JP2012230262A - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトのＬＥＤの劣化バラツキを抑制しつつ青味を改善することができる画像表示装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】一又は複数の色のサブ画素から構成される画素の集合である透過型の表示パネルと、サブ画素の各色と同じ色で発光する一又は複数の第１の発光部と、サブ画素の色と異なる色で発光する第２の発光部と、を有するバックライトと、を備える画像表示装置であって、表示パネルは、第１の発光部を発光させかつ第２の発光部を発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味に変化する特性を有し、第２の発光部の発光色は、前記特定の色味に対する補色であり、入力される画像信号の輝度レベルを取得する取得手段と、取得手段により取得される画像信号の輝度レベルに応じて第２の発光部の輝度レベルを制御する発光制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関するものである。

液晶表示装置は、液晶素材の性質や偏光板の光学特性等に起因して、入力画像の信号レベルにより表示画像の色温度が変化する特性を有する。入力階調が２５５，１９２，９６，・・・と減少するに従い、無彩色の色度点が青側にシフトすることが知られている。つまり、入力画像の信号レベルが低いほど、無彩色の表示が青味がかり、色温度が高くなる。黒色（Ｒ:０、Ｇ：０、Ｂ：０）であっても、色度図上で青色方向に偏移した色度点を
もつことになる。この特性に対し、入力画像の信号レベルに応じて、バックライトを制御することにより、青味を改善する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、入力画像の輝度レベルに応じて、赤色と緑色と青色ＬＥＤで構成されるバックライトの各ＬＥＤの輝度比を調整することにより、黒レベル領域の青味を改善する技術が提案されている。また、液晶の１ピクセルをＲＧＢＹ（Ｙ：黄色）の４サブピクセルで構成することで、Ｙ成分の色域を向上させる技術が知られている（特許文献２）。

特開２００８−１５２００８号公報 特開２０１０−２７１７３６号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、入力画像の輝度レベルに応じて各ＬＥＤの輝度を調整するため、各ＬＥＤの劣化にバラツキを生じてしまう課題があった。ＬＥＤは、劣化の進行度合いにより発光特性が変化するため、ＬＥＤの劣化にバラツキが生じると、液晶表示装置の色味が変化してしまう場合があった。

そこで、本発明では、バックライトのＬＥＤの劣化バラツキを抑制しつつ青味を改善することができる画像表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、一又は複数の色のサブ画素から構成される画素の集合である透過型の表示パネルと、
一又は複数の色で発光する一又は複数の第１の発光部と、前記第１の発光部の発光色と異なる色で発光する第２の発光部と、を有するバックライトと、を備える画像表示装置であって、
前記表示パネルは、前記第１の発光部を発光させかつ前記第２の発光部を発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味に変化する特性を有し、
前記第２の発光部の発光色は、前記特定の色味に対する補色であり、
前記画像表示装置は、
入力される画像信号の輝度レベルを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される前記画像信号の輝度レベルに応じて、前記第２の発光部の輝度レベルを制御する発光制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置である。

本発明は、一又は複数の色のサブ画素から構成される画素の集合である透過型の表示パネルと、
一又は複数の色で発光する一又は複数の第１の発光部と、前記第１の発光部の発光色と異なる色で発光する第２の発光部と、を有するバックライトと、を備える画像表示装置の制御方法であって、
前記表示パネルは、前記第１の発光部を発光させかつ前記第２の発光部を発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味に変化する特性を有し、
前記第２の発光部の発光色は、前記特定の色味に対する補色である画像表示装置の制御方法であって、
入力される画像信号の輝度レベルを取得する取得工程と、
前記取得工程により取得される前記画像信号の輝度レベルに応じて、前記第２の発光部の輝度レベルを制御する発光制御工程と、
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法である。

本発明によれば、バックライトのＬＥＤの劣化バラツキを抑制しつつ青味を改善することができる画像表示装置及びその制御方法が提供される。

実施例１、３の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例１〜３の液晶表示装置の概略構造を示す図 実施例１〜３の液晶表示装置の調整時の処理のフローチャート 実施例１〜３の液晶表示装置の調整結果を示す図 実施例１〜３の液晶表示装置の画像表示時の処理のフローチャート 実施例１〜３の液晶表示装置の画像表示時の黄色ＬＥＤの輝度を示す図 実施例２の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図

（実施例１）
実施例１では、赤色と緑色と青色と黄色の４成分の発光素子（ＬＥＤ）からなるＬＥＤバックライトと赤色と緑色と青色の３成分マトリクス型液晶画素とを含む液晶表示装置に対して、本発明を適用する例を説明する。

ここでは、赤色、緑色、及び青色ＬＥＤを発光させ、かつ、黄色ＬＥＤを発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味（青味）に変化する特性を有する液晶表示装置を例に説明する。この液晶表示装置は、入力画像信号の輝度レベルが低いほど無彩色に青味が生じる特性を有するものとする。ＬＥＤバックライトを、概略以下のように制御する。ＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色ＬＥＤの輝度は、一定とする。黄色ＬＥＤの輝度は、入力画像のＡＰＬ（平均輝度：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）に応じて、液晶表示装置の青味を打ち消す方向に変化させる。黄色ＬＥＤは、青味に対して補色の関係にある発光色の発光素子であり、本実施例では、入力画像のＡＰＬが小さいとき黄色ＬＥＤの輝度を大きくし、入力画像のＡＰＬが大きいとき黄色ＬＥＤの輝度を小さくする発光制御を行う。

実施例１は、大きく事前調整フェーズと実際の画像表示フェーズに分けることができる。事前に、種々の入力階調において無彩色画像の表示を行った場合の液晶パネルの表示色度と所定の目標色度との誤差（差分）を最小にする黄色ＬＥＤの輝度レベル（設定輝度レベル）を求め、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）に記憶する。実際に画像表示を行う際は、入力画像のＡＰＬに応じて、ＬＵＴから黄色ＬＥＤの設定輝度レベルを読み出し、黄色
ＬＥＤを制御する。以下、実施例１の構成、黄色ＬＥＤ調整時の動作、画像表示時の動作、の順に詳細に説明する。

実施例１の構成を説明する。
図１に実施例１における液晶表示装置の構成を示す。なお、図１において破線で示した輝度ヒストグラム計測部１００９は実施例３の液晶表示装置に係る機能ブロックであり、本実施例の液晶表示装置とは無関係である。ＬＵＴ部（記憶部）１０１は、入力画像のＡＰＬ（入力される画像信号の輝度レベル）と、黄色ＬＥＤの輝度レベルと、の対応関係（ＬＵＴ）を記憶する。黄色ＬＥＤ部１０２は、ＬＥＤバックライトの黄色成分（サブ画素と異なる色で発光する第２の発光部）である。赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３は、ＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分（サブ画素と同じ色で発光する第１の発光部）である。黄色ＬＥＤ部１０２と赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３の出力光は、混合されて略均一な光となった後に、赤・緑・青色液晶画素部１０４を背面より照射する。赤・緑・青色液晶画素部１０４は、赤色成分と緑色成分と青色成分のサブ画素から構成される画素の集合であるマトリクス型液晶画素（透過型の表示パネル）である。調整部１０５は、黄色ＬＥＤ調整時において調整動作全体を制御する。センサ部１０６は、液晶表示装置の色度を測定する。調整画像生成部１０７は、調整の基準となる画像を生成する。ＬＵＴ書込部１０８は、調整結果（各ＡＰＬに対する黄色ＬＥＤの輝度レベル）をＬＵＴ部１０１へ書き込む。ＡＰＬ計測部（取得部）１０９は、入力画像のＡＰＬを計測する。ＬＵＴ読出部１１０は、ＡＰＬに基づき、ＬＵＴ部１０１から黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを読み出す。発光制御部１１１は、ＬＵＴ読出部１１０から読み出した設定輝度レベルで黄色ＬＥＤ部１０２の発光を制御する。

ＬＵＴ部１０１、黄色ＬＥＤ部１０２、赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３、赤・緑・青色液晶画素部１０４は、常に機能する。調整部１０５、センサ部１０６、調整画像生成部１０７、ＬＵＴ書込部１０８は、黄色ＬＥＤ調整を行う機能部である。ＡＰＬ計測部１０９、ＬＵＴ読出部１１０、発光制御部１１１は、画像表示を行う機能部である。さらに、黄色ＬＥＤ部１０２は、赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３とは独立に、輝度レベルの調整が可能な構成とする。

図２に、実施例１における液晶表示装置の概略構造を示す。液晶表示装置は、大きく前面外装２０１、マトリクス型ＬＣＤパネル２１１、拡散シート２２１、ＬＥＤ基板２３１、背面外装２４１から構成される。前面外装２０１と背面外装２４１は、プラスチックなどで形成された外装である。マトリクス型ＬＣＤパネル２１１は、概略、偏光板、カラーフィルタ、液晶材料、ガラス基板を層状に重ねた構造である。例えば、ＴＮ型のアクティブ・マトリクス駆動方式が広く知られており、本実施例に適用可能である。また、マトリクス状に配置された赤色と緑色と青色の各サブピクセルが、ＴＦＴを有し、走査信号ドライバ２１２およびデータ信号ドライバ２１３が、ＴＦＴを駆動することにより、各サブピクセルの透過率を制御することが可能である。マトリクス型ＬＣＤパネル２１１は、図１における赤・緑・青色液晶画素部１０４に相当する。ＬＥＤ基板２３１には、赤色ＬＥＤ２３２と緑色ＬＥＤ２３３と青色ＬＥＤ２３４と黄色ＬＥＤ２３５が、略均一に取り付けらており、略均一な光により、マトリクス型ＬＣＤパネル２１１を背面照射する。また、ＬＥＤ基板２３１は、ＬＥＤ駆動回路なども含む。ＬＥＤ基板２３１を構成するＬＥＤのうち、黄色成分（黄色ＬＥＤ２３５）が、図１における黄色ＬＥＤ部１０２に相当し、赤・緑・青色成分（赤色ＬＥＤ２３２，緑色ＬＥＤ２３３、青色ＬＥＤ２３４）が図１における赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３に相当する。拡散シート２２１は、ＬＥＤ基板２３１が発する光の均一性をさらに高める。図２では、液晶表示装置の内部構造が分かりやすいように、前面外装２０１、マトリクス型ＬＣＤパネル２１１、拡散シート２２１、ＬＥＤ基板２３１、背面外装２４１を分離して描いてあるが、実際の液晶表示装置はこれらの各部材を組み立てた一体構造である。

センサ２５１は、着脱自在な色度センサである。黄色ＬＥＤ調整を行う場合（後述）においては、液晶表示装置の色度を正確に測定できるように、センサ２５１は、マトリクス型ＬＣＤパネル２１１の表面に略密着するように取り付けられる。画像表示を行う場合（後述）においては、視聴の妨げとならないように、取り外される。図２では、センサ２５１は、前面外装２０１の上部から、紐で吊るされた構造であるが、マトリクス型ＬＣＤパネル２１１の表面に略密着すれば、他の方法で取り付けても構わない。センサ２５１は、図１におけるセンサ部１０６に相当する。

黄色ＬＥＤ調整処理の動作を説明する。図３は、黄色ＬＥＤ調整処理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。図３を用いて、黄色ＬＥＤ調整処理の動作を、順を追って説明する。赤・緑・青色液晶画素部１０４は、８ビット階調表示が可能であり、ＲＧＢそれぞれの入力階調は、０〜２５５の範囲の値を取るものとする。Ｎは、赤・緑・青色液晶画素部１０４の入力階調（入力される画像信号の輝度レベル）を表す整数であり、０〜２５５の範囲の値を取り得る。実施例１では、入力階調Ｎ ＝ １５、３１、・・・、２５５（１５＋１６＊ｎ、ｎ＝０，１，・・・、１５）に対して、黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを調整し、その他の入力階調に対しては、補完により調整値を求める。黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを調整することにより、各入力階調に対し、無彩色の色度を目標色度に近づける。

図３を用いて、各ステップにおける液晶表示装置の動作を詳細に説明する。
Ｓ３０１：入力階調Ｎを１５とする。
Ｓ３０２：調整画像生成部１０７が、赤・緑・青色液晶画素部１０４へのＲＧＢそれぞれの入力階調がＮである一様な無彩色画像を調整画像として生成する。赤・緑・青色液晶画素部１０４が、調整画像を表示する。
Ｓ３０３：調整部１０５が、黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを最小値に設定する。ここでは、調整の初期状態として、一旦、最小値に設定する。赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３の出力光は一定の輝度レベルとする。

Ｓ３０４：センサ部１０６が、液晶表示装置が発する光の色度（表示色度）を測定する。ここで、液晶表示装置が発する光とは、黄色ＬＥＤ部１０２および赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３の出力光が、赤・緑・青色液晶画素部１０４を透過して、外部（マトリクス型ＬＣＤパネル２１１の外側表面）に達した光である。

Ｓ３０５：調整部１０５が、センサ部１０６が測定した色度と目標とする無彩色の色度（目標色度）とを比較し、誤差を算出する。誤差とは、例えば、センサ部１０６が測定したｘｙ色度を（ｘ、ｙ）とし、目標とする無彩色のｘｙ色度を（ｘ０、ｙ０）とするとき、次の式により算出される値である。

Ｓ３０６：黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルが最大値のとき（Ｙｅｓ）Ｓ３０８へ、そうでないとき（Ｎｏ）Ｓ３０７へ進む。
Ｓ３０７：調整部１０５が、黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを一段階増加させる。
Ｓ３０４〜Ｓ３０７で構成されるループを何回か回ることにより、黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルに対する誤差の値を取得する。

Ｓ３０８：ＬＵＴ書込部１０８が、Ｓ３０４〜Ｓ３０７にて取得した黄色ＬＥＤ部１０
２の輝度レベルと誤差との組み合わせのうち、誤差（差分）が最小となる組み合わせを選ぶ。その組み合わせの黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを、入力階調Ｎに対する調整値として、ＬＵＴ部１０１へ書き込む。

Ｓ３０９：入力階調Ｎを１６増加させる。
Ｓ３１０：入力階調Ｎが２５５（最大階調）を超えているか判別する。超えていないとき（Ｎｏ）Ｓ３０２へ進み、つづけて別の入力階調Ｎに対する黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを調整する。すなわち、入力階調Ｎの場合の無彩色色度と目標色度との誤差が最小となる黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを決定する。入力階調Ｎが２５５を超えているとき（Ｙｅｓ）終了する。

液晶表示装置には、低階調の画像の青味が強くなる特性がある。従ってＬＵＴ部１０１への書き込みデータとして得られる階調毎の黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルの調整結果（対応関係）は、概略、低階調入力に対して黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルが大きく、高階調入力に対して黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルが小さくなる。図４に調整結果の例を示す。横軸が入力階調Ｎであり、縦軸が黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルである。低階調入力に対して黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルが大きくなっていて、高階調入力に対して黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルが小さくなっていることが分かる。ただし、図４は、調整結果の一例にすぎず、液晶表示装置の特性によっては、図４とは異なる場合もある。また、図４の曲線は、単調減少であるが、液晶表示装置の特性によっては、補正曲線が減少部分と増加部分とに分かれる場合がある。
なお、上述した黄色ＬＥＤ調整処理の機能は本発明において必須ではなく、調整部１０５、センサ部１０６、調整画像生成部１０７、ＬＵＴ書込部１０８は本発明において必須ではない。液晶表示装置が黄色ＬＥＤ調整処理の機能を有しない場合、入力される画像信号の輝度レベル（ＡＰＬ）と黄色ＬＥＤの設定輝度レベルとの対応関係を示すテーブル（ＬＵＴ）をＬＵＴ部１０１に予め格納すればよい。

画像表示時の動作を説明する。
図５は、画像表示時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。なお、図５において破線で示したステップＳ１１０２は実施例３の液晶表示装置の動作に関するもので、本実施例の液晶表示装置では無関係である。図５を用いて、画像表示時の動作を、順を追って説明する。図５は、１フレームの画像に関する処理を表しており、図５に示す処理をフレームごとに繰り返すことにより、動画像表示に対応する。

図５を用いて、各ステップにおける液晶表示装置の動作を詳細に説明する。
Ｓ６０１：１フレームの画像が、液晶表示装置へ入力される。

Ｓ６０２：ＡＰＬ計測部１０９が、入力画像を解析して、ＡＰＬ（平均輝度）を計測する。ここで、ＡＰＬとは、入力画像の各画素の輝度値の和を画素数で割った値である。入力画像が、ＲＧＢ信号のときは、色差信号に変換してから、ＡＰＬを計測すればよい。ＲＧＢ信号を色差信号に変換する方法としては、例えば、ＩＴＵ６０１（ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−６）が知られている。

Ｓ６０３：ＬＵＴ読出部１１０が、入力画像のＡＰＬに対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルをＬＵＴ部１０１より読み出す。ここで、入力階調Ｎに対する黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを、入力画像のＡＰＬがＮである場合の黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルに対応づける。入力画像のＡＰＬが、１５、３１、・・・、２５５以外の値である場合、ＬＵＴ部１０１には、対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルが記録されていないため、補完により、黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを算出する。具体的には、１５、３１、・・・、２５５から入力画像のＡＰＬに最も近い値を選択し、選択したＡ
ＰＬに対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルをＬＵＴ部１０１より読み出す。図６（Ａ）に入力画像のＡＰＬと黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルとの関係を示す。横軸は、ＡＰＬ計測部１０９が計測した入力画像のＡＰＬである。縦軸は、黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルである。また、図４に示した入力階調Ｎと黄色ＬＥＤの設定輝度レベルとの関係も、図６（Ａ）に重ねて示す。

Ｓ６０４：発光制御部１１１が、ＬＵＴ部１０１より読み出した黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルに応じて、黄色ＬＥＤ部１０２の輝度レベルを設定する。
Ｓ６０４の後、Ｓ６０１へ進み、次々と入力画像のフレームに対して、Ｓ６０１〜Ｓ６０４に示す処理を繰り返す。

実施例１においては、Ｓ６０３にて、１５、３１、・・・、２５５から入力画像のＡＰＬに最も近い値を選択することにより、黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを補完により求めた。補完の方法は、これに限らない。例えば、図６（Ｂ）に示すように、線形補完により、黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを求めてもよい。
また、本実施例の説明においては、入力される画像信号の輝度レベル（ＡＰＬ）と黄色ＬＥＤの設定輝度レベルとの対応関係に応じて、黄色ＬＥＤの輝度レベルを制御する場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、入力される画像信号の赤色（Ｒ）レベルと、緑色（Ｇ）レベルと、青色（Ｂ）レベルの合計値と、黄色ＬＥＤの設定輝度レベルとの対応関係に応じて、黄色ＬＥＤの輝度レベルを制御する構成であってもよい。また、入力される画像信号の赤色（Ｒ）レベルと、緑色（Ｇ）レベルと、青色（Ｂ）レベルにそれぞれ重み付けを付けて算出した値と、黄色ＬＥＤの設定輝度レベルとの対応関係に応じて、黄色ＬＥＤの輝度レベルを制御する構成であってもよい。

以上述べたように本実施例の液晶表示装置では、黄色ＬＥＤの輝度レベル調整により青味補正を行い、青味補正を目的としてはＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分の輝度レベル調整は行わない。従って、青味の補正に起因してＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分の劣化に色別のバラツキを生じることを抑制できる。

（実施例２）
実施例２では、赤色と緑色と青色と黄色の４成分から成るＬＥＤバックライトと赤色と緑色と青色と黄色の４成分からなるマトリクス型液晶画素とを含む液晶表示装置に対して、本発明を適用する例を説明する。実施例１の液晶表示装置の３原色に対して本実施例の液晶表示装置は４原色であり、広色域表示が可能になっている。
実施例２では、以下のように液晶表示装置の動作を２モードに切り替え可能である。

色忠実度重視モード（カラーマネージメントモード）（第１の表示モード）：
マトリクス型液晶画素は、赤色と緑色と青色の３成分（第１のサブ画素）だけ使用し、黄色成分（第２のサブ画素）は使用しない。ＬＥＤバックライトは、赤色と緑色と青色と黄色の４成分使用する。ＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分の輝度レベルは、一定とする。ＬＥＤバックライトの黄色成分の輝度レベルは、実施例１と同じく、入力画像のＡＰＬに応じて、液晶の青味を打ち消す方向に変化させる。

広色域モード：（第２の表示モード）
赤色と緑色と青色の３成分からなる入力画像信号を赤色と緑色と青色と黄色の４成分からなる画像信号へ変換する。液晶画素とＬＥＤバックライトを４成分使用して、広色域な画像表示を行う。

実施例２は、色忠実度重視モードにおいて、実施例１と同様に、大きく事前調整のフェーズと実際の画像表示フェーズに分けることができる。事前に、種々の入力階調において
無彩色画像の表示を行った場合の液晶パネルの色度と目標色度との誤差を最小にする黄色ＬＥＤの輝度レベルを求め、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）に記憶する。実際に画像表示を行う際は、入力画像のＡＰＬに応じて、ＬＵＴから黄色ＬＥＤの設定輝度レベルを読み出し、黄色ＬＥＤを制御する。以下、実施例２の構成、色忠実度重視モードにおいて黄色ＬＥＤ調整処理の動作、色忠実度重視モードにおいて画像表示を行う場合の動作、広色域モードにおいて画像表示を行う場合の動作の順に詳細に説明する。なお、広色域モードにおいては、液晶の青味補正は行わないため、黄色ＬＥＤ調整処理の動作は存在しない。

実施例２の構成を、実施例１との差分に絞って説明する。
図７に実施例２における液晶表示装置の構成を示す。実施例１に対し、黄色液晶画素部９２１、色変換部９２２、表示制御部１１２が追加されている。黄色液晶画素部９２１は、マトリクス型液晶画素の黄色成分である。図７では、赤・緑・青色液晶画素部１０４と黄色液晶画素部９２１とを別のブロックで示しているが、実際は、４個のサブ画素（赤色画素１個と緑色画素１個と青色画素１個と黄色画素１個）で１個の画素を構成し、各画素がマトリクス状に配された構造となっている。したがって、赤・緑・青色液晶画素部１０４と黄色液晶画素部９２１は、構造としては、互いに混在している。色変換部９２２は、赤色と緑色と青色成分からなる入力画像を赤色と緑色と青色と黄色成分からなる画像へ変換し、赤色と緑色と青色成分を赤・緑・青色液晶画素部１０４へ、黄色成分を黄色液晶画素部９２１へ出力する。表示制御部１１２は、色忠実度重視モードと広色域モードとの切り替えを行う。

黄色液晶画素部９２１と色変換部９２２は、広色域モードにおける画像表示に関わる機能部である。
ＬＵＴ部１０１、黄色ＬＥＤ部１０２、赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３、赤・緑・青色液晶画素部１０４、調整部１０５、センサ部１０６、調整画像生成部１０７、ＬＵＴ書込部１０８、ＡＰＬ計測部１０９、ＬＵＴ読出部１１０、発光制御部１１１は、実施例１と同じである。

実施例２における液晶表示装置の概略構造は、実施例１と同じく、図２に示す通りである。ただし、図２におけるマトリクス型ＬＣＤパネル２１１は、赤色と緑色と青色と黄色サブピクセルから構成されている。赤色と緑色と青色サブピクセルが、図７における赤・緑・青色液晶画素部１０４に相当し、黄色サブピクセルが、図７における黄色液晶画素部９２１に相当する。

色忠実度重視モードにおける黄色ＬＥＤ調整処理の動作を説明する。
色忠実度重視モードにおける黄色ＬＥＤ調整処理の動作は、実施例１における黄色ＬＥＤ調整処理の動作と同じである。なお、黄色液晶画素部９２１は、常に透過率が最小の状態である。このモードでは色変換部９２２は動作せず、その出力は単に無視される。

色忠実度重視モードにおける画像表示時の動作を説明する。
色忠実度重視モードにおける画像表示時の動作は、実施例１における画像表示時の動作と同じである。なお、黄色液晶画素部９２１は、常に透過率が最小の状態である。このモードでは色変換部９２２は動作せず、その出力は単に無視される。

広色域モードにおける画像表示時の動作を説明する。
このモードではＬＵＴ部１０１、調整部１０５、センサ部１０６、調整画像生成部１０７、ＬＵＴ書込部１０８、ＡＰＬ計測部１０９、ＬＵＴ読出部１１０、発光制御部１１１は動作しない。色変換部９２２は、赤色と緑色と青色成分からなる入力画像信号を赤色と緑色と青色と黄色成分からなる画像信号へ変換する。入力画像信号が色差信号であるときは、色差信号をＲＧＢ信号へ変換してから、赤色と緑色と青色と黄色成分からなる画像信号
へ変換する。色変換部９２２は、変換後の赤色と緑色と青色の画像信号を赤・緑・青色液晶画素部１０４へ、変換後の黄色成分の画像信号を黄色液晶画素部９２１へ出力する。赤・緑・青色液晶画素部１０４と黄色液晶画素部９２１は、それぞれ色変換部９２２から入力された画像信号にしたがい、マトリクス型液晶画素の透過率を制御する。黄色ＬＥＤ部１０２および赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３は、常に一定の輝度レベルで点灯する。

本実施例の液晶表示装置では、広色域モードにおいて色域拡大のため用いる黄色ＬＥＤを、色忠実度重視モードにおいて液晶表示装置の青味を補正するために有効活用することができる。色忠実度重視モードは、赤色と緑色と青色の３原色にて規定される入力色空間であるｓＲＧＢ（ＩＥＣ ６１９６６−２−１）などの再現に好適であり、本実施例では更に青味が補正されるのでより高い色再現性能を実現できる。

（実施例３）
実施例１では、入力画像のＡＰＬに応じて液晶表示装置の青味を補正する方法を説明した。実施例３では、ＡＰＬに代わり入力画像の輝度ヒストグラムに応じて液晶表示装置の青味を補正する方法を説明する。

ＬＥＤバックライトとマトリクス型液晶画素を、概略以下のように制御する。ＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色ＬＥＤの輝度レベルは、一定とする。黄色ＬＥＤの輝度レベルは、入力画像の輝度ヒストグラムに応じて、液晶表示装置の青味を打ち消す方向に変化させる。つまり、入力画像の輝度ヒストグラムの分布が、低階調側に多く分布しているとき黄色ＬＥＤの輝度レベルを大きくし、高階調側に多く分布しているとき黄色ＬＥＤの輝度レベルを小さくする。

以下、実施例３に関して、実施例１との差分を中心に説明する。
実施例３における液晶表示装置の構成は、図１に示した実施例１の液晶表示装置の構成におけるＡＰＬ計測部１０９に代わり、輝度ヒストグラム計測部１００９を設けた構成である。図１において輝度ヒストグラム計測部１００９を破線のブロックで示している。輝度ヒストグラム計測部１００９は、入力画像の輝度ヒストグラムを計測し、ヒストグラムにおいて頻度が最大となる入力階調を算出する。輝度ヒストグラム計測部１００９は、画像表示時に機能する。

実施例３における液晶表示装置の概略構造は、実施例１と同じく、図２に示す通りである。黄色ＬＥＤ調整処理の動作は、実施例１と同じである。

画像表示時の動作を説明する。
本実施例の画像表示時の液晶表示装置の動作を示すフローチャートは、図５に示した実施例１の液晶表示装置の動作を示すフローチャートにおいてＳ６０２：「ＡＰＬを計測」に代わり、Ｓ１１０２：「輝度ヒストグラムを計測」を実行する。図５において、本実施例の液晶表示装置の動作を示すステップＳ１１０２は破線で示されている。実施例１とは動作が異なるステップ（Ｓ１１０２とＳ６０３）を中心に、画像表示装置の動作を説明する。

Ｓ１１０２：輝度ヒストグラム計測部１００９が、入力画像を解析して、輝度ヒストグラムを計測する。入力画像が、ＲＧＢ信号のときは、色差信号に変換してから、輝度ヒストグラムを計測すればよい。さらに、輝度ヒストグラム計測部１００９は、ヒストグラムの分布が最大となる入力階調を算出する。

Ｓ６０３：ＬＵＴ読出部１１０が、分布が最大となる入力階調に対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルをＬＵＴ部１０１より読み出す。分布が最大となる入力階調が、
１５、３１、・・・、２５５以外の値である場合、ＬＵＴ部１０１には、対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルが記録されていないため、補完により、黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを求める。具体的には、分布が最大となる入力階調に最も近い値を１５、３１、・・・、２５５から選択し、選択した階調に対応する黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルをＬＵＴ部１０１より読み出す。分布が最大となる入力階調と黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルとの関係は、図６（Ａ）において、横軸を輝度ヒストグラム計測部１００９が計測した分布が最大となる入力階調に読み替えればよい。分布が最大となる入力階調から黄色ＬＥＤ部１０２の設定輝度レベルを算出するには、実施例１と同じく、図６（Ｂ）に示すような線形補完により不足する値を補完してもよい。

以上述べたように本実施例の液晶表示装置では、実施例１と同じく、黄色ＬＥＤの輝度レベル調整により青味補正を行い、青味補正を目的としてはＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分の輝度レベル調整は行わない。従って、青味の補正に起因してＬＥＤバックライトの赤色と緑色と青色成分の劣化に色別のバラツキを生じることを抑制できる。さらに輝度ヒストグラムの分布が大きい階調とＡＰＬとが一致しない画像（例えば低階調側に４割の輝度が分布し、高階調側に６割の輝度が分布した画像）に対し、分布がより大きい階調（前記例では、高階調側）を基準として黄色ＬＥＤの輝度レベルを調整できる。よって、液晶表示装置の青味補正を、より効果的に行うことができる。

（他の実施例）
本発明は、バックライトが複数の発光ブロックに分割され各発光ブロックが赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び黄色ＬＥＤを有し、発光ブロック毎にＬＥＤの発光輝度レベルを制御（ローカルディミング制御）可能な液晶表示装置にも適用することができる。ローカルディミング制御を行う場合、発光制御部１１１は、ＬＵＴ読出部１１０から読み出した設定輝度レベルで黄色ＬＥＤ部１０２の発光を制御することに加え、入力画像信号に基づき赤・緑・青色ＬＥＤ部１０３及び黄色ＬＥＤ部１０２の発光を制御する。
その場合、入力画像のＡＰＬや輝度ヒストグラムを、各発光ブロックに対応する液晶パネルの表示領域に対応する分割領域毎に算出し、分割領域毎に黄色ＬＥＤの発光輝度レベルを調整する。こうすることにより、低輝度領域と高輝度領域が混在する画像においても分割領域毎に適切な青味補正を行うことができる。

また、上記各実施例はバックライトが赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３色から構成される場合を例に説明したが、白色ＬＥＤを含んでも良いし、白色ＬＥＤのみから構成されていても良いし、その他の色から構成されていても良い。また、発光体はＬＥＤに限らず、冷陰極管などを用いても良い。バックライトを構成する発光体の種類や色によらず、入力される画像信号の輝度レベルによって無彩色の色味が変化する特性を有するどのような画像表示装置にも本発明を適用できる。本実施例では、第２の発光部の発光色が黄色である場合を例に説明したが、無彩色の色味の変化が青味以外である場合には、その色味の補色を適宜選択して第２の発光部の発光体として用いることができる。そうすることにより、青味以外の色味の変化を補正することができる。また、本実施例では、入力画像信号のあらゆる輝度レベルに応じて最適な無彩色色度が得られる黄色ＬＥＤの輝度レベルを求めて黄色ＬＥＤの発光制御を行う例を説明したが、黄色ＬＥＤの輝度レベル制御はこれに限らない。例えば、入力画像信号の輝度レベルがある閾値以下の場合には黄色ＬＥＤをある一定の輝度レベルで発光させ、それ以外の場合には発光させない、といったごく簡単な制御でも、低階調入力においてある程度の青味低減の効果が得られる。つまり、無彩色色度が変化する色味に対し補色の関係にある発光体を備える構成により、本発明に係る画像表示装置は、無彩色の色味が変化するという課題を解決することができる。

１０１：ＬＵＴ部、１０２：黄色ＬＥＤ部、１０３：赤・緑・青色ＬＥＤ部、１０４：赤
・緑・青色液晶画素部、１０９：ＡＰＬ計測部、１１０：ＬＵＴ読出部

Claims (14)

1. 一又は複数の色のサブ画素から構成される画素の集合である透過型の表示パネルと、
   一又は複数の色で発光する一又は複数の第１の発光部と、前記第１の発光部の発光色と異なる色で発光する第２の発光部と、を有するバックライトと、を備える画像表示装置であって、
   前記表示パネルは、前記第１の発光部を発光させかつ前記第２の発光部を発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味に変化する特性を有し、
   前記第２の発光部の発光色は、前記特定の色味に対する補色であり、
   前記画像表示装置は、
   入力される画像信号の輝度レベルを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得される前記画像信号の輝度レベルに応じて、前記第２の発光部の輝度レベルを制御する発光制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 入力される画像信号の輝度レベルと、前記第２の発光部の輝度レベルと、の対応関係を記憶する記憶手段を有し、
   前記発光制御手段は、前記対応関係に基づき、前記取得手段により取得される輝度レベルに対応する前記第２の発光部の輝度レベルを算出し、前記第２の発光部を前記算出した輝度レベルで発光させる請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記バックライトは複数の発光ブロックに分割され、各発光ブロックは前記第１の発光部及び第２の発光部を有する請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記取得手段は、各発光ブロックに対応する前記表示パネルの表示領域である分割領域毎に、入力される画像信号の輝度レベルを取得し、
   前記発光制御手段は、前記取得手段により取得される輝度レベルに応じて、前記第２の発光部の輝度レベルを前記発光ブロック毎に制御する請求項３に記載の画像表示装置。
5. 入力される画像信号の輝度レベルと、前記第２の発光部の輝度レベルと、の対応関係を記憶する記憶手段を有し、
   前記発光制御手段は、前記対応関係に基づき、前記取得手段により取得される各分割領域の輝度レベルに対応する前記第２の発光部の輝度レベルを算出し、前記第２の発光部を前記発光ブロック毎に算出した輝度レベルで発光させる請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記表示パネルの各画素は、前記第２の発光部の発光色と異なる色の一又は複数の第１のサブ画素と、前記第２の発光部の発光色と同じ色の第２のサブ画素と、から構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記表示パネルの各画素は、前記第２の発光部の発光色と異なる色の一又は複数の第１のサブ画素と、前記第２の発光部の発光色と同じ色の第２のサブ画素と、を含んで構成され、
   入力される画像信号に応じて第１のサブ画素の透過率を制御するとともに第２のサブ画素の透過率を最小に制御する第１の表示モードと、入力される画像信号に応じて第１のサブ画素及び第２のサブ画素の透過率を制御する第２の表示モードと、を切り替える表示制御手段を有し、
   前記発光制御手段は、第１の表示モードにおいて、前記取得手段により取得される輝度レベルに応じて第２の発光部の輝度レベルを変化させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記取得手段は、入力される画像信号の平均輝度を、入力される画像信号の輝度レベルとする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記取得手段は、入力される画像信号の輝度ヒストグラムにおける分布が最大の輝度を、入力される画像信号の輝度レベルとする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記第１の発光部は、白色で発光する発光体であり、
    前記第２の発光部は、黄色で発光する発光体である、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記第１の発光部は、赤色で発光する発光体、緑色で発光する発光体、及び青色で発光する発光体から構成され、
    前記第２の発光部は、黄色で発光する発光体である、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記表示パネルの各画素は、赤色、緑色、及び青色のサブ画素で構成される、
    請求項１０又は１１に記載の画像表示装置。
13. 前記表示パネルの各画素は、赤色、緑色、青色、及び黄色のサブ画素で構成される、
    請求項１０又は１１に記載の画像表示装置。
14. 一又は複数の色のサブ画素から構成される画素の集合である透過型の表示パネルと、
    一又は複数の色で発光する一又は複数の第１の発光部と、前記第１の発光部の発光色と異なる色で発光する第２の発光部と、を有するバックライトと、を備える画像表示装置の制御方法であって、
    前記表示パネルは、前記第１の発光部を発光させかつ前記第２の発光部を発光させない場合、入力される画像信号の輝度レベルに応じて無彩色の表示色度が特定の色味に変化する特性を有し、
    前記第２の発光部の発光色は、前記特定の色味に対する補色である画像表示装置の制御方法であって、
    入力される画像信号の輝度レベルを取得する取得工程と、
    前記取得工程により取得される前記画像信号の輝度レベルに応じて、前記第２の発光部の輝度レベルを制御する発光制御工程と、
    を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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