专利名称：子像素着色用的一些发射器的改进型4－彩色排列的制作方法
背景技术：
本申请书与2002年1月16日呈递、标题为《一种子像素格式数据到另子像素格式数据的转换的美国第10/051,612号专利申请书(第’612号申请书)有关。本申请书与2002年5月17日呈递、标题为《带灰度调节的子像素着色用的系统和方法的美国第10/150,355号专利申请书(第’355号申请书)有关。
最常规的一些子像素化的显示器(subpixelated display)采用三种发射器彩色(emitter color)，以一种彩色色域(color gamut)，当以1931CIE彩色表来表示时，此色域包含了一个三角形的内部，图11中示有它的一个例子。这些彩色通常主要是红色1104、绿色1106、和蓝色1102。这些彩色发射器的亮度通常是不相等的。由于若干原因，有些显示器被制造得带有一个第四种彩色发射。已有技术的4-彩色显示器常使用白色作为该第四种彩色。通常这样做是为了增加显示器的亮度，因为一些彩色常是利用彩色滤光器(color filter)来建立。白色是通过去除彩色滤光器建立；并且背照(backlight)的光，已经成为白色，被容许无阻碍地传送给观察者。该四种彩色集体地组合成为一个像素(pixel)，该子像素可表示出由一些饱和彩色所确定的三角形内的任何彩色，并可利用相加能力来在较高亮度情况下通过加入适当数量的白色示出一些饱和度较低的彩色。
对于利用已有技术所知道的技术如子像素着色(SPR＝Sub-PixeLRenfering)来驱动的一些显示器，在第’355号申请书中揭示有该显示器的一个例子，一个不进行滤光的白色子像素的选择造成严重的问题。子像素着色依赖于利用变化一些子像素的明亮程度(brightness)来偏移亮度透明中心(apparent center of luminance)的能力。当每个彩色具有相同的感知亮度时，该项偏移可良好地进行。如在一起等待审批且共同授权转让、标题为《具有简化寻址的全彩色成像设备用的彩色像素排列》、颁发给埃利奥特(ELLIOTT)的美国专利申请序列第09/916,232号专利申请书所揭示，一些蓝色子像素由于显著地比红色子像素和绿色子像素暗而被感知，从而那些蓝色子像素对于因子像素着色所增加的分辨率(resolution，也可称清晰度)不会作重大的贡献，而留下任务给一些红色子像素和绿色子像素。加上如果白色未被滤光，则白色子像素显著地比红色子像素和绿色子像素这两者明亮，红色子像素和绿色子像素在子像素着色中的有效性丧失得也很多。
在图1中，一种已有技术的4-彩色排列，有时被称为元排列(quadarrangement)，与早些时候的拜尔图案相类似，但该排列的绿色子像素中的一个被一个白色子像素所替代，因而重复单元112含有四种子像素，不同彩色的每种子像素，常为红色子像素104、绿色子像素106、蓝色子像素102和白色子像素108。该显示器通常用“整体像素着色(whole pixel rendering)”来寻址，其中重复单元被定义为亮度信息的位置，而不考虑内中那些有颜色子像素。这些彩色具有色度坐标，例如在图11中所示的那些红色1104、绿色1105、蓝色l102，和白色1108。该排列的白色子像素通常可通过从单色液晶显示器调制图元的光路(light path)上去除掉滤光器来形成。因此该未经滤光的白色显著地具有比其它子像素高的亮度，它常是显示器设计人员的目的。
当打算将子像素着色到一个具有未滤光的白色子像素的4-彩色显示器上时，由于白色子像素的显著比较地高的亮度，因此子像素着色性能大大地被削弱。在一个理想的(具有3-彩色或更多彩色排列)显示器中，每个子像素的亮度将相等，从而对于较低饱和度的子像素的着色，每个子像素都具有相同的权(weight)。可是由于相同的明亮，人类的眼睛看不见光的每个波长。对于人类的眼睛，光谱的两端看起来好象比中部暗。也就是说，某一给定的绿色波长的能量强度被感觉得比红色或蓝色的同样能量强度明亮。另外，由于人类眼睛的短波长的一些感觉锥(S-锥)(sensitive cone)这个事实，这些感觉锥会引起“蓝色”的感觉，而不提供人类视觉系统的亮度通道(HumanVision System’s luminance channel)，结果，一些蓝色颜色显得更加暗。
构成本说明书的一部分而结合在本说明书内的一些附图，是用来解说本发明的一些示范性性的具体实施方案和实施例，这些图连同有关叙述则用来解释本发明的一些原理。在这些图中图1示出一种用于显示器的已有技术4-彩色排列，该排列使用一种4个子像素的重复单元。
图2A示出图1的一部分，该部分以6个子像素作为一个组。
图2B示出另一种按照本发明的一些原理所制成的4-彩色、6个子像素的排列。
图3示出一种新型、采用图2B所示的排列作为重复单元(repeatingcell)的4-彩色排列。
图4示出另一种新型4-彩色排列。
图5A示出图3的带有一些长方形，非正方形子像素的排列。
图5B示出图5A的、利用一个其中含有一些薄膜晶体管(thin filmtransistor)和/或关联存储电容器(associated storage capacitor)的实施例的排列。
图6A示出图4的带有一些长方形，非正方形子像素的排列。
图6B示出图6A的、利用一个其中含有一些薄膜晶体管的实施例的排列。
图7A示出另一种新型4-彩色排列。
图7B示出图7A的、利用一个其中含有一些薄膜晶体管的实施例的排列。
图8A示出另一种新型4-彩色排列。
图8B示出图8A的、利用一个其中含有一些薄膜晶体管的实施例的排列。
图9示出图7(7A和7B)的、带有一个皆小于其它像素子集(subsetof pixel)的像素子集、或带有一个皆大于其它像素子集的像素子集的排列。
图10示出图8(8A和8B)的、带有一个皆小于其它像素子集的像素子集、或带有一个皆大于其它像素子集的像素子集的排列。
图11是已有技术4-彩色显示器的一些发射器的色度坐标的图表。
图12是一种新型4-彩色显示器的一些发射器的色度坐标的图表。
图13是另一种新型4-彩色显示器的一些发射器的色度坐标的图表。
图14是另一种新型4-彩色显示器的一些发射器的色度坐标的图表。
图15示出一种新型彩色排列，该排列中某些子像素具有两个有颜色的区域(colored region)。
图16示出另一种新型彩色排列，该排列中某些子像素具有两个有颜色的区域。
图17示出另一种新型彩色排列，该排列中某些子像素具有两个有颜色的区域。
图18示出再另一种新型彩色排列，该排列中某些子像素具有两个有颜色的区域。
图19示出再另一种新型4-彩色排列，该排列含有一种6个子像素组成的重复单元。
图20是一种新型4-彩色显示器的一些发射器的色度坐标的图表。
图21示出供显示器用的一种新型的、一些4-彩色发射器的排列。
图22示出另一种新型4-彩色排列。
图23示出一些重建点(reconstruction point)和一个新型的、供图22的排列用的从新取样区域集(set ofresample areas)，该排列覆盖住一个输入图像数据集(input image data set)的一些隐含重新样本区域(implied sample area)的网格，为了清晰起见，占少数的彩色平面的一些重建点中有一个于该网格中没有示出。
图24A和24B示出一些重建点(reconstruction point)和另一个新型、供图23的排列用的从新取样区域集(set of resample areas)，为了清晰起见，占少数的一些彩色平面重新取样区域中于图中没有示出。
图25示出一些重建点(reconstruction point)和另一个新型、供图22的排列用的从新取样区域集(set of resample areas)，为了清晰起见，占少数的一些彩色平面重新取样区域中于图中没有示出。
图26示出一些重建点(reconstruction point)和再另一个新型、供图22的排列用的从新取样区域集(set of resample areas)，为了清晰起见，占少数的一些彩色平面的重新取样区域中有一个，在图中未示出。
图27示出一些4-彩色元素的一种新型排列。
图28是为实现在一个4-彩色子像素排列上进行子像素着色的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
现在将可参考附图中所解释的那些具体实施方案、实施例和范例。无论在何处，只要可能将在所有附图中和以下叙述中采用相同的参考号码来称谓相同或类似的零部件。
A.一些子像素排列和构造现在将对许多3-彩色和4-彩色排列的新型实施例加以叙述。
现着手论述上面所谈及的一个首先应关注的问题，一些红色和绿色子像素可通过几种技术被调节成相同的亮度。一个实施例，包括保持住一些相同亮度的点，但增加较低亮度的滤光器的传输。有几种方式来达到该结果(1)使红色滤光器物理上比绿色滤光器薄；(2)改变红色色素(a)来减少滤光器内色素的总量；或(b)应用一种含有同样色度的不同色素，但允许较大的光透射率；或(3)应用一个可充分保持住色度的相同中心的红色滤光器，但同时在中心点的任一侧，扩宽频率范围。
另一个实施例，保持住相同色度的点，但减少较高亮度的滤光器的传输。如上所述，有几种方式来达到该结果(1)使绿色滤光器物理上比红色滤光器厚；(2)改变绿色色素(a)来增加色素的总量；或(b)应用一种含有同样色度的不同色素，但允许较低的光透射率；或(3)应用一个可充分保持住色度的相同中心的绿色滤光器，但在中心点的任一侧，使可通过的频率的范围变狭窄。
另一个实施例，可增加来自传输显示屏(例如液晶显示器)的能量，该传输显示屏则在较低亮度彩色滤光器的通频带(pass band)内，所谓较低亮度彩色滤光器的通频带是相对较高亮度彩色滤光器的通频带而言的。在一个多重彩色LED(发光两极管)的背照中，较长波长的LED(或一些这样的LED组)的电流或脉冲宽度调制(pulse widthmodulation)的工作循环(duty cycle)(也称忙闲度)可被增加。如将在以下进一步所阐述的那样，这些变化将在显示器的白色点中引起一种偏移，除非对此加以补偿。
在另一个实施例使绿色子像素的通频带变狭窄以致总能量(overall energy)被减低，尽管同时对绿色子像素的滤光器的色度进行偏移。具体地是，有可能较多地减少“绿色”通频带的一些较长的波长，同时保持红色和蓝色通频带基本不变。这可以有两个好处第一，与亮度的匹配可顾及较佳的子像素着色性能；第二，通频带的减缩可通过将进一步把绿色推离白色点而增加饱和度和彩色色域。通过进一步离开白色点，可容许显示器的白色点，连带所有的子像素转向最大的亮度，保持在所需要的点处。显示器的总亮度(overallbrightness)，由于某一给定的背照将被减低，但可通过增加背照的亮度加以补偿。
一个为较低亮度曾被调节过的绿色子像素的使用，将把所有正在开动的子像素(all-subpixel-on)的彩色点向洋红色偏移，除非以某种方式加以补偿。一种这样的补偿技术包含一个具有绿色光实际总量的第四彩色发射的子像素(color emitting pixel)。例如在图1、2、3、4、5、6、7、8、9、和10中的一些排列含有第四彩色发射器的子像素，它具有有效的绿色(中等波长的光)发射，例如青色、带绿色的蓝色、带绿色的灰色以及类似的彩色。
在图1中，这可能是重复单元组(repeat cell group)112内4个子像素中的一个，例如图右下方的子像素108。在该例子中，左上方的子像素106可能是亮度被调节成绿色。右下方子像素108的彩色可能也被选择的与左上方子像素1106的彩色相同，从而使得该排列成为一个亮度被调节的、改进型3-彩色拜尔图案。
图27示出基于图1四元排列上的另一个实施例，在该实施例中，重复单元112的每隔一列皆被偏移一个子像素。这样一种排列把子像素之间任何亮度欠匹配的傅里叶信号能量(Fourier signal energy)分散到另外的一些方向。
利用图1四元排列的另一个实施例，可能选择示于图20中的一些彩色点，这4种彩色为红色2004、绿色2006、青色(cyan)2008、和洋红色(magenta)2002。将可知晓每一种彩色位置的组合的选择的有许多组合。所有这样的彩色位置组合在本发明的范围内都已加以考虑。这些彩色点2004、2006、2008和2002排列的一个好处，是改进了子像素着色性能，其中每种彩色皆具有有效的亮度，从而采用这样排列的显示器的每个子像素皆成为逻辑像素的中心。
在再另一个实施例中，图1的四元排列可被修改，以改进子像素着色性能。为了想象该改进的排列，一个较大的子像素组114从剩余阵列环境中被去除掉，如图2A中所示。如图所示，两个绿色子像素206是位于同一较上的行内，而两个红色子像素204是位于同一较下的行内。为了提高子像素着色过程，一种改进型布局在每一行和每一列中，除了含有蓝色的列之外，可具有每种彩色(红色和绿色)中的一种——来形成一个红色和绿色的棋盘状图案。因此，一些红色子像素204和绿色子像素206在一些列的一列中是相反的，例如，于左方，形成图2B的排列。将可知晓右侧的列的交换将产生相同的结果。采取图2B的排列，并利用它作为一个较大阵列用的重复单元320，可得到如图3所示的一些子像素的排列。
考察图3，每一行皆以一种交替的方式含有红色子像素304和绿色子像素306这两者。三个列中的两个列以交替方式含有红色子像素304和绿色子像素306这两者。在一些行和一些列中红色子像素304和绿色子像素306的交替，形成一个近似的红色和绿色的棋盘状图案。三个列中的一个列含有在数量上占少数的两种其它彩色。这两种其它彩色可以是蓝色302和一种适当的第四彩色308。在图3中，红色子像素304的数目和绿色子像素306的数目，每一单元皆有两个红色子像素304和两个绿色子像素306。如前所述，它是子像素化的显示器的一个需要的性质当所有子像素开动成为它们最明亮的点时，显示屏呈现为白色。另外，一个所需要的性质是，所有的子像素皆具有相同的亮度。给定这些性质，如此处所述，将可能有许多彩色组合。
将可知晓虽然适当的子像素着色可以发生在4-彩色排列上，由此当一个组中的所有子像素皆充分地“开动”(on)时，该彩色将离开白色点。可能需要补偿和调节每个子像素的相对能量(relativeenergy)来显示令人中意的白色。这可以借助电子上的手段、或借助软件(机器可读媒体)、利用适当的缩放因子来减少主导地位的彩色或一些主导地位的彩色的输出，来完成。
至于一些适当的组合，可利用相同的红色1104、蓝色1102、和绿色1106。在如图11所示已有技术的一些显示屏中，第四彩色是白色1108。可是，由于相对于每个重复单元320有两个红色子像素306和两个绿色子像素304，只有一个蓝色子像素302，白色的选择，再加以相等部分的红色、绿色和蓝色，当所有的子像素都开动(turned on)时，可能会使得该显示屏具有带黄色的造型(yellowish cast)。另外，在已有技术的一些显示系统中，白色子像素是借助去掉处于子像素上的滤光器来形成，即容许所有的光通过，以建立一个非常明亮的子像素。这对于增加显示器的亮度可能是有益的，但它会与子像素着色操作发生干涉，并可能建立一个非常“点粒化(dotted)”或“颗粒化(grained)”的外观。这种排列的一个改进型实施例是利用一个中性的灰色滤光器——保持住相同的白色点，但亮度被减低到约为红色1104和/或绿色1106之间的亮度，或约为某些地方介于它们之间的某个亮度。与红色光和绿色光相比较，另一个改进型实施例，将会增加背照中蓝色光的总量，于此情况，背照的实际彩色点将比白色带更多的蓝色。因此，带黄色的造型(yellowish cast)，利用增加背照的彩色温度，可被改善。
另一个适合于选择彩色的实施例示于图12中，此处选择传统的红色1204、绿色1206、和蓝色1202，但第四彩色被选择为“灰-蓝”色，该“灰-蓝”色带有的亮度设置(set of luminance)约与红色和/或绿色的亮度设置相等，或为某些地方介于它们之间的亮度设置，如果它们不相等的话。如以上所讨论的，亮度可以利用电子上的手段、或利用对滤光器和/或调节色素的调节来设置。该蓝-灰色滤光器容许更多的蓝色光通过，或比红色和绿色发射更多的蓝色光。这和使用一个比较蓝的背照相类似。作为再另一个实施例，可使用某一较高彩色温度的背照(backlight)和蓝-灰色滤光器的一种组合。这样结果形成的系统，当所有的子像素都开动时，可能对显示器提供一种更令人中意的白色点。
图13中示出用于选择彩色和一些亮度点的还再有的一个实施例，它使用比图11或12所示更深的绿色1306。例如，如上所述，绿色1306可以是一个更为饱和并向绿色角隅(green corner)偏移的一种绿色。作为一种替代，它也许有可能使用已有技术的红色点1304、已有技术的蓝色点1302和亮度，以及一种容许蓝色和绿色(短波长和中等波长)的光通过滤光器的青色(cyan)(或带绿色的蓝色、带蓝色的绿色)1308。当所有的子像素都开动时，该结果可对显示器提供一种更令人中意的白色点。另外，该显示屏可具有与传统3-彩色显示屏同样的亮度。如以下将进一步解释的，该显示屏对与人为图像(artifact)有关的蓝色子像素可展示出较低的可见性(visibility)。
这样结果形成的显示器还有一个好处，即它具有比传统3-彩色显示器较大的彩色范围和较大的彩色色域。这些传统的三种彩色可利用通过红色1304、绿色1306和蓝色1302彩色点的周界线(深的线条)，建立一个彩色色域三角形区域。在传统的周界之外加上一个第四种青色，可延伸周界(点划线)，把利用通过红色1304、绿色1306和青色1308彩色点的周界线所构成的三角形包括在内。
供选择一些彩色用的再另一个实施例，示于图14中。此处可选择传统的红色1404、绿色1406、和蓝色1402，但绿色发射器子像素具有较低的亮度，通过以上所建议的一些方法中的一种或更多种、或通过任何其它的适当方法或设施，可更接近地逼近红色发射器子像素的亮度；以及一种容许蓝色和绿色这两者(短波长和中等波长)的光通过滤光器的青色1408。其目的和结果是，当所有的子像素都开动时，对于显示器会形成一个令人中意的白色点。该显示屏可具有与已有技术3-彩色显示屏相同的亮度。将如以下所进一步加以解释的，该显示屏对与人为图像有关的蓝色子像素将展示出较低的可见性(visibility)。该结果形成的显示器还具有一个好处，如上所述，即比已有技术显示器的显示屏具有更大的彩色范围和更大的彩色色域范围。
供选择一些彩色用的再另一个实施例，示于图20中。此处可选择传统的红色2004、和绿色2006，但绿色发射器子像素具有较低的亮度，通过以上所建议的一些技术中的一种或更多种、或通其它适当的技术，可更逼近红色发射器子像素的亮度。青色2008——容许蓝色和绿色这两者(短波长和中等波长)的光通过滤光器——与红色2004相反，而一种紫色(purple)或洋红色则绿色2006相反，这两种彩色具有与红色和/绿色相近似的亮度，结果当所有的子像素都开动(turned on)时，对于显示器会形成一个令人中意的白色点。该显示屏可具有与已有技术3-彩色显示屏相同的亮度。在这个实施例中，绿色2006和洋红色2002的一些彩色点可选择得，当该两种彩色都开动成为全亮度时，可提供一种令人中意的白色点2020，同时这对于红色和青色也是真实的。这可建立两种双色度条件等色(dichromatic metamer)——即正好两种彩色的一些组合，它可产生白色——以及建立四色度条件等色(tetra chromatic metamer)——即所有四种彩色的组合，可产生白色。一种蓝色2009的感觉可以通过青色2008和洋红色2002的一些适当强度的组合被产生。
尽管知晓许多位置上的组合是可能的，所有这些可能的组合在本发明中均被仔细思考过，但有些组合对其性质是值得注意的。例如，把一对双色度条件等色放置在棋盘状图案上位于占大多数的子像素的一些位置处，以及把其它双色度条件等色放置在图3、4、5A、6A、7A、8A、9、10和19的占少数的子像素的一些位置处都将建立一个显示屏，在该显示屏中，当其本身开动时，每一列都可建立一根狭窄的、单个子像素宽的白色线条，当占少数的一些子像素开动时，每一行中都可建立一根狭窄的、单个子像素宽的白色线条。这个性质可顾及非常高的子像素着色性能，特别是，对于在白色背景上的黑色文本，如所被实行的那样。
在一个实施例中，一些子像素的排列示于图3内，当第四彩色308具有充分的亮度时，该亮度近似于红色304和/或绿色306亮度，或近似于介于它们之间某些地方的亮度，与一种其中第四彩色308的、和蓝色302排列相同的排列相比较，暗蓝色302子像素的可见性则被降低。这是由于后者情况中，一些由两个子像素302和308所形成的暗蓝色条纹，对于由红色304子像素和绿色306子像素所形成的明亮的背景，将可被见到。这样一些暗的条纹有强的可见性，因为该两维空间频率(two dimensional spatial frequency)的傅里叶变换(Fouriertransformation)在X轴上的一个点示出一个单一的强烈信号。图3内所示的排列的一些蓝色子像素的可见性，与一个带有一些蓝色条纹的蓝色子像素相比较，由于具有较高亮度的第四彩色的存在被降低，首先因为全部“暗的”信号能量存在一半这个事实，其次因为很多能量被分散到水平和垂直轴内，虽然有一些能量被分散到处于较低空间频率的对角线上。
在另一个实施例中，本发明的一些排列，如在一起等待审批的、权利共有的、标题为《对彩色平显示屏的显示器的一些子像素排列和布局的改进》、颁发给给埃利奥特(ELLIOTT)的美国专利申请序列第10/024,326号专利申请书所揭示的那样，可利用一些有源矩阵布局技术(Activem Matrix Layout technique)来加以改进——在布局中一些薄膜晶体管和/或它们的关联储存电容器510密切地被组合在以一起成为一个低亮度结构，而且该结构与一些蓝色子像素的相位大致上偏离180°，因此增加了一些由若干蓝色子像素形成的低亮度斑点(spot)的视在空间频率(apparent spatial frequency)。这些排列示在图5B、6B、7B、和8B中作为解说。将可知晓这些薄膜晶体管(TFT＝Thin Film Transistor)和电容器的一些组合，也可应用本申请书内所述的其它一些实施例中。
在再另一个实施例中，一些深蓝色条纹的可见性，可能由于转换它们所在列的每一其它列的蓝色和第四彩色的位置而进一步减少，这种情况如图4中所示。这将把大量“暗的”傅里叶能量(Fourier energy)分散到三个方向上，虽然有些能量在较低空间频率处分散到介于这三个方向之间的三个以上的方向上。随着增加对傅里叶能量的分割，由于每个具有能量空间频率有着降低的可见性，故可见性被降低，而总能量为常数。
在图5A-5B和6A-6B中一些非正方形子像素被用来作为另外的实施例。这些是若干个相同的相关的彩色发射器子像素的排列，分别如图3和4所示，但它们带有不同的重复单元宽高比。若有需要，重复单元的宽高比可加以调节。一个可能的重复单元宽高比可以是一比一(1∶1)，亦即是正方形。其他不同的宽高比示于图5A-5B、6A-6B、7A-7B、8A-8B、9、和10中。该宽高比自然地结果形成一些具有宽高比为二比三(2∶3)的子像素，如以上那些图所示，除了一些有目的地改变子像素区域，以及如图9和10所示的一些占少数的子像素的宽高比之外。
图7A-7B和8A-8B示出一些排列，它们与分别如图5A-5B和6A-6B所示的排列相类似，除了占少数的一些彩色被偏移了某一数量。这些占少数的一些彩色可被偏移了半个子像素长度，把这些彩色放置在从占大多数的子像素偏移了180°相位。这样做的好处是，这些子像素可重建高的空间频率，并在垂直方向带有与占大多数的子像素不同的相位。这使得仅存在于占大多数的子像素之间的占少数的那些子像素可容许这些相位被重建。如在本技术中众所周知的，一些空间频率可被表现得达到奈奎斯特极限(Nyquist limit)。可是，那个空间频率应当与一些样本同相位，而且一些重建点或调制深度(modulation depth)可被减少。如果它们相位偏离180°，则调制深度为零。通过偏移占少数的一些子像素，所有相位的一些空间频率图像的成分，都可通过显示器被表现出来，带有零调制深度，达到奈奎斯特极限。这显著地改善了显示器起的感知图像的品质。
图7A-7B所示的排列可具有的好处是，一些子像素所表示的重建点是四重对称旋转的(four fold rotationally symmetrical)，如在一起等待审批的、共同转让的、标题为《带有子像素着色可旋转的显示器》、颁发给埃利奥特(ELLIOTT)的美国专利申请序列第10/150,394号专利申请书中所揭示的，它能够使图像旋转。图8A-8B的排列可具有的好处是，如上所述，能进一步降低蓝色像素的可见性。
在图9和10中，作为一些单独分开的实施例，占少数的一些子像素具有不相等的区域。这些实施例容许某一子像素更多地发射其彩色的光。这可能是有用的，当需要占少数的一些彩色中的某一彩色在不增加其每个区域的亮度情况下具有更多的光时。例如，这种技术可被用来增加纯蓝色的光，从而结果形成的显示器能显示一些明亮饱和的蓝色图像。另一替代方案，两种占少数的子像素较小的一个可具有增高的亮度来补偿被减少了的区域。
图15、16、17、和18示出一些实施例，在这些实施例中一个第4-彩色元素被制造作为另一彩色子像素的一个构成整体组成部分。这可具有的好处是，该比常规彩色，例如蓝色，具有更多亮度的第4-彩色将分解条纹图案，把“暗的”傅里叶能量分散到各个不同的方向，来降低某些暗条纹的可见性，如早些时候所述。将可知晓取决于所需要的“暗”条纹可见性降低的总量和所需可容许的第一彩色饱和度的降低，两种彩色的相对区域可加以调节。
图15示出数个含有两个彩色区域的子像素1502，该彩色区域分别为一个第一彩色区域1503和一个第二彩色区域1505。第一彩色区域1503可以是“暗的”彩色，例如蓝色。第二彩色区域，如上所述，可以选择得带有较高的亮度。在这个实施例中，每个子像素含有第一彩色区域，还具有第二彩色区域，每个彩色区域皆处于一些同样的相对位置和区域。
图16示出分别含有两个彩色区域1603和1605的子像素1602和1604的一个类似的排列。在这个实施例中，一些相对位置被偏移。虽然在图中仅示出两相对位置，但将知晓对一些子像素内的两个有颜色的区域的一些相对位置的数目并无限制。如图所示，一些2-彩色子像素1604的一个集(set)含有主要位于子像素上部的第二彩色区域1605，而一些2-彩色子像素1602的第二个集(set)具有位于子像素下部的第二彩色区域1605。这个特殊的排列，如上所述，进一步把“暗的”傅里叶能量分散到一些额外的方向。另外，第二彩色区域1605，具有亮度并在子像素1602和1604内多于一个的相对位置，以允许额外的一些子像素着色亮度重建点。第二彩色区域1605，位于偏离由占大多数子像素的中心所形成网格(例如，红色/绿色棋盘状图案)的位置处，以允许一些图像信号的重建，如早些时候所述，这些图像信号有不同的、达到奈奎斯特极限的相位。
图17示出两类占少数的子像素1702和1704。第一类子像素1702是一个有单一彩色的子像素。第二类子像素1704是由两个有颜色的区域1703和1705组成。该第一类有颜色的区域1703可含有与第一类子像素1702彩色相同的彩色。由于具有这两类子像素，所获得的好处是，额外附加亮度可分解一些“暗的”条纹，而同时能保持住显示一个饱和的第一彩色的性能。
图18示出一个实施例，在该实施例中，只有少数几个2-彩色子像素1802，从而允许减少驱动器计数，如在一起等待审批并共同转让的、标题为《具有简化寻址的全彩色成像设备用的彩色像素排列》、颁发给埃利奥特(ELLIOTT)的美国专利申请序列第09/916,232专利申请书所揭示的那样。
图19示出一个按照本发明另一方面的4-彩色新型布局。该排列在棋盘状图案中使用了两种占多数的彩色1904和1906。这两种彩色可以基本上是红色和绿色。占少数的一些彩色1902和1908可以是蓝色。如上所述，其它占少数的彩色1902或1908可分别从一组第4-彩色组内选择。该排列的一个好处是，占大多数的一些彩色子像素是在一个长方形和/或正方形网格上，同时占少数的一些彩色与棋盘状网格偏离相位180°。具有可感知亮度的第四彩色，可提供一些信号的重建，而这些信号与占大多数的彩色子像素的盘状网格异相。占少数的子像素1902和1908可以是相同彩色，例如，作为一个可能的实施例是蓝色。
对于所有子像素发射器可能需要具有相同的亮度，由于各种原因，这可能是不实际的。例如，发蓝色光的子像素的亮度可以比其它一些彩色的发射的亮度低，或者，绿色或第四彩色(白色、青色、或灰-蓝色)子像素的亮度比其它一些彩色的亮度高。在这些情况下，某些由亮度差所引起的、令人讨厌的人为图像(artifacts)可通过利用一种光学低通空间滤光器(optical low-pass spatial filter)使之减少。该光学低通空间滤光器可把一些子像素的边缘弄得模糊不清，从而减少子像素彩色发射器之间突然的、不需要的亮度变化的可见性。这样一种滤光器还可含有，或包含，反炫光功能(anti-glare function)，该滤光器的表面可分散反射光分来避免镜面反射(specular reflection)。该滤光器可含有一种全息光学组件(HOE＝Holographic OpticalElement)，它可分散或模糊由显示器发射的光。上述这两种滤光型式都是商业上可以利用的。
该分散或模糊的总量是显示的子像素密度(sub-pixel density)和离开光调制平面(light modulation plane)距离的函数。作为一般规律，密度越高，分辨率越高；而且达到效果所需要的总模糊量越低。另外，模糊滤光器平面(blur filter plane)离开光调制平面越远，所需要的滤光器本征模糊功能(intrinsic blurring power)(即较高空间频率通过的功能)越低。一般说来，改善子像素着色显示器外观所需要的模糊量(amount of blur)，只比当前由于一些常规反炫光滤光器存在而提供的模糊量稍多。两个把模糊量增加到适当水平的实施例是增加反炫光滤光器的本征分散能力；或增加光调制平面与反炫光滤光器表面之间的距离。这通过在滤光器和显示器底板(display substrate)引入比较厚的薄膜，或第二薄膜，而可以达到。
以上一些透射液晶显示器的使用只是示范性的，而不可被解释为对本发明范围的限制。本发明的范围包括了所有这样一些用于调节非透射显示屏(non-transmissive display panel)的亮度和色度以及发射器的位置的实施例。这些非透射显示屏，包括反射式液晶显示器(reflective liquid crystal display)、发射式场致发光显示器(EL＝emissive ElectroLuminecent disply)、等离子显示屏(PDP＝PlasmaDisplay Panel)、场发射器显示屏(FED＝Field Emitter Display)、电泳显示器(Electrophoretic Display)、闪光显示器(ID＝IridescentDisplay)、白炽光显示器(Incandescent display)、固态显示器(solidstate)发光两极管(LED＝Light Emitting Diode)显示器、以及有机发光两极管(OLED＝Organic Light Emitting Diode)显示器。
B.一些子像素着色的方法许多新型4-彩色子像素排列已经加以叙述，现于此处叙述一些在那些新型排列上进行子像素着色方法和方式的一些新型实施例。将可知晓以下叙述是给出两个特定的新型排列，但是其它一些随同相似的排列以及本发明所思考过的也都包含在内，而且所有对本发明在这些其它的排列上进行子像素着色适当的方法和修改也都包含在内。
3-彩色(红色、绿色和蓝色)子像素排列对一些常规3-彩色平面数据集(RGB，红绿蓝)具有一种简单的一对一的映像。一些4-彩色可以不具有这样的简单映像。例如，第四彩色，常为白色，可被映像为一个取决于该三个彩色平面中的几个的，或许全部的函数。
此处揭示几个实施例。一个实施例是打算保持计算尽可能地简单，以保持低成本地具体实施该计算。另一些实施例，则继续地提供较高的图像品质，以计算复杂性作为折衷代价。
一个实施例采用了与第’355号申请书中所述的区域重新取样理论同样的区域重新取样理论，第’355号申请书中的重新取样区域的设计，可使从输入数据图像内任何点到重建点网格的距离最小化。这容许一些数据区域可用最接近的重建点来表达。如下所述，一种新型方法为该第四彩色增加一个第四重新取样平面。这些重新取样区域，好像对它自己的彩色平面那样，与整个进入数据空间重叠并把它覆盖住。从而，如果该进入数据含有一种4-彩色数据格式，则一些形状，并因此，一些滤光器系数将按照第’355号申请书中所揭示的方法而被生成。
如图28中所示，该方法的一个实施例进行如下(1)如在步骤2802中那样，为进入的4-彩色像素数据的每个数据点确定一些隐含的样本区域；(2)如在步骤2804中那样，为显示器中每个4-彩色子像素确定重新取样区域；(3)如在步骤2806中那样，为每个所述重新取样区域确定一个系数集，为此一个有可能的实施例具有所述的一些系数，这些系数含有一些分数，其分母为重新取样区域的一个函数，而分子为每个所述隐含样本区域的某一区域的一个函数，该隐含样本区域可部分地与一些所述重新取样区域重叠；(4)如在步骤2808中那样，为每个隐含样本区域，将进入的像素数据乘以该系数得到一个积；已及(5)如在步骤2810中那样，为每个重新取样区域把每个所述的乘积相加以得到的亮度值上。
但若没有第四彩色数据平面，由于第四彩色重新取样平面应根据此平面进行重新取样，因此第四彩色重新取样的网格必须由其它一些彩色平面来重新取样——像是对步骤2804的一个改善。假定第四彩色是白色、灰色、或蓝-灰色，对于每个白色、灰色、或蓝-灰色的子像素，可用以下的方程来对第四彩色数据进行映像Wout＝min(∑(Rin×Ck)，∑(Gin×Ck)，∑(Bin×Ck))此处Ck为滤光器系数的矩阵；Rin、Gin、Bin分别为输入数据集的红色、绿色和蓝色的分量，滤光器的矩阵即于其上进行运算；而Wout为应用到白色、灰色、或蓝-灰色子像素上的数值。另一个实施例中，假定进入的3-彩色输入数据基本上与显示器内4-彩色之中三种彩色相匹配。在运算中，滤光器的系数被独立分开地应用到每个彩色通道(color channel)上，然后选择最小的彩色分量的数值(即具有最低数值的彩色数值)并把它应用到白色子像素、灰色子像素、或蓝-灰色子像素上。该最小数值是被选来使彩色饱和度的改变最小化，以保持彩色的饱和度。
如果第四彩色被选择来表达只有两个彩色平面(例如绿色和蓝色)的某一组合，而且利用表示这两种彩色在一起的发射光(例如组合的是青色)来表达，则在计算第四彩色子像素的数值中，只有两个彩色平面被用来进行计算
Cout＝min(∑(Gin×Ck)，∑(Bin×Ck))另一个实施例对于第四彩色子像素，使用一些较小的重新取样区域。总的重新取样区域并不覆盖住整个数据空间。这将对一些第四彩色子像素上数据进行局部化(localize)，以增加图像的清晰度。例如，每个第四子像素的区域可设置得和每个红色子像素和绿色子像素的区域相等，由于它将对于图像的重建具有类似的效果。这样一种排列示于图23中。
子像素着色系数的一些矩阵的那些准确的数值，如第’355号申请书中所述，与输入数据集的定义和尺度有关。此处概括起来说，这些系数是通过计算每个输入数据点的隐含样本区域对重新取样区域的部分覆盖或重叠(fractional coverage or overlap)而被生成。图23中示出覆盖在一个重新取样区域集上的一个常规图像数据集。
图23中所示的，是重建点2310和一个可能的关联重新取样区域(associated resample area)2320。为了简明起见，一些蓝色子像素的重新取样区域未示出。在一个实施例中，有一些区域，于该区域处某一基色重新取样区域与一些第四彩色重新取样区域重叠；有一些区域，于该区域处则无这种重叠。这样建立起两类子像素的重新取样区域。当数据发生在重叠区域时，希望对于第四彩色表达出把亮度从基色向第四彩色子像素偏移的数据。但是，当第四彩色子像素代替该区域时，则希望增加那些未重叠的区域的作用，以保持彩色和亮度一致。这导致有以下的一些公式Wout＝min(∑(Rin×Ck)，∑(Gin×Ck)，∑(Bin×Ck))
Rout=ΣCk1(Rin-Wout2)+Rin(Ck2+(Ck3×Wout2))]]>Gout=ΣCk1(Gin-Wout2)+Gin(Ck2+(Ck3×Wout2))]]>Bout=ΣCk1(Bin-Wout2)+Bin(Ck2+(Ck3×Wout2)),]]>或Bout＝∑CkBin这些公式中Ck1是基色重新取样区域和第四彩色一些重新取样区域重叠部分用的系数矩阵。Ck2是第四彩色一些重新取样区域与重建点的总重新取样区域未重叠部分用的系数矩阵。应当注意Ck3是系数矩阵的修改量，由此Ck2+Ck3＝Ckx-w，式中Ckx-w是一个系数矩阵，如果基色重新取样区域只由于和第四彩色一些重新取样区域未重叠的区域而被限制，此系数矩阵将被生成。
该表达式的形式容许重叠区域的亮度能量被传递给第四彩色，而且同时增加未重叠区域的作用，以保证当一个全白色场(full whitefield)呈现时，所有的子像素都充分被开动(turned on full)。采用“一半，即1/2”作为第四彩色的一个乘数，是因为当第四彩色从红色和绿色这两者“借用”亮度时，它只替代了被组合的红色和绿色总亮度的一半。对于蓝色分量，选择使用简单或比较复杂的公式形式取决于精度和可允许的计算复杂性的成本。蓝色图像具有可被忽视的亮度，而且可在它人类视觉系统注意到之前呈现较大的彩色误差。因此，对于蓝色数据的简化是可以接受的。
如前所述，此处该第四彩色表达两个彩色平面，例如蓝色和绿色，通过利用青色为第四彩色，其算法给出如下，式中Wout为施加到青色彩色上的能量Wout＝min(∑Gin×Ck，∑Bin×Ck)Rout＝∑CkRinGout＝∑Ck1(Gin-Wout)+Gin(Ck2+(Ck3Wout))Bout＝∑CkBin图24A和24B中所示的一些重新取样区域，对所有的重建区域在图22中所示的一些子像素的中心内进行精确地处理，图24A和24B中所示的一些重新取样区域像是和图23中所示的一些重新取样区域相反，图23中所示的一些重新取样区域处理那些红色和绿色重建点，为了计算上的简单性，仿佛它们是在一个理想棋盘状图案上。当考虑到沿占大多数的一些子像素的侧边情况时，精确地处理一些重建点所得到的数值是使得一些第四彩色子像素可重建比图23的理想棋盘状图案较佳的、经过缩放的输入图像数据集的一些相位关系。
利用图24A和24B中的一些重新取样区域的例子，考察各种各样系数矩阵之间的含义和关系一个随机选择的示例绿色重建点2406具有一个关联重新取样区域2410。与其相邻的是一个第四彩色重建点2408和一个关联重新取样区域2440。重新取样区域2410被分为两个子重新取样区域(sub-rcsample area)2420和2430，第四彩色重新取样区域2440和绿色重新取样区域2410的重叠区域2420被用来计算对与重建点2406有关联的绿色子像素的着色系数矩阵Ck1。未重叠的绿色重新取样区域2430被用来计算对与重建点2406有关联的绿色子像素的着色系数矩阵Ck2和Ck3。
一些绿色和红色重新取样区域(在这个例子中为半数)将和一个以上的第四彩色从新取样区域重叠。例如，另一个绿色重建点2456具有一个关联重新取样区域2450。这个重新取样区域被分成四个子重新取样区域2455、2460、2470和2480。重新取样区域2450与邻近第四彩色的重新区域2465、2475、和2485重叠，分别与邻近第四彩色的重建点2468、3478、和2488相关联。绿色重新取样区域2450与邻近第四彩色的重新取样区域2465、2475、和2485的重叠，分别形成重叠区域2460、2470、和2480。对带有多于一个第四彩色重新取样区域的一个以上的重叠区域需要对以上算法加以修改Wout＝min(∑Rin×Ck，∑Gin×Ck，∑Bin×Ck)Rout=ΣCk1(Rin-Wout2)+Rin(Ck2+(Ck3×Wout2))]]>或Rout=ΣCk11(Rin-Wout-12)+Ck12(Rin-Wout-22)+Ck13(Rin-Wout-32)+Rin(Ck2+(Ck31×Wout-12))+]]>+(Ck32×Wout-22+(Ck33×Wout-32))]]>Gout=ΣCk1(Gin-Wout2)+Gin(Ck2+(Ck3×Wout2)),]]>或Gout=ΣCk11(Gin-Wout-12)+Ck12(Gin-Wout-22)+Ck13(Gin-Wout-32)+Gin(Ck2+(Ck31×Wout-12)+]]>+(Ck32×Wout-22+(Ck33×Wout-32))]]>Bout＝∑CkBin式中Ck11、Ck12、和Ck13分别为用于由基色重新取样区域和三个第四彩重新取样区域这两者所重叠部分的系数矩阵。Ck2为第四重新取样区域对于重建点用的总重新取样区域而言未被重叠部分的系数矩阵。Ck31、Ck32、和Ck33为修改量的一些矩阵，由此Ck2+Ck31+Ck32+Ck33＝Ckx-w，此处Ckx-w是一个系数矩阵，如果基色重新取样区域被限制在第四彩色一些重新取样区域未重叠的区域，此系数矩阵将被生成。Wout-1和Wout-2以及Wout-3可与Wout同样地被计算出来，但计算时是根据三个围绕的重新取样点——即点2468、2478、和2488。
每个隐含(implied)样本区域(例如，图23中所示的正交网格(orthogonal grid))可从输入图像数据建立系数矩阵中的一些输入项(entry)。对于每个重新取样区域，只有那些具有重叠的隐含样本区域的输入数据点，才会成为关联矩阵的一个输入项。图24B，此处需要时要参照图24A，表示一个像素的隐含样本区域2415，由绿色重新取样区域2410和第四彩色重新取样区域2440的重叠。输入样本区域2415被分成两重叠的重新取样区域。隐含输入样本区域2415的一个子区域(sub-area)是该输入样本区域2415和交集重叠部分(intersection set overlap)2420的重叠部分(overlap)——即绿色重新取样区域2410和第四彩色重新取样区域2440的自身重叠部分——以形成一个新的、三重交集区域(triple intersection set area)2425。该区域2425(当通过适当积分来测定其面积再除以绿色重新取样区域2410总面积时)为与系数矩阵Ck1内隐含样本区域2415相关联的输入图像数据点2406用的系数。隐含输入样本区域2415的另一个子区域是与绿色重新取样区域2410重叠，而不与第四彩色重新取样区域2430重叠，形成一个双重交集重叠区域(double intersection setoverlap area)2435。该区域2435的面积除以绿色重新取样区域2410的面积，其商即为系数矩阵Ck2内隐含样本区域2415相关联的输入图像数据点用的系数，该系数矩阵Ck2则是供与绿色重建点2406相关联的绿色子像素之用。该相同的面积除以非第四彩色重叠区域(non-forth-color-overlap area)2430的面积，其商是计算系数矩阵Ck3用的幻像矩阵Ckx-w内的系数。在各种不同矩阵内其余的一些系数可用类似的方式推导出来。
利用一种简化可避免上述一些算法的复杂性，在该简化中，红色和绿色两者的一些重新取样区域可通过所覆盖的第四彩色重新取样区域的总量(amount)来减少。确定第四彩色重新取样面积的几种方法给出如下。
一种直观确定与第四彩色重建点2588相关联的第四彩色重新取样区域2580的面积的方法是将其定义为与红色重建点2544相关联的红色重新取样区域2540，和与绿色重建点2566相关联的绿色重新取样区域2560的重叠部分，如图25中所示。因此，有效的红色重新取样区域2542，被定义为区域2540中未与绿色重新取样区域2560重叠的区域。有效的绿色重新取样区域2562，类似地被定义为区域2560中未与红色重新取样区域2540重叠的区域。从而第四彩色子像素具有关联重新取样区域2580，即输入图像数据集覆盖第四彩色子像素自身的区域。子像素对数据着色算法简化为
Wout＝min(∑Rin×Ck，∑Gin×Ck，∑Bin×Ck)Rout＝∑Ck-wRinGout＝∑Ck-wGinBout＝∑Ck-wBin式中，Ck-w为用于给定彩色重建点的有效重新取样区域的矩阵，考虑它只是被覆盖的区域。
以上一些用于第四彩色的重新取样区域，在每个彩色平面内覆盖同样、重合的区域。重合区域可由以上某些“自然的”周界，或由认可的某种形状或某些形状来定义。一些第四彩色重新取样区域不具有对每一彩色平面的重合。其一个例子叙述如下。
考察图26，与一些红色重建点2644相关联的一些红色重新取样区域2640，与一些绿色重建点相关联的一些绿色重新取样区域2660，皆已在面积上减少，以适应与一些第四彩色重建点2688相关联的一些第四彩色重新取样区域2680和2689。利用一些重新取样区域的这种排列，对红色彩色平面重新取样的一些第四彩色重新取样区域2680，不与对绿色彩色平面重新取样的第四彩色重新取样区域2689重合。有些重叠区域2685直接覆盖在一些第四彩色重建点之上。
示于图26中的一些重新取样区域的排列，是通过对用来生成如图24A和24B中所示的一些重新取样区域的算法加以修改的算法被生成，在修改前的算法中，对于占大多数的彩色，第四彩色被处理作为属于某些重建点的点集。生成图24A和24B中一些排列的方法，将在某一彩色平面内的每个重建点处“播种一个晶体(seed acrystal)”，然后容许种子在直径上各向同性地(isotropically)成长，直到它与另一晶体接触，从而形成一些重新取样的周界。按照第’355号申请书中的启示，这样生成的一些周界，其中某一随机点随同最邻近的重建点被它们包围起来。对生成图26的重新取样区域生成算法的修改，包括把一些第四彩色重建点包含起来；和延迟一些第四彩色重新取样区域的“播种晶体”成长的开始这两者。通过延迟“种子晶体(seed crystal)”成长的开始，一些第四彩色重新取样区域在面积上被减少。延迟得越长，一些第四彩色重新取样区域越小。
为了帮助解释在本申请书中所发展的一些原理，下面是一个计算一些滤光器系数的数值举例。所以，该例子并不意图以任何方式对本发明的范围加以限制。当然，从其它一些构造而论，其它一些数值举例也是有可能的——因此，下面仅仅是说明性的。
在这个如何计算上述所有系数矩阵的例子中，其情况是考虑此处的一些隐含输入样本点与一些重新取样点重合。对上述情形当输入图像未加以缩放时，或者当每个输出红色重新取样点或绿色重新取样点都没有一个输入样本点时，都是适用的。
考虑图参考24A中与一些子重新取样区域2420、2430、2455、2460、2470、和2480中的每一个在一起的一些重新取样区域2410和2450，每个子重新取样区域的数值面积均被计算。每个子重新取样区域的、落到每个隐含输入样本区域中的面积被求总和，从而这些面积与总面积的比均可被计算出来。这将导致形成一些通常为3×3的系数表，而且包括其总和为1的一些分数。当然，可以使用其它的矩阵维数(matrices dimension)和尺度(scaling)。为了在一些硬件设计中使用方便，这些系数通过把它们都乘以256而转换成定点的二进制数。对于子重新取样区域，结果将是上述的中间系数矩阵(intermediatecoefficient matrix)Ckx-w
Ckx-w＝该Ckx-w矩阵是对于子重新取样区域来加以计算的，但Ck2矩阵必须是对于总的重新取样区域来加以计算的。这可以通过把Ckx-w矩阵乘以子重新取样区域的面积与总重新取样区域面积之比(在本情况中子重新取样区域2430的面积与总重新取样区域2410的面积之比为4010/8712)来做到。在本情况中，结果将为
Ck2＝以类似的方式，测定子重新取样区域2420的面积，来产生系数矩阵Ck1
Ck1＝
注意将这两个矩阵Ck2和Ck1的元素分别相加，该两个矩阵的数值的总和分别都达不到256，但把矩阵Ck2和Ck1其中各个元素的数值所求出的总和合并起来则为256。在把一些数取整为小的整数时，必须加以一定的小心，保证前面所说的关系仍保持真实。
根据以上给出的关系式Ck2+Ck3＝Ckx-w，现可以计算修改量系数矩阵Ck3＝Ckx-w-Ck2，给出以下的结果
Ck3＝在重新取样区域2450中，子重新取样区域2455位于三个重叠的区域2460、2470、和2480之外。注意该区域2455含有两个独立分开的区域，该两区域无必要连接起来，但必须列于计数之内。当该区域用的系数表格被建立起来时，其结果为另一个中间矩阵
Ckx-w＝在此情况中，即使对带有若干多重重叠的区域而言，仍然只有一个Ck2矩阵，并把以上的矩阵乘以4602/8712(子从新取样2455的面积与整个重新取样区域2450的总面积之比)，结果形成
Ck2＝在从新取样区域2450具有三个子重新取样区域2460、2470、和2480的情况中，这些区域必须独立分开地处理，以结果形成以下三个系数矩阵，这三个系数矩阵中的每一个皆以与上面计算Ck2方法相类似的方式来计算
Ck11＝
Ck12＝
Ck13＝此处Ck11、C12、和C13分别是用于子重新取样区域2460、2470、和2480的系数矩阵。
最后必须分别计算用于子重新取样区域2460、2470、和2480用的修改量系数矩阵Ck31、Ck32、Ck33。由关系式Ck2+Ck31+Ck32+Ck33＝Ckx-w，可以见到对这三个修改量系数矩阵的总和为Ckx-w-Ck2
Ckx-w-Ck2＝这三个修改量中的每一个修改量，按照其区域相对的尺寸，被分摊成为这个矩阵的一个分数。在本举例中，子重新取样区域2460、2470、和2480的面积分别为1557、1557、和1392，结果总和为4506。所以，计算Ck31，应把以上矩阵乘以1557/4506，该结果对于Ck32是同样的。计算Ck33，应将以上的矩阵乘以1392/4506。因此这三个修改量矩阵为
Ck31＝
Ck32＝
Ck33＝考察图24A，可以看出所有的其它一些子重新取样区域或是和以上所述的一些矩阵等同，或是为所述的一些矩阵镜像(mirror image)。在上例中所计算的一些矩阵可被简单地自左向右交换(flippedleft-to-right)，以产生一些镜映的重新取样区域矩阵集。无必要计算进行更多的计算来为这个例子产生所有需要的系数。
所有以上的计算，都是在一些隐含输入样本点与一些重新取样点重合的假定下进行。对当输入图像未被缩放(scaled)时，对于每个输出的红色或绿色重新取样点有一个输入样本点，以上的计算都适用。当输入图像被缩放(scaled)时，由于引入一些系数的一个“重复单元”，使得一些计算比较复杂。对于重复单元的每个单元，必须计算出一个不同的系数集。
以上采用一些透射液晶显示器(transmissive liquid crystaldisplays)作为一些实施例，但不可被解释为对本发明范围的限制。对于那些熟练本技术的人士显然的是利用本发明的启示，对一些非透射显示器的显示屏(non-transmissive display panels)的亮度和色度，以及一些发射器的位置的调节也能进行改进。这些非透射液晶显示器示例有反射式液晶显示器(reflective liquid crystal display)、发射式场致发光显示器(EL＝emissive ElectroLuminecent disply)、等离子显示屏(PDP＝Plasma Display Panel)、场发射器显示屏(FED＝FieldEmitter Display)、电泳显示器(Electrophoretic Display)、闪光显示器(ID＝Iridescent Display)、白炽光显示器(Incandescent display)、固态显示器(solid state)发光两极管(LED＝Light Emitting Diode)显示器、以及有机发光两极管(OLED＝Organic Light Emitting Diode)显示器。在一些重新取样区域定义、一些系数矩阵和一些算法上的变化，在对本技术领域有所启示，而且应当在本发明的范围内加以考虑。
前面的叙述从未限制在本发明的某一特定实施例。但在获得本发明的某些或全部的优点情况下，对本发明作出各种各样的变化和修改也将是显然的。本申请书所附的权利要求的目的，就在于覆盖这些以及如此这般包括在本发明精神实质和范围内的其它一些变化和修改。
考虑到本发明于此处所揭示的说明书和实践，本发明的其它一些实施例，也将是显然的。意图阐明的是，说明书和一些例子仅应被认为是示范性的，而本发明真正范围和精神实质皆应由下列的权利要求来指明。
权利要求
1.一种至少三种彩色子像素的排列，所述至少三种彩色子像素包含一种红色子像素和一种绿色子像素，所述红色子像素和绿色像素分别含有红色滤光器和绿色滤光器，而且另外，当以同样的能量水平施加到所述红色子像素和绿色像素上时，其中所述红色子像素和绿色像素含有基本上相同的亮度。
2.权利要求1所陈述的排列，其中所述红色子像素的一些滤光器，含有一个比绿色像素的一些滤光器透射率高的滤光器。
3.权利要求2所陈述的排列，其中所述红色子像素的一些滤光器含有一组滤光器中的一个，所述一组滤光器含有一个由物理上比所述绿色滤光器薄的滤光器构成的红色滤光器；一个含有红色色素的红色滤光器，该所含的红色色素总量与所述绿色滤光器相比是被减少了；一个含有一种色素色红色滤光器，构成比所述绿色滤光器大的光透射率；以及一个在红色中心点两侧含有宽广的频率透射范围。
4.权利要求2所陈述的排列，其中所述绿色子像素的一些滤光器含有一组滤光器中的一个，所述一组滤光器含有一个由物理上比所述红色滤光器厚的滤光器构成的绿色滤光器；一个含有绿色色素的绿色滤光器，该所含的绿色色素总量与所述红色滤光器相比是被增加了；一个含有一种色素的绿色滤光器，构成比所述红色滤光器小的光透射率；以及一个在绿色中心点两侧含有被变为狭窄的频率透射范围。
5.权利要求1所陈述的排列，其中背照在红色范围内含有较多的频率。
6.权利要求1的排列，其中所述绿色子像素含有一个绿色滤光器，从而所述绿色滤光器的通频带被变狭窄，因此所述绿色滤光器扩宽彩色色域成为较深的绿色。
7.权利要求6的排列，其中所述排列含有至少一个4-彩色排列，其中所述第四彩色含有绿色光的实际总量。
8.权利要求7所陈述的排列，其中所述第四彩色含有一个彩色组中的一种彩色，所述彩色组含有青色、洋红色、带绿色的蓝色、和带绿色的灰色。
9.权利要求8的排列，其中所述排列含有4个子像素的重复单元。
10.权利要求7的排列，其中所述排列含有至少6个子像素的重复单元。
11.权利要求10的排列，其中所述排列含有一个重复单元，其中所述红色子像素和绿色子像素还组成一个棋盘状图案。
12.权利要求1的排列，其中所述排列含有至少一个4-彩色排列，其中所述第四彩色含有一个彩色组中的一种彩色，所述彩色组含有灰色、蓝-灰色、和滤过光的白色。
13.权利要求12的排列，其中背照在蓝色光譜中含有的能量比在红色或绿色光譜中含有的多。
14.一种4个彩色子像素的排列，所述排列含有一个红色子像素、一个绿色子像素、一个青色子像素、和一个洋红色子像素，从而当所述红色子像素和所述青色子像素基本上全部开动时以及当所述一些绿色子像素和所述洋红色子像素未开动时，所述排列基本上显示一种白的彩色。
15.一种4种彩色子像素的排列，所述排列含有一个红色子像素、一个绿色子像素、一个青色子像素、和一个洋红色子像素，从而当所述一些绿色子像素和所述洋红色子像素基本上全部开动时以及当所述红色子像素和所述青色子像素未开动时，所述排列基本上显示一种白的彩色。
16.一种至少6个4-彩色子像素的排列，所述排列含有两个红色子像素、两个绿色子像素、一个蓝色子像素、和一个第四彩色的子像素，从而所述排列还含有一个第一行和一个第二行，所述第一行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述蓝色子像素，所述第二行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述第四彩色的子像素。
17.权利要求16的排列，其中还有一些水平邻近的排列，它含有一个第一行和一个第二行，所述第一行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述第四彩色的子像素，所述第二行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述蓝色子像素。
18.权利要求16的排列，其中所述的一些子像素含有一个组中的一个，所述的组含有一些正方形的子像素和一些长方形的子像素。
19.权利要求16的排列，其中所述的一些红色子像素和绿色子像素大致形成一个棋盘状图案。
20.权利要求18的排列，其中所述蓝色子像素和所述第四彩色的子像素被偏移，不与所述红色子像素和所述红色子像素所形成的棋盘状图案对齐。
21.权利要求19的排列，其中所述蓝色子像素和所述第四彩色的子像素大致被偏移了半个所述子像素的长度，而不再对齐。
22.权利要求20的排列，其中还有一些水平邻近的排列，它含有一个第一行和一个第二行，所述第一行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述第四彩色的子像素，所述第二行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个所述蓝色子像素。
23.权利要求16的排列，其中所述的一些子像素含有大致相等的面积。
24.权利要求16的排列，其中所述的一些子像素不含有大致相等的面积。
25.权利要求24的排列，其中所述第四彩色的子像素含有比所述蓝色子像素小的面积。
26.一种至少6个4-彩色子像素的排列，所述排列含有两个红色子像素、两个绿色子像素、两个2-彩色子像素，从而所述排列还含有一个第一行和一个第二行，所述第一行和所述第二行含有一个红色子像素、一个绿色子像素、和一个2-彩色的子像素。
27.权利要求26的排列，其中所述2-彩色子像素含有一个滤光器，所述滤光器还含有一个第一滤光器和一个第二滤光器。
28.权利要求27的排列，其中所述第一滤光器具有比所述第二滤光器大的面积。
29.权利要求28的排列，其中所述第二滤光器具有比所述第一滤光器高的亮度。
30.权利要求26的排列，其中一些水平邻近的排列含有一个旋转900的2-彩色滤光器。
31.一种至少6个4-彩色子像素的排列，所述排列含有两个红色子像素、两个绿色子像素、一个第三彩色的子像素、和一个2-彩色的子像素，从而所述排列还含有一个第一行和一个第二行，所述第一行含有一个红色子像素、一个绿色子像素，和一个2-彩色的子像素。
32.权利要求31的排列，其中所述一个第二邻近排列含有一个第一行和一个第二行，，所述第一行含有一个红色子像素、一个绿色子像素，和一个第三彩色的子像素。
33.一种五个4-彩色子像素的排列，所述排列含有两个红色子像素、两个绿色子像素，一个2-彩色子像素，从而所述排列还含有一个第一列、一个第二列、和一个第三列，所述第一列和第三列含有一个红色和绿色的棋盘状图案，而所述第二列含有所述2-彩色的子像素。
34.一种对于某一显示器把一个第一格式的、含有许多4-彩色像素元件进入像素，转换为第二格式的、含有许多4-彩色像素元件的方法，所述方法的一些步骤包括对进入的4-彩色像素数据的每个数据点确定一些隐含样本区域；对显示器内每个4-彩色子像素确定重新取样区域；对每个所述重新取样区域形成一个系数集，所述一些系数各含有一个分数，这些分数的分母为重新取样区域的面积的一个函数，而分子为所述一些隐含样本区域的每个的面积的函数；所述这些隐含样本区域可部分地与所述一些重新取样区域重叠；对隐含样本区域，把进入的像素数据乘以相应的系数结果形成一个乘积；以及对每个重新取样区域，把每个所述乘积加到一些所得到的亮度数值上。
35.一种对于某一显示器把一个第一格式的、含有许多3-彩色像素元件进入像素，转换为第二格式的、含有许多4-彩色像素元件的方法，其中所述3-彩色输入基本上与显示器内四种彩色中的三种彩色匹配，所述方法的一些步骤包括对进入的3-彩色像素数据的每个数据点确定一些隐含样本区域；对显示器内每个4-彩色子像素确定重新取样区域；对显示器内三种匹配的彩色中的每一个，形成用于显示器内该三种匹配的彩色的每个所述重新取样区域的系数集，所述一些系数各含有一个分数，这些分数的分母为重新取样区域的面积的一个函数，而分子为所述一些隐含样本区域的每个的面积的函数；所述这些隐含样本区域可部分地与所述一些重新取样区域重叠；对隐含样本区域，把进入的像素数据乘以相应的系数结果形成一个乘积；对每个重新取样区域，把每个所述乘积加到一些所得到的亮度数值上；以及对所述第四彩色计算一个亮度数值，所述第四彩色的亮度数值，含有一个为所述匹配的三种彩色显示数据已计算出的亮度数值的函数。
36.权利要求35所陈述的方法，其中所述第四彩色是一个彩色组中的一个彩色，所述彩色组含有白色、灰色、和蓝-灰色。
37.权利要求36所陈述的方法，其中计算一个亮度数值的步骤包括计算下列的函数Wout＝min(∑(Rin×Ck)，∑(Gin×Ck)，∑(Bin×Ck))其中Ck含有所述系数，而且Rin、Gin、Bin含有输入数据集的一些红色、绿色、和蓝色的分量。
38.权利要求35所陈述的方法，其中所述第四彩色为仅由两种彩色、或仅由所述匹配的三种彩色的某一组合所组成。
39.权利要求38所陈述的方法，其中所述第四彩色是一个彩色组中的一个彩色，所述彩色组含有蓝-绿色和青色。
40.权利要求39所陈述的方法，其中所述第四彩色的所述亮度包含对下列函数的计算Wout＝min(∑(Gin×Ck)，∑(Bin×Ck))
41.权利要求35所陈述的方法，其中所述第四彩色子像素含有一个不覆盖整个数据空间的重新取样区域。
全文摘要
本发明揭示了一些新型的、用于显示器和其它类似设备的3－彩色和4－彩色子像素排列和构造。本发明还揭示了一些新型的、用于在上述一些子像素排列上进行子像素着色的技术。
文档编号G02F1/1343GK1774664SQ03821461
公开日2006年5月17日 申请日期2003年9月11日 优先权日2002年9月13日
发明者坎迪丝·海伦·勃朗埃利奥特, 汤玛斯·劳埃得·克莱戴尔, 爱德华·伊塞尔·汤普生, 迈克尔·佛兰西丝·希京斯 申请人:克雷沃耶提实验室有限公司