WO2008001512A1 - Dispositif d'affichage d'images - Google Patents

Description

明 細 書

画像表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、画像表示装置に関し、特に光源と、該光源からの光を映像信号に応じ て減光して表示映像の明るさを変化させる光変調素子とを備える画像表示装置に関 する。

背景技術

[0002] 従来から、光源手段を有する透過型の画像表示装置として液晶画像表示装置があ る。透過型の画像表示装置は、液晶パネル (光変調素子）自体は発光しない非発光 型なので、光源を別途必要とする。直視型液晶画像表示装置では、液晶パネルの背 面にバックライトと称する光照射部が設けられており、光源として一般的に冷陰極管と Vヽぅ蛍光管が使われる。俗に液晶プロジェクタと呼ばれる投射型液晶画像表示装置 では、スクリーンに投射された画面の輝度をハロゲンランプやメタルノヽライドランプな どのランプ光源力 得て 、る。

[0003] また、近年、液晶画像表示装置の画質をより高品位に、または見やすくするため、 随時変化する映像信号に応じて、映像信号のコントラスト調整や光源の輝度調整を 動的に行う改善方法が、種々提案されている。

[0004] 図 32に、特許文献 1に開示された液晶画像表示装置の構成を示す。図 32におい て、 201は LCDパネル、 202はノ ックライト、 203はバックライト制御部、 204は平均 輝度検出回路、 205は表示制御部、 206は入力である。

[0005] 入力 206からは、 LCDパネル 201に表示する映像信号力 例えば YPbPr信号 (輝 度信号と色差信号)の形式で入力される。表示制御部 205では、入力した映像信号 を LCDパネル 201に表示するための制御を行う。具体的には YPbPr信号を RGB信 号に変換したり、 LCDパネル 201の駆動方法に従って映像信号を並び替えたり、 L CDパネル 201に最適なガンマ補正を行うなどの処理を行う。

[0006] ノ ックライト 202は、 LCDパネル 201が輝度を得るための光源であり、バックライト制 御部 203にて調光制御される。平均輝度検出回路 204は、映像信号の平均輝度レ ベル (APL)を検出する。ノ ックライト制御部 203では、検出された APLが大きい場 合、ノ ックライト 202の輝度を下げるようにバックライト 202輝度制御を行う。

[0007] これらの処理により、映像信号の APLに応じて表示輝度が制御されるので、画像表 示装置を観察するものが、表示映像が明るすぎる、若しくは逆に暗すぎるなどと感じ ることを効果的に防止でき、見やすい画面を表示できる。

[0008] また、画像表示装置の画面輝度（明るさ）は、 LCDパネル 201の透過率とバックライ ト 202の発光輝度の積で決まる。したがって、ノ ックライト 202の輝度が映像信号とは 無関係に一定である場合、表示する映像信号の階調は、 LCDパネル 201の透過率 のみに従うので、画像表示装置の表示能力は LCDパネル 201が表示しうるダイナミ ックレンジ (白と黒各々の明るさの表示能力）によって決まることとなる。

[0009] し力しながら、このように、入力される映像信号に基づいてバックライト 202の輝度制 御を行うことで、視覚上の画像表示装置の表示能力は LCDパネル 201が表示しうる ダイナミックレンジ（白と黒各々の明るさの表示能力）以上のものとなる。

[0010] また、バックライトの輝度調整 (輝度制御）を動的に行う従来の他の改善方法として は、例えば、特許文献 2に開示されているものがある。この特許文献 2に開示されて いる従来の改善方法も、映像信号の APLを検出し、 APLに基づいて表示素子に照 射される光量を制御するものであるが、詳細には、表示素子に照射される光量を、 A PLが第 1の所定値以下の範囲にある場合には、所定の最小レベルまたはその近傍 レベルとなるように制御し、 APLが第 1の所定値を超える範囲にある場合には、平均 輝度レベルの増加に伴って連続的に増大するように制御する。

[0011] これによれば、映像のシーンに応じて動的に輝度を調整することが可能となり、明る いシーンでの明るさ感の不足および暗いシーンでの黒浮きの問題を改善することが でき、コントラスト感を高めることができる。また、暗いシーン、つまり映像信号の APL が所定のしきい値より小さい範囲にある場合に、この範囲全体にわたって、表示素子 に照射される光量が所定の最小レベルまたはその近傍レベルとなるように制御される ため、暗いシーンにおける黒浮きの問題をより一層改善することができ、その結果、コ ントラスト感をより一層高めることができる。

[0012] そして、特許文献 2においては、さら〖こ、映像信号の輝度レベルを複数の輝度レべ ル区分に分割して輝度レベル区分毎のヒストグラム分布を検出し、検出された分割区 分毎のヒストグラム分布が所定の分布状態にあるときには、表示素子に照射される光 量を、所定の分布状態に応じた所定のレベルで固定することも記載されている。これ によれば、ヒストグラム分布に基づいて表示素子に照射される光量を制御することに より、 APL検出結果のみからは一義的に判断できないような映像シーンの特徴をより 正確に抽出し、映像シーンの特徴に応じて表示素子に照射される光量をより適切に 制御して、表示映像の品位を向上させることができる。

[0013] さらに、バックライトの輝度調整 (輝度制御）を動的に行う従来の他の改善方法とし ては、その他、例えば、特許文献 3、特許文献 4に開示されているものがある。

[0014] 特許文献 3に開示されている従来の改善方法も、映像信号の APLを検出し、 APL に基づいて表示素子に照射される光量を制御するものである力 詳細には、画面を 複数の領域に分割して領域ごとに APLを求め、領域毎の APLと各領域のそれぞれ の相関に応じて、表示素子に照射される光量を制御する。

[0015] 特許文献 4に開示されている従来の改善方法も、映像信号の APLを検出し、 APL に基づいて表示素子に照射される光量を制御するものである力 映像のピーク値を 検出するようになっており、ピーク値に応じて光量制御を補正する。

[0016] また、映像信号のコントラスト調整とバックライトの輝度調整の双方を、相関を持たせ て動的に制御する改善方法としては、例えば、特許文献 5に開示されているものが存 在する。特許文献 5に開示されている従来の改善方法においては、表示映像の平均 的な明るさに応じて、バックライトの発光量と液晶装置の減光量の両方を変化させる もので、例えば表示映像の明るさを増カロさせる場合には、バックライトの発光量を増 加させる一方、液晶装置の減光量を減少させる。これにより、液晶装置のダイナミック レンジを越える光量の変化幅を持った画像を供給することが可能となる。

特許文献 1：日本国公開特許公報「特開平 8 - 201812号公報 (平成 8年 8月 9日公 開)」

特許文献 2 :日本国特許公報「特許第 3495362号公報 (平成 16年 2月 9日発行)」 特許文献 3 :日本国公開特許公報「特開 2000— 321571号公報（平成 12年 11月 24 日公開）」 特許文献 4:日本国公開特許公報「特開 2004— 258669号公報（平成 16年 9月 16 日公開）」

特許文献 5 :日本国公開特許公報「特開平 9— 244548号公報（平成 9年 9月 19日公 開)」

発明の開示

[0017] し力しながら、上述の特許文献 1、 3〜5のように、従来の映像信号の APLに基づい てバックライトを制御する構成では、画像の特徴に十分にあった輝度制御が行えな ヽ t 、つた問題点を有して 、る。

[0018] つまり、半画面ずつ全黒'全白で構成される画像と、全画面がグレー（50%)の画 像とでは、 APLは同じ値になる。そのため、 APLに基づくバックライトの輝度制御で は、これら 2種類の画像に対して、同一の輝度制御が行われることとなる。しかしなが ら、半画面ずつ全黒'全白で構成される画像と、全画面がグレー（50%)の画像とで は、画像の特徴が全く異なるため、各画像に応じた制御は当然異なるものである。し たがって、このような特徴は異なるのに、 APLは同じとなってしまうような画像に対して も、それぞれの特徴を区別して、各画像に応じた輝度制御を実施できる構成が望ま れている。

[0019] 一方、上述の特許文献 2のように、映像信号のヒストグラム分布に基づいてバックラ イトを制御する構成では、このような平均輝度レベル検出の結果のみからは一義的に 判断できないような画像の特徴を抽出することができる。し力しながら、従来のヒストグ ラム分布を用いたバックライトの輝度制御は、検出したヒストグラム分布を画像処理に よりパターン認識する必要があるので、ノターン認識のための計算量も多ぐ煩雑な 処理を必要とする。

[0020] 本発明は、斯カる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来 の平均輝度レベルを用いた輝度制御では同一制御が行われて 、たような画像に対 してもそれぞれの画像特徴に応じた的確な制御が行え、また、従来のヒストグラム分 布を用いた輝度制御に比べて、より簡単な処理で画像特徴に応じた的確な制御が 行える画像表示装置を提供することにある。

[0021] 本発明に係る第 1の画像表示装置は、上記目的を達成すベぐ光源と、該光源から の光を映像信号に応じて減光して表示映像の明るさを変化させる光変調素子と、上 記光源の輝度補正を行う光源制御手段とを備える画像表示装置であって、入力され る映像信号の輝度情報に対して重み付けを行う重み付け手段と、上記重み付け手段 にて重み付けされる前の輝度情報をフレームごとに平均を取り、 1フレーム分の平均 値を検出する重み付け前平均値検出手段と、上記重み付け手段にて重み付けされ た輝度情報をフレームごとに平均を取り、 1フレーム分の平均値を検出する重み付け 後平均値検出手段とを備え、上記光源制御手段は、重み付け前平均値検出手段に て検出された重み付け前の前平均値と重み付け後平均値検出手段にて検出された 重み付け後の後平均値とに基づいて上記光源の輝度補正を行うことを特徴としてい る。

[0022] これによれば、重み付け手段が、入力される映像信号の輝度情報に対して重み付 けを行い、後平均値検出手段が、重み付け手段にて重み付けされた輝度情報をフレ ームごとに平均を取り、後平均値を検出する。

[0023] 上述した半画面ずつ全黒 ·全白で構成される画像と全画面がグレー (50%)の画像 とのように、平均輝度レベル (APL)では区別できない画像であっても、このように、映 像信号の輝度情報に対して重み付けを行った後に平均して得る後平均値では区別 することができる。

[0024] したがって、このような後平均値に応じて、光源の輝度を制御することで、 APL検出 の結果のみからは一義的に判断できないような画像間の違いを、ヒストグラム分布を 検出してその分布パターンを認識するといつた手法を用いることなぐ平均値をとると いった簡単な手法にて区別することができる。

[0025] し力も、ここでは、このような後平均値をそのまま用いるのではなぐ重み付け前平 均値検出手段にて重み付け前の平均値、つまり APLである前平均値を検出し、光源 制御手段は、この前平均値と重み付け後の後平均値とに基づいて、上記光源の輝 度補正を行うようになって 、る。

[0026] つまり、後平均値が同じになる画像であっても、そのダイナミックレンジの広さが異な る場合、前平均値 (APL)は異なる値となる。このように、前平均値と後平均値との相 関をとることで、後平均値だけを用いる場合よりもさらに細力べ画像を区別することが でさるよう〖こなる。

[0027] その結果、このように前平均値と後平均値との相関をとつて輝度調整を行うことで、 より一層、画像の特徴に応じた効果的な輝度制御を実施することができる。

[0028] これにより、ヒストグラム分布を検出してその分布パターンを認識するといつた手法 を用いることなく平均値をとるといった簡単な手法を用いて、画像の特徴に応じたより 一層効果的な輝度制御を実施することができるという効果を奏する。

[0029] 本発明に係る第 2の画像表示装置は、上記目的を達成するために、入力する映像 信号の映像を、光源を有する光変調素子に表示し、光源制御手段にて光源の輝度 補正を行う画像表示装置であって、入力する映像信号の 1フレーム分の輝度情報の ヒストグラム分布を検出するヒストグラム検出手段と、上記ヒストグラム検出手段にて検 出されたヒストグラム分布に対して重み付けを行う重み付け手段と、上記重み付け手 段にて重み付けされる前のヒストグラム分布より平均値を検出する重み付け前平均値 検出手段と、上記重み付け手段にて重み付けされた後のヒストグラム分布より平均値 を検出する重み付け後平均値検出手段とを備え、上記光源制御手段は、重み付け 前平均値検出手段にて検出された重み付け前の前平均値と、重み付け後平均値検 出手段にて検出された重み付け後の後平均値とに基づいて上記光源の輝度補正を 行うことを特徴としている。

[0030] これによれば、ヒストグラム検出手段が、入力する映像信号の輝度情報を複数の輝 度情報区分に分割してヒストグラム分布を検出し、重み付け手段が、ヒストグラム検出 手段にて検出されたヒストグラム分布に対して重み付けを行う。そして、後平均値検 出手段が、重み付けされたヒストグラム分布の結果の平均値を取り、後平均値を検出 する。

[0031] 上述したように、このような輝度情報に対して重み付けした後の平均値である後平 均値においては、 APLでは区別できない画像であっても、区別することができる。し たがって、このような後平均値に応じて、光源の輝度を制御することで、 APL検出の 結果のみからは一義的に判断できないような画像間の違いを、ヒストグラム分布の分 布パターンを認識するといつた手法を用いることなく区別することができる。

[0032] そして、第 1の画像表示装置と同様、ここでも、このような後平均値をそのまま用いる のではなぐ重み付け前平均値検出手段にて重み付け前の平均値、つまり APLであ る前平均値を検出し、光源制御手段は、この前平均値と重み付け後の後平均値とに 基づいて、上記光源の輝度補正を行うようになっているので、後平均値だけを用いる 場合よりもさらに細カゝく画像を区別して、より一層、画像の特徴に応じた効果的な輝 度制御を実施することができる。

[0033] これにより、ヒストグラム検出の利点を有効に利用しながら、平均値をとるといった簡 単な手法を用いて、画像の特徴に応じたより一層効果的な輝度制御を実施すること ができるという効果を奏する。

[0034] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。

図面の簡単な説明

[0035] [図 1]本発明の前提構成を示すものであり、第 1の前提構成の画像表示装置の要部 構成を示すブロック図である。

[図 2]上記画像表示装置における重み付け部が、映像信号の輝度情報の重み付け に用いる関数のグラフを示す図面であり、映像信号レベルと出力値との関係を示して いる。

[図 3]上記画像表示装置における重み付け部が、映像信号の輝度情報の重み付け に用いる別の関数のグラフを示す図面であり、映像信号レベルと出力値との関係を 示している。

[図 4]上記画像表示装置における重み付け部が、映像信号の輝度情報の重み付け に用いるさらに別の関数のグラフを示す図面であり、映像信号レベルと出力値との関 係を示している。

[図 5]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決定 に用いる演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライト輝度との関係を示 している。

[図 6]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決定 に用いる別の演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライト輝度との関 係を示している。

圆 7]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決定 に用いるさらに別の演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライト輝度と の関係を示している。

圆 8]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部がバックライト輝度の決定に 用いるさらに別の演算式 (或 、はテーブル）における後平均値とバックライト輝度との 関係を示す図面である。

圆 9]上記画像表示装置における時間フィルタの機能を説明する図面である。

圆 10]映像信号の輝度情報に対する重み付けを、全画面のうちの特定の領域に対 応する輝度情報に対してのみを行う例を示す図面である。

[図 l l] (a)〜（c)共に、映像信号の輝度情報に対する重み付けを、全画面のうちの特 定の領域に対応する輝度情報に対してのみを行う例を示す図面である。

圆 12]本発明の別の前提構成を示すものであり、第 2の前提構成の画像表示装置の 要部構成を示すブロック図である。

圆 13]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部がバックライト輝度の決定 に用いる演算式 (或いはテーブル）における後平均値とバックライト輝度との関係を示 す図面である。

圆 14]本発明のさらに別の前提構成を示すものであり、第 3の前提構成の画像表示 装置の要部構成を示すブロック図である。

[図 15]上記画像表示装置におけるヒストグラム検出部が検出した一例画像のヒストグ ラム分布を示す図面である。

[図 16]図 15に示すヒストグラム分布に対して重み付け部が重み付けを行 、、その結 果を平均化した後平均値を、比較例として従来の平均輝度値と共に示す図面である

[図 17]画面が白黒半分ずつである画像のヒストグラム分布に対して重み付け部が重 み付けを行い、その結果を平均化した後平均値を、比較例として従来の平均輝度値 と共に示す図面である。

[図 18]全画面 50%のグレー画像のヒストグラム分布に対して重み付け部が重み付け を行い、その結果を平均化した後平均値を、比較例として従来の平均輝度値と共に 示す図面である。

圆 19]本発明のさらに別の前提構成を示すものであり、第 4の前提構成の画像表示 装置の要部構成を示すブロック図である。

圆 20]本発明の実施形態の示すものであり、第 1の実施形態の画像表示装置の要部 構成を示すブロック図である。

圆 21] (a)〜(c)共に、画像の違いによる、前平均値と後平均値との割合の違いを説 明する図面である。

圆 22]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決 定に用いる第 1の演算式のグラフを示す図面であり、前平均値とバックライト輝度との 関係を示している。

圆 23]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決 定に用いる別の第 1の演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライト輝度 との関係を示している。

圆 24]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決 定に用いるさらに別の第 1の演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライ ト輝度との関係を示して 、る。

圆 25]上記画像表示装置におけるバックライト輝度決定部が、バックライト輝度の決 定に用いるさらに別の第 1の演算式のグラフを示す図面であり、後平均値とバックライ ト輝度との関係を示して 、る。

[図 26]本発明の別の実施形態の示すものであり、第 2の実施形態の画像表示装置の 要部構成を示すブロック図である。

[図 27]本発明のさらに別の実施形態の示すものであり、第 3の実施形態の画像表示 装置の要部構成を示すブロック図である。

[図 28]図 15に示すヒストグラム分布に対して重み付け部が重み付けを行 、、その結 果を平均化した後平均値と、重み付け前の前平均値とを示す図面である。

[図 29]画面が白黒半分ずつである画像のヒストグラム分布に対して重み付け部が重 み付けを行い、その結果を平均化した後平均値と、重み付け前の前平均値とを示す 図面である。

[図 30]全画面 50%のグレー画像のヒストグラム分布に対して重み付け部が重み付け を行い、その結果を平均化した後平均値と、重み付け前の前平均値とを示す図面で ある。

[図 31]本発明のさらに別の実施形態の示すものであり、第 4の実施形態の画像表示 装置の要部構成を示すブロック図である。

[図 32]従来の画像表示装置の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

[0036] 11 LCDパネル（光変調素子）

12 ノ ックライト (光源）

13 バックライト制御部 (光源制御手段）

19 重み付け部（重み付け手段）

20 重み付け後平均値検出部 (後平均値検出手段）

21 バックライト輝度決定部

22 信号レベル補正部（映像信号レベル補正手段）

23 照度センサ

発明を実施するための最良の形態

[0037] 以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。まずは、本発明の前提とな る構成について説明する。

[0038] 〔第 1の前提構成〕

第 1の前提構成の画像表示装置について、図 1〜図 11を用いて説明する。図 1は、 第 1の前提構成の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、 本画像表示装置は、 LCDパネル (光変調素子） 11、バックライト (光源） 12、バックラ イト制御部 (光源制御部） 13、表示制御部 14、重み付け部 (重み付け手段） 19、後平 均値検出部 (重み付け後平均値検出手段） 20、及び入力 16を備えている。

[0039] 入力 16からは、 LCDパネル 11に表示する映像信号が、例えば Y色差信号の形式 で入力される。表示制御部 14では、映像信号を LCDパネル 11に表示するための制 御を行い、パネル駆動信号として LCDパネル 11に出力する。具体的には YPbPr信 号を RGB信号に変換したり、 LCDパネル 11の駆動方法に従って映像信号を並び替 えたり、 LCDパネル 11に最適なガンマ補正を行うなどの処理を行う。 LCDパネル 11 における表示モードは、例えば垂直配向モードである。

[0040] ノ ックライト 12は、透過型である LCDパネル 11が画面輝度を得るための光源であ る。ノ ックライト 12としては、冷陰極管、熱陰極管、 LED,電子放出型平面光源等を 用!/、ることができる。

[0041] ノ ックライト制御部 13は、ノ ックライト駆動信号を出力してバックライト 12の輝度を制 御するものである。ノ ックライト制御部 13は、ノ ックライト輝度決定部 21、時間フィル タ 17、及び PWM変換部 18を備えている。

[0042] バックライト輝度決定部 21は、後平均値検出部 20より入力される後述する後平均 値に基づいて、後述のようにバックライト 12の輝度を決定し、ノ ックライト輝度信号とし て出力するものである。時間フィルタ 17は、ノ ックライト 12の輝度の変化をなだらかに するものである。 PWM変換部 18は、ノ ックライト輝度決定部 21から入力されるノ ック ライト輝度信号に基づいて、バックライト駆動信号を出力する。時間フィルタ 17を介す ることで、たとえバックライト輝度信号が映像信号の隣り合うフレーム間で急激に変化 しても、バックライト 12の輝度は時間をかけて (数フレームを経て)なだらかに変化し、 フリツ力の発生を回避できる。

[0043] 重み付け部 19は、入力される映像信号の輝度情報に対して重み付けを行うもので ある。ここで、重み付けは、輝度情報の高い側において輝度情報の低い側よりも輝度 情報が相対的に増大するように重み付けを行う。

[0044] 後平均値検出部 20は、重み付け部 19にて重み付けされた輝度情報をフレーム単 位で累積してその平均値 (以下、後平均値)を検出するものである。上記バックライト 制御部 13は、この後平均値検出部 20にて検出された後平均値に基づいてバックラ イト 12の輝度制御 (輝度補正)を行う。

[0045] 本発明の画像表示装置の特徴は、このように入力される映像信号の輝度情報に対 し重み付けを行った上でその平均値 (後平均値)を求め、この平均値 (後平均値）に 基づいてバックライト 12の輝度を決定することにある。以下、ノ ックライト 12の輝度制 御について詳細に説明する。 [0046] 重み付け部 19は、映像信号の 1フレームに含まれる全画素の輝度情報 (画素値に 相当）に対して重み付け演算を施す。重み付けの値は、映像信号の輝度情報の関数 となる。映像信号において輝度情報は信号レベルで表されるので、輝度情報の関数 は、つまり、映像信号の信号レベルの関数となる。

[0047] 上述したように、ここでの重み付けは、映像信号を構成する各画素の輝度情報を表 す信号レベルに応じ、信号レベルが大きい (輝度情報が大きい）明るい場合には、信 号レベルが小さい (輝度情報が小さい）暗い場合よりもウェイトを高くする。これは、換 言すれば、映像信号の信号レベルに応じ、信号レベルが小さい暗い場合には、信号 レベルが大きい明る！/、場合よりもウェイトを低くすることと言える。

[0048] 図 2〜図 4に、重み付け部 19にて用いる映像信号に重み付けをする関数のグラフ を示す。図 2〜図 4の横軸は、映像信号の信号レベルである。映像信号の信号レべ ルは百分率で表され、映像信号の画素値が最低値の黒画素の場合であれば、信号 レベルは 0%となり、映像信号の画素値が最高値の白画素の場合は、信号レベルは 100%となる。一方、図 2〜図 4の縦軸は、映像信号の画素値が重み付けされた後の 値であり、出力値とする。出力値は 1〜： LOOまでの値で表され、映像信号の信号レべ ルが 0%の出力値は 0、映像信号の信号レベルが 100%の出力値は 100となる。

[0049] 図 2〜図 4において、点線にて示す直線 b力 映像信号の信号レベルをそのまま用 いて平均値 (本願発明の前平均値に相当する）を検出する場合の従来の関数である 。これに対し、図 2〜図 4において、実線にて示す曲線 al〜a3力 重み付け部 19に て用いることができる関数（3種)のグラフである。

[0050] 図 2に示す曲線 alは、信号レベルが 0%〜100%の全域において、直線 bに対して 下に凸をなす関数である。信号レベル 50%を変曲点として、 50%以下では、信号レ ベルの増加に対して出力値の増加を抑えながら徐々に出力値を 25 (信号レベル 50 %の 1/2)まで引き上げ、信号レベルが 50%を超えると、信号レベル 100%で出力値 力 S 100となるように、信号レベルの増加に対する出力値の増加の割合を上げながら 引き上げる。

[0051] また、ここでは曲線 alとした力 曲線 alに代えて、図 2に実線にて示す折れ線 a 1 ' のような関数であってもよい。折れ線 al 'の関数式は以下のようになる。なお、式中 Y は、映像信号の信号レベル（％)であり、 κは出力値である。

[0052] K=0. 5 ΧΥ (映像信号の信号レベル≤ 50%)

K= l . 5 ΧΥ- 50 (映像信号の信号レベル > 50%)

図 3に示す曲線 a2は、信号レベルが 0%から 45%までは直線 bと同等の傾きを有す る略直線であり、信号レベルが 45%を超えて 100%に至る領域において、直線 bに 対して上に凸をなす関数である。信号レベルが 0%から 45%までは、出力値を信号 レベルと同等値とし、信号レベルが 45%を超えると、出力値を信号レベルの値より徐 々に大きい値とし、直線 bよりも早い段階で 100に近づける。

[0053] 図 4に示す曲線 a3は、信号レベルが 0%〜50%において直線 bに対して下に凸を なし、信号レベルが 50%を超えて 100%に至る領域において直線 bに対して上に凸 をなす関数である。信号レベルが 0%から 50%までは、信号レベル 30%を変曲点と して、 30%よりも低い側では、信号レベルの増加に対して出力値の増加を抑えなが ら徐々に出力値を信号レベルの 1/2の値に引き上げ、信号レベルが 30%以上となる と、信号レベル 50%で出力値が 50となるように一気に引き上げる。また、信号レベル が 50%を超える領域では、信号レベル 70%を変曲点として、 70%よりも低い側では 、出力値を 85にまで一気に引き上げ、信号レベルが 70%以上となると、信号レベル の増加に対して出力値の増加を抑えながら徐々に 100に近づける。

[0054] 後平均値検出部 20は、重み付け部 19より入力される出力値の平均値を求める。こ こでは、出力値を 1フレーム分累積し、累積結果を 1画面の総画素数で除して、 1フレ 一ムの後平均値を算出する。後平均値も、出力値と同様に 1〜： L00までの値で表さ れる。

[0055] 半画面ずつ全黒 '全白で構成される画像と全画面がグレー (50%)の画像とは、平 均輝度レベル (APL、後述する本発明の前平均値）が同じ値になるため、 APLでは 区別できない。し力しながら、このように映像信号の輝度情報に対して重み付けした 後に求めた後平均値は異なり、後平均値にて両画像を区別できる。

[0056] ノ ックライト制御部 13におけるノ ックライト輝度決定部 21は、後平均値検出部 20よ り入力される後平均値に基づいて、ノ ックライト 12の輝度 (輝度レベル)を決定し、バ ックライト輝度信号として出力する。ノ ックライト輝度決定部 21には、図 5〜図 7に示 すような後平均値とバックライト 12の輝度との関係を示す演算式或いはルックアップ テーブル (以下、単にテーブルと称することもある）を備えている。ノ ックライト輝度決 定部 21は、該演算式或いはテーブルを用いて、後平均値検出部 20より入力される 後平均値に応じてバックライト 12の輝度を決定する。

[0057] 図 5〜図 7の横軸は、後平均値検出部 20より入力される後平均値であり、縦軸は、 ノ ックライト 12の輝度である。ノ ックライト 12の輝度は百分率で表され、発光量が最 大の最も明るい状態で 100%となり、発光量がゼロのオフ状態で 0%となる。

[0058] 図 5に示す関係では、後平均値 0から予め定められている第 1の所定値（図 5では、 後平均値 30)に達するまでは、ノ ックライトの輝度を 100%とし、後平均値が第 1の所 定値を超えると、 100%から低下させていき、後平均値 90にて輝度を 40%程度とす る。そして、後平均値が 90を超える領域では、輝度を 40%でほぼ一定とする。

[0059] このような関係の演算式或いはテーブルを用いることで、画面の大部分が白表示さ れるような明るい画像の表示時には、ノ ックライト 12の輝度を低下させて、ユーザに 眩しさを感じさせない、或いは感じ難いようにすることができ、併せて、消費電力の低 減も図れる。

[0060] また、図 6に示す関係では、後平均値 0から予め定められている第 2の所定値（図 6 では、後平均値 17)に達するまで、ノ ックライトの輝度を 50%から 100%まで上げて いき、後平均値が第 2の所定値を超える領域では、輝度を 100%でほぼ一定とする。

[0061] このような関係の演算式或いはテーブルを用いることで、画面の大部分が黒表示さ れるような暗い画像の表示時には、バックライト 12の輝度を低下させて無駄な発光に よる電力消費を抑えると共に、黒表示部分からバックライト 12の光が漏れることによる 黒浮きの問題を改善することができる。

[0062] 図 7に示す関係は、前述の図 5、図 6の示す各関係を併せたようなもので、後平均 値 0から予め定められている第 2の所定値（図 7では、後平均値 17)に達するまで、バ ックライトの輝度を 50%から 100%まで上げていき、後平均値が第 2の所定値を超え る領域では、第 1の所定値（図 7では、後平均値 30)を超えるまで輝度を 100%とし、 第 1の所定値を超えると 100%から低下させていく。

[0063] このような関係の演算式或いはテーブルを用いることで、画面の大部分が黒表示さ れるような暗い画像の表示時と、画面の大部分が白表示されるような明るい画像の表 示時とに、ノ ックライト 12の輝度を低下させるので、無駄な発光による電力消費を抑 えると共に、黒表示部分の黒浮きの問題と、白表示部分が多い場合の眩しさの問題 を共に改善することができる。

[0064] なお、上記した第 1及び第 2の所定値であるが、何れも後平均値の 10〜30の間に 設定されていることが好ましい。第 1の所定値と第 2の所定値とは、同じ値であっても よいが、第 1の所定値≥第 2の所定値の関係が必要である。

[0065] また、図 5〜図 7に示す関係では、ノ ックライト 12の輝度を曲線的に変化させている 力 例えば図 8の示すように、直線的に変化する関係であってもよい。図 8では、第 1 の所定値を 30、第 2の所定値を 10としている。

[0066] ノ ックライト輝度決定部 21にお 、てこのようにして決定されたバックライト輝度はバッ クライト輝度信号として出力され、時間フィルタ 17を介して PWM変換部 18に入力す る。

[0067] 図 9に、時間フィルタ 17がバックライト 12の輝度をなだらかに変化させる一例を示す 。この例では、現在 50%であるバックライト 12の輝度を次の目標値である 100%に変 化させるにあたり、 6フレームかけて変化させている。詳細には、現フレームの値と目 標値との平均をとり、これを次フレームの値とし、さらにこの値と目標値との平均をそ の次のフレームの値とするといつた処理を 6回行って、 6フレームめで目標値まで引き 上げている。このように、前の値との平均値を取ることによって、時間的な遅延を持つ た変化となる。

[0068] なお、図 9の例では、前の値と目標の値との平均を 1対 1の重み付けで取っている 力 この重み付けを変えることによって時間的な遅延を制御することができる。つまり 、前の値と目標の値とに重み付けをかけて平均することで、何フレームで目標値に達 成させるかを制御することができる。

[0069] 以上説明したように、第 1の前提構成の画像表示装置は、重み付け部 19が入力さ れる映像信号の輝度情報に対して重み付けを行い、後平均値検出部 20が、重み付 けされた輝度情報をフレームごとに平均を取り、 1フレーム分の平均値 (後平均値)を 検出し、この後平均値に基づいてバックライト制御部 13がバックライト 12の輝度補正 を行うものである。

[0070] これにより、平均輝度レベル検出の結果のみからは一義的に判断できないような画 像間の違いを、ヒストグラム分布を検出してその分布パターンを認識するといつた手 法を用いることなぐ重み付け後の平均値をとるといった簡単な手法にて区別すること ででき、画像の特徴に応じたより一層効果的な輝度制御を実施することができる。

[0071] ところで、上記重み付け部 19が映像信号の輝度情報に重み付けを行う領域である 力 ここでは、 LCDパネル 11の全画面として、映像信号の 1フレーム分に含まれる全 画素の輝度情報に対して重み付けを行っている。これに対し、例えば図 10に示すよ うに、全画面のうちの特定の領域に対応する輝度情報に対してのみを重み付けを行 う構成としてもよい。

[0072] 図 10では、画面の上下左右 10% (寸法比）の領域を除いた画面中央領域に応じ た輝度情報にのみ重み付けが行われる。この場合の特定の領域の面積は全画面の 64%となる。このように画面中央領域を特定の領域とする場合は、表示に有効に寄 与すると 、つた観点より鑑みれば、面積比で 50%〜70%程度の領域が有効である。

[0073] その他、たとえば、図 11 (a)に示すような 2画面表示したときは、 2画面のうちの主画 面の領域 (面積比 50%〜75%)を特定の領域とすることが望ましい。また、図 11 (b) に示すようなシネマスコープサイズ表示を行った場合はその表示部分 (面積比 74. 5 %〜96. 1%)を、また、図 11 (c)に示すような 4 : 3の画像をそのままのアスペクト比 で 16:9の画面に表示した場合もその表示部分 (面積比 75%)をそれぞれ特定領域 とすることが好ましい。つまり、映像ソースと画面の表示モードとによって、後平均値を 検出するための対象領域を可変できる構成とすることが好ましい。

[0074] なお、全画面のうちの特定の領域を重み付けの対象領域とする場合は、当然のこと ながら、後段の後平均値検出部 20は、重み付け部 19の出力値の累積結果を、特定 の領域内の画素数で除して平均値を検出することとなる。

[0075] また、第 1の前提構成の画像表示装置では、表示制御部 14は、上述したように、映 像信号をパネル駆動信号として LCDパネル 11に出力するにあたり、後平均値検出 部 20にて検出された後平均値を用いるようにはなっていない。し力しながら、ここで、 ノ ックライト輝度決定部 21が、図 6〜図 8に示すような関係のテーブルを用いて、後 平均値検出部 20より入力される後平均値が第 2の所定値以下になるとバックライト 12 の輝度を低下させる（100%よりも下げる)構成の場合、ノ ックライト 12の輝度を低下 させると共に、映像信号の信号レベルが持ち上がるように信号レベルを補正する構 成としてもよい。

[0076] このような構成は、図 1に破線にて示すように、表示制御部 14に信号レベル補正部

(映像信号レベル補正手段） 22をさらに具備させることで実現される。信号レベル補 正部 22には、後平均値検出部 20より、検出された後平均値が入力されるようになつ ている。信号レベル補正部 22は、入力される後平均値を基に、ノ ックライト 12の輝度 が低下された場合は、映像信号の信号レベルが持ち上がるように信号レベルを補正 する。

[0077] これにより、ノ ックライト 12の輝度が低下しても、映像信号の信号レベルが持ち上げ られることで、画面輝度の低下を抑制でき、ノ ックライト 12の輝度の低下による影響 1S 画面表示に現れ難くすることができる。

[0078] また、このように、後平均値検出部 20より入力される後平均値が第 2の所定値以下 になると、ノ ックライト 12の輝度を低下させると共に、表示制御部 14において映像信 号の信号レベルを持ち上げる構成では、上記後平均値が第 2の所定値以下におい て、 LCDパネル 11の画面における最大輝度レベル、或いは平均輝度レベルが、ノ ックライト 12及び映像信号の両方に対して補正を行わな力つた場合と行った場合とで 、略等しくなるように設定しておくことが好ましい。これにより、ノ ックライト 12の輝度を 低下させたことによる影響をより一層、画面表示に現れ難くすることができる。

[0079] 〔第 2の前提構成〕

次に、第 2の前提構成の画像表示装置について、図 12及び図 13を用いて説明す る。なお、説明の便宜上、第 1の前提構成の説明に用いた部材と同じ機能を有する 部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0080] 図 12は、第 2の前提構成の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に 示すように、本画像表示装置は、照度センサ 23を新たに備え、該照度センサ 23の検 出出力が、ノ ックライト制御部 13，のバックライト輝度決定部 21，に入力されるようにな つている。ノ ックライト制御部 13，は、ノ ックライト輝度決定部 21に代えてバックライト 輝度決定部 21 'を備える点のみ力 前述のバックライト制御部 13と異なる。

[0081] 照度センサ 23は、画像表示装置の周囲の明るさを検出するもので、照度センサ 23 の検出出力は、照度として 0から 100の間の値をとる。画像表示装置の周囲が非常に 暗い状態では照度は 0となり、反対に画像表示装置の周囲が非常に明るい状態では 照度は 100となる。

[0082] バックライト輝度決定部 21 'は、後平均値検出部 20より入力される後平均値に基づ いてバックライト 12の輝度を定めるにあたり、上記照度センサ 23より入力される検出 出力を加味する。この点のみが、前述のノ ックライト輝度決定部 21と異なる。

[0083] バックライト輝度決定部 21 'は、図 13に示すように、後平均値とバックライト 12の輝 度との関係を示す演算式或いはテーブルを、照度に応じて複数備えており、照度に 見合う演算式或いはテーブルを選択してノ ックライト 12の輝度を定める。

[0084] 図 13では、照度センサ 23からの検出出力である照度が 50であれば、後平均値と ノ ックライト 12の輝度との関係が前述した図 8と同様の演算式或いはテーブルを用い る。一方、照度が 100のときは、バックライト 12の輝度を常に 100%とする。逆に、照 度が 0のときは、ノ ックライト 12の輝度を常に 50%とする。そして、照度が 50〜： LOOの 間であれば、照度に応じてノ ックライト 12の輝度の最低値を上昇させ、照度が 0〜50 の間であれば、照度に応じてバックライト 12の輝度の最高値を低下させる。

[0085] 例えば、周囲が非常に明るい場合、如何に白表示の多い明るい画像であっても、 ノ ックライト 12の輝度が低下して画面の輝度が低下すると、周囲の明るさに負けて画 像が見にくくなる。上記構成では、周囲が明るい場合は、その明るさに応じて、ノ ック ライト 12の輝度を低下させない、或いは低下量を小さくするので、画面の輝度低下に て画像が見づらくなるような事態の招来を回避することができる。

[0086] また、反対に、周囲が非常に暗い場合、白表示部分を眩しく感じやすぐ黒表示部 分の黒浮きも目立ち易い。上記構成では、周囲が暗い場合は、その暗さに応じて、 ノ ックライト 12の輝度を画像に関係なく低下させる、或いは、ノ ックライト 12の最高輝 度を引き下げるので、眩しく感じることも、黒浮きが目立つようなことも回避でき、かつ 、より効果的に省電力化も図れる。

[0087] 〔第 3の前提構成〕 次に、第 3の前提構成の画像表示装置を、図 14〜図 18を用いて説明する。なお、 説明の便宜上、第 1及び第 2の前提構成の説明に用いた部材と同じ機能を有する部 材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0088] 図 14は、第 3の前提構成の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に 示すように、本画像表示装置は、ヒストグラム検出部（ヒストグラム検出手段） 26を新た に備え、該ヒストグラム検出部 26で検出されたヒストグラム検出出力力 重み付け部 1 9に入力されるようになって!/、る。

[0089] ヒストグラム検出部 26は、入力される映像信号の 1フレーム分の輝度情報 (画素値） を複数の輝度情報区分に分割して該輝度情報区分ごとに度数を求めてヒストグラム 分布を検出する。ヒストグラム検出部 26は、輝度情報として映像信号の信号レベルを 用いる。

[0090] 図 15に、ある画像の 1フレーム (画素数 276)のヒストグラム分布を取った例を示す。

図 15では、映像信号の輝度情報 (信号レベルに相当） 0〜： LOO%を 5%ずつ、計 20 区にレベル区分している。縦軸は度数であり、画素数に相当する。

[0091] 重み付け部 19は、ヒストグラム分布に対する重み付けにおいては、レベル区分に応 じて均等に設定されて 、る係数に対して、上述したように関数を用いて重み付けを行 う。これにより、度数と係数の積にて表される重み付け部 19の出力値に、輝度情報に 対する重み付けが反映される。

[0092] 後平均値検出部 20は、このような重み付け部 19からの出力値を累積し、全画素数 ( 度数の合計)で割る。これにて、輝度情報に対して重み付けが成された後の映像信 号 1フレーム分の平均値、つまり、後平均値が得られる。

[0093] 図 16に、図 15のヒストグラム分布に対して、上述のように後平均値を求めた結果を 示す。図において係数として示すのが、先に述べた、重み付け部 19にて用いられる 係数である。重み付けを行わない従来の場合は、輝度値の各カテゴリの中間値をそ のカテゴリの係数としている。これに対し、重み付けを行う場合の係数は、輝度値 50 以下のカテゴリでは、従来の係数の 2分の 1とし、 50より上のカテゴリでは、従来の係 数の 1. 5倍から 50を引いた値としている。

[0094] すなわち、従来の係数を Y、本発明の係数を Κとすると K=0. 5 XY (輝度値≤ 50%)

K= l. 5 ΧΥ- 50 (輝度値 > 50%)

となり、重みのつけ方としては、前述した図 2の折れ線 al 'と同じである。

[0095] 図 16に示すように、重み付けを行わないでヒストグラム分布を基に平均値 (平均輝 度値、後述する本発明の前平均値)を求めると、 30. 0となる。これに対し、ヒストグラ ム分布に対して重み付けを行った上で平均値を取ったものである後平均値では 15. 2となる。このように、ヒストグラム分布に対して重み付けを行うことで、同じ画像であつ ても、平均値がことなってくる。

[0096] 別の画像として、半画面ずつ全黒 ·全白で構成される画像の場合を考える。図 17 に示すように、このような画像の度数分布としては、レベル区分 0〜5のカテゴリと、レ ベル区分 95〜： LOOのカテゴリに画素数の半分の値 (138)がそれぞれ入ることとなる。 これにおいて平均値を算出すると、重み付けを行わない平均輝度値 (APL、；)は 50と なり、重み付けした後平均値は 48. 8となる。

[0097] 次に、全画面がグレー（50%)の画像の場合を考える。図 18に示すように、このよう な画像の度数分布としては、レベル区分 45〜50のカテゴリに全画素数 (276)が入る 。これにおいて、平均値を算出すると、重み付けを行わない平均輝度値 (APL)は 47 . 5となり、重み付けを行う本画像表示装置の後平均値は 23. 8となる。

[0098] このように、半画面ずつ全黒'全白で構成される画像と全画面がグレー（50%)の画 像のように、平均輝度値には差がほとんどなぐ平均輝度値での区別は困難であって も、重み付けを行った後平均値では大きな差が付くので、容易に区別することができ る。

[0099] したがって、従来のように、検出したヒストグラム分布に対して、画像処理によるパタ ーン認識を実施しなくとも、ヒストグラム分布に重み付けし、その結果の平均を求める ヽつた簡単な処理で画像特徴を抽出して、画像の特徴に応じた的確な輝度制御が 行える。

[0100] また、重み付け部 19にて用いられる重み付け値は、検出されたヒストグラム分布の 状態に応じて、より適切なものとなるように切り換える構成としてもよい。重み付け値を 切り換えることで、画像特徴に応じたより的確な制御が可能となる。 [0101] 例えば、上記の 2つのパターンでは、ヒストグラムの分布の幅が異なる。半画面ずつ 全黒 '全白で構成される画像のように、ヒストグラムの分布の幅が広い領域にわたって いる場合は、コントラストが非常に高い画像である。一方、全画面がグレー（50%)の 画像のようにヒストグラムの分布が狭 、領域に集中して 、る場合は、コントラストが非 常に低い画像である。

[0102] したがって、ヒストグラムの分布の幅に応じて、画像のコントラストを判断し、画像コン トラストに見合う輝度制御を行うべく重み付け値を切り変えることで、より一層、画像の 特徴に応じたバックライト 12の輝度の調整が可能となる。

[0103] また、ここでは、ノ ックライト輝度決定部 21は、検出されたヒストグラム分布における 所定の輝度情報以上の輝度情報区分の画素数が、規定値以下である場合にのみ、 図 6、図 7に示すように、画像特徴値が第 2の所定値以下となると、ノ ックライト 12の輝 度が低下するように輝度補正を行うようになって 、る。

[0104] 例えば、画面の大部分が黒表示であり、その一部に白表示部分があるような画像の 場合、ヒストグラム分布では、その特徴を検出することができる。したがって、このよう に、画面の大部分が黒表示であり、その一部に白表示部分があるような画像の場合 は、ノ ックライト 12の輝度を低下させないことで、ノ ックライト 12の輝度の低下による 影響を受けて、上記白表示部分の画面輝度が低下するといつた不具合を効果的に 回避することができる。

[0105] 〔第 4の前提構成〕

次に、第 4の前提構成の画像表示装置を、図 19を用いて説明する。なお、説明の 便宜上、第 1〜3の前提構成の説明に用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ 符号を付して説明を省略する。

[0106] 図 19は、第 4の前提構成の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に 示すように、本画像表示装置は、第 3の前提構成の画像表示装置と、照度センサ 23 を新たに備えた点のみが異なる。照度センサ 23の検出出力は、第 2の前提構成にて 説明したように、ノ ックライト制御部 13，のバックライト輝度決定部 21，に入力される。

[0107] これにより、第 2の前提構成の画像表示装置と同様に、画像表示装置の周囲の明 るさをも加味した光源の輝度補正が実施できるため、より一層適切な輝度補正が可 能となる。

[0108] 以上説明したように、本発明の前提となる構成の画像表示装置では、入力される映 像信号の輝度情報に対して重み付けし、重み付けした輝度情報の平均値（1フレー ムあたり）である後平均値に基づいてバックライト 12の輝度制御を行うものである。

[0109] これにより、平均輝度レベルでは区別できなかった画像の違いを、重み付け後の平 均値をとるといった簡単な手法にて区別することができるようになり、簡単な手法にて 、画像の特徴に応じた効果的な輝度制御が実施できる。

[0110] 本発明は、このような前提構成の画像表示装置の構成を採用しつつ、さらなる改良 を加えたものであり、前提構成の画像表示装置よりも、映像の情報を細かく分析する ことで、前提構成の画像表示装置では区別できな力つた各画像に対しても、それぞ れに応じた輝度を決定することが可能であり、一層効果的な輝度制御を実現できるも のである。以下、本発明の実施形態について説明する。

[0111] 〔第 1の実施形態〕

本発明に係る第 1の実施形態の画像表示装置を、図 20〜図 25を用いて説明する 。なお、説明の便宜上、前述した第 1〜第 4の前提構成の説明に用いた部材と同じ機 能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0112] 図 20は、第 1の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。同 図に示すように、本画像表示装置は、 LCDパネル 11、ノ ックライト 12、ノ ックライト制 御部 31、表示制御部 14、重み付け部 19、後平均値検出部 (重み付け後平均値検 出手段) 20、前平均値検出部 (重み付け前平均値検出手段） 15、及び入力 16を備 えている。

[0113] ノ ックライト制御部 31は、ノ ックライト輝度決定部 21に代えてバックライト輝度決定 部 30を備えている点力 ノ ックライト制御部 13と異なる。つまり、図 1に示した第 1の 前提構成の画像表示装置との違いは、前平均値検出部 15を新たに備えると共に、 ノ ックライト輝度決定部 21に代えてバックライト輝度決定部 30を備えて 、る点である

[0114] 前平均値検出部 15は、後平均値検出部 20と平均値をとる対象が異なる。後平均 値検出部 20では、重み付け部 19にて重み付けされた後の映像信号の輝度情報、具 体的には重み付けされた信号レベルをフレーム単位で累積して 1フレーム当たりの平 均値を後平均値として検出している。これに対し、前平均値検出部 15は、重み付け 部 19に入る前の映像信号の輝度情報である信号レベルをフレーム単位で累積して 1 フレーム当たりの平均値、つまり平均信号レベル (APL)を検出するものである。後平 均値と同様に APLも、 1〜： LOOまでの値で表される。そして、前平均値検出部 15にて 検出された APLは、上記バックライト輝度決定部 30に送られるようになつている。以 降、前平均値検出部 15にて検出される APLを、重み付け前の平均値との意味で前 平均値と称する。

[0115] 一方、ノ ックライト輝度決定部 30とバックライト輝度決定部 21との違いは、ノ ックライ ト輝度決定部 21が、後平均値検出部 20から入力される後平均値のみを用いてバッ クライト 12の輝度を決定していたのに対し、ノ ックライト輝度決定部 30では、後平均 値と、前平均値検出部 15から入力される前平均値との両方をパラメータとして、バッ クライト 12の輝度信号を決定する点にある。

[0116] 以下、ノ ックライト輝度決定部 30によるバックライト 12の輝度の決定手法について 詳細に説明する。

[0117] まずは、画像に応じて、重み付け後の後平均値と重み付け前の前平均値とがどの ようになるかを調べてみる。ここで、重み付けは、図 2の折れ線 al 'にて示す関数を用 いて行うものとする。該関数の演算式は、前述したように、

K=0. 5 ΧΥ (映像信号の信号レベル≤ 50%)

K= l . 5 ΧΥ- 50 (映像信号の信号レベル > 50%)

である。なお、式中 Υは、映像信号の信号レベル（％)であり、 Κは出力値である。

[0118] 例えば、 1フレームを構成する全ての画素の信号レベル（画素値）が 0%と 100%と の組み合わせであった場合、後平均値も前平均値も同じ値となる。これに対し、 1フレ ームを構成する全ての画素の信号レベル (画素値）が 50%以下であった場合、後平 均値は前平均値の 1Z2になる。

[0119] したがって、後平均値力 前平均値の 1Z2の値を引いた残りの値力 前平均値の

1Z2の値に対して、 0〜100%の値をとりうる。式で表すと、

前平均値 =後平均値 X 2 — 前平均値 Χ χ (%) となり、式中 x (%)力 0%〜100%の値をとり免ることとなる。

[0120] つまり、例えば前平均値を基準にバックライト 12の輝度を調整する場合に、この割 合 x (0〜： LOO%)に応じて輝度を微調整することによって、前平均値のみに応じて輝 度を決定する場合よりも、細かく画像を区別して、表示画像に応じたより適切な調光 が可能となる。

[0121] 例えば、図 21 (a)〜図 21 (c)に示すような 3通りの画像を表示した場合について考 えてみる。図 21 (a)は、信号レベル 0%背景の上に、信号レベル 100%、面積比 10 %のウィンドウ表示である。この場合、前平均値及び後平均値は共に 10となる。この 場合、上記割合 Xは 100%となる。

[0122] 一方、図 21 (b)に示すように、信号レベル 5%背景の上に、信号レベル 55%、面積 比 10%のウィンドウ表示の場合は、前平均値は 10、後平均値は 5. 5となる。この場 合、割合 Xは 10%となる。

[0123] また、図 21 (c)に示すように、信号レベル 10%背景のみの場合は、前平均値は 10 、後平均値は 5となり、割合 Xは 0%となる。

[0124] このように、図 21 (a)〜図 21 (c)に示す 3通りの画像（映像信号）は、前平均値が何 れも 10となるものである。このうち、図 21 (a)に示す画像は、 1フレームすべての画素 の信号レベルが 0%と 100%との組み合わせであり、図 21 (c)に示す画像は、 1フレ ームすべての画素の信号レベルが 50%以下の場合であり、図 21 (b)に示す画像は 、 1フレームすべての画素の信号レベルが、図 21 (a)と図 21 (c)との間の場合である 。通常の画像は、この図 21 (b)の状態が多い。

[0125] このような画像に対し、仮にバックライト 12の輝度を、前平均値のみを基準にして決 定すると、図 21 (a)〜図 21 (c)の 3通りの画像はすべて同じ輝度に決定される。

[0126] し力しながら、上記割合 Xを考慮することで、図 21 (a)〜図 21 (c)の 3通りの画像に 決定される輝度は、それぞれ異なった値となる。

[0127] このように、前提構成の画像表示装置では、後平均値のみをパラメータとして輝度 を決定していた力 本画像表示装置のバックライト輝度決定部 30は、ノ メータとし て前平均値を加えて、ノ ックライト 12の輝度を決定するようになって 、る。

[0128] バックライト輝度決定部 30の具体的な構成としては、前平均値或いは後平均値とバ ックライト 12の輝度との関係を示す第 1の演算式と、前平均値と後平均値とから割合 X を求める第 2の演算式とを具備している。そして、前平均値と後平均値が入力される と、第 2の演算式を用いて上記割合 Xを求め、第 1の演算式を用いて得られる前平均 値或いは後平均値に応じた光源の輝度を、求めた割合 Xに基づいて調整する。この 場合、第 1の演算式には、前平均値或いは後平均値と共に、割合 Xがパラメータとし て含まれることとなる。

[0129] 図 22に、第 1の演算式の一例として、前平均値とバックライト 12の輝度との関係を 示す演算式をグラフ化したものを示す。図 22の横軸は、前平均値検出部 15より入力 される前平均値であり、縦軸はバックライト 12の輝度 (%)である。

[0130] 例えば、図 21 (a)のような、割合 x= 100%となる画像であれば、ノ ックライト輝度決 定部 30は、ノ ックライト 12の輝度を、前平均値に応じて設定されている輝度 A (100 %)とする。また、図 21 (b)のような、割合 x= 10%となる画像であれば、前平均値に 応じて設定されている輝度 Aの 72. 5%、図 21 (c)に示すような、割合 x=0%となる 画像であれば、前平均値に応じて設定されている輝度 Aの 70%というように、割合 X の値に応じて調整する。

[0131] これにより、図 22に示すように、ノ ックライト 12の輝度は、割合 x= 100%のときに選 択される輝度ライン L1と、割合 x=0%のときに選択される輝度ライン L2との間で、前 平均値が同じであっても、割合 Xの値に応じて変化することとなる。

[0132] なお、図 22では、第 1の演算式として、前平均値とバックライト 12の輝度との関係を 示す演算式を示したが、後平均値とバックライト 12の輝度との関係を示す演算式を 第 1の演算式として備えている構成でももちろんよい。

[0133] 図 23、図 24、図 25に、後平均値とバックライト 12の輝度との関係を示す第 1の演算 式をグラフ化したものを示す。図 23〜図 25においては、横軸が後平均値であり、後 平均値と割合 Xとで、ノ ックライト 12の輝度レベルを決定する。ここで、図 23は、第 1 の前提構成の説明に用いた図 5に相当しており、同じく図 24は図 6に、図 25は図 7に 相当する。

[0134] 第 1の前提構成では、割合 x=0%のときに選択される輝度ライン L2のみにて、バッ クライト 12の輝度が決定されていた。これに対し、本画像表示装置では、割合 Xに応 じて、輝度ライン L2と割合 x= 100%のときに選択される輝度ライン LIとの間で、同じ 後平均値であっても、決定される輝度は、割合 Xの値に応じて変化する。

[0135] なお、ノ ックライト輝度決定部 30の構成として、演算式を用いるものを例示したが、 ルックアップテーブルを用いる構成としてもよい。その場合、ノ ックライト輝度決定部 3 0は、前平均値と後平均値とを入力値とし、前平均値と後平均値との相関関係を表す 割合 Xを加味して設定されているバックライト 12の輝度を出力値とするルックアップテ 一ブルより構成されることとなる。

[0136] 以上のように、本実施の形態の画像表示装置では、重み付け部 19、後平均値検出 部 20に加えて、前平均値検出部 15をさらに備え、バックライト輝度決定部 30では、 前提構成で説明した後平均値と、前平均値検出部 15にて検出される前平均値との 両方をパラメータとして、バックライト 12の輝度レベルを決定している。

[0137] したがって、たとえ、後平均値が同じとなる映像信号であっても、そのダイナミックレ ンジの広さによって前平均値が異なるように、前平均値も輝度決定のパラメータとす ることで、ダイナミックレンジの広さに応じてバックライト 12の輝度を調整するといつた ことが可能となる。

[0138] これにより、前提となる画像表示装置にて実施している、後平均値に応じて画像の 特徴 (映像の情報)を分析していたよりもさらに細カゝく画像の特徴を分析することが可 能となり、各画像 (各フレーム）に応じてより一層適切にバックライト 12の輝度を調整 することが可能となる。

[0139] なお、本実施の形態では、重み付け部 19は、図 2の折れ線 a 1 'にて示す関数の演 算式を用いて行うものについて説明したが、重み付け部 19が重み付けに用いる関数 としては、第 1の前提構成において述べた各種のものを用いることができ、ルックアツ プテーブルを用いる構成であってももちろんよ!/、。

[0140] なお、前記の割合 Xを求める式「前平均値 =後平均値 X 2—前平均値 X x(%)」は 、図 2の折れ線 al 'にて示す関数に対応するものである。そのため、図 3、図 4の重み 付け関数に用いると、割合 x (%)は 0%〜100%とはならない。

[0141] たとえば、図 3の映像信号の信号レベルが 75%のところで重み付け関数を示す曲 線 a2の頂点がくるとして、その出力値が 87. 5となるとすると、上式では x (%)は 100 %から 133.3%の値をとる。

[0142] また、図 4では、映像信号の信号レベルが 30%のときの出力値が 15、映像信号の 信号レベルが 70%のときの出力値が 85%となるとすると、それぞれがカーブの頂点 として、 x(%)のとりうる範囲は、 0%力も 142. 9%になる。

[0143] そして、それぞれを図 22〜図 25における上限の輝度ライン L1と下限の輝度ライン L2として制御することで、同様の制御が可能となる。つまり、図 3の重み付け関数を用 いる場合は、割合 Xが 133. 3%のとき上限の輝度ライン L1を選択し、割合 Xが 100% のとき下限の輝度ライン L2を選択する。同様に、図 4の重み付け関数を用いる場合 は、割合 Xが 142. 9%のとき上限の輝度ライン L1を選択し、割合 Xが 0%のとき、下限 の輝度ライン L2を選択する。

[0144] また、本画像表示装置においても、第 1の前提構成において説明した、信号レベル 補正部（映像信号レベル補正手段） 22を具備させることが可能である。但し、その場 合は、信号レベル補正部 22には、後平均値に代えて、バックライト輝度決定部 30か らのバックライト輝度信号が入力される構成とすればよい。

[0145] これは、第 1の前提構成の画像表示装置においては、後平均値にて一義的にバッ クライト 12の輝度が決定されていたのに対し、本画像表示装置では、後平均値にて 一義的に決定されるものではないためである。

[0146] 〔第 2の実施形態〕

次に、本発明にかかる第 2の実施形態の画像表示装置を、図 26を用いて説明する 。なお、説明の便宜上、第 1〜第 4の前提構成、及び第 1の実施形態の説明に用い た部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0147] 図 26は、第 2の実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。図に示 すように、本画像表示装置は、図 20で説明した第 1の実施形態の画像表示装置に おいて、第 2の前提構成において説明した、照度センサ 23を新たに備え、該照度セ ンサ 23の検出出力が、ノ ックライト制御部 31，のノ ックライト輝度決定部 30，に入力さ れるようになっている。ノ ックライト制御部 31，は、ノ ックライト輝度決定部 30に代えて ノ ックライト輝度決定部 30'を備える点のみが、前述のバックライト制御部 31と異なる [0148] バックライト輝度決定部 30'は、後平均値検出部 20より入力される後平均値と、前 平均値検出部 15より入力される前平均値とに基づいて、ノ ックライト 12の輝度を定め るにあたり、上記照度センサ 23より入力される検出出力を加味するようになっている。 この点のみ力 前述のバックライト輝度決定部 30と異なる。

[0149] ノ ックライト輝度決定部 30'は、第 2の前提構成にて説明したバックライト輝度決定 部 21 'と同様の機能を具備している。つまり、ノ ックライト輝度決定部 30'は、図 22〜 図 25に示したと同様の第 1の演算式 (或いはルックアップテーブル)を、照度に応じ て複数備えている。そして、照度に見合う調整を実施すベぐ照度に見合う演算式（ 或いはルックアップテーブル）を選択し、その上で、前述した割合 Xによる輝度の調整 を行う。

[0150] 〔第 3の実施形態〕

次に、本発明の第 3の実施形態に係る画像表示装置について説明する。なお、説 明の便宜上、第 1〜第 4の前提構成の説明、及び第 1、第 2の実施形態の説明に用 いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0151] 図 27は、第 3の実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に 示すように、本実施形態の画像表示装置と、図 20に示した第 1の実施形態の画像表 示装置との違いは、第 3の前提構成にて説明した、ヒストグラム検出部 (ヒストグラム検 出手段） 26を新たに備え、該ヒストグラム検出部 26で検出されたヒストグラム検出出 力が、重み付け部 19に入力される点である。

[0152] ヒストグラム検出部 26は、前述したように、入力される映像信号の 1フレーム分の輝 度情報 (画素値)を複数の輝度情報区分に分割して該輝度情報区分ごとに度数を求 めてヒストグラム分布を検出するものである。ヒストグラム検出部 26は、輝度情報として 映像信号の信号レベルを用いる。

[0153] 前平均値検出部 15は、ヒストグラム検出部 26にて検出されたヒストグラム分布より、 前平均値を求める。前平均値検出部 15には、ヒストグラム検出部 26から、レベル区 分ごとの度数が係数と共に入力され、度数と係数の積を、 1フレームを構成する全画 素分累積する。そして、累積結果を全画素数 (度数の合計)で割り、重み付けされる前 の映像信号 1フレーム分の平均値である前平均値を得る。 [0154] ここで、ヒストグラム検出部 26より出力される係数は、第 3の前提構成において従来 の項目として示したと同様の、均等割りされた、輝度値の各カテゴリの中間値がその カテゴリの係数となって ヽる。

[0155] 一方、重み付け部 19は、レベル区分に応じて均等に設定されている係数に対して 、上述したような関数を用いて重み付けを行う。後平均値検出部 20は、重み付け部 1 9にて重み付けされた計数と度数の積を、 1フレームを構成する全画素分累積し、全 画素数 (度数の合計)で割る。これにて、重み付けされた後の映像信号 1フレーム分の 平均値、つまり後平均値が得られる。

[0156] 図 28に、前述の図 15に示すヒストグラム分布をもつ画像の映像信号の輝度情報に 対して、重み付け後の後平均値と、重み付け前の前平均値とを求めた結果を示す。 ここでも、重み付け部 19においては、第 3の前提構成と同様の関数を用いて重み付 けを行っている。

[0157] 図 28に示すように、重み付けを行わないで求めた前平均値は 30. 0となる。これに 対し、重み付けを行った後平均値は 15. 2となる。そして、ノ ックライト輝度決定部 30 は、このようにして求められた前平均値と後平均値とを基に、前平均値と後平均値の 相関関係を示す割合 Xを求め、これに応じて、バックライト 12の輝度を前述のように調 整する。ここでは、割合 Xは 1. 33%となる。

[0158] また、半画面ずつ全黒 ·全白で構成される別の画像（映像信号）について考えると、 図 29に示すように、このような映像信号の度数分布としては、レベル区分 0〜5のカテ ゴリと、レベル区分 95〜： LOOのカテゴリに画素数の半分の値 (138)がそれぞれ入るこ ととなる。これにおいて、平均値を算出すると、前平均値は 50となり、重み付けを行つ た後平均値は 48. 8となる。そして、この場合の割合 Xは、 95. 2%である。

[0159] 一方、全画面がグレー（50%)の画像（映像信号)では、図 30に示すように、レベル 区分 45〜50のカテゴリに全画素数 (276)が入るので、これにおいて、平均値を算出 すると、重み付けを行わない前平均値は 47. 5となり、重み付けを行った後平均値は 23. 8となる。そして、この場合の害 ij合 Xは、 0. 2%である。

[0160] 〔第 4の実施形態〕

次に、本発明の第 4の実施形態の画像表示装置を、図 31を用いて説明する。なお 、説明の便宜上、第 1〜4の前提構成、及び第 1〜第 3の実施形態の説明に用いた 部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0161] 図 31は、第 4の実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に 示すように、本画像表示装置は、第 3の実施形態の画像表示装置に対して、第 2の 前提構成及び第 2の実施形態で説明した、照度センサ 23を新たに備えさせると共に 、ノ ックライト輝度決定部 30に代えてバックライト輝度決定部 30'が搭載されている点 が異なる。これにより、本画像表示装置では、割合 Xによる輝度の調整に加えて、照 度に見合う調整も可能となる。

[0162] 以上のように、本発明に係る第 1の画像表示装置は、光源と、該光源力もの光を映 像信号に応じて減光して表示映像の明るさを変化させる光変調素子と、上記光源の 輝度補正を行う光源制御手段とを備える画像表示装置であって、入力される映像信 号の輝度情報に対して重み付けを行う重み付け手段と、上記重み付け手段にて重 み付けされる前の輝度情報をフレームごとに平均を取り、 1フレーム分の平均値を検 出する重み付け前平均値検出手段と、上記重み付け手段にて重み付けされた輝度 情報をフレームごとに平均を取り、 1フレーム分の平均値を検出する重み付け後平均 値検出手段とを備え、上記光源制御手段は、重み付け前平均値検出手段にて検出 された重み付け前の前平均値と重み付け後平均値検出手段にて検出された重み付 け後の後平均値とに基づいて上記光源の輝度補正を行うことを特徴としている。

[0163] これによれば、重み付け手段が、入力される映像信号の輝度情報に対して重み付 けを行い、後平均値検出手段が、重み付け手段にて重み付けされた輝度情報をフレ ームごとに平均を取り、後平均値を検出する。

[0164] 上述した半画面ずつ全黒 ·全白で構成される画像と全画面がグレー (50%)の画像 とのように、平均輝度レベル (APL)では区別できない画像であっても、このように、映 像信号の輝度情報に対して重み付けを行った後に平均して得る後平均値では区別 することができる。

[0165] したがって、このような後平均値に応じて、光源の輝度を制御することで、 APL検出 の結果のみからは一義的に判断できないような画像間の違いを、ヒストグラム分布を 検出してその分布パターンを認識するといつた手法を用いることなぐ平均値をとると いった簡単な手法にて区別することができる。

[0166] し力も、ここでは、このような後平均値をそのまま用いるのではなぐ重み付け前平 均値検出手段にて重み付け前の平均値、つまり APLである前平均値を検出し、光源 制御手段は、この前平均値と重み付け後の後平均値とに基づいて、上記光源の輝 度補正を行うようになって 、る。

[0167] つまり、後平均値が同じになる画像であっても、そのダイナミックレンジの広さが異な る場合、前平均値 (APL)は異なる値となる。このように、前平均値と後平均値との相 関をとることで、後平均値だけを用いる場合よりもさらに細力べ画像を区別することが でさるよう〖こなる。

[0168] その結果、このように前平均値と後平均値との相関をとつて輝度調整を行うことで、 より一層、画像の特徴に応じた効果的な輝度制御を実施することができる。

[0169] これにより、ヒストグラム分布を検出してその分布パターンを認識するといつた手法 を用いることなく平均値をとるといった簡単な手法を用いて、画像の特徴に応じたより 一層効果的な輝度制御を実施することができるという効果を奏する。

本発明に係る第 2の画像表示装置は、入力する映像信号の映像を、光源を有する 光変調素子に表示し、光源制御手段にて光源の輝度補正を行う画像表示装置であ つて、入力する映像信号の 1フレーム分の輝度情報のヒストグラム分布を検出するヒス トグラム検出手段と、上記ヒストグラム検出手段にて検出されたヒストグラム分布に対し て重み付けを行う重み付け手段と、上記重み付け手段にて重み付けされる前のヒスト グラム分布より平均値を検出する重み付け前平均値検出手段と、上記重み付け手段 にて重み付けされた後のヒストグラム分布より平均値を検出する重み付け後平均値検 出手段とを備え、上記光源制御手段は、重み付け前平均値検出手段にて検出され た重み付け前の前平均値と、重み付け後平均値検出手段にて検出された重み付け 後の後平均値とに基づいて上記光源の輝度補正を行うことを特徴としている。

[0170] これによれば、ヒストグラム検出手段が、入力する映像信号の輝度情報を複数の輝 度情報区分に分割してヒストグラム分布を検出し、重み付け手段が、ヒストグラム検出 手段にて検出されたヒストグラム分布に対して重み付けを行う。そして、後平均値検 出手段が、重み付けされたヒストグラム分布の結果の平均値を取り、後平均値を検出 する。

[0171] 上述したように、このような輝度情報に対して重み付けした後の平均値である後平 均値においては、 APLでは区別できない画像であっても、区別することができる。し たがって、このような後平均値に応じて、光源の輝度を制御することで、 APL検出の 結果のみからは一義的に判断できないような画像間の違いを、ヒストグラム分布の分 布パターンを認識するといつた手法を用いることなく区別することができる。

[0172] そして、第 1の画像表示装置と同様、ここでも、このような後平均値をそのまま用いる のではなぐ重み付け前平均値検出手段にて重み付け前の平均値、つまり APLであ る前平均値を検出し、光源制御手段は、この前平均値と重み付け後の後平均値とに 基づいて、上記光源の輝度補正を行うようになっているので、後平均値だけを用いる 場合よりもさらに細カゝく画像を区別して、より一層、画像の特徴に応じた効果的な輝 度制御を実施することができる。

[0173] これにより、ヒストグラム検出の利点を有効に利用しながら、平均値をとるといった簡 単な手法を用いて、画像の特徴に応じたより一層効果的な輝度制御を実施すること ができるという効果を奏する。

[0174] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、上記光源制御手段は、前平均 値或いは後平均値と光源の輝度との関係を示す第 1の演算式と、前平均値と後平均 値とから相関関係を表す割合を求める第 2の演算式とを有し、上記第 1の演算式に上 記割合がパラメータとして含まれている構成とすることもできる。

[0175] また、本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、上記光源制御手段は、 前平均値と後平均値とを入力値とし、前平均値と後平均値との相互関係を表す割合 を加味して設定されている光源の輝度を出力値とするルックアップテーブルを備えて いる構成とすることちでさる。

[0176] このような構成とすることで、後平均値と前平均値とをパラメータとして光源の輝度を 決定する光源制御手段を容易に実現することができる。

[0177] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、上記重み付け手段は、入力さ れる映像信号の輝度情報の関数を用いて重み付けを行う構成とすることもできる。

[0178] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、上記重み付け手段は、入力さ れる映像信号の輝度情報の関数を用いると共に、該関数を、上記ヒストグラム検出手 段にて検出されたヒストグラム分布に応じて切り換える構成とすることもでき、重み付 け値を切り換えることで、画像特徴に応じたより的確な制御が可能となる。

[0179] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、上記重み付け手段は、 輝度情報の高い側において輝度情報の低い側よりも輝度情報が相対的に増大する ように重み付けを行う構成とすることもでき、このように重み付けすることで、平均輝度 レベル (APL)では違 、が出にく ヽ画像を効率よく区別することができる。

[0180] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、上記光源制御手段は 、上記後平均値が第 1の所定値以上である場合、値が大きくなるほど低下幅を大きく して輝度を低下させる構成とすることもできる。

[0181] これによれば、画面の大部分が白表示されるような明るい画像の表示時には、光源 の輝度を低下させることで、ユーザに眩しさを感じさせない、或いは感じ難いようにす ることができ、かつ、消費電力の低減が図れる。

[0182] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、上記光源制御手段は 、上記後平均値が第 2の所定値以下である場合、値が小さくなるほど低下幅を大きく して輝度を低下させる構成とすることもできる。

[0183] これによれば、画面の大部分が黒表示されるような暗い画像の表示時には、光源の 輝度を低下させて無駄な発光による電力消費を抑えると共に、黒表示部分から光源 の光が漏れることによる黒浮きの問題を改善することができる。

[0184] 本発明の第 2の画像表示装置においては、さらに、上記光源制御手段は、上記ヒス トグラム検出手段にて検出されたヒストグラム分布において、所定の輝度情報以上の 画素数が規定値以下である場合に、上記後平均値が第 2の所定値以下であれば、 値が小さくなるほど低下幅を大きくして輝度を低下させる構成とすることもできる。

[0185] 例えば、画面の大部分が黒表示で、一部に白表示部分があるような画像の場合、 光源の輝度が低下されると、その影響を受けて、上記白表示部分の画面輝度が低下 して観察者が見えにくく感じることがある力 これによれば、そのような画像の特徴を 抽出して光源の輝度低下を実施しな 、ので、このような不具合を回避することができ る。 [0186] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、上記光変調素子へと 供給される映像信号の信号レベルを引き上げるように補正する映像信号レベル補正 手段を備え、該映像信号レベル補正手段は、上記光源制御手段が輝度を低下させ る輝度補正を実施する際に、映像信号の信号レベルを引き上げる補正を実施する構 成とすることちでさる。

[0187] 例えば、画面の大部分が黒表示で、その一部に白表示部分があるような画像の場 合、光源の輝度が低下されると、その影響を受けて、上記白表示部分の画面輝度が 低下して観察者が見えにくく感じることがある力 これによれば、光源の輝度が低下さ れたとしても、映像信号の信号レベルが持ち上げられることで、このような不具合を回 避することができる。

[0188] 特にこの場合、光源の輝度補正及び映像信号の信号レベルの補正を行う前後で 上記光変調素子における最大輝度レベル、或いは平均輝度レベルが変化しな！ヽよう に、上記輝度補正及び上記信号レベルの補正を行うことで、光源の輝度を低下させ たことによる影響をより一層、画面表示に現れ難くすることができる。

[0189] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、当該画像表示装置の 周囲の明るさを検出する照度センサを備え、上記光源制御手段は、上記該照度セン サの出力に応じて、上記補正の程度を変化させる構成とすることもできる。

[0190] これによれば、画像表示装置の周囲の明るさをも加味した光源の輝度補正が実施 できることとなり、より一層適切な輝度補正が可能となる。

[0191] 特に、照度センサの出力に応じて、上記補正の程度を変化させる構成においては 、光源制御手段は、上記照度センサにより周囲の明るさが所定値以上であることが検 知された場合、上記入力される映像信号に関係なく上記光源の輝度を一定値とする ことが好ましい。

[0192] 例えば、周囲が非常に明るい場合、如何に白表示の多い明るい画像であっても、 画面の輝度が低下すると、周囲の明るさに負けて画像が見に《なる。し力しながら、 これによれば、周囲が明るい場合は、光源の輝度を低下させないので、画像が見づ らくなることを回避できる。

[0193] 本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、入力される映像信号の 輝度情報に対して重み付けを行う上記重み付け手段は、入力される映像信号におけ る、全画面のうちの特定の領域に対応する輝度情報に対して重み付けを行う構成と することちでさる。

[0194] これにより、表示に有効に寄与する領域に相当する部分の輝度にのみ基づいて光 源の輝度補正を実施できるので、より一層適切な輝度補正が可能となる。

[0195] また、本発明の第 1及び第 2の画像表示装置においては、さらに、上記ヒストグラム 検出手段は、入力される映像信号における全画面のうちの特定の領域に対応する輝 度情報に対してヒストグラム分布を検出する構成とすることもできる。

[0196] これにより、表示に有効に寄与する領域に相当する部分の輝度にのみ基づいて光 源の輝度補正を実施できるので、より一層適切な輝度補正が可能となる。

[0197] 発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あく までも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限 定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求 事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

産業上の利用の可能性

[0198] 例えば、液晶画像表示装置等の、光源と、該光源力 の光を映像信号に応じて減 光して表示映像の明るさを変化させる光変調素子とを備える画像表示装置に適用で きる。

Claims

請求の範囲

[1] 光源と、該光源力 の光を映像信号に応じて減光して表示映像の明るさを変化させ る光変調素子と、上記光源の輝度補正を行う光源制御手段とを備える画像表示装置 であって、

入力される映像信号の輝度情報に対して重み付けを行う重み付け手段と、 上記重み付け手段にて重み付けされる前の輝度情報をフレームごとに平均を取り、

1フレーム分の平均値を検出する重み付け前平均値検出手段と、

上記重み付け手段にて重み付けされた輝度情報をフレームごとに平均を取り、 1フ レーム分の平均値を検出する重み付け後平均値検出手段とを備え、

上記光源制御手段は、重み付け前平均値検出手段にて検出された重み付け前の 前平均値と重み付け後平均値検出手段にて検出された重み付け後の後平均値とに 基づいて上記光源の輝度補正を行うことを特徴とする画像表示装置。

[2] 入力する映像信号の映像を、光源を有する光変調素子に表示し、光源制御手段に て光源の輝度補正を行う画像表示装置であって、

入力する映像信号の 1フレーム分の輝度情報のヒストグラム分布を検出するヒストグ ラム検出手段と、

上記ヒストグラム検出手段にて検出されたヒストグラム分布に対して重み付けを行う 重み付け手段と、

上記重み付け手段にて重み付けされる前のヒストグラム分布より平均値を検出する 重み付け前平均値検出手段と、

上記重み付け手段にて重み付けされた後のヒストグラム分布より平均値を検出する 重み付け後平均値検出手段とを備え、

上記光源制御手段は、重み付け前平均値検出手段にて検出された重み付け前の 前平均値と、重み付け後平均値検出手段にて検出された重み付け後の後平均値と に基づいて上記光源の輝度補正を行うことを特徴とする画像表示装置。

[3] 上記光源制御手段は、前平均値或いは後平均値と光源の輝度との関係を示す第 1の演算式と、前平均値と後平均値とから相関関係を表す割合を求める第 2の演算 式とを有し、上記第 1の演算式に上記割合がパラメータとして含まれて 、ることを特徴 とする請求項 1又は 2に記載の画像表示装置。

[4] 上記光源制御手段は、前平均値と後平均値とを入力値とし、前平均値と後平均値 との相互関係を表す割合を加味して設定されている光源の輝度を出力値とするルツ クアップテーブルを備えていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像表示装 置。

[5] 上記重み付け手段は、入力される映像信号の輝度情報の関数を用いて重み付け を行うことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像表示装置。

[6] 上記重み付け手段は、入力される映像信号の輝度情報の関数を用いると共に、該 関数を、上記ヒストグラム検出手段にて検出されたヒストグラム分布に応じて切り換え ることを特徴とする請求項 2に記載の画像表示装置。

[7] 上記重み付け手段は、輝度情報の高!、側が輝度情報の低!、側よりも値が相対的 に増大するように重み付けを行うことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像表示 装置。

[8] 上記光源制御手段は、上記後平均値が第 1の所定値以上である場合、値が大きく なるほど低下幅を大きくして輝度を低下させることを特徴とする請求項 1又は 2に記載 の画像表示装置。

[9] 上記光源制御手段は、上記後平均値が第 2の所定値以下である場合、値が小さく なるほど低下幅を大きくして輝度を低下させることを特徴とする請求項 1又は 2に記載 の画像表示装置。

[10] 上記光源制御手段は、上記ヒストグラム検出手段にて検出されたヒストグラム分布に おいて、所定の輝度情報以上の画素数が規定値以下である場合に、上記後平均値 が第 2の所定値以下であれば、値が小さくなるほど低下幅を大きくして輝度を低下さ せることを特徴とする請求項 2に記載の画像表示装置。

[11] 上記光変調素子へと供給される映像信号の信号レベルを引き上げるように補正す る映像信号レベル補正手段を備え、

該映像信号レベル補正手段は、上記光源制御手段が輝度を低下させる輝度補正 を実施する際に、映像信号の信号レベルを引き上げる補正を実施することを特徴と する請求項 9又は 10に記載の画像表示装置。

[12] 上記光源制御手段及び上記映像信号レベル補正手段は、光源の輝度補正及び 映像信号の信号レベル補正を、補正の前後で、上記光変調素子における最大輝度 レベルが変化しな 、ように行うことを特徴とする請求項 11に記載の画像表示装置。

[13] 上記光源制御手段及び上記映像信号レベル補正手段は、光源の輝度補正及び 映像信号の信号レベル補正を、補正の前後で、上記光変調素子における平均輝度 レベルが変化しな 、ように行うことを特徴とする請求項 11に記載の画像表示装置。

[14] 当該画像表示装置の周囲の明るさを検出する照度センサを備え、

上記光源制御手段は、上記該照度センサの出力に応じて、輝度補正の程度を変 化させることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像表示装置。

[15] 上記光源制御手段は、上記照度センサにより周囲の明るさが所定値以上であること が検知された場合、上記入力される映像信号に関係なく上記光源の輝度を低下させ ることなく維持することを特徴とする請求項 14に記載の画像表示装置。

[16] 上記重み付け手段は、入力される映像信号における、全画面のうちの特定の領域 に対応する輝度情報に対して重み付けを行うことを特徴とする請求項 1に記載の画 像表示装置。

[17] 上記ヒストグラム検出手段は、入力される映像信号における全画面のうちの特定の 領域に対応する輝度情報に対してヒストグラム分布を検出することを特徴とする請求 項 2に記載の画像表示装置。