CN112514075A - 显示设备及显示数据生成方法 - Google Patents

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CN112514075A CN201880096199.9A CN201880096199A CN112514075A CN 112514075 A CN112514075 A CN 112514075A CN 201880096199 A CN201880096199 A CN 201880096199A CN 112514075 A CN112514075 A CN 112514075A
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Abstract

本公开提供了一种显示设备，其中电磁波检测元件的位置区域和显示单元的位置区域不彼此限制，以及一种用于所述显示设备的显示数据生成方法。所述显示设备包括：显示单元，包括具有第一像素图案的第一区域和具有第二像素图案的第二区域，所述第二像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的像素密度；检测元件，设置在所述显示单元的后表面侧上的所述第二区域中以检测透射通过所述第二区域的电磁波。

Description

显示设备及显示数据生成方法
技术领域
本公开涉及一种显示设备和一种显示数据生成方法，并且更具体地涉及一种具有检测类似光的电磁波的元件的显示设备，诸如相机成像设备或光学传感器，以及一种显示数据生成方法。
背景技术
诸如智能电话的便携式终端被称为这种类型的显示设备。便携式终端包括显示单元，除了向用户显示信息和由用户输入信息之外，电磁波检测元件还通过显示单元通过光进行信息输入。
发明内容
本公开提供了一种显示设备，其中电磁波检测元件的位置区域和显示单元的位置区域不彼此限制，以及一种用于所述显示设备的显示数据生成方法。
在第一方面中，提供了一种显示设备，包括：
显示单元，包括具有第一像素图案的第一区域和具有第二像素图案的第二区域，所述第二像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的像素密度；
检测元件，设置在所述显示单元的后表面侧上的所述第二区域中，用于检测透射通过所述第二区域的电磁波。
根据第一方面的第一可能的实施方式，所述第二区域的像素密度是所述第一区域的四分之一。
在第一方面或第一方面的第一可能的实施方式中，根据第一方面的第二可能的实施方式，所述第二区域中的一个像素包括分别与三种颜色相对应的三个子像素。
在第一方面的第二可能的实施方式中，根据第一方面的第三可能的实施方式，所述第一区域中的一个像素区域包括四个像素，并且基于所述四个像素来确定所述第二区域中的一个像素区域。
在第一方面的第三可能的实施方式中，根据第一方面的第四可能的实施方式，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则所述四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定所述三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
在第一方面或第一方面的第一至第四可能的实施方式中，根据第一方面的第五可能的实施方式，包括在所述第一区域和所述第二区域中的所述子像素中的每一个为矩形或圆形。
在第一方面或第一方面的第一至第五可能的实施方式中，根据第一方面的第六可能的实施方式，包括在所述第二区域中的一个像素区域中的所述子像素中的每一个子像素被布置在规则矩形的顶点处。
在第一方面的第六可能的实施方式中，根据第一方面的第七可能的实施方式，所述规则矩形的中心与所述一个像素区域的中心重合。
在第一方面或第一方面的第一至第七可能的实施方式中，根据第一方面的第八可能的实施方式，基于所述显示单元的寿命和亮度来限定所述第一区域和所述第二区域的发射区域。
在第一方面或第一方面的第一至第八可能的实施方式中，根据第一方面的第九可能的实施方式，所述显示单元还包括位于所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域具有第三像素图案，所述第三像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的所述像素密度但高于所述第二像素图案的所述像素密度。
在第一方面的第九可能的实施方式中，根据第一方面的第十可能的实施方式，所述第三区域的所述像素密度是所述第一区域的所述像素密度的一半。
在第一方面的第九或第十可能的实施方式中，根据第一方面的第十一可能的实施方式，所述第一区域中的一个像素区域包括四个像素，并且基于所述四个像素来确定所述第三区域中的一个像素区域。
在第一方面的第十一可能实施方式中，根据第一方面的第十二可能的实施方式，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则所述四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定包括在所述第三区域中的所述一个区域中的四个子像素的值R'、G1'、G2'和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
在第一方面或第一方面的第一至第十二可能的实施方式中，根据第一方面的第十三可能的实施方式，用于在所述第二区域中显示图像的显示模式包括第一模式和第二模式，所述第二模式允许以比所述第一模式中的亮度低的亮度在所述第二区域中显示所述图像。
在第一方面的第十三可能的实施方式中，根据第一方面的第十四可能的实施方式，在所述第二区域中显示图标的图像。
在第一方面或第一方面的第一至第十四可能的实施方式中，根据第一方面的第十五可能的实施方式，所述显示设备是有机EL(电致发光)显示器或微型LED(发光二极管)显示器。
在第一方面或第一方面的第一至第十五可能的实施方式中，根据第一方面的第十六可能的实施方式，所述第二区域在与所述检测元件中的至少一个检测元件相对应的位置处有一个孔。
根据第二方面，提供了一种显示设备，包括：
显示单元，包括具有高密度的像素的第一区域和具有低密度的像素的第二区域，所述第二区域允许透射通过输入到电磁波检测元件的电磁波信号；
第一转换单元，用于将输入信号转换为要给予所述第一区域的第一信号；以及
第二转换单元，用于将所述第一信号转换为要被给予所述第二区域的第二信号，基于包括在所述第一信号中的单独颜色的值来设置包括在所述第二信号中的单独颜色的值。
根据第二方面的第一可能的实施方式，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域中的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定包括在所述第二区域中的一个像素区域中的三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
在第二方面或第二方面的第一可能的实施方式中，根据第二方面的第二可能的实施方式，所述显示单元还包括位于所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域的像素密度低于所述第一区域的像素密度但高于所述第二区域的像素密度。
在第二方面的第二可能的实施方式中，根据第二方面的第三可能的实施方式，基于所述四个像素来确定所述第三区域的一个像素区域。
在第二方面的第三可能的实施方式中，根据第二方面的第四可能的实施方式，基于以下公式确定包括在所述第三区域中的所述一个像素区域中的四个子像素的值R'、G1'、G2'和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
根据第三方面，提供了一种用于显示设备的显示数据生成方法，所述显示设备包括：显示单元，包括具有第一像素图案的第一区域和具有第二像素图案的第二区域，所述第二像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的像素密度；检测元件，设置在所述显示单元的后表面侧上的所述第二区域中，用于检测透射通过所述第二区域的电磁波，其特征在于，所述方法包括：
基于多个输入信号生成所述第一像素图案的信号以显示在所述第一区域中；以及
基于所述第一像素图案的所生成信号生成所述第二像素图案的信号以显示在所述第二区域中。
根据第三方面的第一可能的实施方式，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且生成所述第二像素图案的信号基于以下公式确定包括在所述第二区域中的一个像素区域中的三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
在第三方面或第三方面的第一可能的实施方式中，根据第三方面的第二可能的实施方式，用于在所述第二区域中显示图像的显示模式包括第一模式和第二模式，所述第二模式允许以比所述第一模式中的亮度低的亮度显示所述图像。
在第三方面或第三方面的第一或第二可能实施方式中，根据第三方面的第三可能实施方式，所述方法还包括：
基于所述第一像素图案的所述信号来生成第三像素图案的信号以显示在设置于所述显示单元的所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域中，所述第三像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的所述像素密度但高于所述第二像素图案的像素密度。
在第三方面的第三可能的实施方式中，根据第三方面的第四可能的实施方式，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且生成所述第三像素图案的信号基于以下公式确定包括在所述第三区域中的一个像素区域中的四个子像素的值R'、G'1、G'2和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
根据第四方面，提供了一种计算机程序，用于使计算机执行第三方面和第三方面的第一至第四可能的实施方式中任一项所述的方法。
根据第五方面，提供了一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序用于使计算机执行第三方面和第三方面的第一至第四可能的实施方式中任一项所述的方法。
根据前述配置，低分辨率区域中的像素包括与输入信号的子像素类似的子像素，并且具有比输入信号的分辨率低的分辨率。因此，显示单元的显示区域可以扩展到检测元件上方。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述：
[图1A]图1A是根据一个实施例的作为显示设备的智能电话的一部分的前视图；
[图1B]图1B是图1A所示的智能电话的低分辨率区域的横截面视图；
[图1C]图1C是图1A所示的智能电话的高分辨率区域的横截面视图；
[图2]图2是示出根据一个实施例的显示设备的功能配置的图式；
[图3A]图3A是示出根据一个实施例的显示单元的像素的结构的图式；
[图3B]图3B是示出根据一个实施例的显示单元的像素的结构的图式；
[图4A]图4A是示出包括在低分辨率区域中的像素中的子像素的布置的图式；
[图4B]图4B是示出包括在低分辨率区域中的像素中的子像素的布置的图式；
[图5A]图5A是示出将输入信号转换成输出信号的过程的流程图；
[图5B]图5B是用于描述将输入信号转换为输出信号的过程的图式；
[图6]图6是示出常规智能电话的显示单元的图式；
[图7]图7是作为根据一个实施例的显示设备的智能电话的一部分的前视图；
[图8]图8是示出根据一个实施例的显示设备的功能配置的图式；
[图9A]图9A是示出根据一个实施例的显示单元的像素的结构的图式；
[图9B]图9B是示出根据一个实施例的显示单元的像素的结构的图式；
[图10A]图10A是示出将输入信号转换成输出信号的过程的流程图；
[图10B]图10B是用于描述将输入信号转换为输出信号的过程的图式；
[图11]图11是用于描述一个实施例的优点的图式。
[图12]图12是示出高分辨率区域、低分辨率区域和比较示例中的显示图像的示例的图式；
[图13]图13是示出低分辨率区域中的显示图像的示例的图式；并且
[图14]图14是作为根据一个实施例的显示设备的智能电话的一部分的前视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的实施例。
(第一实施例)
图1A部分地示出了根据第一实施例的作为显示设备的智能电话的前视图。智能电话1包括由有机EL(电致发光)显示器构成的显示单元100，所述有机EL显示器具有作为发射元件的有机发光二极管(以下称为OLED)。在这个实施例中，显示器具有红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)显示元件的阵列。显示单元100包括低分辨率区域101和高分辨率区域102。在这个实施例中，如稍后将描述的，低分辨率区域101和高分辨率区域102用作单个连续显示区域。例如，存在两种模式：其中低分辨率区域101和高分辨率区域102一起显示单个图像的模式，以及其中低分辨率区域101和高分辨率区域102分别显示不同图像的模式。在后一种模式中，低分辨率区域101显示例如高度可见图标的图像，而高分辨率区域102显示高分辨率图像。
应当注意，本公开的应用不限于具有OLED作为显示元件的显示单元。例如，从以下描述中可以明显看出，本公开也适用于使用微LED(发光二极管)或液晶元件作为显示元件的显示单元。
图1B是低分辨率区域101的横截面视图。低分辨率区域101以如下方式配置：用于使由OLED制成的显示元件的发射显示图像的显示驱动层105和用于控制透射通过显示单元100的光的偏转板104层叠在玻璃衬底107上。
在低分辨率区域101中，检测层108设置在玻璃衬底107的下方。参考图1A，检测层108包括位于用于振动电话的图标后面的红外传感器108A。红外传感器108A是电磁波检测元件的示例。电磁波检测元件可以包括诸如红外相机、光学传感器、红外传感器、用于面部识别的红外投影仪和红外通信接口的元件。任何电磁波检测元件均用于检测从位于图1B中的上侧的检测目标辐射或反射的电磁波。即，玻璃衬底107、显示驱动层105和偏转板104用于允许透射输入到电磁波检测元件的电磁波。显示驱动层105中的OLED、钼层、电极等(在图1B中由虚线包围的部分)具有如下所述的屏蔽电磁波的属性。在本公开的这个实施例中，如稍后将描述的，将低分辨率区域101中的OLED(发射元件)的密度设置得较低以减少要被屏蔽的光量。因此，可以提供如下这样的显示设备：即使电磁波检测元件设置在显示驱动层105下方(在后表面侧上，而不是在作为智能电话的显示单元的显示表面的前表面侧上)，也可以展示各个电磁波检测元件的性能，并且电磁波检测元件的位置区域和显示单元的位置区域彼此不受限制。
再次参考图1B，显示驱动层105以如下方式配置：在第一SiO2层1001上具有第二SiO2层1002的叠层、第一中间电介质层1003、第二中间电介质层1007、由聚酰亚胺制成的平坦化膜1010、由SiNx/SiOx制成的第一混合膜1013、用于抑制水和氧气注入的密封薄膜1019以及由SiNx/SiOx制成的第二混合膜1020。
显示驱动层105内部包括：薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)1011；电容元件1006，所述电容元件包括钼层1023和1024；以及有机发光二极管(organic lightemitting diode，OLED)1022，它们的组合形成从单色发射元件发光的电路。
TFT 1011包括：源电极1008/漏电极1009，所述源电极/漏电极连接到位于第二SiO2层1002内部的低温多晶硅层1004；以及栅电极1005，所述栅电极设置在第一中间电介质层1003中。
OLED 1022包括有机发光层1017，所述有机发光层位于设置在第一混合膜1013内部的像素隔离层1014和1015之间。有机发光层1017通过由ITO/Ag/ITO制成的第一电极1012与TFT 1011连接。由MgAg制成的第二电极1018设置在有机发光层1017上。单个有机发光层1017构成单个显示元件，并且子像素的大小由有机发光层1017的大小限定。在这个实施例中，单个显示元件由(但不限于)R、G和B子像素中的任一个形成。
电容元件1006电连接到TFT 1011。TFT 1011用作用于向每个子像素的液晶施加电压的开关，并且当子像素中的像素数据保持在电容元件1006中时，根据像素数据的电压，电流借助于TFT 1011流过第一电极1012，从而引起OLED 1022的发光。
在上述配置中，钼层1023和1024、栅电极1005和源电极1008/漏电极1009具有光屏蔽属性。其它区域由使类似光的电磁波从其中通过的材料形成。
图1C是高分辨率区域102的横截面视图。类似于低分辨率区域101，高分辨率区域102具有设置在玻璃衬底107上的显示驱动层106和偏转板104。此外，在高分辨率区域102中，与在低分辨率区域101中不同，用于检测由人的手指等给出的对智能电话1的指令的触摸传感器103层叠在偏转板104上。显示驱动层106还包括另一组OLED 1022、TFT 1011和电容元件1006。
与低分辨率区域101的光屏蔽区域类似的光屏蔽区域(在图1C中由虚线包围的部分)存在于高分辨率区域102中。
接下来，参考图2，将描述根据这个实施例的显示设备的功能配置。显示设备200包括信号处理单元202、显示控制单元204和显示单元100。信号处理单元202处理从控制设备输入的输入信号以生成输出信号。输入信号具有R、G和B值的组合，每个值的范围例如在0至255之间。信号处理单元202将这个输入信号转换成要在显示单元100上再现的输出信号(显示数据)，并将输出信号发送到显示控制单元204。输入信号是与构成要显示的图像的像素相对应的R、G和B值的组合，并且输出信号是与低分辨率区域101和高分辨率区域102中的每一个的每个显示元件相对应的子像素值的组合，如下文将描述。
信号处理单元202包括：SPR-A单元214，所述SPR-A单元对由输入信号携带的输入值执行第一子像素渲染(subpixel rendering，SPR)以生成要在高分辨率区域102中显示的第一像素图案的信号：以及SPR-B单元216，所述SPR-B单元进一步对第一像素图案的信号执行第二子像素渲染以生成要在低分辨率区域101中显示的第二像素图案的信号。
显示控制单元204基于来自信号处理单元202的逐像素输出信号来控制与显示单元100的子像素相对应的显示元件的发射。显示控制单元204基于第一像素图案的信号来执行控制以在高分辨率区域102中显示图像，并基于第二像素图案的信号在低分辨率区域101中显示图像。
在一个示例中，单元202和204可以通过处理单元来实施。处理单元可以包括专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)逻辑、图形处理器、通用处理器等。在一个示例中，单元202和204可以通过硬件、成像专用硬件等来实施。
接下来，参考图3A和3B，将描述在根据这个实施例的要在显示单元上显示的显示数据的像素结构。图3A示出了当与显示元件相对应的子像素为矩形时的像素图案的示例，而图3B示出了当与显示元件相对应的子像素为圆形时的像素图案的示例。这些图式仅在子像素的形状和大小方面彼此不同，并且在所示方面相同，使得将仅参考图3A给出以下描述。
在图3A中，像素区域301指示由单个像素构成的像素区域，而像素区域302指示由四个像素构成的像素区域。换句话说，在这个实施例中，对于作为显示数据的一个单位的像素，低分辨率区域101具有高分辨率区域102的四分之一的分辨率。即，低分辨率区域101中的显示数据的一个像素对应于高分辨率区域102中的显示数据的四个像素。
低分辨率区域101的像素区域(像素)301由R子像素、G子像素和B子像素的显示数据表达。在下文中，引起从R、G和B显示元件发射的子像素分别称为R子像素、G子像素和B子像素。四个像素302A、302B、302C和302D中的每一个由两个子像素的显示数据表达。具体地，像素302A包括G子像素3021和R子像素3022，像素302B包括G子像素3023和B子像素3024，像素302C包括G子像素3025和B子像素3026，并且像素302D包括G子像素3027和R子像素3028。
因为考虑到显示单元的寿命与亮度之间的折衷来设计像素区域(发射区域)，所以R子像素、G子像素和B子像素在大小上彼此不同。由于蓝色发射元件通常具有较快的劣化和较短的寿命，因此该设备以如下方式设计：通过增加蓝色发射元件的发射区域的面积以减小电流密度来延长发射元件的寿命。
此外，包括在像素302A至302D中的各个颜色的子像素具有比像素区域301的对应颜色的子像素更大的发射区域。
在单个像素区域301与和像素区域301具有相同面积的单个像素区域302相比的情况下，子像素的数量(密度)，即包括在低分辨率区域101中的像素区域301中的显示元件的数量小于高分辨率区域102中的像素区域302的子像素数量。因此，当位于显示单元的后表面侧上的检测元件检测到位于显示单元的前表面侧上的目标时，可以减小由显示元件屏蔽的光(电磁波)的比率，因此实现检测所需的光的透射率。
接下来，参考图图4A和4B，将描述包括在低分辨率区域中的单个像素中的子像素的布置。图4A示出了图3A所示的像素区域301。矩形R子像素3011、矩形G子像素3012和矩形B子像素3013以如下方式布置：由左侧图中的标记“×”指示的矩形像素的中心基本上与通过连接子像素的中心形成并由右侧图中的标记“×”指示的正三角形的中心重合。各个子像素之间的距离可以被设置为小于从每个子像素到包括在相邻像素中的子像素中最近的一个子像素的距离。图4B示出了图3B所示的区域。圆形R子像素、圆形G子像素和圆形B子像素以如下方式布置：由左侧图中的标记“×”指示的矩形像素的中心基本上与通过连接子像素的中心形成并由右侧图中的标记“×”指示的正三角形的中心重合。
以上述方式从像素的中心对称地布置子像素使得能够以如下方式进行显示控制：即使例如蜂窝电话的取向改变，图像的质量也不会改变。
接下来，参考图5A和5B，将描述如上文参考图2所述的将输入信号转换为输出信号的过程。
图5A是示出将输入信号转换成输出信号的过程的程序的流程图。在S502中，转换多个输入信号以生成高分辨率区域中的各个像素的信号。具体地，对输入信号执行子像素渲染(SPR)以生成由每个像素两个子像素组成的信号(第一像素图案的信号)(SPR-A)。通过以这种方式生成包括两个子像素的像素信号，可以考虑用作显示元件的OLED的抗混叠。
接着，在S504中，转换高分辨率区域中的每个像素图案的所生成信号以生成低分辨率区域中的像素图案的信号(第二像素图案的信号)。具体地，执行子像素渲染(SPR)以生成由每个像素三个子像素组成的信号(SPR-B)。
在图5B所示的实施例中，存在用于四个像素发射元件的发射的四个输入信号(Input)。输入信号具有R、G和B值作为显示数据，并且按照输入顺序分别由R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4表达。
下面将详细描述作为第一转换过程的SPR-A和作为第二转换过程的SPR-B。
SPR-A
首先，单个子像素B1、R2、R3，B4、...分别从输入信号内的像素R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3、R4G4B4、...中消除，由此生成两个子像素对G1R1、G2B2、G3B3、G4R4...。
接下来，获得每个子像素对中的子像素的值。可以通过例如SPR滤波器(3×3滤波器)来执行这个过程。在3×3滤波器的情况下，使用围绕3×3显示数据的数据确定每个子像素的值，其中以目标子像素为中心。
没有消除G子像素的原因是G子像素强烈影响亮度。结果，R、G和B值的比率(电流量值)变为1:2:1。
SPR-B
接下来，转换为高分辨率区域生成的像素图案的信号，以生成为低分辨率区域生成的像素图案的信号。通过以如下方式生成像素图案的信号来执行这个过程：单个R子像素、单个G子像素和单个B子像素包括在单个像素内。高分辨率区域包括单个像素区域中的四组像素，而低分辨率区域包括单个像素区域中的一组像素，使得低分辨率区域的分辨率是高分辨率区域的分辨率的四分之一。
具体地，使用以下公式确定低分辨率区域中的一个像素区域中的子像素的三种颜色的值R'、G'和B'(电流量值)：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。在上述公式中，G'的值被设置为G1至G4的值的平均值，R'的值被设置为R1和R4的值的平均值的一半，并且B'的值被设置为与R'的值相等，使得R、G和B的值的比率为1:2:1。结果，R'、G'和B'的值的比率变得等于高分辨率区域的比率。
此外，对于与高分辨率区域中的一个像素相对应的输入信号，单个R子像素、单个G子像素和单个B子像素包括在低分辨率区域中的单个像素内。
根据上述实施例，用于通过低分辨率区域执行检测的电磁波检测元件设置在低分辨率区域的后表面侧上，因此使得可以加宽显示单元的显示区域。例如，常规的智能电话具有设置在显示单元中的凹口601，并且电磁波检测元件在如图6所示的凹口部分中实施。根据这个实施例，在显示器的正下方直接实施传感器可以实现全视图显示。
此外，可以为每个像素区域生成低分辨率区域中的像素图案的信号，而无需使用关于跨越不同分辨率区域的边界的像素的信息进行复杂计算。
尽管根据这个实施例的显示设备被配置为智能电话，但是在一些实施例中，显示设备可以被配置为信息处理设备，诸如蜂窝电话或平板终端。
(第二实施例)
图7部分地示出了作为根据第二实施例的显示设备的智能电话的前视图。智能电话1的显示单元100包括补偿区域110，所述补偿区域110位于低分辨率区域101与高分辨率区域102之间。
接下来，将参考图8描述根据这个实施例的显示设备200的功能配置。由于显示设备200中的部件(其附图标记与图2中给出的附图标记类似)具有类似的功能结构，因此将省略对它们的描述。信号处理单元202除了SPR-A单元214和SPR-B单元216之外还包括SPR-C单元802，以用于进一步对第一像素图案的信号执行第三子像素渲染以生成要在补偿区域110中显示的第三像素图案的信号。
接下来，参考图9A和9B，将描述在根据这个实施例的显示单元上示出的显示数据的像素结构。图9A示出了当与显示元件相对应的子像素为矩形时的像素图案的示例，而图9B示出了当与显示元件相对应的子像素为圆形时的像素图案的示例。这些图式仅在子像素的形状和大小方面彼此不同，并且在所示方面相同，使得将仅参考图9A给出以下描述。
图9A示出了包括矩形子像素的像素的结构的示例。低分辨率区域101、补偿区域110和高分辨率区域102是连续的，并且具有不同的像素图案。在补偿区域110中，像素区域901指示由两个像素组成的像素区域。在这个实施例中，对于作为显示数据的一个单位的像素，补偿区域110具有高分辨率区域102的分辨率的一半。即，补偿区域110中的显示数据的两个像素对应于高分辨率区域102中的显示数据的四个像素。
在补偿区域110中，像素区域901由包括单个R子像素、两个G子像素和单个B子像素的显示数据表达。补偿区域110中的像素区域901中的两个像素901A和901B各自由两个子像素的显示数据表达。具体地，像素901A包括G子像素9011和B子像素9012，而像素901B包括G子像素9013和R子像素9014。在每个像素中，子像素区域的大小根据每个发射元件的寿命而变化。由于蓝色发射元件通常具有较快的劣化和较短的寿命，因此该设备以如下方式设计：通过增加蓝色发射元件的发射区域的面积以减小电流密度来延长发射元件的寿命。
另外，从高分辨率区域逐渐向低分辨率区域调整包括在像素区域901中的各个颜色的子像素的亮度。然而应当注意，随着亮度增加，电流密度增加，这将缩短发射元件的寿命。因此，通过调整发射元件的面积来调节各个颜色的电流密度，可以将各个发射元件的寿命设置为大约相同的寿命。换句话说，以如下方式改变像素：根据像素的位置，使发射区域从与低分辨率区域101相邻的像素朝与高分辨率区域102相邻的像素变大。
接下来，参考图10A和10B，由图8所示的显示设备执行将输入信号转换成输出信号以在补偿区域中显示图像的过程。
图10A是示出将输入信号转换成输出信号的过程的程序的流程图。
首先，以由数字“1”、“2”、“3”、“4”等等指示的像素的顺序输入显示数据R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3，R4G4B4、...。对这些输入信号执行前述的SPR-A和SPR-B(S502、S504)。在这个实施例中，基于并行地通过SPR-A和SPR-B生成的数据执行子像素渲染SPR-C。即，在S1006中，生成要在补偿区域中显示的第三像素图案的信号，该第三像素图案的像素密度低于第一像素图案的像素密度但高于第二像素图案的像素密度。
下面将参考图10B描述作为第三转换过程的SPR-C的细节。
SPR-C
接下来，基于为高分辨率区域生成的像素图案的信号(即，四个像素G1R1、G2B2、G3B3和G4R4)，生成用于补偿区域的像素图案的信号。通过以如下方式生成像素图案的信号来执行这个过程：单个R子像素、两个G子像素和单个B子像素包括在单个像素区域内。高分辨率区域包括单个像素区域中的四组像素，而补偿区域包括单个像素区域中的两组像素，使得补偿区域的分辨率是高分辨率区域的分辨率的一半。
假设补偿区域中的R子像素、两个G子像素和B子像素的值由R'、G'1和G'2以及B'表达，则使用以下公式确定这些值：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。结果，包括在单个像素区域中的像素数量变为高分辨率区域中的像素数量的一半。此外，对于高分辨率区域，R、G和B的组成比率变为1:2:1。
通过上述处理，可以在低分辨率区与高分辨率区之间无缝地改变图像。另外，可以逐像素生成补偿区域中的像素图案的信号，而不考虑相邻像素。
图11和12示出了这个实施例的优点。图11所示的示例示出了当使用圆形子像素时显示图像的比较结果。由“PATTERN”指示的行从左侧开始按顺序示出高分辨率区域(Hi-Reso)、低分辨率区域(Low-Reso1)和比较示例(Low-Reso2)中的像素的图案。“QUALITY”示出实际观察图像低分辨率区域的结果，“○”表示好的质量，而“x”表示差的质量。图12从上方开始按顺序示出了(1)高分辨率区域、(2)低分辨率区域和(3)低分辨率区域的比较示例中的显示图像。
比较示例包括单个像素中的两个子像素。比较示例中的像素图案对应于其中包括在高分辨率区域中的单个像素中的八个子像素G1R1、G2B2、G3B3、G4B4被简单地减少到四分之一的示例。在这种情况下，单个像素中包括两种类型的子像素对GB和GR。
在(3)低分辨率区域的比较示例的情况下，当从四个RGB输入信号生成低分辨率区域中的像素图案时，在两个像素中存在单个R子像素或单个B子像素。结果，R子像素和B子像素的数量减少到原始信号中的子像素的数量的1/8，使得分辨率变得相当低。另一方面，根据这个实施例，R、G和B子像素中的每一个包括在低分辨率区域中的单个像素中。当从四个RGB输入信号生成低分辨率区域中的单个像素时，R子像素和B子像素的数量成为原始数据中的R子像素和B子像素的数量的四分之一。因此，根据根据这个实施例的补偿区域的生成，与认为质量已得到改善的比较示例相比，抑制了R子像素和B子像素的数量的减少。
(第三实施例)
在其它实施例中，可以控制在低分辨率区域中显示图像时的亮度。对比度的感知根据周围环境而改变(赫尔森-贾德效应)。在这个实施例中，可以使用视觉差来选择用于控制低分辨率区域的亮度的模式。可以提供增强模式和正常模式作为这种模式。
在增强模式中，低分辨率区域的亮度可被设置为高分辨率区域的亮度的100％。在正常模式中，低分辨率区域的亮度可以被设置为高分辨率区域的亮度的60％至70％。
在增强模式中施加的电流应当大于在正常模式中施加的电流，并且可以根据各个像素的大小来设置电流值。
考虑到赫尔森-贾德效应，可以认为即使在高对比度条件下亮度降低了20％至40％，这种降低对于人类也可能是不明显的。因此，当背景图像为暗而目标图像为亮时，可降低亮度。
图13示出了根据这个实施例的低分辨率区域中的图像的显示示例，在该示例中，上部图像具有100％的亮度，而下部图像具有60％的亮度。如图所示，显而易见的是，即使亮度降低时，在黑色背景中显示的图标图像也具有良好的可见性。
因此，使用低分辨率区域来显示图标的图像使得所显示的图像的变化不太可能被识别，同时降低了正常模式中的功耗。
(另一个实施例)
图14示出了作为根据另一个实施例的显示设备的智能电话的外观。如图14所示，显示单元的低分辨率区域可以用于不覆盖一些传感器。根据这个实施例的显示单元具有设置在与相机108B的镜头相对应的位置处的孔108C。以这种方式，可以根据检测元件的灵敏度和要求来自适应地设计要被低分辨率区域覆盖的区域。
在实施过程中，可以通过使用显示设备的处理器中的硬件的集成逻辑电路或计算机程序形式的指令来完成前述方法的每个步骤。参考本发明的实施例公开的方法的步骤可以直接由硬件处理器执行，或者可以通过使用处理器中的硬件和程序模块的组合来执行。程序模块可位于本领域中成熟的计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质诸如随机存取存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦除可编程存储器或寄存器。存储介质位于存储器中。处理器读取存储器中的信息并结合处理器的硬件来完成前述方法中的步骤。
前面的描述仅仅是特定的实施方式，而不意图限制本发明的保护范围。本领域技术人员在所公开的技术范围内容易想到的任何变化或替换均将落入本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应受权利要求的保护范围的限制。

Claims (29)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：
显示单元，包括具有第一像素图案的第一区域和具有第二像素图案的第二区域，所述第二像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的像素密度；
检测元件，设置在所述显示单元的后表面侧上的所述第二区域中，用于检测透射通过所述第二区域的电磁波。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第二区域的像素密度是所述第一区域的四分之一。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其特征在于，所述第二区域中的一个像素包括分别与三种颜色相对应的三个子像素。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述第一区域中的一个像素区域包括四个像素，基于所述四个像素确定所述第二区域中的一个像素区域。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其特征在于，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则所述四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定所述三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示设备，其特征在于，包括在所述第一区域和所述第二区域中的所述子像素中的每一个为矩形或圆形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示设备，其特征在于，包括在所述第二区域中的一个像素区域中的所述子像素中的每一个子像素被布置在规则矩形的顶点处。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述规则矩形的中心与所述一个像素区域的中心重合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示设备，其特征在于，基于所述显示单元的寿命和亮度来限定所述第一区域和所述第二区域的发射区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的显示设备，其特征在于，所述显示单元还包括位于所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域具有第三像素图案，所述第三像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的所述像素密度但高于所述第二像素图案的所述像素密度。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其特征在于，所述第三区域的所述像素密度是所述第一区域的所述像素密度的一半。
12.根据权利要求10或11所述的显示设备，其特征在于，所述第一区域中的一个像素区域包括四个像素，基于所述四个像素来确定所述第三区域中的一个像素区域。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其特征在于，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则所述四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定包括在所述第三区域中的所述一个像素区域中的四个子像素的值R'、G1'、G2'和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的显示设备，其特征在于，用于在所述第二区域中显示图像的显示模式包括第一模式和第二模式，所述第二模式允许以比所述第一模式中的亮度低的亮度在所述第二区域中显示所述图像。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其特征在于，在所述第二区域中显示图标的图像。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备是有机EL(电致发光)显示器或微型LED(发光二极管)显示器。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的显示设备，其特征在于，所述第二区域在与所述检测元件中的至少一个检测元件相对应的位置处有一个孔。
18.一种显示设备，其特征在于，包括：
显示单元，包括具有高密度的像素的第一区域和具有低密度的像素的第二区域，所述第二区域允许透射输入到电磁波检测元件的电磁波信号；
第一转换单元，用于将输入信号转换为要给予所述第一区域的第一信号；
第二转换单元，用于将所述第一信号转换为要给予所述第二区域的第二信号，基于包括在所述第一信号中的单独颜色的值来设置包括在所述第二信号中的单独颜色的值。
19.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域中的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且基于以下公式确定包括在所述第二区域中的一个像素区域中的三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
20.根据权利要求19所述的显示设备，其特征在于，所述显示单元还包括位于所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域，所述第三区域的像素密度低于所述第一区域的像素密度但高于所述第二区域的像素密度。
21.根据权利要求20所述的显示设备，其特征在于，基于所述四个像素来确定所述第三区域的一个像素区域。
22.根据权利要求21所述的显示设备，其特征在于，基于以下公式确定包括在所述第三区域中的所述一个像素区域中的四个子像素的值R'、G1'、G2'和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
23.一种用于显示设备的显示数据生成方法，所述显示设备包括：显示单元，包括具有第一像素图案的第一区域和具有第二像素图案的第二区域，所述第二像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的像素密度；检测元件，设置在所述显示单元的后表面侧上的所述第二区域中，用于检测透射通过所述第二区域的电磁波，其特征在于，所述方法包括：
基于多个输入信号生成所述第一像素图案的信号以显示在所述第一区域中；
基于所述第一像素图案的所生成信号生成所述第二像素图案的信号以显示在所述第二区域中。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且生成所述第二像素图案的信号基于以下公式确定包括在所述第二区域中的一个像素区域中的三个子像素的值R'、G'和B'：
R'＝{(R1+R4)/2/2}×α
G'＝{(G1+G2+G3+G4)/4}×α
B'＝{(B2+B3)/2/2}×α
其中α表示调整系数。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，用于在所述第二区域中显示图像的显示模式包括第一模式和第二模式，所述第二模式允许以比所述第一模式中的亮度低的亮度显示所述图像。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述第一像素图案的所述信号来生成第三像素图案的信号以显示在设置于所述显示单元的所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域中，所述第三像素图案的像素密度低于所述第一像素图案的所述像素密度但高于所述第二像素图案的所述像素密度。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，假设四个输入信号是由三种颜色R、G和B表达的R1G1B1、R2G2B2、R3G3B3和R4G4B4，则包括在所述第一区域的一个像素区域中的四个像素的值由G1R1、G2B2、G3B3和G4R4表达，并且生成所述第三像素图案的信号基于以下公式确定包括在所述第三区域中的一个区域中的四个子像素的值R'、G'1、G'2和B'：
R'＝(R1+R4)/2×β
G1'＝{G1/2+(G2+G3)/4}×β
G2'＝{G4/2+(G2+G3)/4}×β
B'＝(B2+B3)/2×β
其中β表示调整系数。
28.一种计算机程序，其特征在于，用于使计算机执行根据权利要求23至27中任一项所述的方法。
29.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行根据权利要求23至27中任一项所述的方法。
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