(57)【要約】【課題】様々な環境温度でも一定の色差を保つことができる液晶表示装置及び色補正プログラムを提供する。【解決手段】液晶表示装置２０は、液晶表示部２７と、液晶表示部２７の温度である環境温度を測定する温度センサーＴと、２つ以上の記憶温度と三刺激値とを事前に関連付けて記憶する記憶部２１と、温度センサーＴにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値に基づいて色補正を行う色補正部と、色補正部により設定可能に構成された３次元ＬＵＴ２６とを備える。【選択図】図１
2017003949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示部と、
前記液晶表示部の温度である環境温度を測定する温度センサーと、
２つ以上の記憶温度と三刺激値とを事前に関連付けて記憶する記憶部と、
前記温度センサーにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値に基づいて色補正を行う色補正部と、
前記色補正部により設定可能に構成されたルックアップテーブルと
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記色補正部は、
前記温度センサーにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値を選択する補間値選択部と、
前記温度センサーにより測定された環境温度と前記補間値選択部により選択された２つ記憶温度に基づいて補正の割合を算出する補正割合算出部と、
前記補間値選択部により選択された２つの三刺激値に基づいて補正座標を算出する補正座標部と、
前記補正座標部により算出された補正座標と前記補正割合算出部により算出された補正の割合に基づいて補正三刺激値を算出する補正三刺激算出部と、
前記補正三刺激算出部により算出された補正三刺激値と所定のＲＧＢ変換行列式に基づいてＲＧＢそれぞれに対応した階調特性値を算出するＲＧＢ変換部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記記憶部は、当該液晶表示装置の特性に応じて、最低記憶温度、最高記憶温度、中間記憶温度の３つの記憶温度を記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の色補正部としてコンピュータを機能させるための色補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境温度適用型の液晶表示装置及び色補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、温度によって色差（ΔＥ）が変化することがある。そのため、液晶表示装置の温度が安定してから測色したり、キャリブレーションを行ったりというオペレーションを行うのが一般的である。温度よってバックライトを制御する技術も知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４３６６６１号
【特許文献２】特許第５０８０６８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、温度よってバックライトのみを制御する特許であり、温度による色差（色味）の変化に対応させるには不十分である。また、特許文献２には、温度によって理想的な又は所望の階調特性、色味を再現すると記載されているが（段落００７８）、具体的な内容は記載されていない。すなわち、特許文献２によっても、温度による色差の変化に対応させるには不十分である。今後、屋外での使用が想定される携帯型液晶表示装置（タブレット）において同様の問題が顕著化することが予想される。
【０００５】
本発明は、上述した従来の技術に鑑み、様々な環境温度でも一定の色差を保つことができる液晶表示装置及び色補正プログラム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、液晶表示装置であって、液晶表示部と、前記液晶表示部の温度である環境温度を測定する温度センサーと、２つ以上の記憶温度と三刺激値とを事前に関連付けて記憶する記憶部と、前記温度センサーにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値に基づいて色補正を行う色補正部と、前記色補正部により設定可能に構成されたルックアップテーブルとを備えることを要旨とする。
【０００７】
第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記色補正部が、前記温度センサーにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値を選択する補間値選択部と、前記温度センサーにより測定された環境温度と前記補間値選択部により選択された２つ記憶温度に基づいて補正の割合を算出する補正割合算出部と、前記補間値選択部により選択された２つの三刺激値に基づいて補正座標を算出する補正座標部と、前記補正座標部により算出された補正座標と前記補正割合算出部により算出された補正の割合に基づいて補正三刺激値を算出する補正三刺激算出部と、前記補正三刺激算出部により算出された補正三刺激値と所定のＲＧＢ変換行列式に基づいてＲＧＢそれぞれに対応した階調特性値を算出するＲＧＢ変換部とを備えることを要旨とする。
【０００８】
第３の態様に係る発明は、第１又は第２の態様に係る発明において、前記記憶部が、当該液晶表示装置の特性に応じて、最低記憶温度、最高記憶温度、中間記憶温度の３つの記憶温度を記憶することを要旨とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、第４の態様に係る発明は、第１〜第３のいずれかの態様に係る色補正部としてコンピュータを機能させるための色補正プログラムであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、様々な環境温度でも一定の色差を保つことができる液晶表示装置及び色補正プログラムを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における液晶表示装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。構造に関する図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１３】
（概要）
既に説明したように、液晶表示装置では、温度によって色差（ΔＥ）が変化することがある。そのため、液晶表示装置の温度が安定してから測色したり、キャリブレーションを行ったりというオペレーションを行うのが一般的である。今後、屋外での使用が想定される携帯型液晶表示装置（タブレット）において同様の問題が顕著化することが予想される。
【００１４】
本発明の実施の形態では、メモリ容量を節約しつつ、様々な環境温度（液晶表示装置の外気温を含む液晶表示部の温度）でも一定の色差（色味）が保てるように色補正パラメータを生成する。これにより、最適な色調整結果やユーザーが望む色調整結果を液晶表示装置から出力することが可能となる。
【００１５】
（構成）
図１は、本発明の実施の形態における液晶表示装置２０の機能ブロック図である。この図に示すように、液晶表示装置２０には映像信号発生装置１０と入力装置３０が接続される。
【００１６】
映像信号発生装置１０は、映像信号を発生させ、液晶表示装置２０に出力する装置である。
【００１７】
入力装置３０は、各種の情報を入力するためのキーボードやマウス等である。例えば、２つ以上の記憶温度とそれに関連付けられた三刺激値、ガンマ値（逆ガンマ値）、ＲＧＢ変換行列式Ｍ等を入力装置３０から入力することができる。
【００１８】
液晶表示装置２０は、タブレットやディスプレイ等の環境温度適用型の表示デバイスであって、機能的には、記憶部２１と、制御部２２と、補正座標部２３と、補正三刺激算出部２４と、ＲＧＢ変換部２５と、３次元ＬＵＴ２６と、液晶表示部２７と、温度センサーＴと、補間値選択部２８と、補正割合算出部２９とを備える。以下の説明では、制御部２２と、補正座標部２３と、補正三刺激算出部２４と、ＲＧＢ変換部２５と、補間値選択部２８と、補正割合算出部２９とを一括して「色補正部」と呼ぶ場合がある。この色補正部は、例えば、プログラムにより実現することができる。
【００１９】
３次元ＬＵＴ２６は、色変換用の３次元のルックアップテーブルである。
【００２０】
液晶表示部２７は、液晶表示装置２０の画像表示部分である。具体的には、３次元ＬＵＴ２６からの映像信号を映像として表示する装置であり、主にバックライトと液晶パネルとカラーフィルターからなる。バックライトからの光を液晶パネルで透過あるいは遮断し、カラーフィルターを通して透過させた色のついた光を映像として表示する。
【００２１】
温度センサーＴは、液晶表示装置２０の環境温度を測定するセンサーであり、例えば、液晶表示部２７に貼り付けられる。環境温度とは、液晶表示装置２０の周辺の外気温度と液晶表示装置２０自身の発熱に影響を受けた液晶表示部２７の温度である。
【００２２】
記憶部２１は、各種の情報を記憶する記憶装置（メモリ）である。例えば、記憶部２１は、２つ以上の記憶温度とそれに関連付けられた三刺激値、ガンマ値（逆ガンマ値）、ＲＧＢ変換行列式Ｍ等を記憶する。入力装置３０から入力された情報が制御部２２を介して記憶部２１に記憶されるようになっている。
【００２３】
制御部２２は、各種の制御を行う。例えば、制御部２２は、記憶部２１に記憶されているガンマ値を補正三刺激算出部２４に設定する。また、記憶部２１に記憶されているＲＧＢ変換行列式ＭをＲＧＢ変換部２５に設定する。
【００２４】
補間値選択部２８は、記憶部２１から適切な補間値を選択する。具体的には、温度センサーＴにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値を選択する。
【００２５】
補正割合算出部２９は、温度センサーＴにより測定された環境温度と補間値選択部２８により選択された２つ記憶温度に基づいて補正の割合を算出する。
【００２６】
補正座標部２３は、補間値選択部２８により選択された２つの三刺激値に基づいて補正座標を算出する。
【００２７】
補正三刺激算出部２４は、補正座標部２３により算出された補正座標と補正割合算出部２９により算出された補正の割合に基づいて補正三刺激値を算出する。
【００２８】
ＲＧＢ変換部２５は、補正三刺激算出部２４により算出された補正三刺激値と所定のＲＧＢ変換行列式Ｍに基づいてＲＧＢそれぞれに対応した階調特性値を算出する。この階調特性値は３次元ＬＵＴ２６に設定されるようになっている。
【００２９】
（記憶部）
図２は、本発明の実施の形態における記憶部２１が記憶する情報の一例を示す図である。
【００３０】
すなわち、記憶部２１は、図２（ａ）に示すように、記憶温度と三刺激値とを関連付けて記憶している。記憶温度とは、事前に記憶している環境温度である。ここでは、最低記憶温度１５℃、中間記憶温度１８℃、最高記憶温度３０℃の３つの記憶温度を例示しているが、記憶温度は少なくとも２つあればよい。記憶温度の値及び数は、液晶表示装置２０の特性や使用環境に応じて適宜設定することが可能である。
【００３１】
また、記憶部２１は、図２（ｂ）に示すようなガンマ値や、図２（ｃ）に示すようなＲＧＢ変換行列式Ｍを記憶している。もちろん、記憶部２１が記憶する情報はこれらに限定されるものではなく、色補正に必要な種々の情報を記憶することが可能である。
【００３２】
（三刺激値）
以下、三刺激値について更に詳しく説明する。
【００３３】
目は光を受けると、赤、緑、青の成分に分けて大脳に伝える。大脳は、これを総合判断して色を認知している。例えば、黒板の緑色は理想的な白に比べて、赤みに感じる成分が５．５、緑みに感じる成分が７．０、青みに感じる成分が７．２というように数値で表す。この表色手法はＣＩＥの表色方法といい、国際規格（ＣＩＥ／ＩＳＯ）に制定されている。この三つの成分は、三刺激値ＸＹＺという心理物理量である。すなわち、色をＸＹＺの三次元の座標値で表現する。
【００３４】
（ルックアップテーブル）
以下、ルックアップテーブルについて更に詳しく説明する。
【００３５】
ルックアップテーブルとは、複雑な計算処理を単純な配列の参照処理で置き換えて効率化を図るために作られた、配列や連想配列などのデータ構造のことをいう。例えば、大きな負担がかかる処理をコンピュータに行わせる場合、あらかじめ計算できるデータは先に計算しておき、その値を配列（ルックアップテーブル）に保存しておく。コンピュータは、その都度計算を行う代わりに配列から目的のデータを取り出すことによって計算の負担を軽減し、効率よく処理を行うことができる。
【００３６】
３次元ＬＵＴ２６は、例えば、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ（青）それぞれに対応したＬＵＴを備える。これらの各ＬＵＴは、入力された映像信号より表現される入力階調と、その入力階調に対応する液晶表示部２７への入力レベル（出力値）とを関連づけている。３次元ＬＵＴ２６は、例えば、入力階調が８ビットで構成され、０から２５５の２５６階調それぞれに対応する２５６個のエントリに、８ビットで表現される出力階調（出力値）を格納している。このような階調特性は、ＲＧＢ変換部２５により設定可能に構成されている。
【００３７】
（動作）
図３は、本発明の実施の形態における液晶表示装置２０の動作を示すフローチャートである。以下、図３を用いて液晶表示装置２０の構成をその動作とともに説明する。
【００３８】
まず、事前に各種の制御情報を入力して設定（記憶）しておく（Ｓ１）。
【００３９】
温度センサーＴは、液晶表示装置２０の環境温度を測定し、その環境温度を補間値選択部２８に出力する（Ｓ２）。環境温度は一定時間ごとに出力するようにしてもよいし、あるいは所定の温度変化が生じた時だけで出力するようにしてもよい（Ｓ３：ＹＥＳ）。
【００４０】
次いで、補間値選択部２８は、温度センサーＴからの環境温度の範囲にある記憶温度を２つ選択する（Ｓ４）。例えば、温度センサーＴからの環境温度が２０℃である場合、その環境温度２０℃が含まれる中間記憶温度１８℃と最高記憶温度３０℃を選択する（Ｓ４）。
【００４１】
次いで、補間値選択部２８は、選択した２つの記憶温度（以下、「記憶温度１，２」とする。）と関連付けられた三刺激値を補正座標部２３に出力する。また、温度センサーＴからの環境温度と、選択した２つの記憶温度１，２を補正割合算出部２９に出力する。
【００４２】
次いで、補正割合算出部２９は、温度センサーＴにより測定された環境温度と補間値選択部２８により選択された２つ記憶温度１，２に基づいて以下のように補正の割合を算出し、算出した補正の割合を補正三刺激算出部２４に出力する（Ｓ５）。
【００４３】
【数１】
2017003949.tif 000003
また、補正座標部２３は、補間値選択部２８により選択された２つの三刺激値に基づいて以下のように補正座標を算出し、算出した補正座標を補正三刺激算出部２４に出力する（Ｓ６）。
【００４４】
【数２】
2017003949.tif 000004
次いで、補正三刺激算出部２４は、補正割合算出部２９により算出された補正の割合と補正座標部２３により算出された補正座標に基づいて以下のように補正三刺激値を算出し、算出した補正三刺激値をＲＧＢ変換部２５に出力する（Ｓ７）。
【００４５】
【数３】
2017003949.tif 000005
次いで、ＲＧＢ変換部２５は、補正三刺激算出部２４により算出された補正三刺激値Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎと事前に準備したＲＧＢ変換行列式Ｍ（ｍ００…ｍ２２）に基づいて以下のようにＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐを算出する（Ｓ８）。
【００４６】
【数４】
2017003949.tif 000006
次に、ＲＧＢ変換部２５は、Ｒｐ，Ｇｐ，ＢｐをＲｐ，Ｇｐ，Ｂｐの最大値ＲＧＢMaxで正規化し、それぞれに事前に用意していた逆ガンマ値ｇを掛けてＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇとする。そして、このＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇを３次元ＬＵＴ２６に設定する（Ｓ９）。
【００４７】
【数５】
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このように、本発明の実施の形態では、ＲＧＢ変換行列式Ｍを作るための３色（赤、緑、青）の三刺激値と２つ以上の記憶温度に関連付けられた１色（白色）の三刺激値から、現在の環境温度の補正量を算出し、３次元ＬＵＴ２６に設定する。言い換えると、事前に準備したＲＧＢ変換行列式Ｍと２つ以上の記憶温度とそれに関連付けられた三刺激値から、液晶表示装置２０の環境温度に最適な色補正を行う。これにより、最適な色調整結果やユーザーが望む色調整結果を液晶表示装置２０から出力することが可能となる（Ｓ１０）。
【００４８】
（ＲＧＢ変換行列式の求め方）
ＲＧＢ変換行列式Ｍは、事前に測定した３色（赤、緑、青）の三刺激値から求める。以下、ＲＧＢ変換行列式Ｍの求め方について詳細に説明する。
【００４９】
まず、行列を決める条件として、赤、緑、青のＸＹＺ空間における座標が与えられているものとする。
【００５０】
【数６】
2017003949.tif 000008
ただし、（ｘｒ，ｙｒ，ｚｒ）は、Ｒ点すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，０，０）の点のＸＹＺ空間での座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を割合で表したものである。すなわち、（１）式のように表すことができる。
【００５１】
【数７】
2017003949.tif 000009
Ｇ点，Ｂ点についても同様とする。
【００５２】
Ｒ点（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，０，０）をＮで変換すると、（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）になることから、次の関係が成り立つ。
【００５３】
【数８】
2017003949.tif 000010
Ｇ点，Ｂ点についても同様であることから、変換行列Ｎは次のように表すことができる。
【００５４】
【数９】
2017003949.tif 000011
（１）式より、（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）は（ｘｒ，ｙｒ，ｚｒ）にＸｒ＋Ｙｒ＋Ｚｒを掛けたものである。そこで、Ｘｒ＋Ｙｒ＋Ｚｒ＝Ｔｒとおくと、次のように表すことができる。
【００５５】
【数１０】
2017003949.tif 000012
同様に、Ｘｇ＋Ｙｇ＋Ｚｇ＝Ｔｇ，Ｘｂ＋Ｙｂ＋Ｚｂ＝Ｔｂとおくと、
【００５６】
【数１１】
2017003949.tif 000013
と表せるので、結局、変換行列Ｎは、（２）式のように書くことができる。
【００５７】
【数１２】
2017003949.tif 000014
あるいは、２つの行列に分けて書くと、次式のようになる。
【００５８】
【数１３】
2017003949.tif 000015
あとはＴｒ，Ｔｇ，Ｔｂであるが、これは白色点（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，１，１）が（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）に変換されることから、次式に基づいて求めることができる。
【００５９】
【数１４】
2017003949.tif 000016
すなわち、ＲＧＢ変換行列式Ｍは、次式のようになる。
【００６０】
【数１５】
2017003949.tif 000017
以上のように、本発明の実施の形態における液晶表示装置２０は、液晶表示部２７と、液晶表示部２７の温度である環境温度を測定する温度センサーＴと、２つ以上の記憶温度と三刺激値とを事前に関連付けて記憶する記憶部２１と、温度センサーＴにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値に基づいて色補正を行う色補正部と、色補正部により設定可能に構成された３次元ＬＵＴ２６とを備える。これにより、事前に準備したＲＧＢ変換行列式Ｍと２つ以上の記憶温度とそれに関連付けられた三刺激値から、液晶表示装置２０の環境温度に最適な色補正を行うことができるため、様々な環境温度でも一定の色差を保つことが可能となる。
【００６１】
具体的には、色補正部は、温度センサーＴにより測定された環境温度が含まれる２つの記憶温度を選択し、その記憶温度と関連付けられている三刺激値を選択する補間値選択部２８と、温度センサーＴにより測定された環境温度と補間値選択部２８により選択された２つ記憶温度に基づいて補正の割合を算出する補正割合算出部２９と、補間値選択部２８により選択された２つの三刺激値に基づいて補正座標を算出する補正座標部２３と、補正座標部２３により算出された補正座標と補正割合算出部２９により算出された補正の割合に基づいて補正三刺激値を算出する補正三刺激算出部２４と、補正三刺激算出部２４により算出された補正三刺激値と所定のＲＧＢ変換行列式Ｍに基づいてＲＧＢそれぞれに対応した階調特性値を算出するＲＧＢ変換部２５とを備えてもよい。これにより、補正の割合を用いて少ない色補正パラメータから多くの色補正パラメータを得ることが可能である。
【００６２】
また、記憶部２１は、当該液晶表示装置２０の特性に応じて、最低記憶温度、最高記憶温度、中間記憶温度の３つの記憶温度を記憶してもよい。様々な温度に対応した色補正パラメータを準備すると、記憶部２１（メモリ）の量が増加する。本発明の実施の形態のように、３つの記憶温度に対応した色補正パラメータだけを準備すれば、記憶部２１の量を減らしながらも、多くの液晶表示装置２０において精度よく色補正を行うことが可能である。
【００６３】
なお、本発明は、液晶表示装置２０として実現することができるだけでなく、この液晶表示装置２０が備える色補正部としてコンピュータを機能させるための色補正プログラムとして実現することも可能である。このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１０…映像信号発生装置
２０…液晶表示装置
２１…記憶部
２２…制御部（色補正部）
２３…補正座標部（色補正部）
２４…補正三刺激算出部（色補正部）
２５…ＲＧＢ変換部（色補正部）
２６…３次元ＬＵＴ
２７…液晶表示部
２８…補間値選択部（色補正部）
２９…補正割合算出部（色補正部）
３０…入力装置
Ｔ…温度センサー
【図１】
2017003949.tif 000018
【図２】
2017003949.tif 000019
【図３】
2017003949.tif 000020