JP5743242B2 - 表示装置、及び表示制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る表示装置10の概略構成のブロック図である。図1に示すように表示装置10は、バックライト装置1、LCDパネル部8を備えている。バックライト装置1は、発光部2、検出部3、白点情報設定部4、演算部5、バックライト駆動部7を備えている。
青バックライト21は、バックライト駆動部7により青色の光を発する光源である。青色の光の中心波長は、例えば約460[nm]である。緑バックライト22は、バックライト駆動部7により緑色の光を発する光源である。赤色の光の中心波長は、例えば約540[nm]である。赤バックライト23は、バックライト駆動部7により赤色の光を発する光源である。赤色の光の中心波長は、例えば約660[nm]である。
青バックライト21、緑バックライト22及び赤バックライト23は、例えば発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)、または半導体レーザーである。
青カラーセンサ31は、発光部2の青バックライト21の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。青カラーセンサ31におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約400[nm]〜540[nm]である。青カラーセンサ31は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。
緑カラーセンサ32は、発光部2の緑バックライト22の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。緑カラーセンサ32におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約480[nm]〜600[nm]である。緑カラーセンサ32は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。
赤カラーセンサ33は、発光部2の赤バックライト23の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。赤カラーセンサ33におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約590[nm]〜720[nm]である。赤カラーセンサ33は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。変換された各電気信号の値は、各バックライトの輝度を示す値である。
また、青カラーセンサ31、緑カラーセンサ32及び赤カラーセンサ33は、例えばフォトセンサである。
なお、色温度の設定範囲は、一般的なパソコンの表示装置では、4000[K]から9300[K]程度である。しかしながら、例えば、グラフィックデザイン、医療用、放送局などの映像確認用の表示装置では、さらに広い色度への対応が求められている。このため、本実施形態のバックライト装置1の色温度の設定範囲は、一般的なパソコンの表示装置で設定可能な色温度の設定範囲より広い、例えば2000[K]から12000[K]である。
色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度または駆動レベルを示す電気信号と、白点情報設定部4が出力する白点の設定情報とを比較する。色度補正値算出部51は、比較結果に基づき、各バックライトの輝度を白点の設定情報に近づけるような各バックライトの駆動値に対する補正値を算出し、算出した第1の補正値aと白点の設定情報を色度補正値分配部52に出力する。
バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内でないと判別した場合(例えば、図2の白点g112)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトとLCDパネル部8で補正すると判別する。図2は、本実施形態に係る白点が設定された場合のバックライト装置1の動作を説明する図である。図2は、CIE(国際照明委員会;Commission Internationale de l’Ecairage)表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図である。図2において、xyは色度を表している。符号g101は、バックライトの色域を表し、符号g102は、本発明におけるバックライトのみによる色度の可変範囲を表している。また、符号g111は、バックライトのみで可変可能な白点を表し、符号g112は、利用者が設定した白点(目標の白点)を表している。また、符号g113は、バックライトのみによる色度の可変範囲g102内の標準的な白点を表し、符号g121は、映像信号のレベルによる色補正による補正を表している。例えば、図2の符号g112のように、符号g102の範囲より外に利用者により設定または選択された白点がある場合、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない状態になる。色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、第1の補正値aを再補正して各バックライトの駆動値に対する第2の補正値cを算出し、算出した第2の補正値cをバックライト駆動値算出部53に出力する。
また、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内でないと判別した場合、色度補正値分配部52は、算出した第2の補正値cに基づき各色(RGB)の映像信号のレベルに対する第3の補正値dを算出し、算出した第3の補正値dをLCDパネル色補正部55に出力する。色度補正値分配部52は、例えば、色度補正値分配部52は、図2に示したように、色温度が高く青が強い設定の場合、目標白点g112をバックライトのみで可変可能な範囲g102内の白点g111になるように赤バックライト23に対する駆動レベルを補正し、調整した赤バックライト23に対応する赤の映像信号のレベルを白点g111が目標白点g112になるように補正する。
バックライト駆動レベル検出部54は、バックライト駆動値算出部53が出力する各バックライトの駆動値から、各バックライトの駆動レベルを検出する。バックライト駆動レベル検出部54は、検出した各バックライトの駆動レベルを色度補正値分配部52に出力する。
LCDパネル色補正部55は、色度補正値分配部52が出力する各色の映像信号のレベルに対する第3の補正値dに基づき各色の映像信号の駆動値を生成し、生成した映像信号の駆動値をLCDパネル部8に出力する。
例えばグラフィック表示などの業務用の表示装置では、一般のパソコン向けの表示装置より広い色度の調整を行いたい要望がある。このような表示装置におけるバックライト装置で、調整する色度を拡大した場合、図3に示すように表示色域が変動したり縮小したりすることがある課題がある。図3は、CIE表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図である。図2において、xyは色度を表している。また、符号g201は、白点(ホワイト・ポイント)が座標AにおけるRGBで再現される色域を表し、符号g202は、白点が座標BにおけるRGBで再現される色域を表している。符号g203は、白点が座標CにおけるRGBで再現される色域を表し、符号g204は、白点が座標DにおけるRGBで再現される色域を表している。
図4において、横軸は波長、縦軸は光透過率、曲線g301はLCDパネル部8が備える青のカラーフィルタ(以下、青のフィルタ)の波長に対する光透過率、曲線g302はLCDパネル部8が備える緑のカラーフィルタ(以下、緑のフィルタという)の波長に対する光透過率、曲線g303はLCDパネル部8が備える赤のカラーフィルタ(以下、赤のフィルタという)の波長に対する光透過率である。図4に示すように、青のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g301のように約400[nm]〜540[nm]である。緑のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g302のように約480[nm]〜600[nm]である。赤のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g303のように約590[nm]〜720[nm]である。各カラーフィルタは、図4に示したような分光特性のため、例えば、緑のフィルタは、緑色の帯域に加え、色漏れによる遮断されるべき青色と赤色の帯域の光も透過している。
図5に示すように、表示装置10の1画素分は、バックライト(発光部2)及びパネル背面401(以下、バックライト・パネル401という)、光学拡散板及びTFT素子を備える基板411、赤色画素421、緑色画素422、青色画素423により構成されている。なお、各画素は、液晶層、配向膜、透明電極、及びカラーフィルタ等により構成されている。白色表示の場合、バックライト・パネル401上の赤バックライト23から光g441が発光され、緑バックライト22から光g442が発光され、青バックライト21から光g443が発光される。基板411及び赤色画素g421は、光g451を透過し、基板411及び緑色画素422は、光g452を透過し、光g451を透過し、基板411及び青色画素423は、光g453を透過する。
このように、色域が変動する問題は、多色バックライト特有の課題であり、一般的な映像信号のレベル制御による白点制御では発生しない。一般的な映像信号のレベル制御による白点制御において、映像信号のレベル制御は、LCDパネル部8などの階調制御で実現され、このときバックライト白点は一定に保たれているため、色域が変動しない。そして、このような色域の変動や縮小は、バックライト装置の各色の駆動レベルの差または比が大きい色度設定の場合に顕著に表れる。また、バックライト装置の温度変化や経年変化によるLEDによる色度シフトによっても顕著に表れる。
しかし、このままでは、表示色度が目標白点g112と一致しないため、色度補正値分配部52は、さらに映像信号のレベルを補正することで、白点色度g111を、矢印g121で示したように補正して、目標白度g112に白点色度を調整する。
図9において、横軸はバックライトの色を表し、縦軸はバックライトの駆動レベルを表している。また、図9において、符号g501は、補正前(ユーザが設定した目標白点、図1のaまたはb)の青バックライトの駆動レベルを表し、符号g502は、補正前の緑バックライトの駆動レベルを表し、符号g503は、補正前の赤バックライトの駆動レベルを表している。また、図9において、符号g511は、補正後(図1のc)の青バックライト21の駆動レベルを表し、符号g512は、補正後の緑バックライト22の駆動レベルを表し、符号g513は、補正後の赤バックライト23の駆動レベルを表している。
図10において、横軸は映像信号の色を表し、縦軸は映像信号のレベルを表している。また、図10において、符号g601は、補正前の青の映像信号のレベルを表し、符号g602は、補正前の緑の映像信号のレベルを表し、符号g603は、補正前の赤の映像信号のレベルを表している。また、図10において、符号g611は、補正後の青の映像信号のレベル(図1のd)を表し、符号g612は、補正後の緑の映像信号のレベルを表し、符号g613は、補正後の赤の映像信号のレベルを表している。
バックライト装置1の色度補正値分配部52は、このような色度の調整において、バックライト駆動レベル検出部54が出力するバックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する。
図3と図4に示した例は、色度補正値分配部52は、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではないと判別した場合の例である。バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない場合は、バックライトのみで色度を可変可能な範囲g102(図2)外であることを表している。このため、色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、色度の補正をバックライトとLCDパネル部8で補正するように、補正された駆動値をバックライト駆動値算出部53に出力する。また、色度補正値分配部52は、補正された駆動値に基づき各色(RGB)の映像信号のレベルに対する補正値を算出し、算出した各色の映像信号のレベルに対する補正値をLCDパネル色補正部55に出力する。
次に、色度補正値分配部52は、図2に示すように、白点色度g111を、矢印g121で示したように各色の映像信号のレベルを補正して、目標白度g112に白点色度を調整する。そして、色度補正値分配部52は、赤の映像信号レベルg603を、目標白点g112を白点g111に置き換えた量に応じて、矢印で示した映像信号のレベルg614下げて映像信号レベルg613に調整する補正値を生成する。
すなわち、本実施形態におけるバックライト装置1は、このような色度を拡大する調整において、バックライトの色間における駆動レベルの差または比を比較し、比較結果に基づき、バックライトの駆動値の補正と映像信号のレベルの補正を併用して行う。
(ステップS1)色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度を示す電気信号を取得する。ステップS1終了後、ステップS2に進む。
(ステップS2)次に、色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度を示す電気信号と、白点情報設定部4が出力する白点の設定情報とを比較する。色度補正値算出部51は、比較結果に基づき、各バックライトの輝度を白点の設定情報に近づけるような各バックライトの駆動値に対する第1の補正値aを算出し、算出した第1の補正値aと白点の設定情報を色度補正値分配部52に出力する。ステップS2終了後、ステップS3に進む。
(ステップS4)バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であると判別された場合(ステップS3;Yes)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトのみで補正すると判定する。色度補正値分配部52は、判定結果に基づき第1の補正値aを再補正せず第2の補正値cとしてバックライト駆動値算出部53のみに出力する。ステップS4終了後、ステップS8に進む。
(ステップS5)バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内ではないと判別された場合(ステップS3;No)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトと映像信号の両方で補正すると判定する。ステップS5終了後、ステップS6に進む。
(ステップS7)次に、色度補正値分配部52は、置き換えた白点色度g111を目標白度g112に白点色度を調整するように、各色の映像信号のレベルを補正して、各色の映像信号のレベルを補正する第3の補正値dを生成する。ステップS7終了後、ステップS8に進む。
(ステップS9)次に、LCDパネル色補正部55は、色度補正値分配部52が出力する各色の映像信号のレベルに対する第3の補正値dに基づき各色の映像信号の駆動値を生成し、生成した映像信号の駆動値をLCDパネル部8に出力する。
以上で、演算部5の処理を終了する。
色度補正値分配部52は、バックライト駆動レベル検出部54が出力する各バックライトの輝度または駆動レベル(電圧、電流、PWMのDutyなど)を示す値を取得し、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められているしきい値より大きいか否かを判別する(ステップS3)。
色度補正値分配部52は、これらの駆動レベル差が、予め定められているしきい値より大きいか否かを判別する(ステップS3)。予め定められているしきい値が30%の場合、色度補正値分配部52は、この場合の駆動レベル差が予め定められているしきい値より大きくないと判別する(ステップS3;Yes)。そして、色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、色度の補正をバックライト(発光部2)のみで行うため、色度補正値算出部51が出力する第1の補正値aをそのまま第2の補正値cとしてバックライト駆動値算出部53のみに出力し、LCDパネル色補正部55には出力しない。
次に、色度補正値分配部52は、算出した赤バックライトに対する補正値に基づき、対応する色の赤の映像信号のレベルに対する第3の補正値dを算出し、算出した第3の補正値dをLCDパネル色補正部55に出力する(ステップS7)。
例えば、色度補正値分配部52が、利用者が設定した目標白点を駆動レベル差が予め定められている範囲内でない色のバックライトの駆動レベルを、他色の駆動レベルとの差が予め定められている範囲内になるように各バックライトの駆動値に対する第1の補正値を再補正して第2の補正値を算出する。次に、色度補正値分配部52は、バックライトの駆動レベルを補正した量に基づき、ステップS6で補正したバックライトに対応する色の映像信号に対して、各色の映像信号のレベルを補正する第3の補正値を生成するようにしてもよい。
例えば、色度補正値分配部52は、6500[K]の色温度が設定された場合、バックライトのみの制御により色度調整を行うように切り替える(補正値を、バックライト駆動値算出部53のみに出力するように切り替える)。色度補正値分配部52は、2000[K]の色温度が設定された場合、バックライトの制御と映像信号の制御とにより色度調整を行うように切り替える(補正値を、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55とに分配して出力するように切り替える)。色温度が予め定められている範囲内ではない場合、色度補正値分配部52は、例えば色度補正値分配部52内に予め設定されている色温度に対する各バックライトの駆動値と映像信号のレベルに対する補正値に基づき、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55に、分配した補正値を出力する。
予め定められている範囲内の座標(x、y)とは、例えば一般的な色域(例えばsRGB、Adobe(登録商標) RGB、NTSC(全米テレビジョン放送方式標準化委員会;National Television System Committe))などの場合の白色の座標(x、y)で構成される範囲、および一般的なパソコン用の表示装置の色温度における各白色の座標(x、y)で構成される範囲である。座標(x、y)が予め定められている範囲内ではない場合、色度補正値分配部52は、例えば色度補正値分配部52内に予め設定されている座標(x、y)に対する各バックライトの駆動値と映像信号のレベルに対する補正値に基づき、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55に、分配した補正値を出力する。
そして、予め定められている範囲内ではないと判別された場合、本実施形態のバックライト装置1は、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない色のバックライトの駆動値を、他色のバックライトの駆動レベルと予め定められている駆動レベルの差または比になるように第1の補正値を再補正して第2の補正値を算出して、バックライトを制御するようにした。さらに、本実施形態のバックライト装置1は、駆動値を補正した色に対応する映像信号のレベルも、補正したバックライトの第2の補正値に基づき算出した第3の補正値により補正して制御するようにした。
この結果、従来技術よりも広い色域が設定または選択された場合であっても、バックライトの駆動値と映像信号のレベルを適正に補正しているので、色度を調整しても色域の変動を抑えることができる。
また、本実施形態では、バックライトの駆動レベルを用いて色度の補正を行うようにしたので、従来技術のように映像信号に対して画像認識を行う必要はなく、演算部5の演算負担を大幅に軽減できる効果もある。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、USB(Universal Serial Bus) I/F(インタフェース)を介して接続されるUSBメモリ、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、サーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Claims (6)
- 発光色が異なる複数の光源の発光部と、
前記発光部の白点の色度を設定する白点情報設定部と、
前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、
前記予め定められている範囲内であると判別した場合、前記発光部の白点の色度を前記設定された白点の色度にする、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値を算出し、
前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記発光部の白点の色度を前記設定された白点の色度にする、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出し、
算出結果のうち、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値に基づいて、前記発光部の光源各々の駆動値を生成し、
前記算出結果のうち、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値に基づいて、前記発光色に対応する各色の画像信号の駆動値を生成する演算部と、
を備える表示装置。 - 前記演算部は、
前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき、前記発光部の光源各々の駆動値 に対する各第1の補正値を算出する色度補正値算出部と、
前記判別を行い、
前記予め定められている範囲内であると判別した場合、前記色度補正値算出部が算出した各第1の補正値に基づき、前記発光部の光源各々の駆動値に対する各第2の補正値を算出し、
前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記色度補正値算出部が算出した各第1の補正値に基づき、前記発光部の光源各々の駆動値に対する各第2の補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各第3の補正値とを算出する色度補正値分配部と、
前記各第2の補正値に基づいて前記発光部の光源各々の駆動値を算出するバックライト駆動値算出部と、
を備える請求項1に記載の表示装置。 - 前記色度補正値分配部は、
前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記白点情報設定部で設定さ れた前記発光部の白点の色度を、予め定められている色域の範囲内の第2の白点に置き換 えるように前記色度補正値算出部が算出した前記発光部の少なくとも1つの発光色の駆動 値に対する各第1の補正値を再補正して前記各第2の補正値とし、且つ前記第2の白点を 前記白点情報設定部で設定された前記発光部の白点の色度にするように前記画像信号のレ ベルに対する前記各第3の補正値を算出する
請求項2に記載の表示装置。 - 前記色度補正値分配部は、
前記予め定められている範囲内であると判別した場合、前記色度補正値算出部が算出した 前記各第1の補正値を前記各第2の補正値とし、
前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記色度補正値算出部が算出 した前記発光部の少なくとも1つの発光色の駆動値に対する各第1の補正値を再補正して 前記各第2の補正値とし、且つ前記画像信号のうち再補正する光源に対応する発光色の画 像信号のレベルに対する前記各第3の補正値を算出する
請求項2に記載の表示装置。 - 前記白点の色度に基づき算出された値は、 バックライトの駆動レベル、色空間における白点の座標、色温度の少なくとも1つの値である
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 発光色が異なる複数の光源の発光部を有する表示装置の表示制御方法であって、
白点情報設定部が、前記発光部の白点の色度を設定する白点情報設定工程と、
演算部が、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する工程と、
演算部が、前記予め定められている範囲内であると判別した場合、前記発光部の白点の色度を前記設定された白点の色度にする、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値を算出し、
前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記発光部の白点の色度を前記設定された白点の色度にする、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出し、
算出結果のうち、前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値に基づいて、前記発光部の光源各々の駆動値を生成し、
前記算出結果のうち、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値に基づいて、前記発光色に対応する各色の画像信号の駆動値を生成する演算工程と、
を含む表示制御方法。
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