JP2007093832A - カラー画像処理方法及びカラー画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路規模の増大を抑制し、表示品質を向上することが可能なカラー画像処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施の形態にかかるカラー画像処理方法は、ＲＧＢストライプ配列の表示装置のＲＧＢ画像データに基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブピクセルがマトリクス状に配置された表示装置の画像データを生成するカラー画像処理方法であって、同一行で隣接する３つのサブピクセルの各画像データを生成するために、同一行で隣接する２画素分のＲＧＢ画像データを保持し、前記３つのサブピクセルのうち、両端に配置される２つのサブピクセルのそれぞれの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該それぞれのサブピクセルに対応する１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて変換され、前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、カラー画像処理方法及びカラー画像表示装置に関し、特に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色の画像データを生成するカラー画像処理方法及びこれを用いたカラー画像表示装置に関する。

一般的に、表示装置では、カラー表示をするために、カラーフィルタが使用される。通常、図７に示すように表示装置の１ドットに相当する１画素を３分割した単位画素に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色樹脂層をそれぞれ配置したカラーフィルタを備える表示装置が知られている。このような表示装置において、各単位画素からそれぞれ独立した強度の光が出射されることで、カラーフィルタの各部を通る光の加法混色により様々な色のカラー表示を行っている。

しかしながら、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色樹脂層はそれぞれ一定の透過率しか有さず、入射光の一部がカラーフィルタの各部で吸収されてしまっていた。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの合色で表示を行っても、十分な輝度を得ることができないという問題があった。

このような問題を解決するために、従来から、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色樹脂層のほかにＷ（白）の無色透明樹脂層を設けたカラーフィルタを用いることによって、輝度を向上させる技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
低消費電力型白色有機ＥＬディスプレイ"QT White OLED"、［online］、２００４年１０月２０日、三洋電機株式会社 半導体カンパニー、［平成１７年９月９日検索］、インターネット〈URL：http://www.semic.sanyo.co.jp/jpn/news/event/2004/10_fpd/pdf/qt_white_oled.pdf〉

図８〜１０に、ＲＧＢＷの４色の樹脂層を有する従来のカラーフィルタの構成を示す。図８に示すカラーフィルタにおいては、１画素を４分割した単位画素に、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの樹脂層がそれぞれ配置されている。したがって、このような配置のカラーフィルタを用いた場合、ＲＧＢのための３本の信号線に加え、Ｗのための信号線が別途必要となり、駆動回路の出力数を増やす必要がある。このため、駆動回路のリード線のピッチがさらに狭くなり、駆動回路の実装が困難になるといった問題がある。

また、図９に示すカラーフィルタにおいては、列が形成される方向にＲＧＢＷの順に配置されたサブピクセルに隣接する行において、それぞれ対応するようにＢＷＲＧの順に配置された２×４の８つのサブピクセルを１つのサブピクセルユニットとして、このサブピクセルユニットがマトリクス状に配列されている。

すなわち、行が形成される方向にＲ、Ｂの樹脂層が交互に配列された列ラインと、行が形成される方向にＧ、Ｗの樹脂層が交互に配列された列ラインとが列ごとに交互に配置されている。通常、ＲとＢの比視感度は低く、Ｇの比視感度は高い。また、Ｗの樹脂層は、光の透過率が高いため、このＷの樹脂層を透過した光の輝度は高くなる。このため、ＲとＢの樹脂層が配置された列ラインと、ＧとＷの樹脂層とが配置された列ラインとでは、その合成輝度が異なることとなる。したがって、輝度が高いラインと低いラインとが列ごとに配置されるため、輝度ムラが生じ、表示品質が低下するという問題がある。

さらに、図１０に示すカラーフィルタにおいては、列が形成される方向にＲＢＧの順に配置されたサブピクセルに隣接する行において、それぞれ対応するようにＧＷＲの順に配置された２×３の６つのサブピクセルを１つのサブピクセルユニットとして、このサブピクセルユニットがマトリクス状に配列されている。したがって、行が形成される方向にＢ、Ｗの樹脂層が交互に配列された列ラインは、行が形成される方向にＲとＧの樹脂層が交互に配置された列ラインの２ラインおきに配置されることとなる。したがって、Ｂのサブピクセルを利用した画像の表示を行う場合、画像が粗くなるという問題を有している。

また、従来のＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラーフィルタを備えた表示装置において画像表示を行う際には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの単位画素を駆動するために、駆動回路からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの表示信号が入力される。しかしながら、上述のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗのカラーフィルタを備えた表示装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４つのサブピクセルを駆動するため、従来のＲＧＢ用の駆動回路を使用することはできない。したがって、Ｗのサブピクセル用の表示信号を別に入力するために、駆動回路にＲＧＢの表示信号からＲＧＢＷの表示信号へと変換するためのＲＧＢＷ変換回路を設けていた。

この従来のＲＧＢＷ変換回路では、変換後のサブピクセルに対応する位置の変換前の画素の表示信号と、該画素に行、列方向にそれぞれ隣接する画素に含まれる表示信号を用いて、サブピクセルの表示信号を生成していた。このため、２ラインバッファが必要となり、回路規模が大きくなるという問題があった。

本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであって、本発明の目的は、回路規模の増大を抑制し、表示品質を向上することが可能なカラー画像処理方法及びカラー画像表示装置を提供することである。

本発明の第１の態様にかかるカラー画像処理方法は、マトリクス状に配列されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）のサブピクセルを有し、ＧのサブピクセルとＷのサブピクセルとが行方向に隣り合うように配置され、前記Ｇ、Ｗの２つのサブピクセルのそれぞれには、Ｒのサブピクセル又はＢのサブピクセルが行方向に隣接して配置された表示装置において、前記サブピクセルの画像データをＲＧＢ画像データに基づいて生成するカラー画像処理方法であって、同一行で隣接する３つのサブピクセルの各画像データを生成するために、同一行で隣接する２画素分のＲＧＢ画像データを保持し、前記３つのサブピクセルのうち、一端に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分ＲＧＢ画像データのうち、当該一端のサブピクセルに対応する一方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成され、前記３つのサブピクセルのうち、他端に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該他端のサブピクセルに対応する他方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成され、前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成される。これによって、回路規模の増大を抑制し、表示品位を向上させることができる。

本発明の第２の態様にかかるカラー画像処理方法は、上記のカラー画像処理方法において、前記３つのサブピクセルのうち、両端に配置される２つのサブピクセルの各画像データは、前記サブピクセルに対応する１画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の色データに基づいて生成され、前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の２つの色データに基づいて生成される。これによって、回路規模の増大を抑制することができる。

本発明の第３の態様にかかるカラー画像処理方法は、上記のカラー画像処理方法において、前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色データに重み付け係数がＧ＞Ｒ＞Ｂとなるよう重み付けし、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成する。これによって、表示品位を向上させることができる。

本発明の第４の態様にかかるカラー画像処理方法は、上記のカラー画像処理方法において、前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＧの色データに基づいて、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成する。これによって、高速に画像処理を行うことができる。

本発明の第５の態様にかかるカラー画像表示装置は、マトリクス状に配列されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）のサブピクセルを有し、ＧのサブピクセルとＷのサブピクセルとが行方向に隣り合うように配置され、前記Ｇ、Ｗの２つのサブピクセルのそれぞれには、Ｒのサブピクセル又はＢのサブピクセルが行方向に隣接して配置された表示装置において、前記サブピクセルの画像データをＲＧＢ画像データに基づいて生成する画像処理部を有するカラー画像表示装置であって、前記画像処理部は、同一行で隣接する３つのサブピクセルの各画像データを生成するために、同一行で隣接する２画素分のＲＧＢ画像データを保持する画像データ保持部と、前記画像データ保持部により保持された前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブピクセルの各画像データを生成する画像データ生成部とを備え、前記画像データ生成部は、前記３つのサブピクセルのうち、一端に配置されるサブピクセルの画像データを、前記画像保持部により保持された前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該一端のサブピクセルに対応する一方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成し、前記３つのサブピクセルのうち、他端に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該他端のサブピクセルに対応する他方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成し、前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成するものである。このような構成とすることによって、回路規模の増大を抑制し、表示品位を向上させることができる。

本発明の第６の態様にかかるカラー画像表示装置は、上記のカラー画像表示装置において、前記画像データ生成部は、前記３つのサブピクセルのうち、両端に配置される２つのサブピクセルの各画像データを、前記サブピクセルに対応する１画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の色データに基づいて生成し、前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の２つの色データに基づいて生成するものである。このような構成とすることによって、回路規模の増大を抑制することができる。

本発明の第７の態様にかかるカラー画像表示装置は、上記のカラー画像表示装置において、前記画像データ生成部は、前記ＲＧＢ画像データのそれぞれの色データに重み付けし、前記Ｗの画像データを生成し、前記重み付けの重み付け係数がＧ＞Ｒ＞Ｂとなっているものである。このような構成とすることによって、表示品位を向上させることができる。

本発明の第８の態様にかかるカラー画像表示装置は、上記のカラー画像表示装置において、前記画像データ生成部は、前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＧの色データに基づいて、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成するものである。このような構成とすることによって、画像処理部における画像データ処理速度を向上させることができる。

本発明によって、回路規模の増大を抑制し、表示品質を向上することが可能なカラー画像処理方法及びカラー画像表示装置を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態について図を用いて説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施の形態にかかる表示装置について、図１を参照して説明する。ここでは、表示装置の一例としてアクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明する。図１は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１００のブロック図である。液晶表示装置１００は、液晶パネル１０１、駆動回路１０２などから構成される。本実施の形態にかかる液晶パネル１０１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色の樹脂層を配置してなるカラーフィルタを備えている。本発明において注目すべき点は、ＲＧＢ３色の画像データからＲＧＢＷの４色の画像データへ変換する画像処理方法であり、後に詳述する。

液晶パネル１０１は、入力される表示信号に応じて画像を表示する。液晶パネル１０１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板（不図示）と対向配置される対向基板（不図示）との間に液晶を挟持した構成を有している。ＴＦＴアレイ基板には、水平方向にゲート線（走査線）、垂直方向にソース線（信号線）がそれぞれ形成されており、ゲート線とソース線の交差点付近にはＴＦＴが設けられている。

また、ゲート線とソース線との間には、マトリクス状に配置された複数の画素電極が設けられている。ＴＦＴのゲートがゲート線に、ソースがソース線に、ドレインが画素電極に、それぞれ接続される。１つの画素電極が、本実施の形態にかかる１つのサブピクセルに相当する。このマトリクス状に配置された複数のサブピクセルが表示領域を構成する。

一方、対向基板上にはコモン電極及びＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの樹脂層がマトリクス状に配置されたカラーフィルタが設けられている。コモン電極は、実際には画素電極と対向するように対向基板の略全面に形成される透明電極である。

ここで、図２を参照して、本実施の形態に用いるカラーフィルタのＲＧＢＷの各樹脂層の配置について説明する。比較として、図７に示す従来のＲＧＢストライプ配列のカラーフィルタを参照する。カラーフィルタの各樹脂層は、上述した各画素電極の位置に対応してそれぞれ配置されている。したがって、本実施の形態にかかるカラーフィルタの１つの樹脂層は、１つのサブピクセルに相当する。以下、カラーフィルタの各樹脂層を、カラーフィルタのサブピクセルとする。

図２に示すように、本実施の形態にかかるカラーフィルタの１つのサブピクセルは、図７に示す従来のカラーフィルタのＲＧＢの各単位画素を行方向に略２倍、列方向に略等しい幅で形成されている。従来のカラーフィルタのＲＧＢ３つの単位画素が１ドットに相当する１画素である。したがって、従来のカラーフィルタの２画素に対応する領域に、本実施の形態にかかるカラーフィルタの３サブピクセルが配置される。

図２破線で示すように、Ｎ行において列が形成される方向にＲＢＧＷの順に配置された４つのサブピクセルと、隣接するＮ＋１行においてそれぞれ対応するようにＧＷＲＢの順に配置された４つのサブピクセル、２行×４列の８つのサブピクセルを１つのサブピクセルユニットとする。本実施の形態にかかるカラーフィルタにおいては、このサブピクセルユニットがマトリクス状に配列されている。すなわち、１行にＧのサブピクセルとＷのサブピクセルとが隣り合うように配置されている。また、行が形成される方向にＧ、Ｗの２つのサブピクセルの隣の２つのサブピクセルには、ＲのサブピクセルとＢのサブピクセルとが配置されている。

すなわち、Ｎ行において隣り合うように配置されたＧとＷの２サブピクセルのＮ＋１行における隣の２サブピクセルにはそれぞれＲとＢのサブピクセルが配置されている。換言すると、Ｍ列にＲとＧのサブピクセルが配置され、Ｍ＋１列にＢとＷのサブピクセルがそれぞれ配置される。また、各行においてＲＢＧＷＲＢのサブピクセルが順に繰り返し配置されている。すなわち、ＧとＷのサブピクセルが行方向に隣り合うように配置され、Ｇ、Ｗのサブピクセルのそれぞれには、ＲのサブピクセルかＢのサブピクセルが行方向に隣接して配置されている。なお、ＧとＷの順番、ＧとＷの両側に配置されるサブピクセルを図２と逆にしてもよい。

また、行が形成される方向にＲとＧのサブピクセルが交互に配置される列ラインと、ＢとＷのサブピクセルが交互に配置される列ラインとが、列方向に交互に配列される。つまり、比視感度の高いＧと比視感度の低いＲのサブピクセルが交互に配置される列ラインと、比視感度の低いＢと透過率の高いＷのサブピクセルが交互に配置される列ラインとが交互に配列されることとなる。このため、列ラインごとの合成輝度が略等しくなる。したがって、列ラインごとの輝度差が少なくなり、表示品質を向上させることができる。

さらに、ＲＧＢＷの各サブピクセルは、列が形成される方向に１ライン置きに配置される。例えば、図２に示すように、Ｒ及びＧのサブピクセルはＭ列目、Ｍ＋２列目に配置され、Ｗ及びＢのサブピクセルはＭ＋１列目、Ｍ＋３列目に配置される。したがって、いずれの色のサブピクセルで表示を行っても、画像が粗くなるという問題は発生しない。

図１に示す駆動回路１０２は、電気的に液晶パネル１０１に接続され、外部から入力される画像データに基づいて、画像の表示に必要な各種のタイミング信号及び表示信号などを出力する。図１に示すように、駆動回路１０２は、ＲＧＢＷ変換回路１０３、１ラインラッチ１０４、ソースドライバ１０５、ゲートドライバ１０６などを備えている。

ＲＧＢＷ変換回路１０３は、外部のＭＰＵから入力される、図７に示す従来のＲＧＢストライプ配列のカラーフィルタを備える表示装置用のＲＧＢ画像データから、本実施の形態にかかる上述したカラーフィルタを備える表示装置用のＲＧＢＷ画像データへと変換する画像処理部である。このＲＧＢ画像データからＲＧＢＷ画像データへ変換する画像処理方法については、後に詳述する。ＲＧＢＷ変換回路１０３は、生成したＲＧＢＷ画像データを１ラインラッチ１０４に出力する。

１ラインラッチ１０４は、入力されるＲＧＢＷ画像データのうち液晶パネル１０１の１ライン分をラッチし、１ライン分のＲＧＢＷ画像データごとにまとめてソースドライバ１０５に出力する。ソースドライバ１０５は、１ラインラッチ１０４から入力されるＲＧＢＷ画像データに応じた表示信号を液晶パネル１０１に出力する。また、ゲートドライバ１０８は、所定のタイミングで走査信号を液晶パネル１０１に出力する。この表示信号及び走査信号により液晶パネル１０１を駆動し、画像を表示させる。

駆動回路１０２は、ＣＯＧ（Chip On Glass）技術を用いて、ＴＦＴアレイ基板の表面に直接、実装されている。なお、ＣＯＧ技術に限られず、それ以外の技術を用いて、液晶パネル１０１と駆動回路１０２とが接続された構成としてもよい。例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いて、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の上にＩＣチップがボンディングされたＴＣＰ（Tape Carrier Package）を液晶パネル１０１に電気的に接続する構成としてもよい。また、ＩＣチップをハード基板にボンディングするＣＯＢ（Chip On Board）技術を用いてもよい。

また、ここでは、駆動回路１０２内にソースドライバ１０５及びゲートドライバ１０６などを１つのチップとして構成する構成としたが、これに限定されず、別々に構成することも可能である。

ここで、図３を参照して、ＲＧＢＷ変換回路１０３について詳細に説明する。図３は、ＲＧＢＷ変換回路１０３の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、ＲＧＢＷ変換回路１０３は、タイミングコントローラ１０７、１ドットラッチ１０８、ＲＧＢＷデータ生成回路１０９、データセレクタ１１０などを備えている。

タイミングコントローラ１０７は、入力される各種の同期信号を処理し、ソースドライバ１０５及びゲートドライバ１０６へ供給すべき各種タイミング信号を、必要なタイミングで出力する。

１ドットラッチ１０８は、入力されるＲＧＢ画像データのうち１ドット分の画像データを保持する。すなわち、１画素分つまりＲＧＢ３つの単位画素分の画像データを保持する。ＲＧＢＷデータ生成回路１０９は、１ドットラッチ１０８により保持されたＲＧＢ画像データと、次に入力される画素の画像データの２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて、ＲＧＢＷ画像データを生成し、データセレクタ１１０に出力する。尚、１ドットラッチ１０８の代わりに２画素分のＲＧＢＷ画像データを保持する２ドットラッチを用いてもよい。

データセレクタ１１０は、入力されたＲＧＢＷ画像データを液晶パネル１０１に設けられたカラーフィルタの配列に応じて並べ替え、上述した１ラインデータラッチ１０４に出力する。

ここで、液晶表示装置１００の駆動方法について説明する。まず、駆動回路１０２内にあるＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える駆動電圧生成回路（不図示）は、外部電源から供給されるＤＣ電源から、各回路へ供給される電圧を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータからの電圧は、各伝送配線を介して駆動回路１０２内に設けられた各ロジック回路、ソースドライバ１０５及びゲートドライバ１０６などに供給される。また、駆動電圧生成回路は、コモン電極用の電圧を生成する。

そして、ＲＧＢＷ変換回路１０３に設けられた１ドットラッチ１０８及びＲＧＢＷデータ生成回路１０９対して外部のＭＰＵからＲＧＢ画像データが入力される。入力されたＲＧＢ画像データは、後述する画像処理方法に従ってＲＧＢＷ画像データへと変換される。

また、ＲＧＢＷ変換回路１０３に設けられたタイミングコントローラ１０７には、同期信号などが入力され、各種のタイミング信号が生成される。同期信号は、例えば、１画素分の表示信号の入力サイクルであるドットクロック信号、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃなどを含む。タイミングコントローラ１０７は受信した同期信号を処理し、ソースドライバ１０５及びゲートドライバ１０６へ供給すべき各種タイミング信号を供給する。

ゲートドライバ１０６へは、スタートパルス信号、クロック信号、及びイネーブル信号などが、タイミングコントローラ１０７から入力される。スタートパルス信号が走査信号を出力するゲート線を選択し、イネーブル信号が走査信号の出力制御を行うことによって、各ゲート線において順次走査信号が出力される。典型的には、ゲートドライバ１０６は、１行目から後段の行に向けて、各行の画素を順次走査するように走査信号を出力する。

ソースドライバ１０５は、液晶パネル１０１の各ソース線に対して、タイミングコントローラ１０７から指示されるタイミングに従って、ＲＧＢＷ画像データに対応した駆動電圧を表示信号として供給する。

ソースドライバ１０５から入力される表示信号が、ＴＦＴのソース／ドレインを介して画素電極に供給され、画素電極に階調に応じた電圧を印加する。そして、画素電極と対向電極との間の液晶に電界を印加する。このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素ごとに液晶の配向状態が変化する。これによって、バックライト（不図示）から入射される光の透過量を制御し、画素ごとに明るさを変化させることができる。液晶パネル１０１の各サブピクセルは、透過する光量に応じた色の濃淡とＲＧＢいずれかの色表示によりさまざまな色合いの表示を行う。

ここで、ＲＧＢ画像データからＲＧＢＷ画像データへと変換する画像処理方法について、図４を参照して説明する。ここでは、まず、図２に示すカラーフィルタのＮ行目のＲＧＢＷ画像データを生成する画像処理を行う場合について説明する。図４の上側はＲＧＢストライプ配列のカラーフィルタのＲＧＢ単位画素のＮ行目の配置を示しており、図４の下側は本実施の形態のＲＧＢＷサブピクセルのＮ行目の配置を示している。

図４に示すように、ＲＧＢストライプ配列の同一行で隣接する２画素に相当する位置に、本実施の形態における同一行で隣接する３サブピクセルが配置される。この画像処理には、３サブピクセルに対応する位置の同一行で隣接する２画素分の画像データ、すなわち、６単位画素分の画像データを用いる。図４の下側に示すように、変換後のサブピクセルをＲ１'、Ｂ１'、Ｇ１'、Ｗ２'、Ｒ２'、Ｂ２'とする。

まず、画素１及び画素２の２画素分のＲＧＢ画像データを用いて、Ｒ１'、Ｂ１'、Ｇ１'の３サブピクセルの画像データを生成する場合について説明する。最初に、１ドットラッチ１０８において、外部のＭＰＵから入力される１画素分の画素１のＲＧＢ画像データを保持する。そして、ドットラッチ１０８において保持した１画素分のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に出力する。また、当該１画素に隣接する画素２のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に、外部ＭＰＵから入力する。これにより、ＲＧＢＷ変換回路１０９には、１ドットラッチ１０８において保持した１画素分のＲＧＢ画像データと、入力された当該１画素に隣接する画素のＲＧＢ画像データの、２画素分のＲＧＢ画像データが入力される。

そして３つのサブピクセルのうち、一端に配置される１サブピクセルの画像データは、ＲＧＢＷ変換回路１０９に入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該一端のサブピクセルに対応する一方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。例えば、Ｒ１'のサブピクセルの画像データを生成する場合、この入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、Ｒ１'のサブピクセルに対応する位置の画素１のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。この場合、Ｒ１'のサブピクセルの画像データは、画素１のＲ１の単位画素の色データとする。

また、３つのサブピクセルのうち、他端に配置される１サブピクセルの画像データは、ＲＧＢＷ変換回路１０９に入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該他端のサブピクセルに対応する他方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。例えば、Ｇ１'のサブピクセルの画像データを生成する場合、この入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、Ｇ１'のサブピクセルに対応する位置の画素２のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。この場合、Ｇ１'のサブピクセルの画像データは、画素２のＧ２の単位画素の色データとする。

そして、３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、ＲＧＢ変換回路１０９に入力された２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。例えば、Ｂ１'のサブピクセルの画像データを生成する場合、この入力された画素１及び画素２の２画素分のＲＧＢ画像データの両方に基づいて生成する。この場合、Ｂ１'のサブピクセルの画像データは、画素１のＢ１の単位画素の色データと、画素２のＢ２の単位画素の色データの平均とする。

次に、画素３及び画素４の２画素分のＲＧＢ画像データを用いて、Ｗ２'、Ｒ２'、Ｂ２'の３サブピクセルの画像データを生成する場合について説明する。上述したように、１ドットラッチ１０８において、１画素分の画素３のＲＧＢ画像データを保持する。そして、ドットラッチ１０８において保持した画素３のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に出力する。また、画素３に隣接する画素４のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に入力し、画素３及び画素４の２画素分のＲＧＢ画像データを用いる。

そして３つのサブピクセルのうち、一端に配置されるＷ２'サブピクセルの画像データは、入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、Ｗ２'のサブピクセルに対応する位置の画素３のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。Ｗ２'のサブピクセルの画像データは、画素３のＲ、Ｇ、Ｂの単位画素のそれぞれの色データに重み付けをすることによって決定する。

このとき、ＲＧＢ各色の重み付けの重み付け係数は、Ｇ＞Ｒ＞Ｂとなるように設定する。この重み付け係数は、例えば、Ｇ：Ｒ：Ｂ＝６：３：１となるように設定することができる。この場合、Ｗ２'のサブピクセルの画像データは、
Ｗ２'＝０．６Ｇ３＋０．３Ｒ３＋０．１Ｂ３
となる。このように設定することによって、Ｗ２'の輝度を対応する画素３の輝度と略等しくすることができ、表示品質を向上することができる。

尚、一端に配置されるＷ２'サブピクセルの画像データは、入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、Ｗ２'のサブピクセルに対応する位置の画素３の画像データに含まれるＧの単位画素の色データに基づいて生成してもよい。Ｇの単位画素の色データは、近似的にその画素の輝度として扱われることがある。したがって、Ｗ２'のサブピクセルの画像データを、画素３のＲＧＢ画像データに含まれる比視感度が高いＧの単位画素の色データとすることができる。これにより、高速に画像処理を行うことが可能となる。

また、３つのサブピクセルのうち、他端に配置されるＢ２'のサブピクセルの画像データを生成する場合、上述したように、入力された２画素分のＲＧＢ画像データのうち、Ｂ２'のサブピクセルに対応する位置の画素４のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。この場合、Ｂ'のサブピクセルの画像データは、画素４のＢ４の単位画素の色データとする。

そして、３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるＲ２'のサブピクセルの画像データを生成する場合、この入力された画素３及び画素４の２画素分のＲＧＢ画像データに含まれるＲ３及びＲ４の単位画素の色データ両方に基づいて生成する。この場合、Ｒ２'のサブピクセルの画像データは、画素３のＲ３の単位画素の色データと、画素４のＲ４の単位画素の色データの平均とする。

このようにして生成された画像信号は、ＲＧＢＷデータ生成回路１０９からデータセレクタ１１０に出力される。データセレクタ１１０は、タイミングコントローラ１０７から供給されるタイミング信号に応じて、入力されたＲＧＢＷ画像データを本実施の形態にかかるカラーフィルタのサブピクセルの配列に並べ替えて、後段の１ラインラッチ１０４に出力する。そして、このＲＧＢＷ画像データに対応する駆動電圧がソースドライバ１０５から表示信号として液晶パネル１０１の画素電極に供給される。

次に、図２に示すカラーフィルタのＮ＋１行目のＲＧＢＷ画像データを生成する画像処理を行う場合について説明する。図５の上側はＲＧＢストライプ配列のカラーフィルタのＲＧＢ単位画素のＮ＋１行目の配列を示しており、図５の下側は本実施の形態のＲＧＢＷサブピクセルのＮ＋１行目の配列を示している。図５の下側に示すように、変換後のサブピクセルをＧ３'、Ｗ３'、Ｒ３'、Ｂ４'、Ｇ４'、Ｗ４'とする。

まず、画素５及び画素６の２画素分のＲＧＢ画像データを用いて、Ｇ３'、Ｗ３'、Ｒ３'の３サブピクセルの画像データを生成する場合について説明する。上述したように１ドットラッチ１０８において、画素５のＲＧＢ画像データを保持する。そして、ドットラッチ１０８において保持した１画素分のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に出力する。また、画素６のＲＧＢ画像データをＲＧＢＷ変換回路１０９に、外部ＭＰＵから入力する。これにより、ＲＧＢＷ変換回路１０９には、１ドットラッチ１０８において保持した１画素分のＲＧＢ画像データと、入力された当該１画素に隣接する画素のＲＧＢ画像データの、２画素分のＲＧＢ画像データが入力される。

そして３つのサブピクセルのうち、両端に配置されるサブピクセルＧ３'とＲ３'の画像データについては、上述したように、ＲＧＢＷ変換回路１０９に入力された２画素分の画像データのうち、それぞれのサブピクセルに対応する一方の画素５又は６の画像データに基づいて生成する。したがって、Ｇ３'のサブピクセルの画像データは、画素５の単位画素のＧの色データとし、Ｒ３'のサブピクセルの画像データは、画素６の単位画素のＲの色データとする。

そして、３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるＷ１'のサブピクセルの画像データを生成する場合、この入力された画素５及び画素６の２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成する。また、上述したように、Ｗのサブピクセルの画像データは、Ｒ、Ｇ、Ｂの単位画素のそれぞれの画像データに重み付けをすることによって決定する。

したがって、まず、画素５及び画素６の画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂの単位画素のそれぞれの画像データに重み付けをすることによって、それぞれＷの画像データを演算する。
Ｗ３'（画素５）＝０．６Ｇ５＋０．３Ｒ５＋０．１Ｂ５
Ｗ３'（画素６）＝０．６Ｇ６＋０．３Ｒ６＋０．１Ｂ６
そして、これらのＷ３'（画素５）及びＷ３'（画素６）の画像データの平均を取ることによって、Ｗ３'のサブピクセルの画像データを決定することができる。
つまり、Ｗ３'のサブピクセルの画像データは、以下の式で表すことができる。
Ｗ３'＝（０．６（Ｇ５＋Ｇ６）＋０．３（Ｒ５＋Ｒ６）＋０．１（Ｂ５＋Ｂ６））／２

画素７及び画素８の２画素分のＲＧＢ画像データを用いた、Ｂ４'、Ｇ４'、Ｗ４'の３サブピクセルの画像データを生成する場合については、上述したようにそれぞれ決定することができる。したがって、Ｂ４'のサブピクセルの画像データは、Ｂ７の単位画素の色データとし、Ｗ４'のサブピクセルの画像データは、画素８のＲＧＢ３つの単位画素の色データから重み付け演算を行い決定する。また、Ｇ４'のサブピクセルの画像データは、画素７のＧ７の単位画素の色データと画素８のＧ８の単位画素の色データとの平均とする。

このように、本発明の画像処理方法によれば、２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて、３サブピクセル分のＲＧＢＷ画像データを生成することができる。このため、３サブピクセルの画像データを生成するためには、ドットラッチを設ければよい。したがって、回路規模の増大を抑制することが可能である。

また、表示領域の左端又は右端のサブピクセルの画像データの生成においては、対応する画素が存在しない場合もある。すなわち、１行に画素が奇数個配置されている場合、いずれか一端側において、２画素分のＲＧＢ画像データから３サブピクセル分のＲＧＢＷの画像データに変換できない場合がある。このような場合には、当該サブピクセルの画像データを、そのサブピクセルに隣接するサブピクセルの画像データと同じ画像データとすることができる。また、当該サブピクセルの画像データを０としてもよい。

なお、ＲＧＢＷ変換回路１０３を備える液晶表示装置の例としては、上述のものに限られない。例えば、図６に、ＲＧＢＷ変換回路１０３を備える液晶表示装置１００の他の構成を示す。図６に示すように、ドライバＩＣとタイミングコントローラとが別に設けられている場合、タイミングコントローラの入力段にＲＧＢＷ変換回路１０３を設ける構成としてもよい。

また、本発明にかかる画像処理方法は、ＰＤＰ、有機ＥＬなどさまざまな画像表示装置に利用することが可能である。

本発明にかかる液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明にかかる液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの構成を示す図である。 本発明にかかる液晶表示装置に用いられるＲＧＢＷ変換回路の構成の一例を示すブロック図である。 本発明にかかる画像処理方法を説明するための図である。 本発明にかかる画像処理方法を説明するための図である。 本発明にかかる液晶表示装置に用いられるＲＧＢＷ変換回路の他の構成例を示すブロック図である。 従来のストライプ配列のカラーフィルタの構成を示す図である。 従来のＲＧＢＷのカラーフィルタの構成を示す図である。 従来のＲＧＢＷのカラーフィルタの構成を示す図である。 従来のＲＧＢＷのカラーフィルタの構成を示す図である。

符号の説明

１００ 液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 駆動回路
１０３ ＲＧＢＷ変換回路
１０４ １ラインラッチ
１０５ ソースドライバ
１０６ ゲートドライバ
１０７ タイミングコントローラ
１０８ １ドットラッチ
１０９ ＲＧＢＷデータ生成回路
１１０ データセレクタ

Claims (8)

1. マトリクス状に配列されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）のサブピクセルを有し、ＧのサブピクセルとＷのサブピクセルとが行方向に隣り合うように配置され、前記Ｇ、Ｗの２つのサブピクセルのそれぞれには、Ｒのサブピクセル又はＢのサブピクセルが行方向に隣接して配置された表示装置において、前記サブピクセルの画像データをＲＧＢ画像データに基づいて生成するカラー画像処理方法であって、
   同一行で隣接する３つのサブピクセルの各画像データを生成するために、同一行で隣接する２画素分のＲＧＢ画像データを保持し、
   前記３つのサブピクセルのうち、一端に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分ＲＧＢ画像データのうち、当該一端のサブピクセルに対応する一方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成され、
   前記３つのサブピクセルのうち、他端に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該他端のサブピクセルに対応する他方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成され、
   前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成されるカラー画像処理方法。
2. 前記３つのサブピクセルのうち、両端に配置される２つのサブピクセルの各画像データは、前記サブピクセルに対応する１画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の色データに基づいて生成され、
   前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データは、前記２画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の２つの色データに基づいて生成される請求項１に記載のカラー画像処理方法。
3. 前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色データに重み付け係数がＧ＞Ｒ＞Ｂとなるよう重み付けし、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成する請求項１又は２に記載のカラー画像処理方法。
4. 前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＧの色データに基づいて、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成する請求項１又は２に記載のカラー画像処理方法。
5. マトリクス状に配列されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）のサブピクセルを有し、ＧのサブピクセルとＷのサブピクセルとが行方向に隣り合うように配置され、前記Ｇ、Ｗの２つのサブピクセルのそれぞれには、Ｒのサブピクセル又はＢのサブピクセルが行方向に隣接して配置された表示装置において、前記サブピクセルの画像データをＲＧＢ画像データに基づいて生成する画像処理部を有するカラー画像表示装置であって、
   前記画像処理部は、
   同一行で隣接する３つのサブピクセルの各画像データを生成するために、同一行で隣接する２画素分のＲＧＢ画像データを保持する画像データ保持部と、
   前記画像データ保持部により保持された前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブピクセルの各画像データを生成する画像データ生成部と、
   を備え、
   前記画像データ生成部は、
   前記３つのサブピクセルのうち、一端に配置されるサブピクセルの画像データを、前記画像保持部により保持された前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該一端のサブピクセルに対応する一方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成し、
   前記３つのサブピクセルのうち、他端に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データのうち、当該他端のサブピクセルに対応する他方の１画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成し、
   前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データに基づいて生成するカラー画像表示装置。
6. 前記画像データ生成部は、
   前記３つのサブピクセルのうち、両端に配置される２つのサブピクセルの各画像データを、前記サブピクセルに対応する１画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の色データに基づいて生成し、
   前記３つのサブピクセルのうち、中央に配置されるサブピクセルの画像データを、前記２画素分のＲＧＢ画像データに含まれる同一色の２つの色データに基づいて生成する請求項５に記載のカラー画像表示装置。
7. 前記画像データ生成部は、前記ＲＧＢ画像データのそれぞれの色データに重み付けし、前記Ｗの画像データを生成し、前記重み付けの重み付け係数がＧ＞Ｒ＞Ｂとなっている請求項５又は６に記載のカラー画像表示装置。
8. 前記画像データ生成部は、前記画素のＲＧＢ画像データに含まれるＧの色データに基づいて、前記Ｗのサブピクセルの画像データを生成する請求項５又は６に記載のカラー画像表示装置。

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