広ダイナミックレンジ映像表示装置
【課題】広ダイナミックレンジを維持し信号処理回路を簡略化できる広ダイナミックレンジ映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像表示装置１は、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素１９をアレイ状に配列した表示部１０と、表示素１９ごとに表示部１０の背面に配置される赤色、緑色および青色の発光素子からなる発光体１２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部１４と、同期信号に基づいて表示部１０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部１５と、映像情報信号に基づいて発光体１２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部１８と、映像情報信号に基づいて表示部１０の画素の透過率を制御する透過率データを画素の行ごとに生成する透過率データ生成部１７と、を備える。
【解決手段】映像表示装置１は、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素１９をアレイ状に配列した表示部１０と、表示素１９ごとに表示部１０の背面に配置される赤色、緑色および青色の発光素子からなる発光体１２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部１４と、同期信号に基づいて表示部１０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部１５と、映像情報信号に基づいて発光体１２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部１８と、映像情報信号に基づいて表示部１０の画素の透過率を制御する透過率データを画素の行ごとに生成する透過率データ生成部１７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広ダイナミックレンジ映像表示装置に係り、特に、信号処理回路を簡略化することのできる広ダイナミックレンジ映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では画像表示装置の表示パネルとして液晶パネルを適用することが一般的である。
【０００３】
しかし、液晶パネルはバックライトが発光する光を変調することにより画像を表示するものであり、輝度のダイナミックレンジを十分に確保することが困難であるという課題があった。
【０００４】
そこで、広ダイナミックレンジを実現するために、既に種々の提案がなされている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
図１３は従来の液晶表示装置の構成を表すブロック図であって、液晶駆動装置９は、画素がアレイ状に配置された液晶パネル９１と、白色光を発光するＬＥＤ群９２と、ＬＥＤ群９２を駆動するＬＥＤ駆動部９３と、ＬＥＤ群９２が発光する白色光を拡散する拡散パネル９４と、映像信号からＬＥＤ駆動部に供給するＬＥＤ制御信号ならびに液晶パネル９１に供給する画素選択信号および映像データを生成する信号処理部９５と、を含む。
【０００６】
図１４は、液晶パネル９１の部分拡大図であって、２行２列に配置された４つの画素９１１、９１２、９１３および９１４を示している。各画素９１ｉ（１≦ｉ≦４）は、赤色（Ｒ）フィルタを有するＲ液晶素子、緑色（Ｇ）フィルタを有するＧ液晶素子および青色（Ｂ）フィルタを有するＢ液晶素子から成り、各液晶素子は、それぞれ当該液晶素子を駆動する駆動回路９６が設けられている。
【０００７】
このため、横方向に１９２０画素、縦方向に１０８０画素の合計約２００万画素を有する高精細テレビジョン受像機用の液晶パネルにあっては、６００万個の駆動回路９６が必要となるため、駆動回路９６に画素選択信号および映像データを供給する信号処理部９５の構成が複雑化するだけでなく、液晶パネル９１中の駆動回路９６の占有面積が増大し、液晶パネルの映像表示面積が減少することを回避できない。
【特許文献１】特開２００８−０１５４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決することを目的とするものであって、人間の視覚は輝度に対しては高い識別力を有するものの、色相の識別力は輝度の数分の１以下に低下することを利用して、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することのできる広ダイナミックレンジ映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素をアレイ状に配列した表示部と、前記表示素ごとに前記表示部の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部と、前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記表示部の前記画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部と、前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記発光体を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部と、前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記表示部の前記画素の透過率を制御する透過率データを前記画素の行ごとに生成する透過率データ生成部と、を備える構成を有している。
【００１０】
この構成により、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することができることとなる。
【００１１】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、前記表示素のそれぞれは透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素を複数個アレイ状に配置したものであり、前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる前記制御素の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、前記透過率データ生成部は、前記発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、前記制御素に対応して設けられる制御素制御部と、前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記制御素制御部に供給する前記制御素を列ごとに選択するための制御素列選択信号および前記制御素を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部と、を含む構成を有している。
【００１２】
この構成により、画素ごとに透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を制御できることとなる。
【００１３】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、前記発光体駆動信号生成部が、前記表示素に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、前記表示素に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および前記表示素に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、前記透過率データ生成部が、前記赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、前記緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび前記青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである構成を有している。
【００１４】
この構成により、画素ごとに透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を時分割制御できることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
画素ごとに光の透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を制御することにより、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
第１の実施形態に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置１は、図１のブロック図に示すように、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素１９をアレイ状に配列した表示部１０と、表示素１９ごとに表示部１０の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体１２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部１４と、信号分離部１４で分離された同期信号に基づいて表示部１０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部１５と、信号分離部１４で分離された映像情報信号に基づいて発光体１２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部１８と、信号分離部１４で分離された映像情報信号に基づいて表示部１０の画素の透過率を制御する透過率データを画素の行ごとに生成する透過率データ生成部１７と、を備える。
【００１８】
そして、表示素１９は、それぞれが透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素１１を複数個アレイ状に配置したものであり、発光体駆動信号生成部１８は、表示素１９に含まれる制御素１１の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、透過率データ生成部１７は、発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、制御素１１に対応して設けられる制御素制御部１３と、信号分離部１４で分離された同期信号に基づいて制御素制御部１３に供給する制御素１１を列ごとに選択するための制御素列選択信号および制御素１１を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部１６と、を含む。
【００１９】
制御素１１は、図２のブロック図に示すように、複数（本実施例にあっては９個）の画素１１１をＮ×Ｎに配列（本実施例では３×３に配列、即ちＮ＝３）して構成される。画素１１１は２枚の透明基板の間に液晶が充填されており、画素ごとに画素制御部１１２が設けられている。
【００２０】
また、制御素１１に対して１つの制御素制御部１３が設けられているが、画素制御部１１２および制御素制御部１３は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路により構成することが望ましい。
【００２１】
図３は、本発明に係る広ダイナミックレンジ表示装置を高精細度テレビジョン放送受像機に適用した場合の構成例を示すブロック図であって、３×３に配列された９個の画素１１１から構成される制御素１１をｍ×ｍに配列（本実施例では３×３に配列、即ちｍ＝３）された９個の制御素１１から成る表示素１９に対して、１つの発光体１２が割り当てられる。
【００２２】
即ち、各表示素１９には（Ｍ＝ｍ×Ｎ）×（Ｍ＝ｍ×Ｎ）（本実施例では９×９、即ちＭ＝９）の画素が含まれることとなる。
【００２３】
高精細度テレビジョン放送受像機の表示部は横方向に１９２０個、縦方向に１０８０個の画素が必要となるので、発光体１２は横方向に１９２０÷（Ｎ×Ｍ）≒２１４個、縦方向に１０８０÷（Ｎ×Ｍ）＝１２０個の合計２５，６８０個が必要となる。
【００２４】
表示素１９を縦にＬ個（本実施例では３個、即ちＬ＝３）並べたものを表示ブロック２０と称すると、表示ブロック２０を横方向に２１４個、縦方向に４０個並べて表示部１０が構成される。
【００２５】
ここで、説明を容易にするために、以下の表記を導入する。
【００２６】
表示部１０のｉB行、ｊB列にある表示ブロック２０をＤＢ（ｉB，ｊB）で表す。
【００２７】
ただし、０≦ｉB≦２１４−１＝２１３、０≦ｊB≦１２０÷Ｌ−１＝３９
表示ブロック２０のｉD列にある表示素１９をＤＥ（ｉD）で表す。
【００２８】
ただし、０≦ｉD≦Ｌ−１＝２
表示素１９のｉC行、ｊC列にある制御素１１をＣＥ（ｉC，ｊC）で表す。
【００２９】
ただし、０≦ｉC，ｊC≦ｍ−１＝２
制御素１１のｉP行、ｊP列にある画素１１１をＰ（ｉP，ｊP）で表す。
【００３０】
ただし、０≦ｉP，ｊP≦Ｎ−１＝２
さらに、表示部のｉB行、ｊB列にある表示ブロックＤＢ（ｉB，ｊB）のｉD番目にある表示素ＤＥ（ｉD）のｉC行、ｊC列にある制御素ＣＥ（ｉC，ｊC）のｉP行、ｊP列にある画素１１１をＰ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉP，ｊP）で表す。
【００３１】
図４は、第１の実施形態に係る広ダイナミックレンジ表示装置のハードウエア構成を示すブロック図であって、表示部１０は例えばマイクロプロセッサ３によって制御される。
【００３２】
マイクロプロセッサ３は、バス３０を中心に、ＣＰＵ３１、メモリ３２、映像データを取り込む映像インターフェイス（以下Ｉ／Ｆと記す）３３、画素選択信号、制御素列選択信号および制御素行選択信号を出力するデジタルＩ／Ｆ３４、ならびに発光体駆動信号および透過率データを出力するアナログＩ／Ｆ３５から構成される。
【００３３】
即ち、信号分離部１４、画素選択信号生成部１５、制御素選択信号生成部１６、透過率データ生成部１７および発光体駆動信号生成部１８は、マイクロプロセッサ３にインストールされる映像表示ルーチンによってソフトウエア的に構成される。
【００３４】
ここで、制御素制御部１３および画素制御部１１２の制御動作について説明する。
【００３５】
制御素制御部１３は、制御素選択信号生成部１６から制御素列選択信号ＣRおよび制御素行選択信号ＣCを受信し、各画素１１１を制御する。
【００３６】
制御素列選択信号ＣRおよび制御素行選択信号ＣCはそれぞれ２ビット信号であり、制御素行選択信号ＣCは"０，０"、"０，１"、 "１，０" "１，１"の４種類の状態を、制御素列選択信号ＣRは"０，１"、 "１，０" "１，１"の３種類の状態を有する。
【００３７】
そして、制御素制御部１３は、表１に従って各画素制御部１１２に画素制御信号ＣPとして"１"または"０"を出力する。
【００３８】
【表１】
【００３９】
画素制御部１１２は、制御素制御部１３が出力する画素制御信号ＣP、画素選択信号生成部１５が出力する画素選択信号ＳP（"１"または"０"）および透過率データ生成部１７が出力する透過率データＶを入力とし、各画素１１１を制御する。
【００４０】
即ち、画素制御信号ＣPが"０"のときは、画素選択信号ＳPおよび透過率データＶの値に関わらず、液晶には電界が印加されない。従って、画素は黒色を表示する。
【００４１】
画素制御信号ＣPが"１"のときは、画素選択信号ＳPが"０"であれば液晶素子に電界を印加せず、画素は黒色を表示する。一方、画素選択信号ＳPが"１"であれば透過率データＶに応じた液晶素子に電界を印加し、画素は透過率データＶに応じた透過率に制御される。
【００４２】
テレビジョン放送を受信する際には、映像は１６ミリ秒ごとに更新されるが、第１の実施形態にあっては１６ミリ秒を（Ｍ÷Ｎ）×（Ｍ÷Ｎ）（即ち、本実施形態においては９）に時分割して制御する。
【００４３】
図５はマイクロプロセッサ３にインストールされる第一の映像表示ルーチンのフローチャートであって、１６ミリ秒ごとに実行される。
【００４４】
即ち、マイクロプロセッサ３は、まず映像Ｉ／Ｆ３３を介して１フレーム分の映像を読み込む（ステップＳ４０１）。
【００４５】
次に、マイクロプロセッサ３は時分割インデックスｉTを"０"に初期化し（ステップＳ４０２）、次に表示素行インデックスｉDを"０"に初期化する（ステップＳ４０３）。
【００４６】
マイクロプロセッサ３は表２に従って制御素行インデックスｉCおよび制御素列インデックスｊcを設定する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
【表２】
【００４８】
さらに、マイクロプロセッサ３は表３に従って制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRを設定する(ステップＳ４０５)。
【００４９】
【表３】
【００５０】
次に、マイクロプロセッサ３は色相制御ルーチン（ステップＳ４０６）、および透過度制御ルーチン（ステップＳ４０７）を実行するが、各ルーチンの詳細は以下に説明する。
【００５１】
そして、マイクロプロセッサ３は表示素行インデックスｉDが最大値ＩD（本実施例にあってはＩD＝２）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４０８）、否定判定した場合は表示素行インデックスｉDをインクリメントして（ステップＳ４０９）、ステップＳ４０４の処理に戻る。
【００５２】
マイクロプロセッサ３はステップＳ４０８で肯定判定した場合は、映像表示ルーチン実行開始後（１６／９）×（ｉT＋１）ミリ秒経過するまで待機する（ステップＳ４０９）。
【００５３】
（１６／９）×（ｉT＋１）ミリ秒経過したときは、マイクロプロセッサ３は時分割インデックスｉTが最大値ＩT（本実施例にあってはＩT＝８）に到達したか否かを判定する（ステップＳ４１０）する。
【００５４】
そして、否定判定したときは、時分割インデックスｉTをインクリメントし（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０３の処理に戻る。逆に、肯定判定したときは、映像表示ルーチンを終了し、次の実行に備える。
【００５５】
図６は色相制御ルーチンのフローチャートであって、マイクロプロセッサ３は、表示素１９に含まれる８１個の画素の代表色相として、赤、緑および青成分の平均値ＷR（ｉB，ｊB）（ｉD）、ＷＧ（ｉB，ｊB）（ｉD）およびＷＢ（ｉB，ｊB）（ｉD）を算出する（ステップＳ６１〜Ｓ６３）。
【００５６】
そして、ＷR（ｉB，ｊB）（ｉD）、ＷＧ（ｉB，ｊB）（ｉD）およびＷＢ（ｉB，ｊB）（ｉD）をアナログＩ／Ｆ３５から発光体１２に出力する（ステップＳ６４）。
【００５７】
最後に、マイクロプロセッサ３は、制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRを出力して（ステップＳ６５）、このルーチンを終了する。
【００５８】
表４は色相制御ルーチンを実行したときに出力される制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRの値を示す表であって、制御素行選択信号ＣCと制御素列選択信号ＣRとが一致した制御素（太枠線で囲んだ制御素）の制御素制御部１３が当該制御素に含まれるすべての画素制御部１１２に"１"を出力し、当該制御素をアクティブにする。
【００５９】
【表４】
【００６０】
図７は上記の色相制御ルーチンによりアクティブとされる制御素の時間的推移を示す図であって、斜線で示す制御素に対応する発光体が発光する。
【００６１】
即ち、映像の更新間隔である１６ミリ秒が９分割され、１６／９ミリ秒ごとに表示ブロック単位でアクティブとされる制御素が決定される。１つの表示ブロックは３つの表示素を縦列に並べたものであり、各表示素は３×３の制御素から構成される。
【００６２】
そして、第１の１６／９ミリ秒（ｉT＝０）では、上段の表示素の左行上段の制御素が、中段の表示素の中行上段の制御素が、下段の表示素の右行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６３】
第２の１６／９ミリ秒（ｉT＝１）では、上段の表示素の左行中段の制御素が、中段の表示素の中行中段の制御素が、下段の表示素の右行中段の制御素がアクティブとなる。
【００６４】
第３の１６／９ミリ秒（ｉT＝２）では、上段の表示素の左行下段の制御素が、中段の表示素の中行下段の制御素が、下段の表示素の右行下段の制御素がアクティブとなる。
【００６５】
第４の１６／９ミリ秒（ｉT＝３）では、上段の表示素の中行上段の制御素が、中段の表示素の右行上段の制御素が、下段の表示素の左行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６６】
第５の１６／９ミリ秒（ｉT＝４）では、上段の表示素の中行中段の制御素が、中段の表示素の右行中段の制御素が、下段の表示素の左行中段の制御素がアクティブとなる。
【００６７】
第６の１６／９ミリ秒（ｉT＝５）では、上段の表示素の中行下段の制御素が、中段の表示素の右行下段の制御素が、下段の表示素の左行下段の制御素がアクティブとなる。
【００６８】
第７の１６／９ミリ秒（ｉT＝６）では、上段の表示素の右行上段の制御素が、中段の表示素の左行上段の制御素が、下段の表示素の中行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６９】
第８の１６／９ミリ秒（ｉT＝７）では、上段の表示素の右行中段の制御素が、中段の表示素の左行中段の制御素が、下段の表示素の中行中段の制御素がアクティブとなる。
【００７０】
第９の１６／９ミリ秒（ｉT＝８）では、上段の表示素の右行下段の制御素が、中段の表示素の左行下段の制御素が、下段の表示素の中行下段の制御素がアクティブとなる。
【００７１】
即ち、色相制御ルーチンは、制御素選択信号生成部１６および発光体駆動信号生成部１８として機能する。
【００７２】
図８は透過度制御ルーチンのフローチャートであって、マイクロプロセッサ３はまず表示ブロック行インデックスｉBを初期値"０"に設定し（ステップＳ４５０１）、ついで補助時分割インデックスｉAを初期値"０"に設定する（ステップＳ４５０２）。
【００７３】
次に、マイクロプロセッサ３は、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）を算出し（ステップＳ４５０３〜Ｓ４５０５）、同じく画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）を"１"に設定する（ステップＳ４５０６）。
【００７４】
そして、マイクロプロセッサ３は、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）をアナログＩ／Ｆ３５を介して、画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）をデジタルＩ／Ｆ３４を介して出力する（ステップＳ４５０７）。
【００７５】
透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）と画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）を同タイミングで出力することにより、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）の液晶の透過度が所定の値に制御される。
【００７６】
マイクロプロセッサ３は、補助時分割インデックスｉAが最大値ＩA（本実施例にあっては２）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４５０８）、否定判定したときは補助時分割インデックスｉAをインクリメントして（ステップＳ４５０９）、ステップＳ４５０３の処理に戻る。
【００７７】
逆に、ステップＳ４５０８で肯定判定したときは、表示ブロック行インデックスｉBが最大値ＩB（本実施例にあっては３９）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４５１０）、否定判定したときは表示ブロックインデックスｉBをインクリメントして（ステップＳ４５１１）、ステップＳ４５０２の処理に戻る。
【００７８】
逆に肯定判定したときは、このルーチンを終了する。
【００７９】
この透過度制御ルーチンは、表示ブロック単位に当該表示ブロックに含まれる画素に順次透過率データＶを出力し、画素毎に透過度を設定し、画素選択信号生成部１５および透過率データ生成部１７として機能する。
【００８０】
従って、第１の実施形態によれば、色相を（Ｎ×Ｍ）×（Ｎ×Ｍ）個の画素ごとに制御し、透過度を画素ごとに制御することにより、信号処理回路を簡略化するとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、信号処理回路をさらに簡略化することを目的とする。
【００８１】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態は、図９のブロック図に示すように、それぞれが透過率を制御可能である複数（Ｌ×Ｌ）の画素の配列である表示素４１をアレイ状に配置した表示部４０と、表示素４１ごとに表示部４０の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体４２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部４４と、信号分離部４４で分離された同期信号に基づいて表示部４０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部４５と、信号分離部４４で分離された映像情報信号に基づいて表示部４０の画素の透過率を制御する透過率データを画素ごとに生成する透過率データ生成部４７と、信号分離部４４で分離された映像情報信号に基づいて発光体４２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部４８と、を備える。
【００８２】
そして、発光体駆動信号生成部４８は、表示素４１に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、表示素４１に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および表示素４１に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、透過率データ生成部４７は、赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである。
【００８３】
図１０は、本発明に係る広ダイナミックレンジ表示装置の第２の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図であって、表示部４０は例えばマイクロプロセッサ６によって制御される。
【００８４】
マイクロプロセッサ６は、バス６０を中心に、ＣＰＵ６１、メモリ６２、映像データを取り込む映像Ｉ／Ｆ６３、画素選択信号を出力するデジタルＩ／Ｆ６４、ならびに発光体駆動信号および透過率データを出力するアナログＩ／Ｆ６５から構成される。
【００８５】
即ち、信号分離部４４、画素選択信号生成部４５、透過率データ生成部４７および発光体駆動信号生成部４８は、マイクロプロセッサ６にインストールされる映像表示ルーチンによってソフトウエア的に構成される。
【００８６】
図１１はマイクロプロセッサ６にインストールされる第二の映像表示ルーチンのフローチャートであって、１６ミリ秒ごとに実行される。
【００８７】
なお、本実施例にあってはＬ＝９とし、９×９=８１個の画素ごとに発光体４２が配置されるものとする。
【００８８】
即ち、マイクロプロセッサ６は、まず映像Ｉ／Ｆ６３を介して１フレーム分の映像を読み込む（ステップＳ７０）。
【００８９】
次に、マイクロプロセッサ６は色相インデックスｋを"０"に初期化する（ステップＳ７１）。
【００９０】
さらに、マイクロプロセッサ６は、まず画素行インデックスｉPおよび画素列インデックスｊPを零に初期化する（ステップＳ７２）。
【００９１】
次に、マイクロプロセッサ６は、映像表示処理を実行するが、詳細は後述する（ステップＳ７００）。
【００９２】
そして、マイクロプロセッサ６は、画素列インデックスｊPが最大値ＪP（本実施例にあっては、ＪP＝１０７９）に到達したか否かを判別する（ステップＳ７３）。
【００９３】
マイクロプロセッサ６は、ステップＳ７２で否定判定した場合は画素列インデックスｊPをインクリメントして（ステップＳ７４）、ステップＳ７００の処理に戻る。
【００９４】
逆に、ステップＳ７３で肯定判定した場合は、画素行インデックスｉPが最大値ＩP（本実施例にあっては、ＩP＝１９１９）に到達したか否かを判別する（ステップＳ７５）。
【００９５】
マイクロプロセッサ６は、ステップＳ７５で否定判定した場合は画素行インデックスｉPをインクリメントして（ステップＳ７６）、ステップＳ７００の処理に戻る。
【００９６】
逆に、マイクロプロセッサ６はステップＳ７５で肯定判定した場合は１６／３ミリ秒が経過するまで待機し（ステップＳ７７）、１６／３ミリ秒が経過すると色相インデックスｋが"２"であるか否かを判定し（ステップＳ７８）、否定判定したときは色相インデックスｋをインクリメントして（ステップＳ７９）、ステップＳ７２の処理に戻る。
【００９７】
逆に、肯定判定したときはこのルーチンを終了して、次の実行に備える。
【００９８】
図１２は、第二の映像表示ルーチンのステップＳ７００で実行する映像表示処理のフローチャートである。
【００９９】
そして、マイクロプロセッサ６は画素行インデックスｉPを９で除した商以下の最大の整数ｍ、および、画素列インデックスｊPを９で除したときの商以下の最大の整数ｎを算出する（ステップＳ７０１）。
【０１００】
マイクロプロセッサ６は画素行インデックスｉPが９の倍数、かつ、画素列インデックスｊPが９の倍数であるか否かを判定し（ステップＳ７０２）、肯定判定した場合は色相インデックスｋの値を判別する（ステップＳ７０３）。
【０１０１】
ｋ＝０であれば予め定められた所定個数（本実施例においては８１個）の画素の赤色成分Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）（本実施例においては０≦ｉ，ｊ≦８）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０４）。
【０１０２】
ｋ＝１であれば所定個数の画素の緑色成分Ｇ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０５）。
【０１０３】
ｋ＝２であれば所定個数個の画素の青色成分Ｂ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０６）。
【０１０４】
次に、マイクロプロセッサ６は発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣに設定する（ステップＳ７０７）。
【０１０５】
マイクロプロセッサ６はステップＳ７０２で否定判定した場合は、ステップＳ７０３からステップＳ７０７までの処理をバイパスする。
【０１０６】
次に、マイクロプロセッサ６は、色相インデックスｋの値を判別する（ステップＳ７０８）。
【０１０７】
ｋ＝０であれば、各画素の赤成分Ｒ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の赤色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７０９）。
【０１０８】
ｋ＝１であれば、各画素の緑成分Ｇ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の緑色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７１０）。
【０１０９】
ｋ＝２であれば、各画素の青成分Ｂ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の青色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７１１）。
【０１１０】
そして、マイクロプロセッサ６は透過率データＶ（ｉP，ｊP）および発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）を出力する（ステップＳ７１２）。
【０１１１】
ここで、透過率データＶ（ｉP，ｊP）は表示パネル４０の縦方向に配列された１０８０個の画素すべてに供給されるが、画素選択信号生成部４５で生成された画素行を選択する画素選択信号により選択された画素だけが透過率データＶ（ｉP，ｊP）に応じた透過率に制御される。
【０１１２】
即ち、本実施形態によれば、Ｌ×Ｌ個の画素ごとに赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を有する発光体が設けられ、１フレーム時間（１６ミリ秒）の１／３ごとに赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子が順次発光する。
【０１１３】
そして、透過度を画素ごとに設定することにより、広ダイナミックレンジの映像表示を可能としている。
【０１１４】
上記実施形態のステップＳ７０７において発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣに設定しているが、さらにダイナミックレンジを拡大するために発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣの平方根に設定してもよい。
【０１１５】
従って、第２の実施形態によれば、（Ｌ×Ｌ）個の画素ごとにカラー表示を行い、透過度を画素ごとに制御することにより、信号処理回路を簡略化するとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【０１１６】
上記では、本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置を、透過型液晶を使用した直視型表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は反射型液晶を使用した場合および投射型表示装置にも適用できることは、当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、映像表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態の機能線図である。
【図２】制御素の構成を示すブロック線図である。
【図３】表示部、表示ブロック、表示素、制御素、画素の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図５】第一の映像表示ルーチンのフローチャートである。
【図６】色相制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】アクティブとされる制御素の時間的推移を示す図である。
【図８】透過率制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態の機能線図である。
【図１０】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図１１】第二の映像表示ルーチンのフローチャートである。
【図１２】映像表示処理のフローチャートである。
【図１３】従来の液晶表示装置の構成を表すブロック図である。
【図１４】従来の液晶パネルの部分拡大図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０、４０：表示部
１１、４１：表示素
１２、４２：発光体
１３：制御素制御部
１４、４４：信号分離部
１５、４５：画素選択信号生成部
１６：制御素選択信号生成部
１７、４７：透過率データ生成部
１８、４８：発光体駆動信号生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は広ダイナミックレンジ映像表示装置に係り、特に、信号処理回路を簡略化することのできる広ダイナミックレンジ映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では画像表示装置の表示パネルとして液晶パネルを適用することが一般的である。
【０００３】
しかし、液晶パネルはバックライトが発光する光を変調することにより画像を表示するものであり、輝度のダイナミックレンジを十分に確保することが困難であるという課題があった。
【０００４】
そこで、広ダイナミックレンジを実現するために、既に種々の提案がなされている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
図１３は従来の液晶表示装置の構成を表すブロック図であって、液晶駆動装置９は、画素がアレイ状に配置された液晶パネル９１と、白色光を発光するＬＥＤ群９２と、ＬＥＤ群９２を駆動するＬＥＤ駆動部９３と、ＬＥＤ群９２が発光する白色光を拡散する拡散パネル９４と、映像信号からＬＥＤ駆動部に供給するＬＥＤ制御信号ならびに液晶パネル９１に供給する画素選択信号および映像データを生成する信号処理部９５と、を含む。
【０００６】
図１４は、液晶パネル９１の部分拡大図であって、２行２列に配置された４つの画素９１１、９１２、９１３および９１４を示している。各画素９１ｉ（１≦ｉ≦４）は、赤色（Ｒ）フィルタを有するＲ液晶素子、緑色（Ｇ）フィルタを有するＧ液晶素子および青色（Ｂ）フィルタを有するＢ液晶素子から成り、各液晶素子は、それぞれ当該液晶素子を駆動する駆動回路９６が設けられている。
【０００７】
このため、横方向に１９２０画素、縦方向に１０８０画素の合計約２００万画素を有する高精細テレビジョン受像機用の液晶パネルにあっては、６００万個の駆動回路９６が必要となるため、駆動回路９６に画素選択信号および映像データを供給する信号処理部９５の構成が複雑化するだけでなく、液晶パネル９１中の駆動回路９６の占有面積が増大し、液晶パネルの映像表示面積が減少することを回避できない。
【特許文献１】特開２００８−０１５４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決することを目的とするものであって、人間の視覚は輝度に対しては高い識別力を有するものの、色相の識別力は輝度の数分の１以下に低下することを利用して、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することのできる広ダイナミックレンジ映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素をアレイ状に配列した表示部と、前記表示素ごとに前記表示部の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部と、前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記表示部の前記画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部と、前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記発光体を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部と、前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記表示部の前記画素の透過率を制御する透過率データを前記画素の行ごとに生成する透過率データ生成部と、を備える構成を有している。
【００１０】
この構成により、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することができることとなる。
【００１１】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、前記表示素のそれぞれは透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素を複数個アレイ状に配置したものであり、前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる前記制御素の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、前記透過率データ生成部は、前記発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、前記制御素に対応して設けられる制御素制御部と、前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記制御素制御部に供給する前記制御素を列ごとに選択するための制御素列選択信号および前記制御素を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部と、を含む構成を有している。
【００１２】
この構成により、画素ごとに透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を制御できることとなる。
【００１３】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置は、前記発光体駆動信号生成部が、前記表示素に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、前記表示素に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および前記表示素に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、前記透過率データ生成部が、前記赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、前記緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび前記青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである構成を有している。
【００１４】
この構成により、画素ごとに透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を時分割制御できることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
画素ごとに光の透過率を制御し、複数の画素ごとに色相を制御することにより、広いダイナミックレンジを維持しつつ信号処理回路を簡略化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
第１の実施形態に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置１は、図１のブロック図に示すように、それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素１９をアレイ状に配列した表示部１０と、表示素１９ごとに表示部１０の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体１２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部１４と、信号分離部１４で分離された同期信号に基づいて表示部１０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部１５と、信号分離部１４で分離された映像情報信号に基づいて発光体１２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部１８と、信号分離部１４で分離された映像情報信号に基づいて表示部１０の画素の透過率を制御する透過率データを画素の行ごとに生成する透過率データ生成部１７と、を備える。
【００１８】
そして、表示素１９は、それぞれが透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素１１を複数個アレイ状に配置したものであり、発光体駆動信号生成部１８は、表示素１９に含まれる制御素１１の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、透過率データ生成部１７は、発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、制御素１１に対応して設けられる制御素制御部１３と、信号分離部１４で分離された同期信号に基づいて制御素制御部１３に供給する制御素１１を列ごとに選択するための制御素列選択信号および制御素１１を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部１６と、を含む。
【００１９】
制御素１１は、図２のブロック図に示すように、複数（本実施例にあっては９個）の画素１１１をＮ×Ｎに配列（本実施例では３×３に配列、即ちＮ＝３）して構成される。画素１１１は２枚の透明基板の間に液晶が充填されており、画素ごとに画素制御部１１２が設けられている。
【００２０】
また、制御素１１に対して１つの制御素制御部１３が設けられているが、画素制御部１１２および制御素制御部１３は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路により構成することが望ましい。
【００２１】
図３は、本発明に係る広ダイナミックレンジ表示装置を高精細度テレビジョン放送受像機に適用した場合の構成例を示すブロック図であって、３×３に配列された９個の画素１１１から構成される制御素１１をｍ×ｍに配列（本実施例では３×３に配列、即ちｍ＝３）された９個の制御素１１から成る表示素１９に対して、１つの発光体１２が割り当てられる。
【００２２】
即ち、各表示素１９には（Ｍ＝ｍ×Ｎ）×（Ｍ＝ｍ×Ｎ）（本実施例では９×９、即ちＭ＝９）の画素が含まれることとなる。
【００２３】
高精細度テレビジョン放送受像機の表示部は横方向に１９２０個、縦方向に１０８０個の画素が必要となるので、発光体１２は横方向に１９２０÷（Ｎ×Ｍ）≒２１４個、縦方向に１０８０÷（Ｎ×Ｍ）＝１２０個の合計２５，６８０個が必要となる。
【００２４】
表示素１９を縦にＬ個（本実施例では３個、即ちＬ＝３）並べたものを表示ブロック２０と称すると、表示ブロック２０を横方向に２１４個、縦方向に４０個並べて表示部１０が構成される。
【００２５】
ここで、説明を容易にするために、以下の表記を導入する。
【００２６】
表示部１０のｉB行、ｊB列にある表示ブロック２０をＤＢ（ｉB，ｊB）で表す。
【００２７】
ただし、０≦ｉB≦２１４−１＝２１３、０≦ｊB≦１２０÷Ｌ−１＝３９
表示ブロック２０のｉD列にある表示素１９をＤＥ（ｉD）で表す。
【００２８】
ただし、０≦ｉD≦Ｌ−１＝２
表示素１９のｉC行、ｊC列にある制御素１１をＣＥ（ｉC，ｊC）で表す。
【００２９】
ただし、０≦ｉC，ｊC≦ｍ−１＝２
制御素１１のｉP行、ｊP列にある画素１１１をＰ（ｉP，ｊP）で表す。
【００３０】
ただし、０≦ｉP，ｊP≦Ｎ−１＝２
さらに、表示部のｉB行、ｊB列にある表示ブロックＤＢ（ｉB，ｊB）のｉD番目にある表示素ＤＥ（ｉD）のｉC行、ｊC列にある制御素ＣＥ（ｉC，ｊC）のｉP行、ｊP列にある画素１１１をＰ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉP，ｊP）で表す。
【００３１】
図４は、第１の実施形態に係る広ダイナミックレンジ表示装置のハードウエア構成を示すブロック図であって、表示部１０は例えばマイクロプロセッサ３によって制御される。
【００３２】
マイクロプロセッサ３は、バス３０を中心に、ＣＰＵ３１、メモリ３２、映像データを取り込む映像インターフェイス（以下Ｉ／Ｆと記す）３３、画素選択信号、制御素列選択信号および制御素行選択信号を出力するデジタルＩ／Ｆ３４、ならびに発光体駆動信号および透過率データを出力するアナログＩ／Ｆ３５から構成される。
【００３３】
即ち、信号分離部１４、画素選択信号生成部１５、制御素選択信号生成部１６、透過率データ生成部１７および発光体駆動信号生成部１８は、マイクロプロセッサ３にインストールされる映像表示ルーチンによってソフトウエア的に構成される。
【００３４】
ここで、制御素制御部１３および画素制御部１１２の制御動作について説明する。
【００３５】
制御素制御部１３は、制御素選択信号生成部１６から制御素列選択信号ＣRおよび制御素行選択信号ＣCを受信し、各画素１１１を制御する。
【００３６】
制御素列選択信号ＣRおよび制御素行選択信号ＣCはそれぞれ２ビット信号であり、制御素行選択信号ＣCは"０，０"、"０，１"、 "１，０" "１，１"の４種類の状態を、制御素列選択信号ＣRは"０，１"、 "１，０" "１，１"の３種類の状態を有する。
【００３７】
そして、制御素制御部１３は、表１に従って各画素制御部１１２に画素制御信号ＣPとして"１"または"０"を出力する。
【００３８】
【表１】
【００３９】
画素制御部１１２は、制御素制御部１３が出力する画素制御信号ＣP、画素選択信号生成部１５が出力する画素選択信号ＳP（"１"または"０"）および透過率データ生成部１７が出力する透過率データＶを入力とし、各画素１１１を制御する。
【００４０】
即ち、画素制御信号ＣPが"０"のときは、画素選択信号ＳPおよび透過率データＶの値に関わらず、液晶には電界が印加されない。従って、画素は黒色を表示する。
【００４１】
画素制御信号ＣPが"１"のときは、画素選択信号ＳPが"０"であれば液晶素子に電界を印加せず、画素は黒色を表示する。一方、画素選択信号ＳPが"１"であれば透過率データＶに応じた液晶素子に電界を印加し、画素は透過率データＶに応じた透過率に制御される。
【００４２】
テレビジョン放送を受信する際には、映像は１６ミリ秒ごとに更新されるが、第１の実施形態にあっては１６ミリ秒を（Ｍ÷Ｎ）×（Ｍ÷Ｎ）（即ち、本実施形態においては９）に時分割して制御する。
【００４３】
図５はマイクロプロセッサ３にインストールされる第一の映像表示ルーチンのフローチャートであって、１６ミリ秒ごとに実行される。
【００４４】
即ち、マイクロプロセッサ３は、まず映像Ｉ／Ｆ３３を介して１フレーム分の映像を読み込む（ステップＳ４０１）。
【００４５】
次に、マイクロプロセッサ３は時分割インデックスｉTを"０"に初期化し（ステップＳ４０２）、次に表示素行インデックスｉDを"０"に初期化する（ステップＳ４０３）。
【００４６】
マイクロプロセッサ３は表２に従って制御素行インデックスｉCおよび制御素列インデックスｊcを設定する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
【表２】
【００４８】
さらに、マイクロプロセッサ３は表３に従って制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRを設定する(ステップＳ４０５)。
【００４９】
【表３】
【００５０】
次に、マイクロプロセッサ３は色相制御ルーチン（ステップＳ４０６）、および透過度制御ルーチン（ステップＳ４０７）を実行するが、各ルーチンの詳細は以下に説明する。
【００５１】
そして、マイクロプロセッサ３は表示素行インデックスｉDが最大値ＩD（本実施例にあってはＩD＝２）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４０８）、否定判定した場合は表示素行インデックスｉDをインクリメントして（ステップＳ４０９）、ステップＳ４０４の処理に戻る。
【００５２】
マイクロプロセッサ３はステップＳ４０８で肯定判定した場合は、映像表示ルーチン実行開始後（１６／９）×（ｉT＋１）ミリ秒経過するまで待機する（ステップＳ４０９）。
【００５３】
（１６／９）×（ｉT＋１）ミリ秒経過したときは、マイクロプロセッサ３は時分割インデックスｉTが最大値ＩT（本実施例にあってはＩT＝８）に到達したか否かを判定する（ステップＳ４１０）する。
【００５４】
そして、否定判定したときは、時分割インデックスｉTをインクリメントし（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０３の処理に戻る。逆に、肯定判定したときは、映像表示ルーチンを終了し、次の実行に備える。
【００５５】
図６は色相制御ルーチンのフローチャートであって、マイクロプロセッサ３は、表示素１９に含まれる８１個の画素の代表色相として、赤、緑および青成分の平均値ＷR（ｉB，ｊB）（ｉD）、ＷＧ（ｉB，ｊB）（ｉD）およびＷＢ（ｉB，ｊB）（ｉD）を算出する（ステップＳ６１〜Ｓ６３）。
【００５６】
そして、ＷR（ｉB，ｊB）（ｉD）、ＷＧ（ｉB，ｊB）（ｉD）およびＷＢ（ｉB，ｊB）（ｉD）をアナログＩ／Ｆ３５から発光体１２に出力する（ステップＳ６４）。
【００５７】
最後に、マイクロプロセッサ３は、制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRを出力して（ステップＳ６５）、このルーチンを終了する。
【００５８】
表４は色相制御ルーチンを実行したときに出力される制御素行選択信号ＣCおよび制御素列選択信号ＣRの値を示す表であって、制御素行選択信号ＣCと制御素列選択信号ＣRとが一致した制御素（太枠線で囲んだ制御素）の制御素制御部１３が当該制御素に含まれるすべての画素制御部１１２に"１"を出力し、当該制御素をアクティブにする。
【００５９】
【表４】
【００６０】
図７は上記の色相制御ルーチンによりアクティブとされる制御素の時間的推移を示す図であって、斜線で示す制御素に対応する発光体が発光する。
【００６１】
即ち、映像の更新間隔である１６ミリ秒が９分割され、１６／９ミリ秒ごとに表示ブロック単位でアクティブとされる制御素が決定される。１つの表示ブロックは３つの表示素を縦列に並べたものであり、各表示素は３×３の制御素から構成される。
【００６２】
そして、第１の１６／９ミリ秒（ｉT＝０）では、上段の表示素の左行上段の制御素が、中段の表示素の中行上段の制御素が、下段の表示素の右行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６３】
第２の１６／９ミリ秒（ｉT＝１）では、上段の表示素の左行中段の制御素が、中段の表示素の中行中段の制御素が、下段の表示素の右行中段の制御素がアクティブとなる。
【００６４】
第３の１６／９ミリ秒（ｉT＝２）では、上段の表示素の左行下段の制御素が、中段の表示素の中行下段の制御素が、下段の表示素の右行下段の制御素がアクティブとなる。
【００６５】
第４の１６／９ミリ秒（ｉT＝３）では、上段の表示素の中行上段の制御素が、中段の表示素の右行上段の制御素が、下段の表示素の左行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６６】
第５の１６／９ミリ秒（ｉT＝４）では、上段の表示素の中行中段の制御素が、中段の表示素の右行中段の制御素が、下段の表示素の左行中段の制御素がアクティブとなる。
【００６７】
第６の１６／９ミリ秒（ｉT＝５）では、上段の表示素の中行下段の制御素が、中段の表示素の右行下段の制御素が、下段の表示素の左行下段の制御素がアクティブとなる。
【００６８】
第７の１６／９ミリ秒（ｉT＝６）では、上段の表示素の右行上段の制御素が、中段の表示素の左行上段の制御素が、下段の表示素の中行上段の制御素がアクティブとなる。
【００６９】
第８の１６／９ミリ秒（ｉT＝７）では、上段の表示素の右行中段の制御素が、中段の表示素の左行中段の制御素が、下段の表示素の中行中段の制御素がアクティブとなる。
【００７０】
第９の１６／９ミリ秒（ｉT＝８）では、上段の表示素の右行下段の制御素が、中段の表示素の左行下段の制御素が、下段の表示素の中行下段の制御素がアクティブとなる。
【００７１】
即ち、色相制御ルーチンは、制御素選択信号生成部１６および発光体駆動信号生成部１８として機能する。
【００７２】
図８は透過度制御ルーチンのフローチャートであって、マイクロプロセッサ３はまず表示ブロック行インデックスｉBを初期値"０"に設定し（ステップＳ４５０１）、ついで補助時分割インデックスｉAを初期値"０"に設定する（ステップＳ４５０２）。
【００７３】
次に、マイクロプロセッサ３は、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）を算出し（ステップＳ４５０３〜Ｓ４５０５）、同じく画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）を"１"に設定する（ステップＳ４５０６）。
【００７４】
そして、マイクロプロセッサ３は、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）に対する透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）をアナログＩ／Ｆ３５を介して、画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）をデジタルＩ／Ｆ３４を介して出力する（ステップＳ４５０７）。
【００７５】
透過率データＶ（ｊB）（ｊC）（０〜２）と画素選択信号Ａ（ｉB）（ｉD）（ｉC）（ｉA）を同タイミングで出力することにより、画素Ｐ（ｉB，ｊB）（ｉD）（ｉC，ｊC）（ｉA，０〜２）の液晶の透過度が所定の値に制御される。
【００７６】
マイクロプロセッサ３は、補助時分割インデックスｉAが最大値ＩA（本実施例にあっては２）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４５０８）、否定判定したときは補助時分割インデックスｉAをインクリメントして（ステップＳ４５０９）、ステップＳ４５０３の処理に戻る。
【００７７】
逆に、ステップＳ４５０８で肯定判定したときは、表示ブロック行インデックスｉBが最大値ＩB（本実施例にあっては３９）に到達したか否かを判定し（ステップＳ４５１０）、否定判定したときは表示ブロックインデックスｉBをインクリメントして（ステップＳ４５１１）、ステップＳ４５０２の処理に戻る。
【００７８】
逆に肯定判定したときは、このルーチンを終了する。
【００７９】
この透過度制御ルーチンは、表示ブロック単位に当該表示ブロックに含まれる画素に順次透過率データＶを出力し、画素毎に透過度を設定し、画素選択信号生成部１５および透過率データ生成部１７として機能する。
【００８０】
従って、第１の実施形態によれば、色相を（Ｎ×Ｍ）×（Ｎ×Ｍ）個の画素ごとに制御し、透過度を画素ごとに制御することにより、信号処理回路を簡略化するとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、信号処理回路をさらに簡略化することを目的とする。
【００８１】
本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態は、図９のブロック図に示すように、それぞれが透過率を制御可能である複数（Ｌ×Ｌ）の画素の配列である表示素４１をアレイ状に配置した表示部４０と、表示素４１ごとに表示部４０の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体４２と、映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部４４と、信号分離部４４で分離された同期信号に基づいて表示部４０の画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部４５と、信号分離部４４で分離された映像情報信号に基づいて表示部４０の画素の透過率を制御する透過率データを画素ごとに生成する透過率データ生成部４７と、信号分離部４４で分離された映像情報信号に基づいて発光体４２を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部４８と、を備える。
【００８２】
そして、発光体駆動信号生成部４８は、表示素４１に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、表示素４１に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および表示素４１に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、透過率データ生成部４７は、赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである。
【００８３】
図１０は、本発明に係る広ダイナミックレンジ表示装置の第２の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図であって、表示部４０は例えばマイクロプロセッサ６によって制御される。
【００８４】
マイクロプロセッサ６は、バス６０を中心に、ＣＰＵ６１、メモリ６２、映像データを取り込む映像Ｉ／Ｆ６３、画素選択信号を出力するデジタルＩ／Ｆ６４、ならびに発光体駆動信号および透過率データを出力するアナログＩ／Ｆ６５から構成される。
【００８５】
即ち、信号分離部４４、画素選択信号生成部４５、透過率データ生成部４７および発光体駆動信号生成部４８は、マイクロプロセッサ６にインストールされる映像表示ルーチンによってソフトウエア的に構成される。
【００８６】
図１１はマイクロプロセッサ６にインストールされる第二の映像表示ルーチンのフローチャートであって、１６ミリ秒ごとに実行される。
【００８７】
なお、本実施例にあってはＬ＝９とし、９×９=８１個の画素ごとに発光体４２が配置されるものとする。
【００８８】
即ち、マイクロプロセッサ６は、まず映像Ｉ／Ｆ６３を介して１フレーム分の映像を読み込む（ステップＳ７０）。
【００８９】
次に、マイクロプロセッサ６は色相インデックスｋを"０"に初期化する（ステップＳ７１）。
【００９０】
さらに、マイクロプロセッサ６は、まず画素行インデックスｉPおよび画素列インデックスｊPを零に初期化する（ステップＳ７２）。
【００９１】
次に、マイクロプロセッサ６は、映像表示処理を実行するが、詳細は後述する（ステップＳ７００）。
【００９２】
そして、マイクロプロセッサ６は、画素列インデックスｊPが最大値ＪP（本実施例にあっては、ＪP＝１０７９）に到達したか否かを判別する（ステップＳ７３）。
【００９３】
マイクロプロセッサ６は、ステップＳ７２で否定判定した場合は画素列インデックスｊPをインクリメントして（ステップＳ７４）、ステップＳ７００の処理に戻る。
【００９４】
逆に、ステップＳ７３で肯定判定した場合は、画素行インデックスｉPが最大値ＩP（本実施例にあっては、ＩP＝１９１９）に到達したか否かを判別する（ステップＳ７５）。
【００９５】
マイクロプロセッサ６は、ステップＳ７５で否定判定した場合は画素行インデックスｉPをインクリメントして（ステップＳ７６）、ステップＳ７００の処理に戻る。
【００９６】
逆に、マイクロプロセッサ６はステップＳ７５で肯定判定した場合は１６／３ミリ秒が経過するまで待機し（ステップＳ７７）、１６／３ミリ秒が経過すると色相インデックスｋが"２"であるか否かを判定し（ステップＳ７８）、否定判定したときは色相インデックスｋをインクリメントして（ステップＳ７９）、ステップＳ７２の処理に戻る。
【００９７】
逆に、肯定判定したときはこのルーチンを終了して、次の実行に備える。
【００９８】
図１２は、第二の映像表示ルーチンのステップＳ７００で実行する映像表示処理のフローチャートである。
【００９９】
そして、マイクロプロセッサ６は画素行インデックスｉPを９で除した商以下の最大の整数ｍ、および、画素列インデックスｊPを９で除したときの商以下の最大の整数ｎを算出する（ステップＳ７０１）。
【０１００】
マイクロプロセッサ６は画素行インデックスｉPが９の倍数、かつ、画素列インデックスｊPが９の倍数であるか否かを判定し（ステップＳ７０２）、肯定判定した場合は色相インデックスｋの値を判別する（ステップＳ７０３）。
【０１０１】
ｋ＝０であれば予め定められた所定個数（本実施例においては８１個）の画素の赤色成分Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）（本実施例においては０≦ｉ，ｊ≦８）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０４）。
【０１０２】
ｋ＝１であれば所定個数の画素の緑色成分Ｇ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０５）。
【０１０３】
ｋ＝２であれば所定個数個の画素の青色成分Ｂ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）の最大値をＣに設定する（ステップＳ７０６）。
【０１０４】
次に、マイクロプロセッサ６は発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣに設定する（ステップＳ７０７）。
【０１０５】
マイクロプロセッサ６はステップＳ７０２で否定判定した場合は、ステップＳ７０３からステップＳ７０７までの処理をバイパスする。
【０１０６】
次に、マイクロプロセッサ６は、色相インデックスｋの値を判別する（ステップＳ７０８）。
【０１０７】
ｋ＝０であれば、各画素の赤成分Ｒ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の赤色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７０９）。
【０１０８】
ｋ＝１であれば、各画素の緑成分Ｇ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の緑色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７１０）。
【０１０９】
ｋ＝２であれば、各画素の青成分Ｂ（ｉP，ｊP）を発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）で除して各画素の青色成分に対する透過率データＶ（ｉP，ｊP）を算出する（ステップＳ７１１）。
【０１１０】
そして、マイクロプロセッサ６は透過率データＶ（ｉP，ｊP）および発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）を出力する（ステップＳ７１２）。
【０１１１】
ここで、透過率データＶ（ｉP，ｊP）は表示パネル４０の縦方向に配列された１０８０個の画素すべてに供給されるが、画素選択信号生成部４５で生成された画素行を選択する画素選択信号により選択された画素だけが透過率データＶ（ｉP，ｊP）に応じた透過率に制御される。
【０１１２】
即ち、本実施形態によれば、Ｌ×Ｌ個の画素ごとに赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を有する発光体が設けられ、１フレーム時間（１６ミリ秒）の１／３ごとに赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子が順次発光する。
【０１１３】
そして、透過度を画素ごとに設定することにより、広ダイナミックレンジの映像表示を可能としている。
【０１１４】
上記実施形態のステップＳ７０７において発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣに設定しているが、さらにダイナミックレンジを拡大するために発光体駆動信号Ｗ（ｍ，ｎ，ｋ）をＣの平方根に設定してもよい。
【０１１５】
従って、第２の実施形態によれば、（Ｌ×Ｌ）個の画素ごとにカラー表示を行い、透過度を画素ごとに制御することにより、信号処理回路を簡略化するとともに、広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【０１１６】
上記では、本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置を、透過型液晶を使用した直視型表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は反射型液晶を使用した場合および投射型表示装置にも適用できることは、当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、映像表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態の機能線図である。
【図２】制御素の構成を示すブロック線図である。
【図３】表示部、表示ブロック、表示素、制御素、画素の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第１の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図５】第一の映像表示ルーチンのフローチャートである。
【図６】色相制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】アクティブとされる制御素の時間的推移を示す図である。
【図８】透過率制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態の機能線図である。
【図１０】本発明に係る広ダイナミックレンジ映像表示装置の第２の実施形態のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図１１】第二の映像表示ルーチンのフローチャートである。
【図１２】映像表示処理のフローチャートである。
【図１３】従来の液晶表示装置の構成を表すブロック図である。
【図１４】従来の液晶パネルの部分拡大図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０、４０：表示部
１１、４１：表示素
１２、４２：発光体
１３：制御素制御部
１４、４４：信号分離部
１５、４５：画素選択信号生成部
１６：制御素選択信号生成部
１７、４７：透過率データ生成部
１８、４８：発光体駆動信号生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素をアレイ状に配列した表示部と、
前記表示素ごとに前記表示部の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体と、
映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部と、
前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記表示部の前記画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部と、
前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記発光体を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部と、
前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記表示部の前記画素の透過率を制御する透過率データを前記画素の行ごとに生成する透過率データ生成部と、を備える広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【請求項２】
前記表示素は、それぞれが透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素を複数個アレイ状に配置したものであり、
前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる前記制御素の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、
前記透過率データ生成部は、前記発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、
前記制御素に対応して設けられる制御素制御部と、
前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記制御素制御部に供給する前記制御素を列ごとに選択するための制御素列選択信号および前記制御素を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部と、を含む請求項１に記載の広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【請求項３】
前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、前記表示素に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および前記表示素に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、
前記透過率データ生成部は、前記赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、前記緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび前記青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである請求項１に記載の広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【請求項１】
それぞれが透過率を制御可能である複数の画素の配列である表示素をアレイ状に配列した表示部と、
前記表示素ごとに前記表示部の背面に配置される赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子からなる発光体と、
映像信号を同期信号と映像情報信号とに分離する信号分離部と、
前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記表示部の前記画素を列ごとに選択する画素選択信号を生成する画素選択信号生成部と、
前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記発光体を駆動する発光体駆動信号を生成する発光体駆動信号生成部と、
前記信号分離部で分離された映像情報信号に基づいて前記表示部の前記画素の透過率を制御する透過率データを前記画素の行ごとに生成する透過率データ生成部と、を備える広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【請求項２】
前記表示素は、それぞれが透過率を制御可能である画素を複数個アレイ状に配置した制御素を複数個アレイ状に配置したものであり、
前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる前記制御素の代表色相を発光させる発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次発生するものであり、
前記透過率データ生成部は、前記発光体駆動信号に対応する透過率データを１フレーム時間内に順次発生するものであり、
前記制御素に対応して設けられる制御素制御部と、
前記信号分離部で分離された同期信号に基づいて前記制御素制御部に供給する前記制御素を列ごとに選択するための制御素列選択信号および前記制御素を行ごとに選択するための制御素行選択信号を生成する制御素選択信号生成部と、を含む請求項１に記載の広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【請求項３】
前記発光体駆動信号生成部は、前記表示素に含まれる複数の画素の代表赤色光を発光させる赤色発光体駆動信号、前記表示素に含まれる複数の画素の代表緑色光を発光させる緑色発光体駆動信号および前記表示素に含まれる複数の画素の代表青色光を発光させる青色発光体駆動信号を１フレーム時間内に順次生成するものであり、
前記透過率データ生成部は、前記赤色発光体駆動信号に対応する赤色発光体発光時透過率データ、前記緑色発光体駆動信号に対応する緑色発光体発光時透過率データおよび前記青色発光体駆動信号に対応する青色発光体発光時透過率データを１フレーム時間内に順次生成するものである請求項１に記載の広ダイナミックレンジ映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−６０６２２（Ｐ２０１０−６０６２２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２３５３４（Ｐ２００８−２２３５３４）
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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