JP2010250061A5 - - Google Patents

Description

本発明の画像表示装置は、互いに独立して制御され、それぞれが複数の色光を個別に射出する複数の部分発光部を有する光源部と、この光源部から射出された色光を入力映像信号に基づいて変調する表示パネルと、入力映像信号により構成される入力フレーム画像を複数のフィールド画像に分解すると共に、これらの複数のフィールド画像がフィールドシーケンシャル方式により時分割表示されるように、光源部の各部分発光部および表示パネルを制御する表示制御部とを備えたものである。また、この表示制御部は、入力映像信号に対して所定の低解像度化処理を行い、その処理結果に基づき、複数の部分発光部の選択的発光動作によって形成されるべき発光パターンを生成すると共に、入力映像信号の各画素信号レベルを発光パターンのうちの対応する部分発光部の発光レベルによってそれぞれ除算することにより、部分駆動用映像信号を生成する部分駆動処理部と、部分駆動用映像信号により構成される部分駆動用フレーム画像における色成分を解析することにより、この部分駆動用フレーム画像から、赤色成分、緑色成分および青色成分の３つの原色成分のうちの２つ以上の原色成分に共通した大きさの第１の共通輝度部分を抽出する信号解析部と、部分駆動用フレーム画像から第１の共通輝度部分を差し引くことにより個々の原色成分ごとに第１の差分画像を求めると共に、個々の原色成分ごとに得られた第１の差分画像と、第１の共通輝度部分により構成される第１の共通画像とを、上記複数のフィールド画像としてそれぞれ表示パネルに時分割的に順次出力する信号出力部と、個々の原色成分ごとの第１の差分画像が選択出力される個々の第１のフィールド期間では、その原色成分に対応する原色光のみが射出されると共に、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間では、第１の共通輝度部分を構成する２つ以上の原色成分にそれぞれ対応する複数の原色光がすべて射出されるように、発光パターンと第１の共通画像とに基づいて、光源部から射出される色光を選択する色光選択部とを有している。

本発明の画像表示装置では、光源部から部分発光部単位で射出された色光が表示パネルにおいて変調されることにより、入力映像信号に基づく画像表示が行われる。このとき、入力フレーム画像が複数のフィールド画像に分解されてフィールドシーケンシャル方式により時分割表示されるように、光源部の各部分発光部および表示パネルが制御される。また、このような表示制御の際には、まず、入力映像信号に対して所定の低解像度化処理が行われ、その処理結果に基づいて複数の部分発光部の選択的発光動作によって形成されるべき発光パターンが生成されると共に、入力映像信号の各画素信号レベルがこの発光パターンのうちの対応する部分発光部の発光レベルによってそれぞれ除算されることにより、部分駆動用映像信号が生成される。次いで、この分駆動用映像信号により構成される部分駆動用フレーム画像における色成分が解析されることにより、部分駆動用フレーム画像から、３つの原色成分のうちの２つ以上の原色成分に共通した大きさの第１の共通輝度部分が抽出される。そして、部分駆動用フレーム画像から第１の共通輝度部分を差し引くことにより、個々の原色成分ごとに第１の差分画像が求められると共に、個々の原色成分ごとに得られた第１の差分画像と、第１の共通輝度部分により構成される第１の共通画像とが、上記複数のフィールド画像としてそれぞれ表示パネルに時分割的に順次出力される。また、個々の原色成分ごとの第１の差分画像が選択出力される個々の第１のフィールド期間では、その原色成分に対応する原色光のみが射出されると共に、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間では、第１の共通輝度部分を構成する２つ以上の原色成分にそれぞれ対応する複数の原色光がすべて射出されるように、発光パターンと第１の共通画像とに基づいて、光源部から射出される色光が選択される。このようにして、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間では、複数の原色光がそれぞれ射出されて多原色表示がなされると共に、これらの原色光がいずれも、表示画素よりも低解像度である（解像度の粗い）部分発光部単位で光源部から射出されることにより、この第２のフィールド期間では、低色解像度の多原色表示が行われる。また、第１のフィールド期間では、部分駆動用フレーム画像から第１の共通輝度部分を差し引いてなる第１の差分画像が個々の原色成分ごとに出力されると共に、それぞれに対応する原色光のみが光源部から射出されることにより、１フレーム期間内での時間軸に沿った表示画像の輝度分布が、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間に集中し易くなる。

本発明の画像表示装置では、上記信号解析部が、さらに、入力フレーム画像の色成分を解析することにより、入力フレーム画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求め、上記表示制御部が、信号解析部で求められた各色成分画像の信号レベルに基づいて、個々の色成分画像ごとに視感度特性を加味した輝度レベルを算出すると共に、より高い輝度レベルの色成分画像を基準画像として決定する基準画像決定部をさらに備え、上記信号出力部が、さらに、部分駆動用フレーム画像から基準画像を差し引くことにより個々の色成分ごとに第２の差分画像を求めると共に、得られた個々の色成分ごとの第２の差分画像を２つに分割し、得られた各分割画像と基準画像とを複数のフィールド画像としてそれぞれ表示パネルに時分割的に順次出力するという処理を行い、上記表示制御部が、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示されると共に、分割画像が、視感度特性を加味した輝度レベルの高いものほど基準画像の前後におけるより近い位置に表示されるように、信号出力部から出力する複数のフィールド画像の１フレーム内での出力順序を制御する出力順序決定部をさらに備えるようにするのが好ましい。このように構成した場合、入力フレーム画像から、より高い輝度レベルの色成分画像が基準画像として決定される。また、部分駆動用フレーム画像から基準画像を差し引くことにより、個々の色成分ごとに第２の差分画像が求められる。また、得られた個々の色成分ごとの第２の差分画像が、例えば信号値が半分となるように２つに分割される。そして、得られた各分割画像と基準画像とがそれぞれ、複数のフィールド画像として表示パネルに時分割的に順次出力されるようにすることができる。このとき、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示されるよう、１フレーム内での出力順序が制御される。また、分割画像が、視感度特性を加味した輝度の高いものほど基準画像の前後におけるより近い位置に表示されるよう、出力順序が制御される。これにより、明るく視感度の高い色成分の画像がフレーム期間内で時間的な中心位置に表示されると共に、その他の色成分の画像が輝度の高い順に時間的に対称的に表示される。したがって、網膜上での輝度分布の形状を中央部が高くかつ対称的にすることができ、フィールドシーケンシャル方式における動画追従視での色割れの発生をさらに抑制することができる。

本発明の画像表示装置によれば、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間において、複数の原色光がそれぞれ射出されて多原色表示がなされると共に、これらの原色光がいずれも、表示画素よりも低解像度である部分発光部単位で光源部から射出されるようにしたので、この第２のフィールド期間において、低色解像度の多原色表示を行うことができる。また、第１のフィールド期間において、第１の差分画像が個々の原色成分ごとに出力されると共に、それぞれに対応する原色光のみが光源部から射出されるようにしたので、１フレーム期間内での時間軸に沿った表示画像の輝度分布を、第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間に集中させることができる。よって、フィールドシーケンシャル方式における色割れの発生を抑制することが可能となり、カラー表示の際の画質を向上させることができる。

部分駆動化処理部４０Ｂは、部分駆動化処理部４０において、低解像度化処理部４１の代わりに低解像度化処理部４１Ｂを設けると共に、原信号Ｂｏｒｇに対応する拡散部４２Ｂおよび除算部４３Ｂを設けないようにしたものである。すなわち、原信号Ｂｏｒｇにより構成される青色成分の原画像が選択出力されるフィールド期間では、バックライト３における全ての部分発光領域３６を一括して発光制御し、これまで説明したような部分発光領域３６単位での部分発光制御を行わないようにする。したがって、低解像度化処理部４１Ｂは、青色成分に対応する発光パターンＢＬｂ＝１の固定値として出力するようになっている。

この輝度変換式としては、例えば視聴環境（明るい環境であるか暗い環境であるか）に応じた複数の輝度変換式を選択的に使ってもよい。例えば視聴環境に応じて、輝度変換式として少なくとも明所視と暗所視とに応じた２種類の輝度変換式を選択的に用いるようにしてもよい。また、観察者（視聴者）の視覚的な個人差に応じた複数の輝度変換式を選択的に使ってもよい。例えば少なくとも正常視覚者用の輝度変換式と色覚異常者用の輝度変換式との２種類の輝度変換式とを選択的に用いるようにしてもよい。これらの輝度変換式は、選択部１５を介して視聴者の好みに応じて視聴環境や色弱等の色覚異常の有無が指定された場合に、適宜変更可能となっている。なお、視聴環境に応じた輝度変換式を選択する場合には、例えば明るさセンサによって環境の明るさを自動的に検出し、その検出結果に応じて最適な輝度変換式を自動的に選択するようにしてもよい。比視感度曲線補正部１４は、選択部１５からの指定に応じた輝度変換式を選択させるよう、信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２に指示を行う。

図１３および図１５において、追従視基準軸２０，３０を視感度特性を考慮した場合の最も輝度の高い緑色成分Ｇの画像箇所に引いてあることには意味がある。視感度特性を考慮した場合、他の赤色成分Ｒと青色成分Ｂの輝度が相対的に低い。目は無意識に最も明るい画像を追いかけるため、追従視基準軸は輝度が相対的に高い箇所に据える必要がある。もし、緑色成分Ｇが全く存在しない画像においては、次に明るい画像は赤色成分Ｒであるから、追従視基準軸の位置は赤色成分Ｒに近くなる。すなわち、どの色を目（脳）が追いかけるかがポイントである。

信号輝度解析処理部１１Ｄは、他の色成分画像の信号レベルとして、入力画像から共通補色成分Ｘｃｏｍ（例えば、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍ）を抽出した場合の補色成分の信号レベルを求めるようになっている。

Claims (14)

1. 互いに独立して制御され、それぞれが複数の色光を個別に射出する複数の部分発光部を有する光源部と、
   前記光源部から射出された色光を入力映像信号に基づいて変調する表示パネルと、
   前記入力映像信号により構成される入力フレーム画像を複数のフィールド画像に分解すると共に、これらの複数のフィールド画像がフィールドシーケンシャル方式により時分割表示されるように、前記光源部の各部分発光部および前記表示パネルを制御する表示制御部と
   を備え、
   前記表示制御部は、
   前記入力映像信号に対して所定の低解像度化処理を行い、その処理結果に基づき、前記複数の部分発光部の選択的発光動作によって形成されるべき発光パターンを生成すると共に、前記入力映像信号の各画素信号レベルを前記発光パターンのうちの対応する部分発光部の発光レベルによってそれぞれ除算することにより、部分駆動用映像信号を生成する部分駆動処理部と、
   前記部分駆動用映像信号により構成される部分駆動用フレーム画像における色成分を解析することにより、この部分駆動用フレーム画像から、赤色成分、緑色成分および青色成分の３つの原色成分のうちの２つ以上の原色成分に共通した大きさの第１の共通輝度部分を抽出する信号解析部と、
   前記部分駆動用フレーム画像から前記第１の共通輝度部分を差し引くことにより個々の原色成分ごとに第１の差分画像を求めると共に、個々の原色成分ごとに得られた第１の差分画像と、前記第１の共通輝度部分により構成される第１の共通画像とを、前記複数のフィールド画像としてそれぞれ前記表示パネルに時分割的に順次出力する信号出力部と、
   個々の原色成分ごとの第１の差分画像が選択出力される個々の第１のフィールド期間では、その原色成分に対応する原色光のみが射出されると共に、前記第１の共通画像が出力される第２のフィールド期間では、前記第１の共通輝度部分を構成する前記２つ以上の原色成分にそれぞれ対応する複数の原色光がすべて射出されるように、前記発光パターンと前記第１の共通画像とに基づいて、前記光源部から射出される色光を選択する色光選択部と
   を有する画像表示装置。
2. 前記第１の共通輝度部分は、前記３つの原色成分のうちの２つの原色成分に共通した大きさの輝度を有するものであり、
   前記色光選択部は、前記第２のフィールド期間において、前記２つの原色成分に対応する２つの原色光がともに射出されるように、前記光源部から射出される色光を選択する
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１の共通輝度部分は、赤色成分および緑色成分に共通した大きさの輝度を有する黄色成分に相当するものであり、
   前記色光選択部は、前記第２のフィールド期間において、赤色光および緑色光がともに射出されるように、前記光源部から射出される色光を選択する
   請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記信号出力部は、前記３つの原色成分のうちの前記２つの原色成分以外の他の原色成分に対応するフィールド画像を他のフィールド期間において出力し、
   前記色光選択部は、前記他のフィールド期間において前記光源部における全ての部分発光部を選択し、一括して発光させるように制御する
   請求項２または請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記第１の共通輝度部分は、前記３つの原色成分の全てに共通した大きさの輝度を有する白色成分に相当するものであり、
   前記色光選択部は、前記第２のフィールド期間において、赤色光、緑色光および青色光の３つの原色光のすべてが射出されるように、前記光源部から射出される色光を選択する
   請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記信号解析部は、さらに、前記入力フレーム画像の色成分を解析することにより、前記入力フレーム画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求め、
   前記表示制御部は、前記信号解析部で求められた前記各色成分画像の信号レベルに基づいて、個々の色成分画像ごとに、視感度特性を加味した輝度レベルを算出すると共に、より高い輝度レベルの色成分画像を基準画像として決定する基準画像決定部をさらに備え、
   前記信号出力部は、さらに、前記部分駆動用フレーム画像から前記基準画像を差し引くことにより個々の色成分ごとに第２の差分画像を求めると共に、得られた個々の色成分ごとの第２の差分画像を２つに分割し、得られた各分割画像と前記基準画像とを、前記複数のフィールド画像としてそれぞれ前記表示パネルに時分割的に順次出力するという処理を行い、
   前記表示制御部は、１フレーム期間内で時間的な中心位置に前記基準画像が表示されると共に、前記分割画像が、視感度特性を加味した輝度レベルの高いものほど前記基準画像の前後におけるより近い位置に表示されるように、前記信号出力部から出力する複数のフィールド画像の１フレーム内での出力順序を制御する出力順序決定部をさらに備えた
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記基準画像決定部は、前記表示パネルにおいて１フレーム分の色成分画像を表示したときに、観察者の網膜上での合成輝度分布が中央部で輝度が高く周辺部で輝度が低くなり、かつ合成輝度分布の広がりの幅が最小となるという条件を満たすような色成分画像を、前記基準画像として決定する
   請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記信号解析部は、前記入力フレーム画像を前記３つの原色成分のみに分解した場合に得られる３つの原色成分画像の各信号レベルと、前記入力フレーム画像からその他の任意の色成分を抽出した場合に得られる他の色成分画像の信号レベルとを求める
   請求項６または請求項７に記載の画像表示装置。
9. 前記信号解析部は、前記他の色成分画像の信号レベルとして、前記入力フレーム画像から白色成分を抽出した場合に得られる白色成分画像の信号レベルと、前記入力フレーム画像から補色成分を抽出した場合に得られる補色成分画像の信号レベルとを少なくとも求める
   請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記基準画像決定部は、複数の輝度変換式の中から選択された所定の輝度変換式を用いて、輝度レベルの算出を行う
    請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記基準画像決定部は、前記輝度変換式として、少なくとも明所視と暗所視とに応じた２種類の輝度変換式を選択的に用いる
    請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記基準画像決定部は、前記輝度変換式として、少なくとも正常視覚者用の輝度変換式と色覚異常者用の輝度変換式との２種類の輝度変換式を選択的に用いる
    請求項１０に記載の画像表示装置。
13. 前記表示制御部は、時間的に隣接する第１のフレームと第２のフレームとの間で、時間的に隣接する２つのフィールド画像を１つのフィールド画像に合成し、この合成されたフィールド画像を１フィールド期間にまとめて表示させる制御を行う
    請求項６ないし請求項１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
14. 前記信号解析部はさらに、前記入力フレーム画像から、前記３つの原色成分のうちの２つ以上の原色成分に共通した大きさの第２の共通輝度部分を抽出し、
    前記基準画像決定部が、前記第２の共通輝度部分により構成される第２の共通画像を、前記基準画像として決定する
    請求項６ないし請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。