DE102005028916A1

DE102005028916A1 - Verfahren zum Einstellen der Leuchtdichte eines auf einer LCD-Anzeige eines LCD-Displaymoduls darstellbaren Bildes

Info

Publication number: DE102005028916A1
Application number: DE200510028916
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Eckhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eizo GmbH
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Insbesondere im medizinischen Bereich ist es erforderlich, dass die minimale Leuchtdichte einer LCD-Anzeige als "tiefes" Schwarz empfunden wird. Dies ist für eine Auswertung von Bildern im Rahmen einer medizinischen Diagnose von Bedeutung. Es werden geeignete Maßnahmen vorgeschlagen, welche eine bessere Schwarzwertdarstellung ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Leuchtdichte eines auf einer LCD-Anzeige eines LCD-Displaymoduls darstellbaren Bildes, das mit einem Backlight versehen ist, dessen Licht die LCD-Anzeige hinterleuchtet, wobei in einem Speicher eine Leuchtdichte-Kennlinie der LCD-Anzeige hinterlegt ist, welche die Abhängigkeit der Leuchtdichte vom Bildsignal repräsentiert. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Regelung der Leuchtdichte eines Backlights für die LCD-Anzeige eines LCD-Displaymoduls ist gewöhnlich eine Backlight-Regelung vorgesehen. Diese Backlight-Regelung stellt die von einem Sensor erfasste Leuchtdichte des Backlights, dessen Licht die LCD-Anzeige hinterleuchtet, im Wesentlichen auf einen konstanten Sollwert ein. Wird die Leuchtdichte des Backlights verändert, so wirkt sich dies auf die Leuchtdichte der LCD-Anzeige und somit auf die Helligkeitsempfindung eines menschlichen Auges aus. Eine Veränderung der Backlight-Leuchtdichte bewirkt im Wesentlichen eine Verschiebung der Leuchtdichte-Kennlinie der LCD-Anzeige.

Die Leuchtdichte-Kennlinie gibt an, wie ein Bild darstellendes System ein elektrisches Bildsignal in ein optisches Signal umformt. Diese wird dadurch an die Empfindung eines menschlichen Auges angepasst, dass die zur Wiedergabe auf der LCD-Anzeige vorgesehenen Bilddaten korrigiert werden. Die Korrektur geschieht dadurch, dass ein in einer Anordnung zur Ansteuerung des LCD-Displaymoduls vorhandener Grafikprozessor in einer so genannten Look-Up-Tabelle „nachschaut", welchen Wert dieser statt des gerade empfangenen Videosteps (digitales Bildsignal) auf die LCD-Anzeige geben soll. Hierdurch ist es möglich, die Bilddaten, die auf die LCD-Anzeige gegeben werden sollen, entsprechend einer optimalen Leuchtdichte-Kennlinie zu verändern.

Insbesondere im medizinischen Bereich ist es erforderlich, dass die minimale Leuchtdichte der LCD-Anzeige als „tiefes" Schwarz empfunden wird. Dies ist für eine Auswertung von Bildern im Rahmen einer medizinischen Diagnose von Bedeutung. Dazu wird das Licht des Backlights durch geeignete Polarisatoren im Wesentlichen blockiert, d. h., die Polarisatoren verhindern im Wesentlichen, dass das vom Backlight erzeugte Licht zur LCD-Anzeige gelangt. Dabei ist die Leuchtdichte des Backlights von Bedeutung, d. h., es ist entscheidend, wie hell das Licht des Backlights leuchtet. Je heller dieses Licht ist, um so „heller" ist das dargestellte Schwarz.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine bessere Schwarzwertdarstellung ermöglicht. Darüber hinaus ist eine Anordnung zu schaffen, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, im Hinblick auf die Anordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung geht von der Idee aus, die Helligkeit des Backlight-Lichts steuerbar zu gestalten und abhängig vom „maximalen Weiß" des Bildinhalts zu verändern, wobei eine Verminderung der Helligkeit des Backlight-Lichts durch eine Verstärkung des Bildinhalts ausgeglichen wird. Dadurch, dass die Helligkeit des Backlight-Lichts vermindert wird, wird ebenfalls der Schwarzwert verbessert, das „Schwarz" des Bildinhalts wird „dunkler".

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.

Es zeigen:
1 eine Anordnung zum Einstellen der Helligkeit eines auf einem LCD-Display darstellbaren Bildes und
2 eine Darstellung der Abhängigkeit der Leuchtdichte einer LCD-Anzeige von der Leuchtdichte eines Backlights.
In 1 ist mit 1 eine Ansteuereinheit bezeichnet, welcher beispielsweise durch einen hier nicht dargestellten A/D-Wandler ein digitales Bildsignal 2 zur Darstellung eines Bildes auf einer LCD-Anzeige 3 zuführbar ist. Alternativ dazu kann die Ansteuereinheit 1 auch direkt digital über den so genannten Videoübertragungsstandard DVI angesteuert werden. Wie im Folgenden noch gezeigt wird, ist angenommen, dass das digitalisierte Bildsignal 2 Videosteps von 0 bis 255 umfasst. Um im Wesentlichen konstante Leuchtdichteverhältnisse zu erzielen, übermittelt die Ansteuereinheit 1 einer Backlight-Regelung 5 einen Sollwert 4, wobei die Backlight-Regelung 5 eine von einem Backlight-Sensor 7 erfasste Leuchtdichte des Backlights 6 auf diesen Sollwert 4 einregelt. Die Ansteuereinheit 1 übermittelt ferner die Videosteps einer Look-Up-Tabelle 8, welche diese Videosteps bewertet und im Hinblick auf den Verlauf einer Leuchtdichte-Kennlinie, z. B. einer Kennlinie gemäß einem DICOM- oder CIELAB-Standard, optimiert. Diese Kennlinie wird gewöhnlich in einer Werkseinstellung aufgezeichnet, wobei während dieser Aufzeichnung das Backlight maximales Licht erzeugt. Über eine geeignete Schnittstelle 9 werden die bewerteten Videosteps der LCD-Anzeige 3 zugeführt, wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird.
Zum Einstellen der Leuchtdichte eines auf der LCD-Anzeige 3 darzustellenden Bildes ermittelt die Ansteuereinheit 1 vor der visuellen Darstellung der Bildinformation zunächst die maximale Leuchtdichte („hellstes" Weiß, „Spitzenweiß") aus dem Bildsignal 2. Anschließend verstärkt die Ansteuereinheit 1 das Bildsignal und reduziert das Licht des Backlights. Dies bedeutet, dass die Ansteuereinheit 1 den maximalen Videostep des Bildsignals 2 auf den maximal möglichen Videostep 255 verstärkt und dass die Ansteuereinheit 1 ferner den Sollwert 4 und somit die Backlight-Leuchtdichte vermindert, wodurch die maximale Leuchtdichte des Bildsignals 2 unverändert bleibt. In einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, das Backlight-Licht gemäß der Beziehung
zu vermindern, wobei Ld_max (Bildsignal) die maximale Leuchtdichte des Bildsignals und Ld₁₀₀ (Videostep 255) die Leuchtdichte gemäß der Leuchtdichte-Kennlinie Lk bei einem Videostep 255 und maximalen Backlight-Licht ist. Das Bildsignal wird gemäß der Beziehung
verstärkt, wobei Videostep (Ld_max) der Videostep ist, bei welchem die Leuchtdichte der LCD-Anzeige 3 maximal ist. Die Videosteps des verstärkten Bildsignals und diesen zugeordnete Videoausgangssteps schreibt die Ansteuereinheit 1 in die Look-Up-Tabelle 8 ein. Welcher Videoausgangswert dann auf die LCD-Anzeige gegeben wird, ist abhängig vom Videostep. Mit anderen Worten, das digitale Bildsignal 2 wird mit der Look-Up-Tabelle 8 bewertet, statt eines Videosteps wird ein diesem Videostep zugeordneter Videoausgangswert in die LCD-Anzeige 3 geschrieben.
Zur Verdeutlichung der Einstellung der Leuchtdichte einer LCD-Anzeige wird auf 2 verwiesen, in welcher die Abhängigkeit der Leuchtdichte einer LCD-Anzeige von der Leuchtdichte eines Backlights in logarithmischer Darstellung gezeigt wird. Es wird angenommen, dass das Bildsignal 256 Videosteps umfasst und dass in der Look-Up-Tabelle 8 (1) eine Leuchtdichte-Kennlinie Lk hinterlegt ist, die während einer Werkseinstellung bei maximaler Leuchtdichte des Backlight-Lichts (100 % Backlight-Licht) aufgezeichnet wurde. Gemäß dieser Aufzeichnung empfindet ein Betrachter die minimale Leuchtdichte von 1 cd/m² als schwarz, was bei einem Videostep 0 auf der LCD-Anzeige 3 dargestellt ist.
Für den Fall, dass z. B. ein Bildsignal eines darzustellenden Bildes lediglich einen maximalen Videostep 160 aufweist, bei welchem die Leuchtdichte Ld 90 cd/m² ist, verstärkt die Ansteuereinheit 1 diesen Videostep 160 auf 255, was einer Verstärkung V von 1,6 entspricht. Ferner vermindert die Ansteuereinheit 1 die Leuchtdichte des Backlights gemäß der Beziehung (1) um R = 25 %, wobei angenommen ist, dass bei einem Videostep 255 die Leuchtdichte der Kennlinie Lk 360 cd/m² ist. Durch die Reduzierung des Backlight-Lichts um 25 % bleibt die maximale Leuchtdichte 90 cd/m² des darzustellenden Bildes auf der LCD-Anzeige 3 erhalten, der Schwarzwert dagegen wird optimiert. Die Leuchtdichte bei einem Videostep 0 beträgt nur noch ca. 0,4 cd/m², was bedeutet, dass ein Betrachter das Schwarz im Vergleich zu dem Schwarz gemäß der Leuchtdichte-Kennlinie Lk (Backlight-Licht 100 %) „dunkler" empfindet.

Claims

Verfahren zum Einstellen der Leuchtdichte eines auf einer LCD-Anzeige (3) eines LCD-Displaymoduls darstellbaren Bildes, das mit einem Backlight (6) versehen ist, dessen Licht die LCD-Anzeige (3) hinterleuchtet, wobei in einem Speicher eine Leuchtdicht-Kennlinie (Lk) hinterlegt ist, welche bei maximaler Leuchtdichte des Backlight-Lichts die Abhängigkeit der Leuchtdichte von einem Bildsignal (2) repräsentiert, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – vor der Darstellung des Bildes wird die maximale Leuchtdichte aus dem Bildsignal (2) und der Leuchtdichte-Kennlinie (Lk) ermittelt, – zur Bilddarstellung wird in Abhängigkeit der ermittelten maximalen Leuchtdichte das Bildsignal (2) verstärkt und die Leuchtdichte des Backlights (6) vermindert.
Anordnung mit – einem mit einer LCD-Anzeige (3) versehenen LCD-Displaymodul, – einem Backlight (6), dessen Licht die LCD-Anzeige (3) hinterleuchtet, – einer Backlight-Regelung (5), welche die Leuchtdichte des Backlights (6) auf einen Sollwert (4) einregelt, – einem Speicher (8), in welchem eine Leuchtdichte-Kennlinie (Lk) hinterlegt ist, welche bei maximaler Leuchtdichte des Backlight-Lichts die Abhängigkeit der Leuchtdichte vom Bildsignal (2) repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuereinheit (1) zum Einstellen der Leuchtdichte eines auf der LCD-Anzeige (3) darstellbaren Bildes – vor der Darstellung des Bildes die maximale Leuchtdichte aus dem Bildsignal (2) und der Leuchtdichte-Kennlinie (Lk) ermittelt und – zur Darstellung des Bildes in Abhängigkeit der ermittelten maximalen Leuchtdichte das Bildsignal (2) verstärkt und den Sollwert (4) der Leuchtdichte des Backlights (6) vermindert.