DE102012016675A1 - Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors mit LED-Hintergrundbeleuchtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors mit LED-Hintergrundbeleuchtung, bei dem mindestens ein Bereich eines am Farbmonitor dargestellten Bildes aus der Entfernung ortsaufgelöst mit einem als Bild- oder Zeilensensor ausgebildeten Farbsensor vermessen wird, ortsaufgelöst Abweichungen gemessener Farbwerte von Soll-Farbwerten bestimmt werden, und eine LED-Hintergrundbeleuchtung des Farbmonitors zur lokalen Korrektur der Abweichungen angesteuert wird. Bei Integration des Farbsensors in die Fernbedienung eines Farbfernsehgerätes richtet der Benutzer lediglich die Fernbedienung geeignet auf das Fernsehgerät aus, wodurch der Farbsensor ein Testbild des Farbfernsehgerätes erfasst und zur Bestimmung von Farbkorrekturen auswertet. Das Verfahren ermöglicht eine einfache Farbkalibrierung eines Farbfernsehgerätes ab Werk oder direkt beim Anwender.

Description

  • Technisches Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors mit LED-Hintergrundbeleuchtung mit Hilfe eines Farbsensors.
  • Bei Farbfernsehgeräten oder anderen Farbmonitoren mit LED-Hintergrundbeleuchtung kann im Laufe der Lebensdauer oder aufgrund von Temperatureffekten ein Farbdrift der LEDs auftreten. Bei Temperaturänderungen beträgt der LED-Farbdrift etwa 0,1 nm/K. Dadurch kann das auf dem Farbmonitor dargestellte Bild farblich stark verfälscht erscheinen, da das menschliche Auge bereits eine Abweichung der Wellenlänge von nur 3 nm als starke Farbverzerrung empfindet.
  • Die obige Problematik wird vor allem durch Fertigungsstreuungen von LEDs hervorgerufen, die als Hintergrundbeleuchtung für die Farbmonitore verwendet werden. Durch diese Fertigungsstreuungen können sich die eingesetzten LEDs lokal oder bereichsweise in ihren temperaturabhängigen Eigenschaften voneinander unterscheiden und zudem noch unterschiedliche Alterungseffekte zeigen. Weiterhin kann eine lokale Farbverzerrung auch durch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung an der Hintergrundbeleuchtung verursacht werden, in der häufig mehr als 3000 LEDs gleichzeitig in Betrieb sind. Damit ergibt sich naturgemäß in der Mitte des Bildmonitors eine deutlich höhere Temperatur als am Rand, so dass beide Bereiche eine unterschiedliche Farbabweichung erzeugen können.
  • Stand der Technik
  • Derzeit werden kommerziell verfügbare TV-Bildschirme in der Regel nur ab Werk kalibriert. Im Gegensatz dazu gibt es für Computerbildschirme die Möglichkeit zur Farbkorrektur beim Anwender. Dies wird durch einen speziellen, dreikanaligen Sensor realisiert, der für eine nachträgliche oder wiederholte Kalibrierung auf den Bildschirm aufgesetzt wird. Mit diesem Sensor wird dann die vom Farbmonitor in einem Testbild dargestellte Farbe gemessen und an den Computer zur Farbkorrektur übertragen.
  • In der DE 10 2009 004 236 A1 wird eine vergleichbare Technik für TV-Farbmonitore vorgeschlagen, bei der der Farbsensor in einem Eckbereich des Bildschirms am Bildschirmrand montiert ist und einen Messbildschirmausschnitt von wenigen Quadratzentimetern erfasst. Mit diesem Sensor kann dann beliebig automatisch oder beispielsweise mit Hilfe der Fernbedienung des TV-Farbmonitors auf Knopfdruck eine Kalibrierung gestartet werden. Aus der dabei ermittelten Farbabweichung werden Korrekturwerte errechnet, mit denen die Steuereinheit die Farbdarstellung des Farbmonitors korrigiert. Über eine ab Werk bestimmte Korrelationsfunktion wird die für den Messbildschirmausschnitt ermittelte Korrektur auf die gesamte Bildfläche des Bildschirms übertragen.
  • Mit diesen bekannten Techniken können jedoch keine ortsabhängigen Farbabweichungen erkannt werden. Vielmehr sind diese Messverfahren auf die Farbmessung eines sehr kleinen Bildschirmausschnitts beschränkt. Die Korrektur wird dann jeweils für den gesamten Bildschirm auf Basis dieses Messwertes durchgeführt. Diese Lösung ist für Geräte mit seitlicher Beleuchtung geeignet, bei dem das seitlich von LEDs erzeugte Licht über eine spezielle Optik über den ganzen Bildschirm verteilt wird. Eventuelle Farbabweichungen sind dabei über die Gesamtfläche des Bildschirms nahezu identisch. Bei Farbmonitoren der oben genannten Art mit LED-Hintergrundbeleuchtung sind die LEDs jedoch in sehr großer Anzahl über den Hintergrund des Bildschirms verteilt angeordnet, so dass lokal unterschiedliche Farbdrifts auftreten können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur ortsaufgelösten Farbkalibrierung eines Farbmonitors mit LED-Hintergrundbeleuchtung anzugeben, das von einem Anwender in einfacher Weise durchgeführt werden kann.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Patentanspruch 12 gibt ein für die Durchführung des Verfahrens ausgebildetes System aus Farbmonitor und Farbmesseinrichtung an. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des zugehörigen Systems sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors wird wenigstens ein Bereich eines am Farbmonitor dargestellten Bildes aus der Entfernung ortsaufgelöst mit einem Farbsensor vermessen. Der Farbsensor ist dabei als zweidimensionaler Bild- oder als Zeilensensor ausgebildet oder stellt einen Bereich eines derartigen Sensors dar, wobei er den entsprechenden Bereich mit einer Messung vollständig ortsaufgelöst erfassen kann. Anschließend wird ortsaufgelöst eine Abweichung eines jeweils gemessenen Farbwertes von einem Soll-Farbwert bestimmt und die LED-Hintergrundbeleuchtung zur lokalen Korrektur der jeweiligen Abweichung angesteuert. Vorzugsweise erfasst der Farbsensor bei der Messung nicht nur einen Bildbereich sondern ortsaufgelöst das gesamte dargestellte Bild.
  • Der mehrkanalige Farbsensor muss mindestens drei Farben ortsaufgelöst unterscheiden können, beispielsweise rot, grün und blau (RGB). Das Pixel kann auch z. B. aus 4 oder mehr Subpixeln mit verschiedenen Farbfiltern bestehen. Vorzugsweise wird ein Farbsensor eingesetzt, der mindestens vier Farben ortsaufgelöst unterscheiden kann. Der Farbmonitor wird dabei für die Farbkalibrierung vorzugsweise so angesteuert, dass er ein Testbild darstellt, das dann mit dem Farbsensor erfasst wird. Das Testbild kann dabei auch lokal fein strukturiert sein, um eine optimale Farbkorrektur über den gesamten Farbmonitor bis hin zu den Bildecken zu erreichen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Farbsensor so ausgebildet, dass er ohne Bewegung das vollständige am Farbmonitor dargestellte Bild ortsaufgelöst erfasst. Auf diese Weise lässt sich bspw. mit einem einzigen Tastendruck mit dem auf den Bildschirm gerichteten Farbsensor bereits die Farbkalibrierung des gesamten Bildschirms durchführen. In einer anderen Ausgestaltung, bei dem mit dem Farbsensor jeweils nur ein Ausschnitt des am Farbmonitor dargestellten Bildes erfasst wird, bspw. bei Verwendung eines Zeilensensors als Farbsensor, wird dieser dann entsprechend bewegt, um den gesamten Bildschirm abzutasten bzw. um Ausschnitte der gesamten Bilddarstellung zu erfassen, aus denen dann für die Kalibrierung eine Bildaufnahme des vollständigen am Farbmonitor dargestellten Bildes zusammengesetzt wird.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren können die Messwerte des Farbsensors, bspw. die eine oder mehreren Bildaufnahmen mit entsprechender Farbinformation, an den Farbmonitor übertragen und die lokalen Farbabweichungen in einer Auswerteeinrichtung im Farbmonitor bestimmt werden. In einer anderen Ausgestaltung können die Abweichungen auch in einer Auswerteeinrichtung bestimmt werden, die in einem den Farbsensor enthaltenden mobilen Gerät angeordnet ist, und anschließend zur Farbkorrektur der LED-Hintergrundbeleuchtung an den Farbmonitor übertragen werden. Die Übertragung erfolgt dabei jeweils vorzugsweise drahtlos, bspw. mittels Infrarot (IR) oder Funk.
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann der Anwender jeder Zeit bei Bedarf eine Farbkalibrierung seines Farbmonitors auf einfache Weise durchführen. Er muss lediglich das mobile, den Farbsensor enthaltende Gerät während des Betriebes auf den Farbmonitor richten, um eine oder mehrere Aufnahmen des dargestellten Bildes zu erhalten. Durch Auslösung der Messung, bspw. durch einen Tastendruck am Gerät, wird dann automatisch die oben beschriebene Farbkorrektur durchgeführt. Bei dem mobilen Gerät kann es sich beispielsweise auch um ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder Tablet handeln, in das der Farbsensor integriert ist.
  • Im Falle eines TV-Gerätes ist der Farbsensor vorzugsweise in die Fernbedienung des TV- bzw. Farbfernsehgerätes integriert. Der Bediener richtet die Fernbedienung mit dem Farbsensor lediglich auf den Farbbildschirm und löst durch einen Tastendruck die Messung zur Farbkalibrierung aus. Durch den Tastendruck wird das Farbfernsehgerät zur Darstellung eines für die Farbkalibrierung geeigneten Testbildes angesteuert und der Farbsensor zeichnet anschließend ein entsprechendes Bild zur Auswertung auf. Für die genaue Erfassung des Testbildes mit dem Farbsensor können zusätzliche Hilfsmittel vorgesehen sein, bspw. ein Lagesensor im externen Gerät, insbesondere der Fernbedienung, die den Bediener bei der exakten Ausrichtung des Gerätes für die Messung unterstützen. Hierbei können entsprechende Hilfen auch am Bildschirm des Farbfernsehgerätes dargestellt werden. Beispielsweise kann der vom Farbsensor gerade erfasste Bildbereich vor Beginn der Messung in Echtzeit am Bildschirm dargestellt werden. Es können auch Markierungen in das Bild am Bildschirm eingeblendet werden, die bei Einsatz eines Lagesensors durch Bewegung des Gerätes in Übereinstimmung gebracht werden müssen, um eine exakte Ausrichtung für die Messung zu erzielen.
  • In einer Ausgestaltung wird nicht der vollständige Bildschirm sondern nur ein Bildausschnitt farbkorrigiert. Dies kann in Fällen von Vorteil sein, in denen lediglich eine Farbverzerrung in einem Bereich des Bildschirms festgestellt wird. Auch eine ab Werk-Kalibrierung des Farbmonitors kann selbstverständlich mit dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgen.
  • Das vorgeschlagene Verfahren erfordert somit für den Bediener keine umständliche Positionierung eines Messgerätes auf dem Bildschirm. Der Bediener richtet lediglich das Gerät mit dem Farbsensor, bspw. eine Fernbedienung, auf den Bildschirm aus und führt die Messung mit einem Tastendruck durch. Auf diese Weise lässt sich die Farbkalibrierung jederzeit auf einfache Weise durchführen und in beliebigen Abständen wiederholen. Durch die ortsaufgelöste Erfassung und Auswertung des am Farbmonitor dargestellten Bildes können die einzelnen LEDs oder LED-Gruppen der LED-Hintergrundbeleuchtung in ihrer Farbe korrigiert werden, so dass keine bereichsweise unterschiedlichen Farbabweichungen auftreten. Das Verfahren lässt sich selbstverständlich auch für andere Farbmonitore, bspw. Computermonitore einsetzen. In diesem Fall kann der externe Farbsensor in einem eigenen mobilen Gerät oder auch bspw. in die Computermaus integriert sein, die dann zur Kalibrierung auf den Monitor gerichtet werden muss.
  • Zur Erfassung des am Farbmonitor dargestellten Bildes ist vorzugsweise eine geeignete Optik auf oder vor dem Farbmesschip angebracht, der den Farbsensor beinhaltet. Durch diese Optik wird das am Farbmonitor dargestellte Bild dann bspw. vollständig auf den Farbmesschip abgebildet. Der Farbsensor erfasst durch die Messung aus der Entfernung auch das Umgebungslicht, das oft eine Mischung aus Tageslicht und Raumbeleuchtung ist und u. U. nicht homogen über den ganzen Bildschirm verteilt ist. Eine derartige inhomogene Verteilung und deren farbliche Auswirkungen auf das dargestellte Bild können mit dem vorgeschlagenen Verfahren ebenfalls korrigiert werden.
  • Gegenüber den bisher bekannten Techniken kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine ortsaufgelöste Messung und Korrektur des Farbortes über den gesamten Bildschirm erfolgen. Dies ist vor allem für Farbmonitore von Vorteil, die eine LED-Hintergrundbeleuchtung aufweisen. Hierbei erfolgt die Beleuchtung der vollständigen Bildfläche beispielsweise mit LED-Arrays von hinten, auch unter den Begriffen „Direct-LED-Prinzip” oder „Full-LED-Prinzip” bekannt. Bei derartigen Farbmonitoren kann der Bildkontrast durch lokales dimmen einzelner LEDs bzw. LED-Gruppen in dunklen Bildbereichen wesentlich erhöht werden. Bei Einsatz des vorgeschlagenen Verfahrens kann auch auf eine zeitaufwändige und höhere Kosten verursachende Auswahl möglichst gleicher LEDs für die LED-Hintergrundbeleuchtung (sog. Binning) verzichtet werden. Eventuell unterschiedliche Farbdrifts der einzelnen LEDs können durch die wiederholten Farbkalibrierungen in einfacher Weise korrigiert werden.
  • Das vorgeschlagene System aus Farbmonitor und Farbmesssensor umfasst demgemäß einen Farbmonitor mit LED-Hintergrundbeleuchtung, bei der sich die einzelnen LEDs oder LED-Gruppen über eine Steuereinrichtung gezielt in der Farbe verändern lassen. Ein mehrkanaliger als Bild- oder Zeilensensor ausgebildeter oder einen Bereich eines Bild- oder Zeilensensors bildender Farbmesssensor ist in einem mobilen Gerät so integriert, dass bei Ausrichten des Gerätes auf den Bildschirm des Farbmonitors mindestens ein Bildbereich ortsaufgelöst mit dem Farbmesssensor spektral erfasst werden kann. Eine Auswerteeinrichtung bestimmt die Farbabweichungen zwischen dem Soll-Farbwert des dargestellten Bildes und den mit dem Farbmesssensor gemessenen Farbwerten. Die Auswerteeinrichtung kann in das mobile Gerät, den Farbmonitor oder ggf. in eine die Steuereinrichtung umfassende Einheit integriert sein. Die Auswerteeinrichtung übermittelt diese Farbabweichungen oder entsprechende Korrekturwerte an die Steuereinrichtung für die LED-Hintergrundbeleuchtung, die dann die einzelnen LEDs oder Gruppen von LEDs zur Korrektur der Farbabweichungen ansteuert. Das mobile Gerät mit dem Farbsensor ist vorzugsweise über eine drahtlose Verbindung mit der Auswerteeinrichtung bzw. der Steuereinrichtung für die LED-Hintergrundbeleuchtung verbunden. Das vorgeschlagenen System ist in bevorzugten Ausgestaltungen so ausgebildet, dass es jeweils die Durchführung der oben beschriebenen Verfahrensvarianten ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Das vorgeschlagene Verfahren sowie das zugehörige System werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • 1 ein Beispiel für die Vorgehensweise zur Farbkalibrierung eines Farbfernsehgerätes;
  • 2 einen Ausschnitt aus einem Farbsensor, der beim vorgeschlagenen Verfahren eingesetzt werden kann; und
  • 3 ein Beispiel für die unterschiedlichen Komponenten eines Systems zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird das vorgeschlagene Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbfernsehgerätes nochmals näher erläutert. Die Grundidee des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, einen mehrkanaligen Farbmesschip, der vorzugsweise als Bildsensor ausgeführt ist, in einem externen mobilen Gerät zu platzieren und damit aus einer Entfernung von beispielsweise 1 bis 5 Metern einen Bereich des am Bildschirme dargestellten Bildes, vorzugsweise das vollständige Bild, aufzuzeichnen und zur Bestimmung von Farbabweichungen auszuwerten. Im vorliegenden Beispiel ist der Farbmesschip in der Fernbedienung 2 eines Farbfernsehgerätes 1 integriert. Auf einen Befehl hin, bspw. einem Tastendruck des Anwenders auf der Fernbedienung, sendet das Fernsehgerät 1 ein Testbild mit einer bekannten Soll-Farbverteilung und der Farbsensor führt eine Farbmessung des Testbilds durch. Hierzu richtet der Anwender die Fernbedienung 2 mit dem Farbsensor zum Fernsehgerät 1 hin aus, um mit dem Farbsensor das vollständige Testbild 3 zu erfassen, das am Fernsehgerät 1 dargestellt wird. Dies ist in der 1 schematisch dargestellt. Das auf diese Weise aufgezeichnete bzw. gemessene Bild wird wahlweise vom Farbmesschip oder einem anderen Elektronikbaustein als Auswerteeinrichtung in der Fernbedienung analysiert, um eventuelle lokale Farbabweichungen von den Soll-Farbwerten der Soll-Farbverteilung im Testbild bestimmen zu können. Die Soll-Farbverteilung des Testbildes kann dabei bspw. fest in der Fernbedienung und dem Farbfernsehgerät vorgegeben sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die Soll-Farbverteilung des Testbildes über die Fernbedienung an das Fernsehgerät zu übertragen, das das Testbild dann entsprechend diesen Vorgaben darstellt. Im Falle einer bidirektionalen Verbindung zwischen der Fernbedienung und dem Fernsehgerät kann auch umgekehrt die Soll-Farbverteilung des Testbildes vom Fernsehgerät an die Fernbedienung bzw. den darin enthaltenen Elektronikbaustein oder Farbmesschip übermittelt werden. Bei der Analyse wird ortsaufgelöst eine Farbweichung zwischen den gemessenen Farbwerten und den Soll-Farbwerten ermittelt. Die relevanten Parameter zur Farbkorrektur bzw. Farbeinstellung werden dann an das Fernsehgerät übertragen und dort von der Steuereinrichtung für die Ansteuerung der LED-Hintergrundbeleuchtung zur ortsaufgelösten Korrektur der Farbdarstellung verwendet. Neben der Farbkorrektur lässt sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren auch eine Korrektur von Helligkeitsabweichungen durchführen.
  • Die Übermittlung der ortsaufgelösten Farbinformation bzw. der Farbabweichungen erfolgt vorzugsweise über eine drahtlose Funk- oder IR-Schnittstelle wie sie bei Fernbedienungen für Fernsehgeräte bereits eingesetzt wird. Alternativ lässt sich natürlich auch die mit dem Farbmesschip aufgezeichnete Farbinformation bzw. das gesamte aufgezeichnete Bild an das Fernsehgerät übertragen und dort in entsprechenden Einheiten auswerten.
  • Das vom Fernsehgerät dargestellte Testbild kann geeignet gewählt werden, um eine möglichst optimale Farbkalibrierung über den gesamten erfassten Bereich zu erhalten. Vorzugsweise wird hierzu ein fein strukturiertes Testbild eingesetzt, mit dem der gesamte Bildschirmbereich bis in die Ecken kalibriert werden kann. 1 zeigt hierzu ein Beispiel für ein Schachbrettmuster-artiges Testbild mit abwechselnd schwarzen und weißen Bereichen 4. Die weißen Bereiche 4 weisen aufgrund der jeweils 4 LEDs der Hintergrundbeleuchtung, durch die sie in diesem Beispiel erzeugt werden, nochmals eine feine Struktur mit einer Farbkombination auf. Dies ist in dem vergrößerten Ausschnitt eines derartigen Bereiches 4 in der 1 durch die Lichtemission der roten LED 11, der blauen LED 12 und der beiden grünen LEDs 13 angedeutet.
  • Eine Messung mit dem Farbsensor kann dabei so erfolgen, dass nur die weißen und schwarzen Bereiche 4 aufgelöst und hinsichtlich einer Farbverschiebung gegenüber weiß bzw. schwarz untersucht werden. Die Messung kann jedoch auch mit höherer Ortsauflösung erfolgen, wobei dann auch die Farben der einzelnen LEDs 11–13 vermessen werden können.
  • Selbstverständlich lässt sich diese Vorgehensweise auch auf andere Farbmonitore übertragen, bspw. auf Computermonitore. In diesem Falle ist der Farbmesschip dann in einem separaten mobilen Gerät untergebracht, das vorzugsweise über eine IR- oder Funkverbindung mit dem Farbmonitor oder einer Steuerung für den Farbmonitor, bspw. in einem Computer, kommuniziert. Der Farbmesschip kann auch bspw. in einer Kabel-gebundenen Computermaus oder einer Funkmaus untergebracht sein, die der Anwender dann zur Farbkalibrierung auf den Farbmonitor richten muss.
  • Der Farbmesschip ist beim vorgeschlagenen Verfahren mit einem Bildsensor ausgestattet, der mindestens drei Farben, bspw. rot, grün und blau (RGB) spektral und ortsaufgelöst unterscheiden kann. Eine höhere Qualität wird jedoch erreicht, wenn dieser Chip mehr als drei Farben unterscheiden kann und damit den Farbort des Fernsehbildes genauer bestimmen kann. Dazu kann z. B. ein nanostrukturierter CMOS-Farbsensor bzw. -bildsensor eingesetzt werden, der z. B. statt der üblichen Bayer-Matrix mit vier Subpixeln eine alternative Pixelanordnung aufweist. Die 4 Subpixel können dabei mit verschiedenen Farbfiltern versehen sein. Zur weiteren Erhöhung der Qualität kann ein 9-kanaliges Feld aus Subpixeln verwendet werden, wie dies schematisch in dem Ausschnitt aus einem Bildsensor der 2 dargestellt ist. Jedes Messfeld 5 dieses Bildsensors weist hierbei neun Subpixel 6 auf. Die Subpixel 6 jedes Messfeldes 5 sind mit einer spektral unterschiedlich sensitiven, nanostrukturierten Metallschicht als Farbfilter ausgestattet, wie sie bspw. aus der WO 2012/007147 bekannt ist. Dies ist mit den römischen Ziffern I–IX in einem der Messfelder 5 der Darstellung der 2 angedeutet. Die Verwendung von nanostrukturierten Metallen zur Realisierung des Bild- bzw. Farbsensors bietet den Vorteil, dass der Farbsensor nahezu ohne Zusatzkosten in einem CMOS-Prozess mitgefertigt werden kann, wie er für die Herstellung eines herkömmlichen Bildsensors in der Regel eingesetzt wird. Anstelle von nanostrukturierten Metallschichten lassen sich auch Farbfilter aus dielektrischen Schichten einsetzen.
  • Die örtliche Auflösung hängt von der Gesamtanzahl der Messfelder 5 des Farbmesschips und davon ab, ob bei der Messung der gesamte Bildschirm oder nur ein Bereich davon auf diesen Farbmesschip abgebildet wird. Der Farbsensor bzw. Farbmesschip sollte mindestens eine Anzahl von z. B. 4 × 3 Messfeldern aufweisen. Bei Erfassung nur eines Bereiches, der kleiner als das gesamte Bild des Farbmonitors ist, kann der Anwender das dargestellte Bild auch per Hand mit dem mobilen Gerät abscannen, um dadurch bspw. die Ortsauflösung zu erhöhen. Aus den dabei entstehenden mehreren Aufnahmen wird dann automatisch in der Auswerteeinheit ein Gesamtbild zusammengesetzt.
  • Neben einem zweidimensionalen Bildsensor lässt sich beim vorgeschlagenen Verfahren auch ein Zeilensensor als Farbsensor einsetzen. Dieser muss dann vom Anwender jedoch über den zu vermessenden Bereich geführt werden, um eine entsprechende Farbinformation über diesen Bereich zu erfassen.
  • In einer Ausgestaltung kann der Farbsensor auch nur einen Bereich des Bild- oder Zeilensensors einnehmen, beispielsweise einen zentralen Bereich des Bildsensors. Hierbei kann es sich auch um einen Farbsensor mit nur einem großflächigen Messfeld handeln, das dann einen entsprechend großen Bereich des Bildsensors einnimmt. Zur Messung können dem Anwender aufgrund der Bildinformation dann auch Hinweise wie bspw. Pfeile am Bildschirm eingeblendet werden, die angeben, in welcher Richtung er das mobile Gerät mit dem Farbsensor für die Messung bewegen muss.
  • 3 zeigt beispielhaft unterschiedliche Komponenten eines Systems zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens. Vorzugsweise umfasst ein derartiges System neben dem Farbmesschip 7 auch eine optische Anordnung 8 zur Abbildung des am Farbmonitor 1 dargestellten Bildes oder eines Bereiches dieses Bildes auf die Bildaufnahmefläche des Farbmesschips 7. Das System umfasst ferner die Auswerteeinrichtung 9, die im Farbmesschip 7 integriert sein kann, separat von diesem in dem mobilen Gerät angeordnet sein kann oder auch am Farbmonitor oder in einem mit diesem verbundenen Computer vorhanden sein kann. Diese Auswerteeinrichtung 9 ist mit der Steuereinrichtung 10 für die Ansteuerung der LED-Hintergrundbeleuchtung des Farbmonitors 1 verbunden. Die Verbindungen zwischen dem Farbmesschip 7 und der Auswerteeinrichtung 9 sowie zwischen der Auswerteeinrichtung 9 und der Steuereinrichtung 10 können jeweils drahtgebundene oder auch drahtlose Verbindungen sein.
  • Beim Einsatz des vorgeschlagenen Verfahrens nimmt der Anwender zur Kalibrierung die Fernbedienung oder das entsprechende mobile Gerät mit dem darin angeordneten Farbsensor in die Hand und positioniert sich so, dass die eingebaute Kamera bzw. der eingebaute Farbsensor den gewünschten Bildschirmbereich, vorzugsweise den gesamten Bildschirm erfasst. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kamera bzw. der Farbmesssensor das aufgezeichnete Bild an den Farbmonitor senden, so dass dieses in einem Bereich des Bildschirms dargestellt wird. Aufgrund dieser Darstellung kann der Anwender eine falsche Positionierung erkennen und leicht korrigieren. Bei optimaler Position sieht der Anwender am Farbmonitor, dass er die Kalibrierung starten kann und drückt eine entsprechende Taste. Optional kann alternativ oder zusätzlich ein Lagesensor in die Fernbedienung bzw. das mobile Gerät eingebaut sein, um in dem vom Farbmonitor dargestellten Bild bspw. zu zeigen, an welcher Position das Zentrum des erfassten Bildbereiches liegt oder welcher Bildbereich gerade erfasst wird. Hierzu kann bspw. auch ein entsprechender Rahmen eingeblendet werden. Ebenfalls optional kann auch ein optischer oder elektrischer Bildstabilisator in das mobile Gerät eingebaut sein, um eine Verwacklung bei der Farbmessung zu vermeiden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Farbmonitor/Farbfernsehgerät
    2
    Fernbedienung/mobiles Gerät
    3
    Testbild
    4
    Ausschnitt aus Testbild
    5
    Messfelder des Bild- bzw. Farbsensors
    6
    Subpixel des Bild- bzw. Farbsensors
    7
    Farbmesschip
    8
    optische Anordnung
    9
    Auswerteeinrichtung
    10
    Steuereinrichtung
    11
    Emission rote LED
    12
    Emission blaue LED
    13
    Emission grüne LED
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • WO 2012/007147 [0029]

Claims (18)

  1. Verfahren zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors mit LED-Hintergrundbeleuchtung, bei dem – wenigstens ein Bereich eines am Farbmonitor (1) dargestellten Bildes aus der Entfernung ortsaufgelöst mit einem zumindest in einem Bereich als Farbsensor (7) ausgebildeten Bild- oder Zeilensensor vermessen wird, – ortsaufgelöst Abweichungen gemessener Farbwerte von Soll-Farbwerten bestimmt werden, und – die LED-Hintergrundbeleuchtung zur lokalen Korrektur der Abweichungen angesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vermessung mit dem Farbsensor (7) ein Testbild (3) am Farbmonitor (1) dargestellt wird, das die Farbkalibrierung ermöglicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbsensor (7) eingesetzt wird, der mindestens drei Farben ortsaufgelöst unterscheiden kann.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbsensor (7) eingesetzt wird, der mindestens vier Farben ortsaufgelöst unterscheiden kann.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Farbsensor (7) eine vollständige Bildaufnahme des am Farbmonitor (1) dargestellten Bildes aufgezeichnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Farbsensor (7) mehrere Bildaufnahmen unterschiedlicher Abschnitte des am Farbmonitor (1) dargestellten Bildes aufgezeichnet werden, aus denen anschließend eine Gesamt-Bildaufnahme des am Farbmonitor (1) dargestellten Bildes zusammengesetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahme(n) an den Farbmonitor (1) übertragen und die Abweichungen durch eine Auswerteeinrichtung (9) im Farbmonitor (1) bestimmt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abweichungen durch eine Auswerteeinrichtung (9) in einem den Farbsensor (7) enthaltenden mobilen Gerät (2) bestimmt und anschließend eine Information über die Abweichungen oder zur Korrektur der Abweichungen an den Farbmonitor (1) übertragen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung drahtlos erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Anordnung (8) vor dem Farbsensor (7) eingesetzt wird, die das am Farbmonitor (1) dargestellte Bild oder einen Bereich dieses Bildes bei der Vermessung auf den Farbsensor (7) abbildet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Vermessung ein vom Farbsensor (7) gerade erfasstes Bild am Farbmonitor (1) dargestellt wird, um eine genaue Ausrichtung des Farbsensors (7) für die Vermessung zu ermöglichen.
  12. System zur Farbkalibrierung eines Farbmonitors, das mindestens einen Farbmonitor (1) mit LED-Hintergrundbeleuchtung, eine Steuereinrichtung (10) für den gesteuerten Betrieb der LED-Hintergrundbeleuchtung, ein mobiles Gerät (2) mit einem zumindest in einem Bereich als Farbsensor (7) ausgebildeten Bild- oder Zeilensensor sowie eine Auswerteeinrichtung (9) umfasst, wobei das mobile Gerät (2) so ausgebildet ist, dass bei Ausrichten des Gerätes (2) auf den Farbmonitor (1) mindestens ein Bildbereich eines am Farbmonitor (1) dargestellten Bildes aus der Entfernung mit dem Farbsensor (7) ortsaufgelöst spektral erfasst werden kann, wobei die Auswerteeinrichtung (9) so ausgebildet ist, dass sie Abweichungen zwischen Soll-Farbwerten des erfassten Bildes und mit dem Farbsensor (7) gemessenen Farbwerten ortsaufgelöst bestimmt und die Abweichungen oder daraus abgeleitete Korrekturwerte an die Steuereinrichtung (10) übermittelt, und wobei die Steuereinrichtung (10) so ausgebildet ist, dass sie die LED-Hintergrundbeleuchtung auf Basis der übermittelten Abweichungen oder Korrekturwerte zur lokalen Korrektur der Abweichungen ansteuert.
  13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das das mobile Gerät (2) eine optische Anordnung (8) vor dem Farbsensor (7) aufweist, mit der das am Farbmonitor (1) dargestellte Bild oder ein Bereich dieses Bildes, auf den Farbsensor (7) abbildbar ist.
  14. System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsensor (7) so ausgebildet ist, dass er mindestens vier Farben ortsaufgelöst unterscheiden kann.
  15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (9) in das mobile Gerät (2) integriert ist und die Abweichungen oder Korrekturwerte über eine drahtlose Verbindung an die Steuereinrichtung (10) übermittelt.
  16. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (9) im Farbmonitor (1) oder einem die Steuereinrichtung (10) enthaltenden Gerät angeordnet ist und das mobile Gerät (2) die mit dem Farbsensor (7) gemessenen ortsaufgelösten Farbwerte über eine drahtlose Verbindung an die Auswerteeinrichtung (9) übermittelt.
  17. System nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbmonitor (1) ein Farbfernsehgerät ist und der Farbsensor (7) in eine Fernbedienung des Farbfernsehgerätes als mobiles Gerät (2) integriert ist.
  18. System nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsensor (7) Farbfilter aufweist, die aus nanostrukturierten Metallschichten oder aus dielektrischen Schichten gebildet sind.
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