を用いて、随時、基準輝度値への変換を行っても良い。このような構成によれば、メモリ量を小さくすることが可能である。

＜１−１−５−３．一時メモリ＞
一時メモリ１３３は、基準輝度値算出部１３２から出力された輝度決定基準値（本実施の形態では、基準輝度値）を記憶する。すなわち、一時メモリ１３３は、発光領域毎に輝度決定基準値を順次記憶し、全ての発光領域の輝度基準基準値を一旦記憶する。

＜１−１−５−４．重み付け部＞
重み付け部１３４は、第１情報である第１の画像表示領域に対応する第１の発光領域の基準輝度値と、第２情報である第２の画像表示領域に対応する第２の発光領域の基準輝度値と、に重み付けして得られる値から、第１の発光領域の発光輝度値を決定する。すなわち、重み付け部１３４は、１つの発光領域（第１の発光領域）の発光輝度値を決定するにあたり、一時メモリ１３３に記憶されているその発光領域についての基準輝度値（第１情報）を読み出す。また、重み付け部１３４は、その発光領域とは別の所定の発光領域（第２の発光領域）の基準輝度値（第２情報）も一時メモリ１３３から読み出す。そして、重
み付け部１３４は、読み出された各基準輝度値に重み付けを行い、重み付け後の値を加算することにより加重輝度値を取得し、取得された加重輝度値を、その発光領域（第１の発光領域）の発光輝度値として決定する。

また、重み付け部１３４は、第１の発光領域と第２の発光領域とからなる重み付け領域の構成を、検出された動き速さに応じて可変設定することができる。

より具体的には、重み付け部１３４は、検出された動き速さに応じて重み付け領域を拡大または縮小する設定を行うことにより、特に、第２の発光領域の数を増加または減少させる設定を行うことにより、重み付け領域の構成（つまり、重み付け領域を構成する発光領域）を可変させる。

重み付け領域に含める第２の発光領域の選択方法としては、様々な手法が考えられる。ここでは、第１の発光領域を中心とする７行７列の発光領域のうち第１の発光領域を除く４８個の発光領域を第２の発光領域候補として定義し、第２の発光領域候補から第２の発光領域となる発光領域を選択する手法を採る。以下、この手法を前提として説明をする。

図９は、重み付け部１３４の構成を示すブロック図である。なお、より正確には、重み付け部１３４の構成は、図９に示す構成の集合体である。ここでは、発光領域４ｅに対応して設けられた重み付け部１３４−４ｅの構成について説明するが、発光領域のそれぞれに対応して、重み付け部１３４−４ｅの構成と同一の構成が設けられている。

重み付け部１３４−４ｅは、重み制御部１３５、４９個の読み出し部１３６−０〜１３６−４８、４９個の乗算部１３７−０〜１３７−４８、および加算部１３８を有する。

読み出し部１３６−０は、第１の発光領域である発光領域４ｅに対応し、４８個の読み出し部１３６−１〜１３６−４８は、発光領域４ｅの周辺に位置する第２の発光領域候補である４８個の発光領域にそれぞれ対応する。

読み出し部１３６−０は、一時メモリ１３３から、発光領域４ｅについての基準輝度値を読み出し、これを乗算部１３７−０に出力する。

読み出し部１３６−１〜１３６−４８はそれぞれ、一時メモリ１３３から、対応する第２の発光領域候補についての基準輝度値を読み出す。図示されている読み出し部１３６−１〜１３６−３、１３６−４７、１３６−４８を例として説明すると、読み出し部１３６−１は、発光領域１ｂについての基準輝度値を読み出す。読み出し部１３６−２は、発光領域１ｃについての基準輝度値を読み出す。読み出し部１３６−３は、発光領域１ｄについての基準輝度値を読み出す。読み出し部１３６−４７は、発光領域７ｇについての基準輝度値を読み出す。読み出し部１３６−４８は、発光領域７ｈについての基準輝度値を読み出す。

ここで、発光領域４ｅについての第２の発光領域候補のうち発光領域７ｂ〜７ｈは、発光部１２１において実在しない仮想的な発光領域である。この場合は、実在する近傍の発光領域についての基準輝度値、例えば、仮想的な発光領域７ｂ〜７ｈにそれぞれ隣接する実在の発光領域６ｂ〜６ｈについての基準輝度値が、発光領域７ｂ〜７ｈについての基準輝度値として用いられる。

読み出し部１３６−１〜１３６−４８は、読み出された基準輝度値を乗算部１３７−１〜１３７−４８にそれぞれ出力する。

乗算部１３７−０〜１３７−４８は、重み制御部１３５から出力された重み情報に示された重みｋ０〜ｋ４８を、読み出し部１３６−０〜１３６−４８から出力された基準輝度値に適用し、重みｋ０〜ｋ４８がそれぞれ適用された基準輝度値を加算部１３８に出力する。

加算部１３８は、乗算部１３７−０〜１３７−４８から出力された基準輝度値の和を、加重輝度値として算出する。算出された加重輝度値は、発光領域４ｅの発光輝度値として、ＬＥＤドライバ１２２および画像信号補正部１４０に出力される。

重み制御部１３５は、乗算部１３７−０〜１３７−４８が使用する重みｋ０〜ｋ４８を制御する。具体的には、重み制御部１３５は、動き検出部１５０により検出された動き速さに応じて、重み付け領域の構成を可変設定し、設定された重み付け領域を構成する各発光領域について算出された基準輝度値に適用すべき重みを決定し、決定された重みを示す重み情報を乗算部１３７−０〜１３７−４８に出力する。

ここで、重み制御部１３５における重み制御方法について、図１０Ａ〜図１０Ｈを参照しながら幾つかの例を挙げて具体的に説明する。

図１０Ａは、重み制御結果の第１例を示す図である。この例において発光輝度値を決定する対象となっているのは発光領域４ｅであるから、第１の発光領域１６０Ａは発光領域４ｅである。第２の発光領域１６０Ｂとしては、発光領域４ｅについての４８個の第２の発光領域候補から、８個の発光領域３ｄ〜３ｆ、４ｄ、４ｆ、５ｄ〜５ｆが選択される。この選択は、検出された動き速さに基づいて行われる。

よって、図１０Ａの例においては、第１の発光領域１６０Ａとしての発光領域４ｅと第２の発光領域１６０Ｂとしての発光領域３ｄ〜３ｆ、４ｄ、４ｆ、５ｄ〜５ｆとを含む領域が、発光領域４ｅについての重み付け領域１６０として設定される。

そして、全ての重みの和が１となるように第１の発光領域１６０Ａおよび第２の発光領域１６０Ｂに５０％ずつ重みが割り当てられ、且つ、第２の発光領域１６０Ｂの各々に対して重みが均等に配分される。

具体的には、重み付け領域１６０を構成する発光領域のうち、第１の発光領域である発光領域４ｅについては、重みが８／１６に決定され、この値を示す重み情報が、対応する乗算部（乗算部１３７−０）に出力される。

また、重み付け領域１６０を構成する発光領域のうち、第２の発光領域である発光領域３ｄ〜３ｆ、４ｄ、４ｆ、５ｄ〜５ｆのそれぞれについては、重みが１／１６に決定され、この値を示す重み情報が、対応する乗算部に出力される。

また、重み付け領域１６０を構成しない各発光領域については、重み付けの対象外となるため、対応する乗算部に０の重みが出力されるか、対応する乗算部から加算部１３８に何も出力されないような制御が行われる。

なお、図１０Ｂに示す第２例のように、第１の発光領域１６０Ａへの割当比率を高くしても良いし、図１０Ｃに示す第３例のように、第２の発光領域１６０Ｂへの割当比率を高くしても良い。また、図１０Ｄに示す第４例のように、第２の発光領域１６０Ｂの各々への配分は均等でなくても良い。重み制御部１３５は、これらを適応的に切り替えて使用することができる。

また、上記第４例では、発光領域４ｅに対して斜めの位置にある発光領域３ｄ、３ｆ、５ｄ、５ｆについては、発光領域４ｅに対して上下左右の位置にある発光領域３ｅ、４ｄ、４ｆ、５ｅに比べて、発光領域４ｅからの実質的な距離が若干長い。よって、相対的に小さい重みを割り当てることにより、発光領域４ｅの発光輝度値への影響を相対的に小さくすることができる。

図１０Ｅは、重み制御結果の第５例を示す図である。この例においても、発光輝度値を決定する対象となっているのは発光領域４ｅであるから、第１の発光領域１６０Ａは発光領域４ｅである。第２の発光領域１６０Ｂとしては、発光領域４ｅについての第２の発光領域候補の全てが、選択される。この選択は、検出された動き速さに基づいて行われる。

よって、図１０Ｅの例においては、第１の発光領域１６０Ａとしての発光領域４ｅと第２の発光領域１６０Ｂとしての発光領域１ｂ〜１ｈ、２ｂ〜２ｈ、３ｂ〜３ｈ、４ｂ〜４ｄ、４ｆ〜４ｈ、５ｂ〜５ｈ、６ｂ〜６ｈ、７ｂ〜７ｈとを含む領域が、発光領域４ｅについての重み付け領域１６０として設定される。

ここで、図１０Ｅの例と図１０Ａ〜図１０Ｄの例とを比較すると、図１０Ｅの例においては、広い重み付け領域１６０が設定されている。図１０Ａ〜図１０Ｄに示す狭い重み付け領域１６０は、検出された動き速さが小さい場合、言い換えれば、画像の動きが低速である（遅い）場合に設定される。これに対し、図１０Ｅに示す広い重み付け領域１６０は、検出された動き速さが大きい場合、言い換えれば、画像の動きが高速である（速い）場合に設定される。

図１０Ｆは、重み制御結果の第６例を示す図である。この例においても、発光輝度値を決定する対象となっているのは発光領域４ｅであるから、第１の発光領域１６０Ａは発光領域４ｅである。第２の発光領域１６０Ｂとしては、発光領域４ｅについての第２の発光領域候補から、２４個の発光領域２ｃ〜２ｇ、３ｃ〜３ｇ、４ｃ、４ｄ、４ｆ、４ｇ、５ｃ〜５ｇ、６ｃ〜６ｇが選択される。この選択は、検出された動き速さに基づいて行われる。

よって、図１０Ｆの例においては、第１の発光領域１６０Ａとしての発光領域４ｅと第２の発光領域１６０Ｂとしての発光領域２ｃ〜２ｇ、３ｃ〜３ｇ、４ｃ、４ｄ、４ｆ、４ｇ、５ｃ〜５ｇ、６ｃ〜６ｇとを含む領域が、発光領域４ｅについての重み付け領域１６０として設定される。

ここで、図１０Ｆの例と図１０Ａ〜図１０Ｄの例と図１０Ｅの例とを比較すると、図１０Ｆの例においては、中間程度の広さを有する重み付け領域１６０が設定されている。すなわち、図１０Ｆに示す中間程度の広さを有する重み付け領域１６０は、検出された動き速さが中間程度である場合、言い換えれば、画像の動きが中速である場合に設定される。

このようにして、重み制御部１３５は、検出された動き速さに応じて、重み付け領域１６０を拡大または縮小することにより、重み付け領域１６０の構成を可変設定する。

また、図１０Ｇに示す第７例および図１０Ｈに示す第８例のように、第２の発光領域１６０Ｂの各々への配分を適応的に切り替えても良い。

以上、液晶表示装置１００の構成について説明した。

＜１−２．液晶表示装置の動作＞
次に、上記構成を有する液晶表示装置の表示動作の具体例について、特徴的な動作を中
心に説明する。

＜１−２−１．基準輝度値の算出＞
図１１は、液晶パネル１１０へ入力する画像の一例を示しており、黒背景上に大小２つの白１００％の矩形オブジェクトが配置されている。

図１１に示す画像の画像信号は、輝度制御部１３０の特徴検出部１３１に入力され、特徴量である輝度平均値が画像表示領域毎に検出される。そして、検出された各特徴量は、基準輝度値算出部１３２に入力され、各発光領域の基準輝度値に変換される。

図１２は、基準輝度値算出部１３２により算出された発光部１２１の各発光領域の基準輝度値を示す図である。なお、この例においては、基準輝度値算出部１３２は、図８Ａに示すような特性の変換テーブルを有する。よって、特徴量が０なら基準輝度値は０、特徴量が１２８なら基準輝度値は１２８、特徴量が２５５なら基準輝度値は２５５、のように、特徴量は同一値の基準輝度値に変換される。

図１２の数値について、発光領域３ｃを例にとって具体的に説明する。発光領域３ｃの場合、図１１における小さいほうの矩形オブジェクトは白１００％の画像である。したがって、オブジェクト部分の画像信号に含まれる各画素の輝度信号は、最大値の２５５である。図１１における小さいほうの矩形オブジェクトは、画像表示３ｃの１／４の面積を占めている。つまり、画像表示領域３ｃの１／４の画素において、輝度信号が２５５になる。よって、発光領域３ｃに対し、特徴量として輝度平均値６４が検出され、基準輝度値６４が算出される。

同様にして、図１１における大きいほうの矩形オブジェクトについて説明する。発光領域３ｇ、４ｇでは、画像表示領域３ｇ、４ｇの画素の全てにおいて、輝度信号が２５５となっている。よって、発光領域３ｇ、４ｇに対し、それぞれ、特徴量２５５が検出され、基準輝度値２５５が算出される。

発光領域２ｇ、３ｆ、３ｈ、４ｆ、４ｈ、５ｇでは、画像表示領域２ｇ、３ｆ、３ｈ、４ｆ、４ｈ、５ｇの画素の半分において、輝度信号が２５５となっている。よって、これらの発光領域に対し、輝度信号の半分の特徴量１２８が検出され、基準輝度値１２８が算出される。

矩形オブジェクトの四隅にあたる発光領域２ｆ、２ｈ、５ｆ、５ｈでは、画像表示領域２ｆ、２ｈ、５ｆ、５ｈの画素の１／４において、輝度信号が２５５となっている。よって、これらの発光領域に対し、輝度信号の１／４の特徴量６４が検出され、基準輝度値６４が算出される。

＜１−２−２．重み付けの実行＞
次に、基準輝度値から発光輝度値を算出する際に実行される重み付けの動作について説明する。

ここで、本発明の作用をより明確にするために、比較として、まず、重み付けを行わない場合について説明する。

図１３は、図１２に示す基準輝度値を、重み付け部１３４を介さずにそのまま照明部１２０に入力した場合の発光部１２１の発光状態を示す図である。また、図１４は、図１３の光を背面から照射したときに、液晶パネル１１０に実際に表示される画像を示す図である。

図１４に示すように、発光していない発光領域（例えば、発光領域１ｇ）と発光している発光領域である発光領域２ｇとを比較すると、発光領域２ｇの黒色部分は明るく目立つ。すなわち、黒浮きが視認される好ましくない表示となる。これは、発光していない発光領域と発光している領域との間の、発光輝度値の差に起因している。なお、黒色部分と違い、白色部分が一様の輝度となっているのは、画像信号補正部１４０により輝度信号の補正が行われているためである。

次に、重み付けを行う場合について説明する。

図１５は、重み付け部１３４から発光輝度値として出力される加重輝度値を示す図である。図１５の数値の算出について、図１６を用いて具体的に説明する。

図１６は、数値の算出を説明するための図であり、重み付け部１３４に入力される前の基準輝度値を示している。例えば、発光領域４ｈの場合、図１６に示すように、第１情報にあたる基準輝度値は１２８である。発光領域４ｈの第２情報は、周辺の８つの発光領域３ｇ、３ｈ、３ｉ、４ｇ、４ｉ、５ｇ、５ｈ、５ｉのそれぞれの基準輝度値である。

ここで、図１０Ａに示す重みと同様の重みを用いる場合、第１情報に対しては、対応する乗算部によって８／１６の重み付けがなされる。すなわち、発光領域４ｈについては、１２８×（８／１６）の値が導かれる。また、第２情報に対しては、対応する乗算部によって１／１６の重み付けがなされる。すなわち、発光領域３ｇ、４ｇについては、２５５×（１／１６）の値が、発光領域３ｈ、５ｇについては、１２８×（１／１６）の値が、発光領域５ｈについては、６４×（１／１６）の値が、発光領域３ｉ、４ｉ、５ｉについては、０×（１／１６）の値が、それぞれ導かれる。

そして、これら９つの値の加算値である１１５．９が、発光領域４ｈの加重輝度値として算出され、これが発光輝度値として出力される。

同様の方法で、全ての発光領域に対して加重輝度値を算出すれば、図１５に示す加重輝度値が得られる。

なお、発光部１２１における端部の発光領域（行１と行６、および列ａと列ｊに属する発光領域）については、周囲８方向のいずれかにおいて、発光領域が存在しない。そこで、重み付け部１３４は、これらの端部の発光領域に対しては、図１６に示すように、行方向列方向に拡張した仮想の発光領域を用い、全ての発光領域で周囲８方向の発光領域が存在するものとして、加重輝度値の算出を行う。

すなわち、重み付け部１３４は、行１の上側には、行１と同じ基準輝度値を持つ仮想の発光領域を１行追加し、行６の下側には、行６と同じ基準輝度値を持つ仮想の発光領域を１行追加する。そして、重み付け部１３４は、列ａの左側には、列ａと同じ基準輝度値を持つ仮想の発光領域を１列追加し、列ｊの右側には、列ｊと同じ基準輝度値を持つ仮想の発光領域を１列追加する。また、重み付け部１３４は、拡張された仮想領域の四隅にあたる発光領域には、発光部１２１の四隅の発光領域を拡張して用いる。

図１７は、図１５に示す加重輝度値（＝発光輝度値）を照明部１２０に入力した場合の発光部１２１の発光状態を示す図である。また、図１８は、図１７の光を背面から照射したときに、液晶パネル１１０に実際に表示される画像を示す図である。

図１８に示すように、重み付け部１３４を用いた場合、重み付け部１３４を用いない場
合の図１４に比べ、発光していない発光領域と発光している発光領域との間で、発光輝度値の差が緩和している。これにより、黒浮きが緩和される。

＜１−２−３．重み付け領域の可変設定＞
次に、重み付け部１３４の重み制御部１３５により行われる重み付け領域の可変設定について、図１９Ａ、図１９Ｂおよび図１９Ｃを用いて３つの設定例を挙げて説明する。

なお、以下説明する３つの設定例は、画像表示領域４ｅにのみ高ピーク輝度のサークル状オブジェクトが存在する黒背景の画像が入力される場合、つまり、発光領域４ｅ以外は基準輝度値が０である場合を前提とする。さらに、説明簡略化のために、発光部１２１においては発光領域４ｂ〜４ｈにのみ、液晶パネル１１０においては画像表示領域４ｂ〜４ｈにのみ注目して説明する。

図１９Ａに示す第１例では、図５を用いて説明したような動き検出結果が動き検出部１５０により得られる。すなわち、画像において有意な動きがあることを表す動きベクトル１５２ａが算出され、その大きさ、つまり画像の動きが中速であることが、検出される。

この動き検出結果に応じて、重み制御部１３５により重み付け領域設定が行われる。重み付け領域設定は、各発光領域について行われる。

発光領域４ｈについての発光輝度値を決定する場合には、第１の発光領域１６０Ａは、図示されているように発光領域４ｈである。そして、第２の発光領域１６０Ｂとしては、検出された動きが中速であるため、図示されている第２の発光領域候補（発光領域４ｅ〜４ｇ）から、２つの発光領域４ｆ、４ｇが選択される。

よって、発光領域４ｈについては、発光領域４ｆ〜４ｈが重み付け領域１６０を構成する。発光領域４ｅは、発光領域４ｈの発光輝度値を決定するための重み付けの対象外となる。このため、発光領域４ｈについて決定される発光輝度値は、基準輝度値が０である発光領域４ｆ〜４ｈの影響しか受けず、基準輝度値が０でない発光領域４ｅの影響を受けないため、０となる。

これに対して、発光領域４ｃ、４ｄ、４ｆ、４ｇの基準輝度値はいずれも０であるが、発光領域４ｃ、４ｄ、４ｆ、４ｇについて決定される発光輝度値は、基準輝度値が０でない発光領域４ｅの影響を受けるため、０でなくなる。また、発光領域４ｅについては、基準輝度値が０でないため、決定される発光輝度値も０とはならない。

この結果として、発光領域４ｂ、４ｈは、０である発光輝度値に従って消灯する。また、発光領域４ｃ〜４ｇは、０でない発光輝度値に従って発光する。これにより、図示されているように傾斜が緩やかで広がりのある輝度曲線を形成する輝度変化が得られる。

図１９Ｂに示す第２例では、図６を用いて説明したような動き検出結果が動き検出部１５０により得られる。すなわち、画像において有意な動きがあることを表す動きベクトル１５２ｂが算出され、その大きさ、つまり画像の動きが高速であることが、検出される。

この動き検出結果に応じて発光領域４ｈについての発光輝度値を決定する場合、第２の発光領域１６０Ｂとしては、検出された動きが高速であるため、図示されている第２の発光領域候補の全て、つまり、３つの発光領域４ｅ〜４ｇが選択される。

よって、発光領域４ｈについては、発光領域４ｅ〜４ｈが重み付け領域１６０を構成する。すなわち、発光領域４ｅも、発光領域４ｈについての発光輝度値を決定するための重
み付けの対象となる。このため、図示されている発光領域４ｂ〜４ｈについて決定される発光輝度値はいずれも、基準輝度値が０でない発光領域４ｅの影響を受けるため、０でなくなる。

この結果として、発光領域４ｂ〜４ｈは、０でない発光輝度値に従って発光する。これにより、図示されているように傾斜がさらに緩やかでさらに広がりのある輝度曲線を形成する輝度変化が得られる。

図１９Ｃに示す第３例では、画像において有意な動きがないことが、検出される。

この動き検出結果に応じて発光領域４ｈについての発光輝度値を決定する場合、第２の発光領域１６０Ｂとしては、検出された動きがないため、図示されている第２の発光領域候補（発光領域４ｅ〜４ｇ）はいずれも選択されない。

よって、発光領域４ｈについては、発光領域４ｈのみが重み付け領域１６０を構成する。このため、発光領域４ｈについて決定される発光輝度値は、基準輝度値が０である発光領域４ｈの影響しか受けないため、０となる。発光領域４ｂ〜４ｄ、４ｆ、４ｇについても同様である。

この結果として、発光領域４ｅのみが、０でない発光輝度値に従って発光し、それ以外の発光領域４ｂ〜４ｄ、４ｆ〜４ｈは、０である発光輝度値に従って消灯する。これにより、図示されているように傾斜が急峻で広がりのない輝度曲線を形成する輝度変化が得られる。

このように、より高速の画像の動きに対して、より広い重み付け領域が設定されるよう、重み付け領域の可変設定が行われる。黒浮きに起因するフリッカの視認性は、映像オブジェクトの動き速さに依存して大きく変化する。すなわち、静止画や非常に遅い動きではフリッカの周期が非常に長くなるためにフリッカの視認性が低い。逆に、高速の動画では周期が短くなり視認性が高い。したがって、上記のような重み付け領域の可変設定を行うことにより、黒浮きに起因するフリッカを視認困難とすることができる。

より高速の画像の動きに対してより広い重み付け領域が設定されるような重み付け領域設定方法としては、例えば図２０Ａ〜図２０Ｉに示すように、様々な方法が考えられる。

図２０Ａ〜図２０Ｉにおいて、Ｓ_ＭＡＸは、検出可能な動き速さの最大値である。また、重み付け領域倍率は、第２の発光領域候補の数のうち、第２の発光領域として選択される発光領域の数の比率を表す。

すなわち、重み付け領域倍率が０であれば、第２の発光領域候補はいずれも第２の発光領域として選択されず、結果的に重み付け領域は第１の発光領域のみを含むこととなる。また、重み付け領域倍率が１であれば、第２の発光領域候補は全て第２の発光領域として選択され、結果的に重み付け領域は第１の発光領域と全ての第２の発光領域候補とを含むこととなる。重み付け領域倍率が０より大きく１より小さい値である場合は、第２の発光領域候補の中から、第１の発光領域から相対的に近い位置にある発光領域が、その値に応じた個数だけ選択される。

＜１−３．特徴のまとめ＞
次に、本実施の形態の液晶表示装置の特徴的な効果について説明する。

まず、本実施の形態では、ある発光領域の発光輝度値を決定するにあたり、その発光領
域の基準輝度値だけでなくその周囲の発光領域の基準輝度値を考慮した重み付けを行う。これにより、隣接する発光領域間での輝度差が緩和されるため、黒浮きを低減させることができる。

また、例えば特許文献１に開示されている従来の液晶表示装置においては、入力画像信号において高輝度の発光領域と低輝度の発光領域（特に、輝度値が０に近い発光領域）とが隣接した場合、低輝度の発光領域の発光輝度値を補正するか補正しないかを、輝度差を閾値と比較することによって判断する。そのため、上述のとおり、輝度の時間的な不連続点が発生する可能性がある。

これに対し、本実施の形態ではこのような閾値を用いないため、輝度の不連続は発生しない。

さらに、本実施の形態では、画像の動きを検出し、検出された画像の動きに応じて、特に本実施の形態では動き速さに応じて、重み付け領域の構成を可変設定する。黒浮きに起因するフリッカの視認性は画像の動き速さに応じて変化するが、画像の動き速さに応じた重み付け領域の可変設定により、フリッカの視認性を低下させることができる。

また、入力画像信号において高輝度の発光領域と低輝度の発光領域（特に、輝度値が０に近い発光領域）とが隣接した場合、従来では、高輝度の発光領域の輝度値は補正せず、低輝度の発光領域の輝度値のみを上げる方向に補正を行う。

これに対し、本実施の形態では、高輝度の発光領域の発光輝度値を下げ、且つ、低輝度の発光領域の発光輝度値を上げるように、作用する。この作用により、従来に比べて補正による電力増加を抑制することができる。

特に、本実施の形態においては、特徴量として輝度平均値を用いる。輝度平均値を特徴量として用いると、図１７に示すように、面積の大きい白色のオブジェクトに対応する発光領域に比べて、面積の小さい白色のオブジェクトに対応する発光領域の輝度が低くなる。したがって、画像信号の補正を行わない場合、面積が大きい白よりも面積が小さい白のほうが、表示画像の輝度が低くなる。

しかし、一般的に人間の目の特性は、輝度が同じであった場合に、面積の大きい白よりも面積が小さい白のほうが明るく感じられる傾向がある。そのため、特徴量として輝度平均値を用いた場合でも、結果として違和感のない表示画像が得られる。もちろん、面積が大きい白と面積が小さい白との輝度差が小さくなるように、画像信号の補正を行っても良い。

（実施の形態１の変形例）
上記実施の形態１では、特徴量を変換することにより輝度決定基準値としての基準輝度値を取得し、取得された基準輝度値の重み付け加算により発光輝度値を算出する。

これに対して、以下説明する変形例では、特徴量の重み付け加算により輝度決定基準値としての加重特徴量を算出し、算出された加重特徴量を変換することにより発光輝度値を取得する。

図２１は、本変形例に係る輝度制御部１３０の構成を示すブロック図である。本変形例において、輝度制御部１３０は、大別して、特徴検出部１３１と、一時メモリ１３３と、重み付け部１３４と、発光輝度値算出部１３２ａと、を有する。以下、上記実施の形態１における輝度制御部１３０との相違点を中心に説明する。

特徴検出部１３１は、順次、検出された特徴量を一時メモリ１３３へ出力する。本変形例において、画像表示領域毎の特徴量は、注目している発光領域の発光輝度値を決定する際に基準となる値である輝度決定基準値の一例である。

一時メモリ１３３は、特徴検出部１３１から出力された発光領域毎の輝度決定基準値（本変形例では、対応する画像表示領域毎の特徴量）を記憶する。

重み付け部１３４は、図２２に示す構成の集合体である。ここでは、発光領域４ｅに対応して設けられた重み付け部１３４−４ｅの構成について説明するが、発光領域のそれぞれに対応して、重み付け部１３４−４ｅの構成と同一の構成が設けられている。

重み付け部１３４−４ｅは、重み制御部１３５、４９個の読み出し部１３６−０〜１３６−４８、４９個の乗算部１３７−０〜１３７−４８、および加算部１３８を有する。

読み出し部１３６−０は、一時メモリ１３３から、発光領域４ｅの輝度決定基準値である画像表示領域４ｅの特徴量を読み出し、これを乗算部１３７−０に出力する。

読み出し部１３６−１〜１３６−４８はそれぞれ、一時メモリ１３３から、対応する第２の発光領域候補に対応する画像表示領域の特徴量を読み出す。図示されている読み出し部１３６−１〜１３６−３、１３６−４７、１３６−４８を例として説明すると、読み出し部１３６−１は、画像表示領域１ｂの特徴量を読み出す。読み出し部１３６−２は、画像表示領域１ｃの特徴量を読み出す。読み出し部１３６−３は、画像表示領域１ｄの特徴量を読み出す。読み出し部１３６−４７は、画像表示領域７ｇの特徴量を読み出す。読み出し部１３６−４８は、画像表示領域７ｈの特徴量を読み出す。

ここで、実在しない仮想的な画像表示領域の特徴量としては、実在する近傍の画像表示領域の特徴量、例えば仮想的な画像表示領域に隣接する実在の画像表示領域の特徴量が、用いられる。

読み出し部１３６−１〜１３６−４８は、読み出された特徴量を乗算部１３７−１〜１３７−４８にそれぞれ出力する。

乗算部１３７−０〜１３７−４８は、重み制御部１３５から出力された重み情報に示された重みｋ０〜ｋ４８を、読み出し部１３６−０〜１３６−４８から出力された特徴量に適用し、重みｋ０〜ｋ４８がそれぞれ適用された特徴量を加算部１３８に出力する。

加算部１３８は、乗算部１３７−０〜１３７−４８から出力された特徴量の和を、加重特徴量として算出する。算出された加重特徴量は、発光輝度値算出部１３２ａへ出力される。

重み制御部１３５は、乗算部１３７−０〜１３７−４８が使用する重みｋ０〜ｋ４８を制御する。具体的には、重み制御部１３５は、動き検出部１５０により検出された動き速さに応じて、重み付け領域の構成を可変設定し、設定された重み付け領域を構成する各発光領域に対応する各画像表示領域の特徴量に適用すべき重みを決定し、決定された重みを示す重み情報を乗算部１３７−０〜１３７−４８に出力する。

発光輝度値算出部１３２ａは、重み付け部１３４から出力された加重特徴量に基づいて、発光領域毎の発光輝度値を算出する。具体的には、発光輝度値算出部１３２ａは、変換テーブルを用いて、画像表示領域毎の加重特徴量を、対応する発光領域毎の発光輝度値に
変換して、発光輝度値を照明部１２０および画像信号補正部１４０へ出力する。

図２３Ａ、図２３Ｂおよび図２３Ｃは、加重特徴量を発光輝度値へ変換する変換テーブルの特性の例を示す図である。図２３Ａ〜図２３Ｃにおいて、横軸は特徴量を示し、縦軸は基準輝度値を示している。図２３Ａ〜図２３Ｃに示す特性は、図８Ａ〜図８Ｃに示す特性とそれぞれ同一である。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。

本実施の形態では、重み付け領域を画像の動き複雑さに応じて可変設定する場合について説明する。

＜２−１．液晶表示装置の構成＞
図２４は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置２００は、輝度制御部１３０および動き検出部１５０の代わりに、輝度制御部２３０および動き検出部２５０を有する。照明部１２０、輝度制御部２３０および動き検出部２５０の組合せは、バックライト装置を構成する。

＜２−１−１．動き検出部＞
動き検出部２５０は、画像信号に基づいて、画像の動き、特に画像の動き複雑さを検出するための演算を行う演算処理装置である。動き検出方法は実施の形態１と同様である。

図２５、図２６および図２７は、動き検出結果の例をそれぞれ示す図である。

図２５に示す例では、１つの動き範囲２５３ａにおいて、算出された動きベクトル２５２ａは同じ方向を有する。図２６に示す例では、図２５に示す例と同じ１つの動き範囲２５３ａにおいて、算出された動きベクトル２５２ｂが異なる方向を有する。図２７に示す例では、多数の動き範囲２５３ｂが存在し、個々の動き範囲２５３ｂにおいては動きベクトル２５２ｃは同じ方向を有するが、異なる動き範囲２５３ｂにおいては動きベクトル２５２ｃは異なる方向を有する。

図２５の例と図２６の例とを比較すると、図２６の動きベクトル２５２ｂの方向単一性は、図２５の動きベクトル２５２ａの方向単一性よりも低い。つまり、図２６の例は図２５の例に比べて画像の動きが複雑である。

ここで、方向単一性とは、動きベクトルの大きさの異同にかかわらず動きベクトルの方向が単一であることを意味している。よって、算出された動きベクトルの個数が１つである場合には、当然に動きベクトルの方向単一性は高く、また、算出された動きベクトルの個数が複数である場合には、全ての動きベクトルの方向が一致しているときに方向単一性は高い。

また、図２５の例と図２７の例とを比較すると、同じ位置にある動き範囲２５３ａ、２５３ｂにおいては動きベクトル２５２ａ、２５２ｃは同じ方向を有する。しかし、図２７の例は、他の動き範囲２５３ｂにおいては異なる方向を有する動きベクトル２５２ｃが存在する。よって、図２７の動きベクトル２５２ｃの方向単一性は、図２５の動きベクトル
２５２ａの方向単一性よりも低く、つまり、図２７の例は図２５の例に比べて画像の動きが複雑である。

＜２−１−２．輝度制御部＞
輝度制御部２３０は、画像信号に基づいて、発光領域毎の発光輝度値を決定する演算を行う演算処理装置である。

図２８は、輝度制御部２３０の構成を示すブロック図である。輝度制御部２３０は、重み付け部１３４の代わりに重み付け部２３４を有する。

重み付け部２３４は、第１の発光領域と第２の発光領域とからなる重み付け領域の構成を、検出された動き複雑さに応じて可変設定することができる。

より具体的には、重み付け部２３４は、検出された動き複雑さに応じて重み付け領域を拡大または縮小する設定を行うことにより、特に、第２の発光領域の数を増加または減少させる設定を行うことにより、重み付け領域の構成を可変させる。

図２９は、重み付け部２３４の構成を示すブロック図である。なお、より正確には、重み付け部２３４の構成は、図２９に示す構成の集合体である。ここでは、発光領域４ｅに対応して設けられた重み付け部２３４−４ｅの構成について説明するが、発光領域のそれぞれに対応して、重み付け部２３４−４ｅの構成と同一の構成が設けられている。

重み付け部２３４−４ｅは、重み制御部１３５の代わりに重み制御部２３５を有する。

重み制御部２３５は、乗算部１３７−０〜１３７−４８が使用する重みｋ０〜ｋ４８を制御する。具体的には、重み制御部２３５は、動き検出部２５０により検出された動き複雑さに応じて、重み付け領域の構成を可変設定し、設定された重み付け領域を構成する各発光領域について算出された基準輝度値に適用すべき重みを決定し、決定された重みを示す重み情報を乗算部１３７−０〜１３７−４８に出力する。

重み制御部２３５は、実施の形態１の重み制御部１３５と同様に図１０Ａ〜図１０Ｈに例示されている重み制御結果が得られるような重み制御方法を用いることができる。

例えば、検出された動き複雑さが大きい場合、言い換えれば、画像の動きが複雑である場合には、図１０Ａ〜図１０Ｄに示す狭い重み付け領域１６０が設定される。また、検出された動き複雑さが小さい場合、言い換えれば、画像の動きが単純である場合には、図１０Ｅに示す広い重み付け領域１６０が設定される。また、検出された動き複雑さが中間程度である場合には、図１０Ｆ〜図１０Ｈに示す中間程度の広さを有する重み付け領域１６０が設定される。

このようにして、重み制御部２３５は、検出された動き複雑さに応じて、重み付け領域１６０を拡大または縮小することにより、重み付け領域１６０の構成を可変設定する。

前述のとおり、より複雑な画像の動きに対して、より狭い重み付け領域が設定されるよう、重み付け領域の可変設定が行われる。黒浮きに起因するフリッカの視認性は、映像オブジェクトの動き速さと同様、映像オブジェクトの動き複雑さに依存して大きく変化する。すなわち、単純な動きでは視認性が高く、逆に、複雑な動きでは視認性が低い。これは、人間は、移動物体を、その移動方向を無意識に予測しながら目で追うため、動きが単純であるときにその物体を目で追いやすくなるからである。したがって、上記のような重み付け領域の可変設定を行うことにより、黒浮きに起因するフリッカを視認困難とすること
ができる。

より複雑な画像の動きに対してより狭い重み付け領域が設定されるような重み付け領域設定方法としては、例えば図３０Ａ〜図３０Ｄに示すように、様々な方法が考えられる。なお、図３０Ａ〜図３０Ｄにおいて、Ｃ_ＭＡＸは、検出可能な動き複雑さの最大値である。

なお、本実施の形態は、前述の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。

本実施の形態では、重み付け領域を画像の動き規模（つまり、１つの動き範囲の大きさ）に応じて可変設定する場合について説明する。

＜３−１．液晶表示装置の構成＞
図３１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置３００は、輝度制御部１３０および動き検出部１５０の代わりに、輝度制御部３３０および動き検出部３５０を有する。照明部１２０、輝度制御部３３０および動き検出部３５０の組合せは、バックライト装置を構成する。

＜３−１−１．動き検出部＞
動き検出部３５０は、画像信号に基づいて、画像の動き、特に画像の動き規模を検出するための演算を行う演算処理装置である。動き検出方法は実施の形態１と同様である。

図３２は、動き検出結果の例を示す図である。

図３２に示す例では、１つの動き範囲３５３において、算出された動きベクトル３５２ａは同じ方向を有しているが、動き範囲３５３自体が、例えば図５および図２５などに示す動き範囲１５３、２５３ａに比べて大きい。つまり、図３２の例は、図５および図２５の例に比べて画像の動きが大規模である。

＜３−１−２．輝度制御部＞
輝度制御部３３０は、画像信号に基づいて、発光領域毎の発光輝度値を決定する演算を行う演算処理装置である。

図３３は、輝度制御部３３０の構成を示すブロック図である。輝度制御部３３０は、重み付け部１３４の代わりに重み付け部３３４を有する。

重み付け部３３４は、第１の発光領域と第２の発光領域とからなる重み付け領域の構成を、検出された動き規模に応じて可変設定することができる。

より具体的には、重み付け部３３４は、検出された動き規模に応じて重み付け領域を拡大または縮小する設定を行うことにより、特に、第２の発光領域の数を増加または減少させる設定を行うことにより、重み付け領域の構成を可変させる。

図３４は、重み付け部３３４の構成を示すブロック図である。なお、より正確には、重み付け部３３４の構成は、図３４に示す構成の集合体である。ここでは、発光領域４ｅに対応して設けられた重み付け部３３４−４ｅの構成について説明するが、発光領域のそれぞれに対応して、重み付け部３３４−４ｅの構成と同一の構成が設けられている。

重み付け部３３４−４ｅは、重み制御部１３５の代わりに重み制御部３３５を有する。

重み制御部３３５は、乗算部１３７−０〜１３７−４８が使用する重みｋ０〜ｋ４８を制御する。具体的には、重み制御部３３５は、動き検出部３５０により検出された動き規模に応じて、重み付け領域の構成を可変設定し、設定された重み付け領域を構成する各発光領域について算出された基準輝度値に適用すべき重みを決定し、決定された重みを示す重み情報を乗算部１３７−０〜１３７−４８に出力する。

重み制御部３３５は、実施の形態１の重み制御部１３５と同様に図１０Ａ〜図１０Ｈに例示されている重み制御結果が得られるような重み制御方法を用いることができる。

例えば、検出された動き規模が大きい場合、言い換えれば、判定された動き範囲が広い場合には、図１０Ａ〜図１０Ｄに示す狭い重み付け領域１６０が設定される。また、検出された動き規模が小さい場合、言い換えれば、判定された動き範囲が狭い場合には、図１０Ｅに示す広い重み付け領域１６０が設定される。また、検出された動き規模が中間程度である場合には、図１０Ｆ〜図１０Ｈに示す中間程度の広さを有する重み付け領域１６０が設定される。

このようにして、重み制御部３３５は、検出された動き規模に応じて、重み付け領域１６０を拡大または縮小することにより、重み付け領域１６０の構成を可変設定する。

前述のとおり、より大規模な画像の動きに対して、より狭い重み付け領域が設定されるよう、重み付け領域の可変設定が行われる。黒浮きに起因するフリッカの視認性は、映像オブジェクトの動き速さおよび動き複雑さと同様、映像オブジェクトの動き規模に依存して大きく変化する。すなわち、小規模な動きでは観察者の視点が動きのある特定箇所に集中しやすいため視認性が高く、逆に、全画面スクロール表示のような大規模な動きでは視認性が低い。したがって、上記のような重み付け領域の可変設定を行うことにより、黒浮きに起因するフリッカを視認困難とすることができる。

より大規模な画像の動きに対してより狭い重み付け領域が設定されるような重み付け領域設定方法としては、例えば図３５Ａ〜図３５Ｄに示すように、様々な方法が考えられる。なお、図３５Ａ〜図３５Ｄにおいて、Ｄ_ＭＡＸは、検出可能な動き規模の最大値である。

なお、本実施の形態は、前述の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

例えば、本実施の形態において画像の動きに関する動きパラメータとして用いられる「動き規模」と、実施の形態２において用いられる動きパラメータである「動き複雑さ」としての「方向単一性」とを、複合的に評価することにより、より広い意味で「動き複雑さ」を検出しても良い。

例えば、図３６に示す動き検出結果では、動き範囲３５３が広く、且つ、動き範囲３５３における動きベクトル３５２ｂが多方向を向いている。このような場合に、図３６に示す例を、例えば図２６に示す例あるいは図３２に示す例に比べて、画像の動きが複雑であると評価しても良い。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記実施の形態において説明した装置の構成および動作は例であり、これらを本発明の範囲において部分的に変更、追加および削除できることは明らかである。

例えば、上記実施の形態では、動きに応じて重み付け領域の広さの構成を可変設定する場合について述べたが、重み付け領域の広さを変えず、重み付け領域内の重み付けの構成を変えるような構成であってもよい。例えば、実施の形態１において、図１０Ａと図１０Ｂに示す重み付け領域１６０の設定を動きに応じて可変設定してもよい。具体的には、図１０Ａに示す狭い重み付け領域１６０は、検出された動き速さが小さい場合、言い換えれば、画像の動きが低速である（遅い）場合に設定される。これに対し、図１０Ｂに示す広い重み付け領域１６０は、検出された動き速さが大きい場合、言い換えれば、画像の動きが高速である（速い）場合に設定される。このような構成であっても、動きに応じてフリッカの視認性を低減させることができる。

また、上記実施の形態では、重み付け部の構成は、発光領域のそれぞれに対応して設けられているとしたが、これに限られない。例えば、実施の形態１において、図９に示す構成を１つ有し、発光領域毎に順次切り替えて加重輝度値を順次算出するような構成であってもよい。

例えば、上記実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を例にとって説明している。しかし、光変調部が、液晶パネルとは異なる表示部を有するものであっても、非自発光型の構成であれば、他の構成を採用することもできる。すなわち、本発明は、液晶表示装置以外の非自発光型の表示装置にも適用可能である。

２００９年９月３０日出願の特願２００９−２２８４７２の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明のバックライト装置および表示装置は、動画表示の際に黒浮きを低減させるとともにフリッカの視認性を低下させる効果を有し、複数の表示領域の点灯を個別に制御するバックライト装置および表示装置として有用である。

１００、２００、３００ 液晶表示装置
１１０ 液晶パネル
１２０ 照明部
１２１ 発光部
１２２ ＬＥＤドライバ
１２３ ＬＥＤ
１３０、２３０、３３０ 輝度制御部
１４０ 画像信号補正部
１５０、２５０、３５０ 動き検出部
１３１ 特徴検出部
１３２ 基準輝度値算出部
１３２ａ 発光輝度値算出部
１３３ 一時メモリ
１３４、２３４、３３４ 重み付け部
１３５、２３５、３３５ 重み制御部
１３６ 読み出し部
１３７ 乗算部
１３８ 加算部

Claims (6)

1. 個別に照明光を発光する複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域からの照明光で光変調部を照明する発光部と、
   画像信号から画像の動きを検出する動き検出部と、
   前記画像信号に基づいて発光領域毎の輝度決定基準値を取得し、前記複数の発光領域の各々について、重み付け領域を構成する１つ以上の発光領域について取得された輝度決定基準値に重み付けを行い、重み付けの結果に基づいて発光領域毎の発光輝度値を決定する輝度制御部と、
   決定された発光領域毎の発光輝度値に従って前記複数の発光領域の各々を駆動する駆動部と、を有し、
   前記輝度制御部は、検出された動きに応じて、前記重み付け領域を構成する発光領域を可変設定する、
   バックライト装置。
2. 前記輝度制御部は、前記重み付け領域を拡大または縮小することにより、前記重み付け領域を構成する発光領域を可変設定する、
   請求項１記載のバックライト装置。
3. 前記動き検出部は、画像の動きの速さを画像の動きとして検出し、
   前記輝度制御部は、より高速の動きに対して前記重み付け領域をより広く設定する、
   請求項２記載のバックライト装置。
4. 前記動き検出部は、画像の動きの複雑さを画像の動きとして検出し、
   前記輝度制御部は、より複雑な動きに対して前記重み付け領域をより狭く設定する、
   請求項２記載のバックライト装置。
5. 前記動き検出部は、画像の動きの規模を画像の動きとして検出し、
   前記輝度制御部は、より大規模の動きに対して前記重み付け領域をより狭く設定する、
   請求項２記載のバックライト装置。
6. 請求項１記載のバックライト装置と、前記光変調部と、を有する表示装置。