JP5677176B2 - 直視型表示装置 - Google Patents
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Description
ここで、説明を簡易にするため、カラー映像がN画素×M画素であり、映像信号に含まれるRGB値と、各サブピクセルの色(信号量)とが、それぞれ1バイトであるとする。この場合、映像信号は、N×M×3(RGB値)=3NMバイトとなる。
なお、本発明において、画素とは、画像を構成する単位であって、表示素子で表示可能な最小単位(表示素子の1ドット)に対応するものである。
かかる構成によれば、直視型表示装置は、各画素の輝度を高くすると共に、色表現力の低下を最小限に抑えることができる。
かかる構成によれば、直視型表示装置は、サブピクセルの明暗が交互するため、サブピクセルの配列構造が見え難くなる。
本願第1,2,4発明によれば、各サブピクセルが入射光を1/2程度利用できるため、従来のRGB表示装置に比べて、表示画面を明るくすることができる。さらに、本願第1,2,4発明によれば、従来の4サブピクセル表示装置に比べて、1画素を構成するサブピクセルの数が半分のため、信号量を約半分に抑えることができる。
本願第2発明によれば、3画素で1色を表現する表示素子により、表示画面を明るくすることができる。
本願第4発明によれば、準補色画素の輝度を高くすると共に、準補色画素における色の変化を調整用画素の色で調整するため、色表現力の低下を最小限に抑え、眩しい視環境でも映像を見易くすることができる。
本願第5発明によれば、サブピクセルの配列構造が見え難く、映像を綺麗に表示することができる。
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る直視型表示装置1について説明する。
直視型表示装置1は、1個の画素23で輝度を表現し、2個の画素23が集合した色表現単位21(図2参照)で1色を表現するものであり、カラー信号処理手段(映像信号変換手段)10と、カラー表示素子(表示素子)20とを備える。以後の各実施形態では、直視型表示装置1は、カラー表示が可能な、反射型の液晶ディスプレイとして説明する。
なお、1個の画素による輝度の表現は、以降の各実施形態においても同様である。
色表現単位に含まれる4個のサブピクセルS1-1,S1-2,S2-1,S2-2と、画像の元となる3原色のRGB値とは、下記の式(1)の関係で表すことができる。
図2に示すように、画素231は、例えば、黄のサブピクセルS1-1と、青のサブピクセルS1-2とで構成される。また、例えば、画素232は、赤のサブピクセルS2-1と、シアンのサブピクセルS2-2とで構成される。このように、画素23は、それぞれ、補色関係にある2個のサブピクセルで構成され、かつ、画素23に含まれるサブピクセルS1-1〜S2-2の対が互いに異なる色の組み合わせを有する。
さらに、本発明では、画素23を構成する2個のサブピクセルを、両方とも原色以外の色としてもよく、この具体例については後記する。
また、カラー表示素子20は、例えば、偏光フィルタ、カラーフィルタ、ガラス基板、透明電極、配向膜、液晶層などからなり、公知の手法・素材により形成可能なため、その詳細な説明を省略する。
黄のサブピクセルS1-1と、青のサブピクセルS1-2との分光反射率分布は、図3(a)のようになる。この分光反射率分布は、可視光領域で、波長(横軸)と、反射率(縦軸)との関係を示すものである。この可視光領域は、肉眼で識別可能な光の波長領域であり、例えば、下限の波長λminが400nm程度であり、上限の波長λmaxが800nm程度である。また、反射率は、各波長領域での反射率を示しており、通常、0.0〜1.0の範囲となる。
図1に戻り、本発明の変形例1について、第1実施形態と異なる点を説明する。
以後、本発明の変形例1に係る直視型表示装置およびカラー信号処理手段を、それぞれ、直視型表示装置1Bおよびカラー信号処理手段10Bと呼ぶ。
図4を参照して、本発明の変形例2について、第1実施形態と異なる点を説明する(適宜図1,図2参照)。
以後、本発明の変形例2に係る直視型表示装置およびカラー表示素子を、それぞれ、直視型表示装置1Cおよびカラー表示素子20Cと呼ぶ。
図4(a)に示すように、緑のサブピクセルS1-1と、マゼンタのサブピクセルS1-2とは、完全な補色である。また、図4(b)に示すように、シアン(緑青)のサブピクセルS2-1と、黄(橙色)のサブピクセルS2-2とは、完全な補色である。すなわち、画素232を構成するサブピクセルS2-1,S2-2は、両方とも、原色以外の色である。
この場合、直視型表示装置1Cは、変形式として、前記した式(3)および式(8)の両方を利用できることは言うまでもない。
図5を参照し、本発明の第2実施形態に係る直視型表示装置1Dについて説明する(適宜図1参照)。
直視型表示装置1Dは、3個の画素23が集合した色表現単位21Dで1色を表現するものであり、カラー信号処理手段10Dと、カラー表示素子20Dとを備える。
図5に示すように、画素231は、例えば、黄のサブピクセルS1-1と、青のサブピクセルS1-2とで構成される。また、例えば、画素232は、赤のサブピクセルS2-1と、シアンのサブピクセルS2-2とで構成される。さらに、例えば、画素233は、緑のサブピクセルS3-1と、マゼンタのサブピクセルS3-2とで構成される。このように、画素23は、それぞれ、完全な補色のサブピクセルS1-1〜S3-2の対で構成される。
なお、図5では、カラー表示素子20Dを構成する多数の画素のうち、その一部の配列構造のみを図示したが、カラー表示素子20Dの全体を図5の配列構造としてもよい
図6(a)に示すように、黄のサブピクセルS1-1と、青のサブピクセルS1-2とは、は、図3(a)と同様の分光反射率分布になる。また、図6(b)に示すように、赤のサブピクセルS2-1と、シアンのサブピクセルS2-2とは、図3(b)と同様の分光反射率分布になる。さらに、図7に示すように、緑のサブピクセルS3-1と、マゼンタのサブピクセルS3-2とは、図4(a)と同様の分光反射率分布になる。図6,図7の分光反射率分布からも、色表現単位21Dを構成する画素23は、それぞれ、完全な補色のサブピクセルS1-1〜S3-2の対で構成されることがわかる。
図8を参照して、本発明の変形例3について、第2実施形態と異なる点を説明する。
以後、本発明の変形例3に係る直視型表示装置、カラー表示素子および色表現単位を、それぞれ、直視型表示装置1E、カラー表示素子20Eおよび色表現単位21Eと呼ぶ。
図9,図10を参照して、本発明の変形例4について、第2実施形態と異なる点を説明する(適宜図6,図7参照)。
以後、本発明の変形例4に係る直視型表示装置およびカラー表示素子を、それぞれ、直視型表示装置1Fおよびカラー表示素子20Fと呼ぶ。
図11を参照し、本発明の第3実施形態に係る直視型表示装置1Gについて説明する(適宜図1参照)。
直視型表示装置1Gは、4個の画素231〜234が集合した色表現単位21Gで1色を表現するものであり、カラー信号処理手段10Gと、カラー表示素子20Gとを備える。
図11に示すように、カラー表示素子20Gは、色表現単位21Gが、3個の準補色画素231〜233と、1個の調整用画素234との計4個の画素23で構成される。ここで、色表現単位21Gは、準補色画素231,232を隣接配置し、その下側に準補色画素233および調整用画素234を隣接配置した、矩形状の配列構造となる。
また、図11では、カラー表示素子2Gを構成する多数の画素のうち、その一部の配列構造のみを図示したが、カラー表示素子20Gの全体を図11の配列構造としてもよい。
図14〜図18を参照し、本発明の第4実施形態に係る直視型表示装置1Hについて、第1実施形態と異なる点を説明する(適宜図1参照)。
直視型表示装置1Hは、明暗が交互するようにサブピクセルS1-1〜S2-2を配列したものであり、カラー信号処理手段10Hと、カラー表示素子20Hとを備える。
なお、図14では、図面を見易くするため、サブピクセルS1-1〜S2-2を、「S1−1」〜「S2−2」と図示した。
なお、直視型表示装置1Hは、第1実施形態に適用する例で説明したが、第2実施形態にも同様に適用することができる。
10〜10H カラー信号処理手段(映像信号変換手段)
20〜20H カラー表示素子(表示素子)
Claims (5)
- 補色関係にあるサブピクセルの対で輝度を表現する各画素が構成され、2個の前記画素が集合した色表現単位で1色を表現する表示素子を備える直視型表示装置であって、
映像信号が入力されると共に、C R ,C G ,C B のそれぞれが3原色のRGB値から輝度値への寄与であり、αが0.0から1.0までの範囲で設定される彩度の相対値であり、当該映像信号における2個の画素の画素値及び輝度値(R 1 ,G 1 ,B 1 ),Y 1 、(R 2 ,G 2 ,B 2 ),Y 2 を前記色表現単位の各サブピクセルの信号レベルg 1 ,g 2 ,h 1 ,h 2 に変換する変換式としての式(8)によって、前記映像信号を直視型表示装置用映像信号に変換する映像信号変換手段を備え、
- 補色関係にあるサブピクセルの対で輝度を表現する各画素が構成され、3個の前記画素が集合した色表現単位で1色を表現する表示素子を備える直視型表示装置であって、
映像信号が入力されると共に、当該映像信号における3個の画素の画素値及び輝度値(R 1 ,G 1 ,B 1 ),Y 1 、(R 2 ,G 2 ,B 2 ),Y 2 、(R 3 ,G 3 ,B 3 ),Y 3 を前記色表現単位の各サブピクセルの信号レベルg 1 ,g 2 ,h 1 ,h 2 ,k 1 ,k 2 に変換するために、C R ,C G ,C B のそれぞれが3原色のRGB値から輝度値への寄与であり、αが0.0から1.0までの範囲で設定される彩度の相対値である式(11)を解いた変換式によって、前記映像信号を直視型表示装置用映像信号に変換する映像信号変換手段を備え、
- 前記サブピクセルの対は、可視光領域で波長と反射率との関係を示す分光反射率分布における分光反射率合計値が、1.0を越えて1.2以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の直視型表示装置。
- 補色関係にあるサブピクセルの対で輝度を表現する各画素が構成され、4個の前記画素が集合した色表現単位で1色を表現する表示素子を備える直視型表示装置であって、
映像信号が入力されると共に、当該映像信号における4個の画素の輝度y 1 〜y 4 及びRGB値の平均色R total ,G total ,B total を、前記色表現単位の各サブピクセルの信号レベルP 1-1 〜P 4-2 に変換するために、C 1-1R 〜C 4-2B 及びR x 〜B z が予め設定された定数である式(18)を解いた変換式によって、前記映像信号を直視型表示装置用映像信号に変換する映像信号変換手段を備え、
前記表示素子は、前記サブピクセルの対が前記補色関係に代えて準補色関係にある準補色画素と、白のサブピクセルおよびマゼンタのサブピクセルで構成された調整用画素とを有すると共に、前記色表現単位が3個の前記準補色画素および1個の前記調整用画素の集合であることを特徴とする直視型表示装置。 - 前記表示素子は、前記サブピクセルの輝度が交互に高低するように、前記サブピクセルを配列したことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の直視型表示装置。
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