(57)【要約】  表示される画像について優れた解像度／シャープネスを持つため（例えばナイキスト限界問題を持つパターンを表示する場合における低干渉バンディング）、多原色ディスプレイ１００は、３色より多い加色法原色Ｒ、Ｃ、Ｇ、Ｂを持ち、それぞれの原色についての対応する駆動信号ｒが最大である場合に３色より多い加色法原色Ｒ、Ｃ、Ｇ、Ｂの最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数Ｃ、Ｇが、略等距離のサブ画素位置Ｄｄにおける前記ディスプレイのサブ画素１０４、１０８により生成可能である。
2011504603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３色より多い加色法原色を持つ多原色ディスプレイであって、それぞれの原色についての対応する駆動信号が最大である場合に前記３色より多い加色法原色の最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数が、略等距離のサブ画素位置における前記ディスプレイのサブ画素により生成可能である、多原色ディスプレイ。
【請求項２】
前記最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数の原色を生成するために利用可能な各サブ画素が、前記３色より多い加色法原色のうちの他の原色を生成するために利用可能な隣接するサブ画素を持つ、請求項１に記載の多原色ディスプレイ。
【請求項３】
３６０度を原色の数で割ったものよりも互いに色相が近い幾つかの原色、例えば第１の赤、シアン、緑、第２の赤、青及び黄色を持ち、前記多原色ディスプレイの少なくとも１つの行の連続する隣接するサブ画素は、第１の赤、シアン、第２の赤、緑、青及び黄色、又は緑、青、黄色、第１の赤、シアン及び第２の赤、の順で生成するために利用可能な、請求項２に記載の多原色ディスプレイ。
【請求項４】
前記最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数の原色の１つを生成するために利用可能なサブ画素が、前記最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数の原色の前記１つの色に対する最大の補色を持つ、前記３色より多い加色法原色からの原色を生成するために利用可能なように構成された少なくとも１つの隣接するサブ画素を持つ、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多原色ディスプレイ。
【請求項５】
前記隣接するサブ画素は、青、黄色、赤、シアン、マゼンタ及び緑、又は青、黄色、マゼンタ、シアン、赤及び緑の順である、請求項１又は２に記載の多原色ディスプレイ。
【請求項６】
入力色から、前記色を出力するために特定のサブ画素を駆動するための駆動値のセットを算出するステップを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多原色ディスプレイを駆動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来の３つの加色法原色即ち赤、緑及び青よりも多い原色を持つ（例えば黄色の第４の原色を補うことにより）ディスプレイとして知られる多原色ディスプレイ、及び再生されるべき入力色を与えられた斯かるディスプレイを適切に駆動するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の１０年間で、多原色ディスプレイを構築する関心が高まっている。
【０００３】
１９世紀の終わり頃におけるディスプレイの出現以来、ディスプレイは大きく進歩してきたが、現実の場面を信頼性高く再生することは依然としてできておらず、従って、未だ更なる改善に向けての動きがある。例えば、殆どの場面の幾何（サイズ、３次元様相等）は現在のディスプレイでは正確に描画され得ない（例えば携帯電話の小型ディスプレイ又は外での映画視聴のためのラップトップコンピュータは言うまでもなく、家庭用テレビジョン又は映画劇場ディスプレイでもできない）が、心理が理解及び許容できる概略的な外見は描画される。同様に、場面の再生の色描画に関する多くの問題（例えばグレイ値ダイナミックレンジが低過ぎること、暗い領域が忠実に描画されないこと、等）も、未だ存在する。
【０００４】
自然色の色度については、３原色加色法カラーディスプレイはこれら３原色により定義される三角形の色域内でのみこれら色度を描画でき、現実世界の色は部分的に減色され、該色域から外に出てしまうため、近年は付加的な黄色、マゼンタ、シアン、青紫又は橙色のような、主に減色理論に基づいた、更なる減色を用いるディスプレイが登場してきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらのディスプレイは比較的新しいが、例えば色誤差がなくとりわけ優れた画像解像度を持つような、従来の画質目標が信頼性高く且つ単純に達成できるように、これらディスプレイを構築することが可能となるようにすることが依然として課題である。従って、例えば高い輝度での彩度の高い色描画のための優れた設計が考案されれば、画像解像度／シャープネスについての改善の余地が生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するため、本発明の手法の要素は、
３色より多い加色法原色を持つ多原色ディスプレイ（１００）であって、それぞれの原色についての対応する駆動信号（ｒ）が最大である場合に３色より多い加色法原色（Ｒ、Ｃ、Ｇ、Ｂ）の最も高い出力輝度を持つ前記原色の半数（Ｃ、Ｇ）が、略等距離のサブ画素位置（Ｄｄ）における前記ディスプレイのサブ画素（１０４、１０８）により生成可能である、多原色ディスプレイを有する。
【０００７】
ここで当業者は、半分なる語を実際的に理解すべきである。原色の数が奇数（例えば５）である場合、最も高い輝度を持つ原色の全体のセットの半分は２又は３色の原色を有し得（１、４又は５色ではない）、残りの原色（低い輝度を持つ半分と呼ぶことができる）は他の３つである。
【０００８】
前者は、例えば、とり得る全ての色度の大部分をカバーするために必要な従来の原色即ち赤、緑及び青に加えて、市場の要求から原色のセットを定義する（典型的には本発明を適用する前にであるが、同時最適化された単一の処理で双方を適用することもできる）。これら原色は、多原色ディスプレイのために、例えばＥＢＵ又はＮＴＳＣテレビジョンの原色とは異なるものが選択されても良く、レモンを描画することを可能とするため黄色を、特定の塗料のためにシアンを、女性のドレスのためにマゼンタを、又は第１の赤色原色とは色度が異なるものであっても異ならないものであっても良い第２の赤色原色を追加しても良い。
【０００９】
これら原色を定義して、本発明はこれら原色を、連続的なディスプレイのサブ画素に高度な方法で分散させる。例えば、図１において、これら原色は、直線状に水平な順序でディスプレイに構築され、６個のサブ画素の後に、パターンが再び始まる。
【００１０】
該セットを２つの半分へと分割することにより、両方の半分に略同じ数の原色を持つこととなることは理解されよう。製造者は、製造されたディスプレイを最大駆動値へと駆動し（例えば緑チャネルについて２５５の駆動値を生成する）、例えば色彩計を用いて輝度を測定することにより、このことを実行しても良い。しかしながら実際には、（小型のデモ用の）ディスプレイパネルを実際に構築する前に、製造者はこれをモデル化し（バックライト、フィルタ等）、図の例については、例えば黄色が最も高い輝度を持ち、次いでシアン、次いで緑、次いで第１の赤Ｒ、等であることが見出されるであろう。
【００１１】
６色の原色については、高輝度の原色のセット／半分は３色の原色を含むこととなるため、当該半分（即ちシアン、緑及び黄色）においてこれら３色に最も高い輝度を与え、２色の赤及び青は原色のセットの暗く低輝度な半分を構成する。
【００１２】
ここで当業者は、略それぞれの明るく高輝度な原色について、選択可能な暗い原色が存在する（少なくとも原色の数が偶数である場合には成り立つが、奇数の数については、任意に明るい又は暗いものとして分類され得る、割り当てられたパートナーを持たない１色の原色が存在する）ことを理解するであろう。従って、当業者は、「略等距離のサブ画素位置」とは、製造者がこれら高輝度の原色を等距離でグリッドに分割しようと試みる（例えば６色の原色については、距離Ｄｄは６個のサブ画素から構成される１画素の幅の２／６に等しい）ことを意味すると理解するであろう。このことは、偶数個の原色については可能となる。なぜならこの場合、高原色輝度サブ画素を、低原色輝度サブ画素とインタレースすることが可能であるからである（即ち、ディスプレイの１行中の全てのサブ画素が原色を割り当てられるまで、１つの高輝度原色、１つの低輝度原色、１つの高輝度原色、等とインタレースする）。しかしながら、偶数個の原色については、隣接するサブ画素における原色が明るいものから暗いものへと交番するように最適化する必要があるが、同じ半分からの１つの近隣があることとなる。
【００１３】
当業者はまた、「表示サブ画素により原色が生成される」とは、既知の既存の原理による内在するディスプレイの物理的な構成が意図されることを意味し、例えばプラズマディスプレイについては、内在するセルが駆動値の命令の下で特定量だけ発光し、蛍光体が例えば赤色原色スペクトルのカラーの光の局所的な量で生成された光を変換する。ここで本教示から種々の原色がどのように空間的に配置されるべきかを読み取れば、正確な製造工程において当該セルをパネルにどのように作成するべきかが分かるであろう。
【００１４】
本原理は、非常に優れた画像解像度を与えることが、実験的に示されている。
【００１５】
該原理を利用することにより、更に変形を利用することもでき、例えば連続する高周波原色の輝度変調を見て（例えば８色の原色がある場合に非常に興味深い）低周波パターンを選択することができ（即ち輝度が減少するような連続：黄色、シアン、緑、…というように並べる）、又はその逆も可能であり、インタリーブされた連続するサブ画素位置に割り当てる前に、例えば明るい半分における原色をランダム的に幾分かサンプリングするように、高周波パターンを選択することもできる。
【００１６】
また、それぞれの明るい原色の輝度に対応する明るい原色の暗い近隣を、例えば輝度が減少する順序（最も明るい、次に明るい、…）で割り当て、輝度が減少する順序の原色を暗い半分から選択し（第１の赤色である暗いセットの最も明るいもの、第２の赤色である次に明るいもの、…）、又はその逆も可能であり、最も明るいものに隣接して最も暗い輝度原色を割り当てる、即ち逆の順序で割り当てることもできる。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の態様は、図面を参照しながら更に記載され説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の説明される原理による最適化された隣接サブ画素色を用いた多原色ディスプレイの実施例を模式的に示し、本図から当業者は、これら原理を他のとり得るディスプレイタイプにも適用できることを見出すであろう。
【図２】とりわけ縦方向画素（例えば１／３）に有用な、他の最適なサブ画素分布を示す。
【図３】類似色（ここでは明るさ及び色度が比較的類似した赤とマゼンタ）を交換する可能性を一般的に示す、他の斯かる分布を示す。
【図４】２次元タイル状配置の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、所望の色を描画するため、例えばＴＬランプ１０７又はＬＥＤモジュールを有する、バックライトモジュール１０６の光を変調するように構成された光変調器１０５のサブ画素１０１、１０４、…を備えた、ＬＣＤディスプレイ１００を示す。
【００２０】
変調器のグリッド上のサブ画素の幾つか（１０１、１３０）は、赤色Ｒを生成することができ、このことは、ＬＣＤにおいては一般に、赤色フィルタの透過曲線、及び、トランジスタにより適切に起動されるＬＣＤ物質の制御の下で出される最大赤色出力の割合（赤色駆動値により決定される）により乗算された、適切なバックライトスペクトルを持つことにより起こる。当業者は、どのようにその他のディスプレイ（例えば小型又は大型のプラズマ、ＯＬＥＤ、電子インク等）を構築し、これらディスプレイに本発明の概念を適用するかを理解するであろう。
【００２１】
全体の画素１０２（６個のサブ画素の全てを制約された方法で）を駆動して特定の局所的な色を生成することも可能であるが、この場合ディスプレイの解像度（又は知覚される鮮明さ）は非常に高くはならない。なぜなら、次の画素、６個のサブ画素を更に用いてのみ、別の色を生成できるからである（一般に、製造の簡便さのため、３つの点が示された水平方向において、Ｒ、Ｃ、Ｒ'、Ｇ、Ｂ及びＹのパターンが再び繰り返す）。
【００２２】
しかしながら、所望の入力色Ｃ＝｛Ｘ，Ｙ，Ｚ｝を描画するための更なる自由度を持つため（斯かる色は一般にトリプレットであるが、ＸＹＺ空間である必要はなく、ＹＣｒＣｂ空間でも良い）、所望の輝度（過度の色誤差もない）を近似的に描画するために、ＲＣ，Ｒ'Ｇ対を用いることにより、より高い解像度の画像を作成するために該自由度を利用することができる。より高い解像度の描画は、サブ画素の対を利用することに限定されるものではなく、例えばＲ'ＧＢ及びＢＹＲ等へのアルゴリズムマップを用いても良いことに留意されたい。
【００２３】
これに対し、画像プロセッサ１２０は、当業者には知られたアルゴリズムを適用しても良く、例えば単に３倍高い解像度の画像を用いて該画像を６個の原色駆動値Ｄ＝｛ｒ，ｃ，ｒ'，ｇ，ｂ，ｙ｝に変換するか、又は、隣接する原色の色関係を更に考慮することにより、更に空間色処理アルゴリズムを適用して、例えば斯かる単純なアルゴリズムを利用する場合に残余色誤差を考慮に入れ最小化しても良い。
【００２４】
しかしながら、高輝度の原色が交番する（偶数又は奇数）位置にある場合には、斯かる高解像度の画像が最も適切に動作することを、本発明は見出した。なぜなら、最大値（例えばディジタル値２５５）と最小値（０）との間でこれらを駆動することにより、暗い原色を用いた場合よりも大きな局所的な出力輝度の偏差を得ることができ、物理的に到達可能な解像度及び知覚されるシャープネスに寄与するからである。
【００２５】
原色の数が偶数である場合には、明るい原色サブ画素のそれぞれは、２つの隣接する暗いサブ画素を持つ。
【００２６】
少なくとも未だ選択されていない原色が可能である限り、これら暗い原色から選択された原色（例えば現在の高輝度原色サブ画素の右へのサブ画素について）が補色である場合、有利である。又は、より一般的には、２つの隣接する色、又は互いに空間的に近いサブ画素（例えば６色より多い原色の場合、隣接する明るい又は暗いセットのサブ画素）の色が、大きな色相角を持ち、例えば（暗い）緑が明るい黄緑に隣接しない場合、少なくとも有利である。なぜなら、これら原色は同じ色成分を持ち、このことは多原色変換の後の色誤差に導き得るからである。なぜなら、同じ位置において、黄緑色の高い空間的密度があり、別の位置では低い密度があり、即ちサブ画素の駆動値を制御することにより、高い周波数を持つ全ての所望の色を最適に作成することが可能であることが欲されるからである。
【００２７】
補色とは、２つの色が合わせて略無彩色を形成することができることを意味し、例えば赤の補色はシアンである。これらの色は白点を通る線の反対側の端にあり、従って、加法色及び減色の三角形について、赤−シアン、緑−マゼンタ、及び黄色−青（これらは合わせて白を作る）という対を形成することができる。
【００２８】
このようにして、局所的な輝度を設定することに加え、特に自然界でしばしば生じる低彩度の画像／パターンについて、局所的な色問題を強く補正することができる。
【００２９】
例えばディスプレイが大きく彩度の高いテキスト又は異なるとりわけしばしば生じる画像パターンを描画する必要がある場合、輝度再生に加えて何らかの付加的な局所的な高輝度解像度色再生を実行する可能性による別の選択がまた可能である。ディスプレイが例えばしばしば生じる色（例えば赤）の高解像度の彩度の高いパターンを描画する必要がある場合には、本発明の主な原理による、サブ画素に亘って高輝度色を更に分割するための付加的な原理として、このことを利用しても良い（例えば、Ｙ、Ｇ、Ｃ、オレンジの代わりにＹ、Ｇ、オレンジ、Ｃ）。
【００３０】
図１の実施例において、高輝度原色／低輝度原色インタレース概念により幾つかのパターンが可能であり、垂直又は水平方向にこれらを交番させることが可能であることを示してきたが、製造の簡略化のため、例えば全体の変調器面に亘って画素のパターン１０２を繰り返すことを選択しても良いことは、留意されたい。
【００３１】
図２は、例えば（Ｂ，Ｙ，Ｒ，Ｃ，Ｍ，Ｇ）＝（１０，９０，２０，８０，３０，７０）の最大輝度透過を持つ、高／低輝度変動タイプの他の最適なサブ画素分布を示す。
【００３２】
ここでもまた、第１に、少なくとも可能な限り高い周波数の輝度パターンを作成することが原理である。なぜなら、目は色差パターンよりも輝度パターン（また誤差）に対して敏感であるからである。従って、明るい背景（例えば白）を持つ画像を見ると、残りのサブ画素構造パターンは、次に最適なサブ画素構造（例えばＲＢＧＹＣＭ）を用いた場合よりも、ディスプレイにより近い距離からでしか可視とならない。第２に、より優れた色特性を持つようにパターンを設計する。白黒のゾーンプレート画像を表示する場合、図２及び図３の画素構造は共にＲＢＧＹＣＭよりもクロマティックでないエイリアスを与えるが、図２は青黄色のクロマティックエイリアスリングを与え、図３は彩度の低い緑のリングを与える（観測距離に応じて、人間の色視覚は、三色（又は多色）と二色又は単色との間で変化し、これら２つの色パターンは、より長い観測距離に対して、より類似して見えることに留意されたい）。従って、典型的な又は特定の黒白画像及び／又は特定の色（例えば空の青）について、人間の視覚系の色曲線も考慮に入れて、色再生能力に基づいて可能なパターンの１つが依然として好まれ得る。
【００３３】
図３は、類似する色が交換され得ることを示す。実際の透過フィルタに依存して、或る距離からは人間の目にはマゼンタは比較的赤に類似して見え得る。なぜなら、透過される青の輝度寄与が高過ぎず、マゼンタは色相円において赤に隣接するからである。従って、多くの画像について殆ど差が認識されない場合があり、別の観測距離についてはゾーンプレートのような特定のパターンについて異なるエイリアス挙動を示し得る。原色のスペクトル透過曲線及び観測条件（とりわけ網膜の円錐におけるパターン周波数に翻訳される空間的な距離）に依存して人間の目が何を見るかを近似的に算出すること、又は近似的に選択されたテスト画像セットに対するユーザの好みにより手動で最適化することができる。
【００３４】
図４は、最適な好適なサブ画素分布をどのように垂直方向にタイル状配置するかの例を示す。本実施例においては、第２の行において、補色が交換されている。このことは、両方の行に対して優れた無彩色挙動をもたらす。なぜなら、青と緑は補色であり、青が第２の行においてずらされているため増大された色解像度があるからである（例えば単色の青色の画像について重要である）。しかしながら、優れたパターンではあるが、幾分か大きなスケールでは、該パターンは依然として最適なものではない。なぜなら、高／低輝度周波数が依然として完全に分散していないからである。このことは、ＢＹパターンについて、より高いスペックル的な外観を与え、ＲＣに隣接するより均一な（灰色の）外観を与え、或る距離においては依然として残余アーティファクトとして見え得る。
【００３５】
このことに対処する別の２次元タイル状配置処理は、図２又は３のパターンを、隣接するラインにおいて３個のサブ画素分だけシフトさせ、当該パターンについて２重のアドレス指定可能な水平周波数を生成することである。
【００３６】
本明細において開示されたアルゴリズム的な要素は、実際には（全体が又は一部が）ハードウェア（例えば特定用途向けＩＣの一部）として実現されても良いし、又は特殊ディジタル信号プロセッサ若しくは汎用プロセッサ等において動作するソフトウェアとして実現されても良い。
【００３７】
本開示から、どの要素が任意の改善点か、及びどの要素が他の要素と組み合わせて実現され得るか、更に方法の（任意の）ステップがどのように装置のそれぞれの手段に対応するか、及びその逆は、当業者には理解可能であろう。
【００３８】
本方法の動作に必要なステップの幾つかは、データ入力及び出力ステップのようなコンピュータプログラムにおいて記載される代わりに、プロセッサの機能に既に存在していても良い。
【００３９】
上述の実施例は本発明を説明するものであって、限定するものではない点は留意されるべきである。当業者は、提示された例の請求の他の範囲へのマッピングを容易に実現することができ、簡潔さのため、これらの選択肢の全てを詳細には言及していない。請求項において組み合わせられた本発明の要素の組み合わせの他に、これら要素の他の組み合わせが可能である。要素のいずれの組み合わせも、単一の専用の要素で実現され得る。
【００４０】
請求項において、括弧に挟まれたいずれの参照記号も、請求の範囲を限定することを意図したものではない。「有する（comprising）」なる語は、請求項に記載されたもの以外の要素又は態様の存在を除外するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a又はan）」なる語は、複数の斯かる要素の存在を除外するものではない。
【００４１】
例えば青色のサブ画素と言及した箇所においては、ディスプレイにおいて、バックライトからの光をフィルタリングするフィルタ、又は局所的な励起可能な蛍光体のような、局所的に手段が適用され、人間にとって青く見える色相を持つ特定のスペクトルの光を生成することを意味している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2011504603.tif 000008
2011504603.tif 000009