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2010/08/22

シャープ「AQUOS(アクオス)クアトロン」詳細レビュー Vol.2

“目指している、未来が違う”

オンリーワン商品

4原色革命、クアトロン技術とは

Aquos_quattron_04

従来のカラーTVでは、光の三原色である赤 (Red)・緑(Green)・青(Blue)を組み合わせて、カラー映像をR・G・B 3色の発色体で表示させていました。

この方法は、加法混色といって R・G・B を等量で表示させると白色と感じるように、視覚神経から寄せられた情報を脳が判断しているからです。

また、どのような色でも、CR (R)+G (G)+B (B) の等色方程式により、3つの原色(R・G・B)の加法混色で表現ができ、発色体の色を色度図上にプロットし 3 点を結ぶ三角形の内側が、そのカラーTVの再現できる色領域になります。

※ 文献によると、赤と緑の発色体には、黄色の成分も一部含まれています。

Aquos_quattron_s05

ただ、R・G・B の三原色でテレビの表示色を表現するより、補色である“黄色”を追加することで、すごいことが実現できてしまいます。

ここでは、わかりやすく説明するため、赤=“1”、青=“2”、緑=“4”、黄=“5”という“数字”で色を表し、「白」を表現する組み合わせを探します。加法混色ですから、この数字を足し算して、その答えが“7”になると「白」を表せることになります。

ちなみに、従来方式の R・G・B 3原色で“白”を表すと、赤・緑・青の組み合わせ( 1[R] + 4[G] + 2[B] = 7[W] )になります。

クアトロンでは、黄色の発色体がある訳ですから、「R・G・B + Y」 方式で白を表現すると・・・

  • B と Y だけを使う
  • R と G のレベルを約半分に落とし Y を約半分足す
  • R ・ G ・ B を使う
  • G と Y のレベルを約半分に落とし、RGB+Y 方式で行う

など、幾つもの組み合わせが存在します。

実際のカラーTVは、R・G・B 各色のレベルを 0 ~ 255 の 256 階調で変化させて、フルカラー(1677万色以上)で表示させていますから、クアトロンの「RGB+Y方式」で中間色を表現すると、ほぼ無限の組み合わせがあることが分かります(エンジニアの視点から見ると“すごい!”ことなんです)。

※ ビデオカメラ等で入力したRGBの映像データは、デジタルテレビ規格(デジタル動画フォーマット)のYUV形式に変換され、受像機のテレビでRGBに再現されます。

Aquos_quattron_s06

簡単にカラー液晶パネルの原理について・・・

液晶というのは、電卓の表示部などにあるように、光を遮蔽することで黒く見え、光を透過することにより表示が見えなくなる物質です(テレビでは、この性質をシャッターとして利用します)。

この液晶に、バックライトと呼ばれる光を裏側から当てて、画面を構成するすべての液晶シャッターを、映像信号で電圧制御すると白黒テレビのようになります。

液晶の手前に、カラーフィルターをつけて、サブピクセルごとに液晶シャッターを制御すると、カラーで画像を映すことが出来ます。

(液晶テレビは、このカラー画像をパラパラ漫画のように切り替えて、映像を表示させています)

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画素を構成する、サブピクセルについて・・・

例えば、3原色でカラー表示するのでしたら、3つのサブピクセルだけで十分かと思われるかもしれませんが、光には配向性があり、この方式で映像を表示すると、正面以外の方向からは暗くてよく見えないテレビになります。

ですので、従来の同社テレビには、ASV 方式という「くの字」に微細加工された液晶パネルを搭載し、上下左右どの方向から見ても、明るく綺麗にみえるように工夫されていました。

そして新たに、液晶の分子方向を制御することで、光の方向を操る理想の液晶シャッターを開発。

これが、次世代液晶 UVA パネルです。

一画素の中を細かくユニットに分けて、それぞれのユニットから別々の方向に光を放つことで、どの角度から見ても明るく綺麗な映像の表示を実現しています。

また、シンプルな構造ですので、量産化に向いているパネルともいえます。

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「UVAパネル」と「LEDバックライト」との融合。

特徴としては、液晶を閉めた時にバックライトの光漏れが少なく、LEDの制御もあわせて光を効率的に利用できる利点があり、省エネにも貢献しています(液晶もLEDもシャープが開発)。

テレビにおいて明るさはひとつの重要な要素!

「UVAパネル」は、開口率が従来比で 20% UP した、光を透過しやすい、明るい液晶パネルです。

そして、コントラストの向上!

「引き締まった黒の表示」がみごとです。もちろんダイナミックな高画質にも貢献しています。

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クアトロンの液晶パネルには、RGB の隣に黄色を追加した 4 色で 1 画素を構成しています。

これが、4原色革命の新技術『4色液晶パネル』です。

G(緑)とY(黄)は、他の色と同じ明るさに光ると明るく感じる色なので、サブピクセルの幅は狭めてあります。

また、黄色のサブピクセルを追加して仕切りのフレーム(枠)が増えても、もともと開口率の高い液晶パネルなので、あまり暗くならない! そのような特徴もあります。

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携帯式デジタル顕微鏡(USBマイクロスコープ)で、白色表示しているテレビの画素を拡大表示させてみると、確かに 4 色のサブピクセルが並んで見えます。

(この機器をご持参なさったモノフェローズの方、この場をお借りしてお礼申し上げます。大変ありがとうございました。)

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バックライトに使用されている白色LEDは、青の発光ダイオードに黄などの蛍光体を組み合わせて白く見せている方式なので、白色LEDの“黄色”の波長成分とカラーフィルターの“黄色”を効率的に利用して、高輝度化省エネ化を実現しています。

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色を表すために「色度図」を用いていますが、RGBの発光体の色を色度図上にプロットし、それぞれの点を直線で結んだ三角形の内側が、その液晶パネルの表現できる色の範囲となります。

クアトロンに採用されている液晶パネルでは、黄色のポイントを追加、さらに色再現性に優れた緑の発光体を採用し、映像を表現できる色領域を広げています。

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上の画像は、SOCS(ソックス)の物体色分布を、色度図上にプロットしたものです。

実際に存在する、約 5 万の物体の色を●でプロットしてあります。

画像を見ると、今までの液晶テレビではどうしても表現できなかった、黄色の領域、シアンの領域をカバーしているのが、お分かり戴けると思います。

ちなみに、RGB 3原色だけで3角形の領域を広くすると余分な色まで表示していまい、電力パワーが必要な効率の良くないテレビが、出来上がるそうです。

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ひまわりなどの鮮やかな“黄色”の表現。

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金管楽器などの“深く輝く金色”の表現。

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深く澄んだアクアブルー、エメラルドグリーンの表現。

従来のテレビでは、表現がむずかしかった色領域の映像も表示可能になり、それでいて省エネ性を実現したエコなテレビ。

この映像美は、是非実機を家電店などの店頭にてお確かめください!

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※ この記事は、先日シャープ・デザインセンターにて開催された、ミンポス(モノフェローズ向け)のクローズドイベント、『4原色革命「クアトロン」誕生秘話』に参加してきた模様などを纏めたものです。

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