透過型液晶表示装置
【課題】液晶パネルのみならずカラーフィルタによって吸収される光量をも減らし、消費電力のさらなる削減を達成できる透過型液晶表示装置を実現する。
【解決手段】液晶パネルとバックライトとを備えた透過型液晶表示装置において、液晶パネルは、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネル１５とする。また、バックライトは、発光輝度を制御可能な白色バックライト１７とする。さらに、原入力信号である入力ＲＧＢ信号は、彩度・輝度低減部１１によって彩度・輝度低減処理（彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させるような処理）が施されて彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号とされた後、出力信号生成部１３において透過率およびバックライト値が求められる。
【解決手段】液晶パネルとバックライトとを備えた透過型液晶表示装置において、液晶パネルは、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネル１５とする。また、バックライトは、発光輝度を制御可能な白色バックライト１７とする。さらに、原入力信号である入力ＲＧＢ信号は、彩度・輝度低減部１１によって彩度・輝度低減処理（彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させるような処理）が施されて彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号とされた後、出力信号生成部１３において透過率およびバックライト値が求められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトと液晶パネルから構成される透過型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーディスプレイには様々な種類があり、それぞれ実用化がなされている。薄型ディスプレイを大別すると、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような自発光型ディスプレイと、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）に代表される非発光型ディスプレイとに分類される。非発光型ディスプレイであるＬＣＤでは、液晶パネルの背面側にバックライトを配置する透過型ＬＣＤが知られている。
【０００３】
図１９は、透過型ＬＣＤの一般的な構造を示す断面図である。この透過型ＬＣＤは、液晶パネル１００の背面にバックライト１１０を配置している。液晶パネル１００は、一対の透明基板１０１，１０２の間に液晶層１０３を配置し、一対の透明基板１０１，１０２の外側には偏光板１０４，１０５を備えた構成となっている。また、液晶パネル１００内にカラーフィルタ１０６を備えることでカラー表示が可能となる。
【０００４】
図示は省略するが、透明基板１０１，１０２の内側には、電極層および配向膜が形成されており、液晶層１０３への印加電圧を制御することによって、液晶パネル１００を透過する光の透過量が画素ごとに制御される。すなわち、透過型ＬＣＤは、バックライト１１０からの照射光を液晶パネル１１０で透過量制御を行うことによって表示制御を行う。
【０００５】
バックライト１１０は、カラーディスプレイに必要なＲＧＢ三色の波長を含む光を照射するものであり、カラーフィルタ１０６との組み合わせによって、ＲＧＢの各色の光の透過率をそれぞれ調整することで、画素としての輝度や色相を任意に設定することが可能である。このようなバックライト１１０は、エレクトロ・ルミネッセンス（EL）、冷陰極管（CCFL）、発光ダイオード（LED）などの白色光源が一般的に使用されている。
【０００６】
液晶パネル１００においては、図２０に示すように、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素は通常３つのサブピクセルから構成される。それぞれのサブピクセルは、カラーフィルタ１０６における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のフィルタ層が対応するように配置される。以下、それぞれのサブピクセルをＲサブピクセル、Ｇサブピクセル、Ｂサブピクセルと呼ぶことにする。
【０００７】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯（すなわち、赤色、緑色、青色）の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。
【０００８】
上記構成の透過型ＬＣＤにおいてバックライト１１０から照射される光は、液晶パネル１００の各画素において透過量制御されるため、当然ながら液晶パネル１００によって吸収される光が生じる。また、カラーフィルタ１０６においても、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯以外の光を吸収する。このように、一般的な透過型ＬＣＤでは、液晶パネルやカラーフィルタによる光の吸収量が多くバックライトからの照射光の利用効率が低いため、バックライトにおける消費電力が大きくなるといった課題がある。
【０００９】
このような透過型ＬＣＤの消費電力を削減する技術として、表示画像に応じて発光輝度を調整可能なアクティブバックライトを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
すなわち、特許文献１には、輝度調整可能なアクティブバックライトを用い、ＬＣＤの表示制御（輝度制御）を、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とによって行い、バックライトの消費電力の低減を図る技術が開示されている。
【００１１】
特許文献１においては、バックライトの輝度は入力画像（入力信号）における最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。
【００１２】
この時、入力信号の最大値となるサブピクセルの透過率は１００％となり、また、その他のサブピクセルの透過率もバックライト値によって計算された１００％以下の値となる。よって、画像全体が暗い時にはバックライトを暗くし、バックライトの消費電力を少なくすることができる。
【００１３】
このように、特許文献１では、入力画像の入力信号ＲＧＢを基にバックライトの明るさを必要最小限に抑え、かつバックライトを暗くした分、液晶の透過率を上げているため、液晶パネルによって吸収される光量を減らし、バックライトの消費電力を削減することができる。
【特許文献１】特開平１１−６５５３１号公報（平成１１年（１９９９）３月９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の構成では、液晶パネルによって吸収される光量を減らすことでバックライトの消費電力削減を図ることはできるものの、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことはできない。このため、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことができれば、消費電力のさらなる削減効果を得ることができる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶パネルのみならずカラーフィルタによって吸収される光量をも減らし、消費電力のさらなる削減を達成できる透過型液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る透過型液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。
【００１８】
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行い、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させる。このような彩度・輝度低減処処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができる。
【００１９】
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記彩度・輝度低減部は、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値の低減度合を示すバックライト値低減率を指定することで、上記出力信号生成部において上記バックライト値低減率に応じたバックライト値以下になることが保証されるように、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を生成する構成とすることができる。
【００２０】
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記彩度・輝度低減部および出力信号生成部は、ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した彩度・輝度低減処理および出力信号生成処理を行う構成とすることができる。
【００２１】
また、上記透過型液晶表示装置は、上記液晶パネルに対して複数のアクティブバックライトを備え、各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行う構成とすることができる。
【００２２】
上記の構成によれば、バックライトを分割することで、分割されたバックライト領域毎に最適にバックライト値を設定することができ、全体のバックライト消費電力を下げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る透過型液晶表示装置は、以上のように、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えている構成である。
【００２４】
それゆえ、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。
【００２５】
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行い、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させる。このような彩度・輝度低減処処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態について図１ないし図１８に基づいて説明すると以下の通りである。
【００２７】
〔実施の形態１〕
先ずは、本実施の形態１に係る液晶表示装置（以下、本液晶表示装置と称する）の概略構成を図１を参照して説明する。
【００２８】
本液晶表示装置は、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、出力信号生成部１３、液晶パネル制御部１４、ＲＧＢＷ液晶パネル（以下、単に液晶パネルと称する）１５、バックライト制御部１６、および白色バックライト（以下、単にバックライトと称する）１７を備えている。
【００２９】
液晶パネル１５は、Ｎｐ個の画素をマトリクス上に配置してなり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、各画素はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青），Ｗ（白）の４サブピクセルで構成されている。尚、各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗサブピクセルの形状および配置関係は特に限定されない。また、バックライト１７は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）や白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）などの白色光源を用いたものであり、照射光の明るさを制御できるアクティブバックライトである。
【００３０】
液晶パネル１５におけるＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、カラーフィルタ（図示せず）におけるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層がそれぞれ対応するように配置される。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１７から発生された白色光の中で、該当波長帯の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。また、Ｗサブピクセルは、基本的にはカラーフィルタにおいて対応する吸収フィルタ層を有しない。すなわち、Ｗサブピクセルを透過する光は、カラーフィルタによる一切の吸収を受けることなく、白色光のまま液晶パネル１５から出射される。但し、Ｗサブピクセルは、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタよりもバックライトの光の吸収が少ないフィルタ層を持つ構成でもよい。
【００３１】
本液晶表示装置は、パソコンやテレビチューナーなどの外部から、表示すべき画像情報をＲＧＢ信号として受け取り、該ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］（ｉ=１，２，…，Ｎｐ）として処理を行うものである。
【００３２】
彩度・輝度低減部１１は、入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を施すものであり、該処理が施された後の彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を後段のγ補正部１２へ出力する。彩度・輝度低減部１１では、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させるような処理を行う。彩度・輝度低減処理のより具体的な内容については、後に詳細に説明する。
【００３３】
γ補正部１２は、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号にγ補正処理を施してγ補正後ＲＧＢ信号を算出し、このγ補正後ＲＧＢ信号を後段の出力信号生成部１３へ出力する。
【００３４】
出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号から、バックライト１７におけるバックライト値と、液晶パネル１５の各画素におけるＲＧＢＷのサブピクセル透過率を算出し、出力する。すなわち、出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号からバックライト値を求めると共に、γ補正後ＲＧＢ信号を上記バックライトに適合する透過率信号に変換する。
【００３５】
出力信号生成部１３で求められたバックライト値は、バックライト制御部１６に出力され、バックライト制御部１６は、このバックライト値に応じてバックライト１７の輝度を調節する。バックライト１７はＣＣＦＬや白色ＬＥＤなどの白色光源を利用したものであり、バックライト制御部１６によって、バックライト値に比例した明るさに制御することができる。バックライト１７の明るさの制御方法は、用いられる光源の種類によって異なるが、例えば、バックライト値に比例した電圧をかけたり、バックライト値に比例した電流を流したりして明るさを制御することができる。また、バックライトがＬＥＤなどの場合は、パルス幅変調（ＰＷＭ）でデューティー比を変えて明るさを制御することも可能である。さらに、バックライト光源の明るさが非線形特性を持つ場合、バックライト値からルックアップテーブルで光源への印加電圧や印加電流等を求めてバックライトへの明るさ制御を行うことにより所望の明るさに制御する方法などもある。
【００３６】
出力信号生成部１３で求められた透過率信号は、液晶パネル制御部１４に出力され、液晶パネル制御部１４は、この透過率信号に基づいて液晶パネル１５の各サブピクセルの透過率が所望の透過率になるように制御する。液晶パネル制御部１４は、走査線駆動回路、信号線駆動回路等を含む構成であり、走査信号およびデータ信号を生成して、この走査信号およびデータ信号等のパネル制御信号によって液晶パネル１５を駆動する。上記透過率信号は、信号線駆動回路でのデータ信号の生成に用いられる。液晶パネル１５の透過率制御には、サブピクセルの透過率に比例した電圧をかけ液晶パネルの透過率を制御する方法や、非線形特性を線形化するために、サブピクセルの透過率から液晶パネルにかける電圧をルックアップテーブルから表引きし、液晶パネルを所望の透過率に制御する方法などがある。
【００３７】
尚、本発明の液晶表示装置において、入力信号は上述のようなＲＧＢ信号に限られるものではなく、ＹＵＶ信号などのカラー信号でもよい。ＲＧＢ信号以外のカラー信号が入力される場合、それをＲＧＢ信号に変換してから出力信号生成部１３に入力する構成であっても良く、あるいは、出力信号生成部１３がＲＧＢ信号以外のカラー入力信号をＲＧＢＷ信号へ変換可能な構成であっても良い。
【００３８】
本液晶表示装置において、液晶パネル１５の各サブピクセルにおける表示輝度は、バックライトの明るさ（照射輝度）と、該サブピクセルにおける透過率との積によって表される。ここで、本液晶表示装置における表示原理、および消費電力削減効果について以下に詳細に説明する。尚、本液晶表示装置では、バックライト値およびサブピクセル透過率は、出力信号生成部１３において求められる。したがって、以下に説明するバックライト値およびサブピクセル透過率の算出方法は、彩度・輝度低減部１１およびγ補正部１２での処理が施された後のγ補正後ＲＧＢ信号に対して実施される。しかしながら、以下の説明では、入力ＲＧＢ信号からバックライト値およびサブピクセル透過率を求める場合を例示する。また、以下の説明では、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時に、ＲＧＢサブピクセルから出力される輝度とＷサブピクセルから出力される輝度と等しいと仮定する。
【００３９】
以下の説明では、入力ＲＧＢ信号を（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められる透過率信号を（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められるバックライト値をＷｂｓとして表す。
【００４０】
本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセルの透過率の決定方法では、最初に、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。このとき、画素の表示データ内容に応じて、バックライト値の求め方は２つの方法に分かれる。具体的には、注目画素内のサブピクセルにおける最大輝度（すなわちｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））と最小輝度（すなわちｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））との関係によって、その注目画素に対するバックライト値の求め方が異なる。
【００４１】
先ずは、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素において、バックライト値の求め方を図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図３（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図３（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
【００４２】
図３（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値４０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
【００４３】
特許文献１における表示方法では、図３（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），６７％（＝４０／６０）に設定される。
【００４４】
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２に相当する値分をＷ成分の輝度値（すなわちＷ透過量）に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（２０，３０，１０，３０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値はｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２＝３０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、６７％（＝２０／３０），１００％（＝３０／３０），３３％（＝１０／３０），１００％（＝３０／３０）に設定される。但し、図３（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。
【００４５】
また、本液晶表示装置における上述のバックライト値を特許文献１の方法で求められるバックライト値と比較するには、サブピクセルの面積比をも考慮する必要がある。すなわち、特許文献１では１画素が３つのサブピクセルに分割されているのに対し、本液晶表示装置では１画素が４つのサブピクセルに分割されている。このため、本液晶表示装置では、１つのサブピクセルの面積が、特許文献１に比べ３／４の面積しかなく、このようなサブピクセルにおける面積の低下を補うため、本液晶表示装置では、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
【００４６】
この結果、図３（ａ）の例におけるバックライト値を図３（ｂ）のバックライト値と同一基準に補正すれば、（４／３）×６０／２＝４０となる。同様の表示を行う図３（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。
【００４７】
次に、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素におけるバックライト値の求め方を図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図４（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図４（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
【００４８】
図４（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値２０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
【００４９】
特許文献１における表示方法では、図４（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），３３％（＝２０／６０）に設定される。
【００５０】
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）に相当する値分をＷ成分の輝度値に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（３０，４０，０，２０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値は、（ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）−ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））＝４０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、７５％（＝３０／４０），１００％（＝４０／４０），０％（＝０／４０），５０％（＝２０／４０）に設定される。
【００５１】
但し、図４（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。また、図４（ａ）の例においても、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
【００５２】
この結果、図４（ａ）の例において、バックライト値は（４／３）×（６０−２０）＝５３．３となる。同様の表示を行う図４（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。
【００５３】
上記図３（ａ），（ｂ）および図４（ａ），（ｂ）は、各画素についての必要最小限のバックライト値の求め方を説明したものであるが、上記の方法に則って、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。こうして求まった複数のバックライト値のうち、最大の値をそのバックライトにおける輝度値として設定する。
【００５４】
上記説明の方法によって実施される、本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセル透過率の決定手順を図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００５５】
図５（ａ）は、ある一つのバックライトに対応する表示領域の入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を示すものである。ここでは、説明を簡単にするために、上記表示領域が４つの画素Ａ〜Ｄから構成されているとする。
【００５６】
これらの画素Ａ〜Ｄについて、入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）をＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）に変換した結果は、図５（ｂ）に示すものとなる。この出力信号は、ＲＧＢＷ各サブピクセルにおける透過量を示すものである。この透過量を求める際には、先ずＷ透過量Ｗｔ［ｉ］が、
Ｗｔ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）
ただし、
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
の式によって求められる。
【００５７】
Ｗ透過量Ｗｔ［ｉ］が求められると、求まったＷ透過量Ｗｔ［ｉ］を入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）から差し引くように、
Ｒｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｇｔ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｂｔ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
の式によってＲＧＢ透過量（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）が求められる。
【００５８】
また、各画素毎に求まるバックライト値は、図５（ｃ）に示すものとなる。これにより、バックライト値は、画素毎に求まった複数のバックライト値のうちの最大の値、すなわち１００に設定される。
【００５９】
こうして求まったバックライト値１００に対して各画素の透過率（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］，ｗ［ｉ］）が、図５（ｂ）に示す出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）の値に基づいて求められ、その結果は図５（ｄ）に示すものとなる。そして、最終的な各画素における表示輝度は、図５（ｅ）に示す結果となり、図５（ａ）に示す入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度値と一致していることが確認できる。
【００６０】
このように、上述した出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理では、Ｗサブピクセルに白成分の光量を分担させることでカラーフィルタによる光の吸収を抑え、バックライト１７における消費電力を削減できるものである。このため、表示画像データにおいては、Ｗサブピクセルへの白成分光量の振り分けが可能であることが、バックライト消費電力の削減効果を得るための必須条件となる。
【００６１】
すなわち、出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理は、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素でＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が多い（すなわち、彩度が低い）場合には、バックライト消費電力の削減効果が大きくなる。一方で、バックライトに対応する表示領域内にＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が少ない（すなわち、彩度が高い）画素があれば、バックライト消費電力の削減効果は小さく、さらに輝度が高ければ、特許文献１の表示方法に比べてむしろ消費電力が増加することもありうる。
【００６２】
以下に、輝度が同じで彩度が異なる２つの画素についての、バックライト値の設定例を示す。
【００６３】
まず、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１７５，２３９，１１１）の画素Ａ（輝度＝２０７、彩度＝０．５３６）の場合、バックライト値は以下のように算出される。
【００６４】
画素Ａにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量（Ｗ透過量）は、（１１１）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（６４，１２８，０）となる。その結果、画素Ａにおいて設定されるバックライト値は（１２８）となる。
【００６５】
一方、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１５９，２５５，６３）の画素Ｂ（輝度＝２０７、彩度＝０．７５３）の場合、バックライト値は以下のように算出される。
【００６６】
画素Ｂにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量は、（６３）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（９６，１９２，０）となる。その結果、画素Ｂにおいて設定されるバックライト値は（１９２）となる。
【００６７】
このように、画素Ａと画素Ｂとを比較すると、両者は輝度が等しいにも関わらず、彩度の高い画素Ｂのほうがバックライト値が大きく設定されており、バックライト消費電力の削減効果が小さいことが分かる。
【００６８】
ここで、出力信号生成部１３は、本液晶表示装置に対して最初に入力される原画像データ（すなわち、入力ＲＧＢ信号）に対しても、上記処理によってバックライト値およびサブピクセル透過率を算出することはできる。しかしながらこの場合には、上述した理由により、全ての画像に対して消費電力削減効果が得られるとは限らない（尚、実際には、最も表示機会が多いと考えられる通常の中間調表示画面では、消費電力削減の効果が得られる場合が多い）。
【００６９】
このため、本液晶表示装置においては、出力信号生成部１３の前段に彩度・輝度低減部１１を配置し、入力ＲＧＢ信号に彩度・輝度低減処理を施している。これにより、出力信号生成部１３における処理において、バックライト消費電力の低減効果をより確実により大きく得ることができる。
【００７０】
これより、本液晶表示装置における信号処理内容について詳細に説明する。先ずは、彩度・輝度低減部１１おける彩度・輝度低減処理を説明する。
【００７１】
図６は、彩度・輝度低減部１１の要部構成を説明する図である。彩度・輝度低減部１１は、バックライト上限値算出部２１、γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部２２、第１彩度・輝度低減率算出部２３、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５を備えて構成されている。また、図７は、彩度・輝度低減部１１の動作を説明するフローチャートである。
【００７２】
最初に、バックライト上限値算出部２１において、入力ＲＧＢ信号の上限値、及びバックライト値低減率から、下記の(1)式を用いてバックライト上限値ＭＡＸｗが算出される（Ｓ１１）。(1)式の導出方法については後述する。
【００７３】
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
次に、Ｓ１２〜Ｓ１５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素に対して、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号が算出される。
【００７４】
Ｓ１２では、γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部２２により、入力ＲＧＢ信号、およびγ係数から、下記の(2)，(3)式を用いてγ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇおよび最小値ｍｉｎＲＧＢｇが算出される。
【００７５】
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(2)
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(3)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最小値
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数（γ補正により、入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないものとし、例えば、ｆｇ（ｘ，ｇ）＝（ｘ／ＭＡＸ）ｇ×ＭＡＸとする）
Ｓ１３では、第１彩度・輝度低減率算出部２３において、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、白色輝度比、及びγ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値から、彩度・輝度低減率αを算出する。彩度・輝度低減率αの算出にあたっては、まず、注目画素の輝度が高いかどうかを下記の(4)式を用いて判定する。
【００７６】
ＭＡＸｗ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(4)
輝度が高い場合、すなわち(4)式を満たす場合は、下記の(5)式を満たす彩度・輝度低減率αを算出する（彩度・輝度低減率αの算出方法については後述する）。また、輝度が低い場合、すなわち(4)式を満たさない場合は、(6)式で彩度・輝度低減率αを１に設定する。
【００７７】
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
α＝１ …(6)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
…(7)
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
…(8)
Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］：γ補正後ＲＧＢ信号
Ｓ１５では、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５により、入力ＲＧＢ信号、及び彩度・輝度低減率αから、下記の(9)〜(11)式を用いて彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）が算出される。
【００７８】
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
（例えば、Ｙ［ｉ］＝（２×Ｒ［ｉ］＋５×Ｇ［ｉ］＋Ｂ［ｉ］）／８）
上記(9)〜(11)式を用いた彩度・輝度低減処理では、彩度・輝度低減率αが０≦α＜１の範囲にある場合に、輝度・色相が不変で、彩度のみが低減される処理が行われる。そして、彩度・輝度低減率αが−１≦α＜０の範囲にある場合には、彩度を０にし、かつ輝度を低減させる処理が行われる。
【００７９】
すなわち、上記説明における彩度・輝度低減処理では、まず、画像内の画素一つ一つについて、その画素の存在によりバックライト値が所望のバックライト値（ここでは、バックライト上限値ＭＡＸｗ）を超えるのかどうかを判定する。その判定式が(4)式である。ある画素のＲＧＢ信号値が(4)式を満たす場合は、その画素の存在によりバックライト値がＭＡＸｗを超えることになるため、バックライト値がＭＡＸｗを超えないように、より正確には、バックライト値が丁度ＭＡＸｗになるように、その画素のＲＧＢ値を変換する。
【００８０】
バックライト値を丁度ＭＡＸｗにするための条件が(5)式であり、その変換式が(9)〜(11)式である。すなわち、(5)式を満たすような彩度・輝度低減率αを求め、その結果０≦α＜１であれば、彩度の低減のみで、その画素の存在によりバックライト値を丁度ＭＡＸｗにすることができる。一方、−１≦α＜０であれば、その画素の存在により彩度の低減のみではバックライト値をＭＡＸｗ以下にすることができないため、更に輝度まで低減させることで、その画素の存在によりバックライト値を丁度ＭＡＸｗにすることができる。
【００８１】
以上の処理を、画像内の全ての画素について行うと、(4)式を満たす画素が少なくとも一つ以上あった場合は、バックライト値は丁度ＭＡＸｗに、(4)式を満たす画素が全くなかった場合は、バックライト値はＭＡＸｗ以下になることが保証される。
【００８２】
ここで、各ステップにおける、算出式の導出方法について説明する。まず、バックライト上限値ＭＡＸｗの取り得る値の範囲と上記(1)式とを導出する。
【００８３】
最初に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して彩度・輝度低減処理を行わない場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。これは、彩度が１であり（Ｗサブピクセルに光量を分担できない）、かつＲＧＢ値の少なくとも１つがＭＡＸ（入力ＲＧＢ信号の上限値）であるような画素が存在する場合であり、この時のバックライト値はＭＡＸとなる。
【００８４】
尚、ここでいうＭＡＸは、入力ＲＧＢ信号の上限値を指すが、一意の値ではなく複数の値が考えられる。すなわち、ＭＡＸの下限値は、入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値（ＭＡＸｉ）となる。これは、ＭＡＸをＭＡＸｉより小さな値にすると、所望のバックライト値にすることを保障できないからである。一方、ＭＡＸの上限値は、入力ＲＧＢ信号の取り得る値の最大値（ＭＡＸｓ）となる。これは、ＭＡＸｓより大きいバックライト値を必要としないからである。
【００８５】
入力ＲＧＢ信号のビット幅をＢｗとした場合、ＭＡＸｓは、
ＭＡＸｓ＝２Ｂｗ−１
で表される。例えば、Ｂｗが８の場合、ＭＡＸｓは２８−１＝２５５となる。よって、有効なＭＡＸの範囲は、
ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓ
で表される。
【００８６】
基本的にＭＡＸの設定値としては、ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓを満たせば、どのような値でも良い。ＭＡＸ＝ＭＡＸｉに設定すれば、バックライト値を最も下げることができる。ただし、画像ごとにＭＡＸを計算する必要がある。一方、ＭＡＸ＝ＭＡＸｓに設定すれば、ＭＡＸｉに比べてバックライト上限値（ＭＡＸｗ）が高くなるが、ＭＡＸが画像に依存しない一定値となるため、画像ごとにＭＡＸを計算し直す必要がない。
【００８７】
次に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して彩度・輝度低減処理を行う場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。この場合、ＲＧＢ値のいかんにかかわらず、最大限の彩度・輝度低減、すなわち彩度・輝度設定率αを−１にすることで、バックライト値を０にすることができる。すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値の最大値は０となる。
【００８８】
従って、バックライト上限値ＭＡＸｗの範囲は、０〜ＭＡＸとなり、ＢｌＲａｔｉｏの範囲を０〜１としたとき、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏの範囲は０〜１となり、バックライト上限値ＭＡＸｗは、(1)式で表すことができる。
【００８９】
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出式は、γ補正によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、それぞれ(2)ないし(3)式のように展開することができる。
【００９０】
次に、彩度・輝度低減処理を行うかどうかの判定条件である(4)式を導出する。最初に、彩度・輝度低減を行わない場合の、バックライト値算出までのアルゴリズムは以下のようになる。
１）γ補正（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
Ｒｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｒ［ｉ］，γ） …(29)
Ｇｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｇ［ｉ］，γ） …(30)
Ｂｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｂ［ｉ］，γ） …(31)
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［ｉ］）
Ｗｔｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
…(32)
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）
Ｒｔｇ［ｉ］＝Ｒｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(33)
Ｇｔｇ［ｉ］＝Ｇｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(34)
Ｂｔｇ［ｉ］＝Ｂｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(35)
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(36)
尚、(36)式におけるＷＲは白色輝度比であり、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値である。
【００９１】
まず、白色輝度比ＷＲを考慮したＷ透過量（Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ）がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９２】
Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(37)
(37)式に(32)式を代入すると、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
…(38)
となる。
【００９３】
次に、各ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９４】
Ｒｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(39)
Ｇｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(40)
Ｂｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(41)
(32)〜(35)，(39)〜(41)式より、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９５】
ｍａｘ（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）≦ＭＡＸｗ
ｍａｘＲＧＢｇ−Ｗｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
≦ＭＡＸｗ …(42)
となる。
【００９６】
ここで、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(43)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
｛ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）｝／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ …(44)
となる。
【００９７】
また、同じく(43)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。
【００９８】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
となり、(44)式と同じとなる。
【００９９】
よって(43)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(44)式となる。
【０１００】
一方、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ） …(45)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
【０１０１】
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(46)
また、同じく(45)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。
【０１０２】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ …(47)
よって(45)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(46)式と(47)式とをまとめることで、以下のようになる。
【０１０３】
ｍａｘ（ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ，ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）≦ＭＡＸｗ
…(48)
ここで(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ
＜ｍａｘＲＧＢｇ／（ＷＲ×（１＋１／ＷＲ））
＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
となるので、(48)式は次式のようになる。
【０１０４】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ
この式は、(47)式と同じである。
【０１０５】
逆に、上記(43)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(44)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(49)
となる。
【０１０６】
また、上記(45)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(47)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(50)
となる。
【０１０７】
上記(43)，(49)，(45)，(50)式を、更に式変形すると以下の通りである。
【０１０８】
まず、(43)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(51)
となる。
【０１０９】
(51)式を満たすときは、(49)式は次のように変形できる。
【０１１０】
ＭＡＸｗ
＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
この式は、上記(4)式と同じとなる。
【０１１１】
次に、(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(52)
となる。
【０１１２】
(52)式を満たすときは、(50)式は、同じく(4)式のように変形できる。
【０１１３】
(51)〜(52)式より、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、単に(4)式に簡略化することができる。すなわち、入力ＲＧＢ値が(4)式を満たす場合は、彩度・輝度低減処理を行うことで、バックライト値がＭＡＸｗを超えないようにする。
【０１１４】
次に、彩度・輝度低減の算出式である(9)〜(11)式を導出する。
【０１１５】
まず、輝度・色相は不変で、彩度のみを低減させるＲＧＢの変換式は下記の(53)乃至(55)式である。
【０１１６】
Ｒｓ［ｉ］＝α×Ｒ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(53)
Ｇｓ［ｉ］＝α×Ｇ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(54)
Ｂｓ［ｉ］＝α×Ｂ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(55)
ただし、
０≦α＜１ …(56)
ただし、彩度・輝度低減をさせないときだけ、α＝１とする。
【０１１７】
一方、彩度が０になり、輝度を低減させるＲＧＢの変換式は下記の(57)乃至(59)式である。
【０１１８】
Ｒｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(57)
Ｇｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(58)
Ｂｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(59)
ただし、
−１≦α＜０ …(60)
上記の(53)乃至(55)式と(57)乃至(59)式とをまとめると、(9)乃至(11)式となる。
【０１１９】
ただし、
−１≦α＜１ …(61)
ここで、(53)乃至(55)式が、彩度・輝度低減前後で輝度・色相を変えないことの証明を行う。
【０１２０】
まず、ＲＧＢ値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のときの輝度の算出式を（２×Ｒ＋５×Ｇ＋Ｂ）／８とすると、彩度・輝度低減後の輝度Ｙｓ［ｉ］は、下記の(62)式のようになる。
【０１２１】
Ｙｓ［ｉ］＝（２×Ｒｓ［ｉ］＋５×Ｇｓ［ｉ］＋Ｂｓ［ｉ］）／８ …(62)
(62)式に、(53)乃至(55)式を代入すると、
Ｙｓ［ｉ］
＝α×（２×Ｒ［ｉ］＋５×Ｇ［ｉ］＋Ｂ［ｉ］）／８＋（１−α）×Ｙ［ｉ］
＝α×Ｙ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］
＝Ｙ［ｉ］ …(63)
となる。(63)式より、彩度・輝度低減前後で輝度値は変化していないことが分かる。
【０１２２】
一方、色相に関しては、Ｒ値が最大のときを考える。まず、Ｒ値が最大のときの、彩度・輝度低減前の色相Ｈ［ｉ］は、下記の(64)式のようになる。
【０１２３】
Ｈ［ｉ］＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０ …(64)
ここでは、
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
Ｃｇ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
である。
【０１２４】
次に、彩度・輝度低減後の色相Ｈｓ［ｉ］は、下記の(65)式のようになる。
【０１２５】
Ｈｓ［ｉ］＝（Ｃｂｓ−Ｃｇｓ）×６０ …(65)
ここでは、
Ｃｂｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
Ｃｇｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
ｍｉｎＲＧＢｓ：彩度・輝度低減後のｍｉｎＲＧＢ
ｍａｘＲＧＢｓ：彩度・輝度低減後のｍａｘＲＧＢ
である。
【０１２６】
(65)式を変形し、更に(53)乃至(55)式を代入すると、
Ｈｓ［ｉ］
＝［｛（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）］×６０
＝｛（Ｇｓ［ｉ］−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）｝×６０
＝［α×（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／｛α×（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝］×６０
＝｛（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝×６０
＝［｛（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）］×６０
＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
＝Ｈ［ｉ］ …(66)
となる。(66)式より、彩度・輝度低減前後で色相も変化しないことが分かる。Ｇ値、あるいはＢ値が最大のときも同様である。
【０１２７】
次に、彩度・輝度低減率αの算出式である(5)乃至(8)式を導出する。
【０１２８】
まず、(4)式から、バックライト値をＭＡＸｗ以下にするための条件式である(5)式が導かれる。
【０１２９】
(5)式のｍａｘＲＧＢｓｇ及びｍｉｎＲＧＢｓｇは、γ補正及び彩度・輝度低減処理によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、それぞれ(7)乃至(8)式のように展開することができ、更に、(5)式に(7)乃至(8)式を代入することで、αを未知数とした方程式が導かれる。
【０１３０】
すなわち、(4)式を満たす全ての画素に対して、(5)式を満たすαを算出し、そのαを用いて(9)乃至(11)式により彩度・輝度低減を行えば、バックライト値は必ずＭＡＸｗ以下になる。但し、(5)式は、αを未知数とした非線形方程式であるため、これを簡単に解くことはできない。そのため、(5)式は、近似的な方法を用いて解くことが考えられるが、その解法については後述する実施の形態３または４において詳細に説明する。
【０１３１】
尚、(4)式を満たさない画素の場合は、(6)式でαを１に設定することにより、(9)乃至(11)式において、（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）となる（すなわち、（彩度・輝度低減前のＲＧＢ値）＝（彩度・輝度低減後のＲＧＢ値）となる）。従って、この場合は、結果的に彩度・輝度低減を行わないことになる。
【０１３２】
この彩度・輝度低減処理においては、色彩の鮮やかさや明るさの点で入力画像の画質が劣化するが、一般的な画像では高輝度の部分はそれほど多くなく、彩度あるいは輝度が低下する部分は画像の一部に限られる場合が多い。
【０１３３】
更に、人間の視覚特性は、輝度の変化に比べ、彩度の変化にはそれほど敏感ではないため、高輝度の画素に対し、まずは彩度のみを低下させ、それでも所望のバックライト値以下にならないときのみ、輝度も低下させることで、できるだけ画質劣化が目立たないような処理を行っている。
【０１３４】
上記説明の処理により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）は、彩度・輝度低減部１１によって彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換される。この彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号は、続いてγ補正部１２においてγ補正処理され、γ補正後ＲＧＢ信号（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）に変換される。
【０１３５】
続いて、出力信号生成部１３の構成を図８を参照して説明する。出力信号生成部１３は、Ｗ透過量算出部４１、ＲＧＢ透過量算出部４２、バックライト値算出部４３、透過率算出部４４を備えて構成されている。また、図９は、出力信号生成部１３の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３６】
Ｗ透過量算出部４１は、γ補正後ＲＧＢ信号及び白色輝度比から、下記(19)式を用いて注目画素におけるＷ透過量Ｗｔｓｇ［ｉ］を算出する（Ｓ４１）。
【０１３７】
Ｗｔｓｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
…(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
次に、ＲＧＢ透過量算出部４２は、γ補正後ＲＧＢ信号、及びＷ透過量算出部４１から出力されたＷ透過量から、下記(20)乃至(22)式を用いて注目画素におけるＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４２）。
【０１３８】
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
Ｓ４１〜Ｓ４２の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、全ての画素に対してＲＧＢＷ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］，Ｗｔｓｇ［ｉ］）が算出される。
【０１３９】
バックライト値算出部４３は、白色輝度比、全画素のＲＧＢＷ透過量から、下記(23)式を用いてバックライト値Ｗｂｓｇを算出する（Ｓ４３）。
【０１４０】
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
透過率算出部４４は、白色輝度比、ＲＧＢＷ透過量、及びバックライト値から、(24)乃至(28)式を用いて注目画素のＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４４）。Ｓ４４の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、各サブピクセルの透過率が算出される。
【０１４１】
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０ …(28)
尚、バックライト値Ｗｂｓｇの算出に使用される(23)式は、次式のように簡略化することも可能である。
【０１４２】
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］）
これは、Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ）は、常にＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）の最大値以下になるからである。以下に、その証明を行う。
【０１４３】
ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−Ｗｔｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
ここで、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
≦ｍａｘＲＧＢｓｇより、
０≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）
−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
よって、Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）となる。
【０１４４】
このように、本実施の形態１に係る液晶表示装置では、出力信号生成部１３においてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出する前に、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行うことで、バックライト値を確実に低減させることができる。
【０１４５】
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、(4)式を用いて注目画素毎に彩度低減が必要か否かを判断するようにしている。この場合、(4)式を満たす画素、すなわち彩度・輝度低減が必要な画素だけに対して、彩度・輝度低減処理を通し、(4)式を満たさない画素、すなわち彩度・輝度低減が必要ない画素については、彩度・輝度低減処理をスキップすることができる。
【０１４６】
しかしながら、彩度・輝度低減部１１をハードウェアによって実現することを考えた場合には、そのようなスキップ処理がない方がハードウェアを簡素化できるため好ましい。本実施の形態２では、入力画像内の全ての画素に対して彩度・輝度低減処理を施す変形例について説明する。尚、実施の形態１と同一の処理部に対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１４７】
図１０は、本実施の形態２にかかる液晶表示装置において彩度・輝度低減部１１の構成を示す図である。彩度・輝度低減部１１は、バックライト上限値算出部２１、第２第２彩度・輝度低減率算出部３３、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５を備えて構成されている。また、図１１は、彩度・輝度低減部１１の動作を説明するフローチャートである。
【０１４８】
最初に、バックライト上限値算出部２１において、(1)式を用いてバックライト上限値が算出される（Ｓ１１）。
【０１４９】
次に、第２彩度・輝度低減率算出部３３において、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、及び白色輝度比から、(12)式を満たすαの中で、(5)式の左辺の絶対値が最も小さくなる彩度・輝度低減率αを算出する（Ｓ２３）。彩度・輝度低減率αの算出方法については、後述する実施の形態３または４において説明する。
【０１５０】
次に、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５において、(9)乃至(11)式を用いて、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する（Ｓ１５）。
【０１５１】
Ｓ２３及びＳ１５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素についての彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出することができる。
【０１５２】
〔実施の形態３〕
本実施の形態３は、実施の形態１における第１彩度・輝度低減率算出部２３における彩度・輝度低減率αの近似的な算出手段の第１の例である。
【０１５３】
実施の形態１においては、(4)式が満たされる場合に、彩度・輝度低減率αを(5)式を用いて算出する必要があるが、該(5)式は非線型方程式であるため、簡単に算出することができない。そこで、本実施の形態３では、二分探索法を用いることでαを算出する。尚、実施の形態１と同一の処理部に対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１５４】
図１２は、本実施の形態１にかかる液晶表示装置において彩度変換部１１の別の構成を示す図である。図１２に示す彩度・輝度低減部１１は、実施の形態１における第１彩度・輝度低減率算出部２３（図６参照）を、第３彩度・輝度低減率算出部９３に置き換えたものである。
【０１５５】
第３彩度・輝度低減率算出部９３は、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、白色輝度比、及びγ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値から、二分探索法により彩度・輝度低減率αを算出し、出力する。
【０１５６】
図１３は、第３彩度・輝度低減率算出部９３の動作を説明するフローチャートである。
【０１５７】
まず、Ｓ１００では、注目画素におけるγ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値が(4)式を満たすかどうかを判定し、満たす場合はＳ１０１に、満たさない場合はＳ１０９に進む。
【０１５８】
(4)式を満たす場合、すなわちＳ１０１では、下記の(13)および(14)式を用いて、二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び上限値ｈｉｇｈを、それぞれ−１及び１に設定する。
【０１５９】
ｌｏｗ＝−１ …(13)
ｈｉｇｈ＝１ …(14)
次に、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理が、ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、繰り返される。ここでａｌｐｈａＴｏｌは、彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値である。また、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理は、ある決められた一定回数だけ繰り返されても良い。
【０１６０】
Ｓ１０２では、(15)式を用いて、現時点でのαを算出する。
【０１６１】
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
次に、Ｓ１０３では、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
【０１６２】
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
このｊｕｄｇｅＳｉは、０に近いほど、現時点でのαが所望のαに近づいていることを示しており、また、負の値の場合は、現時点でのαが所望の値より小さく、正の場合は、現時点でのαが所望の値より大きいことを示している。
【０１６３】
次に、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さければ、現時点でのαが所望の値より小さいことになるため、(17)式を用いて、ｌｏｗを現時点でのαに更新する（Ｓ１０５）。また、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さくなければ、Ｓ１０６に進む。ここでｊｕｄｇｅＴｏｌは、彩度・輝度低減率算出判定用閾値である。
【０１６４】
ｌｏｗ＝α …(17)
次に、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きければ、現時点でのαが所望の値より大きいことになるため、(18)式を用いて、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きくなければ、現時点でのαが所望のαになっていると判断し、ループを抜けて処理を終了する。
【０１６５】
ｈｉｇｈ＝α …(18)
また、Ｓ１０６の判定条件でＮｏにならず、かつループ処理を終了した場合は、所望のαを算出できていないため、何らかのエラー処理を行う（Ｓ１０８）。
【０１６６】
Ｓ１００において(4)式を満たさない場合は、Ｓ１０９において(6)式を用いてαを１に設定する。
【０１６７】
以下に、本実施の形態３にかかるバックライト値の算出例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）である場合を例示する（第１の算出例）。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されているものとする。
【０１６８】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は、以下のように算出される。
１）γ補正（Ｒｇ［１］，Ｇｇ［１］，Ｂｇ［１］）
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２５５／２５５）２×２５５
＝２５５
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（６３／２５５）２×２５５
＝１６
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［１］）
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（２５５／（１＋１／１．２５），１６）
＝ｍｉｎ（１４２，１６）＝１６
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−１６＝８３
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２５５−１６＝２３９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１６−１６＝０
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１６／１．２５）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１３）＝２３９
よって、この場合のバックライト値は２３９になる。
【０１６９】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（２５５／（１＋１．２５），２５５−１６）
＝ｍａｘ（１１３，２３９）＝２３９
より、注目画素は(4)式を満たす。このため、(5)式を満たすαを二分探索法で算出する。
【０１７０】
次に、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０１７１】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×２５５＋６３）／８＝２０７
本算出例では、図１３のフローにおけるＳ１０２〜Ｓ１０７のステップが、Ｓ１０６の判定条件を満たしてループを抜けるまで繰り返される。このフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表１に示すようなものとなる。
【０１７２】
【表１】
【０１７３】
表１において、最終的なαの値は、
α＝０．４６０９３７５
と算出される。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
彩度・輝度低減率αが算出されると、彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号は、(9)〜(11)式を用いて以下のように算出される。
【０１７４】
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｒ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×１５９＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝１８５
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｇ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×２５５＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝２２９
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｂ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×６３＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝１４１
５）γ補正
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１８５／２５５）２×２５５＝１３４
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２２９／２５５）２×２５５＝２０６
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１４１／２５５）２×２５５＝７８
６）Ｗ透過量算出
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（２０６／（１＋１／１．２５），７８）
＝ｍｉｎ（１１４，７８）＝７８
７）ＲＧＢ透過量算出
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１３４−７８＝５６
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝２０６−７８＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝７８−７８＝０
８）バックライト値算出
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）＝ｍａｘ（５６，１２８，０，５６／１．２５）
＝ｍａｘ（５６，１２８，０，４５）＝１２８
すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値は、１２８である。以上のように、第１の算出例では、彩度・輝度低減処理により、輝度はそのままで彩度のみの低減により、バックライト値を２３９から１２８に低減できることが分かる（約４６％の低減）。
【０１７５】
次に、上記第１の算出例において、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５に変更した場合のバックライト値の算出例を示す（第２の算出例）。すなわち、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されている。
【０１７６】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の算出は、第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０１７７】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．７５）＝６４
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（２５５／（１＋１．２５），２５５−１６）
＝ｍａｘ（１１３，２３９）＝２３９
より、注目画素は(4)式を満たす。このため、(5)式を満たすαを二分探索法で算出する。
【０１７８】
次に、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０１７９】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×２５５＋６３）／８＝２０７
本算出例でも、図１３のフローにおけるＳ１０２〜Ｓ１０７のステップが、Ｓ１０６の判定条件を満たしてループを抜けるまで繰り返される。このフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表２に示すようなものとなる。
【０１８０】
【表２】
【０１８１】
表２において、最終的なαの値は、
α＝−０．０７８１２５
と算出される。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
彩度・輝度低減率αが算出されると、彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号は、(9)〜(11)式を用いて以下のように算出される。
【０１８２】
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
５）γ補正
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
６）Ｗ透過量算出
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（１４３／（１＋１／１．２５），１４３）
＝ｍｉｎ（７９，１４３）＝７９
７）ＲＧＢ透過量算出
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
８）バックライト値算出
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）＝ｍａｘ（６４，６４，６４，７９／１．２５）
＝ｍａｘ（６４，６４，６４，６３）＝６４
すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値は、６４である。以上のように、第２の算出例では、彩度・輝度低減処理により、彩度及び若干の輝度の低減により、バックライト値を２３９から６４に低減できることが分かる（約７３％の低減）。
【０１８３】
次に、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）である場合を例示する（第３の算出例）。尚、第３の算出例では、各パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。
【０１８４】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は、以下のように算出される。
１）γ補正（Ｒｇ［１］，Ｇｇ［１］，Ｂｇ［１］）
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８７／２５５）２×２５５
＝１３７
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（８５／２５５）２×２５５
＝２８
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［１］）
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（１３７／（１＋１／１．２５），２８）
＝ｍｉｎ（７６，２８）＝２８
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−２８＝７１
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１３７−２８＝１０９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２８−２８＝０
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２８／１．２５）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２２）＝１０９
よって、この場合のバックライト値は１０９になる。
【０１８５】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１８７／２５５）２×２５５＝１３７
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（８５／２５５）２×２５５＝２８
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（１３７／（１＋１．２５），１３７−２８）
＝ｍａｘ（６１，１０９）＝１０９
より、注目画素は(4)式を満たさない。このため、(6)式よりα＝１とされる。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
α＝１の場合、(9)乃至(11)式より、彩度・輝度低減前後のＲＧＢ値は同じになるので、結果的に彩度・輝度低減が行われない。よって、この時のバックライト値は、彩度・輝度低減処理を行わないときと同じく１０９になる。
【０１８６】
〔実施の形態４〕
本実施の形態４は、実施の形態２の第２彩度・輝度低減率算出部３３における彩度・輝度低減率αの近似的な算出手段の例であり、実施の形態３に対しては入力画像内の全ての画素に対して彩度・輝度低減処理を通すように変更を加えたものである。尚、実施の形態２および３と同一の処理部に対しては、実施の形態２および３と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１８７】
図１４は、本実施の形態４にかかる液晶表示装置において彩度・輝度低減部１１の別の構成を示す図である。図１４に示す彩度・輝度低減部１１は、実施の形態２における彩度・輝度低減部１１（図１０参照）の第２彩度・輝度低減率算出部３３を、第４彩度・輝度低減率算出部１０３に置き換えたものである。
【０１８８】
第４彩度・輝度低減率算出部１０３は、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、及び白色輝度比から、二分探索法により彩度・輝度低減率αを算出し、出力する。
【０１８９】
図１５は、第４彩度・輝度低減率算出部１０３の動作を説明するフローチャートである。
【０１９０】
まず、Ｓ１０１では、 (13)および(14)式を用いて、二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び上限値ｈｉｇｈを、それぞれ−１及び１に設定する。
【０１９１】
次に、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理が、ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、繰り返される。また、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理は、ある決められた一定回数だけ繰り返されても良い。
【０１９２】
Ｓ１０２では、(15)式を用いて、現時点でのαを算出する。次に、Ｓ１０３では、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
【０１９３】
次に、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さければ、現時点でのαが所望の値より小さいことになるため、(17)式を用いて、ｌｏｗを現時点でのαに更新する（Ｓ１０５）。また、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さくなければ、Ｓ１０６に進む。
【０１９４】
次に、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きければ、現時点でのαが所望の値より大きいことになるため、(18)式を用いて、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きくなければ、現時点でのαが所望のαになっていると判断し、ループを抜けて処理を終了する。
【０１９５】
また、Ｓ１０６の判定条件でＮｏにならず、かつループ処理を終了した場合は、その時点でのαを所望のαとする。
【０１９６】
以下に、本実施の形態４にかかるバックライト値の算出例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）である場合を例示する（第１の算出例）。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されているものとする。
【０１９７】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０１９８】
さらに、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値算出過程も、(4)式による判定処理を除いて、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は１２８になる。
【０１９９】
すなわち、本算出例では、輝度はそのままで彩度のみの低減により、バックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。
【０２００】
次に、上記第１の算出例において、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５に変更した場合のバックライト値の算出例を示す（第２の算出例）。すなわち、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されている。
【０２０１】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０２０２】
さらに、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値算出過程も、(4)式による判定処理を除いて、実施の形態３の第２の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は６４になる。
【０２０３】
すなわち、本算出例では、彩度及び若干の輝度の低減により、バックライト値を２３９から６４に低減させることができる（約７３％の低減）。
【０２０４】
次に、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）である場合を例示する（第３の算出例）。尚、第３の算出例では、各パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。
【０２０５】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第３の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は１０９になる。
【０２０６】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）彩度・輝度低減率算出
まず、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０２０７】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×１８７＋８５）／８＝１６７
本算出例では、図１５のフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表３に示すようなものとなる。尚、本算出例のフローでは、Ｓ１０６の判定条件がＮｏになる前に、ループ条件ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈを満たさなくなったため、処理を終了している。
【０２０８】
【表３】
【０２０９】
表３において、最終的なαの値は、
α＝０．９９９９９９９４≒１
と算出される。
３）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
α＝１の場合、(9)乃至(11)式より、彩度・輝度低減前後のＲＧＢ値は同じになるので、結果的に彩度・輝度低減が行われない。よって、この時のバックライト値は、彩度・輝度低減処理を行わないときと同じく１０９になる。
【０２１０】
本液晶表示装置において、バックライト１７は、基本的には複数の画素に対して１つ設けられる。このため、例えば図１に示す液晶表示装置は、液晶パネル１５の表示画面全体に対して一つの白色バックライト１７を対応させた構成を例示している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネル１５の表示画面を複数の領域に分割し、各領域毎にバックライト輝度調整が可能となるように、複数のバックライトを備えた構成としても良い。
【０２１１】
図１６は、１枚の表示領域に対し２つの白色バックライトを持つ例を示したものであるが、バックライトの数は限定されない。
【０２１２】
図１６に示す液晶表示装置は、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、入力信号分割部１５１、出力信号生成部１３ａおよび１３ｂ、液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂ、液晶パネル１５、バックライト制御部１６ａおよび１６ｂ、および白色バックライト１７ａおよび１７ｂを備えて構成されている。
【０２１３】
入力信号分割部１５１は、γ補正部１２から入力される１画面分のγ補正後ＲＧＢ信号を２つのエリア分の信号に振り分け、それぞれのエリアの入力ＲＧＢ信号を出力信号生成部１３ａおよび１３ｂに入力する。出力信号生成部１３ａおよび１３ｂは、対応する各エリアに対して、図１における出力信号生成部１３と同等の処理を行う。
【０２１４】
液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂは、対応する各エリアに対して、図１における液晶パネル制御部１４と同等の処理を行うが、各制御部は、液晶パネル１５の対応するエリアに相当する位置の画素透過率を制御する。
【０２１５】
バックライト制御部１６ａおよび１６ｂは、対応する各エリアに対して、図１におけるバックライト制御部１６と同等の処理を行う。白色バックライト１７ａおよび１７ｂは、それぞれバックライト１７と同じ構造であるが、各バックライトは、それぞれ対応するエリアを照明する。
【０２１６】
このように、１画面を複数のエリアに分割し、エリア単位で制御を行うことで、更にバックライト値を下げることができる。尚、本実施の形態では、１画面を２つのエリアに分割しているが、３つ以上のエリアに分割して制御することも可能である。
【０２１７】
一般的な画像においては、近傍領域に似たような色が連続する性質がある。このため、図１６に示す構成のように、バックライト領域を分割することにより、暗い画素が集まったバックライト領域のバックライトはより暗くできる。その結果、バックライトを分割しない時より、バックライトを分割した方が、全体のバックライト消費電力を下げることができる。
【０２１８】
また、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、および出力信号生成部１３の処理は、これをパソコン上で動作可能なソフトウェアで実現することが可能である。以下に、上記処理をソフトウェアで実現する場合の手順を説明する。
【０２１９】
図１７は、上記処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成を示す図である。上記システムは、パソコン本体１６１、入出力装置１６５で構成されている。また、パソコン本体１６１は、ＣＰＵ１６２、メモリ１６３、入出力インタフェース１６４を備えている。入出力装置１６５は、記憶媒体１６６を備えている。
【０２２０】
まずＣＰＵ１６２は、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、記憶媒体１６６から彩度・輝度低減、γ補正、出力信号生成の各プログラム、パラメータファイル（入力ＲＧＢ信号の上限値、バックライト値低減率、γ係数、及び白色輝度比や、１画面を複数エリアに分割する際に用いるエリア情報など）、及び入力画像データを読み込んで、メモリ１６３に格納する。
【０２２１】
さらに、ＣＰＵ１６２は、メモリ１６３からプログラム、パラメータファイル、及び入力画像データを読み取り、メモリ１６３からプログラムの各命令に従って、入力された入力画像データに対して、彩度・輝度低減、γ補正、及び出力信号生成処理を行った後、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を記憶媒体１６６に出力する。
【０２２２】
あるいは、図１８のように、入出力インタフェース１６４を介して、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を、それぞれ、バックライト制御部１６、液晶パネル制御部１４に出力することで、白色バックライト１７、及び液晶パネル１５を制御して、実際に画像を表示させることもできる。
【０２２３】
このように、上記システムでは、パソコン上で上述した彩度・輝度低減、γ補正、及び出力信号生成を行うことができる。これにより、実際に彩度・輝度低減部や出力信号生成部を試作する前に、彩度・輝度低減方法や出力信号生成方法の妥当性や、バックライト値低減の効果を確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、実施の形態１に示す液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、上記透過型液晶表示装置におけるサブピクセルの配置例を示す図である。
【図３】図３（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト輝度値の求め方を示す図であり、図３（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト輝度値の求め方を示した図である。
【図４】図４（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト輝度値の求め方を示す図であり、図４（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト輝度値の求め方を示した図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、上記液晶表示装置におけるバックライト輝度値およびサブピクセル透過率の決定手順を示す図である。
【図６】上記液晶表示装置において、実施の形態１における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】上記液晶表示装置において、出力信号生成部の構成例を示すブロック図である。
【図９】上記出力信号生成部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】上記液晶表示装置において、実施の形態２における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】上記液晶表示装置において、実施の形態３における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】上記液晶表示装置において、実施の形態４における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の表示制御処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成を示す図である。
【図１８】本発明の表示制御処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成の変形例を示す図である。
【図１９】透過型液晶表示装置の一般的な構成を示す断面図である。
【図２０】透過型液晶表示装置におけるサブピクセルの一般的な配置例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２５】
１１ 彩度・輝度低減部
１２ γ補正部
１３，１３ａ，１３ｂ 出力信号生成部
１４，１４ａ，１４ｂ 液晶パネル制御部
１５ ＲＧＢＷ液晶パネル
１６，１６ａ，１６ｂ バックライト制御部
１７，１７ａ，１７ｂ 白色バックライト
２１ バックライト上限値算出部
２２ γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部
２３ 第１彩度・輝度低減率算出部
２５ 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部
３３ 第２彩度・輝度低減率算出部
４１ Ｗ透過量算出部
４２ ＲＧＢ透過量算出部
４３ バックライト値算出部
４４ 透過率算出部
９３ 第３彩度・輝度低減率算出部
１０３ 第４彩度・輝度低減率算出部
１５１ 入力信号分割部
１６１ パソコン本体
１６２ ＣＰＵ
１６３ メモリ
１６４ 入出力インタフェース
１６５ 入出力装置
１６６ 記憶媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトと液晶パネルから構成される透過型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーディスプレイには様々な種類があり、それぞれ実用化がなされている。薄型ディスプレイを大別すると、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような自発光型ディスプレイと、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）に代表される非発光型ディスプレイとに分類される。非発光型ディスプレイであるＬＣＤでは、液晶パネルの背面側にバックライトを配置する透過型ＬＣＤが知られている。
【０００３】
図１９は、透過型ＬＣＤの一般的な構造を示す断面図である。この透過型ＬＣＤは、液晶パネル１００の背面にバックライト１１０を配置している。液晶パネル１００は、一対の透明基板１０１，１０２の間に液晶層１０３を配置し、一対の透明基板１０１，１０２の外側には偏光板１０４，１０５を備えた構成となっている。また、液晶パネル１００内にカラーフィルタ１０６を備えることでカラー表示が可能となる。
【０００４】
図示は省略するが、透明基板１０１，１０２の内側には、電極層および配向膜が形成されており、液晶層１０３への印加電圧を制御することによって、液晶パネル１００を透過する光の透過量が画素ごとに制御される。すなわち、透過型ＬＣＤは、バックライト１１０からの照射光を液晶パネル１１０で透過量制御を行うことによって表示制御を行う。
【０００５】
バックライト１１０は、カラーディスプレイに必要なＲＧＢ三色の波長を含む光を照射するものであり、カラーフィルタ１０６との組み合わせによって、ＲＧＢの各色の光の透過率をそれぞれ調整することで、画素としての輝度や色相を任意に設定することが可能である。このようなバックライト１１０は、エレクトロ・ルミネッセンス（EL）、冷陰極管（CCFL）、発光ダイオード（LED）などの白色光源が一般的に使用されている。
【０００６】
液晶パネル１００においては、図２０に示すように、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素は通常３つのサブピクセルから構成される。それぞれのサブピクセルは、カラーフィルタ１０６における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のフィルタ層が対応するように配置される。以下、それぞれのサブピクセルをＲサブピクセル、Ｇサブピクセル、Ｂサブピクセルと呼ぶことにする。
【０００７】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯（すなわち、赤色、緑色、青色）の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。
【０００８】
上記構成の透過型ＬＣＤにおいてバックライト１１０から照射される光は、液晶パネル１００の各画素において透過量制御されるため、当然ながら液晶パネル１００によって吸収される光が生じる。また、カラーフィルタ１０６においても、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯以外の光を吸収する。このように、一般的な透過型ＬＣＤでは、液晶パネルやカラーフィルタによる光の吸収量が多くバックライトからの照射光の利用効率が低いため、バックライトにおける消費電力が大きくなるといった課題がある。
【０００９】
このような透過型ＬＣＤの消費電力を削減する技術として、表示画像に応じて発光輝度を調整可能なアクティブバックライトを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
すなわち、特許文献１には、輝度調整可能なアクティブバックライトを用い、ＬＣＤの表示制御（輝度制御）を、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とによって行い、バックライトの消費電力の低減を図る技術が開示されている。
【００１１】
特許文献１においては、バックライトの輝度は入力画像（入力信号）における最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。
【００１２】
この時、入力信号の最大値となるサブピクセルの透過率は１００％となり、また、その他のサブピクセルの透過率もバックライト値によって計算された１００％以下の値となる。よって、画像全体が暗い時にはバックライトを暗くし、バックライトの消費電力を少なくすることができる。
【００１３】
このように、特許文献１では、入力画像の入力信号ＲＧＢを基にバックライトの明るさを必要最小限に抑え、かつバックライトを暗くした分、液晶の透過率を上げているため、液晶パネルによって吸収される光量を減らし、バックライトの消費電力を削減することができる。
【特許文献１】特開平１１−６５５３１号公報（平成１１年（１９９９）３月９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の構成では、液晶パネルによって吸収される光量を減らすことでバックライトの消費電力削減を図ることはできるものの、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことはできない。このため、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことができれば、消費電力のさらなる削減効果を得ることができる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶パネルのみならずカラーフィルタによって吸収される光量をも減らし、消費電力のさらなる削減を達成できる透過型液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る透過型液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。
【００１８】
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行い、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させる。このような彩度・輝度低減処処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができる。
【００１９】
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記彩度・輝度低減部は、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値の低減度合を示すバックライト値低減率を指定することで、上記出力信号生成部において上記バックライト値低減率に応じたバックライト値以下になることが保証されるように、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を生成する構成とすることができる。
【００２０】
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記彩度・輝度低減部および出力信号生成部は、ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した彩度・輝度低減処理および出力信号生成処理を行う構成とすることができる。
【００２１】
また、上記透過型液晶表示装置は、上記液晶パネルに対して複数のアクティブバックライトを備え、各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行う構成とすることができる。
【００２２】
上記の構成によれば、バックライトを分割することで、分割されたバックライト領域毎に最適にバックライト値を設定することができ、全体のバックライト消費電力を下げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る透過型液晶表示装置は、以上のように、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えている構成である。
【００２４】
それゆえ、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。
【００２５】
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行い、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させる。このような彩度・輝度低減処処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態について図１ないし図１８に基づいて説明すると以下の通りである。
【００２７】
〔実施の形態１〕
先ずは、本実施の形態１に係る液晶表示装置（以下、本液晶表示装置と称する）の概略構成を図１を参照して説明する。
【００２８】
本液晶表示装置は、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、出力信号生成部１３、液晶パネル制御部１４、ＲＧＢＷ液晶パネル（以下、単に液晶パネルと称する）１５、バックライト制御部１６、および白色バックライト（以下、単にバックライトと称する）１７を備えている。
【００２９】
液晶パネル１５は、Ｎｐ個の画素をマトリクス上に配置してなり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、各画素はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青），Ｗ（白）の４サブピクセルで構成されている。尚、各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗサブピクセルの形状および配置関係は特に限定されない。また、バックライト１７は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）や白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）などの白色光源を用いたものであり、照射光の明るさを制御できるアクティブバックライトである。
【００３０】
液晶パネル１５におけるＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、カラーフィルタ（図示せず）におけるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層がそれぞれ対応するように配置される。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１７から発生された白色光の中で、該当波長帯の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。また、Ｗサブピクセルは、基本的にはカラーフィルタにおいて対応する吸収フィルタ層を有しない。すなわち、Ｗサブピクセルを透過する光は、カラーフィルタによる一切の吸収を受けることなく、白色光のまま液晶パネル１５から出射される。但し、Ｗサブピクセルは、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタよりもバックライトの光の吸収が少ないフィルタ層を持つ構成でもよい。
【００３１】
本液晶表示装置は、パソコンやテレビチューナーなどの外部から、表示すべき画像情報をＲＧＢ信号として受け取り、該ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］（ｉ=１，２，…，Ｎｐ）として処理を行うものである。
【００３２】
彩度・輝度低減部１１は、入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を施すものであり、該処理が施された後の彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を後段のγ補正部１２へ出力する。彩度・輝度低減部１１では、入力ＲＧＢ信号に対して、彩度のみの低減で所望のバックライト値以下になる場合は彩度のみを低減させ、彩度の低減のみでは所望のバックライト値以下にならない場合は彩度を０に低減し、かつ輝度を低減させるような処理を行う。彩度・輝度低減処理のより具体的な内容については、後に詳細に説明する。
【００３３】
γ補正部１２は、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号にγ補正処理を施してγ補正後ＲＧＢ信号を算出し、このγ補正後ＲＧＢ信号を後段の出力信号生成部１３へ出力する。
【００３４】
出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号から、バックライト１７におけるバックライト値と、液晶パネル１５の各画素におけるＲＧＢＷのサブピクセル透過率を算出し、出力する。すなわち、出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号からバックライト値を求めると共に、γ補正後ＲＧＢ信号を上記バックライトに適合する透過率信号に変換する。
【００３５】
出力信号生成部１３で求められたバックライト値は、バックライト制御部１６に出力され、バックライト制御部１６は、このバックライト値に応じてバックライト１７の輝度を調節する。バックライト１７はＣＣＦＬや白色ＬＥＤなどの白色光源を利用したものであり、バックライト制御部１６によって、バックライト値に比例した明るさに制御することができる。バックライト１７の明るさの制御方法は、用いられる光源の種類によって異なるが、例えば、バックライト値に比例した電圧をかけたり、バックライト値に比例した電流を流したりして明るさを制御することができる。また、バックライトがＬＥＤなどの場合は、パルス幅変調（ＰＷＭ）でデューティー比を変えて明るさを制御することも可能である。さらに、バックライト光源の明るさが非線形特性を持つ場合、バックライト値からルックアップテーブルで光源への印加電圧や印加電流等を求めてバックライトへの明るさ制御を行うことにより所望の明るさに制御する方法などもある。
【００３６】
出力信号生成部１３で求められた透過率信号は、液晶パネル制御部１４に出力され、液晶パネル制御部１４は、この透過率信号に基づいて液晶パネル１５の各サブピクセルの透過率が所望の透過率になるように制御する。液晶パネル制御部１４は、走査線駆動回路、信号線駆動回路等を含む構成であり、走査信号およびデータ信号を生成して、この走査信号およびデータ信号等のパネル制御信号によって液晶パネル１５を駆動する。上記透過率信号は、信号線駆動回路でのデータ信号の生成に用いられる。液晶パネル１５の透過率制御には、サブピクセルの透過率に比例した電圧をかけ液晶パネルの透過率を制御する方法や、非線形特性を線形化するために、サブピクセルの透過率から液晶パネルにかける電圧をルックアップテーブルから表引きし、液晶パネルを所望の透過率に制御する方法などがある。
【００３７】
尚、本発明の液晶表示装置において、入力信号は上述のようなＲＧＢ信号に限られるものではなく、ＹＵＶ信号などのカラー信号でもよい。ＲＧＢ信号以外のカラー信号が入力される場合、それをＲＧＢ信号に変換してから出力信号生成部１３に入力する構成であっても良く、あるいは、出力信号生成部１３がＲＧＢ信号以外のカラー入力信号をＲＧＢＷ信号へ変換可能な構成であっても良い。
【００３８】
本液晶表示装置において、液晶パネル１５の各サブピクセルにおける表示輝度は、バックライトの明るさ（照射輝度）と、該サブピクセルにおける透過率との積によって表される。ここで、本液晶表示装置における表示原理、および消費電力削減効果について以下に詳細に説明する。尚、本液晶表示装置では、バックライト値およびサブピクセル透過率は、出力信号生成部１３において求められる。したがって、以下に説明するバックライト値およびサブピクセル透過率の算出方法は、彩度・輝度低減部１１およびγ補正部１２での処理が施された後のγ補正後ＲＧＢ信号に対して実施される。しかしながら、以下の説明では、入力ＲＧＢ信号からバックライト値およびサブピクセル透過率を求める場合を例示する。また、以下の説明では、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時に、ＲＧＢサブピクセルから出力される輝度とＷサブピクセルから出力される輝度と等しいと仮定する。
【００３９】
以下の説明では、入力ＲＧＢ信号を（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められる透過率信号を（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められるバックライト値をＷｂｓとして表す。
【００４０】
本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセルの透過率の決定方法では、最初に、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。このとき、画素の表示データ内容に応じて、バックライト値の求め方は２つの方法に分かれる。具体的には、注目画素内のサブピクセルにおける最大輝度（すなわちｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））と最小輝度（すなわちｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））との関係によって、その注目画素に対するバックライト値の求め方が異なる。
【００４１】
先ずは、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素において、バックライト値の求め方を図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図３（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図３（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
【００４２】
図３（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値４０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
【００４３】
特許文献１における表示方法では、図３（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），６７％（＝４０／６０）に設定される。
【００４４】
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２に相当する値分をＷ成分の輝度値（すなわちＷ透過量）に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（２０，３０，１０，３０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値はｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２＝３０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、６７％（＝２０／３０），１００％（＝３０／３０），３３％（＝１０／３０），１００％（＝３０／３０）に設定される。但し、図３（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。
【００４５】
また、本液晶表示装置における上述のバックライト値を特許文献１の方法で求められるバックライト値と比較するには、サブピクセルの面積比をも考慮する必要がある。すなわち、特許文献１では１画素が３つのサブピクセルに分割されているのに対し、本液晶表示装置では１画素が４つのサブピクセルに分割されている。このため、本液晶表示装置では、１つのサブピクセルの面積が、特許文献１に比べ３／４の面積しかなく、このようなサブピクセルにおける面積の低下を補うため、本液晶表示装置では、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
【００４６】
この結果、図３（ａ）の例におけるバックライト値を図３（ｂ）のバックライト値と同一基準に補正すれば、（４／３）×６０／２＝４０となる。同様の表示を行う図３（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。
【００４７】
次に、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素におけるバックライト値の求め方を図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図４（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図４（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
【００４８】
図４（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値２０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
【００４９】
特許文献１における表示方法では、図４（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），３３％（＝２０／６０）に設定される。
【００５０】
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）に相当する値分をＷ成分の輝度値に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（３０，４０，０，２０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値は、（ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）−ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））＝４０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、７５％（＝３０／４０），１００％（＝４０／４０），０％（＝０／４０），５０％（＝２０／４０）に設定される。
【００５１】
但し、図４（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。また、図４（ａ）の例においても、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
【００５２】
この結果、図４（ａ）の例において、バックライト値は（４／３）×（６０−２０）＝５３．３となる。同様の表示を行う図４（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。
【００５３】
上記図３（ａ），（ｂ）および図４（ａ），（ｂ）は、各画素についての必要最小限のバックライト値の求め方を説明したものであるが、上記の方法に則って、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。こうして求まった複数のバックライト値のうち、最大の値をそのバックライトにおける輝度値として設定する。
【００５４】
上記説明の方法によって実施される、本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセル透過率の決定手順を図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００５５】
図５（ａ）は、ある一つのバックライトに対応する表示領域の入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を示すものである。ここでは、説明を簡単にするために、上記表示領域が４つの画素Ａ〜Ｄから構成されているとする。
【００５６】
これらの画素Ａ〜Ｄについて、入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）をＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）に変換した結果は、図５（ｂ）に示すものとなる。この出力信号は、ＲＧＢＷ各サブピクセルにおける透過量を示すものである。この透過量を求める際には、先ずＷ透過量Ｗｔ［ｉ］が、
Ｗｔ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）
ただし、
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
の式によって求められる。
【００５７】
Ｗ透過量Ｗｔ［ｉ］が求められると、求まったＷ透過量Ｗｔ［ｉ］を入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）から差し引くように、
Ｒｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｇｔ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｂｔ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
の式によってＲＧＢ透過量（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）が求められる。
【００５８】
また、各画素毎に求まるバックライト値は、図５（ｃ）に示すものとなる。これにより、バックライト値は、画素毎に求まった複数のバックライト値のうちの最大の値、すなわち１００に設定される。
【００５９】
こうして求まったバックライト値１００に対して各画素の透過率（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］，ｗ［ｉ］）が、図５（ｂ）に示す出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）の値に基づいて求められ、その結果は図５（ｄ）に示すものとなる。そして、最終的な各画素における表示輝度は、図５（ｅ）に示す結果となり、図５（ａ）に示す入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度値と一致していることが確認できる。
【００６０】
このように、上述した出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理では、Ｗサブピクセルに白成分の光量を分担させることでカラーフィルタによる光の吸収を抑え、バックライト１７における消費電力を削減できるものである。このため、表示画像データにおいては、Ｗサブピクセルへの白成分光量の振り分けが可能であることが、バックライト消費電力の削減効果を得るための必須条件となる。
【００６１】
すなわち、出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理は、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素でＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が多い（すなわち、彩度が低い）場合には、バックライト消費電力の削減効果が大きくなる。一方で、バックライトに対応する表示領域内にＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が少ない（すなわち、彩度が高い）画素があれば、バックライト消費電力の削減効果は小さく、さらに輝度が高ければ、特許文献１の表示方法に比べてむしろ消費電力が増加することもありうる。
【００６２】
以下に、輝度が同じで彩度が異なる２つの画素についての、バックライト値の設定例を示す。
【００６３】
まず、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１７５，２３９，１１１）の画素Ａ（輝度＝２０７、彩度＝０．５３６）の場合、バックライト値は以下のように算出される。
【００６４】
画素Ａにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量（Ｗ透過量）は、（１１１）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（６４，１２８，０）となる。その結果、画素Ａにおいて設定されるバックライト値は（１２８）となる。
【００６５】
一方、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１５９，２５５，６３）の画素Ｂ（輝度＝２０７、彩度＝０．７５３）の場合、バックライト値は以下のように算出される。
【００６６】
画素Ｂにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量は、（６３）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（９６，１９２，０）となる。その結果、画素Ｂにおいて設定されるバックライト値は（１９２）となる。
【００６７】
このように、画素Ａと画素Ｂとを比較すると、両者は輝度が等しいにも関わらず、彩度の高い画素Ｂのほうがバックライト値が大きく設定されており、バックライト消費電力の削減効果が小さいことが分かる。
【００６８】
ここで、出力信号生成部１３は、本液晶表示装置に対して最初に入力される原画像データ（すなわち、入力ＲＧＢ信号）に対しても、上記処理によってバックライト値およびサブピクセル透過率を算出することはできる。しかしながらこの場合には、上述した理由により、全ての画像に対して消費電力削減効果が得られるとは限らない（尚、実際には、最も表示機会が多いと考えられる通常の中間調表示画面では、消費電力削減の効果が得られる場合が多い）。
【００６９】
このため、本液晶表示装置においては、出力信号生成部１３の前段に彩度・輝度低減部１１を配置し、入力ＲＧＢ信号に彩度・輝度低減処理を施している。これにより、出力信号生成部１３における処理において、バックライト消費電力の低減効果をより確実により大きく得ることができる。
【００７０】
これより、本液晶表示装置における信号処理内容について詳細に説明する。先ずは、彩度・輝度低減部１１おける彩度・輝度低減処理を説明する。
【００７１】
図６は、彩度・輝度低減部１１の要部構成を説明する図である。彩度・輝度低減部１１は、バックライト上限値算出部２１、γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部２２、第１彩度・輝度低減率算出部２３、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５を備えて構成されている。また、図７は、彩度・輝度低減部１１の動作を説明するフローチャートである。
【００７２】
最初に、バックライト上限値算出部２１において、入力ＲＧＢ信号の上限値、及びバックライト値低減率から、下記の(1)式を用いてバックライト上限値ＭＡＸｗが算出される（Ｓ１１）。(1)式の導出方法については後述する。
【００７３】
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
次に、Ｓ１２〜Ｓ１５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素に対して、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号が算出される。
【００７４】
Ｓ１２では、γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部２２により、入力ＲＧＢ信号、およびγ係数から、下記の(2)，(3)式を用いてγ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇおよび最小値ｍｉｎＲＧＢｇが算出される。
【００７５】
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(2)
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(3)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最小値
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数（γ補正により、入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないものとし、例えば、ｆｇ（ｘ，ｇ）＝（ｘ／ＭＡＸ）ｇ×ＭＡＸとする）
Ｓ１３では、第１彩度・輝度低減率算出部２３において、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、白色輝度比、及びγ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値から、彩度・輝度低減率αを算出する。彩度・輝度低減率αの算出にあたっては、まず、注目画素の輝度が高いかどうかを下記の(4)式を用いて判定する。
【００７６】
ＭＡＸｗ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(4)
輝度が高い場合、すなわち(4)式を満たす場合は、下記の(5)式を満たす彩度・輝度低減率αを算出する（彩度・輝度低減率αの算出方法については後述する）。また、輝度が低い場合、すなわち(4)式を満たさない場合は、(6)式で彩度・輝度低減率αを１に設定する。
【００７７】
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
α＝１ …(6)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
…(7)
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
…(8)
Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］：γ補正後ＲＧＢ信号
Ｓ１５では、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５により、入力ＲＧＢ信号、及び彩度・輝度低減率αから、下記の(9)〜(11)式を用いて彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）が算出される。
【００７８】
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
（例えば、Ｙ［ｉ］＝（２×Ｒ［ｉ］＋５×Ｇ［ｉ］＋Ｂ［ｉ］）／８）
上記(9)〜(11)式を用いた彩度・輝度低減処理では、彩度・輝度低減率αが０≦α＜１の範囲にある場合に、輝度・色相が不変で、彩度のみが低減される処理が行われる。そして、彩度・輝度低減率αが−１≦α＜０の範囲にある場合には、彩度を０にし、かつ輝度を低減させる処理が行われる。
【００７９】
すなわち、上記説明における彩度・輝度低減処理では、まず、画像内の画素一つ一つについて、その画素の存在によりバックライト値が所望のバックライト値（ここでは、バックライト上限値ＭＡＸｗ）を超えるのかどうかを判定する。その判定式が(4)式である。ある画素のＲＧＢ信号値が(4)式を満たす場合は、その画素の存在によりバックライト値がＭＡＸｗを超えることになるため、バックライト値がＭＡＸｗを超えないように、より正確には、バックライト値が丁度ＭＡＸｗになるように、その画素のＲＧＢ値を変換する。
【００８０】
バックライト値を丁度ＭＡＸｗにするための条件が(5)式であり、その変換式が(9)〜(11)式である。すなわち、(5)式を満たすような彩度・輝度低減率αを求め、その結果０≦α＜１であれば、彩度の低減のみで、その画素の存在によりバックライト値を丁度ＭＡＸｗにすることができる。一方、−１≦α＜０であれば、その画素の存在により彩度の低減のみではバックライト値をＭＡＸｗ以下にすることができないため、更に輝度まで低減させることで、その画素の存在によりバックライト値を丁度ＭＡＸｗにすることができる。
【００８１】
以上の処理を、画像内の全ての画素について行うと、(4)式を満たす画素が少なくとも一つ以上あった場合は、バックライト値は丁度ＭＡＸｗに、(4)式を満たす画素が全くなかった場合は、バックライト値はＭＡＸｗ以下になることが保証される。
【００８２】
ここで、各ステップにおける、算出式の導出方法について説明する。まず、バックライト上限値ＭＡＸｗの取り得る値の範囲と上記(1)式とを導出する。
【００８３】
最初に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して彩度・輝度低減処理を行わない場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。これは、彩度が１であり（Ｗサブピクセルに光量を分担できない）、かつＲＧＢ値の少なくとも１つがＭＡＸ（入力ＲＧＢ信号の上限値）であるような画素が存在する場合であり、この時のバックライト値はＭＡＸとなる。
【００８４】
尚、ここでいうＭＡＸは、入力ＲＧＢ信号の上限値を指すが、一意の値ではなく複数の値が考えられる。すなわち、ＭＡＸの下限値は、入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値（ＭＡＸｉ）となる。これは、ＭＡＸをＭＡＸｉより小さな値にすると、所望のバックライト値にすることを保障できないからである。一方、ＭＡＸの上限値は、入力ＲＧＢ信号の取り得る値の最大値（ＭＡＸｓ）となる。これは、ＭＡＸｓより大きいバックライト値を必要としないからである。
【００８５】
入力ＲＧＢ信号のビット幅をＢｗとした場合、ＭＡＸｓは、
ＭＡＸｓ＝２Ｂｗ−１
で表される。例えば、Ｂｗが８の場合、ＭＡＸｓは２８−１＝２５５となる。よって、有効なＭＡＸの範囲は、
ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓ
で表される。
【００８６】
基本的にＭＡＸの設定値としては、ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓを満たせば、どのような値でも良い。ＭＡＸ＝ＭＡＸｉに設定すれば、バックライト値を最も下げることができる。ただし、画像ごとにＭＡＸを計算する必要がある。一方、ＭＡＸ＝ＭＡＸｓに設定すれば、ＭＡＸｉに比べてバックライト上限値（ＭＡＸｗ）が高くなるが、ＭＡＸが画像に依存しない一定値となるため、画像ごとにＭＡＸを計算し直す必要がない。
【００８７】
次に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して彩度・輝度低減処理を行う場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。この場合、ＲＧＢ値のいかんにかかわらず、最大限の彩度・輝度低減、すなわち彩度・輝度設定率αを−１にすることで、バックライト値を０にすることができる。すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値の最大値は０となる。
【００８８】
従って、バックライト上限値ＭＡＸｗの範囲は、０〜ＭＡＸとなり、ＢｌＲａｔｉｏの範囲を０〜１としたとき、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏの範囲は０〜１となり、バックライト上限値ＭＡＸｗは、(1)式で表すことができる。
【００８９】
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出式は、γ補正によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、それぞれ(2)ないし(3)式のように展開することができる。
【００９０】
次に、彩度・輝度低減処理を行うかどうかの判定条件である(4)式を導出する。最初に、彩度・輝度低減を行わない場合の、バックライト値算出までのアルゴリズムは以下のようになる。
１）γ補正（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
Ｒｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｒ［ｉ］，γ） …(29)
Ｇｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｇ［ｉ］，γ） …(30)
Ｂｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｂ［ｉ］，γ） …(31)
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［ｉ］）
Ｗｔｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
…(32)
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）
Ｒｔｇ［ｉ］＝Ｒｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(33)
Ｇｔｇ［ｉ］＝Ｇｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(34)
Ｂｔｇ［ｉ］＝Ｂｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(35)
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(36)
尚、(36)式におけるＷＲは白色輝度比であり、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値である。
【００９１】
まず、白色輝度比ＷＲを考慮したＷ透過量（Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ）がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９２】
Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(37)
(37)式に(32)式を代入すると、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
…(38)
となる。
【００９３】
次に、各ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９４】
Ｒｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(39)
Ｇｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(40)
Ｂｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(41)
(32)〜(35)，(39)〜(41)式より、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
【００９５】
ｍａｘ（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）≦ＭＡＸｗ
ｍａｘＲＧＢｇ−Ｗｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
≦ＭＡＸｗ …(42)
となる。
【００９６】
ここで、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(43)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
｛ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）｝／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ …(44)
となる。
【００９７】
また、同じく(43)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。
【００９８】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
となり、(44)式と同じとなる。
【００９９】
よって(43)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(44)式となる。
【０１００】
一方、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ） …(45)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
【０１０１】
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(46)
また、同じく(45)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。
【０１０２】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ …(47)
よって(45)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(46)式と(47)式とをまとめることで、以下のようになる。
【０１０３】
ｍａｘ（ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ，ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）≦ＭＡＸｗ
…(48)
ここで(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ
＜ｍａｘＲＧＢｇ／（ＷＲ×（１＋１／ＷＲ））
＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
となるので、(48)式は次式のようになる。
【０１０４】
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ
この式は、(47)式と同じである。
【０１０５】
逆に、上記(43)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(44)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(49)
となる。
【０１０６】
また、上記(45)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(47)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(50)
となる。
【０１０７】
上記(43)，(49)，(45)，(50)式を、更に式変形すると以下の通りである。
【０１０８】
まず、(43)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(51)
となる。
【０１０９】
(51)式を満たすときは、(49)式は次のように変形できる。
【０１１０】
ＭＡＸｗ
＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
この式は、上記(4)式と同じとなる。
【０１１１】
次に、(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(52)
となる。
【０１１２】
(52)式を満たすときは、(50)式は、同じく(4)式のように変形できる。
【０１１３】
(51)〜(52)式より、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、単に(4)式に簡略化することができる。すなわち、入力ＲＧＢ値が(4)式を満たす場合は、彩度・輝度低減処理を行うことで、バックライト値がＭＡＸｗを超えないようにする。
【０１１４】
次に、彩度・輝度低減の算出式である(9)〜(11)式を導出する。
【０１１５】
まず、輝度・色相は不変で、彩度のみを低減させるＲＧＢの変換式は下記の(53)乃至(55)式である。
【０１１６】
Ｒｓ［ｉ］＝α×Ｒ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(53)
Ｇｓ［ｉ］＝α×Ｇ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(54)
Ｂｓ［ｉ］＝α×Ｂ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］ …(55)
ただし、
０≦α＜１ …(56)
ただし、彩度・輝度低減をさせないときだけ、α＝１とする。
【０１１７】
一方、彩度が０になり、輝度を低減させるＲＧＢの変換式は下記の(57)乃至(59)式である。
【０１１８】
Ｒｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(57)
Ｇｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(58)
Ｂｓ［ｉ］＝（１＋α）×Ｙ［ｉ］ …(59)
ただし、
−１≦α＜０ …(60)
上記の(53)乃至(55)式と(57)乃至(59)式とをまとめると、(9)乃至(11)式となる。
【０１１９】
ただし、
−１≦α＜１ …(61)
ここで、(53)乃至(55)式が、彩度・輝度低減前後で輝度・色相を変えないことの証明を行う。
【０１２０】
まず、ＲＧＢ値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のときの輝度の算出式を（２×Ｒ＋５×Ｇ＋Ｂ）／８とすると、彩度・輝度低減後の輝度Ｙｓ［ｉ］は、下記の(62)式のようになる。
【０１２１】
Ｙｓ［ｉ］＝（２×Ｒｓ［ｉ］＋５×Ｇｓ［ｉ］＋Ｂｓ［ｉ］）／８ …(62)
(62)式に、(53)乃至(55)式を代入すると、
Ｙｓ［ｉ］
＝α×（２×Ｒ［ｉ］＋５×Ｇ［ｉ］＋Ｂ［ｉ］）／８＋（１−α）×Ｙ［ｉ］
＝α×Ｙ［ｉ］＋（１−α）×Ｙ［ｉ］
＝Ｙ［ｉ］ …(63)
となる。(63)式より、彩度・輝度低減前後で輝度値は変化していないことが分かる。
【０１２２】
一方、色相に関しては、Ｒ値が最大のときを考える。まず、Ｒ値が最大のときの、彩度・輝度低減前の色相Ｈ［ｉ］は、下記の(64)式のようになる。
【０１２３】
Ｈ［ｉ］＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０ …(64)
ここでは、
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
Ｃｇ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
である。
【０１２４】
次に、彩度・輝度低減後の色相Ｈｓ［ｉ］は、下記の(65)式のようになる。
【０１２５】
Ｈｓ［ｉ］＝（Ｃｂｓ−Ｃｇｓ）×６０ …(65)
ここでは、
Ｃｂｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
Ｃｇｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
ｍｉｎＲＧＢｓ：彩度・輝度低減後のｍｉｎＲＧＢ
ｍａｘＲＧＢｓ：彩度・輝度低減後のｍａｘＲＧＢ
である。
【０１２６】
(65)式を変形し、更に(53)乃至(55)式を代入すると、
Ｈｓ［ｉ］
＝［｛（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）］×６０
＝｛（Ｇｓ［ｉ］−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）｝×６０
＝［α×（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／｛α×（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝］×６０
＝｛（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝×６０
＝［｛（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）］×６０
＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
＝Ｈ［ｉ］ …(66)
となる。(66)式より、彩度・輝度低減前後で色相も変化しないことが分かる。Ｇ値、あるいはＢ値が最大のときも同様である。
【０１２７】
次に、彩度・輝度低減率αの算出式である(5)乃至(8)式を導出する。
【０１２８】
まず、(4)式から、バックライト値をＭＡＸｗ以下にするための条件式である(5)式が導かれる。
【０１２９】
(5)式のｍａｘＲＧＢｓｇ及びｍｉｎＲＧＢｓｇは、γ補正及び彩度・輝度低減処理によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、それぞれ(7)乃至(8)式のように展開することができ、更に、(5)式に(7)乃至(8)式を代入することで、αを未知数とした方程式が導かれる。
【０１３０】
すなわち、(4)式を満たす全ての画素に対して、(5)式を満たすαを算出し、そのαを用いて(9)乃至(11)式により彩度・輝度低減を行えば、バックライト値は必ずＭＡＸｗ以下になる。但し、(5)式は、αを未知数とした非線形方程式であるため、これを簡単に解くことはできない。そのため、(5)式は、近似的な方法を用いて解くことが考えられるが、その解法については後述する実施の形態３または４において詳細に説明する。
【０１３１】
尚、(4)式を満たさない画素の場合は、(6)式でαを１に設定することにより、(9)乃至(11)式において、（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）となる（すなわち、（彩度・輝度低減前のＲＧＢ値）＝（彩度・輝度低減後のＲＧＢ値）となる）。従って、この場合は、結果的に彩度・輝度低減を行わないことになる。
【０１３２】
この彩度・輝度低減処理においては、色彩の鮮やかさや明るさの点で入力画像の画質が劣化するが、一般的な画像では高輝度の部分はそれほど多くなく、彩度あるいは輝度が低下する部分は画像の一部に限られる場合が多い。
【０１３３】
更に、人間の視覚特性は、輝度の変化に比べ、彩度の変化にはそれほど敏感ではないため、高輝度の画素に対し、まずは彩度のみを低下させ、それでも所望のバックライト値以下にならないときのみ、輝度も低下させることで、できるだけ画質劣化が目立たないような処理を行っている。
【０１３４】
上記説明の処理により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）は、彩度・輝度低減部１１によって彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換される。この彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号は、続いてγ補正部１２においてγ補正処理され、γ補正後ＲＧＢ信号（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）に変換される。
【０１３５】
続いて、出力信号生成部１３の構成を図８を参照して説明する。出力信号生成部１３は、Ｗ透過量算出部４１、ＲＧＢ透過量算出部４２、バックライト値算出部４３、透過率算出部４４を備えて構成されている。また、図９は、出力信号生成部１３の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３６】
Ｗ透過量算出部４１は、γ補正後ＲＧＢ信号及び白色輝度比から、下記(19)式を用いて注目画素におけるＷ透過量Ｗｔｓｇ［ｉ］を算出する（Ｓ４１）。
【０１３７】
Ｗｔｓｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
…(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
次に、ＲＧＢ透過量算出部４２は、γ補正後ＲＧＢ信号、及びＷ透過量算出部４１から出力されたＷ透過量から、下記(20)乃至(22)式を用いて注目画素におけるＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４２）。
【０１３８】
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
Ｓ４１〜Ｓ４２の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、全ての画素に対してＲＧＢＷ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］，Ｗｔｓｇ［ｉ］）が算出される。
【０１３９】
バックライト値算出部４３は、白色輝度比、全画素のＲＧＢＷ透過量から、下記(23)式を用いてバックライト値Ｗｂｓｇを算出する（Ｓ４３）。
【０１４０】
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
透過率算出部４４は、白色輝度比、ＲＧＢＷ透過量、及びバックライト値から、(24)乃至(28)式を用いて注目画素のＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４４）。Ｓ４４の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、各サブピクセルの透過率が算出される。
【０１４１】
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０ …(28)
尚、バックライト値Ｗｂｓｇの算出に使用される(23)式は、次式のように簡略化することも可能である。
【０１４２】
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］）
これは、Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ）は、常にＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）の最大値以下になるからである。以下に、その証明を行う。
【０１４３】
ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−Ｗｔｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
ここで、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
≦ｍａｘＲＧＢｓｇより、
０≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）
−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
よって、Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）となる。
【０１４４】
このように、本実施の形態１に係る液晶表示装置では、出力信号生成部１３においてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出する前に、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して彩度・輝度低減処理を行うことで、バックライト値を確実に低減させることができる。
【０１４５】
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、(4)式を用いて注目画素毎に彩度低減が必要か否かを判断するようにしている。この場合、(4)式を満たす画素、すなわち彩度・輝度低減が必要な画素だけに対して、彩度・輝度低減処理を通し、(4)式を満たさない画素、すなわち彩度・輝度低減が必要ない画素については、彩度・輝度低減処理をスキップすることができる。
【０１４６】
しかしながら、彩度・輝度低減部１１をハードウェアによって実現することを考えた場合には、そのようなスキップ処理がない方がハードウェアを簡素化できるため好ましい。本実施の形態２では、入力画像内の全ての画素に対して彩度・輝度低減処理を施す変形例について説明する。尚、実施の形態１と同一の処理部に対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１４７】
図１０は、本実施の形態２にかかる液晶表示装置において彩度・輝度低減部１１の構成を示す図である。彩度・輝度低減部１１は、バックライト上限値算出部２１、第２第２彩度・輝度低減率算出部３３、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５を備えて構成されている。また、図１１は、彩度・輝度低減部１１の動作を説明するフローチャートである。
【０１４８】
最初に、バックライト上限値算出部２１において、(1)式を用いてバックライト上限値が算出される（Ｓ１１）。
【０１４９】
次に、第２彩度・輝度低減率算出部３３において、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、及び白色輝度比から、(12)式を満たすαの中で、(5)式の左辺の絶対値が最も小さくなる彩度・輝度低減率αを算出する（Ｓ２３）。彩度・輝度低減率αの算出方法については、後述する実施の形態３または４において説明する。
【０１５０】
次に、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２５において、(9)乃至(11)式を用いて、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する（Ｓ１５）。
【０１５１】
Ｓ２３及びＳ１５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素についての彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出することができる。
【０１５２】
〔実施の形態３〕
本実施の形態３は、実施の形態１における第１彩度・輝度低減率算出部２３における彩度・輝度低減率αの近似的な算出手段の第１の例である。
【０１５３】
実施の形態１においては、(4)式が満たされる場合に、彩度・輝度低減率αを(5)式を用いて算出する必要があるが、該(5)式は非線型方程式であるため、簡単に算出することができない。そこで、本実施の形態３では、二分探索法を用いることでαを算出する。尚、実施の形態１と同一の処理部に対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１５４】
図１２は、本実施の形態１にかかる液晶表示装置において彩度変換部１１の別の構成を示す図である。図１２に示す彩度・輝度低減部１１は、実施の形態１における第１彩度・輝度低減率算出部２３（図６参照）を、第３彩度・輝度低減率算出部９３に置き換えたものである。
【０１５５】
第３彩度・輝度低減率算出部９３は、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、白色輝度比、及びγ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値から、二分探索法により彩度・輝度低減率αを算出し、出力する。
【０１５６】
図１３は、第３彩度・輝度低減率算出部９３の動作を説明するフローチャートである。
【０１５７】
まず、Ｓ１００では、注目画素におけるγ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値が(4)式を満たすかどうかを判定し、満たす場合はＳ１０１に、満たさない場合はＳ１０９に進む。
【０１５８】
(4)式を満たす場合、すなわちＳ１０１では、下記の(13)および(14)式を用いて、二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び上限値ｈｉｇｈを、それぞれ−１及び１に設定する。
【０１５９】
ｌｏｗ＝−１ …(13)
ｈｉｇｈ＝１ …(14)
次に、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理が、ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、繰り返される。ここでａｌｐｈａＴｏｌは、彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値である。また、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理は、ある決められた一定回数だけ繰り返されても良い。
【０１６０】
Ｓ１０２では、(15)式を用いて、現時点でのαを算出する。
【０１６１】
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
次に、Ｓ１０３では、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
【０１６２】
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
このｊｕｄｇｅＳｉは、０に近いほど、現時点でのαが所望のαに近づいていることを示しており、また、負の値の場合は、現時点でのαが所望の値より小さく、正の場合は、現時点でのαが所望の値より大きいことを示している。
【０１６３】
次に、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さければ、現時点でのαが所望の値より小さいことになるため、(17)式を用いて、ｌｏｗを現時点でのαに更新する（Ｓ１０５）。また、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さくなければ、Ｓ１０６に進む。ここでｊｕｄｇｅＴｏｌは、彩度・輝度低減率算出判定用閾値である。
【０１６４】
ｌｏｗ＝α …(17)
次に、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きければ、現時点でのαが所望の値より大きいことになるため、(18)式を用いて、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きくなければ、現時点でのαが所望のαになっていると判断し、ループを抜けて処理を終了する。
【０１６５】
ｈｉｇｈ＝α …(18)
また、Ｓ１０６の判定条件でＮｏにならず、かつループ処理を終了した場合は、所望のαを算出できていないため、何らかのエラー処理を行う（Ｓ１０８）。
【０１６６】
Ｓ１００において(4)式を満たさない場合は、Ｓ１０９において(6)式を用いてαを１に設定する。
【０１６７】
以下に、本実施の形態３にかかるバックライト値の算出例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）である場合を例示する（第１の算出例）。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されているものとする。
【０１６８】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は、以下のように算出される。
１）γ補正（Ｒｇ［１］，Ｇｇ［１］，Ｂｇ［１］）
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２５５／２５５）２×２５５
＝２５５
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（６３／２５５）２×２５５
＝１６
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［１］）
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（２５５／（１＋１／１．２５），１６）
＝ｍｉｎ（１４２，１６）＝１６
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−１６＝８３
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２５５−１６＝２３９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１６−１６＝０
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１６／１．２５）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１３）＝２３９
よって、この場合のバックライト値は２３９になる。
【０１６９】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（２５５／（１＋１．２５），２５５−１６）
＝ｍａｘ（１１３，２３９）＝２３９
より、注目画素は(4)式を満たす。このため、(5)式を満たすαを二分探索法で算出する。
【０１７０】
次に、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０１７１】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×２５５＋６３）／８＝２０７
本算出例では、図１３のフローにおけるＳ１０２〜Ｓ１０７のステップが、Ｓ１０６の判定条件を満たしてループを抜けるまで繰り返される。このフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表１に示すようなものとなる。
【０１７２】
【表１】
【０１７３】
表１において、最終的なαの値は、
α＝０．４６０９３７５
と算出される。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
彩度・輝度低減率αが算出されると、彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号は、(9)〜(11)式を用いて以下のように算出される。
【０１７４】
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｒ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×１５９＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝１８５
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｇ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×２５５＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝２２９
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝α×Ｂ［１］＋（１−α）×Ｙ［１］
＝０．４６０９３７５×６３＋（１−０．４６０９３７５）×２０７
＝１４１
５）γ補正
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１８５／２５５）２×２５５＝１３４
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２２９／２５５）２×２５５＝２０６
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１４１／２５５）２×２５５＝７８
６）Ｗ透過量算出
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（２０６／（１＋１／１．２５），７８）
＝ｍｉｎ（１１４，７８）＝７８
７）ＲＧＢ透過量算出
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１３４−７８＝５６
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝２０６−７８＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝７８−７８＝０
８）バックライト値算出
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）＝ｍａｘ（５６，１２８，０，５６／１．２５）
＝ｍａｘ（５６，１２８，０，４５）＝１２８
すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値は、１２８である。以上のように、第１の算出例では、彩度・輝度低減処理により、輝度はそのままで彩度のみの低減により、バックライト値を２３９から１２８に低減できることが分かる（約４６％の低減）。
【０１７５】
次に、上記第１の算出例において、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５に変更した場合のバックライト値の算出例を示す（第２の算出例）。すなわち、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されている。
【０１７６】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の算出は、第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０１７７】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．７５）＝６４
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（２５５／（１＋１．２５），２５５−１６）
＝ｍａｘ（１１３，２３９）＝２３９
より、注目画素は(4)式を満たす。このため、(5)式を満たすαを二分探索法で算出する。
【０１７８】
次に、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０１７９】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×２５５＋６３）／８＝２０７
本算出例でも、図１３のフローにおけるＳ１０２〜Ｓ１０７のステップが、Ｓ１０６の判定条件を満たしてループを抜けるまで繰り返される。このフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表２に示すようなものとなる。
【０１８０】
【表２】
【０１８１】
表２において、最終的なαの値は、
α＝−０．０７８１２５
と算出される。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
彩度・輝度低減率αが算出されると、彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号は、(9)〜(11)式を用いて以下のように算出される。
【０１８２】
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［１］＋（１−｜α｜）×Ｙ［１］
＝（１＋α）×Ｙ［１］＝（１−０．０７８１２５）×２０７＝１９１
５）γ補正
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１９１／２５５）２×２５５＝１４３
６）Ｗ透過量算出
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（１４３／（１＋１／１．２５），１４３）
＝ｍｉｎ（７９，１４３）＝７９
７）ＲＧＢ透過量算出
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ＝１４３−７９＝６４
８）バックライト値算出
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）＝ｍａｘ（６４，６４，６４，７９／１．２５）
＝ｍａｘ（６４，６４，６４，６３）＝６４
すなわち、彩度・輝度低減処理を行う場合のバックライト値は、６４である。以上のように、第２の算出例では、彩度・輝度低減処理により、彩度及び若干の輝度の低減により、バックライト値を２３９から６４に低減できることが分かる（約７３％の低減）。
【０１８３】
次に、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）である場合を例示する（第３の算出例）。尚、第３の算出例では、各パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。
【０１８４】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は、以下のように算出される。
１）γ補正（Ｒｇ［１］，Ｇｇ［１］，Ｂｇ［１］）
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８７／２５５）２×２５５
＝１３７
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（８５／２５５）２×２５５
＝２８
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［１］）
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（１３７／（１＋１／１．２５），２８）
＝ｍｉｎ（７６，２８）＝２８
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−２８＝７１
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１３７−２８＝１０９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２８−２８＝０
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２８／１．２５）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２２）＝１０９
よって、この場合のバックライト値は１０９になる。
【０１８５】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）γ補正後のＲＧＢ信号の最大・最小値算出
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１８７／２５５）２×２５５＝１３７
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（８５／２５５）２×２５５＝２８
３）彩度・輝度低減率算出
先ず、
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（１３７／（１＋１．２５），１３７−２８）
＝ｍａｘ（６１，１０９）＝１０９
より、注目画素は(4)式を満たさない。このため、(6)式よりα＝１とされる。
４）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
α＝１の場合、(9)乃至(11)式より、彩度・輝度低減前後のＲＧＢ値は同じになるので、結果的に彩度・輝度低減が行われない。よって、この時のバックライト値は、彩度・輝度低減処理を行わないときと同じく１０９になる。
【０１８６】
〔実施の形態４〕
本実施の形態４は、実施の形態２の第２彩度・輝度低減率算出部３３における彩度・輝度低減率αの近似的な算出手段の例であり、実施の形態３に対しては入力画像内の全ての画素に対して彩度・輝度低減処理を通すように変更を加えたものである。尚、実施の形態２および３と同一の処理部に対しては、実施の形態２および３と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
【０１８７】
図１４は、本実施の形態４にかかる液晶表示装置において彩度・輝度低減部１１の別の構成を示す図である。図１４に示す彩度・輝度低減部１１は、実施の形態２における彩度・輝度低減部１１（図１０参照）の第２彩度・輝度低減率算出部３３を、第４彩度・輝度低減率算出部１０３に置き換えたものである。
【０１８８】
第４彩度・輝度低減率算出部１０３は、入力ＲＧＢ信号、γ係数、バックライト上限値、及び白色輝度比から、二分探索法により彩度・輝度低減率αを算出し、出力する。
【０１８９】
図１５は、第４彩度・輝度低減率算出部１０３の動作を説明するフローチャートである。
【０１９０】
まず、Ｓ１０１では、 (13)および(14)式を用いて、二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び上限値ｈｉｇｈを、それぞれ−１及び１に設定する。
【０１９１】
次に、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理が、ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、繰り返される。また、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理は、ある決められた一定回数だけ繰り返されても良い。
【０１９２】
Ｓ１０２では、(15)式を用いて、現時点でのαを算出する。次に、Ｓ１０３では、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
【０１９３】
次に、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さければ、現時点でのαが所望の値より小さいことになるため、(17)式を用いて、ｌｏｗを現時点でのαに更新する（Ｓ１０５）。また、Ｓ１０４において、ｊｕｄｇｅＳｉが−ｊｕｄｇｅＴｏｌより小さくなければ、Ｓ１０６に進む。
【０１９４】
次に、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きければ、現時点でのαが所望の値より大きいことになるため、(18)式を用いて、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０６において、ｊｕｄｇｅＳｉがｊｕｄｇｅＴｏｌより大きくなければ、現時点でのαが所望のαになっていると判断し、ループを抜けて処理を終了する。
【０１９５】
また、Ｓ１０６の判定条件でＮｏにならず、かつループ処理を終了した場合は、その時点でのαを所望のαとする。
【０１９６】
以下に、本実施の形態４にかかるバックライト値の算出例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）である場合を例示する（第１の算出例）。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されているものとする。
【０１９７】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０１９８】
さらに、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値算出過程も、(4)式による判定処理を除いて、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は１２８になる。
【０１９９】
すなわち、本算出例では、輝度はそのままで彩度のみの低減により、バックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。
【０２００】
次に、上記第１の算出例において、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５に変更した場合のバックライト値の算出例を示す（第２の算出例）。すなわち、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ＝０．７５，ｊｕｄｇｅＴｏｌ＝１，ａｌｐｈａＴｏｌ＝１０−７に設定されている。
【０２０１】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第１の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は２３９になる。
【０２０２】
さらに、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値算出過程も、(4)式による判定処理を除いて、実施の形態３の第２の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は６４になる。
【０２０３】
すなわち、本算出例では、彩度及び若干の輝度の低減により、バックライト値を２３９から６４に低減させることができる（約７３％の低減）。
【０２０４】
次に、１画素で構成される画像が入力された場合で、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）である場合を例示する（第３の算出例）。尚、第３の算出例では、各パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。
【０２０５】
まず、彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態３の第３の算出例の場合と同様であり、この時のバックライト値は１０９になる。
【０２０６】
一方、彩度・輝度低減処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。
１）バックライト上限値算出
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ＝２５５×（１−０．５）＝１２８
２）彩度・輝度低減率算出
まず、入力画素値に対応する輝度Ｙ［１］が以下のように求められる。
【０２０７】
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１５９＋５×１８７＋８５）／８＝１６７
本算出例では、図１５のフローによって算出されるｌｏｗ，ｈｉｇｈ，α，ｊｕｄｇｅＳｉの値の変化は、以下の表３に示すようなものとなる。尚、本算出例のフローでは、Ｓ１０６の判定条件がＮｏになる前に、ループ条件ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈを満たさなくなったため、処理を終了している。
【０２０８】
【表３】
【０２０９】
表３において、最終的なαの値は、
α＝０．９９９９９９９４≒１
と算出される。
３）彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号算出
α＝１の場合、(9)乃至(11)式より、彩度・輝度低減前後のＲＧＢ値は同じになるので、結果的に彩度・輝度低減が行われない。よって、この時のバックライト値は、彩度・輝度低減処理を行わないときと同じく１０９になる。
【０２１０】
本液晶表示装置において、バックライト１７は、基本的には複数の画素に対して１つ設けられる。このため、例えば図１に示す液晶表示装置は、液晶パネル１５の表示画面全体に対して一つの白色バックライト１７を対応させた構成を例示している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネル１５の表示画面を複数の領域に分割し、各領域毎にバックライト輝度調整が可能となるように、複数のバックライトを備えた構成としても良い。
【０２１１】
図１６は、１枚の表示領域に対し２つの白色バックライトを持つ例を示したものであるが、バックライトの数は限定されない。
【０２１２】
図１６に示す液晶表示装置は、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、入力信号分割部１５１、出力信号生成部１３ａおよび１３ｂ、液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂ、液晶パネル１５、バックライト制御部１６ａおよび１６ｂ、および白色バックライト１７ａおよび１７ｂを備えて構成されている。
【０２１３】
入力信号分割部１５１は、γ補正部１２から入力される１画面分のγ補正後ＲＧＢ信号を２つのエリア分の信号に振り分け、それぞれのエリアの入力ＲＧＢ信号を出力信号生成部１３ａおよび１３ｂに入力する。出力信号生成部１３ａおよび１３ｂは、対応する各エリアに対して、図１における出力信号生成部１３と同等の処理を行う。
【０２１４】
液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂは、対応する各エリアに対して、図１における液晶パネル制御部１４と同等の処理を行うが、各制御部は、液晶パネル１５の対応するエリアに相当する位置の画素透過率を制御する。
【０２１５】
バックライト制御部１６ａおよび１６ｂは、対応する各エリアに対して、図１におけるバックライト制御部１６と同等の処理を行う。白色バックライト１７ａおよび１７ｂは、それぞれバックライト１７と同じ構造であるが、各バックライトは、それぞれ対応するエリアを照明する。
【０２１６】
このように、１画面を複数のエリアに分割し、エリア単位で制御を行うことで、更にバックライト値を下げることができる。尚、本実施の形態では、１画面を２つのエリアに分割しているが、３つ以上のエリアに分割して制御することも可能である。
【０２１７】
一般的な画像においては、近傍領域に似たような色が連続する性質がある。このため、図１６に示す構成のように、バックライト領域を分割することにより、暗い画素が集まったバックライト領域のバックライトはより暗くできる。その結果、バックライトを分割しない時より、バックライトを分割した方が、全体のバックライト消費電力を下げることができる。
【０２１８】
また、彩度・輝度低減部１１、γ補正部１２、および出力信号生成部１３の処理は、これをパソコン上で動作可能なソフトウェアで実現することが可能である。以下に、上記処理をソフトウェアで実現する場合の手順を説明する。
【０２１９】
図１７は、上記処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成を示す図である。上記システムは、パソコン本体１６１、入出力装置１６５で構成されている。また、パソコン本体１６１は、ＣＰＵ１６２、メモリ１６３、入出力インタフェース１６４を備えている。入出力装置１６５は、記憶媒体１６６を備えている。
【０２２０】
まずＣＰＵ１６２は、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、記憶媒体１６６から彩度・輝度低減、γ補正、出力信号生成の各プログラム、パラメータファイル（入力ＲＧＢ信号の上限値、バックライト値低減率、γ係数、及び白色輝度比や、１画面を複数エリアに分割する際に用いるエリア情報など）、及び入力画像データを読み込んで、メモリ１６３に格納する。
【０２２１】
さらに、ＣＰＵ１６２は、メモリ１６３からプログラム、パラメータファイル、及び入力画像データを読み取り、メモリ１６３からプログラムの各命令に従って、入力された入力画像データに対して、彩度・輝度低減、γ補正、及び出力信号生成処理を行った後、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を記憶媒体１６６に出力する。
【０２２２】
あるいは、図１８のように、入出力インタフェース１６４を介して、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を、それぞれ、バックライト制御部１６、液晶パネル制御部１４に出力することで、白色バックライト１７、及び液晶パネル１５を制御して、実際に画像を表示させることもできる。
【０２２３】
このように、上記システムでは、パソコン上で上述した彩度・輝度低減、γ補正、及び出力信号生成を行うことができる。これにより、実際に彩度・輝度低減部や出力信号生成部を試作する前に、彩度・輝度低減方法や出力信号生成方法の妥当性や、バックライト値低減の効果を確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、実施の形態１に示す液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、上記透過型液晶表示装置におけるサブピクセルの配置例を示す図である。
【図３】図３（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト輝度値の求め方を示す図であり、図３（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト輝度値の求め方を示した図である。
【図４】図４（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト輝度値の求め方を示す図であり、図４（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト輝度値の求め方を示した図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、上記液晶表示装置におけるバックライト輝度値およびサブピクセル透過率の決定手順を示す図である。
【図６】上記液晶表示装置において、実施の形態１における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】上記液晶表示装置において、出力信号生成部の構成例を示すブロック図である。
【図９】上記出力信号生成部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】上記液晶表示装置において、実施の形態２における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】上記液晶表示装置において、実施の形態３における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】上記液晶表示装置において、実施の形態４における彩度・輝度低減部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の彩度・輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の表示制御処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成を示す図である。
【図１８】本発明の表示制御処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成の変形例を示す図である。
【図１９】透過型液晶表示装置の一般的な構成を示す断面図である。
【図２０】透過型液晶表示装置におけるサブピクセルの一般的な配置例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２５】
１１ 彩度・輝度低減部
１２ γ補正部
１３，１３ａ，１３ｂ 出力信号生成部
１４，１４ａ，１４ｂ 液晶パネル制御部
１５ ＲＧＢＷ液晶パネル
１６，１６ａ，１６ｂ バックライト制御部
１７，１７ａ，１７ｂ 白色バックライト
２１ バックライト上限値算出部
２２ γ補正後ＲＧＢ信号最大・最小値算出部
２３ 第１彩度・輝度低減率算出部
２５ 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部
３３ 第２彩度・輝度低減率算出部
４１ Ｗ透過量算出部
４２ ＲＧＢ透過量算出部
４３ バックライト値算出部
４４ 透過率算出部
９３ 第３彩度・輝度低減率算出部
１０３ 第４彩度・輝度低減率算出部
１５１ 入力信号分割部
１６１ パソコン本体
１６２ ＣＰＵ
１６３ メモリ
１６４ 入出力インタフェース
１６５ 入出力装置
１６６ 記憶媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、
発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、
輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、
上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、
上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、
上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、
上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴とする透過型液晶表示装置。
【請求項２】
上記彩度・輝度低減部は、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値の低減度合を示すバックライト値低減率を指定することで、上記出力信号生成部において上記バックライト値低減率に応じたバックライト値以下になることが保証されるように、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項３】
上記彩度・輝度低減部および出力信号生成部は、
ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した彩度・輝度低減処理および出力信号生成処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項４】
上記彩度・輝度低減部は、
上記彩度・輝度低減処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇおよび最小値ｍｉｎＲＧＢｇを、(2)および(3)式を用いて算出する。
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(2)
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(3)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最小値
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 以下の手順で彩度・輝度低減率αを算出する。
以下の(4)式が満たされる場合は、以下の(5)式を満たすαを算出する。
ＭＡＸｗ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(4)
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
(4)式が満たされない場合は、
α＝１ …(6)
に設定する。
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
(D) 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を(9)〜(11)式により算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
【請求項５】
上記彩度・輝度低減部は、
上記彩度・輝度低減処理を以下の(A)〜(C)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
以下の(B)〜(C)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) (12)式を満たすαの中で、(5)式の左辺の絶対値が最も小さくなるαを算出する。
−１≦α≦１ …(12)
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
(C) 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を(9)〜(11)式により算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
【請求項６】
上記彩度・輝度低減部は、(4)式を満たす画素に対して、以下の(A)〜(E)の手順によって彩度・輝度低減率αを算出することを特徴とする請求項４に記載の透過型液晶表示装置。
(A) 二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び二分探索用彩度・輝度低減率上限値ｈｉｇｈを、ｌｏｗ＝−１およびｈｉｇｈ＝１に初期化する。
ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、あるいは決められた回数だけ、以下の(B)〜(D)の手順を繰り返す。
ただし、
ａｌｐｈａＴｏｌ：彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値（＞０）
(B) (15)式によって現時点でのαを算出する。
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
(C) 次に、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
(D) ｊｕｄｇｅＳｉ＜−ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合、ｌｏｗを現時点でのαに更新する。
ｊｕｄｇｅＴｏｌ＜ｊｕｄｇｅＳｉの場合、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する。
−ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合は、αの算出を終了する。
(E) −ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌを満たすことなく、所定のループを終了した場合はエラーとする。
【請求項７】
上記彩度・輝度低減部は、以下の(A)〜(D)の手順によって彩度・輝度低減率αを算出することを特徴とする請求項５に記載の透過型液晶表示装置。
(A) 二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び二分探索用彩度・輝度低減率上限値ｈｉｇｈを、ｌｏｗ＝−１およびｈｉｇｈ＝１に初期化する。
ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、あるいは決められた回数だけ、以下の(B)〜(D)の手順を繰り返す。
ただし、
ａｌｐｈａＴｏｌ：彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値（＞０）
(B) (15)式によって現時点でのαを算出する。
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
(C) 次に、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
(D) ｊｕｄｇｅＳｉ＜−ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合、ｌｏｗを現時点でのαに更新する。
ｊｕｄｇｅＴｏｌ＜ｊｕｄｇｅＳｉの場合、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する。
−ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合は、αの算出を終了する。
【請求項８】
上記出力信号生成手段は、
以下の(A)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各Ｗサブピクセルの透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を算出するＷ透過量算出部と、
以下の(B)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出するＲＧＢ透過量算出部と、
以下の(C)の手順により、バックライト値（Ｗｂｓｇ）を算出するバックライト値算出部と、
以下の(D)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すにより、各ＲＧＢＷサブピクセルの透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する透過率算出手段とを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を、(19)式により算出する。
Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ） …(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］：γ補正後ＲＧＢ信号
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
(B) ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を、(20)〜(22)式により算出する。
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
(C) バックライト値Ｗｂｓｇを、(23)式により算出する。
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
(D) ＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を、(24)〜(27)式により算出する。
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０とする。
【請求項９】
上記液晶パネルに対して複数のアクティブバックライトを備え、
各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行うことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の透過型液晶表示装置。
【請求項１０】
コンピュータに、上記請求項４から９の何れかに記載の各機能部の処理を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１】
１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、
発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、
輝度及び色相を保持したまま彩度のみを低減する処理、あるいは、彩度を０に低減し、かつ輝度を低減する処理のいずれか一方の処理を、入力画像である入力ＲＧＢ信号内の個々のＲＧＢ信号値に対し選択的に実施することで、入力ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度・輝度低減部と、
上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、
上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、
上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、
上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴とする透過型液晶表示装置。
【請求項２】
上記彩度・輝度低減部は、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値の低減度合を示すバックライト値低減率を指定することで、上記出力信号生成部において上記バックライト値低減率に応じたバックライト値以下になることが保証されるように、上記彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項３】
上記彩度・輝度低減部および出力信号生成部は、
ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した彩度・輝度低減処理および出力信号生成処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項４】
上記彩度・輝度低減部は、
上記彩度・輝度低減処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇおよび最小値ｍｉｎＲＧＢｇを、(2)および(3)式を用いて算出する。
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(2)
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(3)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最小値
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 以下の手順で彩度・輝度低減率αを算出する。
以下の(4)式が満たされる場合は、以下の(5)式を満たすαを算出する。
ＭＡＸｗ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(4)
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
(4)式が満たされない場合は、
α＝１ …(6)
に設定する。
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
(D) 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を(9)〜(11)式により算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
【請求項５】
上記彩度・輝度低減部は、
上記彩度・輝度低減処理を以下の(A)〜(C)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：彩度・輝度低減処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ：バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ：バックライト値低減率（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ≦１）
以下の(B)〜(C)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) (12)式を満たすαの中で、(5)式の左辺の絶対値が最も小さくなるαを算出する。
−１≦α≦１ …(12)
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ＝０ …(5)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍａｘＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］），γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（α，０）×ｍｉｎＲＧＢ＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］，γ）
(C) 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を(9)〜(11)式により算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｒ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(9)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｇ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(10)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（α，０）×Ｂ［ｉ］＋（１−｜α｜）×Ｙ［ｉ］ …(11)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
【請求項６】
上記彩度・輝度低減部は、(4)式を満たす画素に対して、以下の(A)〜(E)の手順によって彩度・輝度低減率αを算出することを特徴とする請求項４に記載の透過型液晶表示装置。
(A) 二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び二分探索用彩度・輝度低減率上限値ｈｉｇｈを、ｌｏｗ＝−１およびｈｉｇｈ＝１に初期化する。
ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、あるいは決められた回数だけ、以下の(B)〜(D)の手順を繰り返す。
ただし、
ａｌｐｈａＴｏｌ：彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値（＞０）
(B) (15)式によって現時点でのαを算出する。
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
(C) 次に、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
(D) ｊｕｄｇｅＳｉ＜−ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合、ｌｏｗを現時点でのαに更新する。
ｊｕｄｇｅＴｏｌ＜ｊｕｄｇｅＳｉの場合、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する。
−ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合は、αの算出を終了する。
(E) −ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌを満たすことなく、所定のループを終了した場合はエラーとする。
【請求項７】
上記彩度・輝度低減部は、以下の(A)〜(D)の手順によって彩度・輝度低減率αを算出することを特徴とする請求項５に記載の透過型液晶表示装置。
(A) 二分探索用彩度・輝度低減率下限値ｌｏｗ及び二分探索用彩度・輝度低減率上限値ｈｉｇｈを、ｌｏｗ＝−１およびｈｉｇｈ＝１に初期化する。
ｌｏｗ＋ａｌｐｈａＴｏｌ≦ｈｉｇｈの間、あるいは決められた回数だけ、以下の(B)〜(D)の手順を繰り返す。
ただし、
ａｌｐｈａＴｏｌ：彩度・輝度低減率α算出ループ判定用閾値（＞０）
(B) (15)式によって現時点でのαを算出する。
α＝（ｌｏｗ＋ｈｉｇｈ）／２ …(15)
(C) 次に、(16)式を用いて、α算出判定値（ｊｕｄｇｅＳｉ）を算出する。
ｊｕｄｇｅＳｉ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
−ＭＡＸｗ …(16)
(D) ｊｕｄｇｅＳｉ＜−ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合、ｌｏｗを現時点でのαに更新する。
ｊｕｄｇｅＴｏｌ＜ｊｕｄｇｅＳｉの場合、ｈｉｇｈを現時点でのαに更新する。
−ｊｕｄｇｅＴｏｌ≦ｊｕｄｇｅＳｉ≦ｊｕｄｇｅＴｏｌの場合は、αの算出を終了する。
【請求項８】
上記出力信号生成手段は、
以下の(A)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各Ｗサブピクセルの透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を算出するＷ透過量算出部と、
以下の(B)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出するＲＧＢ透過量算出部と、
以下の(C)の手順により、バックライト値（Ｗｂｓｇ）を算出するバックライト値算出部と、
以下の(D)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すにより、各ＲＧＢＷサブピクセルの透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する透過率算出手段とを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。
(A) Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を、(19)式により算出する。
Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ） …(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］：γ補正後ＲＧＢ信号
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
(B) ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を、(20)〜(22)式により算出する。
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
(C) バックライト値Ｗｂｓｇを、(23)式により算出する。
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
(D) ＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を、(24)〜(27)式により算出する。
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０とする。
【請求項９】
上記液晶パネルに対して複数のアクティブバックライトを備え、
各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行うことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の透過型液晶表示装置。
【請求項１０】
コンピュータに、上記請求項４から９の何れかに記載の各機能部の処理を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−２１０９２４（Ｐ２００９−２１０９２４Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５３３４（Ｐ２００８−５５３３４）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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