JP6399933B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
(表示装置の全体構成)
図1は、実施形態1に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図2は、実施形態1に係る画像表示パネルの概念図である。図1に示すように、実施形態1の表示装置10は、信号処理部20と、画像表示パネル駆動部30と、画像表示パネル40と、光源部50とを有する。信号処理部20は、外部に設けられた制御装置11からの入力信号(RGBデータ)が入力され、入力信号に所定のデータ変換処理を加えて生成した信号を表示装置10の各部に送る。画像表示パネル駆動部30は、信号処理部20からの信号に基づいて画像表示パネル40の駆動を制御する。画像表示パネル40は、画像表示パネル駆動部30からの信号に基づいて画像を表示させる。また、表示装置10は、反射型の液晶表示装置であり、外光を画像表示パネル40で反射させることにより、画像を表示する。さらに、表示装置10は、外光が十分でない屋外での夜間使用や暗所での使用の場合等には、光源部50から発光される光を画像表示パネル40で反射させることによっても、画像を表示することができる。
最初に、画像表示パネル40の構成について説明する。図1及び図2に示すように、画像表示パネル40は、画素48が、P0×Q0個(行方向にP0個、列方向にQ0個)、2次元のマトリクス状(行列状)に配列されている。
光源部50は、実施形態1においては、発光ダイオード(LED)を有する。光源部50は、図3に示すように、導光板47の側面47Bに沿って設けられている。光源部50は、導光板47を介して、画像表示パネル40の前面から、画像表示パネル40に光を照射する。光源部50は、画像観察者の操作、又は表示装置10に取付けられて外光を計測する外光センサ等によって、オン(点灯)とオフ(消灯)とが切り替えられる。光源部50は、オンの場合に光を照射し、オフの場合に光を照射しない。例えば、画像観察者が、画像が暗いと感じた場合は、画像観察者は、光源部50をオンにして、光源部50から画像表示パネル40に光を照射させ、画像を明るくする。また、外光センサが、外光強度が所定の値より小さいと判断した場合には、例えば信号処理部20は、光源部50をオンにして、光源部50から画像表示パネル40に光を照射させ、画像を明るくする。実施形態1において、信号処理部20は、光源部50の光の輝度を、伸長係数αに応じて制御しない。すなわち、光源部50の光の輝度は、後述する伸長係数αには無関係で設定される。ただし、光源部50の光の輝度は、画像観察者の操作、又は外光センサの計測結果に応じて、調整されるものであってもよい。
次に、信号処理部20の構成について説明する。信号処理部20は、制御装置11から入力される入力信号を処理して出力信号を生成する。信号処理部20は、赤色(第1色)、緑色(第2色)、青色(第3色)の色を組み合わせて表示させる入力信号の入力値を、赤色(第1色)、緑色(第2色)、青色(第3色)及び白色(第4色)で再現される拡大色空間(実施形態1ではHSV色空間)の再現値(出力信号)に変換して生成する。そして、信号処理部20は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動部30に出力する。拡大色空間については後述する。なお、実施形態1において、拡大色空間はHSV色空間であるが、これに限られずXYZ色空間、YUV空間その他の座標系でもよい。
図1及び図2に示すように、画像表示パネル駆動部30は、信号出力回路31及び走査回路32を有する。画像表示パネル駆動部30は、信号出力回路31によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル40に出力する。より詳しくは、信号出力回路31は、信号処理部20からの出力信号に応じた所定の電位を有する画像出力信号を、画像表示パネル40に出力する。信号出力回路31は、信号線DTLによって画像表示パネル40と電気的に接続されている。走査回路32は、画像表示パネル40における副画素49の動作(光透過率)を制御するためのスイッチング素子(例えば、TFT)のオン/オフを制御する。走査回路32は、配線SCLによって画像表示パネル40と電気的に接続されている。
次に、表示装置10の処理動作について説明する。図5は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現HSV色空間の概念図である。図6は、再現HSV色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。
V(S)(p,q)=Max(p,q)・・・(2)
X2−(p,q)=α・x2−(p,q)−χ・XA4−(p,q)・・・(5)
X3−(p,q)=α・x3−(p,q)−χ・XA4−(p,q)・・・(6)
まず、信号処理部20は、複数の画素48における副画素49の入力信号値に基づき、これらの複数の画素48における彩度Sを求める。具体的には、第(p,q)番目の画素48への第1副画素49Rの入力信号である信号値x1−(p,q)、第2副画素49Gの入力信号である信号値x2−(p,q)、第3副画素49Bの入力信号である信号値x3−(p,q)に基づき、式(1)から、彩度S(p,q)を求める。信号処理部20は、この処理を、P0×Q0個の全画素48に対して行う。
次いで、信号処理部20は、算出したこれらの複数の画素48における彩度Sから、伸長係数αを算出する。具体的には、信号処理部20は、図7の線分α1に従い、1フレーム中のP0×Q0個の全画素48のぞれぞれの伸長係数αを、入力色の彩度Sが大きくなるに従って小さくなるように算出する。
次に、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)を、少なくとも、第1副画素の入力信号値x1−(p,q)、第2副画素の入力信号値x2−(p,q)及び第3副画素の入力信号値x3−(p,q)に基づいて求める。実施形態1にあっては、信号処理部20は、第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)を、Min(p,q)、伸張係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、信号処理部20は、上述したとおり、第4副画素の生成信号値X4−(p,q)を、上記の式(3)に基づいて求める。信号処理部20は、P0×Q0個の全画素48において第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)を求める。
その後、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第1副画素の出力信号値X1−(p,q)を、第1副画素の入力信号値x1−(p,q)、伸張係数α及び第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)に基づき求める。また、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第2副画素の出力信号値X2−(p,q)を、第2副画素の入力信号値x2−(p,q)、伸張係数α及び第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)に基づき求める。また、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第3副画素の出力信号値X3−(p,q)を、第3副画素の入力信号値x3−(p,q)、伸張係数α及び第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)に基づき求める。具体的には、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第1副画素の出力信号値X1−(p,q)、第2副画素の出力信号値X2−(p,q)及び第3副画素の出力信号値X3−(p,q)を、上記の式(4)から(6)に基づいて求める。
また、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における補正値k(p,q)を、第1補正項k1(p,q)と第2補正項k2(p,q)とに基づき算出する。より詳しくは、信号処理部20は、第1補正項k1(p,q)を、第(p,q)番目の画素48の入力色の色相に基づいて求め、第2補正項k2(p,q)を、第(p,q)番目の画素48の入力色の彩度に基づいて求める。具体的には、信号処理部20は、上述の式(7)により第1補正項k1(p,q)を算出し、上述の式(9)により第2補正項k2(p,q)を算出し、上述の式(10)により補正値k(p,q)を算出する。
次に、信号処理部20は、第(p,q)番目の画素48における第4副画素の出力信号X4−(p,q)を、第4副画素の生成信号値XA4−(p,q)及び補正値k(p,q)により算出する。具体的には、信号処理部20は、第4副画素の出力信号X4−(p,q)を、上述の式(11)により算出する。
次に、実施形態2について説明する。実施形態2に係る表示装置10aは、透過型の液晶表示装置である点で、実施形態1に係る表示装置10とは異なる。実施形態2に係る表示装置10aにおいて実施形態1に係る表示装置10と共通する箇所の説明は、省略する。
次に、実施形態2の変形例について説明する。変形例に係る表示装置10bは、伸長係数αを算出する方法を切り替える点で、実施形態2に係る表示装置10aとは異なる。
Vmax(S)=(χ+1)・(2n−1)・・・(13)
Vmax(S)=(2n−1)・(1/S)・・・(14)
ここで、S0=1/(χ+1)である。
次に、図16及び図17を参照して、実施形態1で説明した表示装置10の適用例について説明する。図16及び図17は、実施形態1に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。実施形態1に係る表示装置10は、図16に示すカーナビゲーションシステム、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、図17に示す携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態1に係る表示装置10は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置11(図1参照)を備える。なお、本適用例は、実施形態1に係る表示装置10以外でも、以上説明した他の実施形態に係る表示装置にも適用できる。
入力信号の入力値を、前記第1色、前記第2色、前記第3色及び前記第4色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有し、
前記信号処理部は、
前記画像表示パネルに関する伸長係数を決定し、
各画素の前記第4副画素の生成信号を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、前記第3副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
各画素の前記第1副画素の出力信号を、少なくとも前記第1副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第1副画素に出力し、
各画素の前記第2副画素の出力信号を、少なくとも前記第2副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第2副画素に出力し、
各画素の前記第3副画素の出力信号を、少なくとも前記第3副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第3副画素に出力し、
さらに、前記第4副画素の出力信号を求めるための補正値を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、及び前記第3副画素の入力信号に基づいて表示される色である入力色の色相に基づいて求め、
各画素の前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号と前記補正値とに基づいて求めて前記第4副画素に出力する、表示装置。
前記信号処理部は、前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号の信号値に、前記第1補正項と前記第2補正項との積を加えることにより求める、前記表示装置。
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素及び前記第4副画素それぞれの出力信号を求めるステップと、
前記出力信号に基づいて、前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素及び前記第4副画素の動作を制御するステップと、を含み、
前記出力信号を求めるステップは、
前記画像表示パネルに関する伸長係数を決定するステップと、
前記第4副画素の生成信号を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、前記第3副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めるステップと、
前記第1副画素の出力信号を、少なくとも前記第1副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第1副画素に出力するステップと、
前記第2副画素の出力信号を、少なくとも前記第2副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第2副画素に出力するステップと、
各画素の前記第3副画素の出力信号を、少なくとも前記第3副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第3副画素に出力するステップと、
前記第4副画素の出力信号を求めるための補正値を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、及び前記第3副画素の入力信号に基づいて表示される色である入力色の色相に基づいて求めるステップと、
前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号と前記補正値とに基づいて求めて前記第4副画素に出力するステップと、を有する表示装置の駆動方法。
20 信号処理部
22 α算出部
24 W生成信号生成部
26 伸長処理部
27 補正値算出部
28 W出力信号生成部
30 画像表示パネル駆動部
40 画像表示パネル
48 画素
49R 第1副画素
49G 第2副画素
49B 第3副画素
49W 第4副画素
50 光源部
k 補正値
k1 第1補正項
k2 第2補正項
Claims (13)
- 第1色を表示する第1副画素、第2色を表示する第2副画素、第3色を表示する第3副画素、第4色を表示する第4副画素を有する画素を複数有する画像表示パネルと、
入力信号の入力値を、前記第1色、前記第2色、前記第3色及び前記第4色で再現される色空間の再現値に変換して生成し、生成した出力信号を前記画像表示パネルに出力する信号処理部と、を有し、
前記信号処理部は、
前記画像表示パネルに関する伸長係数を決定し、
各画素の前記第4副画素の生成信号を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、前記第3副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求め、
各画素の前記第1副画素の出力信号を、少なくとも前記第1副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第1副画素に出力し、
各画素の前記第2副画素の出力信号を、少なくとも前記第2副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第2副画素に出力し、
各画素の前記第3副画素の出力信号を、少なくとも前記第3副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第3副画素に出力し、
さらに、前記第4副画素の出力信号を求めるための補正値を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、及び前記第3副画素の入力信号に基づいて表示される色である入力色の色相に基づいて求め、
各画素の前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号と前記補正値とに基づいて求めて前記第4副画素に出力する、表示装置。 - 前記信号処理部は、前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号の信号値に、前記補正値を加えることにより求める、請求項1に記載の表示装置。
- 前記補正値は、前記入力色の色相が所定の色相に近づくに従って大きくなる、請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記補正値は、前記入力色の色相が前記所定の色相とは異なる第1色相及び第2色相である場合にゼロとなり、前記入力色の色相が前記第1色相から前記所定の色相に近づくにつれて大きくなり、前記入力色の色相が前記第2色相から前記所定の色相に近づくにつれて大きくなる、請求項3に記載の表示装置。
- 前記補正値は、前記入力色の色相が、前記第1色相から前記第2色相までの色相範囲であって前記所定の色相を含む色相範囲以外の色相である場合に、ゼロとなる、請求項4に記載の表示装置。
- 前記所定の色相は、黄色であり、前記第1色相は、赤色であり、前記第2色相は、緑色である、請求項5に記載の表示装置。
- 前記補正値は、さらに、前記入力色の彩度が大きくなるに従って大きくなる、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記補正値は、前記入力色の色相に基づいて求められる第1補正項と、前記入力色の彩度が大きくなるに従って大きくなる第2補正項とを有し、
前記信号処理部は、前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号の信号値に、前記第1補正項と前記第2補正項との積を加えることにより求める、請求項7に記載の表示装置。 - 前記第1副画素の出力信号、前記第2副画素の出力信号、第3副画素の出力信号、及び第4副画素の出力信号に基づいて表示される色の明度は、前記入力色の明度よりも大きい、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記伸長係数は、前記入力色の彩度に応じて変化する、請求項9に記載の表示装置。
- 前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素及び前記第4副画素は、前記画像表示パネルの前面から入射された光を反射する反射部を有し、前記反射部によって反射された光により画像を表示する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記画像表示パネルの画像を表示する表示面とは反対側の背面側に設けられ、前記画像表示パネルに光を照射する光源部をさらに有する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の表示装置。
- 第1色を表示する第1副画素、第2色を表示する第2副画素、第3色を表示する第3副画素、第4色を表示する第4副画素を有する画素を複数有する画像表示パネルを備える表示装置の駆動方法であって、
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素及び前記第4副画素それぞれの出力信号を求めるステップと、
前記出力信号に基づいて、前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素及び前記第4副画素の動作を制御するステップと、を含み、
前記出力信号を求めるステップは、
前記画像表示パネルに関する伸長係数を決定するステップと、
前記第4副画素の生成信号を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、前記第3副画素の入力信号及び前記伸長係数に基づいて求めるステップと、
前記第1副画素の出力信号を、少なくとも前記第1副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第1副画素に出力するステップと、
前記第2副画素の出力信号を、少なくとも前記第2副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第2副画素に出力するステップと、
各画素の前記第3副画素の出力信号を、少なくとも前記第3副画素の入力信号、前記伸長係数及び前記第4副画素の生成信号に基づいて求めて前記第3副画素に出力するステップと、
前記第4副画素の出力信号を求めるための補正値を、前記第1副画素の入力信号、前記第2副画素の入力信号、及び前記第3副画素の入力信号に基づいて表示される色である入力色の色相に基づいて求めるステップと、
前記第4副画素の出力信号を、前記第4副画素の生成信号と前記補正値とに基づいて求めて前記第4副画素に出力するステップと、を有する表示装置の駆動方法。
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