WO2019225137A1

WO2019225137A1 - 画像処理装置、表示装置、画像処理方法

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Publication number: WO2019225137A1
Application number: PCT/JP2019/012182
Authority: WO
Inventors: 裕明木村; 晴信亀井
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Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-11-28
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Abstract

２枚の液晶セルによる表示装置において画質劣化を低減する。このためリア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される液晶表示パネルに対する画像信号として、画像処理部はリア液晶セルに対するリア画像信号と、フロント液晶セルに対するリア画像信号とを生成する。この画像処理部では、入力画像信号について階調値変換を行ってリア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、階調値変換部から出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理部とを備える。

Description

画像処理装置、表示装置、画像処理方法

　本技術は画像処理装置、表示装置、画像処理方法に関し、特にリア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号の処理に関する。

　液晶表示装置として各種の構造が知られている。その構造の一つとして下記特許文献１にはデュアル液晶セル型の液晶表示装置が開示されている。

国際公開第２０１６／０６３６７５号パンフレット

　デュアル液晶セル型の表示装置では、斜めから観察すると視差により２枚の液晶の表示画像が２重に見える不具合が発生する。
　このため、例えばリア液晶セルに入力する信号をガンマ値１以下にガンマ変換することで、ある階調以上でリア液晶セルを透過率１００％に飽和させたり、リア液晶セルに入力する信号を平面方向に広げるフィルタ処理を行い、視差による画像のズレを低減させることが行われる。
　ところが、例えば黒い背景に白点のような小面積の信号を表示したとき、上記のフィルタ処理によりリア液晶セルに表示する白点が広がるが、フロント液晶セルの漏れ光によりリア液晶セルに表示した画像が透けて見え、白点の周りが薄く光って見え、画質が低下してしまうことがある。
　また、ガンマ変換処理によりリア液晶セル側の広がった白点がさらに明るくなると、漏れ光が増加してさらに画質が低下する。
　そこで本技術はデュアル液晶セル型の表示装置を用いる場合に、これらの画質劣化を軽減することを目的とする。

　本技術に係る画像処理装置は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値をリミット値に制限する処理を行うリミット処理部とを備える。
　この画像処理装置が処理対象とする画像信号は、デュアル液晶セル型の液晶表示パネルで用いる画像信号である。画像処理装置は、デュアル液晶セル型の液晶表示パネルのフロント液晶セルとリア液晶セルのそれぞれに対する画像信号の処理を行う。この場合に階調値変換して生成したリア画像信号に対してリミット処理を行うようにする。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記入力画像信号の最大値を検出する最大値検出部を備え、前記リミット処理部は、リミット値を前記最大値検出部で検出された最大値に基づいた値とすることが考えられる。
　即ち入力画像信号の最大値を検出して、リミット値は最大値に基づく値として変化する値とする。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記リミット処理部は、前記最大値検出部で検出された最大値をリミット値とすることが考えられる。
　つまり入力信号の最大値をそのままリミット値とする。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記最大値検出部は、画像内に設定した複数のエリア毎に最大値を検出し、前記リミット処理部は、エリア毎に、エリア内の最大値に基づいたリミット値によるリミット処理を行うことが考えられる。
　つまり１フレームの画像領域を複数のエリアに分割設定する。そしてエリア毎に入力信号の最大値を検出し、エリア毎に、その最大値に基づくリミット値でリア画像信号のリミット処理を行う。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、前記下限値を最大値として出力する下限リミット処理部を備えることが考えられる。
　つまり検出された最大値が設定した下限値以上であれば、その検出された最大値をそのまま出力するが、検出された最大値が下限値未満の場合は、その検出された最大値を下限値に置き換えて出力する。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記最大値検出部で検出される最大値の時間軸方向の変動量を抑制する時間フィルタ部を備えることが考えられる。
　例えば入力画像信号の現在のフレームの最大値が前フレームの最大値（エリア分割する場合は、現在のフレームの或るエリアの最大値と全フレームの該当エリアの最大値）とが、急激に変化しないように変動量を抑制する。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、入力画像信号についてのシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部を備え、前記時間フィルタ部は、シーンチェンジが検出された場合はフィルタ動作を変化させることが考えられる。
　例えばシーンチェンジ検出部は、現在フレームと前フレームの比較により画像内容としてのシーンが変化したか否かを検出する。時間フィルタ部は、シーンチェンジが検出されることに応じてフィルタ特性を切り換えたりフィルタ処理のオン／オフを切り換える。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、最大値を前記下限値とする下限リミット処理部と、入力画像信号が動画であるか否かを検出する動画検出部を備え、前記下限リミット処理部は、入力画像信号が動画である場合と動画でない場合とで、前記下限値を異なる値とすることが考えられる。
　例えば入力画像信号が動画の場合と静止画の場合とで、下限リミット処理における下限値が異なるようにする。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、画像内に設定した複数のエリア毎における最大値の空間方向の変動量を抑制する空間フィルタ部を備えることが考えられる。
　即ち各エリアにおける最大値について、空間方向（複数のエリアが隣接する画平面方向）に急激な変化が生じないようにフィルタ処理を行う。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記階調値変換部は、ガンマ値が１より小さいガンマ変換を行うことが考えられる。
　フロント画像とリア画像を合わせた状態で良好な階調表現を行うためにガンマ値が１より小さいガンマ変換を行うようにする。この場合にリミット処理を行うようにする。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記リア画像信号に対して、前記リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲を前記フロント液晶セルの画像よりも広げる空間フィルタ処理を行う空間処理部を、備えることが考えられる。
　即ちリア画像をぼかすように空間フィルタ処理を行う。具体的には、フロント画像信号によるフロント液晶セルの画像に対して、リア液晶セル側の透過する画素の範囲が広くされて画像がぼかされるように、リア画像信号に対する低域通過フィルタのような処理を施す。

　上記した本技術に係る画像処理装置においては、前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部を備え、前記入力画像信号はカラー画像信号であり、前記階調値変換部は、前記カラー画像信号から変換した白黒画像信号に対して階調値変換を行い、前記フロント画像生成部は、カラー画像信号である入力画像信号から前記リミット処理部で処理された前記リア画像信号を除算することでフロント画像信号を生成することが考えられる。
　即ちカラー画像信号である画像信号としての例えばＲ、Ｇ、Ｂの各階調値について、それぞれリミット処理後のリア画像信号の階調値を除算して、フロント画像信号としてのＲ、Ｇ、Ｂの階調値を得る。

　本技術に係る表示装置は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、前記表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理部と、前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部と、を備える。
　この表示装置においては、表示パネルは、例えば光源部と、リア液晶セルと、拡散層と、フロント液晶セルが、この順番で配置され、いわゆるデュアル液晶セル型の液晶表示パネルを構成する。このようなデュアル液晶セル型の液晶表示パネルに対するリア画像信号について、リミット処理が行われるようにする。
　本技術に係る画像処理方法は、上記の画像処理装置における階調値変換、リミット値に制限する処理が行われるものである。

　本技術によれば、デュアル液晶セル型の表示装置においてリア液晶セルの信号レベルが下がることにより孤立した白点の周りに発生する光漏れが低減され、また光漏れ低減により斜めから見た二重像が改善することで画質改善効果が得られる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の実施の形態の表示装置のブロック図である。実施の形態のフロント液晶セル及びリア液晶セルの説明図である。実施の形態の液晶表示パネルの配置の説明図である。実施の形態のデュアルセル画像処理部のブロック図である。第１の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。実施の形態のガンマ処理の説明図である。実施の形態のリア液晶セル側をぼかす空間フィルタ処理の説明図である。空間フィルタ処理の有無の各場合についての斜め方向から視認した状態の説明図である。白点周囲の光漏れの説明図である。実施の形態の白点周囲の光漏れ抑制の説明図である。実施の形態のリミット処理の説明図である。実施の形態の最大値検出におけるエリア設定の説明図である。第２の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。第３の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。第４の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。第５の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。第６の実施の形態のデュアルセル画像処理部の要部のブロック図である。

　以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．表示装置の構成＞
＜２．第１の実施の形態＞
＜３．第２の実施の形態＞
＜４．第３の実施の形態＞
＜５．第４の実施の形態＞
＜５．第５の実施の形態＞
＜３．第６の実施の形態＞
＜７．まとめ及び変形例＞
　なお説明上、３原色である赤色（red）、緑色（green）、青色（blue）は、それぞれアルファベットでＲ，Ｇ，Ｂと表記する。

＜１．表示装置の構成＞
　図１は実施の形態の表示装置９０の構成を示している。表示装置９０は、液晶表示パネル１、画像処理装置１０、フロント液晶セル駆動部２０、リア液晶セル駆動部３０を有する。

　液晶表示パネル１は、デュアルセル型の液晶表示パネルとされ、フロント液晶セル２、拡散層４、リア液晶セル３、バックライト５を備える。
　バックライト５の前面側に、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２がこの順番で重なるように配置されており、視認者はフロント液晶セル２の前面側から表示された画像を見ることになる。
　フロント液晶セル２、リア液晶セル３はそれぞれ１つの液晶表示パネルを形成するが、本実施の形態では、デュアル液晶セル型の表示パネル全体を液晶表示パネル１と呼ぶこととする。

　画像処理装置１０は、カラー画像信号（例えばＵＨＤ（Ultra High Definition）フォーマットの信号など）として入力された画像信号Ｓ１について液晶表示パネル１での表示のための信号処理を行う。
　画像処理装置１０は表示画像処理部１１、デュアルセル画像処理部１２を有する。
　表示画像処理部１１は、入力された画像信号Ｓ１に対して、必要なデコード処理、輝度処理、色処理、解像度変換等を行い、処理後の画像信号Sig_inをデュアルセル画像処理部１２に供給する。少なくとも画像信号Sig_inの段階では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の階調値を示すカラー画像信号とされている。

　デュアルセル画像処理部１２は、詳細は後述するが、デュアルセル型の液晶表示パネル１に対応する処理を行う。
　即ちデュアルセル画像処理部１２は入力された画像信号Sig_inに対する信号処理を行い、フロント液晶セル２に対する画像信号（フロント画像信号Sig_FR）、及びリア液晶セル３に対する画像信号（リア画像信号Sig_RE）を生成して出力する。
　フロント画像信号Sig_FRはＲ、Ｇ、Ｂの階調値を含むカラー画像信号である。一方、リア画像信号Sig_REはグレースケールとしての階調値を含む白黒（グレースケール）画像信号である。

　画像処理装置１０から出力されるフロント画像信号Sig_FRはフロント液晶セル駆動部２０に供給される。フロント液晶セル駆動部２０はフロント画像信号Sig_FRに基づいてフロント液晶セル２を駆動し、カラー画像表示を実行させる。
　画像処理装置１０から出力されるリア画像信号Sig_REはリア液晶セル駆動部３０に供給される。リア液晶セル駆動部３０はリア画像信号Sig_REに基づいてリア液晶セル３を駆動し、白黒画像表示を実行させる。

　フロント液晶セル駆動部２０及びフロント液晶セル２の構造の一例を図２Ａに示している。
　フロント液晶セル駆動部２０は、表示制御部２１と、垂直駆動部２２と、水平駆動部２３を有し、これらの構成でフロント液晶セル２を駆動する。

　表示制御部２１は、フロント画像信号Sig_FRに基づいて、垂直駆動部２２に対して制御信号を供給するとともに、水平駆動部２３に対して画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値に応じた信号）および制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。
　垂直駆動部２２は、表示制御部２１から供給される制御信号に基づいて、フロント液晶セル２における表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。
　水平駆動部２３は、表示制御部２１から供給される画像信号および制御信号に基づいて、１水平ライン分の画素電圧を生成し、垂直駆動部２２が選択した１水平ライン分のサブ画素２６（２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ）に供給する。

　フロント液晶セル２には、複数の画素２５がマトリックス状に配置されている。
　各画素２５は、３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを有している。
　サブ画素２６Ｒは、赤色のカラーフィルタを有するものであり、サブ画素２６Ｇは、緑色のカラーフィルタを有するものであり、サブ画素２６Ｂは青色のカラーフィルタを有するものである。
　これらのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂには、水平駆動部２３から画素電圧がそれぞれ供給される。そして、サブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、画素電圧に応じて、光の透過率をそれぞれ変化させるようになっている。

　リア液晶セル駆動部３０及びリア液晶セル３の構造の一例を図２Ｂに示している。
　リア液晶セル駆動部３０は、表示制御部３１と、垂直駆動部３２と、水平駆動部３３を有し、これらの構成でリア液晶セル３を駆動する。

　表示制御部３１は、リア画像信号Sig_REに基づいて、垂直駆動部３２に対して制御信号を供給するとともに、水平駆動部３３に対して画像信号（グレースケールとしての階調値に応じた信号）および制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。
　垂直駆動部３２は、表示制御部３１から供給される制御信号に基づいて、フロント液晶セル２における表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。
　水平駆動部３３は、表示制御部３１から供給される画像信号および制御信号に基づいて、１水平ライン分の画素電圧を生成し、垂直駆動部３２が選択した１水平ライン分のサブ画素３６に供給するものである。

　リア液晶セル３には、複数の画素３５がマトリックス状に配置されている。
　各画素３５は、３つのサブ画素３６を有している。各サブ画素３６は、カラーフィルタを有しないものである。すなわち、フロント液晶セル２における各サブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、対応する色のカラーフィルタを有するようにしたが、リア液晶セル３における各サブ画素３６は、カラーフィルタを有しない。
　１つの画素３５に属する３つのサブ画素３６には、水平駆動部３３から同じ画素電圧が供給される。そして、サブ画素３６は、画素電圧に応じて、光の透過率を変化させるようになっている。
　なお、リア液晶セル３の画素３５は、上記の３つのサブ画素分を１つの電極、及びブラックマトリックスの１画素として構成してもよい。即ち、カラーフィルタレスだけでなく、ＴＦＴ、透明電極、配線、ブラックマトリックスという各液晶構造要素についてもサブ画素を持たない構造とされることもある。その場合、１つの画素３５は、フロント液晶セル２における３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応することになる。

　このようなリア液晶セル３は、カラー画像を表示することができる汎用の液晶表示パネルの製造工程において、カラーフィルタの形成工程を省くことにより製造することができる。これにより、表示装置９０では、専用品を開発する場合に比べて開発コストや製造コストを削減することができる。

　図１に示したバックライト５は、図示しないバックライト制御信号に基づいて、光を射出する。バックライト５は、リア液晶セル３の背面側に配置される。
　バックライト５は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）による発光部を備えて発光を行う。

　図３は、液晶表示パネル１の配置構成を表すものである。
　図示するように液晶表示パネル１では、バックライト５、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２が、この順に配置されており、図３におけるフロント液晶セル２の上面が、表示面ＤＰになっている。
　つまり、バックライト５から射出した光が、バックライト５、リア液晶セル３、拡散層４、フロント液晶セル２を順に通過し、視認者に届くようになっている。
　フロント液晶セル２およびリア液晶セル３は、互いに離間して配置されている。そして、このフロント液晶セル２とリア液晶セル３の間の空隙８には、拡散層４が配置されている。
　なお構成例としては、フロント液晶セル２とリア液晶セル３のセル間を隙間なく接着層で密着させる場合もある。

　フロント液晶セル２は、基板１２２，１２４と、液晶層１２３と、偏光板１２１，１２５とを有する。
　基板１２２，１２４は、例えばガラス基板により構成されるものであり、互いに対向するように配置されている。
　基板１２２の基板１２４側の面には、サブ画素２６ごとに画素電極が形成され、上述の水平駆動部２３により画素電圧が印加されるようになっている。
　基板１２４の基板１２２側の面には、各サブ画素２６に共通の電極が形成されている。また、基板１２４には、カラーフィルタや、ブラックマトリクスが形成されている。
　液晶層１２３は、基板１２２と基板１２４との間に封止されたものであり、基板１２２の画素電極に印加された画素電圧に応じて、光の透過率が変化するものである。
　偏光板１２１は、基板１２２の光入射側に貼り付けられており、偏光板１２５は、基板１２４の光出射側に貼り付けられている。偏光板１２１の透過軸と偏光板１２５の透過軸とは、互いに交差するようになっている。

　リア液晶セル３は、基板１３２，１３４と、液晶層１３３と、偏光板１３１，１３５とを有する。
　基板１３２，１３４は、例えばガラス基板により構成されるものであり、互いに対向するように配置されている。
　基板１３２の基板１３４側の面には、サブ画素２６ごとに画素電極が形成され、上述の水平駆動部３３により画素電圧が印加されるようになっている。
　なお上述のようにサブ画素を持たない構造も考えられ、その場合、画素３５ごとに画素電極が形成される。
　基板１３４の基板１３２側の面には、各サブ画素３６に共通の電極が形成されている。また、基板１３４には、ブラックマトリクスが形成されている。そして基板１３４には、フロント液晶セル２の基板１２４とは異なり、カラーフィルタは形成されていない。
　液晶層１３３は、基板１３２と基板１３４との間に封止されたものであり、基板１３２の画素電極に印加された画素電圧に応じて、光の透過率が変化するものである。
　偏光板１３１は、基板１３２の光入射側に貼り付けられており、偏光板１３５は、基板１３４の光出射側に貼り付けられている。偏光板１３１の透過軸と偏光板１３５の透過軸とは、互いに交差するようになっている。

　拡散層４は、リア液晶セル３側から入射した光を拡散するものである。拡散層４は、例えば、樹脂フィルム上または樹脂フィルム内にランダムにビーズを散布した拡散フィルムを用いることができる。
　この拡散層４は、表示画像におけるモアレを低減するためのものである。すなわち、液晶表示パネル１は、２枚の液晶表示パネルであるフロント液晶セル２とリア液晶セル３を重ねて配置しているため、表示画像にモアレが生じてしまうおそれがある。そこで液晶表示パネル１では、拡散層４をフロント液晶セル２とリア液晶セル３の間に配置することにより、モアレを低減し、画質の低下を抑えるようにしている。

　拡散層４は、空隙８において、いずれの位置に配置してもよいが、図３に示したように、フロント液晶セル２に近い側に配置されるのが望ましい。すなわち、パネル間距離ｄＦＲのうち、拡散層４とフロント液晶セル２との間の距離ｄＦＲ１が、拡散層４とリア液晶セル３との間の距離ｄＦＲ２よりも小さい（ｄＦＲ１＜ｄＦＲ２）ことが望ましい。
　この場合、拡散層４とフロント液晶セル２との間、および拡散層４とリア液晶セル３との間のうちの一方または双方に透明材料層を形成してもよい。
　また、拡散層４をフロント液晶セル２に隣接するように（ｄＦＲ１＝０）配置するのがより望ましい。拡散層４をフロント液晶セル２に近づけるほど、モアレをより効果的に抑制することができ、また鮮鋭度を高めることができるためである。

　拡散層４の拡散度合い（ヘイズ値）は、高いほどモアレを効果的に抑制できる。例えばヘイズ値が９０％以上であれば、所望の画質を得るためのパネル間距離ｄＦＲの設計の自由度を高めることができる。ただし、ヘイズ値が高くなると、輝度低下が懸念されることから、リア液晶セル３を低解像度にするとともにカラーフィルタを削除することが望ましい。
　また、拡散層４のヘイズ値が低い場合でも、例えば、拡散層４をフロント液晶セル２に近付けて配置することにより所望の画質を得ることができる。

　バックライト５は、発光アレイ４２に加え、拡散板１４１を有している。拡散板１４１は、発光アレイ４２から出射した光を拡散するものである。
　発光アレイ４２は例えばＬＥＤが配列されて構成されている。

＜２．第１の実施の形態＞
　第１の実施の形態としてのデュアルセル画像処理部１２の構成を図４，図５で説明する。
　図４はデュアルセル画像処理部１２のブロック図であり、図５は図４におけるリア画像生成部５１内を詳細に示したブロック図である。

　図４に示すようにデュアルセル画像処理部１２は、ＲＧＢ入力部５０、リア画像生成部５１、フロント画像生成部５２、光量補正部５３、パネルガンマ処理部５４，５７、調整部５５，５８、リア出力部５６、フロント出力部５９を有する。

　表示画像処理部１１からの画像信号Sig_inはＲＧＢ入力部５０に入力され、ＲＧＢ入力部５０からリア画像生成部５１に供給される。
　画像信号Sig_inは例えばＲ、Ｇ、Ｂについてそれぞれ１０ビットによる１０２４階調の信号である。もちろん１０２４階調（１０ビット）とするのは説明上の一例に過ぎず、より少ない又はより多い階調（ビット数）の信号としてもよい。

　リア画像生成部５１は、後述する処理でリア画像信号Sig_REを生成する。このリア画像信号Sig_REは例えばＷ（白色）の１０２４階調（１０ビット：０～１０２３）の信号である。
　リア画像信号Sig_REはパネルガンマ処理部５４でリア液晶セル３に応じたガンマ処理が施された後、調整部５５で必要な調整処理が施される。そしてリア出力部５６で遅延調整処理や３つのサブ画素３６に対応する並列化等が行われ、リア液晶セル駆動部３０に供給される。
　なお、上述のようにリア液晶セル３にサブ画素が構成されない場合、リア画像信号Sig_REは、フロント液晶セル２における３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応する３つのタイミングのフロント画像信号Sig_FRに対応して出力される。

　リア画像生成部５１で生成されたリア画像信号Sig_REは、光量補正部５３にも供給される。光量補正部５３は、フロント液晶セル２に入射する光量成分の補正のための光量補正係数ｋＬＣをリア画像信号Sig_REに乗算してフロント画像生成部５２に出力する。
　光量補正係数ｋＬＣは例えば固定値である。但し光量補正係数ｋＬＣは可変値とすることも考えられる。例えば画像に応じて適応的に光量補正係数ｋＬＣが算出されるものとしてもよい。

　フロント画像生成部５２には画像信号Sig_inが供給される。フロント画像生成部５２は、図５のように除算部５２ａが設けられており、入力された画像信号Sig_inからリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号Sig_FRを生成する。

　デュアルセル型の液晶表示パネル１の場合、リア液晶セル３での画像とフロント液晶セル２での画像が合成された画像が表示画像として視認されることになる。つまりリア液晶セル３での輝度とフロント液晶セル２での輝度が乗算された画像が表示される。従ってフロント画像信号Sig_FRについては、その輝度をリア画像信号Sig_REの分だけ除算しておくことで、各画素について元々の画像信号Sig_inの輝度に応じた表示ができることになる。このような理由から、フロント画像信号Sig_FRは画像信号Sig_inからリア画像信号Sig_REを除算することで生成されるようにしている。
　但し、実際にはリア液晶セル３からの出射からフロント液晶セル２に入射されるまでには光量差が生ずるため、正確には単純な除算ではなく補正が必要である。そこで光量補正部５３でリア画像信号Sig_REを補正している（Sig_RE・ｋＬＣ）。
　このため、フロント画像生成部５２（除算部５２ａ）では、フロント画像信号Sig_FRを、
　Sig_FR＝Sig_in／（Sig_RE・ｋＬＣ）
　として算出することとしている。

　ここで画像信号Sig_inは、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）を含む信号であるため、より具体的には、フロント画像信号Sig_FRは、そのＲ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_FR（R）、Sig_FR（G）、Sig_FR（B）を生成する。即ち、
　Sig_FR（R）＝Sig_in（R）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
　Sig_FR（G）＝Sig_in（G）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
　Sig_FR（B）＝Sig_in（B）／（Sig_RE・ｋＬＣ）
としてフロント画像信号Sig_FRを生成することになる。
　Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値Sig_FR（R）、Sig_FR（G）、Sig_FR（B）は、それぞれ例えば１０ビットで１０２４階調（０～１０２３）の信号である。

　なお、液晶表示パネル１が光量補正の必要性が小さい構造の場合などは、光量補正係数ｋＬＣを与えずに、Sig_FR＝Sig_in／Sig_REとすることも考えられる。

　フロント画像生成部５２で生成されたフロント画像信号Sig_FRは図４に示すパネルガンマ処理部５７でフロント液晶セル２に応じたガンマ処理が施された後、調整部５８で必要な調整処理が施される。そしてフロント出力部５９で３つのサブ画素２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対応する並列化等が行われ、フロント液晶セル駆動部２０に供給される。

　図５によりリア画像生成部５１内の構成を説明する。
　リア画像生成部５１では、入力されたカラー画像信号である画像信号Sig_inを、グレースケール変換部７０でグレースケール信号（白黒画像信号）Ｇｒに変換する。
　グレースケール変換は、係数ｋＲ，ｋＧ，ｋＢを用いて、
　Ｇｒ＝ｋＲ・Sig_in（R）＋ｋＧ・Sig_in（G）＋ｋＢ・Sig_in（B）
として行う。
　即ち、画像信号Sig_inに含まれるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）に対応してＲ用の係数ｋＲ、Ｇ用の係数ｋＧ、Ｂ用の係数ｋＢを乗算し、それらを加算することでグレースケール信号Ｇｒとする。このグレースケール信号Ｇｒは、Ｗ（白色）としての階調値（０～１０２３）となる。

　このようなグレースケール信号Ｇｒは、階調変換部７２に供給されて階調値変換される。
　階調変換部７２は、ＬＵＴ（Look Up Table）７３とガンマ変換部７４で構成される。ガンマ変換部７４は、入力されたグレースケール信号Ｇｒの階調値をＬＵＴ入力信号LUT inとしてＬＵＴ７３を参照し、対応する出力階調値（ＬＵＴ出力信号LUTout）を得る。そしてその出力階調値LUToutをリア画像信号Sig_REとして出力する。この場合、リア画像信号Sig_REはリミット処理部８０に供給される。

　図６Ａは、階調変換部７２における変換特性の例を表している。即ちＬＵＴ７３の入力階調（横軸）－出力階調（縦軸）としての変換カーブを示している。
　この場合ガンマ値は“１”より小さい値に設定されており、ガンマ変換後の値はガンマ変換前の値より高くなる。
　また図６Ｂは、フロント液晶セル２，リア液晶セル３における光の透過率を表すものである。この図６Ｂにおいて、横軸は、フロント液晶セル２，リア液晶セル３へ供給される信号の階調レベルを示し、縦軸は、透過率Ｌ２，Ｌ３を示す。ここで、透過率Ｌ２は、フロント液晶セル２における透過率を示し、透過率Ｌ３は、リア液晶セル３における透過率を示す。

　フロント液晶セル２では、階調レベルがあるレベル（例えば約４０［％］のレベル）より高い範囲では、透過率Ｌ２が階調レベルに応じて変化するが、そのレベルより低い範囲では、透過率Ｌ２はほぼ一定になってしまう。すなわちフロント液晶セル２は、低階調範囲において透過率Ｌ２が十分に下がらない。
　そこで、液晶表示パネル１では、階調レベルが高い範囲において、リア液晶セル３における透過率Ｌ３を一定（１００％）にし、階調レベルが上記の例えば約４０［％］より低い範囲において、リア液晶セル３における透過率Ｌ３を階調レベルに応じて変化させていくようにする。
　これにより、液晶表示パネル１では、フロント液晶セル２における透過率Ｌ２とリア液晶セル３における透過率Ｌ３との積Ｌtotalが、階調レベルが低い範囲においても、階調レベルが高い範囲と同様に、階調レベルに応じて変化するようにすることができる。従って液晶表示パネル１では、例えば、１枚の液晶セルを用いて構成した場合に比べ、低階調範囲において透過率Ｌtotalを低くすることができるため、コントラストを高めることができる。
　階調変換部７２は、この図６Ｂに示した透過率Ｌ３を実現できるように、ガンマ変換を行う。この場合の変換特性が例えば図６Ａのようになる。即ち入力階調値が或る階調値より高い範囲において、出力階調値が最高階調値となるようにしている。
　階調変換部７２から出力階調値LUToutとして出力される信号が、リア画像信号Sig_REとなる。

　リミット処理部８０は階調変換部７２から出力されるリア画像信号Sig_REの上限値を制限する処理を行う。
　リミット処理部８０におけるリミット値は、エリアマックス値検出部８１からの出力値で決定される。
　エリアマックス値検出部８１は、入力される画像信号Sig_inにおけるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの階調値Sig_in（R）、Sig_in（G）、Sig_in（B）のうちで最大値を検出し、検出した最大値をリミット処理部８０に出力する。この図５の例では、この最大値がリミット処理部８０におけるリミット値とされる。
　リミット処理部８０及びエリアマックス値検出部８１については、詳しくは後述する。

　空間処理部７９は、リミット処理部８０を介したリア画像信号Sig_REに対して空間フィルタのような処理を行う。これはリア画像信号Sig_REのピーク階調を保持したままフィルタのように広げる処理である。
　例えば空間処理部７９はＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタによりフィルタ処理を行うものである。このＦＩＲフィルタは、低域通過フィルタとして機能するものであり、リア液晶セル３に表示する画像をぼかすものである。これにより、表示装置９０では、観察者が表示画像を観察したときに、その表示画像に画欠けや２重画が生じるおそれを低減することができるようになっている。ＦＩＲフィルタのタップ数は、表示画像に画欠けや２重画が生じないような視野角の目標値θに応じて設定されるものである。

　図７は空間処理部７９による空間フィルタ処理を説明するためのものであり、フロント液晶セル２，リア液晶セル３の断面模式図とともに、各液晶セル２，３における階調（輝度）を示している。
　この例では、フロント液晶セル２は表示要素ａ１１を表示し、リア液晶セル３はフロント液晶セル２における表示要素ａ１１の表示位置に対応する位置に、表示要素ａ１２を表示する。表示要素ａ１２は、空間フィルタ処理によりぼかされているため、表示要素ａ１２の幅ｗ１２は、表示要素ａ１２の幅ｗ１１よりも大きい。
　表示要素ａ１１の階調は破線で示すように、透過範囲内で当該表示要素ａ１１の本来の階調値で一定となる。一方、表示要素ａ１１の階調は実線で示すように山なりな分布となる。空間フィルタ処理では、リア液晶セル３における透過画素範囲をフロント液晶セル２よりも広げ、しかも上記のような山なりな階調変化が生じて画像がぼけるような処理をリア画像信号Sig_REに施すことになる。

　このようなリア画像信号Sig_REについての空間フィルタ処理の効果を説明する。
　図８Ａ、図８Ｂは、図７と同様にフロント液晶セル２，リア液晶セル３の断面模式図と、各液晶セル２，３における階調（輝度）を示している。図８Ａはリア画像信号Sig_REに空間フィルタ処理を施した場合、図８Ｂは空間フィルタ処理を施していない場合である。

　空間フィルタ処理を施さない場合には、図８Ｂに示すように、リア液晶セル３に表示される表示要素ａ１３は、フロント液晶セル２に表示される表示要素ａ１１と同じ幅になり、輝度の変化も急峻である。
　表示面の法線方向から角度φの方向にいるユーザが、このような表示画像を観察した場合、範囲Ｃ１１において、表示要素ａ１１を観察する。
　このとき範囲Ｃ１１において、フロント液晶セル２における光の透過率は高いが、リア液晶セル３における光の透過率は低い部分が生ずる。このため表示要素ａ１１の一部が欠けて視認されしまうことが生じる場合がある。
　また範囲Ｃ１３においては、フロント液晶セル２における光の透過率は低いが、リア液晶セル３における光の透過率は高い。すると、この範囲Ｃ１３におけるフロント液晶セル２の透過率が十分に低くない場合に、表示画像に２重画が生じてしまうおそれがある。

　一方、図８Ａの場合、リア液晶セル３に表示される表示要素ａ１２は、空間フィルタ処理によりぼかされているため、フロント液晶セル２に表示される表示要素ａ１１と異なり、幅が広くなるとともに、輝度がなだらかに変化する。
　表示面の法線方向から角度φの方向にいるユーザが、範囲Ｃ１１において、表示要素ａ１１を観察すると、表示要素ａ１１における光の透過率は高く、また表示要素ａ１２における光の透過率はなだらかに変化するため、画欠けが生じにくいこととなる。
　また範囲Ｃ１２では、フロント液晶セル２における光の透過率は低く、かつリア液晶セル３における光の透過率はなだらかに変化する。よって、表示装置１では、表示画像に２重画が生じるおそれを低減することができる。これらの結果、表示装置９０では画質を高めることができる。

　以上のように第１の実施の形態では、リア画像信号Sig_REについては、グレースケール変換部７０、階調変換部７２、リミット処理部８０、空間処理部７９の各処理を介してリア画像信号Sig_REを生成し出力している。
　そして特に、リミット処理部８０とエリアマックス値検出部８１によりリア画像信号Sig_REの上限値を適応的に制限することで、画質改善を行う。具体的には表示装置９０においてリア液晶セル３の信号レベルが下がることにより孤立した白点の周りに発生する光漏れが低減されるようにする。また光漏れ低減により斜めから見た二重像が改善されるようにもする。

　まず図９により、白点の周りの光漏れの発生について説明する。ここではリミット処理部８０が設けられていないと仮定する。
　図９Ａは入力される画像信号Sig_inの波形の一部を示しているとする。これは、入力画像信号Sig_inが図９Ｄのように小さいドットの白画像を表示するための白点部分の階調値に対応する信号であるとする。破線のレベルが最高階調を示すものとしている。画像信号Sig_inから変換されるグレースケール信号Ｇｒも、これに近い階調の波形となる。
　上述の図５の処理からわかるように、グレースケール信号Ｇｒは階調変換部７２で変換されることで、例えば図９Ｂのような波形になる。即ち図６Ａのガンマ特性により最高階調値に変換されたとする。これがリア画像信号Sig_REとなる。
　リア画像信号Sig_REはさらに空間処理部７９で処理され、図９Ｃのような空間方向に広がりを持った波形とされる（階調レベルが山なりに分布する状態となる）。
　すると、リア画像信号Sig_REによるリア液晶セル３の画像は図９Ｅのように白点が広くボケた画像となる。フロント液晶セル２の画像は、図９Ｆのように本来の白点の画像となる。

　この図９Ｅ、図９Ｆの合成画像が観察者に視認されるが、その画像は図９Ｇのようになる。つまり白点の周囲に光漏れが生じている。このような光漏れは、リア画像信号Sig_REが最高階調値となり、リア液晶セル３の輝度が高くなることで生じ易い。
　従って光漏れを軽減するには、リア液晶セル３の輝度が高くなることをある程度抑制すれば良いことになる。
　図１０Ａは図９Ａと同じく入力される画像信号Sig_inの波形を示し、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、生成されるリア画像信号Sig_REとフロント画像信号Sig_FRの波形を示している。
　図１０Ｂは特にリア画像信号Sig_REにリミット処理を行わない場合で、リア液晶セル３の輝度が高くなっている状態、図１０Ｃはリア画像信号Sig_REにリミット処理を施し、リア液晶セル３の輝度を抑制した状態である。
　図１０Ｂの場合は光漏れによるフレアが目立ち、またそれによりコントラストも悪化している。一方で図１０Ｃの場合は、リア液晶セル３の輝度を抑えることで光漏れによるフレアが減少し、これによりコントラストも改善している。
　そこで本実施の形態では、この図１０Ｃのように画質改善を行うためにリミット処理部８０及びエリアマックス値検出部８１を設けている。

　リミット処理部８０は、階調変換部７２から供給されるリア画像信号Sig_REについて、図１１に示すように、上限となる階調値を最大階調値（この例では１０２３）よりも低く制限する。この図１１では、図６Ａに示したガンマ変換特性に対して、実線で示すように出力する階調値をリミット値ＬＬに制限することを示している。
　そしてリミット処理部８０は、エリアマックス値検出部８１で検出される最大値をリミット値ＬＬとして用いる。

　エリアマックス値検出部８１は、例えば図１２Ａのように、１フレームの画像を複数のエリアＡＲ００～ＡＲｎｍに分割し、エリア毎に入力される画像信号Sig_inの最大値検出を行う。なおここでは水平方向にｎ＋１個、垂直方向にｍ＋１個に分割し、（ｎ＋１）×（ｍ＋１）個のエリアが形成される例としているが、エリア分割する場合のエリア数は限定されない。２以上のエリアであればよい。
　また、エリアマックス値検出部８１は必ずしもエリア分割することに限られない。エリア数を“１”として図１２Ｂのように全体を１つのエリアＡＲとして最大値検出を行ってもよい。

　エリアマックス値検出部８１は、エリア毎の最大値をリミット処理部８０に供給する。
　リミット処理部８０は、リア画像信号Sig_REで示される各画素の階調値について、該当するエリアの最大値をリミット値ＬＬとしてリミット処理を行う。
　例えば画像信号Sig_inにおいてエリアＡＲ００の最大値が“８５２”であれば、リミット処理部８０は、リア画像信号Sig_REにおけるエリアＡＲ００の画素の階調値の上限が“８５２”となるようにリミット処理を行う。
　また例えば画像信号Sig_inにおいてエリアＡＲ０１の最大値が“６２３”であれば、リミット処理部８０は、リア画像信号Sig_REにおけるエリアＡＲ０１の画素の階調値の上限が“６２３”となるようにリミット処理を行う。

　このように、エリアマックス値検出部８１で検出した画像信号Sig_inの最大値を用いて、リミット処理部８０で階調変換部７２から出力したリア画像信号Sig_REの上限値を制限することで、ガンマ変換後のリア画像信号Sig_REのレベルは、入力される画像信号Sig_inの最大値より大きくなることがなくなる。
　ガンマ変換部７４のガンマ値が“１”以下に設定されているため、ガンマ変換後の信号レベルは入力レベルより高くなるが、エリアマックス値検出部８１とリミット処理部８０の作用によりリア画像信号Sig_REの信号レベルが低くなる。
　画質劣化をもたらしていた白点の周りの光漏れは、リア画像信号Sig_REの信号レベルが高くなることで強調されていたため、上記作用によりリア画像信号Sig_REの信号レベルが低くなることで白点の周りの光漏れを低減させ、画質を高めることができる。

　またエリアマックス値検出部８１がエリア数を１に設定して画面全体の最大値を検出した場合は、どこか１点でも信号レベルの高い信号が入れば、その信号レベルがリミット処理部８０のリミット値ＬＬとなるため、光漏れを低減させる効果が薄まる。
　エリアマックス値検出部８１における検出単位としてのエリア数を増やすことで、画面内で輝度差の大きい映像が入った場合でも、高い信号の無いエリアにおいては、エリア数１とした場合よりリミット値ＬＬが低くなり、光漏れの低減効果が高まる。このためエリア数を増やすほど画質改善効果が高まる。一方で、エリア数を増やすほど回路規模が増大するため、適用する製品に応じて適切なエリア数を選択することが望ましい。
　なお、エリアの分割数は、極論すれば画素数（つまり１画素で１エリア）となるが、もちろんそれは現実的ではなく、１つのエリアを有意な画素数（画質改善効果と回路規模を勘案して決められる画素数）とすることはいうまでもない。
　さらに各エリアの画素数やエリア形状は、必ずしも同じでなくてもよい。

＜３．第２の実施の形態＞
　第２の実施の形態を説明する。なお、以下の実施の形態で用いる図面では、第１の実施の形態における図５との構成の違いを中心に述べていき、図５と同一部分は同一符号を付して重複説明を避ける。

　図１３は第２の実施の形態としてのリア画像生成部５１を示している。
　この場合、図５の構成に加えて下限リミット処理部８２が設けられる。
　リミット処理部８０には下限リミット処理部８２の出力が供給される。この下限リミット処理部８２によりリミット処理部８０におけるリミット値ＬＬの下限値が設定されるようにしている。

　下限リミット処理部８２はエリアマックス値検出部８１が検出した各エリアについての最大値が、設定された下限値以上の場合は、エリアマックス値検出部８１が検出した最大値をそのままリミット処理部８２に出力するが、最大値が下限値未満の場合は、その下限値を最大値としてリミット処理部８２に出力する。つまり検出された最大値を、その最大値より大きい下限値に置き換えて出力する。
　これによってリミット処理部８２に供給される各エリアの最大値は、下限値未満の値にはならない。

　エリアマックス値検出部８１のエリア数を２以上に設定した場合、エリアによりリミット処理部８０におけるリミット値ＬＬが異なる。このため、リミット処理部８０に入力されるリア画像信号Sig_REにおける信号レベル（階調値）が同じであっても、リミット処理後はエリアによって信号レベルが異なる状態になることがある。
　このときリア液晶セル３側の信号レベルが異なっても表示される画像が入力された画像と一致するようにフロント画像信号Sig_FRの信号レベルは、光量補正部５３及び除算部５２ａの処理で調整される。
　しかし、補正精度不足や温度、視野角特性などの要因によりフロント画像信号Sig_FRの信号レベルが最適なレベルからずれた場合、入力される画像信号Sig_inの段階で同じ信号レベルであってもエリアによって輝度の差異が生じる場合もある。
　この差異はリア画像信号Sig_REのエリア毎の信号レベルの差が大きいほど差が大きくなる。そこで下限リミット処理部８２によりリミット処理部８０におけるリミット値ＬＬに下限を設定することで、リミット処理部８０の制限範囲を狭くする。制限範囲が狭くなることでリア画像信号Sig_REのエリア毎の信号レベル差も小さくなり、画面上の場所による画像の差異も小さくなることになる。

＜４．第３の実施の形態＞
　第３の実施の形態の構成を図１４に示す。この例ではリミット値ＬＬが急激に変化することを抑制する時間フィルタ部８４、及び画像のシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部８５が設けられる。

　時間フィルタ部８４は、入力した信号と過去に出力した信号を持ち、出力信号がフレーム間で急激に変化しないようなフィルタ処理を行う。この場合の入力はエリアマックス値検出部８１で検出される各エリアの最大値である。つまり時間フィルタ部８４は、リミット処理部８０に供給する各エリアの最大値が時間軸方向に急激に変動しないようにフィルタ処理を行う。
　時間フィルタ部８４は出力信号（最大値）の急激な変化が抑制できればどのような特性のフィルタでもよい。
　時間フィルタ部８４から出力される最大値がリミット処理部８０におけるリミット値となる。

　エリアマックス値検出部８１で検出した画像信号Sig_inの最大値が急激に変化した場合、リミット処理部８０におけるリミット値ＬＬが急激に変化し、リア画像信号Sig_REの信号レベルが急激に変化する。
　除算部５２ａにおいては、表示される画像が入力した画像信号Sig_inと一致するようにフロント画像信号Sig_FRの信号レベルを調整しているが、フロント液晶セル２とリア液晶セル３の応答時間差により、リア液晶セル３の信号レベルが変化するタイミングと調整したフロント液晶セル２の信号レベルが変化するタイミングにずれが生じ、一瞬、表示される画像が変化してしまう場合がある。
　このような画像の変化を視認できないレベルまで抑えるため、時間フィルタ部８４により信号レベルがフレーム間（時間軸方向）で急激に変化しないようなフィルタ処理を施すものである。

　更にこの第３の実施の形態では、このような時間フィルタ部８４を設ける場合に、シーンチェンジ検出部８５を組み合わせている。
　そして時間フィルタ部８４は、シーンチェンジ検出部８５でシーンチェンジが検出された場合に、フィルタ特性を変化させる機能、またはフィルタの有効無効を切り替える機能を有するものとする。

　シーンチェンジ検出部８５は、入力される画像信号Sig_inの現フレームについて、１フレーム前と比較して画像内容としてのシーンの変化を検出する。例えばフレーム内でレベル変化した面積（階調値が変化した画素の数）が設定した閾値以上となった場合にシーンチェンジとして検出する。
　もちろん、検出手法はこれに限られない。例えばシーンチェンジ検出部８５は、入力した画像信号Sig_inの全画素の平均値と１フレーム前で算出した画像信号Sig_inの全画素の平均値との差分からシーンチェンジを検出してもよい。
　さらにはシーンチェンジ検出部８５は、画像信号Sig_inではなくエリアマックス値検出部８１で検出した最大値からシーンチェンジを検出してもよい。例えば最大値が変化したエリアの数が所定以上であればシーンチェンジと判定することが考えられる。

　上述した液晶セル３の信号レベルが変化するタイミングとフロント液晶セル２の信号レベルが変化するタイミングのずれによる画像の変化は、画像が動いている場所（画面上のエリア）では視認されにくく、画像が静止している場所で視認されやすい。
　つまり、画面上で静止している場所が無く、画面全体が変化した場合は、表示される画像の変化が視認されにくい。このため、時間フィルタ部８４のフィルタ処理を弱める（もしくはオフにする）ことが可能である。例えばフレーム間で許容する最大値の変化幅を大きくしたり、時間フィルタをオフにしても、画質劣化は視認されにくい。

　ここで画面全体の変化は、シーンチェンジ検出部８５で検出されシーンチェンジのタイミングとして検出できる。
　そこで時間フィルタ部８４は、シーンチェンジ検出に応じて時間フィルタ部８４のフィルタ処理を変化させるようにする。
　時間フィルタを常時機能させると、画質改善効果が遅延して生じるが、シーンチェンジ検出で時間フィルタを制御することにより、効果の遅延を最小限に抑えることができる。

　なお図１４においてシーンチェンジ検出部８５を設けない構成例も考えられる。

＜５．第４の実施の形態＞
　第４の実施の形態の構成を図１５に示す。この例では、時間フィルタ部８４、下限リミット処理部８２とともに、入力される画像信号Sig_inが動画であるか否かを検出する動画検出部８３が設けられる。

　動画検出部８３は、入力される画像信号Sig_inの現フレームについて、１フレーム前と比較して、フレーム間で画像信号に差異があれば動画として検出し、フレーム間で画像信号に差異がなければ静止画として検出する。
　なお検出手法はこれに限られない。例えば動画検出部８３は、画像信号Sig_inからではなく、エリアマックス値検出部８１で検出した最大値から動画であるか否かを検出してもよい。例えば最大値が変化したエリアが存在すれば（又は所定数以上存在すれば）動画と判定することが考えられる。
　また動画検出部８３は、フレーム間で画像信号に差異があっても変化した値が小さい場合や、変化した面積が小さい場合は静止画として検出してもよい。

　下限リミット処理部８２は上述のようにエリアマックス値検出部８１で検出される最大値の下限を設定する。これによりリミット処理部８０におけるリミット値ＬＬの下限値を設定することになる。そしてこの図１５の場合、下限リミット処理部８２は、動画検出部８３で動画と検出した場合と、静止画と検出した場合で設定値（出力する最大値の下限となる値）を切り替えるようにする。

　下限リミット処理部８２から出力される最大値は、時間フィルタ部８４において時間軸方向にフィルタ処理が施されて急激な変化が抑えられた上で、リミット処理部８０に供給され、リミット値ＬＬとされる。

　時間フィルタ部８４を設ける場合、その作用により、時間フィルタ部８４に入力される最大値が変化したとき、時間フィルタ部８４の出力が入力に近づくまで一定時間の遅れが生じる。
　この遅れは入力信号（検出された最大値）の変化量が大きくなるほど長くなるが、リミット処理部８０の制限範囲を狭くすれば信号の変化量が小さくなり、信号が変化した時の応答が早くなる。リミット処理部８０の制限範囲を狭くするには、下限リミット処理部８２が設けられる場合、下限リミット処理部８２で最大値がそのまま通過される範囲を狭くすればよいことになる。
　また、画像信号Sig_inが静止しており、検出される最大値の変化が生じない場合は、時間フィルタ部８４による遅れは問題にならないが、画像信号Sig_inが動画で、検出される最大値が変動している場合には遅れ時間が長くなりすぎない方が望ましい。

　そこで動画検出部８３で動画検出を行い、動画入力時は下限リミット処理部８２が最大値の下限値としての設定値を引き上げる。下限値の引き上げによりリミット処理部８０の制限範囲をさらに狭くすることができ、遅れ時間の短縮が可能となる。

＜５．第５の実施の形態＞
　第５の実施の形態の構成を図１６に示す。この例では、空間フィルタ部８６を設け、エリアマックス値検出部８１で検出された最大値は空間フィルタ部８６で空間フィルタ処理が施されてリミット処理部８０に供給されるようにしている。

　この空間フィルタ部８６は、エリアマックス値検出部８１で分割するエリア間の変化を滑らかにする空間フィルタ処理を施す。即ち空間フィルタ部８６はエリアマックス値検出部８１でエリア毎に分割して検出した最大値に対して、エリア間の信号レベルの急激な変化を抑制するため、エリア間の信号レベル差を抑制するフィルタ処理をする。
　また空間フィルタ部８６のフィルタ処理はフィルタ処理後の信号レベルが入力した信号より小さくならないようにする。

　エリアマックス値検出部８１でエリア数を２以上に設定した場合、エリア間の信号レベル差が大きい場合は表示装置９０を斜めから観察するとエリア間の信号レベル差が二重像として見える不具合が発生する場合がある。
　そこで、エリア間の信号レベル差を緩和させるため、空間フィルタ部８６によりエリア間の信号レベル差を抑制するフィルタ処理を施し、斜めから観察した時の二重像を改善させるようにする。

　なお空間フィルタ部８６は、エリアマックス値検出部８１で入力した画像信号Sig_inの解像度より落とした場合、元の解像度に戻す機能を有することが望ましい。そして空間フィルタ部８６で元の解像度に戻す場合は、不足した信号の補間処理を行うようにすることが考えられる。
　エリアマックス値検出部８１にて解像度を画像信号Sig_inの解像度からエリア数の解像度に落とした場合は、空間フィルタ部８６で元の解像度に戻すが、このとき不足した信号が滑らかにつながるように補間処理を施し、隣接した信号レベル差による二重像の発生を予防する。
　なお、前述した補間処理はエリアマックス値検出部８１のエリア数が十分多い場合は不要となる。

　なお図１６の構成に加えて図１５で述べた動画検出部８３を設け、動画検出部８３の検出結果を空間フィルタ部８６に供給することも考えられる。その場合、空間フィルタ部８６はフィルタ特性を、動画検出時と静止画検出時で変えるようにする。

　また、空間フィルタ部８６はエリアマックス値検出部８１でエリア数を１とした場合は不要である。
　さらに空間フィルタ部８６はエリアマックス値検出部８１のエリア数が十分多い場合は省略してもよい。

＜３．第６の実施の形態＞
　第６の実施の形態を図１７に示す。これは上述の第１～第５の実施の形態を組み合わせた例である。
　エリアマックス値検出部８１で検出される最大値は下限リミット処理部８２で下限値が設定される。下限値の設定は動画検出部８３による動画／静止画の検出に応じて切り換えられる。
　下限リミット処理部８２から出力される最大値は時間フィルタ部８４で急激な変動が抑えられたうえ、更に空間フィルタ部８６でエリア間の変化がなめらかにされて、リミット処理部８０に供給される。
　この構成例により、上述してきた各実施の形態の効果が総合的に得られる。

＜７．まとめ及び変形例＞
　以上の実施の形態では次のような効果が得られる。
　実施の形態のデュアルセル画像処理部１２（画像処理装置）は、リア液晶セル３とフロント液晶セル２を通過した光により表示画像が生成される液晶表示パネル１に対する画像信号Sig_inについて階調値変換を行ってリア液晶セル３に対するリア画像信号Sig_REを生成する階調値変換部７２と、階調値変換部７２から出力されるリア画像信号Sig_REの値をリミット値ＬＬに制限する処理を行うリミット処理部８０を備える。
　つまり階調値変換して生成したリア画像信号Sig_REに対してリミット処理を行うようにしている。
　リア画像信号Sig_REの信号レベル（階調）が高くなりすぎると、フロント画像の周囲の光漏れが強調され画質劣化が生じることがある。そこでリア画像信号Sig_REは、リミット処理部８０によってリミット値ＬＬによるリミット処理を行うようにし、リア画像の階調が高くなりすぎることを防止する。これにより、リア液晶セル３の信号レベルが下がり、表示画像としての孤立した白点の周りに発生する光漏れが低減するため、結果として画質を向上させることができる。
　また光漏れは画面を斜めから見ると二重像のように見えるため、光漏れ低減により斜めから見た二重像が改善することにもなる。

　第１～第６の実施の形態（図５，図１３，図１４，図１５，図１６，図１７）では、入力される画像信号Sig_inの最大値を検出するエリアマックス値検出部８１（最大値検出部）を備え、リミット処理部８０は、リミット値ＬＬを最大値検出部で検出された最大値に基づいた値としている。
　入力画像信号、即ち入力されるカラー画像信号Sig_RGBの最大値に基づいてリミット値を設定することで、画像内容に適したリミット値によるリミッタ処理が行われる。これにより適度なリミット制御が実現される。

　第１の実施の形態（図５）では、リミット処理部８０は、エリアマックス値検出部８１で検出された最大値をリミット値ＬＬとする。
　つまり入力される画像信号Sig_inの最大値をそのままリミット値ＬＬとする。
　これによりリア画像信号Sig_REの最大値は、入力されるカラー画像信号Sig_RGBの最大値に制限される。従ってリア画像の階調値が高くなりすぎることを防止し、光漏れを低減することができる。

　第１～第６の実施の形態においては、エリアマックス値検出部８１は画像内に設定した複数のエリア毎に最大値を検出し、リミット処理部８０は、エリア毎に、エリア内の最大値に基づいたリミット値ＬＬによるリミット処理を行う例を挙げた。
　つまり１フレームの画像領域を複数のエリアに分割設定する。そしてエリア毎に入力信号の最大値を検出し、エリア毎に、その最大値に基づくリミット値でリア画像信号Sig_REのリミット処理を行う。
　これによりリア画像信号Sig_REは、エリア毎に異なる適したリミット値でリミット処理される。例えば画面内で輝度差が大きい場合、それぞれのエリアの輝度に適したリミット処理が行われ、上述の画質劣化軽減効果が適切に発揮される。

　第２、第４、第６の実施の形態（図１３，図１５，図１７）では、エリアマックス値検出部８１で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、下限値を最大値として出力する下限リミット処理部８２を備える例を挙げた。
　この下限リミット処理部８２による下限値リミット処理により、リミット処理部８０でのリミット値の基準になる最大値は、必ず下限値以上となる。
　そのためリア画像信号Sig_REの信号レベルの変化を抑えることができ、フロント画像信号Sig_FRの信号レベルが最適値から誤差が生じた場合に発生する、表示される画像の変化を最小限に抑えることができる。

　第３、第４、第６の実施の形態（図１４，図１５，図１７）では、エリアマックス値検出部８１で検出される最大値の時間軸方向の変動量を抑制する時間フィルタ部８４を備える例を挙げた。
　例えば入力される画像信号Sig_inの現在のフレームの最大値が前フレームの最大値（エリア分割する場合は、現在のフレームの或るエリアの最大値と全フレームの該当エリアの最大値）とが、急激に変化しないように変動量を抑制する。
　このような時間フィルタを施すことにより、リア画像信号Sig_REの信号レベルを変化させた時に発生する表示画像の変化を低減することができる。

　第３、第６の実施の形態（図１３，図１７）では、画像信号Sig_inについてのシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部８５を備え、時間フィルタ部８４は、シーンチェンジが検出された場合はフィルタ動作を変化させる例を述べた。
　例えばシーンチェンジ検出部８５は、現在フレームと前フレームの比較により画像内容としてのシーンが変化したか否かを検出する。時間フィルタ部８４は、シーンチェンジが検出されることに応じてフィルタ特性を切り換えたり、フィルタ処理のオン／オフを切り換える。
　時間フィルタ処理を行うことで画質改善効果が遅延して生じることになるが、このためシーンチェンジがあると、効果が良好に発揮されない場合がある。そこでシーンチェンジ検出で時間フィルタを制御する。これにより効果の遅延を最小限に抑えることができる。

　第４、第６の実施の形態（図１５，図１７）では、エリアマックス値検出部８１で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、最大値をその下限値とする下限リミット処理部８２と、画像信号Sig_inが動画であるか否かを検出する動画検出部８３を備え、下限リミット処理部８２は、画像信号Sig_inが動画である場合と動画でない場合とで、下限値を異なる値とする例を述べた。
　例えば入力画像信号が動画の場合と静止画の場合とで、下限リミット処理における下限値が異なるようにする。即ち動画の場合は下限値を引き上げる。
　動画入力時は時間フィルタ部８４による信号の遅延が問題となることが有り得る。そこで時間フィルタ処理を行う場合において、入力画像信号が動画であると検出されたときには下限値を変化させ、リア画像信号Sig_REの信号レベルの変化を小さくする。これにより時間フィルタによる信号の遅れを最小限に抑えることができる。

　第５，第６の実施の形態（図１６，図１７）では、画像内に設定した複数のエリア毎における最大値の空間方向の変動量を抑制する空間フィルタ部８６を備えるようにした。
　即ち各エリアにおける最大値について、空間方向（複数のエリアが隣接する画平面方向）に急激な変化が生じないようにフィルタ処理を行う。
　エリア分割して最大値検出及びリミッタ処理をエリア単位で行う場合、エリア間レベル差による二重像が発生する不具合が生じる可能性がある。そこで空間フィルタを施すことによりこのような不具合が生じにくいようにする。

　実施の形態では、階調値変換部７２はガンマ値が１より小さいガンマ変換を行う例を挙げた。これはフロント画像とリア画像を合わせた状態で良好な階調表現を行うようにするためである。
　ここでガンマ値が１より小さいガンマ変換を行うことで、ガンマ変換後の階調値はガンマ変換前より高くなる。ガンマ変換によりリア画像信号Sig_REの信号レベル（階調）が高くなりすぎると、フロント画像の周囲の光漏れが強調され画質劣化が生じやすい。
　そこでこのような場合に、リア画像信号Sig_REについてリミット処理を行うことが有用となる。

　実施の形態では、リア画像信号Sig_REに対して、リア液晶セル３における画像の透過画素範囲をフロント液晶セル２の画像よりも広げる空間フィルタ処理を行う空間処理部７９を備えるものとした。
　即ちリア画像をぼかすように空間フィルタ処理を行う。
　このようにすることで、例えば表示画像に２重画が生じにくくなったり視野角を改善できる。但しこの場合に光漏れが生じやすくなるため、リミット処理による画質劣化防止がより有効となる。

　実施の形態のデュアルセル画像処理部１２は、画像信号Sig_inに対してリア画像信号Sig_REを用いた演算処理を行って、フロント液晶セル２に対するフロント画像信号Sig_FRを生成するフロント画像生成部５２も備える。このデュアルセル画像処理部１２へ入力される画像信号Sig_inはカラー画像信号であり、階調値変換部７２は、カラー画像信号から変換した白黒画像信号（グレースケール信号Ｇｒ）に対して階調値変換を行う。フロント画像生成部５２は、カラー画像信号である画像信号Sig_inからリミット処理部８０で処理されたリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号Sig_FRを生成する。
　即ちカラー画像信号である画像信号としての例えばＲ、Ｇ、Ｂの各階調値について、それぞれリミット処理後のリア画像信号の階調値を除算して、フロント画像信号としてのＲ、Ｇ、Ｂの階調値を得る。
　これによりリア液晶セル３とフロント液晶セル２を重ねた画像として適切な階調が得られる状態とすることができる。

　実施の形態では、デュアルセル画像処理部１２はフロント液晶セル２に入射する光量成分に応じた補正係数ｋＬＣをリア画像信号Sig_REに乗算する光量補正部５３を備え、フロント画像生成部５２は、画像信号Sig_inから補正係数ｋＬＣが乗算されたリア画像信号Sig_REを除算することでフロント画像信号Sig_FRを生成する例を挙げた。
　リア液晶セル３からフロント液晶セル２に入射する光量成分を考慮したフロント画像信号Sig_FRを得ることができ、リア液晶セル３とフロント液晶セル２を重ねた画像として適切な階調が得られる状態とすることができる。

　実施の形態の表示装置９０は、リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成されるデュアルセル型の液晶表示パネル１と、上述のデュアルセル画像処理部１２を有する。
　液晶表示パネル１は、バックライト５と、リア液晶セル３と、拡散層４と、フロント液晶セル２が、この順番で配置されている。
　本実施の形態では、このようなデュアル液晶セル型の液晶表示パネル１に対して、リア画像信号Sig_REのレベルが高くなることにより生ずる画質劣化を軽減することができる。

　なお本実施の形態開示の技術は、上述の実施の形態の構成や設定手法に限られず、デュアルセル画像処理部１２の構成例、フィルタ制御部１５の処理例などについて、各種の変形例が考えられる。

　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

　なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
　（１）
　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、
　前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値をリミット値に制限する処理を行うリミット処理部と、を備えた
　画像処理装置。
　（２）
　前記入力画像信号の最大値を検出する最大値検出部を備え、
　前記リミット処理部は、リミット値を前記最大値検出部で検出された最大値に基づいた値とする
　上記（１）に記載の画像処理装置。
　（３）
　前記リミット処理部は、前記最大値検出部で検出された最大値をリミット値とする
　上記（２）に記載の画像処理装置。
　（４）
　前記最大値検出部は、画像内に設定した複数のエリア毎に最大値を検出し、
　前記リミット処理部は、エリア毎に、エリア内の最大値に基づいたリミット値によるリミット処理を行う
　上記（２）又は（３）に記載の画像処理装置。
　（５）
　前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、前記下限値を最大値として出力する下限リミット処理部を備えた
　上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
　（６）
　前記最大値検出部で検出される最大値の時間軸方向の変動量を抑制する時間フィルタ部を備えた
　上記（２）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
　（７）
　入力画像信号についてのシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部を備え、
　前記時間フィルタ部は、シーンチェンジが検出された場合はフィルタ動作を変化させる
　上記（６）に記載の画像処理装置。
　（８）
　前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、最大値を前記下限値とする下限リミット処理部と、
　入力画像信号が動画であるか否かを検出する動画検出部を備え、
　前記下限リミット処理部は、入力画像信号が動画である場合と動画でない場合とで、前記下限値を異なる値とする
　上記（６）又は（７）に記載の画像処理装置。
　（９）
　画像内に設定した複数のエリア毎における最大値の空間方向の変動量を抑制する空間フィルタ部を備えた
　上記（４）に記載の画像処理装置。
　（１０）
　前記階調値変換部は、ガンマ値が１より小さいガンマ変換を行う
　上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の画像処理装置。
　（１１）
　前記リア画像信号に対して、前記リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲を前記フロント液晶セルの画像よりも広げる空間フィルタ処理を行う空間処理部を、備えた
　上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の画像処理装置。
　（１２）
　前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部を備え、
　前記入力画像信号はカラー画像信号であり、前記階調値変換部は、前記カラー画像信号から変換した白黒画像信号に対して階調値変換を行い、
　前記フロント画像生成部は、カラー画像信号である入力画像信号から前記リミット処理部で処理された前記リア画像信号を除算することでフロント画像信号を生成する
　上記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の画像処理装置。
　（１３）
　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、
　前記表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、
　前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理部と、
　前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部と、を備えた
　表示装置。
　（１４）
　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換手順と、
　前記階調値変換手順を経て出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理手順と、
　を画像処理装置が行う画像処理方法。

　１…液晶表示パネル、２…フロント液晶セル、３…リア液晶セル、４…拡散層、５…バックライト、１０…画像処理装置、１１…表示画像処理部、１２…デュアルセル画像処理部、２０…フロント液晶セル駆動部、３０…リア液晶セル駆動部、５１…リア画像生成部、５２…フロント画像生成部、５３…光量補正部、５４，５７…パネルガンマ処理部、５５，５８…調整部、５６…リア出力部、５７…フロント出力部、７０…グレースケール変換部、７２…階調値変換部、７３…ＬＵＴ、７４…ガンマ変換部、７９…空間処理部、８０…リミット処理部、８１…エリアマックス値検出部、８２…下限リミット処理部、８３…動画検出部、８４…時間フィルタ部、８５…シーンチェンジ検出部、８６…空間フィルタ部、９０…表示装置

Claims

　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、
　前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値をリミット値に制限する処理を行うリミット処理部と、を備えた
　画像処理装置。
　前記入力画像信号の最大値を検出する最大値検出部を備え、
　前記リミット処理部は、リミット値を前記最大値検出部で検出された最大値に基づいた値とする
　請求項１に記載の画像処理装置。
　前記リミット処理部は、前記最大値検出部で検出された最大値をリミット値とする
　請求項２に記載の画像処理装置。
　前記最大値検出部は、画像内に設定した複数のエリア毎に最大値を検出し、
　前記リミット処理部は、エリア毎に、エリア内の最大値に基づいたリミット値によるリミット処理を行う
　請求項２に記載の画像処理装置。
　前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、前記下限値を最大値として出力する下限リミット処理部を備えた
　請求項２に記載の画像処理装置。
　前記最大値検出部で検出される最大値の時間軸方向の変動量を抑制する時間フィルタ部を備えた
　請求項２に記載の画像処理装置。
　入力画像信号についてのシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部を備え、
　前記時間フィルタ部は、シーンチェンジが検出された場合はフィルタ動作を変化させる
　請求項６に記載の画像処理装置。
　前記最大値検出部で検出された最大値が設定した下限値未満の場合、最大値を前記下限値とする下限リミット処理部と、
　入力画像信号が動画であるか否かを検出する動画検出部を備え、
　前記下限リミット処理部は、入力画像信号が動画である場合と動画でない場合とで、前記下限値を異なる値とする
　請求項６に記載の画像処理装置。
　画像内に設定した複数のエリア毎における最大値の空間方向の変動量を抑制する空間フィルタ部を備えた
　請求項４に記載の画像処理装置。
　前記階調値変換部は、ガンマ値が１より小さいガンマ変換を行う
　請求項１に記載の画像処理装置。
　前記リア画像信号に対して、前記リア液晶セルにおける画像の透過画素範囲を前記フロント液晶セルの画像よりも広げる空間フィルタ処理を行う空間処理部を、備えた
　請求項１に記載の画像処理装置。
　前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部を備え、
　前記入力画像信号はカラー画像信号であり、前記階調値変換部は、前記カラー画像信号から変換した白黒画像信号に対して階調値変換を行い、
　前記フロント画像生成部は、カラー画像信号である入力画像信号から前記リミット処理部で処理された前記リア画像信号を除算することでフロント画像信号を生成する
　請求項１に記載の画像処理装置。
　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルと、
　前記表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換部と、
　前記階調値変換部から出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理部と、
　前記入力画像信号に対して前記リア画像信号を用いた演算処理を行って、前記フロント液晶セルに対するフロント画像信号を生成するフロント画像生成部と、を備えた
　表示装置。
　リア液晶セルとフロント液晶セルを通過した光により表示画像が生成される表示パネルに対する画像信号である入力画像信号について階調値変換を行って前記リア液晶セルに対するリア画像信号を生成する階調値変換手順と、
　前記階調値変換手順を経て出力されるリア画像信号の値を所定のリミット値に制限する処理を行うリミット処理手順と、
　を画像処理装置が行う画像処理方法。