JP2018503133A - 周囲光レベルに基づく適応型画像レンダリングのための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、電力消費の過度な増大なしに、高い周囲状態におけるディスプレイ視認性を向上させるための、コンピュータ記憶媒体上で符号化されたコンピュータプログラムを含む、システム、方法、および装置を提供する。一態様では、ディスプレイデバイスに関連付けられたコントローラは、周囲光センサーから、またはディスプレイデバイスをホストするホストデバイスから、周囲光状態の指示を取得するように構成され得る。画像フレームを受信すると、コントローラは、色サブフィールドのセットを導出し、取得された現在の周囲光状態の指示と、周囲光の範囲を色サブフィールドベースによって色サブフィールド上のそれぞれのビット深度値にマッピングするマッピングデータとに基づいて、各色サブフィールドのためのビット深度値を決定することができる。次いで、コントローラは、それぞれの決定されたビット深度値に基づいて、各色サブフィールドのためのいくつかのサブフレームを生成し、生成されたサブフレームが表示されることを引き起こすことができる。

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、2015年1月20日に出願した「Apparatus and Method for Adaptive Image Rendering Based on Ambient Light Levels」という名称の米国非仮出願第14/601,065号の優先権を主張するものである。上述の出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる。

本開示は、ディスプレイの分野に関し、詳細には、ディスプレイによって使用される画像形成プロセスに関する。

電気機械システム(EMS)は、電気および機械要素、アクチュエータ、トランスデューサ、センサー、鏡および光学膜などの光学的構成要素、ならびにエレクトロニクスを有するデバイスを含む。EMSデバイスまたは要素は、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム(MEMS)デバイスは、約1ミクロンから数百ミクロン以上にわたるサイズを有する構造を含み得る。ナノ電気機械システム(NEMS)デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、1ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含み得る。電気機械要素は、堆積、エッチング、リソグラフィ、他のマイクロマシニングプロセス、またはそれらの組合せを使用して作成され得る。マイクロマシニングプロセスは、基板または堆積材料層の一部をエッチング除去することができ、または、層を追加して、電気および電気機械デバイスを形成することができる。

ディスプレイデバイスは、ディスプレイパネルの各ピクセルを通して発せられるかまたは反射される光を制御することによって、画像を生成することができる。EMSベースのディスプレイデバイスなど、透過型ディスプレイデバイスは、バックライトから発せられた光を変調して、画像を生成する、ディスプレイ要素を含む。反射型ディスプレイデバイスは、周囲光またはフロントライトからの光を選択的に反射させて、画像を形成する。

本開示のシステム、方法、およびデバイスは、いくつかの発明的態様をそれぞれ有し、それらの態様のいずれの1つも、本明細書で開示する望ましい属性を単独で担うものではない。

本開示で説明する主題の1つの発明的態様は、メモリ構成要素およびコントローラを含む装置において実装され得る。メモリ構成要素は、複数の周囲照明範囲を、画像を表示するために使用される複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、マッピングデータを記憶することができる。マッピングデータは、成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その周囲照明範囲にマッピングされた、第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値とを含む。コントローラは、周囲照明レベルの指示を取得すること、画像フレームに関連付けられた画像データを受信すること、および、画像フレームを表示するために受信された画像データに基づいて、成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出することを行うように構成される。コントローラはまた、成分色サブフィールドの各々について、マッピングデータと取得された周囲照明レベルとを使用して、生成されるべきサブフレームのそれぞれの数を決定することを行うようにも構成される。コントローラはまた、決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成すること、および、決定されたサブフレームの数に従って、画像フレームを表示することもできる。

いくつかの実装形態では、マッピングデータは、ルックアップテーブル(LUT)を含む。いくつかの他の実装形態では、マッピングデータは、複数のLUTを含み、各LUTが、周囲照明範囲の、成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数への、異なるマッピングを含むようにする。コントローラは、少なくとも1つの基準に基づいて、複数のLUTのうちの1つのLUTを選択することができる。少なくとも1つの基準は、画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、画像フレームの色合成、画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色、またはそれらの組合せを含み得る。

いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい。いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい。

いくつかの実装形態では、コントローラは、空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドにさらに適用することができる。いくつかの実装形態では、コントローラは、生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間をさらに取得することができる。いくつかの実装形態では、その数のサブフレームを生成することにおいて、コントローラは、決定されたサブフレームの数に基づいて、導出された成分色サブフィールドを更新することを行うようにさらに構成される。

いくつかの実装形態では、装置は、複数のディスプレイ要素を有するディスプレイと、プロセッサと、メモリデバイスとをさらに含む。プロセッサは、ディスプレイと通信し、画像データを処理することが可能である。メモリデバイスは、プロセッサと通信することが可能である。装置は、少なくとも1つの信号をディスプレイに送ることが可能なドライバ回路をさらに含み得る。コントローラは、画像データの少なくとも一部分をドライバ回路に送ることが可能である。装置は、画像データをプロセッサに送ることが可能な画像ソースモジュールをさらに含み得る。画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも1つを含み得る。装置は、入力データを受信し、入力データをプロセッサに通信することが可能な入力デバイスをさらに含み得る。

本開示で説明する主題の別の発明的態様は、記憶されたコンピュータコード命令をもつ非一時的コンピュータ可読媒体において実装され得る。コンピュータコード命令は、実行されたとき、プロセッサに、周囲照明レベルの指示を取得すること、画像フレームに関連付けられた画像データを受信すること、および、画像フレームを表示するために受信された画像データに基づいて、複数の成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出することを行わせる。メモリ構成要素とコントローラとを含む装置。コンピュータコード命令はまた、成分色サブフィールドの各々について、取得された照明レベルとマッピングデータとを使用して、生成されるべきサブフレームのそれぞれの数を決定することを、プロセッサに行わせる。マッピングデータは、複数の周囲照明範囲を、複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする。マッピングデータは、成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その周囲照明範囲にマッピングされた、第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値とを含む。コンピュータコード命令はまた、決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成すること、および、決定されたサブフレームの数に従って、画像フレームを表示することを、プロセッサに行わせる。

いくつかの実装形態では、マッピングデータは、ルックアップテーブル(LUT)を含む。いくつかの他の実装形態では、マッピングデータは、複数のLUTを含み、各LUTが、周囲照明範囲の、成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数への、異なるマッピングを含むようにする。コントローラは、少なくとも1つの基準に基づいて、複数のLUTのうちの1つのLUTを選択することができる。少なくとも1つの基準は、画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、画像フレームの色合成、画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色、またはそれらの組合せを含み得る。

いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい。いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい。

いくつかの実装形態では、コンピュータコード命令は、空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドに適用することを、プロセッサにさらに行わせることができる。いくつかの実装形態では、コンピュータコード命令は、生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間を取得することを、プロセッサにさらに行わせることができる。いくつかの実装形態では、その数のサブフレームを生成することは、決定されたサブフレームの数に基づいて、導出された成分色サブフィールドを更新することを含む。

本開示で説明する主題の別の発明的態様は、複数の周囲照明範囲を、画像を表示するために使用される複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、マッピングデータを記憶するための手段を含む、装置において実装され得る。マッピングデータは、成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その周囲照明範囲にマッピングされた、第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値とを含む。装置はまた、周囲照明レベルの指示を取得するための手段と、画像フレームに関連付けられた画像データを受信するための手段と、画像フレームを表示するために受信された画像データに基づいて、成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出するための手段とを含む。装置はまた、成分色サブフィールドの各々について、マッピングデータと取得された周囲照明レベルとを使用して、生成されるべきサブフレームのそれぞれの数を決定するための手段を含む。装置はまた、決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成するための手段と、決定されたサブフレームの数に従って、画像フレームを表示するための手段とを含む。

いくつかの実装形態では、マッピングデータは、ルックアップテーブル(LUT)を含む。いくつかの他の実装形態では、マッピングデータは、複数のLUTを含み、各LUTが、周囲照明範囲の、成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数への、異なるマッピングを含むようにする。コントローラは、少なくとも1つの基準に基づいて、複数のLUTのうちの1つのLUTを選択することができる。少なくとも1つの基準は、画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、画像フレームの色合成、画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色、またはそれらの組合せを含み得る。

いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい。いくつかの実装形態では、周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい。

いくつかの実装形態では、装置は、空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドに適用するための手段をさらに含み得る。いくつかの実装形態では、装置は、生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間を取得するための手段をさらに含み得る。いくつかの実装形態では、その数のサブフレームを生成するための手段は、決定されたサブフレームの数に基づいて、導出された成分色サブフィールドを更新するための手段を含む。

本開示で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細を、添付の図面および以下の説明において示す。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれてはいない場合があることに留意されたい。

例示的な直視型マイクロ電気機械システム(MEMS)ベースのディスプレイ装置の概略図である。 例示的なホストデバイスのブロック図である。 例示的な二重アクチュエータシャッターアセンブリの図である。 例示的な二重アクチュエータシャッターアセンブリの図である。 例示的なディスプレイ装置のブロック図である。 図3に示すディスプレイ装置において使用するのに好適な例示的な制御論理のブロック図である。 画像フレームを表示する例示的なプロセスのフロー図である。 周囲光レベル範囲を複数の色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、2つの例示的なルックアップテーブル(LUT)を示す図である。 複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイスのシステムブロック図である。 複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイスのシステムブロック図である。

様々な図面における同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。

以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。しかしながら、本明細書における教示が数多くの異なる方法において適用できることは、当業者には容易に認識されよう。説明する実装形態は、動いている(ビデオなど)か静止している(静止画像など)かにかかわらず、またテキストであるか、グラフィックであるか、図であるかにかかわらず、画像を表示することが可能である任意のデバイス、装置、またはシステムにおいて実装され得る。本開示で提供する概念および例は、1つまたは複数のディスプレイ技術からの特徴を組み込んでいるディスプレイに加えて、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、電界放射ディスプレイ、ならびに電気機械システム(EMS)およびマイクロ電気機械システム(MEMS)ベースのディスプレイなど、様々なディスプレイに適用可能であり得る。

説明する実装形態は、限定はしないが、モバイル電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受像機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Bluetooth(登録商標)デバイス、携帯情報端末(PDA)、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドコンピュータまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、複写機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム(GPS)受信機/ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ(MP3プレーヤなど)、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、ウェアラブルデバイス、時計、計算機、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子読取りデバイス(電子リーダーなど)、コンピュータモニタ、自動車用ディスプレイ(走行距離計ディスプレイおよび速度計ディスプレイなど)、コックピット制御機器またはディスプレイ、カメラ視野ディスプレイ(車両における後方視野カメラのディスプレイなど)、電子写真、電子ビルボードまたは電子看板、プロジェクタ、建築構造、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはプレーヤ、DVDプレーヤ、CDプレーヤ、VCR、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯/乾燥機、パーキングメーター、パッケージング(非電気機械システム(non-EMS)適用例に加えて、マイクロ電気機械システム(MEMS)適用例を含む電気機械システム(EMS)適用例におけるものなど)、審美構造物(宝石または衣類への画像の表示など)、ならびに様々なEMSデバイスなどの様々な電子デバイスに含まれ得るか、またはそれらの電子デバイスに関連付けられ得る。

本明細書の教示はまた、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波数フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、動き検知デバイス、磁力計、家庭用電子機器用の慣性構成要素、家庭用電化製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセス、および電子試験機器などの非ディスプレイの適用例においても使用され得る。したがって、それらの教示は、単に図に示されている実装形態に限定されるものではなく、代わりに、当業者には容易に明らかになるように、広範囲にわたる適用性を有している。

ディスプレイデバイスのコントローラは、周囲光センサーから、またはディスプレイデバイスをホストするホストデバイスから、現在の周囲状態の指示を取得することができる。コントローラは、周囲光状態を監視し、それに応じてその動作を調整することができる。画像フレームデータを受信すると、コントローラは、複数の色サブフィールドを導出し、取得された現在の周囲状態の指示に基づいて、各導出された色サブフィールドのためのビット深度値を決定することができる。具体的には、コントローラは、周囲光レベルの範囲を複数の色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングするデータを採用することができる。所与の周囲レベル範囲について、異なるビット深度値が、異なる色サブフィールドに割り当てられ得る。したがって、ビット深度値は、色サブフィールドベースによって色サブフィールド上で決定され得る。データは、コントローラ内に存在するか、またはさもなければコントローラにアクセス可能な、メモリ構成要素に記憶された、1つまたは複数のルックアップテーブル(LUT)を含み得る。たとえば、異なる度合いのビット深度適応に関連付けられた複数のLUTが使用され得る。コントローラは、ユーザ選好、設定モード、表示されるべき画像のコンテンツ、またはホストデバイス上で実行するアプリケーションなど、1つまたは複数の基準に基づいて、複数のLUTから1つのLUTを選択し、選択されたLUTからビット深度値を決定することができる。コントローラは、それぞれの決定されたビット深度値に対応する各導出された色サブフィールドからいくつかの画像サブフレームを生成し、生成された画像サブフレームが表示されることを引き起こすことができる。コントローラは、生成されたサブフレームの総数に基づいて、生成された画像サブフレームのための照明持続時間を調整することができる。いくつかの実装形態では、コントローラはまた、生成された画像サブフレームを表示するためのバックライトまたはフロントライト強度が周囲光レベルに基づいて調整されることを引き起こすこともできる。

本開示で説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの1つまたは複数を実現するために実装され得る。本明細書で開示する画像形成装置およびプロセスは、電力消費を過度に増大させることなしに、表示されたコンテンツの視認性に対する高い周囲光の影響を軽減する。表示されるべきサブフレームの数を低減することで、表示される画像品質の低下を生じ得るが、この装置およびプロセスは、周囲状態への異なるレベルの適応を提供し、したがって、1つまたは複数の基準に基づいて、電力消費と表示される画像品質との間でバランスを取ることを可能にすることができる。

図1Aは、例示的な直視型MEMSベースのディスプレイ装置100の概略図を示す。ディスプレイ装置100は、行および列に配置される複数の光変調器102a〜102d(全体として、光変調器102)を含む。ディスプレイ装置100において、光変調器102aおよび102dは開状態にあり、光を通過させることができる。光変調器102bおよび102cは閉状態にあり、光の通過を遮断する。光変調器102a〜102dの状態を選択的に設定することによって、ディスプレイ装置100は、1つまたは複数のランプ105によって照明される場合、バックライト付きディスプレイのための画像104を形成するために利用され得る。別の実装形態では、装置100は、装置の正面から発せられる周囲光の反射によって画像を形成することができる。別の実装形態では、装置100は、ディスプレイの正面に配置される1つまたは複数のランプからの光の反射によって、すなわち、フロントライトを使用して、画像を形成することができる。

いくつかの実装形態では、各光変調器102は、画像104におけるピクセル106に対応する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置100は、画像104におけるピクセル106を形成するために、複数の光変調器を利用することができる。たとえば、ディスプレイ装置100は、3つの色固有の光変調器102を含み得る。特定のピクセル106に対応する色固有の光変調器102のうちの1つまたは複数を選択的に開くことによって、ディスプレイ装置100は、画像104におけるカラーピクセル106を生成することができる。別の例では、ディスプレイ装置100は、画像104における輝度レベルを提供するために、ピクセル106当たり2つ以上の光変調器102を含む。画像に関して、ピクセルは、画像の解像度によって定義される最も小さい画素に対応する。ディスプレイ装置100の構造構成要素に関して、ピクセルという用語は、画像の単一のピクセルを形成する光を変調するために利用される結合された機械的および電気的構成要素を指す。

ディスプレイ装置100は、それが投影の適用例で一般的に見られる撮像光学素子を含まない可能性があるという点で、直視型ディスプレイである。投影ディスプレイでは、ディスプレイ装置の表面上に形成される画像は、スクリーン上または壁上に投影される。ディスプレイ装置は、投影画像よりもかなり小さい。直視型ディスプレイでは、光変調器と、随意に、ディスプレイ上で見られる明るさまたはコントラストを強化するためのバックライトまたはフロントライトとを含む、ディスプレイ装置を直接見ることによって、画像が見られ得る。

直視型ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで動作し得る。透過型ディスプレイでは、光変調器は、ディスプレイの後ろに配置される1つまたは複数のランプから発せられる光をフィルタ処理するか、または選択的にブロックする。ランプからの光は、各ピクセルが一様に照明され得るように、ライトガイドまたはバックライトに随意に投入される。透過直視型ディスプレイは、光変調器を含む1つの基板がバックライト上に配置されるサンドイッチアセンブリ構成を容易にするために、透明基板上に構築されることが多い。いくつかの実装形態では、透明基板はガラス基板(ガラスプレートもしくはパネルと呼ばれることがある)またはプラスチック基板であり得る。ガラス基板は、たとえば、ホウケイ酸ガラス、ワイングラス、融解石英、ソーダ石灰ガラス、水晶、人工水晶、パイレックス（登録商標）、もしくは他の好適なガラス材料であり得るか、またはそれらを含み得る。

各光変調器102は、シャッター108および開口109を含むことができる。画像104におけるピクセル106を照明するために、シャッター108は、光が開口109を通過できるように配置される。ピクセル106を非点灯に保つために、シャッター108は、光が開口109を通過するのを遮断するように配置される。開口109は、各光変調器102における反射材料または光吸収材料を通してパターン化された開口によって画定される。

ディスプレイ装置はまた、シャッターの移動を制御するために、基板および光変調器に結合された制御マトリックスを含む。制御マトリックスは、一連の電気相互接続(相互接続110、112および114など)を含み、一連の電気相互接続は、ピクセルの行当たり少なくとも1つの書込みイネーブル相互接続(write-enable interconnect)110(走査線相互接続とも呼ばれる)、ピクセルの列当たり1つのデータ相互接続112、およびすべてのピクセル、または少なくともディスプレイ装置100における複数の列と複数の行の両方からのピクセルに共通電圧を提供する1つの共通相互接続114を含む。適切な電圧(書込みイネーブル電圧、V_WE)の印加に応答して、ピクセルの所与の行のための書込みイネーブル相互接続110は、新しいシャッター移動命令を受け付けるように行におけるピクセルを準備する。データ相互接続112は、新しい移動命令をデータ電圧パルスの形で伝える。データ相互接続112に印加されるデータ電圧パルスは、いくつかの実装形態では、シャッターの静電的な移動に直接寄与する。いくつかの他の実装形態では、データ電圧パルスは、トランジスタ、または光変調器102に対する、データ電圧よりも一般的に大きい別々の駆動電圧の印加を制御する他の非線形回路素子など、スイッチを制御する。これらの駆動電圧の印加は、シャッター108の静電駆動移動をもたらす。

制御マトリックスはまた、限定はしないが、各シャッターアセンブリに関連付けられたトランジスタおよびキャパシタなどの回路を含み得る。いくつかの実装形態では、各トランジスタのゲートは、走査線相互接続に電気的に接続され得る。いくつかの実装形態では、各トランジスタのソースは、対応するデータ相互接続に電気的に接続され得る。いくつかの実装形態では、各トランジスタのドレインは、対応するキャパシタの電極に、かつ対応するアクチュエータの電極に、並行して電気的に接続され得る。いくつかの実装形態では、各シャッターアセンブリに関連付けられたキャパシタおよびアクチュエータの他方の電極は、共通電位または接地電位に接続され得る。いくつかの他の実装形態では、トランジスタは、半導体ダイオードまたは金属絶縁体金属スイッチング素子に置き換えられ得る。

図1Bは、例示的なホストデバイス120(すなわち、セルフォン、スマートフォン、PDA、MP3プレーヤ、タブレット、電子リーダー、ネットブック、ノートブック、腕時計、ウェアラブルデバイス、ラップトップ、テレビジョン、または他の電子デバイス)のブロック図を示す。ホストデバイス120は、ディスプレイ装置128(図1Aに示すディスプレイ装置100など)と、ホストプロセッサ122と、環境センサー124と、ユーザ入力モジュール126と、電源とを含む。

ディスプレイ装置128は、複数の走査ドライバ130(書込みイネーブル電圧源とも呼ばれる)と、複数のデータドライバ132(データ電圧源とも呼ばれる)と、コントローラ134と、共通ドライバ138と、ランプ140〜146と、ランプドライバ148と、図1Aに示す光変調器102などのディスプレイ要素のアレイ150とを含む。走査ドライバ130は、書込みイネーブル電圧を走査線相互接続131に印加する。データドライバ132は、データ電圧をデータ相互接続133に印加する。

ディスプレイ装置のいくつかの実装形態では、データドライバ132は、特に画像の輝度レベルがアナログ方式で導出される場合、アナログデータ電圧をディスプレイ要素のアレイ150に提供することが可能である。アナログ動作では、ディスプレイ要素は、ある範囲の中間電圧がデータ相互接続133を介して印加されるとき、得られる画像におけるある範囲の中間の照明状態または輝度レベルが得られるように設計される。いくつかの他の実装形態では、データドライバ132は、デジタル電圧レベルの2、3または4などの低減されたセットをデータ相互接続133に印加することが可能である。ディスプレイ要素が図1Aに示す光変調器102などのシャッター式光変調器である実装形態では、これらの電圧レベルは、デジタル方式で、開状態、閉状態、または他の個別状態をシャッター108の各々に設定するように設計される。いくつかの実装形態では、ドライバは、アナログモードとデジタルモードとの間で切り替えることが可能である。

走査ドライバ130およびデータドライバ132は、デジタルコントローラ回路134(コントローラ134とも呼ばれる)に接続されている。コントローラ134はデータを、いくつかの実装形態では行および画像フレームでグルーピングされてあらかじめ決定され得るシーケンスに編成されて、ほぼ直列方式でデータドライバ132に送る。データドライバ132は、直列/並列データコンバータ、レベルシフティング、およびいくつかの適用例によっては、デジタル/アナログ電圧コンバータを含み得る。

ディスプレイ装置は、随意に、共通電圧源とも呼ばれる1組の共通ドライバ138を含む。いくつかの実装形態では、共通ドライバ138は、たとえば、一連の共通相互接続139に電圧を供給することによって、ディスプレイ要素のアレイ150内のすべてのディスプレイ要素にDC共通電位を提供する。いくつかの他の実装形態では、共通ドライバ138は、コントローラ134からのコマンドに従い、ディスプレイ要素のアレイ150に電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイの複数の行および列におけるすべてのディスプレイ要素の同時作動を駆動または開始することが可能であるグローバル作動パルスを送出する。

異なるディスプレイ機能のためのドライバ(走査ドライバ130、データドライバ132、および共通ドライバ138など)の各々は、コントローラ134によって時間同期され得る。コントローラ134からのタイミングコマンドは、ランプドライバ148を介した赤色(R)ランプ、緑色(G)ランプ、青色(B)ランプ、および白色(W)ランプ(それぞれ140、142、144および146)の照明、ディスプレイ要素のアレイ150内の特定の行の書込みイネーブルおよびシーケンシング、データドライバ132からの電圧の出力、ならびにディスプレイ要素の作動を提供する電圧の出力を調整する。いくつかの実装形態では、ランプは、発光ダイオード(LED)である。

コントローラ134は、ディスプレイ要素の各々が新しい画像104に適切な照明レベルに再設定され得るシーケンシングまたはアドレス指定方式を決定する。新しい画像104は、周期的間隔で設定され得る。たとえば、ビデオディスプレイでは、カラーの画像またはビデオのフレームは、10から300ヘルツ(Hz)に及ぶ周波数でリフレッシュされる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ150に対する画像フレームの設定は、交互の画像フレームが、R、G、B、およびWなど、交互の一連の色で照明されるように、ランプ140、142、144および146の照明と同期される。各それぞれの色のための画像フレームは、色サブフレームと呼ばれる。フィールドシーケンシャルカラー方法と呼ばれるこの方法では、色サブフレームが20Hzを上回る周波数で交互にされる場合、人間の視覚系(HVS)は、交互のフレーム画像を平均して、広くて連続した範囲の色を有する画像を知覚する。いくつかの他の実装形態では、ランプは、R、G、B、およびW以外の原色を採用することができる。いくつかの実装形態では、原色をもつ3つ以下または5つ以上のランプが、ディスプレイ装置128において採用され得る。

いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置128が、開状態と閉状態との間の、図1Aに示すシャッター108などのシャッターのデジタル切替えのために設計される場合、コントローラ134は、時分割グレースケールの方法によって画像を形成する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置128は、ピクセル当たり複数のディスプレイ要素を使用することを通して、グレースケールを提供することができる。

いくつかの実装形態では、画像状態のデータは、走査線とも呼ばれる個々の行の順次アドレス指定によって、コントローラ134によってディスプレイ要素のアレイ150にロードされる。シーケンスにおける行または走査線ごとに、走査ドライバ130は、書込みイネーブル電圧を、ディスプレイ要素のアレイ150のその行の書込みイネーブル相互接続131に印加し、その後、データドライバ132は、アレイの選択された行における列ごとに、所望のシャッター状態に対応するデータ電圧を供給する。このアドレス指定プロセスは、データがディスプレイ要素のアレイ150におけるすべての行のためにロードされるまで、繰り返すことができる。いくつかの実装形態では、データのロードのための選択された行のシーケンスは線形であり、ディスプレイ要素のアレイ150において上から下に進む。いくつかの他の実装形態では、潜在的な視覚的アーティファクトを軽減するために、選択された行のシーケンスは、擬似ランダム化される。また、いくつかの他の実装形態では、シーケンシングは、ブロックによって編成され、この場合、あるブロックでは、画像のある一部分のデータがディスプレイ要素のアレイ150にロードされる。たとえば、シーケンスは、シーケンスにおいてディスプレイ要素のアレイ150の5行目ごとをアドレス指定するように実装され得る。

いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ150に画像データをロードするためのアドレス指定プロセスは、ディスプレイ要素を作動させるプロセスから、時間的に分離される。そのような実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ150は、各ディスプレイ要素のデータメモリ要素を含み得、制御マトリックスは、メモリ要素内に記憶されたデータに従ってディスプレイ要素の同時作動を開始するために、共通ドライバ138からトリガ信号を運ぶためのグローバル作動相互接続を含み得る。

いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ150、およびディスプレイ要素を制御する制御マトリックスは、矩形の行および列以外の構成で配置され得る。たとえば、ディスプレイ要素は、六角形のアレイまたは曲線の行および列で配置され得る。

ホストプロセッサ122は、一般に、ホストデバイス120の動作を制御する。たとえば、ホストプロセッサ122は、ポータブル電子デバイスを制御するための汎用または専用プロセッサとすることができる。ホストデバイス120内に含まれるディスプレイ装置128に対して、ホストプロセッサ122は、画像データ、ならびにホストデバイス120についての追加のデータを出力する。そのような情報は、周囲光もしくは温度など、環境センサー124からのデータ、たとえば、ホストの動作モードもしくはホストデバイスの電源に残っている電力量を含む、ホストデバイス120についての情報、画像データのコンテンツについての情報、画像データのタイプについての情報、または撮像モードを選択するのに使用するためのディスプレイ装置128のための命令を含み得る。

いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール126は、直接、またはホストプロセッサ122を介して、コントローラ134にユーザの個人的な選好を伝達することを可能にする。いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール126は、ユーザが個人的な選好、たとえば、色、コントラスト、電力、明るさ、コンテンツ、ならびに他のディスプレイ設定およびパラメータの選好を入力するソフトウェアによって制御される。いくつかの他の実装形態では、ユーザ入力モジュール126は、ユーザが個人的な選好を入力するハードウェアによって制御される。いくつかの実装形態では、ユーザは、音声コマンド、1つもしくは複数のボタン、スイッチもしくはダイヤルを介して、またはタッチ機能を用いて、これらの選好を入力することができる。コントローラ134への複数のデータ入力は、最適な撮像特性に対応する様々なドライバ130、132、138および148にデータを提供するようコントローラに指示する。

環境センサーモジュール124も、ホストデバイス120の一部として含まれ得る。環境センサーモジュール124は、温度および/または周囲ライティング状態など、周囲環境に関するデータを受信することが可能であり得る。センサーモジュール124は、たとえば、デバイスが屋内またはオフィス環境で動作しているか、明るい昼光の屋外の環境で動作しているか、夜間に屋外の環境で動作しているかを区別するようにプログラムされ得る。センサーモジュール124はディスプレイコントローラ134に、コントローラ134が周囲環境に応答して閲覧状態を最適化することができるように、この情報を伝える。

図2Aおよび図2Bは、例示的な二重アクチュエータシャッターアセンブリ200の図を示す。図2Aに示すような二重アクチュエータシャッターアセンブリ200は、開状態にある。図2Bは、閉状態にある二重アクチュエータシャッターアセンブリ200を示す。シャッターアセンブリ200は、シャッター206のいずれかの側にアクチュエータ202および204を含む。各アクチュエータ202および204は、独立して制御される。第1のアクチュエータ、シャッター開アクチュエータ202は、シャッター206を開く働きをする。第2の対向するアクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ204は、シャッター206を閉じる働きをする。アクチュエータ202および204の各々は、コンプライアントビーム電極アクチュエータとして実装され得る。アクチュエータ202および204は、シャッター206を実質的に、上にシャッターが懸架されている開口層207に平行な平面において駆動することによって、シャッター206を開閉する。シャッター206は、アクチュエータ202および204に接続されたアンカー208によって、開口層207上に短距離懸架される。アクチュエータ202および204をシャッター206の移動の軸に沿ってシャッター206の対向する端部に接続することは、シャッター206の面外の動きを減らし、動きを実質的に基板(図示せず)に平行な平面に制限する。

図示の実装形態では、シャッター206は、光が通過できる2つのシャッター開口212を含む。開口層207は、3つの開口209のセットを含む。図2Aでは、シャッターアセンブリ200は開状態にあり、したがって、シャッター開アクチュエータ202は作動しており、シャッター閉アクチュエータ204はその緩和位置にあり、シャッター開口212の中心線は、開口層の開口209の2つの中心線と一致する。図2Bでは、シャッターアセンブリ200は閉状態に移っており、したがって、シャッター開アクチュエータ202はその緩和位置にあり、シャッター閉アクチュエータ204は作動しており、シャッター206の遮光部分は現在、(点線で示されている)開口209を通る光の透過をブロックするための位置にある。

各開口は、それの周辺に少なくとも1つの縁部を有する。たとえば、矩形の開口209は4つの縁部を有する。いくつかの実装形態では、円形、楕円形、卵形または他の曲線形の開口が開口層207に形成されており、各開口は単一の縁部を有し得る。いくつかの他の実装形態では、開口は数学的な意味で分離または区分される必要はなく、代わりに接続され得る。すなわち、開口の部分または成形区域は各シャッターとの対応を維持し得るが、これらの区域のいくつかは、開口の単一の連続する外周が複数のシャッターによって共有されるように接続され得る。

様々な出口角を有する光が開状態において開口212および209を通過できるように、シャッター開口212の幅またはサイズは、開口層207における開口209の対応する幅またはサイズよりも大きくなるように設計され得る。光を閉状態において逃れないよう効果的にブロックするために、シャッター206の遮光部分は、開口209の縁部に重複するように設計され得る。図2Bは、シャッター206内の遮光部分の縁部と開口層207内に形成された開口209の1つの縁部との間にある、いくつかの実装形態ではあらかじめ画定され得る重複216を示す。

静電アクチュエータ202および204は、それらの電圧-変位挙動がシャッターアセンブリ200に双安定特性をもたらすように設計される。シャッター開アクチュエータおよびシャッター閉アクチュエータの各々について、そのアクチュエータが閉状態にある(シャッターは開いているか、または閉じている)間に印加された場合に、対向するアクチュエータに駆動電圧が印加された後でも、アクチュエータを閉じたままに保ち、シャッターを所定位置に保つ、作動電圧を下回る電圧の範囲が存在する。そのような対向力に対してシャッターの位置を維持するために必要な最低電圧は、維持電圧V_mと呼ばれる。

図3は、例示的なディスプレイ装置300のブロック図を示している。ディスプレイ装置300は、ホストデバイス302とディスプレイモジュール304とを含む。ホストデバイスは、携帯電話、スマートフォン、腕時計、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、テレビジョン、セットトップボックス、DVDもしくは他のメディアプレーヤ、または、グラフィカル出力をディスプレイに提供する任意の他のデバイスなど、いくつかの電子デバイスのいずれかであり得る。一般に、ホストデバイス302は、ディスプレイモジュール304上で表示されるべき画像データのためのソースとして働く。

ディスプレイモジュール304は、制御論理306と、フレームバッファ308と、ディスプレイ要素のアレイ310と、ディスプレイドライバ312と、バックライト314と、周囲光センサー350とをさらに含む。いくつかの実装形態では、周囲光センサーは、ホストデバイス302内に存在することができる。周囲光センサーは、周囲光レベルを測定し、測定された周囲光レベルを、制御論理306、ホストデバイス302、または両方に報告するために利用され得る。一般に、制御論理306は、ホストデバイス302から受信された画像データを処理するように働き、画像データ中で符号化される画像を一緒に生じるように、ディスプレイドライバ312と、ディスプレイ要素のアレイ310と、バックライト314とを制御する。制御論理306の機能について、図4および図5に関して以下でさらに説明する。

いくつかの実装形態では、図3に示すように、制御論理306の機能は、マイクロプロセッサ316とインターフェース(I/F)チップ318との間で分割される。いくつかの実装形態では、インターフェースチップ318は、特定用途向け集積回路(ASIC)など、集積回路論理デバイス中で実装される。いくつかの実装形態では、マイクロプロセッサ316は、制御論理306の画像処理機能のすべてまたは実質的にすべてを実行するように構成される。加えて、マイクロプロセッサ316は、ディスプレイモジュール304が受信された画像を生成するために使用するための適切な出力シーケンスを決定するように構成され得る。たとえば、マイクロプロセッサ316は、受信された画像データ中に含まれる画像フレームを、画像サブフレームのセット、たとえば、ビットプレーンに変換するように構成され得る。各画像サブフレームは、色と重みとに関連付けられ得、ディスプレイ要素のアレイ310中のディスプレイ要素の各々の所望の状態を含む。制御論理は、所与の画像フレームを生じるために表示するための画像サブフレームの数を決定するように構成され得る。マイクロプロセッサ316はまた、画像サブフレームが表示されるべきである順序と、画像サブフレームの各々のための適切な重みを実装することに関連付けられたパラメータとを決定するようにも構成され得る。これらのパラメータは、様々な実装形態では、それぞれの画像サブフレームの各々が照明されるべきである持続時間と、そのような照明の強度とを含み得る。これらのパラメータ(すなわち、サブフレームの数、それらの出力の順序およびタイミング、ならびに、各サブフレームのためのそれらの重み実装パラメータ)は、「出力シーケンス」と総称され得る。

いくつかの実装形態では、制御論理306は、周囲光センサー350、ホストデバイス302から、または両方から、周囲光レベルの指示を取得し、画像フレームを表示するために使用される画像サブフレームの数を調整するように構成され得る。それぞれの画像フレームに関連付けられた画像データの受信に応答して、制御論理306は、取得された周囲光レベルの指示に基づいて、画像フレームに関連付けられた各色サブフィールドのための別個のビット深度値を決定することができる。制御論理306は、周囲光レベルの範囲を複数の色サブフィールドのうちの各色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータを採用し、採用されたデータに基づいて、ビット深度値を決定するように構成され得る。各色サブフィールドのための決定されたビット深度値は、その色サブフィールドのために生成されるべき画像サブフレームの数を表す。制御論理306は、それぞれの決定されたビット深度値に等しい、各色サブフィールドのためのいくつかの画像サブフレームを生成するように構成され得る。生成された画像サブフレームの総数に基づいて、制御論理306は、生成された画像サブフレームのための照明持続時間を調整することができる。次いで、制御論理306は、生成されたサブフレームが、それぞれの調整された照明持続時間に従って表示されることを引き起こすことができる。いくつかの実装形態では、制御論理306は、生成された画像サブフレームを表示するためにバックライトまたはフロントライト強度をさらに調整することができる。

インターフェースチップ318は、ディスプレイモジュール304のよりルーチン的な動作を実行するように構成され得る。それらの動作は、フレームバッファ308から画像サブフレームを取り出すこと、ならびに、取り出された画像サブフレームと、マイクロプロセッサ316によって決定された出力シーケンスとに応答して、制御信号をディスプレイドライバ312およびバックライト314に出力することを含み得る。フレームバッファ308は、DRAM、高速キャッシュメモリ、またはフラッシュメモリなど、任意の揮発性または不揮発性集積回路メモリであり得る(たとえば、フレームバッファ308は、図7Bに示すフレームバッファ28と同様であり得る)。いくつかの他の実装形態では、インターフェースチップ318は、データ信号をディスプレイドライバ312に直接出力することを、フレームバッファ308に行わせる。

いくつかの他の実装形態では、マイクロプロセッサ316およびインターフェースチップ318の機能は、単一の論理デバイスに結合され、単一の論理デバイスは、マイクロプロセッサ、ASIC、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または他のプログラマブル論理デバイスの形態をとり得る。たとえば、マイクロプロセッサ316およびインターフェースチップ318の機能は、図7Bに示すプロセッサ21によって実装され得る。いくつかの他の実装形態では、マイクロプロセッサ316およびインターフェースチップ318の機能は、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、ASIC、FPGA、デジタル信号プロセッサ(DSP)、または他の論理デバイスを含む、複数の論理デバイス間で、他の方法で分割され得る。

ディスプレイ要素のアレイ310は、画像形成のために使用され得る任意のタイプのディスプレイ要素のアレイを含み得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ素子はEMS光変調器であり得る。いくつかのそのような実装形態では、ディスプレイ要素は、図2Aまたは図2Bに示したものと同様のMEMSシャッター式光変調器であり得る。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ要素は、時分割グレースケール画像形成プロセスとともに使用するために構成された、液晶光変調器、他のタイプのEMS方式光変調器、または、OLEDエミッタなどの発光体を含む、他の形態の光変調器であり得る。

ディスプレイドライバ312は、ディスプレイ要素のアレイ310中のディスプレイ要素を制御するために使用される特定の制御マトリックスに応じて、様々なドライバを含み得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイドライバ312は、すべて図1Bに示した、走査ドライバ130と同様の複数の走査ドライバと、データドライバ132と同様の複数のデータドライバと、共通ドライバ138と同様の共通ドライバのセットとを含む。上記で説明したように、走査ドライバは、書込みイネーブル電圧をディスプレイ要素の行に出力するが、データドライバは、データ信号をディスプレイ要素の列に沿って出力する。共通ドライバは、ディスプレイ要素の複数の行および複数の列中のディスプレイ要素に、信号を出力する。

いくつかの実装形態では、特に、より大きいディスプレイモジュール304では、ディスプレイ要素のアレイ310中のディスプレイ要素を制御するために使用される制御マトリックスは、複数の領域にセグメント化される。たとえば、図3に示すディスプレイ要素のアレイ310は、4象限にセグメント化される。別個のセットのディスプレイドライバ312が、各象限に結合される。ディスプレイをこのようにしてセグメントに分割することで、ディスプレイドライバによって出力された信号が、所与のドライバに結合された最も遠いディスプレイ要素に到達するために必要とされる伝搬時間が低減され、それによって、ディスプレイをアドレス指定するために必要とされる時間が減る。そのようなセグメント化はまた、採用されるドライバの電力要件を低減することもできる。それはまた、たとえば、対向する動きのイベントがそれらの象限において発生することから生じる、各象限において経験される流体圧力変動ベースの力に別個に対抗するために、ディスプレイ要素に印加される作動電圧の別個の変動を可能にすることもできる。

いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ中のディスプレイ要素は、直視透過型ディスプレイにおいて利用され得る。直視透過型ディスプレイでは、EMS光変調器などのディスプレイ要素は、1つまたは複数のランプによって照明される、バックライトから発する光を選択的にブロックする。そのようなディスプレイ要素は、たとえば、ガラスから作られた、透明基板上に作製され得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイドライバ312は、ディスプレイ要素がその上に形成されるガラス基板に直接結合される。そのような実装形態では、ドライバは、チップオングラス構成を使用して構築される。いくつかの他の実装形態では、ドライバは、別個の回路板上に構築され、ドライバの出力は、たとえば、フレックスケーブルまたは他の配線を使用して基板に結合される。

バックライト314は、光ガイドと、1つまたは複数の光源(LEDなど)と、光源ドライバとを含み得る。光源は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、および、いくつかの実装形態では白色(W)など、複数の原色の光源を含み得る。光源ドライバは、光源を複数の個別の光レベルに個々に駆動して、バックライトにおける照明グレースケールまたはコンテンツ適応型バックライト制御(CABC:content adaptive backlight control)を可能にするように構成される。光ガイドは、光源によって出力された光を、ディスプレイ要素のアレイ310の下で実質的に均等に分配する。いくつかの他の実装形態では、たとえば、反射型ディスプレイ要素を含むディスプレイでは、ディスプレイ装置300は、バックライトの代わりに、フロントライトまたは他の形態のライティングを含み得る。そのような代替光源の照明は、コンテンツ適応型制御機能を組み込む照明グレースケールプロセスに従って、同様に制御され得る。説明を容易にするために、本明細書で説明するディスプレイプロセスについて、バックライトの使用に関して説明する。ただし、そのようなプロセスがまた、フロントライトまたは他の同様の形態のディスプレイライティングとともに使用するためにも適応され得ることは、当業者には理解されよう。

図4は、たとえば、図3に示すディスプレイ装置300における制御論理306として使用するのに好適な、例示的な制御論理400のブロック図を示す。より詳細には、図4は、いくつかの実装形態では、マイクロプロセッサ316によって実行される、機能モジュールのブロック図を示す。各機能モジュールは、マイクロプロセッサ316によって実行され得る、有形のコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令の形態において、ソフトウェアとして実装され得る。いくつかの実装形態では、機能モジュール(またはその部分)のうちの1つまたは複数は、ASICまたはFPGAなど、集積回路論理において実装される。制御論理400は、入力論理402と、サブフィールド導出論理404と、ビット深度選択論理406と、サブフレーム生成論理408と、出力論理410とを含む。図4では別個の機能モジュールとして示すが、いくつかの実装形態では、モジュールのうちの2つ以上の機能が、1つまたは複数のより大きい、より包括的なモジュールに結合され、またはより小さい、より個別のモジュールに分解され得る。

入力論理402は、入力画像データをピクセル強度値のストリームとして受信し、ピクセル強度値を、制御論理400内の他のモジュールに提示するように構成される。サブフィールド導出論理404は、ピクセル強度値に基づいて、色サブフィールド(赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、白色(W)、黄色(Y)、シアン色(C)、マゼンタ色(M)、またはディスプレイモジュール304の色域における任意の他の色など)を導出することができる。ビット深度選択論理406は、周囲光レベルの指示に基づいて、色サブフィールドの各々のための別個のビット深度値を決定することができる。サブフレーム生成論理408は、それぞれのビット深度値、出力シーケンス、およびピクセル強度値に基づいて、色サブフィールドの各々のためのサブフレームを生成することができる。出力論理410は、他の論理構成要素のうちの1つまたは複数と協調して、適切な出力シーケンスを決定し、次いで、出力シーケンスを使用して、ディスプレイ上にサブフレームを表示することができる。

ビット深度選択論理406は、周囲光レベルの指示を入力として取り、複数の色サブフィールドのためのビット深度値を出力として提供するように構成される。いくつかの実装形態では、ビット深度選択論理406は、集積回路論理として実装され得る。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲を各色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータが、集積回路論理内に埋め込まれ得る。いくつかの実装形態では、ビット深度値が、集積回路論理のメモリバッファ内に記憶され得る。周囲光レベルの範囲とそれぞれのビット深度値との間のマッピングは、1つまたは複数の比較器または他の論理演算子を使用して実装され得る。いくつかの実装形態では、ビット深度選択論理406は、マイクロプロセッサ316(図3に図示)によって実行可能なコンピュータ可読命令を含むソフトウェアとして実装され得る。周囲光レベルの範囲を各成分色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータは、マイクロプロセッサ316のキャッシュメモリ内、または制御論理306に関連付けられた任意のメモリ構成要素内に記憶され得る。

いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲を各色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータは、単一のルックアップテーブル(LUT)を含む。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲を各色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータは、複数のLUTを含み、制御論理306は、複数の色サブフィールドのためのビット深度値を決定する際に使用するために、複数のLUTからLUTを選択するように構成される。いくつかの実装形態では、各LUTは、ビット深度適応のレベルに関連付けられる。ビット深度適応のレベルは、それとともにビット深度が周囲光状態に基づいて低減されるアグレッシブネスに関係し得、LUTによって変動する。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲を各色サブフィールドのための別個のビット深度値にマッピングするデータは、ツリー、連結リスト、他のデータ構造、またはそれらの組合せなど、他のデータ構造(テーブル以外)を使用して実装され得る。

いくつかの実装形態では、マイクロプロセッサ316によって実行されるとき、制御論理400の構成要素は、インターフェースチップ318、ディスプレイドライバ312、およびバックライト314(図3に示したものなど)とともに、図5に示すプロセス500など、ディスプレイ上で画像を生成するための方法を実行するように機能する。制御論理400の構成要素の機能について、プロセス500の一部として実行される様々な動作に関してさらに説明する。

いくつかの実装形態では、制御論理400は、周囲光レベルの指示に基づいて、画像を生成するための画像サブフレームの数を決定し、その表示を引き起こすことができる。画像フレームに関連付けられた各色サブフィールドのための画像サブフレームの数を決定し、それらを表示するためのプロセスの実装形態について、図3、図4、および図5に関して説明する。

図5は、画像フレームを表示する例示的なプロセス500のフロー図を示す。いくつかの実装形態では、プロセス500は、制御論理400(図4に図示)によって実行され得る。いくつかの実装形態では、プロセス500は、周囲光レベルの指示を取得すること(段階510)、画像フレームに関連付けられた画像データを取得すること(段階520)、複数の色サブフィールドを導出すること(段階530)、ルックアップテーブル(LUT)を選択すること(段階540)、取得された周囲光レベルの指示と、選択されたLUTとに基づいて、各色サブフィールドのためのビット深度値を決定すること(段階550)、導出された色サブフィールドを更新すること(段階560)、それぞれのビット深度値に基づいて、各更新された色サブフィールドのための画像サブフレームのセットを生成すること(段階570)、および、生成された画像サブフレームが表示されることを引き起こすこと(段階580)を含む。

図3、図4、および図5を参照すると、プロセス500は、周囲光レベルの指示を取得すること(段階510)を含む。指示は、ビット深度選択論理406によって、周囲光センサー350、ホストデバイス302から、または両方から取得され得る。いくつかの実装形態では、周囲光センサー350は、周囲光レベルを検出し、検出された周囲光レベルをビット深度選択論理406に報告することができる。いくつかの実装形態では、周囲光センサー350は、検出された周囲光レベルの指示を周期的に報告することができる。いくつかの実装形態では、周囲光センサー350は、周囲状態における実質的な変化を検出すると、周囲光レベルの指示を報告することができる。いくつかの実装形態では、周囲光センサー350は、ディスプレイデバイス304またはホストデバイス302が所与の設定モードにおいて動作中であるとき、周囲光レベルの指示をビット深度選択論理406に報告するように構成され得る。ビット深度選択論理406は、新しい指示が取得されるまで、取得された周囲光レベルの指示を記憶および使用するように構成され得る。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの指示は、周囲光レベル値、または周囲光レベルの範囲の指示を含む。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの指示は、「屋外」、「屋内」、「明るい」、「通常」、「薄暗い」などのような、周囲状態モードの指示、またはそれらの組合せを含む。いくつかの実装形態では、周囲状態モードは、そこから選択するために、(たとえば、設定のオプション内で)ホストデバイス302を操作するユーザに提供され得る。ユーザの選択時、選択の指示が、ビット深度選択論理406に報告され得る。いくつかの実装形態では、周囲光センサー350は、検出された周囲光レベルに基づいて、周囲状態モードを選択し、選択されたモードの指示を、ビット深度選択論理406に送るように構成され得る。

プロセス500は、画像フレームに関連付けられた画像データを取得すること(段階520)を含む。画像データは、入力論理402によって取得され得る。典型的には、そのような画像データは、入力論理402によって、画像フレーム中の各ピクセルのR成分、G成分、およびB成分のための強度値のストリームとして取得される。強度値は、典型的には、2進数として受信される。画像データは、ディスプレイ装置300に組み込まれた電子記憶媒体からなど、画像ソースから直接受信され得る。代替的に、画像データは、それにおいてディスプレイ装置300が構築されるホストデバイス302から受信され得る。

サブフィールド導出論理404は、画像フレームを表示するための色サブフィールドのセットを導出するように構成され得る(段階530)。いくつかの実装形態では、導出された色サブフィールドは、色R、G、またはBなど、フレーム成分色(原色とも呼ばれる)を含み得る。成分色は、画像フレームに関連付けられた画像コンテンツまたはデータとは無関係に選択され得る。いくつかの実装形態では、サブフィールド導出論理404は、その色が、他の色サブフィールドのうちの少なくとも2つに関連付けられた少なくとも2つの色の合成である、追加のサブフィールド色を選択することができる。合成色は、表示されるべき画像フレーム、あるいは1つまたは複数の前の画像フレームの、コンテンツに基づいて選択され得る。たとえば、サブフィールド導出論理404は、限定はしないが、白色、黄色、シアン色、マゼンタ色、またはディスプレイの色域内の任意の他の色などの色を、合成色として選択することができる。いくつかの実装形態では、合成色は、画像フレームのコンテンツとは無関係に選択され得る。

いくつかの実装形態では、色サブフィールドのセットを導出することは、取得された画像フレームを前処理することを含み得る。たとえば、いくつかの実装形態では、画像データは、ディスプレイ装置300内に含まれるよりも多くのピクセルまたはより少ないピクセルのための色強度値を含む。そのような場合、入力論理402、サブフィールド導出論理404、または制御論理400に組み込まれた他の論理は、画像データを、ディスプレイ装置300内に含まれたピクセルの数に適切にスケーリングすることができる。いくつかの実装形態では、画像フレームデータは、所与のディスプレイガンマを仮定して符号化されて、受信される。いくつかの実装形態では、そのようなガンマ符号化が検出される場合、制御論理400内の論理は、ガンマ補正プロセスを適用して、ディスプレイ装置300のガンマにより適するように、ピクセル強度値を調整する。たとえば、画像データは、典型的な液晶(LCD)ディスプレイのガンマに基づいて符号化されることが多い。この一般的なガンマ符号化に対処するために、制御論理400は、LCDガンマ符号化ピクセル値のセットが与えられると、それから適切な強度値を迅速に取り出すことができる、ガンマ補正ルックアップテーブル(LUT)を記憶することができる。いくつかの実装形態では、ガンマ補正LUTは、16ビット/色解像度を有する対応するRGB強度値を含むが、他の色解像度が他の実装形態において使用され得る。

いくつかの実装形態では、画像フレーム前処理は、ディザリング段階を含む。いくつかの実装形態では、画像を逆ガンマ符号化するプロセスは、ディスプレイ装置300がそのような多数のビット/色を表示するために構成されていないことがあるにもかかわらず、16ビット/色ピクセル値を生じる。ディザリングプロセスは、4、5、6、または8ビット/色など、ディスプレイにとって利用可能な色解像度まで下がるように、これらのピクセル値を変換することに関連付けられた、任意の量子化誤差を分散させる助けとなり得る。

色サブフィールドが選択されると、サブフィールド導出論理404は、すべてのピクセルのための各選択されたサブフィールド色のための初期ピクセル強度値を生成することができる。たとえば、サブフィールド導出論理404は、xチャネルのために選択されたピクセル強度値に基づいて、R、G、およびBサブフィールド色のためのピクセル強度値を調整することができる。たとえば、選択されたxチャネル色が白色である場合、サブフィールド導出論理404は、R、G、およびB色ピクセル強度値の各々から等しく減算され得るピクセル強度値を選択し、その値をxチャネルピクセル強度値として割り当てることができる。たとえば、ピクセルのためのピクセル強度値が、R=100、G=200、およびB=155である場合、サブフィールド導出論理404は、各色のためのピクセル強度値から100を減算し、100をxチャネルのためのピクセル強度値として割り当てることができる。R、G、およびB色について得られた調整されたピクセル強度値は、それぞれ0、100、および55になる。いくつかの実装形態では、サブフィールド導出論理404は、R、G、およびBピクセル強度値の各々から等しく減算され得る最高のピクセル強度値の整数分の1を減算することができる。たとえば、上記の例を続けると、サブフィールド導出論理404は、各色のピクセル強度値から50を減算し(0.5×最高可能な値)、R=50、G=150、B=105、および白色=50のピクセル強度値を生じることができる。

ビット深度選択論理406は、導出された色サブフィールドの各々のためのビット深度値を決定する際に使用するために、1つまたは複数の基準に基づいて、複数のビット深度ルックアップテーブル(LUT)からビット深度LUTを選択すること(段階540)ができる。ビット深度LUTは、周囲光レベル範囲と、色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値との間のマッピングを表す。所与の周囲光レベル範囲では、別個のビット深度値が各色サブフィールドに関連付けられる。いくつかの実装形態では、ビット深度LUTの選択は、ディスプレイデバイス300もしくはホストデバイス302のバッテリーレベル、ホストデバイス302上で実行するアプリケーション、ホストデバイス302における中央処理ユニット(CPU)性能の指示、ユーザ選好、ユーザモードなど、またはそれらの組合せなど、1つまたは複数の基準に基づき得る。いくつかの実装形態では、単一のビット深度LUTが、制御論理400によって採用される。そのような実装形態では、プロセス500は、ビット深度LUT選択段階(段階540)を含まない。

ビット深度選択論理406は、取得された周囲光レベルの指示と、選択されたビット深度LUTとに基づいて、各色サブフィールドのためのビット深度値、または画像サブフレームの数を決定することができる(段階550)。具体的には、ビット深度選択論理406は、取得された周囲光レベルの指示を、選択されたビット深度LUTにおける周囲光レベルの範囲のそれぞれにマッピングすることができる。次いで、ビット深度選択論理406は、ビット深度LUTにおける周囲光レベルの範囲のそれぞれのための各色サブフィールドに関連付けられたビット深度値を、その色サブフィールドのために生成されるべき画像サブフレームの数として使用することができる。プロセス500の段階540および550について、図6に関してさらに説明する。

図6は、2つの例示的なビット深度ルックアップテーブル(LUT)610および620を示す。いくつかの実装形態では、ビット深度LUT610および620の両方は、5つの列を含む。ビット深度LUT610および620における第1の列は、周囲光レベル値(ルクス単位)のそれぞれの数値間隔に各々が対応する、複数の周囲光レベル範囲を含む。第2の列は、周囲光レベル範囲ごとに、R成分色サブフィールドに関連付けられたビット深度値を含む。第3の列は、周囲光レベル範囲ごとに、G成分色サブフィールドに関連付けられたビット深度値を含む。第4の列は、周囲光レベル範囲ごとに、B成分色サブフィールドに関連付けられたビット深度値を含む。本明細書で言及する成分色サブフィールドは、R、G、またはBなどの原色に関連付けられた色サブフィールドであり得る。第5の列は、周囲光レベル範囲ごとに、合成色サブフィールド(本明細書ではxチャネルとも呼ぶ)に関連付けられたビット深度値を含む。テーブル610および620に示すように、所与の周囲光範囲のための色サブフィールドに関連付けられたビット深度値は、色サブフィールドによって異なり得る。たとえば、周囲光レベル範囲1000〜9999ルクスに対応する、テーブル610の第3の行では、色サブフィールドR、G、B、およびxチャネルは、それぞれビット深度値6、7、5、および4を割り当てられる。

いくつかの実装形態では、周囲光レベル範囲にわたる各成分色サブフィールドに関連付けられたビット深度値は、R、G、またはBなどの異なる色に関連付けられた相対輝度係数によって決まる。たとえば、いくつかの色域では、R、G、およびB色に関連付けられた相対輝度係数は、それぞれ0.2126、0.7152、および0.0722である。ビット深度LUT610および620によれば、周囲光レベルの増大に応じたビット深度値の低減は、RまたはG色サブフィールドよりも(最小の相対輝度係数に関連付けられた)B色サブフィールドにおいてよりアグレッシブである。また、周囲光レベルの増大に応じたビット深度値の低減は、G色サブフィールドよりも(第2の最小の相対輝度係数に関連付けられた)R色サブフィールドにおいてよりアグレッシブである。典型的には、所与の色サブフィールドの相対輝度係数が小さいほど、人間の視覚系(HVS)は、その色サブフィールドに関連付けられたビット深度値の低減に対して、より敏感ではない。たとえば、コンテンツ適応型バックライト制御(CABC)の結果として、重みが色サブフィールドに割り当てられる場合、同じ重みが、それぞれの相対輝度係数に適用され得、次いで、重み付けされた相対輝度係数が、ビット深度LUTの生成において使用され得る。

いくつかの実装形態では、周囲光範囲と、複数の成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値との間のマッピングは、成分色サブフィールドのうちの少なくともいくつかに関連付けられた光源の特性によって決まる。たとえば、出力光強度に関する入力電流の変化に対する異なる色LEDの反応は、色LEDによって異なり得る。R LEDでは、そのような反応は、典型的には、G LEDまたはB LEDの反応よりも線形である。したがって、R LEDのデューティサイクルを低減し、(R LEDのデューティサイクルから)低減された時間をG LEDまたはB LEDのデューティサイクルに割り当てることによって、より大きい電力消費低減が達成され得る。ビット深度LUTのいくつかの実装形態では、周囲光レベルの増大に応じたビット深度値の低減は、他の色サブフィールドよりもR色サブフィールドにおいてより著しい。

いくつかの実装形態では、周囲光範囲と、複数の色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値との間のマッピングは、xチャネルの色および明るさによって決まる。たとえば、xチャネルが相対的に薄暗いときよりも、xチャネルが白色であるとき、ビット深度レベルのよりアグレッシブな低減が、R、G、およびB色サブフィールドのために採用され得る。

テーブル610および620におけるビット深度値の同様の行を比較すると、テーブル620が、テーブル610よりも、周囲光レベルへのよりアグレッシブなビット深度適応を表すことがわかる。すなわち、テーブル620は、テーブル610が示すよりも、高い周囲光レベルに応じたより高いビット深度値の低減を示す。たとえば、両方のテーブル610および620における第2の行を比較すると、LUT620における周囲光レベル範囲100〜999ルクスのためのRおよびB色サブフィールドに関連付けられたビット深度値は、ビット深度LUT610における(周囲光レベル範囲100〜999ルクスのためのRおよびG色サブフィールドに関連付けられた)それぞれのビット深度値よりも小さい。また、第3の行および第4の行におけるR、G、およびB色サブフィールドに関連付けられたビット深度値は、ビット深度LUT610におけるそれぞれのビット深度値よりも、ビット深度LUT620において小さい。

いくつかの実装形態では、ビット深度LUTにおける値は、周囲状態の変化に応答して実装するための異なるレベルのビット深度適応に対応するように選択され得る。たとえば、異なるビット深度LUTは、ホストデバイス302(図3に図示)上で実行することができる異なるタイプのアプリケーションに適していることがある。たとえば、テキストアプリケーションでは、よりアグレッシブなビット深度適応が、ビデオまたは写真画像アプリケーションの場合よりも望ましくなり得る。いくつかの実装形態では、異なるLUTは、画像フレーム色コンテンツ、ホストデバイス302の異なるユーザモード、設定モード、またはバッテリーレベルに基づいて使用され得る。たとえば、ディスプレイデバイス300(図3に図示)のバッテリーが比較的低い充電において実行中であるとき、ビット深度値におけるよりアグレッシブな低減が採用され得る。また、ホストデバイス302のユーザモードが低電力モードを示すとき、ビット深度値におけるよりアグレッシブな低減が採用され得る。しかしながら、ユーザ選好が高い色忠実度選好を示すとき、ビット深度値におけるそれほどアグレッシブではない低減が採用され得る。プロセス500の段階540(図5に図示)で、ビット深度選択論理406は、ホストデバイス302からユーザモード、ユーザ選好、バッテリーレベル、アプリケーションタイプなど、またはそれらの組合せのうちの1つまたは複数の指示を取得し、取得された指示に基づいて、ビット深度LUTを選択することができる。いくつかの実装形態では、ビット深度レベルの低減におけるアグレッシブネスは、画像フレームの色合成によって決まり得る。たとえば、R色を支配的に有する画像フレームでは、よりアグレッシブなビット深度低減が、GまたはBサブフィールド色に適用され得る。

いくつかの実装形態では、ビット深度LUT選択は、合成色の色および明るさによって決まる。たとえば、合成色がより飽和した色であるときよりも、合成色が白色であるとき、ビット深度レベルのよりアグレッシブな低減が、R、G、およびB成分色サブフィールドのために採用され得る。したがって、ビット深度選択論理406(図4に図示)は、画像フレームを表示するために使用されるxチャネルに基づいて、複数のLUTからLUTを選択することができる。

ビット深度LUT610および620を考えると、ビット深度選択論理406(図4に図示)は、取得された周囲光レベルの指示に対応する、選択されたビット深度LUT610または620におけるエントリを特定する(図5におけるプロセス500の段階550)。次いで、ビット深度選択論理406は、決定された範囲のための各色サブフィールドに関連付けられたビット深度値を、その色サブフィールドのために生成されるべき画像サブフレームの数として使用することができる。たとえば、ビット深度LUT610がプロセス500の段階540で選択され、取得された周囲光レベルの指示が、ビット深度LUT610の第3の行に示す範囲1000〜9999ルクスにマッピングされる場合、色サブフィールドR、G、B、およびxチャネルのために生成されるべきサブフレームの数は、それぞれ6、7、5、および4である。

ビット深度LUTは、図6に示す実装形態とは異なる多数の他の方法において実装され得ることを、当業者は諒解されよう。いくつかの実装形態では、周囲光範囲は、周囲レベル値の数値間隔(たとえば、ルーメン/平方メートル(ルクス)単位)を指すことがある。いくつかの実装形態では、周囲レベル範囲は、「屋外」、「屋内」、「薄暗い」、「通常」、「明るい」など、またはそれらの組合せのような周囲状態を指すことがある。ビット深度選択論理406(図4に図示)によって採用されるビット深度LUTの数は、0よりも大きい任意の整数であり得る。色サブフィールドの数は、4よりも少ないかまたは多くなり得る。また、周囲レベルの範囲の数も、4よりも少ないかまたは多くなり得る。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲と、各色サブフィールドに関連付けられたそれぞれのビット深度値との間のマッピングは、1つまたは複数のツリー、連結リスト、または任意の他のデータ構造を使用して実装され得る。いくつかの実装形態では、周囲光レベルの範囲と、各色サブフィールドに関連付けられたそれぞれのビット深度値との間のマッピングは、周囲光レベル、周囲レベル範囲、または周囲状態を示す入力値に応答して、色サブフィールドのそれぞれのセットに関連付けられたビット深度値のセットを生成する、集積回路を使用して実装され得る。

再び図3、図4、図5、および図6を参照すると、サブフレーム生成論理408、サブフィールド導出論理404、または制御論理400の任意の他の論理構成要素は、導出された色サブフィールドを更新すること(段階560)ができる。段階550で決定されたビット深度値が、段階530で導出されたサブフィールドのビット深度値未満であるとき、量子化効果を軽減するための任意のさらなる処理なしに、決定されたビット深度値に基づいて、画像を表示することは、バンディング、平坦性、または偽輪郭などの画像アーティファクトを生じ得る。1つまたは複数の色サブフィールドに関連付けられたサブフレームの数の低減から生じる画像品質低下の可能性を低減するために、サブフィールド導出論理404およびサブフレーム生成論理408は、各色サブフィールドの残りの数のサブフレームに適したディザリング動作を適用して、画像フレームのための色サブフィールドを再計算することができる。ディザリングは、たとえば、ベクトル誤差拡散を使用することによって、各色サブフィールドとともに、または色サブフィールドにわたって実行され得る。

いくつかの実装形態では、サブフィールド導出論理404は、ディザリングより前または後に、コンテンツ適応型バックライト制御(CABC)プロセスを実施することができる。CABCプロセスは、サブフィールドにおいて発見された最大強度値に基づいて、ピクセル強度値を対応する量だけ増加させながら、各サブフィールドのための光源の出力の強度をスケールダウンする。CABCプロセスは、可逆的または不可逆的プロセスのいずれかであり得る。

サブフレーム生成論理408は、更新された色サブフィールドを処理して、その同じ色サブフィールドのための、段階550で決定されたそれぞれのビット深度値に等しい、各色サブフィールドのためのいくつかの画像サブフレームを生成する(段階570)。各サブフレームは、時分割グレースケール画像出力シーケンス中の特定のタイムスロットに対応する。各サブフレームは、そのタイムスロットのためのディスプレイ中の各ディスプレイ要素の所望の状態を含む。各タイムスロットにおいて、ディスプレイ要素は、非透過状態、または、異なる度合いの光透過を可能にする1つもしくは複数の状態のいずれかを取ることができる。いくつかの実装形態では、生成されたサブフレームは、図3に示すディスプレイ要素のアレイ310中の各ディスプレイ要素のための別個の状態値を含む。

いくつかの実装形態では、サブフレーム生成論理408は、コードワードルックアップテーブル(LUT)を使用して、サブフレームを生成する。いくつかの実装形態では、コードワードLUTは、所与のピクセル強度値を生じる対応する一連のディスプレイ要素状態を示すコードワードと呼ばれる一連の2進値を記憶する。コードワード中の各数字の値は、ディスプレイ要素状態(たとえば、明または暗)を指示し、コードワード中の数字の位置は、その状態に起因するべきである重みを表す。いくつかの実装形態では、重みは、前の数字の重みの2倍である重みを各数字が割り当てられるように、コードワード中の各数字に割り当てられる。いくつかの他の実装形態では、コードワードの複数の数字が、同じ重みを割り当てられ得る。いくつかの他の実装形態では、各数字は異なる重みを割り当てられるが、重みは、すべて数字ごとに固定パターンに従って増加するとは限らないことがある。

サブフレームのセットを生成するために、サブフレーム生成論理408は、色サブフィールド中のすべてのピクセルのためのコードワードを取得する。サブフレーム生成論理408は、サブフィールド中のピクセルのセットのためのコードワード中のそれぞれの位置の各々における数字を一緒にサブフレームに統合することができる。たとえば、各ピクセルのための各コードワードの第1の位置における数字が、第1のサブフレームに統合される。各ピクセルのための各コードワードの第2の位置における数字が、第2のサブフレームに統合される、などとなる。サブフレームは、生成されると、図3に示すフレームバッファ308内に記憶されるか、または出力論理410に送られ得る。

出力論理410は、生成されたサブフレームのセットが表示されることを引き起こす(段階580)。出力論理410は、生成された画像サブフレームが表示されることを引き起こすために、ディスプレイ装置300の構成要素の残りへの出力信号を制御するように構成され得る。出力信号は、ディスプレイ要素310の状態値、光源を駆動するための電流もしくは電圧値、ディスプレイ要素の電気機械構成要素を駆動するための電流もしくは電圧値を示す信号、または他の信号を含む。生成されたサブフレームのセットの数が、前処理後(ビット深度レベルを低減する前)の色サブフィールドに関連付けられたビット深度レベルよりも少ないとすれば、より多くの時間が、残りのサブフレームを表示するために利用可能である。したがって、出力論理410は、バックライトがより低い強度で照明されることを可能にするために、残りの画像サブフレームの照明持続時間を増すことができる。たとえば、そうでない場合はドロップされた画像サブフレームをアドレス指定および照明することに割り振られていたであろう時間を、残りの画像サブフレームの照明に割り振ることができる。この時間は、同じ色、すべての色、または大部分の効率を得ることができる色(たとえば、最も急な電力曲線を有する光源)のサブフレームの間で分配され得る。これによって、光源がそれぞれの電力曲線上のより電力効率的な点において照明され、電力消費を低減することが可能になる。電力消費を、サブフレームの総数を使用する画像の表示と比較してさらに減少させることができ、その理由は、ディスプレイが、同数のサブフレームのためにディスプレイのディスプレイ要素をアドレス指定またはアクティブ化するために電力を費やす必要がないからである。

各色サブフィールドのための光源の照明強度は、検出された周囲光レベルの関数であり得る。一般に、検出された周囲光のより高いレベルは、光源がより高い強度で照明されるように制御することを制御論理400に行わせる。しかしながら、この強度は、CABCプロセスの結果、ならびに段階550で決定された任意のビット深度低減の結果に基づいて、減少され得る。

図7Aおよび図7Bは、複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイス40のシステムブロック図を示す。ディスプレイデバイス40はたとえば、スマートフォン、セルラー電話またはモバイル電話であってもよい。しかしながら、ディスプレイデバイス40の同じ構成要素またはそれらのわずかな変形例はまた、テレビジョン、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイス、およびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。

ディスプレイデバイス40は、ハウジング41と、ディスプレイ30と、アンテナ43と、スピーカー45と、入力デバイス48と、マイクロフォン46とを含む。ハウジング41は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのいずれかによって形成されてもよい。加えて、ハウジング41は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴムおよびセラミック、またはそれらの組合せを含む様々な材料のいずれかから製作され得る。ハウジング41は、異なる色の、または異なるロゴ、絵、もしくはシンボルを含む他の取外し可能な部分と交換可能であり得る取外し可能な部分(図示せず)を含むことができる。

ディスプレイ30は、本明細書で説明するように、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ30はまた、プラズマ、エレクトロルミネッセント(EL)ディスプレイ、OLED、超ねじれネマチック(STN)ディスプレイ、LCD、もしくは薄膜トランジスタ(TFT)LCDのようなフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管(CRT)もしくは他のチューブデバイスのような非フラットパネルディスプレイを含むことも可能であり得る。加えて、ディスプレイ30は、本明細書で説明するように、機械的光変調器ベースのディスプレイを含んでもよい。

ディスプレイデバイス40の構成要素は、図7B中に概略的に示されている。ディスプレイデバイス40は、ハウジング41を含み、その中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含んでもよい。たとえば、ディスプレイデバイス40は、トランシーバ47に結合され得るアンテナ43を含むネットワークインターフェース27を含む。ネットワークインターフェース27は、ディスプレイデバイス40上に表示され得る画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース27は、画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ21および入力デバイス48も画像ソースモジュールとして働き得る。トランシーバ47は、調整ハードウェア52に接続されたプロセッサ21に接続される。調整ハードウェア52は、信号を調整する(信号をフィルタ処理する、またはさもなければ操作するなど)ように構成されてもよい。調整ハードウェア52は、スピーカー45およびマイクロフォン46に接続され得る。プロセッサ21は、入力デバイス48およびドライバコントローラ29にも接続され得る。ドライバコントローラ29は、フレームバッファ28およびアレイドライバ22に結合され得、次いでアレイドライバ22はディスプレイアレイ30に結合され得る。図7Aに特に示されていない要素を含むディスプレイデバイス40内の1つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能することが可能であり得、プロセッサ21と通信することが可能であり得る。いくつかの実装形態では、電源50は、特定のディスプレイデバイス40の設計における実質的にすべての構成要素に電力を供給することができる。

ネットワークインターフェース27は、ディスプレイデバイス40がネットワークを介して1つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ43とトランシーバ47とを含む。ネットワークインターフェース27はまた、たとえば、プロセッサ21のデータ処理要件を軽減するために、いくつかの処理能力を有することができる。アンテナ43は、信号を送受信することができる。いくつかの実装形態では、アンテナ43は、IEEE16.11規格のいずれかまたはIEEE802.11規格のいずれかに従って、RF信号を送受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ43は、Bluetooth(登録商標)規格に従ってRF信号を送受信する。セルラー電話の場合、アンテナ43は、符号分割多元接続(CDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、モバイル通信用グローバルシステム(GSM（登録商標）)、GSM（登録商標）/汎用パケット無線サービス(GPRS)、拡張データGSM（登録商標）環境(EDGE)、地上基盤無線(TETRA)、広帯域CDMA(W-CDMA)、エボリューションデータオプティマイズド(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速パケットアクセス(HSPA)、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)、発展型高速パケットアクセス(HSPA+)、ロングタームエボリューション(LTE)、AMPS、または3G技術、4G技術、もしくは5G技術もしくはそれらのさらなる実装形態を利用するシステムのような、ワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される他の知られている信号を受信するように設計され得る。トランシーバ47は、アンテナ43から受信された信号を、プロセッサ21が受信しさらに操作することができるように、前処理することができる。トランシーバ47はまた、プロセッサ21から受信された信号を、アンテナ43を介してディスプレイデバイス40から送信できるように、処理することができる。

いくつかの実装形態では、トランシーバ47を受信機と置き換えてもよい。加えて、いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェース27を、プロセッサ21に送られるべき画像データを記憶または生成することのできる画像ソースと置き換えてもよい。プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の全体の動作を制御することができる。プロセッサ21は、圧縮された画像データなどのデータをネットワークインターフェース27または画像ソースから受信し、データを生画像データに、または生の画像データに容易に処理され得るフォーマットに変換する。プロセッサ21は、処理されたデータを、ドライバコントローラ29に、または記憶するためのフレームバッファ28に送ることができる。生データは、典型的には、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色と、彩度と、グレースケールレベルとを含むことができる。

プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の動作を制御するために、マイクロコントローラ、CPU、または論理ユニットを含んでもよい。調整ハードウェア52は、信号をスピーカー45に送信し、マイクロフォン46から信号を受信するための増幅器およびフィルタを含んでもよい。調整ハードウェア52は、ディスプレイデバイス40内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ21または他の構成要素内に組み込まれ得る。

ドライバコントローラ29は、プロセッサ21によって生成された生画像データをプロセッサ21から直接取り込んでも、フレームバッファ28から取り込んでもよく、かつ生画像データをアレイドライバ22に高速に送信できるように適切に再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、生画像データを、ディスプレイアレイ30にわたって走査するのに適切な時間順序を有するように、ラスター状のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができる。次いで、ドライバコントローラ29は、フォーマット済みの情報をアレイドライバ22に送る。ドライバコントローラ29は、しばしば、スタンドアロンの集積回路(IC)としてシステムプロセッサ21に関連付けられるが、そのようなコントローラは、多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ21内に組み込まれ得、ソフトウェアとしてプロセッサ21内に組み込まれ得、またはアレイドライバ22とともにハードウェア内に完全に集積され得る。

アレイドライバ22は、ドライバコントローラ29からフォーマット済みの情報を受信してもよく、ディスプレイのディスプレイ要素のx-yマトリックスからの数百本、場合によっては数千本(またはそれよりも多く)のリード線に1秒当たりに何度も印加される互いに平行な1組の波形に、ビデオデータを再フォーマットしてもよい。いくつかの実装形態では、アレイドライバ22およびディスプレイアレイ30は、ディスプレイモジュールの一部である。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29、アレイドライバ22、およびディスプレイアレイ30は、ディスプレイモジュールの一部である。

いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29、アレイドライバ22、およびディスプレイアレイ30は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ29は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ(機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど)であってもよい。加えて、アレイドライバ22は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ(機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど)であってもよい。その上、ディスプレイアレイ30は、従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ(機械的光変調器ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど)であってもよい。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、アレイドライバ22と一体化され得る。そのような実装形態は、高集積度システム、たとえば、モバイルフォン、ポータブル電子デバイス、腕時計またはスモールエリアディスプレイにおいて有益であり得る。

いくつかの実装形態では、入力デバイス48は、たとえばユーザがディスプレイデバイス40の動作を制御することを可能にするように構成されてもよい。入力デバイス48は、QWERTYキーボードもしくは電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ30と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧膜もしくは感熱膜を含んでもよい。マイクロフォン46は、ディスプレイデバイス40用の入力デバイスとして構成されてもよい。いくつかの実装形態では、マイクロフォン46を介する音声コマンドは、ディスプレイデバイス40の動作を制御するために使用され得る。加えて、いくつかの実装形態では、音声コマンドは、ディスプレイパラメータおよび設定を制御するために使用され得る。

電源50は、様々なエネルギー貯蔵デバイスを含んでもよい。たとえば、電源50は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池のような充電式バッテリーであってもよい。充電式バッテリーを使用する実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントあるいは光起電性デバイスまたはアレイからの電力を使用して充電可能であってもよい。代替的には、充電式バッテリーは、ワイヤレスで充電可能であり得る。電源50はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、または、プラスチック太陽電池もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源50は、壁コンセントから電力を受けるように構成されてもよい。

いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に配置されてもよいドライバコントローラ29に制御プログラマビリティが存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ22に制御プログラマビリティが存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアまたはソフトウェア構成要素において、および様々な構成において実施され得る。

本明細書で使用するとき、項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」を指す句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-cを包含するものである。

本明細書で開示する実装形態に関連して説明する様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムプロセスは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性について、概して機能に関して説明し、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて例示した。そのような機能がハードウェアにおいて実装されるか、ソフトウェアにおいて実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。

本明細書で開示する態様に関連して説明する様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実装するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチッププロセッサもしくは汎用マルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、または任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。いくつかの実装形態では、特定のプロセスおよび方法は、所与の機能に特有の回路によって実行され得る。

1つまたは複数の態様では、説明する機能は、本明細書で開示する構造およびそれらの構造的等価物を含む、ハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装され得る。本明細書で説明する主題の実装形態はまた、1つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置によって実行するか、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータ記憶媒体上に符号化されたコンピュータプログラム命令の1つまたは複数のモジュールとして実装され得る。

ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つもしくは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。本明細書で開示する方法またはアルゴリズムのプロセスは、コンピュータ可読媒体上に存在し得るプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールにおいて実装され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することが可能になり得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得るとともに、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ぶことができる。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク（登録商標）(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。加えて、方法またはアルゴリズムの動作は、コードおよび命令のうちの1つまたは任意の組合せまたはセットとして、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上に存在し得る。

本開示で説明する実装形態に対する様々な変更形態が、当業者には容易に明らかになる場合があり、本明細書で規定された一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実装形態に適用できる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示されている実装形態に限定されることを意図するものではなく、本開示、本明細書で開示する原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

加えて、当業者なら、「上側の」および「下側の」という用語は、図について説明する容易さのために用いられることがあり、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対的位置を示すものであって、実施されたときの任意のデバイスの適切な配向を反映していない可能性があることを容易に諒解するであろう。

本明細書において別々の実装形態との関連で説明するいくつかの特徴はまた、単一の実装形態において組み合わせて実装され得る。逆に、単一の実装形態との関連で説明する様々な特徴もまた、複数の実装形態において別々に、または任意の好適な部分組合せにおいて実装され得る。その上、特徴は、上記ではいくつかの組合せにおいて作用するものとして説明されており、さらには最初にそのようなものとして特許請求される場合があるが、特許請求される組合せからの1つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組合せから削除することができ、特許請求される組合せは、部分組合せまたは部分組合せの変形形態を対象とする場合がある。

同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、そのような動作が示された特定の順序でもしくは順次に実行されること、または所望の結果を達成するためにすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきではない。さらに、図面は、フロー図の形態で1つまたは複数の例示的なプロセスを概略的に示すことがある。しかしながら、概略的に示されている例示的なプロセスには、図示されていない他の動作を組み込むことができる。たとえば、図示した動作のうちの任意の動作の前、後、任意の動作と同時に、またはこれらの動作の間に、1つまたは複数の追加の動作を実行することができる。特定の状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利である場合がある。その上、上記で説明した実装形態における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実装形態においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品内にともに統合され得、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることが理解されるべきである。加えて、他の実装形態が以下の特許請求の範囲内にある。場合によっては、特許請求の範囲に記載されているアクションは、異なる順序で実行され得るが、その場合でも望ましい結果を達成することができる。

21 プロセッサ
22 アレイドライバ
27 ネットワークインターフェース
28、308 フレームバッファ
29 ドライバコントローラ
30 ディスプレイ、ディスプレイアレイ
40 ディスプレイデバイス
41 ハウジング
43 アンテナ
45 スピーカー
46 マイクロフォン
47 トランシーバ
48 入力デバイス
50 電源
52 調整ハードウェア
100 ディスプレイ装置、装置
102、102a〜102d 光変調器
104 画像
105、140〜146 ランプ
106 ピクセル、カラーピクセル
108、206 シャッター
109、209 開口
110 相互接続、書込みイネーブル相互接続
112 相互接続、データ相互接続
114 相互接続、共通相互接続
120、302 ホストデバイス
122 ホストプロセッサ
124 環境センサー、環境センサーモジュール、センサーモジュール
126 ユーザ入力モジュール
128 ディスプレイ装置
130 走査ドライバ、ドライバ
131 走査線相互接続
132 データドライバ、ドライバ
133 データ相互接続
134 コントローラ、デジタルコントローラ回路、ディスプレイコントローラ
138 共通ドライバ、ドライバ
139 共通相互接続
148 ランプドライバ、ドライバ
150 ディスプレイ要素のアレイ
200 二重アクチュエータシャッターアセンブリ、シャッターアセンブリ
202 アクチュエータ、シャッター開アクチュエータ、静電アクチュエータ
204 アクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ、静電アクチュエータ
207 開口層
208 アンカー
212 シャッター開口、開口
216 重複
300 ディスプレイ装置、ディスプレイデバイス
304 ディスプレイモジュール、ディスプレイデバイス
306 制御論理
310 ディスプレイ要素のアレイ、ディスプレイ要素
312 ディスプレイドライバ
314 バックライト
316 マイクロプロセッサ
318 インターフェース(I/F)チップ
350 周囲光センサー
400 制御論理
402 入力論理
404 サブフィールド導出論理
406 ビット深度選択論理
408 サブフレーム生成論理
410 出力論理
610、620 ビット深度ルックアップテーブル(LUT)

Claims (30)

1. 複数の周囲照明範囲を、画像を表示するために使用される複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、マッピングデータを記憶するメモリ構成要素であって、前記マッピングデータが、
   前記成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、前記成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その同じ周囲照明範囲にマッピングされた、前記第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値と
   を含む、メモリ構成要素と、
   コントローラであって、
   周囲照明レベルの指示を取得すること、
   画像フレームに関連付けられた画像データを受信すること、
   前記画像フレームを表示するために前記受信された画像データに基づいて、前記成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出すること、
   前記成分色サブフィールドの各々について、前記マッピングデータと前記取得された周囲照明レベルとを使用して、前記画像フレームを表示するために使用されるべきサブフレームのそれぞれの数を決定すること、
   前記決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成すること、および、
   前記決定されたサブフレームの数に従って、前記画像フレームが表示されることを引き起こすこと
   を行うように構成された、コントローラと
   を備える装置。
2. 前記マッピングデータが、複数のルックアップテーブル(LUT)を含み、各LUTが、周囲照明範囲の、前記成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数への、異なるマッピングを含む、請求項1に記載の装置。
3. 前記コントローラが、少なくとも1つの基準に基づいて、前記複数のLUTのうちの1つのLUTを選択するようにさらに構成される、請求項2に記載の装置。
4. 前記少なくとも1つの基準が、前記画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、前記画像フレームの色合成、および前記画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の装置。
5. 前記コントローラが、空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドに適用するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
6. 周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、前記第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい、請求項1に記載の装置。
7. 周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい、請求項1に記載の装置。
8. 前記コントローラが、前記生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間を取得するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
9. 前記数のサブフレームを生成することにおいて、前記コントローラが、
   前記決定されたサブフレームの数に基づいて、前記導出された成分色サブフィールドを更新すること
   を行うようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
10. 複数のディスプレイ要素を含むディスプレイと、
    前記ディスプレイと通信することが可能なプロセッサであって、画像データを処理することが可能である、プロセッサと、
    前記プロセッサと通信することが可能なメモリデバイスと
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
11. 前記画像データを前記プロセッサに送ることが可能な画像ソースモジュールであって、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも1つを含む、画像ソースモジュール
    をさらに備える、請求項10に記載の装置。
12. 入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信することが可能な入力デバイス
    をさらに備える、請求項10に記載の装置。
13. 記憶されたコンピュータコード命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータコード命令は、実行されたとき、プロセッサに、
    周囲照明レベルの指示を取得すること、
    画像フレームに関連付けられた画像データを受信すること、
    前記画像フレームを表示するために前記受信された画像データに基づいて、複数の成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出すること、
    前記成分色サブフィールドの各々について、前記取得された照明レベルと、複数の周囲照明範囲を、前記複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、マッピングデータとを使用して、前記画像フレームを表示するために使用されるべきサブフレームのそれぞれの数を決定することであって、前記マッピングデータが、前記成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、前記成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その周囲照明範囲にマッピングされた、前記第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値とを含む、こと、
    前記決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成すること、および、
    前記決定されたサブフレームの数に従って、前記画像フレームを表示すること
    を行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。
14. 前記マッピングデータが、1つまたは複数のルックアップテーブル(LUT)を含み、各LUTが、周囲照明範囲の、前記成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数へのマッピングを含む、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
15. 前記1つまたは複数のLUTが、複数のLUTを含み、前記コンピュータコード命令が、実行されたとき、少なくとも1つの基準に基づいて、前記複数のLUTのうちの1つのLUTを選択することを、前記プロセッサにさらに行わせる、請求項14に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
16. 前記少なくとも1つの基準が、前記画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、前記画像フレームの色合成、および前記画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色のうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
17. 前記コンピュータコード命令が、実行されたとき、空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドに適用することを、前記プロセッサにさらに行わせる、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
18. 周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、前記第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
19. 周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
20. 前記コンピュータコード命令が、実行されたとき、前記生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間を取得することを、前記プロセッサにさらに行わせる、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
21. 前記数のサブフレームを生成することが、実行されたとき、前記決定されたサブフレームの数に基づいて、前記導出された成分色サブフィールドを更新することを、前記プロセッサにさらに行わせる、前記コンピュータコード命令を含む、請求項13に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
22. 複数の周囲照明範囲を、画像を表示するために使用される複数の成分色サブフィールドのうちの各成分色サブフィールドのためのそれぞれのビット深度値にマッピングする、マッピングデータを記憶するための手段であって、前記マッピングデータが、前記成分色サブフィールドのうちの第1の成分色サブフィールドに関連付けられ、周囲照明範囲にマッピングされた第1のビット深度値と、前記成分色サブフィールドのうちの第2の成分色サブフィールドに関連付けられ、その周囲照明範囲にマッピングされた、前記第1のビット深度値とは異なる第2のビット深度値とを含む、手段と、
    周囲照明レベルの指示を取得するための手段と、
    画像フレームに関連付けられた画像データを受信するための手段と、
    前記画像フレームを表示するために前記受信された画像データに基づいて、前記成分色サブフィールドのためのピクセル強度値を導出するための手段と、
    前記成分色サブフィールドの各々について、前記マッピングデータと前記取得された照明レベルとに基づいて、前記画像フレームを表示するために使用されるべき、サブフレームのそれぞれの数を決定するための手段と、
    前記決定されたサブフレームのそれぞれの数に基づいて、各成分色サブフィールドのためのサブフレームのセットを生成するための手段と、
    前記決定されたサブフレームの数に従って、前記画像フレームが表示されることを引き起こすための手段と
    を備える装置。
23. 前記マッピングデータが、複数のルックアップテーブル(LUT)を含み、各LUTが、周囲照明範囲の、前記成分色サブフィールドのための生成されるべきサブフレームのそれぞれの数への、異なるマッピングを含む、請求項22に記載の装置。
24. 少なくとも1つの基準に基づいて、前記複数のLUTのうちの1つのLUTを選択するための手段をさらに備える、請求項23に記載の装置。
25. 前記少なくとも1つの基準が、前記画像フレームに関連付けられたアプリケーションタイプ、バッテリー電力レベル、ユーザ選好、ユーザモード、前記画像フレームの色合成、および前記画像フレームをレンダリングする際に採用される合成色の色のうちの少なくとも1つを含む、請求項24に記載の装置。
26. 周囲照明範囲内で、第1の輝度係数に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、前記第1の輝度係数よりも大きい第2の輝度係数に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも小さい、請求項22に記載の装置。
27. 周囲照明範囲内で、それぞれの入力電力と出力光強度との間の非線形関係をもつ第1の光源に関連付けられた第1の成分色サブフィールドのための第1のビット深度値が、それぞれの入力電力と出力光強度との間の線形関係をもつ第2の光源に関連付けられた第2の成分色サブフィールドのための第2のビット深度値よりも大きい、請求項22に記載の装置。
28. 前記生成されたサブフレームに関連付けられた照明持続時間を取得するための手段をさらに備える、請求項22に記載の装置。
29. 前記数のサブフレームを生成するための前記手段が、前記決定されたサブフレームの数に基づいて、前記導出された成分色サブフィールドを更新するための手段を含む、請求項22に記載の装置。
30. 空間ディザリングプロセスを、少なくとも1つの成分色サブフィールドに適用するための手段をさらに備える、請求項22に記載の装置。

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