(57)【要約】【課題】消費電力を削減するとともに、色割れ妨害を低減することのできるカラー表示装置およびカラー表示方法を提供することを可能にする。【解決手段】入力されたカラー画像信号に含まれる三原色信号の入力された画像信号の最大輝度値と、分解画像生成部３にて入力画像を、三原色と、これら三元色のうち２つ以上の色の組み合わせからなる第４色成分のフィールドに分解し、その各フィールドの最大輝度値と第４色成分を構成する構成比率とから、第４色成分になるべく多くの輝度を配分しながらも、消費電力が増大しない、光源強度を算出する。決定した光源強度のうち第４色成分の光源強度と、第４色成分の輝度とを比較し、第４色成分のフィールドで表現可能な範囲に入らない場合は、その差分をＲ、Ｇ、Ｂの各フィールドで補償するために、分解画像更新部６で表示輝度を更新する。更新後、光源強度に合わせて階調の変換を行い表示する。【選択図】図１
2008026816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像が入力される入力部と、
前記入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出する入力最大輝度値検出部と、
前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成する分解画像生成部と、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出する分解最大輝度値検出部と、
前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出する光源強度算出部と、
前記算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する分解画像更新部と、
前記算出された光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換する階調変換部と、
前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示する表示部と、
を備えたことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】
前記光源強度算出部は、前記第４色成分の光源強度として、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記入力最大輝度値と前記分解最大輝度値との差のそれぞれに前記第４色成分の対応する色成分の構成比率の逆数を乗じたもののうち最小の値を採用することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項３】
前記光源強度算出部は、前記第１乃至第３色成分の光源強度として、前記第１乃至第３色成分の前記入力最大輝度値と第４成分の光源強度との差分を採用することを特徴とする請求項２記載のカラー表示装置。
【請求項４】
前記分解画像更新部は、前記第４色成分の光源強度に基づき、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度が、前記第４色成分の光源強度より大きい場合は、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度と、前記第４色成分の光源強度に前記第４色成分の対応する色成分の構成比率を乗算した値との差分を、前記４色成分を構成する色に対応する色成分の輝度信号に加算することによって、前記４色成分を構成する色に対応する色成分の輝度信号を更新することを特徴とする請求項１乃至３記載のカラー表示装置。
【請求項５】
前記分解画像更新部は、前記第４色成分の光源強度に基づき、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度が、前記第４色成分の光源強度以下の場合は、前記分解画像の輝度を更新せずに前記階調変換部に送出することを特徴とする請求項１乃至４記載のカラー表示装置。
【請求項６】
赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像が入力される入力部と、
前記入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出する入力最大輝度値検出部と、
前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成する第１分解画像生成部と、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解画像最大輝度値を検出する第１分解最大輝度値検出部と、
前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記第１分解最大輝度値検出部によって検出された分解画像最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出する第１光源強度算出部と、
前記第１光源強度算出部によって算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する第１分解画像更新部と、
前記第１分解画像更新部によって輝度が更新された分解画像の、前記第１乃至第３色成分のうち、少なくとも２種類の色成分により表現される、前記第４の色成分と異なる色の第５色成分を構成する色の輝度の最大値である最大輝度値を検出する第２分解最大輝度値検出部と、
前記第１分解画像更新部によって輝度が更新された分解画像から、前記第１乃至第３色成分のうち前記第５色成分を構成する色の色成分でそれぞれ表現される分解画像を生成する第２分解画像生成部と、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第５色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出する第３分解最大輝度値検出部と、
前記第５色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第２分解最大輝度値検出部によって検出された最大輝度値、および前記第３分解最大輝度値検出部によって検出された分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第５色成分を表示するための光源強度を算出する第２光源強度算出部と、
前記第２光源強度算出部によって算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する第２分解画像更新部と、
前記第２光源強度算出部によって算出された光源強度および前記第２分解画像更新部によって更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換する階調変換部と、
前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示する表示部と、
を備えたことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項７】
赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像を入力するステップと、
前記入力された入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出するステップと、
前記入力された入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成するステップと、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出するステップと、
前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出するステップと、
前記算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、
前記算出された光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換するステップと、
前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示するステップと、
を備えたことを特徴とするカラー表示方法。
【請求項８】
前記光源強度を算出するステップは、前記第４色成分の光源強度として、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記入力最大輝度値と前記分解最大輝度値との差のそれぞれに前記第４色成分の対応する色成分の構成比率の逆数を乗じたもののうち最小の値を採用することを特徴とする請求項７記載のカラー表示方法。
【請求項９】
前記光源強度を算出するステップは、前記第１乃至第３色成分の光源強度として、前記第１乃至第３色成分の前記入力最大輝度値と第４成分の光源強度との差分を採用することを特徴とする請求項８記載のカラー表示方法。
【請求項１０】
前記分解画像を更新するステップは、前記第４色成分の光源強度に基づき、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度が、前記第４色成分の光源強度より大きい場合は、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度と、前記第４色成分の光源強度に前記第４色成分の対応する色成分の構成比率を乗算した値との差分を、前記４色成分を構成する色に対応する色成分の輝度信号に加算することによって、前記４色成分を構成する色に対応する色成分の輝度信号を更新することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のカラー表示方法。
【請求項１１】
前記分解画像を更新するステップは、前記第４色成分の光源強度に基づき、前記分解画像生成部において生成された前記第４色成分の輝度が、前記第４色成分の光源強度以下の場合は、前記分解画像の輝度を更新しないことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のカラー表示方法。
【請求項１２】
赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像を入力するステップと、
前記入力された入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出するステップと、
前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成するステップと、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である第１分解画像最大輝度値を検出するステップと、
前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記第１分解画像最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための第１光源強度を算出するステップと、
前記第１光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、
前記輝度が更新された分解画像の、前記第１乃至第３色成分のうち、少なくとも２種類の色成分により表現される、前記第４の色成分と異なる色の第５色成分を構成する色の輝度の最大値である第２分解画像最大輝度値を検出するステップと、
前記輝度が更新された分解画像から、前記第１乃至第３色成分のうち前記第５色成分を構成する色の色成分でそれぞれ表現される第２分解画像を生成するステップと、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第５色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である第３分解最大輝度値を検出するスッテプと、
前記第５色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第２分解最大輝度値、および前記第３分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第５色成分を表示するための第２光源強度を算出するステップと、
前記第２光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、
前記第２光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換するスッテプと、
前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示するステップと、
を備えたことを特徴とするカラー表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像をフィールド画像として時間的に順次表示するフィールドシーケンシャル表示を行うカラー表示装置およびカラー表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー表示装置として、カラーフィルタを持たずに、モノクロ表示の液晶パネルと、バックライトとして赤（以下、Ｒと表示する）、緑（以下、Ｇと表示する）、青（以下、Ｂと表示する）の三原色の光源を用いることで、時間的に順次表示するフィールドシーケンシャル表示方式のカラー液晶パネルが提案されている。
【０００３】
この表示方式は、１つの画素でカラー表示が可能になるため、ディスプレイの高解像度化の一つの手段として注目され、また、カラーフィルタがないため、高透過率という利点がある。１画面の表示更新が完了するのに必要な期間である１フレーム期間は、各色情報を表示する複数のフィールドで構成される。つまり、一つの画像を表示するためには、三原色を用いるのならば、Ｒフィールド、Ｇフィールド、Ｂフィールドからなる。
【０００４】
なお、以後においては、液晶表示部の応答速度の遅延および、三原色光源のオン・オフ時の遅延による過渡的な透過状態は考えないものとする。
【０００５】
従来の表示装置においては、入力されたカラー画像信号に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの三原色信号をそれぞれの入力端子に入力し、パネル駆動部へ送られる。パネル駆動部では、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色信号は３倍速で送られて、順にパネルに表示される。このとき、光源は、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号値にかかわらず、一定の強度で、パネルで表示されている信号に対応する色にて、順次点灯される。
【０００６】
つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、Ｒ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＢ光源が点灯する。このように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像を時分割で順次表示することにより、目の残光性を利用してフルカラー画像を表示することができる。
【０００７】
しかしながら、物体が急速に動くシーンや、人間の視線が急速に移動した場合（サッケード現象）、網膜で結像されるＲ、Ｇ、Ｂの画像の位置がずれてしまい、完全に一致して合成されない。したがって再現を意図した色ではない、Ｒ、Ｇ、Ｂ単独の色や半端に合成された色が知覚される色割れと呼ばれる問題がある。
【０００８】
この色割れを低減するためには、フィールド周波数を上げることが効果的であることが分かっている。しかしながら、表示周波数を上げることは、表示素子などの応答速度から限界があり、駆動回路としてもデータ転送高速化に伴う消費電力の増大等、困難が増加するため、好ましい解決手段であるとはいえない。
【０００９】
そこで、例えば特許文献１に開示されているように、駆動方式を工夫したさまざまな方式が提案されている。この特許文献１に開示された技術の一つとして、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色フィールドと白色（以後Ｗ）のフィールドを含む４つのフィールドを順次駆動する方式がある。この方式の表示装置は、前述したと同様に、入力されたカラー画像信号に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各色信号をそれぞれの入力端子に入力し、これらの信号を最小値検出部１４に供給し、この最小値検出部において、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を比較し、その最小値をＷ信号としてパネル駆動部に供給するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの各減算処理回路に供給する。また、最小値検出回路は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号をＲ、Ｇ、Ｂの各減算処理回路に供給する。Ｒ、Ｇ、Ｂの各減算処理回路では、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号から、Ｗフィールドで表示されるＷ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ色信号の最小値）を減算処理し、減算処理を施されたＲ１、Ｇ１、Ｂ１およびＷの各色信号はパネル駆動部へ送られる。パネル駆動部では、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｗの各色信号は、４倍速で送られて、順にパネルに表示される。このとき、光源は、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｗの色信号値にかかわらず、一定の強度で、パネルで表示されている信号に対応する色にて、順次点灯される。
【００１０】
つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、Ｒ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＢ光源が点灯し、Ｗ画像が表示されているフィールドでは、Ｒ光源とＧ光源とＢ光源とが同時に点灯する。このようにＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの各色画像を順次表示することにより、網膜の残光性を利用してフルカラー画像を表示する。
【００１１】
この間、パネルについて言及すると、Ｒ画像の表示期間ではＲ光源が点灯するが、液晶パネルに出力されるＲ信号の一部が白信号として使用されるために、差し引かれている分だけ、Ｒ色に対する輝度は低くなって、目立ち難くなる。Ｇ、Ｂについても同様であり、結果的に色割れが見え難くなる。
【特許文献１】特開平９−９０９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載された技術のように、三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの他に、Ｒ、Ｇ、Ｂから構成される別の色のフィールドを追加することで、色割れは低減できる。
【００１３】
しかし、特許文献１に記載の技術のようにＷフィールドを含む場合は、光源消費電力が増大し、光利用効率が悪くなってしまう。これは、Ｒ、Ｇ、Ｂ各フィールド＋Ｗフィールドの４フィールドで構成されるＲＧＢＷ方式で白画像を表示する場合、液晶表示部に入力される輝度信号は全てＷフィールドの表示情報として利用されるために、Ｒ、Ｇ、Ｂ各フィールドではその透過率はゼロ％となり、Ｗフィールドでのみ最大透過率となる輝度信号で表示される。一方光源側については、Ｒ光源ではＲフィールドとＷフィールドの２回点灯することになり、他の光源も同様に点灯期間が２倍になる。よって、消費電力が増大してしまう。
【００１４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、色割れ低減効果を保ちながらも、消費電力を低減することのできるカラー表示装置およびカラー表示方法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】
【００１５】
本発明の第１の態様によるカラー表示装置は、赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像が入力される入力部と、前記入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出する入力最大輝度値検出部と、前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成する分解画像生成部と、前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出する分解最大輝度値検出部と、前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出する光源強度算出部と、前記算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する分解画像更新部と、前記算出された光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換する階調変換部と、前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第２の態様によるカラー表示方法は、赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像が入力される入力部と、前記入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出する入力最大輝度値検出部と、前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成する第１分解画像生成部と、前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解画像最大輝度値を検出する第１分解最大輝度値検出部と、前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記第１分解最大輝度値検出部によって検出された分解画像最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出する第１光源強度算出部と、前記第１光源強度算出部によって算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する第１分解画像更新部と、前記第１分解画像更新部によって輝度が更新された分解画像の、前記第１乃至第３色成分のうち、少なくとも２種類の色成分により表現される、前記第４の色成分と異なる色の第５色成分を構成する色の輝度の最大値である最大輝度値を検出する第２分解最大輝度値検出部と、前記第１分解画像更新部によって輝度が更新された分解画像から、前記第１乃至第３色成分のうち前記第５色成分を構成する色の色成分でそれぞれ表現される分解画像を生成する第２分解画像生成部と、
前記第１乃至第３色成分のうち、前記第５色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出する第３分解最大輝度値検出部と、前記第５色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第２分解最大輝度値検出部によって検出された最大輝度値、および前記第３分解最大輝度値検出部によって検出された分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第５色成分を表示するための光源強度を算出する第２光源強度算出部と、前記第２光源強度算出部によって算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新する第２分解画像更新部と、前記第２光源強度算出部によって算出された光源強度および前記第２分解画像更新部によって更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換する階調変換部と、前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第３の態様によるカラー表示方法は、赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像を入力するステップと、前記入力された入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出するステップと、前記入力された入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成するステップと、前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である分解最大輝度値を検出するステップと、前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための光源強度を算出するステップと、前記算出された光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、前記算出された光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換するステップと、前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第４の態様によるカラー表示方法は、赤、青、緑の三原色の第１乃至第３色成分で表現される入力画像を入力するステップと、前記入力された入力画像の前記第１乃至第３色成分の各々の輝度の最大値である入力最大輝度値を検出するステップと、前記入力部に入力された前記入力画像から、前記第１乃至第３色成分と、前記三原色のうち少なくとも２種類の色成分により表現される色の第４色成分との４種類の色成分でそれぞれ表現される第１乃至第４分解画像を生成するステップと、前記第１乃至第３色成分のうち、前記第４色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である第１分解画像最大輝度値を検出するステップと、前記第４色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第１乃至第３色成分のそれぞれの入力最大輝度値、および前記第１分解画像最大輝度値を用いて、前記第１乃至第４色成分を表示するための第１光源強度を算出するステップと、前記第１光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、前記輝度が更新された分解画像の、前記第１乃至第３色成分のうち、少なくとも２種類の色成分により表現される、前記第４の色成分と異なる色の第５色成分を構成する色の輝度の最大値である第２分解画像最大輝度値を検出するステップと、前記輝度が更新された分解画像から、前記第１乃至第３色成分のうち前記第５色成分を構成する色の色成分でそれぞれ表現される第２分解画像を生成するステップと、前記第１乃至第３色成分のうち、前記第５色成分の色を構成する色成分に対応する前記分解画像の色成分の各々に関する輝度の最大値である第３分解最大輝度値を検出するスッテプと、前記第５色成分を構成する色の色成分の構成比率、前記第２分解最大輝度値、および前記第３分解最大輝度値を用いて、前記第１乃至第５色成分を表示するための第２光源強度を算出するステップと、前記第２光源強度に基づいて前記分解画像の輝度を更新するステップと、前記第２光源強度および前記更新された輝度に基づいて前記分解画像の各色成分の階調を変換するスッテプと、前記変換された分解画像の各色成分を前記算出された光源強度に従って順次表示するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、消費電力を削減するとともに、色割れ妨害を低減することのできるカラー表示装置およびカラー表示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】
本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１実施形態）  
本発明の第１実施形態によるカラー表示装置の構成を図１に示す。本実施形態のカラー表示装置は、入力部１と、入力最大輝度値検出部２と、分解画像生成部３と、分解最大輝度値検出部４と、光源強度算出部５と、分解画像更新部６と、階調変換部７と、表示部８とを備えている。また、表示部８は、パネル駆動部１０、パネル１１、光源駆動部１２、光源１３を有している。
【００２２】
カラー表示装置に入力されたカラー画像信号に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各信号は、入力部１にて入力される。本来であれば、信号を輝度として扱うため、この入力部１にて逆γ変換等が必要になるが、ここではそのような操作が行われているものとし、ブロックは省略する。入力最大輝度値検出部２では入力されたカラー画像信号の最大輝度値が検出される。また、入力部１の出力に基づいて、分解画像生成部３において入力画像がフィールドごとに分解される。このとき、フィールドはＲ、Ｇ、Ｂと、このうち２つ以上の組み合わせからなる第４成分に分解される。分解画像生成部３において分解画像を生成後、各フィールドの最大輝度値が分解最大輝度値検出部４にて検出される。光源強度算出部５では、入力最大輝度値検出部２と分解最大輝度値検出部４で検出されたそれぞれの最大値を使用して、光源強度が算出される。算出された光源強度は、光源駆動部１２と階調変換部７に送られる。また、光源強度が決定すると、同時に上記第４成分で表示可能な輝度の範囲も決まる。分解画像生成部３で分解された上記第４成分の輝度が、表示可能な範囲に入らない場合は、その差分をＲ、Ｇ、Ｂの各フィールドで補償するために、分解画像更新部６において、範囲内か範囲外かの判断と、範囲外であった場合は輝度の更新が行われる。更新後、階調変換部７において、光源強度算出部５で決められた光源強度をもとに階調変換が行われる。階調変換された各色信号は、パネル駆動部１０へ送られる。パネル駆動部１０において、各色信号は、４倍速で送られて、順にパネル１１に表示される。このとき、光源１３は、パネル１１で表示されている信号に対応する強度の色で、光源強度算出部５で決められた光源強度で、順次点灯される。
【００２３】
第１実施形態のカラー表示装置の具体例の構成を図２に示す。図２に示すように、入力部１は入力されたカラー画像信号からＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を分離する信号分離部を備えている。入力最大輝度値検出部２は分離されたそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色信号についてのフィールドの最大輝度ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）を検出する最大輝度検出回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを備えている。分解画像生成部３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号の最小値Ｗを検出する最小値検出回路３ａと、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号から最小値Ｗを減算し、減算結果Ｒ１（＝Ｒ−Ｗ）、Ｇ１（＝Ｇ−Ｗ）、Ｂ１（＝Ｂ−Ｗ）を出力する減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂとを備えている。分解最大輝度値検出部４は、信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１のそれぞれのフィールドの最大輝度ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）を検出する最大輝度検出回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを備えている。光源強度算出部５は、信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１と、最大輝度ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）と、最大輝度ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）と、信号Ｗとに基づいて、光源の最大強度ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＷを算出する。分解画像更新部６は、比較回路６ａと、この比較回路６の入力Wと出力Ｗ２との差と、信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１とをそれぞれ加算し、加算した信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力する加算処理回路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂとを備えている。比較回路６ａは、信号Ｗと、最大強度ＩＷを比較し、ＩＷ＜Ｗの場合にその出力信号Ｗ２をＷ２＝ＩＷとし、ＩＷ≧Ｗの場合にＷ２＝Ｗとする。階調変換部７は階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｗを備えている。
【００２４】
図３は光源強度算出部５にて光源を算出するための説明図であり、図４は算出後に補償を行うために分解画像更新部６で行う信号値更新についての説明図である。
【００２５】
図２において、まず入力部１にてカラー画像信号を入力する。入力したカラー画像信号はＲ、Ｇ、Ｂの色信号に分離される。本来であれば、信号を輝度として扱うため、逆γ変換等が必要になるが、ここではそのような操作ブロックは省略するものとする。
【００２６】
入力画像のＲ、Ｇ、Ｂの各輝度について、三原色で表示する際に必要な光源強度は、入力最大輝度値検出部２の最大輝度検出回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂから求められ、それぞれＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）となる。この最大輝度ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）は光源強度算出部５に送出される。
【００２７】
また、この入力画像は、分解画像生成部３において、４つのフィールド、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗに分解される。まず、最小値検出回路３ａにおいて、各画素に対して、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号が比較され、その最小値がＷ信号として求められ、このＷ信号が光源強度算出部５に供給される。また、Ｗ信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに供給される。Ｒ、Ｇ、Ｂの各減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂでは、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号から、Ｗフィールドで表示されるＷ信号（Ｒ・Ｇ・Ｂ信号の最小値）を減算処理し、減算処理を施されたＲ１（＝Ｒ−Ｗ）、Ｇ１（＝Ｇ−Ｗ）Ｂ１（＝Ｂ−Ｗ）は、分解最大輝度値検出部４へ送られる。分解最大輝度値検出部４では、それぞれの最大輝度検出回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにおいて１画素ずつ信号値を比較し、フィールドにおける輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）を検出する。この検出された輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）は、光源強度算出部５に送出される。
【００２８】
次に、図３を参照して、光源強度算出部５の強度算出式の導出について説明する。前述したとおり、入力画像のＲ、Ｇ、Ｂの輝度について、三原色で表示する際に必要な光源強度は、ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）となる。図３の入力信号の各フィールドの水平線が最大値を示している。すなわち、この光源強度で、入力された画像のすべての画素を表示することが可能ということである。
【００２９】
分解後の各フィールドを表示するのに必要な光源強度は、それぞれＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）、ＭＡＸ（Ｗ）である。Ｗフィールドは、Ｒ光源、Ｇ光源、Ｂ光源が、それぞれ同時に同じ強度を点灯させた状態であるので、Ｗ＝（ＷＲ，ＷＧ，ＷＢ）と表わすことができる。このとき、ＷＲ＝ＷＧ＝ＷＢである。
【００３０】
従来のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色にフィールド分解をする際に、各フィールドを表示するのに必要な光源強度の合計は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分について、以下で表される。
Ｒ：  ＭＡＸ（Ｒ１）＋ＭＡＸ（ＷＲ）
Ｇ：  ＭＡＸ（Ｇ１）＋ＭＡＸ（ＷＧ）                          （１）
Ｂ：  ＭＡＸ（Ｂ１）＋ＭＡＸ（ＷＢ）
【００３１】
本来、入力画像を表示するのに必要な、最低限のＲ、Ｇ、Ｂの光源強度は、すでに述べたように、ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）なので、各フィールドを表示するのに必要な光源強度からこれらの値ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）を引いたものが、電力の観点からは、余剰であると考えられる。すなわち、この余剰分を０にしたときが、３色分解と同等で、最小の光源強度になるということである。式で表すと、
（ＭＡＸ（Ｒ１）＋ＭＡＸ（ＷＲ））−ＭＡＸ（Ｒ）＝０
（ＭＡＸ（Ｇ１）＋ＭＡＸ（ＷＧ））−ＭＡＸ（Ｇ）＝０          （２）
（ＭＡＸ（Ｂ１）＋ＭＡＸ（ＷＢ））−ＭＡＸ（Ｂ）＝０
【００３２】
（２）式において、ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）は入力画像の輝度最大値で、画像によって決定してしまうので、制御することができない。しかし、ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）はフィールド分解後の輝度の最大値であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールド以外で補償できない輝度となることから、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドで必ず再現する必要がある輝度値であり、最低限、必要な光源強度となる。よって、残りのＭＡＸ（ＷＲ）、ＭＡＸ（ＷＧ）、ＭＡＸ（ＷＢ）が変数となり、消費電力を最小に抑えるためには、この値を制御する。したがって、（２）式を次の（３）式のように変換する。
ＭＡＸ（ＷＲ）＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１）
ＭＡＸ（ＷＧ）＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１）                （３）
ＭＡＸ（ＷＢ）＝ＭＡＸ（Ｂ）−ＭＡＸ（Ｂ１）
【００３３】
（３）式では、ＭＡＸ（ＷＲ）≠ＭＡＸ（ＷＧ）≠ＭＡＸ（ＷＢ）となる可能性がある。しかしながら、ＷＲ＝ＷＧ＝ＷＢという条件を満たす必要がある。前述したとおり、Ｗフィールドに分解される輝度は、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィールドで補償することが可能なので、Ｗフィールドの光源強度ＩＷは、ＭＡＸ（ＷＲ）、ＭＡＸ（ＷＧ）、ＭＡＸ（ＷＢ）のうちの最小値を選択する。すなわち、ＩＷは以下の（数４）式のようになる。
ＩＷ＝ｍｉｎ（ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ）−ＭＡＸ（Ｂ１））                            （４）
ここでｍｉｎは、各値を比較したうちの最小値を選択することを示している。
【００３４】
Ｗフィールドでの光源強度として最小値を選択したため、そのＷフィールド以外のフィールドでは、値を補償しなくてはならない。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドの光源強度は、入力画像の輝度最大値とＩＷとの差から求められる。
ＩＲ＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＩＷ
ＩＧ＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＩＷ                              （５）
ＩＢ＝ＭＡＸ（Ｂ）−ＩＷ
【００３５】
このように光源強度を決定することで、電力を削減した上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることが可能となるので、色割れの低減と両立させることができる。
【００３６】
光源強度決定後は、ＩＷは比較回路６ａと、階調変換回路７Ｗとに供給されると同時に、光源駆動部１２に送られる。また、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢはそれぞれ、階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂと、光源駆動部１２と、に送られる。
【００３７】
次に、分解画像更新部６において、Ｗフィールドで再現できない範囲の値を補償する。これを、図４を参照して説明する。
【００３８】
Ｗフィールドで再現できる輝度の範囲はＩＷにて限定される。すなわち、ＩＷ＜Ｗのときには、Ｗフィールドで再現できないので、その場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドで値の補償をしなければならない。図４においては、ＷＲ、ＷＧ、ＷＢにおける点線より上の部分が表示できないので、表示できない灰色の部分を、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の各フィールドにて表示できるように、信号を更新する。
【００３９】
これらを実際に、本実施形態で行うと、比較回路６ａにおいてＷとＩＷの値を比較し、ＷがＩＷより大きい場合（Ｗ＞ＩＷ）は比較回路６ａの出力Ｗ２はＷ２＝ＩＷとし、ＷがＩＷ以下の場合（Ｗ≦ＩＷ）はＷ２＝Ｗとする。そして、加算処理回路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂにおいて、次の（６）式を用いて、その出力信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を計算する。
Ｒ２＝Ｒ１＋（Ｗ−Ｗ２）
Ｇ２＝Ｇ１＋（Ｗ−Ｗ２）                      （６）
Ｂ２＝Ｂ１＋（Ｗ−Ｗ２）
【００４０】
これにより求められた、信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｗ２は、階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｗに送られる。階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｗでは、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｗ２の各色信号を、光源強度算出部５で決定されたＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＷのときに、最大透過率になるように階調を変換し、階調を変換した信号Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｗ２’の各色信号を出力する。これらのＲ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｗ２’の各色信号はパネル駆動部１０へ送られる。パネル駆動部では、Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｗ２’の各色信号は、４倍速で送られて、順に液晶パネル１１に表示される。このとき、光源１３は、液晶パネル１１で表示されている信号に対応する強度の色で、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＷに対応した強度にて、順次点灯される。
【００４１】
つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、ＩＲに対応する強度でＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＩＧに対応する強度でＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＩＢに対応する強度でＢ光源が点灯し、Ｗ画像が表示されているフィールドでは、ＩＷに対応する強度でＲ光源とＧ光源とＢ光源が同時に点灯する。
【００４２】
このように光源強度を決定し、フィールドを分解しなおすことで、電力を最小にした上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることができ、それにより、色割れ低減の効果と両立させることが可能になる。
【００４３】
また、各フィールドにて光らせなくてもよい画素では透過率を０として光源を遮蔽する。しかし、透過率を０にしたとしても、光源の光が漏れることから「黒浮き」が顕著になることは周知の事実である。光源強度を最小化、最適化することで、電力削減をするとともに、黒浮きの影響を小さくすることも可能になる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるカラー表示装置の構成を図５に示す。本実施形態のカラー表示装置は、図２に示す第１実施形態のカラー表示装置において、第４成分として、Ｗフィールドの代わりに、Ｒ光源とＧ光源の組み合わせからなる黄色（以下、Ｙと表示する）のフィールドを追加するものである。このため、図２に示す第１実施形態において、分解画像生成部３の最小値検出回路３ａを最小値検出回路３ｂに置き換えるとともに、光源強度算出部５を光源強度算出部５Ａに置き換え、分解画像更新部６の比較回路６ａを比較回路６ｂに置き換え、階調変換部７の階調変換回路７Ｗを階調変換回路７Ｙに置き換えた構成となっている。
【００４５】
図５において、まず入力部１にてカラー画像が入力される。入力したカラー画像信号はＲ、Ｇ、Ｂの色信号に分離される。入力画像の輝度Ｒ、Ｇ、Ｂについて、最大輝度検出回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにおいて、入力最大輝度を求め、ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）とする。求められた最大輝度は、光源強度算出部５Ａに供給される。また、分解された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは分解画像生成部３に送られる。
【００４６】
この入力画像を、分解画像生成部３において４つのフィールド、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙに分解する。まず、最小値検出回路３ｂは画素ごとに、入力されたＲ、Ｇの各信号を比較し、その最小値をＹ信号として光源強度算出部５に供給する。また、Ｙ信号は同時に、Ｒ、Ｇの各減算処理回路４Ｒ、４Ｇに供給される。
【００４７】
Ｒ、Ｇの各減算処理回路４Ｒ、４Ｇでは、入力されたＲ、Ｇの各色信号から、Ｙフィールドで表示されるＹ信号（Ｒ、Ｇ信号の最小値）を減算処理し、減算処理を施されたＲ１（＝Ｒ−Ｙ）、Ｇ１（＝Ｂ−Ｙ）、およびＢ、Ｙの各色信号は、光源強度算出部５Ａへ送られる。分解最大輝度値検出部４においては、それぞれ最大輝度検出回路４Ｒ、４Ｇで、１画素ずつ信号値を比較し、輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）を検出する。検出された最大輝度値は、光源強度算出部５に供給される。
【００４８】
光源強度算出部５Ａでは、第１実施形態と同様に考えて、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＹを算出する式を立てる。まず、Ｂ信号については、第４成分への分解に寄与しないことから、ＩＢ＝ＭＡＸ（Ｂ）である。次に、Ｙフィールドは、Ｒ光源、Ｇ光源が、それぞれ同時に同じ強度を点灯させた状態であるので、Ｙ＝（ＹＲ，ＹＧ）と表わすことができる。このとき、ＹＲ＝ＹＧである。
【００４９】
電力を最小化でき、かつ、第４成分にできるだけ多くの輝度を表示させるためには、次の（７）式のようになる。
ＭＡＸ（ＹＲ）＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１）
ＭＡＸ（ＹＧ）＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１）              （７）
【００５０】
（７）式においては、ＭＡＸ（ＹＲ）≠ＭＡＸ（ＹＧ）となる可能性があるが、ＹＲ＝ＹＧという条件を満たす必要がある。Ｙフィールドに分解される輝度は、Ｒ、Ｇのフィールドで補償することが可能なので、Ｙフィールドの光源強度ＩＹは、次の（８）式のようになる。
ＩＹ＝ｍｉｎ（ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１））        （８）
【００５１】
Ｙフィールドにおいて、最小値を選択したため、そのＹフィールド以外のフィールドでは、値を補償しなくてはならない。そのため、Ｒ、Ｇの各フィールドの光源強度は、入力画像の輝度最大値とＩＹとの差から求められる。
ＩＲ＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＩＹ
ＩＧ＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＩＹ                                    （９）
【００５２】
このように光源強度を決定することで、電力を削減した上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることができるので、色割れの低減と両立させることが可能になる。
【００５３】
光源強度の決定後は、信号ＩＹは比較回路６ｂと階調変換回路７Ｙに供給されると同時に、光源駆動部１２に送られる。また、信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＢは、それぞれ、階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂと、光源駆動部１２に送られる。
【００５４】
次に、分解画像更新部６において、Ｙフィールドで再現できない範囲の値を補償する。
【００５５】
Ｙフィールドで再現できる輝度の範囲はＩＹにて限定される。すなわち、ＩＹ＜Ｙのときには、Ｙフィールドで再現できないので、その場合は、Ｒ、Ｇの各フィールドで値の補償をしなければならない。
【００５６】
これらを図５で説明すると、比較回路６ｂにおいて、ＹとＩＹの値を比較し、ＹがＩＹより大きい場合（Ｙ＞ＩＹ）はＹ２＝ＩＹとし、ＹがＩＹ以下の場合（Ｙ≦ＩＹ）はＹ２＝Yとする。そして、加算処理回路６Ｒ、６Ｇにおいて、次の（１０）式を用いて、信号Ｒ２、Ｇ２を求める。
Ｒ２＝Ｒ１＋（Ｙ−ＩＹ）
Ｇ２＝Ｇ１＋（Ｙ−ＩＹ）                  （１０）
【００５７】
これらにより求められた、信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ、Ｙ２は、それぞれ階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙに送られる。階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙでは、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ、Ｙ２の各色信号を、光源強度算出部５で決定されたＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＹのときに、最大透過率になるように階調を変換し、Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ’、Ｙ２’の各色信号を出力する。これらのＲ２’、Ｇ２’、Ｂ’、Ｙ２’の各色信号はパネル駆動部１０へ送られる。パネル駆動部１０では、Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ’、Ｙ２’の各色信号は、４倍速で送られて、順に液晶パネル１１に表示される。このとき、光源１３は、液晶パネル１１で表示されている信号に対応する強度の色で、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＹに対応した強度にて、順次点灯される。
【００５８】
つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、ＩＲに対応する強度でＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＩＧに対応する強度でＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＩＢに対応する強度でＢ光源が点灯し、Ｙ画像が表示されているフィールドでは、ＩＹに対応する強度でＲ光源とＧ光源が同時に点灯する。
【００５９】
このように光源強度を決定し、フィールドを分解しなおすことで、電力を最小にした上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることができ、それにより、色割れ低減の効果と両立させることが可能になる。
【００６０】
第２実施形態においては、第４成分をＹフィールドとして説明したが、第４成分をＲ光源とＢ光源を組み合わせてマゼンタ（Ｍ）のフィールドとすることも可能であるし、Ｂ光源とＧ光源を組み合わせてシアン（Ｃ）のフィールドとすることも可能である。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態によるカラー表示装置を説明する。本実施形態のカラー表示装置は図１に示すカラー表示装置と同様である。
【００６２】
図１において、まず入力部１にてカラー画像信号を入力する。入力されたカラー画像信号はＲ、Ｇ、Ｂの色信号に分離される。入力されたカラー画像信号のＲ、Ｇ、Ｂの輝度について、三原色で表示する際に必要な光源強度は、入力最大輝度値検出部２において求められ、それぞれＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）となる。
【００６３】
この入力画像を、分解画像生成部３において４つのフィールドＲフィールド、Ｇフィールド、Ｂフィールド、Ｘフィールドに分解する。Ｘフィールドは、Ｒ光源、Ｇ光源、Ｂ光源を、構成割合ｋＲ：ｋＧ：ｋＢで点灯させる中間色とする。このとき、比ｋＲ、ｋＧ、ｋＢはいずれも０でないものとする。Ｘフィールドに割り当てられる値を求めるために、まず、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号を、それぞれの構成割合で割る。つまり、それぞれ、Ｒ／ｋＲ、Ｇ／ｋＧ、Ｂ／ｋＢとする。次に、これらの値Ｒ／ｋＲ、Ｇ／ｋＧ、Ｂ／ｋＢの最小値を検出し、検出した最小値をＸ信号とする。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号に対して減算処理を行う。ここで減算される値は、Ｘに各構成割合を乗算した値である。すなわち、Ｒ１＝Ｒ−Ｘ・ｋＲ、Ｇ１＝Ｇ−Ｘ・ｋＧ、Ｂ１＝Ｂ−Ｘ・ｋＢとなる。これら、求まったＲ１、Ｇ１、Ｂ１およびＸの各色信号は、光源強度算出部５へ送られる。また、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の各信号は、分解最大輝度値検出部４にて、１画素ずつ信号値を比較され、輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）を検出する。
【００６４】
次に、光源強度算出部５では、第１実施形態と同様に考えて、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＸを算出する式を立てる。まず、電力を最小化でき、かつ、第４成分にできるだけ多くの輝度を表示させるためには、次の（１１）式のようになる。
ＭＡＸ（ＸＲ）＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１）
ＭＡＸ（ＸＧ）＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１）                （１１）
ＭＡＸ（ＸＢ）＝ＭＡＸ（Ｂ）−ＭＡＸ（Ｂ１）
【００６５】
（１１）式での、ＭＡＸ（ＸＲ）、ＭＡＸ（ＸＧ）、ＭＡＸ（ＸＢ）は、ｋＲ：ｋＧ：ｋＢの関係を満たしている必要がある。Ｘフィールドに分解される輝度は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドで補償することが可能なので、Ｘフィールドの光源強度ＩＸは、次の（１２）式のようになる。
ＩＸ＝ｍｉｎ（（ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ１））／ｋＲ、（ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ１））／ｋＧ、（ＭＡＸ（Ｂ）−ＭＡＸ（Ｂ１））／ｋＢ）                （１２）
ここでｍｉｎは、各値を比較したうちの最小値を選択することを示している。
【００６６】
実際に、ＩＸ＝（ＩＸＲ、ＩＸＧ、ＩＸＢ）であるので、ＩＸＲ、ＩＸＧ、ＩＸＢはそれぞれ次の（１３）式のようになる。
ＩＸＲ＝ＩＸ・ｋＲ  
ＩＸＧ＝ＩＸ・ｋＧ                                            （１３）  
ＩＸＢ＝ＩＸ・ｋＢ
【００６７】
これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドの光源強度は、入力画像の輝度最大値とＩＸの各成分との差であり、次の（１４）式を用いて求められる。
ＩＲ＝ＭＡＸ（Ｒ）−ＩＸ・ｋＲ
ＩＧ＝ＭＡＸ（Ｇ）−ＩＸ・ｋＧ                          （１４）  
ＩＢ＝ＭＡＸ（Ｂ）−ＩＸ・ｋＢ
【００６８】
このように光源強度を決定することで、電力を削減した上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることができるので、色割れの低減と両立させることが可能になる。
【００６９】
光源強度の決定後は、信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＸは分解画像更新部６と階調変換部７に供給されると同時に、光源駆動部１２に送られる。
【００７０】
次に、分解画像更新部６にて、Ｘフィールドで再現できない範囲の値を補償する。
【００７１】
Ｗフィールドで再現できる輝度の範囲はＩＸにて限定される。ＩＸ＜Ｘのときには、Ｘフィールドで再現できないので、その場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドで値の補償をしなければならない。ＩＸ＜Ｘの場合にはＸ２＝ＩＸとし、ＩＸ≧Ｘの場合にはＸ２＝Ｘとする。
【００７２】
そして、分解画像更新部６において、次の（１５）式を用いて、信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を求める。
Ｒ２＝Ｒ１＋（Ｘ−Ｘ２）・ｋＲ
Ｇ２＝Ｇ１＋（Ｘ−Ｘ２）・ｋＧ                          （１５）
Ｂ２＝Ｂ１＋（Ｘ−Ｘ２）・ｋＢ
【００７３】
これらにより求められた、色信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｘ２は、階調変換部７に送られる。階調変換部７では、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｘ２の各色信号を、光源強度算出部５で決定されたＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＸのときに、最大透過率になるように階調を変換し、Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｘ２’の各色信号が出力される。これらのＲ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｘ２’の各色信号はパネル駆動部１０へ送られる。パネル駆動部１０では、Ｒ２’、Ｇ２’、Ｂ２’、Ｘ２’の各色信号は、４倍速で送られて、順にパネル１１に表示される。このとき、光源１３は、パネル１１で表示されている信号に対応する強度の色で、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＸに対応した強度にて、順次点灯される。つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、ＩＲに対応する強度でＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＩＧに対応する強度でＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＩＢに対応する強度でＢ光源が点灯し、Ｘ画像が表示されているフィールドでは、ＩＸに対応する強度、すなわち、ＩＸ・ｋＲに対応する強度のＲ光源とＩＸ・ｋＧに対応する強度のＧ光源とＩＸ・ｋＢに対応する強度のＢ光源が同時に点灯する。
【００７４】
このように光源強度を決定し、フィールドを分解しなおすことで、電力を最小にした上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドに輝度を割り当てることができ、それにより、色割れ低減の効果と両立させることが可能になる。
【００７５】
また、各フィールドにて光らせなくてもよい画素では透過率を０として光源を遮蔽する。しかし、透過率を０にしたとしても、光源の光がもれることから「黒浮き」が顕著になることは周知の事実である。光源強度を最小化、最適化することで、電力削減をするとともに、黒浮きの影響を小さくすることも可能になる。
【００７６】
なお、第３実施形態の説明においては、構成割合ｋＲ：ｋＧ：ｋＢで点灯させ、ｋＲ、ｋＧ、ｋＢいずれも０と異なる値としたが、どれかが０の場合は、その色については発光強度を最初の入力信号値と固定して考慮の対象外とすれば、同様に処理できる。
【００７７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態によるカラー表示装置の構成を図６に示す。本実施形態のカラー表示装置はフィールドが５フィールドになる場合を示しており、第４成分としてＷを、第５成分としてＹを採用した構成となっている。本実施形態のカラー表示装置は、図２に示す第１実施形態のカラー表示装置において、光強度算出部５および階調変換部７をそれぞれ光強度算出部５Ａおよび階調変換部７Ａに置き換えるとともに、入力最大輝度値検出部６１と、分解画像生成部６２と、分解最大輝度値検出部６３と、光強度検出部６４と、分解画像更新部６５とを新たに設けた構成となっている。入力最大輝度値検出部６１は最大輝度検出回路６１Ｒ、６１Ｇを有している。分解画像生成部６２は最小値検出回路６２ａと、減算処理回路６２Ｒ、６２Ｇとを有している。分解最大輝度値検出部６３は最大輝度検出回路６３Ｒ、６３Ｇを有している。分解画像更新部６５は比較回路６５ａと、加算処理回路６５Ｒ、６５Ｇとを有している。階調変換部７Ａは、階調変化回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｗ、７Ｙを有している。
【００７８】
次に、本実施形態の動作を説明する。
【００７９】
入力画像の輝度Ｒ、Ｇ、Ｂについて、三原色Ｒ、Ｇ、Ｂで表示する際に必要な光源強度は、入力最大輝度値検出部２の最大輝度検出回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂから求められ、ＭＡＸ（Ｒ）、ＭＡＸ（Ｇ）、ＭＡＸ（Ｂ）となる。この入力画像を、分解画像生成部３において４つのフィールド、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗに分解する。まず、最小値検出回路３ａは画素ごとに、入力されたＲ、Ｇ、Ｂも各色信号を比較し、その最小値をＷ信号として光源強度算出部５Ａに供給するとともに各減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに供給する。また、最小値検出回路３ａはＲ、Ｇ、Ｂの各色信号をそれぞれ減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに供給する。
【００８０】
各減算処理回路３Ｒ、３Ｇ、３Ｂでは、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色信号から、Ｗフィールドで表示されるＷ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号の最小値）を減算処理し、減算処理を施されたＲ１（＝Ｒ−Ｗ）、Ｇ１（＝Ｇ−Ｗ）、Ｂ１（＝Ｂ−Ｗ）およびＷの各色信号は、光源強度算出部５Ａへ送られる。分解最大輝度値検出部４は、それぞれ最大輝度検出回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで、１画素ずつ信号値を比較し、輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ１）、ＭＡＸ（Ｇ１）、ＭＡＸ（Ｂ１）を検出する。
【００８１】
光源強度算出部５Ａでは、信号ＩＢ、ＩＷを算出する式を立てる。ＩＲ、ＩＧはＹ信号を構成する成分となるため、光源強度算出部５Ａにおいて求めることができない。信号ＩＢ、ＩＷは、第１実施形態と同様、（４）式、（５）式を用いて求めることができる。
【００８２】
光源強度の決定後は、信号ＩＷは比較回路６ａと、階調変換回路７Ｗとに供給されると同時に、光源駆動部１２に送られる。信号ＩＢは、階調変換回路７Ｂと、光源駆動部１２とに送られる。
【００８３】
次に、第１実施形態と同様に、分解画像更新部６において、Ｗフィールドで再現できない範囲の値を補償する。Ｗフィールドで再現できる輝度の範囲はＩＷにて限定されるので、ＩＷ＜Ｗのときには、（６）式を用いて、Ｗフィールドで再現できない値を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドで補償しなければならない。
【００８４】
実際には、比較回路６ａにおいて、ＷとＩＷの値を比較し、ＷがＩＷより大きい場合はＷ２＝ＩＷとし、ＷがＩＷ以下の場合はＷ２＝Ｗとする。そして、加算処理回路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂにおいて、（６）式を用いて、信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を求める。
【００８５】
次にＹ信号を分離するために、信号Ｒ２、Ｇ２は入力最大輝度値検出部６１に送られる。信号Ｂ２、Ｗ２については、Ｙ信号を構成する成分とはならないため、それぞれ階調変換回路７Ｂ、７Ｗに送られる。
【００８６】
入力最大輝度値検出部６１において、送られてきた信号Ｒ２、Ｇ２について、最大輝度検出回路６１Ｒ、６１Ｇによって入力最大輝度を求め、ＭＡＸ（Ｒ２）、ＭＡＸ（Ｇ２）を得る。得られた最大輝度は、光源強度算出部６４に供給される。信号Ｒ２、Ｇ２は分解画像生成部６２に送られる。
【００８７】
分解画像生成部６２においては、まず、最小値検出回路６２ａによって画素ごとに、入力されたＲ２、Ｇ２信号を比較し、その最小値をＹ信号として光源強度算出部６４に供給するとともに、減算処理回路６２Ｒ、６２Ｇに供給する。また、最小値検出回路６２ａは信号Ｒ２、Ｇ２をそれぞれ減算処理回路６２Ｒ、６２Ｇに供給する。
【００８８】
減算処理回路６２Ｒ、６２Ｇでは、入力されたＲ２、Ｇ２の色信号から、Ｙフィールドで表示されるＹ信号（信号Ｒ２、Ｇ２の最小値）を減算処理し、減算処理を施された信号Ｒ３（＝Ｒ２−Ｙ）、Ｇ３（＝Ｇ２−Ｙ）は、分解最大輝度値検出部６３に送られる。
【００８９】
分解最大輝度値検出部６３は、それぞれ最大輝度検出回路６３Ｒ、６３Ｇで、１画素ずつ信号値を比較し、輝度レベルの最大値ＭＡＸ（Ｒ３）、ＭＡＸ（Ｇ３）を検出する。検出された最大輝度値と信号Ｒ３、Ｇ３は、光源強度算出部６４に供給される。
【００９０】
光源強度算出部６４では、信号ＩＲ、ＩＧ、ＩＹを算出する式を立てる。第２実施形態と同様に考えて、以下の（１６）式と（８）式から計算することができる。
【００９１】
ＩＹ＝ｍｉｎ（ＭＡＸ（Ｒ）−ＭＡＸ（Ｒ３）、ＭＡＸ（Ｇ）−ＭＡＸ（Ｇ３））
光源強度の決定後は、信号ＩＹは比較回路６５ａと、階調変換回路７Ｙとに供給されると同時に、光源駆動部１２に送られる。信号ＩＲ、ＩＧは、それぞれ、階調変換回路７Ｒ、７Ｇと、光源駆動部１２とに送られる。
【００９２】
次に、分解画像更新部６５において、Ｙフィールドで再現できない範囲の値を補償する。Ｙフィールドで再現できる輝度の範囲は信号ＩＹにて限定されるので、ＩＹ＜Ｙのときには、Ｙフィールドで再現できないので、その場合は、Ｒ、Ｇの各フィールドで値の補償をしなければならない。
【００９３】
実際には、比較回路６５ａにおいて、ＹとＩＹの値を比較し、ＹがＩＹより大きい場合はＹ４＝ＩＹとし、ＹがＩＹ以下の場合はＹ４＝Ｙとする。そして、加算処理回路６５Ｒ、６５Ｇにおいて、次の（１７）式を用いて信号Ｒ４、Ｇ４を求める。
Ｒ４＝Ｒ３＋（Ｙ−Ｙ４）
Ｇ４＝Ｇ３＋（Ｙ−Ｙ４）                  （１７）
【００９４】
これらにより求められた、信号Ｒ４、Ｇ４、Ｙ４は、それぞれ階調変換回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｙに送られる。階調変換部７Ａでは、信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ２、Ｗ２、Ｙ４の各色信号を、光源強度算出部５Ａ、６４で決定されたＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＷ、ＩＹのときに、最大透過率になるように階調を変換し、信号Ｒ４’、Ｇ４’、Ｂ２’、Ｗ２’、Ｙ４’の各色信号を出力する。これらのＲ４’、Ｇ４’、Ｂ２’、Ｗ２’、Ｙ４’の各色信号はパネル駆動部１０へ送られる。パネル駆動部１０では、Ｒ４’、Ｇ４’、Ｂ２’、Ｗ２’、Ｙ４’の各色信号は、５倍速で送られて、順にパネル１１に表示される。このとき、パネル１１で表示されている信号に対応する強度の色で、光源は、ＩＲ、ＩＧ、ＩＢ、ＩＷ、ＩＹに対応した強度にて、順次点灯される。
【００９５】
つまり、パネルにＲ画像が表示されているフィールドでは、ＩＲに対応する強度でＲ光源が点灯し、Ｇ画像が表示されているフィールドではＩＧに対応する強度でＧ光源が点灯し、Ｂ画像が表示されているフィールドではＩＢに対応する強度でＢ光源が点灯し、Ｗ画像が表示されているフィールドでは、ＩＷに対応する強度でＲ光源とＧ光源とＢ光源が同時に点灯し、Ｙ画像が表示されているフィールドでは、ＩＹに対応する強度でＲ光源とＧ光源が同時に点灯する。
【００９６】
このように光源強度を決定し、フィールドを分解しなおすことで、電力を最小にした上で、できうるかぎりの輝度を、第４成分のフィールドあるいは、第５成分のフィールドに輝度を割り当てることが可能となり、これにより、色割れ低減の効果と両立させることが可能になる。
【００９７】
また、各フィールドにて光らせなくてもよい画素では透過率を０として光源を遮蔽する。しかし、透過率を０にしたとしても、光源の光が漏れることから「黒浮き」が顕著になることは周知の事実である。光源強度を最小化、最適化することで、電力削減をするとともに、黒浮きの影響を小さくすることも可能になる。
【００９８】
なお、第４実施形態では、先にＷフィールドを決定した後に、Ｙフィールドを決定したが、この決定順番は、任意であり、またフィールドもＷやＹに限定されず、マゼンタやシアンでもよいし、第３実施形態のように、構成比が決まっていれば、任意の色のフィールドを採用することができる。
【００９９】
また、６フィールド以上で構成される場合も同様の手順で、対応することができる。
【０１００】
本発明を実施するための形態では、原則、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号値の最小値を検出するなどして、フィールド分解を行ったが、フィールド分解の方法は、最小値の検出に限らず、入力画像を表示するために最低限必要な光源強度と、分解後のＲ、Ｇ、Ｂフィールドの信号強度の最大値と、第４成分の構成比率がわかっていれば同様の考え方で、光源強度を最適化でき、消費電力を最小にして、色割れ低減効果が得られる。
【０１０１】
また、パネルと光源の例で説明したが、フィールドシーケンシャル表示方式の表示装置であればどんな装置でもよい。例えば、ＤＬＰ方式のプロジェクタ等でも同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１実施形態のカラー表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態のカラー表示装置の一具体例の構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態に係る光源強度算出部において光源強度を算出する説明図。
【図４】第１実施形態に係る分解画像更新部で行われる信号値更新の説明図。
【図５】本発明の第２実施形態によるカラー表示装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第４実施形態によるカラー表示装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１０３】
１    入力部
２    入力最大輝度値検出部
２Ｒ、２Ｇ  最大輝度検出回路
３    分解画像生成部
３ａ  最小値検出回路
３ｂ  最小値検出回路
３Ｒ、３Ｇ、３Ｒ  減算処理回路
４    分解最大輝度値検出部
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ  最大輝度検出回路
５    光源強度算出部
６    分解画像更新部
６ａ  比較回路
６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ  加算処理回路
７    階調変換部
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｗ  階調変換回路
８    表示部
１０  パネル駆動部
１１  パネル
１２  光源駆動部
１３  光源ユニット
【図１】
2008026816.tif 000003
【図２】
2008026816.tif 000004
【図３】
2008026816.tif 000005
【図４】
2008026816.tif 000006
【図５】
2008026816.tif 000007
【図６】
2008026816.tif 000008