JP2020144198A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネルの表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置1は、R副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの3原色の各副画素に加え、W副画素40Wを含む複数の画素40で構成される表示パネル30と、R、G、Bの各階調データを含む画像信号を、R、G、Bの各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、Wの階調データを含むW信号(第2信号)に変換して出力する信号処理部100と、を備える。信号処理部100は、画像信号の各階調データが同じ値であるとき、RGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。【選択図】図6

Description

本発明は、表示装置に関する。
表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示パネルや、表示素子として有機発光ダイオード(OLED: Organic Light Emitting Diode)を用いた有機EL表示パネル等において、例えば輝度の向上を目的として、従来のR(赤)副画素、G(緑)副画素、B(青)副画素に加え、W(白)画素を加えた、所謂RGBW方式の表示パネルを用いた表示装置が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2002−149116号公報
表示品質の向上に伴い、映像信号のビット深度、すなわち階調数が大きくなりつつあり、表示装置においても、より高い階調表現が望まれている。表示装置における階調表現は、表示パネルの表示階調に依存するため、表示パネルの表示階調よりも高い階調表現ができないという課題がある。
本発明は、表示パネルの表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る表示装置は、第1の色を表示する第1画素、第2の色を表示する第2画素、第3の色を表示する第3画素、及び第4の色を表示する第4画素をそれぞれ複数有する表示パネルと、前記第1の色、前記第2の色、及び前記第3の色の各階調データを含む画像信号を、前記第1の色、前記第2の色、及び前記第3の色の各階調データを含む第1信号、及び、前記第4の色の階調データを含む第2信号に変換して出力する信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、前記画像信号の各階調データが同じ値であるとき、前記第1信号の各階調データと前記第2信号の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。
図1は、実施形態1に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図2は、実施形態1に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 図3は、実施形態1に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図4は、実施形態1に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図5は、実施形態1の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。 図6は、実施形態1に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。 図7は、実施形態1に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。 図8Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のAに示す表示パターンを示す図である。 図8Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のBに示す表示パターンを示す図である。 図8Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のCに示す表示パターンを示す図である。 図9は、実施形態1の変形例に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 図10は、実施形態2に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 図11は、実施形態2に係る第1ビット演算部における階調処置の過程の一例を示す図である。 図12は、実施形態2に係る第2ビット演算部における階調処置の過程の一例を示す図である。 図13は、実施形態2の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。 図14は、実施形態2に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。 図15は、実施形態2に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。 図16Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のAに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のBに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のCに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のDに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のEに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のFに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のGに示す表示パターンの一例を示す図である。 図16Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のHに示す表示パターンの一例を示す図である。 図17は、実施形態3に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 図18は、実施形態3に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図19は、実施形態3に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図20は、実施形態3の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。 図21は、実施形態3に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。 図22は、実施形態3に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。 図23Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のAに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のBに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のCに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のDに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のEに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のFに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のGに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のHに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Iは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のIに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Jは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のJに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Kは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のKに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Lは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のLに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Mは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のMに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Nは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のNに示す表示パターンの一例を示す図である。 図23Oは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のOに示す表示パターンの一例を示す図である。 図24は、実施形態4に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 図25は、実施形態4に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図26は、実施形態4に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。 図27は、実施形態4の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。 図28は、実施形態4に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。 図29Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のAに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のBに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のCに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のDに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のEに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のFに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のGに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のHに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Iは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のIに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Jは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のJに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Kは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のKに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Lは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のLに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Mは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のMに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Nは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のNに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Oは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のOに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Pは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のPに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Qは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のQに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Rは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のRに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Sは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のSに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Tは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のTに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Uは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のUに示す表示パターンの一例を示す図である。 図29Vは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のVに示す表示パターンの一例を示す図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、実施形態1の表示装置1は、信号処理部100と、表示パネル30と、を備える。
表示パネル30は、画素40が2次元のマトリクス状(行列状)に配列された表示領域30aを有する。本実施形態において、表示パネル30は、画素40を構成する表示素子として液晶表示素子を用いた液晶表示パネルを例示している。表示パネル30は、表示素子として有機発光ダイオード(OLED: Organic Light Emitting Diode)を用いた有機EL表示パネルや無機発光ダイオード(マイクロLED(micro LED))を用いた無機ELディスプレイ等であっても良い。画素40を構成する表示素子の態様により本開示が限定されるものではない。
画素40は、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の3原色の各副画素に加え、W(白)副画素(第4画素)を含む複数の副画素で構成される。画素40を構成する各副画素については後述する。
また、表示パネル30は、信号出力回路31と、走査回路32と、を備える。信号出力回路31は、信号線DTLによって各画素40に含まれる各副画素と電気的に接続されている。信号出力回路31は、順次、各画素40に含まれる各副画素に出力信号を出力する。走査回路32は、走査線SCLによって各画素40に含まれる各副画素と電気的に接続されている。走査回路32は、各画素40に含まれる各副画素を選択し、各副画素の動作を制御するためのスイッチング素子(例えば、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor))のオン及びオフを制御する。
表示パネル30は、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)、及びW(白)副画素(第4画素)に対し、それぞれ所定のビット数の表示階調を有している。本実施形態では、表示パネル30の表示階調が256階調、すなわち、8ビット深度の階調表現が可能である例について説明するが、表示パネル30の表示階調は256階調に限るものではない。
本実施形態において、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の表示輝度と、W(白)副画素(第4画素)の表示輝度との比は、1:1である。換言すれば、1つの画素において白を表示するときの輝度を「1」とすると、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の輝度、及び、W(白)副画素(第4画素)の輝度は、それぞれ「0.5」となる。
図2は、実施形態1に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。信号処理部100は、画像処理部10と、階調処理部20と、を備える。
信号処理部100には、上位システムのホストIC200から、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の各階調データを含む画像信号が入力される。本実施形態では、画像信号のR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の各階調データが1副画素当たり8ビット深度である例について説明するが、画像信号の各階調データは8ビット深度に限るものではない。
画像処理部10は、入力されたR(赤)、G(緑)、B(青)の各色8ビット深度の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色9ビット深度の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の9ビット深度の階調データを含むW信号(第2信号)に変換する。画像処理部10における画像変換処理については、例えば、公知の特開2002−149116号公報に記載された手法を用いることができる。画像処理部10における画像変換処理の手法により、本開示が限定されるものではない。
具体的には、例えば、画像信号の各階調データが8ビット深度である場合、画像処理部10は、伸張処理等の内部演算処理によって端数が生じた分の1ビット分のデータを、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の各階調データに最下位ビットとして加える。これにより、画像処理部10は、ビット深度が増加した9ビット深度のRGB信号(第1信号)及び9ビット深度のW信号(第2信号)を出力する。
階調処理部20は、第1ビット演算部201及び第2ビット演算部202を備える。第1ビット演算部201は、画像処理部10から出力される9ビット深度のRGB信号に対し、後述する第1ビット演算処理を行い、8ビット深度のRGB信号を生成して出力する。第2ビット演算部202は、画像処理部10から出力される9ビット深度のW信号に対し、後述する第2ビット演算処理を行い、8ビット深度のW信号を生成して出力する。
次に、実施形態1に係る表示装置1の信号処理例について、図3乃至図6を参照して説明する。
図3は、実施形態1に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図4は、実施形態1に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図5は、実施形態1の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。図6は、実施形態1に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。
図3及び図4に示すように、信号処理部100に入力された画像信号に含まれるR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データは、画像処理部10における伸張処理等の画像処理の過程でビット数が増加する。実施形態1においては、画像処理部10に入力された8ビット深度(256階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データが、9ビット深度(512階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含むRGB信号、及び、9ビット深度(512階調)のW(白)の階調データを含むW信号に変換される場合を想定する。9ビット深度(512階調)の各階調データに変換されたRGB信号は、階調処理部20の第1ビット演算部201に入力される。9ビット深度(512階調)の階調データに変換されたW信号は、階調処理部20の第2ビット演算部202に入力される。ここで、9ビット深度の各階調データの最下位ビットを「0bit目」とし、最上位ビットを「8bit目」とする。このとき、図3及び図4に示すように、画像処理部10における画像処理後のRGB信号の各階調データ及びW信号の階調データの0bit目の値は、「0」及び「1」の何れか一方を取り得る。
階調処理部20の第1ビット演算部201は、9ビット深度(512階調)のRGB信号の各階調データを8ビット深度(256階調)に変換する。具体的に、第1ビット演算部201は、図3に示すように、9ビット深度(512階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの0bit目(最下位ビット)を切り捨てて8ビット深度とし、表示パネル30に出力する。
階調処理部20の第2ビット演算部202は、9ビット深度(512階調)のW信号の階調データを8ビット深度(256階調)に変換する。具体的に、第2ビット演算部202は、図4に示すように、9ビット深度(512階調)のW(白)の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目(最下位ビット)を切り捨てて8ビット深度とし、表示パネル30に出力する。なお、画像処理部10における画像処理後の9ビット深度(512階調)のW信号の階調データ「111111111」に対しては、階調処理部20の第2ビット演算部202の階調処理において、データ値「1」の加算を行わない(図中※印参照)。これにより、ビットオーバーフローを防ぐことができる。
以下、階調処理部20の第1ビット演算部201及び第2ビット演算部202における処理を、単に「階調処理」とも称する。
ここで、階調処理前のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが同じ値であるとき、階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。この階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに1だけずれた値となる場合に、8ビット深度、すなわち、256階調の階調表現が可能な表示パネル30において、各階調値の中間値を表現することができる。具体的には、8ビット深度(256階調)の中間値を表現することができるので、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30上において視認される見かけの階調を511段階とすることができる。
図5及び図6に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「127」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「127」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「127」とW(白)の階調データの階調値「127」とを加算すると「254」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30において表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.0」となる(図5及び図6のA参照)。
また、図5及び図6に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「127」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「128」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「127」とW(白)の階調データの階調値「128」とを加算すると「255」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30において表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.5」となる(図5及び図6のB参照)。
また、図5及び図6に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「128」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「128」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「128」とW(白)の階調データの階調値「128」とを加算すると「256」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30において表示される画像の見かけ上の表示階調値は「128.0」となる(図5及び図6のC参照)。
このように、本実施形態では、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30において、各階調値の中間値を表現することができる。これにより、表示パネル30上において視認される見かけの階調を511段階とすることができる。
図7は、実施形態1に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。
本実施形態において、表示パネル30の表示領域には、複数個の図7に示す画素40がX方向及びY方向に並び配列されている。
画素40は、R(赤)副画素40R(第1画素)、G(緑)副画素40G(第2画素)、B(青)副画素40B(第3画素)、及びW(白)副画素40W(第4画素)を有している。各副画素40R,40G,40B,40Wの表示階調は256階調、すなわち8ビット深度の階調表現が可能である。
図8Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のAに示す表示パターンを示す図である。図8Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のBに示す表示パターンを示す図である。図8Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図5及び図6のCに示す表示パターンを示す図である。なお、図8A乃至図8Cに示す例では、R副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示輝度とW副画素40Wの表示輝度との比を1:1としている。
図8A乃至図8Cに示す例において、網掛けされている副画素の表示階調が「127」、白抜きされている副画素の表示階調が「128」である。
図8Aに示す表示パターンAにおいて、R副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127」とW副画素40Wの表示階調「127」とを加算すると「254」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.0」となる。
また、図8Bに示す表示パターンBにおいて、R副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127」とW副画素40Wの表示階調「128」とを加算すると「255」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.5」となる。
また、図8Cに示す表示パターンCにおいて、R副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128」とW副画素40Wの表示階調「128」とを加算すると「256」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「128.0」となる。
上述したように、本実施形態において、階調処理部20の第1ビット演算部201は、9ビット深度(512階調)のRGB信号の各階調データの0bit目を切り捨てて8ビット深度(256階調)とし、表示パネル30に出力する。また、階調処理部20の第2ビット演算部202は、9ビット深度(512階調)のW信号の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて8ビット深度(256階調)とし、表示パネル30に出力する。これにより、表示階調数が256、すなわち8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30上において視認される見かけの階調を511段階とすることができる。
なお、階調処理部20の第1ビット演算部201において、9ビット深度(512階調)のRGB信号の各階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて8ビット深度(256階調)とし、階調処理部20の第2ビット演算部202において、9ビット深度(512階調)のW信号の階調データの0bit目を切り捨てて8ビット深度(256階調)とする態様であっても良い。
(変形例)
図9は、実施形態1の変形例に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。図9に示す実施形態1の変形例では、表示装置1aの信号処理部100aに入力される画像信号のR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の各階調データが1副画素当たり9ビット深度である例について説明する。
図9に示す実施形態1の変形例では、画像処理部10aにおける画像変換処理において、伸張処理等の内部演算処理によって生じる端数の影響を受けない。すなわち、図9に示す実施形態1の変形例において、画像信号の各階調データが同じ値であるとき、画像処理部10aから出力される9ビット深度のRGB信号(第1信号)の各階調データと9ビット深度のW信号(第2信号)の階調データとが同じ値となる。この場合、画像信号の各階調データを1ステップずつ増加させると、階調処理部20から出力される階調処理後の9ビット深度のRGB信号(第1信号)の各階調データと9ビット深度のW信号(第2信号)の階調データとが交互に増加し、画像信号の各階調データを1ステップずつ減少させると、階調処理部20から出力される階調処理後の9ビット深度のRGB信号(第1信号)の各階調データと9ビット深度のW信号(第2信号)の階調データとが交互に減少する。
なお、図9では、表示装置1aの信号処理部100aに入力される画像信号のR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の各階調データが1副画素当たり9ビット深度である例を示したが、画像信号のR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の各階調データが1副画素当たり10ビット深度あるいはそれ以上であっても同様である。
以上説明したように、実施形態1及び実施形態1の変形例に係る表示装置1,1aは、R(赤)副画素40R(第1画素)、G(緑)副画素40G(第2画素)、B(青)副画素40B(第3画素)の3原色の各副画素に加え、W(白)副画素40W(第4画素)を含む複数の画素40で構成される表示パネル30と、R(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の階調データを含むW信号(第2信号)に変換して出力する信号処理部100と、を備える。信号処理部100は、画像信号の各階調データが同じ値であるとき、RGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。信号処理部100は、第1ビット深度(9ビット深度)のRGB信号(第1信号)及びW信号(第2信号)の階調データを、第1ビット深度よりも小さい第2ビット深度(8ビット深度)に変換する階調処理部20を備える。
上記構成において、階調処理部20は、第1ビット深度(9ビット深度)のRGB信号(第1信号)の各階調データの0bit目を切り捨てて第2ビット深度(8ビット深度)とし、第1ビット深度(9ビット深度)のW信号(第2信号)の階調データに1を加算した後、0bit目を切り捨てて第2ビット深度(8ビット深度)とする。
又は、階調処理部20は、第1ビット深度(9ビット深度)のRGB信号(第1信号)の各階調データに1を加算した後、0bit目を切り捨てて第2ビット深度(8ビット深度)とし、第1ビット深度(9ビット深度)のW信号(第2信号)の階調データの0bit目を切り捨てて第2ビット深度(8ビット深度)とする。
これにより、第2ビット深度(8ビット深度、すなわち256階調)の階調表現が可能な表示パネル30において、各階調値の中間値を表現することができ、表示パネル30上において視認される見かけの階調を増加させることができる。換言すれば、表示パネル30の表示階調よりも高い階調表現が可能となる。
本実施形態により、表示パネル30の表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置1,1aを得ることができる。
なお、上述した実施形態1では、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の表示輝度と、W(白)副画素(第4画素)の表示輝度との比が1:1である場合について説明したが、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の表示輝度と、W(白)副画素(第4画素)の表示輝度との比はこれに限るものではなく、例えば、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)の表示輝度と、W(白)副画素(第4画素)の表示輝度との比が1:0.5等の不均等であっても良い。この場合でも、画像信号の各階調データを増加させることで表示輝度は増加し、画像信号の各階調データを減少させることで表示輝度は減少する。すなわち、画像信号の変化に対する表示輝度の逆転現象は生じない。
(実施形態2)
図10は、実施形態2に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る表示装置1bは、1フレームの画像を複数のサブフレームに時分割して表示を行うフレームレートコントロール(FRC:Frame Rate Control)処理を行う構成である。図10に示すように、実施形態2に係る表示装置1bは、階調処理部20bの後段に、FRC制御部50を備える。
FRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理については、公知の手法を用いることができる。FRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理の手法により、本開示が限定されるものではないが、FRC制御部50は、例えば、1フレームの画像を4つのサブフレームに時分割して表示を行う場合、2ビット分の階調表現の拡張が可能である。すなわち、図10に示すように、表示パネル30bの表示階調が256階調、すなわち、表示パネル30bにおいて表示可能な入力信号が8ビット深度である場合には、FRC制御部50によるフレームレートコントロール処理により10ビット深度(2048階調)の階調表現が可能である。
画像処理部10bは、入力されたR(赤)、G(緑)、B(青)の各色8ビット深度の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色11ビット深度の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の11ビット深度の階調データを含むW信号(第2信号)に変換する。
具体的に、画像処理部10bは、伸張処理等の内部演算処理によって端数が生じた分の3ビット分のデータを、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の各階調データに下位3ビットとして加える。これにより、画像処理部10bは、ビット深度が増加した11ビット深度のRGB信号(第1信号)及び11ビット深度のW信号(第2信号)を出力する。
次に、実施形態2に係る表示装置1bの信号処理例について、図11乃至図14を参照して説明する。
図11は、実施形態2に係る第1ビット演算部における階調処置の過程の一例を示す図である。図12は、実施形態2に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図13は、実施形態2の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。図14は、実施形態2に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。
図11及び図12に示すように、信号処理部100bに入力された画像信号に含まれるR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データは、画像処理部10bにおける伸張処理等の画像処理の過程でビット数が増加する。実施形態2においては、画像処理部10bに入力された8ビット深度(256階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データが、11ビット深度(2048階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含むRGB信号、及び、11ビット深度(2048階調)のW(白)の階調データを含むW信号に変換される場合を想定する。11ビット深度(2048階調)の各階調データに変換されたRGB信号は、階調処理部20bの第1ビット演算部201bに入力される。11ビット深度(2048階調)の階調データに変換されたW信号は、階調処理部20bの第2ビット演算部202bに入力される。ここで、11ビット深度の各階調データの最下位ビットを「0bit目」とし、最上位ビットを「10bit目」とする。このとき、図11及び図12に示すように、画像処理部10bにおける画像処理後のRGB信号の各階調データ及びW信号の階調データの2bit目、1bit目、0bit目の値は、「000」、「001」、「010」、「011」、「100」、「101」、「110」、「111」を取り得る。
階調処理部20bの第1ビット演算部201bは、11ビット深度(2048階調)のRGB信号の各階調データを10ビット深度(1024階調)に変換する。具体的に、第1ビット演算部201bは、図11に示すように、11ビット深度(2048階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの0bit目(最下位ビット)を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とし、表示パネル30bに出力する。
階調処理部20bの第2ビット演算部202bは、11ビット深度(2048階調)のW信号の階調データを10ビット深度(1024階調)に変換する。具体的に、第2ビット演算部202bは、図12に示すように、11ビット深度(2048階調)のW(白)の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目(最下位ビット)を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とし、表示パネル30bに出力する。なお、画像処理部10bにおける画像処理後の11ビット深度(2048階調)のW信号の階調データ「11111111111」に対しては、階調処理部20bの第2ビット演算部202bの階調処理において、データ値「1」の加算を行わない。これにより、ビットオーバーフローを防ぐことができる。
ここで、階調処理前のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが同じ値であるとき、階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。この階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに1だけずれた値となる場合に、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bを、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理により10ビット深度(1024階調)の階調表現を可能とした構成において、各階調値の中間値を表現することができる。本実施形態では、10ビット深度(1024階調)の中間値を表現することができるので、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30b上において視認される見かけの階調を2047段階とすることができる。
図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「508」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「508」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「508」とW(白)の階調データの階調値「508」とを加算すると「1016」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.000」となる(図13及び図14のA参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「508」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「509」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「508」とW(白)の階調データの階調値「509」とを加算すると「1017」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.125」となる(図13及び図14のB参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「509」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「509」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「509」とW(白)の階調データの階調値「509」とを加算すると「1018」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.250」となる(図13及び図14のC参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「509」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「510」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「509」とW(白)の階調データの階調値「510」とを加算すると「1019」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.375」となる(図13及び図14のD参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「510」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「510」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「510」とW(白)の階調データの階調値「510」とを加算すると「1020」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.500」となる(図13及び図14のE参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「510」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「511」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「510」とW(白)の階調データの階調値「511」とを加算すると「1021」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.625」となる(図13及び図14のF参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「511」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「511」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「511」とW(白)の階調データの階調値「511」とを加算すると「1022」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.750」となる(図13及び図14のG参照)。
また、図13及び図14に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「511」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「512」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「511」とW(白)の階調データの階調値「512」とを加算すると「1023」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により表示される画像の見かけ上の表示階調値は「127.875」となる(図13及び図14のH参照)。
このように、本実施形態では、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、上述したFRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により10ビット深度(1024階調)の各階調値の中間値を表現することができる。これにより、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30a上において視認される見かけの階調を2047段階とすることができる。
図15は、実施形態2に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。
本実施形態において、表示パネル30bは、複数のR(赤)副画素40R(第1画素)、G(緑)副画素40G(第2画素)、B(青)副画素40B(第3画素)、及びW(白)副画素40W(第4画素)をそれぞれ複数有する画素群41を1つのグループとして表示を行う。各副画素40R,40G,40B,40Wの表示階調は256階調、すなわち、8ビット深度の階調表現が可能である。図15に示す例では、8組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bと8個のW副画素40Wとを組み合わせて1つの画素群41とし、1024階調、すなわち、10ビット深度の階調表現を可能とした構成を示している。
図16Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のAに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のBに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のCに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のDに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のEに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のFに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のGに示す表示パターンの一例を示す図である。図16Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図13及び図14のHに示す表示パターンの一例を示す図である。なお、図16A乃至図16Hに示す例では、1組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bと1つのW副画素40Wとで画素40を構成し、1組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示輝度と1つのW副画素40Wの表示輝度との比を1:1としている。また、図16A乃至図16Hに示す各表示パターンは一例であって、図16A乃至図16Hに示す例に限るものではない。
本実施形態では、図16A乃至図16Hに示すように、1フレームの画像を4つのサブフレームに時分割して表示を行う。具体的に、FRC制御部50は、図15に示す画素群41に対し、図16A乃至図16Hに示すサブフレーム1、サブフレーム2、サブフレーム3、サブフレーム4の順に表示する。これにより、表示パネル30bの表示階調が256階調である場合には、FRC制御部50によるフレームレートコントロール処理により10ビット深度(1024階調)の階調表現が可能である。
図16A乃至図16Hに示す例において、網掛けされている副画素の表示階調が「127」、白抜きされている副画素の表示階調が「128」である。
図16Aに示す表示パターンAにおいて、8組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×8」と8個のW副画素40Wの表示階調「127×8」とを加算すると「2032」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2032/8=254.000」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.000」となる。
また、図16Bに示す表示パターンBにおいて、8組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×8」と6個のW副画素40Wの表示階調「127×6」と2個のW副画素40Wの表示階調「128×2」を加算すると「2034」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2034/8=254.250」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.125」となる。
また、図16Cに示す表示パターンCにおいて、6組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×6」と2組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×2」と6個のW副画素40Wの表示階調「127×6」と2個のW副画素40Wの表示階調「128×2」を加算すると「2036」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2036/8=254.500」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.250」となる。
また、図14Dに示す表示パターンDにおいて、6組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×6」と2組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×2」と4個のW副画素40Wの表示階調「127×4」と4個のW副画素40Wの表示階調「128×4」を加算すると「2038」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2038/8=254.750」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.375」となる。
また、図14Eに示す表示パターンEにおいて、4組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×4」と4組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×4」と4個のW副画素40Wの表示階調「127×4」と4個のW副画素40Wの表示階調「128×4」を加算すると「2040」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2040/8=255.000」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.500」となる。
また、図14Fに示す表示パターンFにおいて、4組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×4」と4組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×4」と2個のW副画素40Wの表示階調「127×2」と6個のW副画素40Wの表示階調「128×6」を加算すると「2042」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2042/8=255.250」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.675」となる。
また、図14Gに示す表示パターンGにおいて、2組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×2」と6組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×6」と2個のW副画素40Wの表示階調「127×2」と6個のW副画素40Wの表示階調「128×6」を加算すると「2044」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2044/8=255.500」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.750」となる。
また、図14Hに示す表示パターンHにおいて、2組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「127×2」と6組のR副画素40R、G副画素40G、B副画素40Bの表示階調「128×6」と8個のW副画素40Wの表示階調「128×8」を加算すると「2046」となり、画素群41を構成する1つの画素40当たりの表示階調は「2046/8=255.750」となる。このとき、8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な画素40における見かけ上の表示階調値は「127.875」となる。
上述したように、本実施形態において、階調処理部20bの第1ビット演算部201bは、11ビット深度(2048階調)のRGB信号の各階調データの0bit目を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とし、階調処理部20bの第2ビット演算部202bは、11ビット深度(2048階調)のW信号の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とする。FRC制御部50は、10ビット深度(1024階調)のRGB信号及びW信号に対してフレームレートコントロール処理を行い、表示パネル30bに出力する。これにより、表示階調数が256、すなわち8ビット深度(256階調)の階調表現が可能な表示パネル30b上において視認される見かけの階調を2047段階とすることができる。
なお、階調処理部20bの第1ビット演算部201bにおいて、11ビット深度(2048階調)のRGB信号の各階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とし、階調処理部20bの第2ビット演算部202bにおいて、11ビット深度(2048階調)のW信号の階調データの0bit目を切り捨てて10ビット深度(1024階調)とする態様であっても良い。
以上説明したように、実施形態2に係る表示装置1bは、1フレームの画像を複数のサブフレームに時分割して表示パネル30bに供給するFRC制御部50をさらに備える。FRC制御部50は、RGB信号(第1信号)の各階調データ及びW信号(第2信号)の階調データに応じた複数の表示パターンで表示パネル30bに表示する。
これにより、第2ビット深度(8ビット深度、すなわち256階調)の階調表現が可能な表示パネル30bにおいて、FRC制御部50におけるフレームレートコントロール処理後の信号により10ビット深度(1024階調)の各階調値の中間値を表現することができ、表示パネル30b上において視認される見かけの階調を実施形態1よりも増加させることができる。
本実施形態により、表示パネル30bの表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置1bを得ることができる。
(実施形態3)
図17は、実施形態3に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。図17に示すように、実施形態3に係る表示装置1cにおいて、表示パネル30cは、画素内に2値(論理値「1」又は論理値「0」)のデータを記憶可能なメモリを有する、所謂MIP(Memory In Pixel)方式を採用したMIPパネルである。また、表示パネル30cにおける画素を構成する、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)、及びW(白)副画素(第4画素)は、それぞれ同一の面積比を有する複数のセグメントで構成され、各セグメントのオン状態及びオフ状態の組み合わせにより、各副画素における複数階調の表示を実現する、所謂面積階調方式の構成である。本実施形態では、表示パネル30cの表示階調が8階調、すなわち、3ビット深度の階調表現が可能である例について説明するが、表示パネル30cの表示階調は8階調に限るものではない。
表示パネル30cにおける面積階調方式については、公知の手法を用いることができる。表示パネル30cにおける面積階調方式により、本開示が限定されるものではないが、本実施形態において、表示パネル30cは、例えば、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素がそれぞれ1:2:4の面積比を有する3つのセグメントで構成され、画素の表示階調数が8、すなわちビット深度が3ビットである例について説明する。なお、各副画素の表示階調のビット深度は8ビットに限るものではない。
画像処理部10cは、入力されたR(赤)、G(緑)、B(青)の各色8ビット深度の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色4ビット深度の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の4ビット深度の階調データを含むW信号(第2信号)に変換する。
具体的に、画像処理部10cは、伸張処理等の内部演算処理によってビット深度が増加したRGB信号(第1信号)の各階調データ及びW信号(第2信号)の階調データの下位ビットを切り捨てた上位4ビット深度の階調データを出力する。
次に、実施形態3に係る表示装置1cの信号処理例について、図18乃至図21を参照して説明する。
図18は、実施形態3に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図19は、実施形態3に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図20は、実施形態3の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。図21は、実施形態3に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。
図18及び図19に示すように、信号処理部100cに入力された画像信号に含まれるR(赤)、G(緑)、B(青)の8ビット深度(256階調)の各階調データは、画像処理部10cにおいてR(赤)、G(緑)、B(青)の4ビット深度(16階調)の各階調データを含むRGB信号、及び、W(白)の4ビット深度(16階調)の階調データを含むW信号に変換される。4ビット深度(16階調)の各階調データに変換されたRGB信号は、階調処理部20cの第1ビット演算部201cに入力される。4ビット深度(16階調)の階調データに変換されたW信号は、階調処理部20cの第2ビット演算部202cに入力される。図18及び図19では、8ビット深度(256階調)のRGB信号の各階調データの3bit目以下を切り捨てて4ビット深度(16階調)とし、8ビット深度(256階調)のW信号の階調データの3bit目以下を切り捨てて4ビット深度(16階調)とした例を示している。
階調処理部20cの第1ビット演算部201cは、4ビット深度(16階調)のRGB信号の各階調データを3ビット深度(8階調)に変換する。具体的に、第1ビット演算部201cは、図18に示すように、4ビット深度(16階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの0bit目(最下位ビット)を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30cに出力する。
階調処理部20cの第2ビット演算部202cは、4ビット深度(16階調)のW信号の階調データを3ビット深度(8階調)に変換する。具体的に、第2ビット演算部202cは、図19に示すように、4ビット深度(16階調)のW(白)の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目(最下位ビット)を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30cに出力する。なお、画像処理部10cから出力される4ビット深度(16階調)のW信号の階調データ「1111」に対しては、階調処理部20cの第2ビット演算部202cの階調処理において、データ値「1」の加算を行わない。これにより、ビットオーバーフローを防ぐことができる。
ここで、階調処理前のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが同じ値であるとき、階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。この階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに1だけずれた値となる場合に、3ビット深度、すなわち、8階調の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて、各階調値の中間値を表現することができる。具体的には、3ビット深度(8階調)の中間値を表現することができるので、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30c上において視認される見かけの階調を15段階とすることができる。
図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「0」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「0」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「0」とW(白)の階調データの階調値「0」とを加算すると「0」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「0.0」となる(図20及び図21のA参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「0」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「1」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「0」とW(白)の階調データの階調値「1」とを加算すると「1」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「0.5」となる(図20及び図21のB参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「1」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「1」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「1」とW(白)の階調データの階調値「1」とを加算すると「2」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「1.0」となる(図20及び図21のC参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「1」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「2」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「1」とW(白)の階調データの階調値「2」とを加算すると「3」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「1.5」となる(図20及び図21のD参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「2」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「2」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「2」とW(白)の階調データの階調値「2」とを加算すると「4」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「2.0」となる(図20及び図21のE参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「2」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「3」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「2」とW(白)の階調データの階調値「3」とを加算すると「5」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「2.5」となる(図20及び図21のF参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「3」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「3」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「3」とW(白)の階調データの階調値「3」とを加算すると「6」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「3.0」となる(図20及び図21のG参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「3」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「4」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「3」とW(白)の階調データの階調値「4」とを加算すると「7」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「3.5」となる(図20及び図21のH参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「4」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「4」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「4」とW(白)の階調データの階調値「4」とを加算すると「8」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「4.0」となる(図20及び図21のI参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「4」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「5」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「4」とW(白)の階調データの階調値「5」とを加算すると「9」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「4.5」となる(図20及び図21のJ参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「5」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「5」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「5」とW(白)の階調データの階調値「5」とを加算すると「10」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「5.0」となる(図20及び図21のK参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「5」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「6」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「5」とW(白)の階調データの階調値「6」とを加算すると「11」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「5.5」となる(図20及び図21のL参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「6」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「6」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「6」とW(白)の階調データの階調値「6」とを加算すると「12」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「6.0」となる(図20及び図21のM参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「6」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「7」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「6」とW(白)の階調データの階調値「7」とを加算すると「13」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「6.5」となる(図20及び図21のN参照)。
また、図20及び図21に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値が「7」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「7」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値「7」とW(白)の階調データの階調値「7」とを加算すると「14」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「7.0」となる(図20及び図21のO参照)。
このように、本実施形態では、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて、各階調値の中間値を表現することができる。これにより、図20及び図21に示すように、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30c上において視認される見かけの階調を15段階とすることができる。
図22は、実施形態3に係る表示パネルの画素構成の一例を示す図である。
本実施形態において、表示パネル30cの画素42は、R(赤)副画素(第1画素)を構成するセグメント40R1,40R2,40R3、G(緑)副画素(第2画素)を構成するセグメント40G1,40G2,40G3、B(青)副画素(第3画素)を構成するセグメント40B1,40B2,40B3、及びW(白)副画素(第4画素)を構成するセグメント40W1,40W2,40W3を有している。
セグメント40R1,40G1,40B1,40W1は、それぞれ略同一の面積を有している。セグメント40R2,40G2,40B2,40W2は、それぞれ略同一の面積を有している。セグメント40R3,40G3,40B3,40W3は、それぞれ略同一の面積を有している。
また、本実施形態では、セグメント40R1,40G1,40B1,40W1と、セグメント40R2,40G2,40B2,40W2と、セグメント40R3,40G3,40B3,40W3との面積比を1:2:4としている。
また、本実施形態では、R副画素、G副画素、B副画素の表示輝度とW副画素の表示輝度との比を1:1としている。具体的に、セグメント40R1,40G1,40B1の表示輝度とセグメント40W1の表示輝度との比、セグメント40R2,40G2,40B2の表示輝度とセグメント40W2の表示輝度との比、セグメント40R3,40G3,40B3の表示輝度とセグメント40W3の表示輝度との比を、それぞれ1:1としている。
実施形態3に係る表示パネル30cの画素42は、上述した画素構成において、セグメント40R1,40G1,40B1,40W1を点灯させることにより、1階調分の表現が可能である。また、セグメント40R2,40G2,40B2,40W2を点灯させることにより、2階調分の表現が可能である。また、セグメント40R3,40G3,40B3,40W3を点灯させることにより、4階調分の表現が可能である。これらセグメント40R1,40G1,40B1,40W1、セグメント40R2,40G2,40B2,40W2、セグメント40R3,40G3,40B3,40W3の点灯/非点灯を切り替えることにより、3ビット深度(8階調)の階調表現を可能としている。なお、図22に示す各セグメントの形状は一例であって、図22に示す例に限るものではない。
図23Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のAに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図19のBに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図18及び図21のCに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のDに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のEに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のFに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のGに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のHに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Iは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のIに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Jは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のJに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Kは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のKに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Lは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のLに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Mは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のMに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Nは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のNに示す表示パターンの一例を示す図である。図23Oは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図20及び図21のOに示す表示パターンの一例を示す図である。なお、図23A乃至図23Oに示す各表示パターンは一例であって、図23A乃至図23Oに示す例に限るものではない。
図23A乃至図23Oに示す例において、網掛けされているセグメント40R1,40G1,40B1,40W1の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R1,40G1,40B1,40W1の表示階調は「1」である。
また、図23A乃至図23Oに示す例において、網掛けされているセグメント40R2,40G2,40B2,40W2の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R2,40G2,40B2,40W2の表示階調は「2」である。
また、図23A乃至図23Oに示す例において、網掛けされているセグメント40R3,40G3,40B3,40W3の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R3,40G3,40B3,40W3の表示階調は「4」である。
図23Aに示す表示パターンAでは、全ての副画素の表示階調が「0」となり、画素42の階調値は「0」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「0.0」となる。
また、図23Bに示す表示パターンBでは、セグメント40W1の表示階調が「1」となる。この結果として、画素42の階調値は「1」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「0.5」となる。
また、図23Cに示す表示パターンCでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40W1の表示階調が「1」となる。この結果として、画素42の階調値は「2」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「1.0」となる。
また、図23Dに示す表示パターンDでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「3」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「1.5」となる。
また、図23Eに示す表示パターンEでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「4」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「2.0」となる。
また、図23Fに示す表示パターンFでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「5」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「2.5」となる。
また、図23Gに示す表示パターンGでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「6」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「3.0」となる。
また、図23Hに示す表示パターンHでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「7」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「3.5」となる。
また、図23Iに示す表示パターンIでは、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「8」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「4.0」となる。
また、図23Jに示す表示パターンJでは、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「9」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「4.5」となる。
また、図23Kに示す表示パターンKでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「10」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「5.0」となる。
また、図23Lに示す表示パターンLでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「11」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「5.5」となる。
また、図23Mに示す表示パターンMでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「12」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「6.0」となる。
また、図23Nに示す表示パターンNでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「13」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「6.5」となる。
また、図23Oに示す表示パターンOでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「1」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「14」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「7.0」となる。
上述したように、本実施形態において、階調処理部20cの第1ビット演算部201cは、4ビット深度(16階調)のRGB信号の各階調データの0bit目を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30cに出力する。また、階調処理部20cの第2ビット演算部202cは、4ビット深度(16階調)のW信号の階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30cに出力する。これにより、画素42の表示階調数が8、すなわち3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30c上において視認される見かけの階調を15段階とすることができる。
特に、上述したように、例えば、表示パネル30cとして、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素がそれぞれ1:2:4の面積比を有する3つのセグメントで構成され、各セグメント毎に2値のデータを記憶可能なメモリを有するMIPパネルを採用した構成において、R副画素、G副画素、B副画素の表示輝度とW副画素の表示輝度との比が1:1である構成に好適である。
なお、階調処理部20cの第1ビット演算部201cにおいて、4ビット深度(16階調)のRGB信号の各階調データにデータ値「1」を加算した後、0bit目を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、階調処理部20cの第2ビット演算部202cにおいて、4ビット深度(16階調)のW信号の階調データの0bit目を切り捨てて3ビット深度(8階調)とする態様であっても良い。
以上説明したように、実施形態3に係る表示装置1cにおいて、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)、及びW(白)副画素(第4画素)は、それぞれ所定の面積比を有する複数のセグメントで構成され、セグメント毎に2値のデータを記憶可能なメモリを有する。表示パネル30cは、RGB信号(第1信号)の各階調データ及びW信号(第2信号)の階調データに応じた複数の表示パターンで表示する。
これにより、第2ビット深度(3ビット深度、すなわち8階調)の階調表現が可能な表示パネル30cにおいて、各階調値の中間値を表現することができ、表示パネル30c上において視認される見かけの階調を増加させることができる。換言すれば、表示パネル30cの表示階調よりも高い階調表現が可能となる。
本実施形態により、表示パネル30cの表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置1cを得ることができる。
(実施形態4)
図24は、実施形態4に係る信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。図24に示すように、実施形態4に係る表示装置1dにおいて、表示パネル30dは、実施形態3において説明した表示装置1cの表示パネル30cと同様に、画素内に2値のデータを記憶可能なメモリを有するMIP方式を採用したMIPパネルである。なお、実施形態4に係る表示パネル30dの画素構成は実施形態3と同一であるが、本実施形態では、R副画素、G副画素、B副画素の表示輝度とW副画素の表示輝度との比を2:1としている点で、実施形態3とは異なっている。具体的に、本実施形態では、セグメント40R1,40G1,40B1の表示輝度とセグメント40W1の表示輝度との比、セグメント40R2,40G2,40B2の表示輝度とセグメント40W2の表示輝度との比、セグメント40R3,40G3,40B3の表示輝度とセグメント40W3の表示輝度との比を、それぞれ2:1としている。
画像処理部10dは、入力されたR(赤)、G(緑)、B(青)の各色8ビット深度の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色5ビット深度の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の5ビット深度の階調データを含むW信号(第2信号)に変換する。
具体的に、画像処理部10dは、伸張処理等の内部演算処理によってビット深度が増加したRGB信号(第1信号)の各階調データ及びW信号(第2信号)の階調データの下位ビットを切り捨てた上位5ビット深度の階調データを出力する。
次に、実施形態4に係る表示装置1cの信号処理例について、図25乃至図28を参照して説明する。
図25は、実施形態4に係る第1ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図26は、実施形態4に係る第2ビット演算部における階調処理の過程の一例を示す図である。図27は、実施形態4の表示パネル上において視認される表示階調値を示す図である。図28は、実施形態4に係る表示装置における各部階調と表示パネル上において視認される表示階調値との関係を模式的に示す図である。
図25及び図26に示すように、信号処理部100dに入力された画像信号に含まれるR(赤)、G(緑)、B(青)の8ビット深度(256階調)の各階調データは、画像処理部10cにおいてR(赤)、G(緑)、B(青)の5ビット深度(32階調)の各階調データを含むRGB信号、及び、W(白)の5ビット深度(32階調)のW信号に変換される。5ビット深度(32階調)の各階調データに変換されたRGB信号は、階調処理部20dの第1ビット演算部201dに入力される。5ビット深度(32階調)の階調データに変換されたW信号は、階調処理部20dの第2ビット演算部202dに入力される。図25及び図26では、8ビット深度(256階調)のRGB信号の各階調データの2bit目以下を切り捨てて5ビット深度(32階調)とし、8ビット深度(256階調)のW信号の階調データの2bit目以下を切り捨てて5ビット深度(32階調)とした例を示している。
階調処理部20dの第1ビット演算部201dは、5ビット深度(32階調)のRGB信号の各階調データを3ビット深度(8階調)に変換する。具体的に、第1ビット演算部201dは、図25に示すように、5ビット深度(32階調)のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの1bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30dに出力する。なお、R(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データ「111**」に対しては、階調処理部20dの第1ビット演算部201dの階調処理において、当該階調データの1bit目の値の2bit目の値への加算を行わない。これにより、ビットオーバーフローを防ぐことができる。
階調処理部20dの第2ビット演算部202dは、5ビット深度(32階調)のW信号の階調データを3ビット深度(8階調)に変換する。具体的に、第2ビット演算部202dは、図26に示すように、5ビット深度(32階調)のW(白)の階調データの0bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30dに出力する。なお、W(白)の階調データ「111**」に対しては、階調処理部20dの第2ビット演算部202dの階調処理において、当該階調データの0bit目の値の2bit目の値への加算を行わない。これにより、ビットオーバーフローを防ぐことができる。
ここで、階調処理前のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが同じ値であるとき、階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。この階調処理後のRGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに1だけずれた値となる場合に、3ビット深度、すなわち、8階調の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて、各階調値の中間値を表現することができる。
図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「0」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「0」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「0」とW(白)の階調データの階調値「0」とを加算すると「0」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「0.00」となる(図27及び図28のA参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「0」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「1」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「0」とW(白)の階調データの階調値「1」とを加算すると「1」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「0.33」となる(図27及び図28のB参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「2」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「0」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「2」とW(白)の階調データの階調値「0」とを加算すると「2」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「0.67」となる(図27及び図28のC参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「2」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「1」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「2」とW(白)の階調データの階調値「1」とを加算すると「3」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「1.00」となる(図27及び図28のD参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「2」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「2」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「2」とW(白)の階調データの階調値「2」とを加算すると「4」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「1.33」となる(図27及び図28のE参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「4」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「1」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「4」とW(白)の階調データの階調値「1」とを加算すると「5」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「1.67」となる(図27及び図28のF参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「4」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「2」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「4」とW(白)の階調データの階調値「2」とを加算すると「6」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「2.00」となる(図27及び図28のG参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「4」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「3」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「4」とW(白)の階調データの階調値「3」とを加算すると「7」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「2.33」となる(図27及び図28のH参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「6」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「2」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「6」とW(白)の階調データの階調値「2」とを加算すると「8」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「2.67」となる(図27及び図28のI参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「6」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「3」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「6」とW(白)の階調データの階調値「3」とを加算すると「9」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「3.00」となる(図27及び図28のJ参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「6」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「4」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「6」とW(白)の階調データの階調値「4」とを加算すると「10」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「3.33」となる(図27及び図28のK参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「8」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「3」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「8」とW(白)の階調データの階調値「3」とを加算すると「11」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「3.67」となる(図27及び図28のL参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「8」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「4」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「8」とW(白)の階調データの階調値「4」とを加算すると「12」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「4.00」となる(図27及び図28のM参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「8」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「5」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「8」とW(白)の階調データの階調値「5」とを加算すると「13」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「4.33」となる(図27及び図28のN参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「10」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「4」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「10」とW(白)の階調データの階調値「4」とを加算すると「14」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「4.67」となる(図27及び図28のO参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「10」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「5」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「10」とW(白)の階調データの階調値「5」とを加算すると「15」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「5.00」となる(図27及び図28のP参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「10」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「6」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「10」とW(白)の階調データの階調値「6」とを加算すると「16」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「5.33」となる(図27及び図28のQ参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「12」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「5」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「12」とW(白)の階調データの階調値「5」とを加算すると「17」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「5.67」となる(図27及び図28のR参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「12」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「6」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「12」とW(白)の階調データの階調値「6」とを加算すると「18」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「6.00」となる(図27及び図28のS参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「12」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「7」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「12」とW(白)の階調データの階調値「7」とを加算すると「19」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「6.33」となる(図27及び図28のT参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「14」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「6」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「14」とW(白)の階調データの階調値「6」とを加算すると「20」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「6.67」となる(図27及び図28のU参照)。
また、図27及び図28に示すように、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値が「14」、階調処理後のW(白)の階調データの階調値が「7」であるとき、階調処理後のR(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データの階調値×2の値「14」とW(白)の階調データの階調値「7」とを加算した「21」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて表示される画像の見かけ上の表示階調値は「7.00」となる(図27及び図28のV参照)。
このように、本実施形態では、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて、各階調値の中間値を表現することができる。これにより、図27及び図28に示すように、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30d上において視認される見かけの階調を22段階とすることができる。
図29Aは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のAに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Bは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のBに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Cは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のCに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Dは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のDに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Eは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のEに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Fは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のFに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Gは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のGに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Hは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のHに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Iは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のIに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Jは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のJに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Kは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のKに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Lは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のLに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Mは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のMに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Nは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のNに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Oは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のOに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Pは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のPに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Qは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のQに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Rは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のRに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Sは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のSに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Tは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のTに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Uは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のUに示す表示パターンの一例を示す図である。図29Vは、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素の図27及び図28のVに示す表示パターンの一例を示す図である。なお、図29A乃至図29Vに示す各表示パターンは一例であって、図29A乃至図29Vに示す例に限るものではない。
上述したように、本実施形態において、図29A乃至図29Vに示す例では、セグメント40R1,40G1,40B1の表示輝度とセグメント40W1の表示輝度との比、セグメント40R2,40G2,40B2の表示輝度とセグメント40W2の表示輝度との比、セグメント40R3,40G3,40B3の表示輝度とセグメント40W3の表示輝度との比を、それぞれ2:1としている。
図29A乃至図29Vに示す例において、網掛けされているセグメント40R1,40G1,40B1,40W1の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R1,40G1,40B1の表示階調は「2」、白抜きされているセグメント40W1の表示階調は「1」である。
また、図29A乃至図29Vに示す例において、網掛けされているセグメント40R2,40G2,40B2,40W2の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R2,40G2,40B2の表示階調は「4」、白抜きされているセグメント40W2の表示階調は「2」である。
また、図29A乃至図29Vに示す例において、網掛けされているセグメント40R3,40G3,40B3,40W3の表示階調は「0」、白抜きされているセグメント40R3,40G3,40B3の表示階調は「8」、白抜きされているセグメント40W3の表示階調は「4」である。
図29Aに示す表示パターンAでは、全ての副画素の表示階調が「0」となり、画素42の階調値は「0」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「0.00」となる。
また、図29Bに示す表示パターンBでは、セグメント40W1の表示階調が「1」となる。この結果として、画素42の階調値は「1」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「0.33」となる。
また、図29Cに示す表示パターンCでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「2」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「0.67」となる。
また、図29Dに示す表示パターンDでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40W2の表示階調が「1」となる。この結果として、画素42の階調値は「3」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「1.00」となる。
また、図29Eに示す表示パターンEでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「4」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「1.33」となる。
また、図29Fに示す表示パターンFでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」となる。この結果として、画素42の階調値は「5」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「1.67」となる。
また、図29Gに示す表示パターンGでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「6」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「2.00」となる。
また、図29Hに示す表示パターンHでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「7」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「2.33」となる。
また、図29Iに示す表示パターンIでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「8」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「2.67」となる。
また、図29Jに示す表示パターンJでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「9」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「3.00」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「9」とする表示パターンは、図29Jに示す表示パターンJに限るものではなく、例えば、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」とした態様であっても良い。
また、図29Kに示す表示パターンKでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「10」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「3.33」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「10」とする表示パターンは、図29Kに示す表示パターンKに限るものではなく、例えば、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Lに示す表示パターンLでは、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」となる。この結果として、画素42の階調値は「11」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「3.67」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「11」とする表示パターンは、図29Lに示す表示パターンLに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」とした態様であっても良い。
また、図29Mに示す表示パターンMでは、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「12」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「4.00」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「12」とする表示パターンは、図29Mに示す表示パターンMに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Nに示す表示パターンNでは、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「13」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「4.33」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「13」とする表示パターンは、図29Nに示す表示パターンNに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Oに示す表示パターンOでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「14」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「4.67」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「14」とする表示パターンは、図29Oに示す表示パターンOに限るものではなく、例えば、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Pに示す表示パターンPでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「15」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「5.00」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「15」とする表示パターンは、図29Pに示す表示パターンPに限るものではなく、例えば、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Qに示す表示パターンQでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「16」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「5.33」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「16」とする表示パターンは、図29Qに示す表示パターンQに限るものではなく、例えば、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W3の表示階調を「4」とした態様であっても良い。
また、図29Rに示す表示パターンRでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「17」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「5.67」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「17」とする表示パターンは、図29Rに示す表示パターンRに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」、セグメント40W2の表示階調を「2」とした態様であっても良い。
また、図29Sに示す表示パターンSでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「18」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「6.00」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「18」とする表示パターンは、図29Sに示す表示パターンSに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W3の表示階調を「4」とした態様であっても良い。
また、図29Tに示す表示パターンTでは、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「19」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「6.33」となる。
なお、表示パネル30c上において視認される画素42の階調値を「19」とする表示パターンは、図29Tに示す表示パターンTに限るものではなく、例えば、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調を「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調を「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調を「8」、セグメント40W1の表示階調を「1」、セグメント40W3の表示階調を「4」とした態様であっても良い。
また、図29Uに示す表示パターンUでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「20」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「6.67」となる。
また、図29Vに示す表示パターンVでは、セグメント40R1,40G1,40B1の表示階調が「2」、セグメント40R2,40G2,40B2の表示階調が「4」、セグメント40R3,40G3,40B3の表示階調が「8」、セグメント40W1の表示階調が「1」、セグメント40W2の表示階調が「2」、セグメント40W3の表示階調が「4」となる。この結果として、画素42の階調値は「21」となる。このとき、3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な画素42における見かけ上の表示階調値は「7.00」となる。
上述したように、本実施形態において、階調処理部20dの第1ビット演算部201dは、5ビット深度(32階調)のRGB信号の各階調データの1bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30dに出力する。また、階調処理部20dの第2ビット演算部202dは、5ビット深度(32階調)のW信号の階調データの0bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、表示パネル30dに出力する。これにより、画素42の表示階調数が8、すなわち3ビット深度(8階調)の階調表現が可能な表示パネル30d上において視認される見かけの階調を22段階とすることができる。
特に、上述したように、例えば、表示パネル30dとして、R副画素、G副画素、B副画素、及びW副画素がそれぞれ1:2:4の面積比を有する3つのセグメントで構成され、各セグメント毎に2値のデータを記憶可能なメモリを有するMIPパネルを採用した構成において、R副画素、G副画素、B副画素の表示輝度とW副画素の表示輝度との比が2:1である構成に好適である。
なお、階調処理部20dの第1ビット演算部201dにおいて、5ビット深度(32階調)のRGB信号の各階調データの0bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とし、階調処理部20dの第2ビット演算部202dにおいて、5ビット深度(32階調)のW信号の階調データの1bit目の値を2bit目の値に加算した後、1bit目以下を切り捨てて3ビット深度(8階調)とする態様であっても良い。この場合には、R副画素、G副画素、B副画素の表示輝度とW副画素の表示輝度との比を1:2とすれば良い。具体的に、セグメント40R1,40G1,40B1の表示輝度とセグメント40W1の表示輝度との比、セグメント40R2,40G2,40B2の表示輝度とセグメント40W2の表示輝度との比、セグメント40R3,40G3,40B3の表示輝度とセグメント40W3の表示輝度との比を、それぞれ1:2とすれば良い。
以上説明したように、実施形態4に係る表示装置1dは、R(赤)副画素40R(第1画素)、G(緑)副画素40G(第2画素)、B(青)副画素40B(第3画素)の3原色の各副画素に加え、W(白)副画素40W(第4画素)を含む複数の画素40で構成され、R(赤)副画素40R(第1画素)、G(緑)副画素40G(第2画素)、B(青)副画素40B(第3画素)の表示輝度とW(白)副画素40W(第4画素)の表示輝度との比が2:1である表示パネル30dと、R(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含む画像信号を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各階調データを含むRGB信号(第1信号)、及び、W(白)の階調データを含むW信号(第2信号)に変換して出力する信号処理部100dと、を備える。信号処理部100dは、画像信号の各階調データが同じ値であるとき、RGB信号(第1信号)の各階調データとW信号(第2信号)の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する。信号処理部100dは、第1ビット深度(5ビット深度)のRGB信号(第1信号)及びW信号(第2信号)の階調データを、第1ビット深度よりも小さい第2ビット深度(3ビット深度)に変換する階調処理部20dを備える。
上記構成において、階調処理部20dは、第1ビット深度(5ビット深度)のRGB信号(第1信号)の各階調データの1bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度(3ビット深度)とし、第1ビット深度(5ビット深度)のW信号(第2信号)の階調データの0bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度(3ビット深度)とする。
又は、階調処理部20dは、第1ビット深度(5ビット深度)のRGB信号(第1信号)の各階調データの0bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度(3ビット深度)とし、第1ビット深度(5ビット深度)のW信号(第2信号)の階調データの1bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度(3ビット深度)とする。
また、上記構成において、R(赤)副画素(第1画素)、G(緑)副画素(第2画素)、B(青)副画素(第3画素)、及びW(白)副画素(第4画素)は、それぞれ所定の面積比を有する複数のセグメントで構成され、セグメント毎に2値のデータを記憶可能なメモリを有する。表示パネル30dは、RGB信号(第1信号)の各階調データ及びW信号(第2信号)の階調データに応じた複数の表示パターンで表示する。
これにより、第2ビット深度(3ビット深度、すなわち8階調)の階調表現が可能な表示パネル30dにおいて、各階調値の中間値を表現することができ、表示パネル30d上において視認される見かけの階調を実施形態3よりも増加させることができる。
本実施形態により、表示パネル30dの表示階調よりも高い階調表現が可能な表示装置1dを得ることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
1,1a,1b,1c,1d 表示装置
10,10a,10b,10c,10d 画像処理部
20,20b,20c,20d 階調処理部
30,30b,30c,30d 表示パネル
30a 表示領域
40 画素
40R R副画素(第1画素)
40R1,40R2,40R3 セグメント
40G G副画素(第2画素)
40G1,40G2,40G3 セグメント
40B B副画素(第3画素)
40B1,40B2,40B3 セグメント
40W W副画素(第4画素)
40W1,40W2,40W3 セグメント
41 画素群
42 画素
50 FRC制御部
100,100a,100b,100c,100d 信号処理部

Claims (14)

  1. 第1の色を表示する第1画素、第2の色を表示する第2画素、第3の色を表示する第3画素、及び第4の色を表示する第4画素をそれぞれ複数有する表示パネルと、
    前記第1の色、前記第2の色、及び前記第3の色の各階調データを含む画像信号を、前記第1の色、前記第2の色、及び前記第3の色の各階調データを含む第1信号、及び、前記第4の色の階調データを含む第2信号に変換して出力する信号処理部と、
    を備え、
    前記信号処理部は、
    前記画像信号の各階調データが同じ値であるとき、前記第1信号の各階調データと前記第2信号の階調データとが、互いに同じ値となる場合と、互いに1だけずれた値となる場合とが混在する
    表示装置。
  2. 前記第1の色、前記第2の色、及び前記第3の色は、赤、緑、及び青の3原色であり、前記第4の色は、白である
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記信号処理部は、
    前記画像信号の各階調データが同じ値であるとき、前記画像信号の各階調データを1ステップずつ増加させた場合に、前記第1信号の各階調データと前記第2信号の階調データとが交互に増加し、前記画像信号の各階調データを1ステップずつ減少させた場合に、前記第1信号の各階調データと前記第2信号の階調データとが交互に減少する
    請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記信号処理部は、
    第1ビット深度の前記第1信号、及び、前記第2信号の階調データを、前記第1ビット深度よりも小さい第2ビット深度に変換する階調処理部を備える
    請求項1乃至3の何れか一項に記載の表示装置。
  5. 前記第1画素、前記第2画素、及び前記第3画素の表示輝度と前記第4画素の表示輝度との比は、1:1である
    請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記第2ビット深度は、前記第1ビット深度よりも1小さい
    請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記階調処理部は、
    第1ビット深度の前記第1信号の各階調データの0bit目を切り捨てて第2ビット深度とし、
    第1ビット深度の前記第2信号の階調データに1を加算した後、0bit目を切り捨てて第2ビット深度とする
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記階調処理部は、
    第1ビット深度の前記第1信号の各階調データに1を加算した後、0bit目を切り捨てて第2ビット深度とし、
    第1ビット深度の前記第2信号の階調データの0bit目を切り捨てて第2ビット深度とする
    請求項6に記載の表示装置。
  9. 前記第1画素、前記第2画素、及び前記第3画素の表示輝度と前記第4画素の表示輝度との比は、2:1である
    請求項4に記載の表示装置。
  10. 前記第2ビット深度は、前記第1ビット深度よりも2小さい
    請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記階調処理部は、
    第1ビット深度の前記第1信号の各階調データの1bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度とし、
    第1ビット深度の前記第2信号の階調データの0bit目の値を2bit目に加算した後、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度とする
    請求項10に記載の表示装置。
  12. 前記階調処理部は、
    第1ビット深度の前記第1信号の各階調データの0bit目の値を2bit目に加算し、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度とし、
    第1ビット深度の前記第2信号の階調データの1bit目の値を2bit目に加算し、1bit目以下を切り捨てて第2ビット深度とする
    請求項10に記載の表示装置。
  13. 1フレームの画像を複数のサブフレームに時分割して前記表示パネルに供給するFRC制御部をさらに備え、
    前記FRC制御部は、
    前記第1信号の各階調データ及び前記第2信号の階調データに応じた複数の表示パターンで前記表示パネルに表示する
    請求項5乃至12の何れか一項に記載の表示装置。
  14. 前記第1画素、前記第2画素、前記第3画素、及び前記第4画素は、それぞれ所定の面積比を有する複数のセグメントで構成され、前記セグメント毎に2値のデータを記憶可能なメモリを有し、
    前記表示パネルは、
    前記第1信号の各階調データ及び前記第2信号の階調データに応じた複数の表示パターンで表示する
    請求項5乃至12の何れか一項に記載の表示装置。
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