DE112014005000T5

DE112014005000T5 - Anzeigesysteme und Verfahren

Info

Publication number: DE112014005000T5
Application number: DE112014005000.8T
Authority: DE
Inventors: Will Reeves
Original assignee: FlexEnable Ltd
Current assignee: FlexEnable Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-07-28
Also published as: WO2015063477A1; CN105705991A; US9984634B2; GB2519777A; CN105705991B; GB201319124D0; GB2519777B; US20160240148A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Anzeige von Farbdaten auf einer elektronischen Papieranzeige bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer elektronischen Papieranzeige mit Anzeigepixel in einem Anzeigepixelabstand und das Bereitstellen eines Farbfilters für die Anzeige. Der Farbfilter umfasst Gruppen von Farbfilterelementen, wobei jedes Farbfilterelement eine von einer Vielzahl verschiedener Farben aufweist, wobei jede Gruppe von Farbfilterelementen ein Muster der Farbfilterelemente definiert. In dem Muster überlagert ein Farbfilterelement eine ganzzahlige Anzahl, n, von Anzeigepixeln, wobei n zwei oder mehr ist. Das Verfahren umfasst auch das Bilden von Farbbilddaten, die für jede der verschiedenen Farben eine Vielzahl von Farbbildebenen definieren. Die Daten in der Farbbildebene umfassen Bildpixeldaten, die Werte für Bildpixel entsprechend den Anzeigepixel definieren. Das Verfahren umfasst auch das Auswählen von Daten für Bildpixel, aus den Daten in jeder Farbbildebene, entsprechend den Anzeigepixel, die mir den Filterelementen der jeweiligen Farbe für die Farbebene überlagert sind; und das Verwenden der ausgewählten Daten, um die elektronische Papieranzeige anzutreiben; wobei auf der Anzeige eine räumliche Änderungsrate der ausgewählten Daten für die Bildpixel geringer als der Anzeigepixelabstand ist.

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zur Anzeige von Informationen auf elektronischen Farbpapieranzeigen, wie beispielsweise elektrophoretische Anzeigen oder Elektrobenetzungsanzeigen.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Beschreibung betrifft insbesondere elektronische Papieranzeigen, wie beispielsweise elektrophoretische Anzeigen und Elektrobenetzungsanzeigen, in denen ein elektrisches Feld das Erscheinungsbild eines Pixels steuert, d. h. ob das Pixel z. B. schwarz oder weiß ist. Solche Anzeigen bzw. Displays sind in der Regel reflektierend und somit in hellen Umgebungslichtbedingungen gut sichtbar, weisen ein papierähnliches Aussehen auf und haben einen niedrigen Stromverbrauch. In elektrophoretischen Anzeigen sind üblicherweise kleine Partikel in Öl dispergiert, und die Position und/oder die Orientierung der Partikel wird durch die angelegte Spannung/das angelegte elektrische Feld gesteuert; in Elektrobenetzungsanzeigen steuert üblicherweise die angelegte Spannung/das angelegte elektrische Feld die Form einer begrenzten Wasser/Öl-Grenzfläche. Somit können derartige elektronische papierähnliche Anzeigen durch die Verwendung einer Spannung/eines elektrischen Feldes geprägt sein, um eine Form eines Farbstoffes oder einer Färbung, die fest und/oder flüssig sein können, mechanisch zu bewegen.
Die zur Zeit verwendeten elektronischen Papieranzeigen weisen jedoch verglichen mit anderen Technologien bestimmte Probleme auf; sie weisen üblicherweise ein relativ niedriges Kontrastverhältnis und eine relativ beschränkte Anzahl unterschiedlicher, anzeigbarer Farben auf. Wie bereits in der am 23. Mai 2012 eingereichten UK-Patentanmeldung GB 1209301.9 mit dem Titel ”Elektronische Displays” (und in PCT/GB 2013/051346 ) beschrieben, können verschiedene Verfahren zur Verbesserung der wahrnehmbaren Auflösung des Farbinhalts, der auf den elektronischen Papieranzeigen dargestellt wird, verwendet werden. Jedoch bleiben andere Probleme bestehen. Insbesondere, wenn beispielsweise eine Schachbrettform aus einzelnen Pixeln als elektronische Papieranzeige betrieben wird, ist das Ergebnis nicht einfach schwarz, sondern es gibt auch einen Bereich zwischen den Pixel in einem Zwischenbereich zwischen Schwarz und Weiß. Die Breite dieses Bereichs wird durch das Displaydesign gesteuert, bleibt jedoch ungeachtet der Anzeigenauflösung in etwa konstant. Vielmehr wird dieser Bereich durch ”Streufelder” und andere elektrische Phänomene erzeugt. Je kleiner die Pixel werden, desto weniger rein schwarze und rein weiße Bereiche gibt es folglich auf der Anzeige.
In einer herkömmlichen elektronischen Farbpapieranzeige werden die Pixel mit Farbfilterelementen versehen, die in einem sich wiederholenden Muster quer über der Anzeige ausgebildet sind, sodass einzelne Pixel der Anzeige unterschiedliche Farben darstellen. Zur Erzielung einer guten Farbwiedergabe ist es wichtig, dass die größtmögliche Fläche eines Pixels den gewünschten Grauwert (bzw. Graustufe) aufweist. Wird jedoch eine reine Farbe dargestellt (d. h. die Farbe eines der Filterelemente), weisen die zu dem mit der reinen Farbe benachbarten Pixel auf der Anzeige eine entgegengesetzte Polarität zu dem aktivierten Pixel auf. Wird beispielsweise Rot auf einer elektrophoretischen Anzeige angezeigt, wird jedes rote Anzeigepixel, das ”an” (weiß oder reflektierend) ist, von anderen Anzeigepixeln umgeben, die ”aus” sind (schwarz oder nicht reflektierend). Sind die Anzeigepixel sehr klein, kann keines der roten Pixel jemals die volle Helligkeit erreichen, und somit erscheint die Farbe dunkel/ungesättigt.
Somit zeigt sich, dass für eine gute Farbwiedergabe größere Anzeigepixel besser sind, wobei sich jedoch im Allgemeinen eine Entwicklung in Richtung immer höherer Pixelzahlen, einer höheren Auflösung und kleinerer Pixel abzeichnet. Im Nachfolgenden werden Verfahren beschrieben, die diese Schwierigkeiten behandeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Anzeige von Farbdaten auf einer elektronischen Papieranzeige bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellen einer elektronischen Papieranzeige mit Anzeigepixel in einem Anzeigepixelabstand; Bereitstellen eines Farbfilters für die Anzeige, wobei der Farbfilter Gruppen von Farbfilterelementen aufweist, wobei jedes Farbfilterelement eine von einer Vielzahl verschiedener Farben aufweist, wobei jede Gruppe von Farbfilterelementen ein Muster aus den Farbfilterelementen definiert, und wobei in dem Muster ein Farbfilterelement eine ganzzahlige Anzahl, n, der Anzeigepixeln überlagert, wobei n zwei oder mehr ist; Bereitstellen von Farbbilddaten, die eine Vielzahl von Farbbildebenen – eine für jede der verschiedenen Farben – definieren, wobei Daten in der Farbbildebene Bildpixeldaten umfassen, die Werte für Bildpixel entsprechend der Anzeigepixel definieren; Auswählen von Daten für die den Anzeigepixel entsprechenden Bildpixel aus den Daten in jeder der Farbbildebenen, die von den Filterelementen der jeweiligen Farbe für die Farbebene überlagert sind; und Verwenden der ausgewählten Daten, um die elektronische Papieranzeige zu betreiben; wobei auf der Anzeige eine räumliche Änderungsrate der ausgewählten Daten für die Bildpixel geringer als der Anzeigepixelabstand ist.
Allgemein formuliert sind in den Ausführungsformen des Verfahrens die Farbsubpixel-Elemente der Farbfilter größer als die Anzeigepixel der darunter liegenden elektronischen Papieranzeige, sodass die Subpixel-Modulation bei einer niedrigen (räumlichen) Frequenz erfolgt, verglichen mit der Vorgehensweise, bei der sich die Filterfarbe mit jedem nachfolgenden, benachbarten Anzeigepixel ändert. Beispielsweise beträgt in Ausführungsformen die Auflösung des Farbfilters (wie durch die Farbsubpixels des Filters definiert) einen integralen Bruchteil der Auflösung der Anzeige entlang einer Zeile und/oder Spalte (wobei die ganze Zahl zwei oder mehr beträgt). Beispielsweise kann eine Anzeige mit hoher Auflösung mit einem Farbfilter mit halber Auflösung überlagert werden – und wenn es vier Farben gibt, kann dies bedeuten, dass tatsächlich die Anzeige mit einer Farbe belegt ist, die die viertelte Auflösung aufweist. Überraschenderweise verbessert sich nichtsdestotrotz das gesamte Erscheinungsbild einer solchen Anzeige, da sich die Raumfrequenz, mit der die Farbinformation auf der Anzeige geschrieben wird, verringert, wodurch sich hellere, gesättigtere Farben ergeben.
Gemäß den Ausführungsformen können in irgendeiner bestimmten Richtung der Anzeige (wahlweise Spalte oder Zeile) Daten für eine Untergruppe, c, der verschiedenen Farbebenen vorhanden sein. Dann beträgt die räumliche Änderungsrate einer dieser Farben entlang der Zeile/Spalte 1/(n × c) einer räumlichen Änderungsrate, die durch den Abstand der Anzeigepixel entlang der Reihe/Spalte definiert ist. Für eine reine Farbe verringert sich die Raumfrequenz, bei der Signale auf dem Pixel die Reihen/Leitungen entlang der Zeilen/Spalte der Anzeige ansteuern, durch einen entsprechenden Bruchteil, wodurch sich die Effekte der Streufelder verringern. In einigen Farbfilteranordnungen, beispielsweise mit einem Quadratmuster aus Farbfilterelementen, erscheint lediglich eine Untergruppe der verschiedenen Farbebenen entlang einer bestimmten Zeile/Spalte, wobei jedoch in anderen Farbfilteranordnungen alle verschiedenen Farbfilterelemente, und somit alle Farbebenen, entlang einer bestimmten Reihe/Spalte der Anzeige erscheinen können (obwohl der letztere Ansatz für aktuelle, beschränkte Farbdisplays weniger bevorzugt ist). In einer quadratischen Anordnung der Farbfilterelemente, in der vier unterschiedliche Farben und vier unterschiedliche Farbebenen verwendet werden, können zwei verschiedene Farben/Farbebenen entlang jeder Reihe der Anordnung kombiniert werden und die Raumfrequenz einer beliebige Farbe entlang der Reihe/Spalte beträgt dann ein Viertel von der, die durch den Anzeigepixelabstand definiert ist.
Es versteht sich, dass die Bezugnahmen auf verschiedene Farben auch Weiß umfassen (keine Farbfilter) – das heißt, eine Gruppe aus vier verschiedenen Farbfilterelementen kann beispielsweise rote, grüne, blaue und weiße (keine Filterung) Farbelemente umfassen. Dies erweist sich beispielsweise für die Anzeige eines schwarz/weiß Textes in Kombination mit einem farbigen Bildinhalt als hilfreich.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Farbbilddaten, die die Vielzahl von Farbbildebenen definieren, nicht als einzelne Ebenen im Speicher geordnet werden müssen, solange die Daten für jede ”Pixelfarbe” identifiziert werden kann. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Farbdaten für die Anzeige unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Darstellung von Farbinformationen zur Verfügung gestellt werden können, obwohl diese an einem gewissen Punkt in dem Verfahren in Daten umgewandelt werden, die einen An/Aus/Grauwert-Zustand der Pixel für jede einzelne Farbe identifizieren (d. h. Anzeigepixel, die durch entsprechende Farbfilterelemente abgedeckt sind).
Vorteilhafterweise werden in Ausführungsformen Daten zum Schreiben in die Anzeigepixel, die mit verschiedenen Farbfilterelementen versehen sind, aus den Daten in jeder Farbebene ausgewählt, indem eine Farbfilter-Subpixel-Maske für die entsprechende Farbbildebene verwendet wird. Eine derartige Subpixel-Maske kann überall null sein, außer dort, wo die Pixel der entsprechenden Farbe angeordnet sind; die Maske kann in Form von Hardware, Software oder einer Kombination aus beiden implementiert sein. Somit wird in den Ausführungsformen für das Auswählen und Kombinieren von Daten zur Darstellung in einer Zeile (oder Spalte) der Anzeige der nachfolgende Ausdruck verwendet: Out(i, j) = Rm(i, j)·I(i, j, R) + Gm(i, j)·I(i, j, G) + Bm(i, j)·I(i, j, B) + Wm(i, j)·I(i, j, W) wobei i, j Zeilen- und Anzeigepixel-Koordinaten definieren, I(i, j, R), I(i, j, G), I(i, j, B), I(i, j, W) rote, grüne, blaue und weiße Farbbildebenen-Daten sind, und Rm(i, j), Gm(i, j), Bm(i, j), Wm(i, j) jeweils rote, grüne, blaue und weiße Farbmasken, die Koordinaten der jeweiligen roten, grünen, blauen und weißen Farbfilterelemente Out(i, j) darstellen, sind.
Ausführungsformen des Verfahrens umfassen das Empfangen von elektronischen Dokumentdaten zur Darstellung auf der Anzeige und das Rendern des Inhalts der elektronischen Dokumentdaten zur Darstellung mit einer räumlichen Auflösung der Anzeigepixel. Noch bevorzugter wird das Verfahren vorzugsweise durch Umwandeln der elektronischen Dokumentdaten in Farbbilddaten durchgeführt, wobei jede Farbebene der Farbbild-Daten Daten mit einer räumlichen Auflösung der Anzeigepixel definiert. Das heißt, auch wenn die Auflösung des Farbfilters geringer als jene der Anzeige selbst ist, werden vorzugsweise die elektronischen Dokumentdaten auf bzw. in die native Auflösung der Anzeige ohne deren Farbfilter gerendert und anschließend die Farbbilddaten ausgewählt, beispielsweise, indem eine Farbfilter-Subpixel-Maske, wie zuvor beschrieben, verwendet wird. Wie später gezeigt, führt dies zu einem insgesamt verbesserten Erscheinungsbild des gerenderten Inhalts. (Hierin bezieht sich das Rendern in die räumliche Auflösung der nativen Anzeige auf das Rendern in die Anzahl nativer, ungefilterter Pixel, die bei der Darstellung des Inhalts auf der Anzeige verwendet werden).
In einem verwandten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine elektronische Papieranzeige mit Anzeigepixel in einem Anzeigepixelabstand bereit, die ferner einen Farbfilter für die Anzeige umfasst, wobei der Farbfilter Gruppen aus Farbfilterelementen aufweist, wobei jedes Farbfilterelement eine aus einer Vielzahl von verschiedenen Farben aufweist, wobei jede Gruppe aus Farbfilterelementen ein Muster der Farbfilterelemente definiert, und wobei in dem Muster ein Farbfilterelement eine ganze Zahl, n, der Anzeigepixel überlagert, wobei n zwei oder mehr ist.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Muster auf dem Farbfilter ein Muster aus 16 nativen Anzeigepixel, das vier Quadrate mit jeweils vier Anzeigepixeln aufweist, wobei jedes Quadrat einen unterschiedlichen Farbfilterelementebereich des Filters definiert.
In einem weiteren verwandten Aspekt stellt die Erfindung eine Steuerung für eine elektronische Papieranzeige bereit, wobei die Steuerung umfasst: eine Eingabe zum Empfangen von Farbbilddaten, die für jede der verschiedenen Farben eine Vielzahl von Farbbildebenen definieren, wobei die Daten in der Farbbildebene Bildpixeldaten umfassen, die Werte für Bildpixel entsprechend den Anzeigepixel definieren; ein System zum Auswählen von Daten für Bildpixel, aus den Daten in jeder Farbbildebene, entsprechend den Pixel, die von den Filterelementen der jeweiligen Farbe für die Farbebene überlagert sind; und eine Ausgabe zum Kombinieren der ausgewählten Daten in Zeilen-/Spaltendaten, um die Pixel der elektronischen Papieranzeige anzusteuern; wobei auf der Anzeige, wenn angesteuert, eine räumliche Änderungsrate der ausgewählten Daten für die Bildpixel kleiner als der Anzeigepixelabstand ist.
Die Steuerung bzw. Steuereinheit kann in Form von Hardware, z. B. in einer elektronischen Schaltung, oder in Form von Software, beispielsweise als Prozessor-Steuercode in einem (nichtflüchtigen) programmierten Speicher, oder in Form einer Kombination der beiden realisiert sein. Im Allgemeinen führt die Steuerung einem oder mehreren Funktionsgeneratoren Anzeigedaten zu (die beispielsweise handelsübliche integrierte Schaltungen und/oder ASICs umfassen können), die geeignete Steuerfunktionen für den Antrieb der Anzeige erzeugen, um die An/Aus/Graupixelwerte, die durch die Daten definiert sind, darzustellen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die elektronische Papieranzeige eine elektrophoretische Anzeige, wobei jedoch die beschriebenen Verfahren auch mit anderen Arten von Anzeigen, die durch ein elektrisches Feld steuerbar sind, verwendet werden können, wie beispielsweise, aber nicht einschränkend, eine Elektrobenetzungsanzeige (die eine elektrofluidische Anzeige umfasst), eine elektrokinetische Anzeige und eine elektrochemische Anzeige.
In den Ausführungsformen werden die hierin beschriebenen Verfahren auf ein flexibles Display mit einer Rückwandplatine angewandt, die eine aktive Matrix aus organischen Feldeffekttransistoren umfasst, in denen die Pixel der Anzeige durch Drain- oder Source-Anschlüsse der Transistoren, die sich auf eine gemeinsame Rückwandplatinen-Elektrode und eine gemeinsame Pixel-Elektrode (obere Elektrode) beziehen, angesteuert werden. Die zuvor beschriebenen Verfahren sind nicht auf die Verwendung mit einem flexiblen Display mit einer Rückwandplatine, die organische Dünnfilmtransistoren aufweist, beschränkt, können aber bei solchen Anzeigeanordnungen von besonderem Vorteil sein.
In einem noch weiteren verwandten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine durch ein elektrisches Feld gesteuerte Anzeige, wie beispielsweise eine elektrophoretische Anzeige oder eine Elektrobenetzungsanzeige, mit einem Farbfilter bereit, wobei die Farb-Subpixel des Filters größer als die nativen Pixel der Anzeige sind.
Hierin sind, im Gegensatz zu den nativen Pixeln der Anzeige, die Subpixel unterschiedlich gefärbte Subpixel des Farbfilters. Somit umfasst ein Pixel des Farbfilters einen Satz aus verschiedenfarbigen Farbfilter-Subpixeln, wovon jedes eine Vielzahl von nativen Anzeigepixeln filtert. Somit weisen vorzugsweise diese Farbfilter-Subpixel eine Abmessung oder zwei orthogonale Abmessungen auf, die ein integrales Vielfaches (gleich oder größer als zwei) einer Größe der nativen Anzeigepixel ist/sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden werden die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die begleitenden Figuren als Beispiel beschrieben, wobei:
1a und 1b jeweils eine Vorderansicht und eine Rückansicht eines elektronischen Dokumentenlesers darstellen;
2a einen detaillierten Vertikalquerschnitt durch einen Anzeigeabschnitt des Lesers der 1 darstellt;
2b einen Funktionsverlauf für eine elektrophoretische Anzeige des Lesers der 1 darstellt;
3a und 3b jeweils ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die für den elektronischen Dokumentenleser der 1a geeignet ist, und ein Beispiel einer Pixel-Treiberschaltung auf einer flexiblen Rückwandplatine aus Kunststoff, zusammen mit einem Pixel einer elektrophoretischen Anzeige, darstellen;
4 ein Blockdiagramm eines Zwischenmoduls für ein elektronisches Verbrauchergerät, das mit dem Leser verbunden ist, darstellt;
5a eine schematische Darstellung eines üblichen elektronischen Farbdokuments, das dargestellt werden soll, zeigt;
5b ein Flussdiagramm darstellt, das ein bekanntes Verfahren zur Verarbeitung des Dokuments der 5a, das auf dem Leser dargestellt werden soll, zeigt;
5c ein Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zur Verarbeitung des Dokuments der 5a, das auf dem Leser dargestellt werden soll, zeigt;
5d bis 5g jeweils die Ergebnisse der Schärfung eines Bildes und eines Textes vergleichen;
6 ein Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zur Bearbeitung des Dokuments der 5a, das auf dem Leser angezeigt werden soll, zeigt;
7a bis 7c ein erstes Verfahren zum Codieren eines Zielbildes darstellen;
8a bis 8c ein verbessertes Verfahren zum Codieren eines Zielbildes darstellen;
8d ein Flussdiagramm darstellt, das die in den 8a bis 8c verwendeten Schritte zusammenfasst;
9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a und 15a verschiedene Zielbilder auf verschiedenen Hintergründen darstellen;
9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b und 15b die Ausgabe an den Treiber zur Erzeugung der Zielbilder darstellen;
9c, 10c, 11c, 12c, 13c, 14c und 15c die tatsächlichen Ergebnisse der Ausgaben der 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b und 15b veranschaulichen;
16a und 16c zwei Beispielbilder darstellen, die mit dem Verfahren der 7a bis 7c codiert wurden;
16b und 16d zwei Beispielbilder der 16a und 16c darstellen, die mit dem Verfahren der 8a bis 8c codiert wurden;
17a bis 17c jeweils eine Kombination einer elektrophoretischen Anzeige mit halber Auflösung und einem Farbfilter mit halber Auflösung; eine Kombination einer elektrophoretischen Anzeige mit vollständiger Auflösung und einem Farbfilter mit vollständiger Auflösung; und eine Kombination einer elektrophoretischen Anzeige mit vollständiger Auflösung und einem Farbfilter mit halber Auflösung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und schematische Darstellungen der entsprechenden Rückwandplatinenfunktionen darstellen; und
18a bis 18d Beispiele von normal dargestellten und gezoomten Anzeigebereichen für Displays veranschaulichen, die jeweils gemäß den in 17a und 17c gezeigten schematischen Darstellungen betrieben werden.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die nachfolgende Beschreibung beschreibt einige technische Einzelheiten der elektronischen Dokumenten-Lesevorrichtungen und wie Farbinformationen auf derartigen Anzeigen dargestellt werden können, da dies für das Verständnis der Funktionsweise der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
Elektronische Dokumenten-Lesegeräte
1a und 1b zeigen schematisch ein elektronisches Dokumenten-Lesegerät 10 mit einer vorderen Anzeigefläche 12 und einer Rückfläche 14. Die Anzeigefläche 12 ist bis zu den Rändern des Geräts im Wesentlichen flach und kann, wie dargestellt, ohne Anzeigerahmen ausgebildet sein. Es sollte jedoch verstanden werden, dass sich die elektronische (elektrophoretische) Anzeige nicht rechts von den Kanten der Anzeigefläche 12 erstrecken kann, und es kann eine starr ausgebildete Steuerelektronik um die Ränder der elektronischen Anzeige vorgesehen sein.
2a veranschaulicht einen vertikalen Querschnitt durch einen Anzeigeabschnitt des Geräts. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu. Die Struktur umfasst ein Substrat 108, das üblicherweise aus Kunststoff, wie beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat) gebildet ist, auf dem eine dünne Schicht 106 einer aktiven Matrix für eine organische Pixel-Treiberschaltung ausgebildet ist. Die Schicht der Aktivmatrix-Pixeltreiberschaltung 106 kann ein Array aus organischen oder anorganischen Dünnfilmtransistoren, wie beispielsweise in der WO 01/47045 offenbart, umfassen. Darüber ist, beispielsweise mittels Haftmittel, eine elektrophoretische Anzeige 104 angebracht. Die elektrophoretische Anzeige umfasst eine Anzeige, die derart ausgebildet ist, dass sie das Erscheinungsbild einer normalen Tinte auf Papier nachahmt, und kann somit als elektronisches Papier, E-Papier oder elektronische Tinte bezeichnet werden. Derartige Anzeigen reflektieren Licht und üblicherweise ist das dargestellte Bild ein Graustufenbild (oder monochrom). Es versteht sich, dass andere Anzeigen anstelle der elektrophoretischen Anzeige verwendet werden können.
Eine Feuchtigkeitsbarriere 102, beispielsweise aus Polyethylen und/oder Aclar^TM, einem Fluorpolymer (Polychlortrifluorethylen – PCTFE) oder dergleichen, ist über der elektronischen Anzeige 104 vorgesehen. Des Weiteren ist auch eine Feuchtigkeitsbarriere 110 vorzugsweise unter dem Substrat 108 ausgebildet. Da diese Feuchtigkeitsbarriere nicht transparent sein muss, umfasst die Feuchtigkeitsbarriere 110 vorzugsweise eine metallische Feuchtigkeitsbarriere, wie beispielsweise eine Schicht aus Aluminiumfolie. Dadurch ist es möglich, die Feuchtigkeitsbarriere dünner auszubilden, wodurch sich die Gesamtflexibilität erhöht. In bevorzugtesten Ausführungsformen weist das Gerät eine im Wesentlichen transparente Frontabdeckung 100 auf, die beispielsweise aus Perspex (RTM) gebildet ist und als ein Strukturelement dient. Es ist nicht notwendig, eine Frontabdeckung vorzusehen, wobei eine hinreichend physikalische Steifigkeit beispielsweise auch durch das Substrat 108 in Kombination mit einer oder beiden der Feuchtigkeitsbarrieren 102, 110 erzielt werden kann.
Ein Farbfilter 114 ist wahlweise über der Anzeige angeordnet. Ein derartiger Filter umfasst ein Mosaik aus kleinen Filtern, die über den Pixelsensoren zur Erfassung von Farbinformationen angeordnet sind, und wird im Nachfolgenden detaillierter beschrieben. Der Filter kann einen RGBW(Rot, Grün, Blau, Weiß)-Filter oder eine andere gleichwertige Ausführung umfassen.
Reflektierende Anzeigen, wie beispielsweise elektrophoretische Anzeigemedien, sind anders als die meisten Anzeigetechnologien. Wird den herkömmlichen Anzeigen (wie beispielsweise LCD, OLED und Plasma) Strom entzogen, kehren diese in den Aus-Zustand zurück. Dieser Zustand ist bekannt und jede Farbe kann von diesem Ausgangspunkt präzise angesteuert werden. Reflektierende Anzeigen unterscheiden sich dahingehend, dass sie das letzte Bild, das in sie geschrieben wurde, beibehalten. Somit muss die Anzeige in einen ungeschriebenen Zustand gebracht werden, bevor diese neu beschrieben werden kann. Die Funktionen (engl. waveforms) sind ein Satz aus ”Übergängen”, die einem Pixel anzeigen, wie eine Änderung von einem Bild zu dem nächsten erfolgt. Sie bilden im Wesentlichen eine Anleitung, wie ein beliebiger Grauwert in jeden anderen beliebigen Grauwert umgewandelt werden kann. Für eine Anzeige, die drei Graustufen aufweist, führt dies zu einem Funktionsverlauf mit neuen Übergängen, wie schematisch in 2b gezeigt.
3a zeigt ein Beispiel für eine Steuerschaltung 1000, die für den zuvor beschriebenen elektronischen Dokumentenleser 10 geeignet ist. Die Steuerschaltung umfasst eine Steuerung 1002 mit einem Prozessor, einem Arbeitsspeicher und einem Programmspeicher, die mit einer Benutzeroberfläche 1004 für beispielsweise Steuerungen 130 verbunden sind. Die Steuerung ist auch über eine Anzeigeschnittstelle 1006, die beispielsweise durch die integrierten Schaltungen 120 gebildet wird, mit der Aktivmatrix-Treiberschaltung 106 und der elektrophoretischen Anzeige 104 verbunden. Auf diese Weise kann die Steuerung 1002 elektronische Dokumentendaten zur Anzeige 104 senden und wahlweise berührungsempfindliche Daten von der Anzeige empfangen. Die Steuerelektronik umfasst auch einen nichtflüchtigen Speicher 1008, wie beispielsweise einen Flash-Speicher zur Speicherung von Daten eines oder mehrerer Dokumente zur Darstellung und wahlweise weiterer Daten, wie beispielsweise Bookmark-Adressen des Benutzers und dergleichen. Der Fachmann wird erkennen, dass der Prozessor-Steuercode für eine Vielzahl von Funktionen in dem Programmspeicher gespeichert werden kann.
Besondere Probleme von flexiblen elektrophoretischen Anzeigen
3b zeigt ein Beispiel einer Pixel-Treiberschaltung 300, die unter Verwendung eines Lösungsabscheidungsverfahrens auf einer flexiblen Rückwandplatine aus Plastik hergestellt wird, in Verbindung mit einem Pixel 550 einer elektrophoretischen Anzeige. In 3b bildet der Abschnitt auf der rechten Seite der gestrichelten Linie eine elektrophoretische Anzeige und der Abschnitt auf der linken Seite der gestrichelten Linie eine Aktivmatrix-Rückwandplatine; diese werden zur Bildung einer Aktivmatrix-Anzeige sandwichartig zusammengefügt.
Die Pixeltreiberschaltung der 3b umfasst einen Dünnfilmtransistor 502 mit einer Gate-Verbindung 504, die mit einer Pixelauswahlleitung der Anzeige verbunden ist. Bei der Aktivierung wird eine Spannung auf der Pixeldaten-(VDAT)-Leitung 506 mit einer Platte eines Speicherkondensators Cs 508 verbunden, und die andere Platte davon wird mit einem gemeinsamen Rückwandplatinenanschluss 510 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Transistor 502 und dem Speicherkondensator 508 bildet auch eine Pixelantriebsleitung 512, die mit dem elektrophoretischen Anzeigepixel 550 verbunden ist. Das Pixel 550 kann als hochohmiger Widerstand, in der Größenordnung von beispielsweise 800 MΩ, parallel mit einem kleinen Kondensator, von beispielsweise weniger als 1 pF, ausgebildet werden. Eine zweite Verbindung des elektrophoretischen Anzeigepixels ist mit der gemeinsamen bzw. oberen Pixelelektrode TPCOM 552 verbunden.
Wird während des Betriebs die Pixelauswahlleitung 504 aktiviert, wird eine Spannung zwischen der Pixelantriebsleitung 512 und TPCOM 552 an die Leitung 506 angelegt, und zudem im Kondensator 508 gespeichert; ein Beispiel des Gate-Antriebskurvenverlaufs ist dargestellt. Ein einzelnes Pixel kann in etwa alle 20–30 ms geschrieben werden, um die Ansteuerung aufrechtzuerhalten. Bei der Ansteuerrung eines elektrophoretischen Anzeigepixels führt die relativ langsame Reaktion zu Schwierigkeiten: Zur Beschleunigung der Anzeigenaktualisierung wird häufig lediglich ein kleiner Bereich der Anzeige aktualisiert, da sich häufig, beispielsweise beim Eintippen, nur ein kleiner Bereich der Anzeige ändert. Der Rest der Anzeige wird mit einem Null-Frame geschrieben, d. h. mit einer Spannung von null Volt auf der Leitung 506, die für jede elektrophoretische Anzeige einem Zustand entspricht, in dem keine Änderung in der dargestellten ”Farbe” auftritt. Dies kann jedoch zu allmählichem Abdriften in Richtung einer Schwarz- oder Weißstufe (unter dem Farbfilter) führen, die über einem ausgedehnten Bereich der Anzeige sichtbar ist. Darüber hinaus wird es durch die großen Streukapazitäten, die auf die Kunststoffelektronik und die flexiblen Kunststoffsubstrate zurückzuführen sind, sowie der Möglichkeit, die Anzeige mechanisch zu verformen (zu biegen), schwierig, einen bestimmten Pixelansteuerungswert über der Fläche eines Pixels zu erzielen und aufrechtzuerhalten. Somit sollte verstanden werden, dass bestimmte Schwierigkeiten hinsichtlich der Darstellung der Farbbereiche in einer elektrophoretischen Anzeige mit einer Rückwandplatine aus Kunststoff auftreten können.
3a zeigt eine externe Schnittstelle 1010, die mit einem Computer, wie beispielsweise einem Laptop, einem PDA, oder Mobiltelefon bzw. Smartphone, 1014 verbunden ist, um Dokumentendaten zu empfangen und wahlweise Daten, wie beispielsweise Bookmark-Daten eines Benutzers, bereitzustellen. Die Schnittstelle 1010 kann eine verdrahtete Schnittstelle, wie beispielsweise USB, und/oder eine drahtlose Schnittstelle, wie beispielsweise Bluetooth^TM, und wahlweise eine induktive Verbindung zur Leistungsversorgung umfassen. Mit dem Letzteren kann in den Ausführungsformen der Vorrichtung gänzlich auf physikalische, elektrische Verbindungen verzichtet werden, wodurch sich unter anderem ein einfacherer physikalischer Aufbau und eine verbesserte Geräteästhetik sowie ein größerer Feuchtigkeitswiderstand ergeben. Eine wiederaufladbare Batterie 1012 oder eine andere wiederaufladbare Stromquelle wird zum Aufladen mit der Schnittstelle 1010 verbunden und bildet eine Leistungsversorgung zu der Steuerelektronik und der Anzeige.
Die auf dem Leser darzustellenden elektronischen Dokumente können aus einer Vielzahl von Quellen stammen, wie beispielsweise einem Laptop oder einem Desktop-Computer, einem PDA (Personal Digital Assistant), einem Mobiltelefon (beispielsweise einem Smartphone wie dem Blackberry^TM) oder anderen derartigen Geräten. Unter Verwendung der verdrahteten (beispielsweise USB etc.) oder drahtlosen (z. B. Bluetooth^TM) Schnittstellen kann der Benutzer auf unterschiedliche Arten, wie beispielsweise durch Synchronisation oder ”Drucken”, derartige elektronische Dokumente in den Dokumentenleser übertragen. Die elektronischen Dokumente können eine beliebige Anzahl von Formaten, wie beispielsweise, jedoch nicht einschränkend, PDF, Microsoft Word^TM, Bitmaps, JPG, TIFF-Formate, sowie weitere bekannte Formate umfassen.
Für die Übertragung durch Synchronisation verbindet der Benutzer den elektronischen Dokumentenleser mit einem separaten Gerät (beispielsweise einem Laptop oder einem Desktop-Computer, einem PDA oder einem Smartphone), das ein elektronisches Dokument speichert. Während dieser Synchronisation werden die gesamten elektronischen Dokumente, die in einer beliebigen Anzahl von anwenderdefinierten Ordnern auf dem separaten Gerät gespeichert und nicht in dem Speicher des Lesers vorhanden sind, auf den Leser übertragen. In ähnlicher Weise können alle nicht in dem separaten Gerät vorhandenen Dokumente, die auf dem Leser vorhanden sind (beispielsweise Dokumente, die während der Anzeige auf dem Leser verändert oder geschrieben wurden) ebenfalls auf das separate Gerät zurückübertragen werden. Alternativ bietet die Verbindungsschnittstelle dem Benutzer die Möglichkeit festzulegen, dass lediglich eine Untergruppe der Dokumente synchronisiert werden soll. Alternativ kann eine Live-Synchronisation durchgeführt werden, bei der der Leser alle Dokumente, die kürzlich auf dem separaten Gerät angesehen wurden, speichern kann.
Bei der Synchronisation übernimmt das separate Gerät die Steuerung des Lesers und überträgt die Daten von dem und an den Leser. Zum besseren Verständnis der Möglichkeiten des Lesers kann das separate Gerät die Installation mehrerer Softwarekomponenten, wie beispielsweise einen Druckertreiber, einen Lesertreiber (zur Verwaltung der Einzelheiten des Kommunikationsprotokolls mit dem Leser) und eine Steuerverwaltungsanwendung, erfordern.
Der Einbau eines Druckertreibers oder eines ähnlichen Zwischenmoduls zur Umwandlung des elektronischen Dokuments in ein geeignetes Format zur Darstellung auf dem Leser ermöglicht eine Übertragung des Dokuments durch ”Drucken”. Das Zwischenmodul erzeugt eine Bilddatei einer jeden Seite innerhalb eines zu druckenden Dokuments. Diese Bilder können komprimiert und in einem nativen Geräteformat, das von dem elektronischen Leser verwendet wird, gespeichert werden. Diese Dateien werden dann als Teil eines Datei-Synchronisationsprozesses auf den elektronischen Leser übertragen.
Einer der Vorteile dieses ”Druck”-Verfahrens liegt darin, dass eine Unterstützung für jedes Dokument bzw. für jede Datei möglich ist, für das/die in dem Betriebssystem ein geeignetes Zwischenmodul, wie beispielsweise ein Drucktreibermodul, installiert ist. Während des Dateien-Synchronisationsablaufs sieht das Steuerprogramm jedes Dokument durch und bestimmt, ob das Betriebssystem mit dieser Datei eine Anwendung verbindet, d. h. eine Tabellenkalkulationsanwendung wird beispielsweise einem Tabellenkalkulationsdokument zugeordnet. Die Steueranwendung ruft die dazugehörige Anwendung auf und verlangt ein ”Drucken” des Dokuments im Druckermodul. Das Ergebnis umfasst eine Reihe von Bildern in einem für den elektronischen Leser geeigneten Format; jedes Bild entspricht einer Seite des Originaldokuments. Diese Bilder erscheinen in einer solchen Weise auf dem elektronischen Leser, als ob das Dokument gedruckt worden wäre. Der elektronische Leser kann somit auch als ”papierloser Drucker” bezeichnet werden.
4 stellt schematisch die Komponenten für ”das Drucken” dar, die auf einem computergesteuerten elektronischen Gerät, wie beispielsweise einem Laptop-Computer 900, implementiert sind, obwohl selbstverständlich auch andere Gerätearten verwendet werden können. Die Seitenbilddaten 902 mit einer Auflösung, die im Wesentlichen der des elektronischen Lesers entspricht, werden zur Darstellung an den elektronischen Leser 904 übermittelt. Wahlweise können Informationen, wie beispielsweise Vermerkdaten, die Benutzervermerke auf einem papierlosen Druckerdokument darstellen, von dem elektronischen Leser 904 zurück zu einem elektronischen Verbrauchergerät 900, beispielsweise als Teil eines Synchronisationsvorgangs, übertragen werden.
Ein Zwischenmodul mit einem Verwaltungsprogramm 906 läuft vorzugsweise als Hintergrunddienst, d. h. es ist für den gewöhnlichen Benutzer nicht sichtbar. Das Zwischenmodul kann sich in dem Dokumentenleser 104 oder auf dem elektronischen Gerät 900 befinden. Die Verarbeitung durch das Zwischenmodul kann das Anpassen oder Zuschneiden von Rändern, das Reformatieren oder das Repaginieren eines Textes, das Umwandeln von Bildelementen innerhalb eines Dokuments in einen geeigneten anzeigbaren Inhalt, sowie weitere im Nachfolgenden beschriebenen Prozesse beinhalten.
Eine grafische Benutzeroberfläche 908 ist beispielsweise auf einem Desktop eines Geräts 900 vorgesehen, durch die es einem Benutzer möglich ist, Parameter für den papierlosen Druckmechanismus einzurichten. Eine Drag-and-Drop-Schnittstelle kann ebenfalls für einen Benutzer vorgesehen sein, sodass beim Ziehen und Loslassen eines Dokuments auf ein entsprechendes Symbol (Icon), das Verwaltungsprogramm eine (transparente) papierlose Druckfunktion für den Benutzer bereitstellt. Ein Überwachungssystem 910 kann ebenfalls vorgesehen sein, um ein oder mehrere Verzeichnisse auf Änderungen in den Dokumenten 800 zu überwachen, wobei bei der Erfassung einer Änderung das Verwaltungsprogramm 906 darüber informiert wird, das wiederum ein aktualisiertes Dokumentenbild bereitstellt. Auf diese Weise ”druckt” das Verwaltungsprogramm automatisch die Dokumente (oder zumindest einen geänderten Teil eines Dokuments) auf den elektronischen Leser, wenn sich ein Dokument ändert. Die Bildinformationen werden auf dem elektronischen Leser gespeichert, obwohl diese nicht sofort angezeigt werden müssen.
Das Rendern von Farben
5a zeigt ein typisches elektronisches Element, das auf dem elektronischen Leser angezeigt werden soll (beispielsweise gedruckt). Das Dokument umfasst unterschiedliche Inhalte, die oft als Objekte beschrieben werden, die zum einfachen Verständnis als separate Schichten dargestellt sind. Das Dokument umfasst Benutzeroberflächenelemente 30, die es dem Benutzer ermöglichen, mit dem Dokument zu interagieren, beispielsweise durch Auswählen unterschiedlicher Menüs. Es gibt zwei verschiedene Arten von Textinhalten, einen schwarzen Text 32 und einen weißen oder andersfarbigen Text 34. Zudem sind auch Bilder 36, durch Pixel dargestellte Grafiken, wobei jedes Pixel eine bestimmte Farbe definiert (die als Bitmaps bezeichnet werden) und mathematisch definierte Formen, die mit bestimmten Farben belegt sind und somit Bereiche aus Farbblöcken 38 bilden (die auch als Vektor-Grafiken bezeichnet werden), vorhanden.
5b zeigt, wie üblicherweise ein elektronisches Farbdokument für eine Schwarz-und-Weißdarstellung verarbeitet wird. In einem ersten Schritt S102 wird das elektronische Dokument in einem PDF, HTML oder ähnlichem Format empfangen. Ein solches Format enthält den Text, das Bild und den Vektor-Grafikinhalt. Das Dokument wird in einer Rendering Engine in eine Farbbitmap umgewandelt (Schritt S104). In einem nächsten Schritt werden die Benutzeroberflächenelemente über die Farbbitmap gelegt (Schritt S106), um ein endgültiges Bild, das vollständig in Farbe ist, zu erzeugen. Weitere Formelemente und weitere skriptfähige vorgerenderte Inhalte können in diesem Stadium ebenfalls hinzugefügt werden. Dieses endgültige Farbbild wird dann an den Anzeigetreiber gesendet (Schritt S108), der ein Rendering auf Schwarz und Weiß durchführt und es für die Anzeige optimiert (Schritt S110). Das Problem bei diesem Verfahren liegt darin, dass üblicherweise nur eine geringe Kontrolle darüber möglich ist, wie der Inhalt für die Anzeige gerendert wird.
Wie im Abschnitt über den Stand der Technik erläutert, führt der Prozess des Druckens von Farbdokumenten unter Verwendung eines Schwarz-und-Weißdruckers häufig zu einem Verlust von wichtigen Informationen. 5c zeigt, wie ein elektronisches Dokument verarbeitet werden kann, um dessen Anzeige auf dem elektronischen Leser zu verbessern. Die Verarbeitung kann von dem zuvor beschriebenen Zwischenmodul durchgeführt werden. Im Wesentlichen werden alle verschiedenen Arten von Inhalten getrennt voneinander optimal gerendert und anschließend wieder in Schichten gemeinsam angeordnet. Die Reihenfolge, in der jede Schicht gerendert wird, ist nicht wesentlich und die Schritte S204 bis S212 der 5c können in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden. Der Begriff ”rendern” bedeutet, das Umwandeln des Dokuments (oder der Schicht des Dokuments) von dessen nativem Format oder Code in ein Bild, das zur Ausgabe geeignet ist. Das Rendern kann als erstes das Definieren einer Bitmap und das Verwenden dieser Bitmap (und das/die nicht gerenderte Bild/Bitmap) umfassen, um die Ausgabe zu bestimmen. Die Ausgabe kann eine Funktion oder einen Funktionensatz umfassen, der dem Anzeigetreiber bereitgestellt wird (d. h. der Aktivmatrix-Treiberschaltung). Die Funktion umfasst einen Satz aus Regeln, die die einzelnen Pixel innerhalb der Matrix steuern. Beispielsweise umfasst im einfachen Fall des Wechsels zwischen Schwarz und Weiß der Satz aus Regeln Schwarz zu Schwarz, Weiß zu Weiß, Weiß zu Schwarz und Schwarz zu Weiß. Für eine Graustufenanzeige mit einer Vielzahl von Grauschattierungen ist der Satz aus Regeln um Vieles umfangreicher.
Im ersten Schritt wird das Farbdokument empfangen und die unterschiedlichen Arten von Inhalten bestimmt S202. Der Inhalt mit dunklem Text kann in Schritt S206 getrennt gerendert werden. Der dunkle Text kann einen dunkelgrauen, einen schwarzen oder einen dunkelblauen Text umfassen. Dementsprechend kann der erste Schritt des Renderns eine Optimierung der Textfarbe umfassen, beispielsweise indem der gesamte Text dieser Art als schwarzer Text vorgegeben wird. In dem Fall, in dem ein Farbfehler vorhanden ist, kann der Text mit 150 ppi (Pixel pro Inch) auf einem 75 ppi-Filter zur Verbesserung der Auflösung gerendert werden. Die Schicht mit schwarzem Text kann als eine schnelle Funktion ausgegeben werden, sodass der Text schneller dargestellt wird, womit gemeint ist, dass er vor den anderen Elementen des Dokuments erscheint. Beispielsweise zeigen die 5f und 5g die Ergebnisse über die Anwendung von Standardverfahren zur Schärfung des Textes, die einen ”langen und dünnen” Text ergeben. Eine Lösung dafür wäre, solche Standardverfahren zur Schärfung des schwarzen Textes zu vermeiden. Alternativ/zusätzlich dazu kann die Funktion optimiert werden, sodass der Text weniger ”lang und dünn” aussieht, z. B. indem die Umrisse dick ausgebildet werden.
Der weiße oder andere helle, farbige Textinhalt wird in Schritt 204 separat gerendert. Wie zuvor erwähnt, weist das E-Papier lediglich 16 Farben auf, wohingegen eine komplette Farbpalette Millionen von Farben aufweisen kann. Das Zwischenmodul kann eine Nachschlagtabelle speichern, die die Graustufenfarben der Anzeige mit einer vorbestimmten Anzahl von Farben aus der kompletten Farbpalette verknüpft. Diese vorbestimmte Anzahl von Farben kann als ”native” Farben bezeichnet werden. Das Rendern des hellen Farbtextes kann das Bestimmen der Farbe des Textes, das Bestimmen, welche der nativen Farben die beste Übereinstimmung ergibt, und das Einstellen der Farbe des hellen Farbtextes auf diese beste Übereinstimmungsfarbe umfassen. Der helle Farbtext wird vorzugsweise getrennt von dessen Hintergrund gerendert, um jegliches Dithering mit dem Hintergrund zu vermeiden.
Die Benutzeroberflächenelemente werden in Schritt S206 identifiziert und gerendert. Das Rendern kann das bestimmen der unterschiedlichen Arten der Benutzeroberflächenelemente, beispielsweise Text und Markierungen, und das getrennte Rendern eines jeden unterschiedlichen Typs der Benutzeroberflächenelemente umfassen. Beispielsweise können die Markierungen (beispielsweise zur Darstellung einer Benutzerauswahl) durch Bestimmen der Farbe der Markierung und Bestimmen der besten Darstellung aus der Nachschlagtabelle, wie zuvor in Bezug auf den Farbtext beschrieben, gerendert werden. Der Text kann, wie zuvor beschrieben, getrennt gerendert und anschließend überlagert werden. Eine zusätzliche Bildverbesserung sollte nicht notwendig sein, da der Inhalt durch Verwenden der anderen Verfahren bereits optimiert wurde. Es können jedoch auch Bildverbesserungen, wie im Nachfolgenden beschrieben, verwendet werden.
Das Rendern kann auch das Verwenden einer neuen Funktion umfassen, um die Illusion einer Animation durch Ausnutzen der Tatsache, dass die elektrophoretischen Medien verglichen mit herkömmlicheren Display-Technologien relativ langsam sind, zu erzeugen. Die in 2b gezeigten Funktionen beziehen sich auf Möglichkeiten, um direkt von einem Bild zu einem anderen zu wechseln. Die ”Übergangsfunktionen” werden als eine Funktion definiert, die nicht nur eine Graustufe-zu-Graustufe-Information, sondern auch einige räumliche Regeln über die Reihenfolge, in der die Pixel aktualisiert werden, kombiniert. Diese Funktionen nutzen die langsame Reaktion der elektrophoretischen Medien für ”animationsähnliche” Anzeigenaktualisierungen aus.
Mögliche räumliche Übergangsfunktionen umfassen:

• Wischen: Aktualisieren einer Seite des Displays (oder eines Teilbereichs) vor der anderen und Staffelung der Aktualisierung dazwischen.
• Zufällige Auflösung
• Schachbrett: Aktualisierung abwechselnder Quadrate zu unterschiedlichen Zeiten
• Zufällige Balken
• Strahlenförmig

Angepasste ”Tags” (Kennzeichen) in XML oder PDF oder in einer anderen erweiterbaren Kennzeichensprache können zur Auswahl des Übergangstyps manuell hinzugefügt werden. Alternativ kann der Übergangstyp auf der Grundlage des Inhalttyps automatisch gewählt werden.
Jedes Bild in der Bildschicht kann in Schritt S208 gerendert werden. Die Bilder können getrennt oder gemeinsam verarbeitet werden. Beispielsweise können Standardverfahren, wie beispielsweise Sättigungsverstärkung oder Schärfung, unabhängig auf jedes Bild angewendet werden. Beispielsweise zeigen die 5d und 5e Verbesserungen eines Bildes unter Verwendung von Standardverfahren zur Bildschärfung. Die Gesamtfunktionenkomponente für die Bildschicht kann zur Verbesserung des Graustufenabstands einen genauen Funktionsverlauf umfassen. Das Ergebnis des genaueren Funktionsverlaufs bedeutet, dass die Bilder später auf dem Bildschirm erscheinen als andere Elemente, wie beispielsweise der schwarze Text.
Die Farbblöcke werden in Schritt S212 getrennt gerendert. In ähnlicher Weise wie das Rendern des hellen Farbtextes kann das Rendern der Farbblöcke das Bestimmen der Farbe des Textes, das Bestimmen, welche der nativen Farben die beste Übereinstimmung liefert, und das Einstellen der Farbe des hellen Farbtextes auf diese beste Übereinstimmungsfarbe umfassen. Die Farbblöcke werden vorzugsweise getrennt von jedem Text oder einem anderen Vordergrund gerendert, um ein Dithering mit dem Vordergrund zu vermeiden.
In einem letzten Schritt (S214) wird die Ausgabe von jeder Schicht kombiniert, um die Gesamtfunktionenausgabe zu bilden. In der Praxis sind die Funktionen komplexer als die in 2b dargestellten. Die Übergänge, und somit die Funktionen, können theoretisch beliebig lang sein und für unterschiedliche Zwecke optimiert werden, wie beispielsweise aus den nachfolgenden Kompromissen ersichtlich:

• Geschwindigkeit – Graustufenanordnungsgenauigkeit verschlechtert sich und ”das Restbild” oder ”Ghosting” (Geisterbild, bei dem das vorige Bild in keinen perfekt ungeschriebenen Zustand gebracht wurde) wird mehr und mehr zu einem Problem
• Bildqualität – Graustufenanordnung ist genau und weist nur minimales ”Ghosting” auf, jedoch sind die Funktionsübergänge länger
• ”Das Erscheinungsbild des Updates” – am besten auf Farbdisplays anwendbar. In dem Prozess der Übertragung zwischen Farbbildern können umgekehrte Farben auftreten und störend auf das Auge wirken. Die Funktion kann so ausgebildet werden, um diese Effekte zu minimieren und das Erscheinungsbild des Übergangs zu verbessern. Jedoch kann dies auch die Geschwindigkeit oder Bildqualität beeinträchtigen.

Es kann eine Funktion pro Seite verwendet werden, wobei es jedoch, wie zuvor erwähnt, vorteilhaft sein kann, die Fähigkeit zum Ansteuern unterschiedlicher Arten von Inhalten mit unterschiedlichen Funktionen auszunutzen. Ein einfaches Beispiel umfasst das Ansteuern eines Textes mit einer sehr schnellen Funktion und ”das Ausfüllen” der Bilder mit einer langsameren, genaueren Funktion.
6 zeigt ein alternatives Verfahren zur Umwandlung eines Farbdokuments in ein Graustufenbild für einen elektronischen Leser. In einem ersten Schritt (S302) wird das Farbdokument empfangen und analysiert, um ein Bild des Dokuments zu erzeugen. Das Bild wird dann in Schritt S304 in Graustufen umgewandelt. Der nächste Schritt umfasst das Vergleichen des Inhalts, der in dem Originalfarbbild enthalten ist, mit dem Inhalt des umgewandelten Bildes unter Verwendung von Standardverfahren. Wird bestimmt, dass ein Informationsverlust einen Schwellenwert übersteigt, kehrt der Prozess zu dem Originalfarbbild zurück und wählt einen bestimmten Bereich aus. Beispielsweise kann, wie in 5c gezeigt, der Prozess das Dokument in Schichten teilen und eine bestimmte Schicht auswählen, beispielsweise Farbblöcke, um diese getrennt von den anderen Bereichen zu verbessern (Schritt S308). Alternativ kann ein anderer Algorithmus zum Auswählen des zu verbessernden Bereichs verwendet werden.
Sobald der Bereich ausgewählt wurde, kann ein separater Verbesserungsalgorithmus ausgeführt werden (Schritt S310). Beispielsweise kann eine Nachschlagetabelle vorgesehen sein, um die Vielzahl von Farben, die in dem Farbbild verwendet werden können, zu unterscheiden. Die Nachschlagetabelle kann verwendet werden, um die Farbe in dem Farbbild vorzugeben, um diese so an die beste Übereinstimmungsfarbe anzugleichen. Alternativ kann die Nachschlagetabelle die Farben und Muster kombinieren, um eine umfangsreichere Liste von Darstellungen zur Unterscheidung der Farben bereitzustellen. Beispielsweise kann blaues Licht in der Nachschlagetabelle durch Hash-Linien dargestellt werden.
In einem letzten Schritt (S312) werden die Verbesserungen in dem bestimmten Bereich mit der Darstellung des Rests des Bildes kombiniert und die Gesamtfunktionenausgabe, die das Graustufenbild darstellt, ausgegeben.
Wie in 2 gezeigt, kann optional ein Farbfilter über die elektrophoretische Anzeige gelegt werden, um eine Farbbildanzeige auf dem elektronischen Leser zu bilden. In den nachfolgenden Beispielen wird ein RGBW-Filter verwendet, obwohl verstanden werden soll, dass auch andere ähnliche Farbfilter verwendet werden können.
Ein Nachteil der Verwendung eines derartigen Farbfilters liegt darin, dass dieser die tatsächliche Auflösung effektiv um die Hälfte verringert. Für einen monochromen (Graustufen) Inhalt kann die wahrgenommene Auflösung durch Rendern des monochromen Inhalts bei ”monochromer Auflösung” unter dem Farbfilter verbessert werden. Der Farbinhalt wird bei 75 ppi gerendert und mit dem monochromen Inhalt bei 150 ppi zusammengefügt. Dies erweist sich für einen Schwarz-und-Weiß-Text auf einem monochromen Hintergrund als einigermaßen effektiv, hat jedoch eine geringe oder keine Auswirkung auf den Farbtext, auf einen Schwarz- oder Weißtext auf farbigem Hintergrund, auf ein Farbbild oder auf Farbgrafiken. Dementsprechend wird ein verbessertes Verfahren benötigt.
Verbesserte Farbauflösung
In einem verbesserten Verfahren wird das Filter/Farbrendering durch Verwenden einer Maske gesteuert, die eine Untermaske für jede Farbe des Filters umfasst, beispielsweise: Out(i, j) = Rm(i, j)·I(i, j, R) + Gm(i, j)·I(i, j, G) + Bm(i, j)·I(i, j, B) + Wm(i, j)·I(i, j, W) wobei i, j die Koordinaten in den Zeilen und Spalten der Pixelmatrix sind, Rm(i, j), Gm(i, j), Bm(i, j), Wm(i, j) die roten, grünen, blauen und weißen Untermasken sind, und I(i, j, R), I(i, j, G), I(i, j, B), I(i, j, W) jeweils den roten Kanal, den grünen Kanal, den blauen Kanal und den weißen Kanal für das Eingabebild darstellen.
Die Untermasken sind überall null, außer dort, wo sich die entsprechende Farbe befindet.
7a und 8a zeigen das gleiche Zielbild (ein rotes ”P”). In 7a ist das Zielbild mit der Pixelmatrix für die elektrophoretische Anzeige überlagert. Somit weist in diesem Beispiel die Pixelmatrix 8 Zeilen und 7 Spalten auf. In 8a ist das Zielbild mit der Matrix mit dem RGBW-Filter auf der elektrophoretischen Anzeige überlagert. Dementsprechend wird jedes Pixel in der Matrix der 7a in vier Subpixel unterteilt; ein Subpixel für jede der vier Farben.
In 7b wird das Bild zunächst auf Farbauflösung gerendet. Dies wird durch Bestimmen, ob ein Bild 50% oder mehr des Zielbildes bedeckt oder nicht, erreicht. Ist diese Bedingung erfüllt, wird das gesamte Pixel rot dargestellt. Hingegen wird das Bild in 8b zunächst auf Graustufenauflösung (monochrome Auflösung) gerendert. Dies wird durch Bestimmen, ob ein Subpixel 50% oder mehr des Zielbildes bedeckt oder nicht, erreicht. Ist diese Bedingung erfüllt, wird das Subpixel rot dargestellt.
7c und 8c rendern die Ergebnisse der 7b und 8b auf den RGBW-Filter. In 7c wird für jedes ganze Pixel, das auf Rot eingestellt ist, die rote Subpixel-Maske auf 1 gesetzt. Beispielsweise für die Positionen (2,1), (2,2) etc., wird die Subpixel-Maske auf 1 gesetzt und für die Positionen (1,1), (1,2) etc., wird die Subpixel-Maske auf 0 gesetzt. In 8c wird die rote Subpixel-Maske dann auf 1 gesetzt, wenn das Subpixel, das der Position des roten Subpixels entspricht, auf Rot eingestellt ist. Werden die 7c und 8c verglichen, zeigt sich, dass die unterschiedlichen Ansätze zu der roten Subpixel-Maske mit den Positionen (6,4) und (5,6) auf 1 gesetzt in 8c und auf 0 gesetzt in 7c führen. Die Position (4,5) ist in 8c auf 0 gesetzt und in 7c auf 1 gesetzt. Somit ergeben sich aus den Verfahren der 8a bis 8c weniger Fehler.
Das Verfahren der 8a bis 8c codiert die Helligkeitsinformation bei vollständiger Farbauflösung und überlagert die Farbe bei halber Auflösung. Mit anderen Worten wird der gesamte Inhalt auf monochrome Auflösung gerendert und der Farbfilter darüber ”multipliziert”. Das Anti-Aliasing ist ein bekanntes Verfahren, das zu einem gleichmäßigen Erscheinungsbild des Textes und der Grafiken beiträgt. Das Anti-Aliasing weist jedoch den Nebeneffekt auf, dass die Schärfe und der Kontrast an den Rändern des Texts oder der Grafiken verringert werden. Der Klarheit halber wird kein Anti-Aliasing in den Verfahren der 7a bis 7c oder 8a bis 8c verwendet, aber nichtsdestotrotz kann ein Anti-Aliasing-Schritt durchgeführt werden.
Das in den 8a bis 8c gezeigte Verfahren ist in der 8d zusammengefasst. Sobald das Zielbild empfangen wurde, umfasst ein erster Schritt S402 das Überlagern des Zielbildes mit einem Raster, das der Vielzahl von Subpixel innerhalb des Farbfilters entspricht. Die Helligkeitsinformation für jedes Subpixel innerhalb des Rasters wird dann in Schritt S404 bestimmt, um ein Helligkeitsbild zu erzeugen. Ein Beispiel, die Helligkeit zu bestimmen, ist zu überprüfen, ob die Helligkeit des Subpixels einen Schwellenwert (beispielsweise 50%) übersteigt, beispielsweise indem es entweder durch das Zielbild selbst oder einen nicht schwarzen Hintergrund abgedeckt ist. Deckt ein Subpixel mehr als den Schwellenwert ab, kann das Subpixel auf volle Helligkeit (d. h. weiß) oder teilweise Helligkeit (d. h. grau zur Erzeugung hellerer Farbtöne) eingestellt werden. Anderenfalls wird die Helligkeit auf Schwarz gesetzt.
Sobald die Helligkeitsinformation bei voller Auflösung codiert wurde, wird der Schritt S406 mit der Farbcodierung fortgesetzt. Für jedes helle (volle oder teilweise) Subpixel wird bestimmt, ob die Farbe von dem Subpixel das Ziel ergeben soll, um das Ausgabesignal zu erzeugen oder nicht. Wie beispielsweise in 8c gezeigt, sind lediglich die roten Subpixel an, während alle anderen Subpixel auf Null gesetzt sind.
Das in den 8a bis 8c gezeigte Verfahren ist auf eine Vielzahl von Beispielen in den 9a bis 15c anwendbar. In jedem Beispiel zeigt die erste Figur das Ziel, die zweite Figur die Ausgabeabbildung (Out(i, j)) und die dritte Figur das daraus resultierende Bild. Es versteht sich, dass einige Farb/Hintergrundkombinationen besser dargestellt werden als andere. Beispielsweise werden die in den 12a und 15a gezeigten Fälle nicht so gut dargestellt wie die in den 13a und 14a gezeigten Fälle. Somit kann es hilfreich sein, die Verfahren der unterschiedlichen Techniken zu kombinieren, um die Darstellung zu verbessern. Beispielsweise könnte die Farbe des Textes oder des Hintergrunds mit einer Farbe in der Nachschlagetabelle abgeglichen werden. Alternativ kann die Herangehensweise mit den unterschiedlichen Schichten verwendet werden. Wenn beispielsweise ein kleiner roter Text auf einem dunklen Hintergrund erscheint, könnte der erste Schritt das Aufhellen des Textes zur besseren Lesbarkeit umfassen, bevor das Verfahren der 8d angewandt wird.
In den 9a und 10a umfasst das Ziel ein schwarzes oder rotes Quadrat auf weißem Hintergrund. Die 9b und 10b zeigen die Subpixel-Masken zur Erreichung des Ziels. Für das schwarze Quadrat führt der Helligkeitscodierungsschritt dazu, dass sämtliche Subpixel innerhalb der Grenze des schwarzen Ziels eine Helligkeit aufweisen, die auf Schwarz eingestellt ist, und die verbleibenden Subpixel auf volle Helligkeit eingestellt sind. Weiß wird von allen Subpixel erzeugt, die „an” und zur Erzielung eines weißen Erscheinungsbildes zusammengefügt sind. Dementsprechend bleiben in dem Farbauflösungsschritt die Subpixel unverändert. In der in 9b gezeigten, daraus resultierenden Maske weisen alle Subpixel die volle Helligkeit auf, außer die Subpixel, die innerhalb der Grenze des schwarzen Zielquadrats fallen. Für das rote Quadrat führt der Helligkeitscodierungsschritt dazu, dass alle Subpixel innerhalb der Grenze des Ziels die volle Helligkeit aufweisen und alle verbleibenden Pixel auf volle Helligkeit eingestellt sind. Wie in 10b gezeigt, bedeutet der Begriff ”Farbauflösungsschritt”, dass alle hellen Subpixel innerhalb des Zielbereichs, die nicht rot sind, auf Null gesetzt werden und alle anderen Subpixel unverändert bleiben.
Sind alle Subpixel für ein Pixel an, wie beispielsweise in den Pixeln in der letzten Spalte der 9c und 10c, verbinden sich das Rot, das Grün, das Blau und das Weiß, um ein weißes Quadrat zu bilden. Die in den 9c und 10c gezeigten Ergebnisse verbinden sich bei der Betrachtung durch den Benutzer und bilden eine gute Annäherung an das Zielbild, obwohl die Ränder leicht farbig sein können.
In 11a umfasst das Ziel ein Magentabild (eine ”T”-Form) auf schwarzem Hintergrund. Es gibt keinen Filter zur Bildung von Magenta, aber eine Kombination aus Rot und Blau gewährleistet eine gute Annäherung. Wie in der 11b gezeigt, stellt der Helligkeitscodierungsschritt alle Subpixel im Hintergrund auf Schwarz und alle Subpixel innerhalb der ”T”-Form auf volle Helligkeit ein. Im nächsten Schritt bleiben alle roten und blauen Subpixel innerhalb der ”T”-Form unverändert, und alle weißen und grünen Pixel innerhalb des Zielbereichs werden auf Null gesetzt. Die 11c zeigt, dass das resultierende Bild aus roten und blauen Subpixeln gebildet ist, die in die ursprüngliche ”T”-Form fallen.
In den 12a und 13a weist das Ziel eine rote ”T”-Form auf jeweils einem schwarzen oder weißen Hintergrund auf. Bei der 12a stellt der Helligkeitscodierungsschritt alle Subpixel in dem Hintergrund auf Schwarz und alle Subpixel innerhalb der ”T”-Form auf volle Helligkeit ein, und der Farbauflösungsschritt stellt alle hellen Subpixel, die nicht rot sind, auf Null ein. Im Gegensatz dazu stellt in der 13a der Helligkeitscodierungsschritt alle Subpixel auf volle Helligkeit ein und der Farbauflösungsschritt stellt alle hellen Subpixel, die innerhalb der Grenze der Zielform liegen und die nicht rot sind, auf Null ein. Die in 12b gezeigte Ausgabe an den Treiber ist verhältnismäßig einfach und es sind lediglich die roten Subpixel innerhalb der ”T”-Form an; alle anderen Subpixel sind aus. In ähnlicher Weise ist auch das in 12c gezeigte Ergebnis verhältnismäßig einfach. Die in 13b gezeigte Ausgabe an den Treiber ist komplexer, da ein weißer Hintergrund erzeugt werden muss. Die gleichen Subpixel, die in 12b an sind, sind auch in der 13b zusammen mit einer großen Anzahl an Hintergrund-Subpixeln an. Das schlüsselförmige Muster, das an den Treiber ausgegeben wird, führt zu einem komplexeren Muster der Subpixel, wie in 13c gezeigt.
In den 14a und 15a weisen die Ziele die gleiche Form und die gleichen Hintergründe wie die in den 12a und 13a auf. In diesem Beispiel ist jedoch das Rot viel heller. In der 14a stellt der Helligkeitscodierungsschritt alle Subpixel in dem Hintergrund auf Schwarz und alle Subpixel innerhalb der ”T”-Form auf teilweise Helligkeit ein. Im darauf folgenden Farbauflösungsschritt bleiben alle hellen Subpixel, die nicht rot sind, unverändert, aber die roten Subpixel werden auf volle Helligkeit geändert. Im Gegensatz dazu stellt in der 15a der Helligkeitscodierungsschritt alle Subpixel im Hintergrund auf volle Helligkeit und alle Subpixel innerhalb der ”T”-Form auf teilweise Helligkeit ein. In dem nachfolgenden Farbauflösungsschritt bleiben alle teilweise hellen Subpixel, die nicht rot sind, unverändert, aber die teilweise roten Subpixel werden auf volle Helligkeit geändert. Wie in den 14b und 15b gezeigt, werden einige Subpixel auf eine Intensität, die zwischen 0 und 1 liegt, eingestellt, d. h., die Subpixel werden teilweise aktiviert (als Grau dargestellt). Das Maskenmuster für die 15b entspricht jenem der 13b, wobei alle ”Aus”-Subpixel durch ”teilweise An”-Subpixel ersetzt werden.
16a bis 16d zeigen konkrete Beispiele der Anwendungen der jeweiligen Verfahren der 7a bis 7c und 8a bis 8c. In 16a werden zwei Balkendiagramme mit weißem Text auf farbigen Hintergründen unter Verwendung des Verfahrens der 7a bis 7c gerendet Es zeigt sich, dass der Text verschwommen ist. Im Gegensatz dazu wird unter Verwendung des Verfahrens der 8a bis 8c der weiße Text schärfer gerendert, wie in 16b gezeigt. Eine ähnliche Verbesserung wird mit farbigem Text auf weißem Hintergrund, wie in den 16c und 16d, gezeigt, erzielt.
Verbesserte Farbwiedergabe auf hochauflösenden Displays
Im Nachfolgenden wird ein Beispiel einer hochauflösenden elektronischen Farbpapieranzeige mit verbesserter Farbwiedergabe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bezug nehmend auf die 17a bis 17c zeigt 17a den Buchstaben ”P”, der auf einer Anzeige mit ”halber Auflösung” überlagert ist. Auf der linken Seite ist das Zielbild in Rot dargestellt, in der Mitte ist eine Aliasing-Darstellung des nativen Pixel überlagernden Bildes dargestellt, vor dem Überlagern mit einem Farbfilter, wie zuvor beschrieben, und auf der rechten Seite ist der Pixelsatz dargestellt – in Rot gezeigt –, der zur Darstellung nach dem Abdecken mit einer Maske, die die Positionen der roten Farbfilterelemente definiert, ausgewählt wurde. Das Quadrat 1700 zeigt ein Pixel des Farbfilters, der vier Farbfilterelemente, Rot, Grün, Blau und Weiß, umfasst (wobei nur eines in dem roten Bild der 17a sichtbar ist). Jedes der vier Farbfilterelemente definiert ein Subpixel des Farbfilters, und der Satz aus vier Elementen definiert ein Pixel des Farbfilters.
In 17b wird eine Anzeige mit ”voller” Auflösung (d. h. eine Anzeige mit der doppelten Auflösung der in 17a dargestellten Anzeige) mit einem Farbfilter mit voller Auflösung verwendet – d. h. mit Farbfilter-Subpixel, die die gleiche Größe wie die nativen Anzeigepixel aufweisen. Der Buchstabe ”P” wird erneut auf die Anzeige gelegt und das Quadrat 1702 zeigt ein Farbpixel, das vier Farbfilter-Subpixel umfasst, die jeweils die halbe Größe (Längenabmessung) jener der 17a aufweisen.
In 17c ist eine Anzeige mit der gleichen ”vollen” Auflösung wie in 17b dargestellt, wobei jedoch in diesem Fall ein Farbfilter mit halber Auflösung verwendet wird. Somit zeigt das Quadrat 1704 ein Farbfilterpixel, das vier Subpixel umfasst, von denen jedes vier native Anzeigepixel überlagert. Obwohl somit die zugrunde liegende native Anzeigeauflösung die gleiche wie in 17b ist und obwohl der Buchstabe ”P” in der roten Farbebene mit der gleichen Auflösung wie in 17b auf die zugrunde liegenden nativen Anzeigepixel gerendert wird, wird die (maximale) Raumfrequenz, bei der die ”Farbe” eines Pixels von einem Pixel zu dem nächsten verändert wird, im Vergleich zu 17b halbiert.
Dies ist in den die Funktionen begleitenden 17a bis 17c dargestellt. Diese stellen schematisch die Gate/Source-Datenmodulation an den Pixeln entlang der Linien, die durch den entsprechenden Pfeil dargestellt sind, dar. Ein großer vertikaler Balken stellt ein ”An”-Pixel dar und ein kurzer Balken stellt ein ”Aus”-Pixel dar (praktisch können die Ansteuerungsfunktionen komplexer sein, da das Ansteuern eines Pixels beispielsweise von der Vorgeschichte des Ansteuerns des Pixels abhängt). Die Horizontalachse in den Funktionen entspricht der räumlichen Position, oder gleichermaßen der Zeit, wenn auf die Pixel sequenziell zugegriffen wird. Es zeigt sich, dass für gleiche Raum/Zeit-Inkremente, die dem Abstand eines Pixels bei ”voller” Auflösung entsprechen, die Funktionen der 17a und 17c Farbdaten zeigen, die sich halb so schnell wie jene in der Funktion der 17b ändern. In der Funktion der 17c ist jedoch die zugrunde liegende räumliche Auflösung doppelt so hoch – wodurch sich die effektive räumliche Auflösung erhöht, bei der eine Farbebene bei voller Auflösung gerendert und anschließend vom Farbfilter bei halber Auflösung überlagert wird.
Somit überlagert in dem Ansatz der 17c ein Farbfilter-Subpixel zumindest zwei native Anzeigepixel, vorzugsweise in beide orthogonalen Zeilen- und Spaltenrichtungen, um effektiv die maximale Raumfrequenz der Farbmodulation zu halbieren. Somit kann beispielsweise, für ein natives Pixelbild, das in jede Richtung 100 μm groß ist, jedes Farbfilter-Subpixel einen Abstand von 200 μm aufweisen, sodass sich vier hochauflösende Pixel unter jedem einzelnen Farbfilterelement befinden. Es sollte verstanden werden, dass in der Praxis die Größe eines Farbfilterelements ein ganzzahliges Vielfaches (größer als zwei) des nativen Anzeigepixelabstands sein kann. Obwohl in dem dargestellten Beispiel ein Farbfilterpixel einen quadratischen Aufbau aus vier verschiedenen Farbfilter-Subpixel umfasst, sind in ähnlicher Weise andere Konfigurationen der Farbfilter-Subpixel möglich, wie beispielsweise eine lineare Anordnung.
18a zeigt ein Farbbild, das durch Verwendung des Ansatzes der 17a dargestellt ist, und 18b zeigt eine Vergrößerung des markierten Bereichs der 18a. 18c zeigt den Ansatz der 17c, wobei 18d eine Vergrößerung des markierten Bereichs der 18c darstellt. Es zeigt sich, dass der Ansatz der 17c eine Anzeige mit einer viel höheren Auflösung ergibt, jedoch mit der Farbwiedergabe (Helligkeit, maximale Raumfrequenz) des Ansatzes der 17a. Dies zeigt, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowohl eine hohe Auflösung als auch eine hochqualitative Farbwiedergabe erzielen können.
Der Fachmann wird erkennen, dass weitere effektive Alternativen möglich sind. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und für den Fachmann offensichtliche Modifikationen möglich sind, die innerhalb des Geists und des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

Verfahren zur Anzeige von Farbdaten auf einer elektronischen Papieranzeige, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer elektronischen Papieranzeige mit Anzeigepixel in einem Anzeigepixelabstand; Bereitstellen eines Farbfilters für die Anzeige, wobei der Farbfilter Gruppen von Farbfilterelementen aufweist, wobei jedes Farbfilterelement eine von einer Vielzahl verschiedener Farben aufweist, wobei jede Gruppe von Farbfilterelementen ein Muster aus den Farbfilterelementen definiert, und wobei in dem Muster ein Farbfilterelement eine ganzzahlige Anzahl, n, der Anzeigepixeln überlagert, wobei n zwei oder mehr ist; Bereitstellen von Farbbilddaten, die mehrere Farbbildebenen definieren, eine für jede der verschiedenen Farben, wobei Daten in der Farbbildebene Bildpixeldaten umfassen, die Werte für Bildpixel entsprechend der Anzeigepixel definieren; Auswählen von Daten für die den Anzeigepixel entsprechenden Bildpixel aus den Daten in jeder der Farbbildebenen, die mit den Filterelementen der jeweiligen Farbe für die Farbebene überlagert sind; und Verwenden der ausgewählten Daten, um die elektronische Papieranzeige zu betreiben; wobei auf der Anzeige eine räumliche Änderungsrate der ausgewählten Daten für die Bildpixel geringer als der Anzeigepixelabstand ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Kombinieren der ausgewählten Daten für einen Satz, C, der c verschiedene Farbebenen der Vielzahl von verschiedenen Farbebenen umfasst, und Antreiben einer Zeile der Anzeige unter Verwendung der kombinierten Daten; wobei ein Verhältnis der räumlichen Änderung der ausgewählten Daten für eine der Farben entlang der Zeile 1 / n × c der räumlichen Änderung beträgt, die durch den Abstand der Anzeigepixel entlang der Zeile definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, das vier verschiedenen Farbebenen aufweist, wobei c = 2 der entlang der Zeile kombinierten Farbebenen ist, wobei die Farbfilterelement n = 2 der Anzeigepixel entlang der Zeile überlagert, und wobei das Verhältnis der räumlichen Änderung der ausgewählten Daten für eine der entlang der Zeile kombinierten Farbebenen, die Hälfte der räumlichen Änderungsrate ist, die durch den Abstand der Anzeigepixeln entlang der Zeile definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswählen das Bestimmen kombinierter Ausgangsdaten für eine Zeile der Anzeige umfasst, unter Verwendung von: Out(i, j) = Rm(i, j)·I(i, j, R) + Gm(i, j,)·I(i, j, G) + Bm(i, j)·I(i, j, B) + Wm(i, j)·I(i, j, W) wobei i, j Zeilen- und Spaltenanzeigepixelkoordinaten definieren, I(i, j, R), I(i, j, G), I(i, j, B), I(i, j, W) rote, grüne, blaue und weiß Farbbildebenen-Daten sind, und Rm(i, j), Gm(i, j), Bm(i, j), Wm(i, j) jeweils rote, grüne, blaue und weiße Farbmasken, die Koordinaten der jeweiligen roten, grünen, blauen und weißen Farbfilterelemente darstellen, sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Empfangen von elektronischen Dokumentdaten, und Rendern des Inhalts der elektronischen Dokumentdaten für eine Anzeige mit einer räumlichen Auflösung der Anzeigepixel, indem die elektronischen Dokumentdaten so in die Farbbilddaten umgewandelt werden, dass jede Farbeebene der Farbbilddaten Daten mit der räumlichen Auflösung der Anzeigepixel definiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die verschiedenen Farben Weiß umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Farbfiltermuster ein Muster aus vier Anzeigepixel mal vier Anzeigepixel umfasst, das vier Quadrate mit jeweils vier Anzeigepixeln aufweist, wobei jedes Quadrat eine andere der Farben für das Farbfilterelement definiert.
Elektronische Papieranzeige mit Anzeigepixel in einem Anzeigepixelabstand, die ferner einen Farbfilter für die Anzeige umfasst, wobei der Farbfilter Gruppen von Farbfilterelementen aufweist, wobei jedes Farbfilterelement eine von einer Vielzahl verschiedener Farben aufweist, wobei jede Gruppe von Farbfilterelementen ein Muster aus den Farbfilterelementen definiert, und wobei in dem Muster ein Farbfilterelement eine ganzzahlige Anzahl, n, der Anzeigepixeln überlagert, wobei n zwei oder mehr ist.
Elektronische Papieranzeige nach Anspruch 8, wobei das Farbfiltermuster ein Muster aus vier Anzeigepixel mal vier Anzeigepixel umfasst, das vier Quadrate mit jeweils vier Anzeigepixeln aufweist, wobei jedes Quadrat eine andere der Farben für das Farbfilterelement definiert.
Steuerung für die elektronische Papieranzeige nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuerung umfasst: eine Eingabe zum Empfangen von Farbbilddaten, die für jede der verschiedenen Farben eine Vielzahl von Farbbildebenen definieren, wobei die Daten in der Farbbildebene Bildpixeldaten umfassen, die Werte für Bildpixel entsprechend den Anzeigepixel definieren ein System zum Auswählen von Daten für Bildpixel, aus den Daten in jeder Farbbildebene, entsprechend den Pixel, die mit den Filterelementen der jeweiligen Farbe für die Farbebene überlagert sind; und eine Ausgabe zum Kombinieren der ausgewählten Daten in Zeilen-/Spaltendaten, um die Pixel der elektronischen Papieranzeige anzusteuern; wobei auf der Anzeige, wenn angesteuert, eine räumliche Änderungsrate der ausgewählten Daten für die Bildpixel kleiner als der Anzeigepixelabstand ist.
Steuerung nach Anspruch 10 in Kombination mit einem Treiber zur Bildung von Funktionen zum Betreiben der elektronischen Papieranzeige.
Steuerung, Anzeige oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronische Papieranzeige eine elektrophoretische Anzeige ist.
Steuerung, Anzeige oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronische Papieranzeige eine flexible Anzeige mit einer Rückwandplatine umfasst, die eine aktive Matrix aus organischen Feldeffekttransistoren umfasst, und wobei die Pixel der Anzeige durch Drain/Source-Anschlüsse der Transistoren in Bezug auf eine gemeinsame Pixelelektrode der Rückwandplatine angesteuert werden.
Durch ein elektrisches Feld gesteuerte Anzeige, wie beispielsweise eine elektrophoretische Anzeige oder eine Elektrobenetzungsanzeige mit einem Farbfilter, wobei Farbsubpixel des Filters größer als native Pixel der Anzeige sind.
Anzeige nach Anspruch 14, wobei die Farb-Subpixel des Filters eine Größe in wenigstens einer Dimension aufweisen, die ein ganzzahliges Vielfaches, gleich oder größer als zwei, von einer Größe des nativen Pixels der Anzeige in der wenigstens einen Dimension ist.
Elektronisches Verbrauchergerät, insbesondere ein elektronisches Dokumentenlesegerät, das eine Anzeige, eine Steuerung oder ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.