CN114402254A - 显示系统和用于操作显示系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示系统(1)，该显示系统包括：显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动显示器边缘和被配置用于显示的活动显示器内表面；还包括具有发光单元的背光模块(6，6a，6b)，并且其中，该背光模块(6，6a，6b)包括与显示器边缘相对应的背光边缘(12)以及与显示器内表面相对应的背光内表面(13)；还包括控制系统；其中，提供了从背光边缘(12)延伸到背光内表面(13)的一部分上的过渡边缘区域(9)，其中，在该过渡边缘区域(9)中布置有第一数量的可单独驱控的发光单元，并且其中，没有该过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)包括第二数量的可单独驱控的发光单元，其中，第一数量大于第二数量，和/或该控制系统被配置为，对布置在过渡边缘区域(9)中的发光单元单独地进行驱控或者以第一集群互连地进行驱控，并且对没有该过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)所包括的发光单元以第二集群互连地进行驱控，其中，在第一集群中的互连的发光单元的数量小于在第二集群中的互连的发光单元的数量。本发明还涉及一种车辆和一种方法。

Description

显示系统和用于操作显示系统的方法
技术领域
本发明涉及一种显示系统，该显示系统包括被配置用于显示数据的显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动(inaktiv)显示器边缘和被配置用于显示的活动(aktiv)显示器内表面，并且其中，该显示系统还包括具有发光单元的背光模块，其中，该背光模块直接或间接布置在显示器的后侧，以使得由这些发光单元发出的光形成显示器的背光，并且其中，该背光模块包括与显示器边缘相对应的背光边缘并且包括与活动显示器内表面相对应的活动背光内表面，并且其中，该显示系统还包括用于驱控这些发光单元的控制系统。本发明还涉及一种包括这种显示系统的车辆以及一种用于操作显示系统的方法。
背景技术
在液晶显示器(即所谓的LCD)的情况下，其功能是基于这样一个事实：在施加一定量的电压的情况下，液晶会影响光的偏振方向。LCD由可以相互独立地改变其透明度的图片元素(即所谓的像素)组成。为此目的，由每个像素中的电压控制液晶的对齐。结果，改变了偏振光的透射率。
偏振光是通过布置在显示器上且对入射光进行过滤的偏振滤光片产生的。如果显示器旨在能够展示任何内容，那么就要把元素布置成均匀的网格(矩阵)。使用背光模块来生成入射光。
近年来，LED(发光二极管)已代替传统的冷阴极荧光灯(CCFL)被用作LCD液晶显示器的背光模块。
分布在背光模块整个区域上的这些发光二极管实现对显示器的照射。此外，可以单独驱控发光二极管，使得被照射的区域的应显示深黑色的单个部分能够被单独调光(局部调光)或被关闭。
DE 10 2007 045 560A1披露了一种显示设备，该显示设备包括可透光的显示器和用于该可透光的显示器的背光单元，其中，该背光单元包括光导和布置在光导侧向上的光源，其中，多组光源以这样的方式互连，即，使属于一组的光源被共同驱控，并且使这些组光源根据可透光的显示器的图像内容被驱控。
DE 20 2011 000 857U1披露了一种用于提高颜色饱和度、亮度和白平衡方面的性能的显示器背光装置，所述装置：被容纳在背光模块中以为LCD模块提供光源；包括相互连接的多个发光区，其中，发光区包括彩色光源单元和亮度光源单元；包括控制设备，该控制设备与该彩色光源单元和该亮度光源单元电连接以打开或关闭或调整该彩色光源单元和该亮度光源单元。
发明内容
本发明的目的是给出一种具有改进的显示器显示的显示系统。
进一步的目的是给出一种用于操作这种显示系统的方法以及给出一种包括这种显示系统的车辆。
该目的是通过具有权利要求1的特征的显示系统、具有权利要求10的特征的车辆以及具有权利要求11的特征的方法来实现的。
从属权利要求列出了进一步的有利措施，这些措施可以根据需要适当地相互组合以实现进一步的优点。
该目的是通过显示系统实现的，该显示系统包括：被配置用于显示数据的显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动显示器边缘和被配置用于显示的活动显示器内表面；还包括具有发光单元的背光模块，其中，该背光模块直接或间接布置在显示器的后侧，以使得由这些发光单元发出的光形成显示器的背光，并且其中，该背光模块包括与显示器边缘相对应的背光边缘并且包括与活动显示器内表面相对应的活动背光内表面；还包括用于驱控这些发光单元的控制系统；并且其中，提供了从背光边缘延伸到背光内表面的一部分上的过渡边缘区域，其中，在过渡边缘区域中布置有第一数量的可单独驱控的发光单元；并且其中，没有过渡边缘区域的背光内表面包括第二数量的可单独驱控的发光单元，并且其中，所述第一数量大于所述第二数量；和/或该控制系统被配置为，对布置在过渡边缘区域中的发光单元单独地进行驱控或者以第一集群互连地进行驱控，对没有过渡边缘区域的背光内表面所包括的发光单元以第二集群互连地进行驱控，并且其中，在第一集群中的互连的发光单元的数量小于在第二集群中的互连的发光单元的数量。
根据本发明已经认识到，在传统的背光模块的情况下，LED等距地布置。结果，背光模块的整个区域的背光分辨率均相同。此外已经认识到，通过增加在整个背光模块上使用的LED的数量来提高分辨率将增加复杂性，尤其是成本。
现在通过本发明解决了这个问题。根据本发明，第一数量的可单独驱控的发光单元仅布置在从背光边缘延伸到背光内表面的一部分上的过渡边缘区域中，而小于第一数量的第二数量的可单独驱控的发光单元布置在没有过渡边缘区域的背光内表面处。
在这种情况下，优选地，第二数量与传统背光模块的原始数量相对应。
此外，附加地或替代地，在没有过渡边缘区域的背光内表面处的发光单元被以较大的集群(组)互连，而在过渡边缘区域中的发光单元则单独地被驱控或以较小的组互连地被驱控。因此，通过减少同时驱控的发光单元来提高背光分辨率。局部调光算法根据新的被调整的密度进行适配。
过渡边缘区域中的更高分辨率使得能够实现显示器显示中的细节的非常局部的背后照射。结果，相邻的暗区被较少地照射，从而提高了整个显示器的局部对比度。这具有以下效果：例如活动背光内表面以及因此活动显示器内表面与显示器边缘的黑色印刷部(Schwarzdruck)的差异较小。
通过根据本发明的显示系统实现背光的局部分辨率的提高。在这种情况下，显示器的活动显示器内表面与盖板玻璃的黑色印刷部(也就是说非活动显示器边缘)之间的过渡被如此优化，使得驾驶员不会因此受到干扰。换言之，特别是最小化显示器边缘的黑色图像区域和显示器本身的背景亮度。避免了黑色图像区域的邻近区域的过度照亮以及由此避免黑色图像区域产生有干扰的亮度。设置在显示器内表面处的黑色图像区域和黑色显示器边缘因此保持黑色。因此提高了整个显示器表面的对比度。
优选地，显示器被配置为液晶(LCD)显示器。LCD显示器优选地包括两个玻璃板，一个位于另一个之上并沿边缘密封，其中，液晶容纳在两个玻璃片之间由此界定的空间中。利用电压在每个要显示的像素中控制液晶的对齐。
进一步优选的是，在过渡边缘区域中的发光单元以矩阵形布置。在这种情况下，矩阵形意味着发光单元尤其以均匀分布成行和列的方式布置。从而可以在过渡边缘区域中均匀地提高背光的对比度。
在优选配置中，在没有过渡边缘区域的背光内表面中的发光单元以矩阵形布置。在这种情况下，矩阵形意味着发光单元尤其以均匀分布成行和列的方式布置。这会导致没有过渡边缘区域的背光内表面的均匀背光。
优选地，在背光边缘中没有布置发光单元，或者与过渡边缘区域相比以及与没有该过渡边缘区域的背光内表面相比，在背光边缘中布置的发光单元数量减少。结果，可以降低成本并且可以提高对比度。
在另一优选配置中，显示器内表面包括不可见区域，其中，在与所述不可见区域相对应的背光内表面中没有布置发光单元。
替代地或可选地补充地，显示器内表面包括不可见区域，其中，在与所述不可见区域相对应的背光内表面中布置了数量减少的发光单元。这意味着在不可见的区域中，发光单元被省略和/或减少，从而节省了系统成本。不可见区域例如是活动显示器内表面上的例如被机械元件覆盖的区域，或者是其上布置有操作按钮的区域。在与所述不可见区域相对应的所述背光内表面中，可以减少或省略发光单元，从而节省系统成本。
进一步优选的是，这些发光单元被配置为发光二极管(LED)。这些发光二极管都是具有成本效益的。进一步优选的是，这些发光二极管被设计为可单独调光。结果，可以实现对比度的进一步提高。
此外，该目的是通过包括上述显示系统的车辆实现的。特别地，该车辆是客车。此外，特别地，显示系统设置在仪表中。
此外，该目的是通过用于操作显示系统的方法来实现的，该方法包括以下步骤：
-提供被配置用于显示数据的显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动显示器边缘和被配置用于显示的活动显示器内表面；
-提供具有发光单元的背光模块，其中，该背光模块直接或间接布置在显示器的后侧，以使得由这些发光单元发出的光形成显示器的背光，并且其中，该背光模块包括与显示器边缘相对应的背光边缘并且包括与显示器内表面相对应的背光内表面；
-提供用于驱控这些发光单元的控制系统；
-提供从背光边缘延伸到背光内表面的一部分上的过渡边缘区域；
-操作在过渡边缘区域中布置的第一数量的可单独驱控的发光单元；
-操作在没有过渡边缘区域的背光内表面中布置的第二数量的可单独驱控的发光单元，其中，所述第一数量大于所述第二数量；
-和/或对布置在过渡边缘区域中的发光单元单独进行驱控或者以第一集群互连地进行驱控，并且对布置在没有该过渡边缘区域的背光内表面中的发光单元以第二集群互连地进行驱控，其中，在第一集群中的互连的发光单元的数量小于在第二集群中的互连的发光单元的数量。
该方法优选地适合在根据本发明的显示系统上实施。以上关于根据本发明的显示系统进一步描述的优点也类似地适用于根据本发明的方法。
优选地，在背光边缘中没有布置发光单元，或者与过渡边缘区域相比以及与没有该过渡边缘区域的背光内表面相比，在背光边缘中布置的发光单元数量减少。
附图说明
本发明的其他特性和优点通过以下参考附图的描述将变得显而易见。附图示意性示出：
图1：示出了根据本发明的显示系统的第一实施例，
图2：示出了根据本发明的背光模块的第一配置，
图3：示出了根据本发明的背光模块的第二配置。
具体实施方式
虽然已通过优选示例性实施例更具体地展示并详细描述了本发明，但是本发明不限于所披露的示例。
图1示出了根据本发明的显示系统1的第一示例性实施例。所述显示系统包括被配置用于显示图像的液晶显示器2。由于与等离子体或OLED显示器相比，液晶显示器2不是自发光的，因此颜色元素/像素中所需的亮度必须由具有LED 5的背光模块6生成。
液晶显示器2包括前玻璃3和后玻璃4。前玻璃3和后玻璃4用作LC(液体)单元10的保护层和载体，这将在下面更详细地描述。
液晶显示器2优选地包括扩散器7。背光模块6生成的光具有空间结构。定位于液晶显示器2后面的扩散器7处的LED 5具有取决于孔径角的辐射功率。所述空间结构通过扩散器7均匀分布。此外，液晶显示器2优选地还包括偏振滤光片8，用于将从LED 5发出的光偏振。
此外，显示系统1还包括未示出的可以单独驱控LED 5的控制单元。此外，LED 5被配置为可调光的，其同样可以由未示出的控制单元来调节。控制单元例如可以是车辆的控制设备。
此外，液晶显示器2包括包含液晶分子的LC(液晶)单元10。在液晶分子中，线性偏振光被转动使得在颜色元素中获得期望的亮度。为此目的，通过施加在两个电极之间的电压来影响液晶分子的对齐。
此外，液晶显示器2优选地还包括彩色滤光片11。通过彩色滤光片来确定感知到的像素颜色。
此外，液晶显示器2还包括显示器边缘。为此目的，例如，前玻璃3可以印刷有黑色边缘作为显示器边缘。
因此，液晶显示器2被分为非活动显示器边缘(也就是说这里不显示任何图像)和活动显示器内表面(其中显示要展示的图像)。
同样可以存在其他非活动表面，这可以例如通过布置在液晶显示器2上的操作元件而产生。
背光模块6包括与显示器边缘相对应的背光边缘12(图2)以及与显示器内表面相对应的背光内表面13(图2)。
此外，提供了从背光边缘12(图2)延伸到背光内表面13(图2)的一部分上的过渡边缘区域9(图2)。所述过渡边缘区域包括第一数量的可驱控的LED 5。
对比之下，在没有过渡边缘区域9(图2)的背光内表面处，布置了第二数量的可单独驱控的LED 5。在这种情况下，所述第一数量大于所述第二数量。由此提高了图像显示的对比度。
此外，替代地或可选地补充地，布置在过渡边缘区域9(图2)中的LED 5可以以第一集群互连或单独被驱控，并且布置在没有过渡边缘区域9(图2)的背光内表面中的那些LED5可以以第二集群互连，其中，在第一集群中的互连的LED 5的数量小于在第二集群中的互连的LED 5的数量。
此外，在背光边缘12(图2)中或在背光内表面13(图2)的与不可见区域相对应的区域中可以不布置或仅布置数量减少的LED 5。局部调光算法根据调整后的LED 5的数量进行适配。
过渡边缘区域9(图2)中的更高分辨率使得能够实现显示器内表面上的细节的非常局部的背光。结果，相邻的暗区，例如显示器边缘区域或其中布置有操作元件的区域被较少地照亮，由此提高局部对比度。这具有以下效果：活动显示器内表面与液晶显示器2的黑色印刷部的差异较小。由于减少和/或甚至省略了背光模块6处的LED 5，节省了系统成本。
液晶显示器2的活动显示器内表面与显示器的黑色区域之间的过渡被优化得使驾驶员无法辨别差异。换言之，特别是最小化液晶显示器2中的黑色图像区域的背景亮度。
图2示出了根据本发明的背光模块6a的详细配置。
背光模块6a包括背光边缘12和背光内表面13。
此外，背光模块6a包括从背光边缘12延伸到背光内表面13的一部分上的过渡边缘区域9。
此外，背光模块6a包括用于照亮液晶显示器2的LED 5。
在背光边缘12处背光模块6a没有LED 5。此外，布置在过渡边缘区域9中的LED 5由控制系统(未示出)单独控制。没有过渡边缘区域9的背光内表面13中/上布置的LED 5以集群(这里以四个为一组(Vierergruppen))控制。
背光内表面13的大部分中的LED 5因此被以较大的组互连，而过渡边缘区域9中的LED 5以较小的组被驱控或单独地被驱控。结果，实现了更高的局部分辨率。例如，防止了诸如显示器边缘的黑色区域的过度照亮。
图3示出了根据本发明的背光模块6b的进一步详细配置。该背光模块6b包括背光边缘12和背光内表面13。
此外，背光模块6b包括再次从背光边缘12延伸到背光内表面13的一部分上的过渡边缘区域9。
此外，背光模块6b包括LED 5。
背光模块6b在背光边缘12处同样没有LED 5。此外，布置在过渡边缘区域9中的LED5由控制系统(未示出)单独控制。在没有过渡边缘区域9的背光内表面13中/上布置的LED 5以集群(这里以四个为一组)被控制。
此外，在过渡边缘区域9中布置有第一数量的可单独驱控的LED 5；相比之下，在没有过渡边缘区域9的背光内表面13处布置有第二数量的可单独驱控的发光单元。
在这种情况下，第一数量大于第二数量。
通过添加额外的LED 5和通过单独驱控LED 5，在液晶显示器2(图1)的过渡边缘区域9中提高背光模块6b的分辨率。局部调光算法根据调整后的密度进行适配。在不可见的区域(诸如这里的背光边缘12)中，LED 5被省略并因此节省了系统成本。
根据本发明的显示系统1(图1)可用于使用显示器的所有领域，例如消费电子产品、航空、火车、医疗技术领域。

Claims (12)

1.一种显示系统(1)，该显示系统包括：
被配置用于显示数据的显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动显示器边缘和被配置用于显示的活动显示器内表面；
还包括具有发光单元的背光模块(6，6a，6b)，其中，该背光模块(6，6a，6b)直接或间接布置在显示器的后侧，以使得由这些发光单元发出的光形成显示器的背光，并且其中，该背光模块(6，6a，6b)包括与显示器边缘相对应的背光边缘(12)并且包括与显示器内表面相对应的背光内表面(13)；
还包括用于驱控这些发光单元的控制系统；
其特征在于，
提供了从背光边缘(12)延伸到背光内表面(13)的一部分上的过渡边缘区域(9)，其中，在该过渡边缘区域(9)中布置有第一数量的可单独驱控的发光单元；
并且其中，没有过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)包括第二数量的可单独驱控的发光单元，其中，所述第一数量大于所述第二数量；和/或控制系统被配置为，对布置在过渡边缘区域(9)中的发光单元单独地进行驱控或者以第一集群互连地进行驱控，对没有过渡边缘区域(9)的背光内表面所包括的发光单元以第二集群互连地进行驱控，其中，在第一集群中的互连的发光单元的数量小于在第二集群中的互连的发光单元的数量。
2.如权利要求1所述的显示系统(1)，其特征在于，
所述显示器被配置为液晶(LCD)显示器(2)。
3.如权利要求1或2所述的显示系统(1)，其特征在于，
在过渡边缘区域(9)中的发光单元以矩阵形布置。
4.如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)，其特征在于，在没有过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)中的发光单元以矩阵形布置。
5.如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)，其特征在于，在背光边缘(12)中没有布置发光单元，或者与过渡边缘区域(9)相比以及与没有该过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)相比，在背光边缘(12)中布置的发光单元数量减少。
6.如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)，其特征在于，所述显示器内表面包括不可见区域，并且在与该不可见区域相对应的背光内表面(13)中没有布置发光单元。
7.如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)，其特征在于，所述显示器内表面包括不可见区域，并且在与该不可见区域相对应的背光内表面(13)中布置了数量减少的发光单元。
8.如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)，其特征在于，发光单元被配置为发光二极管(LED)(5)。
9.如权利要求8所述的显示系统(1)，其特征在于，
所述发光二极管(5)被设计为可单独调光。
10.一种车辆，包括如前述权利要求中任一项所述的显示系统(1)。
11.一种用于操作显示系统(1)的方法，其特征在于以下步骤：
-提供被配置用于显示数据的显示器，其中，该显示器包括不被配置用于显示的非活动显示器边缘和被配置用于显示的活动显示器内表面；
-提供具有发光单元的背光模块(6，6a，6b)，其中，该背光模块(6，6a，6b)直接或间接地布置在显示器的后侧，以使得由这些发光单元发出的光形成显示器的背光，并且其中，背光模块(6，6a，6b)包括与显示器边缘相对应的背光边缘(12)并且包括与显示器内表面相对应的背光内表面(13)；
-提供用于驱控发光单元的控制系统；
-提供从背光边缘(12)延伸到背光内表面(13)的一部分上的过渡边缘区域(9)；
-操作在过渡边缘区域(9)中布置的第一数量的可单独驱控的发光单元；
-操作在没有过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)中布置的第二数量的可单独驱控的发光单元，其中，所述第一数量大于所述第二数量；
-和/或对布置在过渡边缘区域中的发光单元单独地进行驱控或者以第一集群互连地进行驱控，对布置在没有过渡边缘区域的背光内表面中的发光单元以第二集群互连地进行驱控，其中，在第一集群中的互连的发光单元的数量小于在第二集群中的互连的发光单元的数量。
12.如权利要求11所述的用于操作显示系统(1)的方法，其特征在于，在背光边缘(12)中没有布置发光单元，或者与过渡边缘区域(9)相比以及与没有过渡边缘区域(9)的背光内表面(13)相比，在背光边缘(12)中布置的发光单元数量减少。
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