WO2010035473A1 - バックライト装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

　画像品位の低下の少ない輝度制御が可能なバックライト装置。この装置は、複数の画像表示領域を有し背面から照射される照明光を画像信号に応じて画面表示領域毎に変調することにより画像を表示する液晶パネル（１０）に対して、画像を表示させるための照明光を照射する照明部（２０）と、照明部（２０）の発光輝度値を決定し、決定した発光輝度値に基づいて照明部（２０）の発光状態を更新する輝度決定部（３０）とを備え、照明部（２０）は複数の画像表示領域のそれぞれを照射する複数の発光領域を有し、輝度決定部（３０）は、第１の画像表示領域の入力画像信号に基づく第１情報と、第２の画像表示領域の入力画像信号に基づく第２情報と、に重み付けして得られる値から、第１の画像表示領域を照射する発光領域の発光輝度値を決定する。

Description

バックライト装置および表示装置

　本発明は、バックライト装置および当該バックライト装置を用いた表示装置に関する。特に、複数の分割領域の点灯を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（単に、バックライトとも言う）を備えている。これらの表示装置は、光変調部を介して画像を表示する。光変調部は、画像信号に応じて、バックライトから照射される光の反射量や透過量を調整する。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、バックライトの照明部を複数の分割領域に分け、領域毎に輝度を制御する構成が用いられている。

　上述したような構成においては、コストの観点などから、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、図２を用いて説明する。

　図１は、静止画における「黒浮き」の様子を説明する説明図である。図１Ａは、入力画像９００（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９００において、黒背景の上に、輝度のピークが高いサークル状の物体が存在している。なお、入力画像９００上の破線は、理解を容易にするために、バックライトの分割領域の位置を示すものであり、入力画像には含まれない。この入力画像に応じて、例えば液晶パネルなどの光変調部が制御される。具体的には、輝度の高い部分では光をより透過するように、液晶パネルの開口率が制御される。

　図１Ｂは、バックライト９１０の発光状態を示している。ここで、バックライト９１０は、９つの分割領域を有している。上述のサークル状の物体は、ここでは、バックライト９１０の中心に位置する領域（以下単に「中心の領域」という）に完全に含まれているものとする。中心の領域は、このように入力画像９００の輝度のピークが高いサークル状の物体を含む領域なので、領域の画像に応じた輝度で発光する。そして、周辺の領域は、領域の画像全体が黒なので、消灯する。

　図１Ｃは、表示装置に表示される表示画像９２０を示している。このように、中心の領域では、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、中心の領域と、その領域に隣接する領域とでは、背景の黒色に輝度差が生じる。結果として、隣接する領域に比べて中心の領域において、「黒浮き」が強く発生する。

　図１では、静止画の場合について説明したが、動画の場合について図２を用いて説明する。

　図２は、動画における「黒浮き」の様子を説明する説明図である。図２Ａは、図１Ａと同じ入力画像９００において、サークル状の物体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９１０の発光状態の遷移の様子を示している。サークル状の物体が右へ移動して行き、２つの発光領域をまたがったとき、両方の発光領域が発光する。そのため、サークル状の物体が１つの発光領域のみに含まれているときに比べて、発光領域の面積が大きくなる。そして、サークル状の物体が更に右へ移動していくと、再び１つの領域にサークルが含まれるようになり、発光する発光領域は１つとなる。

　図２Ｃは、表示装置に表示される表示画像９２０の遷移の様子を示している。このように、周囲との輝度差のある物体が移動するとき、物体が発光領域をまたぐタイミングで、前述した「黒浮き」の部分の面積が変化する。このような面積変化があると、「黒浮き」が視認されやすくなる。

　このような「黒浮き」を低減する方法として、バックライトの輝度制御において、「画像信号に基づいて点灯された分割領域に隣接する非点灯領域の一定幅の隣接領域に対して該点灯された分割領域の輝度よりも小さい輝度にてバックライトを点灯させる隣接領域点灯手段を有している」構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。

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の周辺領域（中心の領域以外の領域）の輝度を補正するか補正しないかは、中心の領域との輝度差の閾値でもって判別する。そのため、中心の領域と周辺領域との輝度差が閾値をまたぐときに、周辺領域において輝度の時間的な不連続点が発生する可能性がある。輝度の不連続は、観察者に認識される場合がある。

　本発明の目的は、画像品位の低下の少ない輝度制御が可能なバックライト装置及び表示装置を提供することである。

　上記課題を解決するため、本発明のバックライト装置は、複数の画像表示領域を有し背面から照射される照明光を画像信号に応じて前記画面表示領域毎に変調することにより画像を表示する光変調部に対して、画像を表示させるための照明光を照射する照明部と、前記照明部の発光輝度値を決定し、決定した発光輝度値に基づいて前記照明部の発光状態を更新する輝度決定部とを備え、前記照明部は、前記複数の画像表示領域のそれぞれを照射する複数の発光領域を有し、前記輝度決定部は、第１の画像表示領域の入力画像信号に基づく第１情報と、第２の画像表示領域の入力画像信号に基づく第２情報とに重み付けして得られる値から、前記第１の画像表示領域を照射する発光領域の発光輝度値を決定する構成を採る。

　また、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備えた構成を採る。

　本発明によれば、画像品位の低下の少ない輝度制御が可能なバックライト装置及び表示装置を提供することできる。

静止画における「黒浮き」の様子を説明する説明図 動画における「黒浮き」の様子を説明する説明図 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の全体構成を示す構成図 実施の形態１における発光部および液晶パネルの構成を示す構成図 実施の形態１における輝度決定部の構成を示す構成図 実施の形態１における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 実施の形態１における重み付け手段の構成を示す構成図 実施の形態１における重み付けの考え方を説明するための説明図 実施の形態１における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における輝度算出手段で算出された発光部の各発光領域の基準輝度値を示す図 実施の形態１における重み付け手段を介さないときの発光状態を示す図 実施の形態１における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における重み付け手段から出力される重み付き輝度値を示す図 実施の形態１における発光輝度値の算出を説明するための説明図 実施の形態１における重み付け手段を介したときの発光状態を示す図 実施の形態１における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における特徴量として輝度平均値を用いた場合の特徴を説明する説明図 実施の形態１における特徴量として輝度ピーク値を用いた場合の特徴を説明する説明図 実施の形態１においてＭ：Ｎ＝２：１とした場合の重みを示す説明図 実施の形態１においてＭ：Ｎ＝１：２とした場合の重みを示す説明図 実施の形態１において斜めに位置する発光領域の基準輝度値に掛ける重みを小さくする場合の説明図 実施の形態１において５行×５列の発光領域に対して基準輝度値の重み付けを行う場合の説明図 実施の形態２における輝度決定部の構成を示す構成図 実施の形態２における重み付け手段の構成の一例を示す構成図 実施の形態２における重み付け手段の構成の他の例を示す構成図 実施の形態３における輝度決定部の構成を示す構成図 実施の形態３における重み付け手段の構成を示す構成図 実施の形態３における重み付けの切り替えの様子の一例を示す図 実施の形態３における外光照度値を第２の重みに変換する変換テーブルの特性の例を示す図 実施の形態４において外光照度に応じて第２の重みのみを変更する第１の場合の説明図 実施の形態４において外光照度に応じて第２の重みのみを変更する第２の場合の説明図

　（実施の形態１）
　以下、本発明を液晶表示装置に適用した例である実施の形態１（基準輝度値への重み付けを行う形態）について、図面を参照して説明する。

　＜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、液晶表示装置の全体構成を示す構成図である。液晶表示装置１は、大別して、液晶パネル１０と、照明部２０と、輝度決定部３０と、画像信号補正部４０と、を備えている。以下、照明部２０と輝度決定部３０とを合わせてバックライト装置と呼ぶ。各部の構成について、以下に詳細に説明する。

　＜１－１－１．液晶パネル＞
　液晶パネル１０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１０は、図中に破線で示すように、複数の画像表示領域を有している。それぞれの画像表示領域は、複数の画素を有している。

　液晶パネル１０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１０は、ゲートドライバ（図示せず）やソースドライバ（図示せず）などによって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて、画素ごとに開口率が制御される。液晶パネル１０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や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１０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）方式などの他の方式を用いても良い。

　＜１－１－２．照明部＞
　照明部２０は、液晶パネル１０に対して画像を表示させるための照明光を背面から照射する。

　照明部２０は、複数の発光領域からなる発光部２１を有している。それぞれの発光領域は、液晶パネル１０の画像表示領域と対向して設けられており、対向する画像表示領域をそれぞれ主として照射する。ここで、「主として照射する」としたのは、発光領域は、対向していない画像表示領域にも一部の照明光を照射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４つのＬＥＤ２１０を有している。また、照明部２０は、発光部２１のＬＥＤ２１０を駆動するためのＬＥＤドライバ２２を有している。

　ＬＥＤドライバ２２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６０個の駆動回路（図示せず）を有している。

　上記構成により、照明部２０は、発光領域毎に輝度制御が可能である。

　図４は、発光部２１の構成を示す構成図である。発光部２１は、６行１０列からなる合計６０の発光領域を有している。ここで、各々の発光領域を、行番号に対応するアラビア数字の符号と、列番号に対応するアルファベットの符号の組合せにより、特定して表すものとする。例えば、図４において、行番号３、列番号ｄに相当する発光領域は、発光領域３ｄと表す。

　ＬＥＤ２１０は、白色光を発する。一つの発光領域に属する４つのＬＥＤ２１０は、ＬＥＤドライバ２２の一つの駆動回路に接続されている。そして、一つの発光領域に属する４つのＬＥＤ２１０は、ＬＥＤドライバ２２からの信号に従って、同じ輝度で発光する。

　なお、ＬＥＤ２１０は、直接白色光を発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するものであっても良い。また、一つの発光領域に属するＬＥＤ２１０の個数は、４個に限られない。より多い個数のＬＥＤを用いても良いし、より少ない個数のＬＥＤを用いても良い。

　＜１－１－３．輝度決定部＞
　輝度決定部３０は、入力画像信号に基づいて、照明部２０が有する複数の発光領域毎の発光輝度値を決定する。入力画像信号は、液晶パネル１０が有する複数の画像表示領域について、画像表示領域毎の画像信号を時系列で並べた信号である。すなわち、輝度決定部３０は、液晶パネル１０の画像表示領域毎の入力画像信号を入力し、照明部２０のＬＥＤドライバ２２に対して、発光領域毎の発光輝度値を出力する。また、輝度決定部３０は、画像信号補正部４０に対しても、発光領域毎の発光輝度値を出力する。

　特に、本発明の液晶表示装置１の特徴として、輝度決定部３０は、一つの発光領域の発光輝度値を決定するにあたり、第１の画像表示領域の入力画像信号に基づく情報（第１情報）と、第２の画像表示領域の入力画像信号に基づく情報（第２情報）と、に重み付け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、その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５は、輝度決定部３０の詳細な構成を示す構成図である。輝度決定部３０は、大別して、特徴検出手段３１と、輝度算出手段３２と、一時メモリ３３と、重み付け手段３４と、を有する。

　＜１－１－３－１．特徴検出手段＞
　特徴検出手段３１は、画像表示領域毎に、入力画像信号の特徴量を検出する。以下、特徴量とは、後述の基準輝度値の算出に直接に用いられる値をいう。ここでは、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」という）を用いる。各画素の輝度信号は、入力画像信号に含まれている。すなわち、特徴検出手段３１は、画像信号を入力し、画像表示領域毎に輝度平均値を検出する。そして、特徴検出手段３１は、順次、検出した特徴量を輝度算出手段３２へ出力する。

　＜１－１－３－２．輝度算出手段＞
　輝度算出手段３２は、入力し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、輝度算出手段３２は、変換テーブルを用いて、画像表示領域毎に、輝度平均値を基準輝度値に変換して、一時メモリ３３へ出力する。基準輝度値とは、注目している発光領域に適用すべき輝度値（以下「発光輝度値」という）を算出する際の、基準となる値である。

　図６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６Ａ～図６Ｃ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６Ａ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なら基準輝度は２５５、というような具合である。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６Ｂ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６Ｃ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。輝度算出手段３２は、これらの変換テーブルを用いることにより、入力画像信号に対する発光部２１の発光輝度を調整することができる。

　例えば、特徴量を輝度平均値とした場合、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６Ａに示す特性の変換テーブルよりも、図６Ｃに示す特性の変換テーブルの方が、見栄えが良くなる場合がある。図６Ｃに示す特性のほうが、小さい特徴量に対して比較的大きい基準輝度値が対応しているからである。

　したがって、輝度算出手段３２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、輝度算出手段３２は、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、適応的に変えることもできる。

　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、輝度算出手段３２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。

　＜１－１－３－３．一時メモリ＞
　一時メモリ３３は、輝度算出手段３２から出力された基準輝度値を記憶する。すなわち、一時メモリ３３は、発光領域毎に基準輝度値を順次記憶していき、全ての発光領域の基準輝度値を一旦記憶する。

　＜１－１－３－４．重み付け手段＞
　重み付け手段３４は、第１情報である第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、重み付け手段３４は、一つの発光領域（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３３に記憶されているその発光領域に対する基準輝度値（第１情報）を読み出す。また、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３３から読み出す。そして、重み付け手段３４は、読み出した複数の基準輝度値に重み付けを行い、重み付けを行った後の複数の値（以下「重み付き輝度値」という）を加算し、最終的なその発光領域（第１の発光領域）の発光輝度値を決定する。

　本実施の形態において、第２の発光領域は、第１の発光領域を中心にその周辺に隣接する８つの発光領域である。例えば図４を用いて例示すると、第１の発光領域が発光領域３ｄである場合、第２の発光領域は、発光領域２ｃ、２ｄ、２ｅ、３ｃ、３ｅ、４ｃ、４ｄ、４ｅである。

　図７は、本実施の形態における重み付け手段３４のより詳細な構成を示す構成図である。重み付け手段３４は、第１情報読み出しブロック３４０、８つの第２情報読出しブロック３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄ、３４１ｅ、３４１ｆ、３４１ｇ、３４１ｈ、第１情報重み付けブロック３５０、８つの第２情報重み付けブロック３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃ、３５１ｄ、３５１ｅ、３５１ｆ、３５１ｇ、３５１、および加算ブロック３６０を有している。

　第１情報読み出しブロック３４０は、一時メモリ３３より第１情報を読み出す。第１情報重み付けブロック３５０は、第１情報読み出しブロック３４０が読み出した第１情報に対して重み付けを行い、第１の重み付き輝度値を出力する。

　第２情報読出しブロック３４１ａ～３４１ｈは、一時メモリ３３より、第２の発光領域２ｃ～４ｅに対応する第２情報を、それぞれ読み出す。第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈは、第２情報読出しブロック３４１ａ～３４１ｈが読み出した第２情報に対してそれぞれ重み付けを行い、第２の重み付き輝度値をそれぞれ出力する。

　加算ブロック３６０は、第１情報重み付けブロック３５０が出力する第１の重み付き輝度値と、第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈが出力する８つの第２の重み付き輝度値とを加算する。

　本実施の形態においては、第１情報重み付けブロック３５０は、第１情報に対して８／１６の重み付けを行う。また、第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈは、第２情報に対して、全て等しく１／１６の重み付けを行う。第２情報は、第１の発光領域の周辺に隣接する８つの発光領域のそれぞれの基準輝度値である。以下、第１情報（第１の発光領域の基準輝度値）に対する重みを「第１の重み」といい、第２情報（第２の発光領域の基準輝度値）に対する重みを「第２の重み」という。

　図８は、重み付けの考え方を説明するための説明図である。図８は、発光部２１の一部を示しており、第１の発光領域を発光領域３ｅとした場合の、各発光領域の基準輝度に対する重み付けの様子を示している。この場合、発光領域３ｅを中心に、その周辺の３行×３列の領域に属する発光領域が、第２の発光領域となる（破線で囲まれた領域）。また、ここでは、第１の重みが８／１６、第２の重みが１／１６である場合について説明する。

　図８に示すように、発光領域３ｅにおいては、その基準輝度値に対して８／１６の重み付けがなされる。また、その周辺の第２の発光領域においては、それぞれの基準輝度値に対して１／１６の重み付けがなされる。このような重み付けによれば、重みの和は１となり、かつ、第１の発光領域の基準輝度値に対する重み（第１の重み）と、全ての第２の発光領域の基準輝度値に対する重みの合計値（第２の重みの合計値）との比が、１：１となる。すなわち、第１の重みが５０％、第２の重みの合計値が５０％（各々の第２の重みは５０／８＝６．２５％）で、合計の重みは１００％となる。

　これらの重み付けにより得られた９つの重み付き輝度値を加算して、最終的な発光領域３ｅの発光輝度値が算出される。

　ここで、重みの和を変えずに、各発光領域の重みの数値を所定の比率に決定する方法について、一例を説明する。

　まず、第１の重みと第２の重みの合計値との比を、Ｍ：Ｎに設定するものとする。また、第２の発光領域はＸ個存在するものとする。

　このような条件においては、第１の重みは、Ｍ×Ｘ／｛（Ｍ＋Ｎ）×Ｘ｝によって求めることができる。

　また、第２の重みの合計値は、Ｎ×Ｘ／｛（Ｍ＋Ｎ）×Ｘ｝で求めることができる。ここで、全ての第２の重みを同じ値にする場合には、第２の重みは、Ｎ／｛（Ｍ＋Ｎ）×Ｘ｝となる。

　本実施の形態においては、Ｍ：Ｎ＝１：１、Ｘ＝８である。したがって、第１の重みは８／１６、第２の重みは１／１６、とそれぞれ求めることができる。

　なお、重みの設定方法は、特にこれに限られるものではなく、他の方法であっても良い。

　このような構成により、発光領域の発光輝度値の算出において、その発光領域の周辺の発光領域に対応する輝度信号を反映した発光輝度値の算出を可能としている。

　決定された発光領域の発光輝度値は、照明部２０のＬＥＤドライバ２２、および、画像信号補正部４０に対して出力される。

　＜１－１－４．画像信号補正部＞
　画像信号補正部４０は、輝度決定部３０が決定した発光輝度値に基づいて、液晶パネル１０へ入力する画像信号を補正する。

　発光領域毎の輝度制御を行った場合、元々の画像信号が同じ画像表示領域であっても、対応する発光領域の発光輝度値が低く決定された場合と高く決定された場合とで、表示される画像の輝度が異なることになる。よって、表示される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４０は、発光領域毎の発光輝度値に連動して、表示される画像の画像信号を補正するものである。具体的には、画像信号補正部４０は、発光輝度値の変更具合に応じて、液晶パネル１０に表示する画像のコントラストゲインを変更する。これにより、画像信号補正部４０は、上述の発光領域毎の輝度制御に伴う弊害を是正する。

　以上、液晶表示装置の構成について説明した。

　＜１－２．液晶表示装置の動作＞
　次に、上記構成に基づいた液晶表示装置の表示動作の具体的な一例について、本発明の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９は、液晶パネル１０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％の矩形形状の物体が配置されている。なお、図９において白の格子線は、液晶パネル１０の画像表示領域（または、対応する発光部２１の発光領域）の枠を示すものであり、実際の画像には含まれない。

　図９に示す画像の画像信号は、輝度決定部３０における特徴検出手段３１に入力されて、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、輝度算出手段３２に入力されて、各発光領域の基準輝度値に変換される。

　図１０は、輝度算出手段３２で算出された発光部２１の各発光領域の基準輝度値を示す図である。なお、ここで用いられる輝度算出手段３２は、図６Ａに示すような特性の変換テーブルを有している。よって、特徴量が０なら基準輝度値は０に、特徴量が１２８なら基準輝度値は１２８に、特徴量が２５５なら基準輝度値は２５５に、というように、特徴量は同一の値の基準輝度値に変換される。

　図１０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９における小さい方の矩形形状の物体は白１００％の画像である。したがって、物体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９における小さい方の矩形形状の物体は、発光領域３ｃに対応する画像表示領域の１／４の面積を有している。つまり、対応する画像表示領域の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が求められる。

　同様にして、図９における大きい方の矩形パターンについて説明する。発光領域３ｇと発光領域４ｇでは、対応する画像表示領域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、の基準輝度値２５５が求められる。

　発光領域２ｇ、３ｆ、３ｈ、４ｆ、４ｈ、５ｇでは、対応する画像表示領域の半分の画素において、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が求められる。

　矩形パターンの４隅にあたる、発光領域２ｆ、２ｈ、５ｆ、５ｈでは、対応する画像表示領域の１／４の画素において、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が求められる。

　＜１－２－２．重み付けによる発光輝度値の算出＞
　次に、算出された基準輝度値に対する重み付け手段３４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、比較として、まず、重み付け手段３４を用いない場合について説明する。

　図１１は、図１０に示す基準輝度値を、重み付け手段３４を介さずにそのまま照明部２０に入力した場合の発光部２１の発光状態を示す図である。また、図１２は、図１１の光を背面から照射したときに、液晶パネル１０に実際に表示される画像を示す図である。

　図１２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との間で比較すると、発光領域２ｇの黒色部分は明るく浮いてしまう。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発光領域との間の、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４０により輝度信号の補正が行われているためである。

　次に、重み付け手段３４を用いた場合について説明する。

　図１３は、重み付け手段３４から出力される重み付き輝度値を示す図である。図１３の数値の算出について、図１４を用いて具体的に説明する。

　図１４は、数値の算出を説明するための説明図であり、重み付け手段３４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１４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、第１情報に対しては、上述した構成で説明したように、第１情報重み付けブロック３５０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から、１２８×（８／１６）の値が、第１の重み付き輝度値として導かれる。

　第２情報に対しては、第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈによって、それぞれに１／１６の重み付けがなされる。すなわち、発光領域３ｇ、４ｇからは、それぞれ２５５×（１／１６）の値が、発光領域３ｈ、５ｇからは、それぞれ１２８×（１／１６）の値が、発光領域５ｈからは、６４×（１／１６）の値が、発光領域３ｉ、４ｉ、５ｉからは、それぞれ０×（１／１６）の値が、第２の重み付き輝度値として導かれる。

　そして、これら９つの重み付き輝度値の加算値である１１５．９が、発光領域４ｈの発光輝度値として算出される。

　同様の方法で、全ての発光領域に対して発光輝度値を算出すれば、図１３に示す発光輝度値が得られる。

　なお、発光部２１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、重み付け手段３４は、これらの端部の発光領域に対しては、図１４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、発光輝度値の算出を行う。

　すなわち、重み付け手段３４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、重み付け手段３４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、重み付け手段３４は、拡張された仮想領域の４隅にあたる発光領域には、発光部２１の４隅の発光領域を拡張して用いる。

　図１５は、図１３に示す発光輝度値を照明部２０に入力した場合の発光部２１の発光状態を示す図である。また、図１６は、図１５の光を背面から照射したときに、液晶パネル１０に実際に表示される画像を示す図である。

　図１６に示すように、重み付け手段３４を用いた場合、重み付け手段３４を用いない場合の図１２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。

　以上、液晶表示装置の動作について説明した。

　＜１－３．特徴のまとめ＞
　次に、本発明に係る液晶表示装置の特徴的な効果について例示する。

　例えば、従来の液晶表示装置においては、入力画像信号において輝度値の高い発光領域と輝度値の低い発光領域（特に、輝度値が０に近い発光領域）とが隣接した場合に、輝度値の低い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別する。そのため、上述の通り、輝度の時間的な不連続点が発生する可能性がある。

　本発明に係る液晶表示装置は、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。

　また、入力画像信号において輝度値の高い発光領域と輝度値の低い発光領域（特に、輝度値が０に近い発光領域）とが隣接した場合、従来の液晶表示装置においては、輝度値の高い発光領域の輝度値は補正せず、輝度値の低い発光領域の輝度値のみを上げる方向に補正する。

　これに対し、本発明の液晶表示装置では、輝度平均値の高い発光領域の発光輝度値を下げ、輝度平均値の低い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、従来の構成に比べて、輝度値の補正による電力の増加を低減することができる。

　特に、本実施の形態においては、重み付け手段の各発光領域の重みの和が１となる。よって、照明部から照射する発光量の変化を抑えた状態で重み付けを行うことができ、余分な電力の消費を抑えることができる。

　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ている。輝度平均値を特徴量として用いると、図１５に示すように、面積の大きい白色の物体に対応する発光領域に対して、面積の小さい白色の物体に対する発光領域の輝度が低くなる。したがって、画像信号補正部による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方が、液晶パネルを透過して表示される画像の輝度が低くなる。

　しかし、一般的に人間の目の特性には、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方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少ない表示となる。もちろん、画像信号補正部によって、面積が大きい白と面積が小さい白との輝度の差が小さくなるように、画像信号を補正することもできる。

　なお、本実施の形態の液晶表示装置においては、特徴量として、画像表示領域毎の入力画像信号に含まれる各画素の輝度信号のピーク値（以下「輝度ピーク値」という）を用いても、同様の効果を得ることができる。従来の構成においては、輝度ピーク値のみを用いた場合には、上述したように面積に応じた輝度値の変化を得ることはできない。本実施の形態においては、周辺の発光領域に対応する輝度信号が反映されるので、特徴量として輝度ピーク値を用いたとしても、面積に応じた輝度値の変更が可能となる。これについては後述する。

　また、特徴量として、輝度平均値と輝度ピーク値とを組み合わせて用いても良い。さらには、これら輝度平均値と輝度ピーク値とを加算する際の輝度平均値および輝度ピーク値に対する重み付けを、画像表示領域毎の入力画像信号に応じて変更するようにしても良い。これらの構成における効果について、図１７、図１８を用いて説明する。

　図１７は、特徴量として輝度平均値を用いた場合の特徴を説明する説明図である。図１７Ａは、入力画像４００を示している。入力画像４００は、黒背景の上に輝度のピークが高いサークル状の物体が存在している。なお、入力画像４００上に示す破線は、理解を容易にするために、バックライトの分割領域の位置を示すものであり、入力画像には含まれない。図１７Ｂは、特徴量として輝度平均値を用いた場合における、発光部２１の一部である発光部２１ａの発光状態を示している。ここで、発光部２１ａの中心に位置する領域は、入力画像４００の輝度のピークが高いサークル状の物体を含む領域なので、領域の画像に応じた輝度で発光する。そして、周辺の領域は、領域の画像全体が黒なので、消灯する。図１７Ｃは、特徴量として輝度平均値を用いた場合における、液晶パネル１０の一部に表示される表示画像５００ａを示している。

　図１８は、特徴量として輝度ピーク値を用いた場合の特徴を説明する説明図である。図１８Ａは、図１７Ａと同じ入力画像４００を示している。図１８Ｂは、特徴量として輝度ピーク値を用いた場合における、発光部２１の一部である発光部２１ｂの発光状態を示している。ここで、発光部２１ｂの中心に位置する領域は、入力画像４００の輝度のピークが高いサークル状の物体を含む領域なので、領域の画像に応じた輝度で発光する。そして、周辺の領域は、領域の画像全体が黒なので、消灯する。図１８Ｃは、特徴量として輝度ピーク値を用いた場合における、液晶パネル１０の一部に表示される表示画像５００ｂを示している。

　図１７Ｃに示すように、特徴量として輝度平均値を用いた場合には、画像の中の物体が動いても、各発光領域の輝度が急峻に変化することなく違和感の少ない表示が得られる。しかし、輝度平均値が低い画像表示領域において、輝度値の高い微小な白輝点（例えば、夜空の星のような物体）の輝度のピークが不足する場合がある。

　一方、図１８Ｃに示すように、特徴量として輝度ピーク値を用いた場合には、夜空の星のような物体においても輝度のピークを維持することができる。しかし、画像の中の物体が動いたときに各発光領域の輝度が急峻に変わり違和感のある表示となる場合がある。

　このような特性を利用し、特徴量として輝度平均値と輝度ピーク値とを組み合わせたり、さらには、これら輝度平均値と輝度ピーク値の重み付けを画像表示領域毎の入力画像信号に応じて変更したりすることによって、以下のような効果を有する。すなわち、表示する画像に応じて局所的にピークの輝度値が不足したり、画像の動きに応じても不自然な発光をしたりすることを低減することができ、適宜最適な特徴量によって発光領域の発光量を調整することができる。

　なお、本実施の形態においては、光源としてＬＥＤを用いたが、これに限られない。例えば、光源として、レーザー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。レーザー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。

　また、本実施の形態において、重み付け手段は、第１の発光領域の基準輝度値に対して８／１６の重み付けを行い、第２の発光領域の基準輝度値に対して１／１６の重み付けを行ったが、これに限られない。第１の重みを増やして、第２の重みを減らしたい場合には、例えば、図１９のように重みを設定すれば良い。図１９は、Ｍ：Ｎ＝２：１の場合の重みを示す説明図である。

　逆に、第１の重みを減らして、第２の重みを増やしたい場合には、重み付け手段は、例えば、図２０のように重み付けすれば良い。図２０は、Ｍ：Ｎ＝１：２の場合の、第１の重みおよび第２の重みを示す説明図である。

　これらの重みは、画像表示領域毎の入力画像信号に応じて変更するようにしても良い。重みの具体的な数値については、これら以外のものであっても良い。また、輝度を全体的に上げたい場合には、重みの和が１以上になるように、第１の重みおよび第２の重みを決定しても良い。逆に、輝度を全体的に下げたい場合には、重みの和が１以下になるように、第１の重みおよび第２の重みを決定しても良い。

　また、本実施の形態において、重み付け手段は、第２の重みを全て同じになるようにしたが、これに限られない。例えば、重み付け手段は、図２１に示すように、第１の発光領域（発光領域３ｅ）に対して、斜めに位置する第２の発光領域（発光領域２ｄ、２ｆ、４ｄ、４ｆ）の第２の重みを、他の第２の発光領域の第２の重みよりも小さくしても良い。すなわち、重み付け手段は、第２の発光領域ごとに重みを変えても良い。

　斜めに位置する第２の発光領域は、第１の発光領域からの実質的な距離が少しだけ他の第２の発光領域よりも長い。よって、斜めに位置する第２の発光領域の基準輝度値の重みを小さくすることで、より違和感のない画像表示が可能となる。

　また、本実施の形態において、重み付け手段は、第１の発光領域を中心に周辺８つの領域を第２の発光領域として、３行×３列の発光領域に対して基準輝度値の重み付けを行ったが、これに限られない。重み付け手段は、５行×５列や５行×３列など、重み付けを行う発光領域の数を変えても良い。この場合、奇数行×奇数列とすることで、第１の発光領域に対して行方向列方向に対称な第２の発光領域を設定することができる。

　図２２は、５行×５列の発光領域に対して基準輝度値の重み付けを行う場合の説明図である。このとき、重み付け手段は、第１の発光領域からより遠い第２の発光領域の基準輝度値ほど、より小さい重みを掛ける。このようにすれば、より違和感のない画像表示が可能になる。

　また、本実施の形態において、第２の発光領域は、第１の発光領域を中心とする周辺８つの領域をとしたが、これに限られない。例えば、第１の発光領域を含む全ての発光領域を第２の発光領域として、画面全体の輝度信号の平均値を第２情報として用いて重み付けを行っても良い。

　このようにすれば、画面全体の輝度信号の平均値に応じて各発光領域の輝度を変えることができる。よって、例えば、バックライト装置の電力消費が大きくなる全白表示に近いような画像においては、発光輝度を下げて省電力で表示することができる。また、バックライト装置の電力消費が小さくなる黒背景に微小な白輝点が所々にあるような画像においては、白輝点があるエリアのみに電力を集中させて白部分を明るく表示することができる。このように、液晶表示装置１は、全ての発光領域を第２の発光領域とすることにより、表現力のある画像を提供することができる。

　また、本実施の形態においては、液晶表示装置１は、発光部２１における端部の発光領域については、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発光輝度値を算出したが、別の算出方法を用いても良い。例えば、重み付け手段は、周囲８方向の全てを用いずに、実際に存在する第２発光領域の基準輝度値だけを重み付けするようにしても良い。または、液晶表示装置１は、端部の発光領域については重み付け手段を用いないようにしても良い。

　また、本実施の形態において、重み付け手段は、一定の重み付けを行うとしたが、何らかの要因によってその重み付けが変更されるものであっても良い。例えば、重み付け手段は、第１情報と第２情報との差に基づいて、重み付けを変更しても良い。第１情報と第２情報との差が大きいときには、より「黒浮き」が視認されやすくなる。よって、第１情報と第２情報の差が大きいときには、第２の重みを大きくするように変更すると、「黒浮き」の視認をより低減することができる。

　なお、本実施の形態において、液晶表示装置１は、画像信号補正部４０を有しているが、画像信号補正部４０が無い構成であっても良い。液晶表示装置１は、画像信号補正部４０が無い構成であっても、従来の液晶表示装置に比べて画像品位の低下の少ない輝度制御が可能である。画像信号補正部４０を有することによる更なる効果として、上述した通り、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。

　（実施の形態２）
　次に、本発明を液晶表示装置に適用した例である実施の形態２（基準特徴量への重み付けを行う形態）について、図面を参照して説明する。実施の形態２は、実施の形態１と比較して、図３に示す輝度決定部３０の構成が異なる。他の部分の構成は実施の形態１と同じであり、説明を一部省略する。

　なお、実施の形態１においては、輝度算出手段で算出した基準輝度値に対して重み付けを行ったが、実施の形態２では、輝度算出手段の前の画像信号の特徴量に対して重み付けを行う。

　図２３は、輝度決定部３０ａの詳細な構成を示す構成図である。輝度決定部３０ａは、大別して、特徴検出手段３１ａと、一時メモリ３３ａと、重み付け手段３４ａと、輝度算出手段３２ａと、を有する。

　特徴検出手段３１ａは、実施の形態１における特徴検出手段３１と同じ機能を有する。すなわち、特徴検出手段３１ａは、画像表示領域毎に輝度平均値を検出する。特徴検出手段３１ａは、検出した画像表示領域毎の輝度平均値を、基準特徴量として、順次、一時メモリ３３ａへ出力する。基準特徴量とは、各画像表示領域における画像信号の特徴量を算出する際の基準となる値である。

　一時メモリ３３ａは、特徴検出手段３１ａから出力された基準特徴量を記憶する。すなわち、一時メモリ３３ａは、画像表示領域毎に基準特徴量を順次記憶していき、全ての画像表示領域の基準特徴量を一旦記憶する。

　重み付け手段３４ａは、第１情報（第１の画像表示領域の基準特徴量）と第２情報（第２の画像表示領域の基準特徴量）とに重み付けして得られる値から、第１の画像表示領域の特徴量を決定する。すなわち、重み付け手段３４ａは、一つの画像表示領域（第１の画像表示領域）の特徴量を決定するにあたり、その画像表示領域に対する基準特徴量（第１情報）を、一時メモリ３３ａから読み出す。また、重み付け手段３４ａは、その画像表示領域とは別の所定の画像表示領域（第２の画像表示領域）の基準特徴量（第２情報）も、一時メモリ３３ａから読み出す。そして、重み付け手段３４ａは、読み出した複数の基準特徴量（第１情報および第２情報）に重み付けを行って加算し、その画像表示領域（第１の画像表示領域）の特徴量を決定する。

　本実施の形態において、第２の画像表示領域は、第１の画像表示領域を中心にその周辺に隣接する８つの画像表示領域である。例えば、図４を用いて例示すると、発光領域３ｄに対応する画像表示領域が第１の画像表示領域である場合、第２の画像表示領域は、発光領域２ｃ、２ｄ、２ｅ、３ｃ、３ｅ、４ｃ、４ｄ、４ｅに対応する画像表示領域である。

　図２４は、本実施の形態における重み付け手段３４ａのより詳細な構成を示す構成図である。重み付け手段３４ａは、第１情報読み出しブロック３４０ａ、８つの第２情報読出しブロック３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ、３４２ｄ、３４２ｅ、３４２ｆ、３４２ｇ、３４２ｈ、第１情報重み付けブロック３５０ａ、８つの第２情報重み付けブロック３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃ、３５２ｄ、３５２ｅ、３５２ｆ、３５２ｇ、３５２ｈ、および加算ブロック３６０ａを有している。

　第１情報読み出しブロック３４０ａは、一時メモリ３３ａより第１情報を読み出す。第１情報重み付けブロック３５０ａは、読み出した第１情報に対して重み付けを行い、第１の基準特徴量を出力する。

　第２情報読出しブロック３４２ａ～３４２ｈは、一時メモリ３３ａより第２情報を読み出す。第２情報重み付けブロック３５２ａ～３５２ｈは、読み出した第２情報に対して重み付けを行い、第２の基準特徴量をそれぞれ出力する。

　加算ブロック３６０ａは、第１情報重み付けブロック３５０ａが出力する第１の基準特徴量と、第２情報重み付けブロック３５２ａ～３５２ｈが出力する第２の基準特徴量とを加算する。

　本実施の形態においては、第１情報重み付けブロック３５０ａは、第１情報に対して８／１６の重み付けを行う。また、第２情報重み付けブロック３５２ａ～３５２ｈは、第２情報に対して、全て等しく１／１６の重み付けを行う。第２情報は、第１の画像表示領域の周辺に隣接する８つの画像表示領域のそれぞれの基準特徴量である。

　重み付けの手法は、実施の形態１の図８において説明した重み付けの手法と同様である。すなわち、本実施の形態における重み付けの手法は、図８の説明における重み付けの手法において、発光領域を画像表示領域に置き換えた手法である。

　重み付け手段３４ａは、各画像表示領域の基準特徴量に対して重み付けを行い、重み付けを行った後の値（特徴量）を、輝度算出手段３２ａに出力する。

　輝度算出手段３２ａは、入力した特徴量に基づいて、発光領域毎に発光輝度値を算出する。すなわち、輝度算出手段３２ａは、画像表示領域毎に、特徴量を、その画像表示領域に対応する発光領域の発光輝度値に変換して、照明部２０のＬＥＤドライバ２２、および、画像信号補正部４０に対して出力する。輝度算出手段の持つ変換テーブルは、実施の形態１の輝度算出手段３２と同様であるので、これについての説明を省略する。

　このような構成によれば、画像表示領域毎の画像信号の特徴量に対して重み付けを行うか、画像表示領域に対応する発光領域毎の発光輝度値に対して重み付けを行うかの違いはあるものの、結果として実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、図９に示すような画像の画像信号が入力された場合には、図１３に示すような発光領域の発光輝度値が求まることになる。

　なお、本実施の形態において、基準特徴量として、輝度平均値の代わりに、画像表示領域毎の各画素の輝度信号の総和（以下「輝度総和値」という）を用いても良い。この場合、基準特徴量として輝度総和値を用いて、重み付け手段で平均値に変換する。具体的な構成を図２５に示す。

　図２５は、基準特徴量として輝度総和値を用いた場合に用いる重み付け手段３４ｂの構成を示す構成図である。重み付け手段３４ｂは、重み付け手段３４ａと比較して、除算ブロック３７０を有している点で異なる。

　基準特徴量として輝度総和値を用いた場合、第１情報および各第２情報は、それぞれ輝度総和値となる。よって、重み付け手段３４ｂは、一つの画像表示領域に対応する特徴量とするため、加算ブロック３６０ａが出力する値を、除算ブロック３７０にて平均化する。すなわち、除算ブロック３７０は、第１の画像表示領域および８つの第２の画像表示領域の全てに含まれる液晶パネル１０の画素数で、加算ブロック３６０ａの加算結果を除算する。このような構成でも同様の結果を得ることが可能である。

　（実施の形態３）
　次に、本発明を液晶表示装置に適用した例である実施の形態３（外光に基づいて基準輝度値に対する重み付けを変更する形態その１）について、図面を参照して説明する。実施の形態３は、実施の形態１と比較して、輝度決定部に外光検出手段を有している点で異なる。他の部分の構成は実施の形態１と同じであり、説明を一部省略する。

　上述した「黒浮き」の部分の視認性は、液晶表示装置の周辺外光の状況により大きく異なる。すなわち、非常に暗い部屋で画像を見るような、周辺外光の照度が小さい環境の場合、「黒浮き」は視認されやすくなる。逆に、明るい部屋で画像を見るような、周辺外光の照度が大きい環境の場合、「黒浮き」は視認されにくくなる。

　さらに、周辺外光の照度が大きい環境では、輝度のピークが低いとコントラストが弱く認識されるが、周辺外光の照度が小さい環境では、輝度のピークが低くてもコントラストが強く認識される。

　また、重みの和を所定値（例えば１）とする場合、第２の重み（第２情報に掛ける重み）を大きくすると、第１の重みが小さくなって輝度のピークが低くなり、逆に第２の重みを小さくすると、第１の重みが大きくなって輝度のピークが高くなる。

　そこで、本実施の形態に係る液晶表示装置は、外光照度に応じて第１の重みおよび第２の重みを変えてやることにより、「黒浮き」の視認性の低減とコントラストの視認性の向上とを両立させる。より具体的には、本実施の形態に係る液晶表示装置は、周辺外光の照度が小さい環境では、第２の重みを大きくすることにより、「黒浮き」の低減を図る。そして、逆に、周辺外光の照度が大きい環境では、本実施の形態に係る液晶表示装置は、第２の重みを小さくすることにより、輝度が必要なエリアに集中的に発光させてピーク輝度を高くし、コントラストがより強く認識される画像表示を可能にする。

　図２６は、輝度決定部３０ｃの詳細な構成を示す構成図である。輝度決定部３０ｃは、実施の形態１の同様の特徴検出手段３１、輝度算出手段３２、一時メモリ３３を有している。そして、輝度決定部３０ｃは、特徴的な構成として、外光検出手段３５と、外光検出部３５の検出結果に応じて重み付けを変更する重み付け手段３４ｃとを有している。

　外光検出手段３５は、液晶表示装置の周囲の照度を検出し、検出結果を示す外光照度値を、重み付け手段３４ｃへ出力する。外光検出手段３５は、例えば、液晶パネル１０の表示面側に配置された、フォトダイオードを用いた照度センサーである。そして、外光検出手段３５は、液晶パネル１０の表示面側に照射される外光の照度を検出する。外光検出手段３５は、一つであっても良いし、複数個設置されていても良い。液晶表示装置は、複数位置で照度を検出する場合には、例えば、検出結果の平均値を、外光照度値として重み付け手段３４ｃへ出力する。

　重み付け手段３４ｃの各重み付けブロックの重みは、可変となっている。ここでは、重み付け手段３４ｃは、少なくとも、図８に示す重み付け（以下「基本重み付け」という）、図１９に示す重み付け（以下「高照度時重み付け」という）、および図２０に示す重み付け（以下「低照度時重み付け」）の間で、重み付けを切り替え可能となっているものとする。高照度時重み付けにおいては、基本重み付けに比べて、第１の重みは大きく、第２の重みは小さい。また、低照度時重み付けにおいては、基本重み付けに比べて、第１の重みは小さく、第２の重みは大きい。

　重み付け手段３４ｃは、外光検出手段３５から外光照度値を入力する。そして、重み付け手段３４ｃは、入力した外光照度値に基づいて、各重み付けブロックの重みを決定する。すなわち、重み付け手段３４ｃは、外光照度値が小さい場合には第２の重みが大きく、外光照度値が大きい場合には第２の重みが小さくなるように、入力した外光照度値に応じて重み付けを変更する。

　図２７は、本実施の形態における重み付け手段３４ｃのより詳細な構成を示す構成図であり、実施の形態１の図７に対応するものである。本実施の形態においては、重み付け手段３４ｃの第１情報重み付けブロック３５０および第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈは、それぞれ、制御信号に従って重みを変更する構成を有している。また、重み付け手段３４ｃは、外光照度値を入力し、入力した外光照度値に応じた制御信号を各重み付けブロック３５０、３５１ａ～３５１ｈへ出力する、重み制御部３８０を有している。

　重み制御部３８０は、例えば、基本重み付け（図８）を適用する外光照度値の範囲を、基本照度値として予め設定している。基本照度値および各重み付けは、経験測や実験結果に基づいて決定することができる。そして、重み制御部３８０は、外光照度が大きくなり、外光照度値が基本照度値を超えている場合には、適用する重み付けを、基本重み付け（図８）から高照度時重み付け（図１９）へ切り替えるように、制御信号を出力する。つまり、重み制御部３８０は、第２の重みが小さくなるように重み付けを変更する。これは、上述の通り、周辺外光の照度が大きい環境では、「黒浮き」は視認されにくい一方で、コントラストも認識されにくいからである。

　逆に、例えば、重み制御部３８０は、外光照度が小さくなり、外光照度値が基本照度値を下回っている場合には、適用する重み付けを、基本重み付け（図８）から低照度時重み付け（図２０）に切り替えるように、制御信号を出力する。つまり、重み制御部３８０は、第２の重みが大きくなるように重み付けを変更する。これは、上述の通り、周辺外光の照度が小さい環境では、コントラストは認識され易い一方で、「黒浮き」も視認され易いからである。

　また、重み付けの切り替えは、例えば図２８に示すようにすることが好ましい。すなわち、外光照度値が高くなっていく際に重み付けを切り替える第１の閾値と、外光照度値が低くなっていく際に重み付けを切り替える第２の閾値とを異ならせることが望ましい。具体的には、重み制御部３８０は、図２８Ａに示すように、外光照度値が高くなっていく際には、基本照度値Ｐ_０よりも高い外光照度値（第１の閾値Ｐ_１）で、重み付けを切り替える。そして、重み制御部３８０は、図２８Ｂに示すように、外光照度値が低くなっていく際には、基本照度値よりも低い外光照度値（第２の閾値Ｐ_２）で、重み付けを切り替える。このようにすることで、基本照度値付近での切り替えのチャタリングなどを抑えることが可能となる。

　重み付けの変更にあたって、重み制御部３８０は、例えば、外光照度値と第１の重みおよび第２の重みとを対応付けた変換テーブルを用いる。ところが、重み付けのパターンが少ない場合には、外光照度が変化した際に、発光輝度が大きく変化することになり、観察者に違和感を与えるおそれがある。したがって、重み制御部３８０は、外光照度値に対してより細かく第１の重みおよび第２の重みを対応付けた変換テーブルを用いることが望ましい。

　また、重み制御部３８０は、例えば、第１の重みおよび第２の重みの合計値を所定値（例えば１）とする場合には、外光照度値に第１の重みのみまたは第２の重みのみを対応付けた変換テーブルを用いることができる。

　図２９は、外光照度値を第２の重みに変換する変換テーブルの特性の例を示す図である。図２９Ａ～図２９Ｄにおいて、横軸は外光照度値を示し、縦軸は第２の重みを示している。

　図２９Ａは、外光照度値の増加に対して第２の重みを線形に減少させる場合の変換テーブルの特性を示す。この変換テーブルを用いた場合には、重み付けの制御が容易である。

　図２９Ｂは、外光照度値の増加に対して第２の重みを非線形に減少させる場合の変換テーブルの特性を示す。この変換テーブルを用いた場合には、外光照度値が大きいほど、第２の重みの変化率が小さくなる。すなわち、外光照度値が大きいほど、より細かい重み付けの制御が可能になる。

　図２９Ｃは、図２９Ａに示す特性において、外光照度値が所定の閾値以上のとき第２の重みが０になるようにした変換テーブルの特性である。この変換テーブルを用いた場合には、外光照度値が大きい条件下では、発光輝度に第２情報の影響が反映されない。すなわち、外光照度値が所定の閾値以上ではコントラストの視認性を最大に優先させることができる。すなわち、黒浮きが目立たない環境では、本来明るくすべきところ（基準輝度値が高いところ）はできるだけ明るく、本来暗くすべきところは（基準輝度値が低いところ）はできるだけ暗くなるように表示させることができる。

　図２９Ｄは、外光照度値の増加に対して、所定の値までは第２の重みを変更せず、所定の値以上から変更するようにする場合の変換テーブルの特性である。この変換テーブルを用いた場合には、外光照度の特に大きい環境でのみコントラストの視認性が優先され、通常の使用環境においては、常に一定の重みが掛けられる。すなわち、明所に適した制御と暗所に適した制御とを、簡単に両立させることができる。

　なお、重み制御部３８０は、図２９に示すような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、表示装置の種類や状態、ユーザ設定等に応じて、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しても良い。

　このような構成により、実施の形態に係る液晶表示装置は、外光の照度に応じて周辺の発光領域の影響度合いを変更し、「黒浮き」の視認性の低減とコントラストの視認性の向上とを両立させることができる。

　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、重み付け手段３４ｃ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、第１の重みおよび第２の重み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。

　また、本実施の形態においては、重み制御部３８０が第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈに個別に制御信号を出力する構成を図示したが、第２の重みを常に同一の値とする場合には、第２情報重み付けブロック３５１ａ～３５１ｈに対して共通の制御信号を出力しても良い。

　また、本実施の形態においては、各重み付けブロック３５０、３５１ａ～３５１ｈが制御信号に従って重みを変更する構成としたが、重み付けが異なる複数セットの重み付けブロック３５０、３５１ａ～３５１ｈを有し、使用するセットを切り替える構成としても良い。

　また、本実施の形態において、外光検出手段の設置位置を液晶パネル１０の表示面側としたが、これに限られない。例えば、外光検出手段は、液晶パネル１０の表示面外に設けられるフレーム枠（図示せず）上や、液晶パネル１０の背面カバー（図示せず）上などに設置しても良い。

　また、本実施の形態において、外光検出手段をフォトダイオードを用いた照度センサーとしたが、これに限られない。例えば、外光検出手段は、フォトトランジスタを用いた照度センサーであっても良い。

　また、本実施の形態において、重み付けの和が一定値となる様にしたが、これに限られない。外光照度が高い場合に第２の重みのみを大きくし、重みの和が１以上になるように重み付けを行っても良い。逆に、外光照度が低い場合に第２の重みのみを小さくし、重みの和が１以下になるように重み付けを行っても良い。

　（実施の形態４）
　次に、本発明を液晶表示装置に適用した例である実施の形態４（外光に基づいて基準輝度値に対する重み付けを変更する形態その２）について、図面を参照して説明する。実施の形態４は、実施の形態３と同じく外光検出手段を有しているが、外光照度値に応じた重み付けの変更方法が異なる。

　実施の形態４に係る液晶表示装置は、外光照度値に応じて第２の重みのみを変更し、第１の重みは変更しない。他の構成は実施の形態３と同様であり、説明を省略する。

　輝度のピークが大きく変化すると、観察者に違和感を与えるおそれがある。一方で、輝度のピークが同じでも、外光照度値によって、黒浮きの目立ち方が異なる。

　そこで、本実施の形態に係る液晶表示装置は、輝度のピークをできるだけ一定にしつつ、外光照度に応じて発光領域間の発光輝度差の分布を変える。より具体的には、本実施の形態に係る液晶表示装置は、輝度のピークをできるだけ一定にしつつ、周辺外光の照度が小さい環境では、より広い範囲に輝度を分散させ、逆に、周辺外光の照度が大きい環境では、より狭い範囲に輝度を集中させる。これにより、本実施の形態に係る液晶表示装置は、輝度のピークの変化の緩和と、「黒浮き」の視認性の低減およびコントラストの視認性の向上とを両立させる。

　本実施の形態においては、重み付け手段３４ｃは、５行×５列の発光領域に対して基準輝度値の重み付けを行うものとする。また、ここでは、重み付け手段３４ｃは、少なくとも、図２２に示す重み付け（以下「基本重み付け」という）、図３０に示す重み付け（以下低照度時重み付け」という）、および図３１に示す重み付け（以下「高照度時重み付け」）の間で、重み付けを切り替え可能となっているものとする。

　低照度時重み付けにおいては、基本重み付けに比べて、第１の発光領域に隣接する発光領域の第２の重み（以下「内側の第２の重み」という）は大きく、さらにその外側にある発光領域の第２の重み（以下「外側の第２の重み」という）は小さい。また、高照度時重み付けにおいては、基本重み付けに比べて、内側の第２の重みは小さく、外側の第２の重みは内側の第２の重みより大きい。しかし、第１の重みは、基本重み付け、高照度時重み付け、低照度時重み付けのいずれも同じとなっている。

　例えば、重み付け手段３４ｃは、外光照度が小さくなり、外光照度値が基本照度値を下回っている場合には、適用する重み付けを、基本重み付け（図２２）から低照度時重み付け（図３０）へ切り替える。つまり、重み付け手段３４ｃは、内側の第２の重みを大きくし、外側の第２の重みを小さくする。このとき、重み付け手段３４ｃは、第１の重みを変えない。

　逆に、重み付け手段３４ｃは、外光照度が大きくなり、外光照度値が基本照度値を超えている場合には、適用する重み付けを、基本重み付け（図２２）から高照度時重み付け（図３１）へ切り替える。つまり、重み付け手段３４ｃは、内側の第２の重みを小さくし、外側の第２の重みを大きくする。このとき、重み付け手段３４ｃは、第１の重みを変えない。

　したがって、重み付け手段３４ｃは、これらの重み付けを外光照度値に応じて適用することにより、輝度のピークがあまり変化せず、周辺外光の照度が小さい環境では輝度が分散し、周辺外光の照度が大きい環境では輝度が集中するような、発光輝度値を出力することができる。

　このように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、外光の照度に応じて周辺の発光領域の影響度合いを変更し、輝度のピークの変化の緩和と、「黒浮き」の視認性の低減およびコントラストの視認性の向上とを両立させることができる。

　なお、本実施の形態に係る液晶表示装置は、第１の重みについても、実施の形態３と同様に、外光の照度に応じて変更しても良い。また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、５行×５列以外の複数の発光領域に対して、同様の重み付けを適用することができる。いずれの場合も、液晶表示装置は、第１の重みと全ての第２の重みとの合計値が１となるような重み付けを適用することが望ましい。

　（実施の形態５）
　次に、本発明を液晶表示装置に適用した例である実施の形態５（外光に基づいて第２情報の数を変更する形態）について、図面を参照して説明する。

　実施の形態５に係る液晶表示装置は、実施の形態３と同じく外光検出手段を有しているが、外光検出手段の検出結果に応じて第２情報の数（本実施の形態においては、第２の発光領域の数）を変更する点で、実施の形態３とは異なる。他の構成は実施の形態３と同様であり、説明を省略する。

　図２２に示す５行×５列の重み付けから図３０に示す５行×５列の重み付けのように輝度を集中させる場合、その重みの分布は、図８に示す３行×３列の重み付けにおける重みの分布に近くなる。

　そこで、本実施の形態に係る液晶表示装置は、外光照度値に応じて、第２の発光領域の数、つまり、第１の画像表示領域を照射する発光領域の発光輝度値の決定に用いる第２の情報の数を変更する。より具体的には、本実施の形態に係る液晶表示装置は、周辺外光の照度が小さい環境では、第２の発光領域の数を多くして輝度を分散させ、周辺外光の照度が大きい環境では、第２の発光領域の数を少なくして輝度を集中させる。このような形態であっても、「黒浮き」の視認性の低減およびコントラストの視認性の向上を両立させることができる。また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、第２の発光領域の数を変えるので、決められた範囲での重み付けの変更を行なう場合よりも、より滑らかに「黒浮き」の視認性の低減およびコントラストの視認性の向上を図ることができる。

　本実施の形態においては、重み付け手段３４ｃは、少なくとも、図８に示す３行×３列の重み付け（以下「基本重み付け」という）と、図２２に示す５行×５列の重み付け（以下「拡大重み付け」という）との間で、重み付けを切り替え可能となっているものとする。

　例えば、重み付け手段３４ｃは、外光照度が小さくなり、外光照度値が基本照度値を超えている場合には、適用する重み付けを、基本重み付け（図８）から拡大重み付け（図２２）へ切り替える。つまり、重み付け手段３４ｃは、第１の発光領域の周辺の発光領域（第２の発光領域）の数を拡大するとともに、第２の重みを変更する。

　このように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、外光の照度に応じて周辺の発光領域の影響度合いを変更し、より滑らかに「黒浮き」の視認性の低減およびコントラストの視認性の向上を図ることができる。

　なお、重み付け手段は、周辺の外光が非常に明るく、外光照度値が所定の閾値以上のときには、第２の重みが０になるように、重み付けを変更しても良い。このような場合には、「黒浮き」が非常に視認されにくいためである。このように第２の重みを０にする場合、加算ブロック重み付きにおいて加算される輝度値の数を減らすことができ、処理負荷を軽減することができる。

　また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、第２の領域の大きさが異なる３種類以上の重み付けを切り替えても良い。また、実施の形態５の構成と実施の形態３又は４の構成とを組合せても良い。すなわち、重み付けを変化させつつ、第２の発光領域の数を変更しても良い。

　また、液晶表示装置は、重み付けの和を一定値としない様にしても良い。例えば、液晶表示装置は、外光照度が高く、第２の発光領域の数を拡大した場合に、拡大した分の第２の発光領域に第２の重みを設定し、その他の第２の発光領域の第２の重みは変更しないようにする。このような構成によれば、重み付けを変更する処理負荷を低減することができる。

　（その他の実施の形態）
　本発明の実施の形態として、上述の通り、実施の形態１乃至５を例示した。しかし本発明はこれらの実施の形態に限定されない。そこで、他の実施の形態について、その一例を以下にまとめて説明する。

　別の実施の形態に係る液晶表示装置は、実施の形態１と同様の構成であって、特徴検出手段が、画像表示領域毎に、輝度平均値および輝度ピーク値に重み付けを行うことによって特徴量を決定する構成を有する。そして、この液晶表示装置は、外光検出手段を更に有し、検出した外光照度に応じて、この輝度平均値および輝度ピーク値に掛ける重みを変更する構成を有する。

　このような構成によれば、「黒浮き」が気にならない程度に外光照度が高い場合に、輝度ピーク値の重み付けを大きくすることによって、微小な白輝点でも、特徴量を大きくして明るく光らせることができる。よって、外光照度に応じた最適な画像を提供することができる。

　また、更に別の実施の形態に係る液晶表示装置は、実施の形態１と同様の構成であって、特徴検出手段が、画像表示領域毎に、輝度平均値および輝度ピーク値に重み付けを行うことによって特徴量を決定する構成である。そして、この液晶表示装置は、この輝度平均値および輝度ピーク値に掛ける重みに応じて、重み付け手段における第１の重みと第２の重みとを変更する構成を有する。

　この構成によれば、例えば、輝度ピーク値に掛ける重みが大きいときに第２の重みを大きくすることで、輝度ピーク値に掛ける重みを大きくしたときに発生する、物体が動いたときの急峻な発光領域の輝度変化を改善する効果を得ることができる。よって、輝度のピークの維持と、画像の動きに応じた発光領域の滑らかな動きとを両立させることができる。

　また、上述した実施の形態１乃至実施の形態５において、第１の発光領域と第２の発光領域に対して、例えば、図８、図１９、図２０、図２１、図３０に示すような重み付けを行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、液晶表示装置は、各画像表示領域の特徴量を画像データとしてとらえ、帯域制限フィルタを用いて、注目する画像表示領域（第１の画像表示領域）の発光輝度に、その周辺の画像表示領域（第２の画像表示領域）の輝度信号が反映されるようにしても良い。この場合、帯域制限フィルタのフィルタ係数が、上述した実施の形態における重みに相当する。具体的には、例えば、水平３タップ（行方向３領域）、垂直３タップ（列方向３領域）の帯域制限フィルタとすれば、図８に示す図がフィルタ係数に相当する。

　２００８年９月２９日出願の特願２００８－２５０１１７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及び表示装置は、例えば、液晶テレビ及び液晶モニタ等の表示装置やそれらのバックライト装置として利用することができる。

　１　液晶表示装置
　１０　液晶パネル
　２０　照明部
　２１　発光部
　２２　ＬＥＤドライバ
　３０、３０ａ、３０ｃ　輝度決定部
　３１、３１ａ　特徴検出手段
　３２、３２ａ　輝度算出手段
　３３、３３ａ　一時メモリ
　３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ　重み付け手段
　３５　外光検出手段
　４０　画像信号補正部
　２１０　ＬＥＤ
　３４０、３４０ａ　第１情報読み出しブロック
　３４１ａ～３４１ｈ、３４２ａ～３４２ｈ　第２情報読出しブロック
　３５０、３５０ａ　第１情報重み付けブロック
　３５１ａ～３５１ｈ、３５２ａ～３５２ｈ　第２情報重み付けブロック
　３６０、３６０ａ　加算ブロック
　３７０　除算ブロック
　３８０　重み制御部
　４００　入力画像
　５００ａ、５００ｂ　表示画像
　９００　入力画像
　９１０　バックライト
　９２０　表示画像

Claims (16)

1. 　複数の画像表示領域を有し背面から照射される照明光を画像信号に応じて前記画面表示領域毎に変調することにより画像を表示する光変調部に対して、画像を表示させるための照明光を照射する照明部と、
   　前記照明部の発光輝度値を決定し、決定した発光輝度値に基づいて前記照明部の発光状態を更新する輝度決定部と、を備え、
   　前記照明部は、
   　前記複数の画像表示領域のそれぞれを照射する複数の発光領域を有し、
   　前記輝度決定部は、
   　第１の画像表示領域の入力画像信号に基づく第１情報と、第２の画像表示領域の入力画像信号に基づく第２情報と、に重み付けして得られる値から、前記第１の画像表示領域を照射する発光領域の発光輝度値を決定する、
   　バックライト装置。
2. 　前記輝度決定部は、
   　前記画像表示領域毎の入力画像信号の特徴量を検出する特徴検出手段と、
   　前記特徴量に基づいて前記発光領域毎の基準輝度値を算出する輝度算出手段と、
   　前記第１情報である第１の発光領域の基準輝度値と、前記第２情報である第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、前記第１の発光領域の発光輝度値を決定する重み付け手段と、を有する、
   　請求項１記載のバックライト装置。
3. 　前記輝度決定部は、
   　前記画像表示領域毎の入力画像信号の基準特徴量を検出する特徴検出手段と、
   　第１情報である第１の画像表示領域の基準特徴量と、第２情報である第２の画像表示領域の基準特徴量と、に重み付けして得られる値から、前記第１の画像表示領域の特徴量を決定する重み付け手段と、
   　前記特徴量に基づいて前記発光領域毎の発光輝度値を算出する輝度算出手段と、を有する、
   　請求項１記載のバックライト装置。
4. 　前記第２の画像表示領域は、
   　前記第１の画像表示領域と隣接する画像表示領域を含む、
   　請求項１記載のバックライト装置。
5. 　前記輝度決定部において、
   　前記第１情報よりも、前記第２情報を小さく重み付けする、
   　請求項１記載のバックライト装置。
6. 　前記輝度決定部は、
   　前記第１の画像表示領域からより遠い前記第２の画像表示領域の第２情報ほど、より小さい重みを掛ける、
   　請求項１記載のバックライト装置。
7. 　前記輝度決定部は、
   　前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記第１情報および前記第２情報に対する重み付けを変更する、
   　請求項１記載のバックライト装置。
8. 　前記特徴検出手段は、
   　前記入力画像信号の輝度ピーク値を検出する、
   　請求項２又は３記載のバックライト装置。
9. 　前記特徴検出手段は、
   　前記入力画像信号の輝度平均値を検出する、
   　請求項２又は３記載のバックライト装置。
10. 　前記特徴検出手段は、
    　前記入力画像信号の輝度ピーク値と輝度平均値との組合せ情報を検出する、
    　請求項２又は３記載のバックライト装置。
11. 　前記輝度決定部は、
    　自装置の周辺外光の照度を検出する外光検出手段を備え、
    　前記外光検出手段の検出結果に基づいて、前記第１情報および前記第２情報に対する重み付けを変更する、
    　請求項１記載のバックライト装置。
12. 　前記輝度決定部は、
    　自装置の周辺外光の照度を検出する外光検出手段を備え、
    　前記外光検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の画像表示領域を照射する発光領域の発光輝度値の決定に用いる第２情報の数を変更する、
    　請求項１記載のバックライト装置。
13. 　前記輝度決定部は、
    　前記周辺外光の照度がより小さいほど、前記第２情報に掛ける重みが大きくなるように、前記第１情報および前記第２情報に対する重み付けを変更する、
    　請求項１１記載のバックライト装置。
14. 　前記輝度決定部において、
    　前記周辺外光の照度が所定の閾値以上のとき、前記第２情報に掛ける重みが０になるように、前記第１情報および前記第２情報に対する重み付けを変更する、
    　請求項１１記載のバックライト装置。
15. 　請求項１記載のバックライト装置と、
    　前記光変調部と、を備えた、
    　表示装置。
16. 　前記輝度決定部が決定した発光輝度値に基づいて、前記光変調部へ入力する画像信号を補正する画像信号補正部を更に備えた、
    　請求項１５記載の表示装置。

Images