JP2015210388A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１副画素、第２副画素及び第３副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素の適切な出力信号を求め、表示装置の画質劣化を低減させること。【解決手段】表示装置は、第１副画素、第２副画素及び第３副画素で表示可能な入力信号が入力されて、第１副画素、第２副画素、第３副画素及び第４副画素への各出力信号を演算する信号処理部とを備える。信号処理部は、各画素毎に必要な面状光源の光量を演算し、得られた面状光源の光量を変量とする複数区分毎に、属する画素の度数を演算する。そして信号処理部は、少なくとも区分のうち面状光源が必要とする最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数と、累積度数が属する区分が位置する最高光量の区分から数えた区分数と、を乗じた指標値を演算し、指標値が閾値を超える、面状光源の光量に基づいて、面状光源の輝度を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、携帯電話及び電子ペーパー等のモバイル機器向け等の表示装置の需要が高くなっている。表示装置では、１つの画素が複数の副画素を備え、当該複数の副画素がそれぞれ異なる色の光を出力し、当該副画素の表示のオン、オフを切り換えることで、１つの画素で種々の色を表示させている。このような表示装置は、解像度及び輝度といった表示特性も年々向上してきている。しかし、解像度が高くなるにしたがって開口率が低下してくるため、高輝度を達成しようとした場合、バックライトの輝度を高くする必要があり、バックライトの消費電力が増大するという問題がある。これを改善するため、従来の赤、緑、青の副画素に第４の副画素である白画素を加える技術がある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。この技術は、白画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値を下げ、消費電力を低減する。

特開２０１２−１０８５１８号公報 特開２０１１−１００１４３号公報

バックライトの輝度は、表示部の複数の画素に影響を与えるため、入力信号によって表示される特定の画素の輝度に合わせてバックライトの輝度を低減すると、他の画素が表示するはずであった輝度が足りなくなり、適切な色成分を表示できなくなる可能性がある。

本発明は、第１副画素、第２副画素及び第３副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素の適切な出力信号を求め、表示装置の画質劣化を低減させることを目的とする。

本発明の一態様として、表示装置は、第１色成分を表示する第１副画素と、第２色成分を表示する第２副画素と、第３色成分を表示する第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副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素と、を含む画素がマトリクス状に配置された表示部と、前記表示部を照射する面状光源と、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表示可能な入力信号が入力されて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素への各出力信号を演算する信号処理部とを備え、前記信号処理部は、前記各画素毎に必要な面状光源の光量を演算し、得られた前記面状光源の光量を変量とする複数区分毎に、属する画素の度数を演算し、少なくとも前記区分のうち面状光源が必要とする最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数と、前記累積度数が属する区分が位置する前記最高光量の区分から数えた区分数と、を乗じた指標値を演算し、前記指標値が閾値を超える、面状光源の光量に基づいて、面状光源の輝度を制御する。

本発明の他の態様として、表示装置は、第１色成分を表示する第１副画素と、第２色成分を表示する第２副画素と、第３色成分を表示する第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副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素と、を含む画素がマトリクス状に配置された表示部と、前記表示部を照射する面状光源と、前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表示可能な入力信号が入力されて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素への各出力信号を演算する信号処理部とを備え、前記信号処理部は、前記各画素毎に必要な前記面状光源の光量を演算し、得られた前記面状光源の光量を変量とする複数区分毎に属する画素の度数を演算し、前記区分のうち最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数を求め、区分毎の指標値であって、求める区分の前記累積度数と、前記求める区分よりも前記最高光量の区分側にある区分の指標値を求める区分で定められた正の係数で乗じた値とを加算した指標値を前記区分毎に演算し、前記指標値が閾値を超える区分に基づいて、面状光源の輝度を制御する。

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、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。 図３は、本実施形態に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。 図４は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列の他の例を示す図である。 図５は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。 図６は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。 図７は、入力信号の度数分布の一例である。 図８は、図７の累積度数分布を説明するための説明図である。 図９は、所定の閾値によって、特定の画素割合で第４副画素の置き換え比率が大きく変化する例を説明するための説明図である。 図１０は、所定の閾値によって、特定の画素割合で第４副画素の置き換え比率が大きく変化する例を説明するための説明図である。 図１１は、本実施形態に係る色変換処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１２は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係を説明するための説明図である。 図１３は、本実施形態における第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。 図１４は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係の他の例を説明するための説明図である。 図１５は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係の他の例を説明するための説明図である。 図１６は、入力信号の度数分布の一例である。 図１７は、図１６の累積度数分布を説明するための説明図である。 図１８は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係を説明するための説明図である。 図１９は、入力信号の度数分布の一例である。 図２０は、入力信号の度数分布の一例である。 図２１は、本実施形態の２段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。 図２２は、入力信号の度数分布の一例である。 図２３は、本実施形態の多段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。 図２４は、入力信号の度数分布の一例である。 図２５は、本実施形態の多段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。 図２６は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図２７は、本実施形態に係る表示装置を備えた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（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。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。

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、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。図３は、本実施形態に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。図４は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列の他の例を示す図である。

図１に示すように、表示装置１０は、制御装置１１の画像出力部１２からの入力信号（ＲＧＢデータ）が入力され所定のデータ変換処理を実行して出力する信号処理部２０と、信号処理部２０から出力された出力信号に基づいて画像を表示させる画像表示パネル（表示部）３０と、画像表示パネル３０の駆動を制御する画像表示パネル駆動回路４０と、画像表示パネル３０を背面から照明する面状光源装置５０と、面状光源装置５０の駆動を制御する面状光源装置制御回路６０と、を備える。なお、表示装置１０は、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている画像表示装置組立体と同様の構成であり、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている各種変形例が適用可能である。

信号処理部２０は、画像表示パネル３０及び面状光源装置５０の動作を制御する演算処理部である。信号処理部２０は、画像表示パネル３０を駆動するための画像表示パネル駆動回路４０、及び、面状光源装置５０を駆動するための面状光源装置制御回路６０と接続されている。信号処理部２０は、外部から入力される入力信号を処理して出力信号及び面状光源装置制御信号を生成する。つまり、信号処理部２０は、入力信号の入力ＨＳＶ色空間の入力値（入力信号）を、第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色成分で再現される再現ＨＳＶ色空間の再現値（出力信号）に変換して生成し、生成した出力信号を画像表示パネル３０に出力する。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に出力し、生成した面状光源装置制御信号を面状光源装置制御回路６０に出力する。

図２、図３に示すように、画像表示パネル３０は、画素４８が、Ｐ_０×Ｑ_０個（行方向にＰ_０個、列方向にＱ_０個）、２次元のマトリクス状に配列されている。図２、図３に示す例は、ＸＹの２次元座標系に複数の画素４８がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、行方向がＸ方向、列方向はＹ方向である。

画素４８は、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとを有する。第１副画素４９Ｒは、第１色成分（例えば、第１原色として赤色）を表示する。第２副画素４９Ｇは、第２色成分（例えば、第２原色として緑色）を表示する。第３副画素４９Ｂは、第３色成分（例えば、第３原色として青色）を表示する。第４副画素４９Ｗは、第４色成分（例えば白色）を表示する。以下において、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素４９という。上述した画像出力部１２は、画素４８において第１色成分、第２色成分及び第３色成分で表示可能なＲＧＢデータを信号処理部２０の入力信号として出力する。

表示装置１０は、より具体的には、透過型のカラー液晶表示装置である。画像表示パネル３０は、カラー液晶表示パネルであり、第１副画素４９Ｒと画像観察者との間に第１原色を通過させる第１カラーフィルタが配置され、第２副画素４９Ｇと画像観察者との間に第２原色を通過させる第２カラーフィルタが配置され、第３副画素４９Ｂと画像観察者との間に第３原色を通過させる第３カラーフィルタが配置されている。また、画像表示パネル３０は、第４副画素４９Ｗと画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。このように画像表示パネル３０は、透明な樹脂層を設けることで、第４副画素４９Ｗにカラーフィルタを設けないことによって第４副画素４９Ｗに大きな段差が生じることを抑制することができる。

そして、画像表示パネル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をストライプ配列に類似した配列で配置されている。なお、１つの画素４８に含まれる副画素４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ、４９Ｗの構造及びその配置は特に限定されない。例えば、画像表示パネル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をダイアゴナル配列（モザイク配列）に類似した配列で配置してもよい。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、レクタングル配列に類似した配列等としてもよい。さらに、図４に示す画像表示パネル３０’のように、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂを有する画素４８Ａと、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第４副画素４９Ｗを有する画素４８Ｂとが行方向及び列方向にそれぞれ交互に配列されていてもよい。

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や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又は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。

画像表示パネル駆動回路４０は、信号出力回路４１及び走査回路４２を備えている。画像表示パネル駆動回路４０は、信号出力回路４１によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル３０に出力する。信号出力回路４１は、配線ＤＴＬによって画像表示パネル３０と電気的に接続されている。画像表示パネル駆動回路４０は、走査回路４２によって、画像表示パネル３０における副画素の動作（光透過率）を制御するためのスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）のオン／オフを制御する。走査回路４２は、配線ＳＣＬによって画像表示パネル３０と電気的に接続されている。

面状光源装置５０は、画像表示パネル３０の背面に配置され、画像表示パネル３０に向けて光を照射することで、画像表示パネル３０を照明する。面状光源装置５０は、画像表示パネル３０の全面に光を照射し、画像表示パネル３０を明るくする。面状光源装置制御回路６０は、面状光源装置５０から出力する光の光量等を制御する。具体的には、面状光源装置制御回路６０は、信号処理部２０から出力される面状光源装置制御信号に基づいて、面状光源装置５０に供給する電流等をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）等で調整することで、面状光源装置５０の出力電力量（下記光源電力量に相当）を調整する。これにより、画像表示パネル３０を照射する光の光量（光の強度）を制御する。

図５は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間の概念図である。図６は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。信号処理部２０は、外部から表示する画像の情報である入力信号が入力される。入力信号は、各画素４８に対して、その位置で表示する画像（色）の情報を入力信号として含んでいる。具体的には、Ｐ_０×Ｑ_０個の画素４８がマトリクス状に配置された画像表示パネル３０において、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８（ただし、１≦ｐ≦Ｐ_０、１≦ｑ≦Ｑ_０）に対して、信号値がｘ_{１−（ｐ、ｑ）}の第１副画素４９Ｒの入力信号、信号値がｘ_{２−（ｐ、ｑ）}の第２副画素４９Ｇの入力信号及び信号値がｘ_{３−（ｐ、ｑ）}の第３副画素４９Ｂの入力信号（図１参照）が含まれる信号が信号処理部２０に入力される。

図１に示す信号処理部２０は、入力信号を処理することで、第１副画素４９Ｒの表示階調を決定するための第１副画素の出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの表示階調を決定するための第２副画素の出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）、第３副画素４９Ｂの表示階調を決定するための第３副画素の出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び第４副画素４９Ｗの表示階調を決定するための第４副画素の出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を生成し、画像表示パネル駆動回路４０に出力する。

表示装置１０は、画素４８に第４色成分（例えば白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図５に示すように、ＨＳＶ色空間（再現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５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。

信号処理部２０は、第４色成分（白色）を加えることで、拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、信号処理部２０に記憶されている。つまり、信号処理部２０は、図５に示すＨＳＶ色空間の立体形状について、彩度及び色相の座標（値）毎に明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）の値を記憶している。入力信号は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの入力信号を有するため、入力信号のＨＳＶ色空間は、円柱形状、つまり、再現ＨＳＶ色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。

次に、信号処理部２０は、少なくとも第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて、第１副画素４９Ｒの出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第１副画素４９Ｒへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて第２副画素４９Ｇの出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第２副画素４９Ｇへ出力する。また、信号処理部２０は、少なくとも第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて第３副画素４９Ｂの出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第３副画素４９Ｂへ出力する。さらに、信号処理部２０は、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）に基づいて第４副画素４９Ｗの出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を算出し、第４副画素４９Ｗへ出力する。

具体的には、信号処理部２０は、第１副画素４９Ｒの伸長係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第１副画素４９Ｒの出力信号を算出し、第２副画素４９Ｇの伸長係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第２副画素４９Ｇの出力信号を算出し、第３副画素４９Ｂの伸長係数α及び第４副画素４９Ｗの出力信号に基づいて第３副画素４９Ｂの出力信号を算出する。

つまり、信号処理部２０は、χを表示装置に依存した定数としたとき、第（ｐ、ｑ）番目の画素（又は第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの組）への第１副画素４９Ｒの出力信号である信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素４９Ｇの出力信号である信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び第３副画素４９Ｂの出力信号である信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、次に示す式（１）〜式（３）から求める。
Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（１）
Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（２）
Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（３）

信号処理部２０は、第４色成分を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を求め、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。

彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）は、Ｓ＝（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／Ｍａｘ及びＶ（Ｓ）＝Ｍａｘで表される。彩度Ｓは０から１までの値をとることができ、明度Ｖ（Ｓ）は０から（２^ｎ−１）までの値をとることができる。ｎは、表示階調ビット数である。また、Ｍａｘは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最大値である。Ｍｉｎは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値のうち、最小値である。また、色相Ｈは、図６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）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、赤となる。

本実施形態において、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}は、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}と伸長係数αとの積に基づき求めることができる。具体的には、下記の式（４）に基づいて信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求めることができる。式（４）では、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}と伸長係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。χについては後述する。また、伸長係数αは、１画像表示フレーム毎に決定される。
Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}＝Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}・α／χ・・・（４）

一般に、第（ｐ、ｑ）番目の画素において、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）に基づき、円柱のＨＳＶ色空間における彩度（Saturation）Ｓ_{（ｐ、ｑ）}及び明度（Brightness）Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}は、次の式（５）、式（６）から求めることができる。
Ｓ_{（ｐ、ｑ）}＝（Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}−Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}）／Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（５）
Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}＝Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（６）

ここで、Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）の３個の副画素４９の入力信号値の最大値であり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）の３個の副画素４９の入力信号値の最小値である。本実施形態ではｎ＝８とした。すなわち、表示階調ビット数を８ビット（表示階調の値を０から２５５の２５６階調）とした。

白色を表示する第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタが配置されていない。第１副画素４９Ｒに第１副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第２副画素４９Ｇに第２副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第３副画素４９Ｂに第３副画素の出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの、画素４８又は画素４８の群が備える第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体の輝度をＢＮ_１−３とする。また、画素４８又は画素４８の群が備える第４副画素４９Ｗに、第４副画素４９Ｗの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第４副画素４９Ｗの輝度ＢＮ_４としたときを想定する。すなわち、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がＢＮ_１−３で表される。すると、χを表示装置に依存した定数としたとき、定数χは、χ＝ＢＮ_４／ＢＮ_１−３で表される。

具体的には、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体に、次の表示階調の値を有する入力信号として、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝２５５が入力されたときにおける白色の輝度ＢＮ_１−３に対して、第４副画素４９Ｗに表示階調の値２５５を有する入力信号が入力されたと仮定したときの輝度ＢＮ_４は、例えば、１．５倍である。すなわち、本実施形態にあっては、χ＝１．５である。

ところで、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}が、上述した式（４）で与えられる場合、Ｖｍａｘ（Ｓ）は、次の式（７）、式（８）で表すことができる。
Ｓ≦Ｓ_０の場合、
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（χ＋１）・（２^ｎ−１）・・・（７）
Ｓ_０＜Ｓ≦１の場合、
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（２^ｎ−１）・（１／Ｓ）・・・（８）
ここで、Ｓ_０＝１／（χ＋１）である。

このようにして得られた、第４色成分を加えることによって拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、例えば、信号処理部２０に一種のルック・アップ・テーブルとして記憶されている。あるいは、拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）は、都度、信号処理部２０において求められる。

次に、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における出力信号である信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}の求め方（伸長処理）を説明する。次の処理は、（第１副画素４９Ｒ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第１原色の輝度、（第２副画素４９Ｇ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第２原色の輝度、（第３副画素４９Ｂ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第３原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持（維持）するように行われる。さらには、階調−輝度特性（ガンマ特性、γ特性）を保持（維持）するように行われる。また、いずれかの画素４８又は画素４８の群において、入力信号値のすべてが０である場合又は小さい場合、このような画素４８又は画素４８の群を含めることなく、伸長係数αを求めればよい。

（第１工程）
まず、信号処理部２０は、複数の画素４８における副画素４９の入力信号値に基づき、これらの複数の画素４８における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。具体的には、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号である信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素４９Ｇの入力信号である信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、第３副画素４９Ｂの入力信号である信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づき、式（５）及び式（６）からＳ_{（ｐ、ｑ）}、Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}を求める。信号処理部２０は、この処理を、すべての画素４８に対して行う。

（第２工程）
次いで、信号処理部２０は、複数の画素４８において求められたＶｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）に基づき伸長係数α（Ｓ）を求める。

α（Ｓ）＝Ｖｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）・・・（９）

（第３工程）
次に、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、少なくとも、入力信号の信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づいて求める。本実施形態にあっては、信号処理部２０は、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、信号処理部２０は、上述したとおり、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（４）に基づいて求める。信号処理部２０は、Ｐ_０×Ｑ_０個の全画素４８において信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。

（第４工程）
その後、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求める。具体的には、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（１）〜（３）に基づいて求める。

信号処理部２０は、式（４）に示したとおり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値をαによって伸長する。このように、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値がαによって伸長されることで、白色表示副画素（第４副画素４９Ｗ）の輝度が増加するだけでなく、上記式に示すとおり、赤色表示副画素、緑色表示副画素及び青色表示副画素（それぞれ第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂに対応する）の輝度も増加する。このため、色のくすみが発生するといった問題を回避することができる。すなわち、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸長されていない場合と比較して、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値がαによって伸長されることで、画像全体として輝度はα倍となる。したがって、例えば、静止画等の画像表示を高輝度で行うことができ、好適である。

第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における出力信号Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}によって表示される輝度は、入力信号ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}から形成される輝度のα倍に伸長されている。このため、表示装置１０は、伸長されていない状態の画素４８の輝度と同じ画素の輝度とするためには、面状光源装置５０の輝度を、伸長係数αに基づき減少させればよい。具体的には、面状光源装置５０の輝度を、（１／α）倍とすればよい。

（面状光源装置の光量の決定）
上述したように、面状光源装置制御回路６０は、信号処理部２０から出力される面状光源装置制御信号に基づいて、面状光源装置５０に供給する電流等をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）等で調整することで、面状光源装置５０の出力電力量（下記光源電力量に相当）を調整する。これにより、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量（光の強度）を制御する。このため、ＰＷＭで調整する制御量は、上述した（１／α）に比例することになる。図７は、入力信号の度数分布の一例である。図８は、図７の累積度数分布を説明するための説明図である。図９及び図１０は、所定の閾値によって、特定の画素割合で第４副画素の置き換え比率が大きく変化する例を説明するための説明図である。図７から図１０を用いて、入力信号が画像表示パネル（表示部）３０の全画素のうち一部の画素に黄色を表示させ、残部の画素に白を表示する場合について、説明する。

図７に示すように、信号処理部２０は、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分（例えば１６区分に等分した区分）ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算する。この演算により、黄色を表示する画素ｐｙ（図９参照）が区分ｍａ１でカウントされ、白を表示する画素ｐｗ（図９参照）が区分ｍａ１１でカウントされる。区分ｍａ１は、面状光源装置５０が照射する光量が最も大きく、最高光量の区分である。光量Ａｌは、区分ｍａ２、区分ｍａ３・・・と順に、抑制可能である。信号処理部２０は、予め画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌを決定する閾値Ｔｈ１を記憶しており、図８に示す累積度数分布において、閾値Ｔｈ１を超えた区分の光量ＡｌとなるようにＰＷＭで面状光源装置５０を制御する。

図８に示す累積度数分布は、黄色を表示する画素ｐｙ（図９参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、白を表示する画素ｐｗ（図９参照）が区分ｍａ１１でカウントされた画素数ｐｍａ１１とだけで演算される。画素数ｐｍａ１が閾値Ｔｈ１を超えない場合、累積度数は、区分ｍａ２〜区分ｍａ１０まで画素数ｐｍａ１である。このため、累積度数は、区分ｐｍａ１１で初めて閾値Ｔｈ１を超えるので、信号処理部２０は、区分ｍａ１１に対応する光量Ａｌとなるように、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する。

図９に示すように、表示装置１０は、白が表示されていて、第１副画素、第２副画素、第３副画素だけで表示する（伸長されていない状態の）画素４８の輝度と同じ画素の輝度とするために、第４副画素の置き換え比率を高めることができる。その結果、面状光源装置５０は、光量Ａｌとなる伸長係数αに基づき、光源電力量ｌｐｗｍを小さく（例えば、図９において２０％程度に）することができる。入力信号によって表示される特定の画素、つまり白が表示されている画素ｐｗに合わせてバックライトの輝度を低減すると、他の画素が表示するはずであった黄色を表示する画素ｐｙ（図９参照）の輝度が足りなくなり、適切な色成分を表示できなくなる可能性がある。

白を表示する画素ｐｗを表示する画素に対する黄色を表示する画素ｐｙの割合（以下、黄色の画素割合）を高めると、図８において、区分ｍａ１における画素数ｐｍａ１が閾値を超えた場合、信号処理部２０は、区分ｍａ１に対応する光量Ａｌとなるように、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する。黄色は、人間の視感度が高く、第４副画素の置き換え比率を高めにくいので、光源電力量ｌｐｗｍを大きくせざるをえない。このため、図９に示すように、光源電力量ｌｐｗｍは、特定の黄色の画素割合において、大きく変動（例えば２０％から１００％に変化）してしまう。例えば、入力される入力信号の画像が、白を表示する画素ｐｗに対する黄色を表示する画素ｐｙの割合が大きく変化する場合、変化の前後で光源電力量ｌｐｗｍ、つまり第４副画素の置き換え比率が急に変化するので、視感度の高い黄色の色味が変化してしまう可能性がある。本実施形態では、黄色を例示して説明しているが、図６に示す黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）から赤（Ｒｅｄ）までの領域も色味の変化を抑制する必要がある。また、色相に関わらず、彩度が高い領域（例えば、図６に示す彩度Ｓが０．８以上）の色空間も第４副画素の置き換え比率が変化した影響を受けやすい。図８に示すように、閾値Ｔｈ１を下げて閾値Ｔｈ２のようにすることで、区分ｍａ１においても閾値Ｔｈ２を超え、第４副画素の置き換え比率の変化を抑制することも考えられる。しかしながら、図１０に示すように、閾値Ｔｈ１を下げて閾値がＴｈ２とすると、光源電力量ｌｐｗｍは、高止まりしてしまい、消費電力を抑制することができない。

図１１は、本実施形態に係る色変換処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１２は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係を説明するための説明図である。図１３は、本実施形態における第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２及び図１３を参照して、消費電力を抑制しつつ画質劣化を抑制できる色変換方法について説明する。

図１１に示すように、信号処理部２０は、上述した第１工程〜第２工程の演算を行い、画素４８毎の伸長係数αを求め、各画素４８毎の最適な光量を求める（ステップＳ１１）。

次に、信号処理部２０は、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分（例えば１６区分に等分した区分）ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算する（ステップＳ１２）。信号処理部２０は、図７に示すような度数分布を記憶する。

次に、信号処理部２０は、最高光量の区分ｍａ１から順に画素の度数ｎＰｉｘを加えた累積度数を演算する。例えば、累積度数分布は、図８のようになる。そして、信号処理部２０は、累積度数が属する区分が最高光量の区分から数えた区分数に係数ｋ（ｋは正の任意値）を乗じた上、さらに累積度数と乗じて指標値を演算する（ステップＳ１３）。例えば、係数ｋは、ｋ＝０．５、１、１．５、２、２．５、３のいずれかの値である。ただし、上記係数ｋの値は例であり、区分によって異なる値を用いてもよい。まず、係数ｋが、ｋ＝１の場合について、以下説明する。

信号処理部２０は、指標値を最高光量の区分ｍａ１から順に演算する。例えば図１２に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数１と、係数ｋとを乗じて、１×ｐｍａ１×ｋ＝ｐｍａ１となる。次に区分ｍａ２では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数２と、係数ｋとを乗じて、２×ｐｍａ１×ｋ＝２×ｐｍａ１となる。区分ｍａ３では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数３と、係数ｋとを乗じて、３×ｐｍａ１×ｋ＝３×ｐｍａ１となる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分ｍａ３に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ３に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。これにより、信号処理部２０は、面状光源装置５０の輝度を制御することができる。

ステップＳ１３において、信号処理部２０は、ｋ＝１の場合、係数ｋの乗算を省略してもよい。例えば図１２に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数１を乗じて、ｐｍａ１となる。次に区分ｍａ２では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数２を乗じて、２×ｐｍａ１となる。区分ｍａ３では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数３を乗じて、３×ｐｍａ１となる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分ｍａ３に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ３に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。

図１３に示すように、信号処理部２０は、区分ｍａ３に対応する光量Ａｌで電力削減できるので、黄色の画素割合が低い領域でも電力を抑制しつつ画質劣化を抑制できるようになる。

ステップＳ１３において、信号処理部２０は、区分数ｎ×画素数ｐｍａ１×係数ｋを求める例を示したが、これに限定されず、画素数ｐｍａ１×係数ｋから指標値を算出してもよい。例えば、信号処理部２０は、指標値を最高光量の区分ｍａ１から順に演算する。例えば図１２に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１よりも最高光量の区分ｍａ１側の累積度数となる画素数が０であるので０に係数ｋとを乗じた値とを加算すると、指標値がｐｍａ１＋０×ｋ＝ｐｍａ１となる。次に区分ｍａ２では、累積度数である画素数ｐｍａ１と、求める区分よりも最高光量の区分側にある区分ｍａ１の指標値ｐｍａ１と、区分ｍａ２で定められた正の係数ｋ（＝１）で乗じた値ｐｍａ１×ｋとを加算した指標値がｐｍａ１＋ｐｍａ１×１＝２×ｐｍａ１となる。区分ｍａ３では、累積度数である画素数ｐｍａ１と、求める区分ｍａ３よりも最高光量の区分側にある区分ｍａ２の指標値２×ｐｍａ１と、区分ｍａ２で定められた正の係数ｋ（＝１）で乗じた値ｐｍａ１×ｋとを加算した指標値がｐｍａ１＋２×ｐｍａ１×１＝３×ｐｍａ１となる。黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ３でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数３と、係数ｋとを乗じて、３×ｐｍａ１×ｋ＝３×ｐｍａ１となる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分ｍａ３に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ３に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。これにより、信号処理部２０は、面状光源装置５０の輝度を制御することができる。

以上、係数ｋ＝１として、信号処理部２０が累積度数が属する区分が最高光量の区分から数えた区分数に係数ｋを乗じた上、さらに累積度数と乗じて指標値を演算する場合説明してきたが、本実施形態はこの場合に限られない。図１４は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係の他の例を説明するための説明図である。

先ず、図１１に示すように、信号処理部２０は、上述した第１工程〜第２工程の演算を行い、画素４８毎の伸長係数αを求め、各画素４８毎の最適な光量を求める（ステップＳ１１）。次に、信号処理部２０は、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分（例えば１６区分に等分した区分）ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算する（ステップＳ１２）。信号処理部２０は、図７に示すような度数分布を記憶する。そして、図１４に示すように、係数ｋ＝１．５として、信号処理部２０が累積度数が属する区分が最高光量の区分から数えた区分数に係数ｋを乗じた上、さらに累積度数と乗じて指標値を演算する（ステップＳ１３）。

信号処理部２０は、指標値を最高光量の区分ｍａ１から順に演算する。例えば図１２に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１４参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数１と、係数ｋとを乗じて、ｐｍａ１αとなる。次に区分ｍａ２では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１４参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数２を乗じて、２×ｐｍａ１×ｋ＝２×ｐｍａ１αとなる。区分ｍａ３では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１４参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数３と、係数ｋとを乗じて、３×ｐｍａ１α×ｋ＝３×ｐｍａ１αとなる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分ｍａ２に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ２に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。図１３に示すように、信号処理部２０は、区分ｍａ２に対応するＴｈａで示した光量Ａｌで電力削減できるので、黄色の画素割合が低い領域でも電力削減できる。このように、信号処理部２０は、黄色の画素割合がより低い領域でも電力を抑制しつつ画質劣化を抑制できるようになる。

係数ｋは、正の任意値であればよいが、係数ｋが１より小さい場合に比較して係数ｋが１以上である場合の方が黄色の画素割合がより低い領域でも電力を抑制しつつ画質劣化を抑制できるのでより好ましい。

図１５は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係の他の例を説明するための説明図である。図１５を参照して、係数ｋの値は、区分によって定められた異なる値である場合について以下説明する。図１５に示す例では、区分ｍａ１では、係数ｋの値が、ｋ＝１である。図１５に示す例では、区分ｍａ２では、係数ｋの値が、ｋ＝１．１である。図１５に示す例では、区分ｍａ３では、係数ｋの値が、ｋ＝１．１である。ステップＳ１３において、例えば、信号処理部２０は、指標値を最高光量の区分ｍａ１から順に演算する。例えば図１２に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素ｐｙ（図１３参照）が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１よりも最高光量の区分ｍａ１側の累積度数となる画素数が０であるので０に係数ｋ＝１とを乗じた値とを加算すると、指標値がｐｍａ１＋０×ｋ＝ｐｍａ１となる。次に区分ｍａ２では、累積度数である画素数ｐｍａ１と、求める区分よりも最高光量の区分側にある区分ｍａ１の指標値のｐｍａ１と、区分ｍａ２で定められた正の係数ｋ（＝１．１）で乗じた値ｐｍａ１×１．１＝ｐｍａ１αとを加算した指標値がｐｍａ１＋ｐｍａ１αとなる。区分ｍａ３では、累積度数である画素数ｐｍａ１と、求める区分ｍａ３よりも最高光量の区分側にある区分ｍａ２の指標値ｐｍａ１＋ｐｍａ１αと、区分ｍａ３で定められた正の係数ｋ（＝１．１）で乗じた値（ｐｍａ１＋ｐｍａ１α）×１．１とを加算した指標値がｐｍａ１＋（ｐｍａ１＋ｐｍａ１α）×１．１となる。ｐｍａ１α×１．１＝ｐｍａ１×１．１×１．１＝ｐｍａ１βとすると、区分ｍａ３の指標値は、ｐｍａ１＋ｐｍａ１α＋ｐｍａ１βとなる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分ｍａ３に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ３に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。これにより、信号処理部２０は、面状光源装置５０の輝度を制御することができる。

以上、入力信号が画像表示パネル（表示部）３０の全画素のうち一部の画素に黄色を表示させ、残部の画素に白を表示する場合について、説明してきたが、本実施形態はこの場合に限られない。図１６は、入力信号の度数分布の一例である。図１７は、図１６の累積度数分布を説明するための説明図である。図１８は、本実施形態に係る指標値と閾値との関係を説明するための説明図である。図１１、図１６、図１７及び図１８を用いて、入力信号が画像表示パネル（表示部）３０の全画素のうち一部の画素に黄色及び赤を表示させ、残部の画素に白を表示する場合について、以下説明する。

図１１に示すように、信号処理部２０は、上述した第１工程〜第２工程の演算を行い、画素４８毎の伸長係数αを求め、各画素４８毎の最適な光量を求める（ステップＳ１１）。

次に、信号処理部２０は、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分（例えば１６区分に等分した区分）ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算する（ステップＳ１２）。信号処理部２０は、図１６に示すような度数分布を記憶する。例えば、信号処理部２０は、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分（例えば１６区分に等分した区分）ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算すると、黄色を表示する画素が区分ｍａ１でカウントされ、赤色を表示する画素が区分ｍａ２でカウントされ、白を表示する画素が区分ｍａ１１でカウントされる。

次に、信号処理部２０は、最高光量の区分ｍａ１から順に画素の度数ｎＰｉｘを加えた累積度数を演算する。例えば、累積度数分布は、図１７のように、画素数ｐｍａ１及び画素数ｐｍａ２の加算値が閾値Ｔｈ１を超えない場合、累積度数は、区分ｍａ２〜区分ｍａ１０まで画素数ｐｍａ１及び画素数ｐｍａ２の加算値である。このため、累積度数は、区分ｐｍａ１１で初めて閾値Ｔｈ１を超えるようになる。そして、信号処理部２０は、累積度数が属する区分が最高光量の区分から数えた区分数に係数ｋ（ｋは正の任意値）を乗じた上、さらに累積度数と乗じて指標値を演算する（ステップＳ１３）。まず、係数ｋが、ｋ＝１の場合について、以下説明するが、上述したように、正の任意値であればよい。

信号処理部２０は、指標値を最高光量の区分ｍａ１から順に演算する。例えば図１８に示すように、区分ｍａ１では、黄色を表示する画素が区分ｍａ１でカウントされた画素数ｐｍａ１と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数１と、係数ｋとを乗じて、ｐｍａ１となる。次に区分ｍａ２では、図１７に示す累積度数である画素数ｐｍａ１及び画素数ｐｍａ２の加算値と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数２と、係数ｋとを乗じて、２×（ｐｍａ１＋ｐｍａ２）×ｋ、すなわち２×（ｐｍａ１＋ｐｍａ２）×１、となる。区分ｍａ３では、図１７に示す累積度数である画素数ｐｍａ１及び画素数ｐｍａ２の加算値と、最高光量の区分ｍａ１から数えた区分数３と、係数ｋとを乗じて、３×（ｐｍａ１＋ｐｍａ２）×ｋ、すなわち３×（ｐｍａ１＋ｐｍａ２）×１、となる。信号処理部２０は、得られた指標値が閾値を超える区分ｍａ３に応じた光量Ａｌを記憶し、信号処理部２０は、記憶した区分ｍａ３に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４）。

図１９は、入力信号の度数分布の一例である。入力信号が画像表示パネル（表示部）３０の全画素のうち一部の画素に黄色及び赤を表示させ、残部の画素に白を表示する場合について、説明してきた。実際には、図１９に示すように、入力信号に含まれる区分ｍａ１〜区分ｍａ１６までの画素の度数ｎＰｉｘがそれぞれあり、画像により適宜変化する。区分ｍａ１〜区分ｍａ１６のうち１つの区分において、画素の度数ｎＰｉｘが閾値Ｔｈ１を超える場合、信号処理部２０は、従来通り、超えた区分に対応する光量Ａｌとなるように、光量の出力を調整し、面状光源装置５０をＰＷＭ制御する。本実施形態の表示装置１０によれば、図１９に示す区分ｍａ１１に対応する光量Ａｌでなく、上述した指標値が閾値Ｔｈ１を超える区分に応じた光量Ａｌに基づいて面状光源装置５０をＰＷＭ制御することができる。その結果、第１副画素、第２副画素及び第３副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素の適切な出力信号を求め、表示装置１０の消費電力を抑制しつつ画質劣化を抑制できる。

信号処理部２０は、閾値Ｔｈ１の他に、閾値Ｔｈ１よりも大きな閾値を記憶していてもよい。図２０は、入力信号の度数分布の一例である。図２１は、本実施形態の２段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。図２０に示すように、閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２が信号処理部２０に記憶されている。閾値Ｔｈ１は、区分ｍａ１〜区分ｍａ５の閾値であり、閾値Ｔｈ１よりも大きな閾値Ｔｈ２は、区分ｍａ６〜区分ｍａ１６の閾値である。上述した指標値は、最高光量の区分から数えた区分数が大きくなるにつれて、大きな値となる。このため、区分に応じて、閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２が選択されることで、図２１に示すように、光源電力量ｌｐｗｍを段階的に変化させることができる。

信号処理部２０は、記憶する閾値を複数有している。また閾値は、上記の２つでなく、３つ以上にすることができる。図２２は、入力信号の度数分布の一例である。図２３は、本実施形態の多段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。図２２に示すように、閾値Ｔｈ１〜閾値Ｔｈｎ（ｎは３以上の自然数）が信号処理部２０に記憶されている。閾値Ｔｈ１は、区分ｍａ１〜区分ｍａ２の閾値であり、閾値Ｔｈ１よりも大きな閾値Ｔｈ２は、区分ｍａ３〜区分ｍａ４の閾値である。同様に、閾値毎に選択する区分を割り当てておく。閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間隔Δ１２は、閾値Ｔｈ２と閾値Ｔｈ３との間隔Δ２３よりも大きくなっている。閾値Ｔｈ１〜閾値Ｔｈｎは、隣合う閾値が順に間隔が広くなるようにして、間隔の増加率を大きくする。このため、区分に応じて、閾値Ｔｈ１〜閾値Ｔｈｎが選択されることで、図２３に示すように、信号処理部２０は、光源電力量ｌｐｗｍを黄色の画素割合に対して、曲線に近似させて変化させることができる。なお図２２では閾値の間隔の増加率を大きくする例について述べたが、これに限定されない。閾値の間隔は一定であってもよいし、間隔が大きい場合と小さい場合は混在していてもよい。

信号処理部２０は、記憶する閾値を複数有している。また上記の２つでなく、３つ以上にすることができる。図２４は、入力信号の度数分布の一例である。図２５は、本実施形態の多段階の閾値による第４副画素の置き換え比率を説明するための説明図である。図２４に示すように、閾値Ｔｈ１〜閾値Ｔｈｎ〜閾値Ｔｈ＋３（ｎは３以上の自然数、ｆはｎより大きい自然数）が信号処理部２０に記憶されている。閾値Ｔｈ１は、区分ｍａ１〜区分ｍａ２の閾値であり、閾値Ｔｈ１よりも大きな閾値Ｔｈ２は、区分ｍａ３〜区分ｍａ４の閾値である。同様に、閾値毎に選択する区分を割り当てておく。閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との間隔Δ１２は、閾値Ｔｈ２と閾値Ｔｈ３との間隔Δ２３と同じである。このように、閾値Ｔ１〜閾値Ｔｈｎ−１の各間隔は同じである。これに対して、閾値Ｔｈｎ〜閾値Ｔｈｎ＋４は、順に間隔が広くなるようにする。閾値Ｔｈｎと閾値Ｔｈｎ＋１との間隔Δｎは、閾値Ｔｈｎ＋１〜閾値Ｔｈｎ＋４の各間隔が変化している。このため、区分に応じて、閾値Ｔｈｎ＋４〜閾値Ｔｈｎが選択されることで、図２５に示すように、信号処理部２０は、光源電力量ｌｐｗｍを黄色の画素割合に対して、曲線に近似させて変化させることができる。また、閾値Ｔｈｎ〜Ｔｈ１が選択されることで、信号処理部２０は、光源電力量ｌｐｗｍを黄色の画素割合に対して、段差を有するように設定することができる。なお、図２２〜図２５において、閾値の個数がｎより大きい場合について説明したが、これに限定されない。閾値として、少なくとも閾値Ｔｈｎ−１と閾値Ｔｈｎが設定され、閾値Ｔｈｎ−１が閾値Ｔｈｎ以下であるように決定されればよい。

本実施形態の表示装置１０によれば、信号処理部２０が、画像表示パネル（表示部）３０を照射する光の光量Ａｌ（光の強度）を変量として複数の区分ｍａ１〜ｍａ１６の各区分毎に、属する画素の度数ｎＰｉｘを演算する。複数の区分ｍａ１〜ｍａ１６は、上述した（１／α）倍が取り得る範囲を１６等分している。複数の区分ｍａ１〜ｍａ１６は、上述した（１／α）倍が取り得る範囲を等分でなくてもよく、（１／α）倍が小さい、最高光量の区分寄りを大きくするように、区分してもよい。複数の区分ｍａ１〜ｍａ１６は、（１／α）倍が大きい、最高光量の区分から遠い方を大きくするように、区分してもよい。複数の区分ｍａ１〜ｍａ１６は、１６等分を例示したが、８等分でも４等分でもよく、区分数は限定されない。

（適用例）
次に、図２６及び図２７を参照して、本実施形態及び変形例で説明した表示装置１０の適用例について説明する。図２６及び図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。本実施形態に係る表示装置１０は、図２６に示すカーナビゲーションシステム、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、図２７に示す携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ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１０は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像ある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、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置１１（図１参照）を備える。

図２６に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係る表示装置１０が適用されるカーナビゲーション装置である。表示装置１０は、自動車の車内のダッシュボード３００に設置される。具体的にはダッシュボード３００の運転席３１１と助手席３１２の間に設置される。カーナビゲーション装置の表示装置１０は、ナビゲーション表示、音楽操作画面の表示、又は、映画再生表示等に利用される。

図２７に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係る表示装置１０が適用される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また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５６２の表面に表示部５６１を有している。この表示部５６１は、本実施形態及び変形例に係る表示装置１０と外部近接物体を検出可能なタッチ検出（いわゆるタッチパネル）機能とを備えている。

また、上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、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、上述の実施形態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。

１０ 表示装置
２０ 信号処理部
３０ 画像表示パネル
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、４８Ａ、４８Ｂ 画素
４９ 副画素
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 面状光源装置
６０ 面状光源装置制御回路

Claims (6)

1. 第１色成分を表示する第１副画素と、第２色成分を表示する第２副画素と、第３色成分を表示する第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副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素と、を含む画素がマトリクス状に配置された表示部と、
   前記表示部を照射する面状光源と、
   前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表示可能な入力信号が入力されて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素への各出力信号を演算する信号処理部とを備え、
   前記信号処理部は、前記各画素毎に必要な前記面状光源の光量を演算し、得られた前記面状光源の光量を変量とする複数区分毎に属する画素の度数を演算し、
   少なくとも、前記区分のうち最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数と、前記累積度数が属する区分が位置する前記最高光量の区分から数えた区分数と、を乗じた指標値を前記区分毎に演算し、
   前記指標値が閾値を超える区分に基づいて、面状光源の輝度を制御する、表示装置。
2. 前記指標値は、前記区分のうち最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数と、前記累積度数が属する区分が位置する前記最高光量の区分から数えた区分数と、さらに正の係数を乗じて前記区分毎に演算される、請求項１に記載の表示装置。
3. 第１色成分を表示する第１副画素と、第２色成分を表示する第２副画素と、第３色成分を表示する第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副画素とは異なる第４色成分を表示する第４副画素と、を含む画素がマトリクス状に配置された表示部と、
   前記表示部を照射する面状光源と、
   前記第１副画素、前記第２副画素及び前記第３副画素で表示可能な入力信号が入力されて、前記第１副画素、前記第２副画素、前記第３副画素及び前記第４副画素への各出力信号を演算する信号処理部とを備え、
   前記信号処理部は、前記各画素毎に必要な前記面状光源の光量を演算し、得られた前記面状光源の光量を変量とする複数区分毎に属する画素の度数を演算し、
   前記区分のうち最高光量の区分から順に画素の度数を加えた累積度数を求め、区分毎の指標値であって、求める区分の前記累積度数と、前記求める区分よりも前記最高光量の区分側にある区分の指標値を求める区分で定められた正の係数で乗じた値とを加算した指標値を前記区分毎に演算し、
   前記指標値が閾値を超える区分に基づいて、面状光源の輝度を制御する、表示装置。
4. 前記閾値は、複数記憶されており、複数の前記閾値のいずれかが前記区分に応じて選択される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記選択される閾値は、前記区分数の増加に応じて大きくなる、請求項４に記載の表示装置。
6. 隣合う前記閾値は、順に間隔の増加率が大きくなる、請求項５に記載の表示装置。

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