JP2007147794A - 画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用して、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止する。
【解決手段】本発明は、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向により変化するサブピクセルの輝度レベルを補正するように色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の信号レベルを補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。本発明は、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向により変化するサブピクセルの輝度レベルを補正するように色データの信号レベルを補正することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる

従来、液晶表示装置、ＰＤＰ（Plasuma Display Panel ）等のフラットディスプレイ装置は、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、各サブピクセルを対応する色データにより駆動して所望する画像を表示している。

すなわち図８に示すように、この種のディスプレイ装置１は、例えば赤色、緑色、青色のサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して形成され、連続する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３が形成される。

このようなディスプレイ装置に関して、例えば特開２００３−２５９３８６号公報等には、サブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルの駆動に供する各色データの位相を補正することにより、見掛けの解像度を増大させる方法が提案されている。

ところでこの種のディスプレイ装置において、対応する色データにより単に各サブピクセルを駆動すると、グレーを表示した場合に、エッジの部分、グラディエーション等により輝度が徐々に変化している部分が色付いて見えるようになる。

すなわち各色データは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であり、これにより図９（Ａ１）に示すように、グレーの表示におけるエッジの部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って低下することになる。これによりこの場合は、エッジの部分に最も近接した輝度レベルが高くなっている側のサブピクセル２Ｂ１の色が、このエッジ部分で目立つようになり、このサブピクセル２Ｂ１の色により色付いてエッジ部分が見て取られる。なおこの図９では、高さ方向が各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルである。

これに対して図９（Ｂ１）に示すように、グレーの表示において輝度レベルが徐々に変化している部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って順次段階的に低下することになる。これによりこの場合は輝度レベルが順次低下する側のサブピクセル２Ｂの色が目立つようになり、このように輝度レベルが徐々に変化している部分が、このサブピクセル２Ｂの色により色付いて見て取られる。

この問題を解決する１つの方法として、１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように、各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動に供する各色データの位相を補正することが考えられる。

すなわち図９（Ａ１）及び（Ｂ１）との対比により図９（Ａ２）及び（Ｂ２）により示すように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に配置して、連続する３つの赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３を形成している場合、１つのピクセル３の中央のサブピクセル２Ｇにあっては、従来と同様に駆動する。またこの中央のサブピクセル２Ｇに対して先行する側のサブピクセル２Ｒについては、先行する分、色データの位相を補正して駆動し、またこれとは逆に、中央のサブピクセル２Ｇに対して後行する側のサブピクセル２Ｂについては、後行する分、色データの位相を補正して駆動する。

これによりエッジの部分では、後行するサブピクセル２Ｂと、続く先行するサブピクセル２Ｒとで順次段階的に輝度レベルが低下し、これにより色付きを防止することができる。またグラディエーション等により輝度レベルが徐々に変化している部分では、この輝度レベルの低下に対応するように順次各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルを低下させて色付きを防止することができる。

しかしながらこの種のディスプレイ装置は、例えばＴＮ（Twisted Nematic ）液晶等のように、見る方向によって輝度に係る特性が変化し、これにより見る方向によって各サブピクセルの輝度レベルが変化する問題がある。このように見る方向によって各サブピクセルの輝度レベルが変化する場合に、１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように各色データの位相を補正すると、見る方向によって空間周波数の高い繰り返しの部分で色が変化することになる。

すなわち図９との対比により図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、１つのピクセル３を構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい輝度レベルに保持されて、ピクセル単位で輝度レベルが変化している場合、図１０（Ａ）に示す正面から見た場合と、図１０（Ｂ）に示す斜めから見た場合とでは、１つのピクセルを構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で、輝度レベルの比率が変化しないことになり、この場合は、見る方向が変化しても色の変化は発生しない。

しかしながら図１０（Ａ）及び（Ｂ）との対比により図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように各色データの位相を補正すると、正面から見た場合と斜めから見た場合とで、１つのピクセル３を構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で輝度レベルの比率が変化し、これによりこの場合には、見る方向により色が変化することになる。これによりこの場合、正面から見たときに色バランスが取れるように各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動を調整すると、斜め方向から見たときに色バランスが乱れてしまうようになる。

またこの種のフラットディスプレイ装置では、表示画面の表面に設けられるガラス等のパネル表面材料の屈折率、透過率等の影響によっても、見る方向によって各サブピクセルの輝度レベルが変化する問題がある。
特開２００３−２５９３８６号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明は、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正部と、前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報算出部と、前記角度情報算出部の計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正部の処理に係る利得を設定する利得設定部とを備えるようにする。

また請求項４の発明は、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有するようにする。

また請求項５の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムに適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有するようにする。

また請求項６の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有するようにする。

請求項１の構成により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正部と、前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報算出部と、前記角度情報算出部の計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正部の処理に係る利得を設定する利得設定部とを備えるようにすれば、利得設定部による利得の設定により、見る方向によるサブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる。これによりピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる。

これにより請求項４、請求項５、請求項６の構成によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

本発明によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係るモニタ装置を示すブロック図である。このモニタ装置１１において、コントローラ１６は、図示しないメモリに記録されたプログラムの実行によりユーザーによる操作子の操作に応動してこのモニタ装置１１の各部の動作を制御する演算処理手段であり、信号入力部１２は、このコントローラ１６の制御により例えばチューナー、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレイヤー等による各種のソースから輝度信号及び色差信号によるビデオデータＤＶを入力する。

画像処理部１３は、同様にコントローラ１６の制御により、この信号入力部１２から入力されるビデオデータＤＶを信号処理して出力する。液晶表示パネル１４は、図８について上述したサブピクセルの配置によるいわゆるインライン方式による画像表示パネルであり、信号出力部１５は、画像処理部１３の出力データによりこの液晶表示パネル１４を駆動する。これによりこのモニタ装置１１は、ソースより出力されたビデオデータＤＶによる各種画像を液晶表示パネル１４で表示する。

このため画像処理部１３は、信号入力部１２から入力されるビデオデータＤＶを、信号出力部１５の駆動に適するように信号処理して出力する。画像処理部１３は、この処理において、液晶表示パネル１４の各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルを駆動する各色データの位相を補正し、これによりエッジ等の色付きを防止する。

このため画像処理部１３において、色データ変換部１７は、マトリックス演算処理により輝度信号及び色差信号により入力されるビデオデータＤＶを、液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データに変換する。ここでこの実施例では、図８について上述したように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して液晶表示パネル１４が形成されており、これによりこの色データ変換部１７は、輝度信号及び色差信号により入力されるビデオデータＤＶを、赤色、緑色、青色による色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換して出力する。

画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介してこの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、ここで液晶表示パネル１４におけるサブピクセルの配置位置に対応するように、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正してエッジ等の色付きを防止する。

ここで図３に示すように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であるのに対し、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢにより駆動される各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、各ピクセル３の中央３Ｏよりずれた位置に配置される。これにより各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリングのタイミングと、実際の配置位置との相違により、図９について上述したように、エッジ部分等で色付きが発生する。これによりサブピクセル処理部１９は、スケーリング部２０において、対応するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの中央ＲＯ、ＧＯ、ＢＯのタイミングによるサンプリング値となるように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正する。

より具体的に、例えばこれらサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、中央の緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯは、ピクセル３の中央３Ｏと一致することになり、この場合、何ら位相を補正することなく対応する色データＤＧを出力することにより、緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により緑色の色データＤＧを出力することができる。

これに対してこの緑色のサブピクセル２Ｇに対して先行する側である赤色のサブピクセル２Ｒは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ先行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ速いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように赤色色データＤＲの位相を補正することにより、赤色のサブピクセル２Ｒの中央ＲＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により赤色の色データＤＲを出力することができる。

これとは逆に、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して後行する側である青色のサブピクセル２Ｂは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ後行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ遅いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように青色色データＤＢの位相を補正することにより、青色のサブピクセル２Ｂの中央ＢＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により青色の色データＤＢを出力することができる。

この補正原理により、スケーリング部２０は、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの連続するサンプリング値の補間演算処理により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をそれぞれ補正する。

ここでこのような連続するサンプリング値の補間演算処理は、線形補間、キュービック補間、Sinc関数補間等を適用することができるものの、これらのうち線形補間は、最も簡易な構成で計算量が少ない反面、周波数特性の劣化が激しく、ぼけ量が大きくなる欠点がある。これに対してキュービック補間は、ぼけ量を抑えることができる反面、エッジの部分でリンギングが生じ易く、このようなリンギングは、色の変化として目立ち易い欠点がある。またSinc関数による補間は、誤差を小さくすることができ、理論的には畳み込み数を無限に設定することにより正しい補間値を得ることができる。しかしながら実際上、畳み込み数を無限には設定し得ず、これによりこの実施例では窓関数を用いて畳み込み数を制限する。

これにより実施例において、スケーリング部２０は、次式により示すように、Lanczos
関数を窓関数に用いたSinc関数による補間演算処理により、この補間演算処理を実行する。

ここでＮは、ローブ数であり、Ｃｘは、カットオフ周波数である。これらの値を調整することにより補間特性と補間係数のタップ数を決定する。ここでこの補間演算処理に使用する係数は、ｘに各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの位置に係る位相を代入してこれらSinc関数とLanczos 関数の積により求めることができ、スケーリング部２０は、この係数によるフィルタリング演算により、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに係る補間演算処理を実行する。これにより上述したように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、緑色の色データＤＧについては、ｘ＝０とし、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについては、それぞれｘ＝−１２０度及び１２０度とした。

なおこのように緑色の色データＤＧの位相を０とし、この緑色の色データＤＧとの相対的な位相により赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの位相を補正する場合には、緑色の色データＤＧについては、何ら補間演算処理することなく出力して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ、補間演算処理することにより、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正することができ、その分、全体構成を簡略化することができる。しかしながらこの場合、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ補間演算処理したことにより、緑色の色データＤＧに対して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの解像度が相対的に低下することになる。これによりこのような解像度の相対的な低下を防止する場合には、例えば緑色の色データ位相を３０度又は６０度等に設定し、またこれに対応するように赤色及び青色の色データの位相を設定し、これら色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢを共に補間演算処理するようにしてもよい。

図４は、補間係数のタップ数を３とした場合のこのスケーリング部２０の構成を示すブロック図である。スケーリング部２０において、係数発生部２２は、（１）及び（２）式を用いて説明した係数を各位相毎に保持するリードオンリメモリであり、このモニタ装置１１の設定により入力される位相情報ＤＰにより、各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂに係数を出力する。これによりこのスケーリング部２０は、この位相情報ＤＰの切り換えにより、色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢの補正に係る位相を種々に調整できるように構成される。なおこの係数発生部２２に保持される係数は、補間演算処理における利得を乗算した係数であり、これによりこの実施例では、簡易にゲイン制御することができるように構成される。

各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、この係数発生部２２から入力される係数が異なる点を除いて同一に構成され、ラッチ回路による遅延部２５、２６により順次各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの１クロック周期づつ遅延させ、これにより連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを生成する。

乗算部２８、２９、３０は、この連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ係数発生部２２から出力される係数により乗算し、加算部３１、３２は、これら乗算部２８〜３０の乗算結果を加算して出力する。これにより各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、３タップによる補間フィルタを用いた補間演算処理により、それぞれ色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正して出力する。

なおここで実用上充分な特性を確保できる場合には、線型補間等の手法を適用するようにしてもよく、線型補間の場合には、例えば次式の演算処理の実行により、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリング値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉから位相補正後の各色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１のサンプリング値をＳＲｉ、ＳＧｉ、ＳＢｉを求めることができる。

ところでこのように各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相の補正によりエッジ等の色付きを防止する場合、人間の目に至るまでの一連の伝送系におけるガンマの影響を考慮することが必要になる。

すなわち図５（Ａ）及び（Ｂ）により示すように、単に色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢ（図５（Ａ））の位相の補正により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの輝度レベルを補正した場合（図５（Ｂ））、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性のガンマにより、図５（Ｃ）に示すように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で輝度レベルのバランスが変化することになる。これによりこの場合、白黒による細かな繰り返しパターン等の空間周波数の高い部分が、緑色を帯びて観察されることになる。

このためこの実施例において、画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介して色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、また戻しγ補正部３５を介してサブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を信号出力部１５に出力する（図２）。

ここでパネルγ補正部１８は、液晶表示パネル１４のガンマと人間の視感度特性におけるガンマとの乗算値の特性により各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を補正して出力し、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を人間が実際に知覚する階調に補正する。

また戻しγ補正部３５は、パネルγ補正部１８とは逆の特性により、サブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の階調を補正し、これにより元の色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調によりこれら色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を出力する。なおこれらパネルγ補正部１８、戻しγ補正部３５による階調の補正は、例えばルックアップテーブルを用いて実行される。

これにより図５（Ａ）〜（Ｃ）との対比により図５（Ａ）、（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、この実施例では、空間周波数の高い部分における色バランスの変化を防止する。

ところでこのようにして各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにしても、図１０について上述したように、種々の理由により見る方向によって各サブピクセルの輝度レベルが変化し、これにより色が変化する。このためサブピクセル処理部１９は、各色データのゲインの制御により、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止する。

すなわち図１は、サブピクセル処理部１９の構成を示すブロック図である。サブピクセル処理部１９において、角度情報算出部４１は、図６に示すように、コントローラ１６から提供される視聴者の位置情報Ｄθ、ＤＬにより、スケーリング部２０で処理する各サブピクセルについて、視聴者の方向ｄθを計算する。

ここでコントローラ１６は、図示しないリモートコマンダの操作により、信号入力部１２によるビデオデータＤＶに代えて所定のメニュー画面によるビデオデータを画像処理部１３に入力し、これにより液晶表示パネル１４にメニュー画面を表示する。またこのメニュー画面におけるユーザーの選択により、このモニタ画面における各種設定のメニュー画面を表示する。またこの各種設定のメニュー画面の操作により、視聴位置の入力を受け付ける。

なお家庭用のモニタ装置は、概ね視聴位置が決まっている場合が多いことにより、このような視聴位置の入力の受け付けにあっては、例えば液晶表示パネル１４の中央の正面方向、液晶表示パネル１４の大きさにより決まる距離の位置を標準視聴位置に設定し、この標準視聴位置からの変位により視聴位置を受け付けるようにしてもよい。なお、このような事前の設定に代えて、撮像手段による撮像結果の画像処理により視聴者の位置を検出して視聴位置を検出するようにしてもよく、赤外線センサ等のセンサを用いて視聴者の位置を検出して視聴位置を検出するようにしてもよい。因みに、撮像結果の画像処理により視聴者の位置を検出する場合には、表示画面の正面を中心にして視聴者が存在するであろうと考えられる範囲を撮像すると共に、画像処理によりこの撮像結果から視聴者の顔を検出し、この検出した顔の位置及び大きさにより視聴者の方向と視聴者までの距離とを検出すればよい。これに対してセンサを利用する場合には、表示画面の上下左右等の複数箇所にセンサを配置して、さらにはリモートコマンダからの遠隔制御信号を受信するセンサを複数個により構成して、リモートコマンダから出力される遠隔制御信号の強度をそれぞれこれらセンサで検出し、三角測量の手法により視聴者の方向と視聴者までの距離とを検出すればよい。

コントローラ１６は、液晶表示パネル１４の表示画面の中央、表示画面の垂線ＬＯの方向を基準にした水平方向及び垂直方向の角度Ｄθと、表示画面からの距離ＤＬとにより、視聴者の視聴位置を検出し、この検出結果を視聴者の位置情報Ｄθ、ＤＬとして角度情報算出部４１に通知する。

角度情報算出部４１は、この視聴者の位置情報Ｄθ、ＤＬに基づいて、各サブピクセル毎に、又はピクセル毎に、液晶表示パネル１４の表示画面の垂線Ｌに対する垂直方向及び水平方向の角度により視聴者の方向ｄθを計算する。

ゲイン設定部４２は、角度情報算出部４１で計算される可能性のある方向毎に、各色データのゲインを補正するゲイン情報ＤＧを各色データ毎に記録したルックアップテーブルにより構成され、角度情報算出部４１から通知される視聴者の方向ｄθにより対応するゲイン情報ＤＧを各色データ毎に出力する。ここでこのゲイン設定部４２に記録されるゲイン情報ＤＧは、液晶表示パネルの表示画面の垂線方向を基準にして、この垂線方向から見る方向が垂直方向及び水平方向に変化して見る方向によって低下する各サブピクセルの輝度レベルを補う利得の情報であり、標準の特性の液晶表示パネル１４の実測値により求められて、このモニタ装置１１の工場で事前に記録される。

ゲイン補正部４４は、このゲイン設定部４２から出力されるゲイン情報ＤＧにより、増幅回路の利得を設定し、スケーリング部２０から出力される各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを増幅して出力し、これにより各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの信号レベルを視聴者の方向に応じて補正して出力する。

なおこれら視聴者の方向Ｄθにより各サブピクセルのゲインを設定して各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの信号レベルを補正する処理にあっては、ゲイン設定部４２によるルックアップテーブルに離散的にデータを記録して保持するようにして、この離散的なデータの補間演算処理により最終的なゲインを計算するようにしてもよく、このようにすればルックアップテーブルの構成を簡略化することができる。

（２）実施例の動作
以上の構成において、このモニタ装置１１において（図２）、信号入力部１２より入力される輝度信号及び色差信号によるビデオデータＤＶは、画像処理部１３の色データ変換部１７に入力され、ここで液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換され、信号出力部１５により液晶表示パネル１４の各サブピクセルの駆動に供される。これによりこのモニタ装置１１では、このビデオデータＤＶによる画像が液晶表示パネル１４により表示される。

しかしながらこのようにしてビデオデータＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは（図９）、各ピクセル３の中央を走査するタイミングでサンプリングされたサンプリング値であることにより（図３）、何ら処理しないで液晶表示パネル１４の駆動に供したのでは、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分で、色付きが発生することになる。

このためこのモニタ装置１１において、このビデオデータＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、サブピクセル処理部１９のスケーリング部２０において（図４）、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように位相が補正されて色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１が生成され、この色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１により液晶表示パネル１４が駆動される。これによりこのモニタ装置１１では、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分における色付きが防止される。

しかしながらこのようにして色付きを防止すると、図１０について説明したように、種々の条件による液晶表示パネル１４の視角特性による輝度変化により、見る方向によって各サブピクセルの輝度レベルが変化し、これにより空間周波数の高い繰り返しの部分で見る方向によって色が変化する。

このためこのモニタ装置１１においては、全体の動作を制御するコントローラ１６により視聴者の位置が検出され、この視聴者の位置により角度情報算出部４１において、各サブピクセルを見る視聴者の方向が計算される。またこの計算結果により、各サブピクセルの見る方向による輝度レベルの変化を補うように、ゲイン設定部４２で各色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１のゲインが計算され、このゲンイによりゲイン補正部４４で各色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の信号レベルが補正される。

これらによりこの実施例では、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができ、この輝度レベルの変化による色の変化を防止することができる。

しかしてこのようにして色付き、見る方向による色の変化を防止するようにしても、結局、これらの色付き、見る方向による色の変化にあっては、人間が知覚するものであり、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの一連の処理にあっては、人間の視覚特性を考慮して実行する必要があり、何ら視覚特性を考慮することなく実行した場合には、色黒の空間周波数の高い繰り返しパターンの部分で、最も位相補正量の少ない色データに係る色が目立つようになる（図５）。

このためこのモニタ装置１１において、処理に供する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは（図２）、パネルγ補正部１８において、初めに、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性のガンマにより階調が補正された後、サブピクセル処理部１９で色付き防止、見る方向による色の変化防止に係る一連の処理が実行され、その後、戻しγ補正部３５により元のγに戻される。これによりこのモニタ装置１１では、色黒の空間周波数の高い繰り返しパターンの部分における特定色の色付きが防止される。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向により変化するサブピクセルの輝度レベルを補正するように色データの信号レベルを補正することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による各サブピクセルの輝度レベルの変化を防止することができる。

また画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより入力色データの階調を補正して位相を補正した後、元の階調に戻すことにより、高い空間周波数による繰り返しパターンの部分における色付きを防止することができる。

図７は、図１との対比により本発明の実施例２に係るモニタ装置に適用されるサブピクセル処理部の構成を示すブロック図である。この実施例に係るモニタ装置は、このサブピクセル処理部５９の構成が異なる点を除いて、実施例１について上述したモニタ装置１１と同一に構成される。

ここでこのサブピクセル処理部５９は、見る方向により変化するサブピクセルの位置に対応するように、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をさらに詳細に補正する。

すなわち液晶表示パネル１４等の画像表示パネルは、ガラス等による透明板状部材が表側に配置され、視聴者は、この透明板状部材を介して各サブピクセルによる画像を視聴する。これによりこの透明板状部材を透過して視聴者の目に到達する各サブピクセルからの光は、この透明板状部材による平行平板を斜めに透過することになり、透明板状部材の入出射で、この透明板状部材の厚み、屈折率、斜め入射の方向に応じた光路差が発生し、この光路差により見る方向によってサブピクセルの位置が変化するようになる。

これによりこの実施例において、サブピクセル処理部５９は、位相設定部５１において、実施例１について上述した各ピクセルを構成するサブピクセルの位置による位相を、見る方向により変化するサブピクセルの位置により補正し、その補正結果による位相情報ＤＰをスケーリング部２０の係数発生部２２に出力する。

この実施例によれば、実施例１の構成において、さらに補間演算部の補間演算処理に使用する補間係数を変化させて、見る方向により変化するサブピクセルの位置に対応するように出力色データの位相を補正することにより、一段と高精度に画像表示することができる。

なお上述の実施例においては、いわゆるインライン方式により水平方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した画像表示パネルの駆動に関して、色付き、見る方向による色の変化を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるデルタ方式により水平方向及び垂直方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した構成の画像表示パネルの駆動に適用して、色付き、見る方向による色の変化を防止するようにしてもよい。なおこの場合、上述のスケーリング部２０等の処理にあっては、このような２次元的な各サブピクセルの順次循環的な配置に対応するように、水平方向及び垂直方向の２次元的な処理が必要となる。

また上述の実施例においては、液晶表示パネルを用いたモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＰＤＰ、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の種々の画像表示パネルを用いたモニタ装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、赤色、緑色、青色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば４色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合等にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、画像表示パネルを有するモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、色データにより各種映像コンテンツを出力してモニタ装置により画像を表示する各種画像表示装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、ハードウエアの構成によりビデオデータを処理して画像表示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンピュータにおける画像表示プログラム等のように、プログラムにより本発明を構成してソフトウエアの処理により画像表示する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、この処理に係る装置への事前のインストールによりプログラムを提供する場合の他に、光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の記録媒体に記録してプログラムを提供するようにしてもよく、さらにはインターネット等のネットワークを介したダウンロードによりプログラムを提供するようにしてもよい。

本発明は、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。

本発明の実施例１に係るモニタ装置のサブピクセル処理部を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係るモニタ装置を示すブロック図である。 図２のモニタ装置における位相補正の説明に供する略線図である。 図１のサブピクセル表示部におけるスケーリング部を示すブロック図である。 図１のサブピクセル処理部におけるガンマ補正の説明に供する略線図である。 図２のモニタ装置における視聴者の位置と見る方向との関係を示す略線図である。 本発明の実施例１に係るモニタ装置に適用されるサブピクセル処理部を示すブロック図である。 ディスプレイ装置におけるピクセルの構成を示す平面図である。 色付きの説明に供する略線図である。 見る方向による色の変化の説明に供する略線図である。

符号の説明

１……ディスプレイ装置、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ……サブピクセル、３……ピクセル、１１……モニタ装置、１２……信号入力部、１３……画像処理部、１４……液晶表示パネル、１５……信号出力部、１７……色データ変換部、１８……パネルγ補正部、１９、５９……サブピクセル処理部、２０……スケーリング部、３５……戻しγ補正部、４１……角度情報算出部、４２……ゲイン設定部、４４……ゲイン補正部、５１……位相設定部

Claims (6)

1. 画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示装置は、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、
   所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正部と、
   前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算部と、
   前記角度情報計算部の計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正部の処理に係る利得を設定する利得設定部と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記角度情報計算部の計算結果に基づいて、前記補間演算部の補間演算処理に使用する補間係数を変化させることにより、見る方向により変化する前記サブピクセルの位置に対応するように前記出力色データの位相を設定する位相設定部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより前記入力色データの階調を補正して前記補間演算部に出力するガンマ補正部と、
   前記補正部から出力される色データの階調を、前記ガンマ補正部とは逆の特性により補正して出力する戻しガンマ補正部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法は、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、
   前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、
   前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法。
5. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムにおいて、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、
   前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、
   前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラム。
6. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   所定の利得により前記出力色データの信号レベルを補正して出力する補正のステップと、
   前記画像表示パネルに対する視聴者の位置から、前記ピクセル毎に、又は前記サブピクセル毎に、前記視聴者の方向を計算する角度情報計算のステップと、
   前記角度情報計算のステップの計算結果に基づいて、見る方向により変化する前記サブピクセルの輝度レベルを補正するように、前記入力色データ毎に、前記補正のステップの処理に係る利得を設定する利得設定のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体。
   
   
   

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