用于定向显示器及系统的子像素布局及子像素着色方法 本申请为 2008 年 2 月 8 日申请的发明名称为 “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 200880004709.1 号发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉参考
本 申 请 主 张 申 请 日 为 2007 年 2 月 13 日， 名称为 “SUBPIXEL LAYOUTS AND SUBPIXEL RENDERING METHODS 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这里作为参考。
技术领域 本发明的主题涉及一种空间光调制器， 尤其涉及用于诸如三维 (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 这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， 这两种图像将作为明显分离的图像被观察。 这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″， 这些都被设置为可使不同的观察者看到 不同的图像。这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。
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 ) 合并以感知到在现实世界中观察到的图像的深度。在三 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， 以 产生所合并图像的深度的外观。
三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以大致分离被发送至左眼和右眼的图像。例如， 观察辅件可以是其中 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)， 或是其中将图像以与玻璃快门的开启同步的图像时序编 码的快门镜 (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。
定向显示装置的概述
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这里一并参考其所 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， 那么观察者就可以 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。
这里， 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， 以行列形式排列的电可调像素阵列 ( 已知的空间光调制器， SLM) 以及与显 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 LED 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 中以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 和蓝色 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。
然后光穿过其后设有视差隔板 84 以及视差隔板基板 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 ( 这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)。
继续参照图 1， 以行列形式在 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 以被看见的角度范围， 因此在显示器的前方区域形成了观察窗。
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。这一条件被称为 “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 出来的光线可以从左观察窗看到， 而从偶数列像素 69、 71、 73、 75 出来的光线可以从 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 “无畸变 (orthoscopic)” 位置的观察者可以将两图像合并从而可以整 个显示器上看到自动立体 3D 图像。
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 的背景介绍以及其中第 1-5 栏所引用的附图， 这里一并参考引用， 介绍了视差光学器件的 特征可以被改变或是修改以控制观察窗或观察区域的尺寸及其之间的角度， 以使显示器所 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以某些输 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 的像素结构以及光导向光学元件或是视差光学器件的结合。
US7,154,653 公开了如这里图 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。该显示器包括以液晶显示器 (LCD)20 的形式的空间光调制器。LCD20 是像素 化的， 这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。LCD20 以透射模式运行， 以便调制从背光 ( 未示出 ) 穿过子像素的光线。尽管如此， US 7,154,653 指出其它类型的显示器都可以以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， 这里在图 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 以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。 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 可以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。该图像可以是捕获的 “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 或者可以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 的像素部相联合用以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， 这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。
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， 而第三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以被正确 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 的观察者可以看见图像 中的一个而看不到另一个， 而眼睛全部位于观察区域 B 的观察者可以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％。
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， 其可以以 3D 和 二维 (2D) 两种模式运行。这里将这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 介绍了这种显示器的多个实施例， 其中的一种这里如图 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 ； 由以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 折射率匹配这个偏振态， 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。
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。在这一 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。在这种情况下， 偏振修正装置 146 被配置成透过垂直线性偏振状 态 248， 以使 3D 模式照明结构得以透过。 更多的有关三维显示器的信息可以在由 CRC Press(2006) 发行， 作者为 Dakin 和 Brown 等的光电手册的第 2.6 章， 第 II 卷， 名称为 “三维显示系统” 中找到， 该章的内容这里 一并引用参考。
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， 这里如 图 4 所示。图 4 以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 器以同样的方式运行， 正如这里所述的 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， 以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， 这样的多观察者显示器可以具有两种运行模式 ： 在 一种运行模式下， 所有的观察者可以看到同样的图像 ； 在第二种运行模式下， 不同的观察者 可以看到不同的图像以允许同一显示器的同时多用。
权利人为 Bell 等人、 名称为 “Electronic Device Having 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以及附在该显示器上的图像偏转系 统 (image deflection system)， 其中控制该显示器以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。这样， 单个 用户可以通过关于水平轴倾斜该装置来看到不同的图像。
观察窗性能问题
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以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 到， 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以及视差镜片的排 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 度以减少串扰 ( 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。
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， 这样的显示器将会产生 “游览” 外观。纵向自由 度也可以通过这样的方法被提高。 然而， 在这种情况下， 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。 US7,154,653 公开了这里图 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， 每一个三列的组中的像素列有红、 绿、 蓝滤光带 (filter strip) 以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， 以使整个显示器上重复红 (R)、 绿 (G)、 蓝 (B) 图案。US7,154,653 提到， 尽管通 过这样的设置可以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。 这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 的三色子像素相同的 重复图案 ； 这被称作是每一白像素部件的顺序的 “跨越” ， 而且这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。一种这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。
权利人为 Harrold 等人、 名称为 “Spatial light modulator and directional display” 的 US6,023,315 公开了一种液晶空间光调制器， 其包括以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。图像元件成套排列以形成 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， 例如三角形， 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。为了解决这些问题， US6,023,315 公开了子像素设置以及子像素组 合的不同实施例， 称作 “棋盘形布置 (tessellation)” ， 这样设计以使颜色整合发生在观察 距离的充分大的范围内。多个这种设置之一利用了红、 绿、 蓝以及白色子像素。
附图说明
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。 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。
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。
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。
图 2C 是图 2A 所示显示器所产生的观察窗的示意图。
图 3A 示出了 2D 3D 可切换显示器装置图和以 2D 模式运行时其中光线的流动。
图 3B 示出了 2D 3D 可切换显示器装置图和以 3D 模式运行时其中光线的流动。
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。
图 5 示出了代表输入图像信号数据的二维空间栅格 (grid)。
图 6 示出了包括适用于显示面板的三基色子像素的多个子像素重复组的矩阵排 列。
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。
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。
图 9A 和图 9B 的每一个示出了包括三基色和白色的子像素的子像素重复组。
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。
图 11 是示出了色变对 (metamer) 滤光操作。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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三实施 例。
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。
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。 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。
图 20A 示出了显示面板的一部分， 其包括新型三基色子像素重复组的第一实施 例。
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。
图 21A 示出了显示面板的一部分， 其包括新型三基色子像素重复组的第二实施 例。
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。
图 22A 示出了显示面板的一部分， 其包括新型三基色子像素重复组的第三实施 例。
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。
图 23A 示出了显示面板的一部分， 其包括新型三基色子像素重复组的第四实施例。 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。
图 24A 示出了显示面板的一部分， 其包括新型三基色子像素重复组的第五实施 例。
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 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三基色 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， 例如自动立体三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
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。
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。这些子像素排列与常规 RGB 条纹状布局不同， 其中的一些配置 具有多于三个的基色。如果输入图像数据以常规的三色 “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这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以及适用于具有包括这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。
子像素着色技术的概况
共同拥有的、 权利人为 Elliott 等人、 名称为 “CONVERSION OF A SUBPIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT” 的美国专利 7,123,277， 介绍了一种将以第一 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。 因此这里将一并参考 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以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。这里将 所提到的使用多于三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。 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 (R)、 绿 (G) 和蓝 (B) 三基色数据值， 作为输入图像数据的第一格式。每一个 RGB 三基色在 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、 第二和第三基色 的子像素， 其在显示面板上被配置为至少两行以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” 。
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以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。 这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。
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以导致颜色错误。 子像素重复组内 的子像素的排列可以适于子像素的着色， 如果以这样的排列进行子像素着色既可以提高降 低相位误差的空间寻址能力， 还可以提高在显示器的横轴及纵轴上的调制传递函数 (MTF) 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、 蓝色彩平面 ) 并且可以被单独地处理。
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 三基色， 并且具有 与由 RGB 三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。
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 以及这 里表示子像素重复组实例的其它图中， 以竖线表示的子像素是红色， 以斜线表示的子像素 是绿色， 以横线表示的子像素 8 是蓝色。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 的蓝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、 以及具有矩形形状的重采样区域 19。
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心等距离 ； 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以包括但不限于正方形、 矩形、 三角 形、 六边形、 八边形、 菱形、 交错的正方形、 交错的矩形、 交错的三角形、 交错的菱形、 彭罗斯 (Penrose) 瓷砖、 斜方形、 变形斜方形等等， 以及至少一种上述形状的组合。
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。这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贮。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以其相对应的分数并将所有的乘积加到一起以得到采样区域的亮 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 数存贮。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以及目标显示采样 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 的最终亮度值的蓝色数据值的四分之一 (1/4 或 0.25)。
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三次 (bicubic) 滤光器、 正弦滤光器、 窗口 - 正弦 滤光器、 以及上述滤光器的卷积的重采样。
这里所示的实例中， 该计算假定三色平面的重采样区域阵列之间一致以及与输入 图像采样栅格 50 一致。也可以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 以不同的方式排列。 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。
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以及与其它逻辑像素重叠以创 建完整图像。每一个逻辑像素是附近子像素的集合， 并且具有一个可以是任一基色子像 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， 一次作为中心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公开号 2005/0104908、 名称为 “COLOR DISPLAY PIXEL ARRANGEMENTS AND ADDRESSING MEANS” (美 国专利申请号 10/047,995) 中有进一步的描述， 这里据此一并参考引用。另外也可参照在 Eurodisplay( 欧洲显示 )02 文摘， 2002 年， 第 1-4 页公开的、 Credelle 等人的 “MTF of High TM Resolution PenTile Matrix Display” ， 这里据此一并参考引用。
三 基 色 及 多 基 色 子 像 素 重 复 组 的 实 例， 包 括 RGBW 子 像 素 重 复 组 以 及 相 关 的子像素着色操作， 公开在下述共有的美国专利申请公开中 ： (1) 美国专利申请公开 号 2004/0051724( 美 国 申 请 号 10/234,094)、 名称为 “FOUR COLOR ARRANGEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL RENDERING” ； (2) 美国专利申请公开号 2003/0128179( 美国申 请号 10/278,352)、 名称为 “COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH SPLIT BLUE SUB-PIXEL” ； (3) 美国专利申请 公 开 号 2003/0128225( 美 国 申 请 号 10/278,353)、 名称为 “COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH INCREASED MODULATI ON TRANSFER FUNCTION RESPONSE” ； (4) 美 国 专 利 公 开 号 2004/0080479( 美 国 申 请 号 10/347,001)、名 称 为 “SUB-PIXEL ARRANGEMENTS FOR STRIPED DISPLAYS AND METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING SAME” ； (5) 美国专利申请公开 号 2005/0225575( 美 国 专 利 申 请 号 10/961,506)、 名称为 “NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAYS” ； 以 及 (6) 美 国 专 利 申 请 公 开 号 2005/0225563( 美国申请号 10/821,388)、 名称为 “SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS” 。 这里将一并结合上述专利申请公开文件的每一个所教导 的全部内容进行引用。
名称为 “NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAYS” 的 US2005/0225575 介绍了多种高亮度显示面板及装置， 其包括具有至少一个白 色 (W) 子像素和多个基色子像素的子像素重复组。基色子像素在这些不同的实施例中可以 包括红色、 蓝色、 绿色、 青色或是洋红色。名称为 “SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS” 的 US2005/0225563 介绍了对源 ( 输入 ) 图像数据进行着 色从而显示在显示面板上的子像素着色技术， 该显示面板主要包括一个具有白色子像素的 子像素重复组， 包括例如 RGBW 子像素重复组。这里的图 9 和图 10， 是复制 US2005/0225563 的图 5A 和图 5B， 分别示出了典型的 RGBW 子像素重复组 3 和 9， 其每一个均可在整个显示面 板上大致重复以形成高亮度显示装置。RGBW 子像素重复组 9 由位于两行四列内的八个子 像素组成， 且包括红色子像素 2、 绿色子像素 4、 蓝色子像素 8 以及白色 ( 或空 ) 子像素 6 各两个。如果将子像素重复组 9 看作具有四个象限， 每个由两个子像素组成， 那么红色和绿色 子像素对被置于相对的象限内， 类似于 “棋盘” 图案。也可以考虑其它的基色， 包括青色， 翡 翠色或是洋红色。U$2005/0225563 提到这些颜色名称仅仅 “大致” 是被描述成 “红” 、 “绿” 、 “蓝” 、 “青色” 和 “白色” 的颜色。所有的子像素处于它们最亮的状态时， 可以调节确切的颜 色点， 以得到显示器上的所期望的白色点。
US2005/0225563 提到输入图像数据可以照以下处理 ： (1) 将常规 RGB 输入图像数 据 ( 或是具有一个其它常规格式的数据， 例如 sRGB、 YCbCr 等 ) 转换成由 R、 G、 B、 W 所定义 的色阶上的颜色数据值， 如果需要的话。这一转换也会产生单独的发光 (L) 色彩平面或色 彩通道。(2) 在每一个单独的色彩平面上进行子像素着色操作。(3) 利用 “L” (或 “发光” ) 平面对每一个色彩平面进行锐化。
用于将常规 RGB 格式的输入图像数据着色至具有如图 9A 和 9B 所示类型的 RGBW 子像素重复组的显示面板上的子像素着色操作， 一般遵从 US7,123,277 中所介绍及图示的 原理， 并且如上所述， 具有某些修正。子像素着色滤光核可利用 US7,123,277 中所描述的区 域重采样原理构造。 在一个实施例中， 联合滤光器用来将输入亮度数据映射到白色子像素 ； 也就是说， 来自于一个输入常规图像像素的亮度信号直接映射至子像素重复组内的一个白 色子像素的亮度信号。白色子像素重构输入图像数据的大多数非饱和亮度信号， 并且周围 的基色子像素提供色彩信号信息。
US2005/0225563 公开了有关对红色和绿色子像素排列在相对象限或在 “棋盘” 上的 RGBW 子像素重复组执行子像素着色操作的概略信息。红色和绿色颜色平面可以应 用其后跟有区域重采样滤光器的高斯差分 (DOG) 小波滤光器。区域重采样滤光器可以 去除任何可引起色度混叠的空间空间频率。DOG 小波滤光器用来锐化使用跨色成分的图 像。也就是说， 红色平面用来锐化绿色子像素图像， 而绿色平面用来锐化红色子像素图像。 US2005/0225563 公开了下列这些滤光器的一个具体实施方式 ：
表1
蓝色平面可以利用多个滤光器中的一个进行重采样， 例如 2x2 箱式滤光器，
0.25 0.25
0.25 0.25
或是位于蓝色子像素中央的箱 - 帐篷式滤光器 ：
0.125 0.25 0.125
0.125 0.25 0.125
在基色子像素内产生色彩信号信息的一个实施例中， 每一个输入像素图像数据被 映射至两个子像素。为达到这一目的， 还有按照基色子像素排列输入图像像素以产生区域 重采样滤光器的多种不同方法。图 10( 摘自 US2005/0225563 的图 6) 示出了一种将四个输 入图像像素映射至具有图 9A 所示子像素重复组的显示面板的红色平面中的子像素的区域
重采样映射。 输入图像数据再次以如图 5 所示被描述， 作为一个阵列或是栅格的方格组 50， 每一个方格 52 代表输入图像像素的颜色数据值。图 9A 中的子像素重复组 3， 在图 10 中以 黑色轮廓线示出， 以两个子像素大体上按照栅格 50 上的一个输入图像像素 52 的彩色图像 数据排列的排列方式叠加在栅格 50 上。黑点 15 代表子像素重复组 3 的红色子像素 2 的中 心。红色平面的重采样区域阵列包括红色重采样区域， 例如具有菱形形状的重采样区域 14 和 16， 且每一个重采样区域的中心按照红色子像素的中心 15 排列。可以看到， 重采样区域 14 和 16 中的每一个都与多个输入图像像素的一部分重叠。计算区域重采样滤光器的滤光 器系数， 产生了被称作 “菱形” 滤光器， 其中的一个实例是上面表格 1 中所示的区域重采样 滤光器。
图 10 示出了子像素重复组与输入图像像素栅格以及红色平面重采样区域的特殊 排列。 US2005/225563 公开了输入图像像素栅格与子像素重复组， 或是与每一种颜色平面的 重采样区域的排列的任一或更多方面， 重采样点相对于输入栅格的定位选择， 以及重采样 区域的形状， 可以被修改简化所产生的区域重采样滤光器。在那里介绍了几种这样修改的 实施例。
共同拥有的国际申请 PCT/US06/19657、 名称为 “MULTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING” 介绍了将输入图像数据着色至多基色显示器的系 统及方法， 其利用色变对来调整子像素的输出颜色数据值。国际申请 PCT/US06/19657 以国 际专利公开号 WO2006/127555 公开， 这里据此一并参考引用。在子像素具有四个或更多的 不一致基色的多基色显示器中， 同样的色值通常会有多种组合的基色值。也就是说， 对于 具有给定色调、 饱和度和亮度的颜色， 可以有多于一组的四种或更多基色的亮度值， 其对于 人类观察者来说会给予了同样的色感。每一个这种可能的亮度值组被称为该颜色的 “色变 对” 。 因此， 主要包括一特殊多基色子像素重复组的显示器上的色变对是至少两组彩色子像 素的组合 ( 或一组 )， 因此存在这样的信号， 当其被施加至每一个这样的组时， 产生被人类 视觉系统接收的所期望的色彩。利用色变对为调节彩色基色的相对值提供了一个自由度， 以达到预期的目的， 例如改进图像着色的精度或感受。色变对滤光操作可以基于输入图像 内容， 并且可以依据各种可能的预期效果使子像素数据值最佳化， 从而改善子像素着色操 作的整体效果。
例如， 在 RGBW 系统中， W 子像素是附近有一组 R， G， B 子像素的灰色的色变对。用 于产生指定颜色的子像素可以是任意相邻的子像素， 它们离的足够近以使人类视觉系统将 这些颜色混合在一起。 这些自由度——从相似的颜色子像素中选择与在色变对中选择所提 供的自由度相匹配的信号值， 因此从不同组的颜色子像素中选择信号值——允许给定图像 的亮度成分在子像素水平上可能以更高的保真度并且保持整体 ( 或感受的 ) 水平的正确的 亮度和颜色被表示出来。 这种从不同色变对中选择一种颜色的自由因此提供了改进图像的 新的可能性。例如， 显示器可被设计成以这样的方式来选择色变对， W 子像素值当位于高频 率边缘的亮侧时增加， 或者位于高频率边缘的暗侧时减小。当红色和绿色子像素对落入图 像中的高频率边缘的亮侧时， 所期望的是选择一种色变对以使 R 和 G 子像素值增加。相反， 当红色和绿色子像素对位于边缘的暗侧时， 红色和绿色子像素值减小。
WO2006/127555 介绍了实现色变对滤光功能的至少两个具体实施例。在一个实施 例中， 色变对滤光操作在图像处理流水线中要先于子像素着色操作进行， 有效结合了该操作。在 WO2006/127555 中， 这被称作为 “直接色变对滤光” 。在第二实施例中， 忽略输入图 像像素数据， 在一个独立的进程中完成色变对滤光操作。在 WO2006/127555 中， 这被称作是 “预处理色变对滤光” 。
WO2006/127555 进一步介绍到， 以计算色变对的形式， 对色变对子像素组和相关 的信号之间的动态关系进行建模成为可能。例如， 可能找到色变对和任何特定色彩的信 号之间的实质线性关系 —— 以允许计算 “邻近的” 色变对和信号。这样的模型可以用于 在某种意义上调节包含了色变对的子像素的强度值， 从而最小化图像伪像和误差 —— 例 如色彩误差等等。根据这样的模型， 强度调整值可以存储在显示器系统中， 并被用于任何 需要依据特定数据， 例如亮度数据， 来调整图像数据时。给出的这样调整的一个实例描述 如下 ： 当色变对中的基色之一被改变了一个量 “a” 时， 可以将其他基色中的每一个改变 一个量 “a*m” ， 其中 “色变对斜率” 的项 “m” 可以对每个基色不同。斜率项 “m” 可以从将 色彩从多基色系统转换到 CIE XYz 坐标系的矩阵 M2X 计算。本领域公知这个转换矩阵可 以从多基色系统的基色的色度和亮度的测量来计算， 例如在共同拥有的美国专利申请号 2005/0083341 和 2005/0083352 中讨论的。( 在此通过参考引入 ) 讨论了几种这样的转换 矩阵。WO2006/127555 提供了一个在特殊显示器上为给定基色组计算色变对斜率项 “m” 的 方法论。 这里的图 11 摘自 WO2006/127555 的图 11， 其示意性的示出了色变对滤光操作的一 个实施例。输入图像数据由亮度数据 1102 和色彩数据 1104 所表示。这些数据组可以空间 上大致一致——例如 1102 是图像数据 1104 的亮度数据。用滤光核 1110 对亮度通道 1102 进行采样以得到高频率信息。该滤光器可以用于中心位于蓝 - 白 (BW) 像素对 1106 上的 3×3 区域。结果为锐化值 “a” ， 用于在箱 1112 中改变色彩的色变对。对于亮度通道 1102 中 的每一个值 1106， 都有一个在色彩通道 1104 中概略示出的对应的 RGB 和 W 值 1108。RGBW 值在步骤 1112 改变了它们的色变对。得到的色变对 1116 存储在输出缓存器 1114 中或转 到下个处理步骤。以类似的方式 ( 这里图中未示出 ) 处理红绿 (RG) 子像素对， 但用不同的 滤光核。从亮度通道采样 RG 子像素对上的、 居中的值， 并用滤光核卷积该值。得到的锐化 值 “a” 被使用来从色彩通道计算 RGBW 值的新的色变对。得到的新色变对被存储在输出缓 存器中或转到下个处理步骤。图 12， 摘自 WO2006/127555 中的图 15， 示出了这样一个实施 例。 WO2006/127555 公开了那里所示和描述的滤光核仅是代表性的， 也可采用其它的滤光核 以得到反映色变对之间的不同关系 ( 例如， 非线性关系， 或是不同输入图像数据维数等等 ) 的不同值。
WO2006/127555 中进一步介绍了色变对滤光操作结合其它子像素着色 (SPR) 技术 的使用， 例如上述由 US2005/0225563 所提到的用于高亮布局的子像素着色操作。不是将色 变对滤光操作作为一个预处理步骤执行， 而是可以构造 SPR 操作以使其可以与子像素着色 一起在单个通道中直接进行色变对操作。 通常， 利用区域重采样原理， 锐化区域滤光核根据 每一个颜色平面计算并从那一颜色平面的区域重采样滤光器上减去从而产生色变对锐化 小波滤光器。读者可以参考 WO2006/127555 以得到更多细节。图 13， 摘自 WO2006/127555 的图 17， 示出了这样的一个实施例。
WO2006/127555 还提到， 对其中出现的所有表示子像素重复组的附图， 通过将全部 或是某些白色子像素用任一个青、 黄、 灰或是其它颜色代替， 可以产生另外的子像素布局。
另外， 其中所描述的技术的范围涵盖了所有类型的显示技术的范围， 包括透射式以及非透 射式显示面板， 例如， 液晶显示器 (LCD)、 反射式液晶显示器、 发射式电致发光显示器 (EL)、 等离子显示面板 (PDP)、 场致发射显示器 (FED)、 电泳显示器、 闪光显示器 (ID)、 白炽显示 器、 固态发光二极管 (LED) 显示器、 以及有机发光二极管 (OLED) 显示器。
用于执行子像素着色技术的显示装置结构的概述
图 14A 和图 14B 示出了实现上述子像素着色操作的、 在这里以不同的方式引用的 共有专利申请和已公布专利中的显示装置及系统的实施例的功能组件。图 14A 示出了显示 系统 1400， 穿过显示系统 1400 的数据流以带箭头的粗实线表示。显示系统 1400 包括输入 灰度系数 (GAMMA) 操作部 1402、 色域映射 (GMA) 操作部 1404、 线缓存器 1406、 SPR 操作部 1408、 以及输出灰度系数操作部 1410。
输入电路向系统 1400 提供 RGB 输入数据或其它输入数据格式。 接着， RGB 输入数据 被输入至输入灰度系数操作部 1402。然后， 操作部 1402 的输出进入色域映射操作部 1404。 特征在于， 色域映射操作部 1404 接收图像数据并对输入数据进行任何必要或所期望的色 域映射操作。例如， 如果图像处理系统输入了用于在 RGBW 显示面板上进行着色的 RGB 输入 数据， 那么就需要进行映射操作以便利用显示器上的白色 (W) 基色。在任何普通多基色显 示系统中， 当其输入数据从一个颜色空间进入另一个颜色空间并且输出的颜色空间中具有 不同数量的基色数时， 也都需要进行这个操作。另外， GMA 可用于处理输入颜色数据被认为 是输出显示空间里 “来自色域” 的情况。在不进行这样的色域映射转换的显示系统中， GMA 操作部 1404 可以被省略。关于适用于多基色显示器的色域映射操作的另外的信息， 可以在 共有的以美国专利公开号为 2005/0083352、 2005/0083341、 2005/0083344 和 2005/0225562 公开的美国专利申请中得到， 这里将一并参考引用其全部。
继续参考图 14A， 从色域映射操作部 1404 输出的中间图像数据被存贮在线缓存 器 (line buffer)1406 中。当需要该数据时， 线缓存器 1406 向子像素着色 (SPR) 操作部 1408 提供进一步处理所需要的图像数据。例如， 采用上面所介绍和描述的区域重采样原理 的 SPR 操作， 特征在于使用围绕着正在处理的给定图像数据点的 3×3 图像数据矩阵来进 行区域重采样。因此， 三个数据行被输入至 SPR1408 内以进行子像素着色操作， 其可包括 相邻的滤光步骤。在 SPR 操作部 1408 之后， 图像数据在从系统输出至显示器之前属于输 出灰度系数操作部 1410。注意， 输入灰度系数操作部 1402 和输出灰度系数操作部 1410 都 是可选择的。有关这个显示系统实施方式的另外的信息可以从例如共有的美国专利申请 公开号 2005/0083352 中得到。经过显示系统 1400 的数据流被称作为 “色域管线 (gamut pipeline)” 或 “灰度系数管线 (gamma pipeline)” 。
图 14B 示出了显示系统一个实施例的系统电平图 1420， 该显示系统使用了上面所 引用的 WO2006/127555 中所介绍的将子像素着色输入图像数据送至多基色显示器 1422 的 技术。以与图 14A 中所示的那些相类似的方式进行操作的功能元件具有同样的附图标记。 输入图像数据可由诸如 RGB 或 YCbCr 的三基色组成， 其在 GMA 模块 1404 中可被转换成多基 色。在显示系统 1420 中， GMA 部件 1402 也可以计算输入图像数据信号的亮度通道， L， —— 除了其它多基色信号之外。在显示系统 1420 中， 色变对计算可以以包括参照多个环绕图像 数据 ( 例如， 像素或子像素 ) 值的滤光操作的形式实现。这些环绕值的特征在于由线缓存 器 1406 组织， 虽然其它的实施例也是可能的， 例如多帧缓存器。显示系统 1420 包括色变对滤光模块 1412， 其执行上面简单描述过且在 WO2006/127555 中更具体描述的操作。在显示 系统 1420 的一个实施例中， 色变对滤光操作部 1412 可以将其操作与子像素着色 (SPR) 模 块 1408 相结合， 以共用线缓存器 1406。如上面所提到的， 这种实施方式被称作 “直接色变 对滤光” 。
图 15 提供了显示系统结构的功能方块图的辅助视图， 该显示系统结构适于运用 这里上面所述以及下面介绍的关于定向显示器的技术和子像素重复组。显示系统 1550 接 收表示输入图像数据的输入信号。该信号输入至 SPR 操作部 1408， 其中输入图像数据进行 子像素着色以显示。SPR 操作部 1408 使用与附图 14A 和 14B 中所示显示系统所用的相同的 附图标记， 应当理解为 SPR 操作部 1408 可以包括对下面所介绍的 SPR 功能的任何修改， 以 达到在包括也在下述介绍的、 特别适用于定向显示器的子像素重复组中的任一个的显示面 板上运用子像素着色技术的目的。
继续参照图 15， 在这一显示系统结构中， SPR 操作部 1408 的输出可被输入至时控 机构 1560。包括以不同于图 15 所示方式排列的功能元件的显示系统结构同样适用于这里 设想的定向显示系统。 例如， 在其它实施例中， SPR 操作部 1408 可以被并入至时控机构 1560 中， 或是设置在显示面板 1570 内部 ( 特别是使用 LTPS 或是其它类似处理技术 )， 或是存在 于显示系统 1550 的其它位置， 例如， 在图形控制器内。图 15 所示的显示系统 1550 的功能 方块的特殊位置并不表示以任何方式对其进行限定。
在显示系统 1550 中， 数据和控制信号从时控机构 1560 输出至驱动电路以便向显 示面板 1570 上的子像素发送图像信号。特别的， 图 15 示出了在本领域中也被称作是数据 驱动器的列驱动器 1566 和在本领域中也被称作是栅极驱动器的行驱动器 1568， 用来接收 待发送至显示面板 1570 上的合适子像素的图像信号数据。显示面板 1570 主要包括图 17A 中的子像素重复组 1720， 其由具有包括白色 ( 空 ) 子像素的四基色的两行八列的子像素重 复组所组成。应当意识到， 在重复组 1720 中的子像素没有按照关于显示面板 1570 的比例 画出 ； 而是画的较大以便于观察。如展开图所示， 显示面板 1570 主要包括所示的其它子像 素重复组， 特别是那些图中示出的和在下面更详细描述的且特别适于定向显示器的。显示 面板 1570 的一个可能的标注尺寸是水平线上 1920 个子像素 (640 个红色、 640 个绿色以及 640 个蓝色子像素 ) 和 960 行子像素。这样的显示器具有必要的子像素数目以在其上显示 VGA、 1280×720 以及 1280×960 的输入信号。然而可以理解的是， 显示面板 1570 代表任意 尺寸的显示面板。
上面所述显示器的硬件执行的各种方面同样介绍在共有的名称为 “TRANSISTOR BACKPLANES FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS COMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXELS” 的美国专利申请公开号 2005/0212741(US10/807,604)、 名称为 “SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA IN NON-STRIPED DISPLAY SYSTEMS” 的 US2005/0225548(US10/821,387)， 以及名称为 “INCREASING GAMMA ACCURACYIN QUANTIZED SYSTEMS” 的 US2005/0276502(US10/866,447) 中， 这里据此一并参考引用其全部内容。硬 件执行的考虑同样被描述在以国际专利公开号 WO2006/108084 公开的、 名称为 “EFFICIENT MEMORY STRUCTURE FOR DISPLAY SYSTEM WITH NOVEL SUBPIXEL STRUCTURES″的国际申请 PCT/US06/12768 中， 这里也将参考引用。硬件执行的考虑进一步描述在 Elliott 等人的一 篇在 2002 年 5 月的 SID 研讨会文摘的第 172-175 页公布的、 名称为 “Co-optimization ofColor AMLCD Subpixel Architecture and Rendering algorithm” 的文章中， 这里也据此 一并参考引用。
这里上面介绍的以及下面将要介绍的技术和子像素重复组包括所有类型的显示 技术的范围， 包括透射式以及非透射式显示面板， 例如， 液晶显示器 (LCD)、 反射式液晶显示 器、 发射式电致发光显示器 (EL)、 等离子显示面板 (PDP)、 场致发射显示器 (FED)、 电泳显 示器、 闪光显示器 (ID)、 白炽显示器、 固态发光二极管 (LED) 显示器、 以及有机发光二极管 (OLED) 显示器。
定向显示装置用子像素布局及子像素着色
现在这个描述转到讨论特别适用于定向显示装置用显示面板的子像素重复组的 具体实施例， 所述显示装置能够同时显示至少两个图像。 正如背景技术中所提到的， 定向显 示装置可被设置成显示预计被单个观察者从最佳观察点观察到的至少两个图像， 从而产生 单个三维图像的感觉。定向显示装置也可被配置成显示至少两个图像， 其中每一个预计被 单个观察者从第一和第二观察点， 或是被两个观察者在第一和第二观察点观察到。这里在 多个示出子像素重复组的具体实施例的附图中， 所示的显示面板部分中的子像素列被标记 成 “L” 和 “R” ， 表示显示面板的某些列被定向至 “左视图” ( 例如， 在 3D 显示系统中观察者 的左眼 )， 而其它列则被定向至 “右视图” 。 “L” 和 “R” 标记不意味着以任何方式来限定显示 面板周于自动立体装置中。所想要的是， 当主要包括如特定附图所示的子像素重复组的显 示面板被用于定向显示装置时， 第一半列 (“R” 列 ) 的发射光线被定向以产生从第一观察 点可见的第一图像， 并且第二半列 (“L” 列 ) 的发射光线被定向以产生从第二观察点可见 的第二图像。这些第一和第二图像被称作视图， 且形成每一视图的基础的子像素排列在单 独的附图中被示出。应当理解的是， 图中所示的子像素排列是形成原始显示面板的子像素 的一个子集。
在下面所介绍的一些图示实施例中， 图示的显示面板部分中的子像素列被标记成 “L” 、 “R” 、 “B” 。指定 “B” 的列用来被光学定向机构或是显示器组件定向至左侧和右侧的图 像。 这些特殊实施方式适用于左眼和右眼图像共用图像色彩信息的自动立体 3D 显示器。 这 些特殊实施方式可能不太适于第一和第二图像没有共用相同的色彩信息的多视图定向显 示器。
在下面所介绍的每一个图示实施例中， 具有主要包括该实施例中子像素重复组的 显示面板的显示装置并不局限于单独用在定向显示装置中， 且可以在传统的单个图像或 2D 模式下、 或是上述被称作 2D 3D 可切换显示器中运行。子像素着色 (SPR) 操作部 ( 例如， 图 14A 所示的显示装置 1400 的 SPR 操作部 1408 或是图 14B 所示的显示装置 1420) 可以配置 成接收输入图像数据并为运行在 2D 模式时的显示面板上的每一个子像素产生输出图像数 据， 利用上面介绍中以及这里引用的专利公开及专利申请文件中所描述的区域重采样及色 变对滤光技术。应当理解的是， 本领域技术人员能够将上述文件中教导的原理应用到这里 图示的予像素重复组中， 以产生可实现子像素着色操作的合适的滤光器， 且该细节在下面 的描述中将被省略。
在下面所介绍的子像素重复组的具体实施例中， 制作了参照物， 且示出了子像素 以特定的颜色顺序和行列位置排列的实例。 应当理解的是， 在图示的一些或全部排列中， 子 像素的行位置可以互换， 例如当位于第一和第二行的子像素可以互换。 另外， 在图示的一些或是全部排列中， 也应当理解的是， 提及子像素重复组的第一和第二行内的彩色子像素的 特定顺序， 同样包括了将子像素重复组向左或向右旋转 90 度的排列。
1. 多基色子像素重复组的实施例
作为预备事项， 图 16A、 17A、 18A 和 19A 所示的多基色子像素重复组实施例的每一 个都包括作为基色的白色 (W) 子像素。在这些实施例的每一个中， 应当理解的是， 白色子像 素可以被用作基色的任何其它合适的颜色所代替， 例如黄色、 洋红色、 灰蓝色或青色。白色 予像素也可以被另外的红色、 绿色或蓝色子像素的例子代替。 另外， 如共有的介绍了这些高 亮度布局的其它实施方式的 US2005/0225563 中所提到的， 这些颜色名称仅 “大致” 是被描 述成 “红” 、 “绿” 、 “蓝” 、 “青色” 和 “白色” 的颜色。所有的子像素处于它们最亮的状态时， 可 以调节确切的颜色点， 从而在显示器形成上所期望的白色点。
图 16A 示出了主要包括子像素重复组 1610 的显示面板的一部分。子像素重复组 1610 包括分布在两行中的十二 (12) 个子像素， 且包括四个红色子像素 1612、 四个绿色子像 素 1614、 两个蓝色子像素 1616 和两个白色 ( 或空白 ) 子像素 1618。蓝色子像素 1616 和 白色子像素 1618 分布在同一列中以形成交替的蓝色和白色子像素的条纹。如果子像素重 复组被看成具有四个象限， 每一个由三个子像素组成， 那么白色子像素 1618 和蓝色子像素 1616 分布在相对象限的不同行中， 形成了一种低分辨率的棋盘图案。 红色子像素 1612 在每 一个象限中与绿色子像素 1614 成对。在第一行中， 当在该行中以从左向右的方向运动时， 绿色子像素 1614 在红色子像素 1612 之后， 且在第二行中红色子像素 1612 在绿色子像素 1614 之后。红色和绿色子像素这样的排列可以作为更高分辨率的棋盘图案被观察。
具有主要包括如图 16A 所示的子像素重复组 1610 的显示面板的显示装置也可以 作为定向显示装置运行。图 16B 示出了由图 16A 中标记为 “R” 的子像素的列 1624 所产生 的视图 1604。视图 1604 中所显示的图像着色在子像素重复组 1630 上， 该子像素重复组包 括分布在两行中的六个子像素， 并且包括两个红色子像素 1612、 两个绿色子像素 1614、 一 个蓝色子像素 1616 和一个白色子像素 1618。图 16C 示出了由图 16A 中标记为 “L” 的子 像素的列 1622 所产生的视图 1602。视图 1602 中所显示的图像着色在子像素重复组 1640 上， 该子像素重复纽包括分布在两行中的六个子像素， 并且包括两个红色子像素 1612、 两 个绿色子像素 1614、 一个蓝色子像素 1616 和一个白色子像素 1618。这些特殊的予像素 重复组 1630 和 1640 先前介绍和论述在共有的美国专利申请公开号 2004/0051724、 名称 为 “FOUR COLOR ARRANGEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL RENDERING″和国际专利公 开号 WO2006/127555、 名称为 “MUTIPRIMARY COLOR SUBPIXEL RENDERING WITH METAMERIC FILTERING” 中。由此产生在包括图 16A 中子像素重复组 1610 的显示面板上的截然不同的 “L” 和 “R” 图像， 相对于在主要包括子像素排列 1630 和 1640 的显示面板上产生的图像， 具 有其中所介绍的全部优点。
图 17A 示出了主要包括子像素重复组 1720 的显示面板 1700 的一部分。子像素重 复组 1720 由分布在两行中的二十四 (24) 个子像素组成， 且由八个绿色子像素 1744、 八个 白色 ( 或空白 ) 子像素 1748、 四个蓝色子像素 1746 以及四个红色子像素 1742 所组成。红 色子像素 1742 以及蓝色子像素 1746 分布在同一列中以形成交替的红色和蓝色子像素的四 列。红色和蓝色予像素的列分布在形成了交替的绿色和白色子像素列的绿色子像素 1744 和白色子像素 1748 对之间。每一行包含了两个红色子像素 1742 和两个蓝色子像素 1746，其按照从左向右的顺序交替， 在第一行中蓝色子像素 1746 在红色子像素 1742 之后， 且在第 二行中红色子像素 1742 在蓝色子像素 1746 之后， 以形成红色和蓝色基色的低分辨率的棋 盘图案。成对的绿色和白色子像素在每一行中也按从左向右的顺序交替， 形成水平方向上 更高分辨率的棋盘图案。绿色 (G) 和白色 (W) 子像素的重复图案在下面的例子中可更容易 的看到， 其中使用子母来代表子像素的颜色和位置， 其中 “x” 是子像素重复组 1720 中蓝色 和红色子像素的占位符 (placeholder) ：
G W
W G x x W G G W x x G W W G x x W G G W x x图 17A 具有分别标记为 “R” 、 “L” 和 “B” 的子像素列 1724、 1722 和 1723。当具有 主要包括子像素重复组 1720 的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 由红色和 蓝色交替子像素所组成的标记为 “B” 的列 1723 被定向到第一 (R) 和第二 (L) 两个图像上。 在本实施例中， 基色基于其相对亮度被分为两级基色， 且相对较暗的基色， 在本实施例中的 红色和蓝色基色子像素， 被共用在左和右视图之间。 人类视觉系统对此可以忍受， 因为由于 色彩通道的分辨率太低以致于不能提供两个视差独立图像之间的精细距离， 当产生视觉深 度或距离感的心理印象时并没有参照色彩通道。只有亮度通道具有所需的分辨率。因此， 较亮基色的子像素承载了传输所需的立体信息的任务。另外， 左和右视图可共用那些没有 产生视觉伪像的列的色彩信息。图 17A 所示的实施例特别适用于 3D 自动立体显示器以及 可切换 2D 3D 显示器。
图 17B 示出了由图 17A 中标记为 “R” 的子像素列 1724 和标记为 “B” 的子像素列 1723 所产生的视图 1734。在视图 1734 中所显示的图像在子像素重复组 1730 上着色， 该子 像素重复组由分布在两行中且红、 绿、 蓝和白色子像素各有两个的八个子像素所组成。图 17C 示出了由图 17A 中标记为 “L” 的子像素列 1722 和标记为 “B” 的子像素列 1723 所产生的 视图 1732。 在视图 1732 中所显示的图像在子像素重复组 1740 上着色， 该子像素重复组也由 分布在两行中且红、 绿、 蓝和白色子像素各有两个的八个子像素所组成。 第一和第二视图的 子像素重复组 1730 和 1740 先前介绍和描述在共有的美国专利申请公开号 2005/0225575、 名称为 “NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FOR HIGH BRIGHTNESS DISPLAY” 中， 也在上面所引用的 WO2006/127555 中。因此， 产生在包括图 17A 中子像素重复组 1720 的显 示面板上的截然不同的 “L” 和 “R” 图像， 相对于在主要包括子像素排列 1730 和 1740 的显 示面板产生的图像， 具有其中所介绍的全部优点。
用于着色第一和第二 ( 例如左侧和右侧 ) 视图的子像素着色操作可以被修改以用 来解释显示面板 1700 上的子像素的子集 ( 即列 1723) 被两视图共用的事实。为那些对应 于由两视图共用的列 1723 内的彩色子像素的色彩平面， 子像素着色操作可以将属于两个 单独视图 1734 和 1732 的输入图像数据的影响平均化。在图 17A 所示的实施例中， 子像素 着色操作可为红色和蓝色平面将属于两个单独视图 1734 和 1732 的输入图像数据的影响平 均化。另外， 期望的是调整选为两视图 1734 和 1732 中的每一个的色变对以使两视图中列 内子像素最大可能的相同。如果非要从其中选择一个， 期望的是选择可以在最相互接近的 每一个视图中最可能带来红 - 绿色彩通道的那种色变对， 因为人类视觉系统对在这种色彩通道中的误差要比在黄 - 蓝色彩通道中的误差更加敏感。在图 17A 的子像素 1720 的排列 的情况下， 每个视图的红色平面被设置成尽可能的相同。
图 18A 示出了主要由子像素重复组 1810 组成的显示面板的一部分。子像素重复 组 1810 由分布在两行内的二十四 (24) 个子像素组成， 且包括 16 个白色 ( 或空白 ) 子像 素 1818、 2 个绿色子像素 1814、 2 个蓝色子像素 1816、 2 个红色子像素 1812 以及 2 个合适的 第五基色的子像素 1817， 例如青色、 翡翠色、 黄色、 品红色或是其它合适的颜色 1817。在图 18A、 18B 和 18C 中， 第五基色子像素 1817 代表青色， 周密间隔的横阴影线表示。 白色子像素 1818 分布在两相邻的列中。红色子像素 1812 和青色子像素 1817 在两列中相互交替， 且绿 色子像素 1814 和蓝色子像素 1816 在两列中相互交替。
图 18A 示出了白色子像素 1818 的列 1824 以及 1822， 分别以 “R” 和 “L” 标记。当 具有主要由子像素重复组 1810 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 显示面板的标记为 “R” 的列 1824 被定向至第一 (R) 图像， 且显示面板的列 1822 被定向至 第二 (L) 图像。当具有主要由子像素重复组 1810 所组成的显示面板的显示装置作为定向 显示装置运行时， 标记为 “B” 且由交替的红色和青色子像素组成的列 1825， 以及由交替的 绿色和蓝色子像素组成的列 1823 被定向至第一 (R) 和第二 (L) 两个图像。 图 18B 所示的是由图 18A 中标记为 “R” 的子像素列 1824 以及标记为 “B” 的子像 素列 1823 和 1825 所产生的视图 1804。图 18C 所示的是由图 18A 中标记为 “L” 的子像素列 1822 以及标记为 “B” 的子像素列 1823 和 1825 所产生的视图 1802。图 18A 所示实施例特 别适用于自动立体 3D 显示器以及可切换 2D 3D 显示器。如上所述的关于图 17A、 17B 和 17C 所示的实施例， 由于亮度通道具有人类视觉系统产生视觉深度或是距离感的心理印象所需 要的必要分辨率， 主要由图 18A 的实施例中的白色子像素来承载传输所需的立体信息的任 务， 而颜色深的基色子像素承载未产生视觉赝像 (artifact) 的图像的色彩信息。
显示在视图 1804 和 1806 的每一个内的图像在子像素重复组 1830 上被着色， 所述 子像素重复组 1830 由分布在两行内的 16 个子像素组成， 且包括 8 个白色子像素 1818 和每 种为 2 个的红色、 绿色、 蓝色和青色子像素。 可以看到白色子像素置于横跨视图 1804 的正方 形排列中。 也就是说， 连接四个相邻白色子像素的中心的假想线形成一个正方形。 当子像素 重复组 1830 被看作具有四个的象限， 每个象限具有 4 个像素时， 可以看到深色基色对分布 在相对的象限中， 形成了棋盘形图案。具有图 18B 和 18C 中所示类型的白色子像素列的子 像素重复组， 先前公开和描述在上面都有引用的共有的美国专利申请公开号 2005/0225575 以及共有的 WO2006/127555 中。因此， 由图 18A 中子像素重复组 1810 组成的显示面板上所 产生的截然不同的 “L” 和 “R” 图像， 相对于主要由子像素排列 1830 所组成的显示面板上所 产生的图像， 具有其中所介绍的全部优点。
图 19A 所示的主要由子像素重复组 1910 所组成的显示面板 1900 的一部分。子像 素重复组 1910 由分布在四行两列中大体上为正方形形状的八 (8) 个子像素组成， 且包括每 种基色各两个子像素。红色子像素 1912 和蓝色子像素 1916 分布在同一行中形成两行交替 的红色和蓝色子像素， 其位于交替的绿色子像素 1914 和白色子像素 1918 行之间。子像素 重复组 1910 中的每一列都包括了每一种基色的一个子像素。当具有主要由子像素重复组 1910 所组成的显示面板的显示装置以常规的 2D 模式运行时， 4 个子像素 ( 红、 绿、 蓝和白各 一个 ) 可用于在 “全像素” 模式下显示信息， 且子像素着色操作可以省略。当具有主要由子
像素重复组 1910 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 例如在 3D 模式 中， 第一和第二图像数据按列分开， 标记为 (R) 的列 1924 内的图像数据将产生图 19B 中所 示的视图 1902， 且标记为 (L) 的列 1922 的图像数据将产生图 19C 中所示的视图 1904。
图 19B 中的视图 1902 和图 19C 中的视图 1904 具有一些相似点。数据的每一行都 由 2 个子像素行组成。亮度中心要么位于红绿 (RG) 子像素对 1936 上， 要么位于蓝白 (BW) 子像素对 1938 上 ( 图 19B)。在这种操作模式下 ( 例如 3D)， 图像数据的每一列使用具有适 当锐化算法的上面所述的子像素着色操作能够建立全分辨率。 然而， 为了实现正确的颜色， 色彩信息必须被传播至两个或三个行对中， 这就限制了纵轴上的分辨率。图 19C 示出了实 现正确颜色所需要的子像素。当其颜色待产生的输入图像数据位于红 - 绿子像素对 1926 中心时， 四个蓝色和白色子像素对 1928、 1930、 1932、 1934 被用于平衡颜色。锐化算法可用 来加强输入图像中水平线的锐度。注意， 在由子像素重复组 1910 所组成的显示面板中， 在 视图 1902 和 1904 的每一个中的输出图像的对角线， 可以具有与其当显示面板在常规的 2D 模式下运行时相同的调制传递函数 (MTF)， 因为在视图 1902 和 1904 的每一个中， 子像素的 颜色在列内相互交替。
2. 三基色子像素重复组的具体实施例
图 20A 示出了主要由子像素重复组 2010 所组成的显示面板 2000 的一部分。子像 素重复组 2010 由分布在两行中、 具有三种基色的六 (6) 个子像素组成。蓝色子像素 2016 分布在形成垂直条纹的列中。 每一行都包括一个红色子像素 2012 和一个绿色子像素 2014， 在第一行中绿色子像素 2014 在红色子像素 2012 之后， 而在第二行中红色子像素 2012 在绿 色子像素 2014 之后， 以形成棋盘形图案。在一行内任意三个连续不同的基色子像素可以组 合在一起作为常规的整体像素 2020。因此， 当在 2D 模式运行时， 显示面板可以被用作全色 常规整体像素 2020 的阵列。
图 20A 具有分别标记为 “R” 和 “L” 的子像素列 2024 和 2022。当具有主要由子像 素重复组 2010 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 标记为 “R” 的列 2024 被定向到第一 (R) 图像， 且被标记为 “L” 的列 2022 被定向到第二 (L) 图像。图 20B 示 出了由图 20A 中标记为 “R” 的子像素列 2024 所产生的视图 2004。在视图 2004 内显示的图 像着色在子像素重复组 2030 上， 其由分布在两行中的红、 绿、 蓝色子像素各两个的 6 个子像 素所组成。注意， 该子像素大体上占用了相对于子像素重复组 2010 相同的位置， 并包括蓝 色子像素的垂直条纹。图 20C 示出了由图 20A 中标记为 “L” 的子像素列 2022 所产生的视 图 2002。视图 2002 显示的图像也在子像素重复组 2030 上进行着色。
具有垂直蓝色条纹的子像素重复组 2030 的变化先前公开和描述在共用的美国专 利 7,123,277 和 6,903,754 中。因此， 由图 20A 中的子像素重复组 2020 所组成的显示面板 所产生的截然不同的 “L” 和 “R” 图像， 相对于主要由子像素排列 2030 所组成的显示面板所 产生的图像， 具有其中所介绍的全部优点。特别的， 如果图 20A 的显示面板 2000 在常规的 2D 模式下用于显示以全像素模式 ( 即， 使用全像素 2020 并且没有使用子像素着色技术 ) 着 色的图像， 将会具有指定的分辨率 r。 当作为定向显示装置运行时由这一相同面板所产生的 第一 (R) 和第二 (L) 图像的每一个， 当子像素着色操作被用于着色每一个视图的图像数据 时， 将会具有相同的分辨率 r。
可选的， 图 20A 中显示面板 2000 的红色子像素 2012、 绿色子像素 2014 和蓝色子像素 2016 可被配置成具有窄的宽高比。这样可以允许显示面板 2000 用于常规 2D 模式下运 行时增加显示面板水平方向的分辨率， 因此提高图像质量， 通过利用在 2D 模式下显示图像 的子像素着色。
图 21A、 22A、 23A 和 24A 介绍了具体实施例， 其中显示面板的子像素重复组的包括 分辨率高于其它两种基色子像素的一种基色子像素。 以更高分辨率出现的子像素被称作子 像素重复组的多数子像素。这些特殊实施例利用绿色子像素作为多数子像素， 但应当理解 的是可能存在这样的场合 ( 例如， 一种特殊的显示应用 )， 其中适于应用一种不同的基色作 为多数子像素。 在这些实施例的每一个中， 多数子像素分布在子像素重复组中， 以便在显示 面板上形成垂直或水平的条纹。少数子像素分布在子像素重复组的相对象限中， 类似于棋 盘图案的方式。也就是说， 如果子像素重复组具有分布在每行具有 N/2 个子像素的两行中 的 N 个子像素， 那么可以观察到子像素重复组具有由 N/4 个子像素组成的四个象限， 其中相 同颜色的少数子像素分布在相对的象限中， 如下面所示， 其中 P1 为多数子像素， 且 P2 和 P3 为两个少数基色子像素 ：
P1 P1 P2 P1 P1 P3
P1 P1 P3 P1 P1 P2
当定向显示装置包括主要由这些子像素重复组的一个组成的显示面板时， 在子像 素重复组上产生第一 (R) 和第二 (L) 视图， 并且其中一种基色的子像素比其它两种基色的 子像素的分辨率要高一些。图 21B、 21C、 22B、 22C、 23B、 23C、 24B 和 24C 中所示的这些不同的 子像素重复组先前公开和描述在， 或者说子像素重复组的所有变化例先前公开和描述在美 国专利申请公开号 2003/0128225( 美国申请号 10/278,353)、 名称为 “COLOR FLAT DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH INCREASED MODULATION TRANSFER FUNCTION RESPONSE” 中。因此， 当如这里图中所示产生第一或第二 视图时， 所述图像相对于主要由其中所述的子像素排列所组成的显示面板所产生的图像， 具有 US2003/0128225 中所描述的所有优点和好处。
图 21A 示出了主要由子像素重复组 2110 所组成的显示面板 2100 的一部分。 图 21A 示出了主要由子像素重复组 2110 所组成的显示面板 2100 的一部分。子像素重复组 2110 由分布在四行四列中的十六 (16) 个子像素组成， 并且包括 4 个红色子像素 2112、 8 个绿色 子像素 2114 以及 4 个蓝色子像素 2116。绿色子像素 2114 在垂直方向具有红色和蓝色子像 素一半的宽高比， 并且分布在行内形成横跨显示面板 2100 的水平条纹。如果子像素重复组 被看作具有四个象限， 每个象限具有四个子像素， 那么红色和蓝色子像素成对存在于每一 个象限中， 并且红色子像素 2112 和蓝色子像素 2116 对分布在相对象限的不同的列中， 形成 可被称作双棋盘图案的图案。 在一个四元组内的三基色的四个子像素， 例如红色 2112、 两个 绿色 2114 以及蓝色 2116 子像素， 可以被看成是常规的全像素 2120。因此， 显示面板 2100 当以 2D 模式运行时， 可被当作全色常规全像素 2120 的一个阵列对待。
图 21A 具有分别标记为 “R” 和 “L” 的子像素列 2124 和 2122。当具有主要由子像 素重复组 2110 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 标记为 “R” 的列 2124 被定向到第一 (R) 图像， 且标记为 “L” 的列 2122 被定向到第二 (L) 图像。图 21B 示出 了由图 21A 中标记为 “R” 的子像素列 2124 所产生的视图 2104。视图 2104 中所显示的图像 着色在子像素重复组 2130 上， 其由 8 个分布在四行内的子像素所组成， 且包括 4 个绿色子像素 2114 以及红色和蓝色子像素各两个。注意， 子像素重复组 2130 中的绿色子像素 2114 分布在水平条纹中， 并且绿色子像素 2114 横跨视图 2104 形成矩形排列。也就是说， 连接四 个相邻绿色子像素的中心的假想线形成一个矩形。子像素重复组 2130 中的子像素大体占 用了相对于子像素重复组 2110 相同的位置， 包括绿色子像素 2116 的水平条纹， 以及红色和 蓝色子像素的棋盘图案。图 21C 示出了由图 21A 中标记为 “L” 的子像素列 2122 所产生的 视图 2102。在视图 2102 上显示的图像同样在子像素重复组 2130 上进行着色。
参考图 21B， 由右视图 2104 所组成的输入常规 RGB 图像数据集可被映射到右视图 2104 中的子像素排列， 这样输入绿色图像值与绿色子像素 2114( 即， 一个输入图像像素对 应一个绿色像素 ) 一对一映射， 从而完全重构输入图像的绿色部分。输入图像数据集的红 色和蓝色数据值在形成相应的红色和蓝色重采样区域阵列的红色子像素 2112 以及蓝色子 像素 2116 上进行重构， 正如上面所描述的关于美国专利 7,123,277 中所介绍的子像素着色 操作。许多类型的滤光器可用来完成红色和蓝色平面的映射。在一种方法中， 复数个输入 图像像素的红色或蓝色数据值的影响被用来产生目标红色或蓝色子像素的数据值， 输入图 像像素可以据此用来重构最接近目标红色或蓝色子像素的绿色子像素的数据值。
作为这种类型映射的一个实例， 参考图 21B， 其示出了每个都用点划线划界的逻辑 像素 2160 和 2165。重叠的逻辑像素 2160 和 2165 由红、 绿和蓝色子像素各一个所组成， 并 且在每一个逻辑像素内都具有总共三个子像素。在这种图像映射实例中， 每一个逻辑像素 2160 和 2165 分别包括唯一的绿色子像素 2114A 和 2114B， 并且和其它相邻或重叠的逻辑像 素共用其红色子像素和蓝色子像素 ( 如， 蓝色子像素 2116A)。因此， 目标蓝色子像素 2116A 的上下都被绿色子像素 2114A 和 2114B 围绕。箱滤光器用来映射两个输入图像像素的蓝色 数据值， 并且用来将绿色图像数据值映射至相邻的绿色子像素 2114A 和 2114B。 箱式滤光器 中的两个值均为二分之一 (0.5)。类似的操作用于将输入图像像素数据映射至红色子像素 的数据值。
图 22A 所示的是主要由子像素重复组 2210 组成的显示面板的一部分。子像素重 复组 2210 由分布在 2 行 4 列中的八 (8) 个子像素组成， 且包括 2 个红色子像素 2212、 4个 绿色子像素 2214、 以及 2 个蓝色子像素 2216。绿色子像素 2214 具有红色和蓝色子像素水 平方向上一半的宽高比， 且分布在两行中在显示面板 2200 内形成垂直条纹。如果子像素重 复组被看成具有四个象限， 每个象限有两个子像素， 那么红色和蓝色子像素分布在相对象 限的不同列中， 形成棋盘形图案。在一个四元组中的 4 个三基色子像素， 例如红色 2212、 2 个绿色 2214 以及蓝色 2216 子像素， 可看作是常规的全像素 2220。因此， 当以 2D 模式运行 时， 显示面板 2200 可当作一个全色常规全像素 2220 的阵列对待。
图 22A 具有分别标记为 “R” 和 “L” 的子像素列对 2224 和 2222。当具有主要由子 像素重复组 2210 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 标记为 “R” 的列 对 2224 被定向到第一 (R) 图像， 且标记为 “L” 的列对 2222 被定向到第二 (L) 图像。图 22B 示出了由图 22A 中标记为 “R” 的子像素列对 2224 所产生的视图 2204。视图 2204 中所显示 的图像着色在子像素重复组 2230 上， 其由四个分布在两行内的子像素组成， 且包括两个绿 色子像素 2114 以及红色和蓝色子像素各一个。注意， 子像素重复组 2230 中的绿色子像素 2214 也分布在水平条纹中 ； 绿色子像素 2214 也形成了横跨视图 2204 的矩形排列。也就是 说， 连接四个绿色子像素的中心的假想线形成一个矩形。通过观察多重子像素组 2230 可以看到， 在视图 2204 中， 红色子像素 2212 分布在与蓝色子像素 2216 的水平条纹相互交替的 水平条纹中。与这里所描述和图示的其它实施例形成对比， 当子像素的列对 2224 被定向至 第一 (R) 视图 2204 时， 图 22A 中显示面板 2200 上的红色和蓝色子像素并没有形成横跨第 一 (R) 视图 2204 的棋盘图案。图 22C 示出了由图 22A 中标记为 “L” 的子像素列对 2222 所 产生的视图 2202。视图 2202 所显示的图像在子像素重复组 2240 上进行着色。子像素重复 组 2240 与子像素重复组 2230 相类似， 绿色子像素 2214 分布在垂直条纹中， 但是红色和蓝 色子像素的交替的水平条纹的位置是相反的。
参考图 22B， 由右视图 2204 所组成的输入常规 RGB 图像数据集可被映射到右视图 2204 的子像素排列中， 这样输入绿色图像值与绿色子像素 2214( 例如， 一个输入图像像素 对应一个绿色像素 ) 一对一映射， 从而完全重构输入图像的绿色部分。输入图像数据集的 红色和蓝色数据值在形成相应的红色和蓝色重采样区域阵列的红色子像素 2212 以及蓝色 子像素 2216 上进行重构， 正如上面所描述的关于美国专利 7,123,277 中所介绍的子像素着 色操作。多个类型的滤光器可用来完成红色和蓝色平面的映射。在每一种方法中， 复数个 输入图像像素的红色或蓝色数据值的影响被用来产生目标红色或蓝色子像素的数据值， 输 入图像像素可以据此用来重构最接近目标红色或蓝色子像素的绿色子像素的数据值。
作为第一种类型映射的一个实例， 参考图 22B， 其示出了用点划线划界的逻辑像素 2260。逻辑像素 2260 包括 4 个子像素， 包括唯一的绿色子像素 2214A， 且其为目标红色子 像素 2212A 的逻辑像素。三个输入图像像素将被映射至目标红色子像素 2212A 的数据值 ： 第一输入图像像素被映射至与目标红色子像素 2212A 相邻的绿色子像素 2214A 中， 同时第 二和第三输入图像像素被映射至位于绿色子像素 2214A 之上和之下的绿色子像素 2214B 和 2114B。 帐逢式滤光器用于映射第一、 第二和第三输入图像像素的红色数据值以产生目标红 色子像素 2212A 的数据值。帐篷式滤光器中的三个值可以分别为四分之一 (0.25)、 二分之 一 (0.5) 和四分之一 (0.25)。 类似的操作可以用来将输入图像像素数据映射至蓝色子像素 的数据值。考虑图 22B 中的目标蓝色子像素 2216A 的逻辑像素 2262。利用相同的帐篷式滤 光器， 三个输入图像数据可被映射至目标蓝色子像素 2216A 的数据值 ： 第一输入图像像素 被映射至与目标蓝色子像素 2216A 相邻的绿色子像素 2214D 中， 同时第二和第三输入图像 像素被映射至位于绿色子像素 2214D 之上和之下的绿色子像素 2214E 和 2114F。当根据本 实施例来运行子像素着色操作时， 可以看到每一个逻辑像素与邻接和重叠的逻辑像素共用 一个红色或蓝色子像素。重叠的逻辑像素没有在图 22B 中明确示出， 以防止附图太过复杂。
作为第二种类型映射的一个实例， 参考图 22C， 其示出了用点划线划界的逻辑像素 2265。逻辑像素 2260 包括三个子像素， 包括唯一的绿色子像素 2214A， 且其为目标蓝色子 像素 2216A 的逻辑像素。两个输入图像像素将被映射以产生目标蓝色子像素 2216A 的数据 值： 第一输入图像像素被映射至与目标蓝色子像素 2216A 相邻的绿色子像素 2214A 中， 同时 第二输入图像像素被映射至位于绿色子像素 2214A 之上的绿色子像素 2214B。箱式滤光器 用于映射第一和第二输入图像像素的蓝色数据值以产生目标蓝色子像素 2216A 的数据值。 箱式滤光器中的两个值均为二分之一 (0.5)。类似的操作可以用来将输入图像像素数据映 射至红色子像素的数据值。利用相同的箱式滤光器， 两个输入图像数据可被映射以产生目 标红色子像素 2212B 的数据值 ： 第一输入图像像素被映射至与目标红色子像素 2212B 相邻 的绿色子像素 2214B 中， 同时第二输入图像像素被映射至位于绿色子像素 2214B 之下的绿色子像素 2214A。 当根据本实施例来运行子像素着色操作时， 可以看到每一个逻辑像素与邻 接和重叠的逻辑像素共用一个红色或蓝色子像素。重叠的逻辑像素没有在图 22C 中明确示 出， 以防止附图太过复杂。
图 23A 示出了主要由子像素重复组 2310 所组成的显示面板 2300 的一部分。子像 素重复组 2310 由分布在四行四列中的十六 (16) 个子像素组成， 并且包括 4 个红色子像素 2312、 8 个绿色子像素 2314、 以及 4 个蓝色子像素 2316。绿色子像素 2314 在垂直方向具有 红色和蓝色子像素一半的宽高比， 并且分布在子像素重复组 2310 的两行内以形成横跨显 示面板 2300 的两个水平条纹。如果子像素重复组 2310 被看作是具有四个象限， 每个象限 具有四个子像素， 那么红色子像素对 2312 和蓝色子像素对 2316 分布在相对象限中， 形成双 棋盘图案。组 2320 或是四个子像素的四元组可以被当作常规的 “全” 像素对待。因此， 当 以常规的 2D 模式运行时， 显示面板可被当作全色常规全像素 2320 的一个阵列对待。
具有主要由图 23A 所示的子像素重复组 2310 所组成的显示面板的显示装置同样 可以作为定向显示装置运行。图 23B 示出了图 23A 中标记为 “R” 的子像素列 2324 所产生 的视图 2304。视图 2304 中所显示的图像着色在子像素重复组 2330 上， 其由 8 个分布在四 行两列内的子像素组成， 且包括 2 个红色子像素 2312、 两个蓝色子像素 2316、 以及形成了两 行水平条纹的 4 个绿色子像素 2314。绿色子像素 2314 在视图 2304 上的位置形成了横跨 显示面板的矩形排列。 也就是说， 连接四个相邻绿色子像素的中心的假想线形成一个矩形。 红色子像素 2312 和蓝色子像素 2316 在棋盘图案中彼此对角相对。 图 23C 示出了由图 23A 中标记为 “L” 的子像素列 2322 所产生的视图 2302。显示 在视图 2302 上的图像， 如视图 2304 中产生的， 也在相同的子像素重复组 2330 上进行着色。 因此， 由图 23A 中子像素重复组 2310 组成的显示面板上所产生的截然不同的 “L” 和 “R” 图 像， 相对于主要由子像素排列 2330 所组成的显示面板使用其中所描述类型的子像素着色 操作所产生的图像， 具有其中所介绍的全部优点。 另外， 关于在定向显示系统中使用子像素 重复组 2310， 调整所示绿色子像素 2314 的宽高比可以使视图 2304 和 2302 中的每一个序列 轴的分辨率保持大体上相等。
参考图 23B， 在创建视图 2304( 标记为 “R” 的视图 ) 的子像素着色操作过程中， 代 表视图 2304 的输入常规 RGB 图像数据可被映射到子像素重复组 2330， 这样输入绿色图像值 与绿色子像素 2314( 即， 一个输入图像像素对应一个绿色像素 ) 一对一映射， 从而完全重构 输入图像的绿色部分。 输入图像数据集的红色和蓝色数据值在形成相应的红色和蓝色重采 正如上面所描述的关于 样区域阵列的红色子像素 2112 以及蓝色子像素 2116 上进行重构， 美国专利 7123277 中所介绍的子像素着色操作。多个类型的滤光器可用来完成红色和蓝色 平面的映射。大体上， 这些滤光器利用复数个输入图像像素的红色或蓝色数据值的影响来 产生目标红色或蓝色子像素的数据值， 其可来重构最接近目标红色或蓝色子像素的绿色子 像素的数据值。
作为这类映射的一个实例， 参考图 23B， 其示出了一种非邻接 (NC) 逻辑像素 ( 今 后以 NC 逻辑像素引用 )， 其以点划线 2360 和 2361 划界。NC 逻辑像素是目标蓝色子像素 2316A 的逻辑像素并且由 6 个子像素组成。在这一图像映射实例中， 每一个 NC 逻辑像素包 括一个唯一的第一基色子像素和一个作为逻辑像素的目标子像素的第二基色子像素。 第一 基色子像素被称作是唯一的， 是因为其为包含在逻辑像素中的唯一的绿色子像素。在所示
的实例中， NC 逻辑像素包括唯一的绿色子像素 2314A 和一个作为目标子像素的蓝色子像素 2316A。每一个 NC 逻辑像素进一步包括第三基色的四个子像素 ； 在所示的实例中， NC 逻辑 像素包括四个并未在图中单独表示出来的红色子像素。
为了产生目标蓝色子像素 2316A 的数据值， 区域重采样滤光器被用于映射五个输 入图像像素的蓝色数据值。 这五个输入图像像素的第一个是用于将绿色数据值映射到与目 标子像素的逻辑像素相连的唯一绿色子像素上的图像像素。在本实施例中， 目标蓝色子像 素 2316A 的逻辑像素包括唯一的绿色子像素 2314A。用于将绿色数据值映射至绿色子像素 2314A 的输入图像像素是五个输入图像像素中的第一个， 其为目标蓝色子像素 2316A 的数 据值提供了贡献。 第二、 第三、 第四以及第五输入图像像素按照其相对于这个第一输入图像 像素的位置而被标识。绿色子像素 2314A 具有四个最邻近的绿色子像素近邻， 在图 23B 示 为， 在绿色子像素 2314A 之上的绿色子像素 2314B， 在绿色子像素 2314A 之下的绿色子像素 2314C， 以及分别位于绿色子像素 2314A 右侧和左侧的绿色子像素 2314D 和 2314E。用于将 绿色数据值映射至这四个相邻的绿色子像素的每一个输入图像像素的蓝色数据值为目标 蓝色子像素 2316A 的数据值提供了贡献。为了方便， 用于将绿色数据值映射至绿色子像素 2314A 的输入图像像素被称作是中央输入图像像素。可用于产生目标蓝色子像素 2316A 的 数据值的区域重采样滤光器可包括五个值 ： 对于四个相邻输入图像像素的每一个是八分之 一 (0.125)， 且中央输入图像像素为二分之一 (0.5)。类似的操作可用于将输入图像像素数 据映射至红色子像素的数据值。
利用这种区域重采样滤光器可以引起重叠逻辑像素， 其中的每一个在图 23B 所示 的非邻接逻辑像素配置中都由 6 个子像素组成， 包括唯一绿色子像素、 一个目标红色或蓝 色子像素、 以及四个不是目标基色的基色子像素。重叠逻辑像素在图 23B 中没有明确示出 以防止附图过分复杂。然而， 图 23C 示出了目标红色子像素 2312A 的非邻接逻辑像素， 其 由点划线 2365 和 2366 划界， 并且具有唯一绿色子像素 2314F。用于产生目标蓝色子像素 数据值的与上述相同的区域重采样滤光器可被用来产生目标红色子像素 2312A 的数据值， 利用关于产生绿色子像素 2314F 数据值的输入图像像素以及关于产生相邻的绿色子像素 2314G、 2314H、 2314J 和 2314K 的数据值的四个图像输入像素。
图 24A 示出了主要包括子像素重复组 2410 的显示面板 2400 的一部分。子像素重 复组 2410 由分布在两行中的十二 (12) 个子像素组成， 且包括 8 个绿色子像素 2414、 2 个红 色子像素 2412、 2 个蓝色子像素 2416。绿色子像素 2414 在水平方向上的宽高比是红色和 蓝色子像素的一半并且窄的绿色子像素对在显示面板 2400 上形成相邻的垂直条纹。如果 子像素重复组被看成是具有四个象限， 每一个象限由三个子像素组成的， 那么红色子像素 2412 和蓝色子像素 2416 分布在相对象限的不同行中， 形成了一种低分辨率的棋盘图案。
图 24A 具有分别标记为 “R” 、 “L” 和 “B” 的子像素列 2424、 2422 和 2423。从图中 可以看出绿色子像素列的一半被定向到第一视图而另一半被定向到第二视图上。 当具有主 要由子像素重复组 2410 所组成的显示面板的显示装置作为定向显示装置运行时， 由红色 和蓝色交替子像素组成的被标记为 “B” 的列 2423 被定向到第一 (R) 和第二 (L) 图像两者 上。在本实施例中， 基色基于其相对亮度被分为两级基色， 而且相对较暗的基色， 在本实施 例中的红色和蓝色基色子像素， 被共用在左和右视图之间。 正如上面所提到的， 相对于列被 定向向全部两个视图的其它实施例， 该子像素排列利用了人类视觉系统的特点， 其中由较亮基色的子像素所表示的亮度通道具有传输所需立体信息所需的分辨率。图 24A 所示的实 施例因而特别适用于自动立体 3D 显示器以及可切换 2D 3D 显示器。
图 24B 示出了由图 24A 中标记为 “R” 的子像素列 2424 以及标记为 “B” 的子像素 行 2423 所产生的视图 2404。视图 2404 中所显示的图像着色在子像素重复组 2430 上， 其由 8 个分布在两行内的子像素所组成， 且包括分布在垂直条纹内的 4 个绿色子像素 2416 以及 红色和蓝色子像素各两个。绿色子像素 2414 形成横跨视图 2404 的矩形排列。也就是说， 连接四个相邻绿色子像素的中心的假想线形成一个矩形。红色子像素 2412 和蓝色子像素 2416 分布在相对象限中以形成棋盘图案。图 24C 示出了由图 24A 中标记为 “L” 的子像素列 2422 和标记为 “B” 的子像素列 2423 所产生的视图 2402。在视图 2402 上显示的图像同样 在子像素重复组 2430 上进行着色。
正如在具有左和右视图之间共用的子像素列的其它实施例的介绍中指出的， 用于 着色左和右视图的子像素着色操作， 可以将属于两个单独视图 2404 和 2402 的输入图像数 据对那些对应于由两视图共用的列 2423 内的彩色子像素的色彩平面的影响平均化。在图 24A 所示的实施例中， 子像素着色操作可将属于两单独视图 2404 和 2402 的输入图像数据对 红色和蓝色平面的影响平均化。
参考 24C， 在创建视图 2402( 标记为 “L” 的视图 ) 的子像素着色操作过程中， 代表 视图 2402 的输入常规 RGB 图像数据可被映射到子像素重复组 2430， 这样输入绿色图像值与 绿色子像素 2414( 即， 一个输入图像像素对应一个绿色子像素 ) 一对一映射， 从而完全重构 输入图像的绿色部分。在左视图 2402 没有与图 24B 的右视图 2404 共用数据的情况下这些 得以完成。予像素着色操作可以施加在用于右视图 2404 和左视图 2402 的输入图像红色和 蓝色数据值上， 以利用相应的红色和蓝色重采样区域阵列重构红色子像素 2412 和蓝色子 像素 2416 上的图像数据， 正如上面所描述的关于美国专利 7,123,277 中所介绍的子像素着 色操作。子像素着色操作的结果接着可以被平均化。予像素着色以及平均化操作的顺序可 以互换， 因为他们是可交换的和分布的数学函数。在子像素着色之前对左和右视图的两基 色平面 ( 例如两红色输入数据颜色平面 ) 进行平均化被证明为更加高效 ( 例如， 通过减少 数字操作的数量 )。
多种类型的滤光器可用来完成红色和蓝色平面的子像素着色操作。大体上， 这些 滤光器利用复数个输入图像像素的红色或蓝色数据值的影响来产生目标红色或蓝色子像 素的数据值， 可以据此用来重构最接近目标红色或蓝色子像素的绿色子像素的数据值。下 面出现的图 24C 中目标蓝色子像素 2416A 的典型子像素着色操作的介绍， 与图 23B 中目标 蓝色子像素 2316A 的典型子像素着色操作的介绍相类似。读者可以查阅那些介绍得到这里 可能被忽略的任何细节。
图 24C 示出了以点划线 2470 和 2471 划界的非邻接 (NC) 逻辑像素。NC 逻辑像素 是目标蓝色子像素 2416A 的逻辑像素并且由 6 个子像素组成。在这一实例中， 每一个 NC 逻 辑像素包括一个唯一的第一基色子像素和一个作为逻辑像素的目标子像素的第二基色子 像素。第一基色子像素被称作是唯一的， 是因为其为包含在逻辑像素中的唯一的绿色子像 素。在所示的实例中， NC 逻辑像素包括唯一的绿色子像素 2414A 和一个作为目标子像素的 蓝色子像素 2416A。每一个 NC 逻辑像素进一步包括第三基色的四个子像素 ； 在所示的实例 中， NC 逻辑像素包括四个并未在图中单独表示出来的红色子像素。为了产生目标蓝色子像素 2416A 的数据值， 区域重采样滤光器被用于映射五个输 入图像像素的蓝色数据值。 这五个输入图像像素的第一个是用于将绿色数据值映射到与目 标子像素的逻辑像素相连的唯一绿色子像素上的图像像素。在本实施例中， 目标蓝色子像 素 2416A 的 NC 逻辑像素包括唯一绿色子像素 2414A。用于将绿色数据值映射至绿色子像 素 2414A 的输入图像像素是五个输入图像数据中的第一个， 其为目标蓝色子像素 2416A 的 数据值提供了贡献 ； 这个第一图像像素被称作是中央像素。第二、 第三、 第四以及第五输入 图像按照其相对于这个第一输入图像像素的位置而被标识。绿色子像素 2414A 具有 4 个最 邻近的绿色子像素近邻， 在图 24C 中示为， 在绿色子像素 2414A 之上的绿色子像素 2414B， 在绿色子像素 2414A 之下的绿色子像素 2414C， 位于绿色子像素 2414A 左侧的绿色子像素 2414E， 并且绿色子像素 2414D 如果出现在显示面板上， 那么其将被图示为在绿色子像素 2414A 和红色子像素 2412B 的右侧。用于将绿色数据值映射至这四个相邻的绿色子像素的 每一个输入图像像素的蓝色数据值为目标蓝色子像素 2416A 的数据值提供了贡献。可用于 产生目标蓝色子像素 2416A 的数据值的区域重采样滤光器可包括五个值 ： 对于四个相邻输 入图像像素的每一个是八分之一 (0.125)， 且中央输入图像像素为二分之一 (0.5)。
相似操作可用于将输入图像像素数据映射至红色子像素的数据值。图 24B 所示的 是以点划线 2460 和 2461 划界的非邻接逻辑像素。NC 逻辑像素是目标红色子像素 2412A 的 逻辑像素， 且其由 6 个子像素组成， 包括唯一绿色子像素 2414F。为了产生目标红色子像素 2412A 的数据值， 区域重采样滤光器可被用来映射五个输入图像像素的红色数据值， 该输入 图像像素用于将绿色数据值映射至绿色子像素 2414F、 2414G、 2414H、 2414J 和 2414K。可用 于产生目标红色子像素 2412A 的数据值的区域重采样滤光器可以是与上述的用于产生图 24C 中目标蓝色子像素 2416A 的数据值相同的区域重采样滤光器。 注意， 利用这种类型的区 域重采样滤光器可以引起重叠逻辑像素。相邻的绿色子像素 2414G、 2414H、 2414J 和 2414K 的每一个都是各自逻辑像素的唯一绿色子像素。红色子像素 2412 和蓝色子像素 2416 被共 用在视图 2404 和 2402 之间， 并且称为复数个重叠逻辑像素的一部分。例如， 图 24C 中的蓝 色子像素 2416A 是由点划线 2470 和 2471 划界的 NC 逻辑像素的目标子像素， 并且其同样被 包括在图 24B 中由点划线 2460 和 2461 划界的 NC 逻辑像素中。
本领域技术人员应当理解的是， 针对这里所图示的具体实施例可以有各种各样的 变化， 且在不脱离随后的权利要求的范围的情况下， 其中的元件可以有等同的代替。因此， 意味着附加的权利要求涵盖了落入其范围内的所有实施方式， 并且其不限于任何所公开的 特殊实施方式， 或是任何所介绍的实现本发明的所计划的最佳方式的实施例。