(57)【要約】サブピクセルのオクタル・グループの様々な実施例を開示する。オクタル・グループ（１２０）が三色のサブピクセルを有し、一色のサブピクセル（１０６）が、オクタル・サブピクセル・グループ内に、他の二色のサブピクセル（１０２、１０４）の二倍の数の位置を有することもできる。サブピクセル・グループ上でサブピクセル描画を行うための様々な実施例を開示する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブピクセルのグループを有する表示装置であって、前記サブピクセルのグループが、さらに八つのサブピクセルを有し、
前記サブピクセルが各々、第一色のサブピクセル、第二色のサブピクセルおよび第三色のサブピクセルのうちの一つであり、
前記サブピクセルのグループが、さらに前記第一色の四つのサブピクセル、前記第二色の二つのサブピクセルおよび前記第三色の二つのサブピクセルを有し、
さらに前記第二色の前記サブピクセルおよび前記第三色の前記サブピクセルが実質的に市松模様を形成する表示装置。
【請求項２】
前記第一色が緑色を有し、前記第二色および前記第三色が各々、赤色および青色のうちの一つである請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第一色が赤色を有し、前記第二色および前記第三色が各々、緑色および青色のうちの一つである請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記第一色の前記サブピクセルが、前記第二色と前記第三色の前記サブピクセルより小さな面積を有する請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記サブピクセルのグループが、さらにサブピクセルの実質的に二つの行と四つの列を有し、
さらに隣接しない二つの列の第一組が、前記第一色の四つのサブピクセルを有し、隣接しない二つの列の第二組が、前記第二色の二つのサブピクセルと、前記第三色の二つのサブピクセルを有する請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記第一色の四つのサブピクセルを有する前記隣接しない二つの列が、前記第二色の二つのサブピクセルと、前記第三色の二つのサブピクセルを有する前記隣接しない二つの列から垂直にオフセットされる請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記第二色と前記第三色のサブピクセルの前記実質的に形成された市松模様に、前記第一色の前記サブピクセルを分散させた請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示装置が、アクティブ・マトリクス液晶表示装置である請求項１記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示装置が、各サブピクセルのグループ内のサブピクセルを駆動するために、ドット反転方式を適用する請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ドット反転方式が、１×１ドット反転である請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記ドット反転方式が、２×１ドット反転である請求項９記載の表示装置。
【請求項１２】
複数のサブピクセルのグループを有する前記表示装置において、
前記サブピクセルのグループがさらに、八つのサブピクセルを有し、前記サブピクセルが各々、第一色のサブピクセル、第二色のサブピクセルおよび第三色のサブピクセルのうちの一つであり、
前記サブピクセルのグループがさらに、前記第一色の四つのサブピクセル、前記第二色の二つのサブピクセルおよび前記第三色の二つのサブピクセルを有し、さらに前記第二色の前記サブピクセルと前記第三色の前記サブピクセルが、実質的に市松模様を構成し、
第一形式の情報源のピクセルデータを変換し、前記表示装置上に描画する方法であって、
三色のピクセルデータを入力する各データ点用の暗示サンプル領域を決定し、
表示装置内の各色サブピクセル用の再サンプル領域を決定し、各再サンプル領域用の一組の係数を生成し、分母が再サンプル領域の関数であり、分子が各暗示サンプル領域の面積の関数である分数を前記係数が有し、前記暗示サンプル領域が前記再サンプル領域と部分的に重なり、
各暗示サンプル領域への入力ピクセルデータに係数をかけて積を得て、
各積を加えて、各再サンプル領域の輝度値を得る方法。
【請求項１３】
再サンプル領域の決定においてさらに、
各色サブピクセル用の再サンプル領域の間の位相関係を決定する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
位相関係の決定においてさらに、
前記各色の再サンプル領域に対して、再サンプル点を位置決めし、前記第二色と前記第三色用の再サンプル点が、前記第一色用の再サンプル点と実質的に重なるようにする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第一色が緑であり、前記第二色および第三色が各々赤および青である請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記緑の色平面が、サブピクセルのグリッドに対して単位フィルタを調整することで、入力ピクセルと実質的に適合するように中心を合わせた前記フィルタを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
複数のサブピクセルのグループを有する表示装置において、
前記サブピクセルのグループがさらに、八つのサブピクセルを有し、前記サブピクセルが各々、第一色のサブピクセル、第二色のサブピクセルおよび第三色のサブピクセルのうちの一つであり、
前記サブピクセルのグループがさらに、前記第一色の四つのサブピクセル、前記第二色の二つのサブピクセルおよび前記第三色の二つのサブピクセルを有し、さらに前記第二色の前記サブピクセルと前記第三色の前記サブピクセルが、実質的に市松模様を構成し、
第一形式の情報源のピクセルデータを変換し、前記表示装置上に描画する方法であって、
一組のカラー画像データを入力し、
複数の条件用の入力データをテストし、
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う方法。
【請求項１８】
前記組のカラー画像の入力データが、１×３マトリクスの入力データのサンプルを有する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記組のカラー画像の入力データが、１×２マトリクスの入力データのサンプルを有する請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
複数の条件用の入力データのテストにおいてさらに、
入力データの高コントラストの特徴の検出用のテストを行う請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記高コントラストの特徴がグループの一つを有し、前記グループはエッジ、ライン、およびドットを含む請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う際さらに、
現在の色データ値の代わりに新しい色データ値を用いる請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う際さらに、
現在の色データ値にガンマ補正を適用する請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う際さらに、
入力データに新しいサブピクセル描画フィルタ係数を適用する請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
表示装置を有するシステムであって、
前記表示装置が、複数のサブピクセルのグループを有し、前記サブピクセルのグループがさらに、八つのサブピクセルを有し、前記サブピクセルが各々、第一色のサブピクセル、第二色のサブピクセルおよび第三色のサブピクセルのうちの一つであり、
前記サブピクセルのグループがさらに、前記第一色の四つのサブピクセル、前記第二色の二つのサブピクセルおよび前記第三色の二つのサブピクセルを有し、さらに前記第二色の前記サブピクセルと前記第三色の前記サブピクセルが、実質的に市松模様を構成し、
入力画像データを描画するサブピクセル用の手段を有するシステム。
【請求項２６】
入力データを描画するサブピクセル用の前記手段がさらに、
一組のカラー画像データを入力する手段と、
複数の条件に対して入力データをテストする手段と、
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う手段を有する請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記組のカラー画像入力データが、１×３マトリクスの入力データのサンプルを有する請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記組のカラー画像入力データが、１×２マトリクスの入力データのサンプルを有する請求項２６記載のシステム。
【請求項２９】
複数の条件に対して入力データをテストするための前記手段がさらに、
入力データ内に高コントラストの特徴を検出するためのテスト手段を有する請求項２６記載のシステム。
【請求項３０】
前記高コントラストの特徴がグループの一つを有し、前記グループはエッジ、ライン、およびドットを含む請求項２９記載のシステム。
【請求項３１】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う手段がさらに、
現在の色データ値の代わりに新しい色データ値を用いる手段を有する請求項２６記載のシステム。
【請求項３２】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う手段がさらに、
現在の色データ値にガンマ補正を適用する手段を有する請求項２６記載のシステム。
【請求項３３】
入力データの前記テストの結果に応じて適切な処置を行う手段がさらに、
新しいサブピクセル描画フィルタ係数を入力データに適用する手段を有する請求項２６記載のシステム。
【請求項３４】
入力データを描画するサブピクセル用の前記手段がさらに、
三色のピクセルデータを入力する各データ点に対して、暗示サンプル領域を決定する手段と、
表示装置内の各色のサブピクセルに対して、再サンプル領域を決定する手段と、
各再サンプル領域用の一組の係数を生成し、分母が再サンプル領域の関数であり、分子が各暗示サンプル領域の面積の関数である分数を前記係数が有し、前記暗示サンプル領域が前記再サンプル領域と部分的に重なる手段と、
各暗示サンプル領域への入力ピクセルデータに係数をかけて積を得る手段と、
各積を加えて、各再サンプル領域の輝度値を得る手段を有する請求項２５記載のシステム。
【請求項３５】
再サンプル領域を決定する手段がさらに、
各色のサブピクセル用の再サンプル領域の間の位相関係を決定する手段を有する請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
位相関係を決定する手段がさらに、
前記各色の再サンプル領域に対して、再サンプル点を位置決めし、前記第二色と前記第三色用の再サンプル点が、前記第一色用の再サンプル点と実質的に重なるようにする手段を有する請求項３５記載のシステム。
【請求項３７】
前記第一色が緑であり、前記第二色および第三色が各々赤および青であり、
前記緑の色平面の変換が単位フィルタを有し、赤および青の色平面が３×３フィルタ係数のマトリクスを用いる請求項３４記載のシステム。
【請求項３８】
前記緑の色平面が、サブピクセルのグリッドに対して単位フィルタを調整することで、入力ピクセルと実質的に適合するように中心を合わせた前記フィルタを有する請求項３７記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は表示レイアウトの改善に関し、より詳細には、カラーピクセル構成、つまり表示装置内で用いられるアドレス手段の改善、およびこれらの表示装置用のデータ形式変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルカラーの認識は、錐体と呼ばれる三色の受容体神経細胞の種類によって、目の中で行われる。この三種類は、長波長、中波長、および短波長（各々「赤」、「緑」、および「青」）の異なる波長の光に応答する。三つの相対的密度は、互いに有意に異なる。緑の受容体より、赤の受容体の方がやや多い。赤または緑の受容体に比べて、青の受容体は非常に少ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
人間の視覚系は、輝度、色度、および運動という複数の知覚チャネルにおいて、目で検出した情報を処理する。運動は、画像システム設計者にとっては、フリッカ閾値に対してのみ重要である。輝度チャネルは、赤および緑の受容体のみからの入力を受け取る。言い換えると、輝度チャネルは、「色盲」である。それは、エッジのコントラストを向上させるように情報を処理する。色度チャネルは、エッジのコントラストは向上させない。輝度チャネルは、全ての赤および緑の受容体を用いて、それを向上させるので、輝度チャネルの解像度は色度チャネルより数倍高くなる。従って、輝度の認識への青の受容体の寄与は無視できる。このように、輝度チャネルは、空間周波数信号の帯域通過フィルタとして機能する。そのピーク応答は、３５サイクル／度である。それは、水平および垂直軸において、０サイクル／度および５０サイクル／度の応答に限定される。これは、輝度チャネルが、視野内の二つの領域の間の相対的な明るさのみを教えられることを意味する。絶対的な明るさは、教えることはできない。さらに、任意の細部が５０サイクル／度より微細であれば、それは一緒に混合するだけである。水平軸における限界は、垂直軸よりやや高い。対角軸の限界はやや低い。
【０００４】
色度チャネルは、フルカラーを見ることができるようにさらに二つのサブチャネルに分割される。これらのチャネルは、輝度チャネルとはかなり異なり、低域通過フィルタとして機能する。それが視野内でどれほど大きくても、人は常に物体の色がわかる。赤／緑の色度サブチャネルの解像度限界は、８サイクル／度であり、黄／青の色度サブチャネルの解像度限界は、４サイクル／度である。従って、赤／緑の解像度または黄／青の解像度を１オクターブだけ低くすることによってもたらされる誤差は、ＸｅｒｏｘおよびＮＡＳＡ、Ａｍｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ（例えば、Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｊ．Ｇｉｌｌｅ，Ｊ．Ｌａｒｉｍｅｒ, Ｄｅｔｅｃｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｂｌｕｅ  Ｐｉｘｅｌ  Ｃｏｕｎｔ  ｉｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ、（投射型表示装置内のカウント数を低減した青のピクセルの検出可能性）ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９３）での実験で示されているように、たとえ最も認識力が優れた観察者であったとしてもほとんど視認できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
輝度チャネルは、空間周波数のフーリエ変換成分を解析することで、画像の細部を決定する。信号理論から、与えられた任意の信号は、振幅および周波数が変化する一連の正弦波の合計として表すことができる。所定の信号のこれらの正弦波の成分を数学的に引き出す処理が、フーリエ変換と呼ばれる。人間の視覚系は、二次元画像信号内のこれらの正弦波成分に応答する。
【０００６】
色の認識は、「同化」またはＶｏｎ  Ｂｅｚｏｌｄ混色効果と呼ばれる処理によって影響される。これが、表示装置の別個の色ピクセル（サブピクセルまたは発光体）を混合された色として認識させるものである。この混合効果は、視野内の所定の角距離上で発生する。青の受容体は比較的少ないので、この混合は、赤または緑より青の方がより大きな角度で発生する。この距離は、青では約０．２５°、赤または緑では約０．１２°である。見る距離が１２インチでは、０．２５°は表示装置上では５０ミル（１，２７０μ）となる。従って、青のピクセルのピッチが、この混合のピッチの半分（６２５μ）より小さい場合、画質を損なうことなく色が混合する。この混合効果は、上記の色度サブチャネル解像度限界に直接関連付けられる。解像度限界を下回れば別個の色が見え、解像度限界を上回れば合わせた色が見える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ここで、この発明の実装および実施例、つまり添付の図面で示されている例について、詳しく参照する。可能な限り、同じまたは同様の部品を参照する場合、図面全体で同じ参照番号を用いる。
サブピクセル構成
図１Ａは、グループ１１０内の四つの色発光体を備えたサブピクセル発光体１００の構成を示しており、グループ１１０は一つおきの列グループが一つのサブピクセルだけ下にシフトされている。これは、八つのサブピクセルのより大きな直線的に繰り返すセルグループ１２０を生成する。このレイアウトは、’０９４出願で紹介されている。繰り返しセル内の複数のサブピクセルを同じ色ポイントに設定することも、’０９４出願に開示されており、この例は図１Ｂに示され、ここでは、八つの発光体繰り返しセルグループ１２０内の発光体１０６のうち四つが同じ色に設定される。例えば、これら四つの発光体１０６は、緑色に調整した（つまりバランスさせた）輝度になるように設定できる。例えば、他のサブピクセル発光体が、赤１０４と青１０２となるように設定できる。輝度をバランスさせた緑１０６のサブピクセルは、赤１０４および青１０２のサブピクセルに対して、色ごとに二倍の面積、つまり「土地」を有するが、赤１０４のサブピクセルと同じ輝度を有するようにバランスさせるので、全てのサブピクセルを十分に照射したとき、望ましい白点を生成するように、緑の全エネルギーをバランスさせる。緑色サブピクセルの輝度をバランスさせる方法は、既に’０９４出願で開示されている。
【０００８】
図１Ｃにおいて、四つのサブピクセル発光体１０６は、他の二つのサブピクセル発光体１０４、１０２に比べて、大きさおよびアスペクト比が低減されている。少数派サブピクセル１０４、１０２も、アスペクト比において調整できる。この例では、サブピクセル１０６の相対的な大きさは、サブピクセル１０４、１０２の二分の一になるように調整する。前述のように、必要に応じて色を割り当てることができる。当然のことながら、繰り返しオクタル・グループは、多数派色サブピクセルが第二および第四列を占有することを示しているが、同様に多数派サブピクセルが第一および第三列を占有することも十分に可能である。
【０００９】
他の実施例では、色は赤１０４、青１０２、および輝度をバランスさせていない緑１０６として割り当てられる。他の二つの色である赤１０４と青１０２の二倍の緑１０６があるので、全てのサブピクセルを十分に照射したとき、望ましい白点が得られる。
【００１０】
この色割り当て、および他の色割り当ての実施例では、サブピクセルのアスペクト比を調整して、表示アレイ１００が正方形の繰り返しセルグループ１２０からなるようにすることもできる。この場合、正方形のグリッド上に多数派の色サブピクセル発光体１０６を置く。理想的な「市松模様」上、またはほぼその上に、小数派の色サブピクセル発光体１０２、１０４を置くこともできる。別の色割り当て実施例の場合、サブピクセル１０６を赤色に割り当て、サブピクセル１０４を図１Ｂ、１Ｃの緑色に割り当てることもできる。この色割り当てでは、下記のサブピクセル描画用のアルゴリズムは同様に機能する。
【００１１】
緑または赤のサブピクセルが、オクタル・グループ１２０内の多数派の色サブピクセルを占有できるだけでなく、青のサブピクセルも多数派サブピクセルを占有できる。このような構成は、’７３８仮出願で既に開示されている。従って、赤、緑、および青の三つ全ての色が、このグループにおける多数派サブピクセルの位置を占有してもよい。さらに、この実施例を示す目的のために、赤、緑、および青色を用いているが、当然のことながら、表示装置用の適切な色範囲を表す三つの色の別の適切な選択も、この発明の目的に対して十分である。
【００１２】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示されているように、サブピクセルは、実質的に長方形の外観を有するようにみえる。当然のことながら、サブピクセルについての他の形状も可能であり、この発明の範囲内で検討される。例えば、サブピクセルに対する多数の他の規則的または不規則な形状も可能であり、製造可能であれば好ましい。ここで説明したように色サブピクセルのオクタル・グループがあるだけで十分であり、サブピクセル描画（ＳＰＲ）の目的のためにアドレス可能であってもよい。
【００１３】
サブピクセル形状は、この発明の範囲の下で変更できるので、この発明の範囲の下で、サブピクセルの正確な位置を変更することもできる。例えば、図８Ａ、８Ｂは、同様のオクタル・サブピクセルのグループを示しており、他のサブピクセル１０２、１０４から一方または両方の多数派ストライプ１０６がオフセットされている（相対的または別に）。他の垂直的なオフセットも可能である。
【００１４】
オクタル・グループの他の実施例も可能である。図９Ａ、９Ｂは、サブピクセル１０２、１０４の市松模様内に、多数派サブピクセル１０６が点在しているオクタル・グループを示している。このような市松模様内の多数派サブピクセルの配置の他の構成も可能であり、この発明の範囲内で検討される。
【００１５】
図９Ａ、９Ｂは、表示装置全体でジグザグの列電極を有することができる。列駆動部の節約は、同じ解像度でＲＧＢストライプ・システムと比べて、三分の一となり、サブピクセルの数はＲＧＢストライプ・システムと比べて、サブピクセル数の約三分の二となる。
【００１６】
この発明のさらに別の実施例も可能である。例えば、全体のオクタル・サブピクセル・グループを９０°回転させて、グループへの行および列駆動部接続の役割を逆にすることもできる。このようなサブピクセルの水平構成は、同時係属出願名称「ＣＯＬＯＲ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＨＡＶＩＮＧ  ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ  ＳＵＢ−ＰＩＸＥＬ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ  ＡＮＤ  ＬＡＹＯＵＴ（水平サブピクセル構成およびレイアウトを備えたカラー表示装置）」にさらに開示されており、参考のために援用する。
【００１７】
発光体の交互の「市松模様」は、同時係属米国特許出願番号第１０／１５０，３５５号（「３５５出願」）、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＵＢ−ＰＩＸＥＬ  ＲＥＮＤＥＲＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＧＡＭＭＡ  ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ（ガンマ調整を備えたサブピクセル描画用の方法およびシステム）」、出願日２００２年５月１７日で開示されているようなサブピクセル描画を用いて、同時係属および同一出願人による米国特許出願番号第０９／９１６，２３２号（「２３２出願」）、発明の名称「ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ  ＯＦ  ＣＯＬＯＲ  ＰＩＸＥＬＳ  ＦＯＲ  ＦＵＬＬ  ＣＯＬＯＲ  ＩＭＡＧＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＷＩＴＨ  ＳＩＭＰＬＩＦＩＥＤ  ＡＤＤＲＥＳＳＩＮＧ（アドレスを簡略化したフルカラー画像素子用の色ピクセルの構成）」、出願日２００１年７月２５日で開示された赤および緑の「市松模様」と同様である。これらの同時係属出願は、参考のためにここに援用する。上記の同時係属出願で開示された方法は、この明細書で開示される実施例に対して修正することもできる。
【００１８】
図２は、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ内の色発光体サブピクセルの構成用の駆動構成２００の概略を示している。便宜上、与えられた例は、図１Ｃとして示されたサブピクセルと同じ数を有する。この駆動構成は、ブロック２１０が一つ以上の電気的部品を表すように、複数の表示技術に対して用いられ、それらは実施例を曖昧にしないように示されていない。特に、それらは、受動的にアドレスされる液晶表示装置（ＬＣＤ）、またはエレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示装置用の容量性の表示セル素子を表すことができる。それらは、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）内のガス放電素子を表すことができる。それらは、受動的にアドレスされる無機発光ダイオードまたは有機発光ダイオード表示装置の半導体ダイオード素子を表すことができる。それらは、アクティブ・マトリクス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）のトランジスタ、蓄積容量、および容量性セル素子も表すことができる。それらはさらに、アクティブ・マトリクス有機発光ダイオード表示装置（ＡＭＯＬＥＤ）のマルチトランジスタ、蓄積容量、および発光素子を表すことができる。それらは、一般に、他の既知の、または未開発の表示技術で見られる色サブピクセルおよびそれに対応する電子素子も表すことができる。
【００１９】
駆動タイミングおよび方法は、図のように、Ｎ×Ｍ駆動マトリクス用の技術内で従来から知られている任意のものであってもよい。しかし、所定の色配分、特にパネル全体の任意の市松模様、または単一列内の色の交互によって必要とされる修正があってもよい。例えば、受動的なＬＣＤ用の「マルチ行アドレッシング」または「マルチライン・アドレッシング」として従来から知られている技術を修正して、行のグループを奇数および偶数の行の組み合わせに制限することもできる。これは、二つの交互の色サブピクセルを備えた列内で、一度に一つの色のみをアドレスするので、潜在的な色クロストークを低減する。
【００２０】
反転方式、つまり表示セル全体で電界の極性を切り替えて、セル全体の正味の電界およびイオン電流を時間平均して０にすることが、この明細書で開示された実施例に対して適用できる。図３Ａ、３Ｂは、アクティブ・マトリクス液晶表示装置上で、各々「１×１」および「２×１」と呼ばれる二つの「ドット反転」方式３００、３１０を示し、両方が十分に機能する。特に、スクリーンを横切って移動する表示された画像の動きを目が追跡しているとき、正および負の極性の間で光の透過がややアンバランスになるとき、図３Ｂ上で示されている方式がよりよく機能する。図は各々、表示アドレス電界の半分の間での極性を示している。極性は、他の半分で反転され、各電界を交互にして、従来からよく知られているように、正味の電流を０（ＤＣバイアスを０）にする。
データ形式変換
領域再サンプル技術を用いるデータ形式変換の一実施例に対して、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、各々緑、青、および赤の色平面に対する緑４０６、青４０２、および赤４０４の再サンプル領域アレイを示している。なお、各色再サンプル領域アレイ４０６、４０２、４０４は、再サンプル領域４２６、４２２、４２４からなり、各再サンプル領域は対応する再サンプル点４１６、４１２、４１４を有し、各々それに対応している。再サンプル点４１６、４１２、４１４は、各色平面内の緑１０６、青１０２、および赤１０４のサブピクセルの場所の相対的な位置に各々適合するが、それらの相互色平面の位相関係は必ずしも正確ではない。当然のことながら、いずれの数の位相関係も可能である。
【００２１】
図４Ｄは、ある特定の相互色平面位相関係４００を示している。この関係は、既存の十分に集中した正方形グリッドＲＧＢ形式を変換するために用いられ、これは、図１Ｃの正方形の緑１０６のサブピクセルのグリッドと「１対１」表示される。この相互色平面位相関係４００において、緑４０６、青４０２、および赤４０４の再サンプル領域のアレイを実質的に位置決めして、赤４１４と青４１２の再サンプル点が、緑４１６の再サンプル点と重なるようにする。これは、緑のサブピクセル１０６が、赤１０４と青１０２のサブピクセルの市松模様上にあるか、または密に対応しているかのように、サブピクセル１０６を取り扱う。
【００２２】
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、図１Ｃのサブピクセル構成１００上に各々重ね合わせた図４Ａ、４Ｂ、４Ｃの緑４０６、青４０２、および赤４０４の再サンプル領域アレイを示しており、図４Ｄの相互色平面位相関係４００を備えている。図５Ｄは、図１Ｃのサブピクセル構成１００に重ね合わせた図４Ｄの相互色平面位相関係４００を示している。これらの図は、説明のためだけのものであり、この実施例の再サンプル点、再構成点、再サンプル領域、およびサブピクセル場所の間の関係を理解するためにだけ役立つ。
【００２３】
上記の’３５５特許出願は、入力データ形式を表示に適したものに変換するために用いられる方法を説明している。このような場合、その方法は下記のように進む。（１）入力三色ピクセルデータの各データ点に対して暗示サンプル領域を決定し、（２）表示内の各色サブピクセルに対して、再サンプル領域を決定し、（３）各再サンプル領域に対して係数の組を構成し、分母が再サンプル領域の関数であり、分子が各暗示サンプル領域の関数である分数を前記係数が有し、前記暗示サンプル領域が前記再サンプル領域と部分的に重なることができ、（４）各暗示サンプル領域に対する入力ピクセルデータに、係数をかけて積を得て（５）各積を加えて、各再サンプル領域に対する輝度値を得る。
【００２４】
図４Ｄ、５Ｄで示した再サンプル操作に対する「１対１」の形式変換の場合を検討する場合、緑の平面変換は単位フィルタである。赤および青の色平面は、’３５５出願で詳しく説明されているとおりに導かれる３×３フィルタ係数マトリクスを用いる。
2005515505.tif 000003
図５Ｅは、二つのフルカラー入力データピクセルをオンにした結果を示している。その二つのピクセルは、「論理ピクセル」５００と呼ばれるサブピクセルの二つのクラスタに変換され、振幅を変えてオンにする。論理ピクセルの一つは、中心、または赤のサブピクセル１０４の近傍にある。緑のサブピクセル１０６は、輝度１００％に設定する。赤のサブピクセル１０４は、輝度５０％に設定し、周囲の四つの青のサブピクセル１０２は各々１２．５％に設定する。その結果、赤１０４と緑１０６のサブピクセルの中心で、人の目には白いドットが見える。他の論理ピクセル５００も同様に、１００％に設定した緑のサブピクセル１０６、５０％に設定した近傍の青のサブピクセル１０２、各々１２．５％に設定した周囲の四つの赤のサブピクセル１０４を有する。
【００２５】
図６Ｂ、６Ｃは、別の青６０２と赤６０４の色平面再サンプル領域アレイを示しており、ここではボックス・フィルタ（［０．５  ０．５］）として示され、各々図４Ｂ、４Ｃの青４０２と赤４０４の再サンプル領域アレイと置き換えている。図６Ｄは、緑４０６、青６０２、および赤６０４の再サンプル領域アレイを用いて、相互色平面位相関係６１０を示している。図６Ａは、「１対１」ピクセルを備えた入力データから緑のサブピクセル１０６マッピングへの相互色平面位相関係６１０の再サンプル操作を用いて、二つの入力データ形式ピクセルをオンにすることから得られる論理ピクセル６００を示している。これらの論理ピクセル６００は、図５Ｅの二つの論理ピクセル５００と相対的位置が同じであってもよい。また、緑のボックス・フィルタの中心にして、グリッドをやや調整することで、入力ピクセルを実質的に適合させることもできる。
【００２６】
さらに下記に説明するように、この明細書で開示したピクセル構成に、適応フィルタ技術を実装することもできる。
【００２７】
また、緑の再サンプルは単位フィルタを用いる。赤および青の色平面は、非常に簡単な１×２係数フィルタ［０．５  ０．５］を用いる。
【００２８】
適応フィルタは、参考のためにここに援用する同時係属および同一出願人による米国特許出願番号第１０／２１５，８４３号（「’８４３出願」）、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＵＢ−ＰＩＸＥＬ  ＲＥＮＤＥＲＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ（適応フィルタを備えたサブピクセル描画用の方法およびシステム）」、出願日２００２年８月８日で開示された適応フィルタと同様のものであり、入力データの３×３サンプルを必要としないように採用し、最小の二ラインメモリを用いる。テストは、入力データのより小さなサンプル、例えば１×３または１×２マトリクスに基づくことができる。緑のデータは、垂直または対角ラインのテストのためにサンプルし、次に緑のテスト点の近傍の赤および青のデータを変更できる。
【００２９】
従って、高コントラストのエッジが検出されるかどうかを調べるために、適合フィルタテストを次のように実装してテストできる。緑のデータ（Ｇ）を最小値および最大値と比較し、Ｇ＜最小値、またはＧ＞最大値であれば、レジスタ値を１に設定し、そうでなければレジスタ値を０に設定し、エッジが検出されるかどうかを調べるために、三つの連続的な緑のデータ点に対するレジスタ値をテストマスクと比較し、検出されれば、例えば、ガンマを加えたり、新しい値または異なるフィルタ係数を与えるなど、赤および/または青のデータに適切な処置を行う。
【００３０】
次の表は、この実施例を説明している。
2005515505.tif 000004
上記の例については、エッジが検出され、この点を取り込むための選択および/または処置がある。例えば、赤および/または青用のボックス・フィルタの出力に、ガンマ補正を適用したり、色をバランスさせるために必要な出力を表す新しい固定値を用いたり、新しいＳＰＲフィルタを用いることができる。
【００３１】
黒いライン、ドット、エッジおよび対角ラインのテストは、三つの値を調べるだ
けなので、この場合と同様である。
2005515505.tif 000005
上記の表では、第一行は、両側に白のピクセルを備えた黒のピクセルを表すことができる。第二行は、黒のラインまたはドットのエッジを表すことができる。第三行は、異なる場所の黒のラインのエッジを表すことができる。二進数は、そのテストの符号化として用いられる。
【００３２】
白いライン、ドット、エッジ、および対角ライン用のテストは、次のとおりである。
2005515505.tif 000006
テストが真であり、高および低テストが例えば、各々２４０と１６（２５５のうちの）であれば、ボックス・フィルタを用いるこれらのエッジの出力値は、１２８±４またはいくつかの他の適切な値であってもよい。パターン・マッチングは、レジスタ値に隣接して示された二進数となる。適切なガンマ出力まで１２８を単に置き換えると、表示装置に出力できる。例えば、ガンマ＝２．２の場合、出力値は約１８６である。入力は変えることができるが、これは単なるエッジ補正項目であり、従って、認識可能な誤差なしに、固定値を用いることができる。もちろん、より正確には、ガンマ参照表を同様に用いることができる。当然のことながら、補正の異なるが、ほぼ同様の値を白および黒のエッジに対して用いることができる。同様に当然のことながら、エッジを検出した結果として、フィルタ係数の異なる組で赤および/または青のデータを処置する、例えば［１  ０］フィルタ（つまり単位フィルタ）を適用することもでき、これは、そのピクセル値に対して描画するサブピクセルを効果的にオフにできる。
【００３３】
上記のテストは、主に緑のテスト用であり、次に赤および青を処置した。また、赤および青を別個にテストして、必要な処置を行うこともできる。黒および白のエッジに対してのみ補正を適用したい場合は、三つ全ての色データの組をテストして、結果を合計する。
【００３４】
さらに、次のように簡略化できる。行内の二つのピクセルのみをエッジに対してテストする場合、上記のテストはさらに簡略化できる。高および低の閾値は、それでも実現できる。［０  １］または［１  ０］が検出されれば、新しい値を適用でき、そうでなければ元の値を用いることができる。
【００３５】
さらに別の簡略化は、次のように実現できる（赤に対して示す）。赤のデータ値Ｒnをすぐ左の赤の値Ｒn-1から引き、デルタが所定の数、例えば２４０より大きければ、エッジが検出される。エッジが検出されれば、新しい値と置き換えるか、またはガンマを適用し、表示装置に値Ｒnを出力するか、または新しいＳＰＲフィルタ係数を適用し、エッジが検出されない場合、表示装置にボックス・フィルタの結果を出力する。ＲnまたはＲn-1のどちらかがより大きければ、デルタの絶対値をテストできる。同じ簡略化は青に対しても行うことができるが、緑は、グループ内の分割されたピクセルであればテストまたは調整する必要はない。また、エッジが低下する場合（つまりＲn−Ｒn-1＜０）、およびエッジが上昇する場合（つまりＲn−Ｒn-1＞０）には異なる処置をとることができる。
【００３６】
結果は、各々三つのサブピクセルのみを有する論理ピクセル６００である。白のドットで、赤および青のデータに対してボックス・フィルタを用いる場合、緑のサブピクセル１０６は前述のように１００％に設定する。近傍の赤１０４および近傍の青１０２は、すべて５０％に設定できる。図６Ｄの相互色平面位相関係６１０の再サンプル操作は非常に簡単で、実装も安価で、なお画質も良好である。
【００３７】
上記のデータ形式変換方法は両方とも、数値的に優位な緑のサブピクセルに、論理ピクセルの中心を配置することで人間の目に適合させる。緑のサブピクセルは、幅が半分であっても、赤のサブピクセルと各々同じ輝度として見える。各緑のサブピクセル１０６は、各位置で対応する論理ピクセルの輝度の半分であるかのように機能し、残りの輝度は近傍の赤のサブピクセルの照射に対応する。従って、緑は高解像度の輝度変調の大部分を提供するのに役立ち、赤および青は低解像度の色変調を提供し、人間の目に適合させる。
【００３８】
図７Ａは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃの緑４０６、青４０２、赤４０４の再サンプル領域アレイを用いる別の相互色平面位相関係７００を示している。なお、この相互色平面位相関係７００は、図７Ｂに示したような色サブピクセル構成１００と同じ相対位相を有する。また、この相互色平面位相関係７００の再サンプル点の相対位相は、相互色平面位相関係６１０に対するものと同じである。この相互色平面位相関係７００が、「１対１」データ形式変換に対して用いられる場合、緑は同様に単位フィルタであるが、赤と青は３×２係数フィルタ・カーネルとなる。
2005515505.tif 000007
なお、二つの列は、相互色平面位相関係６１０用の赤および青の再サンプル・フィルタ操作に対する係数と同様に、各々０．５まで合計する。
【００３９】
図７Ａに示したこの相互色平面位相関係７００は、既存の形式のデータの組の拡大縮小の両方に役立つ。フィルタ係数を計算し、入出力データバッファの追跡を保つ領域再サンプル方法は、参照した’３５５出願内で説明されている。しかし、別の実施例によると、赤および青の色平面を領域再サンプルできるが、図１Ｃの色サブピクセル１００の構成上に表示するように、それらを変換しながら、データの組を拡大するための双立方補間アルゴリズムの新規な実装を用いて、緑のサブピクセル１０６の正方グリッド用のフィルタ係数を計算することも有用である。
【００４０】
図１０は、この明細書で開示された様々な実施例に従って構成した表示装置を、サブピクセル描画技術１００４で駆動するシステム１０００を説明しており、描画技術１００４は物理的素子１００２上に配置することもできる。入力画像データストリーム１００８は、サブピクセル描画技術１００４内に入力し、この明細書で開示した方法で変換できる。出力画像データストリーム１０１０は、表示素子１００６に送って、様々なサブピクセルを駆動し、その上に画像を形成する。この明細書に組み込んだいくつかの参考文献内で議論されているように、サブピクセル描画（ＳＰＲ）技術１００４は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアまたはその組み合わせのいずれかで実装できる。例えば、ＳＰＲ技術１００４は、表示装置自体の上のロジック（ハードウェアまたはソフトウェアのどちらか）として配置するか、グラフィックス制御チップまたはボード上に配置することができる。
【００４１】
図１１Ａ、１１Ｂは、各々ソフトウェアおよびハードウェアのサブピクセル描画を開示している二つの特定のフローチャートの実施例を示している。図１１Ａにおいて、ＳＰＲは、ＰＣまたは他の処理システムおよび/または手段上であらかじめ実現することもできる。そこから、事前に描画した画像をコントローラ/インタフェースにダウンロードし、表示装置を管理する駆動部に送る。図１１Ｂにおいて、画像データは、多くの異なる情報源、例えばＤＶＩ出力を備えたノートブックＰＣや、ＤＶＩ出力を備えたデスクトップから、ＳＰＲを行うハードウェア・モジュールに入力できる。そこから、サブピクセル描画データは、コントローラ/インタフェース、および駆動部を介して、最終的に表示装置に送ることができる。もちろん、他のハードウェアおよびソフトウェアの実装も可能で、図１１Ａ、１１Ｂは、このような二つの可能な実装を説明しているだけである。
【００４２】
図１２は、この明細書で開示したようなサブピクセル繰り返しセルを用いる３２０×３２０ＳＴＮ表示装置用の一つの特定な表示の実施例である。図１２には様々なサブピクセルの寸法も開示されているが、当然のことながら、他の寸法も十分であり、図１２は、単一の実施例を説明するためにだけ提供されている。
【００４３】
この発明は、典型的な実施例について説明してきたが、当然のことながら、この発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うこともでき、その構成要素を等価なものと置き換えることもできる。さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく、多くの修正を行い、開示内容に特定の状態や材料を適用できる。例えば、上記の実施例のいくつかは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）、電気泳動、アクティブ・マトリクス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）、受動型マトリクス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）、白熱型、固体状態発光ダイオード（ＬＥＤ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、および彩光型などの他の表示技術に実装することもできる。従って、この発明は、この発明を実行することを意図した最善の形態として開示された特定の実施例に限定されず、添付の請求項の範囲内にある全ての実施例を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
この明細書に組み込まれ、一部を構成する添付の図面は、この明細書で開示された様々な実装および実施形態を示している。
【図１Ａ】図１Ａは、表示装置用の単一面内のアレイにおける四色のピクセル要素の構成を示しており、八つのサブピクセルからなる繰り返しセルを有する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、表示装置用の単一面内のアレイにおける三色のピクセル要素の構成を示しており、図１Ａの八つのサブピクセルのうち四つを同じ色として選択および規制することで生成された八つのサブピクセルからなる繰り返しセルを有する。
【図１Ｃ】図１Ｃは、表示装置用の単一面内のアレイにおける三色のピクセル要素の構成を示しており、図１Ａの八つのサブピクセルのうち四つを同じ色として選択および規制し、幅を低減することで生成された八つのサブピクセルからなる繰り返しセルを有する。
【図２】図２は、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示したサブピクセルの構成用の電子駆動構成用の概略図を示している。
【図３Ａ】図３Ａ、３Ｂは、図１Ｃの色サブピクセルの構成、および図２の駆動構成を用いる液晶表示装置用のアクティブ・マトリクス・ドット反転駆動方法の相対的極性を示している。
【図３Ｂ】図３Ａ、３Ｂは、図１Ｃの色サブピクセルの構成、および図２の駆動構成を用いる液晶表示装置用のアクティブ・マトリクス・ドット反転駆動方法の相対的極性を示している。
【図４Ａ】図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、緑、青、および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図１Ｃのサブピクセル構成に対して、各々重ね合わせられている。
【図４Ｂ】図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、緑、青、および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図１Ｃのサブピクセル構成に対して、各々重ね合わせられている。
【図４Ｃ】図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、緑、青、および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図１Ｃのサブピクセル構成に対して、各々重ね合わせられている。
【図４Ｄ】図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、緑、青、および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図１Ｃのサブピクセル構成に対して、各々重ね合わせられている。
【図５Ａ】図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの緑、青、および赤の再サンプル領域の組を各々示しており、相対的位置を示すために、図１Ｃのサブピクセル構成上に重ね合わせられている。
【図５Ｂ】図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの緑、青、および赤の再サンプル領域の組を各々示しており、相対的位置を示すために、図１Ｃのサブピクセル構成上に重ね合わせられている。
【図５Ｃ】図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの緑、青、および赤の再サンプル領域の組を各々示しており、相対的位置を示すために、図１Ｃのサブピクセル構成上に重ね合わせられている。
【図５Ｄ】図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの緑、青、および赤の再サンプル領域の組を各々示しており、相対的位置を示すために、図１Ｃのサブピクセル構成上に重ね合わせられている。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図１Ｃの構成上に表示した二つの論理的ピクセルを示しており、図４Ｄの再サンプル領域のサブピクセル描画操作から得られる。
【図６Ａ】図６Ａは、図１Ｃの構成上に表示した二つの論理的ピクセルを示しており、図６Ｄの再サンプル領域のサブピクセル描画操作から得られる。
【図６Ｂ】図６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、青および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図４Ａに示した緑の再サンプル領域と共に、図１Ｃのサブピクセルの構成上に各々重ね合わせられている。
【図６Ｃ】図６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、青および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図４Ａに示した緑の再サンプル領域と共に、図１Ｃのサブピクセルの構成上に各々重ね合わせられている。
【図６Ｄ】図６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、青および赤の再サンプル領域の組を別個に示しており、図４Ａに示した緑の再サンプル領域と共に、図１Ｃのサブピクセルの構成上に各々重ね合わせられている。
【図７Ａ】図７Ａは、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃの緑、青、および赤の再サンプル領域の組を各々示しており、それらの相対的位置を示すように重ね合わせられている。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの再サンプル領域の構成を示しており、それらの相対的位置を示すために、図１Ｃのサブピクセルの構成上に重ね合わせられている。
【図８Ａ】図８Ａ、８Ｂは、サブピクセルの様々な垂直変位を備えたオクタル・サブピクセル構成の他の実施例を示している。
【図８Ｂ】図８Ａ、８Ｂは、サブピクセルの様々な垂直変位を備えたオクタル・サブピクセル構成の他の実施例を示している。
【図９Ａ】図９Ａ、９Ｂは、サブピクセル・グループ内の分割した多数派サブピクセルの様々な変位のオクタル・サブピクセル構成のさらに別の実施例を示している。
【図９Ｂ】図９Ａ、９Ｂは、サブピクセル・グループ内の分割した多数派サブピクセルの様々な変位のオクタル・サブピクセル構成のさらに別の実施例を示している。
【図１０】図１０は、ここで説明した様々な実施例に従って作成したパネルを駆動するのに適したサブピクセル描画技術を組み込んでいるシステムを示している。
【図１１Ａ】図１１Ａ、１１Ｂは、適切な表示装置上でのソフトウェアおよびハードウェア・サブピクセルを描画するためのフローチャートの二つの特定の実施例を示している。
【図１１Ｂ】図１１Ａ、１１Ｂは、適切な表示装置上でのソフトウェアおよびハードウェア・サブピクセルを描画するためのフローチャートの二つの特定の実施例を示している。
【図１２】図１２は、この明細書で開示したいくつかの実施例に従って作成した表示装置の実装の一つの特定な実施例である。
【図１Ａ】
2005515505.tif 000008
【図１Ｂ】
2005515505.tif 000009
【図１Ｃ】
2005515505.tif 000010
【図２】
2005515505.tif 000011
【図３Ａ】
2005515505.tif 000012
【図３Ｂ】
2005515505.tif 000013
【図４Ａ】
2005515505.tif 000014
【図４Ｂ】
2005515505.tif 000015
【図４Ｃ】
2005515505.tif 000016
【図４Ｄ】
2005515505.tif 000017
【図５Ａ】
2005515505.tif 000018
【図５Ｂ】
2005515505.tif 000019
【図５Ｃ】
2005515505.tif 000020
【図５Ｄ】
2005515505.tif 000021
【図５Ｅ】
2005515505.tif 000022
【図６Ａ】
2005515505.tif 000023
【図６Ｂ】
2005515505.tif 000024
【図６Ｃ】
2005515505.tif 000025
【図６Ｄ】
2005515505.tif 000026
【図７Ａ】
2005515505.tif 000027
【図７Ｂ】
2005515505.tif 000028
【図８Ａ】
2005515505.tif 000029
【図８Ｂ】
2005515505.tif 000030
【図９Ａ】
2005515505.tif 000031
【図９Ｂ】
2005515505.tif 000032
【図１０】
2005515505.tif 000033
【図１１Ａ】
2005515505.tif 000034
【図１１Ｂ】
2005515505.tif 000035
【図１２】
2005515505.tif 000036
【国際調査報告】
2005515505.tif 000037
2005515505.tif 000038
2005515505.tif 000039