專利名稱：用于彩色顯示的設備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及彩色顯示設備、系統(tǒng)和方法，更具體來講，涉及具有改善的彩色圖像再現(xiàn)能力的顯示設備、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
標準計算機監(jiān)視器和電視顯示器通?；谌齻€相加的基色(“原色”)的再現(xiàn)，例如紅色、綠色和藍色，它們合起來被稱為RGB。令人遺憾的是，這些監(jiān)視器無法顯示許多由人類感知的色彩，因為它們受到所能顯示的色彩范圍的限制。圖1A示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中公知的一種色度圖。馬掌形的封閉區(qū)域表示能夠由人類看到的色彩的色度范圍。然而，色度自身是無法完全地表示所有可見色彩變化的。例如，可以按各種不同的亮度級再現(xiàn)圖1A中二維色度平面上的每一個色度值。因此，可見彩色空間的完全表示要求一種三維空間，所述三維空間包括有例如兩個表示色度的坐標和一個表示亮度的坐標。也可以定義其他三維空間表示。圖1A中的馬掌形圖的邊緣上的點與波長范圍處的單色激感(monochromatic excitation)相對應，例如從400納米至780納米的波長范圍，所述邊緣上的點被稱為“光譜軌跡”。在馬掌形底部的、在最長和最短波長的極端單色激感之間的直線“閉合線”，通常被稱為“紫色線”。由所述紫色線上方的馬掌形圖形區(qū)域表示的、可被人眼辨別的色彩范圍通常被稱為眼睛的色域。圖1A中用虛線表示的三角形區(qū)域表示可由標準RGB監(jiān)視器再現(xiàn)的色彩范圍。
現(xiàn)有許多公知類型的RGB監(jiān)視器，它們使用各種顯示技術(shù)，包括但不限于CRT、LED、等離子體、投影顯示、LCD設備等等。在過去幾年中，已經(jīng)與日俱增地使用彩色LCD設備。圖2A中示意性地示出了一種典型的彩色LCD設備。
這樣一種設備包括光源202，液晶(LC)元件(單元)204，例如使用薄膜晶體管(TFT)主動式矩陣技術(shù)的LC陣列，這在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。所述設備進一步包括用于驅(qū)動LC陣列單元的電子電路210以及與所述LC陣列并置的三濾色器陣列，所述電子電路210例如是通過主動式矩陣尋址驅(qū)動所述LC陣列單元的，所述三濾色器陣列例如是RGB濾色器陣列206。在現(xiàn)有LCD設備中，顯示圖像的每一個全彩色象素是通過三個子象素再現(xiàn)的，每一個子象素對應于一種不同的基色，例如，每一象素是通過驅(qū)動相應的R、G和B子象素的組合來再現(xiàn)的。對于每一個子象素，在LC陣列中有一個對應的單元。背光源202提供產(chǎn)生彩色圖像所需要的光線?；跒閷笏剌斎氲腞GB數(shù)據(jù)，通過施加于對應的LC單元的電壓來控制每一子象素的透射率。控制器208接收輸入的RGB數(shù)據(jù)，將其調(diào)節(jié)至所要求的規(guī)格和分辯率，并基于所述為每一象素輸入的數(shù)據(jù)，對被遞交給不同驅(qū)動器的信號數(shù)值進行調(diào)節(jié)。由背光源提供的白光強度被LC陣列空間調(diào)制，根據(jù)所要求的子象素強度有選擇地為每一子象素衰減光線。所述被有選擇地衰減的光線經(jīng)過所述RGB彩色濾色器陣列，其中每一LC單元與一個對應的彩色子象素一起登記，以產(chǎn)生所期望的彩色子象素組合。人類視覺系統(tǒng)將經(jīng)由不同彩色子象素濾色過的光線空間合成起來，從而感知一個彩色圖像。
第4,800,375號美國專利(“375專利”)說明了一種LCD設備，該LCD設備包括一個LC元件陣列，并與濾色器陣列相關(guān)聯(lián)地并置，該專利的公開內(nèi)容在此全部結(jié)合作為參考。所述濾色器陣列包括三原色子象素濾色器，例如RGB彩色濾色器，這些濾色器與第四類型的濾色器交織，以形成預定的重復順序。由所述“375專利”說明的各種重復象素結(jié)構(gòu)，例如重復的16象素序列，旨在簡化象素結(jié)構(gòu)以及改善顯示設備再現(xiàn)某些圖像圖案的能力，例如更對稱的線條圖案。除了控制象素的幾何結(jié)構(gòu)之外，所述“375專利”沒有說明或者建議在重復序列中的所述三原色和第四色彩之間的任何視覺交互作用。
LCD用于各種應用場合。LCD尤其常見于便攜式設備中，例如PDA設備、游戲控制板和移動電話的小尺寸顯示器，以及膝上型(“筆記本”)計算機的中等尺寸顯示器。這些應用要求薄而小型化的設計以及低電耗。然而，LCD技術(shù)也用于一般來講要求較大顯示尺寸的非便攜式設備，例如臺式計算機顯示器和電視機。不同的LCD應用可能要求不同的LCD設計，以便實現(xiàn)最佳的結(jié)果。LCD設備的更“傳統(tǒng)的”市場、例如電池供電設備的市場(例如，PDA，移動電話和膝上型計算機)要求LCD具有大亮度效能，這要求降低功率消耗。在臺式計算機顯示器中，首要的考慮事項是高分辨率、圖像質(zhì)量和色彩豐富度，而低電耗僅僅是次要考慮事項。膝上型計算機顯示器同時要求高分辨率和低電耗兩者；然而，在許多此類設備中犧牲了圖像質(zhì)量和色彩豐富度。在電視顯示器應用中，一般來講，圖像質(zhì)量和色彩豐富度是最重要的考慮事項；在此類設備中，功率消耗和高分辨率是次要的考慮事項。
典型情況下，為LCD設備提供背光的光源是冷陰極熒光燈(CCFL)。圖3示意性地示出了一種CCFL的典型光譜，這在現(xiàn)有技術(shù)中公知的。正如圖3中所示出的，光源光譜包括三個相對狹窄的主波長范圍，分別對應于紅色、綠色和藍色光線?？梢赃x擇使用在現(xiàn)有技術(shù)公知的其他適當光源。濾色器子象素陣列中的RGB濾色器通常被設計為再現(xiàn)足夠?qū)挼纳?例如，盡可能地靠近相應CRT監(jiān)視器的色域)，并且還將顯示效能最佳化，例如通過選擇透射曲線大略與圖3中的CCFL光譜峰重疊的濾色器。一般說來，對于特定源亮度，具有狹窄透射譜的濾色器提供較寬的色域但是降低的顯示亮度，反之亦然。例如，在功率效率是主要考慮事項的應用中，往往犧牲色域?qū)挾?。在某些電視應用中，亮度是重要因素；然而晦暗的色彩是不可接受的?br> 圖4A示意性地示出了現(xiàn)有膝上型計算機顯示器中的典型RGB濾色器光譜。圖4B示意性地示出了一種色度圖，該色度圖表示典型的膝上型光譜中的可再現(xiàn)色域(在圖4B中用長劃線表示的三角形區(qū)域)，與理想的NTSC色域(在圖4B中用點線表示的)相比較。如圖4B中所示，NTSC色域顯著地比典型膝上型計算機顯示器的色域?qū)挘琋TSC色域中包括的許多彩色組合無法被典型彩色膝上型計算機顯示器再現(xiàn)出來。

發(fā)明內(nèi)容
被人類看到的許多色彩無法在標準紅-綠-藍(RGB)監(jiān)視器上被辨別出來。通過使用具有超過三種基色的顯示設備，擴展了顯示器的可再現(xiàn)色域。另外地或者可替換地，可以顯著地增加由顯示器產(chǎn)生的亮度電平。本發(fā)明的實施例提供了使用三種以上基色、在顯示設備上顯示彩色圖像的系統(tǒng)和方法，例如，在諸如液晶顯示(LCD)設備之類的薄型顯示設備上。
本發(fā)明的一個方面提供了改善的多種基色顯示設備，使用超過三種的不同色彩子象素來創(chuàng)建每一象素。在本發(fā)明該方面的實施例中，為每一象素使用四至六種(或更多)不同色彩的子象素，由此實現(xiàn)了較寬的色域和較高的發(fā)光效率。在一些實施例中，每一象素的子象素數(shù)目以及不同子象素的色譜可以被最佳化，以求獲得充分寬的色域、充分大的亮度和充分高的對比度的期望組合。
在本發(fā)明的一些實施例中，對三種以上基色的使用，通過能夠為一些基色、例如紅色、綠色和藍色使用相對狹窄的波長范圍，可以擴展顯示器的可再現(xiàn)色域，從而增加那些基色的飽和度。為了補償由這種更狹窄的范圍引起的潛在減少的亮度電平，在本發(fā)明的一些實施例中，除所述狹窄波長范圍的色彩之外，還可以使用寬波長范圍的基色，例如具體設計中的黃色和/或青色，從而增加顯示器的總體亮度。在本發(fā)明的進一步的實施例中，可以使用另外的基色(例如，品紅色)和/或不同的基色光譜，來改善顯示圖像的各個其他方面。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過設計特定的基色和子象素結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)色域?qū)挾群涂傮w顯示亮度的最優(yōu)組合，以符合特定系統(tǒng)的技術(shù)要求。
可以通過控制由根據(jù)本發(fā)明實施例的三種以上基色LCD設備使用的不同基色子象素濾色器元件的光譜透射特性，控制該設備的色域及其他屬性。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，使用四種或更多種不同基色子象素，以分別產(chǎn)生四種或更多種相應的基色，例如，RGB和黃色(Y)。在本發(fā)明的進一步的實施例中，使用了至少五種不同基色的子象素濾色器，例如，RGB，Y和青色(C)濾色器。在本發(fā)明的另外的實施例中，使用了至少六種不同基色的子象素濾色器，例如，RGB，Y，C和品紅色(M)濾色器。
可以根據(jù)各種準則為根據(jù)本發(fā)明的三種以上基色LCD設備選擇基色子象素濾色器，例如用來建立期望色域的足夠覆蓋范圍，用來將該顯示器能夠產(chǎn)生的亮度電平最佳化，和/或用來根據(jù)期望色度標準調(diào)節(jié)基色的相對強度。
本發(fā)明的另一實施例提供了使用三種以上基色、順序彩色顯示設備、系統(tǒng)和方法，例如順序彩色LCD設備。在此類設備中，彩色圖像是這樣產(chǎn)生的使用四種或更多種預先選定的基色對液晶(LC)單元陣列進行背光照射，分別產(chǎn)生四個或更多個相應基色圖像的周期序列，所述基色圖像的周期序列被觀看者的視覺系統(tǒng)在時間上合成為一個全色圖像。在一些實施例中，通過令光線順序地經(jīng)由四個或更多相應的濾色器濾色，來產(chǎn)生具有四個或更多基色的連續(xù)背光。在其他實施例中，將多色彩光源、例如若干發(fā)光二極管(LED)激活，以便順序地產(chǎn)生不同的基色背光，其中所述多色彩光源能夠單獨地產(chǎn)生四種或更多種基色中的任何一種。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面的實施例，因而提供了一種彩色液晶顯示(LCD)設備，用于使用至少四個不同的基色顯示彩色圖像，該設備包括液晶(LC)元件陣列；驅(qū)動電路系統(tǒng)，該驅(qū)動電路系統(tǒng)用于接收對應于彩色圖像的輸入，并用于有選擇地激活LC陣列的LC元件，以便產(chǎn)生對應于該彩色圖像的灰度級表示的衰減圖案；以及彩色子象素濾色器元件陣列，該陣列與所述LC元件陣列并置，并與LC元件相關(guān)聯(lián)，以致每一彩色子象素濾色器元件與LC元件之一相關(guān)聯(lián)，其中所述彩色子象素濾色器元件陣列至少包括四種類型的彩色子象素濾色器元件，這四種彩色子象素濾色器元件分別透射所述至少四種基色的光線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的實施例，提供了一種彩色液晶顯示(LCD)設備，用于顯示一個時間合成的彩色圖像，所述時間合成的彩色圖像包括至少四個基色圖像的序列，該設備包括液晶(LC)元件陣列；驅(qū)動電路系統(tǒng)，該驅(qū)動電路系統(tǒng)用于接收對應于至少四個基色圖像中的每一個的輸入，并用于用于接收對應于彩色圖像的輸入，并用于有選擇地激活LC陣列的LC元件，以便產(chǎn)生對應于該彩色圖像的灰度級表示的衰減圖案；以及照明系統(tǒng)，用于使用至少四種不同基色的光線順序地對LC陣列進行背光照明，以便順序地產(chǎn)生至少四種相應的基色圖像，其中所述驅(qū)動電路系統(tǒng)和所述照明系統(tǒng)是同步的，以便使用對應于相應基色圖像的基色光線對每一衰減圖案進行照明。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述照明系統(tǒng)包括具有輸出路徑的光源；濾色器切換機構(gòu)，其在光源的輸出路徑中順序地插入至少四個不同的基色濾色器，以便分別產(chǎn)生至少四種不同基色的光線；光學裝置，其將所述至少四種不同基色的光線從所述濾色器切換機構(gòu)引導至LC陣列，借此對LC陣列背光照明。在本發(fā)明的該方面的其他實施例中，所述照明系統(tǒng)包括發(fā)光二極管(LED)陣列；照明控制電路系統(tǒng)，用于有選擇地激活若干LED，以便產(chǎn)生分別與至少四種不同基色的光線相對應的四個光照圖案的序列；光學裝置，其令所述由LED陣列產(chǎn)生的至少四個光照圖案，利用所述至少四種相應基色的大略空間均勻的光線，對LC陣列進行背光照明。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的實施例，提供了一種彩色顯示設備，用于顯示n基色圖像，其中n大于3，所述彩色顯示設備具有彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括至少四種不同基色中的每一種的子象素元件，這些子象素元件被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每個超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括與至少四種不同基色的每一種有關(guān)的一個彩色子象素元件，其中能夠周期性地重復n基色象素的非固定組合，以便基本上覆蓋整個n基色圖像，所述n基色象素的非固定組合僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)的一部分。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述至少四種基色包括至少五種基色，以及所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，所述基本為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的五個序列，每一序列包括五種基色中的四種的子象素元件的不同組合。在本發(fā)明的該方面的其他實施例中，所述至少四種基色包括至少六種基色，以及所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，所述基本為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的三個序列，每一序列包括六種基色中的四種的子象素元件的不同組合。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的實施例，提供了一種用于在一個n基色顯示器上顯示n基色圖像的方法，其中n大于3，所述n基色顯示器具有彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括至少四個不同基色中的每一個的子象素元件，這些子象素元件被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每個超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括與至少四個不同基色的每一個有關(guān)的一個彩色子象素元件，其中能夠周期性地重復n基色象素的非固定組合，以便基本上覆蓋整個n基色圖像，所述n基色象素的非固定組合僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)的一部分，所述方法包括接收表示包括若干三成分象素并具有第一分辯率的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)、例如RGB或者YCC數(shù)據(jù)的輸入，調(diào)節(jié)所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生具有不同于所述第一分辯率的第二分辯率的已調(diào)節(jié)三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，將所述已調(diào)節(jié)三成分彩色圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應的、表示n基色圖像的n基色象素數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生對應于所述n基色象素數(shù)據(jù)的n基色輸入信號。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述方法包括在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，收集每一超象素中所有n基色象素的n基色象素數(shù)據(jù)，并將所收集的、表示每一超象素結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分布到若干子象素數(shù)據(jù)段中，每一段表示每一超象素中的一個子象素，其中產(chǎn)生n基色輸入信號包括為每一子象素產(chǎn)生灰度級值。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面的實施例，提供了一種用于在具有彩色子象素元件陣列的n基色顯示器上顯示n基色圖像的方法，其中n大于或等于6，所述彩色子象素元件陣列包括均至少具有6個不同的基色、以周期重復結(jié)構(gòu)布置的彩色子象素元件，所述6個不同的基色至少包括第一組基色和第二組基色，所述周期重復結(jié)構(gòu)至少包括具有至少6個不同基色中的每一個的一個彩色子象素元件，所述方法包括接收表示圖像數(shù)據(jù)的圖像輸入，所述圖像數(shù)據(jù)包括若干象素，每一象素包括具有第一組基色中的每一個的一個子象素；將圖像數(shù)據(jù)分離為包括第一組象素的第一圖像成分、和包括第二組象素的第二圖像成分，其中第一組中的每一象素基本上鄰近于第二組中的相應象素；將所述第二組中的象素轉(zhuǎn)換為相應的轉(zhuǎn)換象素，每一象素包括具有第二組基色中的每一個的一個子象素；以及產(chǎn)生n基色輸入信號，所述信號表示與所述第二組中的轉(zhuǎn)換彩色象素中的每一個相對應的、以及與所述第一組中的相應的、基本上相鄰的象素相對應的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述方法包括在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，將第二組中的每一轉(zhuǎn)換象素與第一組中對應的、基本上相鄰的象素組合起來，以產(chǎn)生對應的n基色象素，所述n基色象素包括具有至少6個基色中的每一個的一個子象素，其中產(chǎn)生n基色輸入信號包括產(chǎn)生表示與n基色象素中的每一個相對應的數(shù)據(jù)的信號。
進一步來講，在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述圖像輸入包括表示三成分彩色圖像數(shù)據(jù)、例如RGB或者YCC數(shù)據(jù)的彩色圖像輸入，其中所述至少第一和第二組基色包括第一和第二組三基色，并且其中所述n基色圖像的每一彩色象素是通過所述第一或者第二組三基色再現(xiàn)的。在本發(fā)明的該方面的其他實施例中，所述圖像輸入包括黑-白圖像輸入，所述黑-白圖像輸入表示包括若干黑-白象素的黑-白圖像數(shù)據(jù)。所述至少第一和第二組基色可以包括第一和第二組的三互補基色，并且可以通過所述第一或者第二組基色產(chǎn)生所述n基色圖像的每一黑-白象素。作為選擇，所述至少第一和第二組基色包括第一、第二以及第三對的互補基色，并且可以通過所述第一、第二和第三對基色中的一個產(chǎn)生所述n基色圖像的每一黑-白象素。
根據(jù)本發(fā)明更進一步的方面的實施例，提供了一種用于顯示n基色圖像的彩色顯示設備，其中n大于或等于6，其具有彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少6個不同基色中的每一個、以周期重復結(jié)構(gòu)布置的彩色子象素元件，所述6個不同基色至少包括第一組基色和第二組基色，所述周期重復結(jié)構(gòu)至少包括具有至少6個不同基色中的每一個的一個彩色子象素元件，其中所述周期重復結(jié)構(gòu)中的每一子象素與至少一個具有互補基色的子象素相鄰。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述周期重復結(jié)構(gòu)包括具有第一組基色中的每一個的子象素元件的第一序列，以及具有第二組基色中的每一個的子象素元件的第二序列，其中第一序列中的每一子象素元件與第二序列中的、具有互補基色的子象素元件相鄰。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面的實施例，提供了一種系統(tǒng)，用于顯示n基色圖像，其中n大于3，所述系統(tǒng)包括具有彩色子象素元件陣列的n基色顯示設備，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少四個不同基色中的每一個的子象素元件，這些子象素元件被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定的數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括與至少四個不同基色的每一個有關(guān)的一個彩色子象素元件，其中能夠周期性地重復n基色象素的非固定組合，以便基本上覆蓋整個n基色圖像，所述n基色象素的非固定組合僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)的一部分，用于接收表示三成分彩色圖像數(shù)據(jù)、例如RGB或者YCC數(shù)據(jù)的輸入的裝置，所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)包括若干三成分象素并具有第一分辯率，換算電路，其調(diào)節(jié)所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生具有不同于所述第一分辯率的第二分辯率的已調(diào)節(jié)三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換器，其將已調(diào)節(jié)三成分彩色圖像轉(zhuǎn)換為對應的、表示所述n基色圖像的n基色象素數(shù)據(jù)，并且用于產(chǎn)生與所述n基色象素數(shù)據(jù)相對應的n基色輸入信號。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述系統(tǒng)進一步包括收集部件，該收集部件在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，收集每一超象素中所有n基色象素的n基色象素數(shù)據(jù)，以及分布部件，該分布部件將所收集的、表示每一超象素結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分布到若干子象素數(shù)據(jù)段中，每一段表示每一超象素中的一個子象素，其中所述用于產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置為每一子象素產(chǎn)生灰度級值。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面的實施例，提供了一種用于顯示n基色圖像的系統(tǒng)，其中n大于或等于6，所述系統(tǒng)包括具有彩色子象素元件陣列的n基色顯示設備，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少6個不同基色中的每一個、被布置為周期重復結(jié)構(gòu)的彩色子象素元件，所述至少6個不同的基色包括至少第一組基色和第二組基色，所述周期重復結(jié)構(gòu)包括具有至少6個不同基色的至少一個彩色子象素元件，圖像收集器，該圖像收集器接收表示圖像數(shù)據(jù)的圖像輸入，所述圖像數(shù)據(jù)包括若干象素，每一象素包括具有第一組基色中的每一個的一個子象素，用于將所述彩色圖像數(shù)據(jù)分離為包括第一組象素的第一圖像成分、和包括第二組象素的第二圖像成分的裝置，其中第一組中的每一象素基本上鄰近于第二組中的相應象素，用于將第二組中的象素轉(zhuǎn)換為對應的轉(zhuǎn)換象素的裝置，其中每一象素包括具有第二組基色中的每一個的一個子象素，以及用于產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置，所述n基色輸入信號表示與第二組中的每一轉(zhuǎn)換彩色象素、以及第一組中的相應的、基本上相鄰的象素相對應的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的該方面的一些實施例中，所述系統(tǒng)進一步包括，象素組合器，該象素組合器在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，將第二組中的每一轉(zhuǎn)換象素與第一組中相應的、基本上相鄰的象素組合起來，以產(chǎn)生對應的n基色象素，所述n基色象素包括具有至少6個基色中的每一個的一個子象素，其中所述用于產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置產(chǎn)生表示與n基色象素中的每一個相對應的數(shù)據(jù)的信號。
在本發(fā)明的實施例中，選擇至少四種基色的、或者在某些實施例中的至少五種或者六種基色的波長范圍，以便提供最佳的顯示圖像總體亮度。另外地或者替換地，選擇至少四種基色的波長范圍，以便提供最佳的顯示圖像色域?qū)挾取?br> 根據(jù)本發(fā)明的又一方面的實施例，提供了一種彩色顯示設備，用于顯示n基色圖像，其中n大于3，所述設備具有彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少四個不同基色中的每一個的子象素元件，這些子象素元件被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括與至少四個不同基色的每一個有關(guān)的一個彩色子象素元件，其中每一超象素結(jié)構(gòu)中的子象素元件被布置為矩形子陣列，該矩形子陣列具有充分接近于一的平均長寬比。


將根據(jù)以下結(jié)合附圖的、對本發(fā)明的實施例的詳細說明，對本發(fā)明進行更充分地理解和評價，其中圖1A是表示現(xiàn)有技術(shù)RGB彩色色域的色度圖的簡圖，附加有人類視覺系統(tǒng)的色域的色度圖，這些在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。
圖1B是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的寬色域的色度圖的簡圖，附加了圖1A中的色度圖；圖2A是示出現(xiàn)有技術(shù)的3基色LCD系統(tǒng)的示意性框圖；圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的n基色LCD系統(tǒng)的示意性框圖；圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)冷陰極熒光燈(CCFL)源的典型光譜的示意性圖表；圖4A是示出現(xiàn)有技術(shù)膝上型計算機顯示器的典型RGB濾色器光譜的示意性圖表；圖4B是表示通過圖4A中的現(xiàn)有技術(shù)RGB濾色器光譜再現(xiàn)的色域的色度圖的簡圖，附加了理想的現(xiàn)有技術(shù)NTSC色域；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的五基色顯示設備的一個示例性濾色器設計的透射曲線的示意性圖表；
圖5B是表示圖5A中濾色器設計的色域的色度圖的簡圖，附加了兩個示例性的現(xiàn)有技術(shù)色域表示；圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的五基色顯示設備的另一示例性濾色器設計的透射曲線的示意性圖表；圖6B是表示圖6A中濾色器設計的色域的色度圖的簡圖，附加了兩個示例性的現(xiàn)有技術(shù)色域表示；圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示設備的示例性濾色器設計的透射曲線的示意性圖表；圖7B是表示圖7A中濾色器設計的色域的色度圖的簡圖，附加了兩個示例性的現(xiàn)有技術(shù)色域表示；圖8是在根據(jù)本發(fā)明的實施例的四基色顯示設備中的示例性的子象素結(jié)構(gòu)的簡圖；圖9是在根據(jù)本發(fā)明的實施例的五基色顯示設備中的示例性的子象素結(jié)構(gòu)的簡圖，所述子象素結(jié)構(gòu)包括超象素結(jié)構(gòu)；圖10是在根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示設備中的示例性的子象素結(jié)構(gòu)的簡圖，所述子象素結(jié)構(gòu)包括超象素結(jié)構(gòu)；圖11是示出在根據(jù)本發(fā)明的實施例的n基色顯示系統(tǒng)的諸部分中的數(shù)據(jù)流的示意性方框圖；圖12A是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示設備的一個實例性的象素結(jié)構(gòu)的簡圖；圖12B是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示設備的另一示例性的象素結(jié)構(gòu)的簡圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示設備的示例性色域的簡圖；圖13B是示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的六基色顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流方案的示意性框圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的順序n基色彩色LCD設備的簡圖；以及圖15是被分成若干彩色子色域區(qū)域的人類視覺色域的色度圖的簡圖。
具體實施例方式
在下列說明中，參照特定實施例說明了本發(fā)明的各方面，所述特定實施例提供了對本發(fā)明的徹底了解；然而，對于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明不局限于此處所述的特定實施例和舉例。進一步來講，對于此處所述的設備、系統(tǒng)和方法的某些細節(jié)涉及到彩色顯示設備、系統(tǒng)和方法的已知特征的情況，則可能為了清晰起見，省略了或者簡化了這樣的細節(jié)。
圖1B示意性地說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三種以上基色的顯示器的色域，該色域在色度平面上被表示人眼的可感知色域的馬掌形圖形所包圍。圖1B中的六邊形表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的六基色顯示器的色域。該色域顯著地比在圖1B中以點線三角形表示的、典型的RGB色域更寬。在2000年11月14日申請的、名稱為“Device，System And Method For Electronic True Color Display”的第09/710,895號美國專利申請中，在2001年6月7日申請的、名稱為“Device，System和Method For Electronic True Color Display”、以及于2001年12月13日公開為PCT公開文本W(wǎng)O 01/95544的國際申請PCT/IL01/00527中，在2001年12月18日申請的、名稱為“Spectrally Matched Digital Print Proofer”的第10/017,546號美國專利申請中，在2002年5月23日申請的、名稱為“System andmethod of data conversion for wide gamut displays”的國際申請PCT/IL02/00410中，公開了與本發(fā)明示例性實施例相符的、具有三種以上基色的監(jiān)視器和顯示設備的實施例，所有這些申請和公開文本的公開內(nèi)容在此結(jié)合作為參考。
雖然，在本發(fā)明的實施例中，可能使用了在上述參考的專利申請中公開的方法和系統(tǒng)，例如將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至基色數(shù)據(jù)的方法，或者創(chuàng)建基色材料或者濾色器的方法；但是在替代的實施例中，可能利用任何其他適當?shù)膎基色顯示技術(shù)來使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，其中n大于3。在這些申請中說明的某些實施例是基于背面或者正面投影設備、CRT設備或者其他類型顯示設備的。雖然以下的說明主要集中于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、最好使用LCD的n基色平面顯示設備，其中n大于3，但是應該理解的是，在替代實施例中，還可以與其他類型的顯示器及其他類型的光源和調(diào)制技術(shù)相結(jié)合地使用本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設備。例如，所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將理解的是，可以在陰極射線管顯示器、等離子體顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器、有機LED(OLED)顯示器和場致發(fā)射顯示(FED)設備或者此類顯示設備的任何混合組合中，利用適當?shù)母淖?，容易地實現(xiàn)本發(fā)明，這些顯示器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。
圖2B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的三種以上基色的顯示系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括光源212，液晶(LC)元件(單元)陣列214，例如使用薄膜晶體管(TFT)主動式矩陣技術(shù)的LC陣列，這些在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。所述設備進一步包括用于驅(qū)動LC陣列單元的電子電路220以及與所述LC陣列并置的n基色濾色器陣列216，其中n大于3，所述電子電路220例如是通過主動式矩陣尋址來驅(qū)動所述LC陣列單元的。在根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD設備的實施例中，顯示圖像的每一個全彩色象素是通過三個以上的子象素再現(xiàn)的，每一個子象素對應于一種不同的基色，例如，是通過驅(qū)動四個或更多子象素的對應組合來再現(xiàn)每一象素的。對于每一個子象素來說，在LC陣列214中存在一個對應的單元。背光源212提供產(chǎn)生彩色圖像所需要的光線?；跒閷南笏剌斎氲膱D像數(shù)據(jù)，通過施加于對應的LC單元的電壓來控制每一子象素的透射率。n基色控制器218接收輸入數(shù)據(jù)，例如是RGB或者YCC格式的輸入數(shù)據(jù)，選擇性地將其調(diào)節(jié)至所要求的規(guī)格和分辯率，并基于為每一象素輸入的數(shù)據(jù)，對被遞交給不同驅(qū)動器的信號數(shù)值進行調(diào)節(jié)。由背光源212提供的白光強度被LC陣列的元件空間調(diào)制，根據(jù)用于子象素的圖像數(shù)據(jù)，有選擇地控制每一子象素的照明。所述每一子象素的、被有選擇地衰減的光線經(jīng)過濾色器陣列216中的對應濾色器，借此產(chǎn)生期望的彩色子象素組合。人類視覺系統(tǒng)將經(jīng)由不同彩色子象素濾色過的光線空間合成起來，從而感知一個彩色圖像。
可以通過若干參數(shù)控制根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD設備的色域及其他屬性。這些參數(shù)包括背光元件(光源)的光譜，例如冷陰極熒光燈(CCFL)；LC陣列中的LC單元的光譜透射率；濾色器的光譜透射率在三基色顯示器中，開頭兩個參數(shù)，也就是光源的光譜和LC單元的光譜透射率，通常是通過系統(tǒng)約束條件來決定的，因此，可以直接地選擇濾色器的色彩，以便提供所要求的比色值，該比色值位于期望RGB三角形的“邊角”處，如圖1A中所示。為了將三基色LCD設備的效能最佳化，濾色器的光譜透射率被設計成基本上與光源的波長頂點重疊至可允許的程度。三基色LCD設備中的濾色器選擇可能主要基于將總體亮度效率最佳化。在此環(huán)境下，應被注意的是，選擇具有較狹窄的光譜透射率曲線的濾色器、從而引起更飽和的基色，總體上降低顯示器的總體亮度電平。
對于根據(jù)本發(fā)明的實施例的、具有超過三種基色的多基色顯示器來說，能夠選擇無窮多種的濾色器組合，來基本上覆蓋所要求的色域。本發(fā)明的濾色器選擇方法可以包括根據(jù)以下必要條件將濾色器選擇最佳化，即建立對所期望的二維色域的足夠覆蓋范圍，例如，用于寬色域應用的NTSC標準色域，以及用于較高亮度應用的“常規(guī)”三色LCD色域；將平衡白色點的亮度電平最佳化，所述平衡白色點能夠通過組合所有基色來獲得；以及根據(jù)期望照明標準、例如高清晰度電視(HDTV)系統(tǒng)的D65白色點色度標準，調(diào)節(jié)基色的相對強度。
本發(fā)明的實施例提供了使用三種以上基色、在顯示設備上顯示彩色圖像的系統(tǒng)和方法，例如，在諸如液晶顯示(LCD)設備之類的薄型顯示設備上。在此，是在具有三種以上基色的LCD設備的背景下來說明本發(fā)明許多的實施例的；其中為每一象素使用的濾色器的數(shù)目大于3。該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)RGB顯示設備相比，具有若干優(yōu)點。首先，根據(jù)本發(fā)明的n基色顯示設備能夠擴展由顯示器覆蓋的色域。第二，根據(jù)本發(fā)明的設備能夠在顯示器的發(fā)光效率方面有顯著的增加；在某些情況下，正如下文中所論及的，可以實現(xiàn)大約50％或者更高的增加。本發(fā)明的該特征對于便攜式(例如，用電池作電源的)顯示設備特別有幫助，因為增加的發(fā)光效率延長了電池壽命，減少了此類設備的總重量。第三，根據(jù)本發(fā)明的設備能夠通過有效利用本發(fā)明的子象素呈現(xiàn)技術(shù)，改善圖形分辨率，正如在下文中參照本發(fā)明的特定實施例詳細說明的那樣。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的一些多基色顯示設備中，使用3個以上具有不同彩色的子象素來創(chuàng)建每一象素。-在本發(fā)明該方面的實施例中，為每一象素使用四至六個(或更多)不同色彩的子象素實現(xiàn)了較寬的色域和較高的發(fā)光效率。在一些實施例中，每一象素的子象素數(shù)目以及不同子象素的透射譜可以被最佳化，以求獲得充分寬的色域、充分大的亮度和充分高的對比度的期望組合。
例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對3種以上基色的使用可以允許通過允許使用具有用于R、G和B濾色器的較狹窄透射曲線(例如，較狹窄的有效透射范圍)的濾色器、并從而增加R、G和B子象素的飽和度，來擴展可再現(xiàn)色域。為了補償這種較狹窄的范圍，在本發(fā)明的一些實施例中，可以在RGB飽和色之外使用較寬波段的子象素濾色器，從而增加顯示器的總體亮度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過適當?shù)卦O計n基色顯示器的子象素濾色器以及所述濾色器的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)色域?qū)挾群涂傮w圖像亮度的最優(yōu)組合，以符合特定系統(tǒng)的技術(shù)要求。
圖5A和6A示意性地示出分別用于根據(jù)本發(fā)明實施例的五基色顯示設備的兩種替換設計方案的透射曲線，其中所使用的五個基色是紅色(R)，綠色(G)，藍色(B)，青色(C)和黃色(Y)，由RGBCY合起來表示出。圖5B和6B分別示意性地示出圖5A和6A的濾色器設計的結(jié)果色域。應該理解的是，兩種設計方案都產(chǎn)生了比對應的傳統(tǒng)三色LCD設備更寬的色域覆蓋范圍和/或更高的亮度電平，正如下面詳細論及的。作為現(xiàn)有技術(shù)中公知內(nèi)容，傳統(tǒng)三色LCD的標準化總體亮度電平可以如下計算
Y(3-色)＝(Y(色1)+Y(色2)+Y(色3))/3類似地，根據(jù)本發(fā)明實施例的五色LCD設備的標準化亮度電平可以如下計算Y(5-色)＝(Y(色1)+Y(色2)+Y(色3)+Y(色4)+Y(色5))/5其中Y(色i)表示第i個基色的亮度電平，而Y(n色)表示n基色顯示器的總體的、標準化的亮度電平。
盡管圖5B中示出的色域可與對應的3色LCD設備(圖4B)的色域相比，但是使用圖5A中的濾色器設計所能獲得的亮度電平比相應3色LCD的那些亮度電平高出大約50％。在該實施例中獲得的較高的亮度電平歸功于黃色(Y)和青色(C)色子象素的添加，它們被具體設計為具有寬透射區(qū)域，從而比RGB濾色器透射更多的背光。這種新的濾色器選擇準則在概念上不同于基色濾色器的傳統(tǒng)選擇準則，所述基色濾色器的傳統(tǒng)選擇準則通常被設計成具有狹窄的透射范圍。對于該實施例，使用公知技術(shù)中的公知方法、根據(jù)透射譜和背光光譜計算出的白色點色度座標，是x＝0.318；y＝0.352。
如圖6B中所示，圖6A中的濾色器設計方案的色域比對應的傳統(tǒng)三色LCD(圖4B)的色域顯著地更寬些，甚至比對應的NTSC色域更寬，所述NTSC色域是彩色CRT設備的理想?yún)⒖忌颍⑶覉D6A中的濾色器設計方案還具有大略等于傳統(tǒng)三色LCD的亮度電平。在該實施例中，五色LCD設備的總體亮度電平與具有狹窄得多的色域的三色LCD設備相似。對于該實施例、使用公知技術(shù)中的公知方法根據(jù)透射譜和背光光譜計算出的白色點素坐標，是x＝0.310；y＝0.343。可以在本發(fā)明的實施例中使用其他設計，包括使用不同的基色和/或另外的基色(例如，六色顯示器)，以求產(chǎn)生更高或者更低的亮度電平，更寬的或者更狹窄的色域，或者亮度電平和色域的任何期望組合，這可適用于專門應用。
圖7A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的六基色顯示器的濾色器透射曲線，其中所述六個基色是紅色，綠色，藍色青色，品紅色(M)和黃色，用RGBCMY合起來指示出。圖7B示意性地示出圖7A中濾色器設計方案的結(jié)果色域。圖7A和7B的濾色器設計方案與圖5A和5B中的濾色器設計方案大致相似，除了為每一象素添加了品紅色(M)濾色器子象素之外。用于該示例性的六基色顯示器的白色點坐標是x＝0.319和y＝0.321，并且亮度增益等于1。
圖15示意性地示出可由人類辨別的色域的色度圖，它被分成六個子色域區(qū)域，也就是紅色(R)，綠色(G)，藍色(B)，黃色(Y)，品紅色(M)和青色(C)子色域區(qū)域，這可以被用來根據(jù)本發(fā)明的實施例選擇有效的濾色器光譜。在一些實施例中，可以選擇三個以上的基色濾色器、例如在圖5A和6A的實施例中的五個濾色器或者圖7A的實施例中的六個濾色器，來產(chǎn)生圖15中的相應子色域區(qū)域內(nèi)的色度值?？梢愿鶕?jù)特定的系統(tǒng)要求、例如色度平面中的期望色域?qū)挾群推谕膱D像亮度，確定為相應子色域區(qū)域內(nèi)的特定基色選擇的精確色度位置。如上面詳細討論的，所述系統(tǒng)要求取決于特定的設備應用，例如某些應用優(yōu)先考慮色域大小，而其他應用優(yōu)先考慮圖像亮度。圖15中的子色域區(qū)域表示出近似的邊界，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以根據(jù)這些邊界選擇基色，以求提供大色域覆蓋范圍和/或高亮度電平，同時保持期望的白平衡。對于特定濾色器光譜選擇和公知的背光光譜，正如現(xiàn)有技術(shù)中公知的，能夠使用直接的數(shù)學計算、計算出在圖15的子色域區(qū)域內(nèi)的基色色度值的位置，以便確定是否獲得了用于特定濾色器光譜選擇的期望色域。
在本發(fā)明的一個實施例中，可以結(jié)合如上所述的示例性的六基色設計方案來使用在下文中將詳細說明的子象素呈現(xiàn)技術(shù)，以求顯著地增加顯示器的分辯率。在本發(fā)明的替代實施例中，根據(jù)特定的顯示應用，不同的基色以及基色光譜設計可被用于產(chǎn)生期望的結(jié)果。
在本發(fā)明的設備、系統(tǒng)和方法的一些實施例中，能夠使用與傳統(tǒng)三個子象素的顯示格式兼容的格式來顯示三種以上基色。如現(xiàn)有技術(shù)中公知的，傳統(tǒng)的基于RGB的LCD設備中的每一象素由三個子象素組成，也就是紅色，綠色和藍色。通常，每一子象素具有大約1∶3的長寬比，借此，作為結(jié)果而產(chǎn)生的象素長寬比大約是1∶1。圖像的長寬比被定義為一行中象素的數(shù)目與一列中象素的數(shù)目的比率。典型的全屏幕LCD顯示器的圖像長寬比大約是4∶3。顯示器分辯率是由象素的總數(shù)確定的，假定象素大略是正方形的，并且是以4∶3的長寬比配置來布置的。當在具有另一分辯率的窗口(例如，顯示器象素結(jié)構(gòu))中顯示具有特定分辯率的視頻或者圖形圖像的時候，可能需要調(diào)節(jié)函數(shù)。所述調(diào)節(jié)函數(shù)可以包括插補或者抽選原始圖像象素數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生適用于所要求的顯示器分辨率的特定屏幕尺寸的象素的正確數(shù)目和結(jié)構(gòu)。對于大部分應用而言，需要大約為1∶1的總體象素長寬比。對于一般的視頻和電視應用，再現(xiàn)精確的長寬比不是關(guān)鍵性的。在其他應用中，特別是在要求幾何精確度的應用中，例如在顯示用于諸如Adobe PhotoShop之類的圖形軟件應用的圖像時，可以另外使用軟件呈現(xiàn)方法來補償象素大小“失真”。
如下所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，有許多用于布置三種以上基色設備的子象素的可行方式，由此保持大約1∶1的象素長寬比。在硬件級，例如按照在所述設備的LC陣列中的LC單元的數(shù)目，大略地確定LCD設備的總體分辯率和長寬比。盡管可以改變已有LCD設備的幾何設計，例如設計具有除了1∶3之外的子象素長寬比的新子象素布局，但是此類設計更改可能是昂貴的，因而是不受歡迎的。因此，在本發(fā)明的一些實施例中，可以通過按照如下所述的高效結(jié)構(gòu)布置子象素，以便保持傳統(tǒng)的子象素長寬比1∶3。這種結(jié)構(gòu)可以具有盡可能靠近1∶1的長寬比，并且該結(jié)構(gòu)可以包括能夠通過在標準RGB顯示器中使用的LC陣列的對應單元照明的、超過三個子象素的濾色器的周期模式，而不再需要設計新類型的顯示器，例如新的TFT主動式矩陣設計?？梢赃x擇將本發(fā)明的特征集成到已有顯示器設計中，這是本發(fā)明實施例的重要優(yōu)勢，因為重新設計基本顯示部件，特別是設計新類型的TFT主動式矩陣，可能極其復雜，并且費用高昂。
上述的周期性的子象素圖案，以下簡稱“超象素”結(jié)構(gòu)，它可以包含若干彩色子象素，例如用于三種以上基色中的每一種的至少一個子象素。如上所述，為了避免重新設計基本顯示部件，所述超象素結(jié)構(gòu)可以被設計成符合現(xiàn)有RGB子象素陣列格式。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，假定一種矩形的超象素結(jié)構(gòu)，每一超象素可以包括m×k個子象素，借此所述超象素結(jié)構(gòu)中的n基色象素(n>3)的數(shù)目等于(m×k)/n。因為“超象素”結(jié)構(gòu)中的n基色象素的數(shù)目還等于按n基色象素單位計算的NL×NW，其中NL和NW是超象素的長度和寬度，所以保持了以下等式NL×NW＝(m×k)/n超象素結(jié)構(gòu)的長度是NL×L，它等于m/3，而超象素的寬度是NW×W，它等于k，其中L和W分別是按三單元象素單位計算的n基色象素的平均長度和平均寬度。因此，n基色象素的平均長寬比通過下式給出L/W＝m/(3k)×NW/NL＝m2/(3n)NL-2為了確定滿足上述必要條件的最小超象素結(jié)構(gòu)，在每一超象素中的n基色象素縱向的或者橫向的數(shù)目被設置成值為1，例如，NL＝1，借此多基色象素的長寬比通過m2/3n給出。因此，因m2除以3n而得到的值m盡可能接近1，從而將獲得最小超象素結(jié)構(gòu)。
例如，用于4基色顯示器的、例如根據(jù)本發(fā)明的RGBY(紅綠藍+黃色)顯示系統(tǒng)的簡明結(jié)構(gòu)，可以包括按照保持總體圖像長寬比4∶3的結(jié)構(gòu)并排地布置子象素，如圖8中示意性地示出的那樣。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生m＝4的值。在該結(jié)構(gòu)中，例如，使用為具有1024×768的3基色象素分辨率的XGA顯示器設計的LC陣列，在如上所述的4基色多象素結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生768×768的有效分辯率。類似地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用具有1280×1024的3基色象素分辨率的SXGA面板，再現(xiàn)分辯率為960×1024象素的4基色圖像。應該理解的是，根據(jù)本實施例的4基色象素形狀是矩形的，而不是正方形的，因此當應用數(shù)據(jù)比例縮放的時候該圖像長寬比保持不變。在圖8的實施例中，4基色象素的長寬比是4∶3。因此，舉例來說，根據(jù)本發(fā)明的這一實施例的XGA屏幕可以具有縱向和橫向數(shù)目相等的n基色象素，因而，用于這種XGA屏幕的圖像長寬比保持4∶3。然而，這樣一種屏幕的水平(行)分辯率與對應的3基色XGA屏幕相比將更低。在本發(fā)明的一個實施例中，為了保持該4基色顯示器的正確圖像幾何形狀，按比例地減少原始輸入數(shù)據(jù)的水平分辨率，從用于XGA屏幕的1024減少到用于XGA屏幕的768。所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將理解的是，其他顯示格式可以要求不同的調(diào)整。舉例來說，分辯率為1280∶1024的SXGA屏幕在3基色格式中具有5∶4的長寬比，而不是4∶3。
圖9示意性地示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的五基色顯示系統(tǒng)中的超象素結(jié)構(gòu)的另一實例。在該五基色結(jié)構(gòu)中，舉例來說，其中基色是RGB，青色(C)和黃色(Y)，m＝4的值產(chǎn)生長寬比為16∶15的五基色象素。在圖9中的超象素結(jié)構(gòu)中，對于每一象素，舉例來說，可以跨越兩個連續(xù)的行來劃分五個子象素，并且所述超象素結(jié)構(gòu)包括四組五基色象素。每一超象素的長寬比是15∶4，因而，單個五基色象素的有效長寬比是16∶15。在該結(jié)構(gòu)中，例如，為具有1024×768的三基色象素分辨率的XGA顯示器設計的LC陣列，產(chǎn)生768×614的有效五基色象素分辨率。類似地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用具有1280×1024的三基色象素分辨率的SXGA面板，以再現(xiàn)960×819的五基色象素分辨率圖像。
應被注意的是，在上述實例中，可以水平和/或縱向移動多基色象素的有效的(彩色加權(quán)的)中心。當輸入數(shù)據(jù)被內(nèi)插、以便匹配象素結(jié)構(gòu)的時候，應該考慮這一點。如上所述的超象素配置的周期性結(jié)構(gòu)允許相對簡單的內(nèi)插法，如下?？梢允紫扔嬎忝恳怀笏氐臄?shù)據(jù)，作為超象素的矩形柵格上的位置；然后，在每一超象素內(nèi)部分布所述數(shù)據(jù)。因為超象素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是固定的，例如所有超象素具有相同的子象素結(jié)構(gòu)，所以內(nèi)部的分布階段也是固定的，例如內(nèi)部的分布是以與每一超象素在顯示器上的位置無關(guān)的相同方式來分布的。因而，可以在簡單的矩形柵格上執(zhí)行內(nèi)插法，并將與內(nèi)部超象素結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的復雜分布簡化為固定的、重復的操作。也可以與本發(fā)明結(jié)合地使用其他適當?shù)膬?nèi)插法。
在圖11中示意性地示出執(zhí)行如上所述內(nèi)插法的系統(tǒng)。由圖像調(diào)節(jié)部件1102接收處于原始分辯率的輸入數(shù)據(jù)(例如，采用YCC或者RGB格式)，所述圖像調(diào)節(jié)部件1102將圖像分辨率調(diào)節(jié)至顯示器的分辯率，所述圖像分辨率是通過圖像中的象素數(shù)目定義的。所述調(diào)節(jié)可以類似于在個人計算機(PC)上利用改變顯示器分辯率來執(zhí)行的調(diào)節(jié)，而這在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。數(shù)據(jù)可以被反調(diào)節(jié)至極高分辨率，然后被重新采樣為顯示器分辯率，舉例來說，正如在2001年的LLH Technology Publishing的第3版中、由Keith Jack所撰寫的“Video Demystified”中所解釋的。選擇性地，在所述反調(diào)節(jié)之后，可以分兩個階段執(zhí)行重新采樣，以便簡化計算，如下。在第一階段中，數(shù)據(jù)被分配給每一超象素。在第二階段中，基于超象素的已知結(jié)構(gòu)，在超象素級執(zhí)行重新采樣。在數(shù)據(jù)被重新采樣為n基色象素柵格之后，可以通過n基色轉(zhuǎn)換器1104為每一n基色象素分別計算一組n基色系數(shù)，所述n基色象素柵格例如可以通過每一n基色象素的彩色加權(quán)中心來定義。通過超象素收集器1106對用于所有n基色象素的、例如m個n基色象素的n基色數(shù)據(jù)進行組合，所述n基色象素構(gòu)成每一超象素，并通過分布器1108接收采集的數(shù)據(jù)，所述分布器1108根據(jù)定義的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將m個n基色象素的m×n個系數(shù)分布給子象素。
在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的六基色顯示系統(tǒng)中，一種可允許的結(jié)構(gòu)可以包括這樣的超象素結(jié)構(gòu)，該超象素結(jié)構(gòu)基本類似于上文中參照圖9說明的六基色超象素結(jié)構(gòu)的，但具有適當?shù)母淖?，例如為該超象素結(jié)構(gòu)中的每一象素增加一個品紅色子象素元素。用于根據(jù)該實施例產(chǎn)生6基色圖像的系統(tǒng)、以及在這樣一種系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流程，可以基本上如參照圖11所說明的那樣。正如圖10中示意性地示出的那樣，n＝6并且m＝4的超象素結(jié)構(gòu)具有3基色象素的4/3長度，并且具有3象素的寬度。從而，正如通過圖10中的陰影區(qū)示意性地示出的那樣，超象素結(jié)構(gòu)中的子象素總數(shù)目是4/3×3×3＝12，借此通過每一超象素調(diào)節(jié)兩個6基色象素。該6基色象素的平均長度是4/3，其寬度是3/2，因此本實施例中的超象素長寬比是8∶9，其比較接近于所期望的比率1∶1。
也可以根據(jù)本發(fā)明的實施例使用其他配置；例如，可以在每一行均具有3個子象素的兩行中布置六個子象素。在這種兩行結(jié)構(gòu)中，被用于以根據(jù)本發(fā)明的六基色模式工作的標準XGA顯示器的分辯率，被減少到1024×384象素，并且以六基色模式工作的標準SXGA顯示器的分辯率被減少為1280×512。這樣一種象素結(jié)構(gòu)，可能對電視和視頻應用有用，如下所述。
上述實例演示了增加不同濾色器的數(shù)目，例如4-6種不同彩色而不是3種，可以減少顯示器的可見分辨率，而無需對LC陣列作適當改進。然而，對于電視和視頻應用來講，可見分辨率方面的這種減少可能不是關(guān)鍵性的。標準定義NTSC電視系統(tǒng)在60赫茲的隔行掃描場速率(30赫茲的幀速率)時具有480線的分辯率(使用空白線時525線有效)。當被數(shù)字化時，NTSC制的分辯率在960×480至352×480范圍內(nèi)變化。PAL制具有在50赫茲隔行掃描場速率(25赫茲的幀速率)時的576電視掃描線的分辯率。在數(shù)字形式中，基于長寬比(例如，4∶3或者16∶9)以及象素的形狀(例如，矩形或者正方形)，PAL制的分辯率在1024×576至480×576范圍內(nèi)變化。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，如上所述，現(xiàn)有SXGA顯示器可以被轉(zhuǎn)換為在沒有圖像分辯率方面的任何退化的情況下顯示標準定義電視圖像的四、五或者六基色顯示系統(tǒng)，因為這種轉(zhuǎn)換后的設備的被減少的分辯率依舊比標準電視圖像數(shù)據(jù)的分辯率高。應注意的是，在如上所述的、水平地減少分辯率的所有情況中，以及在垂直地減少分辯率的、五和六種基色的情況中，根據(jù)本發(fā)明的實施例的、被轉(zhuǎn)換后的顯示系統(tǒng)的分辯率與NTSC制的分辯率(480線)一致(或者超過)，并且至少非常接近于PAL制的分辯率(576線)。在將XGA顯示器轉(zhuǎn)換為四-六種基色顯示器的方式操作的某些情況下，可能損失一些分辨率；然而，如下所述的、每一象素內(nèi)的子象素的改進結(jié)構(gòu)可用于補償這種被稍微降低了的分辯率。因此，對于所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員顯而易見的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，許多現(xiàn)有型式的三色LCD設備可以被轉(zhuǎn)換為超過三種基色的顯示器，所述超過三種基色的顯示器能夠顯示電視標準圖像，而不會在分辯率方面產(chǎn)生顯著的減少?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明的實施例使用其他分辯率、基色數(shù)目和象素結(jié)構(gòu)。
在各種應用中，特別是在混合視頻和計算機圖形學應用中，應該最好避免任何分辨率損失。對于如上所述的、以兩行布置六個子象素的象素而言，可以實施不同子象素色彩的空間結(jié)構(gòu)，以便改善顯示分辯率。圖12A中示出這種結(jié)構(gòu)的實例。在該結(jié)構(gòu)中，每一象素中的子象素是以兩行布置的，每一行包括三個子象素。行A包含“飽和的”RGB象素，并且行B包含“明亮的”CMY象素。所述CMY象素組合還可以產(chǎn)生較少飽和的RGB彩色，例如在通過C、M和Y的色度值定義的三角形色域中包括的色彩。通過分析這種直排式結(jié)構(gòu)，每一垂直子象素對可以如下地單獨再現(xiàn)白色(例如非彩色)色度R+C；G+M；或者B+Y。這是通過布置子象素、以致每一基色子象素被放置在與一個互補基色子象素垂直相鄰的位置而實現(xiàn)的。因此，使用這種方法，可以將用于繪圖應用的水平黑/白分辯率增加到三倍。
圖12B描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的另一種顯示象素的示例性結(jié)構(gòu)。盡管在圖12A的結(jié)構(gòu)中，行A僅僅包含RGB子象素，而行B僅僅包含CMY子象素，但是在圖12B中的替換結(jié)構(gòu)中，在每一行中同時包括RGB和CMY象素。更具體地說，如圖12B中所示，行A包含第一象素的RGB子象素，其后是第二象素的CMY子象素，而行B包含所述第一象素的CMY子象素，繼之以第二象素的RGB象素。應該理解的是，各種其他象素結(jié)構(gòu)可能也適合于設計根據(jù)本發(fā)明的實施例的超象素結(jié)構(gòu)；例如，在一些實施例中，在基色的三元組內(nèi)的基色順序可能不同于附圖中所示的順序。
如上所述的六基色結(jié)構(gòu)允許根據(jù)本發(fā)明的六基色顯示器的至少三種操作模式。圖13A在色度平面上示意性地示出這種六基色顯示器的色域。純色色域是由連接六個基色的點線表示的。RGB基色的色域由長劃線三角形單獨表示，而CMY基色的色域覆蓋了實線三角形。圖13A中的陰影六角形區(qū)域表示CMY和RGB基色組的交集色域。該顯示器的第一操作模式是高分辨率、“有限色域”模式，其尤其適用于繪圖應用。在該模式中，分辯率可以與對應的三基色顯示器的分辯率相同(例如用于SXGA顯示器的1280×1024象素；用于XGA顯示器的1024×768等等}可以通過RGB和CMY三元組(子結(jié)構(gòu))兩者產(chǎn)生用于這類結(jié)構(gòu)的彩色組合，借此，通過CMY色域和RGB彩色色域的交集定義顯示器的色域，例如，圖13A中的陰影六邊形。在該操作模式中，色彩是在三子象素級被處理的，例如，適用于驅(qū)動三基色顯示器的數(shù)據(jù)被遞交給每一象素，例如，RGB或者CMY，而不管分配給該象素的基色組如何。RGB和CMY象素之間的差異存在于矩陣中，所述矩陣將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為子象素的系數(shù)。更多精心制作的數(shù)據(jù)流也是可允許的，并將在下文中呈現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明實施例的6基色顯示器的第二操作模式是中分辨率、超寬色域模式，其例如是為要求豐富色彩和改善的彩色圖像質(zhì)量的視頻及其他顯示應用所設計的。在該模式中，分辯率可以從正常的、適用于以完全系統(tǒng)分辨率(例如，用于SXGA顯示器的1280×1024)顯示的“非飽和色對象”的分辯率，逐漸減少到用于具有極端彩色的“非常飽和色對象”的分辯率，這時分辯率減少到二分之一(1280×512象素)。在該模式中，是在六基色象素級處理色彩的，因此可以減少顯示分辯率。然而，如果待呈現(xiàn)的色彩不是飽和的，例如，如果被顯示的色彩包括在圖13A中的陰影六邊形中，可以或者通過RGB象素、或者通過CMY象素完全地再現(xiàn)這種色彩，因此可以恢復原始的分辯率。對于圖13A中陰影外部的飽和色，分辯率被減少到二分之一(1280×512)；然而，對于高度飽和的色彩通常不要求完全分辯率，因為人類視覺系統(tǒng)對亮度的空間變化比對色彩的空間變化更加敏感。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的六基色顯示器的第三操作模式是超高分辯率模式，可以例如利用SXGA顯示器將其應用于黑-白圖形，產(chǎn)生3840×1024象素的有效分辯率，而不是原始的1280×1024分辯率。對于該操作模式，象素的結(jié)構(gòu)和處理可以如同在如上所述的高分辨率、“有限色域”模式中的那樣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，附加的操作模式也是可允許的；可以根據(jù)特定的顯示技術(shù)要求設計此類附加的模式。
圖13B示意性地示出用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的六基色顯示系統(tǒng)的、使用如上所述的RGB-CMY基色組的可行數(shù)據(jù)流方案。在該實例中，輸入數(shù)據(jù)的分辯率假定為顯示器的原始分辯率；否則，如上所述，可以要求適當?shù)恼{(diào)節(jié)。象素收集器1302對應于一對三基色象素、也就是一個RGB象素和一個CMY象素來收集圖像數(shù)據(jù)，所述一對三基色象素共同構(gòu)成單個6基色象素?？梢砸匀魏卧诂F(xiàn)有技術(shù)中已知的、適當?shù)母袷教峁┰紙D像數(shù)據(jù)，例如RGB或者YCC格式。通過使用矩陣乘法單元1304和1306、以及隨后的n基色組合器1308，所述兩個三色象素的采集數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為用于不同子象素的灰度值。如果兩個象素的色值屬于圖13A中的陰影六角形區(qū)域，例如，如果所有子象素具有正灰度值，那么用于驅(qū)動相應LC子象素的灰度級無變化。
參見圖13A，當輸入數(shù)據(jù)超出CMY三角形的范圍、但是在RGB三角形內(nèi)的時候，可以根據(jù)專門應用，以許多不同的方式處理該數(shù)據(jù)。在一個實施例中數(shù)據(jù)僅僅由RGB子象素成分表示，而CMY成分被設置為零亮度。在另一實施例中，輸入數(shù)據(jù)由RGB成分表示，而CMY成分表示最接近期望色彩的色彩組合。對本發(fā)明的該實施例來說，可以依據(jù)亮度、色度、或者簡單地通過將任何負的子象素值設定為零來定義所述“最接近的”彩色組合。在進一步的實施例中，CMY成分表示盡可能接近期望色彩的彩色組合，通過所述RGB成分校正與期望色彩之間的任何差異、以及CMY表示。上述討論到三個不同的實施例主要在呈現(xiàn)飽和色的方法方面不同。在第一實施例中，從比色角度看，飽和色被精確地再現(xiàn)，但是處于比較低的亮度電平。在第二實施例中，亮度電平是最佳化的，但是飽和度減少了。在第三實施例中，飽和度和亮度電平屬于所述第一和第二實施例中的最大和最小級之間的范圍。應該理解的是，通過在上述中分析分別變換對CMY和RGB的引用，可以對這樣一種情況進行同樣的分析輸入數(shù)據(jù)超出RGB三角形的范圍，但是在圖13A中的CMY三角形內(nèi)。
應注意的是，參見圖13A，可以僅僅通過完全的六基色象素表示，精確地再現(xiàn)位于在由RGB色域和CMY色域的組合三角形區(qū)域構(gòu)成的“大衛(wèi)王之星”形狀之外的六色色域(周圍的點線六邊形)之內(nèi)的任何彩色組合。在本發(fā)明的一個實施例中，如在申請人于2002年5月23日申請的、名稱為“System and method of dataconversion for wide gamut displays”的未審國際申請PCT/IL02/00410中所描述的、使用二維查找表(“LUT”)的算法，可以被應用于為所有六個基色實時導出正確的子象素值，所述申請的公開內(nèi)容在此結(jié)合作為參考。在本發(fā)明的該實施例中，可以計算RGB和CMY組合的平均色彩，可以例如使用六基色轉(zhuǎn)換器對結(jié)果色彩進行變換，以便產(chǎn)生對應于n基色象素的子象素系數(shù)。
如上所述的系統(tǒng)和方法適合于通過由人類視覺系統(tǒng)對子象素進行空間合成來感知色彩的顯示設備。然而，還可以在時間上執(zhí)行由人類視覺系統(tǒng)進行的色彩合成，因此本發(fā)明的實施例也使用超過三種基色提供順序顯示設備、系統(tǒng)和方法，例如，順序彩色LCD設備。這一概念在申請人于2001年6月7日申請的、名稱為“Device，Systemand Method For Electronic True Color Display”的、并且于2001年12月13日作為WO 01/95544公開的國際申請PCT/IL01/00527中有關(guān)順序制n基色圖像投影設備的上下文中進行了詳細說明，所述國際申請的公開內(nèi)容在此結(jié)合作為參考。在順序投影彩色顯示設備中，四個或更多不同的彩色場被順序地投影，每一個彩色場對應于一個短時間周期，并且以充分高的頻率、周期地重復該處理，借此人類視覺系統(tǒng)將不同的彩色場時間合成為一個全色圖像。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，基于順序彩色表示的LCD設備的優(yōu)點在于，此類設備可以按照可與能夠顯示三基色、例如RGB圖像的相同設備所用分辨率相比的分辨率，顯示超過三種基色的圖像。順序LCD顯示設備不要求與LC陣列相關(guān)聯(lián)的彩色子象素濾色器矩陣。代之以，每一LC元件為一個特定象素控制所有基色的強度，每一基色是在指定的時隙期間控制的，借此以其完全分辯率使用所述LC陣列。彩色組合是通過以不同的基色順序地對LC陣列進行背光照明來創(chuàng)建的，這與順序制投影設備類似。然而，與通常要求顯著的物理空間來包含投影光學器件的投影設備不同，所述投影光學器件也就是將縮影空間調(diào)光器投射在屏幕上的光學機構(gòu)，本發(fā)明的順序LCD設備不要求投影光學器件，因此可以以平面結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的平面n基色顯示器的結(jié)構(gòu)包括具有期望尺寸和分辯率的LC陣列(面板)。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中公知的便攜式計算機中使用這種液晶顯示面板。然而，在本發(fā)明的順序LCD設備中，可以在沒有彩色子象素濾色器的相鄰陣列的情況下使用LC面板，借此所述LC陣列可以作為單色灰度級設備來工作。所述LC陣列的單元被有選擇地衰減，以便產(chǎn)生一序列超過三種基色的灰度級模式，每一模式對應于顯示圖像的超過三種基色成分中的一種。使用對應基色的光線對每一灰度級模式進行背光照明。在不同背光色彩之中的切換是與由LC陣列產(chǎn)生的灰度級模式序列同步，借此，序列中的每一灰度級模式是使用正確的基色光線照明的。所期望的背光光線可以通過經(jīng)由預先選擇的濾色器對白光(或者其他顏色的光線)進行濾色來產(chǎn)生，每一濾色器對應于所述超過三種的基色中的一種。以充分高的頻率、并與由LC陣列產(chǎn)生的模式周期序列同步地重復所述背光色彩序列，借此觀看者通過如上所述的時間合成感知全色圖像。
在圖14中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的順序LCD設備的部件。應該理解的是，此處所述的順序彩色LCD設備僅僅舉例說明了本發(fā)明的一個示例性的實施例。在本發(fā)明的替代的實施例中，可以使用其他系統(tǒng)和方法創(chuàng)建背光光線的不同色彩。另外地或者替換地，在本發(fā)明的一些實施例中，沒有使用如上所述的LC陣列，而代之以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他方法順序地產(chǎn)生對應于不同基色成分的灰度級模式。
在圖14中的示意性地示出的本發(fā)明的一個實施例中，使用單個光源或者一組光源、例如白光源1410，通過經(jīng)由一系列不同的濾色器1413順序地對白光濾色，順序地產(chǎn)生不同亮度的色彩。所述濾色器可以被置于旋轉(zhuǎn)濾色輪1412上。為了獲得所期望的背光，可以例如使用透鏡1414將穿過濾色輪1412上的濾色器1413之一的彩色光聚焦到光導管1416里。如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，光導管將濾光后的光線引導到與LC陣列1420并列的背光結(jié)構(gòu)1422，由此基本上均勻地對LC陣列照明。在該實施例的一些變型中，所述背光結(jié)構(gòu)和光導管與在背光便攜式計算機、例如膝上型計算機中、或者在光桌設備中使用的那些相似。在一些此類設備中，來自熒光燈泡的光線被反射鏡/散光器的結(jié)構(gòu)反射，以便獲得基本上均勻的照明。作為選擇，如圖14中示意性地示出的那樣，光導管1416可以包括多個光出口1418，這些光出口1418與背光照明裝置1422中的反射鏡/散光器結(jié)合使用，以獲得均勻照明。在替代性的實施例中，可以使用其他結(jié)構(gòu)提供不同基色的背光。在本發(fā)明的替代性實施例中，通過發(fā)光二極管(LED)陣列產(chǎn)生背光，每一LED能夠選擇性地產(chǎn)生具有一種波長范圍的光線，所述波長范圍是超過三種的不同波長范圍中的一種。順序地激活不同色彩的LED發(fā)射，并且所述色彩序列與由LC陣列產(chǎn)生的灰度級模式序列同步。在使用LED背光的三基色、例如RGB設備中，為了獲得充分寬的色域，通常將紅色、綠色和藍色LED發(fā)射設計成具有狹窄的相應光譜。具體來講，這種設備的發(fā)射分布的峰值通常是在對于紅色發(fā)射的630-680納米、對于綠色發(fā)射的500-540納米、以及對于藍色發(fā)射的400-480納米的范圍內(nèi)。令人遺憾的是，現(xiàn)有三色設備不使用540-570納米的亮度高效的波長范圍，這部分波長范圍是作為橙黃色光線感知的，人眼在該波長范圍是最敏感的。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，增加在540-570納米的范圍內(nèi)的第四LED發(fā)射能夠顯著地改善亮度效率。假定所有二極管的量子效率基本上是相同的，則對于每一安培，黃色LED將產(chǎn)生更多的視覺亮度。為了利用這種效率，在本發(fā)明的一些實施例中，通過激活如上所述的四個LED發(fā)射范圍，使用至少四個基色，也就是紅色，綠色，藍色和橙黃色。
在本發(fā)明的一個替代的實施例中，沒有使用第四發(fā)射范圍，可以代之以根據(jù)一個激活序列激活標準RGB LED陣列，產(chǎn)生所期望背光序列的更高強度。本發(fā)明的某些實施例沒有使用R-G-B-R-G-B的標準激活序列，而代之以使用混合的周期性激活序列，例如R-G-B-RG-BG-RB，來產(chǎn)生所期望的背光序列。RGB LED發(fā)射的其他激活序列也是可行的，例如包含有按照不同順序排列的相同發(fā)射成分(例如，R，G，B，RG，BG和RB)的序列，其中省略了某些“混合”成分(例如，RG，BG或者RB)的序列，包含有附加的成分(例如完整的RGB發(fā)射成分)的序列，或者能夠產(chǎn)生期望背光序列的“純的”和/或“混合的”LED發(fā)射的任何其他適當組合。應該理解的是，通過示例性的激活序列R-G-B-RG-BG-RB產(chǎn)生的、通過總和3R+3G+3B確定的總體亮度，與通過對應的標準R-G-B-R-G-B序列產(chǎn)生的、通過求和2R+2G+2B確定的平均亮度相比，大約高出百分之五十。
以充分高的頻率激活根據(jù)本發(fā)明實施例的順序LCD設備，以便允許觀看者將n基色圖像序列時間合成為全色圖像。另外地，為了產(chǎn)生視頻圖像，以充分高的速率激活根據(jù)本發(fā)明的實施例的順序LCD設備，以便允許再現(xiàn)所要求的每秒幀數(shù)。在Ken ichiTakatori、Hiroshi Imai、Hideki Asada和Masao Imai撰寫的“Field-Sequential Smectic LCD with TFT Pixel Amplifier”(FunctionalDevices Research Labs，NEC Corp.，Kawasaki，Kanagawa 216-8555，Japan，SID 01 Digest)中說明了一種順序彩色LCD設備，該LCD設備以充分高的速率工作，使用三種基色、也就是紅、綠、藍色光線進行背光照明，該文章在此結(jié)合作為參考。在本發(fā)明的一個實施例中，這種三色設備的一種變型適于產(chǎn)生n基色圖像，其中n大于3。在這種適用于n基色的順序照明設備中，通過(最好是)白光源產(chǎn)生的光線被n個被順序插入的濾色器濾色，以便產(chǎn)生所期望的n基色背光序列。濾色器切換機構(gòu)可被用于在背光光程中順序地插入不同的濾色器，舉例來說，所述濾色器切換機構(gòu)是包括3個以上不同濾色器的旋轉(zhuǎn)濾色輪，例如在上文中參照圖14說明的濾色輪?？梢允褂门c在現(xiàn)有膝上型計算機中使用的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)，對濾色后的光線進行引導和散射，以便照明LC陣列。在一些實施例中，所述光源和濾色器切換機構(gòu)(或者作為替換，如上所述的LED陣列)被設在一外部設備內(nèi)，并且如上文參照圖14中實施例所述的那樣，光導管被用來將彩色光線引導到LCD設備的背光裝置中。
所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將理解的是，本發(fā)明沒有被在上文中參照附圖所具體示出和說明的內(nèi)容所限制。更確切的說，本發(fā)明僅僅由以下的權(quán)利要求書限制。
權(quán)利要求
1.一種彩色液晶顯示(LCD)設備，用于使用至少四種不同的基色顯示彩色圖像，該設備包括液晶(LC)元件陣列；驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路用于接收對應于所述彩色圖像的輸入，并用于有選擇地激活所述LC陣列中的LC元件，以產(chǎn)生對應于所述彩色圖像的灰度級表示的衰減圖案；以及彩色子象素濾色器元件陣列，所述彩色子象素濾色器元件陣列與所述LC元件陣列并置，并與之相關(guān)聯(lián)，以致每一彩色子象素濾色器元件與所述LC元件之一相關(guān)聯(lián)，其中所述彩色子象素濾色器元件陣列至少包括四種類型的彩色子象素濾光器元件，這四種彩色子象素濾光器元件分別透射所述至少四種基色的光。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少四種基色包括紅色，綠色，藍色和黃色。
3.如權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少四種基色包括至少五種基色，并且其中所述至少四種類型的彩色子象素濾色器元件包括至少五種類型的彩色子象素濾色器元件，其分別透射所述至少五種基色的光線。
4.如權(quán)利要求3所述的設備，其中所述至少五種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色和青色。
5.如權(quán)利要求3所述的設備，其中所述至少五種基色包括至少六種基色，并且其中所述至少五種類型的彩色子象素濾色器元件包括至少六種類型的彩色子象素濾色器元件，其分別透射所述至少六種基色的光線。
6.如權(quán)利要求5所述的設備，其中所述至少六種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色。
7.一種彩色液晶顯示(LCD)設備，用于顯示時間合成的彩色圖像，所述時間合成的彩色圖像包括至少四個基色圖像的序列，該設備包括液晶(LC)元件陣列；驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路用于接收相應于所述至少四個基色圖像中的每一個的輸入，并用于有選擇地激活所述LC陣列中的LC元件，以便產(chǎn)生衰減圖案，該衰減圖案分別相應于所述至少四個基色圖像中的每一個的灰度級表示；以及照明系統(tǒng)，用于使用至少四種不同基色的光線、順序地對所述LC陣列進行背光照明，以便順序地產(chǎn)生至少四個相應的基色圖像，其中所述驅(qū)動電路和所述照明系統(tǒng)是同步的，以便使用對應于相應基色圖像的基色光線對每一個所述衰減圖案進行照明。
8.如權(quán)利要求7所述的設備，其特征在于所述至少四個基色圖像包括紅色，綠色，藍色，和黃色圖像。
9.如權(quán)利要求7所述的設備，其中所述至少四個基色圖像包括紅色，綠色，藍色，黃色和青色圖像。
10.如權(quán)利要求7所述的設備，其中所述至少四個基色圖像包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色圖像。
11.如權(quán)利要求7-10中任一權(quán)利要求所述的設備，其中所述照明系統(tǒng)包括具有輸出路徑的光源；濾色器切換機構(gòu)，其在所述光源的輸出路徑中順序地插入至少四種不同的基色濾色器，以便分別產(chǎn)生所述至少四種不同基色的光線；光學裝置，其將所述至少四種不同基色的光線從所述濾色器切換機構(gòu)引導至所述LC陣列，借此對所述LC陣列背光照明。
12.如權(quán)利要求11所述的設備，其中所述光源包括基本上為白色的光源。
13.如權(quán)利要求7-10中任一權(quán)利要求所述的設備，其中所述照明系統(tǒng)包括發(fā)光二極管(LED)陣列；照明控制電路，用于有選擇地激活所述若干LED，以便產(chǎn)生分別與至少四種不同基色的光線相對應的四個光照圖案的序列；光學裝置，其令由所述LED陣列產(chǎn)生的至少四個光照圖案，利用所述至少四種相應的基色的大略空間均勻的光線，對所述LC陣列進行背光照明。
14.如權(quán)利要求13所述的設備，其中所述LED陣列至少包括三種不同色彩的LED。
15.如權(quán)利要求14所述的設備，其中所述至少三種不同色彩的LED包括紅色、綠色和藍色LED。
16.如權(quán)利要求14或者權(quán)利要求15所述的設備，其中所述至少四個不同的光照圖案中的至少一個對應于一種除所述至少三種不同色彩的LED以外的基色。
17.如權(quán)利要求15或者16所述的設備，其中所述至少四個不同的光照圖案中的至少一個，是通過同時地激活所述至少三種不同色彩的LED中的至少兩種來產(chǎn)生的。
18.一種用于顯示n基色圖像的彩色顯示設備，其中n大于3，所述系統(tǒng)包括具有子象素元件的彩色子象素元件陣列，所述子象素元件均具有至少四種不同的基色，被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括具有所述至少四種不同基色的每一種的一個彩色子象素元素，其中僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)中的一部分的n基色象素的非固定組合被周期地重復，以便基本上覆蓋整個n基色圖像。
19.如權(quán)利要求18所述的彩色顯示設備，包括n基色液晶顯示(LCD)設備，其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，并且其中每一個超象素的每一個n基色象素包括一個彩色子象素濾色器元件，用于透射所述至少四種不同基色中的每一個的光線。
20.如權(quán)利要求18或者權(quán)利要求19所述的設備，其中所述至少四種不同基色包括紅色，綠色，藍色和黃色。
21.如權(quán)利要求18-20中任一權(quán)利要求所述的設備，其中所述至少四種不同基色包括至少五種不同的基色。
22.如權(quán)利要求21所述的設備，其中所述至少五種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色和青色。
23.如權(quán)利要求21或者權(quán)利要求22所述的設備，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的五個序列，每一個序列包括具有所述五種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
24.如權(quán)利要求21或者權(quán)利要求22所述的設備，其中所述至少四種不同基色包括至少六種不同的基色。
25.如權(quán)利要求24所述的設備，其中所述至少六種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色。
26.如權(quán)利要求24或者權(quán)利要求25所述的設備，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的三個序列，每一個序列包括具有所述六種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
27.一種用于在n基色顯示器上顯示n基色圖像的方法，其中n大于3，所述n基色顯示器包括具有子象素元件的彩色子象素元件陣列，所述子象素元件均具有至少四種不同基色，被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括具有所述至少四種不同基色的每一種的一個彩色子象素元素元件，其中僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)中的一部分的n基色象素的非固定組合被周期地重復，以便基本上覆蓋整個n基色圖像，所述方法包括接收表示三成分彩色圖像數(shù)據(jù)的輸入，所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)包括若干三成分象素、并具有第一分辯率；調(diào)節(jié)所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，該調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)具有不同于所述第一分辯率的第二分辯率；將所述調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表示所述n基色圖像的對應的n基色象素數(shù)據(jù)；以及相應于所述n基色象素數(shù)據(jù)產(chǎn)生n基色輸入信號。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，進一步包括在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，收集每一超象素中所有n基色象素的n基色象素數(shù)據(jù)；以及將所收集的、表示每一超象素結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分布到若干子象素數(shù)據(jù)段中，每一數(shù)據(jù)段表示每一個所述超象素中的一個子象素，其中產(chǎn)生所述n基色輸入信號包括為每一個所述子象素產(chǎn)生灰度級值。
29.如權(quán)利要求27或者權(quán)利要求28所述的方法，其中所述n基色顯示器包括n基色液晶顯示(LCD)設備，其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，并且其中每一個超象素的每一個n基色象素包括一個彩色子象素濾色器元件，用于透射所述至少四種不同基色中的每一個的光線。
30.如權(quán)利要求27-29中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述至少四種不同基色包括紅色，綠色，藍色和黃色。
31.如權(quán)利要求27-30中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述至少四種不同基色包括至少五種不同的基色。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述至少五種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色和青色。
33.如權(quán)利要求31或者權(quán)利要求32所述的方法，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的五個序列，每一個序列包括具有所述五種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述至少四種不同基色包括至少六種不同的基色。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述至少六種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色。
36.如權(quán)利要求34或者權(quán)利要求35所述的方法，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的三個序列，每一個序列包括具有所述六種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
37.一種在n基色顯示器上顯示n基色圖像的方法，其中n大于或等于6，所述n基色顯示器包括彩色子象素元件陣列，該彩色子象素元件陣列包括均具有至少六種不同基色的彩色子象素元件，所述至少六種不同的基色至少包括第一組基色和第二組基色，這些彩色子象素元件被布置為周期重復結(jié)構(gòu)，所述周期重復結(jié)構(gòu)至少包括一個彩色子象素元件，該彩色子象素元件具有所述六種不同基色的中的每一個，所述方法包括接收表示包括若干象素的圖像數(shù)據(jù)的圖像輸入，每一象素包括一個子象素，其具有所述第一組基色中的每一個；將所述圖像數(shù)據(jù)分離為包括第一組所述象素的第一圖像成分、以及包括第二組所述象素的第二圖像成分，其中所述第一組中的每一象素基本上鄰近于所述第二組中的相應象素；將所述第二組中的象素轉(zhuǎn)換為相應的轉(zhuǎn)換象素，每一象素包括具有一個所述第二組基色中的每一個的子象素；以及產(chǎn)生n基色輸入信號，其表示與在所述第二組中的所述轉(zhuǎn)換后彩色象素中的每一個相對應的數(shù)據(jù)，以及在所述第一組中的相應的、基本上相鄰的象素。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述至少六種基色包括紅色、綠色、藍色、黃色、青色和品紅色，其中所述第一組基色包括紅色、綠色和藍色，并且其中所述第二組基色包括黃色、青色和品紅色。
39.如權(quán)利要求37或者權(quán)利要求38所述的方法，包括在產(chǎn)生所述n基色輸入信號以前，將所述第二組中的每一所述轉(zhuǎn)換象素與所述第一組中相應的、基本上相鄰的象素組合起來，以產(chǎn)生對應的n基色象素，所述n基色象素包括具有至少六種基色中的每一種的一個子象素，其中產(chǎn)生n基色輸入信號包括產(chǎn)生表示與所述n基色象素中的每一個相對應的數(shù)據(jù)的信號。
40.如權(quán)利要求37或者權(quán)利要求38所述的方法，其中所述圖像輸入包括表示三成分彩色圖像數(shù)據(jù)的彩色圖像輸入，其中所述至少第一和第二組基色包括第一和第二組三基色，并且其中所述n基色圖像中的每一個彩色象素是通過或者所述第一組、或者所述第二組三基色再現(xiàn)的。
41.如權(quán)利要求37或者權(quán)利要求38所述的方法，其中所述圖像輸入包括表示黑-白圖像數(shù)據(jù)的黑-白圖像輸入，所述黑-白圖像數(shù)據(jù)包括若干黑-白象素。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述至少第一和第二組基色可以包括第一和第二組的三互補基色，并且其中所述n基色圖像的每一個黑-白象素是通過或者所述第一組、或者所述第二組基色產(chǎn)生的。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述至少第一和第二組基色包括第一、第二以及第三對的互補基色，并且通過所述第一、第二和第三對基色中的一個產(chǎn)生所述n基色圖像的每一黑-白象素。
44.一種用于顯示n基色圖像的彩色顯示設備，其中n大于或等于6，包括彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少6個不同基色中的每一種、以周期重復結(jié)構(gòu)布置的彩色子象素元件，所述6種不同基色至少包括第一組基色和第二組基色，所述周期重復結(jié)構(gòu)至少包括具有至少6種不同基色中的每一種的一個彩色子象素元件，其中所述周期重復結(jié)構(gòu)中的每一子象素與至少一個具有互補基色的子象素相鄰。
45.如權(quán)利要求44所述的設備，其中所述至少6種不同的基色包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色，其中所述第一組基色包括紅色，綠色和藍色，其中第二組基色包括黃色，青色和品紅色，其中每一個紅色子象素元件與至少一個青色子象素元件相鄰，其中每一個綠色子象素元件與至少一個品紅色色子象素元件相鄰，并且其中每一個藍色子象素元件與至少一個黃色子象素元件相鄰。
46.如權(quán)利要求44或者權(quán)利要求45所述的設備，其中所述周期重復結(jié)構(gòu)包括具有所述第一組基色中的每一種的子象素元件的第一序列，以及具有所述第二組基色中的每一種的子象素元件的第二序列，其中第一序列中的每一子象素元件與第二序列中的、具有互補基色的子象素元件相鄰。
47.如權(quán)利要求46所述的設備，其中所述周期重復結(jié)構(gòu)包括第一和第二相鄰行的子象素元件，所述第一行包括一個子象素元件，該子象素元件具有所述第一組基色中的每一種，所述第二行包括一個子象素元件，該子象素元件具有所述第二組基色中的每一種，并且其中在所述第一行中的每一子象素元件與所述第二行中的、具有互補基色的子象素元件相鄰。
48.如權(quán)利要求44-47中任一權(quán)利要求所述的設備，其中每一行所述子象素元件陣列僅僅包括所述第一組基色的子象素。
49.如權(quán)利要求44-47中任一權(quán)利要求所述的設備，其中每一行所述子象素元件陣列包括同時具有所述第一和第二組基色的子象素。
50.一種用于顯示n基色圖像的系統(tǒng)，其中n大于3，所述系統(tǒng)包括n基色顯示設備，該設備包括具有子象素元件的彩色子象素元件陣列，所述子象素元件具有至少四種不同基色中的每一個，被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n-基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括具有所述至少四種不同基色的每一種的一個彩色子象素元素，其中僅僅覆蓋所述超象素結(jié)構(gòu)中的一部分的n基色象素的非固定組合被周期地重復，以便基本上覆蓋整個n基色圖像；用于接收表示三成分彩色圖像數(shù)據(jù)的輸入的裝置，所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)包括若干三成分象素、并具有第一分辯率；調(diào)節(jié)部件，其調(diào)節(jié)所述三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)，該調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)具有不同于所述第一分辯率的第二分辯率；轉(zhuǎn)換器，其將所述調(diào)節(jié)后的三成分彩色圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表示所述n基色圖像的對應的n基色象素數(shù)據(jù)；以及用于相應于所述n基色象素數(shù)據(jù)產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，進一步包括收集部件，其收集每一超象素中所有n基色象素的n基色象素數(shù)據(jù)；以及分布部件，其將所收集的、表示每一超象素結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分布到若干子象素數(shù)據(jù)段中，每一數(shù)據(jù)段表示每一個所述超象素中的一個子象素，其中所述用于產(chǎn)生所述n基色輸入信號的裝置為每一個所述子象素產(chǎn)生灰度級值。
52.如權(quán)利要求50或者權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述n基色顯示設備包括n基色液晶顯示(LCD)設備，其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，并且其中每一個超象素的每一個n基色象素包括一個彩色子象素濾色器元件，用于透射所述至少四種不同基色中的每一個的光線。
53.如權(quán)利要求50-52中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述至少四種不同基色包括紅色，綠色，藍色和黃色。
54.如權(quán)利要求50-53中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述至少四種不同基色包括至少五種不同的基色。
55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中所述至少五種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色和青色。
56.如權(quán)利要求54或者權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的五個序列，每一個序列包括具有所述五種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
57.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中所述至少四種不同基色包括至少六種不同的基色。
58.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其中所述至少六種基色包括紅色，綠色，藍色，黃色，青色和品紅色。
59.如權(quán)利要求57或者權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其中所述超象素結(jié)構(gòu)包括基本為矩形的結(jié)構(gòu)，該基本上為矩形的結(jié)構(gòu)包括四個子象素元件的三個序列，每一個序列包括具有所述六種基色中的四種基色的子象素元件的不同組合。
60.一種用于顯示n基色圖像的系統(tǒng)，其中n大于或等于6，所述系統(tǒng)包括n基色顯示設備，該設備包括彩色子象素元件陣列，所述彩色子象素元件陣列包括具有至少6個不同基色中的每一種、被布置為周期重復結(jié)構(gòu)的彩色子象素元件，所述至少6種不同的基色包括至少第一組基色和第二組基色，所述周期重復結(jié)構(gòu)包括具有所述至少6種不同基色的至少中的每一種的至少一個彩色子象素元件；圖像收集器，該圖像收集器接收表示圖像數(shù)據(jù)的圖像輸入，所述圖像數(shù)據(jù)包括若干象素，每一象素包括第一組基色中的每一個的一個子象素；用于將所述彩色圖像數(shù)據(jù)分離為包括第一組所述象素的第一圖像成分和包括第二組所述象素的第二圖像成分，其中所述第一組中的每一象素基本上鄰近于所述第二組中的相應象素；用于將所述第二組中的象素轉(zhuǎn)換為相應的轉(zhuǎn)換后的象素的裝置，每一象素包括具有所述第二組基色中的每一種的一個子象素；以及用于產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置，該n基色輸入信號表示相應于所述第二組中的所述轉(zhuǎn)換后的彩色象素中的每一個、以及所述第一組中的相應的基本上相鄰的象素的數(shù)據(jù)。
61.如權(quán)利要求60所述的系統(tǒng)，其中所述至少六種基色包括紅色、綠色、藍色、黃色、青色和品紅色，其中所述第一組基色包括紅色、綠色和藍色，并且其特征在于所述第二組基色包括黃色、青色和品紅色。
62.如權(quán)利要求60或者權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，進一步包括象素組合器，其將所述第二組中的每一所述轉(zhuǎn)換象素與所述第一組中相應的、基本上相鄰的象素組合起來，以產(chǎn)生對應的n基色象素，所述n基色象素包括具有至少六種基色中的每一種的一個子象素，其中所述用于產(chǎn)生n基色輸入信號的裝置產(chǎn)生表示與所述n基色象素中的每一個相對應的數(shù)據(jù)的信號。
63.如權(quán)利要求60或者權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，其中所述圖像輸入包括表示三成分基色圖像數(shù)據(jù)的基色圖像輸入，其中所述至少第一和第二組基色包括第一和第二組三基色，并且其中所述n基色圖像中的每一個基色象素是通過或者所述第一組、或者所述第二組三基色再現(xiàn)的。
64.如權(quán)利要求60或者權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，其中所述圖像輸入包括表示黑-白圖像數(shù)據(jù)的黑-白圖像輸入，所述黑-白圖像數(shù)據(jù)包括若干黑-白象素。
65.如權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述至少第一和第二組基色可以包括第一和第二組的三互補基色，并且生所述n基色圖像的每一個黑-白象素是通過或者所述第一組、或者所述第二組基色產(chǎn)生的。
66.如權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述至少第一和第二組基色包括第一、第二以及第三對的互補基色，并且通過所述第一、第二和第三對基色中的一個產(chǎn)生所述n基色圖像的每一黑-白象素。
67.如權(quán)利要求60-66中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述n基色顯示設備包括n基色液晶顯示(LCD)設備，并且其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，所述彩色子象素濾色器元件包括濾色器元件，用于透射所述至少6種不同基色中的每一種的光線。
68.如權(quán)利要求37-43中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述n基色顯示設備包括n基色液晶顯示(LCD)設備，并且其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，所述彩色子象素濾色器元件包括濾色器元件，用于透射所述至少6種不同基色中的每一種的光線。
69.如權(quán)利要求44-49中任一權(quán)利要求所述的設備，其中所述n基色顯示設備包括n基色液晶顯示(LCD)設備，并且其中所述彩色子象素元件陣列包括彩色子象素濾色器陣列，所述彩色子象素濾色器元件包括濾色器元件，用于透射所述至少6種不同基色中的每一種的光線。
70.如權(quán)利要求1-26中任一權(quán)利要求所述的設備，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
71.如權(quán)利要求1-26中任一權(quán)利要求所述的設備，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 72.如權(quán)利要求27-36中任一權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
73.如權(quán)利要求27-36中任一權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 74.如權(quán)利要求37-43中任一權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
75.如權(quán)利要求37-43中任一權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 76.如權(quán)利要求44-49中任一權(quán)利要求所述的設備，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
77.如權(quán)利要求44-49中任一權(quán)利要求所述的設備，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 78.如權(quán)利要求50-59中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
79.如權(quán)利要求50-59中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中選擇所述至少四種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 80.如權(quán)利要求60-66中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的顯示圖像總體亮度。
81.如權(quán)利要求60-66中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中選擇所述至少6種基色的波長范圍，以提供最佳的色域?qū)挾取?br> 82.一種用于顯示n基色圖像的彩色顯示設備，其中n大于3，所述系統(tǒng)包括具有子象素元件的彩色子象素元件陣列，所述子象素元件均具有至少四種不同基色，被布置為周期重復的超象素結(jié)構(gòu)的陣列，基本上覆蓋整個n基色圖像，每一超象素結(jié)構(gòu)包括預定的、固定數(shù)目的n基色象素，每一個n基色象素包括具有所述至少四種不同基色的每一種的一個彩色子象素元素，其中每一個超象素結(jié)構(gòu)中的所述子象素元件已經(jīng)布置為矩形子陣列，所述矩形子陣列已經(jīng)充分接近于1的平均長寬比。
全文摘要
一種用于使用至少四種不同基色顯示彩色圖像的彩色液晶顯示(LCD)設備，該設備包括液晶(LC)元件陣列(214)，驅(qū)動電路(218)，用于接收相應于所述彩色圖像的輸入，并用于有選擇地激活所述LC陣列的LC元件(214)，以便產(chǎn)生與所述彩色圖像的灰度級表示相對應的衰減圖案，彩色子象素濾色器元件陣列(216)，與所述LC元件陣列(214)并置，并與之相關(guān)聯(lián)，其中，所述彩色子象素濾色器元件陣列包括至少四種類型的彩色子象素濾色器元件，分別透射至少四種基色的光線。
文檔編號G09G5/02GK1539128SQ02815277
公開日2004年10月20日 申請日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者伊蘭·本-戴維, 什姆埃爾·羅斯, 莫什·本-科林, 伊蘭 本-戴維, 爾 羅斯, 本-科林 申請人:格諾技術(shù)有限公司