JP4995733B2 - 広色域ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明はカラー・ディスプレイに関する。本発明はコンピュータ・ディスプレイ、テレビ・モニタ等に応用される。

本出願は２００４年１２月２３日に出願された「ＦＩＥＬＤ ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＣＯＬＯＲ ＩＭＡＧＥＳ」と題された米国特許出願第６０／６３８，１２２号明細書に関連する対象を開示しており、参照によって本明細書に組み込まれる。

典型的な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）はバックライトと、バックライトの前面に可変透過画素で構成されたスクリーンとを有する。バックライトはＬＣＤの背面を一様に照射する。画素は、画素の透過性が低減されることにより暗くなる。画素は、バックライトからの光を通過させるような画素の透過性が増加することにより明るくなる。画像は、適切な駆動信号を画素に印加して明領域及び暗領域の所望のパターンを生成することにより、ＬＣＤに表示される。

典型的なカラーＬＣＤにおいて、各画素は独立に制御可能な赤、緑及び青の要素から成る。各要素は対応する色の光を通過させるフィルタを含む。例えば、赤要素は赤フィルタを含む。画素の赤要素のみが光を透過するように設定されるとき、光は赤フィルタを通過し、画素は赤くなる。画素は、赤、緑及び青要素の異なる透過性の組み合わせを生じさせる信号を印加することにより、他色を有するようにすることができる。

蛍光ランプがバックライトＬＣＤに典型的に利用される。「ＨＩＧＨＴ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ ＤＩＳＰＬＡＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された、国際公開第０３／０７７０１３号パンフレットは、ＬＥＤがバックライトとして利用される高ダイナミック範囲のディスプレイを開示している。

有効なディスプレイへの需要が存在する。広色域で色を表現することができるようなディスプレイに対する特別な需要が存在する。

本発明はディスプレイを提供する。本発明の実施形態の例に従うディスプレイにおいて、イルミネータからの光はモジュレータの活性領域に射影される。イルミネータは、独立に制御可能な発光器のアレイを備える。発光器はイルミネーションのパターンをモジュレータの活性領域に射影するように制御される。モジュレータは、表示位置で所望の画像を表示するように制御される。

本発明はカラー画像を表示するための方法も提供する。
本発明の一態様は、光源のアレイを備えるイルミネータを備えるディスプレイを提供する。光源は複数色の光源を含む。モジュレータはイルミネータにより照射されるように配置される。モジュレータは複数の画素を備え、各画素は複数の要素を有する。イルミネータ駆動回路は、イルミネータの複数領域の各々における光源の強度を独立に制御し、複数の領域の各々内において複数色の各々の強度を独立に制御する。イルミネータの複数領域の各々における光源は、イルミネータ駆動回路により制御される色と強度とを有するモジュレータの対応する領域を照射する。モジュレータ駆動回路は、イルミネータから画素の素子により光の変調を制御するために接続される。

本発明の幾つかの実施形態において、モジュレータは液晶ディスプレイ・パネルを備え、光源は発光ダイオードを備える。
本発明の幾つかの実施形態において、異なる色の光源は、異なる最大光出力を有する。このような実施形態において、より大きな光出力を有する色の光源は、光出力の最大値がより小さい色の光源に比べてより広く離間する。

本発明の他の態様は、表示画面に画像を表示するための装置を提供する。装置は、独立に制御可能な光源の複数のグループを含むアレイを備える。各グループの光源は、複数色の対応する一つを発光する。装置は、複数の画素を備える活性領域を有するモジュレータを含む。活性領域は、アレイによって照射される。各画素は、表示画面へ通過される活性領域に入射する光の比率を変化するように制御可能である。装置は、制御信号に従って光源のグループの各々を駆動するように構成されて、輝度パターンをモジュレータの活性領域に射影する、制御回路を更に含む。各グループの各々に対する輝度パターンは、活性領域の強度の変更を有する。変更は制御回路により制御される。

本発明の別の態様は、表示画面に画像を表示するための方法を提供する。方法は、複数色の対応する一色を発光し、複数の独立に制御可能である、光源のグループを備えるアレイを提供すること、グループの各々が、駆動信号により決定される活性領域の位置に伴って強度が変化する輝度パターンを、複数の画素を備えるモジュレータの活性領域に射影するように制御信号に応答してアレイを駆動すること、及び活性領域から表示画面に選択的に光を通過させることを可能にするようにモジュレータの画素を制御することを備える。

本発明の更なる態様と、本発明の特定の特徴は以下に記載される。図面により、本発明の実施形態は制限されない。

以下の詳細を通して、本発明のより完全な理解を提供するために、特定の詳細が説明される。しかし、本発明は、これらの詳細無しに実践されてよい。別例では、本発明を無用にわかりづらくすることを避けるために、周知の要素は詳細には示されないか、又は記載されない。従って、明細書と図面とは制限というよりは説明と見なされるべきである。

図１はディスプレイ１０を示し、ＬＣＤパネルであるモジュレータ１２は、例えば、発光器１６のアレイ１４を備えるイルミネータにより背後から照射される。図示される実施形態において、発光器１６は発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。以下の記載において、発光器１６はＬＥＤ１６として参照され、モジュレータ１２はＬＣＤパネルとして参照される。他の適切な光源がＬＥＤ１６の代わりに利用され得る。他の適切なモジュレータがＬＣＤパネル１２の代わりに利用され得る。

ＬＣＤ１６は、カラー画像を形成するために組み合わされる異なる色の独立した発光器を含む。図１の実施例において、ＬＥＤ１６は赤、緑、及び青を発光する発光器を含む。他色の組み合わせは、別の実施形態において提供される。

発光器は独立したパッケージにパッケージ化される。本発明の幾つかの実施形態において、異なる二色以上の発光器が共通のパッケ−ジにパッケージ化される。各色の各発光器は他色の発光器と独立に制御可能である。アレイ１４における異なる位置における同色の発光器は、互いに独立に制御可能である。

ＬＥＤ１６による発光の帯域は狭い（典型的には２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である）。ＬＣＤパネル１２は、赤、緑及び青要素１３Ｒ，１３Ｇ及び１３Ｂを各々含む画素１３を有する。赤、緑及び青要素のカラー・フィルタ各々は、ＬＥＤ１６により発光する光の一つに対応する光を通過させ、且つ他色の光を遮断する、通過帯域を有する。ディスプレイ１０は完全に飽和した赤色、緑色及び青色を表示することができる。本発明の幾つかの実施形態において、ＬＣＤパネル１２のカラー・フィルタの通過帯域は狭い（１５０ｎｍ、未満）。通過帯域は、例えば３０〜１００ｎｍの範囲の帯域を有する。各ＬＥＤ１６による発光は狭いスペクトラムしか有さないため、通過帯域を広くする必要は無い。

幾つかの実施形態において、ディスプレイ１０は、各ＬＥＤ１６の明るさが、例えば国際公開第０３／０７７０１３号パンフレットに記載されるように、独立に制御されるモードで動作される。図１は、ＬＥＤ１６の強度を制御するイルミネータ制御信号１７と、各画素１３の要素を通過する光量を制御するモジュレータ制御信号１８とを示す。

幾つかの実施形態において、イルミネータ制御信号１７は、適切な駆動回路に異なる色のＬＥＤ１６の明るさを独立に制御させ、且つ特定色では、異なる空間的位置のＬＥＤ１６の明るさを個別に制御する。このことにより、イルミネータ１４がモジュレータ１２上に、モジュレータ１２上の異なる位置に色が異なって混合される光のパターンを射影させることが可能になる。

図１は実際に、概略図である。画素１３とＬＥＤ１６との要素は任意の適切な２次元配置をとるように構成されるが、図示されるように配置される必要は無い。
ディスプレイは、所望の画像を表示するためのイルミネータ制御信号１７及びモジュレータ制御信号１８を生成するコントローラ１９を含む。所望の画像は画像データ１１により特徴付けられ、各画素の輝度値（及びもし画像がカラー画像である場合、明度）を直接又は間接的に特定する。画像データ１１は任意の適切なフォーマットを有し、任意の適切な色モデルを利用して輝度及び明度を特定する。例えば、画像データ１１は、
・各画素の赤、緑及び青（ＲＧＢ）明度、
・各画素が、輝度として参照される値（Ｙ）と、クロミナンスとして参照される値の組（Ｉ，Ｑ）とにより表さされるＹＩＱ値、
・ＣＭＹ又はＣＭＹＫ値、
・ＹＵＶ値、
・ＹＣｂＣｒ値、
・ＨＳＶ値、
・ＨＳＬ値、
のいずれかを特定する。

図１Ａは、イルミネータ制御信号１７とモジュレータ制御信号１８とを生成する方法２０を示す。方法２０は画像データ１１からイルミネータ制御信号１７を生成することにより開始される。このことは、アレイ１４におけるＬＥＤ１６の各色に対して、ブロック２１−１，２１−２及び２１−３において独立して実行される。図１Ａの実施形態において、イルミネータ制御信号１７は制御信号１７−１，１７−２及び１７−３を含み、これら制御信号１７−１，１７−２及び１７−３の各々はアレイ１４におけるＬＥＤの一色を制御する。

イルミネータ制御信号１７はＬＥＤ１６が所望の輝度パターンをＬＣＤ１２上に射影するようにＬＥＤ１６の各々を駆動するための強度を、コントローラ１９において決定することにより生成される。好適には各色に対して、各画素１３における輝度パターンの輝度は、画像データ１１により画素１３に対して特定される輝度が画素に対して要素１３Ｒ，１３Ｇ及び１３Ｂの変調の範囲内である。すなわち、輝度Ｌが
Ｌ×Ｔ_ＭＩＮ≦Ｌ_{ＩＭＡＧＥ}≦Ｌ×Ｔ_ＭＡＸ （１）
であることが望ましい。但し、Ｔ_ＭＩＮは画素要素の最小の透過性であり、Ｔ_ＭＡＸは画素要素の最大の透過性であり、且つＬ_{ＩＭＡＧＥ}は画像データ１１により指定される画素の輝度である。式（１）の関係は、各色のＬＥＤ１２の各画素に対して独立に保たれることが好ましい。

異なる色のＬＥＤ１６の相対的な光出力は、ＬＣＤ１２の場所毎に典型的には変化し、アレイ１４の発光器によりＬＣＤ１２上に射影される光の色はアレイ１２上で場所毎に典型的に変化する。

コントローラ１９は、ＬＣＤ１２の各画素１３の要素の各々に対して、画像データ１１により特定される所望の輝度を、イルミネータ制御信号１７により駆動されるときにイルミネータ・アレイ１４により提供される要素の輝度で分割することにより、モジュレータ制御信号１８を生成する。イルミネータ・アレイ１４により提供される輝度は、有効輝度パターンＥＬＰと命名される。各要素１３Ｒ，１３Ｇ又は１３Ｂはアレイ１４の色の一つの光のみを透過するので、ＥＬＰは各色に対して独立に計算され、モジュレータ制御信号１８を決定するための計算は各色毎に独立して実行される。

方法２０は各色の光のＥＬＰをブロック２２−１，２２−２及び２２−３のブロックにおいて計算する。図１Ａの実施形態において、モジュレータ制御信号１８は信号１８−１，１８−２及び１８−３を含み、信号１８−１，１８−２及び１８−３は、モジュレータ１２において第一色、第二色及び第三色の要素を各々制御する。

アレイ１４によりＬＣＤ１２の任意の領域上に射影される輝度パターンが、その領域における画素１３の色を近似する色を有するように形成されるため、図１の構成はエネルギー効率がよい方法で動作する。例えば、画像の領域を特定する画像データは主に赤であるべきであり、ＬＣＤ１２の対応する領域をバックライト照射することは、アレイ１４の赤の発光器により完全に又はほとんど提供される。その領域の青及び緑の発光器のスイッチは切られているか又は低減されたレベルである。

図２は、離散した有色ＬＥＤ２６の特定の配置を有するイルミネータ２５を示す。イルミネータ２５において、ＬＥＤ２６はグループ２１に構成される。各グループ２１は赤ＬＥＤ２６Ｒ、緑ＬＥＤ２６Ｇ、及び青ＬＥＤ２６Ｂ（集合的にＬＥＤ２６と呼ぶ）を含む。図２は独立したイルミネータ制御信号２７Ｒ，２７Ｇ及び２７Ｂを示し、各々赤、緑、青ＬＥＤに対応している。駆動信号２７は駆動回路２８にＬＥＤ２６の強度を制御させて、各色に対するＬＣＤ１２の活性領域に所望の輝度パターンを提供する。

ＬＥＤ２６の均等な分布により、ＬＥＤ２６の各色に対してＬＣＤパネルの比較的一様な輝度が提供される。図３は複数ＬＥＤ２６の点像強度分布関数の例を示す。図３において、
・各色において、近隣のＬＥＤ２６の点像強度分布関数は重なり、
・ＬＥＤ２６の各々は最大の出力で動作し、
・各ＬＥＤ２６は（任意の単位で１．０として示される）点像強度分布関数のピークの点で同じ強度の光を生成し、
・各色のＬＥＤ２６はイルミネータ２５において一様に分布する。

図４は、ＬＥＤの各色に対して、図３の点像強度関数により表される直線に沿う位置の関数としての全強度を示す。図４の曲線の各々は、各点において一色の発光器の全てについて点像強度関数を加算することにより得られる。各色に対して、その色の強度が、その色のＬＥＤを適切に制御することにより、全ての点でＩ_ＭＩＮ以上にすることができるような値Ｉ_ＭＩＮが存在することが分かる。

色毎のＥＬＰの位置に伴う強度の変化は、モジュレータ１２により光の透過を調整することで保障される。
全ＬＥＤ２６の最大強度が同じである必要は無い。異なる色のＬＥＤは異なる効率を有する傾向がある。典型的には、赤ＬＥＤの効率（所与の電力に対して生成される光量）は緑ＬＥＤのものよりも大きい。典型的な赤及び緑ＬＥＤは青ＬＥＤのものよりも大きな効率を有する。ある点までは、費用をかけるほど任意の利用可能な色のより明るいＬＥＤを取得することができる。ディスプレイを設計する者は、最大の光出力、必要とする電力、費用などのファクタに基づいて適切なＬＥＤを選択する。現在では、フラックス比が３：５：１を有する赤、緑、及び青ＬＥＤを提供すると、最もコスト効率が良いということが常識として分かっている。このようなフラックス比では、赤ＬＥＤは青ＬＥＤよりも３倍明るく、且つ緑ＬＥＤは青ＬＥＤよりも５倍明るい。

図５は、本発明の実施形態における幾つかのＬＥＤに対する点像強度分布関数の例を示す。緑ＬＥＤは赤及び青ＬＥＤよりも強く発光し、赤及び青ＬＥＤは同じ強度で発光する。図５において、赤ＬＥＤは青ＬＥＤよりも広い点像強度分布関数を有し、青ＬＥＤは青ＬＥＤよりも広い点像強度分布関数を有する。点像強度分布関数の幅は半値幅（ＦＷＨＭ）として取得される。

図６は、ＬＥＤの各色に対して、図５の点像強度関数により表される（ＬＣＥ１２のような）モジュレータ上の直線に沿う位置の関数としての全強度を示す。Ｉ_ＭＩＮが緑ＬＥＤにより決定されることが分かる。青と赤ＬＥＤからの光は、図６の曲線が測定される線上のいずれにおいてもＩ_ＭＩＮを越える強度に達する。

イルミネータ・アレイにおける最大強度、点像強度分布関数及び異なる色のＬＥＤの間隔は、電力を無駄に超過しないでＩ_ＭＩＮに対する所望の値を実現するように調整される。本発明の幾つかの実施形態において、全ＬＥＤ２６は最大の出力状態にあり、モジュレータ１２は光の各色で完全に一様に照射され、且つ各色の平均強度が、他色の各々の光の平均強度と実質的に等しい（すなわち、±１０％又は±１５％内である）。

幾つかの実施形態において、アレイ１４は、第一幅の点像強度分布関数を有する第一光源と、第二幅の点像強度分布関数を有する第二光源とを含む。第一及び第二光源は異なる色を発光する。第一及び第二光源は各々、アレイ１４内で実質的に平等に分布する。ディスプレイにおいて、第一光源の近隣間の距離対第二光源の近隣間の距離の比は、第一及び第二幅の幅の比（例えば１５％）の閾値内である。

本発明の幾つかの実施形態において、イルミネータ２５における各色のＬＥＤ数は、ＬＥＤのフラックス比に、少なくとも近似的に反比例する。例えば、イルミネータが３：５：１のフラックス比を有する三色のＬＥＤを有する場合、イルミネータにおける各三色のＬＥＤ数は５：３：１５である。各色のＬＥＤは、イルミネータ上で実質的に一様に分布する。幾つかの実施形態において、ＬＥＤの点像強度分布関数はＬＥＤ間の間隔に伴って増加する幅を有する。一色のＬＥＤの点像強度分布関数は、その色のＬＥＤ間の間隔に正比例する幅を有する。

図６はＬＥＤのセット例に対する点像強度分布関数を示す。図６において、緑ＬＥＤは赤及び青ＬＥＤのものに比べてより激しく、より間隔が広く、且つより広い点像強度拡散関数を有する。赤ＬＥＤは、緑及び青ＬＥＤの中間となる、最大強度、間隔及び点像強度分布関数幅を有する。図７は、ＬＥＤの各色に対して、図６の点像強度関数により表される（ＬＣＥ１２のような）モジュレータ上の直線に沿う位置の関数としての全強度を示す。

本発明の幾つかの実施形態は、三色以上の独立に制御可能な発光器を有するイルミネータを提供する。例えば、黄又はシアン発光器が赤、緑及び青発光器に加えて提供される。モジュレータ１２の各画素は、イルミネータ１４により発光される各色に対応する要素を有する。例えば、イルミネータが赤、緑、青及び黄発光器を含む場合、モジュレータ１２の各画素は、赤光を透過する要素、緑光を透過する要素、青光を透過する要素及び黄光を透過する要素を有する。

本発明の幾つかの実施形態において、モジュレータ１２の画素は少なくとも部分的に、イルミネータ１４により発光される二色以上を通過させる要素を含む。二色以上を通過させる要素は広帯域要素と呼ばれる。例えば、赤、緑、青及び白要素を含むＲＧＢＷ型のＬＣＤパネルが利用可能である。このようなパネルにおいて、白要素にはフィルタが無く、故に任意の色を通過させる。白要素は広帯域要素と呼ばれる。

広帯域要素は画素の明るさを増加するために利用される。イルミネータ１４によりモジュレータ１２上に射影される光の色は画素の色を近似するように作られるので、画素の彩度を大きく損なわずに広帯域要素（好適には「白」広帯域要素）によって透過する光量を増加することにより、画素の明るさは増加される。

幾つかの実施形態において、画素における広帯域要素は別の原色を制御するために利用される。例えば、画素における白要素は、イルミネータにより提供される色の一つの光を通過させるために利用されるが、各画素における他の要素は、イルミネータにより提供される他の一色を通過させるフィルタを有する。例えば、ＲＧＢＷ型のＬＣＤパネルは、赤、緑、青のような基本色と、例えば黄色光などの別色の光を生成する発光器のアレイにより背後から照射される。赤、緑及び青光は、ＬＣＤパネルにおける対応する赤、緑及び青要素により変調される。黄光はＬＣＤパネルの白要素により変調される。

本発明のこのような実施形態において、イルミネータの発光器の一グループに対応する画像領域に対して、３つの基本的な画像に分類される。これらは、
・画像領域は黄色が最大値に達していない。この場合、画像は白画素以外は再生される。白画素は放置される。別例では、白画素はより多くのＲＧＢ光を適切に通過させるために解放される。イルミネータの黄ＬＥＤはオフ状態であるか又は、白領域におけるＲＧＢ色輝度をサポートする範囲のみでオン状態である。
・画像領域における画素の色が最大値に達した黄色によってほぼ占められている。この場合、この領域に対応する赤、緑及び青ＬＥＤは実質的にオフ状態か又はわずかであり、黄ＬＥＤは明るいレベルのオン状態である。白画素は黄ＬＥＤから黄光を変調するために主に利用される。
・画像領域は、幾つかは最大値に達した黄色を表示し、残りは大きな赤、緑又は青成分を有する画素の混合を含む。この場合、イルミネータは全４ＬＥＤ色の光で領域の画素を照射する。モジュレータの白画素要素は、黄光成分が通過することができるように解放される。白画素要素は赤、緑及び青光を通過させることも許可する。結果は、白フィルタを通過するＲＧＢ光によりわずかに飽和から減少したほぼ黄領域になる。この飽和からの減少は、黄色になる画素の赤、緑又は青要素を通過する光を低減することにより最小化される。領域の黄部は小さい（又はこれは第二の場合の例である）ために、わずかな飽和からの減少は一般には受け入れ可能である。赤、緑又は青光成分よりもいくらか明るい黄光を有するモジュレータを照射することができる黄光ＬＥＤを提供することにより、飽和からの低減がさらに低減される。

幾つかの実施形態において、コントローラ１９は基本色に対応する要素のモジュレータ制御信号を補正して、基本色の光が広帯域要素を通過するという事実を補償する。図８は、この補償を提供するために利用される方法６０を図示している。ブロック６２において、方法６０は複数の基本色に対してイルミネータ値６３−１，６３−２，６３−３を決定し、別色に対してイルミネータ値６３−４を決定する。イルミネータ値は任意の適切な方法で取得される。イルミネータ値はイルミネータ１４における光源の明るさを特定する。

ブロック６４において、方法６０は全色に対してＥＬＰを決定する。ブロック６６は広帯域画素要素に対してモジュレータ値６７を決定する。別の画素モジュレータ値６７は各画素を通過する別色の所望の量を可能にするように選択される。

ブロック６８はモジュレータ値６９−１，６９−２及び６９−３を各々基本色に対応する画素要素に対して決定する。これら基本色モジュレータ値は、画素毎及び基本色毎に、
・画像データ１１からその画素に対するモジュレータを通過するべき基本色の所望の光量を確定すること、
・広帯域画素を通過する基本色の光量（この量は基本色と別色とのモジュレータ値６７に対するＥＬＰから確定される）を減算すること、
・基本色の要素のモジュレータ値を、所望の量に等しい画素において通過する基本色の全光量を得るのに必要とされる（場合）、基本色の追加光を通過させるように選択すること。
により決定される。

本発明のある実施形態は、プロセッサに本発明の方法を実行させるソフトウェア・命令を実行するコンピュータ・プロセッサを備える。例えば、コントローラ１９における一つ以上のプロセッサは、プロセッサにアクセス可能なプログラム・メモリにおけるソフトウェア・命令を実行することにより、図１Ａ及び／又は図８の方法を実施する。本発明は、プログラム製品の形態でも提供される。プログラム製品は、コンピュータ・プロセッサで実行されるときに、データ・プロセッサに本発明の方法を実行させる命令を備えるコンピュータ可読信号のセットを伝達する任意の媒体を備える。本発明に従うプログラム製品は、任意の広範囲な種類の形態を有する。プログラム製品は、例えばフロッピー・ディスク、ハード・ディスク・ドライブ、ＣＤ ＲＯＭ，ＤＶＤを含む光データ記憶メディア、ＲＯＭ、フラッシュＲＡＭを含む電子データ記憶メディア又は類似物のような物理媒体、或いはデジタル又はアナログ通信リンクのような送信型媒体を備える。

構成要素（例えば、ソフトウェア・モジュール、プロセッサ、アセンブリ、デバイス、回路等）が上のように参照される場合、別に指定されない限り、（「手段」への参照を含む）構成要素への参照は、記載された構成要素の機能を実行する任意の構成要素の均等物（すなわち、機能的均等物）を含むとして解釈されるべきである。均等物には、開示された構造とは構造的に均等ではないが、本発明の実施形態に例に図示された機能を実行する構成要素が含まれるべきである。

前記開示を踏まえて、当業者には明らかなように、数多くの代替物及び改良物が、その技術思想及び範囲から逸脱せずに本発明の実施に際して可能である。例えば、
・本発明に従うディスプレイのイルミネータにおける光源は、ＬＥＤである必要は無く、他のタイプの光源であってもよい。
・本発明に従うディスプレイのイルミネータにおける光源は、赤、緑及び青である必要は無く、他色でもよい。
・本発明に従うディスプレイのイルミネータにおける光源は、一つ以上の発光器から作られてもよい。
・イルミネータは、（全色領域を達成したいのであれば、少なくとも三色が必要とされるが、）３より多い又は３未満の異なる色の光源を含んでもよい。
・図１Ａ及び図９の方法のブロックの動作は、あるブロックからの結果が、流れの次に事項されるとして図示されるブロックの動作に必要とされない場合に、部分的に又は完全に異なる順序で実行されてもよい。例えば、基本色のＥＬＰは図９のブロック６８までは必要とされない。基本色のＥＬＰはブロック６２とブロック６８との間の任意のタイミングで決定され得る。
従って、本発明の範囲は、以下の請求項により定義される内容に従って構成されるべきである。

３色ＬＥＤのアレイから成るイルミネータを有するディスプレイの概略図。 イルミネータ及びモジュレータ制御信号を生成するための方法を示すフロー図。 色つきＬＥＤのグループのアレイから成るイルミネータの概略図。 ディスプレイのイルミネータにおけるＬＥＤの点像強度分布関数を示すダイアグラム。 図３のＬＥＤにより照射されるモジュレータ上の直線に沿った位置に伴う輝度の変化を示すグラフ。 異なる色のＬＥＤが、異なる強度と異なる点像強度分布関数とを有する、ディスプレイにおけるイルミネータにおけるＬＥＤの点像強度分布関数を示すダイアグラム。 図５のＬＥＤにより照射されるモジュレータ上の直線に沿った位置に伴う輝度の変化を示すグラフ。 異なる色のＬＥＤが異なる強度と異なる点像強度分布関数とを有する、ディスプレイの他のイルミネータにおけるＬＥＤの点像強度分布関数を示すダイアグラム。 図７のＬＥＤにより照射されるモジュレータ上の直線に沿った位置に伴う輝度の変化を示すグラフ。 ２色以上の光を通過する広帯域画素要素を通過する光を補正するための方法を示すフロー図。

Claims (20)

1. ディスプレイであって、
   複数色の光源を含む、光源のアレイを備えるイルミネータであって、前記複数色の光源は、複数の基本色の光源及び別色の光源を含む、前記イルミネータと、
   前記イルミネータにより照射されるように配置され、且つ各々が複数の要素を有する複数の画素を備えるモジュレータであって、前記複数の要素は、前記複数の基本色のうちの一つの色の光を通過させる基本要素と、前記複数の基本色のうちの前記一つの色と別色とを含む二以上の色の光を通過させる広帯域要素とを含む、前記モジュレータと、
   イルミネータ駆動回路であって、前記イルミネータ駆動回路は前記イルミネータの複数領域の各々における光源の強度を制御し、且つ前記複数の領域の各々において前記複数色の各々の強度を独立に制御し、前記イルミネータの前記複数領域の各々における前記光源が、前記イルミネータ駆動回路により制御される色と強度とを有する光で前記モジュレータの対応する領域を照射する、イルミネータ駆動回路と、
   前記イルミネータから光の変調を前記画素の要素により制御するように接続されるモジュレータ駆動回路と、
   前記別色の光源からの所望の光量を通過させるためのモジュレータ値を選択して、前記広帯域要素により光の透過を制御するための前記広帯域要素のモジュレータ値を決定し、前記広帯域要素の前記モジュレータ値に少なくとも部分的に基づいて、前記基本要素により光の透過を制御するための前記基本要素のモジュレータ値を決定するコントローラとを備え、
   各色の光源は、対応する点像強度分布関数に応じて分散された光を照射するように構成され、前記点像強度分布関数は、１つの色に対応し、且つ他の色に対応する点像強度分布関数の半値幅と異なる半値幅を有する、ディスプレイ。
2. 前記各色の光源は、対応する前記点像強度分布関数の半値幅に比例して互いに離間される、請求項１に記載のディスプレイ。
3. 前記各色の光源は、対応する色の近接した光源から照射された光の前記点像強度分布関数が重なり合うように互いに離間される、請求項１に記載のディスプレイ。
4. 最大光出力において、異なる色の各光源は、他色の各々の光の平均強度の１５％内である平均強度で前記モジュレータを照射する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスプレイ。
5. 前記アレイは、複数色毎に異なる数の離散的な光源を含む、請求項１に記載のディスプレイ。
6. 前記各色の光源は、他の色の光源のフラックスとは異なるフラックスを有し、アレイ中の各色の光源数の比は、各色の光源のフラックスの比に反比例する、請求項５に記載のディスプレイ。
7. 前記各色の光源のフラックスの比は、整数比を有する、請求項６に記載のディスプレイ。
8. 一色の光源の最大光出力とその色の光源の数との積は、色の各々に対して実質的に等しい、請求項５に記載のディスプレイ。
9. 前記アレイは、第一色の光を照射するように構成される第一光源と、第二色の光を照射するように構成される第二光源とを備え、前記第一色の光源から照射される光の点像強度分布関数は、第一半値幅を有し、前記第二色の光源から照射される光の点像強度分布関数は、第二半値幅を有し、前記第一半値幅は、第二半値幅より大きく、前記第一光源は、前記イルミネータ上で第二光源よりも互いにより広く離間される、請求項１に記載のディスプレイ。
10. 前記第一光源の離間間隔対第二光源の離間間隔の比が、前記第一光源の点像強度分布関数の幅対前記第二光源の点像強度分布関数の幅の比の１５％内である、請求項９に記載のディスプレイ。
11. 前記第一光源は、前記第二光源の光出力よりも大きな光出力を有する、請求項１０に記載のディスプレイ。
12. 前記モジュレータの要素は、１５０ｎｍ以下の帯域幅を有するフィルタを有する要素を含む、請求項１に記載のディスプレイ。
13. 前記モジュレータの画素の複数の要素は複数色の各々に対応する要素を含み、要素の各々は対応する色の光を通過させるが、複数色の他色の光の通過を阻止するカラー・フィルタを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
14. 前記カラー・フィルタは１５０ｎｍ以下の帯域幅を有する、請求項１３に記載のディスプレイ。
15. 前記モジュレータの画素の複数の要素は少なくとも一つの帯域幅要素を含み、帯域幅要素は二つ以上の複数色の光を通過させることができる、請求項１３又は１４に記載のディスプレイ。
16. 画像データと、前記イルミネータにより前記モジュレータ上に射影される光パターンとの両者に基づいて前記モジュレータ駆動回路を制御するように構成されるコントローラを備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のディスプレイ。
17. 前記コントローラは、複数色の各々に対して前記イルミネータにより前記モジュレータ上に射影される光パターンを推定する手段を備える、請求項１６に記載のディスプレイ。
18. 前記コントローラは、画像データの色と色の推定された光パターンとに基づいて、複数色の各々毎にモジュレータ駆動信号を決定する手段を備える、請求項１７に記載のディスプレイ。
19. 表示画面において画像を表示するための方法であって、
    独立に制御可能な光源の複数のグループを備えるアレイを提供することであって、前記光源は、複数の基本色の光源及び別色の光源を含む、前記アレイを提供すること、
    制御信号に応答して、前記複数のグループの各々が複数の画素を備えるモジュレータの活性領域上に、前記制御信号により決定される前記活性領域上の位置に伴う強度の変化を有する輝度パターンを射影するように前記アレイを駆動すること、
    光が前記活性領域から前記表示画面に選択的に通過することが可能となるように、前記モジュレータの前記画素を制御することを備え、
    前記各グループの光源は、対応する半値幅を有する点像強度分布関数に応じて、複数色のうちの対応する一色の光を照射するように構成され、各グループに対応する前記点像強度分布関数の半値幅は、他のグループに対応する点像強度分布関数の半値幅と異なり、
    前記モジュレータの各画素は、複数の独立に制御可能な要素を備え、前記複数の独立に制御可能な要素は、前記複数の基本色のうちの一つの色の光を通過させる基本要素と、前記複数の基本色のうちの前記一つの色と別色とを含む二つ以上の色の光を通過させる広帯域要素とを含み、
    前記方法は、
    前記広帯域要素により光の透過を制御するため前記広帯域要素のモジュレータ値を決定することであって、前記別色の所望の光量を通過させるためのモジュレータ値を選択することを備える、前記広帯域要素のモジュレータ値を決定すること、
    前記広帯域要素の前記モジュレータ値に少なくとも部分的に基づいて、前記基本要素により光の透過を制御するため前記基本要素のモジュレータ値を決定することをさらに備える、方法。
20. 前記モジュレータの各画素は複数の要素を備え、各画素に対する前記複数の要素は複数色の各々に対応する基本要素を少なくとも含み、前記方法は、
    表示されるべき画像を規定する画像データから複数色の各々の、色の光源の前記グループにおける前記光源の明るさを決定する、イルミネータ値を生成すること、
    複数色の各々に対して、前記イルミネータ値に従ってアレイを駆動することにより、前記モジュレータ上に生成される輝度パターンを推定すること、
    複数色の各々に対して、前記画像データとその色の前記推定された輝度パターンとからモジュレータ値を決定すること、
    対応するイルミネータ値に従って前記アレイにおける光源の前記グループの各々を駆動し、且つ画像を再生するために対応するモジュレータ値に従って前記モジュレータの前記基本要素を駆動すること
    を備える、請求項１９に記載の方法。

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