WO2013018822A1

WO2013018822A1 - 画像表示装置および画像表示方法

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Publication number: WO2013018822A1
Application number: PCT/JP2012/069566
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Inventors: 博文村上
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Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2014-02-03

Abstract

　それぞれが、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトとを含む複数の画像表示部を用いて、複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示装置において、前記個別画面に対応した入力画像データに基づき、前記個別画面に設定されたエリアごとの前記光源の輝度を求め、前記光源の輝度に基づき、前記バックライトの輝度を前記個別画面内の表示素子ごとに示すバックライト輝度分布データを求め、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データが連続するように、前記バックライト輝度分布データを調整し、前記入力画像データおよび調整されたバックライト輝度分布データに基づき、前記表示素子の階調を示すパネルデータを求め、前記パネルデータに基づき前記表示パネルを駆動するとともに、前記バックライトデータに基づき前記バックライトを駆動する。

Description

画像表示装置および画像表示方法

　本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関し、特に、複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示装置および画像表示方法に関する。

　近年、大型の表示画面を実現するために、複数のディスプレイの表示画面を並べて配置したマルチディスプレイ方式の画像表示装置（以下、マルチディスプレイ装置という）が実用化されている。図１５は、マルチディスプレイ装置の表示画面の例を示す図である。図１５に示す表示画面は、９個のディスプレイＤ１～Ｄ９の表示画面を縦方向と横方向に３個ずつ並べて配置することにより構成されている。これにより、表示画面のサイズを縦方向と横方向に元のディスプレイの３倍にすることができる。このようなマルチディスプレイ装置は、例えば、店舗における商品紹介、駅や空港などの公共空間における案内情報表示、ハイビジョンテレビ会議システムの映像表示装置などに利用することができる。

　これとは別に、バックライトを備えた画像表示装置については、バックライトの消費電力を削減し、表示品位を改善する方法として、表示画面を複数のエリアに分割し、エリア内に表示すべき画像に基づきエリアごとにバックライトの輝度を制御しながら、表示パネルを駆動する方法（以下、エリアアクティブ駆動という）が知られている。

　エリアアクティブ駆動については、従来から以下のような技術が知られている。特許文献１には、エリアごとの画像信号の輝度分布に基づき、エリアごとにバックライトの輝度を決定すると共に画像信号を補正する画像表示装置が記載されている。特許文献２には、入力画像信号に対して平均輝度算出、黒レベル領域検出および白レベル領域検出を行い、その結果に基づき個々のＬＥＤバックライトの輝度を制御する信号を生成する画像表示装置が記載されている。特許文献３には、バックライト光源からの光が他のエリアに漏れ出ることを許容する構造を有し、端にあるエリアの幅がサイドパネルの幅以下であり、エリア内の画像信号の最大階調に基づきエリアごとにバックライトの輝度を決定する液晶表示装置が記載されている。

日本国特開２００５－２５８４０３号公報日本国特開２００６－３０５８８号公報日本国特開２０１０－１２２４１７号公報

　マルチディスプレイ装置を構成するときにエリアアクティブ駆動を行うディスプレイを用いれば、バックライトの消費電力を削減することができる。しかしながら、特段の工夫を行うことなく複数のディスプレイの表示画面を並べて配置しただけでは、隣接画面間で輝度差が発生し、マルチディスプレイ装置の表示品位が低下することが問題となる。

　例えば、エリアアクティブ駆動を行う９個のディスプレイを用いてマルチディスプレイ装置を構成し、その表示画面に図１６に示す画像を表示する場合を考える。図１６に示す画像には、黒い背景の中を右方向に移動する白い小領域（以下、白窓という）が含まれる。白窓は、ある時点で、ディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐ位置に到達する。図１７は、白窓がディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐときのバックライトの輝度分布を示す図である。一般的なマルチディスプレイ装置では、ディスプレイＤ１、Ｄ２は独立してエリアアクティブ駆動を行う。このため、バックライトの輝度分布は、図１７に示すように、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で不連続になる。表示パネルの駆動に用いるパネルデータは、バックライトの輝度に基づき算出される。このため、バックライトの輝度分布が不連続になると、パネルデータもディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で大きく変化する。したがって、隣接画面間で輝度差が発生し、マルチディスプレイ装置の表示品位が低下する。

　それ故に、本発明は、エリアアクティブ駆動を行うマルチディスプレイ方式の画像表示装置において、隣接画面間で発生する輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することを目的とする。

　本発明の第１の局面は、複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示装置であって、
　それぞれが、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、前記個別画面に対応した入力画像データに基づき、前記表示素子の階調を示すパネルデータおよび前記光源の輝度を前記個別画面に設定されたエリアごとに示すバックライトデータを求める駆動処理部と、前記パネルデータに基づき前記表示パネルを駆動するパネル駆動回路と、前記バックライトデータに基づき前記バックライトを駆動するバックライト駆動回路とを含む複数の画像表示部を備え、
　前記駆動処理部は、
　　前記入力画像データに基づき、前記バックライトデータを求めるバックライトデータ生成部と、
　　前記バックライトデータに基づき、前記バックライトの輝度を前記個別画面内の表示素子ごとに示すバックライト輝度分布データを求める表示輝度算出部と、
　　隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データが連続するように、前記バックライト輝度分布データを調整する輝度分布調整部と、
　　前記入力画像データおよび前記輝度分布調整部で調整されたバックライト輝度分布データに基づき、前記パネルデータを求めるパネルデータ生成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、
　前記輝度分布調整部は、前記バックライト輝度分布データに含まれる、所定の閾値より小さい輝度を前記閾値に変化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、
　前記バックライト駆動回路は、前記バックライトデータ生成部で求めたバックライトデータに基づき前記バックライトを駆動す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、
　前記画像表示部は、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データを送信および受信する機能を有し、
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部のうち少なくとも一方が、受信したバックライト輝度分布データに基づき、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を変化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、
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部の一方が、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を、受信したバックライト輝度分布データに含まれる境界を挟んで隣接した表示素子における輝度に変化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４の局面において、
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部の両方が、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を、当該輝度と受信したバックライト輝度分布データに含まれる境界を挟んで隣接した表示素子における輝度との平均値に変化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５または第６の局面において、
　前記駆動処理部は、前記輝度分布調整部における調整に応じて前記バックライトデータ生成部で求めたバックライトデータを調整するバックライトデータ調整部をさらに含み、
　前記バックライト駆動回路は、前記バックライトデータ調整部で調整されたバックライトデータに基づき前記バックライトを駆動することを特徴とする。

　本発明の第８の局面は、それぞれが、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトとを含む複数の画像表示部を用いて、複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示方法であって、
　前記個別画面に対応した入力画像データに基づき、前記光源の輝度を前記個別画面に設定されたエリアごとに示すバックライトデータを求めるステップと、
　前記バックライトデータに基づき、前記バックライトの輝度を前記個別画面内の表示素子ごとに示すバックライト輝度分布データを求めるステップと、
　隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データが連続するように、前記バックライト輝度分布データを調整するステップと、
　前記入力画像データおよび調整されたバックライト輝度分布データに基づき、前記表示素子の階調を示すパネルデータを求めるステップと、
　前記パネルデータに基づき前記表示パネルを駆動するステップと、
　前記バックライトデータに基づき前記バックライトを駆動するステップとを前記画像表示部において実行することを特徴とする。

　本発明の第１または第８の局面によれば、バックライト輝度分布データは、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で連続するように調整される。表示パネルは、調整されたバックライト輝度分布データに基づくパネルデータに基づき駆動される。したがって、エリアアクティブ駆動を行うマルチディスプレイ方式の画像表示装置において、隣接する個別画面間の輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第２の局面によれば、バックライト輝度分布データに含まれる、閾値より小さい輝度を閾値まで大きくすることにより、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第３の局面によれば、バックライト輝度分布データを調整しても、バックライトデータは変化しないので、バックライト輝度分布データに含まれる輝度を大きくしても、バックライトの消費電力は増大しない。したがって、バックライトの消費電力を増大させることなく、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第４の局面によれば、他の画像表示部から受信したバックライト輝度分布データに基づき境界部の表示素子における輝度を調整することにより、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第５の局面によれば、２個の輝度分布調整部の一方が、自己の境界部の表示素子における輝度を境界を挟んで隣接する表示素子における輝度に変化させることにより、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第６の局面によれば、２個の輝度分布調整部の両方が、自己の境界部の表示素子における輝度を、２個の境界部の表示素子における輝度の平均値に変化させることにより、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の第７の局面によれば、バックライト輝度分布データを調整したとき、バックライトデータは変化する。したがって、調整されたバックライトデータに基づきバックライトを制御することにより、個別画面の輝度を正しく制御することができる。

本発明の第１の実施形態に係るマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すマルチディスプレイ装置に含まれるディスプレイの構成を示すブロック図である。図２に示すディスプレイに含まれるバックライトの詳細を示す図である。図１を詳細化したブロック図である。図２に示すディスプレイに含まれるエリアアクティブ駆動処理部の詳細を示すブロック図である。図５に示すＬＥＤフィルタデータの例を示す図である。図５に示す輝度分布モデルデータの例を示す図である。図５に示すエリアアクティブ駆動処理部の動作を示すフローチャートである。図１に示すマルチディスプレイ装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。本発明の第２の実施形態に係るマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すマルチディスプレイ装置に含まれるディスプレイの構成を示すブロック図である。図１１に示すディスプレイに含まれるエリアアクティブ駆動処理部の詳細を示すブロック図である。ディスプレイの境界付近における表示素子を示す図である。図１０に示すマルチディスプレイ装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。マルチディスプレイ装置の表示画面の例を示す図である。マルチディスプレイ装置に表示される画像の例を示す図である。従来のマルチディスプレイ装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すマルチディスプレイ装置１０は、画像データ供給部１、および、９個のディスプレイ１１を備えている。ディスプレイ１１は、それぞれ表示画面（以下、個別画面という）を有し、個別画面に画像を表示する。９個の個別画面は、縦方向と横方向に３個ずつ並べて配置される。これにより、マルチディスプレイ装置１０の表示画面が形成され、この表示画面には１枚の大きな画像（以下、全体画像という）が表示される。以下では例として、複数の液晶表示装置を備えたマルチディスプレイ装置について説明する。なお、マルチディスプレイ装置に含まれるディスプレイの個数は、２個以上であれば任意でよい。

　マルチディスプレイ装置１０には、外部から画像データＸ０が入力される。画像データ供給部１は、画像データＸ０に基づき、９個の個別画面に対応した９個の画像データＸ１～Ｘ９を求め、画像データＸ１～Ｘ９を９個のディスプレイ１１にそれぞれ供給する。画像データ供給部１は、画像サイズをマルチディスプレイ装置１０の表示画面に合わせるために、必要に応じて画像データＸ０に対して補間処理を行う。例えば、入力画像がフルＨＤ画像（１９２０×１０８０画素）で、個別画面のサイズがＷＸＧＡ（１２８０×７６８画素）であるときには、画像データ供給部１は画像データＸ０に対して画像サイズをＷＸＧＡの縦横３倍ずつに補間する処理を行う。

　図２は、ディスプレイ１１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ディスプレイ１１は、液晶パネル２、バックライト３、パネル駆動回路４、バックライト駆動回路５、および、エリアアクティブ駆動処理部１２を含んでいる。ディスプレイ１１は、個別画面を複数のエリアに分割し、エリア内に表示すべき画像に基づきエリアごとにバックライト３の輝度を制御しながら、液晶パネル２を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、ｍ、ｎ、ｐおよびｑは２以上の整数であるとする。

　ディスプレイ１１には、画像データ供給部１から入力画像データＸが供給される。入力画像データＸは、画像データＸ１～Ｘ９のうちのいずれかである。入力画像データＸには、Ｒ画像データ、Ｇ画像データおよびＢ画像データが含まれる。Ｒ画像データ、Ｇ画像データおよびＢ画像データは、いずれも、表示素子６の階調を示す（ｍ×ｎ）個のデータを含んでいる。エリアアクティブ駆動処理部１２は、入力画像データＸに基づき、液晶パネル２の駆動に用いる液晶データＹと、バックライト３の駆動に用いるＬＥＤデータＺとを求める。

　液晶パネル２は、（３ｍ×ｎ）個の表示素子６を含んでいる。表示素子６は、行方向（図２では横方向）に３ｍ個ずつ、列方向（図２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６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個のカラー画素を形成する。

　パネル駆動回路４は、液晶パネル２の駆動回路である。パネル駆動回路４は、エリアアクティブ駆動処理部１２から出力された液晶データＹに基づき、液晶パネル２に対して表示素子６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４から出力された電圧は、表示素子６内の画素電極（図示せず）に書き込まれる。表示素子６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２の背面側に設けられ、液晶パネル２の背面にバックライト光を照射する。図３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３に示すように、（ｐ×ｑ）個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）ユニット７を含んでいる。ＬＥＤユニット７は、行方向にｐ個ずつ、列方向にｑ個ずつ、全体として２次元状に配置される。ＬＥＤユニット７は、赤色ＬＥＤ８ｒ、緑色ＬＥＤ８ｇおよび青色ＬＥＤ８ｂを１個ずつ含んでいる。３種類のＬＥＤ８から出射された光は、液晶パネル２の背面の一部に当たる。なお、バックライト３は、ＬＥＤユニット７に代えて白色ＬＥＤを含んでいてもよい。

　バックライト駆動回路５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５は、エリアアクティブ駆動処理部１２から出力されたＬＥＤデータＺに基づき、バックライト３に対してＬＥＤ８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。ＬＥＤ８の輝度は、他のＬＥＤユニット７に含まれるＬＥＤ８の輝度とは独立して制御される。

　ディスプレイ１１の個別画面は（ｐ×ｑ）個のエリアに分割され、各エリアには１個のＬＥＤユニット７が対応づけられる。エリアアクティブ駆動処理部１２は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内の入力画像データＸに基づき、当該エリアに対応したＬＥＤユニット７に含まれる３個のＬＥＤ８の輝度を求める。エリアアクティブ駆動処理部１２は、バックライト３に含まれるすべてのＬＥＤ８の輝度を求め、求めた輝度を表すＬＥＤデータＺをバックライト駆動回路５に対して出力する。なお、ここでは各エリアに１個のＬＥＤユニット７を対応づけることとしたが、各エリアに複数のＬＥＤユニット７を対応づけてもよい。

　また、エリアアクティブ駆動処理部１２は、ＬＥＤデータＺに基づき、液晶パネル２に含まれるすべての表示素子６におけるバックライト３の輝度を示すバックライト輝度分布データを求める。さらに、エリアアクティブ駆動処理部１２は、入力画像データＸとバックライト輝度分布データとに基づき、液晶パネル２に含まれるすべての表示素子６の光透過率を求め、求めた光透過率に対応した階調を示す液晶データＹをパネル駆動回路４に対して出力する。

　ディスプレイ１１では、Ｒ表示素子の輝度は、バックライト３から出射された赤色光の輝度とＲ表示素子の光透過率との積になる。１個の赤色ＬＥＤ８ｒ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ＬＥＤ８ｒ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ＬＥＤ８ｇ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ＬＥＤ８ｂ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。

　ディスプレイ１１は、入力画像データＸに基づき液晶データＹとＬＥＤデータＺを求め、液晶データＹに基づき表示素子６の光透過率を制御すると共に、ＬＥＤデータＺに基づきＬＥＤ８の輝度を制御する。これにより、入力画像データＸに応じた画像を液晶パネル２に表示することができる。また、エリア内の輝度が小さいときには、当該エリアに対応したＬＥＤ８の輝度を小さくして、バックライト３の消費電力を削減することができる。また、エリア内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６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、表示品位を改善することができる。

　図４は、図１を詳細化したブロック図である。図４に示すように、マルチディスプレイ装置１０では、１枚の液晶パネル２に対応して、バックライト３、パネル駆動回路４、バックライト駆動回路５、および、エリアアクティブ駆動処理部１２が１個ずつ設けられる。なお、図４では９枚の液晶パネル２は間隔を空けて記載されているが、実際には全体画像を表示するために間隔を空けずに配置される。

　図５は、エリアアクティブ駆動処理部１２の詳細を示すブロック図である。図５に示すように、エリアアクティブ駆動処理部１２は、発光輝度算出部１２１、最高輝度算出部１２２、発光輝度補正部１２３、表示輝度算出部１２４、輝度分布調整部１２５、および、液晶データ算出部１２６を含んでいる。ディスプレイ１１には、ＬＥＤフィルタデータ１３と輝度分布モデルデータ１４が予め蓄積されている。

　発光輝度算出部１２１は、入力画像データＸに基づき、バックライト３に含まれるすべてのＬＥＤ８の発光輝度（以下、第１の発光輝度という）を求める。最高輝度算出部１２２は、各エリアについて、エリア内の入力画像データＸの最大値（以下、最高輝度という）を求める。

　発光輝度補正部１２３は、各エリアについて、最高輝度算出部１２２で求めた最高輝度に基づき周辺エリアの第１の発光輝度を補正する。例えば、発光輝度補正部１２３は、あるエリアに対応したＬＥＤを点灯させただけでは当該エリアの最高輝度を実現できないときには、周辺エリアに対応したＬＥＤ８の輝度を高くする処理（以下、ＢＬＵＲ処理という）を行う。発光輝度補正部１２３は、ＢＬＵＲ処理を行うときに、ＬＥＤフィルタデータ１３を参照する。図６は、ＬＥＤフィルタデータ１３の例を示す図である。ＬＥＤフィルタデータ１３は、１個のエリアの輝度を１だけ高くしたときに中央のエリアの輝度が高くなる程度を表す。

　発光輝度補正部１２３で補正された発光輝度（以下、第２の発光輝度という）は、ＬＥＤデータＺとしてバックライト駆動回路５に出力される。バックライト駆動回路５は、ＬＥＤデータＺに基づきバックライト３を駆動する。ＬＥＤデータＺは、表示輝度算出部１２４にも供給される。

　表示輝度算出部１２４は、ＬＥＤデータＺに基づき、すべてのＬＥＤ８について第２の発光輝度を加算することにより、液晶パネル２の各表示素子６におけるバックライト３の輝度を求め、バックライト３の輝度を表示素子６ごとに示すバックライト輝度分布データを出力する。表示輝度算出部１２４は、バックライト輝度分布データを求めるときに、輝度分布モデルデータ１４を参照する。図７は、輝度分布モデルデータ１４の例を示す図である。輝度分布モデルデータ１４は、中央のエリアに対応したＬＥＤが輝度１００で発光したときの近傍エリアの輝度を表す。

　輝度分布調整部１２５は、隣接する個別画面に対応したディスプレイ１１の間でバックライト輝度分布データが連続するように、バックライト輝度分布データを調整する。本実施形態に係る輝度分布調整部１２５は、輝度に関する閾値Ｔを有し、バックライト輝度分布データに含まれる閾値Ｔより小さい輝度を閾値Ｔに変化させる。

　液晶データ算出部１２６は、液晶パネル２の各表示素子６について、入力画像データＸに含まれる表示素子６の階調を輝度分布調整部１２５で求めた表示素子６における調整後の輝度で割ることにより、液晶パネル２の駆動に用いる表示素子６の階調を求める。液晶データ算出部１２６は、このようにして求めた表示素子６の階調を示す液晶データＹを出力する。パネル駆動回路４は、液晶データＹに基づき液晶パネル２を駆動する。

　図８は、エリアアクティブ駆動処理部１２の動作を示すフローチャートである。図８を参照して、エリアアクティブ駆動処理部１２の動作を詳細に説明する。エリアアクティブ駆動処理部１２には、入力画像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１２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、（ｓｐ×ｓｑ）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（ｓｐ／ｍ）倍、縦方向に（ｓｑ／ｎ）倍に縮小される。次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、縮小画像を（ｐ×ｑ）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１２は、（ｐ×ｑ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内の画素の輝度の最大値Ｍａと、エリア内の画素の輝度の平均値Ｍｅとを求める（ステップＳ１４）。次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、ステップＳ１４で求めた最大値Ｍａと平均値Ｍｅに基づき、各エリアに対応したＬＥＤ８の発光輝度（第１の発光輝度）を求める（ステップＳ１５）。ステップＳ１２～Ｓ１５は、発光輝度算出部１２１によって実行される。

　次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、各エリアについて、ステップＳ１４で求めた最大値Ｍａに基づき最高輝度を算出する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６は、最高輝度算出部１２２によって実行される。

　次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、ステップＳ１４で求めた最大値Ｍａと平均値Ｍｅに基づき、第１の発光輝度を第２の発光輝度に補正する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、上述したＢＬＵＲ処理も実行される。ステップＳ１７は、発光輝度補正部１２３によって実行される。

　次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、ステップＳ１７で求めた（ｐ×ｑ）個の第２の発光輝度に対して輝度拡散フィルタ（点拡散フィルタ）を適用することにより、（ｔｐ×ｔｑ）個（ｔは２以上の整数）の輝度を示す第１のバックライト輝度分布データを求める（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、（ｐ×ｑ）個の第２の発光輝度は、横方向と縦方向にそれぞれｔ倍に拡大される。次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、第１のバックライト輝度分布データに対して線形補間処理を行うことにより、（ｍ×ｎ）個の輝度を示す第２のバックライト輝度分布データを求める（ステップＳ１９）。ステップＳ１９では、第１のバックライト輝度分布データは、横方向に（ｍ／ｔｐ）倍、横方向に（ｎ／ｔｑ）倍に拡大される。第２のバックライト輝度分布データは、（ｐ×ｑ）個の色成分ＣのＬＥＤ８が第２の発光輝度で発光したときに、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子６に入射する色成分Ｃのバックライト光の輝度を表し、全体でバックライトの輝度分布を表す。ステップＳ１８、Ｓ１９は、表示輝度算出部１２４によって実行される。

　次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、ステップＳ１９で求めた第２バックライト輝度分布データを調整する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０では、第２のバックライト輝度分布データに含まれる輝度が閾値Ｔより小さいときには、当該輝度はＴに変化させられる。ステップＳ２０は、輝度分布調整部１２５によって実行される。

　次に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、色成分Ｃの入力画像データＸに含まれる（ｍ×ｎ）個の画素の輝度を、それぞれ、ステップＳ２０で調整されたバックライト輝度分布データに含まれる輝度で割ることにより、（ｍ×ｎ）個の色成分Ｃの表示素子６の光透過率Ｔを求める（ステップＳ２１）。ステップＳ２１は、液晶データ算出部１２６によって実行される。

　最後に、エリアアクティブ駆動処理部１２は、色成分Ｃについて、ステップＳ２１で求めた（ｍ×ｎ）個の光透過率Ｔを表す液晶データＹと、ステップＳ１７で求めた（ｐ×ｑ）個の第２の発光輝度を表すＬＥＤデータＺとを出力する（ステップＳ２２）。この際、液晶データＹとＬＥＤデータＺは、パネル駆動回路４とバックライト駆動回路５の仕様に合わせて好適な範囲の値に変換される。

　エリアアクティブ駆動処理部１２は、入力画像データＸに含まれるＲ画像データ、Ｇ画像データおよびＢ画像データに対して図８に示す処理を実行することにより、（ｍ×ｎ×３）個の輝度を含む入力画像データＸに基づき、（ｍ×ｎ×３）個の表示素子６の階調を含む液晶データＹと、（ｐ×ｑ×３）個のＬＥＤ８の輝度を含むＬＥＤデータＺとを求める。

　マルチディスプレイ装置１０は、表示輝度算出部１２４で求めたバックライト輝度分布データを調整する輝度分布調整部１２５を備えている。以下、図９、図１６および図１７を参照して、輝度分布調整部１２５を備えていないマルチディスプレイ装置（以下、従来のマルチディスプレイ装置という）と対比して、マルチディスプレイ装置１０の効果を説明する。

　従来のマルチディスプレイ装置では、各ディスプレイは個別にエリアアクティブ駆動を行う。このため、例えば図１６に示す画像を表示するときに、白窓がディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐ位置に到達すると、バックライトの輝度分布はディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で不連続になる（図１７を参照）。これに伴い、表示パネルの駆動に用いるパネルデータも、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で大きく変化する。したがって、隣接する個別画面間で輝度差が発生し、表示品位が低下する。

　これに対して、マルチディスプレイ装置１０では、輝度分布調整部１２５は、バックライト輝度分布データに含まれる閾値Ｔより小さい輝度を閾値Ｔに変化させる。マルチディスプレイ装置１０では、図１６に示す画像を表示するときに、白窓がディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐ位置に到達すると、バックライトの輝度分布は図９に示すようになる。図９に示すように、マルチディスプレイ装置１０では、バックライトの輝度分布はディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で連続する。このため、液晶データＹは、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で大きく変化しない。したがって、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置１０によれば、隣接する個別画面間の輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。

　なお、以上の説明において、ディスプレイ１１は画像表示部の一例であり、液晶パネル２は表示パネルの一例であり、ＬＥＤ８は光源の一例であり、液晶データＹはパネルデータの一例であり、ＬＥＤデータＺはバックライトデータの一例であり、発光輝度算出部１２１、最高輝度算出部１２２、および、発光輝度補正部１２３はバックライトデータ生成部の一例であり、液晶データ算出部１２６はパネルデータ生成部の一例である。

　以上に示すように、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置１０によれば、バックライト輝度分布データは、隣接する個別画面に対応したディスプレイ１１（画像表示部）の間で連続するように調整される。液晶パネル２（表示パネル）は、調整されたバックライト輝度分布データに基づく液晶データＹ（パネルデータ）に基づき駆動される。したがって、エリアアクティブ駆動を行うマルチディスプレイ方式の画像表示装置において、隣接する個別画面の間の輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。また、バックライト輝度分布データに含まれる、閾値Ｔより小さい輝度を閾値まで大きくすることにより、隣接する個別画面に対応したディスプレイ１１の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　また、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置１０では、バックライト輝度分布データを調整しても、ＬＥＤデータＺ（バックライトデータ）は変化しないので、バックライト輝度分布データに含まれる輝度を大きくしても、バックライト３の消費電力は増大しない。したがって、バックライト３の消費電力を増大させることなく、上記の効果を得ることができる。

　（第２の実施形態）
　図１０は、本発明の第２の実施形態に係るマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すマルチディスプレイ装置２０は、画像データ供給部１、および、９個のディスプレイ２１を備えている。図１１は、ディスプレイ２１の構成を示すブロック図である。図１１に示すディスプレイ２１は、第１の実施形態に係るディスプレイ１１において、エリアアクティブ駆動処理部１２をエリアアクティブ駆動処理部２２に置換したものである。本実施形態の構成要素のうち、第１の実施形態と同一の要素については同一の参照符号を付して説明を省略する。

　図１０において、Ｐ１～Ｐ９は、それぞれ、ディスプレイＤ１～Ｄ９で求めたバックライト輝度分布データを表す。図１１において、Ｐａは他のディスプレイ２１に送信される自己のバックライト輝度分布データを表し、Ｐｂは他のディスプレイ２１から受信したバックライト輝度分布データを表す。図１０および図１１に示すように、ディスプレイ２１は、隣接する個別画面に対応したディスプレイ２１の間でバックライト輝度分布データを送信および受信する機能を有する。例えば、ディスプレイＤ１の個別画面は、ディスプレイＤ２、Ｄ４の個別画面に隣接する。これに対応して、ディスプレイＤ１は、ディスプレイＤ２、Ｄ４に対してバックライト輝度分布データＰ１を送信し、ディスプレイＤ２、Ｄ４からそれぞれバックライト輝度分布データＰ２、Ｐ４を受信する。ディスプレイＤ２～Ｄ９も、これと同様である。

　図１２は、エリアアクティブ駆動処理部２２の詳細を示すブロック図である。図１２に示すように、エリアアクティブ駆動処理部２２は、第１の実施形態に係るエリアアクティブ駆動処理部１２において、輝度分布調整部１２５を輝度分布調整部２２５に置換し、発光輝度再補正部２２７を追加したものである。

　図１２に示すように、表示輝度算出部１２４で求めたバックライト輝度分布データＰａは、輝度分布調整部２２５に供給されると共に、他のディスプレイ２１に送信される。バックライト輝度分布データＰａの送信先は、図１０に示すとおりである。他のディスプレイ２１から受信したバックライト輝度分布データＰｂは、輝度分布調整部２２５に供給される。輝度分布調整部２２５には、自己のバックライト輝度分布データＰａと他のディスプレイ２１から受信したバックライト輝度分布データＰｂとが入力される。

　第１の実施形態に係る輝度分布調整部１２５と同様に、輝度分布調整部２２５は、隣接する個別画面に対応したディスプレイ２１の間でバックライト輝度分布データが連続するように、バックライト輝度分布データを調整する。本実施形態では、隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部２２５の一方が、自己のバックライト輝度分布データＰａに含まれる境界部の表示素子６における輝度を、受信したバックライト輝度分布データＰｂに含まれる、境界を挟んで隣接した表示素子６における輝度に変化させる。

　例えば、ディスプレイＤ１、Ｄ２の個別画面は、互いに隣接する。ディスプレイＤ１はディスプレイＤ２にバックライト輝度分布データＰ１を送信し、ディスプレイＤ２はディスプレイＤ１にバックライト輝度分布データＰ２を送信する。以下、図１３に示すように、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界を挟んで隣接する２個の表示素子をＥ１、Ｅ２という。ディスプレイＤ１の輝度分布調整部２２５は、自己のバックライト輝度分布データＰ１に含まれる表示素子Ｅ１における輝度を、受信したバックライト輝度分布データＰ２に含まれる表示素子Ｅ２における輝度に変化させる。あるいは、ディスプレイＤ２の輝度分布調整部２２５は、自己のバックライト輝度分布データＰ２に含まれる表示素子Ｅ２における輝度を、受信したバックライト輝度分布データＰ１に含まれる表示素子Ｅ１における輝度に変化させてもよい。

　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部２２５のうち、どちらが上記の調整処理を行うかは、任意に決定してよい。例えば、個別画面が左右に隣接する場合に、左側の個別画面に対応した輝度分布調整部２２５が調整処理を行ってもよく、右側の個別画面に対応した輝度分布調整部２２５が調整処理を行ってもよい。あるいは、輝度分布調整部２２５が、どちらが調整処理を行うかを示すデータを記憶していてもよい。また、隣接する個別画面に対応した２個のディスプレイ２１が両方ともバックライト輝度分布データを送信してもよく、調整を行わない輝度分布調整部２２５を含むディスプレイ２１だけがバックライト輝度分布データを送信してもよい。

　液晶データ算出部１２６は、第１の実施形態と同様に、入力画像データＸと補正されたバックライト輝度分布データに基づき、液晶データＹを求める。補正されたバックライト輝度分布データは、発光輝度再補正部２２７にも供給される。発光輝度再補正部２２７は、輝度分布調整部２２５における調整に応じて、ＬＥＤデータＺを補正する。より詳細には、発光輝度再補正部２２７は、バックライト３の実際の輝度分布が補正されたバックライト輝度分布データに近づくように、発光輝度補正部１２３で求めたＬＥＤデータＺを補正する。発光輝度再補正部２２７は、調整されたＬＥＤデータＺ’を出力する。

　バックライト駆動回路５は、発光輝度再補正部２２７で調整されたＬＥＤデータＺ’に基づきバックライト３を駆動する。なお、以上の説明において、発光輝度再補正部２２７は、バックライトデータ調整部の一例である。

　マルチディスプレイ装置２０では、図１６に示す画像を表示するときに、白窓がディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐ位置に到達すると、バックライトの輝度分布は図１４に示すようになる。図１４に示すように、マルチディスプレイ装置２０でも、バックライトの輝度分布は、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で連続する。このため、液晶データＹは、ディスプレイＤ１、Ｄ２の境界で大きく変化しない。したがって、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置２０によれば、第１の実施形態と同様に、隣接した個別画面間の輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。

　以上に示すように、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置２０によれば、他のディスプレイ２１から受信したバックライト輝度分布データに基づき境界部の表示素子６における輝度を調整することにより、隣接する個別画面に対応したディスプレイ２１の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。特に、隣接する個別画面に対応した２個のディスプレイ２１の輝度分布調整部２２５の一方が、自己の境界部の表示素子における輝度を境界を挟んで隣接する表示素子における輝度に変化させることにより、隣接する個別画面に対応したディスプレイ２１の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。

　また、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置２０では、バックライト輝度分布データを調整したとき、ＬＥＤデータＺ’（バックライトデータ）は変化する。したがって、調整されたＬＥＤデータＺ’に基づきバックライト３を制御することにより、個別画面の輝度を正しく制御することができる。

　（第３の実施形態）
　本発明の第３の実施形態に係るマルチディスプレイ装置は、第２の実施形態に係るマルチディスプレイ装置と同じ構成を有する（図１０～図１２を参照）。本実施形態では、輝度分布調整部２２５が第２の実施形態とは異なる動作を行う。

　第２の実施形態と同様に、輝度分布調整部２２５には、自己のバックライト輝度分布データＰａと他のディスプレイ２１から受信したバックライト輝度分布データＰｂとが入力される。本実施形態では、第２の実施形態とは異なり、隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部２２５の両方が、自己のバックライト輝度分布データＰａに含まれる境界部の表示素子６における輝度を、当該輝度と受信したバックライト輝度分布データＰｂに含まれる、境界を挟んで隣接した表示素子６における輝度との平均値に変化させる。

　例えば、ディスプレイＤ１、Ｄ２の個別画面は、互いに隣接する。ディスプレイＤ１はディスプレイＤ２にバックライト輝度分布データＰ１を送信し、ディスプレイＤ２はディスプレイＤ１にバックライト輝度分布データＰ２を送信する。図１３に示す２個の表示素子Ｅ１、Ｅ２について、ディスプレイＤ１の輝度分布調整部２２５は、バックライト輝度分布データＰ１に含まれる表示素子Ｅ１における輝度を、当該輝度と受信したバックライト輝度分布データＰ２に含まれる表示素子Ｅ２の輝度との平均値に変化させる。これに加えて、ディスプレイＤ２の輝度分布調整部２２５は、バックライト輝度分布データＰ２に含まれる表示素子Ｅ２における輝度を、当該輝度と受信したバックライト輝度分布データＰ１に含まれる表示素子Ｅ１における輝度との平均値に変化させる。

　本実施形態に係るマルチディスプレイ装置でも、図１６に示す画像を表示するときに、白窓がディスプレイＤ１、Ｄ２の表示画面の境界を跨ぐ位置に到達すると、バックライトの輝度分布は図１４に示すようになる。したがって、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置によれば、第１および第２の実施形態と同様に、隣接した個別画面間の輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。

　以上に示すように、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置によれば、２個の輝度分布調整部２２５の両方が、自己の境界部の表示素子６における輝度を、２個の境界部の表示素子６における輝度の平均値に変化させることにより、隣接する個別画面に対応したディスプレイ２１の間でバックライト輝度分布データを連続させて、表示品位の低下を防止することができる。また、バックライト３の輝度は第２の実施形態よりも小さくなるので、バックライト３の消費電力を第２の実施形態よりも削減することができる。

　以上に示すように、エリアアクティブ駆動を行うマルチディスプレイ方式の画像表示装置および画像表示方法において、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間でバックライト輝度分布データが連続するように、バックライト輝度分布データを調整することにより、隣接画面間で発生する輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止することができる。

　本発明の画像表示装置は、隣接画面間で発生する輝度差を抑制し、表示品位の低下を防止できるという特徴を有するので、各種のマルチディスプレイ方式の画像表示装置に利用することができる。

　１…画像データ供給部
　２…液晶パネル
　３…バックライト
　４…パネル駆動回路
　５…バックライト駆動回路
　６…表示素子
　７…ＬＥＤユニット
　８…ＬＥＤ
　１０、２０…マルチディスプレイ装置
　１１、２１…ディスプレイ
　１２、２２…エリアアクティブ駆動処理部
　１３…ＬＥＤフィルタデータ
　１４…輝度分布モデルデータ
　１２１…発光輝度算出部
　１２２…最高輝度算出部
　１２３…発光輝度補正部
　１２４…表示輝度算出部
　１２５、２２５…輝度分布調整部
　１２６…液晶データ算出部
　２２７…発光輝度再補正部

Claims

　複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示装置であって、
　それぞれが、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、前記個別画面に対応した入力画像データに基づき、前記表示素子の階調を示すパネルデータおよび前記光源の輝度を前記個別画面に設定されたエリアごとに示すバックライトデータを求める駆動処理部と、前記パネルデータに基づき前記表示パネルを駆動するパネル駆動回路と、前記バックライトデータに基づき前記バックライトを駆動するバックライト駆動回路とを含む複数の画像表示部を備え、
　前記駆動処理部は、
　　前記入力画像データに基づき、前記バックライトデータを求めるバックライトデータ生成部と、
　　前記バックライトデータに基づき、前記バックライトの輝度を前記個別画面内の表示素子ごとに示すバックライト輝度分布データを求める表示輝度算出部と、
　　隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データが連続するように、前記バックライト輝度分布データを調整する輝度分布調整部と、
　　前記入力画像データおよび前記輝度分布調整部で調整されたバックライト輝度分布データに基づき、前記パネルデータを求めるパネルデータ生成部とを含むことを特徴とする、画像表示装置。
　前記輝度分布調整部は、前記バックライト輝度分布データに含まれる、所定の閾値より小さい輝度を前記閾値に変化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。
　前記バックライト駆動回路は、前記バックライトデータ生成部で求めたバックライトデータに基づき前記バックライトを駆動することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
　前記画像表示部は、隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データを送信および受信する機能を有し、
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部のうち少なくとも一方が、受信したバックライト輝度分布データに基づき、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を変化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。
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部の一方が、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を、受信したバックライト輝度分布データに含まれる境界を挟んで隣接した表示素子における輝度に変化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。
　隣接する個別画面に対応した２個の輝度分布調整部の両方が、自己のバックライト輝度分布データに含まれる境界部の表示素子における輝度を、当該輝度と受信したバックライト輝度分布データに含まれる境界を挟んで隣接した表示素子における輝度との平均値に変化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。
　前記駆動処理部は、前記輝度分布調整部における調整に応じて前記バックライトデータ生成部で求めたバックライトデータを調整するバックライトデータ調整部をさらに含み、
　前記バックライト駆動回路は、前記バックライトデータ調整部で調整されたバックライトデータに基づき前記バックライトを駆動することを特徴とする、請求項５または６に記載の画像表示装置。
　それぞれが、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトとを含む複数の画像表示部を用いて、複数の個別画面に画像を表示することにより全体画像を表示するマルチディスプレイ方式の画像表示方法であって、
　前記個別画面に対応した入力画像データに基づき、前記光源の輝度を前記個別画面に設定されたエリアごとに示すバックライトデータを求めるステップと、
　前記バックライトデータに基づき、前記バックライトの輝度を前記個別画面内の表示素子ごとに示すバックライト輝度分布データを求めるステップと、
　隣接する個別画面に対応した画像表示部の間で前記バックライト輝度分布データが連続するように、前記バックライト輝度分布データを調整するステップと、
　前記入力画像データおよび調整されたバックライト輝度分布データに基づき、前記表示素子の階調を示すパネルデータを求めるステップと、
　前記パネルデータに基づき前記表示パネルを駆動するステップと、
　前記バックライトデータに基づき前記バックライトを駆動するステップとを前記画像表示部において実行することを特徴とする、画像表示方法。