color, para restablecer los subpixeles con subpixeles azules divididos", presentada el 22 de octubre de 2002; (4) solicitud estadounidense No. de serie 10/243,094 ("la solicitud ?94"), titulada "Disposiciones mejoradas de cuatro colores y emisores para restablecimiento de subpixeles", presentada el 13 de septiembre de 2002; (5) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/278,328 ("la solicitud '328"), titulada "Mejoras en disposiciones y distribuciones de subpixeles de exhibidor de panel plano a color, con luminancia azul reducida, bien visible", presentada el 22 de octubre de 2002; (6) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/278,393 ("la solicitud '393"), titulada "Exhibidor a color que tiene disposiciones y distribuciones horizontales de subpixeles", presentada el 22 de octubre de 2002; (7) solicitud de patente estadounidense No. de serie 01/347,001 ("la solicitud ?01") titulada "Disposiciones mejoradas de subpixeles para exhibidores de franja y métodos y sistemas para restablecimiento de subpixeles de los mismos", presentada el 16 de enero de 2003, cada una de las cuales queda incorporada aquí en su totalidad por medio de esta referencia, se describen disposiciones novedosas de subpixeles para mejorar las curvas de costo/rendimiento para dispositivos exhibidores de imagen. Para ciertos grupos repetidores de subpixeles que tienen un número impar de subpixeles en una dirección horizontal, se describen los siguientes sistemas y técnicas para efectuar mejoras, por ejemplo, los esquemas de inversión de punto apropiados, y otras mejoras, y quedan incorporados aquí en su totalidad por medio de esta referencia: (1) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/456,839, titulada "Corrección de la degradación de imagen en exhibidores de cristal líquido novedosos"; (2) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/455,925, titulada "Panel exhibidor que tiene conexiones transversales que afectan la inversión de punto"; (3) solicitud de patente estadounidense No. 10/455,931 , titulada "Sistema y método para efectuar inversión de punto con Excitadores estándar y - -
plano de fondo en distribuciones novedosas de panel de exhibición"; (4) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/455,927, titulada "Sistema y método para compensar los efectos visuales en paneles que tienen ruido de patrón fijo con error de cuantificación reducida"; (5) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/456,806 titulada "Inversión de punto en distribuciones de panel exhibidor novedosas, con excitadores extra"; (6) solicitud de patente estadounidense No. 10/456,838, titulada "Distribuciones de plano de fondo de exhibidor de cristal líquido, y direccionamiento para disposiciones no estándar de subpixeles"; (7) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/696,236, titulada "Corrección de la degradación de imagen en exhibidores de cristal líquido novedosos con subpixeles azules divididos", presentada el 28 de octubre de 2003; y (8) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/807,604, titulada "Planos de fondo de transistores mejorados para exhibidores de cristal líquido que comprenden subpixeles de diferentes tamaños", presentada el 23 de marzo de 2004. Estas mejoras son particularmente pronunciadas cuando se acoplan con sistemas y métodos de restablecimiento de subpixeles, descritos adicionalmente en esas solicitudes y en las solicitudes de patente estadounidenses de la misma propietaria que la presente: (1 ) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/051 ,612 ("la solicitud '612"), titulada "Conversión de datos en formato de pixeles RGB a formato de datos de subpixel con matriz gentil", presentada el 16 de enero de 2002; (2) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/150,355 ("la solicitud '355"), titulada "Métodos y sistemas para restablecimiento de subpixeles con ajuste gamma", presentada el 17 de mayo de 2002; (3) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/215,843 ("la solicitud '843"), titulada "Métodos y sistemas para restablecimiento de subpixel con filtración adaptable", presentada el 8 de agosto de 2002; (4), solicitud de patente estadounidense No. de serie - -
/379,767, titulada "Sistemas y métodos para restablecimiento temporal con subpixel de datos de imagen", presentada el 4 de marzo de 2003; (5) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/379,765, titulada "Sistemas y métodos para filtración adaptable de movimiento", presentada el 4 de marzo de 2003; (6) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/379,766, titulada "Sistema y método de restablecimiento de subpixeles, para ángulos de visión mejorados en exhibidor", presentada el 4 de marzo de 2003; (7) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/409,413, titulada "Serie de datos de imagen con imagen PRE-restablecida con subpixeles", presentada el 7 de abril de 2003, todas las cuales quedan incorporadas aquí en su totalidad por medio de esta referencia. Las mejoras en la conversión y mapeo de gama de frecuencia (gamut) están descritas en las solicitudes de patente estadounidense en trámite, de la misma propietaria que la presente: (1 ) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/691 ,200, titulada "Sistema y métodos para calcular el ángulo de matiz", presentada el 21 de octubre de 2003; (2) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/691 ,377, titulada "Método y aparato para convertir de espacio de color de fuente a espacio de color de blanco RGBW", presentada el 21 de octubre de 2003; (3) solicitud de patente estadounidense No. de serie No. 10/691 ,396, titulada "Método y aparato para convertir de un espacio de color de fuente a un espacio de color de blanco", presentada el 21 de octubre de 2003; y (4) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/690,716, titulada "Sistema y métodos de conversión de gama de frecuencia", presentada el 21 de octubre de 2003, todas las cuales quedan incorporadas aquí en su totalidad, por medio de esta referencia. Se han descrito ventajas adicionales en: (1 ) solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/696,235, titulada "Sistema de exhibición que tiene múltiples modos mejorados para exhibir datos de imagen desde múltiples formatos de fuente de entrada", presentada el 28 de octubre de 2003, y (2) - -
solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/696,026, titulada: "Sistema y método para efectuar la reconstrucción de imagen y el restablecimiento con subpixeles, para efectuar escalamiento para exhibición multimodal", presentada el 28 de octubre de 2003. Adicionalmente se incorporan aquí en su totalidad, por medio de esta referencia, las siguientes solicitudes en trámite, de la misma propietaria que la presente: (1 ) solicitud de patente estadounidense No. de serie (caso del apoderado No. 08831.0064), titulada "Sistema y Método para mejorar el restablecimiento con subpixeles de datos de imagen en sistemas de exhibición sin tiras"; (2) solicitud de patente estadounidense No. de serie (caso del apoderado No. 08831.0065), titulada "Sistemas y métodos para seleccionar un punto blanco para exhibiciones de imagen"; (3) solicitud de patente estadounidense No. de serie (caso del apoderado No. 08831.0067), titulada "Sistemas y métodos para mapeo con gama de frecuencia mejorado, desde una serie de datos de imagen, a otra"; (4) solicitud de patente estadounidense No. de serie (caso del apoderado No. 08831.0068), titulada "Filtros mejorados de restablecimiento con subpixeles, para distribuciones de subpixeles de gran brillo", todas las cuales quedan incorporadas aquí por medio de esta referencia. Todas las solicitudes de patente mencionadas en esta memoria descriptiva quedan incorporadas en ella en su totalidad, por medio de la referencia.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En una modalidad de la presente invención se da un exhibidor que comprende sustancialmente un grupo repetidor de subpixeles. El grupo repetidor de subpixeles puede consistir de un subpixel blanco o sin filtrar, junto con otros subpixeles de color primario. Alternativamente, el grupo repetidor de subpixeles puede consistir de subpixeles multiprimarios novedosos. En otra modalidad más de la presente solicitud se da un exhibidor que comprende sustancialmente un grupo repetidor de subpixeles novedoso, y una luz de fondo, donde la luz de fondo es ajustada para dar un punto blanco equilibrado cuando todos los subpixeles están plenamente conectados. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los dibujos anexos, que están incorporados aquí, y que constituyen parte de esta memoria descriptiva, ilustran a manera de ejemplo las implementaciones y las modalidades de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. Las figuras 1 a 4 son varias modalidades de distribuciones de gran brillo, cuando se forman de acuerdo con los principios de la presente invención. Las figuras 5A y 5B son comparaciones, lado a lado, de una distribución de franja o franja RGB, convencional, contigua a una modalidad de la presente invención, respectivamente. Las figuras 6A y 6B son comparaciones lado a lado de una distribución de franja RGB convencional, contigua a otra modalidad de la presente invención, respectivamente. Las figuras 7A y 7B son comparaciones lado a lado de una distribución de franja RGB contigua a otra modalidad más de la presente invención, respectivamente. Las figuras 8 a 11A-C son otras diversas modalidades de distribuciones de gran brillo, cuando se forman de acuerdo con los principios de la presente invención. La figura 12 es una modalidad de localización de regiones de disclinación con respecto a la matriz de negro para distribuciones de gran brillo y otras distribuciones. La figura 13 es una modalidad de distribución de subpixel en triada delta, de gran brillo.
Las figuras 14 y 15 son modalidades adicionales, similares a las figuras 2 y 3, en las que los subpixeles de color están en un retículo hexagonal. La figura 16 es una modalidad adicional, similar a la figura 4, en la que los subpixeles están formados a lo largo de una línea diagonal diferente. La figura 17 es una modalidad adicional, que es similar a la figura 11 A, pero en la que están colocados los planos de color sobre un retículo cuadrado. Las figuras 18 a 24 son modalidades adicionales, en las que los subpixeles blancos están desplazados. Las figuras 25 a 28 son modalidades adicionales de las modalidades previas, pero mostradas como imágenes simétricamente opuestas.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Se hará referencia ahora detalladamente a implementaciones y modalidades, cuyos ejemplos están ilustrados en los dibujos anexos. Siempre que sea posible, se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos, para hacer referencia a las mismas partes o a partes similares.
Los exhibidores de cristal líquido a color RBW, y las imágenes naturales. El "mundo real" es un sistema de color substractivo. Excepto por las relativamente raras fuentes luminosas emisoras, tales como los LED y los láseres, no se encuentran colores saturados de gran brillo en las escenas del mundo real, que sean observados por el sistema visual humano en el curso de la vida diaria del individuo. En la experiencia diaria se forman los colores mediante luz blanca relativamente brillante que cae sobre objetos pigmentados que absorben cierta porción de la luz y que reflejan el resto. Los colores son formados por la parte selectivamente absorbente del espectro, y otra parte reflejante del espectro. Los objetos no saturados en color, tales como los objetos blancos y los de colores pastel, pueden reflejar sustancialmente la mayor parte de la luz, siendo así radiométrica y visualmente más brillantes que los objetos de color saturados. Inversamente, los objetos que forman colores saturados absorben la mayor parte de la luz y reflejan únicamente una banda angosta (o varias bandas, en el caso del púrpura o el magenta) del espectro completo de luz que incide sobre ellos. Esto reduce la brillantez de los objetos de color saturado, en comparación con los objetos de color no saturado. Esto es aplicable especialmente para los colores saturados que están más cerca de las esquinas del triángulo de color de rojo, verde y azul, de modo que para obtener estos colores, la luz debe estar en bandas de longitud de onda muy angostas. Adicionalmente, ocurren reflexiones especulares en las superficies de los objetos, que no alteran sustancialmente el espectro de luz que incide sobre ellos, lo que produce resaltos de reflexión que no están saturados de color, incluso en objetos que son observados como fuertemente saturados de color, en la reflexión lambertiana. Estos resaltos son porciones sumamente brillantes de muchas escenas naturales (por ejemplo, la reflexión parecida a espejo de una luz superior sobre una bola de billar de color, es blanco, no de color). De tal manera, por su propia naturaleza, las escenas del mundo real pueden tener objetos brillantes no saturados en color, y objetos más oscuros, saturados en color. Algunas imágenes naturales tienen colores fuertemente saturados. En estas imágenes, los colores rojo, verde y azul más brillantes son con mucho más oscuros que el blanco formado en las imágenes naturales. Incluso el amarillo que se puede formar de una mezcla de rojo y verde, puede no ser tan brillante como el blanco. Otras imágenes, — típicamente las fotografías de objetos en interiores (por ejemplo, las caras) — , podrían no tener objetos tan brillantemente coloreados. Cuando se examina la ocurrencia estadística de colores fuertemente saturados frente a colores no saturados, se encuentra que los colores saturados son relativamente raros en las imágenes naturales. Cuando ocurren los colores saturados, son bastante oscuros. Además, dada la naturaleza substractiva de la formación del color en los escenarios naturales, son casi inexistentes los colores saturados brillantes. Para que los exhibidores electrónicos hagan naturales las escenas, lo mejor que se podría hacer es que fuesen capaces de crear colores no saturados en color, muy brillantes, y colores fuertemente saturados, más oscuros. Al inspeccionar las capacidades del sistema convencional de los tres primarios RGB, se nota que es un sistema de color aditivo, cuya brillantes de color no saturado está limitada a la adición de colores parcialmente saturados. La gama de frecuencia del color con brillantez/saturación del sistema RGB generalmente tiene colores más brillantes, no saturados; pero no puede reproducir los colores no saturados, muy brillantes., Hay una avenencia entre la brillantez de los colores no saturados y la gama de frecuencias de saturación de color, del exhibidor de luz de fondo filtrada. Cuanto más saturados sean los filtros de color, menos colores filtrados pueden ser añadidos a la brillantez no saturada. Esto crea una compresión de luminancia/saturación, en la que los colores no saturados son reducidos en su brillantes, y los colores saturados son comprimidos, desnaturalizados, para ajusfar dentro de las limitaciones del sistema de arreglo o avenencia. Se requiere otro sistema de formación de color para obtener mejor exhibición de imágenes naturales. Los exhibidores de cristal líquido del tipo RGBW proveen un primario adicional: el blanco. Estos subpixeles blancos son sustancialmente más brillantes que los subpixeles rojo, verde y azul, puesto que el blanco está formado usando un filtro transparente que permite que pase sustancialmente la totalidad de la luz, mientras que los otros tres colores son formados filtrando toda la banda del espectro, excepto una banda angosta. Puesto que dichos - i n ¬
filtras no son filtros de paso de banda ideales, la transmisividad es menor del 100 por ciento, aun en las longitudes de onda de paso de banda deseadas, lo que oscurece adicionalmente el subpixel. El subpixel blanco puede tener hasta cuatro o más veces la brillantez de los subpixeles de color. Así pues, el uso de un subpixel blanco incrementa significativamente la brillantez del panel cuando se exhiben colores no saturados. Si la cuarta parte del área del panel se usa para los subpixeles blancos, se reduce en la cuarta parte la brillantez de los subpixeles RGB restantes. Sin embargo, los colores no saturados pueden ser formados con una contribución del subpixel blanco brillante, lo que da una brillantez significativamente mayor. El panel resultante tiene una forma de envolvente de gama de frecuencia de brillantez/color que está más cercana a la del "mundo real". La pérdida de brillantez de los colores saturados es una avenencia aceptable si se consideran las estadísticas de las imágenes naturales. Sin embargo, como la selección de los primarios convencionales RGB fue un compromiso entre la saturación deseada de los primarios y la brillantez de los colores no saturados, la introducción del subpixel blanco ofrece un nuevo punto de optimización. Puesto que el subpixel blanco provee la mayor parte de la brillantez de los colores no saturados, la saturación de los primarios RGB se puede incrementar con sólo una disminución menor en la brillantez de los colores no saturados. Esta disminución puede ser contrarrestada incrementando la proporción de abertura del subpixel con proporción de aspecto 1 :2 para algunos paneles (por ejemplo, pequeños), con su densidad de subpixel horizontal reducida, en comparación con la proporción de aspecto 1 :3 de subpixel, encontrada en los exhibidores de franja RGB convencionales. Esto puede dar por resultado un exhibidor de RGBW que tenga tanto mayor brillantes como envolvente de saturación en cada punto, en comparación con el exhibidor convencional de RGB. Los colores totalmente saturados pueden ser más oscuros en el sistema RGBW, en comparación con el sistema RGB; pero a los máximos de saturación de los puntos del sistema RGB, la brillantez de RGBW puede ser igual o mayor. De tal modo, no ocurre pérdida real en la brillantez del color. Dicho sistema RGBW se aproxima más a la envolvente y las estadísticas de imagen natural del "mundo real", proporcionando mayor brillantez y saturación más profunda. La presente invención describe una pluralidad de distribuciones de gran brillantes para los exhibidores. Estas distribuciones, a su vez, pueden ser impulsadas por diversos algoritmos de mapeo Gamut (GMA) (gamut = gama de frecuencia), ya sea en la técnica anterior o como se describe en muchas aplicaciones incorporadas aquí. Adicionalmente, con el uso de algoritmos de restablecimiento con subpixel (SPR), como los descritos en las solicitudes incorporadas en la presente, dichos paneles pueden mantener la precisión de color al mismo tiempo que bajan el costo e incrementan el contraste. Tal como se describió en otras aplicaciones incorporadas por medio de la referencia, una modalidad de un algoritmo SPR trata el subpixel blanco como otro primario de color. A partir de las bases de la teoría del color, esta modalidad transforma los valores del RGB de entrada usando multiplicación de matriz lineal. Esto da por resultado una transformación que mantiene el matiz y la saturación de todos los colores. El incremento de brillantez de RGB a RGBW puede ser lineal y un multiplicador constante para todos los colores dentro de la envolvente de gama de frecuencia (gamut) de brillantez/saturación de RGBW. En el caso improbable de que un color saturado brillante en la imagen sobrepase la envolvente gamut de brillantez/saturación de RGBW, una modalidad mapea el color al color más brillante a ese mismo matiz y esa misma saturación que puede lograr el exhibidor. Esto puede ser una avenencia razonable, ya que el sistema humano de visión no mide brillantez absoluta, sólo brillantez relativa.
Adicionalmente, los colores fuertemente saturados, muy brillantes, ocurren raramente en las imágenes naturales. Así pues, disminuir ligeramente la brillantez pico de un color saturado, no distorsiona severamente una imagen; mientras que la saturación y el matiz son reconocidos generalmente y son notables cuando se distorsionan.
Distribuciones de gran brillo para exhibiciones Una vez discutidas algunas de las ventajas y avenencias de las distribuciones de gran brillo (por ejemplo, RGBW), se describirá ahora varias modalidades de dichas distribuciones. La figura 1 ¡lustra una modalidad de distribución 100. La distribución 100 comprende sustancialmente una pluralidad de grupos 102 de subpixeles repitientes, que comprenden adicionalmente subpixeles blanco (por ejemplo, sin filtro de color) 104, verde 106, rojo 108 y azul 110. Como se puede ver, los subpixeles blancos son la mayoría de todos los subpixeles y pueden comprender opcionalmente una dimensión menor y/o un área menor que los demás subpixeles de color. El valor de colocar el blanco sobre la mayoría de los subpixeles más delgados, es que proveen gran profundidad en la función de transferencia de modulación (MTF). Se da el mismo efecto a la ocurrencia más alta de subpixeles verdes, en comparación con los subpixeles rojos y azules. Para subpixeles que restablezcan esta exhibición, los subpixeles blancos pueden ser mapeados de uno en uno con una serie de datos convencionales entrantes (por ejemplo el formato RGB o cualquier otro formato de datos adecuado). Luego se pueden restablecer en subpixel los colores, se pueden filtrar para eliminar las melladuras cromáticas a fin de mantener el color apropiado, de la manera descrita en varias solicitudes incorporadas aquí como referencia. Además, se puede ajustar la fase de los plano ya sea para que se vuelva coincidente con la serie de datos entrantes, o bien que quede 180° fuera de fase con la alineación del subpixel blanco, según se desee. Lo primero puede ser adecuado para texto y otras imágenes que no estén limitadas en banda; lo segundo puede ser adecuado para restablecimiento en subpixel de imágenes o de supermuestreo para texto, glifos, etc. También se pueden beneficiar los sitios de subpixel de color del restablecimiento por interpolación/su bpixel para reconstrucción apropiada de imagen digital, de las imágenes de banda limitada. Se debe notar que se puede ajustar la temperatura de color de la luz de fondo para que tenga más energía magenta, roja y azul, que la del LCD RGB típico, para dar un blanco equilibrado. Alternativamente se puede ajustar los subpixeles verdes hacia el punto de verde superior en el gráfico CIE 1931 , lo que disminuye su brillo, pero aumenta su saturación de color, para dar mejor gamut de color y equilibrio apropiado de blanco. Otra alternativa podría ser combinar los efectos de las dos modalidades anteriores. También se debe notar que este restablecimiento tiene un límite MTF (MTFL) en el límite Nyquist de los subpixeles blancos, en todas direcciones. Se puede pensar en MTFL como el número máximo de líneas negras y blancas que se pueden restablecer simultáneamente sin melladura cromática. Se apreciará que la presente invención comprende todas las imágenes simétricamente opuestas de los grupos de subpixel repitiente y otras simetrías posibles para la figura 1 y para todas las figuras descritas aquí. Adicionalmente las asignaciones de posición del subpixel de color también están sujetas a cambio sin salirse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, las posiciones de los subpixeles rojo y azul de la figura 1 se pueden cambiar o trasponer dentro del alcance de la presente invención. Además, las posiciones de los subpixeles verdes se pueden cargar con los subpixeles rojos y azules dentro del alcance de la presente invención. Otra serie de modalidades para la presente invención incluyen: para cada distribución de subpixeles mostrada aquí, que tiene un subpixel "blanco", una modalidad adicional reemplazaría algunos de los subpixeles "blancos" o todos ellos, con los colores "amarillo", "gris" o "azul-gris" (por ejemplo, sin color pero totalmente transmisivos). El amarillo, el gris o el azul-gris no tienen la misma transmisividad que el blanco; sin embargo, el amarillo, el gris o el azul-gris sí presentan transmisividad y también proveerían funcionamiento de brillo "alto". Para distribuciones de subpixeles que emplean rojo, verde, azul, blanco y ciano, podría ser conveniente reemplazar algunos de los blancos, o todos, con el color "rosa". Otras dos modalidades de las distribuciones de gran brillo están mostradas en las figuras 2 y 3. Como con la figura , los subpixeles blancos son la mayoría de los subpixeles, y opcionalmente pueden tener tamaño o dimensión disminuidos. Esto da un funcionamiento elevado de límite de MTF. El patrón repitiente 202 de la figura 2 comprende subpixeles rojo, verde y azul, así como un subpixel ciano 204 (mostrado con líneas de hachurado horizontales más finas que las de los subpixeles azules en estas figuras). Esto quizás pueda tener más resolución azul que la requerida, pero la disposición debe ser fácil de fabricar y de restablecer con subpixel. Para equilibrio del color blanco la luz de fondo puede tener más energía roja para contrarrestar la transmisión incrementada de ciano, que la luz de fondo típica para la exhibición RGB en LCD. Alternativamente, el verde y el ciano pueden ser colores más oscuros, más puros, hacia el pico del verde del gráfico CIE 1931 , lo que da por resultado un exhibidor de alta temperatura de color. Esta disposición puede permitir una exhibición de elevada gamut de color brillante, con alto límite de MTF, y elevado límite de SPR Moiré. Dado que el subpixel blanco aumenta la brillantez en el sistema y que el uso del color ciano tiende a dar una gamut más amplia de color, puede ser ventajoso fijar los puntos de color de los subpixeles de minoría para que sean más profundamente saturados para que den por resultado una gamut de color amplia. La figura 3 ¡lustra una alternativa para un sistema de cinco colores, un sistema RGMCW, que permite un funcionamiento con límite MTF todavía mayor, a expensas del funcionamiento azul intenso. El grupo 302 de subpixeles repitientes comprende subpixeles rojo, verde, ciano (204) y magenta (304). En otra modalidad, puede ser posible desplazar verticalmente los subpixeles blancos de mayoría, del retículo de minoría a 180° para expandir el límite SPR Moiré a un círculo completo. Como estas distribuciones tienen un retículo cuadrado de subpixeles blancos, el límite MTF monocromático exhibido es un límite cuadrado de límite MTF, lo que coincide con el del sistema de franja RGB convencional. La figura 4 es otra modalidad más de una distribución 400 de gran brillo. Su grupo de subpixeles repitientes es un grupo 402 de 3 x 6 subpixeles, donde los subpixeles de color comprenden subpixeles rojo, verde y azul, en un patrón de mosaico. Aquí los subpixeles blancos nuevamente son los subpixeles de mayoría y opcionalmente son más angostos que los subpixeles de los demás colores. Los subpixeles de colores RGB son iguales en número y en tamaño. Esta exhibición puede tener la virtud de usar un color de luz de fondo convencional y tener un blanco puro al máximo brillo cuando todos los valores de subpixel están plenamente "conectados". Este panel también puede ser inmune a los corrimientos de color cuando ocurren corrimientos de máscara durante la fabricación. Este panel tiende a tener un límite alto de MTF de luminancia, hacia las esquinas, así como un límite Moiré extendido. Sin embargo, puede tener un límite MTF de crominancia sumamente asimétrico, como con el patrón de mosaico clásico. Como la tercera parte del área del panel es blanco de alto brillo, es de esperar que el brillo sea significativamente mayor que en un panel RGB tradicional, usando los mismos puntos de filtro de color. Esta brillantez incrementada del blanco puede usarse para negociar algo de la ganancia de brillo para el incremento de la gamut de color para un producto de TV o de HDTV, usando saturación mayor, pero menor transmisión de los filtros de color, como se describió previamente.
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Como alternativa, se podría alterar la proporción de anchura de subpixel como se desee, para negociar el brillo de blanco/COLOR. Por ejemplo, se podría fijar los dos tamaños de manera idéntica, lo que da un valor de blanco con más brillo, pero menor brillo de color saturado. Este ejemplo tiene el beneficio adicional de usar subpixeles del mismo tamaño, con una proporción de aspecto de uno a dos (1 :2), — o, alternativamente, de uno a tres (1 :3) — siendo muy fácil diseñar y fabricar con las reglas de diseño de la presente. Otra alternativa más podría ser colocar los subpixeles rojo, verde y azul en franjas verticales u horizontales. En la solicitud en trámite '094, se había propuesto la distribución de la figura 5B, donde el tamaño de pixel tiene una proporción de aspecto de 2:3 (ancho:alto). Esto puede dar por resultado visibilidad incrementada de pixel, cuando se compara con la franja RGB a la misma resolución. Así pues, la figura 5B muestra un grupo repitiente 502 de distribución similar, con subpixeles rojo, verde, azul y blanco; pero con una proporción de aspecto de uno a tres (1 :3) de franja RGB convencional, mostrada para comparación en la figura 5A. Una ventaja es que la distribución puede utilizar la disposición TFT de franja RGB existente. Se debe notar que los tamaños de pixel son idénticos, pero que el orden de color ha cambiado. El ciclo de repetición es de 2x3 pixeles. Los pixeles blancos están mostrados en línea dentro de una fila, pero también se puede hacer que alternen para otra modalidad. La resolución para este diseño debe ser 2x en el eje horizontal, en comparación con la franja RGB, y 1x en la vertical. Se puede ajusfar el restablecimiento con subpixel para efectuar un escalamiento en la horizontal, o se puede usar un chip de video para muestrear los datos a una velocidad 2x en el eje horizontal. En cada caso, el desempeño del LCD debe mejorar con menos ruido Moiré y más MTF. La ganancia de brillo para la transmisión de filtro de color de 25% debe ser ((5/6)*25+(1/6)*100)/25 = 37.5/25 = 1.5.
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La figura 6B es otra modalidad más (mostrada contigua al panel con franjas RGB de la figura 6A), que tiene un grupo repitiente 602. En esta modalidad, los subpixeles tienen un tamaño sustancialmente igual para mantener el equilibrio de blanco. El grupo repitiente 602 es de 2 x 4 subpixeles. Se debe notar que el número de colores es el mismo dentro de un grupo repitiente (R, G, B, W). Esto debe dar por resultado un blanco equilibrado con luces de fondo existentes. En este caso, la resolución horizontal y la resolución vertical deben ser iguales que en la franja RGB, pero el número de excitadores de columna y los TFT se reduce en una tercera parte. La ganancia de brillo depende de la transmisión de filtro de color; suponiendo una transmisión de 25% (típica) para los filtros de color, y 100% para el blanco, entonces la transmisión para la pantalla blanca es (3/4)*25+(1/4)*100 = 175/4 = 43.75%, que es aproximadamente una ganancia de 43.75/25 = 1.75. La figura 7B (mostrada contigua a la distribución de franja RGB de la figura 7A, por comparación), es una variación de la figura 6B. En este caso, el grupo repitiente de subpixeles 702 es el mismo del grupo 602, pero en la proporción de aspecto 1 :3. En este caso, la resolución en la horizontal tiende a incrementarse en 1.5x. Este diseño usa la distribución de TFT existente y los elementos electrónicos de excitación, sin ahorros de costo, pero la resolución y el brillo tienden a incrementarse. La ganancia de brillo es similar a como se hizo notar anteriormente. Ahora bien, el brillo con las distribuciones novedosas de gran brillo descritas aquí pueden tener impacto en la aplicación portátil (por ejemplo, en teléfonos celulares) y en el mercado de la TV, como consecuencia. Como con el uso de los LCD de franja RGB típica, la transmisividad del LCD típicamente es de 5 a 10 por ciento, dependiendo del filtro de color y de la transmisión de polarizador, así como de la "proporción de apertura" de la distribución de TFT. Así pues, para obtener una salida de 500 cd/m2, puede ser necesario hasta 5,000-10,000 cd/m2 de salida de la luz de fondo. Esto puede incrementar el costo e incrementar el calor del sistema de TV. En aplicaciones portátiles, esto puede reducir la vida de la batería. Con las distribuciones novedosas de gran brillo descritas aquí, se puede reducir el brillo de la luz de fondo hasta a la mitad de lo que se requiera por los sistemas con franja RGB convencionales que tengan sustancialmente la misma resolución. Esta disminución en el brillo de la luz de fondo es posible: (a) al aumentar la proporción de apertura usando estas distribuciones novedosas; y (b) al incrementar la transmisión del sistema, añadiendo subpixeles blancos. En estas modalidades, la brillantes del sistema puede mejorar hasta en 1.75 veces o, alternativamente, se puede reducir la energía en más de 40%. En el caso de TV de LCD para uso doméstico, esto puede significar una reducción en el número de lámparas de 16 a 10, para un ahorro importante en energía, costo y calor, al mismo tiempo que se mantiene un brillo promedio. Para todas estas distribuciones de gran brillo es posible discutir una "Figura de Mérito" (FOM) para ayudar a comparar el desempeño de estas distribuciones. Una FOM simplificada podría ser el número de pixeles expresados por la MTFL, en cada eje dividido por los subpixeles, expresado como porcentaje. Por ejemplo, el patrón "Quad" RGBW convencional, que tiene como grupo repitiente: G B R W es un patrón cuadrado. Para carteleras grandes, se implementa el patrón Quad mediante cuatro lámparas incandescentes, dispuestas en una unidad repitiente de patrón cuadrado. Se forman los primarios de color mediante pinturas de pigmento sobre las lámparas. La pérdida de brillo es importante; de tal manera, la lámpara blanca sin filtrar provee mucho del brillo necesario. El patrón Quad es tratado típicamente como un pixel cuadrado. Aunque se puede aplicara restablecimiento con subpixel (y, de tal manera, mejorar), el patrón Quad no es tan bueno como las distribuciones novedosas aquí descritas, ya que el Quad requiere de dos líneas de subpixeles en cualquier eje para extraer una sola línea blanca. Puesto que se toman cuatro subpixeles para igualar un "pixel", el valor FOM es 25 por ciento. La figura 8 es otra modalidad que comprende sustancialmente el grupo repitiente 802 con sus subpixeles en una proporción de aspecto 1 :2. Esta distribución puede tener menos límites de borde que den lugar a disclinaciones de cristal líquido y, por lo tanto, tiene mayor contraste que un LCD basado en Quad RGBW e incluso la franja RGB. Esta distribución, al igual que la Quad anterior, tiene un área blanca de 25%; así que puede tener aproximadamente 75% a 100% de más brillo que un panel de franja RGB con la misma resolución. Se debe notar que cada color está en un retículo cuadrado a 45°. Esta distribución requiere únicamente de una fila de subpixeles para dibujar una sola línea blanca; mientras que requiere de dos columnas de subpixeles. De esa manera, el valor de la figura de mérito es 50%. La figura 9 es otra modalidad más, que comprende sustancialmente el grupo repitiente 902. Puede ser ventajoso para teléfonos móviles de muy alta resolución (300+ dpi). Conforme se reduce la resolución azul en esta distribución, puede ser conveniente usar una luz de fondo de alta temperatura de color para garantizar que esté disponible suficiente luz azul para mantener el panel a un color blanco deseado cuando todos los subpixeles están encendidos a valor pleno. Como el área blanca es únicamente el 17%, el incremento de brillo es aproximadamente 50%. La proporción de aspecto de los subpixeles puede ser de dos a tres (2:3) (o, alternativamente, 1 :3). Para la distribución de la figura 9 se puede ver que la FOM para esta capa es 66%. La figura 10 es otra modalidad más que tiene el grupo de subpixeles repitiente 1002. Como los subpixeles quedan a una proporción de aspecto de uno a tres (1 :3), puede ser fácil utilizar los planos de apoyo existentes para esta distribución. Entonces esta distribución tendría un MTFL más alto en el eje horizontal que el RGB convencional al que reemplaza. Sería también aproximadamente 75 por ciento más brillante. La resolución horizontal adicional puede reducir adicionalmente la distorsión de Moiré. Si la señal de entrada tiene resolución mayor, tal como escalando en sentido descendente una señal 1080i a 720p de un LCD de HDTV, o 720p en una TV 480i, este panel puede mostrar hasta 50% mayor resolución horizontal que el panel de franja RGB, mostrando así toda la resolución horizontal del formato de resolución más alto. La figura 11A es otra modalidad más de una distribución de alto brillo que tiene un grupo 1102 repitiente de 4 x 8 subpixeles. Como se puede ver, los subpixeles son de forma diferente a la rectangular tradicional. Los subpixeles blancos (mostrados sin hachurado) son los subpixeles de mayoría y opcionalmente tienen un tamaño o dimensión menor que los subpixeles de color que comprenden rojo, verde, azul y ciano, en esta modalidad. Como se puede ver, los subpixeles blancos podrían ser intersticiales (por ejemplo, desplazados 80 grados) respecto a los subpixeles de color. Como se puede ver también, el grupo 1102 de subpixeles repitiente es mayor que los otros mostrados en otras figuras, debido a que los subpixeles de color están colocados en un retículo hexagonal. Una posible ventaja de un retículo hexagonal es que puede tender a dispersar las energías de Fourier en más direcciones y puntos. Otra posible ventaja es que cada fija contiene los cuatro colores así como los subpixeles blancos, lo que permite que las líneas horizontales sean negras y blancas, totalmente nítidas, sin melladura cromática. Se apreciará que todos los grupos repitientes de subpixeles en todas las figuras mostradas aquí también pueden ser colocados en un retículo hexagonal, de una manera similar, y está contemplado esto dentro del alcance - -
de la presente invención. La figura 11 B es otra modalidad de una distribución de gran brillo, donde la mayoría blanca de subpixeles está desplazada verticalmente con respecto a los subpixeles de la minoría. Esto tiende a expandir el límite de Moiré SPR a un círculo completo. Si las distribuciones tienen un retículo cuadrado de subpixeles blancos, el límite MTF monocromático exhibido es un límite cuadrado del límite MTF; que coincide con el del sistema convencional de franja RGB. Se apreciará que todas las distribuciones descritas aquí pueden estar hechas para que tengan los subpixeles blancos dispuestos verticalmente de esa manera y el alcance de la invención incluye esas alternativas. La figura 11C es otra modalidad más de una distribución de gran brillo en la que un subpixel blanco reemplaza a un subpixel azul, en un patrón de triada en delta. Si bien están mostrados los subpixeles como puntos en la figura 11C, por supuesto se los puede implementar como subpixeles rectangulares o de otras muchas formas, según se desee. Como se mencionó con anterioridad, se fija el contraste de LCD mediante muchos parámetros, incluyendo la fuga de luz desde las disclinaciones u otras distorsiones de LC alrededor de los bordes de los subpixeles. Para cancelar la luz que viene de esas regiones, se puede agrandar la matriz negra para que cubra esas regiones. Esto puede reducir la transmisión de la luz, pero también puede mejorar el contraste. La figura 12 muestra una posible modalidad. La matriz negra está agrandada, adyacente al filtro de color 1202, y tiende a ocultar las regiones de disclinación 1206 que quedan debajo. En muchas de las modalidades descritas aquí, (así como en muchas aplicaciones incorporadas aquí), la distribución usa subpixeles que son más anchos que la franja RGB normal, lo que tienda a dar por resultado un incremento de 10 a 100% en la proporción de apertura, dependiendo de la densidad de pixeles. Se puede mantener constante la matriz negra y la transmisión de luz aumenta. Sin embargo, también puede ser conveniente "ceder" algo de la ganancia en la transmisión de luz e incrementar la anchura de la matriz negra para que cubra más de la región de disclinación en el borde del pixel. Esto puede mejorar el contraste total al reducir el brillo en estado oscuro, del LCD. El brillo en estado brillante puede ser mayor debido a la transmisión incrementada; de tal manera, se mejorará la proporción de contraste. Además, la matriz negra puede ser ajustada diferencialmente para regiones de diferente color, diferentes subpixeles, de tal manera que los subpixeles más brillantes, tales como blanco, verde o incluso ciano, tengan más área en la periferia cubierta por la matriz negra, para reducir la fuga de las disclinaciones, incrementando de esa manera el contraste al mismo tiempo que se mantiene en cierta medida el brillo saturado de los colores más oscuros, tales como el rojo y el azul. Cada uno de los subpixeles de color puede se ajustado de esta manera independientemente, como se desee. Por ejemplo, el blanco puede tener la mayor parte de su área cubierta por la matriz negra para que tenga mayor impacto sobre el contraste de las imágenes. Aunque se han descrito las disclinaciones como la fuente de fuga de luz alrededor de los bordes de los pixeles, la presente invención no está restringida a ese fenómeno únicamente. En otros diseños la fuga de luz puede ser provocada por efectos de campo provocados por el borde de los electrodos, tales como patrones de galones en diseños MVA o IPS. La matriz negra ampliada ayudará a ocultar también esas fuentes de fuga de luz. Se apreciará que este concepto se aplica igualmente bien a la distribución que tiene tres colores (es decir, que utiliza únicamente rojo, verde y azul como subpixeles), u otra distribución multiprimaria (es decir, que no usa blanco como un subpixel), así como cualquier diseño RGBW. Si bien las distribuciones que están descritas aquí son adecuadas para exhibidores de LCD, estas distribuciones tienen aplicación también en el área de exhibidores a base de lámparas incandescentes, exhibidores a base de diodos emisores de luz (tanto orgánicos - -
como inorgánicos), paneles de exhibición de plasma (PDP), y otras muchas tecnologías de exhibición. La figura 13 es una modalidad de una distribución de subpixeles en triada delta, que corresponde sustancialmente a las asignaciones de color en la figura 11C. Por supuesto, la presente invención incluye imágenes simétricamente opuestas y otras simetrías de esta modalidad particular. Las figuras 14 y 15 son modalidades adicionales que son similares a las figuras 2 y 3, en las que los subpixeles de color individuales están colocados en un retículo hexagonal, en oposición a un retículo cuadrado. La figura 6 es una modalidad adicional que es similar a la figura
4, pero en la cual, además, los subpixeles de color forman un patrón de franja diagonal diferente, como se ve en la figura 4. La figura 17 es otra modalidad que es similar a la figura 11A, pero en la cual están colocados planos de un solo color en un retículo cuadrado, en oposición a un retículo hexagonal. Las figuras 18 a 24 son modalidades de otras figuras previamente mostradas aquí, pero con los subpixeles blancos desplazados como se muestra. Las figuras 25, 26, 27 y 28 son modalidades de varias figuras previamente mostradas aquí, pero ¡lustrados como sus simétricos opuestos. Aunque se ha descrito la invención con referencia a una modalidad de ejemplo, quienes tengan experiencia en la materia entenderán que se pueden hacer varios cambios, y se pueden sustituir con equivalentes sus elementos, sin salirse del alcance de la invención. Adicionalmente se pueden efectuar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas, sin salirse de su alcance esencial. Por lo tanto, se pretende que la invención no esté limitada a la modalidad particular descrita como la mejor manera contemplada de poner en práctica esta invención; sino que la invención incluirá todas las modalidades que queden dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.