(57)【要約】【課題】複数のサブフレームによって１フレームの画像を形成する画像表示装置において、入力される画像データの特性や画像表示装置の使用条件などに応じ、最大輝度および色再現域のバランスを柔軟に調整可能であり、適切なバランスにてカラー画像を表示可能な画像表示装置を得る。【解決手段】サブフレーム毎に異なる分光分布を有する光を発することが可能な光源（４）と、入力画像データ（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）から、上記分光分布に対応したサブフレーム画像データをサブフレーム毎に生成するサブフレーム画像データ生成手段（１）と、サブフレーム画像データの内容に従って、画素毎に光源からの光を変調する受光型光変調手段（５）と、制御情報（ＬＣ）を参照して、各サブフレームにおける光源からの光の分光分布を制御する手段（２）を備える。【選択図】図１
2007163647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブフレームによって１フレームの画像を形成する画像表示装置において、
上記サブフレーム毎に異なる分光分布を有する光を発することが可能な光源と、
入力画像データから、上記分光分布に対応したサブフレーム画像データを上記サブフレーム毎に生成するサブフレーム画像データ生成手段と、
上記サブフレーム画像データの内容に従って、画素毎に上記光源からの光を変調する受光型光変調手段と、
制御情報を参照して、上記各サブフレームにおける光源からの光の分光分布を制御する手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記光源は複数色の発光体を備え、上記サブフレーム毎に与えられる発光比率にて当該複数色の発光体を発光させて光を発し、
上記各サブフレームにおける光源からの光の分光分布を制御する手段は、上記サブフレーム毎に与えられる発光比率を上記制御情報を参照して制御する発光比率制御手段であり、
上記サブフレーム画像データ生成手段は、上記発光比率を参照してサブフレーム画像データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記サブフレーム画像データ生成手段は、上記サブフレーム毎に与えられる発光比率を用いて、上記各サブフレームにおける光源からの光の色を推定し、当該推定結果に基づいてサブフレーム画像データを生成することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記サブフレーム画像データ生成手段は、上記サブフレーム毎に与えられる発光比率を参照して、上記入力画像データの彩度を調整する彩度調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記彩度調整手段は、上記発光比率の差が小さい場合に、上記入力画像データの彩度を向上させる処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記入力画像データの特徴情報を検出する特徴情報検出手段をさらに有し、
上記発光比率制御手段は、上記特徴情報検出手段における検出結果を上記制御情報として用い、当該検出結果に基づいて発光比率を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
上記特徴情報は、上記入力画像データの彩度を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
上記発光比率制御手段は、上記入力画像データの彩度が低い場合に、上記発光比率の差が小さくなるように制御することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
上記特徴情報は、上記入力画像データの明度を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記発光比率制御手段は、上記入力画像データの明度が高い場合に、上記発光比率の差が小さくなるように制御することを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
使用者が周囲環境や使用目的によって使用条件を指定するための使用条件指定手段をさらに有し、
上記発光比率制御手段は、上記使用条件指定手段における指定結果を上記制御情報として用い、当該指定結果に基づいて発光比率を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像表示装置に係わり、中でも液晶表示装置やＤＬＰ（デジタル・ライト・プロセシング）方式の表示装置など、光源および受光型光変調素子を用いてカラー画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源および受光型光変調素子を用いた画像表示装置の一例が下記の特許文献１に記載されている。この従来の画像表示装置においては、光源として赤、緑、青の３色の発光体、受光型光変調手段として液晶パネルを備え、１フレームを時分割した複数のサブフレーム毎に、３色の発光体のいずれか１つを点灯するとともに、点灯している発光体の色に対応した画像データを液晶パネルに供給し、発光体からの光を変調することによりカラー画像を表示するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画像表示装置においては、サブフレーム毎に赤色の画像、緑色の画像、青色の画像を順次表示し、時間的に混色させることによりカラー画像を表示するものであった。この場合、液晶パネルにおいて１画素を異なる色彩特性を有する複数の副画素に分割する必要がなく、高精細な画像表示が可能である。しかし、従来の画像表示装置においては、各サブフレームにおいて発光する発光体は１色であり、よって各色の光源からの光は固定の分光分布のものであった。この結果、各色の発光体の点灯時間はせいぜい全体の１／３となり、必ずしも高輝度での表示には適していなかった。点灯時間における各色の発光体の最大発光強度を高める、または各色の発光体の数を増やすことにより、最大表示輝度を向上させることは可能であるが、前者は発光体の特性などによりその限界があり、後者はコストや実装面積などの点で課題がある。一方で、画像表示における色再現域は、入力される画像データの特性や使用条件によらず、常に一定となる。例えば、彩度の低い色のみで構成される画像であっても、彩度の高い色のみで構成される画像であっても、色再現域は常に固定となっていた。
【０００５】
本発明は、複数のサブフレームによって１フレームの画像を形成する画像表示装置において、入力される画像データの特性や画像表示装置の使用条件などに応じ、最大輝度および色再現域のバランスを柔軟に調整可能であり、適切なバランスにてカラー画像を表示可能な画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
複数のサブフレームによって１フレームの画像を形成する画像表示装置において、
上記サブフレーム毎に異なる分光分布を有する光を発することが可能な光源と、
入力画像データから、上記分光分布に対応したサブフレーム画像データを上記サブフレーム毎に生成するサブフレーム画像データ生成手段と、
上記サブフレーム画像データの内容に従って、画素毎に上記光源からの光を変調する受光型光変調手段と、
制御情報を参照して、上記各サブフレームにおける光源からの光の分光分布を制御する手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入力される画像データの特性や画像表示装置の使用条件などに応じ、最大輝度および色再現域のバランスを柔軟に調整可能であり、適切なバランスにてカラー画像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図示の画像表示装置は、サブフレーム画像データ生成手段１と、発光比率制御手段２と、サブフレーム同期信号生成手段３と、３色の発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを備える光源４と、受光型光変調手段５とを備える。
【０００９】
図１に示す画像表示装置に対して、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０、制御情報ＬＣ、フレーム同期信号ＦＳが外部より入力される。入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０は、各フレームの画像を形成する画素ごとの赤、緑、青の色成分の大きさを表すデータである。制御情報ＬＣは発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの発光強度を制御するためのデータであり、例えば入力画像データの特性や画像表示装置の使用条件などに基づいて決定される。また、フレーム同期信号ＦＳは、入力画像データのフレーム毎の同期を取るための信号である。
【００１０】
フレーム同期信号ＦＳは、サブフレーム同期信号生成手段３へと入力され、サブフレーム同期信号生成手段３でサブフレーム同期信号ＳＳが形成される。図２（ａ）及び（ｂ）は、フレーム同期信号ＦＳとサブフレーム同期信号ＳＳの関係の一例を表す図である。図において、横軸は時間、縦軸は信号レベルを表す。フレーム同期信号ＦＳおよびサブフレーム同期信号ＳＳは、０または１のいずれかの値をとる２値信号である。フレーム同期信号ＦＳが０から１に変化してから、次に０から１に変化するまでの期間が１フレーム期間ＦＲを表し、この期間内の入力画像データが当該フレームに対する画像データとなる。本実施の形態の画像表示装置において、サブフレーム同期信号生成手段３は１フレーム期間を３つのサブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３に分割し、各サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３に同期したサブフレーム同期信号ＳＳを生成する。なお、１フレーム内における３つのサブフレームＳＦ１〜ＳＦ３の時間の割合は、必ずしも均等である必要はない。生成されたサブフレーム同期信号ＳＳは、サブフレーム画像データ生成手段１および発光比率制御手段２へと入力される。
【００１１】
光源４の発光体４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、それぞれ赤、緑、青の光を発するものである。光源４からの光は、３色の発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂからの光を合成したものとなり、３色の発光体４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの発光比率に応じて、光源４からの光の分光分布は変化することとなる。発光比率制御手段２は、サブフレーム同期信号ＳＳに同期して、各サブフレームにおける３色の発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのそれぞれの発光強度を制御するための発光強度制御信号ＬＳを生成し、３色の発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂのそれぞれに供給する。この発光強度制御信号ＬＳの内容により、３色の発光体の発光比率は、サブフレーム毎に制御される。また、各サブフレームにおける３色の発光体の発光比率は、制御情報ＬＣにより決定される。
【００１２】
図３は、発光比率制御手段２の内部構成の一例を示すブロック図である。図３に示す発光比率制御手段２は、発光比率決定手段７及び発光強度制御手段８を備える。発光比率決定手段７は、制御情報ＬＣを入力として各サブフレームにおける３色の発光体の発光比率を決定し、発光比率情報ＬＰとして出力する。発光強度制御手段８は、発光比率情報ＬＰとサブフレーム同期信号ＳＳを入力とし、発光比率情報ＬＰから各サブフレームにおける３色の発光体の発光強度を決定し、サブフレーム同期信号ＳＳに同期して当該サブフレームに対する発光強度制御信号ＬＳとして、３色の発光体のそれぞれへと供給する。なお、本実施の形態の画像表示装置において、光源４は３色の発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂから構成されるものとしたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものでなく、サブフレーム毎に異なる分光分布を有する光を発することが可能な構成であれば２色、あるいは４色以上でも良く任意の色の組み合わせを用いることができる。また、これに対応して、発光比率制御手段２は、光源４からの光の分光分布を制御するための構成に置き換えられる。
【００１３】
図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの発光強度の例を表す図であり、縦軸は発光体の発光強度、横軸は時間を表す。ここで、フレームＦＲ内における３つのサブフレームに対し、フレームの開始時から順に第１のサブフレームＳＦ１、第２のサブフレームＳＦ２、第３のサブフレームＳＦ３とする。図４（ａ）〜（ｃ）の例においては、第１のサブフレームＳＦ１では発光体４Ｒのみが発光し、第２のサブフレームＳＦ２では発光体４Ｇのみが発光し、第３のサブフレームＳＦ３では発光体４Ｂのみが発光する。一方、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）〜（ｃ）の例では、いずれのサブフレームでも３色の発光体の全てが発光するが、各サブフレームにおける発光比率の差は図６（ａ）〜（ｃ）の例の方が小さい。例えば、第１のサブフレームＳＦ１に対しては、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）〜（ｃ）のいずれにおいても発光体４Ｒの発光が最も大きいが、発光体４Ｇ、４Ｂの発光は図６（ａ）〜（ｃ）の例が最も大きく、図４（ａ）〜（ｃ）の例が最も小さい（発光しない）。よって、発光比率の差は、図４（ａ）〜（ｃ）が最も大きく、図６（ａ）〜（ｃ）が最も小さい。３色の発光体４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの発光比率の差は、光源４からの光の色の純度に係わり、発光比率の差が大きいほど光源４からの光の色の純度は高くなり、より彩度の高い色が表示可能となる。なお、３色の発光体の発光比率の差は、サブフレーム毎に異なっても良い。
【００１４】
サブフレーム画像データ生成手段１には、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０およびフレーム同期信号ＦＳ、発光比率制御手段２からの発光比率情報ＬＰ、サブフレーム同期信号生成手段３からのサブフレーム同期信号ＳＳが入力される。サブフレーム画像データ生成手段１は、発光比率情報ＬＰを参照して、各サブフレームにおける光源からの光の色彩特性を推定し、当該サブフレームに対して適切なサブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１を入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０から生成する。サブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１は、サブフレーム同期信号ＳＳに同期して受光型光変調手段５に供給される。受光型光変調手段５は、サブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１の内容にしたがって、光源４からの光を画素ごとに変調して画像を表示画面（スクリーン）６に表示する。受光型光変調手段は、例えば、反射型あるいは透過型の液晶パネルなどにより構成される。ＤＬＰ（デジタル・ライト・プロセシング）方式の表示装置の場合、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）素子により構成される。
【００１５】
図７は、本実施の形態の画像表示装置における色再現範囲の一例を示すｘｙ色度図である。図７において、各サブフレームにおける３色の発光体の発光比率の差が大きい場合（ＤＬ１）、中程度の場合（ＤＬ２）、小さい場合（ＤＬ３）についての色再現範囲の例を示している。各サブフレームにおける発光体の発光との対応では、発光比率の差が大きい場合（ＤＬ１）は上記の図４（ａ）〜（ｃ）、中程度の場合（ＤＬ２）は上記の図５（ａ）〜（ｃ）、小さい場合（ＤＬ３）は上記の図６（ａ）〜（ｃ）の発光に対応する。すなわち、各サブフレームにおける発光体の発光比率の差の大きさにより、色再現範囲は変化することになり、発光比率の差が大きいほど色再現範囲は広くなる。
【００１６】
一方、図８は、本実施の形態の画像表示装置における表示色の彩度と明度の一例を示す図であり、無彩色〜赤にかけての表示可能な色の彩度と明度の関係を示したものである。図８において、彩度としてｘｙ色度図上での白色点からの距離を正規化した値、明度として輝度を正規化した値を採用している。また、図８において、各サブフレームにおける３色の発光体の発光比率の差が大きい場合（ＤＬ１）、中程度の場合（ＤＬ２）、小さい場合（ＤＬ３）についての表示彩度と明度（輝度）の例を示している。各サブフレームにおける発光体の発光との対応は、上記の図７の場合と同様である。すなわち、各サブフレームにおける発光体の発光比率の差の大きさにより、色再現範囲とともに表示可能な最大輝度は変化することになり、発光比率の差が大きいほど色再現範囲は広くなる一方で、表示可能な最大輝度は小さくなる。逆に、発光比率の差が小さいほど色再現範囲は狭くなる一方で、表示可能な最大輝度は大きくなる。
【００１７】
図９は、サブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の一例を示すブロック図である。図９に示す構成において、サブフレーム画像データ生成手段１は、画像データバッファ９、三刺激値変換手段１０、三原色データ変換手段１１、発光体データ記憶手段１２、及び光源色データ算出手段１３を備える。画像データバッファ９には、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０、フレーム同期信号ＦＳ、サブフレーム同期信号ＳＳが入力され、フレーム同期信号ＦＳに同期して入力画像データが書き込まれ、サブフレーム同期信号ＳＳに同期して読み出される。サブフレーム同期信号ＳＳに同期して読み出された入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０は、三刺激値変換手段１０にてＣＩＥ  ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０に変換される。三刺激値への変換は、入力画像データが従う色空間の色彩特性に応じて行われる。
【００１８】
発光体データ記憶手段１２には、光源４に備える３色の発光体の色彩特性が発光体データＬＥとして記憶されている。記憶される色彩特性は、例えばそれぞれの発光体を個別に発光させた場合に表示される色の三刺激値などである。光源色データ算出手段１３は、発光体データＬＥおよび発光比率情報ＬＰから、各サブフレームにおける光源からの光により、表示される色の三刺激値を推定し、光源色データＬＬとして、三原色データ変換手段１１へと供給する。なお、光源色データ算出手段１３にて得られる各サブフレームにおける三刺激値は、本画像表示装置における原色の推定三刺激値となる。三原色データ変換手段１１は、光源色データ算出手段１３からの各サブフレームにおける三刺激値情報を用いて、三刺激値変換手段１０からの入力画像データに対応する三刺激値Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０から各サブフレームに対応した三原色データであるサブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。以上のように生成されたサブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１は、各サブフレームにおける光源からの光の色彩特性に合わせて適切に生成されたデータとなる。
【００１９】
図１０は、サブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の他の一例を示すブロック図である。図９に示す構成において、サブフレーム画像データ生成手段１は、画像データバッファ９、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１４ａ〜１４ｄ、及びデータ選択手段１５を備える。画像データバッファ９は、上記図９におけるものと同様であり、同様の動作を行う。ルックアップテーブル１４ａ〜１４ｄには、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０のそれぞれの組み合わせに対するサブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１の組が、発光体の発光比率の複数の組に対応して予めそれぞれ記憶されている。ルックアップテーブル１４ａ〜１４ｄは、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０に対して記憶されているサブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１をそれぞれ出力する。データ選択手段１５は、入力される発光比率情報ＬＰを参照して、ルックアップテーブル１４ａ〜１４ｄのそれぞれから出力されるサブフレーム画像データの組の中から、適切なものを選択して出力する。本実施の形態の画像表示装置は、以上のような動作にて画像表示を行う。
【００２０】
従来の画像表示装置においては、表示される色の再現範囲と最大輝度との関係は、使用する光源（または発光体）を選択する際に決定されることになる。高輝度での表示が必要な際には色純度が低くても高輝度となる光源（または発光体）が選択され、高彩度（広色域）での表示が必要な際には輝度が低くても色純度が高い光源（または発光体）が選択される。光源（または発光体）が選択され、画像表示装置として構成された後は、表示される色の再現範囲と最大輝度との関係は固定となり、柔軟に変化させることはできない。一方、本実施の形態の画像表示装置によれば、制御情報ＬＣを参照して、各サブフレームにおける発光体の発光比率を制御し、光源からの光の分光分布を適切に制御することにより、画像表示における最大輝度および色再現域のバランスを柔軟に調整することが可能であり、適切なバランスにてカラー画像を表示することが可能となる。さらに、各サブフレームにおける発光体の発光比率に応じて（光源からの光の分光分布に応じて）、サブフレーム画像データを適切に生成することにより、高画質（各画素について適切な色、輝度）での画像表示が可能となる。
【００２１】
例えば、入力画像データが高彩度の色を含まないデータである場合、画像表示において広い色再現範囲は必要ない。この際には、各サブフレームにおける発光体の発光比率の発光比率の差を小さくするように制御情報ＬＣを与えることにより、高輝度での画像表示が可能となる。逆に、入力画像データに高彩度の色が多く含まれる場合、画像表示において広い色再現範囲が必要とされる。この際には、各サブフレームにおける発光体の発光比率の発光比率の差を大きくするように制御情報ＬＣを与えることにより、最大の表示輝度は低下するものの、広色域（広い色再現範囲）での画像表示が可能となる。また、例えば使用目的が文字データの表示が主である場合、必ずしも広色域での表示は必要ではなく、むしろ高輝度での表示が望まれる場合が多い。この際には、各サブフレームにおける発光体の発光比率の発光比率の差を小さくするように制御情報ＬＣを与えることにより、色再現範囲は減少するものの、高輝度での画像表示が可能となる。また、各サブフレームにおける発光体の発光比率の発光比率の差を小さくした場合には、サブフレーム間の光源の色の違いは小さくなり、結果としてフィールドシーケンシャル表示に起因する色割れが低減するという効果もある。
【００２２】
実施の形態２．
図１１は、この発明を実施するための実施の形態２による画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置は、サブフレーム画像データ生成手段１と、発光比率制御手段２と、サブフレーム同期信号生成手段３と、発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを備える光源４と、受光型光変調手段５と、特徴情報検出手段１６とを備える。本実施の形態の画像表示装置は、発光比率制御手段２に入力する制御情報ＬＣとして、特徴情報検出手段１６からの特徴情報ＣＨを使用する。特徴情報検出手段１６は、入力画像データに含まれる特徴情報ＣＨを検出し、検出結果を特徴情報データ（特徴情報と同じ符号ＣＨで示される）として出力する。ここで、特徴情報ＣＨとは、画像データの特性を示すデータであり、各画素における彩度や明度の分布などから得られる情報である。
【００２３】
図１２は、特徴情報検出手段１６の内部構成の一例を示すブロック図である。図１２に示す特徴情報検出手段１６は、彩度算出手段１７、最大値検出手段１８、及び特徴情報出力手段１９ａを備える。入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０は、彩度算出手段１７に入力され、当該画像データの彩度を表す彩度情報ＳＡが画素ごとに算出される。彩度情報ＳＡは、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０の最大値、最小値を用いて生成することができる。生成された彩度情報ＳＡは、最大値検出手段１８に入力される。最大値検出手段１８は、フレーム同期信号ＦＳも参照して、各フレームにおける彩度の最大値であるフレーム内最大彩度ＳＭＡＸを検出し、特徴情報出力手段１９ａへと供給する。特徴情報出力手段１９ａは、入力された最近の１フレームもしくは過去の複数フレームに対するフレーム内最大彩度を用いて特徴情報ＣＨを生成して出力する。例えば、過去の１０フレーム分のフレーム内最大彩度の重み付け平均により、特徴情報ＣＨを算出する。特徴情報検出手段１６以外の構成は、上記実施の形態１にて述べたのと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２４】
特徴情報検出手段１６が図１２に示される構成の場合、最近の数フレーム分（２〜９フレーム分）の入力画像データにおける最大彩度に係わる情報が特徴情報ＣＨとして生成される。この情報を用いて、発光比率制御手段２は発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの発光比率を決定する。例えば、特徴情報ＣＨより、入力画像データにおける最大彩度が小さい場合には、発光比率の差が小さくなるように発光比率を決定する。これにより、高彩度の色は表示できなくなるものの、表示可能な最大輝度は大きくなる。入力画像データの最大彩度が小さいので、高彩度の色は表示できなくても問題はない。逆に、入力画像データにおける最大彩度が大きい場合には、発光比率の差が大きくなるように発光比率を決定することで、高彩度の色も表示することが可能となる。
【００２５】
図１３は、特徴情報検出手段１６の内部構成の他の例を示すブロック図である。図１３に示す特徴情報検出手段１６は、彩度算出手段１７、ヒストグラム生成手段２０、及び特徴情報出力手段１９ｂを備える。彩度算出手段１７は、上記の図１２におけるものと同様に入力画像データの彩度を表す彩度情報ＳＡを画素ごとに算出する。生成された彩度情報ＳＡは、ヒストグラム生成手段２０に入力される。ヒストグラム生成手段２０は、フレーム同期信号ＦＳも参照して、各フレームにおける彩度分布を表すヒストグラムＨ（ＳＡ）を生成し、特徴情報出力手段１９ｂへと供給する。特徴情報出力手段１９ｂは、入力された最近の１フレームもしくは過去の複数フレームに対するヒストグラムを用いて特徴情報ＣＨを生成して出力する。例えば、最近のフレームに対するヒストグラムについて、彩度に対する所定のしきい値と比較することで、入力画像データの彩度の高さを複数段階に分類し、分類結果を特徴情報ＣＨとして算出する。具体的には、所定のしきい値より大きな値となる画素数（度数）をヒストグラムから検出し、検出結果を量子化することで複数段階に分類することが考えられる。また他の構成例としては、例えば、最近のフレームに対するヒストグラムについて、累積度数に対しての所定のしきい値を設定することにより特徴情報ＣＨを算出することも考えられる。具体的には、ヒストグラムについて、彩度の高いものから順に累積度数を計算し、当該累積度数が所定のしきい値を超える彩度を特徴情報ＣＨとすることが考えられる。
【００２６】
図１４は、ヒストグラム生成手段２０で生成されるヒストグラムＨ（ＳＡ）の一例を表す図である。図において、横軸は入力画像データの彩度範囲、縦軸は度数（当該彩度範囲に該当する画素数）である。特徴情報出力手段１９ｂは、例えば彩度に対するしきい値ＳＡ１に対し、当該しきい値より大きな彩度を持つ画素の総数を検出する。検出された画素の総数が大きいほど、特徴情報出力手段１９ｂは入力画像データの彩度が高いと分類する。
【００２７】
特徴情報検出手段１６が図１３に示される構成の場合、発光比率制御手段２は当該分類結果を特徴情報ＣＨとして用いて、発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの発光比率を決定する。例えば、特徴情報ＣＨにおいて、入力画像データの彩度が小さいと分類されるほど、発光比率の差が小さくなるように発光比率を決定する。逆に、入力画像データの彩度が大きいと分類されるほど、発光比率の差が大きくなるように発光比率を決定する。
【００２８】
図１５は、サブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の一例を表すブロック図である。図１５に示すサブフレーム画像データ生成手段１は、画像データバッファ９、彩度補正量算出手段２１、及び彩度補正手段２２を備える。画像データバッファ９は、上記実施の形態１の図９におけるものと同様であり、同様の動作を行う。彩度補正量算出手段２１には、発光比率情報ＬＰが入力される。彩度補正量算出手段２１は、発光比率情報ＬＰを参照して、入力画像データに対する彩度補正量ＳＢを決定する。発光比率情報ＬＰから、各色の発光体の発光比率の差が小さいほど、彩度補正量算出手段２１は入力画像データの彩度を向上させる彩度補正量ＳＢを生成する。または、各色の発光体の発光比率の差が大きいほど、彩度補正量算出手段２１は入力画像データの彩度を減少させる彩度補正量ＳＢを生成する。
【００２９】
彩度補正量算出手段２１と、彩度補正手段２２とで、サブフレーム毎に当たられる発光比率を参照して、入力画像データの彩度を調整する、本実施の形態の彩度調整手段３０が構成されている。
【００３０】
これは、各色の発光体の発光比率の差が小さいほど、表示に際しての色再現範囲が小さくなり、彩度補正を行わなければ全体的に低い彩度での表示になるためである。彩度補正手段２２は、入力される彩度補正量ＳＢに応じて、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０に対して彩度補正を行い、サブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。彩度補正手段２２における彩度補正は、画像データに含まれる無彩色成分の比率を調整することにより行われる。
【００３１】
図１６は、特徴情報検出手段１６の内部構成の他の例を示すブロック図である。図１６に示す特徴情報検出手段１６は、図１３に示したもののうち、彩度算出手段１７を明度算出手段２３に置き換えたものである。すなわち、図１６の特徴情報検出手段１６は、入力画像データにおける明度分布のヒストグラムを生成し、これを用いて特徴情報ＣＨを生成して出力する。よって、出力される特徴情報ＣＨは、入力画像データの明度の大きさを表すことになり、発光比率制御手段２はこの情報を用いて発光体の発光比率を決定する。例えば、入力画像データにおける明度が小さいことを特徴情報ＣＨが示す場合には、発光比率の差が大きくなるように発光比率を決定する。これにより、表示可能な最大輝度は小さくなるものの、高彩度の色を表示可能となる。入力画像データの明度が小さいので、最大輝度が小さくなっても問題はない。逆に、入力画像データにおける明度が大きいことを特徴情報ＣＨが示す場合には、発光比率の差が小さくなるように発光比率を決定することで、表示可能な最大輝度は大きくなる。この際、サブフレーム画像データ生成手段１は、各色の発光体の発光比率を参照して、入力画像データの明度を変換するように構成することもできる。
【００３２】
図１７は、特徴情報検出手段１６の内部構成のさらに他の例を示すブロック図である。図１７に示す特徴情報検出手段１６は、色相判別手段２４を備え、色相別に彩度のヒストグラムを生成するように構成したものである。彩度算出手段１７は、図１３に示したものと同様のものであり、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０の彩度を表す彩度情報ＳＡを算出する。同時に、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０は色相判別手段２４にも入力され、色相判別手段２４では入力画像データの色相を表す色相情報ＨＵＥを算出する。色相情報ＨＵＥは、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０の大小関係より算出することが可能である。例えば、入力画像データを赤、緑、青の３つに分類する場合、入力画像データＲ０、Ｇ０、Ｂ０のうちいずれが最大であるかによって、当該入力画像データが属する色相を判別することができる。彩度情報ＳＡおよび色相情報ＨＵＥは、色相別ヒストグラム生成手段２５へと入力される。
【００３３】
色相別ヒストグラム生成手段２５は、色相情報ＨＵＥが表す色相ごとに彩度情報ＳＡのヒストグラムＨ（Ｈ，Ｓ）を生成する。よって、生成されるヒストグラムは、例えば、画像中の赤の色相の画素、緑の色相の画素、青の色相の画素について、彩度のヒストグラムが個別に生成される。特徴情報出力手段１９ｂは、色相ごとに個別に生成された彩度のヒストグラムＨ（Ｈ，Ｓ）を用いて、特徴情報ＣＨを生成する。生成される特徴情報ＣＨは、各色相について、彩度の高い色が含まれる比率を表す。発光比率制御手段２は、この情報を用いて各サブフレームにおける発光体の発光比率を決定する。図１８（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの発光強度の例を表す図であり、縦軸は発光体の発光強度、横軸は時間を表す。図１８（ａ）〜（ｃ）の例は、赤の色相について、彩度の高い色が少ない場合に対する発光体の発光強度の例である。赤の発光体４Ｒの強度が最も大きくなるサブフレーム（サブフレームＳＦ１）において、他の発光体４Ｇ、４Ｂの発光強度が大きくなっている。これにより、赤の色相については高彩度の色を表示できなくなるものの、表示可能な最大輝度は大きくなる。ここで、サブフレームＳＦ１において、発光体４Ｇ、４Ｂの発光強度は必ずしも同じである必要はない。
【００３４】
図１９は、サブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の他の例を表すブロック図である。図１９に示すサブフレーム画像データ生成手段１は、画像データバッファ９、色変換量算出手段２６、及び色変換手段２７を備える。画像データバッファ９は、上記実施の形態１の図９におけるものと同様であり、同様の動作を行う。色変換手段は２７、色変換量算出手段２６からの色変換量ＳＣに基づいて、画像データバッファ９からの入力画像データに対して色変換を行って、サブフレーム画像データＲ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。ここで、色変換手段は２７における色変換は、入力画像データが示す色相ごとに彩度の調整量を変化させることができるものである。色変換量算出手段２６には、発光比率情報ＬＰが入力される。色変換量算出手段２６は、発光比率情報ＬＰを参照して、入力画像データに対する色変換量ＳＣを決定する。発光比率情報ＬＰから、各色の発光体の発光比率の差が小さい色相に対しては、彩度を向上させるような色変換量ＳＣを色変換量算出手段２６は発生する。または、各色の発光体の発光比率の差が大きい色相に対しては、彩度を減少させるような色変換量ＳＣを生成する。
【００３５】
色変換量算出手段２６と、色変換手段２７とで、サブフレーム毎に当たられる発光比率を参照して、入力画像データの彩度を調整する、本実施の形態の彩度調整手段３０ｂが構成されている。
【００３６】
本実施の形態における画像表示装置は、入力画像データの特徴情報ＣＨを検出し、検出結果を参照して各サブフレームにおける発光体の発光比率を制御する（光源からの光の分光分布を適切に制御する）。これにより、画像表示における最大輝度および色再現域のバランスは、入力画像データに応じて適切に調整され、適切なバランスでのカラー画像表示が実現される。さらに、各サブフレームにおける発光体の発光比率に応じて（光源からの光の分光分布に応じて）、サブフレーム画像データを適切に生成することにより、高画質（各画素について適切な色、輝度）での画像表示が実現される。
【００３７】
実施の形態３．
図２０は、この発明を実施するための実施の形態３による画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置は、サブフレーム画像データ生成手段１と、発光比率制御手段２と、サブフレーム同期信号生成手段３と、発光体４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを備える光源４と、受光型光変調手段５と、使用条件指定手段２８とを備える。本実施の形態の画像表示装置は、発光比率制御手段２に入力する制御情報ＬＣとして、使用条件指定手段２８からの使用条件データＵＣを使用する。使用条件指定手段２８は、使用者が使用条件を指定するためのものであり、指定結果を使用条件データＵＣとして出力する。使用者が指定する使用条件としては、使用目的や使用環境などが考えられる。図２１は、使用条件指定手段２８において、使用者が使用条件を指定するためのＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）のメニューの一例を示す。図２１は、使用者が使用目的に合わせて２種類の表示モード「データ表示モード」および「自然画表示モード」から適切なものを選択（指定）するために操作されるボタンＤＤ、ＰＤの例を示す。
【００３８】
「データ表示モード」は、文字データや図表の表示が主である場合に選択する。一方、「自然画表示モード」はビデオ信号や写真などの表示が主である場合に選択する。使用条件指定手段２８は、使用者の選択結果により、使用条件データＵＣを生成する。例えば、「データ表示モード」が選択された場合、色再現域よりも最大輝度が重要であることを示す使用条件データＵＣを生成する。一方、「自然画表示モード」が選択された場合、最大輝度よりも色再現域が重要であることを示す使用条件データＵＣを生成する。発光比率制御手段２は、使用条件指定手段２８からの使用条件データＵＣを参照して、各色の発光体の発光比率を決定する。なお、図２１に一例を示すメニューは、所定の操作により画像表示装置の表示画面６上に表示させるように構成することができる。また、画像表示装置の表示画面６とは別に、メニュー表示専用の表示画面（図示しない）を備えた構成を採用しても良い。
【００３９】
図２２は、使用条件指定手段２８において、使用者が使用条件を指定するためのメニューの他の例を示す。図２２は、使用者が使用目的または使用環境に合わせて２種類の表示モード「高輝度モード」および「高彩度モード」から適切なものを選択（指定）するために操作されるボタンＨＬ、ＨＳの例を示す。「高輝度モード」が選択された場合、使用条件指定手段２８は色再現域よりも最大輝度が重要であることを示す使用条件データＵＣを生成する。一方、「高彩度モード」が選択された場合、使用条件指定手段２８は最大輝度よりも色再現域が重要であることを示す使用条件データＵＣを生成する。図２３は、使用条件指定手段２８において、使用者が使用条件を指定するためのメニューのさらに他の例を示す。図２３は、使用者が使用目的または使用環境に合わせて、色再現域と最大輝度のバランスを段階的に選択（指定）するために操作されるＧＵＩの調整バーＡＪを示す。使用者は調整バーＡＪの選択位置ＡＪｐにより、表示における色再現域と最大輝度のバランスを指定する。使用条件指定手段２８は、指定結果に応じて色再現域の重要度を段階的に示す使用条件データＵＣを生成する。この際、色再現域の重要度が増すにしたがって、最大輝度の重要度は低下することになる。発光比率制御手段２は、使用条件指定手段２８からの使用条件データＵＣが示す色再現域の重要度を参照して、各色の発光体の発光比率を決定する。
【００４０】
本実施の形態における画像表示装置は、使用目的や使用環境によって使用者が指定する使用条件を参照して、各サブフレームにおける発光体の発光比率を制御する（光源からの光の分光分布を適切に制御する）。これにより、画像表示における最大輝度および色再現域のバランスは、使用条件に応じて適切に調整され、適切なバランスでのカラー画像表示が実現される。さらに、各サブフレームにおける発光体の発光比率に応じて（光源からの光の分光分布に応じて）、サブフレーム画像データを適切に生成することにより、高画質（各画素について適切な色、輝度）での画像表示が実現される。
【００４１】
実施の形態４．
図２４は、この発明を実施するための実施の形態４による画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置は、上記実施の形態３におけるものに対し、更に周囲光センサ２９を付加したものである。周囲光センサ２９は、画像表示装置の周囲光を検知し、検知結果を周囲光データＥＶとして発光比率制御手段２に供給する。一方、使用条件指定手段２８は、例えば上記実施の形態３における図２２のメニューを表示し、使用者は使用条件を「高輝度モード」、「高彩度モード」のいずれかから指定する。使用条件指定手段２８は、指定結果を使用条件データＵＣとして発光比率制御手段２に供給する。
【００４２】
発光比率制御手段２は、周囲光データＥＶおよび使用条件データＵＣを用いて、各色の発光体の発光比率を決定する。この動作は、例えば以下のように行われる。使用条件データＵＣから「高輝度モード」が選択されていると判断される場合には、周囲光が明るいことを周囲光データＥＶが示すほど、各色の発光体の発光比率の差を小さくする。これにより、表示における最大輝度が向上し、明るい周囲光に対しても良好な視認性を確保できる。また、周囲光が暗い場合においては、必要以上の高輝度表示とすることによる使用者の目の疲れを防止する。一方、使用条件データＵＣから「高彩度モード」が選択されていると判断される場合には、周囲光が明るいことを周囲光データＥＶが示すほど、各色の発光体の発光比率の差を大きくする。これにより、表示における色再現域が向上し、明るい周囲光に対しても良好な色再現を確保できる。一般に明るい周囲光の下では、周囲光の影響により画像表示装置に表示される色の彩度は低下する傾向があるが、本実施の形態の画像表示装置はこれを補償することが可能となる。以上、本実施の形態の画像表示装置は、周囲光の状態をも参照して、最大輝度および色再現域の適切なバランスでのカラー画像表示が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１の画像表示装置を示すブロック図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、フレーム同期信号ＦＳとサブフレーム同期信号ＳＳの関係の一例を表す図である。
【図３】図１の発光比率制御手段２の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体の発光強度の例を表す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体の発光強度の例を表す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体の発光強度の例を表す図である。
【図７】本実施の形態の画像表示装置における色再現範囲の一例を示すｘｙ色度図である。
【図８】本実施の形態の画像表示装置における表示色の彩度と明度の一例を示す図である。
【図９】図１のサブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図１のサブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の他の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の画像表示装置を示すブロック図である。
【図１２】図１１の特徴情報検出手段１６の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１１の特徴情報検出手段１６の内部構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】図１３のヒストグラム生成手段２０で生成されるヒストグラムの一例を表す図である。
【図１５】図１１のサブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の一例を表すブロック図である。
【図１６】図１１の特徴情報検出手段１６の内部構成の他の例を示すブロック図である。
【図１７】図１１の特徴情報検出手段１６の内部構成のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、各サブフレームにおける発光体の発光強度の例を表す図である。
【図１９】図１１のサブフレーム画像データ生成手段１の内部構成の他の例を表すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態３の画像表示装置を示すブロック図である。
【図２１】図２０の使用条件指定手段２８におけるメニューの一例を示す図である。
【図２２】図２０の使用条件指定手段２８におけるメニューの他の例を示す図である。
【図２３】図２０の使用条件指定手段２８におけるメニューの他の例を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態４の画像表示装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  サブフレーム画像データ生成手段、  ２  発光比率制御手段、  ３  サブフレーム同期信号生成手段、  ４  光源、  ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ  発光体、  ５  受光型光変調手段、  ６  表示画面、  ７  発光比率決定手段、  ８  発光強度制御手段、  ９  画像データバッファ、  １０  三刺激値変換手段、  １１  三原色データ変換手段、  １２  発光体データ記憶手段、  １３  光源色データ算出手段、  １４ａ〜１４ｄ  ルックアップテーブル（ＬＵＴ）、  １５  データ選択手段、  １６  特徴情報検出手段、  １７  彩度算出手段、  １８  最大値検出手段、  １９ａ、１９ｂ  特徴情報出力手段、  ２０  ヒストグラム生成手段、  ２１  彩度補正量算出手段、  ２２  彩度補正手段、  ２３  明度算出手段、  ２４  色相判別手段、  ２５  色相別ヒストグラム生成手段、  ２６  色変換量算出手段、  ２７  色変換手段、  ２８  使用条件指定手段、  ２９  周囲光センサ。
【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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