(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部と、
入力画像信号に対してフィルタ処理を行う画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、
三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する原色変換部と、
前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行うサブ画素処理部とを備え、
前記サブ画素処理部が、高周波成分の強調処理を行うハイパスフィルタ部と、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出し、抽出したモノクロ成分を前記ハイパスフィルタ部へ出力するモノクロ成分抽出部とを備えた、画像表示装置。
【請求項２】
赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部と、
入力画像信号に対してフィルタ処理を行う画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、
三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する原色変換部と、
前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行うサブ画素処理部とを備え、
前記サブ画素処理部が、平滑化処理を行うローパスフィルタと、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出し、抽出したモノクロ成分を前記ローパスフィルタへ出力するモノクロ成分抽出部とを備えた、画像表示装置。
【請求項３】
前記画像処理部が、前記三原色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う画素強調部をさらに備えた、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画素強調部が、
赤色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う赤色画素用ハイパスフィルタ部と、
緑色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う緑色画素用ハイパスフィルタ部と、
青色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う青色画素用ハイパスフィルタ部とを含む、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記画素強調部が、
前記三原色の入力画像信号を輝度信号と色差信号とに分離する色空間変換部と、
前記輝度信号の高周波成分の強調処理を行うハイパスフィルタ部と、
前記色差信号を遅延させる遅延器と、
前記ハイパスフィルタ部の出力と前記遅延器の出力とを入力し、前記三原色の入力画像信号と同じ形式に変換する色空間逆変換部とを備えた、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタが均一な大きさを有し、
前記サブ画素処理部のフィルタ処理におけるフィルタ係数が、フィルタ関数の等サンプル点における値を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタが不均一な大きさを有し、
前記サブ画素処理部のフィルタ処理におけるフィルタ係数が、フィルタ関数の不均等サンプル点における値を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記三原色以外のサブ画素色が、黄色、シアン、マゼンタ、白、原色の赤と彩度の異なる赤、原色の緑と彩度の異なる緑、および、原色の青と彩度の異なる青、から選ばれる少なくとも一色を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部に画像を表示する画像表示方法であって、
三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する工程と、
前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程とを含み、
前記サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程は、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出する工程と、前記モノクロ成分に対して高周波成分の強調処理を行う工程とを備える、画像表示方法。
【請求項１０】
赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部に画像を表示する画像表示方法であって、
三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する工程と、
前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程とを含み、
前記サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程は、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出する工程と、前記モノクロ成分に対して平滑化処理を行う工程とを備える、画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像信号に対して輪郭強調処理または平滑化処理等のフィルタ処理を行った画像を表示する画像表示装置に関し、特に、１つの画素を構成するサブ画素の色が、赤、緑、および青の三原色と前記三原色以外の色との４色以上である表示部を備えた画像表示装置と、この表示部における画像表示方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色を表示する３つのサブ画素によって１つの画素を構成し、カラー表示を行う画像表示装置が広く普及している。また、画像表示装置において、ハイパスフィルタを用いて抽出した高周波成分を重畳することによる輪郭強調処理や、ローパスフィルタを用いて高周波成分を除去することによる平滑化処理等の各種フィルタ処理を行うことも、広く知られている。例えば、輪郭強調処理を行えば、精細感が向上した鮮明な画像が得られる。また、平滑化処理を行えば、ノイズが除去されて滑らかな画像が得られる。【０００３】
さらに、より高い精細感を達成するために、補間によってサブピクセル精度の画像を生成し、サブピクセル画像の特定周波数帯に属する成分を強調した強調画像を生成し、サブピクセルレンダリング処理を行って表示画像を生成する技術も提案されている（例えば特開２００５−１４１２０９号公報参照）。
【発明の開示】
【０００４】
近年は、色再現範囲（表示可能な色の範囲）を拡大すべく、赤、緑、および青の三色のサブ画素に加えて、例えば黄またはシアンのサブ画素を加えた４つ以上のサブ画素によって１画素が構成された画像表示装置も実用化されつつある。
【０００５】
このように、１画素に含まれるサブ画素の色数が４色以上である画像表示装置において、上記した従来のサブピクセルレンダリング処理を適用しようとすると、補間画像を生成するための回路構成が複雑となり、装置の製造コストが増大するという問題がある。例えば、上記特許文献１に開示された構成では、１つの画素の入力画像信号がＲＧＢの三色の成分を持つ場合、その３倍の９つの成分を持つ補間画像を生成する必要がある。この問題は、サブ画素の色数が多くなるほど大きな問題となる。
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑み、１画素に含まれるサブ画素の色数が４色以上である表示部を備え、サブ画素レベルでのフィルタ処理がなされた高精細な画像を表示する画像表示装置と、前記表示部に対する画像表示方法とを提供することを目的とする。
【０００７】
上記の目的を達成するために、ここに開示する画像表示装置は、赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部と、入力画像信号に対してフィルタ処理を行う画像処理部とを備え、前記画像処理部が、三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する原色変換部と、前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行うサブ画素処理部とを備えている。
【０００８】
また、ここに開示する画像表示方法は、赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部に画像を表示する画像表示方法であって、三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する工程と、前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程とを含む。
【０００９】
本発明によれば、１画素に含まれるサブ画素の色数が４色以上である表示部を備え、サブ画素レベルでのフィルタ処理がなされた高精細な画像を表示する画像表示装置と、前記表示部に対する画像表示方法とを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板の概略構成を示す平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構造を示す断面模式図である。
【図４】図４は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、図４に示した画像処理回路が備える原色変換部の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、図４に示した画像処理回路が備えるサブ画素強調部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６に示したサブ画素強調部が備える強調処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１の実施形態にかかる画像処理回路へのＲＧＢ入力信号（モノクロ信号）の一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１の実施形態にかかる画像処理回路において、ＲＧＢ入力信号から生成されたＲＧＢＹｅ信号の一例を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第１の実施形態にかかる画像処理回路において、図８Ｂの信号を、表示パネルにおけるサブ画素の並び順に並び替えた結果を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、第１の実施形態にかかる画像処理回路において、図８Ｃの信号の高周波成分を強調した結果を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１の実施形態にかかる画像処理回路において、ＲＧＢ入力信号（カラー信号）から生成されたＲＧＢＹｅ信号の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す信号を、表示パネルにおけるサブ画素の並び順に並び替えた結果を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂに示す信号から得られたモノクロ成分を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ｂに示す信号から得られたカラー成分を示す図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ｃに示すモノクロ成分の高周波成分を強調して得られた結果を示す図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図９Ｅに示す信号と、図９Ｄに示したカラー成分とを加算して得られた結果を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図１０に示された画素強調部の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１０に示された画素強調部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、図１０に示した画像処理回路が備えるサブ画素平滑部の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した平滑処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第２の実施形態にかかる画像処理回路へのＲＧＢ入力信号（モノクロ信号）の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａに示す信号を画素単位で強調して得られた結果を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂに示すＲＧＢ信号から生成されたＲＧＢＹｅ信号の一例を示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ｃに示す信号を、表示パネルにおけるサブ画素の並び順に並び替えた結果を示す図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、図１５Ｄに示す信号に平滑化処理を行った結果を示す図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、第３の実施形態にかかる画像処理回路へのＲＧＢ入力信号（モノクロ信号）の一例を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａに示すＲＧＢ信号から生成されたＲＧＢＹｅ信号の一例を示す図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ｂに示す信号を、表示パネルにおけるサブ画素の並び順に並び替えた結果を示す図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ｃに示す信号に平滑化処理を行った結果を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、サブ画素の面積が全ての画素色について均一である場合の、フィルタ係数の決定手法の一例を示す模式図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、サブ画素の面積が画素色毎に異なる場合の、フィルタ係数の決定手法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態にかかる画像表示装置は、赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部と、入力画像信号に対してフィルタ処理を行う画像処理部とを備え、前記画像処理部が、三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する原色変換部と、前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行うサブ画素処理部とを備えた構成である。
【００１２】
この構成では、画像処理部において、原色変換部が、三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する。また、サブ画素処理部が、前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行う。
【００１３】
これにより、１画素に含まれるサブ画素の色数が４色以上である画像表示装置であって、上記従来の構成のように補間処理を行うことなく、サブ画素レベルでのフィルタ処理がなされた高精細な画像を表示する画像表示装置を提供することが可能となる。
【００１４】
上記の実施形態にかかる画像表示装置において、前記サブ画素処理部が、高周波成分の強調処理を行うハイパスフィルタ部を備えた構成とすることができる。この構成により、サブ画素レベルで強調処理がなされた高精細な表示が実現できるからである。また、この場合に、前記サブ画素処理部が、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出し、抽出したモノクロ成分を前記ハイパスフィルタ部へ出力するモノクロ成分抽出部をさらに備えた構成とすることが好ましい。モノクロ成分に対してのみ高周波成分の強調処理を行うことにより、色相の変化を抑制できるからである。
【００１５】
上記の実施形態にかかる画像表示装置において、前記サブ画素処理部が、平滑化処理を行うローパスフィルタを備えた構成とすることができる。この構成によれば、サブ画素レベルでノイズが抑制された滑らかな表示が実現できるからである。また、この場合に、前記サブ画素処理部が、１画素に属する複数のサブ画素信号の最小値をモノクロ成分として抽出し、抽出したモノクロ成分を前記ローパスフィルタへ出力するモノクロ成分抽出部をさらに備えた構成とすることが好ましい。モノクロ成分に対してのみ平滑化処理を行うことにより、色相の変化を抑制できるからである。
【００１６】
また、上記のサブ画素処理部にローパスフィルタを備えた構成において、さらに、前記画像処理部が、前記三原色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う画素強調部をさらに備えたとすることが好ましい。これにより、画素単位で強調処理のみを施した場合と比較して、画素エッジにおける強調度合いは小さくなるものの、サブ画素単位でノイズが抑制された滑らかな表示が実現される。
【００１７】
なお、前記の画素強調部は、赤色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う赤色画素用ハイパスフィルタ部と、緑色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う緑色画素用ハイパスフィルタ部と、青色の入力画像信号に対して、高周波成分の強調処理を画素単位で行う青色画素用ハイパスフィルタ部とを含む構成とすることができる。
【００１８】
あるいは、前記の画素強調部は、前記三原色の入力画像信号を輝度信号と色差信号とに分離する色空間変換部と、前記輝度信号の高周波成分の強調処理を行うハイパスフィルタ部と、前記色差信号を遅延させる遅延器と、前記ハイパスフィルタ部の出力と前記遅延器の出力とを入力し、前記三原色の入力画像信号と同じ形式に変換する色空間逆変換部とを備えた構成としても良い。この構成によれば、前述の構成と比較して、画素強調部の回路規模を約１／３に抑制することができる。また、輝度信号のみに対して強調処理を行うことにより、色相変化を抑える効果もある。
【００１９】
本実施形態にかかる画像表示装置において、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタが均一な大きさを有する場合は、前記サブ画素処理部のフィルタ処理におけるフィルタ係数が、フィルタ関数の等サンプル点における値を有することが好ましい。一方、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタが不均一な大きさを有する場合は、前記サブ画素処理部のフィルタ処理におけるフィルタ係数が、フィルタ関数の不均等サンプル点における値を有することが好ましい。
【００２０】
本実施形態にかかる画像表示装置において、前記三原色以外のサブ画素色が、黄色、シアン、マゼンタ、白、原色の赤と彩度の異なる赤、原色の緑と彩度の異なる緑、および、原色の青と彩度の異なる青、から選ばれる少なくとも一色を含む構成とすることが好ましい。
【００２１】
サブ画素色に黄色、シアン、またはマゼンタを用いると、赤、緑、および青の三原色のみをサブ画素色として用いた場合よりも、例えば色域が広がる等の効果が得られる。また、黄色の代わりに、サブ画素色として白を用いると、輝度を高めることができる。あるいは、黄色の代わりに、原色の赤と彩度の異なる赤、原色の緑と彩度の異なる緑、または、原色の青と彩度の異なる青をサブ画素色として用いれば、より深い色を再現することができる。
【００２２】
また、本発明の一実施形態にかかる画像表示方法は、赤、緑、および青の三原色と、前記三原色以外の少なくとも一色とを含むサブ画素色のカラーフィルタが規則的に配置された表示部に画像を表示する画像表示方法であって、三原色の入力画像信号から、サブ画素色の各色に対応したサブ画素信号を生成する工程と、前記サブ画素信号に対して、前記表示部におけるサブ画素色のカラーフィルタの並び順にしたがった位置情報を与え、サブ画素単位でフィルタ処理を行う工程とを含む。
【００２３】
[実施の形態]
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２４】
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板２００の概略構成を示す平面図である。
【００２５】
図１に示すように、アクティブマトリクス基板２００は、マトリクス状に配置された複数の走査線４と信号線６とを有する。走査線４と信号線６との交点のそれぞれには、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８が設けられている。走査線４と信号線６とに囲まれた領域のそれぞれには、画素電極３５が配置されている。画素電極３５は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明な導電材料で形成されている。
【００２６】
図１に示す例においては、画素電極３５のうちの３５Ｒは、後に説明するカラーフィルタ基板における赤色（Ｒ）のカラーフィルタに対向する画素電極である。同様に、３５Ｇおよび３５Ｂは、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のカラーフィルタにそれぞれ対向する画素電極である。３５Ｙｅは、黄色（Ｙｅ）のカラーフィルタに対向する画素電極である。すなわち、本実施形態では、赤、緑、および青の三原色のサブ画素の他に、黄色のサブ画素の合計４つのサブ画素によって、１つの画素が構成されている。
【００２７】
なお、図１の例では、ＲＧＢの三原色以外に、黄色（Ｙｅ）のサブ画素を用いているが、三原色以外にサブ画素色として用いられる色は、黄色に限定されない。例えば、黄色の代わりに、シアンまたはマゼンタを用いても良い。サブ画素色に黄色、シアン、またはマゼンタを用いると、赤、緑、および青の三原色のみをサブ画素色として用いた場合よりも、例えば色域が広がる等の効果が得られる。また、黄色の代わりに、サブ画素色として白を用いると、輝度を高めることができる。あるいは、黄色の代わりに、原色の赤と彩度の異なる赤、原色の緑と彩度の異なる緑、または、原色の青と彩度の異なる青をサブ画素色として用いれば、より深い色を再現することができる。
【００２８】
ＴＦＴ８のゲート電極は、走査線４に接続されている。ＴＦＴ８のソース電極は、信号線６に接続されている。ＴＦＴ８のドレイン電極は、ドレイン引出し配線９を介して画素電極３５に接続されている。画素電極３５に印加された電圧を保持するための補助容量配線７が、走査線４と平行に配置されている。補助容量配線７は、絶縁膜を介してドレイン引出し配線９の端部と対向することにより、補助容量３を構成している。
【００２９】
図２は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板（対向基板）１００の概略構成を示す平面図である。
【００３０】
カラーフィルタ基板１００には、図２に示すように、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および赤（Ｒ）の三原色のカラーフィルタ１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｒと、黄色のカラーフィルタ１０Ｙｅとが、この順にストライプ状に配列されている。
【００３１】
各カラーフィルタの周囲およびフィルタ間には、ブラックマトリクス１０ＢＭが配置されている。なお、カラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、および１０Ｙｅはそれぞれ、特定の波長域付近の成分を選択的に透過する特性を有する。すなわち、赤、緑、および青のカラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、および１０Ｂは、入射光の赤色成分、緑色成分、および青色成分のそれぞれを主に透過させるものである。カラーフィルタ１０Ｙｅは、入射光の赤色成分と緑色成分との両方を主に透過させるものである。
【００３２】
カラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｙｅはそれぞれ、前述したアクティブマトリクス基板２００に設けられた画素電極３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂおよび３５Ｙｅと対向するように設けられている。ブラックマトリクス１０ＢＭは、走査線４および信号線６と対向するように設けられている。
【００３３】
図３は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備える表示パネル５００（表示部）の概略構造を示す断面模式図である。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態の表示パネル５００は、カラーフィルタ基板１００とアクティブマトリクス基板２００との間に、液晶層３００を有している。カラーフィルタ基板１００は、ガラス基板２１の外側（観察面側）に、位相差板２２および偏光板２３を備えている。ガラス基板２１の内側（背面側）には、カラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｙｅ、ブラックマトリクス１０ＢＭ、オーバーコート層２５、対向電極２６、および配向膜２７を備えている。
【００３５】
位相差板２２は、透過する光の偏光状態を調整するものである。偏光板２３は、特定の偏光成分の光だけを透過させるものである。本実施形態では、位相差板２２および偏光板２３の、配置および構成を調整することにより、位相差板２２および偏光板２３が、円偏光板として機能するように設定されている。
【００３６】
オーバーコート層２５は、カラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｙｅから液晶層３００内に汚染物が溶出するのを防ぐと共に、カラーフィルタ基板１００の表面を平坦化するものである。対向電極２６は、カラーフィルタ基板１００の全面にわたって形成されている。対向電極２６は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明な導電材料からなる。配向膜２７は、液晶層３００内の液晶分子の配向を制御する。
【００３７】
アクティブマトリクス基板２００は、ガラス基板３１の外側（背面側）に、位相差板３２および偏光板３３を備えている。ガラス基板３１の内側（観察面側）には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８、層間絶縁膜３４、画素電極３５（３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂおよび３５Ｙｅ）および配向膜３８等が設けられている。
【００３８】
位相差板３２は、位相差板２２と同様に、透過する光の偏光状態を調整する。偏光板３３は、偏光板２３と同様に、特定の偏光成分の光だけを透過させる。本実施形態では、偏光板３３は、カラーフィルタ基板１００側に配置された円偏光板（位相差板２２および偏光板２３）と、偏光軸が互いに直交するように配置されている。
【００３９】
ただし、位相差板２２、偏光板２３、位相差板３２、および偏光板３３の上記の設定は、あくまでも一例である。これらの光学部材は、異なる光学特性を実現するように設定されていても良い。また、液晶モードや求められる光学特性等によっては、位相差板および偏光板の少なくとも一方が不要である場合もある。
【００４０】
画素電極３５（３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂおよび３５Ｙｅ）のそれぞれは、コンタクトホール３７を介してＴＦＴ８に接続されている。画素電極３５は、ＴＦＴ８によって駆動され、液晶層３００に電圧を印加して液晶分子を駆動する。配向膜３８は、配向膜２７と同様に、液晶層３００内の液晶分子の配向を制御する。
【００４１】
アクティブマトリクス基板２００の裏面側（背面側）には、バックライト３６が設けられている。なお、ここに例示した表示パネル５００は、透過型液晶表示パネルであるためバックライト３６を備えているが、バックライトが不要な場合もある。
【００４２】
次に、本実施形態にかかる液晶表示装置における画像処理について説明する。
【００４３】
図４に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置は、表示パネル５００へ画像信号を供給する画像処理装置として、ＲＧＢの三原色の画像信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを入力し、ＲＧＢＹｅの四色の画像信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ，Ｙｅｏｕｔを出力する画像処理回路４０を備えている。なお、本実施形態の画像処理回路４０は、三原色の画像信号を四色の画像信号に変換すると共に、後に詳しく説明するように、入力画像信号の輪郭を強調する処理も行う。
【００４４】
なお、画像処理回路４０は、例えば、表示パネル５００の回路基板に実装される回路チップとして実現することができる。あるいは、画像処理回路４０は、その機能を実現するコンピュータプログラムを記憶させたメモリ素子と、当該メモリ素子からプログラムを読み出して実行する汎用プロセッサとによって、実現することもできる。
【００４５】
また、本実施形態の液晶表示装置は、画像処理回路４０からの出力画像信号を表示パネル５００へ供給するドライバ２０を備えている。ドライバ２０は、画像処理回路４０から与えられた画像信号と、クロック信号や同期信号等の各種の制御信号とを用いて、表示パネル５００を駆動する。
【００４６】
図４に示すように、画像処理回路４０は、原色変換部４１と、サブ画素強調部４２とを備えている。原色変換部４１は、三原色で表わされる入力画像信号を、サブ画素の４色で表される画像信号（サブ画素信号）へ変換する。すなわち、原色変換部４１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の画像信号を入力し、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅの４色の画像信号に変換する。サブ画素強調部４２は、原色変換部４１から出力される４色の画像信号に対して、空間的な位置関係（サブ画素の配置）を考慮しながら、サブ画素単位での輪郭強調処理を施す。画像処理回路４０は、このサブ画素強調部４２を備えたことにより、画像の精細感をサブ画素単位で増加させることができる。
【００４７】
ここで、原色変換部４１の構成および動作の一例を説明する。図５は、原色変換部４１の概略構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、原色変換部４１は、変換マトリクス４１１と、マッピングユニット４１２と、二次元ルックアップテーブル４１３と、乗算器４１４とを備えている。
【００４８】
変換マトリクス４１１は、原色変換部４１へ入力されたＲＧＢ信号を、ＸＹＺ表色系の色空間に対応した信号（ＸＹＺ信号）に変換する。マッピングユニット４２は、ＸＹＺ信号をｘｙ座標空間に写像することにより、Ｙ値と色度座標（ｘ，ｙ）に対応した信号を生成する。
【００４９】
二次元ルックアップテーブル４１３は、サブ画素の色数と同数の複数の二次元ルックアップテーブルを有する。例えば、本実施形態のように、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の画像信号からＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅの四色の画像信号を生成する場合は、二次元ルックアップテーブル４１３は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅの四色にそれぞれ対応した４つの二次元ルックアップテーブルを有する。二次元ルックアップテーブル４１３は、色度座標（ｘ，ｙ）が与えられると、各サブ画素で表示すべき色の色相および彩度に対応したデータ（ｒ，ｇ，ｂ，ｙｅ）を出力する。
【００５０】
乗算器４１４において、Ｙ値と、二次元ルックアップテーブル４１３からの出力データ（ｒ，ｇ，ｂ，ｙｅ）とを乗算することにより、各サブ画素色に対応した信号Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅが生成される。
【００５１】
なお、図５を参照しながらここで説明した原色変換部４１の構成および動作はあくまでも一例であって、三原色の画像信号を四色以上のサブ画素色に対応した画像信号に変換する手法は、これに限定されない。
【００５２】
次に、サブ画素強調部４２の構成および動作の一例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６はサブ画素強調部４２の概略構成を示すブロック図である。
【００５３】
図６に示すように、サブ画素強調部４２は、サブ画素配置変換部４２１と、強調処理部４２２と、サブ画素配置逆変換部４２３とを備えている。
【００５４】
サブ画素配置変換部４２１は、原色変換部４１から与えられるＲＧＢＹｅ信号を、表示パネル５００におけるサブ画素の空間的配置の順に並び替える。言い換えると、サブ画素配置変換部４２１は、原色変換部４１から与えられる４色のサブ画素信号（ＲＧＢＹｅ信号）のそれぞれのサブ画素色成分に対して、表示パネル５００における各色サブ画素の空間的配置に応じた位置情報を与える。強調処理部４２２は、サブ画素配置変換部４２１からの出力を、サブ画素単位で強調する処理を行う。サブ画素配置逆変換部４２３は、強調処理部４２２からの出力信号を、元のＲＧＢＹｅ信号の順に並び替える。
【００５５】
図７は、強調処理部４２２の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、強調処理部４２２は、モノクロ成分抽出部４２２ａと、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）４２２ｂと、加算器４２２ｃと、減算器４２２ｄと、加算器４２２ｅとを有している。
【００５６】
モノクロ成分抽出部４２２ａは、サブ画素配置変換部４２１で並び替えられたＲＧＢＹｅ信号（ＰＱＳＴ信号）から、モノクロ成分を抽出する。このとき、モノクロ成分抽出部４２２ａは、入力されたＰＱＳＴ信号から、１画素内におけるサブ画素値の最小値を算出し、その最小値をモノクロ成分として出力する。
【００５７】
ハイパスフィルタ４２２ｂは、モノクロ成分抽出部４２２ａで抽出されたモノクロ成分から、サブ画素単位で高周波成分を抽出する。加算器４２２ｃは、ハイパスフィルタ４２２ｂで抽出された高周波成分と、モノクロ成分とを加算する。これにより、加算器４２２ｃからの出力信号は、サブ画素単位で高周波成分が強調されたモノクロ成分となる。すなわち、ハイパスフィルタ４２２ｂと加算器４２２ｃとが、モノクロ成分に対してサブ画素単位で強調処理を行うハイパスフィルタ部４２２ｈを構成する。
【００５８】
なお、図７のハイパスフィルタ部４２２ｈでは、加算器４２２ｃにおいて、ハイパスフィルタ４２２ｂで抽出された高周波成分と、モノクロ成分とが単純に加算される。しかし、強調処理の手法はこれに限定されない。例えば、ハイパスフィルタ４２２ｂで抽出された高周波成分に対してゲイン処理等を行ってから、モノクロ成分と加算する構成としても良い。
【００５９】
減算器４２２ｄは、ＰＱＳＴ信号からモノクロ成分を減算する。これにより、減算器４２２ｄからの出力は、ＰＱＳＴ信号から抽出されたカラー成分となる。加算器４２２ｅは、減算器４２２ｄの出力信号と、加算器４２２ｃからの出力信号とを加算する。
【００６０】
ここで、具体例を用いて、画像処理回路４０による処理の効果について説明する。
【００６１】
まず、図８Ａ〜図８Ｄを参照しながら、画像処理回路４０への入力信号がモノクロ信号である場合について説明する。なお、入力信号がモノクロ信号である場合は、図８Ａに示すように、入力信号におけるＲ，Ｇ，Ｂの各成分が同じ値である。
【００６２】
図８Ａに示す３色のＲＧＢ信号は、原色変換部４１により、図８Ｂに示す４色のＲＧＢＹｅ信号に変換される。ここで得られたＲＧＢＹｅ成分のそれぞれの画素値は、入力ＲＧＢ信号のＲＧＢ成分の画素値と同じ値となる。
【００６３】
次に、サブ画素配置変換部４２１が、原色変換部４１から与えられたＲＧＢＹｅ信号を、表示パネル５００上のサブ画素配置と同じ順に並び替える。本実施形態の場合は、表示パネル５００上のサブ画素の配置が、図１〜図３に示すようにＧ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順となっている。したがって、サブ画素配置変換部４２１は、入力されたＲＧＢＹｅ信号を、図８Ｃに示すように、Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順に並び替える。
【００６４】
次に、モノクロ成分抽出部４２２ａにて、１画素内におけるサブ画素値の最小値を、モノクロ成分として抽出する。この例では、入力がモノクロ信号であるため、モノクロ成分は入力されたＲＧＢＹｅ信号の画素値と同じである。
【００６５】
次に、上記のように得られたモノクロ成分から、ハイパスフィルタ４２２ｂが高周波成分を抽出する。このとき、ハイパスフィルタ４２２ｂは、Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順に並び替えられたサブ画素単位の信号を入力し、サブ画素単位で信号値の変化を求め、高周波成分を抽出する。
【００６６】
加算器４２２ｃは、ハイパスフィルタ４２２ｂで抽出された高周波成分と、モノクロ成分とを加算する。これにより、加算器４２２ｃからの出力として、図８Ｄに示すように、サブ画素単位で高周波成分が強調された信号が得られる。なお、この例では、減算器４２２ｄからの出力はゼロであるため、加算器４２２ｅからの出力は、加算器４２２ｃからの出力と等しい。加算器４２２ｅから出力されたＰＱＳＴ信号は、サブ画素配置逆変換部４２３により、元のＲＧＢＹｅの並び順に変換され、出力される。
【００６７】
以上のとおり、本実施形態にかかる画像処理回路４０によれば、サブ画素単位で高周波成分が強調された信号が得られるので、より高精細な強調処理が実現される。
【００６８】
次に、図９Ａ〜図９Ｆを参照しながら、画像処理回路４０への入力信号がカラー信号である場合について説明する。
【００６９】
この場合も、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、サブ画素配置変換部４２１が、原色変換部４１から出力されたＲＧＢＹｅ信号の並び順を、表示パネル５００上のサブ画素の配置と同じ順（Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順）に並び替える。
【００７０】
次に、モノクロ成分抽出部４２２ａにて、１画素内におけるサブ画素値の最小値を、モノクロ成分として抽出する。これにより、図９Ｃに示すモノクロ成分が、画素毎に抽出される。例えば、図９Ｂに示す画素Ｐ１においては、青のサブ画素の画素値が当該画素内での最小値をとるので、この画素値がモノクロ成分として抽出される。同様にして、画素Ｐ２においては赤および黄のサブ画素の画素値、画素Ｐ３においては、緑および黄のサブ画素の画素値、画素Ｐ４においては、青のサブ画素の画素値が、それぞれモノクロ成分として抽出される。
【００７１】
また、モノクロ成分抽出部４２２ａで抽出されたモノクロ成分は、減算器４２２ｄへ与えられる。減算器４２２ｄが、ＰＱＳＴ信号からモノクロ成分を減算することにより、図９Ｄに示すカラー成分が、減算器４２２ｄからの出力として得られる。
【００７２】
次に、モノクロ成分抽出部４２２ａによって得られたモノクロ成分から、ハイパスフィルタ４２２ｂが高周波成分を抽出する。加算器４２２ｃは、ハイパスフィルタ４２２ｂで抽出された高周波成分と、モノクロ成分とを加算する。これにより、加算器４２２ｃからの出力として、図９Ｅに示すように、サブ画素単位で高周波成分が強調された信号（モノクロ成分）が得られる。
【００７３】
そして、加算器４２２ｅにおいて、加算器４２２ｃからの出力、すなわち、高周波成分が強調されたモノクロ成分（図９Ｅ）と、減算器４２２ｄからの出力、すなわち、カラー成分（図９Ｄ）とを加算することにより、図９Ｆに示すように、サブ画素単位で高周波成分が強調された出力信号が得られる。加算器４２２ｅから出力されたＰＱＳＴ信号は、サブ画素配置逆変換部４２３により、元のＲＧＢＹｅの並び順に変換され、出力される。
【００７４】
以上のとおり、本実施形態にかかる画像処理回路４０によれば、入力画像信号がカラー信号である場合も、サブ画素単位で高周波成分が強調された信号が得られるので、より高精細な強調処理が実現される。
【００７５】
また、本実施形態にかかる画像処理回路４０によれば、モノクロ成分抽出部４２２ａによって抽出されたモノクロ成分のみに対して、ハイパスフィルタ４２２ｂおよび加算器４２２ｃによる強調処理を行うので、カラー信号に強調処理を行った場合でも、強調処理による色相変化を最小限に抑えることができる。
【００７６】
特に、画像処理回路４０への入力信号として、ＲＧＢ原色やＣＭＹｅ補色のような純色が入力された場合には、サブ画素の画素値の最小値がゼロであるため、モノクロ成分抽出部４２２ａから出力されるモノクロ成分がゼロとなる。したがって、この場合は、ハイパスフィルタ４２２ｂおよび加算器４２２ｃによる強調処理が働かないので、色相変化や色にじみの発生を回避できるという利点もある。
[第２の実施形態]
【００７７】
本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。
【００７８】
図１０は、第２の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。なお、第１の実施形態で説明した構成と同じ機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付与し、その説明は省略する。
【００７９】
図１０に示すように、第２の実施形態にかかる液晶表示装置は、表示パネル５００へ画像信号を供給する画像処理装置として、ＲＧＢの三原色の画像信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを入力し、ＲＧＢＹｅの四色の画像信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ，Ｙｅｏｕｔとして出力する画像処理回路５０を備えている。
【００８０】
なお、本実施形態の画像処理回路５０は、第１の実施形態で説明した画像処理回路４０と同様に、三原色の画像信号を４色の画像信号に変換する処理を行う。ただし、第１の実施形態の画像処理回路４０が、サブ画素単位での輪郭強調処理を行う構成であったのに対して、画像処理回路５０は、一旦、画素単位で輪郭強調処理を行った後、サブ画素単位で平滑化処理を行う。なお、平滑化処理とは、高周波ノイズを除去し、画素値の変化を滑らかにする処理である。
【００８１】
このため、画像処理回路５０は、図１０に示すように、画素強調部５１と、原色変換部４１と、サブ画素平滑部５２とを備えている。画素強調部５１は、後に詳しく説明するが、画素単位での輪郭強調処理を行う。一方、サブ画素平滑部５２は、これも後に詳述するが、サブ画素単位での平滑化処理を行う。
【００８２】
図１１および図１２に、画素強調部５１の構成について二つの具体例を示す。
【００８３】
図１１に示す構成例では、ＲＧＢの三原色の画像信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに対応して、赤色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｒ、緑色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｇ、および青色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｂを備えた構成である。赤色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｒは、ハイパスフィルタ５１１と、加算器５１２とを備えている。緑色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｇおよび青色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｂの構成もこれと同じである。
【００８４】
赤色画素用ハイパスフィルタ部５１Ｒのハイパスフィルタ５１１は、画像信号Ｒｉｎから高周波成分を抽出する。抽出された高周波成分が、加算器５１２によって原画像信号Ｒｉｎに加算されることにより、画像信号Ｒｉｎの高周波成分が強調される。
【００８５】
一方、図１２に示す構成例では、画素強調部５１は、ハイパスフィルタ５１１および加算器５１２を有するハイパスフィルタ部５１６と、色空間変換部５１３と、遅延器５１４と、色空間逆変換部５１５とを備えている。
【００８６】
色空間変換部５１３は、ＲＧＢ入力信号を、輝度信号Ｙｉｎと色差信号Ｕｉｎ，Ｖｉｎとに分離する。輝度信号Ｙｉｎのみが、ハイパスフィルタ部５１６へ与えられ、その高周波成分が強調される。色差信号Ｕｉｎ，Ｖｉｎは、ハイパスフィルタ部５１６における強調処理に要する時間だけ、遅延器５１４において遅延されて、色空間逆変換部５１５へ出力される。色空間逆変換部５１５は、高周波成分が強調された輝度信号Ｙｉｎと、遅延された色差信号Ｕｉｎ，Ｖｉｎとを入力し、ＲＧＢ入力信号の形式へ逆変換する。
【００８７】
図１１に示した構成では、ハイパスフィルタ５１１と加算器５１２とが３セット必要であるが、図１２に示す構成によれば、ハイパスフィルタ５１１と加算器５１２が一組で良い。したがって、図１２に示した構成は、図１１に示した構成と比較して、ハイパスフィルタ部の回路規模が約１／３となり、画素強調部５１の回路規模を削減できる。また、図１２に示す構成によれば、輝度信号Ｙｉｎのみを抽出して強調処理を施すので、色相変化を抑制できるという効果がある。
【００８８】
なお、図１１および図１２に示した画素強調部５１では、加算器５１２が、ハイパスフィルタ５１１で抽出された高周波成分と原信号とを単純に加算することにより、強調処理を行う。しかし、強調処理の手法はこれに限定されない。例えば、ハイパスフィルタ５１１で抽出された高周波成分に対してゲイン処理等を行ってから、原信号と加算する構成としても良い。
【００８９】
次に、サブ画素平滑部５２の構成および動作について説明する。図１３は、サブ画素平滑部５２の概略構成を示すブロック図である。
【００９０】
図１３に示すように、サブ画素平滑部５２は、サブ画素配置変換部４２１と、平滑処理部５２２と、サブ画素配置逆変換部４２３とを備えている。サブ画素配置変換部４２１およびサブ画素配置逆変換部４２３の機能は、第１の実施形態と同じであるので、説明は繰り返さない。平滑処理部５２２は、サブ画素配置変換部４２１からの出力を、サブ画素単位で平滑化する処理を行う。
【００９１】
図１４は、平滑処理部５２２の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、平滑処理部５２２は、モノクロ成分抽出部４２２ａと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２２ｂと、減算器４２２ｄと、加算器４２２ｅとを有している。すなわち、サブ画素平滑部５２は、第１の実施形態の強調処理部４２２が備えるハイパスフィルタ部４２２ｈ（ハイパスフィルタ４２２ｂおよび加算器４２２ｃ）を、ローパスフィルタ５２２ｂに置き換えた構成に等しい。モノクロ成分抽出部４２２ａ等の説明は、ここでは繰り返さない。
【００９２】
ローパスフィルタ５２２ｂは、モノクロ成分抽出部４２２ａで抽出されたモノクロ成分から、サブ画素単位で低周波成分を抽出する。減算器４２２ｄは、ＰＱＳＴ信号からモノクロ成分を減算する。これにより、減算器４２２ｄからの出力は、ＰＱＳＴ信号から抽出されたカラー成分となる。加算器４２２ｅは、減算器４２２ｄの出力信号と、ローパスフィルタ５２２ｂからの出力信号とを加算する。
【００９３】
なお、図１４に示した平滑処理部５２２では、ローパスフィルタ５２２ｂで抽出された低周波成分がそのまま加算器４２２ｅへ与えられる。しかし、平滑処理の手法はこれに限定されない。例えば、ローパスフィルタ５２２ｂで抽出された低周波成分に対してゲイン処理等を行ってから、加算器４２２ｅでカラー成分と加算する構成としても良い。
【００９４】
ここで、具体例を用いて、本実施形態の画像処理回路５０による処理の効果について説明する。
【００９５】
ここでは、図１５Ａ〜図１５Ｅを参照しながら、画像処理回路５０への入力信号がモノクロ信号である場合について説明する。なお、入力信号がモノクロ信号である場合は、図１５Ａに示すように、入力信号におけるＲ，Ｇ，Ｂの各成分が同じ値である。
【００９６】
まず、図１５Ａに示す３色のＲＧＢ入力信号に対して、画素強調部５１により、画素単位の強調処理が行われる。これにより、ＲＧＢ入力信号の高周波成分が強調され、例えば図１５Ｂに示すような強調信号が得られる。次に、原色変換部４１により、図１５Ｂに示すＲＧＢ信号から、図１５Ｃに示すような４色のＲＧＢＹｅ信号が生成される。
【００９７】
次に、サブ画素配置変換部４２１が、原色変換部４１から与えられたＲＧＢＹｅ信号を、表示パネル５００上のサブ画素配置と同じ順に並び替える。本実施形態の場合は、サブ画素配置変換部４２１は、入力されたＲＧＢＹｅ信号を、図１５Ｄに示すように、Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順に並び替える。
【００９８】
次に、モノクロ成分抽出部４２２ａにて、１画素内におけるサブ画素値の最小値を、モノクロ成分として抽出する。この例では、入力がモノクロ信号であるため、モノクロ成分は入力されたＲＧＢＹｅ信号の画素値と同じである。
【００９９】
次に、上記のように得られたモノクロ成分から、ローパスフィルタ５２２ｂが、サブ画素単位で低周波成分を抽出する。これにより、ローパスフィルタ５２２ｂの出力として、ノイズとなる高周波成分がサブ画素単位で除去された、滑らかなモノクロ成分が得られる。なお、この例では、減算器４２２ｄからの出力はゼロであるため、加算器４２２ｅからの出力は、ローパスフィルタ５２２ｂからの出力と等しい。加算器４２２ｅから出力されたＰＱＳＴ信号は、サブ画素配置逆変換部４２３により、元のＲＧＢＹｅの並び順に変換され、出力される。
【０１００】
以上の処理により、本実施形態にかかる画像処理回路５０によれば、サブ画素単位で、ノイズとなる高周波成分が除去された信号が得られる。また、図１５Ｅから分かるように、本実施形態の画像処理回路５０では、第１の実施形態の画像処理回路４０の処理結果（図８Ｄ）のように、画素のエッジに鋭い強調処理を施すことはできない。しかし、図１５Ｂと図１５Ｅとを比較することから分かるように、画像処理回路５０によれば、画素単位での輪郭強調のみが施された段階の信号（図１５Ｂ）と比較して、サブ画素単位の細かな凹凸を生成することができている。つまり、画像処理回路５０は、サブ画素単位で、滑らかな強調信号を生成することができる。
【０１０１】
なお、入力信号がカラー信号である場合も、モノクロ信号の場合と同様に、サブ画素単位での滑らかな強調信号を生成することができるため、ここでは説明を省略する。
[第３の実施形態]
【０１０２】
本発明の第３の実施形態について、以下に説明する。
【０１０３】
図１６は、第３の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。図１６に示すように、第３の実施形態にかかる液晶表示装置は、表示パネル５００へ画像信号を供給する画像処理装置として、ＲＧＢの三原色の画像信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを入力し、ＲＧＢＹｅの四色の画像信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ，Ｙｅｏｕｔとして出力する画像処理回路６０を備えている。なお、本実施形態の画像処理回路６０は、第２の実施形態の画像処理回路５０と同様に、三原色の画像信号を４色の画像信号に変換すると共に、高周波ノイズを除去して画素値の変化を滑らかにする平滑化処理を行う。ただし、本実施形態の画像処理回路６０は、画素強調部５１を備えていない点において、第２の実施形態の画像処理回路５０とは異なっている。すなわち、第２の実施形態にかかる画像処理回路５０が、サブ画素単位での滑らかな輪郭強調処理を実現するものであるのに対して、本実施形態の画像処理回路６０は、サブ画素単位での平滑化処理を実現するものである。
【０１０４】
すなわち、画像処理回路６０は、原色変換部４１と、サブ画素平滑部５２とを備えている。原色変換部４１およびサブ画素平滑部５２の構成および機能については、前述の各実施形態で説明したとおりである。
【０１０５】
この構成により、画像処理回路６０は、ＲＧＢの三原色の入力信号を原色変換部４１でＲＧＢＹｅの４色の画像信号に変換した後に、サブ画素平滑部５２により、サブ画素単位での平滑化処理を行う。これにより、画素単位の映像の変化をサブ画素単位に精細化し、サブ画素単位の解像度を持つ滑らかな信号を生成することができる。
【０１０６】
ここで、画像処理回路６０による処理の効果を、図１７Ａ〜図１７Ｄを参照しながら説明する。ここでも、入力信号がカラー信号であるかモノクロ信号であるかによって効果の差は無いので、モノクロ信号が入力された場合を想定して説明する。
【０１０７】
まず、図１７Ａに示す３色のＲＧＢ入力信号が、原色変換部４１により、図１７Ｂに示すような４色のＲＧＢＹｅ信号に変換される。
【０１０８】
次に、サブ画素配置変換部４２１が、原色変換部４１から与えられたＲＧＢＹｅ信号を、表示パネル５００上のサブ画素配置と同じ順に並び替える。本実施形態の場合は、サブ画素配置変換部４２１は、入力されたＲＧＢＹｅ信号を、図１７Ｃに示すように、Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順に並び替える。
【０１０９】
次に、モノクロ成分抽出部４２２ａにて、１画素内におけるサブ画素値の最小値を、モノクロ成分として抽出する。この例では、入力がモノクロ信号であるため、モノクロ成分は入力されたＲＧＢＹｅ信号の画素値と同じである。
【０１１０】
次に、上記のように得られたモノクロ成分が、サブ画素単位でローパスフィルタ５２２ｂへ順次与えられ、低周波成分が抽出される。これにより、ローパスフィルタ５２２ｂの出力として、ノイズとなる高周波成分がサブ画素単位で除去されたモノクロ成分が得られる。なお、この例では、減算器４２２ｄからの出力はゼロであるため、加算器４２２ｅからの出力は、ローパスフィルタ５２２ｂからの出力と等しい。加算器４２２ｅから出力されたＰＱＳＴ信号は、サブ画素配置逆変換部４２３により、元のＲＧＢＹｅの並び順に変換され、出力される。
【０１１１】
以上の処理により、本実施形態にかかる画像処理回路６０によれば、以下の効果が得られる。すなわち、平滑化処理前の信号（モノクロ成分）は、ＲＧＢＹｅの値が同じであり、信号変化はＲＧＢＹｅを一つの単位とした画素単位に制限される。そこで、サブ画素単位の平滑化処理を実施することで、信号変化はＲＧＢＹｅそれぞれが独立のサブ画素単位となり、滑らかなグラデーションを表現することが可能となる。
[第１〜第３の実施形態の変形例]
【０１１２】
以上、本発明の第１〜第３の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で、上述した各種の実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
【０１１３】
例えば、上記の説明においては、例えば図１〜図３に示したように、サブ画素がＧ，Ｂ，Ｒ，Ｙｅの順で配置された構成を例示したが、サブ画素の並びはこの順に限定されず、任意の配列とすることができる。
【０１１４】
また、上記の説明では、サブ画素色がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙｅの４色である例を説明したが、５色以上のサブ画素を備えた表示装置およびそれに用いられる画像処理装置として、本発明を実施することも可能である。
【０１１５】
なお、図１〜図３においては、サブ画素の幅が均一である例を示したが、サブ画素の幅が色によって異なった構成としても良い。また、図１〜図３には、１つの画素を水平方向のみにサブ画素に分割した例を示したが、水平方向および垂直方向の両方において、１つの画素をサブ画素に分割しても良い。さらには、サブ画素の形状は、長方形に限定されない。
【０１１６】
また、サブ画素の幅または面積が、サブ画素色によって異なる場合は、ハイパスフィルタ４２２ｂまたはローパスフィルタ５２２ｂのフィルタ係数を、各色サブ画素の面積の大きさに依存して設計することが好ましい。
【０１１７】
例えば、図１８Ａおよび図１８Ｂに、サブ画素の面積が均一である場合と、サブ画素の面積が不均一である場合のそれぞれについての、フィルタ係数のサンプル点を示す。なお、図１８Ａおよび図１８Ｂに示した例は、７タップのハイパスフィルタの場合であるが、これはあくまでも一例である。
【０１１８】
サブ画素の面積が均一である場合は、図１８Ａに示すように、フィルタ係数は、フィルタ関数において、等サンプル点における値を参照することによって決定できる。一方、サブ画素の面積が不均一である場合は、図１８Ｂに示すように、フィルタ係数は、フィルタ関数において、不均等サンプル点における値を参照することにより決定することが好ましい。
【０１１９】
なお、図１８Ａおよび図１８Ｂには、サブ画素の中心位置をフィルタ関数のサンプル点とする例を示したが、フィルタ係数の決定方法は、この例のみに限定されない。例えば、これ以外に、サブ画素の幅内に占めるフィルタ関数値の総和をフィルタ係数とすること等も可能である。
【０１２０】
また、第１〜第３の実施形態においては、液晶表示装置として画像表示装置を実施する例を示した。しかし、本発明の画像表示装置は液晶表示装置に限定されず、他の種類の表示装置としての実施も可能である。
【０１２１】
また、第１〜第３の実施形態においては、フィルタ処理の例として、輪郭強調処理と平滑化処理を例示した。しかし、本発明の画像表示装置で行われるフィルタ処理は、これらに限定されず、画像のエッジや線などを抽出する特徴抽出処理等を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、入力画像信号に対してフィルタ処理を行う画像処理装置を備えた画像表示装置として、産業上の利用が可能である。
【図１】
0005398905.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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