JP5194368B2 - 画像表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置、電子機器、及び画素配置設計方法に関する。

従来から、４以上の色（以下、「多色」とも呼ぶ。）を用いて、画像を表示可能な画像表示装置が知られている。ここで、「色」とは、表示の最小単位であるサブ画素が表示できる色を指し、赤、緑、青の３色には限られない。上記画像表示装置は、異なる色に対応したサブ画素の表示の組み合わせによって様々な色の表示を行うことができる。例えば、特許文献１には、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｃｙａｎ（以下、単に「ＲＧＢＣ」とも呼ぶ。）の４色を用いて表示を行う画像表示装置が記載されている。

特開２００１−３０６０２３号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、視覚への影響を十分に考慮して、ＲＧＢＣに対応するサブ画素の配置を行っていなかった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、視覚への影響を十分に考慮して、４以上の色を構成する画素が配置された画像表示装置、画像表示装置を有する電子機器、及び、画素の配置を決定する画素配置設計方法を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、それぞれ異なる色に対応する４つのサブ画素を一組として有する表示画素を用いて、画像の表示を行う画像表示装置は、前記表示画素は、彩度が最も小さいサブ画素が前記表示画素の端に配置されると共に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように前記サブ画素が配置されており、前記４つのサブ画素は、赤、黄緑、エメラルドグリーン、青から構成され、前記表示画素は、前記４つのサブ画素が青、黄緑、赤、エメラルドグリーンの順で配置されている。

上記の画像表示装置は、それぞれ異なる色に対応する４つのサブ画素を一組として有する表示画素を用いて、画像の表示を行う。この表示画素は、彩度が最も小さいサブ画素が端に配置されると共に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないようにサブ画素が配置されている。これにより、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。したがって、上記の画像表示装置は、高品質の画像を表示することが可能となる。さらに、前記４つのサブ画素を、赤、黄緑、エメラルドグリーン、青から構成し、かつ当該サブ画素を、青、黄緑、赤、エメラルドグリーンの順で配置することによって、より好適に表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。

上記の画像表示装置の一態様では、前記彩度及び前記色成分差は、輝度−反対色空間において定義される値であり、前記輝度−反対色空間における視覚空間特性に基づいて定義される。これにより、視覚への影響を考慮した、サブ画素の配置を行うことが可能となる。

好適な１つの例では、前記４つのサブ画素の色におけるそれぞれの着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域、及び青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域である。

更に、好適な例では、前記４つのサブ画素の色におけるそれぞれの着色領域は、着色領域を透過した光の波長のピークが、４１５〜５００ｎｍにある着色領域と、６００ｎｍ以上にある着色領域と、４８５〜５３５ｎｍにある着色領域と、５００〜５９０ｎｍにある着色領域である。

また、好適な例では、前記表示画素は、前記画像表示装置における縦方向に同一色が連なるように直線上に複数配置されている。即ち、表示画素がストライプ配置されている。なお、縦方向とは走査方向に直交する方向を意味する。

他の好適な例には、前記表示画素は、縦方向において上下に隣接する前記表示画素同士において、それぞれの表示画素が有する前記サブ画素が少なくとも１つのサブ画素分だけ上下でずれるように配置されている。これにより、表示画像の劣化を抑制しつつ、横方向の表示画素の個数を減らすことができる。よって、画像表示装置を低コスト化することが可能となる。

好ましくは、前記サブ画素の横幅は、前記表示画素の横幅の概ね４分の１である。また、上記の画像表示装置は、前記サブ画素に重なるように配置されたカラーフィルタを備える。

また、上記の画像表示装置は、画像表示装置に対して電圧を供給する電源装置を備える電子機器に好適に適用することができる。

本発明の他の観点では、それぞれ異なる色に対応する４以上のサブ画素を一組として有する表示画素を用いて、画像の表示を行う画像表示装置は、前記表示画素は、彩度が最も小さいサブ画素が前記表示画素の端に配置されると共に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように前記サブ画素が配置されている。このような構成によっても、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。したがって、上記の画像表示装置は、高品質の画像を表示することが可能となる。

本発明の他の観点では、それぞれ異なる色に対応する４以上のサブ画素を一組として有する表示画素を用いて画像の表示を行う画像表示装置において、前記４以上のサブ画素の配置を決定する画素配置設計方法は、彩度が最も小さいサブ画素の位置を前記表示画素の端に決定する第１配置決定工程と、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように前記サブ画素の位置を決定する第２配置決定工程と、を備える。上記した画素配置設計方法によって決定されたサブ画素の配置を画像表示装置に対して適用することにより、表示画像における色成分誤差が低減されると共に、視覚で観察した際の色割れ現象が軽減された画像表示装置を実現することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。

（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る画像表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置１００は、主に、画像処理部１０と、データ線駆動回路２１と、走査線駆動回路２２と、表示部２３と、を有する。画像表示装置１００は、多色を用いて画像を表示可能に構成されている。具体的には、画像表示装置１００は、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、及びＣｙａｎの４色（以下、単に「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｃ」とも表記する。）を表示可能に構成されている。

画像処理部１０は、Ｉ／Ｆ制御回路１１と、色変換回路１２と、ＶＲＡＭ１３と、アドレス制御回路１４と、テーブル格納メモリ１５と、γ補正回路１６と、を備える。Ｉ／Ｆ制御回路１１は、外部（例えばカメラなど）から画像データと制御コマンドを取得し、画像データｄ１を色変換回路１２に供給する。なお、外部から供給される画像データは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色で構成されている。

色変換回路１２は、取得した画像データｄ１に対して、３色から４色に変換する処理を行う。この場合、色変換回路１２は、テーブル格納メモリ１５に記憶されたデータなどを参照して色変換などの画像処理を行う。色変換回路１２で画像処理された画像データｄ２は、ＶＲＡＭ１３に書き込まれる。ＶＲＡＭ１３に書き込まれた画像データｄ２は、アドレス制御回路からの制御信号ｄ２１に基づいて、γ補正回路１６によって画像データｄ３として読み出されると共に、走査線駆動回路２２によってアドレスデータ（走査線駆動回路２２はアドレスデータを元に同期をとるため）ｄ４として読み出される。γ補正回路１６は、テーブル格納メモリ１５に記憶されたデータなどを参照して、取得した画像データｄ３に対してγ補正を行う。そして、γ補正回路１６は、γ補正後の画像データｄ５をデータ線駆動回路２１に供給する。

データ線駆動回路２１は、２５６０本のデータ線に対してデータ線駆動信号Ｘ１〜Ｘ２５６０を供給する。走査線駆動回路２２は、４８０本の走査線に対して走査線駆動信号Ｙ１〜Ｙ４８０を供給する。この場合、データ線駆動回路２１と走査線駆動回路２２は、同期して表示パネル２３を駆動する。表示部２３は、液晶（ＬＣＤ）によって構成され、ＲＧＢＣの４色を用いて画像を表示する。また、表示部２３は、ＲＧＢＣに対応する４つの画素（以下、「サブ画素」と呼ぶ。）を一組として有する単位画素（以下、「表示画素」と呼ぶ。）が、「縦４８０個×横６４０個」有するＶＧＡサイズによって構成されている。そのため、データ線の数が「６４０×４＝２５６０本」となっている。表示部２３は、走査線及びデータ線に電圧を印加されることによって、表示すべき文字や映像などの画像を表示する。

図２は、表示部２３の各画素を拡大して示した概略図である。白丸１５３は、表示画素１５１の位置を示しており、ハッチングの違いは、サブ画素１５２を構成する「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｃ」の違いを示している。この場合、表示画素１５１は、縦方向に同一色が連なるように直線上に複数配置されている、即ちストライプ配置されている。また、表示画素１５１の縦横の長さ比が「１：１」であることから、サブ画素１５２に関しては、縦方向の長さを「１」とすれば、横方向の長さは「０．２５」となる。なお、本明細書では、「縦方向」とは走査方向に直交する方向を意味し、「横方向」とは走査方向に水平な方向を意味する。サブ画素１５２の具体的な配置、及びサブ画素１５２の配置を決定する方法については、詳細は後述する。

図３は、表示部２３の具体的な構成を示す斜視図である。図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２３ｇの内側には画素電極２３ｆが形成され、対向基板２３ｂの内側には共通電極２３ｄが形成されている。更に、対向基板２３ｂと共通電極２３ｄの間には、カラーフィルタ２３ｃが形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板２３ｇと対向基板２３ｂの外側には、バックライトユニット２３ｉと、上下偏光板２３ａ、２３ｈとが形成されている。

具体的には、ＴＦＴアレイ基板２３ｇ及び対向基板２３ｂは、ガラス・プラスチック等の透明基板によって構成されている。また、画素電極２３ｆ及び共通電極２３ｄは、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体によって形成されている。更に、画素電極２３ｆは、ＴＦＴアレイ基板２３ｇに設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor）に接続されており、当該ＴＦＴのスイッチング駆動に応じて、共通電極２３ｄと画素電極２３ｆの間の液晶層２３ｅに電圧を付与するようになっている。液晶層２３ｅは、共通電極２３ｄと画素電極２３ｆによって付与された電圧値に応じて配列が変化する液晶分子を有している。

このような液晶層２３ｅ及び上下偏光板２３ａ、２３ｈにおいては、液晶層２３ｅに付与される電圧値に応じて液晶分子の配列が変化することで、液晶層２３ｅ及び上下偏光板２３ａ、２３ｈを透過する光量が変わる。そのため、液晶層２３ｅは、バックライトユニット２３ｉ側から入射する光の光量を制御して、観察者側に所定の透光量で透過させる。バックライトユニット２３ｉは、光源と導光板によって構成されている。このような構成においては、光源から発光した光を導光板内部に均一に広げて、図３中の矢印で示す方向に光源光を出射するようになっている。光源は、蛍光管や白色ＬＥＤ等から構成され、導光板は、アクリル等の樹脂から構成される。このような構成を有する表示部２３は、バックライトユニット２３ｉの発光を矢印で示す方向に向けて出射し、対向基板２３ｂ側から取り出す透過型液晶表示装置である。即ち、バックライトユニット２３ｉの光源光を利用して液晶表示を行うようになっている。

図４は、表示部２３の表示特性の一例を示した図である。図４（ａ）は表示部２３で用いられるカラーフィルタ２３ｃの分光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が透過率（％）を示している。図４（ｂ）は、光源であるバックライトユニット２３ｉの発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図４（ｃ）は、バックライトユニット２３ｉの発光特性に対してカラーフィルタ２３ｃの透過特性を反映させた図、即ち４色の発光特性を示した図である。図４（ｃ）も、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。なお、液晶層２３ｅによって透過光の制御を行っているが透過特性がほぼ平坦であるため、これを図示していない。図４（ｄ）は、４色の発光特性について色を表す三刺激値を計算し、ｘｙ色度図上にプロットした図を示す。図４（ｄ）における四角形の内部が表示部２３において再現できる色を示し、この四角形が表示部２３における色再現領域に対応する。また、四角形の頂点が、色を構成するＲＧＢＣに対応する。

（サブ画素誤差確認方法）
第１実施形態では、視覚への影響を十分に考慮した形で、４色ＲＧＢＣのサブ画素を配置する。ここでは、サブ画素の配置するに当たって考慮すべき視覚特性などについて説明する。具体的には、サブ画素の配置が異なる場合に、視覚特性上にどのような影響があるかを説明する。

図５は、サブ画素誤差確認処理を示すフローチャートである。このサブ画素誤差確認処理とは、ＲＧＢＣ各画素の並び順候補に対して、各々の候補によって発生する誤差を確認するために行う処理である。サブ画素を用いた画像表示装置では、各画素を平面上に並べて配置し、微細な発光の混色によって色を再現するが、視覚特性の関係上、各画素の配置によってエッジボケや色割れ（偽色）が発生する場合がある。図５に示すサブ画素誤差確認処理において確認する「誤差」は、このようなエッジボケや色割れに対応する。なお、サブ画素誤差確認処理は、コンピュータなどによって実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＲＧＢＣ各色のＸＹＺを入力する。各色のＸＹＺは、カラーフィルタ２３ｃやバックライトユニット２３ｉの分光特性から決定できる値であり、シミュレーションや実測によって求められる。そして、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、ＸＹＺを輝度−反対色空間へ変換し、Ｌｕｍ、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｙの各成分として表す。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、輝度−反対色空間において視覚特性に応じたフィルタ処理を行う。このフィルタ処理は、詳細は後述する。そして、処理はステップＳ１０４に進み、フィルタ処理結果に対してエッジボケや色割れなどの誤差確認を行う。

図６は、輝度−反対色成分に対するフィルタ特性を表した図である。図６は、左にＬｕｍ成分のグラフを示し、中央にＲ／Ｇ成分のグラフを示し、右にＹ／Ｂ成分のグラフを示しており、それぞれ横軸に画像における位置を示し、縦軸に重み（詳しくは、視距離が近い場合におけるＬｕｍ成分を「１」としたときの相対的な値）を示している。また、上段に視距離が近い場合のグラフを示し、下段に視距離が遠い場合のグラフを示している。図６に示すように、フィルタ特性は、輝度−反対色それぞれの成分に関して別々の振幅特性と広がり幅を持つ。また、フィルタ特性は視覚特性に対応しているため、視距離によっても特性が変化する。更に、Ｒ／Ｇ成分の方がＢ／Ｙ成分よりもフィルタの振幅が大きいことがわかる。

図７は、図５に示したサブ画素誤差確認処理によって得られた結果の一例を示している。図７（ａ）は、サブ画素誤差確認処理に用いた空間的パターンを示している。具体的には、ＲＧＢＣの順で配置された表示画素を用い、中央の符号１６０で示す表示画素を非点灯（全遮断）状態にし、その両側に位置する符号１６１、１６２で示す表示画素群を全点灯（全透過）状態にする。即ち、中央部分を黒で表示し、その両側を白で表示させる空間的パターン（以下、「黒白パターン」とも呼ぶ。）を用いている。なお、本明細書では、サブ画素の配置順を「ＲＧＢＣ」と表記した場合には、左または右から順に「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｃ」が配置していることを示すものとする。

図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、横軸に黒白パターンに対応する画像位置を示し、縦軸にそれぞれＬｕｍ成分、Ｒ／Ｇ成分、Ｂ／Ｙ成分を示している。図７（ｂ）では、サブ画素平面配置を用いずに空間的に完全混色させた理想的場合におけるグラフを重ねて表示している。図７（ｂ）より、サブ画素を用いる場合には、白の部分でも微細に観察すると色を有しているため、グラフの凹凸が発生していることがわかる。また、黒の部分では、周囲のサブ画素の影響を受けてエッジボケの原因となる輝度上昇が発生していることがわかる。Ｒ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分に関しては、誤差が発生しない場合（理想的場合）には、一定周期で繰り返すグラフとなる。しかし、図７（ｃ）、図７（ｄ）より、Ｒ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の両方とも、黒周辺では周囲のサブ画素の影響を受けて色成分が増加し、色割れを引き起こしていることがわかる。例えば、図７（ｃ）のＲ／Ｇ成分では、中央右側のピーク部分において正（赤）の方向に増加していると共に、黒白のパターンを観察すればＲｅｄ画素が位置していることがわかる。このように大きく正の方向に増加するのは、視覚特性を反映させたフィルタ処理の結果であり、フィルタ処理を行わなければこのような変化は起こらない。つまり、このような大きな色成分は本来存在していないが、視覚で観察することによって、色成分が発生して見えることになる。

ここで、上記の図５〜図７で示した事実を考慮に入れて、４色ＲＧＢＣの各画素の配置候補に対してサブ画素誤差確認処理を行い、その結果を考察する。

図８（ａ）〜（ｌ）は、４色ＲＧＢＣの配置候補を示している。この場合、ＲＧＢＣにおける組み合わせの数は「４×３×２×１＝２４個」であるが、左右の対称性を考慮すれば、配置候補の数はこの半分の１２個となる。即ち、例えば「ＲＧＢＣ」を「ＣＢＧＲ」と同一として扱う。

図９は、図８（ａ）〜（ｌ）の１２個の配置候補に対して、サブ画素誤差確認処理を行ったときの結果を示している。これより、図９（ａ）に示す「ＲＧＢＣ」の配置順にした場合、及び図９（ｌ）に示す「ＢＧＲＣ」の配置順にした場合に、誤差が比較的少ないことがわかる。特に、後者の「ＢＧＲＣ」の配置順にした場合に、他と比較して最も誤差が少ない。

以下で、このような結果が生じる原因について説明する。詳しくは、彩度Ｃｈと色成分差に着目して説明する。これらの彩度Ｃｈ及び色成分差は、輝度−反対色空間において定義され、輝度−反対色空間における視覚空間特性に基づいて定義される。ここで、彩度Ｃｈに着目する理由は、表示画素の端に位置する画素の色の大きさ（即ち、彩度）が、そのままフィルタ処理結果における色成分発生の要因となると考えられるからである。即ち、図７（ａ）に示した黒白のパターンに対して視覚特性のフィルタ処理を行う場合には、表示画素の端に、彩度Ｃｈの小さい画素を配置すると誤差が少なくなると考えられる。

また、色成分差に着目する理由は、白を表示する４画素を観察すると、同系の色（即ち、色成分差が小さい色）が隣接した場合には、視覚特性のフィルタ処理によって同系の色成分がそのまま残ると考えられるのに対して、色成分差が小さい色を離して配置した場合には、離して配置した間に別系の色が配置されるため、視覚特性のフィルタ処理によって各画素の色成分が相殺されると考えられるからである。即ち、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように配置すると、誤差が少なくなると考えられる。

図１０は、ＲＧＢＣの彩度Ｃｈと色成分差を具体的に示した表である。図１０（ａ）は、左から順に、ＲＧＢＣ各色に関して、ＸＹＺから求めたＬｕｍ成分、Ｒ／Ｇ成分、Ｂ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ−Ｂ／Ｙ平面での原点からの距離を計算した彩度Ｃｈを示す。なお、本明細書では、輝度はＹに相当する値として用い、彩度は色の強さを表す値として用いる。

また、図１０（ｂ）は、ＲＧＢＣから選んだ２色に関して、それぞれのＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の各々の差と、このＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の差を視覚フィルタ特性を反映させた形で調整した値に基づいて得られた色成分差と、を示す。色成分差を求める際の調整は、Ｒ／Ｇ成分の差に対して「０．３」を乗算し、Ｂ／Ｙ成分の差に対して「０．１」を乗算することによって行う。こうするのは、図６に示したように、Ｒ／Ｇ成分の方がＢ／Ｙ成分よりもフィルタの振幅が大きいからである。より詳しくは、色成分差は、調整後のＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分を２乗した値を加算し、これの平方根をとることによって得られる。

図１０（ａ）より、Ｃｙａｎの彩度が他と比べて小さいことがわかる。これより、Ｃｙａｎを表示画素の端に配置すると、誤差が少なくなると考えられる。ここで、図９を参照すると、Ｃｙａｎを端に配置した場合（例えば、図９（ｌ））には、Ｃｙａｎを端に配置しなかった場合（例えば、図９（ｈ））と比較すると、誤差が少ないことがわかる。

また、図１０（ｂ）より、２色間の色成分差が最も小さいのは、ＧｒｅｅｎとＣｙａｎの組み合わせであることがわかる。これより、ＧｒｅｅｎとＣｙａｎを離して配置する（言い換えると隣接しないように配置する）と、誤差が小さくなることが考えられる。ここで、図９を参照すると、ＧｒｅｅｎとＣｙａｎを離して配置した場合（例えば、図９（ｌ））には、ＧｒｅｅｎとＣｙａｎを隣接して配置した場合（例えば、図９（ｆ））と比較すると、誤差が少ないことがわかる。

以上より、「ＲＧＢＣ」の配置順（図９（ａ）参照）と「ＢＧＲＣ」の配置順（図９（ｌ）参照）における誤差が少ないという結果が得られたのは、Ｃｙａｎを表示画素の端に配置すると共に、ＧｒｅｅｎとＣｙａｎを離して配置しているためと考えられる。なお、「ＢＧＲＣ」の配置順の方が、「ＲＧＢＣ」の配置順よりも若干誤差が少ないのは、輝度の小さいＢｌｕｅ（図１０（ａ）参照）を端に配置しているためと考えられる。

なお、「ＣＢＧＲ」は「ＲＧＢＣ」の逆の配置であり、「ＣＲＧＢ」は「ＢＧＲＣ」の逆の配置である。即ち、「ＣＢＧＲ」の配置は「ＲＧＢＣ」の配置と同一であり、「ＣＲＧＢ」の配置は「ＢＧＲＣ」の配置と同一である。よって、「ＣＢＧＲ」の配置では図９（ａ）と同一の結果が得られ、「ＣＲＧＢ」の配置では図９（ｌ）と同一の結果が得られる。

（サブ画素配置方法）
次に、上記の結果及び考察を考慮に入れて行う、サブ画素配置方法について説明する。第１実施形態では、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さいサブ画素の組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置するサブ画素配置方法を行う。具体的には、前述した図１０に示す結果に基づいて、彩度Ｃｈが最も小さいＣｙａｎを表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さい組み合わせであるＣｙａｎとＧｒｅｅｎとが隣接しないように、ＲＧＢＣの配置を行う。

図１１は、サブ画素配置処理を示すフローチャートである。なお、この処理はコンピュータがプログラムを読み出すことによって、又は記録媒体に記録されたプログラムを読み出すことによって実行される。また、この処理は、画像表示装置１００を設計する段階などに実行される。

まず、ステップＳ２０１では、ＲＧＢＣ各色のＸＹＺを入力する。各色のＸＹＺは、カラーフィルタ２３ｃやバックライトユニット２３ｉの分光特性から決定できる値であり、シミュレーションや実測によって求められる。そして、処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、ＸＹＺを輝度−反対色空間へ変換し、Ｌｕｍ、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｙの各成分として表す。そして、処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、各色の彩度Ｃｈを計算すると共に、２色間の色成分差を計算する。これにより、例えば図１０で示すような表を得る。そして、処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で計算された結果に基づいて、ＲＧＢＣの配置を決定する。まず、計算された彩度Ｃｈに基づいて、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置する。図１０で示すような結果が得られた場合には、彩度Ｃｈが最も小さい「Ｃ」を端に配置する。

次に、計算された色成分差に基づいて、色成分差が最も少ない組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。なお、上記のようにして「Ｃ」を端に配置した場合にも、「Ｃ」を含めたＲＧＢＣについて色成分差を計算する（即ち、図１０（ｂ）において、第１色と第２色に「Ｃ」を含む）。この場合、図１０で示すような結果が得られた場合には、色成分差が最も小さい「Ｇ」と「Ｃ」とが隣接しないように配置する。この場合、端が「Ｃ」に決定されているため、「Ｃ」の２個隣りに「Ｇ」を配置することが決定される。これにより、「ＣＢＧＲ」の配置と「ＣＲＧＢ」の配置の２つの候補が決定される。なお、「ＣＢＧＲ」は「ＲＧＢＣ」と同一であり、「ＣＲＧＢ」は「ＢＧＲＣ」と同一である。このように２つの候補が決定された場合には、任意に一方の候補を決定してもよいし、輝度が小さいサブ画素が端に配置されている候補を決定してもよい。後者の場合には、最も輝度が小さい「Ｂ」が端に配置された「ＣＲＧＢ」が決定される。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

このように、第１実施形態に係るサブ画素配置処理によれば、視覚特性を十分に考慮した形で、ＲＧＢＣのサブ画素の配置を決定することができる。このようにして決定されたサブ画素の配置を画像表示装置１００に対して適用することにより、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。これにより、画像表示装置１００は、高品質の画像を表示することが可能となる。

なお、上記では、サブ画素配置処理によって「ＣＲＧＢ」（又は「ＣＢＧＲ」）のサブ画素の配置が決定される例を示したが、サブ画素配置処理によって常にこの配置順が決定されるとは限らない。これらは、図１０に示した結果に基づいて決定された配置順であるため、ＲＧＢＣの各画素として図１０に示した以外の結果が得られた場合には、この配置順と異なる配置順が決定される。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、多色の構成が第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態は、Ｃｙａｎの代わりにＷｈｉｔｅ（以下、単に「Ｗ」又は「Ｗｈ」とも表記する。）を用いる点で、第１実施形態と異なる。即ち、ＲＧＢＷによって色を構成する。なお、第２実施形態においても、前述した画像表示装置１００と同様の構成を有する画像表示装置を用いるため、その説明を省略する。また、「Ｗｈｉｔｅ」のサブ画素には、着色層ではなく透明樹脂層が配置されている。

図１２は、第２実施形態における表示部２３の表示特性の一例を示した図である。図１２（ａ）はカラーフィルタ２３ｃの分光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が透過率（％）を示している。なお、Ｗｈｉｔｅに対応するカラーフィルタ２３ｃを用いていない。図１２（ｂ）は、バックライトユニット２３ｉの発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図１２（ｃ）は、ＲＧＢＷの４色の発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。この場合、Ｗｈｉｔｅに対応する画素部にはカラーフィルタ２３ｃを設けていないため、Ｗｈｉｔｅの分光特性はバックライトユニット２３ｉの分光特性とほぼ同じ形状となる。図１２（ｄ）は、４色の発光特性について色を表す三刺激値を計算し、ｘｙ色度図上にプロットした図を示す。図１２（ｄ）に示すように、色再現領域は四角形ではなく、三角形で構成される。この三角形の頂点がＲＧＢに対応し、Ｗは三角形の内部に位置する。このような色再現領域は、３色における色再現領域と同様であるが、Ｗｈｉｔｅを追加して４色にすることによって、透過率が上昇する。そのため、表示部２３の表面輝度を向上させる効果を得ることできる。

次に、第２実施形態に係るサブ画素配置方法について説明する。第２実施形態でも、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さいサブ画素の組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。

図１３は、ＲＧＢＷのサブ画素に対するサブ画素配置処理を示すフローチャートである。なお、この処理はコンピュータがプログラムを読み出すことによって、又は記録媒体に記録されたプログラムを読み出すことによって実行される。また、この処理は、画像表示装置１００を設計する段階などに実行される。

まず、ステップＳ３０１では、ＲＧＢＷ各色のＸＹＺを入力する。各色のＸＹＺは、カラーフィルタ２３ｃやバックライトユニット２３ｉの分光特性から決定できる値であり、シミュレーションや実測によって求められる。そして、処理はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、ＸＹＺを輝度−反対色空間へ変換し、Ｌｕｍ、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｙの各成分として表す。そして、処理はステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、各色の彩度Ｃｈを計算すると共に、２色間の色成分差を計算する。これにより、例えば図１４で示すような表が得られる。ステップＳ３０３の処理が終了すると、処理はステップＳ３０４に進む。

図１４は、ＲＧＢＷの彩度Ｃｈと色成分差を具体的に示した表である。図１４（ａ）は、左から順に、ＲＧＢＷ各色に関して、ＸＹＺから求めたＬｕｍ成分、Ｒ／Ｇ成分、Ｂ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ−Ｂ／Ｙ平面での原点からの距離を計算した彩度Ｃｈを示す。また、図１４（ｂ）は、ＲＧＢＷから選んだ２色に関して、それぞれのＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の各々の差と、このＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の差を視覚フィルタ特性を反映させた形で調整した値に基づいて得られた色成分差と、を示す。色成分差を求める際の調整は、Ｒ／Ｇ成分の差に対して「０．３」を乗算し、Ｂ／Ｙ成分の差に対して「０．１」を乗算することによって行う。こうするのは、図６に示したように、Ｒ／Ｇ成分の方がＢ／Ｙ成分よりもフィルタの振幅が大きいからである。また、色成分差は、調整後のＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分を２乗した値を加算し、これの平方根をとることによって得られる。

図１４（ａ）より、Ｗｈｉｔｅの彩度が他と比べて小さいことがわかる。また、図１４（ｂ）より、２色間の色成分差が最も小さいのは、ＲｅｄとＷｈｉｔｅの組み合わせであることがわかる。

図１３に戻って、ステップＳ３０４の処理を説明する。ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で計算された結果に基づいて、ＲＧＢＷの配置を決定する。まず、計算された彩度Ｃｈに基づいて、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置する。図１４で示すような結果が得られた場合には、彩度Ｃｈが最も小さい「Ｗ」を端に配置する。なお、上記のようにして「Ｗ」を端に配置した場合にも、「Ｗ」を含めたＲＧＢＷについて色成分差を計算する（即ち、図１４（ｂ）において、第１色と第２色に「Ｗ」を含む）。

次に、計算された色成分差に基づいて、色成分差が最も少ない組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。図１４で示すような結果が得られた場合には、色成分差が最も小さい「Ｒ」と「Ｗ」とが隣接しないように配置する。この場合、端が「Ｗ」に決定されているため、「Ｗ」の２個隣りに「Ｒ」を配置することが決定される。これにより、左から順に、「ＷＧＲＢ」の配置と「ＷＢＲＧ」の配置の２つの候補が決定される。なお、「ＷＧＲＢ」は「ＢＲＧＷ」と同一であり、「ＷＢＲＧ」は「ＧＲＢＷ」と同一である。このように２つの候補が決定された場合には、任意に一方の候補を決定してもよいし、輝度が小さいサブ画素が端に配置されている候補を決定してもよい。後者の場合には、最も輝度が小さい「Ｂ」が端に配置された「ＷＧＲＢ」が決定される。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

ここで、上記のサブ画素配置処理の結果と、４色ＲＧＢＷの各画素の配置候補に対してサブ画素誤差確認処理を行ったときの結果とを比較する。

図１５（ａ）〜（ｌ）は、４色ＲＧＢＷの配置候補を示している。この場合、ＲＧＢＷにおける組み合わせの数は「４×３×２×１＝２４個」であるが、左右の対称性を考慮すれば、配置候補の数はこの半分の１２個となる。

図１６は、図１５（ａ）〜（ｌ）の１２個の配置候補に対して、サブ画素誤差確認処理を行ったときの結果を示している。これより、図１６（ｋ）に示す「ＢＲＧＷ」の配置順にした場合に、誤差が比較的少ないことがわかる。なお、図１６（ａ）、（ｌ）に示す配置順の誤差が少なく見えるが、両方とも黒の表示画素の中心位置から左右非対称にＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分がずれているため、実際には図１６（ｋ）に示す配置順よりも誤差は大きい。以上より、サブ画素誤差確認処理の結果は、サブ画素配置処理と同様の結果を示していることがわかる。即ち、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さいサブ画素の組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置することによって、誤差が小さくなるといえる。

このように、第２実施形態に係るサブ画素配置処理によれば、視覚特性を十分に考慮した形で、ＲＧＢＷのサブ画素の配置を決定することができる。このようにして決定されたサブ画素の配置を画像表示装置１００に対して適用することにより、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。これにより、画像表示装置１００は、高品質の画像を表示することが可能となる。

なお、上記では、サブ画素配置処理によって「ＷＧＲＢ」（又は「ＷＢＲＧ」）のサブ画素の配置が決定される例を示したが、サブ画素配置処理によって常にこの配置順が決定されるとは限らない。これらは、図１４に示した結果に基づいて決定された配置順であるため、ＲＧＢＷの各画素として図１４に示した以外の結果が得られた場合には、この配置順と異なる配置順が決定される。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。前述した第１実施形態及び第２実施形態では、表示部２３における表示画素の配置がストライプ配置であったのに対して、第３実施形態では、表示部における表示画素の配置（以下、「表示画素配置」とも呼ぶ。）をストライプ配置から変更する。

図１７は、第３実施形態に係る画像表示装置１０１の概略構成を示すブロック図である。この画像表示装置１０１は、第１実施形態に係る画像表示装置１００（図１参照）とは、入力信号に対するリサンプル回路１１ａが追加されていること、データ線駆動回路２１の出力数が異なることが相違点となる。よって、同一の構成要素及び信号に対しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

リサンプル回路１１ａは、表示部２３ｚの表示画素の配置に一致させるため、横方向の個数を変更する。例えば、リサンプル回路１１ａは、入力されるデジタル信号に対してＤ／Ａ変換器で一旦アナログ信号に変換後、時間軸上で再サンプルを行うことによって、上記の変更を行う。他の例では、リサンプル回路１１ａは、デジタル信号のままリサイズを行うことによって、上記の変更を行う。

データ線駆動回路２１は、１２８０本のデータ線に対してデータ線駆動信号Ｘ１〜Ｘ１２８０を供給する。なお、データ線駆動回路２１の出力数に関しては、図１９において説明する。

ここで、第３実施形態における画素配置について説明する前に、３色を用いた場合において表示画素配置をストライプ配置から変更する場合を例に挙げて説明する。

図１８は、３色ＲＧＢにおいて表示画素配置を変更する例を説明するための図である。図１８（ａ）において、黒小丸の格子状の点１８０が、入力データの存在する点に対応する。例えば、ＶＧＡサイズの場合には、この点１８０は「縦４８０個×横６４０個」存在する。また、図１８（ａ）中の矢印はデータ線駆動信号及び走査線駆動信号の入力を示しており、白丸の点１８１は変更後のデータの存在する点（以下、「サンプル点」とも呼ぶ）を示している。

上記したリサンプル回路１１ａは、表示部２３ｚの表示画素配置に一致させるため、横方向の個数を変更する。この場合、点１８１の間隔Ａ１１（言い換えると、表示画素の横の長さ）を２倍にし、表示画素の個数を半分に変更している。詳しくは、表示画素の縦の長さＡ１２を「１．０」とすると、表示画素の横の長さＡ１１は「Ａ１１＝Ａ１２×２＝２．０」となる。また、横１ラインが縦方向に下がるごとに、サンプル点を半ピッチ（Ａ１１／２）ずらしている。このようにサンプル点を半ピッチずらすことによって、横方向の個数を少なくしても、比較的劣化が少なく画像表示を行うことが可能となる。

次に、図１８（ｂ）を用いて、３色における表示画素配置について具体的に説明する。この場合、表示画素は３つのサブ画素を一組として構成し、横方向の間隔Ａ１１が「２．０」であるので、サブ画素の横の長さは「Ｂ１１＝Ａ１１／３＝０．６６７」となる（図１８（ｂ）の右図参照）。また、図１８（ｂ）の左図より、縦方向でみると表示画素として半ピッチ（Ａ１１／２）ずれているため、同一のサブ画素は「Ａ１１／２」ずれて配置されている。更に、サブ画素単位としてみれば「Ｂ１１／２」ずれている。３色を用いた表示部２３ｚにおいては、２ラインにまたがって３色の一組をみると、逆三角形の頂点位置に３色が配置されているため、符号１８５で示すようにデルタ配置が形成されている。なお、リサンプル回路１１ａの出力をデータ制御回路（不図示）が受け、データ線と走査線のタイミング調整を行ってデータ線駆動回路２１と走査線駆動回路２２を適宜制御することにより、画像表示装置１０１は、このような表示画素配置に対して適切に表示を行うことが可能となる。

ここで、第３実施形態に係る表示画素配置について、図１９乃至図２１を用いて具体的に説明する。

図１９は、第３実施形態の第１の例に係る表示画素配置を説明するための図である。図１９（ａ）に示すように、リサンプルの条件は図１８と同様である。即ち、表示画素の縦の長さＡ１２を「１．０」とすると、表示画素の横の長さＡ２１は「Ａ２１＝Ａ１２×２＝２．０」である。この場合、リサンプル回路１１ａの入力および出力は３色信号であり、表示部２３ｚが４色であるため、色変換回路１２において３色から４色への色変換が行われる。図１９（ｂ）は、表示画素配置を示している。図１９（ｂ）の右図より、サブ画素の横の長さＢ２１は「Ｂ２１＝Ａ２１／４＝０．５」となる。また、図１９（ｂ）の左図より、縦方向でみると、表示画素として半ピッチ（Ａ２１／２）ずれているため、同一のサブ画素は「Ａ２１／２」ずれて配置されている。一方、サブ画素単位としてみれば、３色の場合（図１８参照）とは異なり、１ライン下がっても同じ位置となる。言い換えると、１つのラインにおけるサブ画素の間に、他のラインにおける２つのサブ画素の境界が位置することはない。

図１９に示す表示画素配置を有する表示部２３ｚにおいて、入力データがＶＧＡの場合には、リサンプル後の表示画素の数は「縦４８０個×横３２０個」となる。この場合、横方向のサブ画素の個数としては、「３２０×４＝１２８０個」となる。上記の図１７には、図１９に示す表示画素配置を有する表示部２３ｚを適用した画像表示装置１０１を示している。そのため、データ線駆動回路２１は、１２８０本のデータ線に対してデータ線駆動信号Ｘ１〜Ｘ１２８０を供給している。一方、ストライプ配置を有する画像表示装置１００（図１参照）では、データ線駆動回路２１から表示部２３ｚへの出力は「６４０×４＝２５６０個」である。以上より、第１の例に係る表示画素配置を適用することによって、同じ入力においてもデータ線駆動回路２１からの出力を減らすことが可能であるため、画像表示装置１０１を低コスト化することが可能となる。

図２０は、第３実施形態の第２の例に係る表示画素配置を説明するための図である。図２０（ａ）に示すように、表示画素の縦の長さＡ１２を「１．０」とすると、表示画素の横の長さＡ３１は「Ａ３１＝Ａ１２×１．５＝１．５」である。図２０（ｂ）は、表示画素配置を示している。この場合、サブ画素の横の長さＢ３１は「Ｂ３１＝Ａ３１／４＝０．３７５」となる。また、縦方向でみると、表示画素として半ピッチ（Ａ３１／２）ずれているため、同一のサブ画素は「Ａ３１／２」ずれて配置されている。一方、サブ画素単位としてみれば、１ライン下がっても同じ位置となる。第２の例に係る表示画素配置を適用した場合にも、同じ入力においてもデータ線駆動回路２１からの出力を減らすことが可能であるため、画像表示装置１０１を低コスト化することが可能となる。

図２１は、第３実施形態の第３の例に係る表示画素配置を説明するための図である。図２１（ａ）に示すように、表示画素の縦の長さＡ１２を「１．０」とすると、表示画素の横の長さＡ４１は「Ａ４１＝Ａ１２×１＝１．０」である。図２０（ｂ）は、表示画素配置を示している。この場合、サブ画素の横の長さＢ４１は「Ｂ４１＝Ａ４１／４＝０．２５」となる。また、縦方向でみると、表示画素として半ピッチ（Ａ４１／２）ずれているため、同一のサブ画素は「Ａ４１／２」ずれて配置されている。一方、サブ画素単位としてみれば、１ライン下がっても同じ位置となる。第３の例に係る表示画素配置を適用した場合には、データ線駆動回路２１からの出力の数はストライプ配置を採用する場合（図２参照）と比較して減少しないが、表示画素が半ピッチずれることによって、見かけ上、横方向の解像度が向上する。

なお、上記の第１の例〜第３の例に係る表示画素配置を行った場合において、表示画素を構成するサブ画素の配置は、前述した第１実施形態に係るサブ画素配置処理及び第２実施形態に係るサブ画素配置処理のうちのいずれかによって決定されたサブ画素の配置順を適用することができる。即ち、表示画素を半ピッチずらして配置する場合においても、視覚特性を十分に考慮した形で、ＲＧＢＣおよびＲＧＢＷのサブ画素の並び順を決定することができる。具体的には、ＲＧＢＣの４色を用いる場合には、第１実施形態に係るサブ画素配置処理によって決定された配置順を適用し、ＲＧＢＷの４色を用いる場合には、第２実施形態に係るサブ画素配置処理によって決定された配置を適用する。

上記のように、第１実施形態に係るサブ画素配置処理及び第２実施形態に係るサブ画素配置処理を適用することができる理由は以下の通りである。第３実施形態に係る画像表示装置１０１は、リサンプル回路１１ａを有しているが、リサンプル回路１１ａの入出力は３色であるため、４色への直接的な影響は少ない。そのため、画像表示装置１０１は、例えば４色として黒白パターンを表示する場合には、第１実施形態及び第２実施形態に係る画像表示装置１００の動作と全く同じ状態となる。一方、第３実施形態においては、サブ画素単位での横の長さが異なるため、視覚特性を反映したフィルタ特性が若干異なるが、誤差の大小関係はほぼそのまま保存されると考えられる。以上より、第１実施形態及び第２実施形態に係るサブ画素配置処理によって決定されたサブ画素の配置順を、第３実施形態に係る表示画素配置を行った場合にも適用することができる。

このように、第３実施形態によれば、表示画素を半ピッチずらして配置しても、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。また、低コスト化した画像表示装置や、見かけ上解像度を向上させた画像表示装置に対しても、このような色割れ現象などを軽減することができる。

なお、上記では、表示画素の横の長さ（表示画素の間隔）を「Ａ２１＝２．０」、「Ａ３１＝１．５」、「Ａ４１＝１．０」にして表示画素配置を変更する例を示したが、本発明は、これら以外の長さに表示画素を設定して表示画素配置を変更した場合にも適用することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、多色の構成を第１実施形態と異なるものとした実施形態である。具体的には、第４実施形態は、Ｇｒｅｅｎの代わりに黄緑、Ｃｙａｎの代わりにエメラルドグリーンを用いる点で、第１実施形態と異なる。すなわち、赤（Ｒｅｄ）、黄緑（Ｙｅｌｌｏｗｉｓｈ Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）、エメラルドグリーン（Ｅｍｅｒａｌｄ Ｇｒｅｅｎ）によって色を構成する。以下では、赤、黄緑、青、エメラルドグリーンをそれぞれ単にＲ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧとも表記する。なお、第４実施形態においても、前述した画像表示装置１００と同様の構成を有する画像表示装置を用いるため、その説明を省略する。

図２４は、第４実施形態における表示部２３の表示特性の一例を示した図である。図２４（ａ）はカラーフィルタ２３ｃの分光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が透過率（％）を示している。ここで、ＹＧ、ＥＧの分光特性は、それぞれ第１実施形態におけるＧｒｅｅｎ、Ｃｙａｎの分光特性よりもスペクトル幅が狭い点で異なる。図２４（ｂ）は、バックライトユニット２３ｉの発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図２４（ｃ）は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの４色の発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図２４（ｄ）は、４色の発光特性について色を表す三刺激値を計算し、ｘｙ色度図上にプロットした図を示す。

次に、第４実施形態に係るサブ画素配置方法について説明する。第４実施形態でも、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さいサブ画素の組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。

図２６は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧのサブ画素に対するサブ画素配置処理を示すフローチャートである。なお、この処理はコンピュータがプログラムを読み出すことによって、又は記録媒体に記録されたプログラムを読み出すことによって実行される。また、この処理は、画像表示装置１００を設計する段階などに実行される。

まず、ステップＳ４０１では、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧ各色のＸＹＺを入力する。各色のＸＹＺは、カラーフィルタ２３ｃやバックライトユニット２３ｉの分光特性から決定できる値であり、シミュレーションや実測によって求められる。そして、処理はステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、ＸＹＺを輝度−反対色空間へ変換し、Ｌｕｍ、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｙの各成分として表す。そして、処理はステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３では、各色の彩度Ｃｈを計算すると共に、２色間の色成分差を計算する。これにより、例えば図２５で示すような表が得られる。ステップＳ４０３の処理が終了すると、処理はステップＳ４０４に進む。

図２５は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの彩度Ｃｈと色成分差を具体的に示した表である。図２５（ａ）は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧ各色に関して、左から順に、ＸＹＺから求めたＬｕｍ成分、Ｒ／Ｇ成分、Ｂ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ−Ｂ／Ｙ平面での原点からの距離を計算した彩度Ｃｈを示す。また、図２５（ｂ）は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧから選んだ２色に関して、それぞれのＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分と、Ｒ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の各々の差と、このＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分の差を視覚フィルタ特性を反映させた形で調整した値に基づいて得られた色成分差と、を示す。色成分差を求める際の調整は、Ｒ／Ｇ成分の差に対して「０．３」を乗算し、Ｂ／Ｙ成分の差に対して「０．１」を乗算することによって行う。こうするのは、図６に示したように、Ｒ／Ｇ成分の方がＢ／Ｙ成分よりもフィルタの振幅が大きいからである。また、色成分差は、調整後のＲ／Ｇ成分及びＢ／Ｙ成分を２乗した値を加算し、これの平方根をとることによって得られる。

図２５（ａ）より、ＥＧの彩度が他と比べて小さいことがわかる。また、図２５（ｂ）より、２色間の色成分差が最も小さいのは、ＹＧとＥＧの組み合わせであることがわかる。

図２６に戻って、ステップＳ４０４の処理を説明する。ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３で計算された結果に基づいて、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの配置を決定する。まず、計算された彩度Ｃｈに基づいて、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置する。図２５で示すような結果が得られた場合には、彩度Ｃｈが最も小さい「ＥＧ」を端に配置する。なお、上記のようにして「ＥＧ」を端に配置した場合にも、「ＥＧ」を含めたＲ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧについて色成分差を計算する（即ち、図２５（ｂ）において、第１色と第２色に「ＥＧ」を含む）。

次に、計算された色成分差に基づいて、色成分差が最も少ない組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。図２５で示すような結果が得られた場合には、色成分差が最も小さい「ＹＧ」と「ＥＧ」とが隣接しないように配置する。この場合、端が「ＥＧ」に決定されているため、「ＥＧ」の２個隣りに「ＹＧ」を配置することが決定される。これにより、左から順に、「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」の配置と「ＥＧ−Ｂ−ＹＧ−Ｒ」の配置の２つの候補が決定される。なお、「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」は「Ｂ−ＹＧ−Ｒ−ＥＧ」と同一であり、「ＥＧ−Ｂ−ＹＧ−Ｒ」は「Ｒ−ＹＧ−Ｂ−ＥＧ」と同一である。このように２つの候補が決定された場合には、任意に一方の候補を決定してもよいし、輝度が小さいサブ画素が端に配置されている候補を決定してもよい。後者の場合には、最も輝度が小さい「Ｂ」が端に配置された「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」が決定される。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

こうして決定された「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」という画素配置によれば、第１実施形態と同様、サブ画素誤差を最も小さくすることができる。すなわち、第４実施形態に係るサブ画素配置処理によれば、視覚特性を十分に考慮した形で、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧのサブ画素の配置を決定することができる。このようにして決定されたサブ画素の配置を画像表示装置１００に対して適用することにより、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。これにより、画像表示装置１００は、高品質の画像を表示することが可能となる。

なお、上記では、サブ画素配置処理によって「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」のサブ画素の配置が決定される例を示したが、サブ画素配置処理によって常にこの配置順が決定されるとは限らない。これらは、図２５に示した結果に基づいて決定された配置順であるため、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの各画素として図２５に示した以外の結果が得られた場合には、この配置順と異なる配置順が決定される。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第４実施形態と同様に赤、黄緑、青、エメラルドグリーン（Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧ）を４色とする構成であり、カラーフィルタ２３ｃの分光特性及びＲ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの４色の発光特性のみが異なる。このため、第４実施形態と重複する部分については説明を省略し、相違点を中心に述べる。

図２７は、第５実施形態における表示部２３の表示特性の一例を示した図である。図２７（ａ）はカラーフィルタ２３ｃの分光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が透過率（％）を示している。ここで、ＥＧの分光特性は、第１実施形態におけるＣｙａｎの分光特性よりもスペクトル幅が狭い点で異なる。図２７（ｂ）は、バックライトユニット２３ｉの発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図２７（ｃ）は、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの４色の発光特性を示した図であり、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が相対輝度を示している。図２７（ｄ）は、４色の発光特性について色を表す三刺激値を計算し、ｘｙ色度図上にプロットした図を示す。

次に、第５実施形態に係るサブ画素配置方法について説明する。第５実施形態でも、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置すると共に、色成分差が最も小さいサブ画素の組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。サブ画素配置処理を示すフローチャートは、第４実施形態と同一であり、図２６に示されている。

まず、ステップＳ４０１では、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧ各色のＸＹＺを入力する。続くステップＳ４０２では、ＸＹＺを輝度−反対色空間へ変換し、Ｌｕｍ、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｙの各成分として表す。

ステップＳ４０３では、各色の彩度Ｃｈを計算すると共に、２色間の色成分差を計算する。これにより、例えば図２８で示すような表が得られる。図２８（ａ）より、ＥＧの彩度が他と比べて小さいことがわかる。また、図２８（ｂ）より、２色間の色成分差が最も小さいのは、ＹＧとＥＧの組み合わせであることがわかる。ステップＳ４０３の処理が終了すると、処理はステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３で計算された結果に基づいて、Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの配置を決定する。まず、計算された彩度Ｃｈに基づいて、彩度Ｃｈが最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置する。図２８で示すような結果が得られた場合には、彩度Ｃｈが最も小さい「ＥＧ」を端に配置する。

次に、計算された色成分差に基づいて、色成分差が最も少ない組み合わせが隣接しないようにサブ画素を配置する。図２８で示すような結果が得られた場合には、色成分差が最も小さい「ＹＧ」と「ＥＧ」とが隣接しないように配置する。この場合、端が「ＥＧ」に決定されているため、「ＥＧ」の２個隣りに「ＹＧ」を配置することが決定される。これにより、左から順に、「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」の配置と「ＥＧ−Ｂ−ＹＧ−Ｒ」の配置の２つの候補が決定される。なお、「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」は「Ｂ−ＹＧ−Ｒ−ＥＧ」と同一であり、「ＥＧ−Ｂ−ＹＧ−Ｒ」は「Ｒ−ＹＧ−Ｂ−ＥＧ」と同一である。このように２つの候補が決定された場合には、任意に一方の候補を決定してもよいし、輝度が小さいサブ画素が端に配置されている候補を決定してもよい。後者の場合には、最も輝度が小さい「Ｂ」が端に配置された「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」が決定される。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

このようにして、第４実施形態と同様に「ＥＧ−Ｒ−ＹＧ−Ｂ」という画素配置が決定される。この画素配置によれば、サブ画素誤差を最も小さくすることができる。このようにして決定されたサブ画素の配置を画像表示装置１００に対して適用することにより、表示画像における色成分誤差を少なくすることができると共に、視覚で観察した際の色割れ現象を軽減することができる。これにより、画像表示装置１００は、高品質の画像を表示することが可能となる。

［変形例］
本発明は、４色としてＲＧＢＣやＲＧＢＷ、あるいはＲ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧ以外の他の構成を用いる場合にも適用することができる。例えば、Ｃｙａｎ及びＷｈｉｔｅの代わりにＹｅｌｌｏｗを用いた場合にも、本発明を適用することができる。また、上記ではＢｌｕｅＬＥＤに蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤバックライトを示したが、本発明は、バックライトが他の構成を有する場合にも適用することができる。例えば、ＲＧＢ３色ＬＥＤバックライトなどに対しても適用することができる。

更に、本発明は、液晶（ＬＣＤ）を用いた画像表示装置に対する適用に限定はされず、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）などの平面表示を行う画像表示装置に対して適用することができる。また、本発明は、透過型液晶表示装置だけでなく、反射型や半透過反射型の画像表示装置に対しても適用可能である。

また、上記では、彩度が最も小さいサブ画素を表示画素の端に配置した後に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないようにサブ画素を配置する例を示したが、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないようにサブ画素を配置した後に、彩度が最も小さいサブ画素が表示画素の端に位置するように配置を行ってもよい。

更に、上記では、画像を表示する画像表示装置が用いる複数の色としてＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ等を具体例として説明したが、複数の色には、Ｒ、Ｇ、Ｂや、それぞれの補色であるＹ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の他に、Ｒ、Ｇ、ＢとＹ、Ｃ、Ｍとの間の色、例えば黄緑や深緑などの色も含まれる。

上記各実施形態は、４色を用いる構成であるが、これに代えて、５以上の色を用いる構成としてもよい。この場合でも、彩度が最も小さいサブ画素が表示画素の端に配置されると共に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように配置することによって、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

［電子機器］
次に、本発明の画像表示装置１００、１０１を適用した電子機器の例について説明する。図２２は、本発明を適用した電子機器の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、画像表示部としての液晶表示装置７００と、これを制御する制御手段４１０とを有する。本発明の画像表示装置１００、１０１は液晶表示装置７００内に設けることができる。ここでは、液晶表示装置７００を、パネル構造体４０３と、半導体ＩＣなどで構成される駆動回路４０２とに概念的に分けて描いてある。制御手段４１０は、表示情報出力源４１１と、表示情報処理回路４１２と、電源回路（電源装置）４１３と、タイミングジェネレータ４１４と、を有する。

表示情報出力源４１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ４１４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの形で表示情報を表示情報処理回路４１２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路４１２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路４０２へ供給する。駆動回路４０２は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路４１３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

次に、本発明を適用した電子機器の具体例について図２３を参照して説明する。

まず、本発明に係る画像表示装置１００、１０１を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）に適用した例について説明する。図２３（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る画像表示装置１００、１０１を適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、本発明に係る画像表示装置１００、１０１を携帯電話機に適用した例について説明する。図２３（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３と、液晶表示装置を使用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る画像表示装置１００、１０１を適用可能な電子機器としては他にも、液晶テレビ、テレビ電話などが挙げられる。

［他の実施例］
上記の説明では、複数の色（着色領域）としてＲＧＢＣ及びＲ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧを挙げて説明したが、本発明の適用はこれには限定されず、他の４色の着色領域により１つの表示画素を構成することもできる。

この場合、４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域（「第１着色領域」とも呼ぶ。）、赤系の色相の着色領域（「第２着色領域」とも呼ぶ。）と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域（「第３着色領域」、「第４着色領域」とも呼ぶ。）からなる。ここで「系」との語を用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。

具体的な色相の範囲は、
・青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である。
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。

ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。

これにより、従来のＲＧＢの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。

また、上記では４色の着色領域による広範囲の色再現性を色相で述べたが、他の具体的な例として、着色領域を透過した光の波長で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが４１５〜５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５〜４８５ｎｍにある着色領域である。
・赤系の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが４８５〜５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５〜５２０ｎｍにある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが５００〜５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０〜５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０〜５６５ｎｍにある着色領域である。

上記の波長は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。

さらに、他の具体的な例として、４色の着色領域をｘ、ｙ色度図で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、ｘ≦0.151、ｙ≦0.200にある着色領域であり、好ましくは、0.134≦ｘ≦0.151、0.034≦ｙ≦0.200にある着色領域である。
・赤系の着色領域は、0.520≦ｘ、ｙ≦0.360にある着色領域であり、好ましくは、0.550≦ｘ≦0.690、0.210≦ｙ≦0.360にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦0.200、0.210≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、0.080≦ｘ≦0.200、0.210≦ｙ≦0.759にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、0.257≦ｘ、0.450≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、0.257≦ｘ≦0.520、0.450≦ｙ≦0.720にある着色領域である。

上記のｘ、ｙ色度図は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。

これら４色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。

なお、本例における４色の着色領域を用いた場合、バックライトにはＲＧＢの光源としてＬＥＤ、蛍光管、有機ＥＬなどを用いても良い。または白色光源を用いても良い。なお、白色光源は青の発光体とＹＡＧ蛍光体により生成される白色光源でもよい。

但し、ＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
・Ｂは波長のピークが４３５ｎｍ〜４８５ｎｍにあるもの。
・Ｇは波長のピークが５２０ｎｍ〜５４５ｎｍにあるもの。
・Ｒは波長のピークが６１０ｎｍ〜６５０ｎｍにあるもの。
そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記カラーフィルタを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。また、波長が例えば、４５０ｎｍと５６５ｎｍにピークがくるような、複数のピークを持つ光源を用いても良い。

上記の４色の着色領域の構成の例としては、具体的には以下のものがあげられる。
・色相が、赤、青、緑、シアン（青緑）の着色領域。
・色相が、赤、青、緑、黄の着色領域。
・色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域。
・色相が、赤、青、エメラルドグリーン、黄の着色領域。
・色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域。
・色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域。

第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。 表示部の各画素を拡大して示した概略図である。 表示部の具体的な構成を示す図である。 表示部の表示特性の一例を示した図である。 第１実施形態に係るサブ画素誤差確認処理を示すフローチャートである。 輝度−反対色成分に対するフィルタ特性を表した図である。 サブ画素誤差確認処理によって得られた結果の一例を示す図である。 ４色ＲＧＢＣの配置候補を示した図である。 図８の１２個の配置候補に対して、サブ画素誤差確認処理を行ったときの結果を示す図である。 ＲＧＢＣの彩度と色成分差を具体的に示した図である。 サブ画素配置処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における表示部の表示特性の一例を示した図である。 第２実施形態に係るサブ画素配置処理を示すフローチャートである。 ＲＧＢＷの彩度と色成分差を具体的に示した図である。 ４色ＲＧＢＷの配置候補を示した図である。 図１５の１２個の配置候補に対して、サブ画素誤差確認処理を行ったときの結果を示す図である。 第３実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。 ３色ＲＧＢにおいて表示画素配置を変更する例を説明するための図である。 第３実施形態の第１の例に係る表示画素配置を説明するための図である。 第３実施形態の第２の例に係る表示画素配置を説明するための図である。 第３実施形態の第３の例に係る表示画素配置を説明するための図である。 本発明を適用した電子機器の全体構成を示す概略構成図である。 本発明を適用した電子機器の具体例を示す図である。 第４実施形態における表示部の表示特性の一例を示した図である。 Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの彩度と色成分差を具体的に示した図である。 第４実施形態に係るサブ画素配置処理を示すフローチャートである。 第５実施形態における表示部の表示特性の一例を示した図である。 Ｒ、ＹＧ、Ｂ、ＥＧの彩度と色成分差を具体的に示した図である。

符号の説明

１０…画像処理部、１２…色変換回路、１５…テーブル格納メモリ、１６…γ補正回路、２１…データ線駆動回路、２２…走査線駆動回路、２３…表示部、１００、１０１…画像表示装置。

Claims (8)

1. それぞれ異なる色に対応する４つのサブ画素を一組として有する表示画素を用いて、画像の表示を行う画像表示装置であって、
   前記表示画素は、彩度が最も小さいサブ画素が前記表示画素の端に配置されると共に、色成分差が最も小さい２つのサブ画素が隣接しないように前記サブ画素が配置されており、
   前記４つのサブ画素は、赤、黄緑、エメラルドグリーン、青から構成され、
   前記表示画素は、前記４つのサブ画素が青、黄緑、赤、エメラルドグリーンの順で配置されており、
   前記彩度及び前記色成分差は、前記輝度−反対色空間における視覚空間特性に基づいて定義されていることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記４つのサブ画素の色におけるそれぞれの着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域、及び青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記４つのサブ画素の色におけるそれぞれの着色領域は、着色領域を透過した光の波長のピークが、４１５〜５００ｎｍにある着色領域と、６００ｎｍ以上にある着色領域と、４８５〜５３５ｎｍにある着色領域と、５００〜５９０ｎｍにある着色領域であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記表示画素は、前記画像表示装置における縦方向に同一色が連なるように直線上に複数配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記表示画素は、縦方向において上下に隣接する前記表示画素同士において、それぞれの表示画素が有する前記サブ画素が少なくとも１つのサブ画素分だけ上下でずれるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記サブ画素の横幅は、前記表示画素の横幅の概ね４分の１であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記サブ画素に重なるように配置されたカラーフィルタを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置と、
   前記画像表示装置に電圧を供給する電源装置と、を備えることを特徴とする電子機器。

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