(57)【要約】  カラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）（２２）のための方法および装置が提供される。この装置は、文字コードおよび色コードを受け取るとともに、それらを、ＣＬＣＤ（２２）画素アレイに対応する複合画素アレイを生成するようにオーバーレイされ合計された文字と色の画素アレイに変換するための、ＣＬＣＤ（２２）に結合されたプロセッサ（７０）を備えており、プロセッサ（７０）では、ＣＬＣＤ（２２）内の各画素の駆動レベルを確立するために、複合アレイ内の各エントリが色テーブルと共に使用される。文字画素アレイはグレーレベルの色混合を含み、色画素アレイは空間シェーディングの色混合を含み、したがって、複合アレイは、両技法を使用して個々のＣＬＣＤ（２２）の画素駆動レベルを決定し、それによって、視野角に色があまり依存しないより広範な色選択肢を提供する。
2007535710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の実質的に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の画素をその中に有し、各画素が励起に応答して様々な量のＲ、Ｇ、およびＢ光を各画素から放出させるために様々な大きさの励起を受け取るようになされたＣＬＣＤ（２２）を備え、前記ＣＬＣＤ（２２）が前記画素の励起情報を受け取るための入力部を含み、
前記励起情報を前記ＣＬＣＤ（２２）に供給するために、前記ＣＬＣＤ（２２）の前記入力部に結合された出力部を有するプロセッサ（７０）を備え、前記プロセッサ（７０）は、前記ＣＬＣＤ（２２）によって表示されるべき文字の文字画素マップを定義する少なくとも１つの文字コードと、前記文字が前記ＣＬＣＤ（２２）によって表示されるべき色を部分的に決定する空間シェーディング色マップを定義する少なくとも１つの色コードとを受け取るように構成され、前記プロセッサ（７０）は、前記ＣＬＣＤ（２２）の画素のために前記空間シェーディング色マップと前記文字画素マップとを混合して空間シェーディングとグレーレベル混合を両方組み入れた複合画素マップを生成するとともに、前記複合画素マップの少なくとも一部分を基にして、前記励起情報を前記ＣＬＣＤ（２２）に供給するように動作可能であるプロセッサ（７０）とを備える、
カラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）システム（２２）。
【請求項２】
前記プロセッサ（７０）は、グラフィックスプロセッサ（７０）と１つまたは複数のメモリ装置とを備え、前記文字コードを前記文字画素マップに変換し、前記色コードを前記空間シェーディング色マップに変換し、それらを混合して前記複合画素マップを生成し、その後、前記複合画素マップの各画素内の値を色テーブルと共に使用して、前記値を、前記グラフィックスプロセッサ（７０）によって前記ＣＬＣＤ（２２）の対応する画素に送り出すための対応する励起駆動信号に変換するようにする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサ（７０）は、前記複合画素マップを生成するために、前記文字画素マップと前記空間シェーディング色マップとを重ね合わせによって混合する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサ（７０）は、前記文字画素マップ内の第１のエントリと空間シェーディング色マップ内の第２のエントリとを、前記第１のエントリと前記第２のエントリとを代数的に加算することによって混合し、それらの合計が前記複合画素マップ内に対応する第３のエントリを投入するために使用される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
表示されるべき前記文字を定義する文字コードと前記所定の色を定義する色コードとを受け取るステップと、
前記文字コードから文字画素パターンを決定するとともに前記色コードから空間的色画素パターンを決定するステップと、
前記文字画素パターンと前記空間的画素パターンとを混合して、少なくとも表示されるべき前記文字の画素パターン輪郭部内の各画素に対する混合画素値を有する複合画素パターンを生成するステップと、
前記混合画素値の少なくとも一部分を基にして、各画素に対する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）画素駆動値を決定するステップと、
前記画素駆動値を前記ＣＬＣＤ（２２）の前記画素に送るステップと、
を含む文字を所定の色で表示するようにカラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）（２２）の画素を駆動する方法。
【請求項６】
空間的色画素パターンを決定する前記ステップは、第１の画素群に第１の値を有し、第２の画素群に第２の値を有する、少なくとも２つの値群をその中に有する画素アレイを決定するステップ含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
文字画素パターンを決定する前記ステップは、前記画素パターン輪郭部内に複数の値をその中に有する画素アレイを決定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
空間的色画素パターンを決定する前記ステップは、第１の画素群に第１の値を有し、第２の画素群に第２の値を有する、少なくとも２つの値群をその中に有する画素アレイを決定するステップを含み、文字画素パターンを決定する前記ステップは、前記画素パターン輪郭部内に複数の値をその中に有する画素アレイを決定しステップを含み、前記複数のいくつかの値は、前記第１および第２の値とは異なる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記使用するステップは、
各画素に対する前記混合画素値を使用して、前記画素に対する駆動アドレスを識別するステップと、
前記駆動アドレスを使用して、前記画素の駆動量を得るステップとを含む、前記請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合ステップは、前記混合画素パターンの少なくともいくつかの部分が空間的混合を有しないように、前記文字画素パターンと前記空間的画素パターンとを混合するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には液晶ディスプレイに関し、より詳細には液晶ディスプレイの色生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な色の英数字および／またはグラフィック情報を表示することができる液晶ディスプレイは、当技術分野ではよく知られている。かかる液晶カラーディスプレイは、アビオニクス、コンピュータ、電話、医療撮像、車両および様々な他の用途で使用される。多くの場合、表示色は、機能情報を伝達することができる。例えば、テキスト、数字、および／または記号、あるいはそれらの組合せは、緑で示されたときに実質的に「安全」状態を、黄またはアンバーで示されたときに「警告」状態を、また赤で示されたときに潜在的な「危険」状態を意味するが、限定するものではない。そのような例では、画像の色は、それの内容によって提供された情報に加えて、あるいはその情報の補足として、ユーザに情報を伝達するためのものである。したがって、視野角または他のファクタの関数としての色忠実度を含む色忠実度が重要となりうる。例えば、見る人によって知覚された色が例えば視野角あるいは画像のコントラストまたは輝度に応じて変化する場合、これは、表示情報の解釈を誤る原因となる可能性がある。さらに、様々なユーザは、示される色が特定規格に適合することを望む。したがって、多くの色選択肢を有することも重要かもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今日、カラー液晶ディスプレイは、非常に有用であるが、いくつかの欠点がある。例えば、色忠実度が適度に維持される視野角が、望ましくないほど狭くなるかもしれないこと、および／または、ディスプレイによって与えられる絶対色が、駆動強度に応じて変化しうること、および／または、表示可能色数が、望ましくないほど限定されうること、および／または、ディスプレイの明るさが、日光または他の明るい光の条件下で容易に見えるようにするには弱く不十分かもしれないこと、などがある。さらに、色忠実度、色選択、輝度または明るさ、視野角、および他の特性が、しばしば相互作用し、その結果、１つの特性を向上させるための従来技術の手法は、別の特性の低下を招くかもしれない。
【０００４】
したがって、カラー液晶ディスプレイ、特にアビオニクスシステムでの使用に適したディスプレイのための改善された色生成装置および方法を提供することが望ましい。さらに、ディスプレイの明るさおよび寿命をあまり減じることなく、利用可能な色選択肢の数と有用な視野角とを最大にする、ディスプレイおよびそれを駆動する方法を継続的に提供する必要性がある。さらに、本発明の他の望ましい機能および特性は、添付図面ならびに前述の技術分野および背景と共に、後の詳細説明と添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
カラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）のための装置が提供される。この装置は、文字コードおよび色コードを受け取るとともに、それらを、ＣＬＣＤ画素アレイに対応する複合画素アレイを生成するようにオーバーレイされ合計された文字および色の画素アレイに変換するための、ＣＬＣＤに結合されたプロセッサを備え、このプロセッサでは、ＣＬＣＤ内の各画素の駆動レベルを確立するために、複合アレイ内の各エントリが色テーブルと共に使用される。文字画素アレイは、ＣＬＣＤにおける文字のサイズおよび形状を混合し定義するグレーレベルの色を含み、色画素アレイは、空間シェーディングの色混合を含み、したがって、複合アレイは、両技法を使用して個々のＣＬＣＤ画素の駆動レベルを決定し、それによって、視野角にあまり依存しないより広範な色選択肢を提供する。
【０００６】
１つまたは複数の所定の文字を所定の色で表示するようにカラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）を駆動する方法が提供される。この方法は、順序に関係なく、表示されるべき文字を定義する文字コードと所定の色を定義する色コードとを受け取ること、次いで、順序に関係なく、文字コードから文字画素パターンを決定し、色コードから空間的色画素パターンを決定すること、次いで、文字画素パターンと空間的画素パターンとを混合して、少なくとも所定の文字の画素パターン輪郭部内の各画素に対する混合画素値を有する複合画素パターンを生成すること、次いで、それらの画素値を使用すること、各画素に対する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）画素駆動量を得ること、および、その画素駆動量をＣＬＣＤの画素に送ることを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、同じ番号が同じ要素を示している以下の図面に関連して、下文に説明される。
【０００８】
以下の詳細説明は、実際には単なる例示的なものであり、本発明を、すなわち本発明の適用分野および用途を限定するものではない。さらに、前述の技術分野、背景、概要、または以下の詳細説明で示されている記述のまたは黙示の理論によって境界が画されるものでもない。
【０００９】
図１Ａは、液晶ディスプレイ２２に対して位置付けられた観察者２１の簡略平面図２０であり、図１Ｂは、液晶ディスプレイ２２に対して位置付けられた観察者２１の簡略側面図３０である。ディスプレイ２２は、図１Ａの光線２４〜２６と図１Ｂの光線３４〜３６とで示されるように様々な角度で光を放出する。図１Ａは、例えば円弧２３に沿った異なる方位位置で、光線２４を、あるいは観察者の位置に応じて光線２５または光線２６を受ける観察者２１を示す。光線２５、２６は、図１Ａにおいて中央の光線２４に対して角度２７、２８を成している。図１Ｂは、例えば円弧３３に沿った異なる垂直位置で、光線３４を、あるいは観察者の位置に応じて光線３５または光線３６を受ける観察者２１を示す。光線３５、３６は、図１Ｂにおいて、中央の光線２４に対して角度３７、３８を成している。従来技術のカラー液晶ディスプレイにしばしば関連する問題の１つは、観察者２１によって知覚される色が角度２７、２８、３７、３８の大きさに応じて変化できることである。
【００１０】
図２は、本発明の一実施形態による、カラー液晶ディスプレイ（ＣＬＣＤ）２２に結合されたディスプレイ駆動システム５０の簡略電気回路図を示す。図示のＣＬＣＤ２２は、いくつかの層または領域を含み、例えば、限定するものではないが、バックライト５２、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動アレイ層５５、液晶領域層５６（以下、活性領域５６）、およびカラーフィルタ層５７を含む。バックライト５２は、リード線または接続部５３を介して電力を受け取り、層５５、５６、５７に向けられた実質的に白い光を生成する。好ましい実施形態では、バックライト５２は、白色発光ダイオードアレイを使用する。ＴＦＴ層５５は、グラフィックプロセッサ６０からリード線またはバス６１を介して駆動信号を受け取り、ＣＬＣＤ層５６に適切な信号を供給して、その光透過率を画素ごとに変化させる。フィルタ層５７は、赤、緑および青のそれぞれの原色に対する画素サイズ領域を含む。層５７内の各画素領域は、ＴＦＴアレイ層５５の個々のＴＦＴのサイズおよび位置に対応する。領域５６内の液晶のアレイは、ＴＦＴに対する駆動電圧によって電気的に切り換えられる。領域５６内の液晶が、層５５内のＴＦＴ活性画素とカラーフィルタ層５７の覆う部分との間で電気的に整列されたとき、ＣＬＣＤ２２から観察者２１に向かう方向５４に光が放出され、この光は、個々のＴＦＴを覆うフィルタ部分の色に応じて赤、緑または青である。したがって、フィルタ層５７の赤画素、緑画素または青画素の下の対応する層５５内のＴＦＴに選択的に電圧を加えることにより、多くの様々な有色光の組合せがＣＬＣＤ２２によって放出されうる。図３〜６に関連してより詳細に説明するように、色画素の様々な組合せに電圧が加えられて、ディスプレイ２２に様々なメッセージを提示させる。
【００１１】
ＴＦＴアレイ層５５の個々の画素は、プロセッサ（ＣＰＵ）６２と、オプションの不揮発性メモリ（ＮＶＭ）６３と、一時メモリ（ＲＡＭ）６４と、プログラムメモリ６６と、入出力（Ｉ／Ｏ）装置６８と、グラフィックプロセッサ７０とを備え、すべてが相互に通信可能となるようにバスまたはリード線６９で相互に結合されたディスプレイ電子機器システム６０によって駆動される。ユーザ制御部５８は、バスまたはリード線５９でＩ／Ｏ  ６８に結合され、グラフィックプロセッサ７０は、バスまたはリード線６１でディスプレイ２２のＴＦＴアレイ層５５に結合される。フォントテーブル７２は、バスまたはリード線７１でグラフィックプロセッサ７０に結合される。後でより詳細に説明するように、フォントテーブル７２は、ディスプレイ２２の所望の位置の画素を所望の色と強度で作動させて所望の情報を伝えるために、グラフィックプロセッサ７０によって使用される情報を含んでいる。ディスプレイ電子機器システム６０は、内部バス６９と外部バスまたはリード線６５とを介して一般的なシステムバス６７にも結合され、それによって、コマンドを受け取り、一般的なシステム（例えばアビオニクスシステム、図示せず）に対して重要な情報を交わすことができることが好ましい。例えば、限定するものではないが、ディスプレイシステム６０は、ユーザ制御部５８または一般的なバス６７あるいはそれらの組合せからコマンドを受け取って、例えば現在高度などの特定の英数字またはシンボル情報を表示することができる。例えばプログラムメモリ６６、ＮＶＭ６３、ユーザ入力部または制御部５８、および／または一般的なシステムバス６７から受け取った情報に基づいて、ＣＰＵ６２は、グラフィックプロセッサ７０に、一般的なバス６７上に存在する高度情報を、所定の最低所望高度に対する高度値に応じて異なる色で表示するように指示する。所定の最低高度は、例えばＮＶＭ６３または他の場所に格納されてもよく、あるいはユーザ制御部５８またはそれらの組合せによって設定されてもよい。最低所望高度が３０００メートルに設定されているものとする。次いで、プログラムメモリ６６および／または一般的なシステムバス６７から検索された命令に応答して、グラフィックプロセッサ７０は、フォントテーブル７２と協働して、３１００メートルを超える高度を緑で、３００１〜３１００メートルの高度をアンバーで、また３０００メートル以下の高度を赤で表示する。当業者なら、これが単なる例示的なものであり、限定するものではないことを理解するであろう。システム５０は、十分な明るさと色忠実度と視野角とを有するコマンド色のコマンド文字および／またはシンボルを生成することができる。これを実現するための好ましい手段は、図３〜６に関連してより詳細に説明される。
【００１２】
図３Ａ〜３Ｅは、それぞれ、異なる励起条件下での図１〜２の液晶ディスプレイ２２の一部８０、８２、８４、８６、８８の簡略平面図を示す。単に説明の都合上、限定するものではないが、部分８０〜８８は、４列（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と６行（１、２、３、４、５、６）の３色画素を有する。各３色画素は、３つの個別にアドレス可能な副画素、すなわち１つの赤（「Ｒ」で示す）と１つの緑（「Ｇ」で示す）と１つの青（「Ｂ」で示す）とを有する。したがって、それぞれの部分８０〜８８には、各色４ｘ６＝２４個の画素があり、合計３ｘ２４＝７２個の別々に作動される画素がある。説明の都合上、本明細書では以下の慣例が使用される。文字Ｒ、Ｂ、Ｇは、それぞれの画素の色を区別し、それらの文字のサイズは、駆動の相対強度が供給されることを示し、したがって画素からの照度を示す。文字が大きいほど、画素は明るくなる。例えば、図３Ａでは、列Ａ内の３色の画素すべてが、それらの最高の明るさを有するように最高レベルで励起され、一方列Ｂ内の３色の画素すべてが、より低いレベルで励起され、したがってより低い輝度または明るさを有する。列Ｃ内の３色すべてが、さらに低い励起であり、さらに低い輝度を有し、列Ｄ内の３色すべてが、全く励起されておらず、したがって、ほとんどまたは全く照度を示さない。話を簡単にするために、図３Ａでは、各行が同じ構成を有しており、列Ａが最高の明るさであり、列Ｂがより低い明るさであり、列Ｃがさらに低い明るさであり、列ＤがＯＦＦである。明るさの違いは、カラーフィルタ層の対応する領域の下にある液晶画素を駆動するＴＦＴに印加される励起電圧を変えることによって達成される。各３画素内のＲ、Ｇ、Ｂ画素は同等に励起されるので、行Ａ〜Ｃから出力される得られた光は、実質的に白であるが、各列で強度が異なり、列Ａが最高の明るさ、列Ｂがより低い明るさ、列Ｃがさらに低い明るさ、列Ｄが暗である。図３Ａのディスプレイ部分８０の目的は、図３Ｂ〜Ｅで使用された慣例を示すことであり、図３Ｂ〜Ｅには画素を励起して様々な色および視野角を得る様々な方法が示されている。
【００１３】
説明の都合上、限定するものではないが、図３Ｂ〜Ｅは、スクリーン部分８２〜８８から出力される近似的なアンバーを得る様々な方法を示す。アンバーを生成するためには、青は使用されず、したがって、これらの例ではすべての青（「Ｂ」）画素が暗（ＯＦＦ）である。これは、限定するものではないが、単に説明目的で選択された色（帯黄色またはアンバー）のために起こる。当業者なら、別の見本色が選択された場合にＲ画素とＧ画素とＢ画素との様々な組合せが使用されるであろうことを理解するであろう。図３Ｂでは、出力される帯黄色は、ほぼ同一サイズを有する文字Ｒ、Ｇで示されているように、すべての赤（Ｒ）画素と緑（Ｇ）画素をほぼ同一輝度レベルでオンにすることによって作り出される。例えば、赤画素８２−１Ｃ１および緑画素８２−１Ｃ２は完全にオンにされており、青画素８２−１Ｃ３は暗である。このパターンは、アレイ８２の各３色画素で繰り返される。個々の色画素の強度が同じであるので、これは、「均等グレーレベル混合」と称され、すなわち、３色画素ごとの強度ばらつきがない。すべてのＲ、Ｇ画素に最高駆動が使用される（例えば、最大文字サイズで示されている）が、これは、単に説明の便宜のためである。均等グレーレベル混合は、様々な色が使用される場合の駆動レベルが、赤および緑（あるいは、どの色が使用されても）から出力される光と同等になるように選択される限り、どの駆動レベルでも行うことができる。最高駆動が使用されたとき、図３Ｂの例で生成される帯黄色の明るさは良好であるが、生成されうる色の数は大幅に限定される。
【００１４】
アレイ部分８４を示す図３Ｃは、帯黄色、この場合はアンバーまたは暗い黄色を生成する他の方法として、異なる画素駆動レベルの利用法を示す。この例では、文字「Ｇ」が文字「Ｒ」と比べて小さい相対サイズで示されているように、すべての赤（Ｒ）画素は、最高駆動を受け、最高の明るさをもたらすが、隣接する緑（Ｇ）画素は、より低いレベルの駆動を受け、したがって最高の明るさよりも暗くなる。この構成は、不均等グレーレベル混合と称される。この手法は、図３Ｂの手法よりもずっと多くの可能色を提供するが、視野角によってかなりカラーシフトするという欠点がある。この手法の他の難点は、ある画素が受ける駆動が他の画素に比べて低下すればするほど、すなわち、薄暗い画素の駆動と明るい画素の駆動との比が小さくなればなるほど、明るさが低下し、視野角によるカラーシフトが悪化することである。
【００１５】
アレイ部分８６を示す図３Ｄは、近似的なアンバーを達成するための空間シェーディングと称されるものの利用法を示す。すべての動作画素は、同じ輝度レベルで電圧が加えられる。この例では、赤画素のすべてがＯＮであるが、緑画素の半分しかＯＮでない。したがって、アレイ８６の列ＣおよびＤを例として参照すると、赤画素８６−１Ｃ１とＣ列（および他の列）のすべての他の赤画素がＯＮであり、緑画素８６−１Ｃ２および８６−２Ｄ２がＯＮであり、緑画素８６−２Ｃ２および８６−１Ｄ２がＯＦＦである。隣接する列のＯＮの緑画素とＯＦＦの緑画素は、輝度の均一性を向上させるために交互に配置される。前述のように、所望の色がアンバーであるため、すべての青画素がＯＦＦである。この手法は、上述の他の手法と比べて良好な視野（視野角によるカラーシフトがほとんどない）を有するが、広範な色または特定の所望の色をもたらす能力は限定される。一部の色は、全く達成されえない、あるいは、低充填率の重要でない色がディスプレイ内に見えるほど空間シェーディングが粗い場合にのみ達成されえない。これは、望ましくない。
【００１６】
図３Ｅは、十分に明るい広範な色を良好な視野角色性能で生成するための、本発明による好ましい構成を示すディスプレイ部分８８を示す。図３Ｅの構成は、グレーレベルと空間的混合を組み合わせたものである。例えば、図３Ｅの構成は、より小さいサイズの文字「Ｇ」で示されているように緑（Ｇ）画素の駆動レベルを下げ、緑画素を１つおきに千鳥パターンでかつ赤画素に使用された輝度レベルとは異なる（例えば、より低い）輝度レベルで照らすだけで、所望のアンバーを容易にもたらす。この例では、画素に異なるサイズの文字「Ｒ」および「Ｇ」で示されているように、緑画素はその最高輝度の約７０％で駆動され、赤画素は１００％まで駆動される。したがって、赤画素８８−１Ａ１および８８−１Ｂ１は緑画素８８−１Ａ２よりも高い輝度を有し、青画素８８−１Ａ３および８８−１Ｂ２はＯＦＦである。緑画素の千鳥パターンでの照明は、所望のアンバーが必要とされるアレイ全体にわたって繰り返される。空間シェーディングを使用せずに同じ色を達成するためには、緑画素は、赤画素と比べると最高輝度の約３０％で駆動されなければならないであろう。画素駆動レベルのこの大きな差異により、色が視野全体にわたってシフトする。したがって、図３Ｅで実施されたグレーレベルと空間シェーディングとの組合せは、優れた結果をもたらす。
【００１７】
図４は、好ましい実施形態に従って本発明を実施する際の、例えばシステム５０で使用されるフォントテーブル７２および／またはＮＶＭ６３に格納されるルックアップテーブルまたはパターン９０を示す。テーブル９２は、グラフィックプロセッサ７０によって使用される文字「Ａ」に対する典型的な１８ｘ２７文字パターンテーブルの実施例である。テーブル９２内の各正方形は、３画素を表し、すなわち、各正方形９３は、Ｒ、Ｇ、Ｂ副画素を含む。グラフィックプロセッサ７０（図４には示されていない）は、例えば文字「Ａ」を生成するように、アレイまたはテーブル９２の輪郭部９４内の各３画素内の１つまたは複数の副画素をオンにする。輪郭部９４内の画素に示されている番号１、２、３は、色テーブル９８を通過するとき、特定の目標色を生成するために、Ｒ、Ｇ、Ｂ副画素に対する相対駆動レベルを決定する。色パターンテーブル９６なしで使用される場合、テーブル９２は、得られる文字色を決定するために不均等グレーレベル混合を提供する。当業者なら、文字「Ａ」が単に説明のために使用され、限定するものではないことを理解するであろう。テーブルまたはパターン９２内に収まる任意の英数字文字または他のグラフィックが表示されうる。文字パターンまたはテーブル９２は、１８ｘ２７アレイであるものとして描かれているが、これは、単なる例示的なものであり、限定するものではない。当業者なら、所要の文字解像度およびディスプレイサイズに適合する、多くのサイズのうちのいずれか１つのアレイが使用されうることを理解するであろう。
【００１８】
色パターンまたはアレイ９６は、例として、限定するものではないが、アンバーの特有の色調を生成するために空間シェーディングを実施することを除けば、アレイ９２と類似している。アレイ９６だけで、緑画素が１つおきに暗である図３Ｄに示されたものに似た、交互配置された空間シェーディングを生成する。当業者なら、他の色の場合にアレイ９６のボックス内のエントリが異なることを理解するであろう。アレイ９６内の各ボックスは、アレイ９２内の３画素ボックスに対応する。アレイまたはテーブル９６は、８ｘ８アレイであるものとして示されているが、これは、単に説明の便宜のためであり、通常はハードウェアで決まる。好ましい構成では、カリフォルニア州（ＣＡ）、サンノゼのＡｓｉｌｉａｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって製造されたタイプ６９０００のグラフィックスプロセッサ・チップが、ＣＬＣＤ２２を駆動するために使用された。テーブルまたはパターン９２、９６の例示的な行列サイズ８ｘ８および１８ｘ２７は、６９０００チップでの使用に適しているが、他の行列構成は、他のグラフィックスプロセッサで使用されることができる。例えば、図３Ｄに示されているような交互する空間シェーディング構成の場合、２ｘ２アレイで十分である。テーブル９６の各ボックス９７内のエントリは、ディスプレイ２２に使用される空間シェーディングを決定し、テーブルまたはアレイ９２内のエントリと混合して、システム５０によって生成される文字または他の英数字あるいはグラフィックの色を決定する。テーブル９２、９６のフォーマットは、それらが重ね合わされて、色テーブル９８によって解釈可能な結果をもたらし、したがって、駆動信号をディスプレイ２２内の個々のＲ、Ｇ、Ｂ画素に順に供給する画素ドライバ１００に対する信号を生成することができるようなものであることが望ましい（画素ドライバ１００は、図２のグラフィックスプロセッサ７０と同等である）。アレイ加算器１０２は、以下で説明するように、テーブル９２、９６を３画素ごとに、すなわち正方形ごとに混合するために使用される。アレイ加算器１０２、色テーブル９８および画素ドライバ１００の機能は、図２のシステム６０によって提供される。
【００１９】
アレイまたはテーブル９２、９６は、重ね合わせによって混合されること、すなわち、アレイ加算器１０２において、テーブル９６内の各３画素（正方形）の内容がアレイ９２内の対応する３画素（正方形）の内容に代数的に加算され、その結果が色テーブル９８に入力されることが好都合であるが、必須ではない。アレイ９２、９６を混合した結果は、図５の複合アレイ１１０内に示されている。アレイ９２内の輪郭部９４の外側にある空白正方形は、値ゼロを有すると見なされる。したがって、アレイ９２内の輪郭部９４の外側にあるそれらの３画素について、アレイ１１０における加算は、所望のアンバーに対する交互する０、４値のアレイ９６をもたらすだけである。当業者なら、本明細書の説明に基づいて、他の色を得るために別のパターンが使用されることを理解するであろう。アレイ９２がその中に様々な値１、２、３を有する輪郭部９４内では、それらの数字は、複合アレイ１１０を得るために、アレイ９６内に正方形ごとに示されている数字０、４に正方形ごとに加算される。複合アレイ１１０では、輪郭部９４内の正方形内の数字は、値１、２、３、５、６、７を有する。前述のアレイは好ましいが、空間的アレイのマトリックスと文字発生器のグレーレベルのマトリックスとを混合するための任意の手段が使用されてもよい。
【００２０】
複合アレイ１１０内の値は、図６に詳細に示されている色テーブル９８に入力される。図６の色テーブル１２０内のエントリは、複合アレイの値（「ＣＡ値」または「ＣＡ番号」と略される）を、ＣＬＣＤ２２内の各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素の相対駆動レベルと関連付ける。略語の「ＧＬ」は、「グレーレベル」を意味し、図３Ｃに関連して説明したように、グレーレベルの色混合のための相対画素励起レベルを指す。ＣＡ値が「０」または「４」の場合、このＣＡ値は、色テーブル１２０に従って３色Ｒ、Ｂ、Ｇすべての画素駆動レベル「０」に対応する。したがって、輪郭部９４の外側のすべての画素が暗になる。図６の表１２０に示されている、様々なＣＡ番号に対する値１３２、１６８、１７２、２１２、２２０、２５２は、実際の画素駆動レベル（または、画素駆動レベルを制御する中間信号）が格納されている駆動アドレスを参照すると好都合である。表１２０の例では、説明の都合上、駆動アドレス番号が大きいほど、画素に対する駆動レベルは高いが、これは必須ではない。例えば、表１２０では、駆動アドレス１７２は、例えば駆動アドレス１３２よりも高い画素駆動、したがって高い画素輝度に対応する。駆動アドレス２５２は、使用可能な最高駆動レベルに対応し、０は、最低駆動レベル（すなわち、駆動なし）に対応する。説明の都合上、表１２０に示された駆動アドレス値は、相対的画素の明るさを表すと考えてもよい。しかし、駆動アドレスと画素ドライブ・レベルとの関係が直線的である必要はない。当業者なら、本明細書の説明に基づいて、そのような構成がどのようにして実施されうるのかを理解するであろう。
【００２１】
ＣＡ値が「１」の場合、これは、不均等グレーレベル２（ＧＬ−２）に対応しており、近似的なアンバーの例「Ａ」では、駆動アドレス１３２を有する緑画素と比べると、赤画素には駆動アドレス１７２が供給される。最高励起は、駆動アドレス２５２に対応する。これは、図３Ｃと同じように、それらの画素に不均等グレーレベル混合をもたらす。同様に、相対励起レベルがそれぞれ駆動アドレスＲ（２１２）、Ｇ（１６８）およびＲ（２５２）、Ｇ（２２０）によって制御されるＣＡ値２および３の場合も不均等グレーレベル混合である。しかし、ＣＡ値５、６、７については空間的混合が含まれており、このアンバーの例では、図５にＣＡ値５、６、７が生じた所で、赤画素だけが照射され、緑および青画素はすべて暗である。さらに、ＣＡ値に応じて赤画素の励起レベルが異なり、具体的には、ＣＡ番号５、６、７は、グレーレベルＧＬ−２、ＧＬ−４、ＧＬ−６に対応しており、ここで、異なる画素に対する相対赤画素励起レベルは、最高駆動レベルがアドレス２５２に対応する場合、それぞれ駆動アドレス１７２、２１２および２５２で表される。本発明が様々な色画素の不均等グレーレベル励起と空間シェーディング励起との混合をもたらすことが理解されるであろう。後でより詳細に説明するように、これは、優れた結果をもたらす。当業者なら、他の色の場合に様々なＲ、Ｇ、およびＢ画素に対する空間的および不均等グレーレベルの励起レベルの混合が異なることを、本明細書の説明に基づいて理解するであろう。また、励起されている特定画像は、表示される英数字またはグラフィックの形状にも依存する。
【００２２】
図７は、本発明の方法２００を示す簡略流れ図を示す。方法２００は、システム５０が新規文字またはグラフィックを表示しようとするときにはいつでも優先的に現れる開始２０２で始まる。ステップ２０４では、ＣＰＵ６２および／またはグラフィックスプロセッサ７０が、所望の文字を識別するコードを例えばＡＳＣＩＩコードとして受け取る。ステップ２０５では、その文字を表示するのに必要な画素パターンが、例えば、フォントテーブル７２に格納されたルックアップテーブルまたは他の手段を使用して決定される。その結果は一般に、図４のアレイ９２に類似の文字アレイであるが、これは必須ではなく、任意の文字生成手段が使用されてもよい。ステップ２０６では、示されるべき文字の色のコードが、ＣＰＵ６２および／またはグラフィックスプロセッサ７０によって受け取られ、ステップ２０７では、ステップ２０６と同じように、その色を生成するのに必要な空間的混合の色アレイ（例えば、アレイ９６）が、例えばフォントテーブル７２および／またはＮＶＭ６３あるいは他の場所から得られる。ステップ２０５、２０７の結果は、ステップ２１０で混合され、ステップ２１０では、空間的色アレイ（または同等物）と文字アレイ（または同等物）が、例えば図５のアレイ１１０や同等物などの複合アレイを生成するように混合される。複合アレイの値は、ＣＬＣＤアレイ２２内の個々の画素に対する相対的な赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）画素駆動レベルを得るために、図６の色テーブル１２０などの色テーブルと共に使用される。後続のステップ２１４では、これらの駆動レベルは、グラフィックスプロセッサ７０によってＣＬＣＤアレイ２２内の個々の画素に送られ、このプロセスはその後、終了２１６で終了する。ステップ群２０４、２０５および２０６、２０７は、どちらの順番で実行されてもよい。重要なのは、ステップ群２０４、２０５および２０６、２０７の結果が、ステップ２１０で混合されるように使用可能であるということである。
【００２３】
方法２００は、新規文字またはグラフィックが表示されるたびに繰り返されてもよい。色コードの変更がなく、ステップ２０５で決定された以前の空間パターンがメモリ内で依然として使用可能である場合、この以前に決定された空間パターンは、再使用されてもよい。逆に、文字は変わらないが、色が変わる場合、新規空間色パターンが決定され、以前に決定された文字パターンと混合される。前述の説明では、単一の文字しか表示されない状況について提示されたが、これは、単に説明の便宜のためである。当業者なら、本明細書の説明に基づいて、文字の生成および表示が、群でも、すべて同じ色でも、あるいは色の混合でも行われうることを理解するであろう。そのような状況では、文字アレイおよび空間的色アレイは、上述の単一文字の方法と同じように、文字群の複合アレイを生成するように群で混合されてもよい。したがって、上述の方法は、単一文字だけでなく複数文字にも有用である。
【００２４】
図８は、本発明の視野角シフトおよび色合わせ能力が例示的な色（アンバー）に関して従来技術の手法と比較されている、１９７６ｕ’，ｖ’ＣＩＥ色度図２２０を示す。かかる色度図は、当技術分野ではよく知られており、例えば、Ｇ．Ｊ．ＣｈａｍｂｅｒｌｉｎおよびＤ．Ｇ．ＣｈａｍｂｅｒｌｉｎのＣｏｌｏｒ：Ｉｔｓ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（色：その測定、演算および応用）、Ｈｅｙｄｅｎ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ  Ｐｒｅｓｓ  Ｌｔｄ、１９８０年、６０ページ以下に記載されている。人間の目に見える色のスペクトルは、輪郭部２２２内に含まれる。領域２２３が原色の赤（Ｒ）の中心であり、領域２２４が原色の緑（Ｇ）の中心であり、領域２２５が原色の青（Ｂ）の中心である。白は、ｕ’，ｖ’がおおよそ０．２２，０．４８の領域にある。中間色調は、他のｕ’，ｖ’値を有する。マーカ２２６は、ｕ’，ｖ’がおおよそ０．３，０．５５で、例示的な所望の色であるアンバーの色調を示す。図９は、図８にグラフで示された実験結果が数値および記述形式で提示された表である。
【００２５】
次に、図８、９を参照すると、図８内のブラケット２２８〜２３０は、異なる色生成方法と異なる視野角とを使用して得られた結果を示す。方位角２７および２８は、０〜４５度の範囲で変化させられ、頂角３７は０〜５度の範囲で変化させられ、頂角３８は０〜３５度の範囲で変化させられた。図８内のブラケット２２８は、図９の表２５０内の行２５２に対応しており、色生成は、図３Ｂ、３Ｃに関連して説明したようなグレーレベル混合を使用した。この色生成方法により図８内の目標アンバー２２６を達成することができたが、図９の行２５２に記載されかつ図８内にブラケット２２８で図示されたように、異なる視野角に対して比較的に大きなカラーシフトが生じることに留意されたい。前述のように、これは、望ましくない。したがって、グレーレベル混合により目標色を達成することができたが、比較的大きなカラーシフトは、それが視野角の関数としての色忠実度が重要である色生成の用途には望ましい候補でないことを意味する。アビオニクスシステムは、そのような用途の例である。
【００２６】
図８内のブラケット２２９と図９の表２５０内の行２５４は、色生成に空間シェーディングを使用して得られた結果を示す。この色生成方法は、視野角の変化でわずかな色の変化しかもたらさないが（これは望ましい）、目標色２２６を達成できなかった（これは望ましくない）ことに留意されたい。これは、空間シェーディングにより生成されうる色の数が大幅に減少するためである。目標色が偶然、空間シェーディングによって達成できる色の中にある場合、これは、視野角に色が依存しないという点で望ましい手法であるが、表示されなければならない色のうちのいくつかが、空間シェーディングを使用して達成可能な色の範囲外である場合、この手法は魅力的ではない。
【００２７】
図８内のブラケット２３０と図９の表２５０内の行２５６は、図２〜７に関連して既に説明したように、本発明に従ってグレーレベル混合と空間シェーディングの両方を組み合わせた結果である。発明された手法は、空間シェーディングだけでは不可能な目標色２２６を達成することができ、また、グレーレベル混合だけで得られた角カラーシフトよりも４０％少ない角カラーシフト有することに留意されたい。角カラーシフトは空間シェーディングだけの場合よりも大きいが、空間シェーディングでは目標色を生成することができなかったことから、空間シェーディングをこの状況では実行可能な手法から除外する。したがって、グレーレベル混合と空間シェーディングとを同時に使用する本発明の手法は、本明細書で説明したように、従来技術全般にわたって顕著な総合的改善をもたらす。
【００２８】
前述の詳細説明では少なくとも１つの例示的な実施形態が提示されたが、当然のことながら、膨大な数の変形形態が存在する。同様に当然のことながら、１つまたは複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲、適用範囲、または構成を何ら限定するものではない。それどころか、前述の詳細説明は、当業者に１つまたは複数の例示的な実施形態を実施するための好都合なロードマップを提供するであろう。当然のことながら、添付の特許請求の範囲およびその法的同等物に記載されているように、本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能および構成に様々な変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは液晶ディスプレイに対して位置付けられた観察者の簡略平面図である。図１Ｂ液晶ディスプレイに対して位置付けられた観察者の簡略側面図である。
【図２】本発明による、カラー液晶ディスプレイに結合されたディスプレイ駆動システムの簡略電気回路図である。
【図３】図３Ａは異なる励起条件下での液晶ディスプレイの一部の簡略平面図である。図３Ｂは異なる励起条件下での液晶ディスプレイの一部の簡略平面図である。図３Ｃは異なる励起条件下での液晶ディスプレイの一部の簡略平面図である。図３Ｄは異なる励起条件下での液晶ディスプレイの一部の簡略平面図である。図３Ｅは異なる励起条件下での液晶ディスプレイの一部の簡略平面図である。
【図４】例示的な色の好ましい実施形態に従って本発明を実施するためのルックアップテーブルを示す図である。
【図５】例示的な色の好ましい実施形態に従って本発明を実施するためのルックアップテーブルを示す図である。
【図６】例示的な色の好ましい実施形態に従って本発明を実施するためのルックアップテーブルを示す図である。
【図７】本発明の方法を示す簡略流れ図である。
【図８】本発明の視野角シフトおよび色合わせ能力が例示的な色に関して従来技術の手法比較されている、１９７６ｕ’，ｖ’ＣＩＥ色度図である。
【図９】図８にグラフで示された実験結果が数値および記述形式で示された表である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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