DE102022205724A1

DE102022205724A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Korrekturfunktion zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display, Verfahren zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display und ein Display

Info

Publication number: DE102022205724A1
Application number: DE102022205724.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Strecker; Efstathios Persidis; Simon Schimpf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-06-03
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2023-12-14
Also published as: FR3136307A1; CN117174051A

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren (200) zum Ermitteln einer Korrekturfunktion zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display (22) für einen Betrachter (24) mit den Schritten,
Ausgeben eines Weißbildes auf dem Display (22),
Messen einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22), wobei Leuchtdichtewerte bei unterschiedlichen Blickwinkeln des Betrachters (24) auf das Display (22) gemessen werden,
Ermitteln einer Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der gemessenen Helligkeitswerte, wobei die Helligkeitsverteilungsfunktion Leuchtdichtewerte über Blickwinkeln des Betrachters (24) auf das Display (22) abbildet,
Ermitteln eines Blickwinkelbereichs des Betrachters (24) auf das Display (22), Zuordnen der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs,
Ermitteln eines minimalen Leuchtdichtewerts der Helligkeitsverteilungsfunktion innerhalb des Blickwinkelbereichs,
Ermitteln einer Korrekturfunktion von Korrekturwerten für Pixel des Displays (22) über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs in Abhängigkeit des minimalen Leuchtdichtewerts und der den Pixeln des Displays (22) zugeordneten Leuchtdichtewerte innerhalb des Blickwinkelbereichs.

Description

Stand der Technik
Aus der DE 10 2019 008 744 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Helligkeit von Displays bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Korrekturfunktion zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter mit den Schritten,
Ausgeben eines Weißbildes auf dem Display,
Messen einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über
Blickwinkel des Betrachters auf das Display, wobei Leuchtdichtewerte bei unterschiedlichen Blickwinkeln des Betrachters auf das Display gemessen werden,
Ermitteln einer Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der gemessenen
Helligkeitswerte, wobei die Helligkeitsverteilungsfunktion Leuchtdichtewerte über Blickwinkel des Betrachters auf das Display abbildet,
Ermitteln eines Blickwinkelbereichs des Betrachters auf das Display,
Zuordnen der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs,
Ermitteln eines minimalen Leuchtdichtewerts der Helligkeitsverteilungsfunktion innerhalb des Blickwinkelbereichs,
Ermitteln einer Korrekturfunktion von Korrekturwerten für Pixel des Displays über Blickwinkel des Betrachters auf das Display innerhalb des Blickwinkelbereichs in Abhängigkeit des minimalen Leuchtdichtewerts und der den Pixeln des Displays zugeordneten Leuchtdichtewerte innerhalb des Blickwinkelbereichs.
Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorteilhafterweise eine Darstellung eines Bildes auf einem Display korrigiert und somit verbessert werden. Vorzugsweise kann eine inhomogene Helligkeitsverteilung auf dem Display korrigiert und somit angeglichen werden. Hierdurch kann insbesondere eine homogene Helligkeitsverteilung auf dem Display ermöglicht werden, wodurch Bildinformationen vorzugsweise durch einen Betrachter zuverlässiger wahrgenommen werden können. Ferner können Bilddaten mittels der Korrekturfunktion zuverlässig und/oder sicher korrigiert werden.
In einer Weiterentwicklung können im Schritt des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters auf das Display die Leuchtdichtewerte entlang einer Horizontalen über horizontale Blickwinkel des Betrachters auf das Display gemessen werden. Hierdurch kann eine vereinfachte Ermittlung der Helligkeitsverteilung ermöglicht werden, wodurch eine optimale Korrektur der Bilddaten bei reduziertem Aufwand ermöglicht werden kann. Hierdurch kann die Ermittlung insbesondere einfach und/oder zuverlässig bei weniger Rechenkapazität durchgeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können im Schritt des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters auf das Display die Leuchtdichtewerte entlang einer Vertikalen über vertikale Blickwinkel des Betrachters auf das Display gemessen werden. Hierdurch kann die Qualität verbessert werden, indem die Helligkeitsverteilung entlang einer Vertikalen korrigiert werden kann.
In einer beispielhaften Ausgestaltung können im Schritt des Zuordnens der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs diskrete Blickwinkel für Pixel des Displays berechnet werden und die Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der diskreten Blickwinkel zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs zugeordnet werden. Hierdurch kann die Korrektur pixelweise erfolgen, wodurch eine sichere und/oder zuverlässige Ermittlung der Korrekturfunktion und anschließende Korrektur der Bilddaten ermöglicht werden kann.
Weiterhin kann im Schritt des Zuordnens der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs die Leuchtdichtewerte insbesondere Pixeln einer Spalte zugeordnet werden. Hierdurch kann die Ermittlung der Korrekturfunktion entlang von horizontalen Schnittlinien und somit der Spalten erfolgen, wodurch die Berechnung der Korrekturfunktion und die anschließende Korrektur der Bilddaten vereinfacht und/oder zuverlässig durchgeführt werden kann. Hierdurch kann insbesondere Rechnerkapazität eingespart werden.
Vorteilhafterweise können mittels der Korrekturfunktion Graustufen der Pixel des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs derart unterschiedlich abgesenkt werden, dass die Leuchtdichtewerte der Pixel innerhalb des Blickwinkelbereichs angeglichen werden. Mittels einer derartigen Ausgestaltung der Korrekturfunktion kann eine Korrektur der Helligkeitswerte und somit eine Homogenisierung der Helligkeitsverteilung sicher und/oder zuverlässig ermöglicht werden.
In einer vorteilhaften Ausführung kann der Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters ermittelt werden. Weiterhin kann die Korrekturfunktion in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters ermittelt werden oder mehrere Korrekturfunktionen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Abständen des Betrachters zum Display und/oder unterschiedlichen Position des Betrachters ermittelt werden. Bewegt sich der Beobachter vor dem Display in x-Richtung, so bewegt sich auch der Helligkeitsgradient auf dem Display mit der Position des Beobachters. Mit anderen Worten ergibt sich durch die Bewegung des Beobachters vor dem Display ein dynamischer Helligkeitsgradient. Verändert der Beobachter seinen Abstand vor dem Display, beispielsweise durch Variation des Sitzabstands in einem Fahrzeug, so ändert sich der Helligkeitseindruck des Displays in Anhängigkeit des Betrachterabstands. Durch die Anpassung der Korrekturfunktion an den Abstand des Beobachters bzw. die Position des Beobachters in Bezug zum Display kann eine Qualität der dargestellten Informationen verbessert werden. Hierdurch kann insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens physiologischer Erscheinungen wie Augenermüdung, Kopf- oder Augenschmerzen bis hin zu Übelkeit reduziert werden. Vorteilhafterweise kann die Gefahr von Motion Sickness reduziert werden, selbst wenn es sich insbesondere um statische angezeigte Bildinformationen handelt, wie zum Beispiel einen Webbrowser mit Lesetext, bei der ein Beobachter insbesondere eine zeitlich und örtlich konstante Bilddarstellung erwartet. Hierdurch kann insbesondere der Komfort für einen Betrachter, insbesondere einen Fahrzeuginsassen, erhöht werden.
Weiterhin vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter mit den Schritten,
Bereitstellen eines Eingangssignals von Bilddaten zum Anzeigen eines Bildes auf dem Display für den Betrachter,
Bereitstellen einer Korrekturfunktion,
Ermitteln des korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display in Abhängigkeit des Eingangssignals und der Korrekturfunktion.
Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorteilhafterweise eine Darstellung eines Bildes auf einem Display korrigiert und somit verbessert werden. Vorzugsweise kann eine inhomogene Helligkeitsverteilung auf dem Display korrigiert und somit angeglichen werden. Hierdurch kann insbesondere eine homogene Helligkeitsverteilung auf dem Display ermöglicht werden, wodurch Bildinformationen vorzugsweise durch einen Betrachter zuverlässiger wahrgenommen werden können.
Ein Display, beispielsweise ein Beifahrerdisplay, kann vorzugsweise über mindestens einen Schaltzustand verfügen, bei dem vorteilhafterweise ausschließlich einem sich davor befindlichen Betrachter, zum Beispiel dem Beifahrer, ein Bildinhalt angezeigt wird, während das Bild für andere Fahrzeuginsassen, insbesondere den Fahrer, möglichst gut unterdrückt werden kann. Dies ist zum Beispiel notwendig, wenn kritische Videoinformationen, zum Beispiel Bewegtbilder, beispielsweise Spielfilme, auf dem Beifahrerdisplay angezeigt werden, um eine mögliche Ablenkung des Fahrers zu vermeiden. Dadurch kann ein Beifahrerdisplay die Verkehrssicherheit erhöhen. Mit anderen Worten können Bildinhalte in einem Fahrzeug für einen Beifahrer beispielsweise derart dargestellt werden, dass die Bildinhalte konzentriert werden, wodurch ein Fahrer diese Darstellungen nicht wahrnehmen kann. Hierfür können Lichtstrahlen gerichtet und konzentriert werden, was insbesondere zu einer inhomogenen Helligkeitsverteilung führen kann. Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens und die Anwendung der Korrekturfunktion kann diese inhomogene Helligkeitsverteilung korrigiert bzw. reduziert werden. Hierdurch kann die Qualität des Displays verbessert werden. Weiterhin kann die Lesbarkeit des Displays verbessert werden, da eine an den Displayrändern verminderte Helligkeit korrigiert wird. Hierdurch kann eine speziell dort dargestellte Darstellung besser durch den Betrachter wahrgenommen werden. An den Rändern können beispielsweise Symbole oder Bedienelemente dargestellt werden, wodurch dessen Wahrnehmung und Bedienung, beispielsweise bei der Touch Funktion verbessert werden kann. Ferner kann durch eine homogene Ausleuchtung des Displays eine Anstrengung des Betrachters während der Wahrnehmung der Bilddarstellung verbessert werden. Hierdurch können beispielsweise physiologische Erscheinungen wie Augenermüdung, Kopf- oder Augenschmerzen reduziert werden. Hierdurch kann insbesondere der Komfort erhöht werden.
Ferner können mittels des Verfahrens vorteilhafterweise die Auswirkungen von Fertigungstoleranzen eines Displays, insbesondere eines Lichtkonzentratorelements, beispielsweise eines Lamellenfilms, zur Konzentration der Lichtstrahlen, kompensiert werden. Hierdurch kann insbesondere der Ausschuss von Displays reduziert werden, da eine inhomogene Helligkeitsverteilung infolge einer mangelhaften Fertigung mittels des Verfahrens korrigiert werden kann. Hierdurch kann insbesondere die Ausbeute erhöht und/oder die Produktionskosten reduziert werden. Ferner kann ermöglicht werden, dass produzierte Displays gleiche bzw. ähnliche Helligkeitseindrücke ausgeben, wodurch eine gleichbleibende Qualität der Displays über die Produktion ermöglicht werden kann. Durch die Korrektur der inhomogenen Helligkeitsverteilung kann insbesondere eine Qualität erhöht werden. Ferner kann der Komfort des Betrachters erhöht werden, indem die Bilddarstellung besser wahrgenommen werden kann. Hierdurch kann insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens physiologischer Erscheinungen wie Augenermüdung, Kopf- oder Augenschmerzen bis hin zu Übelkeit reduziert werden.
In einer Weiterentwicklung kann im Schritt des Ermittelns des korrigierten Signals die Korrekturfunktion auf einen oder mehrere Farbkanäle einer Graustufe der Pixel des Eingangssignals angewendet wird. Hierdurch kann eine Korrektur der Helligkeitswerte und somit eine Homogenisierung der Helligkeitsverteilung sicher und/oder zuverlässig ermöglicht werden.
In einer beispielhaften Ausführung kann das Verfahren weiterhin einen Schritt des Ermittelns eines Abstandes des Betrachters zum Display aufweisen, wobei der Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display und/oder die Korrekturfunktion in Abhängigkeit des Abstandes des Betrachters zum Display angepasst wird. In einer Weiterentwicklung kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich einen Schritt des Ermittelns einer Position des Betrachters aufweisen, wobei der Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display und/oder die Korrekturfunktion in Abhängigkeit der Position des Betrachters ermittelt wird. Bewegt sich der Beobachter vor dem Display in x-Richtung, so bewegt sich auch der Helligkeitsgradient auf dem Display mit der Position des Beobachters. Mit anderen Worten ergibt sich durch die Bewegung des Beobachters vor dem Display ein dynamischer Helligkeitsgradient. Verändert der Beobachter seinen Abstand vor dem Display, beispielsweise durch Variation des Sitzabstands in einem Fahrzeug, so ändert sich der Helligkeitseindruck des Displays in Anhängigkeit des Betrachterabstands. Durch die Anpassung der Korrekturfunktion an den Abstand des Beobachters bzw. die Position des Beobachters in Bezug zum Display kann eine Qualität der dargestellten Informationen verbessert werden. Hierdurch kann insbesondere eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens physiologischer Erscheinungen wie Augenermüdung, Kopf- oder Augenschmerzen bis hin zu Übelkeit reduziert werden. Vorteilhafterweise kann die Gefahr von Motion Sickness reduziert werden, selbst wenn es sich insbesondere um statische angezeigte Bildinformationen handelt, wie zum Beispiel einen Webbrowser mit Lesetext, bei der ein Beobachter insbesondere eine zeitlich und örtlich konstante Bilddarstellung erwartet. Hierdurch kann insbesondere der Komfort für einen Betrachter, insbesondere einen Fahrzeuginsassen, erhöht werden.
Weiterhin vorgeschlagen wird ein Display zum Anzeigen eines Bildes mittels des korrigierten Signals. Das Display kann beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet werden, beispielsweise als Beifahrerdisplay ausgebildet sein. Vorteilhafterweise können mittels des Displays Bildinhalte angezeigt werden, welche eine homogenisierte Helligkeitsverteilung aufweisen. Hierdurch kann die Qualität des Displays verbessert bzw. optimiert werden.
In einer Weiterentwicklung kann das Display ausgebildet sein zum Anzeigen von unterschiedlichen Bildern in zumindest zwei unterschiedlichen Blickwinkeln, wobei die in einem ersten Blickwinkel angezeigten Bilder mittels des korrigierten Signals darstellbar sind.
Weiterhin vorgeschlagen wird ein System mit einem Display und einer Beobachtungsvorrichtung zum Ermitteln eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters. Hierdurch kann die Korrektur der Bildsignale und somit die Korrektur der Helligkeitsverteilung in Abhängigkeit des Abstandes des Betrachters zu dem Display und/oder der Position des Betrachters bezüglich des Displays durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Display;
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Beobachtungsvorrichtung;
3 eine schematische Darstellung eines Displays;
4 eine schematische Darstellung eines Displays;
5 eine schematische Darstellung eines Blickwinkelbereichs;
6 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilungsfunktion;
7 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung;
8 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung;
9 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung;
10 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilungsfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilungsfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 eine schematische Darstellung einer Messung einer Helligkeitsverteilung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung:
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs 20, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Autos, mit einer Anzeigevorrichtung 22. Die Anzeigevorrichtung 22 kann beispielsweise als Display 22 ausgebildet sein bzw. ein Display 22 aufweisen. Die Anzeigevorrichtung 22 ist ausgebildet zu einer Anzeige zumindest einer Bilddarstellung und/oder Videodarstellungen. Mittels der Anzeigevorrichtung 22 können beispielsweise Informationen bezüglich des Fahrzeugs 20, Fahrzeugzustandsinformationen bzw. Informationen über einen Fahrzeugmodus, Navigationshinweise, Darstellungen eines Fahrzeug Entertainmentsystems und/oder weitere Informationen angezeigt werden.
Die Anzeigevorrichtung 22 ist derart in dem Fahrzeug 20 angeordnet, dass ein oder mehrere Betrachter 24 dargestellte Informationen betrachten kann bzw. können. Ein Betrachter 24 kann insbesondere ein Fahrzeuginsasse 24, zum Beispiel ein Fahrer und/oder ein Beifahrer des Fahrzeugs 20, sein. Die Anzeigevorrichtung 22 kann beispielsweise in einer Instrumententafel bzw. einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 20 und/oder an einem anderen Ort in einem Fahrzeug, zum Beispiel an einer Säule oder einem Sitz, zum Beispiel an einer Rückseite eines Sitzes, oder einem Fahrzeugdach angeordnet sein. In dieser vorteilhaften Ausführung ist das Display 22 in einem Bereich des Armaturenbretts des Fahrzeugs 20 vor dem Beifahrer 24 angeordnet. Das Display 22 kann somit insbesondere auch als Beifahrerdisplay 22 bezeichnet werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Autos, mit einer Beobachtungsvorrichtung 26 zum Beobachten eines Fahrzeuginnenraums und/oder eines oder mehrerer Fahrzeuginsassen 24. Die Beobachtungsvorrichtung 26 kann auch als Beobachtungssystem und/oder als Insassenbeobachtungssystem und/oder als Überwachungssystem bezeichnet werden kann. Die Beobachtungsvorrichtung 26 kann beispielsweise ausgebildet sein eine Blickrichtung, eine Körperhaltung und/oder die Position des Kopfes bzw. des Gesichts bzw. der Augen des Fahrzeuginsassen 24 oder den Müdigkeitszustand und/oder andere Vitalwerte des Fahrzeuginsassen 24 zu erfassen. In einer Weiterentwicklung kann insbesondere eine Identität des Fahrzeuginsassen 24 erfasst werden. Die Beobachtungsvorrichtung 26 kann insbesondere in einem Armaturenbrett, in einer Instrumententafel, an einem Lenkrad, an einem Fahrzeugdach, an einem Rückspiegel oder an einer Säule, zum Beispiel an einer A-Säule und/oder einer B-Säule des Fahrzeugs 20 angeordnet sein.
Zum Beobachten des Fahrzeuginsassen 24 kann die Beobachtungsvorrichtung 26 insbesondere eine Beleuchtungseinheit zum Aussenden von Lichtstrahlen, insbesondere Infrarotstrahlen, in Richtung des Fahrzeuginnenraums bzw. eines oder mehreren Fahrzeuginsassen 24, und eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen von Lichtstrahlen aufweisen. Die von der Beleuchtungseinheit ausgesendeten Lichtstrahlen werden an bzw. in dem Fahrzeuginnenraum und/oder an dem Fahrzeuginsassen 24 reflektiert und somit in Richtung der Aufnahmeeinheit gelenkt. Die Aufnahmeeinheit kann insbesondere als Kamera ausgebildet sein. Weiterhin weist die Beobachtungsvorrichtung 26 eine Steuereinheit 28 bzw. eine Auswerteeinheit 28 bzw. eine Recheneinheit 28 auf zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit und/oder der Aufnahmeeinheit und/oder zur Verarbeitung der mittels der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Daten. Bei der Beobachtungsvorrichtung 26 kann es sich ferner auch um eine Kamera und/oder einen optischen Sensor handeln, die/der ohne eine gesonderte Beleuchtungseinheit ein Beobachten des Fahrzeuginsassen 24 ermöglichen kann.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Displays 22 in einer Draufsicht. Das Display 22 kann gemäß dem Display 22 gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein. Ferner kann das Display 22 gemäß dem Display gemäß 4 ausgebildet sein. Das Display 22 ist insbesondere ausgebildet zum Anzeigen eines Bildes mittels eines Signals. Das Display 22 kann insbesondere als LCD-Display ausgebildet sein bzw. kann ein LCD-Panel aufweisen. Ferner dargestellt ist ein Koordinatensystem 70 mit einer x-Achse 72 und eine y-Achse 74. Das Display 22 ist in dem Koordinatensystem 70 angeordnet.
In einer Weiterentwicklung kann das Display insbesondere Teil eines Systems sein, wobei das System weiterhin eine Beobachtungsvorrichtung zum Ermitteln eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters bezüglich des Displays aufweist. Die Beobachtungsvorrichtung kann beispielsweise gemäß der Beobachtungsvorrichtung gemäß 2 ausgebildet und/oder in einem Fahrzeug angeordnet sein.
Zusätzlich oder alternativ kann das System in einer Weiterentwicklung auch Sensordaten ausgehend von einem Sitz des Fahrzeugs, vorzugsweise einem Beifahrersitz, empfangen und verarbeiten um eine Position des Betrachters, vorzugsweise eines Beifahrers, bezüglich des Displays zu bestimmen.
Das Display 22 ist insbesondere ausgebildet zum Anzeigen von unterschiedlichen Bildern in zumindest zwei unterschiedlichen Blickwinkeln. Vorzugsweise kann das Display 22 als Beifahrerdisplay 22 ausgebildet sein. Das Beifahrerdisplay 22 kann insbesondere in dem Fahrzeug auf der Beifahrerseite befinden bzw. derart angeordnet sein, dass ein Beifahrer das Display 22 bzw. das Beifahrerdisplay 22 betrachten kann. Hierdurch können dem Beifahrer Bildinhalte angezeigt werden.
Das Display 22 kann insbesondere über mindestens einen ersten Schaltzustand verfügen, bei dem vorteilhafterweise ausschließlich dem Beifahrer ein Bildinhalt angezeigt wird, während das Bild für andere Fahrzeuginsassen, insbesondere den Fahrer, möglichst gut unterdrückt werden kann. Dies ist zum Beispiel notwendig, wenn kritische Videoinformationen, zum Beispiel Bewegtbilder, beispielsweise Spielfilme, auf dem Display 22 angezeigt werden, um eine mögliche Ablenkung des Fahrers zu vermeiden. Dadurch kann das Display 22 die Verkehrssicherheit erhöhen. Besitzt das Display 22 nur diesen einen Schaltzustand, so kann es auch als statisches Beifahrerdisplay bezeichnet werden. Ein statisches Beifahrerdisplay kann insbesondere den Schaltzustand nicht wechseln. Diesen ersten eingeschränkten Schaltzustand bezeichnet man auch als Privacy Modus bzw. Beifahrermodus. In diesem Schaltzustand ergibt sich eine über den horizontalen Blickwinkel des Betrachters auf das Display konzentrierte Helligkeitsverteilung, insbesondere gemäß der Helligkeitsverteilung gemäß 6. Diese Helligkeitsverteilung ist im Wesentlichen unabhängig vom technologischen Aufbau des Beifahrerdisplays. Mit anderen Worten kann jedes Beifahrerdisplay unabhängig von dessen Aufbau im Wesentlichen diese Helligkeitsverteilung aufweisen, wenn es in einen Privacy Modus betrieben wird. Für die Anwendung des Verfahrens gemäß der vorgeschlagenen Erfindung kann es insbesondere ausreichen, dass das Display den Modus des Beifahrermodus aufweist.
Mit anderen Worten kann das Verfahren angewendet werden, wenn ein Display in einem Beifahrermodus betrieben werden kann.
Das Beifahrerdisplay kann auch mehrere Schaltzustände aufweisen, wobei es möglich ist zwischen diesen Schaltzuständen zu wechseln. Man bezeichnet ein solches Beifahrerdisplay auch als Switchable Privacy bzw. schaltbares Privacy Display bzw. SPD. Ein solches Beifahrerdisplay besitzt neben dem Privacy Modus mindestens einen weiteren, zweiten Schaltzustand. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen freien Sichtmodus bzw. Public Modus, indem der Bildinhalt über einen weiten Blickwinkelbereich hinweg sichtbar sein kann. Dadurch kann ein Bildinhalt gleichzeitig beispielsweise dem Fahrer und dem Beifahrer angezeigt werden. Dieser Sichtmodus kann gewählt werden, wenn auf dem Beifahrerdisplay als unkritisch eingestufte Bildinhalte angezeigt werden sollen, zum Beispiel dekorative Standbilder, deren Sichtbarkeit aufgrund von Gesetzen, Verordnungen oder Normen aus allen Blickwinkeln erlaubt ist.
In einer vorteilhaften Ausführung kann ein schaltbares Display insbesondere einen dritten Schaltzustand aufweisen. Bei einem solchen dritten Schaltzustand kann es sich beispielsweise um einen zweiten eingeschränkten Sichtmodus handeln, der die Sichtbarkeit des Bildinhaltes auf Blickwinkel aus der Fahrerposition beschränkt, während das Bild insbesondere aus der Beifahrerposition möglichst gut unterdrückt wird. Ein solcher Sichtmodus kann insbesondere auch als Fahrer- bzw. Sparmodus bezeichnet werden. Das Display 22 kann ferner weitere Schaltzustände aufweisen, die beispielsweise mittels anderer Technologien erzielbar sind.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Displays 22 in einer Seitenansicht. Das Display 22 kann gemäß dem Display 22 gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein. Ferner kann das Display 22 gemäß dem Display gemäß 3 ausgebildet sein. Das Display 22 ist insbesondere ausgebildet zum Anzeigen eines Bildes oder mehrerer Bilder mittels eines Signals. Ferner dargestellt ist ein Koordinatensystem 70 mit einer x-Achse 72 und eine z-Achse 76. Das Display 22 ist in dem Koordinatensystem 70 angeordnet. Das Display 22 ist insbesondere ausgebildet zum Anzeigen von unterschiedlichen Bildern in zumindest zwei unterschiedlichen Blickwinkeln, wobei die in einem ersten Blickwinkel angezeigten Bilder mittels des korrigierten Signals darstellbar sind. Hierfür kann zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen gemäß den Schaltzuständen gemäß 3 und/oder 6 gewechselt werden.
Das Display 22 weist insbesondere ein transmissiven Bildgeber 78 bzw. ein Flüssigkristall-Panel 78 bzw. ein LCD-Panel auf. Hinter dem Flüssigkristall-Panel 78 kann insbesondere eine Hintergrundbeleuchtung bzw. ein Backlight angeordnet sein. Die Hintergrundbeleuchtung kann insbesondere einen Reflektor 80, einen ersten Lichtleiter 82, einen optischen Stapel 84, sowie einen zweiten Lichtleiter 86 aufweisen. An der Unterseite des zweiten Lichtleiters 86 können insbesondere lichtstreuenden Strukturen 88 angeordnet sein. Der Reflektor 80 kann insbesondere als flächiger Reflektor 80, beispielsweise als Reflektorfolie, ausgebildet sein. Der erste Lichtleiter 82 und/oder der zweite Lichtleiter 86, können insbesondere als flächige Lichtleiter bzw. Light Guide ausgebildet sein. Der optische Stapel 84 kann insbesondere ausgebildet sein zur Bündelung der aus dem ersten Lichtleiter 82 austretenden, insbesondere diffusen, Lichtstrahlen. Hierfür kann der optische Stapel 84 insbesondere einen Diffusor 90 bzw. eine Diffusorfolie 90, eine erste Prismenfolie 92, eine zweite Prismenfolie 94 und ein Lichtkonzentratorelement 96, zum Beispiel einen Lamellenfilm 96, umfassen. Der optische Stapel 84 kann insbesondere weniger, weitere und/oder andere Komponenten umfassen. Die zweite Prismenfolie 94 kann insbesondere in einem Winkel von mindestens 25°, bevorzugt in einem Winkel von 90°, bezogen auf die Längsachse der Prismen bezüglich der ersten Prismenfolie 92 angeordnet sein. Mit anderen Worten ist die zweite Prismenfolie 94 insbesondere gekreuzt, bevorzugt im Winkel von 90° gekreuzt, zu der ersten Prismenfolie 92 angeordnet. Der Lamellenfilm 96, welcher insbesondere als Lichtkonzentrator ausgebildet ist, kann insbesondere als eine Lamellenfolie, zum Beispiel als Light Control Film bzw. LCF, ausgebildet sein.
Weiterhin kann die Hintergrundbeleuchtung eine erste Lichtquelle 98 aufweisen, welche Lichtstrahlen entlang des Pfeils 100 in den ersten Lichtleiter 82 eingekoppelt. Die erste Lichtquelle 98 kann vorzugsweise in x-Richtung bzw. parallel zur x-Achse 72, insbesondere bezüglich einer der Längsseiten des Lichtleiters 82, angeordnet sein. Die erste Lichtquelle 98 kann beispielsweise als LED bzw. als LED-Strang ausgebildet sein. Die Hintergrundbeleuchtung kann ferner eine zweite Lichtquelle 102 aufweisen, welche Lichtstrahlen entlang des Pfeils 104 in den zweiten Lichtleiter 86 eingekoppelt. Die zweite Lichtquelle 102 kann vorzugsweise auf eine dem Fahrer abgewandten Querseite des Displays 22 in y-Richtung bzw. parallel zur y-Achse 74 angeordnet sein.
Die zweite Lichtquelle 102 kann beispielsweise als LED bzw. als LED-Strang ausgebildet sein.
Die Hintergrundbeleuchtung des Displays 22 kann beispielsweise als ein Edge-lit Backlight ausgebildet sein, bei dem ein Lichtleiter durch seitlich an dem Lichtleiter angeordnete Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, beleuchtet wird und somit eine flächige Hintergrundbeleuchtung für den Bildgeber, insbesondere das LCD-Panel, darstellt, der den Bildgeber im Wesentlichen bezüglich einer xy-Ebene von hinten beleuchtet.
Die Komponenten der Hintergrundbeleuchtung können insbesondere in einem Gehäuse, beispielsweise in einem Backlightgehäuse, zum Beispiel aus Metallblech, oder in einem Systemträger, welcher beispielsweise aus spritzgegossenem Kunststoff, Magnesium oder Aluminium ausgebildet ist, angeordnet sein. Das Display 22 kann insbesondere weitere und/oder andere Schichten aufweisen. Insbesondere kann das Display auch weniger Schichten aufweisen, wenn es sich beispielsweise um ein statisches, das heißt nicht schaltbares Privacy Display handelt. In diesem Fall können beispielsweise ein Lichtleiter, beispielsweise der zweite Lichtleiter 86, und eine Lichtquelle, beispielsweise die zweite Lichtquelle 102, entfallen.
Vorzugsweise kann die erste Lichtquelle 98 bzw. der erste LED-Strang 98 und die zweite Lichtquelle 102 bzw. der zweite LED-Strang 102 je nach Schaltzustand unabhängig voneinander oder in Kombination angesteuert werden. Die Schaltzustände können insbesondere gemäß den Schaltzuständen gemäß 3 und/oder 6 ausgebildet sein. In einem ersten Schaltzustand, zum Beispiel in dem Beifahrer- bzw. Privacy Modus, kann insbesondere ausschließlich der erste LED-Strang 98 bestromt und somit wird Licht seitlich in den ersten Lichtleiter 82 eingekoppelt und flächig verteilt werden. Die Lichtstrahlen werden mithilfe des Diffusors 90 homogen in der Fläche verteilt, sodass sich eine homogen ausgeleuchtete, flächige Lichtquelle ergibt. Die Lichtstrahlen sind dann in sämtliche Richtungen orientiert, das heißt diffus. Nach weiterem Passieren der bevorzugterweise gekreuzt orientierten Prismenfolien 92, 94, insbesondere der ersten Prismenfolie 92 und der zweiten Prismenfolie 94, sind die Lichtstrahlen bereits bezüglich einer Flächennormalen konzentriert. Die Flächennormale kann insbesondere parallel zur z-Richtung 76 des Displays 22 bzw. parallel zur z-Achse angeordnet sein. Mithilfe des Lamellenfilms 96 werden die Lichtstrahlen nochmals stärker konzentriert, indem Streulicht absorbiert wird. Hierdurch ergibt sich ein Lichtbündel in Richtung der Flächennormalen mit, insbesondere möglichst gut, unterdrücktem Streulichtanteil. Dieses Lichtbündel passiert im Folgenden zunächst den in diesem Schaltzustand funktionslosen zweiten Lichtleiter 86 und weiter das LCD-Panel 78 vorzugsweise unverändert in der Richtung. Durch die konzentrierte Lichtemission ist das durch den LCD 78 angezeigte Bild nur aus dem Sichtwinkel des Beifahrers sichtbar, wenn der Beifahrer einen Blick möglichst parallel zur Flächennormalen auf das Beifahrerdisplay hat. In der Realität kann aus dem Fahrerblickwinkel insbesondere eine minimale Resthelligkeit übrigbleiben.
Wird in einem zweiten Schaltzustand, insbesondere in dem Public Modus, zusätzlich zu dem ersten LED-Strang 98 auch der zweite LED-Strang 102 bestromt, wird zusätzlich Licht in den zweiten Lichtleiter 86 eingekoppelt. Nur ein möglichst kleiner Teil dieser Lichtstrahlen tritt auf der Unterseite des zweiten Lichtleiters 86, insbesondere also auf der entgegengesetzten Seite zum LCD Panel 78, wieder aus, wobei diese an der Unterseite austretenden Lichtstrahlen zu einem Großteil durch den darunterliegenden optischen Stapel 84 absorbiert oder rückreflektiert werden. Der Hauptteil der in den zweiten Lichtleiter 86 eingekoppelten Lichtstrahlen wird vorzugsweise durch die lichtstreuenden Strukturen 88 flächig verteilt und verlässt den Lichtleiter in diffuser Orientierung auf der Oberseite in einem weitwinkligen Abstrahlbereich in Richtung des LCD Panels 78. In einer Weiterentwicklung kann der zweite Lichtleiter 86 derart ausgebildet sein, dass die Lichtstrahlen hauptsächlich entlang der Blickrichtung des Fahrers gerichtet werden. Durch die kombinierte Bestromung der beiden LED-Stränge 98, 102 überlagern sich die Lichtstrahlen aus dem ersten Lichtleiter 82 mit den Lichtstrahlen aus dem zweiten Lichtleiter 86 und passieren im Folgenden das LCD-Panel 78. In der Summe ergibt sich somit eine für einen Public Mode geeignete Helligkeitsverteilung und das auf dem LCD angezeigte Bild ist sowohl für Beifahrer als auch für den Fahrer sichtbar. Hierbei kann ein gleiches Bild für den Fahrer und für den Beifahrer dargestellt werden. In einer Weiterentwicklung ist es grundsätzlich auch denkbar, durch eine geeignete Auslegung und Ansteuerung des transmissiven Bildgebers eine Anzeige zu schaffen, bei der auch ein unterschiedliches Bild für den jeweiligen Betrachter angezeigt werden kann.
Wird in einem dritten Schaltzustand, insbesondere ein Fahrermodus, ausschließlich der zweite LED-Strang 102 bestromt, entfällt die Lichtemission aus dem ersten Lichtleiter 82 und somit ist, bei geeigneter Auslegung des zweiten Lichtleiters 86, das auf dem LCD 78 angezeigte Bild im Wesentlichen nur aus der Blickrichtung des Fahrers sichtbar, während aus der Beifahrerblickrichtung keine oder nur noch eine minimale Resthelligkeit wahrzunehmen ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Leistungsaufnahme des Displays reduziert und eine unerwünschte Emission von Lichtstrahlen beispielsweise in Richtung einer Seitenscheibe eines Fahrzeugs auf einer Beifahrerseite reduziert werden.
Neben dem beschriebenen beispielhaften Aufbau eines transmissiven schaltbarer Displays 22 mit schaltbarer Hintergrundbeleuchtung kann ein Beifahrerdisplay alternativ durch eine selbstleuchtende Anzeigetechnologie, beispielsweise OLED oder µLED, realisiert werden. In diesem Fall kann beispielsweise oberseitig auf der selbstleuchtenden Anzeige ein zusätzlicher mit der Anzeige koppelbarer, wahlweise statischer oder schaltbarer Lamellenfilm angebracht werden. Im Allgemeinen handelt es sich bei dem koppelbaren Element um einen Lichtkonzentrator bzw. Privacyfilter. Mithilfe dieses Lichtkonzentratorelements ergibt sich wiederum ein Helligkeitsverlauf im Privacy Modus gemäß 6, der geeignet ist, um das beschriebene Verfahren umzusetzen.
Vorzugsweise kann das Display 22 beispielsweise als ein LCD-Panel mit einer Auflösung von i x j diskreten Pixeln ausgebildet sein. Das Display kann beispielsweise eine Auflösung i x j = 1920 x 720 Pixeln haben. In diesem Fall könnte also die Spaltenanzahl i die Werte i ∈ {1,2,3...1920} und die Zeilenanzahl j die Werte j ∈ {1,2,3...720} annehmen.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Blickwinkelbereichs bzw. mehrerer Blickwinkelbereiche des Displays 22. Ferner dargestellt ist ein Koordinatensystem 70 mit einer x-Achse 72 und einer y-Achse 74. Das Display 22 ist in dem Koordinatensystem 70 angeordnet. Mittels der Blickwinkelbereiche können vorzugsweise Sichtbereiche 110, 112, 114 für die Betrachter, insbesondere den Fahrer und den Beifahrer, definiert werden. Ein Beifahrer kann insbesondere in Richtung der ersten Linie 106 blicken und ein Fahrer kann insbesondere in Richtung der zweiten Linie 108 blicken. Somit ergeben sich ein erster Sichtbereich 110, ein zweiter Sichtbereich 112 und ein dritter Sichtbereich 114. Der erste Sichtbereich 110 kann insbesondere entlang der y-Achse 74 von ungefähr -4° bis ungefähr +8° reichen, und entlang der x-Achse 72 von ungefähr -10° bis ungefähr +10°. Der zweite Sichtbereich 112 kann insbesondere entlang der y-Achse 74 von ungefähr -10° bis ungefähr +20° reichen, und entlang der x-Achse 72 von ungefähr -40° bis ungefähr +40°. Der dritte Sichtbereich 114 kann insbesondere entlang der y-Achse 74 von ungefähr -10° bis ungefähr +10° reichen, und entlang der x-Achse 72 von ungefähr -50° bis ungefähr +50°. Ein Beifahrer kann somit insbesondere eine Bilddarstellung in dem ersten Sichtbereich 110 wahrnehmen. Ein Fahrer kann insbesondere eine Bilddarstellung in einem Teil des dritten Sichtbereichs 114, insbesondere entlang der x-Achse von ungefähr 40° bis ungefähr 50°, wahrnehmen. Die angegebenen Sichtbereiche und Blickwinkel in Grad können insbesondere als ungefähre Zahlen angesehen werden. Hierbei kann beispielsweise eine Spanne von -5° bis +5° für die angegebenen Blickwinkel angenommen werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer bzw. mehrerer Helligkeitsverteilungsfunktionen 120, 122, 124. Eine Helligkeitsverteilungsfunktion stellt einen Verlauf der Luminanz bzw. Leuchtdichtewerte über Blickwinkel des Betrachters eines Displays dar. In dieser vorteilhaften Ausführung werden drei Helligkeitsverteilungsfunktionen 120, 122, 124, insbesondere für ein Beifahrerdisplay, dargestellt, wobei die drei Helligkeitsverteilungsfunktionen 120, 122, 124 eine Helligkeitsverteilung in den unterschiedlichen Modi, zum Beispiel im Public-Modus, Fahrer-Modus und Beifahrermodus, sowie Helligkeitsanforderungen in den Sichtbereichen 110, 112, 114 abbilden. Mit anderen Worten können mittels der Helligkeitsverteilungsfunktion L(δ) Leuchtdichtewerte L über Blickwinkel δ des Betrachters des Displays dargestellt werden. Die Helligkeitsverteilungsfunktionen 120, 122, 124 werden in einem Koordinatensystem dargestellt, wobei das Koordinatensystem eine x-Achse 118 aufweist, auf der die Blickwinkel δ des Betrachters auf das Display, insbesondere horizontale Blickwinkel, abgetragen werden, und eine y-Achse 116, auf der die Luminanz bzw. Leuchtdichtewerte L in [cd/m²] abgetragen werden. In dem Koordinatensystem werden ferner die Sichtbereiche 110, 112, 114 dargestellt, wobei sich die Helligkeitsverteilungsfunktionen über die unterschiedlichen Sichtbereiche 110, 112, 114 hinweg erstrecken. Die unterschiedlichen Helligkeitsanforderungen werden insbesondere durch eine Höhe der Sichtbereiche 110, 112, 114 bezüglich der y-Achse dargestellt. Zur Vereinfachung werden in dieser vorteilhaften Ausführung lediglich horizontale Blickwinkel des Betrachters abgetragen. In einer Weiterentwicklung können alternativ die vertikalen Blickwinkel des Betrachters abgetragen werden.
Eine erste Helligkeitsverteilungsfunktion 120 stellt den Helligkeitsverlauf im Fahrermodus dar, somit insbesondere in dem dritten Schaltmodus bzw. Schaltzustand gemäß 3, 4 und/oder 6. Mit anderen Worten zeigt die erste Helligkeitsverteilungsfunktion 120 die Helligkeitsverteilung, die ein Fahrer sehen kann, wenn dieser auf das Display blickt und der Fahrermodus aktiviert ist, wobei hierdurch insbesondere der zweite Lichtleiter gemäß 4 beleuchtet wird. Eine zweite Helligkeitsverteilungsfunktion 122 stellt den Helligkeitsverlauf im Beifahrermodus dar, somit insbesondere in dem ersten Schaltmodus bzw. Schaltzustand gemäß 3, 4 und/oder 6. Mit anderen Worten zeigt die zweite Helligkeitsverteilungsfunktion 122 die Helligkeitsverteilung, die ein Beifahrer sehen kann, wenn dieser auf das Display blickt und der Beifahrermodus aktiviert ist, wobei hierdurch insbesondere der erste Lichtleiter gemäß 4 beleuchtet wird. Eine dritte Helligkeitsverteilungsfunktion 124 stellt den Helligkeitsverlauf im Public Modus und somit der Überlagerung des Fahrermodus und Beifahrermodus dar, somit insbesondere in dem zweiten Schaltmodus bzw. Schaltzustand gemäß 3, 4 und/oder 6. Mit anderen Worten zeigt die dritte Helligkeitsverteilungsfunktion 124 die überlagerte Helligkeitsverteilung der ersten Helligkeitsfunktion 120 und der zweiten Helligkeitsfunktion 122, wobei hierbei insbesondere der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter gemäß 4 beleuchtet werden.
Die erste Helligkeitsverteilungsfunktion 120 verläuft derart, dass diese im linken Bereich des Blickwinkels und somit im negativen Bereich der x-Achse 118 des Blickwinkels ihren Höhepunkt hat und anschließend in Richtung des Blickwinkels von 0° abfällt, sobald die erste Helligkeitsverteilungsfunktion 120 in den ersten Sichtbereich 110 eintritt. Ab dem Blickwinkel von 0° nähert sich die erste Helligkeitsverteilungsfunktion 120 der x-Achse 118 und somit einem Leuchtdichtewert von null. Obwohl die erste Helligkeitsverteilungsfunktion in diesem Beispiel vorteilhafterweise als strikt monoton abfallende Funktion ausgeformt ist, können prinzipiell auch Funktionen eingesetzt werden, die in ihrer Verlaufsform Sattelpunkte und/oder Nebenminima und Nebenmaxima aufweisen. Die zweite Helligkeitsverteilungsfunktion 122 verläuft derart, dass diese innerhalb des ersten Sichtbereichs 110 stark ansteigt, ihren Höhepunkt bei einem Blickwinkel von 0° hat und anschließend innerhalb des ersten Sichtbereichs 110 wieder abfällt. Rechts und links vom ersten Sichtbereich 110 nähert sich die zweite Helligkeitsverteilungsfunktion 120 der x-Achse und somit Leuchtdichtewert von null. Die dritte Helligkeitsverteilungsfunktion 124 ergibt sich durch eine Überlagerung der ersten Helligkeitsfunktion 120 und der zweiten Helligkeitsverteilungsfunktion 122. Diese verläuft somit parallel zur x-Achse 118 im linken Bereich des dritten Sichtbereichs 114 und des zweiten Sichtbereichs 112 und steigt anschließend bei Eintritt in den ersten Sichtbereich 110 an. Der Höhepunkt der dritten Helligkeitsverteilungsfunktion 124 wird im Höhepunkt der zweiten Helligkeitsverteilungsfunktion 122 erreicht. Anschließend fällt die dritte Helligkeitsverteilungsfunktion 124 ungefähr entsprechend der zweiten Helligkeitsverteilungsfunktion 122 ab und nähert sich somit der x-Achse und somit dem Leuchtdichtewert null. Ein Beifahrer erblickt den ersten Sichtbereich 110, somit das gepunktete Feld 126. Ein Fahrer erblickt einen Teil des dritten Sichtbereichs 41 und somit das schraffierte Feld 128.
Ein Beifahrerdisplay erzeugt im Sichtbereich 110 des Beifahrers im Privacy Modus, insbesondere im ersten Schaltzustand und/oder im Public Modus, insbesondere im zweiten Schaltzustand, eine über den horizontalen Blickwinkel konzentrierte, insbesondere stark konzentrierte, Helligkeitsverteilung gemäß der zweiten Helligkeitsverteilungsfunktion 122 und/oder der dritten Helligkeitsverteilungsfunktionen 124. Ursächlich für die Erzeugung dieser Helligkeitsverteilung sind die lichtkonzentrierenden Komponenten des Backlightstapels. Hierbei spielt neben den Prismenfolien insbesondere der Lamellenfilm eine Rolle. Mit anderen Worten ergibt sich die Helligkeitsverteilung aufgrund der Funktion des Lamellenfilms. Diese konzentrierte Helligkeitsverteilung ist einerseits notwendig, um die Resthelligkeit des Displays in einem Privacy Modus in Blickrichtung des Fahrers bestmöglich zu unterdrücken. Dabei gilt, je schmäler die Helligkeitsverteilung, beispielsweise gemessen an deren Halbwertsbreite bzw. FWHM, Full Width at Half Maximum, umso geringer kann die Resthelligkeit aus einem Fahrerblickwinkel sein.
Andere technologische Aufbauvarianten können im Wesentlichen ähnliche Helligkeitsverteilungen und/oder weitere Helligkeitsverteilungen ergeben, je nach Gattung und Anzahl der Sichtmodi.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung. Die Helligkeitsverteilung ergibt sich durch die Darstellung eines Bildes auf einem Display, wobei ein Betrachter 24 das Display betrachtet. Das Display kann hierbei gemäß dem Display gemäß 3 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Ferner dargestellt ist ein Koordinatensystem 70 mit einer x-Achse 72, einer y-Achse 74 und einer d-Achse 130, wobei die d-Achse 130 den Abstand des Betrachters zu dem Display wiedergibt und somit senkrecht zur Fläche des Displays verläuft. Die Helligkeitsverteilung wird insbesondere als resultierender Helligkeitsgradient h(x,y,d) in Abhängigkeit der Position des Betrachters 24 vor dem Display dargestellt. Hierbei kann sich der Betrachter 24 vor dem Display nach rechts und links und somit in x-Richtung bewegen bzw. parallel zur x-Achse 72. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Betrachter 24 bezüglich des Displays nach oben und unten und somit in y-Richtung bzw. parallel zur y-Achse 74 bewegen. Weiterhin kann sich der Betrachter 24 alternativ oder zusätzlich zu dem Display hin bzw. von dem Display wegbewegen, wobei sich hierdurch ein Abstand d des Betrachters zu dem Display ändert bzw. der Betrachter 24 sich entlang der d-Achse 130 bewegt.
Der Lamellenfilm bzw. der Lichtkonzentrator bewirkt auf dem Bildschirm bzw. Display beim Darstellen von Bildern für den Beifahrer einen Helligkeitsgradienten hauptsächlich in x-Richtung bzw. parallel zur x-Achse 72, insbesondere in einer Weiterentwicklung in x-Richtung und y-Richtung bzw. parallel zur y-Achse 74. Dieser Helligkeitsgradient kann durch den Beobachter 24, insbesondere den Beifahrer, visuell wahrgenommen werden. Wird beispielsweise ein rein weißes Bild 132 auf dem Bildschirm angezeigt, zum Beispiel mittels Graustufen R = G = B = 255, so kann durch den Beobachter 24 ein Abfall der Helligkeit zu den rechten bzw. linken Displayrändern wahrgenommen werden. Der Helligkeitsabfall wird als Grauverlauf interpretiert und das angezeigte Bild wird nicht mehr als eine homogen ausgeleuchtete, weiße Fläche wahrgenommen. Die maximale Helligkeit wird in der Regel an der x-Position des Beobachters 24 wahrgenommen und somit an der Position, an der sich der Betrachter 24 vor dem Display befindet. Dabei hängt der Helligkeitsgradient von der Position x und y des Betrachters 24 vor dem Display und/oder dessen Abstand d zu dem Display ab. Der Helligkeitsgradient kann daher vorzugsweise als eine Funktion h(x,y,d) ausgedrückt werden, wobei der Funktionswert ein Helligkeitswert bzw. eine Leuchtdichte L, vorzugsweise gemessen in [cd/m²] ist. Dieser Helligkeitsgradient soll mittels der vorgeschlagenen Verfahren gemäß 10, 11, 12, 13 reduziert bzw. verhindert werden.
Befindet sich der Betrachter 24 an einer ersten Position 134 und somit mittig vor dem Display, beispielsweise an der x-Position x_0 136 entlang der x-Achse 72 so kann der Betrachter einen ersten Helligkeitsverlauf 138 wahrnehmen. Der Betrachter 24 hat hierbei einen ersten Abstand 140 zu dem Display. Eine maximale Helligkeit kann an der x-Position x_0 136 wahrgenommen werden. Die maximale Helligkeit verläuft vereinfacht insbesondere entlang einer Linie, wobei die Linie parallel zur y-Achse 74 verläuft. Die Helligkeit nimmt ausgehend von dieser Geraden bzw. Linie nach rechts und links zu den Displayrändern hin ab. Befindet sich der Betrachter 24 an einer zweiten Position 142 nicht mittig vor dem Display und somit beispielsweise weiter links an der x-Position x_1 144 so kann der Betrachter einen zweiten Helligkeitsverlauf 146 wahrnehmen. Der Betrachter 24 hat hierbei einen ersten Abstand 138 zu dem Display. Eine maximale Helligkeit kann an der Position x_1 144 wahrgenommen werden. Die maximale Helligkeit verläuft vereinfacht insbesondere entlang einer Linie, wobei die Linie parallel zur y-Achse 74 verläuft. Die Helligkeit nimmt ausgehend von dieser Geraden bzw. Linie nach rechts und links zu den Displayrändern hin ab. Befindet sich der Betrachter 24 an einer dritten Position 148 mittig vor dem Display und somit an der Position x_0 136, hat jedoch seinen Abstand d zu dem Display verändert und hat nun einen zweiten Abstand 150 zu dem Display, so kann der Betrachter einen dritten Helligkeitsverlauf 152 wahrnehmen. Der zweite Abstand 150 befindet sich weiter entfernt vom Display als der erste Abstand 140 Eine maximale Helligkeit kann an der Position x_0 136 wahrgenommen werden. Die maximale Helligkeit verläuft vereinfacht insbesondere entlang einer Linie, wobei die Linie parallel zur y-Achse 74 verläuft. Die Helligkeit nimmt ausgehend von dieser Geraden bzw. Linie nach rechts und links zu den Displayrändern hin ab. Die Helligkeit nimmt hierbei zu den Displayrändern hin jedoch nicht so stark ab wie bei dem Helligkeitsverlauf an der ersten Position 134 des Betrachters und somit bei dem kürzeren, ersten Abstand 140 des Betrachters zu dem Display.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung. Die Helligkeitsverteilung ergibt sich durch die Darstellung eines Bildes auf einem Display, insbesondere einem Beifahrerdisplay, wobei ein Betrachter 24 bzw. Beobachter 24 das Display betrachtet. Der Betrachter 24 betrachtet das Display insbesondere aus unterschiedlichen Positionen. Das Display kann hierbei gemäß dem Display gemäß 3 und/oder gemäß 4 ausgebildet sein. Dargestellt ist ein Koordinatensystem 70 mit einer x-Achse 72 und einer d-Achse 130, wobei die d-Achse 130 den Abstand d des Betrachters zu dem Display wiedergibt und somit senkrecht zur Fläche des Displays verläuft. Die Helligkeitsverteilung kann sich gemäß der Helligkeitsverteilung gemäß 6 und/oder 7 in Abhängigkeit der Position des Betrachters 24 und/oder des Abstands des Betrachters 24 zu dem Display verändern. Parallel zur x-Achse 72 ist schematisch der Lamellenfilm 96 angeordnet bzw. dargestellt. Obwohl in der Zeichnung ein Lamellenfilm dargestellt ist, ist die Zeichnung so zu verstehen, dass es sich hierbei im Allgemeinen auch um einen auf andere Weise ausgeformten Lichtkonzentrator handeln kann.
8 zeigt den Einfluss des Lichtkonzentrators 96 auf den Helligkeitseindruck des Betrachters 24 in Abhängigkeit der Position des Betrachters 24 vor dem Display. Ursächlich für das Entstehen des Helligkeitsgradienten ist der Lichtkonzentrator 96 bzw. Lamellenfilm 96. Der Betrachter 24 kann sich an der ersten Position 134 befinden, wodurch sich ein erster Blickwinkel 154 gibt. Weiterhin kann sich der Betrachter 24 an der dritten Position 148 befinden, wodurch sich ein dritter Blickwinkel 156 ergibt. Alternativ kann sich der Betrachter 24 an einer vierten Position 158 befinden, wodurch sich ein vierter Blickwinkel 160 ergibt. Der Blickwinkel 6 des Beobachters 24 ist umso größer, je kleiner der Beobachterabstand d vor dem Display ist. Sitzt der Beobachter 24 nicht im Zentrum x_0 136 des Displays, ergibt sich ein asymmetrischer Blickwinkel. Eine Lage der von dem Betrachter 24 empfundenen Helligkeit L(δ) der Helligkeitsverteilungsfunktion 122 über den Blickwinkeln δ an den Displayrändern L_links und L_rechts ist beispielhaft für drei Fälle der Beobachterposition schematisch dargestellt.
Je nach Position des Betrachters 24 vor dem Display kann sich ein symmetrischer oder ein asymmetrischer Blickwinkel ergeben. Befindet sich der Betrachter 24 im Zentrum x_0 136 des Displays, beispielsweise an der ersten Position 134 oder der dritten Position 148, so ergibt sich insbesondere ein symmetrischer Blickwinkel. Der Betrachter empfängt somit rechts und links bezüglich der Position x_0 136 den jeweils gleichen Helligkeitseindruck L_rechts(δ_r) 162= Helligkeitseindruck L_links(δ_I) 164. Somit ergibt sich auch ein symmetrischer Verlauf des Helligkeitsgradienten bezüglich der Position x_0 136. Sitzt der Beobachter 24 an einer vierten Position 158 nicht im Zentrum des Displays, sondern an einer anderen Position x_1 144 ≠ Position x_0 136, zum Beispiel an der Position x_1 144 < Position x_0 136, so ergibt sich ein asymmetrischer Blickwinkel und somit ist Helligkeitseindruck L_rechts(δ_r) 166≠ Helligkeitseindruck L_links(δ_I) 168. Daraus resultiert in der Folge ein asymmetrischer Helligkeitsgradient. Grundsätzlich gilt, der Helligkeitsabfall zu den Rändern des Displays ist umso stärker ausgeprägt, je dichter der Beobachter 24 vor dem Display sitzt und/oder je weiter der Beobachter 24 vom Rand des Displays entfernt ist. In anderen Worten, je größer der Blickwinkel 6 umso größer auch der Helligkeitsabfall.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilung. Die Helligkeitsverteilung wird durch eine erste Helligkeitsverteilungsfunktion 122, des Beifahrerdisplays im Beifahrermodus in dem Koordinatensystem mit den Achsen der Leuchtdichtewerte 116 über den Blickwinkeln 118 dargestellt. Durch eine Fertigungstoleranz eines Lamellenfilms ergibt sich ein Einfluss auf den Helligkeitseindruck des Displays. Durch die Toleranzen bei der Fertigung kann es insbesondere zu einer Kurvenverschiebung von L(δ), lediglich bespielhaft nach rechts, kommen. Hierdurch verschiebt sich die Helligkeitsverteilungsfunktion hin zu einer zweiten Helligkeitsverteilungsfunktion 170. Mit anderen Worten führt das Vorhandensein von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung von Lamellenfilmen zu einer Toleranz der Helligkeitsverteilungsfunktion bzw. Charakteristik L(δ). Es kann sich durch Fertigungstoleranzen insbesondere eine Kurvenverschiebung der Helligkeitsverteilungsfunktion L(δ) ergeben. In der Folge ändert sich der Helligkeitseindruck auf das Display, da die Kurvenverschiebung bei fixer Beobachterposition eine Änderung von der gewünschten symmetrischen Helligkeitsverteilung L_rechts(δ_r) 162= L_links(δ_I) 164 hin zu einer ungewünschten asymmetrischen Helligkeitsverteilung L_rechts*(6_r) 172 > L_links*(δ_I) 174 bewirkt. Hierdurch verschiebt sich der erste Helligkeitsverlauf 138, somit der erste Helligkeitsgradient h(x,y,d), durch den Einfluss der Fertigungstoleranz entsprechend des Pfeils 176 hin zu einem zweiten Helligkeitsverlauf 178, insbesondere einem zweiten Helligkeitsgradienten h*(x,y,d). Eine maximale Helligkeit befindet somit nicht mehr an der Position des Betrachters 24. Diese unterschiedliche Helligkeitsverteilung kann insbesondere mittels des vorgeschlagenen Verfahrens korrigiert bzw. verbessert werden.
Mit anderen Worten kann eine Kennlinienverschiebung durch eine mangelhafte Fertigung zu einer Verschiebung der maximalen Helligkeit auf dem Display führen, die sich somit nicht mehr an der x-Position des Beifahrers befindet. Aufgrund des asymmetrischen Kurvenverlaufs empfangen in diesem Fall die beiden Augen des Beobachters eine unterschiedliche Helligkeit, obwohl beide Augen denselben Bildinhalt empfangen. Dies stellt einen Widerspruch für die Verarbeitung der empfangenen Bildinformation im menschlichen Sehzentrum dar. Erwartet werden zwei Teilbilder mit derselben Bildinformation und derselben Helligkeit.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zum Ermitteln einer Korrekturfunktion zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Mit anderen Worten ist die Korrekturfunktion ausgebildet zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter. Das Display kann gemäß dem Display gemäß 3 und/oder 4 ausgebildet sein bzw. gemäß dem Display gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein. Auf dem Display kann sich durch die Darstellung von Bildern mittels des Signals ein Helligkeitsgradient bzw. ein Helligkeitsverlauf gemäß 7, 8 und/oder 9 ergeben. Dieser Helligkeitsgradient bzw. Helligkeitsverlauf soll mittels der Korrekturfunktion korrigiert und somit reduziert bzw. eliminiert werden. Hierfür kann die Korrekturfunktion insbesondere im vornherein, insbesondere vor der Benutzung, ermittelt und gespeichert werden. Anschließend kann diese Korrekturfunktion bei der Benutzung des Displays, zum Beispiel im Fahrzeug, angewendet werden. Das Verfahren 200 zur Ermittlung der Korrekturfunktion kann insbesondere folgende Schritte aufweisen.
In einem ersten Schritt 202 des Verfahrens 200 wird ein Weißbild auf dem Display ausgegeben. Das Display kann vorzugsweise eine maximale Anzahl N_max = 255 Graustufen, insbesondere entsprechend 8 bit, anzeigen. Prinzipiell ist es möglich, dass ein Display weniger, zum Beispiel 6 bit, oder mehr Graustufen, zum Beispiel 10 bit, anzeigen kann. Das Display weist insbesondere Pixel auf, wobei zum Anzeigen des Weißbildes auf dem Display jedem Pixel (i,j) beispielsweise die maximale Graustufe g_max, zum Beispiel 255 bei 8 bit, zugeordnet wird. Die Variablen i und j können als diskrete Werte, beispielsweise als die diskreten Pixel einer Displayfläche verstanden werden. Ein Display kann beispielsweise eine Auflösung i x j = 1920 x 720 Pixel haben.
In diesem Fall könnte also die Spaltenanzahl i die Werte i ∈ {1,2,3...1920} und die Zeilenanzahl j die Werte j ∈ {1,2,3...720} annehmen. Für die Anwendung des Verfahrens sind jedoch auch beliebige andere Auflösungen möglich.
In einem zweiten Schritt 204 des Verfahrens 200 wird eine Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters auf das Display gemessen, wobei Leuchtdichtewerte bei unterschiedlichen Blickwinkeln des Betrachters auf das Display gemessen werden. In einer Weiterentwicklung kann im zweiten Schritt 204 des Verfahrens 200 des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters auf das Display die Leuchtdichtewerte entlang einer Horizontalen über horizontale Blickwinkel des Betrachters auf das Display gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich kann im zweiten Schritt 204 des Verfahrens 200 des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters auf das Display die Leuchtdichtewerte entlang einer Vertikalen über vertikale Blickwinkel des Betrachters auf das Display gemessen werden.
Mit anderen Worten wird eine Helligkeitsverteilung des Displays mindestens über mehrere oder alle horizontalen Blickwinkel 6 gemessen. Dies kann vorzugsweise mittels Leuchtdichtemessung mit einem Konoskop erfolgen. Hierbei kann die Leuchtdichte des Displays insbesondere über mehrere oder alle möglichen Blickwinkel und Raumrichtungen bestimmt werden. Die Ermittlung von L(δ) kann durch Berücksichtigung der Messwerte erfolgen, die auf einer horizontalen Schnittebene (δ,φ=0) liegen. Für die Ermittlung von L(δ) kommen grundsätzlich auch alternative Messmethoden in Betracht. Zum Beispiel ist es auch vorstellbar, L(δ) durch diskrete Messung der Leuchtdichte bei unterschiedlichen Blickwinkeln 6 mittels Spektrometer durchzuführen. Ebenso ist es möglich, h(x) mittels Area Scan mit einer CMOS Kamera und Bildung der horizontalen Schnittebene (x,y=0) zu ermitteln und durch Koordinatentransformation in L(δ) zu überführen. Der Vorteil der Messung mittels Konoskop ist, dass in einem späteren Schritt die Berechnung des Graustufenverlaufs auch für variable Beobachterabstände d vereinfacht mit nur einer Messung erfolgen kann.
In einem dritten Schritt 206 des Verfahrens 200 wird eine Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der gemessenen Helligkeitswerte ermittelt, wobei die Helligkeitsverteilungsfunktion Leuchtdichtewerte L über Blickwinkeln δ des Betrachters auf das Display abbildet. Mit anderen Worten sind das Resultat der Messung insbesondere diskrete Leuchtdichtewerte L bei unterschiedlichen horizontalen Blickwinkeln δ. Für die weitere Berechnung kann ein kontinuierlicher Kurvenverlauf der Helligkeitsverteilungsfunktion L(δ), zum Beispiel mittels einer geeigneten Fitfunktion, berechnet werden. Die Helligkeitsverteilungsfunktion kann entsprechend der Helligkeitsverteilungsfunktion gemäß 6 ausgebildet sein. Hierdurch kann sich insbesondere ein Helligkeitsverlauf bzw. Helligkeitsgradient gemäß 7, 8 und/oder 9 ergeben. Mit anderen Worten kann mittels des Verfahren ein Helligkeitsgradient h(x,y,d) für Displays individuell bestimmt werden. Als Vereinfachung kann der Helligkeitsverlauf insbesondere nur in einem horizontalen Schnitt dargestellt werden und somit als Funktion des Helligkeitsgradienten h(x), insbesondere abhängig von der x-Position des Betrachters. Durch Koordinatentransformation aus dem kartesischen Ortskoordinatensystem (x,y) in ein sphärisches Blickwinkelkoordinatensystem (δ,φ) kann h(x) vorzugsweise näherungsweise in L(δ) überführt werden und umgekehrt.
In einem vierten Schritt 208 des Verfahrens 200 wird ein Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display ermittelt. Der Blickwinkelbereich kann entsprechend dem Blickwinkelbereich gemäß 5 ausgebildet sein bzw. ermittelt werden. In einer Weiterentwicklung kann der Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display und/oder die Korrekturfunktion in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters ermittelt werden. Mit anderen Worten wird der zur berücksichtigende Blickwinkelbereich von L(δ) bestimmt. Bei einem festen Beobachterabstand d vor dem Display mit der Weite w ergibt sich ein rechter Blickwinkel δ_r zur rechten Außenkante des Displays wie folgt: $δ_r = t a n \frac{w / 2}{d}$
Aufgrund der Symmetrie ergibt sich vorzugsweise für den linksseitigen Blickwinkel δ_I der betragsgleiche Wert von δ_r. Für eine vereinfachte Berechnung kann der Abstand des Betrachters zum Display auch als konstant angesehen werden und somit als fester Abstand des Betrachters zu dem Display. Weiterhin kann als Vereinfachung angenommen werden, dass sich der Betrachter in x-Richtung mittig vor dem Display, also an der Position x_0 befindet. In einer Weiterentwicklung kann alternativ der Blickwinkelbereich des Betrachters auf das Display in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters ermittelt werden.
In einem fünften Schritt 210 des Verfahrens 200 werden die Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs zugeordnet. In einer Weiterentwicklung können diskrete Blickwinkel für Pixel des Displays berechnet werden und die Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der diskreten Blickwinkel zu Pixeln des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs zugeordnet werden. In einer vorteilhaften Ausführung können die Leuchtdichtewerte Pixeln einer Spalte zugeordnet werden. Mit anderen Worten kann für jedes Pixel j einer Spalte i vorzugsweise ein diskreter Blickwinkel δ_i berechnet werden. Dadurch ist es möglich, vorzugsweise jedem Pixel j einer Spalte i einen Leuchtdichtewert L(i) aus dem Verlauf von L(δ) zuzuordnen, wobei dies insbesondere als Diskretisierung bzw. Diskreditieren bezeichnet werden kann.
In einem sechsten Schritt 212 des Verfahrens 200 wird ein minimaler Leuchtdichtewert der Helligkeitsverteilungsfunktion innerhalb des Blickwinkelbereichs ermittelt. Mit anderen Worten kann insbesondere der niedrigste gemessene Wert L_min(δ) innerhalb des berechneten Blickwinkelbereichs [δ_I; δ_r] der Funktion L(δ) bestimmt werden.
In einem siebten Schritt 214 des Verfahrens 200 wird eine Korrekturfunktion f von Korrekturwerten für Pixel des Displays über Blickwinkel des Betrachters auf das Display innerhalb des Blickwinkelbereichs in Abhängigkeit des minimalen Leuchtdichtewerts und der den Pixeln des Displays zugeordneten Leuchtdichtewerte innerhalb des Blickwinkelbereichs ermittelt. Mit anderen Worten können mittels der gewonnenen Messwerte mithilfe eines Algorithmus eine für ein Display individuelle Korrekturfunktion f und somit individuelle Filterfunktion ermittelt werden. In einer Weiterentwicklung können mittels der Korrekturfunktion f Graustufen der Pixel des Displays innerhalb des Blickwinkelbereichs derart unterschiedlich abgesenkt werden, dass die Leuchtdichtewerte der Pixel innerhalb des Blickwinkelbereichs angeglichen werden. Mit anderen Worten kann vorzugsweise ein individueller Korrekturfaktor f bzw. eine Korrekturfunktion f(i,j) zur Absenkung der Graustufe eines jeden Pixels berechnet werden, mit dem Ziel die Leuchtdichte aller Pixel für den Blickwinkel des Beobachters anzugleichen. Eine beispielhafte Berechnungsvorschrift könnte lauten: $f (i, j) = \frac{L_m i n}{L (i)} \forall j f \ddot{u} r i \in {1,2,3, \dots 1920} und j \in {1,2,3, \dots 720}$
In einer Weiterentwicklung kann die Korrekturfunktion in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters zum Display und/oder einer Position des Betrachters ermittelt werden. Alternativ können mehrere Korrekturfunktionen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Abständen des Betrachters zum Display und/oder unterschiedlichen Position des Betrachters ermittelt werden. Die unterschiedlichen Korrekturfunktion können insbesondere abgespeichert werden und je nach Bedarf abgerufen werden.
Die Schritte des Verfahrens können gemäß 14 visualisiert werden.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 220 zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Display kann gemäß dem Display gemäß 6 und/oder 7 ausgebildet sein bzw. gemäß dem Display gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein.
In einem ersten Schritt 222 des Verfahrens 220 wird ein Eingangssignal von Bilddaten zum Anzeigen eines Bildes auf dem Display für den Betrachter bereitgestellt. Auf dem Display kann sich durch die Darstellung von Bildern mittels des Eingangssignals ein Helligkeitsgradient bzw. ein Helligkeitsverlauf gemäß 7, 8 und/oder 9 ergeben.
In einem zweiten Schritt 224 des Verfahrens 220 wird eine Korrekturfunktion f bereitgestellt. Die Korrekturfunktion f kann beispielsweise gemäß dem Verfahren 200 gemäß 10 und/oder 14 ermittelt werden. Diese Korrekturfunktion kann beispielsweise in einem Speicher, zum Beispiel mittels einer Look-Up-Table gespeichert und zur Anwendung abgerufen werden.
In einem dritten Schritt 226 des Verfahrens 220 wird ein korrigiertes Signal zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display in Abhängigkeit des Eingangssignals und der Korrekturfunktion ermittelt. Die Korrekturfunktion f(i,j) kann auf Pixel des Eingangsvideosignal G_in(i,j) angewendet, wodurch das Ausgangsvideosignal G_out(i,j) berechnet werden kann. Hierfür kann die Korrekturfunktion vorzugsweise auf einen oder mehrere Farbkanäle einer Graustufe der Pixel des Eingangssignals angewendet werden.
In einer vorteilhaften Ausführung kann der Korrekturfaktor f(i,j) auf insbesondere alle Farbkanäle, beispielsweise die Farbkanäle Rot, Grün, Blau, einer Graustufe eines jeden Pixels des Eingangsvideosignal G_in(i,j) angewendet und damit das Ausgangsvideosignal G_out(i,j) berechnet werden. $G_{o u t, k, i, j} = G_{i n, k, i, j} \times f (i, j) = (\begin{matrix} g_{i n, k,1,1} & \dots & g_{i n, k,1920,1} \\ ⋮ & ⋱ & ⋮ \\ g_{i n, k,1,720} & \dots & g_{i n, k,1920,720} \end{matrix}) \times f (i, j)$
für k ∈ {R,G,B} und i ∈ {1,2,3 ... 1920} und j ∈ {1,2,3 ... 720}
Mit anderen Worten kann die ermittelte bzw. bereitgestellte Korrekturfunktion f auf die Graustufeninformation G_in(i,j) des Eingangsvideosignals angewendet und das daraus resultierende Ausgangsvideosignal G_out(i,j) auf dem Display ausgegeben werden. Hierbei kann insbesondere die Homogenität des angezeigten Bildinhaltes für den Beifahrer über den Blickwinkel für beliebige angezeigte Bilder verbessert werden. Das Ergebnis dieses Verfahrens 220 ist insbesondere ein homogenisiertes Ausgangsbild. Insbesondere ermöglicht das Verfahren zudem die Anwendung der Korrekturfunktion auf jedes Bild einer Bildperiode eines Displays und somit eine dauerhafte Verbesserung der Homogenität unabhängig vom Bildinhalt.
Mit anderen Worten kann die ermittelte Korrekturfunktion bzw. Filterfunktion f auf die Graustufeninformation G_in(i,j) eines Eingangsvideosignals angewendet und das daraus resultierende Ausgangsvideosignal G_out(i,j) auf dem Display ausgegeben werden, insbesondere mit dem Ziel, die Homogenität des angezeigten Bildinhaltes für den Beifahrer über den Blickwinkel zu verbessern.
Das Verfahren 220 zur Bildverbesserung geht insbesondere von einer Manipulation der Graustufen des Eingangsvideosignals G_in(i,j) aus, um nach der erfolgten Manipulation einen angepassten Graustufenverlauf des Ausgangsvideosignals G_out(i,j) auf dem Display auszugeben. Die Graustufenmanipulation wird angewandt, um den Helligkeitseindruck aus dem Blickwinkel des Beobachters zu homogenisieren. Die Graustufen bei einem transmissiven Display erlauben die Modulation der Transmission durch das Display hindurch und dadurch die lokale Modulation der emittierten Leuchtdichte eines jeden Pixels. Es ist daher vorteilhafterweise möglich, den Helligkeitsabfall zu den Displayrändern hin zu kompensieren, indem Graustufen für Pixel mit überschüssiger Helligkeit abgesenkt werden. Einer möglichen Herabsenkung der Leuchtdichte des Displays insgesamt, kann, zumindest teilweise, durch eine Erhöhung der Leistung der Hintergrundbeleuchtung entgegengewirkt werden.
Anstelle der Korrektur jedes einzelnen Pixels können auch Gruppen von Pixeln korrigiert werden. Hierdurch können auf Gruppen von Pixeln unterschiedliche Korrekturfaktoren angewendet werden.
In einer Weiterentwicklung kann zur Berechnung des Ausgangsvideosignals G_out eine Look-Up-Table bzw. LUT verwendet, die eine statische Korrekturfunktion f(i,j,d) enthält. Dadurch kann zu jeder Graustufe des Eingangsvideosignals G_in(i,j) eine um f(i,j,d) korrigierte Graustufe als Ausgangssignal G_out(i,j) ausgegeben werden. Eine solche LUT kann sich beispielsweise im Timing Controller bzw. TCON des Displays oder direkt in der Bildquelle, beispielsweise Multimediasteuergeräte wie Vehicle Computer, Headunit, befinden. Im Allgemeinen kann sich eine solche LUT in einem beliebigen Grafikprozessor bzw. GPU befinden. Das Ausgangsvideosignal G_out(i,j) kann anschließend im Folgenden über einen geeigneten Kanal auf dem Display ausgegeben werden.
In einer beispielhaften Ausführung kann die Berechnung des korrigierten Ausgangsvideosignals G_out(i(t),j(t)) direkt in der Bildquelle, beispielsweise Multimediasteuergeräte wie Vehicle Computer, Headunit, mittels eines ausführbaren Programmes oder als Hardwareimplementierung innerhalb eines Grafikchipsatzes, zum Beispiel GPU, FPGA, ASCI, erfolgen. Dabei kann die Korrekturfunktion f(i(t),j(t),d(t)) dynamisch zur Laufzeit angepasst werden. Das Berechnungssystem kann in diesem Falle auf weitere Sensorsignale mit den Eingangsvariablen x(t), y(t) und d(t), beispielsweise von Sitzabstandserkennung, Eyetracking System, zurückgreifen, wie zum Beispiel im Verfahren gemäß 12 dargelegt. Im Allgemeinen kann die Berechnung insbesondere in einem beliebigen Grafikprozessor stattfinden. Das Ausgangsvideosignal G_out(i(t),j(t)) kann im Folgenden über einen geeigneten Kanal auf dem Display ausgegeben werden.
Das Verfahren 220 kann in einer vorteilhaften Ausführung darüber hinaus intrinsisch eine mögliche Kurvenverschiebung von L(δ) aufgrund von Fertigungstoleranzen des Lamellenfilms kompensieren durch Gewichtung der Graustufen auf die minimal gemessene Luminanz im Blickwinkelausschnitt, das heißt beispielsweise auf L_links*, wie in . Das Verfahren zur Kompensierung von Fertigungstoleranzen kann gemäß dem Verfahren gemäß 13 ausgebildet sein.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 220 zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Display kann gemäß dem Display gemäß 6 und/oder 7 ausgebildet sein bzw. gemäß dem Display gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Verfahren 220 kann die Schritte des Verfahrens 200 gemäß 11 umfassen, somit insbesondere einen ersten Schritt 222, einen zweiten Schritt 224 und einen dritten Schritt 226.
Das Verfahren 220 kann insbesondere einen weiteren vierten Schritt 228 aufweisen, wobei der vierte Schritt 228 insbesondere vor dem zweiten Schritt 24 des Bereitstellens der Korrekturfunktion durchgeführt werden kann. In dem vierten Schritt 228 des Verfahrens 220 kann ein Abstand des Betrachters zum Display ermittelt werden. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung kann die Position des Betrachters in Bezug auf das Display ermittelt werden. Eine Position des Betrachters kann insbesondere in x-Richtung, y-Richtung ermittelt werden sowie ein Abstand des Betrachters zu dem Display ermittelt werden. Vorzugsweise kann die Korrekturfunktion in Abhängigkeit des Abstandes des Betrachters zum Display und/oder in Abhängigkeit der Position des Betrachters bezüglich des Displays ermittelt und bereitgestellt werden. Hierfür ist es möglich die Korrekturfunktion insbesondere mittels einer Skalierung an den Abstand und/oder die Position des Betrachters anzupassen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere Korrekturfunktion für unterschiedliche Abstände und/oder Positionen des Betrachters zur Verfügung stehen, wobei die entsprechende Korrekturfunktion je nach Abstand und/oder Position des Betrachters gewählt wird. In einer Weiterentwicklung können die unterschiedlichen Werte der Korrekturfunktion bzw. Korrekturfaktoren für unterschiedliche Abstände und/oder Position des Betrachters in einer Tabelle, insbesondere einer Look-Up-Table, gespeichert und je nach ermittelten Werten abgerufen werden.
In einer Weiterentwicklung kann zusätzlich oder alternativ der Blickwinkelbereich des Betrachters in Abhängigkeit des Abstandes des Betrachters zum Display und/oder der Position des Betrachters im Bezug zum Display ermittelt werden.
Der Abstand und/oder die Position des Betrachters können beispielsweise mittels einer Eye-Tracking-Einheit bzw. einer Head-Tracking-Einheit, ermittelt werden. Mittels der Tracking-Einheit können insbesondere eine aktuelle Kopfposition bzw. Augenposition des Betrachters, somit insbesondere des Beifahrers, erfasst werden. Mithilfe der Kenntnis der aktuellen Position des Beifahrers kann die Korrekturfunktion bzw. die Filterfunktion f dynamisiert werden bzw. angepasst werden. Dadurch kann die Homogenität des angezeigten Bildes vorzugsweise auf die aktuelle Position des Beifahrers hin optimiert werden.
Der Abstand des Betrachters zu dem Display kann zusätzlich oder alternativ beispielsweise mittels einer Sitzabstandserkennung ermittelt werden, indem mittels der Sitzabstandserkennung der aktuellen Sitzabstand des Beifahrers ermittelt bzw. erfasst werden kann. Mithilfe der Kenntnis des aktuellen Sitzabstands des Beifahrers kann vorzugsweise die Korrekturfunktion bzw. die Filterfunktion f angepasst werden. Dadurch kann die Homogenität des angezeigten Bildes vorzugsweise auf den aktuellen Sitzabstand hin optimiert werden.
Mit anderen Worten kann der Abstand des Beobachters vor dem Display d variabel sein. Vorzugsweise sitzt der Betrachter in x-Richtung insbesondere an einer beliebigen Position vor dem Display, also in der Regel an einer Position x ≠ x_0. Weiterhin sitzt der Betrachter in y-Richtung insbesondere an einer beliebigen Position vor dem Display, also in der Regel an einer Position y ≠ y_0. Durch eine variable Sitzposition ändert sich sowohl die Position des Kopfes vor dem Display (x,y) als auch der Betrachterabstand d über die Zeit. Somit ergibt sich ein zeitabhängiger Helligkeitsgradient h(x(t),y(t),d(t)) über dem Display relativ zur Position des Betrachters.
Der zeitabhängige Helligkeitsgradient kann nun durch eine dynamische Korrekturfunktion f(i(t),j(t),d(t)) zu jedem Zeitpunkt einer Positionsänderung korrigiert werden. In anderen Worten kann die Berechnung der Korrekturfunktion abhängig von der geraden aktuellen Kopfposition sein. Ein unterschiedlicher Beobachterabstand ist in den 7 und/oder 8 dargestellt.
In einer beispielhaften Ausführung kann die aktuelle Kopfposition in Abhängigkeit des Sitzabstandes bestimmt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Sensorsignal der Sitzposition des Beifahrersitzes als Eingangsvariable für die Bestimmung des Betrachterabstandes d herangenommen werden. Eine Positionsänderung des Beifahrersitzes vor dem Display bewirkt somit eine bezüglich der aktuellen Sitzposition angepassten Korrekturfunktion f(i(t),j(t),d(t)). Die Berechnung des Ausgangsvideosignals G_out ist somit ebenfalls zeitveränderlich, d.h. G_out(i(t),j(t)). Durch diese Anordnung kann sichergestellt werden, dass der durch unterschiedliche Beobachterabstände d veränderliche Blickwinkel keinen Einfluss auf den Eindruck des Helligkeitsgradienten für den Beobachter darstellt.
In einer weiteren Ausgestaltung kann zusätzlich zum Betrachterabstand d mit Hilfe eines Eyetracking Systems, alternativ mit Hilfe eines Headtracking oder Occupant Monitoring Systems, auch die örtliche Position (x,y) des Beobachters vor dem Display zu jedem Zeitpunkt bestimmt werden. Eine beliebige Positionsänderung des Beifahrers in x-, y-, d-Richtung vor dem Display kann somit zu jedem Zeitpunkt detektiert werden. Dadurch ist es möglich auch die Korrekturfunktion f(i(t),j(t),d(t)) in Abhängigkeit der aktuellen Kopfposition zu berechnen. Die Berechnung des Ausgangsvideosignals G_out ist somit ebenfalls zeitveränderlich, d. h. G_out(i(t),j(t)). Durch diese Anordnung kann sichergestellt werden, dass der durch unterschiedliche Kopfpositionen veränderliche Blickwinkel keinen Einfluss auf den Eindruck des Helligkeitsgradienten für den Beobachter darstellt. Ein solches Kamerasystem zur Bestimmung der Beifahrerposition kann beispielsweise in unmittelbarer Umgebung des Beifahrerdisplays oder direkt integriert in das Beifahrerdisplay, im Seitenspiegel, im Innenspiegel oder an einer beliebigen geeigneten anderen Position angebracht sein.
13 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 230 zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display für einen Betrachter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Display kann gemäß dem Display gemäß 6 und/oder 7 ausgebildet sein bzw. gemäß dem Display gemäß 1 in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Verfahren 230 kann, vorteilhafterweise intrinsisch, eine mögliche Kurvenverschiebung von L(δ) aufgrund von Fertigungstoleranzen des Lamellenfilms kompensieren durch Gewichtung der Graustufen auf die minimal gemessene Luminanz im Blickwinkelausschnitt, das heißt beispielsweise auf L_links* wie in 9.
Mit anderen Worten kann in einer Weiterentwicklung mittels des Verfahrens 230 ein Einfluss einer möglichen Fertigungstoleranz, beispielsweise des Lamellenfilms, korrigiert werden, vorzugsweise ohne den Helligkeitsgradienten, welcher durch den Lamellenfilm verursacht wird, selbst zu beeinflussen. In anderen Worten ermöglicht das Verfahren 230 eine Verschiebung einer fehlertoleranzbehafteten Kurve L_ist(δ) durch Rückverschiebung rückgängig zu machen um damit die gewünschte Kurve L_soll(δ) zu erzeugen. Dieser Zusammenhang ist in 9 dargestellt.
In einem ersten Schritt 232 des Verfahrens 230 wird eine Position δ_ist,max der fehlertoleranzbehafteten Kurve L_ist(δ) bestimmt. In anderen Worten: δ_ist,max an der Stelle: $L_{ist} (δ_{ist,max}) = max (L_{ist} (δ))$
In einem zweiten Schritt 234 des Verfahrens 230 wird eine korrigierte Kurve L_soll(δ) durch Rückverschiebung der fehlerbehafteten Kurve L_ist(δ) um den Verschiebungswinkel δ_ist,max berechnet. $L_{soll} (δ) = L_{ist} (δ + δ_{ist,max})$
In einem dritten Schritt 236 des Verfahrens 230 wird die Korrekturfunktion bestimmt. $f (δ) = \frac{L_{s o l l} (δ)}{L_{ist} (δ)} = \frac{L_{ist} (δ + δ_{ist,max})}{L_{ist} (δ)}$
In einem vierten Schritt 238 des Verfahrens 32 kann für jedes Pixel j einer Spalte i ein diskreter Blickwinkel δ_i berechnet werden. Dadurch ist es möglich, jedem Pixel j einer Spalte i einen Korrekturwert f(i) aus dem Verlauf von f(δ) zuzuordnen, insbesondere zur Diskretisierung. $f (i) = \frac{L_{soll} (i)}{L_{ist} (i)}$
In einem fünften Schritt 239 des Verfahrens 230 wird das Ausgangsvideosignal G_out(i,j) berechnet. Die Berechnung des Ausgangssignals kann insbesondere entsprechend dem dritten Schritt 226 des Verfahrens 220 durchgeführt werden.
Das Verfahren zur Korrektur von Fertigungstoleranzen kann prinzipiell auch auf zwei Dimensionen (i,j) angewandt werden. Dabei berechnet sich die zweite Dimension j von f(i,j) analog zur Dimension i von f(i).
14 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren vereint die Verfahren zur Ermittlung der Korrekturfunktion gemäß 10 und zur Ermittlung des korrigierten Signals gemäß 11 und kann somit entsprechend die Schritte der Verfahren gemäß 10 und gemäß 11 aufweisen. Mit anderen Worten wird eine Korrekturfunktion ermittelt und diese Korrekturfunktion auf Eingangssignale angewandt, wodurch korrigierte Ausgangssignale ermittelt bzw. berechnet werden. Das Berechnungsverfahren kann insbesondere folgende Schritte aufweisen.
Zunächst wird ein Weißbild W(i,j) 132 auf dem Display bzw. dem Bildschirm angezeigt gemäß dem ersten Schritt des Verfahrens gemäß 10. Hierdurch resultiert ein Helligkeitseindruck h(x,y,d) 138 für den potentiellen Beobachter 24 des Weißbilds. Der Helligkeitseindruck kann gemäß der Helligkeitsverteilung gemäß 7, 8 und/oder 9 ausgebildet sein.
Anschließend erfolgt ein Messen der horizontalen Helligkeitsverteilung h(x) bzw. h(x,y,d) und eine Transformation 240 in ein Blickwinkelkoordinatensystem (δ, δ=0). Hierfür kann die Helligkeitsverteilung bzw. der Helligkeitsgradient an einer horizontalen Schnittachse 242 als Referenz genommen werden. Als Vereinfachung kann hier lediglich die Helligkeitsverteilung über eine Horizontale bzw. über die horizontale Schnittachse ermittelt werden. In einer Weiterentwicklung kann die Helligkeitsverteilung zusätzlich oder alternativ entlang der vertikalen ermittelt werden. Das Messen der Helligkeitsverteilung kann gemäß dem zweiten Schritt des Verfahrens gemäß 10 durchgeführt werden.
Anschließend erfolgt ein Definieren des zu korrigierenden Blickwinkelausschnitts [δ_I; δ_r]. Hierbei wird ein linker Rand des Blickwinkels δ_I 244 und ein rechter Rand des Blickwinkels δ_r 246 definiert. Der Blickwinkelausschnitt kann gemäß dem Blickwinkelausschnitt gemäß 5 ausgebildet sein. Die Definition des Blickwinkelbereichs bzw. Blickwinkelausschnitts kann gemäß dem vierten Schritt des Verfahrens gemäß 10 durchgeführt werden.
Anschließend erfolgt eine Diskretisierung von L(δ) auf L(i). Die Diskretisierung kann gemäß dem fünften Schritt des Verfahrens gemäß 10 durchgeführt werden.
Anschließend erfolgt ein Berechnen der Korrekturfunktion f(i,j) 248. Die Berechnung der Korrekturfunktion kann gemäß dem siebten Schritt des Verfahrens gemäß 10 durchgeführt werden. Die Korrekturfunktion f(i,j) 248 kann insbesondere in einem Koordinatensystem dargestellt werden, wobei auf den Achsen die Korrekturwerte f über den Pixeln i des Displays dargestellt werden. Auf einer y-Achse 250 können somit die Korrekturwerte f und auf einer x-Achse 252 können somit die Pixel i abgetragen werden. Die Korrekturfunktion gemäß dem Beispiel in 14 kann vorzugsweise in einem Intervall [1; 1920] angegeben werden, also insbesondere zwischen einer ersten, linken Grenze 244 und einer zweiten, rechten Grenze 246, die beispielweise dem ersten diskreten Spaltenwert i = 1 und dem letzten diskreten Spaltenwert i = 1920 einer Pixelmatrix eines Displays entspricht.
Anschließend wird die Korrekturfunktion f(i,j) 248 auf das Eingangsvideosignal G_in(i,j) zur Erzeugung des Ausgangsvideosignals G_out(i,j) angewandt, zum Beispiel: G_in(i,j) = W(ij). Die Anwendung kann gemäß dem dritten Schritt des Verfahrens gemäß 11 durchgeführt werden. Durch die Anwendung der Korrekturfunktion auf das Eingangsvideosignal ergibt sich insbesondere eine dargestellte Helligkeitsverteilung 254 bzw. ein dargestellte Graustufenverlauf nach der Graustufenabsenkung. Dieser kann beispielsweise invers zu der gemessenen bzw. ermittelten Helligkeitsverteilung ausgebildet sein.
Das modifizierte Graustufenbilde G_out(i,j) 254 kann auf dem Display bzw. mittels des Displays ausgegeben werden. Hierdurch ergibt sich ein resultierender Helligkeitseindruck 256 des modifizierten Ausgangsvideosignals für den Beobachter. Der resultierender Helligkeitseindruck 256 kann insbesondere als homogenisiertes Weißbild durch den Betrachter wahrgenommen werden.
In einer Weiterentwicklung des Verfahrens kann zusätzlich zur Kompensation in x-Richtung auch eine Kompensation in y-Richtung durchgeführt werden. In anderen Worten kann statt der eindimensionalen horizontalen Schnittebene des Helligkeitsgradienten h(x) der vollständige zweidimensionale Helligkeitsgradient h(x,y) kompensiert werden. Dies kann vorteilhaft sein, um eine Verfeinerung der Kompensation des Helligkeitsgradienten zu erreichen, zum Beispiel wenn das lichtkonzentrierende Element eine Abhängigkeit nicht nur in x- sondern auch in y-Richtung, bzw. nicht nur in δ- sondern auch in δ-Richtung, hat.
Hierzu kann zur Datengewinnung der erforderlichen Leuchtdichtewerte L(δ,φ) beispielsweise ebenfalls eine Konoskopmessung durchgeführt werden, die Leuchtdichtewerte über alle Raumwinkel liefert. Eine solche Messung ist exemplarisch in als Isoluminanzplot gezeigt.
Anhand der Weite w, der Höhe h des Displays und dem Abstand des Beobachters d vor dem Display kann der vom Display eingenommene Blickwinkelbereich im Sichtfeld des Betrachters innerhalb des Isoluminanzplots durch die Berechnung der Eckpunkte bestimmt werden.
Anschließend kann wiederum jedem Pixel (i,j) des Displays ein Leuchtdichtemesswert aus dem Isoluminanzplot zugeordnet werden.
In einem nächsten Schritt kann der minimale Leuchtdichtewert L_min in dem zuvor bestimmten Blickwinkelbereich bestimmt werden. Wie im eindimensionalen Fall folgt nun die Berechnung der Verhältnisse der minimalen Leuchtdichte L_min zu den Leuchtdichtewerten eines jeden Pixels (i,j): $f (i, j) = \frac{L_m i n}{L (i, j)} f \ddot{u} r i \in {1,2,3 \dots 1920} und j \in {1,2,3 \dots 720}$
Die Berechnung des Ausgangsvideosignals G_out(i,j) erfolgt wie in dem dritten Schritt des Verfahrens gemäß 11. Das Verfahren kann insbesondere ausgebildet sein zur Graustufenkompensation.
15 zeigt eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilungsfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Helligkeitsverteilungsfunktion 122 kann gemäß der Helligkeitsverteilungsfunktion 122 gemäß 6 und/oder 16 ausgebildet sein. Mittels der Helligkeitsverteilungsfunktion L(δ) 122 können Leuchtdichtewerte L über Blickwinkel δ des Betrachters des Displays dargestellt werden. Die Helligkeitsverteilungsfunktion 122 wird in einem Koordinatensystem dargestellt, wobei das Koordinatensystem eine x-Achse 118 aufweist, auf der die Blickwinkel δ des Betrachters auf das Display, insbesondere horizontale Blickwinkel abgetragen werden, und eine y-Achse 116, auf der die Luminanz bzw. Leuchtdichtewerte L in [cd/m²] abgetragen werden. In dem Koordinatensystem wird ferner der Blickwinkelausschnitt [δ_I; δ_r] dargestellt. Hierbei wird ein linker Rand des Blickwinkels δ_l 244 und ein rechter Rand des Blickwinkels δ_r 246 definiert.
Ferner werden die empirischen Funktionen e(δ) 260, 262 in dem Koordinatensystem dargestellt. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass eine messtechnische Bestimmung von L(δ) entfällt, wobei stattdessen die Helligkeitsverteilung durch empirisch gewonnene Funktionen e(δ) 260, 262 definiert wird. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass e(δ) eine analytische Funktion, zum Beispiel eine Parabel 260 ist. Es ist auch möglich, e(δ) als beispielsweise abschnittsweise analytische lineare Funktion 262 zu definieren. Darüber hinaus können grundsätzlich auch beliebige weitere geeignete Funktionen definiert werden, die als geeignet erscheinen, die Aufgabe des Verfahrens zu erfüllen. Die Funktion e(δ) wird dann für die weiteren Berechnungen des Verfahrens verwendet. In anderen Worten kann e(δ) die gemessene Helligkeitsfunktion L(δ) ersetzen.
16 zeigt eine schematische Darstellung einer Helligkeitsverteilungsfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Helligkeitsverteilungsfunktion 122 kann gemäß der Helligkeitsverteilungsfunktion 122 gemäß 6 und/oder Fig, 15 ausgebildet sein. Mittels der Helligkeitsverteilungsfunktion L(δ) 122 können Leuchtdichtewerte L über Blickwinkel δ des Betrachters des Displays dargestellt werden. Die Helligkeitsverteilungsfunktion 122 wird in einem Koordinatensystem dargestellt, wobei das Koordinatensystem eine x-Achse 118 aufweist, auf der die Blickwinkel δ des Betrachters auf das Display, insbesondere horizontale Blickwinkel, abgetragen werden, und eine y-Achse 116, auf der die Luminanz bzw. Leuchtdichtewerte L in [cd/m²] abgetragen werden. In dem Koordinatensystem wird ferner der Blickwinkelausschnitt [δ_I; δ_r] dargestellt. Hierbei wird ein linker Rand des Blickwinkels δ_l 244 und ein rechter Rand des Blickwinkels δ_r 246 definiert.
Ferner wird die empirische Funktion e(δ) 264 in dem Koordinatensystem dargestellt. Vorzugsweise kann die messtechnisch bestimmte Funktion L(δ) in einer Weiterentwicklung empirisch angepasst bzw. erweitert werden. Hierzu wird beispielsweise L(δ) 122 mit einer rein empirisch gewonnen Funktion e(δ) 264 gewichtet. Eine Verknüpfung von L(δ) 122 mit e(δ) 264 kann beispielsweise durch Addition, Subtraktion, Multiplikation, Faltung durchgeführt werden. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass e(δ) 264 eine abschnittsweise analytische lineare Funktion ist. Die mit e(δ) gewichtete Funktion ergibt eine veränderte bzw. berechnete, angepasste Funktion L'(δ) 266, welche L(δ) in den Verfahrensschritten ersetzt und für die weiteren Berechnungen des Verfahrens verwendet werden kann. Darüber hinaus können grundsätzlich auch beliebige weitere Funktionen definiert werden, die als geeignet erscheinen, die Aufgabe des Verfahrens zu erfüllen.
Eine geeignete Erweiterung kann sich beispielsweise als zweckmäßig erweisen, um den Helligkeitsgradienten nur teilweise oder in einer anderen Verlaufsform zu kompensieren und den Verlust von Graustufen im Ausgangsbild zu begrenzen.
17 zeigt eine schematische Darstellung einer Messung einer Helligkeitsverteilung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dargestellt wird ein Isoluminanzplot 268, insbesondere eine exemplarische Messung der Leuchtdichte eines Displays mit einem Konoskop über die Blickwinkel (δ,φ) dargestellt in einem sphärischen Koordinatensystem. Die Messung gemäß 17 kann beispielsweise gemäß dem zweiten Schritt des Verfahrens zu Ermittlung der Korrekturfunktion gemäß 10 durchgeführt werden, wobei als Ergebnis das Isoluminanzplot 268 dargestellt werden kann. Weiterhin ist ein linearer Pfeil entlang der horizontalen eingezeichnet, welcher insbesondere die Blickwinkel δ des Betrachters auf das Display darstellt. Ferner ist ein gebogener Pfeil dargestellt, welche den Winkel φ darstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019008744 A1 [0001]

Claims

Verfahren (200) zum Ermitteln einer Korrekturfunktion zum Korrigieren eines Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display (22) für einen Betrachter (24) mit den Schritten, Ausgeben eines Weißbildes auf dem Display (22), Messen einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22), wobei Leuchtdichtewerte bei unterschiedlichen Blickwinkeln des Betrachters (24) auf das Display (22) gemessen werden, Ermitteln einer Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der gemessenen Helligkeitswerte, wobei die Helligkeitsverteilungsfunktion Leuchtdichtewerte über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) abbildet, Ermitteln eines Blickwinkelbereichs des Betrachters (24) auf das Display (22), Zuordnen der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs, Ermitteln eines minimalen Leuchtdichtewerts der Helligkeitsverteilungsfunktion innerhalb des Blickwinkelbereichs, Ermitteln einer Korrekturfunktion von Korrekturwerten für Pixel des Displays (22) über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs in Abhängigkeit des minimalen Leuchtdichtewerts und der den Pixeln des Displays (22) zugeordneten Leuchtdichtewerte innerhalb des Blickwinkelbereichs.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Schritt des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) die Leuchtdichtewerte entlang einer Horizontalen über horizontale Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) gemessen werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Schritt des Messens einer Helligkeitsverteilung des ausgegebenen Weißbildes über Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) die Leuchtdichtewerte entlang einer Vertikalen über vertikale Blickwinkel des Betrachters (24) auf das Display (22) gemessen werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Schritt des Zuordnens der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs diskrete Blickwinkel für Pixel des Displays (22) berechnet werden und die Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion mittels der diskreten Blickwinkel zu Pixeln des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs zugeordnet werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Schritt des Zuordnens der Leuchtdichtewerte der Helligkeitsverteilungsfunktion zu Pixeln des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs die Leuchtdichtewerte Pixeln einer Spalte zugeordnet werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mittels der Korrekturfunktion Graustufen der Pixel des Displays (22) innerhalb des Blickwinkelbereichs derart unterschiedlich abgesenkt werden, dass die Leuchtdichtewerte der Pixel innerhalb des Blickwinkelbereichs angeglichen werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Blickwinkelbereich des Betrachters (24) auf das Display (22) in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters (24) zum Display (22) und/oder einer Position des Betrachters (24) ermittelt wird.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Korrekturfunktion in Abhängigkeit eines Abstandes des Betrachters (24) zum Display (22) und/oder einer Position des Betrachters (24) ermittelt wird oder wobei mehrere Korrekturfunktionen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Abständen des Betrachters (24) zum Display (22) und/oder unterschiedlichen Position des Betrachters (24) ermittelt werden.
Verfahren (220, 230) zum Ermitteln eines korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display (22) für einen Betrachter (24) mit den Schritten, Bereitstellen eines Eingangssignals von Bilddaten zum Anzeigen eines Bildes auf dem Display (22) für den Betrachter (24), Bereitstellen einer Korrekturfunktion nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, Ermitteln des korrigierten Signals zum Anzeigen eines Bildes auf einem Display (22) in Abhängigkeit des Eingangssignals und der Korrekturfunktion.
Verfahren (220, 230) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Schritt des Ermittelns des korrigierten Signals die Korrekturfunktion auf einen oder mehrere Farbkanäle einer Graustufe der Pixel des Eingangssignals angewendet wird.
Verfahren (220, 230) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren einen Schritt des Ermittelns eines Abstandes des Betrachters (24) zum Display (22) aufweist, wobei der Blickwinkelbereich des Betrachters (24) auf das Display (22) und/oder die Korrekturfunktion in Abhängigkeit des Abstandes des Betrachters (24) zum Display (22) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer Position des Betrachters (24) aufweist, wobei der Blickwinkelbereichs des Betrachters (24) auf das Display (22) und/oder die Korrekturfunktion in Abhängigkeit der Position des Betrachters (24) ermittelt wird.
Display (22) zum Anzeigen eines Bildes mittels des korrigierten Signals nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 12.
Display (22) nach Anspruch 13, wobei das Display (22) ausgebildet ist zum Anzeigen von unterschiedlichen Bildern in zumindest zwei unterschiedlichen Blickwinkeln, wobei die in einem ersten Blickwinkel angezeigten Bilder mittels des korrigierten Signals darstellbar sind.
System mit einem Display (22) nach einem der vorherigen Ansprüche 13 bis 14 und einer Beobachtungsvorrichtung (26) zum Ermitteln eines Abstandes des Betrachters (24) zum Display (22) und/oder einer Position des Betrachters (24).