JP5785663B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローカルディミング制御が可能なバックライトを備える液晶表示装置に関する。

スマートフォンなどの携帯端末、ＴＶ、及び各種モニタには、画像表示装置として液晶表示装置が設けられているものが多い。液晶表示装置は、光の透過率を調整可能な液晶素子が２次元配列されてなる液晶パネルと、この液晶パネルに向けて光を照射するバックライト（装置）とを備えている。

近年、液晶表示装置として、液晶パネルの表示領域を複数に分割した各エリアを個別に照明可能な複数の照明部を有するバックライトを備え、各照明部の輝度を独立して制御するローカルディミング制御（エリア制御ともいう）を行うものが知られている（特許文献１〜５参照）。特に表示画像に局所的に階調が低い領域と、局所的に階調が高い領域とが含まれている場合には、ローカルディミング制御によりコントラスト感が高められる。

このようなローカルディミング制御を行う液晶表示装置は、コントラスト感を高めることができるものの、画質劣化という新たな課題が生じる。例えば図２１の（ａ）部分〜（ｃ）部分に示すような、液晶表示装置の２つの隣り合うエリア（エリア０，エリア１）に画像を表示するときに、エリア０では画像に階調が高い部分が含まれ、エリア１では画像に階調が高い部分が含まれない場合を例に挙げて説明する。

図２１の（ａ）部分に示したオリジナル画像信号は、エリア０，エリア１に表示すべき画像の階調レベル（液晶パネルの透過率のレベル）を模式的に示すものである。図２１の（ｂ）部分に示したバックライト輝度は、エリア毎に制御されたバックライトの輝度を模式的に示すものである。出力画像の輝度は、図２１の（ｃ）部分に示すように、オリジナル画像信号に応じて制御される液晶パネルの透過率と、バックライト輝度とを掛け合わせたものとなる。この際に、エリア０では、バックライトの輝度が高いためその背景部（図中の点線円で囲まれている部分）は、本来同じ輝度でなければならないエリア１よりも輝度が高くなってしまう。つまり、バックライトの輝度をエリア毎に制御することで、本来同じ明るさであるはずの部分に明るさの違いが発生して画質が劣化してしまう。

そこで、特許文献６に記載の液晶表示装置では、図２２の（ａ）部分に示すオリジナル画像信号を、図２２の（ｂ）部分に示すように補正する。具体的には、図２２の（ｃ）部分に示すようなバックライトの輝度の制御に起因する画像劣化を抑制するため、エリア１に対する画像信号を、オリジナル画像信号よりもレベルを上げるように補正する。これにより、図２２の（ｄ）部分に示すように、出力画像は、オリジナル画像信号に対応した画質劣化のない画像となる。このように、表示する画像のフレーム毎に、液晶パネル駆動用の信号と、バックライト駆動用の信号とを適切に算出することで、コントラスト感の向上と、画質劣化の防止とを両立することができる。

特開２０１０−２７１３９３号公報 特開２０１２−０７８８４８号公報 特開２０１１−０９９９５３号公報 特開２０１１−１５４２２５号公報 特開２００２−０９９２５０号公報 特開２００５−２５８４０３号公報

しかしながら、特許文献６に記載の液晶表示装置では、表示する画像のフレーム毎に液晶パネル駆動用の信号とバックライト駆動用の信号とをそれぞれ算出する必要があるので、高速応答ができずに画像表示までに時間がかかる。このため、例えばスマートフォン用の液晶表示装置において、表示画像のスクロール操作や拡大縮小操作等のユーザの指示による急な表示画像の変更操作がなされたときに対応することができない。

本発明の目的は、ローカルディミング制御を行いつつ高速応答が可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の目的を達成するための撮像装置は、複数の液晶素子が２次元配列されてなる液晶パネルと、液晶パネルの表示領域を複数に分割した各エリアをそれぞれ個別に照明する複数の照明部を有するバックライトと、画像信号に基づき複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御して、表示領域に画像を表示させる液晶パネル駆動制御部と、各エリアに対応する画像信号の輝度情報に基づき、複数の照明部の各々の輝度の大きさを定めた輝度パターンを決定し、この輝度パターンに従って複数の照明部の輝度を個別に制御するエリア制御を行うバックライト駆動制御部であって、表示領域に表示される画像の複数フレームに共通の輝度パターンを決定してエリア制御を行う特殊エリア制御モードを有するバックライト駆動制御部と、を備える。

本発明によれば、特殊エリア制御モード時に、表示領域に表示される画像の複数フレームに共通の輝度パターンを決定するので、表示領域に表示される画像のフレーム毎に輝度パターンを決定する必要がなくなる。

バックライト駆動制御部は、特殊エリア制御モード時に、複数フレームの画像の画像信号に基づき、画像の画素ごとの輝度の平均値の算出を実行し、この算出結果に基づいて輝度パターンを決定することが好ましい。複数フレームで共通の輝度パターンを決定した場合でも、複数フレームの表示を問題なく行うことができる。

バックライト駆動制御部は、特殊エリア制御モード時に、複数フレームの画像の画像信号に基づき、画像の画素ごとの輝度の大きさを比較して画素ごとの輝度の最大値を求め、この画素ごとの輝度の最大値に基づいて輝度パターンを決定することが好ましい。複数フレームで共通の輝度パターンを決定した場合でも、複数フレームの表示を問題なく行うことができる。さらに、各画像の画素ごとの輝度の平均値の算出結果に基づいて輝度パターンを決定する場合よりもコントラストの良い画像が得られる。

表示領域に表示される画像を変化させる画像変化操作を受け付ける操作部と、画像変化操作に対応する画像の画像信号を生成する第１の画像生成部と、を備えており、バックライト駆動制御部は、操作部にて画像変化操作がなされた場合に特殊エリア制御モードを実行することが好ましい。画像変化操作がなされた場合に、液晶表示装置の応答速度を向上させることができる。

画像変化操作には、画像のスクロール操作、及び画像の拡大縮小操作が含まれることが好ましい。

画像変化操作に伴い変化する画像の変化の速度を検出する速度検出部を備えており、バックライト駆動制御部は、速度検出部が検出した速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、複数の照明部の輝度を均一に制御する均一モードを実行することが好ましい。特に表示画像の変化速度が速い場合に、液晶表示装置の応答速度をより向上させることができる。

第１の画像生成部が生成した画像の画像信号に基づき、当該画像よりも解像度の低い低解像度画像の画像信号を生成する第２の画像生成部を備えており、液晶パネル駆動制御部は、速度検出部が検出した速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、第２の画像生成部が生成した低解像度画像の画像信号に基づき複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御することが好ましい。特に表示画像の変化速度が速い場合に、液晶表示装置の応答速度をより向上させることができる。

低解像度画像の画像信号を格納する格納部を備えており、第２の画像生成部は、速度がしきい値よりも大きくなると液晶パネル駆動制御部が判断する前から、低解像度画像の画像信号を予め生成して格納部に格納し、液晶パネル駆動制御部は、速度検出部が検出した速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、格納部から読み出した低解像度画像の画像信号に基づき複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御することが好ましい。特に表示画像の変化速度が速い場合に、液晶表示装置の応答速度をより向上させることができる。

第１の画像生成部は、表示領域に表示されている画像の画像信号に基づき、画像変化操作がなされたとした場合に表示領域に表示される画像の画像信号を画像変化操作の種類毎に予め生成し、操作部にて画像変化操作がなされた場合に、液晶パネル駆動制御部は、第１の画像生成部が予め生成した画像の画像信号の中で画像変化操作に対応する画像の画像信号に基づき複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御し、バックライト駆動制御部は、当該画像信号の輝度情報に基づき輝度パターンを決定してエリア制御を行うことが好ましい。画像変化操作に対応した画像の画像信号を予め生成しておくことで、画像変化操作がなされたときに液晶表示装置の応答速度をより向上させることができる。

複数の照明部には、それぞれ発光ダイオードが設けられていることが好ましい。

本発明の液晶表示装置は、表示領域に表示される画像の複数フレームに共通の輝度パターンを決定してエリア制御を行うので、表示領域に表示される画像のフレーム毎に輝度パターンを決定する必要がなくなり、ローカルディミング制御（エリア制御）用の信号算出処理にかかる時間を短縮することができる。その結果、ローカルディミング制御を行いつつ高速応答が可能となる。

スマートフォンの斜視図である。 液晶表示装置の分解斜視図である。 スマートフォンの電気的構成を示すブロック図である。 ＣＰＵの機能ブロック図である。 平均画像の生成を説明するための説明図である。 ＬＣＤ及びＬＥＤパターン信号の算出処理を説明するための説明図である。 第１実施形態のスマートフォンの表示処理の流れを示すフローチャートである。 画像変化操作のうちのスクロール操作を説明するための説明図である。 （Ａ）通常エリア制御モードと、（Ｂ）特殊エリア制御モードと、におけるＬＣＤ及びＬＥＤパターン信号の算出処理を比較するための比較図である。 最高輝度画像を用いてＬＥＤパターン信号を算出する第２実施形態のスマートフォンの電気的構成を示すブロック図である。 先高輝度画像を説明するための説明図である。 各照明部の輝度を均一にする均一モードを有する第３実施形態のスマートフォンの電気的構成を示すブロック図である。 第３実施形態のスマートフォンの表示処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）特殊エリア制御モードと、（Ｂ）均一モードと、におけるＬＣＤ及びＬＥＤパターン信号の算出処理を比較するための比較図である。 低解像度画像に基づきＬＣＤパターン信号を生成する第４実施形態のスマートフォンの電気的構成を示すブロック図である。 第３実施形態のスマートフォンの表示処理の流れを示すフローチャートである。 スクロール操作等の画像変化操作に対応する表示画像（予測画像）を予め生成する第５実施形態のスマートフォンの電気的構成を示すブロック図である。 第５実施形態のスマートフォンの表示処理の流れを示すフローチャートである。 予測画像の生成処理を説明するための説明図である。 第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせた場合における、スマートフォンの表示処理の流れを示すフローチャートである。 画像信号を行わずにローカルディミング制御を行った場合の画質劣化を示す説明図である。 画像信号補正による画質劣化低減を示す説明図である。

［第１実施形態］
＜スマートフォンの構成＞
図１に示すように、本発明の液晶表示装置を備えるスマートフォン１０は、平板状の筐体１１を有している。筐体１１の一方の面には、液晶表示装置１２と、スピーカ１３と、マイクロホン１４、操作部１５と、カメラ部１６とを備えている。なお、筐体１１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。

図２に示すように、液晶表示装置１２は、ＣＰＵ３３の制御により、画像（静止画像および動画像）や文字情報などを表示するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネル構造を有している。この液晶表示装置１２は、液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）１８と、操作パネル１９と、バックライト２０とで構成されている。

液晶パネル１８は、光の透過率を調整可能な多数の液晶素子１８ａ（図３参照）が２次元配列されてなる。なお、スマートフォンで立体画像（３Ｄ画像）を鑑賞する場合には、レンチキュラレンズを備えるなどの立体視が可能な液晶パネル１８が用いられる。

操作パネル１９は、光透過性を有しており、液晶パネル１８の表示領域（表面）上に載置されている。この操作パネル１９は、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号をスマートフォン１０のＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、受信した検出信号に基づいて、液晶パネル１８上の操作位置（座標）を検出する。

操作パネル１９は、液晶パネル１８を完全に覆う配置となる。この配置を採用した場合に、操作パネル１９は、液晶パネル１８外の領域についてもユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル１９は、液晶パネル１８に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。このような操作パネル１９で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられる。

バックライト２０は、液晶パネル１８の背面側に配置されている。このバックライト２０は、液晶パネル１８の表示領域を複数に分割した各エリア２２をそれぞれ個別に照明する複数の照明部２０ａを有している。各照明部２０ａには、１または複数個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２３が配置されている。各照明部２０ａの輝度は独立して制御可能であり、これにより、いわゆるローカルディミング制御（エリア制御ともいう）が可能になる。

図３に示すように、スマートフォン１０は、液晶表示装置１２、スピーカ１３、マイクロホン１４、操作部１５、カメラ部１６の他に、無線通信部２５と、通話部２７と、記憶部２８と、外部入出力部２９と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部３０と、モーションセンサ部３１と、電源部３２と、ＣＰＵ３３と、ＬＣＤドライバ３４、ＬＥＤドライバ３５とを備える。

無線通信部２５は、ＣＰＵ３３の指示にしたがって、移動通信網に収容された基地局装置に対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。

通話部２７は、スピーカ１３やマイクロホン１４を備え、マイクロホン１４を通じて入力されたユーザの音声を音声データに変換してＣＰＵ３３に出力したり、無線通信部２５等で受信された音声データを復号してスピーカ１３から出力する。なお、スピーカ１３やマイクロホン１４の搭載位置は、図１に示した位置に限定されず、適宜変更可能である。

操作部１５は、例えば押しボタン式のスイッチや十字キーなどを用いたハードウェアキーであり、ユーザからの指示を受け付ける。この操作部１５は、例えば筐体１１の表示部の下部や筐体１１の側面に搭載される。

記憶部２８は、ＣＰＵ３３の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータなどを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶する。また、記憶部２８は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２８ａと着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２８ｂにより構成される。なお、内部記憶部２８ａと外部記憶部２８ｂとしては、フラッシュメモリタイプ（flash memory type）、ハードディスクタイプ（hard disk type）などの公知の各種記憶媒体が用いられる。

外部入出力部２９は、スマートフォン１０に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等により直接的又は間接的に接続するためのものである。

ＧＰＳ受信部３０は、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン１０の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。この検出結果はＣＰＵ３３に出力される。

モーションセンサ部３１は、例えば、３軸の加速度センサなどを備えており、スマートフォン１０の物理的な動きを検出する。これにより、スマートフォン１０の動く方向や加速度が検出される。この検出結果はＣＰＵ３３に出力される。また、電源部３２は、スマートフォン１０の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられた電力を供給する。

ＣＰＵ３３は、記憶部２８から読み出した制御プログラムや制御データに従って動作し、スマートフォン１０の各部を統括して制御する。また、ＣＰＵ３３は、液晶パネル１８に対する表示制御、操作部１５や操作パネル１９を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御などを実行する。

表示制御の実行により、ＣＰＵ３３は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、液晶パネル１８の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。

また、操作検出制御の実行により、ＣＰＵ３３は、操作部１５を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル１９を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。

更に、操作検出制御の実行によりＣＰＵ３３は、操作パネル１９に対する操作位置が、液晶パネル１８に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の液晶パネル１８に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル１９の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。

また、ＣＰＵ３３は、操作パネル１９に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することができる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。

カメラ部１６は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge-Coupled Device）などの撮像素子を用いて電子撮影する。また、カメラ部１６は、撮像によって得た画像データを各種の圧縮画像データに変換して記憶部２８に記録したり、外部入出力部２９や無線通信部２５を通じて出力したりすることができる。カメラ部１６は、筐体１１の背面に搭載されてもよいし、あるいは複数のカメラ部１６が搭載されてもよい。また、カメラ部１６はスマートフォン１０の各種機能に利用することができる。例えば、液晶パネル１８にカメラ部１６で取得した画像を表示することや、操作パネル１９の操作入力の一つとして、カメラ部１６の画像を利用することができる。

ＬＣＤドライバ３４は、ＣＰＵ３３の制御の下、液晶パネル１８の各液晶素子１８ａの光透過率を制御する。ＬＥＤドライバ３５は、ＣＰＵ３３の制御の下、各照明部２０ａの輝度を制御する。

＜画像表示処理に係る構成＞
図４に示すように、ＣＰＵ３３は、記憶部２８から制御プログラムやアプリケーションソフトウェアを読み出して実行することにより、画像生成部４０、フレームメモリ４１、表示制御部４２として機能する。

画像生成部４０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンが形成された画面（デスクトップ画面など）、アプリケーションソフトウェアの実行画面、及びカメラ部１６による撮影で得られた画像データやダウンロードされた画像データに基づく画像等の各種表示用の画像信号を生成する。また、画像生成部４０は、操作部１５や操作パネル１９にて表示画像のスクロール操作や拡大縮小操作が行われたときに、これら各操作にそれぞれ対応する画像信号を生成する。画像生成部４０は、生成した画像信号をフレームメモリ４１に格納する。

フレームメモリ４１には、画像生成部４０にて生成された画像信号が例えば複数フレーム分格納される。そして、画像生成部４０にて生成された最新のフレームの画像信号は、フレームメモリ４１に記憶されている最も古いフレームの画像信号に上書きされる。

表示制御部４２は、フレームメモリ４１から読み出した画像信号に基づき、液晶素子１８ａ及びバックライト２０をそれぞれ駆動するためのＬＣＤパターン信号、ＬＥＤパターン信号（輝度パターン）を算出して、ＬＣＤドライバ３４、ＬＥＤドライバ３５にそれぞれ出力する。この表示制御部４２には、バックライト駆動制御部４６と、ＬＣＤ駆動制御部４７とが設けられている。

バックライト駆動制御部４６は、フレームメモリ４１から読み出した各エリア２２の画像信号の輝度情報を解析して、照明部２０ａ毎のバックライト輝度レベルを定めたＬＥＤパターン信号を算出する。また、バックライト駆動制御部４６は、照明部２０ａ毎のバックライト輝度レベルの算出結果（以下、単にバックライト輝度分布データという）をＬＣＤ駆動制御部４７へ出力する。ＬＥＤパターン信号はＬＥＤドライバ３５に向けて出力されて、ＬＥＤドライバ３５はＬＥＤパターン信号に基づき各照明部２０ａの輝度を独立して制御するローカルディミング制御（エリア制御）を実行する。

ＬＣＤ駆動制御部４７は、本発明の液晶パネル駆動制御部に相当する。ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した画像信号と、バックライト駆動制御部４６から入力されたバックライト輝度分布データとに基づき、液晶素子１８ａ毎の階調（液晶素子１８ａ毎の光透過率）を定めたＬＣＤパターン信号を算出する。このＬＣＤパターン信号の生成は、液晶パネル１８の表示領域に表示される画像（以下、単に表示画像という）のフレーム毎、すなわち、フレームメモリ４１に格納された画像信号毎に行われる。ＬＣＤパターン信号は、ＬＣＤドライバ３４に向けて出力される。ＬＣＤドライバ３４は、ＬＣＤパターン信号に基づき各液晶素子１８ａの光透過率を制御する。

なお、図中の「Compute for Image_out」は、バックライト駆動制御部４６及びＬＣＤ駆動制御部４７によるＬＣＤパターン信号、ＬＥＤパターン信号の算出を示す。また、「LCD_Pattern」及び「LED_Pattern」は、バックライト駆動制御部４６及びＬＣＤ駆動制御部４７からそれぞれ出力されるＬＣＤパターン信号、ＬＥＤパターン信号を示す。また、「Image_out」は、液晶パネル１８への画像出力を示す。

表示制御部４２（ＣＰＵ３３）は、バックライト駆動制御部４６を、通常エリア制御モードと、特殊エリア制御モードとのいずれかの制御モードで動作させる。具体的に、バックライト駆動制御部４６は、操作部１５や操作パネル１９にて表示画像のスクロール操作や拡大縮小操作などの表示画像を変化させる画像変化操作が実行されたときに通常エリア制御モードで動作され、それ以外のときに特殊エリア制御モードで動作される。

通常エリア制御モードでは、表示画像のフレーム毎に、ＬＥＤパターン信号の算出・出力が実行される。すなわち、バックライト駆動制御部４６は、フレームメモリ４１に格納された画像信号毎にＬＥＤパターン信号の算出・出力を実行する。

特殊エリア制御モードは、通常エリア制御モードよりも液晶表示装置１２の高速応答（高速表示）が可能になるモードである。特殊エリア制御モードでは、表示画像の複数フレーム毎に共通のＬＥＤパターン信号の算出・出力が実行される。すなわち、バックライト駆動制御部４６は、フレームメモリ４１に格納された複数フレームの画像信号に基づき、複数フレームで共通に使用されるＬＥＤパターン信号の算出・出力を実行する。

例えば図５に示すように、表示画像の３フレーム毎に共通のＬＥＤパターン信号を算出する場合に、バックライト駆動制御部４６はフレームメモリ４１から第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の計３フレーム分の画像の画像信号を読み出す。そして、バックライト駆動制御部４６は、３フレーム分の画像信号に基づき各画像の画素毎の輝度の平均値を算出することで、３フレーム分の画像の平均画像４９を求める。この平均画像４９の画像信号に基づいて、バックライト駆動制御部４６は、ＬＥＤパターン信号の算出・出力を実行する。以下同様に、３フレーム分の画像の画像信号に基づく平均画像４９の生成とＬＥＤパターン信号の算出・出力とが繰り返し実行される。

また、特殊エリア制御モード時にバックライト駆動制御部４６は、平均画像４９の画像信号から算出したバックライト輝度分布データをＬＣＤ駆動制御部４７に出力する。このバックライト輝度分布データは、３フレーム分のＬＣＤパターン信号の生成に共通に使用される。ＬＣＤ駆動制御部４７は、３フレーム分の画像の画像信号と、共通のバックライト輝度分布データとに基づき、３フレーム分のＬＣＤパターン信号をそれぞれ生成する。

図６を用いて、特殊エリア制御モード時における表示制御部４２（バックライト駆動制御部４６及びＬＣＤ駆動制御部４７）の動作について具体的に説明する。表示制御部４２（バックライト駆動制御部４６及びＬＣＤ駆動制御部４７）は、スクロール操作等の画像変化操作がなされると、ＬＥＤパターン信号（LED_Pattern1）と、ＬＣＤパターン信号（LCD_Pattern1）とをそれぞれ算出する（Compute for Image_out1）。具体的には、第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の画像信号から平均画像４９を生成し、この平均画像４９の画像信号を解析して「LED_Pattern1」を算出する。また、第１フレーム画像Ｐ１の画像信号と平均画像４９のバックライト輝度分布データとに基づき、「LCD_Pattern1」を算出する。これら「LED_Pattern1」及び「LCD_Pattern1」がそれぞれＬＥＤドライバ３５、ＬＣＤドライバ３４に出力されると、液晶パネル１８に第１フレーム画像が表示される（Image_out1）。

「Compute for Image_out1」後に、表示制御部４２は、第２フレーム画像Ｐ２の画像信号と、先に得られた平均画像４９のバックライト輝度分布データとに基づき、「LCD_Pattern2」を算出する（Compute for Image_out2）。第１〜第３フレーム画像の表示では共通のＬＥＤパターン信号（LED_Pattern1）が用いられるので、「Compute for Image_out2」ではＬＥＤパターン信号を算出しない。「LED_Pattern1」及び「LCD_Pattern2」がそれぞれＬＥＤドライバ３５、ＬＣＤドライバ３４に出力されると、液晶パネル１８に第２フレーム画像が表示される（Image_out2）。

「Compute for Image_out2」後に、表示制御部４２は、第３フレーム画像Ｐ３の画像信号と、平均画像４９のバックライト輝度分布データとに基づいて、「LCD_Pattern3」を算出する（Compute for Image_out3）。この「Compute for Image_out3」においても、「Compute for Image_out2」と同様にＬＥＤパターン信号を算出しない。「LED_Pattern1」及び「LCD_Pattern3」がそれぞれＬＥＤドライバ３５、ＬＣＤドライバ３４に出力されると、液晶パネル１８に第３フレーム画像が表示される（Image_out3）。

「Compute for Image_out3」後に、表示制御部４２は、「LED_Pattern2」と、「LCD_Pattern4」とを算出する（Compute for Image_out4）。具体的には、第４〜第６フレーム画像の画像信号から生成した平均画像４９の画像信号を解析して「LED_Pattern2」を算出する。また、第４フレーム画像の画像信号と平均画像４９のバックライト輝度分布データとに基づいて、「LCD_Pattern4」を算出する。「LED_Pattern2」及び「LCD_Pattern4」がそれぞれＬＥＤドライバ３５、ＬＣＤドライバ３４に出力されると、液晶パネル１８に第４フレーム画像が表示される（Image_out4）。

「Compute for Image_out4」後に、表示制御部４２は、「LCD_Pattern5」を算出する「Compute for Image_out5」、「LCD_Pattern6」を算出する「Compute for Image_out6」を順番に実行する。「LED_Pattern2」と「LCD_Pattern5」の出力、「LED_Pattern2」と「LCD_Pattern6」の出力が順番に実行されると、液晶パネル１８に第５フレーム画像、第５フレーム画像が表示される（Image_out5、Image_out6）。

以下同様に、３フレームおきに［（１＋３Ｍ）フレーム：Ｍは０以上の整数］にＬＥＤパターン信号（LED_Pattern）及びＬＣＤパターン信号（LCD_Pattern）の算出が行われ、それ以外のときにはＬＣＤパターン信号（LCD_Pattern）のみの算出が行われる。

＜第１実施形態のスマートフォンの作用＞
次に、図７に示すフローチャートを用いて上記構成のスマートフォン１０の作用について説明を行う。スマートフォン１０では、デスクトップ画面の起動操作やアプリケーションソフトウェアの起動操作が実行されると、画像生成部４０による表示画像用の画像信号の生成・格納と、表示制御部４２による表示制御とが実行される。これにより、液晶パネル１８には、デスクトップ画面、アプリケーションソフトウェア実行画面等の各種表示画像が表示される。

表示画像のスクロール操作などの画像変化操作が実行される前は、表示制御部４２は、バックライト駆動制御部４６を通常エリア制御モードで動作させる（ステップＳ１）。これにより、表示画像のフレーム毎（フレームメモリ４１に格納される画像信号毎）に、ＬＥＤパターン信号とＬＣＤパターン信号との算出が実行される（図９の（Ａ）部分参照）。

操作部１５や操作パネル１９にて画像変化操作、例えば表示画像のスクロール操作が実行されると、表示制御部４２は、バックライト駆動制御部４６の動作モードを通常エリア制御モードから特殊エリア制御モードに切り替える（ステップＳ２）。

この際に図８の（Ａ）部分，（Ｂ）部分，（Ｃ）部分に示すように、画像生成部４０は、スクロール操作に対応した表示画像の画像信号を生成してフレームメモリ４１に格納させる。これにより、例えば元の表示画像をスクロール方向に徐々にスライド移動させた複数のフレーム画像（第１フレーム画像Ｐ１、第２フレーム画像Ｐ２、第３フレーム画像Ｐ３、・・・）の画像信号がフレームメモリ４１に格納される（ステップＳ３）。

図７に戻って、表示制御部４２は、第１フレーム画像表示（Image_out1：Ｎ＝１）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out1」を開始する（ステップＳ４，Ｓ５）。

バックライト駆動制御部４６は、フレームメモリ４１から第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の画像信号を読み出して、各フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の画像信号から平均画像４９を生成する（ステップＳ６）。次いで、バックライト駆動制御部４６は、平均画像４９の画像信号（輝度情報等）を解析してＬＥＤパターン信号「LED_Pattern1」を算出した後、この「LED_Pattern1」をＬＥＤドライバ３５に出力する（ステップＳ７）。また、バックライト駆動制御部４６は、平均画像４９の画像信号から算出したバックライト輝度分布データをＬＣＤ駆動制御部４７に出力する。

この際に、第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で共通に使用されるＬＥＤパターン信号を、例えば第１フレーム画像の画像信号のみから求めてもよいが、第１フレーム画像に最適化されたＬＥＤパターン信号を用いた場合に、第２及び第３フレーム画像に対応するＬＣＤパターン信号が求められない可能性もある。このため、各フレーム画像の平均画像４９の画像信号を基にＬＥＤパターン信号を算出することで、各フレーム画像にそれぞれ対応するＬＣＤパターン信号を確実に算出することができる。これにより、複数フレームで共通の輝度パターンを決定した場合でも、複数フレームの表示を問題なく行うことができる。

ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した第１フレーム画像の画像信号と、バックライト駆動制御部４６から取得したバックライト輝度分布データとに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern1」を算出した後、この「LCD_Pattern1」をＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ８）。

ＬＥＤドライバ３５は、「LED_Pattern1」に基づき各照明部２０ａの輝度を独立して制御する。また、ＬＣＤドライバ３４は、「LCD_Pattern1」に基づき各液晶素子１８ａの光透過率（階調）を制御する。これにより、第１フレーム画像が液晶パネル１８に表示「Image_out1」される（ステップＳ９）。

表示制御部４２は、「Compute for Image_out1」の終了後に、第２フレーム画像表示（Image_out2：Ｎ＝２）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out2」を開始する（ステップＳ１０，Ｓ５）。

バックライト駆動制御部４６は、第１〜第３フレーム画像の表示で共通に使用されるＬＥＤパターン信号「LED_Pattern1」を既に算出しているので、ＬＥＤパターン信号の新たな算出を行わずに、先に算出した「LED_Pattern1」をＬＥＤドライバ３５に出力する。一方、ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した第２フレーム画像の画像信号と、先に取得したバックライト輝度分布データとに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern2」を算出した後、この「LCD_Pattern2」をＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ８）。このように「Compute for Image_out2」では、ＬＥＤパターン信号を算出しないので、「Compute for Image_out1」よりも算出時間が短縮される。

ＬＥＤドライバ３５は、「LED_Pattern1」に基づき各照明部２０ａの輝度を独立して制御するとともに、ＬＣＤドライバ３４は、「LCD_Pattern2」に基づき各液晶素子１８ａの光透過率（階調）を制御する。これにより、第２フレーム画像が液晶パネル１８の表示領域上に表示「Image_out2」される（ステップＳ９）。

表示制御部４２は、「Compute for Image_out2」の終了後に、第３フレーム画像表示（Image_out3：Ｎ＝３）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out3」を開始する（ステップＳ１０，Ｓ５）。バックライト駆動制御部４６は、先に算出した「LED_Pattern1」をＬＥＤドライバ３５に出力する。一方、ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した第３フレーム画像の画像信号と、先に取得したバックライト輝度分布データとに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern3」を算出してＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ８）。これにより、第３フレーム画像が液晶パネル１８の表示領域上に表示「Image_out3」される（ステップＳ９）。

以下同様にして、表示制御部４２は、「Compute for Image_out4」、「Compute for Image_out5」、「Compute for Image_out6」、・・・「Compute for Image_outN」を順番に実行して各パターン信号の算出・出力を行うことで、液晶パネル１８の表示画像がスクロール操作に対応してスクロールする。前述のステップＳ５からステップＳ９までの各処理は、スクロール操作が完了するまで繰り返し実行される。なお、画像生成部４０は、図示は省略するが、スクロール操作に対応するフレーム画像の生成・格納を逐次行う。

表示制御部４２は、Ｎ＝（１＋３Ｍ）番目のフレーム画像表示用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out」ではＬＥＤパターン信号とＬＣＤパターン信号の算出を行う。一方、表示制御部４２は、Ｎ≠（１＋３Ｍ）番目のフレーム画像表示用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out」ではＬＣＤパターン信号の算出のみを行う。このため、Ｎ≠（１＋３Ｍ）番目の「Compute for Image_out」では、算出処理が簡単になるので、処理時間を短縮化することができる。

比較例を示す図９の（Ａ）部分において、従来の通常エリア制御モードでは、表示画像のフレーム画像ごとにＬＥＤパターン信号「LED_Pattern」と、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern」の算出処理を行っている。このため、スクロール操作等による表示画像の変化に応じて、ＬＥＤパターン信号及びＬＣＤパターン信号の両方を同時変更しようとすると算出処理に時間がかかり、応答速度（スクロール操作に伴う画像の変化速度）が遅くなる。

＜第１実施形態のスマートフォンの作用効果＞
これに対して、図９の（Ｂ）部分に示すように、本発明の特殊エリア制御モードでは、ＬＥＤパターン信号「LED_Pattern」を複数フレーム固定してＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern」の算出処理を行うことで、通常エリア制御モード時よりもＬＥＤパターン信号の算出回数は減少する。このため、算出処理が簡単になる。特に、Compute for Image_outN（Ｎ≠（１＋３Ｍ））では、ＬＥＤパターン信号「LED_Pattern」が決まっていて、これに対応するＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern」を算出（逆算）するだけであるので、算出処理を単純化できる。その結果、Compute for Image_outN（Ｎ≠（１＋３Ｍ））の処理時間が短縮されて、スクロール操作に伴うＣＰＵ３３の全体の算出処理時間が短縮される。これにより、スクロール操作時の液晶表示装置１２の応答速度が向上する。

［第２実施形態のスマートフォン］
次に、図１０を用いて本発明の第２実施形態のスマートフォン５２について説明を行う。上記第１実施形態では、複数のフレーム画像から生成された平均画像４９の画像信号からＬＥＤパターン信号を算出しているが、第２実施形態のスマートフォン５２では、複数のフレーム画像から最高輝度画像（図１１参照）を生成し、この最高輝度画像の画像信号からＬＥＤパターン信号を算出する。

なお、スマートフォン５２は、平均画像４９の代わりに最高輝度画像からＬＥＤパターン信号の算出を行う点を除けば、第１実施形態のスマートフォン１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

第２実施形態のバックライト駆動制御部４６は、特殊エリア制御モードに切り替わると、第１実施形態と同様にフレームメモリ４１から第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の計３フレーム分の画像の画像信号を読み出す。

次いで、図１１に示すように、バックライト駆動制御部４６は、３フレーム分の画像信号に基づき各画像の画素毎の輝度の大きさを比較して、画素毎の輝度の最大値を求める。そして、バックライト駆動制御部４６は、３フレーム分の画像から輝度が最大値となる画素を抽出して最高輝度画像５３を生成する。例えば、第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において同じ座標に位置する画素Ｘの輝度の大きさを比較した場合には、輝度が最大となる第１フレーム画像Ｐ１の画素Ｘを抽出する。以下同様にして、各フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の他の座標の画素の輝度の大きさを比較して、輝度が最大となるフレーム画像の画素を抽出する。これにより、最高輝度画像５３を生成することができる。

バックライト駆動制御部４６は、最高輝度画像５３の画像信号に基づいて、ＬＥＤパターン信号の算出・出力を実行する。以下同様に、バックライト駆動制御部４６は、３フレーム分の画像の画像信号に基づく最高輝度画像５３の生成とＬＥＤパターン信号の算出・出力とを繰り返し実行する。

このように、複数フレーム画像（例えば第１〜第３フレーム画像）から生成した最高輝度画像５３の画像信号を基に共通のＬＥＤパターン信号を生成することで、第１実施形態と同様に、各フレーム画像にそれぞれ対応するＬＣＤパターン信号が確実に算出される。さらに、各フレームの画像の平均画像の画像信号に基づいて、ＬＥＤパターン信号を生成する場合よりもコントラストの良い画像が得られる。

［第３実施形態のスマートフォン］
次に、図１２を用いて本発明の第３実施形態のスマートフォン５５について説明を行う。上記第１実施形態では、スクロール操作などの画像変化操作がなされたときにバックライト駆動制御部４６を特殊エリア制御モードで動作させている。これに対して、第３実施形態のスマートフォン５５では、画像変化操作に伴う表示画像の変化の速度（スクロール速度、拡大縮小速度等）を検出した結果に応じて、バックライト駆動制御部４６の制御モードを切り替えている。

スマートフォン５５は、ＣＰＵ３３に速度検出部５６とバックライト駆動制御部５７とが設けられている点を除けば、上記第１実施形態のスマートフォン１０と基本的には同じ構成であるので、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

速度検出部５６は、スクロール操作などの画像変化操作がなされたときに、この操作に伴う表示画像の変化速度を検出する。具体的には、操作部１５や操作パネル１９からＣＰＵ３３に入力される操作信号に基づき、操作部１５や操作パネル１９でなされた画像変化操作の操作速度を判別することで表示画像の変化速度を検出する。また、画像変化操作で指示されたスクロール量や拡大率が大きくなるほど、あるいは縮小率が小さくなるほど画像変化速度は増加する。このため、これら各パラメータの少なくともいずれかを前述の操作信号に基づき判別することで、表示画像の変化速度を検出してもよい。さらに、画像変化操作に伴い画像生成部４０が生成した表示画像のフレーム数などに基づいて、表示画像の変化速度を検出してもよい。速度検出部５６は、表示画像の変化速度の検出結果を表示制御部４２に入力する。

バックライト駆動制御部５７は、基本的には第１及び第２実施形態のバックライト駆動制御部４６と同じであるが、前述の通常エリア制御モード及び特殊エリア制御モードの他に、均一モードを有している。バックライト駆動制御部５７は、スクロール操作などの画像変化操作が実行された場合に、速度検出部５６で検出された表示画像の変化速度が所定のしきい値よりも大きくなる場合には均一モードで動作する。

バックライト駆動制御部５７は、均一モードに設定されると、各照明部２０ａの輝度を所定の値で均一に制御する。すなわち、均一モード時にはローカルディミング制御を行わない通常の液晶表示装置と同様の制御を行う。なお、各照明部２０ａの輝度の値は、画像変化操作としてスクロール操作や拡大縮小操作が行われているときは一定値（例えば最大輝度値）に設定され、表示画像を切り替える切替操作がなされたときは表示画像の種類に対応した最適値に設定される。

＜第３実施形態のスマートフォンの作用＞
図１３に示すフローチャートを用いて上記構成のスマートフォン５５の作用について説明を行う。なお、スクロール操作などの画像変化操作がなされるまでの処理は、前述の第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。

操作部１５や操作パネル１９にて画像変化操作、例えばスクロール操作が実行されると、画像生成部４０は、スクロール操作に対応した表示画像の画像信号を生成してフレームメモリ４１に格納させる（ステップＳ３）。また、速度検出部５６は、操作部１５や操作パネル１９からの操作信号等に基づき、例えばスクロール操作の操作速度を判別することで表示画像のスクロール速度（変化速度）を検出する（ステップＳ１１）。このスクロール速度の検出結果は表示制御部４２に入力される。

表示制御部４２は、速度検出部５６が検出したスクロール速度（変化速度）が所定のしきい値以下になる場合に、バックライト駆動制御部５７の動作モードを特殊エリア制御モードに切り替える（ステップＳ１２）。この場合には、図７に示した第１実施形態と同様の処理が実行される。

一方、表示制御部４２は、速度検出部５６が検出したスクロール速度が所定のしきい値よりも大きくなる場合には、バックライト駆動制御部５７の動作モードを均一モードに切り替える（ステップＳ１３）。バックライト駆動制御部５７は、各照明部２０ａの輝度が所定の値で均一化（平坦化）するようなＬＥＤパターン信号「LED_Pattern」を決定し、この「LED_Pattern」をＬＥＤドライバ３５に出力する（ステップＳ１４）。「LED_Pattern」は、均一モード中は固定される。

次いで、表示制御部４２は、第１フレーム画像表示（Image_out1：Ｎ＝１）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out1」を開始する（ステップＳ１５）。「LED_Pattern」は固定であるので、バックライト駆動制御部５７による算出処理は行われない。ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した第１フレーム画像の画像信号と、均一化された各照明部２０ａの輝度値とに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern1」を算出した後、この「LCD_Pattern1」をＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ１６）。

ＬＥＤドライバ３５は、固定の「LED_Pattern」に基づき各照明部２０ａの輝度を均一に制御する。また、ＬＣＤドライバ３４は、「LCD_Pattern1」に基づき各液晶素子１８ａの光透過率（階調）を制御する。これにより、第１フレーム画像が液晶パネル１８の表示領域上に表示「Image_out1」される（ステップＳ１７）。

表示制御部４２は、「Compute for Image_out1」の終了後に、第２フレーム画像表示（Image_out2：Ｎ＝２）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out2」を開始する（ステップＳ１８，Ｓ１６）。

バックライト駆動制御部５７は、算出処理を行わずに固定の「LED_Pattern」をＬＥＤドライバ３５に出力する。一方、ＬＣＤ駆動制御部４７は、フレームメモリ４１から読み出した第２フレーム画像の画像信号などに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern2」を算出してＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ１６）。これにより、第２フレーム画像が液晶パネル１８に表示「Image_out2」される（ステップＳ１７）。

以下同様にして、表示制御部４２は、「Compute for Image_out3」、「Compute for Image_out4」、・・・「Compute for Image_outN」を順番に実行してＬＣＤパターン信号の算出・出力処理を行う。これにより、液晶パネル１８の表示画像がスクロール操作に対応してスクロールする。これらの算出・出力処理は、スクロール操作が完了するまで繰り返し実行される。

この際に、図１４の（Ａ）部分に示すように、特殊エリア制御モードの「Compute for Image_out1,4,7,・・・」では、ＬＥＤパターン信号とＬＣＤパターン信号の両方の算出を行うので、ＬＣＤパターン信号の算出処理だけを行う「Compute for Image_out2,3,5,6,・・・」よりも算出処理に時間がかかる。

これに対して、図１４の（Ｂ）部分に示すように、均一モードでは、全ての「Compute for Image_out」（図中ではCfI_oと省略）において、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern」（図中ではLCD_Pと省略）だけの算出処理を行っている。このため、均一モードでは、特殊エリア制御モードよりも算出処理がより簡単になるので、より処理時間を短縮化することができる。このため、特に表示画像の変化速度が速い場合、例えば高速スクロール操作等が行われた場合には、液晶表示装置１２の応答速度をより向上させられるので、液晶表示装置１２の表示が高速スクロール操作等に追従できなくなることが防止される。

なお、均一モード時にはローカルディミング制御が行われないが、高速スクロール操作等が行われている場合にはローカルディミング制御を行わなくとも、表示画像の画質に及ぼす影響は少ないので特に問題は生じない。

［第４実施形態のスマートフォン］
次に、図１５を用いて本発明の第４実施形態のスマートフォン６０について説明を行う。上記第３実施形態では、均一モード時に各照明部２０ａの輝度を均一化させることで、液晶表示装置１２の応答速度をより向上させている。これに対して、第４実施形態のスマートフォン６０では表示画像の解像度を下げることにより、第３実施形態よりも液晶表示装置１２の応答速度を向上させる。

スマートフォン６０は、フレームメモリ４１に通常画像格納部４１ａと低解像度画像格納部４１ｂとが設けられているとともに、ＣＰＵ３３に低解像度画像生成部（第２の画像生成部）６１とＬＣＤ駆動制御部６２とが設けられている点を除けば、第３実施形態のスマートフォン５５と基本的に同じ構成である。従って、上記第３実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

通常画像格納部４１ａには、画像生成部（第１の画像生成部）４０が生成した表示画像の画像信号が格納される。また、本発明の格納部に相当する低解像度画像格納部４１ｂには、低解像度画像生成部６１が生成した低解像度画像６４の画像信号が格納される。

低解像度画像生成部６１は、通常画像格納部４１ａに新たな表示画像の画像信号が格納されるたびに、この表示画像の画像信号を読み出して、この表示画像よりも解像度の低い低解像度画像６４の画像信号を生成して低解像度画像格納部４１ｂに格納する。ここで低解像度画像６４には、元の画像の３×３画素の各局所領域から中間となる画素値を選択した画像も含まれる。なお、低解像度画像６４の生成方法は特に限定はされない。

ＬＣＤ駆動制御部６２は、バックライト駆動制御部５７が通常エリア制御モードまたは特殊エリア制御モードに設定されている場合、上記各実施形態のＬＣＤ駆動制御部４７と同じ処理を行う。ただし、ＬＣＤ駆動制御部６２は、バックライト駆動制御部５７が均一モードに設定されている場合、低解像度画像格納部４１ｂに格納された低解像度画像６４の画像信号を用いてＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern」の生成を行う。

＜第４実施形態のスマートフォンの作用＞
図１６に示すフローチャートを用いて上記構成のスマートフォン６０の作用について説明を行う。なお、スクロール操作などの画像変化操作（ステップＳ１）がなされてから、スクロール操作に対応した表示画像の画像信号がフレームメモリ４１に格納（ステップＳ３）されるまでの処理は、前述の第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

低解像度画像生成部６１は、速度検出部５６の検出結果（バックライト駆動制御部５７の動作モード）によらず、通常画像格納部４１ａに新たな表示画像の画像信号が格納されるたびに、この表示画像の画像信号を読み出して低解像度画像６４を生成する。この低解像度画像６４の画像信号は低解像度画像格納部４１ｂに逐次格納される（ステップＳ３−１）。

また、前述の第３実施形態と同様に、速度検出部５６によるスクロール操作の速度検出（ステップＳ１１）が行われ、スクロール操作の操作速度がしきい値以下であればバックライト駆動制御部５７が特殊エリア制御モードに切り替えられ（ステップＳ１２）、スクロール操作の操作速度がしきい値よりも大きくなればバックライト駆動制御部５７が均一モードに切り替えられる（ステップＳ１３）。そして、バックライト駆動制御部５７が均一モードに切り替えられると、固定のＬＥＤパターン信号「LED_Pattern」が決定され、この固定の「LED_Pattern」がＬＥＤドライバ３５に出力される（ステップＳ１４）。

次いで、表示制御部４２は、第１フレーム画像表示（Image_out1：Ｎ＝１）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out1」を開始する（ステップＳ１５）。なお、第３実施形態と同様に、「LED_Pattern」は固定であるので、バックライト駆動制御部５７による算出処理は行われない。ＬＣＤ駆動制御部６２は、低解像度画像格納部４１ｂから第１フレーム画像に対応する低解像度画像６４の画像信号を読み出す（ステップＳ２０）。そして、ＬＣＤ駆動制御部６２は、低解像度画像格納部４１ｂから読み出した画像信号と、均一化された各照明部２０ａの輝度値とに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern1」を算出した後、この「LCD_Pattern1」をＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ２１）。

第３実施形態と同様に、固定の「LED_Pattern」に基づき各照明部２０ａの輝度が均一に制御され、「LCD_Pattern1」に基づき各液晶素子１８ａの光透過率（階調）が制御される。これにより、第１フレームの低解像度画像が液晶パネル１８の表示領域上に表示「Image_out1」される（ステップＳ２２）。

ＬＣＤ駆動制御部６２は、「Compute for Image_out1」の終了後に、低解像度画像格納部４１ｂから第２フレーム画像に対応する低解像度画像６４の画像信号を読み出す（ステップＳ２３，Ｓ２０）。この画像信号に基づき、ＬＣＤ駆動制御部６２は、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern2」を算出「Compute for Image_out2」して、ＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ２１）。これにより、第２フレームの低解像度画像が液晶パネル１８に表示「Image_out2」される（ステップＳ２２）。

以下同様にして、表示制御部４２が「Compute for Image_out3」、「Compute for Image_out4」、・・・「Compute for Image_outN」を順番に実行して各パターン信号の算出・出力を行うことで、液晶パネル１８の表示画像がスクロール操作に対応してスクロールする。この処理はスクロール操作が完了するまで繰り返し実行される。

第４実施形態では低解像度画像６４の画像信号に基づきＬＣＤパターン信号（「LCD_Pattern」）を算出しているので、第３実施形態よりもＬＣＤパターン信号の算出処理にかかる時間を短縮することできる。すなわち、前述の図１４に示した各「Compute for Image_out（CfI_o）」の時間を短縮化することができる。このため、第３実施形態よりも液晶表示装置１２の応答速度をより向上させることができる。なお、高速スクロール操作等が行われている場合には、低解像度画像６４を表示した場合でも画質の劣化は目立たないので特に問題は生じない。

［第５実施形態のスマートフォン］
次に、図１７を用いて本発明の第５実施形態のスマートフォン６６について説明を行う。上記各実施形態では、スクロール操作等の画像変化操作がなされたときに、この画像変化操作に対応する表示画像の生成を行っているが、第５実施形態のスマートフォン６６では、画像変化操作がなされる前に画像変化操作に対応する表示画像を予め生成している。

スマートフォン６６は、ＣＰＵ３３に画像生成部（第３の画像生成部）６８と、バックライト駆動制御部６９と、ＬＣＤ駆動制御部７０とが設けられている点を除けば、第１実施形態のスマートフォン１０と基本的に同じ構成である。従って、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

画像生成部６８は、上記各実施形態の画像生成部４０と同様に、デスクトップ画面やアプリケーションソフトウェアの実行画面等の各種表示画像の画像信号を生成して、この画像信号をフレームメモリ４１の通常画像格納部７１ａに格納する。ただし、画像生成部６８は、液晶パネル１８に表示されている表示画像の画像信号を通常画像格納部７１ａから読み出して、この画像信号に基づきスクロール操作や拡大縮小操作などがなされたときに液晶パネル１８に表示される可能性のある画像（スクロール画像、拡大縮小画像等）を予測して生成する。そして、画像生成部６８は、予測した予測画像７３の画像信号をフレームメモリ４１の予測画像格納部７１ｂに格納する。この予測画像７３の画像信号の生成・格納は常時行われる。

バックライト駆動制御部６９及びＬＣＤ駆動制御部７０は、基本的には第１実施形態のバックライト駆動制御部４６、ＬＣＤ駆動制御部４７と同じ処理を行う。ただし、バックライト駆動制御部６９は、特殊エリア制御モード時にはスクロール操作等の画像変化操作に対応する予測画像７３の画像信号を予測画像格納部７１ｂから読み出す。そして、バックライト駆動制御部６９は、予測画像格納部７１ｂから読み出した画像信号の輝度情報を解析してＬＥＤパターン信号を算出し、このＬＥＤパターン信号をＬＥＤドライバ３５に出力する。また、バックライト駆動制御部６９は、第１実施形態と同様にバックライト輝度分布データを算出してＬＣＤ駆動制御部７０に出力する。

ＬＣＤ駆動制御部７０は、バックライト駆動制御部６９が特殊エリア制御モードに設定されている場合、スクロール操作等の画像変化操作に対応する予測画像７３の画像信号を予測画像格納部７１ｂから読み出す。そして、ＬＣＤ駆動制御部７０は、予測画像格納部７１ｂから読み出した画像信号と、バックライト駆動制御部６９から入力されたバックライト輝度分布データとに基づきＬＣＤパターン信号を算出してＬＣＤドライバ３４に出力する。

＜第５実施形態のスマートフォンの作用＞
図１８を用いて上記構成のスマートフォン６６の作用について説明を行う。バックライト駆動制御部６９が通常制御エリア制御モード（ステップＳ１）である場合、すなわち、画像変化操作がなされる前は、画像生成部６８による各種表示画像用の画像信号の生成及び通常画像格納部７１ａへの格納と、表示制御部４２による通常エリア制御モードに対応した表示制御とが実行される。

また、図１９に示すように、画像生成部６８は、液晶パネル１８に表示されている表示画像に対応する画像信号を通常画像格納部７１ａから読み出し、この画像信号に基づきスクロール操作や拡大縮小操作などに対応した予測画像７３の画像信号を生成する（「Compute for Image_out0」）。例えば、「予測画像１」はスクロール操作に対応した複数のフレーム画像であり、「予測画像２」は拡大縮小操作に対応した複数のフレーム画像である。

図１８に戻って、画像生成部６８は、生成した予測画像７３の画像信号を予測画像格納部７１ｂに格納する（ステップＳ１−１）。

操作部１５や操作パネル１９にて画像変化操作、例えば表示画像のスクロール操作が実行されると、表示制御部４２は、バックライト駆動制御部６９の動作モードを特殊エリア制御モードに切り替える（ステップＳ２）。

次いで、表示制御部４２は、第１フレーム画像表示（Image_out1：Ｎ＝１）用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out1」を開始する（ステップＳ４、Ｓ５）。

バックライト駆動制御部６９は、予測画像格納部７１ｂからスクロール操作に対応した３フレーム分の予測画像７３の画像信号（第１〜第３フレーム画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の画像信号）を読み出す（ステップＳ５−１）。以下、上記第１実施形態と同様に、バックライト駆動制御部６９は、各画像信号から生成した平均画像４９に基づきＬＥＤパターン信号「LED_Pattern1」を算出して、この「LED_Pattern1」をＬＥＤドライバ３５に出力する（ステップＳ６、Ｓ７）。また、バックライト駆動制御部６９は、平均画像４９の画像信号から算出したバックライト輝度分布データをＬＣＤ駆動制御部７０に出力する。

ＬＣＤ駆動制御部７０は、予測画像格納部７１ｂからスクロール操作に対応した１フレーム分の予測画像７３の画像信号（第１フレーム画像Ｐ１の画像信号）を読み出す（ステップＳ５−１）。以下、上記第１実施形態と同様に、ＬＣＤ駆動制御部７０は、第１フレーム画像の画像信号とバックライト輝度分布データとに基づき、ＬＣＤパターン信号「LCD_Pattern1」を算出した後、この「LCD_Pattern1」をＬＣＤドライバ３４に出力する（ステップＳ８）。これにより、第１フレーム画像が液晶パネル１８の表示領域上に表示「Image_out1」される（ステップＳ９）。

表示制御部４２は、「Compute for Image_out1」の終了後に、「Compute for Image_out2」、「Compute for Image_out3」を順番に実行する。これにより、ＬＣＤ駆動制御部７０は、予測画像格納部７１ｂから読み出した画像信号に基づき、「LCD_Pattern1」、「LCD_Pattern2」を順番に算出する。そして、第１実施形態と同様に、「LED_Pattern1」と「LCD_Pattern2」、「LED_Pattern1」と「LCD_Pattern3」がそれぞれＬＥＤドライバ３５、ＬＣＤドライバ３４に順番に出力されて、液晶パネル１８に第２フレーム画像、第３フレーム画像が表示される（Image_out2, Image_out 3）。

以下、第１実施形態と同様に、「Compute for Image_out4」、「Compute for Image_out5」、「Compute for Image_out6」、・・・「Compute for Image_outN」を順番に実行して各パターン信号の算出・出力を行うことで、液晶パネル１８の表示画像がスクロール操作に対応してスクロールする。これら各処理は、スクロール操作が完了するまで繰り返し実行される。

このように第５実施形態のスマートフォン６６においても、Ｎ≠（１＋３Ｍ）番目のフレーム画像表示用のパターン信号の算出処理「Compute for Image_out」ではＬＣＤパターン信号の算出のみを行うので、第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。さらに、第５実施形態では、スクロール操作等の画像変化操作に対応した予測画像７３の生成・格納を予め実行しているので、画像変化操作時にこの操作に対応した表示画像の生成を行う第１実施形態よりも高速応答が可能になる。

［第５実施形態の変形例］
スクロール操作等の画像変化操作に対応した予測画像７３の生成を行う第５実施形態の構成と、上記第２〜第４実施形態の各構成を適宜組み合わせることができる。例えば、第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせることにより、予測画像７３から低解像度画像６４（図１５参照）を生成してもよい。

図２０に示すように、第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせた場合には、低解像度画像生成部６１（図１５参照）は、予測画像格納部７１ｂに格納された予測画像７３に基づき低解像度画像６４を生成して低解像度画像格納部４１ｂに格納する（ステップＳ１−２）。また、ＬＣＤ駆動制御部７０（図１５参照）は、予測画像７３から生成された低解像度画像６４の画像信号に基づき、ＬＣＤパターン信号を生成する。これにより、高速スクロール操作等が行われたときに、第４実施形態よりも高速応答が可能になる。

［その他］
上記各実施形態では、画像変化操作として特にスクロール操作を例に挙げて説明を行っているが、拡大縮小操作や表示画像切替操作などの表示画像を変化させる各種の画像変化操作を行う場合に本発明を適用することができる。

上記各実施形態では、各照明部２０ａの光源としてＬＥＤ２３を用いているが、ＬＥＤ以外の各種光源を用いることができる。

上記各実施形態では、特殊エリア制御モード時に３フレームに共通のＬＥＤパターン信号を算出しているが、２フレームあるいは４フレーム以上に共通のＬＥＤバターン信号を算出してもよい。

上記各実施形態では、バックライト２０として液晶パネル１８の背面側に配置される、いわゆる直下型のバックライトを備える液晶表示装置を例に挙げて説明を行ったが、液晶パネル１８の側部側に配置される、いわゆるエッジ型のバックライトを備える液晶表示装置などのローカルディミング制御が可能な各種液晶表示装置に本発明を適用することができる。

上記各実施形態では、スマートフォンに用いられる液晶表示装置を例に挙げて説明したが、携帯電話機やＰＤＡなどの各種の携帯端末、ＴＶ、フォトフレーム、各種モニタなどに用いられる液晶表示装置にも本発明を適用することができる。

１０，５２，５５，６０，６６…スマートフォン、１２…液晶表示装置、１５…操作部、１９…操作パネル、１８…液晶パネル、２０…バックライト、３３…ＣＰＵ、４０，６８…画像生成部、４１…フレームメモリ、４２…表示制御部、４６，５７，６９…バックライト駆動制御部、４７，６２，７０…ＬＣＤ駆動制御部、４９…平均画像、５６…速度検出部、６１…低解像度画像生成部

Claims (9)

1. 複数の液晶素子が２次元配列されてなる液晶パネルと、
   前記液晶パネルの表示領域を複数に分割した各エリアをそれぞれ個別に照明する複数の照明部を有するバックライトと、
   画像信号に基づき前記複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御して、前記表示領域に画像を表示させる液晶パネル駆動制御部と、
   前記各エリアに対応する前記画像信号の輝度情報に基づき、前記複数の照明部の各々の輝度の大きさを定めた輝度パターンを決定し、前記輝度パターンに従って前記複数の照明部の輝度を個別に制御するエリア制御を行うバックライト駆動制御部であって、前記表示領域に表示される前記画像の複数フレームに共通の前記輝度パターンを決定して前記エリア制御を行う特殊エリア制御モードを有するバックライト駆動制御部と、
   を備え、
   前記バックライト駆動制御部は、前記特殊エリア制御モード時に、前記複数フレームの前記画像の画像信号に基づき、前記画像の画素ごとの輝度の平均値の算出を実行し、前記算出の結果に基づいて前記輝度パターンを決定する液晶表示装置。
2. 複数の液晶素子が２次元配列されてなる液晶パネルと、
   前記液晶パネルの表示領域を複数に分割した各エリアをそれぞれ個別に照明する複数の照明部を有するバックライトと、
   画像信号に基づき前記複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御して、前記表示領域に画像を表示させる液晶パネル駆動制御部と、
   前記各エリアに対応する前記画像信号の輝度情報に基づき、前記複数の照明部の各々の輝度の大きさを定めた輝度パターンを決定し、前記輝度パターンに従って前記複数の照明部の輝度を個別に制御するエリア制御を行うバックライト駆動制御部であって、前記表示領域に表示される前記画像の複数フレームに共通の前記輝度パターンを決定して前記エリア制御を行う特殊エリア制御モードを有するバックライト駆動制御部と、
   を備え、
   前記バックライト駆動制御部は、前記特殊エリア制御モード時に、前記複数フレームの前記画像の画像信号に基づき、前記画像の画素ごとの輝度の大きさを比較して前記画素ごとの輝度の最大値を求め、前記画素ごとの前記輝度の最大値に基づいて前記輝度パターンを決定する液晶表示装置。
3. 前記表示領域に表示される前記画像を変化させる画像変化操作を受け付ける操作部と、
   前記画像変化操作に対応する前記画像の画像信号を生成する第１の画像生成部と、を備えており、
   前記バックライト駆動制御部は、前記操作部にて前記画像変化操作がなされた場合に前記特殊エリア制御モードを実行する請求項１または２記載の液晶表示装置。
4. 前記画像変化操作には、前記画像のスクロール操作、及び前記画像の拡大縮小操作が含まれる請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記画像変化操作に伴い変化する前記画像の変化の速度を検出する速度検出部を備えており、
   前記バックライト駆動制御部は、前記速度検出部が検出した前記速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、前記複数の照明部の輝度を均一に制御する均一モードを実行する請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記第１の画像生成部が生成した前記画像の画像信号に基づき、当該画像よりも解像度の低い低解像度画像の画像信号を生成する第２の画像生成部を備えており、
   前記液晶パネル駆動制御部は、前記速度検出部が検出した前記速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、前記第２の画像生成部が生成した前記低解像度画像の画像信号に基づき前記複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御する請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記低解像度画像の画像信号を格納する格納部を備えており、
   前記第２の画像生成部は、前記速度が前記しきい値よりも大きくなると前記液晶パネル駆動制御部が判断する前から、前記低解像度画像の画像信号を予め生成して前記格納部に格納し、
   前記液晶パネル駆動制御部は、前記速度検出部が検出した前記速度が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に、前記格納部から読み出した前記低解像度画像の画像信号に基づき前記複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御する請求項６記載の液晶表示装置。
8. 前記第１の画像生成部は、前記表示領域に表示されている前記画像の画像信号に基づき、前記画像変化操作がなされたとした場合に前記表示領域に表示される前記画像の画像信号を前記画像変化操作の種類毎に予め生成し、
   前記操作部にて前記画像変化操作がなされた場合に、前記液晶パネル駆動制御部は、前記第１の画像生成部が予め生成した前記画像の画像信号の中で当該画像変化操作に対応する前記画像の画像信号に基づき前記複数の液晶素子の光の透過率を個別に制御し、前記バックライト駆動制御部は、当該画像信号の輝度情報に基づき前記輝度パターンを決定して前記エリア制御を行う請求項４から７のいずれか１項記載の液晶表示装置。
9. 前記複数の照明部には、それぞれ発光ダイオードが設けられている請求項１から８のいずれか１項記載の液晶表示装置。

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