JP6479337B2 - 表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示領域が設けられた画像表示部を有する表示装置、表示装置の駆動方法及び電子機器に関する。

近年、携帯電話や電子ペーパーなどのモバイル機器向け等の表示装置の需要が高くなっている。表示装置では、１つの画素が複数の副画素を備え、当該複数の副画素がそれぞれ異なる色の光を出力し、当該副画素の表示のＯＮ、ＯＦＦを切り換えることで、１つの画素で種々の色を表示させている。このような表示装置には、白色を含む４つの副画素を１つの画素とするものがある（特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、第１、第２、第３及び第４副画素から構成された画素が、２次元マトリクス状に配列されて成る画像表示パネルと、入力信号が入力され、出力信号を出力する信号処理部とを備えた表示装置が記載されている。表示装置は、３原色に第４の色を加えることでＨＳＶ色空間を３原色の場合よりも拡大することができる。信号処理部は、彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖ_ｍａｘ（Ｓ）を記憶しており、入力信号の信号値に基づき彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求め、Ｖ_ｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）の値の内の少なくとも１つの値に基づいて伸長係数α_０を求め、第４副画素への出力信号値を、少なくとも第１、第２及び第３副画素への入力信号値に基づき求め、第１、第２及び第３副画素への出力信号値を、入力信号値、伸長係数α_０、及び、第４出力信号値に基づき算出する。

また、特許文献２には、赤、緑、青のカラーフィルタを有する副画素と、白色の光の透過を制御するための副画素とを有する複数の画素が設けられた表示パネルと、赤、緑、青、及び白の光源を有するバックライト部と、表示パネルを動画モードで表示するか、または静止画モードで表示するかを切り替える画像切替回路と、動画モードでは画像信号に応じてバックライト部の赤、緑、青の輝度の制御をし、静止画モードでは画像信号に応じてバックライト部の白の光源の輝度の制御をする表示制御回路と、を有する表示装置が記載されている。また、特許文献３には、信号処理部において、複数の画素における副画素の入力信号値に基づき、該複数の画素における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求め、明度Ｖ（Ｓ）と伸長係数α_０の積から求められた伸長された明度の値が最大値Ｖ_ｍａｘ（Ｓ）を越える画素の全画素に対する割合が所定の値（β_０）以下となるように伸長係数α_０を決定する。

特開２０１０−３３００９号公報 特開２０１１−２４８３５２号公報 特開２０１１−１５４３２３号公報

特許文献１から特許文献３に示すように複数の副画素のうち、画像信号に基づいて、１つの副画素（基本的には白の副画素）で拡張したＨＳＶ色空間に対応させて、画像信号を伸長させることで、光源の光量を低下させて、所望の画像を再現することができる。また、光源の光量を大きくせずに画像を明るくすることができる。

しかしながら、画像信号を伸長すると画質が低下（劣化）する場合がある。これに対して、特許文献３に記載の表示装置を用いて、伸長係数を決定することで、画質の低下を抑制することはできるが、消費電力の低減の効果が少なくなってしまう場合がある。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画質の劣化を抑制しつつ、消費電力を低減することが可能な表示装置、それを備える電子機器及び表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の表示装置は、第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列された画像表示パネルと、入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される再現色空間（例えば、ＨＳＶ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、を備え、前記信号処理部は、前記再現色空間を色相で複数に分割し、分割した複数の空間のうち少なくとも２つの空間に対して、色相及び彩度の値の組み合わせにおいて前記再現色空間の明度の最大値に対して当該最大値を超える幅の割合の上限である限界値として異なる値を設定し、前記入力信号の第１の色（例えば、赤色）、第２の色（例えば、青色）、第３の色（例えば、緑色）の三成分のうち、値が最大の成分の信号値と値が最小の成分の信号値とが異なる値であり、かつ、値が中間の成分の信号値と値が最大の成分の信号値または値が最小の成分の信号値とが同じとなる６つの特定色のうち少なくとも１つの特定色の場合を基準として設定した領域に含まれる色の場合の第１限界値を、他の色の場合の第２限界値よりも高く設定し、前記入力信号の各副画素の信号に対して伸長係数αを乗算した値のうち明度の最大値を超える画素数の全画素数に対する割合が、前記限界値を超えない範囲で、前記入力信号に対する伸長係数αを算出し、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第１副画素の出力信号を算出して前記第１副画素へ出力し、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第２副画素の出力信号を算出して前記第２副画素へ出力し、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第３副画素の出力信号を算出して前記第３副画素へ出力し、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前記第４副画素の出力信号を算出し、前記第４副画素へ出力する。

本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の表示装置と、前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置と、を有する。

本発明は、第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列された画像表示パネルと、入力信号の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される再現色空間（例えば、ＨＳＶ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、を備える表示装置の駆動方法であって、前記再現色空間を色相で複数に分割し、分割した複数の空間のうち少なくとも２つの空間に対して、色相及び彩度の値の組み合わせにおいて前記再現色空間の明度の最大値に対して当該最大値を超える幅の割合の上限である限界値として異なる値を設定するステップと、前記入力信号の各副画素の信号に対して伸長係数αを乗算した値のうち明度の最大値を超える画素数の全画素数に対する割合が、前記限界値を超えない範囲で、前記入力信号に対する伸長係数αを算出するステップと、少なくとも前記第１副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第１副画素の出力信号を算出して前記第１副画素へ出力し、少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第２副画素の出力信号を算出して前記第２副画素へ出力し、少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第３副画素の出力信号を算出して前記第３副画素へ出力し、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前記第４副画素の出力信号を算出し、前記第４副画素へ出力するステップと、を含み、前記限界値は、前記入力信号の赤色、青色、緑色の三成分のうち、値が最大の成分の信号値と値が最小の成分の信号値とが異なる値であり、かつ、値が中間の成分の信号値と値が最大の成分の信号値または値が最小の成分の信号値とが同じとなる６つの特定色のうち少なくとも１つの色の場合を基準として設定した領域に含まれる色の場合の第１限界値を、他の色の場合の第２限界値よりも高く設定されることを特徴とする。

図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、図１に示す液晶表示装置における画像表示パネル部の配線図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置における信号処理部の周辺の機能ブロック図である。 図４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５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。 図６は、６つの特定色の色バランスを示す模式図である。 図７は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。 図８は、再現ＨＳＶ色空間の彩度と明度との関係を示す概念図である。 図９は、表示装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、表示装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、入力信号と出力信号との関係を示す概念図である。 図１２は、再現色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。 図１３は、再現色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。 図１４は、再現色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。 図１５は、再現色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図１９は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図２０は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図２１は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 図２２は、本発明の実施の形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、本実施の形態においては、表示装置として液晶表示装置を例に説明するが、本発明は、液晶表示装置に限定されず、各種表示装置に適用可能である。

図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２は、図１に示す液晶表示装置における画像表示パネル部の配線図である。

本実施形態の表示装置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、面状光源装置制御部５０と、面状光源装置６０とを有する。表示装置１０は、信号処理部２０が表示装置１０の各部に信号を送り、画像表示パネル駆動部３０が信号処理部２０からの信号に基づいて画像表示パネル４０の駆動を制御し、画像表示パネル４０が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、面状光源装置制御部５０が、信号処理部２０からの信号に基づいて面状光源装置６０の駆動を制御し、面状光源装置６０が面状光源装置制御部５０の信号に基づいて画像表示パネル４０を背面から照明することにより、画像を表示する。なお、表示装置１０は、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている画像表示装置組立体と同様の構成であり、特開２０１１−１５４３２３号公報に記載されている各種変形例が適用可能である。

図２に示すように、画像表示パネル４０は、画素４８が、Ｐ_０×Ｑ_０個（行方向にＰ_０個、列方向にＱ_０個）、２次元のマトリクス状に配列されている。図２に示す例は、ＸＹの２次元座標系に複数の画素４８がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、行方向がＸ軸方向、列方向はＹ軸方向である。なお、行方向をＹ軸方向、列方向をＸ軸方向としてもよい。

画素４８は、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂ又は第４副画素４９Ｗとを有する。第１副画素４９Ｒは、第１原色（例えば、赤色）を表示する。第２副画素４９Ｇは、第２原色（例えば、緑色）を表示する。第３副画素４９Ｂは、第３原色（例えば、青色）を表示する。第４副画素４９Ｗは、第４の色（例えば、白色）を表示する。以下において、第１副画素４９Ｒと、第２副画素４９Ｇと、第３副画素４９Ｂと、第４副画素４９Ｗとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素４９という。

表示装置１０は、より具体的には、透過型のカラー液晶表示装置である。画像表示パネル４０は、カラー液晶表示パネルであり、第１副画素４９Ｒと画像観察者との間に第１原色を通過させる第１カラーフィルタが配置され、第２副画素４９Ｇと画像観察者との間に第２原色を通過させる第２カラーフィルタが配置され、第３副画素４９Ｂと画像観察者との間に第３原色を通過させる第３カラーフィルタが配置されている。また、画像表示パネル４０は、第４副画素４９Ｗと画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。このように画像表示パネル４０は、透明な樹脂層を設けることで、第４副画素４９Ｗにカラーフィルタを設けないことによって第４副画素４９Ｗに大きな段差が生じることを抑制することができる。

また、画像表示パネル４０は、図２に示す例では、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗがストライプ配列に類似した配列によって配置されている。なお、１つの画素に含まれる副画素の構成及びその配置は、特に限定されるものではない。例えば、画像表示パネル４０は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ、第３副画素４９Ｂ及び第４副画素４９Ｗがダイアゴナル配列（モザイク配列）に類似した配列によって配置されるものとしてもよい。また、例えば、デルタ配列（トライアングル配列）に類似した配列、又は、レクタングル配列に類似した配列等によって配列されるものとしてもよい。一般的には、ストライプ配列に類似した配列は、パーソナルコンピュータ等においてデータ及び文字列を表示するのに好適である。これに対して、モザイク配列に類似した配列は、ビデオカメラレコーダ及びデジタルスチルカメラ等において自然画を表示するのに好適である。

再び図１を参照すると、信号処理部２０は、画像表示パネル駆動部３０及び面状光源装置制御部５０を介して、画像表示パネル４０及び面状光源装置６０の動作を制御する演算処理回路である。信号処理部２０は、画像表示パネル駆動部３０及び面状光源装置制御部５０と接続されている。

信号処理部２０は、外部のアプリケーションプロセッサ（ホストＣＰＵ、図示せず）から入力される入力信号を処理して画像処理信号及び面状光源装置制御信号ＳＢＬを生成する。信号処理部２０は、入力信号の入力値を、第１の色、第２の色、第３の色及び第４の色で再現される再現色空間（例えば、ＨＳＶ色空間）の再現値（画像処理信号）に変換して生成する。そして、信号処理部２０は、生成した画像処理信号を画像表示パネル駆動部３０に出力する。また、信号処理部２０は、生成した面状光源装置制御信号ＳＢＬを面状光源装置制御部５０に出力する。本実施形態において、再現色空間は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３は、本実施形態に係る信号処理部の構成の概要を示す模式図である。図３に示すように、信号処理部２０は、入力部２１と、信号生成部２３と、出力部２５とを有する。

入力部２１は、外部のアプリケーションプロセッサから入力信号が入力される。なお、入力信号は、例えば入力信号圧縮部と、ＲＡＭと、入力信号展開部とを有し、入力信号のデータを圧縮して一旦ＲＡＭに保存し、ＲＡＭに保存したデータを読み出してデータを展開してもよい。

信号生成部２３は、入力部２１に入力された入力信号を読み出して、画像処理信号を生成する。信号生成部２３は、α算出部２３ａと、伸長処理部２３ｂとを有する。ここで、α算出部２３ａと、伸長処理部２３ｂとは、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかによって機能が実現されていればよく、特に限定されるものではない。また、信号生成部２３の各構成要素がハードウェアによって構成されるものであっても、それぞれの回路が物理的に独立して区別される必要はなく、物理的に単一の回路によって複数の機能が実現されるものとしてもよい。α算出部２３ａは、伸長係数αを算出する。また、α算出部２３ａは、１／αを算出する。伸長係数αの算出処理については、後述する。

伸長処理部２３ｂは、α算出部２３ａで算出された伸長係数αと入力部２１に入力された入力信号とを用いて、入力信号の伸長処理を行う。すなわち、伸長処理部２３ｂは、入力信号の入力値を、再現色空間（例えば、ＨＳＶ色空間）の再現値（画像処理信号）に変換して、画像表示信号を生成する。伸長処理については、後述する。

出力部２５は、信号生成部２３が生成した画像処理信号を画像表示パネル駆動部３０に出力する。

再び図１及び図３を参照すると、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、画像処理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ＯＮ／ＯＦＦ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。

面状光源装置６０は、画像表示パネル４０の背面に配置され、画像表示パネル４０に向けて光を照射することで、画像表示パネル４０を照明する。面状光源装置６０は、画像表示パネル部３０に向けて光を照射する。面状光源装置６０は、例えば、導光板と、この導光板の端面の近傍に配置された光源とを備える。光源として、一方向に沿って所定の間隔で並設された点光源としてのＬＥＤや、冷陰極管を用いることができる。また、面状光源装置６０は、導光板の出射面側には、光学シート類を配置し、導光板の出射面の反対側の面には、反射シートを配置してもよい。面状光源装置６０は、導光板の側面から光を入射するいわゆるサイドライト型ではなく、導光板の背面に光源を配置してもよい。また、面状光源装置６０は、導光板を備えていなくてもよい。面状光源装置６０は、画像表示パネル４０の全面に光を照射し、画像表示パネル４０を明るくする。

面状光源装置制御部５０は、面状光源装置６０から出力する光の光量等を制御する。具体的には、面状光源装置制御部５０は、信号処理部２０から出力される面状光源装置制御信号ＳＢＬに基づいて、面状光源装置６０に供給する電圧等をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）等で調整することで、画像表示パネル４０を照射する光の光量（光の強度）を制御する。

（信号処理部の処理動作）
次に、図４及び図５を用いて、信号処理部２０で実行する処理動作について説明する。図４は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現ＨＳＶ色空間概念図である。図５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。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。

信号処理部２０は、表示する画像の情報である入力信号が外部のアプリケーションプロセッサから入力される。入力信号は、各画素に対して、その位置で表示する画像（色）の情報を入力信号として含んでいる。具体的には、第（ｐ、ｑ）番目の画素（但し、１≦ｐ≦Ｉ，１≦ｑ≦Ｑ_０）に対して、信号値がｘ_{１−（ｐ、ｑ）}の第１副画素４９Ｒの入力信号、信号値がｘ_{２−（ｐ、ｑ）}の第２副画素４９Ｇの入力信号、及び、信号値がｘ_{３−（ｐ、ｑ）}の第３副画素４９Ｂの入力信号が含まれる信号が信号処理部２０に入力される。

信号処理部２０は、入力信号を処理することで、第１副画素４９Ｒの表示階調を決定するための第１副画素用の信号としての第１副画素の出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの表示階調を決定するための第２副画素用の信号としての第２副画素の出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）、第３副画素４９Ｂの表示階調を決定するための第３副画素用の信号としての第３副画素の出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）、及び、第４副画素４９Ｗの表示階調を決定するための第４副画素用の信号としての第４副画素の出力信号（信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}）を生成し、画像処理信号として、画像表示パネル駆動部３０に出力する。

ここで、表示装置１０は、画素４８に第４の色（例えば、白色）を出力する第４副画素４９Ｗを備えることで、図４に示すように、再現ＨＳＶ色空間における明度のダイナミックレンジが広げられている。つまり、図５に示すように、第１副画素、第２副画素及び第３副画素で表示できる円柱形状の色空間の上に、彩度が高くなるほど明度の最大値が低くなる、彩度軸と明度軸とを含む断面における形状が、斜辺が曲線となる略台形形状となる立体が載っている形状となる。信号処理部２０は、第４の色（例えば、白色）を加えることで拡大された再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖmax（Ｓ）が、信号処理部２０にて求められる。つまり、信号処理部２０は、図４に示すＨＳＶ色空間の立体形状について、彩度と色相の座標（値）毎に明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）の値を求める。ここで、入力信号は、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの入力信号で構成されているため、入力信号のＨＳＶ色空間は、円柱形状、つまり、再現ＨＳＶ色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間とした場合で説明するが。上述したように色空間は、ＨＳＶ色空間に限定されない。また、信号処理部２０は、第４の色（例えば、白色）を加えることで拡大された再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖmax（Ｓ）をテーブルとして記憶させる構成でもよい。

信号処理部２０は、伸長処理部２３ｂにより、少なくとも第１副画素の入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて、第１副画素の出力信号（信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）を算出し、少なくとも第２副画素の入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて第２副画素の出力信号（信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）を算出し、少なくとも第３副画素の入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）及び伸長係数αに基づいて第３副画素の出力信号（信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）を算出する。

具体的には、第１副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第１副画素の出力信号を算出し、第２副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第２副画素の出力信号を算出し、第３副画素の入力信号、伸長係数α及び第４副画素の出力信号に基づいて第３副画素の出力信号を算出する。

つまり、信号処理部２０は、χを表示装置１０に依存した定数としたとき、第（ｐ、ｑ）番目の画素（あるいは、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの組）への第１副画素の出力信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素の出力信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び第３副画素の出力信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、以下の式（１），（２），（３）から求める。
Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（１）
Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（２）
Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝α・ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}−χ・Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}・・・（３）

信号処理部２０は、第４の色を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を求め、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及び明度Ｖ（Ｓ）を求める。そして、信号処理部２０は、α算出部２３ａにおいて、明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）及び明度Ｖ（Ｓ）に基づき伸長係数αを算出する。尚、信号処理部２０は、第４の色（例えば、白色）を加えることで拡大された再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖmax（Ｓ）をテーブルとして記憶させる構成でもよい。

ここで、信号処理部２０は、第４の色を加えることで拡大されたＨＶＳ色空間（再現ＨＳＶ色空間）における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を求め、複数の画素における副画素の入力信号値に基づき、これらの複数の画素における彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）を求め、明度Ｖ（Ｓ）と伸長係数αの積から求められた伸長された明度の値が最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を超える画素の全画素に対する割合が限界値β（Ｌｉｍｉｔ値）以下となるように伸長係数αを決定する。ここで、限界値βは、色相及び彩度の値の組み合わせにおいて再現ＨＳＶ色空間の明度の最大値に対して当該最大値を超える幅の割合の上限の値（割合）となる。

ここで、彩度Ｓ及び明度Ｖ（Ｓ）は、Ｓ＝（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／Ｍａｘ及びＶ（Ｓ）＝Ｍａｘで表される。彩度Ｓは０から１までの値をとることができ、明度Ｖ（Ｓ）は０から（２^ｎ−１）までの値をとることができ、ｎは表示階調ビット数である。また、Ｍａｘは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値の３つの副画素の入力信号値の最大値である。Ｍｉｎは、画素４８への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値の３つの副画素の入力信号値の最小値である。

信号処理部２０は、色相Ｈを基準として、図４に示す再現色空間（例えば、ＨＳＶ色空間）を複数の空間（色空間）に分割し、それぞれの領域に対して限界値βを設定している。ここで、色相Ｈは、図５に示すように０°から３６０°で表される。本実施形態の色相Ｈは、０°から３６０°に向かって、０°に赤（Ｒｅｄ）、６０°に黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）１２０°に緑（Ｇｒｅｅｎ）、１８０°にシアン（Ｃｙａｎ）、２４０°に青（Ｂｌｕｅ）、３００°にマゼンダ（Ｍａｇｅｎｔａ）、３６０°（０°）に赤となる。本実施形態において、色相の角度が０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°となる色を特定色とする。

本実施形態において、信号処理部２０は、伸長処理部２３ｂにおいて、第１副画素４９Ｒの入力信号、第２副画素４９Ｇの入力信号、第３副画素４９Ｂの入力信号、伸長係数αに基づいて、第４副画素４９Ｗの出力信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。より詳しくは、信号処理部２０は、Ｍｉｎ（画素への第１副画素４９Ｒの入力信号値、第２副画素４９Ｇの入力信号値及び第３副画素４９Ｂの入力信号値の３つの副画素の入力信号値の最小値）と、伸長係数αと、第４副画素補正値ＷＧとから、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。具体的には、信号処理部２０は、下記の式（４）に基づいて信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。式（４）では、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}と伸長係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。χについては後述する。

Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}＝Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}・（α／χ）・・・（４）

一般に、第（ｐ、ｑ）番目の画素において、第１副画素４９Ｒの入力信号（信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}）、第２副画素４９Ｇの入力信号（信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}）及び第３副画素４９Ｂの入力信号（信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）に基づき、円柱の色空間における彩度（Saturation）Ｓ_{（ｐ、ｑ）}及び明度（Brightness）Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}は、次の式（５）、式（６）から求めることができる。

Ｓ_{（ｐ、ｑ）}＝（Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}−Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}）／Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（５）

Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}＝Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}・・・（６）

ここで、Ｍａｘ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）の３個の副画素４９の入力信号値の最大値であり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}は、（ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}）３個の副画素４９の入力信号値の最小値である。本実施形態ではｎ＝８とした。すなわち、表示階調ビット数を８ビット（表示階調の値を０から２５５の２５６階調）とした。

例えば、白色を表示する第４副画素４９Ｗには、カラーフィルタが配置されていない。第４の色を表示する第４副画素４９Ｗは、同じ光源点灯量で照射された場合、第１の色を表示する第１副画素４９Ｒ、第２の色を表示する第２副画素４９Ｇ、第３の色を表示する第３副画素４９Ｂよりも明るい。第１副画素４９Ｒに第１副画素４９Ｒの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第２副画素４９Ｇに第２副画素４９Ｇの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第３副画素４９Ｂに第３副画素４９Ｂの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの、画素４８又は画素４８の群が備える第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体の輝度をＢＮ_１−３とする。また、画素４８又は画素４８の群が備える第４副画素４９Ｗに、第４副画素４９Ｗの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第４副画素４９Ｗの輝度をＢＮ_４としたときを想定する。すなわち、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がＢＮ_１−３で表される。すると、χを表示装置１０に依存した定数としたとき、定数χは、χ＝ＢＮ_４／ＢＮ_１−３で表される。

具体的には、第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂの集合体に、次の表示階調の値を有する入力信号として、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}＝２５５、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}＝２５５が入力されたときにおける白色の輝度ＢＮ_１−３に対して、第４副画素４９Ｗに表示階調の値２５５を有する入力信号が入力されたと仮定したときの輝度ＢＮ_４は、例えば、１．５倍である。すなわち、本実施形態にあっては、χ＝１．５である。

ところで、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}が、上述した式（４）で与えられる場合、Ｖｍａｘ（Ｓ）は、次の式（７）、式（８）で表すことができる。

Ｓ≦Ｓ_０の場合：
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（χ＋１）・（２^ｎ−１）・・・（７）

Ｓ_０＜Ｓ≦１の場合：
Ｖｍａｘ（Ｓ）＝（２^ｎ−１）・（１／Ｓ）・・・（８）
ここで、Ｓ_０＝１／（χ＋１）であり、図４において最大明度から明度が下がり始める彩度Ｓとされる。

このようにして得られた、第４の色を加えることによって拡大された再現ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、例えば、信号処理部２０に一種のルックアップテ−ブルとして記憶されている。あるいは、拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）は、都度、信号処理部２０において求められる。

次に、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における出力信号である信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}の求め方（伸長処理）を説明する。次の処理は、（第１副画素４９Ｒ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第１原色の輝度、（第２副画素４９Ｇ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第２原色の輝度、（第３副画素４９Ｂ＋第４副画素４９Ｗ）によって表示される第３原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持（維持）するように行われる。さらには、階調−輝度特性（ガンマ特性、γ特性）を保持（維持）するように行われる。また、いずれかの画素４８又は画素４８の群において、入力信号値のすべてが０である場合又は小さい場合、このような画素４８又は画素４８の群を含めることなく、伸長係数αを求めればよい。

（第１工程）
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及び明度Ｖ（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ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、第２副画素４９Ｇの入力信号である信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、第３副画素４９Ｂの入力信号である信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づき、式（５）及び式（６）からＳ_{（ｐ、ｑ）}、Ｖ（Ｓ）_{（ｐ、ｑ）}を求める。信号処理部２０は、この処理を、すべての画素４８に対して行う。

（第２工程）
次いで、信号処理部２０は、複数の画素４８において求められたＶｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）に基づき伸長係数α（Ｓ）を求める。

α（Ｓ）＝Ｖｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）・・・（９）

そして、複数の画素（本実施形態にあっては全てのＰ_０×Ｑ_０個の画素）において求められた伸長係数α（Ｓ）の値を昇順に並べ、Ｐ_０×Ｑ_０個の伸長係数α（Ｓ）の値の内、最小値からβ×Ｐ_０×Ｑ_０個のところに相当する伸長係数α（Ｓ）を伸長係数αとする。こうして、明度Ｖ（Ｓ）と伸長係数αの積から求められた伸長された明度の値が最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を越える画素の全画素に対する割合が所定の値（β）以下となるように伸長係数αを決定することができる。

本実施形態にあっては、限界値βを例えば、０以上０．２以下（０％以上２０％以下）とすることが好ましく、０．０００１以上０．２０以下（０．０１％以上２０％以下）とすることがより好ましく、０．００３以上０．０５以下（０．３％以上５％以下）とすることがさらに好ましい。このβの値は、種々の試験を行い、決定したものである。

Ｖmax（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）の最小値を伸長係数αとした場合、入力信号値に対する出力信号値は（２^８−１）を越えることがない。しかしながら、伸長係数αをＶmax（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）の最小値ではなく、上述したように決定すると、伸長係数α（Ｓ）が伸長係数α未満である画素に対して伸長係数αが掛けられ、伸長された明度の値が最大値Ｖmax（Ｓ）を越えることになる。その結果、所謂「階調潰れ」が生じる。しかしながら、βの値を、上述したとおり、例えば０．００３乃至０．０５とすることで、階調潰れが目立ち、不自然な画像となるといった現象の発生を防止することができた。一方、βの値が０．０５を越えると、場合によっては、階調潰れの目立つ、不自然な画像となることが確認された。尚、伸長処理によって出力信号値が限界値である（２^ｎ−１）を越える場合には、出力信号値を限界値である（２^ｎ−１）とすればよい。

ところで、通常、伸長係数α（Ｓ）の値は、１．０を越え、かつ、１．０近傍に多く集まる。したがって、Ｖｍａｘ（Ｓ）／Ｖ（Ｓ）の最小値を伸長係数αとした場合、出力信号値の伸長度合いが小さく、屡々、表示装置の低消費電力化を達成することが困難となる。然るに、例えば、βの値を０以上０．２以下とすることで、少なくとも一部の空間の伸長係数αの値を大きくすることができ、後述するように、面状光源装置６０の輝度を（１／α）倍とすればよいので、表示装置の低消費電力化を達成することが可能となる。

（第３工程）
次に、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、少なくとも、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}に基づいて求める。本実施形態にあっては、信号処理部２０は、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}、伸長係数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、信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（４）に基づいて求める。信号処理部２０は、Ｐ_０×Ｑ_０個の全画素４８において信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}を求める。

（第４工程）
その後、信号処理部２０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_２−_{（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（ｐ、ｑ）}に基づき求め、第（ｐ、ｑ）番目の画素４８における信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、信号値ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}、伸長係数α及び信号値Ｘ_{４−（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における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}及び信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}を、上記の式（１）〜（３）に基づいて求める。

信号処理部２０は、式（４）に示したとおり、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値を伸長係数αによって伸長する。このように、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸長係数αによって伸長されることで、白色表示副画素（第４副画素４９Ｗ）の輝度が増加するだけでなく、上記式に示すとおり、赤色表示副画素、緑色表示副画素及び青色表示副画素（それぞれ第１副画素４９Ｒ、第２副画素４９Ｇ及び第３副画素４９Ｂに対応する）の輝度も増加する。このため、色のくすみが発生するといった問題を回避することができる。すなわち、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸長されていない場合と比較して、Ｍｉｎ_{（ｐ、ｑ）}の値が伸長係数αによって伸長されることで、画像全体として輝度はα倍となる。したがって、例えば、静止画等の画像表示を高輝度で行うことができ、好適である。

このようにして得られた、第４の色を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）が、例えば、信号処理部２０に一種のルックアップテーブルとして記憶されており、あるいは、都度、信号処理部２０において求められる。

また、上述したように、本実施形態の表示装置は、ＨＳＶ色空間を複数の空間に分割し、分割した空間毎に限界値（Ｌｉｍｉｔ値）βを設定することで、画質を維持しつつ、消費電力を低減することができる値を伸長係数とすることができる。

本実施形態の表示装置１０は、第（ｐ、ｑ）番目の画素における信号値Ｘ_{１−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{２−（ｐ、ｑ）}、信号値Ｘ_{３−（ｐ、ｑ）}は、α倍、伸長されている。それ故、伸長されていない状態の画像の輝度と同じ画像の輝度とするためには、面状光源装置６０の輝度を、伸長係数αに基づき減少させれば良い。具体的には、面状光源装置６０の輝度を、（１／α）倍とすれば良い。これによって、面状光源装置６０の消費電力の低減を図ることができる。信号処理部２０は、この（１／α）を面状光源装置制御信号ＳＢＬとして面状光源装置制御部５０（図１参照）に出力する。

次に、図６から図８を用いて、限界値βの設定方法について説明する。図６は、６つの特定色の色バランスを示す模式図である。図７は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。図８は、再現ＨＳＶ色空間の彩度と明度との関係を示す概念図である。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。

色相の角度が０°で赤となる色は、図６の色バランス１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、緑色の成分と青色の成分の値が同じ値で、緑色の成分と青色の成分の値が赤色の成分の値よりも小さくなる。また、色相の角度が１２０°で緑色となる色は、図６の色バランス１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、赤色の成分と青色の成分の値が同じ値で、赤色の成分と青色の成分の値が緑色の成分の値よりも小さくなる。また、色相の角度が２４０°で青色となる色は、図６の色バランス１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、赤色の成分と緑色の成分の値が同じ値で、赤色の成分と緑色の成分の値が青色の成分の値よりも小さくなる。また、色相の角度が１８０°でシアンとなる色は、図６の色バランス１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、緑色の成分と青色の成分の値が同じ値で、緑色の成分と青色の成分の値が赤色の成分の値よりも大きくなる。また、色相の角度が３００°でマゼンダとなる色は、図６の色バランス１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、赤色の成分と青色の成分の値が同じ値で、赤色の成分と青色の成分の値が緑色の成分の値よりも大きくなる。また、色相の角度が６０°でイエローとなる色は、図６の色バランス１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃに示すように、赤色、青色、緑色の三成分のうち、赤色の成分と緑色の成分の値が同じ値で、赤色の成分と緑色の成分の値が青色の成分の値よりも大きくなる。

本実施形態は、図７に示すように、色相Ｈの角度に基づいて、色相Ｈの領域１０１を、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆとそれ以外の領域１０４とに分ける。領域１０２ａは、特定色のうち赤色となる色相Ｈの角度が０°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ｂは、特定色のうち黄色となる色相Ｈの角度が６０°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ｃは、特定色のうち緑色となる色相Ｈの角度が１２０°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ｄは、特定色のうちシアンとなる色相Ｈの角度が１８０°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ｅは、特定色のうち青色となる色相Ｈの角度が２４０°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ｆは、特定色のうちマゼンダとなる色相Ｈの角度が３００°となる線分を中心として所定の角度に含まれる領域である。領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆの角度領域は、中心の線分から３．５°以下、つまり、７°以下とすることが好ましい。

本実施形態では、入力信号の赤色、青色、緑色の三成分のうち、値が最大の成分の信号値と値が最小の成分の信号値とが異なる値であり、かつ、値が中間の成分の信号値と値が最少の成分の信号値とが同じとなる３つの特定色が、各々、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）となる。また、入力信号の赤色、青色、緑色の三成分のうち、値が最大の成分の信号値と値が最小の成分の信号値とが異なる値であり、かつ、値が中間の成分の信号値と値が最大の成分の信号値とが同じとなる３つの特定色が、各々シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）となる。これらの６つの特定色を基準とした、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ，１０２ｅ、１０２ｆを設定し、それ以外の領域１０４と分け、限界値を設定している。なお、特定色は、入力信号の赤色、青色、緑色の三成分の最大の信号値をＶｍａｘ、中間の信号値をＶｍｉｄ、最小の信号値をＶｍｉｎとすると、Ｖｍａｘ＝ＶｍｉｄまたはＶｍｉｎ＝Ｖｍｉｄであり、Ｖｍａｘ≠Ｖｍｉｎとなる。ここで、例えば、領域１０２ａが赤色の場合、領域１０２ｂはイエロー、領域１０２ｃは緑、領域１０２ｄはシアン、領域１０２ｅは青、領域１０２ｆはマゼンタとなる。

本実施形態は、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆに含まれる色に対して再現色空間の明度（Ｖ）の第１限界値β１を設定し、領域１０４に含まれる色に対して第２限界値β２を設定する。第１限界値β１は、第２限界値β２よりも高い値である。

従って、信号処理部２０は、図８に示すように、第４の色を加えることで拡大されたＨＳＶ色空間における彩度Ｓを変数とした明度の最大値Ｖｍａｘ（Ｓ）を示す最大値線６６が設定されている。更に、最大値線６６を超える画素数の全画素数に対する割合の上限が第１限界値β１以下になるような第１最大値線６８と、明度Ｖの最大値を示す最大値線６６を超える画素数の全画素数に対する割合の上限が第２限界値β２以下になるような第２最大値線６９の２つが設定されている。信号処理部２０は、処理対象の画素の色相に基づいて、第１限界値β１を適用するか、第２限界値β２を適用するかを切り換える。ここで、図８は、丸印が入力信号の値であり、星印が伸長させた後の値である。図８の例は、第２最大値線６９を適用した場合を示している。すなわち、最大値線６６を超える画素数の全画素数に対する割合の上限が第２限界値β２以下になるような伸長係数αを設定して拡大された第２最大値線６９が選択されている。

このように、信号処理部２０は、色相が６つの特定色を基準とした領域である場合、それ以外の領域の場合よりも限界値β１を高くする。これにより、より好適に信号を伸長させることができる。６つの特定色は、図６に示すように、２つの成分の大きさが同じであるため、伸長係数を大きくしても画質劣化が目立ちにくい。信号処理部２０は、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆを設定し、特定色及び特定色に近い色を他の色よりも高い限界値を設定することで伸長係数を高くすることができる。これにより、画質の劣化を抑制しつつ、伸長係数を大きくできるため、画質を維持しつつ、消費電力を低減することができる。このように、特定色が含まれる画像でも画質を維持しつつ伸長係数を高くできるため、高彩度の画像、例えば原色が多い人工的な画像を表示させる場合も、消費電力を低減することができる。

次に、図９及び図１０を用いて、表示装置の制御動作の一例を説明する。図９及び図１０は、それぞれ表示装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。表示装置１０は、主に信号処理部２０によって演算処理を実行することで図９及び図１０に示す処理を実現する。

信号処理部２０は、再現ＨＳＶ色空間を複数に分割し（ステップＳ１２）、分割した空間のそれぞれに対して限界値を設定する（ステップＳ１４）。信号処理部２０は、記憶されたデータを読み出すことで、再現ＨＳＶ色空間の分割と限界値の設定を行う。

信号処理部２０は、限界値を設定したら、入力信号を取得し（ステップＳ１６）、取得した入力信号と再現ＨＳＶ色空間（明度の最大値）と限界値とに基づいて伸長係数を決定する（ステップＳ１８）。ここで、信号処理部２０は、画素の色が特定色の領域内であるかを判定する（ステップＳ３０）。信号処理部２０は、画素の色が特定色の領域に含まれる（ステップＳ３０でＹｅｓ）と判定した場合、第１限界値β１を採用し（ステップＳ３２）、画素の色が特定色の領域に含まれない（ステップＳ３０でＮｏ）と判定した場合、第２限界値β２を採用する（ステップＳ３４）。信号処理部２０は、設定した限界値βに基づいて伸長係数αを決定する。信号処理部２０は、各画素に対して伸長係数を算出し、算出した結果に基づいて、伸長した出力信号が再現色空間（明度の最大値）を超える画素数の全体画素数に対する割合が、限界値を超えない伸長係数を求める。

その後、信号処理部２０は、入力信号と伸長係数に基づいて各副画素の出力信号を決定し、出力し（ステップＳ２０）、さらに光源の出力を調整する（ステップＳ２２）。つまり、信号処理部２０は、伸長した出力信号を画像表示パネル駆動部３０に出力し、伸長した結果に対応して算出した光源（面状光源装置６０）の出力の条件を光源装置制御信号として、面状光源装置制御部５０に出力する。

信号処理部２０は、光源の出力を調整したら、画像の表示を終了するかを判定する（ステップＳ２４）。信号処理部２０は、画像の表示を終了しない（ステップＳ２４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１６に進む。これにより、信号処理部２０は、画像の表示を終了するまで、入力信号（画像）に応じて、伸長係数を決定し、その伸長係数に基づいて出力信号を生成し、信号の伸長に対応して面状光源装置６０の光量を調整する処理を繰り返す。信号処理部２０は、画像の表示を終了する（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。尚、信号処理部２０は、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆで設定された特定色に対して第１限界値β１を採用しているが、第１限界値β１は各々の色域に応じて異なる複数の値を設定するようにしてもよい。

表示装置１０は、以上の処理を行うことで、上述した効果を得ることができる。なお、表示装置１０は、第４副画素を備える場合でも、当該第４副画素を使用せずに画像を表示させるモードを備えていてもよい。

ここで、図１１は入力信号と出力信号との関係を示す概念図である。表示装置１０は、表示装置１０で表示可能な色空間１３０となる。表示装置１０は、上記処理を行うことで、入力信号１３２が入力された場合、その信号が特定色の領域に含まれる色のみで構成されている場合、伸長信号が波形１３４となる。また、上記処理を行うことで、入力信号１３２が入力された場合、その信号が特定色の領域に含まれない色のみで構成されている場合、伸長信号が波形１３６となる。実際の画像の場合は、同じ彩度でも色相によって伸長係数が変わることになる。このように、色相に応じて限界値の設定を異なる値とし、特定色の場合、伸長係数が大きくなり、信号の出力が大きくなる設定とすることで、画質の劣化が目立ちにくい特定色の近傍の領域の色の伸長係数を高くすることができる。これにより、面状光源装置の出力をより低減することができ、消費電力を低減することができる。

ここで、特定色を基準とした領域の設定は、上述したように特定色の線を基準とした角度範囲に限定されない。図１２は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。図１２に示す色相Ｈの領域１４１は、領域１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ、１４２ｆと、それ以外の領域１４４、１４６と、に分けられている。領域１４２ａは、特定色のうち赤色となる色相Ｈの角度が０°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４２ｂは、特定色のうち黄色となる色相Ｈの角度が６０°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４２ｃは、特定色のうち緑色となる色相Ｈの角度が１２０°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４２ｄは、特定色のうちシアンとなる色相Ｈの角度が１８０°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４２ｅは、特定色のうち青色となる色相Ｈの角度が２４０°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４２ｆは、特定色のうちマゼンダとなる色相Ｈの角度が３００°となる線分を中心として所定の角度に含まれ、かつ、彩度が閾値以上となる領域である。領域１４４は、彩度が閾値以上で、かつ、特定色の領域に含まれない領域である。領域１４６は、彩度が閾値未満となる領域である。

このように、第１限界値β１を設定する領域１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ、１４２ｆを、特定色の近傍でかつ彩度が閾値以上の色のみとしてもよい。これにより伸長係数を高くすることが難しい領域の伸長係数を高くすることができる。また、領域１４１のように分割する場合は、領域１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ、１４２ｆと、領域１４４と、領域１４６とで別々の限界値を設定してもよい。この時、領域１４４と領域１４６の限界値の関係は任意の関係とすることができる。また、第１限界値β１は各々の色域に応じて異なる複数の値を設定するようにしてもよい。なお、領域１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ、１４２ｆの第１限界値β１は、領域１４４の第２限界値β２よりも高くする。

図１３は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。図１３に示す色相Ｈの領域１５１は、領域１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ、１５２ｆとそれ以外の領域１５４とに分けられている。なお、図１３の領域１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ、１５２ｆは、後述する好適な角度範囲よりも広く示している。図１３に示す領域１５１は、領域１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ、１５２ｆの中心の線分を基準とした角度範囲が異なるのみで他の関係は、領域１０１と同様である。領域の角度は、緑の領域１５２ｃが最も大きく、青の領域１５２ｅ、マゼンダの領域１５２ｆ、赤の領域１５２ａ、シアンの領域１５２ｄ、イエローの領域１５２ｂの順で小さくなる。ここで、特定色のうち赤色となる色相Ｈの角度が０°となる線分を中心した領域１５２ａの角度領域は、中心の線分から２．０°以下、つまり、４°以下とすることが好ましい。特定色のうち黄色となる色相Ｈの角度が６０°となる線分を中心した領域１５２ｂの角度領域は、中心の線分から１．０°以下、つまり、２°以下とすることが好ましい。特定色のうち緑色となる色相Ｈの角度が１２０°となる線分を中心した領域１５２ｃの角度領域は、中心の線分から３．５°以下、つまり、７°以下とすることが好ましい。特定色のうちシアンとなる色相Ｈの角度が１８０°となる線分を中心した領域１５２ｄの角度領域は、中心の線分から１．５°以下、つまり、３°以下とすることが好ましい。特定色のうち青色となる色相Ｈの角度が２４０°となる線分を中心した領域１５２ｅの角度領域は、中心の線分から３．０°以下、つまり、６°以下とすることが好ましい。特定色のうちマゼンダとなる色相Ｈの角度が３００°となる線分を中心した領域１５２ｆの角度領域は、中心の線分から２．５°以下、つまり、５°以下とすることが好ましい。

図１３に示すように、特定色に応じて、範囲の大きさを異なる領域とし、各特定色の領域が少なくとも１つ異なる大きさの領域を有することで、各特定色の色変化の目立ちやすさに応じて領域を設定することができ、より画質の劣化を抑制することができる。

図１４は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。図１４に示す色相Ｈの領域１６１は、領域１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆとそれ以外の領域１６４とに分けられている。図１４に示す領域１６１は、領域１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆの中心の線分を基準とした角度範囲が彩度によって変化する以外は、領域１０１と同様である。領域１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆは、彩度が低くなるほど領域に対する角度が大きくなる。具体的には、領域１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆは、範囲の回転方向の端部となる線分が、範囲の中心と平行な線となる。このように、領域１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、１６２ｆを彩度が低くなるほど大きくすることで、伸長係数をより高くできる。また、彩度が低い領域は、色変化が目立ちにくいので伸長係数を高くしても画質の劣化を抑制できる。

図１５は、再現ＨＳＶ色空間の色相と彩度と限界値の領域との関係を示す概念図である。なお、本実施形態では、色空間をＨＳＶ色空間で処理を行う場合で説明するが、ＨＳＶ色空間以外の色空間でも同様である。図１５に示す色相Ｈの領域１７１は、領域１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆとそれ以外の領域１７４とに分けられている。図１５に示す領域１７１は、領域１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆの中心の線分を基準とした角度範囲が彩度によって変化する以外は、領域１０１と同様である。領域１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆは、彩度が低くなるほど領域に対する角度が大きくなる。具体的には、領域１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆは、範囲の回転方向の端部となる線分が、彩度が低くなるにしたがって範囲の中心との距離が広くなる線となる。このように、領域１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆを彩度が低くなるほどさらに大きくすることでも、伸長係数をより高くできる。また、彩度が低い領域は、色変化が目立ちにくいので伸長係数を高くしても画質の劣化を抑制できる。

また、上記実施形態では、６つの特定色の全てに対して領域を設定し、６つの特定色のそれぞれの領域の限界値を他の領域の限界値よりも高い値としたがこれに限定されない。表示装置１０は、６つの特定色のうち、少なくとも１色の特定色を基準とした領域の限界値を他の領域の限界値よりも高い値とすればよい。このように、少なくとも１色の特定色で限界値を高くすることで、その特定色の範囲での伸長係数を高くすることができ面状光源装置の出力の低減量を大きくしやすくできる。また、上記実施形態では、色のバランスを信号値としたが、輝度を用いてもよい。なお、色のバランスの信号値は、図６に示す関係の場合にいわゆる６つの特定色となるように値が設定されている値である。

次に、図１６から図２２を参照して、上記実施の形態に係る表示装置１０及び当該表示装置１０を制御する制御装置を備えた電子機器について説明する。図１６から図２２は、上記実施の形態に係る表示装置１０を備えた電子機器の一例を示す図である。表示装置１０は、テレビジョン装置、ディジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の携帯端末装置又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、表示装置１０は、外部から入力された映像信号又は内部で生成した映像信号を、画像又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。

（適用例１）
図１６に示す電子機器は、表示装置１０が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０に、表示装置１０が適用される。このテレビジョン装置の画面は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有している。

（適用例２）
図１７に示す電子機器は、表示装置１０が適用されるディジタルカメラである。このディジタルカメラは、例えば、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２には、表示装置１０が適用されている。したがって、このディジタルカメラの表示部５２２は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有している。

（適用例３）
図１８に示す電子機器は、表示装置１０が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４には、表示装置１０が適用されている。したがって、このビデオカメラの表示部５３４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有している。

（適用例４）
図１９に示す電子機器は、表示装置１０が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有している。表示部５４３は、表示装置１０が適用されている。このため、このノート型パーソナルコンピュータの表示部５４３は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有している。

（適用例５）
図２０に示す電子機器は、表示装置１０が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）で連結したものであり、ディスプレイ５５４を有している。そのディスプレイ５５４は、表示装置１０が取り付けられている。このため、この携帯電話機のディスプレイ５５４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有している。

（適用例６）
図２１に示す電子機器は、表示装置１０等が適用される、いわゆるスマートフォンと呼ばれる携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば略長方形の薄板状の筐体５６１の表面部にタッチパネル５６２を有している。このタッチパネル５６２は、表示装置１０等を備えている。

（適用例７）
図２２に示す電子機器は、車両に搭載されるメータユニットである。図２２に示すメータユニット（電子機器）５７０は、燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等、複数の液晶表示装置５７１を備えている。そして、複数の液晶表示装置５７１は、ともに、一枚の外装パネル５７２に覆われている。

図２２に示す液晶表示装置５７１それぞれは、液晶表示手段としての液晶パネル５７３及びアナログ表示手段としてのムーブメント機構を互いに組み合わせた構成となっている。当該ムーブメント機構は、駆動手段としてのモータと、モータにより回転される指針５７４とを有している。そして、図２２に示すように、液晶表示装置５７１では、液晶パネル５７３の表示面に目盛表示、警告表示等を表示することができるとともに、ムーブメント機構の指針５７４が液晶パネル５７３の表示面側において回転することが可能となっている。本実施の形態に係る表示装置１０は液晶表示装置５７１に適用される。

なお、図２２では、一枚の外装パネル５７２に複数の液晶表示装置５７１を設けた構成としたが、これに限定されない。外装パネルによって囲まれた領域に１つの液晶表示装置を設け、当該液晶表示装置に燃料計、水温計、スピードメータ、タコメータ等を表示させてもよい。

１０ 表示装置
２０ 信号処理部
２１ 入力部
２３ 信号生成部
２３ａ α算出部
２３ｂ 伸長処理部
２５ 出力部
３０ 画像表示パネル駆動部
３１ 信号出力回路
３２ 走査回路
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 光源装置制御部
６０ 面状光源装置

Claims (9)

1. 第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列された画像表示パネルと、
   入力信号の入力色空間の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される再現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、を備え、
   前記再現色空間は、色相を表現するための角度が０°から３６０°まで設定され、０°から３６０°まで角度が変化する毎に色相が変化するものであり、
   前記信号処理部は、
   前記再現色空間を色相の角度の数値範囲毎に複数の分割空間に分割し、複数の前記分割空間のうち少なくとも２つの前記分割空間に対して、色相及び彩度の値の組み合わせにおいて前記再現色空間の明度の最大値に対して当該最大値を超える画素数の全画素数に対する割合の上限である限界値として異なる値を設定し、
   前記入力信号の前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色の三成分のうち、値が最大の成分の第１信号値と値が最小の第２信号値の成分とが異なる値であり、かつ、前記第１信号値および前記第２信号値以外の信号値である第３信号値が前記第１信号値又は前記第３信号値と同じ値となる６つの特定色のうち少なくとも１つの特定色の色相の角度が含まれる前記分割空間に含まれる色の場合の第１限界値を、前記６つの特定色の色相の角度が含まれず前記６つの特定色以外の色の色相の角度が含まれる前記分割空間に含まれる色の場合の第２限界値よりも高く設定し、
   前記明度の最大値を超える画素数の全画素数に対する割合が、前記限界値を超えない範囲で、前記入力信号に対する伸長係数αを算出し、
   少なくとも前記第１副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第１副画素の出力信号を算出して前記第１副画素へ出力し、
   少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第２副画素の出力信号を算出して前記第２副画素へ出力し、
   少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第３副画素の出力信号を算出して前記第３副画素へ出力し、
   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前記第４副画素の出力信号を算出し、前記第４副画素へ出力し、
   前記信号処理部は、前記６つの特定色の全ての場合に前記第１限界値を適用することを特徴とする表示装置。
2. 前記６つの特定色の色相の角度が含まれる分割空間の前記色相の角度の数値範囲は、ＨＳＶ色空間の色相において、前記６つの特定色の色相の角度より３．５°大きい角度と、前記６つの特定色の色相の角度より３．５°小さい角度との間であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記分割空間は、前記６つの特定色の前記分割空間の少なくとも１つと大きさが異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記分割空間は、彩度に応じて前記角度の数値範囲が変化することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記分割空間は、彩度が高くなるにしたがって前記角度の数値範囲が大きくなることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記分割空間は、明度に応じて前記角度の数値範囲が変化することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記信号処理部は、前記６つの特定色の場合のみ前記第１限界値を適用することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の表示装置と、
   前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置と、を有する電子機器。
9. 第１の色を表示する第１副画素、第２の色を表示する第２副画素、第３の色を表示する第３副画素及び第４の色を表示する第４副画素を含む画素が２次元マトリクス状に配列された画像表示パネルと、入力信号の入力色空間の入力値を、前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色及び前記第４の色で再現される再現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、を備える表示装置の駆動方法であって、
   前記再現色空間は、色相を表現するための角度が０°から３６０°まで設定され、０°から３６０°まで角度が変化する毎に色相が変化するものであり、
   前記再現色空間を色相の角度の数値範囲毎に複数の分割空間に分割し、複数の前記分割空間のうち少なくとも２つの前記分割空間に対して、色相及び彩度の値の組み合わせにおいて前記再現色空間の明度の最大値に対して当該最大値を超える画素数の全画素数に対する割合の上限である限界値として異なる値を設定ステップと、
   前記明度の最大値を超える画素数の全画素数に対する割合が、前記限界値を超えない範囲で、前記入力信号に対する伸長係数αを算出するステップと、
   少なくとも前記第１副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第１副画素の出力信号を算出して前記第１副画素へ出力し、
   少なくとも前記第２副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第２副画素の出力信号を算出して前記第２副画素へ出力し、
   少なくとも前記第３副画素の入力信号及び前記伸長係数αに基づいて前記第３副画素の出力信号を算出して前記第３副画素へ出力し、
   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前記第４副画素の出力信号を算出し、前記第４副画素へ出力するステップと、を含み、
   前記限界値は、前記入力信号の前記第１の色、前記第２の色、前記第３の色の三成分のうち、値が最大の成分の第１信号値と値が最小の第２信号値の成分とが異なる値であり、かつ、前記第１信号値および前記第２信号値以外の信号値である第３信号値が前記第１信号値又は前記第３信号値と同じ値となる６つの特定色のうち少なくとも１つの特定色の色相の角度が含まれる前記分割空間に含まれる色の場合の第１限界値を、前記６つの特定色の色相の角度が含まれず前記６つの特定色以外の色の色相の角度が含まれる前記分割空間に含まれる色の場合の第２限界値よりも高く設定され、
   前記設定ステップにおいて、前記６つの特定色の全ての場合に前記第１限界値を適用することを特徴とする表示装置の駆動方法。

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