CN1293407C - 图像显示方法及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

在将4个以上的原色进行混色并显示时，通过具备生成xy色度为(x，y)＝(0.150，0.060)，且亮度最低的B原色的B原色生成部1036、生成xy色度为(x，y)＝(0.300，0.600)，且亮度最高的G原色的G原色生成部1038、生成xy色度为(x，y)＝(0.640，0.330)，且亮度高于B原色，低于G原色的R原色的R原色生成部1037，使3个原色与标准显示sRGB的原色Rec.709一致，以此可保证与3原色图像信号的互换性并扩展色域。

Description

图像显示方法及图像显示装置

技术领域

本发明涉及在具有4种以上原色的计算机显示器或接收电视广播的图像显示装置中的图像显示方法以及用该方法的图像显示装置。

背景技术

由于以图像设备的数字化与互联网为中心的网络技术的进步，各种图像设备在开放系统上连接的交互媒体系统真正地普及起来。开放系统中，每个图像设备、应用程序具有公共接口，必须采用通用性、扩展性高的结构。从色再现的观点来看，发送色信息的图像设备，即摄像机或扫描仪必须正确地向开放系统发送获得的色信息，另一方面，接收并显示色信息的图像设备，即显示器或打印机必须正确显示接收到的色信息。例如即使摄像机正确地获得色信息，由于显示器显示不恰当的色信息，系统整体的色再现性也就劣化。

为了解决这样的课题，IEC(International E1ectro-technicalCommission；国际电工委员会)制订了标准显示器的标准sRGB。通过使RGB三原色与ITU-R(International Telecommunication Union Radio communication；国际电信协会无线电通信)推荐的Rec.709的测量参数一致，明确地定义视频信号RGB与测色值的关系。从而，遵循该标准显示器的标准的显示器，如给予相同的视频信号RGB，则可显示测色性相同的颜色。显示器不仅显示并鉴赏图像，而且还广泛用作图像编辑的显示装置，如用于作成产品样本印刷用的原稿的情况等。因此，能测色性管理的标准显示器“sRGB显示器”包含印刷等硬拷贝系统并成为彩色管理的要素。

然而上述的现有的图像显示装置存在以下的问题。

汇总了存在于自然界的有代表性反射物体的色分布的数据库中有“Pointer色域”和“SOCS色域”。它们表示输入至摄像机的测色值的动态范围，同时是显示器色域的设计基准。也就是说，为了正确显示自然反射物体的颜色，至少需要包含“Pointer色域”与“SOCS色域’’之和(以下称为“(Pointer+SOCS)色域”)的色域。

表示广布于CIELAB空间的色域立体的断面的图3A，示出L*＝50等亮度a*-b*面中的sRGB显示器的色域与自然反射物体的色分布数据库(Pointer+SOCS)色域的关系，但sRGB显示器的色域2001小于(Pointer+SOCS)色域2002，表面sRGB显示器不可能显示自然反射物体的一部分。如果在CIELAB空间计算色域体积，则sRGB显示器约包含76％的(Pointer+SOCS)色域，可见(Pointer+SOCS)色域的24％不可能在sRGB显示器上显示。从而，即使摄像机确保能覆盖自然反射物体的色分布的较宽的动态范围，进行正确拍摄，也有约24％不能用sRGB显示器加以显示。

作为解决这一问题的图像装置，向来存在例如日本特开2001-306023号公报所述的那种装置。图10表示上述公报记载的已有的图像显示装置。

图10中，图像显示装置由排列成矩阵状的多个像素36构成，所述像素由红色光的子像素36R、绿色光的子像素36G、蓝色光的子像素36B以及射出蓝绿色光、深红色光、黄色光中的任一种光的子像素36C构成。因此，该子像素36C被规定为位于图11所示的色度图上的红色(R)、绿色(G)、蓝色(G)各点连结形成的三角形区域之外的，色度图上的点。此外，图11的CMY分别表示蓝绿色(C)、深红(M)、黄(Y)。

然而，上述的现有构成中没有设置关于亮度的制约，因此一旦亮度改变，色显示范围也改变，所以在追加第4原色的情况下，存在难以确保与sRGB显示器的互换性的问题。

也就是说，显示器的色域形状与大小虽然由原色点的位置决定，但由于色空间是3维空间，故原色点具有3维坐标。sRGB显示器的情况下，R原色(红原色)、G原色(绿原色)、B原色(蓝原色)分别具有2维的色度坐标(x、y)与1维的亮度值Y。(Pointer+SOCS)色域也是3维立体，为了正确地显示自然反射物体的颜色，所以需要决定显示器原色的2维色度坐标和1维亮度值，以使显示器的色域立体能尽可能包含(Pointer+SOCS)色域立体。

发明内容

本发明的目的为确保与现行的sRGB显示器的互换性，且提供具有较宽色域的图像显示装置。

本发明的图像显示方法，是根据接收到的sRGB信号和含R、G、B和C的4原色显示用信号的混合图像信号在像素单元处进行显示、有4种以上原色的光的图像显示方法，具有判别sRGB信号和所述4原色显示用信号的步骤；在接收到sRGB信号的情况下，至少将R原色、G原色、B原色的各xy色度及各亮度的比与sRGB显示器相同的3原色光、以及在xy色度图中的可视域内，且在由上述R原色、G原色、B原色形成的三角形区域外有xy色度，且亮度比所述G原色低的第4原色光加以混色并进行显示，并对所述R信号、G信号、B信号进行定标，使得在保持着R信号、G信号、B信号的比不变的同时，将所述3原色光总和的亮度与最高亮度减去第4原色光亮度所得到的亮度保持一致的步骤。

本发明的图像显示方法是根据接收到的sRGB信号和含R、G、B和C的4原色显示用信号的混合图像信号在像素单元处进行显示、有4种以上原色的光的图像显示方法，其特征在于，具有判别sRGB信号和所述4原色显示用信号的步骤；在接收到sRGB信号的情况下，至少将作为xy色度有(x，y)＝(0.150，0.600)，且亮度最低的B原色的光、作为xy色度有(x，y)＝(0.300，0.600)，且亮度最高的G原色的光、作为xy色度有(x，y)＝(0.640，0.330)，且亮度高于所述B原色而低于所述G原色的R原色的光、以及在xy色度图上的可视域内，且在由所述R颜色、G颜色、B原色形成的三角形区域外有xy色度，亮度低于G原色的第4原色的光加以混色并进行显示，并对所述R信号、G信号、B信号进行定标，使得在保持着R信号、G信号、B信号的比不变的同时，将所述3原色光总和的亮度与最高亮度减去第4原色光亮度所得到的亮度保持一致的步骤。以此可确保与sRGB显示器的互换性并扩大色域。

本发明的图像显示方法的第4原色在可视域内并夹在从R原色向G原色延伸的射线与从R原色向B原色延伸的射线中，且具有三角形区域外的xy色度。借助于此，在只追加1个原色的情况下能最有效地扩大色域。

本发明的图像显示方法的第4原色的xy色度具有(x，y)＝(0.046，0.535)，且将R原色、G原色、B原色以及第4原色的亮度值标准化为100时，B原色的亮度值为6.78，G原色的亮度值为56.25，R原色的亮度值为25.25，第4原色的亮度值为11.72。以此可确保与sRGB显示器的互换性且把色域扩大到绿和蓝色区域。

本发明的图像显示方法的混色是并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的某一种。借助于此，用并置加法混色，能以使4种以上的原色在空间上互相邻接的配置来构成像素并进行混色，用重叠加法混色，能以在空间同一位置上重叠4种以上原色的配置来构成像素并进行混色，用时分割加法混色，能够时间分割显示4种以上的原色来构成像素并进行混色。

本发明的图像显示装置，是生成4种以上原色的图像显示装置，其特征在于，具备对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、生成R原色、G原色、B原色的各xy色度及各亮度的比与sRGB显示器相同的3原色的光的R原色生成部、G原色生成部及B原色生成部、生成在xy色度图上的可视区域内在由所述R颜色、G颜色、B原色形成的三角形的区域外有xy色度，且亮度低于所述G原色的第4原色的光的第4原色生成部，对利用输入的各原色用视频信号调制来来自所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及所述第4原色生成部的各原色光的每个原色设置的空间调制部，以及对来自所述空间调制部的各图像光进行混色的图像光混色部，其中，在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述空间调制部输出所述定标电路的输出信号。以此可确保与sRGB显示器的互换性并扩大色域。

又，本发明的图像显示装置是生成4种以上原色的装置，具备：对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、生成作为xy色度有(x，y)＝(0.150，0.060)且亮度最低的B原色的光的B原色生成部、生成作为xy色度有(x，y)＝(0.300，0.600)且亮度最高的G原色的光的G原色生成部、生成作为xy色度有(x，y)＝(0.640，0.330)且亮度高于所述B原色、低于所述G原色的R原色的光的R原色生成部、以及生成在xy色度图上的可视域内由所述R原色、G原色、B原色形成的三角形的区域外有xy色度且亮度低于所述G原色的第4原色的光的第4原色生成部，对利用输入的各原色用视频信号调制来自所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及第4原色生成部的各原色光的每个原色设置的空间调制部，以及将来自所述空间调制部的各图像光进行混色的图像光混色部，其中，在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述空间调制部输出所述定标电路的输出信号。以此可确保与sRGB显示器的互换性并扩大色域。

又，本发明的图像显示装置的第4原色生成部生成在xy色度图的可视域内并夹在从R原色向G原色延伸的射线与从R原色向B原色延伸的射线中，且具有3色形区域外的xy色度的光。这样，在只追加1原色的情况下，可最有效地扩大色域。又，本发明的图像显示装置的第4原色生成部生成的光的xy色度有(x，y)＝(0.046，0.535)，而且在将R原色生成部、G原色生成部、B原色生成部以及第4原色生成部生成的光的亮度值标准化为100时，则B原色的亮度值为6.78，G原色的亮度值为56.25，R原色的亮度值为25.25，第4原色的亮度值为11.72。以此能确保与sRGB显示器的互换性且把色域扩大到绿和蓝的区域。

本发明的图像显示装置的图像混色部实行并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的某一种。这样，用并置加法混色，能以在空间上使4种以上原色互相邻接的配置来构成像素并进行混色，用重叠加法混色，能以在空间同一位置重叠4种以上原色的配置来构成像素并进行混色，用时分割加法混色，时间分割显示4种以上的原色来构成像素并进行混色。

又，本发明的图像显示装置的各原色生成部可以通过对来自光源的光内分光地反射其一部分光并使其余的光透射的二向色镜生成各原色的光。这样，能以光源出射的光为基础生成多种原色。

又，本发明的图像显示装置的各原色生成部通过对来自光源的光内分光地吸收其一部分光并使其余的光透射的滤光片生成各原色的光。这样，能以光源出射的光为基础生成各种原色。

又，本发明的图像显示装置，具备：直接或间接地出射光线的光源、对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、根据所述视频信号驱动液晶板的液晶板驱动部、用从所述液晶板驱动部输入的视频信号调制来自所述光源的光的液晶板、以及输出使B原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.150，0.060)，G原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.300，0.600)，R原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.640，0.330)，第4原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.046，0.535)的分光透过率调制的各原色的光的滤色板，在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述液晶板驱动部输出所述定标电路的输出信号。以此能只通过定标操作实行与sRGB显示器的变换，并能容易地制成规定4个原色的色度与亮度的显示器。

如上所述，采用本发明，能提供确保与现行的sRGB显示器的互换性，并具有用4个以上原色的，立体的宽色域的图像显示装置。

附图说明

图1为本发明的实施例1的图像显示系统的构成图。

图2为本发明的实施例1的4原色的图像显示装置的构成图。

图3A表示现有的sRGB显示器等的展开至CIELAB空间的色域的断面图。

图3B表示本发明的实施例1的4原色显示器等的展开至CIELAB空间的色域的断面图。

图4表示本发明的实施例1的sRGB显示器的色域与4原色显示器的色域的色度图。

图5为说明本发明的实施例1的1次色、2次色、3次色、黑、白的关系的说明图。

图6为本发明的实施例1的图像显示系统的驱动电路的构成图。

图7为利用本发明的实施例1的矩阵运算电路的驱动电路的构成图。

图8为本发明的实施例2的4原色图像显示装置的构成图。

图9为本发明的实施例3的5原色图像显示装置的构成图。

图10表示现有的图像显示装置的像素。

图11为现有的图像显示装置的色度图。

具体实施例

以下参照附图说明本发明的实施例。

又，实施例中用C原色(蓝绿原色)作为第4原色进行说明。

实施例1

图1为本发明的实施例1的图像显示系统的构成图。

图1中，驱动电路101为输入图像输入信号，生成图像显示用的调制元件驱动信号的电路，图像显示装置102根据光源103来的光生成各RGBC的原色光，分别供给空间调制元件，然后把根据调制元件驱动信号调制的各图像光加以合成并输出、显示。

图2示出本发明的实施例1的具有4种原色的图像显示装置(以下称作“4原色显示器”)的构成例。

来自光源1001的光1002，利用B原色生成部1036，入射到第1二向色镜1003，对短波长成分进行反射并生成B原色光1004。生成B原色光1004，使xy色度为(x，y)＝(0.150，0.060)。在仅利用第1二向色镜1003的反射特性调整xy色度有困难时，用B原色用调整滤光片1020来调整分光特性。

B原色光1004入射到由B原色视频信号1101控制的B原色用空间调制元件1005，附加图像的灰度信息并调制成B通道图像光1006。

另一方面，透过第1二向色镜1003的光1007，利用R原色生成部1037，入射到第2二向色镜1008，对长波长成分进行反射并生成R原色光1009。生成R原色光1009使xy色度为(x，y)＝(0.300，0.600)。在仅用第2二向色镜1008的反射特性调整xy色度有困难时，用R原色用调整滤光片1021来调整分光特性。

R原色1009入射到由R原色视频信号1102控制的R原色用空间调制元件1010，附加图像的灰度信息并调制成R通道图像光1011。

透过第2二向色镜1008的光1012利用G原色生成部1038入射到第3二向色镜1013，对长波长成分进行反射并生成G原色光1014。生成G原色光1014使xy色度为(x，y)＝(0.640，0.330)。在仅用第3二向色镜1013的反射特性调整xy色度有困难时，用G原色用调整滤光片1022调整分光特性。

G原色光1014入射到由G原色视频信号1103控制的G原色用空间调制元件1015，附加图像的灰度信息并调制成G通道图像光1016。

透过第3二向色镜1013的光利用C原色生成部1039生成C原色光1017。生成C原色光1017使xy色变为(x，y)＝(0.046，0.535)。在仅用第3二向色镜1013的透射特性调整xy色度有困难时，用C原色用调整滤光片1023调整分光特性。

C原色光1017入射到由C原色视频信号1104控制的C原色用空间调制元件1018，附加图像的灰度信息并调制成C通道图像光1019。

图像光混色部1035用反射镜1030及半反半透镜1032～1034将B通道图像光1006、R通道图像光1011、G通道图像光1016、C通道图像光1019的各图像光混色，在显示面1040(屏幕)上显示经混色的图像光。该混色方式有并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色，分别使4种以上的原色在空间上互相邻接来构成像素，或以在空间同一位置上重叠4种以上原色来构成像素，或时间分割显示4种以上的原色来构成像素以实现混色。

B原色用调整光片1020的输出光、R原色用调整滤光片1021的输出光、G原色用调整滤光片1022的输出光、C原色用调整滤光片1023的输出光分别用B原色用ND滤光片1024、R原色用ND滤光片1025、G原色用ND滤光片1026、C原色用ND滤光片1027不改变分光特性地仅对光强度进行调整。通过这一调整，在以各ND滤光片的输出光的亮度的和为100时，则B原色用ND滤光片1024的输出光亮度为6.78，R原色用ND滤光片1025的输出光亮度为25.25，G原色用ND滤光片1026的输出光亮度为56.25，C原色用ND滤光片1027的输出光亮度为11.72。

B原色用空间调制元件1005、R原色用空间调制元件1010、G原色用空间调制元件1015、以及C原色用空间调制元件1018相当于空间调制单元。

B原色视频信号1101、R原色视频信号1102、G原色视频信号1103以及C原色视频信号1104相当于图1所示的调制元件驱动信号。

图3B为扩展至本实施例的4原色显示器的CIELAB空间的色域的断面图。作为在CIELAB空间以L*＝50的均匀面切断的情况，可见sRGB显示器的色域2001为4原色显示器的色域3001的一部分。这是为了使B原色光1004、R原色光1009、G原色光1014与sRGB显示器的RGB原色相一致。

另一方面，图2的4原色显示器还有作为第4原色的C原色光1017，可以知通过使该xy色度点为(x，y)＝(0.046，0.535)，色域从绿向蓝大大扩张。如将4原色显示器的色域3001与作为自然反射物体的色分布数据库的(Pointer+SOCS)色域的色域2002相比，就明白在sRGB显示器不能包含的绿与蓝区域完全包含(Pointer+SOCS)色域2002，在一部分从橙色到黄色的区域，(Pointer+SOCS)色域的色域2002较宽。由以上可知，4原色显示器大致包含(Pointer+SOCS)色域的色域2002，并且也包含sRGB显示器的色域2001。

以下为了能把握色域整体，忽略亮度信息并向色度图投影。

图4为本实施例的4原色显示器的xy色度图。

图4中，马蹄形4007为可视域，B原色4001为(x，y)＝(0.150，0.060)，G原色4002为(x，y)＝(0.300，0.600)，R原色4003为(x，y)＝(0.640，0.330)，C原色4004为(x，y)＝(0.046，0.535)。因此B原色4001、G原色4002、R原色4003与Rec.709一致，它们形成的三角形4005相当于sRGB显示器的色域，C原色4004、B原色4001、G原色4002形成的三角形4006相当于由于第4个原色C的引入而扩大的色域。亦即可理解对于被赋予蓝、蓝绿、绿等色名的颜色，显示范围扩大了。特别是，可知在由从R原色4003向G原色4002的射线与马蹄形4007的交点4008、从R原色4003向B原色4001的射线与马蹄形4007的交点4009、B原色4001、以及G原色4002四个点包围的区域，选择第4原色可最有效地扩张色域。

B原色4001、G原色4002、R原色4003、C原色4004四4个原色形成的色域覆盖自然反射物体(Pointer+SOCS)色域的95％。另一方面，可见sRGB显示器的色域4005的包含率为76％，通过C原色4004的引入，飞跃地扩大了4原色显示器的色域。

以下说明自然反射物体的色分布与4原色显示器的色域包含率。

自然反射物体的色分布中，Pointer色移(gamut)数据库(Color Researchand Application)与SOCS色移(gamut)数据库(ISO)是有效的。前者以把标准光C作为基准白色的CIELAB值或CIELUV值提供，后者以分光反射率提供。因此将后者并入前者，变换成CIELAB值。自然反射物体分布于含无彩色轴的闭区域内，如显示器色域能覆盖该闭色域，则在显示器上便能显示自然反射物体的全部颜色。

显示器的色域可根据4个原色的XYZ三刺激值定义。即，显示器的色域可如图5所示，为由14点顶点张开的立体，这些点为，称为1次色的4个原色(B、C、G、R)、称为2次色的1次色之和的颜色(B+C、C+G、G+R、R+B)、称为3次色的2次色之和的颜色(B+C+G、C+G+R、G+R+B、R+B+C)，还有黑与白(W＝B+C+G+R)共14点。如将该显示器色域立体如图3所示以L*均匀面切断并与自然反射物体的色分布作比较，则可理解2个包含关系。

xy色度与XYZ三刺激值的关系由式(1)表示。

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\frac{x}{y}Y\\ Y\\ \frac{1-x-y}{y}Y\end{array}\right]...\left(1\right)$

因为4个原色点的亮度Y是用100标准化后的相对值，且B原色为6.78，G原色为56.25，R原色为25.25，C原色为11.72，故4个原色的XYZ三刺激值，B原色为(X、Y、Z)＝(16.94，6.78，89.24)，G原色为(X，Y，Z)＝(28.13，56.25，9.38)，R原色为(X，Y，Z)＝(48.97，25.25，2.30)，C原色为(X，Y，Z)＝(1.00，11.72，9.17)。

以下说明3原色系统与4原色系统的互换性。

4原色中，使3个原色R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709一致产生2个优点。

第一个优点是可简化显示器的设计。也就是说，4个原色中的3个可原封不动地沿用现有的RGB 3原色显示器的材料。这是因为B原色、G原色、R原色的色度坐标相同，只亮度Y不同，所以4原色显示器中只用图2的B原色用ND滤光片1024、R原色用ND滤光片1025、G原色用ND滤光片1026来调整增益，就可设定B原色、G原色、R原色。假如使B原色、G原色、R原色的色度坐标与Rec.709色度坐标不一致，则有必要重新设计全部4原色份额的显示器材料，在开发研制期间、开发研制成本、可靠性等所有方面，用已有的Rec.709原色显然优点较多。

第二个优点是视频接口的互换性。在4原色显示器的情况下虽然输入R_d4、G_d4、B_d4、C_d4、四个视频信号，但如果其中对R_d4、G_d4、B_d4三个视频信号的原色的xy色度坐标与Rec.709相同，则通过定标电路的引入能得到与3原色显示器用的视频信号的互换性。在3原色显示器时，对进行CRT γ校正的亮度Y线性的视频信号R_d3′、G_d3′、B_d3′，可利用式(2)将变换为显示器的显示色[X_d3 Y_d3 Z_d3]^t。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d3}\\ Y_{d3}\\ Z_{d3}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{X}_{R3}& X_{G3}& X_{B3}\\ Y_{R3}& Y_{G3}& Y_{B3}\\ Z_{R3}& Z_{G3}& Z_{B3}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d3}}^{\′}\\ {G_{d3}}^{\′}\\ {B_{d3}}^{\′}\end{array}\right]...\left(2\right)$

式中，[X_B3 Y_B3 Z_B3]^t为B原色的XYZ三刺激值，[X_G3 Y_G3 Z_G3]^t为G原色的XYZ三刺激值，[X_R3 Y_R3 Z_R3]^t为R原色的XYZ三刺激值。

利用式(1)改写式(2)可得到式(3)。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d3}\\ Y_{d3}\\ Z_{d3}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{\mathrm{xR}3}{\mathrm{yR}3}{Y}_{R3}& \frac{\mathrm{xG}3}{\mathrm{yG}3}{Y}_{G3}& \frac{\mathrm{xB}3}{\mathrm{yB}3}{Y}_{B3}\\ Y_{R3}& Y_{G3}& Y_{B3}\\ \frac{1-\mathrm{xR}3-\mathrm{yR}3}{\mathrm{yR}3}{Y}_{R3}& \frac{1-\mathrm{xG}3-\mathrm{yG}3}{\mathrm{yG}3}{Y}_{G3}& \frac{1-\mathrm{xB}3-\mathrm{yB}3}{\mathrm{yB}3}{Y}_{B3}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d3}}^{\′}\\ {G_{d3}}^{\′}\\ {B_{d3}}^{\′}\end{array}\right]...\left(3\right)$

这里，X_B3 Y_B3 Z_B3表示B原色的XYZ色度坐标，X_G3 Y_G3 Z_G3表示G原色的XYZ色度坐标，X_R3 Y_R3 Z_R3表示R原色的XYZ色度坐标。

另一方面，在4原色显示器的情况下，对进行CRT γ校正的亮度Y为线性的视频信号R_d4′、G_d4′、B_d3′C_d4′可利用式(4)变换为显示器的显示色[X_d4 Y_d4 Z_d4]^t。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d4}\\ Y_{d4}\\ Z_{d4}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{X}_{R4}& X_{G4}& X_{B4}& X_{C4}\\ Y_{R4}& Y_{G4}& Y_{B4}& Y_{C4}\\ Z_{R4}& Z_{G4}& Z_{B4}& Z_{C4}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\\ {C_{d4}}^{\′}\end{array}\right]...\left(4\right)$

这里，[X_B4 Y_B4 Z_B4]^t为B原色的XYZ三刺激值，[X_G4 Y_G4 Z_G4]^t为G原色的XYZ三刺激值，[X_R4 Y_R4 Z_R4]^t为R原色的XYZ三刺激值，[X_C4 Y_C4 Z_C4]^t为C原色的XYZ三刺激值。

利用式(1)改写式(4)可得式(5)。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d4}\\ Y_{d4}\\ Z_{d4}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}\frac{x_{R4}}{y_{R4}}{Y}_{R4}& \frac{x_{G4}}{y_{G4}}{Y}_{G4}& \frac{x_{B4}}{y_{B4}}{Y}_{B4}& \frac{x_{C4}}{y_{C4}}{Y}_{C4}\\ Y_{R4}& Y_{G4}& Y_{B4}& Y_{C4}\\ \frac{1-x_{R4}-y_{R4}}{y_{R4}}{Y}_{R4}& \frac{1-x_{G4}-y_{G4}}{y_{G4}}{Y}_{G4}& \frac{1-x_{B4}-y_{B4}}{y_{B4}}{Y}_{B4}& \frac{1-x_{C4}-y_{C4}}{y_{C4}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\\ {C_{d4}}^{\′}\end{array}\right]...\left(5\right)$

这里，X_B4 Y_B4 Z_B4表示B原色的xyz色度坐标，X_G4 Y_G4 Z_G4表示G原色的xyz色度坐标，X_R4 Y_R4 Z_R4表示R原色的xyz色度坐标，X_C4 Y_C4 Z_C4表示C原色的xyz色度坐标。

这里，4原色显示的B原色、G原色、R原色的色度坐标与3原色显示器的B原色、G原色、R原色的相同的情况下，式(3)与式(5)可用式(6)同时表达。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d4}\\ Y_{d4}\\ Z_{d4}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}\frac{x_{R3}}{y_{R3}}{Y}_{R4}& \frac{x_{G3}}{y_{G3}}{Y}_{G4}& \frac{x_{B3}}{y_{B3}}{Y}_{B4}& \frac{x_{C4}}{y_{C4}}{Y}_{C4}\\ Y_{R4}& Y_{G4}& Y_{B4}& Y_{C4}\\ \frac{1-x_{R3}-y_{R3}}{y_{R3}}{Y}_{R4}& \frac{1-x_{G3}-y_{G3}}{y_{G3}}{Y}_{G4}& \frac{1-x_{B3}-y_{B3}}{y_{B3}}{Y}_{B4}& \frac{1-x_{C4}-y_{C4}}{y_{C4}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{w}_R{R_{d4}}^{\′}\\ w_G{G_{d4}}^{\′}\\ w_B{B_{d4}}^{\′}\\ w_C{C_{d4}}^{\′}\end{array}\right]...\left(6\right)$

$w_R=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_{R3}}{Y_{R4}}& ({C_{d4}}^{\′}\≠0)\\ 1& ({C_{d4}}^{\′}\≠0)\end{array}\right.$

$w_G=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_{G3}}{Y_{G4}}& ({C_{d4}}^{\′}=0)\\ 1& ({C_{d4}}^{\′}\≠0)\end{array}\right.$

$w_B=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_{B3}}{Y_{B4}}& ({C_{d4}}^{\′}=0)\\ 1& ({C_{d4}}^{\′}\≠0)\end{array}\right.$

$w_C=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Y_{C3}}{Y_{C4}}& ({C_{d4}}^{\′}=0)\\ 1& ({C_{d4}}^{\′}\≠0)\end{array}\right.$

也就是说，在输入3原色显示器用的视频信号R_d3′、G_d3′、B_d3′时，可用W_c＝0阻断C原色对显示色的关系，并用W_R、W_G、W_B吸收B原色、G原色、R原色的亮度差别。

图6示出对应于式(6)的图像显示装置的驱动电路101的构成。

图6中，4原色显示器由视频接口6001与处理电路6002构成。R通道图像信号6003、G通道图像信号6004、B通道图像信号6005、C通道图像信号6006从视频接口6001输入到处理电路6002，对于各通道用去γ电路(6007至6010)变换为亮度线性信号R′、G′、B′、C′。C′信号输入到C信号检测器6011，检测有无C通道图像信号6006。如果是检测到C通道图像信号6006的情况(也包括C＝0的情况)，则C通道图像信号6006为4原色显色器用的信号，因此C信号检测器6011对R通道、G通道、B通道分别准备的定标电路(scaling)(6012～6014)指示不进行定标处理，将R′信号、G′信号、B′信号原封不动地提供给各空间调制元件驱动电路(6015～6017)。同时C′信号也从C原色用去γ电路提供给C原色用空间调制元件驱动电路6018，4原色显示器以4原色混色显示图像。

另一方面，在将3原色显示器用RGB信号输入到视频接口6001作为R通道图像信号6003、G通道图像信号6004、B通道图像信号6005，而没有输入至C通道图像信号6006的情况下，C信号检测器6011检测到这一结果后，指示定标电路(6012～6014)实行定标处理。按此指示，R原色定标电路6012实行相当于式(6)的W_R的定标。同样，G原色用定标电路6013实行相当于式(6)的W_G的定标，B原色用定标电路6014实行相当于式(6)的W_B的定标，并变换为3原色显示器用的驱动信号，然后将它们提供给空间调制元件驱动电路(6015～6017)。

由于C通道图像信号6006没有输入，因此没有对C原色用空间调制元件驱动电路的信号输入。为此，图像显示装置103的C原色光由C原色用空间调制元件全部消光，以RGB 3原色的混色显示图像。

另一方面，在不是如上述现有例那样规定在CIELAB空间L*＝50的B原色的色度(x，y)＝(0.150，0.060)、G原色的色度(x，y)＝(0.300，0.600)、R原色的色度(x，y)＝(0.640，0.330)、C原色的色度(x，y)＝(0.046，0.535)，并且使色度坐标不与Rec.709一致的情况下，有必要变换为与sRGB输入的sRGB信号在测色上等效的4原色显示用的R′G′B′信号。

首先，作为输入信号的sRGB信号的显示色的测色值[X_d3 Y_d3 Z_d3]^t利用式(3)设定，并且可用Rec.709的RGB原色点的色度坐标(R原色(x_R3，y_R3)＝(0.640，0.330)、G原色(x_G3，y_G3)＝(0.300，0.600)、B原色(x_B3，y_B3)＝(0.150，0.060)、和相对亮度(Y_R3，Y_G3，Y_B3)＝(21.25，71.54，7.21)进行计算。

在4原色显示器中，除C原色外的RGB原色产生的显示色的测色值[X_d4Y_d4Z_d4]^t由式(7)给定。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d4}\\ Y_{d4}\\ Z_{d4}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_{R4}}{y_{R4}}{Y}_{R4}& \frac{x_{G4}}{y_{G4}}{Y}_{G4}& \frac{x_{B4}}{y_{B4}}{Y}_{B4}\\ Y_{R4}& Y_{G4}& Y_{B4}\\ \frac{1-x_{R4}-y_{R4}}{y_{R4}}{Y}_{R4}& \frac{1-x_{G4}-y_{G4}}{y_{G4}}{Y}_{G4}& \frac{1-x_{B4}-y_{B4}}{y_{B4}}{Y}_{B4}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\end{array}\right]...\left(7\right)$

与输入的sRGB信号在测色上等效的4原色显示器用的R′G′B′信号由式(8)给定。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{d4}\\ Y_{d4}\\ Z_{d4}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_{d3}\\ Y_{d3}\\ Z_{d3}\end{array}\right]$

$\⇔\left[\begin{array}{ccc}\frac{\mathrm{xR}4}{\mathrm{yR}4}{Y}_{R4}& \frac{\mathrm{xG}4}{\mathrm{yG}4}{Y}_{G4}& \frac{\mathrm{xB}4}{\mathrm{yB}4}{Y}_{B4}\\ Y_{R4}& Y_{G4}& Y_{B4}\\ \frac{1-\mathrm{xR}4-\mathrm{yR}4}{\mathrm{yR}4}{Y}_{R4}& \frac{1-\mathrm{xG}4-\mathrm{yG}4}{\mathrm{yG}4}{Y}_{G4}& \frac{1-\mathrm{xB}4-\mathrm{yB}4}{\mathrm{yB}4}{Y}_{B4}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{ccc}\frac{\mathrm{xR}3}{\mathrm{yR}3}{Y}_{R3}& \frac{\mathrm{xG}3}{\mathrm{yG}3}{Y}_{G3}& \frac{\mathrm{xB}3}{\mathrm{yB}3}{Y}_{B3}\\ Y_{R3}& Y_{G3}& Y_{B3}\\ \frac{1-\mathrm{xR}3-\mathrm{yR}3}{\mathrm{yR}3}{Y}_{R3}& \frac{1-\mathrm{xG}3-\mathrm{yG}3}{\mathrm{yG}3}{Y}_{G3}& \frac{1-\mathrm{xB}3-\mathrm{yB}3}{\mathrm{yB}3}{Y}_{B3}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{R_{d3}}^{\′}\\ {G_{d3}}^{\′}\\ {B_{d3}}^{\′}\end{array}\right]$

$\⇔M_{d4,\mathrm{RGB}}\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\end{array}\right]=M_{d3}\left[\begin{array}{c}{R_{d3}}^{\′}\\ {G_{d3}}^{\′}\\ {B_{d3}}^{\′}\end{array}\right]$

$\⇔\left[\begin{array}{c}{R_{d4}}^{\′}\\ {G_{d4}}^{\′}\\ {B_{d4}}^{\′}\end{array}\right]={M^{-1}}_{d4,\mathrm{RGB}}{M}_{d3}\left[\begin{array}{c}{R_{d3}}^{\′}\\ {G_{d3}}^{\′}\\ {B_{d3}}^{\′}\end{array}\right]...\left(8\right)$

图7示出使R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709不一致的4原色显示器的驱动电路的构成。

与使图6所示的R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709一致的4原色显示器的驱动电路的不同之处在于，需要由矩阵运算电路7001替代RGB各原色用定标电路。该矩阵运算电路进行式(8)所示的3行3列的矩阵演算。因此，该矩阵运算电路比定标电路规模来得大，价格来得高。

如上所述，本实施例的4原色显示器由于使R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709一致，并规定1维的亮度值Y，故可使用现有的RGB 3原色显示器的材料，而且驱动电路用简单的定标电路演算，可确保与3原色视频信号的互换性。因此可实现能大致包含自然反射物体色分布的色域较宽的4原色显示器。

图2的结构在适用于放映机，在大画面上以与实物相同尺寸显示再现图像时，具有可显示更接近实物的图像的效果。

又，本发明不设定对原色生成顺序的限制，原色的生成顺序是任意的。在这里对此不进行特别说明。

实施例2

图8示出本发明的实施例2的4原色液晶显示器的构成图。

图8中，光源8001出射的光经反射板8002反射，入射到液晶板8003。液晶板8003按照视频存储器8004给出的视频信号驱动的液晶板驱动电路8005的动作加以调制，作为光强度表现图像的灰度。透过液晶板8003的光入射到滤色板8006，根据材料的分光吸收特性，光的分光能量分布发生改变后被输出。

为表示滤色板8006的构造，扩大其一部分并图示的滤色板8007，由B滤色片8008、G滤色片8009、R滤色片8010、C滤色片8011四4种滤色片构成。这4种滤色片以2×2单元为单位配置，视频信号以该2×2单元作为一个像素提供。由于原色数为4个，故可容易地实现作为计算机显示器希望的“正方像素”。

4个原色B、G、R、C与实施例1一样具有如图4所示的色度坐标(B原色(x，y)＝(0.150，0.060)、G原色(x，y)＝(0.300，0.600)、R原色(x，y)＝(0.640，0.330)、C原色(x，y)＝(0.046，0.535))。每个滤色片的尺寸十分小，当小到视觉析像度以下时，透过各滤色片的光被混色，可具有使三角形4005与三角形4006合并的色域。

如上所述，本实施例的液晶显示器也与实施例1一样，由于使R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709一致，且规定1维的亮度值Y，故能使用已有的RGB 3原色的液晶显示器的材料，而且驱动电路可用简单的定标电路运算来确保与3原色视频信号的互换性。因此，可实现大致包含自然反射物体的色分布的宽色域的4原色显示器。

本实施例的构成适用于桌面型的显示器等，在DTP(Desk Top Publishing；桌面出版)的原稿编辑等中，具有可显示更接近实物的图像的效果。

又，本发明不限制滤色片的空间配置条件，图8中，B滤色片8008、G滤色片8009、R滤色片8010、C滤色片8011的配置是任意的。在这里对此不进行特别说明。

实施例3

图9示出本发明的实施例3的具有5个原色的液晶显示器的构成图。

与实施例2的图8的不同之处在于滤色板9006。

扩大滤色板9006的一部分并图示的滤色片9007，以B滤色片9008、G滤色片9009、R滤色片9010、C1滤色片9011、C2滤色片9012五种滤色片作为1个像素。与实施例2一样设计分光透射率，以使透过B滤光片9008、G滤光片9009、R滤光片9010的光具有Rec.709的B原色、G原色、R原色的色度坐标。C1原色和C2原色与图4的C原色4004起到相同的作用，配置于具有称为蓝、蓝绿、绿色的名称的区域，为色域扩大作出了贡献。

通过采用这种结构，5原色显示器用的新开发的显示器材料便只有C1原色与C2原色2种，而且与实施例1一样也可实现与3原色视频信号的互换性。

如上所述，本实施例的液晶显示器也与实施例1一样，由于使R原色、G原色、B原色的色度坐标与Rec.709一致，且规定1维的亮度值Y，故能使用已有的RGB三原色的液晶显示器的材料，而且驱动电路可用简单的定标电路运算来确保与3原色视频信号和互换性。因此，可实现大致能够包含自然反射物体的色分布的宽色域的5原色显示器。

又，本发明不限制滤色片的空间配置条件，图9中，B滤色片9008、G滤色片9009、R滤色片9010、C1滤色片9011、C2滤色片9012的配置是任意的。在这里对此不进行特别说明。

工业应用性

如上所述，本发明对具有4种以上原色的图像显示装置是有用的，而且适用于能够保持与现行的sRGB显示器的互换性，而且能正确地显示自然反射物体的色的装置。

Claims (19)

1.一种图像显示方法，是根据接收到的sRGB信号和含R、G、B和C的4原色显示用信号的混合图像信号在像素单元处进行显示、有4种以上原色的光的图像显示方法，其特征在于，

判别sRGB信号和所述4原色显示用信号的步骤；

在接收到sRGB信号的情况下，至少将

R原色、G原色、B原色的各xy色度及各亮度的比与sRGB显示器相同的3原色光、以及

在xy色度图中的可视域内，且在由上述R原色、G原色、B原色形成的三角形区域外有xy色度，且亮度比所述G原色低的第4原色光

加以混色并进行显示，并对所述R信号、G信号、B信号进行定标，使得在保持着R信号、G信号、B信号的比不变的同时，将所述3原色光总和的亮度与最高亮度减去第4原色光亮度所得到的亮度保持一致的步骤。

2.一种图像显示方法，是根据接收到的sRGB信号和含R、G、B和C的4原色显示用信号的混合图像信号在像素单元处进行显示、有4种以上原色的光的图像显示方法，其特征在于，具有

判别sRGB信号和所述4原色显示用信号的步骤；

在接收到sRGB信号的情况下，至少将

作为xy色度有(x，y)＝(0.150，0.600)，且亮度最低的B原色的光、

作为xy色度有(x，y)＝(0.300，0.600)，且亮度最高的G原色的光、

作为xy色度有(x，y)＝(0.640，0.330)，且亮度高于所述B原色而低于所述G原色的R原色的光、以及

在xy色度图上的可视域内，且在由所述R颜色、G颜色、B原色形成的三角形区域外有xy色度，亮度低于G原色的第4原色的光

加以混色并进行显示，并对所述R信号、G信号、B信号进行定标，使得在保持着R信号、G信号、B信号的比不变的同时，将所述3原色光总和的亮度与最高亮度减去第4原色光亮度所得到的亮度保持一致的步骤。

3.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，所述第4原色在所述可视域内，并夹在从所述R原色向所述G原色延伸的射线与从所述R原色向所述B原色延伸的射线之间，且具有所述三角形区域外的xy色度。

4.如权利要求2所述的图像显示方法，其特征在于，所述第4原色在所述可视域内，并夹在从所述R原色向所述G原色延伸的射线与从所述R原色向所述B原色延伸的射线之间，且具有所述三角形区域外的xy色度。

5.如权利要求2所述的图像显示方法，其特征在于，所述第4原色的xy度有(x，y)＝(0.046，0.535)，且将所述R原色、G原色、B原色以及第4原色的亮度值标准化为100时，所述B原色的亮度值为6.78，所述G原色的亮度值为56.25，所述R原色的亮度值为25.25，所述第4原色的亮度值为11.72。

6.如权利要求3～5中任一项所述的图像显示方法，其特征在于，所述混色是并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的任一种。

7.一种图像显示装置，是生成4种以上原色的图像显示装置，其特征在于，具备

对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、

生成R原色、G原色、B原色的各xy色度及各亮度的比与sRGB显示器相同的3原色的光的R原色生成部、G原色生成部及B原色生成部、

生成在xy色度图上的可视区域内在由所述R颜色、G颜色、B原色形成的三角形的区域外有xy色度，且亮度低于所述G原色的第4原色的光的第4原色生成部，

对利用输入的各原色用视频信号调制来自所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及所述第4原色生成部的各原色光的每个原色设置的空间调制部，以及

对来自所述空间调制部的各图像光进行混色的图像光混色部，

其中，在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述空间调制部输出所述定标电路的输出信号。

8.一种图像显示装置，是生成4种以上原色的图像显示装置，其特征在于，具备

对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、

生成作为xy色度有(x，y)＝(0.150，0.060)且亮度最低的B原色的光的B原色生成部、

生成作为xy色度有(x，y)＝(0.300，0.600)且亮度最高的G原色的光的G原色生成部、

生成作为xy色度有(x，y)＝(0.640，0.330)且亮度高于所述B原色、低于所述G原色的R原色的光的R原色生成部、以及

生成在xy色度图上的可视域内由所述R原色、G原色、B原色形成的三角形的区域外有xy色度且亮度低于所述G原色的第4原色的光的第4原色生成部，

对利用输入的各原色用视频信号调制来自所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及第4原色生成部的各原色光的每个原色设置的空间调制部，以及

将来自所述空间调制部的各图像光进行混色的图像光混色部，

其中，在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述空间调制部输出所述定标电路的输出信号。

9.如权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于，所述第4原色生成部生成在所述可视域内并夹在从所述R原色向所述G原色延伸的射线与从所述R原色向所述B原色延伸的射线之间，且具有所述三角形区域外的xy色度的光。

10.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述第4原色生成部生成在所述可视域内并夹在从所述R原色向所述G原色延伸的射线与从所述R原色向所述B原色延伸的射线之间，且具有所述三角形区域外的xy色度的光。

11.如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，

所述第4原色生成部生成的光的xy色度为(x，y)＝(0.046，0.535)，

而且在将所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及所述第4原色生成部生成的光的亮度值标准化为100时，则所述B原色的亮度值为6.78，G原色的亮度值为56.25，R原色的亮度值为25.25，第4原色的亮度值为11.72。

12.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，

所述第4原色生成部生成的光的xy色度为(x，y)＝(0.046，0.535)，

而且在将所述R原色生成部、所述G原色生成部、所述B原色生成部以及所述第4原色生成部生成的光的亮度值标准化为100时，则所述B原色的亮度值为6.78，G原色的亮度值为56.25，R原色的亮度值为25.25，第4原色的亮度值为11.72。

13.如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，所述图像光混色部实行并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的任一种。

14.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，所述图像光混色部实行并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的任一种。

15.如权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，所述图像光混色部实行并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的任一种。

16.如权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，所述图像光混色部实行并置加法混色、重叠加法混色、时分割加法混色中的任一种。

17.如权利要求7～16中任一项所述的图像显示装置，其特征在于，各原色的所述生成部利用对来自光源的光内分光地反射其一部分光并使其余的光透射的二向色镜生成各原色的光。

18.如权利要求7～16中任一项所述的图像显示装置，其特征在于，各原色的所述生成部利用对来自光源的光内分光地吸收其一部分光并使其余的光透射的滤光片生成各原色的光。

19.一种图像显示装置，是生成4种以上原色的图像显示装置，其特征在于，具备

直接或间接地出射光的光源、

对sRGB显示器用的3原色的视频信号进行定标的定标电路、

根据所述视频信号驱动液晶板的液晶板驱动部、

用从所述液晶板驱动部输入的视频信号调制来自所述光源的光的液晶板、以及

输出使B原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.150，0.060)，G原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.300，0.600)，R原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.640，0.330)，第4原色的xy色度坐标(x，y)＝(0.046，0.535)的分光透过率调制的各原色的光的滤色板，

在未输入所述第4原色用视频信号时，向所述液晶板驱动部输出所述定标电路的输出信号。

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