图像显示装置及图像显示方法
专利名称：图像显示装置及图像显示方法
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置中显示彩色图像的图像显示装置及 图像显示方法。
背景技术：
作为彩色图像的显示装置，存在将背光源和对每个像素的透射率 进行控制的液晶板组合进行显示的液晶显示板。要显示彩色图像，背光源至少包含RGB三色分量，配置在液晶板上的像素由具有RGB三 色的彩色滤波器的子像素构成，并通过控制RGB子像素的透射率就 可以将背光源光量作为整体进行图像显示。此处，子像素指的是具有RGB任何一个的彩色滤波器的最小单 位的像素，将RGB三个子像素组合构成像素，通过将多个像素在面 内大量配置而制成画面。如果对显示原理简单总结的话，就是可以通过借助每个子像素的 液晶透射率调整背光源的光量，从而来控制每个子像素的浓淡。通过 在子像素上附加彩色滤波器可以显示RGB的浓淡。此显示输出就成 为背光源的光量和液晶透射率相乘的结果。另外，现实中有时包含称 为y特性的非线性特性，但此处假设信号特性是线性的。此处，在将总是点亮的荧光灯作为背光源的结构中，由于背光源 的光量为一定，所以上述乘法中的变量就是子像素的液晶透射率。另 一方面，在配合显示图像调制背光源的光量的结构中，上述乘法的变 量是背光源光量和液晶板透射率两者。对于以红色(以下以"R"表示)、 绿色(以下以"G，，表示)、蓝色(以下以"B，，表示)各色独立控制背光源的 光量的液晶显示装置的结构，记述在下述专利文献1、 2中。在下述 专利文献l中，记述的是具有根据来自感测背光源部的发光的光传感
器的输出信号和要在液晶显示部上显示的所输入的每种颜色的图像 信号，同时控制液晶显示部的每种颜色的显示数据的改变和背光源部 的各色每一种的发光量的控制器的液晶显示装置。另外，在下述专利文献2中，记述的是在调整背光源的光量的控制器中，控制成为使背 光源部的各色的一系列发光期间的发光开始定时和发光结束定时在 全部颜色中都一致。专利文献l:特开2005-258404号公才艮专利文献2:特开2005-208425号公报发明内容在上述专利文献1、 2中，都是分别调整液晶板的R、 G、 B像 素的透射率和背光源的R、 G、 B的光量而实现画质提高。不过，在 这些文献中，未考虑由于液晶板透射率的波长分布和背光源光量的波 长分布的差异而引起的串扰的影响。此串扰是在液晶板透射率和背光 源光量的波长分布不同时，前面叙述的乘法关系对RGB不能分别独 立地进行计算，产生RGB间相互作用的现象，将引起画质劣化。鉴于这样的问题，本发明其目的在于提供一种考虑液晶板、背光 源间的串扰的液晶显示装置。为解决上述问题，本发明采用的液晶显示装置的结构包括具有 一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层 上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色 的每一个进行光照射控制的背光源部；存储由于上述背光源部发光的 波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起 的串扰的信息的存储单元；根据上述存储单元的信息，调整上述子像 素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。其中，作为另外的实 施方式，采用的液晶显示装置的结构也可以是具有不是存储上述串扰 的信息本身，而是存储上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子 像素的透射率的波长分布特性的信息，以这些信息为基础得到串扰的 信息的单元。在此场合，上述背光源部的发光的波长分布特性和上述 子像素的透射率的波长分布特性既可以使用颜色匹配函数表示并存 储，也可以作为上述背光源部的光量的变量以表形式进行存储。另外，作为本发明的其他实施方式，液晶显示装置的构成具备校 正上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波 长分布特性的不一致的单元，具有根据利用上述进行校正的单元制成 的校正信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控 制器。此外，作为本发明的其他实施方式，液晶显示装置的构成具备将 上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长 分布特性的信息存储于外部，接收此信息的数据接收单元，具有根据 上述数据接收单元接收到的信息，得到上述背光源部的发光的波长分 布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串扰的信息的单元；和根据上述串扰的信息调整上述子像素的透射率及上 述背光源部的发光量的控制器。另外，在上述各实施方式中，液晶显示装置的构成也可以是上述 多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成，上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。此处，红色、 绿色、蓝色可以利用任意的定义，比如，可以使用CIE(国际照明学会) 规定的RGB表色系，规定分别是以波长700.0nm、 546.1nm、 435.8nm 的单色辐射为原刺激的光。或者，也可以规定任意光源的发光波长或 彩色滤波器的透射波长为红色、绿色、蓝色。另外，在上述各实施方式中，液晶显示装置的构成也可以具有独 立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元，并且，液晶显示装置的 构成也可以是上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的 信息决定上述子像素的透射率。利用本发明，在控制背光源光量和液晶板透射率两者的显示装置 中，可以实现更高画质的液晶显示装置。
图1为关于本发明的图像显示装置的结构图。图2为背光源光量和子像素透射率的乘法关系图。 图3a和3b为画面构成和显示输出频率的说明图。 图4a、 4b和4c为RGB背光源光量和RGB子像素透射率的波 长分布特性图。图5为色域变化的说明图。图6为关于本发明的图像显示装置的另一个结构图。 图7为关于本发明的图像显示装置的又一个结构图。 图8为关于本发明的图像显示装置的串扰校正电路图。 图9为个人计算机电视机的安装结构图。 图IO为示出系数表的构成例的图。图11为示出分散表(飛t/飛0'表)和插值处理的组合的图。图12为示出三维插值运算的结构的图。图13为示出利用个人计算机的事前处理步骤的图。图14为示出利用个人计算机的校正运算步骤的图。图15为示出显示画面的结构的图。图16为示出LED驱动电路的结构例的图。图17为示出LED驱动电路的结构例的图。图18为示出本发明的液晶显示装置的概要的图。附图标记i兌明I 输入信号10 信号处理电路II RGB背光源光量 11R R背光源光量 11G G背光源光量 11B B背光源光量12 RGB子《象素透射率 12R R子^^素透射率12G G子像素透射率 12B B子像素透射率13 LED驱动电路14 LCD驱动电路15 LED驱动电路16 LCD驱动电路17 LED背光源18 IXD板20特性寄存器 21特性信号22 校正系数计算电路23 校正系数24 子像素透射率校正电路 24R R子像素透射率校正电路 24G G子像素透射率校正电路 24B B子像素透射率校正电路25 已校正的子像素透射率 25R 已校正的R子像素透射率 25G 已校正的G子像素透射率 25B 已校正子的B像素透射率26 串扰校正电路30 子像素(RGB中的任意一个)31 像素32 画面50 外部个人计算机51 显示板52 CPU53 存储器54 TV调谐器55GPU56图形存储器111、112 偏光片113液晶板119背光源部121液晶层122、123定向膜131、132 基板133共用电极135像素电极137绝缘膜138保护绝缘膜142彩色滤波器143外敷层(才一^一3—卜)具体实施方式
图18为关于本发明的图像显示装置整体的概要图。在具有偏光 片111、 112的基板131、 132之间配置液晶层121。在光入射侧的基 板131上中间夹着绝缘膜137、保护绝缘膜138形成用来对液晶层施 加电场的共用电极133、像素电极135。另外，在图1中出现的是所 谓的横向电场方式的电极结构，但本发明的液晶显示装置的构成并不 限定于此种电极结构。在光出射侧的基板132上形成彩色滤波器142、 外敷层143。另外，在液晶层121的界面上形成定向膜122、 123。对这样构成的液晶板113从背光源部119供给光。以上对液晶显示装置的概要进行了说明，下面对有关本发明的要 点的背光源部119及液晶板113的控制的构成进行详细说明。[实施例11图1为关于本发明的图像显示装置的基本结构图，由信号处理电 路10将输入信号1分离为具有乘法关系的RGB背光源光量11和RGB 子像素透射率12。于是，RGB背光源光量11使用LED驱动电路13 变换为LED驱动信号15，驱动LED背光源17。另一方的RGB子像素透射率12使用LCD驱动电路14变换为 LCD驱动信号16，驱动LCD板18。这样，最终，通过驱动LED背 光源17和LCD板18，将两者组合地形成显示图像。另外，各电路每 个都具备RGB，可独立动作。另外，对RGB子像素透射率12进行 RGB独立控制这一点与现有的显示装置的动作相同。通过将液晶的子 像素和彩色滤波器进行组合，可以像选择波长分布的开关一样动作。本发明的特征在于对LED背光源17进行RGB独立控制。这一 点是与荧光灯或LED全色点亮的背光源具有作为白色光源的固定波 长分布的基本差别。图16为示出将RGB三色LED同时点亮的驱动电路的结构例。 输入单一驱动信号，同时驱动RGB三种LED。利用与LED串联的 电阻的设定值可以调整RGB三种各自的光量，并利用这一组合设定 白点(白色)。另一方面，图17为独立控制RGB三种的LED的结构例。 由于对各个都是独立驱动，必须有生成三种驱动信号的单元。下面对 其生成方法进行说明。图2为具有乘法关系的RGB背光源光量和RGB子像素透射率 的说明图。显示输出与RGB背光源光量和RGB子像素透射率之间存 在乘法关系。在图2中示出为了得到固定的显示输出，两者具有反比关系。另 外，不考虑Y特性这样的非线性因素。假如在具有Y特性的场合，通 过乘以逆Y特性变换为线性特性使上述关系成立。在图2中示出的A、 B、 C点中的任何一个如果是在可取的信号 范围内时，作为两个变量的相乘结果的显示输出是固定的。换言之， 在RGB背光源光量和RGB子像素透射率的选择方法方面产生自由 度。此处，显示的是点A在信号范围内，透射率最大的背光源光量。 就是说，将由子像素透射率产生的光量降低到最小限度，而最大限度 地利用背光源光量来制作显示输出。本发明，为了使背光源的功耗变得最小，选择点A。在画面由单一像素构成时，可以只对像素应用上述条件。但是， 实际的画面是由多个像素构成的。所以，首先，对画面的构成予以说 明。图3(a)示出画面构成和像素的关系。子像素30是利用液晶元件 控制透射率的可能最小单位。通过对其附加RGB彩色滤波器中的任 一个，可以控制使其具有波长选择性的浓淡。于是，通过组合RGB 三种子像素构成像素31，就成为可进行色再现的最小单位。进而，通 过将像素31在平面内并置，可构成画面32。在图中虽然未示出，但设置有照明画面32的背光源，通过控制 画面内的多个子像素30的透射率，就可以作为整个画面显示具有平 滑灰度变化的彩色图像。在本发明的这种结构中，通过设定要显示画面的显示输出为最大 的像素所必需的最小限度的背光源光量，可以使背光源的功耗最小。图3(b)示出画面内的RGB信号的频率曲线的例子。这里，要注 意的是每一个RGB的最大值为Rmax、 Gmax、 Bmax，利用此最大 值设定画面单位的背光源光量。使用所设定的背光源光量，由RGB 背光源光量和RGB子像素透射率的乘法关系，设定子像素的透射率。 这样，对于整个画面的子像素，可以毫无破绽地计算出RGB背光源 光量和RGB子像素透射率。在上述的说明中，是以背光源在面内均匀照明为前提的，但也能 够以在面内具有分布的方式构成背光源。具体言之，将背光源分割为 多个区域，调整光量。作为分割方法，可以设横向或纵向的长条为单 位或者进行方格分割的区域为单位。本发明并不限定于这些分割方 法，下面说明为了易懂起见，示出的是全面一并设定背光源光量的场 合。为了实现这些分割，发光单元可以配置位于背光源面的正下方的 面内，或者，可以配置在导光板的侧面。本发明，并不限定于这些发 光单元的配置方法。
图4示出背光源光量、子像素透射率和显示输出之间的波长分布 特性的关系。此处，为了简单起见将各个RGB的波长分布特性用凸 型表示。特别是，示出的背光源光量和子像素透射率的波长分布特性， 一般是不同的。背光源光量的波长分布取决于RGB三种LED的波长分布和各 个驱动信号。另一方的子像素透射率的波长分布取决于彩色滤波器。 由于两者的制作方法完全不同，要使两者的波长分布一致有困难。下 面对由此波长分布的差异引起的对显示输出的影响进行说明。图4(a)示出通过将背光源光量和子像素透射率全部设定为最大 时显示输出白色的动作。图4(b)示出显示输出蓝色(B)的动作。背光源光量只有B，子像 素透射率设为对RGB全部都为最大。作为对该两者驱动的结果，显 示输出背光源光量的B。图4(c)示出显示输出蓝色(B)的动作。背光源光量为RGB全部， 子像素透射率只对蓝色(B)透射率为最大。此处，显示输出是背光源 RGB和子像素B的波长分布的组合。子像素B的透射波长分布与背 光源B的发光波长分布不一致，波及到背光源G的发光波长分布。 作为其结果，背光源G的光量透过子像素B表现于显示输出中。这 在RGB互相间发生色漏的意义上称为串扰。这样，由于显示方法的选择，所显示的蓝色(B)的波长分布变得 不同。同样，在显示红色(R)、绿色(G)的场合，也会产生由于串扰而 带来的波长分布的变化。以上，综合言之，在(1)对背光源进行RGB独立控制，(2)在背光 源和子像素的RGB波长分布不一致这样两个条件存在的场合，在 RGB间会产生色漏(串扰)。另外，作为与上述(l)类似的主要原因，发光单元的温度特性、 寿命特性等可引起发光量的变化。这些虽然不是用于本来想要控制的 变化，但会产生作为与控制的情况相同的结果的发光量的变化。所以， 此处对发光单元的温度特性、寿命特性不进行详细说明，作为解决对
策可以利用相同单元。显示装置的RGB原色本来是应该被固定的基本特性。不过，由 于发生串扰，RGB原色变动成为画质劣化的主要原因。本发明的特征在于，如后所述，通过校正串扰来固定原色而维持画质。图5通过以直线连接RGB原色的色度点示出可以显示的色域的 范围。原色的色度点向最外侧扩展的区域A是RGB背光源单色发光 的场合。原色的色度点向最内侧收窄的区域B是RGB背光源全色发 光的场合。此处，在将RGB背光源光量，如图3(b)所示以每个RGB的最 大值Rmax、 Gmax、 Bmax设定时，RGB的组合根据画面的内容而 改变，原色的色度点R、 G、 B在这些最大区域A和最小色域B内变 动。以RGB原色的组合产生的颜色也发生变化，不能实现稳定的色 再现。因此，所谓的串扰校正，其目的就是要通过抑制这一变动使色再 现稳定。为此，本发明在最小色域B的内部，设定稳定的原色的色度 点。于是，通过使依赖于RGB背光源光量的设定而变化的色域映射 到稳定色域B,实现串扰校正。另外，作为由于变换背光源光量而引起的画质提高的效果，有在 使液晶透射率关掉时漏光减少的效果。 一般，即使是将液晶透射率设 定为关掉，也有若干光漏出。如果从输入影像信号来判断使背光源光 量减小时，即使关掉的液晶透射率是相同的，但因为照明光量降低， 所以漏光量也下降。因此，可以使液晶透射率打开和关掉的显示输出 的比率提高，可以成为明暗清晰(> 'J "卩)的显示画面。本发明，作为信号处理的基本步骤，从以画面单位来设定的RGB 背光源光量计算出串扰校正用的串扰系数，通过使用此串扰系数对子 像素透射率进行校正，就可以进行对稳定色域的映射。在说明串扰校正方法之前，使用数学式对串扰的发生原理进行整 理。使用下述数学式l，将波长方向的分布特性，使用颜色匹配函数 变换为数值数据而建立关系。颜色匹配函数在色彩学领域中是公知 的，是从视觉特性导出的三种波长灵敏度曲线。通过使发光或透射的波长分布与三种波长灵敏度曲线X(X)、 Y (X) 、 Z(X)(其中X为波长)相乘可以将在视觉上感觉到的蓝色的特性以三 个数值(X、 Y、 Z)表示。<formula>formula see original document page 15</formula>(数学式l)在将R的发光透过子像素R的彩色滤波器的特性以颜色匹配函 数XYZ表示时，就成为(Xrr、 Yrr、 Zrr)。同样，在将透过像素G和 B的彩色滤波器的特性以颜色匹配函数XYZ表示时，就成为(Xrg、 Yrg、 Zrg)， (Xrb、 Yrb、 Zrb)。将这些合起来就成为3x3大小的系 数矩阵。同样，可以将关于G和B的发光的特性整理为3x3大小的 系数矩阵。<formula>formula see original document page 15</formula>(数学式2)<formula>formula see original document page 15</formula>在将用于独立控制RGB的发光的驱动信号(rLED、gLED、bLED) 乘以上述的系数矩阵并乘以子像素R的液晶元件的透射率rlcd的值变为R的显示输出。同样，G和B的显示输出也是各自的系数矩阵乘以子^f象素G和B的液晶元件的透射率glcd、 blcd的值，变为G和B的显示输出。从数学式2可知，对RGB各个的输出，RGB三种发光全部都有贡献这一点是串扰发生的主要原因。<formula>formula see original document page 16</formula>设显示装置具备的显示特性，对于R、 G、 B分别为(Xr、 Yr、 Zr)、 (Xg、 Yg、 Zg)和(Xb、 Yb、 Zb)。显示装置的目的是以输入了显 示装置具备的特性的影像信号(rin、 gin、 bin)来进行驱动。就是说， 目标值是数学式3。(<formula>formula see original document page 16</formula>(数学式4)可以以使数学式3的目标值和数学式2的合计一致的方式计算出驱动信号。此处，设定背光源光量的驱动信号(rLED、 gLED、 bLED)是根据画面内的信号值来设定的。对于画面内均匀照明的场合，在设定画面单位的(rLED、 gLED、 bLED)之上，计算出液晶透射率(rlcd、glcd、 blcd)。在以等号将数学式2的合计和数学式3的目标值连结，将液晶透射率(rlcd、 glcd、 blcd)整理到左边时，可以得到数学式4。观察数式4的构成，右边第3项是包含背光源驱动信号的逆矩阵。根据背光源驱动信号计算出此右边第3项的逆矩阵，将输入影像信号与右边第2项的常数相乘，可以求出左边的液晶透射率。<formula>formula see original document page 16</formula>
数学式5是对以基于背光源光量的系数矩阵C建立关系的液晶 透射率和输入影像信号的关系整理的结果。利用系数C，通过进行液 晶透射率的修正运算，可以实现串扰校正。由于输入影像信号变化为 像素单位，右边必须对每个像素进行计算。此处，作为右边的运算方 法，有1) 执行按照数学式的运算2) 对于所有的组合事前求出结果整理成表3) 将分散的组合的结果整理而成的表和插值运算组合等。 此处l)准备用于运算逆矩阵的电路结构。2)必须有用来存放(rLED、 gLED、 bLED)的组合的所有结果的存 储器。与此相对，3)可以通过将与l)相比小规模的电路和与2)相比小 容量的存储器组合而实现。以上，本发明的特征在于通过信号处理校正由串扰引起的色域变 动。如上所述，作为串扰发生的条件之一，有背光源和子像素的RGB 波长分布特性不一致。就是说，波长分布因使用的背光源的LED和 子像素的彩色滤波器而变化。本发明，通过准备有关这些波长分布的 信息进行串扰校正。另夕卜，由于以输入影像信号设定的目标是不取决于背光源及彩色 滤波器的波长分布的设定值，通过利用此目标设定来设定显示装置可 显示的色域或称为白点的无彩色的颜色，本发明的信号处理单元可与 串扰校正同时，稳定显示显示装置可显示的色域和白点的颜色。可以 以反映观察显示装置的观察者的喜好的画图为目的来设定这些目标。实施例2本发明的特征在于，如图6所示，为了进行用来串扰校正的信号 处理，在图l所示的图像显示装置中准备作为存储有关背光源光量和 子像素透射率的波长分布特性的信息的存储单元的特性寄存器20。特性寄存器20是可以进行数据读写的存储单元。写入到特性寄 存器20的特性信号21,比如是背光源的LED和子像素的彩色滤波器 的波长分布特性，或者是对背光源的LED和子像素的彩色滤波器的
波长分布乘以颜色匹配函数得到的数值，或者是表示RGB背光源光 量和串扰系数的关系的数据等。将特性信号21写入特性寄存器20的定时，根据装置构成而设定。 比如，在将有关显示的电路全部组装到一个框体内的装置形态中，可 以在组装这些装置的时刻将特性信号21写入特性寄存器20。或者， 优选在能够交换背光源等部件那样的装置形态中，将有关交换后的部 件的特性信号21写入特性寄存器20。所以，特性寄存器20可以改写， 并具备可以保持写入内容的存储器功能。具体言之，可以利用闪存、 EPROM、带有备用电池的SRAM等。写入特性寄存器20的特性信 号21用于进行串扰校正。包含串扰校正的信号处理步骤的一例示于以下的(1)至(7)。 (l)计 算出图像数据的输入和画面内的每个RGB的最大值Rmax、 Gmax、 Bmax， (2)设定画面的RGB背光源光量，(3)设定画面的RGB子像素 透射率，(4)从特性寄存器读出示出RGB背光源光量和串扰系数的关 系的数据，(5)从RGB背光源光量计算出串扰系数，(6)使用串扰系数 校正RGB子像素透射率，(7)输出RGB背光源光量和已校正的RGB 子像素透射率。此处，在上述步骤(4)中，RGB背光源光量的3个组合数，在RGB 各为8位(比特)的场合，为2的24次方，校正系数的数据量大。因此， 为了采用更少数据形式，可以采用以下的方法(l)、 (2)、 (3)。(1) 在利用LUT(查找表)的方法中，将输入的RGB背光源光量和 输出的校正系数的关系整理成表。此处，通过使输入为离散地离开的 数值，输出进行插值，可以使表变小。(2) 在利用多项式近似的方法中，将RGB背光源光量作为变量， 利用多项式来近似运算结果成为校正系数的关系来进行准备。通过将 该多项式的次数提高，能够提高近似的精度。另外，在多项式的运算 中需要精度高的乘法处理。(3) 在利用仿真的方法中，准备以数值计算仿真串扰的发生原理 的单元。比如，以上述数学式l作为模型，计算出用于校正串扰的系
数，用于校正处理中。在此，具体说明上述(l)的装置结构，示出本发明的特征。将RGB的背光源光量的大小作为3个坐标轴，进行分散分割， 将分割点的系数整理为表。如上所述，用于校正串扰的系数，可以整 理为3x3大小的矩阵，各个系数是取决于RGB的背光源光量的变量。 因此，如图10所示，将RGB的背光源光量作为索引，对各个系数准 备读出系数值的表。准备的系数，是上述数学式5的作为背光源光量 的变量的系数C。此处，在将RGB的背光源光量的设定以8位分割时，其组合为 16777216(256的3次方)。另 一方面，在以各4位分割时，组合为4096(16 的3次方)，通过比较可以使表的大小成为极小。然而，因为在后者之 中，不具有座标的细小分割点的系数，所以使用方格点位置的数据， 通过插值计算出位于方格点间的数据。图11示出三维坐标轴的分散分割，将系数分配到所分割的方格，进行用来对该方格内的座标实施细分割的插值运算。 pO-(P 1十(p2-p 1 )dx)+((p 1 +(p2-p 1 )dx)- (p3+(p4，3)dx))dy+((p5+(p6，5)dx)+<(p5+(p6~p5)dx)— (p7《p8-p7)dx》dy-(Pl+(p2-p0dx)+((p1+(p2-pl)dx)- (p3+(p4-p3)dx》dy) dz (数式6)本发明对插值运算的方法并无限定，作为一例示出作为用来以线 性函数对方格点间进行插值的插值式的数学式6。方格的内部点p0 的数值从包围其的方格点的8个数值pl p8算出。内部点p0的位置， 在设方格的边长为1的场合，以dx、 dy、 dz表示以该长度为上限的 方格内部的位置。通过以表示背光源光量的信号的上位位，从表读出 分散的方格点的系数，以下位位进行上述的插值运算，就可以计算出 精度高的系数值。但是，已知数学式6是基本式"pC-pA+(pB-pA》dxyz"的形式的组合。其中，ABC是表示信号的种类，dxyz表示 dx、 dy、 dz中的任何一个。图12为以四方形表示以上述基本式的pA 和pB为输入而输出pC的运算要素的场合的数学式6的结构的示图。 通过将处于方格点位置的系数设定在树结构的下侧的输入处，随着将 计算推进到上段，切换表示方格点内部位置的dx、 dy、 dz进行设定， 就可以最终算出位于方格点内部的系数值。从附图可知，通过重复基 本式7次可以得到插值运算的结果。于是，本发明对3x3大小的校正 系数矩阵的9个要素进行该插值运算。这样，通过准备高速执行规则运算的电路或软模块进行重复运 算，可以简易地实现高速执行单元。此插值式的运算可以在背光源光量变化的时刻进行，在不发生变 化期间可以继续利用同一校正系数。背光源光量的变化的定时依赖于 背光源光量的设定和计算方法，本发明对该定时并无限定。本发明的特征在于事前设定基于(显示)板特性的分散的方格点 的系数。为了以实用的电路规模和执行速度解决串扰校正这一历来没 有的课题，是根据(显示)板特性而生成的数值。本发明的特征在于可 以使这一数值具有在机器之间容易输入输出的数据结构地进行流通。具体言之，通过附加记述了标题、数值内容、数值的数据量、数 值的制成日、系数的种类、完成人等的头部，可以显著提高数据的流 通性。比如，除了对内置板的显示装置附加记录该数据的介质之外， 可以经由某一 网络进行数据传送。这样，比如，即使是在为了所谓的保养管理而交换构成背光源的 发光单元时，通过使用上述单元将交换后的发光单元的特性输入，可 以正确地实行校正处理，以维持画质。实施例31图7是实行上述信号处理步骤的电路结构图，下面以作为有关串 扰校正的校正单元的串扰校正电路26为重点进行说明。其他的构造 与图l相同。RGB背光源光量11根据画面内的最大值计算而输出。 校正系数计算电路22输入RGB背光源光量11，输出校正系数23。 于是，子像素透射率校正电路24根据校正系数23进行子像素透射率 12的校正处理，输出已校正的子像素透射率25。图8为利用LUT(查找表)的串扰校正的电路结构图，由存储器构 成校正系数计算电路22，使其作为串扰校正使用的LUT(查找表)动 作。LUT的数据除了可以事先准备特性信号21本身作为LUT数据 之外，或者可以根据写入如图6所示的特性寄存器20的特性信号21 使用近似式进行计算。在图8中，LUT使用RGB背光源光量(11R、 IIG、 IIB)作为存 储器访问用的地址，将从存储器读出的数据作为校正系数23输出。 于是，通过用RGB子像素透射率校正电路(24R、 24G、 24B)对此校 正系数23和RGB子像素透射率(12R、 12G、 12B)进行运算而输出已 校正的RGB子像素透射率(25R、 25G、 25B)。这样，就具有通过使用LUT，可进行高速且任意的变换的特征。进而，也可以包含与串扰不同的Y特性等以一起变换的方式写入数据。 另外，特性寄存器20具体言之可以是用来计算校正系数的近似 多项式。在这一结构的场合，作为写入特性寄存器20的特性信号21 设为近似多项式的系数值。多项式可以通过幂函数、正弦余弦函数等 的组合而制作。比如，如果系数为ABCD,变量为X，则计算输出Y 为Y=(A+B'X+OX.X+D'X.X'X)(在左式中"."表示相乘)。在图8中，在进行使用了多项式近似的串扰校正的场合，具备将 RGB背光源光量(11R、 IIG、 IIB)作为变量输入到校正系数计算电路 22，输出校正系数的多项式运算电路。作为运算结果的校正系数23 输入到子像素透射率校正电路24。于是，通过在RGB子像素透射率 校正电路(24R、 24G、 24B)中运算RGB子像素透射率(12R、 12G、 12B) 和校正系数23，输出已校正的RGB子像素透射率(25R、 25G、 25B)。 通过利用此多项式进行校正系数计算，可以排除在LUT方式中必需 的存储器。[实施例4图9为以缆线将个人计算机50和显示板51相连的所谓个人计算 机电视机的构成图，在作为外围装置的个人计算机50的本体中主要 有CPU52、存储器53、未图示的硬盘、还有用于电视图像接收的TV 调谐器54、用于显示图像的GPU55、图形存储器56。另一方面，在 显示板51中内置背光源17和LCD板18。这里，将用于对显示板51的背光源17进行RGB独立控制的信 号处理由个人计算机50的CPU52进行。如果将关于作为显示板51 的构成部件的背光源17和子像素彩色滤波器的波长分布的数据，不 从显示板51传递到个人计算机50，就不能进行与串扰校正处理等的 波长分布有关的信号处理。另外，优选与个人计算机50相连接的显 示板51可以与任意的机种相连接。于是，在显示板51中具备存储作为内置于板中的部件的背光源 和LCD板的波长分布特性的特性寄存器20。而且，准备有从显示板 51向个人计算机50传递与显示板51的波长分布有关的特性信号21 的单元。个人计算机50比如利用存储器53的一部分区域作为特性寄 存器20，。这样，本发明的特征在于，在显示板51和个人计算机50中准备 存储有关波长分布的数据的特性寄存器(20、 20，)，具备在各个特性寄 存器(20、 20，)之间进行通信的数据通信单元。另外，在特性寄存器(20、 20，)之间的数据通信，在显示板51的 机种改变时，或在电源ON时，或按照操作者的指示来进行动作。比 如可以兼用从个人计算机50向显示板51传递图像信号的信号缆线， 从显示板51向个人计算机50侧传递有关显示板51的波长分布的数 据。或者，使用USB等通用接口从个人计算机50连接显示板51，从 显示板51向个人计算机50侧传送数据。个人计算机50进行的信号处理步骤为以下的(1)至(6)。 (l)输入图 像信号，(2)算出画面单位的背光源光量和子像素单位的液晶透射率， (3)算出基于背光源光量的串扰校正系数，(4)进行液晶透射率的校正处 理，(5)将背光源光量和液晶透射率传送到显示板51， (6)得到显示 输出。这些信号处理可以使用搭载于个人计算机50上的CPU52，通 过程序控制进行运算。上述信号处理步骤(3)的串扰校正系数的计算，可以通过如上所 述的分散的表和插值处理的组合而实现。比如，如图13所示，在电
源ON后的准备期间，在个人计算机具备的存储器中准备了将背光源 光量的组合作为索引的系数。于是，如图14所示，根据设定的背光 源光量进行表检索，使用其读出结果进行插值，可以立即求出校正系 数。这些信号处理除了利用CPU,还可以使用所谓的GPU(图像处理 单元)执行。上述信号处理步骤(5)中的传送为与以往的影像信号不同的信号 形式。比如，如图15所示，为了维持与CRT动作的互换性，显示画 面的构成为显示画面的影像期间和回扫期间的组合。于是，在画面的 回扫期间，对画面单位的背光源光量以在影像期间设定像素单位的液 晶透射率地进行传送。或者，可以在影像期间内包含的像素的信号上 以视觉上识别困难的形式进行数据叠加。这样一来，信号缆线的电气物理特性可以保持互换性地进行信号 传送。通过具备预先确认机器类别的单元，如果是CRT，则以进行按 照以往那样的信号传送的方式来切换，可以实现毫无破绽的显示输 出。另外，作为在个人计算机50中的信号处理，将画面单位的背光 源光量和像素单位的液晶透射率作为画面像素的信号进行处理是很 方便的。具体言之，作为图形存储器56上的像素数据，存在可以借 助程序读写的优点。另外，可以作为像素数据向显示板51传送。另外，对特性信号21的信号形式和信号接口的构成进行说明。 作为最基本的信号形式，存在将背光源的LED和子像素的彩色滤波 器的波长分布特性原样不变作为数据进行记述的方法。在分布特性中 由于数据量增加，可以变换为乘以颜色匹配函数得到的数值数据进行 记述。此处，颜色匹配函数是基于视角的波长分布特性的称为XYZ 的三种波长特性。为了利用这些信号形式，首先，通过紧接在表示信 号形式的选择的数据之后使具体数据连续，在接收侧可以区别数据类 别地进行利用。[实施例5到上述为止，说明了背光源以按照设定的明亮度使用均匀的光量
进行照射的场合。但是，依据背光源的结构，有时背光源缺乏均匀性。比如，在将LED等发光单元配置在背光源面的侧面时，背光源面对 来自该LED的光量进行导引，通过以恰当的方法在面内在前面方向 反射光，可以照射液晶面。在将这种发光单元配置在侧面的结构中， 前面方向的亮度在侧面附近强，在离开距离的中央部容易变弱。因此， 将产生面内的亮度不均匀，这一点成为使显示装置的画质劣化的主要 原因。同样，即使是在背光源的正下方配置LED等发光单元的场合， 在光的散射不充分时会出现不均匀性。此处所说的不均匀，在组合 RGB等不同发光波长的LED芯片进行利用的场合，是包含由于各个 芯片的发光不充分混合而发生的颜色不匀的情况。比如，在发光单元 的照射对象的距离短，或在不同的发光色的芯片的间隔宽的场合等， 存在光学混色不充分的情况。不过，因为这种不均匀性与背光源的结构和各个发光单元的驱动 条件有关，所以可以通过预先进行测定而得到相对应起来的特性值。 比如，准备使侧面配置的LED的驱动信号为设定值，事前测定对应 面内的各像素位置的背光源光量，以表或近似函数等方法来存储的单 元。于是，在实际上进行显示的时刻，设定侧面配置的LED的驱动 信号时的显示画面的各像素位置的光量以上述单元来进行再现。此表 将全部这些条件作为索引，可以以存储该对应的数值数据的存储器构 成。或者，可以存储分散的条件中的数值数据，使插值运算进行组合。 或者，在以组合三角函数等函数的近似函数表示上述不均匀性的场 合，可以只存储表示三角函数的各项的权重的系数。这样，可以构成 以面内的位置和各发光单元的驱动条件(电压或电流等)作为输入，输 出对应的背光源光量的单元。根据这样再现的背光源光量，可以进行上述的串扰补偿的信号处 理。此信号处理因为也是根据输入影像信号和背光源光量计算出液晶 透射率的步骤，所以可以同时达到作为补偿背光源的不均匀性的信号 处理的效果。另外，也可以同时实现作为设定显示色域及白点的信号 处理的效果。
实施例6上述的说明示出了分别独立驱动RGB的发光单元的背光源的波 长分布发生变化的结构。这里，在发光单元的波长分布不是RGB这 三种的场合下，比如即使是四种颜色的组合时，也存在同样的串扰主 要原因是很明确的。而能够通过扩展迄今为止所说明的本发明的单元 来解决也是不言自明的。制作利用附加到控制透射率的液晶板的彩色 滤波器的波长分布和上述多种发光波长分布的组合的XYZ值的矩阵， 可以制成计算出以基于输入影像信号的显示XYZ为目标的液晶透射 率的式子。然后，对发光单元是所谓的白色这一色的场合进行说明。作为白 色的发光单元，有通过以单一信号同时驱动在内部具备的RGB独立 的发光单元而作为白色的发光单元的结构，或者通过组合紫外线的发 光单元和白色发光的荧光体作为白色的发光单元的结构等。本来，无 论是何种结构，白色的波长分布都应该是固定的，但作为实用的部件 特性有时波长分布会变动。比如，在前者的结构中，驱动信号和发光 量的关系在RGB各个发光单元中不同，在RGB的发光比率变化场合， 白色的波长分布将发生变动。进而，在RGB独立的发光单元的温度 和发光量的关系不同的场合，被组合的白色波长分布也发生变动。在为使白色的背光源的光量成为可变而进行驱动的场合，如果有 上述主要原因时，白色的波长分布将发生变化。在这一变化引起的画 质劣化之一中发生上述的串扰。为了对这种波长分布校正显示画面的颜色的变化，当然可以利用 上述本发明的单元。具体言之，通过使背光源发光量(或RGB驱动信 号)和为校正该颜色变化而用来校正驱动信号的系数相对应起来，进行 显示信号的校正。在光量因背光源的面内位置而变化的场合，准备事 前测定有关与该位置相对应的光量变化的特性值，并进行存储的单 元。于是，根据画面显示的扫描线位置，从该存储单元读出依存于该 位置的光量的变化，然后执行液晶透射率的校正处理。这样一来，就 可以与串扰补偿一起，校正背光源的光量的不匀，维持高画质。
此外，在暗的画面中，通过使背光源光量减小，减少对液晶板漏 光的光量，从而可以忠实地显示暗的画面。以上，本发明可应用于RGB独立地控制背光源光量的液晶显示 器。另外，可以应用于利用液晶显示器的电视接收机、个人计算机、 监视器装置等。
权利要求
1.一种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部；存储由于上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串扰的信息的存储单元；根据上述存储单元的信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
3. 如权利要求1所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。
4. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
5. —种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上 述液晶层上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部；存储上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射 率的波长分布特性的存储单元；根据上述存储单元的信息，得到由于上述背光源部的发光的波长 分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串 扰的信息的单元；根据上述串扰的信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部 的发光量的控制器。
6. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
7. 如权利要求5所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。
8. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
9. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述存储单元将上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性使用颜色匹配函数记载进行存储。
10. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述存储单元将上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性作为上述背光源部的光量的变量以表形 式进行存储。
11. 一种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上迷一对基板间所夹持的液晶层和用来对上 述液晶层上施加电场的多个电极群、并形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部； 校正上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致的单元；根据由上迷进行校正的单元制成的校正信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。
12. 如权利要求11所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
13. 如权利要求11所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上迷背光源部的各色光源的驱动单元。
14. 一种液晶显示装置，具备 具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层上施加电场的多个电极群、并形成了多个￥像素的液晶板； 可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部； 接收存储在外部的上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的信息的数据接收单元；根据上述数据接收单元接收到的信息，得到由上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致 引起的串扰的信息的单元；根据上述串扰的信息调整上述子像素的透射率及上述背光源部 的发光量的控制器。
15. 如权利要求14所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
16. 如权利要求14所迷的液晶显示装置，其中具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。 U.如权利要求14所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
全文摘要
本发明提供一种图像显示装置及图像显示方法。伴随背光源的功耗的减少，可使新发生的串扰稳定。输入信号(1)由信号处理电路(10)处理，分离为RGB背光源光量(11)和RGB子像素透射率(12)。根据RGB背光源光量(11)，校正系数计算电路(22)计算出校正系数(23)。子像素透射率校正电路(24)输入校正系数(23)来校正子像素透射率(12)，并输出已校正的子像素透射率(25)。已校正的子像素透射率(25)输入到驱动LCD板(18)的LCD驱动电路(14)。另一方面，RGB背光源光量(11)输入到驱动LED背光源(17)的LED驱动电路(13)。
文档编号G09G3/36GK101165765SQ20071018187
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月20日
发明者犬塚达基, 金子浩规 申请人:株式会社日立制作所
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置中显示彩色图像的图像显示装置及 图像显示方法。
背景技术：
作为彩色图像的显示装置，存在将背光源和对每个像素的透射率 进行控制的液晶板组合进行显示的液晶显示板。要显示彩色图像，背光源至少包含RGB三色分量，配置在液晶板上的像素由具有RGB三 色的彩色滤波器的子像素构成，并通过控制RGB子像素的透射率就 可以将背光源光量作为整体进行图像显示。此处，子像素指的是具有RGB任何一个的彩色滤波器的最小单 位的像素，将RGB三个子像素组合构成像素，通过将多个像素在面 内大量配置而制成画面。如果对显示原理简单总结的话，就是可以通过借助每个子像素的 液晶透射率调整背光源的光量，从而来控制每个子像素的浓淡。通过 在子像素上附加彩色滤波器可以显示RGB的浓淡。此显示输出就成 为背光源的光量和液晶透射率相乘的结果。另外，现实中有时包含称 为y特性的非线性特性，但此处假设信号特性是线性的。此处，在将总是点亮的荧光灯作为背光源的结构中，由于背光源 的光量为一定，所以上述乘法中的变量就是子像素的液晶透射率。另 一方面，在配合显示图像调制背光源的光量的结构中，上述乘法的变 量是背光源光量和液晶板透射率两者。对于以红色(以下以"R"表示)、 绿色(以下以"G，，表示)、蓝色(以下以"B，，表示)各色独立控制背光源的 光量的液晶显示装置的结构，记述在下述专利文献1、 2中。在下述 专利文献l中，记述的是具有根据来自感测背光源部的发光的光传感
器的输出信号和要在液晶显示部上显示的所输入的每种颜色的图像 信号，同时控制液晶显示部的每种颜色的显示数据的改变和背光源部 的各色每一种的发光量的控制器的液晶显示装置。另外，在下述专利文献2中，记述的是在调整背光源的光量的控制器中，控制成为使背 光源部的各色的一系列发光期间的发光开始定时和发光结束定时在 全部颜色中都一致。专利文献l:特开2005-258404号公才艮专利文献2:特开2005-208425号公报发明内容在上述专利文献1、 2中，都是分别调整液晶板的R、 G、 B像 素的透射率和背光源的R、 G、 B的光量而实现画质提高。不过，在 这些文献中，未考虑由于液晶板透射率的波长分布和背光源光量的波 长分布的差异而引起的串扰的影响。此串扰是在液晶板透射率和背光 源光量的波长分布不同时，前面叙述的乘法关系对RGB不能分别独 立地进行计算，产生RGB间相互作用的现象，将引起画质劣化。鉴于这样的问题，本发明其目的在于提供一种考虑液晶板、背光 源间的串扰的液晶显示装置。为解决上述问题，本发明采用的液晶显示装置的结构包括具有 一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层 上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色 的每一个进行光照射控制的背光源部；存储由于上述背光源部发光的 波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起 的串扰的信息的存储单元；根据上述存储单元的信息，调整上述子像 素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。其中，作为另外的实 施方式，采用的液晶显示装置的结构也可以是具有不是存储上述串扰 的信息本身，而是存储上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子 像素的透射率的波长分布特性的信息，以这些信息为基础得到串扰的 信息的单元。在此场合，上述背光源部的发光的波长分布特性和上述 子像素的透射率的波长分布特性既可以使用颜色匹配函数表示并存 储，也可以作为上述背光源部的光量的变量以表形式进行存储。另外，作为本发明的其他实施方式，液晶显示装置的构成具备校 正上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波 长分布特性的不一致的单元，具有根据利用上述进行校正的单元制成 的校正信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控 制器。此外，作为本发明的其他实施方式，液晶显示装置的构成具备将 上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长 分布特性的信息存储于外部，接收此信息的数据接收单元，具有根据 上述数据接收单元接收到的信息，得到上述背光源部的发光的波长分 布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串扰的信息的单元；和根据上述串扰的信息调整上述子像素的透射率及上 述背光源部的发光量的控制器。另外，在上述各实施方式中，液晶显示装置的构成也可以是上述 多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成，上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。此处，红色、 绿色、蓝色可以利用任意的定义，比如，可以使用CIE(国际照明学会) 规定的RGB表色系，规定分别是以波长700.0nm、 546.1nm、 435.8nm 的单色辐射为原刺激的光。或者，也可以规定任意光源的发光波长或 彩色滤波器的透射波长为红色、绿色、蓝色。另外，在上述各实施方式中，液晶显示装置的构成也可以具有独 立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元，并且，液晶显示装置的 构成也可以是上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的 信息决定上述子像素的透射率。利用本发明，在控制背光源光量和液晶板透射率两者的显示装置 中，可以实现更高画质的液晶显示装置。
图1为关于本发明的图像显示装置的结构图。图2为背光源光量和子像素透射率的乘法关系图。 图3a和3b为画面构成和显示输出频率的说明图。 图4a、 4b和4c为RGB背光源光量和RGB子像素透射率的波 长分布特性图。图5为色域变化的说明图。图6为关于本发明的图像显示装置的另一个结构图。 图7为关于本发明的图像显示装置的又一个结构图。 图8为关于本发明的图像显示装置的串扰校正电路图。 图9为个人计算机电视机的安装结构图。 图IO为示出系数表的构成例的图。图11为示出分散表(飛t/飛0'表)和插值处理的组合的图。图12为示出三维插值运算的结构的图。图13为示出利用个人计算机的事前处理步骤的图。图14为示出利用个人计算机的校正运算步骤的图。图15为示出显示画面的结构的图。图16为示出LED驱动电路的结构例的图。图17为示出LED驱动电路的结构例的图。图18为示出本发明的液晶显示装置的概要的图。附图标记i兌明I 输入信号10 信号处理电路II RGB背光源光量 11R R背光源光量 11G G背光源光量 11B B背光源光量12 RGB子《象素透射率 12R R子^^素透射率12G G子像素透射率 12B B子像素透射率13 LED驱动电路14 LCD驱动电路15 LED驱动电路16 LCD驱动电路17 LED背光源18 IXD板20特性寄存器 21特性信号22 校正系数计算电路23 校正系数24 子像素透射率校正电路 24R R子像素透射率校正电路 24G G子像素透射率校正电路 24B B子像素透射率校正电路25 已校正的子像素透射率 25R 已校正的R子像素透射率 25G 已校正的G子像素透射率 25B 已校正子的B像素透射率26 串扰校正电路30 子像素(RGB中的任意一个)31 像素32 画面50 外部个人计算机51 显示板52 CPU53 存储器54 TV调谐器55GPU56图形存储器111、112 偏光片113液晶板119背光源部121液晶层122、123定向膜131、132 基板133共用电极135像素电极137绝缘膜138保护绝缘膜142彩色滤波器143外敷层(才一^一3—卜)具体实施方式
图18为关于本发明的图像显示装置整体的概要图。在具有偏光 片111、 112的基板131、 132之间配置液晶层121。在光入射侧的基 板131上中间夹着绝缘膜137、保护绝缘膜138形成用来对液晶层施 加电场的共用电极133、像素电极135。另外，在图1中出现的是所 谓的横向电场方式的电极结构，但本发明的液晶显示装置的构成并不 限定于此种电极结构。在光出射侧的基板132上形成彩色滤波器142、 外敷层143。另外，在液晶层121的界面上形成定向膜122、 123。对这样构成的液晶板113从背光源部119供给光。以上对液晶显示装置的概要进行了说明，下面对有关本发明的要 点的背光源部119及液晶板113的控制的构成进行详细说明。[实施例11图1为关于本发明的图像显示装置的基本结构图，由信号处理电 路10将输入信号1分离为具有乘法关系的RGB背光源光量11和RGB 子像素透射率12。于是，RGB背光源光量11使用LED驱动电路13 变换为LED驱动信号15，驱动LED背光源17。另一方的RGB子像素透射率12使用LCD驱动电路14变换为 LCD驱动信号16，驱动LCD板18。这样，最终，通过驱动LED背 光源17和LCD板18，将两者组合地形成显示图像。另外，各电路每 个都具备RGB，可独立动作。另外，对RGB子像素透射率12进行 RGB独立控制这一点与现有的显示装置的动作相同。通过将液晶的子 像素和彩色滤波器进行组合，可以像选择波长分布的开关一样动作。本发明的特征在于对LED背光源17进行RGB独立控制。这一 点是与荧光灯或LED全色点亮的背光源具有作为白色光源的固定波 长分布的基本差别。图16为示出将RGB三色LED同时点亮的驱动电路的结构例。 输入单一驱动信号，同时驱动RGB三种LED。利用与LED串联的 电阻的设定值可以调整RGB三种各自的光量，并利用这一组合设定 白点(白色)。另一方面，图17为独立控制RGB三种的LED的结构例。 由于对各个都是独立驱动，必须有生成三种驱动信号的单元。下面对 其生成方法进行说明。图2为具有乘法关系的RGB背光源光量和RGB子像素透射率 的说明图。显示输出与RGB背光源光量和RGB子像素透射率之间存 在乘法关系。在图2中示出为了得到固定的显示输出，两者具有反比关系。另 外，不考虑Y特性这样的非线性因素。假如在具有Y特性的场合，通 过乘以逆Y特性变换为线性特性使上述关系成立。在图2中示出的A、 B、 C点中的任何一个如果是在可取的信号 范围内时，作为两个变量的相乘结果的显示输出是固定的。换言之， 在RGB背光源光量和RGB子像素透射率的选择方法方面产生自由 度。此处，显示的是点A在信号范围内，透射率最大的背光源光量。 就是说，将由子像素透射率产生的光量降低到最小限度，而最大限度 地利用背光源光量来制作显示输出。本发明，为了使背光源的功耗变得最小，选择点A。在画面由单一像素构成时，可以只对像素应用上述条件。但是， 实际的画面是由多个像素构成的。所以，首先，对画面的构成予以说 明。图3(a)示出画面构成和像素的关系。子像素30是利用液晶元件 控制透射率的可能最小单位。通过对其附加RGB彩色滤波器中的任 一个，可以控制使其具有波长选择性的浓淡。于是，通过组合RGB 三种子像素构成像素31，就成为可进行色再现的最小单位。进而，通 过将像素31在平面内并置，可构成画面32。在图中虽然未示出，但设置有照明画面32的背光源，通过控制 画面内的多个子像素30的透射率，就可以作为整个画面显示具有平 滑灰度变化的彩色图像。在本发明的这种结构中，通过设定要显示画面的显示输出为最大 的像素所必需的最小限度的背光源光量，可以使背光源的功耗最小。图3(b)示出画面内的RGB信号的频率曲线的例子。这里，要注 意的是每一个RGB的最大值为Rmax、 Gmax、 Bmax，利用此最大 值设定画面单位的背光源光量。使用所设定的背光源光量，由RGB 背光源光量和RGB子像素透射率的乘法关系，设定子像素的透射率。 这样，对于整个画面的子像素，可以毫无破绽地计算出RGB背光源 光量和RGB子像素透射率。在上述的说明中，是以背光源在面内均匀照明为前提的，但也能 够以在面内具有分布的方式构成背光源。具体言之，将背光源分割为 多个区域，调整光量。作为分割方法，可以设横向或纵向的长条为单 位或者进行方格分割的区域为单位。本发明并不限定于这些分割方 法，下面说明为了易懂起见，示出的是全面一并设定背光源光量的场 合。为了实现这些分割，发光单元可以配置位于背光源面的正下方的 面内，或者，可以配置在导光板的侧面。本发明，并不限定于这些发 光单元的配置方法。
图4示出背光源光量、子像素透射率和显示输出之间的波长分布 特性的关系。此处，为了简单起见将各个RGB的波长分布特性用凸 型表示。特别是，示出的背光源光量和子像素透射率的波长分布特性， 一般是不同的。背光源光量的波长分布取决于RGB三种LED的波长分布和各 个驱动信号。另一方的子像素透射率的波长分布取决于彩色滤波器。 由于两者的制作方法完全不同，要使两者的波长分布一致有困难。下 面对由此波长分布的差异引起的对显示输出的影响进行说明。图4(a)示出通过将背光源光量和子像素透射率全部设定为最大 时显示输出白色的动作。图4(b)示出显示输出蓝色(B)的动作。背光源光量只有B，子像 素透射率设为对RGB全部都为最大。作为对该两者驱动的结果，显 示输出背光源光量的B。图4(c)示出显示输出蓝色(B)的动作。背光源光量为RGB全部， 子像素透射率只对蓝色(B)透射率为最大。此处，显示输出是背光源 RGB和子像素B的波长分布的组合。子像素B的透射波长分布与背 光源B的发光波长分布不一致，波及到背光源G的发光波长分布。 作为其结果，背光源G的光量透过子像素B表现于显示输出中。这 在RGB互相间发生色漏的意义上称为串扰。这样，由于显示方法的选择，所显示的蓝色(B)的波长分布变得 不同。同样，在显示红色(R)、绿色(G)的场合，也会产生由于串扰而 带来的波长分布的变化。以上，综合言之，在(1)对背光源进行RGB独立控制，(2)在背光 源和子像素的RGB波长分布不一致这样两个条件存在的场合，在 RGB间会产生色漏(串扰)。另外，作为与上述(l)类似的主要原因，发光单元的温度特性、 寿命特性等可引起发光量的变化。这些虽然不是用于本来想要控制的 变化，但会产生作为与控制的情况相同的结果的发光量的变化。所以， 此处对发光单元的温度特性、寿命特性不进行详细说明，作为解决对
策可以利用相同单元。显示装置的RGB原色本来是应该被固定的基本特性。不过，由 于发生串扰，RGB原色变动成为画质劣化的主要原因。本发明的特征在于，如后所述，通过校正串扰来固定原色而维持画质。图5通过以直线连接RGB原色的色度点示出可以显示的色域的 范围。原色的色度点向最外侧扩展的区域A是RGB背光源单色发光 的场合。原色的色度点向最内侧收窄的区域B是RGB背光源全色发 光的场合。此处，在将RGB背光源光量，如图3(b)所示以每个RGB的最 大值Rmax、 Gmax、 Bmax设定时，RGB的组合根据画面的内容而 改变，原色的色度点R、 G、 B在这些最大区域A和最小色域B内变 动。以RGB原色的组合产生的颜色也发生变化，不能实现稳定的色 再现。因此，所谓的串扰校正，其目的就是要通过抑制这一变动使色再 现稳定。为此，本发明在最小色域B的内部，设定稳定的原色的色度 点。于是，通过使依赖于RGB背光源光量的设定而变化的色域映射 到稳定色域B,实现串扰校正。另外，作为由于变换背光源光量而引起的画质提高的效果，有在 使液晶透射率关掉时漏光减少的效果。 一般，即使是将液晶透射率设 定为关掉，也有若干光漏出。如果从输入影像信号来判断使背光源光 量减小时，即使关掉的液晶透射率是相同的，但因为照明光量降低， 所以漏光量也下降。因此，可以使液晶透射率打开和关掉的显示输出 的比率提高，可以成为明暗清晰(> 'J "卩)的显示画面。本发明，作为信号处理的基本步骤，从以画面单位来设定的RGB 背光源光量计算出串扰校正用的串扰系数，通过使用此串扰系数对子 像素透射率进行校正，就可以进行对稳定色域的映射。在说明串扰校正方法之前，使用数学式对串扰的发生原理进行整 理。使用下述数学式l，将波长方向的分布特性，使用颜色匹配函数 变换为数值数据而建立关系。颜色匹配函数在色彩学领域中是公知 的，是从视觉特性导出的三种波长灵敏度曲线。通过使发光或透射的波长分布与三种波长灵敏度曲线X(X)、 Y (X) 、 Z(X)(其中X为波长)相乘可以将在视觉上感觉到的蓝色的特性以三 个数值(X、 Y、 Z)表示。<formula>formula see original document page 15</formula>(数学式l)在将R的发光透过子像素R的彩色滤波器的特性以颜色匹配函 数XYZ表示时，就成为(Xrr、 Yrr、 Zrr)。同样，在将透过像素G和 B的彩色滤波器的特性以颜色匹配函数XYZ表示时，就成为(Xrg、 Yrg、 Zrg)， (Xrb、 Yrb、 Zrb)。将这些合起来就成为3x3大小的系 数矩阵。同样，可以将关于G和B的发光的特性整理为3x3大小的 系数矩阵。<formula>formula see original document page 15</formula>(数学式2)<formula>formula see original document page 15</formula>在将用于独立控制RGB的发光的驱动信号(rLED、gLED、bLED) 乘以上述的系数矩阵并乘以子像素R的液晶元件的透射率rlcd的值变为R的显示输出。同样，G和B的显示输出也是各自的系数矩阵乘以子^f象素G和B的液晶元件的透射率glcd、 blcd的值，变为G和B的显示输出。从数学式2可知，对RGB各个的输出，RGB三种发光全部都有贡献这一点是串扰发生的主要原因。<formula>formula see original document page 16</formula>设显示装置具备的显示特性，对于R、 G、 B分别为(Xr、 Yr、 Zr)、 (Xg、 Yg、 Zg)和(Xb、 Yb、 Zb)。显示装置的目的是以输入了显 示装置具备的特性的影像信号(rin、 gin、 bin)来进行驱动。就是说， 目标值是数学式3。(<formula>formula see original document page 16</formula>(数学式4)可以以使数学式3的目标值和数学式2的合计一致的方式计算出驱动信号。此处，设定背光源光量的驱动信号(rLED、 gLED、 bLED)是根据画面内的信号值来设定的。对于画面内均匀照明的场合，在设定画面单位的(rLED、 gLED、 bLED)之上，计算出液晶透射率(rlcd、glcd、 blcd)。在以等号将数学式2的合计和数学式3的目标值连结，将液晶透射率(rlcd、 glcd、 blcd)整理到左边时，可以得到数学式4。观察数式4的构成，右边第3项是包含背光源驱动信号的逆矩阵。根据背光源驱动信号计算出此右边第3项的逆矩阵，将输入影像信号与右边第2项的常数相乘，可以求出左边的液晶透射率。<formula>formula see original document page 16</formula>
数学式5是对以基于背光源光量的系数矩阵C建立关系的液晶 透射率和输入影像信号的关系整理的结果。利用系数C，通过进行液 晶透射率的修正运算，可以实现串扰校正。由于输入影像信号变化为 像素单位，右边必须对每个像素进行计算。此处，作为右边的运算方 法，有1) 执行按照数学式的运算2) 对于所有的组合事前求出结果整理成表3) 将分散的组合的结果整理而成的表和插值运算组合等。 此处l)准备用于运算逆矩阵的电路结构。2)必须有用来存放(rLED、 gLED、 bLED)的组合的所有结果的存 储器。与此相对，3)可以通过将与l)相比小规模的电路和与2)相比小 容量的存储器组合而实现。以上，本发明的特征在于通过信号处理校正由串扰引起的色域变 动。如上所述，作为串扰发生的条件之一，有背光源和子像素的RGB 波长分布特性不一致。就是说，波长分布因使用的背光源的LED和 子像素的彩色滤波器而变化。本发明，通过准备有关这些波长分布的 信息进行串扰校正。另夕卜，由于以输入影像信号设定的目标是不取决于背光源及彩色 滤波器的波长分布的设定值，通过利用此目标设定来设定显示装置可 显示的色域或称为白点的无彩色的颜色，本发明的信号处理单元可与 串扰校正同时，稳定显示显示装置可显示的色域和白点的颜色。可以 以反映观察显示装置的观察者的喜好的画图为目的来设定这些目标。实施例2本发明的特征在于，如图6所示，为了进行用来串扰校正的信号 处理，在图l所示的图像显示装置中准备作为存储有关背光源光量和 子像素透射率的波长分布特性的信息的存储单元的特性寄存器20。特性寄存器20是可以进行数据读写的存储单元。写入到特性寄 存器20的特性信号21,比如是背光源的LED和子像素的彩色滤波器 的波长分布特性，或者是对背光源的LED和子像素的彩色滤波器的
波长分布乘以颜色匹配函数得到的数值，或者是表示RGB背光源光 量和串扰系数的关系的数据等。将特性信号21写入特性寄存器20的定时，根据装置构成而设定。 比如，在将有关显示的电路全部组装到一个框体内的装置形态中，可 以在组装这些装置的时刻将特性信号21写入特性寄存器20。或者， 优选在能够交换背光源等部件那样的装置形态中，将有关交换后的部 件的特性信号21写入特性寄存器20。所以，特性寄存器20可以改写， 并具备可以保持写入内容的存储器功能。具体言之，可以利用闪存、 EPROM、带有备用电池的SRAM等。写入特性寄存器20的特性信 号21用于进行串扰校正。包含串扰校正的信号处理步骤的一例示于以下的(1)至(7)。 (l)计 算出图像数据的输入和画面内的每个RGB的最大值Rmax、 Gmax、 Bmax， (2)设定画面的RGB背光源光量，(3)设定画面的RGB子像素 透射率，(4)从特性寄存器读出示出RGB背光源光量和串扰系数的关 系的数据，(5)从RGB背光源光量计算出串扰系数，(6)使用串扰系数 校正RGB子像素透射率，(7)输出RGB背光源光量和已校正的RGB 子像素透射率。此处，在上述步骤(4)中，RGB背光源光量的3个组合数，在RGB 各为8位(比特)的场合，为2的24次方，校正系数的数据量大。因此， 为了采用更少数据形式，可以采用以下的方法(l)、 (2)、 (3)。(1) 在利用LUT(查找表)的方法中，将输入的RGB背光源光量和 输出的校正系数的关系整理成表。此处，通过使输入为离散地离开的 数值，输出进行插值，可以使表变小。(2) 在利用多项式近似的方法中，将RGB背光源光量作为变量， 利用多项式来近似运算结果成为校正系数的关系来进行准备。通过将 该多项式的次数提高，能够提高近似的精度。另外，在多项式的运算 中需要精度高的乘法处理。(3) 在利用仿真的方法中，准备以数值计算仿真串扰的发生原理 的单元。比如，以上述数学式l作为模型，计算出用于校正串扰的系
数，用于校正处理中。在此，具体说明上述(l)的装置结构，示出本发明的特征。将RGB的背光源光量的大小作为3个坐标轴，进行分散分割， 将分割点的系数整理为表。如上所述，用于校正串扰的系数，可以整 理为3x3大小的矩阵，各个系数是取决于RGB的背光源光量的变量。 因此，如图10所示，将RGB的背光源光量作为索引，对各个系数准 备读出系数值的表。准备的系数，是上述数学式5的作为背光源光量 的变量的系数C。此处，在将RGB的背光源光量的设定以8位分割时，其组合为 16777216(256的3次方)。另 一方面，在以各4位分割时，组合为4096(16 的3次方)，通过比较可以使表的大小成为极小。然而，因为在后者之 中，不具有座标的细小分割点的系数，所以使用方格点位置的数据， 通过插值计算出位于方格点间的数据。图11示出三维坐标轴的分散分割，将系数分配到所分割的方格，进行用来对该方格内的座标实施细分割的插值运算。 pO-(P 1十(p2-p 1 )dx)+((p 1 +(p2-p 1 )dx)- (p3+(p4，3)dx))dy+((p5+(p6，5)dx)+<(p5+(p6~p5)dx)— (p7《p8-p7)dx》dy-(Pl+(p2-p0dx)+((p1+(p2-pl)dx)- (p3+(p4-p3)dx》dy) dz (数式6)本发明对插值运算的方法并无限定，作为一例示出作为用来以线 性函数对方格点间进行插值的插值式的数学式6。方格的内部点p0 的数值从包围其的方格点的8个数值pl p8算出。内部点p0的位置， 在设方格的边长为1的场合，以dx、 dy、 dz表示以该长度为上限的 方格内部的位置。通过以表示背光源光量的信号的上位位，从表读出 分散的方格点的系数，以下位位进行上述的插值运算，就可以计算出 精度高的系数值。但是，已知数学式6是基本式"pC-pA+(pB-pA》dxyz"的形式的组合。其中，ABC是表示信号的种类，dxyz表示 dx、 dy、 dz中的任何一个。图12为以四方形表示以上述基本式的pA 和pB为输入而输出pC的运算要素的场合的数学式6的结构的示图。 通过将处于方格点位置的系数设定在树结构的下侧的输入处，随着将 计算推进到上段，切换表示方格点内部位置的dx、 dy、 dz进行设定， 就可以最终算出位于方格点内部的系数值。从附图可知，通过重复基 本式7次可以得到插值运算的结果。于是，本发明对3x3大小的校正 系数矩阵的9个要素进行该插值运算。这样，通过准备高速执行规则运算的电路或软模块进行重复运 算，可以简易地实现高速执行单元。此插值式的运算可以在背光源光量变化的时刻进行，在不发生变 化期间可以继续利用同一校正系数。背光源光量的变化的定时依赖于 背光源光量的设定和计算方法，本发明对该定时并无限定。本发明的特征在于事前设定基于(显示)板特性的分散的方格点 的系数。为了以实用的电路规模和执行速度解决串扰校正这一历来没 有的课题，是根据(显示)板特性而生成的数值。本发明的特征在于可 以使这一数值具有在机器之间容易输入输出的数据结构地进行流通。具体言之，通过附加记述了标题、数值内容、数值的数据量、数 值的制成日、系数的种类、完成人等的头部，可以显著提高数据的流 通性。比如，除了对内置板的显示装置附加记录该数据的介质之外， 可以经由某一 网络进行数据传送。这样，比如，即使是在为了所谓的保养管理而交换构成背光源的 发光单元时，通过使用上述单元将交换后的发光单元的特性输入，可 以正确地实行校正处理，以维持画质。实施例31图7是实行上述信号处理步骤的电路结构图，下面以作为有关串 扰校正的校正单元的串扰校正电路26为重点进行说明。其他的构造 与图l相同。RGB背光源光量11根据画面内的最大值计算而输出。 校正系数计算电路22输入RGB背光源光量11，输出校正系数23。 于是，子像素透射率校正电路24根据校正系数23进行子像素透射率 12的校正处理，输出已校正的子像素透射率25。图8为利用LUT(查找表)的串扰校正的电路结构图，由存储器构 成校正系数计算电路22，使其作为串扰校正使用的LUT(查找表)动 作。LUT的数据除了可以事先准备特性信号21本身作为LUT数据 之外，或者可以根据写入如图6所示的特性寄存器20的特性信号21 使用近似式进行计算。在图8中，LUT使用RGB背光源光量(11R、 IIG、 IIB)作为存 储器访问用的地址，将从存储器读出的数据作为校正系数23输出。 于是，通过用RGB子像素透射率校正电路(24R、 24G、 24B)对此校 正系数23和RGB子像素透射率(12R、 12G、 12B)进行运算而输出已 校正的RGB子像素透射率(25R、 25G、 25B)。这样，就具有通过使用LUT，可进行高速且任意的变换的特征。进而，也可以包含与串扰不同的Y特性等以一起变换的方式写入数据。 另外，特性寄存器20具体言之可以是用来计算校正系数的近似 多项式。在这一结构的场合，作为写入特性寄存器20的特性信号21 设为近似多项式的系数值。多项式可以通过幂函数、正弦余弦函数等 的组合而制作。比如，如果系数为ABCD,变量为X，则计算输出Y 为Y=(A+B'X+OX.X+D'X.X'X)(在左式中"."表示相乘)。在图8中，在进行使用了多项式近似的串扰校正的场合，具备将 RGB背光源光量(11R、 IIG、 IIB)作为变量输入到校正系数计算电路 22，输出校正系数的多项式运算电路。作为运算结果的校正系数23 输入到子像素透射率校正电路24。于是，通过在RGB子像素透射率 校正电路(24R、 24G、 24B)中运算RGB子像素透射率(12R、 12G、 12B) 和校正系数23，输出已校正的RGB子像素透射率(25R、 25G、 25B)。 通过利用此多项式进行校正系数计算，可以排除在LUT方式中必需 的存储器。[实施例4图9为以缆线将个人计算机50和显示板51相连的所谓个人计算 机电视机的构成图，在作为外围装置的个人计算机50的本体中主要 有CPU52、存储器53、未图示的硬盘、还有用于电视图像接收的TV 调谐器54、用于显示图像的GPU55、图形存储器56。另一方面，在 显示板51中内置背光源17和LCD板18。这里，将用于对显示板51的背光源17进行RGB独立控制的信 号处理由个人计算机50的CPU52进行。如果将关于作为显示板51 的构成部件的背光源17和子像素彩色滤波器的波长分布的数据，不 从显示板51传递到个人计算机50，就不能进行与串扰校正处理等的 波长分布有关的信号处理。另外，优选与个人计算机50相连接的显 示板51可以与任意的机种相连接。于是，在显示板51中具备存储作为内置于板中的部件的背光源 和LCD板的波长分布特性的特性寄存器20。而且，准备有从显示板 51向个人计算机50传递与显示板51的波长分布有关的特性信号21 的单元。个人计算机50比如利用存储器53的一部分区域作为特性寄 存器20，。这样，本发明的特征在于，在显示板51和个人计算机50中准备 存储有关波长分布的数据的特性寄存器(20、 20，)，具备在各个特性寄 存器(20、 20，)之间进行通信的数据通信单元。另外，在特性寄存器(20、 20，)之间的数据通信，在显示板51的 机种改变时，或在电源ON时，或按照操作者的指示来进行动作。比 如可以兼用从个人计算机50向显示板51传递图像信号的信号缆线， 从显示板51向个人计算机50侧传递有关显示板51的波长分布的数 据。或者，使用USB等通用接口从个人计算机50连接显示板51，从 显示板51向个人计算机50侧传送数据。个人计算机50进行的信号处理步骤为以下的(1)至(6)。 (l)输入图 像信号，(2)算出画面单位的背光源光量和子像素单位的液晶透射率， (3)算出基于背光源光量的串扰校正系数，(4)进行液晶透射率的校正处 理，(5)将背光源光量和液晶透射率传送到显示板51， (6)得到显示 输出。这些信号处理可以使用搭载于个人计算机50上的CPU52，通 过程序控制进行运算。上述信号处理步骤(3)的串扰校正系数的计算，可以通过如上所 述的分散的表和插值处理的组合而实现。比如，如图13所示，在电
源ON后的准备期间，在个人计算机具备的存储器中准备了将背光源 光量的组合作为索引的系数。于是，如图14所示，根据设定的背光 源光量进行表检索，使用其读出结果进行插值，可以立即求出校正系 数。这些信号处理除了利用CPU,还可以使用所谓的GPU(图像处理 单元)执行。上述信号处理步骤(5)中的传送为与以往的影像信号不同的信号 形式。比如，如图15所示，为了维持与CRT动作的互换性，显示画 面的构成为显示画面的影像期间和回扫期间的组合。于是，在画面的 回扫期间，对画面单位的背光源光量以在影像期间设定像素单位的液 晶透射率地进行传送。或者，可以在影像期间内包含的像素的信号上 以视觉上识别困难的形式进行数据叠加。这样一来，信号缆线的电气物理特性可以保持互换性地进行信号 传送。通过具备预先确认机器类别的单元，如果是CRT，则以进行按 照以往那样的信号传送的方式来切换，可以实现毫无破绽的显示输 出。另外，作为在个人计算机50中的信号处理，将画面单位的背光 源光量和像素单位的液晶透射率作为画面像素的信号进行处理是很 方便的。具体言之，作为图形存储器56上的像素数据，存在可以借 助程序读写的优点。另外，可以作为像素数据向显示板51传送。另外，对特性信号21的信号形式和信号接口的构成进行说明。 作为最基本的信号形式，存在将背光源的LED和子像素的彩色滤波 器的波长分布特性原样不变作为数据进行记述的方法。在分布特性中 由于数据量增加，可以变换为乘以颜色匹配函数得到的数值数据进行 记述。此处，颜色匹配函数是基于视角的波长分布特性的称为XYZ 的三种波长特性。为了利用这些信号形式，首先，通过紧接在表示信 号形式的选择的数据之后使具体数据连续，在接收侧可以区别数据类 别地进行利用。[实施例5到上述为止，说明了背光源以按照设定的明亮度使用均匀的光量
进行照射的场合。但是，依据背光源的结构，有时背光源缺乏均匀性。比如，在将LED等发光单元配置在背光源面的侧面时，背光源面对 来自该LED的光量进行导引，通过以恰当的方法在面内在前面方向 反射光，可以照射液晶面。在将这种发光单元配置在侧面的结构中， 前面方向的亮度在侧面附近强，在离开距离的中央部容易变弱。因此， 将产生面内的亮度不均匀，这一点成为使显示装置的画质劣化的主要 原因。同样，即使是在背光源的正下方配置LED等发光单元的场合， 在光的散射不充分时会出现不均匀性。此处所说的不均匀，在组合 RGB等不同发光波长的LED芯片进行利用的场合，是包含由于各个 芯片的发光不充分混合而发生的颜色不匀的情况。比如，在发光单元 的照射对象的距离短，或在不同的发光色的芯片的间隔宽的场合等， 存在光学混色不充分的情况。不过，因为这种不均匀性与背光源的结构和各个发光单元的驱动 条件有关，所以可以通过预先进行测定而得到相对应起来的特性值。 比如，准备使侧面配置的LED的驱动信号为设定值，事前测定对应 面内的各像素位置的背光源光量，以表或近似函数等方法来存储的单 元。于是，在实际上进行显示的时刻，设定侧面配置的LED的驱动 信号时的显示画面的各像素位置的光量以上述单元来进行再现。此表 将全部这些条件作为索引，可以以存储该对应的数值数据的存储器构 成。或者，可以存储分散的条件中的数值数据，使插值运算进行组合。 或者，在以组合三角函数等函数的近似函数表示上述不均匀性的场 合，可以只存储表示三角函数的各项的权重的系数。这样，可以构成 以面内的位置和各发光单元的驱动条件(电压或电流等)作为输入，输 出对应的背光源光量的单元。根据这样再现的背光源光量，可以进行上述的串扰补偿的信号处 理。此信号处理因为也是根据输入影像信号和背光源光量计算出液晶 透射率的步骤，所以可以同时达到作为补偿背光源的不均匀性的信号 处理的效果。另外，也可以同时实现作为设定显示色域及白点的信号 处理的效果。
实施例6上述的说明示出了分别独立驱动RGB的发光单元的背光源的波 长分布发生变化的结构。这里，在发光单元的波长分布不是RGB这 三种的场合下，比如即使是四种颜色的组合时，也存在同样的串扰主 要原因是很明确的。而能够通过扩展迄今为止所说明的本发明的单元 来解决也是不言自明的。制作利用附加到控制透射率的液晶板的彩色 滤波器的波长分布和上述多种发光波长分布的组合的XYZ值的矩阵， 可以制成计算出以基于输入影像信号的显示XYZ为目标的液晶透射 率的式子。然后，对发光单元是所谓的白色这一色的场合进行说明。作为白 色的发光单元，有通过以单一信号同时驱动在内部具备的RGB独立 的发光单元而作为白色的发光单元的结构，或者通过组合紫外线的发 光单元和白色发光的荧光体作为白色的发光单元的结构等。本来，无 论是何种结构，白色的波长分布都应该是固定的，但作为实用的部件 特性有时波长分布会变动。比如，在前者的结构中，驱动信号和发光 量的关系在RGB各个发光单元中不同，在RGB的发光比率变化场合， 白色的波长分布将发生变动。进而，在RGB独立的发光单元的温度 和发光量的关系不同的场合，被组合的白色波长分布也发生变动。在为使白色的背光源的光量成为可变而进行驱动的场合，如果有 上述主要原因时，白色的波长分布将发生变化。在这一变化引起的画 质劣化之一中发生上述的串扰。为了对这种波长分布校正显示画面的颜色的变化，当然可以利用 上述本发明的单元。具体言之，通过使背光源发光量(或RGB驱动信 号)和为校正该颜色变化而用来校正驱动信号的系数相对应起来，进行 显示信号的校正。在光量因背光源的面内位置而变化的场合，准备事 前测定有关与该位置相对应的光量变化的特性值，并进行存储的单 元。于是，根据画面显示的扫描线位置，从该存储单元读出依存于该 位置的光量的变化，然后执行液晶透射率的校正处理。这样一来，就 可以与串扰补偿一起，校正背光源的光量的不匀，维持高画质。
此外，在暗的画面中，通过使背光源光量减小，减少对液晶板漏 光的光量，从而可以忠实地显示暗的画面。以上，本发明可应用于RGB独立地控制背光源光量的液晶显示 器。另外，可以应用于利用液晶显示器的电视接收机、个人计算机、 监视器装置等。
权利要求
1.一种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部；存储由于上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串扰的信息的存储单元；根据上述存储单元的信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
3. 如权利要求1所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。
4. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
5. —种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上 述液晶层上施加电场的多个电极群、且形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部；存储上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射 率的波长分布特性的存储单元；根据上述存储单元的信息，得到由于上述背光源部的发光的波长 分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致引起的串 扰的信息的单元；根据上述串扰的信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部 的发光量的控制器。
6. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
7. 如权利要求5所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。
8. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
9. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述存储单元将上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性使用颜色匹配函数记载进行存储。
10. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其中 上述存储单元将上述背光源部发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性作为上述背光源部的光量的变量以表形 式进行存储。
11. 一种液晶显示装置，具备具有一对基板和在上迷一对基板间所夹持的液晶层和用来对上 述液晶层上施加电场的多个电极群、并形成了多个子像素的液晶板；可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部； 校正上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致的单元；根据由上迷进行校正的单元制成的校正信息，调整上述子像素的透射率及上述背光源部的发光量的控制器。
12. 如权利要求11所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
13. 如权利要求11所述的液晶显示装置，具有 独立驱动上迷背光源部的各色光源的驱动单元。
14. 一种液晶显示装置，具备 具有一对基板和在上述一对基板间所夹持的液晶层和用来对上述液晶层上施加电场的多个电极群、并形成了多个￥像素的液晶板； 可对各色的每一个进行光照射控制的背光源部； 接收存储在外部的上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的信息的数据接收单元；根据上述数据接收单元接收到的信息，得到由上述背光源部的发光的波长分布特性和上述子像素的透射率的波长分布特性的不一致 引起的串扰的信息的单元；根据上述串扰的信息调整上述子像素的透射率及上述背光源部 的发光量的控制器。
15. 如权利要求14所述的液晶显示装置，其中 上述多个子像素由与红色、绿色、蓝色相对应的3色子像素构成； 上述背光源部由与红色、绿色、蓝色相对应的3色光源构成。
16. 如权利要求14所迷的液晶显示装置，其中具有 独立驱动上述背光源部的各色光源的驱动单元。 U.如权利要求14所述的液晶显示装置，其中 上述控制器根据上述背光源部的发光量和上述串扰的信息决定上述子像素的透射率。
全文摘要
本发明提供一种图像显示装置及图像显示方法。伴随背光源的功耗的减少，可使新发生的串扰稳定。输入信号(1)由信号处理电路(10)处理，分离为RGB背光源光量(11)和RGB子像素透射率(12)。根据RGB背光源光量(11)，校正系数计算电路(22)计算出校正系数(23)。子像素透射率校正电路(24)输入校正系数(23)来校正子像素透射率(12)，并输出已校正的子像素透射率(25)。已校正的子像素透射率(25)输入到驱动LCD板(18)的LCD驱动电路(14)。另一方面，RGB背光源光量(11)输入到驱动LED背光源(17)的LED驱动电路(13)。
文档编号G09G3/36GK101165765SQ20071018187
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月20日
发明者犬塚达基, 金子浩规 申请人:株式会社日立制作所
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