JP6376764B2 - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及びその制御方法に関する。

液晶表示装置は、液晶パネル、液晶パネルの背面側に配置されたバックライト、それらを制御する制御回路等を有する。近年、画像を表示する際に、画像の色や輝度に応じてディスプレイの表示特性（例えば、バックライトの輝度）を調整することにより、コントラスト向上や色域拡張といった高画質化を図る技術（以下、ディスプレイ高画質化技術）が開発されている。

代表的な技術としては、ローカルディミングが挙げられる。ローカルディミングは、バックライトを複数の発光領域に分割し、発光領域ごとに光源の輝度を制御する技術である。ローカルディミングによりコントラスト向上が可能となる。さらに、バックライトの光源として赤色ＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ）、緑色ＬＥＤ（Ｇ−ＬＥＤ）、青色ＬＥＤ（Ｂ−ＬＥＤ）の３原色ＬＥＤからなるＲＧＢ−ＬＥＤを用い、発光領域ごとにそれぞれのＬＥＤの輝度を制御することで色域の拡張も可能となる。例えば、発光領域に対応する液晶パネルの表示領域に表示する画像に青色成分のみ含まれていた場合に、Ｂ−ＬＥＤのみを発光させることで、色純度の高い画像表示が可能となる。このように、発光領域内の必要なＬＥＤのみを発光させることで、各原色の色純度が高くなり、表示画像の色域を拡張することができる。

一方、複数の表示装置や表示領域間の色を合わせる場合においては、ＣＩＥ−ＸＹＺ表色系にてＸＹＺ値を一致させるように色の調整を行う。ＣＩＥ−ＸＹＺ表色系は、３原色（ＲＧＢ）の光による刺激値に基づいた表色系である。光の波長をλで表し、Ｒ、Ｇ、Ｂの等色関数をｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、表示装置の分光放射輝度をＳ（λ）、規格化定数Ｋとする。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、以下に示すように、各色の等色関数と分光放射輝度との積を可視波長域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で積分して求められる。

上記の式で分かるように、ＸＹＺ値は、表示装置の分光放射輝度によって決まる。

ところで、観察者メタメリズムと呼ばれる問題が知られている。観察者メタメリズムは、眼の分光感度特性（視感度）が個人によって異なることによって生じる。表示装置を観察する観察者の眼の分光感度特性が、標準的な眼の分光感度特性（標準等色関数）と異なっている場合がある。このような場合、標準等色関数に基づいて色を合わせた２つの領域をこの観察者が観察したときに、２つの領域の分光放射輝度が異なれば、観察者の分光感度特性によっては２つの領域の色は異なる色に見えることがある。これはこの観察者には色ムラとして認識される。観察者による分光感度特性のばらつきによる色ムラを抑制するためには、２つの領域の分光放射輝度を一致させる必要がある。

表示装置の分光放射輝度を一致させる従来技術は、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１に開示の技術では、複数のデバイス間の色を一致させるために、一方のデバイスの分光放射輝度を他方のデバイスの分光放射輝度に近似させる。具体的には、６原色ディスプレイの分光放射輝度を、発光素子を制御することで調整し、合わせたい対象に近似させる。特許文献２に開示の技術では、各領域間のクロストークによる色ムラを防止するために、各発光素子の発光が白色光に近づくよう、全発光素子の輝度を制御する。

特開２００３−１３４３５１号公報 特開２０１０−７２３６０号公報

上述した従来技術により２つの領域の分光放射輝度を近似させた場合、２つの領域間の色ムラは抑制できるが、ローカルディミングによるコントラスト向上や色域拡張の高画質化の効果は減殺されてしまう。

そこで本発明は、画像表示装置において、ローカルディミングによる高画質化と、観察者ごとの分光感度特性のばらつきによる色ムラの発生の抑制と、を両立させることができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、独立に輝度を制御可能な複数の色の光源からなる発光領域を複数有する発光手段と、
前記発光手段からの光の透過率を調節することで画像を表示する表示手段と、
個人差による眼の分光感度特性のばらつきに対応する複数の等色関数を記憶する記憶手段と、
前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じて前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定する決定手段と、
前記複数の等色関数の各々に基づき、所定の等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域における当該色の画素の見えの色の差を計算して第１の閾値と比較し、前記複数の等色関数のうち少なくともいずれかの等色関数に基づき計算した前記差が前記第１の閾値以上となる場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正する補正手段と、
を備える表示装置である。

本発明は、独立に輝度を制御可能な複数の色の光源からなる発光領域を複数有する発光手段と、
前記発光手段からの光の透過率を調節することで画像を表示する表示手段と、
を備える表示装置の制御方法であって、
前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じて前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定する決定工程と、
個人差による眼の分光感度特性のばらつきに対応する複数の等色関数を記憶する記憶手段から等色関数の情報を取得する取得工程と、
前記複数の等色関数の各々に基づき、所定の等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域における当該色の画素の見えの色の差を計算して第１の閾値と比較し、前記複数の等色関数のうち少なくともいずれかの等色関数に基づき計算した前記差が前記第１の閾値以上となる場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正する補正工程と、
を有する表示装置の制御方法である。

本発明によれば、画像表示装置において、ローカルディミングによる高画質化と、観察者ごとの分光感度特性のばらつきによる色ムラの発生の抑制と、を両立させることができる。

実施例１の画像表示装置１の構造を模式的に表した図 実施例１のバックライト１０１の光源の配置を示す模式図 実施例１の画像表示装置１の構成を表すブロック図 実施例１の発光領域１０２における全色の画素数ヒストグラム例 実施例１の代表色と色類似情報テーブルの例 実施例１の標準等色関数、個人等色関数１、個人等色関数２比較図 実施例１のバックライト輝度決定部１７の処理フロー 実施例１の各ＬＥＤ発光特性、カラーフィルタ透過特性の相対値 実施例１の入力画像と色類似情報テーブルの項目例 実施例１の補正前のバックライト輝度、類似色分光放射輝度、色差 実施例１の補正後のバックライト輝度、類似色分光放射輝度、色差 実施例２のバックライト輝度決定部１７の処理フロー 実施例２の領域６と各領域との距離ｋ、基準色差ｋΔＥ_ｂａｓｅの一例 実施例３の領域６の近傍領域を示した図

以下、本発明の画像表示装置及びその制御方法の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１の構造を模式的に表した図である。図１に示すように、画像表示装置１は、バックライト１０１、拡散板２０１、光学シート２０２、液晶パネル３０１等を有する。バックライト１０１から発せられた光は、拡散板２０１で拡散され、さらに光学シート２０２で光の指向性が調節されて、液晶パネル３０１の背面に入射する。

液晶パネル３０１は、入射する光の透過率を調節可能な液晶素子を有する画素と、画素ごとに設けられるカラーフィルタとを有する。カラーフィルタは赤色、緑色、青色のカラーフィルタ（Ｒ−ＣＦ、Ｇ−ＣＦ、Ｂ−ＣＦ）からなり、各カラーフィルタは赤色光、緑色光、青色光のそれぞれの波長の光のみを透過しそれ以外の波長の光を遮断する。画像データに応じて画素ごとに液晶素子を透過する光の透過率を調節することで、画像データに基づく画像が液晶パネル３０１に表示される。

図２は、バックライト１０１の光源の配置を示す模式図である。バックライト１０１は、破線で示すように１６の発光領域１０２から構成され、発光領域１０２ごとに光源Ｒ−ＬＥＤ１０３ａ、Ｇ−ＬＥＤ１０３ｂ、Ｂ−ＬＥＤ１０３ｃが設けられる。すなわちバックライト１０１は、独立に輝度を制御可能な複数の色の光源からなる発光領域を複数有する構成である。光源Ｒ−ＬＥＤ１０３ａは赤色光を発するＬＥＤ、光源Ｇ−ＬＥＤ１０３ｂは緑色光を発するＬＥＤ、光源Ｂ−ＬＥＤ１０３ｃは青色光を発するＬＥＤである。バックライト１０１は、１つ以上の発光領域１０２を１つの発光単位として、発光単位ごとに、各色ＬＥＤの輝度を制御可能である。そして、発光単位ごとに、その発光単位の輝度に基づいて、該発光単位に対応する液晶パネル３０１の領域内の液晶素子の透過率が制御される。これにより、発光単位に対応する領域に表示される画像に応じて、発光単位ごとに必要な色の光源のみを発光させたり、必要な輝度で発光させたりすることで、表示画像
の色純度が向上することにより表示色域が拡張し、またコントラストの向上が可能となる。実施例１では、バックライト１０１は、１つの発光領域１０２を１つの発光単位として、発光単位ごとに、決定された輝度で発光するものとする。

図３は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１の構成を表すブロック図である。画像データ入力部１１には、パーソナルコンピュータ等の画像出力装置から出力された画像データ（画像信号）が入力される。入力された画像データは、階調度算出部１２、画像処理部１３、及び色類似領域判定部１５へ出力される。

階調度算出部１２は、バックライト１０１の各発光領域１０２に対応する液晶パネル３０１の領域内に表示される画像の３原色それぞれの画素値について階調度Ｌを算出する。階調度Ｌは、発光領域１０２内の画素のＲＧＢそれぞれの画素値について発光領域内最大階調値ｎ／最大階調値×１００により算出される。発光領域内最大階調値ｎは、発光領域１０２内の画素の画素値のうちの最大値である。最大階調値は階調精度により決まる定数であり、例えば実施例１では８ビット精度とするので最大階調値は２５５である。

ある発光領域１０２内の画素の赤色（Ｒ）の発光領域内最大階調値ｎが５０、緑色（Ｇ）の発光領域内最大階調値ｎが２０、青色（Ｂ）の発光領域内最大階調値ｎが１１０だったとする。この場合、この発光領域１０２におけるＲＧＢ３原色それぞれの階調度Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｂは下記のようになる。

Ｌ_Ｒ＝５０／２５５×１００＝１９．６
Ｌ_Ｇ＝２０／２５５×１００＝７．８
Ｌ_Ｂ＝１１０／２５５×１００＝４３．１

階調度算出部１２は、全ての発光領域１０２について、３原色それぞれの階調度Ｌ_Ｒ、Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｂを算出して、バックライト輝度決定部１７へ出力する。

画像処理部１３は、バックライト輝度決定部１７からバックライト輝度が入力されると、画像データ入力部１１から入力される画像データに対し発光領域１０２ごとに画像処理を施し、画像処理後の画像データを液晶パネル３０１へ出力する。この画像処理において、バックライト輝度が互いに異なる発光領域１０２の間で同色画素の色（標準等色関数によって求めたＣＩＥＸＹＺ値）が一致するように、バックライト輝度に応じたＲＧＢ各階調値の伸長等が計算される。

バックライト制御部１４は、バックライト輝度決定部１７より入力されるバックライト輝度に基づき、バックライト１０１の光源Ｒ−ＬＥＤ１０３ａ、Ｇ−ＬＥＤ１０３ｂ、Ｂ−ＬＥＤ１０３ｃの輝度を発光領域１０２ごとに制御するための制御情報を生成する。バックライト制御部１４は、バックライト制御情報をバックライト１０１へ出力し、バックライト１０１の発光を制御する。

色類似領域判定部１５は、複数の発光領域１０２に含まれる色であって観察者が色ムラとして認識する可能性のある色（各発光領域における当該色が本来同一であるのに異なる色として認識され得る）を判定する。色類似領域判定部１５は、判定結果を色類似情報テーブルとしてバックライト輝度決定部１７へ出力する。

色類似領域判定部１５は、まず発光領域１０２ごとに、発光領域１０２に含まれる全ての色の画素数ヒストグラムを解析する。そして、度数が所定の閾値（実施例１においては閾値を５０画素とする）の色を、観察者が色ムラとして認識する可能性のある色の候補（
各発光領域１０２の代表色）として決定する。

図４は、ある発光領域１０２における全ての色の画素数ヒストグラムの例を示し、図５（Ａ）は、各発光領域１０２について色類似領域判定部１５により決定された代表色の例を一覧で示したものである。図４，図５（Ａ）に示すように、代表色は複数存在する場合もあり、また存在しない場合もある。

次に、色類似領域判定部１５は、２つの発光領域１０２の代表色同士を比較し、双方に同一の代表色が含まれる場合、当該代表色を「類似色」と判定する。また、代表色のうちに他の発光領域１０２との関係で類似色となる色がある場合、当該発光領域１０２と当該他の発光領域１０２を「色類似領域」と判定する。すなわち、色類似領域判定部１５は、等色条件を満たす色の画素を共に閾値以上含む（第３の閾値以上含む）２つの発光領域を色類似領域と判定する。色類似領域判定部１５は、類似色及び色類似領域の判定結果を色類似情報テーブルへ格納する。色類似領域判定部１５は、上記「類似色」及び「色類似領域」の判定を、発光領域１０２の全ての組み合わせについて実施して、判定結果を色類似情報テーブルへ格納し、色類似情報テーブルを作成する。

なお、上記の例では、類似色として判断する条件（等色条件）は、ＲＧＢ値が同一であることとしたが、等色条件はこれに限らない。例えば、ある発光領域１０２の代表色と他の発光領域１０２の代表色とのＲＧＢ空間上での距離が閾値（例えば１０）未満であることを等色条件としても良い。等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの発光領域１０２を色類似領域と判定する。

図５（Ｂ）は、色類似情報テーブルの例であり、類似色の識別番号を示す「Ｎｏ．」、類似条件を満たす代表色（類似色）を互いに有する２つの発光領域１０２の識別情報を示す「色類似領域」、類似色のＲＧＢ成分を示す「類似色」の項目から構成される。図５（Ｂ）は一例であり、画像によって類似色のＲＧＢ値や類似色の数は異なる。

等色関数管理部１６は、バックライトの輝度決定に使用する標準等色関数とは異なる、個人差による眼の分光感度特性のばらつきに対応する複数の等色関数の情報を保持する。実施例１においては、等色関数管理部１６は、標準等色関数とは異なる２つの等色関数（個人等色関数１、個人等色関数２）を保持する。図６は、標準等色関数、個人等色関数１、及び個人等色関数２の比較図である。図６に示すように、個人等色関数は標準等色関数とは異なる分光感度特性を有し、また異なる個人等色関数同士も互いに異なる分光感度特性を有している。なお、等色関数管理部１６が保持する個人等色関数の数は２つに限らない。

個人差による等色関数のばらつきにより幅広く対応できるようにするためには、分光感度特性が大きく異なる複数の個人等色関数の情報を保持しておくことが好ましい。例えば、個人差により変動する等色関数のうち、分光感度ピークがより短波長側にある等色関数とより長波長側にある等色関数とを含ませると良い。また、等色関数管理部１６にて管理する個人等色関数のデータ、個人等色関数の種類、及び使用有無等は、外部（例えばパーソナルコンピュータ）から編集可能としても良い。

バックライト輝度決定部１７は、階調度算出部１２から取得する各発光領域１０２の階調度と、色類似領域判定部１５から取得する色類似情報テーブルと、等色関数管理部１６から取得する等色関数と、に基づき、バックライト輝度を決定する。バックライト輝度の決定方法については後述する。バックライト輝度決定部１７は、決定したバックライト輝度を画像処理部１３及びバックライト制御部１４へ出力する。

バックライト１０１は、バックライト制御部１４から入力されるバックライト制御情報に基づいて、各色の光源１０３が発光する。バックライト１０１の各発光領域１０２の各色光源１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、発光領域１０２ごとに決定されたバックライト輝度制御情報に基づき発光する。

液晶パネル３０１は、画像処理部１３から入力される画像処理後の画像データに基づいて画素ごとに各液晶素子の透過率が制御され、バックライト１０１から照射された光を当該透過率で透過することにより、画像データに基づく画像を表示する。

次に、図７を用いて、バックライト輝度決定部１７の処理フローを説明する。
バックライト輝度決定部１７は、階調度算出部１２から各発光領域１０２における階調度を取得し、色類似領域判定部１５から色類似情報を取得すると、等色関数管理部１６より等色関数を取得する（Ｓ１０１）。

バックライト輝度決定部１７は、取得した各発光領域１０２における階調度から、初期バックライト輝度を算出する（Ｓ１０２）。初期バックライト輝度とは、従来のローカルディミングと同様の手法で決定した各発光領域１０２の光源１０３の輝度である。実施例１においては、例えばＲの階調度が８０であった場合、光源Ｒ−ＬＥＤ１０３ａの輝度を８０％というように、発光領域１０２の階調度に基づきその発光領域１０２の光源１０３の初期バックライト輝度を決定する。なお、初期バックライト輝度の決定方法はこれに限られず、発光領域１０２に対応する領域の画像の特徴量に応じて発光領域１０２の各色の光源の初期バックライト輝度を決定する方法であれば良い。たとえば係数を乗算した階調度に基づき初期バックライト輝度を決定しても良い。

バックライト輝度決定部１７は、色類似情報テーブル内の最も小さい識別番号を参照番号として設定し、当該参照番号に対応する類似色の情報を参照する（Ｓ１０３）。

バックライト輝度決定部１７は、参照番号に対応する色類似領域（２つの発光領域１０２）における類似色の分光放射輝度（スペクトル）を算出（あるいは測定）する（Ｓ１０４）。分光放射輝度を算出する場合、バックライト輝度決定部１７は、各ＬＥＤの発光特性、現在の各ＬＥＤの輝度、カラーフィルタの透過特性、ＲＧＢ値（カラーフィルタ透過率）等に基づき、類似色の分光放射輝度を計算する。図８は、各色ＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ）の発光特性及び各色のカラーフィルタ（Ｒ−ＣＦ、Ｇ−ＣＦ、Ｂ−ＣＦ）の透過特性の相対値を示した図である。あるいは、バックライト輝度決定部１７は、実際に色類似領域それぞれに類似色を表示させ、分光放射輝度を測定可能な外部の分光測色計で測定し、測定値を取得しても良い。

バックライト輝度決定部１７は、個人等色関数１と色類似領域のそれぞれにおける類似色の分光放射輝度とから、個人等色関数１の感度を持つ個人が類似色を色類似領域のそれぞれで見た際の色差ΔＥ_１を算出する（Ｓ１０５）。バックライト輝度決定部１７は、色類似領域のそれぞれにおいて、類似色の分光反射輝度及び個人等色関数１を積分した結果からＸＹＺ値を算出し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。バックライト輝度決定部１７は、求めたＬ＊ａ＊ｂ＊値の差分（Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間の２点の距離）を計算して色類似領域間の類似色の色差ΔＥを算出する。ここで、実施例１においてはΔＥを色差としているが、目的に応じてΔＥａ＊ｂ＊を色差としても良く、またＬ＊Ｃ＊ｈ表色系等の他の表色系にて色差を計算しても良い。

バックライト輝度決定部１７は、Ｓ１０５同様に、個人等色関数２と色類似領域のそれぞれにおける類似色の分光放射輝度とから、個人等色関数２の感度を持つ個人が類似色を色類似領域のそれぞれで見た際の色差ΔＥ_２を算出する（Ｓ１０６）。

バックライト輝度決定部１７は、色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２のそれぞれと基準色差ΔＥ_ｂａｓｅとを比較する。ここで、基準色差ΔＥ_ｂａｓｅは、ユーザが色ムラとして認識する見えの色の差を判断するための閾値（第１の閾値）であり、実施例１においてはΔＥ_ｂａｓｅ＝２．０とする。バックライト輝度決定部１７は、色差ΔＥ_１と色差ΔＥ_２の少なくとも１つが基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ以上（第１の閾値以上）であった場合Ｓ１０８へ移行し、そうでない場合はＳ１０９へ移行する（Ｓ１０７）。

Ｓ１０７で色差ΔＥ_１と色差ΔＥ_２の少なくとも１つが基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ以上であった場合、バックライト輝度決定部１７は、色類似領域それぞれのバックライト輝度を補正する（Ｓ１０８）。ここでは、色類似領域それぞれの各色ＬＥＤの輝度を比較して、小さい方の輝度を増加させる方向に補正する。例えば、色類似領域の一方におけるバックライト輝度が、Ｒ−ＬＥＤ８０％、Ｇ−ＬＥＤ５０％、Ｂ−ＬＥＤ３０％であり、色類似領域の他方におけるバックライト輝度が、Ｒ−ＬＥＤ２０％、Ｇ−ＬＥＤ５０％、Ｂ−ＬＥＤ７０％であるとする。このとき、色類似領域間でバックライト輝度には、Ｒ−ＬＥＤでは６０％、Ｂ−ＬＥＤでは４０％の差が生じている。実施例１では、バックライト輝度の差分に対して１０％、すなわち上記の例では、Ｒ−ＬＥＤは６％、Ｂ−ＬＥＤは４％を単位補正量とし、１回の補正につき小さい方のバックライト輝度を単位補正量分加算する。すると補正後のバックライト輝度は、色類似領域の一方においてはＲ−ＬＥＤ８０％、Ｇ−ＬＥＤ５０％、Ｂ−ＬＥＤ３４％となり、色類似領域の他方では、Ｒ−ＬＥＤ２６％、Ｇ−ＬＥＤ５０％、Ｂ−ＬＥＤ７０％となる。このような補正処理を、Ｓ１０７の比較において色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２がともに基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ未満となるまで繰り返す。これにより、ローカルディミングによる高画質化効果の低減を抑制しつつ、個人の分光感度特性のばらつきによる色類似領域間での色ムラ発生を抑制することができる。

Ｓ１０７で色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２がともに基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ未満であった場合、バックライト輝度決定部１７は、参照番号の色類似領域での類似色の色ムラは許容レベルであると判断し、参照番号をインクリメントする（Ｓ１０９）。

バックライト輝度決定部１７は、参照番号と色類似情報テーブルの識別番号の最大値とを比較し、参照番号が最大値に達していた場合はＳ１１１へ移行し、そうでない場合はＳ１０４へ移行する（Ｓ１１０）。

バックライト輝度決定部１７は、画像処理部１３及びバックライト制御部１４へ、決定したバックライト輝度を出力する（Ｓ１１１）。

次に、色類似情報テーブル内のある１つの参照番号の類似色に関して、図７のＳ１０４〜Ｓ１０９の処理を適用した場合の具体例を説明する。
図９（Ａ）は、入力画像例である。図９（Ｂ）は、色類似領域判定部１５が図９（Ａ）の入力画像に対し類似色判定を行って作成した色類似情報テーブルを示す。ここでは説明に用いる、識別番号ｎの項目のみ記載し、他の項目は記載を省略してある。識別番号ｎでは、色類似領域が「領域１０と領域１１」、類似色が「（３，７，１８１）」であり、青成分を多く含む色となっている。

図１０（Ａ）は、識別番号ｎを参照番号として、色類似情報テーブルの情報を基にバックライト輝度を補正する（図７のＳ１０４〜Ｓ１０９を実行する）前の色類似領域のそれぞれ（領域１０と領域１１）のバックライト輝度である。ここでは、領域１０のＲ階調度は０％、Ｇ階調度は１０％、Ｂ階調度は１００％とし、領域１１のＲ階調度は０％、Ｇ階調度は８０％、Ｂ階調度は１００％とする。ローカルディミングにより、Ｂ階調度が１００％の領域１０においてはＢ−ＬＥＤの輝度が１００％で大きくなり、Ｂ階調度が１００
％且つＧ階調度が８０％の領域１１においてはＧ−ＬＥＤの輝度が８０％及びＢ−ＬＥＤの輝度が１００％で大きくなっている。

図７のＳ１０４にて、類似色である（３，７，１８１）の色を領域１０及び領域１１で表示した場合の分光放射輝度を計算した結果を、図１０（Ｂ）に示す。領域１０における類似色の分光放射輝度は、ほぼＢ−ＬＥＤの発光特性によって構成されているのに対し、領域１１における類似色の分光放射輝度は、Ｇ−ＬＥＤの発光の影響を受け、領域１０での分光放射輝度に対して特性が異なっている。

これは、Ｂ−ＣＦの透過波長域がＧ−ＬＥＤの発光波長域を含むことによって生じる現象である。このような場合にはＢ−ＣＦの透過率を減少させる画像処理を行うことによって、標準等色関数を用いて計算したＸＹＺ値を一致させることができる。例えば、領域１１の（３，７，１８１）を画像処理によって（３，７，１７１）に補正する。図１０（Ｂ）には、領域１０のバックライト輝度を図１０（Ａ）のように設定し、ＲＧＢ値を（３，７，１８１）とした場合の、標準等色関数を用いて計算したＸＹＺ値を示す。また、領域１１のバックライト輝度を図１０（Ａ）のように設定し、ＲＧＢ値を補正後の（３，７，１７１）とした場合の、標準等色関数を用いて計算したＸＹＺ値を示す。図１０（Ｂ）に示すように、標準等色関数を用いて計算したＸＹＺ値は領域１０、領域１１ともにＸ＝１０、Ｙ＝１０、Ｚ＝８０となる。すなわち、分光放射輝度が異なる２つの領域における同一色（ここでは（３，７，１８１））は、画像処理によって、標準等色関数を用いて計算したＸＹＺ値を一致させることができる。

次に図７のＳ１０５及びＳ１０６にて、個人等色関数１を用いて領域１０及び領域１１における類似色の色差ΔＥ_１を算出した結果と、個人等色関数２を用いて領域１０及び領域１１における類似色の色差ΔＥ_２を算出した結果を図１０（Ｃ）に示す。図１０（Ｃ）に示すように、個人等色関数１を用いて計算した類似色の色差ΔＥ_１は２．５、個人等色関数２を用いて計算した類似色の色差ΔＥ_２は０．８となる。

図７のＳ１０７において、色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２と基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ（＝２．０）を比較すると、色差ΔＥ_１が基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ（＝２．０）以上であるため、バックライト輝度決定部１７はＳ１０８へ移行する。

図７のＳ１０８において、バックライト輝度決定部１７は、バックライト輝度の補正を行う。領域１０と領域１１のバックライトを比較すると、Ｇ−ＬＥＤ輝度に７０％の差分が生じているため、バックライト輝度決定部１７は、差分の１０％である７％を単位補正量として決定し、領域１０のＧ−ＬＥＤ輝度１０％に加算する。補正後のバックライト輝度を、図１１（Ａ）に示す。補正された領域１０のバックライト輝度は、Ｇ−ＬＥＤの輝度が１７％に増加している。

図７のＳ１０４に移行し、図１１（Ａ）の補正後バックライト輝度に基づき領域１０及び領域１１での類似色の分光放射輝度を計算した結果を、図１１（Ｂ）に示す。領域１０の分光放射輝度の特性が、Ｇ−ＬＥＤの輝度を増加させたことにより、領域１１の分光放射輝度の特性に近づいていることが分かる。ここでも、領域間の分光放射輝度は異なるが、画像処理によって標準等色関数によって算出するＸＹＺ値は一致している。

次に図７のＳ１０５及びＳ１０６にて、個人等色関数１を用いて領域１０及び領域１１における類似色の色差ΔＥ_１を算出した結果と、個人等色関数２を用いて領域１０及び領域１１における類似色の色差ΔＥ_２を算出した結果を図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ｃ）に示すように、個人等色関数１を用いて計算した類似色の色差ΔＥ_１は１．７、個人等色関数２を用いて計算した類似色の色差ΔＥ_２は０．５となる。領域１０と領域１１の分光
放射輝度が近づいたことによって、色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２の双方が減少していることが分かる。

図７のＳ１０７において、色差ΔＥ_１及び色差ΔＥ_２がともに基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ（＝２．０）未満であるため、バックライト輝度決定部１７は、参照番号ｎの類似色及び色類似領域に基づいたバックライト輝度の補正が完了したと判断する。そして、Ｓ１０９へ移行して参照番号をインクリメントする。

以上のように、実施例１では、類似色とその類似色を含む領域ごとに、個人の分光感度特性のばらつきによる色差が閾値より小さくなるまでバックライト輝度を補正する。これにより、個人の分光感度特性のばらつきによる色差が大きい類似色を含む発光領域についてのみ、領域間の分光放射輝度を近付けるようにバックライト輝度の補正が行われる。個人の分光感度特性のばらつきによる色差が大きくない類似色を含む発光領域については色差低減のためのバックライト輝度補正を行わない。そのため、個人の分光感度特性のばらつきによる色ムラが生じることを抑制しつつ、ローカルディミングによる高画質化効果の低減を抑制することができる。

（実施例２）
実施例１では、全ての色類似領域に対して色差判定時の基準値が同一である例について説明した。実施例２では、領域間の距離に応じて色差判定時の基準値を変更することで、ローカルディミングによる高画質化効果がバックライト輝度補正処理によって減殺されるのをより一層抑えることができることを説明する。なお、実施例１と同様の処理については説明を省略する。
図１２を用いて、実施例２のバックライト輝度決定部１７の処理フローを説明する。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１１１の処理は実施例１と同様の処理であるため、説明を省略する。

バックライト輝度決定部１７は、色類似領域間の距離に基づいて、基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ（＝２．０）に重みづけを行う（Ｓ２０１）。バックライト輝度決定部１７は、隣接する領域間の距離を１として、色類似領域間の距離ｋを算出し、基準色差ΔＥ_ｂａｓｅ（＝２．０）に乗算することによりに、基準色差に重みづけを行う。図１３（Ａ）は、領域６を基準とした場合の各領域との距離ｋを示した図である。例えば領域６と領域１６の距離ｋ＝２．８である。図１３（Ｂ）は、領域６を基準として各領域との間で色差判定を行う場合に用いられる基準色差ｋΔＥ_ｂａｓｅを示した図である。例えば色類似領域が領域６と領域１６であった場合、図１２のＳ２０１では重みｋ＝２．８により重み付けされた基準色差５．７がＳ１０７の色差判定において用いられることになる。実施例２では、２つの発光領域間の距離が大きいほど、基準色差を大きくするようにしている。そのため、色類似領域が距離の遠い発光領域同士であった場合は、類似色の色類似領域間の色差が多少大きくても、Ｓ１０７で否定判定（Ｎｏ）され、バックライト輝度補正は実行されない。これは、距離が遠い発光領域間では色差があっても色ムラとして認識されにくいからである。

以上のように、領域間の距離に応じて色差判定時の基準値に重みづけを行うことで、距離の離れた色類似領域間でのバックライト輝度補正量が少なくなり、ローカルディミングによる高画質化効果が減殺されにくくなる。

（実施例３）
実施例１では、全ての色類似領域の組み合わせに対して色類似判定を行う例について説明した。実施例３では、近傍にある発光領域の組み合わせである色類似領域についてのみ色類似判定を行うことで、ローカルディミングによる高画質化効果低減がバックライト輝度補正処理によって減殺されるのをより一層抑えることができることを説明する。なお、
実施例１と同様の処理については説明を省略する。

図３において、色類似領域判定部１５は、複数の発光領域１０２に含まれる色であって観察者が色ムラとして認識する可能性のある色を判定し、判定結果を色類似情報テーブルとしてバックライト輝度決定部１７へ出力する。ここで、色類似領域判定部１５は、実施例１と同様の「類似色」及び「色類似領域」の判定を、互いに近傍にある発光領域１０２同士の組み合わせについてのみ実施することで、色類似情報テーブルを作成する。ここで、近傍にある発光領域とは、隣接する発光領域間の距離を１として、発光領域間の距離が２未満の発光領域とする。図１４は、領域６の近傍領域を示した図であり、実施例３では、斜線で示す領域１，２，３，５，７，９，１０，１１の８個の領域が領域６の近傍領域となる。なお、近傍領域であるか否かを判断するために用いる距離の閾値（第２の閾値）は、上記の例に限られない。また、近傍領域であるか否かを判断する方法も上記の例に限られない。

以上のように、実施例３では、近傍領域の組み合わせのみを色類似判定の対象とすることで、距離の離れた発光領域間での色類似判定及びバックライト輝度の補正が抑制される。これにより、ローカルディミングによる高画質化効果がバックライト輝度の補正によって減殺されることを抑制できる。

なお、上記各実施例では、表示装置が透過型の液晶表示装置である場合の例を説明したが、表示装置は、透過型の液晶表示装置に限らない。表示装置は、バックライトからの光を画像データに応じた透過率で透過する表示パネルを有する表示装置であればよい。例えば、表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）シ
ャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式ディスプレイであってもよい。

上記各実施例では、類似色の色類似領域間の色差が閾値以上となる場合に、色類似領域の同色のＬＥＤ同士で輝度が低い方のＬＥＤの輝度を増加させる補正を行う例を説明したが、輝度が高い方のＬＥＤの輝度を減少させる補正でも良い。色類似領域間の同色のＬＥＤ同士の輝度を近付ける補正を行えばよい。これにより、色類似領域間の分光放射輝度が近付き、個人差で等色関数がばらついても、色類似領域間で色ムラが認識されることを抑制できる。また、輝度補正は輝度差の１０％を補正単位として行う例を説明したが、例えば所定の補正量を単位として行う等、補正の仕方はこれに限られない。

上記各実施例では、バックライトの光源として３原色ＬＥＤを１つずつ有する液晶表示装置に本発明を適用した例を説明したが、バックライトの光源の構成はこれに限らない。例えば、３原色のいずれかの色について複数のＬＥＤを有していても良いし、３原色以外の色のＬＥＤを有していても良い。また、光源を構成する発光素子はＬＥＤに限らない。３原色又はそれ以上の複数色の発光の実現方法は、上記実施例のように各色に対応するＬＥＤ等の発光素子を各発光領域に備える方法でも良いが、これに限られない。例えば、励起による波長変換が可能な光源部材、例えば、紫外光により赤色光、緑色光、青色光の少なくともいずれかの励起光を生ずる光源部材や、そのような光源部材とＬＥＤ等の組み合わせでも良い。ＬＥＤの発光輝度の制御は、ＰＷＭ制御により点灯期間と消灯期間のデューティ比を調節する方法や、印加する電流値を調節する方法等を採用することができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された、コンピュータにより実行可能な命令を、読み出し実行することで上述した実施例に記載した１以上の機能を行うシステムや装置のコンピュータによっても実施することができる。本発明はまた、システムや装置のコンピュータによって行われる方法であって、例えばコンピュータにより実行可能な命令を記憶媒体から読み出し実行することで上述した本発
明の実施形態に記載した１以上の機能が行われる、方法によっても実施することができる。コンピュータは、１以上のＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、その他の回路により構成される。更に別個の複数のコンピュータや別個のコンピュータプロセッサのネットワークを含んでも良い。コンピュータにより実行可能な命令は、例えば、ネットワークや記憶媒体からコンピュータに提供されても良い。記憶媒体は、例えば、１以上の、ハードディスク、ＲＡＭ（random-access memory）、ＲＯＭ（read only memory）、分散コンピューティングシステムの記憶装置を含んでも良い。記憶媒体はまた、光学ディスク（例えばＣＤ（compact disc）、ＤＶＤ（digital versatile disc）、ＢＤ（登録商標）（Blu-ray Disc））、フラッシュメモリ、メモリカードを含んでも良い。実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は実施例の開示に限定されないものと解されるべきである。本発明は、実施例に対する本発明の範囲内のあらゆる変形や等価な構造や機能を包含するよう最も広く解釈されるべきものである。

１５：色類似領域判定部、１６：等色関数管理部、１７：バックライト輝度決定部、１０１：バックライト、３０１：液晶パネル

Claims (26)

1. 独立に輝度を制御可能な複数の色の光源からなる発光領域を複数有する発光手段と、
   前記発光手段からの光の透過率を調節することで画像を表示する表示手段と、
   個人差による眼の分光感度特性のばらつきに対応する複数の等色関数を記憶する記憶手段と、
   前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じて前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定する決定手段と、
   前記複数の等色関数の各々に基づき、所定の等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域における当該色の画素の見えの色の差を計算して第１の閾値と比較し、前記複数の等色関数のうち少なくともいずれかの等色関数に基づき計算した前記差が前記第１の閾値以上となる場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正する補正手段と、
   を備える表示装置。
2. 前記補正手段は、前記２つの発光領域の光源の輝度を、色ごとに、当該２つの発光領域間で輝度の差が小さくなるように、輝度が小さい方の光源の輝度を増加させるか、又は、輝度が大きい方の光源の輝度を減少させる補正を行う請求項１に記載の表示装置。
3. 前記補正手段は、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域において、当該色の画素の見えの色の差が、前記複数の等色関数のどの等色関数を適用した場合でも前記第１の閾値より小さい場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正しない請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記補正手段は、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域の全ての組み合わせについて前記補正を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記補正手段は、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域の組み合わせのうち、２つの発光領域間の距離が第２の閾値より小さい組
   み合わせについてのみ前記補正を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記補正手段は、前記等色条件を満たす色の画素を共に第３の閾値以上含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域について前記補正を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記補正手段は、前記２つの発光領域間の距離に応じて前記第１の閾値を変更する請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記補正手段は、前記２つの発光領域間の距離が大きいほど前記第１の閾値を大きくする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記補正手段は、前記２つの発光領域の各々について、前記決定手段により決定された各色の光源の輝度と、前記等色条件を満たす色の画素の画素値と、前記記憶手段から取得した等色関数と、に基づく計算により当該色の画素の見えの色を求め、当該見えの色の差と前記第１の閾値とを比較する請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記補正手段は、前記２つの発光領域の各々について、前記決定手段により決定された輝度で各色の光源を発光させて前記等色条件を満たす色の画素を表示させたときの、外部の分光測色計による前記表示手段の分光放射輝度の測定値を取得し、取得した測定値と、前記記憶手段から取得した等色関数と、に基づく計算により当該色の画素の見えの色を求め、当該見えの色の差と前記第１の閾値とを比較する請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記記憶手段は、個人差により変動する等色関数のうち、分光感度ピークがより短波長側にある等色関数とより長波長側にある等色関数とを含む複数の等色関数を記憶する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記決定手段は、標準等色関数を用いて、前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じた前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定し、
    前記補正手段は、前記標準等色関数とは異なる複数の等色関数の各々に基づき、前記色の差を計算する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 前記補正手段は、前記複数の等色関数のいずれの等色関数を用いて計算した前記色の差も前記第１の閾値より小さくなるまで、前記補正を繰り返す請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示装置。
14. 独立に輝度を制御可能な複数の色の光源からなる発光領域を複数有する発光手段と、
    前記発光手段からの光の透過率を調節することで画像を表示する表示手段と、
    を備える表示装置の制御方法であって、
    前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じて前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定する決定工程と、
    個人差による眼の分光感度特性のばらつきに対応する複数の等色関数を記憶する記憶手段から等色関数の情報を取得する取得工程と、
    前記複数の等色関数の各々に基づき、所定の等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域における当該色の画素の見えの色の差を計算して第１の閾値と比較し、前記複数の等色関数のうち少なくともいずれかの等色関数に基づき計算した前記差が前記第１の閾値以上となる場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正する補正工程と、
    を有する表示装置の制御方法。
15. 前記補正工程では、前記２つの発光領域の光源の輝度を、色ごとに、当該２つの発光領域間で輝度の差が小さくなるように、輝度が小さい方の光源の輝度を増加させるか、又は、輝度が大きい方の光源の輝度を減少させる補正を行う請求項１４に記載の表示装置の制御方法。
16. 前記補正工程では、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域において、当該色の画素の見えの色の差が、前記複数の等色関数のどの等色関数を適用した場合でも前記第１の閾値より小さい場合、当該２つの発光領域の光源の輝度を補正しない請求項１４または１５に記載の表示装置の制御方法。
17. 前記補正工程では、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域の全ての組み合わせについて前記補正を行う請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
18. 前記補正工程では、前記等色条件を満たす色の画素を共に含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域の組み合わせのうち、２つの発光領域間の距離が第２の閾値より小さい組み合わせについてのみ前記補正を行う請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
19. 前記補正工程では、前記等色条件を満たす色の画素を共に第３の閾値以上含む２つの画像領域に対応する２つの発光領域について前記補正を行う請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
20. 前記補正工程では、前記２つの発光領域間の距離に応じて前記第１の閾値を変更する請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
21. 前記補正工程では、前記２つの発光領域間の距離が大きいほど前記第１の閾値を大きくする請求項２０に記載の表示装置の制御方法。
22. 前記補正工程では、前記２つの発光領域の各々について、前記決定工程により決定された各色の光源の輝度と、前記等色条件を満たす色の画素の画素値と、前記記憶手段から取得した等色関数と、に基づく計算により当該色の画素の見えの色を求め、当該見えの色の差と前記第１の閾値とを比較する請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
23. 前記補正工程では、前記２つの発光領域の各々について、前記決定工程により決定された輝度で各色の光源を発光させて前記等色条件を満たす色の画素を表示させたときの、外部の分光測色計による前記表示手段の分光放射輝度の測定値を取得し、取得した測定値と、前記記憶手段から取得した等色関数と、に基づく計算により当該色の画素の見えの色を求め、当該見えの色の差と前記第１の閾値とを比較する請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
24. 前記記憶手段は、個人差により変動する等色関数のうち、分光感度ピークがより短波長側にある等色関数とより長波長側にある等色関数とを含む複数の等色関数を記憶する請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
25. 前記決定工程は、標準等色関数を用いて、前記各発光領域に対応する画像領域の特徴量に応じた前記各発光領域の各色の光源の輝度を決定し、
    前記補正工程は、前記標準等色関数とは異なる複数の等色関数の各々に基づき、前記色
    の差を計算する請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
26. 前記補正工程は、前記複数の等色関数のいずれの等色関数を用いて計算した前記色の差も前記第１の閾値より小さくなるまで、前記補正を繰り返す請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
    

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