(57)【要約】【課題】フレームメモリを用いずに画像信号処理を行なうことで、ＩＣサイズの縮小、更にはコストダウンを実現し、より簡易に高機能で且つ低消費電力な表示を実現する。【解決手段】この表示装置は、RGBの出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部６と、RGB信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部３とを備え、変調レベルを決定するためのRGB信号と、変調処理をして表示画素部６にて表示を行うRGB信号が異なるフレームのものである。【選択図】      図１
2010020241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青に加えて更に所定色の出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部と、
前記入力画像信号の信号レベルを伸張し、この伸張した赤、緑、青の信号から前記所定色の信号成分を抽出し、該所定色の信号レベルを決定し、この決定された所定色の信号レベルに基づいて伸張処理を行い、この伸張処理後の赤、緑、青の信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備え、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前フレームの入力画像信号で前記変調レベルを決定し、その結果を用いて後のフレームの入力画像信号を変調する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記前フレームの入力画像信号で決定した前記変調レベルを画像解析情報として保持する情報保持部を備える
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記変調レベルの決定を入力画像信号のフレーム毎に行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記変調レベルが、前記入力画像信号の前記各ピクセルの最大明度値により決定される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記変調処理として、入力画像信号を伸張処理することで明度を高める処理と、光源の明るさを低下させる処理を行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
赤、緑、青の出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部と、
赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備え、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
表示装置。
【請求項８】
信号処理部が、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調するステップと、
表示画素部が、この変調後の信号に基づいて表示を行うステップとを備え、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
表示装置の駆動方法。
【請求項９】
赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備え、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
駆動用集積回路。
【請求項１０】
信号処理部が、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調するステップと、
この変調後の信号に基づいて表示画素部に表示を行うステップとを備え、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
駆動用集積回路による駆動方法。
【請求項１１】
赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調し、
前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである
信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば表示装置等に係り、特に集積回路（IC；Integrated Circuit）のサイズの縮小、更にはコストダウン等を実現する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の高機能化、多用途化に伴って、画像を適切な状態で表示できるように入力画像信号によって輝度やコントラストなどを最適な状態に調整する種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１では、入力画像信号における白輝度の割合を検出し、検出結果を輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内容の変化に対して表示画面の輝度を一定に保つことを目的とした技術が開示されている。
【０００３】
その一方、赤（R;Red）、緑（G;Green）、青（B;Blue）の３色に加えてホワイト（W;White）のサブピクセルを用いた所謂RGBWディスプレイによれば、入力されたRGB画像信号をRGBW画像信号に変換することで、明るさを向上し、結果として消費電力を低減させることが可能となる。例えば、特許文献２では、入力RGB画像信号をRGBW画像信号に変換し、これをバッファ部に蓄積し、その後、表示装置に送り、表示を行なうシステムが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２９１１３号公報
【特許文献２】特開２００７−４１５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術のうち、前者の場合には入力画像信号をフレームメモリに蓄える必要がある。そして、後者の場合にはRGBW変換後の画像信号をフレームメモリに蓄える必要がある。したがって、いずれの場合においてもフレームメモリ分のＩＣのサイズアップ、コストアップが問題となっていた。
【０００６】
そこで、本発明では、フレームメモリを用いずに画像信号処理を行なうことで、ＩＣサイズの縮小、更にはコストダウンを実現し、より簡易に高機能で且つ低消費電力な表示を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点による表示装置は、赤、緑、青に加えて更に所定色の出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部と、前記入力画像信号の信号レベルを伸張し、この伸張した赤、緑、青の信号から前記所定色の信号成分を抽出し、該所定色の信号レベルを決定し、この決定された所定色の信号レベルに基づいて伸張処理を行い、この伸張処理後の赤、緑、青の信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備え、前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【０００８】
従って、信号処理部において、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【０００９】
本発明の第２の観点による表示装置は、赤、緑、青の出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部と、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備え、前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【００１０】
従って、信号処理部において、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【００１１】
本発明の第３の観点による表示装置の駆動方法は、信号処理部が、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調するステップと、表示画素部が、この変調後の信号に基づいて表示を行うステップとを備える。この変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【００１２】
従って、信号処理部において、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【００１３】
本発明の第４の観点による表示装置の駆動用集積回路は、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備える。そして、前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【００１４】
従って、駆動用集積回路に実装された信号処理部において、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【００１５】
本発明の第５の観点による駆動用集積回路による駆動方法は、信号処理部が、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調するステップと、変調後の信号に基づいて表示画素部に表示を行うステップとを備える。変調レベルを決定するための入力画像信号と変調処理をして前記表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【００１６】
従って、この駆動方法では、駆動用集積回路に実装された信号処理部により、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【００１７】
本発明の第６の観点による信号処理方法は、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調し、前記変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。
【００１８】
従って、この方法によれば、異なる入力画像信号により決定された変調レベルにより適正な変調処理がなされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フレームメモリを用いずに画像信号処理を行なうことで、ＩＣサイズの縮小、更にはコストダウンを実現し、より簡易に高機能で且つ低消費電力な表示を実現する表示装置、表示装置の駆動方法、駆動用集積回路、駆動用集積回路による駆動方法及び信号処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態と称する）について詳細に説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態は、赤、緑、青の出力用サブピクセルが配列されピクセルを構成する表示画素部と、赤、緑、青の入力画像信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する信号処理部とを備えた表示装置である。そして、変調レベルを決定するための入力画像信号と、変調処理をして表示画素部にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものとなる。この信号処理部は、前フレームの入力画像信号で前記変調レベルを決定し、その結果を用いて後のフレームの入力画像信号を変調する。この前フレームの入力画像信号で決定した変調レベルを画像解析情報として保持する情報保持部を備えてもよい。RGBW型の表示装置にも適用可能である。以下、詳述する。
【００２２】
図１には本発明の一実施の形態に係るRGBW型の表示装置の構成を示し説明する。
【００２３】
この図１に示されるように、表示装置は、全体の制御を司るホストコンピュータ（プロセッサ）１、インターフェース２、信号処理部３、ゲートドライバ４、ソースドライバ５、表示画素部６、バックライト制御部７、バックライト８を備えている。
【００２４】
このような構成において、アプリケーションプロセッサ等のホストコンピュータ１やインターフェース２、信号処理部３等は、集積回路（IC；Integrated Circuit）の一部をなす。そして、ホストコンピュータ１は、入力画像信号であるR(Red),G(Green),B(Blue)，W(White)信号を、インターフェース２を介して信号処理部３に送出する。
【００２５】
このホストコントローラ１から送出されたRGB信号は、信号処理部３でRGBW信号に変換された後、各部に出力される。同時に、垂直および水平同期信号とバックライト制御信号等の制御信号も出力され、これらの制御信号を用いて、表示装置はRGBW画像を表示する。即ち、信号処理部３は、ゲートドライバ４、ソースドライバ５、バックライト制御部７に対して、制御信号を供給することになる。
【００２６】
この制御信号に基づいて、ゲートドライバ４は、表示画素部６の画素のトランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）をオン／オフ制御する。ソースドライバ５は、この信号処理部３からの制御信号に基づいて、その保持部に画像信号としてのR,G,B,Wのデジタル信号を保持し、順次に表示画素部６に出力する。そして、バックライト制御部７は、信号処理部３からの制御信号に基づいて、バックライト８を駆動制御する。
【００２７】
表示画素部６は、例えば水平方向にｍ（ｍ＝１，２，…）個、及び垂直方向にｎ（ｎ＝１，２，…）個のｍ×ｎ個からなる画素がマトリクス状に配置された液晶表示素子（LCD；Liquid Crystal Display)である。表示画素部６は、バックライト制御部７の制御に基づいてバックライト８から射出される光の透過率を液晶層で変化させることにより、所定の情報を画像として表示することが可能となっている。
【００２８】
表示解像度の単位としての１画素は、R(Red),G(Green),B(Blue)，W(White)の４画素から構成されている。以下では、RGBの３画素、更にはW画素からなる表示解像度の単位としての画素を「ピクセル」と称し、該ピクセルを構成するRGBWの各画素を「サブピクセル」と称する。RGBのサブピクセルに対応する部分には赤、緑、青の半透明のカラーフィルタが配置され、Wのサブピクセルに対応する部分には透明フィルタが配置される。
【００２９】
次に図２及び図３には、表示装置のピクセルの配列例を示し説明する。
【００３０】
即ち、図２にはピクセルがストライプ状に配列（以下、ストライプ配列という）された様子を示し、図３にはピクセルがモザイク状に配列（以下、モザイク配列という）された様子を示している。ストライプ配列では、水平方向に対してRGBWのサブピクセルを順次に配列しており、各色のサブピクセルの位置は垂直方向で同一となっている。
【００３１】
これに対して、モザイク配列では、Ｎ番目のラインではR,Wのサブピクセルが順次に配列され、Ｎ＋１番目のラインではG,Bのサブピクセルが順次に配列されている。即ち、換言すれば、モザイク配列では、Ｎ番目のラインのR,WのサブピクセルとＮ＋１番目のラインのG,Bのサブピクセルによりピクセルを構成する。
【００３２】
尚、一般的には、ストライプ配列は、パーソナルコンピュータ等においてデータや文字列を表示するのに好適である。これに対して、モザイク配列は、カムコーダやデジタルスチルカメラ等において自然画を表示するのに好適である。
【００３３】
次に、信号処理部３の詳細について説明する。
【００３４】
本実施の形態が採用する信号処理部３についての理解を深めるべく、先ずは一般的な信号処理部１０の構成、及び信号処理の流れを概説する。
【００３５】
図４は、一般的な信号処理部１０の構成を示すブロック図である。
【００３６】
この図４に示されるように、信号処理部１０は、フレームメモリ１０ａ、ガンマ処理部１０ｂ、画像解析及びRGBW変換部（以下、画像解析部と略記する）１０ｃ、逆ガンマ処理部１０ｄからなる。
【００３７】
このような構成において、インターフェース２を通じて送られてきたRGB画像信号は一時的にフレームメモリ１０ａに格納される。該フレームメモリ１０ａに蓄積された画像情報はガンマ処理部１０ｂへ送出され、階調―輝度特性が直線関係になるように演算されR’G’B’信号として出力される。次に画像解析部１０ｃが画像情報を解析し、RGBW変換に必要な情報を読み出し、該情報を用いてR’G’B’信号を順次R’’G’’B’’W’’信号へと変換して出力する。このR’’G’’B’’W’’信号は、逆ガンマ処理部１０ｄで再び逆ガンマ特性を持つように演算処理されRGBW信号として表示画素部６に送られる。
【００３８】
これに対して、本発明の一実施の形態に係る表示装置が採用する信号処理部３の構成は図５に示される通りである。
【００３９】
即ち、この図５に示されるように、信号処理部３は、ガンマ処理部３ａ、画像解析およびRGBW変換部（以下、画像解析部と略記する）３ｂ、逆ガンマ処理部３ｃ、そして画像解析情報保持部３ｄからなる。
【００４０】
このような構成において、インターフェース２を介して送出されてきたRGB画像信号はフレームメモリを介することなく、ガンマ処理部３ａへと送られる。ガンマ処理部３ａにおいて、階調―輝度特性が直線関係になるように演算されR’G’B’信号として出力される。続いて、画像解析部３ｂでは、R’G’B’信号を解析し、RGBW変換に必要な情報を読み出し、画像解析情報保持部３ｄに蓄積する。即ち、画像解析情報保持部３ｄには、送られてきたR’G’B’信号の解析の結果、RGBW変換に必要な情報が常に保持される。
【００４１】
ところで、リアルタイムにガンマ処理部３ａから送られてきたR’G’B’信号を解析して、これらR’G’B’信号を基にRGBW変換しようとすると、本構成ではフレームメモリを持たないことから、時間的に間に合わず、従来の如き変換は不可能である。
【００４２】
しかしながら、画像解析情報保持部３ｄには、先のフレームの画像解析情報が保持されている。この画像解析情報を基にRGBW変換を行なうことができる。従って、フレームメモリに蓄積することなく、送られてきたRGB信号をリアルタイムにRGBW信号へと変換することができる。この変換されたRGBW信号（即ち、R’’G’’B’’W’’信号）は、逆ガンマ処理部３ｃに送出される。逆ガンマ処理部３ｃでは、再び逆ガンマ特性を持つように演算処理され、RGBW信号として表示画素部６に送出される。
【００４３】
尚、以上の解析、変換処理は変調処理に相当するものである。
【００４４】
以上説明したように、信号処理部３では、RGB信号を所定の変調レベルに従って変調することで元の画像と異なる明るさに変調し、同時に光源の明るさを変調する。このとき変調レベルを決定するためのRGB信号と、変調処理をして表示画素部６にて表示を行う入力画像信号が異なるフレームのものである。また、信号処理部３は、前フレームのRGB信号で変調レベルを決定し、その結果を用いて後のフレームのRGB信号を変調する。この変調レベルの決定をRGB信号のフレーム毎に行ってもよい。
【００４５】
ここで、このような構成を採用する場合、先のフレームの画像情報が、いま送られてきた画像情報と大きく異なる場合、RGBW信号への変換が適切でない場合も考えられる。しかしながら、例えばフレーム周波数が60Hzの表示装置では、16.7msec.毎に画像解析情報が更新されるが、実際に表示されている画像が16.7msec毎に大きく変化していく例は考えられない。通常は、例えばテレビジョン（TV）や映画などの画像では、フレーム毎の画像情報の変化は少なく、なだらかに情報は変化してゆく。さらに、静止画の場合は変化がほとんどなく、複数フレームに渡って常に同じ情報が表示され続ける。
【００４６】
従って、本実施の形態のように、先のフレームの画像解析情報を用いてRGBW信号に変換をしても問題とはならない。一瞬、画像情報が大きく変わる場合であっても、16.7msecの出来事であり、次の16.7msec後には問題とならないRGBW変換になれば人間の目には認識することは不可能である。更には、近年、画像表示装置は動画の表示品位を向上させるためにフレーム周波数を大きくする傾向があり、例えば液晶表示を用いたテレビでは120Hz程度の周波数で表示を行なっている。このような場合は、フレーム毎の情報変化は更に小さくなるため、先のフレーム情報を用いる変換の手法が有効となる。
【００４７】
次に、RGBWへの信号処理の基本原理を説明する。
【００４８】
表示画素部（パネル）６に入力される画像信号がRGBのデジタル信号である場合、各色の信号レベルをRi, Gi, Biとすると、例えば各色8bitの場合はRi, Gi, Biは0から255の整数値となる。
【００４９】
一方、RGBWの画素に表示するための各色の信号をRo, Go, Bo, Woとすると、表示映像の画質が変化しないようにするためには、次の関係を満たすことが必要となる。
Ri:Gi:Bi = Ro+Wo:Go+Wo:Bo+Wo
【００５０】
いま、Ri,Gi,Biの信号の最大値をMax(Ri,Gi,Bi)とすると、
Ri/Max(Ri,Gi,Bi) = (Ro+Wo)/(Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)
Gi/Max(Ri,Gi,Bi) = (Go+Wo)/(Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)
Bi/Max(Ri,Gi,Bi) = (Bo+Wo)/(Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)
の関係が成り立つ。
【００５１】
従って、
Ro = Ri x((Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)/ Max(Ri,Gi,Bi)Wo
Go = Gi x((Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)/ Max(Ri,Gi,Bi)Wo
Bo = Bi x((Max(Ri,Gi,Bi)+Wo)/ Max(Ri,Gi,Bi)Wo
となる。
【００５２】
このとき印加できるWoは、Ri,Gi,Biの最小値Min(Ri, Gi, Bi)の関数として次のように定義することができる。
Wo = f(Min(Ri,Gi,Bi)
【００５３】
即ち、最も簡単な考え方では、
Wo = Min(Ri,Gi,Bi)
である。
【００５４】
しかるに、従来の方法では、Min(Ri,Gi,Bi)=0である画像信号が存在すると、Wo=0となり、輝度は向上しないため消費電力を下げることはできない。
【００５５】
また、Min(Ri,Gi,Bi)が小さい値の場合、Woの値も小さくなり、輝度向上効果が小さくなる。即ち、消費電力の低減効果が小さい。
【００５６】
さらに、上記処理は、１枚の画像の全てのピクセルに関して行う為、映像の一部が極端に明るく、他の一部が明るくならないということも起こり得る。
【００５７】
これは、例えば彩度が低く明るい背景の中に彩度の高い、例えば単色のデータがあった場合に、背景の信号にはWoを大きく入れることができるために明るくできるが、単色データにはWoを入れることはできず、元の明るさのままとなることを意味する。
【００５８】
一般に、人間の色や明るさに対する感覚（即ち、視覚特性）は、周囲との相対的な明るさの差に大きく影響を受けるため、相対的に明るさが低い単色データは、非常にくすんで見えることがある。これは、所謂同時コントラスト（Simultaneous Contrast）と称されており、RGBWの表示装置における従来の大きな課題であった。
【００５９】
そこで、本実施の形態に係る表示装置、信号処理方法では、このような課題を解決するために以下のような処理を行う。尚、この処理は、図１の表示装置において信号処理部３により実施されるものである。
【００６０】
まず、入力画像信号の伸張処理について説明する。
【００６１】
入力画像信号Ri, Gi, Biをその比を保つように伸張する。
Ri' = α x Ri
Gi' = α x Gi
Bi' = α x Bi
αは自然数
【００６２】
画像信号の画質を保持するためには、伸張処理は、R, G, Bの比（輝度比）を保つように行なうことが望ましい。また、入力画像信号であるRi,Gi,Bi信号の階調−輝度特性（ガンマ）を保持するように伸張することが望ましい。この点、従来型のRGB表示装置では、8bitのデジタル信号である場合、255が最大値であるので、上記の伸張処理には限界がある。特に明るい画像信号の場合、ほとんど伸張できないこともある。
【００６３】
これに対して、本実施の形態に係る表示装置は、RGBW型であり、Wが加わり輝度のダイナミックレンジが大きくなるために表示可能な色空間が拡張される。伸張処理は、RGBとWから構成される色空間の上限値まで行う。この為、前述した伸張処理により、従来のRGBでの限界値255を超えることが可能となる。
【００６４】
例えば、W画素の明るさが、RGB画素の明るさのK倍ある場合、Woの最大値は255xKであるとみなすことがき、Ri’,Gi’,Bi’の値はRGBW色空間において、(1+K)x255までとることが可能となる。これにより、従来の問題点であった、Min(Ri,Gi,Bi) = 0もしくは小さな値のデータに対しても、輝度を向上することができるために、消費電力を低減するという効果を奏することが可能となる。
【００６５】
ここで、図６にはRGB型の表示装置の色空間を示し、図７にはRGBW型の表示装置の色空間を示し、説明する。図６に示されるように、全ての色は、色相（H；Hue）、彩度（S；Saturation)、明度（V；Value of Brightness）により定義される座標上にプロットすることができる。色空間の一種であるHSVは、これら色相、彩度、明度という属性で定義される。色相とは赤、青、緑のような色味の違いのことをいい、イメージの違いを最も表現することが出来る属性である。彩度とは、色を表す指標の一つであり、色の鮮やかさの度合いを示す属性である。明度とは、色の明暗の度合いを示す属性であり、数値が高いほど明るい色として表現される。HSVの色空間では、色相は、Rを0度とし、反時計回りにG，Bというように1周して表す。各色に対し、グレーがどの程度だけ混ざって濁っているかを示すのが彩度であり、最も濁っている場合を0％、全く濁っていない場合を100％と表している。明度は、最も明るい場合を100％、暗い場合を0％とする。
【００６６】
一方、図７に示されるように、RGBW型の表示装置の色空間を定義する属性は、RGB型の表示装置の色空間を定義する属性と基本的には同じであるが、Wが加えられたことで、明度が拡張されている。このように、RGB表示装置とRGBW表示装置の色空間の違いは、色相（H）、彩度（S）、明度（V）で定義されるHSV色空間で表すことができる。これによると、先に図５に示したように、Wを加えることによって拡張される明度（V）のダイナミックレンジは、彩度（S）によって大きく異なることが分かる。
【００６７】
そこで、この信号処理方法、表示装置では、上記の入力画像信号であるRi, Gi, Bi信号の伸張処理の係数αが彩度（S）によって異なることに着目して、入力画像信号であるRi, Gi, Bi信号を解析し、映像毎に伸張係数αを決めてやることで、入力映像の画質を保持したままRGBW表示装置で映像表示をすることも可能とする。
【００６８】
このとき、入力画像信号の解析により彩度（S）=0から最大値（8bitの場合は255）までの値毎に伸張係数αを決定することが望ましい。そこで、更に求めた伸張係数αの最小値を採用することで、画質を全く損なうことなく伸張処理を行なう。また、この第１の実施の形態の信号処理方法、表示装置では、伸張処理が入力画像のmax(R,G,B)値とHSV色空間の最大明度値Vとの比に基づいて行われる。特に、この比を彩度値 S=0から最大値まで算出し、その最小値を伸張係数として用いて伸張処理を実施する。
【００６９】
尚、画質を最大限保持するためには、入力された画像信号の全てのピクセルデータを解析することが望ましい。その一方で、処理速度を速めると共に、処理ブロックの回路規模を小さくするためには、入力画像信号をn（ここで、nは１以上の自然数である）個飛ばしで解析することが望ましい。また、入力画像信号のRGBデータのうち少なくとも１つ以上を解析することが望ましい。更には、伸張係数αの決定法として、人間工学的なアプローチを取ることも可能であることは勿論である。
【００７０】
また、入力画像信号であるRi, Gi, Bi信号が局所的にわずかに変化しただけでは、人間には知覚できない。よって、伸張係数αを画質変化の知覚限界まで大きな値とすることで、画質変化を知覚することなく、大きく伸張することを可能とする。換言すれば、画質変化が知覚できない範囲で伸張処理を実施する。
【００７１】
尚、図８に示されるように、伸張映像信号は、拡張されたRGBWの色空間に対して入力映像信号のレベルを比較することで決定した伸張係数αに基づいて生成される。
【００７２】
以上の方法で入力画像信号を伸張することで、Woの値を大きくとることができ、映像全体の輝度をより向上することができ、その結果としてバックライトの消費電力を大幅に低減することも可能となる。また、伸張係数αに従って、バックライトの輝度を1/αに下げることで、入力画像信号と全く同一の輝度で表示することも可能となる。
【００７３】
次に、伸張した画像信号Ri’,Bi’,Gi’からWoを決定する方法について述べる。
【００７４】
この実施の形態では、伸張したRGBの画像信号からX信号成分を抽出し、X信号レベルを決定する際に入力画像を解析することによってX信号レベル決定する。そして、X信号の取り得る最大値をX信号レベルとする。以下、詳述する。
【００７５】
先に述べたように、伸張した画像信号Ri’,Bi’,Bi’を解析することで各ピクセルの最小値Min（Ri’,Gi’,Bi’)を求め、Wo = Min（Ri', Gi', Bi')にすることが望ましく、これがWoの取り得る最大値となるため、消費電力低減の効果は最も高い。
【００７６】
よって、Woの決定は、伸張された画像信号Ri’,Gi’,Bi’を解析し、最小値Min（Ri’,Gi’,Bi’)を求め、これをWoとするのが最も消費電力削減効果が高い。
【００７７】
上記の手法でWoを決定した結果、新たなRGBの画像信号は下記のように求められる。
Ro = Ri’  Wo
Go = Gi'  Wo
Bo = Bi'  Wo
【００７８】
上記の方法で入力画像信号を伸張することで、Woの値を大きくとることができ、画像全体の輝度をより向上することができ、結果としてバックライトの消費電力を大幅に低減することが可能となる。伸張係数αにしたがって、バックライトの輝度を1/αに下げることで、入力画像信号と全く同一の輝度で表示することが可能となる。
【００７９】
ところで、上記の伸張画像信号は、RGBWが形成する色空間に対して入力画像信号の明度レベルを比較することで決定した伸張係数αに基づいて生成される。よって、伸張係数αは１フレームの画像を解析した結果得られる画像解析情報である。これを画像解析情報保持部３ｄに保持しておき、次フレームの画像信号の変換に用いることで、画像信号をフレームメモリに蓄積することなく、RGBWの適切な変換を行なうことができる。変調レベルは、RGB信号の各ピクセルの最大明度値により決定される。
【００８０】
また、α値は入力画像信号の明度レベルと色空間との比較で決定されるため、画像情報が多少変化しても変わらない。例えば、画面の中を動き回る画像があったとしても、輝度や色度が大きく変化しなければα値は同一である。よって、先のフレームで決定されたα値を用いてRGBWの変換を行なっても全く問題ない。尚、変調処理としては、RGB信号を伸張処理することで明度を高める処理と、光源の明るさを低下させる処理がある。
【００８１】
以上詳述したように、本発明の一実施の形態によれば、フレームメモリを持たずに画像変換処理が可能なため、ＩＣのサイズダウン（縮小）やコストダウンをはかりつつ、高機能で低消費電力な表示装置等を実現することができる。
【００８２】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。
【００８３】
例えば、上記実施の形態では、RGBWの信号処理を、バックライトを有する液晶表示装置を例にとって示したが、これ以外に有機EL（Organic Electro-Luminescence）、PDP（Plasma Display Panel）、SED（Surface-conduction Electron-emitter Display）並びにCRT（Cathode Ray Tube）などの他方式の映像表示装置にも用いることができる。
【００８４】
また、ピクセルをRGBのカラーフィルタが配置されたサブピクセルと発光層により構成されたWのサブピクセルにより構成してもよく、RGBWの全てのサブピクセルを発光層により構成してもよい。また、フロントライトユニットを持つ反射型表示装置にも適用が可能であるため、低消費電力が求められる電子ペーパー向けの表示装置にも好適である。
【００８５】
さらに、上記では、RGBWを例にとって説明したが、W以外のイエロー（Yellow）やシアン（Cyan）並びにマゼンダ（Magenda）等でもよい。
【００８６】
さらに、多板式のプロジェクタのような表示装置にも適用することにより、明るさを向上することができ、消費電力を下げることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るRGBW型の表示装置の構成を示す図。
【図２】表示装置のピクセルの配列の一例を示す図。
【図３】表示装置のピクセルの配列の他の例を示す図。
【図４】一般的な信号処理部の構成を示す図。
【図５】本実施の形態が採用する信号処理部の構成を示す図。
【図６】RGB型の表示装置の色空間を示す図。
【図７】RGBW型の表示装置の拡張された色空間を示す図。
【図８】RGBW型の表示装置の拡張された色空間の断面図。
【符号の説明】
【００８８】
１…ホストコントローラ、２…インターフェース、３…信号処理部、３ａ…ガンマ処理部、３ｂ…画像解析およびＲＧＢＷ変換部、３ｃ…逆ガンマ処理部、３ｄ…画像解析情報保持部、４…ゲートドライバ、５…ソースドライバ、６…表示画素部、７…バックライト制御部、８…バックライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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