CN102439982A - 显示器特性反馈环 - Google Patents

Abstract

一种用于远程监测和发送电子显示器光学数据到用户的系统和方法。色光传感器布置在电子显示器可视区域的前面，而且用于测量许多光学属性以确定该显示器是否恰当工作。当显示器故障时通知用户。显示器可以本地存储光学数据，用于以后被用户检索。用户可以通过网络连接访问光学数据。一或多个显示器可以相互临近布置，而且它们的光学属性可以被检测和平衡，从而相互匹配或用作协作阵列。可以使用水印确认特定视频节已经被该电子显示器实际上显示。

Description

显示器特性反馈环

技术领域

示范性实施方式通常涉及布置在电子显示器前的色光传感器(color lightsensor)，用于监测实际的显示器性能。

背景技术

电子显示器之前主要使用在室内娱乐应用中，比如家庭影院和酒吧/餐馆。然而，随着性能特性和流行度的增加，电子显示器正被使用于许多新环境中，以用于娱乐及信息和广告目的。显示器现在正应用在机场、商场、建筑侧部、体育场/体育馆、菜单板以及广告标志和/或公告牌。示范性显示器还都适用于室内和室外环境。

使用许多小时以后，即使最可靠的电子显示器已知也会性能降低或一或多个元件可能过早实效。当显示器用于广告目的时，突然失效或性能降低可能导致关键广告披露损失及广告公司可能收益损失。而且，当显示器用于信息目的时，显示器的失效可能导致关键信息的损失，比如飞行安排或紧急警报。而且，在一些应用中，显示器需要维持特定级别的性能(举例，伽马饱和度(gamma saturation)、对比度、亮度、颜色饱和度等)。用户可能期望监测显示器的各种参数，以确定显示器何时可能开始性能降低。再进一步，在一些应用中，许多显示器可能紧靠其它显示器而使用(有时作为显示器阵列)。在这些类型的应用中，将每个显示器维持在相似的性能特性值上可能是优选的，从而当作为整体浏览时这些显示器显得统一。

发明内容

示范性实施方式显示水印，以及通过嵌入到显示器中的一或多个色光传感器测量该水印的各种特性。色光传感器提供关于该显示器任意数目个性能特性的反馈数据。数据可以被内部存储到显示器中以由用户后续访问，或者可以从显示器实时流出到远程储存设备。数据可以用于指示一些显示器元件部分的失效或视频/音频信号的传送，而且还提供关于显示器实际性能的输入。一些端用户需要他们显示器的特定性能特性，而且实施方式帮助收集能够确定显示器是否满足期望特性的数据。可以通过许多方式测定和分析数据，以评估显示器的性能。

根据下面如附图所图示的对本发明特别实施方式的详细描述，上面所述和其它特征及优点是明显的。

附图说明

根据阅读下列详细描述以及附图，可以对示范性实施方式更好理解，其中相同参考标号对应于相同部分。

图1是用于示范性实施方式的电子连接的示意图。

图2是示出传感器布置在显示器激活部分(active portion)的角落中的前平面视图。

图3A是示出传感器布置的另一实施方式的前平面视图，其中该传感器布置在背景框架(background frame)后面。

图3B是示出沿图3A中的线3B-3B的部分的截面图。

图4是发送视频内容到显示器的示意图。

图5是发送视频内容到多个显示器的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于显示器的电子示意图，包括显示器性能监测系统的实施方式。色光传感器15可以布置在显示器组件10的前面。在这个实施方式中，色光传感器15布置在显示器组件10和前显示器板12之间，前显示器板12可以保护该显示器或提供附加光学属性(抗放射(anti-reflection)，偏振，光学匹配，吸光等)。这里示出的该特定实施方式可以与LCD显示器一起使用，其中显示器组件10可以是LCD堆栈以及有布置在该LCD堆栈后面的关联背光组件13。显然，对使用其它类型显示器组件的其它实施方式，背光组件13可能不需要。尤其显著地，当使用等离子、有机LED、发光二极管、场发射显示器以及有机电激发光(organic electro luminescence)技术作为显示器组件10时。

显示器组件10、色光传感器15和背光组件13(如果需要)可以连接到底板20，底板20可以提供显示器的各种元件之间的通讯。一或多个电源模块(power module)22和显示控制器组件24可以与该底板20电子通讯。显示控制器组件24可以包括一些不同元件，包括但是不局限于：视频接收单元、解码器、定时和控制板(TCON)以及显示器接口板(DIB)。

显示器可以包括一些输出和输出接口。视频输入25从视频源接收视频数据，而且可以连接到底板20或可以直接连接到显示控制器组件24。RS232接口26以及以太网/网络接口27可以用作在各种显示器元件和用户之间提供通讯。RS232接口26可以使用标准电平和信号以允许连接到个人计算机。以太网/网络接口27可以提供自动传感，以允许直接连接到PC或网络集线器。通过接口26和27中的一个或全部，用户可以监测显示器性能而且改变各种显示器设置。功率输入28可以提供功率到显示器元件。当然，一些实施方式可以利用输入和输出接口的不同结合。举例，一些实施方式可以使用单一接口来接收视频/音频数据及将显示器数据通讯回用户。在示范性实施方式中，这将是双向(two-way)无线连接或无线网络卡。其它实施方式可以简单使用单一的视频输入25以及单一的以太网/网络接口27，而不使用RS232接口26。可以基于特定应用而改变输入和输出连接的数目和类型，而不超出示范性实施方式的范围。

可以由显示控制器组件24的一或多个元件来产生水印(watermark)。水印是显示器组件10上的一组图像-生成元件(有时是像素)，被选中以显示色彩的预设样式(pattern)以由色光传感器15检测。水印可以布置在显示器的任意位置，不过由于色光传感器15优选布置在显示器组件10的可视区域的前面，水印优选布置在靠近显示器组件10边缘的角落，从而图像只以最小量被破坏(水印在显示器上的布置在下面描述中进行讨论)。在一些实施方式中，水印可以简单包括方形/矩形(或任意其它形状)的颜色(举例，红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)或白色(W))。水印可以按预定时间展示每种颜色，在此期间其属性被色光传感器15所测量。举例，水印可以按照下列时间循环下列颜色的方块：T1＝R，T2＝G，T3＝B，T4＝R，等。

在一种实施方式中，当显示器起初被安装时，它可以被检查以确定其恰当操作。然后，一旦水印开始被显示器，色光传感器的测量可以被储存为参照点，以在显示器的生命周期中进行比较。一旦色光传感器确定测量已经降低到可接受范围之外，这可以提示用户显示器可能需要某种参数重置或可能需要被维修和/或替换。在其它实施方式中，来自色光传感器的必要测量值可以被预先确定而且储存在显示控制器组件中。接着在显示器的生命周期中，来自传感器的测量值与这些预先确定值进行比较，而且当它们降低到可接受范围之外时，将错误报告给用户。

一些实施方式中可能不立即向用户报告错误，相反得，而是简单在内部存储数据以用于用户的后续检索。在示范性实施方式中，用户可以通过网页浏览器(web browser)访问性能数据。一旦数据被检索和分析，可以确定显示器已经故障而且可能持续故障，可能需要维修或替换。

示范性实施方式提供关于显示器性能的持续反馈，而且可以快速通知用户显示器已经不恰当工作。通知经由任意的输出数据接口可以发送到用户的电脑、手机或智能设备。经由以太网/网络接口27，许多互联网通知可以发送到用户。通知可以包括电子邮件、即时消息、短消息或用户可以访问的网页，而且可以包含针对许多不同显示器的数据。在这里的示范性实施方式之前，用户将没有显示器故障的通知，除非确实被用户观察到。显示器可能在用户实际注意到失效前就已经故障了一段时间。在一些情形中，实际观察可能是困难的，由于一些显示器参数很困难或者不可能被肉眼观察到。而且，在一些应用中，可能安装有许多显示器，持续监测每个显示器的性能非常困难。这个示范性实施方式允许在远程位置处持续检测。

该显示控制器组件24可以产生和显示相同的水印，而不顾正被显示的视频。当显示器性能参数是用户的唯一主要关心时，可以采用这种方式。可替换地，每个视频流可以包括其自身的特定水印。如果用户期望检测每一正被显示视频的确切时间量而且确认该视频已实际在特定显示器上被示出时，这种方法将有优势。这将允许广告公司确切地确定每个客户的广告已经在哪个特定显示器上显示了多长时间。当许多不同显示器被用作为许多不同用户做广告时，这将是有优势的。这还允许向广告公司的客户提供非常精确和准确的记账。如上所述，广告价格可以随着显示器的位置、显示时间以及广告播放的次数而不同。

这里的实施方式允许对显示器元件之间通信的接近实时的错误检测，这些元件包括但是不局限于：TCON、DIB、显示器组件，其间的所有电缆布线/连接以及视频/音频发送和接收设备。除了为了恰当操作而监测显示器元件之外，这里描述的实施方式还可以监测大量的不同显示器参数，包括但是不局限于：伽马饱和度、对比度、亮度和颜色饱和度等。

作为这里描述的设置的高级实施方式，每个颜色的每个比特级(bit level)可以被测量，以确定其是否恰当工作。举例，对于典型的LCD显示器，每个子像素(红，绿和蓝)的亮度级(luminance level)可以被限定为8比特(或对于特定显示器的任意比特级)。因此，每个子像素可以从伽马0(黑)变化到伽马255(最强烈)。为了测试这个实例的红色子像素，比特可以变化：00000000(黑)，00000001，00000010，00000100，00001000，00010000，00100000，01000000，10000000，11111111(最强烈)。通过驱动红色子像素在每个比特变化以及由用户测量输出，可以确定是否每个比特级恰当操作。显然地，这些可以重复到绿色和红色子像素。因此，在这个实施方式中，用户可以驱动显示器展示不同水印，仅为了评估显示器的非常特定属性的目的。可以产生许多不同水印以测试许多相应的显示器属性。显示器的“测试”和评估都可以发生在远程位置处。这使得用户在远程位置诊断和修复问题成为可能。

许多类型的色光传感器可以与这里描述的实施方式一起工作。示范性色光传感器是TCS3404CS或TCS3414CS，这些可以商业上从位于德克萨斯普莱诺的德克萨斯高级光电耦合解决方案www.taosinc.com处(Texas AdvancedOptoelectronic Solutions

(TAOS))获得。能够检测任意一个下列属性的任意色光传感器都可以和这里的实施方式一起工作：伽马饱和度、对比度、亮度和颜色饱和度。

这里描述的实施方式可以使用许多显示器类型，包括但是不局限于：LCD、等离子、LED、有机LED、发光二极管、场发射显示器以及有机电激发光(organic electro luminescence)。如上所述，某些这些显示器可能不需要背光组件。实施方式甚至可以用于那些尚未被发现的显示器类型。

图2示出布置色光传感器15的一种实施方式。这里，传感器15布置在显示器组件10的激活部分(active portion)的前面。传感器15可以布置在前显示器板的后面，也可以不这样布置。这种设置的一个缺点是传感器15可能被观众觉察到。然而，为了降低这种效果，传感器15应该尽可能小而且应该尽可能地靠近显示器角落布置。

图3A示出布置色光传感器15的另外一种实施方式。在这个实施方式中，框架30用于围绕显示器组件以及前显示器板12。框架30可以向前显示器板12提供水密封口(watertight seal)。线3B-3B示出了截面切割。而且截面图如图3B所示。色光传感器15可以布置在前显示器板12和显示器组件10之间。在这个实施方式中，色光传感器15可以布置在框架30后面，从而可以不被观众看到。这个实施方式的缺点是，显示器的一些激活部分会被框架30覆盖住。再次，为了降低这个效果，框架30应该尽可能地覆盖最少的激活显示器。

显然，本领域普通技术人员可以将传感器布置在许多不同位置处提供相同效果。如上所述，还可以使用多个传感器以提供附加测量，或可能同步地测量不同水印。

图4示出向显示器发送视频(有时是音频)信号的一种实施方式的示意图。在这个实施方式中，视频内容40发送到发送设备41，发送设备41在发送前可以编码或压缩视频内容40(如果需要)。接收设备43通过有限或无线连接42接收该视频(有时是音频)内容。接收设备43可以是分立(separate)元件或集成到显示控制器组件24中。无论是接收设备34或显示控制器组件24都可以解码和/或解压缩(如果需要)视频内容40。显示器控制器24接着可以将水印嵌入到控制器数据中而且将其发送到显示器组件10。色光传感器15接着分析该水印，而且返回涵盖水印各种属性以及显示器本身的数据。为了简单起见，从传感器15返回的电子信号没有示出。如上所述，可以通过许多方式将这些信号(数据)发送到用户。而且，发射器41和接收器43可以相互双向通讯，其中都可以发送和接收数据，从而它们不局限为“发射器”或“接收器”，而实际上是发射/接收设备。

根据此过程的这些简化也可以觉察到，视频内容40到显示器组件10的传输中涉及一些连接和许多元件。对于原先除非由用户实际观测到否则无法觉察的失效或性能降低，利用这些连接和元件得到了机会进行监测。

图5示出了另外的实施方式，其中发射器51经过有线或无线连接52发送视频内容50到一些显示器。这个实施方式的重要性在于，能够确定是否视频已经实际上恰当发送到显示器而且接着最终被展示在屏幕上。一些元件需要协同工作，失效可能导致一些或全部显示器的视频丢失。另外，其它无线系统或电磁接口还可以防止一些显示器接收视频信号以及恰当地显示器它们。它的重要性在于，一些广告公司可以实际上确认视频的某部分已经实际上在特定数目的显示器上被展示。这里的实施方式允许他们仔细追踪哪个视频节被展示，展示了多久以及在哪个显示器上精确展示。广告商甚至可以针对每个显示器不同收费(取决于其位置)。具体地，增加水印(对于每个顾客可能是独一无二的)到每个顾客的视频节允许对视频特定部分的测量和检测。

而且，可能期望使用一些紧密协力的显示器，有时候在阵列中。为了接近于制造和/或安装起来不切实际的更大显示器，这些可以实现。因此，用户可以购买一些更小的显示器，而且将它们相互临近布置以创建更大的显示器。在这些例子中，可能期望每个显示器维持相似的光学属性，从而显示器之间的差异不被觉察而且这些显示器看起来就是一个。因此，显示器性能监测系统的实施方式可以用于确保每个显示器保持相似光学属性(举例，伽马饱和度、对比度、亮度、颜色饱和度等)。在一些实施方式中，可能期望沿着临近其它显示器的边缘的显示器的每个边缘布置色光传感器。在这种方式中，沿着每个“边界边缘”的光学属性可以被控制，以最小化临近显示器之间的可视差异。

已经发现，在显示器应用到户外和/或亮周边环境中一些应用中，环境光(ambient light)可能从显示器组件反射且进入色光传感器。在这些应用中，色光传感器可能变得光过饱和，从而它不能精确地读取显示器组件的光学性能。在这种情形下，已经发现在色光传感器和显示器组件之间布置滤光器可以缓和一些或者全部问题。示范性实施方式可以使用“热镜”类型的IR滤光器。一些实施方式可以使用移除或降低波长大于600-650纳米的电磁辐射的任意类型滤光器。

已经示出和描述了优选实施方式，本领域技术人员可以意识到，可以在本发明的权利要求范围之内作出许多变换和修改，以影响已描述的实施方式。另外地，上面描述的许多要素可以被改变或替换为不同要素，而提供相同效果和落入本发明权利要求的精神之内。因此，本发明的范围仅受示出的权利要求的影响。

Claims (17)

1.一种用于电子显示器的性能监测系统，包括：

在前表面具有多个图像-产生像素的电子显示器组件；

布置在该电子显示器组件前面的色光传感器；

被该色光传感器测量的一组像素；以及

与该色光传感器电子通讯的网络连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

该网络连接与互联网电子通讯。

3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

布置在该色光传感器和该显示器组件之间的热镜滤器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中：

该电子显示器组件是液晶显示器。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中：

该电子显示器组件是OLED显示器。

6.一种用于电子显示器的性能监测系统，包括：

电子底板；

与该电子底板电子通讯的显示控制器组件；

与该显示控制器组件电子通讯的电子显示器组件，该电子显示器组件具有多个图像-产生像素；

布置在该电子显示器组件前面且与该底板电子通讯的色光传感器；

与该显示控制器组件电子通讯的视频输入；以及

与该底板电子通讯的网络接口。

7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：布置在该色光传感器前面的保护玻璃。

8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括：

在该显示器组件前部的一组图像-产生像素，被该色光传感器测量。

9.根据权利要求6所述的系统，其中：

该网络接口与互联网电子通讯。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的系统，进一步包括：

布置在该色光传感器和该显示器组件之间的热镜滤器。

11.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：与该网络接口电子通讯的用户接口。

12.根据权利要求11所述的系统，其中：

该用户接口是网络浏览器。

13.一种远程监测和发送电子显示器的光学属性到用户的方法，该方法包括步骤：

展现具有多个像素和4个边缘的电子显示器；

选择靠近该显示器的一个边缘的一组像素作为水印；

在该水印的前面布置色光传感器；

用该水印显示测试图像；

测量该测试图像的光学属性以产生光学数据；

用存储设备在该电子显示器处储存该光学数据；以及

建立该存储设备的网络连接。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括步骤：

向该用户提供能够与该网络连接电子通讯的网页应用；以及

允许该用户通过该网页应用从该存储设备接收光学数据。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括步骤：

为该光学数据选择可接受值范围；

将该光学数据与该可接受值范围进行比较；

当光学数据降低到该可接受值范围之外时，通知用户。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中：

该测试图像是实色形状。

17.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中：

该光学数据是下列中的任意一个：

亮度、色饱和度和对比度。

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