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技術 表示装置、及び表示制御方法

出願人 NECディスプレイソリューションズ株式会社
発明者 松井勝之
出願日 2011年5月31日 (9年5ヶ月経過) 出願番号 2013-517750
公開日 2014年7月31日 (6年3ヶ月経過) 公開番号 WO2012-164692
状態 特許登録済
技術分野 液晶6(駆動) 液晶表示装置の制御 陰極線管以外の表示装置の制御
主要キーワード 色度設定 白色情報 表示色域 理想特性 バックライト色 色度シフト グラフィックデザイン 演算負担
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月31日)のものです。
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図面 (14)

課題・解決手段

発光色が異なる複数の光源の発光部(2)と、発光部の白点色度を設定する白点情報設定部(4)と、白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づき発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算部(5)と、を備える。

概要

背景

従来技術における液晶表示装置は、RGBカラーフィルタ基板液晶層バックライト装置などで構成されている。このような液晶表示装置のバックライト装置は、赤(R)、緑(G)、青(B)を混合して白色光発光させるものがある。

赤、緑、青を光源とする表示装置のバックライト装置では、光源として、例えば発光ダイオードLED;Light Emitting Diode)が用いられている。このようなバックライト装置を液晶表示装置に用いる場合、ホワイトバランスの調整は、バックライト装置と映像信号とで行うものがある。この場合、液晶表示装置では、入力された映像信号は画像改善回路に入力され、画像改善回路からホワイトバランスを調整する旨の制御信号LEDドライバに送られる。そして、このような液晶表示装置では、画像改善回路が、入力された映像信号について白レベル黒レベル平均輝度色度色彩空間周波数成分解析し、解析結果に基づきバックライトに対する制御と液晶表示素子への制御の双方により画質調整を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。

概要

発光色が異なる複数の光源の発光部(2)と、発光部の白点の色度を設定する白点情報設定部(4)と、白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づき発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算部(5)と、を備える。

目的

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、広い色域が設定または選択された場合に色度を調整しても色域の変動を抑える表示装置、及び表示制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

発光色が異なる複数の光源の発光部と、前記発光部の白点色度を設定する白点情報設定部と、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、前記判別結果に基づき前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算部と、を備える表示装置

請求項2

前記演算部は、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき、前記発光部の光源各々の駆動値に対する各第1の補正値を算出する色度補正値算出部と、前記判別を行い、前記色度補正値算出部が算出した各第1の補正値及び前記判別結果に基づき、前記発光部の光源各々の駆動値に対する各第2の補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各第3の補正値とを算出する色度補正値分配部と、前記各第2の補正値に基づいて前記発光部の光源各々の駆動値を算出するバックライト駆動値算出部と、を備える請求項1に記載の表示装置。

請求項3

前記色度補正値分配部は、前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記白点情報設定部で設定された前記発光部の白点の色度を、予め定められている色域の範囲内の第2の白点に置き換えるように前記色度補正値算出部が算出した前記発光部の少なくとも1つの発光色の駆動値に対する各第1の補正値を再補正して前記各第2の補正値とし、且つ前記第2の白点を前記白点情報設定部で設定された前記発光部の白点の色度にするように前記画像信号のレベルに対する前記各第3の補正値を算出する請求項2に記載の表示装置。

請求項4

前記色度補正値分配部は、前記予め定められている範囲内であると判別した場合、前記色度補正値算出部が算出した前記各第1の補正値を前記各第2の補正値とし、 前記予め定められている範囲内ではないと判別した場合、前記色度補正値算出部が算出した前記発光部の少なくとも1つの発光色の駆動値に対する各第1の補正値を再補正して前記各第2の補正値とし、且つ前記画像信号のうち再補正する光源に対応する発光色の画像信号のレベルに対する前記各第3の補正値を算出する請求項2に記載の表示装置。

請求項5

前記白点の色度に基づき算出された値は、バックライト駆動レベル、色空間における白点の座標色温度の少なくとも1つの値である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。

請求項6

発光色が異なる複数の光源の発光部を有する表示装置の表示制御方法であって、白点情報設定部が、前記発光部の白点の色度を設定する白点情報設定工程と、演算部が、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する工程と、演算部が、前記判別結果に基づき前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算工程と、を含む表示制御方法。

技術分野

0001

本発明は、表示装置、及び表示制御方法に関する。

背景技術

0002

従来技術における液晶表示装置は、RGBカラーフィルタ基板液晶層バックライト装置などで構成されている。このような液晶表示装置のバックライト装置は、赤(R)、緑(G)、青(B)を混合して白色光発光させるものがある。

0003

赤、緑、青を光源とする表示装置のバックライト装置では、光源として、例えば発光ダイオードLED;Light Emitting Diode)が用いられている。このようなバックライト装置を液晶表示装置に用いる場合、ホワイトバランスの調整は、バックライト装置と映像信号とで行うものがある。この場合、液晶表示装置では、入力された映像信号は画像改善回路に入力され、画像改善回路からホワイトバランスを調整する旨の制御信号LEDドライバに送られる。そして、このような液晶表示装置では、画像改善回路が、入力された映像信号について白レベル黒レベル平均輝度色度色彩空間周波数成分解析し、解析結果に基づきバックライトに対する制御と液晶表示素子への制御の双方により画質調整を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2010−066710号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1に記載の従来技術では、入力された画像の解析にかかる負担が大きい。さらに、特許文献1に記載の従来技術では、選択した色度によっては、色域の変化により濃色部の色ずれなど画質劣化が発生する問題点があった。

0006

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、広い色域が設定または選択された場合に色度を調整しても色域の変動を抑える表示装置、及び表示制御方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、発光色が異なる複数の光源の発光部と、前記発光部の白点の色度を設定する白点情報設定部と、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づき前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算部と、を備える。

0008

上記目的を達成するため、本発明は、発光色が異なる複数の光源の発光部を有する表示装置の表示制御方法であって、白点情報設定部が、前記発光部の白点の色度を設定する白点情報設定工程と、演算部が、前記白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する工程と、演算部が、前記判別結果に基づき前記発光部の光源各々の輝度に対する各補正値と、前記発光色に対応する各色の画像信号のレベルに対する各補正値とを算出する演算工程と、を含む。

発明の効果

0009

本発明の表示装置は、演算部が、白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づき発光部に対する白点色度の補正値と、色空間における各色の画像信号レベルに対する白色表示の補正値とを算出するようにした。この結果、白点情報設定部で設定された白点の色度に応じて、バックライトの色度を、映像信号を併用して色度を調整するため、従来技術より広い色域が設定または選択された場合であっても、色度を調整しても色域の変動を抑えることができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明に係る表示装置10の概略構成ブロック図である。
本実施形態に係る白点が設定された場合のバックライト装置1の動作を説明する図である。
バックライトの白点色度による色域変化の一例を説明する図である。
LCDパネル部8が備えるRGBカラーフィルタ光透過特性の一例を示す図である。
白色表示のLCDパネル部8の1画素分の概略断面図である。
緑色を表示した場合の理想特性における表示装置10の1画素分の概略断面図である。
緑色を表示した場合の透過状態における表示装置10の1画素分の概略断面図である。
緑色を表示しバックライトの色度を変化させた場合の透過状態における表示装置10の1画素分の概略断面図である。
本実施形態に係るバックライト色とバックライトの駆動レベルの関係の一例を示す図である。
本実施形態に係るRGB映像信号と映像信号のレベルの関係の一例を示す図である。
本実施形態に係る演算部5の処理の一例のフローチャートである。
本実施形態に係るバックライトによる色度調整範囲と、バックライトと映像信号による調整範囲を説明する図である。
本実施形態に係るバックライト装置1におけるxy色度による白点指定時の動作の一例を示す図である。

実施例

0011

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明に係る表示装置10の概略構成のブロック図である。図1に示すように表示装置10は、バックライト装置1、LCDパネル部8を備えている。バックライト装置1は、発光部2、検出部3、白点情報設定部4、演算部5、バックライト駆動部7を備えている。

0012

発光部2は、青バックライト21、緑バックライト22、赤バックライト23を備えている。
青バックライト21は、バックライト駆動部7により青色の光を発する光源である。青色の光の中心波長は、例えば約460[nm]である。緑バックライト22は、バックライト駆動部7により緑色の光を発する光源である。赤色の光の中心波長は、例えば約540[nm]である。赤バックライト23は、バックライト駆動部7により赤色の光を発する光源である。赤色の光の中心波長は、例えば約660[nm]である。
青バックライト21、緑バックライト22及び赤バックライト23は、例えば発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)、または半導体レーザーである。

0013

検出部3は、青カラーセンサ31、緑カラーセンサ32、赤カラーセンサ33を備えている。
青カラーセンサ31は、発光部2の青バックライト21の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。青カラーセンサ31におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約400[nm]〜540[nm]である。青カラーセンサ31は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。
緑カラーセンサ32は、発光部2の緑バックライト22の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。緑カラーセンサ32におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約480[nm]〜600[nm]である。緑カラーセンサ32は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。
赤カラーセンサ33は、発光部2の赤バックライト23の発光色に対応する分光感度特性のカラーフィルタを有している。赤カラーセンサ33におけるカラーフィルタの分光感度特性は、例えば透過率が20[%]以上の帯域が約590[nm]〜720[nm]である。赤カラーセンサ33は、発光部2から発光された光を受光し、受光した受光量を電気信号に変換して演算部5に出力する。変換された各電気信号の値は、各バックライトの輝度を示す値である。
また、青カラーセンサ31、緑カラーセンサ32及び赤カラーセンサ33は、例えばフォトセンサである。

0014

白点情報設定部4は、例えば、バックライトの白点を表示装置10の利用者が設定する操作部である。利用者は、利用環境利用状態に応じて、白点を、例えばCIE国際照明委員会;Commission Internationale de l’Ecairage)表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図座標(x、y)で設定する。あるいは、白点情報設定部4に予め設定されている白点の輝度[cd(カンデラ)/m2]と色温度[K(ケルビン)]の値の組み合わせの中から選択する。予め設定されている白点の設定は、例えば、白点の輝度が70[cd/m2]、色温度が9300[K(ケルビン)]である。白点情報設定部4は、設定あるいは選択された白色の設定情報を演算部5の色度補正値算出部51に出力する。また、このように設定された白点に対して、xy色度図におけるRGBの各座標が予め設定されている。
なお、色温度の設定範囲は、一般的なパソコンの表示装置では、4000[K]から9300[K]程度である。しかしながら、例えば、グラフィックデザイン医療用放送局などの映像確認用の表示装置では、さらに広い色度への対応が求められている。このため、本実施形態のバックライト装置1の色温度の設定範囲は、一般的なパソコンの表示装置で設定可能な色温度の設定範囲より広い、例えば2000[K]から12000[K]である。

0015

演算部5は、色度補正値算出部51、色度補正値分配部52、バックライト駆動値算出部53、バックライト駆動レベル検出部54、LCDパネル色補正部55を備えている。
色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度または駆動レベルを示す電気信号と、白点情報設定部4が出力する白点の設定情報とを比較する。色度補正値算出部51は、比較結果に基づき、各バックライトの輝度を白点の設定情報に近づけるような各バックライトの駆動値に対する補正値を算出し、算出した第1の補正値aと白点の設定情報を色度補正値分配部52に出力する。

0016

色度補正値分配部52は、バックライト駆動レベル検出部54が出力する各バックライトの駆動レベルを示す値bを用いて、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する。バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内であると判別した場合、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトのみで補正するように、色度補正値算出部51が出力する第1の補正値aをそのまま再補正せず第2の補正値cとしてバックライト駆動値算出部53のみに出力する。
バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内でないと判別した場合(例えば、図2の白点g112)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトとLCDパネル部8で補正すると判別する。図2は、本実施形態に係る白点が設定された場合のバックライト装置1の動作を説明する図である。図2は、CIE(国際照明委員会;Commission Internationale de l’Ecairage)表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図である。図2において、xyは色度を表している。符号g101は、バックライトの色域を表し、符号g102は、本発明におけるバックライトのみによる色度の可変範囲を表している。また、符号g111は、バックライトのみで可変可能な白点を表し、符号g112は、利用者が設定した白点(目標の白点)を表している。また、符号g113は、バックライトのみによる色度の可変範囲g102内の標準的な白点を表し、符号g121は、映像信号のレベルによる色補正による補正を表している。例えば、図2の符号g112のように、符号g102の範囲より外に利用者により設定または選択された白点がある場合、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない状態になる。色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、第1の補正値aを再補正して各バックライトの駆動値に対する第2の補正値cを算出し、算出した第2の補正値cをバックライト駆動値算出部53に出力する。
また、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内でないと判別した場合、色度補正値分配部52は、算出した第2の補正値cに基づき各色(RGB)の映像信号のレベルに対する第3の補正値dを算出し、算出した第3の補正値dをLCDパネル色補正部55に出力する。色度補正値分配部52は、例えば、色度補正値分配部52は、図2に示したように、色温度が高く青が強い設定の場合、目標白点g112をバックライトのみで可変可能な範囲g102内の白点g111になるように赤バックライト23に対する駆動レベルを補正し、調整した赤バックライト23に対応する赤の映像信号のレベルを白点g111が目標白点g112になるように補正する。

0017

バックライト駆動値算出部53は、色度補正値分配部52が出力する各バックライトの駆動値に対する第2の補正値cに基づき各バックライトの駆動値を生成し、生成した各バックライトの駆動値をバックライト駆動部7に出力する。
バックライト駆動レベル検出部54は、バックライト駆動値算出部53が出力する各バックライトの駆動値から、各バックライトの駆動レベルを検出する。バックライト駆動レベル検出部54は、検出した各バックライトの駆動レベルを色度補正値分配部52に出力する。
LCDパネル色補正部55は、色度補正値分配部52が出力する各色の映像信号のレベルに対する第3の補正値dに基づき各色の映像信号の駆動値を生成し、生成した映像信号の駆動値をLCDパネル部8に出力する。

0018

バックライト駆動部7は、演算部5のバックライト駆動値算出部53が出力する各駆動値に基づき、発光部2の青バックライト21、緑バックライト22及び赤バックライト23を駆動する。

0019

LCDパネル部8は、LCDパネル色補正部55が出力する映像信号の駆動値に基づき、RGBの各映像信号レベルを制御する。LCDパネル部8は、一般的な液晶表示装置のパネル部と同様に、例えば配向膜透明電極を有するアレイ基板、液晶層、透明電極と配向膜を有するカラーフィルタ基板、偏光板、LCD(Liquid Crystal Display)ドライバなどを備えている。

0020

次に、本実施形態に係るバックライト装置1の動作について、図2図5を用いて説明する。図3は、バックライトの白点色度による色域変化の一例を説明する図である。
例えばグラフィック表示などの業務用の表示装置では、一般のパソコン向けの表示装置より広い色度の調整を行いたい要望がある。このような表示装置におけるバックライト装置で、調整する色度を拡大した場合、図3に示すように表示色域が変動したり縮小したりすることがある課題がある。図3は、CIE表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図である。図2において、xyは色度を表している。また、符号g201は、白点(ホワイトポイント)が座標AにおけるRGBで再現される色域を表し、符号g202は、白点が座標BにおけるRGBで再現される色域を表している。符号g203は、白点が座標CにおけるRGBで再現される色域を表し、符号g204は、白点が座標DにおけるRGBで再現される色域を表している。

0021

このように、バックライトで白点色度を変化させた場合、色域が変動する原因は、図4に示すLCDパネル部8が備えるカラーフィルタ特性による光漏れと、図5に示すLCDパネル部8の画素構造に起因する。まず、カラーフィルタ特性による光漏れについて、図4を用いて説明する。図4は、LCDパネル部8が備えるRGBカラーフィルタの光透過特性の一例を示す図である。
図4において、横軸波長縦軸光透過率曲線g301はLCDパネル部8が備える青のカラーフィルタ(以下、青のフィルタ)の波長に対する光透過率、曲線g302はLCDパネル部8が備える緑のカラーフィルタ(以下、緑のフィルタという)の波長に対する光透過率、曲線g303はLCDパネル部8が備える赤のカラーフィルタ(以下、赤のフィルタという)の波長に対する光透過率である。図4に示すように、青のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g301のように約400[nm]〜540[nm]である。緑のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g302のように約480[nm]〜600[nm]である。赤のフィルタの透過率が20[%]以上の帯域は、曲線g303のように約590[nm]〜720[nm]である。各カラーフィルタは、図4に示したような分光特性のため、例えば、緑のフィルタは、緑色の帯域に加え、色漏れによる遮断されるべき青色と赤色の帯域の光も透過している。

0022

次に、LCDパネル部8の画素構造による色漏れについて、図5図8を用いて説明する。図5は、白色表示の表示装置10の1画素分の概略断面図である。
図5に示すように、表示装置10の1画素分は、バックライト(発光部2)及びパネル背面401(以下、バックライト・パネル401という)、光学拡散板及びTFT素子を備える基板411、赤色画素421、緑色画素422、青色画素423により構成されている。なお、各画素は、液晶層、配向膜、透明電極、及びカラーフィルタ等により構成されている。白色表示の場合、バックライト・パネル401上の赤バックライト23から光g441が発光され、緑バックライト22から光g442が発光され、青バックライト21から光g443が発光される。基板411及び赤色画素g421は、光g451を透過し、基板411及び緑色画素422は、光g452を透過し、光g451を透過し、基板411及び青色画素423は、光g453を透過する。

0023

図6は、緑色を表示した場合の理想特性における表示装置10の1画素分の概略断面図である。図6に示すように、カラーフィルタが緑色のみを表示する理想的な特性である場合、緑色画素422は、緑バックライト22が発光した光g442の成分である光g452のみを透過する。しかしながら、実際の表示装置10においては、図7に示すように、緑色画素422が備えるカラーフィルタの分光特性により、緑バックライト22の光g442の成分である光g461以外に、赤バックライト23の光g443の一部の光g461と青バックライト21の光g443の一部の光g463も透過している。すなわち、緑のカラーフィルタの遮断波長漏れ光がゼロでないために、緑以外の光も透過している。図7は、緑色を表示した場合の透過状態における表示装置10の1画素分の概略断面図である。

0024

図8は、緑色を表示しバックライトの色度を変化させた場合の透過状態における表示装置10の1画素分の概略断面図である。図8の例では、緑バックライト22の輝度は変化させず、赤バックライト23の輝度と青バックライトの輝度を変化させて色度の調整を行う。図8に示すように、赤バックライト23が発光する光g441’は、図7に示した光g441より光量が少なく、青バックライト21が発光する光g443’は、図7に示した光g443より光量が多い。この結果、図8に示したように、緑色画素422を透過する各色の光量が変化するので、緑色の色度(色域)が変化する。同様の現象は、各色表示における色度の調整において、赤色画素421、及び青色画素423においても発生する。このため、赤色の色度(色域)及び青色の色度(色域)は、緑色の色度と同様に変化する。
このように、色域が変動する問題は、多色バックライト特有の課題であり、一般的な映像信号のレベル制御による白点制御では発生しない。一般的な映像信号のレベル制御による白点制御において、映像信号のレベル制御は、LCDパネル部8などの階調制御で実現され、このときバックライト白点は一定に保たれているため、色域が変動しない。そして、このような色域の変動や縮小は、バックライト装置の各色の駆動レベルの差または比が大きい色度設定の場合に顕著に表れる。また、バックライト装置の温度変化経年変化によるLEDによる色度シフトによっても顕著に表れる。

0025

次に、色度の調整における色域、バックライトの駆動レベル及び映像信号のレベルについて、図2図9及び図10を用いて説明する。なお、図2図9及び図10は、色温度の高い(青っぽい、青が強い)目標白点を表示する例である。図2に示すように、利用者が設定した目標白点g112は、バックライトのみで色度を可変する範囲g102外である。このため、色度補正値分配部52は、バックライトのみで色度を可変する範囲g102内から、目標白点g102に近い色度g111を選択し、選択した色度g111を目標白点g112の代わりにバックライトの目標色度に設定する。色度補正値分配部52は、例えばバックライトのみで色度を可変する範囲g102内の標準的な白点g113と利用者が設定した目標白点g112との中点を、目標白点g102に近い色度g111として選択する。そして、色度補正値分配部52は、選択した色度g111に合わせた青バックライト21に対する駆動値を再補正する。
しかし、このままでは、表示色度が目標白点g112と一致しないため、色度補正値分配部52は、さらに映像信号のレベルを補正することで、白点色度g111を、矢印g121で示したように補正して、目標白度g112に白点色度を調整する。

0026

図9は、本実施形態に係るバックライト色とバックライトの駆動レベルの関係の一例を示す図である。図10は、本実施形態に係るRGB映像信号と映像信号のレベルの関係の一例を示す図である。
図9において、横軸はバックライトの色を表し、縦軸はバックライトの駆動レベルを表している。また、図9において、符号g501は、補正前(ユーザが設定した目標白点、図1のaまたはb)の青バックライトの駆動レベルを表し、符号g502は、補正前の緑バックライトの駆動レベルを表し、符号g503は、補正前の赤バックライトの駆動レベルを表している。また、図9において、符号g511は、補正後(図1のc)の青バックライト21の駆動レベルを表し、符号g512は、補正後の緑バックライト22の駆動レベルを表し、符号g513は、補正後の赤バックライト23の駆動レベルを表している。
図10において、横軸は映像信号の色を表し、縦軸は映像信号のレベルを表している。また、図10において、符号g601は、補正前の青の映像信号のレベルを表し、符号g602は、補正前の緑の映像信号のレベルを表し、符号g603は、補正前の赤の映像信号のレベルを表している。また、図10において、符号g611は、補正後の青の映像信号のレベル(図1のd)を表し、符号g612は、補正後の緑の映像信号のレベルを表し、符号g613は、補正後の赤の映像信号のレベルを表している。

0027

バックライト装置1は、このような色度の調整において、まず、目標白点g112(図2)になるように、図9に示しように青バックライト21の駆動レベルを最大値a501まで上げ、緑バックライト22の駆動レベルa502を調整しない。そして、バックライト装置1は、赤バックライト23の駆動レベルを最小値a503まで下げる。すなわち、まず、バックライト装置1は、青バックライト21の駆動レベルを上げ、赤バックライト23の駆動レベルを下げることで色度を調整する。この場合、図10に示すように、青の映像信号のレベルa601、緑の映像信号のレベルa602、赤の映像信号のレベルa603は調整されず、同じ映像信号レベルa201である。

0028

次に、バックライト駆動レベル検出部54が、このように補正された後のバックライトの駆動レベルを検出する。検出後、色度補正値分配部52は、以下の処理を行う。
バックライト装置1の色度補正値分配部52は、このような色度の調整において、バックライト駆動レベル検出部54が出力するバックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する。
図3図4に示した例は、色度補正値分配部52は、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではないと判別した場合の例である。バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない場合は、バックライトのみで色度を可変可能な範囲g102(図2)外であることを表している。このため、色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、色度の補正をバックライトとLCDパネル部8で補正するように、補正された駆動値をバックライト駆動値算出部53に出力する。また、色度補正値分配部52は、補正された駆動値に基づき各色(RGB)の映像信号のレベルに対する補正値を算出し、算出した各色の映像信号のレベルに対する補正値をLCDパネル色補正部55に出力する。

0029

具体的には、図2に示すように、色度補正値分配部52は、バックライトのみで色度を可変する範囲g102内から、目標白点g102に近い色度g111を選択し、選択した色度g111を目標白点g112の代わりにバックライトの目標色度に設定する。色度補正値分配部52は、例えばバックライトのみで色度を可変する範囲g102内の標準的な白点g113と利用者が設定した目標白点g112との中点を、目標白点g102に近い色度g111として選択する。そして、色度補正値分配部52は、選択した色度g111に合わせた各バックライトに対する駆動値を再補正する。図9に示すように、色度補正値分配部52は、赤バックライト23の駆動レベルを駆動値a513に調整する。
次に、色度補正値分配部52は、図2に示すように、白点色度g111を、矢印g121で示したように各色の映像信号のレベルを補正して、目標白度g112に白点色度を調整する。そして、色度補正値分配部52は、赤の映像信号レベルg603を、目標白点g112を白点g111に置き換えた量に応じて、矢印で示した映像信号のレベルg614下げて映像信号レベルg613に調整する補正値を生成する。
すなわち、本実施形態におけるバックライト装置1は、このような色度を拡大する調整において、バックライトの色間における駆動レベルの差または比を比較し、比較結果に基づき、バックライトの駆動値の補正と映像信号のレベルの補正を併用して行う。

0030

図11は、本実施形態に係る演算部5の処理の一例のフローチャートである。
(ステップS1)色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度を示す電気信号を取得する。ステップS1終了後、ステップS2に進む。
(ステップS2)次に、色度補正値算出部51は、検出部3が出力する各バックライトの輝度を示す電気信号と、白点情報設定部4が出力する白点の設定情報とを比較する。色度補正値算出部51は、比較結果に基づき、各バックライトの輝度を白点の設定情報に近づけるような各バックライトの駆動値に対する第1の補正値aを算出し、算出した第1の補正値aと白点の設定情報を色度補正値分配部52に出力する。ステップS2終了後、ステップS3に進む。

0031

(ステップS3)次に、色度補正値分配部52は、バックライト駆動レベル検出部54が出力する各バックライトの輝度を示す値を用いて、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であるか否かを判別する。
(ステップS4)バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内であると判別された場合(ステップS3;Yes)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトのみで補正すると判定する。色度補正値分配部52は、判定結果に基づき第1の補正値aを再補正せず第2の補正値cとしてバックライト駆動値算出部53のみに出力する。ステップS4終了後、ステップS8に進む。
(ステップS5)バックライトの色間における駆動レベルの差または比が、予め定められている範囲内ではないと判別された場合(ステップS3;No)、色度補正値分配部52は、色度の補正をバックライトと映像信号の両方で補正すると判定する。ステップS5終了後、ステップS6に進む。

0032

(ステップS6)次に、色度補正値分配部52は、目標白点g112(図2)をバックライトのみで色度を可変する範囲g102(図2)内になるように各バックライトの駆動値に対する第1の補正値aを再補正して第2の補正値cを算出する。ステップS6終了後、ステップS7に進む。
(ステップS7)次に、色度補正値分配部52は、置き換えた白点色度g111を目標白度g112に白点色度を調整するように、各色の映像信号のレベルを補正して、各色の映像信号のレベルを補正する第3の補正値dを生成する。ステップS7終了後、ステップS8に進む。

0033

(ステップS8)ステップS4終了後またはステップS7終了後、バックライト駆動値算出部53は、色度補正値分配部52が出力するステップS4またはステップS6による第2の駆動値cに基づき各バックライトの駆動値を生成し、生成した各バックライトの駆動値をバックライト駆動部7に出力する。ステップS8終了後、ステップS9に進む。
(ステップS9)次に、LCDパネル色補正部55は、色度補正値分配部52が出力する各色の映像信号のレベルに対する第3の補正値dに基づき各色の映像信号の駆動値を生成し、生成した映像信号の駆動値をLCDパネル部8に出力する。
以上で、演算部5の処理を終了する。

0034

次に、色度補正値分配部52が行う映像信号のレベルの補正を行うか否かの具体的な判定の例について説明する。
色度補正値分配部52は、バックライト駆動レベル検出部54が出力する各バックライトの輝度または駆動レベル(電圧電流、PWMのDutyなど)を示す値を取得し、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められているしきい値より大きいか否かを判別する(ステップS3)。

0035

例えば、青バックライト21に対する駆動レベルが100%、緑バックライド22に対する駆動レベルが90%、赤バックライド23に対する駆動レベルが80%の場合、青バックライト21と緑バックライト22間の駆動レベル差は10%、緑バックライト22と赤バックライト23間の駆動レベル差は10%、青バックライト21と赤バックライト23間の駆動レベル差は20%である。
色度補正値分配部52は、これらの駆動レベル差が、予め定められているしきい値より大きいか否かを判別する(ステップS3)。予め定められているしきい値が30%の場合、色度補正値分配部52は、この場合の駆動レベル差が予め定められているしきい値より大きくないと判別する(ステップS3;Yes)。そして、色度補正値分配部52は、判別結果に基づき、色度の補正をバックライト(発光部2)のみで行うため、色度補正値算出部51が出力する第1の補正値aをそのまま第2の補正値cとしてバックライト駆動値算出部53のみに出力し、LCDパネル色補正部55には出力しない。

0036

例えば、青バックライト21に対する駆動レベルが100%、緑バックライド22に対する駆動レベルが90%、赤バックライド23に対する駆動レベルが70%の場合、青バックライト21と緑バックライト22間の駆動レベル差は10%、緑バックライト22と赤バックライト23間の駆動レベル差は20%、青バックライト21と赤バックライト23間の駆動レベル差は30%である。このような場合、色度補正値分配部52は、この場合の駆動レベル差が予め定められているしきい値より大きいと判別する(ステップS3;No)。色度補正値分配部52は、判別結果に基づきバックライトの駆動信号と映像信号レベルとを補正することで色度を補正するように、色度補正値算出部51が出力する第1の補正値aを、赤バックライト23の輝度に対する第2の補正値cと赤の映像信号のレベルに対する第3の補正値dを算出して補正を行う(ステップS5)。

0037

色度補正値分配部52は、バックライトの色間における駆動レベル差が予め定められている範囲内ではない赤バックライトの駆動値に対して、バックライトの色間における駆動レベル差が予め定められている範囲内になるような補正値を算出する。例えば、予め定められているレベル差より大きい赤バックライト23の駆動レベルを、緑バックライト22の駆動レベルとのレベル差が予め定められている範囲内になるように赤バックライトに対する駆動値を補正する。また、色度補正値分配部52は、青バックライトの駆動値と緑バックライトの駆動値に対しては補正せず、第1の補正値aのままとし、算出したこれらの各バックライトの駆動値に対する第1の補正値aを補正した第2の補正値cをバックライト駆動値算出部53に出力する(ステップS6)。
次に、色度補正値分配部52は、算出した赤バックライトに対する補正値に基づき、対応する色の赤の映像信号のレベルに対する第3の補正値dを算出し、算出した第3の補正値dをLCDパネル色補正部55に出力する(ステップS7)。

0038

図12は、本実施形態に係るバックライトによる色度調整範囲と、バックライトと映像信号による調整範囲を説明する図である。図12は、CIE表現におけるXYZ表色系で表したxy色度図である。図12において、xyは色度を表している。また、図6において、三角形に囲まれた範囲g701は、バックライトの色域であり、利用者が設定できる白点範囲を示す。範囲g701の内、白抜き三角形で囲まれた範囲g702は、本発明がバックライトのみで色度の補正を行う範囲を示している。また、図12において、斜線の三角形で囲まれた範囲(三角形g701から三角形g702、またはg704を除いた範囲)g703は、バックライトの駆動値と映像信号のレベルとを併用して色度の補正を行う範囲を示す。また,三角形に囲まれた範囲g704は、バックライトの個体差や経年変化を検出してg702領域を変化させる例を示している。

0039

図12に示したように、バックライト装置1は、バックライトの個体差や経年変化を検出して白点の座標(x、y)を自動的に調整するようにしてもよい。この場合、例えば、色度補正値算出部51は、検出部3の各カラーセンサが検出した各バックライトの輝度を示す値に基づき、白点設定部情報設定部4から出力された白点情報と比較して、検出結果に基づき白点の座標(x、y)を自動的に調整する補正値を算出し、算出した補正値を色度補正値分配部52に出力する。

0040

なお、本実施形態では、色度補正値分配部52が、利用者が設定した目標白点をバックライトのみで色度を可変する範囲内になるように各バックライトの駆動値に対する第1の補正値を再補正して第2の補正値を算出する。次に、色度補正値分配部52は、置き換えた白点色度g111を目標白度g112に白点色度を調整するように、各色の映像信号のレベルを補正して、各色の映像信号のレベルを補正する第3の補正値を生成する例を説明した。補正値の生成はこれに限られず他の方法でもよい。
例えば、色度補正値分配部52が、利用者が設定した目標白点を駆動レベル差が予め定められている範囲内でない色のバックライトの駆動レベルを、他色の駆動レベルとの差が予め定められている範囲内になるように各バックライトの駆動値に対する第1の補正値を再補正して第2の補正値を算出する。次に、色度補正値分配部52は、バックライトの駆動レベルを補正した量に基づき、ステップS6で補正したバックライトに対応する色の映像信号に対して、各色の映像信号のレベルを補正する第3の補正値を生成するようにしてもよい。

0041

なお、本実施形態では、バックライト駆動レベル検出部54が検出したバックライトの駆動レベルに基づき色度補正値分配部52が第1の補正値を第2の補正値と第3の補正値に分配する例を説明したが、他の値に基づいて分配するようにしてもよい。この場合、色度補正値分配部52は、色補正値算出部51が出力する白色の設定情報が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づきバックライトの制御のみで色度調整を行うか、映像信号のレベルの制御も併用して色度調整を行うのかを切り替えるようにしてもよい。予め定められている範囲内とは、例えば、色温度が4000[K]から9300[K]である。
例えば、色度補正値分配部52は、6500[K]の色温度が設定された場合、バックライトのみの制御により色度調整を行うように切り替える(補正値を、バックライト駆動値算出部53のみに出力するように切り替える)。色度補正値分配部52は、2000[K]の色温度が設定された場合、バックライトの制御と映像信号の制御とにより色度調整を行うように切り替える(補正値を、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55とに分配して出力するように切り替える)。色温度が予め定められている範囲内ではない場合、色度補正値分配部52は、例えば色度補正値分配部52内に予め設定されている色温度に対する各バックライトの駆動値と映像信号のレベルに対する補正値に基づき、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55に、分配した補正値を出力する。

0042

また、色度補正値分配部52は、白色情報設定部4で設定された白色の設定情報がxy色度図の座標(x、y)の場合、この座標(x、y)が予め定められている範囲内であるか否かを判別する。そして、色度補正値分配部52は、例えば、図13のように、判別結果に基づきバックライトの制御のみで色度調整を行うか、映像信号の制御も併用して色度調整を行うのかを切り替えるようにしてもよい。図13は、本実施形態に係るバックライト装置1におけるxy色度による白点指定時の動作の一例を示す図である。
予め定められている範囲内の座標(x、y)とは、例えば一般的な色域(例えばsRGB、Adobe(登録商標) RGB、NTSC(全米テレビジョン放送方式標準化委員会;National Television System Committe))などの場合の白色の座標(x、y)で構成される範囲、および一般的なパソコン用の表示装置の色温度における各白色の座標(x、y)で構成される範囲である。座標(x、y)が予め定められている範囲内ではない場合、色度補正値分配部52は、例えば色度補正値分配部52内に予め設定されている座標(x、y)に対する各バックライトの駆動値と映像信号のレベルに対する補正値に基づき、バックライト駆動値算出部53とLCDパネル色補正部55に、分配した補正値を出力する。

0043

以上のように、本実施形態によれば、利用者により選択または設定された色域に基づく白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値が、予め定められている範囲内であるか否かを判別し、判別結果に基づき色度の調整をバックライトの駆動値と映像信号のレベルを併用して行う。なお、白点情報設定部で設定された白点の色度に基づき算出された値とは、バックライトの色間における駆動レベルや輝度の差または比、色空間における白点の座標、または色温度である。
そして、予め定められている範囲内ではないと判別された場合、本実施形態のバックライト装置1は、バックライトの色間における駆動レベルの差または比が予め定められている範囲内ではない色のバックライトの駆動値を、他色のバックライトの駆動レベルと予め定められている駆動レベルの差または比になるように第1の補正値を再補正して第2の補正値を算出して、バックライトを制御するようにした。さらに、本実施形態のバックライト装置1は、駆動値を補正した色に対応する映像信号のレベルも、補正したバックライトの第2の補正値に基づき算出した第3の補正値により補正して制御するようにした。
この結果、従来技術よりも広い色域が設定または選択された場合であっても、バックライトの駆動値と映像信号のレベルを適正に補正しているので、色度を調整しても色域の変動を抑えることができる。
また、本実施形態では、バックライトの駆動レベルを用いて色度の補正を行うようにしたので、従来技術のように映像信号に対して画像認識を行う必要はなく、演算部5の演算負担を大幅に軽減できる効果もある。

0044

なお、本実施形態のバックライト装置1及びバックライト装置1を備える表示装置10は、液晶表示装置、携帯情報端末ナビゲーションシステム公告表示灯電子看板デジタルサイネージ;Digital Signage)等にも適用してもよい。また、本実施形態では、発光部2は、青バックライト21、緑バックライト22及び赤バックライト23を備える例を説明したが、補色のCMYG(シアンマゼンダイエローグリーン)を備えるようにしてもよい。この場合は、発光部2が備えるバックライトの波長帯域に合わせたカラーセンサを検出部3が備えるようにしてもよい。この場合も、白色情報設定部4で設定または選択された情報が、予め定められている範囲内ではない場合、色度補正値分配部52は、色度に対するバックライトと映像信号のレベルとの関係、または、xyz座標の座標(x、y)に対するバックライトと映像信号のレベルとの関係を予め記憶しておくようにしてもよい。

0045

なお、実施形態の図1の演算部5の機能を実現するためのプログラムコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、USB(Universal Serial Bus) I/F(インタフェース)を介して接続されるUSBメモリ、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、サーバクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

0046

1・・・バックライト装置、2・・・発光部、3・・・検出部、31・・・青カラーセンサ、32・・・緑カラーセンサ、33・・・赤カラーセンサ、4・・・白点情報設定部、5・・・演算部、51・・・色度補正値算出部、52・・・色度補正値分配部、53・・・バックライト駆動値算出部、54・・・バックライト駆動レベル検出部、55・・・LCDパネル色補正部、7・・・バックライト駆動部、8・・・LCDパネル部

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