JP2010015973A - 背面照明システムの色制御 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の光源と、複数のカラーセンサと、複数のＰＷＭコントローラと、ビデオデータを受信するためのビデオ入力とを備える背面照明システム内で、色制御を行う方法を提供する。
【解決手段】白色光を発生させるための第１の動作モード中に、前記複数の白色光の光源を起動し、前記白色光を発生させるための第２の動作モード中に、前記複数の光源の中で最高強度を有する光源の強度値を監視し、その強度値の大小に応じて前記複数の光源を制御するステップとにより、色制御を行う。
【選択図】図３
【解決手段】白色光を発生させるための第１の動作モード中に、前記複数の白色光の光源を起動し、前記白色光を発生させるための第２の動作モード中に、前記複数の光源の中で最高強度を有する光源の強度値を監視し、その強度値の大小に応じて前記複数の光源を制御するステップとにより、色制御を行う。
【選択図】図３
Description
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は可変光フィルタと考えられる。液晶は２枚のガラスシート間に挟まれ、画素と呼ばれる個々のイメージビットに分割される。これらの液晶はねじれたりねじれなかったりすることで光を偏光通過させ、画素の前に配置されたフィルタによって発光色が生成される。ＬＣＤは光を変更するだけで、それ自体は光を発生しないので、ＬＣＤの品質は後方からＬＣＤに入射する（以下、「背面照明する」と言う）光のスペクトルによって左右される。
ＬＣＤの背面照明には冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が使用されることが多い。ＣＣＦＬの使用で頻出する問題の１つは、ＣＣＦＬを動作させるのにかなり大量の電力を要することである。ＣＣＦＬの使用に関連する別の問題は、ＣＣＦＬが生成できるのは純白光ではなく白色光に近い光だけであることである。ＬＣＤは、ＬＣＤが受け取った光のスペクトル内でしか色を作れないので、ＣＣＦＬ方式のＬＣＤの色域（ディスプレイが生成できる色の混合範囲）は、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）やプラズマディスプレイよりも小さい。ＣＲＴおよびプラズマディスプレイは励起させた蛍光体を用いて更に純粋な色を生成している。
ＬＣＤの背面照明に発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイが使用されることもある。ＬＣＤの背面照明にＬＥＤアレイを使用することの利点の１つは、ＬＥＤアレイのほうがＣＣＦＬよりも高いスペクトル精度を出せることである。例えば、適当量の赤色ＬＥＤ光、緑色ＬＥＤ光、および青色ＬＥＤ光を混合すると白色光が生じる。また、ホワイトバランスのカラーバランスは（赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの相対強度を変化させることによって）調節可能なので、ＬＣＤのカラーバランスは、そのＬＣＤの動作寿命にわたってかなり正確に維持できる。背面照明にＬＥＤアレイを使用することの他の利点は、ＬＥＤアレイは彩度を高くできることである。
ＬＥＤは一般にＣＣＦＬほど壊れやすくなく、したがってＣＣＦＬよりも耐久性に優れている。ＬＥＤアレイの使用がＣＣＦＬの使用に優る他の利点は、通常、ＬＥＤアレイのほうが機能寿命が長いことである。しかし、ＬＣＤ用のバックライトとしてＬＥＤアレイを使用する場合には設計課題がある。個々のＬＥＤが別々の速度で経年劣化しながらＬＥＤの老朽化が進む可能性があるため、優れた均一性を達成するという点ではＬＥＤアレイのほうが難しい。また、赤色、緑色、および青色の別個の３つの光源を使用するので、ＬＥＤが異なる速度で径年劣化するとディスプレイの白色点が動くことがある。
ＬＣＤの背面照明に使用されるＬＥＤは、電流制限抵抗器経由でＤＣ電圧で作動させることもできる。この方法は多くの用途で受け容れられている。他の考慮事項（例えば、高輝度表示、低電力消費、または広い明度範囲にわたって制御可能なバックライトなど）が重要とされる場合には別の方法が用いられることが多い。
パルス幅変調（ＰＷＭ）法は、上記のＤＣ電圧法を上回るいくつかの利点を備える。第１の利点は、同じ電力消費でありながら、ＤＣ電圧法よりＰＷＭ法のほうが明るいバックライトを達成できることである。例えば、ＤＣ電圧法のＬＥＤを用いたＬＣＤのＬＥＤバックライトは、このようなディスプレイにおいて一般的な輝度である５０ニト（可視光の輝度の測定単位、１ニトは１ｃｄ／ｍ2に相当する）を発生させるのに１２０ｍＡの駆動電流を要する。ＤＣ電圧法を使用する代わりにＰＷＭ法を使用した場合、上記時間の１／５の時間に上記電流の５倍に相当する６００ｍＡが消費され、平均電流は同じ１２０ｍＡである。
電子的に測定すればＬＥＤの平均輝度は同じである。違いは知覚される輝度にある。人間の目は一定量の持続性を備える。明るい光にさらされると、目は短時間その光を「記憶」する。これにより、実際には映画またはテレビの画面が１秒間に２４〜３０回点滅しているのに、しっかりした画像に見えるのである。ＬＥＤが短時間のあいだ明るく点灯された後に消灯されるとき、目は高輝度レベルの光を「記憶」している。その結果、知覚されるバックライトの輝度は、低い平均ＤＣ輝度より、高いパルス輝度に近いものとなる。
ＰＷＭ法を用いて低い平均電流で「普通」に見える輝度レベルを提供することで節電することもできる。所与の知覚輝度レベルを実現するのに平均電力を３０％削減できる。
ＬＥＤのバックライトの輝度は、ＬＥＤへのＤＣ電流を変更することによるＤＣ電圧法を用いて変化させることもできる。しかし、低電流では個々のＬＥＤ放射体が見えるようになり、その結果、バックライトがむらに見える。
ＰＷＭ法の別の用途は、バックライトがむらに見えないＬＥＤバックライトについて広範囲の輝度制御を容易にすることである。制御用ＰＷＭ波形のデューティサイクル（パルス持続時間をパルス周期で割ったもの）を変化させることにより、極めて均一に見えるバックライトを保持しながら非常に広範囲な輝度を達成できる。
本願の図面および明細書は全体として背面照明システムの色制御方法および色制御装置を開示するものである。一例示実施形態において、背面照明システムのどのセグメントを暗くするかまたは明るくするかを判断するためにビデオプロセッサのビデオデータが使用される。ＬＣＤディスプレイと組み合わせて使用されるときの背面照明システムの色制御の利点のいくつかは、優れたダイナミックカラーおよび輝度制御、高度な画像コントラスト比、および優れた省電力性である。
高度な画像コントラスト比は、ＬＣＤディスプレイの「暗」領域を照明する背面照明システムのセグメントを暗くすることによって得られる。優れた省電力性は、背面照明システムの１つまたは複数のセグメントを必要に応じて暗くすることによって達成できる。
図１は、９セグメント（３×３セグメント）の背面照明システム１００の制御を示すブロック図である。背面照明システムのセグメントの個数はいくつであっても構わない。例えば、背面照明システムは、１６（４×４）のセグメント、２５（５×５）のセグメント、Ｎ×Ｎのセグメント、またはＭ×Ｎのセグメントを備えることもできる。ビデオデータ１４２は、例えば、ビデオ入力１４６に送信される。ＬＣＤディスプレイを駆動するために使用されるビデオデータ１４２は、電気接続１４４を経由してマイクロプロセッサ１４０に送信される。この例では、マイクロプロセッサ１４０は、セグメント１０２〜１１８のどれかを暗くできるかどうか、ビデオデータ１４２から判断している。どのセグメント１０２〜１１８を暗くできるか判断した後、マイクロプロセッサ１４０は電気バス１３８の制御により適切なセグメントを暗くする。マイクロプロセッサ１４０は電気バス１３８を通して１つまたは複数のセグメントを随時暗くすることができる。また、マイクロプロセッサ１４０は電気バス１３８を通して１つまたは複数のセグメントのカラーポイントを随時変更できる。
一例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８が、光源２１０と、カラーセンサ２０６と、ＰＷＭコントローラ２１８とを備えている。
図２は、背面照明システムの色制御装置の一例示実施形態のブロック図である。ビデオプロセッサ２０４は電気接続２４４を用いてマイクロコントローラ２４０と通信する。電気接続２４４は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。詳細には、ビデオプロセッサ２０４はビデオデータをマイクロコントローラ２４０に供給する。ビデオデータはＬＣＤディスプレイ（不図示）の表示情報を供給するためにも使用される。ビデオプロセッサ２０４は電気接続２２０を用いてメモリデバイス２０２とも通信する。使用されるメモリデバイス２０２のタイプとして、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。電気接続２２０は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。
マイクロコントローラ２４０は電気接続２４４を用いてビデオプロセッサ２０４と通信する。マイクロコントローラ２４０は電気接続２１２を用いてメモリデバイス２０２とも通信する。電気接続２１２は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。適切な接続の１つは、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓから入手可能な、１２Ｃバス規格によって提供される１２Ｃ接続である。マイクロコントローラ２４０は電気接続２１４を用いてカラーセンサ２０６とも通信する。電気接続２１４は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。適切な電気接続の１つは１２Ｃ接続である。マイクロコントローラ２４０は電気接続２１６を用いてＰＷＭコントローラ２１８とも通信する。電気接続２１６は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。
カラーセンサ２０６は電気接続２１４を用いてマイクロコントローラ２４０と通信する。カラーセンサ２０６は光源２１０から放射される光２２２を測定する。ＰＷＭコントローラ２１８は電気接続２１９を用いて光源２１０と通信する。電気接続２１９は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。セグメント２４６は、カラーセンサ２０６と、ＰＷＭコントローラ２１８と、光源２１０とを備える。
光源２１０は所定のスペクトル成分を生成する。スペクトル成分は、例えば「白色」であってもよい。ＬＣＤの背面照明には一般に白色光が使われる。例えば、ＬＥＤは光源２１０として、特に白色光の光源として使用できる。例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの組合せを使用して白色を生成することもできる。しかし、別の色の他のＬＥＤの組合せも同様に使用できる。また、１つまたはそれより多い白色ＬＥＤを白色光の光源として使用することもできる。ＬＥＤおよびカラーセンサ２０６の個数や配置は、主としてＬＥＤの光出力および所要光出力によって決まる。
図２は、マイクロコントローラ２４０と１つのセグメント２４６がどのように通信するかを示したものである。しかし、図１に示されるように、マイクロコントローラ１４０が１つまたは複数のセグメント１０２〜１１８と通信することもできる。
（例えば、ビデオデータがＬＣＤディスプレイに表示される前の）第１の動作モードで、光源２１０からの光２２２がカラーセンサ２０６によって測定される。第１の動作モード中、各セグメント１０２〜１１８は、工場較正データおよび工場で決定された初期フル輝度設定に基づいて最適なデューティサイクル比を計算するための「閉ループ」モード（光学的フィードバックあり）で作動する。工場較正データはそれぞれのセグメント１０２〜１１８に固有のデータである。
３原色発光システムという状況下では、デューティサイクル比は赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの間のデューティサイクルの比である。分解能１２ビットのＰＷＭコントローラを想定すると、デューティサイクルは０〜４０９５スロット（ＰＷＭサイクル内）の範囲とすることができる。例えば、３原色発光システムから特定の合成白色を得るには、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤのデューティサイクルは、それぞれ、２０００/４０９５、３９００/４０９５、および３００/４０９５である。当該特定合成白色のデューティサイクル比は２０００：３９００：３００、すなわち６.６７：１３：１である。
一例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８からのカラーセンサ２０６が、自己に対応する光源２１０から放射される光２２２を測定する。この例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８からのカラーセンサ２０６がマイクロコントローラ２４０へ、このマイクロコントローラ２４０が各セグメント１０２〜１１８の最適デューティサイクル比を計算するための情報をそれぞれ送信する。その後、マイクロコントローラ２４０はセグメント１０２〜１１８別に計算したデューティサイクル比をＰＷＭコントローラ２１８に送信する。
第２の動作モードでは、各セグメント１０２〜１１８が、先に計算されたデューティサイクル比にしたがって「開ループ」モード（光学的フィードバックなし）で作動している状態で、マイクロコントローラ２４０が各セグメント１０２〜１１８のカラーセンサ２０６と通信して、各セグメント１０２〜１１８のどのＬＥＤが最高輝度で作動しているかを判断する。各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤが決定されると、各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤの輝度値がメモリデバイス２０２に記憶される。
各セグメント１０２〜１１８の輝度値が決定されてメモリデバイス２０２に記憶された後、マイクロコントローラ２４０は各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤに関するカラーセンサ２０６測定値を読み続ける。この例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８内の最も明るいＬＥＤの熱特性が、当該セグメント１０２〜１１８内の他のＬＥＤの熱特性を代表していると見なす。
１つのセグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤの輝度値が閾値未満であれば、マイクロコントローラ１４０はすべてのセグメント１０２〜１１８に「閉ループ」モードに切り換わるように命令する。閉ループモードの間、各セグメントは、新しいデューティサイクル比セットによりＬＥＤの応答性能の低下を補償する。新しいデューティサイクル比セットはＰＷＭコントローラ２１８にそれぞれ送信され、また、メモリデバイス２０２に送信される。
上述のように輝度を制御することに加え、本発明の一例示実施形態では、セグメント１０２〜１１８のカラーポイントも制御する。
第３の動作モードでは、ビデオプロセッサ２０４が単独で、またはマイクロコントローラ２４０とともに、ビデオデータを分析して輝度のスケールダウンまたはスケールアップがあったセグメント１０２〜１１８を決定する。セグメントの輝度は、前回のサイクルで輝度がスケールダウンされた場合にスケールアップさせてもよい。輝度の増減があったセグメント１０２〜１１８が決定された後、各セグメント１０２〜１１８のスケーリング指標（scaling index）がメモリデバイス２０２に記憶される。次にマイクロコントローラ２４０はメモリデバイス２０２を読み、どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせる必要があるかを決定する。どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせる必要があるかの決定が行われた後、マイクロコントローラ２４０はスケーリング指標に基づいて上記セグメントごとにデューティサイクル比を調節する。
そのとき、対象セグメントの事前調節されたデューティサイクル比が、マイクロコントローラ２４０によってセグメントのＰＷＭコントローラ２１８から読み出される。その後、事前調節されたデューティサイクル比がスケーリング指標に基づいて調節され、それぞれのＰＷＭコントローラ２１８に書き戻される。ビデオプロセッサ２０４がマイクロコントローラ２４０に同期トリガ信号を出すまで、ＰＷＭコントローラ２１８は新しい調節値上で作用しない。
ビデオプロセッサ２０４から同期トリガ信号を受信した後、マイクロコントローラ２４０は新しい調節デューティサイクル比をＰＷＭコントローラ２１８にそれぞれラッチさせる。新しい調節デューティサイクル比がＰＷＭコントローラ２１８にラッチされた後、選択されたセグメントの輝度が増加または減少させられる。
図４は、背面照明システムの色制御装置の一例示実施形態のブロック図である。ビデオプロセッサ４０４が電気接続４４４を用いてマイクロコントローラ４４０と通信する。電気接続４４４は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。詳細には、ビデオプロセッサ４０４はビデオデータをマイクロコントローラ４４０に供給する。ビデオデータは、ＬＣＤディスプレイ（不図示）の表示情報を供給するためにも使用される。ビデオプロセッサ４０４は電気接続４２０を用いてメモリデバイス４０２とも通信する。使用されるメモリデバイス４０２のタイプとして、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。電気接続４２０は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。
マイクロコントローラ４４０は電気接続４４４を用いてビデオプロセッサ４０４と通信する。マイクロコントローラ４４０は電気接続４１２を用いてメモリデバイス４０２とも通信する。電気接続４１２は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。適切な接続の１つは、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓから入手可能な、１２Ｃバス規格によって提供される１２Ｃ接続である。適切な電気接続の１つは１２Ｃ接続である。マイクロコントローラ４４０は電気接続４１６を用いてＰＷＭコントローラ４１８とも通信する。電気接続４１６は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。
カラーセンサ４０６は電気接続４１４を用いてＰＷＭコントローラ４１８と通信する。カラーセンサ４０６は光源４１０から放射される光４２２を測定する。ＰＷＭコントローラ４１８は電気接続４１９を用いて光源４１０と通信する。電気接続４１９は、適切なものであるなら、直列接続であっても並列接続であってもよい。セグメント４４６は、カラーセンサ４０６と、ＰＷＭコントローラ４１８と、光源４１０とを備える。
光源４１０は所定のスペクトル成分を生成する。スペクトル成分は、例えば「白色」であってもよい。ＬＣＤの背面照明には一般に白色光が使われる。例えば、ＬＥＤは光源４１０として、特に白色光の光源として、使用できる。例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの組合せを使用して白色を生成することもできる。しかし、別の色の他のＬＥＤの組合せも同様に使用できる。また、１つまたは複数の白色ＬＥＤを白色光の光源として使用することもできる。ＬＥＤおよびカラーセンサ４０６の個数や配置は、主としてＬＥＤの光出力および所要光出力によって決まる。
図４は、マイクロコントローラ４４０と１つのセグメント４４６がどのように通信するかを示したものである。しかし、図１に示されるように、マイクロコントローラ１４０が１つまたは複数のセグメント１０２〜１１８と通信することもできる。
（例えば、ビデオデータがＬＣＤディスプレイに表示される前の）第１の動作モードで、光源４１０からの光４２２がカラーセンサ４０６によって測定される。第１の動作モード中、各セグメント１０２〜１１８は、工場較正データおよび工場で決定された初期フル輝度設定に基づいて最適なデューティサイクル比を計算するための「閉ループ」モード（光学的フィードバックあり）で作動する。工場較正データはそれぞれのセグメント１０２〜１１８に固有のデータである。しかし、フル輝度設定の間、セグメント１０２〜１１８それぞれの較正データは同一である。
一例示実施形態において、各セグメント１０２〜１１８からのカラーセンサ４０６が、自己に対応する光源４１０から放射される光を測定する。この例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８のカラーセンサ４０６がＰＷＭコントローラ４１８へ、各セグメント１０２〜１１８の最適デューティサイクル比を計算するための情報をそれぞれ送信する。
一例示実施形態において、マイクロコントローラ４４０はすべてのセグメント１０２〜１１８に較正データを転送する。このモードの間、各セグメント１０２〜１１８のＰＷＭコントローラ４１８は、自身のカラーセンサ４０６から送信された情報に基づいて自身のデューティサイクル比を計算する。各セグメント１０２〜１１８について計算されたデューティサイクル比は、それぞれのＰＷＭコントローラ４１８に記憶される。計算されたデューティサイクル比をそれぞれのＰＷＭコントローラ４１８に記憶した後、マイクロコントローラはすべてのセグメント１０２〜１１８を開ループモードに切り換える。
第２の動作モードでは、各セグメント１０２〜１１８は、先に計算されたデューティサイクル比にしたがって「開ループ」モード（光学的フィードバックなし）で作動しており、マイクロコントローラ４４０は、各セグメント１０２〜１１８のカラーセンサ４０６と通信して、各セグメント１０２〜１１８のどのＬＥＤが最高輝度で作動しているか決定する。各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤが決定されると、各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤの輝度値がメモリデバイス４０２に記憶される。
各セグメント１０２〜１１８の輝度値が決定されてメモリデバイス４０２に記憶された後、マイクロコントローラ４４０は、各セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤに関するカラーセンサ４０６測定値を読み続ける。この例示実施形態では、各セグメント１０２〜１１８内の最も明るいＬＥＤの熱特性が、当該セグメント１０２〜１１８内の他のＬＥＤの熱特性を代表すると見なされる。
セグメント１０２〜１１８の最も明るいＬＥＤの輝度値が閾値未満であれば、マイクロコントローラ４４０は、すべてのセグメント１０２〜１１８に「閉ループ」モードに切り換わるように命令する。閉ループモードの間、各セグメントは新しいデューティサイクル比セットを用いてＬＥＤの応答性能の低下を補償する。
上述のように輝度を制御することに加え、本発明の一例示実施形態では、セグメント１０２〜１１８のカラーポイントも制御する。
第３の動作モードでは、ビデオプロセッサ４０４が単独で、またはマイクロコントローラ４４０とともに、ビデオデータを分析して輝度のスケールダウンまたはスケールアップがあったセグメント１０２〜１１８を決定する。セグメントの輝度は、前回のサイクルで輝度がスケールダウンした場合にスケールアップさせてもよい。輝度の増減があったセグメント１０２〜１１８が決定された後、各セグメント１０２〜１１８のスケーリング指標がメモリデバイス４０２に記憶される。次にマイクロコントローラ４４０はメモリデバイス４０２を読み、どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせる必要があるかを決定する。どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせる必要があるかの決定が行われた後、マイクロコントローラ４４０はスケーリング指標に基づいて上記セグメントごとにデューティサイクル比を調節する。
そのとき、対象セグメントの事前調節されたデューティサイクル比が、マイクロコントローラ４４０によってセグメントのＰＷＭコントローラ４１８から読み出される。その後、事前調節されたデューティサイクル比がスケーリング指標に基づいて調節され、それぞれのＰＷＭコントローラ４１８に書き戻される。ビデオプロセッサ４０４がマイクロコントローラ４４０に同期トリガ信号を出すまで、ＰＷＭコントローラ４１８は新しい調節値上で作用しない。
ビデオプロセッサ４０４から同期トリガ信号を受信した後、マイクロコントローラ４４０が新しい調節デューティサイクル比をＰＷＭコントローラ４１８にそれぞれラッチさせる。新しい調節デューティサイクル比がＰＷＭコントローラ４１８にラッチされた後、選択されたセグメントの輝度が増加または減少させられる。
図３は、背面照明システムの色制御方法の一例示実施形態を示すフローチャート３００である。ボックス３０２には、第１の動作モード中に背面照明システム２００の各セグメントの白色光の光源を起動させることが記載されている。一例示実施形態において、各セグメントの白色光の光源を起動させることは、（１）工場較正データとカラーセンサ２０６からのフィードバックとに基づいて各セグメント１０２〜１１８の最適デューティサイクル比を計算すること、および、（２）この最適なデューティサイクル比を各セグメント１０２〜１１８のＰＷＭコントローラ２１８に送信すること、を含む。
第１の動作モード中、背面照明システム２００の各セグメント２４６の白色光の光源を起動し、その後、第２の動作モード中、背面照明システム２００の各セグメント２４６の白色光の光源が保持される。ボックス３０４には、第２の動作モード中に背面照明システム２００の各セグメント２４６の白色光の光源を監視することが記載されている。一例示実施形態において、背面照明システム２００の各セグメント２４６の白色光の光源は、マイクロコントローラ２４０の各サイクルで各セグメント２４６の最高強度のＬＥＤの強度値を測定することによって監視される。
ボックス３０６および３０８に示されているように、各セグメント２４６の最高強度のＬＥＤの強度が閾値未満ならば、これらのセグメントのデューティサイクル比が補正される。これらのセグメントのデューティサイクル比が補正される第２の動作モード中、システムは開ループモードで作動する。
ボックス３０６に示されているように、各セグメントの最高強度のＬＥＤの強度が閾値未満でなければ、デューティサイクル比を再計算する必要はない。その代わり、ボックス３１０に示されるように、ビデオデータがビデオプロセッサ２０４にローディングされる。
第３の動作モード中、ビデオデータがビデオプロセッサ２０４にローディングされる。ビデオプロセッサ２０４単独で、またはビデオプロセッサ２０４とマイクロコントローラ２４０が一緒に、どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせる必要があるかを決定する。どのセグメントをスケールアップまたはスケールダウンさせるべきかの決定が行われた後、選択されたセグメントそれぞれについてスケーリング指標が計算される。これはボックス３１２に記載されている。
ローディングされたビデオデータに基づいて、選択されたセグメントの調節デューティサイクル比を計算した後、マイクロコントローラ２４０は、調節デューティサイクル比をそれぞれのセグメント１０２〜１１８のＰＷＭコントローラ２１８に転送する。その後、ＰＷＭコントローラ２１８は、調節デューティサイクル比に基づいてそれぞれのセグメント１０２〜１１８の光源２１０を起動する。これはボックス３１４に記載されている。セグメントをスケールダウンさせることによって、この特定セグメントが暗くなる。デューティサイクル比の調節は生成される白色光の強度を変更するだけであり、これによって白色光のスペクトル成分が変化するようなことはない。
特定セグメントの強度を低下させることの利点は、背面照明システム２００で、より高いコントラスト比を達成できることである。特定セグメントの強度を低下させることの別の利点は、背面照明システム２００で使われる電力が削減されることである。
ＰＷＭコントローラ２１８が調節デューティサイクル比に基づいて光源２１０を駆動した後、マイクロコントローラ２４０は、マイクロコントローラ２４０の各クロックサイクルで、背面照明システム２００の各セグメント２４６の最高強度ＬＥＤの強度値の監視に戻る。
背面照明システム２００における色制御方法の一例示実施形態を作成するために、コンピュータが読めたり実行できたりする種々のコードや電子的に実行可能な種々命令を用いることができる。これらは、ソフトウェア、ファームウェア、配線によって接続された電子回路、またはゲートアレイ内のプログラミングとして等、適切な方法であれば、どのような方法で実施されてもよい。ソフトウェアは、機械言語、アセンブリ言語、Ｃまたは
Ｃ＋＋などの高級言語など、どのようなプログラミング言語でプログラミングされてもよい。コンピュータプログラムは翻訳またはコンパイルすることもできる。
Ｃ＋＋などの高級言語など、どのようなプログラミング言語でプログラミングされてもよい。コンピュータプログラムは翻訳またはコンパイルすることもできる。
コンピュータが読めたり実行できたりするコードまたは電子的に実行できる命令は、汎用プロセッサ、ソフトウェアエミュレータ、読取可能なコード、特定用途向け回路、論理ゲートで構成された回路等、コードや命令を読んだり取り入れたりして実行することができる命令実行デバイスと組み合わせてまたは接続されて使用される、あらゆるコンピュータ可読記憶媒体上またはあらゆる電子回路内に確実に組み込むことができる。
本願明細書に記載され請求される方法は、前述のあらゆるコンピュータ可読記憶媒体上またはあらゆる電子回路内に確実に組み込まれた、コンピュータが読めたり実行できたりするコードまたは電子的に実行可能な命令を実行することによって行われる。
コンピュータが読んだり実行できたりするコードまたは電子的に実行可能な命令を確実に組む込む記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用されるかまたは命令実行デバイスと接続して使用されるコードまたは命令を記憶できる手段であれば、どのようなものであってもよい。例えば、記憶媒体として、電子式、磁気式、光学式等、あらゆる記憶デバイスがあげられる（しかし、これらに限定されるものではない）。また、記憶媒体は、電子回路デザインで表現されるコードまたは命令を備えた電子回路であることさえ可能である。具体的な例として、磁気または光ディスク、プログラムおよび消去可能型ＲＯＭ・不揮発性メモリ（ＮＭＭ）・光ファイバ等を含むメモリカードおよび読取専用メモリ（ＲＯＭ）などの固定式または着脱可能な半導体メモリデバイスなどがあげられる。また、コードまたは命令を確実に組む込むための記憶媒体として、命令実行デバイスによって構文解析、コンパイル、アセンブル、記憶、および実行されるコードまたは命令を検索するために光学走査される紙上のコンピュータプリントアウトなど、印刷された媒体も含まれる。
本発明の上述の実施形態はＬＣＤと一緒に使用することに向けられていた。しかし、他の用途の実施形態も作ることができる。例えば化粧品カウンタや食品店の照明などの用途においても色制御は非常に興味深い。
上記記載は例証および説明のためになされたものである。上記記載は限定的なものではなく、また、開示された通りの形態に本発明を限定するものではない。上記教示内容に鑑み他の変形例および変更例も可能である。また、例示実施形態の選択および説明は、想到される特定用途に適するように種々の実施形態および種々の変形例を当業者が最善利用できるよう、適用原理およびその実用例を最もよく説明するためになされたものである。添付された特許請求の範囲は、先行技術によって限定される場合を除き、他の代替実施形態も含むものである。
１００ 背面照明システム
１０２〜１１８ セグメント
１３８ 電気バス
１４０ マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ
１４２ ビデオデータ
１４４ 電気接続
１４７ ビデオ入力
２００ 背面照明システム
２０２ メモリデバイス
２０４ ビデオプロセッサ
２０６ カラーセンサ
２１０ 光源
２１２、２１４、２１６ 電気接続
２１８ ＰＷＭコントローラ
２１９、２２０ 電気接続
２２２ 光
２４０ マイクロコントローラ
２４４ 電気接続
２４６ セグメント
４０２ メモリデバイス
４０４ ビデオプロセッサ
４０６ カラーセンサ
４１０ 光源
４１２、４１４、４１６ 電気接続
４１８ ＰＷＭコントローラ
４１９、４２０ 電気接続
４２２ 光
４４０ マイクロコントローラ
４４４ 電気接続
４４６ セグメント
１０２〜１１８ セグメント
１３８ 電気バス
１４０ マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ
１４２ ビデオデータ
１４４ 電気接続
１４７ ビデオ入力
２００ 背面照明システム
２０２ メモリデバイス
２０４ ビデオプロセッサ
２０６ カラーセンサ
２１０ 光源
２１２、２１４、２１６ 電気接続
２１８ ＰＷＭコントローラ
２１９、２２０ 電気接続
２２２ 光
２４０ マイクロコントローラ
２４４ 電気接続
２４６ セグメント
４０２ メモリデバイス
４０４ ビデオプロセッサ
４０６ カラーセンサ
４１０ 光源
４１２、４１４、４１６ 電気接続
４１８ ＰＷＭコントローラ
４１９、４２０ 電気接続
４２２ 光
４４０ マイクロコントローラ
４４４ 電気接続
４４６ セグメント
Claims (20)
- 複数の光源と、複数のカラーセンサと、複数のＰＷＭコントローラと、ビデオデータを受信するためのビデオ入力とを備える背面照明システムにおける色制御方法であって、
白色光を発生させるための第１の動作モード中に、前記複数の光源を起動するステップと、
前記白色光を発生させるための第２の動作モード中に、前記複数の光源を制御するステップと、
を含む方法。 - 第３の動作モード中に前記白色光の強度を変化させるステップをさらに含み、
前記白色光の強度を変化させるステップは、前記第３の動作モード中に、一部前記ビデオデータに基づいて行われる、請求項１に記載の方法。 - 第３の動作モード中に前記白色光のカラーポイントを変化させるステップをさらに含み、
前記白色光のカラーポイントを変化させるステップは、前記第３の動作モード中に、一部前記ビデオデータに基づいて行われる、請求項１に記載の方法。 - 前記複数の光源が、少なくとも１つの赤色ＬＥＤと、少なくとも１つの緑色ＬＥＤと、少なくとも１つの青色ＬＥＤと、を備えている、請求項１に記載の方法。
- 前記複数の光源が、少なくとも１つの白色ＬＥＤを備えている、請求項１に記載の方法。
- 前記第１の動作モード中に、前記複数の光源からのスペクトル成分を測定するステップと、
前記第１の動作モード中に、前記複数の光源からの前記スペクトル成分と工場較正データとに基づいてセグメントの第１のデューティサイクル比を計算するステップと、
前記第１の動作モード中に、前記セグメントの前記第１のデューティサイクル比を前記セグメント内のＰＷＭコントローラに送信するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。 - 前記第２の動作モード中に前記背面照明システムのセグメントの白色光を制御するステップが、
最も明るいＬＥＤを決定するステップと、
前記最も明るいＬＥＤが所定の値未満であれば、前記セグメントの第２のデューティサイクル比を計算するステップと、
を含む、請求項４に記載の方法。 - 前記第３の動作モード中に前記背面照明システムのセグメントの白色光の強度を変化させるステップが、
前記複数の光源のスケーリング指標を求めるステップと、
前記スケーリング指標に基づいて第３のデューティサイクル比を計算するステップと、
を含み、
前記第３のデューティサイクル比が、前記第３の動作モード中に前記ＰＷＭコントローラに転送される、請求項２に記載の方法。 - 前記セグメントに同期トリガ信号が伝達されたときに前記複数の光源を前記第３のデューティサイクル比により駆動するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- 背面照明システム内の色制御装置であって、
ビデオデータを受信するための入力と、
少なくとも１つの光源と、ＰＷＭコントローラと、１つまたは複数のカラーセンサと、を有する少なくとも１つのセグメントと、
を備え、
前記１つまたは複数のカラーセンサは、前記少なくとも１つの光源が放出する光を受信するように配置され、
前記ＰＷＭコントローラは、前記少なくとも１つの光源および前記１つまたは複数のカラーセンサに電気的に接続され、
前記少なくとも１つの光源は、白色光を発生させるための第１の動作モード中に起動され、
前記白色光のスペクトル成分は、第２の動作モード中に制御される、装置。 - 前記白色光の強度が、第３の動作モード中に前記ビデオデータに基づいて変更される、請求項１０に記載の装置。
- 前記白色光のカラーポイントが、第３の動作モード中に前記ビデオデータに基づいて変更される、請求項１０に記載の装置。
- 前記少なくとも１つの光源が、少なくとも１つの赤色ＬＥＤと、少なくとも１つの緑色ＬＥＤと、少なくとも１つの青色ＬＥＤと、を備えている、請求項１１に記載の装置。
- 前記少なくとも１つの光源が、少なくとも１つの白色ＬＥＤを備えている、請求項１０に記載の装置。
- 前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、および前記少なくとも１つの青色ＬＥＤのデューティサイクル比が、第１の動作モード中に、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、および前記少なくとも１つの青色ＬＥＤから測定されたスペクトル成分に基づいて計算される、請求項１３に記載の装置。
- 前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、および前記少なくとも１つの青色ＬＥＤの計算されたデューティサイクル比が、前記第１の動作モード中に、前記ＰＷＭコントローラへ転送される、請求項１５に記載の装置。
- 前記第２の動作モード中に前記白色光のスペクトル成分を制御することが、
最も明るいＬＥＤを決定することと、
前記最も明るいＬＥＤが所定の値未満であれば、前記セグメントの第２のデューティサイクル比を計算することと、
を含む、請求項１３に記載の装置。 - 第３の動作モード中に前記ビデオデータに基づいて前記白色光の強度を変更することが、
前記少なくとも１つの光源のスケーリング指標を求めることと、
前記スケーリング指標に基づいて第３のデューティサイクル比を計算することと、
を含み、
前記第３のデューティサイクル比は、前記第３の動作モード中に前記ＰＷＭコントローラへ転送される、請求項１３に記載の装置。 - 前記セグメントに同期トリガ信号が伝達されたときに前記少なくとも１つの光源を前記第３のデューティサイクル比により駆動することをさらに含む、請求項１８に記載の装置。
- 背面照明システム内の色制御装置であって、
少なくとも１つのコンピュータ可読媒体と、
前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ可読プログラムコードと、
を備え、
前記コンピュータ可読プログラムコードは、
白色光を発生させるための第１の動作モード中に複数の光源を起動するためのコードと、
白色光を発生させるための第２の動作モード中に前記複数の光源を制御するためのコードと、
第３の動作モード中に、一部ビデオデータに基づいて前記白色光の強度を低下させるためのコードと、
を含む、装置。
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