WO2014077179A1 - 多原色表示装置 - Google Patents

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WO2014077179A1
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change
primary color
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慎司 中川
古川　浩之
吉山　和良
吉田　育弘
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to a multi-primary color display device that performs display using four or more primary colors.
  • one pixel is constituted by three sub-pixels that display red, green, and blue, which are the three primary colors of light, thereby enabling color display.
  • the conventional display device has a problem that a displayable color range (referred to as a “color reproduction range”) is narrow.
  • a displayable color range referred to as a “color reproduction range”
  • it is impossible to display a part of the object color the colors of various objects existing in nature; see Non-Patent Document 1). Therefore, in order to widen the color reproduction range of the display device, a method of increasing the number of primary colors used for display has been proposed.
  • Patent Document 1 discloses a display device that performs display using six primary colors.
  • Patent Document 1 also discloses a display device that performs display using four primary colors and a display device that performs display using five primary colors.
  • An example of a display device that performs display using the six primary colors is shown in FIG.
  • one pixel P is configured by the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, the cyan sub-pixel C, the magenta sub-pixel M, and the yellow sub-pixel Ye.
  • color display is performed by mixing the six primary colors red, green, blue, cyan, magenta, and yellow displayed by the six sub-pixels.
  • a display device that performs display using four or more primary colors is referred to as a “multi-primary color display device”, and a display device that performs display using three primary colors (that is, a conventional general) is referred to as “three primary colors”. It is referred to as a “display device”.
  • Patent Documents 2 and 3 The technology for solving this problem is proposed in Patent Documents 2 and 3.
  • a plurality of sub-pixels constituting each pixel are distributed to a plurality of virtual pixels (referred to as “virtual pixels”), and the plurality of virtual pixels.
  • virtual pixels a plurality of virtual pixels
  • Each of these can be displayed as a minimum color display unit. Therefore, even when the resolution of the input image is higher than the panel resolution, it is possible to display appropriately.
  • the multi-primary color display devices of Patent Documents 2 and 3 can make the display resolution higher than the panel resolution, the same subpixel size and screen size as those of the three primary color display devices can be used. An image can be displayed and can be produced at the same cost as the three primary color display device.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose, as an example of a specific configuration of a multi-primary color display device capable of performing display using virtual pixels as described above, a signal conversion circuit for converting three primary color image signals into multi-primary color image signals. However, a configuration having a low-pass multi-primary color signal generation unit, a high-frequency luminance signal generation unit, and a rendering processing unit is disclosed.
  • the low frequency multi-primary color signal generation unit in this configuration generates a low frequency multi-primary color signal based on the input image signal.
  • the low-frequency multi-primary color signal is a signal obtained by converting the low-frequency components of the input image signal into multi-primary colors.
  • the high frequency luminance signal generation unit generates a high frequency luminance signal based on the input image signal.
  • the high frequency luminance signal is a signal obtained by luminance conversion of the high frequency component of the input image signal.
  • the rendering processing unit renders a plurality of virtual pixels based on the low-frequency multi-primary color signal generated by the low-frequency multi-primary color signal generation unit and the high-frequency luminance signal generated by the high-frequency luminance signal generation unit. I do.
  • Multi-primary color processing is performed on the low-frequency component of the input image signal, and luminance conversion processing is performed on the high-frequency component. Then, the low-frequency multi-primary color signal and the high-frequency luminance signal obtained by these processes are combined and rendered to a virtual pixel, thereby outputting an image signal (multi-primary color image signal) corresponding to four or more primary colors. .
  • the resolution may not be improved depending on the input image. Specifically, if the input image includes a region having a chromaticity difference but no luminance difference, the resolution improvement effect cannot be obtained in the region, and the resolution is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to display multi-primary colors capable of displaying an image with the same or higher resolution without reducing the sub-pixel size as compared with the three primary color display device.
  • An object of the present invention is to prevent a decrease in resolution in an area where the luminance change is relatively small and the chromaticity change is relatively large.
  • a multi-primary color display device includes a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns, and each of the plurality of pixels displays at least four different colors.
  • a multi-primary color display device comprising a plurality of sub-pixels including one sub-pixel, wherein a multi-primary color display panel having the plurality of sub-pixels in each of the plurality of pixels and an input image signal corresponding to three primary colors
  • a signal conversion circuit for converting into a multi-primary color image signal corresponding to four or more primary colors, and assigning each of the plurality of virtual pixels by dividing the plurality of sub-pixels constituting each pixel into a plurality of virtual pixels.
  • Display can be performed as a minimum color display unit, and the signal conversion circuit is a signal in which low-frequency components of the input image signal are converted into multi-primary colors based on the input image signal.
  • a low-frequency multi-primary color signal generation unit that generates a low-frequency multi-primary color signal, and a high-frequency signal that generates a high-frequency luminance signal based on the input image signal, in which a high-frequency component of the input image signal is luminance-converted
  • a low-frequency multi-primary color signal generator and a rendering processing unit that performs rendering processing on the plurality of virtual pixels based on the low-frequency multi-primary color signal and the high-frequency luminance signal.
  • a first filter unit that can extract a low-frequency component from the input image signal, and a multi-primary color conversion unit that converts the low-frequency component extracted by the first filter unit into a multi-primary color.
  • a luminance signal generating unit that converts luminance of the input image signal to generate a luminance signal, and extracts a high frequency component of the luminance signal generated by the luminance converting unit as the high frequency luminance signal;
  • the signal conversion circuit is generated by a chromaticity conversion unit that generates a chromaticity signal by performing chromaticity conversion on the input image signal, and the luminance signal generated by the luminance conversion unit and the chromaticity conversion unit.
  • a luminance / chromaticity change detecting unit that detects a luminance and a change in chromaticity based on the chromaticity signal, and the frequency characteristics of the first filter unit include a plurality of predetermined frequency characteristics Thus, one frequency characteristic is selected according to the result of detection by the luminance / chromaticity change detection unit.
  • the plurality of frequency characteristics include frequency characteristics that allow the first filter unit to pass the input image signal without substantially filtering.
  • the first filter unit extracts a low frequency component from the input image signal or substantially filters the input image signal according to a detection result by the luminance / chromaticity change detection unit. Do not pass.
  • the first filter unit includes: (a) when the detected change in luminance is within a predetermined first luminance change range; and (b) when the detected change in luminance is the first luminance change.
  • the second luminance change range smaller than the lower limit of the luminance change range, and the detected chromaticity change is within the predetermined first chromaticity change range
  • the low frequency range from the input image signal (C) a change in the detected luminance is within the second luminance change range, and the detected change in chromaticity is greater than an upper limit of the first chromaticity change range; If it is within the chromaticity change range of 2, the input image signal is passed through without substantially filtering.
  • the first filter unit extracts a low-frequency component with a first frequency characteristic from the input image signal according to a detection result by the luminance / chromaticity change detection unit, or the input image A low-frequency component is extracted from the signal with a second frequency characteristic that is gentler than the first frequency characteristic.
  • the first filter unit includes: (a) when the detected change in luminance is within a predetermined first luminance change range; and (b) when the detected change in luminance is the first luminance change.
  • the second luminance change range that is smaller than the lower limit of the luminance change range, and the detected change in chromaticity is within a predetermined first chromaticity change range
  • the detected luminance change is within the second luminance change range
  • the detected chromaticity change is the first chromaticity change.
  • a low frequency component is extracted from the input image signal with the second frequency characteristic.
  • the plurality of frequency characteristics include three or more frequency characteristics.
  • the first filter unit extracts a low-frequency component with a first frequency characteristic from the input image signal according to a result of detection by the luminance chromaticity change detection unit, or from the input image signal A low frequency component is extracted with a second frequency characteristic that is gentler than the first frequency characteristic, or the input image signal is allowed to pass without substantially filtering.
  • the first filter unit includes: (a) a change in detected luminance is within a predetermined first luminance change range; and (b) a change in detected chromaticity is predetermined. When it is within the first chromaticity change range, a low frequency component is extracted from the input image signal with the first frequency characteristic, and (c) the detected luminance change is the lower limit of the first luminance change range.
  • the signal conversion circuit further includes a third filter unit that extracts a high frequency component of the chromaticity signal generated by the chromaticity conversion unit, and the luminance signal and the chromaticity signal are: After passing through the second filter unit and the third filter unit, they are input to the luminance chromaticity change detection unit.
  • the multi-primary color display device having the above-described configuration can change a distribution pattern of the plurality of sub-pixels to the plurality of virtual pixels.
  • each of the plurality of virtual pixels is constituted by two or more subpixels of the plurality of subpixels.
  • the plurality of rows are substantially parallel to a horizontal direction of a display surface, and the plurality of sub-pixels are arranged in one row and multiple columns within each of the plurality of pixels.
  • the plurality of sub-pixels include a red sub-pixel that displays red, a green sub-pixel that displays green, and a blue sub-pixel that displays blue, and the plurality of sub-pixels includes a cyan sub-pixel that displays cyan. It further includes at least one of a pixel, a magenta subpixel that displays magenta, a yellow subpixel that displays yellow, a white subpixel that displays white, and a further red subpixel that displays red.
  • the multi-primary color display device having the above-described configuration is a liquid crystal display device.
  • the luminance change is relatively small, and Further, it is possible to prevent a decrease in resolution in a region where the chromaticity change is relatively large.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a liquid crystal display device (multi-primary color display device) 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram illustrating an example of sub-pixel arrangement of a multi-primary color display panel 10 included in the liquid crystal display device 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of sub-pixel arrangement of a multi-primary color display panel 10 included in the liquid crystal display device 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of sub-pixel arrangement of a multi-primary color display panel 10 included in the liquid crystal display device 100.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the allocation pattern of the some sub pixel to a some virtual pixel.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration of a signal conversion circuit 20 included in the liquid crystal display device 100.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the signal converter circuit 20 'of a comparative example.
  • the low-frequency component, the high-frequency component, the pixel value, the weight of each primary color in the first virtual pixel, and the second virtual pixel It is a table
  • a table showing pixel values and rendering results when the weight W (1, m) of the m-th primary color in the first virtual pixel and the weight W (2, m) of the m-th primary color in the second virtual pixel are set to certain values. is there.
  • (A) to (c) are diagrams schematically showing a part of a certain pixel row represented by the rendering result shown in FIG.
  • (A)-(c) is a figure which shows the relationship between the signal input into the 1st filter part 21a, the filter coefficient of the 1st filter part 21a, and the signal output from the 1st filter part 21a.
  • (A)-(c) is a figure which shows the relationship between the signal input into the 1st filter part 21a, the filter coefficient of the 1st filter part 21a, and the signal output from the 1st filter part 21a.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another example of a specific configuration of the signal conversion circuit 20 included in the liquid crystal display device 100. It is a figure which shows typically the conventional display apparatus 800 which displays using six primary colors.
  • liquid crystal display device is illustrated below, this invention is not limited to a liquid crystal display device, It uses suitably also for other display devices, such as an organic electroluminescent display device.
  • FIG. 1 shows a liquid crystal display device 100 according to this embodiment.
  • the liquid crystal display device 100 includes a multi-primary color display panel 10 and a signal conversion circuit 20, and is a multi-primary color display device that performs display using four or more primary colors.
  • the multi-primary color display panel 10 has a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns.
  • Each of the plurality of pixels includes a plurality of sub-pixels.
  • the plurality of sub-pixels constituting each pixel include at least four sub-pixels that display different primary colors.
  • FIG. 2 shows an example of a specific pixel structure (sub-pixel arrangement) of the multi-primary color display panel 10.
  • each of the plurality of pixels P arranged in a matrix is composed of six sub-pixels SP1 to SP6.
  • the six subpixels SP1 to SP6 are arranged in one row and six columns.
  • the six subpixels SP1 to SP6 display, for example, a red subpixel R that displays red, a green subpixel G that displays green, a blue subpixel B that displays blue, a cyan subpixel C that displays cyan, and magenta.
  • a magenta sub-pixel M and a yellow sub-pixel Ye displaying yellow.
  • the pixel structure of the multi-primary color display panel 10 is not limited to the example shown in FIG. 3 and 4 show other examples of the pixel structure of the multi-primary color display panel 10.
  • each of the plurality of pixels P arranged in a matrix is composed of five sub-pixels SP1 to SP5.
  • the five subpixels SP1 to SP5 are arranged in one row and five columns.
  • the five subpixels SP1 to SP5 are, for example, a red subpixel R, a green subpixel G, and a blue subpixel B, and any two of a cyan subpixel C, a magenta subpixel M, and a yellow subpixel Ye.
  • each of the plurality of pixels P arranged in a matrix is composed of four sub-pixels SP1 to SP4.
  • the four subpixels SP1 to SP4 are arranged in one row and four columns.
  • the four subpixels SP1 to SP4 are, for example, a red subpixel R, a green subpixel G, and a blue subpixel B, and any one of a cyan subpixel C, a magenta subpixel M, and a yellow subpixel Ye.
  • the plurality of sub-pixels constituting each pixel P do not necessarily include only sub-pixels that display different colors.
  • a further red sub-pixel R that displays red may be provided instead of any of the cyan sub-pixel C, the magenta sub-pixel M, and the yellow sub-pixel Ye. If two red sub-pixels R are provided in one pixel P, bright (high brightness) red can be displayed.
  • a white sub-pixel W that displays white may be provided instead of any of the cyan sub-pixel C, the magenta sub-pixel M, and the yellow sub-pixel Ye. When the white sub-pixel W is provided, the display luminance in the entire pixel P can be improved.
  • the sub-pixel arrangement in the pixel P is not limited to this.
  • a plurality of subpixels may be arranged in a plurality of rows and one column.
  • a plurality of sub-pixels exist in each pixel P along that direction. Therefore, from the viewpoint of obtaining the resolution improvement effect in the row direction, it is preferable that a plurality of sub-pixels are arranged in two or more columns in each pixel P.
  • a plurality of sub-pixels are preferably arranged in two or more rows in each pixel P. Further, since the resolution of the human eye is lower in the vertical direction than in the horizontal direction, it is preferable to improve at least the resolution in the horizontal direction. Further, typically, the row direction (that is, a plurality of pixels P is used). The plurality of configured lines) is substantially parallel to the horizontal direction of the display surface. Therefore, it can be said that in general applications, it is preferable that a plurality of sub-pixels are arranged in one row and a plurality of columns in each pixel P. In the following description, a case where pixel rows are substantially parallel to the horizontal direction of the display surface and a plurality of sub-pixels are arranged in one row and multiple columns in each pixel P will be described as an example unless otherwise specified.
  • the signal conversion circuit 20 refers to an input image signal (three primary color image signals) corresponding to three primary colors (RGB) as an image signal corresponding to four or more primary colors (“multi-primary color image signal”). .).
  • the multi-primary color image signal output from the signal conversion circuit 20 is input to the multi-primary color display panel 10, and color display using four or more primary colors is performed.
  • a specific configuration of the signal conversion circuit 20 will be described in detail later.
  • the total number of the plurality of pixels P included in the multi-primary color display panel 10 is referred to as “panel resolution”.
  • the panel resolution when a plurality of pixels P are arranged in the row direction and A in the column direction is expressed as “A ⁇ B”.
  • the minimum display unit of the input image is also referred to as “pixel” for the sake of convenience, and the total number of pixels of the input image is referred to as “resolution of the input image”.
  • the resolution of the input image composed of A pixels in the row direction and B pixels in the column direction is expressed as “A ⁇ B”.
  • a plurality of sub-pixels constituting each pixel P are distributed to a plurality of virtual pixels (hereinafter referred to as “virtual pixels”), and each of the plurality of virtual pixels is minimized.
  • virtual pixels a plurality of virtual pixels
  • FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 show examples of a distribution pattern of a plurality of sub-pixels to a plurality of virtual pixels.
  • the six subpixels SP1 to SP6 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three subpixels SP1, SP2 and SP3 among the six subpixels SP1 to SP6.
  • the second virtual pixel VP2 is composed of the remaining three subpixels SP4, SP5, and SP6.
  • the five subpixels SP1 to SP5 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three subpixels SP1, SP2 and SP3 among the five subpixels SP1 to SP5.
  • the second virtual pixel VP2 is composed of the remaining two subpixels SP4 and SP5.
  • the four subpixels SP1 to SP4 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of two subpixels SP1 and SP2 among the four subpixels SP1 to SP4.
  • the second virtual pixel VP2 is composed of the remaining two subpixels SP3 and SP4.
  • FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 show other examples of the distribution pattern.
  • the examples shown in FIGS. 8, 9 and 10 are the same as those shown in FIGS. 5, 6 and 6 in that two or more sub-pixels constituting each virtual pixel include sub-pixels common to other virtual pixels. 7 is different from the distribution pattern shown in FIG.
  • the six subpixels SP1 to SP6 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of four subpixels SP1, SP2, SP3 and SP4 among the six subpixels SP1 to SP6.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP4, SP5, and SP6.
  • the sub-pixel SP4 located fourth from the left side in the pixel P constitutes both the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2. That is, the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2 include a common subpixel SP4 and share the subpixel SP4.
  • the five subpixels SP1 to SP5 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three subpixels SP1, SP2 and SP3 among the five subpixels SP1 to SP5.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP3, SP4, and SP5.
  • the sub-pixel SP3 located in the center in the pixel P constitutes both the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2. That is, the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2 include a common subpixel SP3 and share the subpixel SP3.
  • the four subpixels SP1 to SP4 constituting each pixel P are distributed to two virtual pixels (first and second virtual pixels) VP1 and VP2.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three subpixels SP1, SP2 and SP3 among the four subpixels SP1 to SP4.
  • the second virtual pixel VP2 is composed of two subpixels SP3 and SP4.
  • the sub pixel SP3 located third from the left in the pixel P constitutes both the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2. That is, the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2 include a common subpixel SP3 and share the subpixel SP3.
  • the number of virtual pixels is 2, but the number of virtual pixels is not limited to 2, and may be 3 or more.
  • FIG. 11 shows another example of the distribution pattern.
  • the six subpixels SP1 to SP6 constituting each pixel P are distributed to three virtual pixels (first, second and third virtual pixels) VP1, VP2 and VP3.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three subpixels SP1, SP2 and SP3 among the six subpixels SP1 to SP6.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP3, SP4, and SP5.
  • the third virtual pixel VP3 is composed of two subpixels SP5 and SP6.
  • the sub pixel SP3 located third from the left in the pixel P constitutes both the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2.
  • the first virtual pixel VP1 and the second virtual pixel VP2 include a common subpixel SP3 and share the subpixel SP3.
  • the sub pixel SP5 located fifth from the left side in the pixel P constitutes both the second virtual pixel VP2 and the third virtual pixel VP3.
  • the second virtual pixel VP2 and the third virtual pixel VP3 include a common subpixel SP5 and share the subpixel SP5.
  • each of the plurality of virtual pixels is constituted by two or more sub-pixels that are continuous in one pixel P.
  • the present invention provides such a distribution pattern. It is not limited to patterns. 12 to 15 show other examples of the distribution pattern.
  • the plurality of subpixels SP1 to SP4 are distributed to two virtual pixels VP1 and VP2, and in the distribution pattern shown in FIG. 13, the plurality of subpixels SP1 to SP5 are two virtual pixels VP1. And VP2.
  • the plurality of subpixels SP1 to SP6 are distributed to two virtual pixels VP1 and VP2, and in the distribution pattern shown in FIG. 15, the plurality of subpixels SP1 to SP6 are three virtual pixels. The pixels are distributed to the pixels VP1, VP2, and VP3.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three sub-pixels SP1, SP2 and SP3 of the center pixel P.
  • the second virtual pixel VP2 includes two subpixels SP3 and SP4 of the central pixel P and one subpixel SP1 of the right pixel P.
  • the first virtual pixel VP1 shares the second virtual pixel VP2 with the subpixel SP3 located third in the pixel P from the left side.
  • the second virtual pixel VP2 is a subpixel SP1 located on the leftmost side in the pixel P, which is another first virtual pixel (a virtual pixel constituted by three subpixels SP1, SP2 and SP3 of the right pixel P). Share with VP1.
  • the first virtual pixel VP1 is composed of three sub-pixels SP1, SP2 and SP3 of the center pixel P.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP3, SP4, and SP5 of the center pixel P and one subpixel SP1 of the right pixel P.
  • the first virtual pixel VP1 shares the second virtual pixel VP2 with the subpixel SP3 located third in the pixel P from the left side.
  • the second virtual pixel VP2 is a subpixel SP1 located on the leftmost side in the pixel P, which is another first virtual pixel (a virtual pixel constituted by three subpixels SP1, SP2 and SP3 of the right pixel P). Share with VP1.
  • the first virtual pixel VP1 of the two virtual pixels VP1 and VP2 shown in the vicinity of the center in FIG. 14 includes four subpixels SP1, SP2, SP3, and SP4 of the center pixel P.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP4, SP5, and SP6 of the central pixel P and one subpixel SP1 of the right pixel P.
  • the first virtual pixel VP1 shares the second virtual pixel VP2 with the subpixel SP4 located fourth in the pixel P from the left side.
  • the second virtual pixel VP2 is a subpixel SP1 located on the leftmost side in the pixel P.
  • the second virtual pixel VP2 is a virtual pixel constituted by another first virtual pixel (four subpixels SP1, SP2, SP3 and SP4 of the right pixel P). Pixel) Shared with VP1.
  • the first virtual pixel VP1 among the three virtual pixels VP1, VP2, and VP3 shown in the vicinity of the center in FIG. 15 includes three sub-pixels SP1, SP2, and SP3 of the center pixel P.
  • the second virtual pixel VP2 includes three subpixels SP3, SP4, and SP5 of the central pixel P.
  • the third virtual pixel VP3 includes two subpixels SP5 and SP6 of the central pixel P, and This is composed of one sub-pixel SP1 of the right pixel P.
  • the first virtual pixel VP1 shares the second virtual pixel VP2 with the subpixel SP3 located third in the pixel P from the left side.
  • the second virtual pixel VP2 shares the third virtual pixel VP3 with the sub-pixel SP5 that is located fifth in the pixel P from the left side.
  • the third virtual pixel VP3 differs from the leftmost sub-pixel SP1 in the pixel P with another first virtual pixel (virtual pixel configured by the three sub-pixels SP1, SP2, and SP3 of the right-side pixel P) VP1. Share.
  • the second virtual pixel VP2 or the third virtual pixel VP3 is composed of a plurality of sub-pixels extending across the two pixels P. Thus, some virtual pixels may straddle the two pixels P.
  • each pixel P can be distributed to a plurality of virtual pixels, and each virtual pixel can be displayed as a minimum color display unit.
  • the display resolution resolution of the image displayed on the display surface
  • the panel resolution physical resolution unique to the panel defined by the total number of pixels P.
  • two virtual pixels VP1 and VP2 adjacent in the row direction (horizontal direction) are configured for each pixel P. Can be doubled in the horizontal direction. Therefore, an input image having a resolution of “2A ⁇ B” can be displayed on the multi-primary color display panel 10 having a panel resolution of “A ⁇ B”.
  • the display resolution is set in the horizontal direction. Can be tripled. Therefore, an input image with a resolution “3A ⁇ B” can be displayed on the multi-primary color display panel 10 with a panel resolution “A ⁇ B”.
  • the display can be performed suitably.
  • the input image can be reduced and displayed on a part of the display surface.
  • the liquid crystal display device (multi-primary color display device) 100 can make the display resolution higher than the panel resolution, so that the same sub-pixel size and screen size as those of the three primary color display device can be used. An image with a higher resolution can be displayed and can be produced at the same cost as the three primary color display device.
  • the liquid crystal display device 100 can change a distribution pattern of a plurality of subpixels to a plurality of virtual pixels. Thereby, the improvement degree of display resolution can be adjusted. For example, by switching between the distribution pattern shown in FIG. 8 and the distribution pattern shown in FIG. 11, the improvement degree of the display resolution in the horizontal direction can be switched between double and triple.
  • changing the distribution pattern” of the sub-pixels does not only mean changing the number of virtual pixels per pixel P.
  • “Changing the distribution pattern” of sub-pixels also means changing the number and combination of sub-pixels constituting a virtual pixel. Although it may be difficult to make the color difference (brightness difference and chromaticity difference) at maximum output zero among multiple virtual pixels, it is possible to change the brightness by changing the number and combination of sub-pixels that make up the virtual pixel.
  • a set of virtual pixels having a small difference, a set of virtual pixels having a small chromaticity difference, and the like can be appropriately selected according to the type of the input image and the display purpose.
  • each of the plurality of virtual pixels is preferably composed of a part of the plurality of subpixels (that is, not composed of all the subpixels).
  • Each of the plurality of virtual pixels is preferably composed of two or more subpixels of the plurality of subpixels (that is, not composed of only one subpixel).
  • each of the plurality of virtual pixels is composed of two or more sub-pixels, as in the distribution patterns illustrated in FIGS. 8 to 15, two or more sub-pixels constituting each virtual pixel are It is preferable to include subpixels that are common to other virtual pixels (that is, subpixels that display the same primary color are assigned in common to other virtual pixels).
  • subpixels that are common to other virtual pixels that is, subpixels that display the same primary color are assigned in common to other virtual pixels.
  • FIG. 16 shows an example of a specific configuration of the signal conversion circuit 20.
  • the signal conversion circuit 20 includes a low-frequency multi-primary color signal generation unit 21, a high-frequency luminance signal generation unit 22, a rendering processing unit 23, a chromaticity conversion unit 24, and a luminance / chromaticity change detection unit 25. .
  • the signal conversion circuit 20 further includes a ⁇ correction unit 26 and an inverse ⁇ correction unit 27.
  • the input image signal to the signal conversion circuit 20 is first subjected to ⁇ correction processing by the ⁇ correction unit 26.
  • the image signal subjected to the ⁇ correction processing is input to the low-frequency multi-primary color signal generation unit 21, the high-frequency luminance signal generation unit 22, and the chromaticity conversion unit 24, respectively.
  • the low-frequency multi-primary color signal generation unit 21 generates a low-frequency multi-primary color signal based on the input image signal.
  • the low-frequency multi-primary color signal is a signal in which low-frequency components (components having a relatively low spatial frequency) of the input image signal are converted into multi-primary colors (that is, converted so as to correspond to four or more primary colors). .
  • the low-frequency multi-primary color signal generation unit 21 includes a first filter unit (low-pass filter unit) 21a and a multi-primary color conversion unit 21b.
  • the first filter unit 21a can extract a low-frequency component from the input image signal (however, as will be described later, the low-frequency component may not be substantially extracted or filtered).
  • the low-frequency component of the input image signal extracted by the first filter unit 21a is converted into multi-primary colors by the multi-primary color conversion unit 21b.
  • the multi-primary low-frequency component is output as a low-frequency multi-primary color signal.
  • various known methods can be used as a method for making the multi-primary colors in the multi-primary color conversion unit 21b. For example, the technique disclosed in International Publication No. 2008/065935 or International Publication No. 2007/097080 can be used.
  • the high frequency luminance signal generation unit 22 generates a high frequency luminance signal based on the input image signal.
  • the high frequency luminance signal is a signal obtained by luminance conversion of a high frequency component (component having a relatively high spatial frequency) of the input image signal.
  • the high frequency luminance signal generation unit 22 includes a luminance conversion unit 22a and a second filter unit (high-pass filter unit) 22b.
  • the luminance converter 22a performs luminance conversion on the input image signal to generate a luminance signal (luminance component).
  • the second filter unit 22b extracts the high frequency component of the luminance signal generated by the luminance conversion unit 22a as a high frequency luminance signal.
  • the rendering processing unit 23 converts the low-frequency multi-primary color signal generated by the low-frequency multi-primary color signal generation unit 21 and the high-frequency luminance signal generated by the high-frequency luminance signal generation unit 22 to a plurality of virtual pixels. Perform the rendering process.
  • the image signal generated by the rendering process is subjected to inverse ⁇ correction by the inverse ⁇ correction unit 27 and is output as a multi-primary color image signal.
  • the sensitivity to the luminance signal is superior to the color signal (that is, the visibility of the color difference is lower than the luminance visibility).
  • multi-primary color processing is performed on the low frequency components of the input image signal, and luminance conversion processing is performed on the high frequency components.
  • An image signal (multi-primary image signal) corresponding to four or more primary colors can be output by combining the low-frequency multi-primary color signal and the high-frequency luminance signal obtained by these processes and rendering to a virtual pixel. it can.
  • the signal conversion circuit 20 of the liquid crystal display device 100 includes the chromaticity conversion unit 24 and the luminance / chromaticity change detection unit 25 as described above.
  • the chromaticity conversion unit 24 performs chromaticity conversion on the input image signal to generate a chromaticity signal (chromaticity component).
  • the luminance / chromaticity change detection unit 25 detects changes in luminance and chromaticity based on the luminance signal generated by the luminance conversion unit 22a and the chromaticity signal generated by the chromaticity conversion unit 24. Then, one frequency characteristic is selected from a plurality of predetermined frequency characteristics as the frequency characteristic of the first filter unit 21a according to the detection result by the luminance / chromaticity change detection unit 25. Specifically, the frequency characteristic of the first filter unit 21 a is controlled by a control signal output from the luminance / chromaticity change detection 25 based on the detection result.
  • the rendering to the virtual pixel will be specifically described in comparison with the case where the signal conversion circuit 20 ′ of the comparative example shown in FIG. 17 is used.
  • the signal conversion circuit 20 ′ of the comparative example shown in FIG. 17 does not include the chromaticity conversion unit 24 and the luminance / chromaticity change detection unit 25, and the frequency characteristics of the first filter unit 21a are always the same. Different from the signal conversion circuit 20 shown in FIG.
  • the virtual pixel is
  • the rendering result V (x, m) in consideration is calculated from the following equation. In the following description, it is assumed that six sub-pixels displaying different primary colors in each pixel P are arranged in one row and six columns (that is, along the horizontal direction).
  • x is the pixel position in the row direction
  • m is the sub-pixel position in the pixel
  • L (x, m) is the low-frequency component of the m-th primary color at the pixel position x
  • H (x) is the luminance at the pixel position x.
  • P (x, m) is a pixel value calculated from L (x, m) and H (x)
  • W (g, m) is the weight of the m-th primary color in the g-th virtual pixel (also called a weighting factor). It is. Further, FIG.
  • FIG. 19 shows pixels when the weight W (1, m) of the m-th primary color in the first virtual pixel and the weight W (2, m) of the m-th primary color in the second virtual pixel are set as shown in Table 1 below. Show values and rendering results. 20A, 20B, and 20C show a part of a certain pixel row represented by the rendering result shown in FIG. 19 on the input side, input side (but after multi-primary color conversion), and output side. Is shown schematically.
  • the weights (weighting factors) shown in Table 1 are all set to “0”, “1”, or “0.5”.
  • a sub-pixel that displays a primary color whose weight is set to 1 can contribute all the luminance that can be output to the display of the virtual pixel.
  • the sub-pixel displaying the primary color whose weight is set to 0 does not contribute to the display of the virtual pixel at all. That is, it can be said that the sub-pixel displaying the primary color whose weight is set to 0 does not constitute the virtual pixel.
  • a sub-pixel that displays a primary color whose weight is set to 0.5 can contribute half the luminance that can be output to the display of the virtual pixel.
  • the sub-pixels that display the primary colors set so that the weights of the plurality of pixels exceed 0 (but less than 1) contribute to the display of the plurality of virtual pixels. Included (shared by multiple virtual pixels).
  • the weight is set as shown in Table 1
  • the first virtual pixel is composed of four sub-pixels that display the second, third, fourth, and fifth primary colors
  • the second virtual pixel is the first, This is composed of four sub-pixels that display the second, fifth, and sixth primary colors.
  • the size of the sub-pixel on the output side is the same as the size of the sub-pixel on the input side. Therefore, the number of pixels on the output side is 1 ⁇ 2 of the number of pixels on the input side.
  • the size of the sub-pixel on the output side is the size of the sub-pixel on the input side after multi-primary color conversion as shown in FIG. Need to be the same.
  • FIG. 20 (c) By rendering using two virtual pixels, as shown in FIG. 20 (c), on the output side where the sub-pixel size is the same and the number of pixels is 1 ⁇ 2 compared to the input side, It is possible to display an image with the same resolution as
  • the display resolution can be improved by performing rendering processing in consideration of a plurality of virtual pixels per pixel P.
  • human visual characteristics it is known that sensitivity to changes in color components is low and sensitivity to changes in luminance components is high.
  • the resolution of the entire input image is improved by performing processing for increasing the resolution only for the luminance component. Therefore, when the magnitude of the high frequency luminance signal output from the high frequency luminance signal generation unit 22 is zero, that is, when there is no high frequency component that has passed through the second filter unit 22b, the display with improved resolution is displayed. Will not be done.
  • the first case is when a so-called solid image is input as the input image.
  • only low-frequency component color information exists, and no luminance information passes through the second filter unit 22b.
  • there is no problem in display because it is not necessary to perform display with improved resolution.
  • the second is a case where an image that has various color information but is not changed in brightness is input instead of a solid image. That is, this is a case where an image having a chromaticity difference but no luminance difference is input. Since there are an infinite number of RGB combinations having an arbitrary luminance value I, there naturally exists an image in which the luminance does not change although the chromaticity changes. Even when such an image is input, there is no luminance component passing through the second filter unit 22b. Therefore, in this case, although display with improved resolution is preferable, it is not actually performed.
  • the luminance chromaticity change detection unit 25 uses the luminance signal generated by the luminance conversion unit 22a and the chromaticity generated by the chromaticity conversion unit 24. Based on the signal, changes in luminance and chromaticity are detected, and the frequency characteristic of the first filter unit 21a is selected according to the detection result. Accordingly, in the region having the chromaticity difference but not having the luminance difference, the frequency characteristic of the first filter unit 21a can be prevented so as to prevent a decrease in resolution (specifically, the decrease in the high frequency component is reduced). Can be adaptively changed).
  • a specific mode of selection of the frequency characteristic of the first filter unit 21a by the signal conversion circuit 20 will be described.
  • the first filter unit 21a extracts a low frequency component from the input image signal or does not substantially filter the input image signal according to the detection result by the luminance / chromaticity change detection unit 25. Let it pass. That is, the plurality of frequency characteristics prepared for the first filter unit 21a include frequency characteristics that allow the first filter unit 21a to pass the input image signal without substantially filtering.
  • Table 2 shows the relationship between the change in luminance and chromaticity and the frequency characteristics of the first filter unit 21a.
  • the first filter unit 21a when the detected change in luminance is relatively large (within a predetermined first luminance change range), the first filter unit 21a extracts a low frequency component from the input image signal. Frequency characteristic (denoted as “LPF” in Table 2) is selected. When the change in luminance is large, the output from the second filter unit 22b (non-zero high-frequency component) is reflected in the output image, so there is no problem even if the first filter unit 21a applies a normal LPF.
  • LPF Frequency characteristic
  • the detected luminance change is relatively small (within a second luminance change range smaller than the lower limit of the first luminance change range), and the detected chromaticity change is relatively small. Even in the case of being within the predetermined first chromaticity change range, the frequency characteristic is selected such that the first filter unit 21a extracts the low frequency component from the input image signal. When both the luminance change and the chromaticity change are small, the area is a single-colored solid area (or close to it), and thus there is no high-frequency component originally. Therefore, there is no problem even if the first filter unit 21a applies a normal LPF.
  • the detected luminance change is relatively small (within the second luminance change range), and the detected chromaticity change is relatively large (than the upper limit of the first chromaticity change range).
  • the first filter unit 21a has a frequency characteristic that allows the first filter unit 21a to pass the input image signal without substantially filtering ("All" in Table 2). "Band pass") is selected.
  • the region where the luminance change is small and the chromaticity change is large is a region where the resolution is lowered when the signal conversion circuit 20 ′ of the comparative example is used.
  • the first filter unit 21a passes the input image signal without substantially filtering, so that a signal that has not undergone a reduction in resolution due to the low-pass filter processing is subsequently generated. Therefore, it is possible to prevent a reduction in the resolution of the output image.
  • the first filter unit 21a is typically a digital filter, and its frequency characteristic is defined by a filter coefficient.
  • FIG. 21 shows the relationship between the signal input to the first filter unit 21a, the filter coefficient of the first filter unit 21a, and the signal output from the first filter unit 21a.
  • the filter coefficients of the first filter unit 21a are shown on the left side of FIG. 21B, for example, based on the control signal from the luminance / chromaticity change detection unit 25. Is selected.
  • the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal from which the high frequency component has been cut.
  • the filter coefficient of the first filter unit 21a is shown on the left side of FIG. 21C, for example, based on the control signal from the luminance / chromaticity change detection unit 25. Is selected.
  • the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal whose high frequency component is not cut (that is, the same signal as the input signal).
  • the range in which the first filter unit 21a allows the entire band to pass that is, the second luminance change range and the second chromaticity change range are appropriately set according to the specification, application, and the like of the liquid crystal display device 100.
  • the first filter unit 21a extracts a low frequency component with the first frequency characteristic from the input image signal according to the detection result by the luminance / chromaticity change detection unit 25, or extracts the low frequency component from the input image signal.
  • a low frequency component is extracted with a second frequency characteristic that is gentler than the first frequency characteristic.
  • Table 3 shows the relationship between the change in luminance and chromaticity and the frequency characteristics of the first filter unit 21a.
  • the first filter unit 21a extracts a low frequency component from the input image signal.
  • the first frequency characteristic (denoted as “LPF1” in Table 3) is selected.
  • the detected luminance change is relatively small (within a second luminance change range smaller than the lower limit of the first luminance change range), and the detected chromaticity change is relatively small. Even in the case of being within the predetermined first chromaticity change range, the first frequency characteristic is selected such that the first filter unit 21a extracts the low frequency component from the input image signal.
  • the detected luminance change is relatively small (within the second luminance change range), and the detected chromaticity change is relatively large (than the upper limit of the first chromaticity change range).
  • the second chromaticity change range that is larger than the second frequency characteristic (referred to as “LPF2” in Table 3) as the frequency characteristic of the first filter unit 21a, which is gentler than the first frequency characteristic. Is selected).
  • FIG. 22 shows the relationship between the signal input to the first filter unit 21a, the filter coefficient of the first filter unit 21a, and the signal output from the first filter unit 21a.
  • the filter coefficients of the first filter unit 21a are shown on the left side of FIG. 22B, for example, based on the control signal from the luminance / chromaticity change detection unit 25. Is selected.
  • the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal from which the high frequency component has been cut.
  • the first filter unit 21a When applying an LPF that leaves a higher frequency component than a normal LPF in the first filter unit 21a, based on a control signal from the luminance chromaticity change detection unit 25, as a filter coefficient of the first filter unit 21a, for example, The one shown on the left side of FIG. 22C is selected. When this filter coefficient is used, the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal that does not leave a high frequency component as much as when passing through the entire band, but leaves a high frequency component as compared with a normal LPF.
  • the output signal from the first filter unit 21a contains a strong high-frequency component, aliasing or the like occurs during rendering processing in the rendering processing unit 23, resulting in degradation of image quality due to that. there's a possibility that.
  • the high frequency component is not left as much as when the entire band is passed, but the high frequency component is higher than in the case of the normal LPF.
  • the range to which the LPF that leaves a higher frequency component than the normal LPF is applied from the first filter unit 21a, that is, the second luminance change range and the second chromaticity change range are the specifications of the liquid crystal display device 100, It is set as appropriate according to the application.
  • the first filter unit 21a extracts a low-frequency component with the first frequency characteristic from the input image signal according to the detection result by the luminance / chromaticity change detection unit 25, or the first filter unit 21a first extracts from the input image signal.
  • the low frequency component is extracted with the second frequency characteristic that is gentler than the frequency characteristic of the input image signal, or the input image signal is allowed to pass through without substantially filtering.
  • Table 4 shows the relationship between the change in luminance and chromaticity and the frequency characteristic of the first filter unit 21a.
  • the first filter unit 21a extracts a low frequency component from the input image signal.
  • the first frequency characteristic (denoted as “LPF1” in Table 4) is selected.
  • the first filter unit 21a extracts the low frequency component from the input image signal.
  • the first frequency characteristic is selected.
  • the detected change in brightness is moderate (within a second brightness change range smaller than the lower limit of the first brightness change range), and the detected change in chromaticity is moderate (first In the case of the second chromaticity change range larger than the upper limit of the chromaticity change range of 1), the second frequency characteristic (table) that is gentler than the first frequency characteristic is used as the frequency characteristic of the first filter unit 21a. In FIG. 4, “LPF2” is selected).
  • the detected luminance change is relatively small (within a third luminance change range smaller than the lower limit of the second luminance conversion range), and the detected chromaticity change is moderate. Also in the case of (within the second chromaticity change range), the second frequency characteristic is selected.
  • the second frequency characteristic is also selected (if it is within a third chromaticity change range greater than).
  • the first filter unit 21a allows the first filter unit 21a to pass the input image signal without substantially filtering (indicated as “all-band pass” in Table 4). Is selected.
  • FIG. 23 shows the relationship between the signal input to the first filter unit 21a, the filter coefficient of the first filter unit 21a, and the signal output from the first filter unit 21a.
  • the filter coefficients of the first filter unit 21a are shown on the left side of FIG. 23B, for example, based on the control signal from the luminance / chromaticity change detection unit 25. Is selected.
  • the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal from which the high frequency component has been cut.
  • the filter of the first filter unit 21a is based on a control signal from the luminance / chromaticity change detection unit 25.
  • the coefficient shown on the left side of FIG. When this filter coefficient is used, the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal that does not leave a high frequency component as much as when passing through the entire band, but leaves a high frequency component as compared with a normal LPF.
  • the first filter unit 21a when not filtering by the 1st filter part 21a, as a filter coefficient of the 1st filter part 21a based on the control signal from the brightness
  • the first filter unit 21a outputs a signal as shown on the right side of FIG. Therefore, the first filter unit 21a outputs a signal whose high frequency component is not cut (that is, the same signal as the input signal).
  • the frequency characteristic of the first filter unit 21a is selected from the three or more frequency characteristics according to the detection result by the luminance / chromaticity change detection unit 25, thereby improving the resolution of the output image. It is possible to achieve a good balance between prevention of deterioration and prevention of image quality deterioration due to aliasing or the like.
  • the first filter unit 21a allows the entire band to pass through, or the first filter unit 21a applies the LPF that leaves a higher frequency component than the normal LPF, that is, the second and third luminance change ranges,
  • the second and third chromaticity change ranges are appropriately set according to the specifications and applications of the liquid crystal display device 100.
  • filter coefficients shown in FIGS. 21, 22, and 23
  • the frequency characteristics of the first filter unit 21 a are the illustrated filter coefficients. It is not necessarily limited to what is prescribed
  • FIG. 24 shows another configuration of the signal conversion circuit 20.
  • the configuration shown in FIG. 24 is different from the configuration shown in FIG. 16 in that the signal conversion circuit 20 further includes a third filter unit (high-pass filter unit) 28.
  • the third filter unit 28 extracts a high frequency component of the chromaticity signal generated by the chromaticity conversion unit 24.
  • the luminance signal and the chromaticity signal are input to the luminance / chromaticity change detection unit 25 after passing through the second filter unit 22b and the third filter unit 28, respectively. That is, in this configuration, changes in luminance and chromaticity are detected by monitoring the magnitude of the high-pass filter (HPF) output.
  • HPF high-pass filter
  • the RGB signal that is the input image signal is converted into a luminance / chromaticity signal of LUV or LAB (YCbCr when the processing order of the ⁇ correction unit 26 and the luminance conversion unit 22a / chromaticity conversion unit 24 is changed). Thereafter, the HPF is applied to the luminance signal by the second filter unit 22b, and the HPF is applied to the chromaticity signal by the third filter unit 28. It can be said that the larger the absolute value of this output is, the larger the change in luminance and chromaticity is. Normalization is performed assuming that the absolute value of the HPF output changes from 0 to 1. The normalized luminance HPF output is defined as “luminance change” in Tables 2-4.
  • the upper limit of the second luminance change range is, for example,
  • the lower limit of the second chromaticity change range is 1/8.
  • the upper limit of the second luminance change range is For example, it is 1/16, and the lower limit of the second chromaticity change range is, for example, 1/8.
  • the upper limit of the second luminance change range is For example, it is 1/8, and the upper limit of the third luminance change range is, for example, 1/16.
  • the lower limit of the second chromaticity change range is, for example, 1/8, and the lower limit of the third chromaticity change range is, for example, 1/4.
  • the luminance change is relatively small, and Further, it is possible to prevent a decrease in resolution in a region where the chromaticity change is relatively large. Since the multi-primary color display device according to the embodiment of the present invention can perform high-quality display, the multi-primary color display device is suitably used for various electronic devices such as a liquid crystal television.

Abstract

　多原色表示装置（１００）の信号変換回路（２０）は、低域多原色信号生成部（２１）と高域輝度信号生成部（２２）とレンダリング処理部（２３）とを有する。低域多原色信号生成部は、入力画像信号から低域成分を抽出し得る第１フィルタ部（２１ａ）と多原色変換部（２１ｂ）とを有し、高域輝度信号生成部は、輝度変換部（２２ａ）と輝度信号の高域成分を抽出する第２フィルタ部（２２ｂ）とを有する。信号変換回路は、色度変換部（２４）と輝度色度変化検出部（２５）とをさらに有する。第１フィルタ部の周波数特性として、予め定められた複数の周波数特性のうちから輝度色度変化検出部による検出の結果に応じて１つの周波数特性が選択される。

Description

多原色表示装置
　本発明は、表示装置に関し、特に、４つ以上の原色を用いて表示を行う多原色表示装置に関する。
　一般的な表示装置では、光の三原色である赤、緑および青を表示する３つのサブ画素によって１つの画素が構成されており、そのことによってカラー表示が可能になっている。
　しかしながら、従来の表示装置は、表示可能な色の範囲（「色再現範囲」と呼ばれる。）が狭いという問題を有している。色再現範囲が狭いと、物体色（自然界に存在する様々な物体の色である；非特許文献１参照）の一部を表示することができない。そこで、表示装置の色再現範囲を広くするために、表示に用いる原色の数を増やす手法が提案されている。
　例えば、特許文献１には、６つの原色を用いて表示を行う表示装置が開示されている。また、特許文献１には、４つの原色を用いて表示を行う表示装置や、５つの原色を用いて表示を行う表示装置も開示されている。６つの原色を用いて表示を行う表示装置の一例を図２５に示す。図２５に示す表示装置８００では、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂ、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅによって１つの画素Ｐが構成される。この表示装置８００では、６つのサブ画素によって表示される赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄の６つの原色を混色することにより、カラー表示が行われる。
　表示に用いる原色の数を増やす、つまり、４つ以上の原色を用いて表示を行うことにより、三原色を用いて表示を行う従来の表示装置よりも色再現範囲を広くすることができる。本願明細書では、４つ以上の原色を用いて表示を行う表示装置を「多原色表示装置」と称し、３つの原色を用いて表示を行う（つまり従来の一般的な）表示装置を「三原色表示装置」と称する。
　しかしながら、多原色表示装置で、三原色表示装置と同等の解像度を有する画像を表示するためには、画面サイズが同一の場合、デバイス構造の細密化が必要となり、生産コストが増大してしまう。これは、多原色表示装置では１画素あたりのサブ画素の数が３から４以上に増加するので、同一画面サイズで同一画素数を実現するためには、三原色表示装置と比べてサブ画素のサイズを小さくしなくてはならないからである。具体的には、表示に用いる原色の数をｍ（ｍ≧４）とすると、サブ画素のサイズを3／ｍにしなくてはならない。例えば、６つの原色を用いて表示を行う多原色表示装置では、サブ画素のサイズを１／２（＝３／６）にする必要がある。
　この問題を解決するための技術が、特許文献２および３に提案されている。特許文献２および３に開示されている多原色表示装置では、各画素を構成する複数のサブ画素を、複数の仮想的な画素（「仮想画素」と呼ばれる。）に振り分け、これら複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができる。そのため、入力画像の解像度がパネル解像度よりも高い場合であっても好適に表示を行うことができる。
　このように、特許文献２および３の多原色表示装置は、表示解像度をパネル解像度よりも高くすることができるので、三原色表示装置と同一のサブ画素サイズおよび画面サイズで、同等またはより高い解像度の画像を表示することができ、また、三原色表示装置と同等のコストで生産することができる。
　特許文献２および３には、上述したような仮想画素を用いた表示を行い得る多原色表示装置の具体的な構成の例として、三原色画像信号を多原色画像信号に変換するための信号変換回路が、信低域多原色信号生成部と、高域輝度信号生成部と、レンダリング処理部とを有する構成が開示されている。
　この構成における低域多原色信号生成部は、入力画像信号に基づいて、低域多原色信号を生成する。低域多原色信号は、入力画像信号の低域成分が多原色化された信号である。また、高域輝度信号生成部は、入力画像信号に基づいて、高域輝度信号を生成する。高域輝度信号は、入力画像信号の高域成分が輝度変換された信号である。レンダリング処理部は、低域多原色信号生成部によって生成された低域多原色信号と、高域輝度信号生成部によって生成された高域輝度信号とに基づいて、複数の仮想画素へのレンダリング処理を行う。
　上記の構成を有する信号変換回路では、色信号に対してよりも輝度信号に対して感度が優れる（つまり輝度の視感度に比べて色差の視感度は低い）という人間の視覚特性を考慮し、入力画像信号の低域成分に対しては多原色化処理を行い、高域成分に対しては輝度変換処理を行う。そして、これらの処理によって得られた低域多原色信号と高域輝度信号とを組み合わせ、仮想画素へレンダリングすることにより、４つ以上の原色に対応した画像信号（多原色画像信号）を出力する。
国際公開第２００６／０１８９２６号 国際公開第２０１２／０６７０３７号 国際公開第２０１２／０６７０３８号
M. R. Pointer, "The gamut of real surface colors", Color Research and Application, Vol.5, No.3, pp.145-155 (1980)
　しかしながら、本願発明者が鋭意検討を行ったところ、上記の構成を有する信号変換回路を備えた多原色表示装置では、入力画像によっては、解像度を向上することができない場合があることがわかった。具体的には、入力画像に、色度差を有するが輝度差を有しない領域が含まれていると、その領域については解像度の向上効果が得られず、解像感が低下してしまう。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、三原色表示装置と比べてサブ画素サイズを小さくすることなく、同等またはより高い解像度の画像を表示することができる多原色表示装置において、輝度変化が比較的小さく、且つ、色度変化が比較的大きい領域における解像感の低下を防止することにある。
　本発明の実施形態における多原色表示装置は、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む複数のサブ画素によって構成される多原色表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれに前記複数のサブ画素を有する多原色表示パネルと、３原色に対応した入力画像信号を、４つ以上の原色に対応した多原色画像信号に変換する信号変換回路と、を備え、各画素を構成する前記複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分けて前記複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができ、前記信号変換回路は、前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の低域成分が多原色化された信号である低域多原色信号を生成する低域多原色信号生成部と、前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の高域成分が輝度変換された信号である高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成部と、前記低域多原色信号および前記高域輝度信号に基づいて、前記複数の仮想画素へのレンダリング処理を行うレンダリング処理部と、を有し、前記低域多原色信号生成部は、前記入力画像信号から低域成分を抽出し得る第１フィルタ部と、前記第１フィルタ部によって抽出された前記低域成分を多原色化する多原色変換部と、を有し、前記高域輝度信号生成部は、前記入力画像信号を輝度変換して輝度信号を生成する輝度変換部と、前記輝度変換部によって生成された前記輝度信号の高域成分を前記高域輝度信号として抽出する第２フィルタ部と、を有し、前記信号変換回路は、前記入力画像信号を色度変換して色度信号を生成する色度変換部と、前記輝度変換部によって生成された前記輝度信号および前記色度変換部によって生成された前記色度信号に基づいて輝度および色度の変化を検出する輝度色度変化検出部と、をさらに有し、前記第１フィルタ部の周波数特性として、予め定められた複数の周波数特性のうちから、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じて１つの周波数特性が選択される。
　ある実施形態において、前記複数の周波数特性は、前記第１フィルタ部が前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させるような周波数特性を含む。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から低域成分を抽出し、（ｃ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出する。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性で低域成分を抽出し、（ｃ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第２の周波数特性で低域成分を抽出する。
　ある実施形態において、前記複数の周波数特性は、３つ以上の周波数特性を含む。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。
　ある実施形態において、前記第１フィルタ部は、（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性で低域成分を抽出し、（ｃ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、（ｄ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変換範囲の下限よりも小さい第３の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第２の色度変化範囲内にある場合、および、（ｅ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第２の色度変化範囲の上限よりも大きい第３の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第２の周波数特性で低域成分を抽出し、（ｆ）検出された輝度の変化が前記第３の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第３の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。
　ある実施形態において、前記信号変換回路は、前記色度変換部によって生成された前記色度信号の高域成分を抽出する第３フィルタ部をさらに有し、前記輝度信号および前記色度信号は、それぞれ前記第２フィルタ部および前記第３フィルタ部を通過した後に前記輝度色度変化検出部に入力される。
　ある実施形態において、上述した構成を有する多原色表示装置は、前記複数の仮想画素への前記複数のサブ画素の振り分けパターンを変え得る。
　ある実施形態において、前記複数の仮想画素のそれぞれは、前記複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素によって構成される。
　ある実施形態において、前記複数の行は、表示面の水平方向に略平行であり、前記複数の画素のそれぞれ内で、前記複数のサブ画素は１行複数列に配列されている。
　ある実施形態において、前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含み、前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素、黄を表示する黄サブ画素、白を表示する白サブ画素および赤を表示するさらなる赤サブ画素のうちの少なくとも１つをさらに含む。
　ある実施形態において、上述した構成を有する多原色表示装置は、液晶表示装置である。
　本発明の実施形態によると、三原色表示装置と比べてサブ画素サイズを小さくすることなく、同等またはより高い解像度の画像を表示することができる多原色表示装置において、輝度変化が比較的小さく、且つ、色度変化が比較的大きい領域における解像感の低下を防止することができる。
本発明の好適な実施形態における液晶表示装置（多原色表示装置）１００を模式的に示すブロック図である。 液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配置の例を示す図である。 液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配置の例を示す図である。 液晶表示装置１００が備える多原色表示パネル１０のサブ画素配置の例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す図である。 液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０の具体的な構成を示すブロック図である。 比較例の信号変換回路２０’の構成を示すブロック図である。 比較例の信号変換回路２０’を用いてレンダリングを行う場合のある画素行の一部について、低域成分、高域成分、画素値、第１仮想画素における各原色の重み、第２仮想画素における各原色の重みおよび仮想画素を考慮したレンダリング結果を示す表である。 第１仮想画素における第ｍ原色の重みW(1,m)および第２仮想画素における第ｍ原色の重みW(2,m)をある値に設定したときの画素値およびレンダリング結果を示す表である。 （ａ）～（ｃ）は、図１９に示すレンダリング結果で表されるある画素行の一部を、入力側、入力側（ただし多原色変換後）および出力側について模式的に示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す図である。 液晶表示装置１００が備える信号変換回路２０の具体的な構成の他の例を示すブロック図である。 ６つの原色を用いて表示を行う従来の表示装置８００を模式的に示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下では液晶表示装置を例示するが、本発明は液晶表示装置に限定されるものではなく、有機ＥＬ表示装置などの他の表示装置にも好適に用いられる。
　図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。液晶表示装置１００は、図１に示すように、多原色表示パネル１０と、信号変換回路２０とを備え、４つ以上の原色を用いて表示を行う多原色表示装置である。
　図１には示されていないが、多原色表示パネル１０は、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有する。複数の画素のそれぞれは、複数のサブ画素によって構成される。各画素を構成する複数のサブ画素は、互いに異なる原色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む。図２に、多原色表示パネル１０の具体的な画素構造（サブ画素配列）の例を示す。
　図２に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６によって構成される。各画素Ｐ内で、６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、１行６列に配列されている。６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、例えば、赤を表示する赤サブ画素Ｒ、緑を表示する緑サブ画素Ｇ、青を表示する青サブ画素Ｂ、シアンを表示するシアンサブ画素Ｃ、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素Ｍおよび黄を表示する黄サブ画素Ｙｅである。
　なお、多原色表示パネル１０の画素構造は、図２に示す例に限定されない。図３および図４に、多原色表示パネル１０の画素構造の他の例を示す。
　図３に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５によって構成される。各画素Ｐ内で、５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５は、１行５列に配列されている。５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５は、例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのうちのいずれか２つとである。
　図４に示す多原色表示パネル１０では、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐのそれぞれは、４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４によって構成される。各画素Ｐ内で、４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４は、１行４列に配列されている。４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４は、例えば、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂと、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのうちのいずれか１つとである。
　なお、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素は、必ずしも互いに異なる色を表示するサブ画素だけを含んでいる必要はない。例えば、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのいずれかに代えて、赤を表示するさらなる赤サブ画素Ｒを設けてもよい。１つの画素Ｐ内に赤サブ画素Ｒを２つ設けると、明るい（明度の高い）赤を表示することができる。あるいは、シアンサブ画素Ｃ、マゼンタサブ画素Ｍおよび黄サブ画素Ｙｅのいずれかに代えて、白を表示する白サブ画素Ｗを設けてもよい。白サブ画素Ｗを設けると、画素Ｐ全体での表示輝度を向上させることができる。
　また、図２～図４には、複数のサブ画素が各画素Ｐ内で１行複数列に配列されている構成を例示したが、画素Ｐ内におけるサブ画素配列はこれに限定されず、例えば、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が複数行１列に配列されていてもよい。ただし、ある方向について解像度の向上効果を得るためには、各画素Ｐ内でその方向に沿ってサブ画素が複数存在することが好ましい。従って、行方向について解像度の向上効果を得る観点からは、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が２列以上に配列されていることが好ましく、列方向について解像度の向上効果を得る観点からは、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が２行以上に配列されていることが好ましい。また、人間の目の分解能は、水平方向よりも垂直方向に対して低いので、少なくとも水平方向の解像度を向上させることが好ましく、さらに、典型的には、行方向が（つまり複数の画素Ｐによって構成される複数の行が）表示面の水平方向に略平行である。従って、一般的な用途では、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が１行複数列に配列されていることが好ましいといえる。以下では、特にことわらない限り、画素行が表示面の水平方向に略平行であり、各画素Ｐ内で複数のサブ画素が１行複数列に配列されている場合を例として説明を行う。
　信号変換回路２０は、図１に示すように、３原色（ＲＧＢ）に対応した入力画像信号（三原色画像信号）を、４つ以上の原色に対応した画像信号（「多原色画像信号」と称する。）に変換する。信号変換回路２０から出力された多原色画像信号が多原色表示パネル１０に入力され、４つ以上の原色を用いたカラー表示が行われる。信号変換回路２０の具体的な構成については後に詳述する。
　本願明細書では、多原色表示パネル１０が有する複数の画素Ｐの総数を「パネル解像度」と称する。複数の画素Ｐが行方向にＡ個、列方向にＢ個配置されているときのパネル解像度は「Ａ×Ｂ」と表記される。また、本願明細書では、入力画像の最小表示単位も便宜的に「画素」と呼び、入力画像の総画素数を「入力画像の解像度」と称する。この場合も、行方向にＡ個、列方向にＢ個の画素から構成される入力画像の解像度は「Ａ×Ｂ」と表記される。
　本実施形態における液晶表示装置１００は、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素を複数の仮想的な画素（以下では「仮想画素」と呼ぶ。）に振り分け、これら複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができる。図５、図６および図７に、複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンの例を示す。
　図５に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの３つのサブ画素ＳＰ４、ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。
　図６に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの２つのサブ画素ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。
　図７に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４のうちの２つのサブ画素ＳＰ１およびＳＰ２によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、残りの２つのサブ画素ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。
　図８、図９および図１０に、振り分けパターンの他の例を示す。図８、図９および図１０に示す例は、各仮想画素を構成する２つ以上のサブ画素が、他の仮想画素と共通のサブ画素を含んでいる点において、図５、図６および図７に示した振り分けパターンと異なる。
　図８に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６のうちの４つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ４、ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。図８に示す例では、画素Ｐ内で左側から４番目に位置するサブ画素ＳＰ４は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ４を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ４を共用する。
　図９に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、５つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。図９に示す例では、画素Ｐ内で中央に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。
　図１０に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４は、２つの仮想画素（第１および第２仮想画素）ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、４つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、２つのサブ画素ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。図１０に示す例では、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。
　なお、図５～図１０に例示した振り分けパターンでは、仮想画素の個数は２であるが、仮想画素の個数は２に限定されるものではなく、３以上であってもよい。図１１に、振り分けパターンの他の例を示す。
　図１１に示す振り分けパターンでは、各画素Ｐを構成する６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、３つの仮想画素（第１、第２および第３仮想画素）ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３に振り分けられる。第１仮想画素ＶＰ１は、６つのサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６のうちの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５によって構成される。さらに、第３仮想画素ＶＰ３は、２つのサブ画素ＳＰ５およびＳＰ６によって構成される。図１１に示す例では、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３は、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２の両方を構成する。つまり、第１仮想画素ＶＰ１および第２仮想画素ＶＰ２は、共通のサブ画素ＳＰ３を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ３を共用する。また、画素Ｐ内で左側から５番目に位置するサブ画素ＳＰ５は、第２仮想画素ＶＰ２および第３仮想画素ＶＰ３の両方を構成する。つまり、第２仮想画素ＶＰ２および第３仮想画素ＶＰ３は、共通のサブ画素ＳＰ５を含んでおり、そのサブ画素ＳＰ５を共用する。
　また、図５～図１１に例示した振り分けパターンでは、複数の仮想画素のそれぞれが、１つの画素Ｐ内で連続する２つ以上のサブ画素によって構成されているが、本発明はこのような振り分けパターンに限定されるものではない。図１２～図１５に、振り分けパターンの他の例を示す。
　図１２に示す振り分けパターンでは、複数のサブ画素ＳＰ１～ＳＰ４は、２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられ、図１３に示す振り分けパターンでは、複数のサブ画素ＳＰ１～ＳＰ５は、２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられる。また、図１４に示す振り分けパターンでは、複数のサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２に振り分けられ、図１５に示す振り分けパターンでは、複数のサブ画素ＳＰ１～ＳＰ６は、３つの仮想画素ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３に振り分けられる。
　図１２の中央付近に示している２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２のうちの第１仮想画素ＶＰ１は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、中央の画素Ｐの２つのサブ画素ＳＰ３およびＳＰ４と、右側の画素Ｐの１つのサブ画素ＳＰ１とによって構成される。この例では、第１仮想画素ＶＰ１は、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３を第２仮想画素ＶＰ２と共有する。また、第２仮想画素ＶＰ２は、画素Ｐ内で最も左側に位置するサブ画素ＳＰ１を別の第１仮想画素（右側の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される仮想画素）ＶＰ１と共有する。
　図１３の中央付近に示している２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２のうちの第１仮想画素ＶＰ１は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５と、右側の画素Ｐの１つのサブ画素ＳＰ１とによって構成される。この例では、第１仮想画素ＶＰ１は、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３を第２仮想画素ＶＰ２と共有する。また、第２仮想画素ＶＰ２は、画素Ｐ内で最も左側に位置するサブ画素ＳＰ１を別の第１仮想画素（右側の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される仮想画素）ＶＰ１と共有する。
　図１４の中央付近に示している２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２のうちの第１仮想画素ＶＰ１は、中央の画素Ｐの４つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ４、ＳＰ５およびＳＰ６と、右側の画素Ｐの１つのサブ画素ＳＰ１とによって構成される。この例では、第１仮想画素ＶＰ１は、画素Ｐ内で左側から４番目に位置するサブ画素ＳＰ４を第２仮想画素ＶＰ２と共有する。また、第２仮想画素ＶＰ２は、画素Ｐ内で最も左側に位置するサブ画素ＳＰ１を別の第１仮想画素（右側の画素Ｐの４つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３およびＳＰ４によって構成される仮想画素）ＶＰ１と共有する。
　図１５の中央付近に示している３つの仮想画素ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３のうちの第１仮想画素ＶＰ１は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される。また、第２仮想画素ＶＰ２は、中央の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ３、ＳＰ４およびＳＰ５によって構成されており、第３仮想画素ＶＰ３は、中央の画素Ｐの２つのサブ画素ＳＰ５およびＳＰ６と、右側の画素Ｐの１つのサブ画素ＳＰ１とによって構成される。この例では、第１仮想画素ＶＰ１は、画素Ｐ内で左側から３番目に位置するサブ画素ＳＰ３を第２仮想画素ＶＰ２と共有する。また、第２仮想画素ＶＰ２は、画素Ｐ内で左側から５番目に位置するサブ画素ＳＰ５を第３仮想画素ＶＰ３と共有する。第３仮想画素ＶＰ３は、画素Ｐ内で最も左側に位置するサブ画素ＳＰ１を別の第１仮想画素（右側の画素Ｐの３つのサブ画素ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３によって構成される仮想画素）ＶＰ１と共有する。
　図１２～図１５に示した例では、第２仮想画素ＶＰ２または第３仮想画素ＶＰ３は、２つの画素Ｐにまたがって連続する複数のサブ画素によって構成される。このように、一部の仮想画素が２つの画素Ｐにまたがっていてもよい。
　上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、各画素Ｐを構成する複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分け、各仮想画素を最小のカラー表示単位として表示を行うことができる。そのため、表示解像度（表示面に表示される画像の解像度）をパネル解像度（画素Ｐの総数によって規定されるパネル固有の物理的な解像度）よりも高くすることができる。
　例えば、図５～図１０および図１２～図１４に示した振り分けパターンによれば、各画素Ｐについて行方向（水平方向）に隣接した２つの仮想画素ＶＰ１およびＶＰ２が構成されるので、表示解像度を水平方向について２倍にすることができる。そのため、解像度が「２Ａ×Ｂ」の入力画像を、パネル解像度が「Ａ×Ｂ」の多原色表示パネル１０で表示することができる。また、図１１および図１５に示した振り分けパターンによれば、各画素Ｐについて行方向（水平方向）に隣接した３つの仮想画素ＶＰ１、ＶＰ２およびＶＰ３が構成されるので、表示解像度を水平方向について３倍にすることができる。そのため、解像度が「３Ａ×Ｂ」の入力画像を、パネル解像度が「Ａ×Ｂ」の多原色表示パネル１０で表示することができる。
　従って、本実施形態における液晶表示装置１００では、入力画像の解像度がパネル解像度よりも高い場合であっても好適に表示を行うことができる。あるいは、表示面の一部に入力画像を縮小して表示することもできる。
　このように、本実施形態における液晶表示装置（多原色表示装置）１００は、表示解像度をパネル解像度よりも高くすることができるので、三原色表示装置と同一のサブ画素サイズおよび画面サイズで、同等またはより高い解像度の画像を表示することができ、また、三原色表示装置と同等のコストで生産することができる。
　液晶表示装置１００は、複数の仮想画素への複数のサブ画素の振り分けパターンを変え得ることが好ましい。これにより、表示解像度の向上度合を調整することができる。例えば、図８に示した振り分けパターンと、図１１に示した振り分けパターンとを切り替えることにより、水平方向の表示解像度の向上度合を２倍と３倍とに切り替えることができる。
　なお、サブ画素の「振り分けパターンを変える」とは、１つの画素Ｐあたりの仮想画素の個数を変化させることだけを意味しているわけではない。サブ画素の「振り分けパターンを変える」とは、仮想画素を構成するサブ画素の個数・組み合わせを変化させることも意味している。複数の仮想画素同士で、最大出力時における色差（輝度差および色度差）をゼロにすることは難しい場合もあるが、仮想画素を構成するサブ画素の個数・組み合わせを変化させることにより、輝度差が小さい仮想画素のセットや、色度差が小さい仮想画素のセットなどを、入力画像の種類や表示目的などに応じて適宜選択することができる。
　仮想画素を用いて高解像度の表示を行う際、振り分けパターンによっては、十分に高い高域再現性が得られないことがある。高い高域再現性を得る観点からは、複数の仮想画素のそれぞれは、複数のサブ画素のうちの一部のサブ画素から構成される（つまり全部のサブ画素からは構成されない）ことが好ましい。また、複数の仮想画素のそれぞれは、複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素から構成される（つまり１つのサブ画素のみからは構成されない）ことが好ましい。
　また、複数の仮想画素のそれぞれが２つ以上のサブ画素から構成されている場合、図８～図１５に例示した振り分けパターンのように、各仮想画素を構成する２つ以上のサブ画素は、他の仮想画素と共通のサブ画素を含んでいる（つまり同じ原色を表示するサブ画素を他の仮想画素と共通に割り当てられている）ことが好ましい。このように複数の仮想画素でサブ画素を共用することにより、各仮想画素を構成するサブ画素の個数・種類が増えるので、各仮想画素で十分な輝度を確保しやすく、また、所望の色（例えば白）の再現が容易となる。
　次に、信号変換回路２０の具体的な構成を説明する。図１６に、信号変換回路２０の具体的な構成の例を示す。
　信号変換回路２０は、図１６に示すように、低域多原色信号生成部２１、高域輝度信号生成部２２、レンダリング処理部２３、色度変換部２４および輝度色度変化検出部２５を有する。信号変換回路２０は、さらに、γ補正部２６および逆γ補正部２７を有する。
　信号変換回路２０への入力画像信号は、まず、γ補正部２６によってγ補正処理を施される。γ補正処理を施された画像信号は、次に、低域多原色信号生成部２１と、高域輝度信号生成部２２と、色度変換部２４とにそれぞれ入力される。
　低域多原色信号生成部２１は、入力画像信号に基づいて、低域多原色信号を生成する。低域多原色信号は、入力画像信号の低域成分（相対的に空間周波数が低い成分）が多原色化された（つまり４つ以上の原色に対応するように変換がなされた）信号である。
　低域多原色信号生成部２１は、具体的には、第１フィルタ部（ローパスフィルタ部）２１ａと、多原色変換部２１ｂとを有する。第１フィルタ部２１ａは、入力画像信号から低域成分を抽出し得る（ただし後述するように低域成分の抽出すなわちフィルタリングを実質的に行わない場合もある）。第１フィルタ部２１ａによって抽出された入力画像信号の低域成分は、多原色変換部２１ｂによって多原色化される。多原色化された低域成分は、低域多原色信号として出力される。なお、多原色変換部２１ｂにおける多原色化の手法としては、公知の種々の手法を用いることができる。例えば、国際公開第２００８／０６５９３５号や国際公開第２００７／０９７０８０号に開示されている手法を用いることができる。
　高域輝度信号生成部２２は、入力画像信号に基づいて、高域輝度信号を生成する。高域輝度信号は、入力画像信号の高域成分（相対的に空間周波数が高い成分）が輝度変換された信号である。
　高域輝度信号生成部２２は、具体的には、輝度変換部２２ａと、第２フィルタ部（ハイパスフィルタ部）２２ｂとを有する。輝度変換部２２ａは、入力画像信号を輝度変換して輝度信号（輝度成分）を生成する。第２フィルタ部２２ｂは、輝度変換部２２ａによって生成された輝度信号の高域成分を、高域輝度信号として抽出する。
　レンダリング処理部２３は、低域多原色信号生成部２１によって生成された低域多原色信号と、高域輝度信号生成部２２によって生成された高域輝度信号とに基づいて、複数の仮想画素へのレンダリング処理を行う。レンダリング処理によって生成された画像信号は、逆γ補正部２７によって逆γ補正を施され、多原色画像信号として出力される。
　このように、本実施形態における液晶表示装置１００の信号変換回路２０では、色信号に対してよりも輝度信号に対して感度が優れる（つまり輝度の視感度に比べて色差の視感度は低い）という人間の視覚特性を考慮し、入力画像信号の低域成分に対しては多原色化処理を行い、高域成分に対しては輝度変換処理を行う。これらの処理によって得られた低域多原色信号と高域輝度信号とを組み合わせ、仮想画素へレンダリングすることにより、４つ以上の原色に対応した画像信号（多原色画像信号）を出力することができる。
　また、本実施形態における液晶表示装置１００の信号変換回路２０は、既に説明したように、色度変換部２４と、輝度色度変化検出部２５とを有する。
　色度変換部２４は、入力画像信号を色度変換して色度信号（色度成分）を生成する。輝度色度変化検出部２５は、輝度変換部２２ａによって生成された輝度信号および色度変換部２４によって生成された色度信号に基づいて、輝度および色度の変化を検出する。そして、輝度色度変化検出部２５による検出の結果に応じ、第１フィルタ部２１ａの周波数特性として、予め定められた複数の周波数特性のうちから１つの周波数特性が選択される。具体的には、第１フィルタ部２１ａの周波数特性は、輝度色度変化検出２５から検出結果に基づいて出力される制御信号によって制御される。
　既に説明したように、特許文献２および３に開示されている多原色表示装置では、入力画像に、色度差を有するが輝度差を有しない領域が含まれていると、その領域については解像感が低下してしまう。これに対し、本実施形態における液晶表示装置１００では、信号変換回路２０が上述したような構成を有していることにより、そのような領域における解像度の低下を防止することができる。以下、この理由を具体的に説明する。
　まず、図１７に示す比較例の信号変換回路２０’を用いた場合と比較しながら、仮想画素へのレンダリングを具体的に説明する。図１７に示す比較例の信号変換回路２０’は、色度変換部２４および輝度色度変化検出部２５を有しておらず、第１フィルタ部２１ａの周波数特性が常に同じである点において、図１６に示した信号変換回路２０と異なる。
　比較例の信号変換回路２０’を用いる場合、各画素Ｐについて２つの仮想画素を構成するとき（つまり複数のサブ画素を第１仮想画素および第２仮想画素に振り分けるとき）には、仮想画素を考慮したレンダリング結果V(x,m)は、下記式から算出される。なお、以下の説明では、各画素Ｐ内で互いに異なる原色を表示する６つのサブ画素が１行６列に（つまり水平方向に沿って）配列されている構成を想定している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ｘは行方向における画素位置、ｍは画素内におけるサブ画素位置、L(x,m)は画素位置xにおける第ｍ原色の低域成分、H(x)は画素位置xにおける輝度の高域成分である。また、P(x,m)はL(x,m)およびH(x)から算出される画素値、W(g,m)は第ｇ仮想画素における第ｍ原色の重み（重み係数とも呼ぶ）である。また、図１８に、ある画素行の一部について、低域成分、高域成分、画素値、第１仮想画素における各原色の重み、第２仮想画素における各原色の重みおよび仮想画素を考慮したレンダリング結果を示す。
　上記式および図１８から、２つの仮想画素によって、出力側における１つの画素（レンダリング結果V(x,m)で表される）に対し、入力側における２つの画素の画素値がレンダリングされていることが分かる。つまり、入力側における２つの画素分の情報を、出力側における１つの画素で表示し得ることがわかる。
　図１９に、第１仮想画素における第ｍ原色の重みW(1,m)および第２仮想画素における第ｍ原色の重みW(2,m)を下記表１に示すように設定したときの画素値およびレンダリング結果を示す。また、図２０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、図１９に示すレンダリング結果で表されるある画素行の一部を、入力側、入力側（ただし多原色変換後）および出力側について模式的に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示す重み（重み係数）は、いずれも「０」、「１」または「０．５」に設定されている。ある仮想画素について、重みが１に設定されている原色を表示するサブ画素は、出力し得る輝度のすべてをその仮想画素の表示に寄与させることができる。また、重みが０に設定されている原色を表示するサブ画素は、その仮想画素の表示に全く寄与しない。つまり、重みが０に設定されている原色を表示するサブ画素は、その仮想画素を構成しないといえる。また、重みが０．５に設定されている原色を表示するサブ画素は、出力し得る輝度の半分をその仮想画素の表示に寄与させることができる。このように、複数の画素について重みが０を超える（ただし１未満）ように設定されている原色を表示するサブ画素は、複数の仮想画素の表示に寄与するので、複数の仮想画素に共通に含まれる（複数の仮想画素に共用される）。表１に示すように重みを設定した場合、第１仮想画素は、第２、第３、第４および第５原色を表示する４つのサブ画素によって構成され、第２仮想画素は、第１、第２、第５および第６原色を表示する４つのサブ画素によって構成されることになる。
　図２０（ａ）および（ｃ）に示している例においては、出力側におけるサブ画素のサイズは、入力側におけるサブ画素のサイズと同じである。従って、出力側における画素数は、入力側における画素数の１／２である。本来であれば、入力側と同等の解像度の画像を表示するためには、出力側におけるサブ画素のサイズは、図２０（ｂ）に示すような多原色変換後の入力側のサブ画素のサイズと同じである必要がある。しかしながら、２つの仮想画素を用いたレンダリングにより、図２０（ｃ）に示しているように、入力側と比較してサブ画素サイズが同じで画素数が１／２である出力側において、入力側と同等の解像度で画像を表示することが可能となる。
　上述したように、１つの画素Ｐにつき複数の仮想画素を考慮したレンダリング処理を行うことにより、表示解像度を向上させることができる。人間の視覚特性として、色成分の変化に対する感度は低く、輝度成分の変化に対する感度は高いことが知られている。上述したレンダリング処理の手法は、このような特性を考慮し、いわば輝度成分についてのみ解像度を高くする処理を行うことで、入力画像全体についての解像度の向上を実現している。そのため、高域輝度信号生成部２２から出力された高域輝度信号の大きさがゼロである場合、つまり、第２フィルタ部２２ｂを通過した高域成分が存在しない場合、解像度が向上した表示は行われないことになる。
　既に説明したように、画素値P(x,m)は、低域成分L(x,m)と高域成分H(x)の和として算出される（P(x,m)＝L(x,m)＋H(x)）ので、H(x)＝０の場合、P(x,m)＝L(x,m)となる。つまり、高域成分H(x)が存在しない場合、入力画像に対してローパスフィルタ処理が行われた、解像感の低下した画像が出力されることになる。
　高域成分H(x)が存在しない場合は、２種類ある。
　１つ目は、入力画像としていわゆるベタ塗り画像が入力された場合である。この場合、低域成分の色情報しか存在せず、第２フィルタ部２２ｂを通過する輝度情報は存在しない。しかしながら、この場合には、解像度が向上した表示を行う必要はもともとないので、表示に問題はない。
　２つ目は、ベタ塗り画像ではなく様々な色情報を有しているものの、画像内で輝度が変化しない画像が入力された場合である。つまり、色度差を有するが輝度差を有しない画像が入力された場合である。任意の輝度値Ｉを持つＲＧＢの組み合わせは無数に存在するので、色度は変化するものの輝度は変化しないという画像も当然存在する。このような画像が入力された場合においても、第２フィルタ部２２ｂを通過する輝度成分は存在しない。そのため、この場合には、解像度が向上した表示が行われることが好ましいにも関わらず、実際には行われない。
　本実施形態における（図１６に示した）信号変換回路２０を用いる場合、輝度色度変化検出部２５が、輝度変換部２２ａによって生成された輝度信号および色度変換部２４によって生成された色度信号に基づいて、輝度および色度の変化を検出し、その検出結果に応じて第１フィルタ部２１ａの周波数特性が選択される。従って、色度差を有するが輝度差を有しない領域については、第１フィルタ部２１ａの周波数特性を、解像感の低下を防止できるように（具体的には高域成分の減少が少なくなるように）適応的に変化させることができる。以下、信号変換回路２０による第１フィルタ部２１ａの周波数特性の選択の具体的な態様を説明する。
　（実施形態１）
　本実施形態では、第１フィルタ部２１ａは、輝度色度変化検出部２５による検出の結果に応じ、入力画像信号から低域成分を抽出するか、または、入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。つまり、第１フィルタ部２１ａのために用意される複数の周波数特性は、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させるような周波数特性を含む。
　下記表２に、輝度変化および色度変化と、第１フィルタ部２１ａの周波数特性との関係を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２に示すように、検出された輝度の変化が相対的に大きい（所定の第１の輝度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような周波数特性（表２では「ＬＰＦ」と表記している）が選択される。輝度変化が大きい場合、第２フィルタ部２２ｂからの出力（ゼロではない高域成分）が出力画像に反映されるので、第１フィルタ部２１ａが通常のＬＰＦを適用しても問題がない。
　また、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に小さい（所定の第１の色度変化範囲内にある）場合にも、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような周波数特性が選択される。輝度変化および色度変化の両方が小さい場合、その領域は単色のベタ塗りの（あるいはそれに近い）領域であるので、もともと高域成分が存在しない。そのため、第１フィルタ部２１ａが通常のＬＰＦを適用しても問題がない。
　また、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に大きい（第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａは、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させるような周波数特性（表２では「全帯域通過」と表記している）が選択される。輝度変化が小さく、且つ、色度変化が大きい領域は、比較例の信号変換回路２０’を用いた場合には、解像感が低下してしまう領域である。本実施形態のように、このような領域については、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させることにより、ローパスフィルタ処理による解像度の低下が発生していない信号がその後の処理に用いられることになるので、出力画像の解像感の低下を防ぐことができる。
　第１フィルタ部２１ａは、典型的には、デジタルフィルタであり、その周波数特性は、フィルタ係数によって規定される。図２１に、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す。
　ここでは、第１フィルタ部２１ａに図２１（ａ）に示すような信号が入力される場合を考える。
　第１フィルタ部２１ａで通常のＬＰＦを適用する場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２１（ｂ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２１（ｂ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、高域成分がカットされた信号が出力されることになる。
　これに対し、第１フィルタ部２１ａでフィルタリングしない場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２１（ｃ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２１（ｃ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、高域成分がカットされていない信号（つまり入力信号と同じ信号）が出力されることになる。
　このように、第１フィルタ部２１ａから、高域成分がカットされた信号とカットされていない信号とを選択的に出力することにより、最終的な出力画像における解像感の低下を防ぐことができる。
　第１フィルタ部２１ａで全帯域を通過させる範囲、つまり、第２の輝度変化範囲および第２の色度変化範囲は、液晶表示装置１００の仕様や用途等に応じて適宜設定される。
　（実施形態２）
　本実施形態では、第１フィルタ部２１ａは、輝度色度変化検出部２５による検出の結果に応じ、入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、入力画像信号から第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出する。
　下記表３に、輝度変化および色度変化と、第１フィルタ部２１ａの周波数特性との関係を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３に示すように、検出された輝度の変化が相対的に大きい（所定の第１の輝度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような第１の周波数特性（表３では「ＬＰＦ１」と表記している）が選択される。
　また、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に小さい（所定の第１の色度変化範囲内にある）場合にも、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような第１の周波数特性が選択される。
　また、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に大きい（第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａの周波数特性として、第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性（表３では「ＬＰＦ２」と表記している）が選択される。
　図２２に、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す。
　ここでは、第１フィルタ部２１ａに図２２（ａ）に示すような信号が入力される場合を考える。
　第１フィルタ部２１ａで通常のＬＰＦを適用する場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２２（ｂ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２２（ｂ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、高域成分がカットされた信号が出力されることになる。
　第１フィルタ部２１ａで通常のＬＰＦよりも高域成分を残すようなＬＰＦを適用する場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２２（ｃ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２２（ｃ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、全帯域を通過させる場合程には高域成分を残していないが、通常のＬＰＦの場合よりも高域成分を残した信号が出力されることになる。
　これに対し、第１フィルタ部２１ａからの出力信号が強い高域成分を含んでいると、レンダリング処理部２３におけるレンダリング処理の際に折り返し等が発生し、そのことに起因した画質の劣化が発生する可能性がある。
　本実施形態のように、輝度変化が小さく、且つ、色度変化が大きい領域については、全帯域を通過させる場合程には高域成分を残さないが、通常のＬＰＦの場合よりも高域成分を残すようなＬＰＦを第１フィルタ部２１ａで適用することにより、解像感の低下を抑制しつつ、折り返し等の発生を抑制することができる。
　第１フィルタ部２１ａから通常のＬＰＦよりも高域成分を残すようなＬＰＦが適用される範囲、つまり、第２の輝度変化範囲および第２の色度変化範囲は、液晶表示装置１００の仕様や用途等に応じて適宜設定される。
　（実施形態３）
　実施形態１および２では、第１フィルタ部２１ａのために用意される周波数特性は２つであるが、３つ以上であってもよい。
　本実施形態では、第１フィルタ部２１ａは、輝度色度変化検出部２５による検出の結果に応じ、入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、入力画像信号から第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる。
　下記表４に、輝度変化および色度変化と、第１フィルタ部２１ａの周波数特性との関係を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表４に示すように、検出された輝度の変化が相対的に大きい（所定の第１の輝度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような第１の周波数特性（表４では「ＬＰＦ１」と表記している）が選択される。
　また、検出された色度の変化が相対的に小さい場合（所定の第１の色度変化範囲内にある場合）にも、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号から低域成分を抽出するような第１の周波数特性が選択される。
　検出された輝度の変化が中程度であり（第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が中程度である（第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある）場合、第１フィルタ部２１ａの周波数特性として、第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性（表４では「ＬＰＦ２」と表記している）が選択される。
　また、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第２の輝度変換範囲の下限よりも小さい第３の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が中程度である（第２の色度変化範囲内にある）場合にも、第２の周波数特性が選択される。
　さらに、検出された輝度の変化が中程度であり（第２の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に大きい場合（第２の色度変化範囲の上限よりも大きい第３の色度変化範囲内にある場合）にも、第２の周波数特性が選択される。
　これに対し、検出された輝度の変化が相対的に小さく（第３の輝度変化範囲内にあり）、且つ、検出された色度の変化が相対的に大きい場合（第３の色度変化範囲内にある場合）、第１フィルタ部２１ａは、第１フィルタ部２１ａが入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させるような周波数特性（表４では「全帯域通過」と表記している）が選択される。
　図２３に、第１フィルタ部２１ａに入力される信号と、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数と、第１フィルタ部２１ａから出力される信号との関係を示す。
　ここでは、第１フィルタ部２１ａに図２３（ａ）に示すような信号が入力される場合を考える。
　第１フィルタ部２１ａで通常のＬＰＦを適用する場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２３（ｂ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２３（ｂ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、高域成分がカットされた信号が出力されることになる。
　これに対し、第１フィルタ部２１ａで通常のＬＰＦよりも高域成分を残すようなＬＰＦを適用する場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２３（ｃ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２３（ｃ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、全帯域を通過させる場合程には高域成分を残していないが、通常のＬＰＦの場合よりも高域成分を残した信号が出力されることになる。
　また、第１フィルタ部２１ａでフィルタリングしない場合、輝度色度変化検出部２５からの制御信号に基づいて、第１フィルタ部２１ａのフィルタ係数として、例えば図２３（ｄ）の左側に示すようなものが選択される。このフィルタ係数を用いた場合、第１フィルタ部２１ａは、図２３（ｄ）の右側に示されるような信号を出力する。従って、第１フィルタ部２１ａからは、高域成分がカットされていない信号（つまり入力信号と同じ信号）が出力されることになる。
　このように、輝度色度変化検出部２５による検出の結果に応じて、第１フィルタ部２１ａの周波数特性を、３つ以上の周波数特性のうちから選択することにより、出力画像における解像感の低下の防止と、折り返し等に起因した画質劣化の防止とをバランスよく実現することができる。
　第１フィルタ部２１ａで全帯域を通過させる範囲や第１フィルタ部２１ａから通常のＬＰＦよりも高域成分を残すようなＬＰＦが適用される範囲、つまり、第２および第３の輝度変化範囲や、第２および第３の色度変化範囲は、液晶表示装置１００の仕様や用途等に応じて適宜設定される。
　なお、実施形態１、２および３で挙げた（図２１、図２２および図２３に示されている）フィルタ係数は、あくまでも一例であり、第１フィルタ部２１ａの周波数特性は、例示したフィルタ係数で規定されるものに限定されるわけではない。
　（信号変換回路の他の構成）
　図２４に、信号変換回路２０の他の構成を示す。図２４に示されている構成は、信号変換回路２０が、第３フィルタ部（ハイパスフィルタ部）２８をさらに有する点において、図１６に示した構成と異なっている。第３フィルタ部２８は、色度変換部２４によって生成された色度信号の高域成分を抽出する。
　図２４に示す構成においては、輝度信号および色度信号は、それぞれ第２フィルタ部２２ｂおよび第３フィルタ部２８を通過した後に輝度色度変化検出部２５に入力される。つまり、この構成では、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）出力の大きさをモニターすることにより、輝度および色度の変化を検出する。図１６からわかるように、もともと輝度についてはＨＰＦ出力を算出するので、ＨＰＦ出力を用いて輝度および色度の変化を検出することにより、輝度色度変化検出部２５の回路構成を単純化することができ、実装を容易にすることができる。
　ここで、図２４に示す構成を例として、輝度変化および色度変化の検出の具体的な方法を説明する。勿論、輝度変化および色度変化の検出方法はここで説明するものに限定されるわけではない。
　入力画像信号であるＲＧＢ信号を、ＬＵＶやＬＡＢ（γ補正部２６と輝度変換部２２ａ・色度変換部２４の処理の順序を入れ替えた場合には、ＹＣｂＣｒ）の輝度・色度信号に変換した後、輝度信号には第２フィルタ部２２ｂでＨＰＦを適用し、色度信号には第３フィルタ部２８でＨＰＦを適用する。この出力の絶対値が大きいほど、輝度・色度変化が大きいと言える。ＨＰＦ出力の絶対値が０～１まで変化するものとして正規化を行う。そして、輝度信号のＨＰＦ出力を正規化したものを表２～４における「輝度変化」とする。また、ＵＶやＡＢ、ＣｂＣｒなど、色度信号は２種類存在するので、それらの自乗和の平方根を表２～４における「色度変化」とする。このようにして、輝度変化および色度変化を検出することができる。
　表２に示したように第１フィルタ部２１ａの周波数特性を変化させる場合において、上述した方法を用いて輝度変化および色度変化を検出するとき、第２の輝度変化範囲の上限は、例えば、１／１６であり、第２の色度変化範囲の下限は、例えば、１／８である。
　また、表３に示したように第１フィルタ部２１ａの周波数特性を変化させる場合において、上述した方法を用いて輝度変化および色度変化を検出するとき、第２の輝度変化範囲の上限は、例えば、１／１６であり、第２の色度変化範囲の下限は、例えば、１／８である。
　また、表４に示したように第１フィルタ部２１ａの周波数特性を変化させる場合において、上述した方法を用いて輝度変化および色度変化を検出するとき、第２の輝度変化範囲の上限は、例えば、１／８であり、第３の輝度変化範囲の上限は、例えば、１／１６である。また、第２の色度変化範囲の下限は、例えば、１／８であり、第３の色度変化範囲の下限は、例えば、１／４である。
　本発明の実施形態によると、三原色表示装置と比べてサブ画素サイズを小さくすることなく、同等またはより高い解像度の画像を表示することができる多原色表示装置において、輝度変化が比較的小さく、且つ、色度変化が比較的大きい領域における解像感の低下を防止することができる。本発明の実施形態による多原色表示装置は、高品位の表示を行うことができるので、液晶テレビをはじめとする種々の電子機器に好適に用いられる。
　１０　　多原色表示パネル
　２０　　信号変換回路
　２１　　低域多原色信号生成部
　２１ａ　　第１フィルタ部
　２１ｂ　　多原色変換部
　２２　　高域輝度信号生成部
　２２ａ　　輝度変換部
　２２ｂ　　第２フィルタ部
　２３　　レンダリング処理部
　２４　　色度変換部
　２５　　輝度色度変化検出部
　２６　　γ補正部
　２７　　逆γ補正部
　２８　　第３フィルタ部
　１００　　液晶表示装置（多原色表示装置）
　Ｐ　　画素
　ＳＰ１～ＳＰ６　　サブ画素
　Ｒ　　赤サブ画素
　Ｇ　　緑サブ画素
　Ｂ　　青サブ画素
　Ｃ　　シアンサブ画素
　Ｍ　　マゼンタサブ画素
　Ｙｅ　　黄サブ画素
　ＶＰ１　　第１仮想画素
　ＶＰ２　　第２仮想画素
　ＶＰ３　　第３仮想画素

Claims (15)

  1. 　複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる色を表示する少なくとも４つのサブ画素を含む複数のサブ画素によって構成される多原色表示装置であって、
    　前記複数の画素のそれぞれに前記複数のサブ画素を有する多原色表示パネルと、
    　３原色に対応した入力画像信号を、４つ以上の原色に対応した多原色画像信号に変換する信号変換回路と、を備え、
    　各画素を構成する前記複数のサブ画素を複数の仮想画素に振り分けて前記複数の仮想画素のそれぞれを最小のカラー表示単位として表示を行うことができ、
    　前記信号変換回路は、
    　前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の低域成分が多原色化された信号である低域多原色信号を生成する低域多原色信号生成部と、
    　前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号の高域成分が輝度変換された信号である高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成部と、
    　前記低域多原色信号および前記高域輝度信号に基づいて、前記複数の仮想画素へのレンダリング処理を行うレンダリング処理部と、を有し、
    　前記低域多原色信号生成部は、
    　前記入力画像信号から低域成分を抽出し得る第１フィルタ部と、
    　前記第１フィルタ部によって抽出された前記低域成分を多原色化する多原色変換部と、を有し、
    　前記高域輝度信号生成部は、
    　前記入力画像信号を輝度変換して輝度信号を生成する輝度変換部と、
    　前記輝度変換部によって生成された前記輝度信号の高域成分を前記高域輝度信号として抽出する第２フィルタ部と、を有し、
    　前記信号変換回路は、
    　前記入力画像信号を色度変換して色度信号を生成する色度変換部と、
    　前記輝度変換部によって生成された前記輝度信号および前記色度変換部によって生成された前記色度信号に基づいて輝度および色度の変化を検出する輝度色度変化検出部と、をさらに有し、
    　前記第１フィルタ部の周波数特性として、予め定められた複数の周波数特性のうちから、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じて１つの周波数特性が選択される多原色表示装置。
  2. 　前記複数の周波数特性は、前記第１フィルタ部が前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させるような周波数特性を含む請求項１に記載の多原色表示装置。
  3. 　前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる請求項１または２に記載の多原色表示装置。
  4. 　前記第１フィルタ部は、
    　（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から低域成分を抽出し、
    　（ｃ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる請求項３に記載の多原色表示装置。
  5. 　前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出する請求項１に記載の多原色表示装置。
  6. 　前記第１フィルタ部は、
    　（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性で低域成分を抽出し、
    　（ｃ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第２の周波数特性で低域成分を抽出する請求項５に記載の多原色表示装置。
  7. 　前記複数の周波数特性は、３つ以上の周波数特性を含む請求項１または２に記載の多原色表示装置。
  8. 　前記第１フィルタ部は、前記輝度色度変化検出部による検出の結果に応じ、前記入力画像信号から第１の周波数特性で低域成分を抽出するか、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性よりも緩やかな第２の周波数特性で低域成分を抽出するか、または、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる請求項１、２および７のいずれかに記載の多原色表示装置。
  9. 　前記第１フィルタ部は、
    　（ａ）検出された輝度の変化が所定の第１の輝度変化範囲内にある場合、および、（ｂ）検出された色度の変化が所定の第１の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第１の周波数特性で低域成分を抽出し、
    　（ｃ）検出された輝度の変化が前記第１の輝度変化範囲の下限よりも小さい第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第１の色度変化範囲の上限よりも大きい第２の色度変化範囲内にある場合、（ｄ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変換範囲の下限よりも小さい第３の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第２の色度変化範囲内にある場合、および、（ｅ）検出された輝度の変化が前記第２の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第２の色度変化範囲の上限よりも大きい第３の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号から前記第２の周波数特性で低域成分を抽出し、
    　（ｆ）検出された輝度の変化が前記第３の輝度変化範囲内にあり、且つ、検出された色度の変化が前記第３の色度変化範囲内にある場合、前記入力画像信号を実質的にフィルタリングしないで通過させる請求項８に記載の多原色表示装置。
  10. 　前記信号変換回路は、前記色度変換部によって生成された前記色度信号の高域成分を抽出する第３フィルタ部をさらに有し、
    　前記輝度信号および前記色度信号は、それぞれ前記第２フィルタ部および前記第３フィルタ部を通過した後に前記輝度色度変化検出部に入力される請求項１から９のいずれかに記載の多原色表示装置。
  11. 　前記複数の仮想画素への前記複数のサブ画素の振り分けパターンを変え得る請求項１から１０のいずれかに記載の多原色表示装置。
  12. 　前記複数の仮想画素のそれぞれは、前記複数のサブ画素のうちの２つ以上のサブ画素によって構成される請求項１から１１のいずれかに記載の多原色表示装置。
  13. 　前記複数の行は、表示面の水平方向に略平行であり、
    　前記複数の画素のそれぞれ内で、前記複数のサブ画素は１行複数列に配列されている請求項１から１２のいずれかに記載の多原色表示装置。
  14. 　前記複数のサブ画素は、赤を表示する赤サブ画素、緑を表示する緑サブ画素および青を表示する青サブ画素を含み、
    　前記複数のサブ画素は、シアンを表示するシアンサブ画素、マゼンタを表示するマゼンタサブ画素、黄を表示する黄サブ画素、白を表示する白サブ画素および赤を表示するさらなる赤サブ画素のうちの少なくとも１つをさらに含む請求項１から１３のいずれかに記載の多原色表示装置。
  15. 　液晶表示装置である請求項１から１４のいずれかに記載の多原色表示装置。
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