JP2009086054A - 透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【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、輝度低減部１２によって輝度低減処理が施されて輝度低減後ＲＧＢ信号とされた後、該輝度低減後ＲＧＢ信号に基づいて出力信号生成部１３において透過率およびバックライト値が求められる。
【選択図】図１

Description

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。

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。

図１６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。

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。

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。

液晶パネル１００においては、図１７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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。
特開平１１−６５５３１号公報（平成１１年（１９９９）３月９日公開）

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。

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。

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、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、上記輝度低減後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。

また、本発明に係る他の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、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度および彩度が高い画素データに対して彩度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を彩度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度低減部と、上記彩度低減後ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、彩度低減後ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後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。

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。

さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して輝度低減処理、あるいは彩度低減処理及び輝度低減処理を行い、該処理が施された輝度低減後ＲＧＢ信号あるいは彩度・輝度低減後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。

また、上記透過型液晶表示装置においては、上記輝度低減部は、入力ＲＧＢ信号を輝度低減後ＲＧＢ信号に変換するにあたって、あるいは、彩度低減後ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換するにあたって、彩度及び色相を保持する構成とすることができる。

また、上記透過型液晶表示装置においては、上記輝度低減部は、輝度低減処理の度合を変更可能である構成とすることができる。

上記の構成によれば、輝度低減処理による消費電力削減効果と、輝度低減処理に伴う画質劣化とのバランスを、ユーザが選択的に設定することができる。

また、上記透過型液晶表示装置においては、上記輝度低減部は、上記輝度低減処理を以下の(A)〜(B)の手順によって行う構成とすることができる。
(A) 輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｙを、(1)式により算出する。

ＭＡＸｗｙ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
（＝彩度及び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）
ＢｌＲａｔｉｏｙ：輝度低減用バックライト値設定率（０≦ＢｌＲａｔｉｏｙ≦１）
(B) 以下の手順により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）（ｉ＝１，２，…，Ｎｐ、Ｎｐは入力画像内の画素数）に変換する。

以下の(2)式が満たされる場合は、以下の(3)〜(6)式により輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する。

ＭＡＸｗｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(2)
Ｒｙ［ｉ］＝βｙ×Ｒ［ｉ］ …(3)
Ｇｙ［ｉ］＝βｙ×Ｇ［ｉ］ …(4)
Ｂｙ［ｉ］＝βｙ×Ｂ［ｉ］ …(5)
βｙ＝ＭＡＸｗｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
…(6)
ただし、
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最小値
(2)式が満たされない場合は、以下の(7)〜(9)式により輝度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする。

Ｒｙ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(7)
Ｇｙ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(8)
Ｂｙ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(9)
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記彩度低減部は、上記彩度低減処理を以下の(A)〜(B)の手順によって行い、上記輝度低減部は、上記輝度低減処理を以下の(C)〜(D)の手順によって行う構成とすることができる。
(A) 彩度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓを、(10)式により算出する。

ＭＡＸｗｓ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｓ …(10)
ただし、
ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
（＝彩度及び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）
ＢｌＲａｔｉｏｓ：彩度低減用バックライト値設定率
（０．５≦ＢｌＲａｔｉｏｓ≦１．０）
(B) 以下の手順により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換する。

以下の(11)式が満たされる場合は、以下の(12)〜(15)式により彩度低減後ＲＧＢ信号を算出する。

ＭＡＸｗｓ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ …(11)
Ｒｓ［ｉ］＝αｓ×Ｒ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(12)
Ｇｓ［ｉ］＝αｓ×Ｇ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(13)
Ｂｓ［ｉ］＝αｓ×Ｂ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(14)
αｓ＝ＭＡＸｗｓ／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(15)
ただし、
Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
(11)式が満たされない場合は、以下の(16)〜(18)式により彩度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする。

Ｒｓ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(16)
Ｇｓ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(17)
Ｂｓ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(18)
(C) 彩度低減の輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓｙを、(19)式により算出する。

ＭＡＸｗｓｙ＝ＭＡＸｗｓ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(19)
(D) 以下の手順により、彩度変換後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓｙ［ｉ］，Ｇｓｙ［ｉ］，Ｂｓｙ［ｉ］）に変換する。

以下の(20)式が満たされる場合は、以下の(21)〜(24)式により彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する。

ＭＡＸｗｓｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
…(20)
Ｒｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｒｓ［ｉ］ …(21)
Ｇｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｇｓ［ｉ］ …(22)
Ｂｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｂｓ［ｉ］ …(23)
βｓｙ＝ＭＡＸｗｓｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ
−ｍｉｎＲＧＢｓ） …(24)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
(20)式が満たされない場合は、以下の(25)〜(27)式により彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を彩度低減後ＲＧＢ信号と同じ値にする。

Ｒｓｙ［ｉ］＝Ｒｓ［ｉ］ …(25)
Ｇｓｙ［ｉ］＝Ｇｓ［ｉ］ …(26)
Ｂｓｙ［ｉ］＝Ｂｓ［ｉ］ …(27)
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記出力信号生成手段は、以下の(A)の手順により、各Ｗサブピクセルの透過量（Ｗｔｘ［ｉ］）を算出するＷ透過量算出部と、以下の(B)の手順により、各ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔｘ［ｉ］，Ｇｔｘ［ｉ］，Ｂｔｘ［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（Ｗｂｘ）を算出するバックライト値算出部と、以下の(D)の手順により、各ＲＧＢＷサブピクセルの透過率（ｒｘ［ｉ］，ｇｘ［ｉ］，ｂｘ［ｉ］，ｗｘ［ｉ］）を算出する透過率算出手段とを備えている構成とすることができる。
(A) Ｗ透過量（Ｗｔｘ［ｉ］）を、(28)式により算出する。

Ｗｔｘ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｘ／２，ｍｉｎＲＧＢｘ） …(28)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｘ＝ｍａｘ（Ｒｘ［ｉ］，Ｇｘ［ｉ］，Ｂｘ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｘ＝ｍｉｎ（Ｒｘ［ｉ］，Ｇｘ［ｉ］，Ｂｘ［ｉ］）
Ｒｘ［ｉ］：Ｒｙ［ｉ］またはＲｓｙ［ｉ］
Ｇｘ［ｉ］：Ｇｙ［ｉ］またはＧｓｙ［ｉ］
Ｂｘ［ｉ］：Ｂｙ［ｉ］またはＢｓｙ［ｉ］
(B) ＲＧＢ透過量（Ｒｔｘ［ｉ］，Ｇｔｘ［ｉ］，Ｂｔｘ［ｉ］）を、(29)〜(31)式により算出する。

Ｒｔｘ［ｉ］＝Ｒｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(29)
Ｇｔｘ［ｉ］＝Ｇｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(30)
Ｂｔｘ［ｉ］＝Ｂｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(31)
(C) バックライト値Ｗｂｘを、(32)式により算出する。

Ｗｂｘ＝ｍａｘ（Ｒｔｘ［１］，Ｇｔｘ［１］，Ｂｔｘ［１］，Ｗｔｘ［１］，
．．．
Ｒｔｘ［Ｎｐ］，Ｇｔｘ［Ｎｐ］，Ｂｔｘ［Ｎｐ］，
Ｗｔｘ［Ｎｐ］） …(32)
(D) ＲＧＢＷ透過率（ｒｘ［ｉ］，ｇｘ［ｉ］，ｂｘ［ｉ］，ｗｘ［ｉ］）を、(33)〜(36)式により算出する。

ｒｘ［ｉ］＝Ｒｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(33)
ｇｘ［ｉ］＝Ｇｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(34)
ｂｘ［ｉ］＝Ｂｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(35)
ｗｘ［ｉ］＝Ｗｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(36)
ただし、Ｗｂｘ＝０のときｒｘ［ｉ］＝ｇｘ［ｉ］＝ｂｘ［ｉ］＝ｗｘ［ｉ］＝０とする。

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。

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。

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、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、上記輝度低減後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。

また、本発明に係る他の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、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度および彩度が高い画素データに対して彩度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を彩度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度低減部と、上記彩度低減後ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、彩度低減後ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、上記彩度・輝度低減後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。

それゆえ、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、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を削減できる。

さらに、入力ＲＧＢ信号に対して輝度低減処理、あるいは彩度低減処理及び輝度低減処理を行うことで、バックライト値をより確実に低減させることができる。

本発明の実施形態について図１ないし図１５に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態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。

本液晶表示装置は、輝度低減部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。

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。

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。

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。

輝度低減部１２は、入力ＲＧＢ信号（第１入力ＲＧＢ信号）に対して輝度低減処理を行うものであり、輝度低減処理が施された後の輝度低減後ＲＧＢ信号（第２入力ＲＧＢ信号）を後段の出力信号生成部１３へ出力する。

出力信号生成部１３は、輝度低減後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、輝度低減後ＲＧＢ信号からバックライト値を求めると共に、輝度低減後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。

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。

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。

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。

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、輝度低減部１２から出力信号生成部１３へ入力される輝度低減後ＲＧＢ信号に対して施される処理である。以下の説明では、輝度低減部１２から出力される輝度低減後ＲＧＢ信号を（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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（ｒｙ［ｉ］，ｇｙ［ｉ］，ｂｙ［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。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］））と最小輝度（すなわちｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

先ずは、ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値４０がｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）／２の関係が満たされている。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）／２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）＝（５０，６０，４０）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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

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。

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。

次に、ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値２０がｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）／２の関係が満たされている。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）−ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

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。

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。

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。

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。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［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。

これらの画素Ａ〜Ｄについて、入力信号（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）をＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒｔｙ［ｉ］，Ｇｔｙ［ｉ］，Ｂｔｙ［ｉ］，Ｗｔｙ［ｉ］）に変換した結果は、図５（ｂ）に示すものとなる。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。

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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］，Ｗｙ［ｉ］）が、図５（ｂ）に示す出力信号（Ｒｔｙ［ｉ］，Ｇｔｙ［ｉ］，Ｂｔｙ［ｉ］，Ｗｔｙ［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（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）の輝度値と一致していることが確認できる。

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。

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。

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。

まず、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１７６，２４０，１１２）の画素Ａ（輝度＝２０８、彩度＝０．５３３）の場合、バックライト値は以下のように算出される。

画素Ａにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量は、（１１２）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。

一方、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１６０，２５６，６４）の画素Ｂ（輝度＝２０８、彩度＝０．７５）の場合、バックライト値は以下のように算出される。

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、（６４）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。

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。

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、第１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）。

このため、本液晶表示装置においては、出力信号生成部１３の前段に輝度低減部１２を配置し、第１入力ＲＧＢ信号に輝度低減処理を施して輝度低減後ＲＧＢ信号に変換している。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。

以下に、本発明の液晶表示装置における輝度低減処理について、実施の形態１に基づいて詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図６は、本実施の形態１にかかる液晶表示装置において、輝度低減部１２の構成を示す図である。輝度低減部１２は、輝度低減用バックライト上限値算出部２１、輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２２を備えて構成されている。また、図７は、輝度低減部１２の動作を説明するフローチャートである。

最初に、輝度低減用バックライト上限値算出部２１において、下記の(1)式を用いてバックライト上限値ＭＡＸｗｙが算出される（Ｓ１１）。(1)式の導出方法については後述する。

ＭＡＸｗｙ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
（＝彩度及び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）
ＢｌＲａｔｉｏｙ：輝度低減用バックライト値設定率
（０≦ＢｌＲａｔｉｏｙ≦１）
輝度低減部１２では、輝度が高い画素について輝度低減処理を行う。すなわち、輝度が低い画素については輝度低減処理を行わない。上記バックライト上限値は、輝度低減処理を行うべき画素の判定に用いられる。

次に、Ｓ１２〜Ｓ１４の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返す。

Ｓ１２では、輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２２において、注目（処理対象）画素の輝度が高いかどうかを下記の(2)式を用いて判定する。(2)式の導出方法については後述する。

ＭＡＸｗｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(2)
ただし、
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最小値
上記(2)式を満たす注目画素については、輝度が高いと見なされ、輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２２において、(3)〜(6)式を用いて、輝度低減後ＲＧＢ信号が算出される（Ｓ１３）。尚、(6)式で表されるβｙは輝度変換率である。

Ｒｙ［ｉ］＝βｙ×Ｒ［ｉ］ …(3)
Ｇｙ［ｉ］＝βｙ×Ｇ［ｉ］ …(4)
Ｂｙ［ｉ］＝βｙ×Ｂ［ｉ］ …(5)
βｙ＝ＭＡＸｗｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
…(6)
上記(2)式を満たさない注目画素については、輝度が低いと見なされるので、輝度低減後ＲＧＢ信号算出部２２において輝度低減処理を行わず、下記の(7)〜(9)式を用いて、輝度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする（Ｓ１４）。

Ｒｙ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(7)
Ｇｙ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(8)
Ｂｙ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(9)
ここで、上記(1)〜(6)式の導出方法について説明する。

先ず、画像データ（すなわち入力ＲＧＢ信号）に対して輝度低減処理を行わない場合は、ｍａｘＲＧＢ＝ＭＡＸかつｍｉｎＲＧＢ＝０の画素がある場合にバックライト上限値ＭＡＸｗｙが最大となり、そのときのＭＡＸｗｙはＭＡＸと等しくなる。また、輝度が０になるまで輝度低減を行った場合は、バックライト上限値ＭＡＸｗｙは０になる。このため、バックライト上限値ＭＡＸｗｙの範囲は、
０≦ＭＡＸｗｙ≦ＭＡＸ
となる。ここで、０≦ＢｌＲａｔｉｏｙ≦１の範囲を有するバックライト値設定率ＢｌＲａｔｉｏｙを設定すれば、上記(1)式が導かれる。

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。

入力ＲＧＢ信号のビット幅をＢｗとした場合、ＭＡＸｓは、
ＭＡＸｓ＝２^Ｂｗ−１
で表される。例えば、Ｂｗが８の場合、ＭＡＸｓは２^８−１＝２５５となる。よって、有効なＭＡＸの範囲は、
ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓ
で表される。

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（ＭＡＸｗｙ）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。

また、上記(1)式において、ＢｌＲａｔｉｏｙは輝度低減処理の程度を示す定数である。すなわち、ＢｌＲａｔｉｏｙが１の場合は上記彩度低減処理は行われない場合に相当し、ＢｌＲａｔｉｏｙが０の場合は輝度を最小とするような処理が行われる場合に相当する。上記輝度低減処理においては、輝度をより低減させるほど、バックライト消費電力の削減効果は大きくなるが、当然ながら輝度低減による画質劣化の程度も大きくなる。このため、消費電力の削減効果と画質劣化とのバランスを考慮し、要求される輝度低減レベルに応じてＢｌＲａｔｉｏを０〜１の範囲で任意に設定すればよい。

次に、輝度低減処理を行うかどうかの判定条件である(2)式について考える。

まず、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。

入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）に対して、Ｗサブピクセルの透過量Ｗｔ［ｉ］は、下記の(101)式にて与えられる。

Ｗｔ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ） …(101)
入力ＲＧＢ信号およびＷサブピクセルの透過量Ｗｔ［ｉ］に対して、ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）は、下記の(102)〜(104)式にて与えられる。

Ｒｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］ …(102)
Ｇｔ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］ …(103)
Ｂｔ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］ …(104)
そして、この時のバックライト値Ｗｂは、下記の(105)式にて与えられる。

Ｗｂ＝ｍａｘ（Ｒｔ［１］，Ｇｔ［１］，Ｂｔ［１］，Ｗｔ［１］，
．．．
Ｒｔ［Ｎｐ］，Ｇｔ［Ｎｐ］，Ｂｔ［Ｎｐ］，Ｗｔ［Ｎｐ］）
…(105)
上記(101)〜(104)式より、全てのＲＧＢＷ透過量が０を下回ることはない。

次に、Ｗ透過量がバックライト上限値ＭＡＸｗｙを超えない条件は、以下の通りである。

Ｗｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｙ
よって、ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）≦ＭＡＸｗｙ …(106)
また、ＲＧＢ透過量がバックライト上限値ＭＡＸｗｙを超えない条件は、以下の通りである。

Ｒｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｙ …(107)
Ｇｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｙ …(108)
Ｂｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｙ …(109)
(101)〜(104)式、および(107)〜(109)式より、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、以下の通りである。

ｍａｘ（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）≦ＭＡＸｗｙ
ｍａｘＲＧＢ−Ｗｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｙ
よって、ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）≦ＭＡＸｗｙ
…(110)
ここで、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(106)式より、
ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｙ …(111)
となる。

また、同じくｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(110)式より、
ｍａｘＲＧＢ−ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｙ
よって、ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｙ
となる。この式は、上記(111)式と同じとなる。

従って、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、全てのＲＧＢＷ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(111)式となる。

一方、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(106)式より、
ｍｉｎＲＧＢ≦ＭＡＸｗｙ …(112)
となる。

また、同じくｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(110)式より、
ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ≦ＭＡＸｗｙ …(113)
従って、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、全てのＲＧＢＷ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(112)式と(113)式とをまとめることで、以下のようになる。

ｍａｘ（ｍｉｎＲＧＢ，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）≦ＭＡＸｗｙ …(114)
ここで、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２＝ｍａｘＲＧＢ−ｍａｘＲＧＢ／２＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの関係が成立することより、(114)式は、
ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ≦ＭＡＸｗｙ …(115)
となる。

逆に、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｙを超える条件は、以下の通りである。

先ず、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのときは、(111)式とは逆の、
ＭＡＸｗｙ＜ｍａｘＲＧＢ／２ …(116)
となる。

また、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のときは、(115)式とは逆の、
ＭＡＸｗｙ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ …(117)
となる。

上記(116)，(117)式をさらに式変形する。

先ず、(116)式は、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢの時におけるＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｙを超える場合の条件式である。ここで、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢの式は、以下のように変形できる。

ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢ
ｍａｘＲＧＢ−ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢ
よって、ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ≦ｍａｘＲＧＢ／２ …(118)
(118)式を満たす場合は、(116)式は(2)式のように変形できる。

また、(117)式は、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２の時におけるＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｙを超える場合の条件式である。ここで、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２の式は、以下のように変形できる。

ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２
ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍａｘＲＧＢ／２
ｍａｘＲＧＢ／２＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ …(119)
(119)式を満たす場合は、(117)式は同じく(2)式のように変形できる。

すなわち、(118)，(119)式より、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｙを超える条件は、単に(2)式に簡略化することができる。これより、Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］が(2)式を満たす場合は、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｙを超える場合に相当するので、輝度低減処理を行うことでバックライト値がＭＡＸｗｙを超えないようにする。

次に、輝度低減の算出式である(3)〜(6)式の導出方法を説明する。

(3)〜(5)式は、変換の前後において、彩度・色相は不変とし、輝度のみを低減させるための変換式である。ただし、輝度変換率βｙは、０≦βｙ＜１の範囲を有するものとする。ここでは、(3)〜(5)式が、輝度低減前後で彩度・色相を変えないことの証明を行う。

まず、輝度低減前の彩度Ｓ［ｉ］は、次式で与えられる。

Ｓ［ｉ］＝１−ｍｉｎＲＧＢ／ｍａｘＲＧＢ
更に、輝度低減後の彩度Ｓｙ［ｉ］は、(3)〜(5)式より次式のようになる。

Ｓｙ［ｉ］＝１−ｍｉｎＲＧＢｙ／ｍａｘＲＧＢｙ
＝１−（βｙ×ｍｉｎＲＧＢ）／（βｙ×ｍａｘＲＧＢ）
＝１−ｍｉｎＲＧＢ／ｍａｘＲＧＢ
＝Ｓ［ｉ］ …(120)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｙ＝ｍａｘ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｙ＝ｍｉｎ（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）
(120)式より、輝度低減前後で彩度は変化しないことが分かる。

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、輝度低減前の色相Ｈ［ｉ］は、次式のようになる。

Ｈ［ｉ］＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
ただし、
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
Ｃｇ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
次に、輝度低減後の色相Ｈｙ［ｉ］は、(3)〜(5)式より次式のようになる。

Ｈｙ［ｉ］＝（Ｃｂｙ−Ｃｇｙ）×６０ …(121)
ただし、
Ｃｂｙ＝（ｍａｘＲＧＢｙ−Ｂｙ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｙ−ｍｉｎＲＧＢｙ）
Ｃｇｙ＝（ｍａｘＲＧＢｙ−Ｇｙ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｙ−ｍｉｎＲＧＢｙ）
(121)式を変形し、更に(3)〜(5)式を代入すると、以下のようになる。

Ｈｙ［ｉ］
＝［｛（ｍａｘＲＧＢｙ−Ｂｙ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢｙ−Ｇｙ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢｙ−ｍｉｎＲＧＢｙ）］×６０
＝｛（Ｇｙ［ｉ］−Ｂｙ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｙ−ｍｉｎＲＧＢｙ）｝×６０
＝［βｙ×（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）
／｛βｙ×（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝］×６０
＝｛（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝×６０
＝［｛（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）−（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）｝
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）］×６０
＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
＝Ｈ［ｉ］ …(122)
(122)式より、(3)〜(5)式を用いた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。

次に、輝度低減算出式が(3)〜(5)式のとき、バックライト値がＭＡＸｗｙになるような輝度低減率βｙの関係式を導出する。

(2)式を満たす全ての画素に対して、以下の(123)式を満たすように輝度低減を行えば、バックライト値は必ずＭＡＸｗｙ以下になる。

ＭＡＸｗｙ＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｙ／２，ｍａｘＲＧＢｙ−ｍｉｎＲＧＢｙ）
…(123)
(3)〜(5)式、及び(123)式より、
ＭＡＸｗｙ＝βｙ×ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
よって、
βｙ＝ＭＡＸｗｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
このようにして、(6)式が導かれる。また、(6)式は、(2)式の関係より０≦βｙ＜１を満たしている（輝度低減される）。

このように、輝度低減部１２は、上記説明に従った処理により、入力ＲＧＢ信号を後段の出力信号生成部１３へ入力するための輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する。すなわち、輝度低減後ＲＧＢ信号は、入力ＲＧＢ信号における輝度の高い画素データを輝度低減した画素データに変換したものとなる。また、入力ＲＧＢ信号における輝度の低い画素データは変換されず、輝度低減後ＲＧＢ信号においてもそのままのデータが用いられる。

次に、出力信号生成部１３の概略構成を図８を参照して説明する。出力信号生成部１３は、図８に示すように、Ｗ透過量算出部３１、ＲＧＢ透過量算出部３２、バックライト値算出部３３、透過率算出部３４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。

まず、Ｗ透過量算出部３１において、下記の(28)式を用いて、輝度低減後ＲＧＢ信号から注目画素におけるＷ透過量Ｗｔｙ［ｉ］を算出する（Ｓ２１）。

Ｗｔｙ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｙ／２，ｍｉｎＲＧＢｙ） …(28)
次に、ＲＧＢ透過量算出部３２において、下記の(29)〜(31)式を用いて、輝度低減後ＲＧＢ信号およびＷ透過量から注目画素におけるＲＧＢ透過量（Ｒｔｙ［ｉ］，Ｇｔｙ［ｉ］，Ｂｔｙ［ｉ］）を算出する（Ｓ２２）。

Ｒｔｙ［ｉ］＝Ｒｙ［ｉ］−Ｗｔｙ［ｉ］ …(29)
Ｇｔｙ［ｉ］＝Ｇｙ［ｉ］−Ｗｔｙ［ｉ］ …(30)
Ｂｔｙ［ｉ］＝Ｂｙ［ｉ］−Ｗｔｙ［ｉ］ …(31)
上記Ｓ２１〜Ｓ２２の処理は、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返される。

バックライト値算出部３３において、下記の(32)式を用いて、全画素のＲＧＢＷ透過量からバックライト値Ｗｂｙを算出する（Ｓ２３）。

Ｗｂｙ
＝ｍａｘ（Ｒｔｙ［１］，Ｇｔｙ［１］，Ｂｔｙ［１］，Ｗｔｙ［１］，
．．．
Ｒｔｙ［Ｎｐ］，Ｇｔｙ［Ｎｐ］，Ｂｔｙ［Ｎｐ］，
Ｗｔｙ［Ｎｐ］） …(32)
次に、透過率算出部３４において、(33)〜(36)式を用いて、ＲＧＢＷ透過量およびバックライト値から注目画素のＲＧＢＷ透過率を算出する（Ｓ２４）。上記Ｓ２４の処理は、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返される。

ｒｙ［ｉ］＝Ｒｔｙ［ｉ］／Ｗｂｙ …(33)
ｇｙ［ｉ］＝Ｇｔｙ［ｉ］／Ｗｂｙ …(34)
ｂｙ［ｉ］＝Ｂｔｙ［ｉ］／Ｗｂｙ …(35)
ｗｙ［ｉ］＝Ｗｔｙ［ｉ］／Ｗｂｙ …(36)
ただし、Ｗｂｙ＝０のとき、ｒｙ［ｉ］＝ｇｙ［ｉ］＝ｂｙ［ｉ］＝ｗｙ［ｉ］＝０である。

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。

例えば、前述で例示した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１６０，２５６，６４）の画素Ｂで考えると、輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は１９２である。

一方、同じく画素Ｂに対して、ＭＡＸ＝２５６，ＢｌＲａｔｉｏｙ＝０．５で輝度低減処理を行った場合、輝度低減後ＲＧＢ信号における該画素Ｂの輝度低減後の画素値は、以下のように導出される。

先ず、バックライト上限値ＭＡＸｗｙは、(1)式を用いて算出され、
ＭＡＸｗｙ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｙ＝２５６×０．５＝１２８
となる。

次に、輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｙ［１］，Ｇｙ［１］，Ｂｙ［１］）は、(3)〜(6)式を用いて算出され、
βｙ＝ＭＡＸｗｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝１２８／ｍａｘ（２５６／２，２５６−６４）＝２／３
Ｒｙ［１］＝βｙ×Ｒ［１］＝（２／３）×１６０＝１０７
Ｇｙ［１］＝βｙ×Ｇ［１］＝（２／３）×２５６＝１７１
Ｂｙ［１］＝βｙ×Ｂ［１］＝（２／３）×６４＝４３
となる。

更にバックライト値は、以下のように算出される。

先ず、Ｗ透過量Ｗｔｙ［１］は、(28)式を用いて以下のように算出され、
Ｗｔｙ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｙ／２，ｍｉｎＲＧＢｙ）
＝ｍｉｎ（１７１／２，４３）＝４３
となる。

また、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｙ［１］，Ｇｔｙ［１］，Ｂｔｙ［１］）は、(29)〜(31)式を用いて算出され、
Ｒｔｙ［１］＝Ｒｙ［１］−Ｗｔｙ［１］＝１０７−４３＝６４
Ｇｔｙ［１］＝Ｇｙ［１］−Ｗｔｙ［１］＝１７１−４３＝１２８
Ｂｔｙ［１］＝Ｂｙ［１］−Ｗｔｙ［１］＝４３−４３＝０
となる。

最後に、バックライト値Ｗｂｙは、(32)式を用いて算出され、
Ｗｂｙ＝ｍａｘ（Ｒｔｙ［１］，Ｇｔｙ［１］，Ｂｔｙ［１］，Ｗｔｙ［１］）
＝ｍａｘ（６４，１２８，０，４３）＝１２８
となる。

すなわち、輝度低減処理により、バックライト値は１９２から１２８に低減させることができる（約３３％の低減）。

〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、輝度のみを低減させることで、バックライト値を低減させていたが、本実施の形態２では、彩度と輝度との両方を低減させることで、バックライト値を低減させる構成について説明する。

実施の形態１のように、輝度のみを極端に低減させると、画質劣化が目立ちやすいが、輝度と彩度とをほどほどに低減させることで、輝度のみを低減させる場合と同等のバックライト値低減効果を実現すると共に、画質劣化を目立ちにくくすることができる。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。

本実施の形態２にかかる液晶表示装置は、図１０に示すように、彩度低減部１１、輝度低減部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。彩度低減部１１は、入力ＲＧＢ信号などから彩度低減後ＲＧＢ信号を算出し、後段の輝度低減部１２へ出力する。

図１１は、本実施の形態２にかかる液晶表示装置において、彩度低減部１１および輝度低減部１２の構成を示す図である。彩度低減部１１は、彩度低減用バックライト上限値算出部４１、彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２を備えて構成されている。輝度低減部１２は、輝度低減用バックライト上限値算出部５１、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２を備えて構成されている。

彩度低減用バックライト上限値算出部４１は、入力ＲＧＢ信号の上限値、及び彩度低減用バックライト値設定率から、彩度低減用バックライト上限値を算出し、彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２および輝度低減用バックライト上限値算出部５１に出力する。彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２は、入力ＲＧＢ信号、及び彩度低減用バックライト上限値から、彩度低減後ＲＧＢ信号を算出し、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２に出力する。

輝度低減用バックライト上限値算出部５１は、彩度低減用バックライト上限値、及び輝度低減用バックライト値設定率から、輝度低減用バックライト上限値を算出し、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２に出力する。彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２は、彩度低減後ＲＧＢ信号、及び輝度低減用バックライト上限値から、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出し、出力信号生成部１３に出力する。

図１２は、彩度低減部１１の動作、及び輝度低減部１２の別の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、彩度低減用バックライト上限値算出部４１において、下記の(10)式を用いて、彩度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓを算出する（Ｓ３１）。

ＭＡＸｗｓ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｓ …(10)
ただし、
ＢｌＲａｔｉｏｓ：彩度低減用バックライト値設定率
（０．５≦ＢｌＲａｔｉｏｓ≦１．０）
次に、Ｓ３２〜Ｓ３４の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返す。

先ず、彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２において、注目（処理対象）画素の輝度・彩度が共に高いかどうかを下記の(11)式を用いて判定する（Ｓ３２）。

ＭＡＸｗｓ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ …(11)
上記(11)式を満たす注目画素については、輝度・彩度が共に高いと見なされ、彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２において、(12)〜(15)式を用いて、彩度低減後ＲＧＢ信号が算出される（Ｓ３３）。尚、(15)式で表されるαｓは、彩度変換率である。

Ｒｓ［ｉ］＝αｓ×Ｒ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(12)
Ｇｓ［ｉ］＝αｓ×Ｇ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(13)
Ｂｓ［ｉ］＝αｓ×Ｂ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(14)
αｓ＝ＭＡＸｗｓ／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(15)
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）
一方、上記(11)式を満たさない注目画素については、輝度・彩度の少なくともいずれか一方が低いと見なされるので、彩度低減後ＲＧＢ信号算出部４２において彩度低減処理を行わず、下記の(16)〜(18)式を用いて、彩度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする（Ｓ３４）。

Ｒｓ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(16)
Ｇｓ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(17)
Ｂｓ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(18)
次に、輝度低減用バックライト上限値算出部５１において、(19)式を用いて、輝度低減用バックライト上限値ＭＡＷｗｓｙを算出する（Ｓ３５）。

ＭＡＸｗｓｙ＝ＭＡＸｗｓ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(19)
尚、実施の形態１では、入力ＲＧＢ信号の上限値ＭＡＸ（＝彩度及び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）に、輝度低減用バックライト値設定率ＢｌＲａｔｉｏｙをかけることで、輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｙを算出していた。しかしながら、本実施の形態２では、輝度低減の前に実施される彩度低減により、バックライト値が彩度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓ以下になっている。すなわち、この時点でのバックライト値の上限値がＭＡＸｗｓになっているため、ＭＡＸｗｓにＢｌＲａｔｉｏｙをかけることで、輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓｙを算出している。

これにより、彩度低減処理に続いて施される輝度低減処理により、更にバックライト値を下げることができ、最終的にバックライト値は、ＭＡＸｗｓｙ以下になることが保証される。

次に、Ｓ３６〜Ｓ３８の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返す。

次に、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２において、注目（処理対象）画素の輝度が高いかどうかを(20)式を用いて判定する（Ｓ３６）。

ＭＡＸｗｓｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
…(20)
上記(20)式を満たす注目画素については、輝度が高いと見なされ、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２において、(21)〜(24)式を用いて、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号が算出される（Ｓ３７）。尚、(24)式で表されるβｓｙは、彩度低減後ＲＧＢ信号に対して輝度低減を施す場合の輝度変換率である。

Ｒｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｒｓ［ｉ］ …(21)
Ｇｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｇｓ［ｉ］ …(22)
Ｂｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｂｓ［ｉ］ …(23)
βｓｙ＝ＭＡＸｗｓｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ
−ｍｉｎＲＧＢｓ） …(24)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
一方、上記(20)式を満たさない注目画素については、輝度が低いと見なされるので、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部５２において輝度低減処理を行わず、下記の(25)〜(27)式を用いて、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする（Ｓ３８）。

Ｒｓｙ［ｉ］＝Ｒｓ［ｉ］ …(25)
Ｇｓｙ［ｉ］＝Ｇｓ［ｉ］ …(26)
Ｂｓｙ［ｉ］＝Ｂｓ［ｉ］ …(27)
ここで、各ステップにおける、彩度低減算出式の導出方法について説明する。以下の説明では、入力ＲＧＢ信号の彩度を低減させることで、バックライト値を所望の値以下にすることを考える。

彩度低減処理を行わない場合、バックライト値が最も大きくなるときは、彩度が１で（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つの値がＭＡＸのときであり、そのときのバックライト値はＭＡＸとなる。

一方、彩度低減処理によりバックライト値をできる限り下げようとする場合、バックライト値が最も大きくなるときは、彩度が０で（これ以上彩度を下げようがないため、バックライト値を下げることができない）、かつ全てのＲＧＢ値がＭＡＸのときである。そのときのバックライト値はＭＡＸ／２となる。

したがって、ＭＡＸｗｓの範囲は、(124)式となり、ＢｌＲａｔｉｏｓの範囲を、０．５〜１．０としたとき、ＭＡＸｗｓは、(10)式で表すことができる。

ＭＡＸ／２≦ＭＡＸｗｓ≦ＭＡＸ …(124)
次に、彩度低減処理を行うかどうかの判定条件となる(11)式の導出について説明する。

まず、彩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、実施の形態１で説明した(101)〜(105)式のようになる。

上記(101)〜(104)式より、全てのＲＧＢＷ透過量が０を下回ることはない。

次に、Ｗ透過量がバックライト上限値ＭＡＸｗｓを超えない条件は、以下の通りである。

Ｗｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｓ
よって、ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）≦ＭＡＸｗｓ …(125)
また、ＲＧＢ透過量がバックライト上限値ＭＡＸｗｓを超えない条件は、以下の通りである。

Ｒｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｓ …(126)
Ｇｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｓ …(127)
Ｂｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｓ …(128)
(101)〜(104)式、および(126)〜(128)式より、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、以下の通りである。

ｍａｘ（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）≦ＭＡＸｗｓ
ｍａｘＲＧＢ−Ｗｔ［ｉ］≦ＭＡＸｗｓ
よって、ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）≦ＭＡＸｗｓ
…(129)
ここで、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(125)式より、
ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｓ …(130)
となる。

(124)式より、ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸ／２≦ＭＡＸｗｓとなり、(130)式は常に成り立つ。

また、同じくｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｓを超えない条件は、(129)式より、
ｍａｘＲＧＢ−ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｓ
よって、ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸｗｓ
となる。この式は、上記(130)式と同じとなるので、常に成り立つ。

従って、ｍａｘＲＧＢ／２≦ｍｉｎＲＧＢのとき、全てのＲＧＢＷ透過量がＭＡＸｗｙを超えない条件は、(130)式となる。

一方、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗｓを超えない条件は、(125)式より、
ｍｉｎＲＧＢ≦ＭＡＸｗｓ …(131)
となる。

ここでは、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２であることから、(124)式より、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸ／２≦ＭＡＸｗｓとなり、(131)式は常に成り立つ。

また、同じくｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗｓを超えない条件は、(129)式より、
ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ≦ＭＡＸｗｓ …(132)
ここで、(132)式は常に成り立つとは限らない。よってＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗｓを超えない条件は、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、(132)式となる。

逆に、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗｓを超える条件は、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２のとき、上述の(11)式となる。

(11)式が成り立つ場合、(124)式より、
ｍａｘＲＧＢ／２≦ＭＡＸ／２≦ＭＡＸｗｓ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ
ｍａｘＲＧＢ／２＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ
よって、ｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２
となる。すなわち、最初の仮定であるｍｉｎＲＧＢ＜ｍａｘＲＧＢ／２が常に成り立つ。

したがって、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｓを超える条件は、無条件で上記(11)式となる。

すなわち、Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］が(11)式を満たす場合は、彩度低減処理を行うことで、バックライト値がＭＡＸｗｓを超えないようにする。

次に、彩度低減の算出式である(12)〜(15)式の導出方法を説明する。

まず、輝度および色相が不変で、彩度のみを低減させるＲＧＢ信号の変換式は、下記の(133)式が満たされる場合の上記(12)〜(14)式のとおりである。

０≦αｓ＜１ …(133)
上記(12)〜(14)式が、彩度低減処理前後でＲＧＢ信号の輝度および色相を変えないことの証明は以下の通りである。

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、彩度低減後の輝度Ｙｓ［ｉ］は、下記(134)式のようになる。

Ｙｓ［ｉ］＝（２×Ｒｓ［ｉ］＋５×Ｇｓ［ｉ］＋Ｂｓ［ｉ］）／８ …(134)
上記(134)式に(12)〜(14)式を代入すると、下記(135)式が導かれる。

Ｙｓ［ｉ］＝αｓ×（２×Ｒ［ｉ］＋５×Ｇ［ｉ］＋Ｂ［ｉ］）／８
＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］
＝αｓ×Ｙ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］
＝Ｙ［ｉ］ …(135)
上記(135)式より、彩度低減前後で輝度値が変化していないことが分かる。

一方、色相に関しては、例としてＲ値が最大のときを考える。まず、Ｒ値が最大のときの、彩度低減前の色相Ｈ［ｉ］は、以下のようになる。

Ｈ［ｉ］＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
ここでは、
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
Ｃｇ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
である。

次に、彩度変換後の色相Ｈｓ［ｉ］は、下記(136)式のようになる。

Ｈｓ［ｉ］＝（Ｃｂｓ−Ｃｇｓ）×６０ …(136)
ここでは、
Ｃｂｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
Ｃｇｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
である。

上記(136)式を変形し、さらに、(12)ないし(14)式を代入すると、下記(137)式が得られる。

Ｈｓ［ｉ］
＝［｛（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［ｉ］）
−（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｇｓ［ｉ］）｝／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）］×６０
＝｛（Ｇｓ［ｉ］−Ｂｓ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）｝×６０
＝［αｓ×（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）
／｛αｓ×（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝］×６０
＝｛（Ｇ［ｉ］−Ｂ［ｉ］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）｝×６０
＝［｛（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［ｉ］）
−（ｍａｘＲＧＢ−Ｇ［ｉ］）｝／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）］×６０
＝（Ｃｂ−Ｃｇ）×６０
＝Ｈ［ｉ］ …(137)
上記（137)式より、彩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。

次に、彩度低減算出式が(12)〜(14)式のとき、バックライト値がＭＡＸｗｓになるようなαｓの関係式を導出する。

(11)式を満たす全ての画素に対して、下記の(138)式を満たすように彩度低減を行えば、バックライト値は必ずＭＡＸｗｓ以下になる。

ＭＡＸｗｓ＝ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ …(138)
上記(12)〜(14)式および(138)式より、以下の式が導出できる。

ＭＡＸｗｓ＝αｓ×ｍａｘＲＧＢ＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］−αｓ×ｍｉｎＲＧＢ−（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］
ＭＡＸｗｓ＝αｓ×ｍａｘＲＧＢ−αｓ×ｍｉｎＲＧＢ
ＭＡＸｗｓ＝αｓ×（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
よって、αｓ＝ＭＡＸｗｓ／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
このようにして、(15)式が導かれる。また、(15)式により算出されるαｓは、(11)式の関係より（133）式の条件を満たしている（彩度低減される）。

また、本実施の形態２における出力信号生成部１３は、実施の形態１における出力信号生成部１３と同様の構成を有するものであり、実施の形態１とは入力される信号が異なるのみである。すなわち、実施の形態１では出力信号生成部１３に入力される信号は輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）であるが、本実施の形態２では彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓｙ［ｉ］，Ｇｓｙ［ｉ］，Ｂｓｙ［ｉ］）である。

このため、、本実施の形態２における出力信号生成部１３は、バックライト値ＷｂｓｙおよびＲＧＢＷ透過率（ｒｓｙ［ｉ］，ｇｓｙ［ｉ］，ｂｓｙ［ｉ］，ｗｓｙ［ｉ］）を以下のA)〜D)の手順で算出する。
A) Ｗ透過量算出（Ｗｔｓｙ［ｉ］）
Ｗｔｓｙ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｙ／２，ｍｉｎＲＧＢｓｙ）
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｙ＝ｍａｘ（Ｒｓｙ［ｉ］，Ｇｓｙ［ｉ］，Ｂｓｙ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｙ＝ｍｉｎ（Ｒｓｙ［ｉ］，Ｇｓｙ［ｉ］，Ｂｓｙ［ｉ］）
B) ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｓｙ［ｉ］，Ｇｔｓｙ［ｉ］，Ｂｔｓｙ［ｉ］）
Ｒｔｓｙ［ｉ］＝Ｒｓｙ［ｉ］−Ｗｔｓｙ［ｉ］
Ｇｔｓｙ［ｉ］＝Ｇｓｙ［ｉ］−Ｗｔｓｙ［ｉ］
Ｂｔｓｙ［ｉ］＝Ｂｓｙ［ｉ］−Ｗｔｓｙ［ｉ］
C) バックライト値算出（Ｗｂｓｙ）
Ｗｂｓｙ＝ｍａｓｙ（Ｒｔｓｙ［１］，Ｇｔｓｙ［１］，Ｂｔｓｙ［１］，
Ｗｔｓｙ［１］，
．．．
Ｒｔｓｙ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｙ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｙ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｙ［Ｎｐ］）
D) ＲＧＢＷ透過率算出（ｒｓｙ［ｉ］，ｇｓｙ［ｉ］，ｂｓｙ［ｉ］，ｗｓｙ［ｉ］）
ｒｓｙ［ｉ］＝Ｒｔｓｙ［ｉ］／Ｗｂｓｙ
ｇｓｙ［ｉ］＝Ｇｔｓｙ［ｉ］／Ｗｂｓｙ
ｂｓｙ［ｉ］＝Ｂｔｓｙ［ｉ］／Ｗｂｓｙ
ｗｓｙ［ｉ］＝Ｗｔｓｙ［ｉ］／Ｗｂｓｙ
ただし、Ｗｂｓｙ＝０のときｒｓｙ［ｉ］＝ｇｓｙ［ｉ］＝ｂｓｙ［ｉ］＝ｗｓｙ［ｉ］＝０である。

このように、本実施の形態２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信号に対して彩度低減処理および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。

例えば、前述で例示した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１６０，２５６，６４）の画素Ｂで考えると、彩度および輝度低減処理を行わない場合のバックライト値は１９２である。

一方、同じく画素Ｂに対して、ＭＡＸ＝２５６，ＢｌＲａｔｉｏｓ＝０．６２５，ＢｌＲａｔｉｏｙ＝０．８で彩度および輝度低減処理を行った場合、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号における該画素Ｂの画素値は、以下のように導出される。

先ず、彩度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓは、(10)式を用いて算出され、
ＭＡＸｗｓ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｓ＝２５６×０．６２５＝１６０
となる。

次に、彩度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［１］，Ｇｓ［１］，Ｂｓ［１］）は、(12)〜(15)式を用いて算出され、
αｓ＝ＭＡＸｗｓ／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝１６０／（２５６−６４）＝５／６
Ｙ［１］＝（２×Ｒ［１］＋５×Ｇ［１］＋Ｂ［１］）／８
＝（２×１６０＋５×２５６＋６４）／８＝２０８
Ｒｓ［１］＝αｓ×Ｒ［１］＋（１−αｓ）×Ｙ［１］
＝（５／６）×１６０＋（１−５／６）×２０８＝１６８
Ｇｓ［１］＝αｓ×Ｇ［１］＋（１−αｓ）×Ｙ［１］
＝（５／６）×２５６＋（１−５／６）×２０８＝２４８
Ｂｓ［１］＝αｓ×Ｂ［１］＋（１−αｓ）×Ｙ［１］
＝（５／６）×６４＋（１−５／６）×２０８＝８８
となる。

次に、彩度低減後の輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓｙは、(19)式を用いて算出され、
ＭＡＸｗｓｙ＝ＭＡＸｗｓ×ＢｌＲａｔｉｏｙ＝１６０×０．８＝１２８
となる。

次に、彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓｙ［１］，Ｇｓｙ［１］，Ｂｓｙ［１］）は、(21)〜(24)式を用いて算出され、
βｓｙ＝ＭＡＸｗｓｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝１２８／ｍａｘ（２４８／２，２４８−８８）＝０．８
Ｒｓｙ［１］＝βｓｙ×Ｒｓ［１］＝０．８×１６８＝１３４
Ｇｓｙ［１］＝βｓｙ×Ｇｓ［１］＝０．８×２４８＝１９８
Ｂｓｙ［１］＝βｓｙ×Ｂｓ［１］＝０．８×８８＝７０
となる。

更にバックライト値は、以下のように算出される。

先ず、Ｗ透過量Ｗｔｓｙ［１］は、(28)式を用いて以下のように算出され、
Ｗｔｓｙ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｙ／２，ｍｉｎＲＧＢｓｙ）
＝ｍｉｎ（１９８／２，７０）＝７０
となる。

また、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｙ［１］，Ｇｔｓｙ［１］，Ｂｔｓｙ［１］）は、(29)〜(31)式を用いて算出され、
Ｒｔｓｙ［１］＝Ｒｓｙ［１］−Ｗｔｓｙ［１］＝１３４−７０＝６４
Ｇｔｓｙ［１］＝Ｇｓｙ［１］−Ｗｔｓｙ［１］＝１９８−７０＝１２８
Ｂｔｓｙ［１］＝Ｂｓｙ［１］−Ｗｔｓｙ［１］＝７０−７０＝０
となる。

最後に、バックライト値Ｗｂｓｙは、(32)式を用いて算出され、
Ｗｂｓｙ
＝ｍａｓｙ（Ｒｔｓｙ［１］，Ｇｔｓｙ［１］，Ｂｔｓｙ［１］，Ｗｔｓｙ［１］）
＝ｍａｓｙ（６４，１２８，０，７０）＝１２８
となる。

すなわち、輝度低減処理により、バックライト値は１９２から１２８に低減させることができる（約３３％の低減）。

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。

図１３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。

図１３に示す液晶表示装置は、輝度低減部１２、入力信号分割部６１、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。

入力信号分割部６１は、輝度低減部１２から入力される１画面分の輝度低減後入力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。

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。

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。

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。

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１３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。

また、輝度低減部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。

図１４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７１、入出力装置７５で構成されている。また、パソコン本体７１は、ＣＰＵ７２、メモリ７３、入出力インタフェース７４を備えている。入出力装置７５は、記憶媒体７６を備えている。

まずＣＰＵ７２は、入出力インタフェース７４を介して、入出力装置７５を制御し、記憶媒体７６から輝度低減・出力信号生成プログラム、パラメータファイル（入力ＲＧＢ信号の上限値、及びバックライト値設定率や、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７３に格納する。

さらに、ＣＰＵ７２は、メモリ７３から輝度低減・出力信号生成プログラム、パラメータファイル、及び入力画像データを読み取り、輝度低減・出力信号生成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、輝度低減、及び出力信号生成を行った後、入出力インタフェース７４を介して、入出力装置７５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７６に出力する。

あるいは、図１５のように、入出力インタフェース７４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。

このように、上記システムでは、パソコン上で上述した輝度低減、及び出力信号生成を行うことができる。これにより、実際に輝度低減部や出力信号生成部を試作する前に、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。

尚、図１４および図１５に対する上記説明は、実施の形態１の輝度低減部１２、及び出力信号生成部１３における、輝度低減後入力ＲＧＢ信号、バックライト値、及びＲＧＢＷ透過率算出処理を、パソコン上で動作可能なソフトウェアで実現した例である。しかしながら、本発明は、実施の形態２の彩度低減部１１、輝度低減部１２、及び出力信号生成部１３における、彩度低減後入力ＲＧＢ信号、彩度・輝度低減後入力ＲＧＢ信号、バックライト値、及びＲＧＢＷ透過率算出処理を、パソコン上で動作可能なソフトウェアで実現することも可能である。

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（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（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（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（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。 上記液晶表示装置において、実施の形態１における輝度低減部の構成例を示すブロック図である。 図６の輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。 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。 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。 本発明の他の実施形態を示すものであり、実施の形態２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。 上記液晶表示装置において、実施の形態２における彩度低減部および輝度低減部の構成例を示すブロック図である。 図１１の彩度低減部および輝度低減部の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態を示すものであり、透過型液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。 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。 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。 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。 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

１１ 彩度低減部
１２ 輝度低減部
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 輝度低減用バックライト上限値算出部
２２ 輝度低減後ＲＧＢ信号算出部
３１ Ｗ透過量算出部
３２ ＲＧＢ透過量算出部
３３ バックライト値算出部
３４ 透過率算出部
４１ 彩度低減用バックライト上限値算出部
４２ 彩度低減後ＲＧＢ信号算出部
５１ 輝度低減用バックライト上限値算出部
５２ 彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号算出部
６１ 入力信号分割部
７１ パソコン本体
７２ ＣＰＵ
７３ メモリ
７４ 入出力インタフェース
７５ 入出力装置
７６ 記憶媒体

Claims (9)

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、
   入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、
   上記輝度低減後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。
2. 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、
   入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度および彩度が高い画素データに対して彩度低減処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を彩度低減後ＲＧＢ信号に変換する彩度低減部と、
   上記彩度低減後ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度が高い画素データに対して輝度低減処理を施すことで、彩度低減後ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換する輝度低減部と、
   上記彩度・輝度低減後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。
3. 上記輝度低減部は、入力ＲＧＢ信号を輝度低減後ＲＧＢ信号に変換するにあたって、あるいは、彩度低減後ＲＧＢ信号を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号に変換するにあたって、彩度及び色相を保持する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。
4. 上記輝度低減部は、輝度低減処理の度合を変更可能である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。
5. 上記輝度低減部は、
   上記輝度低減処理を以下の(A)〜(B)の手順によって行う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。
   (A) 輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｙを、(1)式により算出する。
   ＭＡＸｗｙ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(1)
   ただし、
   ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
   （＝彩度及び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）
   ＢｌＲａｔｉｏｙ：輝度低減用バックライト値設定率（０≦ＢｌＲａｔｉｏｙ≦１）
   (B) 以下の手順により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｙ［ｉ］，Ｇｙ［ｉ］，Ｂｙ［ｉ］）（ｉ＝１，２，…，Ｎｐ、Ｎｐは入力画像内の画素数）に変換する。
   以下の(2)式が満たされる場合は、以下の(3)〜(6)式により輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する。
   ＭＡＸｗｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(2)
   Ｒｙ［ｉ］＝βｙ×Ｒ［ｉ］ …(3)
   Ｇｙ［ｉ］＝βｙ×Ｇ［ｉ］ …(4)
   Ｂｙ［ｉ］＝βｙ×Ｂ［ｉ］ …(5)
   βｙ＝ＭＡＸｗｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
   …(6)
   ただし、
   ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
   ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
   ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最大値
   ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最小値
   (2)式が満たされない場合は、以下の(7)〜(9)式により輝度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする。
   Ｒｙ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(7)
   Ｇｙ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(8)
   Ｂｙ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(9)
6. 上記彩度低減部は、
   上記彩度低減処理を以下の(A)〜(B)の手順によって行い、
   上記輝度低減部は、
   上記輝度低減処理を以下の(C)〜(D)の手順によって行うことを特徴とする請求項２に記載の透過型液晶表示装置。
   (A) 彩度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓを、(10)式により算出する。
   ＭＡＸｗｓ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏｓ …(10)
   ただし、
   ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
   （＝彩度及び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）
   ＢｌＲａｔｉｏｓ：彩度低減用バックライト値設定率
   （０．５≦ＢｌＲａｔｉｏｓ≦１．０）
   (B) 以下の手順により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を彩度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換する。
   以下の(11)式が満たされる場合は、以下の(12)〜(15)式により彩度低減後ＲＧＢ信号を算出する。
   ＭＡＸｗｓ＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ …(11)
   Ｒｓ［ｉ］＝αｓ×Ｒ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(12)
   Ｇｓ［ｉ］＝αｓ×Ｇ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(13)
   Ｂｓ［ｉ］＝αｓ×Ｂ［ｉ］＋（１−αｓ）×Ｙ［ｉ］ …(14)
   αｓ＝ＭＡＸｗｓ／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ） …(15)
   ただし、
   Ｙ［ｉ］：入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度
   (11)式が満たされない場合は、以下の(16)〜(18)式により彩度低減後ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号と同じ値にする。
   Ｒｓ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］ …(16)
   Ｇｓ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］ …(17)
   Ｂｓ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］ …(18)
   (C) 彩度低減の輝度低減用バックライト上限値ＭＡＸｗｓｙを、(19)式により算出する。
   ＭＡＸｗｓｙ＝ＭＡＸｗｓ×ＢｌＲａｔｉｏｙ …(19)
   (D) 以下の手順により、彩度変換後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号（Ｒｓｙ［ｉ］，Ｇｓｙ［ｉ］，Ｂｓｙ［ｉ］）に変換する。
   以下の(20)式が満たされる場合は、以下の(21)〜(24)式により彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を算出する。
   ＭＡＸｗｓｙ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
   …(20)
   Ｒｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｒｓ［ｉ］ …(21)
   Ｇｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｇｓ［ｉ］ …(22)
   Ｂｓｙ［ｉ］＝βｓｙ×Ｂｓ［ｉ］ …(23)
   βｓｙ＝ＭＡＸｗｓｙ／ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓ／２，ｍａｘＲＧＢｓ
   −ｍｉｎＲＧＢｓ） …(24)
   ただし、
   ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
   ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
   (20)式が満たされない場合は、以下の(25)〜(27)式により彩度・輝度低減後ＲＧＢ信号を彩度低減後ＲＧＢ信号と同じ値にする。
   Ｒｓｙ［ｉ］＝Ｒｓ［ｉ］ …(25)
   Ｇｓｙ［ｉ］＝Ｇｓ［ｉ］ …(26)
   Ｂｓｙ［ｉ］＝Ｂｓ［ｉ］ …(27)
7. 上記出力信号生成手段は、
   以下の(A)の手順により、各Ｗサブピクセルの透過量（Ｗｔｘ［ｉ］）を算出するＷ透過量算出部と、
   以下の(B)の手順により、各ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔｘ［ｉ］，Ｇｔｘ［ｉ］，Ｂｔｘ［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（Ｗｂｘ）を算出するバックライト値算出部と、
   以下の(D)の手順により、各ＲＧＢＷサブピクセルの透過率（ｒｘ［ｉ］，ｇｘ［ｉ］，ｂｘ［ｉ］，ｗｘ［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または２に記載の透過型液晶表示装置。
   (A) Ｗ透過量（Ｗｔｘ［ｉ］）を、(28)式により算出する。
   Ｗｔｘ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｘ／２，ｍｉｎＲＧＢｘ） …(28)
   ただし、
   ｍａｘＲＧＢｘ＝ｍａｘ（Ｒｘ［ｉ］，Ｇｘ［ｉ］，Ｂｘ［ｉ］）
   ｍｉｎＲＧＢｘ＝ｍｉｎ（Ｒｘ［ｉ］，Ｇｘ［ｉ］，Ｂｘ［ｉ］）
   Ｒｘ［ｉ］：Ｒｙ［ｉ］またはＲｓｙ［ｉ］
   Ｇｘ［ｉ］：Ｇｙ［ｉ］またはＧｓｙ［ｉ］
   Ｂｘ［ｉ］：Ｂｙ［ｉ］またはＢｓｙ［ｉ］
   (B) ＲＧＢ透過量（Ｒｔｘ［ｉ］，Ｇｔｘ［ｉ］，Ｂｔｘ［ｉ］）を、(29)〜(31)式により算出する。
   Ｒｔｘ［ｉ］＝Ｒｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(29)
   Ｇｔｘ［ｉ］＝Ｇｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(30)
   Ｂｔｘ［ｉ］＝Ｂｘ［ｉ］−Ｗｔｘ［ｉ］ …(31)
   (C) バックライト値Ｗｂｘを、(32)式により算出する。
   Ｗｂｘ＝ｍａｘ（Ｒｔｘ［１］，Ｇｔｘ［１］，Ｂｔｘ［１］，Ｗｔｘ［１］，
   ．．．
   Ｒｔｘ［Ｎｐ］，Ｇｔｘ［Ｎｐ］，Ｂｔｘ［Ｎｐ］，
   Ｗｔｘ［Ｎｐ］） …(32)
   (D) ＲＧＢＷ透過率（ｒｘ［ｉ］，ｇｘ［ｉ］，ｂｘ［ｉ］，ｗｘ［ｉ］）を、(33)〜(36)式により算出する。
   ｒｘ［ｉ］＝Ｒｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(33)
   ｇｘ［ｉ］＝Ｇｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(34)
   ｂｘ［ｉ］＝Ｂｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(35)
   ｗｘ［ｉ］＝Ｗｔｘ［ｉ］／Ｗｂｘ …(36)
   ただし、Ｗｂｘ＝０のときｒｘ［ｉ］＝ｇｘ［ｉ］＝ｂｘ［ｉ］＝ｗｘ［ｉ］＝０とする。
8. 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ないし７の何れか一項に記載の透過型液晶表示装置。
9. コンピュータに、上記請求項５ないし７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。

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