(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む複数のサブ画素によって構成される多原色表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれに前記複数のサブ画素を有する多原色表示パネルと、
３原色に対応した入力画像信号を、４つ以上の原色に対応した多原色画像信号に変換する信号変換回路と、を備え、
各画素を構成する前記複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分けて前記複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができ、
前記信号変換回路は、
前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の低域成分が多原色化された信号である低域多原色信号を生成する低域多原色信号生成部と、
前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の高域成分が輝度変換された信号である高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成部と、
前記低域多原色信号および前記高域輝度信号に基づいて、前記複数の仮想画素へのレンダリング処理を行うレンダリング処理部と、を有し、
前記低域多原色信号生成部は、
前記入力画像信号から低域成分を抽出する低域成分抽出部と、
前記低域成分抽出部によって抽出された前記低域成分を多原色化する多原色変換部と、を有し、
前記信号変換回路は、前記低域成分抽出部によって前記入力画像信号から低域成分が抽出された後に、前記入力画像信号に対応する色が純色にどれほど近いかを示す純色度合を判定する純色度合判定部をさらに有し、前記純色度合判定部によって判定された前記純色度合に基づいて、前記高域輝度信号の大きさを調整し、
前記信号変換回路は、前記高域輝度信号を、前記純色度合が相対的に高い第１の場合にはゲインが相対的に小さく、前記純色度合が相対的に低い第２の場合にはゲインが相対的に大きくなるように、ゲイン制御する多原色表示装置。
【請求項２】
前記レンダリング処理部は、前記高域輝度信号を前記複数のサブ画素に割り当てるサブ画素マッピング部を有する請求項１に記載の多原色表示装置。
【請求項３】
前記信号変換回路は、前記サブ画素マッピング部によって前記複数のサブ画素に割り当てられた後の前記高域輝度信号の大きさを調整する請求項２に記載の多原色表示装置。
【請求項４】
前記信号変換回路は、前記サブ画素マッピング部によって前記複数のサブ画素に割り当てられる前の前記高域輝度信号の大きさを調整する請求項２に記載の多原色表示装置。
【請求項５】
前記レンダリング処理部は、前記低域多原色信号を前記多原色表示パネルの解像度でサンプリングするダウンサンプリング部をさらに有する請求項２から４のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項６】
前記純色度合判定部は、前記多原色変換部によって前記低域成分が多原色化された後に、前記純色度合を判定する請求項１から５のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項７】
前記純色度合判定部は、前記低域成分抽出部によって前記入力画像信号から低域成分が抽出された後であって、前記多原色変換部によって前記低域成分が多原色化される前に、前記純色度合を判定する請求項１から５のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項８】
前記高域輝度信号生成部は、
前記入力画像信号から高域成分を抽出する高域成分抽出部と、
前記高域成分抽出部によって抽出された前記高域成分を輝度変換する輝度変換部と、を
有する請求項１から７のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項９】
前記複数の仮想画素のそれぞれは、前記複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素によって構成される請求項１から８のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項１０】
前記複数の行は、表示面の水平方向に略平行であり、
前記複数の画素のそれぞれ内で、前記複数のサブ画素は１行複数列に配列されている請求項１から９のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項１１】
前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含む請求項１から１０のいずれかに記載の多原色表示装置。
【請求項１２】
前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素、黄を表示する黄サブ画素および赤を表示するさらなる赤サブ画素のうちの少なくとも１つをさらに含む請求項１１に記載の多原色表示装置。
【請求項１３】
液晶表示装置である請求項１から１２のいずれかに記載の多原色表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、４つ以上の原色を用いて表示を行う多原色表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に入力された画像データの解像度が表示装置の解像度と異なる場合、入力画像は拡大または縮小されて表示されることになる。つまり、入力画像の画素数が表示装置の総画素数と異なる場合、表示装置では入力画像の画素数と異なる画素数で表示が行われる。
【０００３】
入力画像の拡大・縮小の手法としては、バイリニア法やバイキュービック法等が知られている。これらの手法では、入力画像に存在しない画素について周囲の画素の値から平均または加重平均により補間したり、フィルタ処理のような演算を用い、入力画像の画素を間引いたりすることで、表示装置の各画素に対応する出力値を求める。
【０００４】
一方、近年では、表示装置の色再現範囲を広くするために、表示に用いる原色の数を増やす手法が提案されている。一般的な表示装置では、光の三原色である赤、緑、青を表示する３種類のサブ画素によって１つの画素が構成されており、そのことによってカラー表示が可能になっている。ところが、従来の表示装置は、色再現範囲が狭いという問題を有している。色再現範囲が狭いと、物体色（自然界に存在する様々な物体の色である；非特許文献１参照）の一部を表示することができない。
【０００５】
特許文献１には、赤を表示する赤サブ画素Ｒ、緑を表示する緑サブ画素Ｇおよび青を表示する青サブ画素Ｂに加えて黄を表示する黄サブ画素Ｙｅを含む４種類のサブ画素によって１つの画素が構成された液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、４種類のサブ画素によって表示される赤、緑、青および黄の４つの原色を混色することにより、カラー表示が行われる。
【０００６】
表示に用いる原色の数を増やす、つまり、４つ以上の原色を用いて表示を行うことにより、三原色を用いて表示を行う従来の表示装置よりも色再現範囲を広くすることができる。４つ以上の原色を用いて表示を行う表示装置は、「多原色表示装置」と総称される。
【０００７】
従来の手法により入力画像に対して拡大・縮小処理を行うと、元の画像データに含まれる輪郭や色などの情報を完全に再現することはできない。例えば、入力画像を縮小する場合は、出力側の解像度（表示装置の総画素数）に依存して画素数が減少するので、色のにじみなどが発生して画質の低下を招いてしまう。
【０００８】
一般に、縮小処理を行う場合、入力信号にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を施した後に出力側（表示装置側）の解像度に従ってサンプリング処理を行う。ＬＰＦの遮断特性は、出力側（表示装置側）で表示可能な周波数の最大値の１／２を目安として設計される。このＬＰＦの特性により、縮小後の画像にはぼやけや歪みが発生する。これらのぼやけや歪みは原理的なものであり、従来の手法では回避することはできない。
【０００９】
上述したように、従来の手法により入力画像の縮小を行うと、表示品位が低下してしまう。この表示品位の低下を抑制するための手法は、これまで提案されておらず、そのため、当然ながら、多原色表示装置において縮小処理を行うための好適な手法も提案されていなかった。
【００１０】
そこで、本願発明者は、特許文献２に、入力画像の解像度が表示装置の解像度より高くても表示品位の低下が抑制される多原色表示装置を提案している。この多原色表示装置では、多原色表示パネルのサブ画素配列を利用して、サブ画素の配列方向についての輝度解像度を２倍や３倍にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２０９０４７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１０２３４３号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】M. R. Pointer, “The gamut of real surface colors”, Color Research and Application, Vol.5, No.3, pp.145-155 (1980)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示されている多原色表示装置では、入力画像が純色や純色に近い色の高域成分を含む場合、以下の理由から、色の濁り（白色化）が発生してしまう。
【００１４】
特許文献２の多原色表示装置では、入力画像の高域輝度成分が、１画素内で複数にマッピング（サブ画素マッピング）される。例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅの４つのサブ画素によって１つの画素が構成される４色パネルの場合、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂのグループ（１つの仮想的な画素を構成する）と、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅのグループ（別の１つの仮想的な画素を構成する）のそれぞれによる白黒表現により、１画素中で２個の輝度ピークを再現することができる。つまり、この場合、輝度についてはパネル解像度の２倍で表示を行うことができる。
【００１５】
ところが、入力画像が赤等の純色（個々のサブ画素が表示する原色）を含む場合、その純色を表示するサブ画素は、基本的には１画素中のある１つのサブ画素グループにしか存在しない。例えば上述の例の場合、赤を表示する赤サブ画素Ｒは、２つのサブ画素グループのうちの一方にしか存在しない。そのため、入力画像が赤の高域成分を含む場合、輝度（赤単色であっても輝度成分自体は存在する）の再現は２つのサブ画素グループによって可能ではあるが、輝度の再現と色の再現との両立は不可能である。１画素中に赤サブ画素が２つは（つまり１つしか）存在しないからである。
【００１６】
すなわち、入力画像が純色の高域成分を含む場合に、その純色のサブ画素を含まないサブ画素グループが輝度再現を行おうとすると、結果として輝度解像度は向上するものの、色の濁り（白色化）が発生する。入力画像が純色に近い色の高域成分を含む場合についても、同様である。
【００１７】
この現象は、入力画像信号の色度が帯域制限されていない場合に顕著に発生する。テレビジョン信号は、もともと輝度に対して色度が１／２に帯域制限されてはいるが、表示装置側での絵作りの課程で制限を越えた信号が生成されることがある。そのため、上記の現象は、入力画像信号がテレビジョン信号である場合にもやはり問題となる。
【００１８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力画像の解像度が表示装置の解像度より高く、且つ、入力画像が純色や純色に近い色を含む場合でも好適に表示を行うことができる多原色表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明による多原色表示装置は、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む複数のサブ画素によって構成される多原色表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれに前記複数のサブ画素を有する多原色表示パネルと、３原色に対応した入力画像信号を、４つ以上の原色に対応した多原色画像信号に変換する信号変換回路と、を備え、各画素を構成する前記複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分けて前記複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができ、前記信号変換回路は、前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の低域成分が多原色化された信号である低域多原色信号を生成する低域多原色信号生成部と、前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の高域成分が輝度変換された信号である高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成部と、前記低域多原色信号および前記高域輝度信号に基づいて、前記複数の仮想画素へのレンダリング処理を行うレンダリング処理部と、を有し、前記信号変換回路は、前記入力画像信号に対応する色が純色にどれほど近いかを示す純色度合を判定する純色度合判定部をさらに有し、前記純色度合判定部によって判定された前記純色度合に基づいて、前記高域輝度信号の大きさを調整する。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記レンダリング処理部は、前記高域輝度信号を前記複数のサブ画素に割り当てるサブ画素マッピング部を有する。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記信号変換回路は、前記サブ画素マッピング部によって前記複数のサブ画素に割り当てられた後の前記高域輝度信号の大きさを調整する。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記信号変換回路は、前記サブ画素マッピング部によって前記複数のサブ画素に割り当てられる前の前記高域輝度信号の大きさを調整する。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記レンダリング処理部は、前記低域多原色信号を前記多原色表示パネルの解像度でサンプリングするダウンサンプリング部をさらに有する。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記純色度合判定部は、前記低域多原色信号生成部によって前記低域多原色信号が生成された後に、前記純色度合を判定する。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記純色度合判定部は、前記低域多原色信号生成部によって前記低域多原色信号が生成される前に、前記純色度合を判定する。
【００２６】
ある好適な実施形態において、前記低域多原色信号生成部は、前記入力画像信号から低域成分を抽出する低域成分抽出部と、前記低域成分抽出部によって抽出された前記低域成分を多原色化する多原色変換部と、を有する。
【００２７】
ある好適な実施形態において、前記高域輝度信号生成部は、前記入力画像信号から高域成分を抽出する高域成分抽出部と、前記高域成分抽出部によって抽出された前記高域成分を輝度変換する輝度変換部と、を有する。
【００２８】
ある好適な実施形態において、前記複数の仮想画素のそれぞれは、前記複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素によって構成される。
【００２９】
ある好適な実施形態において、前記複数の行は、表示面の水平方向に略平行であり、前記複数の画素のそれぞれ内で、前記複数のサブ画素は１行複数列に配列されている。
【００３０】
ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含む。
【００３１】
ある好適な実施形態において、前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素、黄を表示する黄サブ画素および赤を表示するさらなる赤サブ画素のうちの少なくとも１つをさらに含む。
【００３２】
ある好適な実施形態において、本発明による多原色表示装置は、液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、入力画像の解像度が表示装置の解像度より高く、且つ、入力画像が純色や純色に近い色を含む場合でも好適に表示を行うことができる多原色表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置（多原色表示装置）１００を模式的に示すブロック図である。
【図２】液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配列の例を示す図である。
【図３】液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配列の例を示す図である。
【図４】液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配列の例を示す図である。
【図５】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図６】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図７】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図８】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図９】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図１０】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図１１】複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。
【図１２】液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０の具体例（信号変換回路２０Ａ）を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す信号変換回路２０Ａと組み合わせて用いられる多原色表示パネル１０のサブ画素配列を示す図である。
【図１４】純色度合（純色係数）と高域ゲインとの関係の例を示す図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、各サブ画素についてのゲイン制御を行うためのテーブルを示す図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい赤、暗い赤が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示す図であり、（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合に対応し、（ａ）は、そのような調整が行われない場合に対応する。
【図１７】液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０の他の具体例（信号変換回路２０Ｂ）を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す信号変換回路２０Ｂにおいて、高域ゲインを得るための具体的な構成の例を示す図である。
【図１９】入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい赤、暗い赤が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示す図であり、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合に対応する。
【図２０】液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０のさらに他の具体例（信号変換回路２０Ｃ）を示すブロック図である。
【図２１】図２０に示す信号変換回路２０Ｃにおいて、高域ゲインを得るための具体的な構成の例を示す図である。
【図２２】液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０のさらに他の具体例（信号変換回路２０Ｄ）を示すブロック図である。
【図２３】図２２に示す信号変換回路２０Ｄと組み合わせて用いられる多原色表示パネル１０のサブ画素配列を示す図である。
【図２４】図２３に示すサブ画素配列（５色６サブ画素の配列）において、第１の赤サブ画素Ｒ１、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂによって構成される仮想画素と、第２の赤サブ画素Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃによって構成される仮想画素とを用いて黒および白の高域表現を行っている様子を示す図である。
【図２５】（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい緑、暗い緑が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示す図であり、（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合に対応し、（ａ）は、そのような調整が行われない場合に対応する。
【図２６】液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０のさらに他の具体例（信号変換回路２０Ｅ）を示すブロック図である。
【図２７】図２６に示す信号変換回路２０Ｅと組み合わせて用いられる多原色表示パネル１０のサブ画素配列を示す図である。
【図２８】図２３に示すサブ画素配列（６色６サブ画素の配列）において、赤サブ画素Ｒおよびシアンサブ画素Ｃによって構成される仮想画素と、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅによって構成される仮想画素と、マゼンタサブ画素Ｍおよび緑サブ画素Ｇによって構成される仮想画素とを用いて黒および白の高域表現を行っている様子を示す図である。
【図２９】（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい緑、暗い緑が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示す図であり、（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合に対応し、（ａ）は、そのような調整が行われない場合に対応する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下では液晶表示装置を例示するが、本発明は液晶表示装置に限定されるものではなく、有機ＥＬ表示装置などの他の表示装置にも好適に用いられる。
【００３６】
図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。液晶表示装置１００は、図１に示すように、多原色表示パネル１０と、信号変換回路２０とを備え、４つ以上の原色を用いて表示を行う多原色表示装置である。
【００３７】
図１には示されていないが、多原色表示パネル１０は、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有する。複数の画素のそれぞれは、複数のサブ画素によって構成される。各画素を構成する複数のサブ画素は、互いに異なる色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む。図２に、多原色表示パネル１０の具体的な画素構造（サブ画素配列）の例を示す。
【００３８】
図２に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６によって構成される。各画素Ｐ内で、６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６は、１行６列に配列されている。６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６は、例えば、赤を表示する赤サブ画素Ｒ、緑を表示する緑サブ画素Ｇ、青を表示する青サブ画素Ｂ、シアンを表示するシアンサブ画素Ｃ、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素Ｍおよび黄を表示する黄サブ画素Ｙｅである。
【００３９】
なお、多原色表示パネル１０のサブ画素配列は、図２に示す例に限定されない。図３および図４に、多原色表示パネル１０のサブ画素配列の他の例を示す。
【００４０】
図３に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５によって構成される。各画素Ｐ内で、５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５は、１行５列に配列されている。５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５は、例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのうちのいずれか２つとである。
【００４１】
図４に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４によって構成される。各画素Ｐ内で、４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４は、１行４列に配列されている。４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４は、例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのうちのいずれか１つとである。
【００４２】
なお、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素は、必ずしも互いに異なる色を表示するサブ画素だけを含んでいる必要はない。例えば、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのいずれかに代えて、赤を表示するさらなる赤サブ画素Ｒを設けてもよい。１つの画素Ｐ内に赤サブ画素Ｒを２つ設けると、明るい（明度の高い）赤を表示することができる。
【００４３】
また、図２〜図４には、複数のサブ画素が各画素Ｐ内で１行複数列に配列されている構成を例示したが、画素Ｐ内におけるサブ画素配列はこれに限定されず、例えば、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が複数行１列に配列されていてもよい。ただし、ある方向について解像度の向上効果を得るためには、各画素Ｐ内でその方向に沿ってサブ画素が複数存在することが好ましい。従って、行方向について解像度の向上効果を得る観点からは、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が２列以上に配列されていることが好ましく、列方向について解像度の向上効果を得る観点からは、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が２行以上に配列されていることが好ましい。また、人間の目の分解能は、水平方向よりも垂直方向に対して低いので、少なくとも水平方向の解像度を向上させることが好ましく、さらに、典型的には、行方向が（つまり複数の画素Ｐによって構成される複数の行が）表示面の水平方向に略平行である。従って、一般的な用途では、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が１行複数列に配列されていることが好ましいといえる。以下では、特にことわらない限り、画素行が表示面の水平方向に略平行であり、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が１行複数列に配列されている場合を例として説明を行う。
【００４４】
信号変換回路２０は、図１に示すように、三原色（ＲＧＢ）に対応した入力画像信号（三原色画像信号）を、４つ以上の原色に対応した画像信号（「多原色画像信号」と称する。）に変換する。信号変換回路２０から出力された多原色画像信号が多原色表示パネル１０に入力され、４つ以上の原色を用いたカラー表示が行われる。信号変換回路２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００４５】
本願明細書では、多原色表示パネル１０が有する複数の画素Ｐの総数を「パネル解像度」と称する。複数の画素Ｐが行方向にＡ個、列方向にＢ個配置されているときのパネル解像度は「Ａ×Ｂ」と表記される。また、本願明細書では、入力画像の最小表示単位も便宜的に「画素」と呼び、入力画像の総画素数を「入力画像の解像度」と称する。この場合も、行方向にＡ個、列方向にＢ個の画素から構成される入力画像の解像度は「Ａ×Ｂ」と表記される。
【００４６】
本実施形態における液晶表示装置１００は、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素を複数の仮想的な画素（以下では「仮想画素」と呼ぶ。）に振り分け、これら複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができる。図５、図６および図７に、複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す。
【００４７】
図５に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの３つのサブ画素ＳＰ４、ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。
【００４８】
図６に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの２つのサブ画素ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。
【００４９】
図７に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４のうちの２つのサブ画素ＳＰ１およびＳＰ２によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの２つのサブ画素ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。
【００５０】
図８、図９および図１０に、振り分けパターンの他の例を示す。図８、図９および図１０に示す例は、各仮想画素を構成する２つ以上のサブ画素が、他の仮想画素と共通のサブ画素を含んでいる点において、図５、図６および図７に示した振り分けパターンと異なる。
【００５１】
図８に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６のうちの４つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ４、ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。図８に示す例では、画素Ｐ内で左側から４番目に位置するサブ画素ＳＰ４は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ４を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ４を共用する。
【００５２】
図９に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、５つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ５のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。図９に示す例では、画素Ｐ内で中央に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。
【００５３】
図１０に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、４つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ４のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、２つのサブ画素ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。図１０に示す例では、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。
【００５４】
なお、図５〜図１０に例示した振り分けパターンでは、仮想画素の個数は２であるが、仮想画素の個数は２に限定されるものではなく、３以上であってもよい。図１１に、振り分けパターンの他の例を示す。
【００５５】
図１１に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６は、３つの仮想画素（第１、第２および第３仮想画素）ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１〜ＳＰ６のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。さらに、第３仮想画素ＶＰ３は、２つのサブ画素ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。図１１に示す例では、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。また、画素Ｐ内で左側から５番目に位置するサブ画素ＳＰ５は、第２仮想画素ＶＰ２および第３仮想画素ＶＰ３の両方を構成する。つまり、第２仮想画素ＶＰ２および第３仮想画素ＶＰ３は、共通のサブ画素ＳＰ５を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ５を共用する。
【００５６】
上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分け、各仮想画素を最小のカラー表示単位として表示を行うことができる。そのため、表示解像度（表示面に表示される画像の解像度）をパネル解像度（画素Ｐの総数によって規定されるパネル固有の物理的な解像度）よりも高くすることができる。
【００５７】
例えば、図５〜図１０に示した振り分けパターンによれば、各画素Ｐについて行方向（水平方向）に隣接した２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２が構成されるので、表示解像度を水平方向について２倍にすることができる。そのため、解像度が「２Ａ×Ｂ」の入力画像を、パネル解像度が「Ａ×Ｂ」の多原色表示パネル１０で表示することができる。また、図１１に示した振り分けパターンによれば、各画素Ｐについて行方向（水平方向）に隣接した３つの仮想画素ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３が構成されるので、表示解像度を水平方向について３倍にすることができる。そのため、解像度が「３Ａ×Ｂ」の入力画像を、パネル解像度が「Ａ×Ｂ」の多原色表示パネル１０で表示することができる。
【００５８】
従って、本実施形態における液晶表示装置１００では、入力画像の解像度がパネル解像度よりも高い場合であっても好適に表示を行うことができる。あるいは、表示面の一部に入力画像の解像度を保存したまま縮小して表示することもできる。
【００５９】
このように、本実施形態における液晶表示装置（多原色表示装置）１００は、表示解像度をパネル解像度よりも高くすることができるので、三原色表示装置と同一のサブ画素サイズおよび画面サイズで、同等またはより高い解像度の画像を表示することができ、また、三原色表示装置と同等のコストで生産することができる。
【００６０】
液晶表示装置１００は、複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンを変え得ることが好ましい。これにより、表示解像度の向上度合を調整することができる。例えば、図８に示した振り分けパターンと、図１１に示した振り分けパターンとを切り替えることにより、水平方向の表示解像度の向上度合を２倍と３倍とに切り替えることができる。
【００６１】
なお、サブ画素の「振り分けパターンを変える」とは、１つの画素Ｐあたりの仮想画素の個数を変化させることだけを意味しているわけではない。サブ画素の「振り分けパターンを変える」とは、仮想画素を構成するサブ画素の個数・組み合わせを変化させることも意味している。複数の仮想画素同士で、最大出力時における色差（輝度差および色度差）をゼロにすることは難しい場合もあるが、仮想画素を構成するサブ画素の個数・組み合わせを変化させることにより、輝度差が小さい仮想画素のセットや、色度差が小さい仮想画素のセットなどを、入力画像の種類や表示目的などに応じて適宜選択することができる。
【００６２】
仮想画素を用いて高解像度の表示を行う際、振り分けパターンによっては、十分に高い高域再現性が得られないことがある。高い高域再現性を得る観点からは、複数の仮想画素のそれぞれは、複数のサブ画素のうちの一部のサブ画素から構成される（つまり全部のサブ画素からは構成されない）ことが好ましい。また、複数の仮想画素のそれぞれは、複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素から構成される（つまり１つのサブ画素のみからは構成されない）ことが好ましい。
【００６３】
（信号変換回路の具体例１）
次に、信号変換回路２０の具体的な構成を説明する。信号変換回路２０としては、例えば、図１２に示す信号変換回路２０Ａを用いることができる。図１２に示す信号変換回路２０Ａは、図１３に示すサブ画素配列の多原色表示パネル１０と組み合わせて用いられる。図１３に示すサブ画素配列では、各画素Ｐ内で、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅが水平方向に沿って（つまり１行４列に）配列されている。また、ここでは、多原色表示パネル１０の水平方向（行方向）の画素数はｍである。
【００６４】
信号変換回路２０Ａは、図１２に示すように、低域多原色信号生成部２１と、高域輝度信号生成部２２と、レンダリング処理部２３とを有する。信号変換回路２０Ａは、さらに、純色度合判定部２４を有する。
【００６５】
信号変換回路２０Ａへの入力画像信号は、三原色（ＲＧＢ）に対応した三原色画像信号である。ここでは、入力画像の水平方向（行方向）の画素数は２ｍであり、水平解像度はｎ（＝２ｍ）である。入力画像信号は、まず、低域多原色信号生成部２１と、高域輝度信号生成部２２とにそれぞれ入力される。
【００６６】
低域多原色信号生成部２１は、入力画像信号に基づいて、低域多原色信号を生成する。低域多原色信号は、入力画像信号の低域成分（相対的に空間周波数が低い成分）が多原色化された（つまり４つ以上の原色に対応するように変換がなされた）信号である。ここでは、低域多原色信号は、赤、緑、青、黄の４つの原色（ＲＧＢＹｅ）に対応している。
【００６７】
低域多原色信号生成部２１は、具体的には、低域成分抽出部（ここではローパスフィルタ：ＬＰＦ）２１ａと、多原色変換部２１ｂとを有する。ローパスフィルタ２１ａは、入力画像信号から低域成分を抽出する。ローパスフィルタ２１ａによって抽出された入力画像信号の低域成分は、多原色変換部２１ｂによって多原色化される。多原色化された低域成分は、低域多原色信号として出力される。出力された低域多原色信号に対応する、水平方向の画素数は２ｍである。なお、多原色変換部２１ｂにおける多原色化の手法としては、公知の種々の手法を用いることができる。例えば、国際公開第２００８／０６５９３５号や国際公開第２００７／０９７０８０号に開示されている手法を用いることができる。
【００６８】
高域輝度信号生成部２２は、入力画像信号に基づいて、高域輝度信号を生成する。高域輝度信号は、入力画像信号の高域成分（相対的に空間周波数が高い成分）が輝度変換された信号である。
【００６９】
高域輝度信号生成部２２は、具体的には、高域成分抽出部（ここではハイパスフィルタ：ＨＰＦ）２２ａと、輝度変換部２２ｂとを有する。ハイパスフィルタ２２ｂは、入力画像信号から高域成分を抽出する。ハイパスフィルタ２２ｂによって抽出された入力画像信号の高域成分は、輝度変換部２２ｂによって輝度変換される。輝度変換された高域成分は、高域輝度信号として出力される。出力された高域輝度信号に対応する、水平方向の画素数は２ｍである。なお、輝度変換部２２ｂにおける輝度変換の手法としては、公知の種々の手法（マトリックス演算等）を用いることができる。
【００７０】
レンダリング処理部２３は、低域多原色信号生成部２１によって生成された低域多原色信号と、高域輝度信号生成部２２によって生成された高域輝度信号とに基づいて、複数の仮想画素へのレンダリング処理を行う。
【００７１】
レンダリング処理部２３は、具体的には、サブ画素マッピング部２３ａと、ダウンサンプリング部２３ｂとを有する。サブ画素マッピング部２３ａは、高域輝度信号を複数のサブ画素（ここでは赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂ、黄サブ画素Ｙｅ）に割り当てる。ダウンサンプリング部２３ｂは、低域多原色信号を多原色表示パネル１０の解像度でサンプリングする。入力画像の解像度よりもパネル解像度の方が低い（入力画像の水平方向の画素数が２ｍであるのに対し、多原色表示パネル１０の水平方向の画素数はｍである）ので、ダウンサンプリング部２３ｂによりダウンサンプリングが行われる。
【００７２】
純色度合判定部２４は、入力画像信号に対応する色が純色にどれほど近いか（つまり各サブ画素によって表示される原色にどれほど近いか）を示す「純色度合（純色係数）」を判定する。図１２に示す例では、純色度合判定部２４には、低域多原色信号生成部２１から出力された低域多原色信号が入力され、純色度合判定部２４は、低域多原色信号に基づいて純色度合を判定する。つまり、純色度合判定部２４は、低域多原色信号生成部２１によって低域多原色信号が生成された後に、純色度合を判定する。
【００７３】
信号変換回路２０Ａは、純色度合判定部２４によって判定された純色度合に基づいて、高域輝度信号の大きさを調整する。図１２に示す例では、信号変換回路２０Ａは、サブ画素マッピング部２３ａによって複数のサブ画素に割り当てられた後の高域輝度信号の大きさを調整する。具体的には、複数のサブ画素に割り当てられた後の高域輝度信号に対し、純色度合に応じて、高域輝度信号が０〜１の間でゲイン制御される。高域輝度信号のゲイン（高域ゲイン）は、純色度合が高い場合には小さく（０方向に）、純色度合が低い場合には大きく（１方向に）制御される。また、高域ゲインは、各サブ画素について独立に設定され、乗算される。
【００７４】
その大きさを調整された（ゲイン制御された）高域輝度信号と、ダウンサンプリングされた低域多原色信号とは、サブ画素単位で合成され、多原色画像信号として出力される。出力される多原色画像信号は、４つの原色（ＲＧＢＹｅ）に対応しており、この多原色画像信号により、水平方向（行方向）の画素数がｍである多原色表示パネル１０で、水平輝度解像度ｎ（＝２ｍ）の表示（ただし水平色解像度はｎ／２）を行うことができる。
【００７５】
このように、信号変換回路２０Ａでは、色信号に対してよりも輝度信号に対して感度が優れる（つまり輝度の視感度に比べて色差の視感度は低い）という人間の視覚特性を考慮し、入力画像信号の低域成分に対しては多原色化処理を行い、高域成分に対しては輝度変換処理を行う。これらの処理によって得られた低域多原色信号と高域輝度信号とを組み合わせ、仮想画素へレンダリングすることにより、４つ以上の原色に対応した画像信号（多原色画像信号）を出力することができる。
【００７６】
また、信号変換回路２０Ａでは、純色度合判定部２４によって判定された純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されるので、入力画像信号に対応した色が純色や純色に近い色であっても、色の濁り（白色化）が抑制される。
【００７７】
図１４に、純色度合（純色係数）と高域ゲインとの関係の例を示す。図１４に示す例では、純色度合が０から所定の値（１より小さい）までの範囲では高域ゲインは一定（１）であり、純色度合が上記所定の値から１までの範囲では、高域ゲインは純色度合の増加につれて低下する。純色度合がある程度高くなるまでは、高域再現性を優先させた方が総合的に良好な画質が得られることが多いと考えられるので、純色度合と高域ゲインとの関係は、線形（単純な直線で表される）よりも、図１４に例示しているように非線形であることが好ましい。
【００７８】
純色度合と高域ゲインとの関係は、図１４に示しているような単純な直線の組み合わせで表される場合には組み合わせ回路を用いて実現することができ、複雑な曲線で表される場合にはルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて実現することができる。
【００７９】
上述したようなゲイン制御は、例えば、多原色変換が行われた後のＲＧＢＹｅデータの値（つまり低域多原色信号によって示されるＲＧＢＹｅの階調レベル）を、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すようなテーブルに通すことによって実現することができる。図１５（ａ）〜（ｄ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙｅのそれぞれについて、正規化されたデータ値と高域ゲインとの関係を示している。ここで、ＲＧＢＹｅデータ値のうちの最も大きな値をMax.(R, G, B, Ye)とし、２番目に大きな値を2ndMax.(R, G, B, Ye)としたとき、Ｒに対するゲインオフセット（R Gain Offset）は、例えば下記式で定義される。Ｇ、Ｂ、Ｙｅに対するゲインオフセットも同様である。
【００８０】
【数１】
0005843566.tif 000002
【００８１】
入力画像信号に対応する色が赤の純色に近い（つまり赤サブ画素Ｒによって表示される赤に近い）場合、図１５中に点線の円で示しているように、Ｒの高域ゲインは１に近いが、Ｇ、Ｂ、Ｙｅの高域ゲインは０に近くなる。そのため、赤サブ画素Ｒはほぼ本来の輝度で点灯するが、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素および黄サブ画素Ｙｅは、本来よりも低い輝度で点灯する（あるいは点灯しない）。従って、色の濁りが抑制される。
【００８２】
なお、輝度解像度の再現性と、純色の再現性とはトレードオフの関係にあるので、純色度合と高域ゲインとの関係は、外部から調整可能とし、入力画像の特徴に応じて制御可能としておくことが好ましい。また、上述したようなゲイン制御を実現するためのテーブルは、信号変換回路２０Ａにおいて純色度合判定部２４よりも前段に位置するＬＰＦ２１ａやＨＰＦ２２ａの特性にも影響を受けるので、それらの特性に合わせて調整できることが好ましい。
【００８３】
ここで、図１６を参照しながら、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されることによる色の濁りの抑制効果を具体的に説明する。図１６（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい赤、暗い赤が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示している。図１６（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合を示し、図１６（ａ）は、そのような調整が行われない場合を示している。
【００８４】
純色度合に基づく調整が行われない場合、つまり、特許文献２に開示されているような手法をそのまま用いる場合、図１６（ａ）に示すように、暗い赤の高域成分に応じて青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅが点灯し、それによって灰色が表示される。そのため、暗い赤が灰色に濁ってしまい、明るい赤、暗い赤の繰り返しとなるべきところが明るい赤、灰色の繰り返しになってしまう。
【００８５】
これに対し、純色度合に基づく調整が行われる場合、つまり、図１２に示した信号変換回路２０Ａを用いる場合、図１６（ｂ）に示すように、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅの輝度が本来よりも低くなるので、色の濁りを抑制することができる。
【００８６】
なお、信号変換回路２０Ａを用いる場合、純色や純色に近い色については、一部のサブ画素の高域ゲインが小さくなるので、輝度解像度が低下することがあるが、純色から遠い色については、各サブ画素の高域ゲインはほぼそのままであるので、輝度解像度は低下しない。
【００８７】
（信号変換回路の具体例２）
図１７に、液晶表示装置１００に用いることができる他の信号変換回路２０Ｂを示す。以下では、信号変換回路２０Ｂが図１２に示した信号変換回路２０Ａと異なる点を中心に説明を行う。
【００８８】
図１２に示した信号変換回路２０Ａは、サブ画素マッピング部２３ａによって複数のサブ画素に割り当てられた後の高域輝度信号の大きさを調整する。これに対し、図１７に示す信号変換回路２０Ｂは、サブ画素マッピング部２３ａによって複数のサブ画素に割り当てられる前の高域輝度信号の大きさを調整する。つまり、図１７に示す例では、純色度合に応じた高域ゲインが、サブ画素マッピングされる前の高域輝度信号そのものに乗算される。
【００８９】
この場合、高域輝度信号は各画素について１つであるので、高域ゲインの乗算を行う乗算器の個数を１系統分（つまり水平方向について１×２ｍ個）に減らすことができる。そのため、信号変換回路２０Ｂでは、図１２に示した信号変換回路２０Ａに比べて、回路規模を削減することが可能である。図１２に示した信号変換回路２０Ａでは、サブ画素マッピングされた高域輝度信号に対して高域ゲインが乗算されるので、乗算器は、赤、緑、青、黄の４系統分（つまり水平方向について４×ｍ個）必要である。
【００９０】
なお、図１２に示した信号変換回路２０Ａでは、サブ画素マッピングされた後の高域輝度信号にゲイン処理が行なわれるので、図１７に示す信号変換回路２０Ｂに比べ、サブ画素単位での階調制御の精度という点においては有利である。
【００９１】
図１７に示す信号変換回路２０Ｂでは、サブ画素マッピングされる前の高域輝度信号に乗算するための高域ゲインを得る必要がある。そのような高域ゲインは、例えば図１８に示す構成により得ることができる。
【００９２】
図１８に示す構成では、まず、低域多原色信号のＲＧＢＹｅデータから、比較器２４ａにより最も大きな値を有するデータと２番目に大きな値を有するデータとが取り出される。次に、最も大きな値を有するデータから、２番目に大きな値を有するデータを減算し、この結果を純色度合とする。例えば、１０ビット表記でＲ＝１０２０、Ｇ＝２００、Ｂ＝２４２、Ｙｅ＝５６の場合、Ｒが最も大きく、Ｂが２番目に大きいので、純色度合は１０２０−２４２＝７７８となる（１を最大値として表すと０．７６）。
【００９３】
続いて、求めた純色度合は、純色度合と高域ゲインとの関係が格納されたゲインＬＵＴ２４ｂに通され、これによって高域ゲインが得られる。ゲインＬＵＴ２４ｂは、入力される純色度合が高くなるにつれ、出力される高域ゲインが小さくなるように作成されている。
【００９４】
図１７に示す信号変換回路２０Ｂを用いても、色の濁りを抑制することができる。ここで、図１９を参照しながら、この効果を具体的に説明する。図１９は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい赤、暗い赤が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示している。
【００９５】
図１７に示す信号変換回路２０Ｂを用いる場合にも、純色度合に基づく調整が行われるので、図１９に示すように、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅの輝度が本来よりも低くなるので、色の濁りを抑制することができる。ただし、この場合、赤サブ画素Ｒの輝度も本来より低下するので、表示される赤の輝度は多少低下する。
【００９６】
（信号変換回路の具体例３）
図２０に、液晶表示装置１００に用いることができるさらに他の信号変換回路２０Ｃを示す。以下では、信号変換回路２０Ｃが図１７に示した信号変換回路２０Ｂと異なる点を中心に説明を行う。
【００９７】
図１７に示した信号変換回路２０Ｂでは、純色度合判定部２４には、低域多原色信号生成部２１から出力された低域多原色信号が入力され、純色度合判定部２４は、低域多原色信号に基づいて純色度合を判定する。つまり、純色度合判定部２４は、低域多原色信号生成部２１によって低域多原色信号が生成された後に、純色度合を判定する。
【００９８】
これに対し、図２０に示す信号変換回路２０Ｃでは、純色度合判定部２４には、ローパスフィルタ２１ａによって抽出された入力画像信号の低域成分が入力され、純色度合判定部２４は、入力画像信号の低域成分に基づいて純色度合を判定する。つまり、純色度合判定部２４は、低域多原色信号生成部２１によって低域多原色信号が生成される前に、純色度合を判定する。
【００９９】
このように、図２０に示す信号変換回路２０Ｃでは、純色度合の判定を、多原色変換が行われる前のデータに基づいて行う。多原色変換は非線形変換であるので、信号変換回路２０Ｃでは、サブ画素単位での純色度合を正確に判定することはできないものの、入力画像信号（つまり３原色に対応したデータ）に基づいて最も簡易的に純色度合を判定することができる。
【０１００】
図２０に示す信号変換回路２０Ｃでも、サブ画素マッピングされる前の高域輝度信号に乗算するための高域ゲインを得る必要がある。そのような高域ゲインは、例えば図２１に示す構成により得ることができる。
【０１０１】
図２１に示す構成では、まず、入力画像信号の低域成分のＲＧＢデータから、比較器２４ａにより最も大きな値を有するデータと２番目に大きな値を有するデータとが取り出される。次に、最も大きな値を有するデータから、２番目に大きな値を有するデータを減算し、この結果を純色度合とする。
【０１０２】
続いて、求めた純色度合は、純色度合と高域ゲインとの関係が格納されたゲインＬＵＴ２４ｂに通され、これによって高域ゲインが得られる。ゲインＬＵＴ２４ｂは、入力される純色度合が高くなるにつれ、出力される高域ゲインが小さくなるように作成されている。
【０１０３】
（信号変換回路の具体例４）
図２２に、液晶表示装置１００に用いることができるさらに他の信号変換回路２０Ｄを示す。以下では、信号変換回路２０Ｄが図１２に示した信号変換回路２０Ａと異なる点を中心に説明を行う。
【０１０４】
図２２に示す信号変換回路２０Ｄは、図２３に示すサブ画素配列の多原色表示パネル１０と組み合わせて用いられる。図２３に示すサブ画素配列では、各画素Ｐ内で、赤サブ画素（第１の赤サブ画素）Ｒ１、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂ、さらなる赤サブ画素（第２の赤サブ画素）Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃが水平方向に沿って（つまり１行６列に）配列されている。
【０１０５】
図２３に示すサブ画素配列（５色６サブ画素の配列）の場合、第１の赤サブ画素Ｒ１、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂによって構成される仮想画素と、第２の赤サブ画素Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃによって構成される仮想画素のそれぞれによって独立して白黒表現を行うことができるので、図２４に示すように、パネル解像度の２倍の輝度解像度表現が可能である。図２４には、２つの仮想画素を用いた黒および白の高域表現が示されている。
【０１０６】
図２２に示す信号変換回路２０Ｄでは、低域多原色信号生成部２１によって生成される低域多原色信号は、赤、緑、青、シアン、黄の５つの原色（ＲＧＢＣＹｅ）に対応している。そのため、出力される多原色画像信号も、５つの原色（ＲＧＢＣＹｅ）に対応しており、この多原色画像信号により、水平方向（行方向）の画素数がｍである多原色表示パネル１０で、水平輝度解像度ｎ（＝２ｍ）の表示（ただし水平色解像度はｎ／２）を行うことができる。
【０１０７】
信号変換回路２０Ｄにおいても、純色度合判定部２４によって判定された純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されるので、入力画像信号に対応した色が純色や純色に近い色であっても、色の濁り（白色化）が抑制される。
【０１０８】
高域輝度信号のゲイン制御は、図１２に示した信号変換回路２０Ａについて説明したのと同様にして行うことができる。ただし、信号変換回路２０Ｄでは、第１の赤サブ画素Ｒ１、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂ、第２の赤サブ画素Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃの６つのサブ画素に対応するように、６つのテーブルが用いられる。
【０１０９】
ここで、図２５を参照しながら、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されることによる色の濁りの抑制効果を具体的に説明する。図２５（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい緑、暗い緑が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示している。図２５（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合を示し、図２５（ａ）は、そのような調整が行われない場合を示している。
【０１１０】
純色度合に基づく調整が行われない場合、つまり、特許文献２に開示されているような手法をそのまま用いる場合、図２５（ａ）に示すように、暗い緑の高域成分に応じて第２の赤サブ画素Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃが点灯し、それによって灰色が表示される。そのため、暗い緑が灰色に濁ってしまい、明るい緑、暗い緑の繰り返しとなるべきところが明るい緑、灰色の繰り返しになってしまう。
【０１１１】
これに対し、純色度合に基づく調整が行われる場合、つまり、図２２に示した信号変換回路２０Ｄを用いる場合、図２５（ｂ）に示すように、第２の赤サブ画素Ｒ２、黄サブ画素Ｙｅおよびシアンサブ画素Ｃの輝度が本来よりも低くなるので、色の濁りを抑制することができる。
【０１１２】
（信号変換回路の具体例５）
図２６に、液晶表示装置１００に用いることができるさらに他の信号変換回路２０Ｅを示す。以下では、信号変換回路２０Ｅが図１２に示した信号変換回路２０Ａと異なる点を中心に説明を行う。
【０１１３】
図２６に示す信号変換回路２０Ｅは、図２７に示すサブ画素配列の多原色表示パネル１０と組み合わせて用いられる。図２７に示すサブ画素配列では、各画素Ｐ内で、赤サブ画素Ｒ、シアンサブ画素Ｃ、青サブ画素Ｂ、黄サブ画素Ｙｅ、マゼンタサブ画素Ｍおよび緑サブ画素Ｇが水平方向に沿って（つまり１行６列に）配列されている。
【０１１４】
図２７に示すサブ画素配列（６色６サブ画素の配列）の場合、赤サブ画素Ｒおよびシアンサブ画素Ｃによって構成される仮想画素と、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅによって構成される仮想画素と、マゼンタサブ画素Ｍおよび緑サブ画素Ｇによって構成される仮想画素のそれぞれによって独立して白黒表現を行うことができるので、図２８に示すように、パネル解像度の３倍の輝度解像度表現が可能である。図２８には、３つの仮想画素を用いた黒および白の高域表現が示されている。
【０１１５】
図２６に示す信号変換回路２０Ｅでは、低域多原色信号生成部２１によって生成される低域多原色信号は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄の６つの原色（ＲＧＢＣＭＹｅ）に対応している。そのため、出力される多原色画像信号も、６つの原色（ＲＧＢＣＭＹｅ）に対応しており、この多原色画像信号により、水平方向（行方向）の画素数がｍである多原色表示パネル１０で、水平輝度解像度ｎ（＝３ｍ）の表示（ただし水平色解像度はｎ／３）を行うことができる。
【０１１６】
信号変換回路２０Ｅにおいても、純色度合判定部２４によって判定された純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されるので、入力画像信号に対応した色が純色や純色に近い色であっても、色の濁り（白色化）が抑制される。
【０１１７】
高域輝度信号のゲイン制御は、図１２に示した信号変換回路２０Ａについて説明したのと同様にして行うことができる。ただし、信号変換回路２０Ｅでは、赤サブ画素Ｒ、シアンサブ画素Ｃ、青サブ画素Ｂ、黄サブ画素Ｙｅ、マゼンタサブ画素Ｍおよび緑サブ画素Ｇの６つのサブ画素に対応するように、６つのテーブルが用いられる。
【０１１８】
ここで、図２９を参照しながら、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさが調整されることによる色の濁りの抑制効果を具体的に説明する。図２９（ａ）および（ｂ）は、入力画像において水平方向に沿って１画素単位で明るい緑、暗い緑が交互に繰り返される場合の、多原色表示パネル１０における３画素分の表示を示している。図２９（ｂ）は、純色度合に基づいて高域輝度信号の大きさの調整が行われる場合を示し、図２９（ａ）は、そのような調整が行われない場合を示している。
【０１１９】
純色度合に基づく調整が行われない場合、つまり、特許文献２に開示されているような手法をそのまま用いる場合、図２９（ａ）に示すように、明るい緑および暗い緑の高域成分に応じて赤サブ画素Ｒ、シアンサブ画素Ｃ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅが点灯し、それによって明るい灰色や暗い灰色が表示される。そのため、明るい緑や暗い緑が灰色に濁ってしまい、明るい緑、暗い緑の繰り返しとなるべきところが明るい灰色、暗い灰色、明るい緑、暗い灰色、明るい灰色、暗い緑の繰り返しになってしまう。
【０１２０】
これに対し、純色度合に基づく調整が行われる場合、つまり、図２６に示した信号変換回路２０Ｅを用いる場合、図２９（ｂ）に示すように、赤サブ画素Ｒ、シアンサブ画素Ｃ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙｅの輝度が本来よりも低くなるので、色の濁りを抑制することができる。
【０１２１】
上述した信号変換回路２０Ａ〜２０Ｅでは、いずれも純色度合を指標として、少なくとも一部のサブ画素の高域輝度信号の大きさを低減させている。入力画像信号に対応する色の純色度合が１（例えば１０ビット表記でＲ＝１０２３、Ｇ＝Ｂ＝Ｙｅ＝０）である場合、信号変換回路２０Ａ〜２０Ｅを用いると、その純色に対応するサブ画素以外のサブ画素は点灯しない。これに対し、特許文献２に開示されているようなアルゴリズムを用いると、その純色に対応するサブ画素以外のサブ画素も点灯してしまう。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明によると、入力画像の解像度が表示装置の解像度より高く、且つ、入力画像が純色や純色に近い色を含む場合でも好適に表示を行うことができる多原色表示装置が提供される。本発明による多原色表示装置は、高品位の表示を行うことができるので、液晶テレビをはじめとする種々の電子機器に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０    多原色表示パネル
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ    信号変換回路
２１    低域多原色信号生成部
２１ａ    ローパスフィルタ（低域成分抽出部）
２１ｂ    多原色変換部
２２    高域輝度信号生成部
２２ａ    ハイパスフィルタ（高域成分抽出部）
２２ｂ    輝度変換部
２３    レンダリング処理部
２３ａ    サブ画素マッピング部
２３ｂ    ダウンサンプリング部
２４    純色度合判定部
２４ａ    比較器
２４ｂ    ゲインＬＵＴ
１００    液晶表示装置（多原色表示装置）
Ｐ    画素
ＳＰ１〜ＳＰ６    サブ画素
Ｒ    赤サブ画素
Ｒ１    第１の赤サブ画素
Ｒ２    第２の赤サブ画素
Ｇ    緑サブ画素
Ｂ    青サブ画素
Ｃ    シアンサブ画素
Ｍ    マゼンタサブ画素
Ｙｅ    黄サブ画素
ＶＰ１    第１仮想画素
ＶＰ２    第２仮想画素
ＶＰ３    第３仮想画素
【図１】
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【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８】
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【図９】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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