DE102011077142A1

DE102011077142A1 - Nachbarschaftshelligkeitsanpassung für Gleichförmigkeit in einem gekachelten Anzeigeschirm

Info

Publication number: DE102011077142A1
Application number: DE102011077142A
Authority: DE
Inventors: Amit Mahajan
Original assignee: Prysm Inc
Current assignee: Prysm Inc
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: GB2481122B; DE102011077142B4; CN102270445A; GB201109499D0; GB2481122A

Abstract

Eine Helligkeit zwischen den individuellen Kacheln eines gekachelten Anzeigesystems wird für eine verbesserte Gleichmäßigkeit und Gesamthelligkeit von Bildern, welche mittels des Anzeigesystems erzeugt sind, angepasst. Regionen des Anzeigesystems angrenzend an eine Kachel mit einer niedrigen Helligkeitsperformanz werden in Helligkeit von dem Helligkeitspegel der Niedrig-Helligkeitskachel bis zu dem Helligkeitspegel von Höher-Helligkeitskacheln inkrementiert. Mittels des Inkrementierens der Helligkeit solcher Regionen gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird eine wahrgenommene Helligkeitsgleichförmigkeit von mittels des gekachelten Anzeigesystems erzeugten Bildern aufrechterhalten, während die Gesamthelligkeit des Anzeigegerätes maximiert wird. Die Regionen, die benutzt werden, um die Helligkeit zu inkrementieren, können so groß wie eine gesamte Kachel oder so klein wie ein einzelnes Pixelelement sein.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen gekachelte (tiled) Anzeigeschirme, und insbesondere Systeme und Verfahren eines Helligkeitsabstimmens bzw einer Helligkeitsanpassung (brightness matching) für verbesserte Gleichförmigkeit (uniformity) und Helligkeit von solchen Anzeigeschirmen.
Beschreibung der betreffenden Technik
Elektronische Anzeigesysteme werden gemeinhin benutzt, um Information von Computern und anderen Quellen anzuzeigen. Typische Anzeigesysteme rangieren in einer Größe von kleinen Anzeigen, welche in mobilen Geräten benutzt werden, zu sehr großen Anzeigen, wie etwa gekachelte Anzeigen (tiled displays), welche benutzt werden, um Bilder für Tausende von Beobachtern zu einer Zeit anzuzeigen. Gekachelte Anzeigesysteme sind im Allgemeinen aus mehreren kleineren individuellen Displaygeräten, oder „Kacheln” (tiles), gefertigt, welche sorgfältig ausgerichtet sind, wenn sie zusammengesetzt werden, um ein nahtloses und gleichförmiges Erscheinungsbild bereitzustellen.
Weil das menschliche Auge kleine Unterschiede in einer Helligkeitsgleichförmigkeit eines angezeigten Bildes leicht erfassen bzw. wahrnehmen (perceive) kann, kann die Benutzung von mehreren Anzeigegeräten in einem gekachelten Anzeigesystem visuelle Artefakte in einem Bild erzeugen, wenn die Ausgabe von einer oder mehreren der individuellen Kacheln nicht gut oder genau mit der Helligkeit von angrenzenden Kacheln übereinstimmt oder zusammenpasst oder angepasst ist (matched). Zum Beispiel können Unterschiede in Helligkeit zwischen angrenzenden Anzeigegeräten in einer gekachelten Anzeige so klein wie einige Prozent sein und für einen Betrachter noch ersichtlich sein. Folglich muss die Farbübereinstimmung bzw. -anpassung und Helligkeit der individuellen Kacheln, welche ein gekacheltes Anzeigesystem ausmachen, gut zusammenpassen bzw. übereinstimmen, um ein ungleichförmiges Erscheinungsbild zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden Farberzeugung und Helligkeit der individuellen Kacheln typischerweise in einer Fabrikkalibrationsprozedur oder während der anfänglichen Einstellung des gekachelten Anzeigegeräts angepasst bzw. zusammengepasst, um Helligkeitsungleichförmigkeit oder -ungleichmäßigkeit dazwischen zu minimieren.
Weil jedoch die Helligkeit von individuellen Kacheln über die Zeit degradieren kann, zum Beispiel aufgrund von Änderungen in einer Lichtquellenperformanz, kann eine anfängliche Kalibration eine Helligkeitsungleichmäßigkeit eines gekachelten Anzeigesystems durch die Lebenszeit des Systems hindurch nicht verhindern. Stattdessen können, wenn eine oder mehrere Kacheln unter einer verminderten Helligkeit leiden, alle anderen Kacheln in dem Anzeigesystem gedimmt werden, um mit der Helligkeit der am schlechtesten arbeitenden Kachel in der Anzeige übereinzustimmen oder zusammenzupassen. Was sich ergibt, ist ein Anzeigebild mit Helligkeitsgleichmäßigkeit, aber ein solches, welches merkbar dunkler ist (dimmer).
Zusammenfassung der Erfindung
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung stellen Systeme und Verfahren zum Anpassen von Helligkeit zwischen den individuellen Kacheln eines gekachelten Anzeigesystems für verbesserte Gleichmäßigkeit und Gesamthelligkeit von Bildern bereit, welche mittels des Anzeigesystems erzeugt sind. Gebiete des Anzeigesystems, welche angrenzend an eine Kachel mit geringer Helligkeitsperformanz sind, werden in Helligkeit von dem Helligkeitspegel der Niedrig-Helligkeitskachel auf den Helligkeitspegel der Höher-Helligkeitskachel inkrementiert. Mittels eines Inkrementierens der Helligkeit solcher Gebiete gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist eine aufgefasste oder wahrgenommene Helligkeitsgleichmäßigkeit von Bildern, welche mittels des Anzeigesystems erzeugt sind, aufrechterhalten, während die Gesamthelligkeit (overall brightness) des gekachelten Anzeigegeräts maximiert ist. Die Gebiete oder Regionen (regions), welche benutzt werden, um die Helligkeit zu inkrementieren, können so groß wie eine ganze Kachel sein oder so klein wie ein einzelnes Pixelelement.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt ein gekacheltes Anzeigesystem bereit, aufweisend eine erste Anzeigekachel, welche einen Luminanzdetektor hat, eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel, und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Luminanzinformation von dem Luminanzdetektor zu empfangen und, wenn die Luminanzinformation anzeigt, dass ein Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist, eine neue Helligkeitseinstellung für die zweite Anzeigekachel zu bestimmen, welche mit einem neuen Helligkeitspegel korreliert, welcher größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung stellt ein gekacheltes Anzeigesystem bereit, aufweisend eine erste Anzeigekachel, eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel, und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel basierend auf ihrer Nähe zu der ersten Anzeigekachel in Antwort auf eine Schwellwertabnahme in einem Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel zu steuern.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern von Helligkeitspegeln eines gekachelten Anzeigesystems bereit, welches eine erste Anzeigekachel und eine zweite Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist, umfasst, wobei das Verfahren aufweist Messen eines Luminanzpegels der ersten Anzeigekachel, Bestimmen, dass der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist, und Einstellen eines Helligkeitspegels der zweiten Anzeigekachel in Antwort auf das Bestimmen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein computerlesbares Speichermedium bereit, welches Anweisungen aufweist, welche mittels eines Computergeräts auszuführen sind, um das Computergerät zu veranlassen, die Schritte eines Empfangens eines Luminanzpegels einer ersten Anzeigekachel, eines Bestimmens, dass der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist, und eines Reduzierens eines Helligkeitspegels einer zweiten Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist, in Antwort auf das Bestimmen auszuführen, wobei der Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel reduziert wird und ein neuer Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel nach der Reduktion größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Damit die Weise, in welcher die oben rezitierten Merkmale der vorliegenden Erfindung im Detail verstanden werden können, kann eine speziellere Beschreibung der Erfindung, welche kurz oben zusammengefasst ist, mit Bezug auf Ausführungsformen bereitgestellt werden, von denen einige in den angehängten Zeichnungen illustriert sind. Es wird jedoch bemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen dieser Erfindung illustrieren und daher nicht aufzufassen sind, den Geltungsbereich zu begrenzen, da die Erfindung andere ebenso effektive Ausführungsformen zulässt.
1 ist ein perspektivisches schematisches Diagramm eines gekachelten Anzeigesystems, welches von Ausführungsformen der Erfindung profitieren kann.
2 ist ein schematisches Diagramm einer Anzeigekachel, welche als eine Kachel eines gekachelten Anzeigesystems benutzt werden kann.
3 ist ein teilweises schematisches Diagramm des Teils eines Fluoreszenzschirms, welcher in 2 angezeigt ist.
4 ist ein schematisches Diagramm eines Anzeigeschirms, welcher „kachelweise” Nachbarschaftshelligkeitsanpassung gemäß Ausführungsformen der Erfindung anwendet.
5 ist ein schematisches Diagramm einer Kachel mit einer Mehrzahl von Farbmessgerät-(colorimeter)-Testgebieten gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
6 ist ein teilweises schematisches Diagramm, welches die relative Helligkeit eines Gebiets oder einer Region einer Niedrig-Helligkeitskachel und einer angrenzenden Kachel illustriert, welche einer kachelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassung (tile-wise neighbourhood brightness matching) gemäß Ausführungsformen der Erfindung unterzogen wurde.
7 ist ein Flussdiagramm, welches in einer schrittweisen Art ein Verfahren zum Durchführen von Nachbarschaftshelligkeitsanpassung in einem gekachelten Anzeigesystem gemäß Ausführungsformen der Erfindung zusammenfasst.
8 ist ein schematisches Diagramm einer Kachel, welche eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten hat, welches intra-Kachel Nachbarschaftshelligkeitsanpassung gemäß Ausführungsformen der Erfindung illustriert.
Wo es anwendbar ist, wurden aus Klarheitsgründen identische Bezugsnummern benutzt, um identische Elemente zu bezeichnen, welche zwischen Figuren gemeinsam sind. Es ist beabsichtigt, dass Merkmale einer Ausführungsform in andere Ausführungsformen inkorporiert werden können, ohne weitere Erwähnung.
Detaillierte Beschreibung
1 ist ein perspektivisches schematisches Diagramm eines gekachelten Anzeigesystems 200, welches von Ausführungsformen der Erfindung profitieren kann. Das gekachelte Anzeigesystem 200 weist eine Mehrzahl von Kacheln (tiles) 250 auf, welche positioniert sind, um für einen Betrachter 270 einen einzelnen Anzeigeschirm 260 zu bilden. Jede der Kacheln 250 ist ein lichtbasiertes elektronisches Anzeigegerät, wie etwa eine Laserphosphoranzeige (LPD, Laser-Phosphor Display), eine Licht emittierende Diode (LED), ein digitales Lichtverarbeitungs-(DLP)-Gerät oder ein LED-Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Gerät, und ist konfiguriert, in Verbindung mit den anderen Kacheln 250 zu operieren, um für den Betrachter 270 ein einzelnes kohärentes Bild zu erzeugen. Jede der Kacheln 250 umfasst auch einen Luminanzdetektor (aus Klarheit in 1 nicht gezeigt), um dynamisch die Ausgabeintensität der Lichtquelle oder der Lichtquellen in der Kachel 250 zu überwachen. Luminanz ist ein photometrisches Maß der leuchtenden (luminous) Intensität pro Einheitsfläche von Licht, welches sich in einer gegebenen Richtung ausbreitet. Das gekachelte Anzeigesystem 200 umfasst einen Zentralcontroller 280, welcher konfiguriert ist, Luminanzdaten 281 von dem Luminanzdetektor jeder Kachel 250 zu erhalten, geeignete Luminanzeinstellungen (settings) für jede Kachel 250 gemäß Ausführungsformen der Erfindung zu bestimmen und Ausgabesignale 282 für die Kacheln 250 bereitzustellen. Weil Ausgabesignale 282 Nachbarschaftshelligkeitsabstimmungen (neighbourhood brightness matching) angrenzend an Niedrig-Helligkeitskacheln implementieren, sind für den Betrachter 270 Helligkeitsgradienten über den Schirm 260 hinweg zwischen normal arbeitenden (performing) Kacheln und Niedrig-Helligkeitskacheln im Wesentlichen nicht wahrnehmbar (imperceptible).
2 ist ein schematisches Diagramm einer Anzeigekachel 100, welche als eine Kachel 250 des gekachelten Anzeigesystems 200 benutzt werden kann. Anzeigekachel 100 ist ein LPD, welches mehrere Laser zum Beleuchten von individuellen Pixeln eines Fluoreszenzschirms 101 verwendet, und ist mit einem Luminanzdetektor konfiguriert, das heißt Detektoranordnung 180, zum direkten Messen von Ausgabeintensität der mehreren Laser während eines normalen Betriebs. Anzeigekachel 100 umfasst Fluoreszenzschirm 101, einen Signalmodulationscontroller 120, ein Laserfeld (laser array) 110, ein Relais-Optik-Modul (relay optics module) 130, einen Spiegel 140, einen Polygonscanner 150, eine Abbildungslinse 155, einen Strahlteiler (beam splitter) 170, eine Detektoranordnung 180 und einen Anzeigeprozessor und -controller 190, welcher wie gezeigt konfiguriert ist.
Fluoreszenzschirm 101 umfasst eine Mehrzahl von Phosphorgebieten oder -bereichen (regions) oder -streifen (stripes) und ist in einer Ausführungsform von alternierenden Phosphorstreifen von verschiedenen Farben, zum Beispiel rot, grün und blau, gebildet, wobei die Farben so ausgewählt sind, dass sie in Kombination weißes Licht sowie auch andere Farben von Licht erbringen oder ergeben (convey) können. 3 ist ein teilweises schematisches Diagramm des Teils des Fluoreszenzschirms 101, welcher in 2 angezeigt ist. 3 illustriert Pixelelemente 205, wobei jedes einen Teil der drei verschieden kolorierten Phosphorstreifen 202 umfasst. Als ein Beispiel sind in 3 Phosphorstreifen 202 als rote, grüne und blaue Phosphorstreifen dargestellt, welche mit R, G bzw. B bezeichnet sind. Der Teil der Phosphorstreifen 202, welcher zu einem bestimmten Pixelelement 205 gehört, ist mittels des Laserscanningpfades 204 wie gezeigt definiert. Ein Bild wird dadurch auf dem Fluoreszenzschirm 101 gebildet, dass Laserstrahlen 112 (in 2 gezeigt) entlang den Laserscanningpfaden 204 gerichtet werden und dass die Ausgabeintensität der Laserstrahlen 112 moduliert wird, um einen gewünschten Betrag oder eine gewünschte Menge von optischer Energie zu jedem der roten, grünen und/oder blauen Phosphorstreifen 202 zu liefern, welche innerhalb jedes Pixelelements 205 aufgefunden sind. Jedes Bildpixelelement 205 gibt Licht aus, um ein gewünschtes Bild mittels der Emission von sichtbarem Licht zu formen, welches mittels der selektiven Laseranregung jedes Phosphor-beinhaltenden Streifens in einem gegebenen Pixelelement 205 erzeugt ist. Somit kontrolliert oder steuert die Modulation der optischen Energie, welche auf den roten, den grünen und den blauen Teil jedes Pixelelements 205 mittels des Lasers angewendet wird, die zusammengesetzte Farbe und Bildintensität bei jedem Bildpixelelement 205.
In der in 3 illustrierten Ausführungsform ist eine Dimension des Pixelelements mittels der Breite der drei Phosphorstreifen 202 definiert und die orthogonale Dimension des Pixelelements ist mittels der Laserstrahlfleckgröße (laser beam spot size) definiert, das heißt der Höhe von Laserscanningpfaden 204. In anderen Ausführungsformen können beide Dimensionen des Bildpixelelements 205 mittels physikalischer Grenzen definiert sein, wie etwa Separation von Phosphorstreifen 204 in rechteckige Phosphor-beinhaltende Regionen. In einer Ausführungsform ist jeder der Phosphorstreifen 202 bei ungefähr 500 μm bis ungefähr 550 μm Abstand (pitch) beabstandet (spaced), so dass die Breite des Pixelelements 205 von der Größenordnung von ungefähr 1500 μm ist.
Mit Bezug auf 2 umfasst das Laserfeld 110 mehrere Laser, zum Beispiel 5, 10, 20 oder mehr, und erzeugt mehrere Laserstrahlen 112, um simultan den Fluoreszenzschirm 101 zu scannen. Laserstrahlen 112 sind modulierte Lichtstrahlen, welche über den Fluoreszenzschirm 101 entlang zweier orthogonaler Richtungen, zum Beispiel horizontal und vertikal, in einem Rasterscanmuster gescannt werden, um ein Bild auf dem Fluoreszenzschirm 101 zu erzeugen, welches ein Teil des Bildes ist, welches mittels des gekachelten Anzeigesystems 200 erzeugt ist. In einer Ausführungsform sind die Laser in dem Laserfeld 110 Abbildungsultraviolett-(UV)-Laser, welche Licht mit einer Wellenlänge zwischen ungefähr 400 nm und 450 nm erzeugen. Über die Lebenszeit solcher Laser hinweg kann eine Ausgabeperformanz ungleichmäßig degradieren, was dazu führt, dass die Gesamtschirmhelligkeit (overall screen brightness) von Anzeigekachel 100 relativ zu anderen Anzeigekacheln abnimmt, welche das gekachelte Anzeigesystem 200 ausmachen. Wenn zum Beispiel ein einzelner Laser in dem Laserfeld 110 in Performanz degradiert, können die anderen Laser in dem Laserfeld 110 alle in einer Ausgabeintensität reduziert werden, um ein gleichförmiges Erscheinungsbild bzw. eine gleichförmige Erscheinung für die Anzeigekachel 100 aufrechtzuerhalten, was dazu führt, dass die Anzeigekachel 100 trüber bzw. weniger leuchtend (dimmer) ist als die benachbarten Anzeigekacheln in dem gekachelten Anzeigesystem 200.
Signalmodulationscontroller 120 steuert bzw. kontrolliert und moduliert die Laser in dem Laserfeld 110, so dass die Laserstrahlen 112 bei der geeigneten Ausgabeintensität moduliert werden, um eine gewünschte Energie zu erzeugen, um auf dem Fluoreszenzschirm 101 aufzutreffen (impinge). Signalmodulationscontroller 120 kann einen digitalen Bildprozessor umfassen, welcher Lasermodulationssignale 121 erzeugt. Lasermodulationssignale 121 umfassen die drei verschiedenen Farbkanäle und werden angewendet, um die Laser in dem Laserfeld 110 zu modulieren. In einigen Ausführungsformen wird die Ausgabeintensität der Laser dadurch moduliert, dass der Eingabestrom oder die Eingabeleistung an die Laserdioden moduliert wird. In einigen Ausführungsformen kann die Modulation der Laserstrahlen 112 Pulsmodulationstechniken umfassen, um gewünschte Grauskalen bzw. Graustufen in jeder Farbe, eine korrekte Farbkombination in jedem Pixel und eine gewünschte Bildhelligkeit zu erzeugen.
Das Relais-Optik-Modul 130, Spiegel 140, Polygonscanner 150 und Abbildungslinse 155 richten zusammen Laserstrahlen 112 auf den Fluoreszenzschirm 101 und scannen die Laserstrahlen 112 horizontal und vertikal über den Fluoreszenzschirm 101 in einem Rasterscanningmuster, um ein Bild zu erzeugen. Zum Zwecke der Beschreibung ist „horizontal” bezüglich des Fluoreszenzschirms 101 in 2 definiert als parallel zu Pfeil 103 und „vertikal” bezüglich des Fluoreszenzschirms 101 ist definiert als senkrecht zu der Ebene der Seite. Das Relais-Optik-Modul 130 ist in dem optischen Pfad von Laserstrahlen 112 angeordnet und konfiguriert, die Laserstrahlen 112 auf eine gewünschte Fleckform (spot shape) zu formen und um Laserstrahlen 112 in ein eng beabstandetes Bündel (closely spaced bundle) von einigermaßen parallelen Strahlen zu richten. Der Strahlteiler 170 ist ein teilweise reflektiver Spiegel oder eine andere Strahlteilungsoptik und richtet den Großteil der optischen Energie, zum Beispiel 99%, von Laserstrahlen 112 auf den Spiegel 140, während dem Rest der optischen Energie, das heißt Samplestrahlen 113 erlaubt ist, in die Detektoranordnung 180 zur Messung einzutreten (enter). Die Organisation und der Betrieb von Detektoranordnung 180 wird unten beschrieben. Spiegel 140 ist eine reflektierende Optik, welche schnell und präzise auf eine gewünschte Orientierung rotiert werden kann, wie etwa ein Galvanometerspiegel, ein mikroelektromechanisches-System-(MEMS)-Spiegel, etc. Spiegel 140 richtet die Laserstrahlen 112 von dem Strahlteiler 170 auf den Polygonscanner 150, wo die Orientierung des Spiegels 140 teilweise die vertikale Positionierung der Laserstrahlen 112 auf dem Fluoreszenzschirm 101 bestimmt. Polygonscanner 150 ist ein rotierendes, mehrfacettenoptisches Element (multi-faceted-optical element), welches eine Mehrzahl von reflektiven Oberflächen 151, zum Beispiel 5 bis 10, hat und die Laserstrahlen 112 durch die Abbildungslinse 155 hindurch auf den Fluoreszenzschirm 101 richtet. Die Rotation des Polygonscanners 150 streicht (sweeps) die Laserstrahlen 112 horizontal über die Oberfläche des Fluoreszenzschirms 101 hinweg und definiert ferner die vertikale Positionierung der Laserstrahlen 112 auf dem Fluoreszenzschirm 101. Abbildungslinse 155 ist ausgebildet, jeden der Laserstrahlen 112 auf die eng beabstandeten Pixelelemente 205 auf dem Fluoreszenzschirm 101 zu richten. Im Betrieb scannen die Positionierung des Spiegels 140 und die Rotation des Polygonscanners 150 die Laserstrahlen 112 horizontal und vertikal über den Fluoreszenzschirm 101 hinweg, so dass alle der Pixelelemente 205 wie gewünscht beleuchtet werden.
Anzeigeprozessor und Controller 190 sind konfiguriert, um Kontrollfunktionen oder Steuerfunktionen für die Anzeigekachel 100 durchzuführen und andererseits den Betrieb der Anzeigekachel 100 zu bewältigen (managed). Solche Funktionen umfassen Empfangen von Bilddaten eines zu erzeugenden Bildes von dem zentralen Controller 280, Bereitstellen eines Bilddatensignals 191 an den Signalmodulationscontroller 120, Bereitstellen von Laserkontrollsignalen 192 an das Laserfeld 110, Erzeugen von Scanningkontrollsignalen 193 zum Steuern und Synchronisieren von Polygonscanner 150 und Spiegel 140 und Durchführen von Kalibrationsfunktionen gemäß Ausführungen der Erfindung, wie hierin beschrieben. Somit ist der Anzeigeprozessor und -controller 190 konfiguriert, individuell Leistung oder Energie (power), welche an jeden Laser in dem Laserfeld 110 angewendet oder angelegt wird, zu modulieren, um die Ausgabeintensität jeder Lichtquelle einzustellen. Zusätzlich ist, wenn dem Anzeigeprozessor und -controller 190 Ausgabesignale 282 bereitgestellt werden, welche Nachbarschaftshelligkeitsanpassungsinformation umfassen, der Anzeigeprozessor und -controller 190 konfiguriert, die Pixelelemente 205 von Fluoreszenzschirm 101 gemäß geeigneten Helligkeitsgradienten, welche in den Ausgabesignalen 282 beinhaltet sind, zu dimmen bzw. zu reduzieren oder die Pixelelemente 205 über den Fluoreszenzschirm 101 gleichmäßig oder gleichförmig gemäß Ausführungsformen der Erfindung zu dimmen oder in der Leuchtkraft zu reduzieren.
Displayprozessor und -controller 190 kann einen oder mehrere geeignete konfigurierte Prozessoren, einschließlich einer Zentralprozessoreinheit (CPU), einer Grafikprozessoreinheit (GPU), eines feldprogrammierbaren Gate-Feldes (field-programmable gate array, FPGA), einer integrierten Schaltung (IC), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder eines Systems-auf-einem-Chip (system-on-a-chip, SOC) unter anderem, umfassen und ist konfiguriert, Softwareanwendungen, wie für den korrekten Betrieb der Anzeigekachel 100 erforderlich, auszuführen. Anzeigeprozessor und -controller 190 kann auch eines oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Geräte und irgendeinen geeignet konfigurierten Speicher zum Speichern von Anweisungen zum Steuern von normalen Operationen und Kalibrationsoperationen gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfassen. Geeigneter Speicher umfasst einen willkürlicher-Zugriff-Speicher-(Random-Access Memory, RAM)-Modul, ein Nur-Lese-Speicher-(ROM)-Modul, eine Festplatte und/oder ein Flashspeichergerät, unter anderem.
Detektoranordnung 180 ist konfiguriert, die tatsächliche Ausgabeintensität der Laser in dem Laserfeld 110 während des Betriebs von Anzeigekachel 100 zu messen und umfasst gemäß einigen Ausführungsformen einen Neutraldichtefilter (neutral-density filter) 181, einen Detektor 182 und eine Strom-zu-Spannung-Konverterschaltung 183. Mittels eines direkten Messens der optischen Energie, welche in jedem der Probenstrahlen (sample beams) 113 beinhaltet ist, während die Anzeigekachel 100 in Betrieb ist, kann eine Drift in der Laserperformanz unmittelbar detektiert werden und an den zentralen Controller 280 kommuniziert werden, so dass die Helligkeit der Anzeigekachel 100 bestimmt werden kann und so dass angrenzende Kacheln in dem gekachelten Anzeigesystem 200 gedimmt werden können und so dass ein gleichmäßigeres bzw. gleichförmigeres Bild mittels des gekachelten Anzeigesystems 200 erzeugt werden kann. Um zu verhindern, dass Streulicht oder andererseits ungewolltes Licht mittels des Detektors 182 gemessen wird, ist der Neutraldichtefilter konfiguriert, alle Wellenlängen von Licht zu stoppen, welche außerhalb des Betriebsbandes der Probenstrahlen 113 fallen. Detektor 182 ist ein herkömmlicher Lichtdetektor, wie etwa ein Standardsiliziumfotodetektor, und kann mit einem sammelnden kuppelförmigen Aufbau (collecting dome) 184 wie gezeigt konfiguriert sein, um jeden der Probenstrahlen 113 auf einen zentralen Bereich des Detektors 182 zu richten, da die Probenstrahlen 113 nicht identischen optischen Pfaden folgen können, wenn sie in die Detektoranordnung 180 eintreten, und zusätzliche optische Manipulation erfordern können, um einen Einfall auf dem aktiven Teil des Detektors 182 sicherzustellen. Da die Antwort auf einfallendes Licht des Detektors 182 bei verschiedenen Stellen seiner Oberfläche variieren kann, kann die Detektoranordnung 180 optische Steuerungselemente (optical steering elements) zusätzlich zu dem sammelnden kuppelförmigen Aufbau 184 umfassen, welche jeden der Probenstrahlen 113 präziser auf im Wesentlichen denselben Punkt auf der Oberfläche des Detektors 182 richten können. Die Strom-zu-Spannung-Konverterschaltung 183 ist konfiguriert, das mittels des Detektors 182 erzeugte Signal, welches ein elektrischer Strom ist, zur Vereinfachung der Messung in ein Spannungssignal zu konvertieren. Im Betrieb tritt Licht von einem Laser in dem Laserfeld 110 in die Detektoranordnung 180 durch den Strahlteiler 170 ein, passiert hindurch und wird mittels des Neutraldichtefilters 181 konditioniert, wird auf einen Punkt nahe der Mitte der Oberfläche des Detektors 182 gerichtet und wird mittels des Detektors 182 gemessen. Das mittels der Strom-zu-Spannung-Konverterschaltung 183 erzeugte Spannungssignal, welches ein Spannungssignal proportional zu der optischen Intensität des Lichts ist, welches auf den Detektor 182 einfällt, wird dem Anzeigeprozessor und -controller 190 bereitgestellt, so dass die Leistungseingabe bzw. Energieeingabe an einen Laser, welcher gemessen wird, demgemäß eingestellt werden kann. Wie gezeigt ist, wird das mittels der Strom-zu-Spannung-Konverterschaltung 183 erzeugte Spannungssignal auch an den zentralen Controller 280 gerichtet.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Anzeigesystem eine andere Lichtmaschine bzw. ein anderes Lichtgerät und/oder einen anderen Anzeigeschirm als ein LPD haben. Laserbildgebungs-, Licht emittierende Diode-(LED), Digitallichtprozessierungs-(DLP), und LED-Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Systeme können auch konfiguriert sein, die Ausgabe von mehreren Lichtquellen des Anzeigegeräts zu kalibrieren und einzustellen, um mit dem Anzeigegerät ein gleichförmigeres bzw. gleichmäßigeres Bild zu erzeugen.
Das gekachelte Anzeigesystem 200 benutzt Nachbarschaftshelligkeitsanpassung, um ein Bild mit derselben wahrgenommenen Helligkeitsgleichförmigkeit wie ein herkömmliches gekacheltes Anzeigesystem zu erzeugen, während gleichzeitig die Gesamthelligkeit (overall brightness) des Anzeigegeräts maximiert wird. Insbesondere werden Regionen, welche angrenzend an eine Kachel mit einer Niedrig-Helligkeitsperformanz sind, welche hierin als „Anzeigeeinheiten” bezeichnet werden, in Helligkeit erhöht zwischen dem Helligkeitspegel der Niedrig-Helligkeitskachel und dem Helligkeitspegel von Höher-Helligkeitskacheln. Die Anzeigeeinheiten, welche benutzt werden, um die Helligkeit in dieser Weise zu inkrementieren bzw. anzuheben, können so groß wie eine gesamte Kachel 250 oder so klein wie ein einzelnes Pixelelement 205 sein.
4 ist ein schematisches Diagramm eines Anzeigeschirms 260, welcher „kachelweise” Nachbarschaftshelligkeitsanpassung gemäß Ausführungsformen der Erfindung verwendet. In einem kachelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassungsschema sind die Anzeigeeinheiten, welche benutzt werden, die Helligkeit über den Anzeigeschirm 260 zu inkrementieren, Kacheln 250. In 4 ist die Helligkeit jeder Kachel 250 qualitativ mittels einer Schattierung (shading) repräsentiert, wobei eine stärkere Schattierung (heavier shading) geringere Helligkeit anzeigt und wobei keine Schattierung anzeigt, dass eine Kachel eine normale, nicht verminderte Helligkeit hat. Niedrig-Helligkeitskacheln 251, 252 sind Anzeigekacheln, welche eine signifikant degradierte Helligkeitsperformanz haben, wie mittels der dunkleren Schattierung angezeigt ist. Reduzieren der Helligkeit aller anderen Kacheln 250, um mit der reduzierten Helligkeit der Niedrig-Helligkeitskacheln 251, 252 übereinzustimmen, würde eine absolute Helligkeitsgleichförmigkeit über den Anzeigeschirm 260 hinweg aufrechterhalten, würde aber die Gesamthelligkeit des Anzeigeschirms 260 signifikant reduzieren. Stattdessen werden alle Kacheln, welche angrenzend an die Niedrig-Helligkeitskacheln 251, 252 sind, das heißt Kacheln 253, in der Heiligkeit erhöht, um leicht, aber nicht wahrnehmbar heller zu sein als die Niedrig-Helligkeitskacheln 251, 252. Kacheln 253 umfassen auch Kacheln, welche eine gemeinsame Ecke mit den Niedrig-Helligkeitskacheln 251, 252 teilen. Ähnlich werden alle Kacheln, welche angrenzend an Kacheln 253 sind oder eine gemeinsame Ecke mit Kacheln 253 teilen, das heißt Kacheln 254, weiter in einer Helligkeit erhöht oder inkrementiert, um leicht aber nicht wahrnehmbar heller zu sein als die Kacheln 253. In dieser Weise kann die Gesamthelligkeit des Anzeigeschirms 260 maximiert werden, während für einen Betrachter 270 wahrgenommene Helligkeitsgleichförmigkeit aufrechterhalten ist.
Kachelweise Nachbarschaftshelligkeitsanpassung, wie in 4 illustriert ist, ist eine rechnerisch effiziente Prozedur, da die Anzahl von Anzeigeeinheiten relativ klein ist und die Berechnung, wie viel und wo das Dimmen implementiert ist, nicht besonders intensiv ist. Dimmberechnungen oder Abblendungsberechnungen (dimming calculations) für jede Kachel 250 sind in einer kachelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassung vereinfacht, da es keinen Bedarf gibt, Eingabewerte an die Pixelelemente 205 einer Kachel 250 bezüglich einer Gammakorrektur zu manipulieren, da die Helligkeit der gesamten Kachel 250 gleichförmig gedimmt bzw. abgeblendet ist. Zusätzlich ist die Berechnung der Helligkeit jeder Kachel relativ einfach, weil die Kachelhelligkeit als proportional zu der Ausgabeintensität der Lichtquellen für die Kachel, zum Beispiel die Laser in dem Laserfeld 110, angesehen werden kann. Insbesondere wird die Ausgabeintensität der Lichtquellen der Kachel mit einem Helligkeitsfaktor für diese Kachel multipliziert, welcher in einer Fabrikkalibrationsprozedur unter Benutzung eines Tristimulus-Colorimeters bestimmt werden kann (ein Beispiel einer solchen Kachelhelligkeitsfaktorberechnung ist unten im Zusammenhang mit 5 beschrieben). Die Helligkeitsgradienten über den Schirm 260 hinweg, welche unter Benutzung der kachelweisen Helligkeitsanpassung erreicht werden, sind jedoch begrenzt. Da eine Kontrastempfindlichkeit des menschlichen Auges eine Funktion einer Anzeigeeinheitsgröße ist, ist der maximal erlaubte Helligkeitsgradient pro Kachel, welcher realisiert werden kann, relativ klein, zum Beispiel von der Größenordnung von 1 oder 2% pro Kachel, wenn die Anzeigeeinheiten so groß sind wie eine typische Kabel 250, welche in Größe von der Größenordnung von 500 mm × 500 mm sein kann, oder sogar größer, wie etwa 25 Inch in der Diagonale. Beispielhafte Berechnungen von maximaler erlaubter Helligkeit sind unten im Zusammenhang mit Gleichungen 1 bis 3 beschrieben.
Eine Berechnung eines maximal erlaubten Helligkeitsgradienten, g, wird nun beschrieben, gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Gegeben, dass D die maximale Betrachtungsdistanz des gekachelten Anzeigesystems 200 ist, dass e die Toleranz des menschlichen Auges der Variation in Helligkeit pro Grad von Bogenmaß ist, welche ungefähr 10% ist, und m die Anzahl von Zyklen von Kontrast pro Grad ist, bei welcher eine maximale Kontrastempfindlichkeit in dem menschlichen Auge erfolgt, es folgt, dass in (1/m)tel eines Grads von Bogenmaß das menschliche Auge eine Helligkeitstoleranz von (e/m)% hat und dass in weniger als (1/m)tel eines Grads von Bogenmaß die Helligkeit mittels des menschlichen Auges ausgemittelt wird. Eine Schwellwertbreite W kann als eine minimale Breite definiert werden, über welche das menschliche Auge die Helligkeit eines Gebietes ausmittelt, wobei die maximale Helligkeitsvariation (e/m)% ist. Schwellwertbreite W ist somit definiert durch Gleichung 1: W = π·D/(m·180) (1)
Der maximal erlaubte Helligkeitsgradient, g, wird unter Benutzung von entweder Gleichung 2 oder Gleichung 3 unten berechnet. Wenn der Abstand zwischen zwei Anzeigeeinheiten w größer ist als W, wird g mit Gleichung 2 berechnet: g = e/m (2) wobei e die Toleranz des menschlichen Auges einer Variation in Helligkeit pro Grad von Bogenmaß ist, welche ungefähr 10% ist, und g in % von Helligkeitsänderung pro Anzeigeeinheit ausgedrückt ist. Für praktisch alle typischen Anwendungen von „kachelweiser” Nachbarschaftshelligkeitsanpassung, das heißt, wenn eine Anzeigeeinheit eine Kachel ist, wird g unter Benutzung von Gleichung 2 berechnet. Wenn eine Anzeigeeinheit eine Kachel 250 ist, ist somit g = 1,25% pro Kachel. Mit solch einem kleinen maximalen erlaubten Helligkeitsgradient ist der höchste Anstieg in Helligkeit über die Breite des gekachelten Anzeigesystems 200, welcher ohne eine wahrnehmbare Ungleichmäßigkeit erreicht werden kann, nur einige wenige %. Wenn jedoch der Abstand zwischen zwei Anzeigeeinheiten w kleiner ist als die Schwellwertbreite W, wird g mit Gleichung 3 berechnet: g = 180·e·w/(π·D) (3)
Für „pixelweise” Nachbarschaftshelligkeitsanpassung, das heißt, wenn eine Anzeigeeinheit ein Pixel ist, wird g im Allgemeinen unter Benutzung von Gleichung 3 berechnet. Wenn eine Displayeinheit ein Pixel mit w = 1,6 mm und D = 9000 mm ist, ist somit g = 0,1% pro Pixel. Gegeben eine Kachel 250 mit einer Breite von 320 Pixeln kann eine Helligkeitsänderung von so viel wie 32% über eine einzelne Kachel 250 hinweg ohne eine wahrnehmbare Ungleichmäßigkeit oder Ungleichförmigkeit für einen Betrachter erreicht werden. Somit kann pixelweise Nachbarschaftshelligkeitsanpassung signifikante Anstiege in der Gesamthelligkeit des Anzeigeschirms 260 bereitstellen.
Um eine pixelweise Nachbarschaftshelligkeitsanpassung effektiv zu implementieren, wird in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Karte (map) von (ab)geschätzten Helligkeitsfaktoren für jedes Pixelelement 205 jeder Kachel 250 konstruiert. In solch einer Ausführungsform wird die Helligkeit des Anzeigeschirms 260 in einer Faktorkalibrationsprozedur unter Benutzung eines Tristimulus-Colorimeters bestimmt, um intra-Kachel-Helligkeitsungleichmäßigkeit für jede Kachel 250 zu bestimmen. Idealerweise wird die tatsächliche Helligkeit von essentiell jedem Pixelelement 205 jeder Kachel 250 mit dem Colorimeter gemessen, um alle Ungleichmäßigkeiten in der Helligkeit jeder Kachel 250 exakt zu kartieren (map). Weil eine solche Prozedur ungeheuer zeitaufwendig und zeitraubend sein kann, wird in einigen Ausführungsformen eine kleine Probe von Testregionen an einer gegebenen Kachel mit dem Colorimeter gemessen und eine geschätzte Helligkeit wird für den Großteil von Pixelelementen 205 jeder Kachel 250 unter Benutzung von bilinearer Interpolation berechnet. Bei jeder Testregion wird eine kleine Anzahl von Pixelelementen 205 auf voll weiß gesetzt, das Colorimeter wird in die Nähe der zu testenden Region positioniert und eine Colorimetermessung wird durchgeführt. 5 ist ein schematisches Diagramm einer Kachel 250 mit einer Mehrzahl von Colorimetertestregionen 255, gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Jede Testregion 255 umfasst eine Mehrzahl von Pixelelementen 205, so dass die mittels des Colorimeters getestete Fläche groß genug ist, um ein genaues Signal bereitzustellen, und klein genug, um zu verhindern, dass Streulicht die Messung beeinflusst. In der in 5 illustrierten Ausführungsform definieren neun Testregionen 255 die Vertices von vier rechteckigen Interpolationsgebieten 256 der Kachel 250, welche benutzt werden, um die intra-Kachel-Ungleichmäßigkeitsberechnung durchzuführen. Bilineare Interpolation wird zwischen den Vertices jeder rechteckigen Interpolationsregion 256 durchgeführt, um einen (ab)geschätzten Helligkeitsfaktor für jedes Pixelelement 205, welches in der rechteckigen Interpolationsregion 256 angeordnet ist, zu berechnen. Somit kann eine geschätzte Pixelhelligkeit für irgendein Pixelelement 205 der Kachel 250 dadurch berechnet werden, dass der geschätzte Helligkeitsfaktor des Pixelelements 205 mit der Luminanz der Kachel multipliziert wird, welche mittels des internen Luminanzdetektors der Kachel 250 gemessen ist.
Gegeben die gemessene Helligkeit einer Niedrig-Helligkeitskachel, wie etwa Niedrig-Helligkeitskachel 251, die geschätzten Helligkeitsfaktoren der Pixelelemente 205 in der Niedrig-Helligkeitskachel, die geschätzten Helligkeitsfaktoren der Pixelelemente 205 in einer angrenzenden Kachel, wie etwa Kachel 253, und ein maximal erlaubter Helligkeitsgradient, g, für den Anzeigeschirm 260, kann die geschätzte Pixelhelligkeit für jedes Pixel der angrenzenden Kachel berechnet werden. Somit wird die Helligkeit von Pixelelementen 205, welche angrenzend an eine Kachel mit einer Niedrig-Helligkeitsperformanz sind, in Helligkeit auf einer Pro-Pixel-Basis von dem Helligkeitspegel der Niedrig-Helligkeitskachel am nächsten zu der Niedrig-Helligkeitskachel bis zu dem Helligkeitspegel der Höher-Helligkeitskacheln inkrementiert, so dass die Höher-Helligkeitspixel der Kachel angrenzend an die Höher-Helligkeitskachel sind. Mittels eines glatten oder weichen Inkrementierens der Helligkeit solcher Regionen in dieser Weise ist die wahrgenommene Helligkeitsgleichmäßigkeit aufrechterhalten, während die Gesamthelligkeit des gekachelten Anzeigegeräts maximiert wird.
6 ist ein teilweise schematisches Diagramm, welches die relative Helligkeit einer Region einer Niedrig-Helligkeitskachel 257 und einer angrenzenden Kachel 258 illustriert, welche einer kachelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassung unterzogen wurde, um eine inkrementierte Änderung in der Helligkeit von der Niedrig-Helligkeitskachel 257 zu der angrenzenden Kachel 258 bereitzustellen. Niedrig-Helligkeitskachel 257 und angrenzende Kachel 258 sind von Anzeigeeinheiten 257A bzw. 258A–C ausgemacht oder gebildet, wobei die Anzeigeeinheiten individuelle Pixelelemente 205 oder Gruppen von Pixelelementen 205 sein können. Die Helligkeit der Anzeigeeinheiten 257A und 258A–C in 6 ist qualitativ mittels Schattierung repräsentiert, wobei stärkere Schattierung geringere Helligkeit anzeigt und weniger Schattierung anzeigt, dass eine Anzeigeeinheit einen größeren Helligkeitswert dazu zugewiesen hat. Die Anzeigeeinheiten 257A von Niedrig-Helligkeitskachel 257 sind im Wesentlichen bei einem gleichmäßigen, niedrigen Helligkeitspegel, wie mittels der dunkleren Schattierung angezeigt ist. Die Anzeigeeinheiten 258A–C der angrenzenden Kachel 258 haben progressiv höhere Helligkeitspegel wie gezeigt. Somit sind die Anzeigeeinheiten 258A angrenzend an die Anzeigeeinheiten 257A und inkrementell heller als die Anzeigeeinheiten 257A. Ähnlich sind die Anzeigeeinheiten 258B angrenzend an die Anzeigeeinheiten 258A und inkrementell heller als die Anzeigeeinheiten 258A, und die Anzeigeeinheiten 258C sind angrenzend an die Anzeigeeinheiten 258B und inkrementell heller als die Anzeigeeinheiten 258B. Zusätzliche Zeilen der Anzeigeeinheiten (nicht gezeigt) können auf noch höhere Helligkeitspegel inkrementiert sein, bis der Helligkeitspegel der angrenzenden Kachel 258 erreicht ist.
Um gleichförmige Gammakorrektur über den Anzeigeschirm 260 hinweg zu erhalten oder zu bewahren, sollte die Eingabe für jedes Pixelelement 205 bezüglich zu Gammakorrektur auf einer Pro-Pixel-Basis manipuliert werden, wenn pixelweise Nachbarschaftshelligkeitsanpassung durchgeführt wird. Somit wird in einigen Ausführungsformen der Erfindung jeder hereinkommende Pixelwert eines Bildes in normaler Weise Gamma korrigiert (gamma corrected), dann wird der Pixelwert gedimmt oder herabgestuft als eine Funktion von g (wie unter Benutzung von Gleichung 3 berechnet), dann wird Gammakorrektur wieder auf den Pixelwert angewendet, bevor das Bild angezeigt wird. In dieser Weise wird ein gleichförmiges oder gleichmäßiges Gamma aufrechterhalten, obwohl ein Dimmen bzw. Abblenden über den Anzeigeschirm 260 hinweg von Pixelelement zu Pixelelement variiert. Die Gammakorrektur- und Dimmberechnungen für jedes Pixelelement 205 in einer Kachel 250 können mittels des Anzeigeprozessors und -controllers 190, des zentralen Controllers 280 oder einer Kombination von beiden berechnet werden.
In einigen Ausführungsformen kann eine Anzeigeeinheit als eine Gruppe von zusammenhängenden (contiguous) Pixelelementen 205 anstatt als ein einzelnes Pixelelement 205 oder eine gesamte Kachel 250 definiert sein. Zum Beispiel kann eine Anzeigeeinheit als ein 10 mal 10 Quadrat von Pixelelementen 205 definiert sein. In solch einer Ausführungsform werden die relative Schwellwertbreite W und der maximal erlaubte Helligkeitsgradient g basierend auf dem Abstand zwischen zwei Anzeigeeinheiten w berechnet, was eine Funktion der Anzeigeeinheitsgröße ist. Solch eine Ausführungsform kann ein nützlicher Kompromiss zwischen dem rechnerisch intensiven Verfahren einer pixelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassung und dem weniger hilfreichen Verfahren einer kachelweisen Nachbarschaftshelligkeitsanpassung sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Anzeigeeinheit in einer Form rechteckig anstatt quadratisch sein. In solchen Ausführungsformen wird der maximal erlaubte Helligkeitsgradient g in der horizontalen und in der vertikalen Richtung einen verschiedenen Wert haben, weil der Abstand zwischen zwei Anzeigeeinheiten w einen verschiedenen horizontalen und vertikalen Wert hat, wenn die Anzeigeeinheit rechteckig ist.
7 ist ein Flussdiagramm, welches in einer schrittweisen Art und Weise ein Verfahren 700 zum Durchführen von Nachbarschaftshelligkeitsanpassung in einem gekachelten Anzeigesystem gemäß Ausführungsformen der Erfindung zusammenfasst. Zum Zweck der Illustration wird das Verfahren 700 hinsichtlich eines LPD-basierten gekachelten Anzeigegeräts beschrieben, welches im Wesentlichen ähnlich in Organisation und Betrieb zu dem gekachelten Anzeigesystem 200 in 1 ist. Andere elektronische gekachelte Anzeigesysteme können jedoch auch von der Benutzung des Verfahrens 700 profitieren. Vor dem ersten Schritt des Verfahrens 700 wird für jede Kachel 250 eine Karte von (ab)geschätzten Helligkeitsfaktoren für jedes Pixelelement 250, welches darin beinhaltet ist, konstruiert. Um solch eine Karte zu konstruieren, kann ein Tristimulus-Colorimeter benutzt werden, um die tatsächliche Helligkeit jeder Kachel des gekachelten Anzeigesystems 200 bei einer Mehrzahl von ausgewählten Punkten zu messen, wo die Punkte positioniert sind, um eine oder mehrere rechteckige Interpolationsregionen 256 zu definieren. Die Pixelpegelkarte von geschätzten Helligkeitsfaktoren für jede Kachel 250 kann in einem geeigneten konfigurierten Speichermodul in entweder dem Anzeigeprozessor und -controller 190 oder in dem zentralen Controller 280 oder in beiden gespeichert sein.
In Schritt 701 wird die Luminanz einer ersten Kachel 250 mittels der Detektoranordnung 180 gemessen und an den zentralen Controller 280 über Luminanzdaten 281 kommuniziert. Schritt 701 wird dann für alle anderen Kacheln 250 in dem gekachelten Anzeigesystem 200 wiederholt. In einigen Ausführungsformen wird die Luminanz einer Kachel dadurch bestimmt, dass eine Referenzluminanz L_r und eine Referenzleistung P_r gemessen werden, welche in einer Fabrikkalibrationsprozedur gemessen sind, und die momentane Luminanz kann basierend auf der momentanen Leistung P_c für die Kachel abgeschätzt werden. Insbesondere kann die Referenzluminanz L_r der Kachel unter Benutzung eines Colorimeters in einer Weise gemessen werden, welche ähnlich ist zu den Colorimetermessungen von Testregionen 255 in 5. Tatsächliche Leistung der Kachel kann dann gemessen werden und tatsächliche Luminanz der Kachel kann als = L_r·(P_c/P_r) abgeschätzt werden. In anderen Ausführungsformen kann die Luminanz der ersten Kachel 250 basierend auf der Ausgabeintensität von jedem der Laser der Kachel 250 abgeschätzt werden, welche mittels der Detektoranordnung 180 bestimmt werden kann, welche im Zusammenhang mit 2 oben beschrieben ist.
In Schritt 702 bestimmt der zentrale Controller 280, ob die erste Kachel 250 eine Niedrig-Helligkeitskachel ist. In einer Ausführungsform ist eine Kachel definiert als eine Niedrig-Helligkeitskachel, wenn die Helligkeit der Kachel um mehr als g % geringer ist als irgendeine von ihren benachbarten Kacheln. Schritt 702 wird dann für alle anderen Kacheln 250 in dem gekachelten Anzeigesystem 200 wiederholt.
In Schritt 703 stellt der zentrale Controller 280, wenn die erste Kachel 250 als eine Niedrig-Helligkeitskachel betrachtet wird, die Helligkeit der Anzeigeeinheiten, welche angrenzend an die erste Kachel 250 sind, ein, so dass die Nachbarschaftshelligkeit des gekachelten Anzeigesystems 200 durch eine oder mehrere Gruppen von Anzeigeeinheiten von dem Helligkeitspegel der ersten Kachel 250 zu dem Helligkeitspegel von umgebenden Höher-Helligkeitskacheln inkrementiert wird. Insbesondere kann eine erste Gruppe von Anzeigeeinheiten, das heißt Anzeigeeinheiten, welche angrenzend an die Niedrig-Helligkeitskachel sind, einer ersten Reduktion in Helligkeit unterzogen werden, so dass die erste Gruppe nicht wahrnehmbar heller ist als die Niedrig Helligkeitskachel. Eine zweite Gruppe von Anzeigeeinheiten, das heißt die Anzeigeeinheiten, welche angrenzend an die erste Gruppe von Anzeigeeinheiten sind, kann einer zweiten Reduktion in Helligkeit unterzogen werden, so dass die zweite Gruppe nicht wahrnehmbar heller ist als die erste Gruppe. Solch ein inkrementeller Anstieg in Helligkeit von mehreren Gruppen von Anzeigeeinheiten wird fortgesetzt, bis die Helligkeit von Höhere-Helligkeitskacheln erreicht ist. Schritt 703 wird dann für irgendwelche anderen Kacheln 250 wiederholt, welche als Niedrig-Helligkeitskacheln in Schritt 702 bestimmt sind.
Eine Anzeigeeinheit von Schritt 703 kann ein einzelnes Pixelelement 205, eine gesamte Kachel 250 oder eine Gruppe von zusammenhängenden Pixelelementen 205, wie etwa ein Quadrat oder ein Rechteck, sein. Wenn eine Anzeigeeinheit als weniger als eine gesamte Kachel 250 definiert ist, wird die Pixelpegelkarte von geschätzten Helligkeitsfaktoren bzgl. der Niedrig-Helligkeitskachel und bzgl. der geeigneten Anzeigeeinheiten konsultiert, so dass Nachbarschaftshelligkeitsanpassung auf dem Pixelniveau (pixel level) stattfindet. Die Einstellung in Helligkeit der Anzeigeeinheiten ist eine Funktion des maximal erlaubten Helligkeitsgradienten g, welcher unter Benutzung von entweder Gleichung 2 oder 3 berechnet wird. In einigen Ausführungsformen wird eine Anzeigeeinheit als angrenzend an die Niedrig-Helligkeitskachel oder an eine andere Anzeigeeinheit betrachtet, wenn die Anzeigeeinheit eine Seite damit teilt. In einigen Ausführungsformen wird eine Anzeigeeinheit als angrenzend an die Niedrig-Helligkeitskachel oder an eine andere Anzeigeeinheit betrachtet, wenn die Anzeigeeinheit eine Seite oder eine gemeinsame Ecke damit teilt.
In Schritt 704 wird ein Bild mittels des gekachelten Anzeigesystems 200 gebildet. Für die Anzeigeeinheiten, welche benutzt werden, um die Helligkeit in der Nachbarschaft der Niedrig-Helligkeitskachel zu inkrementieren, werden die in Schritt 703 bestimmten eingestellten Helligkeitswerte benutzt.
In einigen Ausführungsformen kann Nachbarschaftshelligkeitsanpassung benutzt werden, um Helligkeit zu inkrementieren, welche gedimmte Regionen oder verdunkelte Regionen innerhalb einer Kachel umgibt. In solch einer Ausführungsform kann dadurch bestimmt werden, dass jede Region innerhalb einer Kachel über die Zeit gedimmt wurde, dass die momentane Luminanz einer vordefinierten Region innerhalb der Kachel abgeschätzt wird und die momentane Luminanz der Region mit der ursprünglichen Luminanz dieser Region verglichen wird. Gegeben eine Mehrzahl von Testregionen, wie etwa die neun Testregionen 255, welche in 5 illustriert sind, können totale Laserleistungsmessungen im Zusammenhang mit Colorimetermessungen, welche im Zusammenhang mit 5 oben beschrieben sind, aufgenommen werden. Während der Colorimetermessungen, welche Colorimeterluminanz L_c für jede Testregion 255 messen, wird auch eine fabrikneue oder ursprüngliche Leistung P_v für jede Testregion 255 gemessen. Die momentane Luminanz L einer Region ist mittels Gleichung 4 definiert: L_i = L_ci·P_c/P_v (4) wobei i die Regionindexnummer, P_c die momentane Laserleistung für die Kachel, während die Testregion i beleuchtet wird, und Pv die Laserleistung ist, welche aufgezeichnet ist, während die Testregion i während des Fabrikcolorimetertests beleuchtet wurde. Somit kann die momentane Luminanz L_c für jede der Regionen 255 dadurch abgeschätzt werden, dass jede der Testregionen 255 beleuchtet wird und die momentane Laserleistung P_c gemessen wird. Wenn bestimmt wird, dass eine oder mehrere der Regionen 255 dunkler (dimmer) sind als die benachbarten Testregionen sind, kann der umgebende Teil der Kachel demgemäß gedimmt werden, um Nachbarschaftshelligkeitsabstimmung zu inkrementieren. 8 illustriert eine Kachel 800, welche eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten 801 hat. Die momentane Luminanz jeder der Anzeigeeinheiten 801, 802 und 803 kann dadurch abgeschätzt werden, dass die assoziierte Testregion 255 beleuchtet wird und die momentane Laserleistung Pc gemessen wird. In 8 ist unter Benutzung solch einer Prozedur eine abgedunkelte oder dunkle (dimm) Anzeigeeinheit 801 detektiert worden und angrenzende Anzeigeeinheiten 802 sind demgemäß gedimmt worden, um eine Helligkeitsgleichmäßigkeit mit der Kachel 800 zu verbessern, unter Benutzung von Anzeigeeinheiten 801–803, um den maximal erlaubten Helligkeitsgradienten, g, zu berechnen und die Nachbarschaftshelligkeitsanpassung zu implementieren.
Zusammengefasst betrachten Ausführungsformen der Erfindung Systeme und Verfahren zum Nachbarschaftshelligkeitsanpassen zwischen den individuellen Kacheln eines gekachelten Anzeigesystems für verbesserte Gleichmäßigkeit und Gesamthelligkeit von Bildern, welche mittels des Anzeigesystems erzeugt sind. Mittels eines Inkrementierens einer Helligkeit von dem Helligkeitspegel von Niedrig-Helligkeitskacheln bis zu dem Helligkeitspegel von Höher-Helligkeitskacheln in einer Weise, welche nicht einen maximal erlaubten Helligkeitsgradienten überschreitet, kann ein gekacheltes Anzeigesystem ein nahtloses bzw. glattes (seamless) Feld von Kacheln trotz signifikanter Helligkeitsvariation zwischen den Kacheln bereitstellen. Zusätzlich ist die Gesamthelligkeit einer gekachelten Anzeige ohne Opfern einer wahrgenommenen Helligkeitsgleichmäßigkeit maximiert.
Die Erfindung umfasst die folgenden Konzepte:
Konzept 1. Gekacheltes Anzeigesystem, aufweisend:
eine erste Anzeigekachel, welche einen Luminanzdetektor hat;
eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel; und
eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Luminanzinformation von dem Luminanzdetektor zu empfangen und, wenn die Luminanzinformation anzeigt, dass ein Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist, eine neue Helligkeitseinstellung für die zweite Anzeigekachel zu bestimmen, welche mit einem neuen Helligkeitspegel korreliert, welcher größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel.
Konzept 2. System gemäß Konzept 1, wobei die neue Helligkeitseinstellung für die zweite Anzeigekachel mit einem neuen Helligkeitspegel korreliert, welcher größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel aber nicht mehr als ein erlaubter Helligkeitsgradient zwischen der ersten und der zweiten Anzeigekachel.
Konzept 3. System gemäß Konzept 2, wobei der Schwellwertpegel mittels eines maximalen erlaubten Helligkeitsgradienten zwischen dem Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel und dem Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel definiert ist.
Konzept 4. System gemäß Konzept 2, wobei der Schwellwertpegel ein vordefinierter systemweiter Helligkeitspegel ist.
Konzept 5. System gemäß Konzept 1, ferner aufweisend:
eine dritte Anzeigekachel angrenzend an die zweite Anzeigekachel auf der anderen Seite der ersten Anzeigekachel,
wobei die Steuereinheit ferner konfiguriert ist, eine neue Helligkeitseinstellung für die dritte Anzeigekachel zu bestimmen, wenn ein momentaner Helligkeitspegel der dritten Anzeigekachel einen erlaubten Helligkeitsgradienten zwischen der zweiten und der dritten Anzeigekachel übersteigt.
Konzept 6. System gemäß Konzept 1, wobei die erste und die zweite Anzeigekachel jeweils ein Laserphosphoranzeigegerät sind.
Konzept 7. Gekacheltes Anzeigesystem, aufweisend:
eine erste Anzeigekachel;
eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel; und
eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel basierend auf ihrer Nähe zu der ersten Anzeigekachel in Antwort auf eine Schwellwertabnahme in einem Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel zu steuern.
Konzept 8. System gemäß Konzept 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel der Pixel der zweiten Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, um einen größeren Faktor als andere Pixel der zweiten Anzeigekachel zu erniedrigen.
Konzept 9. System gemäß Konzept 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel einer ersten Gruppe von Pixeln der zweiten Anzeigekachel mittels einen ersten Faktors zu erniedrigen und die Helligkeitspegel einer zweiten Gruppe von Pixeln der zweiten Anzeigekachel mittels eines zweiten Faktors zu erniedrigen, wobei der erste Faktor größer ist als der zweite Faktor.
Konzept 10. System gemäß Konzept 9, wobei die erste Gruppe von Pixeln Pixel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und Pixel, welche nicht angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, umfasst und wobei die zweite Gruppe von Pixeln keine Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind.
Konzept 11. System gemäß Konzept 9, wobei die erste Gruppe von Pixeln Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und keine Pixel umfasst, welche nicht angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und wobei die zweite Gruppe von Pixeln keine Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind.
Konzept 12. System gemäß Konzept 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel derart zu steuern, dass die Helligkeitspegel von zumindest den Pixeln, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, erniedrigt werden.
Konzept 13. System gemäß Konzept 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel in solch einer Weise zu steuern, dass ein Gradient des Anstiegs in den Helligkeitspegeln einer Linie von Pixeln, welche sich weg von der ersten Anzeigekachel erstreckt, nicht größer ist als ein maximaler erlaubter Helligkeitsgradient für die zweite Anzeigekachel ist.
Konzept 14. Verfahren zum Steuern von Helligkeitspegeln eines gekachelten Anzeigesystems, welches eine erste Anzeigekachel und eine zweite Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist, umfasst, aufweisend:
Messen eines Luminanzpegels der ersten Anzeigekachel;
Bestimmen, dass der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist; und
Einstellen eines Helligkeitspegels der zweiten Anzeigekachel in Antwort auf das Bestimmen.
Konzept 15. Verfahren gemäß Konzept 14, wobei ein Gesamthelligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel eingestellt wird.
Konzept 16. Verfahren gemäß Konzept 14, wobei ein Gesamthelligkeitspegel nur eines Teils der zweiten Anzeigekachel eingestellt wird.
Konzept 17. Verfahren gemäß Konzept 16, wobei der Teil Pixel der zweiten Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, umfasst.
Konzept 18. Verfahren gemäß Konzept 14, wobei das gekachelte Anzeigesystem ferner eine dritte Anzeigekachel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist und eine gemeinsame Ecke mit der zweiten Anzeigekachel teilt, und ferner aufweisend:
Einstellen eines Helligkeitspegels der dritten Anzeigekachel in Antwort auf das Bestimmen.
Konzept 19. Verfahren gemäß Konzept 18, wobei die Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel und der dritten Anzeigekachel um verschiedene Faktoren verkleinert werden.
Konzept 20. Verfahren gemäß Konzept 18, wobei die Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel und der dritten Anzeigekachel um mehr als ein maximal erlaubter Helligkeitsgradient zwischen der zweiten und der dritten Anzeigekachel verkleinert werden.
Während das Vorangehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne von dem grundsätzlichen Geltungsbereich davon abzuweichen und der Geltungsbereich davon ist mittels der Ansprüche, welche folgen, bestimmt.

Claims

Gekacheltes Anzeigesystem, aufweisend: eine erste Anzeigekachel, welche einen Luminanzdetektor hat; eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Luminanzinformation von dem Luminanzdetektor zu empfangen und, wenn die Luminanzinformation anzeigt, dass ein Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist, eine neue Helligkeitseinstellung für die zweite Anzeigekachel zu bestimmen, welche mit einem neuen Helligkeitspegel korreliert, welcher größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel.
System gemäß Anspruch 1, wobei die neue Helligkeitseinstellung für die zweite Anzeigekachel mit einem neuen Helligkeitspegel korreliert, welcher größer ist als der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel aber nicht mehr als ein erlaubter Helligkeitsgradient zwischen der ersten und der zweiten Anzeigekachel.
System gemäß Anspruch 2, wobei der Schwellwertpegel mittels eines maximalen erlaubten Helligkeitsgradienten zwischen dem Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel und dem Helligkeitspegel der zweiten Anzeigekachel definiert ist.
System gemäß Anspruch 2, wobei der Schwellwertpegel ein vordefinierter systemweiter Helligkeitspegel ist.
System gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine dritte Anzeigekachel angrenzend an die zweite Anzeigekachel auf der anderen Seite der ersten Anzeigekachel, wobei die Steuereinheit ferner konfiguriert ist, eine neue Helligkeitseinstellung für die dritte Anzeigekachel zu bestimmen, wenn ein momentaner Helligkeitspegel der dritten Anzeigekachel einen erlaubten Helligkeitsgradienten zwischen der zweiten und der dritten Anzeigekachel übersteigt.
System gemäß Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Anzeigekachel jeweils ein Laserphosphoranzeigegerät sind.
Gekacheltes Anzeigesystem, aufweisend: eine erste Anzeigekachel; eine zweite Anzeigekachel angrenzend an die erste Anzeigekachel; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel basierend auf ihrer Nähe zu der ersten Anzeigekachel in Antwort auf eine Schwellwertabnahme in einem Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel zu steuern.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel der Pixel der zweiten Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, um einen größeren Faktor als andere Pixel der zweiten Anzeigekachel zu erniedrigen.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel einer ersten Gruppe von Pixeln der zweiten Anzeigekachel mittels einen ersten Faktors zu erniedrigen und die Helligkeitspegel einer zweiten Gruppe von Pixeln der zweiten Anzeigekachel mittels eines zweiten Faktors zu erniedrigen, wobei der erste Faktor größer ist als der zweite Faktor.
System gemäß Anspruch 9, wobei die erste Gruppe von Pixeln Pixel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und Pixel, welche nicht angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, umfasst und wobei die zweite Gruppe von Pixeln keine Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind.
System gemäß Anspruch 9, wobei die erste Gruppe von Pixeln Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und keine Pixel umfasst, welche nicht angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, und wobei die zweite Gruppe von Pixeln keine Pixel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel derart zu steuern, dass die Helligkeitspegel von zumindest den Pixeln, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel sind, erniedrigt werden.
System gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die Helligkeitspegel von Pixeln der zweiten Anzeigekachel in solch einer Weise zu steuern, dass ein Gradient des Anstiegs in den Helligkeitspegeln einer Linie von Pixeln, welche sich weg von der ersten Anzeigekachel erstreckt, nicht größer ist als ein maximaler erlaubter Helligkeitsgradient für die zweite Anzeigekachel ist.
Verfahren zum Steuern von Helligkeitspegeln eines gekachelten Anzeigesystems, welches eine erste Anzeigekachel und eine zweite Anzeigekachel, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist, umfasst, aufweisend: Messen eines Luminanzpegels der ersten Anzeigekachel; Bestimmen, dass der Helligkeitspegel der ersten Anzeigekachel unterhalb eines Schwellwertpegels ist; und Einstellen eines Helligkeitspegels der zweiten Anzeigekachel in Antwort auf das Bestimmen.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das gekachelte Anzeigesystem ferner eine dritte Anzeigekachel umfasst, welche angrenzend an die erste Anzeigekachel ist und eine gemeinsame Ecke mit der zweiten Anzeigekachel teilt, und ferner aufweisend: Einstellen eines Helligkeitspegels der dritten Anzeigekachel in Antwort auf das Bestimmen.