JP2000278705A - カラー画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
てなるものであっても、該表示手段以外の部分の変更を
きたすことなく、所望の色相の画像を表示可能なカラー
画像表示装置を提供する。 【解決手段】 色変換部50は、画像データRd,G
d,Bdを入力して所定の演算処理を施し、色変換され
た画像データRdm,Gdm,Bdmを出力する。この
色変換された画像データRdm,Gdm,Bdmは、画
像データバス56を介して各バッファメモリ57へ伝送
され、伝送路31を介してスクリーン21を構成する各
表示ユニット30へ伝送される。各表示ユニット30で
は、伝送された画像データRdm,Gdm,Bdmが画
素2の駆動信号に変換され、この駆動信号に基づいて各
画素2が発光し、スクリーン21全体として1つの、所
望の色相の画像を表示する。
Description
EDなどの発光素子を、一定の比率で周期的に配列した
カラー画像表示装置に関するものである。
図である。図6において、51はテレビ信号の入力端
子、52は入力されたテレビ信号をRGB信号に変換す
るRGBデコーダ、、53はRGB信号をタイミング発
生部55にて得られる所定のタイミング信号に基づい
て、スクリ―ン21aの画素数に応じて標本化するとと
もに、所定のビット数でデジタル化するA/D変換器で
ある。このA/D変換器53から出力される信号(以
下、「画像データ」と呼ぶ)は、一旦画像メモリ54に
格納され、タイミング発生部55から出力されるタイミ
ング信号に基づいて読み出され、画像データバス56を
介して各バッファメモリ57へ伝送される。又、20a
はRGBデコーダ52、A/D変換器53、画像メモリ
54、タイミング発生部55及び各バッファメモリ57
を備え、スクリーン21aで画像を表示するために信号
処理を行う画像信号処理装置である。
6から入力される画像データRd,Gd,Bdの伝送速
度を低速に変換し、伝送路31を介してスクリーン21
aを構成する各表示ユニット30aへ画像データを伝送
する。ここで、表示ユニット30aは表示制御回路5及
び電源回路と、これらにより駆動される所定数の画素2
をマトリクス状に配列して構成されたものであり、この
表示ユニット30aがさらにマトリクス状に配列される
ことで、スクリーン21aが構成されるている。尚、表
示ユニット30aの数はスクリーン21aのサイズに応
じて任意の数を設定することができる。
1を介して伝送された画像データが、画素2を駆動する
ための駆動信号に変換され、この駆動信号に基づいて各
画素2が発光し、スクリーン21a全体として1つの画
像を表示する。尚、画像信号処理装置20aと各表示ユ
ニット30a間の伝送路31は、各表示制御回路5へ画
像データを分配するためのもので、当該画像データとタ
イミング信号(クロックその他)の2系統の信号を伝送
するために用いられる。
動制御を説明するための図であり、1はコンパレータ、
2は画素、3はカウンタ、4は画像データを所定期間保
持するラッチ、60はドライバである。ここで、表示制
御回路5は、例えばPWM(Pulse Width
Modulation)制御により画素2を駆動制御す
る。この表示制御回路5に入力される信号は、画像デー
タとタイミング信号の2系統であり、伝送路31を介し
て伝送される。又、表示制御回路5から出力される信号
は各画素2を駆動するための駆動信号であり、ドライバ
60を介して画素2へ伝送される。図8は、PWM制御
の場合における、表示制御回路5から出力される各画素
2を駆動するための駆動信号の一例である。この図に示
されるように、表示制御回路5から入力された画像デー
タは、画像の濃淡に比例して、所定の時間幅γの駆動信
号(ON信号)に変換される。
説明する。表示制御回路5においては、画像データを所
定の時間幅γのON信号に変換するために、ラッチ4に
保持された画像データDgと、クロックを計数するカウ
ンタ3の出力Drとを比較する。ここで、カウンタ3は
フィールド周期で一巡するようにクロック周波数が決め
られている。カウンタ3の出力(即ち、比較データD
r)はクロックを計数するに従って更新され、画像デー
タが例えば6ビットの場合、コンパレータ1は画像デー
タDgと比較データDrとの大小関係を2の6乗回比較
する。画像データDgが比較データDrより大きい(即
ち、Dg>Drの関係を満たす)とき、画像データDg
はON信号に変換され,逆に小さい(Dg≦Drの関係
を満たす)ときOFF信号に変換される。この結果、画
像データDgは64階調の時間幅のON信号に変換され
て、ドライバ60を介して所定の時間幅γで各画素2を
駆動する。
の記憶のために、図7に示したようなラッチ4を用いる
代わりに、図9に示すように表示ユニット30a毎に設
けた画像メモリ40を用いても良い。以下、図9のよう
に構成した表示制御回路5aの動作について説明する。
表示制御回路5aにおいては、図7の場合に比べてn倍
のクロック周波数で順次アドレスカウンタ46が更新さ
れ、アドレスカウンタ46が一巡する期間内に、画像デ
ータDgはコンパレータ1によりフィールド周期で一巡
するカウンタ3の出力Drと比較され、逐次画素2の駆
動信号Dpに変換される。ここで、駆動信号DpはDg
>Drの関係を満たすとき対応する画素2のON信号に
変換され,Dg≦Drの関係を満たすときOFF信号に
変換される。さらに駆動信号Dpは、シフトレジスタ4
4にて各画素2に対応して配列し直され、ラッチ45に
より所定期間保持されて、ドライバ60を介して対応す
る画素2を駆動する。
データは、1フィールド期間内に複数回(ここでは、例
えば64回)読み出され、上記の動作を繰り返す。この
結果、画素2のON時間の累積時間幅γは、画像データ
に対応する64階調の時間幅の信号に変換される。図9
に示す表示制御回路5aは、比較的小規模な回路構成で
図7に示す表示制御回路5をn個配置したときと同等の
効果が得られる。
R,G,Bいずれか1色の発光素子をそれぞれ1個ずつ
選択的に配置し、これらの発光素子をそれぞれの位置に
対応する画像データに基づいて制御していた。図6にお
ける発光素子の配列は、(即ち、Gの比率がB,Rに比
べて倍となっている)例えば実開昭48−87975号
公報に示されている。このように、視感度の高いGの数
を多く配置することによって、比較的少ない発光素子数
で比較的高い解像度を得ることができる。
aがCRTやLED等如何なる種類の発光素子を配列し
た場合においても、該スクリーン21a以外の部分(即
ち、画像処理信号装置20a)の変更をきたすことな
く、所望の色相の画像を表示可能なカラー画像表示装置
を実現することが要望されている。
される発光素子の種類によって色度が異なる。図10に
CRTとLEDのRGBの色度を対比して示す。この図
よりLEDは、CRTに比べて色の再現範囲が異なるこ
とがわかる。このように、LEDを配列する場合とCR
Tを配列する場合では、表示される画像の色が異なる。
従って、従来のカラー画像表示装置においては、配列さ
れる発光素子の種類に応じて色の設定が異なり、画像信
号処理装置20aの共通化が困難であった。
リーン21aでは、上述したように、各色の発光素子を
それぞれの配置に対応する個別の画像データに基づいて
制御しており、これによって、見かけの解像度が高くな
るというメリットを有していた。しかし、この場合に
は、R、G,B各色を発光する発光素子が、それぞれ他
の色を発光する発光素子によって分離して(とびとび
に)配列される。そのため、例えば図6に示したような
RGGB配列では、RやBなどの単色に近い画像を表示
する場合に、この分離した(とびとびの)発光素子が画
像のノイズとして目立ちやすくなるなどの課題があっ
た。
色度のばらつきも問題になっていた。図11に、LED
におけるR,G,Bの各発光素子の色度のばらつきの範
囲を示す。この図に示すように、LEDを使用すると、
CRTに比べて色毎の色度のばらつきが大きく、表示画
面上でこの色度のばらつきが顕著な画質妨害として知覚
される場合がある。発光素子を配列するこの種のカラー
画像表示装置においては、各発光素子の色度のばらつき
を補正し、画面を均一化する必要がある。従来、輝度の
ばらつきは容易に補正できるものの、上記のような色度
のばらつきの補正は一般に困難であった。
れたものであり、表示手段が如何なる種類の発光素子を
配列してなるものであっても、該表示手段以外の部分の
変更をきたすことなく所望の色相の画像を表示可能なカ
ラー画像表示装置を提供することを目的とする。
像表示装置は、テレビ信号を、複数の色のうち互いに異
なるいずれか1色にそれぞれ対応するデジタル形式の複
数の色信号に変換する第1の変換手段と、この第1の変
換手段から出力される複数の色信号に基づく画像が所望
の色相となるように、該複数の色信号に所定の演算を施
して変換する第2の変換手段と、上記複数の色のいずれ
か1色をそれぞれ発光する複数の発光素子が周期的に配
列され、上記第2の変換手段により変換された複数の色
信号に基づいて所望の色相の画像を表示する表示手段と
を備えたものである。
率は可変であることを特徴とするものである。
数の色信号は、上記複数の発光素子のそれぞれの空間的
配置に対応して標本化されていることを特徴とするもの
である。
Dであることを特徴とするものである。
長の色を発光する発光素子の割合が高いことを特徴とす
るものである。
色であり、上記複数の発光素子においては、青又は緑を
発光する発光素子よりも赤を発光する発光素子の数が多
いことを特徴とするものである。
適用したカラー画像表示装置の構成図である。50はデ
ジタル化された各色毎の画像データRd,Gd,Bdを
所望の色度に変換可能な色度変換部である。又、表示ユ
ニット30における画像2の配列は、図6における配列
(Gの発光素子の数がR、Bの発光素子の数よりも多
い)と異なり、波長の長いRを発光するLEDの割合を
G、BのLEDの約2倍にしている。その他の構成は従
来の技術で示したものと同様であり、同一の構成要素を
同一の符号で示している。
て説明する。R,G,Bの発光色は、いずれも3次元空
間のベクトルであり、その合成色は、R,G,Bのベク
トル和で表される。従って、ベクトルR,G,Bによっ
て表現可能な色は、図2の座標系において、X+Y+Z
=1の面と、ベクトルR,G,Bの交点で囲まれる三角
形斜線部で表される。先に図10、11に示したx,y
色度図は、図2の3次元の色座標をx,yの2次元の座
標に射影したものである。斜線部の三角形で表される色
表現範囲は、x,y座標上においても各発光素子の特有
のR,G,Bの色度座標で囲まれる三角形で表される。
スクリーンを用いた場合、通常の家庭用テレビと同等の
色表現範囲となり、日常見慣れた自然な色表現が可能で
ある。一方、本実施の形態におけるLEDを配列したス
クリーン21では、色表現範囲を表す三角形の面積がC
RTを配列した場合よりも広く、見かけ上、CRTより
も色表現能力は優れている。しかし、色度座標がCRT
とは異なっており、ギラギラした感じがするなど、必ず
しも自然な色表現とはならない。そこで、画像信号処理
装置20において、色変換部50を導入し、LEDの
R,G,Bの各色相を変換する。
ついて説明する。図1において、色変換部50は、デジ
タル化された色毎の画像データRd,Gd,Bdを入力
すると、以下の式に従う演算処理を施し、色変換された
画像データRdm,Gdm,Bdmを出力する。
を、CRTを用いた場合の色相に近づけるためには、例
えばRの色相を変換する場合には、Rの発光素子に隣接
するG又はBの発光素子を、それぞれ所定の輝度で発光
させることによって(即ち、上述の式に示されるよう
に、G、Bの発光素子をb×Gd、c×Bdの輝度で発
光させることによって)、図10に示すように、Rが矢
印の方向に変化し、色表現範囲がCRTを用いる場合の
特性に近づく。もちろん、B、Gについても同様の原理
で色を変換することができる。この結果、表示画像の色
相を変化させることが可能となり、画質を改善すること
が可能となる。
いてさらに詳細に説明する。図3は、色変換部50の一
部を構成する、色変換された画像データRdmを出力す
る回路500を示す回路図である。Gdm、Bdmを出
力する回路も同様の構成を有する。図において、raは
定数aを出力するレジスタ、rbは定数bを出力するレ
ジスタ、rcは定数cを出力するレジスタ、501〜5
03は乗算器、504及び505は加算器である。尚、
各レジスタra〜rcの内容(即ち、a〜c)は、コン
ピュータにより外部からの書き換えが可能となってい
る。
dは乗算器501にてレジスタraから出力される定数
aを乗算され、画像データGdは乗算器502にてレジ
スタrbから出力される定数bを乗算され、画像データ
Bdは乗算器503にてレジスタrcから出力される定
数cを乗算され、これらの出力は加算機504、505
にて互いに加算され、上述の式を満たすような色変換さ
れた画像データRdmとして出力される。
入力された画像データRd、Gd、Bdに定数d,e,
f若しくはg,h,iが乗算され、それぞれの和として
出力される。
定されている色相の変換定数a〜iを変化させることに
よって、所望の色相を得ることができる。即ち、変換定
数a〜iとして複数の設定値を設け、これらを選択可能
とすることによって各種表示デバイスに適用できるよう
になる。さらに変換定数a〜iを任意に設定できるよう
にすることで、任意の発光素子を制御可能な画像信号処
理装置20を実現でき、しかも外部環境の照度などに対
応して色相を設定可能な高機能のカラー画像表示装置を
得ることができる。
は、画素2としてR,G,Bいずれか1色を発光する発
光素子を選択的に配置し、各R,G,Bの発光素子を、
それぞれの配置に対応して個別に標本化した画像データ
によって制御している。本実施の形態おける画素配列
(Rの発光素子の数がG、Bの約2倍)においては、G
あるいはBの発光素子が飛び飛びに配置されているた
め、例えば、G単色の画像を表示する場合、Gの発光素
子の分離が妨害として目立ちやすい。ここで、上述の色
変換技術を適用すると、Gを表示する場合は、隣接する
R,Bの発光素子が飛び飛びのGの発光素子の隙間をう
めるように所定の輝度(即ち、d×Rd及びf×Bd)
で発光することになり、色相が変化する。この結果、分
離した各色の発光素子の発光は、隣接発光素子の発光に
よって見かけ上連続化し、各色の発光素子の分離が目立
たなくなり、良好な画質を得ることができる。特に、L
EDのような点発光の素子では顕著な効果が得られる。
2としてR,G,Bの各発光素子を選択的に配置し、各
R,G,Bをそれぞれの配置に対応して個別に標本化さ
れた画像データによって制御する方式において、分離し
た各色(例えば、G、B)の発光素子の目立ちを軽減す
るとともに、所望の色度の良好な画質を実現することの
できるカラー画像表示装置を提供することが可能とな
る。
の画素2は、図4に示すように、少なくともR、G、B
の3原色の発光素子を1つずつ含むように構成しても良
い。1画素内の複数の発光素子は、例えば、アナログR
GB映像信号を同じタイミングでA/D変換したデー
タ、またはコンピュータグラフィックの表示におけるR
GB3色を含む1画素のデータに基づいて駆動される。
を構成するR,G,Bの発光素子の配置で、それぞれ画
素2を構成する素子数が3、4、5の例である。特に発
光素子としてLEDを使用する場合、輝度など、画素2
の仕様に応じて、画素2を構成する素子数を任意に選択
すればよい。このような複数の発光素子からなる画素2
は、例えば図5の(a),(b),(c)のように配線
することで駆動可能となる。尚、このような画素2の構
成においては、1画素の構成が少なくとも3種類の発光
素子を含む複数の発光素子から成るため、解像度の高い
表示を行うには多くの発光素子を必要とする。
の発光素子を選択的に配置し、各R,G,Bをそれぞれ
の配置に対応して個別に標本化した画像データによって
制御するカラー画像表示装置においては、図11に示し
たような各色の発光素子の色度のばらつきが、画像の画
質を劣化させる原因となる。特に、LEDを発光素子と
して用いる場合、各LED間の色度のばらつきが大き
く、これが画質を劣化させる要因となる。図11に示し
たように、色度のばらつきは発光の波長に依存し、波長
の長いRは比較的ばらつきが少ない。そこで、本実施の
形態におけるLEDの配列のように、波長の長いRを発
光するLEDの数を2倍にして、空間的に占めるRのL
EDの比率を高くすると、色度のばらつきが画質に与え
る影響を軽減することができる。さらに、上述の色変換
技術を適用するに当って、ばらつきの少ないRのLED
の比率を高めると、色変換の精度が改善され、良好な画
質を得ることができる。
素子としてLEDを配列する場合において、該発光素子
の色度のばらつきによる画質の劣化を軽減し、均一な画
質を得ることの可能なカラー画像表示装置を提供するこ
とが可能となる。
は、発光素子の種類に依存するR,G,Bの色度の違い
がもたらす画像の色相の差を容易に補正し、各種発光素
子を配列したスクリーンに対する共通の画像信号処理装
置を備えた、カラー画像表示装置を提供することが可能
となる。
テレビ信号を、複数の色のうち互いに異なるいずれか1
色にそれぞれ対応するデジタル形式の複数の色信号に変
換する第1の変換手段と、この第1の変換手段から出力
される複数の色信号に基づく画像が所望の色相となるよ
うに、該複数の色信号に所定の演算を施して変換する第
2の変換手段と、上記複数の色のいずれか1色をそれぞ
れ発光する複数の発光素子が周期的に配列され、上記第
2の変換手段により変換された複数の色信号に基づいて
所望の色相の画像を表示する表示手段とを備えたので、
上記表示手段が如何なる種類の発光素子を配列してなる
ものであっても、該表示手段以外の部分の変更をきたす
ことなく所望の色相の画像を表示可能である。
率は可変であることを特徴とするので、CRTやLED
その他各種発光素子を配列して表示手段を構成しても、
発光素子の種類に依存する色相の違いを容易に補正する
ことができる。
数の色信号は、上記複数の発光素子のそれぞれの空間的
配置に対応して標本化されていることを特徴とするの
で、各色の発光素子がそれぞれ分離して配置されている
場合においても、隣接発光素子の発光によって見かけ上
連続化し、上記各色の発光素子が分離して配列されてい
ることによる画像のノイズが軽減され、良好な画質を得
ることが可能となる。
Dであることを特徴とするので、点発光であるため上記
画像のノイズが目立ちやすいLEDを発光素子として用
いる場合においても、上記画像のノイズが軽減され、良
好な画質を得ることが可能となる。
長の色を発光する発光素子の割合が高いことを特徴とす
るので、色度のばらつきが大きいLEDを発光素子とし
て用いる場合においても、各発光素子の色度のばらつき
が画質に与える影響を軽減することができ、しかも色変
換の精度が改善され、良好な画質のカラー画像表示装置
を得ることができる。
色であり、上記複数の発光素子においては、青又は緑を
発光する発光素子よりも赤を発光する発光素子の数が多
いことを特徴とするので、色度のばらつきの少ない赤の
発光素子の比率を高めることにより、他の発光素子に比
べて色度のばらつきが大きいLEDを発光素子として用
いる場合においても、各発光素子の色度のばらつきが画
質に与える影響を軽減することができ、しかも色変換の
精度が改善され、良好な画質のカラー画像表示装置を得
ることができる。
装置のブロック図である。
元の色度図である。
を出力する回路の構成を示す回路図である。
ある。
る。
図である。
めの色度図である。
つきを比較するための色度図である。
ウンタ、4 ラッチ、 5、5a 表示制御回路、2
0、20a 画像信号処理装置、 21、21a スク
リーン、30、30a ユニット、 31 伝送路、
40 メモリ、44 シフトレジスタ、 45 ラッ
チ、 46 アドレスカウンタ、50 色変換部、 5
1 テレビ信号入力端子、 52 RGBデコーダ、5
3 A/D変換器、 54 画像メモリ、 55 タイ
ミング発生部、56 画像データバス、 57 バッフ
ァメモリ、 60 ドライバ、500 色変換部の一部
を構成する画像データRdmを出力する回路、501〜
503 乗算器、 504、505 加算器、ra〜r
i レジスタ、 Dg 画像データ、 Dr 比較デー
タ、Dp 駆動信号、 Rd、Gd、Bd 画像デー
タ、Rdm、Gdm、Bdm 色変換された画像デー
タ、 γ 時間幅。
Claims (6)
- 【請求項1】 テレビ信号を、複数の色のうち互いに異
なるいずれか1色にそれぞれ対応するデジタル形式の複
数の色信号に変換する第1の変換手段と、 この第1の変換手段から出力される複数の色信号に基づ
く画像が所望の色相となるように、該複数の色信号に所
定の演算を施して変換する第2の変換手段と、 上記複数の色のいずれか1色をそれぞれ発光する複数の
発光素子が周期的に配列され、上記第2の変換手段によ
り変換された複数の色信号に基づいて所望の色相の画像
を表示する表示手段と、を備えたカラー画像表示装置。 - 【請求項2】 上記第2の変換手段による色相の変換率
は可変であることを特徴とする請求項1記載のカラー画
像表示装置。 - 【請求項3】 上記第1の変換手段から出力される複数
の色信号は、上記複数の発光素子のそれぞれの空間的配
置に対応して標本化されていることを特徴とする請求項
1記載のカラー画像表示装置。 - 【請求項4】 上記複数の発光素子のそれぞれはLED
であることを特徴とする請求項3記載のカラー画像表示
装置。 - 【請求項5】 上記複数の発光素子においては、長波長
の色を発光する発光素子の割合が高いことを特徴とする
請求項4記載のカラー画像表示装置。 - 【請求項6】 上記複数の色は、赤、青及び緑の3原色
であり、 上記複数の発光素子においては、青又は緑を発光する発
光素子よりも赤を発光する発光素子の数が多いことを特
徴とする請求項4記載のカラー画像表示装置。
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