DE10359987B4

DE10359987B4 - Anordnung mit einem Panel eines Flachbildschirms

Info

Publication number: DE10359987B4
Application number: DE10359987.8A
Authority: DE
Inventors: Ralf Edelbrock
Original assignee: Eizo GmbH
Current assignee: Eizo GmbH
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: DE10359987A1; US20050190136A1; US7505025B2

Abstract

Anordnung mit einem Panel (4) eines Flachbildschirms, mit einem Grafikprozessor (1), welchem ein digitalisiertes Bildsignal (3) zuführbar ist, wobei eine Look-Up-Tabelle das digitalisierte Bildsignal bewertet und über eine Schnittstelle (9) dem Panel (4) übermittelt, wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Kalibrierphase – durch einen Sensor (11) die Leuchtdichte eines Testbildes erfassbar ist, wobei der Sensor (11) in einer Ruheposition in einem für einen Betrachter nicht sichtbaren Bereich des Flachbildschirms angeordnet ist und wobei Mittel (14, 16, 17) vorgesehen sind, durch welche der Sensor (11) im Wesentlichen parallel zum Panel (4) von der Ruheposition in eine Erfassungsposition, in welcher der Sensor (11) für den Betrachter sichtbar positioniert ist, zur Erfassung der Leuchtdichte ausschwenkbar ist, wobei der Sensor (11) durch die Mittel (14, 16, 17) während des Ausschwenkens in Richtung des Panels (4) abgesenkt wird, und – durch den Grafikprozessor (1) in Abhängigkeit der erfassten Leuchtdichte die Look-Up-Tabelle anpassbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Panel eines Flachbildschirms, mit einem Grafikprozessor, welchem ein digitalisiertes Bildsignal zuführbar ist, wobei eine Look-Up-Tabelle das digitalisierte Bildsignal bewertet und über eine Schnittstelle dem Panel übermittelt, wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird.
Gewöhnlich wird eine Bildwiedergabekennlinie beispielsweise eines Farb-Flachbildschirms dadurch an die Empfindung eines menschlichen Auges angepasst, dass die zur Wiedergabe auf dem Flachbildschirm vorgesehenen Bilddaten korrigiert werden. Die Bildwiedergabekennlinie gibt an, wie ein Bild darstellendes System ein elektrisches Bildsignal in ein optisches Signal umformt. Das optische Signal wird durch drei Größen beschrieben, zum einen durch die Leuchtdichte, die für die Helligkeitsempfindung verantwortlich ist, und zum anderen durch zwei Größen, die die Farbart beschreiben.
Die Bildwiedergabekennlinie kann mit Hilfe einer so genannten Look-Up-Table angepasst werden. Für die Bildwiedergabekennlinie gibt es mehrere Quasi-Standards, wie beispielsweise DICOM oder CIELAB. Die Look-Up-Table besteht aus drei unterschiedlichen Tabellen: eine für Rot, eine für Grün und eine für Blau. Durch die Look-Up-Table kann der Verlauf der Bildwiedergabekennlinie optimiert werden.
Die Korrektur geschieht dadurch, dass ein in einer Schaltungsanordnung zur Ansteuerung des Flachbildschirms vorhandener Grafikprozessor in der Look-Up-Table nachschaut, welchen Wert er statt des gerade vorhandenen Levels des Videosignals auf den Flachbildschirm geben soll. Hierdurch ist es möglich, die Bilddaten, die auf den Flachbildschirm gegeben werden sollen, entsprechend einer optimalen Bildwiedergabekennlinie zu verändern.
Es kann nun vorkommen, dass Alterungseffekte der lichtdurchlässigen Teile des Panels, z. B. aufgrund von Alterungseffekten des Panel-Glases, der LCD-Flüssigkeit oder der Diffusor- und/oder Polarisationsfolien, sich störend im Hinblick auf eine optimale Bildwiedergabekennlinie auswirken.
Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift WO 98/52182 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Bildschirmeinrichtung mit einer Helligkeitskorrektur. Dabei wird eine Bildschirmmatrix mit LED-Leuchten so angeordnet, dass der Effekt von Helligkeits- und Farbunterschieden zwischen den Lampen aufgrund unterschiedlicher Charakteristiken und Temperaturen der Lampen verringert ist. Die Bildschirmeinrichtung soll mittels einer elektronischen Kamera eingerichtet werden. Weiterhin beschreiben die Druckschrift EP 0 539 943 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Kalibrieren eines CRT-Bildschirms und die Druckschrift EP 0 514 025 A2 eine Leuchtdichtekorrektur eines Bildschirms.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, durch welche während einer Kalibrierphase die Bildwiedergabekennlinie eines Panels vereinfacht eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhaft ist, dass einerseits störende Einflüsse auf die Bildwiedergabekennlinie aufgrund von Alterungseffekten der lichtdurchlässigen Teile des Panels, z. B. aufgrund von Alterungseffekten des Panel-Glases, der LCD-Flüssigkeit oder der Diffusor- und/oder Polarisationsfolien, vermindert werden und andererseits der Sensor nur während einer Kalibrierphase über der Anzeigefläche sichtbar ist. Die Bildwiedergabekennlinie wird automatisch vor Ort, z. B. während eines Einsatzes des Flachbildschirms im medizinischen Bereich, abgeglichen, Servicepersonal ist dazu nicht erforderlich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor in Richtung des Panels absenkbar ist, wodurch der Abstand zwischen Sensor und Panel vermindert werden kann, was bessere Messergebnisse bewirkt.
Die Messergebnisse werden ferner dadurch verbessert, dass zur Abschirmung des Sensors vom Umgebungslicht Dichtmittel vorgesehen sind. Diese Dichtmittel, z. B. in Form von Dichtlippen, verhindern, dass das Umgebungslicht die Messergebnisse beeinträchtigt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß der im Anspruch 4 angegebenen Maßnahmen wird der Sensor automatisch gereinigt. Dadurch werden Verunreinigungen des Sensors, die sich nachteilig auf die Messergebnisse auswirken, weitgehend vermieden und darüber hinaus können die zeitlichen Abstände zur Wartung des Sensors vergrößert werden.
Vorteilhaft sind der Sensor und die Mittel zum Ausschwenken des Sensors in einer Ausnehmung des Rahmens, vorzugsweise des seitlichen Rahmens des Flachbildschirms, angeordnet, wodurch Sensor und Ausschwenkmittel während eines Normalbetriebs, also außerhalb der Kalibrierphasen, für einen Betrachter nicht sichtbar sind.
Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht sind, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Anordnung zur Einstellung der Helligkeit eines auf einem LCD-Panel darstellbaren Bildes,
2 eine Look-Up-Table und eine grafische Darstellung einer Look-Up-Table und
3 und 4 einen auf einem Sensorträger angeordneten Sensor in einer Vorder- und einer Seitenansicht sowie einer Ansicht von oben.
1 ist mit 1 ein Grafikprozessor bezeichnet, welchem durch einen 8-Bit-A/D-Wandler 2 ein digitalisiertes Bildsignal 3 zur Darstellung eines Bildes auf einem LCD-Panel 4 eines Flachbildschirms zuführbar ist. Es ist angenommen, dass das digitalisierte Bildsignal 3 Videosteps von 0 bis 255 umfasst, welche der A/D-Wandler 2 aus einem analogen Bildsignal 5 in einem Spannungsbereich von 0 Volt bis 0,7 Volt erzeugt. Diese Videosteps 0 bis 255 werden einer Look-Up-Table LUT zugeführt, welche – wie im Folgenden noch gezeigt wird – diese Videosteps bewertet und im Hinblick auf den Verlauf der Bildwiedergabekennlinie optimiert. Der Grafikprozessor 1 steuert eine Backlight-Regelung 6 an, welche die Leuchtdichte eines Backlights 7 einregelt, um im Wesentlichen konstante Leuchtdichteverhältnisse zu erzielen. Dazu ist ein Backlight-Sensor 8 vorgesehen, welcher die Leuchtdichte des Backlights 7 erfasst, welche die Backlight-Regelung 6 auf eine Soll-Leuchtdichte einregelt. Über eine geeignete Schnittstelle 9 übermittelt der Grafikprozessor 1 dem Panel 4 das bewertete, digitale Bildsignal (bewertete Videosteps), wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird.
Im Folgenden wird auf 2 verwiesen, in welcher in 2a eine Look-Up-Table und in 2b eine grafische Darstellung einer Look-Up-Table für die Farbe Blau gezeigt ist. Es ist angenommen, dass in einer Werkseinstellung die Bildwiedergabekennlinie eines Panels optimiert ist und dass dazu für Eingangs-Videosteps EV in einem Bereich 0 bis 255 Ausgangs-Videosteps AV in einem Bereich von 0 bis 255 für die Farben Rot, Grün und Blau ermittelt und diese zusammen mit den entsprechenden Eingangs-Videosteps EV in die Look-Up-Table eingetragen sind. Während einer Normalbetriebsart, z. B. während eines Einsatzes des Panels im medizinischen Bereich, ermittelt der Grafikprozessor 1 (1) anhand dieser Look-Up-Table, welcher Ausgangs-Videostep AV dem Panel für einen anliegenden Eingangs-Videostep EV zu übermitteln ist. Beispielsweise liest der Grafikprozessor 1 für den Fall, dass der A/D-Wandler 2 ein Videostep 64 als Eingangs-Videostep EV dem Grafikprozessor 1 zuführt, aus der Look-Up-Table einen Videostep 47 für die Farbe Blau als Ausgangs-Videostep AV aus und führt diesen Wert über die Schnittstelle 9 dem Panel 4 zu (in der Figur grau hinterlegt dargestellt).
Um zu verhindern, dass Alterungseffekte der lichtdurchlässigen Teile des Panels, z. B. Alterungseffekte des Panel-Glases, der LCD-Flüssigkeit oder der Diffusor- und/oder Polarisationsfolien, sich störend auf die optimierte Bildwiedergabekennlinie auswirken, ist vorgesehen, diese automatisch einzustellen.
Um automatisch die Bildwiedergabekennlinie des Panels 4 (1) entsprechend einzustellen, tastet während einer Kalibrierphase eine Messeinheit 10 an der Frontseite des Panels 4 die optische Bildinformation eines auf dem Panel dargestellten Testbildes ab und erfasst die Leuchtdichte dieses Testbildes. Im vorliegenden Beispiel ist für jede Farbe Rot, Grün und Blau des Farb-Panels ein Testbild vorzusehen, wobei dem Grafikprozessor für jede Farbe Videosteps im Bereich von 0 bis 255 übermittelt werden. Im Falle eines Monochrom-Panels reicht ein 256 Graustufen umfassendes Testbild aus, wobei jede Graustufe einem Videostep eines 8-Bit-A/D-Wandlers entspricht.
Es ist angenommen, dass der Grafikprozessor 1 während der Kalibrierphase für die Farbe Blau einen Videostep 47 dem Panel 4 über die Schnittstelle 9 zuführt. Die Messeinheit 10 erfasst während der Darstellung der Blau-Farbstufe für den Videostep 47 die Leuchtdichte des Panels 4 und führt eine dieser Leuchtdichte entsprechende Spannung einem A/D-Wandler 13 zu. Dieser erzeugt einen dieser Spannung entsprechenden Videostep, welcher der A/D-Wandler 13 dem Grafikprozessor 1 übermittelt. Der Grafikprozessor 1 vergleicht diesen Videostep mit dem dem Panel 4 zugeführten Videostep 47 und passt in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses die Look-Up-Table an. Für den Fall, dass beispielsweise der A/D-Wandler 13 aufgrund der erfassten Leuchtdichte durch die Messeinheit 10 einen Videostep 44 dem Grafikprozessor 1 übermittelt, passt der Grafikprozessor 1 die Look-Up-Table in der Art und Weise an, dass der Grafikprozessor 1 in einer Korrekturspalte KB für die Farbe Blau einen Korrekturwert Kw einträgt. Im gezeigten Beispiel ist der Korrekturwert Kw gleich 3, wodurch der Grafikprozessor 1 während einer Normalbetriebsart für einen Eingangs-Videostep 64 einen Videostep 50 für die Farbe Blau dem Panel 4 zuführt. Das bedeutet, der Grafikprozessor 1 addiert den Korrekturwert Kw von 3 zu dem Ausgangs-Videostep 47 der Farbe Blau. In der beschriebenen Art und Weise werden während der Kalibrierphase die Leuchtdichten für jeden Eingangs-Videostep EV und jede Farbe ermittelt und die ermittelten Korrekturwerte entsprechend der Farbzugehörigkeit in Korrekturspalten KR, KG oder in die Korrekturspalte KB der Farben Rot, Grün oder Blau hinterlegt, wobei der Grafikprozessor 1 diese Korrekturwerte während der Normalbetriebsart zu den entsprechenden Ausgangs-Videosteps AV addiert.
Das Testbild braucht das Panel nicht vollständig auszufüllen, es reicht aus, dieses Testbild in einem „Kalibrierfenster” darzustellen, wobei dieses Bild in dieses Fenster auch während der Darstellung eines Bildes in einer Normalbetriebsphase des Flachbildschirms einblendbar ist. Bestandteile der Messeinheit 10 sind ein Sensor 11 und ein Sensorträger 12, auf welchem der Sensor 11 montiert ist. Der Sensor 11 und der Sensorträger 12 sind für einen Betrachter nicht sichtbar in einer Ausnehmung des Rahmens des Flachbildschirms angeordnet. Um die Leuchtdichte des Testbildes während der Kalibrierphase erfassen zu können, ist der Sensor 11 im Wesentlichen parallel zum Panel von einer Ruheposition in eine Erfassungsposition ausschwenkbar, in welcher der Sensor 11 für den Betrachter sichtbar positioniert ist. Vorzugsweise wird der Sensor 11 während des Ausschwenkens in Richtung Panel 4 derart abgesenkt, dass der Sensor 11 die Leuchtdichte gut erfassen kann, ohne das Panel 4 zu berühren. Nach der Kalibrierphase wird der Sensor 11 wieder in die Ruheposition eingeschwenkt, in welcher der Sensor 11 und der Sensorträger 12 für den Betrachter wiederum nicht sichtbar in der Ausnehmung des Flachbildschirmrahmens positioniert sind.
Damit Umgebungslicht die Erfassung der Leuchtdichte nicht störend beeinflusst, sind hier nicht dargestellte Dichtlippen vorgesehen, welche den Sensor 11 vom Umgebungslicht abschirmen.
Im Folgenden wird auf die 3 und 4 verwiesen, in welchen ein auf einem Sensorträger 14 angeordneter Sensor 15 in einer Vorderansicht (3a, 4a), in einer Seitenansicht (3b, 4b) und in einer Ansicht von oben (3c, 4c) dargestellt ist. Der Sensorträger 14 ist drehbar gelagert und durch einen Stellantrieb 16 und mechanische Mittel 17 ausschwenkbar. Der Stellantrieb 16, z. B. ein Stellantrieb der Firma Nanomuscle, Internetadresse: http.nanomuscle.com ist zusammen mit dem Sensorträger 14 und dem Sensor 15 in einer Ausnehmung eines Rahmens eines Flachbildschirms, vorzugsweise an einem vertikalen Teil des Rahmens, angeordnet und auf einer von dem Rahmen verdeckten, parallel zum Rahmen angeordneten Trägerplatte 18 montiert. Dadurch sind in einer Ruheposition (4) die Trägerplatte 18, die mechanischen Mittel 17, der Stellantrieb 16, der Sensor 15 und der Sensorträger 14 für einen Betrachter des Panels nicht sichtbar. In einer Erfassungsposition während einer Kalibrierphase (4), in welcher der Sensor 15 die Leuchtdichte eines Panels erfasst, ist der Sensorträger 14 mit dem Sensor 15 in einem Winkel von 90 Grad ausgeschwenkt, wobei während des Ausschwenkvorgangs gleichzeitig der Sensorträger 14 in Richtung Paneloberfläche abgesenkt wird (in 4b, 4c durch Absenkhöhe H dargestellt), um den Sensor 15 näher an der Paneloberfläche zu positionieren. Durch hier nicht dargestellte Dichtlippen wird vermieden, dass Umgebungslicht die Messergebnisse verfälscht. Nachdem der Sensor 15 positioniert ist, wird für die Dauer der Kalibrierphase die Leuchtdichte des auf dem Panel in einem Kalibrierfenster dargestellten Testbildes erfasst, wobei das Kalibrierfenster in das Normalbild einblendbar ist. Nach der Kalibrierphase wird der Sensor 15 in seine Ruheposition eingeschwenkt.

Claims

Anordnung mit einem Panel (4) eines Flachbildschirms, mit einem Grafikprozessor (1), welchem ein digitalisiertes Bildsignal (3) zuführbar ist, wobei eine Look-Up-Tabelle das digitalisierte Bildsignal bewertet und über eine Schnittstelle (9) dem Panel (4) übermittelt, wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Kalibrierphase – durch einen Sensor (11) die Leuchtdichte eines Testbildes erfassbar ist, wobei der Sensor (11) in einer Ruheposition in einem für einen Betrachter nicht sichtbaren Bereich des Flachbildschirms angeordnet ist und wobei Mittel (14, 16, 17) vorgesehen sind, durch welche der Sensor (11) im Wesentlichen parallel zum Panel (4) von der Ruheposition in eine Erfassungsposition, in welcher der Sensor (11) für den Betrachter sichtbar positioniert ist, zur Erfassung der Leuchtdichte ausschwenkbar ist, wobei der Sensor (11) durch die Mittel (14, 16, 17) während des Ausschwenkens in Richtung des Panels (4) abgesenkt wird, und – durch den Grafikprozessor (1) in Abhängigkeit der erfassten Leuchtdichte die Look-Up-Tabelle anpassbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschirmung des Sensors (11) vom Umgebungslicht während der Erfassung der Leuchtdichte Dichtmittel vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, welche während des Ausschwenkens in die Erfassungsposition oder während des Einschwenkens in die Ruheposition den Sensor (11) reinigen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) und die Mittel (14, 16, 17) zum Ausschwenken des Sensors (11) in einer Ausnehmung des Rahmens des Flachbildschirms angeordnet sind.