(57)【要約】【課題】取扱う画像信号に対する変換処理を単純化し、少ない電力消費で画像を表示する。【解決手段】Ｒ，Ｇ，Ｂの構成比が１：２：１となるベイヤー配列で、隣接する２ライン単位でＲとＢのフィルタが分離して配置されたカラーフィルタと、カラーフィルタの隣接する２ライン単位でＧのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第１の信号線S11,S13,S15,S17と、カラーフィルタの隣接する２ライン単位でＲのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第２の信号線S12,S16と、カラーフィルタの隣接する２ライン単位でＢのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第３の信号線S14,S18とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列で、隣接する２ライン単位でＲとＢのフィルタが分離して配置されたカラーフィルタと、
上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｇのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第１の信号線と、
上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｒのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第２の信号線と、
上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｂのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第３の信号線と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記第１乃至第３の信号線を、隣接する４本単位で極性を反転して駆動することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
Ｒ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列のカラーフィルタと、
上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｇのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第１の信号線と、
上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記ＲのフィルタとＢのフィルタに対応する画素を交互にジグザグに接続する第２の信号線と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
上記第１及び第２の信号線を、隣接する２本単位で極性を反転して駆動することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）などの固体撮像素子での撮影により取得した画像データを表示するのに好適な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子は、画素と対応するカラーフィルタを設けている。このカラーフィルタに関して、色毎に光学感度を調整する技術（例えば、特許文献１）や、各色毎のパターンの重なり部分がない平坦な上面構成を有する技術（例えば、特許文献２）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１９３４６号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６（Ａ）は、固体撮像素子のカラーフィルタで一般的に用いられているベイヤー配列の画素構成を示す。同図（Ａ）に示すように、カラー１画素ＰＸｉをＲ(赤色画素)：Ｇ（Ｇ1，Ｇ2）(緑色画素)：Ｂ(青色画素)＝１：２：１の４個の原色画素（サブ画素）で構成し、且つ２つの画素Ｇ1，Ｇ2は対角に配置される。これは、人間の目が色度よりも輝度に対して高い感度を有しており、その輝度をＧの成分がＲ，Ｂの成分に比して著しく多く持っていることに起因している。
【０００５】
図６（Ｂ）は、液晶表示素子などの表示装置に用いられるカラーフィルタの画素構成を示す。同図（Ｂ）に示すように１画素ＰＸｏをＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１の３個の原色画素（サブ画素）で構成して配置される。
【０００６】
したがって上記図６（Ａ）の固体撮像素子で得られた画像信号は、画素構成の異なる表示用に信号変換処理を施した上で、表示装置の駆動回路に供されることとなる。
【０００７】
そこで、図７に示すように、液晶表示装置等の出力側においても固体撮像素子と同じくベイヤー配列のカラーフィルタを有する構成とすることにより、画像信号の入力装置／出力装置間で実行される信号変換処理を単純化する方法が考えられる。
【０００８】
この場合、それぞれ縦（Ｙ）方向に延在するセグメント（信号）線「１」〜「８」中、奇数の信号線「１」「３」「５」「７」ではＧのフィルタとＢのフィルタとが交互に配列される一方で、偶数のセグメント線「２」「４」「６」「８」ではＧのフィルタとＲのフィルタとが交互に配列される。
【０００９】
なお、同図中の横（Ｘ）方向に延在するコモン（走査）線については、一般的なアクティブマトリックスタイプの液晶表示装置と同様であるものとして、その図示と駆動に関する説明とを省略するものとする。
【００１０】
ところで画像表示においては、特定の原色を画面の少なくとも一部の領域でフル階調値で表示する場合が高い頻度で現出する。
【００１１】
図８は、緑色のみをフル階調値として、上記図７で示す画素範囲全面を緑一色で表示させる場合の、各セグメント線「１」〜「８」に与える信号波形を例示する図である。同図に示すようにいずれのセグメント線への信号でもＧのフィルタに対応する画素のみにフル階調値に応じた電圧「＋ＶD」または「−ＶD」が交互に印加されることになる。
【００１２】
このような画素構成での表示駆動を行なうと、消費電流はその周波数に比例するため、画像信号が高周波化することで消費電流が増加する、という不具合を生じる。
【００１３】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、取扱う画像信号に対する変換処理を単純化しつつ、より少ない電力消費で画像を表示することが可能な液晶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】
【００１４】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、Ｒ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列で、隣接する２ライン単位でＲとＢのフィルタが分離して配置されたカラーフィルタと、上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｇのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第１の信号線と、上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｒのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第２の信号線と、上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｂのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第３の信号線とを備えることを特徴とする。  
本発明の他の一態様に係る液晶表示装置は、Ｒ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列のカラーフィルタと、上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記Ｇのフィルタと対応する画素をジグザグに接続する第１の信号線と、上記カラーフィルタの隣接する２ライン単位で上記ＲのフィルタとＢのフィルタに対応する画素を交互にジグザグに接続する第２の信号線とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、取扱う画像信号に対する変換処理を単純化しつつ、より少ない電力消費で画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の主としてカラーフィルタと対応画素の接続構成を示す図。
【図２】同実施形態に係る液晶表示装置で全面緑一色の画像を表示する場合に信号線に印加される電圧波形を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の主としてカラーフィルタと対応画素の接続構成を示す図。
【図４】同実施形態に係る液晶表示装置で全面緑一色の画像を表示する場合に信号線に印加される電圧波形を示す図。
【図５】同実施形態に係る液晶表示装置で全面赤一色の画像を表示する場合に信号線に印加される電圧波形を示す図。
【図６】一般的な固体撮像素子のカラーフィルタで用いられるベイヤー配列の画素構成と、液晶表示素子のカラーフィルタの画素構成とを示す図。
【図７】液晶表示装置のカラーフィルタにベイヤー配列を採用した場合の画素構成と接続例を示す図。
【図８】図７の液晶表示装置で全面緑一色の画像を表示する場合に信号線に印加される電圧波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法及び比率などは必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置及び方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。
【００１８】
［１］第１の実施形態  
［１−１］液晶表示装置１０の構成  
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の、主としてカラーフィルタと対応画素の接続構成を示す図である。
【００１９】
同図に示すように本実施形態では、カラーフィルタがＲ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列で構成されるものとする。同図でそれぞれ横（Ｘ）方向に延在する、図示しないコモン（走査）線により各画素を接続すると共に、カラーフィルタの隣接する２ラインを単位として縦（Ｙ）方向に延在するセグメント（信号）線を同一色のカラーフィルタと対応するようにジグザグ状に画素を接続した構成とする。
【００２０】
すなわち、縦横両方向とも千鳥格子状に１画素飛ばしで配列されたＧのフィルタに対し、図中に信号線Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７，‥‥で示すように、隣接する各２ライン単位で各画素の信号線をジグザグに第１の信号線として接続した構成とする。
【００２１】
一方で、Ｒのフィルタ及びＢのフィルタは、カラーフィルタ上で２ライン単位でその分布が完全に分離するように順次配置し、信号線を上記２ライン単位内でジグザグ状に画素に接続した構成とする。Ｒのフィルタに対応する信号線Ｓ１２，Ｓ１６，‥‥が第２の信号線、Ｂのフィルタに対応する信号線Ｓ１４，Ｓ１８，‥‥が第３の信号線となる。
【００２２】
結果として、全体でベイヤー配列でのカラーフィルタの構成を維持しながら、縦（Ｙ）方向に延在する同一色のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂを接続するように、それぞれ信号線Ｓ１１〜Ｓ１８，‥‥でジグザグ状に同色同士の画素を接続した構成とする。これら信号線Ｓ１１〜Ｓ１８は相互に交差することなく、同一面のパターン内で形成できる。
【００２３】
このようなカラーフィルタの構成とすることにより、横（Ｘ）方向ではＧのフィルタ以外のＲのフィルタとＢのフィルタの各位置が交互に入れ替わるような、若干変則的なベイヤー配列のカラーフィルタを用いた液晶表示装置１０が実現する。
【００２４】
したがって、例えばデジタルカメラの固体撮像素子で得たＲＡＷデータに対し、一部ＲデータとＢデータを規則的に入れ替えるような簡易な変換処理のみで、そのまま液晶表示装置１０での表示を実行することができる。
【００２５】
［１−２］液晶表示装置１０の動作  
上記のように構成された液晶表示装置１０の動作について説明する。  
図２は、緑色のみをフル階調値で表示し、上記図１で示す画素範囲全面を緑一色で表示する場合の、各信号線Ｓ１１〜Ｓ１８に与える信号波形を例示する図である。同図に示すように画素Ｇに対応した信号線Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７には、図示する如く適切なタイミングでフル階調値に応じた電圧「＋ＶD」または「−ＶD」が交互に印加されることになる。
【００２６】
一方で、画素Ｒに対応した信号線Ｓ１２，Ｓ１６と、画素Ｂに対応した信号線Ｓ１４，Ｓ１８は、それぞれ「０（ゼロ）」階調に対応して電圧が「０」となる。
【００２７】
Ｒ，Ｇ，Ｂいずれも１つの信号線が同じ色成分の画素のみに対応しているため、特にＲ，Ｇ，Ｂの少なくとも１色をフル階調で全面表示するような場合に、信号線に印加する電圧波形を低周波数化できる。
【００２８】
例えば同一信号線でフル階調値の電圧を印加する場合の、極性を反転するタイミングが１２画素分に相当する単位であった場合、上記図８で示した信号線１〜８への電圧に比して、図２では信号線Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７に印加する電圧の周波数を１／１２に低減でき、その分だけこの液晶表示装置１０に対する電力消費を十分に少なくすることができる。
【００２９】
このような全面フル階調表示を行なう際には、信号線Ｓ１１〜Ｓ１４、信号線Ｓ１５〜Ｓ１６を１つの単位として、４本の信号線毎に、対応する信号線に印加する電圧の極性を反転することにより、フリッカの低減を図ることができる。
【００３０】
［２］第２の実施形態  
［２−１］液晶表示装置２０の構成  
図３は、第２の実施形態に係る液晶表示装置２０の、主としてカラーフィルタと対応画素の接続構成を示す図である。
【００３１】
同図に示すように本実施形態では、カラーフィルタがＲ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の構成比が１：２：１となるベイヤー配列で構成されるものとする。同図でそれぞれ横（Ｘ）方向に延在する、図示しないコモン（走査）線により各画素を接続すると共に、カラーフィルタの隣接する２ラインを単位として縦（Ｙ）方向に延在するセグメント（信号）線を同一色のカラーフィルタと対応するようにジグザグ状に画素を接続した構成とする。
【００３２】
すなわち、縦横両方向とも千鳥格子状に１画素飛ばしで配列されたＧのフィルタに対し、図中に信号線Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７，‥‥で示すように、隣接する各２ライン単位で各画素の信号線をジグザグに第１の信号線として接続した構成とする。
【００３３】
一方で、Ｒのフィルタ及びＢのフィルタは、コモン（走査）線毎に同色で接続するものとして、信号線ではＲのフィルタとＢのフィルタとが隣接する２ラインの中でジグザグ状に交互に接続した構成とする。これらＲ，Ｂのフィルタに対応する信号線Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８が第２の信号線となる。
【００３４】
結果として、全体でベイヤー配列でのカラーフィルタの構成を維持しながら、縦（Ｙ）方向に延在する同一色のカラーフィルタＧを接続するように第１の信号線である信号線Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７でジグザグ状に接続すると共に、他のカラーフィルタＲ，Ｂを交互に接続するように第２の信号線である信号線Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８でジグザグ状に接続する。これら信号線Ｓ２１〜Ｓ２８は相互に交差することなく、同一面のパターン内で形成できる。
【００３５】
したがって、例えばデジタルカメラの固体撮像素子で得たＲＡＷデータに対し、データ配列に関しては一切変換処理を施すことなく、そのまま液晶表示装置２０での表示を実行することができる。
【００３６】
［２−２］液晶表示装置２０の動作  
上記のように構成された液晶表示装置２０の動作について説明する。  
図４は、緑色のみをフル階調値で表示し、上記図３で示す液晶表示装置２０の画素範囲全面を緑一色で表示する場合の、各信号線Ｓ２１〜Ｓ２８に与える信号波形を例示する図である。同図に示すように画素Ｇに対応した信号線Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７には、図示する如く適切なタイミングでフル階調値に応じた電圧「＋ＶD」または「−ＶD」が交互に印加されることになる。
【００３７】
一方で、画素Ｒ，Ｂに対応した信号線Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８は、それぞれ「０（ゼロ）」階調に対応して電圧が「０」となる。
【００３８】
Ｇに関しては、１つの信号線が同じ色成分の画素のみに対応しているため、特に緑色をフル階調で全面表示するような場合に、信号線に印加する電圧波形を低周波数化できる。
【００３９】
例えば同一信号線でフル階調値の電圧を印加する場合の、極性を反転するタイミングが１２画素分に相当する単位であった場合、上記図８で示した信号線１〜８への電圧に比して、図２では信号線Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７に印加する電圧の周波数を１／１２に低減でき、その分だけこの液晶表示装置１０に対する電力消費を十分に少なくすることができる。
【００４０】
このような全面フル階調表示を行なう際には、信号線Ｓ２１とＳ２２、信号線Ｓ２３とＳ２４、信号線Ｓ２５とＳ２６、信号線Ｓ２７とＳ２８がそれぞれ単位として、２本の信号線毎に対応する信号線に印加する電圧の極性を反転することにより、フリッカの低減を図ることができる。
【００４１】
図５は、上記図４に代えて、赤色のみをフル階調値で表示し、上記図３で示す液晶表示装置２０の画素範囲全面を赤一色で表示する場合の、各信号線Ｓ２１〜Ｓ２８に与える信号波形を例示する図である。同図に示すように画素Ｇに対応した信号線Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７には、いずれも図示する如く「０（ゼロ）」階調に対応した電圧「０」が印加される。
【００４２】
一方で、画素Ｒ，Ｂに対応した信号線Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８は、交互に存在するＲのフィルタに対応する画素のみにフル階調値に応じた電圧「＋ＶD」または「−ＶD」が印加されることになる。
【００４３】
すなわち、Ｒに関しては、１つの信号線がＲ，Ｂ２つの色成分の画素が交互に配列されているため、特にそのいずれか一方の色成分をフル階調で全面表示するような場合に、上記図８で示した信号線１〜８への電圧波形と、ほぼ同等な電圧波形となる。
【００４４】
このように、Ｒ，Ｂが交互に存在する画素への信号線において、ＲとＢいずれかの全面フル階調表示を行なう際には、上記図８で示した信号線１〜８への電圧波形と、ほぼ同等な波形の電圧を印加する必要がある。
【００４５】
しかしながら、液晶表示装置２０の画素範囲全面を緑一色で表示する場合には電力消費を大幅に低減できるため、全体としても上記図６で説明した構成の液晶表示装置に比して、確実に電力消費を低減できる。
【００４６】
なおベイヤー配列のカラーフィルタでは、上述した如くＲ（赤色）：Ｇ（緑色）：Ｂ（青色）の画素（＝サブ画素）の構成比が１：２：１となる。そのため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色フィルタが１：１：１で同等の色度を有しており、これら３原色をそれぞれフル階調値で表示した場合の合計色が白色となるような場合には、上記４つのサブ画素を纏めた１カラー画素としての色バランスが狂ってしまい、Ｇの色成分が過多となる。
【００４７】
したがって、上記液晶表示装置１０，２０においては、Ｇのサブ画素をフル階調値で表示した場合の色度が、Ｒ，Ｂのサブ画素をフル階調値で表示した場合の半分程度となるように、予め色バランスが調整されているものとする。
【００４８】
その場合、液晶表示装置１０，２０のカラーフィルタ中のＧのフィルタの色度を物理的に「薄い」ものとする方法と、Ｇの画素に対応する信号線に印加する電圧信号（または階調調整が画素ＴＦＴへの電流制御であれば電流信号）の波高値を低減させる方法、あるいはそれらの方法を組み合わせる方法等が考えられる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００５０】
１０，２０…液晶表示装置、
Ｒ，Ｇ，Ｂ…カラーフィルタとその直下に位置する画素電極、
Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ２１〜Ｓ２８…セグメント（信号）線。
【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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