表示装置及びその駆動方法
【課題】同一画面上に白色と原色または補色とをサブピクセルレンダリングにより同時に表示しても原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうことを防止する。
【解決手段】第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成し（Ｓ２）、前記第１画像データに基づいて表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する（Ｓ１０）。
【解決手段】第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成し（Ｓ２）、前記第１画像データに基づいて表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する（Ｓ１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタを備えた表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機ＥＬ等の表示装置では、カラー表示を行うために、表示画素毎に所定の色成分に対応したカラーフィルタが形成されている。この色成分には色の３原色として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）が適用されている。そして、赤色成分のカラーフィルタと緑色成分のカラーフィルタと青色成分のカラーフィルタは、図１０（ａ）に示すように、連続して配置された３つの表示画素に順に形成されている。このような表示装置では、この３つの表示画素を１単位とし、１座標に対する各色成分の画像データをこの３つの表示画素で空間分割的に表示してカラー表示を行っている（以下、「ＲＧＢ空間分割方式」と記す）。
【０００３】
ところで、近年、比較的少ない表示画素で擬似的に高解像度なカラー表示が可能なサブピクセルレンダリングが開発されている。このサブピクセルレンダリングでは、赤色、緑色及び青色といった色の３原色の他にさらに白色成分が加えられ、例えば図１０（ｂ）に示すように、それぞれに対応したカラーフィルタが、行方向に連続して配置された４つの表示画素に順に形成されているとともに、隣接する画素行間において互いに等しい色成分が２画素分ずれるように形成されている。そして、サブピクセルレンダリングでは、ＲＧＢ空間分割方式において３表示画素分の広さの領域に２つの表示画素を配置することにより、ＲＧＢ空間分割方式と大凡同程度の表示解像度を得ることができる。即ち、ＲＧＢ空間分割方式の２／３の表示画素数でＲＧＢ空間分割方式と大凡同程度の表示解像度を得ることができる。従って、各表示画素の開口率を大きくすることができるため、ＲＧＢ空間分割方式に比べ高輝度表示が可能になる。さらに、白色表示を行うときには可視光領域における所定の波長をあえて吸収させることのない白色カラーフィルタが形成された表示画素を用いて表示することもできるため、これによってもＲＧＢ空間分割方式に比べ高輝度表示が可能になる。
【０００４】
なお、サブピクセルレンダリングでは、表示すべき画像の各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが割り当てられて入力されてきた画像データを上述したカラーフィルタ配列に対応するようにサブピクセルレンダリング処理によって座標変換等のデータ変換が行われている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５５４０９号公報
【特許文献２】特開２００７−４１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サブピクセルレンダリングでは、白色表示する際に、上述したように、白色カラーフィルタが形成された表示画素を用いて表示することで、ＲＧＢ空間分割方式と比べて非常に明るい表示が得られる。しかし、赤色、緑色及び青色の原色と、これら３つの原色のうちのいずれか２つを組み合わせた色（以下、「補色」と記す）、即ち、イエロー、シアン及びマゼンタを表示する際には、ＲＧＢ空間分割方式と同様に他の色成分を吸収するカラーフィルタが形成された表示画素の輝度のみを高めて表示するため、原色及び補色表示時の最大輝度と白色表示時の最大輝度との視感的な輝度差がＲＧＢ空間分割方式と比べて大きくなる。
【０００７】
このため、白色を表示する領域と原色または補色を表示する領域とに一画面を領域分割し、白色と原色または補色とを同一画面上に同時に表示した場合、明るく表示される側である白色の輝度に人間の瞳孔が調整され、原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうということが問題となっていた。また、原色と補色では補色に対するくすみの感じ具合が大きく、特にイエローに対するくすみの感じ具合が他の色に対するくすみの感じ具合よりも顕著であり、このイエロー表示に対する表示品位の低下がさらに問題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、同一画面上に白色と原色または補色とをサブピクセルレンダリングにより同時に表示しても原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる表示装置及びその駆動方法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】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の表示装置は、それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示パネルと、第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換手段と、前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の表示装置は、請求項１に記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第２基準よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の表示装置は、請求項２に記載の表示装置において、前記第２変換手段は、前記第１画像データにおける白色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた白色平均基準値よりも大きく且つ白色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた白色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別し、前記第１画像データにおける前記所定の色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた着色平均基準値よりも大きく且つ前記所定の色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた着色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に前記所定の色の着色画像が多く含まれていると識別することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の表示装置は、請求項３に記載の表示装置において、前記所定の色は、赤色、緑色及び青色のうち、何れか２つの色からなる補色であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の表示装置は、請求項４に記載の表示装置において、前記補色がイエローであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の表示装置は、請求項２から５の何れかに記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第２基準値よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていないと識別されるときに、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の表示装置は、請求項１から６の何れかに記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていないと識別されるときには、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の表示装置は、請求項６または７に記載の表示装置において、前記表示パネルに光を照射するバックライトと、前記バックライトの発光輝度を調整する発光輝度調整手段と、を備え、前記発光輝度調整手段は、前記第２変換手段が前記第２画像データの調整を留保した際に前記バックライトの発光輝度を第１の輝度に制御し、前記第２変換手段が前記第２画像データを調整した際に前記バックライトの発光輝度を前記第１の輝度よりも明るい第２の輝度に制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の表示装置の駆動方法は、それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示装置の駆動方法であって、第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換ステップと、前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換ステップと、を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、同一画面上に白色と原色または補色とをサブピクセルレンダリングにより同時に表示しても原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】液晶表示装置の主要構成図。
【図２】表示パネルの断面図。
【図３】各色成分のカラーフィルタの配置図。
【図４】各走査信号のタイミングチャート。
【図５】走査ドライバ１１の説明図
【図６】保持回路の説明図。
【図７】信号ドライバの説明図。
【図８】データ変換部の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】ヒストグラムの説明図。
【図１０】各色成分の配置図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明にかかる表示装置としての液晶表示装置１の概略全体構成は図１に示すように、例えば外部から供給される画像データＤｉｎに基づく画像が表示される表示パネル１０と、表示パネル１０の走査信号線を走査するための走査ドライバ１１と、表示パネル１０のデータ信号線に表示信号電圧を供給するための信号ドライバ１２と、表示パネル１０に所望の画像が表示されるように走査ドライバ１１や信号ドライバ１２を制御する制御部１３と、供給される電源Ｖｃｃを駆動に必要な電圧に調整して各部に供給する電源調整回路１４等を有している。
【００２２】
表示パネル１０は、液晶層ＬＣを介してガラス等の透明材料からなる第１の基板１６と第２の基板１７とが対向するように配置されている。第１の基板１６と第２の基板１７は、大凡方形枠状のシール材１５により貼り合わされ、この枠状のシール材１５に囲まれた領域に液晶が封入されることにより液晶層ＬＣが形成されている。
【００２３】
第１の基板１６の第２の基板１７との対向面側には、各画素行に対応するように行方向に延伸配設された複数の走査信号線Ｇ（ｊ）（例えばｎ本の走査信号線）と、各画素列に対応するように列方向に延伸配設された複数のデータ信号線Ｓ（ｉ）（例えばｍ本のデータ信号線）とが形成されている。そして、走査信号線Ｇ（ｊ）とデータ信号線Ｓ（ｉ）との各交点近傍には、図２に示すように、表示画素Ｐｉｘに対応して透明導電膜（ＩＴＯ膜等）からなる画素電極１８が形成されている。そして、各画素電極１８は絶縁膜１９を介して当該画素電極１８よりも下層側に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０にそれぞれ電気的に接続されている。ここで、各薄膜トランジスタ２０は、そのゲート電極が当該画素行に対応する走査信号線Ｇ（ｊ）に接続され、そのドレイン電極が当該画素列に対応するデータ信号線Ｓ（ｉ）に接続され、そのソース電極が当該表示画素に対応する画素電極１８に接続されている。また、各画素電極１８の上層側（液晶層側）には、各画素電極１８を覆うようにして、液晶層ＬＣにおける液晶の初期配向状態を規定する配向膜２１が形成されている。なお、ｉ＝１，２，・・・，ｍ。ｊ＝１，２，・・・，ｎ。
【００２４】
一方、第２の基板１７の第１の基板１６との対向面側には、開口部２２ｍが画素電極１８に対応する位置となるように形成された格子状のブラックマトリクスとしての遮光膜２２が形成されている。そして、遮光膜２２の上層側（液晶層側）には、表示画素Ｐｉｘ毎に所定の色成分に対応したカラーフィルタ２３が形成されている。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、赤色成分のカラーフィルタ２３ｒと緑色成分のカラーフィルタ２３ｇと青色成分のカラーフィルタ２３ｂと白色成分のカラーフィルタ２３ｗとが、画素行方向に連続するように配置された４つの表示画素Ｐｉｘ毎に順に形成されているとともに、隣接する画素行間において互いに等しい色成分が２画素分ずれるように形成されている。つまり、赤色成分のカラーフィルタ２３ｒが形成された表示画素Ｐｉｘｒが赤色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、緑色成分のカラーフィルタ２３ｇが形成された表示画素Ｐｉｘｇが緑色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、青色成分のカラーフィルタ２３ｂが形成された表示画素Ｐｉｘｂが青色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、白色成分のカラーフィルタ２３ｗが形成された表示画素Ｐｉｘｗが白色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示する。
【００２６】
各カラーフィルタ２３の上層側には、各表示画素Ｐｉｘ間で共通の電位に設定されるコモン電極２４が形成されている。また、コモン電極２４のさらに上層側には、第１の基板１６側と同様に、液晶層ＬＣにおける液晶の初期配向状態を規定する配向膜２５が形成されている。
【００２７】
走査ドライバ１１は、図４に示すように、制御部１３から出力される垂直同期信号Ｖｓや、水平同期信号Ｈｓとしての第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１及び第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２に基づいて、各走査信号線Ｇ（ｊ）に走査信号を出力する。なお、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１と第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２とは互いに逆位相の矩形信号である。
【００２８】
走査ドライバ１１の主要部における概略構成は、図５に示すように、例えば走査信号線数分（ｎ段）の保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・が直列に配置されて構成される。そして、それぞれの保持回路は、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、リセット端子ＲＳＴと、クロック信号入力端子ＣＫと、高電位電源入力端子Ｔｈと、低電位電源入力端子Ｔｌとを有している。そして、１段目の保持回路１０１の入力端子ＩＮには１段目の入力信号として垂直同期信号Ｖｓが供給される。また、２段目以後の保持回路の入力端子ＩＮには前段の保持回路の出力信号が供給される。また、各保持回路のリセット端子ＲＳＴには次段の保持回路の出力信号が供給される。なお、最終段（例えばｎ段目）の保持回路（図示せず）のリセット端子ＲＳＴには、別途リセット信号ＥＮＤが供給される構成としてもよいし、１段目の保持回路１０１の出力信号が供給される構成としてもよい。
【００２９】
さらに、奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１が供給され、偶数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１に対して逆位相となっている第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２が供給される。また、各保持回路の高電位電源入力端子Ｔｈには所定の高電圧Ｖｇｈが供給され、各保持回路の低電位電源入力端子Ｔｌには所定の低電圧Ｖｇｌが供給される。
【００３０】
各保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・は、図６に示すように、それぞれ、６個のＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳトランジスタと記す）Ｔ１１〜Ｔ１６と、コンデンサＣとを有している。
【００３１】
このような走査ドライバ１１は、図４に示すように、垂直同期信号Ｖｓに応じて当該フレームでの走査を開始するとともに、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１及び第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２に応じて、所定の期間だけローレベル電圧Ｖｇｌからハイレベル電圧Ｖｇｈに切り換えるといった電圧出力を、最前段の走査信号線Ｇ（１）から順に最後段の走査信号線Ｇ（ｎ）まで、走査信号線毎に行う。
【００３２】
つまり、走査ドライバ１１は、走査信号線Ｇ（ｊ）毎に、当該走査信号線Ｇ（ｊ）に対応するＴＦＴ（ｉ，ｊ）を順次オン状態にし、このときにデータ信号線Ｓ（ｉ）に出力されている表示信号電圧を対応する表示画素Ｐｉｘ（ｉ，ｊ）に書き込む。
【００３３】
信号ドライバ１２は、制御部１３から出力される垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ、各表示画素に対応した階調データＤｏｕｔ及び基準クロック信号ＣＬＫに基づいて、表示パネル１０に設けられた各データ信号線Ｓ（ｉ）に対して、各データ信号線Ｓ（ｉ）に対応する表示信号電圧を所定のタイミングで出力する。
【００３４】
信号ドライバ１２の機能ブロック構成は、図７に示すように、サンプリングメモリ１２１、データラッチ部１２２、Ｄ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）１２３、及び表示信号電圧生成回路１２４からなる。
【００３５】
サンプリングメモリ１２１は、制御部１３から出力される水平同期信号Ｈｓ及び基準クロック信号ＣＬＫに同期して、走査信号線一本分の表示画素に対する画像データ（１水平期間分の画像データ）単位で、各表示画素に対応する画像データＤｏｕｔを前段側の走査信号線に対応するものから順に一時記憶するためのものであり、データ信号線Ｓ（ｉ）の数と同数のデータ格納領域を備えている。つまり、サンプリングメモリ１２１は、走査信号線毎に当該走査信号線に対応した表示画素の画像データを取り込むとともに、当該取り込んだ画像データＤｏｕｔのそれぞれを、対応するデータ信号線Ｓ（ｉ）のデータ格納領域に格納する。ここで、画像データＤｏｕｔは、各表示画素に表示すべき階調レベル情報であり、この階調レベル情報は、表示画素毎に例えば８ビットのデジタルデータとして表される。そして、各データ格納領域には、この８ビットのデジタルデータが格納される。
【００３６】
サンプリングメモリ１２１が取り込んだ１水平期間分の画像データＤｏｕｔは、後段のデータラッチ部１２２からの要求にしたがって、サンプリングメモリ１２１からデータラッチ部１２２に転送される。データラッチ部１２２に画像データＤｏｕｔが転送されると、サンプリングメモリ１２１は、次の１水平期間分の画像データＤｏｕｔとして次の行の走査信号線に対応した画像データＤｏｕｔの取り込み状態に移る。これは、水平同期信号Ｈｓに同期して行われる。
【００３７】
データラッチ部１２２は、水平同期信号Ｈｓに基づいて、サンプリングメモリ１２１から１水平期間分の階調データＤｏｕｔを一斉に取得するとともに、取得した階調データＤｏｕｔを後段のＤ／Ａ変換回路１２３に出力する。
【００３８】
Ｄ／Ａ変換回路１２３は、複数のＤＡＣ部１２５及び出力アンプ回路１２６で構成され、ＤＡＣ部１２５により表示信号電圧生成回路１２４から供給される表示信号電圧が選択されることで、データラッチ部１２２から出力されてくるそれぞれの画像データＤｏｕｔが、対応するアナログ信号としての表示信号電圧に変換され、出力アンプ回路１２６によりデータ信号線Ｓ（ｉ）へ出力される。そして、データ信号線Ｓ（ｉ）に出力された表示信号電圧は、走査信号線Ｇ（ｊ）を介して走査ドライバ１１によりオン状態にされているＴＦＴ２０に対応する表示画素の画素電極に印加されるとともに保持される。
【００３９】
制御部１３は、図１に示すように、例えば外部から供給される画像データＤｉｎを一時記憶するとともに当該画像データＤｉｎに基づいて表示パネル１０における各表示画素に対応させた画像データＤｏｕｔを生成して信号ドライバ１２に出力するデータ変換部２０と、データ変換部２０により出力される画像データＤｏｕｔの出力タイミングに同期した垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及び基準クロック信号ＣＬＫ等の各種制御信号を生成して出力する制御信号生成部２１等から構成されている。
【００４０】
データ変換部２０は、例えば外部から供給されてくる画像データＤｉｎであって画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられている画像データＤｉｎを表示パネル１０に対応した座標系に変換する座標系変換部２０１と、この座標系変換部２０１により変換された座標系において一旦各座標に対応付けられた階調レベルを画像データＤｉｎに基づいて更に調整する階調レベル調整部２０２とを備えている。
【００４１】
以下、データ変換部２０における動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４２】
座標系変換部２０１は、画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられた画像データＤｉｎが入力されてくると、画像１画面分の画像データＤｉｎを記憶し（ステップＳ１）、当該記憶した画像１画面分の画像データＤｉｎに対してサブピクセルレンダリング処理を行うことにより表示パネル１０に対応した座標系に変換する（ステップＳ２）。即ち、赤色成分、緑色成分、青色成分、白色成分に対応した画素を備えた表示パネル１０で表示すべき画像が表示可能なように、各画素に対応した座標毎に階調レベルを割り当てる。このとき、座標系変換部２０１は、画像１画面分の画像データＤｉｎ毎に当該座標変換を実施する。以下、画像１画面分の画像データＤｉｎに対してサブピクセルレンダリング処理により座標変換が行われた画像データを画像データＤｍｉｄとして、また、表示パネル１０に対応した座標系を新座標系として記す。
【００４３】
一方、階調レベル調整部２０２は、画像１画面分の画像データＤｉｎにおける所定の色成分に対するヒストグラムを生成する（ステップＳ３）。本実施の形態では、図９（ａ）に示すようなイエロー成分に対するヒストグラムと、図９（ｂ）に示すような白色成分に対するヒストグラムとを生成する場合について説明する。
【００４４】
ここで、画像データＤｉｎでは、画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられている。このため、階調レベル調整部２０２は、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルとが等しく且つ青色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をイエロー成分としてカウントするとともに、このときの赤色成分または緑色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得する。また、階調レベル調整部２０２は、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルとが等しい座標を白色成分としてカウントするとともに、このときの各色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得する。即ち、図８（ａ）はイエロー成分の各階調レベルに対する出現頻度であり、図８（ｂ）は白色成分の各階調レベルに対する出現頻度である。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）は、階調レベル数が８ビットの場合（最大階調が２５５の場合）を例示している。
【００４５】
次に、階調レベル調整部２０２は、イエロー成分のヒストグラムに基づいて、画像１画面分の画像データＤｉｎにおけるイエロー成分の階調レベルの平均値Ａｙ及び分散値σｙを導出する（ステップＳ４）。また、白色成分のヒストグラムに基づいて、画像１画面分の画像データＤｉｎにおける白色成分の階調レベルの平均値Ａｗ及び分散値σｗを導出する（ステップＳ５）。
【００４６】
そして、階調レベル調整部２０２は、イエロー成分の階調レベルの平均値Ａｙが予め定められたイエローレベル基準値Ｙａｒよりも大きいか否か（ステップＳ６）、イエロー成分の階調レベルの分散値σｙが予め定められたイエロー分散基準値Ｙσｒよりも小さいか否か（ステップＳ７）、白色成分の階調レベルの平均値Ａｗが予め定められた白色レベル基準値Ｗａｒよりも大きいか否か（ステップＳ８）、白色成分の階調レベルの分散値σｗが予め定められた白色分散基準値Ｗσｒよりも小さいか否か（ステップＳ９）の判定をそれぞれ行い、これら条件をすべて満たす場合に、画像データＤｍｉｄを更に調整した画像データＤｏｕｔを生成する（ステップＳ１０）。
【００４７】
即ち、階調レベル調整部２０２は、表示パネル１０に表示される表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれているか否か及び高輝度な白色画像が多く含まれているかを上述したような基準に基づいて事前に識別している。そして、階調レベル調整部２０２は、表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれ且つ高輝度な白色画像が多く含まれている場合に、画像データＤｍｉｄを更に調整した画像データＤｏｕｔを生成する。
【００４８】
画像データＤｍｉｄの調整は、新座標系において白色成分の画素に対応する座標に割り当てられた階調レベルに対して行われる。例えば、新座標系において白色成分の画素に対応する座標に割り当てられた階調レベルＷｏｌｄから予め定められた差分値Ｄｗを差し引いた値Ｗｏｌｄ−Ｄｗを新たな階調レベルＷｎｅｗとして当該座標に割り当てる。
【００４９】
そして、階調レベル調整部２０２は、このように画像データＤｍｉｄを調整して得た新たな画像データＤｏｕｔを信号ドライバ１２へ出力する（ステップＳ１１）。なお、階調レベル調整部２０２は、ステップＳ６−Ｓ９の判定において、何れか一つでも条件を満たさない場合には、画像データＤｍｉｄを調整することなく当該画像データＤｍｉｄを画像データＤｏｕｔとし（ステップＳ１２）、この画像データＤｏｕｔを信号ドライバ１２へ出力する（ステップＳ１１）。即ち、階調レベル調整部２０２は、表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれないようなときや高輝度な白色画像が多く含まれていないようなときには、上述したような画像データＤｍｉｄに対するさらなる調整を留保する。
【００５０】
つまり、データ変換部２０は、純色に近いイエロー画像が多く含まれるとともに高輝度な白色画像が多く含まれる表示画像を識別し、このような画像を表示パネル１０に表示させる際に、白色成分のカラーフィルタが形成されていることで白色成分の輝度表示を行う画素に対してその表示輝度が低下するように画像データを変換している。そして、このように画像変換を行うことにより、イエローと白色との間の輝度差を小さくすることが可能になり、表示パネル１０に表示される画像においてイエローが視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる。
【００５１】
なお、表示パネル１０に向けて光を照射するバックライトを液晶表示装置１に備える構成とする場合には、白色成分の表示輝度を上述した画像変換により低下させる際に、バックライトの発光輝度が明るくなるようにバックライトを制御する構成としてもよい。即ち、白色成分の表示輝度を上述した画像変換により低下させるか否かに応じて、バックライトの発光輝度が第１の輝度とこの第１の輝度よりも明るい第２の輝度との間で切り換わるように制御する制御手段を備えた構成としてもよい。
【００５２】
また、予め第１の表示モードと第２の表示モードとが選択可能なように液晶表示装置１を構成し、第１の表示モードが選択されたときに、データ変換部２０が上述したような動作フローを実行し、第２の表示モードが選択されたときには、画像データＤｉｎが常時そのまま画像データＤｏｕｔとして信号ドライバ１２に出力される構成としてもよい。例えば、液晶表示装置１が携帯端末の表示部として適用されるような場合に、一般的に静止画が主体であるＷＥＢサイトに接続したようなときに高画質表示モードとして前記第１の表示モードが選択されるとともに一般的に動画が主体であるテレビ映像を表示するときには低消費電力表示モードとして前記第２の表示モードが選択される構成としてもよい。静止画に比べて動画の場合にはくすみに対する視感度が比較的鈍るため、このような場合はデータ変換部の機能を停止させ、画質よりも消費電力を低下させることを優先させることが好ましい。
【００５３】
上述の実施の形態では、補色としてイエロー成分に対するヒストグラムを生成して当該ヒストグラムに基づいてイエロー成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換する場合について説明したが、他の補色、即ち、シアン成分やマゼンタ成分に対するヒストグラムを生成して、当該ヒストグラムに基づいてシアン成分やマゼンタ成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換してもよい。なお、シアン成分に対するヒストグラムは、青色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルとが等しく且つ赤色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をシアン成分としてカウントするとともに、このときの青色成分または緑色成分の階調レベルをシアン成分の階調レベルとして取得すればよい。また、マゼンタ成分に対するヒストグラムは、青色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとが等しく且つ緑色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をマゼンタ成分としてカウントするとともに、このときの青色成分または赤色成分の階調レベルをマゼンタ成分の階調レベルとして取得すればよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、イエロー成分に対するヒストグラムを生成する際に、緑色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとが等しく且つ青色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をイエロー成分としてカウントするとともに、このときの緑色成分または赤色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得する場合について説明したが、緑色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとを比較し、階調レベルが低い方の色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得することでイエロー成分に対するヒストグラムを生成する構成としてもよい。当該ヒストグラムによっても純色に近いイエロー画像の含有量を識別することができる。
【００５５】
また、上述の実施の形態では、白色成分に対するヒストグラムを生成する際に、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルとが等しい座標を白色成分としてカウントするとともに、このときの各色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得する場合について説明したが、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルを比較し、階調レベルが最も低い色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得することで白色成分に対するヒストグラムを生成する構成としてもよい。当該ヒストグラムによっても高輝度な白色画像の含有量を識別することができる。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、補色としてイエロー成分に対するヒストグラムを生成して当該ヒストグラムに基づいてイエロー成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換する場合について説明したが、原色、即ち、赤色成分や緑色成分、青色成分に対するヒストグラムを生成して、当該ヒストグラムに基づいて赤色成分や緑色成分、青色成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換してもよい。
【００５７】
また、上述の実施の形態では、１画面分の画像データ毎に所定の色のヒストグラムを新たに生成する場合について説明したが、所定数のフレーム毎に生成してもよいし、複数画面分のヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムに基づいて画像データを変換してもよい。
【００５８】
また、上述の実施の形態では、液晶表示装置に適用した場合について説明したが有機ＥＬ等の自発光型の表示装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１：液晶表示装置
１０：表示パネル
１１：走査ドライバ
１２：信号ドライバ
１３：制御部
２０：データ変換部
２３：カラーフィルタ
２０１：座標系変換部
２０２：階調レベル調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタを備えた表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機ＥＬ等の表示装置では、カラー表示を行うために、表示画素毎に所定の色成分に対応したカラーフィルタが形成されている。この色成分には色の３原色として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）が適用されている。そして、赤色成分のカラーフィルタと緑色成分のカラーフィルタと青色成分のカラーフィルタは、図１０（ａ）に示すように、連続して配置された３つの表示画素に順に形成されている。このような表示装置では、この３つの表示画素を１単位とし、１座標に対する各色成分の画像データをこの３つの表示画素で空間分割的に表示してカラー表示を行っている（以下、「ＲＧＢ空間分割方式」と記す）。
【０００３】
ところで、近年、比較的少ない表示画素で擬似的に高解像度なカラー表示が可能なサブピクセルレンダリングが開発されている。このサブピクセルレンダリングでは、赤色、緑色及び青色といった色の３原色の他にさらに白色成分が加えられ、例えば図１０（ｂ）に示すように、それぞれに対応したカラーフィルタが、行方向に連続して配置された４つの表示画素に順に形成されているとともに、隣接する画素行間において互いに等しい色成分が２画素分ずれるように形成されている。そして、サブピクセルレンダリングでは、ＲＧＢ空間分割方式において３表示画素分の広さの領域に２つの表示画素を配置することにより、ＲＧＢ空間分割方式と大凡同程度の表示解像度を得ることができる。即ち、ＲＧＢ空間分割方式の２／３の表示画素数でＲＧＢ空間分割方式と大凡同程度の表示解像度を得ることができる。従って、各表示画素の開口率を大きくすることができるため、ＲＧＢ空間分割方式に比べ高輝度表示が可能になる。さらに、白色表示を行うときには可視光領域における所定の波長をあえて吸収させることのない白色カラーフィルタが形成された表示画素を用いて表示することもできるため、これによってもＲＧＢ空間分割方式に比べ高輝度表示が可能になる。
【０００４】
なお、サブピクセルレンダリングでは、表示すべき画像の各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが割り当てられて入力されてきた画像データを上述したカラーフィルタ配列に対応するようにサブピクセルレンダリング処理によって座標変換等のデータ変換が行われている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５５４０９号公報
【特許文献２】特開２００７−４１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サブピクセルレンダリングでは、白色表示する際に、上述したように、白色カラーフィルタが形成された表示画素を用いて表示することで、ＲＧＢ空間分割方式と比べて非常に明るい表示が得られる。しかし、赤色、緑色及び青色の原色と、これら３つの原色のうちのいずれか２つを組み合わせた色（以下、「補色」と記す）、即ち、イエロー、シアン及びマゼンタを表示する際には、ＲＧＢ空間分割方式と同様に他の色成分を吸収するカラーフィルタが形成された表示画素の輝度のみを高めて表示するため、原色及び補色表示時の最大輝度と白色表示時の最大輝度との視感的な輝度差がＲＧＢ空間分割方式と比べて大きくなる。
【０００７】
このため、白色を表示する領域と原色または補色を表示する領域とに一画面を領域分割し、白色と原色または補色とを同一画面上に同時に表示した場合、明るく表示される側である白色の輝度に人間の瞳孔が調整され、原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうということが問題となっていた。また、原色と補色では補色に対するくすみの感じ具合が大きく、特にイエローに対するくすみの感じ具合が他の色に対するくすみの感じ具合よりも顕著であり、このイエロー表示に対する表示品位の低下がさらに問題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、同一画面上に白色と原色または補色とをサブピクセルレンダリングにより同時に表示しても原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる表示装置及びその駆動方法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】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の表示装置は、それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示パネルと、第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換手段と、前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の表示装置は、請求項１に記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第２基準よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の表示装置は、請求項２に記載の表示装置において、前記第２変換手段は、前記第１画像データにおける白色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた白色平均基準値よりも大きく且つ白色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた白色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別し、前記第１画像データにおける前記所定の色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた着色平均基準値よりも大きく且つ前記所定の色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた着色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に前記所定の色の着色画像が多く含まれていると識別することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の表示装置は、請求項３に記載の表示装置において、前記所定の色は、赤色、緑色及び青色のうち、何れか２つの色からなる補色であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の表示装置は、請求項４に記載の表示装置において、前記補色がイエローであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の表示装置は、請求項２から５の何れかに記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第２基準値よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていないと識別されるときに、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の表示装置は、請求項１から６の何れかに記載の表示装置において、前記第２変換手段は、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていないと識別されるときには、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の表示装置は、請求項６または７に記載の表示装置において、前記表示パネルに光を照射するバックライトと、前記バックライトの発光輝度を調整する発光輝度調整手段と、を備え、前記発光輝度調整手段は、前記第２変換手段が前記第２画像データの調整を留保した際に前記バックライトの発光輝度を第１の輝度に制御し、前記第２変換手段が前記第２画像データを調整した際に前記バックライトの発光輝度を前記第１の輝度よりも明るい第２の輝度に制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の表示装置の駆動方法は、それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示装置の駆動方法であって、第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換ステップと、前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換ステップと、を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、同一画面上に白色と原色または補色とをサブピクセルレンダリングにより同時に表示しても原色または補色が視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】液晶表示装置の主要構成図。
【図２】表示パネルの断面図。
【図３】各色成分のカラーフィルタの配置図。
【図４】各走査信号のタイミングチャート。
【図５】走査ドライバ１１の説明図
【図６】保持回路の説明図。
【図７】信号ドライバの説明図。
【図８】データ変換部の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】ヒストグラムの説明図。
【図１０】各色成分の配置図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明にかかる表示装置としての液晶表示装置１の概略全体構成は図１に示すように、例えば外部から供給される画像データＤｉｎに基づく画像が表示される表示パネル１０と、表示パネル１０の走査信号線を走査するための走査ドライバ１１と、表示パネル１０のデータ信号線に表示信号電圧を供給するための信号ドライバ１２と、表示パネル１０に所望の画像が表示されるように走査ドライバ１１や信号ドライバ１２を制御する制御部１３と、供給される電源Ｖｃｃを駆動に必要な電圧に調整して各部に供給する電源調整回路１４等を有している。
【００２２】
表示パネル１０は、液晶層ＬＣを介してガラス等の透明材料からなる第１の基板１６と第２の基板１７とが対向するように配置されている。第１の基板１６と第２の基板１７は、大凡方形枠状のシール材１５により貼り合わされ、この枠状のシール材１５に囲まれた領域に液晶が封入されることにより液晶層ＬＣが形成されている。
【００２３】
第１の基板１６の第２の基板１７との対向面側には、各画素行に対応するように行方向に延伸配設された複数の走査信号線Ｇ（ｊ）（例えばｎ本の走査信号線）と、各画素列に対応するように列方向に延伸配設された複数のデータ信号線Ｓ（ｉ）（例えばｍ本のデータ信号線）とが形成されている。そして、走査信号線Ｇ（ｊ）とデータ信号線Ｓ（ｉ）との各交点近傍には、図２に示すように、表示画素Ｐｉｘに対応して透明導電膜（ＩＴＯ膜等）からなる画素電極１８が形成されている。そして、各画素電極１８は絶縁膜１９を介して当該画素電極１８よりも下層側に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０にそれぞれ電気的に接続されている。ここで、各薄膜トランジスタ２０は、そのゲート電極が当該画素行に対応する走査信号線Ｇ（ｊ）に接続され、そのドレイン電極が当該画素列に対応するデータ信号線Ｓ（ｉ）に接続され、そのソース電極が当該表示画素に対応する画素電極１８に接続されている。また、各画素電極１８の上層側（液晶層側）には、各画素電極１８を覆うようにして、液晶層ＬＣにおける液晶の初期配向状態を規定する配向膜２１が形成されている。なお、ｉ＝１，２，・・・，ｍ。ｊ＝１，２，・・・，ｎ。
【００２４】
一方、第２の基板１７の第１の基板１６との対向面側には、開口部２２ｍが画素電極１８に対応する位置となるように形成された格子状のブラックマトリクスとしての遮光膜２２が形成されている。そして、遮光膜２２の上層側（液晶層側）には、表示画素Ｐｉｘ毎に所定の色成分に対応したカラーフィルタ２３が形成されている。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、赤色成分のカラーフィルタ２３ｒと緑色成分のカラーフィルタ２３ｇと青色成分のカラーフィルタ２３ｂと白色成分のカラーフィルタ２３ｗとが、画素行方向に連続するように配置された４つの表示画素Ｐｉｘ毎に順に形成されているとともに、隣接する画素行間において互いに等しい色成分が２画素分ずれるように形成されている。つまり、赤色成分のカラーフィルタ２３ｒが形成された表示画素Ｐｉｘｒが赤色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、緑色成分のカラーフィルタ２３ｇが形成された表示画素Ｐｉｘｇが緑色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、青色成分のカラーフィルタ２３ｂが形成された表示画素Ｐｉｘｂが青色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示し、白色成分のカラーフィルタ２３ｗが形成された表示画素Ｐｉｘｗが白色成分に対応した画像データに基づいた輝度を表示する。
【００２６】
各カラーフィルタ２３の上層側には、各表示画素Ｐｉｘ間で共通の電位に設定されるコモン電極２４が形成されている。また、コモン電極２４のさらに上層側には、第１の基板１６側と同様に、液晶層ＬＣにおける液晶の初期配向状態を規定する配向膜２５が形成されている。
【００２７】
走査ドライバ１１は、図４に示すように、制御部１３から出力される垂直同期信号Ｖｓや、水平同期信号Ｈｓとしての第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１及び第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２に基づいて、各走査信号線Ｇ（ｊ）に走査信号を出力する。なお、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１と第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２とは互いに逆位相の矩形信号である。
【００２８】
走査ドライバ１１の主要部における概略構成は、図５に示すように、例えば走査信号線数分（ｎ段）の保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・が直列に配置されて構成される。そして、それぞれの保持回路は、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、リセット端子ＲＳＴと、クロック信号入力端子ＣＫと、高電位電源入力端子Ｔｈと、低電位電源入力端子Ｔｌとを有している。そして、１段目の保持回路１０１の入力端子ＩＮには１段目の入力信号として垂直同期信号Ｖｓが供給される。また、２段目以後の保持回路の入力端子ＩＮには前段の保持回路の出力信号が供給される。また、各保持回路のリセット端子ＲＳＴには次段の保持回路の出力信号が供給される。なお、最終段（例えばｎ段目）の保持回路（図示せず）のリセット端子ＲＳＴには、別途リセット信号ＥＮＤが供給される構成としてもよいし、１段目の保持回路１０１の出力信号が供給される構成としてもよい。
【００２９】
さらに、奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１が供給され、偶数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１に対して逆位相となっている第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２が供給される。また、各保持回路の高電位電源入力端子Ｔｈには所定の高電圧Ｖｇｈが供給され、各保持回路の低電位電源入力端子Ｔｌには所定の低電圧Ｖｇｌが供給される。
【００３０】
各保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・は、図６に示すように、それぞれ、６個のＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳトランジスタと記す）Ｔ１１〜Ｔ１６と、コンデンサＣとを有している。
【００３１】
このような走査ドライバ１１は、図４に示すように、垂直同期信号Ｖｓに応じて当該フレームでの走査を開始するとともに、第１ゲートクロック信号ＧＣＫ１及び第２ゲートクロック信号ＧＣＫ２に応じて、所定の期間だけローレベル電圧Ｖｇｌからハイレベル電圧Ｖｇｈに切り換えるといった電圧出力を、最前段の走査信号線Ｇ（１）から順に最後段の走査信号線Ｇ（ｎ）まで、走査信号線毎に行う。
【００３２】
つまり、走査ドライバ１１は、走査信号線Ｇ（ｊ）毎に、当該走査信号線Ｇ（ｊ）に対応するＴＦＴ（ｉ，ｊ）を順次オン状態にし、このときにデータ信号線Ｓ（ｉ）に出力されている表示信号電圧を対応する表示画素Ｐｉｘ（ｉ，ｊ）に書き込む。
【００３３】
信号ドライバ１２は、制御部１３から出力される垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ、各表示画素に対応した階調データＤｏｕｔ及び基準クロック信号ＣＬＫに基づいて、表示パネル１０に設けられた各データ信号線Ｓ（ｉ）に対して、各データ信号線Ｓ（ｉ）に対応する表示信号電圧を所定のタイミングで出力する。
【００３４】
信号ドライバ１２の機能ブロック構成は、図７に示すように、サンプリングメモリ１２１、データラッチ部１２２、Ｄ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）１２３、及び表示信号電圧生成回路１２４からなる。
【００３５】
サンプリングメモリ１２１は、制御部１３から出力される水平同期信号Ｈｓ及び基準クロック信号ＣＬＫに同期して、走査信号線一本分の表示画素に対する画像データ（１水平期間分の画像データ）単位で、各表示画素に対応する画像データＤｏｕｔを前段側の走査信号線に対応するものから順に一時記憶するためのものであり、データ信号線Ｓ（ｉ）の数と同数のデータ格納領域を備えている。つまり、サンプリングメモリ１２１は、走査信号線毎に当該走査信号線に対応した表示画素の画像データを取り込むとともに、当該取り込んだ画像データＤｏｕｔのそれぞれを、対応するデータ信号線Ｓ（ｉ）のデータ格納領域に格納する。ここで、画像データＤｏｕｔは、各表示画素に表示すべき階調レベル情報であり、この階調レベル情報は、表示画素毎に例えば８ビットのデジタルデータとして表される。そして、各データ格納領域には、この８ビットのデジタルデータが格納される。
【００３６】
サンプリングメモリ１２１が取り込んだ１水平期間分の画像データＤｏｕｔは、後段のデータラッチ部１２２からの要求にしたがって、サンプリングメモリ１２１からデータラッチ部１２２に転送される。データラッチ部１２２に画像データＤｏｕｔが転送されると、サンプリングメモリ１２１は、次の１水平期間分の画像データＤｏｕｔとして次の行の走査信号線に対応した画像データＤｏｕｔの取り込み状態に移る。これは、水平同期信号Ｈｓに同期して行われる。
【００３７】
データラッチ部１２２は、水平同期信号Ｈｓに基づいて、サンプリングメモリ１２１から１水平期間分の階調データＤｏｕｔを一斉に取得するとともに、取得した階調データＤｏｕｔを後段のＤ／Ａ変換回路１２３に出力する。
【００３８】
Ｄ／Ａ変換回路１２３は、複数のＤＡＣ部１２５及び出力アンプ回路１２６で構成され、ＤＡＣ部１２５により表示信号電圧生成回路１２４から供給される表示信号電圧が選択されることで、データラッチ部１２２から出力されてくるそれぞれの画像データＤｏｕｔが、対応するアナログ信号としての表示信号電圧に変換され、出力アンプ回路１２６によりデータ信号線Ｓ（ｉ）へ出力される。そして、データ信号線Ｓ（ｉ）に出力された表示信号電圧は、走査信号線Ｇ（ｊ）を介して走査ドライバ１１によりオン状態にされているＴＦＴ２０に対応する表示画素の画素電極に印加されるとともに保持される。
【００３９】
制御部１３は、図１に示すように、例えば外部から供給される画像データＤｉｎを一時記憶するとともに当該画像データＤｉｎに基づいて表示パネル１０における各表示画素に対応させた画像データＤｏｕｔを生成して信号ドライバ１２に出力するデータ変換部２０と、データ変換部２０により出力される画像データＤｏｕｔの出力タイミングに同期した垂直同期信号Ｖｓ、水平同期信号Ｈｓ及び基準クロック信号ＣＬＫ等の各種制御信号を生成して出力する制御信号生成部２１等から構成されている。
【００４０】
データ変換部２０は、例えば外部から供給されてくる画像データＤｉｎであって画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられている画像データＤｉｎを表示パネル１０に対応した座標系に変換する座標系変換部２０１と、この座標系変換部２０１により変換された座標系において一旦各座標に対応付けられた階調レベルを画像データＤｉｎに基づいて更に調整する階調レベル調整部２０２とを備えている。
【００４１】
以下、データ変換部２０における動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４２】
座標系変換部２０１は、画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられた画像データＤｉｎが入力されてくると、画像１画面分の画像データＤｉｎを記憶し（ステップＳ１）、当該記憶した画像１画面分の画像データＤｉｎに対してサブピクセルレンダリング処理を行うことにより表示パネル１０に対応した座標系に変換する（ステップＳ２）。即ち、赤色成分、緑色成分、青色成分、白色成分に対応した画素を備えた表示パネル１０で表示すべき画像が表示可能なように、各画素に対応した座標毎に階調レベルを割り当てる。このとき、座標系変換部２０１は、画像１画面分の画像データＤｉｎ毎に当該座標変換を実施する。以下、画像１画面分の画像データＤｉｎに対してサブピクセルレンダリング処理により座標変換が行われた画像データを画像データＤｍｉｄとして、また、表示パネル１０に対応した座標系を新座標系として記す。
【００４３】
一方、階調レベル調整部２０２は、画像１画面分の画像データＤｉｎにおける所定の色成分に対するヒストグラムを生成する（ステップＳ３）。本実施の形態では、図９（ａ）に示すようなイエロー成分に対するヒストグラムと、図９（ｂ）に示すような白色成分に対するヒストグラムとを生成する場合について説明する。
【００４４】
ここで、画像データＤｉｎでは、画像における各座標に対して赤色成分、緑色成分、青色成分の各階調レベルが対応付けられている。このため、階調レベル調整部２０２は、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルとが等しく且つ青色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をイエロー成分としてカウントするとともに、このときの赤色成分または緑色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得する。また、階調レベル調整部２０２は、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルとが等しい座標を白色成分としてカウントするとともに、このときの各色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得する。即ち、図８（ａ）はイエロー成分の各階調レベルに対する出現頻度であり、図８（ｂ）は白色成分の各階調レベルに対する出現頻度である。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）は、階調レベル数が８ビットの場合（最大階調が２５５の場合）を例示している。
【００４５】
次に、階調レベル調整部２０２は、イエロー成分のヒストグラムに基づいて、画像１画面分の画像データＤｉｎにおけるイエロー成分の階調レベルの平均値Ａｙ及び分散値σｙを導出する（ステップＳ４）。また、白色成分のヒストグラムに基づいて、画像１画面分の画像データＤｉｎにおける白色成分の階調レベルの平均値Ａｗ及び分散値σｗを導出する（ステップＳ５）。
【００４６】
そして、階調レベル調整部２０２は、イエロー成分の階調レベルの平均値Ａｙが予め定められたイエローレベル基準値Ｙａｒよりも大きいか否か（ステップＳ６）、イエロー成分の階調レベルの分散値σｙが予め定められたイエロー分散基準値Ｙσｒよりも小さいか否か（ステップＳ７）、白色成分の階調レベルの平均値Ａｗが予め定められた白色レベル基準値Ｗａｒよりも大きいか否か（ステップＳ８）、白色成分の階調レベルの分散値σｗが予め定められた白色分散基準値Ｗσｒよりも小さいか否か（ステップＳ９）の判定をそれぞれ行い、これら条件をすべて満たす場合に、画像データＤｍｉｄを更に調整した画像データＤｏｕｔを生成する（ステップＳ１０）。
【００４７】
即ち、階調レベル調整部２０２は、表示パネル１０に表示される表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれているか否か及び高輝度な白色画像が多く含まれているかを上述したような基準に基づいて事前に識別している。そして、階調レベル調整部２０２は、表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれ且つ高輝度な白色画像が多く含まれている場合に、画像データＤｍｉｄを更に調整した画像データＤｏｕｔを生成する。
【００４８】
画像データＤｍｉｄの調整は、新座標系において白色成分の画素に対応する座標に割り当てられた階調レベルに対して行われる。例えば、新座標系において白色成分の画素に対応する座標に割り当てられた階調レベルＷｏｌｄから予め定められた差分値Ｄｗを差し引いた値Ｗｏｌｄ−Ｄｗを新たな階調レベルＷｎｅｗとして当該座標に割り当てる。
【００４９】
そして、階調レベル調整部２０２は、このように画像データＤｍｉｄを調整して得た新たな画像データＤｏｕｔを信号ドライバ１２へ出力する（ステップＳ１１）。なお、階調レベル調整部２０２は、ステップＳ６−Ｓ９の判定において、何れか一つでも条件を満たさない場合には、画像データＤｍｉｄを調整することなく当該画像データＤｍｉｄを画像データＤｏｕｔとし（ステップＳ１２）、この画像データＤｏｕｔを信号ドライバ１２へ出力する（ステップＳ１１）。即ち、階調レベル調整部２０２は、表示画像に純色に近いイエロー画像が多く含まれないようなときや高輝度な白色画像が多く含まれていないようなときには、上述したような画像データＤｍｉｄに対するさらなる調整を留保する。
【００５０】
つまり、データ変換部２０は、純色に近いイエロー画像が多く含まれるとともに高輝度な白色画像が多く含まれる表示画像を識別し、このような画像を表示パネル１０に表示させる際に、白色成分のカラーフィルタが形成されていることで白色成分の輝度表示を行う画素に対してその表示輝度が低下するように画像データを変換している。そして、このように画像変換を行うことにより、イエローと白色との間の輝度差を小さくすることが可能になり、表示パネル１０に表示される画像においてイエローが視感的にくすんで見えてしまうことを防止できる。
【００５１】
なお、表示パネル１０に向けて光を照射するバックライトを液晶表示装置１に備える構成とする場合には、白色成分の表示輝度を上述した画像変換により低下させる際に、バックライトの発光輝度が明るくなるようにバックライトを制御する構成としてもよい。即ち、白色成分の表示輝度を上述した画像変換により低下させるか否かに応じて、バックライトの発光輝度が第１の輝度とこの第１の輝度よりも明るい第２の輝度との間で切り換わるように制御する制御手段を備えた構成としてもよい。
【００５２】
また、予め第１の表示モードと第２の表示モードとが選択可能なように液晶表示装置１を構成し、第１の表示モードが選択されたときに、データ変換部２０が上述したような動作フローを実行し、第２の表示モードが選択されたときには、画像データＤｉｎが常時そのまま画像データＤｏｕｔとして信号ドライバ１２に出力される構成としてもよい。例えば、液晶表示装置１が携帯端末の表示部として適用されるような場合に、一般的に静止画が主体であるＷＥＢサイトに接続したようなときに高画質表示モードとして前記第１の表示モードが選択されるとともに一般的に動画が主体であるテレビ映像を表示するときには低消費電力表示モードとして前記第２の表示モードが選択される構成としてもよい。静止画に比べて動画の場合にはくすみに対する視感度が比較的鈍るため、このような場合はデータ変換部の機能を停止させ、画質よりも消費電力を低下させることを優先させることが好ましい。
【００５３】
上述の実施の形態では、補色としてイエロー成分に対するヒストグラムを生成して当該ヒストグラムに基づいてイエロー成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換する場合について説明したが、他の補色、即ち、シアン成分やマゼンタ成分に対するヒストグラムを生成して、当該ヒストグラムに基づいてシアン成分やマゼンタ成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換してもよい。なお、シアン成分に対するヒストグラムは、青色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルとが等しく且つ赤色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をシアン成分としてカウントするとともに、このときの青色成分または緑色成分の階調レベルをシアン成分の階調レベルとして取得すればよい。また、マゼンタ成分に対するヒストグラムは、青色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとが等しく且つ緑色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をマゼンタ成分としてカウントするとともに、このときの青色成分または赤色成分の階調レベルをマゼンタ成分の階調レベルとして取得すればよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、イエロー成分に対するヒストグラムを生成する際に、緑色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとが等しく且つ青色成分の階調レベルが最小階調になっている座標をイエロー成分としてカウントするとともに、このときの緑色成分または赤色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得する場合について説明したが、緑色成分の階調レベルと赤色成分の階調レベルとを比較し、階調レベルが低い方の色成分の階調レベルをイエロー成分の階調レベルとして取得することでイエロー成分に対するヒストグラムを生成する構成としてもよい。当該ヒストグラムによっても純色に近いイエロー画像の含有量を識別することができる。
【００５５】
また、上述の実施の形態では、白色成分に対するヒストグラムを生成する際に、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルとが等しい座標を白色成分としてカウントするとともに、このときの各色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得する場合について説明したが、赤色成分の階調レベルと緑色成分の階調レベルと青色成分の階調レベルを比較し、階調レベルが最も低い色成分の階調レベルを白色成分の階調レベルとして取得することで白色成分に対するヒストグラムを生成する構成としてもよい。当該ヒストグラムによっても高輝度な白色画像の含有量を識別することができる。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、補色としてイエロー成分に対するヒストグラムを生成して当該ヒストグラムに基づいてイエロー成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換する場合について説明したが、原色、即ち、赤色成分や緑色成分、青色成分に対するヒストグラムを生成して、当該ヒストグラムに基づいて赤色成分や緑色成分、青色成分に対する視感的くすみを防止するように画像データを変換してもよい。
【００５７】
また、上述の実施の形態では、１画面分の画像データ毎に所定の色のヒストグラムを新たに生成する場合について説明したが、所定数のフレーム毎に生成してもよいし、複数画面分のヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムに基づいて画像データを変換してもよい。
【００５８】
また、上述の実施の形態では、液晶表示装置に適用した場合について説明したが有機ＥＬ等の自発光型の表示装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１：液晶表示装置
１０：表示パネル
１１：走査ドライバ
１２：信号ドライバ
１３：制御部
２０：データ変換部
２３：カラーフィルタ
２０１：座標系変換部
２０２：階調レベル調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示パネルと、
第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換手段と、
前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換手段と、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２変換手段は、予め定められた第２基準よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２変換手段は、
前記第１画像データにおける白色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた白色平均基準値よりも大きく且つ白色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた白色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別し、
前記第１画像データにおける前記所定の色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた着色平均基準値よりも大きく且つ前記所定の色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた着色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に前記所定の色の着色画像が多く含まれていると識別することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記所定の色は、赤色、緑色及び青色のうち、何れか２つの色からなる補色であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記補色がイエローであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２変換手段は、予め定められた第２基準値よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていないと識別されるときに、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２変換手段は、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていないと識別されるときには、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルに光を照射するバックライトと、
前記バックライトの発光輝度を調整する発光輝度調整手段と、を備え、
前記発光輝度調整手段は、前記第２変換手段が前記第２画像データの調整を留保した際に前記バックライトの発光輝度を第１の輝度に制御し、前記第２変換手段が前記第２画像データを調整した際に前記バックライトの発光輝度を前記第１の輝度よりも明るい第２の輝度に制御することを特徴とする請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項９】
それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示装置の駆動方法であって、
第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換ステップと、
前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換ステップと、
を有していることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１】
それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示パネルと、
第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換手段と、
前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換手段と、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２変換手段は、予め定められた第２基準よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２変換手段は、
前記第１画像データにおける白色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた白色平均基準値よりも大きく且つ白色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた白色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別し、
前記第１画像データにおける前記所定の色成分に対する階調レベルの平均値が予め定めた着色平均基準値よりも大きく且つ前記所定の色成分に対する階調レベルの分散値が予め定めた着色分散基準値よりも小さいときに、前記表示画像に前記所定の色の着色画像が多く含まれていると識別することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記所定の色は、赤色、緑色及び青色のうち、何れか２つの色からなる補色であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記補色がイエローであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２変換手段は、予め定められた第２基準値よりも前記表示画像に所定の色の着色画像が多く含まれていないと識別されるときに、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２変換手段は、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていないと識別されるときには、前記第２画像データの調整を留保することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルに光を照射するバックライトと、
前記バックライトの発光輝度を調整する発光輝度調整手段と、を備え、
前記発光輝度調整手段は、前記第２変換手段が前記第２画像データの調整を留保した際に前記バックライトの発光輝度を第１の輝度に制御し、前記第２変換手段が前記第２画像データを調整した際に前記バックライトの発光輝度を前記第１の輝度よりも明るい第２の輝度に制御することを特徴とする請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項９】
それぞれの画素が、赤色成分、緑色成分、青色成分または白色成分の何れかに対応するように形成された表示装置の駆動方法であって、
第１画像データをサブピクセルレンダリング処理して、座標系が前記第１画像データとは異なるとともに前記表示パネルに対応した第２画像データを生成する第１変換ステップと、
前記第１画像データに基づいて前記表示パネルに表示される表示画像を事前に識別し、予め定められた第１基準値よりも前記表示画像に白色画像が多く含まれていると識別されるときに、白色成分に対応した前記画素での表示輝度が前記第２画像データで当該画素に割り当てられた階調レベルに対応する表示輝度よりも低くなるように前記第２画像データを調整する第２変換ステップと、
を有していることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９０９２１（Ｐ２０１０−１９０９２１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２１１３（Ｐ２００９−３２１１３）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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