JP7650102B2 - ビデオディスプレイ画面のｐｗｍ制御のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、全体として転載される場合と同様に、参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｄｅｉｇｈｔｏｎによって、２０２０年９月２８日に出願され、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＰＷＭ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｃｒｅｅｎ」と題された、米国仮出願第６３／０８４，３５４号に対して優先権を主張する。

（開示の技術分野）
本開示は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）ビデオ画面に関し、より具体的には、画面が、カメラによって視認されるとき、可視アーチファクトを低減させるために、ＬＥＤビデオ画面のＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）リフレッシュサイクルを制御するための方法に関する。

（背景）
ＬＥＤビデオ画面は、ＬＥＤビデオ画面のＬＥＤを制御するために、ドライバチップを使用し得る。これらのドライバチップは、ＰＷＭを使用して、個々のＬＥＤの輝度を調節し得、本場合では、ＬＥＤは、完全にオン（電流が、ＬＥＤを通して駆動され、フル輝度で光を放出する）と完全にオフ（電流は、ＬＥＤを通して駆動されず、光を全く放出しない）との間で切り替えられる。ＬＥＤがオンである時間量対それがオフである時間量の比は、人間の眼またはビデオカメラによって見られ得る、平均輝度を確立する。例えば、ＬＥＤが、時間の５０％にわたってオンであり、時間の５０％にわたってオフであり、本変更の頻度が、知覚可能ではないように十分に速い場合、ＬＥＤは、フル輝度の５０％にあるように現れるであろう。視認者が、人間の眼であるとき、本ＰＷＭの周波数は、眼に、その結果が閃光パルスとしてではなく、調光された一定の光出力として見えるように十分に高くあるように選択されてもよい。

（要約）
第１の実施形態では、ＰＷＭ制御システムは、命令を記憶するように構成される、メモリと、メモリに結合され、メモリ内に記憶される命令を実行するように構成される、プロセッサとを含む。プロセッサは、ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得する。カメラ特性は、カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を含む。プロセッサはまた、ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算する。ＰＷＭタイミング制御は、カメラのシャッタが開かれている周期に基づく、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する。プロセッサはさらに、信号をビデオディスプレイに送信する。信号は、ＰＷＭタイミング制御を含み、カメラのシャッタが開かれている周期の間、ＰＷＭタイミング制御に従って、ビデオディスプレイにビデオディスプレイの輝度を制御させるように構成される。

第２の実施形態では、ビデオディスプレイ内のＰＷＭを制御する方法は、ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得することを含む。カメラ特性は、カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を含む。本方法はまた、ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算することを含む。ＰＷＭタイミング制御は、カメラのシャッタが開かれている周期に基づく、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する。本方法はさらに、信号をビデオディスプレイに送信することを含む。信号は、カメラのシャッタが開かれている周期の間、ＰＷＭタイミング制御に従って、ビデオディスプレイにビデオディスプレイの輝度を制御させるように構成される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
パルス幅変調（ＰＷＭ）制御システムであって、
命令を記憶するように構成される、メモリと、
前記メモリに結合される、プロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得することであって、前記カメラ特性は、前記カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を備える、ことと、
前記ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記ＰＷＭタイミング制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期に基づいて、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する、ことと、
信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記信号は、前記ＰＷＭタイミング制御を含み、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の間、前記ＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの輝度を制御させるように構成される、ことと
を行うために、前記メモリ内に記憶される命令を実行するように構成される、ＰＷＭ制御システム。
（項目２）
前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、
前記プロセッサは、前記カメラのシャッタが閉じられている周期に基づいて、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定する、第２のＰＷＭタイミング制御を計算するために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成され、
前記信号はさらに、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記カメラのシャッタが閉じられている前記周期の間、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させるようにさらに構成される、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目３）
前記信号は、前記ＰＷＭサイクルの開始時間のインジケーションを含む、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目４）
前記ＰＷＭタイミング制御によって規定される前記ＰＷＭサイクル持続時間は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の前記持続時間よりも短い、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目５）
前記信号はさらに、ＰＷＭ調節を含む、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目６）
前記ＰＷＭ調節は、ＰＷＭクロックレートを調節すること、ＰＷＭビット深度を調節すること、前記ビデオディスプレイが前記ＰＷＭサイクルにおいてオフである場合の１つ以上の周期を延長または短縮すること、および前記ＰＷＭサイクルが完了する前にそれを中断することのうちの１つによって、前記ビデオディスプレイに前記ＰＷＭサイクル持続時間を延長または短縮させるように構成される、項目５に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目７）
前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、前記信号は、第１の信号であり、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期は、第１の周期であり、
前記プロセッサは、
前記ビデオディスプレイに関する第２のＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記第２のＰＷＭタイミング制御は、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定し、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間と前記第２のＰＷＭサイクル持続時間との平均値は、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間よりも、前記カメラのシャッタが開かれる前記第１の周期の前記持続時間と厳密に合致する、ことと、
第２の信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記カメラのシャッタが開かれる第２の周期の間、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させるように構成される、ことと
を行うために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目８）
前記カメラ特性はさらに、カメラシャッタタイプを備え、前記プロセッサは、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行し、前記カメラのシャッタタイプに基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御をさらに計算するように構成される、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目９）
前記プロセッサは、前記ＰＷＭサイクル持続時間が、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期と厳密に合致する程度を示すように構成される、ＰＷＭ合致信号を前記ＰＷＭ制御システムのユーザに送信するために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目１０）
前記カメラ特性は、第１のカメラに関連する第１のカメラ特性であり、前記第１のカメラのシャッタが開かれる第１の周期の第１の持続時間を備え、
前記プロセッサは、
前記ビデオディスプレイによって表示される前記画像を捕捉するように構成される、第２のカメラに関連する第２のカメラ特性を取得することであって、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラのシャッタが開かれる第２の周期の第２の持続時間を備える、ことと、
前記第１のカメラ特性および前記第２のカメラ特性の両方に基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することと
を行うために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、項目１に記載のＰＷＭ制御システム。
（項目１１）
ビデオディスプレイ内のパルス幅変調（ＰＷＭ）を制御する方法であって、前記方法は、
制御システムによって、前記ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得することであって、前記カメラ特性は、前記カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を備える、ことと、
前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記ＰＷＭタイミング制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期に基づいて、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する、ことと、
前記制御システムによって、信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記信号は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の間、前記ＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの輝度を制御させるように構成される、ことと
を含む、方法。
（項目１２）
前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、
前記方法は、前記制御システムによって、前記カメラのシャッタが閉じられている周期に基づいて、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定する、第２のＰＷＭタイミング制御を計算することをさらに含み、
前記信号はさらに、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記カメラのシャッタが閉じられている前記周期の間、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させるようにさらに構成される、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記信号は、前記ＰＷＭサイクルの開始時間のインジケーションを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記ＰＷＭタイミング制御によって規定される前記ＰＷＭサイクル持続時間は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の前記持続時間よりも短い、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記信号はさらに、ＰＷＭ調節を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記ＰＷＭ調節は、ＰＷＭクロックレートを調節すること、ＰＷＭビット深度を調節すること、前記ビデオディスプレイが前記ＰＷＭサイクルにおいてオフである場合の１つ以上の周期を延長または短縮すること、および前記ＰＷＭサイクルが完了する前にそれを中断することのうちの１つによって、前記ビデオディスプレイに前記ＰＷＭサイクル持続時間を延長または短縮させるように構成される、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、前記信号は、第１の信号であり、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期は、第１の周期であり、
前記方法は、
前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイに関する第２のＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記第２のＰＷＭタイミング制御は、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定し、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間と前記第２のＰＷＭサイクル持続時間との平均値は、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間よりも、前記カメラのシャッタが開かれる前記第１の周期の前記持続時間と厳密に合致する、ことと、
前記制御システムによって、第２の信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記カメラのシャッタが開かれる第２の周期の間、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させるように構成される、ことと
をさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
前記カメラ特性はさらに、カメラシャッタタイプを備え、前記方法は、前記カメラのシャッタタイプに基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
前記方法は、前記制御システムによって、前記ＰＷＭサイクル持続時間が、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期と厳密に合致する程度を示すように構成される、ＰＷＭ合致信号を前記制御システムのユーザに送信することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目２０）
前記カメラ特性は、第１のカメラに関連する第１のカメラ特性であり、前記第１のカメラのシャッタが開かれる第１の周期の第１の持続時間を備え、
前記方法は、
前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイによって表示される前記画像を捕捉するように構成される、第２のカメラに関連する第２のカメラ特性を取得することであって、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラのシャッタが開かれる第２の周期の第２の持続時間を備える、ことと、
前記制御システムによって、前記第１のカメラ特性および前記第２のカメラ特性の両方に基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することと
をさらに含む、項目１１に記載の方法。

本開示およびその利点のより完全な理解のために、ここで、同様の参照数字が、同様の特徴を示す、付随の図面と併せて解釈される、以下の説明が参照される。

図１は、本開示のある実施形態による、ＰＷＭ制御システムのブロック図である。

図２Ａは、ビデオおよびＰＷＭタイミング信号の実施例である。

図２Ｂは、本開示の実施形態による、ビデオおよびＰＷＭタイミング信号の実施例である。

図３は、本開示のある実施形態による、ＰＷＭ制御システム内で使用するためのコントローラのブロック図である。

図４は、本開示のある実施形態による、ビデオディスプレイ内でＰＷＭを制御する方法のフロー図である。

（詳細な説明）
説明される実施形態は、図において例証され、同様の数字は、種々の図面の同様かつ対応する部分を指すために使用される。

ビデオディスプレイの「視認者」が、ビデオカメラであるとき、例えば、ビデオディスプレイが、ビデオ撮影における背景として使用されることになる画像を提供している、またはスポーツスタジアム内の広告またはメッセージディスプレイ画面等の他の画像を提供している場合、ビデオディスプレイの輝度を制御する際に使用されることになる、ＰＷＭ制御信号を判定する際に、ビデオカメラのフレームレートおよびシャッタ（またはシャッタタイミング）速度を考慮に入れることが望ましくあり得る。すなわち、本開示によるＰＷＭ制御システムは、ビデオディスプレイのＰＷＭ制御を、ビデオディスプレイ上に表示されるものを捕捉している、１つ以上のビデオカメラの１つ以上の動作特性に合致させる。

本明細書で使用されるように、用語「ＰＷＭサイクル」は、オフ（「０」）状態とオン（「１」）状態との間で交互し得る、選定された持続時間のデジタル波形を示し、各状態において消費される時間は、０～１（０と１も含む）の波形のある所望の平均出力値（例えば、０．２５または同等に２５％）を達成するように制御される。用語「ＰＷＭデューティサイクル」は、オンの時間対ＰＷＭサイクルの持続時間の比を示し、したがって、また、ＰＷＭサイクルの間の平均出力値も示す。本明細書で使用されるように、ＰＷＭ制御信号は、２つのタイプのＰＷＭ制御を含んでもよい。第１のタイプのＰＷＭ制御は、ＰＷＭサイクルまたはＰＷＭデューティサイクルに適用され得る、ＰＷＭ調節である。そのようなＰＷＭ調節の一実施例は、ＬＥＤの効率の変化に適応させるために、デューティサイクルを調節することによって、ＬＥＤの動作温度の変化を補償するための制御値である。第２のタイプのＰＷＭ制御は、ＰＷＭサイクルが開始されることになる時間および／またはＰＷＭサイクルの持続時間（またはその間にＰＷＭサイクルが完了する時間周期）等のパラメータを規定し得る、ＰＷＭタイミング制御である。

デジタルビデオおよびフィルムカメラは、典型的には、入射光をセンサの上へ集束させる、レンズの後方に位置する、光感受性センサを有する。そのようなカメラは、典型的には、所望のカメラフレームレートのために構成される。例えば、毎秒２４フレーム（ｆｐｓ）のカメラフレームレートが、映画撮影のために、５０／６０ｆｐｓのカメラフレームレートが、放送用途のために、さらにより高いカメラフレームレートが、スローモーション視覚効果ショットのために使用されてもよい。シャッタ速度は、所望の露光レベルならびに場面内のモーションの所望の出現を達成するために、絞り値、場合によっては、減光（ＮＤ）フィルタ等のレンズ設定と併せて選択される。シャッタ速度はまた、シャッタ角度の観点において説明され得、本場合では、３６０度が、フルフレーム周期に対応し、１８０度が、半フレーム周期に対応する等となる。カメラフレームレートおよびシャッタ速度は、ともに、カメラのシャッタが開かれ、光を感知している時間と、それが閉じられ、いかなる入射光も受光していない時間とを定義する。いくつかの実施形態では、シャッタの開かれた状態および閉じられた状態は、外部のフレーム同期信号と併せて、さらに定義される。カメラのシャッタが開かれている周期はまた、露光時間とも称され得る。

ＬＥＤビデオ画面は、カメラフレームレートの範囲のいずれかを使用して、ビデオカメラによって視認され得、これは、いくつかの実施形態では、２４ｆｐｓ～２５０ｆｐｓの範囲内であり得る。いくつかのシステムでは、ＬＥＤビデオ画面制御システムのＰＷＭ出力は、ビデオカメラのビデオフレームレートと同期される。しかしながら、そのようなシステムが、シャッタタイミングを無視した場合、捕捉された画像内の視覚的なアーチファクトが、依然として、結果としてもたらされ得る。これらのアーチファクトは、ビデオカメラによって捕捉される画像を横断して、黒帯、暗線、明線、縞模様、または輝度における他の変動として顕現し得る。そのようなアーチファクトは、レンズのタイプ、レンズの設定、および／または他のカメラ設定に応じて、多少明白になり得る。アーチファクトはまた、カメラが、（カメラの画像センサ内の全てのピクセルが、同時に露光される）グローバルシャッタまたは（センサの線が、線のピクセルが読み取られるにつれて露光される）ローリングシャッタを使用するかどうかに応じて変動し得る。ＬＥＤビデオ画面のＰＷＭ制御のための改良されたシステムは、画面がカメラによって視認されるとき、可視アーチファクトを除去する、または最小限にするであろう。さらなる改良は、カメラおよび人間の観察者の両方によって、同時に視認されるように、ＬＥＤ画面を制御するシステムであり、いずれの視認者にもアーチファクトまたはフリッカが見えることはない。

ＬＥＤビデオ画面（および／またはそのＬＥＤパネル）は、単一のビデオフレーム周期内に適合する、ある整数のＰＷＭサイクルを有することを目標として、着信するビデオ信号のタイミングに厳密に合致するように、そのＰＷＭリフレッシュレートを調節し得る。いくつかのシステムに関して、単一のビデオフレーム周期は、約１／２４～１／２５０秒のいずれかであり得る。ＬＥＤ画面を撮影するとき、ビデオフレームレートをカメラフレームレートに合致させ、その２つをともにジェネレータロック（ゲンロック）し、２つのシステム間の周波数および位相の両方の整合を確実にすることはさらに、有益であり得る。そのようなゲンロックは、厳密に１つのビデオフレームを捕捉する、カメラフレームを結果としてもたらし得る。

いくつかのシステムでは、カメラは、フレーム周期全体にわたって、それらのシャッタが開かれた状態では、動作しない。例えば、１８０度のシャッタ角度（ゲンロックシステムでは、シャッタは、ビデオフレーム周期の半分にわたって開かれるであろう）が、使用され得るが、他のシャッタ角度も、他のシステム内で使用されてもよい。例えば、１７２．８度のシャッタ角度が、照明がフリッカするように現れることを回避することの試みにおいて、欧州では、白熱照明を用いて２４ｆｐｓにおいて撮影するときに使用され、２４ｆｐｓのカメラフレームレートに対して、１／５０秒のシャッタ周期を結果としてもたらし得る。

そのようなシャッタ角度の変動は、シャッタ速度が考慮に入れられないシステムに関して上記に説明されるものと同様に、ＬＥＤビデオ画面上のアーチファクトを観察する、ビデオカメラを結果としてもたらし得る。そのようなアーチファクトは、多くの場合、ＬＥＤ ＰＷＭレートと、ＬＥＤビデオ画面またはＬＥＤパネル内のＬＥＤの行の走査多重化と、カメラのシャッタ設定（例えば、カメラフレームレート、グローバルまたはローリングシャッタ、およびシャッタ角度）との間の相互作用である。いくつかのシステムでは、そのようなアーチファクトは、カメラのシャッタ設定を調節することによって回避されることができる。但し、他のシステムでは、（例えば、技術的な限界に起因して、またはシャッタ速度を変更することが、モーションブラー等の他の創造的な選択肢に影響を及ぼすため）カメラ設定を変更することは、不可能であり得る。

図１は、本開示のある実施形態による、ＰＷＭ制御システム１００のブロック図を提示する。ビデオディスプレイ画面１０２は、ピクセルが、少なくとも１つのＬＥＤから成る、個々のピクセルのアレイを備える。いくつかの実施形態では、ビデオディスプレイ画面１０２は、個々のＬＥＤピクセルのアレイを備える、複数のＬＥＤパネルを備える。ビデオディスプレイ画面１０２またはＬＥＤパネルのいずれか内のピクセルは、３色のＬＥＤ（例えば、赤色、緑色、および青色）または任意の数の色の任意の数のＬＥＤを含んでもよい。

ビデオディスプレイ画面１０２は、画面プロセッサ１０４によって制御される。画面プロセッサ１０４は、照明されることになるピクセル、ならびにそれらのピクセルの色および強度を示すデータ（例えば、ＰＷＭ制御信号）を、ビデオディスプレイ画面１０２に送信する、制御システムを備える。ビデオディスプレイに関して、これらの値は、限定ではないが、毎秒２４、２５、３０、６０、またはそれを上回る時間を含むレートで、更新されてもよい。加えて、ビデオディスプレイ画面１０２は、画面プロセッサ１０４からのコマンドに応答して、または自律的にのいずれかで、個々のピクセルの強度および色をさらに修正することが可能である、内部処理システムを含んでもよい。複数のＬＥＤパネルを含む実施形態では、個々のＬＥＤパネルは、そのような内部処理システムを含んでもよい。他の実施形態では、ビデオ画面は、全てのそのＬＥＤパネルまたはＬＥＤに対して、単一の内部処理システムを含む。

画面プロセッサ１０４は、ビデオデータに関連する情報、およびビデオディスプレイ画面１０２によって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得し得る。ビデオデータは、限定ではないが、ビデオデータ１１８と、ビデオフレームレート１０６と、ビデオ同期１０８とを含んでもよい。カメラ特性は、限定ではないが、カメラフレームレート１１０と、カメラのシャッタ速度１１２と、カメラのシャッタタイプ１１４と、シャッタ速度調節１１６とを含んでもよい。ビデオデータ１１８は、ビデオディスプレイ画面１０２上に表示されることになる画像を表す、データである。ビデオフレームレート１０６は、着信するビデオデータ１１８のフレームレートを示す、データである。例えば、ビデオフレームレート１０６は、２５ｆｐｓまたは２４ｆｐｓであってもよい。ビデオ同期１０８は、ビデオデータ１１８からのビデオフレームの開始を示す、信号またはデータである。ビデオフレームレート１０６、ビデオ同期１０８、およびビデオデータ１１８は、本明細書では、集合的に、ビデオ特性と称される。

外部同期１０９は、ビデオディスプレイ画面１０２の所望の位相および周波数を直接または間接的に示す、信号またはデータであり、これは、位相および／または周波数において、ビデオ同期１０８と異なり得、カメラのシャッタの位相および／または周波数に関連し得る。そのような信号は、一般的に利用可能であり、ゲンロックまたはフレーム同期と呼ばれ得る、またはカメラからのビデオ出力信号等の関連する信号から推測され得る。

カメラフレームレート１１０は、ビデオディスプレイ画面１０２を視認している、カメラのフレームレートを示す、データである。カメラのシャッタ速度１１２は、ビデオディスプレイ画面１０２を視認している、カメラのシャッタ速度を示す、データである。「シャッタ速度」または「シャッタタイミング」として説明されるとき、本特性は、露光時間を表す。「シャッタ角度」として説明されるとき、露光時間は、フレームレートおよびシャッタ角度の両方の関数である。カメラのシャッタタイプ１１４は、ビデオディスプレイ画面１０２を視認している、カメラの利用されるシャッタタイプを示す、データである。例示的なカメラのシャッタタイプは、グローバルまたはローリングであり得る。実際のカメラのシャッタ速度は、示されるシャッタ速度と精密に合致し得ない。したがって、何らかの形態の精緻な制御または調節が、シャッタ速度調節１１６として提供されてもよい。これは、高正確度の非整数シャッタ速度（例えば、１／５０．０００１）に対する支援の形態であってもよい、または＋１００マイクロ秒（μｓ）もしくは恐らく＋０．０１％等のシャッタ速度の分数等の絶対時間として規定される、別個のオフセット信号の形態であり得る。カメラフレームレート１１０、カメラのシャッタ速度１１２、カメラのシャッタタイプ１１４、およびシャッタ速度調節１１６は、本明細書では、集合的に、カメラ特性と称される。

特性１０６、１１０、１１２、１１４、および１１６は、異なる方法で取得されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、これらの特性のいずれかまたは全ては、数値入力パッドを通して、または画面プロセッサ１０４上の制御動作を通して、ユーザによって提供され得る。他の実施形態では、画面プロセッサ１０４は、１つ以上の外部データソースから、特性のうちの１つ以上を要求する、または読み取ってもよい。代替として、本開示のさらなる実施形態では、（ビデオ同期１０８と、外部同期１０９とを含む）これらの特性のいずれかまたは全ては、個々のデータまたは同期信号として提供され得る。代替として、本開示のなおもさらなる実施形態では、これらの特性のいずれかまたは全ては、複合データから導出され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ビデオフレームレート１０６およびビデオ同期１０８は、画面プロセッサ１０４によってビデオデータ１１８から導出されてもよい。別の実施形態では、カメラのシャッタ速度１１２は、カメラからの信号またはデータフィードから導出されてもよい。別の実施形態では、これらの特性のいずれかまたは全ては、一般的な動作選択肢または他のそのような経験則に関する以前の知識に基づいて、推測、近似、または仮定され得る。

画面プロセッサ１０４からビデオディスプレイ画面１０２に送信される画面制御信号１２０は、ビデオディスプレイ画面１０２のＬＥＤに関するＰＷＭ制御信号を含む。限定ではないが、所望のＰＷＭ信号のビット深度、周波数、持続時間、開始、および位相を含む、ＰＷＭタイミングが、画面プロセッサ１０４によって、またはビデオディスプレイ画面１０２の一部であるシステムによって生成されてもよい。ＰＷＭタイミングは、画面制御信号１２０によって、明示的に（例えば、ビデオデータ１１８のフレームと同期する、ＰＷＭタイミングを直接規定することによって）、または暗示的に（例えば、そこからＰＷＭタイミングが、ビデオディスプレイ画面１０２によってビデオデータ１１８から導出され得る、カメラ露光時間を規定することによって）のいずれかで制御される。画面制御信号１２０は、カメラのシャッタが開かれている周期の間、ビデオデータを表示するとき、ＰＷＭタイミングを用いて、ビデオディスプレイ画面１０２にＬＥＤの輝度を制御させるように構成される。

いくつかの実施形態では、画面制御信号１２０の同期パケットは、ＰＷＭタイミング制御を提供するように構成される。パネルは、同期パケットにロックオンされ、画面プロセッサ１０４が、ビデオディスプレイ画面１０２におけるＰＷＭサイクルの開始時間を制御するために、同期パケットの周波数および位相を調節し得るという結果を伴う。画面プロセッサ１０４は、画面プロセッサ１０４に対するタイミング基準（例えば、ビデオ入力または同期入力）の設定に基づいて、同期パケットの周波数を選択し得る。２つの同期パケット間で、パネルは、次いで、カメラのシャッタが開かれている周期（これは、ひいては、カメラのシャッタ速度１１２、適切である場合、カメラのフレームレート１１０に基づいてもよい）に従って、一度に、ＰＷＭサイクルを開始することができる。

いくつかの実施形態では、画面制御信号１２０はまた、ビデオデータ１１８も含む。いくつかのそのような実施形態では、ビデオデータは、画面制御信号１２０内への含有に先立って、ビデオデータ１１８内で受信されるフォーマット（例えば、ガンマ符号化レベル）から別のフォーマット（例えば、線形輝度レベル）に変換される。いくつかのそのような実施形態では、画面プロセッサ１０４は、露光時間が、続いて、画面制御信号１２０のタイミングから、かつそれから、ＰＷＭ信号の必要とされるタイミングに関連する性質が確保され得るように、カメラの露光時間とのある他のユーザ規定の関連性と合致させる、または維持するために、ビデオデータ１１８のフレームが伝送されるレートを調節してもよい。

いくつかの実施形態では、ビデオデータ１１８、ビデオフレームレート１０６、ビデオ同期１０８、外部同期１０９、カメラフレームレート１１０、カメラのシャッタ速度１１２、カメラのシャッタタイプ１１４、シャッタ速度調節１１６、およびビデオデータ１１８のいずれかまたは全てが、それらの個別のソースからビデオディスプレイ画面１０２に、またはその複合ＬＥＤパネルに提供されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、情報は、画面プロセッサ１０４およびビデオディスプレイ画面１０２の両方に提供される。上記に開示されるように、本明細書で説明されるＰＷＭ制御プロセスは、画面プロセッサ１０４内で完全に、またはビデオディスプレイ画面１０２内で完全に実施され得る、または画面プロセッサ１０４およびビデオディスプレイ画面１０２は、プロセスの異なる部分を実施し得る。

図２Ａおよび２Ｂはそれぞれ、上から下へ、ビデオデータのビデオフレームのタイミング、ＬＥＤ ＰＷＭのタイミングおよび整合、カメラフレームのタイミング、ならびにカメラのシャッタのタイミングを提示する。

図２Ａは、ビデオおよびＰＷＭタイミング信号のタイミング図２００である。（ＰＷＭサイクル１および２を備える）ＰＷＭ信号２０２は、（ビデオフレーム１および２を備える）ビデオフレーム信号２０４に同期され、これは、ひいては、（カメラフレーム１および２を備える）カメラフレーム信号２０６に同期される。ＰＷＭサイクル１は、ビデオフレーム１の持続時間にわたって継続され、複数の離散パルスから成る。ＰＷＭサイクル１のパルス列（例えば、そのデューティサイクル、またはサイクルのある時間におけるパルスの存在もしくは不在）は、ＰＷＭ信号２０２を生成する、ＬＥＤドライバチップに応じて、ビデオフレーム１の間、変動し得る。ＬＥＤドライバチップの構成および制御パラメータは、チップに、ＰＷＭサイクル１の持続時間の間、眼によって視認されるとき、所望の輝度レベルを達成する、全体的な平均デューティサイクルを生成させる。

（開かれた部分と、閉じられた部分とを備える）カメラのシャッタ信号２０８によって示されるように、ＰＷＭ信号２０２の一部は、カメラのシャッタが閉じられているときに生じる。例えば、ＰＷＭサイクル１は、カメラフレーム１が開始し、カメラのシャッタが開かれるときに開始する。カメラフレーム１の途中で、カメラのシャッタは、閉じるが、ＰＷＭサイクル１は、カメラフレーム１の終了まで継続する。

上記に議論されるように、ＰＷＭ信号２０２を生成する、ＬＥＤドライバチップは、規定された平均デューティサイクルを達成するために、ＰＷＭサイクルを変動させ得る。図２Ａおよび２Ｂに示される実施例では、ＰＷＭサイクルは、フレーム周期の終了に向かって変化する。タイミング図２００における、シャッタが閉じた後のＰＷＭサイクル内の本変動は、カメラによっては見られず、カメラのシャッタが開いている間の信号のデューティサイクルが、フレーム周期全体にわたる平均デューティサイクルと異なるという結果をもたらし、これは、カメラによって捕捉される信号内のアーチファクトにつながり得る。

図２Ｂは、本開示の実施形態による、ビデオおよびＰＷＭタイミング信号のタイミング図２１０である。ビデオフレーム信号２０４、カメラフレーム信号２０６、およびカメラのシャッタ信号２０８は、図２Ａと同一である。しかしながら、（ＰＷＭサイクル３－６を備える）ＰＷＭ信号２１２は、速度が増加され、それによって、ＰＷＭサイクル３は、上記に議論されるアーチファクトを低減させる、または排除するために、カメラフレーム３の周期全体を通して延長するのではなく、カメラフレーム３の露光時間の間に完了し、これは、開かれたカメラのシャッタが、完全なＰＷＭデューティサイクルの一部のみを捕捉することから結果としてもたらされ得る。

ＰＷＭサイクル３および５は、カメラのシャッタが開くときに開始し、カメラのシャッタが閉じるときに終了する。カメラは、シャッタが閉じられているとき、ビデオディスプレイ画面１０２上で何も捕捉しない。しかしながら、ビデオディスプレイ画面１０２が、オフのままであるが、カメラのシャッタが、閉じられる場合、これは、ビデオディスプレイ画面１０２が、閃光がオンおよびオフにされているように現れ得るため、ビデオディスプレイ画面１０２を視認しているユーザ、実施者、および操作者を不快にさせ得る。本影響を低減させるために、本開示の他の実施形態では、ＰＷＭサイクル４および６が、シャッタが閉じるにつれて、開始されてもよい。ＰＷＭサイクル４等のサイクルは、カメラによって視認されず、ビデオディスプレイ画面１０２を視認する人々によってのみ視認されるであろう。

さらなる実施形態では、ディスプレイのリフレッシュレートを増加させるために、ＰＷＭサイクル３は、より短い持続時間を有し、露光時間の間、繰り返され、複数のより短いＰＷＭサイクルの本セットは、カメラのシャッタへの整合の目的のために、１つのより長いサイクルと同一に処理され、したがって、これらのより短いＰＷＭサイクルの全てが、視覚的なアーチファクトを回避するように、カメラによって全体として捕捉されることを確実にする。いくつかのそのような実施形態では、そのようなより短いＰＷＭサイクルは、カメラのシャッタが開かれている周期の間、完全に繰り返されるために、シャッタが開かれている周期の単位分数（すなわち、１／２、１／３、１／４等）である、持続時間を有する。他のそのような実施形態では、より短いＰＷＭサイクルのセットの組み合わせられた持続時間は、カメラのシャッタの開かれている周期に等しい（例えば、カメラのシャッタの開かれている周期の５０％、２５％、および２５％の持続時間）。同様に、いくつかのより短いＰＷＭサイクルが、シャッタが閉じられている周期の間、出力されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、異なる数のＰＷＭサイクルが、シャッタが閉じられている周期の間よりも、シャッタが開かれている周期の間に出力される。

前述で説明されるように、いくつかの実施形態では、シャッタ速度は、ＰＷＭサイクルをシャッタとより厳密に同期させるために、高いレベルの正確度まで判定される。そのような高精度シャッタタイミング情報をより厳密に合致させるために、ビデオディスプレイ画面１０２にＰＷＭサイクルの持続時間を延長または短縮させる、画面制御信号１２０内のＰＷＭ調節は、ＰＷＭクロックレートを調節すること、ＰＷＭビット深度を調節すること、ＬＥＤがオフであるＰＷＭ信号の１つ以上の部分を延長または短縮すること、ＰＷＭ信号が完了する前に、それを中断すること、およびＰＷＭサイクルの持続時間を精密に調節する他の好適な技法を含んでもよい。

ビデオディスプレイ画面１０２のＬＥＤドライバクロックジェネレータにおける限界が、所望の持続時間を達成することを阻止する実施形態では、画面制御信号１２０内のＰＷＭ調節は、ディザリング技法を、複数のカメラのシャッタが開かれている周期に対応する、複数のＰＷＭサイクルを横断して採用させ得る。このように、複数のＰＷＭサイクルのうちのいくつかのＰＷＭサイクルは、他のものとは異なる持続時間を有し、ＰＷＭサイクルの平均持続時間が、所望のカメラのシャッタが開かれている周期とより厳密に合致するという結果を伴う。

非常に速いシャッタ速度等のいくつかの場合には、結果として生じるＰＷＭクロックが、ＬＥＤドライバチップ、またはＰＷＭ制御システム１００の他の要素の能力を超過し得るため、完全なＰＷＭサイクルをシャッタが開かれている周期に直接適合させることは、不可能であり得る。そのような場合では、他の実施形態は、ＰＷＭサイクルのサブセットをシャッタが開かれている周期に整合させ、サブセットが、例えば、具体的な整数のＰＷＭパルスをシャッタが開かれている周期に整合させる（したがって、部分的なパルスが、露光周期の開始または終了時に、カメラによって視認されることを回避する）ことによって、視覚的なアーチファクトを最小限にするように選定されてもよい。他の実施形態では、（複数の走査線が、順次、駆動され、結果として生じる画像を形成する）走査多重化ドライバチップが、明線または暗線がカメラによって感知される尤度を低減させるために、シャッタが開かれている周期の間、毎回、等しい回数で、かつ同一の持続時間にわたって、各走査線をアクティブ化にするように制御されてもよい。

ＰＷＭサイクルのサブセットをシャッタが開かれている周期に整合させる、そのような実施形態は、フルビット深度が、典型的には、ＰＷＭサイクルのサブセットだけでなく、その全体を視認するときに達成されるため、ビット深度における低減を結果としてもたらし得る。そのような実施形態では、本影響を最小限にするために、ＰＷＭ信号の位相は、例えば、カメラが、いくつかのより短いパルス、ならびにより短いパルスのみではなく、いくつかのより長いパルスも感知することを可能にするために、ドライバチップ内の具体的なＰＷＭ実装に基づいて調節されてもよい。ビット深度におけるある程度の低減が、そのままであり続ける場合、そのような実施形態は、ドライバチップに送信される、ＰＷＭ駆動レベルを調節し得る。例えば、カメラのシャッタが閉じられている間に、いくつかのより長い（より明るい）パルスが生じる場合、駆動レベルは、人工的にブースト（増加）され、そのようなブースティングは、カメラのシャッタが開かれている間、付加的なより長いパルスを生じさせ、シャッタが開かれている周期の間、所望の輝度により近接するＬＥＤ輝度を達成し得る。さらなる他の実施形態では、ビット深度における低減は、加えて、または代替として、空間的かつ時間的ディザリングまたは他の好適な技法を介して、補償されてもよい。

（図２Ｂに示されるように）露光時間が、ビデオフレームの周期の半分未満である、いくつかの実施形態では、ＰＷＭサイクル４が、完了し、ＰＷＭ制御システム１００が、ＰＷＭサイクル５を開始する前に、次のビデオフレームが開始されるのを待機するため、ビデオディスプレイ画面１０２は、ビデオフレームの終了時に暗くなり得る。暗いビデオディスプレイ画面１０２は、カメラのシャッタが、本周期の間、閉じられるため、カメラによって捕捉され得ないが、しかしながら、ビデオディスプレイ画面１０２の短時間の暗い周期は、画面が、眼によって視認されるとき、フリッカを結果としてもたらし得る。そのような実施形態では、ＰＷＭ制御システム１００は、暗い周期の間、付加的なＰＷＭサイクルを駆動させることを開始し、次いで、次のビデオフレームの開始時に、付加的なＰＷＭサイクルを中断し得る。これは、とりわけ、画像のより明るい面積内で、明白なフリッカを低減させることができる。

上記の議論は、主に、グローバルシャッタカメラに焦点を当てているが、本開示の実施形態は、同一のＰＷＭサイクルが、ビデオフレーム周期内に、少なくとも２回繰り返されることを前提とすることによって、ローリングシャッタにも適応し得る。これは、カメラのシャッタが、画面の下方へ「回転」するにつれて、個々のセンサ線が、センサ線が動作している位相にかかわらず、１つの完全なＰＷＭサイクルを捕捉するという利点を有する。したがって、いくつかの実施形態では、カメラのシャッタタイプ１１４（グローバルまたはローリング）は、均一な出力を達成することに役立てるために、ユーザによって規定されるか、またはＰＷＭ制御システム１００によってカメラから受信されるかのいずれかである。いくつかのそのような実施形態では、カメラセンサ読出速度（シャッタが、迅速に「回転」する程度）を規定または受信することは、より速い読出速度が、カメラセンサの上部と底部との間のより小さな位相オフセットを結果としてもたらすため、より良好な結果が、取得されることを有効にし得る。そのような実施形態では、ＰＷＭ信号は、より短い時間周期にわたって、フレームの開始を複製し続けるのみであり得る。

ここに提示される動的アプローチの代替として、シャッタ角度、センサタイプ、読出速度等の情報が、ユーザインターフェースを介して、ランタイムにおいて、ユーザによって提供される、またはカメラもしくは他のデータソースから受信される場合、本開示の実施形態は、同様の機能性、すなわち、「オフライン」を実装してもよく、本場合では、静的構成が、一般的に遭遇され得る、一連の事前に定義されたシャッタ角度に基づいて、ＬＥＤビデオ画面１０２の特定のタイプ（または複数のタイプ）のために事前に生成される。そのようなアプローチは、低減されたランタイムの複雑性から利益を享受し、依然として、カメラのシャッタ速度等のある他の規定されたタイミングパラメータに基づいて、ビデオフレームレートから独立して、ＬＥＤ ＰＷＭ出力（周波数、位相、波形形状等）の調整を提供する。

本開示によるＰＷＭ制御システムのいくつかの実施形態はまた、ＰＷＭ制御システムの出力が十分に調整されている程度を示す、ＰＷＭ合致信号をユーザに送信してもよい。そのような信号は、「信号機」のステータスインジケータと同程度に単純であり得、一実施例では、緑色は、ＰＷＭサイクル全体（またはＰＷＭサイクルのセット）が、規定されたシャッタタイミングまたはシャッタが開かれている周期と適正に合致していることをを示し、黄色は、ある整数のＰＷＭパルスが、シャッタタイミングと合致している（しかし、ＰＷＭサイクル全体が、何らかの理由のために、合致されることができず、有効ビット深度におけるある程度の低減が、生じ得るという結果を伴う）ことを示し、赤色は、規定されたシャッタタイミングに対して、ＰＷＭ出力を調整することが不可能であった（例えば、シャッタ速度が、非常に速いため、単一のＰＷＭパルスでさえも、全ての走査線にわたって完了されることができない）ことを示す。

本開示のいくつかの実施形態では、例えば、高速カメラが、通常速度のビデオコンテンツを表示する、ビデオ画面と併用されている場合、例えば、スポーツイベントにおいて、高速移動アクションの鮮明な画像を提供するために、かつスローモーション再生を可能にするために、カメラが、高速である一方、掲示板、スコアボード、またはアクション再生画面上のビデオディスプレイが、通常のビデオフレームレートにおいて動作している場合、カメラフレームレート１１０は、ビデオフレームレート１０６と合致しない。高速カメラは、典型的には、通常のカメラよりも速いシャッタ速度を伴って動作し、したがって、ＬＥＤディスプレイ画面が、それらに対して適切に調整されない場合、フリッカおよび他のアーチファクトを呈する可能性がより高い。そのような実施形態では、ユーザが、カメラフレームレート１１０を規定してもよい。そのような実施形態のＰＷＭ制御システム１００は、次いで、カメラフレームレート１１０およびカメラのシャッタ速度１１２の両方を使用し、ＰＷＭタイミングを、単一のシャッタ露光周期に、ならびに同一のビデオフレーム周期内の後続のシャッタ露光周期により良好に合致させるであろう。

いくつかの実施形態では、ＰＷＭ制御システム１００は、例えば、カメラからのビデオ出力を監視し、カメラのビデオ出力内に存在する、任意の視覚的なアーチファクトを検出することによって、好適なタイミング情報を間接的に判定する。そのような実施形態は、そのようなアーチファクト（存在する場合）の可視性が、カメラのビデオ信号において最小限にされるまで、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２のＰＷＭタイミングを調節し得る。そのような調節は、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２上に、通常のビデオコンテンツを表示しながら、または特別に設計された試験パターンを表示しながら判定されてもよい。いくつかのそのような実施形態は、必要とされる調節情報を判定するために、（例えば、光学研究所内で）カメラ特性を測定するために、別個の試験設定を使用する。

他の実施形態では、ＰＷＭ制御システム１００の「オンの時間」は、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２の前で移動する、高速移動物体のモーションブラーおよび／またはストロボ効果の影響を制御するように調節される。そのような物体は、シルエットで可視であるが、ＬＥＤが点灯している間のみである。そのような実施形態は、ユーザ入力に応じて、それが、自然に見える、または排除されているように、それぞれ、モーションブラーの量を増加または減少させるために、ユーザ入力に基づいて、ビデオフレームレートから独立して、ＰＷＭサイクルの持続時間を増加または減少させ得る。

さらなる他の実施形態は、複数のカメラからのタイミング情報を支援し、ＰＷＭ制御システム１００が、全てのカメラに適応させることが可能であるように、その設定を最適化し得る。本適応は、種々のカメラの重要性を示す、ユーザ入力に従って、１つ以上のカメラを他のものより偏重するように加重されてもよい。複数のカメラは、高速カメラと通常速度カメラとの混合に伴って遭遇され得るような、種々の異なるカメラフレームレートおよび／またはシャッタ速度において動作し得る。

いくつかの状況では、高速カメラおよび通常速度カメラをともに使用するとき等、各カメラの露光周期の間に表示されることになるビデオ画像は、同じであり得る。そのような実施例では、ＰＷＭ制御システム１００は、全てのカメラの露光周期を考慮し、これらの制約に基づいて「最適な」解決策を見出す。例えば、１６．７ミリ秒（ｍｓ）の露光時間を伴う通常速度カメラおよび２ｍｓの露光時間を伴う高速カメラは、ＰＷＭ出力が、（より短い２ｍｓの露光時間と合致させるために）５００ヘルツ（Ｈｚ）の周波数において動作することを要求し得、複数のＰＷＭサイクルが、通常カメラのより長い１６．７ｍｓの露光時間の間に生じるように整合され、可能性として、中断される必要があり、それによって、可視アーチファクトを引き起こすであろう、９回の繰り返しではなく、合計１６ｍｓになるまで８回繰り返し、フル１６．７ｍｓ周期を構成するために、付加的な０．７ｍｓの「オフの時間」が挿入される。このように、両方のカメラ上のアーチファクトが、最小限にされ得る。

他の状況では、第１のカメラに対して表示されるビデオ画像は、第２のカメラ（例えば、追跡カメラ）に対して表示されるものとは異なり得る。１つのそのような実施例では、ＰＷＭ制御システム１００は、一次カメラの露光周期の間、第１のビデオ画像と、追跡カメラの露光周期の間（例えば、一次カメラのシャッタが、閉じられているとき）、機械可読追跡パターンを備える第２のビデオ画像とを表示する。そのような状況に適応される実施形態では、本明細書に説明される技法は、そのようなアーチファクトが、一次カメラまたは人間の視認者に可視である画質を損なうだけでなく、機械可読パターンの追跡カメラの使用における問題を引き起こし得るため、両方のカメラ上のアーチファクトを最小限にするために適用されてもよい。

本開示は、ＬＥＤビデオディスプレイ画面を参照するが、本開示が、そのように限定されないこと、および他の実施形態では、ＰＷＭ制御システム１００が、ディスプレイの視認者に明白である、アーチファクトを生産することなく、ＰＷＭを使用して、画面の輝度を制御するために、他のビデオディスプレイタイプと併用され得ることを理解されたい。そのような他のビデオディスプレイタイプは、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）と、顕微鏡用ＬＥＤ（マイクロＬＥＤ）と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、プラズマディスプレイと、他のそのような発光型デバイスとを含む。さらなる他の実施形態では、ＰＷＭ制御システム１００は、デジタル光処理（ＤＬＰ）プロジェクタ、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ）プロジェクタ、およびレーザプロジェクタ等の投影ビデオディスプレイと併用されてもよい。

図３は、本開示による、ＰＷＭ制御システム１００内での使用のためのコントローラ３００のブロック図である。コントローラ３００は、画面プロセッサ１０４、ビデオディスプレイ画面１０２、およびビデオディスプレイ画面１０２のＬＥＤパネル内の使用にとって好適である。コントローラ３００は、メモリ３０４に電気的に結合される、プロセッサ３０２を含む。プロセッサ３０２は、ハードウェアおよびソフトウェアによって実装される。プロセッサ３０２は、１つ以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）チップ、コア（例えば、マルチコアプロセッサとして）、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）、およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装されてもよい。

プロセッサ３０２はさらに、通信インターフェース３０６と、ユーザディスプレイ画面３１０と、ユーザインターフェース３１２とに電気的に結合され、それらと通信している。通信インターフェース３０６は、１つ以上の通信リンク３０８ａを介して、ビデオ信号（ビデオデータ１１８等）を受信するように構成される。通信インターフェース３０６はまた、１つ以上のイーサネット（登録商標）または他のデジタル通信リンク３０８ｂを介して、制御目的のために、外部デバイスと通信するように構成される。そのような制御データは、ビデオフレームレート１０６と、ビデオ同期１０８と、外部同期１０９と、カメラフレームレート１１０と、カメラのシャッタ速度１１２と、カメラのシャッタタイプ１１４と、シャッタ速度調節１１６とを含んでもよい。通信インターフェース３０６はまた、１つ以上の付加的なイーサネット（登録商標）または他のデジタル通信リンク３０８ｃを介して、ビデオディスプレイまたはＬＥＤパネル制御信号（画面制御信号１２０等）を送信および／または受信するように構成される。リンク３０８ａ、３０８ｂ、および３０８ｃのうちのいくつかは、随意に、単一の物理的接続部を共有してもよい。他の実施形態では、ビデオ信号、制御データ、およびビデオデータは、３つより少ない、または３つを超える通信リンクの中に組み合わせられる、またはそれらに分離されてもよい。

プロセッサ３０２は、ユーザディスプレイ画面３１０を介して、ユーザにシステム情報を表示し、ユーザインターフェース３１２を介して、ユーザ制御情報を出力および受信するように構成される。コントローラ３００は、ユーザディスプレイ画面３１０と、ユーザインターフェース３１２とを含むが、他の実施形態は、ユーザディスプレイ画面と、ユーザインターフェースとを含まず、ユーザ制御情報が、イーサネット（登録商標）通信リンク３０８ｂのうちの１つ以上または他の好適な通信リンクを介して、送信および受信され得る。

コントローラ３００は、本明細書に開示されるようなプロセス、ＰＷＭ合致制御、および他の機能性を実装するために好適であり、これは、メモリ３０４内に記憶され、プロセッサ３０２によって実行される命令として実装されてもよい。

メモリ３０４は、１つ以上のディスク、テープドライブ、および／またはソリッドステートドライブを備え、そのようなプログラムが、実行のために選択されるときにプログラムを記憶するために、かつプログラム実行の間に読み取られる命令およびデータを記憶するために、オーバーフローデータ記憶デバイスとして使用されてもよい。メモリ３０４は、揮発性および／または不揮発性であってもよく、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および／またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）であってもよい。メモリ３０４は、プロセッサ３０２によって実行されるとき、本明細書で説明されるＰＷＭ合致機能性を提供する、命令を備える、ソフトウェアまたはファームウェアを記憶するように構成される。

図４は、本開示のある実施形態による、ビデオディスプレイ内でＰＷＭを制御する方法４００のフロー図である。図１、２Ｂ、および３に示される要素を参照すると、方法４００は、ビデオディスプレイ画面１０２内のＬＥＤピクセルのＰＷＭを制御する際に、画面プロセッサ１０４のコントローラ３００による使用にとって好適である。プロセッサ３０２は、方法４００を実施するために、メモリ３０４内に記憶される命令を実行する。

ステップ４０２では、画面プロセッサ１０４は、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２によって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得する。カメラ特性は、カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を含む。ステップ４０４では、画面プロセッサ１０４は、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２に関するＰＷＭタイミング制御を計算する。ＰＷＭタイミング制御は、カメラのシャッタが開かれている周期に基づいて、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する。ステップ４０６では、画面プロセッサ１０４は、画面制御信号１２０をＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２に送信する。画面制御信号１２０は、カメラのシャッタが開かれている周期の間、ＰＷＭタイミング制御に従って、ＬＥＤビデオディスプレイ画面１０２の輝度を制御するように構成される。

本明細書で使用されるように、用語「ＰＷＭ制御システム」は、ビデオディスプレイのＰＷＭ制御を１つ以上のビデオカメラの動作特性に合致させる、本開示によるシステムを指す。種々の実施形態では、本開示によるＰＷＭ制御システムの要素は、画面プロセッサ１０４と、ビデオディスプレイ画面１０２および／またはそれらのＬＥＤパネル（存在する場合）内の内部処理システムとを含んでもよい。種々の実施形態では、本開示によるＰＷＭ制御システムに起因する処理は、システムの単一の要素内で実施される、またはシステムの複数の要素を横断して分散されてもよい。

本開示のいくつかの実施形態のみが、本明細書に説明されているが、本開示の利益を有する、当業者は、本開示の範囲から逸脱しない他の実施形態が、考案され得ることを理解するであろう。本開示は、詳細に説明されているが、種々の変更、代用、および改変が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に対して行われ得ることを理解されたい。

Claims (20)

1. パルス幅変調（ＰＷＭ）制御システムであって、
   命令を記憶するように構成される、メモリと、
   前記メモリに結合される、プロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは、
   ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得することであって、前記カメラ特性は、前記カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を備え、前記カメラ特性は、前記カメラまたは他のデータソースから受信される情報に基づいて動的に決定される、ことと、
   前記ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記ＰＷＭタイミング制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期に基づいて、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する、ことと、
   信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記信号は、前記ＰＷＭタイミング制御を含み、前記信号は、前記ＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の間に完了する、ことを行うように構成される、ことと
   を行うために、前記メモリ内に記憶される命令を実行するように構成される、ＰＷＭ制御システム。
2. 前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、
   前記プロセッサは、前記カメラのシャッタが閉じられている周期に基づいて、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定する、第２のＰＷＭタイミング制御を計算するために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成され、
   前記信号はさらに、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが閉じられている前記周期の間に完了する、ことを行うようにさらに構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
3. 前記信号は、ＰＷＭサイクルが開始されることになる時間のパラメータを含む、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
4. 前記ＰＷＭタイミング制御によって規定される前記ＰＷＭサイクル持続時間は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の前記持続時間よりも短い、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
5. 前記信号はさらに、前記ビデオディスプレイに前記ＰＷＭサイクル持続時間を延長または短縮させるように構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
6. 前記ＰＷＭサイクル持続時間は、ＰＷＭクロックレートを調節すること、ＰＷＭビット深度を調節すること、前記ビデオディスプレイがＰＷＭサイクルにおいてオフである場合の１つ以上の周期を延長または短縮すること、および前記ＰＷＭサイクルが完了する前にそれを中断することのうちの１つによって、延長または短縮させられる、請求項５に記載のＰＷＭ制御システム。
7. 前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、前記信号は、第１の信号であり、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期は、第１の周期であり、
   前記プロセッサは、
   前記ビデオディスプレイに関する第２のＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記第２のＰＷＭタイミング制御は、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定し、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間と前記第２のＰＷＭサイクル持続時間との平均値は、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間よりも、前記カメラのシャッタが開かれる前記第１の周期の前記持続時間と厳密に合致する、ことと、
   第２の信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが開かれる第２の周期の間に完了する、ことを行うように構成される、ことと
   を行うために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
8. 前記カメラ特性はさらに、カメラシャッタタイプを備え、前記プロセッサは、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行し、前記カメラシャッタタイプにさらに基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算するように構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
9. 前記プロセッサは、前記ＰＷＭサイクル持続時間が、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期と厳密に合致する程度を示すように構成される、ＰＷＭ合致信号を前記ＰＷＭ制御システムのユーザに送信するために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
10. 前記カメラ特性は、第１のカメラに関連する第１のカメラ特性であり、前記第１のカメラのシャッタが開かれる第１の周期の第１の持続時間を備え、前記第１のカメラ特性は、前記第１のカメラから受信される情報に基づいて動的に決定され、
    前記プロセッサは、
    前記ビデオディスプレイによって表示される前記画像を捕捉するように構成される、第２のカメラに関連する第２のカメラ特性を取得することであって、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラのシャッタが開かれる第２の周期の第２の持続時間を備え、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラから受信される情報に基づいて動的に決定される、ことと、
    前記第１のカメラ特性および前記第２のカメラ特性の両方に基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することと
    を行うために、前記メモリ内に記憶される前記命令を実行するように構成される、請求項１に記載のＰＷＭ制御システム。
11. ビデオディスプレイ内のパルス幅変調（ＰＷＭ）を制御する方法であって、前記方法は、
    制御システムによって、前記ビデオディスプレイによって表示される画像を捕捉するように構成される、カメラに関連するカメラ特性を取得することであって、前記カメラ特性は、前記カメラのシャッタが開かれている周期の持続時間を備え、前記カメラ特性は、前記カメラまたは他のデータソースから受信される情報に基づいて動的に決定される、ことと、
    前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイに関するＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記ＰＷＭタイミング制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期に基づいて、ＰＷＭサイクル持続時間を規定する、ことと、
    前記制御システムによって、信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記信号は、前記ＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の間に完了する、ことを行うように構成される、ことと
    を含む、方法。
12. 前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、
    前記方法は、前記制御システムによって、前記カメラのシャッタが閉じられている周期に基づいて、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定する、第２のＰＷＭタイミング制御を計算することをさらに含み、
    前記信号はさらに、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが閉じられている前記周期の間に完了する、ことを行うようにさらに構成される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記信号は、ＰＷＭサイクルが開始されることになる時間のパラメータを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ＰＷＭタイミング制御によって規定される前記ＰＷＭサイクル持続時間は、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期の前記持続時間よりも短い、請求項１１に記載の方法。
15. 前記信号はさらに、前記ビデオディスプレイに前記ＰＷＭサイクル持続時間を延長または短縮させるように構成される、請求項１１に記載の方法。
16. 前記ＰＷＭサイクル持続時間は、ＰＷＭクロックレートを調節すること、ＰＷＭビット深度を調節すること、前記ビデオディスプレイがＰＷＭサイクルにおいてオフである場合の１つ以上の周期を延長または短縮すること、および前記ＰＷＭサイクルが完了する前にそれを中断することのうちの１つによって、延長または短縮させられる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ＰＷＭタイミング制御は、第１のＰＷＭタイミング制御であり、前記ＰＷＭサイクル持続時間は、第１のＰＷＭサイクル持続時間であり、前記信号は、第１の信号であり、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期は、第１の周期であり、
    前記方法は、
    前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイに関する第２のＰＷＭタイミング制御を計算することであって、前記第２のＰＷＭタイミング制御は、第２のＰＷＭサイクル持続時間を規定し、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間と前記第２のＰＷＭサイクル持続時間との平均値は、前記第１のＰＷＭサイクル持続時間よりも、前記カメラのシャッタが開かれる前記第１の周期の前記持続時間と厳密に合致する、ことと、
    前記制御システムによって、第２の信号を前記ビデオディスプレイに送信することであって、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御を含み、前記第２の信号は、前記第２のＰＷＭタイミング制御に従って、前記ビデオディスプレイに前記ビデオディスプレイの前記輝度を制御させることであって、前記ビデオディスプレイの前記輝度の前記制御は、前記カメラのシャッタが開かれる第２の周期の間に完了する、ことを行うように構成される、ことと
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記カメラ特性はさらに、カメラシャッタタイプを備え、前記方法は、前記カメラシャッタタイプにさらに基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することを含む、請求項１１に記載の方法。
19. 前記方法は、前記制御システムによって、前記ＰＷＭサイクル持続時間が、前記カメラのシャッタが開かれている前記周期と厳密に合致する程度を示すように構成される、ＰＷＭ合致信号を前記制御システムのユーザに送信することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記カメラ特性は、第１のカメラに関連する第１のカメラ特性であり、前記第１のカメラのシャッタが開かれる第１の周期の第１の持続時間を備え、前記第１のカメラ特性は、前記第１のカメラから受信される情報に基づいて動的に決定され、
    前記方法は、
    前記制御システムによって、前記ビデオディスプレイによって表示される前記画像を捕捉するように構成される、第２のカメラに関連する第２のカメラ特性を取得することであって、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラのシャッタが開かれる第２の周期の第２の持続時間を備え、前記第２のカメラ特性は、前記第２のカメラから受信される情報に基づいて動的に決定される、ことと、
    前記制御システムによって、前記第１のカメラ特性および前記第２のカメラ特性の両方に基づいて、前記ＰＷＭタイミング制御を計算することと
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。