WO2012008342A1 - 表示装置、表示装置の制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

表示装置、表示装置の制御方法、プログラム及び記録媒体 Download PDF

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ratio
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rgb
gradation
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健 稲田
史幸 小林
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device including a display panel having four RGBW subpixels per pixel, a control method thereof, a program, and a recording medium.
  • a color image display device generally expresses various colors by mixing three colors of R (red), G (green), and B (blue).
  • RGB color filters are arranged for each pixel of the display panel, and light from the backlight is transmitted through these color filters, whereby RGB light is emitted.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method of converting RGB data into RGBW data in a liquid crystal display device having an RGBW pixel array.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2007-286618 (published on November 1, 2007)” Japanese Patent Publication “Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-86054 (published on April 23, 2009)”
  • RGB and C cyan
  • M magenta
  • Y yellow
  • FIG. 12 is a diagram showing how the display looks when RGB data is converted into RGBW data by a conventional conversion method.
  • the yellow display area 60 and the white display area 61 are adjacent to each other in the left-side RGB data, but yellow is vividly displayed. However, when RGB data is converted to RGBW data, the luminance of RGB decreases, and the yellow displayed in the yellow display area 60 appears dull.
  • Patent Documents 1 and 2 do not consider this problem at all.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a display that can display colors with high brightness and vivid colors on a display panel including pixels composed of RGBW sub-pixels. To provide an apparatus.
  • a display device includes a display in which one pixel includes red (R), green (G), blue (B), and white (W) subpixels.
  • a display device that includes a panel and a backlight that irradiates light to the display panel, acquires RGB data, and has the highest floor among the respective gradations of RGB in one pixel indicated by the acquired RGB data.
  • a calculation means for calculating the ratio of the lowest gradation to the tone for each pixel, and a pixel for which the ratio calculated by the calculation means is equal to or less than a predetermined value is determined as a target pixel to be detected, and is included in one frame from the RGB data Detecting means for detecting the ratio of the target pixel, conversion coefficient obtaining means for obtaining a conversion coefficient for converting the RGB data into RGBW data using the ratio detected by the detecting means, and using the conversion coefficient Conversion means for converting the RGB data into the RGBW data corresponding to each pixel, and display means for generating and displaying an image to be displayed on the display panel from the converted RGBW data. It is characterized by that.
  • a control method includes a display in which one pixel includes red (R), green (G), blue (B), and white (W) subpixels.
  • a display device control method comprising a panel and a backlight for irradiating light to the display panel, wherein RGB data is acquired, and among the gradations of RGB in one pixel indicated by the acquired RGB data,
  • a calculation step for calculating the ratio of the lowest gradation to a high gradation for each pixel, and a pixel whose ratio calculated in the calculation step is a predetermined value or less is determined as a target pixel to be detected, and one frame is generated from the RGB data.
  • a detecting step for detecting a ratio of the target pixel in the conversion, and a conversion for obtaining a conversion coefficient for converting the RGB data into RGBW data using the ratio detected in the detecting step After the number acquisition step and the conversion coefficient acquisition step, using the conversion coefficient, the conversion step of converting the RGB data into the RGBW data, and the RGBW data converted in the conversion step from the RGBW data to the display panel And a display step of generating and displaying an image to be displayed.
  • RGB data is converted into RGBW data in order to display an image on a display panel in which RGBW sub-pixels are arranged in one pixel.
  • a conversion coefficient for converting the RGB data into RGBW data is obtained according to the ratio of the target pixel included in the RGB data for one frame, and RGBW data is created using the obtained conversion coefficient.
  • RGB data is a signal transmitted by separating the color components of an image to be displayed into three colors of R, G, and B.
  • each pixel arranged on the display panel is composed of three RGB sub-pixels, for example, image data acquired from an external transmission source is in the form of RGB data.
  • image data acquired from an external transmission source is in the form of RGB data.
  • one pixel is composed of four RGBW sub-pixels, it is necessary to convert the acquired RGB data into RGBW data.
  • the luminance is improved as compared with a display panel composed of RGB sub-pixels by increasing the W component.
  • the brightness of white is improved, the brightness of colors such as RGB is lowered.
  • the pixel (target pixel) in which the ratio of the lowest gradation to the highest gradation is within a certain value among the RGB gradations in one pixel is included in the RGB data for one frame. Can be judged.
  • the ratio for determining the target pixel may be, for example, 0.1 or less.
  • a display device includes a display panel including red (R), green (G), blue (B), and white (W) subpixels in one pixel, and light emitted from the display panel.
  • a display device including a backlight for irradiating, acquiring RGB data, and calculating a ratio of the lowest gradation to the highest gradation among the respective gradations of RGB in one pixel indicated by the obtained RGB data.
  • a calculation unit that calculates for each pixel, and a pixel whose ratio calculated by the calculation unit is equal to or less than a certain value is determined as a target pixel to be detected, and a ratio of the target pixel included in one frame is detected from the RGB data.
  • the image forming apparatus includes conversion means for converting the RGBW data corresponding to the image data, and display means for generating and displaying an image to be displayed on the display panel from the converted RGBW data. In the display panel including the pixels to be displayed, it is possible to display colors with high luminance and vividness.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing from acquisition of RGB data to display of an image in the display device shown in FIG. 1.
  • 3 is a graph showing a relationship between backlight luminance and conversion coefficient used by a backlight control unit included in the display device shown in FIG. 1. It is a figure which shows the appearance of a display when converting RGB data into RGBW data by the conventional conversion method.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 100 includes an RGB data acquisition unit 1, a gradation ratio calculation unit 2 (calculation unit), a detection unit 3 (detection unit), a conversion coefficient calculation unit 4 (conversion coefficient acquisition unit), RGB Data conversion unit 5 (conversion unit), display control unit 6 (display unit), determination unit 7 (determination unit), timing control unit 8, source driver 9, gate driver 10, backlight control unit 11 (light source control unit), A backlight 12 and a display panel 20 are provided.
  • the display device 100 is a display device having a pixel arrangement of R (red), G (green), B (blue), and W (white).
  • the pixel 21 is composed of four subpixels 22, 23, 24, and 25. Although not shown, a plurality of pixels 21 are arranged in a matrix on the display panel 20. Yes.
  • the display panel 20 is a liquid crystal display panel, and each pixel 21 of the display panel 20 is connected to the source driver 9 through a plurality of source lines, and the gate driver 10 through a plurality of gate lines. It is connected to the. Therefore, by controlling the voltage applied to each pixel 21, the light transmittance of each sub-pixel changes.
  • the target color is reproduced by mixing three colors of light of red, green, and blue. These colors are obtained, for example, by arranging red, green, and blue color filters so as to correspond to the RGB sub-pixels and transmitting light emitted from the backlight 12 provided on the back surface of the display panel 20. It is done.
  • the pixel 21 includes the W sub-pixel 25 in addition to the RGB sub-pixels 22, 23, and 24, the brightness of the displayed image is brighter than that of a display panel having only the RGB sub-pixels. can do.
  • the RGBW sub-pixels 22, 23, 24, and 25 are arranged in two rows and two columns, the R sub-pixel 22 in the upper left, the G sub-pixel 23 in the upper right, the B sub-pixel 24 in the lower left
  • the W sub-pixel 25 is arranged at the lower right, the arrangement of the sub-pixels is not limited to this.
  • the RGB data acquisition unit 1 acquires RGB data from an external data transmission source.
  • RGB data is a signal transmitted by separating the color components of an image to be displayed into three colors of R, G, and B. Specifically, the shades of RGB colors are expressed stepwise as gradations, and various colors can be expressed by adjusting the gradations assigned to each color.
  • RGB data since 8-bit data is assigned to each color of RGB, it can be expressed by 255 gradations.
  • the present invention is not limited to this range, and the number of gradations that can be expressed by the data assigned to RGB is not limited. Can be changed.
  • a data transmission source of RGB data for example, a TV tuner or a personal computer can be cited.
  • the gradation ratio calculation unit 2 calculates the ratio of the lowest gradation to the highest gradation among the RGB gradations (hereinafter also referred to as “gradation ratio”). Specifically, the gradation ratio in one pixel indicated by the RGB data acquired by the RGB data acquisition unit 1 is calculated for each pixel.
  • each gradation of RGB is assigned to each pixel so as to correspond to the expressed color, and the display device 100 controls the light transmittance of each sub-pixel to achieve the target.
  • gradation that is, the lower the gradation, the darker the color because the light transmittance is lowered, and the higher the gradation, the brighter the red, green, or blue, the higher the light transmittance.
  • the ratio of the lowest gradation to the highest gradation among the RGB gradations being 0 means that any gradation of RGB is 0. That is, a color is expressed by the shade of any one color of RGB, or a color is expressed by a mixed color of any two colors.
  • the colors expressed thereby are, for example, red, green, blue, cyan (C), magenta (M), or yellow (Y).
  • the ratio of the lowest gradation to the highest gradation being 1 means that the RGB gradations are all the same value.
  • the color expressed thereby is white.
  • the detection unit 3 determines a target pixel to be detected from all the pixels based on the gradation ratio calculated by the gradation ratio calculation unit 2, and detects the ratio.
  • the reference that the detection unit 3 determines as the target pixel may be a pixel that has a gradation ratio that is equal to or less than a predetermined value.
  • a pixel having a gradation ratio of 0.1 or less is determined as a target pixel.
  • the present invention is not limited to this value.
  • a pixel having a gradation ratio that expresses a color close to RGBCMY is targeted. It can be set as appropriate so as to be determined as a pixel.
  • the color to be expressed is, for example, RGBCMY. Therefore, if the gradation ratio is 0.1 or less, a color close to RGBCMY is expressed.
  • a pixel having a gradation ratio of 0.1 or less is sometimes referred to as a “dark pixel”.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 obtains a conversion coefficient for converting RGB data into RGBW data using the ratio of the target pixel detected by the detection unit 3.
  • the conversion coefficient is a value used when the RGB data conversion unit 5 described later converts RGB data to RGBW data. For example, when creating RGBW data by an expansion method, what is the RGB gradation indicated by the RGB data? Indicates whether to double expand. In this specification, converting to RGBW data is also referred to as creating RGBW data.
  • RGBCMY when a color is expressed in a pixel composed of four RGBW sub-pixels, a color such as RGBCMY may be displayed dull. This is due to the fact that by adding W subpixels, the RGB subpixel areas are relatively reduced, so that RGB luminance cannot be obtained sufficiently, especially when displaying yellow. It is easy to occur.
  • the conversion coefficient used when creating the RGBW data is determined according to the ratio of dark pixels, that is, how many regions such as RGBCMY are expressed in the image to be displayed, the color such as RGBCMY Can be displayed vividly.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 can obtain the conversion coefficient using, for example, a curve representing the relationship between the gradation ratio calculated by the gradation ratio calculation unit 2 and the conversion coefficient.
  • the element used by the conversion coefficient calculation unit 4 to obtain the conversion coefficient can use, for example, a result determined by the determination unit 7 described later.
  • the RGB data conversion unit 5 converts the RGB data into RGBW data corresponding to each pixel using the conversion coefficient, and sends the converted RGBW data to the display control unit 6.
  • the RGB data acquired by the RGB data acquisition unit 1 is data corresponding to a pixel composed of three RGB sub-pixels. Therefore, in the display device 100 having a pixel composed of four RGBW sub-pixels, it is necessary to convert the acquired RGB data so as to correspond to the pixel.
  • the RGB data conversion unit 5 converts the RGB data into RGBW data and sends it to the display control unit 6, so that even the display device 100 having four RGBW subpixels can display a color image suitably. .
  • the display control unit 6 generates and displays an image to be displayed on the display panel 20 from the RGBW data converted by the RGB data conversion unit 5.
  • the display control unit 6 includes a timing control unit 8, which generates a control signal corresponding to RGBW data and transmits the control signal to the source driver 9 and the gate driver 10.
  • Examples of the control signal include a source start signal, a source clock signal, a gate start signal, and a gate clock signal.
  • the source driver 9 and the gate driver 10 apply a voltage to the RGBW sub-pixels 22, 23, 24, and 25 arranged in each pixel 21 in accordance with the received control signal, and control the transmittance thereof. Is expressed.
  • the determination unit 7 determines whether or not the ratio of pixels designated to be displayed with the maximum gradation for all the numbers of pixels in the generated RGBW data exceeds a predetermined value.
  • the RGBW data converted by the RGB data conversion unit 5 is referred to, and the number of pixels designated so that any of the RGB gradations is displayed with a gradation exceeding the maximum gradation is measured. . Then, it is determined whether the designated pixel ratio exceeds a predetermined upper limit value or less than a predetermined lower limit value for all the numbers of pixels.
  • the maximum gradation is 255 gradations, but is not limited to this.
  • the predetermined upper limit value may be set to 2%, for example, and the predetermined lower limit value may be set to 1%, for example, but is not limited to these values.
  • the result determined by the determination unit 7 is used when the conversion coefficient calculation unit 4 obtains the conversion coefficient in the next frame.
  • the backlight control unit 11 obtains a conversion coefficient when the gradation ratio is 1 from a curve for the conversion coefficient calculation unit 4 to obtain the conversion coefficient, and controls the luminance of the backlight 12 according to the obtained conversion coefficient. To do.
  • the conversion coefficient when the gradation ratio is 1 is a coefficient for converting RGB data into RGBW data when a pixel expresses white.
  • the backlight control unit 11 controls to decrease the luminance of the backlight 12 as the conversion coefficient increases when the gradation ratio is 1, and to increase the luminance of the backlight 12 as the conversion coefficient decreases. To do.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 adjusts the gradation according to the ratio of dark pixels, it can maintain a constant luminance.
  • the backlight 12 emits light toward the display panel 20.
  • the light emitted from the backlight 12 may be white light.
  • Examples of the light source of the backlight 12 include electroluminescence (EL), a cold cathode tube (CCFL), and a light emitting diode (LED).
  • the display device 100 having such a configuration may be various display devices such as a television receiver, a personal computer, a mobile phone, or a game machine.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a procedure when the RGB data conversion unit 5 included in the display device 100 shown in FIG. 1 converts RGB data into RGBW data. Note that each bar graph shown in FIG. 2 indicates RGBW gradations.
  • RGBW data is obtained from the acquired RGB data using an expansion method.
  • the extension method is to create the lowest gradation among the RGB gradations indicated by the RGB data, and then multiply each RGB gradation by a conversion coefficient to expand the value of each gradation.
  • RGB data is converted into RGBW data by further subtracting the gradation value of W.
  • RGB gradations are indicated by components 41, 42, and 43, respectively.
  • the RGB data converter 5 sets this value to the W gradation (component 44).
  • the gradation of RGB is expanded by multiplying each gradation of RGB by the conversion coefficient obtained by the conversion coefficient calculation unit 4 ((b) of FIG. 2).
  • the conversion coefficient can take a value of 1 to 2
  • the gradation of RGB is expanded to 1 to 2 times, respectively.
  • the range of values that the conversion coefficient can take is not limited to this.
  • the value of the W gradation that is, the value of the R gradation indicated by the original RGB data is subtracted from each of the expanded RGB gradations ((c) in FIG. 2). As a result, it is converted into RGBW data to which the gradation shown in FIG.
  • the RGB gradation indicated by the original RGB data is multiplied by the conversion coefficient obtained by the conversion coefficient calculation unit 4 and expanded. Therefore, the luminance of the pixel designated to adjust the gradation with a low conversion coefficient is low, and the luminance of the pixel designated to adjust the gradation with a high conversion coefficient is high.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 creates a curve used to calculate the conversion coefficient.
  • FIG. 3 is a graph showing a curve representing the relationship between the gradation ratio and the conversion coefficient used by the conversion coefficient calculation unit 4 included in the display device shown in FIG.
  • the x-axis represents the gradation ratio (R)
  • the y-axis represents the conversion coefficient (S).
  • the conversion coefficient calculation unit 4 obtains the conversion coefficient, it is determined based on the gradation ratio calculated from the RGB data corresponding to each pixel, using a curve as shown in FIG. For example, when the gradation ratio of a certain pixel is 0.8, the conversion coefficient obtained using the curve 30 is 1.6.
  • the conversion coefficient is derived if the gradation ratio of the pixel is obtained. For this reason, even when the gradation ratio is the same, as the slope of the curve increases (for example, curve 30), the brightness of white is enhanced, and an image is displayed with high brightness. Luminance is suppressed and RGBCMY colors are displayed more vividly.
  • the slope of the curve may be set using the ratio of the target pixels (dark pixels) detected by the detection unit 3.
  • a method for setting the inclination according to the ratio of the target pixel for example, a method using a relational expression between the inclination coefficient (K) for setting the inclination and the ratio of the target pixel can be mentioned.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ratio of the target pixel and the slope coefficient.
  • the x-axis represents the ratio of the target pixel
  • the y-axis represents the slope coefficient (K).
  • the slope coefficient is a coefficient for increasing / decreasing the slope of the curve used for calculating the conversion coefficient, and is not particularly limited, but may be a value of 0 to 1, for example. That is, the slope of the curve increases as the slope coefficient value increases, and the slope of the curve decreases as the slope coefficient value decreases.
  • the light color here is a color expressed with a gradation ratio in the range of 0.9 to 1, for example, and the dark color is a color expressed with a gradation ratio in the range of 0 to 0.1, for example. It is.
  • FIG. 5 shows three types of images (a) to (c) with different dark pixel ratios.
  • FIG. 5 is a display example of an image in which the ratio between the dark color display area and the light color display area is different.
  • the upper image shows the displayed image, and the lower image shows the density distribution in the upper image. ing.
  • the area A where the light color is displayed is large, and the ratio of dark pixels is, for example, 0.03%.
  • the inclination is set large.
  • the area B that displays a darker color than the image (a) occupies a large proportion, and the ratio of dark pixels is, for example, 8%.
  • the ratio of dark pixels is, for example, 8%.
  • the proportion of the area B displaying a dark color is large, and the ratio of dark pixels is, for example, 25%.
  • this image (c) it is preferable to display the image with more emphasis on the vividness of the color than the brightness of the screen.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 can create a curve for calculating the conversion coefficient by further using the result determined by the determination unit 7. Specifically, the intercept of the curve is set according to the result determined by the determination unit 7.
  • the determination unit 7 first refers to the RGBW data converted by the RGB data conversion unit 5 and designates a pixel designated so that any of the RGB gradations is displayed with a gradation exceeding the maximum gradation. Measure the number of Then, it is determined whether the designated pixel ratio exceeds a predetermined upper limit value or less than a predetermined lower limit value for all the numbers of pixels.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of pixels designated to display with gradation exceeding the maximum gradation in the RGBW data.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 lowers the intercept of the curve. As a result, the value when expanding the RGB gradation becomes small, and the number of pixels exceeding 255 gradations can be reduced.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 increases the intercept of the curve. That is, when the ratio of pixels exceeding the maximum gradation is low, the luminance of the entire image may not be sufficient. Therefore, it is possible to display with sufficient luminance by increasing the value when the RGB gradation is expanded.
  • section setting method will be described using the three types of images shown in FIG. 5 as an example.
  • FIG. 7 is a graph showing the movement of the intercept of the curve used when displaying the image (a) shown in FIG. Since the ratio of thin pixels is high in the image (a), the slope of the curve is large as shown in FIG.
  • the curve 50 is shifted downward in the y-axis to form a curve 51. Move closer to.
  • the curve 52 is shifted in the y-axis upward direction to the curve 51. Move closer.
  • FIG. 8 is a graph showing the movement of the intercept of the curve used when displaying the image (b) shown in FIG. As described above, since the ratio of dark pixels in the image (b) is higher than that in the image (a), the slope of the curve is smaller than the curve used when displaying the image (a) as shown in FIG.
  • FIG. 9 is a graph showing the movement of the intercept of the curve used when displaying the image (c) shown in FIG.
  • the image has good color reproducibility, In addition, it is possible to display with sufficient luminance.
  • the determination unit 7 refers to the RGBW data converted from the RGB data of a certain frame, the determination unit 7 determines that the conversion coefficient calculation unit 4 determines the intercept in the next frame of the certain frame. Used when seeking. However, since there is almost no difference in images displayed between consecutive frames, it can be displayed without any problem.
  • the curve having the slope derived from the ratio of the target pixel and the intercept derived from the result determined by the determination unit 7 can be expressed by, for example, the following formula (1).
  • Conversion coefficient (S) ( ⁇ 0.5 ⁇ R 2 + 1.15 ⁇ R) ⁇ K + C (1)
  • R represents a gradation ratio
  • K represents a slope coefficient
  • C represents an intercept.
  • the conversion coefficient calculation unit 4 can easily obtain the conversion coefficient by using the equation (1).
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing from acquisition of RGB data to display of an image.
  • the gradation ratio calculating unit 2 is the lowest among the respective gradations of RGB in one pixel indicated by the RGB data with respect to the highest gradation.
  • a gradation ratio is calculated for each pixel (step S1).
  • the detection unit 3 detects the ratio of the target pixels whose gradation ratio calculated by the gradation ratio calculation unit 2 is 0.1 or less (step S2).
  • the conversion coefficient calculation unit 4 determines the slope of the curve for obtaining the conversion coefficient according to the ratio of the target pixel detected in step S2, and uses this curve to correspond to the gradation ratio of each pixel.
  • a conversion coefficient to be acquired is acquired (step S3).
  • the conversion coefficient is obtained using the curve whose intercept is shifted using the result. be able to.
  • the RGB data conversion unit 5 converts the RGB data into RGBW data using this conversion coefficient (step S4).
  • the determination unit 7 refers to the RGBW data converted in step S4, counts pixels that exceed 255 gradations, and determines to shift the intercept of the curve used by the conversion coefficient calculation unit 4 according to the count number. Is performed (step S5). The result thus determined is used by the transform coefficient calculation unit 4 to shift the intercept of the curve in the next frame.
  • the RGB data conversion unit 5 sends the converted RGBW data to the display control unit 6.
  • the display control unit 6 generates and transmits control signals for controlling the source driver 9 and the gate driver 10 based on the RGBW data.
  • the source driver 9 and the gate driver 10 apply a voltage to the RGBW sub-pixels arranged in each pixel according to the received control signal, and control the transmittance to express the color. As a result, an image indicated by the RGBW data is displayed on the display panel 20 (step S6).
  • the display device 100 can control the luminance of the backlight 12 according to the conversion coefficient when the gradation ratio is 1.
  • the slope of the curve for obtaining the conversion coefficient is changed according to the ratio of dark pixels. For example, when the ratio of dark pixels is small, the slope of the curve is increased to increase the brightness of white (gradation ratio is 1). In this case, an image can be displayed with high luminance.
  • the backlight control unit 11 controls the luminance of the backlight 12 according to the conversion coefficient when the gradation ratio is 1. That is, the low gradation of each pixel is compensated by adjusting the luminance of the backlight 12.
  • the backlight control unit 11 obtains a conversion coefficient when the gradation ratio is 1 from the curve created by the conversion coefficient calculation unit 4 to obtain the conversion coefficient, and according to the obtained conversion coefficient.
  • the brightness of the backlight 12 is controlled.
  • control is performed such that the luminance of the backlight 12 decreases as the conversion coefficient increases when the gradation ratio is 1, and the luminance of the backlight 12 increases as the conversion coefficient decreases. To do.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the backlight 12 luminance and the conversion coefficient used by the backlight control unit 11 included in the display device 100 shown in FIG.
  • the conversion coefficient (S) when the gradation ratio is 1 is represented, and the y-axis represents the ratio of increasing the luminance of the backlight 12.
  • “1” indicates the reference luminance of the backlight 12.
  • the range of the luminance increase rate of the backlight 12 is 1 to 2 times, it is not limited to this range.
  • the luminance of the backlight 12 is controlled to be higher as the conversion coefficient is smaller when the gradation ratio is 1, and the luminance of the backlight 12 is set to the reference value as the conversion coefficient value approaches 2. Control to approach. As a result, an image can be displayed with sufficient luminance even if color is displayed.
  • each unit included in the display device 100 may be configured by hardware logic. Moreover, you may implement
  • the display device 100 includes a CPU that executes instructions of a program that realizes each function, a ROM that stores the program, a RAM that expands the program into an executable format, and a memory that stores the program and various data.
  • Storage device recording medium
  • This recording medium only needs to record the program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the program of the display device 100, which is software that realizes the functions described above, so that it can be read by a computer.
  • This recording medium is supplied to the display device 100.
  • the display device 100 or CPU or MPU as a computer may read and execute the program code recorded on the supplied recording medium.
  • the recording medium that supplies the program code to the display device 100 is not limited to a specific structure or type. That is, this recording medium is, for example, a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, or a disk including an optical disk such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. System, a card system such as an IC card (including a memory card) / optical card, or a semiconductor memory system such as a mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
  • a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape
  • a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk
  • a disk including an optical disk such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R.
  • a card system such as an IC card (including a memory card) / optical card, or a semiconductor memory system
  • the display device 100 is configured to be connectable to a communication network, the object of the present invention can be achieved.
  • the program code is supplied to the display device 100 via the communication network.
  • the communication network is not limited to a specific type or form as long as it can supply the program code to the display device 100.
  • the Internet intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication network, etc. may be used.
  • the transmission medium constituting the communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type.
  • wired lines such as IEEE1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth (registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone It can also be used by radio such as a telephone network, a satellite line, and a terrestrial digital network.
  • the conversion unit may set the lowest gradation among the gradations of RGB indicated by the RGB data to a gradation of W, It is preferable to convert the RGB data into the RGBW data by multiplying the value of each gradation by a conversion coefficient and then subtracting the value of the W gradation.
  • the conversion coefficient to be multiplied by each gradation is obtained according to the ratio of the target pixel.
  • RGB and C cyan
  • M magenta
  • Y yellow
  • the conversion coefficient acquisition unit obtains the conversion coefficient using a curve representing a relationship between the ratio calculated by the calculation unit and the conversion coefficient. As the ratio of the target pixels detected by the detection unit increases, the conversion coefficient acquisition unit obtains the conversion coefficient using a curve with a small slope of the curve, and the ratio of the target pixels detected by the detection unit decreases. As described above, it is preferable that the conversion coefficient acquisition unit obtains the conversion coefficient using a curve having a larger slope of the curve.
  • the ratio calculated by the calculation means is the ratio of the lowest gradation to the highest gradation. Therefore, the ratio approaches 0 when the difference between these gradations is large, and the ratio approaches 1 when the difference is small.
  • the corresponding conversion coefficient is derived if the ratio value is obtained.
  • the conversion coefficient acquisition means obtains the conversion coefficient using a curve obtained by shifting the curve in the y-axis upward direction, and when the determination means determines that it is less than the lower limit value, the conversion coefficient acquisition means Preferably, the conversion coefficient is obtained using a curve obtained by shifting the curve downward in the y-axis.
  • the conversion coefficient when the ratio calculated by the calculation unit is 1 is obtained from the curve, and the luminance of the backlight is controlled according to the obtained conversion coefficient.
  • the light source control means controls the backlight brightness to decrease as the conversion coefficient value increases, and increases the backlight brightness as the conversion coefficient value decreases. It is preferable to control.
  • the luminance of the backlight is controlled according to the value of the conversion coefficient when displaying white, it is possible to display an image with sufficient luminance even when displaying with emphasis on color. .
  • the display panel is preferably a liquid crystal display panel.
  • a bright color can be displayed with high brightness.
  • the display device may be realized by a computer.
  • a program for causing a computer to operate as each of the above-described means and a computer-readable recording medium recording the program also fall within the scope of the present invention.
  • the present invention can be suitably used for various display devices such as a television receiver, a personal computer, a mobile phone, or a game machine.

Abstract

本発明の一態様に係る表示装置(100)は、一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネル(20)と、バックライト(12)とを備え、RGBデータを取得し、RGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する階調比算出部(2)と、RGBデータから1フレームに含まれる対象画素の比率を検出する検出部(3)と、検出した比率を用いて、RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数演算部(4)と、変換係数を用いて、RGBデータを各画素に応じたRGBWデータに変換するRGBデータ変換部(5)と、変換されたRGBWデータから、表示パネル(20)に表示すべき画像を生成して表示する表示制御部(6)とを備えている。

Description

表示装置、表示装置の制御方法、プログラム及び記録媒体
 本発明は、1画素にRGBW4つのサブピクセルを有する表示パネルを備えた表示装置及びその制御方法、並びにプログラム及び記録媒体に関するものである。
 カラー画像表示装置では、一般的にR(赤)、G(緑)及びB(青)の三色を混色することによって様々な色を表現している。例えば、表示パネルの各画素にRGBそれぞれのカラーフィルターを配し、バックライトからの光を、これらカラーフィルターを透過させることによってRGBの光が出射される。
 また、近年ではRGBに加えてW(白)のサブピクセルを各画素に設ける技術が知られている。この場合、カラー画像表示装置が取得する画像データは通常RGBデータの形式であるため、RGBWの画素に対応するデータに変換する必要がある。
 例えば、特許文献1及び2には、RGBWの画素配列を有する液晶表示装置において、RGBデータをRGBWデータに変換する方法が記載されている。
日本国公開特許公報「特開2007-286618号(2007年11月1日公開)」 日本国公開特許公報「特開2009-86054号(2009年4月23日公開)」
 しかしながら、RGBW4つのサブピクセルから構成される画素において色を表現するとき、RGB、及びC(シアン)、M(マゼンダ)及びY(黄)等の色がくすんで表示されることがある。
 これは、Wのサブピクセルを加えることによって、RGBそれぞれのサブピクセルの面積が相対的に縮小するためにRGBの輝度が十分に得られないことに起因しており、特に、黄色を表示するときに生じ易い。図12は、従来の変換方法によってRGBデータをRGBWデータに変換したときの表示の見え方を示す図である。
 図12において、左側のRGBデータでは黄色表示領域60と白色表示領域61とが隣接しているが、黄色は鮮やかに表示されている。しかし、RGBデータをRGBWデータに変換すると、RGBの輝度が下がるため、黄色表示領域60に表示される黄色がくすんで見えてしまう。
 特許文献1及び2に記載の方法では、この問題について何ら考慮されていない。
 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、RGBWのサブピクセルから構成される画素を含む表示パネルにおいて、高輝度で且つ色を鮮やかに表示することができる表示装置を提供することにある。
 本発明の一態様に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトとを備えた表示装置であって、RGBデータを取得し、取得したRGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する算出手段と、上記算出手段が算出した比が一定値以下である画素を検出対象の対象画素と判定し、上記RGBデータから1フレームに含まれる上記対象画素の比率を検出する検出手段と、上記検出手段が検出した比率を用いて、上記RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数取得手段と、上記変換係数を用いて、上記RGBデータを各画素に応じた上記RGBWデータに変換する変換手段と、変換された上記RGBWデータから、上記表示パネルに表示すべき画像を生成して表示する表示手段とを備えていることを特徴としている。
 本発明の一態様に係る制御方法は、上記の課題を解決するために、一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトとを備える表示装置の制御方法であって、RGBデータを取得し、取得したRGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する算出ステップと、上記算出ステップにおいて算出した比が一定値以下である画素を検出対象の対象画素と判定し、上記RGBデータから1フレーム中の上記対象画素の比率を検出する検出ステップと、上記検出ステップにおいて検出した比率を用いて、上記RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数取得ステップと、上記変換係数取得ステップの後、上記変換係数を用いて、上記RGBデータを上記RGBWデータに変換する変換ステップと、上記変換ステップにおいて変換された上記RGBWデータから、上記表示パネルに表示すべき画像を生成して表示する表示ステップとを包含していることを特徴としている。
 上記の構成によれば、本発明の一態様では、一画素中にRGBWのサブピクセルが配された表示パネルに画像を表示させるために、RGBデータをRGBWデータに変換している。このとき、1フレーム分のRGBデータに含まれる対象画素の比率に応じてRGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求め、求めた変換係数を用いてRGBWデータを作成する。
 RGBデータとは、表示すべき画像の色成分をR,G,Bの3つの色に分解して伝送される信号である。一般に、表示パネルに配される各画素はRGBの3つのサブピクセルから構成されているため、例えば外部の送信元から取得される画像データはRGBデータの形式になっている。本発明の一態様では、一画素がRGBWの4つのサブピクセルから構成されているため、取得したRGBデータをRGBWデータに変換する必要がある。
 ところで、RGBWのサブピクセルを有する表示パネルでは、Wの成分が増えることによってRGBのサプピクセルから構成される表示パネルよりも輝度が向上する。この場合、白の輝度が向上する反面、RGB等の色の輝度が下がる。
 例えば、画像によっては輝度を重視したいものと色の鮮やかさを重視したいものとがある。これらは一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比が一定値以下である画素(対象画素)が、1フレーム分のRGBデータにどの程度含まれるかによって判断できる。対象画素と判断する比は、例えば0.1以下にしてもよい。
 よって、対象画素の比率を用いることによって、輝度を重視したいときは画像の輝度が高くなるように表示して、色の鮮やかさを重視したいときはRGBによって表現される色が鮮やかになるように表示するRGBWデータに変換することができる。
 したがって、本発明の一態様では高輝度で且つ色を鮮やかに表示することができる。
 本発明の一態様に係る表示装置は、一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトとを備えた表示装置であって、RGBデータを取得し、取得したRGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する算出手段と、上記算出手段が算出した比が一定値以下である画素を検出対象の対象画素と判定し、上記RGBデータから1フレームに含まれる上記対象画素の比率を検出する検出手段と、上記検出手段が検出した比率を用いて、上記RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数取得手段と、上記変換係数を用いて、上記RGBデータを各画素に応じた上記RGBWデータに変換する変換手段と、変換された上記RGBWデータから、上記表示パネルに表示すべき画像を生成して表示する表示手段とを備えているため、RGBWのサブピクセルから構成される画素を含む表示パネルにおいて、高輝度で且つ色を鮮やかに表示することができる。
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 図1に示す表示装置が備えるRGBデータ変換部がRGBデータをRGBWデータに変換するときの手順を説明するための図である。 図1に示す表示装置が備える変換係数演算部が用いる階調比と変換係数との関係を表す曲線を示すグラフである。 対象画素の比率と傾き係数との関係を示すグラフである。 濃い色を表示する領域と薄い色を表示する領域との割合が異なる画像の表示例を示す図である。 RGBWデータのうち、最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の例を示す図である。 図5に示す画像(a)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。 図5に示す画像(b)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。 図5に示す画像(c)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。 図1に示す表示装置においてRGBデータの取得から画像を表示するまでの処理の流れ示すフローチャートである。 図1に示す表示装置が備えるバックライト制御部が用いるバックライト輝度と変換係数との関係を示すグラフである。 従来の変換方法によってRGBデータをRGBWデータに変換したときの表示の見え方を示す図である。
 以下、本発明に係る表示装置の一実施形態について、図1~11を参照して説明する。
 (表示装置100の構成)
 図1は、本発明の一実施形態に係る表示装置100の構成を示すブロック図である。
 図1に示すように、表示装置100は、RGBデータ取得部1、階調比算出部2(算出手段)、検出部3(検出手段)、変換係数演算部4(変換係数取得手段)、RGBデータ変換部5(変換手段)、表示制御部6(表示手段)、判定部7(判定手段)、タイミング制御部8、ソースドライバ9、ゲートドライバ10、バックライト制御部11(光源制御手段)、バックライト12及び表示パネル20を備えている。
 表示装置100は、R(赤)G(緑)B(青)W(白)の画素配列を有する表示装置である。本実施形態では、図1に示すように、画素21は4つのサブピクセル22,23,24,25から構成されており、図示しないが複数の画素21が表示パネル20にマトリクス状に配置されている。
 また、本実施形態において表示パネル20は液晶表示パネルであり、表示パネル20の各画素21は複数のソースラインを介してソースドライバ9に接続されると共に、複数のゲートラインを介してゲートドライバ10に接続されている。そのため、各画素21への印加電圧を制御することによって、各サブピクセルの光の透過率が変わる。
 本実施形態の表示装置100は、RGBのサブピクセルを有しているため、赤、緑及び青の三色の光を混色して目的の色を再現している。これらの色は、例えば、RGBのサブピクセルに対応するように赤、緑及び青のカラーフィルターを配置し、表示パネル20の背面に設けたバックライト12から照射された光を透過することによって得られる。
 また、画素21はRGBのサブピクセル22,23,24に加えてWのサブピクセル25を有しているため、RGBのサブピクセルのみを有する表示パネルと比較して表示される画像の輝度を明るくすることができる。
 なお、図1においてRGBWのサブピクセル22,23,24,25の配置は2行2列であり、左上にRのサブピクセル22、右上にGのサブピクセル23、左下にBのサブピクセル24及び右下にWのサブピクセル25が配されているが、サブピクセルの配置はこれに限定されるものではない。
 RGBデータ取得部1は、外部のデータ送信元からRGBデータを取得する。
 RGBデータとは、表示すべき画像の色成分をR,G,Bの3つの色に分解して伝送される信号である。具体的には、RGBそれぞれの色の濃淡が階調として段階的に表現されており、各色に割り当てられた階調を調節することによって、様々な色を表現することができる。
 本実施形態では、RGBの各色に8ビット分のデータが割り当てられるため、それぞれ255階調ずつ表現できるが、この範囲に限定されるものではなく、RGBに割り当てるデータによって表現可能な階調数を変えることができる。RGBデータのデータ送信元としては、例えば、テレビチューナー又はパソコン等が挙げられる。
 階調比算出部2は、RGBの階調のうち最も高い階調に対する最も低い階調の比(以下、「階調比」ともいう)を算出する。具体的には、RGBデータ取得部1が取得したRGBデータが示す一画素内における階調比を画素毎に算出する。
 上述したように、RGBデータは表現される色に対応するようにRGBそれぞれの階調が画素毎に割り当てられており、表示装置100では各サブピクセルの光の透過率を制御することによって目的の階調を表現している。つまり、階調が低いほど光の透過率を下げるために暗い色になり、階調が高いほど光の透過率を上げるために赤、緑又は青が鮮やかに表現される。
 ここで、RGBの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比が0であるということは、RGBいずれかの階調が0であることを意味する。つまり、RGBのうちいずれか1つの色の濃淡で色が表現されるか、いずれか2つの色の混色で色が表現される。これにより表現される色は、例えば、赤色、緑色、青色、シアン(C)、マゼンダ(M)又は黄色(Y)である。
 また、最も高い階調に対する最も低い階調の比が1であるということは、RGBの階調がすべて同じ値であることを意味する。これにより表現される色は白色である。
 検出部3は、階調比算出部2が算出した階調比に基づいて、すべての画素の中から検出対象の対象画素を判定し、その比率を検出する。検出部3が対象画素と判定する基準としては、予め定められた一定値以下の階調比である画素であればよい。本実施形態では、階調比が0.1以下である画素を対象画素と判定するが、この値に限定されるものではなく、例えばRGBCMYに近い色が表現される階調比の画素を対象画素と判定するように適宜設定することが可能である。
 階調比が0の場合、表現される色は、例えば、RGBCMYであるため、階調比が0.1以下であればRGBCMYに限りなく近い色が表現される。本実施形態では、階調比が0.1以下である画素を「濃い画素」ということもある。
 変換係数演算部4は、検出部3が検出した対象画素の比率を用いて、RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める。
 変換係数とは、後述するRGBデータ変換部5がRGBデータをRGBWデータに変換するときに用いる値であり、例えば、拡張方式によりRGBWデータを作成する場合、RGBデータが示すRGBの階調を何倍拡張するかを示す。なお、本明細書ではRGBWデータに変換することを、RGBWデータを作成するともいう。
 例えば、RGBW4つのサブピクセルから構成される画素において色を表現するとき、RGBCMY等の色がくすんで表示されることがある。これは、Wのサブピクセルを加えることによって、RGBそれぞれのサブピクセルの面積が相対的に縮小するためにRGBの輝度が十分に得られないことに起因しており、特に、黄色を表示するときに生じ易い。
 表示装置100では、RGBWデータの作成時に用いる変換係数を、濃い画素の比率、すなわち表示すべき画像にRGBCMY等の色が表現される領域がどの程度あるかに応じて求めるため、RGBCMY等の色を鮮やかに表示することができる。
 詳細は後述するが、変換係数演算部4は、例えば階調比算出部2が算出する階調比と変換係数との関係を表す曲線を用いて変換係数を求め得る。また、変換係数演算部4が変換係数を求めるために用いる要素は対象画素の比率に加え、例えば、後述する判定部7が判定した結果を用いることができる。
 RGBデータ変換部5は、変換係数を用いてRGBデータを各画素に応じたRGBWデータに変換し、変換したRGBWデータを表示制御部6に送る。
 RGBデータ取得部1が取得するRGBデータは、RGB3つのサブピクセルから構成される画素に対応するデータである。そのため、RGBW4つのサブピクセルから構成される画素を有する表示装置100では、取得したRGBデータを該画素に対応するように変換する必要がある。
 そこで、RGBデータ変換部5がRGBデータをRGBWデータに変換してから表示制御部6に送ることによって、RGBW4つのサブピクセルを有する表示装置100であっても好適にカラー画像を表示することができる。
 表示制御部6は、RGBデータ変換部5が変換したRGBWデータから、表示パネル20に表示すべき画像を生成して表示する。
 本実施形態において、表示制御部6はタイミング制御部8を有しており、タイミング制御部8はRGBWデータに対応する制御信号を生成し、ソースドライバ9及びゲートドライバ10に該制御信号をそれぞれ送信する。この制御信号としては、例えばソーススタート信号、ソースクロック信号、ゲートスタート信号及びゲートクロック信号が挙げられる。
 ソースドライバ9及びゲートドライバ10は、受信した制御信号に応じて各画素21に配されたRGBWのサブピクセル22,23,24,25へ電圧を印加して、その透過率を制御することによって色が表現される。
 判定部7は、作成されたRGBWデータにおいて、すべての画素数に対して最大階調で表示するように指定された画素の割合が、所定値を超えるか否かを判定する。
 具体的には、まずRGBデータ変換部5において変換されたRGBWデータを参照して、RGBいずれかの階調が最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の数を測定する。そして、指定された画素の割合がすべての画素数に対して所定の上限値を超えるか、又は所定の下限値未満であるかを判定する。
 本実施形態において、最大階調は255階調であるがこれに限定されるものではない。また、所定の上限値としては例えば2%にすればよく、所定の下限値としては例えば1%にすればよいが、これらの値に限定されるものではない。
 判定部7が判定した結果は、変換係数演算部4が次のフレームにおいて変換係数を求めるときに用いられる。
 バックライト制御部11は、変換係数演算部4が変換係数を求めるための曲線から、階調比が1であるときの変換係数を求め、求めた変換係数に応じてバックライト12の輝度を制御する。
 ここで、階調比が1であるときの変換係数とは、画素が白を表現するときにRGBデータをRGBWデータに変換するための係数である。バックライト制御部11は、例えば、階調比が1であるときの変換係数が大きくなるほどバックライト12の輝度を下げるように制御し、変換係数が小さくなるほどバックライト12の輝度を上げるように制御する。
 これにより、変換係数演算部4が濃い画素の比率に応じて階調を調節しても、一定の輝度を保つことができる。
 バックライト12は、表示パネル20に向けて光を照射する。本実施形態において、バックライト12から照射される光は白色光であればよい。バックライト12の光源としては、例えば、エレクトロ・ルミネッセンス(EL)、冷陰極管(CCFL)又は発光ダイオード(LED)等が挙げられる。
 このような構成の表示装置100は、例えば、テレビジョン受像機、パソコン、携帯電話又はゲーム機器等の種々の表示装置であり得る。
 (RGBWデータの作成)
 次に、本実施形態の表示装置100において、取得したRGBデータからRGBWデータを作成する処理の流れについて、図2を参照して説明する。
 図2は、図1に示す表示装置100が備えるRGBデータ変換部5がRGBデータをRGBWデータに変換するときの手順を説明するための図である。なお、図2に示す棒グラフは、それぞれRGBWの階調を示している。
 本実施形態では、取得したRGBデータから拡張方式を用いてRGBWデータをする。拡張方式の作成方法とは、RGBデータが示すRGBそれぞれの階調のうち、最も低い階調をWの階調にし、RGBそれぞれの階調に変換係数を乗じて各階調の値を拡張した後、さらにWの階調の値を引くことによってRGBデータをRGBWデータに変換する方法である。
 例えば、図2の(a)のグラフでは、RGBの階調がそれぞれ成分41,42,43によって示されている。これらのうち、成分41で示すRの階調が最も低いため、RGBデータ変換部5はこの値をWの階調(成分44)にする。
 次に、RGBそれぞれの階調に変換係数演算部4が求めた変換係数を乗じて、RGBの階調を拡張する(図2の(b))。ここで、変換係数は例えば1~2の値を取り得るため、RGBの階調はそれぞれ1~2倍に拡張される。なお、変換係数が取り得る値の範囲はこれに限定されるものではない。
 その後、拡張したRGBそれぞれの階調からWの階調の値、つまり、元のRGBデータが示すRの階調の値を引く(図2の(c))。これにより、図2の(d)に示す階調が割り当てられたRGBWデータに変換される。
 このように、RGBWデータを作成するときに、元のRGBデータが示すRGBの階調に、変換係数演算部4が求めた変換係数を乗じて拡張している。よって、低い値の変換係数で階調を調整するように指定された画素の輝度は低くなり、高い値の変換係数で階調を調整するように指定された画素の輝度は高くなる。
 (変換係数の算出方法)
 ここで、本実施形態における変換係数の算出方法について説明する。
 まず、変換係数演算部4は、変換係数を算出するために用いる曲線を作成する。
 図3は、図1に示す表示装置が備える変換係数演算部4が用いる階調比と変換係数との関係を表す曲線を示すグラフである。このグラフにおいて、x軸は階調比(R)を表し、y軸は変換係数(S)を表している。
 変換係数演算部4が変換係数を求めるとき、図3に示すような曲線を用いて、各画素に対応するRGBデータから算出した階調比に基づいて決定する。例えば、ある画素の階調比が0.8のとき、曲線30を用いて求めた変換係数は1.6になる。
 このように、変換係数は画素の階調比が求まれば導出される。そのため、同じ階調比であっても曲線の傾きが大きくなるほど(例えば曲線30)白の輝度がより強調され、高輝度で画像が表示され、曲線の傾きが小さくなるほど(例えば曲線32)白の輝度が抑えられ、RGBCMYの色がより鮮やかに表示される。
 曲線の傾きは、検出部3が検出した対象画素(濃い画素)の比率を用いて設定すればよい。対象画素の比率に応じた傾きの設定方法としては、例えば、傾きを設定するための傾き係数(K)と、対象画素の比率との関係式を用いる方法が挙げられる。
 図4は、対象画素の比率と傾き係数との関係を示すグラフである。図4のグラフにおいて、x軸は対象画素の比率を表し、y軸は傾き係数(K)を表す。
 傾き係数とは、変換係数を算出するために用いる曲線の傾きを増減させるための係数であり、特に限定されないが、例えば0~1の値であってもよい。つまり、傾き係数の値が大きいほど曲線の傾きは増し、傾き係数の値が小さいほど曲線の傾きは緩やかになる。
 図4に示すように、対象画素の比率が少ないときは薄い色で表示する領域が多いことを意味するため、傾き係数の値は大きくなっており、対象画素の比率が多いときは濃い色で表示する領域が多いことを意味するため、傾き係数の値が小さくなっている。
 ここでいう薄い色とは、例えば階調比が0.9~1の範囲で表現される色であり、濃い色とは、例えば階調比が0~0.1の範囲で表現される色である。
 例えば、図5に濃い画素の比率が異なる3種類の画像(a)~(c)を示す。図5は、濃い色を表示する領域と薄い色を表示する領域との割合が異なる画像の表示例であり、上段は表示される画像を示し、下段は上段の画像における濃さの分布を示している。
 図5において、画像(a)は薄い色を表示する領域Aの占める割合が多く、濃い画素の比率は例えば0.03%である。この画像(a)を表示する場合、色の鮮やかさよりも画面の輝度を重視して表示することが好ましいため、傾きを大きく設定する。
 また、画像(b)では画像(a)よりも濃い色を表示する領域Bの占める割合が多く、濃い画素の比率は例えば8%である。この画像(b)を表示する場合、色の鮮やかさと画面の輝度をバランスよく表示することが好ましいため、画像(a)のときよりも傾きを小さく設定する。
 さらに、画像(c)では濃い色を表示する領域Bの占める割合が多く、濃い画素の比率は例えば25%である。この画像(c)を表示する場合、画面の輝度よりも色の鮮やかさを重視して表示することが好ましいため、傾きをさらに小さく設定する。
 また、変換係数演算部4は、判定部7が判定した結果をさらに用いて変換係数を算出するための曲線を作成することができる。具体的には、判定部7が判定した結果に応じて、曲線の切片を設定する。
 上述したように、判定部7は、まずRGBデータ変換部5において変換されたRGBWデータを参照して、RGBいずれかの階調が最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の数を測定する。そして、指定された画素の割合がすべての画素数に対して所定の上限値を超えるか、又は所定の下限値未満であるかを判定する。
 つまり、RGBデータ変換部5がRGBWデータを作成するとき、RGBの階調を拡張するためにいずれかの階調が最大階調を超えることがある。例えば、図6ではGの階調(成分42)が最大階調である255階調を超えて表示するように指定されている。図6は、RGBWデータのうち、最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の例を示す図である。
 この場合、Gによって表現できる上限は255階調であるため、他の色とのバランスが崩れて本来のデータに示される色とは異なる色が表示され得る。
 そのため、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数が、すべての画素数に対して例えば2%を超える場合、変換係数演算部4は曲線の切片を下げる。これにより、RGBの階調を拡張するときの値が小さくなり、255階調を超える画素の数を減少させることができる。
 一方、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数がすべての画素数に対して、例えば1%を下回る場合、変換係数演算部4は曲線の切片を上げる。つまり、最大階調を超える画素の割合が低い場合、画像全体の輝度が十分でないことがある。そのため、RGBの階調を拡張するときの値を大きくすることにより、十分な輝度で表示することができる。
 ここで、図5に示す3種類の画像を例に切片の設定方法を説明する。
 図7は、図5に示す画像(a)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。画像(a)は薄い画素の比率が高いため、図7に示すように曲線の傾きが大きい。
 ここで、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数が、すべての画素数に対して例えば2%を超える場合、曲線50をy軸下方向にシフトさせて曲線51に近づける。一方、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数がすべての画素数に対して、例えば1%を下回る場合、曲線52をy軸上方向にシフトさせて曲線51に近づける。
 図8は、図5に示す画像(b)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。上述したように、画像(b)は画像(a)よりも濃い画素の比率が高いため、図8に示すように曲線の傾きが画像(a)を表示する際に用いる曲線よりも小さい。
 この曲線においても、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数が、すべての画素数に対して例えば2%を超える場合、曲線50をy軸下方向にシフトさせて曲線51に近づける。一方、255階調を超える階調で表示するように指定された画素の数がすべての画素数に対して、例えば1%を下回る場合、曲線52をy軸上方向にシフトさせて曲線51に近づける。
 また、図5に示す画像(c)を表示する際に用いる曲線のように、傾きを小さくした場合であっても、同様に最大階調を超える階調で表示するように指定された画素が多ければ曲線をy軸下方向にシフトさせ、該画素が少なければ曲線をy軸上方向にシフトさせる。図9は、図5に示す画像(c)を表示する際に用いる曲線の切片を移動させるところを示すグラフである。
 このように、最大階調を超える画素の割合が所定の上限値を超えるか、又は所定の下限値未満であるかによって曲線の切片(C)を上下させることにより、画像を色再現性よく、且つ十分な輝度で表示することができる。
 なお、判定部7は、あるフレームのRGBデータから変換されたRGBWデータを参照して判定するため、判定部7が判定した結果は、あるフレームの次のフレームにおいて変換係数演算部4が切片を求めるときに用いられる。しかし、連続するフレーム間において表示される画像にはほとんど差がないため、問題なく表示することができる。
 対象画素の比率から導出された傾きと、判定部7が判定した結果から導出された切片とを有する曲線は、例えば下記式(1)によって表すことができる。
 変換係数(S)=(-0.5×R+1.15×R)×K+C・・・(1)
 なお、式(1)中、Rは階調比、Kは傾き係数、及びCは切片をそれぞれ表す。変換係数演算部4は、この式(1)を用いることによって容易に変換係数を求めることができる。
 (表示装置100の制御方法)
 続いて、本実施形態に係る表示装置100において、RGBデータの取得から画像を表示するまでの処理の流れについて、図10のフローチャートを参照して説明する。図10は、RGBデータの取得から画像を表示するまでの処理の流れ示すフローチャートである。
 まず、RGBデータ取得部1が外部の送信元からRGBデータを取得すると、階調比算出部2は該RGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する(ステップS1)。
 検出部3は、階調比算出部2が算出した階調比が0.1以下である対象画素の比率を検出する(ステップS2)。
 次に、変換係数演算部4は、ステップS2において検出された対象画素の比率に応じて、変換係数を求めるための曲線の傾きを決定し、この曲線を用いて各画素の階調比に対応する変換係数を取得する(ステップS3)。
 このとき、例えば1フレーム前に変換されたRGBWデータを参照して255階調を超えた画素をカウントしていれば、その結果を用いて切片がシフトされた曲線を用いて変換係数を取得することができる。RGBデータ変換部5は、この変換係数を用いてRGBデータをRGBWデータに変換する(ステップS4)。
 判定部7は、ステップS4において変換されたRGBWデータを参照して、255階調を超えた画素をカウントし、変換係数演算部4が用いる曲線の切片をカウント数に応じてシフトさせるための判定を行なう(ステップS5)。このように判定された結果は、次のフレームにおいて変換係数演算部4が曲線の切片をシフトさせるために用いられる。
 次に、RGBデータ変換部5は変換したRGBWデータを表示制御部6に送る。表示制御部6は、RGBWデータに基づいてソースドライバ9及びゲートドライバ10を制御するための制御信号を生成してそれぞれ送信する。
 ソースドライバ9及びゲートドライバ10は、受信した制御信号に応じて各画素に配されたRGBWのサブピクセルへ電圧を印加して、その透過率を制御することによって色が表現される。これにより、表示パネル20にはRGBWデータによって示される画像が表示される(ステップS6)。
 (バックライト12輝度の制御)
 本実施形態に係る表示装置100は、階調比が1のときの変換係数に応じてバックライト12の輝度を制御することができる。
 つまり、表示装置100では濃い画素の比率に応じて変換係数を求めるための曲線の傾きを変えている。例えば、濃い画素の比率が少ない場合、曲線の傾きを大きくして白(階調比が1)の輝度を高くする。この場合、高い輝度で画像を表示することができる。
 これに対し、濃い画素の比率が多い場合、曲線の傾きを小さくして白(階調比が1)の輝度を下げる。この場合、RGBによって表現される色が鮮やかに表示されるが、十分な輝度が得られないことがある。
 そこで、本実施形態では、バックライト制御部11が階調比1のときの変換係数に応じてバックライト12の輝度を制御する。つまり、各画素の階調の低さをバックライト12の輝度を調節することによって補う。
 具体的には、バックライト制御部11は、変換係数演算部4が変換係数を求めるために作成した曲線から、階調比が1であるときの変換係数を求め、求めた変換係数に応じてバックライト12の輝度を制御する。
 例えば、図11に示すように、階調比が1であるときの変換係数が大きくなるほどバックライト12の輝度を下げるように制御し、変換係数が小さくなるほどバックライト12の輝度を上げるように制御する。
 図11は、図1に示す表示装置100が備えるバックライト制御部11が用いるバックライト12輝度と変換係数との関係を示すグラフである。
 図11において、階調比が1であるときの変換係数(S)を表し、y軸はバックライト12の輝度を増加させる割合を表している。また、x軸に示すバックライト12の輝度増加率の範囲において、「1」はバックライト12の基準の輝度を指す。
 なお、バックライト12の輝度増加率の範囲は1~2倍にしているが、この範囲に限定されるものではない。
 図11に示すように、階調比が1のときの変換係数が少ないほどバックライト12の輝度が高くなるように制御し、変換係数の値が2に近づくほどバックライト12の輝度を基準値に近づくように制御する。これにより、色を重視して表示しても、十分な輝度で画像を表示することができる。
 (プログラム及び記録媒体)
 最後に、表示装置100に含まれている各部は、ハードウェアロジックによって構成すればよい。また、次のように、CPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 すなわち表示装置100は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、このプログラムを格納したROM、上記プログラムを実行可能な形式に展開するRAM、及び、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)を備えている。この構成により、本発明の目的は所定の記録媒体によっても達成できる。
 この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである表示装置100のプログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。表示装置100に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしての表示装置100(又はCPUやMPU)が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
 プログラムコードを表示装置100に供給する記録媒体は、特定の構造又は種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスク又はCD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、もしくはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などとすることができる。
 また、表示装置100を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して表示装置100に供給する。この通信ネットワークは表示装置100にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類又は形態に限定されない。例えばインターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
 この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成又は種類のものに限定されない。例えばIEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(その他)
 また、本発明の一態様に係る表示装置では、上記変換手段は、上記RGBデータが示すRGBそれぞれの階調のうち、最も低い階調をWの階調にし、上記RGBそれぞれの階調に上記変換係数を乗じて各階調の値を拡張した後、さらに上記Wの階調の値を引くことによって、上記RGBデータを上記RGBWデータに変換することが好ましい。
 上記の構成によれば、RGBそれぞれの階調の値を拡張するとき、各階調に乗じる変換係数は対象画素の比率に応じて求められている。
 そのため、対象画素を表示するときのRGBの階調を拡張する割合と、白を表示するときのRGBの階調を拡張する割合との差を少なくすることによって、例えばRGB、及びC(シアン)、M(マゼンダ)及びY(黄)等のいわゆる濃い色を鮮やかに表示することができる。
 また、本発明の一態様に係る表示装置では、上記変換係数取得手段は、上記算出手段が算出する上記比と上記変換係数との関係を表す曲線を用いて上記変換係数を求めており、上記検出手段が検出した上記対象画素の比率が多いほど、上記変換係数取得手段は上記曲線の傾きを小さくした曲線を用いて上記変換係数を求め、上記検出手段が検出した上記対象画素の比率が少ないほど、上記変換係数取得手段は上記曲線の傾きを大きくした曲線を用いて上記変換係数を求めることが好ましい。
 上述したように、算出手段が算出する比は最も高い階調に対する最も低い階調の比である。そのため、これらの階調の差が大きい場合に比は0に近づき、差が小さい場合に比は1に近づく。例えば、曲線におけるx軸が比を示し、y軸が変換係数を示すとき、比の値が求まれば対応する変換係数が導出される。
 この曲線において、例えば傾きが小さい場合、算出手段が算出する比が0のときと1のときとに対応する変換係数の差は少なくなる。そのため、RGB等の色を表示するときの輝度と白を表示するときの輝度との差が少なくなり、色の鮮やかさを重視した表示をすることができる。
 一方、例えば曲線の傾きが大きい場合、算出手段が算出する比が0のときと1のときとに対応する変換係数の差が大きくなる。そのため、白を表示するときの輝度が高くなり、輝度を重視した表示をすることができる。
 また、本発明の一態様に係る表示装置では、1フレーム前に変換した上記RGBWデータのうち、RGBいずれかが最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の数を測定し、すべての画素数に対する上記指定された画素の割合が所定の上限値を超えるか、又は所定の下限値未満であるかを判定する判定手段を備え、上記判定手段が上記上限値を超えると判定したとき、上記変換係数取得手段は上記曲線をy軸上方向にシフトさせた曲線を用いて上記変換係数を求め、上記判定手段が上記下限値未満であると判定したとき、上記変換係数取得手段は上記曲線をy軸下方向にシフトさせた曲線を用いて上記変換係数を求めることが好ましい。
 上記の構成によれば、色再現性よく且つ十分な輝度を保って表示することができる。
 また、本発明の一態様に係る表示装置では、上記曲線から上記算出手段が算出する上記比が1であるときの上記変換係数を求め、求めた変換係数に応じて上記バックライトの輝度を制御する光源制御手段を備え、上記光源制御手段は、上記変換係数の値が大きくなるほど上記バックライトの輝度を下げるように制御し、上記変換係数の値が小さくなるほど上記バックライトの輝度を上げるように制御することが好ましい。
 上記の構成によれば、白を表示するときの変換係数の値に応じてバックライトの輝度を制御するため、色を重視して表示しても、十分な輝度で画像を表示することができる。
 また、本発明の一態様に係る表示装置では、上記表示パネルは、液晶表示パネルであることが好ましい。
 上記の構成によれば、高輝度で且つ鮮やかなカラー表示することができる。
 なお、上記表示装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させるためのプログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
 本発明は、例えばテレビジョン受像機、パソコン、携帯電話又はゲーム機器等の種々の表示装置に好適に利用することができる。
 1   RGBデータ取得部
 2   階調比算出部(算出手段)
 3   検出部(検出手段)
 4   変換係数演算部(変換係数取得手段)
 5   RGBデータ変換部(変換手段)
 6   表示制御部(表示手段)
 7   判定部(判定手段)
 8   タイミング制御部
 9   ソースドライバ
 10  ゲートドライバ
 11  バックライト制御部(光源制御手段)
 12  バックライト
 20  表示パネル
 100 表示装置
 

Claims (9)

  1.  一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトとを備えた表示装置であって、
     RGBデータを取得し、取得したRGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する算出手段と、
     上記算出手段が算出した比が一定値以下である画素を検出対象の対象画素と判定し、上記RGBデータから1フレームに含まれる上記対象画素の比率を検出する検出手段と、
     上記検出手段が検出した比率を用いて、上記RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数取得手段と、
     上記変換係数を用いて、上記RGBデータを各画素に応じた上記RGBWデータに変換する変換手段と、
     変換された上記RGBWデータから、上記表示パネルに表示すべき画像を生成して表示する表示手段とを備えていることを特徴とする表示装置。
  2.  上記変換手段は、上記RGBデータが示すRGBそれぞれの階調のうち、最も低い階調をWの階調にし、上記RGBそれぞれの階調に上記変換係数を乗じて各階調の値を拡張した後、さらに上記Wの階調の値を引くことによって、上記RGBデータを上記RGBWデータに変換することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3.  上記変換係数取得手段は、上記算出手段が算出する上記比と上記変換係数との関係を表す曲線を用いて上記変換係数を求めており、
     上記検出手段が検出した上記対象画素の比率が多いほど、上記変換係数取得手段は上記曲線の傾きを小さくした曲線を用いて上記変換係数を求め、
     上記検出手段が検出した上記対象画素の比率が少ないほど、上記変換係数取得手段は上記曲線の傾きを大きくした曲線を用いて上記変換係数を求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
  4.  1フレーム前に変換した上記RGBWデータのうち、RGBいずれかが最大階調を超える階調で表示するように指定された画素の数を測定し、すべての画素数に対する上記指定された画素の割合が所定の上限値を超えるか、又は所定の下限値未満であるかを判定する判定手段を備え、
     上記判定手段が上記上限値を超えると判定したとき、上記変換係数取得手段は上記曲線をy軸上方向にシフトさせた曲線を用いて上記変換係数を求め、
     上記判定手段が上記下限値未満であると判定したとき、上記変換係数取得手段は上記曲線をy軸下方向にシフトさせた曲線を用いて上記変換係数を求めることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5.  上記曲線から上記算出手段が算出する上記比が1であるときの上記変換係数を求め、求めた変換係数に応じて上記バックライトの輝度を制御する光源制御手段を備え、
     上記光源制御手段は、上記変換係数の値が大きくなるほど上記バックライトの輝度を下げるように制御し、上記変換係数の値が小さくなるほど上記バックライトの輝度を上げるように制御することを特徴とする請求項3又は4に記載の表示装置。
  6.  上記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7.  一画素中に、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)のサブピクセルを有する表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトとを備える表示装置の制御方法であって、
     RGBデータを取得し、取得したRGBデータが示す一画素内におけるRGBそれぞれの階調のうち、最も高い階調に対する最も低い階調の比を画素毎に算出する算出ステップと、
     上記算出ステップにおいて算出した比が一定値以下である画素を検出対象の対象画素と判定し、上記RGBデータから1フレーム中の上記対象画素の比率を検出する検出ステップと、
     上記検出ステップにおいて検出した比率を用いて、上記RGBデータをRGBWデータに変換するための変換係数を求める変換係数取得ステップと、
     上記変換係数取得ステップの後、上記変換係数を用いて、上記RGBデータを上記RGBWデータに変換する変換ステップと、
     上記変換ステップにおいて変換された上記RGBWデータから、上記表示パネルに表示すべき画像を生成して表示する表示ステップとを包含していることを特徴とする制御方法。
  8.  請求項1から6のいずれかに記載の表示装置が備えているコンピュータを動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
  9.  請求項8に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
     
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