WO2012141156A1 - 表示装置および表示装置の制御方法 - Google Patents

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WO2012141156A1
WO2012141156A1 PCT/JP2012/059739 JP2012059739W WO2012141156A1 WO 2012141156 A1 WO2012141156 A1 WO 2012141156A1 JP 2012059739 W JP2012059739 W JP 2012059739W WO 2012141156 A1 WO2012141156 A1 WO 2012141156A1
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brightness
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image
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高橋 浩三
中野 武俊
大和 朝日
健 稲田
史幸 小林
柳 俊洋
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シャープ株式会社
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Definitions

  • an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors (for example, RGB) is configured with a second predetermined number of basic colors (for example, RGBW) in which each pixel is greater than the first predetermined number.
  • the present invention relates to a display device that converts and displays the converted image.
  • a color liquid crystal display normally has three RGB pixels (picture elements) in one dot (pixel), but recently added white (W) pixels as a measure for improving luminance, and four RGBW in one dot.
  • RGBW color liquid crystal displays with pixels have been proposed.
  • This RGBW color liquid crystal display is advantageous in terms of improving the luminance, but on the other hand, it is easy to induce lightening of saturation, and it is necessary to carefully examine the structure of the W pixel and the method of determining the output gradation.
  • Patent Document 1 there is a description regarding a W pixel structure, and it is proposed to make the W pixel smaller than each pixel of RGB. This is intended to suppress the lightening of the saturation generated by the display signal of W pixels.
  • Patent Document 1 describes that input RGB data is converted into RGBW data and then converted into optimized data R′G′B′W ′. Patent Document 1 does not specifically describe a data conversion method from RGB to RGBW. However, further conversion of RGBW obtained thereby aims to achieve both improvement in luminance and saturation retention. It is said.
  • the W pixel size is made smaller than the RGB pixel size, the brightness enhancement effect is impaired accordingly.
  • Patent Document 2 describes the simplest method for calculating an RGBW signal from an RGB signal. This is because four white colors including at least white are obtained by using a means (min detection unit 1) for extracting a white signal from a plurality of input color component signals, and the extracted white signal and the plurality of color component signals. And means for outputting a display signal. The extracted white signal is subjected to nonlinear processing, and a display signal is output based on the plurality of color component signals and the non-linearly converted white signal.
  • a means for extracting a white signal from a plurality of input color component signals, and the extracted white signal and the plurality of color component signals.
  • means for outputting a display signal The extracted white signal is subjected to nonlinear processing, and a display signal is output based on the plurality of color component signals and the non-linearly converted white signal.
  • the white signal W is extracted as the minimum value of the RGB signal, and if necessary, nonlinear conversion from W to W ′ is performed.
  • Patent Document 3 A more complicated method for calculating an RGBW signal from an RGB signal is described in Patent Document 3, for example.
  • Patent Document 3 a step of obtaining a luminance increase amount of a basic color component constituting a predetermined color signal for each basic color component, a step of extracting a luminance increase amount of a white signal component from the luminance increase amount of the basic color component,
  • a method for obtaining a white signal component including the step of setting a luminance increase amount of the white signal component as a white signal component of a predetermined color signal.
  • the conventional invention described in Patent Document 3 has a problem that the display image quality is deteriorated.
  • RGBW color signals are obtained from RGB color signals as described below.
  • the RGB color signals of the current frame are subjected to luminance compression at a predetermined luminance compression rate determined according to the luminance of the RGBW color signals of the previous frame to obtain RGB post-compression color signals.
  • a luminance expansion rate is obtained based on a ratio between the minimum luminance value and the maximum luminance value of each of the compressed color signals, and each of the compressed color signals is expanded with the luminance expansion rate, so that each of the RGB luminance expansions is obtained. Find the color signal.
  • the minimum luminance value is multiplied by a coefficient k to obtain a corrected minimum luminance value, and the corrected minimum luminance value is subtracted from each of the luminance extension color signals to obtain each luminance extension conversion color signal of RGB.
  • the minimum luminance value is a white (W) signal.
  • the RGBW color signals are composed of the RGB luminance extension conversion color signals and the white signal.
  • the predetermined luminance compression rate is set to an optimum value by feedback processing so that a predetermined number or more of luminance saturated dots do not occur in an image composed of RGBW color signals (hereinafter referred to as a converted image). Controlled.
  • the value of the predetermined brightness compression rate used when obtaining the converted image of the next frame is reduced, and In the case where no occurs, the value of the predetermined luminance compression rate used when obtaining the converted image of the next frame is increased.
  • the predetermined luminance compression rate is controlled to an optimum value by feedback processing.
  • the value of the predetermined luminance compression rate between frames. May vibrate.
  • the value of the predetermined luminance compression rate used when obtaining a converted image of a certain frame is decreased.
  • the value of the predetermined luminance compression rate used when obtaining the converted image of the next frame may be increased.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an input image in which each pixel is composed of a first predetermined number of basic colors, and each pixel is larger than the first predetermined number.
  • a display device that converts and displays a converted image composed of a second predetermined number of basic colors
  • a display device and a display device control method that can prevent display quality from being deteriorated due to vibration of luminance of the display image are provided. For the purpose.
  • a display device configured to input an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors, and each pixel has a second predetermined number greater than the first predetermined number.
  • a display device that displays a converted image composed of basic colors and displays the converted image based on a set value when converting the input image to the converted image.
  • Conversion means for converting the image into brightness brightness vibration detection means for detecting whether or not the brightness of the converted image vibrates while the input images substantially identical to the conversion means are sequentially input, and the brightness vibration detection When the means detects that the brightness of the converted image is oscillating, it comprises brightness fixing means for fixing the brightness of the converted image.
  • the display device control method includes an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors, and each pixel is configured with a second predetermined number of basic colors greater than the first predetermined number.
  • a method of controlling a display device that converts and displays a converted image, and converts the luminance of the input image to the luminance of the converted image based on a set value when converting the input image to the converted image. Conversion step, a luminance vibration detection step for detecting whether or not the luminance of the converted image vibrates while each of the substantially identical input images is sequentially input, and And a luminance fixing step of fixing the luminance of the converted image when it is detected that the luminance is oscillating.
  • the brightness vibration detecting means for detecting whether or not the brightness of the converted image vibrates while the substantially identical input images are sequentially input, and the brightness vibration detecting means determines that the brightness of the converted image is And a luminance fixing means for fixing the luminance of the converted image when the vibration is detected. Therefore, it can be detected that the luminance of the converted image is vibrated, and when the luminance of the converted image is vibrated, the luminance of the converted image can be fixed. Thereby, the flickering of the brightness of the screen due to the vibration of the brightness of the converted image can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the display quality from deteriorating due to the luminance vibration of the display image.
  • the display device displays an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors, with each pixel having a second predetermined number of basic colors greater than the first predetermined number.
  • a display device that converts a converted image into a displayed image, and converts the luminance of the input image to the luminance of the converted image based on a set value when converting the input image to the converted image.
  • a luminance fixing means for fixing the luminance of the converted image when it is detected that the luminance of the converted image vibrates.
  • an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors is displayed with a second predetermined number of basic colors in which each pixel is greater than the first predetermined number.
  • a control method for a display device that converts and displays a configured converted image, wherein when converting the input image to the converted image, the luminance of the input image is set based on a set value.
  • a conversion step for converting to a luminance vibration detection step for detecting whether or not the luminance of the converted image vibrates while the substantially identical input images are sequentially input, and the conversion in the luminance vibration detection step.
  • a luminance fixing step of fixing the luminance of the converted image when it is detected that the luminance of the image vibrates.
  • the display quality can be prevented from deteriorating due to the luminance vibration of the display image.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a controller of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a top view which shows arrangement
  • 4 is a graph showing a relationship between gradation and luminance level in each color signal of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. 4 is a flowchart illustrating an operation of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device is configured as an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as a switching element, for example, as a method capable of high-definition display.
  • TFT thin film transistor
  • an input image in which each pixel is configured with a first predetermined number of basic colors here, three colors of R (red), G (green), and B (blue)
  • a first predetermined number of basic colors here, three colors of R (red), G (green), and B (blue)
  • Is composed of a second predetermined number of basic colors here, four colors of R (red), G (green), B (blue), and W (white)
  • the liquid crystal display device 110 includes a liquid crystal panel (non-self-luminous display unit) 110a and a liquid crystal drive control circuit 110b that drives and controls the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel 110 a includes a TFT liquid crystal panel 101 (non-self-luminous display unit) and a backlight (illuminating means) 102 that illuminates the liquid crystal panel 101.
  • the liquid crystal panel 101 has a plurality of pixels arranged in a matrix (for example, by 1024 ⁇ 768 pixels (XGA)), and sequentially or intermittently vertically for each horizontal scanning line based on RGBW video signals.
  • the video is displayed by displaying in the direction.
  • the total number of horizontal scanning lines is 768, and one horizontal scanning line is 1024 pixels.
  • 1280 ⁇ 1024 pixels SXGA
  • 1600 ⁇ 1200 pixels UXGA
  • 3200 ⁇ 2400 pixels 2.7p / J
  • the screen ratio is 4: Wide screens other than 3 (for example, full HD: 1920 ⁇ 1080, WXGA: 1366 ⁇ 768, etc.) are also used.
  • each of the plurality of pixels has an R (red) picture element, a G (green) picture element, a B (blue) picture element, and a W picture element in a four-color array of 2 picture elements ⁇ 2 picture elements. (White) Each of the four color picture elements.
  • Each of the four color picture elements is composed of a liquid crystal display element having a TFT (not shown) and whose light (backlight) is controlled by the TFT. Since the configuration of this liquid crystal display element is well known, detailed description thereof is omitted.
  • a color filter (not shown) of a corresponding color is attached to a light transmissive glass substrate.
  • W picture elements there is only a light-transmissive glass substrate without a filter.
  • a four-color stripe arrangement, a mosaic arrangement, and a delta arrangement (not shown) can be used as shown in FIG.
  • the backlight 102 is configured as a white light source, for example, and is disposed on the back surface of the liquid crystal panel 101 to illuminate the liquid crystal panel 101.
  • the liquid crystal drive control circuit 110b includes a source driver 103 and a gate driver 104 (display control means) made of an IC (integrated circuit), a controller 105, and a liquid crystal drive power supply 106.
  • the controller 105 controls the backlight 102 so that, for example, the luminance of the backlight 102 becomes the maximum luminance included in the video signal for each frame or for each of a plurality (5 to 6) frames. Adjust to.
  • the controller 105 extracts RGB color signals and synchronization signals (horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, etc.) from the RGB three-color video signal input from the outside, and converts the extracted RGB color signals into RGBW colors. Convert to a signal (ie, convert an input image in which each pixel is composed of RGB into a converted image in which each pixel is composed of RGBW).
  • the RGB color signals are defined as gradation data.
  • the controller 105 drives and controls the gate driver 104 based on the synchronization signal, and drives and controls the source driver 103 based on the RGBW color signals and the synchronization signal.
  • the gate driver 104 sequentially selects each pixel, for example, in units of horizontal scanning lines (row units) based on the vertical synchronization signal from the controller 105, and sequentially applies a gate voltage (to the TFT gate of each pixel of each pixel selected. Control signal).
  • the gate driver 104 includes first to m-th (m: the number of rows of the plurality of pixels in a matrix) gate drivers.
  • Each of the first to m-th gate drivers corresponds to each row-unit pixel of the plurality of pixels.
  • Each of the first to m-th gate drivers operates in order from, for example, the first gate driver to the m-th driver based on the synchronization signal from the controller 105, and selects each corresponding pixel to select each pixel.
  • a gate voltage (control signal) is applied to the gate of the pixel TFT.
  • the source driver 103 Based on the synchronization signal from the controller 105 (that is, in synchronization with the pixel selection of the gate driver 104), the source driver 103 applies the RGBW pixel source of each pixel selected by the gate driver 104 to the TFT source. A source voltage having a value corresponding to each of the RGBW color signals from the controller 105 is applied.
  • the source driver 103 includes first to nth (n: the number of columns of the plurality of pixels in a matrix) source drivers.
  • Each of the first to nth source drivers corresponds to each column unit pixel of the plurality of pixels.
  • the gate driver 104 selects each pixel in a certain row, each of the first to nth source drivers, for example, from the first source driver to the first source driver based on the synchronization signal from the controller 105 during the selection period. It operates in order to the n source driver, selects each corresponding pixel, and applies a source voltage of a value corresponding to each RGBW color signal from the controller 105 to the TFT source of each pixel of that pixel. To do.
  • each pixel in the pixel selected simultaneously by the gate driver 104 and the source driver 103, the transmittance of the pixel (in other words, depending on the value of the source voltage applied to the TFT by the TFT of the pixel) In this case, gradation is controlled. In this way, each pixel emits light with a color corresponding to the combination of gradations of each picture element when illuminated by the backlight by controlling the gradation of each picture element.
  • the controller 105 includes a luminance compression unit 1 (luminance compression means), a luminance compression lookup table (hereinafter referred to as luminance compression LUT) 2, a determination unit 3, and a luminance expansion rate S.
  • Calculation unit 4 S value lookup table (hereinafter referred to as S value LUT) 5, luminance expansion unit 6 (luminance expansion unit), W calculation unit 7 (additional color calculation unit), and inverse ⁇ correction unit 8
  • a counter 9 luminance control means, luminance fixing means
  • a luminance vibration detection unit 10 luminance vibration detection means
  • an extraction unit 12 a control signal generation unit 13
  • a backlight for controlling the luminance of the backlight light.
  • control unit 14 controls the luminance compression unit 14
  • the luminance compression unit 1, the luminance compression LUT 2, the determination unit 3, the luminance expansion rate S calculation unit 4, the S value LUT 5, the luminance expansion unit 6 and the W calculation unit 7 constitute conversion means.
  • the luminance compression LUT 2 and the S-value LUT 5 store data used in the luminance compression unit 1 and the luminance expansion rate S calculation unit 4, respectively, and any data can be used as long as they meet the specifications. Although it can be used in a memory, it is configured by, for example, a dual port random access memory.
  • the extraction unit 12 converts each color signal of RGB (that is, an image (input image) in which each pixel is composed of RGB) from an externally input video signal (here, each pixel is composed of RGB three colors). Synchronize signals (horizontal sync signal, vertical sync signal, etc.) are extracted.
  • the luminance compression unit 1 performs luminance compression on the RGB color signals of each pixel extracted by the extraction unit 12 at a preset luminance compression rate K, and outputs the compressed color signals.
  • each color signal of RGB indicates a gradation as described above, and the number of gradations is 28 gradations, that is, 256 gradations (0 gradation to 255 gradations).
  • the tone may be 1024 gradations.
  • the adjustment value C the initial setting value is used for the first input image, but for the subsequent input images, the adjustment value C used in the input image of the previous frame of the input image is used.
  • the correction value is corrected by the feedback process, and the corrected adjustment value C is used.
  • the luminance compression LUT 2 various values of the adjustment value C and post-compression color signals corresponding to the various values of the RGB color signals are stored in advance.
  • the RGB compressed color signals corresponding to the values and the extracted RGB color signal values are read out from the luminance compression LUT 2 and output.
  • L ′ (R, G, B) Lin (R, G, B) * C / 1.35. * Indicates integration, Lin (R, G, B) indicates gradation data of each color signal before luminance compression, and L ′ (R, G, B) indicates each color signal after compression after luminance compression. Indicates gradation data.
  • the adjustment value C is set so as not to change continuously but to change stepwise, for example, by 0.05. Accordingly, the luminance compression has eight types of stages. The number of the above steps may be 4 or 16 as required.
  • luminance compression in order to avoid the loss of gradation data due to luminance compression, luminance compression is performed by bit expansion (for example, expansion from 28 gradations to 29 gradations), and output after luminance compression is performed. Becomes the bit-extended gradation data.
  • the determination unit 3 may calculate the ratio t. Further, such a calculation can be included in the luminance expansion rate S calculation unit 4 or the luminance expansion unit 6 which will be described later, and the determination unit 3 can be omitted.
  • the luminance expansion rate S calculation unit 4 obtains and outputs the luminance expansion rate S using the ratio t determined by the determination unit 3.
  • the luminance expansion rate S is stored in advance corresponding to the various values of the ratio t, and the luminance expansion rate S calculation unit 4 is determined by the determination unit 3.
  • the luminance expansion rate S corresponding to the value of the ratio t is read from the S value LUT 5 and output.
  • the luminance expansion rate S is expressed as a function F (t) of the ratio t.
  • each RGB picture element aims at the same brightness as the original, the brightness of each RGB picture element may be set to 1.33 times.
  • C corresponds to the luminance expansion rate S, so 1.33 may be originally Cmax, but C is preferably changed in increments of 0.05 from the point of control, so 1.35 is set to Cmax.
  • the function F (t) can be variously changed as necessary.
  • the function F (t) is F (t + ⁇ t)> ⁇ F (t) + F (t + 2 ⁇ t). ⁇ / 2, in other words, when 0 ⁇ t ⁇ 1, it is a positive number, increases monotonically as t increases, and the rate of increase decreases as t increases Any function that is convex upward can be used.
  • the function F (t) is, for example, an average transmittance (light emission efficiency) of the color filter (CF) of each color (R, G, B) used in the liquid crystal panel 101, and white (W) color.
  • the transmittance (luminous efficiency) is Tw, it is desirable to set based on Tc and Tw.
  • the luminance expansion unit 6 uses the luminance expansion rate S output from the luminance expansion rate S calculation unit 4, and uses the luminance expansion rate S, which has been subjected to luminance expansion from the RGB compressed color signals L ′ (R, G, B).
  • the conversion signal Lout (R, G, B) is calculated and output.
  • L ′ (R, G, B) * S is a luminance extension color signal for each of the three colors.
  • the W calculation unit 7 calculates the W color signal Lout (W) (additional color) from the post-compression color signal L ′ (R, G, B).
  • each RGBW color signal is composed of the RGB brightness extension conversion signals calculated by the brightness extension unit 6 and the W color signal calculated by the W calculation unit 7.
  • An image composed of the RGBW color signals is the converted image.
  • the inverse ⁇ correction unit 8 performs inverse ⁇ correction (conversion from gradation to luminance) for each RGBW color signal calculated as described above, and outputs it in accordance with the ⁇ characteristics of the liquid crystal panel 101 described above. As a result, each RGBW color signal is converted into a signal defining the luminance and output.
  • the relationship between the gradation and the luminance level in the inverse ⁇ correction unit 8 for example, the relationship shown in FIG.
  • the counter 9 detects whether or not the converted image is in a luminance saturation state, and corrects the adjustment value C used in the luminance compression unit 1 according to the detection result. Specifically, the counter 9 reduces the adjustment value C when the number of pixels in the converted image that are in the luminance saturation state is larger than the first threshold number, and is equal to or less than the first threshold number. When the value is equal to or less than the second threshold number, the adjustment value C is increased.
  • the counter 9 counts the number of picture elements (ie, the number of picture elements in a saturation state) that are larger than the maximum gradation of 255 gradations for each RGB color in the converted image of the current frame. ).
  • the counter 9 sets a count over flag ROV / GOV / BOV for each of the RGB colors if the count number exceeds the first threshold number (for example, 2% of the total number of pixels).
  • the counter 9 sets a count 0 flag R00 / G00 / B00 for each of the RGB colors if the count number is equal to or less than the second threshold number (here, zero).
  • the lower limit value of the first threshold number is 1% of the total number of pixels in one frame, more preferably 1.2%, and still more preferably 1.5%.
  • the upper limit value of the first threshold number is 10% of the total number of pixels in one frame, more preferably 6%, and even more preferably 4%.
  • the counter 9 adjusts the adjustment value C set in the luminance compression unit 1 (that is, luminance compression of the input image of the next frame). (That is, the adjustment value C is corrected from C to C-0.05).
  • the counter 9 increases the adjustment value C set in the luminance compression unit 1 (that is, the value of the adjustment value C is changed from C to C) when all of the RGB count 0 flags R00, G00, and B00 are set. (Correct to C + 0.05). In other cases, the counter 9 does not correct the adjustment value C set in the luminance compression unit 1.
  • the counter 9 when the counter 9 receives an adjustment value fixing control signal described later from the luminance vibration detection unit 10, the counter 9 stops the correction of the adjustment value C, and sets the adjustment value C to a predetermined value (for example, the adjustment value fixing control signal). The value of the adjustment value C at the time of reception of (1) is fixed. Then, for example, the counter 9 resumes the correction of the adjustment value C after a certain time has elapsed since the reception of the adjustment value fixing control signal.
  • a predetermined value for example, the adjustment value fixing control signal
  • the luminance vibration detection unit 10 detects whether or not the luminance of the converted image vibrates while the same input image is input to the luminance compression unit 1 (or the extraction unit 12), for example.
  • each RGB color signal is subjected to luminance compression with the luminance compression rate K corresponding to the adjustment value C and then with the luminance expansion rate S
  • the luminance value of each color signal after the luminance expansion is the adjustment value.
  • the larger the adjustment value C the higher the luminance of each color signal after the luminance expansion
  • the lower the adjustment value C the lower the luminance of each color signal after the luminance expansion.
  • the luminance vibration detection unit 10 detects, based on the adjustment value C, whether the luminance of the converted image vibrates while the same input image is input.
  • the luminance vibration detection unit 10 stores the adjustment value C used for luminance compression of each input image, for example, for three consecutive frames (that is, three frames of the current frame, the previous frame, and the previous frame). Then, a change in the adjustment value C for the three frames is detected.
  • the adjustment value C in the third frame is 2. If the adjustment value C is smaller than the adjustment value C in the first frame), or if it is decreasing ⁇ increase (that is, the adjustment value C in the second frame is smaller than the adjustment value C in the first frame, When the adjustment value C in the third frame is larger than the adjustment value C in the second frame), it is determined that the luminance of the converted image is oscillating (that is, the luminance of the converted image is oscillating). ).
  • the luminance vibration detection unit 10 outputs the adjustment value fixing control signal to the counter 9 when detecting that the luminance of the converted image vibrates.
  • the correction of the adjustment value C is stopped by the counter 9 (that is, the value of the adjustment value C is fixed to the value at that time).
  • the luminance vibration detection unit 10 sequentially stores the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of each frame in the luminance compression unit 1 for three frames. Then, using the adjustment value C for the three frames, a change in the adjustment value C for the three frames is detected as described above.
  • the luminance vibration detection unit 10 determines whether the input image of the current frame and the input image of the previous frame are the same based on the RGB color signals input from the extraction unit 12 to the luminance compression unit 1, for example. (That is, for example, whether or not the same input images are sequentially input to the luminance compression unit 1). If they are the same as a result of the detection, the luminance vibration detection unit 10 stores the adjustment value C used in the luminance compression of the current frame, and the adjustment value C of the current frame and the previously stored value. Using the adjustment values C of the frame and the previous frame, a change in the adjustment value C for three frames is detected as described above.
  • the luminance vibration detection unit 10 stores the adjustment value C used in the luminance compression of the current frame, while the adjustment values of the previous frame and the previous frame that are already stored. Delete C. Then, when the adjustment values C for three frames (three frames of the current frame, the previous frame, and the previous frame) have been prepared, the adjustment values C for the three frames are used, as described above, for the three frames. The change of the adjustment value C is detected. Thereby, the vibration of the luminance of the converted image while the same input image is input is detected.
  • the luminance vibration detection unit 10 detects whether or not the luminance of the converted image vibrates while the same input image is input, but the above-mentioned “while the same input image is input”. May be treated as exactly the same input image, but is not so limited. For example, even if the image content of the input image changes slightly, if the majority is the same (for example, 80% to 90% of all pixels are the same), they may be regarded as the same input image.
  • the control signal generation unit 13 generates the control signal for driving and controlling the source driver 103 and the gate driver 104, and based on the synchronization signal extracted by the extraction unit 12, these control signals are supplied to the source driver 103 and the gate driver 104. Output to.
  • the backlight control unit 14 sets the luminance of the backlight 102 to the maximum luminance included in the converted image for each frame of the converted image or for each of a plurality (5 to 6) frames. adjust. Specifically, the backlight control unit 14 detects the maximum luminance included in the converted image composed of each color signal based on the luminance of each RGBW color signal output from the inverse ⁇ correction unit 8, The brightness of the backlight 102 is adjusted so that the brightness corresponds to the maximum brightness. For example, when the luminance of the backlight 102 is controlled by PWM control, the backlight control unit 14 outputs a duty ratio (luminance control signal) defining the luminance of the backlight 102 to the backlight 102 to output the backlight 102. To control the brightness.
  • a duty ratio luminance control signal
  • step S1 the extraction unit 12 extracts RGB color signals Lin (R, G, B) and a synchronization signal from an external video signal input to the extraction unit 12.
  • RGB color signals Lin R, G, B
  • a synchronization signal is input to the control signal generation unit 13.
  • step 3 the luminance vibration detection unit 10 detects whether or not the input image of the current frame (that is, the image composed of the extracted RGB color signals) is the same as the input image of the previous frame (that is, for example, the luminance). Detection of whether or not the same input images are sequentially input to the compression unit 1 (or the extraction unit 12) is performed. If the detection results are the same, the process proceeds to step S4. If the detection results are not the same, the process proceeds to step S5.
  • step S4 the luminance vibration detection unit 10 stores the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the current frame. At this time, when the adjustment values C used in the luminance compression of the input images of the previous frame and the previous frame are already stored, they are not deleted.
  • step S5 the luminance vibration detection unit 10 stores the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the current frame. At this time, if the adjustment values C used in the luminance compression of the input images of the previous frame and the previous frame are already stored, they are deleted.
  • step S6 when the adjustment value C for three frames (three frames of the current frame, the previous frame, and the previous frame) is stored by the luminance vibration detection unit 10, the adjustment value C for the three frames is stored. The change in the adjustment value C for the three frames is detected.
  • the luminance vibration detection unit 10 determines that the adjustment value C is oscillating. (That is, it is detected that the adjustment value C is vibrating). Then, the process proceeds to step S7, and an adjustment value fixing control signal for fixing the adjustment value C is output from the luminance vibration detection unit 10 to the counter 9 that controls the adjustment value C (an instruction to fix the adjustment value C). ). As a result, as described later (S14), the value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the next frame is fixed by the counter 9. Then, the process proceeds to step S8.
  • step S6 when the adjustment value C for three frames is not stored, or when the adjustment value C for three frames is stored, the change detection of the adjustment value C for three frames is detected.
  • the luminance vibration detection unit 10 determines that the adjustment value C is not oscillating (that is, the adjustment value C Is detected not to vibrate). In this case, an adjustment value fixing control signal for fixing the adjustment value C is not output from the luminance vibration detection unit 10 to the counter 9 that controls the adjustment value C. Then, the process proceeds to step S8.
  • step S10 the luminance expansion unit 6 calculates the RGB post-compression color signals L ′ (R, G, B) generated by the luminance compression unit 1 for each pixel by the luminance expansion rate S calculation unit 4.
  • the luminance is expanded by the luminance expansion rate S, and the minimum luminance value minL ′ (R, G, B) of each compressed color signal L ′ (R, G, B) is further subtracted.
  • an input image in which each pixel is composed of RGB color signals Lin (R, G, B) is converted into a converted image in which each pixel is composed of RGBW color signals Lout (R, G, B, W). Is converted to
  • step S11 the counter 9 determines the luminance for each color of RGB based on the RGB luminance expansion conversion signal Lout (R, G, B) of each pixel of the converted image of the current frame generated by the luminance expansion unit 6. The number of saturated picture elements is counted.
  • step S12 if the process does not pass step S7 on the way to step S12 (that is, if the luminance fixed control signal is not output from the luminance vibration detector 10 to the counter 9), the process proceeds to step S13.
  • the counter 9 adjusts the adjustment value C used for luminance compression of the input image of the next frame to be increased or decreased or not corrected according to the count number in step S11.
  • step S12 when the process has passed step S7 on the way to the step S12 (that is, when a luminance fixed control signal is output from the luminance vibration detector 10 to the counter 9), the process proceeds to step S14.
  • the counter 9 fixes the value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the next frame to a predetermined value (for example, the value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the current frame), for example, for a fixed time. .
  • a predetermined value for example, the value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the current frame
  • step S15 the inverse ⁇ correction unit 8 performs inverse ⁇ correction on the RGBW color signals Lout (R, G, B, W) generated by the luminance extension unit 6 and the W calculation unit 7, and the inverse ⁇ correction is performed.
  • Each color signal Lout (R, G, B, W) is output to the source driver 103.
  • step S ⁇ b> 16 the control signal generation unit 13 generates control signals for controlling the source driver 103 and the gate driver 104, and the control signals are generated based on the synchronization signals extracted by the extraction unit 12. It is output to the gate driver 104.
  • step S17 the backlight control unit 14 controls the luminance of the backlight 102 based on the RGBW color signals Lout (R, G, B, W) subjected to inverse ⁇ correction.
  • the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the next frame is adjusted according to the luminance saturation state of each pixel of the converted image converted from the input image of the current frame. (That is, the adjustment value C is feedback-controlled). Therefore, it is possible to display a converted image while preventing a luminance saturation state.
  • the vibration of the adjustment value C is detected, and when the vibration of the adjustment value C is detected, the value of the adjustment value C used for luminance compression of the input image of the next frame is predetermined. This prevents the vibration of the brightness of the converted image caused by the vibration of the adjustment value C from being fixed to the value.
  • the luminance expansion curve is fixed to one.
  • the luminance is temporarily compressed before the luminance expansion, and the compression rate is changed according to the video scene.
  • Brightness expansion can be performed. Therefore, the luminance of the primary colors can be extended to some extent. As a result, there is a merit that even when the primary color and white are adjacent to each other, the degree of saturation of the primary color can be minimized.
  • the optimal luminance compression rate according to the video scene can be calculated. By extending the luminance of the result, it is possible to perform the optimal luminance expansion according to the video scene.
  • Patent Document 1 the size of the W pixel is made smaller than RGB so as to achieve both luminance improvement and saturation maintenance.
  • the optimum luminance is calculated when calculating the RGBW input signal from the RGB input signal.
  • the RGBW signal is calculated by calculating the expansion rate, and there is no loss in brightness due to the reduction in the W pixel size.
  • Patent Document 2 there is a problem that a white component is extracted from an input signal and is simply subtracted from the input signal, so that the luminance cannot be expanded and saturation lightening cannot be prevented. Although a method for delinearizing only the white component is described, the luminance of the input RGB signal itself is not expanded, and thus the luminance of the display cannot be increased.
  • the luminance of the input signal is temporarily compressed, the white component is extracted therefrom, the luminance of the compressed luminance signal is expanded, and the white component is subtracted. Therefore, the luminance can be expanded even in a single color (that is, the primary color) In addition, the lightening of the saturation can be suppressed. Also, luminance compression and luminance expansion processing are simply performed on the input signal, and processing of data nonlinearly is avoided.
  • Patent Document 3 Differences between the present invention and Patent Document 3 will be described below.
  • the luminance expansion rate is calculated for each color, but in the present invention, the luminance expansion rate is the same for RGB.
  • the primary color cannot be extended at all, but in the present invention, the primary color can also be extended to some extent.
  • each input color signal indicating gradation is converted into each processed color signal (L ′) indicating luminance, and output luminance is calculated by the following equation.
  • the change condition of C may cause the luminance expansion rate to be suppressed more than necessary, so that the video display cannot be sharpened and the display video quality is deteriorated. Inconvenience may occur.
  • the other conversion means is characterized in that there are eight luminance expansion curves, and the luminance expansion curve that the next frame should have is selected from the luminance information of the current frame.
  • the luminance information of the current frame is processed with the same count-up for all RGB.
  • the present invention is characterized in that there is one luminance expansion curve, and instead of the eight luminance expansion curves used for the other conversion means, eight types of luminance compression are performed to obtain the current frame. It is characterized in that the degree of luminance compression performed by the next frame is selected from the luminance information.
  • the white spot at the time of gray display caused by the means is avoided, and the current frame luminance information is processed for each color, so that an error that suppresses the luminance expansion more than necessary is prevented.
  • the liquid crystal panel is used as the display unit.
  • the display unit is not particularly limited, and the display unit may be a color display unit that performs additive color mixing.
  • a flat panel display such as a light emitting plasma display (PDP) or an electroluminescence display (EL), and a color display unit using a so-called cathode ray tube such as a CRT (Cathode Ray Ray Tube).
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the liquid crystal display device according to this modification.
  • FIG. 7 omits steps S3, S5 to S7, S12 and S14 and adds steps S21 to S26, compared to FIG. 6 (operation of the first embodiment).
  • steps S3, S5 to S7, S12 and S14 and adds steps S21 to S26, compared to FIG. 6 (operation of the first embodiment).
  • FIG. 7 the same steps as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different steps are mainly described.
  • step S4 proceeds to step S21 through steps S8 to S11.
  • step S21 if the value of adjustment value C is not already fixed by counter 9 (NO in S21), the process proceeds to step S22, and the value of adjustment value C is already fixed by counter 9 in step S21. If there is (YES in S21), the process proceeds to step S25.
  • step S22 the luminance vibration detection unit 10 (luminance vibration detection unit, detection unit) detects whether or not the input image of the current frame is substantially the same as the input image of the previous frame (ie, for example, the luminance compression unit 1 (or Detection of whether or not substantially the same input image is input to the extraction unit 12). As a result of the detection, if the input images are substantially the same (YES in S22), the process proceeds to step S23. If the detection results are not substantially the same (NO in S22), the process proceeds to step S13. move on.
  • step S23 the luminance vibration detection unit 10 uses the stored adjustment values C for three frames to detect a change in the adjustment values C for the three frames. As a result of the detection, if the change changes in the order of increase ⁇ decrease or changes in the order of decrease ⁇ increase, the luminance vibration detection unit 10 determines that the adjustment value C is oscillating ( That is, it is detected that the adjustment value C is vibrating).
  • step S23 If it is determined in step S23 that the adjustment value C is oscillating (YES in S23), the process proceeds to step S24, and the luminance vibration detection unit 10 controls the counter 9 that controls the adjustment value C.
  • An adjustment value fixing control signal for fixing the adjustment value C is output to (luminance control means, luminance fixing means). Thereby, the value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the next frame is fixed by the counter 9. Then, the process proceeds to step S15.
  • step S23 if the change in the adjustment value C for three frames is detected and the change does not change in the order of increase ⁇ decrease and does not change in the order of decrease ⁇ increase, the luminance vibration detection unit 10 It is determined that adjustment value C is not oscillating (that is, it is detected that adjustment value C is not oscillating) (NO in S23). In this case, an adjustment value fixing control signal for fixing the adjustment value C is not output from the luminance vibration detection unit 10 to the counter 9 that controls the adjustment value C. Then, the process proceeds to step S13.
  • step S25 the luminance vibration detection unit 10 detects whether or not the input image of the current frame is substantially the same as the input image of the previous frame. If the results of the detection are substantially the same (YES in S25), the process proceeds to step S26. If the results of the detection are not substantially the same (NO in S25), the results are detected by the luminance vibration detection unit 10. Is output to the counter 9. Then, the process proceeds to step S13. In step S13, the counter 9 that has received the result determines the value of the adjustment value C according to the number of pixels in the saturated luminance state of the converted image (that is, the adjustment value C is unfixed).
  • step S26 the counter 9 keeps the adjustment value C fixed. As a result, the fixed value of the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the next frame is maintained. Then, the process proceeds to step S15.
  • a determination method similar to that in step S3 in FIG. 6 is used as a determination method in steps S22 and S25 as to whether or not the input image of the current frame and the input image of the previous frame are substantially the same.
  • any one of the following determination methods (a) to (c) may be used.
  • the vibration of the adjustment value C when the vibration of the adjustment value C is detected, and the vibration of the adjustment value C is detected, the luminance compression of the input image of the next frame is performed.
  • the value of the adjustment value C to be used is fixed to a predetermined value, thereby preventing the vibration of the luminance of the converted image due to the vibration of the adjustment value C.
  • the liquid crystal display device 110B according to this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the processes of the backlight control unit 14B and the luminance vibration detection unit 10B are different.
  • this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
  • the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different constituent elements will be mainly described.
  • the backlight control unit 14B (illumination control means) according to this embodiment performs the backlight based on the adjustment value C (for example, the adjustment value C used in the luminance compression of the input image of the previous frame) (information on the luminance of the converted image).
  • the brightness of the light 102 is controlled.
  • the backlight control unit 14 displays In order to suppress an increase in luminance (the luminance of the display image), the backlight 102 is controlled so that the luminance of the backlight 102 decreases (that is, a luminance control signal for reducing the luminance of the backlight 102 is transmitted to the backlight 102). To output).
  • the display image is an image displayed when the liquid crystal panel 101 on which the converted image is displayed is illuminated by the backlight 102.
  • the backlight control unit 14 decreases the display luminance. Therefore, the backlight 102 is controlled so that the luminance of the backlight 102 increases (that is, a luminance control signal for reducing the luminance of the backlight 102 is output to the backlight 102).
  • the backlight 102 changes its luminance according to the luminance control signal from the backlight control unit 14B.
  • the luminance vibration detection unit 10B determines whether or not the luminance of the converted image vibrates while the same (or substantially the same) input image is input to the luminance compression unit 1, for example.
  • the luminance vibration detection unit 10B determines whether or not the luminance of the converted image vibrates while the same (or substantially the same) input image is input to the luminance compression unit 1, for example.
  • the luminance control signal output from the backlight control unit 14B to the backlight 102 it is detected whether or not the luminance of the converted image vibrates.
  • the adjustment value C vibrates
  • the luminance of the backlight 102 vibrates. Therefore, based on the luminance control signal for controlling the luminance of the backlight 102, the luminance fluctuation of the converted image is reduced. Detected.
  • the luminance vibration detection unit 10B outputs, for example, three consecutive frames of luminance control signals output from the backlight control unit 14B to the backlight 102 when displaying the converted image of each frame (that is, the current frame, 3 frames of the previous frame and the previous frame) are stored, and the brightness of the backlight 102 defined by the brightness control signal is detected from the brightness control signal of the 3 frames, and the change in the brightness is detected. . If the change is increase ⁇ decrease or decrease ⁇ increase, it is determined that the luminance of the backlight 102 is oscillating (that is, the luminance of the backlight 102 is oscillating). To do). The luminance vibration detection unit 10B detects that the luminance of the converted image is oscillating by detecting that the luminance of the backlight 102 is oscillating.
  • the luminance vibration detecting unit 10 when detecting that the luminance of the converted image is oscillating, the luminance vibration detecting unit 10 outputs the adjustment value fixing control signal to the counter 9 as in the first embodiment.
  • the correction of the adjustment value C is stopped by the counter 9 (that is, the value of the adjustment value C is fixed to the value at that time).
  • the vibration of the luminance of the backlight 102 is stopped, and the vibration of each gradation of RGB of the converted image is also stopped as in the first embodiment. Thereby, the vibration of the luminance of the converted image is stopped.
  • the cause of the vibration of the brightness of the backlight 102 is the vibration of the value of the adjustment value C.
  • the value of the adjustment value C vibrates, the brightness of the backlight 102 vibrates and each gradation of RGB of the converted image also changes. It vibrates, and the luminance of the converted image vibrates due to these vibrations.
  • the luminance vibration detection unit 10 detects the luminance vibration of the converted image
  • the counter 9 fixes the adjustment value C, thereby stopping the luminance vibration of the converted image.
  • the luminance vibration of the backlight 102 is fixed.
  • the luminance of the backlight 102 is vibrated by the vibration of the adjustment value C, and this vibration causes the luminance of the display image to vibrate.
  • the brightness vibration detection unit 10B detects the brightness control signal. Then, the luminance vibration detection unit 10B fixes the value of the adjustment value C to a predetermined value via the counter 9, whereby the vibration and back of each RGB gradation of the converted image caused by the vibration of the adjustment value C are backed up. Since the vibration of the luminance of the light is stopped, the vibration of the luminance of the display image is stopped.
  • a display device includes a non-self-luminous display unit, illumination means for illuminating the display unit with luminance based on a luminance control signal, display control unit for displaying the converted image on the display unit, Illumination control means for generating the brightness control signal for controlling the brightness of the illumination means based on information for determining the brightness of the converted image, and outputting the brightness control signal to the illumination means;
  • the luminance vibration detecting means detects whether or not the luminance of the converted image is oscillating by detecting whether or not the luminance of the illuminating means is oscillating based on the luminance control signal.
  • the illumination control means which produces
  • the luminance vibration detecting means detects whether the luminance of the converted image is oscillating by detecting whether the luminance of the illuminating means is oscillating based on the luminance control signal. Thereby, it can be detected whether the brightness
  • the set value can be used as information regarding the luminance of the converted image.
  • the brightness fixing means fixes the brightness of the displayed converted image by fixing the brightness of the illumination means.
  • the brightness fixing means fixes the brightness of the converted image by fixing the brightness of the illumination means. Therefore, by fixing the luminance of the illumination unit, the luminance of the converted image can be appropriately fixed.
  • the luminance fixing unit may fix the luminance of the illumination unit by controlling the illumination control unit.
  • the brightness fixing unit fixes the brightness of the displayed converted image by fixing the set value.
  • the brightness fixing unit fixes the brightness of the displayed converted image by fixing the set value. Therefore, the brightness of the converted image can be fixed using the set value.
  • the luminance vibration detection unit acquires the luminance control signal for each of the converted images for three consecutive frames, and the luminance of the illumination unit changes in order of increasing and decreasing in the three frames. If it is to be changed, or if it changes in the order of decrease and increase, it is desirable to detect that the luminance of the illumination means vibrates.
  • the luminance control signal for each of the converted images for three consecutive frames is acquired and the luminance of the illumination unit changes in the order of increase and decrease in the three frames, or changes in the order of decrease and increase
  • the luminance oscillation of the illumination unit can be detected using the control signal.
  • the luminance vibration detection unit obtains the set values for the converted images for three consecutive frames, and when the set values change in order of increase and decrease in the three frames, Or when it changes in order of decrease and increase, it is desirable to detect that the brightness
  • the setting values for the converted images for three consecutive frames are acquired and the setting values for the converted images for three frames change in the order of increase or decrease, or in the order of decrease and increase
  • it changes since it detects that the brightness
  • the display device further includes detection means for detecting whether or not the input images sequentially input to the conversion means are substantially the same, and the brightness fixing means fixes the brightness of the converted image. After that, when the detection unit detects that the input images sequentially input to the conversion unit are not substantially the same, it is desirable to release the fixing.
  • the detection unit detects whether or not the input images sequentially input to the conversion unit are substantially the same. After the luminance fixing unit fixes the luminance of the converted image, the detection unit When it is detected that the input images sequentially input to the conversion unit are not substantially the same, the fixing is released by the luminance fixing unit. Therefore, when the input images input to the conversion unit are not substantially the same, the fixed luminance of the converted image can be released.
  • the luminance of the converted image can naturally oscillate, and the luminance oscillation in that case is not a problem. Therefore, in this case, it is not necessary to fix the luminance of the converted image. Therefore, in the above configuration, when the input images input to the conversion unit are not substantially the same, the fixed luminance of the converted image is released.
  • the luminance fixing unit releases the fixation after a predetermined time has elapsed after fixing the luminance of the displayed converted image.
  • the brightness fixing unit releases the fixation after a fixed time has elapsed after fixing the brightness of the converted image, so that the fixed is released with a simple process of counting the fixed time. it can.
  • the display device further includes a luminance control unit, wherein the luminance control unit has a number of pixels that are in a luminance saturation state among the pixels of the converted image converted by the conversion unit, based on the first threshold number. If the number is too large, the set value is reduced. If the number is equal to or less than the second threshold number, which is equal to or less than the first threshold number, the set value is increased to be a set value for the next conversion. Is desirable.
  • the luminance control means reduces the set value when the number of pixels in the converted image that are in the luminance saturation state is greater than the first threshold number, and is equal to or less than the first threshold number.
  • the set value is increased, so that the converted image can be prevented from being saturated with luminance.
  • the display device according to the present invention is preferably a liquid crystal display device.
  • 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.
  • Luminance compression unit (luminance compression means) 2 LUT for luminance compression 3 Judgment Unit 4 Brightness Expansion Rate S Calculation Unit 5 S Value LUT 6 Luminance expansion part (luminance expansion means) 7 W calculation part (additional color calculation means) 8 Inverse ⁇ correction unit 9
  • Counter luminance control means, brightness fixing means
  • Luminance vibration detection unit (luminance vibration detection means, detection means)
  • 10B Luminance vibration detection unit (luminance vibration detection means, luminance fixing means)
  • Extraction unit 13
  • Control signal generation unit 14 / 14B Backlight control unit (illumination control means) 101 LCD panel (non-self-luminous display) 102 Backlight (lighting means)
  • Source driver (display control means)
  • Gate driver (display control means)
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Abstract

 RGBで構成された入力画像をRGBWで構成された変換画像に変換して前記変換画像を表示するとともに、現フレームの前記変換画像の各画素のうち輝度飽和状態である画素の数に応じて修正される調整値Cに基づき、次フレームの前記入力画像の輝度を圧縮してから前記変換画像に変換する表示装置において、前記入力画像として同一の入力画像が入力される間に、前記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出部(10)を設け、前記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合に、前記調整値Cの修正を停止して前記調整値Cを所定の値に固定することで、前記調整値Cの振動に起因する前記変換画像の輝度の振動を防止する。

Description

表示装置および表示装置の制御方法
 本発明は、各画素が第1所定数の基本色(例えばRGB)で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色(例えばRGBW)で構成された変換画像に変換して表示する表示装置に関するものである。
 従来から、カラー液晶ディスプレイは、通常1ドット(画素)にRGBの3ピクセル(絵素)を有するが、近年輝度向上のための方策として白(W)ピクセルを追加した、1ドットにRGBWの4ピクセルを有するカラー液晶ディスプレイが提案されている。このRGBWカラー液晶ディスプレイは、輝度向上の点では有利であるが、その反面彩度の淡色化をまねきやすく、Wピクセルの構造や出力階調の決定方法を慎重に検討する必要がある。
 例えば、特許文献1においてはWピクセル構造に関する記載があり、WピクセルをRGBの各ピクセルよりも小さくすることが提案されている。これはWピクセルの表示信号により発生する彩度の淡色化を抑えることが目的である。
 さらに、特許文献1においては、入力RGBデータをRGBWデータに変換したあと、これを最適化データR’G’B’W’に変換するという記述がある。特許文献1には、RGBからRGBWへのデータ変換方法について、具体的な記述がないが、それによって得られたRGBWをさらにデータ変換することは、輝度向上と彩度保持を両立させることを目的としている。
 しかしながら、WピクセルサイズをRGBピクセルサイズよりも小さくすることは、それだけ輝度向上効果を損ねることになる。特許文献1における実施例にて、算出されている輝度50%アップという計算結果はRGBW画素すべてが同一サイズの場合であり、元の各色のピクセルサイズを1とした場合、例えばR=G=B=1.05、W=0.85とした場合は約42%の輝度アップにとどまる。つまり、彩度は維持できるが、輝度向上は十分に行えない。
 また、RGB入力信号をRGBW信号に変換してからさらにR’G’B’W’信号に変換する場合、駆動回路内部での演算処理がさらに増加することになり、回路の肥大化、コストアップにつながる。
 RGB信号からRGBW信号を算出する手法として最も簡便な方法が特許文献2に記載されている。これは、入力された複数の色成分信号から白色信号を抽出する手段(min 検出部1)と、抽出された白色信号と上記複数の色成分信号とを用いて、少なくとも白色を含む4色の表示信号を出力する手段とを有することを特徴とする。また、抽出された白色信号を非線形処理し、上記複数の色成分信号と非線型変換された白色信号とに基づき表示信号を出力する手段とを有することを特徴とする。
 この方法では、白信号WはRGB信号の最小値として抽出され、必要に応じてWからW’への非線形変換が行われ、
OUT(R,G,B)=IN(R,G,B)-OUT(W)
OUT(W)=WまたはW’
として算出される。
 この方法ではWが非線形処理されなければRGB出力のいずれかは必ず0となる。特に白もしくはグレー表示のときはRout=Gout=Bout=0、W=min (Rin,Gin,Bin)となって、輝度向上につながらないし、彩度の淡色化も顕著になる。Wを非線形処理してW’とすれば、彩度の淡色化の問題については、多少、解決するが、入力信号を輝度拡張するわけではないので、輝度向上につながらないことに変わりはない。
 RGB信号からRGBW信号を算出する、より複雑な手法は例えば特許文献3に記載されている。特許文献3では、所定の色信号を構成する基本色成分の輝度増加量を各基本色成分別に求めるステップと、基本色成分の輝度増加量から白色信号成分の輝度増加量を抽出するステップと、白色信号成分の輝度増加量を所定の色信号の白色信号成分として設定するステップと、を含む、白色信号成分を求める方法が提案されている。
 特許文献3の具体的な手法については、図9を参照した以下の説明になる。図9においては、簡略化のため、RとGの2系統信号についてのみ考える。例えば、Rが最小輝度信号Lmin、Gが最大輝度信号Lmaxの場合、Aの色に対してはOAの延長線にある最大輝度A’まで拡張し、Aの色とRG輝度比率が同じC色に対しても、S=OA’/OAの輝度拡張を行う。同様にDの色に対してはS=OB’/OBの拡張率を適用する。従って、輝度拡張率Sとt(=Lmin/Lmax)との関係は、図10に示す通りになる。
 しかしながら、上記従来の特許文献3に記載の発明は、表示画質が劣化するという問題点を有している。すなわち、上記従来では、原色がまったく輝度拡張されないので、原色と白色が互いに隣り合った場合、原色が彩度低下しているように見えて表示画質が劣化するという問題点、また、図10に示すように、t=0.5で輝度拡張率Sが飽和し、かつ輝度拡張率Sの曲線が折れ曲がってしまうので、映像が不自然に見えるパターンが存在して表示画質が劣化するという問題点を生じる。
 このように、各特許文献1~3の技術では、RGBの各色信号からRGBWの各色信号を求める際、映像の色相を維持して輝度を向上することができず、また表示画質の劣化を招くという問題点があった。
 この問題点を解決する技術が特許文献4に記載されている。この特許文献4では、下記のように、RGBの各色信号からRGBWの各色信号を求める。即ち、現フレームのRGBの各色信号を、前フレームのRGBWの各色信号の輝度に応じて決定された所定の輝度圧縮率で輝度圧縮して、RGBの各圧縮後色信号を求める。そして、上記各圧縮後色信号の最小輝度値と最大輝度値との比に基づいて輝度拡張率を求め、上記輝度拡張率で上記各圧縮後色信号を輝度拡張して、RGBの各輝度拡張色信号を求める。そして、上記最小輝度値に係数kを乗算して補正最小輝度値を求め、上記各輝度拡張色信号からそれぞれ上記補正最小輝度値を引いて、RGBの各輝度拡張変換色信号を求める。また、上記最小輝度値を白色(W)信号とする。RGBの上記各輝度拡張変換色信号と上記白色信号とにより、RGBWの各色信号を構成する。
 このように、RGBの各色信号からRGBWの各色信号を求めることで、上記の問題点を解決している。
 この特許文献4では、RGBWの各色信号で構成される画像(以後、変換画像と呼ぶ)において輝度飽和したドットが所定数以上発生しないように、上記所定の輝度圧縮率は、フィードバック処理により最適値に制御される。
 即ち、現フレームの変換画像に、輝度飽和したドットが所定数以上発生した場合は、次フレームの変換画像を求める際に用いる上記所定の輝度圧縮率の値を低減し、他方、輝度飽和したドットが発生していない場合は、次フレームの変換画像を求める際に用いる上記所定の輝度圧縮率の値を増加している。
日本国公開特許公報「特開2004-102292(公開日:2004年4月2日)」 日本国公開特許公報「特開平5-241551(公開日:1993年9月21日)」 日本国公開特許公報「特開2001-119714(公開日:2001年4月27日)」 WO2006/080237(公開日:2006年1月19日)
 しかしながら、特許文献4では、上述のように、上記所定の輝度圧縮率は、フィードバック処理により最適値に制御されるが、そのフィードバック処理が原因で、各フレーム間で上記所定の輝度圧縮率の値が振動する場合がある。
 即ち、例えば或るフレームの変換画像を求める際に用いる上記所定の輝度圧縮率の値が増加された結果、次フレームの変換画像を求める際に用いる上記所定の輝度圧縮率の値が減少され、更にその結果、次々フレームの変換画像を求める際に用いる上記所定の輝度圧縮率の値が増加される場合がある。
 そして、これが原因で、表示画像の輝度が振動して表示画像がちらつき、表示品位が低下するという問題があった。
 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、各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置において、表示画像の輝度の振動に起因する表示品位の低下を防止できる表示装置および表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
 本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置であって、上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換手段と、上記変換手段に略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出手段と、上記輝度振動検出手段が上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定手段と、を備えることを特徴とする。
 本発明に係る表示装置の制御方法は、各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置の制御方法であって、上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換ステップと、略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出ステップと、上記輝度振動検出ステップで上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定ステップと、を含むことを特徴とする。
 上記の構成によれば、略同一の各入力画像が順に入力される間、変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出手段と、輝度振動検出手段が変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、変換画像の輝度を固定する輝度固定手段とを備える。そのため、変換画像の輝度を振動することが検出でき、変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、変換画像の輝度を固定することができる。これにより、変換画像の輝度の振動に起因する画面の輝度のちらつきを防止できる。よって、表示画像の輝度の振動に起因する表示品位の低下を防止できる。
 本発明に係る表示装置は、以上のように、各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置であって、上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換手段と、上記変換手段に略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出手段と、上記輝度振動検出手段が上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定手段と、を備えている。
 また、本発明に係る表示装置の制御方法は、各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置の制御方法であって、上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換ステップと、略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出ステップと、上記輝度振動検出ステップで上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定ステップと、を含んでいる。
 それゆえ、表示画像の輝度の振動に起因する表示品位の低下を防止できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のコントローラの構成概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の構成概略図である。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の各絵素の配置を示す平面図である。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の各絵素の他の配置を示す平面図である。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の各色信号における階調と輝度レベルとの関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置のコントローラの構成概略図である。 従来の3色から4色への変換工程を説明するグラフである。 従来の3色から4色への他の変換工程を説明するグラフである。
 〔実施の形態1〕
 本発明の表示装置としての液晶表示装置に係る実施の一形態について、図1ないし図6に基づいて説明すると、以下の通りである。
 (構成説明)
 本実施の形態に係る液晶表示装置は、高精細な表示を行える方式として、例えば、スイッチング素子に薄膜トランジスタ(以後、TFTと呼ぶ)を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置として構成されている。
 また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、各画素が第1所定数の基本色(ここではR(赤)、G(緑)、B(青)の3色)で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色(ここではR(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の4色)で構成された変換画像に変換して表示する液晶表示装置として構成されている。
 図2に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置110は、液晶パネル(非自発光型表示部)110aと、それを駆動制御する液晶駆動制御回路110bとを備えている。液晶パネル110aは、TFT方式の液晶パネル101(非自発光型の表示部)と、液晶パネル101を照らし出すバックライト(照明手段)102とを備えている。
 液晶パネル101は、複数の画素が行列状に(例えば1024×768画素(XGA)にて)配列されたものであり、RGBWの映像信号に基づき、水平走査線毎に順次または間欠的に順次垂直方向に表示することで映像を表示するものである。
 上記XGAの場合、水平走査線の数は計768本となり、一水平走査線は1024画素となる。上記各画素の数としては、必要に応じて、1280×1024画素(SXGA)、1600×1200画素(UXGA)、3200×2400画素(2.7p/J)などが用いられるが、画面比が4:3以外のワイド画面(例えばフルHD:1920×1080、WXGA:1366×768など)も用いられる。
 上記複数の各画素は、図3に示すように、2絵素×2絵素の4色配列にて、R(赤)絵素、G(緑)絵素、B(青)絵素およびW(白)絵素の4色の絵素をそれぞれ備えている。
 4色の各絵素は、TFT(図示省略)を有しそのTFTにより光(バックライト光)の透光/遮光が制御される液晶表示素子により構成されている。この液晶表示素子の構成は周知なので詳細な説明は省略する。
 R絵素、G絵素、B絵素には、それぞれ対応する色のカラーフィルター(図示省略)が光透過性のガラス基板に取り付けられている。W絵素に対しては、フィルター無しで光透過性のガラス基板のみである。なお、4色の各絵素の配列としては、図4に示すように、4色のストライプ配列や、図示しないがモザイク型の配列、およびデルタ型の配列を用いることもできる。
 バックライト102は、例えば白色の光源として構成されており、液晶パネル101の背面に配設されて、液晶パネル101を照らし出すものである。
 液晶駆動制御回路110bは、IC(集積回路)からなるソースドライバ103およびゲートドライバ104(表示制御手段)と、コントローラ105と、液晶駆動電源106とを備えている。
 コントローラ105は、バックライト102を制御して、例えば、バックライト102の輝度を、一フレーム毎、または複数(5~6個)のフレーム毎に、それらの映像信号に含まれる最大輝度となるように調整する。
 また、コントローラ105は、外部から入力されたRGB3色の映像信号からRGBの各色信号と同期信号(水平同期信号および垂直同期信号など)とを抽出すると共に、抽出したRGBの各色信号をRGBWの各色信号に変換する(即ち各画素がRGBで構成された入力画像を、各画素がRGBWで構成された変換画像に変換する)。なお、上記RGBの各色信号は、階調データとして規定されている。
 また、コントローラ105は、上記同期信号に基づいてゲートドライバ104を駆動制御すると共に、上記RGBWの各色信号と上記同期信号とに基づいてソースドライバ103を駆動制御する。
 ゲートドライバ104は、コントローラ105からの上記垂直同期信号に基づいて各画素を例えば水平走査線単位(行単位)で順次選択し、順次選択した各画素の各絵素のTFTのゲートにゲート電圧(制御信号)を印加する。
 ここでは、ゲートドライバ104は、第1から第m(m:行列状の上記複数の画素の行数)のゲートドライバを備えている。第1から第mのゲートドライバはそれぞれ、上記複数の画素の各行単位の画素に対応している。第1から第mのゲートドライバはそれぞれ、コントローラ105からの上記同期信号に基づいて例えば第1ゲートドライバから第mドライバへと順に作動して、対応する各画素を選択して当該各画素の各絵素のTFTのゲートにゲート電圧(制御信号)を印加する。
 ソースドライバ103は、コントローラ105からの上記同期信号に基づいて(即ちゲートドライバ104の画素選択に同期して)、ゲートドライバ104により選択された各画素のRGBWの各絵素のTFTのソースにそれぞれ、コントローラ105からの上記RGBWの各色信号に応じた値のソース電圧を印加する。
 ここでは、ソースドライバ103は、第1から第n(n:行列状の上記複数の画素の列数)のソースドライバを備えている。第1から第nのソースドライバはそれぞれ、上記複数の画素の各列単位の画素に対応している。第1から第nのソースドライバはそれぞれ、ゲートドライバ104により或る行の各画素が選択されると、その選択期間中に、コントローラ105からの上記同期信号に基づいて例えば第1ソースドライバから第nソースドライバへと順に作動して、対応する各画素を選択して当該各画素の各絵素のTFTのソースにそれぞれ、コントローラ105からの上記RGBWの各色信号に応じた値のソース電圧を印加する。
 この構成では、ゲートドライバ104とソースドライバ103とにより同時に選択された絵素では、その絵素のTFTにより、そのTFTに印加されたソース電圧の値に応じて、その絵素の透過率(換言すれば階調)が制御される。このように、各画素は、その各絵素の階調が制御されることで、バックライト光により照らし出されたときに、その各絵素の階調の組み合わせに応じた色で発光する。
 コントローラ105は、図1に示すように、輝度圧縮部1(輝度圧縮手段)と、輝度圧縮用ルックアップテーブル(以降、輝度圧縮用LUTと呼ぶ)2と、判定部3と、輝度拡張率S算出部4と、S値用ルックアップテーブル(以降、S値用LUT)5と、輝度拡張部6(輝度拡張手段)と、W算出部7(追加色算出手段)と、逆γ補正部8と、カウンタ9(輝度制御手段、輝度固定手段)と、輝度振動検出部10(輝度振動検出手段)と、抽出部12と、制御信号生成部13と、バックライト光の輝度を制御するバックライト制御部14とを備えている。
 ここでは、輝度圧縮部1、輝度圧縮用LUT2、判定部3、輝度拡張率S算出部4、S値用LUT5、輝度拡張部6およびW算出部7により変換手段が構成されている。
 輝度圧縮用LUT2およびS値用LUT5はそれぞれ、輝度圧縮部1および輝度拡張率S算出部4で使用される各データを格納するものであり、それらの仕様に合うものであれば、どのようなメモリでも使用可能であるが、例えば、デュアルポートランダムアクセスメモリにより構成されている。
 抽出部12は、外部から入力された映像信号(ここでは各画素がRGB3色で構成された映像信号)から、RGBの各色信号(即ち各画素がRGBで構成された画像(入力画像))と同期信号(水平同期信号および垂直同期信号など)と抽出する。
 輝度圧縮部1は、抽出部12で抽出された各画素のRGBの各色信号の輝度を、予め設定された輝度圧縮率Kで輝度圧縮して、圧縮後色信号として出力する。
 ここでは、RGBの各色信号は、上述の通り階調を示しており、その階調数としては、28階調、即ち256階調(0階調から255階調)が挙げられるが、210階調、即ち1024階調でもよい。
 上記の輝度圧縮率Kは、調整値C(設定値)の定数倍(ここではK=C/1.35)に設定されている。調整値Cは、最初の入力画像に対しては、初期設定値が使用されるが、それ以降の入力画像に対しては、当該入力画像の前フレームの入力画像で使用された調整値Cが後述のようにフィードバック処理により修正され、その修正された調整値Cが使用される。
 ここでは、輝度圧縮用LUT2には、調整値Cの色々な値およびRGBの各色信号の色々な値に対応した圧縮後色信号が予め格納されており、輝度圧縮部1は、調整値Cの値および抽出されたRGBの各色信号の値に対応するRGBの各圧縮後色信号を、輝度圧縮用LUT2から読み出して出力する。
 上述の輝度圧縮の例としては、L’(R,G,B)=Lin(R,G,B)*C/1.35が挙げられる。*は積算を示し、Lin(R,G,B)は、輝度圧縮前の各色信号の階調データを示し、L’(R,G,B)は、輝度圧縮後の各圧縮後色信号の階調データを示す。ここでは、調整値Cは、連続的に変化せず、ステップワイズに、例えば0.05ずつ変化するように設定されている。よって、輝度圧縮は8種類の各段階を有することになる。上記各段階の数としては、必要に応じて4段階としてもよいし、16段階とすることも可能である。
 また、このような輝度圧縮では、輝度圧縮による階調データの消失を回避するために、ビット拡張(例えば28階調から29階調に拡張)して輝度圧縮しており、輝度圧縮後の出力はビット拡張された階調データとなる。
 判定部3は、輝度圧縮部1から出力された各画素のRGBの各圧縮後色信号L’(R,G,B)において、各画素において、最小輝度値をminL’(R,G,B)とし、最大輝度値をmaxL’(R,G,B)とすると、minL’(R,G,B)とmaxL’(R,G,B)とを検出し、それらの比t(0≦t≦1)、つまりt=minL’(R,G,B)/maxL’(R,G,B)を判定して出力するものである。
 ここでは、minL’(R,G,B)=maxL’(R,G,B)のときも含む。判定部3は、上記比tを算出するものでもよい。また、そのような算出を後述の輝度拡張率S算出部4または輝度拡張部6に含めて、判定部3を省くことも可能である。
 輝度拡張率S算出部4は、判定部3で判定された比tを用いて、輝度拡張率Sを求めて出力するものである。
 ここでは、S値用LUT5には、比tの色々な値に対応して輝度拡張率Sの色々な値が予め格納されており、輝度拡張率S算出部4は、判定部3で判定された比tの値に対応する輝度拡張率Sを、S値用LUT5から読み出して出力する。
 輝度拡張率Sは比tの関数F(t)として表されるが、ここでは、一例として、S=F(t)=a*t2+b*t+Cmaxというように二次関数により表されるものが使用される。F(t)中のCmaxは、例えば1.35に設定されている。
 Cmaxが1.35に設定されているのは、t=0のとき、すなわち、RGBの何れかの単色で表現されるか、RGBの何れか2つの色の混色の色(シアン、マゼンダ又は黄色)で表現されるとき、輝度拡張率Sは、上記二次関数より、S=Cmax=1.35となるが、Sが1.35を超えて当該単色または当該混色と白色との輝度比が大きくなると、当該単色または当該混色が暗くくすんで見えるという、実評価結果に基づいている。
 すなわち、3色のRGB構造から4色のRGBW構造に変換することで、RGB各絵素の最大輝度は0.75倍になる。従って、RGB各絵素が元と同じ明るさを目指す場合、RGB各絵素の輝度を1.33倍に設定すればよい。Cは輝度拡張率Sに相当し、従って本来なら1.33がCmaxでよいが、制御上の点からCを0.05刻みで変化させることが好ましいので1.35をCmaxとした。
 関数F(t)は、必要に応じて、種々代えることができるものであるが、本実施の形態においては、関数F(t)は、F(t+Δt)>{F(t)+F(t+2Δt)}/2であるように設定されており、言い換えると、0≦t≦1において、正数であり、tの増加に伴って単調増加し、かつ、その増加率がtの増加に伴って低下する、上に凸な関数であればよい。
 ここでは、関数F(t)は、例えば、液晶パネル101に用いた各色(R,G,B)のカラーフィルター(CF)の平均透過率(発光効率)をTcとし、白(W)色の透過率(発光効率)をTwとすると、TcおよびTwに基づいて設定されることが望ましい。
 即ち、F(t)=a*t2+b*t+1.35としたとき、最大輝度拡張率m(m=(3Tc+Tw)/3Tc)により、F(0)=1.35、F(1)=m、F(0.5)=0.9mとなるように上記CFに基づいて上記a、bを決定することが好ましい。この好ましい場合では、a=2.7-1.6m、b=2.6m-4.05となる。
 輝度拡張部6は、輝度拡張率S算出部4から出力された輝度拡張率Sを用いて、RGBの各圧縮後色信号L’(R,G,B)から輝度拡張したRGBの各輝度拡張変換信号Lout(R,G,B)を算出して出力する。
 具体的には、輝度拡張部6は、例えば、Lout(R,G,B)=L’(R,G,B)*S-min (L’(R,G,B))*kの演算式を用いて、RGBの各輝度拡張変換信号Lout(R,G,B)を算出する。
 L’(R,G,B)*Sは、3色のそれぞれの輝度拡張色信号である。kは、用いた液晶パネル101における、白色に対する各色(R,G,B)の透過率比を示す、液晶パネル101に固有の定数であり、前述のTcおよびTwを用いて、k=Tw/3Tcで表されるものである。
 W算出部7は、圧縮後色信号L’(R,G,B)からW色信号Lout(W)(追加色)を算出するものである。ここでは、W算出部7は、前述のmin L’(R,G,B)をW色信号Lout(W)として出力する。即ち、Lout(W)=min L’(R,G,B)に設定されている。
 よって、ここでは、上述した輝度圧縮部1、輝度拡張部6およびW算出部7を設けたことにより、W色信号の輝度を、RGBの各輝度拡張変換色信号における最小輝度と等しく(t=1のとき)または上記最小輝度未満(0≦t<1のとき)となるように設定することができる。また、k=Tw/3Tcとすることで、係数kは、比tが1のとき、各輝度拡張色信号における、輝度拡張率Sによる拡張により増加した分を相殺するように設定することが可能となる。
 本実施の形態では、輝度拡張部6で算出されたRGBの各輝度拡張変換信号と、W算出部7で算出されたW色信号とにより、RGBWの各色信号が構成される。このRGBWの各色信号により構成される画像が上記変換画像である。
 逆γ補正部8は、上述のように算出されたRGBWの各色信号を逆γ補正(階調から輝度へ変換)して、前述の液晶パネル101のγ特性に合わせて出力するものである。これにより、RGBWの各色信号は、輝度を規定する信号に変換されて出力される。
 ここでは、γの値は、表示される映像をより鮮明化するために、γ=2.4~2.6となるように設定されている。逆γ補正部8における階調と輝度レベルとの関係については、例えば図5に示す関係が挙げられる。
 カウンタ9は、上記変換画像が輝度飽和状態であるか否かを検出し、その検出結果に応じて、輝度圧縮部1で使用される上述の調整値Cを修正するものである。具体的には、カウンタ9は、上記変換画像の各画素のうち輝度飽和状態であるものの数が、第1閾値数よりも多い場合は、調整値Cを低減させ、上記第1閾値数以下の値である第2閾値数以下の場合は、調整値Cを増加させる。
 更に具体的には、ここでは、カウンタ9は、現フレームの変換画像において、RGB各色別に、最大階調である255階調よりも大きくなる絵素の数(即ち輝度飽和状態の絵素の数)をカウントする。そして、カウンタ9は、RGB各色のうち、カウント数が上記第1閾値数(例えば全画素数の2%)を越えるものがあれば、その色に、カウントオーバーフラグROV・GOV・BOVを立てる。また、カウンタ9は、RGB各色のうち、カウント数が上記第2閾値数(ここではゼロ)以下のものがあれば、その色に、カウント0フラグR00・G00・B00を立てる。
 上記第1閾値数の下限値としては、一フレームの全画素数の1%、より好ましくは1.2%、さらに好ましくは1.5%が挙げられる。また、上記第1閾値数の上限値としては、一フレームの全画素数の10%、より望ましくは6%、さらに望ましくは4%が挙げられる。
 そして、カウンタ9は、RGB各色のカウントオーバーフラグROV・GOV・BOVの何れか一つでもフラグが立てば、輝度圧縮部1に設定されている調整値C(即ち次フレームの入力画像の輝度圧縮で用いられる調整値C)を低減させる(即ち調整値Cの値をC→C-0.05に修正する)。
 また、カウンタ9は、RGB各色のカウント0フラグR00・G00・B00の全てのフラグが立てば、輝度圧縮部1に設定されている調整値Cを増加させる(即ち調整値Cの値をC→C+0.05に修正する)。また、カウンタ9は、それ以外の場合は、輝度圧縮部1に設定されている調整値Cを修正しない。
 また、カウンタ9は、輝度振動検出部10から後述の調整値固定制御信号を受信すると、上述の調整値Cの修正を停止して、調整値Cを所定値(例えば、上記調整値固定制御信号の受信時の調整値Cの値)に固定する。そして、カウンタ9は、例えば、上記調整値固定制御信号の受信時から一定時間経過後、上述の調整値Cの修正を再開する。
 輝度振動検出部10は、例えば輝度圧縮部1(または抽出部12)に同一の上記入力画像が入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出するものである。
 ここでは、RGBの各色信号は、調整値Cに応じた輝度圧縮率Kで輝度圧縮された後に輝度拡張率Sで輝度拡張されるので、その輝度拡張後の各色信号の輝度の値は調整値Cの値に依存する。具体的には、調整値Cの値が大きいほど、輝度拡張後の各色信号の輝度は高くなり、調整値Cの値が小さいほど、輝度拡張後の各色信号の輝度は低くなる。
 ここでは、これを踏まえて、輝度振動検出部10は、調整値Cに基づいて、同一の入力画像が入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する。
 具体的には、輝度振動検出部10は、各入力画像の輝度圧縮で使用した調整値Cの値を例えば連続する3フレーム分(即ち現フレーム、前フレームおよび前々フレームの3フレーム分)記憶し、その3フレーム分の調整値Cの値の変化を検出する。
 そして、その変化が増加→減少である場合(即ち、2つ目のフレームでの調整値Cが1つ目のフレームの調整値Cよりも大きく、3つ目のフレームでの調整値Cが2つ目のフレームでの調整値Cよりも小さい場合)、または、減少→増加である場合(即ち、2つ目のフレームでの調整値Cが1つ目のフレームの調整値Cよりも小さく、3つ目のフレームでの調整値Cが2つ目のフレームでの調整値Cよりも大きい場合)は、上記変換画像の輝度が振動していると判定する(即ち上記変換画像の輝度が振動していることを検出する)。
 そして、輝度振動検出部10は、上記変換画像の輝度が振動していることを検出すると、カウンタ9に、上記調整値固定制御信号を出力する。これにより、上述のように、カウンタ9により調整値Cの修正が停止される(即ち調整値Cの値がそのときの値に固定される)。
 ここで、輝度振動検出部10の処理を補足すると、輝度振動検出部10は、輝度圧縮部1において各フレームの入力画像の輝度圧縮で使用された調整値Cを順に記憶して、3フレーム分記憶し、その3フレーム分の調整値Cを用いて、上述のように、3フレーム分の調整値Cの値の変化を検出する。
 その際、輝度振動検出部10は、例えば、抽出部12から輝度圧縮部1に入力されるRGBの各色信号に基づいて、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが同一であるか否か(即ち例えば輝度圧縮部1に同一の各入力画像が順に入力されているか否か)を検出する。そして、その検出の結果、同一である場合は、輝度振動検出部10は、現フレームの輝度圧縮で使用した調整値Cを記憶し、その現フレームの調整値Cと、既に記憶している前フレームおよび前々フレームの各調整値Cとを用いて、上述のように、3フレーム分の調整値Cの値の変化を検出する。
 他方、その検出の結果、同一でない場合は、輝度振動検出部10は、現フレームの輝度圧縮で使用した調整値Cを記憶する一方、既に記憶している前フレームおよび前々フレームの各調整値Cを削除する。そして、3フレーム分(現フレーム、前フレームおよび前々フレームの3フレーム分)の調整値Cが揃った時点で、その3フレーム分の調整値Cを用いて、上述のように、3フレーム分の調整値Cの値の変化を検出する。これにより、同一の入力画像が入力される間の変換画像の輝度の振動が検出される。
 なお、輝度振動検出部10は、同一の入力画像が入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出するが、上記の「同一の入力画像が入力される間」とは、全く同じ入力画像として扱ってもよいが、そのように限定されるものではない。例えば、入力画像の画像内容が多少変化しても大部分が同じ(例えば全画素の80%から90%が同じ)であれば同一の入力画像と見なしてもよい。制御信号生成部13は、ソースドライバ103およびゲートドライバ104を駆動制御する上記制御信号を生成し、抽出部12で抽出された同期信号に基づいて、それら各制御信号をソースドライバ103およびゲートドライバ104に出力する。
 バックライト制御部14は、例えば、バックライト102の輝度を、上記変換画像の一フレーム毎、または複数(5~6個)のフレーム毎に、それらの変換画像に含まれる最大輝度となるように調整する。具体的には、バックライト制御部14は、逆γ補正部8から出力されるRGBWの各色信号の輝度に基づいて、それら各色信号で構成される上記変換画像に含まれる最大輝度を検出し、その最大輝度に対応する輝度になるように、バックライト102の輝度を調整する。例えば、バックライト102の輝度がPWM制御で制御される場合は、バックライト制御部14は、バックライト102の輝度を規定したデューティ比(輝度制御信号)をバックライト102に出力してバックライト102の輝度を制御する。
 (動作説明)
 次に、図6に基づいて、この液晶表示装置の動作を説明する。
 ステップS1では、抽出部12により、抽出部12に入力された外部からの映像信号からRGBの各色信号Lin(R,G,B)および同期信号が抽出される。そして、その各色信号は輝度圧縮部1に入力され、その同期信号は、制御信号生成部13に入力される。
 ステップS2では、輝度圧縮部1により、予め設定された調整値Cに基づいて輝度圧縮率K(=C/1.35)が決定され、その輝度圧縮率Kで、輝度圧縮部1に入力された各画素のRGBの各色信号が輝度圧縮され、RGBの各圧縮後色信号L'(R,G,B)(=Lin(R,G,B)*K)が生成される。
 ステップ3では、輝度振動検出部10により、現フレームの入力画像(即ち抽出されたRGBの各色信号で構成される画像)が前フレームの入力画像と同一であるか否かの検出(即ち例えば輝度圧縮部1(または抽出部12)に同一の各入力画像が順に入力されているか否かの検出)が行われる。その検出の結果、同一である場合は、処理がステップS4に進み、その検出の結果が同一でない場合は、処理がステップS5に進む。
 ステップS4では、輝度振動検出部10により、現フレームの入力画像の輝度圧縮で使用された調整値Cが記憶される。その際、既に前フレームおよび前々フレームの各入力画像の輝度圧縮で使用された各調整値Cが記憶されている場合は、それらは削除されない。
 ステップS5では、輝度振動検出部10により、現フレームの入力画像の輝度圧縮で使用された調整値Cが記憶される。その際、既に前フレームおよび前々フレームの各入力画像の輝度圧縮で使用された各調整値Cが記憶されている場合は、それらは削除される。
 ステップS6では、輝度振動検出部10により、3フレーム分(現フレーム、前フレームおよび前々フレームの3フレーム分)の調整値Cが記憶されている場合は、その3フレーム分の調整値Cを用いて、その3フレーム分の調整値Cの値の変化が検出される。
 そして、その検出の結果、その変化が増加→減少の順に変化するか、または、減少→増加の順に変化する場合は、輝度振動検出部10により、調整値Cは振動していると判定される(即ち調整値Cが振動していることが検出される)。そして、処理がステップS7に進み、輝度振動検出部10から、調整値Cを制御しているカウンタ9に、調整値Cを固定させる調整値固定制御信号が出力される(調整値Cの固定指示)。これにより、後述(S14)のように、カウンタ9により、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値が固定される。そして、処理がステップS8に進む。
 また、ステップS6において、3フレーム分の調整値Cが記憶されていない場合、または、3フレーム分の調整値Cが記憶されている場合において、その3フレーム分の調整値Cの変化の検出の結果、その変化が増加→減少の順に変化せず、且つ、減少→増加の順に変化しない場合は、輝度振動検出部10により、調整値Cは振動していないと判定される(即ち調整値Cが振動していないことが検出される)。この場合は、輝度振動検出部10から、調整値Cを制御しているカウンタ9に、調整値Cを固定させる調整値固定制御信号は出力されない。そして、処理がステップS8に進む。
 ステップS8では、判定部3により、各画素毎に、輝度圧縮部1で生成されたRGBの各圧縮後色信号L’(R,G,B)の最大輝度値maxL’(R,G,B)および輝度最小値minL’(R,G,B)に基づいて、比t=minL’(R,G,B)/maxL’(R,G,B)が算出される。
 ステップS9では、輝度拡張率S算出部4により、判定部3で各画素毎に算出された比tを用いて、各画素毎に輝度拡張率S(=a*t2+b*t+Cmax)が算出される。
 ステップS10では、輝度拡張部6により、各画素毎に、輝度圧縮部1で生成されたRGBの各圧縮後色信号L’(R,G,B)が、輝度拡張率S算出部4で算出された輝度拡張率Sで輝度拡張され、更に、各圧縮後色信号L’(R,G,B)の最小輝度値minL’(R,G,B)が引かれて、RGBの各輝度拡張変換信号Lout(R,G,B)(=L’(R,G,B)*S-minL’(R,G,B))が生成される。また、W算出部7により、輝度圧縮後色信号の最小輝度値minL’(R,G,B)を用いて、W信号Lout(W)(=minL’(R,G,B))が生成される。このように、各画素がRGBの各色信号Lin(R,G,B)で構成される入力画像が、各画素がRGBWの各色信号Lout(R,G,B,W)で構成される変換画像に変換される。
 ステップS11では、カウンタ9により、輝度拡張部6で生成された現フレームの変換画像の各画素のRGBの各輝度拡張変換信号Lout(R,G,B)に基づいて、RGBの各色別に、輝度飽和状態の絵素の数がカウントされる。
 ステップS12では、処理が当該ステップS12に至る途中でステップS7を経なかった場合(即ち輝度振動検出部10からカウンタ9に輝度固定制御信号が出力されていない場合)は、処理がステップS13に進み、カウンタ9により、ステップS11のカウント数に応じて、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cが増減修正または無修正される。
 また、ステップS12では、処理が当該ステップS12に至る途中でステップS7を経た場合(即ち輝度振動検出部10からカウンタ9に輝度固定制御信号が出力された場合)は、処理がステップS14に進み、カウンタ9により、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値が所定値(例えば現フレームの入力画像の輝度圧縮で使用した調整値Cの値)に例えば一定時間固定される。これにより、その固定される間、調整値Cの振動が停止され、その結果、後述(S16・S17)で表示される変換画像において、調整値Cの振動に起因する輝度の振動が防止される。
 ステップS15では、逆γ補正部8により、輝度拡張部6およびW算出部7により生成されたRGBWの各色信号Lout(R,G,B,W)に逆γ補正がなされ、その逆γ補正された各色信号Lout(R,G,B,W)がソースドライバ103に出力される。
 ステップS16では、制御信号生成部13により、ソースドライバ103およびゲートドライバ104を制御する制御信号が生成され、それら各制御信号が、抽出部12で抽出された同期信号に基づいて、ソースドライバ103およびゲートドライバ104に出力される。
 ステップS17では、バックライト制御部14により、逆γ補正されたRGBWの各色信号Lout(R,G,B,W)に基づいて、バックライト102の輝度が制御される。
 ステップS15~S17の処理により、輝度拡張部6およびW算出部7で生成されたRGBWの各色信号で構成された変換画像が液晶パネル110aに表示される。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態では、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cが現フレームの入力画像から変換された変換画像の各画素の輝度飽和状態に応じて調整される(即ち調整値Cがフィードバック制御される)。よって、輝度飽和状態を防止して変換画像を表示できる。
 しかし、調整値Cがフィードバック制御されるので、調整値Cの値が振動して変換画像の輝度が振動する場合がある。そこで、本実施の形態では、調整値Cの振動の検出が行われ、調整値Cの振動が検出された場合は、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値が所定値に固定され、これにより、調整値Cの振動に起因する変換画像の輝度の振動が防止される。
 また、本実施の形態では輝度拡張曲線は1本に固定されるが、輝度拡張前に一旦輝度を圧縮し、映像シーンに応じてその圧縮率を変更することによって、映像シーンに応じた最適な輝度拡張を行うことができる。従って、原色もある程度は輝度拡張することができる。この結果、原色と白とが互いに隣り合う場面でも、原色の彩度低下感を最小限にできるというメリットがある。
 また、RGB信号そのものを輝度拡張してからW成分を引くことにより、W信号印加による彩度低下を最小限に抑えることができる。また、t=1のとき(つまり、RGBの各輝度が互いに等しい、グレー表示または白表示のとき)、Wの輝度をRGBの各輝度と等しくできるので、グレー表示時の白(光)抜けを防止できて、表示品位を高めることができる。
 さらには、RGBの輝度圧縮率Kが色別の輝度情報(即ち色別の輝度飽和状態の絵素の数)で決定されるので、映像シーンに応じた最適な輝度圧縮率が算出でき、その結果を輝度拡張することで、映像シーンに応じた最適な輝度拡張を行うことができる。
 本発明と特許文献1との相違点を以下に記述する。特許文献1においては、WピクセルのサイズをRGBよりも小さくして輝度向上と彩度維持を両立させようとしているが、本発明では、RGB入力信号からRGBW入力信号を計算する際に最適な輝度拡張率を算出してRGBW信号を算出しており、Wピクセルサイズを小さくすることによる輝度アップの損失はない。
 本発明と特許文献2との相違点を以下に示す。特許文献2においては、入力信号から白成分を抽出し、それを入力信号から単純に引き算しているため輝度拡張ができない、彩度の淡色化が防げないという問題がある。白成分のみを非線形化する手法も記載しているが、入力RGB信号そのものを輝度拡張しているわけではないので、ディスプレイの輝度アップは望めない。
 本発明では入力信号を一旦輝度圧縮し、そこから白成分を抽出して、圧縮した輝度信号を輝度拡張してから白成分を引くため、単色(つまり原色)においても輝度拡張が可能であり、かつ、彩度の淡色化も抑えられる。また、入力信号に対して単純に輝度圧縮と輝度拡張処理が行われ、非線形にデータを処理することは回避されている。
 本発明と特許文献3との相違点を以下に説明する。特許文献3においては、輝度拡張率は色別に算出されるが、本発明では、輝度拡張率はRGB同一である。また、特許文献3では原色はまったく拡張できないが、本発明では原色もある程度輝度拡張することが可能である。
 RGB信号からRGBW信号への各変換例を以下に示す。まず、(Rin,Gin,Bin)=(255,128,64)の場合の各変換結果を示す。
 特許文献3(γ=2.2で算出)では、(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,117,16,64)である。
 特許文献2においては、Wの非線形処理なしで(Rout,Gout,Bout,Wout)=(191,64,0,64)、実施例記載の非線形処理をして(Rout,Gout,Bout,Wout)=(247,120,56,8)である。
 後述する他の変換手段(γ=2.2で算出)では、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,118,16,64)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(277,130,30,64)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(292,138,42,64)である。
 本発明(γ=2.2で算出)においては、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,120,36,55)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(277,131,40,60)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(292,138,42,64)である。
 中間のグレー色を示す(Rin,Gin,Bin)=(128,128,128)の場合における各変換結果を以下に示す。
 特許文献3(γ=2.2で算出)では、(Rout,Gout,Bout,Wout)=(128,128,128,128)である。
 特許文献2においては、Wの非線形処理なしで(Rout,Gout,Bout,Wout)=(0,0,0,128)、実施例記載の非線形処理をして(Rout,Gout,Bout,Wout)=(83,83,83,45)である。
 後述する他の変換手段(γ=2.2で算出)では、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(105,105,105,128)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(118,118,118,128)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(128,128,128,128)である。
 本発明(γ=2.2で算出)においては、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(111,111,111,111)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(121,121,121,121)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(128,128,128,128)である。
 白色を示す、(Rin,Gin,Bin)=(255,255,255)の場合の変換した後の4色の色信号結果を示す。
 特許文献3(γ=2.2で算出)では、(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,255,255,255)である。
 特許文献2では、Wの非線形処理なしで、(Rout,Gout,Bout,Wout)=(0,0,0,255)、実施例記載の非線形処理をして、(Rout,Gout,Bout,Wout)=(0,0,0,255)である。
 後述する他の変換手段(γ=2.2で算出)においては、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(209,209,209,255)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(236,236,236,255)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,255,255,255)である。
 本発明(γ=2.2で算出)では、C=1で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(223,223,223,223)、C=1.2で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(242,242,242,242)、C=1.35で(Rout,Gout,Bout,Wout)=(255,255,255,255)である。
 本発明者らは、RGB信号からRGBW信号への他の変換手段として、以下に示す色信号変換方法を考えた。まず、入力された、階調を示す各色信号を、輝度を示す各処理色信号(L’)に変換し、次の式で出力輝度を計算する。
Lout(R,G,B)= L’(R,G,B)*S-min (L’(R,G,B)),
Lout(W)=min (L’(R,G,B)),
S=a*t2+b*t+C,
t=min (L’(R,G,B))/max (L’(R,G,B))
 このLoutを逆γ変換してRGBW各色の階調を示す各色信号出力を求める。Cは1から1.35までの定数であり、以下の条件で変化する。1フレームのR、G、B各色が255階調よりも大きくなるピクセル数をカウントし、カウント数が全ドット数の2%を越えれば次フレームのC=C-0.05とし、カウント数が0の場合は次フレームのC=C+0.05とし、それ以外の条件なら次フレームのCを変化させない。
 この方法では、輝度拡張曲線を複数備え、シーンに応じて輝度拡張曲線を変更することによって、映像シーンに応じた最適な輝度拡張を行うことができる。従って、原色もある程度は輝度拡張することができる。この結果、原色と白とが互いに隣り合う場面でも、原色の彩度低下感を最小限にできるというメリットがある。また、RGB信号そのものを輝度拡張してからW成分を引くことにより、W信号印加による彩度低下を最小限に抑えることができる。
 しかしながら、上記他の変換手段では、C=1.35以外の場合、前述したように、グレーまたは白出力時にR=G=B<Wとなり、Wピクセルだけ高い階調が出力されることがある。従って、特に中間調グレー表示でWピクセルによる白(光)抜けのような表示になり、表示品位上、不都合を生じることがあった。
 また、Cの変化条件は、255階調オーバーカウンターが色別処理されないので、必要以上に輝度拡張率が抑えられる場合が発生し得るので、映像表示を鮮明化できず、表示映像品質が低下するという不都合を生じることがあった。
 一方、本発明では、グレーまたは白出力時においてもR=G=B=Wとなり、光抜けのような表示を防止でき、また、Cの変化条件についても、色別に処理されるので必要以上に輝度拡張率が抑えられることも防止されるから、上記各不都合の発生を回避できる。
 すなわち、上記他の変換手段では、輝度拡張曲線が8本存在し、現フレームの輝度情報から次フレームが持つべき輝度拡張曲線を選択することを特徴としている。現フレームの輝度情報はRGBをすべて同一カウントアップで処理している。
 これに対し、本発明は、輝度拡張曲線が1本であることを特徴としており、他の変換手段に用いた、8本の輝度拡張曲線の代えて、8通りの輝度圧縮を行い、現フレームの輝度情報から次フレームが行う輝度圧縮の度合いを選択することを特徴としている。
 本発明では、現フレーム輝度情報はRGB別に行い、フラグ処理を行うことを特徴とし、輝度拡張曲線は白およびグレー出力時にR=G=B=Wとなるようにしているので、上記他の変換手段で生じるグレー表示時の白抜けは回避され、また、現フレーム輝度情報を色別に処理しているので、必要以上に輝度拡張を抑えこんでしまう誤差の発生も防止される。
 なお、上記実施の形態では、表示部として液晶パネルを用いた例を挙げたが、上記の特に限定されるものではなく、表示部としては、加法混色するカラー表示部であればよく、液晶パネル以外に、発光型であるプラズマディスプレイ(PDP)やエレクトロルミネッセンスディスプレイ(EL)といったフラットパネルディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)といった、いわゆるブラウン管を用いたカラー表示部が挙げられる。
 このようなPDP、EL、CRTにおいては、カラーフィルターを備えた液晶パネル101に用いた光の透過率(Tc、Tw)に代えて、各色の画素での発光効率を用いることができる。
 (変形例)
 この変形例は、実施の形態1の変形例である。
 この変形例では、その構成は実施の形態1の構成と同じであるが、その動作は実施の形態1の動作と異なる。図7は、この変形例に係る液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
 図7は、図6(実施の形態1の動作)と比べて、ステップS3,S5~S7,S12およびS14を省略し、ステップS21~S26を追加している。以下では、図7において、図6と同じステップについては、同一符号を付して説明を省略し、異なるステップを中心に説明する。
 図6では、前フレームの入力画像と現フレームの入力画像とが略同一でない場合は、既に記憶されている調整値Cは削除されたが(S5)、図7では、前フレームの入力画像と現フレームの入力画像とが略同一でない場合でも、既に記憶されている調整値Cは削除されないようになっている(即ち、調整値Cの記憶は入力画像に関わらず(即ち、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが同一でなくても)毎フレームに行われる)。また、図6では、調整値Cの固定後、一定時間経過後、自動的に調整値Cの固定は解除されたが(S14)、図7では、調整値Cの固定後、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一でなくなると、調整値Cの固定が自動的に解除されるようになっている。
 図7では、ステップS1およびS2の処理後、処理は、ステップS4に進み、その後、各ステップS8~S11を経てステップS21に進む。
 ステップS21では、カウンタ9により既に調整値Cの値が固定された状態でない場合は(S21において、NO)、処理がステップS22に進み、カウンタ9により既に調整値Cの値が固定された状態である場合は(S21において、YES)、処理がステップS25に進む。
 ステップS22では、輝度振動検出部10(輝度振動検出手段、検出手段)が、現フレームの入力画像が前フレームの入力画像と略同一であるか否かの検出(即ち例えば輝度圧縮部1(または抽出部12)に略同一の入力画像が入力されているか否かの検出)を行う。その検出の結果、入力画像が略同一である場合は(S22において、YES)、処理がステップS23に進み、その検出の結果が略同一でない場合は(S22において、NO)、処理がステップS13に進む。
 ステップS23では、輝度振動検出部10が、記憶されている3フレーム分の調整値Cを用いて、その3フレーム分の調整値Cの値の変化を検出する。そして、その検出の結果、その変化が増加→減少の順に変化するか、または、減少→増加の順に変化する場合は、輝度振動検出部10が、調整値Cは振動していると判定する(即ち調整値Cが振動していることが検出される)。
 そして、ステップS23において、調整値Cは振動していると判定されると(S23において、YES)、処理がステップS24に進み、輝度振動検出部10が、調整値Cを制御しているカウンタ9(輝度制御手段、輝度固定手段)に、調整値Cを固定させる調整値固定制御信号を出力する。これにより、カウンタ9により、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値が固定される。そして、処理がステップS15に進む。
 また、ステップS23では、3フレーム分の調整値Cの変化の検出の結果、その変化が増加→減少の順に変化せず、且つ、減少→増加の順に変化しない場合は、輝度振動検出部10が調整値Cは振動していないと判定する(即ち調整値Cが振動していないことが検出される)(S23において、NO)。この場合は、輝度振動検出部10から、調整値Cを制御しているカウンタ9に、調整値Cを固定させる調整値固定制御信号は出力されない。そして、処理がステップS13に進む。
 他方、ステップS25では、ステップS22と同様に、輝度振動検出部10が、現フレームの入力画像が前フレームの入力画像と略同一であるか否かの検出を行う。その検出の結果、略同一である場合は(S25において、YES)、処理がステップS26に進み、その検出の結果が略同一でない場合は(S25において、NO)、その結果を輝度振動検出部10がカウンタ9に出力する。そして、処理がステップS13に進む。そして、ステップS13では、その結果を受信したカウンタ9が、調整値Cの値を変換画像の飽和輝度状態の画素数に応じて決定する(即ち調整値Cの値の固定が解除される)。
 ステップS26では、カウンタ9が、調整値Cの値の固定を維持する。これにより、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値の固定が維持される。そして、処理がステップS15に進む。
 このように、図7では、調整値Cの固定状態(S21のYes)において、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一でなくなると(S25のNo)、調整値Cの値が変換画像の飽和輝度状態の画素数に応じて決定される(即ち、調整値Cの固定が解除されて調整値Cが再計算される)(S13)。また、図7では、調整値Cの固定状態(S21のYes)において、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一である間は、その調整値Cの固定が維持される(S26)。
 また、図7では、図6の場合と同様に、調整値Cが固定されていない状態(S21のNo)においては、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一である場合(S22のYes)において、調整値Cの値の振動が検知されると(S23)、調整値Cの値が固定される(S24)。また、調整値Cが固定されていない状態(S21のNo)においては、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一でない場合(S22のNo)は、調整値Cの値は固定さない(S13)。
 なお、ステップS22およびS25での、現フレームの入力画像と前フレームの入力画像とが略同一であるか否かの判定方法として、例えば、図6のステップS3と同様の判定方法を使用してもよく、または、下記(a)~(c)の何れか1つの判定方法を使用してもよい。
 (a)現フレームの入力画像と前フレームの入力画像との間で、それら各入力画像の輝度平均の差が所定の閾値(例えば20%)以上でないとき、それら各入力画像は略同一である。
 (b)現フレームの入力画像と前フレームの入力画像との間で、それら各入力画像の輝度飽和状態の画素数の差が所定の閾値(例えば10%)以上でないとき、それら各入力画像は略同一である。
 (c)現フレームの入力画像と前フレームの入力画像との間で、比t(=minL’(R,G,B)/maxL’(R,G,B))が第1の閾値(例えば0.1)を超える画素数の差が第2の閾値(例えば30%)以上でないときは、それら各入力画像は略同一である。
 以上のように、本変形例でも、実施の形態1と同様に、調整値Cの振動の検出が行われ、調整値Cの振動が検出された場合は、次フレームの入力画像の輝度圧縮で使用される調整値Cの値が所定値に固定され、これにより、調整値Cの振動に起因する変換画像の輝度の振動が防止される。
 〔実施の形態2〕
 この実施の形態に係る液晶表示装置110Bは、実施の形態1と比べて、バックライト制御部14Bおよび輝度振動検出部10Bの各処理が異なる以外は、同様に構成されている。以下、図8を用いて、この実施の形態について詳説する。以下では、実施の形態1と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる構成要素を中心に説明する。
 この実施の形態のバックライト制御部14B(照明制御手段)は、調整値C(例えば前フレームの入力画像の輝度圧縮で使用した調整値C)(変換画像の輝度に関する情報)に基づいて、バックライト102の輝度を制御する。
 具体的には、調整値Cの値が上がると、輝度圧縮率Kが低下して変換画像のRGBの各階調が上昇してRGBの各輝度が上昇するので、バックライト制御部14は、表示輝度(表示画像の輝度)の上昇を抑えるために、バックライト102の輝度が低下するようにバックライト102を制御する(即ち、バックライト102の輝度を低下させるための輝度制御信号をバックライト102に出力する)。なお、表示画像は、変換画像が表示されている液晶パネル101が、バックライト102で照らし出されることで表示される画像である。
 他方、調整値Cの値が下がると、輝度圧縮率Kが増加して変換画像のRGBの各階調が低下してRGBの各輝度が低下するので、バックライト制御部14は、表示輝度の低下を抑えるために、バックライト102の輝度が増加するようにバックライト102を制御する(即ち、バックライト102の輝度を低下させるための輝度制御信号をバックライト102に出力する)。バックライト102は、その輝度をバックライト制御部14Bからの上記輝度制御信号に従って変化させる。
 この実施の形態の輝度振動検出部10B(輝度振動検出手段)は、例えば輝度圧縮部1に同一(または略同一)の入力画像が入力される間、変換画像の輝度が振動しているか否かを検出するものであるが、ここでは、バックライト制御部14Bからバックライト102に出力される上記輝度制御信号に基づいて、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する。
 即ち、この実施の形態では、調整値Cの値が振動すると、バックライト102の輝度が振動するので、バックライト102の輝度を制御する輝度制御信号に基づくことで、変換画像の輝度の振動を検出している。
 具体的には、輝度振動検出部10Bは、各フレームの変換画像の表示の際にバックライト制御部14Bからバックライト102に出力された輝度制御信号を例えば連続する3フレーム分(即ち現フレーム、前フレームおよび前々フレームの3フレーム分)記憶し、その3フレーム分の輝度制御信号からそれぞれ、その輝度制御信号で規定されるバックライト102の輝度を検出し、それらの輝度の変化を検出する。そして、その変化が増加→減少である場合、または、減少→増加である場合は、バックライト102の輝度が振動していると判定する(即ちバックライト102の輝度が振動していることを検出する)。そして輝度振動検出部10Bは、バックライト102の輝度が振動していることを検出することで、上記変換画像の輝度が振動していることを検出する。
 そして、輝度振動検出部10は、上記変換画像の輝度が振動していることを検出すると、実施の形態1と同様に、カウンタ9に、上記調整値固定制御信号を出力する。これにより、実施の形態1と同様に、カウンタ9により調整値Cの修正が停止される(即ち調整値Cの値がそのときの値に固定される)。この結果、バックライト102の輝度の振動が停止されると共に、実施の形態1と同様に変換画像のRGBの各階調の振動も停止される。これにより、変換画像の輝度の振動が停止される。
 即ち、バックライト102の輝度の振動の原因は、調整値Cの値の振動であるが、調整値Cの値が振動すると、バックライト102の輝度が振動すると共に変換画像のRGBの各階調も振動し、これらの振動が原因で変換画像の輝度が振動する。そのため、本実施の形態では、輝度振動検出部10が上記変換画像の輝度の振動を検出すると、カウンタ9が調整値Cの値を固定することで、変換画像の輝度の振動を停止させる。なお、ここでは、調整値Cを固定することで、バックライト102の輝度の振動が固定されている。
 以上のように、本実施の形態では、調整値Cの振動によりバックライト102の輝度が振動しこの振動が一要因となって表示画像の輝度が振動するが、その表示画像の輝度の振動は、輝度振動検出部10Bにより、輝度制御信号を利用して検出される。そして、輝度振動検出部10Bにより、カウンタ9を介して、調整値Cの値が所定値に固定されることで、調整値Cの振動に起因する変換画像の各RGBの階調の振動およびバックライトの輝度の振動が停止されるので、表示画像の輝度の振動が停止される。
 本発明に係る表示装置は、非自発光型の表示部と、輝度制御信号に基づいた輝度で上記表示部を照らし出す照明手段と、上記変換画像を上記表示部に表示する表示制御手段と、上記変換画像の輝度を決めるための情報に基づいて上記照明手段の輝度を制御する上記輝度制御信号を生成し、上記輝度制御信号を上記照明手段に出力する照明制御手段と、を更に備え、上記輝度振動検出手段は、上記照明手段の輝度が振動しているか否かを、上記輝度制御信号に基づいて検出することで、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出することが望ましい。
 上記の構成によれば、変換画像の輝度を決めるための情報に基づいて照明手段の輝度を制御する輝度制御信号を生成し、上記輝度制御信号を照明手段に出力する照明制御手段を更に備えており、輝度振動検出手段は、照明手段の輝度が振動しているか否かを、上記輝度制御信号に基づいて検出することで、変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する。これにより、輝度制御信号に基づいて照明手段の輝度が振動しているか否かを検出することで、変換画像の輝度が振動しているか否かを検出することができる。よって、照明手段の輝度を制御する輝度制御信号を利用して、変換画像の輝度の振動を検出できる。なお、上記の変換画像の輝度に関する情報としては、上記設定値を利用することができる。
 本発明に係る表示装置は、上記輝度固定手段は、上記照明手段の輝度を固定することで、表示された上記変換画像の輝度を固定することが望ましい。
 上記の構成によれば、輝度固定手段は、照明手段の輝度を固定することで、変換画像の輝度を固定する。よって、照明手段の輝度を固定することで、適切に、変換画像の輝度を固定することができる。なお、照明手段の輝度を固定する方法としては、輝度固定手段が照明制御手段を制御することで、照明手段の輝度を固定させてもよい。
 本発明に係る表示装置は、上記輝度固定手段は、上記設定値を固定することで、表示された上記変換画像の輝度を固定することが望ましい。
 上記の構成によれば、輝度固定手段は、設定値を固定することで、表示された変換画像の輝度を固定する。よって、設定値を利用して、変換画像の輝度を固定することができる。
 本発明に係る表示装置は、上記輝度振動検出手段は、連続する3フレーム分の上記各変換画像に対する上記輝度制御信号を取得し、上記3フレームで上記照明手段の輝度が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、上記照明手段の輝度が振動したことを検出することが望ましい。
 上記の構成によれば、連続する3フレーム分の各変換画像に対する輝度制御信号を取得し、上記3フレームで照明手段の輝度が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、照明手段の輝度が振動したことを検出するので、制御信号を利用して照明手段の輝度の振動を検出できる。
 本発明に係る表示装置は、上記輝度振動検出手段は、連続する3フレーム分の上記各変換画像に対する上記設定値を取得し、上記3フレームで上記設定値が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、上記変換画像の輝度が振動したことを検出することが望ましい。
 上記の構成によれば、連続する3フレーム分の各変換画像に対する設定値を取得し、3フレーム分の各変換画像に対する設定値が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、変換画像の輝度が振動したことを検出するので、設定値を利用して変換画像の輝度の振動を検出できる。
 本発明に係る表示装置は、前記変換手段に順に入力される上記各入力画像が略同一であるか否かを検出する検出手段を更に備え、上記輝度固定手段は、上記変換画像の輝度を固定した後、上記検出手段が上記変換手段に順に入力される上記各入力画像が略同一でないことを検出すると、当該固定を解除することが望ましい。
 上記の構成によれば、検出手段により、変換手段に順に入力される各入力画像が略同一であるか否かが検出され、輝度固定手段により変換画像の輝度が固定された後、検出手段により変換手段に順に入力される各入力画像が略同一でないことが検出されると、輝度固定手段により当該固定が解除される。よって、変換手段に入力される各入力画像が略同一でない場合は、変換画像の輝度の固定を解除できる。
 つまり、変換手段に入力される各入力画像が略同一でない場合は、変換画像の輝度は当然に振動し得るので、その場合の輝度の振動は問題にならない。従って、この場合は、変換画像の輝度を固定する必要はない。それ故、上記の構成では、変換手段に入力される各入力画像が略同一でない場合は、変換画像の輝度の固定を解除するようになっている。
 本発明に係る表示装置は、上記輝度固定手段は、表示された上記変換画像の輝度を固定した後、一定時間経過後、当該固定を解除することが望ましい。
 上記の構成によれば、輝度固定手段は、変換画像の輝度を固定した後、一定時間経過後、当該固定を解除するので、当該一定時間を計時するだけの簡単な処理で、当該固定を解除できる。
 本発明に係る表示装置は、輝度制御手段を更に備え、上記輝度制御手段は、上記変換手段によって変換された上記変換画像の各画素のうち輝度飽和状態であるものの数が、第1閾値数よりも多い場合は、上記設定値を低減し、上記第1閾値数以下の値である第2閾値数以下の場合は、上記設定値を増加して、次の変換のための設定値とすることが望ましい。
 上記の構成によれば、輝度制御手段が、変換画像の各画素のうち輝度飽和状態であるものの数が、第1閾値数よりも多い場合は、設定値を低減し、第1閾値数以下の値である第2閾値数以下の場合は、設定値を増加するので、変換画像が輝度飽和することを防止できる。
 本発明に係る表示装置は、液晶表示装置であることが望ましい。
 上記の構成によれば、上記の効果を奏する液晶表示装置を提供できる。
 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  輝度圧縮部(輝度圧縮手段)
 2  輝度圧縮用LUT
 3  判定部
 4  輝度拡張率S算出部
 5  S値用LUT
 6  輝度拡張部(輝度拡張手段)
 7  W算出部(追加色算出手段)
 8  逆γ補正部
 9  カウンタ(輝度制御手段、輝度固定手段)
 10 輝度振動検出部(輝度振動検出手段、検出手段)
 10B 輝度振動検出部(輝度振動検出手段、輝度固定手段)
 12 抽出部
 13 制御信号生成部
 14・14B バックライト制御部(照明制御手段)
 101 液晶パネル(非自発光型の表示部)
 102 バックライト(照明手段)
 103 ソースドライバ(表示制御手段)
 104 ゲートドライバ(表示制御手段)
 105 コントローラ
 106 液晶駆動電源
 110・110B 液晶表示装置
 110a 液晶パネル
 110b 液晶駆動制御回路
 C 調整値(設定値)

Claims (11)

  1.  各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置であって、
     上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換手段と、
     上記変換手段に略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出手段と、
     上記輝度振動検出手段が上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定手段と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2.  非自発光型の表示部と、
     輝度制御信号に基づいた輝度で上記表示部を照らし出す照明手段と、
     上記変換画像を上記表示部に表示する表示制御手段と、
     上記変換画像の輝度を決めるための情報に基づいて上記照明手段の輝度を制御する上記輝度制御信号を生成し、上記輝度制御信号を上記照明手段に出力する照明制御手段と、
    を更に備え、
     上記輝度振動検出手段は、上記照明手段の輝度が振動しているか否かを、上記輝度制御信号に基づいて検出することで、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3.  上記輝度固定手段は、上記照明手段の輝度を固定することで、上記変換画像の輝度を固定することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4.  上記輝度固定手段は、上記設定値を固定することで、上記変換画像の輝度を固定することを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
  5.  上記輝度振動検出手段は、連続する3フレーム分の上記各変換画像に対する上記輝度制御信号を取得し、上記3フレームで上記照明手段の輝度が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、上記照明手段の輝度が振動したことを検出することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  6.  上記輝度振動検出手段は、連続する3フレーム分の上記各変換画像に対する上記設定値を取得し、上記3フレームで上記設定値が増加および減少の順に変化する場合、または、減少および増加の順に変化する場合は、上記変換画像の輝度が振動したことを検出することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  7.  前記変換手段に順に入力される上記各入力画像が略同一であるか否かを検出する検出手段を更に備え、
     上記輝度固定手段は、上記変換画像の輝度を固定した後、上記検出手段が上記変換手段に順に入力される上記各入力画像が略同一でないことを検出すると、当該固定を解除することを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の表示装置。
  8.  上記輝度固定手段は、上記変換画像の輝度を固定した後、一定時間経過後、当該固定を解除することを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の表示装置。
  9.  上記表示装置は、輝度制御手段を更に備え、
     上記輝度制御手段は、上記変換手段によって変換された上記変換画像の各画素のうち輝度飽和状態であるものの数が、第1閾値数よりも多い場合は、上記設定値を低減し、上記第1閾値数以下の値である第2閾値数以下の場合は、上記設定値を増加して、次の変換のための設定値とすることを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の表示装置。
  10.  上記表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項1~9の何れか1項に記載の表示装置。
  11.  各画素が第1所定数の基本色で構成された入力画像を、各画素が上記第1所定数よりも多い第2所定数の基本色で構成された変換画像に変換して表示する表示装置の制御方法であって、
     上記入力画像から上記変換画像への変換の際に、上記入力画像の輝度を設定値に基づいて上記変換画像の輝度に変換する変換ステップと、
     略同一の上記各入力画像が順に入力される間、上記変換画像の輝度が振動しているか否かを検出する輝度振動検出ステップと、
     上記輝度振動検出ステップで上記変換画像の輝度が振動していることを検出した場合、上記変換画像の輝度を固定する輝度固定ステップと、
    を含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
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