WO2017077931A1 - カラー画像表示装置およびカラー画像表示方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a color image display device, and more particularly to a color image display device such as a liquid crystal display device capable of displaying a color image by a field sequential method and capable of transparent display.
  • a color image display device such as a liquid crystal display device capable of displaying a color image by a field sequential method and capable of transparent display.
  • liquid crystal display devices that display color images include color filters that transmit red (R), green (G), and blue (B) light for each sub-pixel obtained by dividing one pixel into three. .
  • RGB red
  • G green
  • B blue
  • the color filter type liquid crystal display device since about 2/3 of the backlight light applied to the liquid crystal panel is absorbed by the color filter, the color filter type liquid crystal display device has a problem that the light use efficiency is low. Therefore, a field sequential type liquid crystal display device that performs color display without using a color filter has attracted attention.
  • one frame period which is a display period of one screen is divided into three subframe periods, ie, first, second and third subframe periods.
  • first, second, and third subframe periods red, green, and blue light source lights are irradiated on the back surface of the liquid crystal panel, and in the first subframe period, the red component of the input image signal is determined.
  • the color image is displayed on the liquid crystal panel.
  • a field sequential display device in which white, red, green, and blue sub-frame periods for displaying a white image, a red image, a green image, and a blue image are included in one frame period, an input image signal
  • the red image as the red component is displayed in the red and white field period
  • the green image as the green component is displayed in the green and white field period
  • the blue image as the blue component is blue and white.
  • this field sequential method is referred to as “RGB + W subframe method”, “common color subframe method”, or “second field sequential method”).
  • a maximum white display is performed on a field sequential type liquid crystal display panel.
  • the transmittance of the corresponding pixel (optical modulation pixel) of the liquid crystal panel is maximized in any of the red, green, and blue sub-frame periods, and all the light from the light source is emitted. Used for display.
  • the transmittance of the optical modulation pixel is maximized in the white subframe period, and the light source is in the red, green, and blue subframe periods. Light is emitted, but the optical modulation pixel is in a non-transmissive state.
  • the field sequential type liquid crystal display device when the common color subframe method is adopted, there is a problem that the light use efficiency and the maximum luminance are reduced as compared with the simple RGB subframe method.
  • the light emission color of the light source in each subframe or common color subframe is made variable based on information included in the input image (hereinafter, “Variable color sub-frame method" is known.
  • Variable color sub-frame method For example, in addition to the R sub-frame period, the G sub-frame period, and the B sub-frame period for displaying a red image, a green image, and a blue image, respectively, the X sub whose display image color is variable (the light emission color of the light source is variable)
  • a method of performing XBGR driving in which a frame period is included in each frame period see, for example, Japanese Patent No. 3952362 and International Publication No.
  • the light emission color X of the light source in the X subframe period is based on information included in the input image such as the R luminance value, G luminance value, and B luminance value of each pixel in the target display area. It is determined. Also, a method has been proposed in which the light emission color of the light source in each subframe period is variable and the light emission color of the light source in each subframe period is determined based on the RGB color component ratio of each pixel (International Publication No. 2012). / 099039 pamphlet).
  • variable color sub-frame method utilizing the fact that the color reproduction range of the input image is limited, and limiting the color reproduction range determined by the amount of each light source in each sub-frame period, Realizes improved light utilization efficiency. That is, the variable color subframe method is based on the premise that an input image is appropriately displayed (additive color mixing property is maintained). For this reason, the brightness improvement as in the above-described method for improving the light use efficiency or the maximum brightness while suppressing color breakup cannot be obtained.
  • variable color subframe method a method of switching between a drive mode based on a field sequential method such as simple RGB drive and a drive mode in which the color of a display image is limited based on an input image has been proposed ( Japanese Patent No. 36733317, Japanese Patent No. 4014363, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-60944, etc.).
  • Japanese Patent No. 36733317, Japanese Patent No. 4014363, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-60944, etc. Japanese Patent No. 36733317, Japanese Patent No. 4014363, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-60944, etc.
  • the use of the field sequential method eliminates the need for a color filter in the liquid crystal panel and improves the transmittance, so that a transparent display can be realized.
  • a transparent display based on such a field sequential system two types, a storage case type and an independent type, are known.
  • the storage case type transparent display includes a case that can store an object, a light source that sequentially emits R (red), G (green), and B (blue) light inside the case, and a part of the case that covers the light source. It is equipped with a liquid crystal panel that displays an image in synchronization with the light emission operation (see, for example, Japanese Patent No. 35267783 and FIG. 2 described later). In this storage case type transparent display, an observer can see an image displayed on the liquid crystal panel while visually recognizing light from the back surface of the liquid crystal panel.
  • a stand-alone transparent display is equipped with a display panel containing scattered liquid crystal, etc., and a transparent backlight or front light (light guide plate) that illuminates the display panel.
  • the transparent state can be switched (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-184981 and FIG. 3 described later).
  • this independent transparent display the observer can see the image displayed on the display panel while visually recognizing the light from the back.
  • the liquid crystal in the display panel is in a transmissive state, the brightness of the front light (light guide plate) is relative to the background light in order to visually recognize the background light that is light from the back of the display panel. Need to be weakened.
  • the light source light of the front light is light for displaying a color image on the display panel, the image display becomes dark when the intensity of the light source light decreases.
  • Japanese Patent No. 3215913 Japanese Patent No. 5386211 Japanese Patent No. 4254317 Japanese Patent No. 3952362 International Publication No. 2012/099093 Pamphlet Japanese Patent No. 36733317 Japanese Patent No. 4014363 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-60944 Japanese Patent No. 3526783 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-184981
  • the common color subframe is introduced to suppress the color breakup caused by the field sequential method, the maximum luminance and the light utilization efficiency are reduced.
  • an offset is set in the light source so as to improve the maximum luminance while suppressing color breakup, there arises a problem that the color reproduction range is lowered.
  • the variable color subframe method in which the light emission color of the light source in each subframe or common color subframe is variable based on information included in the input image, it is not possible to sufficiently improve luminance and suppress color breakup.
  • an object of the present invention is to provide a color image display device as a field sequential type transparent display in which the transparency of a transparent display region is improved while suppressing color breakup and a decrease in the color reproduction range.
  • a color image is displayed by a field sequential method in which each frame period includes a plurality of subframe periods, and a display unit for forming an image to be displayed is in a transparent state in units of pixels.
  • a color image display device capable of displaying with a transparent color
  • a light source unit configured to emit light of different colors in the plurality of subframe periods based on preset initial light source data; and
  • a spatial light modulator that transmits light from the light source, Based on input data representing an image to be displayed, the initial light source data is corrected so that transparency of a transparent display region that is a region to be displayed in the transparent color in the image to be displayed is increased, thereby the plurality of the plurality of the initial light source data.
  • a light source data calculation unit that generates driving light source data that specifies the color and intensity of light emitted from the light source unit in each of the subframe periods; And a modulation data calculation unit that generates drive modulation data for designating the transmittance of the spatial light modulation unit for each pixel of the image to be displayed based on the input data.
  • the light source data calculation unit may generate the driving light source data by correcting the initial light source data so that the transparency of the transparent display area is improved according to the transparent display area ratio.
  • the target color of the subframe period corresponding to the color with the minimum saturation or the color with the maximum saturation is the color of light specified by the initial light source data for each of the plurality of subframe periods.
  • a transparent color, and the target color of the other subframe period is the color of light specified by the initial light source data for the other subframe period.
  • An input for determining each target color and obtaining, for each target color, a ratio of a target color display area that is an area to be displayed in the target color in the image to be displayed based on the input data as a target color display area ratio A data determination unit;
  • the light source data calculation unit corrects the initial light source data so that light emitted from the light source unit approaches the target color light according to the target color display area ratio in each of the plurality of subframe periods. To generate the light source data for driving.
  • Each frame period includes four subframe periods composed of first to fourth subframe periods
  • the light source unit includes first, second, and third light sources that emit light in the first, second, and third primary colors constituting the three primary colors, respectively.
  • the initial light source data causes the first, second, and third light sources to emit light in the first subframe period, and causes only the first light source to emit light in the second subframe period, And it is light source data for emitting only the second light source in the third sub-frame period and for emitting only the third light source in the fourth sub-frame period.
  • the display unit is configured to increase the transparency of the transparent display region as the light emission intensity of the light source unit increases.
  • the light source data calculation unit corrects the initial light source data so that light emission intensities of the first, second, and third light sources in the first subframe period increase in accordance with the transparent display area ratio. Thus, the driving light source data is generated.
  • a sixth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention.
  • the display unit is configured such that the lower the light emission intensity of the light source unit, the higher the transparency of the transparent display region,
  • the light source data calculation unit corrects the initial light source data so that light emission intensities of the first, second, and third light sources in the first subframe period decrease according to the transparent display area ratio. Thus, the driving light source data is generated.
  • the display unit is configured to increase the transparency of the transparent display region as the light emission intensity of the light source unit increases.
  • the light source unit includes a plurality of light sources that emit light of different colors,
  • the light source data calculation unit has an average value of the intensity of light emitted from each light source for forming the image to be displayed in the plurality of subframe periods according to the transparent display area ratio based on the initial light source data.
  • the driving light source data is generated by correcting the initial light source data so that the light emission intensity of the light source shown is larger than an average value in the plurality of subframe periods.
  • Each frame period consists of at least three subframe periods including a first, second, and third subframe period;
  • the light source unit includes first, second, and third light sources that emit light of different colors,
  • the initial light source data includes only the first light source in the first subframe period, only the second light source in the second subframe period, and the third light source data in the third subframe period. It is light source data to make each light source emit light,
  • the light source data calculation unit determines whether the second and third light sources in the second subframe period in addition to the first light source in the first subframe period according to the transparent display area ratio.
  • the first and third light sources emit light in addition to the second light source, and the first and second light sources emit light in addition to the third light source in the third subframe period, respectively.
  • the driving light source data is generated by correcting the light source data.
  • the display unit is configured such that the lower the light emission intensity of the light source unit, the higher the transparency of the transparent display region,
  • the light source unit includes a plurality of light sources that emit light of different colors,
  • the light source data calculation unit has an average value of the intensity of light emitted from each light source for forming the image to be displayed in the plurality of subframe periods according to the transparent display area ratio based on the initial light source data.
  • the driving light source data is generated by correcting the initial light source data so that the light emission intensity of the light source shown is smaller than an average value in the plurality of subframe periods.
  • Each frame period consists of at least three subframe periods including a first, second, and third subframe period;
  • the light source unit includes first, second, and third light sources that emit light of different colors,
  • the initial light source data includes only the first light source in the first subframe period, only the second light source in the second subframe period, and the third light source data in the third subframe period. It is light source data to make each light source emit light,
  • the light source data calculation unit has a light emission intensity of the first light source in the first subframe period and a light emission intensity of the second light source in the second subframe period according to the transparent display area ratio.
  • the driving light source data is generated by correcting the initial light source data so that the light emission intensity of the third light source decreases in the third sub-frame period.
  • a color image is displayed by a field sequential method in which each frame period includes a plurality of subframe periods, and a display unit for forming an image to be displayed is transparent in pixel units.
  • a color image display method in a display device capable of displaying with a transparent color A light source emission step for emitting light for forming the image to be displayed from a light source unit configured to emit light of different colors in the plurality of subframe periods based on preset initial light source data;
  • a spatial light modulation step of changing the transmittance in the spatial light modulation unit that transmits light from the light source unit based on input data representing an image to be displayed; Based on the input data, by correcting the initial light source data so that the transparency of a transparent display region that is a region to be displayed in the transparent color in the image to be displayed is high, the plurality of subframe periods
  • a light source data calculation step for generating light source data for driving designating the color and intensity of light emitted from the light source unit in each And a modulation
  • each frame is corrected by correcting the initial light source data so that the transparency of the transparent display area of the image to be displayed is high based on the input data representing the image to be displayed.
  • Driving light source data that specifies the color and intensity of light emitted from the light source unit in each of the plurality of subframe periods in the period is generated.
  • the ratio of the transparent display area in the image to be displayed is obtained based on the input data as the transparent display area ratio, and the transparency of the transparent display area is improved according to the transparent display area ratio.
  • driving light source data is generated.
  • the transparency in a transparent display area can be improved according to the ratio of a transparent display area, suppressing the fall in the saturation of a display color and a color breakup.
  • the subframe period or the saturation corresponding to the color having the minimum saturation among the colors of the light respectively designated by the initial light source data for the plurality of subframe periods in each frame period The plurality of colors such that the target color of the subframe period corresponding to the maximum color is a transparent color and the target color of the other subframe period is the light color specified by the initial light source data for the other subframe period.
  • Each target color in the subframe period is determined, and a target color display area ratio for each target color is obtained based on the input data.
  • the driving light source data is generated by correcting the initial light source data so that the light emitted from the light source unit approaches the light of the target color in accordance with the target color display area ratio in each subframe period. Thereby, the transparency of a transparent display area
  • the first, second, and third light sources that emit light with the first, second, and third primary colors constituting the three primary colors are used as initial light source data.
  • the first, second, and third light sources emit light in the first subframe period, and only the first light source emits light in the second subframe period, and in the third subframe period.
  • the same effect as the third aspect of the present invention is obtained.
  • the initial light source is set such that the light emission intensities of the first, second, and third light sources in the first subframe period increase according to the transparent display area ratio based on the input data.
  • Driving light source data is generated by correcting the data.
  • the average value of the intensity of light emitted from each light source to form an image to be displayed in a plurality of subframe periods corresponding to one frame period is indicated by the initial light source data. It becomes larger than the average value in the subframe period. Accordingly, in a field sequential type color image display device having a display unit configured such that the transparency of the transparent display region increases as the light emission intensity of the light source unit increases, as in a storage case type transparent display. The same effect as in the fourth aspect can be obtained.
  • the initial light source is set such that the emission intensities of the first, second, and third light sources in the first subframe period decrease according to the transparent display area ratio based on the input data.
  • Driving light source data is generated by correcting the data.
  • the average value of the intensity of light emitted from each light source to form an image to be displayed in a plurality of subframe periods corresponding to one frame period is indicated by the initial light source data. It becomes smaller than the average value in the subframe period.
  • the light source data for driving is generated by correcting the initial light source data so that the average value in the period becomes larger than the average value of the emission intensity of the light source indicated by the initial light source data in the plurality of subframe periods. Accordingly, in a field sequential type color image display device having a display unit configured such that the transparency of the transparent display region increases as the light emission intensity of the light source unit increases, as in a storage case type transparent display. The same effect as the first to third aspects can be obtained.
  • each frame period includes at least three subframe periods including the first, second, and third subframe periods, and emits light in different colors.
  • the third light source and as the initial light source data, only the first light source in the first subframe period, only the second light source in the second subframe period, and in the third subframe period
  • the second and third light sources in addition to the first light source in the first subframe period according to the transparent display area ratio based on the input data.
  • the first and third light sources emit light in addition to the second light source in the second subframe period
  • the first and second light sources emit light in addition to the third light source in the third subframe period, respectively.
  • the drive source data is generated.
  • the average value of the intensity of light emitted from each light source to form an image to be displayed in a plurality of subframe periods corresponding to one frame period is indicated by the initial light source data. It becomes larger than the average value in the subframe period. Accordingly, in a field sequential type color image display device having a display unit configured such that the transparency of the transparent display region increases as the light emission intensity of the light source unit increases, as in a storage case type transparent display. The same effect as the first to third aspects can be obtained.
  • Driving light source data is generated by correcting the initial light source data so that the average value in the period is smaller than the average value of the light emission intensity of the light source indicated by the initial light source data in the plurality of subframe periods.
  • each frame period is composed of at least three subframe periods including the first, second, and third subframe periods, and emits light in different colors.
  • the third light source and as the initial light source data, only the first light source in the first subframe period, only the second light source in the second subframe period, and in the third subframe period
  • the light emission intensity of the first light source in the first subframe period is set to the second subframe according to the transparent display area ratio based on the input data.
  • the driving light source data is corrected. There is generated. As a result, the average value of the intensity of light emitted from each light source to form an image to be displayed in a plurality of subframe periods corresponding to one frame period is indicated by the initial light source data. It becomes smaller than the average value in the subframe period.
  • a field sequential type color image display device having a display unit configured such that the transparency of the transparent display region increases as the light emission intensity of the light source unit decreases as in a stand-alone transparent display. The same effect as the first to third aspects can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an overall configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows the storage case type
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining an operation in a case where one frame period is composed of four subframe periods in the liquid crystal display device according to the first embodiment (in the case of the FS system having a four subframe configuration). It is a flowchart which shows an example of the light source data calculation process in the said 1st Embodiment.
  • the color reproduction range when the first to third field sequential drive systems are used in the storage case type transparent display device as the first example of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described in the HSV color space. It is a conceptual diagram (AC) for this. To describe the color reproduction range in the HSV color space when the first to third field sequential drive systems are used in the independent transparent display device as the second example of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram (A to C). It is a figure which shows the example of the display image for demonstrating the effect of the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) for demonstrating the 1st operation example in the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) for demonstrating the 2nd operation example in the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) for demonstrating the 3rd operation example in the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) for demonstrating the 4th operation example in the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) for demonstrating the 5th operation example in the said 1st Embodiment.
  • one frame period is a period for refreshing one screen (rewriting of a display image), and the length of “one frame period” is 1 in a general display device having a refresh rate of 60 Hz.
  • the length of the frame period is assumed to be 16.67 ms, the present invention is not limited to this.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a field sequential type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 10 displays a color image by a field sequential method in which one frame period is divided into three or four subframe periods (also referred to as “field periods”).
  • the liquid crystal display device 10 includes a liquid crystal panel 11 constituting a display panel, a display control circuit 20, a scanning signal line driving circuit 17, a data signal line driving circuit 18, a light source unit 40, a switch group 41, and a power supply circuit.
  • a light source driving unit 210 including 42.
  • the display control circuit 20, the scanning signal line drive circuit 17, the data signal line drive circuit 18, and the light source drive unit 210 (switch group 41 and power supply circuit 222) constitute a drive control unit 200. Further, the liquid crystal panel 11 is driven by the scanning signal line driving circuit 17 and the data signal line driving circuit 18 to control the transmittance of light irradiated on the back surface thereof in units of pixels, and functions as a spatial light modulation unit. (Details will be described later).
  • the liquid crystal panel 11 includes a plurality (m) of data signal lines SL1 to SLm, a plurality (n) of scanning signal lines GL1 to GLn, a plurality of data signal lines SL1 to SLm, and a plurality of data signal lines SL1 to SLm.
  • a plurality (m ⁇ n) of pixel forming portions 30 provided corresponding to the intersections with the scanning signal lines GL1 to GLn are included.
  • Each pixel forming portion 30 includes a TFT 31 as a switching element, a pixel electrode 32 connected to the drain terminal of the TFT 31, and a common electrode 33 that forms a liquid crystal capacitance together with the pixel electrode 32.
  • the gate terminal of the TFT 31 is connected to the scanning signal line GLi (1 ⁇ i ⁇ n), and the source terminal is connected to the data signal line SLj (1 ⁇ j ⁇ m).
  • the display control circuit 20 receives an input signal Din from the outside.
  • This input signal Din includes, as input image signals, a red image signal Rin, a green image signal Gin, and a blue image signal Bin that respectively indicate a red component, a green component, and a blue component of an image to be displayed, and represents the input image signal. It includes a control signal indicating timing required for image display.
  • the display control circuit 20 generates a scanning side control signal GCT, a data side control signal SCT, and a light source control signal BCT based on such an input signal Din.
  • the scanning side control signal GCT is supplied to the scanning signal line driving circuit 17, the data side control signal SCT is supplied to the data signal line driving circuit 18, and the light source control signal BCT is supplied to the light source driving unit 210 (switch group 41).
  • the scanning side control signal GCT supplied to the scanning signal line drive circuit 17 includes a scanning side start pulse signal, a scanning side clock signal, and the like. Based on these signals, the scanning signal line driving circuit 17 sequentially applies active scanning signals to the scanning signal lines GL1 to GLn.
  • FS method of three-subframe configuration A first subframe period (also referred to as “R subframe period”) T1 for displaying a red image represented by the image signal Rin, and a second subframe period (“G” for displaying a green image represented by the input green image signal Gin).
  • T2 also referred to as “subframe period”
  • B subframe period a third subframe period
  • T3 for displaying the blue image represented by the input blue image signal Bin.
  • FS method having four subframes in which each frame period is composed of four subframe periods, an input red image signal Rin, green image signal Gin, and blue image signal are input.
  • a white gradation signal Wf, a red gradation signal Rf, a green gradation signal Gf, and a blue gradation signal Bf are generated as signals indicating display intensity, and each frame period includes the white gradation signal Wf.
  • a first subframe period also referred to as “W subframe period” for displaying a white image to be represented, and a second subframe period (also referred to as “R subframe period” for displaying a red image represented by the red gradation signal Rf).
  • T2 a third subframe period (also referred to as “G subframe period”) T3 for displaying a green image represented by the green gradation signal Gf, and a table of the blue gradation signal Bf.
  • the fourth sub-frame period for displaying a blue image (also referred to as "B sub-frame period") is divided into four sub-frame periods consisting of T4 Prefecture (see FIG. 9 below).
  • the scanning signal line driving circuit 17 is provided in each of the first to third subframe periods T1 to T3 in the case of the FS system having the 3-subframe structure, and in the first to fourth in the case of the FS system having the 4-subframe structure.
  • active scanning signals are sequentially applied to the n scanning signal lines GL1 to GLn.
  • the data-side control signal SCT supplied to the data signal line driving circuit 18 includes modulation data for controlling the light transmittance in each pixel forming unit 30 for forming an image to be displayed, and a data-side start pulse. Signal, data-side clock signal, latch strobe signal, and the like. Based on these signals, the data signal line driving circuit 18 operates a shift register, a sampling latch circuit, and the like (not shown) therein, and outputs parallel digital signals corresponding to the modulated data to DA (not shown) in order every subframe period. Conversion to analog signals by the conversion circuit generates m data signals as drive image signals, and these data signals are applied to the data signal lines SL1 to SLm, respectively.
  • a data signal representing a red image is applied based on the green signal
  • a data signal representing a green image is applied based on the green modulation signal Sg in the second subframe period T2
  • a blue image based on the blue modulation signal Sb is applied in the third subframe period T3.
  • a data signal representing is applied.
  • a data signal representing a white image is applied based on the white modulation signal Sw, a data signal representing a red image is applied based on the red modulation signal Sr in the second subframe period T2, and a green modulation signal Sg is applied in the third subframe period T3.
  • a data signal representing a green image is applied based on the blue modulation signal Sb in the fourth subframe period T4. Data signal is applied.
  • the red modulation signal Sr, the green modulation signal Sg, and the blue modulation signal Sb as modulation data numbers in the FS system of the three sub-frame configuration are inputted red image signal Rin, green image signal Gin, blue
  • the white modulation signal Sw, the red modulation signal Sr, the green modulation signal Sg, and the blue modulation signal Sb as the modulation data in the FS system with a 4-subframe configuration, which correspond to the image signal Bin, are white as signals indicating display intensity. These correspond to the gradation signal Wf, the blue gradation signal Bf, the green gradation signal Gf, and the red gradation signal Rf, respectively.
  • the light source unit 40 is configured by using a red LED (Light Emitting Diode) 40r as a red light source, a green LED 40g as a green light source, and a blue LED 40b as a blue light source, and a direct type, an edge light type, or a projection type.
  • a red LED (Light Emitting Diode) 40r as a red light source
  • a green LED 40g as a green light source
  • a blue LED 40b as a blue light source
  • the direct type the light source unit 40 includes a red LED 40r, a green LED 40g, and a blue LED 40b that are two-dimensionally arranged on the back side of the liquid crystal panel 11.
  • the light source unit 40 includes a red LED 40r, a green LED 40g, and a blue LED 40b arranged one-dimensionally along one side of the liquid crystal panel 11.
  • the projector includes a red LED 40r, a green LED 40g, and a blue LED 40b that are arranged at a position that does not enter the viewer's field of view and are configured to project the emitted light onto the back surface of the liquid crystal panel 11.
  • the red LED 40r, the green LED 40g, and the blue LED 40b are configured to be independently connectable to the power supply circuit 42 for each light primary color via the switch group 41.
  • the display control circuit 20 gives the light source control signal BCT to the switch group 41, so that the light source unit 40 in the initial state (when power is turned on) as shown in FIG.
  • the red subframe period (first subframe period) T1 only the red LED 40r emits light
  • the green subframe period (second subframe period) T2 only the green LED 40g emits light
  • the display control circuit 20 supplies the light source control signal BCT to the switch group 41, so that in the initial state, the light source unit 40 has a white subframe period as shown in FIG. (First subframe period) In T1, the red LED 40r, the green LED 40g, and the blue LED 40b all emit light, and in the red subframe period (second subframe period) T2, only the red LED 40r emits light, and the green field period (third subframe period) In the frame period) T3, only the green LED 40g emits light, and in the blue subframe period T4, only the blue LED 40b emits light.
  • the drive control unit 200 is configured to be able to adjust the emission intensity of each LED 40r, 40g, 40b by pulse width modulation by the switch group 41 or the like.
  • the light source that is turned on in each subframe period other than in the initial state and the light emission intensity thereof vary depending on the input image signal included in the input signal Din, details of which will be described later.
  • the FS system having a four-subframe configuration four types of light source light of red light, green light, blue light, and white are liquid crystal by three types of light sources of red LED 40r, green LED 40g, and blue LED 40b.
  • it is configured to irradiate the panel 11 (the back surface thereof), it is not limited to this configuration.
  • a white LED that emits white light is separately provided, and in the white subframe period T1, only the white LED is emitted, or the red LED 40r, the green LED 40g, and You may make it make the said white LED light-emit with blue LED40b.
  • a light source that emits white light is referred to as a “white light source” regardless of whether the light source includes a red LED 40r, a green LED 40g, and a blue LED 40b or a white LED.
  • data signals are applied to the data signal lines SL1 to SLm
  • active scanning signals are sequentially applied to the scanning signal lines GL1 to GLn
  • the light source unit 40 is connected to the back surface of the liquid crystal panel 11 from the light source unit 40.
  • red light, green light, and blue light are sequentially irradiated in the initial state one by one in the subframe period.
  • white light and red light are irradiated in the initial state.
  • Green light, and blue light are sequentially irradiated by one subframe period.
  • a predetermined voltage is applied from a common electrode driving circuit (not shown) to the common electrode 33 provided in common to the pixel formation unit 30 in the liquid crystal panel 11, and the pixel electrode 32 and the liquid crystal of each pixel formation unit 30 are provided to the liquid crystal panel 11.
  • the common electrode 33 applies voltages according to the red, green, and blue modulation signals Sr, Sg, and Sb, or voltages according to the white, red, green, and blue modulation signals Sw, Sr, Sg, and Sb. .
  • red light, green light, or blue light that irradiates the back surface of the liquid crystal panel 11 in the red, green, and blue subframe periods T1, T2, and T3, respectively.
  • the white, red, green, and blue subframe periods T1, T2, T3, and T4 in the FS system having the four subframe configuration Since the light transmittance is controlled by the voltage applied to the liquid crystal of each pixel forming unit 30, the white, red, green, and blue subframe periods T1, T2, T3, and T4 in the FS system having the four subframe configuration.
  • the transmittance of white light, red light, green light, or blue light respectively irradiated on the back surface of the liquid crystal panel 11 is controlled by the voltage applied to the liquid crystal of each pixel forming unit 30 to represent the input image signal.
  • a color image is displayed on the liquid crystal panel 11 by additive color mixing over time.
  • the light irradiated to the liquid crystal panel 11 in the first to third subframe periods T1 to T3 is only red light and green, respectively.
  • the light emitted to the liquid crystal panel 11 in the first to fourth subframe periods T1 to T4 is only white light and only red light, respectively.
  • it is not only green light and only blue light it is the same as the conventional field sequential method in that a color image is displayed by additive color mixing over time (details will be described later).
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation in the case where the FS method of the three subframe configuration is adopted in the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation in the case where the FS method of the 4-subframe configuration is adopted in the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • the configuration and schematic operation of the main part in the present embodiment will be described below with reference to FIGS. In the following, description of the timing control signals such as the data side start pulse signal, the data side clock signal, and the scanning side control signal GCT included in the data side control signal SCT is omitted.
  • the modulation data Ck is a signal included in the data-side control signal SCT for driving the liquid crystal panel 11, and in the case of the FS system having the three subframe configuration, the first, second, and third subframe periods T1. , T2, and T3 include first, second, and third modulation data C1, C2, and C3 for controlling the light transmittance in each pixel forming unit 30, respectively.
  • the first to third modulation data C1 to C3 correspond to the red modulation signal Sr, the green modulation signal Sg, and the blue modulation signal Sb described above, respectively.
  • the liquid crystal display device 10 functionally includes an image display unit 100 and a drive control unit 200.
  • the image display unit 100 includes a pixel array unit 110 corresponding to the liquid crystal panel 11 and a light source unit 120 corresponding to the light source unit 40.
  • the drive control unit 200 includes an input signal determination unit 201 including an input data determination unit 202 and an image memory 204, a light source signal calculation unit 205 including a light source data calculation unit 206 and an initial value memory 208, a light source drive unit 210, and a modulation.
  • An input signal Din from the outside is provided to the input data determination unit 202 and the modulation data calculation unit 212, including a data calculation unit 212 and a spatial light modulation driving unit 214.
  • the input data determination unit 202, the image memory 204, the light source data calculation unit 206, the initial value memory 208, and the modulation data calculation unit 212 are included in the display control circuit 20 shown in FIG.
  • the initial value memory 208 stores initial light source data indicating the color and light emission intensity of the light source that emits light in each subframe period Tk in the initial state, and this initial light source data is the red light source 40r in each subframe period Tk.
  • the spatial light modulation driving unit 214 includes a data signal line driving circuit 18 and a scanning signal line driving circuit 17.
  • each frame period is divided into three subframe periods including first to third subframe periods T1 to T3.
  • first to third subframe periods T1 to T3 For the sake of explanation here, focusing on two consecutive frame periods, the earlier one of the two frame periods is called the “preceding frame period”, and the later one is called the “subsequent frame period”. Shall be called.
  • the red image signal Rin, the green image signal Gin, and the blue image signal Bin constituting the input image signal in the input signal Din received from the outside during the preceding frame period are first supplied to the modulation data calculation unit 212 and temporarily stored in its internal memory. Memorized.
  • the modulation data calculation unit 212 outputs the first to third subframe periods in the subsequent frame period by a predetermined calculation based on the stored red image signal Rin, green image signal Gin, and blue image signal Bin. Third modulation data C1 to C3 are generated.
  • the modulation data calculation unit 212 sequentially receives the red image signal Rin, the green image signal Gin, and the blue image signal Bin in the first subframe period.
  • the red modulation signal Sr that is the first modulation data C1 in T1 the green modulation signal Sg that is the second modulation data C2 in the second subframe period T2, and the blue modulation signal that is the third modulation data C3 in the third subframe period T3. Output as Sb.
  • the first modulation data C1 (red modulation signal Sr) is the pixel formation unit in the first subframe period T1.
  • the second modulation data C2 green modulation signal Sg
  • the third modulation data C3 (blue modulation signal Sb) Is supplied to the spatial light modulation driving unit 214 as a signal indicating the transmittance of each pixel forming unit in the third subframe period T3.
  • the spatial light modulation driving unit 214 drives the pixel array unit 110 based on these modulation data C1 to C3 in the subsequent frame period.
  • the target color candidate may be fixedly determined in advance, it is configured so that it can be designated by a predetermined operation by the user, or the input signal Din includes information for specifying the target color candidate. Is preferred.
  • the value of one target color candidate TCC given from the outside is used.
  • the target color candidate TCC a numerical value satisfying the equations (8) to (11) is given in the case of the storage case type transparent display, and in the case of the independent type transparent display, the equations (12) to (15) are given. ) Shall be given.
  • the target color TCk itself may be given from the outside.
  • the input data determination unit 202 calculates a target color display area ratio TPk for each target color TCk.
  • the target color display area ratio Tp is the number of pixels constituting the input image in the preceding frame period, N, and among these pixels, a predetermined color range in the vicinity of the target color including the corresponding target color (hereinafter referred to as the target color display area ratio Tp).
  • TPk P / N, where P is the number of pixels included in TCk_rg (referred to as “target color range”).
  • the target color TCk and the target color display area ratio TPk determined as described above are given to the light source data calculation unit 206.
  • the light source data calculation unit 206 uses the target color TCk and the target color display area ratio TPk as light source data as initial values of the emission intensity of the red light source 40r, the green light source 40g, and the blue light source 40b in each subframe period.
  • the light source is set to emit light in the light source color associated therewith in the initial state (the same applies to other embodiments).
  • the light source data Ek generated by the light source data calculation unit 206 is given to the light source driving unit 210 (see FIG. 1).
  • the light source driver 210 drives the light sources 40r, 40g, and 40b so that the light source light having the intensity indicated by the corresponding light source data Ek is emitted in each of the sub-frame periods T1 to T3 in the subsequent frame period.
  • FIG. 8 shows a case where each light source emits light with the initial value of the light source data (initial state of the light source). In this case, only the red light source 40r, only the green light source 40g, and only the blue light source 40b emit light in the first to third subframe periods T1 to T3, respectively.
  • the emission intensity is determined by the light source data Ek (details will be described later).
  • Transmission amount of light emitted from the red light source in each pixel forming unit, transmission amount of light source light in the second subframe period (light emitted from the green light source in the initial state) in each pixel forming unit, third subframe period By controlling the transmission amount of the light source light (light emitted from the blue light source in the initial state) in each pixel forming portion, a red image represented by the red image signal Rin, a green image represented by the green image signal Gin, and blue Each blue image represented by the image signal Bin is displayed.
  • a color image represented by the input image signal is displayed on the pixel array unit 110 by such a field sequential method.
  • the modulation data Ck and the light source data Ek are generated in the case where the FS scheme of the 4-subframe configuration is adopted in the present embodiment, and the data Ck and Ek are used. The operation will be described.
  • the liquid crystal display device 10 is functionally an image display unit as in the case where the FS method with the 3-subframe configuration is adopted.
  • 100 and a drive control unit 200 which are configured as shown in FIG.
  • the operations of the modulation data calculation unit 212, the input data determination unit 202, the light source data calculation unit 206, etc. are slightly different. Hereinafter, these differences will be mainly described.
  • each frame period is divided into four subframe periods including first to fourth subframe periods T1 to T4.
  • first to fourth subframe periods T1 to T4 the earlier one of the two frame periods is referred to as a “preceding frame period”, and the later one is referred to as a “subsequent frame”. It shall be called “period”.
  • the red image signal Rin, the green image signal Gin, and the red image signal Rin constituting the input image signal in the input signal Din received from the outside in the preceding frame period are first supplied to the modulation data calculation unit 212 and temporarily stored in the internal memory. Memorized.
  • the modulation data calculation unit 212 separates the input image signal into a red component, a green component, a blue component, and a white component as chromatic components. That is, from the red image signal Rin, the green image signal Gin, and the red image signal Rin stored in the internal memory, the white component gradation value W1 and the blue color for each pixel according to the following equations (1) to (4).
  • a component gradation value B1, a green color component gradation value G1, and a red color component gradation value R1 are generated.
  • min represents an operation for obtaining the minimum value.
  • W1 min (Rin, Gin, Bin) (1)
  • B1 Bin ⁇ W1 (2)
  • G1 Gin ⁇ W1 (3)
  • R1 Rin ⁇ W1 (4)
  • the white component gradation value W1 can be regarded as a white component of the input image signal, and a red color component gradation value, a green color component gradation value, and a blue color component gradation value having the same value W1. Corresponds to a combination.
  • the white component gradation value W1, the blue color component gradation value B1, the green color component gradation value G1, and the red color component scale for one frame generated as described above from the input image signal in the preceding frame period are described.
  • the tone value R1 is referred to as white component gradation data W1, blue color component gradation data B1, green color component gradation data G1, and red color component gradation data R1, respectively (in other embodiments described later). The same).
  • the method based on the above equations (1) to (4) for generating the white component gradation value W1, the blue color component gradation value B1, the green color component gradation value G1, and the red color component gradation value R1 is an example. However, the values of these white component, red color component, green color component, and blue color component may be determined by other methods.
  • the modulation data calculation unit 212 uses the white modulation signal Sw as a signal that sequentially indicates the white component gradation value W1, the red modulation signal Sr as the signal that sequentially indicates the red color component gradation value R1, and the green color component gradation value G1.
  • a green modulation signal Sg is generated as a sequentially indicating signal
  • a blue modulation signal Sb is generated as a signal sequentially indicating a blue color component gradation value B1.
  • the modulation data calculation unit 212 outputs the white modulation signal Sw among the modulation signals Sw, Sr, Sg, Sb as the first modulation data C1 in the first subframe period T1 of the subsequent frame period.
  • the red modulation signal Sr is output as the second modulation data C2 in the second subframe period T2 of the subsequent frame period
  • the green modulation signal Sg is output as the third modulation data C3 in the third subframe period T3 of the subsequent frame period
  • the blue modulation signal Sb is output as the fourth modulation data C4 in the fourth subframe period T4 of the subsequent frame period.
  • the first modulation data C1 is the second modulation signal as a signal indicating the transmittance of each pixel formation unit in the first subframe period T1.
  • the data C2 is a signal indicating the transmittance of each pixel formation unit in the second subframe period T2
  • the third modulation data C3 is a signal indicating the transmittance of each pixel formation unit in the third subframe period T3.
  • the data C4 is provided to the spatial light modulation driver 214 as a signal indicating the transmittance of each pixel formation unit in the fourth subframe period T4.
  • the spatial light modulation driving unit 214 drives the pixel array unit 110 based on these modulation data C1 to C4 in the subsequent frame period.
  • the input data determination unit 202 calculates a target color display area ratio TPk for each target color TCk.
  • the target color TCk and the target color display area ratio TPk determined as described above are given to the light source data calculation unit 206.
  • the light source data Ek generated by the light source data calculation unit 206 is given to the light source driving unit 210 (see FIG. 1).
  • the light source driver 210 drives the light sources 40r, 40g, and 40b so that the light source light having the intensity indicated by the corresponding light source data Ek is emitted in each of the subframe periods T1 to T4 in the subsequent frame period.
  • FIG. 9 shows a case where each light source emits light with the light source data initial value (initial state of the light source). In this case, among the first to fourth subframe periods T1 to T4, in the first subframe period T1, all of the red light source 40r, the green light source 40g, and the blue light source 40b emit light, and the second to fourth subframe periods T1 to T4.
  • processing for determining the target color TCk in each subframe period by the input data determination unit 202 (hereinafter referred to as “target color determination processing”), the determined target color and the corresponding target color display area
  • a process of calculating the light source data Ek by the light source data calculation unit 206 based on the ratio TPk (hereinafter referred to as “light source data calculation process”) is performed.
  • the light source data calculation process will be described.
  • the input data determination unit 202 and the light source data calculation unit 206 in the drive control unit 200, together with the modulation data calculation unit 212 for example, a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) including a CPU (Central Processing Unit) and a memory. Can be implemented in software by the microcomputer executing a predetermined program. Alternatively, the entire drive control unit 200 can be realized as dedicated hardware (typically, an application-specific integrated circuit designed exclusively).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of light source data calculation processing executed by the light source data calculation unit 206 in the present embodiment.
  • the light source data initial value Ebk for the frame period Tk is acquired from the initial value memory 208 (step S44).
  • a target color selection coefficient Kt is acquired based on a predetermined operation by the user or predetermined information included in the input signal Din (step S46).
  • the target color selection coefficient Kt is input from the outside to the light source data calculation unit 206 via a signal path (not shown) and is based on predetermined information included in the input signal Din. In this case, it is input from the input data determination unit 202.
  • the target color selection coefficient Kt is used as a threshold value for switching a calculation formula for determining the light source data Ek in each subframe period Tk in the subsequent frame period.
  • step S50 determines whether or not the target color display area ratio TPk is “1” (step S54). If the target color display area ratio TPk is not “1” as a result of this determination, the k-th driving light source data Ek for the subsequent frame period is calculated by the following equation (step S56).
  • Ek Ebk + (TCk ⁇ Ebk) ⁇ (TPk ⁇ Kt) / (1 ⁇ Kt) ⁇ (6)
  • TCk is the target color of the k-th subframe period Tk
  • Ek, Ebk, and TCk are each composed of three values including an R component value, a G component value, and a B component.
  • Step S60 it is determined whether or not the variable k is equal to the number L of subframe periods included in one frame period. As a result of this determination, if the variable k is not equal to L, that is, if k ⁇ L, the process proceeds to step S64, the variable k is increased by “1”, and then the process returns to step S50. Thereafter, steps S50 to S64 are repeatedly executed until the variable k becomes equal to L. When the variable k becomes equal to L, the light source data calculation process is terminated.
  • the display device when the field sequential method is adopted, a transparent display can be realized.
  • the display device also functions as a transparent display.
  • As a configuration of the transparent display in the present embodiment two configurations of a storage case type and an independent type are conceivable.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the main part of the display device 10 (hereinafter referred to as “first example”) according to the present embodiment when configured as a storage case type transparent display.
  • the display device 10 as a storage case type transparent display includes a case 101 that can store an object, and a case for emitting light of R (red), G (green), and B (blue) sequentially to illuminate the inside.
  • the light source unit 103 provided on the upper surface of the 101 and the liquid crystal panel 102 (11) provided on the front surface of the case 101 for displaying an image in synchronization with the light emission operation of the light source.
  • the transmittance control timing of the liquid crystal panel 102 and the light emission timing of the light source unit 103 by appropriately controlling the transmittance control timing of the liquid crystal panel 102 and the light emission timing of the light source unit 103, the red, green, and blue light emitted from the light source unit 103 is transmitted to the liquid crystal panel 102.
  • the liquid crystal panel 102 is transmitted according to the transmission state. Thereby, the observer can visually recognize not only the color image displayed on the liquid crystal panel 102 provided on the front surface of the storage case 101 but also the exhibit 105 arranged inside the storage case 101.
  • the light source is turned on so that the light from the back surface of the liquid crystal panel 102 as the spatial light modulator is visually recognized.
  • the larger the light emission intensity of the light source the more transparent the display region (transparent The transparency of the display area is increased.
  • the level of transparency means the level of visibility of an object behind the liquid crystal panel 102.
  • the light source data (Rt, Gt, Bt) corresponding to the transparent color is set so as to satisfy the following expression.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining the configuration of the main part of the display device 10 (hereinafter referred to as “second example”) according to the present embodiment when configured as a stand-alone transparent display. It is sectional drawing for demonstrating the structure of the principal part of the said 2nd example.
  • the display device 10 as an independent transparent display includes a liquid crystal panel 106 a, a light guide plate 106 b, and a display panel 106 including a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) panel 106 c, and the display panel 106.
  • An edge light type light source unit 107 is disposed on the side surface and sequentially emits R (red), G (green), and B (blue) light and irradiates the side surface of the light guide plate 10b.
  • the control timing of the transmittance of the liquid crystal panel 106 a and the light emission timing of the light source unit 107 By appropriately controlling the image, an image can be displayed without depending on the background.
  • the PDLC panel 106 c when the PDLC panel 106 c is in a state of transmitting light (hereinafter referred to as “transmission state”), the light from the light source unit 107 is emitted with respect to background light that is light from the back surface of the display panel 106. By relatively weakening, the background light can be viewed brightly.
  • the display state is such that light from the back surface of the display panel 106 including the liquid crystal panel 106a as the spatial light modulation unit is visually recognized.
  • the level of transparency means the level of visibility of an object behind the display panel 106 including the liquid crystal panel 106a.
  • the light source data (Rt, Gt, Bt) corresponding to the transparent color is set so as to satisfy the following expression.
  • the liquid crystal display device according to the present embodiment may be a local light emitting independent transparent display device as shown in FIGS.
  • FIG. 5 is a perspective view for explaining a configuration of a main part of a local light emitting independent transparent display device as a third example of the liquid crystal display device according to the present embodiment
  • FIG. It is sectional drawing for demonstrating the structure of the principal part of the light emitting type independent type
  • the local light-emitting independent transparent display device includes a display panel 108 including a liquid crystal panel 108a and a PDLC panel 108b, and a light source 109 disposed at a position where an observer cannot directly see the light source light.
  • the light source 109 emits light to the PDLC panel 108b, and the liquid crystal panel 108a controls the light transmittance to display an image. Further, the transparent state and the display state can be switched by controlling the voltage applied to the PDLC panel 108b. In such a local light emitting independent transparent display, the light source light is scattered only at the display location and an image is displayed, so that the observer does not directly see the light source light at the transparent location. For this reason, the light source light related to the display does not affect the display state of the transparent portion.
  • the modulation data Ck is calculated from only the input image signal (red image signal Rin, green image signal Gin, blue image signal Bin) and does not depend on the target color TCk or the like.
  • the modulation data C1 to CL of all the subframe periods T1 to TL for the transparent display area maximize the back light of the liquid crystal panel 102 (106a) as the spatial light modulation unit. It shall be set to the state which permeate
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the color reproduction range in the HSV color space when the first to third field sequential methods are used in the display device according to this embodiment as a storage case type transparent display.
  • the first field sequential method has a three-subframe configuration and corresponds to a simple RGB subframe method.
  • the second field sequential system has a 4-subframe configuration and corresponds to the RGB + W subframe system (common color subframe system).
  • the third field sequential method corresponds to a method in which the RGB + W subframe method (common color subframe method) is modified so as to display in all subframe periods in the case of white display in the case of four subframes.
  • FIG. 11A shows the first field sequential method
  • FIG. 11B shows the second field sequential method
  • FIG. 11C shows the third field sequential method.
  • the change of the color reproduction range by the changeable parameter regarding the light source data calculation processing in FIG. That is, when the target color TCk changes or the target color selection coefficient Kt changes depending on the target color candidate in the light source data calculation process, the color reproduction range is indicated by a bold line in FIGS. 11 (A), (B), and (C). It changes between the range indicated by the dotted line and the range indicated by the solid solid line.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the color reproduction range in the HSV color space when the first to third field sequential methods are used in the display device according to the present embodiment as an independent transparent display.
  • FIG. 12A shows the first field sequential method
  • FIG. 12B shows the second field sequential method
  • FIG. 12C shows the third field sequential method.
  • the change of the color reproduction range by the changeable parameter regarding the light source data calculation processing in FIG. That is, when the target color TCk changes or the target color selection coefficient Kt changes depending on the target color candidate in the light source data calculation process, the color reproduction range is indicated by a bold line in FIGS. 12 (A), 12 (B), and 12 (C). It changes between the range indicated by the dotted line and the range indicated by the solid solid line.
  • the numerical value of the target color candidate TCC is used.
  • the target color display area ratio TPk for the target color TCk, the light source data initial value Ebk, and the target color selection coefficient Kt the light source data in each subframe period Tk.
  • Ek is determined (the above formulas (5) to (7)), and the light source state (type (color) and intensity of the light source to be lit) in each subframe period Tk is determined according to the determined light source data Ek.
  • the modulation data Ck in each subframe period Tk is determined by the input image signal included in the input signal Din.
  • a display area transparent
  • the modulation data C1 to CL of all the subframe periods T1 to TL for the display area) are set to a state where the back light of the spatial light modulator is transmitted to the maximum extent. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the visual luminance of the background light in the transparent display region, that is, the transparency while suppressing the decrease in the saturation of the display color as much as possible, and to suppress the color breakup caused by the field sequential method.
  • the storage case type transparent display using the FS method with a three-subframe configuration operates under the following conditions.
  • (1a) The target selection coefficient is Kt 0.95.
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the condition (1c) satisfies the expressions (8) to (11) on the premise of the storage case type transparent display (first example).
  • TPk> Kt (k 1 to 3). Therefore, from the equation (6), the light source data Ek is as follows. In the following description, the R component, G component, and B component of the light source data Ek are respectively indicated by R (Ek), G (Ek), and B (Ek) (the same applies to the following).
  • this operation example is in the initial state as shown in FIG. 14A, but under the conditions (1a) to (1c), the operation state is as shown in FIG. 14B. .
  • the operation state is as shown in FIG. 14B.
  • the rate and the light source state are shown (the same applies to FIG. 17 described later).
  • a rectangular portion surrounded by a thick dotted line and labeled “LCD” indicates the transmittance of the liquid crystal panel in each subframe period Tk, and is surrounded by a thick dotted line and labeled “LED”.
  • the rectangular portions shown indicate the light source state in each subframe period Tk (the same applies to FIGS. 15 to 22 described later).
  • the red light source (red LED 40r) emits light with the maximum intensity
  • the green light source (green LED 40g) and the blue light source (blue LED 40b) have 20% of the maximum intensity
  • the green light source emits light at the maximum intensity
  • the red light source and the blue light source emit light at 20% of the maximum intensity
  • the blue light source Emits light at the maximum intensity
  • the red light source and the green light source emit light at an intensity of 20% of the maximum intensity.
  • the color of the display area (hereinafter referred to as “color display area”) other than the transparent display area is displayed.
  • the color breakage of the transparent display area becomes a problem rather than the degree.
  • the light source state shown in FIG. 14B improves the transparency of the transparent display area in exchange for the decrease in the saturation of the color display area, and causes color breakup. Is reduced (see FIG. 11A).
  • the storage case type transparent display using the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • FIG. 15A is a liquid crystal panel in the first subframe period T1, the second subframe period T2, the third subframe period T3, and the fourth subframe period T4 in order from the left side to the right side.
  • the transmittance and the light source state are shown (the same applies to FIGS. 16 and 18 to 22 described later).
  • the red light source emits light at the maximum intensity
  • the green light source and the blue light source emit light with an intensity of 20% of the maximum intensity
  • the green light source emits light with the maximum intensity
  • the red light source and the blue light source have an intensity of 20% of the maximum intensity
  • the blue light source emits light with the maximum intensity
  • the red light source and the green light source emit light with an intensity of 20% of the maximum intensity.
  • the color breakage of the transparent display area becomes more problematic than the saturation of the color display area.
  • the light source state shown in FIG. 15B improves the transparency of the transparent display area in exchange for the decrease in the saturation of the color display area, and causes color breakup. Is reduced (see FIG. 11C).
  • an independent transparent display based on the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • (3a) The target selection coefficient is Kt 0.95.
  • this operation example is an operation state as shown in FIG. 16A in the initial state, but becomes an operation state as shown in FIG. 16B under the conditions (3a) to (3c).
  • the red light source Emits light with an intensity of 80% of the maximum intensity
  • the green light source emits light with an intensity of 80% of the maximum intensity in the third subframe period T3
  • the blue light source emits 80% of the maximum intensity in the fourth subframe period T4. Emits light with an intensity of.
  • the image (current image) to be displayed is displayed.
  • the light source state shown in FIG. 16B improves the transparency of the transparent display area in exchange for the decrease in luminance of the color display area and causes color breakup. It is reduced (see FIG. 12C).
  • the storage case type transparent display using the FS method with a three-subframe configuration operates under the following conditions.
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the condition (4c) satisfies the expressions (8) to (11) based on the storage case type transparent display (first example).
  • this operation example is an operation state as shown in FIG. 17A in the initial state, but becomes an operation state as shown in FIG. 17B under the conditions (4a) to (4c). .
  • the red light source emits light with an intensity of 90% of the maximum intensity
  • the green light source and the blue light source emit light with an intensity of 10% of the maximum intensity
  • the green light source emits light with an intensity of 90% of the maximum intensity
  • the red light source and the blue light source emit light with an intensity of 10% of the maximum intensity
  • the blue light source emits the maximum intensity.
  • the red light source and the green light source emit light at an intensity of 90% of the intensity and at an intensity of 10% of the maximum intensity.
  • the above light source state shown in FIG. 17B improves the transparency of the transparent display area in exchange for a decrease in the saturation of the color display area and causes color breakup. Is reduced (see FIG. 11A).
  • a storage case type transparent display or a stand-alone type transparent display based on the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • TCC (0.5, 0.5, 0.5).
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the above condition (5c) satisfies the expressions (8) to (11) based on the storage case type transparent display (first example) and the expression (12) based on the independent transparent display (second example). ) To (15) are also satisfied.
  • this operation example is an operation state as shown in FIG. 18A in the initial state, but becomes an operation state as shown in FIG. 18B under the conditions (5a) to (5c). .
  • the red light source Emits light with an intensity of 90% of the maximum intensity
  • the green light source and the blue light source emit light with an intensity of 10% of the maximum intensity
  • the red light source and the blue light source emit light at an intensity of 10% of the maximum intensity
  • the blue light source emits light at an intensity of 90% of the maximum intensity
  • the red light source and the green light source have an intensity of 10%. Emits light at an intensity of 50%.
  • the color breakage of the transparent display area becomes more problematic than the saturation of the color display area.
  • the above light source state shown in FIG. 18B maintains the transparency of the transparent display area, while at the same time reducing the saturation of the color display area. Color breakage is reduced (see FIGS. 11C and 12C).
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the condition (6c) satisfies the expressions (12) to (15) on the premise of the stand-alone transparent display (second example).
  • this operation example is an operation state as shown in FIG. 19A in the initial state, but becomes an operation state as shown in FIG. 19B under the above conditions (6a) to (6c). .
  • the red light source Emits light with an intensity of 85% of the maximum intensity
  • the green light source and the blue light source emit light with an intensity of 5% of the maximum intensity
  • the green light source emits light with an intensity of 85% of the maximum intensity.
  • the red light source and the blue light source emit light at an intensity of 5% of the maximum intensity.
  • the blue light source emits light at an intensity of 85% of the maximum intensity, and the red light source and the green light source have an intensity of 5%. Emits light at an intensity of 50%.
  • the image (current image) to be displayed is displayed.
  • the light source state shown in FIG. 19B improves the transparency of the transparent display area in exchange for the decrease in luminance of the color display area, and causes color breakup. It is reduced (see FIG. 12C).
  • the target color candidate TCC (Rt, Gt, Bt), and in the case of the storage case type transparent display, the transparent color satisfying the equations (8) to (11) is the case of the independent type transparent display. Is the same as the first embodiment in that a transparent color satisfying the equations (12) to (15) is given.
  • each light source data initial value Ebj other than the light source data initial value Ebs is set to the corresponding subframe.
  • the target color TCj is determined as the period Tj (where j is an integer satisfying 1 ⁇ j ⁇ L and j ⁇ s).
  • the method for obtaining the target color display area ratio TPk for each target color TCk is the same as that in the first embodiment.
  • the transparent color satisfying the expressions (8) to (11) or the transparent color satisfying the expressions (12) to (15), and the chromatic color initial value (or the light source data initial value Ebk) (or Are determined as the target color TCk for the corresponding subframe period Tk, and the light source data initial value Ebk, the target color TCk, the target color display area ratio TPk, and the target color selection coefficient Kt are determined.
  • the light source data Ek in each subframe period Tk is determined (the above formulas (5) to (7)). (Color) and intensity) are determined.
  • the modulation data Ck in each subframe period Tk is determined by the input image signal included in the input signal Din.
  • the modulation data C1 to CL in the frame periods T1 to TL are set so as to transmit the back light of the spatial light modulation unit to the maximum extent. Therefore, according to this embodiment, without reducing the saturation of a single color (the color of any chromatic light source), the visual luminance of the background light in the transparent display state, that is, the transparency is improved, and color breakup is suppressed as much as possible. can do.
  • the storage case type transparent display using the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • TC1 (1, 1, 1)
  • TC2 (1, 0, 0)
  • TC3 (0, 1, 0)
  • TC4 (0, 0, 1)
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the condition (7c) satisfies the expressions (8) to (11) based on the storage case type transparent display (first example).
  • the light source data E2, E2, and E3 are as follows.
  • this operation example is in the initial state as shown in FIG. 20A, but under the conditions (7a) to (7c), the operation state is as shown in FIG. 20B.
  • the operation state is as shown in FIG. 20B.
  • the first sub-frame period T1 all of the red light source, the green light source, and the blue light source emit light at 60% of the maximum intensity (light emission at 50% of the maximum intensity in the initial state).
  • the second subframe period T2 only the red light source emits light with the maximum intensity
  • the third subframe period T3 only the green light source emits light with the maximum intensity
  • the fourth subframe period T4 only the blue light source emits light with the maximum intensity.
  • the above light source state shown in FIG. 20B improves the transparency of the transparent display area at the expense of additive color mixing and reduces color breakup. (See FIG. 11C).
  • an independent transparent display based on the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • TC1 (0, 0, 0)
  • TC2 (1, 0, 0)
  • TC3 (0, 1, 0)
  • TC4 (0, 0, 1)
  • the following light source data Ek is generated in the present embodiment.
  • the condition (8c) satisfies the expressions (12) to (15) based on the stand-alone transparent display (second example).
  • the light source data E2, E3 and E4 are as follows.
  • this operation example is in the initial state as shown in FIG. 21A, but under the conditions (8a) to (8c), the operation state is as shown in FIG. 21B.
  • the operation state is as shown in FIG. 21B.
  • the first sub-frame period T1 all of the red light source, the green light source, and the blue light source emit light at 80% of the maximum intensity (light emission at the maximum intensity in the initial state), and the second sub-frame period T1.
  • the frame period T2 only the red light source emits light with the maximum intensity
  • the third subframe period T3 only the green light source emits light with the maximum intensity
  • the fourth subframe period T4 only the blue light source emits light with the maximum intensity.
  • the image (current image) to be displayed is displayed.
  • the transparency of the transparent display region is lower than the brightness of the color display region.
  • the transparency of the transparent display region is improved at the expense of additive color mixing by the above-described light source state shown in FIG. )reference).
  • the target color candidate TCC (Rt, Gt, Bt) is used, and in the case of the storage case type transparent display, the equations (8) to (11) are expressed. In the case of a stand-alone transparent display, a transparent color satisfying the equations (12) to (15) is given.
  • the transparent color as the target color candidate TCC is set as the target color TCs in the subframe period Ts corresponding to the light source data initial value Ebs having the minimum saturation among the light source data initial values Eb1 to EbL.
  • Each light source data initial value Ebj other than the light source data initial value Ebs is set as the target color TCj of the corresponding subframe period Tj (1 ⁇ j ⁇ L and j ⁇ s).
  • the transparent color as the target color candidate TCC is determined as the target color TCm in the subframe period Tm corresponding to the light source data initial value Ebm having the maximum saturation among the light source data initial values Eb1 to EbL.
  • each light source data initial value Ebj other than the light source data initial value Ebm that is, each light source data initial value Ebj whose saturation is not maximum (including the light source data initial value Ebs having the minimum saturation) is stored in the corresponding subframe period.
  • the target color TCj of Tj is determined (1 ⁇ j ⁇ L and j ⁇ m).
  • the storage case type transparent display using the FS method with a 4-subframe configuration operates under the following conditions.
  • TC1 (0.5, 0.5, 0.5)
  • the following light source data Ek is generated in this modification.
  • the transparent color (1, 1, 1) in the condition (9c) satisfies the expressions (8) to (11) based on the storage case type transparent display (first example).
  • TP1 ⁇ Kt the light source data E1 is as follows.
  • this operation example is an operation state as shown in FIG. 22A in the initial state, but becomes an operation state as shown in FIG. 22B under the conditions (9a) to (9c). .
  • the first subframe period T1 all of the red light source, the green light source, and the blue light source emit light at 50% of the maximum intensity (the initial state (the same as FIG. 22A)).
  • the red light source emits light with the maximum intensity
  • the green light source and the blue light source emit light with an intensity of 20% of the maximum intensity.
  • the green light source emits light with the maximum intensity and red.
  • the light source and the blue light source emit light at 20% of the maximum intensity.
  • the blue light source emits light at the maximum intensity
  • the red light source and the green light source emit light at 20% of the maximum intensity.
  • the above light source state shown in FIG. 22B improves the transparency of the transparent display area in exchange for the decrease in the saturation of the color display area and reduces color breakup. (See FIG. 11C).
  • an additive color mixing method over time that displays an image of a color assigned in each of three subframe periods corresponding to the three primary colors, or three subframe periods corresponding to the three primary colors;
  • a color image is displayed for each frame period by an additive color mixing method over time that displays an image of the color assigned in each of the four subframe periods including one subframe period corresponding to white, and is used here.
  • the three primary colors are composed of red, green, and blue, but three primary colors composed of other colors may be used.
  • each frame period may include a subframe period for displaying an image of another color in addition to the three or four subframe periods. Note that the number of subframe periods included in each frame period is not limited to three or four, and may be any number.
  • the present invention is not limited to the liquid crystal display device, and any liquid crystal display can be used as long as it is a field sequential color image display device that functions as a transparent display.
  • the present invention can also be applied to a display device other than the device.
  • the present invention can be applied to a color image display device such as a liquid crystal display device capable of displaying a color image by a field sequential method and capable of transparent display.
  • a color image display device such as a liquid crystal display device capable of displaying a color image by a field sequential method and capable of transparent display.
  • Liquid crystal display device 11 Liquid crystal panel (spatial light modulator) DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Scanning signal line drive circuit 18 ... Data signal line drive circuit 20 ... Display control circuit 30 ... Pixel formation part 40 ... Light source unit 100 ... Image display part (display part) DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Storage case 102 ... Liquid crystal panel 103 ... Light source part 106a ... Liquid crystal panel 106b ... Light guide plate 106c ... PDLC panel 106 ... Display panel 107 ... Light source part 110 ... Pixel array part 120 ... Light source part 200 ... Drive control part 202 ... Input data Determination unit 204 ... Image memory 206 ...

Abstract

本発明は、色割れと色再現範囲の低下を抑制しつつ透明表示領域の透明度を向上させたフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置を提供する。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、光源データ演算部(206)は、目標色TCkとしての透明色と入力データDinから求められた目標色表示領域割合TPkとに基づき、表示すべき画像のうち透明表示領域の透明度が高くなるように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データEkを求める。光源駆動部(210)は、入力データの表す画像を表示すべきフレーム期間の各サブフレーム期間Tkにおいて当該駆動用光源データEkに基づき光源部(120)の赤色、緑色、および青色LEDを駆動する。空間光変調駆動部(214)は、画素アレイ部(110)における液晶パネルの透過率を画素毎に制御し、透明表示領域の透過率を最大とする。

Description

カラー画像表示装置およびカラー画像表示方法
 本発明は、カラー画像表示装置に関し、より詳しくは、フィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示しかつ透明表示が可能な液晶表示装置等のカラー画像表示装置に関する。
 カラー画像を表示する液晶表示装置の多くは、1つの画素を3分割したサブ画素ごとに、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)の光を透過させるカラーフィルタを備えている。しかし、液晶パネルに照射されるバックライト光の約2/3がカラーフィルタで吸収されるために、カラーフィルタ方式の液晶表示装置は光利用効率が低いという問題を有する。そこで、カラーフィルタを用いずにカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が注目されている。
 典型的なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、1画面の表示期間である1フレーム期間を3つのサブフレーム期間すなわち第1、第2、および第3サブフレーム期間に分割する。これら第1、第2、および第3サブフレーム期間において、赤、緑、および青の光源光を液晶パネルの背面に照射するとともに、第1サブフレーム期間には入力画像信号の赤色成分に応じた赤色画像を表示し、第2サブフレーム期間には緑色成分に応じた緑色画像を表示し、第3サブフレーム期間には青色成分に応じた青色画像を表示することにより、液晶パネルにカラー画像を表示する(以下、このフィールドシーケンシャル方式を「単純RGBサブフレーム方式」または「第1のフィールドシーケンシャル方式」という)。このようなフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラーフィルタが不要になるので、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて光利用効率が向上する。
 しかし、フィールドシーケンシャル方式の表示装置では、観測者の視線が表示画面内を移動したときに、観測者に光源の原色毎の点灯タイミングのずれが認識され、各サブフレームの色が分離して見えることがある(この現象は「色割れ」と呼ばれる)。色割れを抑制する方法として、赤、緑、および、青のうち少なくとも1つの色成分を1フレーム期間に2つ以上のサブフレームで表示する方法が知られている。例えば、白色画像、赤色画像、緑色画像、および、青色画像をそれぞれ表示する白、赤、緑、および、青のサブフレーム期間が1フレーム期間に含まれるフィールドシーケンシャル方式の表示装置では、入力画像信号の表す画像のうち、赤色成分としての赤色画像は赤と白のフィールド期間で表示され、緑色成分としての緑色画像は緑と白のフィールド期間で表示され、青色成分としての青画像は青と白のフィールド期間で表示される(以下、このフィールドシーケンシャル方式を「RGB+Wサブフレーム方式」、「共通色サブフレーム方式」、または「第2のフィールドシーケンシャル方式」という)。
 ここで、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示パネルで最大白表示を行う場合を考える。単純RGBサブフレーム方式の表示装置では、この場合、赤、緑、および青のサブフレーム期間のいずれにおいても液晶パネルの対応画素(光学変調画素)の透過率が最大となり、光源からの光が全て表示に利用される。これに対し、共通色サブフレーム方式(RGB+Wサブフレーム方式)の液晶表示装置では、白のサブフレーム期間で光学変調画素の透過率が最大となり、赤、緑、および青のサブフレーム期間では光源は発光するが光学変調画素は非透過状態となる。このため、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、共通色サブフレーム方式を採用すると、単純RGBサブフレーム方式に比べ、光の利用効率や最大輝度が低下するという問題がある。
 これに対し、色割れを抑制しつつ光利用効率または最大輝度を向上させるための手法がいくつか提案されている。すなわち、白表示の場合に全サブフレーム期間で表示される構成(例えば日本国特許3215913号公報、日本国特許5386211号公報参照)や、光源に適宜オフセット掛けることができる駆動方法(例えば日本国特許4254317号公報参照)が提案されている。しかし、これらの手法は、単色彩度低下による色再現範囲の縮小または色割れ抑制効果の低下と加法混色性の崩れを伴う。なお以下の説明での参照の必要性から、日本国特許5386211号公報等に記載のように、白表示の場合に全サブフレーム期間で表示される構成のフィールドシーケンシャル方式を「第3のフィールドシーケンシャル方式」という。
 一方、表示装置への入力画像によって表現色が限定されることを利用して、入力画像に含まれる情報に基づき各サブフレームまたは共通色サブフレームにおける光源の発光色を可変とする手法(以下「可変色サブフレーム方式」という)が知られている。例えば、赤色画像、緑色画像、青色画像をそれぞれ表示するRサブフレーム期間、Gサブフレーム期間、Bサブフレーム期間に加えて、表示画像の色が可変(光源の発光色が可変)であるXサブフレーム期間が各フレーム期間に含まれるXBGR駆動を行う手法(例えば日本国特許第3952362号公報、国際公開第2012/099039号パンフレット参照)が知られている。これらの手法では、Xサブフレーム期間における光源の発光色Xは、対象となる表示領域における各画素のR輝度値、G輝度値、B輝度値の平均値等の入力画像に含まれる情報に基づき決定される。また、各サブフレーム期間における光源の発光色が可変であり、各画素のRGBの色成分比に基づいて各サブフレーム期間における光源の発光色を決定する手法も提案されている(国際公開第2012/099039号パンフレット)。
 このような可変色サブフレーム方式では、入力画像の色再現範囲が限定的であることを利用し、各サブフレーム期間における各光源光量によって決まる色再現範囲を限定することで、色割れの抑制や光利用効率の向上を実現している。すなわち、可変色サブフレーム方式は、適切に入力画像を表示すること(加法混色性が保たれること)を前提としている。このため、色割れを抑制しつつ光利用効率または最大輝度を向上させるための既述の手法におけるような輝度向上は得られない。
 また、上記の可変色サブフレーム方式の一種として、単純RGB駆動等のフィールドシーケンシャル方式による駆動モードと表示画像の色が限定される駆動モードとを、入力画像に基づき切り替える手法も提案されている(日本国特許第3673317号公報、日本国特許4014363号公報、日本国特開2003-60944号公報等)。しかし、これらの手法では、輝度を向上させる場合に、全てのサブフレーム期間における表示画像の色(光源の発光色)を一色とすることが前提となっている。このため、2色以上の画像の表示においては、適切に色割れ抑制や輝度向上を図ることができない。
 ところで、フィールドシーケンシャル方式を使用することにより、液晶パネルにおけるカラーフィルタが不要となり透過率が向上することから、透明ディスプレイを実現することができる。このようなフィールドシーケンシャル方式に基づく透明ディスプレイとしては、収納ケース型と独立型の2つのタイプが知られている。
 収納ケース型透明ディスプレイは、物体を収納可能なケースと、そのケース内部においてR(赤)、G(緑)、B(青)の光を順次発する光源と、そのケースの一部を覆い光源の発光動作に同期して画像を表示する液晶パネルと備えている(例えば日本国特許第3526783号公報および後述の図2参照)。この収納ケース型透明ディスプレイでは、観察者は、液晶パネルの背面からの光を視認しつつ、液晶パネルに表示される画像を見ることができる。しかし、この収納ケース型透明ディスプレイにおいて、液晶パネルが透過状態のときには、その液晶パネルの背面からの光である背景光をより明るく視認したい場合には、ケース内部を照らす光源光の強度を高める必要がある。しかし、ケース内部を照らす光源は、カラー画像表示のために複数の色(RGB)を順次発する。このため、ケース内部を照らす光源光の強度を高めると、液晶パネルのうち透明状態となる表示領域(以下「透明表示領域」という)において色割れが強く視認される。
 独立型透明ディスプレイは、散乱液晶等を含む表示パネルと、その表示パネルを照射する透明なバックライトまたはフロンライト(導光板)とを備え、画像が表示される表示状態と背面からの光を視認できる透明状態とを切り替えることができるように構成されている(例えば日本国特開2004-184981号公報および後述の図3参照)。この独立型透明ディスプレイでは、観察者は、背面からの光を視認しつつ、表示パネルに表示される画像を見ることができる。この独立型透明ディスプレイでは、フロントライトを光源点灯状態で完全に透明にすることは困難である。このため、表示パネルにおける液晶を透過状態としたときに、その表示パネルの背面からの光である背景光を明るく視認するには、フロントライト(導光板)の明るさを背景光に対して相対的に弱める必要がある。しかし、フロントライトの光源光は、表示パネルにおけるカラー画像表示のための光であるので、この光源光の強度が低下すると、画像表示が暗くなる。
日本国特許第3215913号公報 日本国特許第5386211号公報 日本国特許第4254317号公報 日本国特許第3952362号公報 国際公開第2012/099039号パンフレット 日本国特許第3673317号公報 日本国特許第4014363号公報 日本国特開2003-60944号公報 日本国特許第3526783号公報 日本国特開2004-184981号公報
 フィールドシーケンシャル方式の表示装置においては、その従来技術につき以上で説明したように、フィールドシーケンシャル方式に起因する色割れを抑制すべく共通色サブフレームを導入すると、最大輝度や光利用効率の低下を招く。これに対し、色割れを抑制しつつ最大輝度等を向上させるべく光源にオフセットを設定すると、色再現範囲が低下する等の問題が生じる。また、入力画像に含まれる情報に基づき各サブフレームまたは共通色サブフレームにおける光源の発光色を可変とする可変色サブフレーム方式では、輝度向上や色割れ抑制を十分に図ることができない。一方、フィールドシーケンシャル方式の透明ディスプレイでは、背景光が明るく視認されるようにすると(透明表示の輝度すなわち透明度を向上させようとすると)、収納ケース型の場合には色割れが強く視認されるという問題があり、独立型の場合には画像表示が暗くなるという問題がある。
 そこで本発明では、色割れと色再現範囲の低下を抑制しつつ透明表示領域の透明度を向上させたフィールドシーケンシャル方式の透明ディスプレイとしてのカラー画像表示装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1の局面は、各フレーム期間に複数のサブフレーム期間が含まれるフィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示し、かつ、表示すべき画像を形成するための表示部を画素単位で透明状態とする透明色による表示が可能なカラー画像表示装置であって、
 予め設定された初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間で互いに異なる色の光を発光可能に構成された光源部と、
 前記光源部からの光を透過させる空間光変調部と、
 表示すべき画像を表す入力データに基づき、前記表示すべき画像のうち前記透明色で表示すべき領域である透明表示領域の透明度が高くなるように前記初期光源データを修正することにより、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光の色および強度を指定する駆動用光源データを生成する光源データ演算部と、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像の画素毎に前記空間光変調部の透過率を指定する駆動用変調データを生成する変調データ演算部とを備えることを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
 前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて前記透明表示領域の透明度が向上するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記複数のサブフレーム期間につき前記初期光源データによってそれぞれ指定される光の色のうち彩度が最小の色に対応するサブフレーム期間または彩度が最大の色に対応するサブフレーム期間の目標色が透明色であり、他のサブフレーム期間の目標色が当該他のサブフレーム期間につき前記初期光源データにより指定される光の色であるように、前記初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間のそれぞれの目標色を決定し、各目標色につき、前記表示すべき画像のうち当該目標色で表示すべき領域である目標色表示領域の割合を目標色表示領域割合として前記入力データに基づき求める入力データ判定部を更に備え、
 前記光源データ演算部は、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光が前記目標色表示領域割合に応じて前記目標色の光に近づくように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第3の局面において、
 各フレーム期間は、第1から第4のサブフレーム期間からなる4つのサブフレーム期間を含み、
 前記光源部は、3原色を構成する第1、第2、および第3の原色でそれぞれ発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
 前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1、第2、および第3の光源を発光させ、かつ、前記第2のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを発光させ、かつ、前記第3のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを発光させ、かつ、前記第4のサブフレーム期間では前記第3の光源のみを発光させるための光源データであることを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記表示部は、前記光源部の発光強度が大きいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
 前記光源データ演算部は、前記第1のサブフレーム期間における前記第1、第2、および第3の光源の発光強度が前記透明表示領域割合に応じて増大するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記表示部は、前記光源部の発光強度が小さいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
 前記光源データ演算部は、前記第1のサブフレーム期間における前記第1、第2、および第3の光源の発光強度が前記透明表示領域割合に応じて低下するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第1から第3の局面のいずれかにおいて、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
 前記表示部は、前記光源部の発光強度が大きいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
 前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
 前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなるように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第7の局面において、
 各フレーム期間は、第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、
 前記光源部は、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
 前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源のみをそれぞれ発光させるための光源データであり、
 前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源に加えて前記第2および第3の光源が、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源に加えて前記第1および第3の光源が、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源に加えて前記第1および第2の光源がそれぞれ発光するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第1から第3の局面のいずれかにおいて、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
 前記表示部は、前記光源部の発光強度が小さいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
 前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
 前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなるように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第10の局面は、本発明の第9の局面において、
 各フレーム期間は、第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、
 前記光源部は、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
 前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源のみをそれぞれ発光させるための光源データであり、
 前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源の発光強度が、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源の発光強度が、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源の発光強度がそれぞれ低下するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする。
 本発明の第11の局面は、各フレーム期間に複数のサブフレーム期間が含まれるフィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示し、かつ、表示すべき画像を形成するための表示部を画素単位で透明状態とする透明色による表示が可能な表示装置におけるカラー画像表示方法であって、
 予め設定された初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間で互いに異なる色の光を発光可能に構成された光源部から、前記表示すべき画像を形成するための光を発する光源発光ステップと、
 前記光源部からの光を透過させる空間光変調部における透過率を、表示すべき画像を表す入力データに基づき変化させる空間光変調ステップと、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像のうち前記透明色で表示すべき領域である透明表示領域の透明度が高くなるように前記初期光源データを修正することにより、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光の色および強度を指定する駆動用光源データを生成する光源データ演算ステップと、
 前記入力データに基づき、前記表示すべき画像の画素毎に前記空間光変調部の透過率を指定する駆動用変調データを生成する変調データ演算ステップとを備えることを特徴とする。
 本発明の他の局面は、本発明の上記第1から第11の局面および後述の各実施形態に関する説明から明らかであるので、その説明を省略する。
 本発明の第1の局面によれば、表示すべき画像を表す入力データに基づき、当該表示すべき画像のうち透明表示領域の透明度が高くなるように初期光源データを修正することにより、各フレーム期間における複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて光源部から発せられる光の色および強度を指定する駆動用光源データが生成される。これにより、表示色の彩度低下および色割れを抑えつつ透明表示領域における透明度を向上させることができる。
 本発明の第2の局面によれば、表示すべき画像における透明表示領域の割合が透明表示領域割合として入力データに基づき求められ、その透明表示領域割合に応じて透明表示領域の透明度が向上するように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。これにより、表示色の彩度低下および色割れを抑えつつ透明表示領域における透明度を透明表示領域割合に応じて向上させることができる。
 本発明の第3の局面によれば、各フレーム期間における複数のサブフレーム期間につき初期光源データによってそれぞれ指定される光の色のうち彩度が最小の色に対応するサブフレーム期間または彩度が最大の色に対応するサブフレーム期間の目標色が透明色であり、他のサブフレーム期間の目標色が当該他のサブフレーム期間につき初期光源データにより指定される光の色であるように当該複数のサブフレーム期間のそれぞれの目標色が決定され、各目標色につき目標色表示領域割合が入力データに基づき求められる。次に、各サブフレーム期間において光源部から発せられる光がその目標色表示領域割合に応じてその目標色の光に近づくように初期光源データを修正することにより駆動用光源データが生成される。これにより、表示画像において有彩色の彩度低下および色割れを抑えつつ透明表示領域の透明度を向上させることができる。
 本発明の第4の局面によれば、3原色を構成する第1、第2、および第3の原色でそれぞれ発光する第1、第2、および第3の光源を使用し、初期光源データとして、第1のサブフレーム期間では第1、第2、および第3の光源を発光させ、かつ、第2のサブフレーム期間では第1の光源のみを発光させ、かつ、第3のサブフレーム期間では第2の光源のみを発光させ、かつ、第4のサブフレーム期間では第3の光源のみを発光させる光源データを使用する構成において、本発明の第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第5の局面によれば、第1のサブフレーム期間における第1、第2、および第3の光源の発光強度が入力データに基づく透明表示領域割合に応じて増大するように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。その結果、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなる。これにより、収納ケース型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が大きいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第4の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第6の局面によれば、第1のサブフレーム期間における第1、第2、および第3の光源の発光強度が入力データに基づく透明表示領域割合に応じて低下するように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。その結果、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなる。これにより、独立型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が小さいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第4の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第7の局面によれば、入力データに基づく透明表示領域割合に応じて、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなるように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。これにより、収納ケース型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が大きいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第1から第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第8の局面によれば、各フレーム期間が第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を使用し、初期光源データとして、第1のサブフレーム期間では第1の光源のみを、第2のサブフレーム期間では第2の光源のみを、第3のサブフレーム期間では第3の光源のみをそれぞれ発光させる光源データを使用する構成において、入力データに基づく透明表示領域割合に応じて、第1のサブフレーム期間では第1の光源に加えて第2および第3の光源が、第2のサブフレーム期間では第2の光源に加えて第1および第3の光源が、第3のサブフレーム期間では第3の光源に加えて第1および第2の光源がそれぞれ発光するように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。その結果、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなる。これにより、収納ケース型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が大きいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第1から第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第9の局面によれば、入力データに基づく透明表示領域割合に応じて、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなるように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。これにより、独立型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が小さいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第1から第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第10の局面によれば、各フレーム期間が第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を使用し、初期光源データとして、第1のサブフレーム期間では第1の光源のみを、第2のサブフレーム期間では第2の光源のみを、第3のサブフレーム期間では第3の光源のみをそれぞれ発光させる光源データを使用する構成において、入力データに基づく透明表示領域割合に応じて、第1のサブフレーム期間では第1の光源の発光強度が、第2のサブフレーム期間では第2の光源の発光強度が、第3のサブフレーム期間では第3の光源の発光強度がそれぞれ低下するように初期光源データを修正することにより、駆動用光源データが生成される。その結果、表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の1フレーム期間相当の複数のサブフレーム期間における平均値が初期光源データにより示される当該光源の発光強度の当該複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなる。これにより、独立型透明ディスプレイのように、光源部の発光強度が小さいほど透明表示領域の透明度が高くなるように構成された表示部を有するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置において、本発明の第1から第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の他の局面の効果については、本発明の上記第1~第10の局面の効果および下記実施形態についての説明から明らかであるので、説明を省略する。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体的な構成を示す概略ブロック図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の第1例としての収納ケース型透明ディスプレイ装置を示す斜視図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の第2例としての全面発光方式の独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための斜視図である。 上記第2例としての独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための断面図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の第3例としての局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための斜視図である。 上記第1の実施形態の第3例としての局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための断面図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の機能的な構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置において1フレーム期間が3つのサブフレーム期間で構成される場合(3サブフレーム構成のFS方式の場合)の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置において1フレーム期間が4つのサブフレーム期間で構成される場合(4サブフレーム構成のFS方式の場合)の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態における光源データ演算処理の一例を示すフローチャートである。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の第1例としての収納ケース型透明ディスプレ装置において第1~第3のフィールドシーケンシャル駆動方式が使用される場合の色再現範囲をHSV色空間で説明するための概念図(A~C)である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の第2例としての独立型透明ディスプレ装置において第1~第3のフィールドシーケンシャル駆動方式が使用される場合の色再現範囲をHSV色空間で説明するための概念図(A~C)である。 上記第1の実施形態の効果を説明するための表示画像の例を示す図である。 上記第1の実施形態における第1動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第1の実施形態における第2動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第1の実施形態における第3動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第1の実施形態における第4動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第1の実施形態における第5動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第1の実施形態における第6動作例を説明するための図(A,B)である。 本発明の第2の実施形態における第1動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第2の実施形態における第2動作例を説明するための図(A,B)である。 上記第2の実施形態の変形例における動作例を説明するための図(A,B)である。
 以下、本発明の各実施形態について説明する。以下では、1フレーム期間とは、1画面分のリフレッシュ(表示画像の書換)のための期間であり、「1フレーム期間」の長さは、リフレッシュレートが60Hzである一般的な表示装置における1フレーム期間の長さ(16.67ms)であるものとするが、本発明はこれに限定されない。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成>
 図1は、本発明の第1の実施形態に係るフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の全体的な構成を示す概略ブロック図である。この液晶表示装置10は、1フレーム期間を3つまたは4つのサブフレーム期間(「フィールド期間」とも呼ばれる)に分割するフィールドシーケンシャル方式によってカラー画像を表示する。この液晶表示装置10は、表示パネルを構成する液晶パネル11と、表示制御回路20と、走査信号線駆動回路17と、データ信号線駆動回路18と、光源ユニット40と、スイッチ群41および電源回路42からなる光源駆動部210とを備えている。なお、表示制御回路20と走査信号線駆動回路17とデータ信号線駆動回路18と光源駆動部210(スイッチ群41および電源回路222)は、駆動制御部200を構成する。また、液晶パネル11は、走査信号線駆動回路17とデータ信号線駆動回路18によって駆動されることで、その背面に照射される光の透過率を画素単位で制御し、空間光変調部として機能する(詳細は後述)。
 液晶パネル11には、複数本(m本)のデータ信号線SL1~SLmと、複数本(n本)の走査信号線GL1~GLnと、それら複数本のデータ信号線SL1~SLmと複数本の走査信号線GL1~GLnとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(m×n個)の画素形成部30が含まれている。各画素形成部30には、スイッチング素子としてのTFT31と、TFT31のドレイン端子に接続された画素電極32と、画素電極32とともに液晶容量を形成する共通電極33が含まれている。TFT31のゲート端子は走査信号線GLi(1≦i≦n)に接続され、ソース端子はデータ信号線SLj(1≦j≦m)に接続されている。
 表示制御回路20は外部から入力信号Dinを受け取る。この入力信号Dinは、表示すべき画像の赤成分、緑成分、青成分をそれぞれ示す赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binを入力画像信号として含むと共に、その入力画像信号の表す画像の表示に必要なタイミング等を示す制御信号を含んでいる。表示制御回路20は、このような入力信号Dinに基づき、走査側制御信号GCT、データ側制御信号SCT、および、光源制御信号BCTを生成する。走査側制御信号GCTは走査信号線駆動回路17に、データ側制御信号SCTはデータ信号線駆動回路18に、光源制御信号BCTは光源駆動部210(のスイッチ群41)にそれぞれ与えられる。
 走査信号線駆動回路17に与えられる走査側制御信号GCTには、走査側スタートパルス信号および走査側クロック信号等が含まれている。走査信号線駆動回路17は、これらの信号に基づき、各走査信号線GL1~GLnにアクティブな走査信号を順に印加する。後述のように本実施形態では、各フレーム期間が3つのサブフレーム期間から構成されるフィールドシーケンシャル方式(以下「3サブフレーム構成のFS方式」という)の場合、各フレーム期間は、入力された赤画像信号Rinの表す赤画像を表示する第1サブフレーム期間(「Rサブフレーム期間」ともいう)T1と、入力された緑画像信号Ginの表す緑画像を表示する第2サブフレーム期間(「Gサブフレーム期間」ともいう)T2と、入力された青画像信号Binの表す青画像を表示する第3サブフレーム期間(「Bサブフレーム期間」ともいう)T3とからなる3つのサブフレーム期間に分割される(後述の図8参照)。また、各フレーム期間が4つのサブフレーム期間から構成されるフィールドシーケンシャル方式(以下「4サブフレーム構成のFS方式」という)の場合、入力された赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binに基づき、表示強度を示す信号としての白色階調信号Wf、赤色階調信号Rf、緑色階調信号Gf、青色階調信号Bfがそれぞれ生成され、各フレーム期間は、白色階調信号Wfの表す白画像を表示する第1サブフレーム期間(「Wサブフレーム期間」ともいう)T1と、赤色階調信号Rfの表す赤画像を表示する第2サブフレーム期間(「Rサブフレーム期間」ともいう)T2と、緑色階調信号Gfの表す緑画像を表示する第3サブフレーム期間(「Gサブフレーム期間」ともいう)T3と、青色階調信号Bfの表す青画像を表示する第4サブフレーム期間(「Bサブフレーム期間」ともいう)T4とからなる4つのサブフレーム期間に分割される(後述の図9参照)。走査信号線駆動回路17は、3サブフレーム構成のFS方式の場合には第1~第3サブフレーム期間T1~T3のそれぞれにおいて、4サブフレーム構成のFS方式の場合には第1~第4サブフレーム期間T1~T4のそれぞれにおいて、n本の走査信号線GL1~GLnにアクティブな走査信号を順に印加する。
 データ信号線駆動回路18に与えられるデータ側制御信号SCTには、表示すべき画像を形成するための各画素形成部30における光の透過率を制御する変調データが含まれると共に、データ側スタートパルス信号、データ側クロック信号、ラッチストローブ信号等が含まれている。データ信号線駆動回路18は、これらの信号に基づき、その内部の図示しないシフトレジスタおよびサンプリングラッチ回路等を動作させ、変調データに対応する並列デジタル信号を1サブフレーム期間毎に順に不図示のDA変換回路でアナログ信号に変換することにより駆動用画像信号としてm個のデータ信号を生成し、これらのデータ信号をデータ信号線SL1~SLmにそれぞれ印加する。
 ここで、3サブフレーム構成のFS方式の場合には、変調データとしての赤色変調信号Sr、緑色変調信号Sg、および青色変調信号Sbにそれぞれ対応する3種の並列デジタル信号を1サブフレーム期間毎に順に不図示のDA変換回路でアナログ信号に変換することにより駆動用画像信号としてm個のデータ信号が生成され、データ信号線SL1~SLmに対し、第1サブフレーム期間T1では赤色変調信号Srに基づき赤画像を表すデータ信号が印加され、第2サブフレーム期間T2では緑色変調信号Sgに基づき緑画像を表すデータ信号が印加され、第3サブフレーム期間T3では青色変調信号Sbに基づき青画像を表すデータ信号が印加される。
 一方、4サブフレーム構成のFS方式の場合には、変調データとしての白色変調信号Sw、赤色変調信号Sr、緑色変調信号Sg、および青色変調信号Sbにそれぞれ対応する4種の並列デジタル信号を1サブフレーム期間毎に順に不図示のDA変換回路でアナログ信号に変換することにより駆動用画像信号としてm個のデータ信号が生成され、データ信号線SL1~SLmに対し、第1サブフレーム期間T1では白色変調信号Swに基づき白画像を表すデータ信号が印加され、第2サブフレーム期間T2では赤色変調信号Srに基づき赤画像を表すデータ信号が印加され、第3サブフレーム期間T3では緑色変調信号Sgに基づき緑画像を表すデータ信号が印加され、第4サブフレーム期間T4では青色変調信号Sbに基づき青画像を表すデータ信号が印加される。
 なお後述のように、3サブフレーム構成のFS方式における変調データ号としての上記赤色変調信号Sr、緑色変調信号Sg、青色変調信号Sbは、入力された赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binにそれぞれ相当し、4サブフレーム構成のFS方式における変調データとしての上記白色変調信号Sw、赤色変調信号Sr、緑色変調信号Sg、青色変調信号Sbは、表示強度を示す信号としての白色階調信号Wf、青色階調信号Bf、緑色階調信号Gf、赤色階調信号Rfにそれぞれ相当している。
 光源ユニット40は、赤色光源としての赤色LED(Light Emitting Diode)40rと、緑色光源としての緑色LED40gと、青色光源としての青色LED40bとを用いて構成され、直下型や、エッジライト型、投写型等の幾つかのタイプがある。直下型の場合には、光源ユニット40は、液晶パネル11の背面側において2次元状に配置された赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bから構成される。エッジライト型の場合には、光源ユニット40は、液晶パネル11の1つの辺に沿って1次元状に配置された赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bから構成される。投写型の場合には、観察者の視野に入らない位置に配置され、発する光を液晶パネル11の背面に投射するように構成された赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bからなる。
 赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bは、スイッチ群41を介して電源回路42にそれぞれ光原色毎に独立して接続できるように構成されている。3サブフレーム構成のFS方式の場合、表示制御回路20は、上記の光源制御信号BCTをスイッチ群41に与えることにより、初期状態(電源投入時)では、光源ユニット40において図8に示すように、赤サブフレーム期間(第1サブフレーム期間)T1では赤色LED40rのみを発光させ、緑サブフレーム期間(第2サブフレーム期間)T2では緑色LED40gのみを発光させ、青サブフレーム期間(第3サブフレーム期間)T3では青色LED40bのみを発光させる。4サブフレーム構成のFS方式の場合、表示制御回路20は、上記の光源制御信号BCTをスイッチ群41に与えることにより、初期状態では、光源ユニット40において図9に示すように、白サブフレーム期間(第1サブフレーム期間)T1では赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bを全て発光させ、赤サブフレーム期間(第2サブフレーム期間)T2では赤色LED40rのみを発光させ、緑フィールド期間(第3サブフレーム期間)T3では緑色LED40gのみを発光させ、青サブフレーム期間T4では青色LED40bのみを発光させる。ここで、駆動制御部200は、各LED40r,40g,40bの発光強度をスイッチ群41によるパルス幅変調等により調整できるように構成されている。本実施形態では、初期状態以外において各サブフレーム期間で点灯する光源およびその発光強度は、入力信号Dinに含まれる入力画像信号によって変化するが、その詳細は後述する。なお本実施形態は、4サブフレーム構成のFS方式の場合、赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bという3種類の光源によって赤色光、緑色光、青色光、および白色の4種類の光源光を液晶パネル11(の背面)に照射できるように構成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bに加えて、白色光を発する白色LEDを別途設け、白サブフレーム期間T1では、当該白色LEDのみを発光させるか、または、赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bと共に当該白色LEDを発光させるようにしてもよい。なお以下において、白色光を発する光源を、赤色LED40r、緑色LED40g、および青色LED40bから構成されるか、白色LEDから構成されるか拘わらず、「白色光源」と呼ぶものとする。
 上記のように本実施形態では、データ信号線SL1~SLmにデータ信号が印加され、走査信号線GL1~GLnにアクティブな走査信号が順に印加され、液晶パネル11の背面に光源ユニット40から、3サブフレーム構成のFS方式の場合には初期状態において赤色光、緑色光、青色光が1サブフレーム期間ずつ順に照射され、4サブフレーム構成のFS方式の場合には初期状態において白色光、赤色光、緑色光、青色光が1サブフレーム期間ずつ順に照射される。また、液晶パネル11における画素形成部30に共通的に設けられた共通電極33には、図示しない共通電極駆動回路から所定電圧が与えられ、各画素形成部30の液晶には、画素電極32と共通電極33によって、赤色、緑色、および青色変調信号Sr,Sg,Sbに応じた電圧、または、白色、赤色、緑色、および青色変調信号Sw,Sr,Sg,Sbに応じた電圧が印加される。このようにして、3サブフレーム構成のFS方式の場合には、赤、緑、および青サブフレーム期間T1,T2,T3において液晶パネル11の背面にそれぞれ照射される赤色光、緑色光、または青色光の透過率が各画素形成部30の液晶への印加電圧によって制御されることで、4サブフレーム構成のFS方式では、白、赤、緑、および青サブフレーム期間T1,T2,T3,T4において液晶パネル11の背面にそれぞれ照射される白色光、赤色光、緑色光、または青色光の透過率が各画素形成部30の液晶への印加電圧によって制御されることで、入力画像信号の表すカラー画像が経時的な加法混色により液晶パネル11に表示される。
 なお後述のように、初期状態以外では、3サブフレーム構成のFS方式の場合、第1~第3サブフレーム期間T1~T3に液晶パネル11に照射される光は、それぞれ、赤色光のみ、緑色光のみ、青色光のみではなく、4サブフレーム構成のFS方式の場合、第1~第4サブフレーム期間T1~T4に液晶パネル11に照射される光は、それぞれ、白色光のみ、赤色光のみ、緑色光のみ、青色光のみではないが、経時的な加法混色によりカラー画像を表示する点では従来のフィールドシーケンシャル方式と同様である(詳細は後述)。
<1.2 要部の構成および概略動作>
 図7は、本実施形態に係る液晶表示装置10の機能的な構成を示すブロック図である。図8は、本実施形態に係る液晶表示装置において3サブフレーム構成のFS方式が採用された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図9は、本実施形態に係る液晶表示装置において4サブフレーム構成のFS方式が採用された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下、図7~図9を参照して、本実施形態における要部の構成および概略動作について説明する。なお以下では、データ側制御信号SCTに含まれるデータ側スタートパルス信号やデータ側クロック信号、および、走査側制御信号GCT等のタイミング制御信号についての説明は省略する。
 まず、図7および図8を参照して、本実施形態において3サブフレーム構成のFS方式が採用された場合における変調データCkおよび光源データEkの生成、ならびにそれらのデータCk,Ekに基づく動作を説明する。変調データCkは、液晶パネル11を駆動するためのデータ側制御信号SCTに含まれる信号であり、3サブフレーム構成のFS方式の場合には、第1、第2、および第3サブフレーム期間T1,T2,T3に各画素形成部30における光の透過率をそれぞれ制御する第1、第2、および第3変調データC1,C2,C3からなる。これら第1~第3変調データC1~C3は、本実施形態では、既述の赤色変調信号Sr,緑色変調信号Sg,青色変調信号Sbにそれぞれ相当する。
 図7に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置10は、機能的には画像表示部100と駆動制御部200からなる。画像表示部100は、液晶パネル11に相当する画素アレイ部110、および、光源ユニット40に相当する光源部120を含む。駆動制御部200は、入力データ判定部202および画像メモリ204からなる入力信号判定部201と、光源データ演算部206および初期値メモリ208からなる光源信号演算部205と、光源駆動部210と、変調データ演算部212と、空間光変調駆動部214とを含み、外部からの入力信号Dinは、入力データ判定部202および変調データ演算部212に与えられる。なお、入力データ判定部202、画像メモリ204、光源データ演算部206、初期値メモリ208、変調データ演算部212は、図1に示す表示制御回路20に含まれている。初期値メモリ208には、初期状態において各サブフレーム期間Tkで発光する光源の色および発光強度を示す初期光源データが格納されており、この初期光源データは、各サブフレーム期間Tkにおける赤色光源40rと緑色光源40gと青色光源40bのそれぞれの発光強度の初期値を示す光源データ初期値Ebkからなる(k=1~3)。また、空間光変調駆動部214は、データ信号線駆動回路18および走査信号線駆動回路17から構成される。
 3サブフレーム構成のFS方式の場合、図8に示すように、各フレーム期間は、第1~第3サブフレーム期間T1~T3からなる3つのサブフレーム期間に分割される。ここで説明のために、連続する2つのフレーム期間に着目し、当該2つのフレーム期間のうち時間的に早いほうを「先行フレーム期間」と呼び、時間的に遅い方を「後続フレーム期間」と呼ぶものとする。
 先行フレーム期間に外部から受け取る入力信号Dinにおける入力画像信号を構成する赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binは、まず、変調データ演算部212に与えられ、その内部のメモリに一時的に記憶される。変調データ演算部212は、記憶された赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binに基づく所定演算によって後続フレーム期間における第1~第3サブフレーム期間のそれぞれで出力すべき第1~第3変調データC1~C3を生成する。本実施形態において3サブフレーム構成のFS方式が採用された場合には、変調データ演算部212は、上記赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Binを、順次、第1サブフレーム期間T1における第1変調データC1である赤色変調信号Sr、第2サブフレーム期間T2における第2変調データC2である緑色変調信号Sg、第3サブフレーム期間T3における第3変調データC3である青色変調信号Sbとして出力する。
 上記のようにして変調データ演算部212から出力される第1~第3変調データC1~C3のうち、第1変調データC1(赤色変調信号Sr)は第1サブフレーム期間T1における各画素形成部の透過率を示す信号として、第2変調データC2(緑色変調信号Sg)は第2サブフレーム期間T2における各画素形成部の透過率を示す信号として、第3変調データC3(青色変調信号Sb)は第3サブフレーム期間T3における各画素形成部の透過率を示す信号として、空間光変調駆動部214に与えられる。空間光変調駆動部214は、後続フレーム期間において、これらの変調データC1~C3に基づき画素アレイ部110を駆動する。
 一方、入力データ判定部202は、外部からの入力信号Dinに基づき、後続フレーム期間を構成する各サブフレーム期間Tkでの目標色TCkを決定する(k=1,2,3)。この目標色TCkの決定の前提として、輝度を向上させたい色が予め目標色候補として1つ以上与えられている。この目標色候補は、予め固定的に決められていてもよいが、利用者の所定操作により指定可能に構成されるか、または、入力信号Dinが目標色候補を特定する情報を含む構成とするのが好ましい。ただし本実施形態では、目標色TCk(k=1,2,3)は全て後述のような透明色であるものとし、各目標色TCk=(Rt,Gt,Bt)を表す具体的な数値については、外部から与えられる1つの目標色候補TCCの数値が使用される。この目標色候補TCCとして、収納ケース型透明ディスプレイの場合には、式(8)~(11)を満たすような数値が与えられ、独立型透明ディスプレイの場合には、式(12)~(15)を満たすような数値が与えられるものとする。なお、外部から与えられる目標色候補TCCによって目標色を決定するする代わりに、目標色TCk自体が外部から与えられる構成としてもよい。
 また、入力データ判定部202は、各目標色TCkにつき目標色表示領域割合TPkを算出する。ここで、目標色表示領域割合Tpとは、先行フレーム期間の入力画像を構成する画素の数をNとし、これらの画素のうち、対応する目標色を含む当該目標色近傍の所定色範囲(以下「目標色範囲」という)TCk_rgに含まれる画素の数をPとしたとき、TPk=P/Nをいう。
 上記のようにして決定された目標色TCkおよびその目標色表示領域割合TPkは、光源データ演算部206に与えられる。光源データ演算部206は、これら目標色TCkおよび目標色表示領域割合TPkに応じて、各サブフレーム期間における赤色光源40rと緑色光源40gと青色光源40bのそれぞれの発光強度の初期値としての光源データ初期値Ebkを修正することにより、各サブフレーム期間での各光源40r、40g、40bの発光強度を示す光源データEkを生成する(k=1~3)(光源データEkの生成の詳細は後述)。なお、光源データ初期値Ebk(k=1~3)は、各サブフレーム期間Tkにはいずれか1つの光源色が対応付けられると共に、各光源色は同一フレーム期間内のいずれかのサブフレーム期間に対応付けられており、各サブフレーム期間Tkでは初期状態においてそれに対応付けられた光源色で光源が発光するように、設定されている(他の実施形態においても同様)。
 光源データ演算部206で生成された光源データEkは、光源駆動部210(図1参照)に与えられる。光源駆動部210は、後続フレーム期間における各サブフレーム期間T1~T3において対応する光源データEkが示す強度の光源光が発せされるように各光源40r、40g、40bを駆動する。図8は、光源データ初期値で各光源が発光する場合(光源の初期状態)を示している。この場合には、第1~第3サブフレーム期間T1~T3においてそれぞれ赤色光源40rのみ、緑色光源40gのみ、青色光源40bのみが発光するが、初期状態以外で各サブフレーム期間において発光する光源およびその発光強度は、上記光源データEkによって決定される(詳細は後述する)。
 上記のような画素アレイ部110および光源部120の駆動により、第1~第3サブフレーム期間T1~T3において、変調データC1~C3に基づき、第1サブフレーム期間での光源光(初期状態では赤色光源が発する光)の各画素形成部での透過量、第2サブフレーム期間での光源光(初期状態では緑色光源が発する光)の各画素形成部での透過量、第3サブフレーム期間での光源光(初期状態では青色光源が発する光)の各画素形成部での透過量がそれぞれ制御されることで、赤画像信号Rinの表す赤画像、緑画像信号Ginの表す緑画像、青画像信号Binの表す青画像がそれぞれ表示される。このようなフィールドシーケンシャル方式により、入力画像信号の表すカラー画像が画素アレイ部110に表示される。
 次に、図7および図9を参照して、本実施形態において4サブフレーム構成のFS方式が採用された場合における変調データCkおよび光源データEkの生成、ならびに、それらのデータCk,Ekに基づく動作を説明する。
 4サブフレーム構成のFS方式が採用される場合であっても、本実施形態に係る液晶表示装置10は、3サブフレーム構成のFS方式が採用される場合と同様、機能的には画像表示部100と駆動制御部200からなり、図7に示すように構成されている。しかし、変調データ演算部212、入力データ判定部202、および光源データ演算部206等の動作が多少異なる。以下では、これらの相違点を中心に説明する。
 4サブフレーム構成のFS方式の場合、図9に示すように、各フレーム期間は、第1~第4サブフレーム期間T1~T4からなる4つのサブフレーム期間に分割される。ここで、図8に関する説明と同様、連続する2つのフレーム期間に着目し、当該2つのフレーム期間のうち時間的に早いほうを「先行フレーム期間」と呼び、時間的に遅い方を「後続フレーム期間」と呼ぶものとする。
 先行フレーム期間に外部から受け取る入力信号Dinにおける入力画像信号を構成する赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、赤画像信号Rinは、まず、変調データ演算部212に与えられ、その内部のメモリに一時的に記憶される。変調データ演算部212は、この入力画像信号を、彩色成分としての赤成分、緑成分、および青成分と、白成分とに分離する。すなわち、内部のメモリに格納された赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、赤画像信号Rinから、下記の式(1)~(4)により、画素毎に、白色成分階調値W1、青彩色成分階調値B1、緑彩色成分階調値G1、赤彩色成分階調値R1を生成する。なお以下において、minは最小値を求める演算を表す。
  W1=min(Rin,Gin,Bin) …(1)
  B1=Bin-W1           …(2)
  G1=Gin-W1           …(3)
  R1=Rin-W1           …(4)
ここで、白色成分階調値W1は、入力画像信号の白色成分と見なすことができ、同一値W1を有する赤彩色成分階調値と緑彩色成分階調値と青彩色成分階調値との組み合わせに相当する。なお以下では、先行フレーム期間の入力画像信号から上記のように生成される1フレーム分の白色成分階調値W1、青彩色成分階調値B1、緑彩色成分階調値G1、赤彩色成分階調値R1を、それぞれ、白色成分階調データW1、青彩色成分階調データB1、緑彩色成分階調データG1、赤彩色成分階調データR1を呼ぶものとする(後述の他の実施形態においても同様)。なお、白色成分階調値W1、青彩色成分階調値B1、緑彩色成分階調値G1、赤彩色成分階調値R1を生成する上記式(1)~(4)に基づく手法は一例に過ぎず、他の手法により、これら白色成分、赤彩色成分、緑彩色成分、青彩色成分の値を決定してもよい。
 変調データ演算部212は、白色成分階調値W1を順次示す信号として白色変調信号Swを、赤彩色成分階調値R1を順次示す信号として赤色変調信号Srを、緑彩色成分階調値G1を順次示す信号として緑色変調信号Sgを、青彩色成分階調値B1を順次示す信号として青色変調信号Sbを、それぞれ生成する。本実施形態では、変調データ演算部212は、これらの変調信号Sw,Sr,Sg,Sbのうち、白色変調信号Swを後続フレーム期間の第1サブフレーム期間T1に第1変調データC1として出力し、赤色変調信号Srを後続フレーム期間の第2サブフレーム期間T2に第2変調データC2として出力し、緑色変調信号Sgを後続フレーム期間の第3サブフレーム期間T3に第3変調データC3として出力し、青色変調信号Sbを後続フレーム期間の第4サブフレーム期間T4に第4変調データC4として出力する。
 上記のようにして変調データ演算部212から出力される変調データC1~C4のうち、第1変調データC1は第1サブフレーム期間T1における各画素形成部の透過率を示す信号として、第2変調データC2は第2サブフレーム期間T2における各画素形成部の透過率を示す信号として、第3変調データC3は第3サブフレーム期間T3における各画素形成部の透過率を示す信号として、第4変調データC4は第4サブフレーム期間T4における各画素形成部の透過率を示す信号として、空間光変調駆動部214に与えられる。空間光変調駆動部214は、後続フレーム期間において、これらの変調データC1~C4に基づき画素アレイ部110を駆動する。
 一方、入力データ判定部202は、外部からの入力信号Dinに基づき、後続フレーム期間を構成する各サブフレーム期間Tkでの目標色TCkを決定する(k=1,2,3,4)。4サブフレーム構成のFS方式の場合においても、3サブフレーム構成のFS方式の場合と同様に、この目標色TCkの決定の前提として、輝度を向上させたい色が予め目標色候補として1つ以上与えられている。ただし本実施形態では、目標色TCk(k=1,2,3,4)は全て後述のような透明色であるものとし、各目標色TCk=(Rt,Gt,Bt)を表す具体的な数値については、外部から与えられる1つの目標色候補TCCの数値が使用される。
 また、入力データ判定部202は、各目標色TCkにつき目標色表示領域割合TPkを算出する。この目標色表示領域割合Tpは、先行フレーム期間における入力画像を構成する画素の数をNとし、目標色範囲TCk_rgに含まれる画素の数をPとしたとき、TPk=P/Nである。
 上記のようにして決定された目標色TCkおよびその目標色表示領域割合TPkは、光源データ演算部206に与えられる。光源データ演算部206は、これら目標色TCkおよび目標色表示領域割合TPkに応じて、各サブフレーム期間における赤色光源40rと緑色光源40gと青色光源40bのそれぞれの発光強度の初期値としての光源データ初期値を修正することにより、各サブフレーム期間での各光源40r、40g、40bの発光強度を示す光源データEkを生成する(k=1,2,3,4)(光源データEkの生成の詳細は後述)。
 光源データ演算部206で生成された光源データEkは、光源駆動部210(図1参照)に与えられる。光源駆動部210は、後続フレーム期間における各サブフレーム期間T1~T4において対応する光源データEkが示す強度の光源光が発せされるように各光源40r、40g、40bを駆動する。図9は、光源データ初期値で各光源が発光する場合(光源の初期状態)を示している。この場合には、第1~第4サブフレーム期間T1~T4のうち、第1サブフレーム期間T1では赤色光源40r、緑色光源40g、および青色光源40bの全てが発光し、第2~第4サブフレーム期間T2~T4では、それぞれ、赤色光源40rのみ、緑色光源40gのみ、青色光源40bのみが発光するが、初期状態以外で各サブフレーム期間において発光する光源およびその発光強度は、上記光源データEkによって決定される(詳細は後述する)。
<1.3 光源データを生成するための処理>
 本実施形態では、各サブフレーム期間における目標色TCkを入力データ判定部202により決定するための処理(以下「目標色決定処理」という)と、決定された目標色とそれに対応する目標色表示領域割合TPkに基づき光源データEkを光源データ演算部206により算出する処理(以下「光源データ演算処理」という)とが行われる。以下では、これらのうち光源データ演算処理につき説明する。なお、駆動制御部200における入力データ判定部202および光源データ演算部206は、変調データ演算部212と共に、例えばCPU(中央演算処理装置)とメモリを含むマイクロコンピュータ(以下「マイコン」と略記する)を使用し、マイコンが所定プログラムを実行することによりソフトウェア的に実現することができる。これに代えて、駆動制御部200全体を専用ハードウェア(典型的には、専用に設計された特定用途向け集積回路)として実現することも可能である。
 また以下では、第1から第Lサブフレーム期間からなるL個のサブフレーム期間により各フレーム期間が構成されるものとする(3サブフレーム構成の場合はL=3、4サブフレーム構成の場合はL=4)。さらに以下において、光源データのR成分とG成分とB成分が互いに等しいときに所望の色バランスが得られるように光源の出力値が調整されているものとし、透明色とはこのように色比率(R成分とG成分とB成分との比率)を保った色をいう。
<1.3.1 光源データ演算処理>
 図10は、本実施形態における光源データ演算部206で実行される光源データ演算処理の一例を示すフローチャートである。この光源データ演算処理は、入力データ判定部202において、各サブフレーム期間Tkにつき目標色TCkが決定され、かつ、入力信号Dinに基づき各目標色TCkにつき目標色表示領域割合TPk=P/Nが算出される毎に、実行される(k=1~L)。
 この光源データ演算処理S40では、まず、各サブフレーム期間Tkについての目標色TCkと目標色表示領域割合TPk(k=1~L)を入力データ判定部202から取得し(ステップS42)、各サブフレーム期間Tkについての光源データ初期値Ebkを初期値メモリ208から取得する(ステップS44)。ここで、光源データ初期値Ebkは、初期状態における赤色光源40rの発光強度Rebk、緑色光源40gの発光強度Gebk、青色光源40bの発光強度Bebkから構成され、Ebk=(Rebk,Gebk,Bebk)と表記される。
 次に、利用者による所定操作または入力信号Dinに含まれる所定情報に基づき目標色選択係数Ktを取得する(ステップS46)。この目標色選択係数Ktは、所定操作に基づくものである場合には、外部から不図示の信号経路を経て光源データ演算部206に入力され、入力信号Dinに含まれる所定情報に基づくものである場合には、入力データ判定部202から入力される。この目標色選択係数Ktは、後述のように、後続フレーム期間における各サブフレーム期間Tkでの光源データEkを決定する算出式を切り替えるための閾値として使用される。
 次に、後続フレーム期間における各サブフレーム期間を識別するための変数kを“1”に初期化する(ステップS48)。その後、サブフレーム期間Tkについての目標色表示領域割合TPkが目標色選択係数Kt以上であるか否かを判定する(ステップS50)。この判定の結果、目標色表示領域割合TPkが目標色選択係数Ktよりも小さい場合は、第kサブフレーム期間Tkの光源データ初期値Ebkを、後続フレーム期間の第kサブフレーム期間での光源部120の駆動に使用すべき光源データ(以下「第k駆動用光源データ」ともいう)Ekとして決定する(ステップS52)。すなわち、TPk<Ktの場合は、
  Ek=Ebk …(5)
である。その後、ステップS60へ進む。
 ステップS50での判定の結果、目標色表示領域割合TPkが目標色選択係数Kt以上である場合には、目標色表示領域割合TPkが“1”か否かを判定する(ステップS54)。この判定の結果、目標色表示領域割合TPkが“1”でない場合には、次式により、後続フレーム期間の第k駆動用光源データEkを算出する(ステップS56)。
  Ek=Ebk+(TCk-Ebk){(TPk-Kt)/(1-Kt)} …(6)
ここで、TCkは第kサブフレーム期間Tkの目標色であり、Ek,Ebk,TCkは、いずれも、R成分の値とG成分の値とB成分からなる3つの値で構成される。
 ステップS54での判定の結果、目標色表示領域割合TPkが“1”の場合には、第kサブフレーム期間Tkの目標色TCkを、後続フレーム期間の第k駆動用光源データEkとして決定する(ステップS58)。すなわち、TPk=1の場合は、
  Ek=TCk …(7)
である。
 上記のようにして後続フレーム期間の第k駆動用光源データEkが決定されると、後続フレーム期間の第kサブフレーム期間Tkにおいてその第k駆動用光源データEkを光源データ演算部206から出力する(ステップS60)。その後、変数kが、1フレーム期間に含まれるサブフレーム期間の数Lに等しいか否かを判定する(ステップS62)。この判定の結果、変数kがLに等しくなければ、すなわち、k<Lであれば、ステップS64へ進んで、変数kを“1”だけ増大させた後、ステップS50に戻る。以降、変数kがLに等しくなるまで、ステップS50~S64を繰り返し実行し、変数kがLに等しくなると、本光源データ演算処理を終了する。
<1.3.2 透明色の光源データ>
 既述のように、フィールドシーケンシャル方式を採用した場合、透明ディスプレイを実現することができる。本実施形態に係る表示装置も透明ディスプレイとして機能する。本実施形態における透明ディスプレイの構成として、収納ケース型と独立型の2つの構成が考えられる。
 図2は、収納ケース型透明ディスプレイとして構成される場合の本実施形態に係る表示装置10(以下「第1例」という)の主要部の構成を説明するための示す斜視図である。この収納ケース型透明ディスプレイとしての表示装置10は、物体を収納可能なケース101と、R(赤)、G(緑)、B(青)の光を順次発光して内部を照らすためにそのケース101の上面に設けられた光源部103と、そのケース101の前面に設けられ光源の発光動作に同期して画像を表示する液晶パネル102(11)と備えている。この表示装置10では、液晶パネル102の透過率の制御タイミングと光源部103の発光タイミングとを適切に制御することにより、光源部103から出射された赤色、緑色、および青色の光が液晶パネル102の透過状態に応じて、液晶パネル102を透過する。これにより、観察者は、収納ケース101の前面に設けられた液晶パネル102上に表示されるカラー画像だけでなく、収納ケース101の内部に配置された展示物105も視認することができる。
 このような収納ケース型透明ディスプレイの場合、光源の点灯により空間光変調部としての液晶パネル102の背面からの光を視認する表示状態となり、光源の発光強度が大きいほど透明色による表示領域(透明表示領域)の透明度が高くなる。ここでの透明度の高低は、液晶パネル102の背後における物体の視認性の高低を意味するものとする。この場合、透明色に相当する光源データ(Rt,Gt,Bt)は下記の式を満たすように設定される。
  Rt=Gt=Bt …(8)
  Σ(k=1,L)Rebk/L≦Rt≦1 …(9)
  Σ(k=1,L)Gebk/L≦Gt≦1 …(10)
  Σ(k=1,L)Bebk/L≦Bt≦1 …(11)
ここで、“Σ(k=k1,k2)Xk”は、Xkのk=k1からk=k2までの総和、すなわちXk1+Xk1+1+Xk1+2…+Xk2を示すものとする(以下においても同様)。
 図3は、独立型透明ディスプレイとして構成される場合の本実施形態に係る表示装置10(以下「第2例」という)の主要部の構成を説明するための斜視図であり、図4は、当該第2例の主要部の構成を説明するための断面図である。この独立型透明ディスプレイとしての表示装置10は、液晶パネル106a、導光板106b、およびPDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal:高分子分散型液晶)パネル106cから構成される表示パネル106と、その表示パネル106の側面に配置されR(赤)、G(緑)、B(青)の光を順次発光して導光板10bの側面に照射するエッジライト型の光源部107を備えている。図4に示すように、この表示装置10では、PDLCパネル106cが光を拡散させる状態(以下「拡散状態」という)のとき、液晶パネル106aの透過率の制御タイミングと光源部107の発光タイミングとを適切に制御することにより、背景に依存することなく画像を表示することができる。また、この表示装置10では、PDLCパネル106cが光を透過させる状態(以下「透過状態」という)のとき、表示パネル106の背面からの光である背景光に対して光源部107からの光を相対的に弱めることにより、その背景光を明るく視認することができる。
 このような独立型透明ディスプレイの場合、光源の消灯により、空間光変調部としての液晶パネル106aを含む表示パネル106の背面からの光を視認する表示状態となり、光源が点灯しているときには、光源の発光強度が小さいほど透明色による表示領域(透明表示領域)の透明度が高くなる。ここでの透明度の高低は、液晶パネル106aを含む表示パネル106の背後における物体の視認性の高低を意味するものとする。この場合、透明色に相当する光源データ(Rt,Gt,Bt)は下記の式を満たすように設定される。
  Rt=Gt=Bt …(12)
  Σ(k=1,L)Rebk/L≧Rt≧0 …(13)
  Σ(k=1,L)Gebk/L≧Gt≧0 …(14)
  Σ(k=1,L)Bebk/L≧Bt≧0 …(15)
 なお、本実施形態に係る液晶表示装置は、図5および図6に示すような局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置であってもよい。ここで図5は、本実施形態に係る液晶表示装置の第3例としての局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための斜視図であり、図6は、当該局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置の主要部の構成を説明するための断面図である。当該局所発光方式の独立型透明ディスプレイ装置は、液晶パネル108aおよびPDLCパネル108bから構成される表示パネル108と、観察者が光源光を直接視認できない位置に配置された光源109とを備えており、この光源109によりPDLCパネル108bに光を照射して液晶パネル108aにより光の透過率を制御することで画像を表示する。また、PDLCパネル108bへの印加電圧の制御によって透明状態と表示状態とを切り替えることができる。このような局所発光方式の独立型透明ディスプレイでは、表示箇所においてのみ光源光が散乱して画像が表示されるので、透明箇所において観察者が直接に光源光を視認することはない。このため、表示に関わる光源光は透明箇所の表示状態に影響を与えない。
 以下において、本実施形態は、上記いずれかの透明ディスプレイとして構成されており、各サブフレーム期間Tkの目標色は、式(8)~(11)を満たす透明色または式(12)~(15)を満たす透明色に限定されるものとする。したがって本実施形態では、そのような透明色のみが目標色候補TCCとして与えられ、その目標色候補としての透明色が目標色TCkとして決定され、それに対応する目標色表示領域割合TPkが算出される(k=1~L)。
<1.4 変調データを生成するための処理>
 既述のように本実施形態では、変調データCkは、入力画像信号(赤画像信号Rin、緑画像信号Gin、青画像信号Bin)のみから算出され、目標色TCk等には依存しない。すなわち、3サブフレーム構成のFS方式の場合は、
  C1=Sr,C2=Sg,C3=Sb …(16)
であり、4サブフレーム構成のFS方式の場合は、
  C1=Sw,C2=Sr,C3=Sg,C4=Sb …(17)
である。ただし、C1~CLは、透過率を示すものであるので、0≦Ck≦1(k=1~L)となるように正規化されているものとする。また、透明色が表示される場合には、透明表示領域についての全てのサブフレーム期間T1~TLの変調データC1~CLが空間光変調部としての液晶パネル102(106a)の背面光を最大限に透過する状態に設定されるものとする。
<1.5 色再現範囲>
 図11は、収納ケース型透明ディスプレイとしての本実施形態に係る表示装置において第1~第3のフィールドシーケンシャル方式が使用される場合の色再現範囲をHSV色空間で説明するための概念図である。ここで、第1のフィールドシーケンシャル方式は、3サブフレーム構成であって単純RGBサブフレーム方式に相当する。第2のフィールドシーケンシャル方式は、4サブフレーム構成であってRGB+Wサブフレーム方式(共通色サブフレーム方式)に相当する。第3のフィールドシーケンシャル方式は、4サブフレーム構成であって白表示の場合に全サブフレーム期間で表示されるようにRGB+Wサブフレーム方式(共通色サブフレーム方式)を変形した方式に相当する。
 図11(A)は、第1のフィールドシーケンシャル方式において、図11(B)は、第2のフィールドシーケンシャル方式において、図11(C)は、第3のフィールドシーケンシャル方式において、それぞれ、本実施形態における光源データ演算処理に関する変更可能なパラメータによる色再現範囲の変化を示している。すなわち、光源データ演算処理における目標色候補によって目標色TCkが変化したり目標色選択係数Ktが変化したりすると、色再現範囲は、図11(A)、(B)、(C)において太線の点線で示される範囲と太線の実線で示される範囲との間で変化する。
 図12は、独立型透明ディスプレイとしての本実施形態に係る表示装置において第1~第3のフィールドシーケンシャル方式が使用される場合の色再現範囲をHSV色空間で説明するための概念図である。図12(A)は、第1のフィールドシーケンシャル方式において、図12(B)は、第2のフィールドシーケンシャル方式において、図12(C)は、第3のフィールドシーケンシャル方式において、それぞれ、本実施形態における光源データ演算処理に関する変更可能なパラメータによる色再現範囲の変化を示している。すなわち、光源データ演算処理における目標色候補によって目標色TCkが変化したり目標色選択係数Ktが変化したりすると、色再現範囲は、図12(A)、(B)、(C)において太線の点線で示される範囲と太線の実線で示される範囲との間で変化する。
<1.6 効果>
 上記のように本実施形態では、外部から与えられる1つの目標色候補TCCとしての透明色が各サブフレーム期間Tkの目標色TCkとして決定される(k=1~L)。このとき各目標色TCk=(Rt、Gt,Bt)を表す具体的な数値については、その目標色候補TCCの数値が使用される。このようにして決定される目標色TCkと、その目標色TCkについての目標色表示領域割合TPkと、光源データ初期値Ebkと、目標色選択係数Ktとに基づき各サブフレーム期間Tkでの光源データEkが決定され(上記式(5)~(7))、決定された光源データEkに応じて各サブフレーム期間Tkでの光源状態(点灯する光源の種類(色)および強度)が決まる。また既述のように、各サブフレーム期間Tkでの変調データCkは、入力信号Dinに含まれる入力画像信号によって決まるが、透明色が表示される場合には、透明色となる表示領域(透明表示領域)についての全てのサブフレーム期間T1~TLの変調データC1~CLが空間光変調部の背面光を最大限に透過する状態に設定される。したがって、本実施形態によれば、表示色の彩度低下をできるだけ抑えながら、透明表示領域における背景光の視認輝度すなわち透明度を向上させ、フィールドシーケンシャル方式に起因する色割れを抑制することができる。
<1.7 具体例による効果の説明>
 以下では、図13に示すように、現画像において、(R,G,B)=(0,1,0)で表現される緑色の領域が4%であり、透明色の領域が96%であるものとする。ここで、色を特定するR成分とG成分とB成分の3つの数値は、光源データを特定する数値に相当するものとする(以下に述べる他の実施形態においても同様)。なお、以下に説明する各動作例では、各目標色TCkが動作条件として与えられており、各目標色TCk=(Rt,Gt,Bt)の具体的な数値としては、外部から与えられる目標色候補TCCの数値が使用される。
<1.7.1 第1動作例(図14)>
 本動作例では、3サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(1a)目標選択係数はKt=0.95である。
(1b)光源データ初期値Ebk(k=1~3)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 0, 0)、Eb2=(0, 1, 0)、Eb3=(0, 0, 1)
(1c)目標色TCk(k=1~3)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(1, 1, 1)とする。
   TC1=TC2=TC3=(1, 1, 1)
 上記条件(1a)~(1c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(1c)は、収納ケース型透明ディスプレイ(第1例)を前提とする式(8)~(11)を満たす。
 本動作例では、目標色としての透明色(1,1,1)についての目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~3)となる。したがって、式(6)より、光源データEkは下記のようになる。なお以下では、光源データEkのR成分、G成分、B成分をそれぞれR(Ek),G(Ek),B(Ek)で示すものとする(以下においても同様)。
  R(E1)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  G(E1)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E1)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E2)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  B(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E3)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
したがって、
  E1=(1,0.2, 0.2)、E2=(0.2,1, 0.2)、E3=(0.2,0.2, 1)
である。なお、透明色(1,1,1)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~3)。
 上記より本動作例は、初期状態では図14(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(1a)~(1c)の下で図14(B)に示すような動作状態となる。図14(A)および図14(B)のそれぞれは、左側から右側に順に第1サブフレーム期間T1、第2サブフレーム期間T2、第3サブフレーム期間T3における液晶パネル(の着目画素)の透過率および光源状態(点灯する光源の種類(色)および強度)を示している(後述の図17においても同様)。より詳しくは、太線の点線で囲まれ“LCD”という記号の付された矩形部分は、各サブフレーム期間Tkにおける液晶パネルの透過率を示し、太線の点線で囲まれ“LED”という記号の付された矩形部分は、各サブフレーム期間Tkにおける光源状態を示している(後述の図15~図22においても同様)。
 図14(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源(赤色LED40r)が最大強度で発光すると共に緑色光源(緑色LED40g)および青色光源(青色LED40b)が最大強度の20%の強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、緑色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の20%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、青色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の20%の強度で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、透明表示領域以外の表示領域(以下「色表示領域」という)の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第1動作例において、図14(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の彩度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図11(A)参照)。
<1.7.2 第2動作例(図15)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(2a)目標選択係数はKt=0.95である。
(2b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 1, 1)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(2c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(1, 1, 1)とする。
   TC1=TC2=TC3=TC4=(1, 1, 1)
 上記条件(2a)~(2c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。すなわち、上記第1動作例と同様、目標色としての透明色(1,1,1)についての目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3=TP4は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~4)となる。したがって、式(6)より、光源データEkのR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E1)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  G(E1)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  B(E1)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  R(E2)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  G(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E3)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  B(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E4)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E4)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E4)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
よって、
  E1=(1, 1, 1)、E2=(1, 0.2, 0.2)、E3=(0.2, 1, 0.2)、E4=(0.2, 0.2, 1)
である。なお、透明色(1,1,1)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図15(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(2a)~(2c)の下で図15(B)に示すような動作状態となる。図15(A)および図15(B)のそれぞれは、左側から右側に順に第1サブフレーム期間T1、第2サブフレーム期間T2、第3サブフレーム期間T3、第4サブフレーム期間T4における液晶パネル(の着目画素)の透過率および光源状態(点灯する光源の種類(色)および強度)を示している(後述の図16、図18~図22においても同様)。
 図15(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、赤色光源が最大強度で発光すると共に緑色光源および青色光源が最大強度の20%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、緑色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の20%の強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では、青色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の20%の強度で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第2動作例において、図15(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の彩度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図11(C)参照)。
<1.7.3 第3動作例(図16)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による独立型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(3a)目標選択係数はKt=0.95である。
(3b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 1, 1)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(3c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(0, 0, 0)とする。
   TC1=TC2=TC3=TC4=(0, 0, 0)
 上記条件(3a)~(3c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。すなわち本動作例では、目標色としての透明色(0,0,0)についての目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3=TP4は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~4)となる。したがって、式(6)より、光源データEkのR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  G(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  B(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  R(E2)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  G(E2)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  B(E2)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  R(E3)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  G(E3)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  B(E3)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  R(E4)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  G(E4)=0+(0-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0
  B(E4)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
よって、
  E1=(0.8, 0.8, 0.8)、E2=(0.8, 0, 0)、E3=(0, 0.8, 0)、E4=(0, 0, 0.8)
である。なお、透明色(0,0,0)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図16(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(3a)~(3c)の下で図16(B)に示すような動作状態となる。図16(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の80%の強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、赤色光源が最大強度の80%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、緑色光源が最大強度の80%の強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では、青色光源が最大強度の80%の強度で発光する。
 独立型透明ディスプレイでは、背景光を明るく視認するには光源からの光を弱める必要があることから(図3、図4参照)、図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の明るさよりも透明表示領域の透明度の低さが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第3動作例において、図16(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の輝度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図12(C)参照)。
<1.7.4 第4動作例(図17)>
 本動作例では、3サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(4a)目標選択係数はKt=0.95である。
(4b)光源データ初期値Ebk(k=1~3)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 0, 0)、Eb2=(0, 1, 0)、Eb3=(0, 0, 1)
(4c)目標色TCk(k=1~3)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(0.5, 0.5, 0.5)とする。
   TC1=TC2=TC3=(0.5, 0.5, 0.5)
 上記条件(4a)~(4c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(4c)は、収納ケース型透明ディスプレイ(第1例)を前提とする式(8)~(11)を満たす。
 本動作例では、目標色としての透明色(0.5,0.5,0.5)に対応する目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~3)となる。したがって、式(6)より、光源データEkのR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E1)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  G(E1)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  B(E1)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  R(E2)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  G(E2)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  B(E2)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  R(E3)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  G(E3)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  B(E3)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
よって、
  E1=(0.9, 0.1, 0.1)、E2=(0.1, 0.9, 0.1)、E3=(0.1, 0.1, 0.9)
である。なお、透明色(0.5,0.5,0.5)の表示領域における変調データCkは1である。
 上記より本動作例は、初期状態では図17(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(4a)~(4c)の下で図17(B)に示すような動作状態となる。図17(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に緑色光源および青色光源が最大強度の10%の強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、緑色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の10%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、青色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の10%の強度で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第4動作例において、図17(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の彩度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図11(A)参照)。
<1.7.5 第5動作例(図18)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイまたは独立型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(5a)目標選択係数はKt=0.95である。
(5b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 1, 1)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(5c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(0.5, 0.5, 0.5)とする。
   TC1=TC2=TC3=TC4=(0.5, 0.5, 0.5)
 上記条件(5a)~(5c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(5c)は、収納ケース型透明ディスプレイ(第1例)を前提とする式(8)~(11)を満たすと共に、独立型透明ディスプレイ(第2例)を前提とする式(12)~(15)も満たす。
 本動作例では、目標色としての透明色(0.5,0.5,0.5)に対応する目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3=TP4は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~4)となる。したがって、式(6)より、光源データEkのR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E1)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  G(E1)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  B(E1)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  R(E2)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  G(E2)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  B(E2)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  R(E3)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  G(E3)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
  B(E3)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  R(E4)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  G(E4)=0+(0.5-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.1
  B(E4)=1+(0.5-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.9
よって、
  E1=(0.9, 0.9, 0.9)、 E2=(0.9, 0.1, 0.1)、 E3=(0.1, 0.9, 0.1)、
  E4=(0.1, 0.1, 0.9)
である。なお、透明色(0.5,0.5,0.5)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図18(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(5a)~(5c)の下で図18(B)に示すような動作状態となる。図18(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の90%の強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、赤色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に緑色光源および青色光源が最大強度の10%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、緑色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の10%の強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では、青色光源が最大強度の90%の強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の10%の強度で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第5動作例において、図18(B)に示す上記の光源状態により、透明表示領域の透明度を維持しつつ、色表示領域の彩度低下と引き替えに色割れが低減される(図11(C)、図12(C)参照)。
<1.7.6 第6動作例(図19)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による独立型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(6a)目標選択係数はKt=0.95である。
(6b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 1, 1)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(6c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(0.25, 0.25, 0.25)とする。
   TC1=TC2=TC3=TC4=(0.25, 0.25, 0.25)
 上記条件(6a)~(6c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(6c)は、独立型透明ディスプレイ(第2例)を前提とする式(12)~(15)を満たす。
 本動作例では、目標色としての透明色(0.25,0.25,0.25)に対応する目標色表示領域割合TP1=TP2=TP3=TP4は0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TPk>Kt(k=1~4)となる。したがって、式(6)より、光源データEkのR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E1)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
  G(E1)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
  B(E1)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
  R(E2)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
  G(E2)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  B(E2)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  R(E3)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  G(E3)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
  B(E3)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  R(E4)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  G(E4)=0+(0.25-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.05
  B(E4)=1+(0.25-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.85
よって、
  E1=(0.85, 0.85, 0.85)、 E2=(0.85, 0.05, 0.05)、 E2=(0.05, 0.85, 0.05)、
  E4=(0.05, 0.05, 0.85)
である。なお、透明色(0.25,0.25,0.25)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図19(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(6a)~(6c)の下で図19(B)に示すような動作状態となる。図19(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の85%の強度で発光し、第2サブフレーム期間T2では、赤色光源が最大強度の85%の強度で発光すると共に緑色光源および青色光源が最大強度の5%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では、緑色光源が最大強度の85%の強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の5%の強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では、青色光源が最大強度の85%の強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の5%の強度で発光する。
 独立型透明ディスプレイでは、背景光を明るく視認するには光源からの光を弱める必要があることから(図3、図4参照)、図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の明るさよりも透明表示領域の透明度の低さが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第6動作例において、図19(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の輝度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図12(C)参照)。
<2.第2の実施形態>
 次に、本発明の第2の実施形態に係るフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置について説明する。本実施形態は、制御駆動部における入力データ判定部における目標色決定処理において上記第1の実施形態と異なる点を有しているが、他の構成は上記第1の実施形態と同様である。そこで以下では、本実施形態の構成のうち上記第1の実施形態と同一または対応する部分には同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
<2.1 目標色決定処理>
 本実施形態では、入力データ判定部202において、下記のようにして目標色TCkが決定される(k=1~L)。本実施形態は、目標色候補TCC=(Rt,Gt,Bt)として、収納ケース型透明ディスプレイの場合には式(8)~(11)を満たすような透明色が、独立型透明ディスプレイの場合には式(12)~(15)を満たすような透明色がそれぞれ与えられる点で、上記第1の実施形態と同様である。しかし本実施形態では、この目標色候補TCCを各サブフレーム期間Tkの目標色TCk(k=1~L)とするのではなく、この目標色候補TCC(透明色)を、光源データ初期値Eb1~EbLのうち彩度が最小の光源データ初期値Ebsに対応するサブフレーム期間Tsの目標色TCsとして決定し、この光源データ初期値Ebs以外の各光源データ初期値Ebjを、それに対応するサブフレーム期間Tjの目標色TCjとして決定する(ここでjは1≦j≦Lかつj≠sを満たす整数)。なお、各目標色TCkについての目標色表示領域割合TPkの求め方は上記第1の実施形態と同様である。
<2.2 効果>
 上記のように本実施形態では、式(8)~(11)を満たす透明色または式(12)~(15)を満たす透明色と、光源データ初期値Ebkのうち有彩色の初期値(または彩度が最小でない初期値)とが、それぞれ対応するサブフレーム期間Tkについての目標色TCkとして決定され、光源データ初期値Ebk、目標色TCk、目標色表示領域割合TPk、目標色選択係数Ktに基づき各サブフレーム期間Tkでの光源データEkが決定され(上記式(5)~(7))、決定された光源データEkに応じて各サブフレーム期間Tkでの光源状態(点灯する光源の種類(色)および強度)が決まる。また既述のように、各サブフレーム期間Tkでの変調データCkは、入力信号Dinに含まれる入力画像信号によって決まるが、透明色が表示される場合には、透明表示領域についての全てのサブフレーム期間T1~TLの変調データC1~CLが空間光変調部の背面光を最大限に透過する状態に設定される。したがって、本実施形態によれば、単色(いずれかの有彩色光源の色)の彩度を低下させることなく、透明表示状態における背景光の視認輝度すなわち透明度を向上させ、かつ色割れを極力抑制することができる。
<2.3 具体例による効果の説明>
 以下では上記第1の実施形態と同様、図13に示すように、現画像において、(R,G,B)=(0,1,0)で表現される緑色の領域が4%であり、透明色の領域が96%であるものとする。
<2.3.1 第1動作例(図20)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(7a)目標選択係数はKt=0.95である。
(7b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(0.5, 0.5, 0.5)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(7c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色または単色(有彩色)である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(1, 1, 1)とする。
   TC1=(1, 1, 1)、TC2=(1, 0, 0)、TC3=(0, 1, 0)、TC4=(0, 0, 1)
 上記条件(7a)~(7c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(7c)は、収納ケース型透明ディスプレイ(第1例)を前提とする式(8)~(11)を満たす。
 本動作例では、目標色TC1=(1,1,1)に対応する目標色表示領域割合はTP1=0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP1>Ktとなる。したがって、式(6)より、光源データE1は下記のようになる。
  R(E1)=0.5+(1-0.5){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.6
  G(E1)=0.5+(1-0.5){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.6
  B(E1)=0.5+(1-0.5){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.6
  E1=(0.6, 0.6, 0.6)
目標色TC2=(1,0,0)、TC3=(0,1,0)、TC4=(0,0,1)に対応する目標色表示領域割合は、それぞれ、TP2=0、TP3=0.04、TP4=0であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP2<Kt、TP3<Kt、TP4<Ktとなる。したがって、式(5)より、光源データE2,E2,E3は下記のようになる。
  E2=Eb2=(1, 0, 0)、E3=Eb3=(0, 1, 0)、E4=Eb4=(0, 0, 1)
なお、透明色(1,1,1)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図20(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(7a)~(7c)の下で図20(B)に示すような動作状態となる。図20(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の60%で発光し(初期状態では最大強度の50%で発光)、第2サブフレーム期間T2では赤色光源のみが最大強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では緑色光源のみが最大強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では青色光源のみが最大強度で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第1動作例において、図20(B)に示す上記の光源状態により、加法混色性を犠牲にして透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図11(C)参照)。
<2.3.2 第2動作例(図21)>
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による独立型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(8a)目標選択係数はKt=0.95である。
(8b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(1, 1, 1)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(8c)目標色TCk(k=1~4)は下記に示す透明色または単色(有彩色)である。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(0, 0, 0)とする。
   TC1=(0, 0, 0)、TC2=(1, 0, 0)、TC3=(0, 1, 0)、TC4=(0, 0, 1)
 上記条件(8a)~(8c)の下では、本実施形態において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(8c)は、独立型透明ディスプレイ(第2例)を前提とする式(12)~(15)を満たす。
 本動作例では、目標色TC1=(0,0,0)に対応する目標色表示領域割合はTP1=0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP1>Ktとなる。したがって、式(6)より、光源データE1は下記のようになる。
  R(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  G(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  B(E1)=1+(0-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.8
  E1=(0.8, 0.8, 0.8)
目標色TC2=(1,0,0)、TC3=(0,1,0)、TC4=(0,0,1)に対応する目標色表示領域割合は、それぞれ、TP2=0、TP3=0.04、TP4=0であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP2<Kt、TP3<Kt、TP4<Ktとなる。したがって、式(5)より、光源データE2,E3,E4は下記のようになる。
  E2=Eb2=(1, 0, 0)、E3=Eb3=(0, 1, 0)、E4=Eb4=(0, 0, 1)
なお、透明色(0,0,0)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図21(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(8a)~(8c)の下で図21(B)に示すような動作状態となる。図21(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の80%で発光し(初期状態では最大強度で発光)、第2サブフレーム期間T2では赤色光源のみが最大強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では緑色光源のみが最大強度で発光し、第4サブフレーム期間T4では青色光源のみが最大強度で発光する。
 独立型透明ディスプレイでは、背景光を明るく視認するには光源からの光を弱める必要があることから(図3、図4参照)、図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の明るさよりも透明表示領域の透明度の低さが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この第2動作例において、図21(B)に示す上記の光源状態により、加法混色性を犠牲にして透明表示領域の透明度が向上する(図12(C)参照)。
<2.4 変形例>
 次に、上記第2の実施形態の変形例について説明する。本変形例は、入力データ判定部における目標色TCkの目標色決定処理において上記第2の実施形態と異なる点を有しているが、他の構成については上記第2の実施形態と同様である。そこで以下では、本変形例の構成のうち上記第2の実施形態と同一または対応する部分には同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
 本変形例においても、上記第1および第2の実施形態と同様、目標色候補TCC=(Rt,Gt,Bt)として、収納ケース型透明ディスプレイの場合には式(8)~(11)を満たすような透明色が、独立型透明ディスプレイの場合には式(12)~(15)を満たすような透明色がそれぞれ与えられる。上記第2の実施形態では、この目標色候補TCCとしての透明色を、光源データ初期値Eb1~EbLのうち彩度が最小の光源データ初期値Ebsに対応するサブフレーム期間Tsの目標色TCsとし、この光源データ初期値Ebs以外の各光源データ初期値Ebjを、それに対応するサブフレーム期間Tjの目標色TCjとしている(1≦j≦Lかつj≠s)。これに対し本変形例では、目標色候補TCCとしての透明色を、光源データ初期値Eb1~EbLのうち彩度が最大の光源データ初期値Ebmに対応するサブフレーム期間Tmの目標色TCmとして決定し、この光源データ初期値Ebm以外の各光源データ初期値Ebjすなわち彩度が最大でない各光源データ初期値Ebj(彩度が最小の光源データ初期値Ebsを含む)を、それに対応するサブフレーム期間Tjの目標色TCjとして決定する(1≦j≦Lかつj≠m)。
 上記のような変形例によれば、色割れを抑制しつつ、透明表示状態における背景光の視認輝度すなわち透明度を向上させ、単色の彩度を極力維持することができる。
 以下、上記第2の実施形態と同様、図13に示すように、現画像において、(R,G,B)=(0,1,0)で表現される緑色の領域が4%であり、透明色領域が96%であるものとして、下記の動作例により本変形例の効果を説明する。
 本動作例では、4サブフレーム構成のFS方式による収納ケース型透明ディスプレイが下記の条件で動作する。
(9a)目標選択係数はKt=0.95である。
(9b)光源データ初期値Ebk(k=1~4)は下記の通りである。
   Eb1=(0.5, 0.5, 0.5)、Eb2=(1, 0, 0)、Eb3=(0, 1, 0)、Eb4=(0, 0, 1)
(9c)目標色TCk(k=1~4)は下記の通りである。ただし、透明色である目標色候補をTCC=(1,1,1)とする。
   TC1=(0.5, 0.5, 0.5)、TC2=TC3=TC4=(1, 1, 1)
 上記条件(9a)~(9c)の下では、本変形例において下記のような光源データEkが生成される。なお上記条件(9c)における透明色(1,1,1)は、収納ケース型透明ディスプレイ(第1例)を前提とする式(8)~(11)を満たす。
 本動作例では、目標色TC1=(0.5,0.5,0.5)に対応する目標色表示領域割合はTP1=0であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP1<Ktとなる。したがって、式(5)より、光源データE1は下記のようになる。
  E1=Eb1=(0.5, 0.5, 0.5)
また、目標色TC2=TC3=TC4=(1,1,1)に対応する目標色表示領域割合はTP2=TP3=TP4=0.96であり、目標色選択係数はKt=0.95であるので、TP2=TP3=TP4>Ktとなる。したがって、式(6)より、光源データE2~E4のR成分、G成分、B成分は下記のようになる。
  R(E2)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  G(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E2)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E3)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
  B(E3)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  R(E4)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  G(E4)=0+(1-0){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=0.2
  B(E4)=1+(1-1){(0.96-0.95)/(1-0.95)}=1
よって、
  E2=(1, 0.2, 0.2)、 E3=(0.2, 1, 0.2)、 E4=(0.2, 0.2, 1)
である。なお、透明色(1,1,1)の表示領域における変調データCkは1である(k=1~4)。
 上記より本動作例は、初期状態では図22(A)に示すような動作状態であるが、上記条件(9a)~(9c)の下で図22(B)に示すような動作状態となる。図22(B)に示すように、第1サブフレーム期間T1では、赤色光源と緑色光源と青色光源の全てが最大強度の50%で発光し(初期状態(図22(A)と同じ)、第2サブフレーム期間T2では赤色光源が最大強度で発光すると共に緑色光源および青色光源が最大強度の20%の強度で発光し、第3サブフレーム期間T3では緑色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および青色光源が最大強度の20%で発光し、第4サブフレーム期間T4では青色光源が最大強度で発光すると共に赤色光源および緑色光源が最大強度の20%で発光する。
 図13に示すように、表示すべき画像(現画像)のほとんどの領域(96%の領域)が透明表示となる場合、色表示領域の彩度よりも透明表示領域の色割れが問題となる。これに対し本実施形態によれば、この動作例において、図22(B)に示す上記の光源状態により、色表示領域の彩度低下と引き替えに透明表示領域の透明度が向上し色割れが低減される(図11(C)参照)。
<3.変形例>
 本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を施すことができる。
 例えば、上記各実施形態では、3原色に対応する3つのサブフレーム期間のそれぞれで割り当てられた色の画像を表示する経時的な加法混色方式、または、3原色に対応する3つのサブフレーム期間と白色に対応する1つのサブフレーム期間からなる4つのサブフレーム期間のそれぞれで割り当てられた色の画像を表示する経時的な加法混色方式により、1フレーム期間毎にカラー画像が表示され、ここで使用される3原色は赤、緑、および青で構成されるが、他の色で構成される3原色を使用してもよい。また、各フレーム期間に上記3つまたは4つのサブフレーム期間以外に他の色の画像を表示するサブフレーム期間が含まれるように構成されていてもよい。なお、各フレーム期間に含まれるサブフレーム期間の数も3つまたは4つに限定されるものではなく複数であればよい。
 なお、以上では液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は、液晶表示装置に限定されるものではなく、透明ディスプレイとして機能するフィールドシーケンシャル方式のカラー画像表示装置であれば、液晶表示装置以外の表示装置にも適用可能である。
<4.その他>
 本願は、2015年11月2日に出願された「カラー画像表示装置およびカラー画像表示方法」という名称の日本国特願2015-215905号に基づく優先権を主張する出願であり、この日本国出願の内容は引用することによって本願の中に含まれる。
 本発明は、フィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示しかつ透明表示が可能な液晶表示装置等のカラー画像表示装置に適用することができる。
  10   …液晶表示装置
  11   …液晶パネル(空間光変調部)
  17   …走査信号線駆動回路
  18   …データ信号線駆動回路
  20   …表示制御回路
  30   …画素形成部
  40   …光源ユニット
  100  …画像表示部(表示部)
  101  …収納ケース
  102  …液晶パネル
  103  …光源部
  106a …液晶パネル
  106b …導光板
  106c …PDLCパネル
  106  …表示パネル
  107  …光源部
  110  …画素アレイ部
  120  …光源部
  200  …駆動制御部
  202  …入力データ判定部
  204  …画像メモリ
  206  …変調データ演算部
  208  …初期値メモリ
  210  …光源駆動部
  212  …変調データ演算部
  214  …空間光変調駆動部
  BCT  …光源制御信号
  Din  …入力信号(入力データ)
  TCk  …目標色(k=1~L)
  TPk  …目標色表示領域割合(k=1~L)
  Ek   …光源データ(k=1~L)
  Ck   …変調データ(k=1~L)
  Rin  …赤画像信号
  Gin  …緑画像信号
  Bin  …青画像信号
  Sw   …白色変調信号
  Sr   …赤色変調信号
  Sg   …緑色変調信号
  Sb   …青色変調信号
  Tk   …第kサブフレーム期間(k=1~L)

Claims (15)

  1.  各フレーム期間に複数のサブフレーム期間が含まれるフィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示し、かつ、表示すべき画像を形成するための表示部を画素単位で透明状態とする透明色による表示が可能なカラー画像表示装置であって、
     予め設定された初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間で互いに異なる色の光を発光可能に構成された光源部と、
     前記光源部からの光を透過させる空間光変調部と、
     表示すべき画像を表す入力データに基づき、前記表示すべき画像のうち前記透明色で表示すべき領域である透明表示領域の透明度が高くなるように前記初期光源データを修正することにより、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光の色および強度を指定する駆動用光源データを生成する光源データ演算部と、
     前記入力データに基づき、前記表示すべき画像の画素毎に前記空間光変調部の透過率を指定する駆動用変調データを生成する変調データ演算部と
    を備えることを特徴とする、カラー画像表示装置。
  2.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
     前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて前記透明表示領域の透明度が向上するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項1に記載のカラー画像表示装置。
  3.  前記複数のサブフレーム期間につき前記初期光源データによってそれぞれ指定される光の色のうち彩度が最小の色に対応するサブフレーム期間または彩度が最大の色に対応するサブフレーム期間の目標色が透明色であり、他のサブフレーム期間の目標色が当該他のサブフレーム期間につき前記初期光源データにより指定される光の色であるように、前記初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間のそれぞれの目標色を決定し、各目標色につき、前記表示すべき画像のうち当該目標色で表示すべき領域である目標色表示領域の割合を目標色表示領域割合として前記入力データに基づき求める入力データ判定部を更に備え、
     前記光源データ演算部は、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光が前記目標色表示領域割合に応じて前記目標色の光に近づくように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項1に記載のカラー画像表示装置。
  4.  各フレーム期間は、第1から第4のサブフレーム期間からなる4つのサブフレーム期間を含み、
     前記光源部は、3原色を構成する第1、第2、および第3の原色でそれぞれ発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
     前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1、第2、および第3の光源を発光させ、かつ、前記第2のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを発光させ、かつ、前記第3のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを発光させ、かつ、前記第4のサブフレーム期間では前記第3の光源のみを発光させるための光源データであることを特徴とする、請求項3に記載のカラー画像表示装置。
  5.  前記表示部は、前記光源部の発光強度が大きいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源データ演算部は、前記第1のサブフレーム期間における前記第1、第2、および第3の光源の発光強度が前記透明表示領域割合に応じて増大するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項4に記載のカラー画像表示装置。
  6.  前記表示部は、前記光源部の発光強度が小さいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源データ演算部は、前記第1のサブフレーム期間における前記第1、第2、および第3の光源の発光強度が前記透明表示領域割合に応じて低下するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項4に記載のカラー画像表示装置。
  7.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
     前記表示部は、前記光源部の発光強度が大きいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
     前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなるように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のカラー画像表示装置。
  8.  各フレーム期間は、第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
     前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源のみをそれぞれ発光させるための光源データであり、
     前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源に加えて前記第2および第3の光源が、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源に加えて前記第1および第3の光源が、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源に加えて前記第1および第2の光源がそれぞれ発光するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項7に記載のカラー画像表示装置。
  9.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定部を更に備え、
     前記表示部は、前記光源部の発光強度が小さいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
     前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなるように、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のカラー画像表示装置。
  10.  各フレーム期間は、第1、第2、および第3のサブフレーム期間を含む少なくとも3つのサブフレーム期間からなり、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する第1、第2、および第3の光源を含み、
     前記初期光源データは、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源のみを、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源のみを、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源のみをそれぞれ発光させるための光源データであり、
     前記光源データ演算部は、前記透明表示領域割合に応じて、前記第1のサブフレーム期間では前記第1の光源の発光強度が、前記第2のサブフレーム期間では前記第2の光源の発光強度が、前記第3のサブフレーム期間では前記第3の光源の発光強度がそれぞれ低下するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データを生成することを特徴とする、請求項9に記載のカラー画像表示装置。
  11.  各フレーム期間に複数のサブフレーム期間が含まれるフィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示し、かつ、表示すべき画像を形成するための表示部を画素単位で透明状態とする透明色による表示が可能な表示装置におけるカラー画像表示方法であって、
     予め設定された初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間で互いに異なる色の光を発光可能に構成された光源部から、前記表示すべき画像を形成するための光を発する光源発光ステップと、
     前記光源部からの光を透過させる空間光変調部における透過率を、表示すべき画像を表す入力データに基づき変化させる空間光変調ステップと、
     前記入力データに基づき、前記表示すべき画像のうち前記透明色で表示すべき領域である透明表示領域の透明度が高くなるように前記初期光源データを修正することにより、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光の色および強度を指定する駆動用光源データを生成する光源データ演算ステップと、
     前記入力データに基づき、前記表示すべき画像の画素毎に前記空間光変調部の透過率を指定する駆動用変調データを生成する変調データ演算ステップと
    を備えることを特徴とする、カラー画像表示方法。
  12.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定ステップを更に備え、
     前記光源データ演算ステップでは、前記透明表示領域割合に応じて前記透明表示領域の透明度が向上するように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データが生成されることを特徴とする、請求項11に記載のカラー画像表示方法。
  13.  前記複数のサブフレーム期間につき前記初期光源データによってそれぞれ指定される光の色のうち彩度が最小の色に対応するサブフレーム期間または彩度が最大の色に対応するサブフレーム期間の目標色が透明色であり、他のサブフレーム期間の目標色が当該他のサブフレーム期間につき前記初期光源データにより指定される光の色であるように、前記初期光源データに基づき前記複数のサブフレーム期間のそれぞれの目標色を決定し、各目標色につき、前記表示すべき画像のうち当該目標色で表示すべき領域である目標色表示領域の割合を目標色表示領域割合として前記入力データに基づき求める入力データ判定ステップを更に備え、
     前記光源データ演算ステップでは、前記複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記光源部から発せられる光が前記目標色表示領域割合に応じて前記目標色の光に近づくように前記初期光源データを修正することにより前記駆動用光源データが生成されることを特徴とする、請求項11に記載のカラー画像表示方法。
  14.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定ステップを更に備え、
     前記表示部は、前記光源部の発光強度が大きいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
     前記光源データ演算ステップでは、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも大きくなるように前記初期光源データを修正することにより、前記駆動用光源データが生成されることを特徴とする、請求項11に記載のカラー画像表示方法。
  15.  前記入力データに基づき、前記表示すべき画像における前記透明表示領域の割合を透明表示領域割合として求める入力データ判定ステップを更に備え、
     前記表示部は、前記光源部の発光強度が小さいほど前記透明表示領域の透明度が高くなるように構成されており、
     前記光源部は、互いに異なる色で発光する複数の光源を含み、
     前記光源データ演算ステップでは、前記透明表示領域割合に応じて、前記表示すべき画像を形成するために各光源から発せられる光の強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値が前記初期光源データにより示される当該光源の発光強度の前記複数のサブフレーム期間における平均値よりも小さくなるように、前記駆動用光源データが生成されることを特徴とする、請求項11に記載のカラー画像表示方法。
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