用于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法
【专利摘要】配置有显示面板的显示装置及系统，所述显示面板主要包括特别适用于定向显示装置的三基色或多基色子像素重复组的多个实施例之一，所述定向显示装置同时产生至少两个图像，例如自动立体三维显示装置或是多视图装置。产生图像的输入图像数据，通过子像素着色操作，被着色在配置有图示的子像素重复组之一的装置上。
【专利说明】用于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法
[0001] 本申请是申请日为2008年2月8日、申请号为201210272310. X，发明名称为"用 于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法"的发明专利申请的分案申请。且申 请号为201210272310. X的发明专利申请是国际申请号为PCT/US2008/053450、专利号为化 200880004709. 1、发明名称为"用于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法"的 发明专利的分案申请。相关申请的交叉参考
[0002] 本申请主张申请日为2007年2月13日，名称为"SUBPIXEL LAYOUTS AND SUBPIXEL RENDERING MET册DS FOR DIRECTIONAL DISPLAYS AND SYSTEMS"的美国临时申请 60/889, 724的优先权权益，其全部内容都包括在该里作为参考。
【技术领域】
[0003] 本发明的主题设及一种空间光调制器，尤其设及用于诸如S维（3D)自动立体 (autostereoscopic)显示装置或多视图显示器的定向显示装置或系统中的空间光调制器 的子像素布局。
【背景技术】
[0004] 该里将可同时产生至少两种不同图像的显示装置称为定向显示装置。定向显示器 产生至少两种不同的图像，其中的每一个都可从不同的观察方位观察到。在一种类型的定 向显示装置中，该两种图像将作为明显分离的图像被观察。该种显示器也可被称作"多观察 者显示器"、"多视图显示器"、或"多用户显示器"，该些都被设置为可使不同的观察者看到 不同的图像。该就实现了该显示器的同时多用。多视图显示器也可设置成供单个观察者使 用。
[0005] 定向显示器也可设置为产生至少两个独立的图像，用于由观察者合并成一个单个 的图像。普通人的视觉是立体的，因此每只眼睛所看到的世界的图像略有不同。人类的大 脑将两种图像（被称为立体像对）合并W感知到在现实世界中观察到的图像的深度。在= 维显示装置中，向每一只眼睛提供独立的图像，并且观察者的大脑合并图像的立体像对，W 产生所合并图像的深度的外观。
[0006] =维显示装置典型地被划分为立体或是自动立体。在3D立体显示装置中，用户需 要佩戴一些观察辅件W大致分离被发送至左眼和右眼的图像。例如，观察辅件可W是其中 将图像进行颜色编码（例如红和绿）的彩色滤光片，或是其中将图像编码成正交的偏振状 态的偏光镜（polarizing glass),或是其中将图像W与玻璃快口的开启同步的图像时序编 码的快口镜（shutter glass)。相反，3D自动立体显示装置使用起来则无须观察者佩戴任 何观察辅件。在自动立体显示器中，每一个图像都可从空间中有限的区域内被看到。
[0007] 定向思示装晉的概i术
[000引 名称为"Optical Switching Apparatus",权利人为Woodgate等人的美国专利 7, 058, 252提供了有关定向显示的技术特点及问题的全面论述，特别是自动立体3D显示 器。在美国专利7, 058, 252的第1至8栏的主题，及其所参照的附图在该里一并参考其所 教导的全部内容。通常，自动立体系统包括显示面板和用于将光从至少两个独立的图像导 出的光学导向元件或机构。光学导向机构也可被称作光学导向器、视差光学器件或是视差 隔板（parallax barrier)。光学导向机构将光从左侧图像发送至显示面板前面的有限区 域，其被称为是第一观察窗。当观察者将左眼放在第一观察窗的位置时，那么观察者就可W 通过整个显示面板看到适当的图像。同样，光学导向机构将用于右侧图像的光发送至独立 的第二观察窗。当观察者将右眼放在第二观察窗时，可通过整个显示器看到右眼图像。一 般，从每一个图像出来的光都被认为是已经光学导向（即定向）至各自的定向分布。显示 器的观察窗平面代表的是到横向视觉自由度最大处的显示器的距离。
[0009] 该里，图1示出了 US7, 058, 252中图5所示的典型平板自动立体显示器10。显示 器10包括背光，W行列形式排列的电可调像素阵列（已知的空间光调制器，SLM) W及与显 示器前面相连的被用作光学导向机构的视差隔板。术语"空间光调制器"既包括如液晶显 示器的光阀装置，也包括如场致发光显示器和L邸显示器的发射装置。背光60提供入射在 LCD输入偏振片64上的光输出62。该光透过TFT LCD基板66,并入射到在LCD像素平面 67中W行列形式排列的像素重复阵列上。红色像素68、71、74，绿色像素69、72、75和藍色 像素70、73的每一个都包括独立的可控液晶层，并被称作黑色掩模76的不透明掩模区域隔 开。每一个像素都包括透射区域，或像素开口 78。穿过像素的光线被LCD像素平面74内的 液晶材料调制相位，并被位于LCD彩色滤光片基板80上的彩色滤光片调制颜色。
[0010] 然后光穿过其后设有视差隔板84 W及视差隔板基板86的输出偏振片82。在图 1中，视差隔板84包括被垂直延伸的不透明区域所隔开的垂直延伸的透射区域阵列，其用 于将光从交替像素列69、71、73、75导向右眼，如从像素69出来的光线88所示，并从中间的 列68、70、72、74导向左眼，如光线90所示（该些全部光线方向的图案形成了光线定向分布 的另一个实例）。观察者从下面的像素看到的光线照亮了隔板的开口 92。其它类型的光导 向器或视差镜片也可用在3D显示器中，例如透镜屏（lenticular screen)或是双折射透镜 (birefringent lense)。
[0011] 继续参照图1，W行列形式在LCD像素平面67内排列的像素的重复阵列被间隙 (gap)所隔开（大体上由液晶显示器LCD内的黑色掩模所界定），且视差隔板为垂直延伸的 狭缝阵列，其间距约为像素列间距的两倍。视差隔板限定了从每一个像素列出来的光线可 W被看见的角度范围，因此在显示器的前方区域形成了观察窗。
[0012] 为了将光线从每一个像素导向观察窗，视差隔板的间距应当略小于像素阵列间距 的两倍。该一条件被称为"视点校正"。在图1所示的显示器类型中，立体对图像的每一个 的分辨率是基础LCD水平分辨率的一半，并且形成了两个视像。因此，从奇数列像素68、70、 72、74出来的光线可W从左观察窗看到，而从偶数列像素69、71、73、75出来的光线可^从 右观察窗看到。如果将左眼图像数据放在显示器的奇数列上，而将右眼图像数据放在偶数 列上，那么位于正确"无崎变（odhoscopic)"位置的观察者可W将两图像合并从而可W整 个显示器上看到自动立体3D图像。
[001 引 权利人为Kean 等人，名称为"Parallax Barrier and Multiple View Display"的 US7, 154, 653公开了用于多用户和3D显示器两者的视差隔板的各种实施例。US7, 154, 653 的背景介绍W及其中第1-5栏所引用的附图，该里一并参考引用，介绍了视差光学器件的 特征可W被改变或是修改W控制观察窗或观察区域的尺寸及其之间的角度，W使显示器所 产生的多个图像（例如左眼和右眼）得到校正。视差镜片的作用是用来限制光线w某些输 出角度穿透像素，因而在视差镜片结构特定部分后面（例如，狭缝，小透镜或微透镜）限定 了像素的视角。对于平板式自动立体显示器来说，观察区域的形成典型地是由于显示单元 的像素结构W及光导向光学元件或是视差光学器件的结合。
[0014] US7, 154, 653公开了如该里图2A所示的一种显示器30。显示器30是两视像定 向显示器，其可用作自动立体3D显示器或是用作向一个或多个观察者提供两个不相关的 图像的显示器。该显示器包括W液晶显示器（LCD)20的形式的空间光调制器。LCD20是 像素化的，该里将其定义为用来表示一种显示器，其主要包括至少两基色子像素的子像素 重复组。LCD20W透射模式运行，W便调制从背光（未示出）穿过子像素的光线。尽管如 此，US7, 154, 653指出其它类型的显示器都可透射或反射模式用于调制光线，或用于在 显示装置本身内部产生光线（在配置有前视差隔板的情况下）。显示器30同样包括置于 LCD20前面的视差隔板21，即在LCD20和一个或多个观察者之间。隔板21，该里在图2B中 更详细示出，具有对于从LCD20来的光线充分不透明的区域22和23 W及位于它们之间的 对于来自LCD20的光线充分透明的狭缝（slit)。区域22和23具有有限的宽度，并且所有 的狭缝具有相同的最大透光性。LCD20的子像素的列在垂直于该列的纵轴方向上形成有大 体上一致的间距P，其方向在显示器的正常使用时一般是水平的。隔板21的狭缝被设置为 非周期性的，沿平行于子像素列的纵轴方向延伸，且被设置为在每一组内的狭缝被均匀间 隔的均匀间隔狭缝组。图2A同样示出了视差隔板21的图示实施例关于狭缝尺寸和设置的 具体细节。
[0015] 继续参照图2A，显示器30通过显示驱动器25驱动，从而使待显示的两视图的图像 数据作为垂直条纹被隔行扫描。显示驱动器25可W被设置用来接收显示图像并隔行扫描 数据从而确保各个像素列显示图像的正确纵部。显示驱动器25可形成显示器的一部分，或 是部分或全部地体现在其它装置内部，例如计算机、微处理器等。该图像可W是捕获的"真 实"图像或是由计算机产生的。该图像可形成用于显示器的自动立体3D用途的立体图像对 或者可W是立体的不相关图像。隔板21的狭缝可沿着或者靠近像素列的中间线排列。显 示驱动器25向最接近每组狭缝的四列像素的组提供了图像纵部（vertical image slice)。 隔板21的狭缝与LCD20的像素部相联合用W确定或是创建五个观察区域。在每一个观察 区域中，每组狭缝限定了像素列的可见度，该样当观察者从观察区域处观察显示器时，只有 两个相邻的像素列是可见的。
[0016] 参照图2C，显示驱动器25向LCD20提供像素图像数据从而使第一和第二图像部 (image slice)经由其中一个图像提供，而第S和第四图像部经由其它图像提供。因此，形 成第一和第二视图的第一和第二图像分别在观察区域D和B处是可见的。当提供自动立体 观察时，使观察者的左眼和右眼分别位于观察区域B和D处，图像的立体图像对可W被正确 地观察到，从而提供了 3D效果。相反地，眼睛全部位于观察区域D的观察者可W看见图像 中的一个而看不到另一个，而眼睛全部位于观察区域B的观察者可W看见另一个图像而看 不到第一个图像。实际使用的到区域B和D的每一侧的观察区域包含每个图像的50%，减 少了来自相邻观察区域的串扰的影响。显示器30利用了可用光线的50%并且每个图像由 50%的子像素显示，因此水平分辨率是LCD分辨率的50%。
[0017] 上面所参考的美国专利7, 058, 252同样介绍了一种类型的显示器，其可3D和 二维（2D)两种模式运行。该里将该种类型显示器称作是"2D 3D可切换显示器"，并且美国 专利7, 058, 252介绍了该种显示器的多个实施例，其中的一种该里如图3A和图3B所示。 图3A示出了一种显示器，其包括背光60,其产生入射在LCD输入偏光片64上的光输出62 ; LCD TFT基板66 ;由W行列形式排列的像素阵列组成的LCD像素平面67 ;其后是LCD对向 基板80 ;双折射透镜阵列138 ;接着是各向同性透镜微结构134 ;接着是透镜基板132。上 述项可组成为定向显示装置236。在定向显示装置236后面，设置有偏振修正装置146。该 显示器在2D模式下的运行的示意性结构也沿着传播方向238示出。偏振修正装置146使 水平线性偏振光透过而阻止垂直偏振光。LCD输入偏振态240为90度且被像素开口 78内 液晶材料的工作状态、被扭曲向列层旋转至水平偏振态（0度角）242,从而提供常白（NW)模 式。在常白模式的工作状态，没有电压施加到液晶层。施加电压将输出切换至关闭状态，或 是中间水平。双折射微透镜138折射率匹配该个偏振态，因此不对照明带来任何方向性的 影响。偏振修正装置146输出的是水平线性偏振态244。
[0018] 图3B示出了图3A所示显示器沿传播方向238用于实现3D运行的结构。在该一 情况下，偏振修正装置146被设置为透过垂直线性偏振光并且阻止水平偏振光。LCD输入偏 振态240为90度，且其没有被液晶材料的工作状态被扭曲向列层旋转至水平偏振态（0度 角）242,从而提供了常黑（NB)模式。在NB模式的工作状态，电压被施加到液晶层。减小电 压用于将输出切换至关闭状态，或是中间水平。入射在双折射微透镜138上的偏振状态246 被双折射透镜138定向。在该种情况下，偏振修正装置146被配置成透过垂直线性偏振状 态248, W使3D模式照明结构得W透过。
[0019] 更多的有关S维显示器的信息可W在由CRC Press(2006)发行，作者为化kin和 Brown等的光电手册的第2. 6章，第II卷，名称为维显示系统"中找到，该章的内容该里 一并引用参考。
[0020] 上面所引用的美国专利7, 058, 252也介绍了一种多用户显示器的实施例，该里如 图4所示。图4 W平面图的方式示出了双折射微透镜显示器406所产生的观察窗408、410、 412和414。该窗的尺寸被设置为大于观察者两眼间分开的距离。显示器406适于用作例如 汽车的仪表板。驾驶员将其右眼416放在窗408处，而且也将其左眼418放在同样的窗408 处。类似的，乘客将其左眼422和右眼420放在单个的窗414中。作为双视图显示，窗408 和412包括同样的信息，并且窗410和414也包括同样的信息。由于误差设计的目的，将窗 410和412放在显示器的乘客和司机之间是比较方便的。如果输入了第一图像426和第二 图像428,接着图像信号隔行扫描器（interlacer) 424就会将图像426放在显示器的比如偶 数列，并将图像428放在显示器的比如奇数列。显示器的光学元件将会把图像426导向在 窗408处的驾驶员并将图像428导向在窗414处的乘客。美国专利7, 058, 252提到，显示 器W同样的方式运行，正如该里所述的2D 3D可切换显示器一样，但是观察窗408、410、412 和414基本上要大于2D 3D可切换显示器所产生的观察窗，W允许不同的观察者位于不同 的窗。美国专利7, 058, 252进一步提到，该样的多观察者显示器可W具有两种运行模式；在 一种运行模式下，所有的观察者可W看到同样的图像；在第二种运行模式下，不同的观察者 可W看到不同的图像W允许同一显示器的同时多用。
[0021] 权利人为Bell等人、名称为"Electronic Device化ving a Display"的美国专 利6, 424, 323同样介绍了一种具有显示器的电子装置W及附在该显示器上的图像偏转系 统（image deflection system),其中控制该显示器W提供至少两个独立的显示图像，当其 通过图像偏转系统显示时，在相对于显示器的不同观察位置都是单独可见的。所公开的图 像偏转系统的一个实施例是包括多个透镜体的透镜屏（也被称作微透镜）。该透镜体横过 显示器延伸，由于观察者相对于屏的倾斜角度的作用，从而使不同的图像可见。该样，单个 用户可W通过关于水平轴倾斜该装置来看到不同的图像。
[00。] 观察窗忡能间願
[0023] 术语"串扰"指的是两视图之间的漏光从而使一些左眼图像被右眼看到，反之亦 然。当观察3D显示器时，串扰会产生视觉应变，控制串扰在3D显示器的发展中是重要因 素。对于平板自动立体显示器（特别是那些基于LCD技术的），对观察窗性能的限制一般是 由像素的形状及开口率W及光学元件的质量决定的。上面所引用的美国专利7, 058, 252提 至IJ，由显示器所射出的光线的输出锥体的角度由像素开口的宽度和形状W及视差镜片的排 列和像差所决定。US7, 154, 653所公开的内容中进一步提到，通过减小视差隔板内狭缝的宽 度W减少串扰（即，图像之间的漏光）的尝试可造成不均匀的颜色平衡，因为一个颜色予像 素中的多个成为观察者可见的，或者颜色平衡会随视角改变。
[0024] US7, 154, 653所公开的内容中进一步提到，为了提高显示器的横向观察自由度，多 于两个的像素列可放置在视差隔板的每个狭缝下。例如，四列会产生四个窗，在其中视图将 会因每一个窗而被改变。当观察者移动时，该样的显示器将会产生"游览"外观。纵向自由 度也可W通过该样的方法被提高。然而，在该种情况下，显示器的分辨率被限制在基础面板 分辨率的四分之一。另外，由于视差隔板依靠阻挡来自显示区域的光线，因而降低了亮度和 装置效率，一般达到大约20-40%的原始显示亮度。
[0025] US7, 154,653公开了该里图2A所示的LCD是"常规"类型的显示器，其中的"白" 像素被分成颜色子像素的重复组。特别地，每一个=列的组中的像素列有红、绿、藍滤光带 (filter strip) W使每一列中所有的颜色子像素显示同样的颜色，并且邻近的列对显示不 同的颜色，W使整个显示器上重复红（时、绿佑)、藍炬）图案。US7, 154, 653提到，尽管通 过该样的设置可W得到左侧和右侧图像的色彩平衡，但是在每一图像的单个颜色的间距存 在严重的不均匀。该样的不均匀间距在低分辨率显示器中非常明显，因此降低了图像质量。 同样的，对于每一图像，颜色子像素的顺序并不是按照与组成LCD20的=色子像素相同的 重复图案；该被称作是每一白像素部件的顺序的"跨越"，而且该种跨越可引起更不希望的 图像结果。US7, 154, 653进一步公开了可选子像素设置或布局的实施例，而不是标准的重 复RGB子像素设置。一种该样的设置提供了无跨越的像素的子像素部件的顺序，其产生白 光并减少了每一视图的独立颜色子像素的间距，目的是提高图像质量。
[0026] 权利人为 Harrold 等人、名称为"Spatial li曲t modulator and directional display"的US6, 023, 315公开了一种液晶空间光调制器，其包括W列组排列的图像元件的 行和列，例如在自动立体3D显示器内的各自视差产生元件之下。图像元件成套排列W形成 彩色图像元件，从而使每套的图像元件被放置在多边形的顶点，例如=角形，并且被放置在 列组的相应列中。US6, 023, 315评述了使用具有常规RGB垂直或水平条纹子像素设置或是 公知的RGGB四重子像素设置的空间光调制器的缺点，其产生用于3D显示器的立体图像，颜 色整合存在引用问题。为了解决该些问题，US6, 023, 315公开了子像素设置W及子像素组 合的不同实施例，称作"棋盘形布置（tessellation)"，该样设计W使颜色整合发生在观察 距离的充分大的范围内。多个该种设置之一利用了红、绿、藍w及白色子像素。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 所附附图都包括在说明书中并且构成了说明书的一部分，图示出典型实施方式和 实施例。
[002引图1是具有视差隔板结构的第一典型平板自动立体显示器的示意平面图。
[0029] 图2A是具有视差隔板结构的第二典型平板自动立体显示器的示意图。
[0030] 图2B是图2A所示显示器的视差隔板结构的一部分的平面图。
[0031] 图2C是图2A所示显示器所产生的观察窗的示意图。
[0032] 图3A示出了 2D 3D可切换显示器装置图和W 2D模式运行时其中光线的流动。
[0033] 图3B示出了 2D 3D可切换显示器装置图和W 3D模式运行时其中光线的流动。
[0034] 图4示出了在不同的观察窗中产生至少两个图像供至少两个观察者观察的多观 察者显示装置图。'
[0035] 图5示出了代表输入图像信号数据的二维空间栅格（grid)。
[0036] 图6示出了包括适用于显示面板的S基色子像素的多个子像素重复组的矩阵排 列。
[0037] 图7示出了图6中显示面板的基色平面的重采样区域阵列，示出了重构点和重采 样区域。
[003引图8示出了叠加在图5中二维空间栅格上的图7所示的重采样区域阵列。
[0039] 图9A和图9B的每一个示出了包括S基色和白色的子像素的子像素重复组。
[0040] 图10示出了位于图5的二维空间栅格上的图9A所示的子像素重复组，并且进一 步示出了其上叠加有图9A的子像素重复组的基色重采样区域阵列的一部分。
[004U 图11是示出了色变对（metamer)滤光操作。
[0042] 图12是在子像素着色操作后的色变对滤光操作的具体实施例的流程图。
[0043] 图13是与子像素着色操作相结合的色变对滤光操作的具体实施例的流程图。
[0044] 图14A和14B是示出了执行子像素着色操作的显示装置的两个实施例的功能部件 的方框图。
[0045] 图15是显示装置结构的方框图，并示意性地示出了用于发送图像信号至包括子 像素重复组的多个实施例之一的显示面板的简易驱动电路。
[0046] 图16A示出了显示面板的一部分，其包括新型多基色子像素重复组的第一实施 例。
[0047] 图16B和16C示出了当用于定向显示装置时，由图16A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0048] 图17A示出了显示面板的一部分，其包括新型多基色子像素重复组的第二实施 例。
[0049] 图17B和17C示出了当用于定向显示装置时，由图17A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0化0] 图18A示出了显示面板的一部分，其包括新型多基色子像素重复组的第S实施 例。
[0051] 图18B和18C示出了当用于定向显示装置时，由图18A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0化2] 图19A示出了显示面板的一部分，其包括新型多基色子像素重复组的第四实施 例。
[0化3] 图19B和19C示出了当用于定向显示装置时，由图19A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0化4] 图20A示出了显示面板的一部分，其包括新型S基色子像素重复组的第一实施 例。
[0055] 图20B和20C示出了当用于定向显示装置时，由图20A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0化6] 图21A示出了显示面板的一部分，其包括新型S基色子像素重复组的第二实施 例。
[0化7] 图21B和21C示出了当用于定向显示装置时，由图21A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0化引图22A示出了显示面板的一部分，其包括新型=基色子像素重复组的第=实施 例。
[0化9] 图22B和22C示出了当用于定向显示装置时，由图22A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0060] 图23A示出了显示面板的一部分，其包括新型S基色子像素重复组的第四实施 例。
[0061] 图23B和23C示出了当用于定向显示装置时，由图23A中显示面板所产生的第一 和第二图像视图的子像素排列。
[0062] 图24A示出了显示面板的一部分，其包括新型S基色子像素重复组的第五实施 例。
[0063] 图24B和24C所示的是当用于定向显示装置时，由图24A中显示面板所产生的第 一和第二图像视图的子像素排列。
【发明内容】
[0064] 本发明公开了配置有显示面板的显示装置及系统，所述显示面板主要包括=基色 或多基色子像素重复组的多个实施例中的一个，该子像素重复组特别适用于同时产生至少 两个图像的定向显示装置，例如自动立体=维显示装置或多视图装置。用于表示图像的输 入图像数据，利用子像素着色操作，对在配置有图示的子像素重复组之一的装置执行着色。
【具体实施方式】
[00化]现在将对发明的【具体实施方式】和实施例作详细的描述，附图示出具体实例。任何 可能的地方，贯穿所有附图使用的相同的附图标记都表示同样或相似的部件。
[0066] 下面的描述介绍了子像素排列或布局的多个实施例，其适用于上面所提到类型的 定向显示装置的显示面板。该些子像素排列与常规RGB条纹状布局不同，其中的一些配置 具有多于S个的基色。如果输入图像数据W常规的S色"全像素"RGB形式配置，则输入图 像数据可被子像素着色（SPR)操作处理从而在包括该些子像素排列之一的显示面板上被 着色（显示）。下面的描述首先介绍了子像素着色操作的概况W及适用于具有包括该些子 像素排列之一的显示面板的显示装置的硬件配置，接着描述了一些具体实施例。
[0067] 子像素着传巧术的概細
[0068] 共同拥有的、权利人为Elliott等人、名称为"CONVERSION OF A SUBPIXEL FORMAT DATA TO ANOT肥R SUB-PIXEL DATA FORMAT"的美国专利 7, 123, 277,介绍了一种将W第一 格式的基色配置的输入图像数据转换后显示在显示面板上的方法，所述面板主要包括具有 与输入图像数据的第一格式不同的第二格式的基色的子像素重复组。因此该里将一并参考 US7, 123, 277所教导的内容。术语"基色"指的是出现在子像素重复组内的每一种颜色。当 子像素重复组横穿显示面板重复W形成具有期待矩阵分辨率的装置时，该显示面板就被称 为主要包括子像素重复组。在该讨论中，显示面板被描述为"主要"包括子像素重复组，原 因是，众所周知的是由于显示面板的尺寸和/或生产因素或是限制会导致面板的一个或多 个边缘处子像素重复组不完整。另外，当所述显示器具有在一定程度内对称、旋转和/或反 射，或是关于描述在附加的权利要求中的子像素重复组的图示实施例中的一个具有任意其 它非实质变化的子像素重复组时，任何显示器均"主要"包括指定的子像素重复组。该里将 所提到的使用多于=基色子像素颜色来形成彩色图像的显示系统或是装置称为"多基色" 显示系统。在具有包括白色（空）子像素的子像素重复组的显示面板中，白色子像素表示 一种被称作是白色（W)或是"空白"的基色，因此具有包括RGBW子像素的子像素重复组的 显示面板的显示系统是一种多基色显示系统。
[0069] 作为示例，假定输入图像被配置为色值的二维阵列，所述色值被配置为常规的红 (时、绿佑）和藍炬基色数据值，作为输入图像数据的第一格式。每一个RGB =基色在 输入图像的一个像素位置都指定了一种颜色。显示面板主要包括多个子像素重复组，其指 定了用于显示的输入图像数据的第二格式。子像素重复组至少包括第一、第二和第=基色 的子像素，其在显示面板上被配置为至少两行W使两种基色的子像素被排列成所谓的"棋 盘图案"。也就是说，第二基色子像素在位于子像素重复组的第一行的第一基色之后，且第 一基色子像素在位于子像素重复组的第二行的第二基色之后。注意到在US7, 123,277中， 子像素也称作"发射器"。
[0070] 子像素着色输入图像数据的操作对显示面板上的每一个子像素产生了亮度值，从 而使指定为第一格式的输入图像W对图像的观察者审美愉悦的方式显示在显示面板上，该 显示面板包括不同排列的第二基色子像素。如US7, 123, 277中所提到的，子像素着色通过 利用子像素作为可通过亮度通道观察的独立像素来实现。该就允许子像素可作为采样图像 重构点使用，而不是使用联合像素作为"真实"（或全）像素的一部分。通过使用子像素着 色，输入图像的空间重构性得到增强，显示装置能够被独立地寻址，并且为显示面板上的每 一个子像素提供亮度值。
[0071] 另外，子像素着色操作的另一种期望的特征是保持色彩平衡，通过确保待着色的 图像的照明组件的高空间频率信息不与彩色子像素混淆W导致颜色错误。子像素重复组内 的子像素的排列可W适于子像素的着色，如果W该样的排列进行子像素着色既可W提高降 低相位误差的空间寻址能力，还可W提高在显示器的横轴及纵轴上的调制传递函数（MW) 的高空间频率分辨率。在子像素着色操作中，显示面板上的每一基色的多个子像素可被共 同的限定成一个基色平面（如，红、绿、藍色彩平面）并且可w被单独地处理。
[0072] 在一个实施例中，子像素着色操作大体上按下述方式进行。输入图像数据的彩色 图像数据值可被处理为表示输入图像信号数据的二维空间栅格50,如图5中所示。栅格的 每一个正方形输入采样区域52表示代表着该处图像颜色的颜色值的RGB =基色，并且具有 与由RGB =基色物理填充的大致相同的区域。栅格的每一个正方形输入采样区域52进一 步示出了具有位于输入采样区域52中央处的采样点54。
[0073] 图6示出了摘自US7, 123,277的图6中的显示面板的一个实例。假设具有多个子 像素重复组10的显示面板具有与图5中输入图像采样栅格50同样的尺寸。在图6 W及该 里表示子像素重复组实例的其它图中，W竖线表示的子像素是红色，W斜线表示的子像素 是绿色，W横线表示的子像素8是藍色。显示面板5上的每一个基色子像素的位置靠近被 称为重构点（或重采样点）的位置，该重构点被子像素着色操作用作重构图6的显示面板5 上的图5中的空间栅格50表示的输入图像。每一个重构点位于重采样区域内的中央。一 种基色的多个重采样区域组成一个重采样区域阵列。图7(摘自US7, 123, 277的图9)示出 了显示面板5的藍色平面的重采样区域阵列7的一个实例，示出了重构（重采样）点17、大 体上为正方形形状的重采样区域18、W及具有矩形形状的重采样区域19。
[0074] US7, 123, 277在下面的一个实施例中描述了如何决定重采样区域18的形状。每 一个重构点17位于其相应子像素（例如，图6中的子像素8)的中央，并且边界线的栅格 形成为与重构点的中屯、等距离；每一个边界线内的区域形成一个重采样区域。在一个实施 例中重采样区域然后可由最接近其联合重构点的区域所界定，且具有由一组与其它相邻重 构点等距离的线所限定的边界。所形成的栅格产生了一种瓷砖图案。重采样区域还可能 有其它的实施方式。例如，可用在瓷砖图案中的形状可W包括但不限于正方形、矩形、S角 形、六边形、八边形、菱形、交错的正方形、交错的矩形、交错的=角形、交错的菱形、彭罗斯 任enrose)瓷砖、斜方形、变形斜方形等等，W及至少一种上述形状的组合。
[0075] 重采样区域7然后被覆盖在图5的输入图像采样栅格50上，如图8所示（摘自 US7, 123, 277的图20)。每一个重采样区域18或19覆盖在输入图像栅格50 (图5)上的至 少一个输入图像采样区域52的某一部分上。然后形成每一个重采样区域的一组分数。在 一个实施例中，分数的分母可构成为重采样区域的函数，分子为每一个输入采样区域的一 个至少部分覆盖在采样区域之上的区域的函数。该组分数共同地表示图像滤光器，也被称 为滤光核，且作为系数矩阵被存贬。在一个实施例中，系数的总和大体上等于1。每一个输 入采样区域的数据值乘W其相对应的分数并将所有的乘积加到一起W得到采样区域的亮 度值。实际上，输入与输出的区域之比是通过检查和计算所决定的，并且在滤光核内作为系 数存贬。滤光核为变换方程，并且通过确定位于原始数据设置采样区域W及目标显示采样 区域之上的相对重叠区域而产生。重叠的比率决定了用于滤光核阵列的系数值。当为在正 方形采样区域18的情况下，其中的每一个都与四个输入采样区域52重叠。因此每一个输 入采样区域52构成为重采样点17的最终亮度值的藍色数据值的四分之一（1/4或0. 25)。
[0076] 刚才所描述的子像素着色操作是被称为区域重采样的图像处理技术的一个示例。 其它类型的子像素着色技术可包括利用双=次（bicubic)滤光器、正弦滤光器、窗口 -正弦 滤光器、W及上述滤光器的卷积的重采样。
[0077] 该里所示的实例中，该计算假定S色平面的重采样区域阵列之间一致W及与输入 图像采样栅格50-致。也可W使重采样区域阵列相对于彼此，或相对于输入图像采样栅格 50 W不同的方式排列。重采样区域阵列关于彼此的，或关于输入图像采样栅格的定位，称作 是重采样区域阵列的相位关系。
[007引由于子像素着色操作在单独的子像素水平上将信息着色至显示器面板，因此引 入术语"逻辑像素"。逻辑像素具有接近于高斯亮度的分布W及与其它逻辑像素重叠W创 建完整图像。每一个逻辑像素是附近子像素的集合，并且具有一个可W是任一基色子像 素的目标子像素，图像滤光器将用来为其产生亮度值。因此，显示面板上的每一个子像素 实际上被多次使用，一次作为中屯、或是逻辑像素的目标，其它次则作为另外的逻辑像素的 边缘。主要包括US7, 123, 277中所公开类型的子像素布局且利用其中和上面所述的子像 素着色操作的显示面板，达到与常规RGB条纹状显示器近似相等的分辨率和可寻址性，但 却使用子像素的总数的一半及半数的列驱动器。逻辑像素在共有的美国专利申请
【发明者】坎迪斯·海伦·勃朗·埃利奥特, 汤玛斯·劳埃得·克莱戴尔, 马修·奥斯本·施莱格尔 申请人:三星显示有限公司