TW201401254A - 電子顯示器 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種包含一有限彩色顯示器之電子器件及一種驅動該顯示器之方法。該顯示器具有一陣列像素、用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者之一驅動器及一濾色器，該濾色器與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素。該方法包含接收一目標影像；藉由判定該顯示器內的每一子像素之一亮度值，針對該目標影像產生一亮度影像；藉由判定在該亮度影像內的不同色彩之該等多個子像素中之每一者的一輸出值，自該亮度影像產生一輸出信號；及將該輸出信號輸出至該驅動器以驅動該顯示器。

Description

電子顯示器 發明領域

本發明大體係關於一種電子顯示器。本發明亦係關於用於處理待在電子顯示器上顯示之影像之方法及裝置。

發明背景

存在各種類型之電子顯示器，例如，諸如電泳、電濕潤、電流體及光子之反射性顯示器，或諸如LCD之發射性顯示器。此等電子顯示器可併入於電子文件閱讀器中，該電子文件閱讀器為諸如在顯示器上向使用者呈現文件以使得使用者能夠閱讀文件之電子書之器件。

當自發射性顯示器(諸如，ICD、OLED及電漿)移除電力時，該等顯示器回復至關狀態。此狀態為已知的，且可自此起始點準確地驅動任何色彩。反射性顯示器(例如，電泳顯示器)由於其保留寫入至其之最後影像而不同。因此，顯示器必須在其經重寫前未經寫入。電泳顯示器為經設計以模仿紙上的普通墨水之外觀之顯示器，且可被稱為電子紙、e紙及電子墨水。電泳顯示媒體不同於多數顯示 技術。

通常，在電泳顯示器上顯示之影像為灰階的(或單色的)。使用黑白顯示器顯示彩色文件常導致重要資訊之丟失。可按灰度級顯現用以區別內容之不同部分的色彩，灰度級如此類似，以致難以分辨差異。類似地，可將彩色文字轉換至淺得難以閱讀之灰度級。

表說明一些資訊顯示器及列印媒體的最大對比率、獨特色彩之數目及典型解析度。

如上闡述，e紙顯示顯示器較之一些其他顯示技術具有獨特的挑戰；其既不支援LCD具有的色彩之數目，亦不具有列印媒體為實現有效的「半色調」或「混色」而具有的解析度。當顯示原先針對色彩顯示或列印設計之內容時，此等不足可導致使用者對品質之降級的察覺，且在最糟情況下，可易於丟失資訊。

此等挑戰並不為e紙顯示器所獨有，且存在具有有限色域、有限色彩/灰影數目及/或有限動態範圍及/或對比度之其他顯示器。在存在此等挑戰之情況下，本申請者已因此認識到對改良之顯示器(特定言之，但不限於電泳顯示器)的需求。此等顯示器被稱作「有限色彩」顯示器。改良可與表示影像的資料之處理有關，其可在電子文件閱讀器自身內或在分開的電子器件(例如，膝上型電腦、行動電 話等)中進行。

發明概要

根據本發明之第一態樣，提供一種驅動一顯示器之方法，該顯示器具有一陣列像素、用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者之一驅動器及一濾色器，該濾色器與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素，該方法包含：接收一目標影像；藉由判定該顯示器內的每一子像素之一亮度值，針對該目標影像產生一亮度影像；藉由判定在該亮度影像內的不同色彩之該等多個子像素中之每一者的一輸出值，自該亮度影像產生一輸出信號；及將該輸出信號輸出至該驅動器以驅動該顯示器。

產生亮度影像之步驟可被視為編碼亮度資訊。藉由針對每一子像素產生一亮度值，產生步驟可被視為以全解析度編碼亮度資訊。產生具有針對子像素中之每一者之輸出值的輸出信號之步驟可被視為覆疊色彩解析度。換言之，內容可被視為在第一步驟中按單色解析度顯現，且作為第二步驟，在頂部上「增加」濾色器。因此，在不考慮需要表示目標影像之色彩的情況下產生亮度影像。一旦已產生亮度影像，產生輸出信號便包含判定是否需要特定子像素來產生所需色彩。自亮度影像產生輸出信號。

產生該亮度影像可包含用具有多個單元之一柵格(或矩陣)覆疊該目標影像，其中每一單元對應於該濾色器內的該等多個子像素中之一者。

若該子像素(或該柵格內對應於該子像素之單元)覆蓋少於一臨限量之該目標影像，則可將該亮度值設定至表示黑色之一值。若該子像素(或單元)覆蓋多於一臨限量之該目標影像，則可將該亮度值設定至表示白色之一值。白色可藉由灰色表示完全亮度及部分亮度。可存在多個灰影以表示多個亮度狀態。該臨限量可為50%。

該亮度影像可為一波形，該波形可為告知每一像素如何自一狀態改變至下一個狀態的一組過渡。

該輸出信號可界定用於該等不同色彩中之每一者的一子像素遮罩，其中每一子像素遮罩包含針對同一色彩之每一子像素的該輸出值。該等多個像素中之每一者可分成四個子像素，例如，紅色、綠色、藍色及白色。其他濾色器係已知的，且可使用此等濾色器。

可將該輸出影像定義為：

其中i,j為按該像素陣列之列及行的座標，Rm(i,j)、Gm(i,j)、Bm(i,j)、Wm(i,j)為紅色、綠色、藍色及白色像素子遮罩，及I(i,j,R)、I(i,j,G)、I(i,j,B)、I(i,j,W)分別為用於該目標影像之紅色通道、綠色通道、藍色通道及白色通道。

當不需要該子像素創造目標影像時，可將該輸出值設定至零。作為判定亮度影像之結果(亦即，藉由設定至黑色)或作為判定輸出信號之結果，可將一子像素判定為不需要。在待創造對應於濾色器中之一者的單一色彩(例如，紅色)之後者判定步驟中，判定輸出信號相對直截了當，此係因為僅需要用於彼色彩之子像素來創造用於整個像素之色彩。然而，在所需色彩為濾色器色彩中之一些的組合或較淺型式之情況下，判定輸出信號將更複雜，且將需要子像素之組合來創造針對每一色彩之所要的效應。因此，產生該輸出信號可包含判定該亮度影像內的每一子像素之該亮度值，及判定需要用來重新創造該目標影像內之該色彩的每一像素之總體色彩。

根據本發明之另一態樣，提供一種驅動一顯示器之方法，該方法包含：接收一目標影像；將該目標影像分成多個層；針對每一層產生一輸出層信號以藉由以下操作使該層在電子文件閱讀器上之顯示最佳化：將每一輸出層信號組合成一複合輸出信號；及將該輸出信號輸出至該驅動器以驅動該電泳顯示器。

將該目標影像分成多個層(例如，深文字、淺文字、背景色彩等)允許每一層之顯現的最佳化。每一層可僅具有類似內容，或者可將多個類型之內容分群成一層，藉以類似的處理技術將被應用至彼層。換言之，劃分該目標 影像可包含將該目標影像分成多個類型之內容。該等多個層中之每一者可包含一不同類型之內容。該不同類型之內容可包含深文字、淺色文字、色彩區塊、影像及使用者介面元素中之至少兩者。可藉由判定產生具有針對每一類型之內容的最佳化之顯示之輸出層信號的最佳化技術且分群具有類似最佳化技術的內容之類型來判定不同類型之內容。應瞭解，每一群組可具有一或若干個類型之內容。該等多個層中之每一者可因此包含各具有類似最佳化技術的不同類型之內容。因此，產生輸出層信號可包含將適當最佳化技術應用至每一層。

應瞭解，可藉由將該目標影像分成該等多個層且針對每一層分開來產生亮度層及輸出信號來將此態樣與先前態樣組合。以下特徵適用於本發明之兩個態樣。

因此，根據本發明之另一態樣，提供一種驅動一顯示器之方法，該方法包含：接收一目標影像；將該目標影像分成多個層；針對每一層產生一輸出層信號以藉由以下操作使該層在該顯示器上之顯示最佳化：藉由判定該電泳顯示器內的每一子像素之一亮度值，針對每一個該輸出層產生一亮度影像；藉由判定在該亮度影像內的不同色彩之該等多個子像素中之每一者的一輸出值，自該亮度影像產生一輸出層信號； 將每一輸出層信號組合成一複合輸出信號；及輸出該輸出信號以驅動該顯示器。

該劃分步驟可包含界定主要包含深文字之一深文字層、主要包含淺色文字之一淺色文字層、主要包含色彩區塊之一色彩區塊層、主要包含影像之一影像層及主要包含使用者介面元素之一使用者介面層。「主要」意謂僅層之大部分包含指定特徵，但應瞭解，在該等特徵之間可存在一些覆疊。

該產生步驟可包含藉由將所有深文字設定至黑色來使文字色彩最佳化。關於深文字，其意謂黑色文字、深灰或深藍色文字或靠近黑色之任何類似色彩文字。該產生步驟可進一步包含產生輸出層信號，作為驅動顯示器在其他元素前產生文字之快速波形。關於「快速」波形，其意謂，文字首先出現在顯示器上，且此藉由簡單的波形達成。

對於其他色彩之文字，該產生步驟可包含藉由比較文字色彩與色彩表來使該文字色彩最佳化，及用該色彩表內最緊密匹配之色彩替換文字色彩。類似地，該產生步驟可包含藉由比較區塊色彩與色彩表來使該區塊色彩最佳化，及用該色彩表內最緊密匹配之色彩替換區塊色彩。

對於該影像層，該產生步驟可包含標準最佳化效應，例如，銳化影像、飽和提昇。該產生步驟可包含產生輸出層信號，作為驅動電泳顯示器在其他元素後產生影像之準確波形。更準確的波形可包含較多及變化之過渡，例 如，至灰色中之每一者。

對於使用者介面元素，該產生步驟可包含產生輸出層信號，作為驅動電泳顯示器創造移動幻覺之過渡波形。「過渡波形」可定義為不僅組合灰度級至灰度級資訊且亦組合關於更新像素之次序的一些空間規則之波形。

根據本發明之另一態樣，提供一種驅動一顯示器之方法，該方法包含：接收一目標影像；使用一第一演算法將該目標影像轉換至一灰階影像；比較該灰階影像與該目標影像以判定用於該灰階影像內之內容的一值是否低於用於該目標影像內之內容的一值之一臨限比例；當判定用於該灰階影像內之內容的該值低於該臨限比例時，分析該目標影像以識別該目標影像之具有在該灰階影像中顯著較低之用於內容之一值的一部分；使用一第二不同演算法將該識別之部分轉換至灰階以產生一部分輸出信號；將該部分輸出信號與該原始輸出信號組合成一複合輸出信號；及輸出該複合輸出信號以驅動該顯示器。

如先前，可將以上態樣與其他態樣組合，例如，藉由將一或多個層轉換至灰階且進行比較步驟。

以上方法可實施於許多類型之顯示器中，特定言之，具有下列問題中之一或多者的顯示器：

1.有限色域

2.有限獨特色彩或灰影數目

3.有限動態範圍及/或對比度

因此，根據本發明之另一態樣，提供一種顯示器，其具有一陣列像素、用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者之一驅動器，其中該驅動器包含一輸入端，其用於接收以上描述之該輸出信號或該複合輸出信號。顯示器可為發射性，例如，電泳顯示器。可將顯示器併入於電子文件閱讀器中。電子文件閱讀器可進一步包含一濾色器，其與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素。

電子文件閱讀器可進一步包含一控制器，其經組配以接收該目標影像且產生該輸出信號或該複合輸出信號。或者，該電子文件閱讀器可連接至一第二電子器件，其產生該輸出信號或該複合輸出信號且將其發送至該閱讀器。此配置之優勢在於，第二電子器件可具有比電子文件閱讀器大的處理能力。

本發明進一步提供處理器控制程式碼以實施上述方法，詳言之，在諸如碟、CD-ROM或DVD-ROM、諸如唯讀記憶體(韌體)的程式化之記憶體之資料載體上，或在諸如光學或電信號載體之資料載體上。實施本發明之實施例的程式碼(及/或資料)可包含呈諸如C之習知程式設計語言(經解譯或編譯)的源、目標或可執行程式碼，或組合程式碼、用於設置或控制ASIC(特殊應用積體電路)或FPGA(場 可程式化閘陣列)之程式碼，或用於諸如Verilog(商標)或VHDL(非常高速積體電路硬體描述語言)之硬體描述語言之程式碼。熟習此項技術者將瞭解，此程式碼及/或資料可分佈在相互通信之多個耦接之組件之間。

10‧‧‧電子文件閱讀器件

12‧‧‧前顯示面/顯示表面

14‧‧‧後面

30‧‧‧使用者介面元素

32‧‧‧黑色文字

34‧‧‧白色或其他彩色文字

36‧‧‧影像

38‧‧‧區塊色彩

100‧‧‧前面板

102‧‧‧防濕層

104‧‧‧電泳顯示器

106‧‧‧主動式矩陣像素驅動器電路層/主動式矩陣驅動器電路

108‧‧‧基板

110‧‧‧防濕層

114‧‧‧濾色器

800‧‧‧文件

900‧‧‧膝上型電腦/電子器件

902‧‧‧頁面影像資料

904‧‧‧文件閱讀器

906‧‧‧管理程式

908‧‧‧圖形使用者介面

910‧‧‧監視系統

1000‧‧‧控制電路

1002‧‧‧控制器

1004‧‧‧使用者介面

1006‧‧‧顯示介面

1008‧‧‧非揮發性記憶體

1010‧‧‧外部介面

1012‧‧‧可再充電電池

1014‧‧‧膝上型電腦、PDA或行動電話或‘智慧型’電話

S102-S110、S202-S214、S302-S312、S402-S406‧‧‧步驟

現將參看附圖，僅藉由實例進一步描述本發明之此等及其他態樣：圖1a及圖1b分別展示電子文件閱讀器之前視圖及後視圖；圖2a展示經由圖1之閱讀器之顯示器部分之詳細垂直橫截面；圖2b展示用於圖1之閱讀器之電泳顯示器的波形之實例；圖3為適合於圖1a之電子文件閱讀器的控制電路之方塊圖；圖4為用於連接至閱讀器之電子消費者器件的中間模組之方塊圖；圖5a為待顯示的典型彩色電子文件之示意性說明；圖5b為說明處理待顯示於閱讀器上的圖5a之文件之一已知方法之流程圖；圖5c為說明根據本發明之第一態樣的處理待顯示於閱讀器上的圖5a之文件之方法之流程圖；圖5d至圖5g分別比較對影像及文字銳化之結果；圖6為說明根據本發明之第二態樣的處理待顯示於閱 讀器上的圖5a之文件之方法之流程圖；圖7a至圖7c說明用於編碼目標影像之已知技術；圖8a至圖8c說明根據本發明之另一態樣的用於編碼目標影像之技術；圖8d為總結圖8a至圖8c中使用之步驟之流程圖；圖9a、圖10a、圖11a、圖12a、圖13a、圖14a及圖15a說明在各種背景上之各種目標影像；圖9b、圖10b、圖11b、圖12b、圖13b、圖14b及圖15b說明至驅動器以產生目標影像之輸出；圖9c、圖10c、圖11c、圖12c、圖13c、圖14c及圖15c說明自圖9b、圖10b、圖11b、圖12b、圖13b、圖14b及圖15b的輸出之真實結果；圖16a及圖16c展示使用圖7a至圖7c之方法編碼之兩個樣本影像；及圖16b及圖16d展示使用8a至圖8c之方法編碼的圖16a及圖16c之兩個樣本影像。

較佳實施例之詳細說明

圖1a及圖1b示意性說明一電子文件閱讀器件10，其具有一前顯示面12及一後面14。顯示表面12在器件之邊緣實質上平坦，且可如所說明缺乏顯示器帶槽框。然而，應瞭解，電子(電泳)顯示器可不恰好延伸至顯示表面12之邊緣，且可在電子顯示器之邊緣周圍併有硬質控制電子器件。

現參看圖2a，此說明穿過器件之顯示區域之垂直橫截面。圖式未按比例。結構包含通常為諸如PET(聚對苯二甲酸伸乙酯)之塑膠的一基板108，在其上製造有機主動式矩陣像素驅動器電路之薄層106。主動式矩陣像素驅動器電路層106可包含如在(例如)WO01/47045中揭示的有機或無機薄膜電晶體之陣列。例如藉由黏著劑附著於此上的為電泳顯示器104。電泳顯示器為經設計以模仿紙上的普通墨水之外觀之顯示器，且可被稱為電子紙、e紙及電子墨水。此等顯示器反射光，且通常，顯示之影像為灰階的(或單色的)。應瞭解，可使用其他顯示器代替電泳顯示器。

電子顯示器104上提供例如聚乙烯及/或Aclar^TM、含氟聚合物(聚三氟氯乙烯PCTFE)之防濕層102。較佳地亦在基板108下提供防濕層110。由於此防濕層不需要透明，因此較佳地，防濕層110併有諸如鋁箔片層之金屬防濕層。此允許防濕層較薄，因此增強總可撓性。在較佳實施例中，該器件具有實質上透明的前面板100，例如，由Perspex(RTM)製成，其充當結構部件。前面板並非必要的，且可(例如)由基板108視情況與防濕層102、110中之一或兩者一起提供足夠的實體硬度。

視情況將濾色器114應用於顯示器上。此濾色器為置放於像素感測器上以捕獲色彩資訊的小濾色器之馬賽克(mosaic)，且以下更詳細地解釋。濾色器可為RGBW(紅色、綠色、藍色、白色)濾色器或另一等效型式。

反射性顯示器(例如，電泳顯示媒體)不同於多數 顯示技術。當自習知顯示器(諸如，LCD、OLED及電漿)移除電力時，該等顯示器回復至關狀態。此狀態為已知的，且可自此起始點準確地驅動任何色彩。反射性顯示器由於其保留寫入至其之最後影像而不同。因此，顯示器必須在其經重寫前未經寫入。波形為告知像素如何自一影像改變至下一個影像的一組「過渡」；基本上，即關於如何將每一灰度級轉變至每一其他灰度級之指南。對於能夠有三個灰度級之顯示器，此導致具有九個過渡之波形，如在圖2b中示意性地展示。

現參看圖3，此展示適合於上述電子文件閱讀器10之實例控制電路1000。控制電路包含耦接至使用者介面1004(例如，用於控制件130)之一控制器1002，控制器1002包括一處理器、工作記憶體及程式記憶體。控制器亦由(例如)由積體電路120提供之顯示介面1006耦接至主動式矩陣驅動器電路106及電泳顯示器104。以此方式，控制器1002能夠將電子文件資料發送至顯示器104，且視情況，能夠自顯示器接收觸敏資料。控制電子器件亦包括非揮發性記憶體1008，例如，用於儲存用於供顯示之一或多個文件之資料及(視情況)諸如使用者書籤位置及類似者之其他資料的快閃記憶體。熟習此項技術者將瞭解，用於廣泛範圍之功能的處理器控制程式碼可儲存於程式記憶體中。

提供外部介面1010，用於與諸如膝上型電腦、PDA或行動電話或「智慧型」電話1014之電腦介面連接，以接收文件資料，且視情況，提供諸如使用者書籤資料之 資料。介面1010可包含有線(例如，USB)及/或無線(例如，Bluetooth^TM)介面，且視情況，電感性連接以接收電力。後者特徵使器件之實施例能夠完全省卻實體電連接，且因此尤其促進較簡單的實體構造及改良之器件美學，以及對濕氣之較大抵抗。可再充電電池1012或其他可再充電電源連接至介面1010用於再充電，且將電源供應器提供至控制電子器件及顯示器。

待顯示於閱讀器上之電子文件可來自各種各樣的來源，例如，膝上型或桌上型電腦、PDA(個人數位助理)、行動電話(例如，諸如Blackberry^TM之智慧型電話)或其他此等器件。使用有線(例如，USB等)或無線(例如，Bluetooth^TM)介面，使用者可按各種各樣之方式將此等電子文件傳送至文件閱讀器，例如，使用同步化或「列印」。電子文件可包含任何數目個格式，包括(但不限於)PDF、MicrosoftWord^TM、Bitmaps、JPG、TIFF及其他已知格式。

對於使用同步化之傳送，使用者將電子文件閱讀器連接至正儲存電子文件之分開的器件(例如，膝上型或桌上型電腦、PDA或「智慧型」電話)。在此同步化期間，將儲存於在分開的器件上定義之任何數目個使用者定義之資料夾中且不存在於閱讀器之記憶體中的所有電子文件傳送至閱讀器。類似地，亦可將不存在於分開的器件上、存在於閱讀器上之任何文件(例如，當顯示於閱讀器上時已經修改或寫入之文件)傳送回至分開的器件。或者，連接介面可允許使用者指定將僅同步化文件之一子集。或者，可執行 實況同步，在該情況下，閱讀器可儲存最近已在分開的器件上檢視之所有文件。

在同步化期間，分開的器件控制閱讀器，且將資料傳送至閱讀器及自閱讀器傳送資料。為了理解閱讀器之能力，分開的器件可能需要安裝若干軟體組件，例如，印表機驅動程式、閱讀器驅動程式(以管理與閱讀器之通信協定的細節)及控制管理應用程式。

併有印表機驅動程式或類似中間模組以將電子文件轉換成用於在閱讀器上顯示之合適格式允許藉由「列印」來傳送文件。中間模組產生正列印的文件內之每一頁之影像檔案。可按由電子閱讀器使用之原生器件格式壓縮及儲存此等影像。接著將此等檔案傳送至電子閱讀器器件，作為檔案同步化程序之部分。

此「列印」技術的優勢中之一者在於，其允許支援作業系統具有安裝之合適的中間模組(諸如，印表機驅動程式模組)的任何文件/檔案。在檔案同步化序列期間，控制程式查看每一文件，且判定作業系統是否使一應用程式與彼檔案相關聯，例如，試算表應用程式將與試算表文件相關聯。控制應用程式調用相關聯之應用程式，且要求其「列印」文件至印機表模組。結果將為呈適合於電子閱讀器之格式的一系列影像；每一影像對應於原始文件之一頁。此等影像將出現於電子閱讀器上，如同文件已經列印。電子閱讀器可因此被稱作「無紙印表機」。

圖4示意性說明在電腦化之電子器件(諸如，膝上 型電腦900)上實施的用於「列印」之組件，但將理解，亦可使用其他類型之器件。將在實質上等於電子閱讀器之解析度的解析度下之頁面影像資料902發送至電子閱讀器904供顯示。視情況，諸如表示在無紙印表機文件上之使用者註解的註解資料之資訊可自電子閱讀器904傳送回至在900處之消費者電子器件，例如，作為同步化程序之部分。

包含管理程式906之中間模組較佳地作為背景服務執行，亦即，將其對一般使用者隱藏。中間模組可駐留於文件閱讀器904中或電子器件900上。由中間模組進行之處理可包括調整或裁剪裕度、將文字重新格式化或重編頁碼、將文件內之像元轉換成合適的可顯示內容及如下描述之其他此等程序。

圖形使用者介面908提供於(例如)器件900之桌上型電腦上以允許使用者設置無紙列印機構之參數。亦可為使用者提供拖放介面，使得當使用者拖放文件至適當的圖示上時，管理程式為使用者提供(透明)無紙列印功能。亦可提供監視系統910以監視針對文件800之改變的一或多個目錄，且在偵測到改變後，通知提供更新之文件影像的管理程式906。以此方式，當文件改變時，管理程式自動對電子閱讀器「列印」文件(或文件的至少改變之部分)。影像資訊儲存於電子閱讀器上，但其不需要立即顯示。

圖5a說明待在電子閱讀器上顯示(例如，列印)之典型電子文件。文件包含不同類型之內容(常被描述為物件)，為了易於理解，將其說明為分開的層。文件包含使用 者介面元素30，其允許使用者與文件互動，例如，以選擇不同選單。存在兩個不同類型之文字內容，即黑色文字32及白色或其他彩色文字34。亦存在影像36、像素化之圖形，其中各像素定義一特定色彩(稱為位圖)及數學上定義之形狀，該等形狀經指派有特定色彩且因此形成區塊色彩38之區(亦被稱為向量圖形)。

圖5b說明通常處理彩色電子文件以用於按黑白顯示之方式。在第一步驟S102，接收PDF、HTML或類似格式之電子文件。此格式含有文字、影像及向量圖形內容。在顯現引擎中將文件轉換至全色位圖(步驟S104)。在下一個步驟中，將使用者介面元素覆疊於全色位圖上(步驟S106)以創造呈全色之最終影像。亦可在此階段添加其他形式元素及其他可編寫腳本的預顯現之內容。接著將此最終全色影像發送至顯示器驅動器(步驟S108)，顯示器驅動器將影像顯現為黑白且將其最佳化以用於顯示器(步驟S110)。此方法之問題為，通常存在極少對將內容對顯示器顯現之方式的控制。

如在背景章節中解釋，使用黑白印表機列印彩色文件之程序常導致重要資訊之損失。圖5c說明可處理電子文件以改良其在電子閱讀器上之顯示的方式。處理可由以上描述之中間模組進行。基本上，最佳地，將所有不同類型之內容隔離開顯現，且接著將其分層從而回到一起。顯現每一層之次序並不關鍵，且可按任一次序進行圖5c之步驟S204至S212。關於顯現，其意謂將文件(或文件之層)自 其原生格式或程式碼轉換成適合於輸出之影像。顯現可包含首先定義位圖，且使用彼位圖(及未顯現之影像/位圖)判定輸出。輸出可為提供至顯示器驅動器(亦即，提供至主動式矩陣驅動器電路)之一波形或一組波形。波形為控制矩陣內之個別像素的一組規則。舉例來說，考慮在黑色與白色之間改變之簡單情況，該組規則包含黑色至黑色、白色至白色、白色至黑色及黑色至白色。對於具有各種各樣之灰影的灰階顯示器，該組規則數目更多。

第一步驟為接收彩色文件且判定不同類型之內容S202。在步驟S206，可分開來顯現深文字內容。深文字可包括深灰色、黑色或深藍色文字。因此，顯現之第一步驟可包括使文字色彩最佳化，例如，迫使此類型之所有文字成黑色文字。在包括濾色器之情況下，可在75 ppi(像素每吋)濾色器上按150 ppi顯現文字以改良解析度。黑色文字層可作為快速波形輸出，以使文字較快地出現，此可意謂其出現在文件之其他元素之前。舉例來說，圖5f及圖5g展示將標準銳化技術應用至文字的結果，其導致「細長」文字。因此，亦可將波形最佳化以使文字看起來較不「細長」，例如，將輪廓加厚。此可包括避免用於黑色文字之標準銳化技術。

在步驟S204處分開來顯現白色或其他淺色文字內容。如上闡述，e紙僅具有16個色彩，而全色調色板可具有數百萬個色彩。中間模組可儲存將顯示器之灰階色彩與來自全色調色板之預定數目個色彩聯繫起來之查找表。預 定數目個色彩可被稱為「原生」色彩。淺色文字之顯現可包括判定文字之色彩，判定原生色彩中之哪一者為最緊密匹配，及將淺色文字之色彩設定至此最緊密匹配色彩。較佳地將淺色文字與其背景分開來顯現以避免與背景之任何混色。

在步驟S206處識別且顯現使用者介面元素。顯現可包括判定不同類型之使用者介面元素(例如，文字及加亮)，及分開來顯現每一不同類型之使用者介面元素。舉例來說，加亮(例如，以展示使用者選擇)可藉由判定加亮之色彩且判定來自如以上關於彩色文字所描述的查找表之最佳表示來顯現。文字可如上所述分開來顯現且接著覆疊。應不需要額外影像增強，此係因為已經藉由使用其他技術來使內容最佳化。然而，亦可使用影像增強(例如，如下所述)。

顯現亦可包括藉由採用以下事實來使用新穎波形創造動畫之幻覺：與更習知顯示技術相比，電泳媒體相對慢。圖2b中展示之波形與直接自一影像改變至另一個影像之方式有關。吾人將「過渡波形」定義為不僅組合灰度級至灰度級資訊且亦組合關於更新像素之次序的一些空間規則之波形。此等波形利用電泳媒體對「動畫狀」顯示更新之慢回應。

可能的空間過渡波形包括：

˙擦除：在顯示器之另一側前更新顯示器之一側(或部分區)，且交錯其間之更新。

˙隨機分解

˙棋盤：在不同時間更新交替正方形

˙隨機條

˙徑向

可手動添加在XML或PDF或某一其他可延伸性標示語言下之定製「標籤」以選擇過渡類型。或者，可基於內容類型自動選擇過渡類型。

在步驟S208，可顯現影像層中之每一影像。可分開來或一起處理影像。舉例來說，可獨立地將諸如飽和提昇或銳化之標準技術應用至每一影像。舉例來說，圖5d及圖5e說明使用標準銳化技術對影像之改良。用於影像層之總波形分量可為準確的波形，以改良灰度級間距。更準確的波形之結果意謂，影像可比其他元素中之一些(例如，黑色文字)晚出現於螢幕上。

在步驟S212，分開來顯現色彩之區塊。按類似於淺色文字之顯現的方式，色彩區塊之顯現可包括判定文字之色彩，判定原生色彩中之哪一者為最緊密匹配，及將淺色文字之色彩設定至此最緊密匹配色彩。較佳地與任一文字或其他前景分開來顯現色彩區塊，以避免與前景之任何混色。

最終步驟(S214)為組合來自每一層之輸出以提供總波形輸出。實務上，波形比圖2b中所描述的波形複雜。過渡及(因此)波形可理論上具有任何長度，且可針對不同目的而最佳化，伴有諸如以下之折衷：

˙速度-灰度級置放準確性降級，且「殘餘影像」或 「重影」(其中先前影像並非完全未被寫入)變得更成問題

˙影像品質-灰度級置放準確，伴有最小「重影」，但波形轉變較長

˙「更新之外觀」-最適用於彩色顯示器。在彩色影像之間的過渡之程序中，反轉之色彩可顯得且看起來使眼睛分散注意力。波形可經設計以使此最小化，且改良轉變之視覺外觀。然而，此亦可影響速度或影像品質。

每頁可使用一波形，但如上闡述，藉由不同波形驅動不同類型之內容的能力可為有利的。簡單實例將為藉由非常快的波形驅動文字且用較慢的較準確波形「填充」影像。

圖6展示用於為電子閱讀器將彩色文件轉換至灰階影像之一替代方法。在第一步驟(S302)，接收且分析彩色文件以產生文件之影像。接著在步驟S304處將影像轉換至灰階。下一個步驟為使用標準技術比較原始彩色影像中含有的內容與經轉換之影像之內容。若判定存在高於臨限值的資訊損失，則程序返回至原始彩色影像且選擇一特定區。舉例來說，與圖5c一致，該程序可將文件分成多層，且選擇一特定層(例如，色彩區塊)以增強與其他區之隔離(步驟S308)。或者，可使用用於選擇待增強之區的另一演算法。

一旦已選擇了該區，則可執行分開的改良演算法(步驟S310)。舉例來說，可提供查找表以區分可在彩色影像中使用之多個色彩。查找表可用以迫使彩色影像中之色彩 配合最佳匹配色彩。或者，查找表可組合色彩及型樣以提供較大的表示清單以區分色彩。舉例來說，淺藍色在查找表中可由雜亂線表示。

最終步驟(S312)為將對特定區之改良與對於影像之其餘部分的表示組合，且輸出表示灰階影像之總波形輸出。

如在圖2中所示，可將可選濾色器應用於電泳顯示器上以在電子閱讀器上提供彩色影像顯示。在以下實例中，使用RGBW濾色器，但應瞭解，可使用其他類似濾色器。

使用此濾色器之一劣勢在於，其有效地將真解析度減半。對於單色(灰階)內容，可藉由在濾色器下按「單色解析度」顯現單色內容來改良察覺之解析度。彩色內容按75 ppi顯現，且按150 ppi與單色內容合併。此對於在單色背景上之黑白文字合理有效，但對彩色文字、在彩色背景上之黑色或白色文字、彩色影像或彩色圖形具有極少或不具有效應。因此，需要改良之方法。

藉由使用包含用於濾色器之每一色彩的子遮罩之遮罩來控制濾色器，例如：Out(i,j)=Rm(i,j)*I(i,j,R)+Gm(i,j)*I(i,j,G)+Bm(i,j)*I(i,j,B)+Wm(i,j)*I(i,j,W)

其中i,j為按該像素矩陣之列及行的座標，Rm(i,j)、Gm(i,j)、Bm(i,j)、Wm(i,j)為紅色、綠色、藍色及白色子遮罩，及 I(i,j,R)、I(i,j,G)、I(i,j,B)、I(i,j,W)分別為用於輸入影像之紅色通道、綠色通道、藍色通道及白色通道。

除了適當色彩所位於之位置之外，子遮罩到處皆為零。

圖7a及圖8a展示同一目標影像(紅色「P」)。在圖7a中，用像素矩陣覆疊目標影像，以用於電泳顯示器。因此，在此實例中，像素矩陣具有8列且7行。在圖8a中，用矩陣覆疊目標影像，以用於電泳顯示器上之RGBW濾色器。因此，將圖7a的矩陣中之每一像素細分成四個子像素，一個子像素對應四個色彩中之一者。

在圖7b中，一開始按色彩解析度顯現影像。此係藉由判定像素是否覆蓋目標影像之50%或50%以上來達成。若符合此條件，則將全像素展示為紅色。相比之下，在圖8b中，一開始按灰階(單色)解析度顯現影像。此係藉由判定子像素是否覆蓋目標影像之50%或50%以上來達成。若符合此條件，則將子像素展示為紅色。

圖7c及圖8c顯現至RGBW濾色器的圖7b及圖8b之結果。在圖7c中，對於設定至紅色之每一全像素，將子像素紅色遮罩設定至1。舉例來說，對於位置(2,1)、(2,2)等，將子像素遮罩設定至1，且對於位置(1,1)、(1,2)等，將子像素遮罩設定至0。在圖8c中，將子像素紅色遮罩設定至1，其中將對應於紅色子像素之位置的子像素設定至紅色。比較圖7c與圖8c，不同方法導致具有在圖8c中設定至1且在圖7c中設定至0之位置(6,4)及(5,6)的紅色子像素遮 罩。將位置(4,5)在圖8c中設定至0且在圖7c中設定至1。因此在圖8a至圖8c之方法中存在較少錯誤。

可將圖8a至圖8c之方法考慮為按全色彩解析度編碼亮度資訊且按半解析度覆疊色彩。換言之，按單色解析度顯現所有內容，且在頂部上「增加」濾色器。抗混疊為用以幫助使文字及圖形之外觀變平滑的已知技術。然而，抗混疊之一副作用為，其減小了在文字或圖形之邊緣處的銳度及對比度。因此，在圖7a至圖7c或圖8a至圖8c之方法中皆不使用抗混疊。

圖8a至圖8c中使用之方法總結於圖8d中。一旦已接收到目標影像，則第一步驟S402為用對應於濾色器內之多個子像素的柵格覆疊目標影像。接著在步驟S404判定柵格內之每一子像素的亮度資訊以創造亮度影像。用於判定亮度之一實例為考慮子像素中大於一臨限值(比方說，50%)是否亮，例如，由目標影像自身或非黑色背景覆蓋。若子像素覆蓋大於臨限值，則可將該子像素設定至全亮度(亦即，白色)或部分亮度(例如，灰色以創造較淺陰影)。否則，將亮度設定至黑色。

一旦已按全解析度編碼亮度資訊，則步驟S406轉變至色彩編碼。對於每一亮(全部或部分)子像素，判定是否需要來自彼子像素之色彩給出目標以創造輸出信號。舉例來說，如在圖8c中所示，僅紅色子像素在作用中，所有其他子像素經設定至零。

將圖8a至圖8c之方法應用於圖9a至圖15c中的各 種各樣之實例。在每一實例中，第一圖展示目標，第二圖展示輸出圖(Out(i,j))，且第三圖展示所得影像。如將瞭解，一些色彩/背景組合將比其他色彩/背景組合更有效地表示。舉例來說，圖12a及圖15a中展示之情況沒有圖13a及圖14a之情況表示得好。因此，組合不同技術之方法以改良效能可能有幫助。舉例來說，可使文字或背景之色彩與查找表中之色彩匹配。或者，可使用不同分層方法。一實例可為，若小紅色文字出現於深背景上，則第一步驟可為使文字變淺以使其在應用圖8d之方法前較可閱讀。

在圖9a及圖10a中，目標為在白色背景上之黑色或紅色正方形。圖9b及圖10b展示達成目標之子像素遮罩。對於黑色正方形，亮度編碼步驟導致在黑色目標之邊緣內的所有子像素具有設定至黑色之亮度，且其餘子像素設定至全亮度。藉由所有子像素在作用中且合併以給出白色之外觀來創造白色。因此，色彩解析度步驟使子像素不變。在圖9b中展示之所得遮罩中，所有子像素處於全亮度，惟在目標正方形之邊界內的為黑色之子像素除外。對於紅色正方形，亮度編碼步驟導致在目標之邊界內的所有子像素設定至全亮度，伴著所有其餘子像素設定至全亮度。如在圖10b中展示，色彩解析度步驟意謂目標區內並非紅色的所有亮子像素設定至零，且所有其他子像素不變。

當一像素之所有子像素在作用中時，例如，如同在圖9c及圖10c之最後一行中的像素，紅色、綠色、藍色與白色將有效地合併以形成白色正方形。圖9c及圖10c中展示 之結果在使用者之檢視中組合以形成對目標影像之良好近似，但邊緣可能有一點色彩。

在圖11a中，目標為黑色背景上之洋紅色影像(「T」形)。不存在提供洋紅色之濾色器，但紅色與藍色之組合提供良好的近似。如在圖11b中所示，亮度編碼步驟將背景中之所有子像素設定至黑色，且將「T」形內之所有子像素設定至全亮度。在下一個步驟中，使「T」形內之所有紅色及藍色子像素不變，且將目標區內之所有白色及綠色像素設定至零。圖11c展示所得影像由在原始「T」形內之紅色及藍色子像素構成。

在圖12a及圖13a中，目標分別為在黑色或白色背景上之紅色「T」形。對於圖12a，亮度編碼步驟將背景中之所有子像素設定至黑色，且將「T」形內之所有子像素設定至全亮度，且色彩解析度步驟將並非紅色之所有亮子像素設定至零。相比之下，對於圖13a，亮度編碼步驟將所有子像素設定至全亮度，且色彩解析度步驟將在目標形狀之邊界內且並非紅色的所有亮子像素設定至零。在圖12b中展示的至驅動器之輸出相對簡單，且僅具有在「T」形內之紅色子像素在作用中；所有其他子像素不在作用中。類似地，圖12c中展示之結果相對簡單。圖13b中展示的至驅動器之輸出較複雜，此係由於需要產生白色背景。圖12b中在作用中之同樣的子像素在圖13b中與大量背景子像素一起亦在作用中。提供至驅動器之鑰匙形圖案導致圖13c中展示的子像素之較複雜圖案。

在圖14a及圖15a中，目標具有與圖12a及圖13a之形狀及背景相同的形狀及背景。然而，在此實例中，紅色淺得多。對於圖14a，亮度編碼步驟將背景中之所有子像素設定至黑色，且將「T」形內之所有子像素設定至部分亮度。後續色彩解析度步驟使並非紅色的所有亮子像素不變，但將紅色子像素改變至全亮度。相比之下，對於圖15a，亮度編碼步驟將背景中之所有子像素設定至全亮度，且將「T」形內之所有子像素設定至部分亮度。後續色彩解析度步驟使並非紅色的所有部分亮子像素不變，但將部分紅色子像素改變至全亮度。如在圖14b及圖15b中所示，按在0與1之間的強度設定子像素中之一些，換言之，部分啟動子像素(說明為灰色)。圖15b之遮罩圖案對應於圖13b之遮罩圖案，其中所有「不在作用中」子像素由「部分在作用中」子像素替換。

圖16a至圖16d分別展示圖7a至圖7c及圖8a至圖8c之方法的應用之真實實例。在圖16a中，使用圖7a至圖7c之方法顯現具有在彩色背景上之白色文字的兩個長條圖。如所示，文字模糊。相比之下，當使用圖8a至圖8c之方法時，更清晰地顯現白色文字，如在圖16b中所示。藉由在白色背景上之彩色文字，達成類似改良，如在圖16c及圖16d中所示。

毫無疑問，熟習此項技術者將想到許多其他有效替代方案。將理解，本發明不限於描述之實施例，且涵蓋在隨附於此的申請專利範圍之精神及範疇內的對熟習此項 技術者顯而易見之修改。

S402-S406‧‧‧步驟

Claims (37)

1. 一種驅動一有限彩色顯示器之方法，該顯示器具有一陣列像素、用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者之一驅動器及一濾色器，該濾色器與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素，該方法包含：接收一目標影像；藉由判定該顯示器內的每一子像素之一亮度值，針對該目標影像產生一亮度影像；藉由判定在該亮度影像內的不同色彩之該等多個子像素中之每一者的一輸出值，自該亮度影像產生一輸出信號；以及將該輸出信號輸出至該驅動器以驅動該顯示器。
2. 如請求項1之方法，其中產生該亮度影像包含用具有多個單元之一柵格覆疊該目標影像，其中每一單元對應於該濾色器內的該等多個子像素中之一者。
3. 如請求項1或2之方法，其中若該子像素或對應的單元覆蓋少於一臨限量之該目標影像，則將該亮度值設定至表示黑色之一值。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中若該子像素或對應的單元覆蓋多於一臨限量之該目標影像，則將該亮度值設定至表示白色或灰色之一值。
5. 如請求項3或4之方法，其中該臨限量為50%。
6. 如前述請求項中任一項之方法，其中該輸出信號界定用於該等不同色彩中之每一者的一子像素遮罩，其中每一子像素遮罩包含針對同一色彩之每一子像素的該輸出值。
7. 如前述請求項中任一項之方法，其中將該等多個像素中之每一者分成四個子像素。
8. 如請求項7之方法，其中該等子像素為紅色、綠色、藍色及白色。
9. 如請求項8之方法，其中將該輸出影像定義為：Out(i,j)=Rm(i,j)*I(i,j,R)+Gm(i,j)*I(i,j,G)+Bm(i,j)*I(i,j,B)+Wm(i,j)*I(i,j,W)其中i,j為按該像素陣列之列及行的座標，Rm(i,j)、Gm(i,j)、Bm(i,j)、Wm(i,j)為紅色、綠色、藍色及白色像素子遮罩，以及I(i,j,R)、I(i,j,G)、I(i,j,B)、I(i,j,W)分別為用於該目標影像之紅色通道、綠色通道、藍色通道及白色通道。
10. 如前述請求項中任一項之方法，其中產生該輸出值包含判定在該亮度影像內的每一子像素或單元之該亮度值，及判定每一像素需要之該色彩。
11. 如前述請求項中任一項之方法，其中當不需要該子像素創造目標影像時，將該輸出值設定至零。
12. 一種電子器件，其包含：一有限彩色顯示器，其具有一陣列像素， 一驅動器，其用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者；以及一濾色器，其與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素，其中該驅動器包含一輸入端，用於接收一輸出信號，藉以根據前述請求項中任一項驅動該顯示器。
13. 如請求項12之電子器件，其進一步包含一控制器，該控制器經組配以接收該目標影像及產生該亮度影像及該輸出信號。
14. 一種電子器件，其包含：一有限彩色顯示器，其具有一陣列像素，一驅動器，其用於驅動該陣列中的該等像素中之每一者；一濾色器，其與該顯示器對準，藉以該等像素中之每一者經細分成不同色彩之多個子像素，以及一控制器，其經組配以接收一目標影像；藉由判定該顯示器內的每一子像素之一亮度值，針對該目標影像產生一亮度影像；藉由判定在該亮度影像內的不同色彩之該等多個子像素中之每一者的一輸出值，自該亮度影像產生一輸出信號；以及將該輸出信號輸出至該驅動器以驅動該顯示器。
15. 如請求項1至11中任一項之方法，其進一步包含 將該目標影像分成多個層；以及其中產生一亮度影像包含針對每一層產生一亮度影像，且其中自該亮度影像產生一輸出信號包含針對每一層產生一輸出層信號，且將每一輸出層信號組合成一複合輸出信號；以及將該複合輸出信號輸出至該驅動器以驅動該顯示器。
16. 一種驅動一有限彩色顯示器之方法，該方法包含接收一目標影像；將該目標影像分成多個層；針對每一層產生一輸出層信號以使該層之顯示最佳化；將每一輸出層信號組合成一複合輸出信號；及輸出該輸出信號以驅動該顯示器。
17. 如請求項15或16之方法，其中驅動該目標影像包含將該目標影像分成多個類型之內容，其中該等多個層中之每一者包含一不同類型之內容。
18. 如請求項15至17中任一項之方法，其中劃分該目標影像包含將該目標影像分成多個類型之內容，判定產生具有針對該等多個類型中之每一類型之內容的最佳化之顯示之一輸出層信號的一最佳化技術，將該等多個類型之內容分群成不同群組，其中每一群組具有一類似最佳化技術，且其中該等多個層中之每一者包含具有一類似最 佳化技術的一群內容類型。
19. 如請求項15至17中任一項之方法，其中該劃分步驟包含界定主要包含深文字之一深文字層。
20. 如請求項19之方法，其中該產生步驟包含藉由將所有深文字設定至黑色來使文字色彩最佳化。
21. 如請求項19或20之方法，其中該產生步驟包含產生一輸出層信號，作為驅動該顯示器在其他元素前產生該文字之一快速波形。
22. 如請求項15至21中任一項之方法，其中該劃分步驟包含界定主要包含淺色文字之一淺色文字層。
23. 如請求項22之方法，其中該產生步驟包含藉由比較該文字色彩與一色彩表來使該文字色彩最佳化，及用該色彩表內之一最緊密匹配之色彩替換該文字色彩。
24. 如請求項15至23中任一項之方法，其中該劃分步驟包含界定主要包含色彩區塊之一色彩區塊層。
25. 如請求項24之方法，其中該產生步驟包含藉由比較區塊色彩與一色彩表來使該區塊色彩最佳化，及用該色彩表內之一最緊密匹配之色彩替換該區塊色彩。
26. 如請求項15至25中任一項之方法，其中該劃分步驟包含界定主要包含影像之一影像層。
27. 如請求項26之方法，其中該產生步驟包含銳化該影像層內之影像。
28. 如請求項26或27之方法，其中該產生步驟包含產生一輸出層信號，作為驅動該顯示器在其他元素後產生該影像 之一準確波形。
29. 如請求項15至28中任一項之方法，其中該劃分步驟包含界定主要包含使用者介面元素之一使用者介面層。
30. 如請求項29之方法，其中該產生步驟包含產生一輸出層信號，作為驅動該顯示器創造一移動幻覺之一過渡波形。
31. 一種驅動一有限彩色顯示器之方法，該方法包含接收一目標影像；使用一第一演算法將該目標影像轉換至一灰階影像；比較該灰階影像與該目標影像以判定用於該灰階影像內之內容的一值是否低於用於該目標影像內之內容的一值之一臨限比例；當判定用於該灰階影像內之內容的該值低於該臨限比例時，分析該目標影像以識別該目標影像之具有在該灰階影像中顯著較低之用於內容之一值的一部分；使用一第二不同演算法將該識別之部分轉換至灰階以產生一部分輸出信號；將該部分輸出信號與該原始輸出信號組合成一複合輸出信號；及輸出該複合輸出信號以驅動該顯示器。
32. 一種電子器件，其包含：一有限彩色顯示器，其具有一陣列像素，一驅動器，其用於驅動該陣列中的該等像素中之每 一者，其中該驅動器包含一輸入端，用於接收該複合輸出信號，藉以根據如請求項15至31中任一項驅動該驅動器。
33. 如請求項32之電子器件，其進一步包含一控制器，該控制器經組配以接收該目標影像及產生該複合輸出信號。
34. 一種處理器控制程式碼，當在一處理器上實施時，其使該處理器實施如請求項1至11或15至31中任一項之方法。
35. 如請求項12至14、32及33中任一項之電子器件，其中該顯示器為一反射性顯示器。
36. 如請求項35之電子器件，其中該顯示器為一電泳顯示器。
37. 如請求項35或36之電子器件，其中該電子器件為一電子文件閱讀器。