DE102011088760A1

DE102011088760A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102011088760A1
Application number: DE102011088760A
Authority: DE
Inventors: Thomas Buergstein; Hermann Kroener
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-20
Also published as: FR2984664A1; CN103165099A; CN103165099B; FR2984664B1

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung (1) mit einer Anzeigefläche (3), mit einem Lichtsensor (4) zur Messung einer Lichtintensität und mit einer Kontrolleinheit, die Bildsignale für eine Anzeige an der Anzeigefläche (3) empfängt und verarbeitet, vorgestellt. Der Lichtsensor (4) ist dazu ausgebildet, die Helligkeit des im Bereich der Anzeigefläche (3) einfallenden Umgebungslichts zu messen, wobei die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist, einen Messwert des Lichtsensors (4) zu empfangen und einen Kontrast an der Anzeigefläche (3) für eine Anzeige der Bildsignale in Abhängigkeit vom Messwert einzustellen. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Anzeige von Bildsignalen für eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Anzeigevorrichtung.
Stand der Technik
Anzeigevorrichtungen, z.B. Bildröhrengeräte, LC-Displays oder auch Bildprojektoren, sind aus vielen Einsatzbereichen und dementsprechend auch in vielen unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Üblicherweise bieten Anzeigevorrichtungen Bedienelemente, mit denen eine Anzeige manuell an gegebene Umgebungsbedingungen angepasst werden kann, um eine gute Erkennbarkeit angezeigter Informationen zu erreichen. Darüber hinaus sind auch Anzeigegeräte bekannt, die eine Anpassung an ein oder mehrere Einsatzbedingungen automatisch vornehmen können. Aus der DE 10 2008 043 189 A1 ist beispielsweise ein Projektor bekannt, der Mittel zur Bestimmung einer Entfernung bzw. einer Anordnung des Projektors bezüglich einer Projektionsfläche aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, eine Anpassung einer Anzeigevorrichtung im Hinblick auf eine gute Erkennbarkeit angezeigter Bilder und Informationen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einer Anzeigevorrichtung mit einer Anzeigefläche, mit einem Lichtsensor zur Messung einer Lichtintensität und mit einer Kontrolleinheit, die Bildsignale für eine Anzeige an der Anzeigefläche empfängt und verarbeitet. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Lichtsensor dazu ausgebildet ist, die Helligkeit des im Bereich der Anzeigefläche einfallenden Umgebungslichts zu messen, und dass die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist, einen Messwert des Lichtsensors zu empfangen und einen Kontrast an der Anzeigefläche für eine Anzeige der Bildsignale in Abhängigkeit vom Messwert einzustellen.
Dadurch bietet die Erfindung den Vorteil, dass bei erhöhter Einstrahlung von Störlicht, das mit dem Lichtsensor erfassbar ist, eine bezüglich der Anzeigefläche differenzierte Anpassung einer Anzeige stattfinden kann, die gegebenenfalls nicht mehr Energie erfordert und unter Umständen sogar mit weniger Energie zur Abstrahlung eines angezeigten Bildes auskommt. Dadurch lässt sich eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung vorteilhaft energiesparender betreiben als beispielsweise eine Anzeigevorrichtung, die eine Grundhelligkeit, z.B. einer Lichtquelle zur Hinterleuchtung eines LCD-Elements, einheitlich über die ganze Anzeigefläche erhöht, wenn mehr Störlicht auftrifft.
Die Anzeigefläche kann aus z.B. einem Flüssigkristalldisplay (LCD, liquid crystal display) oder z.B. aus einem Anzeigeelement aus organischen Leuchtdioden (OLED, organic light emitting diode) bestehen. Des Weiteren kann die Anzeigefläche eine Streuscheibe sein, die z.B. von einem Lichtstrahl durchleuchtet werden kann oder die z.B. einen Lichtstrahl reflektieren kann. Der Lichtsensor kann z.B. ein Photowiderstand oder z.B. eine Photodiode sein. Insbesondere ist der Lichtsensor ein Kamerasensor, so dass die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung vorteilhaft als Multimedia- und/oder Kommunikationsdisplay einsetzbar ist. Um die Helligkeit im Bereich der Anzeigefläche zu messen, kann der Lichtsensor z.B. in die Anzeigefläche selbst integriert sein. Vorzugsweise ist der Lichtsensor am Rand der Anzeigefläche, z.B. an einem die Anzeigefläche einfassenden Rahmen bzw. Gehäuse, angebracht. Dabei ist es für die Erfindung entscheidend, dass sich der Lichtsensor an einer Position befindet, an der er Lichteinstrahlungen aus der Umgebung ausgesetzt ist, die zeitgleich mit derjenigen an der Anzeigefläche hinsichtlich Intensität und Einstrahlrichtung im wesentlichen übereinstimmen. Hierfür können z.B. mehrere Lichtsensoren in der Anzeigefläche und/oder an ihrem Rand z.B. um die Anzeigefläche herum angeordnet sein. Der Lichtsensor kann hierfür auch in der Nähe der Anzeigefläche angeordnet sein, insbesondere in einem Abstand von z.B. höchstens 2 cm.
Vorzugsweise wird die Erfindung derart ausgeführt, dass die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist, ein Erfassen von Messungen des Lichtsensors und/oder eine Anpassung des Kontrasts einer Anzeige an der Anzeigefläche regelmäßig zu wiederholen. Dadurch ist eine vorteilhaft schnelle Anpassung an veränderliche Lichteinstrahlungen aus einer Umgebung der Anzeigevorrichtung möglich.
Die Kontrolleinheit kann dazu ausgebildet sein, den Kontrast in zwei oder mehr Stufen einzustellen. Zudem ist es bevorzugt, dass die Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, dass der Kontrast zumindest näherungsweise kontinuierlich einstellbar ist. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit eine analoge Schaltung enthalten, mit der eine vollständig kontinuierliche Einstellung erreichbar ist. Wenn die Kontrolleinheit zur Verarbeitung von Bildsignalen im Wesentlichen digital aufgebaut ist, kann beispielsweise mit einer Vielzahl von zueinander abgestuften Kontrastwerten eine vergleichsweise gute Näherung für eine kontinuierliche Einstellbarkeit erreicht werden. Eine solche Vielzahl kann z.B. 10 abgestufte Kontrastwerte, besser jedoch mehr Kontrastwerte als z. B. 200 Abstufungen umfassen. Damit ist eine genauere und gleichmäßigere, z.B. weniger sprunghafte, Anpassung von Anzeigen an wechselnde Umgebungsbedingungen erreichbar.
Vorzugsweise weist die Anzeigevorrichtung Einstellmittel auf, mit denen der Lichtsensor für eine vorgegebene Einfallrichtung von Umgebungslicht einstellbar ist. Dadurch lässt sich die Anzeigevorrichtung besonders an Einstrahlungen von Störlicht anpassen, das durch die Anzeigevorrichtung aufgrund von Spiegelung in Richtung der Augen eines Betrachters umgelenkt wird. Die Einfallrichtung kann insbesondere auf die Blickrichtung eines Betrachters, z.B. eines Fahrers, auf z.B. ein Zentraldisplay einer Multimediaeinheit in z.B. einem Personenkraftwagen vorgegeben sein.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Kontrolleinheit eine Elektronikeinheit und insbesondere ein programmierbares Logikbauelement zur Erfassung eines Messwerts des Lichtsensors bzw. zur Anpassung des Kontrasts umfasst. Insbesondere eine Elektronikeinheit zur Erfassung von Messwerten des Lichtsensors und zur Anpassung des Kontrasts ermöglicht, dass eine elektronische Schaltung für diese Funktionen in einem in sich abgeschlossenen Elektronikmodul untergebracht sein können, mit dem sich Anzeigevorrichtungen optional oder auch nachträglich ausstatten lassen. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit ein programmierbares Logikbauelement. Das programmierbare Logikbauelement kann beispielsweise ein FPGA (field programmable gate array) oder ein CPLD (complex programmable logic device) sein. Dadurch ist ein vergleichsweise leistungsfähiger und platzsparender Aufbau der Elektronikeinheit erreichbar. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Kontrolleinheit einen Mikroprozessor, insbesondere einen Graphikprozessor aufweist, der für eine Anpassung des Kontrasts in Abhängigkeit eines mit dem Lichtsensor gemessenen Lichteinfalls programmiert ist.
Zur Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall kann die Kontrolleinheit dazu ausgebildet sein, ein Bildsignal eines einzelnen Bildelements bezüglich des Helligkeitswerts zu verändern. Das Bildsignal kann dabei ein analoges Signal, z.B. ein Video-Signal, oder ein digitales Datensignal sein. Dabei kann ein Bildsignal einem Bildelement, z.B. einem Bildpunkt oder einem Bildsegment entsprechen. Des Weiteren können mehrere Bildsignale einem Bildelement zugeordnet sein. Insbesondere bei mehrfarbigen Anzeigevorrichtungen können jeweils eine vorgegebene, insbesondere feste Anzahl von Bildsignalen, z.B. für mehrere darstellbare Primärfarben, jeweils einem Bildpunkt, z.B. an einer fest vorgegebenen Stelle der Anzeigefläche, zugeordnet sein.
Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit dazu ausgebildet, für eine Einstellung des Kontrasts Helligkeitswerte von Bildsignalen, die zu einem anzuzeigenden Bild gehören, gemäß einer vom Lichtsensor gemessenen Helligkeit zu verändern. Hierzu kann die Kontrolleinheit z.B. eine Synchronisationssteuerung aufweisen, die vor Beginn der Bearbeitung des ersten Bildsignals eines anzuzeigenden Bildes einen Messwert eines mit dem Lichtsensor gemessenen Lichteinfalls an der Anzeigefläche abruft.
Eine bevorzugte Ausführung der Anzeigevorrichtung sieht vor, dass der Lichtsensor dazu ausgebildet ist, die Helligkeit einfallenden Lichts für mindestens zwei verschiedene Wellenlängenbereiche jeweils einzeln zu messen und als einzelne Messwerte bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit dazu ausgebildet, die mindestens zwei Messwerte zu erfassen und eine Anpassung des Kontrasts im Hinblick auf Intensitätsanteile der verschiedenen Wellenlängenbereiche abzustimmen. Dies bietet den Vorteil, dass die Kontrolleinheit bei einer Anpassung des Kontrasts einer Bildanzeige nicht nur die Gesamtintensität des Lichteinfalls an der Anzeigefläche sondern auch Unterschiede in der Färbung einfallenden Lichts wie beispielsweise zwischen Tagesdämmerung und Mittagszeit oder zur Tageszeit zwischen bedecktem und wolkenfreiem Himmel berücksichtigen kann.
Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit dazu ausgebildet, Bildsignale für eine Primärfarbe unabhängig anderen Primärfarben gemäß einer vom Lichtsensor gemessenen Helligkeit zu verändern. Unter Primärfarben werden hier jene Farben verstanden, bei deren Kombinationen durch Mischung weitere Farben bzw. Graustufen erzeugt werden können. Beispielsweise sind gängige Primärfarben die Farben Rot, Grün und Blau bei sogenannten RGB-Displays. Die Kontrolleinheit ermöglicht durch eine solche Ausführung, dass sich der Kontrast besser an die physiologische Empfindlichkeit des menschlichen Auges für Licht unterschiedlicher Wellenlängen anpassen lässt. Zudem ergibt sich daraus auch die Möglichkeit, dass die Anpassung des Kontrasts durch die Kontrolleinheit hinsichtlich einer Farbsehschwäche, z.B. einer Rot-Grün-Sehschwäche, eines Benutzers einstellbar gestaltet ist. Insbesondere in Kombination mit dem oben genannten wellenlängenbezogenen Lichtsensor ergibt sich eine Ausführung der Erfindung, die vorteilhaft auf eine Vielzahl verschiedener Umgebungsbedingungen abgestimmt ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der Anzeigevorrichtung besteht darin, dass die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist, Bildsignale derart zu verändern, dass der Helligkeitskontrast für vorgegebene Farben an eine vom Lichtsensor gemessene Helligkeit angepasst ist. Wenn eine Anzeigevorrichtung vorwiegend oder ausschließlich zur Anzeige von berechneten Bildern, z.B. von Navigationsinformationen oder auch z.B. von Bedienmenü- und Informationsanzeigen, vorgesehen ist, kann die Anzahl angezeigter Farben von vornherein vorgegeben sein. In der Kontrolleinheit kann somit z.B. für jede vorgegebene Farbe eine Regel implementiert sein, nach der jeweils ein Farbwert in Abhängigkeit eines gemessenen Lichteinfalls für eine Anpassung des Kontrasts zu verändern ist.
Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit derart ausgebildet, dass für eine Einstellung des Kontrasts Bildsignale, die zu einem anzuzeigenden Bild gehören, jeweils einem von mindestens zwei verschiedenen Helligkeitsbereichen zugeordnet werden, wobei in einem ersten Helligkeitsbereich Helligkeitsunterschiede verschiedener Bildsignale bei zunehmendem Lichteinfall an der Anzeigefläche verstärkt werden. Dabei können auch mehrere erste Helligkeitsbereiche vorgegeben sein. Es können auch mehrere zweite Helligkeitsbereiche vorgegeben sein, wobei insbesondere zwei zweite Helligkeitsbereiche jeweils einen ersten Helligkeitsbereich umschließen.
Die Verstärkungsfunktion der Kontrolleinheit kann dabei derart gestaltet sein, dass eingehende Bildsignale bezüglich ihrer Helligkeitswerte z.B. linear verstärkt und damit auf einen größeren Wertebereich abgebildet werden. Helligkeiten empfangener Bildsignale können z.B. mittels einer mathematischen Funktion verschiedenen Graustufen bei der Anzeige der Bildsignale zugeordnet sein. Eine Verstärkungsfunktion kann als analoge elektronische Schaltung aufgebaut sein. Vorzugsweise ist eine Verstärkungsfunktion als digitale Schaltung aufgebaut, die sich vorteilhaft platzsparend und flexibel gestalten lässt.
Eine Kontrastverstärkung ist auch dadurch erreichbar, dass jeweils mehrere Helligkeitswerte empfangener Bildsignale, die einem Teilbereich des ersten Helligkeitsbereichs zugeordnet sind, jeweils auf einen vorgegebenen Graustufenwert abgebildet werden. Beispielsweise kann eine Zuordnung von Helligkeitswerten, insbesondere bei einer digitalen Verarbeitung von Bildsignalen, über eine Zuordnungstabelle, auch Look-up-Tabelle genannt, realisiert sein. Die Zahl der Stufenwerte kann abhängig von einem gemessenen Lichteinfall reduziert sein, so dass benachbarte Stufenwerte je nach gemessener Intensität des Lichteinfalls näher oder weiter auseinander liegen. Dadurch kann an einem angezeigten Bild ein entsprechend geringerer oder größerer Kontrast zwischen beispielsweise benachbarten Bildpunkten erreicht werden.
Der erste Helligkeitsbereich ist vorzugsweise auf einen vorgegebenen vergleichsweise empfindlicheren Wahrnehmungsbereich der Augen begrenzt. Demgegenüber deckt ein zweiter Helligkeitsbereich vorzugsweise in einen weniger empfindlichen Helligkeits- bzw. Intensitätsbereich der visuellen Wahrnehmung ab. Dadurch kann eine Verarbeitung von Bildsignalen durch die Kontrolleinheit auf Helligkeitswerte von empfangenen Bildsignalen beschränkt sein, die hinsichtlich einer kontrastreichen Darstellung an der Anzeigefläche vergleichsweise besser geeignet sind.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, dass in einem zweiten Helligkeitsbereich Helligkeitsunterschiede verschiedener Bildsignale eines Bildes verringert werden. Eine positive Verstärkung für einen ersten Helligkeitsbereich und eine negative Verstärkung für ein oder mehr zweite Helligkeitsbereiche können dabei derart auf einander abgestimmt sein, dass Helligkeitswerte der empfangenen Bildsignale eindeutig auf ausgehende Bildsignale für die Anzeigefläche abgebildet werden und keine Überschneidungen der Wertebereiche durch die Kontrastverstärkung der Kontrolleinheit auftreten. Durch eine Verringerung der Helligkeitsunterschiede in ein oder mehreren zweiten Helligkeitsbereichen können Helligkeitswerte, insbesondere digitale Graustufenwerte, für eine Darstellung von Bildsignalen ungenutzt bleiben. Solche zur Darstellung von Bildsignalen eines zweiten Helligkeitsbereichs ungenutzte Helligkeitswerte können für eine Anzeige von Bildsignalen eines ersten Helligkeitsbereichs genutzt werden, um Helligkeitswerte über einen größeren Wertebereich der Helligkeit zu verteilen und dadurch vorteilhaft einen stärkeren Kontrast zu erreichen.
Bei einer einfarbigen Anzeigevorrichtung kann ein Helligkeitswert eines Bildsignals für ein Bildelement, z.B. einen Bildpunkt, durch dessen Grauwert angegeben sein. Im Falle einer mehrfarbigen Anzeigevorrichtung kann ein Helligkeitswert aus mehreren Bildsignalen, z.B. verschiedener Farbkanäle eines Videosignals, zusammengesetzt sein. Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit derart ausgebildet, dass sie aus einer vorgegebenen Anzahl von Bildsignalen einen gemeinsamen Helligkeitswert, insbesondere einen Graustufenwert, berechnet, um den berechneten Helligkeitswert für eine Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall zu verarbeiten. Die Kontrolleinheit kann dazu ausgebildet sein, aus dem berechneten Helligkeitswert mehrere angepasste Helligkeitswerte der entsprechenden Bildsignale zu ermitteln, um damit eine Anzeige an der Anzeigefläche anzusteuern.
Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit der Anzeigevorrichtung dazu vorgesehen, dass für eine Einstellung des Kontrasts aus Helligkeitsinformationen für eine vorgegebene Anzahl von Bildsignalen eines Bildes für verschiedene Primärfarben ein über die Anzahl der Bildsignale gemittelter Graustufenwert ermittelt wird, dass weiterhin der gemittelte Graustufenwert in Abhängigkeit der gemessenen Lichtintensität verändert wird, und dass schließlich die Helligkeitsinformationen der Bildsignale verschiedener Primärfarben gemäß der Veränderung des gemittelten Graustufenwerts verändert werden. Dadurch kann eine Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall auf die Wahrnehmbarkeit von Primärfarben der Anzeigevorrichtung abgestimmt sein, indem beispielsweise bei der Mittelung die verschiedenen Primärfarben mit unterschiedlichen Gewichtsfaktoren gewichtet sind. Dadurch kann vorteilhaft eine vergleichsweise bessere Erkennbarkeit angezeigter Bilder bzw. Informationen erreicht werden.
Die Anzeigevorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Kontrolleinheit ein oder mehrere Parameter einer Gammakorrekturfunktion auf einen gemessenen Lichteinfall abstimmt. Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Kontrolleinheit dazu ausgebildet ist, dass Bildsignale zur Einstellung des Kontrasts in Abhängigkeit einer gemessenen Lichtintensität geändert werden, bevor an den Bildsignalen eine Gammakorrektur durchgeführt wird. Dies bietet den Vorteil, dass die Kontrolleinheit zur Anpassung des Kontrasts auf die Berechnung vergleichsweise einfacher, z.B. linearer, mathematischer Funktion beschränkt sein kann.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Anzeige von Bildsignalen mit einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung gemäß einer oder mehreren der vorgenannten Ausführungen. Das Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die Helligkeit von Licht, das auf den Bereich der Anzeigefläche einfällt, mit einem Lichtsensor im Bereich der Anzeigefläche gemessen wird und dass ein Kontrast der Anzeigefläche für eine Anzeige in Abhängigkeit der vom Lichtsensor gemessenen Helligkeit eingestellt wird.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungen der Erfindung vorgestellt, um an ihnen weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung zu erläutern und anhand der Zeichnungen zu erklären. Dabei sind übereinstimmende Merkmale in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
1a eine schematische Darstellung einer Displayanzeige in frontaler Ansicht bei günstigen Lichtverhältnissen,
1b eine schematische Darstellung der Displayanzeige in frontaler Ansicht mit schwacher Reflektion einfallenden Lichts,
1c eine schematische Darstellung der Displayanzeige in frontaler Ansicht mit starker Reflektion einfallenden Lichts,
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays in perspektivischer Frontansicht,
3 eine schematische Darstellung von Blick- und Strahlrichtungen an einem Zentraldisplay,
4 eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines erfindungsgemäßen Displays,
5 eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines erfindungsgemäßen Displays,
6 ein Diagramm zur Darstellung einer funktionalen Abhängigkeit der Helligkeit angezeigter Bildpunkte von einer Helligkeit von Bilddaten eines Bildes.
Die 1a bis 1c zeigen eine Anzeige eines Kartenausschnitts 71 bzw. den sichtbaren Eindruck einer Kartenanzeige auf einer Anzeigefläche 70 einer aus dem Stand der Technik bekannten Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt). Die Anzeigefläche 70 kann Teil eines z.B. Navigationsgerätes oder z.B. eines Zentraldisplays sein, das z.B. an einer Mittelkonsole integriert ist. Die Kartenanzeige mit einem gleichbleibenden Kartenausschnitt 71 ist in den 1a, 1b und 1c bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen und ohne Einfluss der Erfindung dargestellt. Die 1a zeigt den Kartenausschnitt 71 bei keinem bzw. nur vergleichsweise geringem Lichteinfall aus einer Umgebung. Dies entspricht im Wesentlichen einem Seheindruck eines Betrachters bei idealen Anzeigebedingungen, bei denen Kontraste eines angezeigten Bildes durch Kontrasteigenschaften eines Displays und Kontrastwerte, die sich aus Bilddaten eines angezeigten Bildes ergeben, bestimmt sind. Eine Grundhelligkeit, d.h. eine von einer ganzen Anzeigefläche 70 in den Augen eines Betrachters empfangene Lichtintensität, wird beim Blick auf die Anzeigefläche 70 überwiegend vom Display (nicht gezeigt) erzeugt. Diese Grundhelligkeit setzt sich in einer der 1a entsprechenden Situation nur aus unterschiedlichen Helligkeiten verschiedener Bildbereiche zusammen. Ein Kontrast des Bildes des Kartenausschnitts 71 bzw. der Bildanzeige ist überwiegend durch Unterschiede von Helligkeiten und Farbwerten der Bilddaten und von gegebenenfalls manuell einstellbaren Anzeigeparametern bestimmt.
Die 1b zeigt die Anzeigefläche 70 bei Einstrahlung einer vergleichsweise mäßigen Lichtmenge aus einer Umgebung auf die Anzeigefläche 70. Das Licht, das aus einer Umgebung auf der Anzeigefläche 70 auftrifft und das von dieser in Richtung eines Betrachters reflektiert wird, hat im Allgemeinen keinen Bezug zum angezeigten Bild und kann beispielsweise an allen Stellen der Anzeigefläche 70 mit gleicher Intensität auftreffen. Somit erhöht einfallendes und an der Anzeigefläche 70 reflektiertes Umgebungslicht die Grundhelligkeit, wobei der relative Anteil des zur Bildanzeige abgestrahlten Lichts abnimmt. Dies bewirkt, dass Augen eines Betrachters zwar mehr Licht empfangen, wobei jedoch das empfangene Licht anteilsmäßig weniger Information der Bildanzeige enthält gegenüber der in 1a dargestellten Situation. Auch der Kontrast einer Bildanzeige, d.h. die Unterschiede hinsichtlich Helligkeiten und Farben eines Bildes, nimmt dadurch im Vergleich zur Grundhelligkeit ab, wodurch für einen Betrachter die Unterscheidbarkeit von Bildbereichen verringert ist.
Bei vergleichsweise starker Lichteinstrahlung aus einer Umgebung kann Licht einer Anzeige an der Anzeigefläche derart stark überblendet sein, dass viele, gegebenenfalls wichtige Einzelheiten eines angezeigten Bildes für einen Betrachter kaum oder gar nicht mehr erkennbar sind. Eine solche Situation ist in 1c gezeigt.
Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 mit einem Display 2, mit einer Anzeigefläche 3 und mit einem Rahmen 5, der die Anzeigefläche 3 umgibt. Am Rahmen 3 ist ein Photosensor 4 angebracht, um damit eine Intensität im Bereich der Anzeigefläche einfallenden Lichts zu messen. Eine Kontrolleinheit, die in der 2 nicht gezeigt ist, kann beispielsweise im rückseitigen Bereich der Anzeigevorrichtung 1, z.B. an der Rückwand des Displays 2, angebracht sein. Das Display 2 kann dabei Mittel zur Ausrichtung (nicht gezeigt) des Photosensors 4 auf eine vorgegebene Einfallrichtung, wie z.B. Blenden (nicht gezeigt) oder auch eine schwenkbare Lagerung (nicht gezeigt) des Photosensors, umfassen. Vorzugsweise weist das Display 2 ein Antriebselement auf, mit dem eine Ausrichtung des Photosensors 4 beispielsweise relativ zu einer Augenposition automatisch an Änderungen einer z.B. Sitzeinstellung in einem Fahrzeug anpassbar ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Display 2 nicht unmittelbar vor einem Betrachter angeordnet ist und dessen Blick dadurch selten oder nie rechtwinklig auf die Anzeigefläche fällt. Als Beispiele für solche nicht senkrecht einsehbaren Anzeigevorrichtungen, die hier nicht gezeigt sind, lassen sich z.B. ein Zentraldisplay an einem KFZ-Armaturenbrett oder z.B. eine Anzeigetafel für Ankünfte und Abfahrten öffentlicher Verkehrsmittel aufführen.
In 3 ist eine Anordnung eines Displays 2 einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 mit einer Anzeigefläche 3 dargestellt, bei der Blicke eines Betrachters 12 von einer seitlichen Position auf die Anzeigefläche 3 fallen. Dies entspricht beispielsweise der Anordnung eines Zentraldisplays an einer Mittelkonsole eines Fahrzeuginnenraumes, das vorzugsweise für mehrere Fahrzeuginsassen aus verschiedenen Blickrichtungen einsehbar ist.
Die Anzeigefläche 3 ist in 3 im rechten Winkel zur Papierebene stehend eingezeichnet. An einer Position eines Photosensors 4 ist eine rechtwinklig zur Anzeigefläche 3 stehende Normallinie N eingezeichnet. Die Linie S beschreibt eine Blickrichtung eines Betrachters, die mit der Normallinie N einen Winkel β einschließt. Bei starkem Lichteinfall auf die Anzeigefläche 3 aus einer Richtung –β bezüglich der Normallinie N, z.B. entlang der Linie E, kann ein erheblicher Teil der Intensität in die Blickrichtung S eines Betrachters gespiegelt werden und die Intensität des vom Display 2 abgestrahlten Lichts überblenden.
Eine Erhöhung der gesamten Helligkeit der Anzeigefläche 3 erhöht dabei ebenfalls vorwiegend die Helligkeit in Bereichen eines angezeigten Bildes, die bereits vergleichsweise hell sind und die somit zusätzlich zum Überstrahlen dunklerer Bildbereiche beitragen. Die Erkennbarkeit einer Anzeige kann sich dabei z.B. entsprechend den 1b bzw. 1c weiter verschlechtern. Durch eine Erhöhung des Kontrasts eines Bildes können Helligkeitsunterschiede verschiedener Bildbereiche vergrößert werden, wodurch ein angezeigtes Bild vergleichsweise besser erkennbar ist. Indem der Photosensor 4 für ein oder mehrere vorgegebene Einfallsrichtungen orientierbar angebracht ist, ergibt sich der Vorteil, dass der Bereich einer Anzeigefläche 3 vergleichsweise genau hinsichtlich Einstrahlungen von Umgebungslicht überwachen lässt, deren Reflektionen an der Anzeigefläche 3 die Erkennbarkeit angezeigter Bilder für einen Betrachter beeinträchtigen kann.
Der Photosensor 4 kann beispielsweise eine Photodiode, einen Photowiderstand oder auch einen CCD-Sensor (charge coupled device), z.B. einen Kamerasensor umfassen.
Des Weiteren kann der Photosensor 4 eine Linse (nicht gezeigt) und/oder eine Blende (nicht gezeigt) aufweisen, um z.B. vorwiegend Licht einer vorgegebenen Einfallrichtung bei Intensitätsmessungen aufzunehmen.
Eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung kann unterschiedlich aufgebaut sein; als Beispiele werden nachfolgend zwei verschiedene Ausführungen vorgestellt.
Die 4 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm einen ersten Aufbau einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1. Sie umfasst ein Display 2, das im Wesentlichen die gleichen erfindungsgemäßen Merkmale wie das in 2 gezeigte Display aufweist: eine Anzeigefläche 3 des Displays 2 ist von einem Rahmen 5 umgeben, an dem ein Photosensor 4 angebracht ist, wobei der Photosensor 4 zur Messung einer auf die Anzeigefläche 3 einfallende Lichtintensität vorgesehen ist.
Das Display 2 dient der Anzeige von Bildern auf der Anzeigefläche 3. Zum Empfang von Bildsignalen ist das Display 2 über eine Elektronikeinheit 8 mit einem Graphikprozessor 7 verbunden. Der Graphikprozessor 7 kann Bildsignale in digitaler Form z.B. über eine digitale Busschnittstelle bzw. in analoger Form z.B. über einen analogen Videoanschluss empfangen. Dazu kann der Graphikprozessor an z.B. einen Steuerungsrechner und/oder an z.B. ein multimediales Gerät und/oder an z.B. ein Kommunikationsnetzwerk (z.B. CAN, MOST, LIN) angeschlossen sein.
Der Graphikprozessor 7 kann beispielsweise feststellen, welche Bildsignale ein vollständiges Bild für eine Anzeige an der Anzeigefläche 3 ergeben und welche Bildsignale zu einem nachfolgend anzuzeigenden Bild gehören. Der Graphikprozessor 7 ist dazu vorgesehen, empfangenen Bildsignalen Bildelemente, z.B. Bildpunkte oder z.B. Anzeigesegmente, zuzuordnen und z.B. Darstellungsparameter aus den Bilddaten zu ermitteln. Dabei können der Graphikprozessor 7 und gegebenenfalls weitere, hier nicht gezeigte elektronische Elemente dazu ausgebildet sein, aus Bildsignalen gewonnene Informationen für eine Bildanzeige auf Anzeigefähigkeiten des Displays 2, z.B. dessen Fähigkeiten zur Abstufung von Farben bzw. Helligkeiten, abzustimmen. Die Anzeigevorrichtung 1 kann dabei Einstellmittel (nicht gezeigt) aufweisen, mit denen ein Benutzer Grundeinstellungen der Anzeigevorrichtung, z.B. eine Grundhelligkeit oder auch z.B. einen Grundkontrast, manuell anpassen kann. Auch solche Einstellmittel können an den Graphikprozessor 7 angeschlossen sein, um deren Einstellungen bei einer Verarbeitung von Bilddaten im Graphikprozessor 7 zu berücksichtigen. Der Graphikprozessor 7 kann aus Bilddaten Signale erzeugen, die sich z.B. für eine unmittelbare Ansteuerung des Displays 2 oder z.B. für eine Weiterleitung an eine Ansteuerungselektronik (nicht gezeigt) des Displays 2 verwenden lassen.
An der in 4 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführung ist eine Elektronikeinheit 8 zwischen den Graphikprozessor 7 und das Display 2 zwischengeschaltet. Die Elektronikeinheit 8 ist in der Anzeigevorrichtung 1 für eine Nachverarbeitung von Bildsignalen des Grafikprozessors 7 vorgesehen, um den Kontrast vorgegebener Bildelemente oder Bildbereiche an eine vom Photosensor 4 gemessene Lichtintensität anzupassen.
Der Photosensor 4 ist hierfür an einen Signalwandler 6, z.B. einen A/D-Signalwandler, angeschlossen. Der Signalwandler 6 ist mit der Elektronikeinheit 8 verbunden, um Messsignale des Photosensors 4 aufzubereiten und der Elektronikeinheit 8, z.B. in digitalisierter Form, bereitzustellen. Der Signalwandler 6 kann in den Photosensor 4 oder in die Elektronikeinheit 8 integriert sein. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit 8 einen z.B. FPGA- oder CPLD-Halbleiterbaustein, in den insbesondere ein A/D-Wandler zumindest teilweise integriert ist. Dadurch ist vorteilhaft ein vergleichsweise platzsparender Aufbau der Elektronikeinheit erreichbar. Die Elektronikeinheit 8 kann mit einer Konfigurationseinheit 10 in Verbindung stehen. In der Konfigurationseinheit 10 können Daten für eine Initialisierung und/oder Konfigurierung und/oder Programmierung der Elektronikeinheit enthalten sein, die ein Verfahren zur Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall, das von der Elektronikeinheit auszuführen ist, beschreiben.
Die Elektronikeinheit 8 ist dazu vorgesehen, Messwerte vom Photosensor 4 bzw. vom Signalwandler 6 zu empfangen, in einen Parameter umzuwandeln und mit Hilfe dieses Parameters den Kontrast eines angezeigten Bildes an eine mit dem Photosensor 4 ermittelte Lichteinstrahlung an der Anzeigefläche 3 anzupassen.
Der Photosensor 4 ist vorzugsweise derart an die Elektronikeinheit 8 angeschlossen, dass Messwerte der Lichteinstrahlung im Bereich der Anzeigefläche 3 vergleichsweise häufig an die Elektronikeinheit übermitteln lassen. Die Elektronikeinheit 8 kann z.B. einen Taktgeber aufweisen, mit dem ein periodisches Abfragen von Messwerten des Photosensors 4 ausgelöst werden kann. Der Taktgeber kann dabei auf eine Periode eingestellt sein, die an die Trägheit menschlicher Sehwahrnehmung bzw. eine Häufigkeit eines Bildaufbaus an der Anzeigefläche 3 angepasst ist. Mit einer Abfrageperiode von 16 bis 20 ms ist bereits eine Anpassung derart erreichbar, dass eine Anpassung des Kontrasts an vergleichsweise schnelle Helligkeitsänderungen des Lichts, das an der Anzeigefläche einfällt, für einen Betrachter scheinbar ohne Verzögerung stattfindet. Es ist auch denkbar, dass am Photosensor 4 bzw. am Signalwandler 6 eine Änderung eingestrahlter Lichtintensität vorgebbar ist, deren Überschreiten ein Signal an die Elektronikeinheit 8 auslöst. Dadurch können Abfragen annähernd gleichbleibender Messwerte durch die Elektronikeinheit 8 vermieden werden.
Die Elektronikeinheit 8 ist dazu ausgebildet, vom Graphikprozessor 7 empfangene Bilddaten hinsichtlich Kontrastinformationen auszuwerten und in Abhängigkeit von gemessenen Lichteinstrahlungswerten den Kontrast angezeigter Bilder anzupassen. Die Konfigurationseinheit 10 kann für eine solche Verarbeitung von Bilddaten ein oder mehrere Verfahren 10 als elektronische Schaltung oder als ausführbarer Programmcode, der von einem Prozessor (nicht gezeigt) ausgeführt wird, oder in beliebig denkbaren Kombinationen beider Techniken ausgebildet sein. Dafür kann sie mit z.B. einen Speicherbaustein ausgestattet sein. Vorzugsweise enthält die Elektronikeinheit 8 einen programmierbaren Logikbaustein (nicht gezeigt). Dies bietet den Vorteil, dass sich das Verfahren 10 zur Anpassung des Anzeigekontrasts vergleichsweise hardwarenah und damit auch vergleichsweise schnell ausführbar verwirklichen lässt.
Die Elektronikeinheit 8 kann an das Display 2 unmittelbar oder über eine zusätzliche Ansteuerungseinheit (nicht gezeigt) angeschlossen sein.
Der in 4 gezeigte Aufbau der Anzeigevorrichtung 1 kann gegebenenfalls durch eine Aufrüstung einer aus dem Stand der Technik bekannten Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt), die zunächst nur den Graphikprozessor 7 und das Display 2 ohne den Photosensor 4 umfasst, aus jener hervorgegangen sein. Ein Aufrüstbausatz (nicht gezeigt) kann die Elektronikeinheit 8, den Signalwandler 6, den Photosensor 4 sowie eine software- bzw. hardwaremäßige Realisierung des Kontrast abstimmenden Verfahrens enthalten. Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit 8 dafür zwei z.B. gleiche Signalschnittstellen (nicht gezeigt) jeweils zum Anschluss an den Graphikprozessor 7 und an das Display 2 auf.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Aufbaus einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 zeigt die 5. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung umfasst die Anzeigevorrichtung 1 ein Display 2 mit einer Anzeigefläche 3, die von einem Rahmen 5 umgeben ist. Am Rahmen 5 ist ein Photosensor 4 angebracht, der mit einem Signalwandler 6 verbunden ist.
Im Unterschied zur in 4 dargestellten Anzeigevorrichtung ist der Signalwandler 6 hier an einen Graphikprozessor 7 angeschlossen. Beispielsweise kann der Signalwandler an einer digitalen Signalschnittstelle (z.B. über einen I²-C-Bus) an den Graphikprozessor 7 angeschlossen sein. An den Graphikprozessor 7 ist ein Speicher 11 angeschlossen, in dem Daten, z.B. Programme und z.B. Parameter, zur Anpassung des Kontrasts einer Bildanzeige an einen gemessenen Lichteinfall gespeichert sind. Der Graphikprozessor 7 kann z.B. selbst einen Programmcode für eine solche Anpassung ausführen oder er kann zumindest teilweise die Daten dazu verwenden, ein weiteres Schaltungselement, z.B. eine Elektronikeinheit 9, dafür einzurichten, ein Verfahren zur Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall anzupassen.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung des Kontrasts an einen Lichteinfall an einer Anzeigefläche lässt sich mit Hilfe des Diagramms 20 der 6 erläutern. Das Diagramm der 6 zeigt zwei Funktionen 21 und 22, wobei die Funktion 21 einer unmittelbaren und unveränderten Anzeige empfangener Bildsignale entspricht.
Entlang der horizontalen x-Achse sind Helligkeiten als Graustufenwerte eingehender Bildsignale aufgetragen. Die entlang der vertikalen y-Achse aufgetragenen Graustufenwerte entsprechen den Helligkeiten von Bildsignalen, mit denen die Anzeigefläche letztlich angesteuert wird. Für eine beispielsweise nur einfarbige, digitale Anzeige können die Graustufenwerte der x-Achse gerade den Helligkeitswerten digitaler Bilddaten einzelner Bildpunkte eines monochromen Displays entsprechen. Ein monochromes Display stellt nur eine Primärfarbe zur Anzeige zur Verfügung, wobei hierbei z.B. auch die Farbe Weiß zusammen mit ein oder mehreren Grauwerten bis zum Schwarz als eine einzelne Primärfarbe, im Sinne eines Farbtons, verstanden wird. Bei polychromen Displays werden mehrere Primärfarben einzeln und in Mischung verwendet, um mehrere unterschiedliche Farbtöne darzustellen. Weil verschiedene Farbtöne, insbesondere von Primärfarben, beim Sehen unterschiedliche Helligkeitseindrücke unabhängig von der Lichtintensität erzeugen können, ist keine unmittelbare Zuordnung von Graustufen an empfangene Bildsignale mehr möglich. Diese Schwierigkeit kann z.B. durch eine insbesondere gewichtete Mittelwertbildung aus mehreren Bildsignalen für z.B. unterschiedliche Primärfarben behoben werden.
In 6 sind zwei Funktionen 21 und 22 als ununterbrochen durchgehende Linien eingezeichnet. Streng betrachtet ist dies nur bei analoger elektronischer Verarbeitung möglich. Im Falle einer digitalen Verarbeitung von Bildsignalen soll dies hier als eine vereinfachte Darstellung eines z.B. stufenartigen Verlaufs bei z.B. sehr vielen diskreten Einzelwerten verstanden werden. Der digitale Wertebereich kann sich z.B. schrittweise vom Wert 0 bis zum Wert 255 erstrecken, wenn Graustufen mit achtstelligen Binärzahlen für eine Verarbeitungsbreite von 8 Bit dargestellt werden. Der Wert 0 kann beispielsweise einen unbeleuchteten und z.B. schwarzen Punkt darstellen, während der Wert 255 einem maximal hellen und z.B. weißen Punkt entsprechen kann.
Wenn Bildsignale unverändert für eine Anzeige verwendet werden, entspricht dies dem monoton steigenden Verlauf der Funktion 21, wobei jeder Graustufenwert jeweils auf sich selbst abgebildet wird. Dabei steigen die zur Anzeige verwendeten Helligkeitswerte entsprechend der Funktion 21 über den gesamten Wertebereich, hier z.B. mit Werten von 0 bis 255, der empfangenen Bildsignale gleichmäßig proportional an. Dadurch bleiben die Abstufungen der Helligkeiten verschiedener Bildbereiche bei der Anzeige eines Bildes an der Anzeigefläche getreu den empfangenen Bildsignalen erhalten.
Gemäß der Ausführung der Erfindung werden die Graustufen empfangener Bildsignale entsprechend der Funktion 22 in Graustufen umgerechnet, mit denen die Bildsignale an einer Anzeigefläche angezeigt werden. Auch die Funktion 22 bildet den gesamten Wertebereich empfangener Bildsignale auf einen z.B. ebenso großen Wertebereich anzuzeigender Bildsignale ab. Allerdings verläuft die Funktion 22 mit unterschiedlicher Steigung in verschiedenen Wertebereichen der Grauwerte empfangener Bildsignale. In den Abschnitten 23 und 25 ist die Steigung der Funktion 22 verringert, wogegen sie im Abschnitt 24 eine vergleichsweise steilere Steigung aufweist. Durch den Verlauf der Funktion 22 ist der Wertebereich der anzuzeigenden Bildsignale gegenüber ihrem ursprünglichen Wertebereich vergrößert, so dass bei einer Anzeige von Bildsignalen des Abschnitts 24 deren Kontrast erhöht wird. Durch die geringere Steigung der Funktion 22 in den Abschnitten 23 und 25 können die Wertebereiche der angezeigten Graustufen für diese Bildsignale zugunsten des Abschnitts 24 verringert werden. Dadurch kann vorteilhaft der gesamte Wertebereich, der zur Darstellung von Graustufen zur Verfügung steht, für eine Anpassung des Kontrasts an den gemessenen Lichteinfall ausgeschöpft werden. Messwerte des Lichteinfalls an der Anzeigefläche werden dabei als Parameter in die Steigungen der Funktion 22 in den verschiedenen Abschnitten 23, 24 und 25 einberechnet.
Durch eine verringerte Steigung in den äußeren Abschnitten 23 und 25 werden dort die Wertbereiche anzuzeigender Bildsignale gegenüber jenen der ursprünglichen empfangenen Bildsignale verringert. Dies ist deutlich bei den Grenzwerten zwischen den zwei Abschnitten 23 und 24 sowie zwischen den Abschnitten 24 und 25 erkennbar, wo die größte Abweichung von einem linearen Verlauf mit durchgehend einer Steigung auftritt. An diesen Stellen beschreibt die Abweichung zwischen den beiden Kurven 21 und 22 in welchem Ausmaß sich die Wertebereiche verschieben, um eine kontrastreichere Anzeige für Bildsignale des mittleren Abschnitts 24 zu ermöglichen.
Vorzugsweise wird die Breite der Wertebereiche 23 und/oder 25 derart gewählt, dass die Darstellung des anzuzeigenden Bildes möglichst geringe Farbverzerrungen, z. B. durch Sprünge in den Graustufen, aufweist.
Der Vorteil dieser Ausführung des Verfahrens besteht darin, dass hierfür die Bildsignale unabhängig voneinander elektronisch verarbeitet werden können. Denn die Helligkeiten bzw. Grauwerte der anzuzeigenden Bildsignale stehen in einer zueinander eindeutigen linearen mathematischen Beziehung, die im Falle diskreter digitaler Werte vergleichsweise einfach um eine Rundung auf darstellbare Werte ergänzt werden kann. Dadurch kann eine Verarbeitung der Bildsignale insbesondere kontinuierlich stattfinden, ohne dass dazu z.B. der Empfang aller Bildsignale eines Bildes abgeschlossen sein muss.
Die Steigungen der Kurve 22 werden z.B. durch einen Messwert L des Lichteinfalls an der Anzeigefläche beeinflusst. Beispielsweise können die Abschnitte 23 und 25 des Helligkeitswertebereichs empfangener Bildsignale mit einer gleichen Breite GS_grenz gewählt sein, der einen Parameter h_mod in z.B. einer nachfolgenden Weise beeinflusst: h_mod = GS_grenz·(L/L_max)·s
Dabei entspricht L_max einer maximal messbaren Helligkeit. Mit dem Parameter s wird vorzugsweise eine maximale Abweichung h_mod eingestellt, die im Verlauf der Kurve 21 erreicht wird, wenn an den Grenzwerten zweier Abschnitte am horizontalen x-Achsenabschnitt x = GS_grenz bzw. x = (GS_max – GS_grenz) die gemessene Helligkeit einer maximal messbaren L = L_max entspricht. Der Verlauf der Kurve 22 lässt sich mathematisch folgendermaßen beschreiben:
Für den Abschnitt 23, in dem empfangene Bildsignale die Werte 0 ≤ x < GS_grenz einnehmen, werden Graustufenwerte für die Anzeige von Bildsignalen nach der Formel GS_out = y = x·1 – h_mod/GS_grenz) berechnet, für den Abschnitt 24 mit GS_grenz ≤ x < (GS_max – GS_grenz) werden sie nach der Formel GS_out = y = x – h_mod·(GS_max – 2·x)/(GS_max – 2·GS_grenz) und für den Abschnitt 25 mit (GS_max – GS_grenz) ≤ x < GS_max werden sie nach der Formel GS_out = y = x·(1 – h_mod/GS_grenz) + h_mod·GS_max/GS_grenz berechnet.
Weil gemäß der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens alle Bildsignale eines anzuzeigenden Bildes unabhängig voneinander angepasst werden, eignet sich diese Ausführung für eine parallele Berechnung mit mehreren Prozessoren oder zumindest mit mehreren arithmetisch-logischen Elementen, die sich beispielsweise mit einem programmierbaren Logikbauelement, z.B. einem FPGA oder z.B. einem CPLD, bereitstellen lassen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere der hier beschriebenen Ausführung besteht darin, dass sich das Verfahren an verschiedenen Stellen eines Bildsignalprozesses einfügen lässt. So ist es beispielsweise dazu geeignet, dass es auf Bildsignale vor und/oder nach deren weiterer Bearbeitung durch z.B. einen Graphikprozessor angewendet wird. Des Weiteren ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auf Bildsignale vor und/oder nach einer Gamma-Korrektur, mit der Bildsignale durch eine nichtlineare Verarbeitung der Graustufenwerte in physiologisch angepasste Helligkeitswerte für eine Anzeige angepasst werden, einzusetzen.
Die anhand der 6 beschriebene Ausführung weist zudem den Vorteil auf, dass sich auch die Aufteilung des gesamten Wertebereichs empfangener Graustufen in mehrere Teilbereiche mittels eines Parameters GS_grenz beschrieben wird, so dass für eine Anpassung des Kontrasts an einen gemessenen Lichteinfall auch der Parameter GS_grenz verändert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008043189 A1 [0002]

Claims

Anzeigevorrichtung (1) mit einer Anzeigefläche (3), mit einem Lichtsensor (4) zur Messung einer Lichtintensität und mit einer Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11), die Bildsignale für eine Anzeige an der Anzeigefläche (3) empfängt und verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (4) dazu ausgebildet ist, die Helligkeit des im Bereich der Anzeigefläche (3) einfallenden Umgebungslichts zu messen, und dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, einen Messwert des Lichtsensors zu empfangen und einen Kontrast an der Anzeigefläche für eine Anzeige der Bildsignale in Abhängigkeit vom Messwert einzustellen.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, ein Erfassen von Messungen des Lichtsensors und/oder eine Anpassung des Kontrasts einer Anzeige an der Anzeigefläche regelmäßig zu wiederholen.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) derart ausgebildet ist, dass der Kontrast zumindest näherungsweise kontinuierlich einstellbar ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) Einstellmittel aufweist, mit denen der Lichtsensor (4) für eine vorgegebene Einfallrichtung von Umgebungslicht einstellbar ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) eine Elektronikeinheit (8, 9) zur Erfassung eines Messwerts des Lichtsensors (4) und zur Anpassung des Kontrasts umfasst.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (8, 9) ein programmierbares Logikbauelement umfasst.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (4) dazu ausgebildet ist, die Helligkeit einfallenden Lichts für zwei verschiedene Wellenlängenbereiche zu messen und in Form mindestens zweier separater Messwerte bereitzustellen.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, für eine Einstellung des Kontrasts Helligkeitswerte von Bildsignalen, die zu einem anzuzeigenden Bild gehören, gemäß einer vom Lichtsensor (4) gemessenen Helligkeit zu verändern.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, Bildsignale für eine Primärfarbe unabhängig von anderen Primärfarben gemäß einer vom Lichtsensor (4) gemessenen Helligkeit zu verändern.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, Bildsignale in einer Weise zu verändern, dass der Helligkeitskontrast für vorgegebene Farben an eine vom Lichtsensor (4) gemessene Helligkeit angepasst wird.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, dass für eine Einstellung des Kontrasts Bildsignale, die zu einem anzuzeigenden Bild gehören, jeweils einem von mindestens zwei verschiedenen Helligkeitsbereichen zugeordnet werden, wobei in einem ersten Helligkeitsbereich Helligkeitsunterschiede verschiedener Bildsignale verstärkt werden.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Helligkeitsbereich Helligkeitsunterschiede verschiedener Bildsignale zu verringern.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11) dazu ausgebildet ist, dass für eine Einstellung des Kontrasts aus Helligkeitsinformationen jeweils für eine vorgegebene Anzahl von Bildsignalen für verschiedene Primärfarben ein über die Bildsignale gemittelter Graustufenwert ermittelt wird, dass der gemittelte Graustufenwert in Abhängigkeit der gemessenen Lichtintensität verändert wird, und dass die Helligkeitsinformationen der Bildsignale verschiedener Primärfarben gemäß der Veränderung des gemittelten Graustufenwerts verändert werden.
Verfahren zur Anzeige von Bildsignalen mit einer Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit von Licht, das auf den Bereich der Anzeigefläche (3) einfällt, mit einem Lichtsensor (4) im Bereich der Anzeigefläche (3) gemessen wird und dass ein Kontrast einer Anzeige an der Anzeigefläche (3) abhängig von der vom Lichtsensor (4) gemessenen Helligkeit eingestellt wird.