CN101542579B - 信号变换电路及具有该信号变换电路的多基色液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。本发明的信号变换电路在多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。本发明的信号变换电路在生成用于显示深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)成为0.03以下。

Description

信号变换电路及具有该信号变换电路的多基色液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置。另外，本发明还涉及在这种液晶显示装置中使用的信号变换电路。
背景技术
当前，以液晶显示装置为主的各种显示装置用于各种用途。一般的显示装置中，利用显示光的三基色即红、绿、蓝的三个子像素来构成一个像素，通过这样能进行彩色显示。
然而，现有的显示装置存在如下问题，即，可显示色彩的范围(被称为“色彩再现范围”)较小。图16中示出使用三基色来进行显示的现有的显示装置的色彩再现范围。图16是XYZ表色系统中的xy色度图，将与红、绿、蓝的三基色对应的三个点作为顶点的三角形表示色彩再现范围。另外，图中用×符号描绘出由Pointer所指出的、自然界中存在的各种物体的色彩(参照非专利文献1)。由图16可知，存在不包含于色彩再现范围中的物体色，在使用三基色来进行显示的显示装置中，无法显示一部分的物体色。
因此，为了扩大显示装置的色彩再现范围，已提出将用于显示的基色数量增加到四个以上的方法。
例如，专利文献1中，如图17所示，披露了由显示红、绿、蓝、黄、蓝绿、品红的六个子像素R、G、B、Ye、C、M构成一个像素P的液晶显示装置800。图18中示出该液晶显示装置800的色彩再现范围。如图18所示，将与六个基色对应的六个点作为顶点形成六边形，利用该六边形表示的色彩再现范围基本将物体色包括在内。这样，通过增加用于显示的基色数量，从而能扩大色彩再现范围。本申请说明书中，将使用四个以上的基色来进行显示的显示装置总称为“多基色显示装置”，将使用四个以上的基色来进行显示的液晶显示装置称为“多基色液晶显示装置(或者简称为多基色LCD)”。另外，将使用三基色来进行显示的现有一般的显示装置总称为“三基色显示装置”，将使用三基色来进行显示的液晶显示装置称为“三基色液晶显示装置(或者简称为三基色LCD)”。
作为输入到三基色显示装置的视频信号的形式，一般为RGB格式或YCrCb格式等。由于这些格式的视频信号包含三个参数(可以说是三维信号)，因此用于显示的三基色(红、绿及蓝)的亮度被唯一确定。
为了用多基色显示装置进行显示，需要将三基色显示装置用的格式的视频信号变换成包含更多参数(四个以上参数)的视频信号。在本申请说明书中，将与四个以上的基色对应的这种视频信号称为“多基色信号”。
专利文献1：日本国专利特表2004-529396号公报
非专利文献1：M.R.Pointer，“实际表面色彩的范围”，色彩研究及应用(“The gamut of real surface colors，”Color Research and Application)，Vol.5，No.3，pp.145-155(1980)
然而，在使用四个以上的基色来表现三基色显示装置用的格式的视频信号所表示的色彩时，各基色的亮度不是唯一确定，存在多种亮度组合。即，将三维信号变换成多基色信号的方法不止一种，其任意性(自由度)极高。因此，至今仍未找出最适合于多基色显示装置的信号变换方法。特别是，利用液晶的光学性质的液晶显示装置由于具有与其它显示装置不同的显示特性，因此对于多基色液晶显示装置，至今仍未找出考虑该显示特性的信号变换方法。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。
本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)成为0.03以下。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Δu’v’成为0.008以下。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Δu’v’成为0.01以下。
或者，本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)成为0.01以下。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Δu’v’成为0.008以下。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在将用于显示的基色的数量设为n时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到n个基色中的(n-3)个基色的亮度，通过使用所述(n-3)个基色的亮度进行运算，从而算出所述n个基色中的剩余三个基色的亮度。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括：查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及运算部，该运算部进行所述运算。
某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括：具有上述结构的信号变换电路；及液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。
本发明的信号变换电路在将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度与从斜方向看像素时的色度之差比预定值要小。
具体来讲，本发明的信号变换电路在生成用于显示深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60)2+(v’-v60’)2)成为0.03以下。或者，本发明的信号变换电路在生成用于显示浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’v’成为0.01以下。因此，能够抑制因泛白(γ特性的视角依存性)所引起的色相或彩度的偏差，能够在多基色液晶显示装置中实现高品质的显示。
附图说明
图1是示意地表示本发明的优选实施方式中的液晶显示装置100的方框图。
图2是表示液晶显示装置100的像素结构的一个例子的图。
图3(a)～(c)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。
图4是对三基色LCD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。
图5是表示从斜60°方向看三基色LCD的像素时的色度偏差的xy色度图。
图6是对多基色LCD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。
图7是表示从斜60°方向看多基色LCD的像素时的色度偏差的xy色度图。
图8是对多基色LCD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。
图9是表示从斜60°方向看多基色LCD的像素时的色度偏差的xy色度图。
图10是对多基色LCD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。
图11是表示从斜60°方向看多基色LCD的像素时的色度偏差的xy色度图。
图12是表示从正面方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。
图13是表示从斜60°方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。
图14是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的一个例子的方框图。
图15是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的另一个例子的方框图。
图16是表示三基色LCD的色彩再现范围的xy色度图。
图17是示意地表示现有的多基色LCD800的图。
图18是表示多基色LCD800的色彩再现范围的xy色度图。
标号说明
10液晶显示面板
20信号变换电路
21色度坐标变换部
22查找表存储器
23运算部
24插补部
100液晶显示装置
具体实施方式
现有一般的TN(Twisted Nematic：扭曲向列型)模式和STN(Super TwistedNematic：超扭曲向列型)模式的液晶显示装置具有视角小的缺点，为了改进该缺点，已开发出各种显示模式。
作为改进视角特性的显示模式，已知有日本国专利特公昭63-21907号公报所披露的IPS(In-Plane Switching：面内开关型)模式、和日本国专利特开平11-242225号公报所披露的MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向)模式、日本国专利特开2003-43525号公报所披露的CPA(ContinuousPinwheel Alignment：连续焰火状排列)模式等。
上述的显示模式中，虽已实现以广视角来进行高品质的显示，但最近，作为视角特性的问题，新出现了正面观测时的γ特性和斜向观测时的γ特性不同的问题、即γ特性的视角依存性的问题。γ特性是显示亮度的灰度依存性。若γ特性在正面方向和斜方向不同，则由于灰度显示状态因观测方向而不同，因此特别是在显示照片等图像的情况下、或显示TV广播等的情况下会出现问题。
γ特性的视角依存性中，可看到斜向观测时的显示亮度比原本的显示亮度要高的现象(被称为“泛白”)。若发生泛白，则还会发生如下问题，即，由像素显示的色彩在从正面方向看和从斜方向看时不同，
本申请发明者通过对用于多基色LCD的信号变换方法进行各种探讨后，结果找到了能够抑制因伴随着泛白的色彩偏差所引起的显示品质的下降的信号变换方法。
下面，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明并不局限于以下的实施方式。
图1中示出本实施方式的液晶显示装置100。液晶显示装置100如图1所示，具有液晶显示面板10、和信号变换电路20，是使用四个以上的基色来进行显示的多基色LCD。
液晶显示装置100具有矩阵状排列的多个像素，由多个子像素来规定各像素。图2中示出液晶显示装置100的像素结构的一个例子。图2所示的例子中，规定各像素的多个子像素为：显示红色的红色子像素R、显示绿色的绿色子像素G、显示蓝色的蓝色子像素B、显示黄色的黄色子像素Ye、和显示蓝绿色的蓝绿色子像素C。此外，构成像素的子像素的种类、数量、或配置并不局限于图2所举例示出的那样。规定各像素的多个子像素只要包含显示相互不同的基色的四个以上的子像素即可。
信号变换电路20将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。信号变换电路20例如如图1所示，将包括表示红、绿及蓝的各亮度的分量在内的RGB格式的视频信号(三维信号)变换成包括表示红、绿、蓝、黄及蓝绿的各亮度的分量在内的多基色信号。
对液晶显示面板10输入由信号变换电路20生成的多基色信号，利用各像素来显示与输入的多基色信号对应的色彩。作为液晶显示面板10的显示模式，可使用各种显示模式(例如MVA模式、CPA模式、或IPS模式)。
此外，本实施方式中，举例示出对信号变换电路20输入RGB格式的视频信号的情况，但输入到信号变换电路20的视频信号只要是三维信号，则可为任意格式，也可为XYZ格式或YCrCb格式等。
对于显示装置的色彩再现性而言，非常重视记忆色。由于大多数情况下无法将显示在显示装置上的图像与被摄体直接比较，因此显示图像与观察者所记忆的图像之间的关系则很重要。对用于电视机的显示装置而言，在记忆色中，认为人的皮肤的颜色(以下称为“肤色”。)特别重要。
本实施方式中的信号变换电路20至少在生成用于显示特定的肤色(人的皮肤的颜色)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度和从斜方向看像素时的色度之差(即“色差”)比预定值要小。因此，不易看出因泛白所引起的色彩偏差，可实现高品质的显示。下面，更具体地进行说明。
首先，这里所说的色差，是由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)。
本实施方式中的信号变换电路20在生成用于显示马克贝斯色卡(日文：マクベスチヤ一ト、英文：Macbeth Chart)(一般为了确认色彩再现性而使用的色校卡)中的深肤色(Dark Skin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’v’成为0.03以下。另外(或者)，信号变换电路20在生成用于显示浅肤色(LightSkin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’v’成为0.01以下。
由于色度是取决于色相和彩度的测色方面的性质，因此色差Δu’v’小就意味着色相和彩度的偏差小。在现有的一般的三基色LCD中，显示深肤色时的色差Δu’v’超过0.03，显示浅肤色时的色差Δu’v’超过0.01。因此通过使色差Δu’v’在上述的范围内，从而相比现有的三基色LCD，能够抑制因泛白所引起的色相和彩度的偏差。
此外，本申请说明书中的“深肤色”及“浅肤色”的范围由表1所示的Y值及色度x、y规定。设白显示时的像素的Y值为100，表1所示的Y值表示相对于100的相对值。
[表1]
  (Y，x，y)
  深肤色(Dark Skin)   (10.1±0.5，0.400±0.02，0.350±0.02)
  浅肤色(Light Skin)   (35.8±1，0.377±0.02，0.345±0.02)
另外，例如如图3(a)～(c)所示，可测定从正面方向看像素时的色度、和从斜60°方向看像素时的色度。图3(a)～(c)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。
如图3(a)及(c)所示，在相对于液晶显示装置100的显示面的正面方向及斜60°方向(例如如图所示在水平方向倾斜60°的方向)上设置色度计，在输入用正面方向的色度计测定时的像素的色度成为深肤色、浅肤色的色度那样的信号的状态下进行测定即可。
为了避免各像素的黑掩模等的影响，在显示面内实际成为色度测定对象的区域(测定点)最好是具有50～100个像素左右的面积。另外，设在相当于显示面的4％的窗口(图3(b)中示出。)中显示的白色的Y值为100，则求出相对于100的相对值以作为深肤色和浅肤色的Y值(亮度)即可。
为了进一步抑制色相或彩度的偏差，信号变换电路20最好在生成用于显示深肤色或浅肤色的多基色信号时进行视频信号的变换，使得色差Δu’v’成为0.008以下。通过使色差Δu’v’处于该范围内，从而能够大幅抑制因泛白所引起的色相或彩度的偏差，可得到非常高的显示品质。
此外，作为色彩三属性的色相、彩度及明度(亮度)中，明度(亮度)的偏差比较难识别，而相反色相或彩度的偏差比较容易识别。在从正面方向看像素时和从斜方向看像素时，减小上述所有三个属性的偏差在原理上较难，但本实施方式中的信号变换电路20通过优先减小色相或彩度的偏差，从而大大地抑制显示品质的下降。
下面，根据具体例进一步详细说明上述效果。
首先，参照图4及图5，说明三基色LCD中伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。
图4用于对三基色LCD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素清楚地表现正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异，设横轴的值为正面方向亮度，设纵轴的值为对应于正面方向和斜60°方向的各方向的正面方向亮度、和斜60°方向亮度，明显地示出亮度特性的偏差。此外，设施加白电压(最高灰度电压)时的亮度为1，对于各方向的亮度，则在归一化后进行表示。
图4中，正面方向的亮度特性(REF)中，由于横轴的值＝纵轴的值，因此成为直线。另一方面，斜60°方向的亮度特性(R、G、B)成为曲线。该曲线的相距表示正面方向的亮度特性的直线的偏差量，定量地表示正面观测时和斜向观测时的亮度的偏差量(差异)。
三基色LCD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合只有一种。例如，某规格的三基色LCD中，在显示(Y，x，y)＝(10.1，0.400，0.350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度如图4中所示为(LR，LG，LB)＝(0.182，0.081，0.062)。
然而，若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG，LB)＝(0.296，0.199，0.157)。即，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度分别上升至原来的1.63倍、2.45倍及2.53倍。这样，由于各基色的亮度以不同比率上升，因此由图5所示的xy色度图可知，色度发生偏差。具体来讲，由于与绿色子像素的亮度或蓝色子像素的亮度相比，红色子像素的亮度的上升比率较低，因此色度朝蓝绿色一侧偏移。
接着，参照图6及图7，说明多基色LCD中也伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。
图6是对多基色LCD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异的曲线图。由图6可知，多基色LCD中，正面方向的亮度特性(REF)和斜60°方向的亮度特性(R、G、B、Ye、C)也不同。
多基色LCD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合存在多种。在具有对表2中示出的色度x、y及Y值的那样的基色进行显示的子像素的多基色LCD中，显示(Y，x，y)＝(10.1，0.400，0.350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度例如如图6中所示，为(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.505，0.247，0.000，0.000，0.089)。
[表2]
  x   y   Y
  红色子像素   0.663   0.319   0.079
  绿色子像素   0.248   0.651   0.184
  蓝色子像素   0.150   0.079   0.056
  黄色子像素   0.468   0.518   0.504
  蓝绿色子像素   0.168   0.167   0.178
然而，若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.593，0.379，0.000，0.000，0.213)。即，红色子像素、绿色子像素及蓝绿色子像素的亮度分别上升至原来的1.17倍、1.53倍及2.39倍。
这样，由于各基色的亮度以不同比率上升，因此由图7所示的xy色度图可知，色度发生偏差。具体来讲，由于与绿色子像素的亮度或蓝色子像素的亮度相比，红色子像素的亮度的上升比率较低，因此色度朝蓝绿色一侧偏移。此外，图7中，为进行比较，还示出三基色LCD中从斜60°方向观看时的色度。由图7可知，本例中相比三基色的情况其色度偏差较大。
接着，参照图8及图9，说明通过从存在多个的亮度的组合中选择适当的组合、从而抑制伴随着泛白的色彩偏差的理由。
在具有表2中示出的色度x、y及Y值的子像素的多基色LCD中，考虑如下情况，即，作为用于显示(Y，x，y)＝(10.1，0.400，0.350)的深肤色的子像素的亮度，如图8中所示选择(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.187，0.000，0.128，0.157，0.000)。
若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.337，0.000，0.249，0.287，0.000)。然而，红色子像素、蓝色子像素及黄色子像素的亮度由于分别以1.80倍、1.94倍及1.82倍的大致相同的比率上升，因此由图9所示的xy色度图可知，色度基本上不偏移。
至此，说明了显示深肤色的情况，而显示浅肤色的情况也相同。下面，参照图10及图11说明该情况。
在具有表2中示出的色度x、y及Y值的子像素的多基色LCD中，考虑如下情况，即，作为用于显示(Y，x，y)＝(35.8，0.377，0.345)的浅肤色的子像素的亮度，如图10中所示选择(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.646，0.000，0.000，0.470，0.394)。
若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.703，0.000，0.000，0.519，0.432)。然而，红色子像素、蓝色子像素及黄色子像素的亮度由于分别以1.09倍、1.10倍及1.10倍的大致相同的比率上升，因此由图11所示的xy色度图可知，色度基本上不偏移。
如以上说明那样，本实施方式中的液晶显示装置100中，选择用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中、色度的偏差较小的组合。表3中示出，在具有表2中示出的色度x、y及Y值的子像素的多基色LCD中，用于显示(Y，x，y)＝(10.1，0.400，0.350)的深肤色的、红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度的组合。表3中除了各子像素的亮度(LR，LG，LB，LYe，LC)以外，还一并示出从斜60°方向观看时的亮度(即泛白的亮度)、表示从斜60°方向观看时的像素的色彩的Y值及色度x、y、和色差Δu’v’。另外，表4中还示出三基色LCD中用于显示相同深肤色的子像素的亮度的组合。
[表3]
Figure G2007800437011D00121
[表4]
Figure G2007800437011D00122
如表3所示，多基色LCD中存在多个用于显示深肤色的亮度的组合(当然除了例示的#1～#5以外还有)，但不同的是，如表4所示，三基色LCD中用于显示深肤色的亮度的组合为一个。信号变换电路20生成多基色信号，使得选择多个组合中、色差Δu’v’成为0.03以下的组合(例如#1或#2)。此外，如上所述，进一步优先选择色差Δu’v’成为0.008以下的组合(例如#1)。
另外，表5中同样示出多基色LCD中用于显示(Y，x，y)＝(35.8，0.377，0.345)的浅肤色的子像素的亮度的组合等，表6中示出三基色LCD中用于显示相同浅肤色的子像素的亮度的组合等。
[表5]
[表6]
Figure G2007800437011D00132
如表5所示，多基色LCD中存在多个用于显示浅肤色的亮度的组合(当然除了例示的#1～#5以外还有)，但不同的是，如表6所示，三基色LCD中用于显示浅肤色的亮度的组合为一个。信号变换电路20生成多基色信号，使得选择多个组合中、色差Δu’v’成为0.01以下的组合(例如#4或#5)。此外，如上所述，进一步优先选择色差Δu’v’成为0.008以下的组合(例如#4或#5满足该条件)。
接着，使用数学式，说明从斜方向观看时若子像素的亮度以相同比率上升、则色度不偏移的理由。
首先，若用下述式(1)～(5)表示将各子像素的亮度与色度相乘后的值，则由像素显示的色彩(X，Y，Z)相当于将它们相加后的值，如用下述式(6)～(8)来表示那样。
(红色子像素亮度)×(红色子像素色度)＝LR(XR，YR，ZR)…(1)
(绿色子像素亮度)×(绿色子像素色度)＝LG(XG，YG，ZG)…(2)
(蓝色子像素亮度)×(蓝色子像素色度)＝LB(XB，YB，ZB)…(3)
(黄色子像素亮度)×(黄色子像素色度)＝LYe(XYe，YYe，ZYe)…(4)
(蓝绿色子像素亮度)×(蓝绿色子像素色度)＝LC(XC，YC，ZC)…(5)
X＝LR×XR+LG×XG+LB×XB+LYe×XYe+LC×XC  …(6)
Y＝LR×YR+LG×YG+LB×YB+LYe×YYe+LC×YC  …(7)
Z＝LR×ZR+LG×ZG+LB×ZB+LYe×ZYe+LC×ZC  …(8)
由三个刺激值表示的该色彩(X，Y，Z)利用下述式(9)及(10)变换成色度x、y。
x＝X/(X+Y+Z)    …(9)
y＝Y/(X+Y+Z)    …(10)
另一方面，若设从斜方向观看时各子像素的亮度统一成为原来的A倍，则从斜方向观看时的色彩变成为将使得式(1)～(5)的右边分别成为原来的A倍后的A×LR(XR，YR，ZR)、A×LG(XG，YG，ZG)、A×LB(XB，YB，ZB)、A×LYe(XYe，YYe，ZYe)及A×LC(XC，YC，ZC)相加后的(AX，AY，AZ)。该色彩(AX，AY，AZ)利用下述式(11)及(12)变换成色度x、y。
x＝AX/(AX+AY+AZ)    …(11)
y＝AY/(AX+AY+AZ)    …(12)
在式(11)及式(12)的右边，由于分母及分子中分别包含的A被消去，因此其结果如下述式(11)’及(12)’所示那样被约分。
x＝AX/(AX+AY+AZ)＝X/(X+Y+Z)    …(11)’
y＝AY/(AX+AY+AZ)＝Y/(X+Y+Z)    …(12)’
比较式(9)及(10)和式(11)’及(12)’可知，从正面方向观看时的色度x、y和从斜方向观看时的色度x、y相同，色度不偏移(但是，亮度成为原来的A倍)。这里，说明了XYZ(CIE1931)表色系统的色度x、y，但对于L*u*v*(CIE1976)表色系统的色度u’、v’也相同。
此外，至此为了简化说明，说明了从斜方向看像素时各子像素的亮度以相同比率上升(统一成为原来的A倍)的情况，但为了抑制色度的偏移，不一定需要使各子像素的亮度以相同比率上升。
例如，即使在从斜方向观看时红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度分别成为原来的B倍、C倍、D倍、E倍、F倍的情况下，但从斜方向观看时的色彩、即、将使得式(1)～(5)的右边分别成为原来的B倍、C倍、D倍、E倍、F倍后的B×LR(XR，YR，ZR)、C×LG(XG，YG，ZG)、D×LB(XB，YB，ZB)、E×LYe(XYe，YYe，ZYe)及F×LC(XC，YC，ZC)相加后的值只要以(AX，AY，AZ)的形式来表示即可。
换言之，将各子像素的亮度与色度相乘后的值无需在相加前分别统一地成为原来的A倍，只要是将它们相加后的值结果成为原来的A倍即可。下面，使用具体的例子来进一步说明这一点。
作为用于显示(Y，x，y)＝(35.8，0.377，0.345)的浅肤色的子像素的亮度，在选择(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.426，0.001，0.505，0.586，0.003)时，将各子像素的亮度与色度相乘后的值由下述式(13)～(17)算出。
LR(XR，YR，ZR)＝0.426(0.164，0.079，0.004)        …(13)
LG(XG，YG，ZG)＝0.001(0.070，0.187，0.029)        …(14)
LB(XB，YB，ZB)＝0.505(0.107，0.056，0.548)        …(15)
LYe(XYe，YYe，ZYe)＝0.586(0.455，0.504，0.014)    …(16)
LC(XC，YC，ZC)＝0.003(0.179，0.178，0.707)        …(17)
因而，由像素显示的色彩(X，Y，Z)由下述式(18)～(20)及图12可知，成为(0.391，0.358，0.289)。
X＝0.426×0.164+0.001×0.070+0.505×0.107+
0.586×0.455+0.003×0.179＝0.391      …(18)
Y＝0.426×0.079+0.001×0.187+0.505×0.056+
0.586×0.504+0.003×0.178＝0.358      …(19)
Z＝0.426×0.004+0.001×0.029+0.505×0.548+
0.586×0.014+0.003×0.707＝0.289      …(20)
另一方面，由于从斜60°方向看到的子像素的亮度变成(LR，LG，LB，LYe，LC)＝(0.529，0.035，0.488，0.610，0.053)，因此将从斜60°方向看到的各子像素的亮度与色度相乘后的值由下述式(21)～(25)可知，变成使得式(13)～(17)的右边分别成为原来的1.24倍、35.0倍、0.97倍、1.04倍、17.7倍后的值。
0.529(0.164，0.079，0.004)＝
1.24×0.426(0.164，0.079，0.004)   …(21)
0.035(0.070，0.187，0.029)＝
35.0×0.001(0.070，0.187，0.029)   …(22)
0.488(0.107，0.056，0.548)＝
0.97×0.505(0.107，0.056，0.548)   …(23)
0.610(0.455，0.504，0.014)＝
1.04×0.586(0.455，0.504，0.014)   …(24)
0.053(0.179，0.178，0.707)＝
17.7×0.003(0.179，0.178，0.707)   …(25)
另外，从斜60°方向看到的色彩(X，Y，Z)由下述式(26)～(28)及图13可知，成为(0.428，0.392，0.316)。
X＝0.529×0.164+0.035×0.070+0.488×0.107+
0.610×0.455+0.053×0.179＝0.428   …(26)
Y＝0.529×0.079+0.035×0.187+0.488×0.056+
0.610×0.504+0.053×0.178＝0.392   …(27)
Z＝0.529×0.004+0.035×0.029+0.488×0.548+
0.610×0.014+0.053×0.707＝0.316   …(28)
从该斜60°方向观看时的色彩(X，Y，Z)＝(0.428，0.392，0.316)的各分量由下述式(29)可知，由于是使得从正面方向观看时的色彩(X，Y，Z)＝(0.391，0.358，0.289)的各分量一律成为原来的1.094倍后的值，因此其结果是，从正面方向观看时的色度、与从斜方向观看时的色度相同，色度不偏移。
(X，Y，Z)＝(0.428，0.392，0.316)
         ＝1.094(0.391，0.358，0.289)           …(29)
如上所述，信号变换电路20只要生成多基色信号，使得从子像素的亮度的组合中、选择色度的偏差较小的组合即可，而也可以不一定要选择从斜方向观看时各子像素的亮度大致以相同比率上升的那样的组合。
接着，说明信号变换电路20的更具体的结构的例子。
信号变换电路20例如具有查找表，该查找表包含表示与由视频信号(三维信号)特定的色彩对应的子像素亮度的数据，通过具有该查找表，从而能够对应于输入的视频信号来参照该查找表，以生成多基色信号。但是，若将表示子像素亮度的数据对于所有的色彩都包含在查找表中，则查找表的数据量变多，难以使用容量较小的廉价的存储器来简便地构成查找表。
图14中示出信号变换电路20的优选结构的一个例子。图14所示的信号变换电路20具有色度坐标变换部21、查找表存储器22及运算部23。
色度坐标变换部21接受表示三基色的亮度的视频信号，将RGB色空间中的色度坐标变换成XYZ色空间中的色度坐标。具体来讲，色度坐标变换部21如下述式(30)所示，通过对RGB信号(包含与红、绿、蓝的各亮度对应的分量Ri、Gi、Bi)进行矩阵变换，从而得到XYZ值。式(30)中举例表示的3行3列的矩阵是根据BT.709标准来确定的。
[数学式1]
X Y Z = 0.4124 0.3576 0.1804 0.2127 0.7152 0.0722 0.0193 0.1192 0.9502 Ri Gi Bi · · · ( 30 )
查找表存储器22中存储有查找表。该查找表具有表示与视频信号所示出的三基色的亮度Ri、Gi、Bi对应的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度的数据。此外，这里，亮度Ri、Gi、Bi是将用256灰度表现的灰度值进行逆γ校正后的值，可由视频信号特定的色彩数量为256×256×256。对此，查找表存储器22中的查找表具有与可由视频信号特定的色彩数量对应的256×256×256的三维矩阵结构的数据。通过参照查找表存储器22的查找表，从而能够得到与亮度Ri、Gi、Bi对应的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C。
运算部23使用由色度坐标变换部21所得到的XYZ值、和由查找表存储器22所得到的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C进行运算，从而算出红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度R、G、及B。运算部23具体来讲，根据下述式(31)进行运算。
[数学式2]
R G B = X R X G X B Y R Y G Y B Z R Z G Z B - 1 X - ( X Ye × Ye + X C × C ) Y - ( Y Ye × Ye + Y C × C ) Z - ( Z Ye × Ye + Z C × C ) · · · ( 31 )
下面，参照下述式(32)及(33)，说明通过进行式(31)所示的运算从而算出红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度R、G、及B的理由。
[数学式3]
X Y Z = X R X G X B X Ye X C Y R Y G Y B Y Ye Y C Z R Z G Z B Z Ye Z C R G B Ye C · · · ( 32 )
[数学式4]
X Y Z = X R X G X B Y R Y G Y B Z R Z G Z B R G B + X Ye X C Y Ye Y C Z Ye Z C Ye C · · · ( 33 )
若假设由输入到信号变换电路20的视频信号特定的色彩、和由从信号变换电路20输出的多基色信号特定的色彩相同，则变换三基色的亮度Ri、Bi、Gi后所得到的XYZ值如式(32)所示，也可利用对于红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度R、G、B、Ye、及C的矩阵变换式来表示。式(32)中示出的3行5列的变换矩阵的系数XR、YR、ZR…ZC是根据液晶显示面板10的各子像素的XYZ值来确定。
式(32)的右边如式(33)所示，能变形成为将R、G、B与3行3列的变换矩阵相乘后的值、和将Ye、C与3行2列的变换矩阵相乘后的值之和。由于通过进一步变形该式(33)，可得到式(31)，因此通过根据式(31)进行运算，从而能够算出红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度R、G、及B。
这样，运算部23能够根据由色度坐标变换部21所得到的XYZ值、和由查找表存储器22所得到的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C，来得到红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度R、G、及B。
如上所述，图14所示的信号变换电路20中，首先使用存储在查找表存储器22中的查找表来求出两个子像素的亮度，然后，利用运算部23求出剩余三个子像素的亮度。因而，存储在查找表存储器22中的查找表无需包含表示所有五个子像素的亮度的数据，只要包含表示五个子像素中的两个子像素的亮度的数据即可。因而，若采用如图14所示的结构，则能够使用容量较小的廉价的存储器来简便地构成查找表。
图15中示出信号变换电路20的优选结构的另一个例子。图15所示的信号变换电路20除了具有色度坐标变换部21、查找表存储器22及运算部23以外，还具有插补部24，这一点与图14所示的信号变换电路20不同。
另外，图14所示的信号变换电路20中，存储在查找表存储器22中的查找表的数据、与和由视频信号特定的色彩数量相同数量的色彩对应，与此不同的是，图15所示的变换电路20中，查找表的数据与相比由视频信号特定的色彩数量要少的数量的色彩对应。
这里，视频信号所示出的三基色的亮度Ri、Gi、Bi分别为256灰度，由视频信号特定的色彩数量为256×256×256。对此，查找表存储器22的查找表具有与对于亮度Ri、Gi、Bi的各亮度成为0、16、32、…、256灰度的以16灰度为间隔的灰度对应的17×17×17的三维矩阵结构的数据。即，查找表具有将256×256×256抽去部分后的17×17×17的数据。
插补部24使用包含在查找表中的数据(黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度)，对与抽去部分后的灰度对应的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C进行插补。插补部24例如利用线性近似来进行插补。这样，能够对于所有的灰度得到与三基色的亮度Ri、Gi、Bi对应的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C。
运算部23使用由色度坐标变换部21所得到的XYZ值、和由查找表存储器22及插补部24所得到的黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度Ye、及C，算出红色、绿色及蓝色子像素的亮度R、G、及B。
如上所述，图15所示的信号变换电路20中，由于与存储在查找表存储器22中的查找表的数据对应的色彩、相比由视频信号特定的色彩数量要少，因此能够进一步减少查找表的数据量。
此外，在上述的说明中，阐述了查找表中包含表示黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度的数据并利用运算部23来算出红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度的例子，但本发明并不局限于此。查找表中只要包含表示任意的两个子像素的亮度的数据，便能够利用运算部23来算出剩余三个子像素的亮度。
另外，对于规定一个像素的子像素的数量为所举例表示的五个以外的情况，也可利用同样的方法，来减少查找表的数据量。设用于显示的基色的数量为n时，信号变换电路20只要通过参照查找表，从而得到n个基色中的(n-3)个基色的亮度(即查找表中预先对(n-3)个基色包含亮度数据)，通过使用(n-3)个基色的亮度进行运算，从而算出n个基色中的剩余三个基色的亮度即可。
例如，在一个像素由四个子像素来规定的情况下，信号变换电路20只要参照查找表得到一个子像素的亮度，利用运算部23的运算来算出剩余三个子像素的亮度即可。四个子像素例如为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素及黄色子像素。
另外，在一个像素由六个子像素来规定的情况下，只要参照查找表得到三个子像素的亮度，利用运算部23的运算来算出剩余三个子像素的亮度即可。六个子像素例如为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素、蓝绿色子像素及品红色子像素。
信号变换电路20所具有的构成要素除了能利用硬件来实现外，还能利用软件来实现其中的一部分或全部。利用软件来实现这些构成要素的情况下，也可使用计算机来构成，该计算机具有用于执行各种程序的CPU(centralprocessing unit：中央处理器)、和起到作为用于执行这些程序的工作区的功能的RAM(random access memory：随机存取存储器)等。然后在计算机中执行用于实现各构成要素的功能的程序，使该计算机作为各构成要素进行动作。
另外，程序既可从存储介质向计算机提供，或者，也可通过通信网络向计算机提供。存储介质既可构成为能与计算机分离，也可使其组装入计算机。该存储介质既可安装在计算机中，使得计算机能直接读取已存储的程序代码，也可作为外部存储装置进行安装，使得能通过与计算机连接的程序读取装置来进行读取。作为存储介质，例如可使用磁带或盒带等带类；包括软盘/硬盘等磁盘、MO、MD等光磁盘、CD-ROM、DVD、CD-R等光盘在内的盘片；IC卡(包括存储卡)、光卡等卡片；或者掩模ROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)、闪存(Flash)ROM等半导体存储器等。另外，在通过通信网络提供程序的情况下，程序也可采用以该程序代码能够用电子传输的方式来实现的载波或数据信号的形态。
工业上的实用性
根据本发明，可提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路。具有本发明的信号变换电路的多基色液晶显示装置，由于可抑制从斜方向观看时的伴随着泛白的色彩偏差，所以能进行高品质的显示，因此适用于以液晶电视机为主的各种电子设备。

Claims (11)

1.一种信号变换电路，在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，从用于显示所述深肤色的亮度的组合中，选择使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)成为0.03以下的组合，由此进行视频信号的变换。
2.如权利要求1所述的信号变换电路，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，从用于显示所述深肤色的亮度的组合中，选择使得所述色差Δu’v’成为0.008以下的组合，由此进行视频信号的变换。
3.如权利要求1所述的信号变换电路，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，从用于显示所述浅肤色的亮度的组合中，选择使得所述色差Δu’v’成为0.01以下的组合，由此进行视频信号的变换。
4.一种信号变换电路，在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，从用于显示所述浅肤色的亮度的组合中，选择使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u60’，v60’)所规定的色差Δu’v’＝((u’-u60’)2+(v’-v60’)2)成为0.01以下的组合，由此进行视频信号的变换。
5.如权利要求3所述的信号变换电路，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，从用于显示所述浅肤色的亮度的组合中，选择使得所述色差Δu’v’成为0.008以下的组合，由此进行视频信号的变换。
6.如权利要求4所述的信号变换电路，其特征在于，
在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，从用于显示所述浅肤色的亮度的组合中，选择使得所述色差Δu’v’成为0.008以下的组合，由此进行视频信号的变换。
7.如权利要求1所述的信号变换电路，其特征在于，
将用于显示的基色的数量设为n时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到n个基色中的(n-3)个基色的亮度，通过使用所述(n-3)个基色的亮度进行运算，从而算出所述n个基色中的剩余三个基色的亮度。
8.如权利要求4所述的信号变换电路，其特征在于，
将用于显示的基色的数量设为n时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到n个基色中的(n-3)个基色的亮度，通过使用所述(n-3)个基色的亮度进行运算，从而算出所述n个基色中的剩余三个基色的亮度。
9.如权利要求7所述的信号变换电路，其特征在于，包括：
查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及
运算部，该运算部进行所述运算。
10.如权利要求8所述的信号变换电路，其特征在于，包括：
查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及
运算部，该运算部进行所述运算。
11.一种多基色液晶显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1至10的任一项所述的信号变换电路；及
液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。
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