(57)【要約】【課題】サブピクセルのそれぞれについて表示データを生成して表示させる処理を行って高解像度表現を可能とし、このときに映像コンテンツの特徴に応じて最適な映像品位の映像表示を行うようにする。【解決手段】表示装置は、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成された表示パネルを備え、サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、表示パネルで表示させる。また、１つのピクセル内で、高輝度のサブピクセルが離れて配置させ、１つのピクセル内で高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、他のサブピクセルよりも小さくする。ＲＧＢＹの４原色のサブピクセルでは、高輝度のＧとＹを離して、例えばＲＧＢＹの順序でサブピクセルが配置されたピクセル構成１０４をもつことが好適である。これにより解像度を向上させる処理を行う。そして表示装置の画質モードの設定に応じて、上記の解像度を向上させる処理をＯＦＦまたはＯＮにする。【選択図】図３
2012008202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号の種類に応じて最適な画質で表示を行わせるための画質モードを有する表示装置において、
該表示装置は、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成された表示パネルと、前記入力映像信号から前記表示パネルに表示させる映像信号を生成する処理を行う表示制御部とを有し、該表示制御部は、前記サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、該表示データを前記表示パネルで表示させることにより表示画像の解像度を向上させる処理と、ピクセル単位で入力映像信号に基づく表示データを生成する処理とを切り換えて行い、前記画質モードの設定に応じて、前記表示画像の解像度を向上させる処理をＯＦＦまたはＯＮにすることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記画質モードとして、映画を最適に表示するための映画モード、標準的な画質で映像を表示させるための標準モード、くっきりと鮮やかな映像を表示させるためのダイナミックモード、ゲームの映像を最適に表示させるためのゲームモード、のいずれかまたは複数を少なくとも有し、
前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記映画モード、前記標準モード、前記ダイナミックモード、前記ゲームモードのいずれかであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＮにすることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示装置において、前記画質モードとして、パーソナルコンピュータから出力された画像を最適に表示させるためのＰＣモード、アニメーションを最適に表示させるためのアニメーションモードのいずれかまたは両方を有し、
前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記ＰＣモードまたは前記アニメーションモードであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＦＦにすることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の表示装置において、前記表示パネルは、前記４色のサブピクセルのうち２色の高輝度のサブピクセルが、他の２色の低輝度のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもち、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルが離れて配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、前記高輝度のサブピクセルと、該高輝度のサブピクセル以外の他のサブピクセルとが交互に配置していることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の表示装置において、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、前記他のサブピクセルよりも小さくすることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１に記載の表示装置において、前記４色のサブピクセルは、赤、緑、青、黄の４色のサブピクセルであって、前記高輝度のサブピクセルとして緑及び黄のサブピクセルを有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、より詳細には、ＲＧＢＹなどの多原色表示に対応した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報や映像を表示する表示手段として、画素（ピクセル）により画像を形成する各種のディスプレイが製品化されている。例えば、１つの画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）からなる３原色のサブピクセル（副画素）によって構成され、これによりカラー表示するものが一般的である。これらサブピクセルの実現には通常カラーフィルタが用いられる。このようなカラー表示の技術において、近年では表示品位を向上させるために色再現性を拡大することが検討されている。
【０００３】
これに対して、ＲＧＢの３原色以外の新たな色を用いて原色数を４原色以上に増加させることにより、有彩色における色度図上の領域を拡大したり、輝度効率を向上させるようにした所謂多原色ディスプレイが開発されている。例えば、ＲＧＢにＹ（黄）を加えたＲＧＢＹの画素構成のものや、ＲＧＢにＷ（白）を加えたＲＧＢＷの画素構成のものが検討されている。
【０００４】
一方、ディスプレイの解像特性を改善して、高精細な映像表現を行うために、画素を構成するサブピクセル単位で入力映像信号をサンプリングするサブピクセルサンプリング技術がある。サブピクセルサンプリング技術は、例えば、ＲＧＢの３つのサブピクセルから構成される画素に対し、各サブピクセルを１画素と見なして、各サブピクセル毎に輝度を再現するものである。ここでは、ＲＧＢが水平方向に配列していれば、水平方向のサンプリング周波数を従来の３倍にしてサンプリングを行う。そしてサンプリングしたＲＧＢのサブピクセルに相当する信号に基づいてサブピクセルを駆動させる。
【０００５】
解像特性の改善技術に関し、例えば、特許文献１には、レンダリングされた白黒のテキストまたはグラフィックス画像の解像度を大きくし、かつ色縁を小さくすることを目的とした技術が開示されている。ここではグレースケール画像を水平方向に３倍にインターリーブし、ローパスフィルタリングしてＲＧＢの画像データを作って表示を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
入力映像信号をサンプリングしてデジタルデータにより映像表現を行う場合、一般的にデジタル画像を処理する過程で映像品位を低下させる現象が生じる。例えば、周波数軸方向では、サンプリング周波数の１／２のナイキスト周波数以上の信号が低域に折り返すことによる干渉縞（ビート）が生じる。また、見た目のＲＧＢの階調が入力に対して変化するために生じる色ずれ（カラーエイリアシング）などの問題もある。
【０００８】
これらの問題は、入力映像の品位にあったサンプリング周波数を設定して適切なデジタル処理を行うことである程度抑えることができる。しかしながら、画素配列やサンプリング方法の要因により、必ずしも十分な映像品位を維持することができない場合があった。例えば、ＲＧＢの３原色を１画素として表現している一般的なディスプレイでサブピクセルサンプリングによって解像特性を高めようとした場合、例えば白と黒が交互に並んでいるような空間周波数の高い映像が入力すると、ビートなどによる映像品位の低下が目立つことがある。
【０００９】
すなわち、サブピクセルのそれぞれについて表示データを生成して表示させる処理を行うことで高解像度表現を行うことが可能であるが、このときに映像品位の低下を生じさせないようにする技術思想が必要となる。
【００１０】
また、上記のようなサブピクセルサンプリングを行う場合であっても、例えば、映画やゲーム、アニメ、あるいはＰＣ（Personal Computer）から出力された映像など、そのコンテンツ特有の特徴的な性質をもつ映像に対して、サブピクセルサンプリングを一律に実行するだけでなく、映像コンテンツの特徴に応じて最適な映像処理を行うことにより、最適な映像品位で高解像度処理を実行させることができるようになる。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、サブピクセルのそれぞれについて表示データを生成して表示させる処理を行って高解像度表現を可能とし、このときに映像コンテンツの特徴に応じて最適な映像品位の映像表示を行うようにした表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号の種類に応じて最適な画質で表示を行わせるための画質モードを有する表示装置において、該表示装置は、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成された表示パネルと、前記入力映像信号から前記表示パネルに表示させる映像信号を生成する処理を行う表示制御部とを有し、該表示制御部は、前記サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、該表示データを前記表示パネルで表示させることにより表示画像の解像度を向上させる処理と、ピクセル単位で入力映像信号に基づく表示データを生成する処理とを切り換えて行い、前記画質モードの設定に応じて、前記表示画像の解像度を向上させる処理をＯＦＦまたはＯＮにすることを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記画質モードとして、映画を最適に表示するための映画モード、標準的な画質で映像を表示させるための標準モード、くっきりと鮮やかな映像を表示させるためのダイナミックモード、ゲームの映像を最適に表示させるためのゲームモード、のいずれかまたは複数を少なくとも有し、前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記映画モード、前記標準モード、前記ダイナミックモード、前記ゲームモードのいずれかであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＮにすることを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記画質モードとして、パーソナルコンピュータから出力された画像を最適に表示させるためのＰＣモード、アニメーションを最適に表示させるためのアニメーションモードのいずれかまたは両方を有し、前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記ＰＣモードまたは前記アニメーションモードであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＦＦにすることを特徴としたものである。
【００１５】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記表示パネルは、前記４色のサブピクセルのうち２色の高輝度のサブピクセルが、他の２色の低輝度のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもち、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルが離れて配置されていることを特徴としたものである。
【００１６】
第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記高輝度のサブピクセルと、該高輝度のサブピクセル以外の他のサブピクセルとが交互に配置していることを特徴としたものである。
【００１７】
第６の技術手段は、第４または第５の技術手段おいて、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、前記他のサブピクセルよりも小さくすることを特徴としたものである。
【００１８】
第７の技術手段は、第４〜第６のいずれか１の技術手段において、前記４色のサブピクセルは、赤、緑、青、黄の４色のサブピクセルであって、前記高輝度のサブピクセルとして緑及び黄のサブピクセルを有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、サブピクセルのそれぞれについて表示データを生成して表示させる処理を行って高解像度表現を可能とし、このときに映像コンテンツの特徴に応じて最適な映像品位の映像表示を行うようにした表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用可能な液晶表示装置の表示部の構成例を模式的に示した図である。
【図２】本発明を適用可能な液晶表示装置のブロック図である。
【図３】サブピクセルの構成に応じて得られる解像度を説明するための図である。
【図４】ピクセルサンプリングとサブピクセルサンプリングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明を適用可能な液晶表示装置の表示部の構成例を模式的に示した図で、ＲＧＢＹの画素構成をもつ表示部１を示すものである。ここでは１つの画素１１は、ＲＧＢＹの画素構成をもっている。つまり表示部１によって表示されるカラー画像の各画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）にそれぞれ対応するＲサブピクセル、Ｇサブピクセル、Ｂサブピクセル、Ｙサブピクセルからなる。なお、サブピクセルの配列順序は、後述する配列条件を満足すれば適宜変更することができ、例えば、ＹＲＧＢ等の順序であってもよい。
【００２２】
ＲＧＢの画素構成、およびＲＧＢＷの画素構成の場合も同様であり、ＲＧＢの場合には、１つの画素１１がＲＧＢのサブピクセルから構成され、ＲＧＢＷの場合には、１つの画素１１がＲＧＢＷのサブピクセルから構成される。
【００２３】
図２は、本発明を適用可能な液晶表示装置のブロック図である。本ブロック図は、液晶表示装置の映像表示制御部分を示しており、１画素をＲＧＢのサブピクセルで構成した従来一般的な画素構成のものや、ＲＧＢＹなどの多原色画素構成、あるいはＲＧＢＷなどの画素構成のものに対しても適用することができる。
液晶表示装置は、表示部１、入力部２、映像処理回路３、制御部４、光源制御回路５、及びで駆動制御回路６により構成される。表示部１はアクティブマトリクス型のカラー表示パネルを備え、駆動制御回路６は表示部１を駆動するための駆動信号を生成する。
【００２４】
入力部２は、デジタル放送信号などの映像信号を入力するためのインターフェイスである。映像処理回路３は、入力部２からの入力映像信号に対して各種の信号処理を実行する。
また、映像処理回路３は、図示しない操作入力手段のユーザ操作に従って選択された画質モードに応じて映像処理を行う。画質モードは、ユーザが視聴するコンテンツの内容に適した品位となるように、画面の輝度やコントラストを最適化するためのモードである。
【００２５】
制御部４は、液晶表示装置の動作を制御するＣＰＵやメモリなどで構成される。光源制御回路５は、制御部４からの制御指令に従って、表示部１を構成するバックライト光源に供給する電力を制御してバックライト光源の輝度を調整する。
【００２６】
表示部１は、カラーフィルタ７と、液晶パネル本体８と、バックライト光源９とで構成される。液晶パネル本体８は、複数のデータ信号線とそれに交差する複数の走査信号線とが形成されている。この液晶パネル本体８とカラーフィルタ７とにより、マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含むカラー液晶パネルが構成される。バックライト光源９は、液晶パネル本体８を照明する光源である。
【００２７】
ＲＧＢＹの画素構成の表示部１を例として説明する。駆動制御回路６は、表示制御回路６１と、データ信号線駆動回路１３と、走査信号線駆動回路１４とを備えている。表示制御回路６１は、本発明の表示制御部に相当するもので、映像処理回路３からデータ信号ＤＡＴ（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）と、図示しないタイミングコントローラからタイミング制御信号ＴＳを受け取り、デジタル映像信号ＤＶ（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）、データスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ，ラッチストロープ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、及びゲートクロック信号ＧＣＫ等を出力する。
【００２８】
表示部１の各画素１１は、ＲＧＢＹのサブピクセルからなり、データ信号ＤＡＴは、赤、緑、青の３原色にそれぞれ対応する３つの原色信号（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）からなる。表示制御回路６１は、ＲＧＢの３原色に対応した入力原色信号（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）を、ＲＧＢＹの４原色に対応した出力原色信号（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）に変換する変換回路６２を備える。デジタル映像信号ＤＶは、変換回路６２から出力される出力原色信号（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）であり、これにより表示部１に表示すべきカラー画像を表示する。
【００２９】
また、上記のデータスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、およびゲートクロック信号ＧＣＫ等は、表示部１に画像を表示するタイミングを制御するためのタイミング信号である。
【００３０】
データ信号線駆動回路１３は、表示制御回路６１から出力されたデジタル画像信号ＤＶ（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｙｏ）、データスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、表示部１の各サブピクセルにおける画素容量を充電するためにデータ信号電圧を駆動信号として各画素のデータ信号線に印加する。
【００３１】
走査信号線駆動回路１４は、表示制御回路６１から出力されたゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、表示部１における走査信号線にアクティブな走査信号（ＴＦＴをオンさせる走査信号電圧）を順次印加する。
これにより、各サブピクセルの画素容量には、デジタル映像信号ＤＶに応じた電圧が保持されて液晶層に印加される。その結果、各サブピクセルに設けられＲＧＢＹのカラーフィルタによってデジタル映像信号ＤＶの表すカラー画像が表示部１に表示される。
【００３２】
表示制御回路６１では、サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、その表示データを表示部１で表示させることにより表示画像の解像度を向上させる処理と、ピクセル単位で入力映像信号に基づく表示データを生成する処理とを切り換えて行うことができる。つまりサブピクセルサンプリングによる高解像度の処理と、従来のピクセルサンプリングによる処理とを切り換えて実行する。処理の切り換えは、後述するように表示装置の画質モードに応じて行われる。
【００３３】
図３は、サブピクセルの構成に応じて得られる解像度を説明するための図である。図３の横軸は、各サブピクセル構成により得られる空間周波数を示している。
ここでは、モノクロの第１のピクセル構成１０１、ＲＧＢの３つのサブピクセルによる第２のピクセル構成１０２、ＲＧＢＹのサブピクセルによる第３のピクセル構成１０３、及びＲＧＢＹのサブピクセルによる第４のピクセル構成１０４、を比較している。ここで第３のピクセル構成１０３は、ＲＧＢＹのサブピクセルの面積がいずれも同じ１：１：１：１の構成を有している。また第４のピクセル構成１０４は、ＲＧＢＹのサブピクセルの面積比が、Ｒ：Ｂ：Ｇ：Ｙ＝１.６：１.０：１.６：１.０になっている。
【００３４】
例えば、水平方向が１９２０ピクセルのフルハイビジョン（ＨＤ）のパネルを想定する。ここで１ピクセル／ドットを基準とすると、モノクロの第１のピクセル構成１０１の場合に、ピクセル解像度を示す空間周波数をＦｎとする。ここでフルＨＤパネルでは、１９２０ピクセル＝１９２０ドットとなって、１ピクセル相当の解像度をもつ。
そして、ＲＧＢのサブピクセルによる第２のピクセル構成１０２の場合には、１つのピクセルが３つの均等な面積をもつサブピクセルで構成されているため、空間周波数は、３倍の３Ｆｎとなる。フルＨＤのパネルでは、１９２０ピクセル×３サブピクセル＝５７６０ドットとなって、０.３３ピクセル相当の解像度となる。
【００３５】
また、ＲＧＢＹのサブピクセルによる第３のピクセル構成１０３の場合には、１つのピクセルが４つの均等な面積をもつサブピクセルで構成されているため、空間周波数は、モノクロの４倍の４Ｆｎとなる。フルＨＤのパネルでは、１９２０ピクセル×４サブピクセル＝７６８０ドットとなって、０.２５ピクセル相当の解像度となる。従ってＲＧＢＹの第３のピクセル構成１０３の場合には、ＲＧＢの第２のピクセル構成１０２よりも１.３３倍細かい解像度となる。
【００３６】
さらに、ＲＧＢＹのサブピクセルによる第４のピクセル構成１０４の場合には、１つのピクセルがＲ：Ｇ：Ｂ：Ｙ＝１.６：１.０：１.６：１.０の比の４つのサブピクセルで構成されている。従って、１.６の比をもつＲとＢの空間周波数は、Ｆｎ×５.２／１.６＝３.２５Ｆｎとなる。また、１.０の比をもつＧとＹの空間周波数は、Ｆｎ×５.２／１.０＝５.２Ｆｎとなる。
フルＨＤのパネルでは、ＲとＢのサブピクセルの場合、１９２０×５.２／１.６＝６２４０ドットとなり、０.３１ピクセル相当の解像度となる。また、ＧとＹのサブピクセルの場合、１９２０ピクセル×５.２／１.０＝９９８４ドットとなって、０.１９ピクセル相当の解像度となる。従ってＲとＢのサブピクセルの場合には、ＲＧＢの第２のピクセル構成１０２よりも１.０８倍細かい解像度となり、面積の小さいＧとＹのサブピクセルの場合には、ＲＧＢの第２のピクセル構成１０２よりも１.７３倍細かい解像度となる。
【００３７】
本発明に係る実施形態では、１画素をＲＧＢＹのサブピクセルで構成し、サブピクセルサンプリングを行うことで、良好な映像品位を得ることができる。ここで、本発明に係る実施形態では、例えば、１画素がＲＧＢＹの順序に配列していることが重要である。この理由は、ＲＧＢＹのうち、高輝度比をもつＧとＹのサブピクセルを離して配置することにある。高輝度であるＧ、Ｙの輝度が、Ｒ、Ｂの輝度より十分大きい場合には、１ピクセル内で輝度を支配する高輝度のサブピクセルによって輝度中心が２つになり、解像度を向上させることができる。つまり、ＲＧＢＹの順序で配列することで、ＲＧＢＹのうちから輝度比の高いＧとＹとが隣接せずに離れて配置され、これにより空間解像度を高くしたときと同様の効果を奏し、映像品位を向上させることができる。ここでは、ＧとＹの輝度が高いことから、ＹＲＧＢ、ＧＲＹＢ、ＲＹＢＧ等の配列であっても同様の効果が得られる。
【００３８】
サブピクセルの輝度が十分大きいか否かは、サブピクセルの輝度が他のサブピクセルの２倍以上の輝度であるか否かによって判別する。その根拠は、ＲＧＢ構成のピクセルにおいて、輝度が支配的なＧはＢの約５倍の輝度をもち、Ｒの約２倍の輝度をもつ。ここでＧ、Ｙの輝度がＲ，Ｂの輝度の２倍以上あるときに、輝度が十分に大きいという。つまり、本発明に係る実施形態では、４色のサブピクセルのうち２色の高輝度のサブピクセルが、他の２色の低輝度のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもち、１つのピクセル内で、高輝度のサブピクセルが離れて配置されていることが必要である。
【００３９】
より具体的には、サブピクセルを４つ配置した構成においては、他のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもつサブピクセルを輝度に支配的な高輝度のサブピクセルとし、この高輝度のサブピクセルと、その他のサブピクセルとを交互に配置する。これによって、ピクセルを連続配置した構成において高輝度のサブピクセルが交互に並び、その配列方向において解像度が向上する。
またサブピクセルの配列方向と直交方向においても、高輝度のサブピクセルとその他のサブピクセルとを交互に配置することにより、ピクセルマトリックス全体の解像度を向上させることができる。
【００４０】
高輝度のサブピクセルとその他のサブピクセルとを交互に配置する構成としては、ＲＧＢＹの配列のみに限定されることはない。例えば、ＲＧＢＷの配列や、ＲＹＢＧの配列を採用することを妨げるものではない。
【００４１】
また、本発明に係る表示装置の実施形態では、１つのピクセル内で、上記のような高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、他のサブピクセルよりも小さくすることとする。例えば、ピクセル内のＲＧＢＹの面積比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ：Ｙ＝１.６：１.０：１.６：１.０とする。
上記図３にて説明したように、ＲＧＢＹを１.６：１.０：１.６：１.０の面積比で配置した第４のピクセル構成１０４の場合には、Ｒ、Ｂについては０.３１ピクセル相当の解像度が得られ、Ｇ、Ｙについては０.１９ピクセル相当の解像度が得られることがわかる。高輝度のサブピクセルの面積比を小さくすることによって、見かけ上の解像度を向上させることができる。従って、本発明に係る実施形態では、輝度に支配的な高輝度のサブピクセルの面積を、他のサブピクセルの面積よりも小さくするようにする。
【００４２】
つまり、本発明に係る表示装置の実施形態で実行可能な解像度を向上させるためのサブピクセルサンプリング１２による処理は、以下を基本とする。
（１）表示パネルでは、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成され、サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成して表示させる。
（２）４色のサブピクセルのうち２色の高輝度のサブピクセルが、他の２色の低輝度のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもち、１つのピクセル内で、高輝度のサブピクセルが離れて配置されている。
（３）高輝度のサブピクセルと、１つのピクセル内で、その高輝度のサブピクセル以外の他のサブピクセルとが交互に配置している。
（４）１つのピクセル内で、高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、他のサブピクセルよりも小さくする。
（５）４色のサブピクセルとしてＲＧＢＹのサブピクセルを用い、高輝度のサブピクセルをＧ，Ｙとして、１つのピクセル内で、ＲＧＢＹ、ＹＲＧＢ、ＧＲＹＢ、ＲＹＧＢ等の順でサブピクセルが配置されている。
そして、このようなサブピクセル配置によって、サブピクセルサンプリングなどによりサブピクセルごとに映像データを生成する処理を行って映像表現を行うことで、高解像度の表現が可能で、映像品位の低下を改善した表示装置を提供することができる。
【００４３】
図４は、ピクセルサンプリングとサブピクセルサンプリングを説明するための図で、図４（Ａ）はピクセルサンプリングの様子を説明する図、図４（Ｂ）はサブピクセルサンプリングの様子を説明する図である。ここでは横軸にＸ方向の画素位置、縦方向に画素値を示す。
図３（Ａ）に示すピクセルサンプリングでは、アナログの入力映像信号（ｉｎｐｕｔ）に対して、画素（ピクセル）ごとに１カ所の位置でサンプリングを行う。例えば、各画素のＲＧＢのＧに相当する位置で入力映像信号をサンプリングしていく。このときの画素ピッチをΔｘとすると、サンプリング周波数ｆｓは、ｆｓ＝１／Δｘとなる。そしてサンプリングした各画素のデータをＲＧＢの全てそれぞれに割り当てて映像表示する。従って、各画素のＲＧＢの画素値は同じ値となる。この手法がピクセルサンプリングである。
【００４４】
ピクセルサンプリングの場合、Ｇのサブピクセルに対して、その両側に位置するＲ，Ｂのサブピクセルは、空間的に±Δｘ／３だけすれている。ここでサブピクセルに相当する入力映像信号はそれぞれ輝度と色とを持っているが、ピクセルサンプリングを行うことで輝度成分は分散されて空間周波数特性が鈍る。また、色成分も分散されて色ずれ、ひずみが発生する。
【００４５】
上記のようなピクセルサンプリングによる鈍りやひずみを改善するために、サブピクセルレンダリング等の手法が考案されている。サブピクセルレンダリングは、ピクセルサンプリングによってサンプリングした信号をサンプリング点の間で補間して、各サブピクセルのデータをつくることで、サンプリング点間を空間的にスムージングするものである。
【００４６】
図４（Ｂ）に示すサブピクセルサンプリングは、上記のようにサブピクセル単位でサンプリングしたデータを補間してサブピクセルのデータをつくるものではなく、入力映像信号をサブピクセル間隔で実際にサンプリングしてデータを得るもので、さらに入力映像信号に忠実なデータが得られるものである。ここでは、入力映像信号は、サブピクセル単位に相当するサンプリング周波数ｆｘでサンプリングするものとする。この場合、ＲのサブピクセルについてはＧのサブピクセルからΔｘ／３だけずらして、ＢのサブピクセルについてはＧのサブピクセルから−Δｘずらしてサンプリングを行って、画素値を割り振る。
【００４７】
サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成する本発明に係る処理は、上記のサブピクセルサンプリング処理、及びサブピクセルレンダリング処理のいずれにも適用することができる。
【００４８】
そして、本発明の特徴として、上記のようなサブピクセルサンプリングによる解像度を向上させる処理を、表示装置が有する画質モードの設定に応じてＯＮまたはＯＦＦにする。
従来からテレビジョン装置などの表示装置において、ユーザ設定が可能な映像表示モードとして画質モードを設定できるものが一般的となっている。画質モードは、ユーザが視聴するコンテンツの内容に適した品位となるように、画面の輝度やコントラストを最適化するためのモードである。
【００４９】
画質モードの例としては、映画を最適に表示するための映画モード、標準的な画質で映像を表示させるための標準モード、くっきりと鮮やかな映像を表示させるためのダイナミックモード、ゲームの映像を最適に表示させるためのゲームモード、ＰＣから出力された画像を最適に表示させるためのＰＣモード、アニメーションを最適に表示させるためのアニメーションモードなどが設定される。
【００５０】
例えば、映画モードは、忠実に映像を再現することを重視し、よりリアルな黒を表現するために、コントラストを抑えて映画の暗い映像を見やすくしている。
標準モードは、映像や音声の設定が全て予め定めた標準値とするもので、主に家庭で使用されることを意識したモードであり、バックライトやゲインの調整頻度を少なめにし、自然に映像表現を行うことに重点を置く。また、使用頻度が高いことを想定して、ある程度の省電力化を達成できるような設定とする。
【００５１】
ダイナミックモードでは、映像を標準より明るく鮮明に見せることに重点を置くとともに、黒色は引き締めるような映像表現を行う。これによりくっきりと鮮やかな表示で、特にスポーツ番組などを迫力のあるものにすることができる。また、ゲームモードは、テレビゲームなどの映像を、明るさを抑えて目に優しい映像にする。また素早い反応を要求されるゲームなどにも対応できるようになっている。ＰＣモードやアニメモードは、ＰＣから出力された映像やアニメーションの映像を最適な画質で見やすく見ることができるように設定されるものである。
【００５２】
上記の解像度を向上させる処理は、輝度解像度を向上させるためにサブピクセル単位で輝度を調整する。しかしながら、例えば色の種類が少なく白黒に近いような映像の場合には、サブピクセル単位の輝度調整を行うことで画面上の色つきが目立ちやすくなることがあり、映像によっては大きな効果を発揮できない場合もある。これに対して、自然画のような多くの色が細かく含まれるような画像の場合、大きな効果を期待することができる。また、例えば、ＰＣから出力された画像などのめりはりのはっきりした幾何学的な画面構成の画像をドットバイドットで表示する場合には、サブピクセル単位でサンプリングして解像度を向上させる制御を行ってもそれほど大きな効果は得られない。
【００５３】
これらのことから、本発明に係る実施形態では、サブピクセルサンプリングによる上記のような解像度を向上させる処理を、表示装置に設定されている画質モードに応じてＯＮ／ＯＦＦすることで、画質モードで表示される映像に応じて、サブピクセルサンプリングによる解像度向上制御を効果的に実行させるようにする。
【００５４】
表示装置で設定される画質モードのうち、解像度を向上させる処理をＯＮにする画質モードは、映画モード、標準モード、ダイナミックモード、ゲームモードとする。表示装置がこれら全ての画質を備えていない場合であっても、これら画質モードのいずれかまたは複数が設定可能であれば、その画質モードのときに解像度を向上させる処理をＯＮにするものとする。
映画モード、標準モード、ダイナミックモードのいずれであっても、自然画の表示が行われる。多数の色によって表現される自然画の場合には、サブピクセルサンプリングによる解像度を向上させる処理の効果は大きい。また、ゲームモードで表示されるゲームコンテンツにおいても、近年では特に自然画に近い画像が多くなっていることから、ゲームモードで表示する画像についても、上記の解像度を向上させる処理の効果は大きい。このように特定の画質モードのときにのみ、サブピクセルサンプリングによる解像度を向上させる処理をＯＮにすることにより、表示映像に応じた高い映像品位の映像表示を行うことができるようになる。
【００５５】
一方、表示装置の画質モードがＰＣモード、またはアニメーションモードの場合には、解像度を向上させる処理をＯＦＦにする。ＰＣの画像は上記のように、表示パネルの画素に合わせて表示する場合が多くサブピクセル単位での制御による効果は少ない。また、ＰＣから出力された映像が一般的な文字表現を多用するようなものであれば、色つきが目立って効果が小さくなる。また、斜めの線などはエンハンスにより却ってがたつき目立ってしまうようなこともある。アニメーションについても、輪郭が黒線で囲まれたような画像が多いため、エンハンスによる斜めの線のがたつきが目立ってしまうことがある。解像度を向上させる処理をＯＦＦにする場合には、ピクセルサンプリングに切り換えて処理を行うこととする。
【００５６】
このように、本発明に係る実施形態では、表示装置に設定された画質モードが映画モード、標準モード、ダイナミックモード、ゲームモードのいずれかであった場合、解像度を向上させる処理をＯＮにし、画質モードがＰＣモードまたはアニメーションモードであった場合、解像度を向上させる処理をＯＦＦにする。これにより、サブピクセルのそれぞれについて表示データを生成して表示させる処理を行って高解像度表現を可能とし、このときに映像コンテンツの特徴に応じて最適な映像品位の映像表示を行うことができるようになる。
【００５７】
なお、上記の例では、画質モードに応じてサブピクセルサンプリングによる解像度を向上させる処理をＯＮ／ＯＦＦしているが、解像度を向上させる処理の強度を画質モードに応じて変化させるような処理を行ってもよい。
例えば、入力映像信号に対してエンハンス処理（エッジ強調処理）を行い、このときピクセル単位でエンハンスを行ってサブピクセル単位でスムージングさせるような処理を行うことができる。エンハンス処理には、入力映像信号の高周波成分をもとにした補正信号を原信号に足し合わせ、アンダーシュートやオーバーシュートを付加するシュートエンハンス技術がある。アンダーシュート及びオーバーシュートを強くして、サブピクセル単位でスムージングすれば、より高い先鋭感を得ることができる。これを解像度を向上させる処理の強度とし、画質モードに応じてその強度を変化させる。
【００５８】
例えば、ダイナミックモードや映画モードでは、上記の強度を強くし、エンハンスの先鋭感を強くする。また、スタンダードモードやゲームモードでは、上記の強度を中程度とする。ＰＣモードでは上記の強度を弱くし、エンハンスの先鋭感をそれほど強調しないようにする。また、写真を表示するフォトモードなどがあれば、この場合にも上記の共同を弱く設定する。これらの強度の強、中、弱は、モード間の相対的な関係を示すもので、具体的なスムージングの係数などは適宜任意に定めることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…表示部、２…入力部、３…映像処理回路、４…制御部、５…光源制御回路、６…駆動制御回路、７…カラーフィルタ、８…液晶パネル本体、９…バックライト光源、１１…画素、１３…データ信号線駆動回路、１４…走査信号線駆動回路、６１…表示制御回路、６２…変換回路、１０１…ピクセル構成、１０２…ピクセル構成、１０３…ピクセル構成、１０４…ピクセル構成。
【図１】
2012008202.tif 000003
【図２】
2012008202.tif 000004
【図３】
2012008202.tif 000005
【図４】
2012008202.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【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】
入力映像信号の種類に応じて最適な画質で表示を行わせるための画質モードを有する表示装置において、
該表示装置は、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成された表示パネルと、前記入力映像信号から前記表示パネルに表示させる映像信号を生成する処理を行う表示制御部とを有し、該表示制御部は、前記入力映像信号をサブピクセル間隔でサンプリングして前記サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、該表示データを前記表示パネルで表示させることにより表示画像の解像度を向上させる処理と、ピクセルごとに１カ所の位置でサンプリングを行い、該ピクセルごとにサンプリングしたデータを同一ピクセル内の他のサブピクセルに割り当てることでピクセル単位で入力映像信号に基づく表示データを生成する処理とを切り換えて行い、前記画質モードの設定に応じて、前記表示画像の解像度を向上させる処理をＯＦＦまたはＯＮにすることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記画質モードとして、映画を最適に表示するための映画モード、標準的な画質で映像を表示させるための標準モード、くっきりと鮮やかな映像を表示させるためのダイナミックモード、ゲームの映像を最適に表示させるためのゲームモード、のいずれかまたは複数を少なくとも有し、
前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記映画モード、前記標準モード、前記ダイナミックモード、前記ゲームモードのいずれかであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＮにすることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の表示装置において、前記画質モードとして、パーソナルコンピュータから出力された画像を最適に表示させるためのＰＣモード、アニメーションを最適に表示させるためのアニメーションモードのいずれかまたは両方を有し、
前記表示制御部は、前記表示装置に設定された前記画質モードが前記ＰＣモードまたは前記アニメーションモードであった場合、前記解像度を向上させる処理をＯＦＦにすることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の表示装置において、前記表示パネルは、前記４色のサブピクセルのうち２色の高輝度のサブピクセルが、他の２色の低輝度のサブピクセルの輝度に対して少なくとも２倍以上の輝度をもち、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルが離れて配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、前記高輝度のサブピクセルと、該高輝度のサブピクセル以外の他のサブピクセルとが交互に配置していることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の表示装置において、前記１つのピクセル内で、前記高輝度のサブピクセルのそれぞれの面積を、前記他のサブピクセルよりも小さくすることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１に記載の表示装置において、前記４色のサブピクセルは、赤、緑、青、黄の４色のサブピクセルであって、前記高輝度のサブピクセルとして緑及び黄のサブピクセルを有す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】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号の種類に応じて最適な画質で表示を行わせるための画質モードを有する表示装置において、該表示装置は、４色のサブピクセルによって１つのピクセルが構成された表示パネルと、前記入力映像信号から前記表示パネルに表示させる映像信号を生成する処理を行う表示制御部とを有し、該表示制御部は、前記入力映像信号をサブピクセル間隔でサンプリングして前記サブピクセルのそれぞれについて入力映像信号に基づく表示データを生成し、該表示データを前記表示パネルで表示させることにより表示画像の解像度を向上させる処理と、ピクセルごとに１カ所の位置でサンプリングを行い、該ピクセルごとにサンプリングしたデータを同一ピクセル内の他のサブピクセルに割り当てることでピクセル単位で入力映像信号に基づく表示データを生成する処理とを切り換えて行い、前記画質モードの設定に応じて、前記表示画像の解像度を向上させる処理をＯＦＦまたはＯＮにすることを特徴としたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図４（Ｂ）に示すサブピクセルサンプリングは、上記のようにサブピクセル単位でサンプリングしたデータを補間してサブピクセルのデータをつくるものではなく、入力映像信号をサブピクセル間隔で実際にサンプリングしてデータを得るもので、さらに入力映像信号に忠実なデータが得られるものである。ここでは、入力映像信号は、サブピクセル単位に相当するサンプリング周波数ｆｘでサンプリングするものとする。この場合、ＲのサブピクセルについてはＧのサブピクセルからΔｘ／３だけずらして、ＢのサブピクセルについてはＧのサブピクセルから−Δｘ／３ずらしてサンプリングを行って、画素値を割り振る。