DE112018003379T5

DE112018003379T5 - Hintergrundbeleuchtungen mit dynamischen Dimmbereichen

Info

Publication number: DE112018003379T5
Application number: DE112018003379.1T
Authority: DE
Inventors: Marc ALBRECHT; Teun R. BAAR; Nicolas P. Bonnier; Sean Chang; ByoungSuk Kim; David S. Zalatimo
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2020-03-12
Also published as: WO2019005489A1; CN110914895B; US10665181B2; CN110914895A; US20190005898A1

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer Anzeige bereitgestellt sein. Die Anzeige kann eine Hintergrundbeleuchtung einschließen, die ein Array von lokal dimmbaren Lichtquellen aufweist. Steuerschaltlogik kann Steuersignale an die Hintergrundbeleuchtung bereitstellen, um Licht mit verschiedenen Helligkeitspegeln zu erzeugen. Wenn der Helligkeitspegel unterhalb einer Schwelle liegt, kann die Steuerschaltlogik Pulsweitenmodulations-Steuersignale verwenden, um die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung zu steuern. Wenn der Helligkeitspegel oberhalb der Helligkeitsschwelle liegt, kann die Steuerschaltlogik analoge Steuersignale verwenden, um die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung zu steuern. Die Steuerschaltlogik kann die Schwelle regulieren, um verschiedene Dimmbereiche für verschiedene Helligkeitseinstellungen zu erzielen. Eine niedrige Helligkeitseinstellung kann zum Beispiel eine niedrigere Schwelle und einen niedrigeren Dimmbereich als eine hohe Helligkeitseinstellung aufweisen, was dazu beitragen kann, dunklere Dunkelheiten zu erzeugen, wenn die Anzeige bei einer niedrigen Helligkeitseinstellung arbeitet.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 15/907,097, eingereicht am 27. Februar 2018, und der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/526,276 , eingereicht am 28. Juni 2017, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen sind.
HINTERGRUND
Dies bezieht sich im Allgemeinen auf elektronische Vorrichtungen und genauer auf elektronische Vorrichtungen mit Anzeigen.
Elektronische Vorrichtungen schließen häufig Anzeigen ein. Wenn keine Sorgfalt ausgeübt wird, können Anzeigen beschädigt werden, indem heller Inhalt über längere Zeiträume angezeigt wird, dunkle Farben in Bildern können ausgewaschen erscheinen, Anzeigen können mit Helligkeitspegeln betrieben werden, die übermäßig viel Strom verbrauchen, Benutzerpräferenzen werden möglicherweise beim Regulieren der Anzeigehelligkeit nicht berücksichtigt, und angezeigter Inhalt kann sichtbare Artefakte aufweisen. Diese Bedenken zu adressieren und gleichzeitig Inhalt mit ansprechendem Erscheinungsbild anzuzeigen, ist herausfordernd.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer Anzeige bereitgestellt sein. Steuerschaltlogik in der elektronischen Vorrichtung kann die Anzeige mit verschiedenen Helligkeitseinstellungen betreiben. Systemhelligkeitseinstellungen können benutzerdefinierte Helligkeitseinstellungen, Helligkeitspegel, die durch die elektronische Vorrichtung eingestellt werden, um einen Betriebsmodus mit normaler Leistung und einen Betriebsmodus mit niedriger Leistung zu berücksichtigen, Helligkeitseinstellungen zur Berücksichtigung von Umgebungsbedingungen oder auf einer Kombination dieser Faktoren basierende Helligkeitseinstellungen sein.
Die Anzeige kann eine Hintergrundbeleuchtung einschließen, die ein Array von lokal dimmbaren Lichtquellen aufweist. Die Steuerschaltlogik kann Steuersignale an die Hintergrundbeleuchtung bereitstellen, um Licht mit verschiedenen Helligkeitspegeln zu erzeugen. Einige Lichtquellen in dem Array können gedimmt werden, um dunkle Abschnitte eines Bilds noch dunkler erscheinen zu lassen, während andere Lichtquellen in dem Array hell sein können, um spiegelnde hellste Stellen in einem Bild zu beleuchten. Wenn der Helligkeitspegel für eine Lichtquelle unterhalb einer Schwelle liegt, kann die Steuerschaltlogik Pulsweitenmodulations-Steuersignale verwenden, um diese Lichtquelle zu steuern. Wenn der Helligkeitspegel für eine Lichtquelle oberhalb der Helligkeitsschwelle liegt, kann die Steuerschaltlogik analoge Steuersignale verwenden, um diese Lichtquelle zu steuern. Die Steuerschaltlogik kann die Helligkeitsschwelle regulieren, um verschiedene Dimmbereiche zu erzielen. Eine niedrigere Schwelle kann zu einem niedrigeren und kürzeren Bereich von Luminanzwerten führen, um noch dunklere Dunkelheiten zu erzielen, während eine höhere Schwelle zu einem höheren und größeren Bereich von Luminanzwerten führen kann, um hellere hellste Stellen zu erzielen.
Die Steuerschaltlogik kann eine Helligkeitsschwelle bestimmen, um basierend auf einer aktuellen Helligkeitseinstellung zu bestimmen, welches Dimmschema (Analogdimmen oder Pulsweitenmodulationsdimmen) zu verwenden ist. Eine niedrige Helligkeitseinstellung kann zum Beispiel eine niedrigere Schwelle und niedrigere minimale Helligkeitspegel als eine hohe Helligkeitseinstellung aufweisen, was dazu beitragen kann, dunklere Dunkelheiten zu erzeugen, wenn die Anzeige bei einer niedrigen Helligkeitseinstellung arbeitet.
Wenn die Steuerschaltlogik eine Änderung der Helligkeitseinstellung empfängt, kann die Steuerschaltlogik die Änderung mit einer Hystereseschwelle vergleichen, sodass die Helligkeitsschwelle zum Bestimmen des zu verwendenden Dimmschemas nur reguliert wird, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung die Hystereseschwelle überschreitet. Die Steuerschaltlogik kann auch einen Zeitfilter anwenden, um die Helligkeitsschwelle mit der Zeit graduell zu regulieren.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Anzeige gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform über eine Vielfalt an Benutzerhelligkeitseinstellungen Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz abgebildet werden kann.
3 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform über eine Vielfalt an Umgebungslichtbedingungen Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz abgebildet werden kann.
4 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform Beziehungen von Inhaltsluminanz zu Anzeigeluminanz durch einen Schwarzpegel, einen Referenzweißpegel und einen Spiegelweißpegel gekennzeichnet werden können.
5 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Anzeige gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine Draufsicht eines veranschaulichenden Hintergrundbeleuchtungszellen-Arrays mit Zeilen und Spalten von Lichtquellenzellen für eine direkt beleuchtete Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Graph, der ein Pulsweitenmodulations-Dimmverfahren zum Steuern der Helligkeit einer Lichtquelle in einer Hintergrundbeleuchtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Graph, der ein analoges Dimmschema zum Steuern der Helligkeit einer Lichtquelle in einer Hintergrundbeleuchtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform eine Lichtquelle in einer Hintergrundbeleuchtung unter Verwendung eines Pulsweitenmodulations-Dimmschemas für Helligkeitswerte unterhalb eines Kniepunkts und unter Verwendung eines analogen Dimmschemas für Helligkeitswerte oberhalb des Kniepunkts gesteuert werden kann.
10 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform ein Kniepunkt basierend auf einer Anzeigehelligkeitseinstellung reguliert werden kann.
11 ist eine Nachschlagetabelle, die zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform ein Kniepunkt basierend auf einer Anzeigehelligkeitseinstellung ausgewählt werden kann.
12 ist ein Graph, der zeigt, wie gemäß einer Ausführungsform verschiedene Kniepunkte zu verschiedenen Hintergrundbeleuchtungs-Dimmbereichen führen können.
13 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die in den Betrieb einer Hintergrundbeleuchtung unter Verwendung eines Pulsweitenmodulations- und eines analogen Dimmschemas und eines dynamischen Kniepunkts gemäß einer Ausführungsform einbezogen sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine veranschaulichende elektronische Vorrichtung des Typs, der mit einer Anzeige bereitgestellt werden kann, ist in 1 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 10 Steuerschaltlogik 12 aufweisen. Die Steuerschaltlogik 12 kann Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik zur Unterstützung des Betriebs der Vorrichtung 10 einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltlogik kann eine Speichereinrichtung, z. B. eine Festplattenlaufwerk-Speichereinrichtung, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltlogik in der Steuerschaltlogik 16 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Die Verarbeitungsschaltlogik kann auf einem bzw. einer oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, digitalen Signalprozessoren, Basisbandprozessoren, Energieverwaltungseinheiten, Audio-Chips, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen, Grafikverarbeitungseinheiten, Anzeigetreiber-Schaltlogik wie etwa integrierten Zeitsteuerschaltungen und anderen integrierten Anzeigetreiberschaltungen und anderer Steuerschaltlogik basieren.
Die Steuerschaltlogik 12 ist konfiguriert, um Anweisungen zum Implementieren gewünschter Steuer- und Kommunikationsmerkmale in der Vorrichtung 10 auszuführen. Beispielsweise kann die Steuerschaltlogik 12 bei der Bestimmung von Pixelluminanzpegeln verwendet werden, die beim Anzeigen von Inhalt für einen Benutzer zu verwenden sind. Pixelluminanzpegel können beispielsweise auf Umgebungslichtbedingungen, benutzereingestellten Anzeigehelligkeitseinstellungen, statistischen Informationen, die mit dem angezeigten Inhalt verknüpft sind, und Anzeigeeigenschaften basieren. Die Steuerschaltlogik 12 kann konfiguriert sein, um diese Vorgänge unter Verwendung von Hardware (z. B. dedizierter Hardware wie integrierten Schaltungen und Dünnschichtschaltungen) und/oder Software (z. B. Code, der auf der Steuerschaltlogik 12 ausgeführt wird) auszuführen. Softwarecode zur Ausführung von Steuer- und Kommunikationsvorgängen für die Vorrichtung 10 kann auf nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien (z. B. materiellen computerlesbaren Speichermedien) gespeichert sein. Der Softwarecode kann mitunter als Software, Daten, Programmanweisungen, Instruktionen oder Code bezeichnet werden. Die nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien können nichtflüchtigen Speicher wie nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher (NVRAM), eine oder mehrere Festplatten (z. B. magnetische Laufwerke oder Halbleiterlaufwerke), ein oder mehrere Wechsel-Flash-Laufwerke oder andere Wechselmedien, andere computerlesbare Medien oder Kombinationen dieser computerlesbaren Medien oder anderer Speichereinrichtungen einschließen. Auf den nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien gespeicherte Software kann während des Betriebs der Vorrichtung 10 auf der Verarbeitungsschaltlogik der Steuerschaltlogik 12 ausgeführt werden.
Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 in der Vorrichtung 10 kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Daten der Vorrichtung 10 von einer Benutzer- oder externen Vorrichtung zugeführt werden, kann zum Sammeln von Umgebungsdaten verwendet werden und kann verwendet werden, um Daten einer externen Vorrichtung und Ausgabe für einen Benutzer zuzuführen. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 30 wie etwa Tasten, Joysticks, Scrollräder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Lautsprecher, Tongeneratoren, Vibratoren, Kameras, Sensoren, lichtemittierende Dioden und andere Statusanzeigen, berührungsempfindliche Anzeigen (z. B. Berührungssensoren, die Pixelanordnungen in Anzeigen überlappen), Datenports usw. einschließen. Wie in 1 gezeigt, kann die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 einen Farbumgebungslichtsensor oder einen anderen Umgebungslichtsensor 32 zum Sammeln von Umgebungslichtmessungen (z. B. Umgebungslichtpegeln wie etwa Umgebungslichtluminanzmessungen und/oder Umgebungslichtfarbmessungen wie etwa Farbtemperaturmessungen und/oder Farbkoordinatenmessungen) einschließen. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltlogik 16 kann auch eine Temperatursensorschaltlogik wie etwa einen oder mehrere Temperatursensoren einschließen. Temperatursensoren wie etwa der Temperatursensor 34 können verwendet werden, um Echtzeitinformationen über die Betriebstemperatur der Vorrichtung 10 und einer Anzeige bzw. von Anzeigen, die zu der Vorrichtung 10 gehören, zu sammeln.
Energie kann der Steuerschaltlogik 12 und anderen Ressourcen in der Vorrichtung 10 mittels einer oder mehrerer Energiequellen wie etwa der Energiequelle 18 zugeführt werden. Die Energiequelle 18 kann eine Wechselstrom-Quelle (AC-Quelle) wie etwa eine Wandsteckdose (Netzanschluss) und/oder eine Gleichstrom-Quelle (DC-Quelle) wie etwa eine Batterie sein. Während des Betriebs kann die Steuerschaltlogik 12 erkennen, ob Energie von einer AC- oder DC-Quelle empfangen wird, und kann den Ladezustand der Batterie überwachen.
Die Vorrichtung 10 kann eine oder mehrere interne und/oder eine oder mehrere externe Anzeigen wie etwa die veranschaulichende Anzeige 14 einschließen. Die Anzeige 14 kann in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Vorrichtung 10 montiert sein (z. B. wenn die Vorrichtung 10 eine mobile Vorrichtung wie etwa ein Mobiltelefon, eine Armbanduhrvorrichtung, ein Tablet-Computer oder ein Laptop-Computer ist oder wenn die Vorrichtung 10 eine Multifunktionsvorrichtung wie etwa ein Fernseher oder ein Desktop-Computer ist). In anderen Konfigurationen kann die Anzeige 14 mit der Vorrichtung 10 drahtlos oder mit einem Kabel gekoppelt sein (z. B. wenn die Vorrichtung 10 ein Desktop-Computer oder eine Set-Top-Box ist).
Im Allgemeinen kann die Vorrichtung 10 ein beliebiger geeigneter Typ von Vorrichtung sein. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise eine Rechenvorrichtung wie etwa ein Laptop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere handgehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung wie etwa eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System wie etwa ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung mit einer Anzeige in einem Kiosksystem oder Automobil montiert ist, eine Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehr dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung sein. Die Vorrichtung 10 (z. B. eine tragbare Vorrichtung) kann einer Vielfalt an Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Beispielsweise können Umgebungslichtpegel und daher eine Anzeigeblendung variieren, wenn eine tragbare Vorrichtung zwischen Innen- und Außenumgebungen bewegt wird (als Beispiel).
Die elektronische Vorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse, das manchmal als Ummantelung oder Kapselung bezeichnet wird, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder aus einer Kombination von zwei oder mehr dieser Materialien gebildet sein. Das Gehäuse kann unter Verwendung einer einstückigen Konfiguration ausgebildet sein, in der das Gehäuse teilweise oder ganz als eine einzige Struktur maschinell hergestellt oder geformt ist, oder kann unter Verwendung mehrerer Strukturen (z. B. einer inneren Rahmenstruktur, einer oder mehrerer Strukturen, die äußere Gehäuseoberflächen bilden, usw.) ausgebildet sein. Bei Laptop-Computern und anderen faltbaren Vorrichtungen kann sich ein erster Abschnitt des Gehäuses relativ zu einem zweiten Abschnitt des Gehäuses drehen (z. B. kann ein Anzeigegehäuse in einem Laptop-Computer um eine Gelenkachse relativ zu einem Basisgehäuse in dem Laptop-Computer gedreht werden).
Die Anzeige 14 kann in dem Gehäuse montiert sein. Die Anzeige 14 kann einen rechteckigen Umriss aufweisen und von vier Umfangsrändern umgeben sein, kann eine Form aufweisen, die kreisförmig oder oval ist, oder kann andere geeignete Umrisse aufweisen. Die Anzeige 14 kann eine Berührungsbildschirmanzeige (touch screen display) sein, die eine Schicht aus leitfähigen kapazitiven Berührungssensorelektroden oder anderen Berührungssensorkomponenten (z. B. resistiven Berührungssensorkomponenten, akustischen Berührungssensorkomponenten, kraftbasierten Berührungssensorkomponenten, lichtbasierten Berührungssensorkomponenten usw.) einbezieht, oder kann eine Anzeige sein, die nicht berührungsempfindlich ist. Kapazitive Berührungsbildschirmelektroden können aus einem Array von Indiumzinnoxidsegmenten oder anderen transparenten leitfähigen Strukturen gebildet sein.
Die Anzeige 14 kann ein Array 28 von Pixeln 36 zum Anzeigen von Bildern für einen Benutzer (z. B. Video, Grafiken, Text usw.) aufweisen. Anzeigetreiber-Schaltlogik 26 (z. B. Dünnschichttransistor-Schaltlogik auf der Anzeige 14 und/oder eine oder mehrere integrierte Zeitsteuerschaltungen und/oder andere integrierte Anzeigetreiberschaltungen) können verwendet werden, um Bilder auf dem Pixelarray 28 anzuzeigen. Das Pixelarray 28 kann zum Beispiel Hunderte oder Tausende von Zeilen und Hunderte oder Tausende von Spalten von Pixeln 36 einschließen. Um Farbbilder anzuzeigen, kann jedes Pixel 36 Subpixel aus verschiedenen Farben einschließen. Beispielsweise kann jedes Pixel 36 rote, grüne und blaue Subpixel oder Subpixel aus verschiedenen Farben einschließen. Durch Variieren der relativen Intensität des Lichts, das von jedem Subpixel in einem Pixel emittiert wird, kann die Pixelausgabefarbe reguliert werden. Der Farbstich (Weißpunkt) jedes Pixels kann durch Modifizieren der mit jedem Subpixel verbundenen Verstärkung reguliert werden.
Das Pixelarray der Anzeige 14 kann aus Flüssigkristallanzeige-Komponenten (LCD-Komponenten), einem Array von elektrophoretischen Anzeigepixeln, einem Array von Plasmaanzeigepixeln, einem Array von Pixeln mit organischen lichtemittierenden Dioden oder anderen lichtemittierenden Dioden, einem Array von elektrobenetzenden Anzeigepixeln oder Pixeln, die auf anderen Anzeigetechnologien beruhen, gebildet sein.
Die Anzeige 14 kann mit einem Array von lokal dimmbaren lichtemittierenden Dioden oder anderen geeigneten Hintergrundbeleuchtungsstrukturen in der Hintergrundbeleuchtung 58 hinterleuchtet werden. Die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 kann die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung 58 durch Ausgeben von Hintergrundbeleuchtungs-Steuerbefehlen an die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung 58 steuern. Falls gewünscht, kann die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 als Teil der Anzeigetreiber-Schaltlogik 26 ausgebildet sein oder kann von der Anzeigetreiber-Schaltlogik 26 getrennt sein. Die Gesamtpixelhelligkeit kann durch Regulieren der Pixelübertragung (z. B. durch Regulieren von Flüssigkristallpixel-Übertragungswerten, die den Pixeln 36 bereitgestellt werden) und/oder durch Regulieren der Hintergrundbeleuchtungsausgabe (durch Regulieren der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung 58) gesteuert werden.
Es kann wünschenswert sein, die Hintergrundbeleuchtung 58 unter Verwendung verschiedener Dimmschemata zu betreiben. Beispielsweise kann die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 die Hintergrundbeleuchtung 58 (z. B. die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung 58) unter Verwendung eines analogen Dimmschemas oder eines digitalen Dimmschemas (z. B. Pulsweitenmodulations-Dimmschemas) steuern. Die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 kann basierend auf der gewünschten Hintergrundbeleuchtungshelligkeit bestimmen, welches Dimmschema zu verwenden ist. Beispielsweise kann die Hintergrundbeleuchtung 58 unter Verwendung eines analogen Dimmschemas für Helligkeitspegel oberhalb einer Schwelle betrieben werden, während ein Pulsweitenmodulations-Dimmschema (PWM-Dimmschema) für Helligkeitspegel unterhalb einer Schwelle verwendet werden kann. Falls gewünscht, kann die Schwellenhelligkeit, bei der die Steuerschaltlogik 56 die Dimmschemata ändert (manchmal als Kniepunkt oder Schwelle bezeichnet) basierend auf einem aktuellen Betriebszustand der Anzeige dynamisch reguliert werden. Niedrige Systemhelligkeitspegel können zum Beispiel eine niedrigere Schwelle als hohe Systemhelligkeitspegel verwenden. Da eine niedrigere Schwelle ermöglichen kann, dass eine Lichtquelle in der Hintergrundbeleuchtung 58 einen niedrigeren Bereich von Luminanzpegeln erzielt, kann ein Reduzieren der Schwelle für niedrige Systemhelligkeitspegel dazu beitragen, ausgewaschene Dunkelheiten in Bildern zu vermeiden.
Die Anzeige 14 kann Bilder mit einem Standard-Dynamikbereich anzeigen (z. B. Bilder, die ein Kontrastverhältnis von etwa 1.000: 1 zwischen ihrem hellsten und dunkelsten Pixelluminanzwert aufweisen) und/oder Bilder mit einem hohen Dynamikbereich anzeigen (z. B. Bilder, die ein Kontrastverhältnis von etwa 10.000: 1 oder mehr zwischen ihrem hellsten und dunkelsten Luminanzwert aufweisen).
Während des Betriebs können Inhaltsgeneratoren in der Vorrichtung 10 (z. B. Betriebssystemfunktionen und/oder Anwendungen, die auf der Steuerschaltlogik 12 ausgeführt werden) Inhalt zur Anzeige auf dem Pixelarray der Anzeige 14 erzeugen. Als Beispiel kann die elektronische Vorrichtung 10 einen oder mehrere Inhaltsgeneratoren für einen Standard-Dynamikbereich (SDR) und/oder mehr Inhaltsgeneratoren für einen hohen Dynamikbereich (HDR) einschließen (z. B. Inhaltsgeneratoren, die Inhalt mit hohem Dynamikbereich gemäß einem oder mehreren verschiedenen Standards für hohen Dynamikbereich wie dem HDR10-Media-Profile-Standard, manchmal als HDR10 bezeichnet, und dem Hybrid-Log-Gamma-Standard, manchmal als HLG bezeichnet, erzeugen). Eine Luminanzwertabbildungs-Engine wie die Tonwertabbildungs-Engine 24 kann verwendet werden, um Inhaltsgeneratoren mit Tonwertabbildungsparametern (manchmal als Luminanzwertabbildungsparameter bezeichnet) zu versehen, die angeben, wie die Inhaltsgeneratoren Inhaltsluminanzwerte auf Anzeigeluminanzwerte abbilden sollten, und/oder kann verwendet werden, um direkt Vorgänge zur Abbildung von Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz an Inhaltsluminanzwerten aus den Inhaltsgeneratoren auszuführen. Beispielsweise kann die Tonwertabbildungs-Engine 24 Inhaltsgeneratoren mit Tonwertabbildungsparametern wie einem Schwarzpegel, einem Referenzweißpegel, einem Spiegelweißpegel, einem Hauttonpegel, einem Farbtonumfang (z. B. Primärfarben der Anzeige, auf die der Inhaltsprovider 24 den Anzeigeinhalt abbildet) und/oder Gamma- und/oder Steigungswerten versehen, die bei dem Erzeugen von Anzeigeluminanzwerten zur Verwendung beim Anzeigen von Bildern mit den Pixeln 36 zu verwenden sind. Die Tonwertabbildungs-Engine 24 kann unter Verwendung von Code, der auf der Steuerschaltlogik 12 von 1, der Steuerschaltlogik für die Vorrichtung 10 wie etwa Anzeigetreiber-Schaltlogik 26 und/oder anderer Steuerschaltlogik ausgeführt wird, implementiert werden und/oder kann fest verdrahtete Merkmale der Steuerschaltlogik in der Vorrichtung 10 verwenden.
Inhalt mit Standard-Dynamikbereich wird oft in Graustufen (z. B. Werten im Bereich von 0 bis 255) codiert, wobei 0 dunklem Schwarz entspricht und 255 hellem Weiß entspricht. Inhalt mit hohem Dynamikbereich wird in Luminanzpegeln für jedes Pixel codiert (im Allgemeinen zur Anzeige bei Standard-Betrachtungsbedingungen wie etwa schwachen Betrachtungsbedingungen). Die Vorrichtung 10 kann Änderungen in den Umgebungsbeleuchtungsbedingungen erfahren, Benutzerhelligkeitseinstellungen können von einem Benutzer nach oben und nach unten reguliert werden, der auf der Anzeige 14 angezeigte Inhalt kann Änderungen wie etwa Änderungen der durchschnittlichen Pixelluminanz erfahren, und das Einbrennrisiko und andere Bedingungen bezüglich der Darstellung von Inhalt auf der Anzeige 10 können sich mit der Zeit ändern. Angesichts dieser sich potenziell ändernden Bedingungen und anderer Kriterien wie etwa den Eigenschaften der Anzeige 14 kann die Vorrichtung 10 die Tonwertabbildungs-Engine 24 verwenden, um sicherzustellen, dass Inhalt in geeigneter Weise zum Anzeigen auf der Anzeige 14 gerendert wird.
2 ist ein Graph, der zeigt, wie in der Vorrichtung 10 gemäß drei veranschaulichenden Kurven für die Abbildung von Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz Inhaltsluminanzwerte auf Anzeigeluminanzwerte abgebildet werden können. Die Inhaltsluminanz- und die Anzeigeluminanzachse des Graphen von 2 (und der anderen Luminanzabbildungsgraphen) weisen logarithmische Skalen auf. In dem Beispiel von 2 reguliert ein Benutzer eine Anzeigehelligkeitseinstellung für die Anzeige 14 zwischen drei verschiedenen Pegeln (schwache, mäßige bzw. helle Anzeigehelligkeitseinstellung). Ein Benutzer kann der Vorrichtung 10 eine gewünschte Helligkeitseinstellung (vom Benutzer ausgewählter Helligkeitspegel) zuführen, indem er einen Schieberegler einer Berührungsbildschirmanzeige (z. B. einen auf der Anzeige 14 angezeigten Schieberegler) reguliert oder eine Taste oder eine andere Eingabe-AusgabeVorrichtung in der Schaltlogik 16 verwendet. Wenn ein schwacher Helligkeitseinstellungspegel ausgewählt wird, zeigt die Anzeige 14 Inhalt gemäß Kurve 38 an. Wenn ein mäßiger Helligkeitseinstellungspegel ausgewählt wird, zeigt die Anzeige 14 Inhalt gemäß Kurve 40 an. Als Reaktion auf die Auswahl einer hohen Helligkeitseinstellung folgt die Ausgabe der Anzeige 14 Kurve 42.
In jeder dieser Kurven sind niedrige Inhaltsluminanzwerte Schwarz zugeordnet und hohe Inhaltsluminanzwerte sind Weiß zugeordnet. Bei einem gegebenen Schwarz-Inhaltsluminanzpegel (z. B. BC1) ist Kurve 38 dem Anzeigepixelluminanzwert DL1 zugeordnet, der für den Inhaltsluminanzwert CL1 für den Benutzer sichtbar ist, Kurve 40 ist dem Anzeigepixelluminanzwert DL2 für die Inhaltsluminanz CL1 zugeordnet, und Kurve 42 ist dem Anzeigepixelluminanzwert DL3 für die Inhaltsluminanz CL 1 zugeordnet. Der Luminanzpegel DL2 ist heller als der Luminanzpegel DL 1, weil Kurve 40 einem helleren Satz von Ausgabeluminanzen aus den Pixeln 36 zugeordnet ist als Kurve 38. In ähnlicher Weise ist der Luminanzpegel DL3 heller als der Luminanzpegel DL2, weil Kurve 42 einem helleren Satz von Ausgabeluminanzen aus den Pixeln 36 zugeordnet ist als Kurve 40. Weiße Bildpixel (z. B. Pixel bei dem Inhaltsluminanzpegel CL2) sind alle mit dem gleichen Anzeigeluminanzpegel DL4 (d. h. der hellsten aus den Pixeln 36 in der Anzeige 14 verfügbaren Ausgabe) verknüpft, sodass die Mappings (Abbildungen) der Kurven 38, 40 und 42 jeweils die Anzeigeluminanz DL4 für die Inhaltsluminanz CL2 erzeugen.
3 ist ein Graph, der zeigt, wie Inhaltsluminanzwerte von der Vorrichtung 10 in drei verschiedenen veranschaulichenden Umgebungslichtbedingungen auf Anzeigeluminanzwerte abgebildet werden können. In dem Beispiel von 3 ist Kurve 44 mit schwachen Umgebungslichtbedingungen (z. B. Bedingungen, die einer dunklen Innenraumumgebung entsprechen) verknüpft, Kurve 46 ist mit mäßigen Umgebungslichtbedingungen (z. B. einer hellen Büro- oder einer schwachen Außenumgebung) verknüpft, und Kurve 48 ist mit hellen Umgebungslichtbedingungen (z. B. einer hellen Außenumgebung) verknüpft. Obwohl sie den Kurven von 2 ähneln, können die Kurven von 3 für Änderungen von Umgebungslichtbedingungen und nicht Benutzerhelligkeitseinstellungen optimiert werden. Beispielsweise kann, während bei schwachen Beleuchtungsbedingungen die Kurven 44 und 38 ähnlich sein können, unter hellen Beleuchtungsbedingungen eine Umgebungslichtblendung auf der Anzeige 14 vorhanden sein, die tendenziell schwarze Abschnitte der Bilder auf der Anzeige 14 verdunkelt. Infolgedessen können die Kurven von 3 (siehe z. B. Kurve 48 für helles Umgebungslicht) etwas erhöhte Anzeigeluminanzwerte bei niedrigen Inhaltsluminanzen aufweisen, um dazu beizutragen, die Umgebungslichtblendung zu beseitigen, während diese Erhöhung in der Ausgabeluminanz für schwarzen Inhalt möglicherweise in Szenarien, in denen ein Benutzer die Anzeigehelligkeit durch Auswählen einer Kurve wie Kurve 42 von 2 erhöht hat, nicht vorhanden ist.
Im Allgemeinen kann die Anzeigecharakterisierung Benutzerstudien, Modellierung und Labortests umfassen, die dazu beitragen, gewünschte Tonwertabbildungsschemata für die Vorrichtung 10 unter einer Vielfalt an Betriebsbedingungen (z. B. Benutzerhelligkeitseinstellungen, Umgebungslichtpegel und andere Betriebsbedingungen) einzurichten. Die Tonwertabbildung kann auch die Richtung des Umgebungslichts, den Betrachtungswinkel, unter dem der Benutzer die Anzeige betrachtet, Eigenschaften von Umgebungslichtquellen, Eigenschaften der Anzeigetafel selbst (z. B. Reflexionsvermögen) berücksichtigen. Diese Informationen können zum Beispiel verwendet werden, um eine Anzeigeblendung einzuschätzen und zu kompensieren. Diese Tonwertabbildungsschemata können dann durch die Tonwertabbildungs-Engine 24 implementiert werden.
Mit einer veranschaulichenden Konfiguration kann die Tonwertabbildungs-Engine 24 eine gewünschte Tonwertabbildungskurve basierend auf Betriebsbedingungen wie Anzeigehelligkeitseinstellungen (z. B. benutzerdefinierten Helligkeitseinstellungen und Helligkeitspegeln, die durch die Vorrichtung 10 eingestellt werden, um einen Betriebsmodus mit normaler Leistung und einen Betriebsmodus mit niedriger Leistung zu berücksichtigen), Umgebungsbedingungen (Umgebungslichtpegel und Umgebungslichtfarbe), Inhaltsstatistiken (z. B. Informationen über durchschnittliche Pixelluminanz und Einbrennrisiko oder andere Informationen über Betriebsbedingungen, die eine potenzielle Auswirkung auf die Anzeigelebensdauer haben, Qualitätsinformationen, Dynamikbereichinformationen usw.) und Anzeigeeigenschaften (z. B. Anzeigebeschränkungen wie maximal erreichbare Pixelluminanz, Leistungsbeschränkungen (z. B. aufgrund von thermischen Einschränkungen und/oder anderen Überlegungen), ob die Vorrichtung 10 mit DC-Energie (Energie aus der Batterie in Quelle 18 von Vorrichtung 10) oder AC-Energie arbeitet, usw. auswählen.
Während des Betriebs kann die Tonwertabbildungs-Engine 24 Informationen über diese Betriebsbedingungen erhalten und kann geeignete Aktionen durchführen, um sicherzustellen, dass die Anzeige 14 Bilder zufriedenstellend anzeigt. Als Beispiel kann die Tonwertabbildungs-Engine 24 Inhalt auf solche Weise neu abbilden, dass Luminanzwerte, die bei der Ausgabe aus einem Inhaltsgenerator zu hoch sind, durch die Engine 24 reduziert werden, bevor diese Werte von der Anzeige 14 verwendet werden. In einigen Situationen können als Beispiel mit spiegelnden hellsten Stellen verknüpfte Luminanzwerte unter Verwendung einer Soft-Clipping-Anordnung abgeschnitten werden, um sicherzustellen, dass die Pixel 36 für die Anzeige 14 nicht zu stark angesteuert werden. Die Tonwertabbildungs-Engine 24 kann auch Inhaltsgeneratoren wie die Inhaltsgeneratoren 20 und/oder 22 mit Tonwertabbildungsparametern versehen, welche die Inhaltsgeneratoren über eine gewünschte Kurve für die Abbildung von Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz informieren, die beim Anzeigen von Bildern auf der Anzeige 14 zu verwenden ist.
Die Verwendung von Tonwertabbildungsparametern zum Definieren von Kurven für die Abbildung von Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz ist in 4 gezeigt. In dem Beispiel von 4 gibt es drei veranschaulichende Abbildungskurven: Kurve 50, 52 und 54. Jede dieser Kurven kann unter Verwendung eines Satzes von Tonwertabbildungsparametern wie etwa Schwarz (BL), Referenzweißpegel (RW) und Spiegelweißpegel (SW) identifiziert werden. Während des Betriebs kann die Engine 24 Inhaltsgeneratoren wie etwa den Inhaltsgeneratoren 20 und/oder 22 geeignete Werte dieser Tonwertabbildungsparameter bereitstellen, wodurch die Inhaltsgeneratoren 20 und/oder 22 darüber informiert werden, ob Kurve 50, Kurve 52 oder Kurve 54 zu verwenden ist. Wenn zum Beispiel die Engine 24 einem Inhaltsgenerator die Tonwertabbildungsparameter BL1, RW1 und SW1 bereitstellt, kann der Inhaltsgenerator nach Kurve 50 Anzeigeluminanzwerte aus Inhaltsluminanzwerten erzeugen. Wenn die Engine 24 dem Inhaltsgenerator die Tonwertabbildungsparameter BL2, RW2 und SW2 bereitstellt, kann der Inhaltsgenerator nach Kurve 52 Anzeigeluminanzwerte aus Inhaltsluminanzwerten erzeugen. Der Inhaltsgenerator kann Anzeigeluminanzwerte aus Inhaltsluminanzwerten nach Kurve 54 als Reaktion auf die Tonwertabbildungsparameter BL3, RW3 und SW3 aus der Engine 24 erzeugen. Auf diese Weise kann ein Satz von Tonwertabbildungsparametern (z. B. drei oder mehr Tonwertabbildungsparameter, 3 bis 10 Tonwertabbildungsparameter, weniger als 5 Tonwertabbildungsparameter usw.) von der Engine 24 verwendet werden, um eine gewünschte Tonwertabbildungsbeziehung festzulegen, die der Inhaltsgenerator in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen befolgen soll. Wenn ein Hauttonabbildungsparameter verwendet wird, kann dessen Wert beispielsweise zwischen dem Referenzweißpegel und dem Spiegelweißpegel oder zwischen dem Referenzweißpegel und dem Schwarzpegel liegen und kann Hauttöne darstellen, die für menschliche Haut üblich sind. Gamma- und/oder Kurvensteigungs-Werte können auch als Tonwertabbildungsparameter verwendet werden, die eine Kurve für die Abbildung von Inhaltsluminanz auf Anzeigeluminanz spezifizieren.
Um den größeren Dynamikbereich auszunutzen, der mit für die Anzeige 14 erzeugtem Inhalt verbunden ist, kann die Anzeige 14 mit einem Array von lokal dimmbaren Hintergrundbeleuchtungselementen hinterleuchtet werden. Lokal dimmbare Hintergrundbeleuchtungselemente können verwendet werden, um spiegelnde hellste Stellen zu beleuchten, während dunkle Abschnitte eines Bilds gedimmt werden. Eine Querschnittsseitenansicht von Anzeige 14, die mit einem Array von lokal dimmbaren Hintergrundbeleuchtungselementen hinterleuchtet ist, ist in 5 gezeigt.
Wie in 5 gezeigt, kann die Anzeige 14 ein Pixelarray wie etwa das Pixelarray 28 einschließen. Das Pixelarray 28 kann ein Array von Pixeln wie etwa die Pixel 36 von 1 (z. B. ein Array von Pixeln, das Zeilen und Spalten der Pixel 36 aufweist) einschließen. Das Pixelarray 28 kann aus einem Flüssigkristallanzeigemodul (manchmal als Flüssigkristallanzeige oder Flüssigkristallschichten bezeichnet) oder anderen geeigneten Pixelarraystrukturen gebildet sein. Eine Flüssigkristallanzeige zum Bilden des Pixelarrays 28 kann beispielsweise einen oberen und einen unteren Polarisator, eine Farbfilterschicht und eine Dünnschichttransistorschicht, die zwischen dem oberen und dem unteren Polarisator angeordnet ist, und eine Schicht aus Flüssigkristallmaterial, die zwischen der Farbfilterschicht und der Dünnschichttransistorschicht angeordnet ist, einschließen. Falls gewünscht, können Flüssigkristallanzeigestrukturen anderer Typen beim Bilden des Pixelarrays 28 verwendet werden.
Während des Betriebs von 14 können Bilder auf dem Pixelarray 28 angezeigt werden. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 58 (die manchmal als Hintergrundbeleuchtung, Hintergrundbeleuchtungsschichten, Hintergrundbeleuchtungsstrukturen, Hintergrundbeleuchtungsmodul, Hintergrundbeleuchtungssystem usw. bezeichnet werden kann) kann bei der Erzeugung der Hinterleuchtung 66 verwendet werden, die durch das Pixelarray 28 verläuft. Dies beleuchtet alle Bilder auf dem Pixelarray 28 zur Betrachtung durch einen Betrachter wie etwa den Betrachter 68, der die Anzeige 14 in der Richtung 70 betrachtet.
Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 58 kann optische Filme 60, einen Lichtdiffusor wie etwa den Lichtdiffusor (die Lichtdiffusorschicht) 62 und das Lichtquellenarray 72 aufweisen. Das Lichtquellenarray 72 kann ein zweidimensionales Array von Lichtquellen 64 enthalten. Jede Lichtquelle 64 kann eine oder mehrere lichtemittierende Dioden enthalten. Die Lichtquellen 64 können in einem Array mit Zeilen und Spalten in der X-Y-Ebene von 5 angeordnet sein.
Die Lichtquellen 64 in Zellen können durch Steuerschaltlogik in der Vorrichtung 10 (z. B. die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56) gemeinsam gesteuert werden oder können einzeln gesteuert werden (z. B. um ein lokales Dimmschema zu implementieren, das dazu beiträgt, den Dynamikbereich von auf dem Pixelarray 28 angezeigten Bildern zu verbessern). Das von jeder Zelllichtquelle 64 erzeugte Licht kann sich nach oben entlang der Dimension Z durch den Lichtdiffusor 62 und die optischen Filme 60 bewegen, bevor es durch das Pixelarray 28 hindurchtritt. Der Lichtdiffusor 62 kann lichtstreuende Strukturen enthalten, die das Licht aus der lichtemittierenden Diodenanordnung 72 zerstreuen und dadurch dazu beitragen, eine gleichmäßige Hinterleuchtung 66 bereitzustellen. Die optischen Filme 60 können als Beispiel Filme wie etwa einen dichroitischen Filter, eine Phosphorschicht und Filme (z. B. Helligkeitsverstärkungsfilme, die zum Bündeln des Lichts 66 beitragen und dadurch die Helligkeit der Anzeige 14 für den Benutzer 68 verstärken, Kompensationsfilme und/oder andere optische Filme) einschließen.
6 ist eine Draufsicht eines veranschaulichenden Lichtquellenarrays für die Hintergrundbeleuchtung 58. Wie in 6 gezeigt, kann das Array 72 Zeilen und Spalten von Lichtquellen 64 enthalten. Jede Lichtquelle 64 kann einer jeweiligen Zelle zugeordnet sein. Falls gewünscht, können hexagonal nebeneinander angeordnete Arrays und Arrays mit Lichtquellen 64, die in anderen geeigneten Arraymustern angeordnet sind, verwendet werden. Die Konfiguration von 6, in der das Array 72 Zeilen und Spalten von quadratischen lichtemittierenden Bereichen aufweist, ist lediglich veranschaulichend. Jede Lichtquelle 64 kann eine einzige lichtemittierende Diode, ein Paar von lichtemittierenden Dioden, 2 bis 10 lichtemittierende Dioden, mindestens zwei lichtemittierende Dioden, mindestens 4 lichtemittierende Dioden, mindestens acht lichtemittierende Dioden, weniger als fünf lichtemittierende Dioden oder eine andere geeignete Anzahl von lichtemittierenden Dioden einschließen.
Jede Lichtquelle 64 in dem Array 72 kann einzeln gesteuert werden (kann z. B. einzeln adressiert werden), oder die Lichtquellen 64 können in Blöcken oder Zonen gesteuert werden, wobei alle lichtemittierenden Dioden in der gleichen Zone das gleiche Steuersignal empfangen.
Die Lichtquellen 64 können unter Verwendung eines analogen Steuerschemas oder eines Pulsweitenmodulations-Steuerschemas (PWM-Steuerschemas) gesteuert werden. Bei einem analogen Steuerschema kann die Lichtausgabe geändert werden, indem der Strompegel in der Lichtquelle reguliert wird (z. B. durch Regulieren einer DC-Steuerspannung über die Lichtquelle oder durch Regulieren eines Widerstands der Lichtquelle). Bei einem Pulsweitenmodulations-Steuerschema wird der Strom an die Lichtquelle für kurze Zeiträume ein- und ausgeschaltet. Die Frequenz des Ein-Aus-Zyklus kann schneller sein, als das menschliche Auge erfassen kann, um eine Flimmerwirkung zu vermeiden. Die Lichtausgabe bei einem Pulsweitenmodulations-Steuerschema kann durch Variieren des Tastgrads des Dauerstroms an die Lichtquelle reguliert werden, was wiederum den mittleren Strom reguliert.
7 ist ein Graph, der ein veranschaulichendes Pulsweitenmodulations-Dimmschema zeigt, das zum Steuern der Lichtquellen 64 verwendet werden kann. Der Tastgrad ist das Verhältnis der Impulsdauer (t1, t2, t3, t4 usw.) zu der Signalperiode (T). Die Lichtquelle wird mit einer gewünschten Frequenz (z. B. 200 Hz, 150 Hz, mehr als 200 Hz, weniger als 250 Hz, 18.000 Hz, weniger oder mehr als 18.000 Hz oder einer beliebigen anderen geeigneten Frequenz) zyklisch ein- und ausgeschaltet. Der mittlere Strom an die LED ist das Produkt aus dem Gesamtstrom und dem Tastgrad der Dimmfunktion.
7 zeigt vier Impulse, die alle bei einem Dauerstrom (I), jedoch mit verschiedenen Tastgraden arbeiten, um verschiedene mittlere Strompegel zu erzeugen. Der erste Impuls erzeugt eine helle Beleuchtung mit der längsten Impulsdauer t1, der zweite Impuls erzeugt eine weniger helle Beleuchtung mit der Impulsdauer t2 (die geringer ist als tl), der dritte Impuls erzeugt eine noch weniger helle Beleuchtung mit der Impulsdauer t3 (die geringer ist als t2), und der vierte Impuls erzeugt eine schwache Beleuchtung mit der Impulsdauer t4 (die geringer ist als t3). Die Impulse von 7 sind lediglich veranschaulichend. Im Allgemeinen können beliebige geeignete Sequenzen von Impulsdauern, Tastgraden und Stromwerten verwendet werden, um die gewünschte Helligkeit aus jeder Lichtquelle 64 zu erzeugen. Beispielsweise kann graduelles Dimmen erzielt werden, indem die Lichtquelle mehrmals mit jedem Tastgrad gepulst wird (z. B. 5 bis 10 Impulse mit einem Tastgrad von 90 %, 5 bis 10 Impulse mit einem Tastgrad von 50 %, 5 bis 10 Impulse mit einem Tastgrad von 10 % usw.).
8 ist ein Graph, der ein veranschaulichendes analoges Dimmschema zeigt, das zum Steuern der Lichtquellen 64 verwendet werden kann. Bei einem analogen Dimmschema wird die Lichtquelle nicht zyklisch ein- und ausgeschaltet. Vielmehr wird Dimmen durch Reduzieren des Strompegels in der Lichtquelle (z. B. durch Reduzieren des Gleichstroms an die Lichtquelle oder Erhöhen eines Widerstands der Lichtquelle) erzielt.
Die Steuerschaltlogik 56 kann alle Lichtquellen 64 unter Verwendung des gleichen Schemas (z. B. PWM-Dimmen oder Analogdimmen) steuern, oder die Steuerschaltlogik 56 kann verschiedene Lichtquellen 64 unter Verwendung verschiedener Schemata steuern. Beispielsweise können einige Lichtquellen 64 in dem Array 72 unter Verwendung eines PWM-Dimmschemas gesteuert werden, und andere Lichtquellen 64 in dem Array 72 können unter Verwendung eines Analogschemas gesteuert werden.
Es kann wünschenswert sein, basierend auf der gewünschten Helligkeit der Lichtquellen 64 zu bestimmen, welches Steuerschema für die Lichtquellen 64 zu verwenden ist. Überlegungen wie Chromatizität, Luminanzbereich und Leistungseffizienz können dazu führen, dass in bestimmten Situationen ein Dimmschema optimaler als ein anderes ist. Als Beispiel können höhere Luminanzbereiche von einem analogen Dimmschema profitieren, während niedrigere Luminanzbereiche von einem PWM-Dimmschema profitieren können. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, kann ein PWM-Dimmschema für höhere Luminanzbereiche verwendet werden und ein analoges Dimmschema kann für niedrigere Luminanzbereiche verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann die Bestimmung, ob ein PWM- oder ein analoges Dimmschema zu verwenden ist, auf anderen Faktoren (z. B. Chromatizität, Leistungsbeschränkungen, Umgebungslicht usw.) basieren. Anordnungen, bei denen ein analoges Dimmschema für höhere Luminanzbereiche verwendet wird und ein PWM-Dimmschema für niedrigere Luminanzbereiche verwendet wird, werden hierin manchmal als Beispiel beschrieben.
9 ist ein Graph, der zeigt, wie ein PWM-Dimmschema für Luminanzbereiche unterhalb eines Schwellenluminanzwerts KP (manchmal als Kniepunkt bezeichnet) verwendet werden kann und ein analoges Dimmschema oberhalb des Schwellenluminanzwerts KP verwendet werden kann. Die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 kann daher basierend auf der gewünschten Helligkeit der Lichtquellen 64 bestimmen, welches Dimmschema für die Lichtquellen 64 zu verwenden ist. Wenn beispielsweise eine Helligkeit von 400 Nits von einer gegebenen der Lichtquellen 64 gewünscht wird und der Kniepunkt auf 300 Nits eingestellt wird, kann die Steuerschaltlogik 56 analoge Steuersignale an diese Lichtquelle 64 senden. Wenn andererseits eine Helligkeit von 200 Nits gewünscht wird und der Kniepunkt 300 Nits beträgt, kann die Steuerschaltlogik 56 digitale Steuersignale (z. B. PWM-Steuersignale) an diese Lichtquelle 64 senden. Die Hintergrundhelligkeitspegel können auf der gewünschten Helligkeit für ein gegebenes Pixel oder einen gegebenen Satz von Pixeln 36 basieren. Beispielsweise kann die Steuerschaltlogik 56 Lichtquellen 64 dimmen, die dunkle Pixel in einem Bild überlappen, während sie die Helligkeit von Lichtquellen 64 erhöht, die helle Pixel eines Bilds überlappen.
Der Kniepunkt KP kann ein fester Wert sein, der in der Vorrichtung 10 gespeichert ist, oder kann ein dynamischer Wert sein, der sich während des Betriebs der Vorrichtung 10 ändert. Beispielsweise kann die Hintergrundbeleuchtungs-Steuerschaltlogik 56 einen Kniepunkt für die Hintergrundbeleuchtung 58 basierend auf einer Systemhelligkeitseinstellung bestimmen. Systemhelligkeitseinstellungen können benutzerdefinierte Helligkeitseinstellungen (wie im Zusammenhang mit 2 erörtert), Helligkeitspegel, die durch die Vorrichtung 10 eingestellt werden, um einen Betriebsmodus mit normaler Leistung und einen Betriebsmodus mit niedriger Leistung zu berücksichtigen, Helligkeitseinstellungen zur Berücksichtigung von Umgebungsbedingungen (Umgebungslichtpegel und Umgebungslichtfarbe, wie im Zusammenhang mit 3 erörtert), auf einer Kombination dieser Faktoren basierende Helligkeitspegel und/oder auf anderen Überlegungen basierende Helligkeitseinstellungen sein.
10 ist ein Graph, der zeigt, wie ein Kniepunkt basierend auf der Anzeigehelligkeitseinstellung geändert werden kann. Für niedrigere Helligkeitseinstellungen wie etwa Helligkeitseinstellung 1 (z. B. in schwachem Umgebungslicht und/oder wenn ein Benutzer einen Schieberegler einer Berührungsbildschirmanzeige verschiebt, um die Anzeige zu dimmen) kann der Kniepunkt relativ niedrig bei KP(1) sein. Für höhere Helligkeitseinstellungen wie etwa Helligkeitseinstellung 10 (z. B. in hellem Umgebungslicht und/oder wenn ein Benutzer einen Schieberegler einer Berührungsbildschirmanzeige verschiebt, um die Anzeige aufzuhellen) kann der Kniepunkt relativ hoch bei KP(10) sein.
Wie im Zusammenhang mit 9 erörtert, ist der Kniepunkt ein Schwellenluminanzwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Lichtquellen 64 unter Verwendung eines analogen Steuerschemas oder eines digitalen Steuerschemas (z. B. eines PWM-Schemas) zu steuern sind. In einer veranschaulichenden Anordnung werden analoge Steuersignale verwendet, um Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte oberhalb des Kniepunkts zu erzeugen, während PWM-Steuersignale verwendet werden, um Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte unterhalb des Kniepunkts zu erzeugen. Wenn beispielsweise der Kniepunkt auf KP(1) eingestellt ist, kann die Steuerschaltlogik 56 PWM-Steuersignale für Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte unterhalb von KP(1) und analoge Steuersignale für Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte oberhalb von KP(1) verwenden. Wenn der Kniepunkt auf KP(10) eingestellt ist, kann die Steuerschaltlogik 56 PWM-Steuersignale für Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte unterhalb von KP(10) und analoge Steuersignale für Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerte oberhalb von KP(10) verwenden.
Die Steuerschaltlogik 56 kann einen Kniepunkt für die Hintergrundbeleuchtung 58 während des Betriebs der Vorrichtung 10 basierend auf der aktuellen Systemhelligkeitseinstellung bestimmen. Falls gewünscht, kann der Kniepunkt im laufenden Betrieb berechnet werden. Beispielsweise kann eine Funktion, die eine Kurve des in 10 gezeigten Typs darstellt, in der elektronischen Vorrichtung 10 gespeichert werden, sodass die Steuerschaltlogik 56 den gewünschten Kniepunkt basierend auf der aktuellen Systemhelligkeitseinstellung berechnen kann. In anderen Anordnungen kann die Steuerschaltlogik 56 eine Nachschlagetabelle verwenden, um basierend auf der aktuellen Systemhelligkeitseinstellung einen geeigneten Kniepunkt für die Hintergrundbeleuchtung 58 zu bestimmen.
11 ist eine veranschaulichende Nachschlagetabelle, die zeigt, wie verschiedene Kniepunkte für verschiedene Anzeigehelligkeitseinstellungen verwendet werden können. Eine Nachschlagetabelle des in 11 gezeigten Typs kann in einer elektronischen Vorrichtung 10 gespeichert werden. Die Steuerschaltlogik 56 kann die Nachschlagetabelle verwenden, um einen Kniepunkt für die Hintergrundbeleuchtung 58 während des Betriebs der Anzeige 14 zu bestimmen. Wie in 11 gezeigt, kann die Steuerschaltlogik 56 den Kniepunkt KP(0) für eine Helligkeitseinstellung von 0, den Kniepunkt KP(1) für eine Helligkeitseinstellung von 1 usw. bis zu einem Kniepunkt KP(N) für eine Helligkeitseinstellung von N (z. B. eine maximale Helligkeitseinstellung für die Anzeige 14) verwenden.
Bei einem PWM-Dimmschema bleibt das Verhältnis der höchsten von einer Lichtquelle erzielbaren Luminanz zu der niedrigsten von einer Lichtquelle erzielbaren Luminanz im Allgemeinen feststehend (z. B. bei 100:1 oder einem anderen geeigneten Verhältnis). Wenn die Steuerschaltlogik 56 eine Lichtquelle von einem analogen Dimmschema auf ein PWM-Dimmschema umschaltet, ist die maximale Luminanz der Lichtquelle gleich dem Kniepunkt. Infolgedessen bestimmt der Kniepunkt den Bereich der durch die Lichtquelle erzielbaren Luminanzwerte. Beispielsweise kann für eine Lichtquelle mit einem Helligkeitsverhältnis von 100:1 ein Kniepunkt von 500 Nits zu einem Helligkeitsbereich von 500 Nits bis 5 Nits führen, während ein Kniepunkt von 50 Nits zu einem Helligkeitsbereich von 50 Nits bis 0,5 Nits führen kann. Ein kleinerer Kniepunkt führt zu einem kleineren Bereich von Helligkeitswerten, führt jedoch auch zu einem niedrigeren Bereich von Helligkeitswerten (und daher zu einem niedrigeren minimalen Helligkeitswert), die durch die Lichtquelle erzielbar sind.
12 zeigt, wie verschiedene Kniepunkte verwendet werden können, um verschiedene Luminanzbereiche (manchmal als Dimmbereiche bezeichnet) aus einer Lichtquelle in der Hintergrundbeleuchtung 58 zu erzielen. Wie in 12 gezeigt, führt der Kniepunktwert KP(0) bei dem Systemhelligkeitspegel 0 zu dem Luminanzbereich 80, der von der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B 1 bis zu der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B4 reicht; der Kniepunktwert KP(5) bei dem Systemhelligkeitspegel 5 zu dem Luminanzbereich 82, der von der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B2 bis zu der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B5 reicht; und der Kniepunktwert KP(10) bei dem Systemhelligkeitspegel 10 führt zu dem Luminanzbereich 84, der von der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B3 bis zu der Hintergrundbeleuchtungsluminanz B6 reicht. Je niedriger der Kniepunkt, desto niedriger der Dimmbereich und desto niedriger die minimal erzielbare Luminanz. Das Reduzieren des Kniepunkts für niedrige Systemhelligkeitspegel kann es daher der Anzeige 14 ermöglichen, noch dunklere Dunkelheiten zu erzielen, wenn die Anzeige 14 bei niedrigen Systemhelligkeitspegeln betrieben wird.
Die Steuerschaltlogik 56 kann den Kniepunkt jeder einzelnen Lichtquelle 64 unabhängig von anderen Lichtquellen 64 regulieren, oder die Steuerschaltlogik 56 kann den Kniepunkt des gesamten Arrays von Lichtquellen 64 zusammen regulieren. Die Steuerschaltlogik 56 kann eine Nachschlagetabelle referenzieren, um basierend auf der aktuellen Systemhelligkeitseinstellung zu bestimmen, wie der Kniepunkt für die Lichtquellen 64 sein soll, oder die Steuerschaltlogik 56 kann andere Verfahren zur Bestimmung des Kniepunkts für eine gegebene Helligkeitseinstellung (z. B. Berechnen eines Kniepunktwerts basierend auf der Systemhelligkeitseinstellung oder Anwenden anderer geeigneter Verfahren zur Bestimmung des Kniepunktwerts) anwenden.
13 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die mit der Steuerung der Hintergrundbeleuchtung 58 unter Verwendung eines dynamischen Kniepunkts des im Zusammenhang mit 9, 10, 11 und 12 beschriebenen Typs verbunden sind.
In Schritt 100 kann die Steuerschaltlogik 56 Informationen empfangen, die eine Änderung der Systemhelligkeitseinstellung anzeigen. Eine Systemhelligkeitseinstellung kann eine benutzerdefinierte Helligkeitseinstellung (wie im Zusammenhang mit 2 erörtert), ein Helligkeitspegel, der durch die Vorrichtung 10 eingestellt wird, um einen Betriebsmodus mit normaler Leistung und einen Betriebsmodus mit niedriger Leistung zu berücksichtigen, eine Helligkeitseinstellung zur Berücksichtigung von Umgebungsbedingungen (Umgebungslichtpegel und Umgebungslichtfarbe, wie im Zusammenhang mit 3 erörtert), ein auf einer Kombination dieser Faktoren basierender Helligkeitspegel und/oder auf anderen Überlegungen basierende Helligkeitseinstellungen sein.
Helligkeitseinstellungen können beispielsweise durch positive ganze Zahlen im Bereich von 0 bis 20, 0 bis 15, 0 bis 30, 1 bis 20, 1 bis 15, 1 bis 30 oder in einem beliebigen anderen geeigneten Bereich liegen. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend. In anderen Anordnungen können Helligkeitseinstellungen durch maximale und minimale Helligkeitswerte, durch einen mittleren Helligkeitswert oder durch andere geeignete Parameter dargestellt werden.
Bei Anordnungen, bei denen Helligkeitseinstellungen durch positive ganze Zahlen dargestellt werden, kann eine Änderung der Helligkeitseinstellung auftreten, wenn die Systemhelligkeitseinstellung von einem ganzzahligen Wert zu einem anderen ganzzahligen Wert wechselt. Beispielsweise stellt ein Wechsel von Stufe 0 zu Stufe 5 eine Helligkeitsänderung von +5 dar, ein Wechsel von Stufe 2 zu Stufe 3 stellt eine Helligkeitsänderung von +1 dar, ein Wechsel von Stufe 15 zu Stufe 10 stellt eine Helligkeitsänderung von -5 dar usw.
In Schritt 102 kann die Steuerschaltlogik 56 bestimmen, ob eine Änderung des Kniepunkts notwendig ist, indem sie die Änderung der Helligkeitseinstellung mit einer Hystereseschwelle vergleicht. Dieser optionale Schritt kann so verwendet werden, dass Kniepunktänderungen nicht auftreten, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung relativ gering ist. Das Vermeiden einer Kniepunktänderung für geringe Änderungen der Helligkeitseinstellung kann zu sanften Kniepunktübergängen beitragen, sodass grobe Wechsel der Helligkeit für den Benutzer nicht wahrnehmbar sind. Beispielsweise würde eine Hystereseschwelle von 2 zu keiner Kniepunktänderung für Änderungen der Helligkeitseinstellung um 2 Stufen oder weniger führen, würde jedoch zu einer Kniepunktänderung führen, wenn sich die Helligkeitseinstellung um 3 oder mehr Stufen ändert.
Die Hystereseschwelle kann auf verschiedene Werte programmierbar sein (z. B. in Abhängigkeit von einer bestimmten Betriebsart der Vorrichtung 10 oder Anzeige 14), kann eliminiert (oder deaktiviert) werden, sodass eine Änderung der Helligkeitseinstellung zu einem neuen Kniepunkt führt, oder kann auf einen spezifischen Wert festgelegt werden, der in der Vorrichtung 10 gespeichert wird. Die Hystereseschwelle kann, falls gewünscht, für verschiedene Helligkeitseinstellungen unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die Hystereseschwelle auf der anfänglichen Helligkeitseinstellung und/oder der endgültigen Helligkeitseinstellung basieren, die mit einer Änderung der Helligkeitseinstellung verknüpft ist (z. B. kann ein Wechsel von Helligkeit der Stufe 5 zu Helligkeit der Stufe 4 mit einer ersten Hystereseschwelle verglichen werden, während ein Wechsel von Helligkeit der Stufe 13 zu Helligkeit der Stufe 12 mit einer zweiten Hystereseschwelle verglichen werden kann). Falls gewünscht, kann die Hystereseschwelle asymmetrisch sein, sodass Zunahmen der Helligkeitseinstellungen mit einer anderen Hystereseschwelle verglichen werden als Abnahmen der Helligkeitseinstellungen. Beispielsweise kann ein Wechsel von Helligkeit der Stufe 13 zu Helligkeit der Stufe 14 mit einer ersten Hystereseschwelle verglichen werden, während ein Wechsel von Helligkeit der Stufe 13 zu Helligkeit der Stufe 12 mit einer zweiten Hystereseschwelle verglichen werden kann, die entweder größer oder kleiner als die erste Hystereseschwelle ist. Diese Beispiele sind lediglich veranschaulichend für verschiedene Hystereseschwellen, die auferlegt werden können, um unnötige Kniepunktänderungen für geringfügige Wechsel der Helligkeitseinstellung zu vermeiden.
Wenn die Steuerschaltlogik 56 bestimmt, dass eine Kniepunktänderung notwendig ist (z. B. wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung größer als die Hystereseschwelle ist), kann die Verarbeitung zu Schritt 104 wechseln.
In Schritt 104 kann die Steuerschaltlogik 56 einen neuen Kniepunkt für die Hintergrundbeleuchtung 58 basierend auf der neuen Anzeigehelligkeitseinstellung bestimmen. Dies kann beispielsweise das Berechnen eines neuen Kniepunkts unter Verwendung einer in der Vorrichtung 10 gespeicherten Funktion (z. B. einer Funktion, die eine Kurve des in 10 gezeigten Typs darstellt), das Nachschlagen eines neuen Kniepunkts unter Verwendung einer in der Vorrichtung 10 gespeicherten Nachschlagetabelle (z. B. einer Nachschlagetabelle des in 11 gezeigten Typs) oder die Anwendung anderer geeigneter Verfahren einschließen. Wie im Zusammenhang mit 9 erörtert, ist der Kniepunkt ein Schwellenluminanzwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Lichtquellen 64 unter Verwendung eines analogen Steuerschemas oder eines digitalen Steuerschemas (z. B. eines PWM-Schemas) zu steuern sind. Der Kniepunkt steuert auch den Dimmbereich, der unter einem PWM-Dimmschema erzielbar ist.
In dem optionalen Schritt 106 kann ein Zeitfilter angewendet werden, sodass sich der Kniepunkt über einen Zeitraum graduell in den gewünschten neuen Kniepunkt ändert. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Kniepunkt ändert, kann, falls gewünscht, von der absoluten Änderung des Kniepunkts abhängen. Die Steuerschaltlogik 56 kann so konfiguriert sein, dass sie nur eine gegebene Anzahl von Aktualisierungen pro Frame von Anzeigedaten (z. B. eine Aktualisierung pro Frame, zwei Aktualisierungen pro Frame, eine Aktualisierung für je zwei Frames usw.) erlaubt.
In Schritt 108 kann die Steuerschaltlogik 56 Steuersignale an die Lichtquellen 64 der Hintergrundbeleuchtung 58 unter Verwendung des geeigneten Kniepunkts bereitstellen. Wenn beispielsweise die Steuerschaltlogik in Schritt 102 feststellt, dass keine Kniepunktänderung notwendig ist, dann kann die Steuerschaltlogik 56 den aktuellen unveränderten Kniepunkt zum Erzeugen von Steuersignalen für die Hintergrundbeleuchtung 58 in Schritt 108 verwenden. Wenn stattdessen in Schritt 104 ein neuer Kniepunkt bestimmt wird, dann kann die Steuerschaltlogik 56 den neuen Kniepunkt zum Erzeugen von Steuersignalen für die Hintergrundbeleuchtung 58 in Schritt 108 verwenden.
Wie im Zusammenhang mit 9 erörtert, kann die Steuerschaltlogik 56 analoge Steuersignale verwenden, um Hintergrundlicht-Helligkeitspegel oberhalb des Kniepunkts zu erzeugen, und PWM-Steuersignale, um Hintergrundlicht-Helligkeitspegel unterhalb des Kniepunkts zu erzeugen.
In Schritt 110 kann die Steuerschaltlogik 56 die PWM- und/oder die analogen Steuersignale an Lichtquellen 64 der Hintergrundbeleuchtung 58 bereitstellen. Lichtquellen 64, die Luminanzwerte unterhalb des Kniepunkts erzeugen sollen, können PWM-Steuersignale empfangen, während Lichtquellen 64, die Luminanzwerte oberhalb des Kniepunkts erzeugen sollen, analoge Steuersignale empfangen können. Die Verwendung eines dynamischen Kniepunkts kann ermöglichen, dass verschiedene Dimmbereiche (z. B. verschiedene Bereiche von Hintergrundbeleuchtungs-Luminanzwerten) unter Verwendung eines PWM-Schemas erzielt werden. Beispielsweise können, wie in 12 gezeigt, niedrigere minimale Luminanzwerte erzielt werden, wenn der Kniepunkt bei einer niedrigen Helligkeitseinstellung reduziert wird, wodurch Dunkelheiten dunkler (z. B. weniger ausgewaschen) erscheinen und der Kontrast erhöht wird, wenn die Anzeige bei niedrigen Helligkeiten betrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Anzeige, aufweisend eine Hintergrundbeleuchtung mit mindestens einer Lichtquelle, die Licht mit einem Helligkeitspegel erzeugt, und Steuerschaltlogik einschließt, die konfiguriert ist, um die Anzeige gemäß einer Helligkeitseinstellung zu betreiben, eine Schwellenhelligkeit basierend auf der Helligkeitseinstellung zu bestimmen und analoge Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel größer als die Schwellenhelligkeit ist, und Pulsweitenmodulations-Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel kleiner als die Schwellenhelligkeit ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform bildet die Lichtquelle einen Teil eines Arrays von Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Array von Lichtquellen lokal dimmbare Lichtquellen ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Array von Lichtquellen ein zweidimensionales Array von lichtemittierenden Dioden ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Umgebungslichtquelle ein, die einen Umgebungslichtpegel misst, die Helligkeitseinstellung basiert auf dem Umgebungslichtpegel
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung eine Eingabevorrichtung ein, mit der eine Benutzerhelligkeitseinstellung reguliert wird, die Helligkeitseinstellung basiert auf der Benutzerhelligkeitseinstellung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Eingabevorrichtung einen Berührungssensor ein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Steuerschaltlogik ferner konfiguriert, um die Anzeige gemäß einer aktualisierten Helligkeitseinstellung zu betreiben, die sich von der Helligkeitseinstellung unterscheidet, eine aktualisierte Schwellenhelligkeit basierend auf der aktualisierten Helligkeitseinstellung zu bestimmen, die aktualisierte Schwellenhelligkeit unterscheidet sich von der Schwellenhelligkeit; und analoge Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel größer als die aktualisierte Schwellenhelligkeit ist, und Pulsweitenmodulations-Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel kleiner als die aktualisierte Schwellenhelligkeit ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Steuerschaltlogik konfiguriert, um eine Differenz zwischen der aktualisierten Helligkeitseinstellung und der Helligkeitseinstellung mit einer Hystereseschwelle zu vergleichen, und die Steuerschaltlogik bestimmt die aktualisierte Schwellenhelligkeit, wenn die Differenz größer als die Hystereseschwelle ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Steuerschaltlogik konfiguriert, um einen Zeitfilter anzuwenden, um die Schwellenhelligkeit graduell auf die aktualisierte Schwellenhelligkeit umzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Anzeige bereitgestellt, die einschließt ein Array von Pixeln, ein Array von Lichtquellen, welches das Array von Pixeln überlappt, die Lichtquellen sind lokal dimmbar und sind jeweils konfiguriert, um Licht mit verschiedenen Helligkeitspegeln zu erzeugen, und Steuerschaltlogik, welche die Lichtquellen unter Verwendung eines analogen Dimmschemas für Helligkeitspegel oberhalb einer Schwelle und eines Pulsweitenmodulations-Dimmschemas für Helligkeitspegel unterhalb der Schwelle betreibt, die Schwelle ist regulierbar.
Gemäß einer anderen Ausführungsform betreibt die Steuerschaltlogik die Anzeige mit einer Helligkeitseinstellung und die Schwelle basiert auf der Helligkeitseinstellung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform reguliert die Steuerschaltlogik die Schwelle, wenn sich die Helligkeitseinstellung ändert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform verwendet die Steuerschaltlogik eine Nachschlagetabelle, um die Schwelle zu regulieren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die Lichtquellen lichtemittierende Dioden ein.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, das einschließt Betreiben einer Anzeige, die Steuerschaltlogik und eine Hintergrundbeleuchtung mit einem Array von Lichtquellen aufweist, Betreiben, mit der Steuerschaltlogik, der Anzeige gemäß einer Helligkeitseinstellung, Bereitstellen, mit der Steuerschaltlogik, von analogen Steuersignalen an die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung, um Luminanzpegel oberhalb einer Schwelle zu erzeugen, Bereitstellen, mit der Steuerschaltlogik, von Pulsweitenmodulations-Steuersignalen an die Lichtquellen, um Luminanzpegel unterhalb der Schwelle zu erzeugen, und Regulieren, mit der Steuerschaltlogik, der Schwelle als Reaktion auf eine Änderung der Helligkeitseinstellung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Vergleichen der Änderung der Helligkeitseinstellung mit einer Hystereseschwelle ein, das Regulieren der Schwelle als Reaktion auf die Änderung der Helligkeitseinstellung schließt das Regulieren der Schwelle ein, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung die Hystereseschwelle überschreitet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Anwenden, mit der Steuerschaltlogik, eines Zeitfilters ein, um die Schwelle als Reaktion auf die Änderung der Helligkeitseinstellung graduell zu regulieren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Regulieren der Schwelle das Verringern der Schwelle ein, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung einer Verringerung der Helligkeitseinstellung entspricht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Regulieren der Schwelle das Erhöhen der Schwelle ein, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung einer Erhöhung der Helligkeitseinstellung entspricht.
Das Vorstehende ist lediglich veranschaulichend, und verschiedene Modifikationen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 15907097 [0001]
US 62/526276 [0001]

Claims

Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Anzeige, aufweisend eine Hintergrundbeleuchtung mit mindestens einer Lichtquelle, die Licht mit einem Helligkeitspegel erzeugt; und eine Steuerschaltlogik, die konfiguriert ist, um: die Anzeige gemäß einer Helligkeitseinstellung zu betreiben; eine Schwellenhelligkeit basierend auf der Helligkeitseinstellung zu bestimmen; und analoge Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel größer als die Schwellenhelligkeit ist, und Pulsweitenmodulations-Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel kleiner als die Schwellenhelligkeit ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle einen Teil eines Arrays von Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung bildet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Array von Lichtquellen lokal dimmbare Lichtquellen umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Array von Lichtquellen ein zweidimensionales Array von lichtemittierenden Dioden umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Umgebungslichtquelle, die einen Umgebungslichtpegel misst, wobei die Helligkeitseinstellung auf dem Umgebungslichtpegel basiert.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Eingabevorrichtung, mit der eine Benutzerhelligkeitseinstellung reguliert wird, wobei die Helligkeitseinstellung auf der Benutzerhelligkeitseinstellung basiert.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Eingabevorrichtung einen Berührungssensor umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltlogik ferner konfiguriert ist, um: die Anzeige gemäß einer aktualisierten Helligkeitseinstellung zu betreiben, die sich von der Helligkeitseinstellung unterscheidet; eine aktualisierte Schwellenhelligkeit basierend auf der aktualisierten Helligkeitseinstellung zu bestimmen, wobei sich die aktualisierte Schwellenhelligkeit von der Schwellenhelligkeit unterscheidet; und analoge Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel größer als die aktualisierte Schwellenhelligkeit ist, und Pulsweitenmodulations-Steuersignale an die Lichtquelle bereitzustellen, wenn der Helligkeitspegel kleiner als die aktualisierte Schwellenhelligkeit ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerschaltlogik konfiguriert ist, um eine Differenz zwischen der aktualisierten Helligkeitseinstellung und der Helligkeitseinstellung mit einer Hystereseschwelle zu vergleichen, und wobei die Steuerschaltlogik die aktualisierte Schwellenhelligkeit bestimmt, wenn die Differenz größer als die Hystereseschwelle ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerschaltlogik konfiguriert ist, um einen Zeitfilter anzuwenden, um die Schwellenhelligkeit graduell auf die aktualisierte Schwellenhelligkeit umzustellen.
Anzeige, umfassend: ein Array von Pixeln, ein Array von Lichtquellen, welches das Array von Pixeln überlappt, wobei die Lichtquellen lokal dimmbar sind und jeweils konfiguriert sind, um Licht mit verschiedenen Helligkeitspegeln zu erzeugen; und Steuerschaltlogik, welche die Lichtquellen unter Verwendung eines analogen Dimmschemas für Helligkeitspegel oberhalb einer Schwelle und eines Pulsweitenmodulations-Dimmschemas für Helligkeitspegel unterhalb der Schwelle betreibt, wobei die Schwelle regulierbar ist.
Anzeige nach Anspruch 11, wobei die Steuerschaltlogik die Anzeige mit einer Helligkeitseinstellung betreibt und wobei die Schwelle auf der Helligkeitseinstellung basiert.
Anzeige nach Anspruch 12, wobei die Steuerschaltlogik die Schwelle reguliert, wenn sich die Helligkeitseinstellung ändert.
Anzeige nach Anspruch 13, wobei die Steuerschaltlogik eine Nachschlagetabelle verwendet, um die Schwelle zu regulieren.
Anzeige nach Anspruch 13, wobei die Lichtquellen lichtemittierende Dioden umfassen.
Verfahren zum Betreiben einer Anzeige, die Steuerschaltlogik und eine Hintergrundbeleuchtung mit einem Array von Lichtquellen aufweist, umfassend: mit der Steuerschaltlogik, Betreiben der Anzeige gemäß einer Helligkeitseinstellung; mit der Steuerschaltlogik, Bereitstellen von analogen Steuersignalen an die Lichtquellen in der Hintergrundbeleuchtung, um Luminanzpegel oberhalb einer Schwelle zu erzeugen; mit der Steuerschaltlogik, Bereitstellen von Pulsweitenmodulations-Steuersignalen an die Lichtquellen, um Luminanzpegel unterhalb der Schwelle zu erzeugen; und mit der Steuerschaltlogik, Regulieren der Schwelle als Reaktion auf eine Änderung der Helligkeitseinstellung.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Vergleichen der Änderung der Helligkeitseinstellung mit einer Hystereseschwelle, wobei das Regulieren der Schwelle als Reaktion auf die Änderung der Helligkeitseinstellung das Regulieren der Schwelle umfasst, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung die Hysterese schwelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend, mit der Steuerschaltlogik, Anwenden eines Zeitfilters, um die Schwelle als Reaktion auf die Änderung der Helligkeitseinstellung graduell zu regulieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Regulieren der Schwelle das Verringern der Schwelle umfasst, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung einer Verringerung der Helligkeitseinstellung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Regulieren der Schwelle das Erhöhen der Schwelle umfasst, wenn die Änderung der Helligkeitseinstellung einer Erhöhung der Helligkeitseinstellung entspricht.