JP2021018360A - 色補正装置、表示装置および色補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３個の原色および追加色からなる４個の色の加法混色を行う表示装置の特性に応じた色の補正を少ないリソースで行う方法を提供する。【解決手段】入力階調値Rin,Gin,Bin,Xinを調整し、１次階調値Rin,Gin,Bin,X'inを得る。入力階調値Rin,Gin,Bin,Xinの組により表現される色がＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの単色である場合、１次階調値X'inが０にされる。また、１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUT,B_LUTにしたがって、それぞれＲ、Ｇ、Ｂが補正され、１次元ルックアップテーブルW_LUT(R),W_LUT(G),W_LUT(B)にしたがって、Ｗが補正される。また、前者の補正により得られる階調値および後者の補正により得られる階調値の出力階調値Rout,Gout,Boutへの寄与の大きさが１次階調値Rin,Gin,Binの組により表現される色に応じて変更される。【選択図】図３

Description

本発明は、色補正装置、表示装置および色補正方法に関する。

液晶表示装置においては、赤、緑、青等の３個の原色を混合することにより様々な色をつくる加法混色が行われる。このため、液晶表示装置においては、３個の原色の原色量をそれぞれ示す３個の階調値が入力され、入力された３個の階調値に応じた色が表示される。

しかし、入力された３個の階調値の全部または一部が徐々に変化した場合に表示される色が滑らかに変化しないときは、表示される色を観察した観察者は不自然な印象を受ける。白の階調については、この問題が特に顕著になる。

このため、３個の階調値の全部または一部が徐々に変化した場合に表示される色が滑らかに変化するようにするために、入力された原色の原色量を示す階調値と表示される色の原色成分の明るさとの関係を示すγ特性の補正が行われる。

γ特性の補正は、多くの場合、ルックアップテーブルにしたがって行われる。ルックアップテーブルは、階調変換特性を定義し、索引となる複数の入力階調値と複数の入力階調値の各々に対応する出力階調値とを含む。ルックアップテーブルにしたがってγ特性の補正が行われる場合は、ルックアップテーブルにしたがって階調変換前の階調値に対する階調変換が行われる。階調変換においては、階調変換前の階調値に一致する入力階調値に対応する出力階調値が特定され、特定された出力階調値が階調変換後の階調値にされる。

３個の原色の全部に共通する１個のルックアップテーブルが準備され準備された１個のルックアップテーブルにしたがってγ特性の補正が行われる場合は、１個のルックアップテーブルにしたがって３個の階調変換前の階調値の各々に対して階調変換が行われる。この場合は、階調変換後の３個の階調値の比を階調変換前の３個の階調値の比と異ならせることができないため、色の補正を行うことができない。

色の補正を行うことができるようにするために、３個の原色にそれぞれ対応する３個のルックアップテーブルを準備し準備した３個のルックアップテーブルにしたがってγ特性の補正を行うことが提案されている。この場合は、階調変換後の３個の階調値の比を階調変換前の３個の階調値の比と異ならせることができるため、白について色の補正を行うことができる。しかし、液晶表示装置の特性によっては、任意の色について色の補正を適切に行うことができない場合がある。

また、液晶表示装置の特性によらずに任意の色について色の補正を適切に行うことができるようにするために、３個の原色に対応するルックアップテーブル、及び白に対応するルックアップテーブルを準備し準備したルックアップテーブルにしたがって色の補正を行うことが提案されている。この場合は、３個の原色に対応する１次元ルックアップテーブルにしたがって３個の原色の各々について補正が行われ、白に対応する１次元ルックアップテーブルにしたがって白について補正が行われる。また、前者および後者の補正の適用量が補正前の階調値の組により表現される色に応じて変更される。このため、３個の原色および白の各々についてγ特性の補正が適切に行われ、白について色の補正が適切に行われる。加えて、任意の色について、色の補正が適切に行われる。また、１次元ルックアップテーブルにしたがってγ特性および色の補正が行われるため、少ないリソースで液晶表示装置の特性に応じたγ特性および色の補正が行われる。特許文献１に記載された技術は、その一例である。

また、近年においては、光の利用効率を向上し色の再現範囲を拡大するために、液晶表示装置において、３個の原色、および３個の原色以外の追加色からなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色が行われる場合がある。一方で、液晶表示装置には、一般的には、３個の原色の原色量をそれぞれ示す３個の階調値が入力される。このため、液晶表示装置において４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色が行われる場合は、一般的には、入力された３個の原色の原色量をそれぞれ示す３個の階調値が、３個の原色の原色量をそれぞれ示す３個の階調値、及び追加色の色量を示す階調値からなる４個の階調値に変換される。しかし、３個の階調値から４個の階調値への変換の結果によっては、不自然な色が表示される、不自然な輝度差が生じる等の不自然な表示が生じる場合がある。このため、光の利用効率を向上し色の再現範囲を拡大することができ不自然な表示が生じることを抑制することができるように３個の階調値を４個の階調値に変換する技術が検討されている。特許文献２に記載された技術は、その一例である。

特開２０１７−１５８１７０号公報 特開２００６−１７１０４９号公報

３個の原色および追加色からなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う液晶表示装置は、３個の原色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う液晶表示装置の特性と異なる特性を有する。また、前者の液晶表示装置においては、混合される色に３個の原色以外の追加色が含まれるため、任意の色について色の補正を適切に行うことが困難になる。特に白について色の補正を適切に行うことが困難になる。このため、前者の液晶表示装置においては、白が表示される場合に不自然な表示が顕著に生じるときがある。したがって、前者の液晶表示装置においては、高い精度を有する色の補正が求められる。

この問題は、３次元ルックアップテーブルにしたがって色の補正を行うこと、または多重的な１次元ルックアップテーブルにしたがって色の補正を行うこと等により抑制することができる。

一方で、液晶表示装置においては、フレーム画像が、当該フレーム画像を表現する信号が入力された後に直ちに表示されなければならない。このため、色の補正を含む信号の処理は、リアルタイムに行われなければならない。したがって、３次元ルックアップテーブルまたは多重的な１次元ルックアップテーブルにしたがって色の補正が行われる場合は、３次元ルックアップテーブルまたは多重的な１次元ルックアップテーブルは望ましくはハードウェアに組み込まれる。

しかし、３次元ルックアップテーブルまたは多重的な１次元ルックアップテーブルをハードウェアに組み込むためには、多くのリソースが必要になる。このため、３次元ルックアップテーブルまたは多重的な１次元ルックアップテーブルをハードウェアに組み込むことは非現実的である。

これらの問題は、液晶表示装置以外において色の補正が行われる場合にも生じる。

本発明は、これらの問題を解決するためになされる。本発明が解決しようとする課題は、少ないリソースで、３個の原色および追加色からなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う表示装置の特性に応じた色の補正を適切に行うことである。

本発明は、色補正装置および色補正方法に関する。色補正装置が表示装置に組み込まれてもよい。

第１の入力階調値、第２の入力階調値、第３の入力階調値および第４の入力階調値に対して調整が行われる。第１の１次階調値、第２の１次階調値、第３の１次階調値および第４の１次階調値が得られる。調整において、第１の入力階調値、第２の入力階調値、第３の入力階調値及び第４の入力階調値の組により表現される色が第１の原色、第２の原色および第３の原色のいずれかの単色である場合に、第４の１次階調値が０にされる。

第１の入力階調値、第２の入力階調値および第３の入力階調値は、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色の原色量を示す。第４の入力階調値は、第１の原色、第２の原色および第３の原色以外の追加色の色量を示す。第１の１次階調値、第２の１次階調値および第３の１次階調値は、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色の原色量を示す。第４の１次階調値は、追加色の色量を示す。

第１の１次元ルックアップテーブル、第２の１次元ルックアップテーブルおよび第３の１次元ルックアップテーブルは、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色に関する階調変換特性を定義する。

第１の１次元ルックアップテーブル、第２の１次元ルックアップテーブルおよび第３の１次元ルックアップテーブルにしたがって、それぞれ第１の１次階調値、第２の１次階調値および第３の１次階調値に対して階調変換が行われる。第１の２次階調値、第２の２次階調値よび第３の２次階調値が得られる。

第１の２次階調値、第２の２次階調値よび第３の２次階調値は、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色の原色量を示す。

第４の１次元ルックアップテーブル、第５の１次元ルックアップテーブルおよび第６の１次元ルックアップテーブルは、白に関する階調変換特性を定義する。

第４の１次元ルックアップテーブル、第５の１次元ルックアップテーブルおよび第６の１次元ルックアップテーブルにしたがって、それぞれ第１の１次階調値、第２の１次階調値および第３の１次階調値に対して階調変換が行われる。第４の２次階調値、第５の２次階調値よび第６の２次階調値が得られる。

第４の２次階調値、第５の２次階調値よび第６の２次階調値は、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色の原色量を示す。

第１の１次階調値、第２の１次階調値および第３の１次階調値から、第１の２次階調値および第４の２次階調値の各々の第１の出力階調値への寄与の大きさが第１の寄与の大きさに決定され、第２の２次階調値および第５の２次階調値の各々の第２の出力階調値への寄与の大きさが第２の寄与の大きさに決定され、第３の２次階調値および第６の２次階調値の各々の第３の出力階調値への寄与の大きさが第３の寄与の大きさに決定される。

第１の出力階調値、第２の出力階調値および第３の階調値は、それぞれ第１の原色、第２の原色および第３の原色の原色量を示す。

第１の２次階調値および第４の２次階調値の各々の第１の出力階調値への寄与の大きさが第１の寄与の大きさになるように第１の２次階調値および第４の２次階調値から第１の出力階調値が導出され、第２の２次階調値および第５の２次階調値の各々の第２の出力階調値への寄与の大きさが第２の寄与の大きさになるように第２の２次階調値および第５の２次階調値から第２の出力階調値が導出され、第３の２次階調値および第６の２次階調値の各々の第３の出力階調値への寄与の大きさが第３の寄与の大きさになるように第３の２次階調値および第６の２次階調値から第３の出力階調値が導出される。

本発明によれば、３個の原色の原色量をそれぞれ示す３個の入力階調値、及び３個の原色以外の追加色の色量を示す入力階調値からなる４個の入力階調値により表現される色が３個の原色のいずれかの単色である場合に、追加色の色量を示す階調値が０にされ、追加色の影響を受けることなく３個の原色の各々について補正が行われる。このため、３個の原色の各々について、３個の原色および追加色からなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う表示装置の特性に応じた補正を適切に行うことができる。

また、本発明によれば、１次元ルックアップテーブルにしたがって３個の原色の各々について補正が行われ、１次元ルックアップテーブルにしたがって白について補正が行われる。また、前者および後者の補正の適用量が補正前の階調値の組により表現される色に応じて変更される。このため、３個の原色および白の各々についてγ特性の補正が適切に行われ、白について色の補正が適切に行われる。加えて、任意の色について、色の補正が適切に行われる。

また、本発明によれば、１次元ルックアップテーブルにしたがってγ特性および色の補正が行われるため、少ないリソースでγ特性および色の補正が行われる。

実施の形態１の液晶表示装置を示すブロック図である。 実施の形態１における階調変換の例を示す図である。 実施の形態１の色補正装置を示すブロック図である。 実施の形態２の色補正装置を示すブロック図である。

１ 実施の形態１
１．１ 液晶表示装置
図１は、実施の形態１の液晶表示装置を示すブロック図である。

図１に示される液晶表示装置１０００は、信号変換部１０２２、タイミングコントローラ１０２４、ゲートドライバ集積回路（ＩＣ）１０２６、ソースドライバＩＣ１０２８および液晶パネル１０３０を備える。タイミングコントローラ１０２４は、信号処理部１０４２を備える。信号処理部１０４２は、色補正部１０６２を備える。液晶パネル１０３０は、複数の画素１０８２を備える。液晶表示装置１０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。なお、以下の実施の形態では、Ｒ、ＧおよびＢ以外の追加色として白色（W）を採用したが、後述する色補正装置で扱う白色との誤認を避けるため、追加色（Ｘ）と表記する。また、その追加色（Ｘ）の階調値は、XinやX'in、Xoutなどと表記される。

入力信号１１０２は、画像データを含む信号を含む。画像データは、複数の画素１０８２の各々について、３個の階調値Rin,GinおよびBinを含む。３個の階調値Rin,GinおよびBinは、３個の原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の原色量をそれぞれ示す。

入力信号１１０２は、デジタル電気信号であり、有線伝送され、信号変換部１０２２に入力される。入力信号１１０２が無線伝送される入力信号に置き換えられてもよく、液晶表示装置１０００が無線伝送される入力信号を受信する受信機を備えてもよい。入力信号１１０２がアナログ電気信号である入力信号に置き換えられてもよく、液晶表示装置１０００がアナログ電気信号である入力信号をデジタル電気信号へ変換することにより階調値Rin,GinおよびBinを得るＡ／Ｄ変換器を備えてもよい。

信号変換部１０２２は、３個の階調値Rin,GinおよびBinを４個の階調値Rin,Gin,BinおよびXinに変換する。４個の階調値Rin,Gin,BinおよびXinは、タイミングコントローラ１０２４に入力される。階調値Rin,GinおよびBinは、Ｒ、ＧおよびＢの原色量をそれぞれ示す。階調値Xinは、Ｒ、ＧおよびＢ以外の追加色（Ｘ）の色量を示す。

信号処理部１０４２は、複数の画素１０８２の各々を駆動するタイミングを制御するために用いられる信号１１２２を出力する。出力された信号１１２２は、ゲートドライバＩＣ１０２６に入力される。また、信号処理部１０４２は、入力された画像データを含む信号を処理し、複数の画素１０８２の各々に表示させる色を制御するために用いられる信号１１２４を出力する。出力された信号１１２４は、ソースドライバＩＣ１０２８に入力される。

色補正部１０６２は、信号１１２４が生成される場合に、色の補正を行う。色の補正が行われる場合は、複数の画素１０８２の各々について、補正前の階調値Rin,Gin,BinおよびXinが色補正部１０６２に入力され、補正後の階調値Rout,Gout,BoutおよびXoutが色補正部１０６２から出力される。

ゲートドライバＩＣ１０２６は、信号１１２２に基づいて、複数の画素１０８２の各々に備えられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ信号１１４２をＴＦＴゲートに出力する。

ソースドライバＩＣ１０２８は、信号１１２４に基づいて、複数の画素１０８２の各々に表示される色を制御する色信号１１４４をＴＦＴソースに出力する。色信号１１４４は、ＲＧＢＸデータを構成する補正後の階調値Rout,Gout,BoutおよびXoutを反映する。（階調値Xoutは白色Wの階調値Woutを表す。）

ゲートドライバＩＣ１０２６およびソースドライバＩＣ１０２８は、複数の画素１０８２の各々について、補正後の階調値Rout,Gout,BoutおよびXoutの組により表現される色を画素に表示させる駆動回路を構成する。当該駆動回路が、当該駆動回路が有する構成とは異なる構成を有する駆動回路に置き換えられてもよい。

液晶パネル１０３０は、表示パネルである。複数の画素１０８２の各々について補正後の階調値Rout,Gout,BoutおよびXoutの組により表現される色が画素に表示されることにより、液晶パネル１０３０には画像が表示される。

１．２ 階調変換
図２は、実施の形態１における階調変換の例を示す図である。

図２に示される１次元ルックアップテーブル１２０２は、階調変換前の階調値から階調変換後の階調変換への階調変換が行われる場合の階調変換特性を定義し、１、・・・、１５９、１６０、１６１、・・・、２５５という２５６個の入力階調値１２２２を備え、２５６個の入力階調値にそれぞれ対応する１、・・・、１６４、１６９、１７２、・・・、２５５という２５６個の出力階調値１２２４を備える。入力階調値１２２２の各々は、８ビットのビット列で表現される。出力階調値１２２４の各々は、８ビットのビット列で表現される。２５６個の入力階調値１２２２が、各々が７ビット以下または９ビット以上のビット列で表現される複数の入力階調値に置き換えられてもよい。２５６個の出力階調値１２２４が、各々が７ビット以下または９ビット以上のビット列で表現される複数の出力階調値に置き換えられてもよい。

１次元ルックアップテーブル１２０２にしたがって階調変換が行われる場合は、階調変換前の階調値に一致する入力階調値が２５６個の入力階調値１２２２から選択され、選択された入力階調値に対応する出力階調値が階調変換後の階調値にされる。これにより、階調変換前の階調値が階調変換後の階調値に変換される。例えば、階調変換前の階調値が１５９、１６０または１６１である場合は、階調変換後の階調値はそれぞれ１６４、１６９または１７２になる。

１．３ 色補正装置
図３は、実施の形態１の色補正装置を示すブロック図である。

図３に示される色補正装置１２９０は、液晶表示装置１０００に組み込まれて色補正部１０６２となり、調整ブロック１３００、原色用の補正部１３０２、白用の補正部１３０４、係数算出部１３０６および階調値算出部１３０８を備える。原色用の補正部１３０２は、原色用の階調変換部１３２２を備える。白用の補正部１３０４は、白用の階調変換部１３４２を備える。色補正装置１２９０がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。

色補正装置１２９０が、液晶表示装置１０００が備える構成と異なる構成を備える液晶表示装置、液晶表示装置以外の表示装置、表示装置以外の装置等に組み込まれてもよい。

入力信号１１０２は、Ｒ、ＧおよびＢの原色量をそれぞれ示す入力階調値Rin,GinおよびBinを含み、Ｘの色量を示す入力階調値Xinを含む。入力階調値Rin,Gin,BinおよびXinは、補正前の階調値であり、調整ブロック１３００に入力される。Ｒ、ＧおよびＢが、Ｒ、ＧおよびＢ以外の３個の原色に置き換えられてもよい。

調整ブロック１３００は、入力階調値Rin,Gin,BinおよびXinに対して調整を行い、１次階調値Rin,Gin,BinおよびX'inを出力する。１次階調値Rin,GinおよびBinは、Ｒ、ＧおよびＢの原色量をそれぞれ示す。１次階調値X'inは、Ｘの色量を示す。調整ブロック１３００は、当該調整において、入力階調値Rin,Gin,BinおよびXinの組により表現される色がＲ、Ｇ及びＢのいずれかの単色である場合に、１次階調値X'inを０にする。これにより、Ｒ、Ｇ及びＢのいずれかの単色の彩度を低下させることなく当該単色を表示することができる。また、Ｒ、ＧおよびＢの各々について、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＸからなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う４色構造の液晶表示装置１０００の特性に応じた補正を適切に行うことができる。１次階調値Rin,Gin,BinおよびX'inは、原色用の補正部１３０２、白用の補正部１３０４および係数算出部１３０６の各々に入力される。

原色用の階調変換部１３２２は、１次階調値Rin,GinおよびBinの補正を行うための１次元ルックアップテーブルの集合である、Ｒ、ＧおよびＢに関する階調変換特性をそれぞれ定義する原色用の１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUTおよびB_LUTを保持する。原色用の１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUTおよびB_LUTは、それぞれＲ、ＧおよびＢのγ特性を補正するためのものであり、望ましくはハードウェアで実装される。

原色用の階調変換部１３２２は、１次元ルックアップテーブルR_LUTにしたがって１次階調値Rinに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値R'rを得、１次元ルックアップテーブルG_LUTにしたがって１次階調値Ginに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値G'gを得、１次元ルックアップテーブルB_LUTにしたがって１次階調値Binに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値B'bを得る。原色用の階調変換部１３２２から出力される階調変換後の階調値R'r,G'gおよびB'bは、そのまま原色用の補正部１３０２から出力される２次階調値R'r,G'gおよびB'bになる。これにより、原色用の補正部１３０２は、２次階調値R'r,G'gおよびB'bを得る。２次階調値R'r,G'gおよびB'bは、それぞれＲ、ＧおよびＢの原色量を示す。

白用の階調変換部１３４２は、１次階調値Rin,GinおよびBinの補正を行うための１次元ルックアップテーブルの集合である、白（Ｗ）に関する階調変換特性を定義する１次元ルックアップテーブルW_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)を保持する。ＷはＲ、ＧおよびＢの混色であるため、Ｗに関する階調変換特性はＲ、ＧおよびＢに関する階調変換特性をそれぞれ定義する１次元ルックアップテーブルW_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)の組により定義される。１次元ルックアップテーブルW_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)は、Ｗのγ特性および色を補正するためのものであり、望ましくはハードウェアで実装される。

白用の階調変換部１３４２は、１次元ルックアップテーブルW_LUT(R)にしたがって１次階調値Rinに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値R'wを得、１次元ルックアップテーブルW_LUT(G)にしたがって１次階調値Ginに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値G'wを得、１次元ルックアップテーブルW_LUT(B)にしたがって１次階調値Binに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値B'wを得る。白用の階調変換部１３４２から出力される階調変換後の階調値R'w,G'wおよびB'wは、そのまま白用の補正部１３０４から出力される２次階調値R'w,G'wおよびB'wになる。これにより、白用の補正部１３０４は、２次階調値R'w,G'wおよびB'wを得る。２次階調値R'w,G'wおよびB'wは、それぞれＲ、ＧおよびＢの原色量を示す。

係数算出部１３０６は、１次階調値Rin,GinおよびBinから重み係数K_R,K_G,K_B,K_W(R),K_W(G)およびK_W(B)を算出する。重み係数K_R,K_G,K_B,K_W(R),K_W(G)およびK_W(B)は、それぞれ１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUT,B_LUT,W_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)に対応する。重み係数K_R,K_G,K_B,K_W(R),K_W(G)およびK_W(B)の各々は、対応する１次元ルックアップテーブルにしたがって行われる階調変換により得られる階調変換後の階調値の重みを示す。したがって、重み係数K_R,K_G,K_B,K_W(R),K_W(G)およびK_W(B)は、それぞれ２次階調値R'r,G'g,B'b,R'w,G'wおよびB'wの重みを示す。

階調値算出部１３０８は、重み係数K_RおよびK_W(R)がそれぞれ２次階調値R'rおよびR'wに乗じられた重み付け和K_R*R'r+K_W(R)*R'wを出力階調値Routにし、重み係数K_GおよびK_W(G)がそれぞれ２次階調値G'gおよびG'wに乗じられた重み付け和K_G*G'g+K_W(G)*G'wを出力階調値Goutにし、重み係数K_BおよびK_W(B)がそれぞれ２次階調値B'bおよびB'wに乗じられた重み付け和K_B*B'b+K_W(B)*B'wを出力階調値Boutにする。出力信号１３６２に含まれる出力階調値Rout,GoutおよびBoutは、補正後の階調値であり、それぞれＲ、ＧおよびＢの原色量を示す。

重み係数K_Rが小さくなるほど２次階調値R'rの出力階調値Routへの寄与が小さくなり、重み係数K_Rが大きくなるほど２次階調値R'rの出力階調値Routへの寄与が大きくなり、重み係数K_W(R)が小さくなるほど２次階調値R'wの出力階調値Routへの寄与が小さくなり、重み係数K_W(R)が大きくなるほど２次階調値R'wの出力階調値Routへの寄与が大きくなる。このため、重み係数K_RおよびK_W(R)は、それぞれ２次階調値R'rおよびR'wの出力階調値Routへの寄与の大きさを表現する。

同様に、重み係数K_GおよびK_W(G)は、それぞれ２次階調値G'gおよびG'wの出力階調値Goutへの寄与の大きさを表現し、重み係数K_BおよびK_W(B)は、それぞれ２次階調値B'bおよびB'wの出力階調値Boutへの寄与の大きさを表現する。

したがって、係数算出部１３０６は、２次階調値R'rおよびR'wの各々の出力階調値Routへの寄与の大きさを重み係数K_RおよびK_W(R)により表現されるものに決定し、２次階調値G'gおよびG'wの各々の出力階調値Goutへの寄与の大きさを重み係数K_GおよびK_W(G)により表現されるものに決定し、２次階調値B'bおよびB'wの各々の出力階調値Boutへの寄与の大きさを重み係数K_BおよびK_W(B)により表現されるものに決定する決定部を構成する。

また、階調値算出部１３０８は、２次階調値R'rおよびR'wの各々の出力階調値Routへの寄与の大きさが重み係数K_RおよびK_W(R)により表現されるものになるように２次階調値R'rおよびR'wから出力階調値Routを導出し、２次階調値G'gおよびG'wの各々の出力階調値Goutへの寄与の大きさが重み係数K_GおよびK_W(G)により表現されるものになるように２次階調値G'gおよびG'wから出力階調値Goutを導出し、２次階調値B'bおよびB'wの各々の出力階調値Boutへの寄与の大きさが重み係数K_BおよびK_W(B)により表現されるものになるように２次階調値B'bおよびB'wから出力階調値Boutを導出する導出部を構成する。

重み係数K_R,K_G,K_B,K_W(R),K_W(G)およびK_W(B)が算出される場合は、１次階調値Rin,GinおよびBinの組により表現される色のＷへの近さを示す指標Kwが式(1)により算出される。

Kw=1-(RGBin_MAX-RGBin_MIN)/RGBin_MAX (1)

最大値RGBin_MAXは、１次階調値Rin,GinおよびBinの最大値であり、式(2)により算出される。

RGBin_MAX=MAX(Rin,Gin,Bin) (2)

最小値RGBin_MINは、１次階調値Rin,GinおよびBinの最小値であり、式(3)により算出される。

RGBin_MIN=MIN(Rin,Gin,Bin) (3)

指標Kwは、１次階調値Rin,GinおよびBinの組により表現される色がＷである場合は、Rin=Gin=Binであるので、１になり、当該色がＲ、ＧまたはＢである場合は、１次階調値Rin,GinおよびBinのうちの２つが０になるので、０になり、当該色が白に近くなるほど大きくなる。このため、指標Kwは、Ｗの重みを示す因子となり、1から指標Kwを減じた指標1-Kwは、Ｒの重み、Ｇの重みおよびＢの重みの合計を示す因子になる。

また、１次階調値Rin,GinおよびBinにより表現される色のＲへの近さを示す指標Krが式(4)により算出され、当該色のＧへの近さを示す指標Kgが式(5)により算出され、当該色のＢへの近さを示す指標Kbが式(6)により算出される。

Kr=(1-Kw)*Rin/(Rin+Gin+Bin) (4)
Kg=(1-Kw)*Gin/(Rin+Gin+Bin) (5)
Kb=(1-Kw)*Bin/(Rin+Gin+Bin) (6)

指標1-Kwは、Ｒの重み、Ｇの重みおよびＢの重みの合計を示す因子であり、Rin/(Rin+Gin+Bin),Gin/(Rin+Gin+Bin)およびBin/(Rin+Gin+Bin)の比率は、Ｒの重み、Ｇの重みおよびＢの重みの比率を示す。したがって、式(4),(5)および(6)によれば、Ｒの重み、Ｇの重みおよびＢの重みの合計がＲ、ＧおよびＢの各原色に各原色の重みに応じて按分される。

さらに、重み係数K_W(R),K_W(G),K_W(B),K_R,K_GおよびK_Bが、それぞれ式(7),(8),(9),(10),(11)および(12)により算出される。

K_W(R)=Kw/(Kr+Kw) (7)
K_W(G)=Kw/(Kg+Kw) (8)
K_W(B)=Kw/(Kb+Kw) (9)
K_R=1-K_W(R) (10)
K_G=1-K_W(G) (11)
K_B=1-K_W(B) (12)

指標KrはＲの重みを示す因子であり、指標KwはＷの重みを示す因子である。このため、指標KrおよびKwの和に占める指標Kwの比率である重み係数K_W(R)は、液晶表示装置１０００の特性の影響を最も受けるＷに対する補正を適用すべき比率を指定する。同様に、重み係数K_W(G)およびK_W(B)の各々も、液晶表示装置１０００の特性の影響を最も受けるＷに対する補正を適用すべき比率を指定する。

式(1)から(12)までは一例であり、重み係数K_W(R),K_W(G),K_W(B),K_R,K_GおよびK_Bが、式(1)から(12)までとは異なる式により算出されてもよい。

重み係数K_W(R),K_W(G),K_W(B),K_R,K_GおよびK_Bの各々は、０以上１以下の値をとる。また、重み係数K_Rと重み係数K_W(R)との和は１になり、重み係数K_Gと重み係数K_W(G)との和は１になり、重み係数K_Bと重み係数K_W(B)との和は１になる。これにより、単純な重み付け和により出力階調値Rout,GoutおよびBoutが得られる。

重み係数K_W(R),K_W(G),K_W(B),K_R,K_GおよびK_Bによれば、１次階調値Rin,GinおよびBinの組により表現される色が白に近くなり指標Kwが大きくなるほど、２次階調値R'rの出力階調値Routへの寄与が小さくなり、２次階調値R'wの出力階調値Routへの寄与が大きくなり、２次階調値G'gの出力階調値Goutへの寄与が小さくなり、２次階調値G'wの出力階調値Goutへの寄与が大きくなり、２次階調値B'bの出力階調値Boutへの寄与が小さくなり、２次階調値B'wの出力階調値Boutへの寄与が大きくなる。

２次階調値R'rおよびR'wの各々の出力階調値Routへの寄与の大きさを示す係数、２次階調値G'gおよびG'wの各々の出力階調値Goutへの寄与の大きさを示す係数、および２次階調値B'bおよびB'wの各々の出力階調値Boutへの寄与の大きさを示す係数は、出力階調値Rout,GoutおよびBoutを導出するための算出式が他の算出式に置き換えられた場合は、当該他の算出式に応じた係数に置き換えられる。

出力階調値Xoutは、１次階調値X'inから得られる。実施の形態１においては、１次階調値X'inは、補正されず、そのまま出力階調値Xoutにされる。

実施の形態１によれば、４個の入力階調値Rin,Gin,BinおよびXinの組により表現される色がＲ、ＧおよびＢのいずれかの単色である場合に、Ｘの色量を示す階調値X'inが０にされ、追加色の影響を受けることなくＲ、ＧおよびＢの各々について補正が行われる。このため、Ｒ、ＧおよびＢの各々について、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＸからなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う液晶表示装置１０００の特性に応じた補正を適切に行うことができる。例えば、表示される色を所望の色に近い色にする色の補正を行うことができる。

実施の形態１によれば、１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUTおよびB_LUTにしたがって、それぞれＲ、ＧおよびＢについてγ特性の補正が行われ、１次元ルックアップテーブルW_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)にしたがって、Ｗについてγ特性および色の補正が行われる。また、前者の補正により得られる階調値R'r,G'gおよびB'ならびに後者の補正により得られる階調値R'w,G'wおよびB'wの各々の補正後の階調値Rout,GoutおよびBoutへの寄与の大きさが補正前の階調値Rin,GinおよびBinの組により表現される色に応じて変更される。このため、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷの各々について適切にγ特性の補正が行われ、Ｗについて色の補正が適切に行われる。加えて、任意の色について、色の補正が適切に行われる。したがって、色補正装置１２９０が組み込まれた液晶表示装置１０００においては、任意の色について液晶パネル１０３０の特性に応じた色の補正が行われる。

また、実施の形態１によれば、１次元ルックアップテーブルR_LUT,G_LUT,B_LUT,W_LUT(R),W_LUT(G)およびW_LUT(B)にしたがってγ特性および色の補正が行われるため、少ないリソースでγ特性および色の補正が行われる。

２ 実施の形態２
実施の形態２は、実施の形態１の色補正装置を置き換える色補正装置に関する。

実施の形態１の色補正装置においては、１次階調値X'inから出力階調値Xoutが得られる際に、１次階調値X'inが補正されずそのまま出力階調値Xoutにされたが、実施の形態２の色補正装置においては、１次階調値X'inから出力階調値Xoutが得られる際に、１次階調値X'inが補正されて出力階調値Xoutにされる。

図４は、実施の形態２の色補正装置を示すブロック図である。

図４に図示される実施の形態２の色補正装置２２９０は、図３に図示される実施の形態１の色補正装置１２９０と同じく、調整ブロック１３００、原色用の補正部１３０２、白用の補正部１３０４、係数算出部１３０６および階調値算出部１３０８を備える。ただし、色補正装置２２９０は、色補正装置１２９０と異なり、階調変換部１３１０をさらに備える。

階調変換部１３１０は、１次階調値X'inの補正を行うための１次元ルックアップテーブルである、Ｘに関する階調変換特性を定義する１次元ルックアップテーブルX_LUT(X)を保持する。１次元ルックアップテーブルX_LUT(X)は、Ｘのγ特性を補正するためのものであり、望ましくはハードウェアで実装される。

階調変換部１３１０は、１次元ルックアップテーブルX_LUT(X)にしたがって１次階調値X'inに対して階調変換を行うことにより階調変換後の階調値を得る。階調変換部１３１０から出力される階調変換後の階調値は、そのまま出力階調値Xoutにされる。

実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、Ｒ、ＧおよびＢの各々について、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＸからなる４個の色を混合することにより様々な色をつくる加法混色を行う液晶表示装置１０００の特性に応じた補正を適切に行うことができる。例えば、表示される色を所望の色に近い色にする色の補正を行うことができる。

また、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷの各々についてγ特性の補正が適切に行われ、Ｗについて色の補正が適切に行われ、任意の色について色の補正が適切に行われる。色補正装置１２９０に代えて色補正装置２２９０が液晶表示装置１０００に組み込まれた場合は、任意の色について液晶パネル１０３０の特性に応じた色の補正が行われる。

また、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、少ないリソースでγ特性および色の補正が行われる。

加えて、実施の形態２によれば、１次階調値X'inに対する階調変換が行われるので、液晶表示装置１０００の特性に応じた補正をさらに適切に行うことができる。また、光の利用効率を向上し色の再現範囲を拡大することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、上述の実施の形態１と２においては、追加色として白色（Ｗ）を採りあげて説明したが、例えば白色（Ｗ）に代えて黄色（Ｙ）を採用してもかまわない。この場合、表示パネルを構成する複数の画素においては、階調値Rout,Gout,Boutおよび黄色の階調値Youtの組により表現される色が画素に表示される。さらには、追加色としてシアン（Cyan）やマゼンタ（Magenta）を採用してもかまわないのは勿論である。

実施の形態１および２においては、色補正装置を備える表示装置の一例として液晶表示装置が挙げられ実施の形態が説明された。しかし、説明された色補正は、特定の表示装置において行われる必要はなく、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ディスプレイ等の各種の表示装置において行われてもよい。

１０００ 液晶表示装置、１０６２ 色補正部、１２９０，２２９０ 色補正装置、１３０２ 原色用の補正部、１３０４ 白用の補正部、１３０６ 係数算出部、１３０８ 階調値算出部、１３２２ 原色用の階調変換部、１３４２ 白用の階調変換部、１３１０ 階調変換部。

Claims (4)

1. 第１の原色の原色量を示す第１の入力階調値、第２の原色の原色量を示す第２の入力階調値、第３の原色の原色量を示す第３の入力階調値、ならびに前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色以外の追加色の色量を示す第４の入力階調値に対して調整を行い、前記第１の原色の原色量を示す第１の１次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第２の１次階調値、前記第３の原色の原色量を示す第３の１次階調値、及び前記追加色の色量を示す第４の１次階調値を得、前記調整において前記第１の入力階調値、前記第２の入力階調値、前記第３の入力階調値及び前記第４の入力階調値の組により表現される色が前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色のいずれかの単色である場合に前記第４の１次階調値を０にする調整ブロックと、
   前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色に関する階調変換特性をそれぞれ定義する第１の１次元ルックアップテーブル、第２の１次元ルックアップテーブルおよび第３の１次元ルックアップテーブルを保持し、前記第１の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第１の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第２の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第２の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第３の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第３の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第１の原色の原色量を示す第１の２次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第２の２次階調値および前記第３の原色の原色量を示す第３の２次階調値を得る第１の補正部と、
   白に関する階調変換特性を定義する第４の１次元ルックアップテーブル、第５の１次元ルックアップテーブルおよび第６の１次元ルックアップテーブルを保持し、前記第４の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第１の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第５の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第２の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第６の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第３の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第１の原色の原色量を示す第４の２次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第５の２次階調値および前記第３の原色の原色量を示す第６の２次階調値を得る第２の補正部と、
   前記第１の１次階調値、前記第２の１次階調値および前記第３の１次階調値から、前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値の各々の前記第１の原色の原色量を示す第１の出力階調値への寄与の大きさを第１の寄与の大きさに決定し、前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値の各々の前記第２の原色の原色量を示す第２の出力階調値への寄与の大きさを第２の寄与の大きさに決定し、前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値の各々の前記第３の原色の原色量を示す第３の出力階調値への寄与の大きさを第３の寄与の大きさに決定する決定部と、
   前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値の各々の前記第１の出力階調値への寄与の大きさが前記第１の寄与の大きさになるように前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値から前記第１の出力階調値を導出し、前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値の各々の前記第２の出力階調値への寄与の大きさが前記第２の寄与の大きさになるように前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値から前記第２の出力階調値を導出し、前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値の各々の前記第３の出力階調値への寄与の大きさが前記第３の寄与の大きさになるように前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値から前記第３の出力階調値を導出する導出部と、
   を備える色補正装置。
2. 前記追加色に関する階調変換特性を定義する第７の１次元ルックアップテーブルを保持し、前記第７の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第４の１次階調値に対して階調変換を行い、前記追加色の色量を示す第４の出力階調値を得る階調変換部
   をさらに備える請求項１の色補正装置。
3. 複数の画素を備える表示パネルと、
   請求項１または２の色補正装置であり、前記複数の画素の各々について、前記第１の入力階調値、前記第２の入力階調値、前記第３の入力階調値及び前記第４の入力階調値が入力され、前記第１の出力階調値、前記第２の出力階調値、前記第３の出力階調値、及び前記第４の１次階調値から得られる第４の出力階調値を出力する色補正部と、
   前記複数の画素の各々について、前記第１の出力階調値、前記第２の出力階調値、前記第３の出力階調値及び前記第４の出力階調値の組により表現される色を画素に表示させる駆動回路と、
   を備える表示装置。
4. a) 第１の原色の原色量を示す第１の入力階調値、第２の原色の原色量を示す第２の入力階調値、第３の原色の原色量を示す第３の入力階調値、ならびに前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色以外の追加色の色量を示す第４の入力階調値に対して調整を行い、前記第１の原色の原色量を示す第１の１次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第２の１次階調値、前記第３の原色の原色量を示す第３の１次階調値、及び前記追加色の色量を示す第４の１次階調値を得、前記調整において前記第１の入力階調値、前記第２の入力階調値、前記第３の入力階調値及び前記第４の入力階調値の組により表現される色が前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色のいずれかの単色である場合に前記第４の１次階調値を０にする工程と、
   b) 前記第１の原色、前記第２の原色および前記第３の原色の階調変換特性をそれぞれ定義する第１の１次元ルックアップテーブル、第２の１次元ルックアップテーブルおよび第３の１次元ルックアップテーブルを準備し、前記第１の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第１の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第２の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第２の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第３の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第３の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第１の原色の原色量を示す第１の２次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第２の２次階調値および前記第３の原色の原色量を示す第３の２次階調値を得る工程と、
   c) 白の階調変換特性を定義する第４の１次元ルックアップテーブル、第５の１次元ルックアップテーブルおよび第６の１次元ルックアップテーブルを準備し、前記第４の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第１の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第５の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第２の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第６の１次元ルックアップテーブルにしたがって前記第３の１次階調値に対して階調変換を行い、前記第１の原色の原色量を示す第４の２次階調値、前記第２の原色の原色量を示す第５の２次階調値および前記第３の原色の原色量を示す第６の２次階調値を得る工程と、
   d) 前記第１の１次階調値、前記第２の１次階調値および前記第３の１次階調値から、前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値の各々の前記第１の原色の原色量を示す第１の出力階調値への寄与の大きさを第１の寄与の大きさに決定し、前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値の各々の前記第２の原色の原色量を示す第２の出力階調値への寄与の大きさを第２の寄与の大きさに決定し、前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値の各々の前記第３の原色の原色量を示す第３の出力階調値への寄与の大きさを第３の寄与の大きさに決定する工程と、
   e) 前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値の各々の前記第１の出力階調値への寄与の大きさが前記第１の寄与の大きさになるように前記第１の２次階調値および前記第４の２次階調値から前記第１の出力階調値を導出し、前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値の各々の前記第２の出力階調値への寄与の大きさが前記第２の寄与の大きさになるように前記第２の２次階調値および前記第５の２次階調値から前記第２の出力階調値を導出し、前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値の各々の前記第３の出力階調値への寄与の大きさが前記第３の寄与の大きさになるように前記第３の２次階調値および前記第６の２次階調値から前記第３の出力階調値を導出する工程と、
   を備える色補正方法。

Images