JP2008518241A - ディスプレイのバックライト変調 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイ、ディスプレイ・コンバータ、および、ディスプレイ構成方法に関する。各ピクセルまたはサブピクセルが個々にアドレス指定可能であるという特徴を満たす白黒並びにカラーディスプレイ、および、発光型、透過型、反射型、および、透過反射型表示技術が用いられる。
現在では、陰極線管(CRT)のような長い歴史を持つ電子画像形成技術と比べて多くのマトリクスベースの表示技術が技術的に未熟である。そのため、幾らかの画質欠陥が存在し、以下で説明するように、ある用途では該技術を採用することで問題が生ずる。
リングの重要な欠点は、動画を表示する際にアーチファクトが生ずる点である。特に、大量のフレームにわたってディザリングが行われると、深刻な問題となる。フレームは、フレームバッファに含まれる情報、即ち、完全な画像に対するピクセル値でもよい。空間および時間ディザリングの例を図2に示す。空間ディザリングと時間ディザリングを組合すことも可能である。
る)は、所望のカラー・プロフィールに適合するよう設定される。ディスプレイの別の特定のビデオレベルに対して色点を選択(即ち、校正)することも可能である。つまり、(x,y)色度座標は、表示システムでフルホワイトピクセルが表示されると所望の色座標に等しくなる。
本発明は、改良されたディスプレイ、ディスプレイ・コンバータ、および、そのようなディスプレイ構成方法を提供することを目的とする。
、G、および、B値の時間シーケンスの平均であるが、シーケンスのR、G、および、B値が入力信号ピクセル値によって決定される。
光学値、より好ましくは20個を超え、更に好ましくは100個を超える光学値を含む。
せといった、本マトリクス型表示装置の欠点にも取り組む。
本発明の実施については、添付の図面を参照して例によって以下に説明する。
能部分の出力を測定する。プロセッサ210は、フィールドにおける動作の経時的変化を補償するための調節を計算するために使用される。あるいは、同配置は、製造のばらつきを補償するよう所望の性能のためにコンバータを構成する、または、ディスプレイのピクセルアドレス指定可能部分または他の部分の特性にコンバータを合わせるために製造中に用いられる。この場合、プロセッサは、各ピクセルに対してシリーズを選択し、コンバータにおけるLUTをプログラミングし、対応する出力を測定してもよい。プロセッサは、変化を計算する、または、幾つかの測定を実施して所望の出力に最も近い出力を供給するシリーズを選択してもよい。
、同じコンプライアンスレベルを得るための動きアーチファクトがより少なくなる。第1の実施例は、特定の目標輝度応答曲線を得るために提供される。プラットホームの例として、グレースケールLCDディスプレイ、カラーLCDディスプレイ、LCD/DLP/DMD投写システム(グレースケールとカラー)が挙げられるが、これらに制限されない。
level)(デジタル駆動レベルDDL)を示している。第2の列は、2−レベル・ディザ方式で得られる該グレースケールに対する輝度応答(achieved luminance)を示している。別の列は、該ビデオレベルに対する目標輝度応答(target luminance)を示している。他3列(ピクセルデータ(pixcel data)と名付けられる列の右3列)は、本例で使用される正確な変調方式を示している。
られる。バックライトの輝度強度と、LCDのピクセルデータが既知である場合、ディスプレイのユーザによって感知される輝度を計算することは簡単である。例えば、特定のビデオレベルが50%の透過率を有し、その瞬間ではバックライトが正常の輝度強度の2倍に設定されていると仮定する。そのときの間隔(単一フレーム)に対して感知される輝度値は、元の輝度強度(50%×200%=100%)に等しくなる。
0×1.995cd/m2であり、フレーム2では10000×0.01cd/m2である。同じ原理は色温度に対しても成立し、バックライトの固有の色温度が(x;y)=(0.24;0.32)である場合、変調色温度は、フレーム1では(x:y)=(0.24×0.99;0.32×0.98であり、フレーム2では(x;y)=(0.24×1.55;0.32×1.9)である。図23に示す表2は、図16および図17の結果を得るためのピクセルデータ変調方式を示している。表2では、各目標グレーレベルに対してパネルに送られるべきピクセルデータを2つのフレームについて示される。
以下では、既存の技術との組み合わせを含む、実施形態の幾つかの実用的な実施を説明する。説明した実施形態は、例えば、投写システムディスプレイ等のディスプレイで一般的に使用される色順次駆動技術と組み合わせて使用される。色順次システムでは、カラー画像を構成する多数の原色画像を順次に生成することでカラー画像が生成される。例えば、色順次LCD表示システムでは、バックライトは、赤色、緑色、および、青色の間で連続的に切り換えられる。第1のフレームでは、バックライトは赤色であり、該フレーム中
、LCDピクセルは表示されるべきカラー画像に赤色成分を表示するよう駆動される。第2のフレームでは、バックライトは緑色に設定され、表示されるべきカラー画像において緑色成分を表示するようLCDピクセルが駆動される。第3のフレームでは、バックライトは青色に設定され、青色成分を表示するようLCDピクセルが駆動される。フレームレートが十分に高い場合、人間の目はこれらの画像を一体化し、これらの3つの個々の白黒フレームの組み合わせがカラー画像として感知される。同じ原理が投写表示システムにも適用される。投写システムの光源が色点で一般的に切り換えられないため、バックライトで異なる色を生成するためにフィルタ(カラー)ホイールが通常用いられる。つまり、バックライト自体は、光源(通常、白色)よりなり、個々のフレームに対する色はバックライトの色を赤色、緑色、青色のように連続的に変化させるカラーホイールによって生成される。輝度出力を増加させるために白色フィールドが存在してもよい。同じ問題が通常の3色ディスプレイ技術または白黒カラーディスプレイ技術と同様に色順次技術にも存在し、暗輝度領域では十分なグレースケールがない場合が多く、LCDの色ずれの問題がまだ存在する(例えば、色順次システムの白色フィールドは色点でずれる)。
調を元のフィルタホイールとは独立して実施する。フィルタホイールのサイズ(フィルタの数)は、2つのフィルタホイール間で異なってもよい。
正確なディザ変数(フレーム数、全フレームに対するバックライト強度、全フレームに対するバックライトの色点、全フレームおよび全てのビデオレベルに対するディスプレイピクセルディザ方式)の選択は、幾つかのパラメータに基づく。第1のパラメータは、バックライトの挙動、つまり、バックライトの駆動レベルの関数としてのバックライトの輝度および色挙動(典型的には、バックライトは最小DAC値0と最大DAC値、例えば、4095との間で駆動される。DAC値は、バックライトランプまたはLED5に供給される電流に関係する)である。第2のパラメータは、ディスプレイパネル(LCD、DMD、DL、・・・)の挙動である。これは、パネルのDDLの関数としてのパネルの輝度および色挙動である。つまり、ピクセルデータの関数としての輝度および色挙動でパネルがどのようにして動作するかに関する。例えば、透過型LCDについて、LCDのデジタル駆動値の関数としての透過スペクトルとして表される。デジタル駆動値の表は、白黒LCDの場合には一次元アレイ、各ピクセルが多数のサブピクセルよりなる白黒LCDの場合には多次元表、および、各ピクセルが幾つかの色サブピクセルよりなるカラーLCDの場合には多次元表よりなる。即ち、最適ディザ変数は、表示システム毎に異なるパラメータに依存する。実際に、バックライト挙動は、個々のバックライト(例えば、LEDの異なる集まり間では輝度と色挙動との間に大量のばらつきが典型的には存在するLEDバックライト)それぞれに対して、または、個々のパネル(例えば、LCDパネルの透過スペクトルがパネル毎に著しく異なる)に対して異なる。
を決定するよう特徴付けられる。別のアプローチ法は、表示システム間でばらつきがある場合でも、性能が略同じとなるよう正確なディザ方式を選択することである。例えば、バックライトがLEDに基づくと仮定する。ディープの方向に減光されるLEDは、光を発さなくなる。正確な減光範囲は、LEDの異なる集まり毎に異なる、または、LED毎に異なる。従って、非常にディープな減光(最適でない)を使用することでなく、全ての表示システムにとって安全となる値を選択することで折り合いがつけられる。
にわたって広げられる。例えば、バックライトを備える白黒表示システムが使用され、0のビデオレベルから最大のビデオレベルに向かうまで色ずれが測定される場合を仮定する。バックライトの色に変化が生ずると、同じ色ずれが均等に現れることは先験的に確実でない。つまり、表示システムの測定された光のx座標が、最小ビデオレベルと比べて最大ビデオレベルで20%高い場合、これがバックライトの色が変化した際も有効であることは先験的に確実ではない。従って、バックライト輝度/色点とパネルの組み合わせを大量に測定する、または、ディザ方式の性能を少なくとも確認することが理論的には必要である。その基本的な理由は、バックライトシステムの光源(典型的には、白色、または、赤色、緑色、および、青色源)がx座標とy座法のスペクトル曲線に従わないからである。
部バックライト値L1で駆動する。これにより、ディスプレイ全体にわたる平均輝度が全フレームわたって一定になる。
供することで、グレースケール表示システムの色不均一性を改善することである。同じ原理が、カラー表示システムの色不均一性を低下させるためにも適用される。この場合、自由度が高いため、最適な解決策を見出すことがより簡単になる。輝度値も正確でなくてはならないため、境界状態も当然あることに注意する。しかしながら、これは、個々のフレームに対するバックライトの輝度および色点値の全ての可能な組み合わせを確認し、ディスプレイに送られるべきピクセルデータおよび表示領域の色不均一性に関する情報と組み合わせることで解決される簡単な数学的問題である。
Claims (14)
- バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能光出力部分、および、ピクセルアドレス指定可能光出力部分を光学路に備え、前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部が時間変調を受けるよう配置され、前記ピクセルアドレス指定可能部分がディスプレイの各ピクセルに対して一組の光学値を供給するよう配置されるディスプレイであって、
前記一組の光学値は、出力値の時間シーケンスとして各ピクセルを駆動することにより前記組内に中間光学値を供給することで増加され、前記時間シーケンスの異なる値が変調されたバックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の異なる出力レベルと一致されると感知可能な光学出力が前記時間シーケンスの持続時間にわたって平均化される前記2つの部分の出力の組み合わせとなり、
前記ディスプレイは前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の出力の色点を変調するよう配置される、ディスプレイ。 - 前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分は、制御可能な光源を備え、前記ピクセルアドレス指定可能部分は反射型または透過型部分である、請求項1に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分は透過層を有する、請求項1または2に記載のディスプレイ。
- 入力信号から得られるピクセルに対する値に応じて各ピクセルに対して前記ピクセルアドレス指定可能部分の前記時間シーケンスを生成するようにされ、前記非ピクセルアドレス指定可能部分の時間変調に同期されるコンバータ(40)を備える、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のディスプレイ。
- 色順次型であり、一連のフィールドを有し、前記時間シーケンスが色シーケンスの各フィールドに対して適用される、請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載のディスプレイ。
- 前記ディスプレイの輝度または色をモニタリングするセンサ(200)を備え、前記モニタリングに応じて前記変調または前記時間シーケンスを動的に変更する、請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分あるいは前記ピクセルアドレス指定可能部分を用いて空間的変動を適用するようにされる、請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のディスプレイ。
- 前記時間変調または前記シーケンスの値は、遷移速度の制限内に留まるようにされる、請求項4に従属する請求項のうちいずれか1項に記載のディスプレイ。
- 前記時間変調または前記シーケンスはスクランブルされる、請求項4に従属する請求項のうちいずれか1項に記載のディスプレイ。
- バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能光出力部分、および、ピクセルアドレス指定可能光出力部分を光学路に備え、前記ピクセルアドレス指定可能部分がディスプレイの各ピクセルに対して一組の光学値を供給するよう駆動され、前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分が時間変調によって駆動され、前記一組の光学値が出力値の時間シーケンスとして各ピクセルに対する光学値を供給するよう前記ピクセルアドレ
ス指定可能部分を駆動することにより前記組内の中間光学値を供給することで増加され、前記時間シーケンスの異なる値が変調されたバックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の異なる出力レベルと一致するよう駆動される、ディスプレイを構成する方法であって、
感知可能な出力が前記時間シーケンスの持続時間にわたって平均化される2つの部分の光学出力の組み合わせとなるよう光学値の時間シーケンスを決定するステップと、
前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の出力の色点を変調するステップと、を更に備える、方法。 - 前記出力を測定するステップを備える、請求項10に記載の方法。
- 所与の入力値に対応する出力を選択し、前記選択された出力を得るために使用する一連の値を記憶するステップを備える、請求項11に記載の方法。
- ディスプレイに対する入力信号を前記ディスプレイの光学路におけるバックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の時間変調用の第1の信号と、前記ディスプレイの前記光学路におけるピクセルアドレス指定可能部分を制御するための第2の信号とに変換し、前記第2の信号が前記ディスプレイの各ピクセルに対する一組の光学値を供給する信号を含み、前記第2の信号が前記時間シーケンスの異なる光学値が前記変調されたバックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の異なる出力レベルと一致するように前記ディスプレイの各ピクセルに対する出力値の時間シーケンスをも有し、前記時間シーケンスの持続時間にわたって平均化される2つの部分の光学出力の組み合わせによって前記組の中間光学値が提供される、コンバータであって、
前記第1の信号は更に、前記バックライトまたは非ピクセルアドレス指定可能部分の出力の色点を変調する、コンバータ。 - 前記第1の信号は前記入力信号から得られる各ピクセルに対する値に応じた時間変調を受け、前記コンバータは前記第1および第2の信号の前記時間変調を同期するようにされる、請求項13に記載のコンバータ。
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