【手続補正書】
【提出日】平成17年2月15日(2005.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１密度の各々サブピクセルを含むイメージピクセルを付与するステップと、第１密度より小さい第２密度の表示ピクセルを有する表示であって、各表示ピクセルが第１の色および第２の色を表示し得る２つの空間的にオフセットした表示サブピクセルを備える表示を付与するステップと、表示サブピクセルを対応するイメージサブピクセルに依存する強度で表示するステップとを備える画像表示方法において、
表示ステップの前に、さらに、第１密度の第１イメージピクセルを第３密度の各々中間イメージサブピクセルを含む中間イメージピクセルにサイズ変更するステップと、
表示サブピクセルを所定数の対応する中間イメージサブピクセルから決定するステップと、
を備えることを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
中間イメージピクセルは表示ピクセルより高い密度を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
表示サブピクセルが表示格子に配置され、中間イメージピクセルが中間格子に配置され、且つ第３密度と第２密度の比が、表示サブピクセルに対応する格子を記述する中間格子の点の最少数の整数倍に決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
表示サブピクセルを６角形格子に配置され、中間ピクセルの第３密度が３×２の整数倍であることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
第１密度の各々サブピクセルを含むイメージピクセルを付与する手段と、
第１密度より小さい第２密度の表示ピクセルを有する表示スクリーンであって、各表示ピクセルが第１の色および第２の色を表示し得る２つの空間的にオフセットした表示サブピクセルを備える表示スクリーンと、
表示サブピクセルを対応するイメージサブピクセルに依存する強度で表示する処理手段と、
を備える表示装置において、
当該表示装置は、さらに、第１密度の第１イメージピクセルを第３密度の各々中間イメージサブピクセルを含む中間イメージピクセルにサイズ変更する手段を備え、且つ
前記処理手段が、表示サブピクセルを所定数の対応する中間イメージサブピクセルから決定するよう構成されていることを特徴とする表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】表示装置および画像表示方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１密度の各々サブピクセルを含むイメージピクセルを付与するステップと、第１密度より小さい第２密度の表示ピクセルであって、各々第１の色および第２の色を表示し得る２つの空間的にオフセットした表示サブピクセルを備える表示ピクセルを有する表示を付与するステップと、表示サブピクセルを対応するイメージサブピクセルに依存する強度で表示するステップとを備える画像表示方法に関するものである。
本発明は、この方法を実施する表示装置にも関するものである。
【０００２】
この画像表示方法はプラズマディスプレイパネル上に画像を表示させるためおよび例えば数メートルの対角寸法のスクリーンを有する極めて大きなディスプレイ上にイメージを表示させるために使用することができる。このような大きなディスプレイは種々の赤、緑および青ＬＥＤを備えるスクリーンからなる。スクリーン上のＬＥＤの分布にはいくつかの異なるパターンを使用することができる。１つの配列は、例えば図２に示す六角形配列である。
【０００３】
頭書に記載のイメージ表示方法および装置はＵＳ５，３４１，１５３から既知である。この既知の方法では、各赤表示サブピクセルを、該赤表示サブピクセルの位置を中心とする第１領域を横切って延在する少なくとも２つの赤イメージサブピクセルの関数である強度で表示する。この第１領域は第１表示サブピクセルの面積より大きい面積を有する。各緑表示サブピクセルを、該緑表示サブピクセルの位置を中心とする第２領域を横切って延在する少なくとも２つの緑イメージサブピクセルの関数である強度で表示する。この第２領域は第２表示サブピクセルの面積より大きい面積を有する。各青表示サブピクセルを、該青表示サブピクセルの位置を中心とする第３領域を横切って延在する少なくとも２つの青イメージサブピクセルの関数である強度で表示する。この第３領域は第３表示サブピクセルの面積より大きい面積を有する。この方法の欠点は、第１密度のイメージピクセルと第２密度の表示ピクセルとのスケールファクタ（倍率）が非整数値になるかもしれない点にある。この場合には、イメージピクセルと赤、緑および青表示サブピクセル、即ちＬＥＤの位置関係がイメージピクセルの位置と共に変化し、計算が複雑になるとともに、表示イメージにアーチファクトを生ずる。このため、スケールファクタは整数値が選択される。このことは、ＬＥＤスクリーンのモジュラービルドの可能性およびＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＶＧＡ，ＳＶＧＡ，ＸＶＧＡなどの種々のディスプレイ標準が与えられる場合に、表示スクリーンの解像度及び/又はサイズに関するフレキシビリティを制限する。モジュラーＬＥＤスクリーンは例えば３２×３２ＬＥＤからなる複数のモジュールで組み立てることができる。
【０００４】
本発明の目的は、所定の解像度及び/又はサイズを有する表示スクリーン上に改善された画質で画像を表示する画像表示方法および種々のディスプレイ標準とともに使用するための画像表示方法を提供することにある。
【０００５】
本発明は、この目的を達成するために、頭書に記載の画像表示方法において、表示ステップの前に、さらに、第１密度の第１イメージピクセルを第３密度の各々中間イメージサブピクセルを含む中間イメージピクセルにサイズ変更するステップと、表示サブピクセルを所定数の対応する中間イメージサブピクセルから決定するステップとを備えることを特徴とする。
この方法によれば、表示ピクセルを中間イメージサブピクセルから得るため適切なスケールファクタを選択することが許される。他の利点は、適切なスケールファクタを選択することにより、表示サブピクセルを中間サブピクセルから決定するステップを簡単な計算を用いて実行することができる点にある。その結果、前記画像から中間画像に変換するフィルタ処理を矩形格子内で実行し得るのみである既存のスケーリング回路を用いて簡単なハードウエア実現が可能となる。さらに、本発明方法によれば、所定の解像度、ピクセル配列及び/又はサイズを有する表示スクリーンを種々のビデオ標準と共に使用することが可能となり、この表示スクリーンは所定数のＬＥＤからなる数個のディスプレイモジュールで構成することができる。
【０００６】
本発明方法の好適実施例では、中間イメージピクセルの密度を表示ピクセルの密度より高くする。このようにすると、改善された解像度の表示が知覚される。
【０００７】
本発明方法の他の実施例では、表示サブピクセルを表示格子に配置し、中間イメージピクセルを中間格子に配置し、第３密度と第２密度の比を、表示サブピクセルに対応する格子を記述するための中間格子の点の最少数の整数倍に決定することを特徴とする。この場合、中間格子を、選択した色に対して、中間サブピクセルから表示サブピクセルを計算するための最適なフィルタ構成が得られるように選択することが可能となる。
【０００８】
本発明の他の実施例では、表示サブピクセルを６角形格子に配置し、中間ピクセルの第３密度を３×２の整数倍にする。この中間格子の選択の場合には、中間サブピクセルから表示サブピクセルを決定する２次元フィルタを表示スクリーンの各色に対し同一にすることができ、且つ単一のプロセッサで達成することができる。
【０００９】
本発明の他の目的は、所定の解像度及び/又はサイズを有する表示スクリーン上に改善された画質で画像を表示する表示装置であって種々のディスプレイ標準規格とともに使用する表示装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明の表示装置は、第１密度の第１イメージピクセルを第３密度の中間イメージサブピクセルであって各々中間イメージサブピクセルを備える中間イメージピクセルにサイズ変更する手段と、表示サブピクセルを所定数の対応する中間イメージサブピクセルから決定する処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は以下に記載する実施例を参照すると明らかになる。
【００１１】
図１は、第１密度のイメージピクセルを有する入力画像１１を提供するイメージソース３を備える表示装置１のブロック図である。イメージソース３はパーソナルコンピュータまたはテレビジョンとすることができる。入力画像１１の各イメージピクセルはそれぞれ赤色、緑色および青色の３つのサブピクセルからなる。イメージソース３は、入力画像を第１密度の第１イメージピクセルを有する入力画像を第３密度の中間イメージピクセルを有する中間画像１３にサイズ変更するスケーラ５に接続する。各中間ピクセルは赤色、緑色および青色の３つのサブ中間ピクセルを備える。スケーラ５は処理手段７を経て表示スクリーン９に接続する。表示スクリーン９は第２密度を有する複数の表示ピクセルを備える。各表示ピクセルは空間オフセットを有する３つの表示サブピクセルを備える。１つの表示ピクセルの各サブピクセルは赤、緑および青の各色で発光するＬＥＤからなる。
【００１２】
図２は六角形格子に配置されたＬＥＤ配列２０を示す。赤、緑および青のＬＥＤ  Ｒ，Ｇ，Ｂの配列はデルタナブラ配列と呼ばれている。
【００１３】
図３は、各表示ピクセルの３つのカラーサブピクセルまたはＬＥＤの配列を示す。図３の上半部は赤、緑および青のＬＥＤ  Ｒ，Ｇ，Ｂのデルタナブラ配列３０を示す。図３の下半部は、デルタナブラ配列は矩形格子の表示ピクセル３１，３２，３３，３４になることを示す。矩形格子は図３に矩形３１，３２，３３，３４として示す入力画像のピクセルに対応させることができる。しかし、コストを低減するために、赤、緑および青ＬＥＤは、通常、入力画像のイメージピクセルより低い密度を有する。また、赤、緑または青ＬＥＤの間には空間オフセットも存在する。このオフセットは表示サブピクセルの色とピクセル位置とに依存し、カラー画像アーチファクトを生ずる。このオフセットを補償するために、表示サブピクセルを処理装置７において入力画像のピクセルをフィルタリングすることにより決定する。
【００１４】
さらに、表示スクリーンは、例えば３２×３２ＬＥＤからなる多数のモジュールから組み立てることができる。表示スクリーンは、例えば３８４（水平）×２８８（垂直）モジュールから組み立てることができる。これらの３２×３２モジュールの種々の組合せにより、表示スクリーン９の解像度及び/又はサイズを外部アプリケーションにおいても内部アプリケーションにおいても種々のビューイング条件に適合させることができる。
【００１５】
表示スクリーンのスクリーンサイズおよび解像度のフレキシビリティを高めるために、スケーラ５により第１密度のイメージピクセルを有する入力画像１１を第３密度の中間ピクセルを有する中間画像１３にサイズ変更する。中間ピクセルの第３密度はイメージピクセルの第１密度より大きくするのが好ましい。中間ピクセルの第３密度とイメージピクセルの第１密度との比は、表示スクリーン９の表示格子を中間格子で記述するために中間格子の点の最少数の整数倍とする。
【００１６】
第１の例では、赤、緑および青表示サブピクセルを中間画像１３の中間赤、緑および青サブピクセルから種々の２次元フィルタにより計算する。
【００１７】
図４は中間ピクセル４１，４２，４３，４４，４５および４６の格子と表示装置１に使用する表示スクリーンの第１の例の表示サブピクセルＲ，Ｇ，Ｂの格子を示す。赤、緑または青表示サブピクセルＲ，Ｇ，Ｂの格子は両直交方向にオフセットを有する２つの矩形中間格子により表現することができる。この例では、緑サブピクセルの表示格子は六角形格子であり、この格子は中間矩形格子のＸ方向の１つの点とＹ方向の２つの点で記述することができる。赤および青サブピクセルのそれぞれの表示格子は、中間矩形格子のＸ方向の３つの点とＹ方向の２つの点で記述することができる六角形格子である。この場合、赤、緑および青の各表示ピクセルに対するサンプリング関数は、
Ｒhexagonal＝R(x,y)(Δ２Δx,Δy(x-Δx/3,y)＋Δ２Δx,Δy(x+2Δx/3,y))
Ｇhexagonal＝Ｇ(x,y)(Δ２Δx,Δy(x,y)＋Δ２Δx,Δy(x+Δx,y+Δy/2))
Ｂhexagonal＝Ｂ(x,y)(Δ２Δx,Δy(x+Δx/3,y)＋Δ２Δx,Δy(x-2Δx/3,y+Δy/2))
となる。
【００１８】
ここで、
ΔΔx,Δy(x,y)は２次元サンプリング関数を表し、
ｘ，ｙは表示格子の座標を表し、
Δｘ，Δｙは表示格子の水平および垂直方向のピッチを表す。
本例では、ピッチΔｘ，Δｙは直交する各方向における表示ピクセルが占める領域の２つの隣接する中心の距離に等しい。
【００１９】
画質を向上させるためには、中間格子の第３密度と表示格子の第２密度との比を中間格子の点の数の整数倍にして表示ピクセルの六角形格子を中間格子で表現する必要がある。本例では、２×２または３×２のような１×２の整数倍を使用することができる。
【００２０】
図５は、緑表示サブピクセルＧ１、青表示サブピクセルＢ１および赤表示サブピクセルＲ１を得るためのフィルタのそれぞれの２次元環境の係数を示す。本例では、中間格子のピクセルの位置は表示格子の緑表示サブピクセルの位置に対し対称である。従って、緑表示サブピクセルに対する２次元フィルタは緑サブピクセルを中心に位置し、最適に選択することができる。赤および青中間サブピクセルの位置は表示格子の赤および青表示サブピクセルの位置に対し対称でない。従って、赤および青表示サブピクセルに対する２次元フィルタは相違する。この２次元フィルタジオメトリの選択は、視覚が緑光に対し高感度になるため、知覚される画質が向上する。
【００２１】
図６は表示装置の第２の例の中間ピクセル６１，６２，６３，６４，６５および６６の格子と表示サブピクセルＲ，Ｇ，Ｂの格子を示す。本例では、表示格子はＸ方向における第３中間格子の３つの点とＹ方向における２つの点で記述される六角形格子であり、ＲＧＢサンプリング関数は、
ＲＧＢhexagonal＝R(x,y)(Δ２Δx,Δy(x-Δx/3,y)＋Δ２Δx,Δy(x+2Δx/3,y+Δy/2))＋
Ｇ(x,y)(Δ２Δx,Δy(x,y)＋Δ２Δx,Δy(x+Δx,y+Δy/２))＋
Ｂ(x,y)(Δ２Δx,Δy(x+Δx/3,y)＋Δ２Δx,Δy(x-2Δx/3,y+Δy/2))
となる。
【００２２】
ここで、
ΔΔx,Δy(x,y)は２次元サンプリング関数を表し、
ｘ，ｙはサンプリング格子の座標を表し、
Δｘ，Δｙはサンプリング格子の水平および垂直方向のピッチを表す。
本例では、ピッチΔｘ，Δｙは表示ピクセルが占める領域の２つの隣り合う中心の距離に等しい。
【００２３】
中間ピクセルの矩形格子は第２の２次元サンプリング関数ΔΔx/3,Δy/2(x,y)で記述される。この第２の例では、中間ピクセルの第３密度と表示ピクセルの第２密度との比は、六角形表示格子を中間格子を用いて表現するために中間格子の点の数の整数倍に等しくする必要がある。本例では、中間格子と表示格子の密度の比は３×４または６×２のような３×２の整数倍とする必要がある。
【００２４】
図７は、緑表示サブピクセル、青表示サブピクセルおよび赤表示サブピクセルを得るためのそれぞれのフィルタの２次元環境の係数を示す。本例では、中間格子の赤、緑および青サブピクセルの位置が表示格子の赤、緑および青表示サブピクセルの位置と一致する。従って、すべての表示サブピクセルＲ，Ｇ，Ｂに対する２次元フィルタは同一にすることができ、単一のプロセッサ，例えば一般に公知のプログラマブルゲートアレイにより達成することができる。さらに、所定の第２および第３密度の表示画像および中間画像に対して、中間格子の赤および青サブピクセルの位置が表示格子の赤および青ＬＥＤ７０の位置と一致し、アーチファクトが減少する。
【００２５】
上述の実施例は本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明の範囲から逸脱することなく多くの代替解決手段を設計することができる。請求の範囲にはいくつかの手段を列挙しているが、これらの手段のいくつかは１つの同種のハードウエアで実現することができる。本発明は大型スクリーンディスプレイや他のマトリクスディスプレイ（ディジタルマイクロミラーデバイス、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＰＡＬＣディスプレイ、ＬＣＤなど）に適用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＬＥＤ表示装置のブロック構成図である。
【図２】表示スクリーンのＬＥＤ配列を示す図である。
【図３】表示ピクセル内のＬＥＤの配列を示す図である。
【図４】表示装置の第１の実施例の中間格子と表示格子を示す図である。
【図５】第１の実施例に対するフィルタ環境を示す図である。
【図６】表示装置の第２の実施例の中間格子と表示格子を示す図である。
【図７】第２の実施例に対するフィルタ環境を示す図である。