KR20050052496A - 서브픽셀 렌더링을 위한 이미터의 개선된 4개 컬러 배열 - Google Patents

서브픽셀 렌더링을 위한 이미터의 개선된 4개 컬러 배열 Download PDF

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토마스 로이드 크리델
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클레어보얀테 라보라토리즈, 인크.
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Abstract

디스플레이 등을 위한 신규의 3개 컬러 및 4개 컬러 배열 및 아키텍처가 본 명세서에 개시되어 있다. 상기 서브픽셀 배열상에서의 서브픽셀 렌더링을 위한 신규 기술 또한 본 명세서에 개시되어 있다.

Description

서브픽셀 렌더링을 위한 이미터의 개선된 4개 컬러 배열{IMPROVED FOUR COLOR ARRANGEMENTS OF EMITTERS FOR SUBPIXEL RENDERING}
본 출원은 2002년 1월 16일자로 출원된 "CONVERSION OF A SUB-PIXEL FORMAT DATA TO ANOTHER SUB-PIXEL DATA FORMAT"이라는 명칭의 미국 특허출원 제10/051,612호("'612 출원")와 관련되고, 상기 출원은 본 명세서에서 참고로 완전히 병합되어 있다. 본 출원은 또한 2002년 5월 17일자로 출원된 "METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADJUSTMENT"라는 명칭의 미국 특허출원 제10/150,355호("'355 출원")와 관련되고, 상기 출원은 본 명세서에서 참고로 완전히 병합되어 있다.
대부분의 종래의 서브픽셀식(subpixelated) 디스플레이는 3개 이미터 컬러를 이용하고, 상기 컬러들은 1931 CIE 색도표상에 도표화될 때 삼각형의 내측을 포함하는 색상 범위를 제공하는데, 그 예시가 도 11에 도시되어 있다. 이들 컬러는 통상적으로 대개 적색(1104), 녹색(1106), 및 청색(1102)이다. 이들 컬러 이미터의 휘도는 통상적으로 동일하지 않다. 여러 가지 이유로, 일부 디스플레이는 제 4 컬러 이미터로 구성된다. 종래 기술의 4개 컬러 디스플레이는 대개 제 4 컬러로서 백색을 이용한다. 상기 컬러들이 대개 컬러 필터를 이용하여 형성됨에 따라서, 백색은 통상적으로 디스플레이의 밝기를 증가시키는 역할을 한다. 백색은 컬러 필터를 제거함으로써 형성되고, 이미 백색인 백라이트 광은 차단되지 않은 채로 관찰자에게 전달되도록 허용된다. 4개 컬러는 집합적으로 포화된 컬러(saturated color)에 의해 한정되는 삼각형내의 임의의 컬러를 나타낼 수 있는 하나의 픽셀로 집합적으로 그룹화되고, 적당량의 백색을 추가함으로써 더 낮은 채도(saturation)의 컬러를 더 높은 밝기로 나타내는 부가적인 능력을 갖는다.
해당 기술분야에서 서브픽셀 렌더링(SPR: Subpixel Rendering)으로 알려진 기술을 이용하여 구동될 디스플레이에서, '355 출원에 그 한 예시가 개시된, 백색 서브픽셀의 선택은 심각한 문제를 야기시킨다. 서브픽셀 렌더링은 서브픽셀의 밝기를 변화시킴으로써 휘도의 정확한 중심을 이동시키는 능력에 달려있다. 이것은, 각각의 컬러가 동일한 인지가능한(perceptual) 밝기를 갖는 경우에 잘 작용할 수 있다. 공동 계류중이고 엘리엇(Elliott)에게 공동 양도되었으며 본 명세서에서 참조로 구체화되어 있는 "Arrangement of Color Pixels for Full Color Imaging Devices with Simplified Addressing"이라는 명칭의 미국 특허출원 제09/916,232호에 개시된 바와 같이, 청색 서브픽셀은 대개 적색 및 녹색보다 더 진한 것으로 인식되고, 따라서 서브픽셀 렌더링으로 증가된 해상도의 인지에 그다지 기여하지 않으며, 적색 및 녹색 서브픽셀에 대한 과제를 남겨둔다. 적색 및 녹색 서브픽셀 양쪽보다 상당히 더 밝은, 필터링되지 않은 백색인, 백색 서브픽셀의 추가로, 적색 및 녹색은 서브픽셀 렌더링에 있어서의 그 유효성의 많은 부분을 손실한다.
도 1의 이전 베이어(Bayer) 패턴과 유사하지만, 녹색 서브픽셀 중의 하나가 백색으로 교체된, 때로 쿼드 배열(Quad Arrangement)이라고 불리는, 종래 기술의 4개 컬러 배열에서, 반복 셀(112)은 각각 서로 다른 컬러인 대개 적색(104), 녹색(106), 청색(102), 및 백색(108)의 4개 서브픽셀로 구성된다. 상기 디스플레이는 통상적으로 "전체 픽셀 렌더링"을 이용하여 어드레스 지정되고, 여기서 반복 셀은 내부의 컬러링된 서브픽셀와 위치에 상관없이 휘도 정보 위치로서 정의된다. 상기 컬러는 통상적으로 도 11에 도시된 적색(1104), 녹색(1106), 청색(1102), 및 백색(1108)과 같은 색도 좌표를 갖는다. 이러한 배열의 백색 서브픽셀은 통상적으로 단색 LCD 변조 픽셀의 광 경로에서 필터를 제거함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 필터링되지 않은 백색은 다른 서브픽셀보다 상당히 더 높은 휘도를 갖고, 이것이 통상적으로 디스플레이 설계자의 목표이다.
서브픽셀 렌더링이 필터링되지 않은 백색을 갖는 4개 컬러 시스템상에서 시도되는 경우에, 서브픽셀 렌더링 성능은 대개 백색 서브픽셀의 현저히 더 높은 휘도로 인해 경감된다. (3개 또는 그 이상의 컬러 서브픽셀 배열의) 이상적인 디스플레이에서, 각각의 서브픽셀의 휘도가 동일해서, 낮은 채도의 이미지 렌더링에서 각각의 서브픽셀이 동일한 휘도 가중치를 갖게 된다. 그러나, 사람의 눈은 각각의 광 파장을 동일한 밝기로 보지 않는다. 사람의 눈에는 스펙트럼의 말단이 중간보다 더 진하게 보인다. 즉, 소정의 에너지 강도를 갖는 녹색 파장은 동일한 에너지 강도를 갖는 적색 또는 청색보다 더 밝은 것으로 인지된다. 추가로, '청색'을 감지하게 하는 사람 눈의 단파장 민감 콘(short wavelength sensitive cone), 즉 "S-콘"이 사람의 시각 시스템의 휘도 채널을 공급하지 않는다는 사실에 기인한다. 그 결과, 청색이 더욱 진하게 나타난다.
도 1은 4개 서브픽셀로 구성되는 반복 셀을 이용하는 디스플레이를 위한 종래 기술의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 2a는 6개 서브픽셀을 한 그룹으로 나타내는, 도 1의 일부를 나타내는 도면.
도 2b는 본 발명의 원리에 따라 이루어진 다른 4개-컬러 6개 서브픽셀 배열을 나타내는 도면.
도 3은 반복 셀로서 도 2b의 배열을 이용하는 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 4는 다른 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 5a는 직사각형인, 비-정사각형 서브픽셀을 갖는 도 3의 배열을 나타내는 도면.
도 5b는 도 5a의 배열을 포함하는 박막 트랜지스터 및/또는 관련 저장 커패시터의 한 실시예를 갖는 도 5a의 배열을 나타내는 도면.
도 6a는 직사각형인, 비-정사각형 서브픽셀을 갖는 도 4의 배열을 나타내는 도면.
도 6b는 도 6a의 배열을 포함하는 박막 트랜지스터의 한 실시예를 갖는 도 6a의 배열을 나타내는 도면.
도 7a는 다른 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 7b는 도 7a의 배열을 포함하는 박막 트랜지스터의 한 실시예를 갖는 도 7a의 배열을 나타내는 도면.
도 8a는 다른 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 8b는 도 8a의 배열을 포함하는 박막 트랜지스터의 한 실시예를 갖는 도 8a의 배열을 나타내는 도면.
도 9는 다른 픽셀보다 더 작은 픽셀의 서브세트, 및 다른 픽셀보다 더 큰 픽셀의 서브세트를 갖는 도 7a의 배열을 나타내는 도면.
도 10은 다른 픽셀보다 더 작은 픽셀의 서브세트, 및 다른 픽셀보다 더 큰 픽셀의 서브세트를 갖는 도 8a의 배열을 나타내는 도면.
도 11은 종래 기술의 4개 컬러 디스플레이의 이미터의 색도 좌표를 나타내는 차트.
도 12는 신규의 4개 컬러 디스플레이의 이미터의 색도 좌표를 나타내는 차트.
도 13은 다른 신규의 4개 컬러 디스플레이의 이미터의 색도 좌표를 나타내는 차트.
도 14는 다른 신규의 4개 컬러 디스플레이의 이미터의 색도 좌표를 나타내는 차트.
도 15는 서브픽셀의 일부가 2개의 컬러링된 구역을 갖는 신규의 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 16은 서브픽셀의 일부가 2개의 컬러링된 구역을 갖는 다른 신규의 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 17은 서브픽셀의 일부가 2개의 컬러링된 구역을 갖는 다른 신규의 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 18은 서브픽셀의 일부가 2개의 컬러링된 구역을 갖는 또 다른 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 19는 6개 서브픽셀의 반복 셀로 구성되는 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 20은 신규의 4개 컬러 디스플레이의 이미터의 색도 좌표를 나타내는 차트.
도 21은 디스플레이를 위한 신규의 4개 컬러 이미터 배열을 나타내는 도면.
도 22는 다른 신규의 4개 컬러 배열을 나타내는 도면.
도 23은 입력 이미지 데이터 세트의 묵시적(implied) 샘플 영역의 그리드에 겹쳐진 도 22의 배열을 위한 신규의 재샘플 영역 세트, 및 재구성 포인트를 나타내는 도면으로서, 명료하게 하기 위해 소수의 컬러 평면 재구성 포인트 중 하나가 도시되지 않은 도면.
도 24a 및 24b는 도 22의 배열을 위한 다른 신규의 재샘플 영역 세트, 및 재구성 포인트를 나타내는 도면으로서, 명료하게 하기 위해 소수의 컬러 평면 재샘플 영역 중 하나가 도시되지 않은 도면.
도 25는 도 22의 배열을 위한 다른 신규의 재샘플 영역 세트 및 재구성 포인트를 나타내는 도면으로서, 명료하게 하기 위해 소수 컬러 평면 재샘플 영역 중 하나가 도시되지 않은 도면.
도 26은 도 22의 배열을 위한 또 다른 신규의 재샘플 영역 세트 및 재구성 포인트를 나타내는 도면으로서, 명료하게 하기 위해 소수의 컬러 평면 재샘플 영역 중 하나가 도시되지 않은 도면.
도 27은 신규의 4개 컬러 소자 배열을 나타내는 도면.
도 28은 4개-컬러 서브픽셀 배열상에서 서브픽셀 렌더링을 실현하기 위한 한 실시예의 흐름도.
본 명세서에 구체화되어 있고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명을 예시하고, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 것을 돕는다.
이제 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 구현 및 실시예에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 가능한 위치마다, 동일하거나 유사한 부분을 참조하기 위해 도면과 후술되는 설명 전체에 동일한 참조번호가 사용될 것이다.
A. 서브픽셀 배열 및 아키텍처
이제, 3개 및 4개 컬러 서브픽셀 배열의 다수의 신규의 실시예를 설명할 것이다.
전술한 제 1 관점을 언급하기 위해서, 적색 및 녹색 서브픽셀은 여러 기술에 의해 동일한 휘도를 갖도록 조정될 수 있다. 한 실시예는 동일한 색도 포인트를 유지하지만 더 낮은 휘도의 필터의 투과성을 증가시키는 단계를 포함한다. 이러한 결과를 실현하기 위한 여러가지 방법이 있다: (1) 적색 필터를 녹색 필터보다 물리적으로 더 얇게 만들거나; (2) (a) 필터내의 색소양을 감소시키거나 또는 (b) 동일한 색도를 포함하지만 더 큰 광 투과성을 허용하는 다른 색소를 적용하기 위해서 적색 색소를 변경하거나; 또는 (3) 대개 동일한 색도의 중심을 유지하지만 중심 포인트의 어느 한 측부상에서의 주파수 범위를 확장하는 적색 필터를 적용한다.
다른 실시예는 동일한 색도 포인트를 유지하지만 더 높은 휘도 필터의 투과성을 감소시킨다. 전술한 바와 같이, 이러한 결과를 실현하기 위한 여러가지 방법이 있다: (1) 녹색 필터를 적색 필터보다 물리적으로 더 두껍게 만들거나; (2) (a) 색소양을 증가시키거나 또는 (b) 동일한 색도를 포함하지만 더 적은 광 투과성을 허용하는 다른 색소를 적용하기 위해서 녹색 색소를 변경하거나; 또는 (3) 대개 색도의 동일한 중심을 유지하지만 중심 포인트의 어느 한 측부상에서 통과되는 주파수 범위를 좁히는 녹색 필터를 적용한다.
다른 실시예는 더 높은 휘도 컬러 필터 통과 대역에 비해 더 낮은 휘도 컬러 필터의 통과 대역에서 투과 패널(예를 들어, LCD)의 백라이트로부터의 에너지를 증가시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 형광 백라이트에서, 더 짧은 파장에 대한 더 긴 파장 이미터 형광체의 상대 비율은 더 긴 파장을 지원하기 위해 변경될 수 있다. 멀티컬러 LED 백라이트에서, 더 긴 파장 LED(또는 그러한 LED 그룹)의 전류 또는 펄스폭 변조된 듀티사이클이 증가될 수 있다. 추가로 후술되는 바와 같이, 이러한 변경은 보상되지 않는 한, 디스플레이의 백색 포인트내에서의 이동을 야기시킬 것이다.
또 다른 실시예는 전체 에너지가 감소되도록 녹색 서브픽셀의 통과 대역을 좁게 하는 동시에, 녹색 서브픽셀의 필터의 색도를 이동시킨다. 더 상세하게, 더 긴 파장의 "녹색" 대역을 좀더 감쇠시키는 동시에 적색 및 청색 대역을 대개 변경되지 않은 채로 유지하는 것이 가능하다. 이것은 2가지 이점을 가질 수 있다. 첫째, 휘도의 매칭은 더 우수한 서브픽셀 렌더링 성능을 허용할 수 있다. 둘째, 감소된 대역 통과는 백색 포인트로부터 녹색을 더 멀리 밀어서 채도 및 색상 범위를 증가시킨다. 백색 포인트로부터 더 멀리 있게 됨으로써, 디스플레이의 백색 포인트는, 최대 밝기로 온되는 모든 서브픽셀과 함께, 원하는 포인트에 남아있도록 허용된다. 소정의 백라이트를 위한 디스플레이의 전체 밝기는 감소될 것이다. 그러나, 백라이트 밝기를 증가시킴으로써 보상될 수 있다.
더 낮은 휘도를 위해 조정된 녹색 서브픽셀을 이용하면, 일부 방법으로 보상되지 않는 한, 모든-서브픽셀-온(all-subpixel-on) 컬러 포인트를 자홍색을 향해 이동할 것이다. 그러한 한가지 보상 기술은 상당량의 녹색광을 갖는 제 4 컬러 방사 서브픽셀을 포함한다. 예를 들어, 도 1, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10의 배열은 청록색, 녹청색, 녹회색 등과 같은 상당한 녹색(중간 파장 광) 방사를 갖는 제 4 컬러 이미터 서브픽셀을 포함할 수 있다.
도 1에서, 이것은 하위 우측 서브픽셀(108)과 같은, 반복 셀 그룹(112)내의 4개 서브픽셀 중의 하나일 수 있다. 이 예시에서, 상위 좌측 서브픽셀(106)은 휘도 조정된 녹색일 수 있다. 하위 우측 서브픽셀(108)의 컬러는 또한 상위 좌측 서브픽셀(106)의 컬러와 동일하도록 선택될 수 있어서, 이러한 배열을 휘도 조정된, 개선된 3개 컬러의 베이어 패턴(Bayer Pattern)으로 만든다.
도 27은 도 1의 쿼드(Quad) 배열에 기초한 다른 실시예를 나타내고, 여기서 반복 셀(112)의 한 열 건너 한 열마다 한 서브픽셀씩 이동된다. 이러한 배열은 서브픽셀 사이의 임의의 휘도 미스매치의 푸리에 신호 에너지를 추가적인 방향으로 산란시킨다.
도 1의 쿼드 배열을 이용한 다른 실시예는 도 20에 도시된 컬러 포인트를 선택하는 것으로, 4개 컬러는 적색(2004), 녹색(2006), 청록색(2008), 및 자홍색(2002)이다. 각각의 컬러에 대한 위치 선택을 위한 다수의 조합이 있다는 점이 이해될 것이다. 모든 그러한 조합은 본 발명의 범주내에 있는 것으로 간주된다. 이러한 컬러 포인트(2004,2006,2008,2002) 배열의 한가지 이점은, 이러한 배열을 이용하는 디스플레이의 각각의 서브픽셀이 논리적 픽셀의 중심이 되도록 모든 컬러가 상당한 휘도를 갖는 서브픽셀 렌더링 성능을 개선시키는 것이다.
또 다른 실시예에서, 도 1의 쿼드 배열(112)은 서브픽셀 렌더링 성능을 개선하기 위해 수정될 수 있다. 이러한 개선된 배열을 계획하기 위해서, 도 2a에서와 같이, 더 큰 서브픽셀 그룹(114)이 어레이의 나머지 부분의 배경으로부터 제거된다. 도시된 바와 같이, 2개의 녹색 서브픽셀(206)은 동일한 상위 행에 있는 반면, 2개의 적색 서브픽셀(204)은 동일한 하위 행에 있다. 서브픽셀 렌더링 프로세스를 향상시키기 위해서, 개선된 레이아웃은 청색을 포함하는 열을 제외하고 모든 열 및 행마다 각각의 컬러(적색 및 녹색) 중 하나를 가져서, 적색 및 녹색 바둑판을 형성할 수 있다. 따라서, 적색(204) 및 녹색(206) 서브픽셀은 도 2b의 배열을 형성하기 위해서 상기 열 중 하나, 예를 들어 좌측 열에서 반전된다. 우측 열을 교환하는 것도 동일한 결과를 생성한다는 점이 이해될 것이다. 도 2b의 배열을 취하고 그것을 더 큰 어레이를 위한 반복 셀(320)로서 이용하면, 도 3에 도시된 바와 같은 컬러 서브픽셀 배열이 얻어진다.
도 3을 검토하면, 모든 행은 적색(304) 및 녹색(306) 서브픽셀 양쪽을 교대 방식으로 포함한다. 3개 열 중 2개는 교대로 적색(304) 및 녹색(306) 서브픽셀을 모두 포함한다. 열 및 행 양쪽에서의 적색(304) 및 녹색(306) 서브픽셀의 교대는 대략적인 적색 및 녹색 서브픽셀 바둑판을 형성한다. 3개 열 중 하나는 수적으로 소수인 2개의 다른 컬러를 포함한다. 이러한 2개의 다른 컬러는 청색(302) 및 적절한 제 4 컬러(308)일 수 있다. 도 3에서, 반복 셀 당 적색 서브픽셀(304)의 수 및 녹색 서브픽셀(306)의 수는 각각 2개인 반면, 청색 및 제 4 컬러는 단 하나씩 있다. 전술한 바와 같이, 모든 서브픽셀이 그 최고 밝기 포인트로 온되는 경우에 패널이 백색으로 나타나는 것이 서브픽셀식 컬러 디스플레이의 바람직한 특성일 수 있다. 또한, 바람직한 특성은 동일한 휘도의 모든 서브픽셀을 갖는 것일 수 있다. 이러한 특성이 주어지면, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 복수의 컬러 조합이 가능하다.
그래도, 적절한 서브픽셀 렌더링이 4개-컬러 배열상에서 발생할 수 있어서, 한 그룹내의 모든 서브픽셀이 완전히 "온"되는 경우에 상기 컬러가 백색 포인트에서 오프된다는 점이 이해될 것이다. 만족스러운 백색을 디스플레이하기 위해서 각각의 서브픽셀의 상대적 에너지를 보상하고 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 전자적으로, 또는 소프트웨어(기계 판독가능 매체)에 의해 실현되어서, 우세한 컬러 또는 컬러들의 출력을 적절한 스케일링 인수만큼 감소시킬 수 있다.
적절한 컬러 조합에 대해서는, 동일한 적색(1104), 청색(1102) 및 녹색(1106)이 사용될 수 있다. 종래 기술의 패널에서, 도 11에 도시된 바와 같이 제 4 컬러는 백색(1108)이다. 그러나, 반복 셀(320) 당 2개의 적색 서브픽셀(306) 및 2개의 녹색 서브픽셀(304)과 비교하여 단 하나의 청색 서브픽셀(302)이 존재하기 때문에, 동일한 부분인 적색, 녹색 및 청색에 추가한 백색의 선택은 모든 픽셀이 온되는 경우에 패널이 노르스름한 색조를 갖게 할 수 있다. 추가로, 종래 디스플레이 시스템에서, 백색 서브픽셀은 서브픽셀상에서 필터를 제거하고, 서브픽셀을 통과하는 모든 광을 허용하며, 매우 밝은 서브픽셀을 형성함으로써 일반적으로 형성되었다. 이것은 아마도 디스플레이의 밝기를 증가시키는데는 좋지만, 서브픽셀 렌더링 동작을 방해하고, 매우 많은 "도트형(dotted)" 또는 "입자형(grainy)" 외형을 형성할 수 있다. 이러한 배열의 하나의 개선된 실시예는 중간 회색 필터를 이용하는 것으로, 동일한 백색 컬러 포인트를 유지하지만 휘도를 대략 적색(1104) 및/또는 녹색(1106)의 휘도 또는 그 사이의 휘도로 감소시킨다. 다른 개선된 실시예는 적색 및 녹색 광과 비교하여 백라이트의 청색의 양을 증가시키는 것으로, 이러한 경우에 백라이트의 실제 컬러 포인트는 백색보다 더 푸르스름하게 된다. 따라서, 노르스름한 색조는 백라이트의 색온도를 증가시킴으로써 개선될 수 있다.
컬러 선택을 위한 다른 적절한 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 여기서, 통상적인 적색(1204), 녹색(1206), 및 청색(1202)이 선택되지만, 제 4 컬러는 대략 적색(1102) 및/또는 녹색(1104)의 휘도, 또는 그 휘도들이 동일하지 않다면 그 사이의 휘도가 되도록 설정된 휘도를 갖는 "청회색"이 되도록 선택된다. 상기 휘도는 전술한 바와 같이 전자적으로 또는 필터 및/또는 색소를 조정함으로써 그렇게 설정될 수 있다. 이러한 청회색 필터는 적색 및 녹색보다 더 많은 청색을 통과시키거나 더 많은 청색을 방사하도록 허용한다. 이것은 더 푸른 백라이트를 이용하는 것과 유사하다. 또 다른 실시예로서, 더 높은 색온도의 백라이트와 청회색 필터의 조합이 사용될 수 있다. 그러한 결과적인 시스템은 모든 서브픽셀이 온되는 경우에 더 많은 만족스러운 백색 포인트를 디스플레이에 제공할 수 있다.
도 13에 도시된 컬러 및 휘도 포인트의 선택에 대한 또 다른 실시예는 도 11 또는 도 12에 도시된 것보다 더 진한 녹색(1306)을 이용한다. 예를 들어, 녹색(1306)은 전술한 바와 같이 더 포화되고 녹색 코너를 향해 이동된 녹색일 수 있다. 대안적으로, 종래 기술의 적색 컬러 포인트(1304), 종래 기술의 청색 컬러 포인트(1302)와 휘도, 및 청록색(또는 녹청색, 청녹색) 컬러(1308)를 이용하여, 청색 및 녹색(짧은 파장 및 중간 파장) 광 모두가 필터를 통과하도록 허용하는 것이 가능할 수 있다. 그 결과로 모든 서브픽셀이 온되는 경우에 더 만족스러운 백색 포인트를 디스플레이에 제공할 수 있다. 추가로, 이러한 패널은 통상적인 3개 컬러 패널과 동일한 밝기를 가질 수 있다. 추가로 후술되는 바와 같이, 상기 패널은 더 낮은 가시성의 청색 서브픽셀 관련 아티팩트를 나타낼 수 있다.
결과적인 디스플레이는 종래의 3개 컬러 디스플레이 패널보다 더 큰 범위의 컬러, 색상 범위를 갖는 추가적인 이점을 갖는다. 통상적인 3개 컬러는 적색(1304), 녹색(1306) 및 청색(1302) 컬러 포인트로부터 실행되는 경계(진한 선)에 의해 형성된 색상 범위 삼각형 영역을 형성한다. 통상적인 경계밖의 제 4 청록색의 추가는, 청색(1302), 녹색(1306) 및 청록색(1308) 컬러 포인트로부터 실행되는 삼각형에 의해 형성된 공간을 포함하도록 경계(점선)를 확장한다.
컬러의 선택을 위한 또 다른 실시예가 도 14에 도시되어 있다. 여기서 통상적인 적색(1404), 녹색(1406), 및 청색(1402)이 선택될 수 있지만, 녹색 이미터 서브픽셀은 위에서 제안된 방법 중 하나 이상의 방법을 통해서 또는 임의의 다른 적절한 방법 또는 수단에 의해, 적색 이미터 서브픽셀의 휘도에 더 가깝게 근사하는 더 낮은 휘도를 갖고, 청록색 컬러(1408)는 청색 및 녹색(단파장 및 중간 파장) 광이 필터를 통과하도록 허용하며, 적색 및/또는 녹색 이미터 서브픽셀의 휘도에 근사하는 휘도를 갖고, 그 목적 및 결과는 모든 서브픽셀이 온되는 경우에 디스플레이를 위한 만족스러운 백색 포인트가 된다는 것이다. 상기 패널은 종래 기술의 3개 컬러 패널과 동일한 밝기를 가질 수 있다. 추가로 후술되는 바와 같이, 패널은 더 낮은 가시성의 청색 서브픽셀 관련 아티팩트를 나타낼 것이다. 결과적인 디스플레이는 전술한 바와 같이 종래 기술의 디스플레이 패널보다 더 큰 범위의 컬러, 색상 범위를 갖는 추가적인 이점을 갖는다.
컬러의 선택을 위한 다른 실시예가 도 20에 도시되어 있다. 여기서 통상적인 적색(2004) 및 녹색(2006)이 선택될 수 있지만, 녹색 이미터 서브픽셀은 위에서 제안된 기술 중 하나 이상의 기술을 통해서 또는 임의의 다른 적절한 기술에 의해 적색 이미터 서브픽셀의 휘도에 더 가깝게 근사하는 더 낮은 휘도를 갖는다. 청색 및 녹색(단파장 및 중간 파장) 광 모두가 필터를 통과하도록 허용하는 청록색 컬러(2008)는 적색(2004)에 대비되고, 자주색 또는 자홍색 컬러(2002)는 녹색(2006)에 대비되며, 양쪽 컬러는 적색 및/또는 녹색 이미터 서브픽셀의 휘도에 근사하는 휘도를 갖고, 그 결과 모든 서브픽셀이 온되는 경우에 디스플레이를 위한 만족스러운 백색 포인트가 존재하게 된다. 상기 패널은 종래 기술의 3개-컬러 패널과 동일한 밝기를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 녹색(2006) 및 자홍색(2002)의 컬러 포인트는, 2개 컬러가 완전 밝기로 온되는 경우에 만족스러운 백색 포인트(2020)를 제공하도록 선택될 수 있는 동시에, 적색 및 청록색에 대해서도 동일하게 적용된다. 이것은 2개의 2색성 메타머(metamer), 즉 양쪽 다 백색을 생성하는 단 2개 컬러의 조합 뿐만 아니라 4색성 메타머, 즉 백색을 생성하는 모든 4개 컬러의 조합을 형성한다. 청색 컬러(2009)의 인지는 청록색(2008) 및 자홍색(2002)으로부터의 적절한 강도의 조합에 의해 생성될 수 있다.
그 모두가 본 발명에서 예상되는 많은 위치적 조합이 가능하다는 점이 이해되지만, 특정 조합은 그 특성에 대해 주의할 가치가 있다. 예를 들어, 한쌍의 2색성 메타머를 '바둑판'상에서 다수 서브픽셀 위치에 배치하고, 다른 2색성 메타머를 도 3, 도 4, 도 5a, 도 6a, 도 7a, 도 8a, 도 9, 도 10 및 도 19의 소수 서브픽셀 위치상에 배치하면, 모든 열이 스스로 온되는 경우에 좁은 단일의 서브픽셀 너비의 백색 라인을 형성할 수 있고, 다수 서브픽셀만이 온되는 경우에 좁은 단일의 서브픽셀 너비의 백색 라인을 행으로 형성할 수 있는 패널을 형성할 수 있다. 이러한 특성은 수행될 때 특히 백색 배경상의 흑색 텍스트에서 매우 높은 서브픽셀 렌더링 성능을 허용할 수 있다.
한 실시예, 도 3에 도시된 서브픽셀 배열에서, 제 4 컬러(308)가 충분한 휘도, 즉 대략 적색(304) 및/또는 녹색(306)의 휘도, 또는 그 사이의 휘도를 갖는 경우에, 진청색(302) 서브픽셀의 가시성은, 제 4 컬러(308)가 청색(302)과 동일한 컬러인 배열과 비교해서 감소된다. 이것은, 이러한 후자의 경우에서 2개 서브픽셀(302,308)에 의해 형성된 진청색 스트라이프가 적색(304) 및 녹색(306) 서브픽셀에 의해 형성된 밝은 배경에 대비되게 보이기 때문이다. 그러한 진한 스트라이프는, 2차원 공간 주파수 푸리에 변환이 수평축내의 한 포인트에서 하나의 강한 신호를 나타내기 때문에 강하게 보인다. 도 3에 도시된 배열의 청색 서브픽셀의 가시성은, 청색 스트라이프의 휘도와 비교하여 더 높은 휘도의 제 4 컬러의 존재에 의해 감소되는데, 이는 첫째로 전체 "진한" 신호 에너지의 절반이 존재한다는 사실에 의해서이고, 둘째로 많은 에너지가 수평 및 수직축 양쪽으로 산란되는 동시에 일부는 더 낮은 공간 주파수에서 대각선으로 산란되기 때문이다.
다른 실시예에서, 본 발명의 배열은, 공동 계류중이고 엘리엇에게 공동 양도되었으며 본 명세서에서 참조로 병합되어 있는 "Improvements to Color Flat Panel Display Sub-Pixel Arrangements and Layouts"라는 명칭의 미국 특허출원 제10/024,326호에 개시된 바와 같은 능동 매트릭스 레이아웃 기술을 이용하여 개선될 수 있는데, 여기서 박막 트랜지스터 및/또는 그 관련 저장 커패시터(510)는 청색 서브픽셀과 거의 180도 위상이 다른 낮은 휘도 구조로 함께 밀접하게 그룹화되어서, 청색 서브픽셀에 의해 형성된 낮은 휘도 스폿의 정확한 공간 주파수를 증가시킨다. 이러한 배열이 예시로서 도 5b, 도 6b, 도 7b 및 도 8b에 도시되어 있다. 이러한 TFT와 커패시터의 그룹화는 본 명세서에서 설명된 다른 실시예에 적용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
또 다른 실시예에서, 진청색 스트라이프의 가시성은 도 4에 도시된 바와 같이 청색 및 제 4 컬러의 위치를 그들이 존재하는 한 열 건너 한 열마다 스위칭함으로써 추가로 감소될 수 있다. 이것은 대부분의 "진한" 푸리에 에너지를 3개 방향으로 산란시키고, 일부는 더 낮은 공간 주파수의 처음 3개 사이에서 3개 더 많은 방향으로 산란시킬 것이다. 푸리에 에너지의 분할의 증가와 함께, 에너지를 갖는 각각의 공간 주파수가 적은 가시성을 가짐에 따라서 가시성이 감소되어, 전체 에너지가 일정하게 된다.
도 5a 및 5b 및 도 6a 및 6b에서, 비-정사각형 서브픽셀은 개별적인 실시예로서 사용된다. 이들은 각각 도 3 및 도 4와 동일한 상대적 컬러 이미터 서브픽셀 배열이지만, 다른 반복 셀 애스펙트비를 갖는다. 반복 셀의 애스펙트비는 원하는 대로 조정될 수 있다. 한가지 가능한 반복 셀의 애스펙트비는 1대 1(1:1), 즉 정사각형이다. 도 5a 및 5b, 도 6a 및 6b, 도 7a 및 7b, 도 8a 및 8b, 도 9 및 도 10에 다른 비율이 도시되어 있다. 이러한 애스펙트비는 물론 도 9 및 도 10에 도시된 소수 컬러 서브픽셀의 애스펙트비 및 고의로 변경된 서브픽셀 영역을 제외하고는 상기 도면에 도시된 바와 같이 2대 3(2:3)의 애스펙트비를 갖는 서브픽셀을 초래한다.
도 7a 및 7b, 및 도 8a 및 8b는, 소수 컬러가 약간 양만큼 이동된 점을 제외하고는 각각 도 5a 및 5b, 및 도 6a 및 6b와 유사한 배열을 나타낸다. 이들은 서브픽셀 길이의 절반만큼 이동되어서, 컬러를 다수 서브픽셀로부터 180도 위상 이동시킬 수 있다. 이것의 이점은, 이들 서브픽셀이 수직 방향에서의 다수 서브픽셀 이외의 위상으로 높은 공간 주파수를 재구성할 수 있다는 점일 수 있다. 다수 서브픽셀 사이의 소수 서브픽셀의 단순한 존재는 이들 위상이 재구성되도록 허용할 수 있다. 공간 주파수는 해당 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 나이키스트 한계(Nyquist Limit)까지 표시될 수 있다. 그러나, 상기 공간 주파수는 상기 샘플과 위상이 같아야 하고, 재구성 포인트 또는 변조 깊이가 감소될 수 있다. 만일 위상에서 180도 벗어난다면, 변조 깊이는 0이 된다. 이동된 소수 서브픽셀을 통해, 모든 위상의 공간 주파수 이미지 성분은 비-제로 변조 깊이로 디스플레이에 의해 나이키스트 한계까지 표시될 수 있다. 이것은 디스플레이의 인지되는 이미지 품질을 상당히 개선한다.
도 7a 및 7b의 배열은, 서브픽셀이 표시하는 재구성 포인트가 4개의 접혀진 회전식으로 대칭이 된다는 이점을 가질 수 있고, 이는 공동 계류중이고 엘리엇에게 공동 양도되었으며 본 명세서에서 참조로 병합된 "ROTATABLE DISPLAY WITH SUB-PIXEL RENDERING"이라는 명칭의 미국 특허출원 제10/150,394호에 개시된 바와 같이 디스플레이의 회전을 가능하게 한다. 도 8a 및 8b의 배열은 전술한 바와 같이 추가로 감소된 청색 픽셀 가시성의 이점을 가질 수 있다.
개별적인 실시예로서 도 9 및 도 10에서, 소수 서브픽셀은 비동일 영역을 갖는다. 이러한 실시예는 하나의 서브픽셀이 그 컬러의 더 많은 광을 방사하도록 허용한다. 이것은 소수 컬러 중 하나의 더 많은 광이 그 단위 영역 휘도를 증가시키지 않고서 요구되는 경우에 유용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술은 순수한 청색 광량을 증가시키기 위해 사용되어서, 결과적인 디스플레이가 밝은 포화된 청색 이미지를 디스플레이할 수 있다. 대안적으로, 2개의 소수 서브픽셀 중 더 작은 소수 서브 픽셀은 감소된 영역을 보상하기 위해 증가된 휘도를 가질 수 있다.
도 15, 도 16, 도 17 및 도 18은 제 4 컬러 소자가 다른 컬러 서브픽셀의 통합부로서 제조되는 실시예를 나타낸다. 이것은 종래의 컬러, 예를 들어 청색보다 더 큰 휘도를 갖는 제 4 컬러가 스트라이프 패턴을 분해하여, 전술한 바와 같이 진한 스트라이프의 가시성을 감소시키기 위해 "진한" 푸리에 에너지를 여러 방향으로 전송하는 이점을 가질 수 있다. 2개 컬러의 상대적 영역은 요구되는 "진한" 스트라이프 가시성 감소량 및 허용가능한 제 1 컬러 채도 감소량에 따라서 조정될 수 있다는 점이 이해된다.
도 15는 2개의 컬러 구역, 즉 제 1 컬러(1503) 및 제 2 컬러(1505)를 포함하는 복수의 서브픽셀(1502)을 나타낸다. 제 1 컬러 구역(1503)은 "진한" 컬러, 예를 들어 청색일 수 있다. 제 2 컬러 구역은 전술한 바와 같이 더 높은 휘도를 갖는 구역이 되도록 선택될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 컬러를 포함하는 각각의 서브픽셀은 또한 제 2 컬러를 갖고, 각각 동일한 상대적 위치 및 영역에 있다.
도 16은 2개의 컬러링된 구역(1603,1605)을 포함하는 서브픽셀(1602,1604)의 유사 배열을 나타낸다. 이 실시예에서, 상대적 위치가 이동된다. 상기 도면이 단 2개의 상대적 위치를 나타내지만, 서브픽셀내의 2개의 컬러링된 구역의 상대적 위치의 수에 대한 제한이 없다는 점이 이해될 것이다. 도시된 바와 같이, 제 1의 2개 컬러 서브픽셀 세트(1604)는 대개 서브픽셀의 하위 부분상에 제 2 컬러(1605)를 갖는 반면, 제 2의 2개 컬러 서브픽셀 세트(1602)는 서브픽셀의 상위 부분에 제 2 컬러(1605)를 갖는다. 이러한 특정 배열은 추가로 전술한 바와 같이 "진한" 푸리에 에너지를 추가적인 방향으로 산란시킨다. 추가로, 휘도를 갖고 서브픽셀(1602,1604)내에 하나보다 많은 상대적 위치에 있는 제 2 컬러 구역(1605)은 추가적인 서브픽셀 렌더링 휘도 재구성 포인트를 허용한다. 다수 서브픽셀(예를 들어, 적색/녹색 바둑판)의 중심에 의해 형성된 그리드에서 벗어나게 하는 위치에 있는 제 2 컬러링된 구역(1605)은 전술한 바와 같이 나이키스트 한계까지의 여러 위상에 있는 이미지 신호의 재구성을 허용한다.
도 17은 소수 서브픽셀(1702,1704)의 2개 클래스를 나타낸다. 제 1 서브픽셀 클래스(1702)는 단일 컬러 클래스이다. 제 2 클래스(1704)는 2개의 컬러링된 구역(1703,1705)으로 이루어진다. 제 1 컬러링된 구역(1703)은 제 1 서브픽셀 클래스(1702)의 컬러와 동일한 컬러를 포함할 수 있다. 2개 클래스를 구비함으로써, 추가된 휘도가 "진한" 스트라이프를 분해하는 이점이 얻어지는 동시에, 포화된 제 1 컬러를 디스플레이할 능력을 유지한다.
도 18은 2개 컬러 서브픽셀(1802)이 더 적게 존재하여, 공동 계류중이고 엘리엇에게 공동 양도되었으며 본 명세서에서 참조로 병합된 "Arrangement of Color Pixels for Full Color Imaging Devices with Simplified Addressing"이라는 명칭의 미국 특허출원 제09/916,232호에 개시된 바와 같이 구동기의 카운트의 감소를 허용하는 한 실시예를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 다른 양상에 따른 신규의 4개 컬러 레이아웃을 나타낸다. 상기 배열은 바둑판내의 2개 다수 컬러(1904,1906)를 이용한다. 이들 2개 컬러는 대개 적색 및 녹색일 수 있다. 소수 컬러(1902 또는 1908) 중 하나는 청색일 수 있다. 다른 소수 컬러(1908 또는 1902)는 전술한 바와 같이 각각 제 4 컬러 그룹으로부터 선택될 수 있다. 이러한 배열의 한가지 이점은, 다수 컬러 서브픽셀이 직사각형 및/또는 정사각형 그리드상에 있는 반면, 소수 컬러가 상기 바둑판 그리드에서 180도 벗어난 위상을 갖는다는 점이다. 상당한 휘도를 가질 수 있는 제 4 컬러는 다수 컬러 서브픽셀 바둑판과 위상이 다른 신호의 재구성을 제공할 수 있다. 소수 서브 픽셀(1902,1908)은 가능한 실시예와 동일한 컬러, 예를 들어 청색일 수 있다.
모든 서브픽셀 이미터가 동일한 휘도를 갖는 것이 바람직할 수 있지만, 여러 가지 이유로, 이것은 실용적이지 않을 수 있다. 예를 들어, 청색 방출 서브픽셀은 다른 컬러의 이미터보다 낮은 휘도를 가질 수 있거나, 또는 녹색 또는 제 4 컬러(백색, 청록색 또는 청회색)는 다른 컬러보다 더 높은 휘도를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 휘도 차이에 의해 발생되는 좋지 못한 아티팩트 중 일부가 적절하게 선택된 광학 저역통과 공간 필터의 사용으로 감소될 수 있다. 이러한 저역통과 공간 필터는 서브픽셀의 가장자리를 흐리게 해서, 서브픽셀 컬러 이미터 사이에서의 갑작스러운 원치 않는 휘도 변경의 가시성을 감소시킬 수 있다. 이러한 필터는, 정반사(specular reflection)를 회피하기 위해 눈부심 방지(anti-glare) 기능, 반사광을 산란시키는 필터 표면을 추가로 구비하거나 또는 포함할 수 있다. 상기 필터는 또한 디스플레이에 의해 방사된 광을 산란시키거나 흐리게 하는 HOE(Holographic Optical Element)를 포함할 수 있다. 전술한 상기 필터 유형 모두 상업적으로 구입가능하다.
산란 또는 흐림 양은 디스플레이 서브픽셀 밀도 및 광 변조 평면으로부터의 거리 양쪽의 함수가 될 수 있다. 일반적으로, 밀도가 높을수록 해상도가 높아질 수 있다. 그리고 효력을 얻기 위해 필요한 전체 흐림이 낮아진다. 추가로, 흐림 필터 평면이 광 변조 평면으로부터 멀어질수록 필터의 고유 번짐 파워가 더 낮아지는(즉, 공간 주파수 통과가 더 높아지는) 것이 요구된다. 대체로, 서브픽셀 렌더링된 디스플레이의 외관을 개선하기 위해 요구되는 흐림의 양은 종래의 눈부심 방지 필터의 존재에 의해 현재 제공되는 것보다 약간 더 많다. 흐림을 적절한 레벨까지 증가시키는 2가지 추가적인 실시예는, 눈부심 방지 필터의 고유 산란을 증가시키거나, 또는 광 변조 평면과 눈부심 방지 필터 표면 사이의 거리를 증가시키는 것이다. 이것은 상기 필터와 디스플레이 기판 사이에 더 두꺼운 필름 또는 제 2 필름을 삽입함으로써 실현될 수 있다.
투과성 액정 디스플레이의 상기 사용은 예시적인 것이고, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명은, 반사성 액정 디스플레이(LCD), 방사성 전자발광 디스플레이(EL), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 이미터 디스플레이(FED), 전기영동 디스플레이, 이리디센트(Iridescent) 디스플레이(ID), 백열 디스플레이, 고체 상태 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 및 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 비-투과성 디스플레이 패널의 이미터의 위치 및 휘도 및 색도를 조정하여 모든 그러한 실시예의 범주를 포함한다.
B. 서브픽셀 렌더링 방법
다수의 신규의 4개 컬러 서브픽셀 배열을 설명했고, 이제 이러한 신규 배열상에서 서브픽셀 렌더링을 수행하는 방법 및 방식의 여러 신규 실시예를 설명할 것이다. 후술되는 설명이 2가지 특정 신규 배열에 대해 제공되지만, 다른 배열이 유사하게 발생되고, 본 발명은 이들 다른 배열에 대해 서브픽셀 렌더링을 수행하기 위해 모든 적절한 방법 및 동일 부분에 대한 수정을 예상하고 포함한다는 점이 이해될 것이다.
3개 컬러(적색, 녹색 및 청색) 서브픽셀 배열은 종래의 3개 컬러 평면 데이터 세트(RGB)의 단순한 1대 1 매핑을 갖는다. 4개 컬러 서브픽셀 배열은 그러한 단순한 매핑을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 종종 백색인 제 4 컬러는 3개 컬러 평면의 일부, 아마도 전부의 함수로서 매핑될 수 있다.
여러 실시예가 본 명세서에 개시되어 있다. 한 실시예는 구현 비용을 낮게 유지하기 위해 가능한 한 단순하게 계산을 유지하는 것을 의미한다. 다른 실시예는 계산 복잡성과 교환하여 연속적으로 더 높은 이미지 품질을 제공한다.
한 실시예는 '355 출원에 설명된 바와 동일한 영역 재샘플 이론을 이용하고, 여기서 재샘플 영역은 입력 데이터 이미지내의 임의의 포인트로부터 재구성 포인트 그리드까지의 거리를 최소화하도록 계획된다. 이것은 데이터 영역이 가장 가까운 재구성 포인트로 표시되도록 허용한다. 후술되는 바와 같이, 신규 방법은 제 4 컬러를 위한 제 4 재샘플 평면을 추가한다. 상기 재샘플 영역은 그 자체 컬러 평면을 위한 것처럼 전체 인입 데이터 공간을 겹치고 커버한다. 따라서, 만일 인입 데이터가 4개-컬러 데이터 포맷을 포함한다면, 그 형상, 그리고 따라서 필터 계수는 '355 출원에 개시된 방법에 대해서 생성된다.
도 28에 도시된 바와 같이, 상기 방법의 한 실시예는 다음과 같이 진행된다: (1) 단계(2802)에서와 같이 인입 4개-컬러 픽셀 데이터의 각각의 데이터 포인트를 위한 묵시적 샘플 영역을 결정하고, (2) 단계(2804)에서와 같이 디스플레이내의 각각의 4개-컬러 서브픽셀을 위한 재샘플 영역을 결정하며, (3) 단계(2806)에서와 같이 각각의 상기 재샘플 영역을 위한 계수 세트를 형성하여, 한가지 가능한 실시예는 그 분모가 재샘플 영역의 함수이고 그 분자가 상기 재샘플 영역에 부분적으로 겹칠 수 있는 각각의 상기 묵시적 샘플 영역 중 한 영역의 함수인 분수를 포함하는 상기 계수를 포함하고, (4) 단계(2808)에서와 같이 각각의 묵시적 샘플 영역을 위한 인입 픽셀 데이터를 상기 계수와 곱하여 곱을 초래하며, (5) 단계(2810)에서와 같이 각각의 재샘플 영역에 대한 휘도값을 얻기 위해 각각의 상기 곱을 추가한다.
그러나 만일 4개-컬러 재샘플 평면이 그로부터 재샘플할 수 있는 제 4 컬러 데이터 평면이 없다면, 제 4 컬러 재샘플 영역 그리드는 따라서 단계(2804)의 세분화로서 다른 컬러 평면으로부터 재샘플해야 한다. 각각의 백색, 회색 또는 청회색 서브 픽셀을 위한 제 4 컬러가 백색, 회색 또는 청회색이라고 가정하면, 제 4 컬러 데이터를 매핑하기 위해 다음의 수학식이 사용된다:
여기서 Ck는 필터 계수 매트릭스이고, 상기 Rin, Gin, Bin는 필터 매트릭스가 동작하고 있는 입력 데이터 세트의 적색, 녹색 및 청색 성분값이며, Wout은 백색, 회색 또는 청회색 서브픽셀에 인가될 값이다. 다른 실시예는 인입 3개-컬러 입력 데이터가 대개 디스플레이내의 4개 컬러 중 3개와 매치한다고 가정한다. 작동중에, 필터 계수는 각각의 컬러 채널에 따로 인가된 다음, 최소 컬러 성분값(즉, 최하값을 갖는 컬러값)이 선택되고 백색, 회색 또는 청회색 서브픽셀에 인가된다. 최소값은 컬러 포화를 유지하기 위해 이미지의 컬러 포화에 있어서의 변경을 최소화하도록 선택된다.
만일 녹색 및 청색인 2개 컬러를 함께 나타내는 광을 방사함으로써 단 2개의 컬러 평면, 예를 들어 녹색 및 청색의 조합을 표시하기 위해 청록색과 같은 제 4 컬러가 선택된다면, 제 4 컬러 서브픽셀 값의 계산시에 단 2개의 컬러 평면이 평가된다:
다른 실시예는 제 4 컬러 서브픽셀을 위한 더 작은 재샘플 영역을 이용한다. 전체 재샘플 영역은 전체 데이터 공간을 커버하지 않는다. 이것은 이미지 선명도를 증가시키기 위해서 제 4 컬러 서브픽셀에 데이터의 효과를 집중하는 것이다. 예를 들어, 각각의 제 4 컬러 서브픽셀 영역은, 이미지의 재구성에 대한 유사 효과를 갖게 됨에 따라서, 각각의 적색 및 녹색 서브픽셀 영역과 동일하게 설정될 수 있다. 이러한 배열이 도 23에 도시되어 있다.
서브픽셀 렌더링 계수 매트릭스의 정확한 값은, '355 출원에서 설명된 바와 같이, 입력 데이터 세트 정의 및 스케일에 종속된다. 여기서 요약하면, 상기 계수는 재샘플 영역 중 상기 영역에 대한 각각의 입력 데이터 포인트를 위한 각각의 묵시적 샘플 영역의 단편적인 적용범위 또는 겹침을 계산함으로써 생성된다. 도 23은 재샘플 영역 세트에 겹치는 종래의 이미지 데이터 세트를 나타낸다.
도 23에는 재구성 포인트(2310) 및 하나의 가능한 관련 재샘플 영역(2320)이 도시되어 있다. 청색 재샘플 영역은 명백함을 위해 도시되지 않는다. 한 실시예에서, 제 1 컬러 재샘플 영역이 제 4 컬러 재샘플 영역에 겹치는 영역 및 겹치지 않은 영역이 존재한다. 이것은 2개의 하위-재샘플 영역 클래스를 형성한다. 겹침 영역에서 데이터가 발생하는 경우에, 제 4 컬러 서브픽셀이 데이터를 표시하여, 휘도를 제 1 컬러로부터 제 4 컬러 서브픽셀로 이동시키는 것이 바람직하다. 그러나, 제 4 컬러 서브픽셀이 이러한 영역을 인계받기 때문에, 컬러 및 밝기를 일정하게 유지하기 위해 비-겹침 영역의 효과를 상승시키는 것이 바람직하다. 이것은 다음의 수학식을 초래한다:
또는
여기서, ck1은 제 1 컬러 재샘플 영역 및 제 4 컬러 재샘플 영역 모두에 의해 겹쳐지는 해당 부분을 위한 계수 매트릭스이다. ck2는 상기 재구성 포인트를 위한 전체 재샘플 영역에 대해서 제 4 재샘플 영역에 의해 겹쳐지지 않는 부분을 위한 계수 매트릭스이다. ck3이 변경자 계수 매트릭스여서, ck2 + ck3 = ckx-w가 되고, 여기서 ckx-w는 만일 제 1 컬러 재샘플 영역이 제 4 컬러 재샘플 영역에 의해 겹쳐지지 않는 해당 영역에만 제한된다면 생성되는 계수 매트릭스라는 점에 유의한다.
표시 형태는 겹치는 재샘플 영역내의 휘도 에너지가 제 4 컬러로 전달되도록 허용하는 동시에, 완전 백색 필드가 존재하는 경우에 그 모든 서브픽셀이 완전히 온된다는 것을 보장하기 위해 비-겹침 영역의 효과를 증가시킨다. 제 4 컬러 데이터를 위한 승수로서 "절반(1/2)"인 상수를 이용하는 것은, 제 4 컬러가 적색 및 녹색 모두로부터 휘도를 "차용하는" 경우에, 결합된 적색 및 녹색 전체의 단지 절반만을 대체하기 때문이다. 청색 성분을 위해 간단하거나 또는 더 복잡한 형태의 수학식을 이용하는 선택은 정확도 레벨 대 허용가능한 계산 복잡성 및 비용에 종속된다. 청색 이미지 성분은 무시할만한 휘도를 갖고, 사람의 시각 시스템이 알아보기 전에 더 큰 컬러 에러를 나타낼 수 있다. 따라서, 청색 데이터에 대한 간소화가 수용가능할 수 있다.
위와 같이, 제 4 컬러로서 청록색을 이용함으로써, 제 4 컬러가 컬러 평면 중 단 2개, 예를 들어 청색 및 녹색을 표시하는 경우에, 아래와 같은 알고리즘이 주어지고, 여기서 Wout은 청록색 컬러에 인가되는 에너지이다.
도 24a 및 24b에 도시된 재샘플 영역은 계산의 간소화를 위해 이상적인 바둑판상에 있는 것처럼 적색 및 녹색 재구성 포인트를 처리하는 도 23에 도시된 재샘플 영역에 대조적으로, 도 22에 도시된 컬러링된 서브픽셀의 정확히 중심에 있는 모든 재구성 영역을 처리한다. 재구성 포인트를 정확하게 처리한 값은, 제 4 컬러 서브픽셀이 다수 서브픽셀쪽에서 고려되는 경우에 도 23의 이상적인 바둑판보다 더 우수한 스케일링된 입력 이미지 데이터 세트의 위상 관계를 재구성할 수 있다는 것이다.
도 24a-24b의 재샘플 영역의 예시를 이용하여 여러 계수 매트릭스 사이의 의미 및 관계를 검토한다. 임의로 선택된 예시인 녹색 재구성 포인트(2406)는 관련된 재샘플 영역(2410)을 갖는다. 그 다음에 제 4 컬러 재구성 포인트(2408) 및 관련 재샘플 영역(2440)이 있다. 재샘플 영역(2410)은 2개의 하위-재샘플 영역(2420,2430)으로 나누어진다. 제 4 컬러 재샘플 영역(2440)과 녹색 재샘플 영역(2410)의 겹침 영역(2420)은 재구성 포인트(2406)와 관련된 녹색 서브픽셀을 위한 서브픽셀 렌더링 계수 매트릭스 ck1를 계산하기 위해 사용된다. 비-겹침 녹색 재샘플 영역(2430)은 재구성 포인트(2406)와 관련된 녹색 서브픽셀을 위한 서브픽셀 렌더링 계수 매트릭스 ck2와 ck3를 계산하기 위해 사용된다.
이 예시의 절반에서 녹색 및 적색 재샘플 영역의 일부는 하나보다 많은 제 4 컬러 재샘플 영역보다 많이 겹칠 것이다. 예를 들어, 다른 녹색 재구성 포인트(2456)는 관련 재샘플 영역(2450)을 갖는다. 이러한 재샘플 영역은 4개의 하위-재샘플 영역(2455,2460,2470,2480)으로 나누어진다. 재샘플 영역(2450)은 가까운 제 4 컬러 재구성 포인트(2468,2478,2488)와 각각 관련된 가까운 제 4 컬러 재샘플 영역(2465,2475,2485) 중 3개와 겹친다. 녹색 재샘플 영역(2450)과 가까운 제 4 컬러 재샘플 영역(2465,2475,2485)의 겹침은 각각 겹침 영역(2460,2470,2480)을 형성한다. 하나보다 많은 제 4 컬러 재샘플 영역과의 하나보다 많은 겹침 영역의 존재는 상기 알고리즘에 대한 수정을 필요로 한다.
또는
또는
여기서, ck11, ck12 및 ck13은 제 1 컬러 재샘플 영역과 3개의 제 4 컬러 재샘플 영역 모두에 의해 겹쳐지는 해당 부분을 위한 계수 매트릭스이다. ck2는 해당 재구성 포인트를 위한 전체 재샘플 영역에 대해 제 4 재샘플 영역에 의해 겹쳐지지 않는 해당 부분을 위한 계수 매트릭스이다. ck31, ck32 및 ck33은 변경자 계수 매트릭스여서, ck2+ck31+ck32+ck33 = ckx-w가 되고, 여기서 ckx-w는, 만일 제 1 컬러 재샘플 영역이 제 4 컬러 재샘플 영역에 의해 겹쳐지지 않는 해당 영역에만 제한된다면 생성되는 계수 매트릭스이다. Wout-1, Wout-2 및 Wout-3은 Wout과 동일하지만 3개의 주위 재샘플 포인트, 예를 들어 포인트(2468,2478,2488)로부터 계산된다.
입력 이미지 데이터로부터의 각각의 묵시적 샘플 영역(예를 들어, 도 23에 도시된 직교 그리드)은 계수 매트릭스내의 엔트리를 형성한다. 각각의 재샘플 영역에서, 겹쳐진 묵시적 샘플 영역을 갖는 입력 데이터 포인트만이 관련 계수 매트릭스내의 엔트리를 갖는다. 도 24a에 필요한 경우 참조로 도 24b를 검토하면, 녹색 재샘플 영역(2410)과 제 4 컬러 재샘플 영역(2440)을 겹치는 입력 이미지 픽셀의 묵시적 샘플 영역(2415)이 도시된다. 입력 샘플 영역(2415)은 2개의 겹침 재샘플 영역으로 세분된다. 묵시적 입력 샘플 영역(2415)의 한 하위영역은 입력 샘플 영역(2415)과 교차 세트 겹침부(2420)의 겹침인데, 상기 겹침은 그 자체가 새로운 3중 교차 세트 영역(2425)을 형성하기 위해 녹색 재샘플 영역(2410)과 제 4 컬러 재샘플 영역(2440)의 겹침이다. 적절한 적분에 의해 측정되는 경우에 녹색 재샘플 영역(2410)의 전체 영역으로 나누어지는 이러한 영역(2425)은 녹색 재구성 포인트(2406)와 관련된 녹색 컬러 서브픽셀을 위한 계수 매트릭스 ck1내의 묵시적 샘플 영역(2415)과 관련된 입력 이미지 데이터 포인트를 위한 계수이다. 묵시적 입력 샘플 영역(2415)의 다른 하위 영역은 제 4 컬러 재샘플 영역(2430)과 겹치지 않는 녹색 재샘플 영역(2410)과의 겹침으로, 2중 교차 세트 겹침 영역(2435)을 형성한다. 녹색 재샘플 영역(2410)의 상기 영역으로 나누어지는 이러한 영역(2435)은 녹색 재구성 포인트(2406)와 관련된 녹색 컬러 서브픽셀을 위한 계수 매트릭스 ck2내의 묵시적 샘플 영역(2415)과 관련된 입력 이미지 데이터 포인트를 위한 계수이다. 비-제 4 컬러 겹침 영역(2430)으로 분할되는 이러한 동일 영역은 계수 매트릭스 ck3내의 변경자 계수를 계산하기 위해 사용되는 가상 계수 매트릭스 ckx-w내의 계수이다. 여러 매트릭스내의 나머지 계수는 유사한 방식으로 얻어진다.
상기 알고리즘의 복잡성은 적색 및 녹색 모두의 재샘플 영역이 제 4 컬러 재샘플 영역에 의해 커버되는 양만큼 감소되는 간소화를 이용하여 회피될 수 있다. 제 4 컬러 재샘플 영역을 결정하는 여러 방법이 후술된다.
제 4 컬러 재구성 포인트(2588)와 관련된 제 4 컬러 재샘플 영역(2580) 중 해당 영역을 결정하는 한가지 직접적인 방법은, 도 25에 도시된 바와 같이, 적색 재구성 포인트(2544)와 관련된 적색 재샘플 영역(2540)과 녹색 재구성 포인트(2566)와 관련된 녹색 재샘플 영역(2560)의 겹침으로서 정의하는 것이다. 따라서 유효 적색 재샘플 영역(2542)은 녹색 재샘플 영역(2560)과 겹치지 않는 재샘플 영역(2540)으로서 정의된다. 유효 녹색 재샘플 영역(2562)은 유사하게 적색 재샘플 영역(2540)과 겹치지 않는 재샘플 영역(2560)으로서 정의된다. 따라서, 제 4 컬러 서브픽셀은 스스로에 대한 입력 이미지 데이터 세트의 관련 재샘플 영역(2580) 적용범위를 갖는다. 데이터를 서브픽셀 렌더링하는 알고리즘은 다음과 같이 간소화된다.
여기서 ck-w는, 커버되는 유일한 영역이라고 가정하면, 주어진 컬러 재구성 포인트를 위한 유효 재샘플 영역을 위한 계수 매트릭스이다.
제 4 컬러를 위한 상기 재샘플 영역은 각각의 컬러 평면에서 동일하게, 일치하는 영역을 커버한다. 이러한 일치 영역은 전술한 바와 같이 일부 "자연적" 경계에 의해 또는 명령에 의해 일부 다른 형상 또는 형상들로 정의될 수 있다. 제 4 컬러 재샘플 영역은 각각의 컬러 평면에 대해 일치해야 하는 것은 아니다. 그 한 예시가 후술된다.
도 26을 검토하면, 적색 재구성 포인트(2644)와 관련된 적색 재샘플 영역(2640) 및 녹색 재구성 포인트와 관련된 녹색 재샘플 영역(2660)은 제 4 컬러 재구성 포인트(2688)와 관련된 제 4 컬러 재샘플 영역(2680,2689)을 수용하기 위한 영역으로 축소되었다. 이러한 재샘플 영역 배열에서, 적색 컬러 평면을 재샘플링하는 제 4 컬러 재샘플 영역(2680)은 녹색 컬러 평면을 재샘플링하는 제 4 컬러 재샘플 영역(2689)과 일치하지 않는다. 제 4 컬러 재구성 포인트상에 직접적으로 겹침 구역(2685)이 있다.
도 26에 도시된 재샘플 영역의 신규 배열은, 제 4 컬러가 다수 컬러를 위한 재구성 포인트 세트에 속하는 것으로 처리되는 도 24a 및 24b에 도시된 재샘플 영역을 생성하기 위해 사용되는 알고리즘에 대한 수정에 의해 생성된다. 도 24a-24b의 배열 생성 방법은, 컬러 평면내의 각각의 재구성 포인트에서 "수정을 시딩(seed a crystal)"한 다음, 그 시드가 다른 수정에 "접촉할" 때까지 등방성으로 직경 성장하도록 허용하여, 재샘플 영역의 경계를 형성한다. 이것은 주어진 무작위 포인트가 '355 출원에서의 교습에 따라서, 가장 가까운 재구성 포인트와 함께 밀봉되는 경계를 생성한다. 도 26에서 생성된 재샘플 영역 생성 알고리즘에 대한 수정은, 제 4 컬러 재구성 포인트를 포함하고, 제 4 컬러 "시드 수정들" 성장의 시작을 지연하는 것 양쪽이다. "시드 수정"의 시작을 지연함으로써 제 4 컬러 재샘플 영역은 영역 축소된다. 지연이 커질수록 제 4 컬러 재샘플 영역이 작아진다.
본 명세서에서 전개된 원리의 일부를 예시하는 것을 돕기 위해서, 필터 계수를 계산하는 수치 예시가 후술된다. 이와 같이, 이러한 예시는 본 발명의 범주를 어떤 식으로든 제한하도록 제공되는 것이 아니다. 실제로, 다른 구성으로부터의 다른 수치 예시가 가능하며, 따라서, 후술되는 예시는 단지 예시에 불과하다.
전술한 모든 계수 매트릭스를 계산하는 방법의 이러한 예시에서, 묵시적 입력 샘플 포인트가 재샘플 포인트와 일치하는 경우가 고려된다. 이것은, 입력 이미지가 스케일링되지 않는 경우, 또는 각각의 출력된 적색 또는 녹색 재샘플 포인트를 위한 하나의 입력 샘플 포인트가 존재하는 경우에 그러하다.
각각의 하위-재샘플 영역(2420,2430,2455,2460,2470,2480)과 함께 도 24a의 재샘플 영역(2410,2450)을 고려해 본다. 각각의 하위-재샘플 영역의 수치 영역이 계산된다. 각각의 묵시적 입력 샘플 영역이 되는 각각의 하위-재샘플 영역의 해당 영역은 전체 영역에 대한 이들 영역의 비율이 계산될 수 있도록 합산된다. 이것은 통상적으로 3x3이고 1로 합산되는 분수를 포함하는 계수표를 초래한다. 물론, 다른 매트릭스 크기 및 스케일링이 이용될 수 있다. 하드웨어 설계에서의 이용 편이를 위해서, 이들 계수는 거기에 256을 곱함으로써 고정소수점 2진수로 변환된다. 하위-재샘플 영역(2430)에 대한 결과는 전술한 중간 계수 매트릭스 Ckx-w가 된다.
Ckx-w =
0 42 0
102 70 0
0 42 0
이러한 Ckx-w 매트릭스는 하위-재샘플 영역에 대해 계산되었지만, Ck2 매트릭스는 전체 재샘플 영역에 대해 계산되어야 한다. 이것은 Ckx-w 매트릭스를 전체 재샘플 영역에 걸친 하위-재샘플 영역의 비율과 곱함으로써 수행될 수 있다{하위-재샘플 영역(2430) 및 전체 재샘플 영역(2410)의 경우에 4010/8712}. 이러한 경우에 그 결과는 다음과 같다.
Ck2 =
0 19 0
47 32 0
0 19 0
유사한 프로시저에서, 하위-재샘플 영역(2420)은 계수 매트릭스 Ck1를 생성하기 위해 측정된다.
Ck1 =
0 9 0
0 96 25
0 9 0
이들 매트릭스 중 어떤 것도 합이 256이 되지는 않지만 함께는 그러하다는 점에 유의한다. 이러한 관계가 참으로 유지된다는 것을 보장하기 위해서 상기 수치를 작은 정수로 사사오입하는 경우에 약간 주의해야 한다.
전술한 관계식 ck2 + ck3 = ckx-w으로부터, 이제 변경자 계수 매트릭스 Ck3 = Ckx-w-Ck2를 계산하여 다음의 결과를 제공하는 것이 가능하다.
Ck3 =
0 23 0
55 38 0
0 23 0
재샘플 영역(2450)에서, 하위-재샘플 영역(2455)은 3개의 겹침 영역(2460,2470,2480) 밖에 놓여 있다. 이러한 영역(2455)은 반드시 연결할 필요는 없지만 고려해야 하는 2개의 분리 영역을 포함한다. 이러한 영역을 위한 계수표가 설계되는 경우에, 그 결과는 다른 중간 매트릭스가 된다.
Ckx-w =
0 12 0
18 180 34
0 12 0
이러한 경우에, 다중 겹침 영역에서도, 여전히 단 하나의 Ck2 매트릭스가 존재하고, 상기 매트릭스를 4602/8712{전체 재샘플 영역(2450)에 걸친 하위-재샘플 영역(2455) 중의 해당 영역의 비율}에 곱하면 다음이 된다.
Ck2 =
0 6 0
10 95 18
0 6 0
재샘플 영역(2450)의 경우에, 3개의 겹치는 하위-재샘플 영역(2460,2470,2480)이 존재한다. 각각의 이들 영역은 따로 처리되어서 3개 계수 매트릭스를 산출해야 한다. 이들 각각은 위에서 Ck2가 계산되는 방식와 유사한 방식으로 계산되어서 다음을 산출한다.
Ck11 =
0 0 0
7 17 0
0 22 0
Ck12 =
0 22 0
7 17 0
0 0 0
Ck13 =
0 0 0
0 0 41
0 0 0
여기서, Ck11, Ck12 및 Ck13은 각각 하위-재샘플 영역(2460,2470,2480)을 위한 계수 매트릭스이다.
마지막으로, 각각 하위-재샘플 영역(2460,2470,2480)을 위한 Ck31, Ck32 및 Ck33인 3개 변경자 매트릭스가 계산되어야 한다. 관계식 ck2+ck31+ck32+ck33 = ckx-w으로부터, 3개 변경자 매트릭스가 Ckx-w-Ck2로 합산되어야 한다는 것을 알 수 있다.
Ckx-w - Ck2 =
0 6 0
8 85 16
0 6 0
각각의 3개 변경자는 그 영역의 상대적 크기에 따른 이러한 매트릭스의 분수로 배분된다. 이러한 예시에서, 하위-재샘플 영역(2460,2470,2480)의 해당 영역은 각각 1557, 1557 및 1392여서 총 4506을 산출한다. 그래서, Ck31을 계산하기 위해 상기 매트릭스를 1557/4506에 곱한다. 그 결과는 Ck32와 동일하다. Ck33을 계산하기 위해서 상기 매트릭스에 1392/4506을 곱한다. 따라서, 3개 변경자 매트릭스는 다음과 같다.
Ck31 =
0 2 0
3 29 6
0 2 0
Ck32 =
0 2 0
3 29 6
0 2 0
Ck33 =
0 2 0
3 26 5
0 2 0
도 24a를 검토하면, 모든 다른 하위-재샘플 영역이 전술한 영역과 동일하거나 또는 전술한 영역의 거울 이미지라는 것을 알 수 있다. 상기 예시에서 계산된 계수 매트릭스는 미러링(mirroring) 재샘플 영역을 위한 매트릭스 세트를 형성하기 위해 좌에서 우로 간단하게 뒤집어질 수 있다. 이러한 예시에서 필요한 모든 계수를 생성하기 위해 더 이상 계산이 필요하지 않다.
상기 모든 계산은 묵시적 입력 샘플 포인트가 재샘플 포인트와 일치한다는 가정에서 수행되었다. 이것은, 입력 이미지가 스케일링되지 않은 경우, 각각의 출력된 적색 또는 녹색 재샘플 포인트를 위한 하나의 입력 샘플 포인트가 존재하는 경우에 그러하다. 입력 이미지가 스케일링되는 경우에, 상기 계산은 계수의 "반복 셀"의 삽입에 의해 더 복잡해진다. 다른 계수 세트는 반복 셀의 각각의 셀에 대해 계산되어야 한다.
예시적 실시예로서 투과성 액정 디스플레이의 상기 사용은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 반사성 액정 디스플레이(LCD), 방사성 전자발광 디스플레이(EL), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 이미터 디스플레이(FED), 전기영동 디스플레이, 이리디센트(Iridescent) 디스플레이(ID), 백열 디스플레이, 고체 상태 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 및 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 비-투과성 디스플레이 패널의 이미터의 위치 및 휘도 및 색도를 조정하는 것이 또한 이러한 기술을 이용하여 개선될 것이고, 본 발명의 범주내에서 고려될 것이라는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 재샘플 영역 정의, 계수 매트릭스, 및 알고리즘에 대한 변경이 자체로 당업자에게 제안할 수 있고, 본 발명의 범주내에 있는 것으로 고려되어야 한다.
전술한 설명은 본 발명의 특정 실시예에 제한되지 않았다. 그러나, 본 발명의 이점의 전부 또는 일부의 달성과 함께, 다양한 변경 및 수정이 본 발명에 대해 이뤄질 수 있다는 점이 명확할 것이다. 상기 및 그러한 다른 변경 및 수정을 본 발명의 참된 정신 및 범주 내에 있 것으로 커버하는 것이 첨부된 청구의 범위의 목적이다.
본 명세서에서 개시된 본 발명의 명세 및 실행의 고려로부터 본 발명의 다른 실시예가 명확해질 것이다. 다음의 청구의 범위에 의해 표시되는 본 발명의 참된 범주 및 정신과 함께, 상기 명세 및 예시는 단지 예시인 것으로 간주되는 것으로 의도된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 디스플레이에서의 서브픽셀 배열 및 서브픽셀 렌더링 방법에서 이용가능하다.

Claims (41)

  1. 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 적어도 3개 컬러는 적색 및 녹색 서브픽셀을 포함하고, 상기 적색 및 녹색 서브픽셀은 각각 적색 및 녹색 필터를 포함하며, 추가로 동일한 에너지 레벨이 상기 적색 및 녹색 서브픽셀에 인가되는 경우에 상기 적색 및 녹색 서브픽셀은 대개 동일한 휘도를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적색 서브픽셀 필터는 상기 녹색 서브픽셀 필터보다 더 투과적인 필터를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 적색 서브픽셀 필터는, 상기 녹색 필터보다 물리적으로 더 얇은 필터를 포함하는 적색 필터와; 상기 녹색 필터와 비교하여 감소된 색소량을 포함하는 적색 색소를 포함하는 적색 필터와; 상기 녹색 필터보다 더 큰 광 투과성을 포함하는 색소를 포함하는 적색 필터와; 적색 중심 포인트의 어느 한측상에서 주파수의 폭넓은 투과성 범위를 포함하는 적색 필터를 포함하는 그룹 중 하나를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 녹색 서브픽셀 필터는, 상기 적색 필터보다 물리적으로 더 두꺼운 필터를 포함하는 녹색 필터와; 상기 적색 필터와 비교하여 증가된 색소량을 포함하는 녹색 색소를 포함하는 녹색 필터와; 상기 적색 필터보다 더 적은 광 투과성을 포함하는 색소를 포함하는 녹색 필터와; 및 녹색 중심 포인트의 어느 한측상에서 주파수의 폭 좁은 투과성 범위를 포함하는 녹색 필터를 포함하는 그룹 중의 하나를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  5. 제 1항에 있어서, 백라이트는 상기 적색 범위에서 더 많은 주파수를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 녹색 서브픽셀은, 상기 녹색 필터의 통과 대역이 좁아지고 상기 녹색 필터의 색도가 색상 범위(color gamut)를 더 진한 녹색 컬러로 확장시키도록, 녹색 필터를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 배열은 적어도 4개 컬러 배열을 포함하고, 상기 제 4 컬러는 상당량의 녹색 컬러를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 4 컬러는, 청록색, 자홍색, 녹청색, 및 녹회색을 포함하는 그룹 중 하나를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 배열은 4개 서브픽셀의 반복 셀을 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 배열은 적어도 6개 서브픽셀의 반복 셀을 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 배열은 반복 셀을 포함하고, 여기서 상기 적색 및 녹색 서브픽셀은 추가로 바둑판 패턴을 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 배열은 적어도 4개 컬러 배열을 포함하고, 여기서 상기 제 4 컬러는, 회색, 청회색 및 필터링된 백색을 포함하는 그룹 중 하나를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  13. 제 12항에 있어서, 백라이트는 적색 또는 녹색 스펙트럼보다 청색 스펙트럼에서 더 많은 에너지를 포함하는, 적어도 3개 컬러 서브픽셀 배열.
  14. 4개 컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 배열은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청록색 서브픽셀, 및 자홍색 서브픽셀을 포함하여, 상기 적색 서브픽셀 및 상기 청록색 서브픽셀이 실질적으로 완전히 온되는 경우 및 상기 녹색 및 상기 자홍색 서브픽셀이 오프되는 경우에 상기 배열이 실질적으로 백색 컬러를 디스플레이하는, 4개 컬러 서브픽셀 배열.
  15. 4개 컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 배열은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청록색 서브픽셀, 및 자홍색 서브픽셀을 포함하여, 상기 녹색 및 상기 자홍색 서브픽셀이 실질적으로 완전히 온되는 경우 및 상기 적색 서브픽셀 및 상기 청록색 서브픽셀이 오프되는 경우에 상기 배열이 실질적으로 백색 컬러를 디스플레이하는, 4개 컬러 서브픽셀 배열.
  16. 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 배열은 2개 적색 서브픽셀, 2개 녹색 서브픽셀, 1개 청색 서브픽셀 및 1개의 제 4 컬러 서브픽셀을 포함하여, 상기 배열이 추가로 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀을 포함하며, 상기 제 2 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 제 4 컬러 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  17. 제 16항에 있어서, 추가로 수평으로 인접한 배열은 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 제 4 컬러 서브픽셀을 포함하며, 상기 제 2 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 서브픽셀은, 정사각형 서브픽셀 및 직사각형 서브픽셀을 포함하는 그룹 중 하나를 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 적색 서브픽셀 및 상기 녹색 서브픽셀은 실질적으로 바둑판 패턴(checkerboard pattern)을 형성하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 청색 서브픽셀 및 상기 제 4 컬러 서브픽셀은 상기 적색 서브픽셀 및 상기 녹색 서브픽셀 바둑판 패턴으로부터 정렬 밖으로 이동되는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 청색 서브픽셀 및 상기 제 4 컬러 서브픽셀은 상기 서브픽셀 길이의 거의 절반만큼 정렬 밖으로 이동되는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  22. 제 20항에 있어서, 수평 인접 배열은 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 제 4 컬러 서브픽셀을 포함하며, 상기 제 2 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  23. 제 16항에 있어서, 상기 서브픽셀은 실질적으로 동일한 영역으로 이루어지는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  24. 제 16항에 있어서, 상기 서브픽셀은 실질적으로 동일한 영역으로 이루어지지 않는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 4 컬러 서브픽셀은 상기 청색 서브픽셀보다 더 작은 영역을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  26. 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 배열은 2개의 적색 서브픽셀, 2개의 녹색 서브픽셀, 2개의 2개-컬러 서브픽셀을 포함하여, 상기 배열이 추가로 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행 및 상기 제 2 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 2개-컬러 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 2개-컬러 서브픽셀은 필터를 포함하고, 상기 필터는 추가로 제 1 컬러 필터 및 제 2 컬러 필터를 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 제 1 컬러 필터는 상기 제 2 컬러 필터보다 더 큰 영역을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 제 2 컬러 필터는 상기 제 1 컬러 필터보다 더 높은 휘도의 필터를 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  30. 제 26항에 있어서, 수평 인접 배열은 180도 회전된 2개-컬러 필터를 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  31. 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열로서, 상기 배열은 2개의 적색 서브픽셀, 2개의 녹색 서브픽셀, 하나의 제 3 컬러 서브픽셀 및 하나의 2개-컬러 서브픽셀을 포함하여, 상기 배열이 추가로 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 2개-컬러 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  32. 제 31항에 있어서, 제 2 인접 배열은 제 1 행 및 제 2 행을 포함하고, 상기 제 1 행은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀 및 제 3 컬러 서브픽셀을 포함하는, 적어도 6개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  33. 5개의 4개-컬러 서브픽셀 배열에 있어서, 상기 배열은 2개의 적색 서브픽셀, 2개의 녹색 서브픽셀, 하나의 2개-컬러 서브픽셀을 포함하여, 상기 배열이 추가로 제 1 열, 제 2 열 및 제 3 열을 포함하고, 상기 제 1 열 및 제 3 열은 적색 및 녹색 서브픽셀 바둑판을 포함하고, 상기 제 2 열은 상기 2개-컬러 서브픽셀을 포함하는, 적어도 5개의 4개-컬러 서브픽셀 배열.
  34. 복수의 4개-컬러 픽셀 소자를 포함하는 제 2 포맷의 디스플레이를 위해 복수의 4개-컬러 픽셀 소자를 포함하는 제 1 포맷의 인입 픽셀 데이터를 변환하는 방법에 있어서,
    인입 4개-컬러 픽셀 데이터의 각각의 데이터 포인트를 위한 묵시적 샘플 영역을 결정하는 단계;
    상기 디스플레이에서 각각의 4개-컬러 서브픽셀을 위한 재샘플 영역을 결정하는 단계;
    각각의 상기 재샘플 영역을 위한 계수 세트를 형성하는 단계로서, 상기 계수는 그 분모가 재샘플 영역의 함수이고, 그 분자가 상기 재샘플 영역에 부분적으로 겹칠 수 있는 각각의 상기 묵시적 샘플 영역 중 한 영역의 함수인 분수를 포함하는, 형성 단계;
    각각의 묵시적 샘플 영역을 위한 인입 픽셀 데이터를 상기 계수에 곱해서 곱을 초래하는 단계; 및
    각각의 재샘플 영역을 위한 휘도값을 얻기 위해 각각의 상기 곱을 더하는 단계를 포함하는, 인입 픽셀 데이터를 변환하는 방법.
  35. 복수의 4개-컬러 픽셀 소자를 포함하는 제 2 포맷의 디스플레이를 위해 복수의 3개-컬러 픽셀 소자를 포함하는 제 1 포맷의 인입 픽셀 데이터를 변환하는 방법으로서, 상기 3개-컬러 입력은 실질적으로 상기 디스플레이에서 상기 4개 컬러 중 3개 컬러와 매치되는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법에 있어서,
    인입 3개-컬러 픽셀 데이터의 각각의 데이터 포인트를 위한 묵시적 샘플 영역을 결정하는 단계;
    상기 디스플레이에서 각각의 4개-컬러 서브픽셀을 위한 재샘플 영역을 결정하는 단계;
    상기 디스플레이내의 각각의 상기 3개 매칭 컬러에 대해서,
    상기 디스플레이내의 3개 매칭 컬러의 각각의 상기 재샘플 영역을 위한 계수 세트를 형성하는 단계로서, 상기 계수는 그 분모가 재샘플 영역의 함수이고, 그 분자가 상기 재샘플 영역에 부분적으로 겹칠 수 있는 각각의 상기 묵시적 샘플 영역 중 한 영역의 함수인 분수를 포함하는, 형성 단계;
    각각의 묵시적 샘플 영역을 위한 인입 픽셀 데이터를 상기 계수에 곱해서 곱을 초래하는 단계;
    각각의 재샘플 영역을 위한 휘도값을 얻기 위해서 각각의 상기 곱을 더하는 단계; 및
    디스플레이내의 제 4 컬러에 대해서,
    상기 제 4 컬러에 대한 휘도값을 계산하는 단계로서, 상기 제 4 컬러 휘도값은 상기 3개 매칭 컬러 디스플레이 데이터의 계산된 휘도값의 함수를 포함하는, 계산 단계를 포함하는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 제 4 컬러는, 백색, 회색 및 청회색을 포함하는 그룹 중 하나인, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 휘도값 계산 단계는 함수 를 계산하는 단계를 포함하고, 여기서 Ck는 상기 계수를 포함하고, 상기 Rin, Gin, Bin는 입력 데이터 세트의 적색, 녹색 및 청색 성분값을 포함하는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  38. 제 35항에 있어서, 상기 제 4 컬러는 상기 3개의 매칭 컬러 중 단 2개의 조합을 포함하는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 제 4 컬러는, 청색-녹색 및 청록색을 포함하는 그룹 중 하나인, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 제 4 컬러를 위한 상기 휘도값은,
    을 포함하는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
  41. 제 35항에 있어서, 상기 제 4 컬러 서브픽셀은 전체 데이터 공간을 커버하지 않는 재샘플 영역을 포함하는, 인입 픽셀 데이터의 변환 방법.
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