專利名稱：顯示裝置、顯示方法及顯示裝置控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及并設RGB三原色發(fā)光單元的顯示設備的顯示技術，特別涉及子像素精度的彩色顯示(在本說明書中，將灰度顯示及一般的彩色顯示統(tǒng)稱為“彩色顯示”)。
背景技術：
迄今使用著采用各種顯示設備的顯示裝置。在這些顯示裝置中，例如有彩色LCD、彩色等離子體顯示器、有機EL(electroluminescent，場致發(fā)光)顯示器等，將分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元按一定順序排列，作為1個像素，將該像素沿第1方向并設來構成1行，將該行沿與第1方向垂直的第2方向設置多個，來構成顯示畫面。
例如，像便攜電話、移動計算機等上搭載的顯示設備那樣，顯示畫面比較狹小、難以進行精細顯示的顯示設備也很多。如果用這種顯示設備來顯示小的字符、照片、或復雜的圖畫等，則圖像的一部分容易變得模糊而不鮮明。
為了提高狹小畫面上的顯示鮮明度，在因特網(wǎng)上公開了利用1個像素是由RGB 3個單元構成的這一點來進行子像素顯示的文獻(題目“Sub PixelFont Rendering Technology(子像素字型繪制技術)”)。本發(fā)明人在2000年6月19日從站點(http//grc.com)或其下屬下載并確認了該文獻。
接著，參照圖5～圖9來說明該技術。以下，作為要顯示的圖像的例子，采用“A”這一英文字母。
圖5示意性地示出這樣由3個發(fā)光單元來構成1個像素的情況下的1行。將圖5中的橫方向(RGB三原色發(fā)光單元排列的方向)稱為第1方向，將與其垂直的縱方向稱為第2方向。
發(fā)光單元的排列方法本身還有不是RGB順序的其他排列方法，但是即使變更排列方法，也能夠同樣應用該現(xiàn)有技術及本發(fā)明。
然后，將該1個像素(3個發(fā)光單元)沿第1方向排列成1串，構成1行。進而，將該行沿第2方向排列，構成顯示畫面。
首先，如圖6所示，取得原圖像數(shù)據(jù)。然后，如圖7所示，將該原圖像數(shù)據(jù)沿第1方向放大到3倍(RGB發(fā)光單元的個數(shù)倍)，得到三倍圖像數(shù)據(jù)。接著，根據(jù)圖7的三倍圖像數(shù)據(jù)，通過規(guī)定系數(shù)，實施向RGB 3個發(fā)光單元(子像素)分配能量的濾波處理，進行子像素顯示。
然后，如圖8所示，對圖6的各像素決定顏色。不過，如果原封不動地進行顯示，則會產(chǎn)生色斑，所以施加基于圖9(a)所示系數(shù)的濾波處理。在圖9(a)中，示出亮度的系數(shù)，在中心的所關注像素處乘以3/9倍的系數(shù)，而在其旁邊的像素處乘以2/9倍的系數(shù)，在其再旁邊的像素處乘以1/9倍的系數(shù)，調整各像素的亮度。
這樣，如果對圖8所示顏色的像素施加濾波處理，則如圖9(b)所示，顏色被如下調整蔚藍色被調整為淺藍色，黃色被調整為淺黃色，紅褐色被調整為淺褐色，藏青色被調整為淺青色。
將這樣施加了濾波處理的圖像分配給圖7的各發(fā)光單元，進行子像素顯示。

發(fā)明內容
然而，該顯示方法有下述問題基本上只能進行黑白二值的子像素顯示，不能進行彩色圖像的子像素顯示。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠支持彩色的子像素精度的顯示技術。
在第1發(fā)明的顯示裝置中，包括顯示設備，將分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元按一定順序并設來構成1個像素，將該像素沿第1方向并設來構成1行，將該行沿與第1方向垂直的第2方向設置多個，來構成顯示畫面；亮度·色度分離部件，輸入像素精度的顏色信息，將輸入的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)；子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件，輸入像素精度的亮度數(shù)據(jù)，生成與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的、子像素精度的亮度數(shù)據(jù)；亮度·色度合成部件，對生成的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)進行合成并輸出子像素精度的顏色信息；以及顯示控制部件，利用亮度·色度合成部件輸出的顏色信息，來控制顯示設備的各發(fā)光單元，讓顯示設備進行顯示。
使用該結構，暫時將像素精度的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)像素精度的亮度數(shù)據(jù)來生成子像素精度的亮度數(shù)據(jù)。進而，合成子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)。其結果是，子像素精度的亮度數(shù)據(jù)被反映到顯示內容上，能進行彩色圖像的子像素顯示。
在第2發(fā)明的顯示裝置中，像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值。
根據(jù)該結構，色度數(shù)據(jù)的各分量分別對應于顯示設備的構成1個像素的3個發(fā)光單元，是像素精度的色度數(shù)據(jù)，但是實質上可以認為是與各發(fā)光單元對應的子像素精度的色度數(shù)據(jù)。
在第3發(fā)明的顯示裝置中，像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值等價的色差Cb、Cr值。
根據(jù)該結構，能夠以比RGB值少的數(shù)據(jù)量來保持與RGB值等價、與各發(fā)光單元對應的子像素精度的色度數(shù)據(jù)。
在第4發(fā)明的顯示裝置中，具有色度分配部件，輸入亮度·色度分離部件分離出的像素精度的色度數(shù)據(jù)，對其施加抑制滲色的處理，將處理后的色度數(shù)據(jù)輸出到亮度·色度合成部件。
根據(jù)該結構，通過色度分配部件，能夠使?jié)B色不顯著，能夠提高顯示質量。
在第5發(fā)明的顯示裝置中，具有烘托部件，對亮度·色度分離部件輸出的子像素精度的顏色信息施加除去滲色的烘托處理；顯示控制部件使用進行過烘托處理的子像素精度的顏色信息。
根據(jù)該結構，通過烘托處理，能夠進一步使?jié)B色不顯著，提高顯示質量。


圖1是本發(fā)明實施例1的顯示裝置的方框圖。
圖2是本發(fā)明實施例1的顯示裝置的流程圖。
圖3是本發(fā)明實施例2的顯示裝置的方框圖。
圖4是本發(fā)明實施例2的顯示裝置的流程圖。
圖5是顯示設備的結構圖。
圖6是現(xiàn)有的原圖像的示例圖。
圖7是現(xiàn)有的三倍圖像的示例圖。
圖8是現(xiàn)有的決定顏色的示例圖。
圖9是現(xiàn)有的決定顏色(濾波處理后)的示例圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。圖1是本發(fā)明實施例1的顯示裝置的方框圖。
(實施例1)<第1例>
在圖1中，顯示信息輸入部件1輸入彩色顯示信息。顯示控制部件2控制圖1的各要素，為了進行子像素顯示，根據(jù)顯示圖像存儲部件11(VRAM等)存儲的顯示圖像，讓顯示設備3進行顯示。
顯示設備3將分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元按一定順序并設來構成1個像素，將該像素沿第1方向并設來構成1行，將該行沿與第1方向垂直的第2方向設置多個，來構成顯示畫面。具體地說，由彩色LCD、彩色等離子體顯示器、有機EL顯示器等、和驅動這些各發(fā)光單元的驅動器組成。
顯示控制部件2將從顯示信息輸入部件1輸入的彩色顯示信息存儲到彩色圖像存儲部件4中。彩色圖像存儲部件4存儲的彩色顯示信息是顯示設備3的各像素的像素精度的顏色信息，在本例中，假設各像素P(x，y)的RGB值分別是R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)。
為了便于說明，以下假設第1方向是x方向，第2方向是y方向，但是與此相反將x、y交換，也同樣能夠應用本發(fā)明。
亮度·色度分離部件5從彩色圖像存儲部件4中讀出各像素的RGB值(R(x，y)、G(x，y)、B(x，y))，分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)Y(x，y)、和像素精度的色度數(shù)據(jù)r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)。
具體地說，亮度·色度分離部件5用算式(1)來得到亮度數(shù)據(jù)Y(x，y)，輸出到子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7。
Y(x，y)＝{R(x，y)+G(x，y)+B(x，y)}/3；(1)
本例中的亮度數(shù)據(jù)Y(x，y)與一般的Y-C分離的亮度數(shù)據(jù)不同。
此外，亮度·色度分離部件5用算式(2)～(4)來得到色度數(shù)據(jù)r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)，輸出到亮度·色度合成部件8。
r(x，y)＝R(x，y)/Y；(2)g(x，y)＝G(x，y)/Y；(3)b(x，y)＝B(x，y)/Y；(4)這里，該色度數(shù)據(jù)r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)是像素精度的，但是由于1個像素恰好具有3個分量，可以逐一分配給構成1個像素的3個發(fā)光單元，所以實質上可以看作是子像素精度的。
子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7從亮度數(shù)據(jù)存儲部件6輸入像素精度的亮度數(shù)據(jù)Y(x，y)，生成與構成顯示設備3的1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的、子像素精度的亮度數(shù)據(jù)S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)。
這里，子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7生成該亮度數(shù)據(jù)S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)的要領可以自由選擇。例如，如“現(xiàn)有技術”項所述進行計算即可。
亮度·色度合成部件8從子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7輸入子像素精度的亮度數(shù)據(jù)S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)，并且從亮度·色度分離部件5輸入像素精度的色度數(shù)據(jù)r(x，y)、g(x，y)、b(x，y)(但是如上所述，與子像素精度實質上相同)。
然后，亮度·色度合成部件8通過算式(5)～(7)來合成該亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)，得到支持彩色的子像素精度的顯示數(shù)據(jù)R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，存儲到子像素彩色圖像存儲部件9中。
R’(x，y)＝r(x，y)×S0(x，y)；(5)G’(x，y)＝g(x，y)×S1(x，y)；(6)B’(x，y)＝b(x，y)×S2(x，y)；(7)烘托部件10是可以省略的要素，但是為了提高顯示質量，最好設置。在本例中，烘托部件10輸入子像素彩色圖像存儲部件9存儲的合成后的顏色信息R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，通過算式(8)～(10)來施加烘托處理，將處理后的顏色信息R#(x，y)、G#(x，y)、B#(x，y)蓋寫到子像素彩色圖像存儲部件9中。
R#(x，y)＝α×R’(x-1，y)+β×R’(x，y)+γ×R’(x+1，y)；(8)G#(x，y)＝α×G’(x-1，y)+β×G’(x，y)+γ×G’(x+1，y)；(9)B#(x，y)＝α×B’(x-1，y)+β×B’(x，y)+γ×B’(x+1，y)；(10)
這里，算式(8)～算式(10)中的α、β、γ分別是抑制滲色的系數(shù)，在本例中，假設α＝0.2，β＝0.6，γ＝0.2。當然，算式(8)～算式(10)及系數(shù)α、β、γ的各值只不過是一例，可以進行各種變更。
在通過烘托部件10進行烘托處理的情況下，顯示控制部件2將烘托部件10處理后的顏色信息R#(x，y)、G#(x，y)、B#(x，y)轉存到顯示圖像存儲部件11中，而在不進行的情況下，將處理后的顏色信息R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)轉存到顯示圖像存儲部件11中。
不管在哪種情況下，在轉存完成后，顯示控制部件2都根據(jù)顯示圖像存儲部件11的數(shù)據(jù)讓顯示設備3進行顯示。
通常，除了VRAM，上述各存儲部件4、6、9都作為存儲器的恒定區(qū)域而被確保，但是如果沒有處理上的障礙，也可以省略。
此外，也可以將顯示控制部件2、亮度·色度分離部件5、子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7及亮度·色度合成部件8等單片化，構成顯示裝置控制裝置。
接著，參照圖2來說明本實施例的顯示方法的流程。首先，在步驟1中，向顯示信息輸入部件1輸入彩色顯示信息。
于是，顯示控制部件2將輸入的彩色顯示信息存儲到彩色圖像存儲部件4中，亮度·色度分離部件5將彩色圖像存儲部件4的顏色信息分離為亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)(步驟2)。
分離處理完成后，亮度數(shù)據(jù)被存儲到亮度數(shù)據(jù)存儲部件6中，色度數(shù)據(jù)被傳給亮度·色度合成部件8。然后，在步驟3，子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7將亮度數(shù)據(jù)存儲部件6的亮度數(shù)據(jù)變換為子像素精度，將結果傳給亮度·色度合成部件8。
接著，在步驟4，顯示控制部件2將子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)傳給亮度·色度合成部件8，亮度·色度合成部件8如上所述進行色彩合成處理。
彩色合成處理完成后，合成后的顏色信息被存儲到子像素彩色圖像存儲部件9中。然后，在步驟5，烘托部件10進行烘托處理，結果被存儲到子像素彩色圖像存儲部件9中。步驟5也可以省略。然后，子像素彩色圖像存儲部件9的顏色信息被轉存到顯示圖像存儲部件11中(步驟6)。
然后，在步驟7，顯示控制部件2根據(jù)顯示圖像存儲部件11的信息讓顯示設備3進行顯示。然后，只要顯示未結束(步驟9)，顯示控制部件2就使處理返回到步驟1。
根據(jù)以上結構，不僅在黑白二值顯示的情況下，而且在彩色顯示(如上所述，包含灰度顯示)的情況下，也能通過子像素顯示來抑制文字的模糊等，清楚鮮明地進行顯示。
<第2例>
在本例中，與第1例在下述點不同。
圖1所示的亮度·色度分離部件5通過下面的算式來得到像素P(x，y)的亮度值Y(x，y)。該亮度值與一般的Y-C分離的亮度值相同。
Y(x，y)＝0.299×R(x，y)+0.587×G(x，y)+0.114×B(x，y)；(11)此外，亮度·色度分離部件5通過下面的算式來得到Cb(x，y)、Cr(x，y)作為像素P(x，y)的色度值，將這些值輸出到亮度·色度合成部件8。
Cb(x，y)＝-0.172×R(x，y)-0.339×G(x，y)+0.511×B(x，y)；(12)Cr(x，y)＝0.511×R(x，y)-0.428×G(x，y)+0.083×B(x，y)； (13)由此，能以第1例的2/3的數(shù)據(jù)量來處理實質上是子像素精度的色度數(shù)據(jù)。
進而，亮度·色度合成部件8根據(jù)子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7存儲的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)、和來自亮度·色度分離部件5的色度數(shù)據(jù)Cr(x，y)、Cb(x，y)，通過下面的算式來得到支持彩色的子像素精度的顯示數(shù)據(jù)R’(x，y)、G’(x，y)、B’(x，y)，存儲到子像素彩色圖像存儲部件9中。
R’(x，y)＝S0(x，y)+1.371×Cr(x，y)；(14)G’(x，y)＝S1(x，y)-0.698×Cr(x，y)-0.336×Cb(x，y)；(15)B’(x，y)＝S2(x，y)+1.732×Cb(x，y)；(16)當然，算式(11)～算式(16)及該各值只不過是一例，可以進行各種變更。在第2例中，最好也通過烘托部件10來進行烘托處理，但是也可以省略。
(實施例2)在本實施例中，如圖3所示，與實施例1相比，在亮度·色度分離部件5和亮度·色度合成部件8之間，追加設置了色度分配部件12。并且，在其處理的流程中，如圖4所示，在步驟3和步驟4之間，追加了色度分配處理(步驟9)。步驟3和步驟9的順序可以是圖示的順序，也可以在步驟3之前進行步驟9。
圖3的色度分配部件12輸入亮度·色度分離部件5分離出的色度數(shù)據(jù)Cb(x，y)、Cr(x，y)，通過下面的算式來進行抑制滲色的處理，得到分配后的色度值Cb’(x，y)、Cr’(x，y)，將結果傳給亮度·色度合成部件8。
Cb’(x，y)＝α1×Cb(x-1，y)+β1×Cb(x，y)+γ1×Cb(x+1，y)；(17)Cr’(x，y)＝α2×Cr(x-1，y)+β2×Cr(x，y)+γ2×Cr(x+1，y)；(18)這里，算式(17)～算式(18)中的α1、β1、γ1、α2、β2、γ2分別是抑制滲色的系數(shù)。這里，在子像素精度數(shù)據(jù)生成部件5使用的濾波處理的系數(shù)是1/9、2/9、3/9、2/9、1/9的情況下，在本例中，α1＝4/18，β1＝13/18，γ1＝1/18；α2＝1/18；β2＝13/18；γ2＝4/18。當然，這些算式和系數(shù)的各值只不過是一例，可以進行各種變更。
此外，在本實施例中，亮度·色度合成部件8從子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件7讀出子像素精度的亮度數(shù)據(jù)S0(x，y)、S1(x，y)、S2(x，y)，從色度分配部件12得到色度數(shù)據(jù)Cr’(x，y)、Cb’(x，y)，通過下面的算式來求得支持彩色的子像素精度的顯示數(shù)據(jù)R$(x，y)、G$(x，y)、B$(x，y)，存儲到子像素彩色圖像存儲部件9中。
R$(x，y)＝S0(x，y)+1.371×Cr’(x，y)； (19)G$(x，y)＝S1(x，y)-0.698×Cr’(x，y)-0.336×Cb’(x，y)；(20)B$(x，y)＝S2(x，y)+1.732×Cb’(x，y)； (21)當然，算式(11)～算式(16)及其各值只不過是一例，可以進行各種變更。
權利要求
1.一種顯示裝置，包括顯示器件，將分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元按一定順序并設，構成1個像素，將該像素沿第1方向并設，構成1行，將該行沿與所述第1方向垂直的第2方向設置多個，構成顯示畫面；亮度·色度分離部件，輸入像素精度的顏色信息，將輸入的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)；子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件，輸入像素精度的亮度數(shù)據(jù)，生成與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的、子像素精度的亮度數(shù)據(jù)；亮度·色度合成部件，對生成的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)進行合成并輸出子像素精度的顏色信息；以及顯示控制部件，利用所述亮度·色度合成部件輸出的顏色信息，來控制所述顯示設備的各發(fā)光單元，讓所述顯示設備進行顯示。
2.如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值。
3.如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值等價的色差Cb、Cr值。
4.如權利要求1所述的顯示裝置，具有色度分配部件，輸入所述亮度色度分離部件分離出的像素精度的色度數(shù)據(jù)，對其施加抑制滲色的處理，將處理后的色度數(shù)據(jù)輸出到所述亮度·色度合成部件。
5.如權利要求1所述的顯示裝置，具有烘托部件，對所述亮度·色度分離部件輸出的子像素精度的顏色信息施加除去滲色的烘托處理；所述顯示控制部件使用進行過烘托處理的子像素精度的顏色信息。
6.一種顯示方法，用于下述顯示設備，該顯示設備將分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元按一定順序并設來構成1個像素，將該像素沿第1方向并設來構成1行，將該行沿與第1方向垂直的第2方向設置多個，來構成顯示畫面，其中，在讓所述顯示設備進行顯示時，包含下述步驟輸入像素精度的顏色信息，將輸入的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)；輸入像素精度的亮度數(shù)據(jù)，生成與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的、子像素精度的亮度數(shù)據(jù)；對生成的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)進行合成并輸出子像素精度的顏色信息；以及利用所述亮度·色度合成步驟輸出的顏色信息，來控制所述顯示設備的各發(fā)光單元，讓所述顯示設備進行顯示。
7.如權利要求6所述的顯示方法，其中，所述像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值。
8.如權利要求6所述的顯示方法，其中，所述像素精度的色度數(shù)據(jù)是與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的RGB值等價的色差Cb、Cr值。
9.如權利要求6所述的顯示方法，其中，輸入分離出的像素精度的色度數(shù)據(jù)，對其施加抑制滲色的處理，對處理后的色度數(shù)據(jù)、和生成的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)進行合成并輸出子像素精度的顏色信息。
10.如權利要求6所述的顯示方法，其中，對子像素精度的顏色信息施加除去滲色的烘托處理，用進行過烘托處理的子像素精度的顏色信息來控制所述顯示設備的各發(fā)光單元，讓所述顯示設備進行顯示。
11.一種顯示裝置控制裝置，包括亮度·色度分離部件，輸入像素精度的顏色信息，將輸入的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)；子像素亮度數(shù)據(jù)生成部件，輸入像素精度的亮度數(shù)據(jù)，生成與構成1個像素的3個發(fā)光單元一一對應的、子像素精度的亮度數(shù)據(jù)；亮度·色度合成部件，對生成的子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)進行合成并輸出子像素精度的顏色信息；以及顯示控制部件，利用所述亮度·色度合成部件輸出的顏色信息，來控制所述顯示設備的各發(fā)光單元，讓所述顯示設備進行顯示。
全文摘要
用具有矩陣狀排列的分別發(fā)RGB三原色光的3個發(fā)光單元的顯示設備,來進行彩色子像素的顯示。將像素精度的顏色信息分離為像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)。根據(jù)像素精度的亮度數(shù)據(jù),來生成子像素精度的亮度數(shù)據(jù)。將子像素精度的亮度數(shù)據(jù)和像素精度的色度數(shù)據(jù)合并,得到子像素精度的顏色信息。
文檔編號G09G5/28GK1383126SQ021056
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月17日 優(yōu)先權日2001年4月20日
發(fā)明者手塚忠則, 吉田裕之, 田路文平 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社