TWI381360B - 穿透式液晶顯示裝置及記錄媒體 - Google Patents

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TWI381360B
TWI381360B TW096148732A TW96148732A TWI381360B TW I381360 B TWI381360 B TW I381360B TW 096148732 A TW096148732 A TW 096148732A TW 96148732 A TW96148732 A TW 96148732A TW I381360 B TWI381360 B TW I381360B
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Hiroshi Tanaka
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Sharp Kk
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Description

穿透式液晶顯示裝置及記錄媒體
本發明係關於一種將主動背光源(active back light)使用於光源之穿透式液晶顯示裝置。
彩色顯示器有各式各樣種類，且分別已實用化。若大致區別薄型顯示器，可分類為如PDP(Plasma Display Panel，電漿顯示器面板)之自發光型顯示器、及由LCD(液晶顯示器)所代表之非發光型顯示器。在屬於非發光型顯示器之LCD中，已知有將背光源配置在液晶面板之背面側之穿透式LCD。
圖13係為顯示穿透式LCD之一般性結構之剖面圖。此穿透式LCD係在液晶面板100之背面配置背光源110。液晶面板100係形成為在一對透明基板101、102之間配置液晶層103、且於一對透明基板101、102之外側具備有偏光板104、105之構成。此外，藉由在液晶面板100內具備彩色濾光片(color filter)106即可進行彩色顯示。
圖示雖予以省略，惟在透明基板101、102之內側係形成有電極層及配向膜，藉由控制對於液晶層103之施加電壓，而使穿透液晶面板100之光之穿透量依每一像素被控制。亦即，穿透式LCD係將來自背光源110之照射光在液晶面板100進行穿透量控制而進行顯示控制。
背光源110係用以照射包括彩色顯示器所需之RGB三色之波長之光，其藉由與彩色濾光片106之組合，將RGB之 各色之光之穿透率予以分別調整，即可藉此將作為像素之亮度或色相任意設定。此種背光源110一般係使用電致發光(electro luminescence，EL)、冷陰極管(Cold cathode fluorescent lamps，CCFL)、發光二極體(LED)等之白色光源。
在液晶面板100中，如圖14所示，係將複數個像素配置成矩陣狀，且各像素通常係由3個副像素所構成。各個副像素係配置成由彩色濾光片106中之紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之濾光片層所對應。以下，茲將各個副像素稱為R副像素、G副像素、B副像素。
R、G、B之各副像素係將在從背光源110所發生之白色光之中所屬波長帶(亦即紅色、綠色、藍色)之光予以選擇性地穿透，而其他波長帶之光則予以吸收。
由於在上述構成之穿透式LCD中從背光源110所照射之光係在液晶面板100之各像素中被控制穿透量，因此當然會產生由液晶面板100所吸收之光。此外，在彩色濾光片106中，R、G、B之各副像素亦將在從背光源110所發生之白色光之中所屬波長帶以外之光加以吸收。如此，在一般之穿透式LCD中，由於由液晶面板或彩色濾光片所吸收之光量較多，而來自背光源之照射光之利用效率較低，因此會有在背光源之消耗電力變大之問題。
作為削減此種穿透式LCD之消耗電力之技術，已知有使用可依據顯示圖像而調整發光亮度之主動背光源之方法(例如，日本公開專利公報之日本特開平11-65531號公報 (1999年3月9日公開))。
亦即，在日本特開平11-65531號公報中，係揭示有使用可調整亮度之主動背光源，並藉由液晶面板之穿透率與主動背光源之亮度控制來進行LCD之顯示控制(亮度控制)，以謀求背光源之消耗電力之減低之技術。
在日本特開平11-65531號公報中，背光源之亮度係控制成與輸入圖像(輸入信號)中之最大亮度值一致。再者，液晶面板之穿透率係配合當時之背光源之亮度而調整穿透率。
此時，作為輸入信號之最大值之副像素之穿透率係成為100%，此外，其他副像素之穿透率亦成為由背光源值所計算之100%以下之值。因此，在圖像整體較暗時，可使背光源變暗，而減少背光源之消耗電力。
如此，在日本特開平11-65531號公報中，係以輸入圖像之輸入信號RGB為依據而將背光源之明亮度抑制為必要最小限度，且使背光源變暗之程度，會使液晶之穿透率提昇，因此可減少由液晶面板所吸收之光量，而削減背光源之消耗電力。
然而，在上述習知之構成中，藉由減少由液晶面板所吸收之光量雖可謀求背光源之消耗電力削減，惟無法減少由彩色濾光片所吸收之光量。因此，只要可減少由彩色濾光片所吸收之光量，即可獲得消耗電力之更進一步之削減效果。
本發明之目的在於提供一種不僅減少由液晶面板，亦減少由彩色濾光片所吸收之光量，可達成消耗電力之更進一步削減之穿透式液晶顯示裝置。
為了達成上述目的，本發明之穿透式液晶顯示裝置係包括：液晶面板，其將1像素分割為紅(R)、綠(G)、藍(B)及白(W)之4副像素；白色主動背光源，其可控制發光亮度；彩度減低部，其對於作為輸入圖像之第1輸入RGB信號中所包含之像素資料之中，亮度及彩度較高之像素資料施以彩度減低處理，而將該第1輸入RGB信號轉換成第2輸入RGB信號；輸出信號產生部，其從上述第2輸入RGB信號產生上述液晶面板之各像素中之R、G、B、W之各副像素之穿透率信號，並且算出上述主動背光源中之背光源值；液晶面板控制部，其依據在上述輸出信號產生部所產生之上述穿透率信號驅動控制液晶面板；及背光源控制部，其根據在上述所算出之背光源值而控制上述背光源之發光亮度。
依據上述之構成，藉由使用將1像素分割為R、G、B、W之4個副像素之液晶面板，可將R、G、B之各色成分之一部分分配給沒有(或較少)因為濾光片吸收所導致之光量損失之W副像素。藉此，減少由彩色濾光片所吸收之光量，且與此對應而降低背光源值，故可實現穿透式液晶顯示裝置之消耗電力之削減。
再者，藉由對於作為原輸入之第1輸入RGB信號進行彩度減低處理，並根據施行有該彩度減低處理之第2輸入 RGB信號而算出背光源值及RGBW穿透率，可更確實減低背光源值。
本發明之其他目的、特徵及優點由以下所示之記載當可充分得知。此外，本發明之效益由參照附圖之以下說明當可明瞭。
茲根據圖式說明本發明之一實施形態如下。首先，參照圖1說明本實施形態之液晶顯示裝置(以下稱本液晶顯示裝置)之概略構成。
本液晶顯示裝置係包括：彩度減低部11、輸出信號產生部12、液晶面板控制部13、RGBW液晶面板(以下只稱液晶面板)14、背光源控制部15及白色背光源(以下只稱背光源)16。
液晶面板14係將Np個像素配置於基體上而成，如圖2(a)、(b)所示，各像素係由R(紅)、G(綠)、B(藍)、W(白)之4個副像素所構成。另外，各像素中之R、G、B、W副像素之形狀及配置關係並未特別限定。此外，背光源16係使用冷陰極螢光燈(CCFL)或白色發光二極體(白色LED)等之白色光源者，係可控制照射光之明亮度之主動背光源。
液晶面板14中之R、G、B之各副像素係配置成由彩色濾光片(未圖示)中之R、G、B之濾光片層分別對應。因此，R、G、B之各副像素係將從背光源16所發生之白色光之中所屬波長帶之光予以選擇性地穿透，而其他波長帶之光則予以吸收。此外，W副像素基本上在彩色濾光片中並不具 有對應之吸收濾光片層。亦即，穿透W副像素之光不會受到由彩色濾光片完全之吸收，而會以白色光之狀態從液晶面板14射出。然而，W副像素亦可為具有背光源之光之吸收較R、G、B之彩色濾光片更少之濾光片層之構成。
此時，從W副像素所輸出之光係為白色，而於各RGB副像素之穿透率為相同時，從RGB副像素之各個所輸出之光之總和亦成為白色。然而，即使RGB副像素之穿透率與W副像素之穿透率相同，作為來自RGB副像素之光之總和而輸出之白色光之明亮度、與從W副像素所輸出之白色光之明亮度卻未必會相同。此係由於由各副像素之彩色濾光片所吸收之光之量、或副像素之大小而使明亮度變化之故。
茲將此時之從W副像素所輸出之白色之光之強度相對於從RGB副像素所輸出之白色之光之強度之比設為白色亮度比WR。具體而言，係將RGB副像素之各穿透率設為x%並將W副像素之各穿透率設為0%時之顯示亮度P1、及將RGB副像素之各穿透率設為0%並將W副像素之各穿透率設為x%時之顯示亮度P2之比P2/P1設為白色亮度比WR。另外，通常係在某一片液晶面板中，於面板整體(亦即於所有像素)成為相同白色亮度比WR。
本液晶顯示裝置係從個人電腦或電視調諧器(tuner)等之外部將應顯示之圖像資訊作為RGB信號(第1輸入RGB信號)接收，並以該RGB信號作為輸入信號Ri、Gi、Bi(i=1，2，…，Np)進行處理者。
彩度減低部11係在對於第1輸入RGB信號視需要進行彩 度減低處理之後，作為第2輸入RGB信號而向輸出信號產生部12輸出。
輸出信號產生部12係為從第2輸入RGB信號求出液晶面板14中之各副像素之穿透率、及背光源16中之背光源值之手段。亦即，輸出信號產生部12係用以從作為第2輸入RGB信號之輸入信號Rsi、Gsi、Bsi求出背光源值Wbs，並且將輸入信號Rsi、Gsi、Bsi轉換成適合上述背光源值Wbs之穿透率信號rsi、gsi、bsi、wsi。
所求出之背光源值Wbs係輸出至背光源控制部15，而背光源控制部15係依據該背光源值Wbs而調節背光源16之亮度。背光源16係為利用CCFL或白色LED等之白色光源者，其藉由背光源控制部15而可控制成與背光源值成比例之明亮度。背光源16之明亮度之控制方法係依所使用之光源之種類而不同，惟例如可藉由施加與背光源值成比例之電壓、或流通與背光源值成比例之電流而控制明亮度。此外，背光源為LED等時，亦可藉由脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)來改變負載比(duty ratio)而控制明亮度。再者，背光源光源之明亮度具有非線形特性時，亦有從背光源值在查詢表(lookup table)求出對於光源之施加電壓及施加電流等而進行對於背光源之明亮度之控制，藉此而控制為所希望之明亮度之方法等。
穿透率信號rsi、gsi、bsi、wsi係輸出於液晶面板控制部13，而液晶面板控制部13係根據此穿透率信號而控制為使液晶面板14之各副像素之穿透率成為所希望之穿透率。液 晶面板控制部13係為包括掃描線驅動電路、信號線驅動電路等之構成，其用以產生掃描信號及資料信號，而藉由此掃描信號及資料信號等之面板控制信號以驅動液晶面板14。穿透率信號rsi、gsi、bsi、wsi係用於產生在信號線驅動電路之資料信號。在液晶面板14之穿透率控制中，係有施加與副像素之穿透率成比例之電壓而控制液晶面板之穿透率之方法、及為了將非線形特性予以線形化，而由副像素之穿透率從查詢表查出施加於液晶面板之電壓，以將液晶面板控制為所希望之穿透率之方法等。
另外，在本發明之液晶顯示裝置中，輸入信號並不以上述之RGB信號為限，亦可以是YUV信號等之彩色信號。當輸入RGB信號以外之彩色信號時，亦可為將其轉換為RGB信號再輸入至輸出信號產生部12之構成，或者亦可為輸出信號產生部12將RGB信號以外之彩色輸入信號轉換成RGBW信號之構成。
在本液晶顯示裝置中，液晶面板14之各副像素中之顯示亮度係藉由背光源之明亮度(照射亮度)、該副像素中之穿透率、及白色亮度比WR來表示。將RGB之各副像素之明亮度設為背光源之明亮度與該副像素中之穿透率之乘積時，W副像素之明亮度係藉由背光源之明亮度與W副像素中之穿透率與白色亮度比WR之乘積來表示。在此，各副像素中之顯示亮度係與該副像素之穿透量成比例。
另外，在本實施之形態中雖係使用「背光源值」之用語，惟此背光源值係為具有與背光源之明亮度成比例之關 係者，嚴格來說，並非與背光源之明亮度相同之值。同樣地，副像素之穿透量係為具有與副像素之明亮度成比例之關係者，而非相同之值。亦即，本實施形態中之所謂背光源值，係為傳送至背光源之信號，而所謂實際之明亮度僅只是具有比例關係者。
具體而言，在本實施形態中，穿透量係可藉由將穿透率(W副像素時再加上WR)乘上背光源值而求出。針對此點，副像素之明亮度係藉由對於背光源之亮度值(明亮度)，乘上各副像素之顏色濾光片之穿透率、及副像素之LCD穿透率而求出。
此外，白色亮度比WR係為(依RGB副像素之白色亮度)：(依W副像素之白色亮度)之比，其係以RGB為基準考慮。白色亮度比亦可藉由(依W彩色濾光片之穿透率)/(依RGB彩色濾光片之穿透率)而求出。
在此，茲詳細說明本液晶顯示裝置中之顯示原理、及消耗電力削減效果如下。另外，在本液晶顯示裝置中，背光源值及副像素穿透率係在輸出信號產生部12求出。因此，以下所說明之背光源值及副像素穿透率之算出方法係對於從彩度減低部11輸入至輸出信號產生部12之第2輸入RGB信號所施加之處理。
在本液晶顯示裝置中之背光源值及副像素穿透率之決定方法中，最初，係依每一個與背光源對應之顯示區域內之所有像素求出必要最小限度之背光源值。接著，從依每一像素所求出之必要最小限度之背光源值，求出1張圖像中 之最大值，並以該值作為背光源值。在此，要求出各像素中之必要最小限度之背光源值時，依據像素之顯示資料內容，背光源值之求解方式可分為2個方法。具體而言，係依據注目像素內之副像素中之最大亮度(亦即max (Rsi，Gsi，Bsi))與最小亮度(亦即min (Rsi，Gsi，Bsi))之關係，對於該注目像素之背光源值之求解方式有所不同。
首先說明作為min (Rsi、Gsi、Bsi)≧max (Rsi、Gsi、Bsi)/(1+1/WR)之注目像素中之必要最小限度之背光源值之求解方式。
茲將對於輸出信號產生部之第2RGB輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之最大值設為maxRGBsi、最小值設為minRGBsi。在此雖係說明與最大值maxRGBsi相符之副像素之顏色成分為R(紅)之情形，惟maxRGBsi為G(綠)及B(藍)時亦可同樣考慮。另外，maxRGBsi及minRGBsi均係為以副像素之穿透量所表示之值。
在此，若僅就穿透量maxRGBsi之R成分之顯示光進行考慮，對於該顯示光最能將背光源值加以減低，係為在將穿透量分配給R副像素及W副像素藉而使R副像素及W副像素之穿透率均成為100%之時。
若將此時之必要最小限度之背光源值設為Blmin，且考慮白色亮度比WR，則由於R副像素及W副像素之穿透率均為100%，故來自R副像素之出射光之亮度成為Blmin、而來自W副像素之出射光之亮度成為WR×Blmin。再者，來自R副像素及W副像素之出射光之總和、亦即 (1+WR)×Blmin成為R成分之穿透量。再者，由於(1+WR)×Blmin相等於maxRGBsi，因此Blmin成為maxRGBsi/(1+WR)。
然而，上述之想法係僅就R成分之顯示光考慮之情形，並未考慮G及B成分。實際上，於minRGBsi<maxRGBsi/(1+1/WR)時若將背光源值設定為maxRGBsi/(1+WR)，則如以下式所示，與最小值minRGBsi相符之顏色成分之穿透量將會超過必要量。
maxRGBsi/(1+WR)×WR=maxRGBsi/(1+1/WR)>minRGBsi
因此，在某注目像素中，僅在minRGBsi≧maxRGBsi/(1+1/WR)成立時，該注目像素中之必要最小限度之背光源值才根據上述想法設定為maxRGBsi/(1+WR)。
再者，在minRGBsi<maxRGBsi/(1+1/WR)之注目像素中，為使與最小值minRGBsi相符之顏色成分之穿透量不會超過必要量，可分配至W副像素之最大之穿透量係成為minRGBsi。此時，在與最大值maxRGBsi相符之顏包成分之副像素中，係藉由將同量之穿透量分配至W副像素，而使其後之穿透量成為maxRGBsi-minRGBsi。其結果，上述注目像素中之必要最小限度之背光源值即成為maxRGBsi-minRGBsi。
如此，求出各像素中之必要最小限度之背光源值，且將1張圖像之所有像素中必要之背光源值之最大值設為背光源值Wbs。
由此背光源值Wbs，各副像素之穿透率可如以下方式求出。亦即，RGB之各副像素之穿透率係以(穿透量)/(背光源值)來表示。此外，W副像素之穿透率係可表示為(穿透量)/(背光源值)/(白色亮度比)。此係由於W副像素相較於RGB之各副像素更明亮白色亮度比WR倍，因此W副像素之輸出亮度值所必要之背光源值係可以RGB副像素所必要之背光源值之1/WR倍來計算。
以下使用圖3、圖4、圖15～圖18說明具體例。
首先在使用白色亮度比WR為1之液晶面板時，於成為min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中，參照圖3(a)、(b)說明背光源值之求解方式。在此，圖3(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖3(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
在圖3(a)、(b)中，考慮某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(50，60，40)之情形。此時，G之亮度值60為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值40為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之關係。
在專利文獻1中之顯示方法中，如圖3(b)所示，背光源值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=60，而各副像素之穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=50/60)、100%(=60/60)、67%(=40/60)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所表示之輸入信號(R，G，B)=(50，60，40)係轉換為以RGBW信號所表示之穿透量(R，G，B，W)=(20，30，10，30)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+WR)=30。此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，在R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為67%(=20/30)、100%(=30/30)、33%(=10/30)、100%(=30/30/WR)。然而，在圖3(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源中之亮度值所採用時之穿透率者。
此外，若將本液晶顯示裝置中之上述背光源值與由專利文獻1之方法所求出之背光源值比較，亦必須要考慮副像素之面積比。亦即，相對於在專利文獻1中係將1像素分割為3個副像素，在本液晶顯示裝置則係將1像素分割為4個副像素。因此，假設各副像素被均等分割，則在本液晶顯示裝置中，由於1個副像素之面積相較於專利文獻1只有3/4之面積，而為了補償此種副像素中之面積之降低，因而在本液晶顯示裝置中，係將背光源值設為4/3倍，藉此即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，只要將圖3(a)之例中之背光源值修正為與圖3(b)之背光源值相同基準，則成為(4/3)×60/(1+WR)=40。在進行同樣之顯示之圖3(b)之例中，背光源值係為60，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
接著，參照圖4(a)、(b)說明在使用白色亮度比WR為1之液晶面板時，作為min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中之背光源值之求解方式。在此，圖4(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖4(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
茲考慮在圖4(a)、(b)中，某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(50，60，20)之情形。此時，G之亮度值60為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值20為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之關係。
在專利文獻1之顯示方法中，如圖4(b)所示，背光源值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=60，而各副像素之穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=50/60)、100%(=60/60)、33%(=20/60)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與min (Rsi，Gsi，Bsi)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所 表示之輸入信號(R，G，B)=(50，60，20)係轉換為以RGBW信號所表示之穿透量(R，G，B，W)=(30，40，0，20)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為(max (Rsi，Gsi，Bsi)-min (Rsi，Gsi，Bsi))=40。此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係配合此背光源值來決定。在R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為75%(=30/40)、100%(=40/40)、0%(=0/40)、50%(=20/40/WR)。
然而，在圖4(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源中之亮度值所採用時之穿透率者。此外，在圖4(a)之例中，亦藉由將背光源值設為4/3倍，即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，在圖4(a)之例中，背光源值即成為(4/3)×(60-20)=53.3。在進行同樣之顯示之圖4(b)之例中，背光源值係為60，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
接著，參照圖15(a)、(b)說明在使用白色亮度比WR為1.5之液晶面板時，作為min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中之背光源值之求解方式。在此，圖15(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖15(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
茲考慮在圖15(a)、(b)中，某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(100，120，80)之情形。此時，G之亮度值120為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值80為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)=72之關係。
在專利文獻1之顯示方法中，如圖15(b)所示，背光源之亮度值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=120，而各副像素之穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=100/120)、100%(=120/120)、67%(=80/120)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所表示之輸入信號(R，G，B)=(100，120，80)係轉換為以RGBW信號所表示之穿透量(R，G，B，W)=(28，48，8，72)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+WR)=48。
此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係配合從該背光源值所作之背光源之明亮度來決定。由於W副像素係較RGB之副像素明亮白色亮度比WR倍，因此W副像素之穿透量所必要之背光源值係可以RGB副像素所必要之背光源值之1/WR倍來計算。亦即，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為58%(=28/48)、100%(=48/48)、16.7%(=8/48)、100%(=72/48/WR)。
然而，在圖15(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源中之亮度值所採用時之穿透率者。此外，在圖15(a)之例中，亦藉由將背光源之亮度值設為4/3倍，即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，只要將圖15(a)之例中之背光源值修正為與圖15(b)之背光源值相同之基準，則成為(4/3)×48=64。在進行同樣之顯示之圖15(b)之例中，背光源值係為120，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
接著，參照圖16(a)、(b)說明在使用白色亮度比WR為1.5之液晶面板時，作為min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中之背光源值之求解方式。在此，圖16(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖16(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
茲考慮在圖16(a)、(b)中，某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(100，120，70)之情形。此時，G之亮度值120為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值70為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之關係。
在專利文獻1之顯示方法中，如圖16(b)所示，背光源之亮度值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=120，而各副像素之 穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=100/120)、100%(=120/120)、58%(=70/120)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與min (Rsi，Gsi，Bsi)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所表示之輸入信號(R，G，B)=(100，120，70)係轉換為以RGBW信號所表示之穿透量(R，G，B，W)=(30，50，0，70)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為(max (Rsi，Gsi，Bsi)-min (Rsi，Gsi，Bsi))=50。此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為60%(=30/50)、100%(=50/50)、0%(=0/50)、93%(=70/50/WR)。
然而，在圖16(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源值中之亮度值所採用時之穿透率者。此外，在圖16(a)之例中，亦藉由將背光源之亮度值設為4/3倍，即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，在圖16(a)之例中，背光源值即成為(4/3)×(120-70)=66.7。在進行同樣之顯示之圖16(b)之例中，背光源值係為120，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
接著，參照圖17(a)、(b)說明在白色亮度比WR使用0.6之 液晶面板時，作為min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中之背光源值之求解方式。在此，圖17(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖17(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
茲考慮在圖17(a)、(b)中，某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(100，120，50)之情形。此時，G之亮度值120為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值50為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)≧max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)=45之關係。
在專利文獻1之顯示方法中，如圖17(b)所示，背光源之亮度值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=120，而各副像素之穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=100/120)、100%(=120/120)、42%(=50/120)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所表示之輸入信號(R，G，B)=(100，120，50)係轉換為以RGBW信號所表示之穿透量(R，G，B，W)=(55，75，5，45)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+WR)=75。此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為73%(=55/75)、100%(=75/75)、6.7%(=5/75)、100%(=45/75/ WR)。
然而，在圖17(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源中之亮度值所採用時之穿透率者。此外，在圖17(a)之例中，亦藉由將背光源之亮度值設為4/3倍，即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，只要將圖17(a)之例中之背光源值修正為與圖17(b)之背光源值相同之基準，則成為(4/3)×75=100。在進行同樣之顯示之圖17(b)之例中，背光源值係為120，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
接著，參照圖18(a)、(b)說明在使用白色亮度比WR為0.6之液晶面板時，作為min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之像素中之背光源值之求解方式。在此，圖18(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖。此外，圖18(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
茲考慮在圖18(a)、(b)中，某注目像素之作為目標之面板輸出亮度為(R，G，B)=(100，120，40)之情形。此時，G之亮度值120為max (Rsi，Gsi，Bsi)，而B之亮度值40為min (Rsi，Gsi，Bsi)，滿足min (Rsi，Gsi，Bsi)<max (Rsi，Gsi，Bsi)/(1+1/WR)之關係。
在專利文獻1之顯示方法中，如圖18(b)所示，背光源值 係設定為max (Rsi，Gsi，Bsi)=120，而各副像素之穿透率係配合此背光源值來決定。亦即，R、G、B之各副像素中之各個穿透率係設定為83%(=100/120)、100%(=120/120)、33%(=40/120)。
另一方面，在本液晶顯示裝置中，係在輸入信號Rsi、Gsi、Bsi之R、G、B各成分中，將與min (Rsi，Gsi，Bsi)相符之值份分配至W成分之穿透量。其結果，以RGB信號所表示之輸入信號(R，G，B)=(100，120，40)係轉換為以RGBW信號所表示之輸出信號(R，G，B，W)=(60，80，0，40)。此外，在此注目像素中，背光源值係設定為(max (Rsi，Gsi，Bsi)-min (Rsi，Gsi，Bsi))=80。此外，R、G、B、W之各副像素中之各個穿透率係設定為75%(=60/80)、100%(=80/80)、0%(=0/80)、83%(=40/80/WR)。
然而，在圖18(a)中所顯示之穿透率係為例示在該注目像素中所求出之背光源值相對於所有像素所求出之複數個背光源值之中最大，且作為該背光源中之背光源值所採用時之穿透率者。此外，在圖18(a)之例中，亦藉由將背光源之亮度值設為4/3倍，即可以與由專利文獻1之方法所求出之背光源值相同之基準來比較。
其結果，在圖18(a)之例中，背光源值係成為(4/3)×(120-40)=107。在進行同樣之顯示之圖18(b)之例中，背光源值係為120，因此可明瞭在上述注目像素中，依據本發明之消耗電力之削減效果。
上述圖3、圖4、圖15～圖18雖係說明關於各像素之必要最小限度之背光源值之求解方式者，惟依循上述之方法，求出每一與背光源對應之顯示區域內之所有像素必要最小限度之背光源值。茲將如此所求出之複數個背光源值之中，最大之值設定作為該背光源中之亮度值。
茲參照圖5(a)~(e)說明依據上述說明之方法所實施之本液晶顯示裝置中之背光源值及副像素穿透率之決定順序。
圖5(a)係為顯示與某一個背光源對應之顯示區域之輸入信號(Rsi，Gsi，Bsi)者。在此，為了簡化說明，係設為以白色亮度比WR為1，而上述顯示區域則由4個像素A~D構成。實際之白色亮度比WR係為由液晶面板所決定之值，其相對於所有像素具有共通之值，為較0大之值。
針對此等像素A~D，將輸入信號(Rsi，Gsi，Bsi)轉換為以RGBW信號所表示之輸出信號(Rtsi，Gtsi，Btsi，Wtsi)之結果即成為圖5(b)所示者。此外，依每一像素所求出之背光源值係成為圖5(c)所示者。藉此，背光源值係設定為依每一像素所求出之複數個背光源值之中之最大值，亦即100。
相對於如此所求出之背光源值100，各像素之穿透率(rsi、gsi、bsi、wsi)係根據圖5(b)所示之輸出信號(Rtsi，Gtsi，Btsi，Wtsi)之值而求出，其結果即成為圖5(d)所示者。再者，最終之各像素中之顯示亮度係成為圖5(e)所示之結果，可確認與圖5(a)所示之輸入信號(Rsi，Gsi，Bsi)之亮度值一致。
如此，在上述之輸出信號產生部12中之背光源值及副像素穿透率之算出處理中，係藉由使W副像素分擔白成分之光量而抑制由彩色濾光片所吸收之光，而可削減背光源16中之消耗電力者。因此，在顯示圖像資料中，可分配至W副像素之白成分光量，即成為用以獲得背光源消耗電力之削減效果之必要條件。
亦即，在輸出信號產生部12中之背光源值及副像素穿透率之算出處理，係於在與背光源對應之顯示區域內之所有像素分配至W副像素之白成分光量較多(亦即彩度較低)時，背光源消耗電力之削減效果變大。另一方面，在與背光源對應之顯示區域內若有分配至W副像素之白成分光量較少(亦即彩度較高)之像素，則背光源消耗電力之削減效果變小，再者若亮度較高，則相較於專利文獻1之顯示方法反而消耗電力亦有可能會增加。
以下係表示在使用白色亮度比WR為1之液晶面板時，關於亮度相同而彩度不同之2個像素之背光源值之設定例。
首先，(R，G，B)=(176，240，112)之像素A(亮度=208、彩度=0.533)時，背光源值係以下列方式算出。
在像素A中，分配至W副像素之光量係為(112)。再者，將分配至W副像素之光量扣除之R，G，B副像素之各光量係成為(64，128，0)。其結果，在像素A中所設定之背光源值即成為(128)。
另一方面，(R，G，B)=(160，256，64)之像素B(亮度=208、彩度=0.75)時，背光源值係以下列方式算出。
在像素B中，分配至W副像素之光量係為(64)。再者，將分配至W副像素之光量扣除之R，G，B副像素之各光量係成為(96，192，0)。其結果，在像素B中所設定之背光源值即成為(192)。
如此，若比較像素A與像素B，則兩者儘管亮度相等，然而背光源值係以彩度較高之像素B設定為較大，可明瞭背光源消耗電力之削減效果較小。
在此，輸出信號產生部12係針對最初對於本液晶顯示裝置輸入之原圖像資料(亦即第1輸入RGB信號)，亦可藉由上述處理來算出背光源值及副像素穿透率。然而，此時，由於上述之理由，未必可對所有圖像獲得消耗電力削減效果(另外，實際上，在顯示機會被認為最多之通常之中間調顯示畫面中，可獲得消耗電力削減之效果之情形較多)。
因此，在本液晶顯示裝置中，係將彩度減低部11配置於輸出信號產生部12之前段，且對於第1輸入RGB信號施以彩度減低處理而轉換為第2輸入RGB信號。藉此，在輸出信號產生部12中之處理，可更確實更大幅獲得背光源消耗電力之減低效果。以下詳細說明彩度減低部11中之彩度減低處理。
圖6係為顯示彩度減低部11之概略構成之區塊圖。彩度減低部11係如圖6所示包括有背光源上限值算出部21、信號轉換部22而構成。背光源上限值算出部21係從第1輸入RGB信號之上限值、白色亮度比WR、及背光源值設定率算出背光源上限值，並將該背光源上限值輸出至信號轉換 部22。信號轉換部22係從第1輸入RGB信號、及從背光源上限值算出部21所輸出之背光源上限值，算出第2輸入RGB信號並加以輸出。
圖7係為用以說明彩度減低部11之動作之流程圖。
最初，在S11中，係在背光源上限值算出部21中算出背光源上限值(S11)。在彩度減低部11中，直接分配至W副像素之光量較少(亦即彩度較高)，而且，僅對於亮度較高之像素才進行彩度減低處理，惟對於彩度或亮度之至少一方較低之像素則不進行彩度減低處理。此係由於在彩度較低之像素中，即使例如亮度較高亦可藉由將較多之光量分配至W副像素而可大幅降低背光源值，此外，在亮度較低之像素中，原本在顯示中就不需要較高之背光源值之故。上述背光源上限值係用於判定應進行彩度減低處理之像素。茲詳細說明背光源上限值之算出順序如下。
首先考慮對於圖像資料(亦即輸入RGB信號)不進行彩度減低處理之情形，而且，背光源值變成最大之情形。此係為彩度為1(無法分擔光量至W副像素)，而且RGB值之至少1個為MAX(意指輸入RGB信號之上限值)之像素存在之情形。此外，此時之背光源值亦成為MAX。
接著考慮對於圖像資料(亦即輸入RGB信號)進行彩度減低處理之情形，而且，背光源值變為最大之情形。另外，在此之彩度減低處理係設為對於施行該處理之像素，在處理前後不使亮度變化，而使彩度最小之處理。此時，彩度為0(無法將彩度更為降低，因此無法降低背光源值)，而且 RGB值之所有為MAX之像素存在時，成為最大之背光源值。在此，由於W副像素係可較RGB副像素更明亮WR倍發光，因此在上述像素中，係可將RGB值之各個中之光量之WR/(1+WR)分配至W副像素，且對於各RGB副像素予以分配1/(1+WR)即成為最有效率之背光源。此時之背光源值係成為MAX/(1+WR)。
因此，背光源上限值MAXw之範圍係成為MAX/(1+WR)~MAX，而將B1Ratio之範圍設為1/(1+WR)~1.0時，背光源上限值MAXw係可以下述之(1)式來表示。
MAXw=MAX×B1Ratio………(1)
另外，在此所稱之MAX係指輸入RGB信號之上限值，並非限於一值，而可考慮複數個值。亦即，MAX之下限值係成為輸入RGB信號之所有RGB值之最大值(MAXi)。此係由於若將MAX設為較MAXi更小之值，則無法保障設為所希望之背光源值之故。另一方面，MAX之上限值係成為輸入RGB信號之可取得之值之最大值(MAXs)。此係由於不需要較MAXs大之背光源值之故。
將輸入RGB信號之位元寬度設為Bw時，MAXs係以下式來表示。
MAXs=2Bw -1
例如，Bw為8時，MAXs係成為28 -1=255。因此，有效之MAX之範圍係以下式來表示。
MAXi≦MAX≦MAXs
基本上以MAX之設定值而言，只要滿足MAXi≦MAX≦MAXs，則可以是任何值。若設定為MAX=MAXi，則最可降低背光源值。惟需依每一圖像計算MAX。另一方面，若設定為MAX=MAXs，則背光源上限值(MAXw)相較於MAXi雖會變高，惟MAX會成為不依存於圖像之一定值，因此不需依每一圖像重新計算MAX。
此外，在上述(1)式中，B1Ratio係為顯示彩度減低處理之程度之常數。亦即，B1Ratio為1時，相當於不進行上述彩度減低處理之情形，而B1Ratio為1/(1+WR)時，相當於進行使彩度最小之處理之情形。在上述彩度減低處理中，愈是將彩度更為減低，則背光源消耗電力之削減效果就愈大，惟當然由彩度減低所導致之畫質劣化之程度亦變大。因此，考慮消耗電力之削減效果與畫質劣化之平衡，依據所要求之彩度減低位準而將B1Ratio在1/(1+WR)~1之範圍中任意設定即可。
只要以此方式決定背光源上限值MAXw，接著，在S12中，即根據下述之(2)式而依每一像素判定是否進行彩度減低處理之判斷。
MAXw<maxRGB-minRGB………(2)
惟在上述(2)式中，maxRGB=max (Ri，Gi，Bi)minRGB=min (Ri，Gi，Bi)。
在某注目像素中，其RGB值滿足上述(2)式時，該注目像素係被判定為在維持該狀態下，背光源值係為會超過背光 源上限值MAXw之亮度及彩度較高之像素。因此，對於該種像素，係藉由S13來實施彩度減低處理。
另外，藉由此彩度減低處理，在色彩之鮮明度之點，輸入圖像之畫質雖會劣化，惟在一般之圖像中，高亮度且高彩度之部分並不那麼多，彩度降低之部分大多限於圖像之一部分。再者，人的視覺特性相較於明亮度之變化，對於顏色之變化並不那麼敏感，因此彩度減低所導致之畫質劣化，大多不會被人所辨識。另一方面，在人的視覺特性中，亮度變化係被辨識為較大之畫質劣化。因此，在此彩度減低處理中，重要的是不使亮度變化，而僅將彩度減低。
另一方面，在S12中未滿足上述(2)式之像素，係被判定為即使在該狀態下，背光源值亦為不會超過背光源上限值MAXw之亮度或彩度較低之像素。對於該種像素，不須進行彩度減低處理，而移至S14，第1輸入RGB資料中之像素資料亦直接在第2輸入RGB資料中使用。
在此說明上述(2)式使用於是否判定關於注目像素之彩度減低處理之理由。
首先，不進行彩度減低時之W副像素穿透量Wti之算出式係成為以下之(3)式。
Wti=min(maxRGB/(1+1/WR)，minRGB)………(3)
再者，RGB副像素之穿透量(Rti，Gti，Bti)係成為下述之(4)~(6)式。
Rti=Ri-Wti………(4)
Gti=Gi-Wti………(5)
Bti=Bi-Wti………(6)
在上述(3)~(6)式中，RGBW穿透量之各個，並無Wti超過minRGB之情形，因此其值不會低於0。
接著，RGB穿透量之各個不超過MAXw之條件係為以下之(7)~(9)。
Rti≦MAXw………(7)
Gti≦MAXw………(8)
Bti≦MAXw………(9)
另一方面，W穿透量不超過MAXw之條件，係W副像素相對於RGB副像素為以WR倍發光，因此以WR除Wti之值即成為不超過MAXw之條件，由上述(3)式，最後成為以下之(10)式。
Wti/WR≦MAXw
因此，min(maxRGB/(1+1/WR)，minRGB)≦MAXw×WR………(10)
由上述(3)~(6)式、及(7)~(9)式，RGB穿透量之各個不超過MAXw之條件係成為以下之(11)式。
max (Rti，Gti，Bti)≦MAXw maxRGB-Wti≦MAXw
因此，maxRGB-min(maxRGB/(1+1/WR)，minRGB)≦MAXw………(11)
在此，(A)maxRGB/(1+1/WR)≦minRGB時，W穿透量不超過MAXw之條件係由上述(10)式導出，maxRGB/(1+1/WR)≦MAXw×WR
因此成為maxRGB/(1+WR)≦MAXw………(12)。
此外，MAXw係在MAX/(1+WR)≦MAXw≦MAX之範圍，因此成為maxRGB/(1+WR)≦MAX/(1+WR)≦MAXw，上述(12)式總是成立。
接著，RGB穿透量不超過MAXw之條件係由上述(11)式導出，maxRGB-maxRGB/(1+1/WR)≦MAXw
因此成為maxRGB/(1+WR)≦MAXw
上述式係與上述(12)式相同，因此總是成立。
另一方面，W穿透量不超過MAXw之條件係由上述(10)式導出而成為minRGB≦MAXw×WR
此時，從MAX/(1+WR)≦MAXw≦MAX、及minRGB<maxRGB/(1+1/WR)導出而成為minRGB<maxRGB/(1+1/WR)=WR×maxRGB/(1+WR)≦WR×MAX/(1+WR)≦MAXw×WR，上述式總是成立。
接著RGB穿透量不超過MAXw之條件係從上述(11)式導 出而成為maxRGB-minRGB≦MAXw………(13)
上述(13)式並未一定總是成立，因此RGBW穿透量之所有不超過MAXw之條件係於(B)minRGB<maxRGB/(1+1/WR)之時成為上述(13)式。
反之，RGBW穿透量之至少一者超過MAXw之條件係於(B)minRGB<maxRGB/(1+1/WR)之時成為上述之(2)式。
上述(2)式成立時，由MAX/(1+WR)≦MAXw≦MAX導出maxRGB/(1+1/WR)≦MAX/(1+1/WR)=WR×MAX/(1+WR)≦MAXw×WR<(maxRGB-minRGB)×WR maxRGB/(1+1/WR)<(maxRGB-minRGB)×WR
因此成為minRGB<maxRGB/(1+1/WR)
亦即，(B)minRGB<maxRGB/(1+1/WR)總是成立。
因此，RGBW穿透量之至少一者超過MAXw之條件係無條件成為上述(2)式。
亦即，Ri、Gi、Bi滿足上述(2)式時，係藉由進行彩度減低處理，以使背光源值不超過MAXw。
接下來根據上述(2)式詳細說明對於彩度及亮度均被判定為高之像素所實施之彩度減低處理。
對於需要彩度減低處理之亮度及彩度均高之像素，係在信號轉換部22中，使用下述之(16)~(19)而實施彩度減低處理，處理前之第1RGB信號(Ri，Gi，Bi)係轉換為第2RGB 信號(Rsi，Gsi，Bsi)。
Rsi=α×Ri+(1-α)×Yi………(16)
Gsi=α×Gi+(1-α)×Yi………(17)
Bsi=α×Bi+(1-α)×Yi………(18)
α=MAXw/(maxRGB-minRGB)………(19)
惟在上述(16)~(18)式中，Yi係為輸入RGB信號(Ri，Gi，Bi)之亮度(例如，Yi=(2×Ri+5×Gi+Bi)/8)。
在此說明上述彩度減低處理之算出式之(16)~(19)式之導出過程。
首先，亮度及色相不變，僅使彩度減低之RGB信號之轉換式，係按照滿足下述(20)式時之上述(16)~(18)式。
0<α<1………(20)
上述(16)~(18)式在彩度減低處理前後未改變RGB信號之亮度及色相之證明如下。
首先，若將RGB值為(R，G，B)時之亮度之算出式設為(2×R+5×G+B)/8，則相對於彩度減低前之亮度Yi，彩度減低後之亮度Ysi係以下述之(21)式來表示。
Ysi=(2×Rsi+5×Gsi+Bsi)/8………(21)
若將上述(16)~(18)式代入上述(21)式，則如下述之(22)所示。
Ysi=α×(2×Ri+5×Gi+Bi)/8+(1-α)×Yi=α×Yi+(1-α)×Yi=Yi………(22)
由上述(22)式可得知使用上述(16)~(18)式之彩度減低處 理在處理前後未使亮度變化。
另一方面，關於色相，首先，考慮R值為最大時。R值為最大時之彩度減低處理前之色相Hi係如下述(23)所示。
Hi=(Cb-Cg)×60………(23)
惟，Cb=(maxRGB-Bi)/(maxRGB-minRGB)Cg=(maxRGB-Gi)/(maxRGB-minRGB)
接著，彩度減低處理後之色相Hsi係如下述(24)所示。
Hsi=(Cbs-Cgs)×60………(24)
惟，Cbs=(maxRGBs-Bsi)/(maxRGBs-minRGBs)Cgs=(maxRGBs-Gsi)/(maxRGBs-minRGBs)maxRGBs=max (Rsi，Gsi，Bsi)minRGBs=min (Rsi，Gsi，Bsi)
若將上述(24)式變形，進一步代入(16)~(18)式，則如下述(25)所示。
Hsi={(maxRGBs-Bsi)-(maxRGBs-Gsi)}/(maxRGBs-minRGBs)×60={(Gsi-Bsi)/(maxRGBs-minRGBs)}×60=α×(Gi-Bi)/{α×(maxRGB-minRGB)}×60={(Gi-Bi)/(maxRGB-minRGB)}×60={(maxRGB-Bi)-(maxRGB-Gi)}/(maxRGB-minRGB)×60=(Cb-Cg)×60 =Hi………(25)
由上述(25)式可得知使用上述(16)~(18)式之彩度減低處理於處理前後未使色相變化。G值、或B值為最大時亦同樣。
接著，在上述(16)~(18)式中，導出背光源值成為背光源上限值MAXw之α。
對於滿足(2)式之所有像素，只要進行彩度減低以滿足下式，則背光源值必會成為MAXw以下。
MAXw=maxRGBs-minRGBs
從(16)~(18)式、及上述式可導出α×maxRGB+(1-α)×Yi-α×minRGB-(1-α)×Yi=MAXw α×(maxRGB-minRGB)=MAXw
因此，α=MAXw/(maxRGB-minRGB)。
如此，彩度減低部11係藉由依據上述說明之處理，將第1輸入RGB信號轉換為用以輸入至後段之輸出信號產生部12之第2輸入RGB信號。亦即，第2輸入RGB信號係成為將第1輸入RGB信號中之亮度及彩度較高之像素資料轉換為已減低彩度之像素資料者。此外，第1輸入RGB信號中之亮度或彩度較低之像素資料並未轉換，而在第2輸入RGB信號中亦直接使用原來之資料。
接著參照圖8說明輸出信號產生部12之概略構成。輸出信號產生部12係如圖8所示，包括有W穿透量算出部31、 RGB穿透量算出部32、背光源值算出部33、穿透率算出部34而構成。此外，圖9係用以說明輸出信號產生部12之動作之流程圖。
W穿透量算出部31係由從彩度減低部11所輸入之第2輸入RGB信號，使用下述(26)式而算出W穿透量(S21)。
Wtsi=min(maxRGBs/(1+1/WR)，minRGBs)………(26)
此W穿透量係輸出至RGB穿透量算出部32、背光源值算出部33、及穿透率算出部34。RGB穿透量算出部32係從第2輸入RGB信號及W穿透量，使用下述(27)~(29)式而算出RGB穿透量(S22)。
Rtsi=Rsi-Wtsi………(27)
Gtsi=Gsi-Wtsi………(28)
Btsi=Bsi-Wtsi………(29)
此RGB穿透量係輸出至背光源值算出部。上述S21及S22之處理係重複相當於輸入RGB信號中之像素之數量。
背光源值算出部33係從W穿透量算出部31、及從RGB穿透量算出部32所輸出之圖像內之所有像素之RGBW穿透量，使用下述(33)式而算出該圖像中之背光源值Wbs(S23)。
Wbs=max(Rtsl，Gtsl，Btsl，Wtsl/WR，…RtsNp，GtsNp，BtsNp，WtsNp/WR)………(33)
或是亦可在背光源值算出部33中，從W穿透量算出部31、及從RGB穿透量算出部32所輸出之圖像內之所有像素之RGBW穿透量之中除W穿透量以外之RGB穿透量，使用下述(34)式而算出該圖像中之背光源值Wbs。此係由於若以前述之方法求出W穿透量Wts，則相對於各RGB穿透量Rts、Gts、Bts必定會成為max (Rts，Gts，Bts)≧Wts/WR之故。
Wbs=max(Rtsl，Gtsl，Btsl，…RtsNp，GtsNp，BtsNp)………(34)
此背光源值Wbs係輸出至穿透率算出部34。穿透率算出部34係從W穿透量算出部31、及從RGB穿透量算出部32所輸出之RGBW穿透量、及從背光源值算出部33所輸出之背光源值Wbs，使用下述(35)~(38)式而算出各副像素之穿透率(S24)。上述S24之處理係重複相當於輸入RGB信號中之像素之數量。
rsi=Rtsi/Wbs………(35)
gsi=Gtsi/Wbs………(36)
bsi=Btsi/Wbs………(37)
wsi=Wtsi/Wbs/WR………(38)
如此，在本實施形態之液晶顯示裝置中，係於在輸出信號產生部12算出背光源值及RGBW穿透率之前，藉由對於作為原輸入之輸入RGB信號進行彩度減低處理，即可確實減低背光源值。
例如，使用白色亮度比WR=1之液晶面板時，若以前述所例示之(R，G，B)=(160，256，64)之像素B來考慮，則不進行彩度減低處理時之背光源值係為192。
另一方面，同樣對於像素B以MAX=256、B1Ratio=1/(1+WR)=0.5進行彩度減低處理時，在第2輸入RGB信號中之該像素B之彩度減低後之像素值係如以下方式導出。
MAXw=MAX×B1Ratio=256×0.5=128(由(1)式導出)
α=128/(256-64)=2/3(由(19)式導出)
Y1=(2×R1+5×G1+B1)/8=(2×160+5×256+64)/8=208 Rs1=α×R1+(1-α)×Y1=(2/3)×160+(1-2/3)×208=176(由(16)式導出)
Gs1=α×G1+(1-α)×Y1=(2/3)×256+(1-2/3)×208=240(由(17)式導出)
Bs1=α×B1+(1-α)×Y1=(2/3)×64+(1-2/3)×208=112(由(18)式導出)
因此，像素B中之彩度減低後之輸入RGB值係成為(176，240，112)，此時之背光源值係成為128。
亦即，藉由彩度減低處理，背光源值可從192減低至128(約33%之減低)。
此外，在本液晶顯示裝置中所實施彩度減低處理亦可藉由在1/(1+WR)~1之範圍調節(1)式中之B1Ratio之值，而使其程度變化。亦即，在本液晶顯示裝置中，藉由使其保持變更B1Ratio之值之功能，即可由使用者任意選擇要畫質 優先(將B1Ratio之值增大)或省電力化優先(將B1Ratio之值減小)。此外，此時，只要將B1Ratio之值設定為1，則不會實施上述彩度減低處理，因此亦可選擇上述彩度減低處理之執行、不執行。
在本液晶顯示裝置中，背光源16基本上係相對於複數個像素設置1個。因此，例如圖1所示之液晶顯示裝置係例示使一個白色背光源16對應於液晶面板14之顯示畫面整體之構成。然而，本發明並不以此為限，亦可將液晶面板14之顯示畫面分割為複數個區域，以依每一區域可進行背光源亮度調整之方式作成具備有複數個背光源之構成。
圖10雖係表示相對於1片顯示區域具有2個白色背光源之例者，惟背光源之數量不予以限定。
圖10所示之液晶顯示裝置係包括彩度減低部11、輸入信號分割部41、輸出信號產生部12a及12b、液晶面板控制部13a及13b、液晶面板14、背光源控制部15a及15b、及白色背光源16a及16b所構成。
輸入信號分割部41係將從彩度減低部11所輸入之1畫面份之第2輸入RGB信號分配為2個區域份之信號，且將各個區域之輸入RGB信號輸入至輸出信號產生部12a及12b。輸出信號產生部12a及12b係對於所對應之各區域，進行與圖1中之輸出信號產生部12同等之處理。
液晶面板控制部13a及13b雖係對於所對應之各區域進行與圖1中之液晶面板控制部13同等之處理，惟各控制部係用以控制相當於液晶面板14所對應之區域之位置之像素穿 透率。
背光源控制部15a及15b係對於所對應之各區域進行與圖1中之背光源控制部15同等之處理。白色背光源16a及16b係分別為與背光源16相同之結構，惟各背光源係用以分別照明所對應之區域。
如此，藉由將1畫面分割為複數個區域，且以區域單位進行控制，即可進一步將背光源值降低。另外，在本實施例中，雖係將1畫面分割為2個區域，惟亦可分割為3個以上區域進行控制。
在一般之圖像中，係於近旁區域具有類似之顏色連續之性質。因此，如圖10所示之構成，藉由將背光源區域分割，可使聚集較暗像素之背光源區域之背光源更暗。其結果，相較於不分割背光源時，以分割背光源較能將整體之背光源消耗電力降低。
彩度減低部11及輸出信號產生部12之處理係以將其在個人電腦上可動作之軟體來實現。以下說明將上述處理以軟體來實現時之順序。
圖11係表示將上述處理以軟體來實現時之系統構成之圖。上述系統係由個人電腦本體51、輸出入裝置55所構成。此外，個人電腦本體51係包括有CPU 52、記憶體53、輸出入介面54。輸出入裝置55係包括記憶媒體56。
首先CPU 52係經由輸出入介面54而控制輸出入裝置55，且從記憶媒體56將彩度減低．輸出信號產生程式、參數檔案(輸入RGB信號之上限值、及背光源值設定率、或將1畫 面分割為複數個區域之際所使用之區域資訊等)、以及輸入圖像資料進行讀取，並存放於記憶體53。
再者，CPU 52係從記憶體53將彩度減低．輸出信號產生程式、參數檔案、及輸入圖像資料進行讀取，並依據彩度減低．輸出信號產生程式之各命令，對所輸入之輸入圖像資料進行彩度減低、及輸出信號產生之後，經由輸出入介面54而控制輸出入裝置55，並將輸出信號產生後之背光源值、及RGBW穿透率輸出至記憶媒體56。
或者如圖12所示，亦可經由輸出入介面54而將輸出信號產生後之背光源值、及RGBW穿透率分別輸出至背光源控制部15、液晶面板控制部13，藉此而控制白色背光源16、及液晶面板14，而實際顯示圖像。
如此，在上述系統中，係可在個人電腦上進行上述之彩度減低、及輸出信號產生。藉此，實際上在進行彩度減低部或輸出信號產生部試作之前，即可確認彩度減低方法或輸出信號產生方法之妥當性、及背光源值減低之效果。
如上所述，本發明之穿透式液晶顯示裝置係包括：液晶面板，其將1像素分割為紅(R)、綠(G)、藍(B)、及白(W)之4副像素；白色主動背光源，其可控制發光亮度；彩度減低部，其對於在作為輸入圖像之第1輸入RGB信號中所包含之像素資料之中，亮度及彩度較高之像素資料施以彩度減低處理，而將該第1輸入RGB信號轉換成第2輸入RGB信號；輸出信號產生部，其從上述第2輸入RGB信號產生上述液晶面板之各像素中之R、G、B、W之各副像素之穿透 率信號，並且算出上述主動背光源中之背光源值；液晶面板控制部，其以在上述輸出信號產生部所產生之上述穿透率信號為依據將液晶面板予以驅動控制；及背光源控制部，其根據在上述所算出之背光源值而控制上述背光源之發光亮度。
依據上述之構成，藉由使用將1像素分割為R、G、B、W之4個副像素之液晶面板，即可將R、G、B之各色成分之一部分分配給沒有(或較少)因為濾光片吸收所導致之光量損失之W副像素。藉此，即可減少由彩色濾光片所吸收之光量，且與此對應而降低背光源值，故可實現穿透式液晶顯示裝置中之消耗電力之削減。
再者，藉由對於作為原輸入之第1輸入RGB信號進行彩度減低處理，並根據施行有該彩度減低處理之第2輸入RGB信號而算出背光源值及RGBW穿透率，即可更確實減低背光源值。
此外，在上述穿透式液晶顯示裝置中，係以作成上述彩度減低部在施行上述彩度減低處理之像素資料中，於該彩度減低處理前後，不使亮度及色相變化而僅使彩度減低之構成為較佳。
依據上述之構成，藉由不使對於人的視覺特性影響較大之亮度及色相變化，而僅使對於視覺特性影響較小之彩度減低，即可抑制隨著上述彩度減低處理所導致之畫質劣化。
此外，在上述穿透式液晶顯示裝置中，係以作成上述彩 度減低部可變更彩度減低處理之程度之構成為較佳。
此外，彩度減低處理之程度之範圍係以作成依據使用之液晶面板之特性而可變更範圍之構成為較佳。液晶面板之特性之一係表示在各RGBW副像素之穿透率相同時，W副像素之白色之明亮度相對於由RGB副像素所作之白色之明亮度之比之白色亮度比WR。
依據上述之構成，即可由使用者選擇性設定藉由彩度減低處理之消耗電力削減效果、與隨著彩度減低處理所導致之畫質劣化之平衡。
此外，在上述穿透式液晶顯示裝置中，亦可設為上述彩度減低部藉由以下(A)之順序將作為輸入圖像之第1輸入RGB信號中所包含之像素資料之中，亮度及彩度較高之像素資料予以抽出，並對於所抽出之像素資料，藉由以下(B)之順序施以彩度減低處理之構成。
(A)藉由MAXw=MAX×B1Ratio之式算出背光源上限值MAXw，並將滿足MAXw<maxRGB-minRGB之注目像素資料抽出作為亮度及彩度較高之像素資料。
惟設為如下：MAX：不進行彩度減低處理時之背光源值之上限值
WR：白色亮度比
B1Ratio：背光源值設定率(1/(1+WR)≦B1Ratio≦1.0)maxRGB=max (Ri，Gi，Bi) minRGB=min (Ri，Gi，Bi)
Ri，Gi，Bi(i=1，2，…，Np)：第1輸入RGB信號中之注目像素之RGB值
Np：輸入圖像之像素數
max(A，B，…):A，B，…之最大值
min(A，B，…):A，B，…之最小值
(B)對於所抽出之像素資料，藉由以下之式來求出彩度減低處理後之像素資料。
Rsi=α×Ri+(1-α)×Yi
Gsi=α×Gi+(1-α)×Yi
Bsi=α×Bi+(1-α)×Yi
惟設為如下：Rsi，Gsi，Bsi(i=1，2，…，Np)：第2輸入RGB信號中之彩度減低處理後之注目像素之RGB值
Yi(i=1，2，…，Np)：注目像素之亮度
α=MAXw/(maxRGB-minRGB)
此外，在上述穿透式液晶顯示裝置中，係可設為以下之構成：上述輸出信號產生機構係包括：W穿透量算出部，其藉由以下(A)之順序，將各W副像素之穿透量(Wtsi)予以算出；RGB穿透量算出部，其藉由以下(B)之順序，將各RGB副像素之穿透量(Rtsi，Gtsi，Btsi)予以算出；背光源值算出部，其藉由以下(C)之順序算出背光源值(Wbs)；及穿透率算出機構，其藉由以下(D)之順序，將各RGB副像素之穿透率(rsi，gsi，bsi，wsi)予以算出。
(A)藉由Wtsi=min(maxRGBs/(1+1/WR)，minRGBs)之式算出W穿透量(Wtsi)。
惟設為如下：maxRGBs=max (Rsi，Gsi，Bsi)minRGBs=min (Rsi，Gsi，Bsi)
(B)藉由Rtsi=Rsi-Wtsi Gtsi=Gsi-Wtsi Btsi=Bsi-Wtsi之式算出RGB穿透量(Rtsi，Gtsi，Btsi)。
(C)藉由Wbs=max(Rtsl，Gtsl，Btsl，Wtsl/WR…RtsNp，GtsNp，BtsNp，WtsNp/WR)之式算出背光源值(Wbs)。或者，不使用W副像素穿透量，而藉由Wbs=max (Rtsl，Gtsl，Btsl，…RtsNp，GtsNp，BtsNp)之式算出。
(D)藉由rsi=Rtsi/Wbs gsi=Gtsi/Wbs bsi=Btsi/Wbs wsi=Wtsi/Wbs/WR之式算出RGBW穿透率(rsi，gsi，bsi，wsi)。
惟Wbs=0時，設為rsi=gsi=bsi=wsi=0。
此外，在上述穿透式液晶顯示裝置中，係可設為以下構成：相對於上述液晶面板包括複數個主動背光源，且依與各主動背光源對應之每一區域，進行液晶面板之穿透率控制及背光源之背光源值控制。
依據上述之構成，藉由將背光源分割，即可依所分割之每一背光源區域設定最佳背光源值，而可使整體之背光源消耗電力降低。
發明之詳細說明之項中所作具體實施態樣或實施例均僅是使本發明之技術內容更明確，不應僅限定於該種具體例而作狹義解釋，在本發明之精神及以下所記載之專利請求事項之範圍內，均可作各種變更而加以實施。
11‧‧‧彩度減低部
12、12a、12b‧‧‧輸出信號產生部
13、13a、13b‧‧‧液晶面板控制部
14‧‧‧RGBW液晶面板(液晶面板)
15、15a、15b‧‧‧背光源控制部
16、16a、16b‧‧‧白色背光源(主動背光源)
21‧‧‧背光源上限值算出部
22‧‧‧信號轉換部
31‧‧‧W穿透量算出部
32‧‧‧RGB穿透量算出部
33‧‧‧背光源值算出部
34‧‧‧穿透率算出部
41‧‧‧輸入信號分割部
51‧‧‧個人電腦本體
52‧‧‧CPU
53‧‧‧記憶體
54‧‧‧輸出入介面
55‧‧‧輸出入裝置
56‧‧‧記憶媒體
100‧‧‧液晶面板
101、102‧‧‧透明基板
103‧‧‧液晶層
104、105‧‧‧偏光片
106‧‧‧彩色濾光片
110‧‧‧背光源
圖1係為顯示本發明之實施形態者，其為顯示液晶顯示裝置之主要部分構成之區塊圖。
圖2(a)、(b)係為顯示上述穿透式液晶顯示裝置中之副像素之配置例之圖。
圖3(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖，圖3(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
圖4(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方 式之圖，圖4(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
圖5(a)~(e)係為顯示上述液晶顯示裝置中之背光源值及副像素穿透率之決定順序之圖。
圖6係為在上述液晶顯示裝置中，顯示彩度減低部之構成例之區塊圖。
圖7係為顯示上述彩度減低部之動作順序之流程圖。
圖8係為在上述液晶顯示裝置中，顯示輸出信號產生部之構成例之區塊圖。
圖9係為顯示上述輸出信號產生部之動作順序之流程圖。
圖10係為顯示本發明之另一實施形態者，其為顯示穿透式液晶顯示裝置之主要部分構成之區塊圖。
圖11係為顯示本發明之以軟體實現顯示控制處理時之系統構成之圖。
圖12係為顯示本發明之以軟體實現顯示控制處理時之系統構成之變形例之圖。
圖13係為顯示穿透式液晶顯示裝置之一般性構成之剖面圖。
圖14係為顯示穿透式液晶顯示裝置中之副像素之一般性配置例之圖。
圖15(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖，圖15(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
圖16(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖，圖16(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
圖17(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖，圖17(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
圖18(a)係為顯示本液晶顯示裝置中之背光源值之求解方式之圖，圖18(b)係用以比較而顯示專利文獻1中之背光源值之求解方式之圖。
11‧‧‧彩度減低部
12‧‧‧輸出信號產生部
13‧‧‧液晶面板控制部
14‧‧‧RGBW液晶面板(液晶面板)
15‧‧‧背光源控制部
16‧‧‧白色背光源(主動背光源)

Claims (9)

  1. 一種穿透式液晶顯示裝置，其包括：液晶面板，其將1像素分割為紅(R)、綠(G)、藍(B)、及白(W)之4個副像素；白色主動背光源，其可控制發光亮度；彩度減低部，其對於作為輸入圖像之第1輸入RGB信號中所包含之像素資料之中，亮度及彩度較高之像素資料施以彩度減低處理，而將該第1輸入RGB信號轉換成第2輸入RGB信號；輸出信號產生部，其從上述第2輸入RGB信號產生上述液晶面板之各像素中之R、G、B、W之各副像素之穿透率信號，並且算出上述主動背光源中之背光源值；液晶面板控制部，其依據在上述輸出信號產生部所產生之上述穿透率信號驅動控制液晶面板；及背光源控制部，其根據在上述輸出信號產生部所算出之背光源值而控制上述背光源之發光亮度。
  2. 如請求項1之穿透式液晶顯示裝置，其中上述彩度減低部係在施行上述彩度減低處理之像素資料中，於該彩度減低處理前後，不使亮度及色相變化而僅使彩度減低。
  3. 如請求項1之穿透式液晶顯示裝置，其中上述彩度減低部可變更彩度減低處理之程度。
  4. 如請求項3之穿透式液晶顯示裝置，其中以將RGB副像素之各穿透率設為x%並將W副像素之各 穿透率設為0%時之顯示亮度P1、及將RGB副像素之各穿透率設為0%並將W副像素之各穿透率設為x%時之顯示亮度P2之比P2/P1為白色亮度比WR時，上述彩度減低部依據白色亮度比WR而設定彩度減低處理之程度之變更範圍。
  5. 如請求項1之穿透式液晶顯示裝置，其中上述彩度減低部係藉由以下(A)之順序抽出作為輸入圖像之第1輸入RGB信號中所包含之像素資料之中，亮度及彩度較高之像素資料；並對於所抽出之像素資料，藉由以下(B)之順序施以彩度減低處理；(A)藉由MAXw=MAX×B1Ratio之式算出背光源上限值MAXw，並將滿足MAXw<maxRGB-minRGB之注目像素資料抽出作為亮度及彩度較高之像素資料，其中WR：白色亮度比(將RGB副像素之各穿透率設為x%並將W副像素之各穿透率設為0%時之顯示亮度P1、及將RGB副像素之各穿透率設為0%並將W副像素之各穿透率設為x%時之顯示亮度P2之比P2/P1)MAX：不進行彩度減低處理時之背光源值之上限值B1Ratio：背光源值設定率(1/(1+WR)≦B1Ratio≦1.0) maxRGB=max (Ri，Gi，Bi)minRGB=min (Ri，Gi，Bi)Ri，Gi，Bi(i=1，2，…，Np)：第1輸入RGB信號中之注目像素之RGB值Np：輸入圖像之像素數max(A，B，…):A，B，…之最大值min(A，B，…):A，B，…之最小值(B)對於所抽出之像素資料，藉由以下之式來求出彩度減低處理後之像素資料：Rsi=α×Ri+(1-α)×Yi Gsi=α×Gi+(1-α)×Yi Bsi=α×Bi+(1-α)×Yi其中Rsi，Gsi，Bsi(i=1，2，…，Np)：第2輸入RGB信號中之彩度減低處理後之注目像素之RGB值Yi(i=1，2，…，Np)：注目像素之亮度α=MAXw/(maxRGB-minRGB)。
  6. 如請求項5之穿透式液晶顯示裝置，其中上述輸出信號產生機構係包括：W穿透量算出部，其藉由以下(A)之順序算出各W副像素之穿透量(Wtsi); RGB穿透量算出部，其藉由以下(B)之順序算出各RGB副像素之穿透量(Rtsi，Gtsi，Btsi)；背光源值算出部，其藉由以下(C)之順序算出背光源值 (Wbs)；及穿透率算出機構，其藉由以下(D)之順序算出各RGBW副像素之穿透率(rsi，gsi，bsi，wsi); (A)藉由Wtsi=min(maxRGBs/(1+1/WR)，minRGBs)之式算出W穿透量(Wtsi)，其中maxRGBs=max (Rsi，Gsi，Bsi)minRGBs=min (Rsi，Gsi，Bsi)(B)藉由Rtsi=Rsi-Wtsi Gtsi=Gsi-Wtsi Btsi=Bsi-Wtsi之式算出RGB穿透量(Rtsi，Gtsi，Btsi)，(C)藉由Wbs=max(Rtsl，Gtsl，Btsl，Wtsl/WR，…RtsNp，GtsNp，BtsNp，WtsNp/WR)之式算出背光源值(Wbs)，(D)藉由rsi=Rtsi/Wbs gsi=Gtsi/Wbs bsi=Btsi/Wbs wsi=Wtsi/Wbs/WR 之式算出RGBW穿透率(rsi，gsi，bsi，wsi)其中Wbs=0時，rsi=gsi=bsi=wsi=0。
  7. 如請求項1之穿透式液晶顯示裝置，其中相對於上述液晶面板包括複數個主動背光源；且對與各主動背光源對應之每一區域，進行液晶面板之穿透率控制及背光源之背光源值控制。
  8. 一種記錄媒體，其特徵為：記錄有控制程式，其使電腦進行如上述請求項5之各功能部之處理。
  9. 一種記錄媒體，其特徵為：記錄有控制程式，其使電腦進行如上述請求項6之各功能部之處理。
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