JPWO2011111268A1 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

本液晶表示装置のエリアアクティブ駆動処理部（５）に含まれるＬＥＤ出力値補正部（５１３）は、輝度補正ＬＵＴ（１３）を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部（５１２）で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して中間値から最大値付近にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、バックライトの輝度が小さい場合（典型的には入力画像の平均輝度が小さい場合）にもコントラスト比が向上し、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）が防止される。

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に、バックライトの輝度を制御する機能（バックライト調光機能）を有する画像表示装置に関する。

液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置では、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を抑制し、表示画像の画質を改善することができる。特に、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づき、当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。以下、このようにエリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら表示パネルを駆動する方法を「エリアアクティブ駆動」という。

エリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置では、バックライト光源として、例えば、ＲＧＢ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）や白色ＬＥＤが使用される。各エリアに対応したＬＥＤの輝度は当該各エリア内の画素の輝度の最大値や平均値などに基づいて求められ、ＬＥＤデータとしてバックライト用の駆動回路に与えられる。また、そのＬＥＤデータと入力画像とに基づいて表示用データ（液晶の光透過率を制御するためのデータ）が生成され、当該表示用データは液晶パネル用の駆動回路に与えられる。なお、画面上における各画素の輝度は、バックライトからの光の輝度と表示用データに基づく光透過率との積になる。ここで、１個のＬＥＤから出射された光は、対応するエリアを中心として複数のエリアに当たる。従って、各画素の輝度は、複数のＬＥＤから出射された光の輝度の合計と表示用データに基づく光透過率との積になる。

以上のような液晶表示装置によれば、入力画像に基づき好適な表示用データとＬＥＤデータを求め、表示用データに基づき液晶の光透過率を制御し、ＬＥＤデータに基づき各エリアに対応したＬＥＤの輝度を制御することにより、入力画像を液晶パネルに表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応するＬＥＤの輝度を小さくすることにより、バックライトの消費電力を低減することができる。

このようなエリアアクティブ駆動を行う液晶表示装置に関して、例えば国際公開第２００９／０９６０６８号パンフレットには、各エリアに対応した光源の輝度を求める際に、予め輝度の上限値と下限値を定める従来の画像表示装置の構成が開示されている（以下、この装置を「従来の装置」という）。この従来の装置では、画像の平均輝度に応じて、輝度の上限値を最大輝度よりも低く定めたり、輝度の下限値を最小輝度よりも高く定めることにより、表示品質の低下を防ぐことができる。

国際公開第２００９／０９６０６８号パンフレット

しかし、上記従来の装置では、画像の平均輝度が小さい場合、バックライトの輝度が小さいことによる表示品質の低下、例えば、高階調で表示されるべき画素でのピーク輝度感の低下や、（表示輝度に対して）バックライトの輝度が不足する場合には高階調で表示されるべき画素の階調飛び（輝度不足）などを生じることがある。

この点、入力画像の平均輝度が小さい場合にもバックライトの輝度を大きくすれば上記輝度不足の問題は解消される。しかし、このようにバックライトの輝度を常に大きくすると消費電力が増加し、また全体的に画面が明るくなるとピーク輝度感が低下するという問題を生じる。

そこで、本発明は、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御する画像表示装置であって、入力画像の平均輝度が小さい場合にもバックライトの輝度が小さいことによる表示品質の低下を防止することができる画像表示装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
光源を含むバックライトと、
前記光源からの光を透過することにより複数の画素を表示する複数の表示素子を含む表示パネルと、
所定の階調で表示されるべき画素を複数含む入力画像に基づき前記光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求める発光輝度算出部と、
前記入力画像と前記発光輝度算出部により求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率に応じた表示用データを求める表示用データ算出部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記発光輝度データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
を備え、
前記発光輝度算出部は、
前記入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記複数の画素に対応する前記発光輝度データを算出する出力値算出部と、
前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるよう、前記出力値算出部に与えるべき前記入力画像を補正するか、または前記出力値算出部において算出された発光輝度データを補正する輝度補正部とを含むことを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの中間値から最大値近傍までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの中央値以上の値である前記中間値および前記最大値近傍において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加させることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの最小値近傍から中間値までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第４の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの前記最小値近傍において最大かつ前記中間値において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加させることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの最小値近傍から第１の中間値までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させるとともに、前記第１の中間値以上の値である第２の中間値から最大値近傍までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする。

本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの前記最小値近傍において最大かつ前記第１の中間値において最小となり、前記第２の中間値および前記最大値近傍において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加させることを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記発光輝度算出部は、装置外部から与えられる入力画像に対して逆ガンマ補正を行い、
前記表示用データ算出部は、
装置外部から与えられる入力画像を所定期間保持するための画像メモリと、
前記期間経過後に前記画像メモリから与えられる入力画像に対して逆ガンマ補正を行う表示用逆ガンマ補正部と、
前記表示用逆ガンマ補正部により逆ガンマ補正された入力画像と前記発光輝度算出部により求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示用データを求める表示用データ出力部とを含むことを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第８の局面において、
前記発光輝度算出部は、装置外部から与えられる入力画像に対して前記逆ガンマ補正を行う発光輝度逆ガンマ補正部をさらに含み、
前記出力値算出部は、前記発光輝度逆ガンマ補正部により逆ガンマ補正された入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより前記発光輝度データを算出することを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第９の局面において、
前記発光輝度逆ガンマ補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記逆ガンマ補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す第１のテーブルを参照することにより補正を行い、
前記輝度補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す第２のテーブルを参照することにより補正を行うことを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第８の局面において、
前記輝度補正部は、装置外部から与えられる入力画像に対して、前記逆ガンマ補正と、前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正とを同時に行い、
前記出力値算出部は、前記輝度補正部により補正された入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記発光輝度データを算出し出力することを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記輝度補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記逆ガンマ補正および前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す単一のテーブルを参照することにより補正を行うことを特徴とする。

本発明の第１３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記バックライトは、前記光源を複数含み、
前記発光輝度算出部は、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記入力画像に基づき各エリアに対応した光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求めることを特徴とする。

本発明の第１４の局面は、バックライトの輝度を制御する機能を有し、光源を含むバックライトと、前記光源からの光を透過することにより複数の画素を表示する複数の表示素子を含む表示パネルとを備える画像表示装置の制御方法であって、
所定の階調で表示されるべき画素を複数含む入力画像に基づき前記光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求める発光輝度算出ステップと、
前記入力画像と前記発光輝度算出ステップにおいて求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率に応じた表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
前記発光輝度データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
を備え、
前記発光輝度算出ステップは、
前記入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記複数の画素に対応する前記発光輝度データを算出する出力値算出ステップと、
前記表示用データ算出ステップにおける発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるよう、前記出力値算出ステップにおける前記入力画像を補正するか、または前記出力値算出ステップにおいて算出された発光輝度データを補正する輝度補正ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の上記第１の局面によれば、輝度補正部により、表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるよう、出力値算出部に与えるべき入力画像が補正されるか、または出力値算出部において算出された発光輝度データが補正されるので、例えば入力画像の平均輝度が小さい場合であっても、上記所定の範囲内において、バックライトの輝度が小さいことによる表示品質の低下を防止することができる。

本発明の上記第２の局面によれば、輝度補正部により、発光輝度データのうちの中間値から最大値近傍までの範囲の値が所定の増加量だけ増加されるので、この範囲において、バックライトの輝度が小さい場合（典型的には入力画像の平均輝度が小さい場合）にもコントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による階調飛び（輝度不足）を防止することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

本発明の上記第３の局面によれば、輝度補正部により、発光輝度データのうちの中央値以上の値である中間値および最大値近傍において最小となる増加量だけ増加される。このことから、高階調での階調飛びを好適に防止することができる。

本発明の上記第４の局面によれば、輝度補正部により、発光輝度データのうちの最小値近傍から中間値までの範囲の値が所定の増加量だけ増加されるので、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる実際の輝度と計算上の輝度との誤差を結果的に小さくし、表示における当該誤差の影響を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

本発明の上記第５の局面によれば、輝度補正部により、発光輝度データのうちの最小値近傍において最大かつ中間値において最小となる増加量だけ増加されるので、バックライトの輝度が小さいほど大きくなる上記誤差の影響を効果的に抑制して、表示品質の低下を防止することができる。

本発明の上記第６の局面によれば、本発明の上記第２の局面における特徴と、本発明の上記第４の局面における特徴とを併せ持つ輝度補正部により、本発明の上記第２および第４の局面における効果と同様の効果を併せて奏することができる。

本発明の上記第７の局面によれば、本発明の上記第３の局面における特徴と、本発明の上記第５の局面における特徴とを併せ持つ輝度補正部により、本発明の上記第３および第５の局面における効果と同様の効果を併せて奏することができる。

本発明の上記第８の局面によれば、発光輝度算出部によって、装置外部から与えられる入力画像に対して逆ガンマ補正が行われる一方、表示用データ算出部では、画像メモリによって入力画像が所定期間保持された後、画像メモリから与えられる入力画像に対して、表示用逆ガンマ補正部によって逆ガンマ補正が行われる。この構成では、（例えばエリアアクティブ制御などにおいて）発光輝度の算出に時間がかかるために使用される画像メモリは、逆ガンマ補正されていない入力画像を記憶することになる。このことから、画像メモリにおけるメモリ量を削減してメモリの回路規模を縮小することができる。また、発光輝度算出部によって行われる逆ガンマ補正は、表示用逆ガンマ補正部における（表示用データを求めるときの）逆ガンマ補正より簡単で済むため、その演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができる。

本発明の上記第９の局面によれば、表示用逆ガンマ補正部における逆ガンマ補正とは別に、発光輝度逆ガンマ補正部における逆ガンマ補正が行われ、この発光輝度逆ガンマ補正部における逆ガンマ補正と、発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるための補正もまた別々に行われるので、それぞれの補正内容に合わせた演算を別々に適宜に行うことができる。

本発明の上記第１０の局面によれば、発光輝度逆ガンマ補正部において、（入力階調と出力階調との対応関係を示す）第１のテーブルが参照され、さらに輝度補正部において第２のテーブルが参照されるので、簡易な構成でそれぞれの補正のための演算を高速に行うことができる。

本発明の上記第１１の局面によれば、輝度補正部によって、入力画像に対して逆ガンマ補正と、発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるための補正とが同時（一括）に行われるので、発光輝度算出部によって別に逆ガンマ補正を行う必要がなくなることから、その演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができる。

本発明の上記第１２の局面によれば、輝度補正部において、（入力階調と出力階調との対応関係を示す）単一のテーブルが参照されるので、簡易な構成で補正のための演算を高速に行うことができる。

本発明の上記第１３の局面によれば、本発明の上記第１の局面における効果と同様の効果をエリアアクティブ型の画像表示装置において奏することができる。

本発明の上記第１４の局面によれば、本発明の上記第１の局面における効果と同様の効果を画像表示装置の制御方法において奏することができる。

本局面の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すバックライトの詳細を示す図である。 上記実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 輝度拡散フィルタについて説明するための図である。 上記実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記実施形態において、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。 本発明の第２の実施形態における輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 本発明の第３の実施形態における輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 本発明の第４の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第７の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１０の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の各実施形態について説明する。

＜１． 第１の実施形態＞
＜１．１ 全体的な構成および動作概要＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置２は、バックライト３、バックライト駆動回路４、パネル駆動回路６、液晶パネル７、およびエリアアクティブ駆動処理部５を備えている。液晶表示装置２は、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、液晶パネル７を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、ｍとｎは２以上の整数、ｉとｊは１以上の整数、ｉとｊのうち少なくとも一方は２以上の整数であるとする。

液晶表示装置２には、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像を含む入力画像Ｄｖを示す信号（以下ではこの信号も端的に入力画像Ｄｖと呼ぶ）が入力される。Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像は、いずれも（ｍ×ｎ）個の画素の輝度データを含んでいる。エリアアクティブ駆動処理部５は、入力画像Ｄｖに基づき、液晶パネル７の駆動に用いる表示用データ（以下、液晶データＤａという）と、バックライト３の駆動に用いるバックライト制御データ（以下、ＬＥＤデータＤｂという）とを求める（詳細は後述）。

ここで、本液晶表示装置２は例えばテレビジョン装置であって、上記入力画像Ｄｖは、具体的には外部から与えられるカラーテレビジョン信号（映像信号）に基づき、図示されないテレビセット部（テレビ制御部）により生成される。このとき、上記テレビセット部は、映像信号に対して液晶パネル７に好適なガンマ補正曲線が得られるよう、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対してそれぞれ独立にガンマ補正を行い、上記入力画像Ｄｖを生成する。ただし、説明の便宜のため、ここでは我が国のカラーテレビジョン信号における理想ガンマ値であるγ＝２．２が液晶パネル７に好適なガンマ値としてそのまま使用されるものとする。したがって、入力画像Ｄｖ（および液晶データＤａ）のガンマ値はここでは２．２である。

液晶パネル７は、（ｍ×ｎ×３）個の表示素子Ｐを備えている。表示素子Ｐは、行方向（図１では横方向）に３ｍ個ずつ、列方向（図１では縦方向）にｎ個ずつ、全体として２次元状に配置される。表示素子Ｐには、赤色光を透過するＲ表示素子、緑色光を透過するＧ表示素子、および、青色光を透過するＢ表示素子が含まれる。Ｒ表示素子、Ｇ表示素子およびＢ表示素子は、行方向に並べて配置され、３個で１個の画素を形成する。

なお、この液晶パネル７は液晶を含む多数の表示素子Ｐで構成されているが、液晶に代えてバックライト３からの光の透過率を制御可能な電気光学特性を有する周知の物質からなるシャッター素子を使用してもよい。

パネル駆動回路６は、液晶パネル７の駆動回路である。パネル駆動回路６は、エリアアクティブ駆動処理部５から出力された液晶データＤａに基づき、液晶パネル７に対して表示素子Ｐの光透過率を制御する信号（電圧信号）を出力する。パネル駆動回路６から出力された電圧は表示素子Ｐ内の画素電極（図示せず）に書き込まれ、表示素子Ｐの光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。

バックライト３は、液晶パネル７の背面側に設けられ、液晶パネル７の背面にバックライト光を照射する。図２は、バックライト３の詳細を示す図である。バックライト３は、図２に示すように、（ｉ×ｊ）個のＬＥＤユニット３２を含んでいる。ＬＥＤユニット３２は、行方向にｉ個ずつ、列方向にｊ個ずつ、全体として２次元状に配置される。ＬＥＤユニット３２は、赤色ＬＥＤ３３、緑色ＬＥＤ３４および青色ＬＥＤ３５を１個ずつ含む。１個のＬＥＤユニット３２に含まれる３個のＬＥＤ３３〜３５から出射された光は、液晶パネル７の背面の一部にあたる。

なお、上記ＬＥＤユニット３２は、ＲＧＢ各色以外の色を発する複数のＬＥＤであってもよいし、色毎に輝度を変更しない場合には白色ＬＥＤであってもよい。また、バックライト３は高速に輝度の調節が可能なＬＥＤで構成されるのが好適であるが、その他の周知の光源、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp ）などを使用してもよい。

バックライト駆動回路４は、バックライト３の駆動回路である。バックライト駆動回路４は、エリアアクティブ駆動処理部５から出力されたＬＥＤデータＤｂに基づき、バックライト３に対してＬＥＤ３３〜３５の輝度を制御する信号（電圧信号または電流信号）を出力する。ＬＥＤ３３〜３５の輝度は、ユニット内およびユニット外のＬＥＤの輝度とは独立して制御される。

液晶表示装置２の画面は（ｉ×ｊ）個のエリアに分割され、１個のエリアには１個のＬＥＤユニット３２が対応づけられる。なお、１個のエリアに２個以上のＬＥＤユニット３２が対応づけられる構成であってもよい。エリアアクティブ駆動処理部５は、（ｉ×ｊ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内のＲ画像に基づき、当該エリアに対応した赤色ＬＥＤ３３の輝度を求める。同様に、緑色ＬＥＤ３４の輝度はエリア内のＧ画像に基づき決定され、青色ＬＥＤ３５の輝度はエリア内のＢ画像に基づき決定される。エリアアクティブ駆動処理部５は、バックライト３に含まれるすべてのＬＥＤ３３〜３５の輝度を求め、求めたＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータＤｂをバックライト駆動回路４に対して出力する。

また、エリアアクティブ駆動処理部５は、ＬＥＤデータＤｂに基づき、液晶パネル７に含まれるすべての表示素子Ｐにおけるバックライト光の輝度を求める。さらに、エリアアクティブ駆動処理部５は、入力画像Ｄｖとバックライト光の輝度とに基づき、液晶パネル７に含まれるすべての表示素子Ｐの光透過率を求め、求めた光透過率を表す液晶データＤａをパネル駆動回路６に対して出力する。なお、エリアアクティブ駆動処理部５におけるバックライト光の輝度の求め方についての詳しい説明は後述する。

液晶表示装置２では、Ｒ表示素子の輝度は、バックライト３から出射される赤色光の輝度とＲ表示素子の光透過率との積になる。１個の赤色ＬＥＤ３３から出射された光は、対応する１個のエリアを中心として複数のエリアに当たる。したがって、Ｒ表示素子の輝度は、複数の赤色ＬＥＤ３３から出射された光の輝度の合計とＲ表示素子の光透過率との積になる。同様に、Ｇ表示素子の輝度は複数の緑色ＬＥＤ３４から出射された光の輝度の合計とＧ表示素子の光透過率との積になり、Ｂ表示素子の輝度は複数の青色ＬＥＤ３５から出射された光の輝度の合計とＢ表示素子の光透過率との積になる。

以上のように構成された液晶表示装置２によれば、入力画像Ｄｖに基づき好適な液晶データＤａとＬＥＤデータＤｂを求め、液晶データＤａに基づき表示素子Ｐの光透過率を制御し、ＬＥＤデータＤｂに基づきＬＥＤ３３〜３５の輝度を制御することにより、入力画像Ｄｖを液晶パネル７に表示することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応したＬＥＤ３３〜３５の輝度を小さくすることにより、バックライト３の消費電力を低減することができる。また、エリア内の画素の輝度が小さいときには、当該エリアに対応した表示素子Ｐの輝度をより少数のレベル間で切り替えることにより、画像の分解能を高め、表示画像の画質を改善することができる。

＜１．２ エリアアクティブ駆動処理部の構成＞
図３は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成を示すブロック図である。エリアアクティブ駆動処理部５は、所定の処理を実行するための構成要素として、逆ガンマ補正部５１１と、ＬＥＤ出力値算出部５１２と、ＬＥＤ出力値補正部５１３と、表示輝度算出部５１４と、画像メモリ５１５と、ＬＣＤデータ算出部５１６と、ガンマ補正部５１７とを備え、後述する所定のデータを格納するための構成要素として、逆ガンマ・ルックアップテーブル（以下「逆ガンマＬＵＴ」と略称する）１１と、図４に示すような特性を有する輝度補正ルックアップテーブル（以下「輝度補正ＬＵＴ」と略称する）１３と、図５に示すような輝度拡散フィルタ１４と、ガンマ・ルックアップテーブル（以下「ガンマＬＵＴ」と略称する）１７とを備えている。なお、ＬＥＤ出力値算出部５１２にも所定のデータを格納するための構成要素が含まれている。これらの構成要素は、具体的にはＥＰＲＯＭなどの所定の記憶装置に対応する。

逆ガンマ補正部５１１は、（前述したようにγ＝２．２である）入力画像Ｄｖに対して逆ガンマ補正を行うことにより、ガンマ補正前のリニアな特性を有する（すなわちγ＝１である）入力画像Ｄｖｌを出力する。ここで、入力画像ＤｖはＲＧＢ各１０ビットのデータであり、これをリニアな特性に変換（復元）するため、入力画像ＤｖｌはＲＧＢ各２２ビットのデータとなっている。逆ガンマ補正部５１１は、補正前の入力画像Ｄｖの輝度値と、補正後の入力画像Ｄｖｌの輝度値とを対応付けた逆ガンマＬＵＴ１１を参照することにより、上記の変換を高速に行う。なお、ＬＵＴを参照せずに所定の数式などを用いて変換を行ってもよい。

ＬＥＤ出力値算出部５１２は、入力画像Ｄｖｌを後述するように複数のエリアに分割し、各エリアに対応したＬＥＤの発光時の輝度を示す（リニアな特性を有する）ＬＥＤデータ（発光輝度データ）Ｄｂｌを求める。このＬＥＤデータＤｂｌもＲＧＢ各２２ビットのデータである。なお、以下においては、ＬＥＤの発光時の輝度の値を「ＬＥＤ出力値」という。

ＬＥＤ出力値補正部５１３は、ＬＥＤ出力値算出部５１２で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して、中間値（ここでは中央値とは異なる最小値と最大値との間の値）から最大値付近にかけて高い輝度になるようにシフトする補正を行い、その結果をＬＥＤデータＤｂとして出力する。なお、ＬＥＤ３３〜３５において設定可能な輝度値はここでは４０９６段階であるので、ＬＥＤデータＤｂはＲＧＢ各１２ビットのデータとなっている。

ＬＥＤ出力値補正部５１３は、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値と、補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値とを対応付けた輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより上記変換を高速で行う。なお、ＬＵＴを参照せずに所定の数式などを用いて変換を行ってもよい。この輝度補正ＬＵＴ１３の特性について、図４を参照して説明する。

図４は、輝度補正ＬＵＴ１３の特性を示すグラフ図である。図４では、入力輝度である補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値を横軸に、出力輝度である補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値を縦軸にして、これらの対応関係が示されている。なお、具体的なｘ２の値は、液晶パネルの特性などにより適宜定められるが、ここでは最大値の６２．５％である。

図４を参照すればわかるように、補正前のＬＥＤデータＤｂｌ（入力輝度）の輝度値は、最小値からｘ２までの間にあるときには、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂ（出力輝度）の輝度値と正比例の関係にある。例えばＬＥＤデータＤｂｌの輝度値がｘ２であるとき、ＬＥＤデータＤｂの輝度値もその最大値の６２．５％である。しかし、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値は、ｘ２から最大値までの間にあるときには、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値と正比例の関係にはなく、正比例の関係である場合（図中において点線で示される場合）の輝度値よりも、さらに高い輝度となるようシフトされる。具体的には、正比例の関係である場合の値を基準とするときの（シフトされる）輝度の増加分は、ＬＥＤデータＤｂｌの輝度値がｘ２であるときには０であり、ｘ２と最大値との中央値付近まで徐々に大きくなり、当該中央値付近から最大値まで徐々に小さくなるようになだらかに変化する。

このように、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値が上記中間値から最大値付近までの値である場合、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値は、より高い輝度となるようにシフト補正される。このようにＬＥＤ出力値補正部５１３によってシフト補正されることにより、上記中間値から最小値付近までの表示の沈み込み（良好に暗くなる表示状態）を維持しながら、上記中間値から最大値付近までのピーク輝度感を強める作用が生じ、コントラスト比を向上させることができる。また、上記中間値から最大値付近までのバックライト輝度がより高くなるため、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止する作用も生じる。

なお、上記中間値は、ここでは中央値である最大値の５０％である値から１２．５％大きい値であるが、上記のような効果が得られる限り、上記最大値付近の値と最小値付近との値の間の値であればよい。

もっとも、上記中間値は、当該中間値から最小値付近までの表示の沈み込みを維持することができる範囲の値であることが好ましいので、中央値である最大値の５０％である値以上であることが好ましい。また、高階調での階調飛びは、或るエリアの周囲のバックライト輝度が低いかまたは周囲のバックライトが点灯しないことにより、当該或るエリアにおけるバックライト輝度が不足する場合に生じる。すなわち、当該或るエリアにおける画素は、当該或るエリアのバックライトおよびその周囲のバックライトが全て（ほぼ最大輝度で）点灯している場合に正しく最大階調まで表示することができる。しかし、例えば周囲のバックライトが点灯していない場合、当該或るエリアのバックライトが最大輝度で点灯している場合であっても、当該或るエリアの画素を最大階調で表示するには（対応する液晶の透過率を最大に設定したとしても）バックライトの輝度が不足することになる。その結果、当該或るエリアにおける表示画素の高階調領域での階調飛びが発生する。したがって、これを防止するためには、出力輝度の最大値以下の高階調領域の輝度値も当該最大値に近くなるように、すなわち図４に示されるように上記最大値付近の入力輝度である補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値に対応する高階調領域の出力輝度である補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値を、その最大輝度付近の輝度値と同様に高い輝度となるようシフト補正することが好ましい。そのため、補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値は、上記中間値と最大値との間の中央値付近における上記輝度の増加分が大きく、上記最大値に近づくにしたがってその増加分が小さくなり、上記中間値および上記最大値でと上記増加分が最小となっていることが好ましい。

以上のようにＬＥＤ出力値算出部５１２で求められたＬＥＤデータＤｂは、バックライト駆動回路４に与えられるとともに、表示輝度算出部５１４に与えられる。また、表示輝度算出部５１４によって参照される輝度拡散フィルタ１４には、例えば図５に示すように、各エリアの表示輝度を算出するために光の拡散状態を数値で表したデータであるＰＳＦデータＤｐが格納されている。表示輝度算出部５１４は、ＬＥＤデータＤｂと輝度拡散フィルタ１４に格納されているＰＳＦデータＤｐとに基づいて、各エリアの表示輝度Ｄｂｃを算出する。

画像メモリ５１５は、ＲＧＢ各２２ビットの入力画像Ｄｖｌを所定フレーム分記憶し、先に記憶したものから所定フレーム分だけ遅らせて順に入力画像Ｄｖｌｍとして出力する。このように所定フレーム分だけ遅延させることにより、特に表示輝度算出部５１４において（計算に時間がかかることにより）遅延して出力される各エリアの表示輝度Ｄｂｃとタイミングを合わせて（正しく対応させて）ＬＣＤデータ算出部５１６に与えることができる。

ＬＣＤデータ算出部５１６は、画像メモリ５１５から出力される入力画像Ｄｖｌｍと、表示輝度算出部５１４で求められた各エリアの表示輝度Ｄｂｃとに基づいて、液晶パネル７に含まれるすべての表示素子Ｐの光透過率を表す液晶データＤａに対応するリニアな特性を有する液晶データＤａｌを求める。その算出方法については後述する。

ガンマ補正部５１７は、ＬＣＤデータ算出部５１６において求められたリニアな特性を有する（γ＝１である）ＲＧＢ各２２ビットのデータである液晶データＤａｌに対して、液晶パネルの特性に合うようガンマ補正を行い、（前述したようにここではγ＝２．２である）ＲＧＢ各１０ビットの液晶データＤａを出力する。このガンマ補正は、補正前の液晶データＤａｌの階調値と、補正後の液晶データＤａの階調値とを対応付けたガンマＬＵＴ１７を参照することにより高速に行われる。なお、ガンマ補正部５１７は、ＬＵＴを参照せずに所定の数式などを用いて変換を行ってもよい。

エリアアクティブ駆動処理部５は、以上のように液晶データＤａおよびＬＥＤデータＤｂを算出し出力するが、さらにその処理手順について図６を参照して、以下に詳しく説明する。

＜１．３ エリアアクティブ駆動処理部の処理手順＞
図６は、エリアアクティブ駆動処理部５の処理を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部５（に備えられるＬＥＤ出力値算出部５１２）には、逆ガンマ補正された入力画像Ｄｖｌに含まれるある色成分（以下、色成分Ｃという）の画像が入力される（ステップＳ１１）。色成分Ｃの入力画像には（ｍ×ｎ）個の画素の輝度が含まれる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部５は、色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理（平均化処理）を行い、（ｓｉ×ｓｊ）個（ｓは２以上の整数）の画素の輝度を含む縮小画像を求める（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、色成分Ｃの入力画像は、横方向に（ｓｉ／ｍ）倍、縦方向に（ｓｊ／ｎ）倍に縮小される。次に、エリアアクティブ駆動処理部５は、縮小画像を（ｉ×ｊ）個のエリアに分割する（ステップＳ１３）。各エリアには（ｓ×ｓ）個の画素の輝度が含まれる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部５は、（ｉ×ｊ）個のエリアのそれぞれについてのＬＥＤ出力値（ＬＥＤの発光時の輝度の値）を求める（ステップＳ１４）。このＬＥＤ出力値を決定する方法は、従来より、例えばエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａに基づいて決定する方法、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅに基づいて決定する方法、またはエリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより得られる値に基づいて決定する方法などが知られている。なお、ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理は、エリアアクティブ駆動処理部５内のＬＥＤ出力値算出部５１２で行われる。

続いて、エリアアクティブ駆動処理部５は、（ｉ×ｊ）個のエリアのそれぞれについて求められたＬＥＤ出力値に対して、前述した輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、上記中間値から最大値近傍までの間の輝度値がより高くなるようシフトする補正を行う（ステップＳ１５）。このような特徴的なシフト補正が行われることにより、表示品質が高められる点は前述したとおりである。なお、このステップＳ１５の処理は、エリアアクティブ駆動処理部５内のＬＥＤ出力値補正部５１３で行われる。

次に、エリアアクティブ駆動処理部５は、ステップＳ１５で求めた（ｉ×ｊ）個のＬＥＤ出力値に対して輝度拡散フィルタ（点拡散フィルタ）１４を適用することにより、（ｔｉ×ｔｊ）個（ｔは２以上の整数）の表示輝度を含む第１のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、（ｉ×ｊ）個のＬＥＤ出力値が横方向と縦方向にそれぞれｔ倍に拡大されて、（ｔｉ×ｔｊ）個の表示輝度が求められている。なお、ステップＳ１６の処理は、エリアアクティブ駆動処理部５内の表示輝度算出部５１４で行われる。

続いて、エリアアクティブ駆動処理部５は、第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の輝度を含む第２のバックライト輝度データを求める（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、第１のバックライト輝度データは、横方向に（ｍ／ｔｉ）倍、横方向に（ｎ／ｔｊ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度データは、（ｉ×ｊ）個の色成分ＣのＬＥＤがステップＳ１５で求めた輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子Ｐに入射する色成分Ｃのバックライト光の輝度を表す。

次に、エリアアクティブ駆動処理部５は、色成分Ｃの入力画像に含まれる（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を、それぞれ、第２のバックライト輝度データに含まれる（ｍ×ｎ）個の輝度で割るなどの比較計算を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子Ｐの光透過率Ｔを求める（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１７およびステップＳ１８の処理は、エリアアクティブ駆動処理部５内のＬＣＤデータ算出部５１６で行われる。

最後に、エリアアクティブ駆動処理部５は、色成分Ｃについて、ステップＳ１８で求めた（ｍ×ｎ）個の光透過率を表す液晶データＤａと、ステップＳ１５で求めた（ｉ×ｊ）個のＬＥＤ出力値を表すＬＥＤデータＤｂとを出力する（ステップＳ１９）。この際、液晶データＤａは、パネル駆動回路６の仕様に合わせてガンマ補正部５１７により好適な値に変換される。またＬＥＤデータＤｂは、ＬＥＤ出力値補正部５１３により好適な範囲の値に変換されるが、バックライト駆動回路４の仕様に合わせてさらに好適な値に変換されてもよい。

エリアアクティブ駆動処理部５は、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像に対して図６に示す処理を行うことにより、（ｍ×ｎ×３）個の画素の輝度を含む入力画像Ｄｖに基づき、（ｍ×ｎ×３）個の透過率を表す液晶データＤａと、（ｉ×ｊ×３）個のＬＥＤ出力値を表すＬＥＤデータＤｂとを求める。

図７は、ｍ＝１９２０、ｎ＝１０８０、ｉ＝３２、ｊ＝１６、ｓ＝１０、ｔ＝５の場合について、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。図７に示すように、（１９２０×１０８０）個の画素の輝度を含む色成分Ｃの入力画像に対してサブサンプリング処理を行うことにより、（３２０×１６０）個の画素の輝度を含む縮小画像が得られる。縮小画像は、（３２×１６）個のエリア（エリアサイズは（１０×１０）画素）に分割される。各エリアについて画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを求めることにより、（３２×１６）個の最大値を含む最大値データと、（３２×１６）個の平均値を含む平均値データが得られる。そして、最大値データに基づいて、あるいは、平均値データに基づいて、あるいは、最大値データと平均値データとの加重平均に基づいて、（３２×１６）個のＬＥＤ輝度（ＬＥＤ出力値）を表す色成分ＣのＬＥＤデータが得られる。

色成分ＣのＬＥＤデータに輝度拡散フィルタ１４を適用することにより、（１６０×８０）個の表示輝度を含む第１のバックライト輝度データが得られる。そしてこの第１のバックライト輝度データに対して線形補間処理を行うことにより、（１９２０×１０８０）個の表示輝度を含む第２のバックライト輝度データが得られる。最後に、入力画像に含まれる画素の輝度を第２のバックライト輝度データに含まれる表示輝度で割るなどの比較計算を行うことにより、（１９２０×１０８０）個の光透過率を含む色成分Ｃの液晶データが得られる。

なお、図６では、説明を容易にするために、エリアアクティブ駆動処理部５は、各色成分の画像に対する処理を順に行うこととしたが、各色成分の画像に対する処理を時分割で行ってもよい。また、図６では、エリアアクティブ駆動処理部５は、ノイズ除去のために入力画像に対してサブサンプリング処理を行い、縮小画像に基づきエリアアクティブ駆動を行うこととしたが、元の入力画像に基づきエリアアクティブ駆動を行ってもよい。

また、入力画像Ｄｖなど、各データの大きさ（例えばＲＧＢ各１０ビットなどの値）は例示であって、どのような大きさでもよく、以下の各実施形態においても同様である。ただし、（逆ガンマ補正部５１１によって）リニアな特性のデータに（精度よく）変換するためには、出力データ（入力画像Ｄｖｌ）の大きさは、入力データ（入力画像Ｄｖ）の大きさよりも大きくなるのが通常である。

＜１．４ 効果＞
以上のように、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５１３は、輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５１２で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して上記中間値から最大値付近にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、バックライトの輝度が小さい場合（典型的には入力画像の平均輝度が小さい場合）にも表示の沈み込みを維持しながらピーク輝度感を強め、コントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

＜２． 第２の実施形態＞
＜２．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるが、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性のみが、図４に示す第１の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性とは異なる。

すなわち、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置２の構成は、図１に示す第１の実施形態に係る液晶表示装置２と同様であり、バックライト３の構成も、図２に示す第１の実施形態におけるバックライト３の構成と同様であり、エリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成も、輝度補正ＬＵＴ１３の内容を除いて、図３に示す第１の実施形態における構成と同様であり、その処理手順についても、図６に示す第１の実施形態における処理手順と同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。以下、図８を参照して、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３を用いたＬＥＤ出力値補正部５１３によるシフト補正動作の内容について説明する。

＜２．２ ＬＥＤ出力値補正部のシフト補正動作＞
図８は、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性を示すグラフ図である。図８では、図４と同様、入力輝度である補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値を横軸に、出力輝度である補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値を縦軸にして、これらの対応関係が示されている。なお、具体的なｘ１の値は、液晶パネルの特性などにより適宜定められるが、ここでは最大値の２５％である。

図８を参照すればわかるように、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値は、ｘ１から最大値までの間にあるときには、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値と正比例の関係にある。例えばＬＥＤデータＤｂｌの輝度値がｘ１であるとき、ＬＥＤデータＤｂの輝度値もその最大値の２５％である。しかし、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値は、最小値からｘ１までの間にあるときには、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値と正比例の関係にはなく、正比例の関係である場合（図中において点線で示される場合）の輝度値よりも、さらに高い輝度となるようシフトされる。具体的には、正比例の関係である場合の値を基準とするときの（シフトされる）輝度の増加分は、ＬＥＤデータＤｂｌの輝度値が０であるときに最も大きく、０からｘ１まで徐々に小さくなるようになだらかに変化する。

このように、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値が最小値付近から上記中間値までの値である場合、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値は、より高い輝度となるようにシフト補正される。このようにＬＥＤ出力値補正部５１３によってシフト補正されることにより、バックライトの輝度が小さい場合に生じる実際の輝度と計算上の輝度との誤差を小さくし、表示における当該誤差の影響を抑制することができる。

すなわち、或るエリアにおけるバックライト輝度の決定には、図５を参照して前述したように輝度拡散フィルタ１４に格納されているＰＳＦデータＤｐが用いられるが、ＰＳＦデータＤｐの値は理想値であって実際の輝度との間には常にずれが生じている。また、ＰＳＦデータＤｐが適用される周囲のエリア（図５に示す２４個のエリア）以外のエリアにも弱い光が漏れ出ることが多いが、これらの光については考慮されない。このように、或るエリアに影響を与える他のエリアからの光の輝度を計算する場合には常に誤差を生じる。そして、或るエリアにおけるバックライト輝度が小さいほど、他のエリアからの光に影響を受ける割合が大きくなるため、上記誤差（正確には計算により得られる当該バックライト輝度において上記誤差が占める割合）は大きくなる。そのため表示画素の輝度が大きくなるほど上記誤差は大きくなり、理想的な輝度による表示を妨げる成分（ノイズ）として表示に現れやすくなるため、表示品質が低下する。

本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５１３は、上記図８に示されるような特性を有する輝度補正ＬＵＴ１３を参照し、ＬＥＤ出力値に対して上記のようなシフト補正を行う。このことにより、バックライトの輝度が（非常に小さい）最小値付近の場合に最も大きく増加され、上記中間値まで増加されるので、表示における当該誤差の影響を抑制する作用が生じる。

なお、ＬＥＤ出力値補正部５１３は、輝度補正ＬＵＴ１３を参照せずに所定の数式などを用いて変換を行い、上記シフト補正を実現する構成であってもよい。また、上記中間値は、ここでは中央値である最大値の５０％である値から２５％小さい値であるが、上記のような効果が得られる限り、上記最大値付近の値と最小値付近との値の間の値であればよい。

もっとも、上記誤差によるノイズはバックライト輝度が小さいほど表示に現れやすいことから、上記中間値は、中央値である最大値の５０％である値以下であることが好ましい。また、このことからバックライト輝度の最小値における上記輝度の増加分が最も大きく、上記中間値における上記輝度の増加分が最も小さくなっていることが好ましい。

＜２．３ 効果＞
以上のように、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５１３は、図８に示されるような特性を有する輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５１２で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して、最小値付近から上記中間値にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、バックライトの輝度が小さい場合（典型的には入力画像の平均輝度が小さい場合）に大きくなる上記誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

＜３． 第３の実施形態＞
＜３．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、第１または第２の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるが、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性のみが、図４または図８に示す第１または第２の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性とは異なる。

すなわち、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置２やバックライト３の構成は、第１または第２の実施形態に係る液晶表示装置２と同様であり、エリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成も、輝度補正ＬＵＴ１３の内容を除いて、図３に示す第１の実施形態における構成と同様であり、その処理手順についても、図６に示す第１の実施形態における処理手順と同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。以下、図９を参照して、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３を用いたＬＥＤ出力値補正部５１３によるシフト補正動作の内容について説明する。

＜３．２ ＬＥＤ出力値補正部のシフト補正動作＞
図９は、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性を示すグラフ図である。図９では、図４および図８と同様、入力輝度である補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値を横軸に、出力輝度である補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値を縦軸にして、これらの対応関係が示されている。なお、具体的なｘ１、ｘ２の値も同様である。

この図９を、図４および図８と比較参照すればわかるように、図９に示す輝度補正ＬＵＴ１３は、図４に示す輝度補正ＬＵＴ１３の特性における特徴的な（シフト補正に関連する）部分と、図８に示す輝度補正ＬＵＴ１３の特性における特徴的な（シフト補正に関連する）部分とを共に含む点に特徴を有している。

すなわち、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値は、ｘ１からｘ２までの間にあるときには、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値と正比例の関係にある。しかし、最小値からｘ１までの間にあるとき、およびｘ２から最大値までの間にあるときには、補正前のＬＥＤデータＤｂｌの輝度値は、対応する補正後のＬＥＤデータＤｂの輝度値と正比例の関係にはなく、正比例の関係である場合（図中において点線で示される場合）の輝度値よりも、さらに高い輝度となるようシフトされる。このようなシフト補正動作が行われることにより、第１および第２の実施形態における作用と同様の作用が併せて生じることになる。なお、ＬＥＤ出力値補正部５１３は、輝度補正ＬＵＴ１３を参照せずに所定の数式などを用いて変換を行い、上記シフト補正を実現する構成であってもよい。また、上記ｘ１、ｘ２の値である上記中間値や、上記増加分およびその変化の態様等については、第１および第２の実施形態において説明したと同様である。

＜３．３ 効果＞
以上のように、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５１３は、図９に示されるような特性を有する輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５１２で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して、最小値付近から上記中間値にかけて、かつ上記中間値から最大値付近にかけて、より高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、第１の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合にも表示の沈み込みを維持しながらピーク輝度感を強め、コントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるとともに、第２の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

＜４． 第４の実施形態＞
＜４．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置２の全体的な構成および動作等は、図１、図２、および図６に示す第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作等とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、エリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成が、図３に示す第１の実施形態における構成とは異なる。具体的には、図３に示される逆ガンマ補正部５１１および逆ガンマＬＵＴ１１の機能が、本実施形態ではそれぞれＬＥＤ用とＬＣＤ用との２つに分かれ、また画像メモリに記憶されるデータの内容も異なる。以下、図１０を参照して、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成および動作について説明する。

＜４．２ エリアアクティブ駆動処理部の構成＞
図１０は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成を示すブロック図である。エリアアクティブ駆動処理部５は、所定の処理を実行するための構成要素として、ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１およびＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８と、ＬＥＤ出力値算出部５２２と、ＬＥＤ出力値補正部５２３と、画像メモリ５２５と、第１の実施形態の場合と同様の表示輝度算出部５１４、ＬＣＤデータ算出部５１６、およびガンマ補正部５１７とを備え、所定のデータを格納するための構成要素として、ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１と、ＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ２８と、第１の実施形態と同様の（図４に示すような特性を有する）輝度補正ＬＵＴ１３、輝度拡散フィルタ１４、およびガンマＬＵＴ１７とを備えている。

ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１およびＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８は、第１の実施形態における逆ガンマ補正部５１１と同様、ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１またはＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ２８を参照することにより、（γ＝２．２である）入力画像Ｄｖまたは入力画像Ｄｖｍに対して逆ガンマ補正を行うことにより、ガンマ補正前のリニアな特性を有する（すなわちγ＝１である）入力画像を出力する。

もっとも、ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１は、与えられるＲＧＢ各１０ビットの入力画像Ｄｖをリニアな特性に変換（復元）するため、第１の実施形態の場合（における変換後のＲＧＢ各２２ビットの入力画像Ｄｖｌ）とは異なり、ＲＧＢ各１２ビットの入力画像Ｄｖｌｂを出力する。ＬＥＤ３３〜３５において設定可能な輝度値はここでは４０９６段階に過ぎず、また液晶データの場合に比べて完全なリニア特性に変換することが求められないことから、ＲＧＢ各１２ビットのデータに変換すれば十分だからである。

したがって、ＬＥＤ出力値算出部５２２は、ＲＧＢ各１２ビットの（リニアな特性を有する）ＬＥＤデータＤｂｌｂを求めるための、ＲＧＢ各１２ビットの入力画像Ｄｖｌｂに対する計算を行えば足り、第１の実施形態の場合のように、ＲＧＢ各２２ビットのＬＥＤデータＤｂｌを求めるための、ＲＧＢ各２２ビットの入力画像Ｄｖｌに対する計算を行う必要がないので、ＬＥＤ出力値算出時の演算量や演算のための回路規模を小さくすることができる。

なお、ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１およびＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８は、ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１またはＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ２８を参照せずに所定の数式などを用いて変換を行ってもよい。

また、ＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８は、第１の実施形態における逆ガンマ補正部５１１と同様の機能を有するが、画像メモリ５２５からの入力画像Ｄｖｍを受け取り、ＬＣＤデータ算出部５１６に与えられる入力画像Ｄｖｌａを出力する構成（すなわち配置位置）が異なる。

次に、画像メモリ５２５は、第１の実施形態における画像メモリ５１５とは異なり、逆ガンマ補正後の（ＲＧＢ各２２ビットの）入力画像Ｄｖｌではなく、補正前の（ＲＧＢ各１０ビットの）入力画像を所定のフレーム分記憶し、所定フレーム分だけ遅らせて（ＲＧＢ各１０ビットの）入力画像Ｄｖｌｍとして出力する。このように補正前の入力画像を記憶することができるのは、本実施形態では、ＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８とは別にＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１が存在するため、逆ガンマ補正後の入力画像を記憶する必要がないからである。したがって補正前の入力画像Ｄｖを記憶する本実施形態の構成では、メモリの回路規模を大幅に縮小することができる。

具体的には、画像メモリにおいて、前述したようにタイミングを合わせるために遅延させるべきフレーム数をｆとし、１フレームあたり１９２０×１０８０画素の画像を記憶する場合、本実施形態における画像メモリ５２５では、ｆ×１９２０×１０８０×３×１２（ビット）のメモリ量が必要であるのに対して、第１の実施形態における画像メモリ５１５では、ｆ×１９２０×１０８０×３×２２（ビット）のメモリ量が必要となり、本実施形態では、第１の実施形態に対して、約５４．５％（＝１２／２２）のメモリ量で足りることになり、画像メモリの回路規模を大幅に小さくすることができる。

さらに、ＬＥＤ出力値補正部５２３も、ＬＥＤ出力値算出部５２２で求められたＲＧＢ各１２ビットのＬＥＤデータＤｂｌｂをそのまま用いることができ、第１の実施形態の場合のようにＲＧＢ各２２ビットの入力画像に対する計算を行う必要がないので、補正のための演算量や演算のための回路規模、輝度補正ＬＵＴ１３のデータサイズを小さくすることができる。ここで、輝度補正ＬＵＴ１３の特性については、第１の実施形態と同一であって、図４を参照して説明したとおりである。なお、ＬＵＴを参照せずに所定の数式などを用いて上記シフト補正を行ってもよい。

＜４．３ 効果＞
以上のように、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３は、図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５２２で求められたＬＥＤデータＤｂｌｂに対して上記中間値から最大値付近にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、第１の実施形態の場合と同様、バックライトの輝度が小さい場合にも表示の沈み込みを維持しながらピーク輝度感を強め、コントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、ＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８と、ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１とを分けて設ける構成により、ＬＥＤ出力値算出部５２２およびＬＥＤ出力値補正部５２３における演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、さらに上記構成により逆ガンマ補正前の入力画像Ｄｖを画像メモリ５２５に記憶させることができるので、メモリ量を削減してメモリの回路規模を縮小することができる。

＜５． 第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、輝度補正ＬＵＴ１３の特性を除いて、第４の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

また、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性は、第４の実施形態のように第１の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性と同一なのではなく、図８に示す第２の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性と同一であり、同一の作用を有する。

したがって、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３は、図８に示される輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５２２で求められたＬＥＤデータＤｂｌｂに対して最小値付近から上記中間値にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、第２の実施形態の場合と同様、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、第４の実施形態と同様に、ＬＥＤ出力値算出部５２２およびＬＥＤ出力値補正部５２３における演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、画像メモリ５２５のメモリ量を削減してその回路規模を縮小することができる。

＜６． 第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、輝度補正ＬＵＴ１３の特性を除いて、第４の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

また、本実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性は、第４の実施形態のように第１の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性と同一なのではなく、図９に示す第３の実施形態における輝度補正ＬＵＴ１３の特性と同一であり、同一の作用を有する。

したがって、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３は、図９に示される輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、第１の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合にもコントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるとともに、第２の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、第４の実施形態と同様に、ＬＥＤ出力値算出部５２２およびＬＥＤ出力値補正部５２３における演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、画像メモリ５２５のメモリ量を削減してその回路規模を縮小することができる。

＜７． 第７の実施形態＞
＜７．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置２の全体的な構成および動作等は、図１、図２、および図６に示す第１および第４の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作等とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、エリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成が、図１０示す第４の実施形態における構成とは異なる。具体的には、図１０に示されるＬＥＤ出力値補正部５２３および輝度補正ＬＵＴ１３が本実施形態では省略され、その機能と、ＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１およびＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１の機能とが統合された新たな逆ガンマ・輝度補正部５３１および逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１が設けられる点が第４の実施形態とは異なる。以下、図１１を参照して、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成および動作について説明する。

＜７．２ エリアアクティブ駆動処理部の構成＞
図１１は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成を示すブロック図である。エリアアクティブ駆動処理部５は、所定の処理を実行するための構成要素として、逆ガンマ・輝度補正部５３１およびＬＥＤ出力値算出部５３２と、第１（および第４）の実施形態の場合と同様の表示輝度算出部５１４、ＬＣＤデータ算出部５１６、およびガンマ補正部５１７と、第４の実施形態の場合と同様の画像メモリ５２５およびＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８とを備え、所定のデータを格納するための構成要素として、逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１と、第４の実施形態と同様のＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ２８と、第１（および第４）の実施形態と同様の（図４に示すような特性を有する）輝度補正ＬＵＴ１３、輝度拡散フィルタ１４、およびガンマＬＵＴ１７とを備えている。

逆ガンマ・輝度補正部５３１は、第４の実施形態におけるＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１と同様に、ＲＧＢ各１０ビットの入力画像Ｄｖをリニアな特性に変換（復元）するとともに、さらに第４の実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３におけるシフト補正を同時に行う。

すなわち、前述したように、第４の実施形態におけるＬＥＤ用逆ガンマ補正部５２１は、ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１を参照して逆ガンマ補正を行い、第４の実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３は、輝度補正ＬＵＴ１３を参照してシフト補正を行う。このことから、ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１および輝度補正ＬＵＴ１３を統合したＬＵＴである逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を作成し、これを参照して入力画像Ｄｖに対する補正を行えば、逆ガンマ補正とシフト補正とを同時に（一括して）行うことができる。

具体的には、図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３は、入力輝度であるＬＥＤデータＤｂｌがリニアな特性を有することを前提にして（図４に示される点線を基準として）シフト補正のための出力輝度の増加分が定められている。このことから、逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１は、シフト補正のための上記増加分を、第４の実施形態におけるＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１（この特性自体は周知であるので詳細な説明は省略する）の出力輝度に足し合わせることにより作成することができる。

逆ガンマ・輝度補正部５３１は、このような逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を参照して入力画像Ｄｖに対する補正（すなわち逆ガンマ補正およびシフト補正）を行い、補正されたＲＧＢ各１２ビットの入力画像Ｄｖｌｂｂを出力する。

ＬＥＤ出力値算出部５３２は、上記のように補正されたＲＧＢ各１２ビットの入力画像Ｄｖｌｂｂを受け取り、ＲＧＢ各１２ビットのＬＥＤデータＤｂを出力する。ここでの動作は入力されまたは出力されるデータのビット数や補正の有無など点で、第１の実施形態におけるＬＥＤ出力値算出部５１２とは異なるが、動作内容は同様であり、データのビット数を変換する手法も周知であるので、ここでの説明は省略する。なお、逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を参照せずに所定の数式などを用いて逆ガンマ補正および上記シフト補正を同時に行ってもよい。

＜７．３ 効果＞
以上のように、本実施形態における逆ガンマ・輝度補正部５３１は、図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有する逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を参照することにより、上記中間値から最大値付近にかけてより高い輝度になるようにシフト補正された入力画像Ｄｖｌｂｂを出力する。このことにより、第１の実施形態の場合と同様、バックライトの輝度が小さい場合にもコントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、第１から第６までの実施形態の場合とは異なり、ＬＥＤ出力値補正部および輝度補正ＬＵＴを省略することができるので、そのための演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができる。

さらに、第４から第６までの実施形態の場合と同様、逆ガンマ・輝度補正部５３１と分けて、ＬＣＤ用逆ガンマ補正部５２８を設ける構成により、ＬＥＤ出力値算出部５３２における演算量や演算のための回路規模などを（第１から第３までの実施形態の場合よりも）小さくすることができ、さらに上記構成により逆ガンマ補正前の入力画像Ｄｖを画像メモリ５２５に記憶させることができるので、（第１から第３までの実施形態の場合よりも）メモリ量を削減してメモリの回路規模を縮小することができる。

＜８． 第８の実施形態＞
本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１の特性を除いて、第７の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

また、本実施形態における逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１の特性は、第７の実施形態のように、第１の実施形態における図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有するのではなく、第２の実施形態における図８に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有し、同一の作用を有する。

したがって、本実施形態における逆ガンマ・輝度補正部５３１は、図８に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有する逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を参照することにより、最小値付近から上記中間値にかけてより高い輝度になるようにシフト補正された入力画像Ｄｖｌｂｂを出力する。このことにより、第２の実施形態の場合と同様、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、第７の実施形態の場合と同様、ＬＥＤ出力値補正部および輝度補正ＬＵＴを省略することができるので、そのための演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、さらに、ＬＥＤ出力値算出部５３２における演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、画像メモリ５２５のメモリ量を削減してメモリの回路規模を縮小することができる。

＜９． 第９の実施形態＞
本発明の第９の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１の特性を除いて、第７の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるので、同一の構成要素（および処理手順）には同一の符号を付してその説明を省略する。

また、本実施形態における逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１の特性は、第７の実施形態のように、第１の実施形態における図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有するのではなく、第３の実施形態における図９に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有し、同一の作用を有する。

したがって、本実施形態における逆ガンマ・輝度補正部５３１は、図９に示される輝度補正ＬＵＴ１３（の前述した増加分）と逆ガンマＬＵＴ１１（またはＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ２１）とを合わせた特性を有する逆ガンマ・輝度ＬＵＴ３１を参照することにより、第１の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合にも表示の沈み込みを維持しながらピーク輝度感を強め、コントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるとともに、第２の実施形態の場合と同様に、バックライトの輝度が小さい場合に大きくなる誤差の影響（表示上のノイズ）を抑制することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

また、第７の実施形態の場合と同様、ＬＥＤ出力値補正部および輝度補正ＬＵＴを省略することができるので、そのための演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、さらに、ＬＥＤ出力値算出部５３２における演算量や演算のための回路規模などを小さくすることができ、画像メモリ５２５のメモリ量を削減してメモリの回路規模を縮小することができる。

＜１０． 第１０の実施形態＞
＜１０．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるが、エリアアクティブ駆動処理部５に代えて、エリアアクティブ制御を行わないＬＥＤ駆動処理部１０５を備える点が異なる。

すなわち、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置２の構成は、エリアアクティブ制御に関連する構成要素を除いて、図１に示す第１の実施形態に係る液晶表示装置２と同様であり、バックライト３の構成も、エリアアクティブ制御に関連する構成要素を除いて、図２に示す第１の実施形態におけるバックライト３の構成と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

なおバックライト３の構成は、ここでは説明の便宜上、第１の実施形態と同様に直下型としたが、後述するようにエリアアクティブ制御が行われずにバックライト全面での輝度調節が行われることから、本バックライトは輝度調節が可能な面光源であればよく、例えば導光板の端部に設けられる光源より導光板から面状に光を放つ、いわゆるサイドライト型のバックライトであってもよい。

また本実施形態では、エリアアクティブ駆動処理部５の詳細な構成が、図３に示す第１の実施形態における構成とは異なる。具体的には、図３に示される表示輝度算出部５１４および輝度拡散フィルタ１４が省略され、その他のエリアアクティブ制御に関連するＬＥＤ出力値算出部の動作も異なる。以下、図１２を参照して、本実施形態におけるエリアアクティブ制御を行わないＬＥＤ駆動処理部の詳細な構成および動作について説明する。

＜１０．２ ＬＥＤ駆動処理部の構成＞
図１２は、本実施形態におけるＬＥＤ駆動処理部１０５の詳細な構成を示すブロック図である。図１２に示すＬＥＤ駆動処理部１０５は、所定の処理を実行するための構成要素として、エリアアクティブ制御を行わないＬＥＤ出力値算出部５４２と、第１の実施形態と同様の逆ガンマ補正部５１１、ＬＥＤ出力値補正部５１３、画像メモリ５１５、ＬＣＤデータ算出部５１６、およびガンマ補正部５１７とを備え、所定のデータを格納するための構成要素として、第１の実施形態と同様の逆ガンマＬＵＴ１１、輝度補正ＬＵＴ１３、およびガンマＬＵＴ１７とを備えている。

ＬＥＤ出力値算出部５４２は、入力画像Ｄｖｌを前述したように複数のエリアに分割することなく、入力画像Ｄｖｌ全体の輝度に応じたＬＥＤの発光時の輝度を示す（リニアな特性を有する）ＬＥＤデータ（発光輝度データ）Ｄｂｌを求める。このＬＥＤ出力値を決定する方法は、前述したと同様に、入力画像Ｄｖｌの画素の輝度の最大値Ｍａに基づいて決定する方法、画素の輝度の平均値Ｍｅに基づいて決定する方法、または画素の輝度の最大値Ｍａと平均値Ｍｅを加重平均することにより得られる値に基づいて決定する方法などがある。このように、ＬＥＤ出力値算出部５４２は、第１の実施形態においてエリアが１つである場合と同一の動作を行うことになるので、その他の説明は省略する。

ＬＥＤ出力値補正部５１３は、第１の実施形態と同様、ＬＥＤ出力値算出部５４２で求められたＬＥＤデータＤｂｌに対して上記中間値から最大値付近にかけて高い輝度になるようにシフトする補正を行い、その結果をＬＥＤデータＤｂとして出力する。なお、このＬＥＤデータＤｂはＬＣＤデータ算出部５１６に直接与えられるが、ここでのバックライト３は均一な光を発する面光源であるため、輝度拡散に関連する演算を行う必要がないからである。このことから図３に示される表示輝度算出部５１４および輝度拡散フィルタ１４が省略されている。

＜１０．３ 効果＞
以上のように、本実施形態におけるＬＥＤ出力値補正部５２３は、第１の実施形態と同様、図４に示される輝度補正ＬＵＴ１３を参照することにより、ＬＥＤ出力値算出部５２２で求められたＬＥＤデータＤｂｌｂに対して上記中間値から最大値付近にかけてより高い輝度になるようにシフトする補正を行う。このことにより、第１の実施形態の場合と同様、バックライトの輝度が小さい場合にも表示の沈み込みを維持しながらピーク輝度感を強め、コントラスト比を向上させることができ、また、バックライトの輝度不足による高階調での階調飛び（輝度不足）を防止することができるので、表示品質の低下を防止することができる。

なお、本実施形態では、エリアアクティブ制御が行われない点を除き、第１の実施形態と同様の構成および作用・効果を有するように説明したが、第２から第９までの実施形態においてエリアアクティブ制御が行われないものとすれば、本実施形態において説明したと同様に、エリアアクティブ制御関連の構成要素除く各実施形態の構成により、各実施形態と同様の作用・効果を有することになる。

本発明は、本発明は、バックライトを備える画像表示装置に適用されるものであって、バックライトの輝度を複数のエリア毎に制御する機能を有する液晶表示装置などの画像表示装置に適している。

２…液晶表示装置
３…バックライト
４…バックライト駆動回路
５…エリアアクティブ駆動処理部
６…パネル駆動回路
７…液晶パネル
１１…逆ガンマＬＵＴ
１３…輝度補正ＬＵＴ
１４…輝度拡散フィルタ
１７…ガンマＬＵＴ
２１…ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ
２８…ＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ
３１…逆ガンマ・輝度ＬＵＴ
１０５…ＬＥＤ駆動処理部
５１２、５２２、５３２、５４２…ＬＥＤ出力値算出部
５１３、５２３…ＬＥＤ出力値補正部
５１４…表示輝度算出部
５１５、５２５…画像メモリ
５１６…ＬＣＤデータ算出部
５２８…ＬＣＤ用逆ガンマ補正部
５３１…逆ガンマ・輝度補正部
Ｄｖ…入力画像
Ｄａ…ＬＣＤデータ
Ｄｂ…ＬＥＤデータ

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 １に示すバックライトの詳細を示す図である。 上記実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 輝度拡散フィルタについて説明するための図である。 上記実施形態において、エリアアクティブ駆動処理部の処理を示すフローチャートである。 上記実施形態において、液晶データとＬＥＤデータが得られるまでの経過を示す図である。 本発明の第２の実施形態における輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 本発明の第３の実施形態における輝度補正ＬＵＴを説明するためのグラフ図である。 本発明の第４の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第７の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第１０の実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部の詳細な構成を示すブロック図である。

＜１０． 第１０の実施形態＞
＜１０．１ 全体的な構成および動作＞
本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作は、第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成および動作とほぼ同様であるが、エリアアクティブ駆動処理部５に代えて、エリアアクティブ制御を行わないＬＥＤ駆動処理部５４を備える点が異なる。

＜１０．２ ＬＥＤ駆動処理部の構成＞
図１２は、本実施形態におけるＬＥＤ駆動処理部５４の詳細な構成を示すブロック図である。図１２に示すＬＥＤ駆動処理部５４は、所定の処理を実行するための構成要素として、エリアアクティブ制御を行わないＬＥＤ出力値算出部５４２と、第１の実施形態と同様の逆ガンマ補正部５１１、ＬＥＤ出力値補正部５１３、画像メモリ５１５、ＬＣＤデータ算出部５１６、およびガンマ補正部５１７とを備え、所定のデータを格納するための構成要素として、第１の実施形態と同様の逆ガンマＬＵＴ１１、輝度補正ＬＵＴ１３、およびガンマＬＵＴ１７とを備えている。

２…液晶表示装置
３…バックライト
４…バックライト駆動回路
５…エリアアクティブ駆動処理部
６…パネル駆動回路
７…液晶パネル
１１…逆ガンマＬＵＴ
１３…輝度補正ＬＵＴ
１４…輝度拡散フィルタ
１７…ガンマＬＵＴ
２１…ＬＥＤ用逆ガンマＬＵＴ
２８…ＬＣＤ用逆ガンマＬＵＴ
３１…逆ガンマ・輝度ＬＵＴ
５４…ＬＥＤ駆動処理部
５１２、５２２、５３２、５４２…ＬＥＤ出力値算出部
５１３、５２３…ＬＥＤ出力値補正部
５１４…表示輝度算出部
５１５、５２５…画像メモリ
５１６…ＬＣＤデータ算出部
５２８…ＬＣＤ用逆ガンマ補正部
５３１…逆ガンマ・輝度補正部
Ｄｖ…入力画像
Ｄａ…ＬＣＤデータ
Ｄｂ…ＬＥＤデータ

Claims (14)

1. バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
   光源を含むバックライトと、
   前記光源からの光を透過することにより複数の画素を表示する複数の表示素子を含む表示パネルと、
   所定の階調で表示されるべき画素を複数含む入力画像に基づき前記光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求める発光輝度算出部と、
   前記入力画像と前記発光輝度算出部により求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率に応じた表示用データを求める表示用データ算出部と、
   前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
   前記発光輝度データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
   を備え、
   前記発光輝度算出部は、
   前記入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記複数の画素に対応する前記発光輝度データを算出する出力値算出部と、
   前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるよう、前記出力値算出部に与えるべき前記入力画像を補正するか、または前記出力値算出部において算出された発光輝度データを補正する輝度補正部とを含むことを特徴とする、画像表示装置。
2. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの中間値から最大値近傍までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの中央値以上の値である前記中間値および前記最大値近傍において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加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。
4. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの最小値近傍から中間値までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの前記最小値近傍において最大かつ前記中間値において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加させることを特徴とする、請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの最小値近傍から第１の中間値までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させるとともに、前記第１の中間値以上の値である第２の中間値から最大値近傍までの範囲の値を所定の増加量だけ増加させることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記輝度補正部は、前記表示用データ算出部に与えられる発光輝度データのうちの前記最小値近傍において最大かつ前記第１の中間値において最小となり、前記第２の中間値および前記最大値近傍において最小となるよう定められた前記増加量だけ前記範囲の値を増加させることを特徴とする、請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記発光輝度算出部は、装置外部から与えられる入力画像に対して逆ガンマ補正を行い、
   前記表示用データ算出部は、
   装置外部から与えられる入力画像を所定期間保持するための画像メモリと、
   前記期間経過後に前記画像メモリから与えられる入力画像に対して逆ガンマ補正を行う表示用逆ガンマ補正部と、
   前記表示用逆ガンマ補正部により逆ガンマ補正された入力画像と前記発光輝度算出部により求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示用データを求める表示用データ出力部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
9. 前記発光輝度算出部は、装置外部から与えられる入力画像に対して前記逆ガンマ補正を行う発光輝度逆ガンマ補正部をさらに含み、
   前記出力値算出部は、前記発光輝度逆ガンマ補正部により逆ガンマ補正された入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより前記発光輝度データを算出することを特徴とする、請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記発光輝度逆ガンマ補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記逆ガンマ補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す第１のテーブルを参照することにより補正を行い、
    前記輝度補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す第２のテーブルを参照することにより補正を行うことを特徴とする、請求項９に記載の画像表示装置。
11. 前記輝度補正部は、装置外部から与えられる入力画像に対して、前記逆ガンマ補正と、前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正とを同時に行い、
    前記出力値算出部は、前記輝度補正部により補正された入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記発光輝度データを算出し出力することを特徴とする、請求項８に記載の画像表示装置。
12. 前記輝度補正部は、前記入力画像に含まれる画素の階調と、前記逆ガンマ補正および前記発光輝度データのうちの前記範囲の値を増加させるための補正を行うことにより得られるべき画素の階調との対応関係を示す単一のテーブルを参照することにより補正を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. 前記バックライトは、前記光源を複数含み、
    前記発光輝度算出部は、前記入力画像を複数のエリアに分割し、前記入力画像に基づき各エリアに対応した光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
14. バックライトの輝度を制御する機能を有し、光源を含むバックライトと、前記光源からの光を透過することにより複数の画素を表示する複数の表示素子を含む表示パネルとを備える画像表示装置の制御方法であって、
    所定の階調で表示されるべき画素を複数含む入力画像に基づき前記光源の発光時の輝度を示す発光輝度データを求める発光輝度算出ステップと、
    前記入力画像と前記発光輝度算出ステップにおいて求められた前記発光輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率に応じた表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
    前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
    前記発光輝度データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
    を備え、
    前記発光輝度算出ステップは、
    前記入力画像に含まれる複数の画素の階調に対して所定の演算を行うことにより、前記複数の画素に対応する前記発光輝度データを算出する出力値算出ステップと、
    前記表示用データ算出ステップにおける発光輝度データのうちの所定範囲の値を増加させるよう、前記出力値算出ステップにおける前記入力画像を補正するか、または前記出力値算出ステップにおいて算出された発光輝度データを補正する輝度補正ステップとを含むことを特徴とする、画像表示装置の制御方法。

Images