(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色の異なる複数の光源と、これら各光源を独立に制御することができる光源制御部と、入力画像信号を演算して前記光源制御部に信号を送る画像検出部と、複数の色からなる色フィルターを備えたシャッタ部と、該シャッタ部を制御するためのシャッタ制御部とを有し、前記入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御することにより画像の表示を行なう透過型画像表示装置であって、
前記画像検出部は、前記入力画像信号より、強調したい色を検出し、前記各光源の発光比率を、前記強調したい色がより鮮やかになるように変化させ、
前記発光比率を制御する信号を入力し、該発光比率の変化に応じて、前記強調したい色以外の色の変化を抑制するよう前記入力映像信号の補正を行う色補正演算部を有し、
前記補正された入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御することを特徴とする透過型画像表示装置。
【請求項２】
前記色補正演算部での前記入力映像信号の補正は、白色の色度座標の変化を抑制する補正であることを特徴とする請求項１記載の透過型画像表示装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記色補正演算部での前記入力映像信号の補正による白色輝度の変化を抑制するように、前記光源全体の発光量を制御することを特徴とする請求項１または２記載の透過型画像表示装置。
【請求項４】
発光色の異なる複数の光源と、これら各光源を制御する光源制御部と、入力画像信号を演算して前記光源制御部に信号を送る画像検出部と、複数の色からなる色フィルターを備えたシャッタ部と、このシャッタ部を制御するシャッタ制御部とを有し、前記入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御して画像の表示を行なう透過型画像表示装置の駆動方法であって、
前記画像検出部において、前記入力画像信号より、強調したい色を検出する動作と、
前記各光源の発光比率を、前記強調したい色がより鮮やかになるように変化させる動作と、
該発光比率の変化に応じて、前記強調したい色以外の色の変化を抑制するよう前記入力映像信号の補正を行う動作と、
前記補正された入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御する動作と、を有することを特徴とする透過型画像表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記入力映像信号の補正は、白色の色度座標の変化を抑制する補正である
ことを特徴とする請求項４記載の透過型画像表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記光源制御部にて、前記入力映像信号の補正による白色輝度の変化を抑制するように、前記光源全体の発光量を制御する動作を更に含む請求項４または５記載の透過型画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画素ごとに複数色の色フィルタを有することにより、カラー画像を表示する透過型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、透過型画像表示装置は、一般的に、光源１と、画像を生成するためのシャッタ２、およびシャッタ２を制御するシャッタ制御部３から構成されている。シャッタ２は、表示画像を構成する各画素に対応して微細領域ごとに開閉が可能であり、各画素における光の透過率を制御することにより表示画像を得ている。
【０００３】
カラー表示を行なう透過型画像表示装置の場合には、図５に示すように、各画素をさらにＲＧＢの三色の色フィルタ７に対応してサブ画素に分割し、シャッタ２によって各サブ画素における光の透過率を制御する。各サブ画素および各画素は充分微細に作り込まれているため、各サブ画素に表示されるＲＧＢ三色の混合色が、画素の表示色として表示装置の使用者に観察される。
【０００４】
従来の透過型画像表示装置においては、前記三色の色フィルタ７およびシャッタ２に、単一色の光源１を組み合わせてカラー表示を行なう。ゆえに、表示することのできる色再現範囲は、色フィルター特性と光源の発光色とに依存し、たとえば図４の色度図における領域１００の内側に限られ、常に一定であってその範囲も狭い。したがって、従来の透過型画像表示装置においては、彩度の高い表示を得ることが困難であった。
【０００５】
色変換演算部８を設けて入力画像信号を演算により変換し、より彩度の高い色として表示することにより、見かけ上色を鮮やかにする手法も考えられているが、実際に表示可能な色再現範囲は図４の色度図における領域１００のまま一定であるために、高彩度側で飽和による色潰れが生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、各画素ごとに色フィルタを備えた透過型画像表示装置では、画像は、光源の色と、色フィルタで決定される色再現範囲内で表示される。一般に液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、この色再現範囲はＣＲＴなどの表示装置と比べて狭く、通常のＴＶ画面などを表示した場合、鮮やかさにおいて見劣りしてしまう欠点があった。
【０００７】
また、入力画像信号を演算により変換して、見かけ上色を鮮やかにする手法では、実際の表示可能な色再現範囲は一定であるために、強調された色が飽和により色潰れを起こす欠点があった。
【０００８】
本発明では、入力画像に応じて動的に特定の色を鮮やかにし、動画表示の際に、ＣＲＴなどの表示装置と同等の色再現範囲を、違和感なく実現する方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の透過型画像表示装置は、発光色の異なる複数の光源と、これら各光源を独立に制御することができる光源制御部と、入力画像信号を演算して前記光源制御部に信号を送る画像検出部と、複数の色からなる色フィルターを備えたシャッタ部と、該シャッタ部を制御するためのシャッタ制御部とを有し、前記入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御することにより画像の表示を行なう透過型画像表示装置であって、前記画像検出部は、前記入力画像信号より、強調したい色を検出し、前記各光源の発光比率を、前記強調したい色がより鮮やかになるように変化させ、前記発光比率を制御する信号を入力し、該発光比率の変化に応じて、前記強調したい色以外の色の変化を抑制するよう前記入力映像信号の補正を行う色補正演算部を有し、前記補正された入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、前記色補正演算部での前記入力映像信号の補正は、白色の色度座標の変化を抑制する補正であることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記光源制御部は、前記色補正演算部での前記入力映像信号の補正による白色輝度の変化を抑制するように、前記光源全体の発光量を制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明の透過型画像表示装置の駆動方法は、発光色の異なる複数の光源と、これら各光源を制御する光源制御部と、入力画像信号を演算して前記光源制御部に信号を送る画像検出部と、複数の色からなる色フィルターを備えたシャッタ部と、このシャッタ部を制御するシャッタ制御部とを有し、前記入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御して画像の表示を行なう透過型画像表示装置の駆動方法であって、前記画像検出部において、前記入力画像信号より、強調したい色を検出する動作と、前記各光源の発光比率を、前記強調したい色がより鮮やかになるように変化させる動作と、該発光比率の変化に応じて、前記強調したい色以外の色の変化を抑制するよう前記入力映像信号の補正を行う動作と、前記補正された入力画像信号に応じて前記シャッタ部の光透過率を制御する動作と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記入力映像信号の補正は、白色の色度座標の変化を抑制する補正であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記光源制御部にて、前記入力映像信号の補正による白色輝度の変化を抑制するように、前記光源全体の発光量を制御する動作を更に含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１に、本実施の形態による透過型画像表示装置のブロック図を示す。本実施の形態における透過型画像表示装置は、発光色の異なる複数種類の光源１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・、およびこれら各光源の発光を制御する光源制御部４、色フィルタを各画素に備えたシャッタ２およびシャッタ制御部３、さらに入力画像を検出する画像検出部５から構成される。本実施の形態では、発光色がそれぞれ、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）である三種類の光源を使用した。また、色フィルタは図５に示すＲＧＢストライプ構成のものを使用し、シャッタとしてマトリクス方式のＴＦＴ液晶を用いる。
【００１６】
入力画像信号は、シャッタ制御部３に入力され、シャッタ２を制御して表示画像を形成するとともに、画像検出部５に入力される。画像検出部５では、１フレームごとに、入力画像信号の強調色を検出する。たとえば、画面上の各座標｛ｘ，ｙ｝について、入力画像信号の各色のデータを｛Ｒx,y，Ｇx,y，Ｂx,y｝とし、１フレーム期間にわたり
【００１７】
【数１】
0004594510.tif 000002
【００１８】
を計算すると、これらの比率によりその１フレームの画面でもっとも多く使われている色を検出することができる。この検出結果を光源制御部４に送り、色の異なる複数の光源１ａ、１ｂ、１ｃの発光比率を変更し、特定の色をより鮮やかに強調する。発光比率の変更は、各光源の発光量を変化させることによって行なってもよいし、単位時間あたりに占める各光源の発光時間の割合を変化させて行なってもよい。
【００１９】
画像検出部５での強調色の検出においては、（式１）のようなデータの単純な和だけでなく、２乗和であったり、その他の画像検出方式も使用できる。また、このような演算を数フレームにわたって行ない、数フレームの平均として強調色を検出してもよい。
【００２０】
この方式によれば、たとえば赤っぽい画面では、赤い光源の発光比率を上げることにより、より赤を強調した表示を得ることができる。すなわち、図４に示す従来の色再現範囲内の座標１０１を、色度図上で特定の色方向に関してより鮮やかな色に、つまり座標２０１へと移動させることができる。
【００２１】
従来の入力信号を変換することによる色変換技術では、色再現範囲そのものは変化せず領域１００の内側に限られており、当然、変換後の表示色もこの領域１００内に制限されてしまっていた。本実施の形態では、色再現範囲そのものを領域１００から領域２００へと変更することが可能であるため、より彩度の高い表示を得ることができる。本実施の形態でも、実際には色再現範囲は広がってはおらず、色再現範囲が移動するだけである。しかし、色再現範囲の移動が動的に、つまり色再現範囲の移動方向および移動量の決定が入力画像信号にもとづいて毎フレームごとに行なわれるため、表示画像の観察者には実際の色再現範囲が広くなったように知覚される。
【００２２】
実施の形態２
図２に、本発明の別の実施の形態における透過型画像表示装置のブロック図を示す。本実施の形態における透過型画像表示装置は、発光色の異なる複数種類の光源１ａ、１ｂ、１ｃおよびこれら各光源の発光を制御する光源制御部４、色フィルタを各画素に備えたシャッタ２およびシャッタ制御部３、入力画像を検出する画像検出部５および色補正演算部６から構成される。
【００２３】
実施の形態１と同様に、画像検出部５にて入力画像信号におけるＲＧＢ各色の割合を分析し、発光比率信号を光源制御部４に送ることによって各光源１ａ、１ｂ、１ｃの発光比率を変更する。同時に、発光比率信号は色補正演算部６にも送られる。この色補正演算部６では、画像検出部５により決定された光源の発光比率に応じて、入力画像信号のうちの強調色以外について色補正を行なう。
【００２４】
実施の形態１では、光源の発光比率を変更することによって強調色の彩度を高めているため、強調色以外の色の色度座標も同時に変化してしまう。本実施の形態では、この色補正演算部６によって、シャッタ制御部３に入力される信号を変換し、強調色以外の色変化を防止することができる。この色補正演算部６での信号の変換に、光源の発光比率および入力画像信号をパラメータとするルックアップテーブルを使用することにより、精度よく色補正を行なうことができる。または、マトリクス演算により色補正を行なうことで、精度は若干低下するものの、構成部品の点数を低減する効果がある。
【００２５】
たとえば、図４において座標１０１にある色をさらに赤っぽく強調する場合、実施の形態１と同様に、光源の発光比率を変更することにより色再現範囲を領域１００から領域２００へと移動させ、座標１０１を座標２０１へと移動させることにより鮮やかな赤色を表示することができる。しかし、このままでは白色の色度座標も座標１０２から座標２０２へと移動し、赤みがかった白色として表示されてしまう。
【００２６】
そこで本実施の形態では、色補正演算部６にて、変更後の光源の発光比率をもとに、強調色以外の表示色について信号変換による色補正を行なう。たとえば、赤色の光源の発光比率を高めた場合には、画像信号のＲ（赤）の成分を減らす信号変換を行なう。また、Ｒ（赤）の成分を減らすかわりに、Ｇ（緑）およびＢ（青）の成分を増やしてもよい。Ｒ（赤）の成分を減らしつつ、Ｇ（緑）およびＢ（青）の成分を増やせば、全体として輝度が変化することがなく好ましい。
【００２７】
以上述べたように、本実施の形態の透過型画像表示装置では、強調色以外の表示色について信号変換による色補正を行なうため、白色の色度座標が座標２０２へと移動してしまうことはなく、元の座標１０２の位置に表示される。したがって、強調色をより鮮やかに表示し、かつ強調色以外の色変化を抑えることができ、違和感のない自然な表示を得ることが可能である。
【００２８】
実施の形態３
図３に、本発明の他の実施の形態における透過型画像表示装置のブロック図を示す。本実施の形態における透過型画像表示装置は、発光色の異なる複数種類の光源１ａ、１ｂ、１ｃおよびこれら各光源の発光を制御する光源制御部４、色フィルタを各画素に備えたシャッタ２およびシャッタ制御部３、入力画像を検出する画像検出部５および色補正演算部６から構成される。
【００２９】
実施の形態２と同様に、画像検出部５にて入力画像信号におけるＲＧＢ各色の割合を分析し、発光比率信号を光源制御部４に送ることによって各光源１ａ、１ｂ、１ｃの発光比率を変更する。同時に、画像検出部５により決定された各光源の発光比率に応じて、色補正演算部６で入力画像信号のうちの強調色以外についての色補正を行なう。さらに、本実施の形態では、色補正演算部６から光源制御部４に、色補正にともなう白輝度の変化情報を送り、光源全体の発光量を変化させることにより、白輝度の変化を抑える。
【００３０】
入力画像信号を変換して色補正を行なう場合、最大階調の白色ではＲＧＢいずれかの透過率を減少させなければならない。したがって、表示される色変換後の白色は、暗くなってしまう。
【００３１】
これを防ぐために、色補正演算部６から、光源制御部４に白色輝度の変動分の信号を送り、白色輝度が変化しないように制御する。たとえば、画像検出部５からは、ＬR：ＬG：ＬB（ＬR，ＬG，ＬBはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの各光源の発光輝度）の割合を指定し、色補正演算部６からはＬR＋ＬG＋ＬBの値を指定するとよい。
【００３２】
たとえば、赤をより鮮やかに強調する場合、白が赤の方向に移動しないように、白をシアン側に色補正し、元の色度座標の位置に戻すような演算をする。白がシアン側に補正されると、実際にシャッタ制御部３に入力される白画像信号は、赤の透過率が減じられ、そのままでは輝度の低下が生じる。本実施例では、色補正演算部６から光源制御部３に白色輝度の変動分の信号が送られ、光源全体の発光量が増加するので、元の白色と同じ輝度にて表示を行なうことができる。また、白に限らず強調色以外の他のほとんどの色についても、基本的には色補正によってシャッタ部で赤の透過率を減じるために、同様の輝度低下を生じる。そのため、本実施の形態による白輝度補正の光源制御によって、白と同様の輝度補正効果が得られる。さらに強調色については、色補正が行なわれないので、光源の発光量が増加する分輝度が増加し、より強調される効果がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、色再現範囲が広く、鮮やかな表示の透過型画像表示装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による透過型画像表示装置を説明するブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態２による透過型画像表示装置を説明するブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態３による透過型画像表示装置を説明するブロック図である。
【図４】  本発明の効果を説明するためのＣＩＥx,y色度図である。
【図５】  シャッタに備える色フィルタを示した図である。
【図６】  従来の透過型画像表示装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ  光源
２    シャッタ
３    シャッタ制御部
４    光源制御部
５    画像検出部
６    色補正演算部
７    色フィルタ
８    色変換演算部
１００    従来の技術による色再現範囲
２００    本発明による色再現範囲
【図１】
0004594510.tif 000003
【図２】
0004594510.tif 000004
【図３】
0004594510.tif 000005
【図４】
0004594510.tif 000006
【図５】
0004594510.tif 000007
【図６】
0004594510.tif 000008