(57)【要約】【課題】液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置及び色変換方法を提供する。【解決手段】表示装置は、複数の色成分を表示するための複数の副画素を含む画素がマトリクス状に配置された画像表示部と、入力映像信号の色変換処理を行い、画像表示部の駆動を制御する駆動回路に出力する信号処理部と、を備え、信号処理部は、入力映像信号に基づいて求められる、赤、緑、及び青の３原色からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成する。【選択図】図１
2016114789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分を表示するための複数の副画素を含む画素がマトリクス状に配置された画像表示部と、
入力映像信号の色変換処理を行い、前記画像表示部の駆動を制御する駆動回路に出力する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、入力映像信号に基づいて求められる、赤、緑、及び青の３原色からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成する、表示装置。
【請求項２】
前記画素は、
赤成分を表示するための第１副画素と、
緑成分を表示するための第２副画素と、
青成分を表示するための第３副画素と、
前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素とは異なり、且つ、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現可能であり、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現するよりも光利用効率が高い追加色成分を表示するための第４副画素と、
を含み、
前記信号処理部は、前記第２色情報に基づいて、前記赤成分、前記緑成分、前記青成分及び前記追加色成分に変換した第３色情報を生成する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画像表示部は、透過型の液晶表示デバイスであり、
前記画像表示部の背面から前記画像表示部の画像表示領域に光を照射する光源装置と、
前記光源装置から照射される光の光量を制御して、前記画像表示部に表示される画像の輝度を調整する光源装置制御回路と、
をさらに備え、
前記信号処理部は、前記第３色情報を生成する際にデータ伸長処理を行うと共に、前記光源装置から照射される光の光量を低下させる、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記画像表示部は、透過型の液晶表示デバイスであり、
前記画素は、
赤成分を表示するための第１副画素と、
緑成分を表示するための第２副画素と、
青成分を表示するための第３副画素と、
を含み、
前記信号処理部は、前記第２色情報を生成する際にデータ伸長処理を行うと共に、前記光源装置から照射される光の光量を低下させる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記第１色情報を全画素分画像解析して得られた消費電力の予測値が電力制限値を超える場合、前記第２色情報を生成する際に、前記消費電力の予測値に対応付けられた色変換割合で前記色変換処理を行う、請求項３又は請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、入力されたパネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値を演算する、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、外光照度に応じたパネル輝度設定での前記消費電力の予測値を演算する、請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記信号処理部は、外光照度が高いほど、前記色変換処理における色変換の度合いを大きくする、請求項３又は請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記画像表示部は、反射型の液晶表示デバイスであり、
前記信号処理部は、外光照度が低いほど、前記色変換処理における色変換の度合いを大きくする、請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記画像表示部は、反射型の液晶表示デバイスであり、
前記画像表示部の表示面から前記画像表示部の画像表示領域に光を照射する光源装置と、
前記光源装置から照射される光の光量を制御して、前記画像表示部に表示される画像の輝度を調整する光源装置制御回路と、
をさらに備え、
前記信号処理部は、外光照度が低いほど、前記色変換処理における色変換の度合いを大きくする、請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記信号処理部は、前記第１色情報の色相に応じて彩度減衰量を異ならせるように彩度を低減する演算を行う、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記信号処理部は、前記第１色情報の彩度が低いほど、前記彩度減衰量を大きくして彩度を低減する演算を行う、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
赤成分を表示するための第１副画素と、
緑成分を表示するための第２副画素と、
青成分を表示するための第３副画素と、
前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素とは異なり、且つ、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現可能であり、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現するよりも光利用効率が高い追加色成分を表示するための第４副画素と、
を含む画素を複数有する画像表示部の駆動回路へ供給する入力信号の色変換方法であって、
入力映像信号に基づいて求められる、赤、緑、及び青の３原色からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成するステップと、
前記第２色情報に基づいて、前記赤成分、前記緑成分、前記青成分及び前記追加色成分に変換した第３色情報を生成するステップと、
前記第３色情報をデータ伸長するステップと、
を含む、色変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び色変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像を表示する画像表示部として、画素Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）に加え、画素Ｗ（白）を追加したＲＧＢＷ方式の液晶表示パネルを用いた液晶表示装置が採用されている（例えば、特許文献１参照）。このＲＧＢＷ方式の液晶表示装置は、画像表示を決定付けるＲＧＢデータに基づく光源からの光の画素Ｒ、Ｇ及びＢにおける透過量を、画素Ｗに振り分けて画像を表示させることによって、液晶表示パネル全体としての光利用効率を増加させ、表示画像の輝度を保つために必要な光源輝度を低減させることを可能としている。これにより、透過型の液晶表示パネルでは、バックライトの輝度を下げることができるので、消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のＲＧＢＷ方式の表示装置においては、表示画像の輝度を保つために必要な光源輝度を低減する場合には、入力画像信号の画像伸長処理が行われる。この画像伸長処理では、赤画素、緑画素及び青画素の画像データの共通部分を白画素の画像データに置換後、置換後の各画素の画像データを伸長し、各画素における光透過量を増加させることで、液晶表示パネル全体としての光利用効率を増加させ、表示画像の輝度を保つために必要な光源輝度の低減を図ることができる。
【０００５】
しかしながら、従来のＲＧＢＷ方式の表示装置においては、入力画像信号のＲＧＢデータのうち、彩度や明度の高いデータがある場合や、各色データ間の大きさが著しく異なる場合には、ＲＧＢＷデータに変換後において画像伸長処理を行う余地が小さくなる。このため、液晶表示パネル全体としての光利用効率を向上させることができず、特に、透過型の液晶パネルでは、バックライトの輝度を下げることができず、消費電力を低減できない場合がある。
【０００６】
本発明は、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置及び色変換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】
【０００７】
一態様として、表示装置は、複数の色成分を表示するための複数の副画素を含む画素がマトリクス状に配置された画像表示部と、入力映像信号の色変換処理を行い、前記画像表示部の駆動を制御する駆動回路に出力する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、入力映像信号に基づいて求められる、赤、緑、及び青の３原色からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成する。
【０００８】
他の態様として、色変換方法は、赤成分を表示するための第１副画素と、緑成分を表示するための第２副画素と、青成分を表示するための第３副画素と、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素とは異なり、且つ、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現可能であり、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表現するよりも光利用効率が高い追加色成分を表示するための第４副画素と、を含む画素を複数有する画像表示部の駆動回路へ供給する入力信号の色変換方法であって、入力映像信号に基づいて求められる、赤、緑、及び青の３原色からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成するステップと、前記第２色情報に基づいて、前記赤成分、前記緑成分、前記青成分及び前記追加色成分に変換した第３色情報を生成するステップと、前記第３色情報をデータ伸長するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す表示装置における画像表示パネル部の配線図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る光源装置の模式図である。
【図４】図４は、本実施形態の表示装置で再現可能なＨＳＶ色空間の概念図である。
【図５】図５は、ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態１に係る色変換処理例を説明する模式図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る入力映像信号の表示画像データの１フレーム当たりの消費電力の予測値に対応する色変換割合の増減状態を説明するための説明図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る消費電力の予測値に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るＨＳＶ色空間において色相変換処理を示す概念図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る変換前の元の色相と、色相変化が許容される範囲と定義された色相変化量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る色相と、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る変換前の元の彩度と、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係るＨＳＶ色空間において彩度減衰量を示す概念図である。
【図１５】図１５は、比較例に係る色変換処理例を説明する模式図である。
【図１６】図１６は、実施形態２に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施形態２に係るパネル輝度に対する消費電力の予測値の相関関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係るパネル輝度に対応する色変換係数割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係るパネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値が電力制限値を超える状態を説明するための説明図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施形態３に係る外光照度に対するディスプレイの必要輝度を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図２２】図２２は、実施形態３に係る外光照度に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【図２３】図２３は、実施形態４に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図２４】図２４は、実施形態５に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図２５】図２５は、変形例における外光強度と反射率及び色変換との関係を示す図である。
【図２６】図２６は、変形例における表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３０】図３０は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３１】図３１は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３２】図３２は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３３】図３３は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【図３５】図３５は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
（表示装置の構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す表示装置における画像表示パネル部の配線図である。
【００１２】
図１に示すように、表示装置１００は、変換処理部１０と、第４副画素信号処理部２０と、画像表示パネルである画像表示部３０と、画像表示部３０の駆動を制御する画像表示パネル駆動回路４０（以下、駆動回路４０ともいう。）と、画像表示部３０の背面から画像表示部３０の画像表示領域３０ａ（図１において不図示、図２参照）に白色光を照射する光源装置５０と、光源装置５０の動作を制御する光源装置制御回路（光源制御部）６０と、を備えている。
【００１３】
なお、表示装置１００は、特許文献の、特許第３１６７０２６号公報、特許第３８０５１５０号公報、特許４８７０３５８号公報、特開２０１１−９０１１８号公報、特開２００６−３４７５号公報に記載されている各種変形例が適用可能である。
【００１４】
変換処理部１０と、第４副画素信号処理部２０とは、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかによって機能が実現されていればよく、特に限定されるものではない。また、変換処理部１０及び第４副画素信号処理部２０の各回路がハードウェアによって構成されるものであっても、それぞれの回路が物理的に独立して区別される必要はなく、物理的に単一の回路によって複数の機能が実現されるものとしてもよい。これら変換処理部１０と第４副画素信号処理部２０とにより本実施形態に係る信号処理部２００を構成している。
【００１５】
信号処理部２００は、画像表示部３０及び光源装置５０の動作を制御する演算処理部である。この信号処理部２００は、画像表示部３０を駆動する画像表示パネル駆動回路４０、及び、光源装置５０を駆動する光源装置制御回路６０と電気的に接続されている。また、信号処理部２００は、外部から入力した入力信号（ＲＧＢデータ）に対してデータ処理を実行して、出力信号を画像表示パネル駆動回路４０に出力すると共に、光源装置制御信号を生成して光源装置制御回路６０に出力する。
【００１６】
また、表示装置１００は、実施形態３で後述するように、外光照度などを測定し、表示装置外の情報を入力する外部情報部１０１を備えていてもよい。又は、表示装置１００は、表示装置１００外にある外部情報部１０１から、外光照度の情報を取得し、信号処理部２００へ入力してもよい。
【００１７】
変換処理部１０は、制御装置１１の画像出力部１２からの入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報を第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される。変換処理部１０は、ＨＳＶ色空間の入力値である第１色情報を、彩度変化が許容される範囲の彩度減衰量で彩度が低減された第２色情報に変換した第２入力信号ＳＲＧＢ２を出力する。第１色情報及び第２色情報は、ともに赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）を含む、３色のカラー入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）である。
【００１８】
第４副画素信号処理部２０は、画像表示部３０を駆動するための画像表示パネル駆動回路４０と接続されている。例えば、第４副画素信号処理部２０は、入力信号の入力ＨＳＶ色空間の入力値（第２入力信号ＳＲＧＢ２）を、第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色で再現されるＨＳＶ色空間の再現値（第３入力信号ＳＲＧＢＷ）に変換して生成し、生成した出力信号を画像表示部３０に出力する。このように、第４副画素信号処理部２０は、第２入力信号ＳＲＧＢ２における第２色情報に基づいて、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）及び追加色成分として例えば白色（Ｗ）成分に変換した第３色情報を含む第３入力信号ＳＲＧＢＷを、駆動回路４０へ出力する。第３色情報は、４色カラー入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）である。追加色成分は、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）の各階調が２５６階調で（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）のいわゆるピュアホワイトの白成分を例として説明するが、これに限られず、例えば、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２３０、２０４）で表されるような色成分をもつ第４副画素として追加色成分の変換を行うものであってもよい。
【００１９】
なお、本実施形態では、上述したように変換処理は入力信号（例えばＲＧＢ）をＨＳＶ空間に変換した処理について例示して説明しているが、これに限らず、ＸＹＺ空間、ＹＵＶ空間その他の座標系でもよい。また、ディスプレイの色域であるｓＲＧＢやＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域は、ＸＹＺ表色系のｘｙ色度範囲上において、三角形状の範囲で示されるが、定義色域が定義される所定の色空間は、三角形状の範囲で定められることに限定されるものではなく、多角形状等の任意の形状の範囲で定められるものとしてもよい。  
【００２０】
第４副画素信号処理部２０は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動回路４０に出力する。
【００２１】
図２に示すように、画像表示部３０は、画像表示領域３０ａを有する透過型のカラー液晶表示デバイスである。画像表示領域３０ａには、第１色（赤色）を表示する第１副画素４９Ｒ、第２色（緑色）を表示する第２副画素４９Ｇ、第３色（青色）を表示する第３副画素４９Ｂ、及び、第４色（白色）を表示する第４副画素４９Ｗを含む画素４８が、２次元マトリクス状に配列されている。第１副画素４９Ｒと画像表示部３０の表示面との間には、第１色（赤）の光を透過させる第１カラーフィルタが配置されている。第２副画素４９Ｇと画像表示部３０の表示面との間には、第２色（緑）の光を透過させる第２カラーフィルタが配置されている。第３副画素４９Ｂと画像表示部３０の表示面との間には、第３色（青）の光を透過させる第３カラーフィルタが配置されている。また、第４副画素４９Ｗと画像表示部３０の表示面との間には、第４色（白）の光を透過させる第４のカラーフィルタが配置されている。もしくは、全ての色を透過させる透明の樹脂層が配置されている。なお、第４副画素４９Ｗと画像表示部３０の表示面との間には、何も介在しない構成としてもよい。
【００２２】
また、画像表示部３０は、図２に示す例では、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗがストライプ配列に類似した配列によって配置されている。なお、１つの画素に含まれる副画素の構成及びその配置は、特に限定されるものではない。例えば、画像表示部３０は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗがダイアゴナル配列（モザイク配列）に類似した配列によって配置されるものとしてもよい。また、例えば、デルタ配列（トライアングル配列）に類似した配列、又は、レクタングル配列に類似した配列等によって配列されるものとしてもよい。一般的には、ストライプ配列に類似した配列は、パーソナルコンピュータ等においてデータ及び文字列を表示するのに好適である。これに対して、モザイク配列に類似した配列は、ビデオカメラレコーダ及びデジタルスチルカメラ等において自然画を表示するのに好適である。
【００２３】
画像表示パネル駆動回路４０は、信号出力回路４１（信号出力部）及び走査回路４２を備えている。信号出力回路４１は、配線ＤＴＬによって画像表示部３０の各画素４８中の副画素にそれぞれ電気的に接続されている。この信号出力回路４１は、信号処理部２００から出力される出力信号に基づいて、各副画素に含まれる液晶に印加する駆動電圧を出力し、各画素４８の光源装置５０から照射される光の透過率を制御する。走査回路４２は、配線ＳＣＬによって画像表示部３０の各画素４８中の副画素の動作を制御するためのスイッチング素子にそれぞれ電気的に接続されている。この走査回路４２は、複数の配線ＳＣＬに順次、走査信号を出力し、走査信号を各画素４８の副画素のスイッチング素子に印加することによってＯＮ動作させる。信号出力回路４１は、走査回路４２の走査信号が印加されている副画素に対して、副画素に含まれる液晶に駆動電圧を印加する。このようにして、画像表示部３０の画像表示領域３０ａ全体に画像が表示される。
【００２４】
光源装置５０は、各種光源を有するバックライトであり、画像表示部３０の背面に配置される。光源装置５０は、光源からの画像表示部３０に向けて光を照射することで、画像表示部３０を照明する。
【００２５】
光源装置制御回路６０は、信号処理部２００から出力される光源装置制御信号に基づいて、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量を制御する。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る光源装置５０の模式図である。図３に示すように、光源装置５０は、導光板５２と、この導光板５２の端面の近傍に配置された光源５４とを備える。光源５４は、一方向に沿って所定の間隔で並設された点光源としての５つのＬＥＤ５４ａ〜５４ｅによって構成される。導光板５２の出射面側には、光学シート類（不図示）が配置されており、導光板５２の出射面の反対側の面には、反射シート（不図示）が配置されている。５つのＬＥＤ５４ａ〜５４ｅは、光源装置制御回路６０に電気的に接続されている。導光板５２は、５つのＬＥＤ５４ａ〜５４ｅから出射された光を端面から内部に導き、内部に導いた光を主面から画像表示部３０に向けて出射する。なお、本実施形態においては、光源５４が５つのＬＥＤ５４ａ〜５４ｅによって構成される例について説明するが、光源５４を構成するＬＥＤ５４ａ〜５４ｅの数は適宜変更可能である。また、光源５４は、ＬＥＤ５４ａ〜５４ｅに限定されるものではなく、各種点光源及び線光源を用いて構成することができる。
【００２７】
図４は、本実施形態の表示装置で再現可能なＨＳＶ色空間の概念図である。図５は、ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。表示装置１００は、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。つまり、図４に示すように、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできる円柱形状のＨＳＶ色空間に、彩度Ｓが高くなるほど明度Ｖの最大値が低くなる略台形形状となる立体が載っている形状となる。
【００２８】
第１入力信号ＳＲＧＢ１は、赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）の各階調の入力信号を第１色情報として有するため、ＨＳＶ色空間の円柱形状、つまり、図４に示すＨＳＶ色空間の円柱形状部分の情報になる。
【００２９】
そして、色相Ｈは、図５に示すように０°から３６０°で表される。０°から３６０°に向かって、赤（Ｒｅｄ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、シアン（Ｃｙａｎ）、青（Ｂｌｕｅ）、マゼンダ（Ｍａｇｅｎｔａ）、赤となる。本実施形態では、角度０°を含む領域が赤となり、角度１２０°を含む領域が緑となり、角度２４０°を含む領域が青となる。
【００３０】
（実施形態１）
図６は、実施形態１に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。図７は、実施形態１に係る色変換処理例を説明する模式図である。
【００３１】
図６に示すように、実施形態１に係る変換処理部１０には、入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報が第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される（ステップＳ１１）。第１色情報は、必要に応じて、γ変換され、ＲＧＢ座標系の値がＨＳＶ色空間の入力値へ変換される。
【００３２】
次に、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ１２）において、入力映像信号の画像解析を行う。又は、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ１２）において、他の処理で演算した入力映像信号の画像解析情報を入手する。
【００３３】
入力映像信号の画像解析の結果、変換処理部１０は、消費電力の予測値を演算する消費電力予測ステップを実施する（ステップＳ１３）。図８は、実施形態１に係る入力映像信号の表示画像データの１フレーム当たりの消費電力の予測値に対応する色変換割合の増減状態を説明するための説明図である。図９は、実施形態１に係る消費電力の予測値に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【００３４】
消費電力の予測値は、ステップＳ１１で入力された第１入力信号ＳＲＧＢ１に基づいて所定の画素に表示するための第１色情報から１フレーム分の消費電力を演算することで求めることができる。そうすると、図８に示すように、１フレーム毎の入力映像信号の表示画像データＳＧ毎に、消費電力が増減する。
【００３５】
実施形態１に係る変換処理部１０は、予め設定値として、電力制限値を記憶している。
【００３６】
変換処理部１０は、図６に示すように、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超えない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、処理をステップＳ１７へ進める。例えば、図８に示すように、フレーム１，２，４及び７は、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超えないので、色変換割合が抑制される。
【００３７】
また、変換処理部１０は、図６に示すように、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超える場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５へ進める。変換処理部１０は、図９に示す消費電力の予測値に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを予め記憶している。変換処理部１０は、図９に示す消費電力の予測値に対応する色変換割合を演算できる換算式を記憶していてもよい。変換処理部１０は、消費電力の予測値に対応する色変換割合の関係が演算できればよく、消費電力の予測値に対応する色変換割合の情報を有していればよい。
【００３８】
実施形態１に係る変換処理部１０は、消費電力予測ステップ（ステップＳ１３）で求めた消費電力の予測値と、図９に示す消費電力の予測値に対応する色変換割合の情報とに基づいて、色変換割合ＲＣＣを演算する。これにより、実施形態１に係る変換処理部１０は、図８に示すように、１フレーム毎の入力映像信号の表示画像データＳＧ毎に増減する消費電力に応じて、色変換割合ＲＣＣを演算することができる。例えば、図８に示すように、フレーム５は、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超え、図９に示すように限られた電力消費量以下で所望の輝度を維持するために色変換割合を増加させる必要がある。
【００３９】
次に、実施形態１に係る変換処理部１０は、色変換処理ステップ（ステップＳ１５）において、以下に説明する色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する。
【００４０】
まず、色相変換ステップについて、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、実施形態１に係るＨＳＶ色空間において色相変換処理を示す概念図である。図１１は、実施形態１に係る変換前の元の色相と、色相変化が許容される範囲と定義された色相変化量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。
【００４１】
色相変換ステップでは、実施形態１に係る変換処理部１０は、色変換処理後の第２色情報の輝度が色変換処理前の第１色情報の輝度よりも高くなるように、色相変化が許容されると定義された所定範囲で、本来の色の色相Ｈを、図１０に示す色相変化量ＰＲＧ、ＰＧＢ、ＰＲＢ分以下だけずらす処理を実行する。
【００４２】
図１０及び図１１に示すように、角度０°の領域ＬＲ１００を含み、かつ角度０°以上３０°以下を含む領域ＬＲＬと、角度２４０°の領域ＬＢ１００付近の領域とは、色相Ｈの変化が認識されやすい領域であるので、色相Ｈの変換量を低く設定しておいた方がよい。一方、色相Ｈが、角度３０°より大きく、領域ＬＧ１００までは、緑寄りに（領域ＬＧ１００に近くなるように）色相Ｈを色相変化量ＰＲＧ分ずらすと光利用効率が向上する。また、色相Ｈが、領域ＬＧ１００より大きく、領域ＬＢ１００までは、緑寄りに（領域ＬＧ１００に近くなるように）色相Ｈを色相変化量ＰＧＢ分ずらすと光利用効率が向上する。さらに、色相Ｈが、領域ＬＢ１００より大きく、領域ＬＲ１００までは、赤寄りに（領域ＬＲ１００に近くなるように）色相Ｈを色相変化量ＰＲＢ分ずらすと光利用効率が向上する。これは、緑色、赤色、青色の順に輝度が高いので、色変換処理後の第２色情報の色相は、色変換処理前の第１色情報の色相よりも輝度が高い色方向に変換すれば、画像表示部３０全体としての光利用効率が向上することになる。そこで実施形態１に係る変換処理部１０は、図１１に示す色相Ｈに対する色相変化量のルックアップテーブルの情報を記憶しておき、この色相Ｈに対する色相変化量のルックアップテーブルに基づいて、色相変化量ＰＲＧ、ＰＧＢ、ＰＲＢを演算する。
【００４３】
次に、彩度変換ステップについて、図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２は、本実施形態に係る色相と、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。図１３は、本実施形態に係る変換前の元の彩度と、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量との関係を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。図１４は、本実施形態に係るＨＳＶ色空間において彩度減衰量を示す概念図である。
【００４４】
彩度変換ステップでは、実施形態１に係る変換処理部１０は、色変換処理後の第２色情報の白成分が色変換処理前の白成分よりも増加するように、彩度変化が許容されると定義された所定範囲で、本来の色の彩度（元の彩度Ｓ）を減衰させる処理を実行する。
【００４５】
図１２に示すように、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量は、色相Ｈ毎に異なる。図１２に示すルックアップテーブルは、色相Ｈ毎の彩度減衰量を縦軸にゲイン値ＱＳＨが求められる第１の彩度変換情報である。
【００４６】
図１２に示すように、色相Ｈが角度０°を含む領域である赤成分及び角度２４０°を含む領域である青成分の一方である場合には、彩度変化が許容される範囲として定義された所定範囲の彩度減衰量が小さいので、変換処理部１０が変化させることが可能な彩度減衰量が小さい。
【００４７】
第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ、及び第４副画素４９Ｗは、それぞれ信号処理部２００の出力に応じて、各色成分の表示を行う。また、第４副画素４９Ｗは、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂよりも光の透過率が高い。このため、画像表示部３０全体としての光利用効率を向上させるためには、色変換処理後の第２色情報の色相は、色変換処理前の第１色情報の色相よりも白成分が多い色方向に寄っていることがより好ましい。
【００４８】
図１３に示すように、彩度変化を許容される範囲と定義される彩度減衰量は、元の彩度Ｓ毎に異なる。図１３に示すルックアップテーブルは、変換処理部１０が変換する前の元の彩度Ｓに対して、彩度変化が認識される彩度減衰量の下限値の曲線を認識特性曲線ＱＭＳとしてプロットしている。そして、変換処理部１０は、同じ元の彩度Ｓに対して、認識特性曲線ＱＭＳよりも下回る範囲で、近似曲線ＱＳＳを第１の彩度変換情報として記憶している。近似曲線ＱＳＳは、例えば、色相Ｈのうち、赤成分の原色、緑成分の原色、青成分の原色毎の認識特性曲線ＱＭＳの全てを下回るように、例えば、元の彩度Ｓが彩度Ｓａの場合、彩度減衰量がＳｂ１となり、元の彩度が０の場合、彩度減衰量がＳｂ２となるように記憶されている。近似曲線ＱＳＳは、関数として記憶されてもよく、ルックアップテーブルとして記憶されていてもよい。また、近似曲線ＱＳＳは、認識特性曲線ＱＭＳよりも下回る範囲で、逐次演算されてもよい。
【００４９】
実施形態１に係る変換処理部１０は、図１２及び図１３のルックアップテーブルの情報に基づいて、図１４に示すように、彩度減衰量ΔＳＲ、ΔＳＧ、ΔＳＢのいずれかに規制されるように、彩度減衰量のゲイン値を演算し、ＨＳＶ色空間の入力値である第１色情報に乗算することで、彩度変換ステップを処理する。このとき、変換処理部１０は、例えば、図１２及び図１３のルックアップテーブル同士を乗算したゲイン値を使用する。これにより、色相毎により精度の高いゲイン値を得ることができる。又は、変換処理部１０は、例えば、図１２及び図１３のルックアップテーブル同士を加算したゲイン値を使用する。これにより、変換処理の演算負荷を軽減することができる。上述したように、第４副画素４９Ｗは、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂよりも光の透過率が高く、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、及び第３副画素４９Ｂを用いた場合よりも追加色成分（Ｗ）を表現する際の光利用効率が高い。このため、画面表示部３０全体としての光利用効率を向上させるためには、色変換処理後の第２色情報の色相は、色変換処理前の第１色情報の色相よりも白成分が多い色方向に寄っていることがより好ましい。
【００５０】
なお、上述した色変換処理ステップ（ステップＳ１５）における色相変換ステップ及び彩度変換ステップは、いずれか一方を実施してもよいし、両方を実施してもよい。また、両方を実施する場合において、どちらを先に実施してもよいし、色相変換ステップと彩度変換ステップとを同時並行で処理してもよい。
【００５１】
上述したように、色変換処理ステップ（ステップＳ１５）における色相変換ステップ及び彩度変換ステップでは、いずれも色変換処理前の第１色情報の輝度に対し、色変換処理後の第２色情報の輝度が高くなるように処理される。これにより、例えば、図７に示すように、第１色情報の第１入力信号ＳＲＧＢ１が、色変換処理ステップ（ステップＳ１５）により第２色情報に変換した第２入力信号ＳＲＧＢ２に変換された場合、上述した色変換割合ＲＣＣに応じて、緑（Ｇ）の成分が多くなるように、色相変化量及び彩度減衰量の一方あるいは両方を演算する。これにより、単色成分である赤成分、緑成分及び青成分が揃う白成分の量が増える。
【００５２】
次に、実施形態１に係る変換処理部１０は、図６に示すように、色変換処理前の第１色情報と、色変換処理後の第２色情報とで明るさが変化しないように、彩度を低減する演算を行う輝度調整処理ステップを実施し（ステップＳ１６）、第２入力信号ＳＲＧＢ２として第４副画素信号処理部２０に出力する。上述した色変換処理ステップ（ステップＳ１５）において、色変換処理前の第１色情報の輝度に対し、色変換処理後の第２色情報の輝度が高くなっているため、輝度調整処理ステップ（ステップＳ１６）を実施することにより第２色情報の彩度が低下する。具体的には、図７に示すように、第２入力信号ＳＲＧＢ２の各色のデータ値が小さくなる。例えば、図７に示すように、上述した色変換処理ステップ（ステップＳ１５）の前後において、第１色情報よりも、第２色情報が明るく見えるので、第１色情報と、第２色情報とで明るさが変化しないように輝度を調整する。
【００５３】
次に、第４副画素信号処理部２０は、第１の色（赤）、第２の色（緑）、第３の色（青）及び第４の色（白）で再現されるＨＳＶ色空間の再現値に変換するＲＧＢＷ信号処理ステップ（ステップＳ１７）を実施する。このＲＧＢＷ信号処理ステップにより、第４副画素４９Ｗが表示する追加色成分である白成分のデータが生成されると共に、第１副画素４９Ｒが表示する赤成分のデータ値、第２副画素４９Ｇが表示する緑成分のデータ値、及び第３副画素４９Ｂが表示する青成分のデータ値が減少する。
【００５４】
そして、第４副画素信号処理部２０は、各色のデータを伸長するデータ伸長処理ステップ（ステップＳ１８）を実施して、出力信号ＳＲＧＢＷを画像表示パネル駆動回路４０に出力すると共に、データ伸長した分だけ光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量が低下するように、光源装置制御回路６０を制御する光源出力低下処理ステップを実施する（ステップＳ１９）。この光源出力低下処理ステップにより、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量の低下分に相当する分だけ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【００５５】
図１５は、比較例に係る色変換処理例を説明する模式図である。図１５に示すように、図６に示す色変換処理ステップ（ステップＳ１５）及び輝度調整処理ステップ（ステップＳ１６）を行わない比較例に係る色変換処理例においても、データ伸長処理ステップにおけるデータ伸長分に応じて、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量を低下させることができ、光源装置５０の消費電力を低減することができるが、ＲＧＢＷ信号処理ステップにおいて生成される白成分のデータ値が小さく、これに伴い他の色成分のデータ値の減少量も少なくなるため、データ伸長処理ステップにおけるデータ伸長の度合いも小さくなる。このため、光源出力低下処理ステップにおける光源装置５０の光源出力低下の度合いも、実施形態１に係る色変換処理例よりも小さくなり、光源装置５０の消費電力低減効果も小さい。このように、比較例の処理に比べ、実施形態１に係る色変換処理では、追加色成分、つまり第４副画素４９Ｗが表示する白成分を増やすことと、光源装置５０の光源出力を低減することを両立し、光源装置５０の消費電力低減効果を高めることができる。
【００５６】
以上説明したように、実施形態１に係る表示装置１００、及び色変換方法によれば、入力映像信号に基づいて求められる、赤成分、緑成分、及び青成分の３原色成分からなる第１色情報を、色相あるいは彩度の変化許容範囲内において、輝度が高くなる方向に色変換処理した第２色情報を生成する。これにより、画面表示部３０全体としての光利用効率を向上させることができ、色変換処理により輝度が高くなった分だけ、光源装置５０から画像表示部３０に照射される光の光量を低下させることができるので、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量の低下分に相当する分だけ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【００５７】
また、赤成分を表示するための第１副画素４９Ｒと、緑成分を表示するための第２副画素４９Ｇと、青成分を表示するための第３副画素４９Ｂと、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂとは異なり、且つ、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂで表現可能であり、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂで表現するよりも光利用効率が高い追加色成分を表示するための第４副画素４９Ｗとを含む画素４８がマトリクス状に配置された画像表示部３０に表示する際に、第２色情報を、赤成分、緑成分、青成分及び追加色成分を含む第３色情報に変換してデータ伸長処理を行い、出力信号ＳＲＧＢＷとして出力する。これにより、データ伸長した分だけ、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量をさらに低下させることができ、光源装置５０から画像表示部３０に照射する光の光量の低下分に相当する分だけ、光源装置５０における消費電力をさらに低減することができる。
【００５８】
また、第２色情報を生成する際に、消費電力の予測値を第１入力信号ＳＲＧＢ１に基づいて所定の画素に表示するための第１色情報から求め、消費電力の予測値に対応付けられた色変換割合ＲＣＣで色変換処理を行うことで、電力制限値を超えないように入力映像信号を表示することができる。
【００５９】
また、第１色情報と、第２色情報との明るさが変化しないように、元の彩度Ｓに対し、第２色情報の彩度が減衰するように輝度調整処理を行っているので、人間に画像劣化を認識されにくい。その結果、表示装置１００は、全体としても画質の低下（劣化）を抑制しつつ消費電力を抑制することができる。
【００６０】
また、変換処理部１０は、第１色情報の色相に応じて彩度減衰量を異ならせるように彩度を低減する。これにより、人間に気づかれる色相での彩度の減衰量は小さいので、人間に画像劣化を認識されにくい。その結果、表示装置１００は、全体としても画質の低下（劣化）を抑制しつつ消費電力を抑制することができる。
【００６１】
また、変換処理部１０は、第２色情報が、第１色情報よりも、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの光透過量が低減するように色相変換する演算を行う。このとき、第１色情報が含む、赤成分、緑成分及び青成分のうち、最も輝度の高い色成分から最も輝度の低い色成分を引いた値に応じて、第２色情報が、第１色情報よりも、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの光透過量が低減するように色相変換する演算を行うことがより好ましい。これにより、色合いのバランスが保たれる。例えば、全画素分画像解析して、色度が緑成分に偏りがある場合には、緑成分に偏りがない場合に比べて第１色情報よりも第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの光透過量が低減するように色相変換されることになる。その結果、表示装置１００は、全体としても画質の低下（劣化）を抑制しつつ消費電力を抑制することができる。
【００６２】
本実施形態により、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置、色変換方法を提供することができる。
【００６３】
（実施形態２）
図１６は、実施形態２に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。図１７は、実施形態２に係る消費電力の予測値に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。図１８は、実施形態２に係るパネル輝度に対応する色変換係数を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。図１９は、実施形態２に係るパネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値が電力制限値を超える状態を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
実施形態２に係る表示装置１００は、上述した実施形態１に係る表示装置１００と同様に、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。そこで、表示装置１００を操作する操作者が入力に基づいて、画像表示部３０の明るさ設定として、パネル輝度の設定値が設定され記憶されている。例えば、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできる円柱形状のＨＳＶ色空間で表現できる最大明るさをパネル輝度の倍率１とすると、パネル輝度の倍率を横軸にして縦軸を実施形態２に係る入力映像信号の表示画像データの１フレーム当たりの消費電力の予測値とした場合、図１７に示すパネル輝度に対する消費電力の相関曲線Ｌｂｒを得ることができる。相関曲線Ｌｂｒによれば、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできる最大明るさを超えたパネル輝度の倍率を設定した場合（パネル輝度の倍率が１より大きい場合）、消費電力が大きくなり、入力映像信号の表示画像データによっては表示装置１００の電力制限値の閾値を超えてしまう可能性がある。
【００６５】
そこで、実施形態２に係る表示装置１００は、図１６に示す実施形態２に係る色変換方法を実行する。図１６に示すように、変換処理部１０には、入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報が第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される（ステップＳ２１）。第１色情報は、必要に応じて、γ変換され、ＲＧＢ座標系の値がＨＳＶ色空間の入力値へ変換される。
【００６６】
次に、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ２２）において、入力映像信号の画像解析を行う。又は、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ２２）において、他の処理で演算した入力映像信号の画像解析情報を入手する。
【００６７】
入力映像信号の画像解析の結果、変換処理部１０は、消費電力の予測値を演算する消費電力予測ステップを実施する（ステップＳ２３）。変換処理部１０は、ステップＳ２１で入力された第１入力信号ＳＲＧＢ１に基づいて所定の画素に表示するための第１色情報から１フレーム分の消費電力を演算することで求める消費電力に、上述した図１７に示すルックアップテーブルの相関関係を乗算することで、パネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値を演算することができる。
【００６８】
変換処理部１０は、図１６に示すように、パネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超えない場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、処理をステップＳ２７へ進める。
【００６９】
また、変換処理部１０は、図１６に示すように、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超える場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２５へ進める。変換処理部１０は、図１８に示すパネル輝度の設定値として、パネル輝度倍率に対応する色変換係数の相関曲線ＲＣＣｂｒを示すルックアップテーブルを予め記憶している。
【００７０】
実施形態２に係る変換処理部１０は、消費電力予測ステップ（ステップＳ２３）で求めた消費電力の予測値と、図９に示す消費電力の予測値に対応する色変換割合の情報とに基づいて、色変換割合ＲＣＣを演算する。そして、実施形態２に係る変換処理部１０は、演算した色変換割合ＲＣＣに対して、図１８に示すパネル輝度の設定値としてパネル倍率に対応する色変換係数を乗算して、色変換割合ＲＣＣを補正する。これにより、実施形態２に係る変換処理部１０は、１フレーム毎の入力映像信号の表示画像データＳＧ毎に増減する消費電力に応じて、色変換割合ＲＣＣを演算することができる。
【００７１】
次に、実施形態２に係る変換処理部１０は、色変換処理ステップ（ステップＳ２５）において、色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する。以下のステップＳ２５からステップＳ２９の処理は、実施形態１に係るステップＳ１５からステップＳ１９の処理と同様のため、説明を省略する。
【００７２】
以上説明したように、変換処理部１０は、入力されたパネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値を演算する。これにより、変換処理部１０は、第１入力信号として入力される第１色情報を、パネル輝度の設定値に応じた消費電力の予測値に対応付けられた色変換割合ＲＣＣで色変換処理することができる。これにより、図１９に示すように、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできるＲＧＢ空間の最大明るさを超えたパネル輝度の倍率を設定した場合（パネル輝度の倍率が１より大きい場合）、消費電力ＬＰＩが大きくなり、入力映像信号の表示画像データによっては表示装置１００の電力制限値の閾値ＬＰＷを超えてしまう可能性を、色変換領域ＱＣで、消費電力ＬＰＣを抑制することができる。その結果、色変換領域ＱＣにおいては、消費電力ＬＰＩが電力制限値の閾値ＬＰＷを下回ることができる。
【００７３】
変換処理部１０は、１フレームの画素の消費電力の予測値に対してかける電力制限の対象となる場合に、色変換処理における色変換割合ＲＣＣを増加させる。これにより、輝度設定が高く、電力制限の対象になりやすい入力画像には、色変換により消費電力を低減させ、他の入力画像については設定を維持するように、選択的に変換処理することもできる。
【００７４】
本実施の形態により、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置、色変換方法を提供することができる。
【００７５】
（実施形態３）
図２０は、実施形態３に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。図２１は、実施形態３に係る外光照度に対するディスプレイの必要輝度を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。図２２は、実施形態３に係る外光照度に対応する色変換割合を示すルックアップテーブルを説明するための説明図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７６】
実施形態３に係る表示装置１００は、上述した実施形態１に係る表示装置１００と同様に、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。外光照度が高い場合、表示装置１００は、画像表示部３０の明るさを大きくして、視認性を向上する場合がある。例えば、実施形態３に係る表示装置１００は、変換処理部１０が、図２１に示すような、外光照度に応じた画像表示部３０の必要輝度を示す相関関係情報ＬＬを記憶している。第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできるＲＧＢ空間で表現できる最大明るさを超えて、外光照度に応じて無制限に画像表示部３０の明るさを増加させ、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗが表示することのできるＷ＋ＲＧＢ空間で表示する場合、消費電力が大きくなり、入力映像信号の表示画像データによっては表示装置１００の電力制限値の閾値を超えてしまう可能性がある。
【００７７】
そこで、実施形態３に係る表示装置１００は、図２０に示す実施形態３に係る色変換方法を実行する。実施形態３に係る変換処理部１０には、入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報が第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される（ステップＳ３１）。第１色情報は、必要に応じて、γ変換され、ＲＧＢ座標系の値がＨＳＶ色空間の入力値へ変換される。
【００７８】
次に、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ３２）において、入力映像信号の画像解析を行う。又は、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ３２）において、他の処理で演算した入力映像信号の画像解析情報を入手する。
【００７９】
入力映像信号の画像解析の結果、変換処理部１０は、消費電力の予測値を演算する消費電力予測ステップを実施する（ステップＳ３３）。変換処理部１０は、ステップＳ３１で入力された第１入力信号ＳＲＧＢ１に基づいて所定の画素に表示するための第１色情報から１フレーム分の消費電力を演算することで求める消費電力に、上述した図２１に示すルックアップテーブルの相関関係を加算することで、外光照度に応じた消費電力の予測値を演算することができる。
【００８０】
このとき、変換処理部１０は、図２０に示すように、外光照度に応じた消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超えない場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）、処理をステップＳ３７へ進める。
【００８１】
また、変換処理部１０は、図２０に示すように、消費電力の予測値が電力制限値の閾値を超える場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３５へ進める。変換処理部１０は、図２２に示すパネル輝度の設定値として外光照度に対応する色変換割合倍率の相関曲線ＲＣＣＬを示すルックアップテーブルを予め記憶している。
【００８２】
実施形態３に係る変換処理部１０は、図２２に示す外光照度に対応する色変換割合の情報に基づいて、色変換割合ＲＣＣＬを演算する。その結果、１フレーム毎の入力映像信号の表示画像データＳＧ毎に増減する消費電力に対応する色変換割合に加えて、実施形態３に係る変換処理部１０は、色変換割合ＲＣＣＬを重み付けして演算することができる。このため、変換処理部１０は、外光照度に応じたパネル輝度設定での消費電力の予測値を演算することができる。
【００８３】
次に、実施形態３に係る変換処理部１０は、色変換処理ステップ（ステップＳ３５）において、色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する。以下のステップＳ３５からステップＳ３９の処理は、実施形態１に係るステップＳ１５からステップＳ１９の処理と同様のため、説明を省略する。
【００８４】
以上説明したように、変換処理部１０は、外部照度に応じたパネル輝度設定での消費電力の予測値を演算する。これにより、変換処理部１０は、第１入力信号として入力される第１色情報を、外部照度に応じた消費電力の予測値に対応付けられた色変換割合で色変換処理することができる。これにより、外部照度が明るい場合、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂが表示することのできるＲＧＢ空間の最大明るさを超えたパネル輝度にしても、入力映像信号の表示画像データによって表示装置１００の電力制限値の閾値を超えてしまう可能性を抑制することができる。その結果、実施形態３に係る表示装置１００は、外光照度が高い環境でも視認性を確保することができる。
【００８５】
例えば、図４に示すように、原色に近い彩度が高い領域では、明度Ｖを増加させ難い。そこで、本実施形態の変換処理部１０は、彩度を低減させて、ＲＧＢ空間で表現できる最大明るさを超えて、第４副画素４９Ｗを点灯して表示することのできるＷ＋ＲＧＢ空間で表示することで、明度Ｖを増加させることができる。
【００８６】
本実施の形態により、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置、色変換方法を提供することができる。
【００８７】
（実施形態４）
図２３は、実施形態４に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８８】
実施形態４に係る表示装置１００は、上述した実施形態１に係る表示装置１００と同様に、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。上述した実施形態１〜３では、表示装置１００の電力制限値の閾値を超える場合に、色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する例について説明したが、表示装置１００の消費電力に依らず一律色変換処理を行うようにすることで、入力映像信号の輝度やパネル輝度の設定値、あるいは外光照度に依らず、光利用効率を向上させ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【００８９】
そこで、実施形態４に係る表示装置１００は、図２３に示す実施形態４に係る色変換方法を実行する。実施形態４に係る変換処理部１０には、入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報が第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される（ステップＳ４１）。第１色情報は、必要に応じて、γ変換され、ＲＧＢ座標系の値がＨＳＶ色空間の入力値へ変換される。
【００９０】
次に、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ４２）において、入力映像信号の画像解析を行う。又は、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ４２）において、他の処理で演算した入力映像信号の画像解析情報を入手する。
【００９１】
次に、実施形態４に係る変換処理部１０は、色変換処理ステップ（ステップＳ４５）において、色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する。以下のステップＳ４５からステップＳ４９の処理は、実施形態１に係るステップＳ１５からステップＳ１９の処理と同様のため、説明を省略する。
【００９２】
以上説明したように、変換処理部１０は、表示装置１００の消費電力に依らず一律色変換処理を行う。これにより、実施形態４に係る表示装置１００は、入力映像信号の輝度やパネル輝度の設定値、あるいは外光照度に依らず、光利用効率を向上させ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【００９３】
本実施の形態により、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置、色変換方法を提供することができる。
【００９４】
（実施形態５）
図２４は、実施形態５に係る色変換方法を説明するためのフローチャートである。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９５】
実施形態４に係る表示装置１００は、上述した実施形態１に係る表示装置１００と同様に、画素４８に第４の色（白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジを広げることができる。入力映像信号の１フレーム中において、彩度が高い画像データと彩度が低い画像データとが存在する場合、彩度が高い画像データはデータ伸長の余地は小さく、彩度が低い画像データはデータ伸長の余地が大きい。一方で、色変換処理を行わずデータ伸長を行うと、彩度の低い画像データの輝度が彩度の高い画像データの輝度よりもより高くなり、輝度比が大きくなる傾向がある。このため、本実施形態では、入力映像信号に基づいて得られる第１色情報の彩度が低い領域と彩度が高い領域との輝度差が輝度差閾値を超える場合に色変換処理を行い、彩度が高い画像データのデータ伸長の余地を大きくすることで、データ伸長処理前後で輝度比を大きく変化させることなく、光利用効率を向上させ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【００９６】
そこで、実施形態５に係る表示装置１００は、図２４に示す実施形態５に係る色変換方法を実行する。実施形態５に係る変換処理部１０には、入力映像信号に基づいて求められる、所定の画素に表示するための第１色情報が第１入力信号ＳＲＧＢ１として入力される（ステップＳ５１）。第１色情報は、必要に応じて、γ変換され、ＲＧＢ座標系の値がＨＳＶ色空間の入力値へ変換される。
【００９７】
次に、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ５２）において、入力映像信号の画像解析を行う。又は、変換処理部１０は、画像解析ステップ（ステップＳ４２）において、他の処理で演算した入力映像信号の画像解析情報を入手する。
【００９８】
入力映像信号の画像解析の結果、変換処理部１０は、入力映像信号の１フレームを構成する第１色情報に含まれる画像データのうちの最低彩度の画像データに対する輝度差を演算する輝度差演算ステップを実施する（ステップＳ５３）。
【００９９】
実施形態５に係る変換処理部１０は、予め設定値として、輝度差閾値を記憶している。
【０１００】
変換処理部１０は、ステップＳ５３で求めた輝度差が輝度差閾値を越えたか否かを判定する（ステップＳ５４）。このとき、変換処理部１０は、ステップＳ５３で求めた輝度差が輝度差閾値を超えない場合（ステップＳ５４；Ｎｏ）、処理をステップＳ５７へ進める。
【０１０１】
また、変換処理部１０は、ステップＳ５３で求めた輝度差が輝度差閾値を超える場合（ステップＳ５４；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ５５へ進める。
【０１０２】
次に、実施形態４に係る変換処理部１０は、色変換処理ステップ（ステップＳ５５）において、色相変換ステップ及び彩度変換ステップの少なくとも１つを処理する。以下のステップＳ５５からステップＳ５９の処理は、実施形態１に係るステップＳ１５からステップＳ１９の処理と同様のため、説明を省略する。
【０１０３】
なお、データ伸長処理ステップ（ステップＳ５８）においてデータ伸長処理を行った結果として、黄と白が互いに影響を及ぼし合い黄がくすんで見える同時コントラストと呼ばれる現象が発生する可能性があるが、入力映像信号の１フレームを構成する第１色情報に含まれる画像データのうちの最低彩度の画像データに対する輝度差が輝度差閾値を越えた領域だけ色変換処理ステップ（ステップＳ５５）を実施することで、同時コントラスト現象の発生を抑制することができる。
【０１０４】
以上説明したように、変換処理部１０は、入力映像信号に基づいて得られる第１色情報の彩度が低い領域と彩度が高い領域との輝度差が輝度差閾値を超える場合に色変換処理を行い、彩度が高い画像データのデータ伸長の余地を大きくする。これにより、データ伸長処理前後で輝度比を大きく変化させることなく、同時コントラスト現象の発生を抑制することができる。また、光利用効率を向上させ、光源装置５０における消費電力を低減することができる。
【０１０５】
なお、上述した例では、入力映像信号の１フレームを構成する第１色情報に含まれる画像データのうちの最低彩度の画像データに対する輝度差が輝度差閾値を越えた領域だけ色変換処理ステップ（ステップＳ５５）を実施することで、同時コントラスト現象の発生を抑制する例を示したが、入力映像信号の１フレームを構成する全領域の画像データに対して色変換処理ステップ（ステップＳ５５）を実施するようにし、データ伸長処理ステップ（ステップＳ５８）前後での輝度比が所定値以下となるように色変換処理を行うようにしても、同時コントラスト現象の発生を抑制することが可能であることは言うまでもない。
【０１０６】
本実施の形態により、液晶表示パネルにおける光利用効率を向上させることができる表示装置、色変換方法を提供することができる。
【０１０７】
（変形例）
上述した実施形態では、表示装置１００は、画像表示部３０の背面から白色光を面状に照射する光源装置５０等のバックライト装置を備えた、所謂透過型の液晶表示デバイスである例について説明した。画像表示部３０が透過型の液晶表示デバイスである場合には、外光照度が高い環境下では、色変換処理における色変換の度合いを大きくして画像表示部３０全体としての光利用効率を上げることで、視認性を向上させることができる。これにより、光源装置５０の光源出力低下の度合いを高めることができ、光源装置５０の消費電力低減効果をより高めることができる。特に、光源装置５０の光源出力に対し、消費電力や発熱を小さくする必要がある等の制限がある場合に有用である。
【０１０８】
一方、上述した色変換処理は、画像表示部３０が、所謂反射型の液晶表示デバイスである場合においても適用可能である。図２５は、変形例における外光強度と反射輝度及び色変換との関係を示す図である。図２５は、変形例における表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す構成と同一の構成部については説明を省略する。
【０１０９】
図２５の点線（ＲＥＦＡ）で示すように、反射型の液晶デバイスでは、反射輝度は外光照度（外光強度）に比例する。従って、画像表示部３０が反射型の液晶表示デバイスにおいて、外光照度（外光強度）が低い環境下では、輝度が高くなる方向に色変換処理における色変換の度合いを大きくして画像表示部３０全体としての光利用効率を上げることで、反射率が向上し、視認性を向上させることができる（図２５の実線（ＲＥＦＢ））。
【０１１０】
また、画像表示部３０の前面から光を照射する図２６に示す表示装置１００ａの構成では、光源装置５１はフロントライト装置とされ、光源制御装置６１によって、外光強度がより低い環境下におけるフロントライト装置（光源装置５１）の光源出力を下げることができ、フロントライト装置（光源装置５１）の消費電力を低減することができる。
【０１１１】
また、上述した実施形態では、表示装置１００は、画像表示部３０が追加色成分を表示する第４副画素４９Ｗを有する、例えばＲＧＢＷ方式の表示装置である例について説明したが、例えばＲＧＢ方式の表示装置である場合においても適用可能である。この場合には、ＲＧＢＷ信号処理ステップを実施せず、第２入力信号ＳＲＧＢ２に対してデータ伸長処理ステップを実施することで、バックライト装置あるいはフロントライト装置等の光源装置の消費電力低減効果を得ることができ、画像表示部３０がフロントライト装置を具備しない反射型の液晶表示デバイスである場合においても、外光強度が低い環境下における視認性を高めることができる。
【０１１２】
＜適用例＞
次に、図２７乃至図３５を参照して、実施形態１、２及びこれらの変形例で説明した表示装置１００の適用例について説明する。以下、実施形態１、２及びこれらの変形例を本実施形態として説明する。図２７乃至図３５は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態に係る表示装置１００は、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末装置、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、或いは、車両に設けられるメータ類などのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る表示装置１００は、外部から入力された映像信号或いは内部で生成した映像信号を、画像或いは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置１００に映像信号を供給し、表示装置１００の動作を制御する制御装置を備える。
【０１１３】
（適用例１）
図２７に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１００が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、本実施形態に係る表示装置１００である。
【０１１４】
（適用例２）
図２８及び図２９に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１００が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、本実施形態に係る表示装置１００である。図２８に示すように、このデジタルカメラは、レンズカバー５２５を有しており、レンズカバー５２５をスライドさせることで撮影レンズが現れる。デジタルカメラは、その撮影レンズから入射する光を撮像することで、デジタル写真を撮影することができる。
【０１１５】
（適用例３）
図３０に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１００が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、本実施形態に係る表示装置１００である。
【０１１６】
（適用例４）
図３１に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置１００が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、本実施形態に係る表示装置１００である。
【０１１７】
（適用例５）
図３２及び図３３に示す電子機器は、表示装置１００が適用される携帯電話機である。図３２は携帯電話機を開いた状態での正面図である。図３３は携帯電話機を折りたたんだ状態での正面図である。当該携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。当該ディスプレイ５５４は、表示装置１００が取り付けられている。なお、当該携帯電話機のディスプレイ５５４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【０１１８】
（適用例６）
図３４に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態に係る表示装置１００である。
【０１１９】
（適用例７）
図３５は、本実施形態に係るメータユニットの概略構成図である。図３５に示す電子機器は、車両に搭載されるメータユニットである。図３５に示すメータユニット（電子機器）５７０は、燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等、複数の上述した本実施形態に係る表示装置１００を表示装置５７１として備えている。そして、複数の表示装置５７１は、ともに、一枚の外装パネル５７２に覆われている。
【０１２０】
図３５に示す表示装置５７１のそれぞれは、表示手段としてのパネル５７３及びアナログ表示手段としてのムーブメント機構を互いに組み合わせた構成となっている。当該ムーブメント機構は、駆動手段としてのモータと、モータにより回転される指針５７４とを有している。そして、図３５に示すように、表示装置５７１では、パネル５７３の表示面に目盛表示、警告表示等を表示することができるとともに、ムーブメント機構の指針５７４がパネル５７３の表示面側において回転することが可能となっている。
【０１２１】
なお図３５では、一枚の外装パネル５７２に複数の表示装置５７１を設けた構成としたが、これに限定されない。外装パネル５７２によって囲まれた領域に１つの表示装置５７１を設け、当該表示装置に燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等を表示させてもよい。
【０１２２】
以上、実施形態について説明したが、上述した内容により本発明が限定されるものではない。また、上述した本発明の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  変換処理部
１１  制御装置
１２  画像出力部
２０  第４副画素信号処理部
３０  画像表示部
３０ａ  画像表示領域
４０  画像表示パネル駆動回路
４１  信号出力回路
４２  走査回路
４８  画素
４９Ｒ  第１副画素
４９Ｇ  第２副画素
４９Ｂ  第３副画素
４９Ｗ  第４副画素
５０，５１  光源装置
５２  導光板
５４  光源
５４ａ〜５４ｅ  ＬＥＤ
６０，６１  光源装置制御回路
１００，１００ａ  表示装置
１０１  外部情報部
２００  信号処理部
【図１】
2016114789.tif 000003
【図２】
2016114789.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016114789.tif 000006
【図５】
2016114789.tif 000007
【図６】
2016114789.tif 000008
【図７】
2016114789.tif 000009
【図８】
2016114789.tif 000010
【図９】
2016114789.tif 000011
【図１０】
2016114789.tif 000012
【図１１】
2016114789.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2016114789.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2016114789.tif 000019
【図１８】
2016114789.tif 000020
【図１９】
2016114789.tif 000021
【図２０】
2016114789.tif 000022
【図２１】
2016114789.tif 000023
【図２２】
2016114789.tif 000024
【図２３】
2016114789.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2016114789.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
2016114789.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2016114789.tif 000031
【図３０】
2016114789.tif 000032
【図３１】
2016114789.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
2016114789.tif 000035
【図３４】
2016114789.tif 000036
【図３５】
2016114789.tif 000037