(57)【要約】【課題】ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイにおいて、ぼけの少ない画像表示方法を実現する。【解決手段】ライトバルブと、個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイとを有する液晶ディスプレイにおいて、画像を受信し、上記画像を修正して、ライトバルブおよびバックライトアレイにデータを供給する。この時、上記バックライトアレイに供給される上記データは、(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい、(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する、(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する、といった制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される。【選択図】図１
2008139871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を受信する画像受信工程と、
上記画像を修正して、ライトバルブにデータを供給する工程と、
上記画像を修正して、バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、
上記バックライトアレイに供給される上記データは、以下の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイの画像表示方法。
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【請求項２】
上記制約によって、上記ライトバルブは、１以下の透過率とされる請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項３】
上記漏出値は、上記ディスプレイの画像データとコントラスト比とに基づいて決定される請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項４】
減少される照明素子値は、省力化基準に基づいている請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項５】
画像を受信する画像受信工程と、
上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、
上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、
上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)を維持することに基づいて設定され、
上記照明素子に対応する上記ライトバルブに供給される上記データは、上記画像の所望の照度を提供することに適合する、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイの画像表示方法。
（ｉ）上記照明素子値は、上記画像の対応部分の画像データの実質最大値に基づいている。
【請求項６】
上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される請求項５に記載の画像表示方法。
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【請求項７】
上記照明素子値は、さらに、上記画像の対応部分を低域濾波した画像データに基づいている請求項５に記載の画像表示方法。
【請求項８】
上記照明素子値は、上記低域濾波された画像と上記実質最大値との間の選択値に基づいている請求項７に記載の画像表示方法。
【請求項９】
画像を受信する画像受信工程と、
上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、
上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、
上記バックライトアレイに供給される上記データは、反復アプローチに基づいて、所望の値を決定する、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイの画像表示方法。
【請求項１０】
上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される請求項９に記載の画像表示方法。
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【請求項１１】
画像を受信する画像受信工程と、
上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、
上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、
上記バックライトアレイに供給される上記データは、一時的なフィルタリングに基づいて所望の値を決定する、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイの画像表示方法。
【請求項１２】
上記一時的なフィルタリングは低域濾波である請求項１１に記載の画像表示方法。
【請求項１３】
上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される請求項１１に記載の画像表示方法。
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【請求項１４】
画像を受信する画像受信工程と、
上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、
上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、
上記バックライトアレイに供給される上記データは、所望の値を決定される個々のバックライトアレイ素子よりも高密度値を有するデータ構造に基づいている、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイの画像表示方法。
【請求項１５】
上記データ構造は、上記バックライトアレイ素子の２倍の密度を有している請求項１４に記載の画像表示方法。
【請求項１６】
上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される請求項１４に記載の画像表示方法。
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト付きディスプレイに関し、さらに詳しく言うと、改良された動作特性を有するバックライト付きディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルまたは液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）ディスプレイの局部透過率を変動させ、バックライト源から上記パネルの一部を介して通過する光の強度を変調させ、可変強度に表示できる画素を形成できる。上記バックライト源からの光が上記パネルを介して観察者に届くか、または、遮られるかどうかは、ライトバルブ内の液晶分子の配向によって決定される。
【０００３】
液晶は発光しないので、可視ディスプレイは、外部の光源を必要とする。小型および低価のＬＣＤパネルでは、上記パネルを通過した後に観察者に向かって後方反射される光に依存するものがある。上記パネルは完全に透明でないので、上記光の多くは、それが上記パネルを通過する間に吸収され、この種類のパネル上に表示された画像は、最善の照明条件下でない限り可視し難い。他方、コンピュータディスプレイおよびビデオスクリーンに用いられるＬＣＤパネルは、通常、上記パネルの側面内または背面内に形成された、蛍光灯または発光ダイオード（ＬＥＤ）を有するバックライト付きのものである。より統一した光源レベルを有するディスプレイを提供するために、これらの点光源または線光源からの光は、通常、上記ライトバルブにぶつかる前に、拡散パネルにおいて分散される。上記ライトバルブは、観察者への光の透過を制御している。
【０００４】
上記ライトバルブの透過率は、一対の偏光子の間に置かれた液晶層によって制御される。第１偏光子に入射する上記光源からの光は、複数の平面において振動している電磁波を含む。１つの偏光子の光学軸の平面において振動している光の一部のみが、該偏光子を通過できる。ＬＣＤでは、第１および第２偏光子の光学軸は、交差して配置されているため、通常、上記第１偏光子を通過している光が連続して第２偏光子を通過することは阻止される。しかしながら、液晶分子の物理的配向の層は、制御可能であり、上記層をスパンしている分子列を通過している光の振動面は、上記偏光子の光学軸と揃うように、または、揃わないように、回転される。通常、ノーマリホワイトも同様に用いられうることを理解されたい。
【０００５】
セルギャップの壁を形成している、第１偏光子および第２偏光子の表面は、溝を有しているため、上記セルギャップに直接隣接している液晶分子は、この溝に揃い、従ってそれぞれの偏光子の光学軸に揃う。分子力によって、隣接液晶分子は、それらの近隣分子と並ぼうとするため、上記セルギャップをスパンしている上記分子列の分子の配向は、上記分子列の長さ以上にねじれる。同様に、上記分子列を通過している光の振動面は、上記第１偏光子の光学軸から上記第２偏光子の光学軸までねじられる。この配向における上記液晶によって、上記光源からの光は、半透明のパネルアセンブリの一連の偏光子を通過し、上記パネルの正面から観察した場合、上記ディスプレイ表面に照射された領域を生じさせうる。いくつかの構成では、上記溝を省いてもよいことを、理解されたい。
【０００６】
画素を暗くして、画像を生成するために、典型的には薄膜トランジスタによって制御される電圧が、上記セルギャップの１つの壁上に堆積されている多数の電極のうちのいずれか１つの電極に印加される。この電極に隣接する液晶分子は、上記電圧によって生成された電界によって引き寄せられて、該電界と揃うように回転する。液晶分子が上記電界によって回転されるにつれて、結晶列の「ねじれが戻り」、セルの壁に隣接する結晶の複数の光学軸は、対応する偏光子の光学軸とずれてしまって回転する。上記対応する偏光子の光学軸は、上記ライトバルブの局部透過率と、対応するディスプレイ画素の強度とを徐々に減少させている。カラーＬＣＤディスプレイは、ディスプレイ画素を構成する複数の主カラー素子（通常、赤、緑、および、青）のそれぞれの、透過された光の強度を変動させることによって形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＣＤは、鮮明で高解像度のカラー画像を製造でき、陰極線管（ＣＲＴ）よりも、より薄型、より軽量、および、より低電力消費である。結果として、ＬＣＤの用途は、ポータブルコンピュータと、デジタルクロックおよびデジタル時計と、電気器具と、オーディオ装置およびビデオ装置と、他の電子装置のディスプレイとのディスプレイに普及している。他方、ビデオおよびグラフィックアートのような、特定の「高級品市場」におけるＬＣＤの用途は、上記ディスプレイの特性が制限されているために、部分的には満足な状態ではない。
【０００８】
従って、ぼけの少ない液晶ディスプレイが望まれている。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ライトバルブおよび個々に制御可能な照明素子のバックライトアレイを有する液晶ディスプレイにおいて、ぼけの少ない画像表示方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る液晶ディスプレイの画像表示方法は、上記課題を解決するために、画像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、以下の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定されることを特徴としている。
【００１１】
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
【００１２】
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
【００１３】
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【００１４】
上記の構成によれば、対応する画像を表示するために、バックライトアレイおよびライトバルブで修正された画像が用いられる。バックライトアレイは、上記(i)〜(iii)の制約に基づいて設定される。クロストーク補償のために拡散スクリーンを用いた場合、バックライト画像は低コントラストで不鮮明な画像になりがちであり、不正確な表示を招くような範囲外の駆動値の切捨てが起こりうる。
【００１５】
制約(i)によれば、上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きくなる。したがって、本システムでは、所望される出力よりも小さい駆動値が選択されるため、範囲画の駆動値による不正確さが低減される。
【００１６】
制約(ii)によれば、上記照明素子値の減少は、上記ディスプレイの性能の低域付近で生じる。このため、ディスプレイの縮小比が効果的に増加する。
【００１７】
制約(iii)によれば、消費電力が節約されるように、バックライト値が減少されたレベルに維持される。
【００１８】
本発明に係る他の液晶ディスプレイの画像表示方法は、上記課題を解決するために、画像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、次の制約(i)を維持することに基づいて設定され、上記照明素子に対応する上記ライトバルブに供給される上記データは、上記画像の所望の照度を提供することに適合することを特徴としている。
【００１９】
（ｉ）上記照明素子値は、上記画像の対応部分の画像データの実質最大値に基づいている。
【００２０】
上記の構成によれば、対応する画像を表示するために、バックライトアレイおよびライトバルブで修正された画像が用いられる。バックライトアレイは、上記(i)の制約に基づいて設定される。この場合、実際の最大値が鏡面パターンの予期されるサイズの振る舞いに近くなる。
【００２１】
本発明に係る他の液晶ディスプレイの画像表示方法は、上記課題を解決するために、画像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、反復アプローチに基づいて、所望の値を決定することを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、ターゲットバックライト画像を達成するためのＬＥＤ駆動信号を求める際のデコンボリューション問題の解法に、反復アプローチを用いることができる。
【００２３】
本発明に係る他の液晶ディスプレイの画像表示方法は、上記課題を解決するために、画像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、一時的なフィルタリングに基づいて所望の値を決定することを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、フリッカ（ちらつき）を減少させることができる。
【００２５】
本発明に係る他の液晶ディスプレイの画像表示方法は、上記課題を解決するために、像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、上記ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、上記バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、所望の値を決定される個々のバックライトアレイ素子よりも高密度値を有するデータ構造に基づいていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、点像分布関数を扱ったより効果的なバックライト制御および補助を行うことができ、フリッカ（ちらつき）を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る画像表示方法は、以上のように、画像を受信する画像受信工程と、上記画像を修正して、ライトバルブにデータを供給する工程と、上記画像を修正して、バックライトアレイにデータを供給する工程とを含み、上記バックライトアレイに供給される上記データは、以下の制約(i)〜(iii)を維持することに基づいて設定される構成である。
【００２８】
(i) 上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きい。
【００２９】
(ii) 上記照明素子値は、上記ディスプレイの漏出値よりも少ない場合に減少する。
【００３０】
(iii) 上記照明素子の値は、対応するライトバルブの透過率が増加する間に減少する。
【００３１】
それゆえ、制約(i)によれば、上記照明素子値は、対応する画素値よりも大きくなる。したがって、本システムでは、所望される出力よりも小さい駆動値が選択されるため、範囲画の駆動値による不正確さが低減される。制約(ii)によれば、上記照明素子値の減少は、上記ディスプレイの性能の低域付近で生じる。このため、ディスプレイの縮小比が効果的に増加する。制約(iii)によれば、消費電力が節約されるように、バックライト値が減少されたレベルに維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１（ａ）において、バックライト付きディスプレイ２０は、通常、バックライト２２、拡散器２４、および、（括弧によって示される）ライトバルブ２６を含む。ライトバルブ２６は、バックライト２２からの光がパネル２８の正面において表示された画像を視るユーザまで透過することを制御している。上記ライトバルブは、通常液晶装置を含み、画像素子または画素のための光の透過を電子制御するために配置されている。液晶は発光しないので、可視画像を生成するためには、外部光源が必要である。デジタルクロックまたはデジタル計算機において用いられるような、小型および低価のＬＣＤの光源は、上記パネルを通過した後、上記パネルの背面から反射される光でありうる。同様に、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）装置は、ディスプレイ画素を照射するために上記ライトバルブのバックプレーンから反射されている光に依存している。しかしながら、ＬＣＤは、このアセンブリを通過している光の大部分を吸収する。蛍光灯または多数の光源３０（つまり、図１（ａ）に示した発光ダイオード（ＬＥＤ）および図１（ｂ）に示した蛍光灯）を含むバックライト２２のような人工光源は、高度可視画像の画素を生成するため、または、劣悪な照明条件下においてディスプレイを照射するために有効である。上記ディスプレイの各画素のために光源３０を設けているのではなく、従って、一般的な点光源（例えばＬＥＤ）または一般的な線光源（例えば蛍光灯）からの光は、通常、拡散パネル２４によって分散されるため、パネル２８の正面の照明は、より均一である。
【００３３】
バックライト２２の光源３０から放射されている光は、無作為の平面において振動している電磁波を含む。偏光子がＳ光学軸である平面において振動している電磁波のみが、該偏光子を通過できる。ライトバルブ２６は、交差して配置されている光学軸を有する、第１偏光子３２と第２偏光子３４とを含むため、一般的な光は、一連の偏光子を通過できない。画像は、ＬＣＤによって表示可能である。なぜなら、第１偏光子３２と第２偏光子３４との間に配置された液晶層３６の局部が電気制御されて、偏光子の光学軸に関連する光の振動の平面の配列を変更でき、従って、多数のディスプレイ画素の個々の画素３６に応じて、上記パネルの局部透過率を変調できるためである。
【００３４】
液晶分子層３６は、第１偏光子３２と第２偏光子３４との２つの表面によって形成されている壁を有するセルギャップを含因する。上記セルギャップの壁は擦られ、対応する偏光子の光学軸に位置合わせされた極微溝を形成している。上記極微溝によって、上記セルギャップの壁に隣接する上記液晶分子層は、関連偏光子の光学軸と揃うことになる。分子力の結果、上記セルギャップをスパンしている分子の列における連続する各分子は、その近隣分子と並ぼうとする。その結果、液晶層は、上記セルギャップを橋渡しする液晶分子のねじれた無数の列を含む。光源素子４２から生じ、第１偏光子３２を通過している光４０が、液晶列の半透明の各分子を通過するにつれて、その振動面はねじられ、その結果、上記光が上記セルギャップの反対側に達する場合に、その振動面は第２偏光子３４の光学軸と揃う。第２偏光子３４の光学軸の平面において振動している光４４は、第２偏光子を通過し、ディスプレイ２８に正面において光を発した画素２８を通過する。
【００３５】
画素２８を暗くするためには、上記セルギャップの壁に堆積された複数の透明の電極のうちの空間的に対応する電極に電圧が印加される。その結果生じる電界によって、上記電極に隣接する上記液晶分子は、上記電界と並ぶために回転する。その効果は、上記分子列のねじれを戻すことが出来る点にあり、このため、上記光の振動面は、電界強度が増大し、ライトバルブ２６の局部透過率が減少するにつれて、上記偏光子の光学軸から離れて徐々に回転する。ライトバルブ２６の上記透過率が減少するにつれて、画素２８は、光源４２からの光４０の最大消光が得られるまで、徐々に暗くなる。ディスプレイ画素を形成している複数の主カラー（通常、赤、緑、および、青）素子のそれぞれの、透過された光の強度を変調させることによって、カラーＬＣＤディスプレイを形成する。同様に、他の配置構造を用いてもよい。
【００３６】
上記ＬＣＤは、各画素のセレクトスイッチとしてトランジスタを用いて、表示された画像がフレーム周期の間持続されるディスプレイ方法（以下では、「ホールド型ディスプレイ」と呼ぶ）を採用する。その一方、ＣＲＴ（以下では、「インパルス型ディスプレイ」と呼ぶ）は、上記画素が選択された直後に暗くされる選択された画素を含む。この暗くされた画素は、上記ＣＲＴのようなインパルス型ディスプレイの場合に６０Ｈｚに書き換えられる動画像の各フレームの間に表示される。つまり、上記画像が表示される周期を除いて、上記暗くされた画素の黒が表示され、動画像の１つのフレームが、それぞれ、独立した画像として観察者に提示される。従って、インパルス型ディスプレイでは、上記画像は、明瞭な動画像として観察される。一方、上記ＬＣＤは、基本的に、画像ディスプレイにおいて特性を有する時間軸において、ＣＲＴと異なる。すなわち、動画像がＬＣＤ上に表示される場合、画像をぼかすことのような画像の劣化が生じる。このぼけ現象の主要因は、上記画像が、例えば、６０Ｈｚの離散ステップにおいて書き換えられるとしても、観察者が上記動画像の動いているものを目で追うことに起因する（観察者の眼球運動が目で追う動作である場合）。眼球は、たとえ動いているものが「ホールド型」の方法において離散的に表示されるとしても、この動いているものをスムーズに目で追おうとする特性を有している。
【００３７】
上記「ホールド型ディスプレイ」では、上記動画像の１つのフレームに表示された画像は、１つのフレーム周期の間保持され、この周期の間、静止画像として、上記観察者に提示される。従って、上記観察者の眼球が上記動いているものをスムーズに目で追ったとしても、上記表示された画像は、１つのフレーム周期の間静止している。従って、シフトされた画像が、上記観察者の網膜上で動いているものの速度に応じて表示される。これに応じて、上記観察者には、目による積分効果のために、上記画像がぼけているように見える。さらに、上記観察者の網膜上に提示された複数の画像の間の変化が、高速度になるので、このような画像では、かえって、よりぼけが生じる。
【００３８】
バックライト付きディスプレイ２０では、バックライト２２は、局部的に制御可能な多数の光源３０を含む。上記バックライトの個々の光源３０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光体およびレンズセットの配置、または、他の好適な発光装置であってもよい。さらに、上記バックライトは、１以上の冷陰極放射管のような、独自に制御可能な一組の光源を含んでもよい。上記発光ダイオードは、「白」および／または着色発光ダイオードであってもよい。バックライトアレイ２２の個々の光源３０は、他の光源によって出力された光の輝度レベルに無関係な輝度レベルに光を出力するように独自に制御可能であるため、任意の好適な信号に対応して、光源を変調できる。同様に、膜または材料が、上記バックライト上において重なり合っており、空間的および／または時間的な光変調を達成できる。図２に関して、アレイ２２の（ＬＥＤで示した）光源３０は、典型的には、長方形のアレイの、例えば（大括弧によって示した）行５０Ａおよび行５０Ｂのような行、および、（大括弧によって示した）例えば列５２Ａおよび列５２Ｂのような列に配置されている。上記バックライトの光源３０の出力は、バックライトドライバ５３によって制御されている。光源３０は、光源ドライバ５４によって駆動され、光源ドライバ５４は、列選択トランジスタ５５を作動させて素子５２ａまたは素子５２ｂの列を選択して、この選択された列の選択光源３０をグランド５６に接続することによって、これらの素子に動力を供給する。表示される画像の画素のデジタル値を処理するデータ処理ユニット５８は、光ドライバ５４に信号を供給し、表示された画素に応じて適切な光源３０を選択し、上記光源の適切なレベルの照度を形成する電力レベルによって、上記光源を駆動する。
【００３９】
図３は、液晶パネル内の典型的なデータ経路を示す図である。ビデオデータ１００は、例えば、テレビ放送、インターネット接続、ファイルサーバ、デジタルビデオディスク、コンピュータ、ビデオオンデマンド、または、放送のような、任意の好適な源から供給される。ビデオデータ１００は、上記ビデオデータを上記ディスプレイ上に表示するための好適なフォーマットに変換されるように、スキャニングおよびタイミングジェネレータ１０２に供給される。多くの場合、各データ線は、フレームバッファ１０６と組み合わされたオーバードライブ回路１０４に接続されており、上記ディスプレイの低時間応答性を補うようになっている。必要に応じて、オーバードライブ回路１０４は実際にはアナログ回路であってもよい。オーバードライブ回路１０４からの信号は、好ましくは、データドライバ１０８における電圧値に変換される。上記電圧値は、上位ディスプレイの個々のデータ電極への出力である。ジェネレータ１０２は、同様に、ゲートドライバ１１０にクロック信号を供給し、それによって、一度に１つの行を選択し、上記ディスプレイの各画素のための蓄積コンデンサ上に、データ電極上の電圧データを記憶する。さらに、ジェネレータ１０２は、バックライト制御信号１１２を供給し、上記バックライトからの照明のレベル、および／または、空間的に非均一なバックライトの場合に（例えば、上記ディスプレイの異なる領域の、画像内容および／または空間的差異に基づいて）提供される、光の色または色のバランスを制御する。
【００４０】
オーバードライブ回路１０４を用いることによって、動きぼけは低減される傾向にあるが、フレーム時間の間に、画像が静止して止まっている場合に、動きを追っている目の画像ぼけ現象は、動きぼけと受け取られている網膜上の相対的な動きを依然として生じさせる。この動きぼけと受け取られているぼけを低減させるための１つの技術は、画像フレームが表示される時間を減少させることである。図４（ａ）は、上記フレームの一部の間のみ、上記バックライトの点灯を行う場合の効果を示す図である。水平軸は、１つのフレーム間の経過時間を表し、垂直軸は、該フレーム間の上記ＬＣＤの標準化された応答を表す。上記バックライトのレベルは、上記フレームの一部の間、０に設定されていることが好ましく、そうでなければ、著しく低減されたレベルに設定されていることが好ましい。上記バックライトの点灯期間は、上記液晶の材料の透過率が目的のレベルに達するか、そうでなければ該目的のレベルに近づいている、上記フレームの終わり頃であることが好ましい。例えば、多数のバックライトの点灯持続期間は、上記フレーム周期の最後の３分の１の間であることが好ましい。その上、上記バックライトをいくつかの方法において変調させることによって、動きぼけと受け取られるぼけは、減少され、より高い変化率において点灯されることによって、さらに減少する。
【００４１】
図４（ｂ）は、ディスプレイの時間的隙間を低減することで動きぼけを低減させる、黒データ挿入技術を示す図である。各フレームは、２つのフィールドに分割され、この場合、第１フィールドはディスプレイデータを含み、第２フィールドは、黒表示駆動される。これに応じて、上記ディスプレイは上記フレームの約半分だけの間、「オン」状態となある。
【００４２】
図５においては、スキャンニングタイミングジェネレータ１７５に、入力フレーム１００が接続されている。スキャンニングタイミングジェネレータ１７５は、１次元参照テーブルのような参照テーブル１８１を用いて、上記入力フレームを２つのフィールド１７７、１７９に変換する。２つのフィールド１７７、１７９は、その後、オーバードライブ回路１８３に供給される。図６において、参照テーブル１８１は、一対の機能の形になりうる。図６（ａ）に示すように、第１フィールド１７７は、入力値と同値に設定され、その一方で、第２フィールド１７９は、０（例えば黒）に設定される。図６（ａ）に示した実施形態は、上記画像への有効な黒ポイント挿入を達成する。結果として、この技術によっては、明るさが大幅に低減し、高輝度におけるぼけを有することになる。図６（ｂ）に示すように、最大値（例えば２５５）のような所望のレベルに達するまで、第１フィールド１７７は、入力データの２倍に設定され、第２副フィールドは、０のような低値から、最大値（例えば２５５）のような所望のレベルまで増加し始める。図６（ｂ）に示した技術は、高輝度において生じる動きぼけを抑える間に、明るさを図６（ａ）に示した明るさより上に上昇させる。
【００４３】
上記ディスプレイの長方形のバックライト構造を示す図７に関して、上記バックライトは、複数の異なる領域によって構成されうる。例えば、上記バックライトは、約２００画素（例えば５０−４００画素の領域）幅であり、上記ディスプレイの全幅を広げる。約８００画素幅のディスプレイにとって、上記バックライトは、例えば、４つの異なるバックライト領域からなる。多数の発光ダイオードのような他の実施形態では、一般的に、上記バックライトは、ダイオードの１以上の行、および／または、ダイオードの１以上の列、および／または、異なる領域からなる。
【００４４】
従来技術のオーバードライブ（ＯＤ）技術の典型的な一実施構成は、図８に示されている。上記実施構成では、１つのフレームバッファ４００と、１つのオーバードライブモジュール４０２とを要する。上記フレームバッファ４００は、ｎ−１回目の駆動における前ターゲットディスプレイ値ｘｎ−１を記憶する。上記オーバードライブモジュールは、現ターゲットディスプレイ値ｘｎと前ディスプレイ値ｘｎ−１とを入力とし、実際のディスプレイ値ｄｎをターゲットディスプレイ値ｘｎと同値にするような現駆動値ｚｎを導く。
【００４５】
ＬＣＤパネルでは、現ディスプレイ値ｄｎは、現駆動値ｚｎによって決定されるだけでなく、前ディスプレイ値ｄｎ−１によっても決定されることが好ましい。数学的には、ディスプレイ値ｄｎをターゲット値ｎｘに到達させるために、オーバードライブ値ｚｎは、ｄｎをターゲット値Ｘｎにすることによって、方程式（１）から求められる。
【００４６】
ｄｎ＝ｆｄ（ｚｎ，ｄｎ−１）  …（１）
この例では、上記オーバードライブ値ｚｎは、２つの変数、前ディスプレイ値ｄｎ−１と現駆動値ｘｎによって決定され、これらは、以下の関数によって数学的に示されうる。
【００４７】
ｚｎ＝ｆｚ（ｘｎ，ｄｎ−１）  …（２）
方程式（２）は、２種類の変数を示している。ターゲット値とディスプレイ値とは、現駆動値を求めるために用いられる。しかしながら、多くの実施形態では、ディスプレイ値を直接求めることはできない。その代わりに、記載した１フレームバッファ非再帰的オーバードライブ構造により、オーバードライブの度毎に、ディスプレイ値ｄｎは、ターゲット値ｘｎまで駆動される。従って、方程式（２）は、容易に、以下のように簡略化される。
【００４８】
ｚｎ＝ｆｚ（ｘｎ，ｘｎ−１）    （３）
方程式（３）では、変数の一種、つまりターゲット値のみが、現駆動値を求めるために必要とされ、この変数は、直接算出でき、その場合にいかなる計算をする必要もない。結果として、方程式（３）を実施する方が、方程式（２）を実施するよりも容易である。
【００４９】
黒点挿入は、動きぼけを低減する一方、その影響としてのちらつきをもたらす。このちらつきは、リフレッシュ速度を増加させることによって低減されるが、これは、テレビベースのコンテントにとって問題となる。テレビベースのコンテントにとって、リフレッシュ速度を増加させることは、動き補正されたフレーム速度変換を必要とすることである。上記動き補正されたフレーム速度変換は、コンピュータ的に高価であり、さらなる悪影響を招き易い。
【００５０】
人間の動きぼけおよびちらつきの知覚についての集中的研究の結果、黒挿入技術のちらつきは、明るい、低空間周波数の非動き領域において、より可視される傾向にある。さらに、黒挿入技術の動きぼけは、高空間周波数の動き領域において主として可視される傾向にある。人間の可視システムのこれら特徴に基づいて、ビデオ処理技術は、実質的にちらつきを増加させることなく、動きぼけを低減するモーションアダプティブ技術とされるべきである。ビデオ動画像列における各フレームは、多数の領域に分けられ、各該領域のために、連続するフレーム（またはフィールド）において、動き検出が行われる。各領域は、動き領域または非動き領域のどちらかに分類される。上記動き領域に、上記黒データ挿入が適用され、上記動きぼけを低減する一方、上記非動き領域には、ちらつきは低減するため黒データ挿入は適用されない。さらに、時間遷移フレームを用いて、上記黒データ挿入と、非黒データ挿入との間の強度のばらつきを取り除いてもよい。
【００５１】
図９は、モーションアダプティブ黒データ挿入技術を示す図である。入力フレームデータ７００が受信される。入力フレーム７００は、演算量を低減させるために、好ましくはぼかされ、低解像度画像７１０にサブサンプリングされる。低解像度画像７１０における各画素は、入力フレーム７００における１つの領域に相当する。低解像度画像７１０における各画素を、サブサンプリングされた画像バッファ７２０において記憶された前フレームと比較し、動き検出７３０を行う。これら２つの画像の間の差異が、（全範囲の５％のような）閾値よりも大きい場合、この画素は動き画素７４０として分類される。この動き決定工程は、残存画素または選択画素上において行われる。従って、各画素は、動きまたは非動きとして特徴付けられる。このシステムは、必要に応じて、複数の動き度を含む。形態学的拡張操作が動きマップ７４０上において行われ、複数の動き画素に隣接している非動き画素を１つの動き画素に集め、類似した動き特徴を有する動き画素のグループを形成する。上記拡張操作は、低域濾波操作およびその後の閾値型操作に近くなる。上記拡張操作の結果生じたデータは、動きマップバッファ７５０に記憶されうる。動きのない領域または限定された動きの領域は、０によって示され、その一方で、大きな動きを伴う領域は、３によって示される。限定された動きを伴う領域と、大きな動きを伴う領域との間に遷移が行われ、または、この逆の遷移も行われうる。微小な動きから大きな動きへの変化（またはその逆の変化）、上記システムは、その結果生じる画像上に、アーチファクトまたは他の望ましくない現象を避けるために、一対の遷移フレームを用いている。この遷移の間に、動きマップバッファ７５０は、１によって示される（０に向かっているか、または、２に向かっている）「限定された動き」を伴う領域、および、２によって示される（１に向かっているか、または、３に向かっている）「より活発な動き」を伴う領域のような、他のインジケータによる動きの変化のようなものを示す。例えば、非動きから大きな動きへの遷移は、フレームにとって一対のインジケータ１によって、次のフレームにとって一対のインジケータ２によって、次に続くフレームにとって一対のインジケータ３によってなされうる（大きな動きから非動きまでの遷移も同様）。必要に応じて、他のインジケータも同様に用いられ、さらなる遷移フレームとさらなる動き度を示している。任意の決定の種類を用いて、１以上のフレームの間における十分なまたは不十分な動きを含む上記画像の、これらの領域および／またはこれらの画素を決定してもよいことを理解されたい。上記システムは、不十分な動きと十分な動きとを検出し、従って、１つの状態から他の状態へ変化させるために、１以上の遷移フレーム対を用いる。この場合、上記システムは、必ずしも、動きの中間状態を数量化する必要はない。上記システムは、必要に応じて、遷移フレームとともに、または、遷移フレームなしで用いられる、動きの中間レベルを決定できる。上記サブサンプリングされた画像は、次に続くフレームのために、サブサンプリングされた画像バッファ７２０に記憶される。動きマップバッファ７５０内の画像は、入力画像７００の寸法にアップサンプリングされた７６０であってもよい。
【００５２】
参照テーブル７７０を用いて、上記フレームの複数のフィールド（典型的には、１つのフレームに２つのフィールド）のフィールド駆動値（図５参照）を、アップサンプリングされた７６０に基づいて、動きマップバッファ７５０を決定できる。通常、上記アダプティブ黒データ挿入技術は、高度動きのこれらの領域に強黒データ挿入を用いており、低動きのこれらの領域に、より少ないまたは非黒データ挿入を用いていると認められる。一対（またはそれ以上）の参照テーブルを用いて、多数のフィールドの駆動値を、予測される動きに応じて求めてもよい。図１０に関して、参照テーブル７７０の駆動値テーブルに対するいくつかの入力値の、異なるフレームおよび遷移フレームの場合を示している。典型的な技術では、動きマップ値が値０を有する場合、これは非動きを示し、従って、非動き参照テーブル（図１０（ａ）参照）が用いられる。典型的な技術では、動きマップ値が値１を有する場合、これは遷移を示し、別の参照テーブル（図１０（ｂ）参照）が用いられる。典型的な技術では、動きマップ値が値２を有する場合、これは遷移を示し、別の参照テーブル（図１０（ｃ）参照）が用いられる。典型的な技術では、動きマップ値が値３を有する場合、これは大きな動きを示し、従って、大きな動き参照テーブル（図１０（ｄ）参照）が用いられる。
【００５３】
それぞれの参照テーブルは、第１フィールド７８０および第２フィールド７９０に適用される。第１フィールド７８０および第２フィールド７９０の出力は、オーバードライブ８００に供給される。必要に応じて、任意の好適なオーバードライブ技術を用いてもよい。オーバードライブ８００は、第１フィールド７８０と第２フィールド７９０のそれぞれのために、参照テーブル８１０、８２０を含む。第１フィールド７８０のための参照テーブル８１０の出力は、バッファ２ ８３０からの前フィールド（前フレームの第２フィールド）の出力に基づいている。第２フィールド７９０のための参照テーブル８２０の出力は、バッファ１ ８４０からの前フィールド（同フレームの第１フィールド）の出力に基づいている。第１フィールド７８０（バッファ２８３０からの入力）の前フレーム状態は、液晶ディスプレイ８５０のモデル、前フレームの第２フィールド７９０、および、参照テーブル８２０の出力に基づいて決定される。第２フィールド７９０（バッファ１８４０からの入力）のための前フレーム状態は、液晶ディスプレイ８６０のモデル、前フィールドの第１フィールド７８０、および、参照テーブル８１０の出力に基づいて決定される。これに応じて、上記前フィールドが、オーバードライブスキームにおいて用いられうる。図１１は、図１０に示した上記ドライブスキームによって一般的に生じる波形を示している。
【００５４】
同様に、類似技術を、上記画像の領域の低空間周波数および高空間周波数のような空間周波数に基づいて、上記オーバードライブシステムに適用してもよい。さらに、類似技術を、上記画像の領域の低光度および高光度のような光度に基づいて上記オーバードライブシステムに適用してもよい。上記ディスプレイのＬＣＤ層に空間修正を加えることによって、適応技術を調整してもよい。同様に、ＬＥＤアレイのような上記バックライトに空間修正を加えることによって、遷移フレームを調整してもよい。さらに、ＬＣＤ層とバックライト層とを組み合わせることによって、上記技術を調整してもよい。
【００５５】
液晶ディスプレイは、偏光子の消光比と液晶材料の不完全性のために、限定されたダイナミックレンジを有している。高度動態画像を表示するために、低解像度発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトシステムを用いて、上記液晶材料内に供給される光を変調する。ＬＥＤとＬＣＤとを組み合わせることによって、非常に高度なダイナミックレンジディスプレイを達成できる。コスト上の理由から、上記ＬＥＤは、通常、上記ＬＣＤよりも、より低度の空間解像度を有している。このより低度の解像度を有する上記ＬＥＤのために、本技術に基づいた高度ダイナミックレンジディスプレイは、高度空間解像度の高度動態パタンを表示できない。しかし、上記高度ダイナミックレンジディスプレイは、非常に明るい画像（＞２０００ｃｄ／ｍ２）および非常に暗い画像（＜０．５ｃｄ／ｍ２）の両方を同時に表示できる。この、高度空間解像度の高度ダイナミックレンジを表示できないことは、重大な問題ではない。なぜなら、人間の目は、局部において、制限されたダイナミックレンジを有し、視覚マスキングによって、人間の目は、高度空間周波数成分である制限されたダイナミックレンジをほとんど知覚することはできないからである。
【００５６】
図１２は、従来技術の、高度空間解像高度ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像を、低度解像発光ダイオード（ＬＥＤ）画像と高解像度液晶ディスプレイ画像とに変換させる技術の１つを示す図である。上記ＨＤＲ画像から輝度が抽出される。その後、この抽出された輝度は低域濾波され、上記ＬＥＤアレイの解像度にサブサンプリングされる。この低域濾波され、サブサンプリングされた画像を処理して、クロストーク現象を低減できる。このクロストークが補正された画像をラスターデコーダに送信して、上記ＨＤＲディスプレイの上記ＬＥＤ層上に表示してもよい。
【００５７】
所望のバックライト画像は、アップサンプリングされたＬＥＤ画像をＬＥＤの点像分布関数によって旋回させて、予測できる。上記ＬＣＤ画像を、予測されたバックライト画像を有するオリジナルＨＤＲ画像を分割することによって生成し、シミュレートされたバックライトを得る。最後に表示された画像は、ＬＥＤバックライト画像と上記ＬＣＤ透過率の生成物であるため、この方法は、オリジナルＨＤＲ画像を再生する。残念ながら、この技術を用いた結果生じる表示画像は、光度が制限された反射ハイライトを有する傾向があり、該反射ハイライトは、空間の広がりにおいて制限されている。これに応じて、多くのＨＤＲ画像は、極めて明るいが同時に空間の広がりが非常に小さな反射ハイライトを含む。これは、上記ディスプレイ上に適切に表されえない。
【００５８】
この低域濾波プロセスは、上記反射ハイライトを不鮮明にするものである。上記反射ハイライトは、対応するＬＥＤがより低値を有するようにしている。もともとは、上記低域濾波プロセスにおいて損なわれた任意の空間詳細は、除算演算において回復できると、考えられていた。このフィルタリングステップにおいて損なわれた任意の詳細は、理論上、除算演算を介した上記ＬＣＤ画像において回復することが可能であるが、上記ＬＣＤは、その制限されたレンジ（その透過率は１を超えない）のために、明るい反射ハイライトを回復できないことが分かる。従って、上記ＨＤＲがハイライトをもたらす表示を可能であるが、反射ハイライトは、最後のディスプレイ画像において損なわれることになる。
【００５９】
同様に、上記低域濾波処理は、極端に明るくない、または、極端に暗くない、上記画像の領域においては、良好に作用すると判断される。これに応じて、他の基準を用いて、上記低域濾波が例外的に有効でない領域を明らかにできる。このシステムは、ＬＥＤ画像を得るために、低域濾波された画像を用いることに加えて、最大値画像（または、有意義な値が存在する領域と組み合わされたいくつかの値）も用いる。上記最大画像は、ＬＣＤの最大透過率によって分割された上記ＨＤＲ画像における局部最大値である。最終ＬＥＤ画像は、より大きな、低域濾波された画像および上記最大値画像になるように選択される。
【００６０】
さらに、上記ＬＥＤ点像分布関数（ＰＳＦ）が広範囲に及ぶために、結果として、上記画像の潜在コントラスト比が減少し、上記ディスプレイの電力消費は、最小化されないことになる。上記コントラスト比を改善するために、反復アプローチを用いて、上記ＬＥＤ駆動値を求め、上記バックライト画像における高コントラストを達成する。その結果生じる高コントラストのバックライト画像は、上記高解像度ＬＣＤ画像と組み合わされて、より高度のダイナミック画像表示を生成し、表示される上記ＬＥＤバックライトの電力消費を低減する。
【００６１】
さらなる研究によると、動画像は、予測される以上にちらつきがちである。つまり、ディスプレイ出力がばらつきがちである。上記ディスプレイの特定の配置、すなわちＬＥＤアレイと組み合わされたＬＣＤを考慮した後、上位ＬＣＤ層の時間応答は、ちらつきの生じ方において、ＬＥＤアレイと異なることが判別した。通常、上記ＬＥＤは、上記ＬＣＤ層よりも、非常に速い時間応答を有している。さらに、ちらつきを生じさせるこれらのエラーは、点像分布関数の近似値における不正確さに起因し、これは、ディスプレイ毎に、および、ＬＥＤ毎に異なる。さらに、上記ＬＥＤアレイのコース特性は、結果として、上記ＬＥＤ値のコース選択になりがちであり、通常、オン状態であるか、オフ状態である。上記ディスプレイ上のちらつきを低減させるために、時間低域濾波が用いられ、近似ＬＥＤに対して選択された値へのfinner制御も用いられる。さらに、ガンマ補正を用いて、ＬＥＤ駆動回路に特有の量子化誤差を算出してもよい。
【００６２】
図１は、ＬＣＤのバックライトとしてＬＥＤ層を有するＨＤＲディスプレイを示す図である。ＬＥＤアレイからの光は、拡散層を通過し、上記ＬＣＤを照射する。上記バックライト画像を、以下に示す。
【００６３】
ｂｌ（ｘ，ｙ）＝ＬＥＤ（ｉ，ｊ）＊ｐｓｆ（ｘ，ｙ）  …（４）
この場合、ＬＥＤ（ｉ，ｊ）は、各ＬＥＤのＬＥＤ出力レベルであり、ｐｓｆ（ｘ，ｙ）は、上記拡散層の点像分布関数である。＊は、畳み込み処理を表す。上記バックライト画像は、上記ＬＣＤによってさらに変調される。
【００６４】
表示された画像は、ＬＥＤバックライトとＬＣＤ：ＴＬＣＤ（ｘ，ｙ）透過率との生成物である。
【００６５】
ｉｍｇ（ｘ，ｙ）＝ｂｌ（ｘ、ｙ）ＴＬＣＤ（ｘ，ｙ）
＝（ｌｅｄ（ｉ，ｊ）＊ｐｓｆ（ｘ，ｙ））ＴＬＣＤ（ｘ，ｙ）  …（５）
上記ＬＥＤとＬＣＤを組み合わせることによって、ディスプレイのダイナミックレンジは、ＬＥＤとＬＣＤとのダイナミックレンジの生成物になる。簡略化するために、規格化したＬＣＤ出力と規格化したＬＥＤ出力とを用いて表記する。これらの出力は、０と１との間に限定されている。
【００６６】
図１３は、ＨＤＲ画像９００を、低解像度ＬＥＤ画像９０２と高解像度ＬＣＤ画像９０４とに変換させる典型的な技術を示す図である。上記ＬＥＤの解像度は、０から１の範囲を有するｍ×ｎ画素であり、０の場合は黒であり、１の場合は最大透過率を示す。上記ＬＥＤ解像度は、Ｍ×Ｎ（Ｍ＜ｍ、Ｎ＜ｎ）である。簡略化するために、上記ＨＤＲ画像は、ＬＣＤと同一の解像度を有すると仮定している。ＨＤＲ画像が異なる解像度の画像である場合、スケーリングステップとクロッピングステップとが用いられ、上記ＨＤＲ画像をＬＣＤ画像解像度に変換させる。
【００６７】
上記ＨＤＲ画像は、拡散スクリーンの点像分布関数（または他の関数）によって、低域濾波された９０６であり、中間分解能（Ｍ１×Ｎ１）にサブサンプリングされた９０８（ダウンサンプリング）である。中間分解能の一実施例は、２倍のＬＥＤ解像度（２Ｍ×２Ｎ）を有する。このサブサンプリングされた画像の特別解像度を用いて、ビデオの一連のフレームを超えて動くものの結果として生じるちらつきを低減する。上記ＬＥＤマトリクスにおける追加データポイントは、ビデオの画像内に動作が生じた場合に、上記ＬＥＤ値の遷移を円滑にする。これは、隣接ＬＥＤが徐々にその値を増加させるにつれて、１つのＬＥＤは、徐々にその値を減少させることを容易にし、この変動がより突然であった場合に生じた画像のちらつきを低減させる。
【００６８】
同一のＨＤＲ画像９００は、反射パターンの予測寸法をシミュレートするために、５×５のような小フィルタ核によって再び低域濾波される（９１０）。低域濾波された画像９１０は、Ｍ１×Ｎ１の複数のブロックに分けられ、各ブロックは、各ブロックの間の重複部による中間分解能に対応している。つまり、上記ブロック寸法は、（１＋ｋ）＊（ｍ／Ｍ×ｎ／Ｎ）であり、この場合、ｋは重複因数である。各ブロックのために、ブロック最大値（または他の好適な値）を用いて、ＬＥＤｍａｘ画像（Ｍ×Ｎ）９１２を形成する。好ましくは、ｋ＝０．２５を用いる。各画素の位置の最大値を、上記画素の位置、画素の領域、および／または、画素の隣接する領域に基づいて決定するために、任意の好適な技術を用いてもよいことを理解されたい。
【００６９】
これら２つのＬＥＤ画像から、２＊ＬＥＤｌｐおよびＬＥＤｍａｘの大きい方、つまりＬＥＤｌ＝ｍｉｎ（ｍａｘ（ＬＥＤｌｐ＊２，ＬＥＤｍａｘ），１）が、９１４にて選択される。この大きな値によって、上記低域濾波は、上位ディスプレイ上において実際に描画される上記ダイナミックレンジを減少させる傾向にあることが明らかになる。このｍｉｎ演算を用いて、ＬＥＤ値を強制的に０から１にする。さらに、局部最大値を考慮することによって、上記反射ハイライトを保持することができる。非反射ハイライト領域においても同様である。このシステムは上記ＬＥＤｌを上記ＬＥＤｌｐの２倍より少なく設定し、最大ＬＣＤ作動範囲に関して、確実に作動させる。上記ＬＣＤ作動範囲の増加は、必要とされるバックライト光を減少させ、従って、電力需要を低減する。この技術は、高ダイナミックレンジと高空間周波数との両方を有する領域を、より良好に調整する。
【００７０】
ＬＥＤｌは、Ｍ１×Ｎ１の寸法を有し、そのＬＥＤ値は０から１の範囲である。拡散スクリーンのＰＳＦは、通常、より均一なバックライト画像を提供するために間隔を空けている上記ＬＥＤよりも大きく、接近して配置されているＬＥＤ素子間の、相当なクロストークを存在させる傾向にある。図１４は、上記ＬＥＤ間の境目を示す黒線を有する典型的なＬＥＤＰＳＦを示す図である。上記ＰＳＦは、特定のＬＥＤの境目を越えて伸びていることは、明らかである。
【００７１】
拡散スクリーンの上記ＰＳＦのために、任意のＬＥＤは、その全体の隣接ＬＥＤからの影響を受ける。方程式（５）を用いて、所定のＬＥＤ駆動信号の場合の上記バックライトを算出できるが、ターゲットバックライト画像を達成するためのＬＥＤ駆動信号を求めることは、逆問題である。この逆問題は、結果として、不良設定デコンボリューション問題に帰着する。従来では、旋回核が、方程式（６）に示したようなＬＥＤ駆動信号を導くために用いられていた。このクロストーク補正核係数（ｃ１およびｃ２）は負の数であり、隣接するＬＥＤからのクロストークを補正する。
【００７２】
【数１】
2008139871.tif 000003
【００７３】
上記クロストークの補正マトリクスによって、該マトリクスに直接隣接しているマトリクスからのクロストーク現象が低減されるが、その結果求められるバックライト画像は低コントラストのために依然として不正確である。他の問題は、さらに多くのエラーをもたらしうるために切り捨てる必要のある、駆動値範囲以外の値を生成する点である。
【００７４】
上記ＬＣＤ出力は、１以上になり得ないので、ＬＥＤ駆動値は、バックライトがターゲット輝度よりも大きくなるように求められる。つまり、
ｌｅｄ（ｉ，ｊ）：｛ｌｅｄ（ｉ，ｊ）＊ｐｓｆ（ｘ，ｙ）＞Ｉ（ｘ，ｙ）｝…（７）
となる。
【００７５】
このシンタックスは「：」を用いて、波括弧内の関数の所望のＬＥＤ値を達成するための律則を表している。漏出により制限されるコントラスト比（ＣＲ）のために、ＬＣＤ（ｘ，ｙ）は、通常０には達しない。この解は、ターゲット値がＬＣＤ漏出量よりも小さい場合、ＬＥＤ値が低減され暗い輝度を再生することを意味する。
【００７６】
ｌｅｄ（ｉ，ｊ）：｛ｌｅｄ（ｉ，ｊ）＊ｐｄｆ（ｘ，ｙ）＜Ｉ（ｘ，ｙ）・ＣＲ｝
…（８）
他の特徴は、全ＬＥＤ出力が最小化されるか、そうでなければ、低減されるように省力化することにある。
【００７７】
【数２】
2008139871.tif 000004
【００７８】
ちらつきは、少なくとも一部において、上記ＬＣＤと上記ＬＥＤとの間の不一致と結びついている上記ＬＥＤの非定常応答に起因する。上記不一致は、空間的または時間的なものである。上記ＬＥＤグリッドを通過した点の対象としての、全ｌｅｄ出力のばらつきを減少させることによって、ちらつきを低減できる。
【００７９】
【数３】
2008139871.tif 000005
【００８０】
この場合、ｘ０とｙ０とは、上記ＬＥＤの中心からの距離である。上記ちらつきは、一時的なＩＩＲフィルタリングによって、さらに低減される。方程式（７）と（１０）とを組み合わせた効率方程式（１１）を以下に示す。
【００８１】
【数４】
2008139871.tif 000006
【００８２】
図１５は、ＬＥＤ値９１６を、条件付き最適化プロセスを用いて求める技術を示す図である。ターゲットＬＥＤ画像Ｉ（Ｍ１×Ｎ１）を、まずＭＮ２＝Ｍ１×Ｎ１の寸法の列ベクトルに変換する。方程式（４）をマトリクス型に変換してもよい。
【００８３】
【数５】
2008139871.tif 000007
【００８４】
この場合、ＬＥＤは、ベクトル形式の駆動値である。ＭＮは、Ｍ＊Ｎに等しいＬＥＤの総数である。上記バックライトは、ＭＮ×ＭＮ２（この場合、ＭＮ２≧ＭＮ）の寸法のクロストークマトリクスを有するＬＥＤベクトルのマトリックス乗算である。クロストークマトリクスｐｓｆｉ，ｊは、ｉ番目のＬＥＤからｊ番目のバックライト位置までのクロストーク係数であり、これは、測定されたＰＳＦ関数から求めることが出来る。
【００８５】
上記ＬＥＤ画像９１８を求める技術は、βＰｇの最初の推測から始まり、その後、公式ｆｋ＋１＝ｆｋ＋βＰ（ｇ−ＨＦｋ）に基づいて、それに続く各ＬＥＤ駆動値を求める。この場合、Ｈは、方程式（１２）に示したようなクロストークマトリクスである。ｇはベクトル形式のターゲットＬＥＤであり、ＰはＭＮ×ＭＮ２（１はＬＥＤ配置であり、０は他の配置）の寸法のマスキングマトリクスである。上記ＬＥＤ駆動値が０と１との間に限定されているので、該駆動値は、０と１との間に切り捨てられる。新たに求められたＬＥＤ値は、前ＬＥＤ値と比較され、その変化率が算出される。上記変化率が閾値よりも大きい場合、上記変化率が上記閾値よりも小さくなるまで、または、最大反復値を超えるまで、このプロセスは繰り返される。
【００８６】
上記ＬＥＤ出力は上記駆動値に関して非線形であり、該駆動値は整数であるので、逆ガンマ補正および逆ガンマ定量化が機能し、上記ＬＥＤ駆動値が決定される。図１６は、上記ＬＥＤの逆ガンマ補正９０２のプロセスを示す図である。この定量化された駆動値が、再びガンマ補正される。これは、上記ＬＥＤ駆動回路９２０への実際のＬＥＤ出力である。
【００８７】
次のステップは、上記ＬＥＤからバックライト画像９２２を予測することである。ＬＥＤ画像９０２は、ガンマ補正された９２４であり、ＬＣＤ解像度（ｍ×ｎ）９２６にアップサンプリングされ、拡散スクリーン９２８のＰＳＦによって旋回されている。
【００８８】
ＬＣＤ透過率９３０は、次のように示される。
【００８９】
ＴＬＣＤ（ｘ，ｙ）＝ｉｍｇ（ｘ，ｙ）／ｂｌ（ｘ，ｙ）
再び、図１７のような逆ガンマ補正が機能し、上記ＬＣＤの非線形応答が補正され、ＬＣＤ駆動回路９３２に供給される。
【００９０】
ちらつき現象を低減するために、一時的低域濾波９１８を用いて、突然の一時的ばらつきを均一化する。
【００９１】
【数６】
2008139871.tif 000008
【００９２】
この場合、方程式（７）の条件を満たすために、ｋｕｐはｋｄｏｗｎよりも高値に選択されている。通常、ｋｕｐは０．５であり、ｋｄｏｗｎは０．２５である。従って、上記ＬＥＤバックライトは、多重フレームを抑制し、１つの値から他の値へ１以上増加させて変動させる。例えば、上記バックライトは、０から２００へ変動する。従って、第１フレームでは０であり、第２フレームでは１００であり、第３フレームでは２００である。上記ＬＥＤは、低下するよりも、上昇する方が、より高速になることが好ましい。
【００９３】
本明細書内に引用した全参考文献を参照することにより、本願の一部とする。
【００９４】
以上に説明した明細書において用いた用語および表現は、説明の用語として用いているのであって、限定の意味で用いたのではない。上記用語および表現の使用について、本明細書に記載し説明した特徴、または、その一部に相当するものを排除することを意図するものではない。本発明の範囲は、請求項の範囲によってのみ、定義され、限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】（ａ）はＬＥＤバックライトを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を示す図であり、（ｂ）はＣＣＦＬバックライトを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を示す図である。
【図２】バックライトの複数の光源素子の照度を変調するための典型的なドライバを示す図である。
【図３】典型的なＬＣＤシステム配置を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、典型的なフラッシングバックライトスキームを示す図である。
【図５】アダプティブ黒データ挿入技術を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、移転フィールド機能を示す図である。
【図７】典型的にセグメント化されたバックライトを示す図である。
【図８】従来技術の１フレームバッファオーバードライブを示す図である。
【図９】モーションアダプティブ黒データ挿入を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、フィールド駆動値の参照テーブルを示す図である。
【図１１】図１０の波形を示す図である。
【図１２】画像処理技術を示す図である。
【図１３】ＬＥＤ駆動値およびＬＣＤ駆動値の求め方を示す図である。
【図１４】ＬＥＤＰＳＦを示す図である。
【図１５】ＬＥＤ信号を求める他の技術を示す図である。
【図１６】ＬＥＤの逆ガンマ補正を示す図である。
【図１７】ＬＣＤの逆ガンマ補正を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
２０    バックライト付きディスプレイ
２２    バックライト
２４    拡散器
２６    ライトバルブ
２８    パネル
３０    光源（照明素子）
３６    画素
【図１】
2008139871.tif 000009
【図２】
2008139871.tif 000010
【図３】
2008139871.tif 000011
【図４】
2008139871.tif 000012
【図５】
2008139871.tif 000013
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１４】
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