(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの原色につき少なくとも１つの副画素を有する４原色で構成された画素により、入力映像信号が示す映像を表示する表示装置であって、
前記入力映像信号中の画素信号の画素色を表現するに際し、前記表示装置で表現可能な色域に応じて決まる所定の明度より小さい明度における、前記色域の境界上以外の少なくとも１つの画素色を、前記４原色のうち３つの原色のみを用いて表現することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示装置は、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置であり、
前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値の和が最小となるような階調値の組合せに変換する色変換処理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示装置は、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置であり、
前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値の和が最大となるような階調値の組合せに変換する色変換処理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記色変換処理部は、前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値に変換するための３次元ルックアップテーブルを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記入力映像信号中の画素信号として、ＲＧＢの信号、三刺激値ＸＹＺの信号、ＲＧＢを含む４色の信号のいずれか１つを、前記色変換処理部に入力することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記４原色は赤色、緑色、青色、黄色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、赤色、黄色、青色のセット、若しくは緑色、黄色、青色のセットを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記４原色は赤色、緑色、青色、白色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、赤色、緑色、白色のセット、若しくは緑色、青色、白色のセット、若しくは青色、赤色、白色のセットを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記４原色は赤色、緑色、青色、シアン色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、緑色、シアン色、赤色のセット、若しくは青色、シアン色、赤色のセットを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
非自発光型の表示パネルと、該表示パネルの背面を照射するバックライトとを備え、前記表示パネルに前記入力映像信号が示す映像を表示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
自発光型の表示パネルを備え、該表示パネルに前記入力映像信号が示す映像を表示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示装置は、前記入力映像信号が示す映像を表示する非自発光型の表示パネルと、該表示パネルの背面を照射するバックライトと、透過型のスクリーンと、前記表示パネルに表示された映像を前記スクリーンの背面に投射させる投射レンズとを備えた投射型の表示装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、より詳細には、４原色表示に対応した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の色再現範囲（色域）を拡大する方法として、原色数を増やす方法がある。一般的に、表示装置に入力される映像信号中の画素信号は３原色を表現するための信号であるため、４以上の原色を用いて表示を行う表示装置には、入力された画素信号を４以上の原色の信号に変換する色変換装置が具備されている（例えば、特許文献１を参照）。ここで、４原色としては、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色），Ｙ（黄色）の組合せ、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ（白色）の組合せ、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ（シアン色）の組合せなどが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の色変換装置は、入力された白に対応する色変換値、又は白に対応する所定点に対して色変換値を計算し、白に対応する色変換値に基づいて、調整後の白に対応する色変換値が色再現領域の内側に位置するような調整値を計算し、その調整値を用いて、入力された画像データの色変換値を調整する。この色変換装置では、白に対する色変換値が色再現領域の内側に位置するようになるため、白の色変換結果が変化することを抑制することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、Ｒ，Ｇ，Ｂなどの高彩度の原色が含まれる映像の輝度を確保し表示品位を向上させることを目的とした、多原色表示対応の表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３４７５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６４４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ある色を表現（再現）するための原色の値の組合せは、３原色表示しかできない表示装置では一意的に決まるが、４原色表示等の多原色表示に対応した表示装置では複数存在し、一意的に決まらない。
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に記載の技術をはじめとする従来の４原色表示対応の表示装置では、ある色を表現するための４つの原色の値の組合せのうち、どの組合せを使用するかについての最適化はなされていない。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載の技術は、入力映像信号から映像の再現の正確性や変換の簡便性に主眼が置かれたもの、より具体的には入力された画像データである三刺激値ＸＹＺを表示パネル上で正確に再現するように４原色の値に変換することを目的とするものに過ぎず、４つの原色の値の組合せについて考慮した技術ではない。また、特許文献２に記載の技術は、非自発光型の表示装置において、一定以上の彩度を持つ原色画素が含まれる場合に、フレーム又はブロックに対してバックライト光源の輝度を高く制御するものであり、画素値の処理について、ましてや４つの原色の値の組合せについて考慮した技術ではない。
【０００９】
このように、従来の４原色表示対応の表示装置では、ある色を表現するための原色の値の組合せが最適化されたものではない。しかし、例えば消費電力の低減や視野角特性の向上を目的として最適化されれば非常に有益となるため、そのような改良を行うことが望ましい。
【００１０】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、４原色表示対応の表示装置において、４原色の値の組合せを、自発光型の表示装置における消費電力や非自発光型の表示装置における視野角特性といったディスプレイ性能を考慮して最適化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、１つの原色につき少なくとも１つの副画素を有する４原色で構成された画素により、入力映像信号が示す映像を表示する表示装置であって、前記入力映像信号中の画素信号の画素色を表現するに際し、前記表示装置で表現可能な色域に応じて決まる所定の明度より小さい明度における、前記色域の境界上以外の少なくとも１つの画素色を、前記４原色のうち３つの原色のみを用いて表現することを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記表示装置は、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置であり、前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値の和が最小となるような階調値の組合せに変換する色変換処理部を備えたことを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記表示装置は、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置であり、前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値の和が最大となるような階調値の組合せに変換する色変換処理部を備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第４の技術手段は、第２又は第３の技術手段において、前記色変換処理部は、前記入力映像信号中の画素信号の各成分を、前記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値に変換するための３次元ルックアップテーブルを有することを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第５の技術手段は、第２〜第４のいずれか１の技術手段において、前記入力映像信号中の画素信号として、ＲＧＢの信号、三刺激値ＸＹＺの信号、ＲＧＢを含む４色の信号のいずれか１つを、前記色変換処理部に入力することを特徴としたものである。
【００１６】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記４原色は赤色、緑色、青色、黄色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、赤色、黄色、青色のセット、若しくは緑色、黄色、青色のセットを用いることを特徴としたものである。
【００１７】
本発明の第７の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記４原色は赤色、緑色、青色、白色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、赤色、緑色、白色のセット、若しくは緑色、青色、白色のセット、若しくは青色、赤色、白色のセットを用いることを特徴としたものである。
【００１８】
本発明の第８の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記４原色は赤色、緑色、青色、シアン色であり、前記３つの原色として、前記入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、緑色、シアン色、赤色のセット、若しくは青色、シアン色、赤色のセットを用いることを特徴としたものである。
【００１９】
本発明の第９の技術手段は、第１〜第８のいずれか１の技術手段において、非自発光型の表示パネルと、該表示パネルの背面を照射するバックライトとを備え、前記表示パネルに前記入力映像信号が示す映像を表示することを特徴としたものである。
【００２０】
本発明の第１０の技術手段は、第１〜第８のいずれか１の技術手段において、自発光型の表示パネルを備え、該表示パネルに前記入力映像信号が示す映像を表示することを特徴としたものである。
【００２１】
本発明の第１１の技術手段は、第１〜第８のいずれか１の技術手段において、前記表示装置は、前記入力映像信号が示す映像を表示する非自発光型の表示パネルと、該表示パネルの背面を照射するバックライトと、透過型のスクリーンと、前記表示パネルに表示された映像を前記スクリーンの背面に投射させる投射レンズとを備えた投射型の表示装置であることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る４原色表示対応の表示装置によれば、４原色の値の組合せを、自発光型の表示装置における消費電力や非自発光型の表示装置における視野角特性といったディスプレイ性能を考慮して最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の液晶表示装置における表示部の構成例を模式的に示した図である。
【図３】図２の表示部における各副画素形成部の構成例を示す図である。
【図４】液晶表示装置が表現可能な色域の一例を示す図である。
【図５】図４の色域における所定の明度以下の領域の一例を示す図である。
【図６】図４の色域における所定の明度以下の領域の他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る４原色（ＲＧＢＹ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【図８】従来の３原色（ＲＧＢ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【図９】本発明に係る４原色（ＲＧＢＷ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る４原色（ＲＧＢＹ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝８０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【図１１】従来の３原色（ＲＧＢ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝８０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【図１２】本発明に係る４原色（ＲＧＢＷ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝８０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る表示装置は、４原色で構成された画素（ピクセル）により、入力映像信号が示す映像を表示する装置である。この画素は、１つの原色につき少なくとも１つの副画素（サブピクセル）を有するものとする。つまり、この表示装置での１画素は、１原色につき１つ以上の副画素でなり、例えば、以下の構成例で示すように各原色に１つずつの副画素を設けて１画素を構成してもよい。或いは、ある原色については２つの副画素を設け、他の原色については１つの副画素を設けて、１画素を構成するなどしてもよい。また、各原色についての副画素の合計の開口率が一定であることを前提として説明するが、原色毎に異なる開口率を採用してもよい。
【００２５】
まず、本発明に係る表示装置について、液晶表示装置を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本構成例では、４原色としてＲＧＢＹ（赤色、緑色、青色、黄色）を採用した液晶表示装置を挙げて説明するが、ＲＧＢＷ（赤色、緑色、青色、白色）やＲＧＢＣ（赤色、緑色、青色、シアン色）などの他の４原色表示対応の液晶表示装置であっても、基本的な構成は同様である。本構成例の液晶表示装置は、大きく分けて、駆動制御回路１、入力部２、映像処理回路３、制御部４、光源制御回路５、並びに、アクティブマトリクス型の４原色表示対応のカラー液晶パネルを有する表示部６で構成される。但し、この構成例に限らず、４原色表示対応の液晶表示装置であればよい。
【００２６】
駆動制御回路１は、表示部６を駆動するための駆動信号を生成する。その詳細については後述する。入力部２は、デジタル放送信号を受信してこのデジタル放送信号に含まれる映像信号を入力するチューナ、或いは、ゲーム機やプレーヤ、レコーダなどの外部機器を接続し、外部機器から映像信号を入力する外部インターフェイスである。以下ではこの入力部２から入力される映像信号を入力映像信号という。映像処理回路３は、入力部２からの入力映像信号に対して各種の信号処理を実行する回路である。制御部４は、液晶表示装置の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどで構成される。
【００２７】
光源制御回路５は、制御部４からの制御指令に従って、表示部６を構成するバックライト光源９に供給する電力を制御してバックライト光源９の輝度を調整する。光源制御回路５は、例えば映像処理回路３から出力されるＲＧＢ信号の映像特徴量（例えば平均輝度レベルや最大輝度レベル等）に応じて、画面を分割した分割領域毎にバックライト光源９の輝度を調整する。
【００２８】
表示部６は、カラーフィルタ７と、液晶パネル本体８と、バックライト光源９とで構成される。液晶パネル本体８は、後述の図３に示すように、複数のデータ信号線Ｌｓと複数のデータ信号線Ｌｓに交差する複数の走査信号線Ｌｇとが形成されている。この液晶パネル本体８とカラーフィルタ７とにより、マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含むカラー液晶パネルが構成される。バックライト光源９は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極線管（ＣＣＦＬ:Cold Cathode Fluorescent Lamp）などが考えられる。
【００２９】
図２は、表示部６の構成例を模式的に示した図である。表示部６における各画素形成部６２は、赤色、緑色、青色、及び黄色にそれぞれ対応するＲ副画素形成部６１、Ｇ副画素形成部６１、Ｂ副画素形成部６１、及びＹ副画素形成部６１からなる。この表示部６によって表示されるカラー画像の各画素は、赤色、緑色、青色、及び黄色にそれぞれ対応するＲ副画素、Ｇ副画素、Ｂ副画素、及びＹ副画素で構成されることになる。
【００３０】
図３は、図２に示した各副画素形成部の構成例を示す図である。図３（Ａ）は表示部６（主に液晶パネル本体８とカラーフィルタ７）における１つの副画素形成部６１の電気的構成を示す図で、図３（Ｂ）は副画素形成部６１の電気的構成を示す等価回路図である。図２，図３に示すように、本構成例における各画素形成部６２は、カラー画像の表示のための原色数に等しい個数の副画素形成部６１から構成されており、各副画素形成部６１は、複数のデータ信号線Ｌｓと複数の走査信号線Ｌｇとの交差点に対応して設けられている。また、各走査信号線Ｌｇに平行に配置された補助容量線Ｌｃｓが設けられると共に、全ての副画素形成部６１に共通する共通電極Ｅｃｏｍが設けられている。
【００３１】
図３において、各副画素形成部６１は、それに対応する交差点を通過する走査信号線Ｌｇにゲート端子が接続されると共に、この交差点を通過するデータ信号線Ｌｓにソース端子が接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）６１ａと、このＴＦＴ６１ａのドレイン端子に接続された画素電極６１ｂと、この画素電極６１ｂとの間に補助容量Ｃｃｓが形成されるように配置された補助電極６１ｃとを含む。また、各副画素形成部６１は、全ての副画素形成部６１に共通の共通電極Ｅｃｏｍと、画素電極６１ｂと共通電極Ｅｃｏｍとの間に挟持された電気光学素子としての液晶層とを含み、画素電極６１ｂと共通電極Ｅｃｏｍとそれらにより挟持された液晶層とによって液晶容量Ｃｌｃが形成されている。
【００３２】
駆動制御回路１は、表示制御回路１１と、データ信号線駆動回路１３と、走査信号線駆動回路１４とを備えている。表示制御回路１１は、映像処理回路３からデータ信号ＤＡＴ（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）と、図示しないタイミングコントローラからタイミング制御信号ＴＳを受け取り、デジタル映像信号ＤＶ（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）、データスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ，ラッチストロープ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、及びゲートクロック信号ＧＣＫ等を出力する。なお、ＳＳＰ、ＳＣＫ、ＬＳ、ＧＳＰ、及びＧＣＫ等の信号は、表示部６に画像を表示するタイミングを制御するためのタイミング信号である。
【００３３】
図２に示すように、表示部６の各副画素形成部６１が、赤色、緑色、青色、黄色にそれぞれ対応するＲ副画素形成部、Ｇ副画素形成部、Ｂ副画素形成部、Ｙ副画素形成部からなり、データ信号ＤＡＴは、赤、緑、青の３原色にそれぞれ対応する３つの原色信号（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）からなる。よって、表示制御回路１１は、ＲＧＢの３原色に対応した入力原色信号（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）を、ＲＧＢＹの４原色に対応した出力原色信号（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）に変換する色変換処理回路１２を備える。デジタル映像信号ＤＶは、色変換処理回路１２から出力される出力原色信号（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）であり、これにより表示部６に表示すべきカラー画像を表示する。
【００３４】
データ信号線駆動回路１３は、表示制御回路１１から出力されたデジタル画像信号ＤＶ（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）、データスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ、及びラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、表示部６内の各副画素形成部６１における画素容量（Ｃｌｃ＋Ｃｃｓ）を充電するためにデータ信号電圧Ｖｓを駆動信号として各データ信号線Ｌｓに印加する。このとき、データ信号線駆動回路１３では、データクロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各データ信号線Ｌｓに印加すべき電圧を示すデジタル映像信号ＤＶが順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号ＬＳのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル映像信号ＤＶがアナログ電圧に変換され、データ信号電圧Ｖｓとして表示部６における全てのデータ信号線Ｌｓに一斉に印加される。
【００３５】
ここで、データ信号線駆動回路１３は、デジタル映像信号ＤＶを構成する原色信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏに応じたアナログ電圧をデータ信号電圧Ｖｓとして生成し、Ｒ副画素形成部６１に接続されるデータ信号線Ｌｓには赤の原色信号Ｒｏに応じたデータ信号電圧Ｖｓを印加し、Ｇ副画素形成部６１に接続されるデータ信号線Ｌｓには緑の原色信号Ｇｏに応じたデータ信号電圧Ｖｓを印加し、Ｂ副画素形成部６１に接続されるデータ信号線Ｌｓには青の原色信号Ｂｏに応じたデータ信号電圧Ｖｓを印加し、Ｙ副画素形成部６１に接続されるデータ信号線Ｌｓには黄の原色信号Ｙｏに応じたデータ信号電圧Ｖｓを印加する。
【００３６】
走査信号線駆動回路１４は、表示制御回路１１から出力されたゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、表示部６における走査信号線Ｌｇにアクティブな走査信号（ＴＦＴ６１ａをオンさせる走査信号電圧Ｖｇ）を順次印加する。
【００３７】
駆動制御回路１は、図示しない補助電極駆動回路及び共通電極駆動回路をも含んでいる。補助電極駆動回路から各補助容量線Ｌｃｓに所定の補助電極電圧Ｖｃｓが印加され、共通電極駆動回路から共通電極Ｅｃｏｍに所定の共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。なお、補助電極電圧Ｖｃｓと共通電圧Ｖｃｏｍとを同一の電圧とし、補助電極駆動回路と共通電極駆動回路を共通化してもよい。
【００３８】
以上のようにして表示部６において、データ信号線Ｌｓにはデータ信号電圧Ｖｓが、走査信号線Ｌｇには走査信号電圧Ｖｇが、共通電極Ｅｃｏｍには共通電圧Ｖｃｏｍが、補助容量線Ｌｃｓには補助電極電圧Ｖｃｓがそれぞれ印加される。これにより、各副画素形成部６１の画素容量には、デジタル映像信号ＤＶに応じた電圧が保持されて液晶層に印加され、その結果、デジタル映像信号ＤＶの表すカラー画像が表示部６に表示される。
【００３９】
なお、このとき、各Ｒ副画素形成部６１は、その内部の画素容量に保持される電圧に応じて赤色光の透過量を制御し、各Ｇ副画素形成部６１は、その内部の画素容量に保持される電圧に応じて緑色光の透過量を制御し、各Ｂ副画素形成部６１は、その内部の画素容量に保持される電圧に応じて青色光の透過量を制御し、各Ｙ副画素形成部６１は、その内部の画素容量に保持される電圧に応じて黄色光の透過量を制御する。
【００４０】
以上のように、本発明に係る４原色表示対応の液晶表示装置は、液晶パネルと、その表示パネルの背面を照射するバックライトとを備え、その表示パネルに入力映像信号が示す映像を表示するように構成されている。
【００４１】
以下、図４〜図１２を併せて参照しながら、本発明の主たる特徴について説明する。
図４は、液晶表示装置（ＲＧＢＹの４原色表示対応の液晶表示装置）が表現可能な色域の一例を示す図である。ここで、図４（Ａ）は３次元色空間図を上から見た図であり、ある明度Ｌ＊におけるｘｙ色度図であるとも言える。また、図４（Ｂ）は３次元色空間図、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）をｘｙ平面に平行な方向から見た図である。また、図５は、図４の色域における所定の明度以下の領域の一例を示す図で、図５（Ａ）は所定の明度以下のある明度Ｌ＊におけるｘｙ色度図、図５（Ｂ）は３次元色空間図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）をｘｙ平面に平行な方向から見た図である。また、図６は、図４の色域における所定の明度以下の領域の他の例を示す図で、図６（Ａ）は所定の明度以下のある明度Ｌ＊におけるｘｙ色度図、図６（Ｂ）は３次元色空間図、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）をｘｙ平面に平行な方向から見た図である。
【００４２】
本発明に係る液晶表示装置は、その主たる特徴として、入力映像信号中の画素信号の画素色を表現するに際し、所定の明度より小さい明度における、上記色域の境界上以外の少なくとも１つの画素色を、上記４原色のうち３つの原色のみを用いて表現する。換言すれば、所定の明度より小さい明度では、色域の境界上以外の部分で３つの原色で色表現する色度領域を設けておく。これにより、所定の明度より小さい明度で視野角特性を向上させるといった効果を奏し、もってディスプレイ性能を最適化することができるといった効果を奏する。なお、このような効果を奏する理由については後述する。
【００４３】
ここで、明度（Ｌ＊）としては、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間）やＬ＊ｕ＊ｖ＊表色系（Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間）におけるBrightnessが採用できるが、白を１００（％）として、その他の色を相対値で表せるのであればどのように定義しても構わない。以下、通常の拡散色での値域に従い、明度を０〜１００の範囲で表して説明する。
【００４４】
また、上記所定の明度とは、液晶表示装置の表示部によって決まるものであり、より詳細には、液晶表示装置で表現可能な色域（つまり液晶表示装置が４原色で表現可能な色域）に応じて決まるものである。極端な例を挙げると、所定の明度が９９になるような液晶表示装置の構成であっても、それより小さい明度で視野角特性を向上させるといった本発明の効果を奏すると共に、それ以上の明度だけでも４原色表示を行えば液晶表示装置を４原色表示にして色域を拡げた意味がある。よって、所定の明度は１００でなければよく、また０でなければ視野角特性の向上といった効果は得られる。
【００４５】
また、上記色域とは、ある明度について説明すると、例えば図４（Ａ）の四角形で囲まれる色度領域を指し、その色域の境界上とは、その四角形の線上（外枠の線上）を指す。全ての明度について説明すると、色域とは図４（Ｂ），（Ｃ）で図示する多面体のような物体（一部の辺が曲線となるため、曲面体の物体と言える）の内部領域を指し、色域の境界上とはその物体の外縁上（外枠上）を指す。
【００４６】
次に、図５及び図６を参照しながら、図４で例示した色域における所定の明度の例を挙げる。
図４で色域が定義される４原色（ＲＧＢＹ）表示対応の液晶表示装置においては、Ｇの副画素を点灯しないで表示できる画素色の領域は、例えば図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）でグレーで図示した領域になる。この領域は、色域が決まると、Ｇの成分をＹ等の他の色で補える領域として一義的に決まる。そして、図５（Ｃ）で図示したように、上記グレーで図示した領域中の一番大きい明度Ｔｈより小さい明度の画素色の中には、３つの原色Ｒ，Ｂ，Ｙのみを用いて表現することが可能な画素色が存在することが分かる。
【００４７】
同様にして、Ｒの副画素を点灯しないで表示できる画素色の領域も、色域により一義的に決まり、例えば図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）でグレーで図示した領域になる。また、３つの原色Ｇ，Ｂ，Ｙのみを用いて１以上の画素色が表現可能な明度の閾値（Ｔｈ′とする）も上記Ｔｈと同様に決まる。そして、Ｇの副画素を点灯しないで表示できる領域においては上記Ｔｈが、Ｒの副画素を点灯しないで表示できる領域においては上記Ｔｈ′が、上記所定の明度に該当することになる。
【００４８】
よって、上記所定の明度は上記色域中の領域によって異なり、図５及び図６におけるグレーで図示した領域内については、液晶表示装置が、所定の明度より小さい明度における画素色の全てを上記４原色のうち３つ以下の原色のみを用いて表現できることを意味する。
【００４９】
このように、図４〜図６の例では、４原色はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙ（つまり表示部６がＲＧＢＹのディスプレイ）であり、上記３つの原色として、入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、Ｇ，Ｂ，Ｙのセット若しくはＲ，Ｂ，Ｙのセットを用いている。このようにしてＧ又はＲの副画素を表示しない画素色をもたせることで、その画素色を表示させる際には、その画素色の部分で視野角特性が向上する。例えば画素色がオレンジ色（肌色）である領域でＧの副画素が点灯しないことで、斜視時の緑色の浮きが抑えられ、その領域の色（ここでは肌色付近）の視野角特性が向上する。また、画素色が黄緑色である領域でＲの副画素が点灯しないことで、斜視時の赤色の浮きが抑えられ、黄緑色の視野角特性が向上する。
【００５０】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置は、上記色域によって決まる所定の明度に比べて小さい明度で、上記色域の境界上以外の部分で、３つの原色を用いて色表現させる画素色があるようにしておく。本発明に係る液晶表示装置でも当然、１〜３つの原色を用いて表現できる上記色域の境界上の画素色についてはどのような数や組合せの原色（無論４つ以下の原色）を採用すればよい。
【００５１】
また、少なくとも１色が３つの原色のみを用いて表現できれば、その１色について、視野角特性（特に肌色付近の視野角特性）が最も良くなる表示を行うこと、つまり視野角特性の改善が図ることができるといった効果があると言えるが、多い数の色が３つの原色のみを用いて表現できればより効果を奏する。より効果を得るために、所定の明度より小さい明度では色域の境界上以外の全ての色度領域で、３つの原色を用いて画素色を表現することが好ましい。ここで例示したような４原色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙである場合には、所定の明度より小さい明度の画素色のうち境界上以外の全ての画素色を、ＲＹＢの３色又はＧＹＢの３色のいずれかで表示することが好ましい。より具体的には、上記色域中でＲの副画素を点灯しないで表示できる画素色が、明度Ｔｈ′より小さい明度の画素色のうち、図６中のグレーで図示した領域内の全ての画素色となることが好ましい。また、上記色域中でＧの副画素を点灯しないで表示できる画素色が、明度Ｔｈより小さい明度の画素色のうち、図５のグレーで図示した領域内の全ての画素色となることが好ましい。
【００５２】
また、本発明に係る液晶表示装置は、次の色変換処理部を備えることが好ましい。この色変換処理部は、図１における色変換処理回路１２で例示でき、以下、色変換処理回路１２として説明する。
【００５３】
この液晶表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合、色変換処理回路１２は、入力映像信号中の画素信号の各成分（この例ではＲ，Ｇ，Ｂの各信号であり、上記Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対応）を、上記４原色（この例ではＲＧＢＹ）のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値（上記Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏに対応）の和が最小となるような階調値の組合せに変換する。
【００５４】
なお、この変換は、液晶がノーマリーブラックであるか、ノーマリーホワイトであるかに依らず、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示部が表示を行う装置であれば、階調値の和が小さくなる方が原色の数を減らせるため、同様に適用できる。
【００５５】
一方で、この液晶表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、色変換処理回路１２は、入力映像信号中の画素信号の各成分を、上記和が最大となるような階調値の組合せに変換する。なお、この変換は、液晶がノーマリーブラックであるか、ノーマリーホワイトであるかに依らず、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示部が表示を行う装置であれば、階調値の和が大きくなる方が原色の数を減らせるため、同様に適用できる。
【００５６】
また、図４〜図６では、４原色はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙであり、上記３つの原色として、入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて（つまり画素信号の画素色に応じて）、Ｇ，Ｂ，Ｙのセット若しくはＲ，Ｂ，Ｙのセットを用い、画素色を表現する例を挙げたが、原色のセットはこれに限ったものではない。
【００５７】
例えば、４原色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗである場合、上記３つの原色として、入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、Ｒ，Ｇ，Ｗのセット、若しくはＧ，Ｂ，Ｗのセット、若しくはＢ，Ｒ，Ｗのセットを用いる。つまり、表示部６がＲＧＢＷのディスプレイでは、所定の明度より小さい明度でＲＧＷ、ＧＢＷ、ＢＲＷのいずれかの３色を用いて表示する画素色を、境界上以外で設けておけばよい。
【００５８】
このように、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの副画素を表示しないような画素色を用意しておくことで、その画素色を表示させる際には、その画素色の部分で視野角特性が向上する。より具体的には、４原色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの場合、Ｒの副画素が点灯しないことでシアン付近の視野角特性の向上が図れ、Ｇの副画素が点灯しないことでマゼンタ付近の視野角特性の向上が図れ、Ｂの副画素が点灯しないことでオレンジ〜黄色〜黄緑の視野角特性の向上が図れる。
【００５９】
なお、ここで例示している液晶表示装置等の非自発光型でＲＧＢＷの４原色表示対応の表示装置では、所定の明度より小さい明度の場合、画素色を表示するときに上記３つの原色としてＲ，Ｇ，Ｂのセットを採用してもよい。Ｗの副画素を表示しない画素色をもたせることで、その画素色を表示させる際には、その画素色の部分で視野角特性が向上する。例えば画素色がピンク色である領域、画素色が薄緑である領域、画素色がシアン色である領域で、Ｗの副画素が点灯しないことで斜視時の白色の浮きが抑えられ、視野角特性が向上する。補足すると、後述する自発光型の表示装置の場合、省電力化が図れるといった効果を奏するが、Ｗが通常、輝度の高い画素であることから、ＲＧＢだけで表示すると輝度が足らず、このような効果が得られない。よって、自発光型でＲＧＢＷの４原色表示対応の表示装置の場合には、ＲＧＢの３つの原色を用いて表現するといった選択は行わなければよい。
【００６０】
また、４原色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃである場合、上記３つの原色として、入力映像信号中の画素信号が示す色度に応じて、Ｇ，Ｃ，Ｒのセット、若しくはＢ，Ｃ，Ｒのセットを用いる。つまり、表示部６がＲＧＢＣのディスプレイでは、所定の明度より小さい明度でＧＣＲ又はＢＣＲの３色を用いて表示する画素色を、境界上以外で設けておけばよい。
【００６１】
このように、Ｂ又はＧの副画素を表示しないような画素色を用意しておくことで、その画素色を表示させる際には、その画素色の部分で視野角特性が向上する。より具体的には、４原色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃの場合、Ｇの副画素が点灯しないことでマゼンタ付近の視野角特性の向上が図れ、Ｂの副画素が点灯しないことでオレンジ付近の視野角特性の向上が図れる。
【００６２】
次に、色変換処理回路１２における変換方法の詳細について説明する。
色変換処理回路１２では上述のような変換を実行することにより、まず色域の境界を除いた部分で所定の明度より小さい明度で３つの原色のみを用いて表現できる画素色が存在するようになり、また色域の境界上でも２つ以下のできるだけ少ない数の原色のみを用いて表現できる画素色が存在するようになる。換言すれば、色変換処理回路１２では、明度に依らず画素信号の各成分をある変換式で変換し、３つ以下の原色で表現できない色であれば、４つの原色全てで表現するような変換結果を得る。
【００６３】
この変換式について説明する。線形計画法を用いると、ある制約条件下における最適な原色の組合せが得られる。線形計画法とは、いくつかの１次不等式及び１次等式を満たす変数の値の中で、ある１次式（目的関数）を最大化又は最小化する値を求める方法であり、ＲＧＢＥディスプレイにおいて、ある色の三刺激値（Ｘt，Ｙt，Ｚt）は下式で表わすことができる。なお、Ｅは４原色のうちＲＧＢ以外の原色（４つ目の原色）を指している。
【００６４】
【数１】
0005124051.tif 000002
【００６５】
ここで、上式におけるマトリクスは表示部６の色域を表すマトリクスであり、表示部６での各原色に対応した係数で構成される。この例のように液晶表示装置の場合、マトリクスは主にカラーフィルタの色に対応した係数で構成される。マトリクスにおいて、Ｘr，Ｙr，Ｚrは原色Ｒの三刺激値を、Ｘg，Ｙg，Ｚgは原色Ｇの三刺激値を、Ｘb，Ｙb，Ｚbは原色Ｂの三刺激値を、Ｘe，Ｙe，Ｚeは原色Ｅの三刺激値を、それぞれ表している。また、ｒ，ｇ，ｂ，ｅは、それぞれ赤，緑，青，４つ目の原色の副画素の点灯率を示している。また、ある色の三刺激値（Ｘt，Ｙt，Ｚt）は、Ｒ，Ｇ，Ｂからの変換によって求めることができるため、色変換処理回路１２への入力は、三刺激値ＸＹＺの信号であってもＲＧＢの信号であってもよい。
【００６６】
そして、上式は、展開すると次のようになる。
Ｘt＝ｒＸr＋ｇＸg＋ｂＸb＋ｅＸe
Ｙt＝ｒＹr＋ｇＹg＋ｂＹb＋ｅＹe
Ｚt＝ｒＺr＋ｇＺg＋ｂＺb＋ｅＺe
【００６７】
Ｘr＋Ｘg＋Ｘb＋Ｘeは白の三刺激値Ｘとなり、これに各副画素の点灯率（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）を掛けた結果である（Ｘt，Ｙt，Ｚt）は、表示色の三刺激値を表している。
上式では、等式が３つ、未知数が４つであるため、ある色（Ｘt，Ｙt，Ｚt）を表す原色の組合せ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は無数に存在する。よって、目的関数Ｆを下式のように設定し、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）が最小となるようなｒ，ｇ，ｂ，ｅを、線形計画法に基づく数値計算により求める。
Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）＝ｒ＋ｇ＋ｂ＋ｅ
【００６８】
Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）が最小となるような点灯率のセット（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は、液晶表示装置の色域に含まれる全ての画素色（換言すれば、上記（Ｘt，Ｙt，Ｚt）としてとりうる全ての色）のそれぞれについて求める。但し、ここでは、この液晶表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合について説明している。また、ここでの説明のように、階調値が増えるに連れて点灯率が増える場合、点灯率のセット（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は階調値のセットと同義と言える。よって、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は、上述した和（副画素への階調値の和）に相当する。
【００６９】
その計算結果の一例として、ＲＧＢＹの４原色表示対応の表示装置においては、Ｒの階調値（ｒ）、Ｇの階調値（ｇ）、Ｂの階調値（ｂ）、Ｙの階調値（ｙ）の和が最小となる組合せを求めると、所定の明度より小さい明度ではＲの点灯領域においてＧが点灯せず、所定の明度（他の所定の明度、但し、同じ値の場合もある）より小さい明度ではＧの点灯領域においてＲが点灯しない。その逆も真であり、所定の明度より小さい明度でＲの点灯領域においてＧが点灯せず、他の所定の明度より小さい明度でＧの点灯領域においてＲが点灯しないような場合、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は最小になる。
【００７０】
同様に、この液晶表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）が最大となるようなｒ，ｇ，ｂ，ｅを、線形計画法に基づく数値計算により求める。その計算結果の一例として、ＲＧＢＹの４原色対応の表示装置で説明すると、所定の明度より小さい明度でＲの点灯領域においてＧが点灯せず、他の所定の明度より小さい明度でＧの点灯領域においてＲが点灯しないような場合、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）は最大になる。
【００７１】
ここで、上記所定の明度について補足する。階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、液晶表示装置の色域に含まれる全ての画素色のそれぞれについて、上記和（つまりＦ）が最小となるような階調値のセットを求め、その結果において、各色度について３色だけで表現できる明度の限界値が一意に決まる。同様に、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、液晶表示装置の色域に含まれる全ての画素色のそれぞれについて、上記和（つまりＦ）が最大となるような階調値のセットを求め、その結果において、各色度について３色だけで表現できる明度の限界値が一意に決まる。
【００７２】
従って、この例では、所定の明度より小さい明度で（境界上を除き）３つの原色のみを用いる画素色を少なくとも１つ設けるといった本発明の主たる特徴（以下、第１の特徴と言う）を、全ての明度についてこのような変換を行う色変換処理回路１２を表示装置に具備させるといった第２の特徴により実現させている。無論、本発明は、上記第１の特徴の代わりに上記第２の特徴をもたせた発明として構成することもできる。
【００７３】
さらに、この例では、上記第１の特徴を、次のような第３の特徴により実現させている。この第３の特徴とは、ある色度の色を表現する場合に、色度毎に定められた所定の明度（表示部６の色域が決まれば一義的に決まる上記限界値）より小さい明度では、４原色のうち３原色のみを用いるといった特徴である。無論、本発明は、上記第１の特徴の代わりに上記第３の特徴をもたせた発明として構成することもできる。このように定義した場合の色度毎の所定の明度は、図５（Ｂ）の例で説明すると、グレーで示す外壁のうち、垂直方向の２つの側壁を除いた外壁の部分、つまり上側の３つの曲面で表される。この３つの曲面より下側の色は、３色でも４色でも表現できるが、本発明では３色で表現することになる。
【００７４】
次に、上述のように線形計画法で計算した点灯率について、図７〜図１２を参照しながら説明する。
図７は、本発明に係る４原色（ＲＧＢＹ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図、図８は、従来の３原色（ＲＧＢ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。また、図９は、本発明に係る４原色（ＲＧＢＷ）表示対応の液晶表示装置における、Ｌ*＝２０の場合の各原色の点灯率の一例を示す図である。また、図１０，図１１，図１２は、それぞれ図７，図８，図９に対応し、Ｌ*＝８０の場合の各原色の点灯率の一例を示したものである。
【００７５】
図７〜図１２においては、色域内の色度について、各原色の点灯率の高さをその色度の位置での丸の大きさで示している。つまり、ここでは、色度の位置に図示した丸が大きいほど、その色度でその原色の点灯率が高いことを示している。
【００７６】
図７（Ａ）にて４原色（ＲＧＢＹ）中のＲ，Ｇの点灯率を示すように、この場合、色域は、Ｒのみ点灯する領域とＧのみ点灯する領域とに二分される。なお、４原色中のＢ，Ｙの点灯率はそれぞれ図７（Ｂ），（Ｃ）で示したように色域全般に亘って点灯率が０となっていない（但し、境界上は除く）。
【００７７】
従って、ここで例示したＲＧＢＹの４原色表示対応の液晶表示装置では、少なくともＬ*＝２０の場合においては、ＲＢＹ又はＧＢＹの３つの原色のみで色表現が可能であり、ＲとＧが同時に点灯しないため、視野角特性が最も良くなる。逆に、従来のように最適化を行わない場合には、図示しないが、Ｒの点灯する領域とＧの点灯する領域とが全域で重複するため、例えば肌色付近で斜視時の緑色の浮きが全域で見られる。
【００７８】
比較のために、３原色（ＲＧＢ）表示対応の表示装置について説明する。図８（Ａ）にて３原色（ＲＧＢ）中のＲ，Ｇの点灯率を示すように、色域内の全ての色度について、ＲとＧとの両方を点灯している。但し、図８（Ａ）では、特に右側においてＧの点灯率がＲの点灯率に隠れている部分がある。また、３原色中のＢの点灯率も図８（Ｂ）で示したように色域全般に亘って点灯率が０になっていない（但し、境界上は除く）。このように、従来の３原色（ＲＧＢ）表示対応の表示装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂが全領域で点灯し、この場合にも、Ｒの点灯する領域とＧの点灯する領域とが全域で重複するため、例えば肌色付近で斜視時の緑色の浮きが全域で見られる。
【００７９】
図９（Ａ）にて４原色（ＲＧＢＷ）中のＲ，Ｇの点灯率を示すように、この場合、色域は、Ｒのみ点灯する領域、Ｇのみ点灯する領域、及びＲとＧの双方を点灯する領域とに分かれる。そして、図９（Ｂ）に示したように、４原色中のＢの点灯率は一部の領域で点灯率が０となっており、この領域はＲとＧの双方を点灯する領域と同じである。なお、４原色中のＷの点灯率はそれぞれ図９（Ｃ）で示したように色域全般に亘って点灯率が０となっていない（但し、境界上は除く）。
【００８０】
従って、ＲＧＢＷの４原色表示対応の液晶表示装置では、少なくともＬ*＝２０の場合においては、ＲＧＷ、ＧＢＷ、ＢＲＷのいずれかの３つの原色のみで色表現が可能である。ここでは、ＲとＧの双方を点灯する領域と、Ｂを点灯する領域とが重複しない例を挙げたが、一部で重複してもよく、その場合にはその重複する色度の領域だけ４原色表現になる。逆に、従来のように最適化を行わない場合には、図示しないが、例えばＲの点灯する領域とＧの点灯する領域とが全域で重複するため、肌色付近で斜視時の緑色の浮きが全域で見られる。
【００８１】
また、図１０，図１１，図１２に示すようにＬ*＝８０の場合には、Ｌ*＝２０の場合に比べて色域が狭くなっているものの、基本的な傾向は同じである。しかし、Ｌ*＝８０の場合には、図１０（Ａ）や図１２（Ａ）で示したように、ＲＧＢＹ、ＲＧＢＷのいずれの４原色表示においても、ＲとＧの双方を点灯する領域が若干生じている。
【００８２】
そして、Ｌ*が２０である場合と８０である場合との比較から分かるように、明度が上がるに連れて４原色全てで表現する必要がある色度領域が増えていく一方で、３つの原色で表現できる色度が少なくなっていく。そして、明度を上げていき、３つの原色で表現できる色度がなくなった時点の明度が、上記所定の明度であると言える。
【００８３】
次に、色変換処理回路１２において上述のような変換方法を容易に実現するための構成について説明する。
色変換処理回路１２における上述のような変換は、画素毎に演算により実行することは速度上、好ましいとは言えない。よって、色変換処理回路１２は、入力映像信号中の画素信号の各成分を、上記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値に変換するための３次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）を有することが好ましい。
【００８４】
ここで、３Ｄ−ＬＵＴは、線形計画法での計算で説明したように事前に計算され、画素色（Ｘt，Ｙt，Ｚt）のセットとその変換結果である（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）のセットとが関連づけられるように作成されたものとする。また、３Ｄ−ＬＵＴは色調整ポイントが多いため、３Ｄ−ＬＵＴを用いることで適確な調整が可能である。
【００８５】
また、液晶表示装置が階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、上記３つの原色のみを用いる画素値については、４つの副画素への階調値のうち、使用しない１色の副画素への階調値を最小値（一般的に０）にするように変換すればよい。逆に、液晶表示装置が階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、上記３つの原色のみを用いる画素値については、４つの副画素への階調値のうち、使用しない１色の副画素への階調値を最大値（８ビットデータの場合には２５５）にするように変換すればよい。よって、使用しない１色の副画素についての変換後の階調値としては、このような値を３Ｄ−ＬＵＴに用意しておけばよい。
【００８６】
なお、色変換処理回路１２は、３Ｄ−ＬＵＴを具備することに限ったものではなく、上述のように計算速度を無視すればＬＵＴ自体をもたなくてもよい。また、ＬＵＴとしては、３Ｄ−ＬＵＴではなく、各成分用のＬＵＴを具備しておいてもよい。特定の色を表現するときに各成分用のＬＵＴを参照し、それぞれのＬＵＴから取り出した各成分の階調値を用いて、目的の１色になるように変換すればよい。例えば、入力画素信号をＲ，Ｇ，Ｂの信号とし、Ｒ用のＬＵＴからＲとＹの成分の階調値を取り出し、Ｇ用のＬＵＴからＧとＹの成分の階調値を取り出し、Ｂ用のＬＵＴからＢとＹの成分の階調値を取り出し、Ｙの階調値については合算するなどして、変換してもよい。
【００８７】
なお、色変換処理回路１２を設けた例を挙げたが、液晶表示装置に色変換処理部を備えない例としては、レコーダやプレーヤなどのソース機器に同様の色変換処理部を設けておき、ソース機器側で変換後の信号をそのまま表示装置に入力するような形態をはじめとして、本発明に係る表示装置での表示に適した信号（つまり上記変換後の信号と同じ信号）を、外部から入力するような形態などが挙げられる。
【００８８】
また、図１の構成例では、入力映像信号中の画素信号として、ＲＧＢの信号が色変換処理回路１２に入力される例を挙げ、上記変換式では、ＲＧＢの信号や三刺激値ＸＹＺの信号が入力される例を挙げて説明した。但し、色変換処理回路１２に入力される信号としては、ＲＧＢを含む４色の信号など、他の組合せの信号であっても、変換式が異なるだけで同様の考え方で変換できる。ここで、ＲＧＢを含む４色の信号とは、最適化される前の信号であり、また４原色とは異なる組合せの４色についての信号であってもよい。例えば、ＲＧＢＷの４原色表示対応の液晶表示装置に、入力映像信号の画素信号としてＲＧＢＹの信号を入力し、ＲＧＢＷに変換して表示させるようにしてもよい。
【００８９】
上記変換式を使って説明すると、４色の信号（（ｒｒ，ｇｇ，ｂｂ，ｅｅ）とする）が入力されたとき、それが表す色（Ｘt，Ｙt，Ｚt）は一つに決まるが、（Ｘt，Ｙt，Ｚt）を表現できる原色の組み合わせは他にも複数存在するため、その中から、最適となる組み合わせ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）を選択する必要がある。つまり、入力された４色の信号（ｒｒ，ｇｇ，ｂｂ，ｅｅ）を最適な４原色信号（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）に変換する構成の装置では、結果的に、（ｒｒ，ｇｇ，ｂｂ，ｅｅ）のセットを所定のマトリクス係数に従って（Ｘt，Ｙt，Ｚt）のセットに変換してから、それを上記変換式を使って（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）のセットに変換するといった処理と、同じ変換処理で変換を行う。よって、同様にして（Ｘt，Ｙt，Ｚt）についてＦを最小（又は最大）にする（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）に変換するようにすればよい。つまり、（ｒｒ，ｇｇ，ｂｂ，ｅｅ）のセットに対応する（Ｘt，Ｙt，Ｚt）についてＦを最小（又は最大）にする（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）に変換するようにすればよい。実際には、事前にＦを最小（又は最大）にする変換結果を求めておき、３Ｄ−ＬＵＴとして、（ｒｒ，ｇｇ，ｂｂ，ｅｅ）のセットと変換結果である（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）とを関連付けたテーブルを参照して、変換すればよい。
【００９０】
また、以上の説明では、各原色の副画素の面積比（開口率）が同じであることを前提としたが、表示部として各原色について開口率が異なるものを使用することもある。なお、１画素中にある原色について複数の副画素を設けている場合には、その原色の開口率はそれら複数の副画素の合計の開口率を指す。しかし、そのような場合でも、色変換処理回路１２は、同様の方法で、入力映像信号中の画素信号の各成分を階調値の組合せに変換するようにすればよい。例えば、上述の変換式を用いる場合、副画素の開口率が原色により異なる場合でも、原色の三刺激値がそれに応じて変わるため、特に（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）に重み付けなどの処理を行う必要はない。
【００９１】
以上、本発明に係る表示装置について、液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これに限ったものではなく、液晶パネルの代わりに、他の非自発光型の表示パネルを備えた表示装置にも同様に適用でき、その場合にも同様の効果を奏する。
【００９２】
また、本発明に係る表示装置は、図１の表示部６として、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイパネルやＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の自発光型の表示パネルを備え、その表示パネルに入力映像信号が示す映像を表示する装置であってもよい。なお、有機ＥＬディスプレイの場合、例えば４色の発光層を用いる方式、４色のカラーフィルタを用いる方式などにより、４原色表示が可能になる。ＰＤＰの場合、例えば蛍光体の色を４つにすることで、４原色表示が可能になる。
【００９３】
自発光型の表示装置は、液晶表示装置のような非自発光型の表示装置と同様、原色の組合せがディスプレイ性能を最適化できるといった効果を奏するが、消費電力の点で最適化される点が異なる。例えば、所定の明度より小さい明度でＲの点灯領域においてＧが点灯せず、Ｇの点灯領域においてＲが点灯しないため、点灯しない副画素があることにより省電力になり、消費電力の低減が図れる。換言すれば、自発光型の表示パネルを具備する表示装置において、本発明の主たる特徴である上記第１の特徴、上記第２の特徴、上記第３の特徴のいずれか１又は複数を適用することで、省電力化が図れる。
【００９４】
原色の組合せの最適化に関して、階調データとの関係を補足的に説明する。自発光型の表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が小さくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、色変換処理回路１２で例示した色変換処理部は、入力映像信号中の画素信号の各成分を、上記４原色のそれぞれに対応する副画素に出力するための階調値の和が最小となるような階調値の組合せに変換する。この理由は、自発光型の表示部が発光輝度が高いほど電力を消費するものであり、４色の階調値の合計が小さいほど発光輝度が下がり省電力になるためである。この例では、上述した変換式で説明すると、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）が最小となるときに、消費電力も最小となる。
【００９５】
一方で、自発光型の表示装置が、階調値が小さくなるに従って表示輝度が大きくなる階調データに基づき表示を行う装置である場合には、色変換処理回路１２で例示した色変換処理部は、上記各成分を、上記和が最大となるような階調値の組合せに変換する。この理由は、上述のように自発光型の表示部が発光輝度が高いほど電力を消費するものであり、４色の階調値の合計が大きいほど発光輝度が下がり省電力になるためである。この例では、上述した変換式で説明すると、Ｆ（ｒ，ｇ，ｂ，ｅ）が最大となるときに、消費電力が最小となる。
【００９６】
その他については、表示装置が自発光型の場合でも、基本的に液晶表示装置に対する説明が援用できるため、その説明を省略する。
【００９７】
また、表示装置は、液晶パネル等の非自発光型の表示パネルと、表示パネルの背面を照射するバックライト（照射ランプ）と、透過型のスクリーンと、表示パネルに表示された映像をスクリーンの背面に投射させる投射レンズとを備えた投射型の表示装置であってもよい。このような構成を持った投射型の表示装置は、装置内部に設けたスクリーンの背面に映像を投射して透過光を観る装置であり、リアプロジェクタと呼ばれる。このリアプロジェクタは、非自発光型の表示パネルを備えるため、液晶表示装置を挙げて説明したように視野角特性を向上させることができる。その他については、表示装置がリアプロジェクタである場合でも、基本的に液晶表示装置に対する説明が援用できるため、その説明を省略する。
【００９８】
以上のように、４原色表示対応の表示装置では、ある色を表示する原色の組合せが複数存在するが、原色の組合せにより消費電力や視野角特性に差異が生じるため、最適となる組合せを選択することで、ディスプレイ性能を向上させることができる。ここで、本発明に係る自発光型の表示装置によれば、消費電力を低減するように４つの原色の値の組合せを最適化することができ、同様の組合せを用いることで、本発明に係る非自発光型の表示装置によれば、視野角特性を向上させるように最適化することができる。これに対し、従来技術では、このようなディスプレイ性能の最適化を考慮しておらず、また４原色表示対応の表示装置において３つの原色のみを用いて表示を行うものではないため、本発明は有益であると言える。
【符号の説明】
【００９９】
１…駆動制御回路、２…入力部、３…映像処理回路、４…制御部、５…光源制御回路、６…表示部、７…カラーフィルタ、８…液晶パネル本体、９…バックライト光源、１１…表示制御回路、１２…色変換処理回路、１３…データ信号線駆動回路、１４…走査信号線駆動回路、６１…副画素形成部、６１ａ…ＴＦＴ、６１ｂ…画素電極、６１ｃ…補助電極、６２…画素形成部。
【要約】
【課題】４原色表示対応の表示装置において、４原色の値の組合せを、自発光型の表示装置における消費電力や非自発光型の表示装置における視野角特性といったディスプレイ性能を考慮して最適化する。
【解決手段】本発明の表示装置は、１つの原色につき少なくとも１つの副画素を有する４原色で構成された画素により、入力映像信号が示す映像を表示する。この表示装置は、入力映像信号中の画素信号の画素色を表現するに際し、表示装置で表現可能な色域に応じて決まる所定の明度より小さい明度における、上記色域の境界上以外の少なくとも１つの画素色を、上記４原色のうち３つの原色のみを用いて表現する。例えば、４原色が赤色、緑色、青色、黄色の場合、上記色域の境界上以外でも、画素信号が示す色度に応じて緑色、青色、黄色のセット若しくは赤色、青色、黄色のセットを用い、画素色を表現する。
【選択図】図７【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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