JP2009521007A

JP2009521007A - ディスプレイにおける自動の照度補償

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Publication number: JP2009521007A
Application number: JP2008546741A
Authority: JP
Inventors: チャールズペリン，リチャード
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2009-05-28
Also published as: WO2007072322A2; CN101341527A; EP1966789A2; CN101341527B; US20080303806A1; WO2007072322A3

Abstract

ディスプレイに届く周辺の光（１１２）の照度を連続的に測定するためのセンサー。センサーは、感光性のデバイス（１００）及び拡散体（１１０）を含むと共に、余弦の効果に適度に近接して準拠する。提案されたセンサーは、照度計と同様に挙動すると共に標的の伝達関数に対するディスプレイのグレースケールの伝達関数の較正を維持するための、及び、それによって、上述した照度を補償するための、ディスプレイのグレースケールの伝達関数を連続的に調節する際に使用する照度の測定値を提供する。

Description

当該発明は、一般に、例えば、Ｘ線撮像システム、に使用されたディスプレイのスクリーンにおける自動の照度の制御に関係する。

照度（illuminance）は、単位面積当たりの与えられた表面に入射する光束（luminous flux）として定義されると共に、ルックス（lux）で測定される。Ｘ線のモダリティにおいて、例えば、ディスプレイに届く周辺の光によって引き起こされた照度を補償する試行において、使用されたディスプレイに関する自動の明るさ（brightness）の制御の形態を提供することは、周知のことである。

図面の図１を参照すると、陰極線管（cathode ray tube）（ＣＲＴ）ディスプレイに関する周辺の光を検知するための一つのシステムは、ディスプレイのスクリーンにおける平らな透明の窓１０４の後方に位置させられた感光性のデバイス１００及び光学式の（photoptic）フィルター１０２を含む。感光性のデバイスによって検出された光の量は、ディスプレイから反射させられることになる光を補償するために、測定された照度の対数に比例してディスプレイのコントラスト及び／又は明るさのセッティングを調節するものである自動の明るさ制御モジュールによって、ディスプレイに届く周辺の光の照度の尺度として使用される。

上に述べた制御モジュールに使用された制御のアルゴリズムの一般的な形態は、
Ａ＝ａ_１＋ａ_２・ｌｏｇ（ｉ_ａｂｃ）、及び、Ｂ＝ｂ_１＋ｂ_２・ｌｏｇ（ｉ_ａｂｃ）
：である。

（単位立体角当たりの輝度の強度（luminance intensity）として定義された）輝度（luminance）は、ｌ＝（Ａ＋Ｂ・Ｖ）^γであり、そこでは、Ｖは、映像入力信号であると共に伝達関数Ａ及びＢは、図面の図２において図表で定義されるが、そこでは、伝達関数Ａは、低減された自動の明るさ制御（automatic brightness control）（ＡＢＣ）を表すと共に伝達関数Ｂは、いわゆる“正常な（normal）”ＡＢＣを表す。従来使用された制御パラメータは、与えられた照度及び表示の“明滅（flicker）”の知覚での最大の快適な目視する輝度を含むが、それらパラメーターは、一連の観察者の知覚の試験に基づいたものでありつづけてきたであろう。

しかしながら、図面の図１に戻って参照すると、感光性のデバイス１００に入射する光は、ある一定の程度までコリメートされると共に、システムは、３０°から４５°までの程度のものである傾向がある明瞭な視野１０６を有する。結果として、システムは、ディスプレイに届く周辺の光の照度よりもむしろ、いくつかの目標（target）、例．外科医のコート、から来る輝度を測定する傾向がある。これは、ディスプレイのコントラスト及び／又は明るさのセッティングを調節する制御のアルゴリズムによって使用された照度の測定値が、ディスプレイによって反射させられることになる光の現実の表現であるものではなく、代わりにディスプレイの付近における他の二次的な効果によって影響されることを意味する。

いずれにしても、液晶ディスプレイ（liquid crystal display）（ＬＣＤ）は、ＣＲＴに基づいたディスプレイと比べて全体的に異なるディスプレイの構造を有する。構造におけるこの差異は、“Ｐｒａｃｔｉｃａｌａｓｐｅｃｔｓｏｆｇｒｅｙｓｃａｌｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｓ”，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥＶｏｌ．４３２３（２００１），ｐｐ．２８−３５（非特許文献１）においてＨａｒｔｗｉｇＢｌｕｍｅ等によって詳細に立案されたような、自動の照度の制御の実施を考慮するとき、多くの帰結を有する。

ＬＣＤに関して考慮に入れられるものである主要な考察の一つは、“ＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｉｎｇａｎｄＣＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ”（ＤＩＣＯＭ）のディスプレイ機能規格（ＤｉｓｐｌａｙＦｕｎｃｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）に準拠するための要件であるが、それは、当業者には周知のものであると思われる。それは、医療の撮像デバイスの接続性及び通信プロトコルを定義するために開発された規格である。ＤＩＣＯＭのディスプレイ機能規格は、数学的に、ディジタルの入力と画像表示システムの輝度との間における関係のための関数を定義すると共に、それによって単色の画像の予想可能な且つ再現可能なグレースケールの描画（rendition）のための客観的な方法を提供すると共に、それは、それらの輝度の範囲に独立な異なるディスプレイデバイスの間でのグレースケールの描画における主観的な類似性を容易にする。この規格は、ディスプレイにおける膜状眩輝（veiling glare）を正式に考慮するために中央の測定の場及び固定された背景を備えたＤＩＣＯＭの試験パターンの使用を要求する。この因子の結果として、数ある中で、上に記載した自動の照度の技術は、それが、ＣＲＴに基づいたディスプレイについて開発されたものであったが、ＬＣＤについて理想的なものであると考えられるものではない。
ＨａｒｔｗｉｇＢｌｕｍｅｅｔａｌ．，"Ｐｒａｃｔｉｃａｌａｓｐｅｃｔｓｏｆｇｒｅｙｓｃａｌｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｓ"，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥＶｏｌ．４３２３（２００１），ｐｐ．２８−３５

従って、本発明の目的は、液晶ディスプレイデバイスにおいて有効に実施することができるものである自動の照度の制御についてのシステム及び方法を提供するというものである。

本発明に従って、提供されるものは、ディスプレイに届く周辺の光の照度を検知するための装置であるが、前記の装置は、前記のディスプレイに届く光を受光すると共にそれの表現の電気的な信号を発生させるための前記のディスプレイの後方に位置させられた感光性のデバイス、及び、前記の周辺の光の源と前記の感光性のデバイスとの間に位置させられた拡散体を含むものである。

平らな透明な窓が、先行技術におけるものとして使用されるとき、窓の開口及び光学的な性質（回折）に関するセンサーの物理的な場所の幾何学的配置は、結果として生じる測定値が、ディスプレイに影響するものである周辺の光の量の表現ではないと共にモニターの直前における小さい変化、例．視聴者の移動、に対して過剰反応の傾向があるという点で、限定する因子である。

それとは反対に、上に述べた目的は、拡散体が、完全な半球から利用可能な光を集めることができるものであることで、照度を測定するための要件を満足するものであるので、先行技術に従ったシステムに使用された平らな、透明な窓の代わりに拡散体を使用することによって、達成される。ディスプレイの後方のセンサーは、いずれの特定の光ビームが来るところの方向によっても、もはや影響されるものではない。この方式では、測定値は、より密接して、ディスプレイに届く光の量を、及び、順に、補正されることを必要とすることになる周辺の光のかげで輝度の量を、表すことになる。

ある好適な実施形態においては、装置は、余弦の効果に実質的に準拠するように、配置されると共に構成されるが、それによって、前記のディスプレイにおける照度は、それに入射する光の角度の余弦のように変動する。好ましくは、拡散体は、実質的に平面の構造に取り付けられるが、それの後方には、前記の感光性のデバイスが、位置させられる。拡散体は、前記の平面の構造の表面に対して相対的に（距離δだけ）より上に取り付けられることがあるが、それにおいては、実質的に輪状の環は、好ましくは、それに相対的な高さδで前記の感光性のデバイスのまわりに提供される。あるいは、拡散体は、前記の平面の構造の表面に相対的に実質的に平らにされることがある、又は、それは、光の入射の角度（θ）＝０のまわりの照度の測定値が、実質的にゼロであるように、不透明な管状の構造内に位置させられることがある。

好ましくは、拡散体及び感光性のデバイスは、一般に、前記のディスプレイの目視のエリアに相対的に中央に位置させられる。

本発明は、ピクセルのグレースケールのレベルを表す複数の値を含む画像を表示するためのディスプレイに関する自動的な照度の制御のためのシステムまで拡張するが、前記のシステムは、目標のグレースケールの伝達関数の較正を維持するために、前記のディスプレイに届く周辺の光の照度の表現の電気的な信号を発生させるための上に定義したような装置、及び、前記のディスプレイのグレースケールの伝達関数を調節するための制御モジュールを含むものである。

有益には、前記の目標の伝達関数の前記の較正は、ＤＩＣＯＭのような規格によって規定されると共に、グレースケールの伝達関数は、好ましくは、実質的に連続的に調節される。

前記の複数の値を定義する映像入力信号は、ディジタルのもの又はアナログのものであることがある。ある好適な実施形態においては、グレースケールの伝達関数は、類似のディスプレイにおけるコントラスト及び明るさ並びにバックライトの輝度の一つのもの又はより多くのものを調節することによって調節されると共に、ルックアップテーブル（look up table）（ＬＵＴ）は、ディジタルのディスプレイである。

ディスプレイは、ＣＲＴに基づいた又は液晶のディスプレイであることがある。

本発明は、ディスプレイのスクリーン及び上に定義したようなシステムを含むディスプレイデバイスにまで、並びに、ピクセルのグレースケールの値を表す複数の値を含む画像を表示するための、ディスプレイのスクリーンとの使用のための画像処理装置まで、さらに拡張するが、前記の画像処理装置は、上に定義したような装置から、前記のディスプレイのスクリーンに届く周辺の光の照度の表現の電気的な信号を受信するように、配置される共に構成されるものであると共に、目標のグレースケールの伝達関数の較正を維持するように、前記のディスプレイのスクリーンのグレースケールの伝達関数を調節するための制御モジュールをさらに含むものである。

本発明のこれらの及び他の態様は、ここに記載した実施形態から明白なものであると共にそれらを参照して解明されると思われる。

今、本発明の実施形態を、付随する図面を参照して、ほんの一例として、記載することにするが、それにおいて：
図１は、ディスプレイに届く周辺の光を検知するための先行技術に従ったシステムの主たる構成要素を図示する概略的な図である；
図２は、先行技術に従った自動の明るさの制御システムの制御のアルゴリズムによって使用された伝達関数を図表で図示する；
図３は、本発明の例示的な実施形態に従った照度のセンサーの主たる構成要素を図示する概略的な図である；
図４は、グレースケールの伝達関数（grey scale transfer function）（ＧＴＦ）における周辺の光の効果の図表の表現である；
図５は、ΔＬ／Ｌにおける２０ｌｘ及び１００ｌｘの照度の効果を表すグラフである；
図６は、補正されてないＬＣＤの伝達関数の図表の表現である；
図７は、一定の輝度のコントラストについてのＪＮＤのコントラスト対輝度の変化の図表の表現である；
図８は、ＣＲＴディスプレイについての黒色のレベルとのコントラストの関係式を図表で表す；
図９は、本発明の第一の例示的な実施形態に従ったＬＣＤシステムの概略的なブロック図である；及び
図１０は、本発明の第二の例示的な実施形態に従ったＬＣＤシステムの概略的なブロック図である。

上に説明したように、先行技術の自動の明るさの制御システムに使用された照度センサーは、ディスプレイに届く周辺の光の照度のみならずディスプレイの前方における目標の輝度に対して反応する傾向がある。当該発明の上述した目的を達成するのみならず、この問題を克服する為に、照度センサーは、（輝度センサーよりもむしろ）より同様の照度メーターを有するものであるように、ＣＲＴシステムに相対的に、本発明の例示的な実施形態において再構成される。

図面の図３を参照すると、本発明の例示的な実施形態に従った照度を検知するためのシステムは、単純にモニターのフレームであるベゼル（bezel）１０３の後方に一般に中央に位置決めされた感光性のデバイス１００及び光学式のフィルター１０２を含む。拡散体１１０は、図１を参照して記載された先行技術のシステムにおいて用いられた透明な窓の代わりに、ベゼル１０３内に提供される。設計は、過剰に正確なものであることが必要なものではないが、それは、余弦の効果に適度に近接して準拠するべきであると共に、それは、表面における照度が、光の入射の角度の余弦のように変動することを述べるものである。

図示された例において、拡散体１１０は、距離δだけ、表面のわずかにより上にある。この場合には、θ＝９０°でのゼロの結果を保証するために、ベゼル１０３の表面より上の拡散体の高さδと、それに相対的な同じ高さで、センサー１００のまわりの（示されたものではない）輪状の環を提供することは、望ましいことである。あるいは、拡散体１１０は、ベゼルの表面１０３と実質的に平らにされる又は不透明な管内に位置させられることがある。

Ｅ＝ＬＡｃｏｓθ／ｒ^２
そこでは：
Ｅ＝照度
Ｌ＝面積Ａの遠方の光源の輝度
ｒ＝センサーから光源までの距離
θ＝センサーの法線の軸からの光源の角度
ｒ＝√Ａ
一般には、全てのディスプレイは、環境からの光１１２を観察者へ反射させる。これは、その場合にはディスプレイの自己の輝度が部屋の壁から並びに衣類及び皮膚から逆戻りに反射させられるので、全体として暗い部屋においてさえも、常にあてはまることである。

これの効果は、観察者が見ることができるものであるディスプレイの有効な黒色のレベルを増加させることであるが、ディスプレイの暗いエリアにおける局所的なコントラストΔＬ／Ｌを低減する。後に続く例：を考慮すること。

ディスプレイは、０．０１ｃｄ／ｍ^２／Ｌｘの周辺の反射率ｐを有すると共に、ディスプレイは、暗い条件の下で、知られたＤＩＣＯＭ３．１４グレー・スケールの伝達関数に準拠するように較正されてあるものである。

図４のグラフは、伝達関数における周辺の反射率の効果を示す。

０．５ｃｄ／ｍ^２へ設定された黒色のレベルＬ_ｂｄ
５００ｃｄ／ｍ^２へ安定化させられる白色のレベル
ディスプレイは、Ｉ_ａ＝１００ＬＵＸの拡散光源によって照明される
そのとき、有効な黒色のレベルＬ_ｂｅは、
Ｌ_ｂｅ＝ｐ・Ｉ_ａ＋Ｌ_ｂｄ＝１．５ｃｄ／ｍ^２
：であることになる
：ことは、仮定されることである。

周辺の光からのいずれの影響も無くＧＴＦ（グレースケールの伝達関数（Grayscale Transfer Function））は、‘Ｗ’で表記された曲線によって示される。‘Ｘ’で表記された曲線は、１００ＬＵＸの照度での現実のＧＦＴを示す。

‘Ｙ’で表記された曲線は、２０ＬＵＸの非常にささやかな照度の効果を示す。

グレースケールの伝達関数が、輝度よりもむしろ局所的なコントラスト（ΔＬ／Ｌ）に目を向けることによって評定されることは、推奨されることである。これは、本質的には、輝度曲線の一次の導関数である。要求された目標のＧＴＦへの適合性は、分類一のデバイスについて±１０％以内にある。

図５のグラフは、ΔＬ／Ｌにおける２０ｌｘ及び１００ｌｘの効果を示す。

“較正された”目標の曲線‘Ｚ’に相対的な±１０％の許容誤差の線は、分類一のデバイスに提案された許容誤差を表す。周辺の光の非常にささやかな変化でさえも、もはや較正にあるものではないモニターに帰着することになることは、みてとることができることである。もう一度、‘Ｘ’で表記された曲線は、１００ＬＵＸの照度を表すと共に、‘Ｙ’で表記された曲線は、２０ＬＵＸの照度を表す。

ここにおける結果は、０．００７のスクリーンの周辺の反射率の因子Ｐ_ａに基づいたものであるが、それは、ＬＣＤディスプレイに典型的なものである。

この効果は、非常に周知なものであると共に、もちろんディスプレイの較正において周辺の条件を含むことについての理由である。

先行技術のＣＲＴの設計からのＡＢＣのスキームを実施することよりもむしろ、較正が照度の変化にもかかわらず保持されるように、当該発明のこの例示的な実施形態についてディスプレイの伝達関数を適合させることは、好適なことである。

ＬＣＤについて、制御に対して潜在的に利用可能なものである変数は、
バックライトの輝度；
ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル（Look Up Table））
：である。

バックライトの輝度を制御することによって、
Ｌ_ｐｍａｘ／Ｌ_ｐｍｉｎ＝ＣＲ_ｍａｘ
ＬＣＤについての最大のコントラストの比は、しばしば調節可能ではない
：ことを記憶したものであるディスプレイの黒色の輝度及び白色の輝度を制御することは、可能性のあることである。

ＬＵＴで、グレースケールの伝達関数及びダイナミックレンジの両方を制御することは、可能性のあることである。

ディスプレイについての後に続く特徴が、知られたものであることを仮定する：
線形に設定されたＬＵＴでのＬＣＤの透過率（データ入＝データ出）；
黒色の光の輝度；
周辺の反射率の因子Ｐ_ａ；
補正されてない場合についてディスプレイの輝度の伝達関数を計算することは、可能性のあることである。

ＬＣＤの伝達関数は、任意の関数であると共に、それ自体が数学的なモデル化に向くものではない。デバイスは、測定されることと共に透過率の結果は、表として記憶されることが必要である。便利のために、後に続く表現は、ここで使用されることになる：
Ｔ_ｌｃｄ＝ｆ_ｌｃｄ（Ｄ）
そこでは、
ｆ_ｌｃｄ＝ＬＣＤの任意の関数
Ｄ＝ディスプレイのデータ値（ディスプレイのデータは、ホスト・システムにおけるディスプレイのＬＵＴの出力における出力データである）。

黒色の光の輝度が、Ｌ_ｂｌであるとすれば、そのとき、
Ｌ_ｌｃｄ＝Ｌ_ｂｌ・ｆ_ｌｃｄ（Ｄ）
である。

ディスプレイの環境における照度が、Ｉ_ａであるとき、
Ｌ_ａ＝Ｉ_ａＰ_ａ
である。

与えられたデータ入力Ｄについての結果として生じる表示された輝度は、明らかに
Ｌ_ｄ＝Ｌ_ｂｌ・ｆ_ｌｃｄ（Ｄ）＋Ｉ_ａ・Ｐ_ａ
：である。

補正されてないＬＣＤの伝達関数の例は、図６に示される：
曲線Ｃ−ＤＩＣＯＭ
Ｄ−補正されてないパネル
Ｅ−照度Ｌ_ａでのパネル
知られたＤＩＣＯＭ３．１４の輝度伝達関数に対する較正のための工程は、相対的に率直なものである。

“ちょうど注目に値する差異（Just Noticeable Difference）”（ＪＮＤ）は、平均的なヒトの観察者がちょうど知覚することができるという与えられた目視の条件の下で、与えられた目標の輝度の差異を表す。

周辺のものの効果を含む黒色及び白色の輝度のものについてのＪＮＤの値は、最初に決定される
ＪＮＤ_ｍｉｎ＝（Ｌ_ｂｌ・（Ｔ_ｌｃｄ ^ｐ＝０）＋Ｉ_ａ・Ｐ_ａ）・ｆ_{Ｌ⇒ＪＮＤ}
及び
ＪＮＤ_ｍａｘ＝（Ｌ_ｂｌ・（Ｔ_ｌｃｄ ^{ｐ＝（２ｎ−１）}）＋Ｉ_ａ・Ｐ_ａ）・ｆ_{Ｌ⇒ＪＮＤ}
そこでは、Ｐは、この入力データの提供値０から２^{（ｎ−１）}まで
そのとき、要求された輝度の伝達関数を、ＪＮＤ_ｍｉｎとＪＮＤ_ｍａｘとの間において２^ｎ個のＰの値について決定することができる。

この例について、黒色の光の輝度Ｌ_ｂｌは、
（Ｌ_ｂｌ・（Ｔ_ｌｃｄ ^{ｐ＝（２５５）}）＝５００ｃｄ／ｍ^２
であるように、固定される
提供値は、０から２５５までの範囲を、及び、ディスプレイのデータは、０から７６５までの範囲を、ビットの深度のオーバーヘッドは、３Ｄ_ｍａｘ／Ｐ_ｍａｘのものを、有する。

ディスプレイは、７６５からの２５５個の値を選択することによって補正される。

自動の輝度を実施する為に、相関Ｉ_ａ＆Ｌ_ｂｌは、連続的に監視されるであろう変数である。ディスプレイのＬＵＴは、連続的に更新されるであろうし、ディスプレイが、周辺の輝度が変化するとき、連続的に較正されることを保証する。

ＬＣＤディスプレイでは、バックライトの輝度を限定するとすれば、潜在的な寿命の利益がある。非常に高い明るさのディスプレイ（これは、１５００ｃｄ／ｍ^２と同じ程度のものであることがある）では、どのくらいの量の光が、最適な性能を保持するために必要であるかを計算することは、興味深いことである。過剰に多い光を有することは、可能性のあることであるか？
我々が、ＬＣＤの全ての利用可能な入力データの範囲を使用することを仮定する。輝度に関するコントラストの比は、バックライトの輝度にかかわらず、一定なものである。これは、黒色のレベルのセッティングが、コントラストの比に大きい影響力を有するＣＲＴの場合ではない。

しかし、ＤＩＣＯＭの曲線の精密な形状のために、与えられたコントラストの比に利用可能なＪＮＤの数は、一定ではない。

図７のグラフは、５００：１の固定されたコントラストの比及び１ｃｄ／ｍ^２のＩ_ａによる反射された輝度を有するＬＣＤについての状況を示す、ディスプレイが、ＤＩＣＯＭのグレースケールの関数について補正されること、及び、これが、上に記載したように連続的に補正されることは、仮定されることである。

ここで、ビット当たりのＪＮＤの数は、８ビットのビット深度を仮定することで白色の輝度に対してプロットされる。

後に続くもの：
Ｌｗ＝５００ｃｄ／ｍ^２で、ＪＮＤ／ビットの数は、２．１まで低減するが、我々が、４の因子だけ輝度をちょうど増加させておいてあるが、これは、必ずしも本当にひどいものではないことを念頭に置くものである
を考慮すること。

我々が考慮することが必要である別の制約は、最初のグレー・レベルがみてとられることを可能とするために、黒色のレベルが、常に、反射させられた周辺のものより上の、少数のＪＮＤであるのでなければならないというものである。そのため、それが、どのくらい明るいものである必要があるか？
周辺の照度のおかげでディスプレイからの反射された輝度は、４ｃｄ／ｍ^２の場合にある。これが、ＪＮＤのスケールに変換されるとすれば、これは、ＪＮＤ数１４６であるであろう。少なくとも１のＪＮＤは、黒色のレベルが、反射させられた周辺の効果ＪＮＤ１４７＝４．０６ｃｄ／ｍ^２より上で可視のものであるために必要とされる。

２００ｃｄ／ｍ^２の白色のレベル又はＬＣＤ（ＣＲ＝５００）でさえ、＝０．４ｃｄ／ｍ^２を有することになる。このレベルでは、人々は、黒色のレベルを明らかにみてとることができると思われる。実際には、我々が、＜３０ＬＵＸの暗い部屋、及び言ってみれば、Ｌｗ＝５００ｃｄ／ｍ^２の明るさ、を有するとすれば、反射された周辺のものとＬ_ｂとの間の間隙は、およそ５０ＪＮＤであることになる、特に伝統的に“黒色の”背景の大きいエリアを有するものであるモダリティーの画像では、この黒色の背景のレベルが、しばしば、過剰に明るいものであると知覚されるため、これは、準拠したものを発生させるためには十分に大きなものである。

そのため、ＬＣＤディスプレイでは、通常では、黒色のレベルについてオーバーヘッドのＪＮＤの要求された数に基づいてＬｗ（白色の輝度）を制御することを選抜するであろう。ＬＣＤが、＞１０００：１のコントラストの比で作られることを始めることがない限り、黒色のレベルを制御することが、必要なものであることは、ありそうもないことであろう。また、ディスプレイが、多くの光を発生させることが可能なものであることがない限り、白色の輝度を制御することが、必要なものであることがないようにみえるであろう。

コントラストにおいて、ＣＲＴでは、コントラストの比が固定されないことを留意すること。ＣＲＴのガンマ関数についての一般的な式：
Ｌ＝（ｋ_ｏ＋ｋ_ｇＤ）^γ
を考慮すること。

この式において、ｋ_ｏは、本質的に“明るさ”の制御を表すと共に、ｋ_ｇは、コントラストの制御へ関係付けられると共に、Ｄは、データ入を表す。最大のコントラストを要求するとすれば、ｋ_ｏの値は、黒色のレベルが、周辺の照度（Ｌａ）のおかげで反射された輝度より上で、ちょうど可視であるように設定されるように、設定されるものでなければならない。

図８のグラフは、黒色のレベルを調節することとゲインの因子ｋ_ｇが一定のままであることを仮定するコントラストの比との間の関係式を示す。ＣＲＴは、最低の可能性のある値ｋ_ｏで使用されるべきである。従って、ＣＲＴディスプレイは、黒色のレベルが、Ｌａより上の固定された数のＪＮＤに保たれるように、制御されるであろう。ゲインｋ_ｇは、一緒に使用された一つよりも多いモニターの輝度の整合を容易にするために、制御されるのみであろう。

オンザフライ（on the fly）でディスプレイのルックアップテーブルを調節する能力において実施されるものである自動の補償を可能とするための基礎的な要件。ディスプレイシステムは、また、制御データからのＬＵＴを連続的に再計算する能力を有するものでなければならない。

ディスプレイのＬＵＴを、ホスト又はディスプレイのいずれかに位置させることができる。しかし、量子化の誤差を回避するために、ビット深度の障害は、回避されるものでなければならない。

図面の図９を参照すると、概略的に図示されるものは、自己に含有されたＬＣＤの実施である。

この場合には、モノター１０は、ホスト２０に独立で走る自己に含有された自己で較正するＤＩＣＯＭの互換性のあるシステムである。ビット深度についての障害は、モニター１０への画像データの移行である。全ての処理２００は、モニター１０内に含有される。

このように、ホスト２０からのディジタル映像入力信号は、受信器１２によって受信されると共に、その次に、ルック・アップ・テーブル（look-up-table）（ＬＵＴ）１４を介して、ＬＣＤパネル１６へ供給される。ＬＣＤパネルからのバックライトの輝度１８及び周辺の光のセンサー２２についての照度の測定値は、処理装置２００へ供給されるが、それは、加えて、パネルの透過率の較正データ２４を使用することで、望まれたＡＢＣ調節を行う。

図面の図１０を参照すると、図示されるものは、ホストで制御されたＬＣＤの実施である。

ホスト２０における画像を処理するモジュール３０は、（またホスト２０における）ＬＵＴ１４へ画像のデータを供給すると共に、それからのサブピクセルのデータ３２は、モニター１０へ供給される。ＡＢＣを処理するモジュール２００ａは、ホスト２０に提供されると共に、シリアルハブ３６は、ＡＢＣを処理するモジュール２００ａとモニター１０における処理装置２００との間に提供されるものである。もう一度、処理装置２００は、必要な調節を行うためにシリアルリンク３６を介してホスト２０におけるＡＢＣを処理するモジュール２００ａへ供給されるものである、制御信号を発生させるために、バックライトの輝度１８、周辺の光のセンサー２２からの輝度の測定値、及び、パネルの透過率の較正データ２４を使用する。

このように、この場合には、サブピクセルのデータは、“起動すること”の実用性を容易にするためのちょうど十分なセイリング（sailing）のみで、いずれのＬＵＴの作用も無く、ＬＣＤのピクセルへ直接的に伝達させられる。全てのディスプレイの制御は、シリアルリンクを介してホスト２０内で成し遂げられるであろう。処理は、バックライトの輝度及び較正データのような、制御データを提供する必要があるのみである。較正データは、パネル依存性のものであるが、そのため、パネル内に記憶されるべきである。

類似の（ＣＲＴ）実施は、ディスプレイに補給された類似の映像と、図１０に図示されたシステムで可能性のあるものであろう。

上述した実施形態が、当該発明を限定するよりもむしろ例示すること、及び、当業者が、添付された特許請求の範囲によって定義されたような当該発明の範囲を逸脱することなく、多数の代替の実施形態を設計することが可能であると思われることは、留意されるべきことである。特許請求の範囲において、丸括弧内に置かれたいずれの符号も、請求項を限定するものとは解釈されないものとする。単語“を含むこと”及び“を含む”、並びに同様のものは、いずれの請求項又は全体として明細書においても列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数形の参照は、このような要素の複数の参照を排除するものではないと共に逆もまた同じである。当該発明は、数個の明確な要素を含むハードウェアの手段によって、及び、適切にプログラムされたコンピューターの手段によって、実施されることがある。数個の手段を数え上げるデバイスの請求項においては、これらの手段の数個は、ハードウェアの一つの及び同じアイテムによって具現化されることがある。ある一定の施策が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、それらの施策の組み合わせを有利に使用することができないことを示唆するものではない。

図１は、ディスプレイに届く周辺の光を検知するための先行技術に従ったシステムの主たる構成要素を図示する概略的な図である。図２は、先行技術に従った自動の明るさの制御システムの制御のアルゴリズムによって使用された伝達関数を図表で図示する。図３は、本発明の例示的な実施形態に従った照度のセンサーの主たる構成要素を図示する概略的な図である。図４は、グレースケールの伝達関数（grey scale transfer function）（ＧＴＦ）における周辺の光の効果の図表の表現である。図５は、ΔＬ／Ｌにおける２０ｌｘ及び１００ｌｘの照度の効果を表すグラフである。図６は、補正されてないＬＣＤの伝達関数の図表の表現である。図７は、一定の輝度のコントラストについてのＪＮＤのコントラスト対輝度の変化の図表の表現である。図８は、ＣＲＴディスプレイについての黒色のレベルとのコントラストの関係式を図表で表す。図９は、本発明の第一の例示的な実施形態に従ったＬＣＤシステムの概略的なブロック図である。図１０は、本発明の第二の例示的な実施形態に従ったＬＣＤシステムの概略的なブロック図である。

Claims

ディスプレイに届く周辺の光の照度を検知するための装置であって、
前記装置は、前記ディスプレイに届く光を受光すると共にそれの表現の電気的な信号を発生させるために前記ディスプレイの後方に位置させられた感光性のデバイス、及び、前記周辺の光の源と前記感光性のデバイスとの間に位置させられた拡散体を含む、装置。
請求項１に記載の装置であって、
余弦の効果に実質的に準拠するように配置された且つ構成された、それによって、前記ディスプレイにおける照度は、それに入射する光の角度の余弦として変動する、装置。
請求項１に記載の装置において、
前記拡散体は、実質的に平面の構造に取り付けられると共に、
該平面の構造の後方に前記感光性のデバイスが、位置させられる、装置。
請求項３に記載の装置において、
前記拡散体は、前記平面の構造の表面に対して相対的に（距離δだけ）より高く取り付けられる、装置。
請求項４に記載の装置において、
実質的に輪状の環は、前記感光性のデバイスに対して相対的な高さδで前記感光性のデバイスのまわりに提供される、装置。
請求項３に記載の装置において、
前記拡散体は、前記平面の構造の表面に対して相対的に実質的に平らにされる、装置。
請求項１に記載の装置において、
前記拡散体は、不透明な管状の構造内に位置させられる、装置。
請求項１に記載の装置において、
前記拡散体は、前記ディスプレイの目視するエリアに対して相対的に概ね中央に位置させられる、装置。
ピクセルのグレースケールのレベルを表現する複数の値を含む画像を表示するためのディスプレイに関する自動の照度制御のためのシステムであって、
前記システムは、前記ディスプレイに届く周辺の光の照度の表現の電気的な信号を発生させるための請求項１に記載の装置、及び、標的のグレースケールの伝達関数の較正を維持するために前記ディスプレイのグレースケールの伝達関数を調節するための制御モジュールを含む、システム。
請求項９に記載のシステムにおいて、
前記グレースケールの伝達関数は、実質的に連続的に調節される、システム。
請求項９に記載のシステムであって、
前記複数の値を定義するディジタル映像入力信号を受光するための手段を含むと共に、
前記グレースケールの伝達関数は、ディジタルディスプレイのバックライトの照度及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）の一つのもの又はより多くのものを調節することによって、調節される、システム。
ディスプレイのスクリーン及び請求項９に記載のシステムを含むディスプレイデバイス。
請求項１２に記載のディスプレイデバイスであって、
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスを含む、デバイス。
ピクセルのグレースケールの値を表現する複数の値を含む画像を表示するためのディスプレイのスクリーンとの使用のための画像処理装置であって、
前記画像処理装置は、前記ディスプレイのスクリーンに届く周辺の光の照度の表現の電気的な信号を請求項１に記載の装置から受光するように配置されると共に構成されると共に、標的のグレースケールの伝達関数の較正を維持するために前記ディスプレイのスクリーンのグレースケールの伝達関数を調節するための制御モジュールをさらに含む、画像処理装置。