(57)【要約】【課題】各光源が発光する色成分に着目をして、消費電力を低減しつつ、適切な画質の映像を提供することが可能になる表示装置及び表示方法を提供するものである。【解決手段】入力された映像信号から検出された第１の色成分に対して、光源から出力する第２の色成分を算定する算定部と、算定部により算定された第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分に設定する補正部とを備え、第２の色成分と第３の色成分を組み合わせた場合に、第１の色成分と略一致し、且つ、第２の色成分は、第１の色成分と比較して、光源の消費電力量が減少する色成分であることを特徴とする表示装置である。【選択図】図１
2013047701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号を表示する表示パネルと前記表示パネルを背面から照射する複数の光源とにより構成された表示装置であって、
前記光源により照射される第１の領域における、入力された映像信号の第１の色成分を検出する検出部と、
前記検出部で検出された第１の色成分に対して、前記光源から出力する第２の色成分を算定する算定部と、
前記算定部により算定された第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分に設定する補正部とを備え、
前記算定部により算定された前記光源から出力される第２の色成分と前記補正部により色補正された第３の色成分を組み合わせた場合に、前記検出部により検出された第１の色成分と略一致し、且つ、前記算定部により算定される第２の色成分は、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する色成分であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記算定部により算定された第２の色成分は、白色以外の色成分に設定されることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記算定部により算定された第２の色成分は、前記補正部により設定される第３の色成分と組み合わせることにより、前記検出部により検出された第１の色成分の全てが表示可能な範囲で、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する値に設定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、さらに、
前記検出部により検出された第１の色成分に対して、各色成分ごとに、予め前記光源から出力する第２の色成分及び入力された映像信号を色補正して出力する第３の色成分を設定したテーブルを記憶する記憶部を備え、
前記記憶部に記憶された第２の色成分及び第３の色成分に基づいて、前記算定部は第２の色成分の算定を行い、前記補正部は、第３の色成分に補正することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示装置は、さらに、
前記算定部により算定された第２の色成分及び前記光源の構成に基づいて、前記光源を駆動する駆動信号を生成する駆動部と、
前記駆動部により生成された駆動信号から前記光源において照射される第４の色成分を推定する推定部とを備え、
前記推定部において推定された第４の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第５の色成分に設定する補正部とを備え、
前記推定部により推定された第４の色成分と前記補正部により補正された第５の色成分を組み合わせた場合に、前記検出部により検出された第１の色成分と略一致し、且つ、前記推定部により推定される第４の色成分は、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する色成分であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出部は、入力された映像信号の前記第１の領域における平均の色成分又は入力された映像信号の前記第１の領域における特定色の最大の色成分の何れか一つを検出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示装置は、さらに、
前記第１の領域の各周辺領域における、入力された映像信号の第６の色成分を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部により検出された第６の色成分に対して、前記光源から出力する第７の色成分を算定する第２の算定部と、
前記算定部により算定された第２の色成分と前記第２の算定部により算定された第７の色成分とに応じて、前記第１の領域において、入力された映像信号の色成分を色補正して第８の色成分に設定する第２の補正部とを備え、
前記算定部により算定された前記光源から出力される第２の色成分と前記第２の補正部により色補正された第８の色成分を組み合わせた場合に、前記検出部により検出された第１の色成分と略一致し、且つ、前記算定部により算定される第２の色成分は、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する値に設定され、
さらに、前記第２の補正部においては、前記第１の領域を構成する複数の構成領域ごとに、前記第２の色成分と前記第７の色成分との前記構成領域における寄与度に基づいて色成分を設定することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記第２の補正部は、前記第１の領域を構成する複数の構成領域について、前記第１の領域に配置された光源からの前記第２の色成分の色分布及び前記第１の領域の周辺領域に配置された光源からの第７の色成分の色分布に応じて寄与度を決定することを特徴とする請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
前記第２の補正部は、前記第１の領域を構成する複数の構成領域について、前記第１の領域に配置された光源からの距離と、前記第１の領域の周辺領域に配置された光源からの距離に応じて寄与度を決定することを特徴とする請求項７又は８記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置は、さらに、
前記算定部により算定された第２の色成分と前記第２の算定部により算定された第７の色成分及び前記光源の構成に基づいて、前記光源を駆動する駆動信号を生成する第２の駆動部と、
前記第２の駆動部により生成された駆動信号から前記光源において照射される第９の色成分を推定する第２の推定部と、
前記第２の補正部は、前記第２の推定部により推定された第９の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第１０の色成分に設定することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の領域を構成する複数の構成領域は、複数の画素又は一つの画素単位で構成されていることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
入力された映像信号を表示する表示パネルと前記表示パネルを背面から照射する複数の光源とにより構成された表示方法であって、
前記光源により照射される第１の領域における、入力された映像信号の第１の色成分を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された第１の色成分に対して、前記光源から出力する第２の色成分を算定する算定ステップと、
前記算定ステップにより算定された第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分に設定する補正ステップとを備え、
前記算定ステップにより算定された前記光源から出力される第２の色成分と前記補正ステップにより色補正された第３の色成分を組み合わせた場合に、前記検出ステップにより検出された第１の色成分と略一致し、且つ、前記算定ステップにより算定される第２の色成分は、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する色成分であることを特徴とする表示方法。
【請求項１３】
前記表示方法は、さらに、
前記第１の領域の各周辺領域における、入力された映像信号の第６の色成分を検出する第２の検出ステップと、
前記第２の検出ステップにより検出された第６の色成分に対して、前記光源から出力する第７の色成分を算定する第２の算定ステップと、
前記算定ステップにより算定された第２の色成分と前記第２の算定ステップにより算定された第７の色成分とに応じて、前記第１の領域において、入力された映像信号の色成分を色補正して第８の色成分に設定する第２の補正ステップとを備え、
前記算定ステップにより算定された前記光源から出力される第２の色成分と前記第２の補正ステップにより色補正された第８の色成分を組み合わせた場合に、前記検出ステップにより検出された第１の色成分と略一致し、且つ、前記算定ステップにより算定される第２の色成分は、前記第１の色成分と比較して、前記光源の消費電力量が減少する値に設定され、
さらに、前記第２の補正ステップにおいては、前記第１の領域を構成する複数の構成領域ごとに、前記第２の色成分と前記第７の色成分との前記構成領域における寄与度に基づいて色成分を設定することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを利用した表示装置及び表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光変調素子として液晶表示素子（液晶パネル）を用いた液晶表示装置は、背面に照明光源を備え、その光源から照射される光の透過率を液晶パネルによって制御することで、任意の画像の表示を実現している。
【０００３】
これらの表示装置には、表示輝度のダイナミックレンジの拡大や消費電力の低下などを目的とし、表示画面を複数の分割領域に分割し、それぞれの領域に対して少なくともひとつずつの光源を配置し、分割領域ごとに光源の輝度を制御する構成を用いているものがある。このような構成の表示装置では、各分割領域の光源の輝度は、その領域内に表示される映像の特徴に応じて制御される。
ここで、各分割領域内の輝度を設定する方法として、消費電力の低減を図りつつ画質の向上を図ることを目的として、各分割領域における表示輝度を検出し、各光源の発光輝度を各分割領域に対応して配置されていない他の光源の当該領域に対する影響を含めて検出した表示輝度に基づいて算出し、発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて表示部の各画素に対する補正量を算出する技術が知られている（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
さらには、別の各分割領域内の輝度を設定する方法として、画像表示装置の表示輝度範囲を理想の範囲に拡大し、かつ、画像品質も確保することを目的として、複数の領域に対応する画像信号の輝度分布を算出して領域毎の照明光の明るさを決定する輝度分布算出手段と、前記輝度分布算出手段の決定に基づいて前記照明手段の領域毎の照明光を制御する照明制御手段を採用する構成が知られている（例えば、特許文献２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０３４２５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２のいずれも入力映像信号に対して、各光源の発光輝度を制御するものであり、さらなる消費電力の低減のために、それらの各光源が発光する色成分の制御については検討が行われていない。
【０００７】
そこで、本願発明は、従来の検討が行われていない各光源が発光する色成分に着目をして、消費電力を低減しつつ、適切な画質の映像を提供することが可能になる表示装置及び表示方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本願発明においては、入力された映像信号を表示する表示パネルと表示パネルを背面から照射する複数の光源とにより構成された表示装置であって、光源により照射される第１の領域における、入力された映像信号の第１の色成分を検出する検出部と、検出部で検出された第１の色成分に対して、光源から出力する第２の色成分を算定する算定部と、算定部により算定された第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分に設定する補正部とを備え、算定部により算定された光源から出力される第２の色成分と補正部により色補正された第３の色成分を組み合わせた場合に、検出部により検出された第１の色成分と略一致し、且つ、算定部により算定される第２の色成分は、第１の色成分と比較して、光源の消費電力量が減少する色成分であることを特徴とする表示装置である。
【０００９】
この構成により、本願発明においては、入力された映像信号の色成分を変更することにより、各光源の消費電力を低減することが可能となり、さらに、その色成分の変更に対応して入力された映像信号の色補正を行うことにより、ユーザーには入力された映像信号と同じ色成分の映像信号を提供することが可能になるものである。
【００１０】
また、本願発明においては、算定部により算定された第２の色成分及び光源の構成に基づいて、光源を駆動する駆動信号を生成する駆動部と、駆動部により生成された駆動信号から光源において照射される第４の色成分を推定する推定部とを備え、補正部は、推定部において推定された第４の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第５の色成分に設定する補正部を備えることを特徴とする表示装置である。
【００１１】
この構成により、本願発明においては、表示装置を平面から照射する各構成の構成に応じた各光源の実際の色成分に基づいて、入力された映像信号の色補正を行うことにより、さらに、ユーザーには入力された映像信号と同じ色成分の映像信号を提供することが可能になるものである。
【００１２】
また、本願発明においては、第１の領域の各周辺領域における、入力された映像信号の第６の色成分を検出する第２の検出部と、第２の検出部により検出された第６の色成分に対して、光源から出力する第７の色成分を算定する第２の算定部と、算定部により算定された第２の色成分と前記第２の算定部により算定された第７の色成分とに応じて、第１の領域において、入力された映像信号の色成分を色補正して第８の色成分に設定する第２の補正部とを備え、算定部により算定された前記光源から出力される第２の色成分と第２の補正部により色補正された第８の色成分を組み合わせた場合に、検出部により検出された第１の色成分と略一致し、且つ、算定部により算定される第２の色成分は、第１の色成分と比較して、光源の消費電力量が減少する値に設定され、さらに、第２の補正部においては、第１の領域を構成する複数の構成領域ごとに、第２の色成分と前記第７の色成分との構成領域における寄与度に基づいて色成分を設定することを特徴とする表示装置である。
【００１３】
この構成により、本願発明においては、画面を複数の領域に分割し、対象領域及びその対象領域の周辺領域の色成分を考慮して、入力された映像信号を、その対象領域内において色補正を行うことにより、より精度の高い映像信号の色補正を行うことが可能になり、ユーザーにはより高品位な映像信号を提供することが可能になるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明は、これらの構成により、各光源の色成分を変更することにより消費電力を低減しつつ、入力された映像信号を補正することにより、入力された映像信号と表示装置から出力される映像信号の色成分を略一致させることが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の表示装置の構成を示す図
【図２】本発明の表示装置の処理の概念を示す図
【図３】本発明のバックライトユニットの消費電力を示す図
【図４】本発明の信号補正部の処理の概念を示す図
【図５】本発明の信号補正部で使用するガンマ係数を示す図
【図６】本発明の表示装置の構成を示す図
【図７】本発明の表示装置の構成を示す図
【図８】本発明の駆動部の処理の概念を示す図
【図９】本発明の推定部の処理の概念を示す図
【図１０】本発明の信号補正部の処理の概念を示す図
【図１１】本発明の表示装置の構成を示す図
【図１２】本発明の第１の領域の構成を示す図
【図１３】本発明の色成分の補間の処理を示す図
【図１４】本発明の信号補正部の構成を示す図
【図１５】本発明の表示装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態１）
＜１、表示装置の全体構成＞
最初に、図１の本願発明の表示装置の全体構成を示すブロック図を参照しながら、本願発明の表示装置の各構成について詳細に説明する。図１に示すように、本願発明の表示装置は、入力映像を表示する表示パネル１００と、その表示パネル１００の駆動を制御するパネル駆動部１０２と、表示パネル１００の背面に設置され、複数のＬＥＤにより構成されたバックライトユニット１０４と、そのバックライトユニット１０４を、表示パネル１００を概念的に複数の領域に分割し、領域ごとにＬＥＤを駆動する駆動部１０６と、入力された映像信号から対象領域における第１の色成分を検出する領域内特徴量検出部１０８と、領域内特徴検出部１０８において検出された色成分からＬＥＤから出力する第２の色成分を算定する算定部１１０、算定部１１０から出力された第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を補正する信号補正部１１２とにより構成されている。
＜１−１、表示パネル１００及びパネル駆動部１０２について＞
表示パネル１００は、図示してはいないが、複数のゲート線、複数のソース線、スイッチング素子及び複数の画素セルを備え、複数のソース線及び複数のゲート線の交点にマトリクス状に複数の画素が配置され、水平方向の１ラインの画素から１走査ラインが構成される。
複数のソース線にはパネル駆動部１０２から画素信号が供給され、複数のゲート線には表示パネル駆動部１０２から走査信号となるゲートパルスが供給され、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられることにより透過率が制御される。ここで、表示パネル１００は、図１に点線で示したように、表示部が複数の分割領域に分割されている。
【００１７】
なお、表示パネル１００については、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の他にＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式や紫外線を液晶分子に照射するUV2A（Ultraviolet induced multi-domain Vertical Alignment）方式等のいずれの方式であっても適用可能である。
【００１８】
なお、表示パネル１００を概念的に複数の対象領域に分割する方法としては、水平方向での分割又は垂直方向での分割のみならず、垂直及び水平方向により分割することも可能である。また、表示パネル１００としては、液晶パネルのみならず、バックライトユニットを必要とするパネルであれば、本発明を適用することが可能である。
＜１−２、バックライトユニット１０４及びバックライト駆動部１０６について＞
バックライトユニット１１０は、表示パネル１００に対して画像を表示させるための照明光を背面から照射する機能を有する。バックライトユニット１１０は、表示パネル１００と同じく複数の領域に分割されている。
各対象領域はそれぞれ、表示パネル１００上で同じ位置にある対象領域を照明する。各対象領域には少なくともひとつの光源を持つ。光源としては、単色の白色ＬＥＤ、二色の黄色、青色ＬＥＤ、ＲＧＢ三色のＬＥＤ採用している。
各対象領域に属するＬＥＤは、バックライト駆動部１０６によって駆動される。各対象領域ごとの色成分は、後述する算定部１１０により算定された第２の色成分に基づいて、バックライト駆動部１０６によってそれぞれ独立に駆動される。また、図示されていないが、各対象領域はそれぞれバックライト駆動部１０６と制御線で結ばれている。
なお、図１においては、記載されていないが、表示パネル１００とバックライトユニット１０４との間に拡散シートを設けることにより、バックライトユニット１０４のＬＥＤから照射される光を均一化する構成を採用することも可能である。
＜１−３、領域内特徴量検出部１０８、算定部１１０、信号補正部１１２について＞
まず、最初に領域内特徴量検出部１０８の構成について説明する。この領域内特徴量検出部１０８においては、上述した表示パネル１００において分割された各領域における映像信号に対して、その領域内の第１の色成分の特徴量を検出する。具体的には、各領域における平均の色成分や各領域におけるＲＧＢごとの最大値や白との色差の最大値等、さまざまな色成分に関する特徴量を検出することが可能である。また、この領域内特徴量検出部１０８は、入力された映像信号がＲＧＢ、ＹＵＶ等さまざまなフォーマットの映像信号に適用可能である。このような処理により、領域内特徴量検出部１０８においては、後述する算定部１１０に対して、分割された各領域の色成分を出力することが可能になる。
【００１９】
次に、算定部１１０の構成について説明する。この算定部１１０においては、領域内特徴量検出部１０８から出力された第１の色成分に基づいて、バックライトユニット１０４においてＬＥＤの発光する第２の色成分を算定する。ここで、算定部１１０においては、バックライトユニット１０４のＬＥＤにおける消費電力を、バックライトユニット１０４のＬＥＤが入力された映像信号の第１の色成分と比較して、低減することが可能な第２の色成分に決定される。なお、任意の画質を得ることを目的として、色成分について演算処理を行うことも可能である。
【００２０】
次に、信号補正部１１２の構成について説明する。この信号補正部１１２においては、算定部により算定されたバックライトユニット１０４のＬＥＤが発光する第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を補正して第１の色成分を第３の色成分に色補正する。ここで、以下に詳述するように、算定部により算定されたバックライトユニット１０４のＬＥＤが発光する第２の色成分と、この信号補正部１１２により色補正された第３の色成分とを組み合わせた場合には、領域内特徴量検出部１０８により検出された第１の色成分と略一致するように、ＲＧＢごとに第３の色成分が決定される。具体的な補正方法としては、入力された映像信号の第１の色成分に対してゲインをかける方法やガンマ補正を行う方法等が考えられ、その具体的な方法についてはこれらに限定されるものではない。
【００２１】
なお、上述した領域内特徴量検出部１０８、算定部１１０、信号補正部１１２の処理の概念を、図２を参照しながら説明する。図２（Ａ）は、従来の表示装置における処理を概念的に示したものであり、図２（Ｂ）は、本願発明の表示装置における処理を概念的に示したものである。図２（Ａ）（Ｂ）の左図は、肌色を表示する際の表示パネル１００から出力される映像信号のＲＧＢごとの信号レベルを示しており、図２（Ａ）（Ｂ）の中央図は、肌色を表示する際のバックライトユニット１０４から出力されるＲＧＢごとのバックライトレベルを示しており、図２（Ａ）（Ｂ）の右図は、肌色を表示する際の表示パネル１００からの出力とバックライトユニット１０４からの出力とを合計した表示装置としてユーザーに出力されるＲＧＢごとの信号レベルを示している。
【００２２】
図２（Ａ）中央図に示すように、従来のバックライトユニット１０４においては、ＲＧＢが同じような比率で出力されており白色が表示されている。これに対して、本願発明においては、図２（Ｂ）中央図に示すように、バックライトユニット１０４の色成分は、図２（Ａ）の中央図と比較してバックライトが赤色に近づくように制御がなされている。さらに、図２（Ａ）左図に示すように、従来の表示パネル１００においては、肌色が出力されるようにＲＧＢの色成分が制御されている。これに対して、本願発明においては、図２（Ｂ）左図に示すように、表示パネル１００の色成分は、ＧＢ成分を増加させることにより、シアン方向に補正がかけられた色成分に制御されている。これらを組み合わせた場合には、図２（Ａ）（Ｂ）右図に示すとおり、図２（Ａ）の従来の表示装置の場合であっても図２（Ｂ）の本願発明の表示装置の場合であってもいずれの場合であっても同じ肌色の色成分の映像信号を出力することが可能になる。
【００２３】
このような制御を行うことにより、図２（Ｂ）の場合は、図２（Ａ）の場合と比較して、バックライトのレベルを低減することが可能になり、これにより各光源の消費電力を低減させることが可能になり、さらに、それと同時に映像信号を補正することにより、入力された映像信号に忠実な色成分を表現することが可能になるものである。
＜１−４、算定部１１０について＞
次に、算定部１１０の構成について、図３を参照しながら、詳細に説明する。図３は、バックライトユニット１０４が白色を表示している場合（左図）、バックライトユニット１０４が赤色を表示している場合（右図）、バックライトユニット１０４が白色と赤色の中間色を表示している場合（中央図）のＲＧＢごとのバックライトの信号レベルを表示しており、さらに、それらの消費電力の大小を示している。
【００２４】
この図から明らかなように、バックライトユニット１０４の消費電力を低減するためには、バックライトユニット１０４の発光色をなるべく白色から遠い色に設定する方が効果的であることが分かる。従って、算定部１１０においては、領域内特徴量検出部１０８において検出した第１の色成分をできる限り白色から遠い色となる第２の色成分を算定する。
但し、あまりに白色から遠い色に設定した場合には、上述した信号補正部１１２で映像信号の色成分を第３の色成分に補正した場合であっても、算定部１１０により算定された第２の色成分と組み合わせた場合に、入力された映像信号の第１の色成分が表現できない場合が考えられる。そこで、本願発明の算定部１１０のおいては、算定部１１０により算定された第２の色成分は、上述した信号補正部１１２により補正された第３の色成分と組み合わせることにより、領域内特徴量検出部１０８において検出した第１の色成分を表示可能な範囲で、領域内特徴量検出部１０８で検出した第１の色成分と比較して、バックライトユニット１０４の光源の消費電力を低減する値に設定することが必要となる。
具体的な算定部１１０の処理としては、対象領域の平均色をバックライトユニット１０４の光源の色として設定する方法や対象領域のＲＧＢごとの最大値をバックライトユニット１０４の光源の色として設定する方法等が考えられる。対象領域の平均色をバックライトユニット１０４の光源の色として設定する方法の場合には、対象領域の平均色が白色から遠い色であるほど消費電力を低減することが可能になる一方、平均の反対色が対象領域にある場合には、その色を適切に表示することが困難となる。これに対して、対象領域のＲＧＢごとの最大値をバックライトユニット１０４の光源の色として設定する場合には、反対色が対象領域にある場合でも、上述した信号補正部１１２における色補正により正しい色成分を表示することが可能になる。
＜１−５、信号補正部１１２について＞
次に、信号補正部１１２の構成について、図４及び図５を参照しながら、詳細に説明する。図４は、信号補正部１１２の処理を概念的に示したものであり、一方、図５は、信号補正部１１２の処理の一例である入力された映像信号にゲインをかける場合に、バックライトユニット１０４の光源の発光値とゲインの値との関係を示したものである。
【００２５】
図４（Ａ）は、上述した算定部１１０により算定された第２の色成分に基づいてバックライトユニット１０４において出力されるＲＧＢの値を示している。次に、図４（Ｂ）は、バックライトユニット１０４が図４（Ａ）に示したＲＧＢの値を出力する場合に、信号補正部１１２で入力された映像信号に対してかけるゲインの値をＲＧＢごとに示したものである。次に、図４（Ｃ）は、信号補正部１０４に入力される、表示装置に入力された映像信号のＲＧＢの値を示している。次に、図４（Ｄ）は、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）とをかけあわせた場合、つまり、入力された映像信号に対してゲインをかけたＲＧＢの値を示している。これが、信号補正部１１２から出力する第３の色成分を有するＲＧＢ信号となり、この値に基づいて、上述したパネル駆動部１０２において表示パネル１００を駆動する駆動信号を生成することとなる。
【００２６】
次に、図５を参照しながら、ゲインの特性について説明する。図５に示すように、バックライトレベルが高い場合（輝度が高い場合）には、ゲインを１倍に設定しておき、一方、バックライトレベルが低い場合（輝度が低い場合）には、ゲインを大きく設定する。なお、信号補正部１１２においては、図５をルックアップテーブルとして備える構成や図５を数式で近似することにより算出する方法等さまざまな方法を採用することが可能である。
【００２７】
なお、信号補正部１１２における信号補正方法として、本実施の形態においては、入力された映像信号に対してゲインをかける方法について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガンマ補正を行う際のガンマカーブを変更する等の方法により入力された映像信号の補正を行うことも可能である。
【００２８】
以上のような構成により、各光源の色成分を変更することにより消費電力を低減しつつ、入力された映像信号を補正することにより、入力された映像信号と表示装置から出力される映像信号の色成分を略一致させることが可能になるものである。
【００２９】
なお、上述した表示装置の構成に加えて、図６に示すように、領域内特徴量検出部１０８により検出された第１の色成分に対して、各色成分ごとに、予めバックライトユニット１０４の各光源から出力する第２の色成分及び信号補正部１１２において、入力された映像信号を色補正して出力する第３の色成分を設定したテーブルを予め記憶部を備えておき、この記憶部に記憶された第２の色成分及び第３の色成分に基づいて、算定部１１０における第２の色成分の算定を行い、信号補正部１１２における第３の色成分に色補正を行う構成を採用することも可能である。
【００３０】
このような構成により、各光源の色成分を変更することにより消費電力を低減しつつ、入力された映像信号を補正することにより、入力された映像信号と表示装置から出力される映像信号の色成分を略一致させることが可能になるとともに、表示装置の信号処理を容易にさらに短時間で処理を行うことが可能になるものである。
（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、算定部において、領域内特徴検出部１０８において検出された色成分から、ＬＥＤから出力する第２の色成分を算定し、補正部においてその第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分において補正する内容について説明した。しかしながら、実際には、バックライトユニット１０４の構成により、第２の色成分がそのまま各光源において表現されない場合があり、本実施の形態２においては、この場合の処理を示したものである。
＜２、表示装置の全体構成＞
次に、図７の本願発明の表示装置の全体構成を示すブロック図を参照しながら、本願発明の実施の形態２における表示装置の各構成について詳細に説明する。図７に示すように、本願発明の表示装置は、入力映像を表示する表示パネル１００と、その表示パネル１００の駆動を制御するパネル駆動部１０２と、表示パネル１００の背面に設置され、複数のＬＥＤにより構成されたバックライトユニット１０４と、そのバックライトユニット１０４を、表示パネル１００を概念的に複数の領域に分割し、算定部１１０から出力された第２の色成分及びバックライトユニット１０４の構成に基づいて、領域ごとにＬＥＤを駆動する駆動部２００と、入力された映像信号から対象領域における第１の色成分を検出する領域内特徴量検出部１０８と、領域内特徴検出部１０８において検出された色成分からＬＥＤから出力する第２の色成分を算定する算定部１１０、算定部１１０から出力された第２の色成分及びバックライトユニット１０４の構成に基づいて駆動部２００から出力される駆動信号に基づいて、実際にバックライトユニット１０４の各光源から出力される第４の色成分を推定する推定部２０２と、推定部２０２から出力された第４の色成分に基づいて、入力された映像信号の色成分を第５の色成分に補正する信号補正部２０４により構成されている。
なお、実施の形態１で重複する構成については、その説明を省略し、実施の形態２における特有の構成である駆動部２００、推定部２０２及び信号補正部２０４の構成を中心に説明する。
＜２−１、駆動部２００について＞
まず、駆動部２００の構成について、図８を参照しながら説明する。この駆動部２００においては、算定部１１０において算定された第２の色成分に対して、その色成分を表現するために、バックライトユニット１０４を構成する各光源に対する駆動信号を生成する。なお、この際、本願発明の駆動部２００においては、バックライトユニット１０４を構成する各光源が３色のＬＥＤにより構成されているのか、２色のＬＥＤにより構成されているのか、単色のＬＥＤにより構成されているのか、さらには、４色以上のＬＥＤにより構成されているのかによりその処理を変更することとなる。以下詳細に説明する。
図８（Ａ）は、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤにより構成されている場合の処理を示しており、図８（Ｂ）は、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、黄色と青色の２色のＬＥＤにより構成されている場合の処理を示しており、図８（Ｃ）は、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、白色のＬＥＤのみにより構成されている場合の処理を示している。なお、これ以外の構成として、図示していないが、例えば、赤色、緑色、青色と白色の４色のＬＥＤの構成を採用することも可能である。
【００３１】
最初に図８（Ａ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が３色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。この３色のＬＥＤでは、ＲＧＢ３色のＬＥＤを用いて白色等の色成分を表現することが可能である。また、ＲＧＢごとのＬＥＤの発光輝度を調整することにより、任意の輝度や、色の発光を表現することが可能になる。
このような３色のＬＥＤにより構成されている場合には、入力された映像信号から領域内特徴量検出部１０８によりＲＧＢの色成分を検出し、算定部１１０により算定されたＲＧＢの色情報からなる第２の色成分に対して、そのまま３色のＬＥＤでこの第２の色成分の値を表現することが可能となる。但し、より好ましい色再現を行うため（特定色の強調等）、バックライトユニット１０４を構成する各光源の色成分を変更することも可能である。
【００３２】
次に、図８（Ｂ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が２色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。この２色のＬＥＤでは、青色と黄色の２色のＬＥＤを用いて白色等の色成分を表現することが可能である。但し、黄色のＬＥＤとしては、緑色のＬＥＤに赤色蛍光体を追加することにより、緑色及び赤色の光を発光することが可能なものを用いる。また、各色ごとのＬＥＤの発光輝度を調整することにより、２色の混色によって得られる色に限って、任意の輝度や、色の発光を表現することが可能になる。
【００３３】
このような２色のＬＥＤにより構成されている場合には、入力された映像信号から領域内特徴量検出部１０８によりＲＧＢの色成分を検出し、算定部１１０により算定されたＲＧＢの色情報からなる第２の色成分に対して、青色、黄色それぞれの色成分に変換を行う。但し、この場合には、２色のＬＥＤでは、限られた範囲の色成分しか表現することができないため、出来る限りバックライトユニット１０４から出力される色成分と第２の色成分とが一番近い色成分となるように変換を行なう。
【００３４】
次に、図８（Ｃ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が単色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。この単色のＬＥＤでは、ＬＥＤに印加する電流（電圧）の大きさによって色成分を制御し、さらに、点灯期間を示す点灯dutyと合わせてＬＥＤを制御することにより、任意の輝度及び色温度の発光を得るものである。
【００３５】
このような単色のＬＥＤにより構成されている場合には、入力された映像信号から領域内特徴量検出部１０８によりＲＧＢの色成分を検出し、算定部１１０により算定されたＲＧＢの色情報からなる第２の色成分に対して、ＬＥＤの電流値及びduty値に変換を行う。但し、単色のＬＥＤでは、限られた範囲の色成分しか表現することができないため、出来る限りバックライトバックライトユニット１０４から出力される色成分と第２の色成分とが一番近い色成分となるように変換を行なう。また、duty値は、光源から発光される輝度を考慮して、暗くなりすぎない範囲で低く設定するものとする。
【００３６】
このように、本願発明においては、バックライトユニット１０４を構成する各光源がいかなる構成を採用した場合であっても、この駆動部２００の処理により、入力された映像信号の第２の色成分から、バックライトユニット１０４を構成する各光源の構成に応じた適切な色成分からなる駆動信号を生成することが可能になるものである。
【００３７】
なお、これらの駆動部２００の処理については、ルックアップテーブルを採用する方法や数式を用いて計算する方法、直線近似した変換式で変換する方法等、さまざま方法を採用することが可能となる。
＜２−２、推定部２０２について＞
次に、推定部２０２の構成について、図９を参照しながら説明する。上述したように、駆動部２００においては、算定部１１０により算定された第２の色成分及びバックライトユニット１０４の光源の構成に基づいて、光源を駆動することにより、第２の色成分と実際に光源から照射される第４の色成分とは異なる場合が生じる。後述するように、この第２の色成分と第４の色成分との差分を信号補正部２０４において補間する必要がある。その前提として、推定部２０２により、実際に光源から照射される第４の色成分を推定する必要がある。以下、詳細に説明する。
【００３８】
図９（Ａ）は、上述した図８（Ａ）に対応しており、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、赤色、緑色、青色の３色のＬＥＤにより構成されている場合の処理を示しており、図９（Ｂ）は、上述した図８（Ｂ）に対応しており、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、黄色と青色の２色のＬＥＤにより構成されている場合の処理を示しており、図９（Ｃ）は、上述した図８（Ｃ）に対応しており、バックライトユニット１０４を構成する光源が、例えば、白色のＬＥＤのみにより構成されている場合の処理を示している。なお、これ以外の構成として、図示していないが、例えば、赤色、緑色、青色と白色の４色のＬＥＤの構成を採用することも可能である。
【００３９】
最初に、図９（Ａ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が３色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。この場合には、上述したように算定部１１０により算定された第２の色成分とバックライトユニット１０４の光源から実際に出力される第４の色成分とは一致するため、第２の色成分がそのまま実際の発光の推定値となる。
【００４０】
次に、図９（Ｂ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が２色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。まず、黄色と青色のＬＥＤの発光の混色により得られる色成分を求める。次に、図９（Ｂ）の右図に示すとおり、ＲＧＢ３色で構成されていると仮定した場合のＲＧＢごとの輝度を推定する。なお、具体的な方法としては、ルックアップテーブルで処理する方法や加法混色を計算する方法等さまざまな方法を採用することが可能である。図９（Ｂ）の左図と図９（Ｂ）の右図とを比較すると明らかなように、図９（Ｂ）の左図が示す第２の色成分と図９（Ｂ）の右図が示す第４の色成分とは、各ＲＧＢにおいてその色成分が変更されていることが分かる。
【００４１】
次に、図９（Ｃ）のバックライトユニット１０４を構成する光源が単色のＬＥＤにより構成されている場合の処理について説明する。この場合には、白色のＬＥＤの発光により得られる色成分を求める。次に、２色の場合と同様に、図９（Ｃ）の右図に示すとおり、ＲＧＢ３色で構成されていると仮定した場合のＲＧＢごとの輝度を推定する。なお、具体的な方法としては、ルックアップテーブルで処理する方法や加法混色を計算する方法等さまざまな方法を採用することが可能である。また、２色の場合と同様に、図９（Ｃ）の左図と図９（Ｃ）の右図とを比較すると明らかなように、図９（Ｃ）の左図が示す第２の色成分と図９（Ｃ）の右図が示す第４の色成分とは、各ＲＧＢにおいてその色成分が変更されていることが分かる。
【００４２】
このように、本願発明においては、バックライトユニット１０４を構成する各光源がいかなる構成を採用した場合であっても、それぞれのバックライトユニット１０４の各光源から実際に出力される第４の色成分を推定部２０２において検出することが可能になり、この第４の色成分に基づいて、後述する信号補正部２０４において、より適切な色補正を行うことが可能になるものである。
＜２−３、信号補正部２０４について＞
次に、信号補正部２０４の構成について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、信号補正部２０４の処理を概念的に示したものである。
【００４３】
図１０（Ａ）は、上述した推定部２０２により推定されたバックライトユニット１０４から実際に出力される第４の色成分によるＲＧＢの値を示している。次に、図１０（Ｂ）は、バックライトユニット１０４が図１０（Ａ）に示したＲＧＢの値を出力する場合に、信号補正部２０４において、入力された映像信号に対してかけるゲインの値をＲＧＢごとに示したものである。次に、図１０（Ｃ）は、信号補正部２０４に入力される、表示装置に入力された映像信号のＲＧＢの値を示している。次に、図１０（Ｄ）は、図１０（Ｂ）と図１０（Ｃ）とをかけあわせた場合、つまり、入力された映像信号に対して、バックライトユニット１０４から実際に出力される第４の色成分を推定することにより算出されたゲインをかけたＲＧＢの値を示している。これが、信号補正部２０４から出力する第５の色成分を有するＲＧＢ信号となり、この値に基づいて、上述したパネル駆動部１０２において表示パネル１００を駆動する駆動信号を生成することとなる。
【００４４】
このように、本願発明においては、バックライトユニット１０４を構成する各光源がいかなる構成を採用した場合であっても、この駆動部２００の処理により、入力された映像信号の第２の色成分から、バックライトユニット１０４を構成する各光源の構成に応じた適切な色成分からなる駆動信号を生成するとともに、実際に、その各光源により入力された映像信号の第２の色成分と異なる色成分を出力する場合であっても、入力された映像信号の色補正を行うことにより、ユーザーに違和感を与えることを防止しつつ、消費電力を低減することが可能になるものである。
（実施の形態３）
上述した実施の形態１では、算定部において、領域内特徴検出部１０８において検出された色成分から、ＬＥＤから出力する第２の色成分を算定し、補正部においてその第２の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第３の色成分において色補正を行う構成について説明した。
【００４５】
また、上述した実施の形態２では、バックライトユニット１０４を構成する各光源がいかなる構成を採用した場合であっても、この駆動部２００の処理により、入力された映像信号の第２の色成分から、バックライトユニット１０４を構成する各光源の構成に応じた適切な第４の色成分からなる駆動信号を生成することにより、実際に、その各光源により入力された映像信号の第２の色成分と異なる色成分を出力する場合であっても、入力された映像信号の色補正を行う構成について説明した。
【００４６】
しかしながら、実施の形態１及び２においては、上述した領域内特徴検出部１０８においては、画面を複数の領域に分割して、その一つである第１の領域についての処理についてのみ説明した。
本実施の形態３においては、さらに、その第１の領域内において、第１の領域の周辺を構成する周辺領域による影響を考慮して、さらに高品位な映像信号をユーザーに提供する処理について説明する。
＜３、表示装置の全体構成について＞
次に、図１１の本願発明の表示装置の全体構成を示すブロック図を参照しながら、本願発明の実施の形態３における表示装置の各構成について詳細に説明する。図１１に示すように、本願発明の表示装置は、入力映像を表示する表示パネル１００と、その表示パネル１００の駆動を制御するパネル駆動部１０２と、表示パネル１００の背面に設置され、複数のＬＥＤにより構成されたバックライトユニット１０４と、そのバックライトユニット１０４を、算定部１１０から出力された第２の色成分及び第２の算定部３０２から出力された第７の色成分に基づいて、領域ごとにＬＥＤを駆動する駆動部２００と、入力された映像信号から対象領域となる第１の領域における第１の色成分を検出する領域内特徴量検出部１０８と、入力された映像信号から第１の領域の各周辺領域における第６の色成分を検出する第２の領域内特徴量検出部３００と、領域内特徴検出部１０８において検出された色成分からＬＥＤにおいて出力する第２の色成分を算定する算定部１１０と、第２の領域内特徴量検出部３００において検出された色成分からＬＥＤにおいて出力する第７の色成分を算定する第２の算定部３０２と、算定部１１０により算定された第２の色成分と第２の算定部３０２により算定された第７の色成分とに応じて、第１の領域において、入力された映像信号の色成分を色補正して第８の色成分に設定する第２の信号補正部３０４とにより構成されている。
このような構成において、算定部より算定された光源から出力される第２の色成分と第２の信号補正部３０４により色補正された第８の色成分とを組み合わせた場合に、領域内特徴量検出部１０８で検出された第１の色成分と色成分が略一致し、且つ、算定部により算定された第２の色成分は、第１の色成分と比較して、光源の消費電力量が減少する値に設定されている。さらに、第２の信号補正部３０４においては、第１の領域を構成する複数の構成領域ごとに、第２の色成分と第７の色成分との構成領域に対する寄与度に基づいて色成分を設定する。
なお、実施の形態１又は実施の形態２で重複する構成については、その説明を省略し、実施の形態３における特有の構成である信号補正部３０４の構成を中心に説明する。
＜３−１、第１の領域について＞
最初に、図１２を参照しながら、第１の領域について詳細に説明する。上述した画面を分割した一つの領域である第１の領域は、図１２に示すように、概念的には、複数の構成領域に分割することが可能である。これらの構成領域は、第１の領域の中心に位置する構成領域と第１の領域の周辺領域との境界付近に位置する構成領域とでは、第１の領域の周辺領域との境界付近ほど、他の領域において発光された色成分の影響を受けやすくなる。
【００４７】
例えば、図１２に示すように、構成領域ａ、ｂ，ｃ，ｄ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは、いずれも他の周辺領域と接しており、他の周辺領域と接していない構成領域ｅとの他の周辺領域からの光の影響は異なる。
【００４８】
そこで、本願発明においては、第１の領域の中心からの各構成領域の位置に応じて、第１の領域に設定された色成分を構成領域を補正することにより、より細かく色成分を設定することが可能になるものである。以下、具体的な処理について詳細に説明する。
＜３−２、信号補正部３０４について＞
信号補正部３０４の具体的な処理について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。なお、図１４に示すように、信号補正部３０４は、複数の補間部４００から４２４により構成されている。
まず、補間部４００、４０２、４０４を用いて、Ｒの色成分の補間について説明する。第１の領域及び第２の領域の色成分と水平方向の座標値であるｘを入力し、図１３のＢ地点における色成分を補間する。同様に、補間部４０２において第３の領域及び第４の領域の色成分と水平方向の座標値であるｘを入力し、図１３のＡ地点における色成分を補間する。さらに、補間部４０４において、Ａ地点における色成分とＢ地点における色成分と垂直方向の座標値であるｙを入力し、図１３における推定対象画素の色成分を補間する。同様に、補間部４１０、４１２、４１４を用いて、Ｇの色成分の補間を行い、さらに、補間部４２０、４２２、４２４を用いて、Ｂの色成分の補間を行う。
つまり、第２の信号補正部３０４においては、第１の領域を構成する複数の構成領域について第１の領域から配置された光源からの第２の色成分の色分布及び第１の領域の周辺領域に配置された光源からの第７の色成分に応じて寄与度を決定して、各構成領域の色成分を設定する。
また、別の表現方法としては、第２の信号補正部３０４においては、第１の領域を構成する複数の構成領域について、第１の領域に配置された光源からの距離と、第１の領域の周辺領域に配置された光源からの距離に応じて寄与度を決定して、各構成慮域の色成分を設定する。
このような構成により、第１の領域を構成する複数の構成領域のいずれの位置であっても、第１の領域及び各周辺領域の色成分の寄与度に応じて、第１の領域を構成する複数の構成領域の色成分を設定することが可能になるものである。
なお、図１５に示したように、上述した実施の形態２及び実施の形態３とを組み合わせた構成を採用することも可能である。具体的には、算定部により算定された第２の色成分と第２の算定部により算定された第７の色成分及び光源の構成に基づいて、光源を駆動する駆動信号を生成する第２の駆動部５００と、第２の駆動部５００により生成された駆動信号から光源において照射される第９の色成分を推定する第２の推定部５０２と、第２の推定部５０２により推定された第９の色成分に応じて、入力された映像信号の色成分を色補正して第１０の色成分に設定した第２の信号補正部５０４とにより構成されている。
この構成により、バックライトユニット１０４を構成する各光源がいかなる構成を採用した場合であっても、ユーザーに違和感を与えることを防止しつつ、消費電力を低減することが可能になるとともに、第１の領域の中心からの各構成領域の位置に応じて、第１の領域に設定された色成分を構成領域を補正することにより、より細かく色成分を設定することが可能になるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
入力された映像信号を表示する表示パネルと表示パネルを背面から照射する複数の光源とにより構成された表示装置において、消費電力を低減した表示装置及び表示方法として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１００    表示パネル
１０２    パネル駆動部
１０４    バックライトユニット
１０６    バックライト駆動部
１０８    領域内特徴量検出部
１１０    算定部
１１２    信号補正部
１５０    記憶部
２００    バックライト駆動部
２０２    推定部
２０４    信号補正部
３００    領域内特徴量検出部
３０２    算定部
３０４    信号補正部
４００    補間部
【図１】
2013047701.tif 000003
【図２】
2013047701.tif 000004
【図３】
2013047701.tif 000005
【図４】
2013047701.tif 000006
【図５】
2013047701.tif 000007
【図６】
2013047701.tif 000008
【図７】
2013047701.tif 000009
【図８】
2013047701.tif 000010
【図９】
2013047701.tif 000011
【図１０】
2013047701.tif 000012
【図１１】
2013047701.tif 000013
【図１２】
2013047701.tif 000014
【図１３】
2013047701.tif 000015
【図１４】
2013047701.tif 000016
【図１５】
2013047701.tif 000017