JP5496344B2 - バリアブルなフラワーディスプレイのバックライトシステム - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイシステム一般に関し、詳細には、ディスプレイシステムの光源に関する。

本出願は、２００９年１０月１４日に出願されたアメリカ合衆国仮出願第６１／２５１６５２の優先権の利益を主張し、その出願の全体が参照することにより組み込まれる。

或るディスプレイシステムでは、複数の光発光ダイオード（ＬＥＤ）が一緒に、単一のバックライトユニット（ＢＬＵ）として使用されることがある。個々のＬＥＤは、ディスプレイ領域の特定の部分に光を供給するように構成される。ＬＥＤに関連する点広がり関数（ＰＳＦ）のため、ＬＥＤは、ディスプレイ領域上の隣接部分に、所定の設定部分を越えて、光漏れを生ずることがある。そうした光漏れは、画像品質を低下させ、隣接部分でのハロー（halo）などのアーティファクトの原因となる。光漏れは、高いダイナミックレンジでの微細な画像細部を示すための、ディスプレイシステムの性能にかなりの影響を与えることがある。

幾つかの提案では、ＬＥＤからの光が、反射チャンネルを通して導かれ、そうしてディスプレイ領域の所定の部分に閉じ込められる。しかしながら、反射チャンネルは、一般的には、ディスプレイ領域の所定の部分のエッジの周囲で、光強度のシャープな変化を引き起こす。所定部分のすぐ外側の画素は、過少な照射を受けることがあるが、一方で、所定部分の内側の画素は過大な照射を受けることがある。これは、有害な画像効果をもたらす。例えば、もし、文字又は重要な画像細部が、その所定部分の両側で重なると、同じ文字又は画像細部の異なる部分が、劇的に異なった光強度をもたらすことがある。従って、視聴者は、その文字や画像細部を見るのは困難である。

本節で説明する提案は、追求することができる提案であるが、必ずしも従前に考えられ又は追求された提案ではない。従って、特に示された場合を除き、本節で説明する如何なる提案も、単に本節に含まれる長所によって、先行技術を構成すると考えられるべきではない。同様に、１つ以上の提案に関して同一視される課題は、特に示される場合を除き、本節の基礎に基づいて如何なる先行技術においても認識されたものと考えられるべきではない。

本発明は、具体例を通して説明されるが、限定としてではなく、付属の図面において、同様の参照番号は、同様の要素を参照する。
図１Ａは、本発明の一実施形態に従った、発光素子を備えたバリアブルなフラワーアセンブリの例を示す。 図１Ｂは、本発明の一実施形態に従った、回路基板に取り付けられる、発光素子を備えたバリアブルなフラワーアセンブリの例を示す。 図１Ｃは、本発明の一実施形態に従った、バリアブルなフラワーアセンブリの光透過セグメントと、線状のストリップとの間の対応関係の例を示す。 図１Ｄは、本発明の一実施形態に従った、バリアブルなフラワーアセンブリを取り囲む反射アセンブリの例を示す。 図２Ａは、本発明の非限定的な実施形態を示し、バリアブルなフラワーアセンブリによって取り囲まれた発光素子の例が、ディフューザの表面部分を照射する。 図２Ｂは、本発明の非限定的な実施形態を示し、バリアブルなフラワーアセンブリによって取り囲まれた発光素子の例が、ディフューザの表面部分を照射する。 図２Ｃは、本発明の非限定的な実施形態を示し、バリアブルなフラワーアセンブリによって取り囲まれた発光素子の例が、ディフューザの表面部分を照射する。 図３Ａは、本発明の非限定的な実施形態を示し、或る発光素子からの、隣接する発光素子の指定された表面部分への光が、バリアブルなフラワーアセンブリの光透過セグメントを使用して、コントロールされる。 図３Ｂは、本発明の非限定的な実施形態を示し、或る発光素子からの、隣接する発光素子の指定された表面部分への光が、バリアブルなフラワーアセンブリの光透過セグメントを使用して、コントロールされる。 図４Ａは、本発明の非限定的な一実施形態を示し、発光素子とバリアブルなフラワーアセンブリとは、例えば六角形及び矩形の配列で置かれる。 図４Ｂは、本発明の非限定的な一実施形態を示し、発光素子とバリアブルなフラワーアセンブリとは、例えば六角形及び矩形の配列で置かれる。 図５は、例示の画像を、本明細書で説明する光源コントロール技術の適用の有無で比較した結果を示す。 図６は、本発明の一実施形態に従った、処理フローの例を示す。

バリアブルなフラワーディスプレイバックライトシステムに関する、例示の実施形態を説明する。以下の説明において、説明目的のため、多くの具体的な詳細は、本発明の完全な理解を提供するために説明される。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることは明らかだろう。他の例では、本発明についての不必要な包含、曖昧さ、又は混乱を避けるため、周知の構成や手段は、網羅的に詳細には説明されない。

例示的な実施形態は、以下のアウトラインに従って、本明細書で説明される。

１．全体の概要
２．構成の概要
３．光漏れのコントロール例
４．バリアブルなフラワーアセンブリ配列の例
５．ハロー効果の低減の例
６．処理フローの例
７．均等物、拡張、代替例及びその
１． 全体の概要
本概要は、本発明の実施形態の幾つかの側面について基本的な説明を提供する。本概要は、実施形態の側面についての広範囲又は網羅的な要約でもないことは理解されるべきである。さらに、本概要は、実施形態のどのような特に重要な側面又は要素も特定するものとして理解されることを意図していないし、実施形態の如何なる適用範囲をも特に記述するものでもなく、一般的に発明を説明するものでもないことに留意すべきである。本概要は、例示の実施形態に関する幾つかの概念を、凝縮し単純化した形態で提供するだけであり、以下に続く、例示的な可能な実施形態のより詳細な説明の、単なる概念的な序章として理解されるべきである。

幾つかの実施形態では、複数の発光素子が、ディスプレイシステムの中の光源を集合的に提供する。各々の発光素子は、ディフューザの第１表面の一部分に照射を供給するように割り当てられる。幾つかの実施形態では、発光素子は、１つ以上の回路基板上に取り付けられる。ディフューザは、その回路基板から離れて位置し、その回路基板と実質的に平行な第１表面を有する。

点広がり関数（ＰＳＦ）のため、発光素子は、ディフューザの第１表面の割り当て部分よりも広い領域を照射することがある。例えば、その割り当て部分が所定の矩形形状であると、発光素子により照射された領域は、その所定の点広がり関数により、周囲を取り囲む環状領域になることがあり、従って、発光素子とディフューザの第１表面との間にいかなる外部障害物も立てられないのならば、その照射された領域は、その割り当て部分よりも広くなる。照射された領域は、中央部分、例えば割り当て部分、及び、その割り当て部分の向こうに残余の部分を有する。この残余部分は、一般的には、隣接する発光素子の割り当て部分に届き、重なる。同様の分析により、隣接する発光素子は、その発光素子の割り当て部分と重なる残余部分を有することがある。

本明細書で説明する技術を使用しない場合、かりに発光素子が、割り当て部分の濃黒（dark black）状態を示すためにオフにされると、隣接する発光素子からの光は、それでもなお、割り当て部分の内部の重なり部分を照射し、それにより、割り当て部分には、濃黒状態と異なる不正確な照明レベルを生ずる。これは、さらに、割り当て部分と関連する画素の輝度値を歪めるだろう、それにより、ディスプレイシステムの画像品質に悪影響を及ぼす。なぜなら、画素の輝度値は、もはや、画像データからの所望の画素値とは正確に関連付けられていないからである。

本発明の実施形態によれば、光漏れをコントロールするため、各発光素子は、フラワーアセンブリの中央に配置されてもよい。フラワーアセンブリは、管でもよい。発光素子が管の一端に配置されると、管の反対端は、開口部であり、その開口部を通じて、発光素子からの光が、ディフューザの割り当て部分へ導かれる。管の長手方向は、回路基板と実質的に垂直であってもよい。フラワーアセンブリのため、残余部分に向けられた光は、フラワーアセンブリを構成する壁を通じて進む。本明細書で説明する技術の下では、残余部分の向こう側への発光素子の照射強度は、フラワーアセンブリ内の壁の透過レベルを電子的にコントロールすることにより調整されてもよい。もし、隣接する発光素子の、隣接する割り当て部分がより多くの照射を必要とするなら、フラワーアセンブリの壁にはより高い透過レベルが設定され、その壁を通して、発光素子からの光は、隣接する割り当て部分へ進む。反対に、もし隣接する割り当て部分がより少ない照射を必要とするなら、その壁にはより低い透過レベルが設定される。

幾つかの実施形態では、フラワーアセンブリの各々の壁は、１つ以上の光透過セグメントを有する。例えば、フラワーアセンブリは、４つの壁を有する矩形状の管で、２つの向かい合う端部に２つの開口部を備える。それぞれの壁は、１つ以上の光透過セグメントを有する矩形のプレート（plate）であってもよい。それぞれの光透過セグメントは、電子的にコントロール可能な光弁である。光透過セグメントの透過レベルは、種々のレベルで、光透過セグメントを通して、光の透過を許容するように個別にコントロールすることができる。種々の透過レベルには、一方の極端の濃黒の０％透過レベルと、他方の極端の約１００％透過レベルとを含む。一実施形態では、光透過セグメントは、電極と液晶素材の層とを有する構造である。追加的に及び／又は任意的に、液晶構造は、分極層及び／又は位相差板を含んでもよい。液晶構造の光学特性は、透過レベルを含んでおり、電子的にコントロール可能である。例えば、液晶構造は、電極間の様々な電圧に適用し、複数の異なった透過レベルのうちの１つに設定されてもよい。

本具体例では、フラワーアセンブリの壁は複数の光透過セグメントで出来ているので、発光素子により照射される残余部分は、さらに複数の非中央の部分に分割されてもよく、それぞれは、１つ以上の異なる隣接する割り当て部分に位置し、対応する光透過セグメントによってコントロールされる。フラワーアセンブリを有する場合、仮に、発光素子により照射される中央部分が最大照射に設定されても、非中央のどの部分も、種々の照射レベルにすることができる。その種々の照射レベルには、濃黒を含み、対応する光透過セグメントの透過レベルをコントロールすることによりその中央部分の同一又は類似の輝度レベルまでの全てを含む。

本明細書で説明する技術の下では、隣接する発光素子が、隣接する割り当て部分のためにオフになったとしても、その発光素子からの光が、その隣接する割り当て部分の内側の重なり部分を照射することは抑制されてもよい。これは、すべての光透過セグメントの透過レベルを設定することで実現されてもよい。その光透過セグメントは、隣接する割り当て部分に向けられた発光素子の光を最小の透過レベルに設定する、光弁として機能する。従って、本明細書で述べる技術を使用したディスプレイシステムにおいては、前述のハロー効果は低減され、画像品質は向上する。

他の実施形態は、光透過セグメント上に、透過型スイッチング素子を構成することを含む。透過型スイッチング素子は、１つ以上のトランジスタを含んでもよく、本明細書で説明する技術を実現する光源コントロールロジックに接続されてもよい。光源コントロールロジックは、透過型スイッチング素子を対応するデータの値で駆動することにより、光透過セグメントを様々な透過レベルに設定するように構成されてもよい。例えば、光透過セグメントの透過型スイッチング素子を、完全透過レベルに対応する第１のデータ値で駆動することにより、光源コントロールロジックは、光透過セグメントを最大透過レベルに設定してもよい。同様に、光透過セグメントの透過型スイッチング素子を、完全不透明の透過レベルに対応する第２のデータ値で駆動することにより、光源コントロールロジックは、光透過セグメントを最小透過レベルに設定してもよい。光透過セグメントの他の中間的な透過レベルは、同様に設定される。

本明細書説明するフラワーアセンブリは、必ずしも矩形の管である必要はなくてもよい。例えば、本フラワーアセンブリは、矩形の管の代わりに、六角形の管でもよく、他の多角形形状でもよい。また、他の形状も本明細書で説明するフラワーアセンブリのために使用されてもよい。

幾つかの実施形態では、１つ以上のフラワーアセンブリ及び１つ以上の発光素子は、単一構造の中で一緒に組み立てられてもよく、その後、例えば回路基板のような面に、単一の複合光源素子として、取り付けることが可能である。

幾つかの実施形態では、例えば隣接するフラワーアセンブリのような、１つの回路基板上の異なるフラワーアセンブリは、１つ以上の共通の透過セグメントを共有してもよい。別の実施形態では、異なるフラワーアセンブリは、それには隣接するフラワーアセンブリを含み、共通の光透過セグメントを共有しない。

幾つかの実施形態では、サンプリングロジックが、光源コントロールロジックに加えて使用されてもよく、又は、光源コントロールロジックの一部として使用されてもよい。サンプリングロジックは、画像データをサンプリングし、その画像データの画素値に基づいて、ディフューザの第１表面の異なる部分に所望の照射を決定するように構成される。その決定された所望の照射は、フラワーセグメント内の各光透過セグメントに、どの透過レベルが設定されるべきかを決定するために使用されてもよい。

幾つかの実施形態では、本明細書で説明するバリアブルフラワーアセンブリは、ディスプレイシステムの一部を形成する。そのディスプレイシステムは、テレビジョン、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、携帯電話機、電子ブックリーダー、売り場での端末、デスクトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、コンピュータキオスク、ＰＤＡ及び各種の他の端末やディスプレイユニットを含むが、これに限定するものではない。

幾つかの実施形態では、方法は、ディスプレイシステムの中で説明される、１つ以上のフラワーアセンブリを提供することを含む。

好ましい実施形態への各種の変更、及び、本明細書で説明する一般原則と特徴は、当業者には容易に明確となるだろう。従って、本開示は、例示の実施形態への限定を意図せず、本明細書で説明する原則と特徴に即して最大の適用範囲と一致するべきものである。
２． 構成の概要
図１Ａは、例示のフラワーアセンブリ１００の断面図を示す。例示的な実施形態では、フラワーアセンブリ１００は、矩形の管である。フラワーアセンブリ１００の壁は、１０２−１乃至１０２−６の複数の光透過セグメントで形成される。光透過セグメント１０２−１乃至１０２−６は、発光素子１０４を集合的に取り囲む。図１Ｂで例示される実施形態では、発光素子１０４は、回路基板１０６に取り付けられ、フラワーアセンブリの中央に置かれてもよい。そのフラワーアセンブリも、回路基板に構造的に固定されてもよい。幾つかの実施形態では、光透過セグメント１０２−１乃至１０２−６は、１つ以上のストリップの異なるセクションに対応しており、そのストリップは、光透過セグメントで形成される。図１Ｃの１０２で例示されるように、一実施形態では、光透過セグメント１０２−１乃至１０２−６は、単一のストリップ１０２の異なるセクションに対応する。例えば、ストリップ１０２は、フラワーアセンブリ１００を形成するように折り曲げられてもよい。

図１Ｄで例示されるように、幾つかの実施形態では、回路基板１０６に取り付けられフラワーアセンブリの中央に置かれる発光素子１０４は、更に、反射アセンブリ１２０に取り囲まれてもよく、その反射アセンブリも回路基板に構造的に固定されてもよい。本明細書で用いる「中央に」の用語は、発光素子１０４が、フラワーアセンブリの幾何学的な中心に正確に置かれなければならないことを必ずしも意味せず、しかし、発光素子１０４は、フラワーアセンブリが発光素子１０４を取り囲む限りは、フラワーアセンブリの幾何学的中心の周りの如何なる位置に置かれてもよい。例えば、発光素子１０４は、幾何学的中心から、１ミリメートル未満、１ミリメートル、又は他の距離だけ離れて置かれてもよい。

反射アセンブリ１２０は、対称又は非対称の管状形態で複数の光反射セグメントを含んでもよい。光反射セグメントは、光学フィルムと結合した金属表面を含む光学的な構成／構造を有してもよい。光学フィルムは、異なる反射レベルを供給するように電子的にコントロールされてよい。

幾つかの実施形態では、前述の透過型スイッチング素子は、光透過セグメント上に構成され、その光透過セグメントの透過レベルを設定するために、コントロールロジックから入力を受信する。例えば、図１Ｃで示されるように、透過型スイッチング素子１０８−１乃至１０８−６は、それぞれ、光透過セグメント１０２−１乃至１０２−６上に構成されてもよい。透過型スイッチング素子１０８−１乃至１０８−６は、光源コントロールロジックに電子的に接続され、複数のデータ値のどのデータ値へ駆動されてもよい。それぞれのデータ値は、透過レベルに対応してもよい。例えば、透過型スイッチング素子１０８−１は、最小透過度に対応する第１のデータ値へ駆動されてもよい。第１のデータ値に基づいて、透過型スイッチング素子は、光透過セグメント１０２−１を０％の透過レベルに設定してもよい。同様に、透過型スイッチング素子１０８−２は、最大透過度に対応する第２のデータ値へ駆動されてもよい。この第１のデータ値に基づいて、透過型スイッチング素子は、光透過セグメント１０２−１を９０％以上の透過レベルに設定してもよい。他の中間的な透過レベルは、対応するデータ値に基づいて、同様に設定してもよい。

幾つかの実施形態では、反射スイッチング素子は、光反射セグメント上に構成され、光反射セグメントのための反射レベルを設定するために、コントロールロジックから入力を受信する。反射スイッチング素子は、光源コントロールロジックに電子的に接続され、光源コントロールロジックにより、複数のデータ値のどのデータ値へ駆動されてもよい。それぞれのデータ値は、反射レベルに対応してもよい。例えば、反射スイッチング素子は、最小反射に対応する第１のデータ値に駆動されてもよい。第１のデータ値に基づいて、反射スイッチング素子は、光反射セグメントを０％の反射レベルに設定する。同様に、反射スイッチング素子は、最大反射に対応する第２のデータ値に駆動されてもよい。この第１のデータ値に基づいて、反射スイッチング素子は、光反射セグメント１０２−１を１００％の反射レベルに設定する。他の中間的な反射レベルは、対応するデータ値に基づいて、同様に設定されてもよい。

図２Ａは、フラワーアセンブリ１００の他の断面図を示す。例示の実施形態では、発光素子１０４は、回路基板１０６に取り付けられ、フラワーアセンブリ１００の一端で、中央に位置する。そのフラワーアセンブリも、回路基板１０６に取り付けられるか、又は、構造的に付着してもよい。この例示の実施形態では、フラワーアセンブリ１００の他端（即ち、開口部）とディフューザ２０２の第１表面との間に、空間ギャップ２０４が存在する。フラワーアセンブリ１００の開口部を通って、発光素子１０４からの光２０６は、ディフューザ２０２の第１表面で、中央部分２１２を照射する。フラワーアセンブリ１００の壁を通って、発光素子１０４からの光２０８は、ディフューザ２０２の第１表面で、残余部分２１０を照射する。示されるように、ディフューザ２０２の第１表面と回路基板１０６との間の距離は、おおよそ、フラワーアセンブリ１００の長さ２１４と空間ギャップ２０４との合計である。

図２Ｃは、別の構成を示し、そこでは、フラワーアセンブリ１００が反射アセンブリ１２０により更に囲まれている。この例示的な実施形態では、反射アセンブリ１２０は、フラワーアセンブリを通過した光の一部を、ディフューザ２０２の第１表面へ反射する（例えば、図２Ｃの２２０）。これは、割り当て部分２１２上の照射を増大する。

本明細書で説明されるディスプレイシステムは、画像データに基づいて、ビデオ画像を表示するように使用されてもよい。発光素子１０４は、ディスプレイシステムの中で光源として集合的に作動する多くの発光素子のうちの１つであってもよい。各発光素子は、ディフューザ２０２の第１表面の異なる部分を照射するように指定されてもよい。発光素子からの光は、ディフューザ２０２の第２表面を通って出て、画素アレイを構成するディスプレイパネルを照射する。ディスプレイパネルの各画素は、３色以上の成分の色のためにサブピクセル（sub-pixel）を有してもよい。画像データの画素値は、どれだけの光が、１画素の各サブピクセルによって視聴者へ透過されるかを決定するために使用されてもよい。画素値を正確に表すためは、１サブピクセル又は１画素を通じて透過されるべき光、又は、反射型ディスプレイシステムにおいては反射されるべき光は、その画素値に従って、正確に調整されなければならない。画像データによっては、その画像の非常に明るい部分に関する、ディスプレイパネル上で近接する画素群は、高い照射強度を必要とすることがあるが、同じ画像の細部の室内シーンに関する、同じディスプレイパネル上で近接する別の画素群は、異なる照射強度を必要とすることがある。画素又はサブピクセルの透過型又は反射型特性は、その画素値に応じて設定される一方、光源は、画像データに基づいて、正確な照射がディスプレイパネルの異なる部分に供給されるように、コントロールされるべきである。ある画素群に供給される照射は、画像内の忠実度とコントラストを低減させるようなコントロールされていない形で、異なる画素群へ漏れるべきではない。
３． 光漏れのコントロール例
各種の発光素子は、様々な点広がり関数と関連しており、従って、照射領域に対して、異なる形状を作り出すことがある。例示目的で、図３Ａで示されるように、発光素子１０４の点広がり関数は、ディフューザ２０２の第１表面上に、フラワーアセンブリ１００がない場合、照射の環状領域３２０を生ずる。しかし、フラワーアセンブリ１００のため、図示された領域３２０は、中央の割り当て部分２１２と残余部分２１０とに分割される。残余部分２１０は、複数の非中央部分２１０−１乃至２１０−６に更に分割される。各光透過セグメント１０２−１乃至１０２−６は、非中央部分２１０−１乃至２１０−６のうちの異なる１つに対して、照射をコントロールする。

図４Ａ及び図４Ｂで示されるように、例えば１０４のような発光素子は、複数の隣接する発光素子に周りを囲まれてもよい。これらの隣接する発光素子は、図３Ｂで示される、例えば３２２−１乃至３２２−６のような自己照射領域を作り出してもよい。発光素子１０４によって照射された非中央部分２１０−１乃至２１０−６は、隣接する発光素子の指定領域３２４−１乃至３２４−６に広がる。

本明細書で説明する光源コントロール技術のもとでは、それぞれの発光素子は、異なるフラワーアセンブリに配置されてもよい。フラワーアセンブリ内の各光透過セグメントの透過レベルは、コントロールすることができるので、発光素子からその隣接する照射指定部分への不要な光漏れは、効果的にコントロールすることが可能である。

光源コントロールロジックは、例えばディフューザ２０２の第１表面のような表面上に所望の照射を供給するために、発光素子の動作状態を設定するよう構成される。幾つかの実施形態では、発光素子は、唯一の動作状態を有してもよい。即ち、常時オンの状態である。幾つかの実施形態では、発光素子は、２つ以上の動作状態を有してもよい。即ち、オフ、オン（最大照射状態）、及び１つ以上の中間の照射状態である。

幾つかの実施形態では、画像データに基づいて、光源コントロールロジックは、本明細書で説明するように、発光素子１０４のための中央の指定部分２１２が一定のレベルで照射されるべきであることを決定し、従って、発光素子１０４が対応する動作状態に設定されるべきであることを決定する。この決定は、システム内のすべての発光素子のために、その光源コントロールロジックによって反復されてもよい。

幾つかの実施形態においては、バリアブルフラワーアセンブリが更に反射アセンブリにより周りを囲まれており、画像データに基づいて、本明細書で説明する光源コントロールロジックは、反射型アセンブリ内の各光反射型セグメントの反射レベルを決定してもよい。例えば、もし中央の指定部分２１２が、発光素子１０４から直接受信したものよりも多くの照射を必要とするなら、反射アセンブリ１２０内の光反射セグメントの反射レベルは、高反射レベルに設定されてもよい。それは完全反射レベルでさえよい。他の反射レベルも、光源コントロールロジックによりそのように決定されるのなら、設定されてもよい。

幾つかの実施形態では、画像データに基づいて、光源コントロールロジックは、すべての光透過セグメントの透過レベルを決定してもよい。その光透過セグメントは、１つの発光素子を他の発光素子から分離する。光源コントロールロジックは、複数の隣接する指定部分を同一に扱ってもよく、それらの指定部分は、発光素子からの光漏れによって潜在的に影響を受けることがある。光源コントロールロジックは、更に、複数の光透過セグメントを同一に扱ってよく、それらの光透過セグメントは、潜在的な光漏れをコントロールするために使用されてもよい。例えば、図３Ｂで示されるように、光源コントロールロジックは、３つの指定部分、２１２、３２４−１、及び３２４−６を同一に扱い、それらは、発光素子１０４からの光漏れによって影響を受けることがあり、光透過セグメント１０２−１はこの潜在的光漏れをコントロールするために使用されてもよい。

光源コントロールロジックは、幾つかの可能なアルゴリズムのうちの１つを実行し、図３Ｂの１０２−１のような光透過セグメントの適切な透過レベルを決定する。一実施形態では、光透過セグメントの透過レベルは、光透過セグメントによって影響を受けるすべての指定部分のための平均の所望照射レベルに比例して設定されてもよい。他の実施形態では、光透過セグメントの透過レベルは、光透過セグメントによって最も影響を受ける、上位２つの指定部分のための、平均の所望照射レベルに比例して設定されてもよい。ある実施形態では、光透過セグメントの透過レベルは、光透過セグメントによって最も影響を受ける、２つの指定部分のための、より低い所望照射レベルに比例して設定されてもよい。さらに他の実施形態では、光透過セグメントの透過レベルは、光透過セグメントによって影響を受けるすべての指定部分のための、重み付け平均の所望照射レベルに比例して設定されてもよい。重み付けファクターは、重なる範囲の大きさに基づいて、重なる範囲に割り当てられてもよい。

幾つかの実施形態では、光源コントロールロジックは、アルゴリズムを実行し、光透過セグメントのための透過レベルを決定する。その決定は、光透過セグメントによって最も影響を受ける２つの指定部分の所望の照射レベル間の差に、ある程度基づいて行われる。もしその差が、設定の閾値の範囲内なら、光透過セグメントのための透過レベルは、その差に反比例してもよい。このアルゴリズムのもとでは、もし所望の照射レベルが同一又は類似であるなら、透過レベルは、最大透過レベル又は最大透過レベル近くに設定される。しかし、もし所望の照射レベルが異なるなら、透過レベルは、より小さい透過レベルに設定される。もし、所望の照射レベルが、設定の閾値を超えて異なるなら、透過レベルは最小透過レベルに設定される。

幾つかの実施形態では、前述の差は、所望の照射レベルの平均で割られ、差の計算に含まれる。上述のアルゴリズムは、所望の照射レベル間の差を直接使用する代わりに、平均を法とする差を使用するように変更されてもよい。

光透過セグメントの透過レベルをここで説明したように決定するアルゴリズムは、単なる例示の目的である。上述のアルゴリズムの１つ、２つ又はそれ以上が、光透過セグメントの透過レベルを決定するために使用される。他の合理的なアルゴリズムも、別に使用されてもよく、及び／又は、光透過セグメントの透過レベルを決定する際に別に使用されてもよい。

図３Ｂに示される構成に関して、光源コントロールロジックは、受信した画像データに基づいて、発光素子１０４が「オン」状態にあるべきか、又は最大照射状態にあるべきかを決定してもよい。しかし、光源コントロールロジックは、同じ受信した画像データに基づいて、第１の隣接する発光素子が「オフ」状態であるべきかを決定してもよい。例示目的のため、この第１の隣接する発光素子は、その隣接する指定部分３２４−１を照射するように指定されてもよい。発光素子１０４からその隣接する指定部分３２４−１への光漏れを防ぐため、光源コントロールロジックは、フラワーアセンブリ１００の中の光透過セグメント１０２−１が最小透過に設定されるべきことを決定してもよい。これらの設定により、非中央部分２１０−１は、発光素子１０４からより少ない照射を受けるか、又は全く照射を受けないように構成される。

同様に、光源コントロールロジックは、受信した画像データに基づいて、第２の隣接する発光素子が「オン」状態にあるべきか、又は最大照射状態にあるべきかを決定してもよい。例示目的のため、この第２の隣接する発光素子は、隣接する指定部分３２４−６を照射するように指定されてもよい。指定領域３２４−６と２１２との両方の所望照射レベルは、かなり類似しているので、例示の光源コントロールアルゴリズムに基づいて、光源コントロールロジックは、フラワーアセンブリ１００の中の光透過セグメント１０２−６を、最大透過に設定してもよい。その結果、隣接する指定部分３２４−６に重なる非中央部分２１０−６は、発光素子１０４から最大照射を受ける。このことは、指定部分が、単一の発光素子が供給するよりも多くの照射を必要とするとき、例えば、画像内の最も低い輝度の点と最も高い輝度の点との間の極めて高いコントラスト比を供給するために、望ましい。

発光素子からの非中央部分は、１つよりも多くの隣接する指定部分に部分的に重なってもよいことに留意すべきである。例えば、発光素子１０４によって照射される非中央部分２１０−６は、２つの隣接する指定部分３２４−１と３２４−６とを照射してもよい。光透過セグメントのための透過レベルを決定するための例示的なアルゴリズムは、各々の部分的に重なる範囲に、重み付けファクターを割り当ててもよい。その重み付けファクターは、指定部分と非中央部分との間の重なる範囲の大きさに比例する。例えば、隣接する指定部分３２４−１と非中央部分２１０−６との間の重なる範囲は、隣接する指定部分３２４−６と非中央部分２１０−６との間の重なる他の範囲に比べて比較的小さい。従って、発光素子１０４の非中央部分２１０−１に比較して、隣接する指定部分３２４−１に割り当てられた重み付けファクターは、隣接する指定部分３２４−６に割り当てられた他の重み付けファクターよりも小さい。光透過セグメントのための透過レベルを決定する際には、これらの重み付けファクターは、もっとも影響を受ける指定部分をランク付けするか、及び／又は選択するために使用されるか、又は所望の照射レベルの平均や差を計算するのに使用されてもよい。
４． バリアブルなフラワーアセンブリの例
本ディスプレイシステム内の発光素子は、様々な形状に配置することが可能である。図４Ａは、或る構成を示しており、その構成では、発光素子は、回路基板１０６上に、複数の六角形の中央と頂点に２次元配列で配置される。人間の目は、垂直線及び水平線の検知の影響をより受けやすいので、この六角形状の配置は、視聴者が、発光素子源により生ずる人為的な光学的影響を検知する可能性を減少させる。図４Ｂは、別の構成を示しており、その構成では、発光素子は、回路基板１０６上に、複数の矩形の頂点に２次元配列で配置される。図４Ａ及び図４Ｂのこれらの配置は、２つの明瞭な例を示すために使用される。他の構成が、発光素子を２次元配列に置くために使用されてもよい。さらに、すべての発光素子が同一の２次元配列に、又は同一の回路基板上にある必要はない。例えば、本明細書で説明する発光素子は、別々の回路基板上に別々の２次元配列にあってもよく、それぞれの発光素子が、ディフューザ２０２の第１表面のような表面の一部分を照射することに責任をもってもよい。

図４Ａに示されるように、発光素子４０４−１乃至４０４−６は、発光素子１０４に関して、隣接する発光素子である。その発光素子１０４と同様に、一実施形態では、各発光素子４０４−１乃至４０４−６は、４００−１乃至４００−６といった自身のフラワーアセンブリで取り囲まれている。図４Ａの２次元配列の発光素子及びフラワーアセンブリは、類似の又は同一のタイプでもよい。

２次元配列の発光素子の指定部分は、フラワーアセンブリの光透過セグメントにより分離されてもよい。例えば、図４Ａの発光素子１０４及び４０４−１のための指定部分は、図１の光透過セグメント１０２−１により分離されてよい。幾つかの実施形態では、フラワーアセンブリ内の光透過セグメントと、フラワーアセンブリにより取り囲まれた発光素子とが単一の一体構造に組み立てられ、２つの発光素子１０４と４０４−１の各フラワーアセンブリは、少なくとも１つの光透過セグメントが１つの発光素子を他から隔てるのに役立つ。従って、これらの実施形態では、図４Ａの発光素子１０４及び４０４−１の指定部分は、少なくとも２つの光透過セグメントにより分離されてもよい。

光源コントロールロジック４０６は、２次元配列の発光素子と光透過セグメントとをコントロールするように構成される。光源コントロールロジック４０６は、発光素子及び光透過セグメントのための透過型スイッチング素子と動作可能に接続されてもよい。光源コントロールロジック４０６は、画像データ源４１０と動作可能に接続し、その画像データ源４１０から画像データを受信するよう構成される。画像データは、画像データ源４１０によって、様々な方法で供給されてもよい。例えば、無線の放送、セットトップボックス、ディスプレイシステムに接続するネットワークサーバ、及び／又は保存メディアから供給されてもよい。光源コントロールロジック４０６は、サンプリングロジック４０８を有してもよく、そのサンプリングロジック４０８は、画像データをサンプリングし、その画像データに基づいて、或る画素、画素群、又は、ディフューザの第１表面のような照射される表面部分の輝度値を計算する。サンプリングと計算の結果は、光源コントロールロジック４０６によって、発光素子及び光透過セグメントのための透過型スイッチング素子を駆動するように使用されてもよい。
５． ハロー効果低減の例
図５は、本明細書で説明する技術を使用した場合と使用しない場合とで形成された２つの照射領域の間の比較を示す。画像データに基づいて、所望の照射領域は、ツリー形状５０２である。発光素子の点広がり関数のため、本明細書で述べる光源コントロール技術をしない場合は、照射領域５０４は、その画像データに基づいて決定されるように、所望の照射領域に近づけて作り出される。しかし、本明細書で述べる光源コントロール技術を使用する場合は、発光素子を取り囲む光透過セグメントの透過レベルは、発光素子の点広がり関数によって生じる光漏れを低減するようにコントロールされる。所望の照射領域５０２の全体部分で、照射は非常に良好にコントロールされ、特に、所望の照射領域５０２のエッジ周辺で良好である。その結果、かなりの光漏れが低減した照射領域５０６は、所望の照射領域５０２に近づけて作り出される。
６． 処理フローの例
図６は、本発明の実施形態に従った、処理フローの例を示す。幾つかの実施形態では、光源コントロールロジック４０６及びサンプリングロジック４０８を含むディスプレイシステム内の１つ以上の計算デバイス又はコンポーネントが、本処理フローを実行してもよい。ブロック６１０では、ディスプレイシステムは、画像データを受信し、１つ以上の画像をディスプレイシステムに表示する。本ディスプレイシステムは、（１）第１平面に取り付けられた少なくとも１つの発光素子１０４、及び（２）少なくとも１つのバリアブルフラワーアセンブリ１００を有する。バリアブルフラワーアセンブリは、複数の光透過セグメントを有する。各光透過セグメントは、バリアブルフラワーアセンブリに接続されたデータ入力からのデータ値に基づいて、個々の光透過レベルを設定するように構成される。このデータ入力は、本明細書で説明する透過型スイッチング要素の一部でもよい。

本バリアブルフラワーアセンブリ１００は、発光素子１０４の周りで管を実質的に形成する。それぞれの光透過セグメントの第１のエッジは、第２平面上で、発光素子１０４を集合的に取り囲み、その第２平面は、第１平面と実質的に平行である。例えば、バリアブルフラワーアセンブリが矩形の管である実施形態では、光透過セグメントの第１エッジは、発光素子を取り囲む矩形の開口部を形成してもよい。第１平面は、例えば１０６のような回路基板の平面でもよい。それぞれの光透過セグメントの第２エッジは、集合的に、管の開口部を形成する。この開口部は、アパーチャを形成し、そのアパーチャを通って、発光素子１０４からの光が、前述したように、ディフューザの第１の表面の割り当て部分２１２を照射する。ここでは。それぞれの光透過セグメントの第２エッジは、それぞれの光透過セグメントの第１エッジと反対にある。

ブロック６２０では、本ディスプレイシステムは、画像データ内の複数の画素値をサンプリングする。その複数の画素値は、本ディスプレイシステムのディスプレイパネルで、複数の画素で表現されることになる。それらの画素は、隣接する割り当て部分３２４−１乃至３２４−６に対応してもよい。しかし、発光素子１０４の点広がり関数のため、その複数の画素は、発光素子１０４からの光を、光透過セグメントを通して受け取る。

ブロック６３０では、本ディスプレイシステムは、複数の画素値のサンプリング結果に基づいて、少なくとも１つの光透過セグメントを、所望の透過レベルに設定する。幾つかのシナリオでは、発光素子１０４から隣接する割り当て部分への余分な光が、例えば、画像の異なる部分におけるコントラスト比を向上させるのに、望ましいことがある。他の幾つかのシナリオでは、発光素子１０４から隣接する割り当て部分への余分な光は、望ましくないことがある。低輝度で微細部分の幾つかの画素の輝度レベルは、余分な光により、又は光漏れにより、劇的に歪むかもしれないからである。従って、本ディスプレイシステムは、例えば前述のうち１つのアルゴリズムを実現し、画像データのサンプリング結果に基づいて、バリアブルフラワーアセンブリ内の所定の光透過セグメントの所定の透過レベルを決定する。

幾つかの実施形態では、バリアブルフラワーアセンブリが反射型アセンブリで取り囲まれおり、ディスプレイシステムは、少なくとも１つの反射型アセンブリ内の少なくとも１つの光反射型セグメントを、複数の画素値のサンプリング結果に基づいて、所望の透過レベルに設定する。幾つかのシナリオでは、バリアブルフラワーアセンブリを通った発光素子１０４からの光は、反射され、割り当て部分で照射を増大し、例えば、画像の異なる部分におけるコントラスト比を向上させてもよい。他のシナリオでは、反射された光は、望ましくないことがある。低輝度で微細部分の幾つかの画素の輝度レベルは、その余分な反射光により劇的に歪むことがあるからである。本ディスプレイシステムは、画像データのサンプリング結果に基づいて、反射型アセンブリ内の所定の光反射型セグメントの所定の反射レベルを決定してもよい。
７． 均等物、拡張、代替例及びその他
明瞭な具体例を示すため、バリアブルなフラワーアセンブリは、矩形の管として表される。他の対称性の、又は非対称性の形状が、バリアブルなフラワーアセンブリに使用されてもよい。例えば、本明細書で述べるバリアブルフラワーアセンブリは、六角形状の管でもよく、また、複数の光透過セグメントと、追加的に及び／又は任意的に、光透過セグメントの外側の反射器とを含む、如何なる他の形状でもよい。

明瞭な具体例を示すため、本明細書で述べる光源コントロール技術は、発光素子からディフューザの第１表面のある部分への光漏れをコントロールするよう使用されてもよい。本明細書で述べる光源コントロール技術は、また、他の表面及び／又はディスプレイパネル上の発光素子をコントロールするように使用されてもよいことに留意すべきである。さらに、発光素子により照射される表面又はパネルは、如何なる種類のディスプレイシステムの一部でもよい。例えば、そのディスプレイシステムは、標準的なＬＣＤパネル、ＨＤＲパネル、二重変調ディスプレイシステム、三重変調ディスプレイシステム、バックライトユニットを使用したディスプレイシステム、フロントプロジェクタを使用したディスプレイシステム、等々を含む。例えば、一実施形態では、各発光素子源からの光は、ディフューザの表面部分を照射してもよい。そのディフューザの表面部の光は、透過され、第１の粗い解像度のディスプレイパネル上の第１の数の画素を照射する。第１の粗い解像度のディスプレイパネル上の各画素の光は、さらに、透過され、第２の高解像度のディスプレイパネル上の第２の数の画素を照射する。例えば、その高解像度のディスプレイパネルは、１０８０ｘ１９２０の解像度を有する視聴者ディスプレイパネルでもよいが、バックライトユニット内の発光素子の数は、１６００である。様々な実施形態では、発光素子の合計数と、その発光素子が光源を提供するディスプレイパネル上の合計画素数との間では、様々な比率が使用されてもよい。

幾つかの実施形態では、発光素子よりも多くの画素が存在することがあるので、本明細書で述べるサンプリングロジックは、隣接する割り当て部分で多数の画素をサンプリングし、サンプリングした画素データに基づいて１つ以上の平均化処理を実行してもよく、その結果、関係する光透過セグメントの透過レベル、及び／又は、光反射型セグメントの反射レベルを決定する。

明瞭な具体例を示すため、発光素子とその発光素子からの光が向けられる表面との間に、障害物が何も存在しないときは、発光素子は、点広がり関数と関連付けて説明される。点広がり関数の異なる部分（例えば割り当て部分と残余部分のような）は、発光素子を取り囲む異なるセグメントの透過及び／又は反射レベルが変化するのに従って、コントロールされてもよい。

代替的に且つ均等的に、発光素子は、多くの異なる点広がり関数と関連付けて説明されてもよい。所望の照射結果を提供する点広がり関数は、発光素子を取り囲む異なるセグメントの透過及び／又は反射レベルが変化するのにしたがって、様々な点広がり関数の例から選択されてもよい。

明瞭な具体例を示すため、液晶構造が、本明細書で述べるように、光透過セグメントを供給するために使用されてもよい。他の物質又は構造（その透過レベルはコントロール可能である）は、同様に使用されてもよい。透過レベルは、０−１００％、３−９０％又は他の可能な範囲内で変化してもよい。

上述の明細書では、本発明の実施形態を、数多くの具体的な詳細に関して説明してきたが、その詳細は、具体的実施毎に異なる。従って、何が本発明であるか、そして本出願人によって何が発明として意図されるか、を示す唯一且つ絶対の指標は、本特許出願から発行される特許請求の範囲であり、所定の形式でその特許請求の範囲は発行され、後の如何なる訂正をも含む。その特許請求の範囲に含まれる用語について本明細書で明示的に説明される如何なる定義も、特許請求の範囲で使用される用語の意味を規定するだろう。従って、如何なる限定、要素、特性、特徴、効果又は属性も、特許請求の範囲では明示的に列挙されていないが、どのような方法でも、本特許請求の範囲を限定するものではない。本明細書及び図面は、従って、制限的な意味よりもむしろ、例示的な意味として理解されるべきである。

Claims (22)

1. バリアブルなフラワーアセンブリであって：
   複数の光透過セグメントの各々が、当該複数の光透過セグメントに接続されたデータ入力からのデータ値に応じて、個々の光透過セグメントを光弁として機能させて個々の光透過レベルを設定する、複数の光透過セグメント；を有し、
   前記複数の光透過セグメントは、第１平面に取り付けられる発光素子の周りで管を実質的に形成し、前記光透過セグメントの各々の第１エッジは、第２平面で発光素子を集合的に取り囲み、前記第２平面は前記第１平面と実質的に平行であり、前記光透過セグメントの各々の第２エッジは前記管の開口部を形成し、前記光透過セグメントの各々の前記第２エッジは、前記光透過セグメントの各々の前記第１エッジと反対側である、
   バリアブルなフラワーアセンブリ。
2. 少なくとも１つの前記光透過セグメントは、液晶構造であり、更に液晶層を含む、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
3. 複数の光透過セグメント内の１つの光透過セグメントは、当該光透過セグメントが前記データ値に基づいて最大の透過レベルに設定されるとき、最大の光を透過する、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
4. 複数の光透過セグメント内の１つの光透過セグメントは、当該光透過セグメントが前記データ値に基づいて最小の透過レベルに設定されるとき、最小の光を透過する、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
5. 複数の光透過セグメント内の１つの光透過セグメントは、当該光透過セグメントが前記データ値に基づいて中間の透過レベルに設定されるとき、中間レベルの光を透過する、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
6. 前記発光素子は、第３平面上に照射領域を形成し、当該照射領域は、中央部分と複数の非中央部分を有し、前記発光素子から前記複数の非中央部分への付随的な光のうち異なる非中央部分への光は、前記複数の光透過セグメントのうち異なる光透過セグメントを通して、透過する、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
7. 前記第３平面は、ディフューザの第１表面であり、前記管の前記開口部は、前記第３平面から離れている、
   請求項６記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
8. 前記第３平面は、ディフューザの第１表面であり、前記管の前記開口部は、実質的に前記第３平面上にある、
   請求項６記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
9. 前記管は、実質的に前記第１平面に対して垂直である、
   請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
10. 前記管は、非環状であり、３つ以上の壁を有する、
    請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
11. 前記管と前記発光素子の双方は、前記第１平面上に取り付けられる一体構造を形成する、
    請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
12. 前記発光素子は、前記発光素子の点広がり関数によって決定されるように、第３平面で照射領域を形成する、
    請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
13. 前記発光素子は、前記発光素子の点広がり関数によって決定されるように、第３平面で照射領域を形成し、前記照射領域は、照射のため前記発光素子に割り当てられる割り当て部分を含み、前記照射領域は、第３平面で他の割り当て部分と重なる残余部分を含み、当該他の割り当て部分は、照射のため他の発光素子に割り当てられる、
    請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
14. 前記発光素子と前記複数の光透過セグメントとは、ディスプレイパネルを有するディスプレイシステムの一部であり、前記ディスプレイパネルは、画素配列を有し、前記割り当て部分は、前記画素配列の複数の画素に対応する、
    請求項１３記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
15. 前記複数の光透過セグメントは、反射型アセンブリによって囲まれる、
    請求項１記載のバリアブルなフラワーアセンブリ。
16. 請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載された第１のバリアブルなフラワーアセンブリを有する、２次元配列のバリアブルなフラワーアセンブリ。
17. 請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載された第２のバリアブルなフラワーアセンブリをさらに有する、
    請求項１６記載の２次元配列のバリアブルなフラワーアセンブリ。
18. 前記第１のバリアブルなフラワーアセンブリは、前記第２のバリアブルなフラワーアセンブリとは、共通の光透過セグメントを有しない、
    請求項１７記載の２次元配列のバリアブルなフラワーアセンブリ。
19. 前記第１のバリアブルなフラワーアセンブリは、前記第２のバリアブルなフラワーアセンブリと、１つ以上の共通の光透過セグメントを有する、
    請求項１７記載の２次元配列のバリアブルなフラワーアセンブリ。
20. 光源システムあって：
    第１平面に取り付けられる発光素子の第１の２次元配列；
    請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載されたバリアブルなフラワーアセンブリの第２の２次元配列；及び、
    光源コントロールロジックであって、前記バリアブルなフラワーアセンブリに接続された複数のデータ入力を含み、前記光源コントロールロジックは、複数のデータ入力からの個々のデータ値に基づいて、第２の２次元配列におけるバリアブルなフラワーアセンブリ内の各々の光透過セグメントを光弁として機能させて、個々の透過レベルを設定する、光源コントロールロジック、
    を有する、光源システム。
21. （１）画像データ内の画素値に基づいて、発光素子からの光によって照射領域が形成される第３平面の或る部分の所望の照射を決定し、及び（２）前記光源コントロールロジックと共に作動して透過型スイッチング要素を駆動し、光透過セグメントを複数の透過レベルのうちの１つに設定する、サンプリングロジックを更に含む、
    請求項２０記載の光源システム。
22. １つ以上の画像をディスプレイシステムに表示するため、画像データを受信するステップであって、前記ディスプレイシステムは、（１）第１平面に取り付けられる少なくとも１つの発光素子、及び（２）請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載された、少なくとも１つのバリアブルなフラワーアセンブリ、を有する、ステップ；
    前記画像データ内の複数の画素値をサンプリングするステップであって、前記複数の画素値は、前記ディスプレイシステムのディスプレイパネルで、複数の画素で表現されるものであり、前記複数の画素は、発光素子から、前記バリアブルなフラワーアセンブリの光透過セグメントを通じて、光を受信する、ステップ；及び、
    前記光透過セグメントの少なくとも１つを、前記複数の画素値のサンプリング結果に基づいて、所望の透過レベルに設定するステップ；
    を有し、１つ以上の計算デバイスによって実行される、方法。

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