JP2007041300A - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー画像データを用いて白を表示する際に白の再現性を良好にすることを目的とする。
【解決手段】 画像データの各ピクセル毎に、ピクセルが有彩色か否かを判定し（１０２）、無彩色の場合には、グレーレベルに応じた予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定し（１０４）、有彩色の場合には、各色毎にピクセルデータに応じて予め定めた各色と黒のサブピクセルセットを決定して（１０６）、１ピクセル内またはサブピクセル群内でＲＧＢのサブピクセルセットを（Ｗ，Ｗ，Ｗ）、（Ｗ，Ｗ，Ｋ）、（Ｗ，Ｋ，Ｋ）、または（Ｋ，Ｋ，Ｋ）に置換する（１０８）。そして、サブピクセルセットの中で（Ｗ，Ｋ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）の面積比が変化しないようにピクセル内を並び替える（１１０）。
【選択図】 図８

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムにかかり、特に、カラー表示可能な反射型表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。

従来、表示画像の保持性に優れ、繰り返し書換え可能な画像表示媒体としては、例えば、Twisting Ball Display（２色塗分け粒子回転表示）、磁気泳動式表示媒体、サーマルリライタブル表示媒体、及びメモリ性を有する液晶などが提案されている。

しかしながら、これらの画像表示媒体は紙のような白色を表示することができず、画像のコントラストが低い、という問題がある。

一方、このような問題を解決する画像表示媒体として、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、液晶を含む分散媒と、分散媒に分散したチタニア等からなる電気泳動粒子とを含む電気泳動表示素子において、高二色性比を有する二色性色素からなる第１の色素と、低二色性比を有する二色性色素および／または等方性色素からなる第２の色素とを含む分散媒を用いて、第１の色素と第２の色素を互いに補色の関係にすることにより、１つのカプセルにおいて白、黒、色表示を実現することが提案されている。
特開２００２−２７７９０６号公報

しかしながら、３つ以上のサブピクセルで１ピクセルを構成する反射型並置カラー構造の画像表示媒体においては、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）を表示させて白を表示する場合、理想的な白に対して反射率が３３％が限界である。また、ＲＧＢはホワイトバランスをとる必要があり、ＲＧＢ各色の設計の自由度が減少する、という問題がある。

また、特許文献１に記載の技術では、１ドットで３色表示することが提案されているが、並置カラーのデータ生成については言及されておらず、ＲＧＢをＷＷＫ（白白黒）等に置き換えるような発想についても言及されておらず、白の再現性に改良の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、カラー画像データを用いて白を表示する際に白の再現性を良好にすることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の画像処理装置は、複数のサブピクセルで構成された１ピクセルで白、黒及びこれ以外の色を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理装置であって、前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定手段と、前記判定手段によって無彩色と判定された場合に、無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定手段と、前記判定手段によって有彩色と判定された場合に、色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換手段と、前記変換手段の変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換手段と、を含むことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、１ピクセルが複数のサブピクセルで画像表示媒体が構成されており、１ピクセルで色、白、及び黒が表示可能とされ、当該画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する。

判定手段では、画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色が判定される。そして、判定手段によって無彩色と判定されたピクセルについては、決定手段によって無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットが決定される。すなわち、無彩色のピクセルでは、各サブピクセルが白黒で表示されることになる。

一方、判定手段によって有彩色と判定されたピクセルについては、変換手段によって色データが予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換された後、置換手段によって、１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットが、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換される。すなわち、白や黒で表現可能な色が白黒で置換されて表示されることになる。

従って、カラー画像データを用いて白を表示する際には、上述のように白黒に置換可能な色が白黒に置換されるので、白の再現性を良好にすることができる。

また、請求項２に記載の画像処理装置は、ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理装置であって、前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定手段と、前記判定手段によって無彩色と判定された場合に、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定手段と、前記判定手段によって有彩色と判定された場合に、各色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換手段と、前記変換手段の変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換手段と、を含むことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能とされ、当該画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する。

判定手段では、画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色が判定される。そして、判定手段によって無彩色と判定されたピクセルについては、決定手段によって、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットが決定される。すなわち、無彩色のピクセルでは、各サブピクセルが白黒で表示されることになる。

一方、判定手段によって有彩色と判定されたピクセルについては、変換手段によって赤、緑、青の色データが予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換された後、置換手段によって、１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットが、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換される。置換手段は、例えば、赤、緑、青のサブピクセルセットが存在する場合には、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する。すなわち、白や黒で表現可能な色が白黒で置換されて表示されることになる。

従って、カラー画像データを用いて白を表示する際には、上述のように白黒に置換可能な色が白黒に置換されるので、白の再現性を良好にすることができる。

なお、置換手段は、請求項３に記載の発明のように、（赤、緑、青）のサブピクセルセットを、（白、白、白）、（白、白、黒）、（白、黒、黒）、または（黒、黒、黒）の白黒のサブピクセルセットに置換するようにしてもよい。

また、請求項４に記載の画像処理方法は、複数のサブピクセルで構成された１ピクセルで色、白、及び黒を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理方法であって、前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、前記変換ステップの変換結果の１ピクセルまたは予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、を含むことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、１ピクセルが複数のサブピクセルで画像表示媒体が構成されており、１ピクセルで色、白、及び黒が表示可能とされ、当該画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する。

判定ステップでは、画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する。そして、判定ステップで無彩色と判定されたピクセルについては、決定ステップで無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する。すなわち、無彩色のピクセルでは、各サブピクセルが白黒で表示されることになる。

一方、判定ステップで有彩色と判定されたピクセルについては、変換ステップで色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換した後、置換ステップで、１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する。すなわち、白や黒で表現可能な色が白黒で置換されて表示されることになる。

従って、カラー画像データを用いて白を表示する際には、上述のように白黒に置換可能な色が白黒に置換されるので、白の再現性を良好にすることができる。

また、請求項５に記載の画像処理方法は、ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理方法であって、前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、各色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、前記変換ステップの変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、を含むことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能とされ、当該画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する。

判定ステップでは、画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する。そして、判定ステップで無彩色と判定されたピクセルについては、決定ステップで赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する。すなわち、無彩色のピクセルでは、各サブピクセルが白黒で表示されることになる。

一方、判定ステップで有彩色と判定されたピクセルについては、変換ステップで赤、緑、青の色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換した後、置換ステップで、１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する。置換ステップは、例えば、赤、緑、青のサブピクセルセットが存在する場合には、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する。すなわち、白や黒で表現可能な色が白黒で置換されて表示されることになる。

従って、カラー画像データを用いて白を表示する際には、上述のように白黒に置換可能な色が白黒に置換されるので、白の再現性を良好にすることができる。

なお、置換ステップは、請求項６に記載の発明のように、（赤、緑、青）のサブピクセルセットを、（白、白、白）、（白、白、黒）、（白、黒、黒）、または（黒、黒、黒）の白黒のサブピクセルセットに置換するようにしてもよい。

また、請求項７〜９の画像処理プログラムは、請求項４〜６の画像処理方法をコンピュータで実行させるプログラムとしたものであり、請求項４〜６と同様の作用、効果を奏する。

また、本発明の画像表示媒体としては、例えば、少なくとも透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙をもって対向する背面基板と、予め定めた方向に沿って並置された複数の第１電極と前記第１電極と対向して配置された第２電極との間に画像データに応じた電圧が印加されることにより、前記表示基板と前記背面基板との基板間に形成された電界に応じて移動するように当該基板間に封入され、かつそれぞれ異なる帯電特性とされた白色粒子及び黒色粒子と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に設けられた着色層と、を備えた画像表示媒体を適用することが可能である。

以上説明したように本発明によれば、カラー画像データを用いて白を表示する際に白の再現性を良好にすることができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明を画像表示媒体に適用したものである。

図１は、本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体の一部断面図を示す。なお、図１に示す画像表示媒体１０は、図２のＡ−Ａ断面を示す。

図１に示すように、画像表示媒体１０は、透明な基板１２上にライン状の複数の透明の走査電極１４、透明の絶縁層１６が形成された表示基板１８と、走査電極１４と直交するように対向して配置されたライン状のデータ電極２０に各々着色された着色層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを含む着色層２２、透明の絶縁層２４が基板２６上に形成された背面基板２８と、基板間に封入された正に帯電された黒色粒子３０及び負に帯電された白色粒子３２と、基板間を図２に示すように複数のセル３４に仕切る間隙部材３６と、で構成されている。以下では、着色層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを総称するときには単に着色層２２という。

着色層２２は、黒色粒子３０及び白色粒子３２とは異なる色に着色された層であり、本実施形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ着色されているものとする。

図２に示すように、複数のライン状の走査電極１４は、図２において上下方向（走査方向Ｓ）に並置されると共に、図２において左右方向に並置された複数のライン状のデータ電極２０と直交するように配置されている。各走査電極１４と各データ電極２０との交差位置が画素を構成する。なお、各電極は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極で構成される。

間隙部材３６は、本実施形態では、１つの走査電極１４及び複数のデータ電極２０を含み、走査方向Ｓと直交する方向を長手方向とする長方形状のセル３４が複数個形成されるようなマス目状の形状とされている。図２では、一例として各セル３４内に走査電極１４が１本、データ電極２０が３本ずつ配置された構成、すなわち、１セル当たり１×３画素の構成としているが、これに限るものではない。

図２において、説明の簡略化のために８行×１２列の単純マトリクス構造の電極配置としているが、実際には、画像表示に必要な画素数に対応した本数の電極が各基板に形成されることはいうまでもない。すなわち、ｍ行×ｎ列分の画素が必要であれば、ｍ本の走査電極１４が基板１２上に形成され、ｎ本のデータ電極２０が基板２６上に形成される。

また、本実施の形態では、表示基板側に走査電極１４が、背面基板側にデータ電極２０が設けられた構成としているが、これとは逆に、表示基板側にデータ電極が、背面基板が泡に走査電極１４が形成された構成としてもよい。

また、走査電極１４及びデータ電極２０は、表示基板１８と背面基板２８とが対向する側の面ではなく、これと反対側の面にそれぞれ形成されていてもよく、表示基板１８及び背面基板２８の外側に別個独立にそれぞれ配置されていてもよい。また、電極を画像表示媒体と別個独立に設ける場合には、基板を誘電性を有する部材で構成することにより、基板間に電解を形成させることができる。

また、本実施の形態では、黒色粒子３０が正に帯電し、白色粒子３２が負に帯電された構成としているが、黒色粒子３０が負に帯電し、白色粒子３２が正に帯電された構成でもよい。各粒子は、例えば絶縁性粒子や導電性粒子等を用いることができる。

なお、画像表示媒体１０を構成する各材料は、例えば、特開２００１−３１２２５号公報に記載されたものを用いることができる。

このような画像表示媒体１０では、少なくとも粒子を移動させることができる電位差を基板間に発生させるのに必要な電圧であって、必要な濃度が確保できる所定電圧（例えば±１４０Ｖ）が走査電極１４とデータ電極２０との電極間に印加されると、その位置の黒色粒子３０及び白色粒子３２が基板間を移動する。例えば、データ電極２０に対して走査電極１４の電位が正になると所定電圧（例えば＋１４０Ｖ）がその電極間に印加された場合には、表示基板１８側の正に帯電した黒色粒子３０は背面基板２８側へ移動し、背面基板２８側の負に帯電した白色粒子３２は表示基板１８側へ移動する。一方、データ電極２０に対して走査電極１４の電位が負となる所定電圧（例えば−１４０Ｖ）がその電極間に印加された場合には、表示基板１８側の負に帯電した白色粒子３２は背面基板２８側へ移動し、背面基板２８側の正に帯電した黒色粒子３０は表示基板１８側へ移動する。

従って、粒子を移動すべき画素に対応した位置のデータ電極２０と走査電極１４との間に正又は負の所定電圧を印加することにより、画像に応じて粒子が移動し、画像を表示させることができる。なお、電圧の印加が停止された後も、ファンデルワールス力や鏡像力等により黒色粒子３０又は白色粒子３２は表示基板１８又は背面基板２８に付着したままとなり、画像表示は維持される。

本実施形態では、一例として、画像表示媒体１０の濃度特性が図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような特性の場合について説明する。すなわち、データ電極２０に対して走査電極１４に印加される電圧を−１４０Ｖ又は１４０Ｖとすることにより、黒色粒子３０又は白色粒子３２が表示基板１８側へ移動して十分な濃度を得ることができると共に、データ電極２０に対して走査電極１４に印加される電圧を−７０Ｖ又は７０Ｖとすることにより、粒子の移動を禁止することができる特性である。なお、同図では、印加電圧のパルス幅が１０ｍｓｅｃ、パルス数が１の場合について示した。

走査電極１４及びデータ電極２０に印加する黒表示用のＯＮ電圧及びＯＦＦ電圧、すなわち黒色粒子３０を表示基板１８側へ移動させる際に各電極に印加する電圧の値については、様々な値を設定することができるが、本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、走査電極１４に印加する第１の走査電極用ＯＮ電圧を−７０Ｖに、データ電極２０に印加する第１のデータ電極用ＯＮ電圧を＋７０Ｖに、走査電極１４及びデータ電極２０に印加するＯＦＦ電圧を０Ｖにそれぞれ設定する。

同様に、走査電極１４及びデータ電極２０に印加する白表示用のＯＮ電圧及びＯＦＦ電圧、すなわち白色粒子３２を表示基板１８側へ移動させる際に各電極に印加する電圧の値については、様々な値を設定することができるが、本実施形態では、走査電極１４に印加する第２の走査電極用ＯＮ電圧を、第１の走査電極用ＯＮ電圧と逆極性の＋７０Ｖに、データ電極２０に印加する第２のデータ電極用ＯＮ電圧を、第１のデータ電極用ＯＮ電圧と逆極性の−７０Ｖに、ＯＦＦ電圧は黒表示用のＯＦＦ電圧と同様の０Ｖにそれぞれ設定する。

上記のように黒表示用のＯＮ電圧及びＯＦＦ電圧を設定した場合、同図（Ｂ）に示すように、走査電極１４及びデータ電極２０の両方に黒表示用のＯＮ電圧が印加された場合、そのデータ電極２０に対する走査電極１４への印加電圧は−１４０Ｖとなり、その画素（画像部）の黒色粒子３０が表示基板１８側へ移動する。

また、走査電極１４に第１の走査電極用ＯＮ電圧、データ電極２０にＯＦＦ電圧が印加された場合、そのデータ電極２０に対する走査電極１４への印加電圧は−７０Ｖとなり、その画素（非画像部）の粒子は移動しない。同様に、走査電極１４にＯＦＦ電圧、データ電極２０に第１のデータ電極用ＯＮ電圧が印加された場合、そのデータ電極２０に対する走査電極１４への印加電圧は−７０Ｖとなり、その画素の粒子は移動せず、走査電極１４にＯＦＦ電圧、データ電極２０にＯＦＦ電圧が印加された場合、そのデータ電極２０に対する走査電極１４への印加電圧は０Ｖとなり、その画素の粒子は移動しない。なお、白表示の場合も極性が反転するだけで黒表示の場合と同様である。

また、セル３４内の粒子の配置、すなわち粒子密度を均一化させると共に最終的に白表示とする初期化駆動を行う場合には、走査電極１４とデータ電極２０との間に初期化駆動電圧としての交番電圧を印加する。例えば、第１の走査電極用初期化電圧を１４０Ｖ、第２の走査電極用初期化電圧を０Ｖとして、これらを所定パルス幅で走査電極１４に交互に印加すると共に、これに同期して、第１のデータ電極用初期化電圧を０Ｖ、第２のデータ電極用初期化電圧を１４０Ｖとして、これらを前記所定パルス幅でデータ電極２０に交互に印加する。これにより、走査電極１４とデータ電極２０との間に交番電圧が印加される。そして、これを所定パルス数分実行し、最後に白表示とするために、走査電極１４に第１の走査電極用初期化電圧を、データ電極２０に第１のデータ電極用初期化電圧を印加する。この際、前記所定パルス幅より長めのパルス幅で印加すると、より濃度が安定した白表示を行うことができるため好ましい。なお、所定パルス数は、粒子の配置を十分に均一化させることができる数に設定される。

また、セル内の所定画素について粒子以外の色、すなわち着色層２２Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの色を表示させる場合には、前記所定画素に対応する走査電極１４に対して、図５（Ａ）に示すような所定パルス幅の第１の走査電極用ＯＮ電圧及び第２の走査電極用ＯＮ電圧を交互に印加するパルス電圧を所定パルス数印加すると共に、前記所定画素に対応するデータ電極２０に対して、同図（Ｂ）に示すような前記所定パルス幅の第１のデータ電極用ＯＮ電圧及び第２のデータ電極用ＯＮ電圧を交互に印加するパルス電圧を所定パルス数印加する。すなわち、位相が１８０度異なるパルス電圧を走査電極１４及びデータ電極２０に印加する。これにより、同図（Ｃ）に示すように、走査電極１４には、データ電極２０に対して第１の走査電極用ＯＮ電圧の２倍の電圧（−１４０Ｖ）と第２の走査電極用ＯＮ電圧の２倍の電圧（＋１４０Ｖ）とが交互に印加される交番電圧が印加されることとなる。なお、交番電圧の周波数は、一例として２００Ｈｚ、所定パルス数は一例として２０パルスとするが、これに限られない。以下では、同図（Ａ）に示す所定パルス数のパルス電圧を走査電極用パルス電圧、同図（Ｂ）に示す所定パルス数のパルス電圧をデータ電極用パルス電圧と称する。

また、所定画素以外の画素に対応する走査電極１４及びデータ電極２０に対しては、ＯＦＦ電圧を印加する。

これにより、所定画素の領域の粒子が基板間を往復運動しながら、隣接するデータ電極間に形成されたエッジ電界（基板面と平行方向の電界）によってセル内の他の画素の領域へ移動し、着色層２２が露出し、その色が表示される。

図６は、本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体１０の概略構成を示すブロック図である。なお、図６には、画像データに基づいて、画像表示媒体１０に画像を表示するための駆動装置４０の概略構成を示した。

駆動装置４０は、走査電極駆動回路４２、データ電極駆動回路４４、電源回路４６、４８、及び制御装置５０を含んで構成されている。

走査電極駆動回路４２は、各走査電極１４とそれぞれ接続され、電源回路４６から供給される各種の電圧、すなわち第１の走査電極用初期化電圧及び第２の走査電極用初期化電圧、第１の走査電極用ＯＮ電圧及び第２の走査電極用ＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧等を、制御装置５０の指示に従って各走査電極１４に各々印加する。

データ電極駆動回路４４は、各データ電極２０とそれぞれ接続され、電源回路４８から供給される各種の電圧、すなわち第１のデータ電極用初期化電圧及び第２のデータ電極用初期化電圧、第１のデータ電極用ＯＮ電圧及び第２のデータ電極用ＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧等を、制御装置５０の指示に従って各データ電極２０に各々印加する。

走査電極駆動回路４２は、各走査電極１４とそれぞれ接続され、電源回路４６から供給される各種の電圧を、制御装置５０の指示に従って各走査電極１４に各々印加する。

データ電極駆動回路４４は、各データ電極２０とそれぞれ接続され、電源回路４８から供給される各種の電圧を、制御装置５０の指示に従って各データ電極２０に各々印加する。

制御装置５０には、画像表示媒体１０に表示させるべき画像に応じた画像データが入力される。制御装置５０は、入力された画像データに基づいて、走査対象の走査電極１４の行番号を指定するための行番号指定信号及び印加電圧の種類を指定するための走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動回路４２に出力すると共に、その行番号指定信号により指定された走査電極１４に対応するライン画像に基づいて所定の電圧を印加すべきデータ電極２０の列番号を指定するための列番号指定信号及び前記所定の電圧の種類を指定するためのデータ電極用電圧指定信号を、データ電極駆動回路４４に出力する。

走査電極駆動回路４２は、制御装置５０から行電極指定信号によって指定された行の走査電極１４に対して、走査電極用電圧指定信号で指定された種類の電圧を印加すると共に、行番号指定信号によって指定された走査電極１４以外の走査電極１４に対してＯＦＦ電圧を印加する。

データ電極駆動回路４４は、制御装置５０から列番号指定信号によって指定された列のデータ電極２０に対して、データ電極用電圧指定信号で指定された種類の電圧を印加すると共に、列番号指定信号によって指定されたデータ電極２０以外のデータ電極２０に対してＯＦＦ電圧を印加する。

ところで、以上の説明では、データ電極２０と走査電極１４の交差位置を１画素すなわち１ピクセルとして説明してきたが、本実施の形態では、データ電極２０と走査電極１４の交差位置をサブピクセルとし、複数のサブピクセルで１ピクセルを構成する。本実施の形態では、図７（Ａ）に示すように、３×３のサブピクセルで１ピクセルを構成する。そして、１ピクセル内の各サブピクセルにおける着色層２２は、図７（Ｂ）に示すように、Ｒの着色層２２、Ｇの着色層２２、Ｂの着色層２２の順にストライプ状となるようにＲ、Ｇ、Ｂの着色層２２が配置される。

なお、着色層２２のＲ、Ｇ、Ｂの各色配置は、これに限るものではなく、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの配置順を異なる順としてもよいし、図７（Ｃ）に示すように、不規則なパターンとしてもよい。また、サブピクセルは正方形が好ましいが、正方形でなくてもよい。例えば、１ピクセルが正方形でサブピクセルがアスペクト比１：３の長方形としてもよい。また、１ピクセルも正方形が好ましいが、正方形でなくてもよい。

続いて、制御装置５０において、画像表示媒体１０に画像を表示する前に行われる画像データの変換処理について説明する。

制御装置５０では、画像表示媒体１０に表示させるべき画像に応じた画像データが入力されると、以下の変換処理が行われる。

図８は、本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体１０の制御装置５０で行われる画像データの変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、ステップ１００では、制御装置５０に入力される画像データを処理可能な形式に画像変換する。例えば、本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの色空間で処理するため、異なる色空間の画像データである場合には、色変換処理を行う。

次にステップ１０２では、入力画像データの各ピクセル毎に、ピクセルが有彩色か否かを判定する。該判定は、各ピクセルのＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの差の絶対値が全て予め定めた閾値以下であるか否か判定する。例えば、｜Ｃｉ−Ｃｋ｜≦Ｔｈ、Ｃｉ、Ｃｋ＝｛Ｒ（ｒ）、Ｇ（ｇ）、Ｂ（ｂ）｝、閾値Ｔｈ＝１０とする。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの値がほぼ全部同じような値か否かを判定する。なお、Ｒ（ｒ）、Ｇ（ｇ）、Ｂ（ｂ）はピクセルにおけるＲ、Ｇ、Ｂ各色の値を表し、それぞれ０〜２５５の値をとる（０≦Ｒ（ｒ）、Ｇ（ｇ）、Ｂ（ｂ）≦２５５）ものとする。

そして、ステップ１０２の判定が肯定、すなわち有彩色のピクセルについてはステップ１０６へ移行して、ステップ１０２の判定が否定、すなわち無彩色のピクセルについてはステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、グレーレベルに応じた白黒のサブピクセルセットの決定を行ってステップ１１０へ移行する。詳細には、サブピクセルが９個であるので、ＲＧＢ各色の値を平均して、無彩色のグレーレベル値をＧｒａｙ（ｔ）＝｛Ｒ（ｒ）＋Ｇ（ｇ）＋Ｂ（ｂ）｝／３とする。また、グレーレベル値に応じて白黒のサブピクセルセットを予め定めておき、求めたグレーレベル値に対応する白黒のサブピクセルセットを決定する。

例えば、グレーレベル値に応じて白（Ｗ）黒（Ｋ）のサブピクセルセットを以下のように予め定める。

０≦Ｇｒａｙ（ｔ）≦２５は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＫＫＫＫＫ）
２５＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦５０は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＫＫＫＫＷ）
５０＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦７５は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＫＫＫＷＷ）
７５＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦１００は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＫＫＷＷＷ）
１００＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦１２５は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＫＷＷＷＷ）
１２５＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦１５０は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＫＷＷＷＷＷ）
１５０＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦１７５は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＫＷＷＷＷＷＷ）
１７５＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦２００は、白黒サブピクセルセット（ＫＫＷＷＷＷＷＷＷ）
２００＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦２２５は、白黒サブピクセルセット（ＫＷＷＷＷＷＷＷＷ）
２２５＜Ｇｒａｙ（ｔ）≦２５５は、白黒サブピクセルセット（ＷＷＷＷＷＷＷＷＷ）
一方、ステップ１０６では、ピクセルデータに応じたサブピクセルセットの決定を行ってステップ１０８へ移行する。すなわち、サブピクセルが９個、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルがそれぞれ３つずつであるので、各色のサブピクセル３つをどのような信号セットにするか決定する。

詳細には、各色毎の値に応じたサブピクセルセットを予め定めておき、各色の値に応じたサブピクセルセットを決定する。例えば、各色の値に応じてサブピクセルセットを以下のように決定する。なお、以下では、Ｒ色を一例に示すがＧ、Ｂについても同様にサブピクセルセットを決定する。

０≦Ｒ（ｒ）≦６４は、サブピクセルセット（ＫＫＫ）
６４＜Ｒ（ｒ）≦１２８は、サブピクセルセット（ＲＫＫ）
１２８＜Ｒ（ｒ）≦１９２は、サブピクセルセット（ＲＲＫ）
１９２＜Ｒ（ｒ）≦２５５は、サブピクセルセット（ＲＲＲ）
次にステップ１０８では、１ピクセル内またはサブピクセル群内で（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルセットを（Ｗ，Ｗ，Ｗ）、（Ｗ，Ｗ，Ｋ）、（Ｗ，Ｋ，Ｋ）、または（Ｋ，Ｋ，Ｋ）に置換してステップ１１０へ移行する。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルが並んで配置される場合には、白黒で置き換える。なお、白黒の置換は、フィルタ（本実施の形態では着色層２２）や粒子の色などに応じて上記の何れかに置換するように予め設定する。

そして、ステップ１１０では、サブピクセルセットの中で（Ｗ，Ｋ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）の面積比が変化しないようにピクセル内の並び替えを行って一連の処理を行う。ピクセル内の並べ替えは、ピクセル内で着色層２２の配置によってＲ、Ｇ、Ｂの配列が決まっているので、Ｒ、Ｇ、Ｂの配置を考慮して並べ替えを行う。また、白、黒、Ｒ、Ｇ、Ｂの表示する際の駆動方法がそれぞれ異なるので、駆動方法を考慮してピクセル内の並べ替えを行う。

以上のように画像データの変換処理が行われた後に、制御装置５０は、走査電極駆動回路４２及びデータ電極駆動回路４４を制御して、変換処理によって変換された画像データに基づく画像表示媒体１０の駆動が行われる。

例えば、図９（Ａ）に示すＲ（１８０）、Ｇ（１８０）、Ｂ（７０）のピクセルを上述の変換処理で変換した場合には、有彩色ピクセルであるので、ステップ１０２が肯定され、ステップ１０６では、Ｒ（１８０）であるので、（Ｒ，Ｒ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定され、Ｇ（１８０）であるので、（Ｇ，Ｇ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定され、Ｂ（７０）であるので、（Ｂ，Ｋ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定されて図９（Ｂ）に示すようになり、ステップ１０８では、ＲＧＢのサブピクセルセットが（Ｗ，Ｗ，Ｋ）に置換されるものとして、ＲＧＢのサブピクセルセットが（Ｗ，Ｗ，Ｋ）に置換されて図９（Ｃ）に示すようになる。

また、図１０（Ａ）に示すように、（１８０）、Ｇ（１８０）、Ｂ（７０）のピクセルが連続した場合には、有彩色ピクセルであるので、ステップ１０２が肯定され、ステップ１０６では、Ｒ（１８０）であるので、（Ｒ，Ｒ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定され、Ｇ（１８０）であるので、（Ｇ，Ｇ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定され、Ｂ（７０）であるので、（Ｂ，Ｋ，Ｋ）のサブピクセルセットに決定されて図１０（Ｂ）に示すようになり、ステップ１０８では、サブピクセル群内でＲＧＢのサブピクセルセットが（Ｗ，Ｗ，Ｋ）に置換されるものとして、ＲＧＢのサブピクセルセットが（Ｗ，Ｗ，Ｋ）に置換されて図１０に示すようになる。

すなわち、本実施の形態では、白色を表現する際には、ＲＧＢを置換して白色粒子３２で表現するようにしているので、カラー画像データを用いて白を表現する際に白の再現性を良好にすることができる。また、白色粒子３２で白を表現するので、ＲＧＢ各色のホワイトバランスを精度良く設計する必要がなくなり、要求されるＲＧＢの各色それぞれの設計自由度を向上させることができる。

さらには、上述の変換処理を行うことで、ピクセルの彩度を変えることなく明度を変えることが可能となり、隣接するピクセルの色彩及び明度、或いは該ピクセルがテキスト領域に属するか、ベタ色塗り領域に属するか、ピクトリアル画像部に属するか、或いは周囲雰囲気の明るさなど、によって明度を決定することが可能となり、場面毎に最適な彩度と明度を選択することが可能となる。

一方、本実施の形態で説明した画像表示媒体１０のように、白色粒子、黒色粒子、及び着色層２２を用いて粒子を移動させて画像を表示する場合には、背面色は観察側基板からある一定距離離れて配置されており、背面色を観察する場合には視野角の問題が存在する。一方、白色粒子３２及び黒色粒子３０を観察する場合には、観察側基板に密着して存在する粒子を観察することになるので視野角はほとんど問題にならない。すなわち、背面色を用いて表現する部分を粒子を用いて表現することによって視野角の問題を改善することが可能となる。

さらに、本実施の形態で説明した画像表示媒体１０のように、白色粒子、黒色粒子、及び着色層２２を用いて粒子を移動させて画像を表示する場合には、背面色表示部の面積が増加すると、除去粒子を格納するスペースが不足することから、背面色表示部上に粒子残りが発生するが、本実施の形態では、ピクセルの色彩を変えることなく背面色表示部を粒子表示部に置き換えることが可能であるので、ピクセルでの表示品質を向上することができる。

なお、上記の実施の形態では、上述の変換処理においてＲＧＢの色空間データを用いた例を説明したが、これに限るものではなく、例えば、ＹＭＣの色空間データを用いるようにしてもよいし、他の色空間データを用いるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、白色粒子３２、黒色粒子３０、及び着色層２２によって画像を表現する画像表示媒体を例として説明したが、これに限るものではなく、例えば、白粒子、色粒子、及び黒色板の混合色で中間色を表示可能な４色以上表示できるサブピクセルを有する画像表示媒体などを適用するようにしてもよいし、電気泳動方式の画像表示媒体、ロイコ染料を用いた画像表示媒体、磁性粒子を用いた画像表示媒体、エレクトロクロミーやサーマル方式の画像表示媒体などを適用するようにしてもよい。さらには、本実施の形態における２色以上を表現する手段としては、２色以上に着色された回転粒子などを適用するようにしてもよいし、２色以上を表現する手段として液晶を用いるようにしてもよい。この時液晶を光書き込み方式の液晶を適用しても良いし、ゲストホスト液晶を適用するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体の一部断面図を示す図である。 電極の配置及び間隙部材を示す平面図である。 （Ａ）は白表示から黒表示するときの濃度特性を示す線図であり、（Ｂ）は黒表示から白表示するときの濃度特性を示す線図である。 （Ａ）は各電極に印加するＯＮ電圧及びＯＦＦ電圧について説明するための図であり、（Ｂ）は各電極にＯＮ電圧又はＯＦＦ電圧を印加したときの各位置に印加される電圧について説明するための図である。 除去駆動の際に印加される電圧の波形を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体の概略構成を示すブロック図である。 （Ａ）はサブピクセルを説明するための図であり、（Ｂ）はストライプ状にＲＧＢの着色層を配置した例を示す図であり、（Ｃ）は不規則なパターンでＲＧＢの着色層を配置した例を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる画像表示媒体の制御装置で行われる画像データの変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Ｒ（１８０）、Ｇ（１８０）、Ｂ（７０）のピクセルを変換処理で変換した一例を説明するための図である。 Ｒ（１８０）、Ｇ（１８０）、Ｂ（７０）のピクセルが連続して並んでいる場合に、変換処理で変換した一例を説明するための図である。

符号の説明

１０ 画像表示媒体
１４ 走査電極
２０ データ電極
２２ 着色層
３０ 黒色粒子
３２ 白色粒子
４０ 駆動装置
４２ 走査電極駆動回路
４４ データ電極駆動回路
５０ 制御装置

Claims (9)

1. 複数のサブピクセルで構成された１ピクセルで白、黒及びこれ以外の色を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理装置であって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定手段と、
   前記判定手段によって無彩色と判定された場合に、無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定手段と、
   前記判定手段によって有彩色と判定された場合に、色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換手段と、
   前記変換手段の変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換手段と、
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理装置であって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定手段と、
   前記判定手段によって無彩色と判定された場合に、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定手段と、
   前記判定手段によって有彩色と判定された場合に、各色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換手段と、
   前記変換手段の変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換手段と、
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
3. 前記置換手段は、（赤、緑、青）のサブピクセルセットを、（白、白、白）、（白、白、黒）、（白、黒、黒）、または（黒、黒、黒）の白黒のサブピクセルセットに置換することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 複数のサブピクセルで構成された１ピクセルで色、白、及び黒を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理方法であって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、
   前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、
   前記変換ステップの変換結果の１ピクセルまたは予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
5. ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理方法であって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、
   前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、各色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、
   前記変換ステップの変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
6. 前記置換ステップは、（赤、緑、青）のサブピクセルセットを、（白、白、白）、（白、白、黒）、（白、黒、黒）、または（黒、黒、黒）の白黒のサブピクセルセットに置換することを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
7. コンピュータに、以下の処理を実行させることによって、複数のサブピクセルで構成された１ピクセルで色、白、及び黒を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理プログラムであって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、無彩色のグレーレベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、
   前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、
   前記変換ステップの変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理プログラム。
8. コンピュータに、以下の処理を実行させることによって、ピクセルを構成するサブピクセル１つで、白、黒、及び赤または緑または青を表示可能な画像表示媒体に画像を表示するための画像データを処理する画像処理プログラムであって、
   前記画像データを取得して、各ピクセル毎に有彩色と無彩色を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで無彩色と判定された場合に、赤、緑、及び青の色データで表現される無彩色のグレーベルに応じて予め定めた白黒のサブピクセルセットを決定する決定ステップと、
   前記判定ステップで有彩色と判定された場合に、各色データを予め定めた条件に従って黒と色のサブピクセルセットに変換する変換ステップと、
   前記変換ステップの変換結果の１ピクセル内または予め定めたサブピクセル群内で、予め定めた色のサブピクセルセットを、予め定めた白黒のサブピクセルセットに置換する置換ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理プログラム。
9. 前記置換ステップは、（赤、緑、青）のサブピクセルセットを、（白、白、白）、（白、白、黒）、（白、黒、黒）、または（黒、黒、黒）の白黒のサブピクセルセットに置換することを特徴とする請求項８に記載の画像処理プログラム。

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