JP2010526340A - バックライト輝度を調整するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

ディスプレイシステム２００が提供される。ディスプレイシステム２００は、プロセッサ２０２と、プロセッサ２０２に結合される液晶ディスプレイＬＣＤパネル２３０とを備える。ディスプレイシステム２００は、調整可能なバックライト輝度を有する、ＬＣＤパネル２３０のバックライト２２２も含む。プロセッサ２０２によって、複数の連続した画像フレームがＬＣＤパネル２３０上に表示される。バックライト輝度は画像フレーム毎に選択的に調整される。

Description

数多くの電子デバイスが、グレースケール画像又はカラー画像を表示するための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを備える。ＬＣＤパネルの色深度及びコントラストは、ＬＣＤ電子回路部の制御範囲及び液晶の性能によって制限される。ＬＣＤの色深度及びコントラストを改善することが絶えず求められている。

本発明の例示的な実施形態を詳細に説明するために、ここで、添付の図面を参照する。

実施形態によるシステムを示す。 実施形態によるコンピュータを示す。 実施形態による、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの輝度レベルグラフを示す。 実施形態による方法を示す。

［表記及び用語］
特定のシステム構成要素を参照するために、以下の説明及び特許請求の範囲全体を通じて、特定の用語が用いられる。当業者には理解されるように、或る構成要素が、コンピュータ企業によって異なる名称で呼ばれる場合がある。本明細書では、名称が異なるが、機能は同じである構成要素を区別することは意図しない。以下の記載及び特許請求の範囲において、用語「含む」及び「備える」は、限定しないように使用され、それゆえ、「〜を含むが、それには限定されない」と解釈されるべきである。また、用語「結合する」は、間接的な電気的接続、直接的な電気的接続、光による電気的接続又は無線による電気的接続を意味することを意図している。したがって、第１のデバイスが第２のデバイスに結合する場合には、その接続は、直接的な電気的接続を通じて、又は他のデバイス及び接続を介する間接的な電気的接続を通じて、又は光による電気的接続を通じて、又は無線による電気的接続を通じて行なうことができる。

以下の記載は、本発明の種々の実施形態に関する。これらの実施形態のうちの１つ又は複数が好まれる場合があるが、開示される実施形態は、特許請求の範囲を含む、本開示の範囲を限定するものと解釈されたり、他の形で使用されたりすべきではない。さらに、以下の説明が広い適用範囲を有すること、任意の実施形態に関する記載が、その実施形態を例示することだけを意図しており、特許請求の範囲を含む、本開示の範囲が、その実施形態に限定されることを暗示することは意図しないことは当業者には理解されよう。

実施形態は、動的に制御されるバックライトに基づいて、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの色深度及び／又はコントラストを向上させる。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＣＤパネル上に表示される連続したフレーム毎に、バックライト輝度レベルを調整することができる。発光ダイオード（ＬＥＤ）が、連続したフレーム毎にバックライト輝度レベルを調整するのに十分に迅速に応答するバックライトの一例である。現在知られているか、又は後に開発される、迅速に応答する他のバックライトを代わりに用いることもできる。

図１は、実施形態によるシステム１００を示す。図に示されるように、システム１００は、ＬＥＤバックライト１０４を備えるＬＣＤパネル１０２を含む。ＬＥＤバックライト１０４は、ＬＥＤドライバ１０６によって制御される。図に示されるように、ビデオコントローラ１０８が、ＬＥＤドライバ１０６に、ＬＥＤ輝度制御信号（ＬＥＤＣＴＲＬ）を与える。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤＣＴＲＬは、ＬＣＤパネル１０２上に表示されるフレーム毎に調整可能である。一例として、ビデオコントローラ１０８は、画像フレームデータを受信し、解析して、ＬＣＤパネル１０２上に表示される画像（又はその画像の特定のピクセル）の輝度レベルを決定することができる。ビデオコントローラ１０８が画像の輝度レベルを決定すると、ＬＥＤドライバ１０６にＬＥＤＣＴＲＬが出力される。言い換えると、ＬＥＤＣＴＲＬは各画像の輝度レベルの関数である。

いくつかの実施形態において、ビデオコントローラ１０８は、各フレームピクセルの輝度レベルを解析し、それらのフレームピクセルの最小輝度レベル（ＭＩＮＬＵＭ）を求めることによって、画像の輝度レベルを決定する。フレームピクセルのＭＩＮＬＵＭは一般的には、第１の値（ＭＩＮＬＵＭ_low）と第２の値（ＭＩＮＬＵＭ_high）との間の範囲に及ぶ場合がある。ＭＩＮＬＵＭが求められた後に、ビデオコントローラ１０８は、ＬＥＤドライバ１０６のためのＬＥＤＣＴＲＬを生成する。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤＣＴＲＬはマルチビット（たとえば、８ビット）デジタル信号である。一例として、ＭＩＮＬＵＭ＝ＭＩＮＬＵＭ_lowである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは００００００００（最小値又はＬＥＤ出力なし）とすることができる。ＭＩＮＬＵＭ＝ＭＩＮＬＵＭ_highである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは１１１１１１１１（最大ＬＥＤ出力）とすることができる。ＭＩＮＬＵＭがＭＩＮＬＵＭ_lowとＭＩＮＬＵＭ_highとの間にある場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは、００００００００と１１１１１１１１との間の対応する値とすることができる。

いくつかの実施形態において、ビデオコントローラ１０８は、各フレームピクセルの輝度値を解析し、それらのフレームピクセルの最大輝度値（ＭＡＸＬＵＭ）を求めることによって、画像の輝度レベルを決定する。フレームピクセルのＭＡＸＬＵＭは一般的には、第１の値（ＭＡＸＬＵＭ_low）と第２の値（ＭＡＸＬＵＭ_high）との間の範囲に及ぶ場合がある。ＭＡＸＬＵＭが求められた後に、ビデオコントローラ１０８は、ＬＥＤドライバ１０６のためのＬＥＤＣＴＲＬを生成する。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤＣＴＲＬはマルチビット（たとえば、８ビット）デジタル信号である。一例として、ＭＡＸＬＵＭ＝ＭＡＸＬＵＭ_lowである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは００００００００（最小値又はＬＥＤ出力なし）とすることができる。ＭＡＸＬＵＭ＝ＭＡＸＬＵＭ_highである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは１１１１１１１１（最大ＬＥＤ出力）とすることができる。ＭＡＸＬＵＭがＭＡＸＬＵＭ_lowとＭＡＸＬＵＭ_highとの間にある場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは、００００００００と１１１１１１１１との間の対応する値とすることができる。

いくつかの実施形態において、ビデオコントローラ１０８は、各フレームピクセルの輝度値を解析し、それらのフレームピクセルの平均輝度レベル（ＡＶＧＬＵＭ）を求めることによって、画像の輝度レベルを決定する。フレームピクセルのＡＶＧＬＵＭは一般的には、第１の値（ＡＶＧＬＵＭ_low）と第２の値（ＡＶＧＬＵＭ_high）との間の範囲に及ぶ場合がある。ＡＶＧＬＵＭが求められた後に、ビデオコントローラ１０８は、ＬＥＤドライバ１０６のためのＬＥＤＣＴＲＬを生成する。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤＣＴＲＬはマルチビット（たとえば、８ビット）デジタル信号である。一例として、ＡＶＧＬＵＭ＝ＡＶＧＬＵＭ_lowである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは００００００００（最小値又はＬＥＤ出力なし）とすることができる。ＡＶＧＬＵＭ＝ＡＶＧＬＵＭ_highである場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは１１１１１１１１（最大ＬＥＤ出力）とすることができる。ＡＶＧＬＵＭがＡＶＧＬＵＭ_lowとＡＶＧＬＵＭ_highとの間にある場合には、ＬＥＤＣＴＲＬは、００００００００と１１１１１１１１との間の対応する値とすることができる。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤＣＴＲＬは、各画像のフレームピクセルのＭＩＮＬＵＭ、ＭＡＸＬＵＭ及び／又はＡＶＧＬＵＭの関数とすることができる。他の要因（たとえば、ユーザ入力、ＭＩＮＬＵＭ、ＭＡＸＬＵＭ又はＡＶＧＬＵＭのハイ／ロー値の種々のセット）もＬＥＤＣＴＲＬに影響を及ぼす可能性がある。画像輝度レベルを決定するための過程は、たとえば、実装されるＬＣＤパネルハードウエアに応じて異なる可能性がある。

図に示されるように、ビデオコントローラ１０８は、ＬＣＤパネル１０２に、色詳細輝度制御信号（ＣＤＣＴＲＬ）も出力する。少なくともいくつかの実施形態において、ＣＤＣＴＲＬは、ＬＣＤパネル１０２のＬＣＤ光開口を制御するマルチビット信号（たとえば、２４ビット）である。ＬＣＤパネル１０２にＣＤＣＴＲＬを、及びＬＥＤドライバ１０６にＬＥＤＣＴＲＬを与えることによって、ビデオコントローラ１０８は、ＬＣＤパネル１０２の感知される色深度を大きくする。一例として、ＣＤＣＴＲＬが２４ビット信号であり、ＬＥＤＣＴＲＬが８ビット信号である場合には、ＬＣＤパネル１０２の実効的な色深度は３２ビットである。

図２は、実施形態によるコンピュータ２００を示す。コンピュータ２００は、ＬＣＤパネル２３０を有するデスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、又はハンドヘルドデバイスを表す場合がある。図に示されるように、ＬＣＤパネル２３０は、ＬＣＤコントローラボード２３２を備える。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＣＤコントローラボード２３２は、上記のＣＤＣＴＲＬ信号に基づいて、ＬＣＤパネル２３０のＬＣＤ光開口を制御する。

図に示されるように、ＬＣＤパネル２３０の少なくとも一方の側にＬＥＤバックライト２２２が設けられる。ＬＣＤパネル２３０に光を与えるために、ＬＥＤバックライト２２２はＬＥＤドライバ２２０によって駆動される。ＬＥＤドライバ２２０は、上記のＬＥＤＣＴＲＬ信号に基づいて、ＬＥＤバックライト２２２に明確に異なる電圧レベル又は電流レベルを出力する。

図に示されるように、プロセッサ２０２が、ＬＣＤコントローラボード２３２にＣＤＣＴＲＬ信号を与え、ＬＥＤドライバ２２０にＬＥＤＣＴＲＬ信号を与える。プロセッサ２０２は、ビデオコントローラ、又は適当なＣＤＣＴＲＬ信号及びＬＥＤＣＴＲＬ信号を生成することができる別のプロセッサとすることができる。代替の実施形態では、ＣＤＣＴＲＬ信号及びＬＥＤＣＴＲＬ信号は、別個のプロセッサ又はビデオコントローラによって与えられる。

少なくともいくつかの実施形態において、プロセッサ２０２はメモリ２０４に結合し、メモリ２０４は、アプリケーション２０６、フレームバッファ２０８、色詳細命令２１０及びＬＥＤ輝度命令２１２を格納する。少なくともいくつかの実施形態において、アプリケーション２０６は、オペレーティングシステム、マルチメディアアプリケーション、プロセッサ２０２によって実行可能である他のアプリケーションを含む。アプリケーション２０６が実行されると、該アプリケーション２０６によって、ＬＣＤパネル２３０上に画像が表示される。

少なくともいくつかの実施形態において、フレームバッファ２０８は、アプリケーション２０６のようなソースから画像を受信する。フレームバッファ２０８内の画像は、周期的にアクセスされ、表示するために、プロセッサ２０２によってＬＣＤパネル２３０に送信される。フレームバッファ２０８に格納される画像は、画像のピクセル毎の色値及び／又は輝度値を用いて表される。

少なくともいくつかの実施形態において、色詳細命令２１０によって、プロセッサ２０２は、フレームバッファ２０８に格納されている画像を調べて、ＬＣＤ光開口を制御するＬＣＤコントローラボード２３２に、ＣＤＣＴＲＬ信号を出力する。一例として、プロセッサ２０２は、画像のピクセル毎に色値を調べて、それに応じて、ＣＤＣＴＲＬ信号を出力してＬＣＤ光開口を制御することができる。いくつかの実施形態において、色詳細命令２１０によって、プロセッサ２０２は、ＣＤＣＴＲＬ信号の分解能（信号を表すために用いられるビット数）を増減させることが可能になる。たとえば、ＣＤＣＴＲＬ信号の分解能は、フレームバッファ２０８に格納される色値の分解能又はＬＣＤパネル２３０の解像度に基づいて適合させることができる。代替的には、色詳細命令２１０によって、プロセッサ２０２は、フレームバッファ２０８に格納されるピクセルの色値分解能が高くても、低くても（たとえば、アプリケーションが異なると、生成される色値分解能が異なる可能性がある）、ＣＤＣＴＲＬ値のために一定の分解能を維持することが可能になる。さらに、色詳細命令２１０によって、プロセッサ２０２は、コンピュータ２００と共に使用されているＬＣＤパネル２３０の能力に基づいて、異なる分解能のＣＤＣＴＲＬ信号を出力することが可能になる。

少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤ輝度命令２１２によって、プロセッサ２０２は、フレームバッファ２０８に格納されている画像を調べて、ＬＥＤドライバ２２０にＬＥＤＣＴＲＬ信号を出力する。一例として、プロセッサ２０２は、画像のピクセル毎の輝度値を調べて、それに応じて、ＬＥＤＣＴＲＬ信号を出力してＬＥＤ輝度レベルを制御することができる。上記のように、ＬＥＤＣＴＲＬ信号は、画像フレーム毎のＭＩＮＬＵＭ、ＭＡＸＬＵＭ及び／又はＡＶＧＬＵＭの計算に基づくことができる。他の要因（たとえば、ユーザ入力、ＭＩＮＬＵＭ、ＭＡＸＬＵＭ又はＡＶＧＫＵＭのハイ／ロー値の種々のセット）もＬＥＤＣＴＲＬに影響を及ぼす可能性がある。プロセッサ２０２が、ＬＣＤパネル２３０上に表示されるフレーム毎にＣＤＣＴＲＬ信号及びＬＥＤＣＴＲＬ信号を更新すると、ＬＣＤパネル２３０の感知される色深度及び／又はコントラストが高められる。

図３は、実施形態による液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの輝度レベルグラフを示す。図に示されるように、ＬＣＤパネル上の画像内容の動的輝度範囲は、最小黒色レベルと最大白色レベルとの間の範囲に及ぶ。動的輝度範囲を構成するレベル数は、ＣＤＣＴＲＬレベルとＬＥＤＣＴＲＬレベルとの組み合わせである。

図３に示されるように、ＬＣＤ輝度の最も低いレベルに対応する最小ＬＣＤ固有輝度レベルが存在する場合があり、それは、ＣＤＣＴＲＬレベルが最小値にあり、ＬＥＤＣＴＲＬレベルが最大値にある場合に達成することができる。言い換えると、ＬＥＤ輝度が最大にされ、ＬＣＤ光開口が最小にされる場合には、ＬＣＤパネルは、最小ＬＣＤ固有輝度レベルと呼ばれる或る輝度値を有するであろう。ＬＣＤパネルのより大きなコントラスト及び色深度を達成するために、フレーム毎に、ＣＤＣＴＲＬ信号及びＬＥＤＣＴＲＬ信号の両方を調整することができる。動的輝度範囲の分解能（取り得るレベルの数）は、ＣＤＣＴＲＬ及びＬＥＤＣＴＲＬによって与えられる制御レベルの数に応じて異なる。

図４は、実施形態による方法４００を示す。図に示されるように、方法４００は、ＬＣＤパネルに色詳細制御信号を与えること（ブロック４０２）を含む。少なくともいくつかの実施形態において、色詳細制御信号は、ＬＣＤパネルのＬＣＤ光開口を制御し、上記のＣＤＣＴＲＬ信号に対応する。ブロック４０４において、ＬＥＤ制御信号を与えて、ＬＣＤパネルのＬＥＤバックライトの輝度を制御する。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤ制御信号は、上記のＬＤＣＴＲＬ信号に対応し、ＬＣＤパネル上に表示されるフレーム毎に更新することができる。ブロック４０６において、色詳細制御信号及びＬＥＤ制御信号が、ＬＣＤパネルによって表示されるフレーム毎に選択的に更新される。

Claims (10)

1. プロセッサ（２０２）と、
   前記プロセッサ（２０２）に結合される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル（２３０）と、
   調整可能なバックライト輝度を有する、前記ＬＣＤパネル（２３０）のバックライト（２２２）とを備え、
   前記プロセッサ（２０２）によって、複数の連続した画像フレームが前記ＬＣＤパネル（２３０）上に表示され、前記バックライト輝度は前記画像フレーム毎に選択的に調整されることを特徴とするディスプレイシステム（２００）。
2. 前記ＬＣＤパネル（２３０）の輝度は、前記画像フレームのそれぞれに関連付けられる色詳細制御信号及びバックライト制御信号に基づくことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイシステム（２００）。
3. ディスプレイシステム（２００）であって、前記バックライト（２２２）は発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイシステム。
4. 前記プロセッサ（２０２）に結合されるシステムメモリ（２０４）をさらに備え、
   前記システムメモリ（２０４）はバックライト制御命令（２１２）を含み、前記バックライト制御命令が実行されると、前記プロセッサ（２０２）は各前記画像フレームのピクセル輝度値を調べ、前記ピクセル輝度値に基づいて、バックライト制御信号を出力して、前記バックライト輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイシステム（２００）。
5. バックライト制御信号は、前記画像フレーム毎に求められる最小ピクセル輝度値、前記フレーム毎に求められる最大ピクセル輝度値、及び前記フレーム毎に求められる平均ピクセル値のうちの少なくとも１つに基づくことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイシステム（２００）。
6. 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル（２３０）上に表示される連続した画像フレームを与え、
   前記画像フレーム毎に前記ＬＣＤパネル（２３０）のバックライト輝度を選択的に調整することを含むことを特徴とする方法。
7. 前記バックライト輝度を決定するために、各前記画像フレームから情報を抽出することをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記画像フレーム毎にピクセル輝度値を解析すると共に、前記ピクセル輝度値に基づいて前記バックライト輝度を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 色詳細制御信号及びバックライト制御信号に基づいて、前記フレーム毎に前記ＬＣＤパネル（２３０）の色深度を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 前記画像フレーム毎に前記ＬＣＤパネル（２３０）のバックライト輝度を選択的に調整することは、発光ダイオード（ＬＥＤ）の輝度を調整することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。

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