(57)【要約】      （修正有）【課題】フィールドシーケンシャルカラーディスプレイ装置の輝度を向上させる。【解決手段】第１及び第２の光源を有するディスプレイ装置上に画像を表示するための方法及びシステムが提供される。ディスプレイ装置にはビデオ信号が供給される。ビデオ信号は、複数のフレームを含み、各フレームは、それぞれ第１及び第２の光源に対応する第１及び第２のサブフレームを含む。第１の光源は、複数のフレームの各々の第１のサブフレームの間に第１の持続時間で動作される。第２の光源は、複数のフレームの各々の第２のサブフレームの間に第２の持続時間で動作される。第２の持続時間は、第１の持続時間とは異なる。【選択図】図１
2009186985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光源（４８、５０）を有するディスプレイ装置（１０）上に画像を表示するための方法であって、
前記それぞれ第１及び第２の光源（４８、５０）に対応する第１及び第２のサブフレーム（５８、６０）を各々が有する複数のフレーム（５６）を備えたビデオ信号を前記ディスプレイ装置（１０）に供給する段階と、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第１のサブフレーム（５８）の間の第１の持続時間で前記第１の光源（４８）を動作する段階と、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第２のサブフレーム（６０）の間の前記第１の持続時間と異なる第２の持続時間で前記第２の光源（５０）を動作する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
第１、第２及び第３の発光体（４８、５０、５２）とイメージング装置（１２）とを有するディスプレイ装置（１０）上に画像を表示するための方法であって、
前記それぞれ第１、第２の、及び第３の発光体（４８、５０、５２）に対応する第１、第２、及び第３のサブフレーム（５８、６０、６２）を各々が有する複数のフレーム（５６）を備えたビデオ信号を前記ディスプレイ装置（１０）に供給する段階と、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第１のサブフレーム（５８）の間に第１の持続時間で前記第１の発光体（４８）を動作する段階と、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第２のサブフレーム（６０）の間に前記第１の持続時間と異なる第２の持続時間で前記第２の発光体（５０）を動作する段階と、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第３のサブフレーム（６２）の間に前記第１及び第２の持続時間と異なる第３の持続時間で前記第３の発光体（５２）を動作する段階と、
前記イメージング装置（１２）を用いて前記それぞれ第１、第２、及び第３の持続時間の間に前記第１、第２、及び第３の発光体（４８、５０、５２）から放出される前記光で画像を生成する段階と、
を含む方法。
【請求項３】
第１及び第２の発光体（４８、５０）を含むバックライト（１４）と、
前記バックライト（１４）に結合されて、前記第１及び第２の発光体（４８、５０）から放出される光で画像を生成するように構成された画像発生源（１２）と、
前記バックライト（１４）及び前記画像発生源（１２）に結合された制御装置（１６）と、
を備え、
前記制御装置（１６）が、
前記バックライト（１４）のそれぞれ第１及び第２の発光体（４８、５０）に対応する第１及び第２のサブフレーム（５８、６０）を各々が含む複数のフレーム（５６）を有するビデオ信号を前記バックライト（１４）及び前記画像発生源（１２）に供給し、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第１のサブフレーム（５８）の間に第１の持続時間で前記第１の発光体（４８）を動作し、
前記複数のフレーム（５６）の各々の第２のサブフレーム（６０）の間に前記第１の持続時間と異なる第２の持続時間で前記第２の発光体（５０）を動作する、
ように構成されているディスプレイ装置システム（１０）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ディスプレイ装置に関し、更に詳細には、フィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）ディスプレイ装置の性能を改善するための方法及びシステムに関する。
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び他のフラットパネルディスプレイ装置は、航空機のような移動体のオペレータに情報を表示するための機構としてますます一般的になっている。この理由の１つは、昼間飛行のような周辺光が明るい状況でもユーザが容易に見ることができる極めて明るく且つ鮮明な画像をＬＣＤが提供できるためである。
【０００３】
従来のアクティブマトリクス（ＡＭ）ＬＣＤは、カラーフィルタのアレイと共に、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光体の３つの異なる色（例えば、赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ））からフルカラーを生成するのにピクセルの空間平均化を利用する。しかしながら、利用可能なバックライト電力の約２／３がカラーフィルタアレイにより吸収されることが多く、これは電力効率を著しく低下させる。この電力効率の損失により、高いディスプレイ輝度を必要とする用途の従来のＬＣＤディスプレイにおいて熱管理が重要な問題となる。
【０００４】
近年、ＬＣＤ、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）、及びデジタルマイクロミラー（ＤＭＭ）のような、種々の画像発生源で用いるためのフィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）ディスプレイが開発された。ＦＳＣディスプレイは、カラーフィルタを使用しないが、バックライトにおけるＲＧＢ発光体のシーケンシャルな切り換えと連動して、ディスプレイの各ピクセルへのシーケンシャルな書き込みによりフルカラーを生成する。フルカラーは、各ピクセルのＲＧＢ発光を時間的に平均することにより各ピクセルで生成される。カラーフィルタを必要としないので、電力消費が大幅に低減され、これによって高輝度用途におけるディスプレイのアクティブ冷却の必要性が排除されることが多い。また、複数のピクセルを組み合わせて用いるのではなく、各個々のピクセルでフルカラーを生成することができるため、ディスプレイ解像度は従来のＬＣＤと比較すると事実上３倍になる。
【０００５】
しかしながら、ＦＳＣ  ＬＣＤのようなＦＳＣディスプレイには、輝度の最大化及び画質に悪影響を及ぼす色割れが生じる傾向に関して幾つかの限界が依然としてある。従来のＦＳＣ  ＬＣＤでは、各ビデオフレームは３つの等しいサブフレームに細分され、各サブフレームがＲＧＢデータの１つでディスプレイをリフレッシュするようにする。従って、従来のＲＧＢピクセルＬＣＤで用いられる６０ヘルツ（Ｈｚ）ビデオリフレッシュレートは、ＦＳＣ  ＬＣＤでは１８０Ｈｚリフレッシュレートになる。ＲＧＢ  ＬＥＤバックライトの動作は、ＦＳＣ  ＬＣＤに対するＲＧＢデータ書き込みと同期され、１つのサブフレームから次のサブフレームへの意図しない色混合を避けるために、ＲＧＢ発光体のデューティサイクルがサブフレーム周期よりも遥かに小さくなるようにする必要がある。ＲＧＢ発光体は、ディスプレイ内の横列全てがアドレス指定されて、ピクセルが要求された状態に切り替えられて初めて「オン」作動され、これによって、ＬＥＤ発光体のデューティサイクルは、例えば、サブフレーム時間の２０％程度の低さまで低減される。その結果、所与のＲＧＢバックライトを用いた達成可能な最大ディスプレイ輝度が減少することになる。更に、ＦＳＣ  ＬＣＤの色割れを低減するために、リフレッシュレートは、例えば２４０Ｈｚまで増大することが多く、バックライトのＲＧＢ発光体のデューティサイクル、従って最大達成可能ディスプレイ輝度が更に制限される。
【０００６】
これに応じて、ディスプレイ輝度及び電力効率を高め且つ色割れを低減するようなＦＳＣディスプレイ装置の性能を改善するための方法及びシステムを提供することが望ましい。更に、本発明の他の望ましい機能及び特徴は、添付図面及び本発明のこの背景技術を参照しながら以下の詳細な説明及び添付の請求項から明らかになるであろう。
【発明の開示】
【０００７】
第１及び第２の光源を有するディスプレイ装置上に画像を表示するための方法が提供される。ディスプレイ装置にビデオ信号が供給される。ビデオ信号は、複数のフレームを含み、各フレームは、それぞれ第１及び第２の光源に対応する第１及び第２のサブフレームを含む。第１の光源は、複数のフレームの各々の第１のサブフレームの間に第１の持続時間で動作される。第２の光源は、複数のフレームの各々の第２のサブフレームの間に第２の持続時間で動作される。第２の持続時間は第１の持続時間とは異なる。
【０００８】
第１、第２、及び第３の発光体とイメージング装置とを有するディスプレイ装置上に画像を表示するための方法が提供される。ディスプレイ装置にはビデオ信号が提供される。ビデオ信号は、複数のフレームを含み、各フレームは、それぞれ第１、第２、及び第３の発光体に対応する第１、第２、及び第３のサブフレームを含む。第１の発光体は、複数のフレームの各々の第１のサブフレームの間に第１の持続時間で動作される。第２の発光体は、複数のフレームの各々の第２のサブフレームの間に第２の持続時間で動作される。第２の持続時間は第１の持続時間とは異なる。第３の発光体は、複数のフレームの各々の第３のサブフレームの間に第３の持続時間で動作される。第３の持続時間は、第１及び第２の持続時間とは異なる。画像は、イメージング装置を用いてそれぞれ第１、第２、及び第３の持続時間の間に第１、第２、及び第３の発光体から放出された光で生成される。
【０００９】
ディスプレイ装置システムが提供される。ディスプレイ装置システムは、第１及び第２の発光体を含むバックライトと、バックライトに結合されて、第１及び第２の発光体から放出される光で画像を生成するように構成された画像発生源と、バックライト及び画像発生源に結合された制御装置とを含む。制御装置は、ビデオ信号をバックライト及び画像発生源に供給するように構成される。ビデオ信号は、複数のフレームを含み、各フレームは、バックライトのそれぞれ第１及び第２の発光体に対応する第１及び第２のサブフレームを含む。制御装置は、第１の発光体を複数のフレームの各々の第１のサブフレームの間に第１の持続時間で動作し、第２の発光体を複数のフレームの各々の第２のサブフレームの間に第２の持続時間で動作するように更に構成される。第２の持続時間は第１の持続時間とは異なる。
【発明を実施する最良の形態】
【００１０】
次に、同じ数字が同じ要素を表す添付図面を参照しながら本発明を説明する。
以下の詳細な説明は本質的に単なる例証であり、本発明又は本出願並びに本発明の用途を限定するものではない。更に、上記の技術分野、背景技術、及び発明の開示又は以下の詳細な説明で示されるあらゆる表現又は黙示の理論に縛られることは意図されない。また、図１〜図９は単に例証に過ぎず、縮尺通りに描かれていない場合がある点に留意されたい。
【００１１】
図１〜図９は、第１及び第２の光源（例えば、複数色の発光ダイオード（ＬＥＤ））を有するディスプレイ装置上に画像を表示するための方法及びシステムを示す。ビデオ信号はディスプレイ装置に供給される。ビデオ信号は、複数のフレームを含み、各フレームは、それぞれ第１及び第２の光源に対応する第１及び第２のサブフレームを含む。第１の光源は、複数のフレームの各々の第１のサブフレームの間に第１の持続時間で動作される。第２の光源は、複数のフレームの各々の第２のサブフレームの間に第２の持続時間で動作される。第２の持続時間は第１の持続時間とは異なる。
【００１２】
また、本発明の例示的な実施形態は、ＦＳＣ  ＬＣＤモジュールに結合されたＦＳＣバックライトを含むディスプレイを提供する。更に、バックライトシステム制御装置は、赤色、緑色、及び青色発光体についての明るさデータと、ＦＳＣバックライト動作をＦＳＣ  ＬＣＤ動作と同期させるビデオタイミング信号とを受け取って処理する。更に、バックライトシステム制御装置は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディスクリートロジック、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、或いはこれらの組み合わせを含む、複数のデジタル制御装置を用いて実施することができる。
【００１３】
図１は、本発明の１つの実施形態によるフィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）ディスプレイシステム１０を概略的に示す。ＦＳＣシステム１０は、液体結晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル１２、ＦＳＣバックライト１４、ＬＣＤシステム制御装置１６、バックライトサブシステム制御装置１８、バックライト電力制御装置２０、及び電力供給装置２２を含む。
【００１４】
ＬＣＤパネル１２は、ＬＣＤシステム制御装置１６及び電力供給装置２２と動作可能に通信する。図２は、本発明の１つの実施形態によるＬＣＤパネル１２の一部を示す。ＬＣＤパネル１２は、１つの実施形態では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤパネルであり、下側基板２４、上側基板２６、液晶層２８、及び偏光板３０を含む。当業者には理解されるように、下側基板２４はガラス製であり、その上に複数のＴＦＴトランジスタ３２を形成させ、該ＴＦＴトランジスタは、複数の横列の電極を含む複数のゲート電極３４（すなわち、横列線）と、複数の縦列の電極を含むソース電極３６（すなわち、縦列線）とを有し、それぞれの横列及び縦列のトランジスタ３２を相互接続することができる。ゲート及びソース電極３４及び３６は、一般的に理解されるように、下側基板２４を複数の表示ピクセル３８に分割する。上側基板２６もまたガラス製であり、その下側部分に共通電極４０を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、ＬＣＤパネル１２は、カラーフィルタアレイ層を含まない点に留意されたい。共通電極４０は、実質的に上側基板２６を横断して延びることができる。液晶層２８は、下側基板２４と上側基板２８との間に位置付けることができ、ＦＳＣ  ＬＣＤディスプレイに用いるのに好適な液晶材料を含む。図示のように、ＬＣＤパネル１２は、２つの偏光板３０を含み、その１つが下側基板２４の下に位置付けられ、もう１つが上側基板２６の上に位置付けられる。図示していないが、偏光板３０は、ＬＣＤパネルがノーマリホワイトモードで動作されるような向きにすることができる。
【００１５】
再び図１を参照すると、バックライト１４は、ＬＣＤパネル１２に近接して配置され、バックライト電力制御装置２０と動作可能に通信する。図３は、バックライト１４を極めて詳細に示している。１つの実施形態では、バックライト１４は、ＬＥＤ（例えばＲＧＢ  ＬＥＤ）４６のアレイが取付られた支持基板４４を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルである。１つの実施形態では、ＬＥＤ４６は、赤色ＬＥＤ４８の横列、緑色ＬＥＤ５０横列、及び青色ＬＥＤ５２横列を含む。図３に示すＬＥＤ４６は、合計１０８のＬＥＤが１２ｘ９アレイで配列されているが、バックライト１４は、これより少ないか、又は１０００を超えるようなかなりより多くのＬＥＤを含むことができる点は理解されたい。一般に理解されるように、赤色ＬＥＤ４８は、例えば、４３０から４８０テラヘルツ（ＴＨｚ）の間の周波数（又は周波数帯域）で赤色光を発する。緑色ＬＥＤ５０は、例えば、５４０から６１０ＴＨｚの間の周波数で光を発する。青色ＬＥＤ５２は、例えば、６１０から６７０ＴＨｚの間の周波数で光を発する。ＬＥＤ４６の正確な性能特性又は放射特性（例えば周波数、明るさ、放出角度、その他）、従って、全体としてのバックライト１４は、ＬＥＤ４６の製造業者に応じて、並びに単一の製造業者がもたらす製造ばらつきに応じて変わる可能性があることは当業者には理解されるであろう。但し、これらの性能特性のばらつきは、当技術分野で公知の技術（例えば光学試験）を用いて求めることができる。よって、ＬＥＤの放射特性の差違は、以下に記載するようにディスプレイシステム性能を最適化する際に用いることができる。
【００１６】
再度図１を参照すると、ＬＣＤシステム制御装置１６、バックライトサブシステム制御装置１８、バックライト電力制御装置２０、及び電力供給装置２２は、図示のように動作可能に通信され、及び／又は電気的に接続される。１つの実施形態では、制御装置１６、１８、及び２０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディスクリートロジック、マイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）のような種々の回路構成及び／又は集積回路を含む電子構成部品、及び／又は以下に記載する方法及びプロセスを個別に又は共同して行うように回路により実施されるコンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶された命令とを含む。従って、ＬＣＤシステム制御装置１６、バックライトサブシステム制御装置１８、及びバックライト電力制御装置２０は、処理又は制御システムを共同で形成することができる。
【００１７】
動作中、ＬＣＤシステム制御装置１６は、ビデオデータ又はビデオ信号を色及び明るさの形式でＬＣＤパネル１２に供給する。１つの実施形態では、ＦＳＣディスプレイの動作によれば、ビデオデータは、各フレームが複数の（例えば、３つの）サブフレームを含み、各々が特定の色（例えば、赤色、緑色、又は青色）にのみ対応するシーケンシャルフレーム（完全又は部分的なビデオフレーム）に供給される。例えば、第１のサブフレームは、各表示ピクセル３８（図２）に対して赤色データのみを含み、第２のサブフレームは、各表示ピクセル３８に対して緑色データのみを含み、第３のサブフレームは、各表示ピクセル３８に対して青色データのみを含む。３つの順次的に適用されたビデオサブフレームは、見る人の眼５４により時間的に平均され、ＬＣＤパネル１２上の各表示ピクセル３８に対して赤色、緑色、及び青色の適切な混合をもたらす。
【００１８】
ＬＣＤシステム制御装置１６は、バックライトサブシステム制御装置１８に同期信号を供給し、ＬＣＤシステム制御装置１６により供給される赤色ビデオサブフレームが赤色ＬＥＤ４８（図３）の起動と確実に同期するようにする。同様に、ＬＣＤシステム制御装置１６は、同期信号をバックライトサブシステム制御装置１８に供給し、ＬＣＤシステム制御装置１６により供給される緑色ビデオサブフレーム及び青色ビデオサブフレームがそれぞれ緑色ＬＥＤ５０及び青色ＬＥＤ５２の起動と確実に同期するようにする。
【００１９】
図２を参照すると、ＬＣＤパネル１２を通過する光の量を制御するために時間的に変化する電圧が各ピクセル３８にわたって印加され、この時間的に変化する電圧は、液晶層２８に配置された液晶分子が示す運動量（傾斜、捻じれ、その他）を決定付ける。従って、ＬＣＤパネル１２は、情報（例えば、画像、テキスト、記号、その他の形式）が見る人の眼５４に表示されるようにして通過する光を調節する。
【００２０】
ＬＣＤシステム制御装置１６は、画像同期信号をバックライトサブシステム制御装置１８に供給するが、これは、画像同期信号の起始点に応じて、サブフレームレートの１／３で、サブフレームレートで、又はＬＣＤパネル１２とバックライト１４との間での同期動作を確実にする代替レートで行うことができる。例えば、サブフレームレートが１８０Ｈｚであれば、画像同期信号は６０Ｈｚ又は１８０Ｈｚで供給することができる。
【００２１】
図４は、１つの実施形態に従ってＬＣＤパネル１２と共にバックライト１４の動作を時間的に示している。１つのフレームのみが示されているが、動作はフレーム５６に分割され、その各々が、赤色サブフレーム５８、緑色サブフレーム６０、及び青色サブフレーム６２を含む。本発明の１つの態様によれば、サブフレーム５８、６０、及び６２は、非対称時間（すなわち不均等持続時間）を有し、各色のサブフレームに対するフレーム時間は、最適化され一意的に指定される。フレーム５６に対する持続時間は、サブフレーム５８、６０及び６２に対する持続時間の合計に等しく、従来の時間（例えば、６０Ｈｚ動作に対して１６．６６６７ｍｓ）と同様とすることができる。図４に示す実施例では、従来のシステムのサブフレーム時間と比較すると、赤色サブフレーム５８は増大し（例えば６．５５５６ｍｓまで）、緑色サブフレーム６０は増大しており（例えば７．５５５６ｍｓ）、更に、青色サブフレーム６２は減少している（例えば、２．５５５６ｍｓまで）。図４に示すように、サブフレーム５８、６０、及び６２の各々は、不作動部分６４及び作動部分６６を含む。当業者には理解されるように、不作動部分６４の間、バックライト１４上のＬＥＤ４６の何れもが動作せず、ゲート及びソース電極３４及び３６（図２）は、適切な電圧をピクセル３８に印加するように構成される（すなわち「書き込まれる」）。サブフレーム５８、６０、及び６２の各々の作動部分６６の間、ＬＥＤ４６のそれぞれの色（例えば、赤色ＬＥＤ４８、緑色ＬＥＤ５０、又は青色ＬＥＤ５２）が作動されると共に、ピクセル３８は、ＬＥＤ４６により放出される光を選択的に遮断するように適切に構成される。
【００２２】
従って、単一のフレーム５６内では、バックライト１４及びＬＣＤパネル１２の動作は、ピクセル３８を３回（すなわち、ＬＥＤの各色に対して１回）構成する段階と、ＬＣＤパネル１２を通して３回（すなわち、ＬＥＤの各色が１回作動される）発光する段階とを含む。赤色サブフレーム５８の間、ピクセル３８は、不作動部分６４内で赤色光に対して適切に構成され、赤色ＬＥＤ４８は作動部分６６内で動作される。緑色サブフレーム６０の間、ピクセル３８は、不作動部分６４内で緑色光に対して適切に再構成され、緑色ＬＥＤ５０が作動部分６６内で動作される。青色サブフレーム６２の間、ピクセル３８は、再び不作動部分６４内で青色光に対して適切に再構成され、青色ＬＥＤ５２が作動部分６６内で動作される。
【００２３】
図示の実施形態では、各色について（又は各サブフレーム５８、６０、及び６２内）ピクセル３８を構成するのに必要な時間、又は不作動部分６４（すなわち、ＬＣＤデータアドレス時間期間）は、（各色に対して同じアクティブマトリクスＬＣＤを用いることを伴う場合）ほぼ同じである。しかしながら図示のように、サブフレーム５８、６０、及び６２の作動部分６６はかなり異なる。すなわち、ピクセル３８を構成するのに要する時間は、各サブフレーム５８、６０、及び６２でほぼ同じであるが、各色の「オンタイム」は固有である。この非対称性により、サブフレーム５８、６０、及び６２の持続時間が上述のように異なることになる。
【００２４】
各色に対するオンタイム（従って、サブフレーム周期）は、色の各々に必要な輝度及び上述のような個々の発光体の相対的性能特性（すなわち、放射特性の差違）、並びに見る人の眼５４に知覚される異なる色の光に基づいて最適化される。例えば、青色輝度の必要性が低いときには、青色ＬＥＤ５２バックライトデューティサイクル、従って青色サブフレーム６２時間は、緑色サブフレーム６０時間及び赤色サブフレーム５８時間に対して減少される。このデューティサイクル増大（従って、それぞれのサブフレーム時間の増大）により緑色及び赤色ＬＥＤ４８及び５０のオンタイムが増大すると、これらの色に対するディスプレイ輝度が増大する。
【００２５】
１つの利点は、ディスプレイ輝度が、従来のＦＳＣ  ＬＣＤモジュールに比較して３３％増大することができる点である。ディスプレイ輝度を増大することに加えて、この非対称サブフレーム動作により、ＲＧＢ発光体がより効率的に動作し、よってディスプレイ電力消費が低減する条件下でＦＳＣ  ＬＣＤシステムを動作させることもできる。別の利点は、色割れ画像アーチファクトの傾向が少なくなり、これによってディスプレイの画質が向上することである。青色発光体よりも明所視感度が高い緑色及び赤色発光体のデューティサイクルを選択的に増大させることによって、サッカード運動中の緑色−緑色、及び赤色−赤色間の分離が減少し、これにより色割れアーチファクトの傾向が低減される。
【００２６】
図５及び図６は、本発明の別の実施形態によるＬＣＤパネル６８及びバックライト７０を示す。図５及び図６に示す実施形態は、動作の非対称サブフレーム時間モードと併せて独立して制御可能な複数のバックライトゾーンを用いる。バックライトゾーンは、横列走査方向に対し垂直に（すなわち、図２のＬＣＤパネル１２のゲート線３４に平行に）配列される。複数のバックライトゾーンでは、第１のゾーンの背後のＲＧＢバックライトは、ディスプレイ全体がアドレス指定されて応答するまで待機する必要がなく、対応するディスプレイ領域がアドレス指定されて、ＬＣＤピクセルが応答した直後に「オン」にすることができる。その結果、ＲＧＢ発光体のデューティサイクルを増大させることができ、これはディスプレイ輝度を更に増大させる。
【００２７】
ここで図５を参照すると、ＬＣＤパネル６８は、図１及び図２に示すものと同様とすることができ、同様に複数のピクセル７２を含む。しかしながら、ピクセル７２は、上側（又は第１の）セクション（又はゾーン）７４、中央セクション（又は第２のセクション）７６、及び下側（又は第３の）セクション７８に分割される。１つの実施形態では、ＬＣＤパネル６８は、従来のＬＣＤの通りに上部から底部まで走査される。予め設定した数の複数のゾーン又はセクション７４、７６、及び７８は、走査プロセス中に時間境界により定められる。各ゾーンに対するこれらの時間境界では、バックライト動作は、適用されるＬＣＤデータとの色同期を維持するように調節される。
【００２８】
図６に示すように、バックライト７０は、図３に示すものと同様とすることができ、基板８０と該基板８０上のＬＥＤアレイ８２とを含み、赤色ＬＥＤ横列８４、緑色ＬＥＤ横列８６、及び青色ＬＥＤ横列８８で配列される。図５のセクション７４、６６、及び７８と同様に、ＬＥＤ８２は、上側群８８、中央群９０、及び下側群９２に分割され、各群は、以下に記載するように別個に作動される。また、バックライト７０はまた、ＬＥＤ８２からの光が群８８、９０、及び９２の境界を超えないように遮断するデバイダ９４を含む。
【００２９】
動作中、ＬＣＤパネル６８及びバックライト７０は、ＬＣＤパネル６８の上側、中央、及び下側セクション７４、７６、及び７８がバックライト７０のそれぞれ上側、中央、及び下側群８８、９０、及び９２と位置合わせされるように配列される。ＬＣＤパネル６８及びバックライト７０は、図４に示されるものと同様の信号を用いて駆動することができる。しかしながら、ＬＣＤパネル６８の上側セクション７４内のピクセル７２の照明は、中央及び下側セクション７６及び７８のピクセル７２の照明よりも前に行われる。すなわち、赤色サブフレーム５８（図４）では、ＬＣＤパネル６８の上側セクション７４内のピクセル７２が書き込まれて構成されると（すなわち、赤色サブフレーム５８の不作動部分６４の後に）、バックライト１４の上側群８８内の赤色ＬＥＤ８４が作動される（すなわち、赤色サブフレーム５８の作動部分６６）。上側群８８内の赤色ＬＥＤ８４が作動されている間、ＬＣＤパネル６８の中央セクション７６内のピクセル７２が書き込まれ構成される。ＬＣＤパネル６８の中央セクション７６内のピクセル７２が構成された後、バックライトの中央群９０内の赤色ＬＥＤ８４が作動される。
【００３０】
この実施形態で特に関心がもたれることは、ＬＣＤパネル６８の上側セクション７４及びバックライト７０の上側群８８が、他のセクション及び群が赤色サブフレーム５８下で依然として動作している間に、緑色及び青色サブフレーム６０及び６２によって指示されるような動作を継続して実行することである。
【００３１】
図７及び図８は、本発明の別の実施形態によるＬＣＤパネル９６及びバックライト９８をそれぞれ示す。ＬＥＤパネル９６上のピクセルは、明確にするために図示されていない点に留意されたい。図５及び図６に示すものと同様に、図７及び図８の実施形態は、それぞれＬＣＤパネル９６のセクション１０６、１０８、及び１１０に対応する複数の独立して制御可能なバックライトゾーン１００、１０２、及び１０４を用いる。バックライト９８の各ゾーン１００、１０２、及び１０４は、４つの独立して制御可能な領域（又はバックライト部分）１１２、１１４、１１６、及び１１８を含み、その境界が図７及び図８の両方に示される。図示のように、バックライトゾーン１００、１０２、及び１０４の各々の領域１１２、１１４、１１６、及び１１８は、ＬＣＤパネル９６のセクション１０６、１０８、及び１１０の１つと位置合わせすることができる。この実施形態では、図５及び図６に示す実施形態と同様に、バックライトゾーン１００、１０２、及び１０４が、横列走査方向に垂直（すなわち、図２のＬＣＤパネル１２のゲート線３４に平行）に配列される。更に、各ゾーン１００〜１０４内の領域１１２〜１１８の各々のＲ、Ｇ、Ｂ輝度値は、バックライトゾーンがＦＳＣ  ＬＣＤに対して非対称サブフレーム時間の動作モードで走査されるときに個々に制御可能である。
【００３２】
構造に関して、ＬＣＤ９６は、上記の実施形態で用いられたものと同様とすることができる。図５及び図６に示す実施形態と同様に、ゾーン１００〜１０４の数は、横列走査（又はフレームリフレッシュ）プロセス間の時間境界により定められる。各ゾーン１００〜１０４の境界では、バックライト動作は、ＬＣＤデータとの色同期を維持するように調節される。ＬＣＤの種々の領域は、Ｒ、Ｇ、Ｂ輝度を独立して制御した状態でバックライト９８の対応する領域により照明される。実際の動作では、バックライト９８におけるゾーン１００〜１０４の各々の領域１１２〜１１８の各々のＲＧＢ輝度値は、ＬＣＤに提示される画像データから計算される。（画像データにおける）画像の明るい領域に対応するＬＥＤバックライト領域１１２〜１１８は、高輝度レベルに駆動され、画像データにおける暗い領域に対応するＬＥＤバックライト領域１１２〜１１８は、低輝度レベルに駆動される。その結果、低階調ピクセルに対してＬＣＤ軸外光の漏出が劇的に低減され、ディスプレイコントラスト比が広範な視野角にわたって向上する。従って、ディスプレイの画質が改善される。
【００３３】
ＬＥＤバックライト９８の各領域１１２〜１１８に対するＲＧＢ輝度値は、表示される画像データから計算される。本質的には、図８に示すＬＥＤバックライト９８は、ＬＣＤに表示される画像データから計算される駆動電圧を用いて、超低解像度ディスプレイとして駆動することができる（例えば、１２の領域１１２〜１１８の各々が「ピクセル」に対応する）。図７及び図８は、３つのゾーン１００〜１０４及び各ゾーン内に４つの領域１１２〜１１８を備えたディスプレイを示しているが、ディスプレイは、実際にはこれよりも多いか又は少ないゾーンに分離することができ、結果、各ゾーンは、これよりも多いか又は少ない独立して制御可能なバックライト領域に分割することができる。この実施形態の付加的な利点は、ディスプレイ動作中に更に省力化できることである。
【００３４】
他の実施形態では、光源（例えばＬＥＤ）の異なる数及び配置を用いることができる。ＬＥＤの数及び配置は、その大きさ及び形状と共に変えることができる。付加的に、使用されるＬＣＤパネル（又は他の画像発生源）の全体の大きさ及び形状は変わる可能性がある。例えば、実質的に矩形形状のＬＣＤパネルは、長さが３から１５インチの間、幅が１．５から１２インチの間とすることができる。更に、詳細には説明しないが、バックライト電力制御装置２０（又はシステム１０の他の制御構成要素）は、夜間動作のような、低輝度要件の場合にＬＥＤへの電力が低減される「調光」機能を含むことができる。
【００３５】
図９は、本発明の１つの実施形態による、上述のディスプレイシステム１０（図１）を実施することができる航空機のような移動体２００を概略的に示す。移動体２００は、１つの実施形態では、例えば、個人用プロペラ又はジェットエンジン駆動飛行機、商業用ジェット旅客機、又はヘリコプターのような、幾つかの異なる種類の航空機の何れとすることができる。図示の実施形態では、移動体２００は、操縦室２０２（又はコックピット）及び航空電子工学／飛行システム２０４を含む。詳細には図示しないが、移動体２００はまた、一般に理解されるように、操縦室２０２及び航空電子工学／飛行システム２０４が接続されるフレーム又は本体も含む点は理解されたい。また、移動体２００は単に例証に過ぎず、図示の構成要素、システム、及びデータソースの１つ又はそれ以上を用いずに実施できる点に留意されたい。更に、移動体２００は、１つ又はそれ以上の付加的な構成要素、システム、又はデータソースを用いて実施することができる点も理解されるであろう。また、システム１０は、閉鎖コックピットを備えた有人地上車両（例えば戦車又は装甲兵員輸送車）又は高機動多目的装輪車クラスの車両のような開放車両といった航空機以外の移動体で用いることができる点も理解されたい。更に、ディスプレイシステム１０は、ＬＣＤディスプレイを備えるラップトップコンピュータ及び他の同様のモバイルデバイスのようなポータブルコンピュータ装置で用いることができる。
【００３６】
操縦室２０２は、ユーザインタフェース２０６、ディスプレイ装置２０８（例えば、プライマリフライトディスプレイ（ＰＦＤ））、無線通信機２１０、ナビゲーション無線機２１２、及びオーディオ装置２１４を含む。ユーザインタフェース２０６は、ユーザ２１１（例えばパイロット）からの入力を受け取り、ユーザ入力に応答して、航空電子工学／飛行システム２０４に指令信号を供給する。ユーザインタフェース２０６は、操縦制御装置と、限定ではないが、マウス、トラックボール、又はジョイスティック、及び／又はキーボードのようなカーソル制御装置（ＣＣＤ）、１つ又はそれ以上のボタン、スイッチ、又はノブを含む種々の既知のユーザインタフェース装置の何れか１つ又はその組み合わせとを含むことができる。図示の実施形態では、ユーザインタフェース２０６は、ＣＣＤ２１６及びキーボード２１８を含む。ユーザ２１１は、とりわけＣＣＤ２１６を用いて、ディスプレイ装置２０８上のカーソル記号を移動させ、とりわけキーボード２１８を用いてテキストデータを入力することができる。
【００３７】
依然として図１を参照すると、上述のフラットパネルディスプレイシステムを含むことができるディスプレイ装置２０８を用いて、グラフィック、アイコン、及び／又はテキスト形式で種々の画像及びデータを表示し、ユーザ２１１によりユーザインタフェース２０６に供給されたユーザ入力指令に応答してユーザ２１１に視覚フィードバックを供給する。
【００３８】
一般に理解されるように、無線通信機２１０を用いて、航空管制装置及び他の航空機のパイロットなどの移動体２００の外部のエンティティと通信する。ナビゲーション無線機２１２を用いて、グローバルポジショニングサテライト（ＧＰＳ）システム及び自動方向探知機（ＡＤＦ）（以下で説明するように）などの移動体の位置に関する種々の種類の情報を外部ソースから受け取って、ユーザに通信する。オーディオ装置２１４は、１つの実施形態では、操縦室２０２内に取付られたオーディオスピーカーである。
【００３９】
航空電子工学／飛行システム２０４は、滑走路状況認識アドバイザリーシステム（ＲＡＡＳ）２２０、計器着陸システム（ＩＬＳ）２２２、フライトディレクタ２２４、気象データソース２２６、地形回避警告システム（ＴＡＷＳ）２２８、空中衝突回避システム（ＴＣＡＳ）２３０、複数のセンサ２３２（例えば、大気圧センサ、温度計、及び風速センサ）、１つ又はそれ以上の地形データベース２３４、１つ又はそれ以上のナビゲーションデータベース２３６、ナビゲーション及びコントロールシステム（又はナビゲーションコンピュータ）２３８、及びプロセッサ２４０を含む。航空電子工学／飛行システム２０４の種々の構成要素は、データバス２４２（又は航空電子工学バス）を介して動作可能に通信する。図示していないが、ナビゲーション及び制御システム２３８は、飛行管理システム（ＦＮＭＳ）、機上制御ディスプレイユニット（ＣＤＵ）、オートパイロット又は自動誘導システム、多重操縦翼面（例えば、補助翼、昇降舵、及び方向舵）、対気データコンピュータ（ＡＤＣ）、高度計、エアデータシステム（ＡＤＳ）、グローバルポジショニングサテライト（ＧＰＳ）システム、自動方向探知機（ＡＤＦ）、磁石、少なくとも１つのエンジン、及びギア（すなわち、着陸装置）を含むことができる。
【００４０】
プロセッサ２４０は、プログラム命令に応答して動作する多数の公知の汎用マイクロプロセッサ又は特定用途向けプロセッサの何れか１つとすることができる。図示の実施形態では、プロセッサ２４０は、オンボードＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２４４及びオンボードＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２４６を含む。プロセッサ２４０を制御するプログラム命令は、ＲＡＭ２４４及びＲＯＭ２４６の何れか又は両方に記憶することができる。例えば、オペレーティングシステムソフトウェアは、ＲＯＭ２４６に記憶することができ、種々の動作モードのソフトウェアルーチン及び種々の動作パラメータはＲＡＭ２４４に記憶することができる。これは、オペレーティングシステムソフトウェア及びソフトウェアルーチンを記憶するための１つの方式の単なる例証であり、種々の他の記憶方式を実施できる点は理解されるであろう。また、プロセッサ２４０は、単にプログラム可能プロセッサだけでなく、種々の他の回路を用いて実施できることも理解されるであろう。例えば、デジタル論理回路及びアナログ信号処理回路を用いることもできる。
【００４１】
上記の詳細な説明では、少なくとも１つの例示的な実施形態を提示したが、多数の変形形態が存在することは理解されたい。また、１つ又は複数の例示的な実施形態は単なる実施例に過ぎず、本発明の範囲、適用、又は構成をどのようにも限定するものではない点を理解されたい。むしろ、前述の詳細な説明は、１つ又は複数の例示的な実施形態を実施するための好都合なロードマップを当業者に提供することになる。添付の請求の範囲及びその法的な均等物に記載された本発明の範囲を逸脱することなく、要素の機能及び配置において様々な変更を行い得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の１つの実施形態によるフィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）ディスプレイシステムの概略平面図である。
【図２】図１のディスプレイシステム内のＬＣＤパネルの一部の等角断面図である。
【図３】図１のディスプレイシステム内のバックライトの平面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による図１のディスプレイシステムの動作を時間的に示した図である。
【図５】本発明の別の実施形態による液体結晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの平面図である。
【図６】図５のＬＣＤパネルと併せて用いるためのバックライトの平面図である。
【図７】本発明の別の実施形態によるＬＣＤパネルの平面図である。
【図８】図７のＬＣＤパネルと併せて用いるためのバックライトの平面図である。
【図９】図１のディスプレイシステムを実施することができる移動体の概略ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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