(57)【要約】【課題】画像の劣化を抑制する。【解決手段】表示装置１０は、第１から第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列する画像表示パネルと、入力信号の入力値を、再現色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を画像表示パネル４０に出力する信号処理部２０と、を有し、第１から第４副画素は、それぞれ映像信号が供給されて、かつ、画像表示パネル４０の前面から入射された光を反射する画素電極を有し、信号処理部２０は、第１から第３副画素の出力信号を、それぞれ第１から第３副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求めてそれぞれ第１から第３副画素に出力し、第４副画素の出力信号を第１から第３副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求めて第４副画素に出力し、第１から第４副画素の出力信号は、少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なる。【選択図】図１
2015227950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列する画像表示パネルと、
入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有する表示装置であり、
前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素は、それぞれ映像信号が供給されて、かつ、前記画像表示パネルの前面から入射された光を反射する画素電極を有し、
前記信号処理部は、前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求めて前記第１副画素に出力し、
前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第２副画素に出力し、
前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第３副画素に出力し、
前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の入力信号、前記第２副画素の入力信号、前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第４副画素に出力し、
前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号は、少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なる、表示装置。
【請求項２】
前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号は、前記伸長係数が少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なることにより、入力信号の彩度に基づいて異なる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記伸長係数は、前記彩度に加えて前記入力信号の色相に基づいて異なる、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記伸長係数と前記入力信号の彩度との関係を複数有し、これらを切り替えて用いる、請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記入力信号の彩度が増加するにしたがって前記伸長係数が小さくなる、請求項２から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記入力信号の彩度に基づいて前記伸長係数が変化する第１の表示モードと、前記入力信号の彩度に関わらず前記伸長係数が一定値となる第２の表示モードとを切り替える、請求項２から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１の表示モードと前記第２の表示モードとは、前記入力信号の色相に基づいて切り替えられる、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記入力信号の色相が黄色であるときに前記第１の表示モードとし、前記入力信号の色相が黄色以外であるときに前記第２の表示モードとする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、
前記第４副画素にも出力信号を出力する場合、少なくとも一定以上の彩度がある前記入力信号の明度の大きさを減じるように、前記入力信号から変換後入力信号を生成し、
前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の変換後入力信号及び伸長係数に基づいて求めて前記第１副画素に出力し、
前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第２副画素に出力し、
前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第３副画素に出力し、
前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の変換後入力信号、前記第２副画素の変換後入力信号、前記第３副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第４副画素に出力する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記変換後入力信号は、前記入力信号の明度を彩度に応じて一定の割合で減じる関数で変換される、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記変換後入力信号は、前記第４の色を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における明度の最大値で除算した入力信号の明度の最大値以下に前記入力信号の明度を減じる関数で変換される、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置と、
前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置とを有する電子機器。
【請求項１３】
第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列する画像表示パネルと、前記画像表示パネルに光を照射する光源部と、入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有し、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素は、それぞれ映像信号が供給されて、かつ、前記光源部からの光を反射する画素電極を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素それぞれの出力信号を求めるステップと、
前記出力信号に基づいて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素の動作を制御するステップと、を含み、
前記出力信号を求めるステップにおいては、
前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求め、
前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の入力信号、前記第２副画素の入力信号、前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号を、少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なるように求める、表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記出力信号を求めるステップにおいては、
前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号を、前記伸長係数が少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なることにより、入力信号の彩度に基づいて異なるように求める、請求項１３に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記出力信号を求めるステップにおいては、
前記第４副画素にも出力信号を出力する場合、少なくとも一定以上の彩度がある前記入力信号の明度の大きさを減じるように、前記入力信号から変換後入力信号を生成し、
前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の変換後入力信号及び伸長係数に基づいて求め、
前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の変換後入力信号、前記第２副画素の変換後入力信号、前記第３副画素の変換後入力信号及び前記伸長係数に基づいて求める、請求項１３に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置、その駆動方法及びその表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの表示装置には、液晶パネルの背面に配置されたバックライトから光を照射して、液晶パネルを透過した光により画像を表示する透過型の表示装置と、液晶パネルの前面から液晶パネルに向かって照射された光を反射させ、その反射光により画像を表示する反射型の表示装置とがある。
【０００３】
また、特許文献１に示されるように、従来の第１から第３の副画素である赤、緑、青の副画素に第４の副画素である白の副画素を加える技術がある。この技術は、白の副画素が輝度を向上させるため、画像が明るく表示されて表示装置の視認性が向上する。特に、反射型の表示装置は、透過型の表示装置と比べて画像が暗くなる場合があるため、白画素を加えることにより、画像を好適に明るくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、入力信号の明度によって、入力信号を伸長させるための伸長係数を異ならせる。このようにすると、明度が小さい、すなわち低階調側では伸長係数が大きく、明度が大きい、すなわち高階調側では伸長係数が小さくなる。その結果、低階調側の輝度がより高くなり、表示装置の視認性が向上する。しかし、特許文献１の技術は、彩度に対しては常に一定の輝度の増加（伸長係数）であるため、高彩度側において、例えば、階調つぶれ及び色の変化といった画質の低下（劣化）を招く可能性がある。
【０００６】
本発明は、画像の劣化を抑制する表示装置、表示装置の駆動方法又は電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の表示装置は、第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列する画像表示パネルと、入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有する表示装置であり、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素は、それぞれ映像信号が供給されて、かつ、前記画像表示パネルの前面から入射された光を反射する画素電極を有し、前記信号処理部は、前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求めて前記第１副画素に出力し、前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第２副画素に出力し、前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第３副画素に出力し、前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の入力信号、前記第２副画素の入力信号、前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めて前記第４副画素に出力し、前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号は、少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なる。
【０００８】
本発明の表示装置の駆動方法は、第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列する画像表示パネルと、前記画像表示パネルに光を照射する光源部と、入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有し、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素は、それぞれ映像信号が供給されて、かつ、前記光源部からの光を反射する画素電極を有する表示装置の駆動方法であって、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素それぞれの出力信号を求めるステップと、前記出力信号に基づいて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素の動作を制御するステップと、を含み、前記出力信号を求めるステップにおいては、前記第１副画素の出力信号を、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び伸長係数に基づいて求め、前記第２副画素の出力信号を、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、前記第３副画素の出力信号を、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、前記第４副画素の出力信号を、前記第１副画素の入力信号、前記第２副画素の入力信号、前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、前記第１副画素の出力信号、前記第２副画素の出力信号、前記第３副画素の出力信号及び前記第４副画素の出力信号を、少なくとも入力信号の彩度に基づいて異なるように求める。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る画像表示パネル及び画像表示パネル駆動部の概念図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る画像表示パネルの画素配列の他の例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１における画像表示パネルの構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。
【図７】図７は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。
【図８】図８は、彩度の変化に対して伸長係数が常に一定で変化しない例を示す図である。
【図９】図９は、ＨＳＶ色空間を示す図である。
【図１０】図１０は、各画素への入力値を説明するための図である。
【図１１】図１１は、伸長係数によって伸長される前後における入力信号値をＨＳＶ色空間に示した図である。
【図１２】図１２は、彩度の変化に対して伸長係数が変化する例を示す図である。
【図１３】図１３は、ＨＳＶ色空間を示す図である。
【図１４】図１４は、彩度の変化に対する伸長係数の変化を示す図である。
【図１５】図１５は、センサ部の配置を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、変形例２に係る画像表示パネルの構成を模式的に表す断面図である。
【図１７】図１７は、実施形態２における各画素への入力値を説明するための図である。
【図１８】図１８は、実施形態２における彩度に対して入力信号が変化する例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係る色変換処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図２０は、伸長係数によって伸長される前後における入力信号値をＨＳＶ色空間に示した図である。
【図２１】図２１は、変換後入力信号が伸長された例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施形態２の変換後入力信号が伸長された伸長値とＨＳＶ色空間との関係を示す図である。
【図２３】図２３は、彩度に対して入力信号が変化する他の例を示す図である。
【図２４】図２４は、本実施形態の他の例において変換後入力信号が伸長された伸長値とＨＳＶ色空間との関係を示す図である。
【図２５】図２５は、実施形態１に係る表示装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、実施形態１に係る表示装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、実施形態１に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、実施形態１に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
（実施形態１）
（表示装置の構成）
図１は、実施形態１に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、実施形態１に係る画像表示パネル及び画像表示パネル駆動部の概念図である。図３は、実施形態１に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。図１に示すように、実施形態１の表示装置１０は、信号処理部２０と、画像表示パネル駆動部３０と、画像表示パネル４０と、光源部５０とを有する。表示装置１０は、信号処理部２０が表示装置１０の各部に信号を送り、画像表示パネル駆動部３０が信号処理部２０からの信号に基づいて画像表示パネル４０の駆動を制御し、画像表示パネル４０が画像表示パネル駆動部３０からの信号に基づいて画像を表示させる。また、表示装置１０は、外光を、画像表示パネル４０で反射させることにより、画像を表示する。さらに、表示装置１０は、外光が十分でない屋外での夜間使用や暗所での使用の場合等には、光源部５０から発光される光を画像表示パネル４０で反射させることによっても、画像を表示することができる。
【００１２】
図２、図３に示すように、画像表示パネル４０は、画素４８が、Ｐ０×Ｑ０個（行方向にＰ０個、列方向にＱ０個）、２次元のマトリクス状に配列されている。図２、図３に示す例は、ＸＹの２次元座標系に複数の画素４８がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、第１の方向としての行方向がＸ軸方向、第２の方向としての列方向はＹ軸方向である。なお、行方向をＹ軸方向、列方向をＸ軸方向としてもよい。
【００１３】
画素４８は、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂ又は第４副画素４９Ｗとを有する。第１副画素４９Ｒは、第１原色（例えば、赤色）を表示する。第２副画素４９Ｇは、第２原色（例えば、緑色）を表示する。第３副画素４９Ｂは、第３原色（例えば、青色）を表示する。第４副画素４９Ｗは、第４の色（実施形態１では白色）を表示する。このように、画像表示パネル４０に行列状に配列された画素４８は、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂ及び第４の色を表示する第４副画素４９Ｗを含む。第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色は、第１原色、第２原色、第３原色及び白色に限られず、補色など色が異なっていればよい。第４の色を表示する第４副画素４９Ｗは、同じ光源点灯量で照射された場合、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂよりも明るいことが好ましい。以下において、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素４９という。
【００１４】
表示装置１０は、より具体的には、反射型のカラー液晶表示装置である。画像表示パネル４０は、カラー液晶表示パネルである。第１副画素４９Ｒには第１カラーフィルタが設けられており、第１カラーフィルタを通過して画像観察者に向けて表示される透過光は第１原色となる。第２副画素４９Ｇには第２カラーフィルタが設けられており、第２カラーフィルタを通過して画像観察者に向けて表示される透過光は第２原色となる。第３副画素４９Ｂには第３カラーフィルタが設けられており、第３カラーフィルタを通過して画像観察者に向けて表示される透過光は第３原色となる。また、画像表示パネル４０は、第４副画素４９Ｗと画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。このように画像表示パネル４０は、透明な樹脂層を設けることで、第４副画素４９Ｗにカラーフィルタを設けないことによって第４副画素４９Ｗに大きな段差が生じることを抑制することができる。
【００１５】
そして、画像表示パネル４０は、図２に示す例では、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗをストライプ配列に類似した配列で配置されている。なお、１つの画素４８に含まれる副画素４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ、４９Ｗの構造及びその配置は特に限定されない。例えば、画像表示パネル４０は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗをダイアゴナル配列（モザイク配列）に類似した配列で配置してもよい。また、例えば、デルタ配列（トライアングル配列）に類似した配列、レクタングル配列に類似した配列等としてもよい。また、図４は、実施形態１に係る画像表示パネルの画素配列の他の例を示す図である。図４に示す画像表示パネル４０’のように、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂを有する画素４８Ａと、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第４副画素４９Ｗを有する画素４８Ｂとが行方向及び列方向にそれぞれ交互に配列されていてもよい。
【００１６】
一般的には、ストライプ配列に類似した配列は、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、モザイク配列に類似した配列は、ビデオカメラレコーダ又は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。
【００１７】
図１に示すように、信号処理部２０は、画像表示パネル駆動部３０を介して画像表示パネル４０の動作を制御する演算処理回路である。信号処理部２０は、画像表示パネル駆動部３０及び光源部５０と接続されている。
【００１８】
信号処理部２０は、外部のアプリケーションプロセッサ（ホストＣＰＵ、図示せず）から入力される入力信号を処理して出力信号を生成する。信号処理部２０は、入力信号の入力値を、第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色で再現される再現色空間（実施形態１ではＨＳＶ色空間）の再現値（出力信号）に変換して生成する。そして、信号処理部２０は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動部３０に出力する。実施形態１において、再現色空間はＨＳＶ色空間であるが、これに限られずＸＹＺ色空間、ＹＵＶ空間その他の座標系でもよい。
【００１９】
図１及び図２に示すように、画像表示パネル駆動部３０は、信号出力回路３１及び走査回路３２を有する。画像表示パネル駆動部３０は、信号出力回路３１によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル４０に出力する。より詳しくは、信号出力回路３１は、信号処理部２０からの出力信号に応じた所定の電位を有する画像出力信号を、画像表示パネル４０に出力する。信号出力回路３１は、信号線ＤＴＬによって画像表示パネル４０と電気的に接続されている。走査回路３２は、画像表示パネル４０における副画素４９の動作（光透過率）を制御するためのスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。走査回路３２は、配線ＳＣＬによって画像表示パネル４０と電気的に接続されている。
【００２０】
図５は、実施形態１における画像表示パネルの構造を模式的に示す断面図である。図５に示すように、画像表示パネル４０は、互いに対向するアレイ基板４１と対向基板４２とを有し、アレイ基板４１と対向基板４２との間に液晶素子が封入された液晶層４３が設けられている。
【００２１】
アレイ基板４１は、液晶層４３側の面に、複数の画素電極４４を有する。画素電極４４は、スイッチング素子を介して信号線ＤＴＬに接続されており、映像信号としての画像出力信号が印加される。画素電極４４は、例えばアルミニウム又は銀製の反射性を有する部材であり、外光又は光源部５０からの光を反射する。すなわち、実施形態１においては、画素電極４４が、反射部を構成する。
【００２２】
対向基板４２は、例えばガラス等の透明性を有する基板である。対向基板４２は、液晶層４３側の面に、対向電極４５及びカラーフィルタ４６を有する。より詳しくは、対向電極４５は、カラーフィルタ４６の液晶層４３側の面に設けられている。
【００２３】
対向電極４５は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、又はＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明性を有する導電性材料である。対向電極４５は、画素電極４４が接続されているスイッチング素子と接続されている。画素電極４４と対向電極４５とは対向して設けられているため、画素電極４４と対向電極４５との間に画像出力信号による電圧が印加されると、画素電極４４と対向電極４５とは、液晶層４３内に電界を生じさせる。液晶層内に生じた電界により液晶素子がツイストして複屈折率が変化し、表示装置１０は、画像表示パネル４０から反射される光量を調整する。画像表示パネル４０は、いわゆる縦電界方式であるが、画像表示パネル４０の表示面に平行な方向に電界を発生させる横電界方式であってもよい。
【００２４】
カラーフィルタ４６は、上述した第１カラーフィルタ、第２カラーフィルタ、第３カラーフィルタであり、画素電極に対応して複数設けられる。画素電極４４と、対向電極４５と、カラーフィルタ４６とは、それぞれ副画素４９を構成する。
【００２５】
対向基板４２の液晶層４３と反対側の面には、導光板４７が設けられている。導光板４７は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）等の透明性を有する板状部材である。導光板４７は、対向基板４２と反対側の面である上面４７Ａに、プリズム加工がなされている。
【００２６】
光源部５０は、実施形態１においては、ＬＥＤである。光源部５０は、図６に示すように、導光板４７の側面４７Ｂに沿って設けられている。光源部５０は、導光板４７を介して、画像表示パネル４０の前面から、画像表示パネル４０に光を照射する。光源部５０は、画像観察者の操作、又は表示装置１０に取付けられて外光を計測する外光センサ等によって、ＯＮとＯＦＦとが切り替えられる。光源部５０は、ＯＮの場合に光を照射し、ＯＦＦの場合に光を照射しない。例えば、画像観察者が、画像が暗いと感じた場合は、画像観察者は、光源部５０をＯＮにして、光源部５０から画像表示パネル４０に光を照射させ、画像を明るくする。また、外光センサが、外光強度が所定の値より小さいと判断した場合には、例えば信号処理部２０は、光源部５０をＯＮにして、光源部５０から画像表示パネル４０に光を照射させ、画像を明るくする。実施形態１において、信号処理部２０は、光源部５０の光の輝度を、伸長係数αに応じて制御しない。すなわち、光源部５０の光の輝度は、後述する伸長係数αには無関係で設定される。ただし、光源部５０の光の輝度は、画像観察者の操作、又は外光センサの計測結果に応じて、調整されるものであってもよい。
【００２７】
次に、画像表示パネル４０による光の反射について説明する。図５に示すように、画像表示パネル４０には、外光ＬＯ１が入射される。外光ＬＯ１は、導光板４７及び画像表示パネル４０内を通って画素電極４４に入射される。画素電極４４に入射された外光ＬＯ１は、画素電極４４に反射され、光ＬＯ２として、画像表示パネル４０内及び導光板４７内を通って、外部に出射される。また、光源部５０をＯＮにした場合、光源部５０からの光Ｌ１は、導光板４７の側面４７Ｂから導光板４７内に入射する。導光板４７内に入射された光Ｌ１は、導光板４７の上面４７Ａで散乱して反射され、一部が光Ｌ２として、画像表示パネル４０の対向基板４２側から画像表示パネル４０内に入射し、画素電極４４に照射される。画素電極４４に照射された光Ｌ２は、画素電極４４により反射され、光Ｌ３として画像表示パネル４０及び導光板４７を通って外部に出射する。また、導光板４７の上面４７Ａで散乱した光の他の一部は、光Ｌ４として反射され、導光板４７内で反射を繰り返す。
【００２８】
すなわち、画素電極４４は、画像表示パネル４０の外部側（対向基板４２側）の面である前面から画像表示パネル４０に入射される外光ＬＯ１又は光Ｌ２を外部に反射する。外部に反射された光ＬＯ２，Ｌ３は、液晶層４３及びカラーフィルタ４６を通る。そのため、表示装置１０は、外部に反射される光ＬＯ２，Ｌ３により、画像を表示することができる。このように、実施形態１に係る表示装置１は、フロントライト型で、かつ、エッジライト型の光源部５０を有する反射型の表示装置である。なお、実施形態１においては、表示装置１０は、光源部５０及び導光板４７を有するが、光源部５０及び導光板４７を有さなくてもよい。この場合、表示装置１０は、外光ＬＯ１を反射した光ＬＯ２によって、画像を表示することができる。
【００２９】
（表示装置の処理動作）
図６は、実施形態１の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。図７は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。信号処理部２０は、外部から表示する画像の情報である入力信号が入力される。入力信号は、各画素に対して、その位置で表示する画像（色）の情報を入力信号として含んでいる。具体的には、Ｐ０×Ｑ０個の画素４８がマトリクス状に配置された画像表示パネル４０において、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８（ただし、１≦ｐ≦Ｐ０、１≦ｑ≦Ｑ０）に対して、信号値がｘ１−（ｐ、ｑ）の第１副画素４９Ｒの入力信号、信号値がｘ２−（ｐ、ｑ）の第２副画素４９Ｇの入力信号及び信号値がｘ３−（ｐ、ｑ）の第３副画素４９Ｂの入力信号（図１参照）が含まれる信号が信号処理部２０に入力される。
【００３０】
図１に示す信号処理部２０は、入力信号を処理することで、第１副画素４９Ｒの表示階調を決定するための第１副画素の出力信号（信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ））、第２副画素４９Ｇの表示階調を決定するための第２副画素の出力信号（信号値Ｘ２−（ｐ、ｑ））、第３副画素４９Ｂの表示階調を決定するための第３副画素の出力信号（信号値Ｘ３−（ｐ、ｑ））及び第４副画素４９Ｗの表示階調を決定するための第４副画素の出力信号（信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ））を生成し、画像表示パネル駆動回路３０に出力する。
【００３１】
表示装置１０は、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図６に示すように、ＨＳＶ色空間（再現ＨＳＶ色空間）における明度のダイナミックレンジを広げることができる。つまり、図６に示すように、第１副画素、第２副画素及び第３副画素で表示できる円柱形状の色空間の上に、彩度が高くなるほど明度の最大値が低くなる、彩度軸と明度軸とを含む断面における形状が、斜辺が曲線となる略台形形状となる立体が載っている形状となる。入力信号は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの入力信号を有するため、入力信号のＨＳＶ色空間は、円柱形状、つまり、再現ＨＳＶ色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。
【００３２】
次に、信号処理部２０は、少なくとも第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ１−（ｐ、ｑ））及び伸長係数αに基づいて、第１副画素４９Ｒの出力信号（信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ））を算出し、第１副画素４９Ｒへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ２−（ｐ、ｑ））及び伸長係数αに基づいて第２副画素４９Ｇの出力信号（信号値Ｘ２−（ｐ、ｑ））を算出し、第２副画素４９Ｇへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ３−（ｐ、ｑ））及び伸長係数αに基づいて第３副画素４９Ｂの出力信号（信号値Ｘ３−（ｐ、ｑ））を算出し、第３副画素４９Ｂへ出力する。さらに、信号処理部２０は、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ１−（ｐ、ｑ））、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ２−（ｐ、ｑ））及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ３−（ｐ、ｑ））に基づいて第４副画素４９Ｗの出力信号（信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ））を算出し、第４副画素４９Ｗへ出力する。伸長係数αは、入力信号を伸長するための係数であるが、伸長係数αについての詳細は後述する。
【００３３】
具体的には、信号処理部２０は、第１副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第１副画素の出力信号を算出し、第２副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第２副画素の出力信号を算出し、第３副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第３副画素の出力信号を算出する。
【００３４】
つまり、信号処理部２０は、χを表示装置に依存した定数としたとき、第（ｐ、ｑ）番目の画素（又は第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの組）への第１副画素４９Ｒの出力信号である信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ）、第２副画素４９Ｇの出力信号である信号値Ｘ２−（ｐ、ｑ）及び第３副画素４９Ｂの出力信号である信号値Ｘ３−（ｐ、ｑ）を、次に示す式（１）〜式（３）から求める。
Ｘ１−（ｐ、ｑ）＝α・ｘ１−（ｐ、ｑ）−χ・Ｘ４−（ｐ、ｑ）・・・（１）
Ｘ２−（ｐ、ｑ）＝α・ｘ２−（ｐ、ｑ）−χ・Ｘ４−（ｐ、ｑ）・・・（２）
Ｘ３−（ｐ、ｑ）＝α・ｘ３−（ｐ、ｑ）−χ・Ｘ４−（ｐ、ｑ）・・・（３）
【００３５】
信号処理部２０は、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。
【００３６】
彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）は、Ｓ＝（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／Ｍａｘ及びＶ（Ｓ）＝Ｍａｘで表される。また、Ｍａｘは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最大値である。Ｍｉｎは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最小値である。また、色相Ｈは、図６に示すように０°から３６０°で表される。０°から３６０°に向かって、赤（Ｒｅｄ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、シアン（Ｃｙａｎ）、青（Ｂｌｕｅ）、マゼンダ（Ｍａｇｅｎｔａ）、赤となる。実施形態１では、角度０°を含む領域が赤となり、角度１２０°を含む領域が緑となり、角度２４０°を含む領域が青となる。
【００３７】
本実施形態において、信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）は、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）と伸長係数αとの積に基づき求めることができる。具体的には、下記の式（４）に基づいて信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）を求めることができる。式（４）では、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）と伸長係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。χについては後述する。
Ｘ４−（ｐ、ｑ）＝Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）・α／χ・・・（４）
【００３８】
一般に、第（ｐ、ｑ）番目の画素において、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ１−（ｐ、ｑ））、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ２−（ｐ、ｑ））及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ３−（ｐ、ｑ））に基づき、円柱のＨＳＶ色空間における彩度（Saturation）Ｓ（ｐ、ｑ）及び明度（Brightness）Ｖ（Ｓ）（ｐ、ｑ）は、次の式（５）、式（６）から求めることができる。
Ｓ（ｐ、ｑ）＝（Ｍａｘ（ｐ、ｑ）−Ｍｉｎ（ｐ、ｑ））／Ｍａｘ（ｐ、ｑ）・・・（５）
Ｖ（Ｓ）（ｐ、ｑ）＝Ｍａｘ（ｐ、ｑ）・・・（６）
【００３９】
ここで、Ｍａｘ（ｐ、ｑ）は、（ｘ１−（ｐ、ｑ）、ｘ２−（ｐ、ｑ）、ｘ３−（ｐ、ｑ））の３個の副画素４９の入力信号値の最大値であり、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）は、（ｘ１−（ｐ、ｑ）、ｘ２−（ｐ、ｑ）、ｘ３−（ｐ、ｑ））３個の副画素４９の入力信号値の最小値である。本実施形態ではｎ＝８とした。すなわち、表示階調ビット数を８ビット（表示階調の値を０から２５５の２５６階調）とした。
【００４０】
白色を表示する第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタが配置されていない。第１副画素４９Ｒに第１副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第２副画素４９Ｇに第２副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第３副画素４９Ｂに第３副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの、画素４８又は画素４８の群が備える第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体の輝度をＢＮ１−３とする。また、画素４８又は画素４８の群が備える第４副画素４９Ｗに、第４副画素４９Ｗの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第４副画素４９Ｗの輝度ＢＮ４としたときを想定する。すなわち、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がＢＮ１−３で表される。すると、χを表示装置に依存した定数としたとき、定数χは、χ＝ＢＮ４／ＢＮ１−３で表される。
【００４１】
具体的には、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体に、次の表示階調の値を有する入力信号として、信号値ｘ１−（ｐ、ｑ）＝２５５、信号値ｘ２−（ｐ、ｑ）＝２５５、信号値ｘ３−（ｐ、ｑ）＝２５５が入力されたときにおける白色の輝度ＢＮ１−３に対して、第４副画素４９Ｗに表示階調の値２５５を有する入力信号が入力されたと仮定したときの輝度ＢＮ４は、例えば、１．５倍である。すなわち、本実施形態にあっては、χ＝１．５である。
【００４２】
次に、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における出力信号である信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ）、Ｘ２−（ｐ、ｑ）、Ｘ３−（ｐ、ｑ）、Ｘ４−（ｐ、ｑ）の求め方（伸長処理）を説明する。次の処理は、（第１副画素４９Ｒ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第１原色の輝度、（第２副画素４９Ｇ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第２原色の輝度、（第３副画素４９Ｂ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第３原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持（維持）するように行われる。さらには、階調−輝度特性（ガンマ特性、γ特性）を保持（維持）するように行われる。
【００４３】
（第１工程）
まず、信号処理部２０は、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓを求める。具体的には、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号である信号値ｘ１−（ｐ、ｑ）、第２副画素４９Ｇの入力信号である信号値ｘ２−（ｐ、ｑ）、第３副画素４９Ｂの入力信号である信号値ｘ３−（ｐ、ｑ）に基づき、式（５）からＳ（ｐ、ｑ）を求める。信号処理部２０は、この処理を、すべての画素４８に対して行う。
【００４４】
（第２工程）
次いで、信号処理部２０は、複数の画素４８において求められた彩度Ｓ（ｐ、ｑ）に基づき伸長係数αを求める。伸長係数αを求める方法については後述する。
【００４５】
（第３工程）
次に、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）を、少なくとも、入力信号の信号値ｘ１−（ｐ、ｑ）、信号値ｘ２−（ｐ、ｑ）及び信号値ｘ３−（ｐ、ｑ）に基づいて求める。本実施形態にあっては、信号処理部２０は、信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）を、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）、伸長係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、信号処理部２０は、上述したとおり、信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）を、上記の式（４）に基づいて求める。信号処理部２０は、Ｐ０×Ｑ０個の全画素４８において信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）を求める。
【００４６】
（第４工程）
その後、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ）を、信号値ｘ１−（ｐ、ｑ）、伸長係数α及び信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ２−（ｐ、ｑ）を、信号値ｘ２−（ｐ、ｑ）、伸長係数α及び信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ３−（ｐ、ｑ）を、信号値ｘ３−（ｐ、ｑ）、伸長係数α及び信号値Ｘ４−（ｐ、ｑ）に基づき求める。具体的には、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ１−（ｐ、ｑ）、信号値Ｘ２−（ｐ、ｑ）及び信号値Ｘ３−（ｐ、ｑ）を、上記の式（１）〜（３）に基づいて求める。
【００４７】
信号処理部２０は、式（４）に示したとおり、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）の値をαによって伸長する。このように、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）の値がαによって伸長されることで、白色表示副画素（第４副画素４９Ｗ）の輝度が増加するだけでなく、上記式に示すとおり、赤色表示副画素、緑色表示副画素及び青色表示副画素（それぞれ第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂに対応する）の輝度も増加する。このため、色のくすみが発生するといった問題を回避することができる。実施形態１において、光源部５０の輝度は、伸長係数αにかかわらず一定である。すなわち、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）の値が伸長されていない場合と比較して、Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）の値がαによって伸長されることで、画像全体として輝度はα倍となる。したがって、例えば、静止画等の画像表示を高輝度で行うことができ、好適である。
【００４８】
（彩度Ｓに対して常に一定の伸長係数αである場合）
次に、実施形態１における伸長係数αの算出について説明する。最初に、比較例として、彩度Ｓに対して常に一定の伸長係数αである場合について説明する。図８は、彩度の変化に対して伸長係数が常に一定で変化しない例を示す図である。図９は、ＨＳＶ色空間を示す図である。図１０は、各画素への入力値を説明するための図である。図１１は、伸長係数によって伸長される前後における入力信号値をＨＳＶ色空間に示した図である。
【００４９】
図８に示すような、彩度Ｓに対して常に一定の伸長係数αである場合を検討する。この検討においては、白色表示副画素としての第４副画素４９Ｗが加わった場合において、図８に示すようなＨＳＶ色空間を考え、Ｖ＝０．８以上の信号値に対して、伸長係数が２．０となる場合を考える。なお、本来、ＨＳＶ色空間は、色相Ｈを含むため、上述した図６に示すような３次元の立体的な色空間となるが、本検討では色相Ｈに関しては考慮していないため、図９に示すような彩度Ｓと明度Ｖとの直交座標系で表現される２次元の色空間で説明する。
【００５０】
本検討において、入力信号である信号値（階調値）ｘを（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）とした場合、彩度Ｓは式（７）で、明度Ｖは式（８）で表される。上述したように、ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）とは、信号値ｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）のうちの最小値、すなわち上述したＭｉｎである。ｍａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）とは、信号値ｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）のうちの最大値、すなわち上述したＭａｘである。
Ｓ＝２５５・（１−ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）／ｍａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ））・・・（７）
Ｖ＝（ｍａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）／２５５）２．２・・・（８）
【００５１】
このように、彩度Ｓは入力の信号値ｘのｍａｘ、ｍｉｎの関数となっている。また、明度Ｖは、入力の信号値（階調値）のｍａｘ値ではなく、リニアライズされ、規格化された輝度情報に変換された値のｍａｘ値としている。彩度Ｓ及び明度Ｖは、これに限定されるものではない。
【００５２】
図８に示すように、彩度Ｓの大きさに関わらず伸長係数αは２となるので、彩度Ｓが０の場合、例えば、図９に示すように、明度Ｖ＝０．８の信号値ｘ１、明度Ｖ＝０．９の信号値ｘ２、明度Ｖ＝１．０の信号値ｘ３に対して、伸長後の値であるｘ１’、ｘ２’、ｘ３’は、それぞれ明度Ｖ＝１．６、明度Ｖ＝１．８、明度Ｖ＝２．０となる。この場合、図９に示すように、伸長後の値であるｘ１’、ｘ２’、ｘ３’は、すべて色空間内となるため問題はなく、輝度も向上する。
【００５３】
彩度Ｓが２５５の信号の場合、明度Ｖ＝０．８の信号値ｘ４、明度Ｖ＝０．９の信号値ｘ５、明度Ｖ＝１．０の信号値ｘ６は、伸長後の値であるｘ４’、ｘ５’、ｘ６’が、それぞれ明度Ｖ＝１．６、明度Ｖ＝１．８、明度Ｖ＝２．０となるはずである。しかし、彩度Ｓ＝２５５での色空間の最大値は１であるため、図９に示すように、伸長後の値であるｘ４’、ｘ５’、ｘ６’は、すべて明度Ｖ＝１．０にクリップされてしまう。これは、明度Ｖ＝１．６、明度Ｖ＝１．８、明度Ｖ＝２．０の入力信号の階調情報がすべて失われ、階調つぶれが発生することを意味している。このように、彩度Ｓによらず、伸長係数αが一定の場合には、輝度は非常に向上するが、色空間がより小さくなる高彩度側における画質劣化が著しく発生する可能性が高い。次に、より具体的に説明する。
【００５４】
図１０は、画像表示パネル４０が有する複数の画素４８ａ、４８ｃ、４８ｅ、４８ｈ、４８ｊ、４８ｌに、それぞれ信号値ｘａ、ｘｃ、ｘｅ、ｘｈ、ｘｊ、ｘｌが入力されることを示している。伸長係数αが彩度Ｓの変化に関わらず２．４としたとき、複数の画素４８ａ、４８ｃ、４８ｅ、４８ｈ、４８ｊ、４８ｌに対して、それぞれ信号値ｘａ、ｘｃ、ｘｅ、ｘｈ、ｘｊ、ｘｌの入力があった場合の例を説明する。画像表示パネル４０のγは２．２であり、階調数は８ｂｉｔ、すなわち２５６である。
【００５５】
彩度Ｓ＝２５５となる入力信号である信号値ｘａ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、０）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（（２５５／２５５）２．２、（２５５／２５５）２．２、（０／２５５）２．２）＝（１、１、０）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘａは、図１１のａ点となる。リニアライズ後における信号値ｘａに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、図１１のｂ点での値（２．４、２．４、０）となるはずである。しかし、彩度Ｓ＝２５５におけるＨＳＶ色空間の最大値は１であるため、これ以上の値にはならず、伸長後の値は（１、１、０）、すなわち、図１１のａ点から変化しない。
【００５６】
彩度Ｓ＝２５５となる入力信号である信号値ｘｃ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１８０、１８０、０）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（（１８０／２５５）２．２、（１８０／２５５）２．２、（０／２５５）２．２）＝（０.４６、０.４６、０）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｃは、図１１のｃ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｃに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、図１１のｄ点での値（１．１、１．１、０）となるはずである。しかし、彩度Ｓ＝２５５におけるＨＳＶ色空間の最大値は１であるため、これ以上の値にはならず、伸長後の値は（１、１、０）、すなわち、図１１のａ点となる。このように、信号値ｘａ（２５５、２５５、０）及び信号値ｘｃ（１８０、１８０、０）は、伸長係数α＝２．４倍で画像を伸長した場合、（２５５、２５５、０）の信号値となり、階調つぶれが発生する。
【００５７】
彩度Ｓ＝１００となる入力信号である信号値ｘｅ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２２０、１５５）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（１．０、０．７２、０．３３）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｅは、図１１のｅ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｅに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、ＨＳＶ色空間の外（図１１のｆ点）での値とはならず、ＨＳＶ色空間内のｇ点での値（１.６２４、１.６２４、０.８３）となる。すなわち、入力の信号値ｘｅをリニアライズした信号値（１、０.７２、０.３３）でのＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが異なる。このため色の変化が生じる。
【００５８】
彩度Ｓ＝１００となる入力信号である信号値ｘｈ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１０２、８０、６２）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（０.１３、０.０８、０.０４５）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｈは、図１１のｈ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｈに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、（０.３２、０.１９、０.１１）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１１のｉ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、画質劣化は発生しない。
【００５９】
彩度Ｓ＝０となる入力信号である信号値ｘｊ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（１、１、１）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｊは、図１１のｊ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｊに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、（２．４、２．４、２．４）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１１のｋ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、画質劣化は発生しない。
【００６０】
彩度Ｓ＝０となる入力信号である信号値ｘｌ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１８０、１８０、１８０）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（０.４６、０.４６、０.４６）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｌは、図１１のｌ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｌに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、（１.１、１.１、１.１）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１１のｍ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、画質劣化は発生しない。すなわち、Ｓ＝０の信号値ｘｊ、ｘｌを伸長係数α（本例では２．４）倍した場合、伸長後の値は常に色空間内に存在するため、階調つぶれ及び色の変化といった画質劣化は生じない。
【００６１】
このように、彩度Ｓに対して、一定の伸長係数αを信号値に乗算した場合、階調つぶれ及び色の変化といった画質劣化が発生することがわかる。そして、入力信号である信号値ｘａ、ｘｃ、ｘｅ、ｘｈ、ｘｊ、ｘｌに乗算される伸長係数αが大きければ大きいほど、より画質の劣化が顕著になることが上記例から理解できる。
【００６２】
（実施形態１に係る伸長係数）
次に、実施形態１における伸長係数αの算出について説明する。図１２は、彩度の変化に対して伸長係数が変化する例を示す図である。図１３は、ＨＳＶ色空間を示す図である。実施形態１に係る表示装置の駆動方法は、図１２に示すように、伸長係数αを入力信号の彩度Ｓに基づいて変化させるものである。その結果、伸長係数αは、入力信号の彩度Ｓに基づいて異なる。すなわち、実施形態１において、出力信号は、入力信号の彩度Ｓに基づいて異なる。この例では、図１２に示すように、彩度Ｓが大きい信号値に対しては伸長係数αを小さく、彩度Ｓの小さい信号値に対しては伸長係数α大きくするようにした。すなわち、彩度Ｓの増加にしたがって、伸長係数αは小さくなっている。
【００６３】
彩度Ｓ＝２５５となる入力信号である信号値ｘａ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、０）について、これを式（８）によってリニアライズした信号値に変換すると、（１、１、０）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘａは、図１３のａ点となる。図１２に示すように、彩度Ｓ＝２５５における伸長係数αは１．０である。したがって、リニアライズ後における信号値ｘａに伸長係数α＝１．０を乗算すると、伸長後の値は（１、１、０）となり、伸長前と同一、すなわち、入力値に対して変化しない。その結果、階調つぶれは発生しない。
【００６４】
彩度Ｓ＝２５５となる入力信号である信号値ｘｃ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１８０、１８０、０）について、これをリニアライズされた信号値に変換すると、（０.４６、０.４６、０）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｃは、図１３のｃ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｃに伸長係数α＝１．０を乗算すると、伸長後の値は（０.４６、０.４６、０）となり、伸長前と同一、すなわち、入力値に対して変化しない。その結果、階調つぶれは発生しない。
【００６５】
彩度Ｓ＝１００となる入力信号である信号値ｘｅ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２２０、１５５）について、これをリニアライズされた信号値に変換すると、（１．０、０．７２、０．３３）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｅは、図１３のｅ点となる。図１２に示すように、彩度Ｓ＝１００における伸長係数αは１．３５である。したがって、リニアライズ後における信号値ｘｅに伸長係数α＝１．３５を乗算すると、伸長後の値は（１.３５、０.９７７、０.４５２）となる。この値は、図１３のＦ点における値である。Ｆ点は、ＨＳＶ色空間内に存在するため、色の変化等の画質劣化は生じない。
【００６６】
彩度Ｓ＝１００となる入力信号である信号値ｘｈ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１０２、８０、６２）について、これをリニアライズされた信号値に変換すると、（０.１３、０.０８、０.０４５）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｈは、図１３のｈ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｈに伸長係数α＝１．３５を乗算すると、伸長後の値は、（０.１８、０.１１、０.０６）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１３のＩ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝１．３５が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、また、Ｉ点はＨＳＶ色空間内に存在するため、画質劣化は発生しない。
【００６７】
彩度Ｓ＝０となる入力信号である信号値ｘｊ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）について、これをリニアライズされた信号値に変換すると、（１、１、１）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｊは、図１３のｊ点となる。図１２に示すように、彩度Ｓ＝１００における伸長係数αは２．４である。したがって、リニアライズ後における信号値ｘｊに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、（２．４、２．４、２．４）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１３のＫ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、また、Ｋ点はＨＳＶ色空間内に存在するため、画質劣化は発生しない。
【００６８】
彩度Ｓ＝０となる入力信号である信号値ｘｌ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１８０、１８０、１８０）について、これをリニアライズされた信号値に変換すると、（０.４６、０.４６、０.４６）となり、ＨＳＶ色空間における信号値ｘｌは、図１３のｌ点となる。リニアライズ後における信号値ｘｌに伸長係数α＝２．４を乗算すると、伸長後の値は、（１.１、１.１、１.１）となる。この値は、ＨＳＶ色空間内（図１３のＭ点）になるので、入力のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比と、伸長係数α＝２．４が乗算された出力値のＲ：Ｇ：Ｂの輝度比とが変化せず、また、Ｍ点はＨＳＶ色空間内に存在するため、画質劣化は発生しない。すなわち、Ｓ＝０の信号値ｘｊ、ｘｌを伸長係数α（本例では２．４）倍した場合、伸長後の値は常に色空間内に存在するため、階調つぶれ及び色の変化といった画質劣化は生じない。
【００６９】
このように、本実施形態において、表示装置１０及びその駆動方法は、伸長係数αを入力信号のｍａｘ、ｍｉｎの関数、本実施形態では式（７）で定義された彩度Ｓを変化させることによって、画質劣化を抑えつつ、輝度の向上が可能となる。信号値の彩度は、式（７）に限定されるものではなく、例えば、下記の式（９）を用いてもよい。
Ｓ＝ｍａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）−ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）・・・（９）
【００７０】
式（９）は、ｍａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）とｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）との減算である。すなわち、演算処理が難しくなる除算を有していない。このため、式（９）による彩度Ｓを用いることにより、演算処理を簡単にすることができるので、ハードウェアに対する負荷を低減することができる。また、式（９）を用いることにより、演算回路の規模も小さくすることができる。
【００７１】
上述した例において、伸長係数αは、彩度Ｓ＝２５５のときに１．０となっているが、これに限定されるものではない。彩度が大きい場合（例えば、Ｓ＝１２７以上）、伸長後の信号値が多少ＨＳＶ色空間の外であっても、画質はほとんど劣化しないからである。このため、例えば、図１２に示すように、彩度Ｓ＝２５５のときの伸長係数α２５５を１．０よりも大きい値にしてもよい。また、彩度Ｓ＝０のとき、伸長係数α＝２．４になっているが、これに限定されるものではなく、図１に示す表示装置１０、より具体的には画像表示パネル４０の種類又は仕様によって適切な値を用いることができる。また、彩度Ｓに対する伸長係数αの変化のさせ方も、画像表示パネル４０によって適切なものを用いることができる。例えば、図１３に示すＨＳＶ色空間の形状に沿った形で伸長係数αを変化させるようにしてもよい。
【００７２】
図１４は、彩度の変化に対する伸長係数の変化を示す図である。図１４には、伸長係数αと彩度Ｓとの関係を示す関係が複数示されている。α１で示す伸長係数αと彩度Ｓとの関係は、上述したように伸長係数αが彩度Ｓの増加にしたがって小さくなるものである。α２で示す伸長係数αと彩度Ｓとの関係は、彩度Ｓが０から僅かに大きくなると伸長係数αは一旦小さくなって、さらに彩度Ｓがわずかに大きくなって変曲点ＰＶに達するまで伸長係数αは増加するが、その後、彩度Ｓの増加にしたがって伸長係数αは小さくなるものである。このように、α２は、変曲点ＰＶを有している。α３で示す伸長係数αと彩度Ｓとの関係は、彩度Ｓの変化に関わらず伸長係数αは一定（この例では２．０）となるものである。
【００７３】
本実施形態において、図１に示す表示装置１０及びその駆動方法は、伸長係数αと、入力信号の彩度Ｓとの関係を複数有し、これらを切り替えて用いてもよい。すなわち、表示装置１０は、記憶部に上述したα１、α２、α３等を記憶しておき、条件に応じてこれらを適宜切り替えて使用することができる。このようにすることで、例えば、画像表示パネル４０の経時変化等に応じて適切な伸長係数αと彩度Ｓとの関係を選択して使用することができるので、画質劣化をより効果的に抑制することができる。
【００７４】
表示装置１０は、例えば外光強度を計測するセンサ部２１により、外光強度に応じて、伸長係数αと入力信号の彩度Ｓとの関係を切り替えてもよい。図１５は、センサ部２１の配置を示すブロック図である。この場合、図１５に示されるように、表示装置１０は、信号処理部２０に接続されるセンサ部２１を有する。センサ部２１は、外光の強度を計測し、信号処理部２０に伝達する。信号処理部２０は、センサ部２１による外光強度に応じて、伸長係数αと入力信号の彩度Ｓとの関係を切り替える。例えば、信号処理部２０は、外光強度が高い場合は、伸長係数αを全体的に小さくするように、伸長係数αと入力信号の彩度Ｓとの関係を切り替える。
【００７５】
また、表示装置１０は、外光強度に応じて、伸長係数αが入力信号の彩度Ｓに基づいて変化する第１の表示モードと、伸長係数αが一定値となる第２の表示モードとを切り替えてもよい。第１の表示モードで用いる伸長係数αと入力信号の彩度Ｓとの関係は、例えば、図１４のα１であり、第２の表示モードで用いる伸長係数αと、入力信号の彩度Ｓとの関係は、例えば、図１４のα３である。表示装置１０は、外光強度が低い場合は、第２の表示モードを用いる。これにより、表示装置１０は、外光強度が低い暗い環境下においても、高輝度の画像を表示することができる。
【００７６】
なお、伸長係数αと入力信号の彩度Ｓとの関係を切り替えは、これに限られず、例えば観察者の入力によって切り替えてもよい。
【００７７】
実施形態１に係る表示装置１０は、反射型の表示装置である。反射型の表示装置は、例えば透過型の表示装置と比較して、画像が暗くなる場合がある一方、消費電力量が少ない。そして、このような反射型の表示装置に、第４副画素４９Ｗを加えて画像を表示することにより、画像が暗い傾向にある反射型の表示装置の画像を効果的に明るくすることができる。さらに、上述のように、実施形態１に係る表示装置１０は、伸長係数αが彩度Ｓに応じて異なることにより、出力信号が彩度Ｓに応じて異なる。従って、実施形態１に係る表示装置１０は、階調つぶれ及び色の変化といった画質劣化を抑制することができる。すなわち、実施形態１に係る表示装置１０は、画像が暗い傾向にある反射型の表示装置において、画質の劣化を抑制しつつ、画像を好適に明るくすることができる。
【００７８】
より詳しくは、実施形態１に係る表示装置１０は、彩度Ｓが増加するに従って、伸長係数αが小さくなる。実施形態１に係る表示装置１０は、階調潰れが起こりにくい低彩度において画像を大きく伸長し、階調潰れが起こりやすい高彩度において画像の伸長を小さくするため、より好適に画像の劣化を抑制しながら、画像を明るくすることができる。
【００７９】
さらに、実施形態１に係る表示装置１０は、彩度Ｓと伸長係数αとの関係を複数有し、これらを切り替えて用いることができる。従って、実施形態１に係る表示装置１０は、例えば外光強度に応じて、好適に画像の劣化を抑制しながら、画像を明るくすることができる。
【００８０】
（変形例１）
次に、実施形態１の変形例１について説明する。一般に、人間の感性として、黄色系の絵の画質劣化が特に気になる。そこで、色相Ｈを考慮してもよい。変形例１は、入力信号の彩度Ｓ及び色相Ｈに基づいて、伸長係数αを異ならせるものである。変形例１において、色相は、式（１０）〜式（１２）を用いて定義される。すなわち、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）においてＲの値が最大のとき色相Ｈは式（１０）となり、Ｇの値が最大のとき色相Ｈは式（１１）となり、Ｂの値が最大のとき色相Ｈは式（１２）となる。Ｍｉｎは、上述したｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）であり、Ｍａｘは、上述したＭａｘ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）である。なお、色相Ｈの定義はこれに限定されるものではない。
Ｈ＝６０・（Ｇ−Ｂ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）・・・（１０）
Ｈ＝６０・（Ｂ−Ｒ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）＋１２０・・・（１１）
Ｈ＝６０・（Ｒ−Ｇ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）＋２４０・・・（１２）
【００８１】
変形例１において、黄色の範囲として色相Ｈ＝４０〜８０を定義する。なお、黄色を示す色相Ｈは、この範囲に限定されるものではない。そして、変形例１に係る表示装置１０ａは、例えば、黄色に対応する色相Ｈとなる入力信号に関しては、伸長係数αを小さくする。そして、例えば、黄色以外、すなわち、色相Ｈ＝４０〜８０以外となる入力信号に関しては、伸長係数αを大きくする。
【００８２】
より詳しくは、変形例１に係る表示装置１０ａは、黄色に対応する色相Ｈとなる入力信号に関しては、伸長係数αが、入力信号の彩度Ｓに基づいて変化するようにしてもよい（例えば、図１４のα１）。そして、黄色以外、すなわち、色相Ｈ＝４０〜８０以外となる入力信号に関しては、伸長係数αが、彩度Ｓに関わらず一定となるようにする（例えば、図１４のα３）。すなわち、表示装置１０ａは、入力信号の色相Ｈが黄色であるときに上述した第１の表示モードとし、入力信号の色相Ｈが黄色以外であるときに上述した第２の表示モードとする。
【００８３】
この場合、色相Ｈに基づき、黄色である場合には伸長係数αが変化する第１の表示モードが用いられ、黄色以外は伸長係数αが一定の第２の表示モードが用いられるので、色相Ｈに基づいて伸長係数αが異なることになる。また、第１の表示モードにおいては、伸長係数αが彩度Ｓに基づいて異なっている。このように、伸長係数αは、入力信号の彩度Ｓ及び色相Ｈの少なくとも一方に基づいて異なっている。
【００８４】
変形例１のようにすることで、変形例１に係る表示装置１０ａは、人間の感覚として、より画質劣化が視認できる黄色に関しては画質劣化を効果的に抑制して入力信号を伸長させることができる。また、変形例１は、画質劣化が目立たない色相、すなわち黄色以外に関しては、彩度Ｓに関わらず一定の伸長係数αとなるため、より輝度を向上させることができる。その結果、変形例１に係る表示装置１０ａは、画質劣化が目立たなく、かつ、高輝度な映像を出力することが可能となる。
【００８５】
また、変形例１に係る表示装置１０ａは、入力信号の色相Ｈによって伸長係数αを異ならせることによって、より画質劣化が視認されやすい色、例えば黄色に対して、画質劣化を抑えつつ、輝度を向上させることが可能となる。また、実施形態１及び変形例１は、入力信号の彩度Ｓ及び色相Ｈに基づいて伸長係数αを異ならせるので、画質劣化が視認されやすい色（例えば、黄色）及びより高彩度側での画質劣化を抑えることができる。また、輝度を向上させて視認性の低下を抑制することが可能となる。なお、実施形態１及び変形例１は、彩度Ｓに応じて伸長係数αを異ならせるため、表示装置１０及び表示装置１０ａの画像表示パネル４０に表示される画像は、位置によって伸長係数αが異なることがある。
【００８６】
（変形例２）
次に、実施形態１の変形例２について説明する。変形例２に係る表示装置１０ｂは、フロントライト型で、かつ直下型の光源部５０ｂを有する、反射型の表示装置である。変形例２に係る表示装置１０ｂは、その他の点において実施形態１に係る表示装置１０と構成が共通するため、説明を省略する。
【００８７】
図１６は、変形例２に係る画像表示パネルの構成を模式的に表す断面図である。図１６に示すように、画像表示パネル４０ｂの対向基板４２は、液晶層４３と反対側の面に、支持台５１ｂを介して、光源用基板５２ｂが取り付けられている。対向基板４２と光源用基板５２ｂとの間には、支持台５１ｂにより、空間５４ｂが設けられている。
【００８８】
光源用基板５２ｂは、例えばガラス等の透明性を有する基板である。光源用基板５２ｂは、空間５４ｂ側の面に、複数の遮光部５３ｂを介して、複数の光源部５０ｂを有する。遮光部５３ｂは、例えば金属等の遮光性を有する部材である。遮光部５３ｂは、光源部５０ｂからの光が直接光源用基板５２ｂを通って外部へ出射されることを抑制する。また、遮光部５３ｂは、反射性を有する反射部材であってもよい。光源部５０ｂは、金属配線又は透光性の導電材料等を有する配線を介して、信号処理部２０に接続されている。変形例２において、光源部５０ｂは、ＬＥＤであるが、例えば有機エレクトロルミネッセンスであってもよい。
【００８９】
次に、変形例２に係る画像表示パネル４０ｂによる光の反射について説明する。図１６に示すように、光源部５０ｂからの光Ｌ１ｂは、画像表示パネル４０ｂの対向基板４２側から画像表示パネル４０ｂ内に入射し、画素電極４４に照射される。画素電極４４に照射された光Ｌ１ｂは、画素電極４４により反射され、光Ｌ２ｂとして画像表示パネル４０ｂ及び光源用基板５２ｂを通って外部に出射する。また、画像表示パネル４０ｂには、外光ＬＯ１ｂが入射される。外光ＬＯ１ｂは、光源用基板５２ｂ及び画像表示パネル４０ｂ内を通って画素電極４４に入射される。画素電極４４に入射された外光ＬＯ１ｂは、画素電極４４に反射され、光ＬＯ２ｂとして、画像表示パネル４０ｂ内及び光源用基板５２ｂ内を通って、外部に出射される。
【００９０】
すなわち、画素電極４４は、画像表示パネル４０ｂの外部側（対向基板４２側）の面である前面から画像表示パネル４０ｂに入射される光Ｌ１ｂ又は外光ＬＯ１ｂを外部に反射する。外部に反射された光Ｌ２ｂ及びＬＯ２ｂは、液晶層４３及びカラーフィルタ４６を通る。そのため、表示装置１０ｂは、外部に反射される光Ｌ２ｂ，ＬＯ２ｂにより、画像を表示することができる。このように、変形例２に係る表示装置１０ｂは、フロントライト型で、かつ、直下型の光源部５０を有する、反射型の表示装置である。このような構成においても、変形例２に係る表示装置１０ｂは、伸長係数αが彩度Ｓに応じて異なることにより、画像が暗い傾向にある反射型の表示装置において、画質の劣化を抑制しつつ、画像を好適に明るくすることができる。
【００９１】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態２に係る表示装置１０ｃは、信号処理部２０ｃにより、入力信号を変換後入力信号に変換して伸長処理を行う点で、実施形態１に係る表示装置１０と異なる。実施形態２に係る表示装置１０ｃの実施形態１に係る表示装置１０と共通する構成の説明は省略する。
【００９２】
図１７は、実施形態２における各画素への入力値を説明するための図である。図１８は、実施形態２における彩度に対して入力信号が変化する例を示す図である。図１９は、実施形態２に係る色変換処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。以下に、実施形態２に係る信号処理部２０ｃによる色変換処理について、図１９のフローチャートを基に説明する。
【００９３】
色変換処理を行う場合、信号処理部２０ｃは、入力信号を変調して、変換後入力信号を生成する（ステップＳ１１）。図１７は、画像表示パネル４０が有する複数の画素４８ａ、４８ｃ、４８ｅ、４８ｈ、４８ｊ、４８ｌに、それぞれ信号値ｙａ、ｙｃ、ｙｅ、ｙｈ、ｙｊ、ｙｌが入力されることを示している。信号値ｙａ、ｙｃ、ｙｅ、ｙｈ、ｙｊ、ｙｌには、例えば、図１８に示す信号値ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５、ｙ６、ｙ７、ｙ８、ｙ９のいずれか１つが変換された変換後の入力値を、伸長係数αが彩度Ｓの変化に関わらず、伸長係数αを２．０として伸長された値が出力される。
【００９４】
具体的には、先ず、信号処理部２０ｃは、図１８に示す入力信号の信号値ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５、ｙ６、ｙ７、ｙ８、ｙ９のいずれかの明度Ｖを彩度Ｓに応じて一定の割合で減じる関数ｆ（Ｓ）で変換して、変換後入力値を演算する。関数ｆ（Ｓ）は、下記式（１３）で例示される。
【００９５】
ｆ（Ｓ）＝Ｖ×（（−１／５１０）×Ｓ＋１）・・・（１３）
【００９６】
図１８に示すように、彩度Ｓ＝０、かつ明度Ｖ＝０．８の信号値ｙ１、彩度Ｓ＝０、かつ明度Ｖ＝０．９の信号値ｙ２、彩度Ｓ＝０、かつ明度Ｖ＝１．０の信号値ｙ３に対して、式（１３）に基づいた変換後の値（変換後入力信号値）であるｙ１ａ、ｙ２ａ、ｙ３ａは、それぞれ明度Ｖ＝０．８、明度Ｖ＝０．９、明度Ｖ＝１．０となる。
【００９７】
図１８に示すように、彩度Ｓ＝２５５、かつ明度Ｖ＝０．８の信号値ｙ４、彩度Ｓ＝２５５、かつ明度Ｖ＝０．９の信号値ｙ５、彩度Ｓ＝２５５、かつ明度Ｖ＝１．０の信号値ｙ６に対して、式（１３）に基づいた変換後の値（変換後入力信号値）であるｙ４ａ、ｙ５ａ、ｙ６ａは、それぞれ明度Ｖ＝０．４、明度Ｖ＝０．４５、明度Ｖ＝０．５となる。
【００９８】
図１８に示すように、彩度Ｓ＝１７０、かつ明度Ｖ＝０．８の信号値ｙ７、彩度Ｓ＝１７０、かつ明度Ｖ＝０．９の信号値ｙ８、彩度Ｓ＝１７０、かつ明度Ｖ＝１．０の信号値ｙ９に対して、式（１３）に基づいた変換後の値（変換後入力信号値）であるｙ７ａ、ｙ８ａ、ｙ９ａは、それぞれ明度Ｖ＝０．５３、明度Ｖ＝０．６、明度Ｖ＝０．６７となる。
【００９９】
次に信号処理部２０ｃは、４画素による信号伸長処理を実行する（ステップＳ１２）。すなわち、信号処理部２０ｃは、変換後入力信号値を、伸長係数αにより伸長する。ここで、伸長係数αは、彩度Ｓの変化に関わらず一定であり、フレーム毎にも一定である。信号処理部２０ｃは、伸長係数αを２．０として伸長処理を行うが、伸長係数αが彩度Ｓの変化に関わらず一定であり、フレーム毎にも一定であれば、伸長係数αの値は任意である。
【０１００】
具体的には、図１８に示すように、例えば彩度Ｓが０の入力信号の場合、信号値ｙ１ａ、信号値ｙ２ａ、信号値ｙ３ａに対して、伸長後の値であるｙ１ｂ、ｙ２ｂ、ｙ３ｂは、それぞれ明度Ｖ＝１．６、明度Ｖ＝１．８、明度Ｖ＝２．０となる。この場合、図１８に示すように、伸長後の値であるｙ１ｂ、ｙ２ｂ、ｙ３ｂは、すべて色空間内となるため問題はなく、輝度も向上する。
【０１０１】
彩度Ｓが２５５の入力信号の場合、信号値ｙ４ａ、信号値ｙ５ａ、信号値ｙ６ａに対して、伸長後の値であるｙ４ｂ、ｙ５ｂ、ｙ６ｂは、それぞれ明度Ｖ＝０．８、明度Ｖ＝０．９、明度Ｖ＝１．０となる。この場合、図１８に示すように、伸長後の値であるｙ４ｂ、ｙ５ｂ、ｙ６ｂは、すべて色空間内となるため問題はなく、輝度も向上する。
【０１０２】
彩度Ｓが１７０の入力信号の場合、信号値ｙ７ａ、信号値ｙ８ａ、信号値ｙ９ａに対して、伸長後の値であるｙ７ｂ、ｙ８ｂ、ｙ９ｂは、それぞれ明度Ｖ＝１．０６、明度Ｖ＝１．２、明度Ｖ＝１．３４となる。この場合、図１８に示すように、伸長後の値であるｙ７ｂ、ｙ８ｂ、ｙ９ｂのうち、ｙ７ｂが色空間内となる。信号処理部２０ｃは、４画素による信号伸長処理を実行することにより、色変換処理を終了する。
【０１０３】
以上説明したように、信号処理部２０ｃは、第４副画素４９Ｗにも出力信号を出力する場合、少なくとも一定以上の彩度Ｓがある入力信号の明度Ｖの大きさを減じるように、入力信号から変換後入力信号を生成する。そして、変換後入力信号と、光源部５０及び第４副画素４９Ｗによる明度の増加量を定義する伸長係数αとに基づいて、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの出力信号を演算する。ここで一定以上の彩度Ｓは、少なくとも５０以上、より好ましくは３０以上であることが望ましい。
【０１０４】
図２０は、伸長係数によって伸長される前後における入力信号値をＨＳＶ色空間に示した図である。図２１は、変換後入力信号が伸長された例を示す図である。図２２は、実施形態２の変換後入力信号が伸長された伸長値とＨＳＶ色空間との関係を示す図である。図２０は、実施形態２に係る変調処理を行なわず（変換後入力信号を生成せず）、一定の伸長係数で入力信号ｉｓ１を伸長した場合を示している。拡大されたＨＳＶ色空間は、第４色成分（白色）を加えることで、彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を結ぶ明度の上限値ＣＳｕｐを有している。画素４８毎に第１色成分、第２色成分及び第３色成分で表示可能な入力信号（ＲＧＢデータの入力値）をｉｓ１とした場合、伸長後の値ｏｓ１は、彩度Ｓに対して常に一定の伸長係数α＝２．０だけ明度Ｖが増加するが、明度の上限値ＣＳｕｐを超えた分だけ、階調情報がすべて失われ、階調つぶれが発生することになる。
【０１０５】
一方、実施形態２に係る信号処理部２０ｃは、図２１に示すように、変換後入力値を一定の伸長係数α＝２．０で伸長して、伸長後の値ｏｓ２を生成する。変換後入力値を伸長した伸長後の値ｏｓ２と、変調処理を行わず入力信号を伸長した伸長後の値ｏｓ１とを比較すると、伸長後の値ｏｓ２は、図２２に示すように、伸長後の値ｏｓ１よりも明度の上限値ＣＳｕｐを超えた差分が小さく、階調情報の消失が低減され、階調つぶれの発生が抑制される。
【０１０６】
実施形態２では、入力信号から変換後入力信号を演算する関数ｆ（Ｓ）を一次関数としている。式（１３）に示す一次関数は例示であり、これに限られない。例えば、関数ｆ（Ｓ）は、明度の上限値ＣＳｕｐの接線の１つとすることで、明度の上限値ＣＳｕｐの曲線に沿って、彩度Ｓに対して明度が変化する直線とすることができる。
【０１０７】
関数ｆ（Ｓ）は、上述した一次関数に限られない。明度の上限値ＣＳｕｐが多次関数であってもよい。図２３は、彩度に対して入力信号が変化する他の例を示す図である。図２４は、本実施形態の他の例において変換後入力信号が伸長された伸長値とＨＳＶ色空間との関係を示す図である。
【０１０８】
図２３に示すように、第４色成分（白色）を加えることで、拡大されたＨＳＶ色空間は、彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を結ぶ明度の上限値ＣＳｕｐを有している。信号処理部２０ｃは、入力信号の明度を、拡大されたＨＳＶ色空間における明度の最大値で除算した明度、すなわち彩度毎の明度の上限値ＣＳｕｐで除算すると、入力信号の最大値はＣＳｒｅ以下にする入力処理の変調処理をする（図１９に示す、ステップＳ１１参照）ことができる。その後、信号処理部２０ｃは、４画素による信号伸長処理（ステップＳ１２）を施しても、伸長後の明度が明度の上限値ＣＳｕｐを超えない。このため、伸長後の値は、全域ですべて色空間内となるため問題はなく、輝度も向上する。
【０１０９】
より具体的に図２４を用いて、本実施形態の他の例の色変換処理を説明する。図２４に示すように、彩度毎の明度の上限値ＣＳｕｐは、屈曲点を有しているので、上限値ＣＳｕｐの近似値ＣＳａｐを示す式（１４）を求める。
【０１１０】
ＣＳａｐ（Ｓ）＝−４．９２９×１０−８×Ｓ３＋４．９０１×１０−５×Ｓ２−１．４７３×１０−２×Ｓ＋ｋ・・・（１４）
【０１１１】
ここで、ｋは、彩度０のときの明度の最大値であり、例えば、２．４である。
【０１１２】
入力信号は、式（１４）に基づいて下記式（１５）で変換される。
【０１１３】
ｆ（Ｓ）＝ＣＳａｐ（Ｓ）／ｋ・・・（１５）
【０１１４】
その結果、変換後入力信号の最大値ＣＳｉｎｍａｘは、ＣＳｒｅ以下になる。
【０１１５】
以上説明したように、変換後入力信号は、第４色成分を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における明度の最大値で除算した入力信号の明度の最大値以下に入力信号の明度を減じる関数ｆ（Ｓ）で変換される。
【０１１６】
これにより、信号処理部２０ｃは、変換後の入力値を一定の伸長係数α＝２．０で伸長する。伸長後の値は、明度の上限値ＣＳｕｐを超えることがなく、階調情報の消失が低減され、階調つぶれの発生が抑制される。
【０１１７】
実施形態２に係る表示装置の駆動方法は、彩度Ｓの大きさに関わらず伸長係数αを一定（例えばα＝２．０）としたが、伸長係数αを入力信号の彩度Ｓに基づいて変化させるようにしてもよい。その結果、伸長係数αは、入力信号の彩度Ｓに基づいて異なるようになる。この例では、彩度Ｓが大きい信号値に対しては伸長係数αを小さく、彩度Ｓの小さい信号値に対しては伸長係数αを大きくするようにした。すなわち、彩度Ｓの増加にしたがって、伸長係数αは小さくなっている。表示装置１０ｃ及びその駆動方法は、伸長係数αを入力信号のｍａｘ、ｍｉｎの関数、本実施形態では式（７）で定義された彩度Ｓを変化させることによって、画質劣化を抑えつつ、輝度の向上が可能となる。信号値の彩度は、実施形態１と同様に式（７）に限定されるものではなく、例えば、上述の式（９）を用いてもよい。
【０１１８】
また、信号処理部２０ｃは、例えば外光強度等に応じて、伸長係数αの値を変化させてもよい。この場合、信号処理部２０ｃは、例えば実施形態１に示したセンサ部２１を有することにより、外光強度を測定して、伸長係数αの値を変化させてもよいし、観察者の入力により伸長係数αの値を変化させてもよい。
【０１１９】
このように、実施形態２に係る信号処理部２０ｃは、少なくとも一定以上の彩度がある前記入力信号の明度の大きさを減じるように、前記入力信号から変換後入力信号を生成し、変換後入力信号に基づいて出力信号を生成する。すなわち、実施形態２に係る信号処理部２０ｃは、彩度に応じて出力信号を異なるように求める。従って、信号処理部２０ｃは、画像が暗い傾向にある反射型の表示装置において、階調潰れ及び色の変化といった画質劣化を抑制しつつ、画像を好適に明るくすることができる。より詳しくは、表示装置１０ｃは、変換後入力信号を、前記入力信号の明度を彩度に応じて一定の割合で減じる関数で変換する。従って、実施形態２に係る表示装置１０ｃは、階調潰れが起こりにくい低彩度において画像を大きく伸長し、階調潰れが起こりやすい高彩度において画像の伸長を小さくするため、より好適に画像の劣化を抑制しながら、画像を明るくすることができる。
【０１２０】
また、実施形態２に係る信号処理部２０ｃは、伸長係数αを一定としている。従って、実施形態２に係る表示装置１０ｃは、例えばフレーム毎に伸長係数αを算出する必要がなく、処理負荷を低減することができる。
【０１２１】
図２５及び図２６は、実施形態１に係る表示装置の構成の他の例を示すブロック図である。図２５に示す他の例に係る表示装置１０ｄは、信号出力部２０に入力信号を出力する制御装置１１を備える。制御装置１１は、画像出力部１２を有し、画像力部１２により、信号処理部２０に入力信号を出力する。図２６に示す他の例に係る表示装置１０ｅは、信号処理部２０が制御装置１１の一部である。信号処理部２０が制御装置１１の一部である場合、信号処理部２０は、制御装置１１内の処理だけで、入力信号への処理を行うことができる。
【０１２２】
（適用例）
次に、図２７及び図２８を参照して、実施形態１で説明した表示装置１０の適用例について説明する。図２７及び図２８は、実施形態１に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。実施形態１に係る表示装置１０は、図２７に示すカーナビゲーションシステム、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、図２８に示す携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態１に係る表示装置１０は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置１１（図２５参照）を備える。なお、本適用例は、実施形態１に係る表示装置１０以外でも、以上説明した他の実施形態、変形例及び他の例に係る表示装置にも適用できる。
【０１２３】
図２７に示す電子機器は、実施形態１に係る表示装置１０が適用されるカーナビゲーション装置である。表示装置１０は、自動車の車内のダッシュボード３００に設置される。具体的にはダッシュボード３００の運転席３１１と助手席３１２の間に設置される。カーナビゲーション装置の表示装置１０は、ナビゲーション表示、音楽操作画面の表示、又は、映画再生表示等に利用される。
【０１２４】
図２８に示す電子機器は、実施形態１に係る表示装置１０が適用される携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータまたは通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６２の表面に表示部５６１を有している。この表示部５６１は、実施形態１に係る表示装置１０と外部近接物体を検出可能なタッチ検出（いわゆるタッチパネル）機能とを備えている。 
【０１２５】
以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態等の内容によりこれらの実施形態等が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。例えば、表示装置１０は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような自発光体を点灯する自発光型の画像表示パネルを有していてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  表示装置
２０  信号処理部
３０  画像表示パネル駆動部
４０  画像表示パネル
４１  アレイ基板
４２  対向基板
４３  液晶層
４４  画素電極
４５  対向電極
４６  カラーフィルタ
４７  導光板
４８  画素
４９  副画素
５０  光源部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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