JP2018032041A - グレー・スケールおよびカラー表示の方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テキストを、グレー・スケールおよびカラー・モニタ上に表示する表示装置および方法を提供する。【解決手段】第１次元としての水平次元の解像度が、第２次元としての垂直次元の解像度の数倍であるディスプレイ２４００は、グレー・スケールおよびカラー・ディスプレイ装置双方として動作するように、カラー部分を実現するために用いるカラー・フィルタをグレー・スケール部分から省略し、あるいはカラーおよび透明動作モード間で切り換え可能なフィルタ・セルを採用し、テキストをグレー・スケール画像として表示する場合、グレー・スケール画像を表示するために用いるディスプレイ２４００の部分に対応するフィルタ・セルを、透明動作モードに切り替え、残りの部分または複数の部分は、カラー画像を表示するために用い、画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことによって生ずる画像におけるカラー歪みを低減および／または排除する。【選択図】図２４Ｂ

Description

発明の詳細な説明

（関連出願）
本願は、１９９８年１０月７日に出願された、”METHOD AND APPARATUS FOR RESOLVING
EDGES WITHIN A DISPLAY PIXEL”（表示画素内の縁を分解する方法および装置）と題す
る係属中の米国特許出願第09/168,014号の一部継続出願であり、その内容はこの言及により本願にも明示的に含まれるものとする。

本発明は、画像表示方法および装置に関し、更に特定すれば、出力デバイス、例えば、液晶ディスプレイの多数の変位部分を利用して画像を表現する表示方法および装置に関する。

カラー・ディスプレイ装置は、殆どのコンピュータ・ユーザが選択する主要なディスプレイ装置となっている。モニタ上でカラー表示を行なうには、通常、ディスプレイ装置を動作させて、光、例えば、赤、緑、および青の光の組み合わせを射出し、視認者が認知する１つ以上のカラーが得られるようにする。

陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ装置では、異なる色の光を発生するには、発光体コーティングを用い、これらをＣＲＴ画面上に一連のドットとして被着することができる。通常、３つのカラー、赤、緑、および青の各々を発生するには、異なる発光体コーティングを用い、発光体ドットの繰り返しシーケンスを形成する。これらが電子ビームによって励起されると、赤、緑および青のカラーを発生する。

画素という用語は、例えば、数千ものスポットから成る矩形格子における１つのスポットを意味するために、一般に用いられている。スポットは、コンピュータがディスプレイ装置上に画像を形成するために個別に用いられる。赤、緑および青の発光体ドットの単一トライアッド（triad）をアドレスすることができないカラーＣＲＴでは、可能な限り最
も小さい画素サイズは、発光体を励起するために用いる電子銃の焦点、位置合わせおよび帯域幅によって決まる。ＣＲＴディスプレイには公知の種々の構成では、赤、緑および青の蛍光体ドットの１つ以上のトライアッドから射出される光を共に配合することにより、ある距離において単一のカラー光源の外観を与えるようにする場合が多い。

カラー・ディスプレイでは、加色混合三原色、赤、緑および青に対応して発光する光の強度を変化させて、殆ど全ての所望のカラー画素の外観を得ることができる。色を加えない場合、即ち、発光しない場合、黒い画素を生成する。３つのカラー全てを１００パーセントで加えると、白になる。

図１は、ハウジング１０１、ディスク・ドライブ１０５、キーボード１０４およびフラット・パネル・ディスプレイ１０２から成る、公知の携帯用コンピュータ１００を示す。
携帯用パーソナル・コンピュータ１００は、ＣＲＴディスプレイではなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはその他のフラットディスプレイ装置１０２を用いる場合が多い。これは、フラット・パネル・ディスプレイが、ＣＲＴディスプレイと比較して、小型で軽量である場合が多いからである。加えて、フラット・パネル・ディスプレイは、多くの場合、同程度の大きさのＣＲＴディスプレイよりも消費電力が少なくて済むので、ＣＲＴディスプレイよりも、バッテリ給電で用いるには適している。

フラット・パネル・カラー・ディスプレイの品質が向上し続け、しかもその価格が低下するに連れて、フラット・パネル・ディスプレイは、デスクトップ用途において、ＣＲＴディスプレイにとって代わり始めている。したがって、フラット・パネル・ディスプレイ、特にＬＤＣは、これまでよりも更に一般化しつつある。

長年に渡って、コンピュータ・スクリーン上における、フォント、例えば、文字集合の発生および表示を含む、殆どの画像処理技術が開発され、ＣＲＴディスプレイ装置上の表示に対して最適化されてきた。

生憎、既存のテキスト表示ルーチンは、フラット・パネル・ディスプレイ装置に独特な物理的特性を考慮していない。これらの物理的特性は、ＣＲＴ装置の特性とは、特にＲＧＢカラー光源の物理的特性に関して、大きく異なる。

カラーＬＣＤディスプレイは、ここでは、画素サブエレメントまたは画素サブコンポーネントと呼ぶ、多数の別個のアドレス可能なエレメントを利用して、表示する画像の各画素を表現するディスプレイ装置の一例である。通常、カラーＬＣＤディスプレイ上の各画素は、単一の画素エレメントによって表現され、大抵の場合、３つの非正方形エレメント、即ち、赤、緑および青（ＲＧＢ）画素サブコンポーネントから成る。したがって、１組のＲＧＢ画素サブコンポーネントが一緒になって、単一の画素エレメントを構成する。公知の種類のＬＣＤディスプレイは、一連のＲＧＢ画素サブコンポーネントを備え、一般に、ディスプレイに沿ってストライプを形成するように構成されている。ＲＧＢストライプは、通常、一方向においてディスプレイの全長に及んでいる。得られるＲＧＢストライプのことを、「ＲＧＢストライピング」とも呼ぶこともある。コンピュータ用途に用いられる一般的なＬＣＤモニタは、縦よりも横に広く、ＲＧＢストライプが縦方向に延びている場合が多い。

図２Ａは、ディスプレイ１０２として用いることができる、複数の行（Ｒ１〜Ｒ１２）および列（Ｃ１〜Ｃ１６）から成る公知のＬＣＤ画面２００を示す。各行／列の交差部が、１つの画素エレメントを表す正方形を形成する。図２Ｂは、公知のディスプレイ２００の左上部分を更に詳しく示す。

尚、図２Ｂでは、各画素エレメント、例えば、（Ｒ１，Ｃ４）画素エレメントが、３つの別個のサブエレメント即ちサブコンポーネント、赤サブコンポーネント２０６、緑サブコンポーネント２０７および青サブコンポーネント２０８から成ることを注記しておく。公知の各サブコンポーネント２０６、２０７、２０８は、画素の幅の１／３または約１／３であり、一方その高さは、画素の高さと等しいかほぼ等しい。したがって、組み合わせると、３つの１／３幅の画素サブコンポーネント２０６、２０７、２０８が単一の画素エレメントを形成する。

図２Ａに示すように、ＲＧＢ画素サブコンポーネント０２６、２０７、２０８の１つの公知の構成では、ディスプレイ２００の下に向かう垂直なカラー・ストライプとして現れるものを形成する。したがって、図２Ａおよび図２Ｂに示す公知の形態では、１／３幅のカラー・サブコンポーネント２０６、２０７、２０８の配列を「縦型ストライピング」と呼ぶこともできる。

図示の目的上図２Ａに示すのは１２行および１６列のみであるが、一般的な列×行の比は、例えば、６４０×４８０、８００×６００、および１０２４×７６８を含む。尚、公知のディスプレイ装置は、通常、ランドスケープ状に配置したディスプレイ、即ち、図２Ａに示すように、縦よりも横の方が広く、ストライプが縦方向に走るモニタとなっている。

ＬＣＤを製造する際、画素のサブコンポーネントをいくつかの追加パターンに配列する。これらのパターンには、例えば、ジグザグ・パターン、およびカムコーダのビュー・ファインダでは一般的な、デルタ・パターンが含まれる。本発明の特徴は、このような画素サブコンポーネント配列と共に用いることができるが、ＲＧＢストライピング構成の方が一般的であるので、本発明の例示の実施形態は、ＲＧＢストライプ・ディスプレイに関連して説明することとする。

従来より、１つの画素エレメントに対する各画素サブコンポーネント集合は、単一の画素単位として扱われている。したがって、公知のシステムでは、画素エレメントの全画素サブコンポーネントに対する光度値は、画像の同じ部分から発生する。例えば、図２Ｃに示す格子２２０によって表現する画像について考える。図２Ｃでは、各正方形は、単一の画素エレメント、例えば、格子２３０の対応する正方形の赤、緑および青画素サブコンポーネントによって表現する画像のエリアを表す。図２Ｃでは、斜線を付けた円を用いて、光度値を発生する単一の画像サンプルを表している。尚、公知のシステムでは、画像２２０の単一サンプル２２２をどのように用いて、赤、緑、および青画素サブコンポーネント２３２、２３３、２３４の各々に光度値を発生するのかに注目すること。このように、公知のシステムでは、一般に、ＲＧＢ画素サブコンポーネントを１つのグループとして用い、表現する画像の単一サンプルに対応する単一のカラー画素を発生する。

各画素サブコンポーネント・グループからの光は、実際には互いに加算し合って、単一カラーの効果が得られる。その色相、彩度、および強度は、３つの画素サブコンポーネントの各々の値によって決まる。例えば、各画素サブコンポーネントは、０から２５５までの間の強度を有することができる。３つの画素サブコンポーネント全てに２５５の強度を与えた場合、目は画素を白として認知する。しかしながら、３つの画素サブコンポーネントの全てに、当該３つの画素サブコンポーネントをオフにする値を与えた場合、目は黒い画素を認知する。各画素サブコンポーネントのそれぞれの強度を変化させることにより、これら２つの極値の間で、何百万ものカラーを発生することが可能となる。

公知のシステムでは、単一のサンプルを、各々幅が画素の１／３である３つの画素サブコンポーネントにマッピングするので、左右の画素サブコンポーネントの空間変位が発生する。何故なら、これらのエレメントの中心がサンプルの中心から１／３にあるからである。

例えば、表現する画像が赤い立方体であり、緑および青コンポーネントが０に等しい場合を検討する。サンプルおよび緑画像サブコンポーネント間の変位の結果、図２Ａに示すタイプのＬＣＤディスプレイ上に表示した場合、ディスプレイ上における立方体の見掛け上の位置は、その実際の位置より１画素の１／３だけ左にずれることになる。同様に、青い立方体は、画素の１／３だけ右に変位して見えることになる。このように、ＬＣＤスクリーンに用いる公知のイメージング技術では、望ましくない画像の変位誤差が生ずる可能性がある。

テキスト・キャラクタは、一種の画像を表し、１インチ当たり７２または９６ドット（画素）（ｄｐｉ）の典型的なフラット・パネル・ディスプレイの解像度では、精度高く表示することは特に困難である。このような表示解像度は、殆どのプリンタに対応する６００ｄｐｉや、書籍や雑誌のように市販の印刷文書において見られる、それよりも更に高い解像度よりも、遥かに劣っている。

殆どのビデオディスプレイ装置の表示解像度が比較的低いために、特に、１０、１２、および１４ポイントのフォントといった共通のテキスト・サイズでは、滑らかなキャラク
タ形状を描くために十分な画素が得られない。このような共通のテキスト・レンダリング・サイズでは、同じタイプフェースの異なるサイズおよびウェイト（weight）、例えば、厚さの間の諧調は、それらの印刷による同等物よりも遥かに粗雑である。

標準的な画素の比較的粗いサイズは、エイリアス効果を生じやすく、表示したタイプ・キャラクタのエッジがぎざぎざになってしまう。例えば、粗いサイズの画素では、タイプフェース・キャラクタを形成するストロークの端部、例えば、底部におけるセリフ、短いラインまたは装飾を正方形に仕切ってしまう（squaring off）場合が多い。このために、セリフを幅広く用いる傾向がある、多くのとても面白いまたは装飾付きのタイプフェースを精度高く表示することが困難となる。

このような問題は、特に、キャラクタのステム、例えば、細い垂直部分において顕著である。画素は従来のモニタの最少表示単位であるので、従来の技術を用いて、１画素のステムのウェイト未満で、キャラクタのステムを表示することはできない。更に、ステムのウェイトは、一度に１画素についてのみ、増加できるに過ぎない。したがって、ステムのウェイトは、１ないし２画素の幅で跳んでしまう。多くの場合、１画素幅のキャラクタ・ステムは細すぎ、一方２画素幅のキャラクタ・ステムは太すぎる。小さなキャラクタのタイプフェースをボールドフェースでディスプレイ画面上に作成するには、ステム・ウェイトを１画素から２画素に変更する必要があるので、両者間のウェイトの差は１００％となる。印刷では、ボールドは、典型的に、その通常の即ちローマン・フェースの同等物よりも２０または３０パーセント重いだけに過ぎない。一般に、この「１画素、２画素」問題は、ディスプレイ装置に固有特性として扱われており、単に受け入れざるを得ないこととなっている。

従来のキャラクタ表示分野における研究は、部分的に、ＣＲＴディスプレイ上におけるキャラクタの表示を改善するために設計されたエリアシング防止技術の開発を中心に進められてきた。一般に用いられるエリアシング防止技術は、キャラクタの縁を含む画素に、グレーの中間調を用いなければならない。実際、これのために、形状ににじみが生じ、縁の空間周波数の低下を招くが、意図するキャラクタ形状の近似は改善する。公知のエリアシング防止技術は、ＣＲＴディスプレイ装置上に表示されるキャラクタの品質を格段に改善することができるが、これらの技術の多くは、ＬＣＤディスプレイ装置に適用した場合、画素サブコンポーネント配列に関してＣＲＴディスプレイとは著しく相違するため、効果が得られない。

更に別の問題は、このようなエリアシング防止技術は大きなサイズのテキストには正しく作用するが、人が読み取るのに最も適したサイズ、典型的に８ないし１３ポイントでは、テキストをぼかすという影響がある。人の読み手にとって、この影響は、誰か他の人に処方しためがねで読もうとすることに似ている。読み手の目は、画像に連続的に合焦しようとするのであり、本来焦点を外すことができない。このため、すぐに目の疲れおよび疲労が生じ、読み続ける場合、従来のエリアシング防止技術では満たされなくなる。

エリアシング防止技術は、少なくともＣＲＴディスプレイ上において、テキストを比較的低い解像度で表示する場合に伴うエリアシングの問題には役立ったが、画素サイズの問題、および精度高くキャラクタ・ステム幅を表示することができないという問題は、本発明以前では、ディスプレイ装置の不変の特性であり、耐える以外にないと考えられていた。

前述に鑑み、フラット・パネル・ディスプレイ装置上にテキストを表示する新規で改良
された方法および装置が求められていることは明らかである。その新たな方法の少なくとも一部は、既存のディスプレイ装置およびコンピュータと共に用いるのに適していることが望ましい。また、少なくとも一部の方法および装置は、例えば、テキストを表示する新たなディスプレイ装置および／または新たな方法を用いて、新たなコンピュータ上に表示するテキストの品質向上を目的とすることが望ましい。

グラフィクスの特殊な場合であるテキストの表示は、多くのコンピュータ・アプリケーションにおいて主要な関心事であるが、その他のグラフィクス、幾何学的形状、例えば、円、正方形等や、写真のような取り込んだ画像を高精度かつ明確に表示するように改良した方法および装置も求められている。

本発明は、出力装置、例えば、ＬＣＤディスプレイの多数の別個の部分を利用して画像の単一画素を表す、画像表示方法および装置を目的とする。
本願の発明者は、光の強度が変化する輝度の縁に対する方が、色の強度が変化するクロミナンスの縁に対するよりも人の目が敏感であるという公知の原理を認識した。これは、例えば、緑の背景上で赤いテキストを読み取ることが非常に難しいことの理由である。また、目は、赤、緑および青の色に対して等しく感応しないという公知の原理も、発明者は認識した。実際、完全に白い画素における１００パーセント光度の内、赤い画素サブコンポーネントは、認知される輝度全体に対して約３０％、緑は６０％、そして青は１０％寄与する。

本発明の種々の特徴は、ディスプレイの個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として利用することにより、ディスプレイの有効解像度を、ＲＧＢストライピングの方向に対して垂直な次元において、３倍もの高さに高めることを目的とする。これによって、視覚可能な解像度の大幅な改良が可能となる。

本発明の方法は、公知の表示技術と比較すると、クロミナンスの品質に多少の低下を伴う場合もあるが、前述のように、人間の目は、クロミナンスよりも輝度の縁に対して敏感である。したがって、本発明は、カラー品質に及ぼす本発明の技術の悪影響を考慮してもなお、従来のレンダリング技術に比較して、画像の品質を大幅に改良することができる。

前述のように、公知のモニタは垂直ストライピングを用いる場合が多い。キャラクタ・ステムは垂直方向に現れ、水平方向に流れるテキストをレンダリングする場合、垂直ラインの厚さを精度高く制御する能力の方が、水平ラインの厚さを制御する能力よりも重要な場合が多い。これを念頭にいれ、少なくともテキストの用途では、モニタの最大解像度は、垂直方向ではなく、水平方向に有する方が望ましいという場合が多い。したがって、本発明にしたがって実現する種々のディスプレイ装置は、水平ではなく、垂直ＲＧＢストライピングを利用する。これによって、このようなモニタは、本発明にしたがって利用すれば、垂直方向よりも水平方向の解像度の方が高くなる。しかしながら、本発明は、水平ＲＧＢストライピングのモニタにも同様に適用可能であり、従来の画像レンダリング技術に比較して、垂直方向の解像度を高めることが可能となる。

画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱う場合に用いて好適な新たなディスプレイ装置に加えて、本発明は、本発明による画素サブコンポーネントの使用を容易にする、新たな改良したテキスト、グラフィクスおよび画像レンダリング技術も目的とする。

テキストを含む画像の表示は、例えば、画像スケーリング、ヒンティング（hinting）
およびスキャン変換を含む、いくつかのステップを含む。
本発明の画像スケーリング技術は、ＲＧＢストライピングの方向におけるスケーリング
のレートよりも高いレートで、ＲＧＢストライピングの方向に対して垂直な次元における、テキストの幾何学的表現のスケーリングを含む。このような非均一スケーリング技術によって、後続の処理動作は、画素サブコンポーネントを個々の光度源として扱うことによって得られる解像度の事実上の向上を最大限利用することが可能となる。また、ストライピングに対して垂直な方向におけるスケーリングは、後続のスキャン変換動作において用いる１つ以上の重み係数の関数として形成することも可能である。したがって、ストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは、ストライピングの方向に行なうスケーリングの複数倍、例えば、１０倍とすることも可能である。

新たなスケーリング方法に加えて、本発明は、ヒンティング動作を行なう新たな方法も目的とする。これらの方法は、公知のヒンティング動作において考慮する画素の境界に加えて、画像内の画素サブコンポーネントの境界を考慮に入れる。垂直ストライピングのディスプレイ装置と共に用いるために行われるヒンティング動作の中には、画素の縁全域で常に青および赤の画素サブコンポーネント間に現れるのではなく、キャラクタを画素サブコンポーネントの境界に沿って整列させ、キャラクタ・ステムが赤、青または緑画素サブコンポーネントで隣接するか、またはその内側に来るようにすることを、１ステップとして、含む場合もある。

他のヒンティング動作には、水平ストライピングのディスプレイ装置と共に用いるために実行することもできるものもある。このようなヒンティング動作は、１ステップとして、画素サブコンポーネントの境界に沿ってキャラクタの底辺を位置合わせし、キャラクタの底辺のボーダが、画素の縁全体ではなく、赤または青の画素サブコンポーネント内に入るようにする。

本発明によれば、ヒンティング動作の一部として、画像内の垂直および／または水平ラインの幅を、画素サブコンポーネント境界の関数として調節することも可能である。これによって、画素サブコンポーネント境界ではなく、画素境界（縁）全域の位置の関数としてヒンティングを実行する公知のシステムにおけるよりも画像形状が歪む場合に、より精細な調節をヒンティング・プロセスで行なうようにすることが可能となる。

スキャン変換は、通常、ヒンティングの後に行なう。スキャン変換とは、画像の幾何学的表現をビットマップに変換するプロセスのことである。本発明のスキャン変換動作は、画像の異なる部分を異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを含む。これは、画像の同じ部分を用いて光度値を判定し、１つの画素を表す３つの画素サブコンポーネントの各々と共に用いる、公知のスキャン変換技術とは全く異なる。

ＲＧＢ画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことの結果、色縁効果（color fringing effect）が生ずる可能性もある。本発明の特徴の１つは、ビットマップ画
像を処理し、望ましくない色縁効果を検出することを対象とする。本発明の別の特徴は、ビットマップ画像上でカラー処理動作を行い、望ましくない色縁効果を低減または補償することを対象とする。

本発明の別の特徴は、グレー・スケール・ディスプレイ、およびグレー・スケール画像、例えば、テキスト、およびカラー画像を表示可能なディスプレイを対象とする。
本発明は、矩形ディスプレイ・エレメントを有するグレー・スケール・モニタを含み、第１の次元、例えば、水平次元が、第１の次元に垂直な第２の次元、例えば、垂直次元の解像度の倍数となっている。例示の一実施形態では、水平方向の解像度が垂直方向の３倍のグレー・スケール・ディスプレイを提供する。

グレー・スケールおよびカラー・ディスプレイ装置双方として動作可能なディスプレイ
、例えば、ＬＣＤディスプレイも想定している。このようなディスプレイの１つでは、ディスプレイのカラー部分を実現するために用いるカラー・フィルタを、ディスプレイの別個のグレー・スケール部分から省略する。テキスト、例えば、キャプションを表示する際にはディスプレイのグレー・スケール部分を用い、カラー画像、例えば、グラフィクスを表示する際にはディスプレイのカラー部分を用いる。

本発明の別のディスプレイでは、カラー動作モードおよび透明動作モード間で切り換え可能なフィルタ・セルを備えたカラー・フィルタを採用する。画像、例えば、テキストをグレー・スケール画像として表示する場合、このグレー・スケール画像を表示するために用いるディスプレイの対応するフィルタ・セルを、透明動作モードに切り換える。このような実施形態では、ディスプレイの残りの部分または複数の残りの部分は、カラー画像を表示するために用いることができる。

本発明の方法および装置の数多くの追加の特徴、実施形態および利点は、以下の詳細な説明に明記してある。

公知の携帯用コンピュータの図である。 図２Ａは、公知のＬＣＤ画面の図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す公知の画面の一部を、図２Ａの図よりも詳細に示す図である。 図２Ｃは、公知のシステムにおいて実行する画像サンプリング動作を示す図である。 後続のテキスト発生および表示において用いるために、キャラクタ情報を準備し格納する際に行われる公知のステップを示す図である。 本発明の一実施形態にしたがってポートレート用の向きに配置したフラット・パネル・ディスプレイを備えた電子ブックを示す図である。 本発明にしたがって実現したコンピュータ・システムを示す図である。 本発明の実施形態の一例にしたがって実行する画像サンプリングを示す図である。 図７Ａは、本発明にしたがって実現したカラー・フラット・パネル・ディスプレイ画面を示す図である。 図７Ｂは、図７Ａのディスプレイ画面の一部を示す図である。 図７Ｃは、本発明の別の実施形態にしたがって実現したディスプレイ画面を示す図である。 コンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングするために用いる、図５のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す図である。 図９Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、テキストにレンダリングを行い表示する方法を示す図である。 図９Ｂは、図９Ａのステップ９１５において行なうカラー処理／調節を実現するために用いることができる、本発明のカラー補償サブルーチン８１３の一例を示す図である。 図９Ｃは、本発明の実施形態の一例にしたがって実装した画素カラー処理サブルーチンを示す図である。 図９Ｄは、本発明の実施形態の一例にしたがって実装した画素カラー処理サブルーチンを示す図である。 図１０Ａは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスケーリング動作を示す図である。 図１０Ｂは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスケーリング動作を示す図である。 図１１Ａは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するヒンティング動作を示す図である。 図１１Ｂは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するヒンティング動作を示す図である。 図１２Ａは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスキャン変換動作を示す図である。 図１２Ｂは、本発明の種々の実施形態例にしたがって実行するスキャン変換動作を示す図である。 図１２Ａに示した画像データの第１列に適用するスキャン変換プロセスを更に詳細に示す図である。 本発明の一実施形態にしたがって実行する加重スキャン変換動作を示す図である。 画素のフィールド上に表示するキャラクタの高解像表現を示す図である。 公知の技術を用いた場合に、図１５のキャラクタがどのように示されるかを示す図である。 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１５に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１５に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１５に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。 本発明の種々のテキスト・レンダリング技術にしたがって、図１５に示すキャラクタを図示する異なる方法を示す図である。 図２１Ａは、公知のカラーＬＣＤ画面の構造を示す図である。 図２１Ｂは、前方から見た場合に、図２１Ａの公知の画面がどのように見えるかを示す図である。 図２２Ａは、本発明の実施形態の一例にしたがって実現したグレー・スケールＬＣＤの構造を示す図である。 図２２Ｂは、前方から見た場合に、図２２Ａの画面がどのように見えるかを示す図である。 図２３Ａは、本発明にしたがって実現した、カラー部分およびグレー・スケール部分双方を有するＬＣＤの構造を示す図である。 図２３Ｂは、前方から見た場合に、図２３Ａの画面がどのように見えるかを示す図である。 図２４Ａは、本発明の別の実施形態にしたがって実現したＬＣＤにおいて、その全てまたは一部をカラー動作モードおよびグレー・スケール動作モード間で切り換え可能とした構造を示す図である。 図２４Ｂは、前方から見た場合に、図２４Ａの画面がどのように見えるかを示す図である。

前述のように、本発明は、出力デバイスの多数の別個の区域、例えば、液晶ディスプレイの画素サブコンポーネントを利用して、画像の単一画素を表現することができるディスプレイ装置上において、画像、例えば、テキストおよび／またはグラフィックスを表示する方法および装置に関する。

本発明の種々の方法は、１画素を構成する１組のＲＧＢ画素サブコンポーネントを単一の光度単位として扱うのではなく、各画素サブコンポーネントを別個の独立した光度源として用いようとするのである。これによって、ＲＧＢ水平または垂直ストライピングのデ
ィスプレイ装置を、ストライピングの方向に垂直な次元における有効解像度がストライピングの次元におけるものよりも３倍高いものとして扱うことが可能となる。本発明の種々の装置は、サブ画素コンポーネントを個別に制御できることを利用した、ディスプレイ装置および制御装置を目的とする。

図４は、本発明の一実施形態にしたがって実現したコンピュータ化電子ブックデバイス４００を示す。図４に示すように、電子ブック４００は、本の奇数ページおよび偶数ページを表示するための第１および第２ディスプレイ画面４０２、４０４をそれぞれ備えている。更に、電子ブック４００は、入力デバイス、例えば、キーパッドまたはキーボード４０８、およびデータ記憶装置、例えば、ＣＤディスク・ドライブ４０７を備えている。蝶番４０６を備えているので、使用しない場合、電子ブック４００を折曲げてディスプレイ４０２、４０４を保護することができる。内部バッテリを用いて電子ブック４００に給電することができる。同様に、本発明の他の携帯用コンピュータの実施形態も電池による給電が可能である。

図５および以下の論述は、本発明の少なくとも一部の態様を実現可能な装置例について、端的な全体的説明を与える。本発明の種々の方法は、全体的に、電子ブック４００またはパーソナル・コンピュータのようなコンピュータ・デバイスによって実行する、コンピュータ実行可能命令、例えば、プログラム・モジュールに関連付けて、説明する。本発明の他の態様は、物理的なハードウエア、例えば、ディスプレイ装置コンポーネントおよびディスプレイ画面等に関して説明する。

本発明の方法は、ここに記載する特定のコンピュータ・デバイス以外の装置でも実行可能である。プログラム・モジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含むことができ、タスク（複数のタスク）を実行したり、あるいは特定の抽象的データ・タイプを実装する。更に、当業者は、本発明の態様の少なくとも一部は、他の構成と共にでも実施可能であることを認めよう。その中には、ハンド・ヘルド・デバイス、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ中核またはプログラム可能消費者電子機器、ネットワーク・コンピュータ、ミニコンピュータ、セット・トップ・ボックス、メインフレーム・コンピュータ、例えば、自動車、航空機、工業的用途等に用いるディスプレイを含む。また、本発明の態様の少なくとも一部は、通信ネットワークを通じてリンクしたリモート処理デバイスによってタスクを実行する分散型計算機環境においても実施可能である。分散型計算機環境では、ローカルおよび／またはリモートのメモリ記憶装置に、プログラム・モジュールを配置することができる。

図５を参照すると、本発明の態様の少なくとも一部を実現する装置の一例５００は、汎用計算デバイス、例えば、パーソナル・コンピュータ５２０を含む。パーソナル・コンピュータ５２０は、演算装置５２１、システム・メモリ５２２、ならびにシステム・メモリ５２２ないし演算装置５２１までを含む種々のシステム・コンポーネントを結合するシステム・バス５２３を含むことができる。システム・バス５２３は、いくつかのタイプのバス構造のいずれでもよく、メモリ・バスまたはメモリ・コントローラ、周辺バス、および種々のバス・アーキテクチャのいずれかを用いたローカル・バスを含む。システム・メモリ５２２は、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）５２４および／またはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２５を含むことができる。起動中のように、パーソナル・コンピュータ５２０内部のエレメント間で情報を転送する役割を担う基本ルーチンを含む基本入出力システム５２６（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ５２４に格納することができる。また、パーソナル・コンピュータ５２０は、ハード・ディスク（図示せず）に対する読み書きを行なうハード・ディスク・ドライブ５２７、磁気ディスク（５２９（例えば、リムーバブル）に対する読み書きを行なう磁気ディスク・ドライブ５２８、およびコンパクト・ディスクまたはその他の（磁気）光学媒体のようなリムーバル（磁気）光学ディスク５３１に対す
る読み書きを行なう光ディスク・ドライブ５３０を含むことができる。ハード・ディスク・ドライブ５２７、磁気ディスク・ドライブ５２８、および（磁気）光ディスク・ドライブ５３０は、ハード・ディスク・ドライブ・インターフェース５３２、磁気ディスク・ドライブ・インターフェース５３３、および（磁気）光ディスク・ドライブ・インターフェース５３４をそれぞれ介して、システム・バス５２３と結合することができる。ドライブおよびそれらに関連する記憶媒体は、機械読み取り可能命令、データ構造、プログラム・モジュールおよびパーソナル・コンピュータ５２０のためのその他のデータの不揮発性格納を行なう。ここに記載する環境の一例では、ハード・ディスク、リムーバブル磁気ディスク５２９およびリムーバル光ディスク５３１を採用するが、当業者は、磁気カセット、フラッシュ・メモリ・カード、ディジタル・ビデオ・ディスク、ベルヌーイ・カートリッジ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）等のような、その他の種類の記憶媒体も、先に紹介した記憶装置の代わりに、またはこれらに加えて、使用可能であることを認めよう。

例えば、オペレーティング・システム５３５、１つ以上のアプリケーション・プログラム５３６、その他のプログラム・モジュール５３７、および／またはプログラム・データ５３８のような多数のプログラム・モジュールを、ハード・ディスク５２７、磁気ディスク５２９、（磁気）光ディスク５３１、ＲＯＭ５２４またはＲＡＭ５２５上に格納することができる。ユーザは、例えば、キーボード５４０およびポインティング・デバイス５４２のような入力デバイスによって、パーソナル・コンピュータ５２０にコマンドおよび情報を入力することができる。マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、衛星ディッシュ、スキャナ等のようなその他の入力デバイス（図示せず）も含むことができる。多くの場合、これらおよびその他の入力デバイスは、システム・バス５２３に結合されているシリアル・ポート・インターフェース５４６を介して、演算装置５２１に接続されている。しかしながら、入力デバイスは、パラレル・ポート、ゲーム・ポートまたはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）のようなその他のインターフェースによって接続することも可能である。また、例えば、ビデオ・アダプタ５４８のようなインターフェースを介して、モニタ５４７またはその他のディスプレイ装置をシステム・バス５２３に接続することも可能である。装置５００は、第２ディスプレイ装置の追加により、ブック４００を実現するために用いることも可能である。モニタ５４７に加えて、パーソナル・コンピュータ５２０は、例えば、スピーカやプリンタのような、その他の周辺出力デバイス（図示せず）も含むことができる。

パーソナル・コンピュータ５２０は、リモート・コンピュータ５４９のような１つ以上のリモート・コンピュータに対する論理接続を規定する、ネットワーク環境においても動作可能である。リモート・コンピュータ５４９は、別のパーソナル・コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア・デバイスまたはその他の一般的なネットワーク・ノードとすることもでき、更にパーソナル・コンピュータ５２０に関連して先に述べたエレメントの多くまたは全てを含むこともできる。図５に示す論理接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）５５１およびワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）５２２、イントラネットならびにインターネットを含む。

ＬＡＮにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ５２０は、ネットワーク・インターフェース・アダプタ（即ち、「ＮＩＣ」）５５３を介してＬＡＮ５５１に接続することができる。インターネットのようなＷＡＮにおいて用いる場合、パーソナル・コンピュータ５２０は、モデム５５４、またはワイド・エリア・ネットワーク５５２上で通信を確立するその他の手段を含めばよい。モデム５５４は、内蔵でも外付けでもよく、シリアル・ポート・インターフェース５４６を介してシステム・バス５２３に接続することができる。ネットワーク環境では、パーソナル・コンピュータ５２０に関連して先に示したプログラム・モジュールの少なくとも一部をリモート・メモリ記憶装置に格納することができ
る。図示のネットワーク接続は一例であり、コンピュータ間に通信リンクを確立するその他の手段も使用可能である。

図７Ａは、本発明の一実施形態にしたがって実現したディスプレイ装置６００を示す。ディスプレイ装置６００は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイが望ましい携帯用コンピュータまたはその他のシステムにおける使用に適している。ディスプレイ装置６００は、ＬＣＤディスプレイとして実現することができる。一実施形態では、公知のコンピュータ１００の表示および制御ロジックを、本発明のディスプレイ装置６００および表示制御ロジック、例えば、ルーチンと置換し、携帯用コンピュータに、水平ＲＧＢストライピングおよび画像の異なる部分を表すために用いる画素サブコンポーネントを備える。

図示のように、ディスプレイ装置６００は、１６列の画素エレメントＣ１〜Ｃ１６、および１２行の画素エレメントＲ１〜Ｒ１２を含み、１６×１２画素を有するディスプレイとなる。ディスプレイ６００は、殆どのコンピュータ・モニタの場合と同様、縦よりも横の方が大きくなるように配置されている。ディスプレイ７００は、本特許における図示の目的上１６×１２画素に限定しているが、図７Ａに示すタイプのモニタは、あらゆる数の垂直および水平画素エレメントでも有することができ、例えば、６４０×８４０、８００×６００、１０２４×７６８および１２８０×１０２４という水平対垂直画素比、更には正方形表示が得られる比率を有するディスプレイも可能である。

ディスプレイ６００の各画素エレメントは、３つのサブコンポーネント、赤画素サブコンポーネント６０２、緑画素サブコンポーネント６０４、および青画素サブコンポーネント６０６を含む。図７Ａの実施形態では、各画素サブコンポーネント６０２、６０４、６０６は、画素の高さの１／３に等しいまたはほぼ等しい高さ、および画素の幅に等しいまたはほぼ等しい幅を有する。

モニタ６００において、ＲＧＢ画素サブコンポーネントは、水平ストライプを形成するように配列する。これは、前述のモニタ２００に用いた垂直ストライプ配列とは逆である。特に、モニタ６００は、例えば、アプリケーション上水平解像度よりも垂直解像度の方が高いことが望ましいグラフィクス・アプリケーションにおいて用いるとよい。

図７Ｂは、ディスプレイ６００の左上部分を更に詳細に示す。図７Ｂでは、水平ＲＧＢストライピング・パターンを明確に見ることができ、文字Ｒ、ＧおよびＢを用いて、対応する色の画素サブコンポーネントを示す。

図７Ｃは、本発明にしたがって実現した他のディスプレイ装置７００を示す。図７Ｃは、水平画素エレメントよりも垂直画素エレメントの方が多いディスプレイ装置、例えば、ＬＣＤディスプレイにおける垂直ＲＧＢストライピングの使用を示す。１２×１６ディスプレイを示すが、ディスプレイ７００は、あらゆる数の画素列／行でも実現可能であり、正方形の表示が得られる列／行比も含むことは理解されよう。

ディスプレイ装置７００は、水平に流れるテキストのポートレート・タイプ表示が望ましい場合に特に適している。図７Ｃに示すタイプのディスプレイ装置は、電子ブック４００のディスプレイ４０２、４０４として用いることができる。図２Ａのモニタの場合と同様、各画素エレメントは、３つのサブ画素コンポーネント、即ち、Ｒ、Ｇ、およびＢ画素サブコンポーネントから成る。

ディスプレイ７Ａはある種のグラフィクス・アプリケーションには望ましいが、高品質のキャラクタを生成するには、キャラクタ・ステムの正確な表現、キャラクタの比較的長く細い垂直部分の方が、セリフの表現よりも遥かに重要である。垂直ストライピングは、
本発明にしたがって用いる場合、一度に画素の幅の１／３だけステムを調節可能であるという、格別の利点を有する。したがって、垂直ストライピング配列を有する装置２００または７００のようなディスプレイ装置を、本発明の表示方法と共に用いることにより、ステムの調整が１画素ずつに限定される公知の水平ストライピング配列よりも、高い品質のテキストを得ることができる。

垂直ストライピングの別の利点として、画素サイズよりも小さい刻みの幅、例えば、画素サイズの１／３刻みでキャラクタの間隔を調節できることがあげられる。キャラクタ間隔は、読み易さ（legibility）にとっては重要なテキスト特性である。したがって、垂直ストライピングを用いることによって、テキスト間隔の改善、およびステムのウェイトの精細化を得ることができる。

図８は、本発明によるコンピュータ・システムのディスプレイ上にテキスト画像をレンダリングする際に用いる、図５のコンピュータ・システムのメモリに含まれる種々のエレメント、例えば、ルーチンを示す。

図示のように、アプリケーション・ルーチン５３６は、例えば、ワード・プロセッサ・アプリケーションとすることができ、テキスト出力サブコンポーネント８０１を含む。テキスト出力サブコンポーネント８０１は、矢印８１３で表すように、テキスト情報をオペレーティング・システム５３５に出力し、ディスプレイ装置５４７上にレンダリングする役割を担う。テキスト情報は、例えば、レンダリングするキャラクタを識別する情報、レンダリングの間に用いるフォント、およびキャラクタをレンダリングする際のポイント・サイズを含む。

オペレーティング・システム５３５は、ディスプレイ装置５４７上におけるテキストの表示を制御する役割を担う種々のコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、表示情報８１５、ディスプレイ・アダプタ８１４、およびグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２を含む。表示情報８１５は、例えば、レンダリングの間に適用するスケーリングに関する情報、および／または前景／背景カラー情報を含む。ディスプレイ・アダプタは、グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２からビットマップ画像を受け取り、ビデオ信号を発生し、ビデオ・アダプタ５４８に供給して、ディスプレイ５４７による光学的表示を行なう。矢印８１５は、ビットマップ画像のグラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２からディスプレイ・アダプタ８１４への通過を表す。

グラフィクス・ディスプレイ・インターフェース８０２は、テキストだけでなくグラフィクスを処理するためのルーチンも含む。エレメント８０４は、テキストを処理するために用いる、タイプ・ラスタライザである。タイプ・ラスタライザは、アプリケーション５３６から得たテキスト情報を処理し、これからビットマップ表現を発生する役割を担う。タイプ・ラスタライザ８０４は、キャラクタ・データ８０６、ならびにレンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７を含む。

キャラクタ・データ８０６は、例えば、ベクトル・グラフィクス、ライン、ポイントおよび曲線を含み、１組以上のキャラクタの高解像度ディジタル表現が得られる。
図３に示すように、テキスト・キャラクタ３０２を処理し、データ８０６のような、その高解像度ディジタル表現を発生し、これをメモリに格納しておきテキスト発生の間に使用できるようにすることは公知である。したがって、データ８０６の発生３０４および格納３０６については、ここでは詳細に論じないことにする。

レンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７は、スケーリング・サブルーチン８０８、
ヒンティング・サブルーチン８１０、スキャン変換サブルーチン８１２およびカラー補償ルーチン８１３を含む。スケーリング、ヒンティングおよびスキャン変換動作を実行しテキスト画像をレンダリングすることは普通のことであるが、本発明のルーチンおよびサブルーチンは、画面のＲＧＢ画素サブコンポーネントを別個の光度エンティティとして利用するかあるいは扱い、レンダリングする画像の異なる部分を表現するために使用できるようにした点において、公知のサブルーチンとは異なっている。カラー補償サブルーチン８１３は、スキャン変換サブルーチン８１２によって作成したビットマップ画像に対してカラー補償調節を実行し、画素の３つのカラー・サブコンポーネントの各々を別個の光度エレメントとして扱ったことによって生じ得る、望ましくない色縁効果を補償する役割を担う。本発明のサブルーチン８０８、８１０、８１２および８１３の各々が実行する動作について、これより詳細に説明する。

図９Ａは、本発明にしたがって表示のためにテキストのレンダリングを行なう際に用いるレンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７を示す。図示のように、ルーチン８０７はステップ９０２において開始し、例えば、オペレーティング・システム５３５の制御の下で、アプリケーション５３６からのテキスト情報の受信に応答してルーチンを実行する。ステップ９０４において、テキスト・レンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７が入力を受け取る。入力は、アプリケーション５３６から得た、テキスト、フォント、およびポイント・サイズ情報９０５を含む。

加えて、入力は、例えば、オペレーティング・システムによってメモリに格納されているモニタ設定値から得た、スケーリング情報および／または前景／背景カラー情報や画素サイズ情報も含む。また、入力は、データ８０６も含み、これには、例えば、ライン、ポイントおよび／または曲線という形態での、表示するテキスト・キャラクタの高解像表現が含まれる。

ステップ９０４において入力を受け取ると、動作はステップ９１０に進み、スケーリング・サブルーチン８０８を用いてスケーリング動作を実行する。本発明によれば、非正方形スケーリング（non-square scaling）は、各画素エレメントに含まれる画素サブコンポーネントの方向および／または数の関数として実行する。即ち、高解像キャラクタ・データ、例えば、受け取ったテキストおよびフォント情報による指定により表示するキャラクタのラインおよびポイント表現のスケーリングを、ストライピングに対して垂直な方向に、ストライピングの方向よりも大きいレートで行なう。これによって、後続の画像処理動作は、本発明にしたがって、個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として用いることによって得られる、より高い解像度を利用することが可能となる。

したがって、図７Ａに示すタイプのディスプレイを装置として用い、その上にデータを表示する場合、垂直方向のスケーリングは、水平方向よりも大きなレートで行われる。垂直ストライピングの画面、例えば、図２および図７Ｃに示す画面の場合、水平方向のスケーリングは、垂直方向よりも大きなレートで行われる。

垂直および水平画像方向間のスケーリングの相違は、用いるディスプレイならびに実行する後続のスキャン変換およびヒンティング・プロセスによって変動する可能性がある。ステップ９０４において得たスケーリング情報を含む表示情報をステップ９１０において用い、所与の実施形態において実行するスケーリングを決定する。

本発明の種々の実施形態では、スケーリングは、ストライピングに対して垂直に、各画素を形成する画素サブコンポーネントの数とは無関係のレートで行われる。例えば、ＲＧＢ画素サブコンポーネントを用いて各画素を形成する一実施形態では、スケーリングは、ストライピングに対して垂直な方向に、ストライピングの方向に行なうスケーリングのレ
ートの２０倍のレートで行われる。殆どの場合、キャラクタまたは画像のスケーリングは、ストライピングに対して垂直な方向に、赤、緑および青ストライプに更に分割可能なレートで、その光度寄与に比例して行なうが、必須ではない。

図１０Ａは、図７Ａに示すような、水平ストライピングのモニタ上における文字の表示を見越して、文字ｉ１００２の高解像表現に対して実行するスケーリング動作を示す。尚、この例では、水平（ｘ）方向のスケーリングをｘ１のレートで適用し、一方垂直（Ｙ）方向のスケーリングをｘ３のレートで適用することを注記しておく。その結果、元の文字１００２よりも３倍縦に長く、幅は同一となった、スケーリング文字１００４が得られる。

図１０Ｂは、図２Ａおよび図７Ｃに示したような、垂直ストライプのモニタ上における文字の表示を見越して、文字ｉ１００２の高解像表現に対して実行するスケーリング動作を示す。尚、この例では、水平（Ｘ）方向のスケーリングをｘ３のレートで適用し、一方垂直（Ｙ）方向のスケーリングをｘ１のレートで適用することを注記しておく。その結果、元のキャラクタ１００２と同じ高さであるが、幅が３倍広い、スケーリング文字１００８が得られる。

他の量でスケーリングすることも可能である。例えば、後続のスキャン変換動作の一部として、画素サブコンポーネントに対する光度値を決定する際に、加重スキャン変換動作を連係させた場合、スケーリングは、ＲＧＢストライピングおよび用いる重みの関数として行われる。実施形態の一例では、ＲＧＢストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは、スキャン変換動作の間に用いられる整数重みの和に等しいレートで行われる。特定的な一実施形態では、これによって、ストライピングに対して垂直な方向のスケーリングは１０ｘのレートで行われ、一方ストライピングに対して平行な方向には１ｘのレートでスケーリングが行われる。

再度図９Ａを参照すると、一旦スケーリング動作をステップ９１０において完了したなら、動作はステップ９１２に進み、例えば、ヒンティング・サブルーチン８１０を実行することによって、スケーリングした画像のヒンティングを行なう。ヒンティング・プロセスを記述するために、格子フィッティング（grid-fitting）という用語を用いる場合もある。

ヒンティング動作を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。図１１Ａは、水平ストライピングのモニタ上に表示するようにした、スケーリング・キャラクタ１００４のヒンティングを示す。図１１Ｂは、垂直ストライピングのモニタ上に表示するようにした、スケーリング・キャラクタ１００８のヒンティングを示す。

ヒンティングは、後続のスキャン変換動作の一部として用いられる格子１１０２、１１０４内に、スケーリング・キャラクタ、例えば、キャラクタ１００４、１００８を位置合わせすることを含む。また、格子の形状に画像をより良く一致させるように、画像の輪郭を歪ませることも含む。格子は、ディスプレイ装置の画素エレメントの物理的サイズの関数として決定する。

ヒンティングの間画素サブコンポーネントの境界を考慮に入れない従来技術とは異なり、本発明は画素サブコンポーネントの境界を、文字を位置合わせすることができる境界または位置合わせしなければならない境界として、あるいはキャラクタの輪郭を調節する境界として扱う。

画素サブコンポーネントの境界の関数として本発明にしたがって実施するヒンティング
は、カラー歪み、例えば、カラー・アーチファクトを低減するために用いることができる。これは、異なるカラー画素サブコンポーネントの各々を独立した光度源として扱うことの結果として生ずる場合がある。制御する光度に加えて、各画素サブコンポーネントは、色相および彩度を有し、これらは通常カラー・ディスプレイに内蔵するカラー・フィルタによって決定される定数である。サブ画素の光度が変化すると、画素全体のカラーも変化する。画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことによって生ずるこれらカラーの変動が、人の目の注意を引く程になると、これらはアーチファクトとなり、人の目に合わせて画像を高精度に再現するディスプレイの機能を損なう可能性がある。乱れを招く虞れのあるアーチファクトは、回避するか極力抑えることが望ましい。例えば、ヒンティング・プロセスの一部として、縁の配置を調節すると、カラー・アーチファクトの低減または排除に多大な効果をあげることができる。頻繁に用いられる個々の画像、例えば、キャラクタでは、縁配置情報を、熟練植字工によって決定し、キャラクタ発生に用いるフォント情報の一部としてメモリに格納しておくことができる。ヒンティング動作の間、このような具体的なキャラクタ配置情報が利用可能であれば、ヒンティング・プロセスの間に適切なキャラクタ配置の決定に利用する。具体的な配置情報が格納されていない画像は、格納してある、一般に適用可能なヒンティング規則にしたがって、種々の画素および画素サブコンポーネントと位置合わせすればよい。

本発明のヒンティング・プロセスは、使用可能な画素サブコンポーネントを用いてキャラクタの高精度表示を最適化することを意図して、格子内にキャラクタのスケーリング表現を、例えば、画素および画素サブコンポーネントの境界に沿ってまたはその内部に、位置合わせすることを含む。多くの場合、これは、キャラクタ・ステムの左縁を、左側の画素またはサブ画素コンポーネントの境界に位置合わせし、更に文字の底辺の下端を画素コンポーネントまたはサブコンポーネントの境界に沿って位置合わせすることを含む。

垂直ストライピングの場合、キャラクタ・ステムが青または緑の左縁を有するように位置合わせしたステムを有するキャラクタは、一般に、赤の左縁を有するように位置合わせしたステップを有するキャラクタよりも読みやすいという傾向があることを、実験結果は示している。したがって、少なくとも一部の実施形態では、垂直ストライピングの画面上に表示するキャラクタのヒンティングの間、ステムに対して青または緑の左縁を、赤の左縁よりも、ヒンティング・プロセスの一部として優先する。

水平ストライピングの場合、キャラクタの底辺の下端が赤または青の底辺縁を有するように位置合わせしたキャラクタは、一般に、緑の下端縁を有するように位置合わせした底面を有するキャラクタよりも読みやすいという傾向がある。したがって、水平ストライピングの画面上に表示するキャラクタのヒンティングの間、少なくとも一部の実施形態では、赤または青の底辺縁を、緑の底辺縁よりも、ヒンティング・プロセスの一部として優先する。

図１１Ａは、スケーリング画像１１０４に対するヒンティング動作の適用を示す。ヒンティング・プロセスの一部として、スケーリング画像１１０４を格子１１０２上に配置し、その位置および輪郭を調節し、格子形状により良く一致させ、かつ所望の度合のキャラクタ間隔が得られるようにする。図１１Ａおよび図１１Ｂにおける文字「Ｇ．Ｐ．」は、格子配置ステップを示し、一方ヒンティングという用語は、ヒンティング・プロセスの輪郭調節およびキャラクタ離間部分を示す。尚、画像１００４のヒンティングを行い水平ストライピングを有する画面上に表示する図１１Ａでは、スケーリング画像１００４をＲ／Ｇ画素サブコンポーネント境界に沿って位置付け、キャラクタ１００４の底辺が赤の底辺縁を有するようにすることを注記しておく。加えて、画像の輪郭を調節し、画像の矩形部分が画素サブコンポーネント境界に隣接するようにする。その結果、ヒント画像１０１４が得られる。また、キャラクタ画像と画面上においてキャラクタ位置および間隔を決定す
るために用いる左および右側支持点（図示せず）との間の距離も、画素サブコンポーネント境界の関数として調節する。このように、本発明の種々の実施形態では、キャラクタ間隔を、画素サブコンポーネントの幅に対応する距離、例えば、画素幅の１／３に制御する。

図１１Ｂでは、画像１００８にヒンティングを行い垂直ストライピングを有する画面上に表示するが、スケーリング画像１００８をＲ／Ｇ画素サブコンポーネント境界に沿って位置付け、ヒント・キャラクタ１０１８のステムの左縁が緑の左縁を有するようにする。また、キャラクタの形状、および格子上におけるキャラクタの位置も調節する。キャラクタ間隔の調節も行なう。

一旦ヒンティング・プロセスをステップ９１２において完了したなら、動作はステップ９１４に進み、本発明にしたがって、例えば、スキャン変換サブルーチン８１２を実行することによって、スキャン変換動作を行なう。

スキャン変換は、スケーリングしたキャラクタを表す幾何学的形状のビットマップ画像への変換を含む。従来のスキャン変換動作は、スケーリング画像の対応部分をマッピングすることができる個々の単位として、画素を扱っていた。したがって、従来のスキャン変換動作の場合、画像の同じ部分を用いて光度値を決定し、スケーリング画像の一部をマッピングする先である、画素エレメントのＲＧＢ画素サブコンポーネントの各々と共に用いる。図２Ｃは、公知のスキャン変換プロセスの一例であり、ビットマップとして表現する画像をサンプリングし、サンプル値から光度値を発生することを含む。

本発明によれば、画素のＲＧＢ画素サブコンポーネントは、独立した光度エレメントとして扱う。したがって、各画素サブコンポーネントを別個の光度コンポーネントとして扱い、これに、スケーリング画像の別個の部分をマッピングすることができる。このように、本発明は、スケーリング画像の異なる部分を、異なる画素サブコンポーネントにマッピングすることを可能とし、公知のスキャン変換技術によって可能な解像度よりも高い解像度を得ることができる。即ち、種々の実施形態において、スケーリング画像の異なる部分を用いて、各画素サブコンポーネントと共に用いる光度値を独立して決定する。

図６は、本発明の一実施形態にしたがって実施するスキャン変換の一例を示す。図示の実施形態では、格子６２０で表す画像の別個の画像サンプル６２２、６２３、６２４を用いて、発生するビットマップ画像６３０の対応部分６３２、６３３、６３４と関連する赤、緑および青強度値を発生する。図６の例では、赤および青に対する画像サンプルは、それぞれ、緑のサンプルから１画素の幅の−１／３および＋１／３の距離だけ変位している。このようにして、図２Ｃに示す公知のサンプリング／画像表現方法では発生する変位問題を回避する。

図に示す例では、白を用いて、スキャン変換動作によって発生するビットマップ画像において「オンにする」画素サブコンポーネントを示す。白でない画素サブコンポーネントは「オフ」状態にある。

黒いテキストの場合、「オン」は、当該画素サブコンポーネントに関連する強度値を制御して、画素サブコンポーネントが光を出力しないようにすることを暗示する。白い背景画素を想定すると、「オン」でないサブコンポーネントには、最大光出力を出力させる強度値が割り当てられることになる。

前景および背景のカラーを用いる場合、「オン」は、３つの画素サブコンポーネント全てを用いて前景カラーを発生するとすれば指定の前景カラーを生成する値を、画素サブコ
ンポーネントに割り当てることを意味する。「オン」でない画素サブコンポーネントには、３つの画素サブコンポーネント全てを用いて背景カラーを発生するとすれば指定の背景カラーを生成する値を割り当てる。

スケーリング中、画素サブコンポーネントを「オン」にするか否かについて判定する第１の技法は、スケーリング格子の一部によって表され、画素サブコンポーネントにマッピングされる、スケーリング画像セグメントの中心が、表示する画像のスケーリング表現内部にあるか否かについて判定することである。例えば、図１２Ａでは、格子セグメント１２０２の中心が画像１００４の内側にある場合、画素サブコンポーネントＣ１、Ｒ５をオンにする。別の技法は、画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像セグメントの５０％以上が、表示する画像によって占められているか否かについて判定することである。占められている場合、画素サブコンポーネントを「オン」にする。例えば、格子セグメント１２０２によって表されるスケーリング画像セグメントが、少なくとも５０％画像１００４によって占められている場合、対応する画素サブコンポーネントＣ１、Ｒ５をオンにする。以下で論ずる図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３および図１４の例では、いつ画素サブコンポーネントをオンにするか判定する第１の技法を採用する。

図１２Ａは、水平ストライピングのディスプレイ装置上における表示のためにヒント画像１０１４に対して行なうスキャン変換動作を示す。スキャン変換動作の結果、ビットマップ画像１２０２が得られる。尚、ビットマップ画像の列Ｃ１〜Ｃ４の各画素サブコンポーネントを、スケーリング・ヒント画像１０１４の対応する列の異なるセグメントからどのように判定するかについて注意すること。また、画素の高さの２／３であり、緑／青画素の境界に沿ってを位置合わせした底辺、高さが画素の２／３であるドットで、ビットマップ画像１２０４をどのように構成するかについても注意すること。公知のテキスト・イメージング技術であれば、得られる画像は、精度が低く、画素１つ分の高さと同じ底辺および画素１つ分のサイズのドットを有することになる。

図１２Ｂは、垂直ストライピングのディスプレイ装置上に表示するためにヒント画像１０１８に対して行なうスキャン変換動作を示す。スキャン変換動作によって、ビットマップ画像１２０３が得られる。尚、ビットマップ画像の行Ｒ１−Ｒ８の各画素サブコンポーネントを、スケーリング・ヒント画像１０１８の対応する行の異なるセグメントからどのように判定するかについて注意すること。また、ビットマップ画像１２０８は、赤／緑画素境界に沿って整合された左縁を有する２／３画素幅のステムでどのように構成するかについても注意すること。更に、幅が１画素の２／３である画素を用いることにも注意すること。公知のテキスト・イメージング技術であれば、得られる画像は精度が低く、最大画素幅のステムおよびサイズが１画素のドットを有することになる。

図１３は、図１２Ａに示したスケーリング画像１０１４の第１列に対して行なうスキャン変換プロセスを更に詳細に示す。図示のスキャン変換プロセスでは、スケーリング画像１０１４の１セグメントを用いて、各画素サブコンポーネントに関連する光度値を制御する。これによって、各画素サブコンポーネントは、スケーリング画像１０１４の同じサイズの部分によって制御されることになる。

スキャン変換動作の間、重み付けを適用することも可能である。重み付けを適用する場合、スケーリング画像の異なるサイズの領域を用いて、個々の画素サブコンポーネントをオンにするかまたはオフにするか、あるいはその中間の値にするか（グレー・スケーリングの場合のように）について判定することができる。このような重み付けの適用は、エリアシング防止フィルタリング動作を表し、ＲＧＢストライピングの方向に対して垂直な方向に行われる。

前述のように、人の目は、異なるカラー光源からの異なるレートの光強度を認知する。緑は、赤、緑および青画素サブコンポーネントをそれらの最大光強度出力に設定することによって得られる白画素の認知輝度に約６０％寄与し、赤は約３０％寄与し、青は約１０％寄与する。

本発明の一実施形態によれば、スキャン変換中に重み付けを用いる場合、画素にマッピングするスケーリング画像面積の６０％を用いて緑画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の３０％を用いて赤画素サブコンポーネントの光度を判定し、同じ画素にマッピングするスケーリング画像面積の別個の１０％を用いて、青画素サブコンポーネントの光度を判定する。

本発明の特定的な一実施形態では、スケーリング動作の間、ストライピングに対して垂直な方向における画像のスケーリングは、ストライピングの方向におけるスケーリングのレートの１０倍のレートで行なう。こうすると、加重スキャン変換動作が簡単になる。ヒンティングの後、次に、例えば、前述した形式の加重スキャン変換動作を用いて、スキャン変換の間にスケーリング画像を処理する。

図１４は、画像１００２を垂直方向に１０倍、水平方向に１倍でスケーリングした、スケーリング・ヒント画像の第１列１４００に対する加重変換動作の実行を示す。図１４では、単一画素に対応するヒント画像の部分は、１０個のセグメントから成る。前述の加重スケーリング技術にしたがって、スケーリング画像の各画素エリアの最初の３セグメントを用いて、ビットマップ画像１４０２内の１画素に対応する赤の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。スケーリング画像１４００の各画素エリアの次の６セグメントを用いて、ビットマップ画像１４０２内の同じ画素に対応する緑の画素サブコンポーネントの光度値を判定する。こうして、青の画素サブコンポーネントの光度値を判定する際に用いるために、スケーリング画像１４００の各画素エリアの最後のセグメントを残す。

図１４に示すように、このプロセスにより、ビットマップ画像１４０２の列１、行４および５において、青および赤の画素サブコンポーネントが「オン」となり、列１の残りの画素サブコンポーネントが「オフ」となる。

概略的に、本発明のスキャン変換プロセスを、画素サブコンポーネントを「オン」または「オフ」にすることに関して説明した。
本発明の種々の実施形態、特に、例えばグラフィクス画像と共に用いて好適なものは、グレー・スケール技術の使用を含む。このような実施形態では、前述の実施形態の場合と同様、スキャン変換動作は、スケーリング・ヒント画像の部分を、対応する画素サブコンポーネントに独立してマッピングし、ビットマップ画像を形成することを含む。しかしながら、グレー・スケールの実施形態では、画素サブコンポーネントに割り当てる強度値は、表示するスケーリング画像によって占められる画素サブコンポーネントにマッピングするスケーリング画像の部分の関数として決定する。例えば、０から２５５までの間の強度値を画素サブコンポーネントに割り当てることができ、０は事実上オフであり、２５５は最大強度であるとすると、スケーリング画像のセグメント（格子セグメント）が表示する画像によって５０％占められている場合、スケーリング画像セグメントを対応する画素サブコンポーネントにマッピングする結果として、１２３の強度値が画素サブコンポーネントに割り当てられることになる。

本発明によれば、同一画素に隣接する画素サブコンポーネントは、スケーリング画像の別の部分、例えば、セグメントの関数として、独立して決定される強度値を有することになる。

一旦表示するテキストのビットマップ表現を図９のステップ８１４において発生したなら、これをディスプレイ・アダプタに出力するか、または更に処理してカラー処理動作および／またはカラー調節を行い、画質の向上を図ることも可能である。

人の目は、画像のカラー（クロミナンス）の縁よりも、輝度の縁に対して遥かに敏感なので、画像のレンダリングの目的のためにＲＧＢ画素サブコンポーネントを独立した光度エレメントとして扱うことにより、望ましくない色縁効果が発生する可能性がある。例えば、ＲＧＢ集合から赤を除去した場合、シアンの色縁効果、緑および青の添加が生ずる可能性が高い。

前述のように、カラー・アーチファクトは、画素の異なるカラー画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱う結果生ずる可能性がある。これらカラー・アーチファクトの一部は、ヒンティングの後にも残る可能性がる。実際、画像の一縁のカラーを改善するヒントが、同じ画像、例えば、キャラクタ内において他の縁のカラーを劣化させる場合がある。

煩わしいカラー・アーチファクト、例えば、望ましくない程度に人の目の注意を引くカラー・アーチファクトは、検出し気を散らさない程度に抑制することが望ましい。カラー感度は、個人的なばらつきが非常に大きいので、ある人にとって気になるアーチファクトが他の人には気にならない場合もある。したがって、実現性の観点からは、母集団の内大きな割合で気が散る可能性の高いカラー・アーチファクトを抑制または排除することに的を絞るのが有効である。本願の名義人である種々の発明者が行なった経験的研究によって、最も気になるカラー・アーチファクトは、１）明るく、２）前景カラー、背景カラー、およびこれら２つを混合して作ることができるカラーと色相が大幅に異なるものであることがわかった。

以下で論ずるが、気を散らす画素の画素サブコンポーネントの光度調整は、（１）ある光度を明るい画素サブコンポーネントから減算すること、および／または（２）ある光度、例えば、（１）で減算した量を、隣接する異なるカラー画素サブコンポーネント、例えば、同じ画素の隣り合った画素サブコンポーネントに加算することによって可能となる。本発明のカラー補償技術にしたがってステップ（１）および／または（２）を実行すれば、カラー・アーチファクト、したがってカラーの乱れが低減する。しかしながら、このようなカラー処理には、望ましい画像の縁が劣化するという、望ましくない副作用も生ずる虞れがある。しかしながら、殆どの場合、画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱わない公知の手法と比較して、カラー・アーチファクトがもはや目立たない程度に低減しつつ、しかも画質の改善が可能であることがわかっている。

図９Ａの実施形態では、ステップ９１４において発生したビットマップを、カラー処理／調節ステップ９１５に供給する。このステップでは、画像処理を行い、画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱った結果として生じた、煩わしいカラー・アーチファクトを低減および／または排除する。煩わしいカラー・アーチファクトを識別、低減および／または排除するためには、種々の技術を用いることができる。

具体的な一実施形態では、画像の一部を検査し、所望の前景カラーからどのくらい離れて、ビットマップ画像が迷走（stray）しているかについて判定を行なう。ビットマップ
画像の部分が、所望の前景カラーよりも予め選択した量を超えて迷走している場合、この画像部分が前景カラーおよび背景カラー間の平均容認範囲内に入るまで、画素サブコンポーネントの強度値の調整を行なう。

垂直ストライピングを用いる特定的な一実施形態では、画像の縁をチェックし、赤の色
縁効果がないか確認する。これらは、画素エレメントの赤光度値が、同じ画素エレメントの緑光度値よりも著しく高い結果発生する。このような状態では、キャラクタの垂直ステム上に、見てわかる赤の色縁効果が生ずる可能性がある。この実施形態の例では、画像の縁にある画素を個別に検査する。赤／緑間の強度値の差を判定し、カラー調節の必要性を判定するために用いるスレシホルド値と比較する。判定した赤／緑強度差がスレシホルド値を超過している場合、赤および／または緑の値をスケーリングし、赤の色縁効果を低減する。適切なスレシホルド値およびスケーリング値は、経験的に決定することができる。

赤の色縁効果について先に論じたのと同様のスレシホルド選別および光度スケーリング技法を用いることによって、緑および青の光度値に比較して赤の光度値が低いことに起因するシアンの色縁効果を検出し、補償することも可能である。

図９Ｂは、画素カラー処理サブルーチン、例えば、図９Ｃのサブルーチン９７０または図９Ｄのサブルーチン９９０と共に、種々の実施形態例において用い、ステップ９１５のカラー処理／調節動作を行なう、カラー補償サブルーチン８１３の一例を示す。

カラー処理および調節は、画素処理毎に、サブルーチン８１３によって、必要に応じて行われる。サブルーチン８１３はステップ９５０において開始し、ＣＰＵ５２１がこのサブルーチンを実行する。ステップ９５０から、動作はステップ９５２に進み、例えば、テキスト・レンダリングのために用いられる前景カラーおよび背景カラーを識別する情報にアクセスする。このためには、例えば、オペレーティング・システムによってメモリ５３５に格納されているカラー情報にアクセスすればよい。

次のステップ、ステップ９５３において、前景および背景カラー画素双方の全体的な光度を判定する。一実施形態では、前景および背景カラー画素双方について、０．３の重み係数を乗算した赤の輝度値、０．６の重み係数を乗算した緑の輝度値、および０．１の重み係数を乗算した青の輝度値を、以下のように加算する。

ここで、Ｒ、ＧおよびＢは、全体的な光度を判定する、対応の画素の光度値である。少なくとも一実施形態では、画素カラー処理サブルーチンが、以下に論ずるように、背景および前景カラー画素に対して判定した全体的な光度値を用いる。

ステップ９５４において、ビットマップ画像９５１、例えば、ステップ９１４において既に発生してあるビットマップ画像を受け取り処理する。ビットマップ画像９５１は、合計Ｎ個の画素、即ち、画素１ないし画素Ｎから成る。

ステップ９５４から、動作はステップ９５６に進み、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬをＮ個の画像画素の最初の画素に等しくセットする。ラベルＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬは、画像９５１のＮ個の画素の内どれが、所与の時点において処理されているのかを示す。

動作は、ステップ９５６からステップ９５７に進み、画素カラー処理サブルーチン、例えば、図９Ｃのサブルーチン９７０または図９Ｄのサブルーチン９９０のいずれかをコールする。

画素カラー処理サブルーチン９７０、９９０を、図９Ｃおよび図９Ｄに関して詳細に論ずる。一般に、コールするカラー処理サブルーチンは、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの光
度値を調節してカラー・アーチファクトを低減または排除し、必要に応じてこのような調節を行なうべきかについて判定を行なう役割を担う。画素カラー処理サブルーチンが、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの画素サブコンポーネントの光度値を変更しないと判定した場合、動作は、コールしたサブルーチンからのリターンを介して、ステップ９６４に進み、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの画素サブコンポーネントの光度値は不変である。しかしながら、コールしたサブルーチンが、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの画素サブコンポーネントの１つ以上の光度値を変更して、煩わしいカラー歪み、例えば、アーチファクトを低減または排除すると判定した場合、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの画素サブコンポーネントの１つ以上の光度値は、サブルーチンから、調節後の値と共に戻ってくる。

カラー補償サブルーチンの残りのステップは、受け取ったビットマップ画像におけるＮ個の画素の各々を、画素カラー処理サブルーチン９７０、９９０の一方によって確実に処理するように機能する。

９５７において、画素カラー処理サブルーチンへのコールから戻ってくる度に、動作はステップ９６４に進み、受け取った画像内に、まだ処理すべき画素があるか否かについて判定を行なう。これは、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥｔがＮ番目の画素であるか否か判定することによって、判定することができる。ステップ９６４において、まだ他の画素を処理する必要があると判定された場合、動作はステップ９６６に進み、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬを、Ｎ個の画素の内次の画素に等しくセットする。ステップ９６６から、動作は再度ステップ９５７に進み、画素カラー処理サブルーチンを再度コールする。

しかしながら、ステップ９６４において、受け取った画像の画素全てを処理したと判定した場合、動作はステップ９６７に進み、カラー補償サブルーチンによって、処理したビットマップを出力する。処理したビットマップは、画素カラー処理サブルーチンによって変更した光度値を含む。

処理したビットマップを出力すると、カラー補償サブルーチン８１３の動作は、ステップ９６８において停止され、例えば、別のビットマップ画像９５１を処理するための、サブルーチンの再起動まで待つ。

第１画素カラー処理サブルーチン９７０は、白黒画像、例えば、白い背景上にある黒いテキストの場合に特に有効である。サブルーチン９７０は、前景および背景カラー画素の全光度値を用いない。したがって、カラー補償サブルーチンのステップ９５３は、画素カラー処理サブルーチン９５７を用いる場合には、省略するかまたは飛ばしてもよい。

白は、３つの画素カラー・コンポーネント、例えば、赤、緑および青全ての和である。白黒の実施形態では、明るいカラー・アーチファクトは、３つの画素カラー・コンポーネントの内いずれか２つの最大光出力を加算することによって得られるカラーである。例えば、黄色は赤および緑の和であり、マジェンタは赤および青の和であり、シアンは緑および青の和である。青のサブ画素は赤の潜在的光度の１／３、緑の画素サブコンポーネントのそれの１／１６だけを有するに過ぎないので、青の画素サブコンポーネントは、明るい赤または緑の画素サブコンポーネントと共に光度を操作しても、殆ど効果はない。この理由のため、図９Ｃの実施形態例では、青の種々の輝度値から生ずる潜在的なアーチファクトを無視している。

サブルーチン９７０において実施する処理は、気を散らす可能性が高い画素を、赤または緑の画素サブコンポーネントの一方が明るく、他方が明るくない画素として識別するように機能する。サブルーチン９７０においてカラー・アーチファクトの抑制を行なうには、赤または緑のサブコンポーネントの内明るい方の光度値を低下させ、赤または緑の画素
サブコンポーネントの内暗い方の光度値を上昇させる。

ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのＲ、ＧおよびＢ光度値に対して行なう処理は、サブルーチン９７０によって行われ、以下の疑似コードで表すことができる。

ここで、Ｒ_ＣＰ＝ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの赤の画素サブコンポーネントの光度値であり、０ないし２５５の範囲の整数とすることができる。
Ｇ_ＣＰ＝ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの赤の画素サブコンポーネントの光度値であり、０ないし２５５の範囲の整数とすることができる。

Ｒ_Ｎ＝ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの赤の画素サブコンポーネントの光度値であり、０ないし２５５の範囲の整数とすることができる。
Ｇ_Ｎ＝ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの緑の画素サブコンポーネントの光度値であり、０ないし２５５の範囲の整数とすることができる。

ＲＦは、赤係数、例えば、４である。
ＧＦは、緑係数、例えば、６である。
ＴＨＲＥＳＨＯＬＤは、経験的に決定したスレシホルド値であり、例えば、５０である。

次に図９Ｃを参照すると、画素カラー処理サブルーチン９７０は、開始ステップ９７２から開始し、このルーチンをコールして、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの赤および緑の光度値を処理することがわかる。これらの値は、それぞれ、０ないし２５５の範囲であれば、いずれの値でも取ることができる。次に、ステップ９７４において、Ｒ_ＣＰの値を、処理中の画素の赤の画素サブコンポーネントの光度値に等しくセットし、Ｇ_ＣＰを、処理中の画素の緑の画素サブコンポーネントの光度値に等しくセットする。次に、ステップ９７６において、｜Ｒ_ＣＰ−Ｇ_ＣＰ｜が、煩わしいカラー・アーチファクトの存在を判定する所定のスレシホルド値ＴＨＲＥＳＨＯＬＤよりも大きいか否かについて判定を行なう。

ステップ９７６において、スレシホルド値を超過していない場合、煩わしいカラー・アーチファクトは恐らく存在しないことを示し、処理は、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻り、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの輝度値の変更はない。

しかしながら、値｜Ｒ_ＣＰ−Ｇ_ＣＰ｜が値ＴＨＲＥＳＨＯＬＤを超過し、煩わしいカラー・アーチファクトの存在の可能性を示す場合、動作はステップ９７６からステップ９７８に進む。ステップ９７８において、元の赤および緑の輝度値の関数として、新たな赤の画素サブコンポーネント光度値Ｒ_Ｎを発生する。即ち、Ｒ_ＮをＲ_ＣＰ＋［（Ｒ_ＣＰ−Ｇ_ＣＰ）×ＲＦ／１０］に等しく設定する。１０で除算するのは、ＲＦに浮動小数点値を用いる必要性を回避するためである。こうしないと、浮動小数点算術演算の使用が必要となる。

次に、ステップ９８０において、元の赤および緑の輝度値の関数として、新たな緑の画素サブコンポーネント光度値Ｇ_Ｎを発生する。即ち、Ｇ_ＮをＲ_ＣＰ＋［（Ｒ_ＣＰ−Ｇ_ＣＰ
）×ＲＦ／１０］に等しく設定する。値Ｒ_Ｎの発生の場合と同様、１０で除算するのは、ＲＦに浮動小数点値を用いる必要性を回避するためである。こうしないと、浮動小数点算術演算の使用が必要となる。

ステップ９７８および９８０を連続して示したが、これらは並行して実行することも可能であることは理解されよう。新たな値Ｒ_ＮおよびＧ_Ｎの発生の後、現画素の対応する赤および緑の光度値を、新たに発生した値と交換する。これは、ステップ９８２において行なう。ステップ９８２において更新したＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの赤および緑の光度値を用いて、現画素に関するカラー補正処理を完了し、処理は、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻る。

次に、図９Ｄに関連して、画素カラー処理サブルーチン９９０の第２の例を、その動作について説明する。サブルーチン９９０は、任意の、例えば、ユーザが選択した前景カラーおよび背景カラーを用いて表示する画像の画素を処理する際に適している。

任意の前景カラーおよび背景カラーでは、個々の画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことによって生ずるカラー・アーチファクトの識別および抑制は、前述の白黒の場合よりも一層難しくなる。実験により、前景カラーまたは背景カラーの彩度が高い程、カラー・アーチファクトによって気が散る可能性は低いことが示されている。

その理由は、補色となるカラー・コンポーネントの明るさを抑制することによって、彩度が実際に得られるからである。この補色カラー・コンポーネントの明るさを制限すると、明るく煩わしいカラー・アーチファクトを回避するだけでなく、抑制した画素サブコンポーネントの側では、抑制した画素サブコンポーネントが、高い光度の縁の形成には不適当となる。結果的に、彩度が高いカラーでは、縁を含む可能性がある画素の多くは、本発明にしたがって画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことによる解像度の向上が全く得られない。前述のような問題となり得る前景／背景カラーの組み合わせの一例は、青い背景上にある赤いテキストである。

赤い画素サブコンポーネントを左側に、そして青い画素サブコンポーネントを右側に配した表示上において、左側に青、右側に赤がある縁を表示するために、画素にレンダリングを行なうと、全体的に黒くなってしまう。このような画素は、カラー・アーチファクトを有さないが、画像の解像度に対しても何ら寄与しない。実際、このような画素の行は、黒いラインの外観、即ち、本発明のサブ画素強度制御技術のアーチファクトを発生する可能性すらある。画質の観点からは、このようなアーチファクトを生ずる画素に対しては、例えば、グレー・スケーリングのような従来からの画素毎のレンダリング技術を利用することによって、このようなアーチファクトを識別し排除することが望ましい。

カラー処理サブルーチン９９０は、前述のようなタイプのアーチファクトを生ずる画素を特定することを目的とするステップを含む。これは、画素サブコンポーネントの各々に対して独立した輝度値を発生するのではなく、画素レベル毎に、グレー・スケーリングを適用することによって、得られる効果である。また、このサブルーチンは、グレー・スケーリングを適用して、このような画素の輝度値を判定するステップも含む。一実施形態では、処理対象画素の全光度が前景および背景カラー双方の全光度未満である場合はいつでも、グレー・スケーリング反転を適用する。

いつグレー・スケーリングが画素の外観を強調するかについて判定することに加えて、カラー処理サブルーチン９９０は、煩わしいカラー・アーチファクトを識別し、このようなアーチファクトを低減または排除する処理を行なうことを目的とする。

画素カラー処理サブルーチン９９０は、開始ステップ９９１において開始し、ここからステップ９９２に進み、画素毎に適用するグレー・スケーリングを用いてＣＵＲＲＥＮＴ
ＰＩＸＥＬの輝度値を判定すべきか否かについて判定を行なう。ステップ９９２において、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの全輝度が前景カラー画素および背景カラー画素双方の全輝度未満であるか否かについて判定を行なう。全輝度値が前景および背景カラー画素のそれ未満であると判定した場合、恐らく、グレー・スケーリングの方が、本発明の画素サブコンポーネント方法によって判定するよりも、高い輝度値を与えることになる。このような場合、動作はステップ９９２からステップ９９７に進み、画素グレー・スケーリング動作を行なう。グレー・スケーリング動作は、２つのサブステップ９９７Ａおよび９９７Ｂから成る。ステップ９９７Ａにおいて、スケーリングしたヒンティングヒント画像を含む現画素の部分（Ｐ）を判定する。ステップ９９７Ｂにおいて、分数値Ｐに、前景の対応するＲ、ＣおよびＢ光度値を乗算することによって、現画素に対して新たな赤、緑および青の光度値を判定する。一旦ステップ９９７においてＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬに対して更新光度値を発生したなら、処理は、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻る。

ステップ９９２において、グレー・スケーリングがＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの品質を向上させる可能性が低いと判定した場合、処理はステップ９９３に進む。ステップ９９３において、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのカラーが前景カラーおよび背景カラー双方と異なるか否かについて判定を行なう。この判定を行なうには、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのＲ、GおよびＢ光度値を、前景カラー画素および背景カラー画素のそれらと比較すれ
ばよい。ステップ９９３において、現画素のカラーが前景および背景カラー画素の１つと一致した場合、カラー・アーチファクトは生じていないので、処理は、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻り、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの光度値は変更しないままとなる。

しかしながら、ステップ９９３において、現画素のカラーが前景カラーおよび背景カラーとは異なると判定した場合、動作はステップ９９４に進む。ステップ９９４において、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのカラーが、前景／背景カラーの混合に対応する、予め選択してある容認可能なカラー範囲に該当するか否かについて判定を行なう。現画素のカラーが、予め選択してある範囲に該当する場合、処理は、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻り、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの輝度値は変更しないままとなる。

しかしながら、ステップ９９４において、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのカラーが予め選択してある容認可能なカラー範囲外にあると判定した場合、煩わしいカラー・アーチファクトの存在を示し、動作はステップ９９５に進み、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのカラーを、容認可能なカラー範囲に向けて調節する。

このためには、例えば、既存の値から加算または減算して、予め選択してある容認可能なカラー範囲内で見つけた値に個々の値を近付けるように移動させることによって、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬに関連するＲ、Ｇ、Ｂ輝度値の１つ以上を変更すればよい。このようにして、ステップ９９５の終了時点では、ＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬのカラーは、前景カラーおよび背景カラーの混合に対応する、予め選択してある容認可能なカラー範囲に一層近づくか、またはその中に位置することになる。一旦ステップ９９５においてＣＵＲＲＥＮＴ ＰＩＸＥＬの光度値を更新したなら、処理は、前述のように、ＲＥＴＵＲＮステップ９８４を経由して、サブルーチン９７０をコールした場所に戻り、ビットマップ画像を表す画素の光度値を画素単位で処理または調節することにより、異なるカラー画素サブコンポーネントを独立した輝度源として扱うことの結果として画像に生ずるカラー歪みを低減または排除することができる。

図１５は、水平ストライピングの１２×１２画素のアレイを表す格子上に重畳するためにレンダリングするキャラクタｎの高解像表現を示す。
図１６は、従来の表示技術、および各々３つの画素サブコンポーネントを含むフル・サイズの画素エレメントを用いて、図１５に示したキャラクタをどのようにレンダリングするかについて示す。フル・サイズの画素制限のために、文字のリッジにおいて比較的急激に形状の遷移が生じ、エリアシングおよび比較的平坦な上部が形成されている様子に注目のこと。

図１７は、画素高さの２／３の底辺を用いることによって、本発明にしたがって、文字ｎのレンダリングをどのようにして改良することができるかについて示す。底辺を形成するには、２つの画素サブコンポーネントを用いる。これは、行１０、列１〜４および８〜１０において３つの画素サブコンポーネント全てを用いるのとは対照的である。また、文字のリッジをどのように改良するかについても注意すること。リッジの幅を最大画素高さとするが、各水平最大高さ画素エレメントを１／３画素高さだけ垂直方向にずらしていくことにより、図１６に示したリッジよりも遥かに高精度かつ滑らかなリッジを得ることができる。

図１８は、本発明にしたがって、文字ｎのリッジの厚さを、１画素の厚さから２／３画素の厚さにどのようにして縮小することができるかを示す。
図１９は、本発明にしたがって、文字ｎの底辺を１画素の１／３の最少厚さまでどのようにして縮小することができるかについて示す。また、文字ｎのリッジを画素の１／３の厚さにどのようにして縮小することができるかについても示す。

図２０は、本発明にしたがって、底辺およびリッジが画素の１／３の厚さを有する文字ｎをどのようにして表示することができるかについて示す。
以上、テキストのレンダリングに関して本発明を大まかに説明したが、本発明はグラフィックスにも適用し、エリアシングを低減し、従来のカラーＬＣＤディスプレイのような、ストライプ・ディスプレイを用いて得ることができる有効解像度を向上可能であることは理解されよう。加えて、本発明の技術の多くは、ビットマップ画像、例えば、スキャンした画像を処理し、これらを表示のために準備する際にも使用可能であることは理解されよう。

加えて、本発明の方法および装置は、同じ色の個別のＲＧＢ画素サブコンポーネントの代わりに、多数の非方形画素サブコンポーネントを用いる、グレー・スケール・モニタにも適用した場合にも、方形画素エレメントを用いるディスプレイと比較して、１次元における有効解像度を倍増可能であることは理解されよう。

図２１Ａは、公知のバック・ライト・カラーＬＣＤ２１００を示す。ＬＣＤディスプレイ２１００は、一連の層状コンポーネントとして設計してある。図示のように、ディスプレイの後部には、光源２１０２があり、３本の矢印で表すように、光、例えば、白色光を第１偏光フィルタ２１０４に供給する。第１ガラス基板層２１０６が、第１偏光フィルタ２１０４を透明電極の第１層から分離している。液晶材料の層２１１０が、透明電極２１０８の第１層と第２層２１０８’との間に狭持されており、第２層２１０８’は、第１層内の電極の方向に対して垂直に走る電極を含む。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）フィルタ・セグメントを含むカラー・フィルタ２１１２が、ディスプレイ２１００の垂直方向に走っており、第２組の透明電極２１０８’の前に位置する。第２ガラス基板２１０６’が、カラー・フィルタ２１１２、およびディスプレイ２１００の前面に位置する第２偏光フィルタ２１０４’を分離している。

第１偏光フィルタ２１０４に入射した光は、電極層２１０８、２１０８’、液晶材料２１１０、カラー・フィルタ２１１２、および第２偏光フィルタ２１０４’を通過した後、ディスプレイ２１００から射出する。カラー・フィルタ２１１２は、ディスプレイ２１００の個々のセグメントによって出力される光のカラーを全て決定する。電極２１０８、２１０８’上の電圧を調節することによって、ディスプレイ２１００のいずれのセグメントを介して出力される光の輝度でも、制御可能である。

図２１Ｂは、前方から見た場合、公知の画面２１Ａがどのように見えるか示すものである。カラー・フィルタ２１１２のＲ、Ｇ、およびＢセグメントがディスプレイ２１００上で、垂直カラー・ストライプをどのように形成するのかに注目すること。また、どのように透明電極を制御することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂを付した矩形ボックスによって表した、複数の別個に制御可能な画面セグメントを制御可能であるかにも注目すること。図２Ａおよび図２Ｂに示した公知の画面の場合と同様、画像の各画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ１つずつの表示エレメントで構成し、正方形の画素を形成することができる。

図２２Ａないし２４Ｂは、本発明の種々の実施形態にしたがって実現したディスプレイを示す。図２２Ａないし図２４Ｂに示すディスプレイに含まれるコンポーネントは、公知のディスプレイのコンポーネントと同一または同様であり、図２１Ａにおいて用いたのと同じ参照番号を用いて識別することとする。簡潔化のため、このようなコンポーネントの説明は繰り返さない。

図２２Ａは、本発明の一実施形態にしたがって実現したグレー・スケールＬＣＤ２２００を示す。ディスプレイ２２００は、バック・ライト２１０２、第１および第２偏光フィルタ２１０４、２１０４’、第１および第２ガラス基板２１０６、２１０６’、ならびに第１および第２透明電極層２１０８、２１０８’から成る。これらは、図２２Ａに示すような層状構造を形成するように配列してある。尚、ディスプレイ２２００には、公知のディスプレイ２１００に見られるようなカラー・フィルタ２１１２がないことに注意すること。カラー・フィルタ２１１２を省略しているので、別個に制御可能な各ディスプレイ・セグメントの光出力は、概ねバック・ライト２１０２の光と一致し、例えば、白色である。各ディスプレイ・セグメントの強度は、最大強度から完全に強度オフまで、例えば、電極２１０８および２１０８’に印加する電圧を変化させることによって、可変とすることができる。

図２２Ｂは、前方から見た場合に、ディスプレイ２２００がどのように見えるかを示す。ディスプレイ２２００が、例えば、各々同じカラーのディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１、２２１２を含む矩形ディスプレイ・エレメントの形状の複数の別個に制御可能な光度源で構成されている様子に注目すること。各ディスプレイ・エレメント２２１０、２２１０、２２１３は、個々のディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１、２２１３のエリアに対応する、狭持層２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０の部分から成る。本発明の種々の実施形態では、ディスプレイ・エレメントは、その１次元、例えば、垂直次元におけるそれらのサイズが、他方、例えば、水平次元におけるそれらのサイズの整数倍となるように、ディスプレイ・エレメントを実装している。

本発明の種々の構造は、第１方向、例えば、水平方向の解像度が、第２方向、例えば、垂直方向に垂直な方向における解像度の倍数であるディスプレイを形成する、同じカラーの隣接するディスプレイ・エレメントの使用を目的とする。一例として、図２２Ｂの実施形態では、各ディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１、２２１２は、高さが幅の３倍となっている。その結果、水平方向の解像度は、垂直方向の解像度の３倍となる。しかしながら、他の高さ／幅比を有する非正方形ディスプレイ・エレメントも想定しており、可能である。実際、水平解像度よりも垂直解像度の方が高いディスプレイも実現可能であ
る。加えて、本発明のディスプレイは、あらゆる行数および列数のディスプレイ・エレメントでも含むことができる。各ディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１、２２１２は、別個に制御可能な光度源を表す。

ディスプレイ２２００は、ディスプレイ２１００と構造が似ているが、ディスプレイ２２００は、ディスプレイ２１００に内蔵したカラー・フィルタ２１１２がないので、実現がより簡単である。公知の画面２１００よりも構築は簡単であるが、グレー・スケール・ディスプレイ２２００は、画素サブコンポーネントを独立した輝度源として扱った場合にカラー歪みを生ずる従来の画面２１００を用いて可能な解像度よりも、１次元において潜在的に高い解像度で、テキストおよびその他の画像の表示を可能とする。

ディスプレイ２２００は単一カラーであるので、グレー・スケール・モニタとしての使用に特に適している。このようなモニタは、本発明にしたがって、例えば、テキストを表示するのに非常に適している。

制御可能な各ディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１、２２００は、同じカラーであるので、これらは個々の画素として扱うことができる。あるいは、多数の非正方形ディスプレイ・エレメントを集合化し、正方形の画素を形成することも可能である。例えば、ディスプレイ・エレメント２２１０、２２１１および２２１３を集合化し、単一の正方形画素を表すことができる。このような場合、画像、例えば、テキストのレンダリング動作の一部として行われるスケーリング、格子フィッティング、およびスキャン変換動作は、本発明のカラー実施形態に関して先に説明した方法と同じまたは同様である。例えば、画素の各ディスプレイ・エレメントを、独立した光度源として扱う。

しかしながら、図２２Ａの実施形態では、全てのディスプレイ・エレメント、即ち、画素サブコンポーネントは、同じカラーである。したがって、異なる画素サブコンポーネントに異なる重み係数を用いる必要はない。何故なら、画素サブコンポーネントは、表示画像で認知される全体的な輝度に対して均一に寄与するからである。

加えて、特定のカラー境界に沿ってキャラクタの縁を位置合わせするために考えられたヒンティングおよび格子フィッティング動作を行なう必要はない。何故なら、図２２Ａの実施形態では、サブ画素コンポーネントのカラー境界が存在しないからである。

加えて、異なるカラー、例えば、ＲＧＢ画素サブコンポーネントを用いないので、カラー補償ステップ９１５も不要である。
図２３Ａは、本発明の別の実施形態にしたがって実現したディスプレイ２３００を示す。図２３Ａの実施形態では、ディスプレイの第１部分、例えば、上位部分は、グレー・スケール・ディスプレイとして実現し、一方、ディスプレイの第２部分、例えば、下位部分はカラー・ディスプレイとして実現する。

ディスプレイ２３００は、バック・ライト２１０２、第１および第２偏光フィルタ２１０４、２０１４’、第１および第２ガラス基板２１０６、２１０６’、第１および第２透明電極層２１０８、２１０８’、カラー・フィルタ２１１２、ならびに透明スペーサ２３１２から成り、図２３Ａに示すような層状構造を形成するように配列されている。カラー・フィルタ２１１２は、画面２３００の下位部分を通過する光を濾波するように配置してあり、一方透明スペーサは、ディスプレイ２３００の上位部分、例えば、グレー・スケール部分に位置する。スペーサ２３１２は、あらゆるカラーの光でも通過させる。例えば、スペーサは、白色光がバックライト２１０２によって発生した場合、この光を通過させる。透明スペーサ２３１２は、カラー・フィルタ２１１２と同じ厚さである。したがって、スペーサ２３１２は、カラー・フィルタを省略したディスプレイの部分において、均一な
ディスプレイの厚さを維持する役割を果たす。カラー・フィルタ２１１２および透明スペーサ２３１２の組み合わせは、複数のセルを有し、各セルが個々のディスプレイ・エレメント２３０２、２３０４、２３０６または２３０８に対応する光フィルタ、または各セルが透明または有色の光フィルタとして記述することができる。したがって、各ディスプレイ・エレメント２３０２、２３０４、２３０６、２３０８は、狭持層２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０の一部から成り、光フィルタは、個々のディスプレイ・エレメントのエリアに対応する、エレメント２１１２および２３１２から成る。

カラー・フィルタ２１１２は、垂直方向に走るＲ、Ｇ、およびＢストライプ２３２１、２３２２、２３２３の繰り返しから成る。カラー・フィルタ２１１２は、ディスプレイの下位部分のみに含まれる。したがって、ディスプレイ２３００の下側部分はカラー出力に対応する。しかしながら、ディスプレイ２３００の上位部分は、単一カラー即ちグレー・スケール出力のみに対応する。何故なら、ディスプレイ２３００の上位部分には、異なるカラー・フィルタ・ストライプを採用しているからである。ディスプレイ２３００の各セグメントの強度は、最大強度から強度オフまで、例えば、電極２１０８および２１０８’に印加する電圧を変化させることによって、可変とすることができる。

図２３Ｂは、前方から見た場合に、ディスプレイ２３００がどのように見えるか示すものである。ディスプレイ２３００は、複数の別個に制御可能な光度源から成り、その各々が図２３Ｂにおける別個の矩形として表されていることに注目すること。参照番号２３０２は、白色ディスプレイ・エレメント、例えば、光度源を示すために用い、一方参照番号２３０４、２３０６および２３０８は、それぞれ、赤、緑および青のディスプレイ・エレメントを示すために用いる。尚、図２３Ｂでは、白色ディスプレイ・エレメント２３０２の単一行２３０１、および有色ディスプレイ・エレメント２３０４、２３０６、、２３０８の列２本２３０３、２３０５を示すことを注記しておく。しかしながら、白（グレー・スケール）および有色ディスプレイ・エレメントのあらゆる組み合わせでも可能である。加えて、あらゆる数の行および／または列のディスプレイ・エレメントでも可能である。

図２３Ｂは同じカラーのグレー・スケール画素エレメントの単一行２３０１を示すが、通常、ディスプレイにはこのような画素エレメントの行および／または列は多数本含まれており、集合化されて、例えば、テキストの表示に対応するようになっている。

ディスプレイ２３００は、ディスプレイ画面の一部をテキスト表示専用とし、別の部分を例えばカラー・グラフィクスに用いるといった用途には特に適している。例えば、上位または下位にグレー・スケール部分を有する本発明のディスプレイは、ディスプレイのグレー・スケール部分を用いてキャプション情報を表示し、一方カラー部分を用いてカラー画像を表示するために用いることができる。このようなディスプレイは、同じサイズのディスプレイ・エレメントを有するＲＧＢディスプレイよりも高い解像度および／またはテキストの読みやすさをもたらしつつ、なおもカラー・グラフィクスの表示を可能にするという利点を有する。

前述のように、本発明にしたがって実現したグレー・スケール・モニタは、同じサイズのディスプレイ・エレメントを有するＲＧＢストライプ状モニタよりも、読みやすいテキストを生成することができる。その理由は、グレー・スケール・モニタが、画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱うことに関連するカラー歪みを生じないからである。あるときにはテキストを表示し、別のときにはカラー・グラフィクスを表示するために、多くのディスプレイが用いられている。加えて、単一のディスプレイの異なる部分が、同時にテキストおよびカラー・グラフィクスを表示するために用いられているというのが一般的である。テキストのために用いるディスプレイの特定部分は、テキスト情報の量および／またはテキストと共に表示する画像に応じて可変とするとよい。

このような様々な用途においてテキストのグレー・スケール表示およびカラー画像に対応するために、本発明の一実施形態は、カラー動作モードおよび透明動作モード間で切り換え可能なフィルタ・セルを有するフィルタを含むディスプレイ装置を目的とする。本発明のこのような実施形態例にしたがって実現したディスプレイ２４００を図２４Ａおよび図２４Ｂに示す。

ディスプレイ２４００は、バック・ライト２１０２、第１および第２偏光フィルタ２１０４、２１０４’、第１および第２ガラス基板２１０６、２１０６’、第１および第２透明電極層２１０８、２１０８’、ならびに切り換え可能なカラー・フィルタ２４０１から成り、図２２Ａに示すような層状構造を形成するように配列してある。尚、ディスプレイ２４００は、カラー・フィルタを除いて、公知のディスプレイ２１００と構造が似ていることに注意すること。公知のディスプレイは、固定のストライプ状カラー・フィルタを用いているのに対して、本発明のディスプレイ２４００は、切り換え可能なストライプ状カラー・フィルタ２４０１を用いている。

カラー・フィルタ２４０１は、複数の切り換え可能な赤２４０６、緑２４０４および青２４０２フィルタ・ストライプから成る。各フィルタ・ストライプ２４０６、２４０４、２４０２は、複数の別個に制御可能なフィルタ・セル２４０６’、２４０４’および２４０２’をそれぞれ含む。各フィルタ・セルは、カラー・モードで動作するときは、例えば、赤、緑または青の画素サブコンポーネントを表す個々のディスプレイ・エレメントにそれぞれ対応し、グレー・スケール・モードで動作するときは、グレー・スケール・ディスプレイ・エレメント、例えば、グレー・スケール画素または画素サブコンポーネントに対応する。切り換え可能カラー・フィルタ２４０１の各セル内に組み込んである電極に印加する電圧を変化させると、当該セルを有色モードから透明即ち透過動作モードに変化させることができる。したがって、ストライプ２４０６内の個々のフィルタ・セル２４０６’を独立して制御し、赤または透明フィルタ・セルとして動作することができる。加えて、ストライプ２４０４内の個々のフィルタ・セル２４０４’も、独立して制御し、緑または透明フィルタ・セルとして動作することができる。更に、ストライプ２４０２内の個々のフィルタ・セル２４０２’も、独立して制御して、青または透明フィルタ・セルとして動作することができる。各ディスプレイ・エレメントの光度は、最大強度から完全にオフまで、例えば、電極２１０８および２１０８’に印加する電圧を変化させること、および／またはディスプレイ・エレメントに対応する各フィルタ・セルに含まれる電極に印加する電圧を変化させることによって可変とすることができる。

図２４Ｂは、前方から見た場合に、ディスプレイ２４００がどのように見えるかを示すものである。ディスプレイ２４００は、ディスプレイ・エレメント、例えば、ディスプレイ・エレメント２４１０、２４１１、２４１２の形状で複数の別個に制御可能な輝度源からどのように構成されているか、そしてその各々が、それぞれ、赤、緑または青動作モード、およびグレー・スケール動作モードの間で切り換え可能であることに注目すること。各ディスプレイ・エレメント２４１０、２４１２、２２１２は、個々のディスプレイ・エレメント２４１０、２４１１、２４１３のエリアに対応する、狭持層２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２４０１の部分から成る。

ディスプレイ・エレメント２４１０、２４１１、２４１２は、図２４Ａおよび図２４Ｂでは、縦の方が横よりも大きく示されている。尚、他のサイズのディスプレイ・エレメントも採用可能であり、例えば、正方形のディスプレイ・エレメント、または横の方が縦よりも大きなディスプレイ・エレメントが得られる場合もあることは理解されよう。加えて、図２４Ｂには、３行および９列のディスプレイ・エレメントを示すが、ディスプレイはあらゆる数の行および列のディスプレイ・エレメントでも構築可能であることも理解され
よう。切り換え可能な赤、緑および青フィルタ・ストライプ２４０６、２４０４、２４０２を用いる代わりとしては、切り換え可能なフィルタ・ストライプを、切り換え可能な黄色のフィルタ・ストライプまたは別の単色のストライプと交換することがあげられよう。カラー、例えば、黄色動作モードおよび透明動作モード間で切り換え可能なフィルタ・ストライプは、例えば、表示中のテキストを強調するために用いることができる。

ディスプレイ２４００を用いる場合、レンダリングの時点で、表示する画像がテキストまたはその他のタイプのグラフィック画像のどちらに対応するのかについて判定を行なう。テキストの表示に用いるディスプレイ２４００の部分では、フィルタ・セルをグレー・スケール、例えば、透明動作モードにセットする。非テキスト画像の表示に用いるディスプレイ２４００の部分では、フィルタ・セルを通常カラー動作モードにセットする。この手法によって、本発明によるグレー・スケール・テキスト表示を可能にしつつ、ディスプレイ・デバイス２４００上のいずれの場所にも画像のカラー表示が可能となる。

フィルタ・セルの動作モード設定は、１つ以上のフィルタ・モード制御信号、例えば、フィルタ・モード制御コマンドを、ディスプレイ２４００を組み込んでいるディスプレイ装置に送ることによって、行なうことができる。フィルタ・モード制御コマンドは、例えば、コマンドで特定した、関連するフィルタ・セルを動作させるモードを示す。フィルタ・モード制御コマンドは、レンダリングおよびラスタ化ルーチン８０７によって、テキスト・レンダリング・プロセスの一部として、あるいはビデオ・アダプタ５４８によって発生する。ＲＢＧの一実施形態では、切り換え可能セルをデフォルトではカラー・モードで動作させ、例えば、テキストのレンダリングのためには、透明状態に変化させるコマンドを必要とする。黄色／透明実施形態では、デフォルト・モードは透明動作モードであり、フィルタ・セルの黄色動作モードを開始する際にコマンドを用いる。

ディスプレイ２４００を組み込んでいるディスプレイ装置は、フィルタ・モード制御コマンドに応答する制御ロジックを含む。この制御ロジックは、受け取ったコマンドに応答して、ディスプレイ・フィルタ・セルの動作モードを変更するために必要な電気信号を発生する。

「透明」という用語は、グレー・スケール・モードで動作するときのフィルタ・セル２４１０、２４１１、２４１２の特性を記述するために用いたが、これらは、赤、緑または青のカラー・フィルタとしても供することができる完全に透明なフィルタを生産することの難しさのため、多少色の滲みを含む場合もあることは理解されよう。したがって、実施形態の中には、フィルタ・セル２４１０、２４１１および２４１２が、グレー・スケール表示モードで動作する場合、実質的に透明であるに過ぎない場合もある。いずれにしても、少なくとも１つの実施形態例では、グレー・スケール・モードで動作する場合、フィルタ・セル２４１０は、赤、緑および青光を通過させ、カラー・モードで動作する場合には通過させない。

本発明の種々の方法および装置を、液晶表示装置との関連において、または液晶ディスプレイと共に使う場合について説明したが、本発明の方法および装置の多くは、多数のタイプの出力および表示装置と共に用い、その画質を改善することが可能である。

例えば、異なるカラー画素サブコンポーネントを独立した光度源として扱う際に用いる、前述のスケーリング、スキャン変換およびヒンティング方法は、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ上に表示する画像にも適用可能である。

プリンタは、本発明のスケーリング、ヒンティングおよびスキャン変換動作を適用可能な別のクラスの出力装置を表す。本発明の方法および装置は、特に、画像の一部を、固定
媒体、例えば、紙の上に印刷する変位（オフセット）カラー・サンプルによって表す、インク・ジェットおよびその他のタイプのプリンタとの使用に非常に適している。

液晶（ＬＣＤ）およびその他のタイプのディスプレイ装置は、ある共通特性、例えば、画素を表すＲＧＢ画素サブコンポーネントの使用を共有することが多いが、具体的な表示特性、例えば、カラー・フィルタ特性は製造業者毎に異なる場合もある。ディスプレイ、例えば、モニタの特性も、同じ製造業者が生産する異なるタイプのモニタ間で異なる場合もある。

本発明の一実施形態は、エリアシング防止情報、例えば、特定のディスプレイ装置に対する重み係数情報を、メモリに格納することにより、異なるモニタ間の差を考慮に入れている。本発明のラスタ化およびレンダリング・ルーチンは、所与の用途において用いる個々のディスプレイ装置に利用可能な場合、このディスプレイ装置情報を利用する。したがって、本発明の種々の実施形態では、エリアシング防止およびガンマ補正動作は、格納してあるフィルタ重み、および個々のディスプレイ装置モデル、例えば、ＬＣＤ画面に関連するガンマ値を用いて実施する。

エリアシング防止動作は、前述の種々の実施形態において、スキャン変換プロセス中に用いる異なる赤、緑および青の重みの使用によって、一次元で行なう。第２次元でのエリアシング防止技術の適用も想定しており、種々の実施形態例では、画質を更に高めるために用いられる。

ここに含まれる本発明の説明に鑑み、先に論じた本発明の実施形態に対して、多数の追加実施形態や変形も、当業者には明白である。このような実施形態は、本発明から逸脱するものではなく、本発明の範囲内に該当すると見なすことは理解されよう。

Claims (46)

1. ディスプレイ装置であって、
   Ｎ行およびＭ列の隣接するディスプレイ・エレメントであって、各々、第１カラーの光の別個に制御可能な光度源であり、第１次元が、該第１次元に対して垂直な第２次元よりも長く、ＭおよびＭが１よりも大きい正の整数である、ディスプレイ・エレメントから成る、ディスプレイ装置。
2. 請求項１記載のディスプレイ装置において、各ディスプレイ・エレメントは、第１次元が第２次元よりも少なくとも２倍長い、ディスプレイ装置。
3. 請求項２記載のディスプレイ装置において、各ディスプレイ・エレメントは液晶ディスプレイ・エレメントである、ディスプレイ装置。
4. 請求項２記載のディスプレイ装置において、前記第１次元は垂直次元であり、前記第２次元は水平３次元である、ディスプレイ装置。
5. 請求項４記載のディスプレイ装置において、各ディスプレイ・エレメントは、垂直次元において水平次元よりも少なくとも３倍長い、ディスプレイ装置。
6. 請求項２記載のディスプレイ装置において、前記第１次元は水平次元であり、前記第２次元は垂直次元である、ディスプレイ装置。
7. 請求項６記載のディスプレイ装置において、各ディスプレイ・エレメントは、水平３次元が垂直次元よりも少なくとも３倍長い、ディスプレイ装置。
8. 請求項２記載のディスプレイ装置において、前記カラーは白であり、
   各ディスプレイ・エレメントの光度は、完全オンから完全オフまで、最大光度の少なくとも１／２５６の刻みで可変である、ディスプレイ装置。
9. 請求項１記載のディスプレイ装置であって、更に、少なくとも２つの異なるカラーのＸ行およびＹ列のディスプレイ・エレメントであって、ＸおよびＹが正の４整数である、ディスプレイ・エレメントを備える、ディスプレイ装置。
10. 請求項９記載のディスプレイ装置において、前記Ｘ行およびＹ列のディスプレイ・エレメントは、赤、緑および青ディスプレイ・エレメントを含む、ディスプレイ装置。
11. 請求項１０記載のディスプレイ装置において、前記赤、緑および青ディスプレイ・エレメントは、液晶３ディスプレイ・エレメントである、ディスプレイ装置。
12. ディスプレイ装置であって、
    複数の隣接するグレー・スケール・ディスプレイ・エレメントを含む第１エリアと、
    複数の赤、緑および青ディスプレイ・エレメントを含む第２エリアと、
    を備えるディスプレイ装置。
13. 請求項１２記載のディスプレイ装置において、
    前記第１エリアは、第１カラーの複数の隣接する可変強度グレー・スケール・ディスプレイ・エレメント４を含み、
    前記第２エリアは、それぞれ、赤、緑および青ストライプを形成するように配列された赤、緑および青カラー・ディスプレイ・エレメントを含む、
    ディスプレイ装置。
14. 請求項１３記載のディスプレイ装置において、前記カラー・ディスプレイ・エレメントの形状は矩形であり、第１方向が、該第１方向に対して垂直な第２方向よりも長い、ディスプレイ装置。
15. 請求項１４記載のディスプレイ装置において、前記グレー・スケール・ディスプレイ・エレメントの形状は矩形であり、第１方向が、該第１方向に対して垂直な第２方向よりも長い、ディスプレイ装置。
16. 請求項１５記載のディスプレイ装置において、前記第１方向は垂直方向であり、前記第２方向は水平方向である、ディスプレイ装置。
17. 請求項１５記載のディスプレイ装置において、１組のグレー・スケール・ディスプレイ・エレメントは、グレー・スケール動作モードおよびカラー動作モード間で切り換え可能であり、前記少なくとも一部のグレー・スケール・ディスプレイ・エレメントは、グレー・スケール動作モードで動作しているときには前記第１カラーの光を出力し、前記カラー動作モードで動作しているときには第２カラーの光を出力する、ディスプレイ装置。
18. 請求項１５記載のディスプレイ装置において、前記１組のグレー・スケール・ディスプレイ・エレメントに含まれるディスプレイ・エレメントは、カラーおよび実質的に透明動作モード間で切り換え可能な、切り換え可能フィルタを含む、ディスプレイ装置。
19. 請求項１５記載のディスプレイ装置において、前記カラー・ディスプレイ・エレメントは各々カラー・フィルタを含む、ディスプレイ装置。
20. 請求項１９記載のディスプレイ装置において、前記グレースケールおよびカラー・ディスプレイ・エレメントは液晶ディスプレイ・エレメントである、ディスプレイ装置。
21. ディスプレイ装置であって、
    複数のディスプレイ・エレメントから成り、該複数のディスプレイ・エレメントの各１つが切り換え可能なフィルタを含み、該フィルタが、実質透明動作モードと、カラー・フィルタ動作モードとの間で切り換え可能である、ディスプレイ装置。
22. 請求項２１記載のディスプレイ装置において、前記複数のディスプレイ・エレメントは、第１方向が第２方向よりも長い矩形ディスプレイ・エレメントである、ディスプレイ装置。
23. 請求項２２記載のディスプレイ装置において、第１組のディスプレイ・エレメントに含まれる前記切り換え可能フィルタは、実質透明動作モードと、赤カラー・フィルタ動作モードとの間で切り換え可能である、ディスプレイ装置。
24. 請求項２３記載のディスプレイ装置において、前記第１組のディスプレイ・エレメントに含まれるディスプレイ・エレメントは、ストライプを形成するように配列してある、ディスプレイ装置。
25. 請求項２４記載のディスプレイ装置において、第２組のディスプレイ・エレメントに含まれる前記切り換え可能フィルタは、実質透明動作モードと緑カラー・フィルタ動作モードとの間で切り換え可能である、ディスプレイ装置。
26. 請求項２５記載のディスプレイ装置において、前記第２組のディスプレイ・エレメントに含まれるディスプレイ・エレメントは、ストライプを形成するように配列してある、ディスプレイ装置。
27. 請求項２６記載のディスプレイ装置において、第３組のディスプレイ・エレメントに含まれる前記切り換え可能フィルタは、実質透明動作モードと青カラー・フィルタ動作モードとの間で切り換え可能である、ディスプレイ装置。
28. 請求項２７記載のディスプレイ装置において、前記第３組のディスプレイ・エレメントに含まれるディスプレイ・エレメントは、ストライプを形成するように配列してある、ディスプレイ装置。
29. ディスプレイ装置の製造方法であって、
    光源と、
    第１カラー動作モードと透明動作モードとの間で切り換え可能な第１フィルタ・セルと、前記第１フィルタ・セルに隣接し、前記第１カラーとは異なる第２カラー動作モードと透明動作モードとの間で切り換え可能な第２フィルタとを少なくとも含む、複数の隣接するフィルタ・セルから成り、各フィルタ・セルが最大２つの制御可能なフィルタ層を含む、切り換え可能なフィルタと、
    前記切り換え可能カラー・フィルタの前方に位置し、濾過した光が通過可能な、透過性パネルと、
    を層状構造に配置するステップから成る方法。
30. 請求項２９記載の方法であって、更に、
    前記光源と前記切り換え可能カラー・フィルタとの間に、液晶層を配するステップを含む、方法。
31. 請求項３０記載の方法であって、更に、
    前記光源と前記液晶層との間に、第１組の透過性電極を配するステップと、
    前記液晶層と前記切り換え可能カラー・フィルタとの間に、第２組の透過性電極を配するステップと、
    を含む、方法。
32. 表示方法であって、
    ディスプレイ装置の第１グレー・スケール部分を用いて、グレー・スケール・テキストを表示するステップと、
    前記ディスプレイ装置の第１カラー部分を用いて、カラー画像を表示するステップと、から成る方法。
33. 請求項３２記載の方法であって、更に、
    前記グレー・スケール・テキストを表示する前に、前記ディスプレイ装置の第２カラー部分の少なくとも一部をカラー動作モードからグレー・スケール動作モードに切り替えることにより、前記ディスプレイ装置の前記グレー・スケール部分を生成するステップを含む、方法。
34. 請求項３３記載の方法において、前記ディスプレイ装置の第２カラー部分の少なくとも一部を切り替える前記ステップは、フィルタ・セルをカラー動作モードから透明動作モードに切り替えるステップを含む、方法。
35. 請求項３３記載の方法であって、更に、
    前記ディスプレイ装置の第１グレー・スケール部分とは連続しない、前記ディスプレイの第２グレー・スケール部分を用いて、グレー・スケール・テキストを表示するステップを含む、方法。
36. 請求項３５記載の方法であって、更に、
    前記グレー・スケール・テキストを表示する前に、前記ディスプレイ装置の前記第３カラー部分の少なくとも一部を、カラー動作モードからグレー・スケール動作モードに切り換えることにより、前記ディスプレイ装置の第２グレー・スケール部分を生成するステップを含む、方法。
37. 請求項３６記載の方法において、前記ディスプレイ装置の第３カラー部分の少なくとも一部を切り替える前記ステップは、フィルタ・セルをカラー動作モードから透明動作モードに切り替えるステップを含む、方法。
38. 請求項３３記載の方法であって、更に、
    前記ディスプレイの第１部分に対して隣接していない、前記ディスプレイ装置の第３部分上に、追加のグレー・スケール・テキストを表示するステップを含む、方法。
39. カラー動作モードおよびグレー・スケール動作モード間で切り換え可能な複数のフィルタ・セルを含む切り換え可能なフィルタを含むディスプレイの使用方法であって、
    表示するテキストを受け取るステップと、
    前記ディスプレイ装置の第１部分に対応するフィルタ・セルを、カラー動作モードからグレー・スケール動作モードに切り替えるステップと、
    前記ディスプレイの第１部分を用いて、前記受け取ったテキストを表示するステップと、
    から成る方法。
40. 請求項３９記載の方法であって、更に、
    フィルタ・セル・モード制御コマンドを受け取るステップを含み、
    前記フィルタ・セルの切り換えを、前記受け取ったフィルタ・セル・モード制御コマンドの関数として行なう、方法。
41. 請求項３９記載の方法において、フィルタ・セルを切り替える前記ステップは、前記フィルタ・セルをカラー動作モードから透明動作モードに変更させるステップを含む、方法。
42. 請求項３９記載の方法において、フィルタ・セルを切り替える前記ステップは、前記フィルタ・セルを、カラー動作モードから実質透明動作モードに変更させるステップを含む、方法。
43. 請求項３９記載の方法であって、更に、
    表示するカラー画像を受け取るステップと、
    前記ディスプレイ装置の第１部分に対応する前記フィルタ・セルを、前記グレー・スケール動作モードから前記カラー動作モードに切り替えるステップと、
    を含む方法。
44. 表示方法であって、
    第１カラー動作モードと第２の実質透明動作モードとの間で切り換え可能な複数の切り換え可能フィルタ・セルを含むディスプレイ装置のエレメントに対応する複数の輝度値を発生するステップと、
    前記切り換え可能フィルタ・セルの少なくとも１つを動作させるモードを示すフィルタ
    ・セル・モード制御コマンドを発生するステップと、
    前記複数の輝度値および前記フィルタ・セル・モード制御コマンドを前記ディスプレイ装置に送信するステップと、
    から成る表示方法。
45. 請求項４４記載の表示方法であって、更に、
    前記フィルタ・セル・モード制御コマンドに応答して、前記表示装置を動作させ、前記切り換え可能フィルタ・セルの少なくとも１つのモードを制御するステップを含む、方法。
46. コンピュータ読み取り可能媒体であって、
    画像の表示に関係する表示情報を発生し出力するコンピュータ実行可能命令を備え、前記表示情報の発生および出力が、
    第１カラー動作モードと第２実質透明動作モードとの間で切り換え可能な複数の切り換え可能フィルタ・セルを含むディスプレイ装置のエレメントに対応する複数の輝度値を発生するステップと、
    前記切り換え可能フィルタ・セルの少なくとも１つを動作させるモードを示すフィルタ・セル・モード制御コマンドを発生するステップと、
    前記複数の輝度値および前記フィルタ・セル・モード制御コマンドを前記ディスプレイ装置に送信するステップと、
    を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。