DE202016001258U1 - Lighting device with circadian full color display - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für eine optische Anzeigeeinrichtung mit einer Matrix für eine realistische Farbdarstellung auf der optischen Anzeigeeinrichtung, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Matrix, wobei die Matrix wenigstens ein ROT-Expressionselement und wenigstens ein GRÜN-Expressionselement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix wenigstens ein BLAU-Expressionselement (5.1; B) mit einer dominanten Wellenlänge von kleiner 450 nm aufweist.A lighting device for an optical display device having a matrix for a realistic color representation on the optical display device, having a control device for controlling the matrix, wherein the matrix has at least one ROT expression element and at least one GREEN expression element, characterized in that the matrix is at least one BLUE Expression element (5.1; B) having a dominant wavelength of less than 450 nm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für eine optische Anzeigeeinrichtung mit einer Vollfarben-Einrichtung für eine realistische Farbdarstellung auf der optischen Anzeigeeinrichtung, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Vollfarben-Einrichtung, wobei die Vollfarben-Einrichtung wenigstens ein ROT-Expressionselement und wenigstens ein GRÜN-Expressionselement aufweist.The present invention relates to a lighting device for an optical display device having a full-color device for a realistic color representation on the optical display device, with a control device for controlling the full-color device, wherein the full-color device at least one ROT expression element and at least one GREEN expression element having.

Eine solche Beleuchtungsvorrichtung ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und wird zum Beispiel in elektronischen angesteuerten Bildschirmen oder Displays eingesetzt, um elektronisch erzeugte Bilder in hoher Farbqualität darzustellen.Such a lighting device is well known in the art and is used, for example, in electronic controlled screens or displays to display electronically generated images in high color quality.

Für eine Vollfarbdarstellung wird üblicherweise der RGB-Farbraum genutzt, bei dem eine Farbwahrnehmung durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau nachgebildet wird.For a full-color representation, the RGB color space is usually used, in which a color perception is simulated by mixing the three primary colors red, green and blue.

Es ist bekannt, dass die Farbe Blau im Wellenlängenbereich von 450 nm bis 490 nm liegt und dem menschlichen Körper suggeriert, wach zu bleiben. Insofern steht der Gebrauch optischer Anzeigeeinrichtungen mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die den RGB-Farbraum nutzt, nicht im Einklang mit der circadianen Rhythmik des Menschen. Der menschliche Körper erhält in den Abendstunden bei Gebrauch einer solchen optischen Anzeigeeinrichtung die circadian falsche Information, er befinde sich in den Morgenstunden.It is known that the color blue lies in the wavelength range from 450 nm to 490 nm and suggests to the human body to stay awake. As such, the use of optical display devices with a lighting device utilizing the RGB color space is inconsistent with the human circadian rhythm. The human body receives in the evening hours with the use of such a visual display the circadian false information that he is in the morning.

Aus dem vorgenannten Grund gibt es bereits Beleuchtungsvorrichtungen für optische Anzeigeeinrichtungen, bei denen abends der Blau-Kanal deaktiviert wird. Die nachgebildete Farbdarstellung auf der optischen Anzeigeeinrichtung entspricht dann aber nicht mehr der wahrgenommenen Farbdarstellung. Durch die Deaktivierung des Blau-Kanals wird die nachgebildete Farbdarstellung orange rot eingefärbt. Eine solche Verfälschung der nachgebildeten Farbdarstellung ist aber unerwünscht und beeinträchtigt häufig auch die Arbeit mit einer solchen optischen Anzeigeeinrichtung.For the above reason, there are already lighting devices for optical display devices, in which evening the blue channel is deactivated. The simulated color representation on the optical display device then no longer corresponds to the perceived color representation. By deactivating the blue channel, the reproduced color representation is colored orange red. However, such a falsification of the reproduced color representation is undesirable and often also interferes with the work with such an optical display device.

Die Aufgabe der Folgenerfindung ist daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für eine optische Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch die in den Abendstunden nachgebildete circadian korrekte Farbdarstellung einer realen Farbwahrnehmung entspricht.The object of the invention is therefore to refine a lighting device for an optical display device of the type mentioned at the outset in such a way that the circadian color representation reproduced in the evening hours corresponds to a real color perception.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vollfarben-Einrichtung wenigstens ein blau-Expressionselement mit einer dominanten Wellenlänge von kleiner 450 nm aufweist.The object is achieved in that the full-color device has at least one blue expression element with a dominant wavelength of less than 450 nm.

Im Folgenden werden unterschiedliche Wellenlängenbereiche den Farbbestandteil Blau Bezug auf ein BLAU/blau-Expressionselement durch die Schreibweise des Farbbestandteils Blau zum Ausdruck gebracht. Das BLAU-Expressionselement im normalen, üblichen Wellenlängenbereich von 450 nm bis 490 nm wird mit Goßbuchstaben geschrieben, während das blau-Expressionselement im erfindungsgemäßen Wellenlängenbereich von kleiner 450 nm mit Kleinbuchstaben geschrieben wird.In the following, different wavelength ranges of the color component blue with respect to a blue / blue expression element are expressed by the notation of the color component blue. The BLAU expression element in the normal, usual wavelength range of 450 nm to 490 nm is written with capital letters, while the blue expression element in the wavelength range of less than 450 nm according to the invention is written in lower case letters.

Es hat sich erfindungsgemäß herausgestellt, dass die Farbe Blau mit einer Wellenlänge von kleiner/gleich 450 nm nicht mehr die circadiane Fehlinformation an einen menschlichen Körper liefert. Mit der Wahl einer Wellenlänge von zum Beispiel 440 nm für den Farbbestandteil Blau lässt sich auf der optischen Anzeigeeinrichtung eine Farbdarstellung sehr realitätsnah nachbilden, sodass dem Betrachter keine Unterschiede im Vergleich zu einer Nachbildung mit dem Farbbestandteil Blau im Wellenlängenbereich von 450 nm bis 490 nm auffallen, wenn nicht beide Nachbildungen nebeneinander angeordnet sind. Die Unterschiede sind so gering, dass sie auch andere Ursachen als eine Variation des Wellenlängenbereichs des Farbbestandteils Blau haben könnten.It has been found according to the invention that the blue color with a wavelength of less than or equal to 450 nm no longer supplies the circadian misinformation to a human body. With the choice of a wavelength of, for example, 440 nm for the color component blue, a color representation can be simulated very realistically on the optical display device so that the viewer will not notice any differences in comparison to a simulation with the color component blue in the wavelength range from 450 nm to 490 nm. if not both replicas are arranged side by side. The differences are so small that they could have causes other than a variation of the wavelength range of the color component blue.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Vollfarben-Einrichtung zusätzlich wenigstens ein BLAU-Expressionselement mit einer dominanten Wellenlänge von größer 450 nm aufweist. Das gleichzeitige Vorsehen eines blau-Expressionselements, dass mit einem Wellenlängenbereich von kleiner 450 nm arbeitet, und eines BLAU-Expressionselements, das mit einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 490 nm arbeitet, eröffnet die Möglichkeit, eine optische Anzeigeeinrichtung nicht nur abends sondern über den ganzen Tag circadian zu optimieren. Die optische Anzeigeeinrichtung kann so gesteuert werden, dass morgens das BLAU-Expressionselement dominiert und dann über den Tag seine Dominanz verliert und am Abend das klein blau-Expressionselement dominiert.A further advantage of the present invention is that the full-color device additionally has at least one BLUE expression element with a dominant wavelength of greater than 450 nm. The simultaneous provision of a blue expression element which operates with a wavelength range of less than 450 nm and a blue expression element which operates with a wavelength range of 450 nm to 490 nm, opens the possibility of an optical display not only in the evening but over the whole Optimize day circadian. The optical display device can be controlled so that in the morning the BLUE expression element dominates and then loses its dominance over the day and in the evening the small blue expression element dominates.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Steuereinrichtung in einem circadian unwirksamen Betrieb das wenigstens eine BLAU-Expressionselement deaktiviert und das wenigstens eine blau-Expressionselement aktiviert. Dadurch ist es möglich, die optische Anzeigeeinrichtung individuell an bestimmte Umgebungssituationen anzupassen. Dies kann zu Beispiel notwendig sein, wenn die optische Anzeigeeinrichtung mit ihrem Benutzer eine Reise durch Zeitzonen unternimmt.A further advantage of the present invention is that the control device deactivates the at least one BLUE expression element in a circadian inactive operation and activates the at least one blue expression element. This makes it possible to adapt the optical display device individually to specific environmental situations. This may be necessary, for example, when the optical display device is traveling with its user through time zones.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Steuereinrichtung mit Unterstützung einer Software eine durch das blau-Expressionselement verursachte Farbverfälschung ausgleicht. Durch Software unterstützte Farbkorrekturen sind in der digitalen Fotografie heute üblich. Die nur sehr geringen Unterschiede zwischen der Nachbildung einer Farbdarstellung mit dem blau-Expressionselement im Vergleich zu einer Farbdarstellung mit dem BLAU-Expressionselement können mithilfe einer Software in einfacher Weise ausgeglichen werden. Der Betrachter wird daher dann bei der vorliegenden Erfindung gar keine Unterschiede in der nachgebildeten Farbdarstellung erkennen können.Another advantage of the present invention is that the controller, with the assistance of software, avoids color corruption caused by the blue expression element balances. Software-assisted color grading is common in digital photography today. The very small differences between the replication of a color representation with the blue expression element as compared to a color representation with the BLUE expression element can be easily compensated by means of software. The viewer will therefore be able to recognize no differences in the reproduced color representation in the present invention.

Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise mit OLED-Displays oder LCD-Displays verwendet werden.The present invention can be advantageously used with OLED displays or LCD displays.

Weiterer Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den weiteren Merkmalen der Unteransprüche.Further advantages of the present invention emerge from the further features of the subclaims.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht in starker Vergrößerung eines RGBb-Displays gemäß vorliegender Erfindung; 1 a schematic view in high magnification of a RGBb display according to the present invention;

2 eine schematische Ansicht in starker Vergrößerung eines RGB-Displays gemäß Stand der Technik; 2 a schematic view in high magnification of a RGB display according to the prior art;

3 eine schematische Darstellung mit circadianer Wirkung gemäß Stand der Technik; 3 a schematic representation with circadian effect according to the prior art;

4 eine schematische Darstellung mit circadianer Wirkung gemäß vorliegender Erfindung; und 4 a schematic representation with circadian effect according to the present invention; and

5 eine schematische Darstellung der Farbräume gemäß vorliegender Erfindung und gemäß Stand der Technik. 5 a schematic representation of the color spaces according to the present invention and in accordance with the prior art.

In 1 ist in einer starken Vergrößerung ein schematischer Ausschnitt einer optischen Anzeigeeinrichtung 1 in der Ausführungsform eines Displays OLED-Displays dargestellt. Die Darstellung ist auf die Anordnung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 3 beschränkt. Die technische Anbindung der Beleuchtungsvorrichtung 3 an die optische Anzeigeeinrichtung 1 erfolgt in ganz allgemein bekannter Bauweise und ist hier nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtung 3 weist eine Matrix auf, in der Pixel 5.1 in Reihen 5.2 und Spalten 5.3 angeordnet sind. Die Pixel 5.1 sind im Sinne der vorliegenden Erfindung ROT-, GRÜN-, BLAU- und blau-Expressionselemente und in 1 mit R für Rot, G für Grün, B für Blau mit einer Wellenlänge von 450 nm bis 490 nm und b für Blau mit einer Wellenlänge von kleiner 450 nm bezeichnet.In 1 is a schematic section of an optical display device in a high magnification 1 represented in the embodiment of a display OLED displays. The illustration is based on the arrangement of a lighting device according to the invention 3 limited. The technical connection of the lighting device 3 to the optical display device 1 takes place in a generally known construction and is not the subject of the present invention. The lighting device 3 has a matrix in which pixels 5.1 in rows 5.2 and columns 5.3 are arranged. The pixels 5.1 are for the purposes of the present invention, RED, GREEN, BLUE and blue expression elements and in 1 with R for red, G for green, B for blue with a wavelength of 450 nm to 490 nm and b for blue with a wavelength of less than 450 nm.

Die in 1 dargestellte Anordnung mit einer vierten, nicht-circadianen Pixelfarbe zusätzlich zu der normalen blauen Pixelfarbe stellt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Es ist aber möglich, die Beleuchtungsvorrichtung 3 gemäß vorliegender Erfindung nur mit drei Pixelfarben, unter Weglassung der normalen Pixelfarbe Blau, zu konstruieren.In the 1 The illustrated embodiment having a fourth, non-circadian pixel color in addition to the normal blue pixel color represents the preferred embodiment of the present invention. However, it is possible to use the lighting device 3 according to the present invention, only with three pixel colors, omitting the normal pixel color blue.

Im Unterschied zu OLED-Displays (OLED = Organic Light.itting Diode), wie in 1, sind IC-Displays (LCD = Liquid Crystal Display) mit einer Filterfolie versehen, die vor Flüssigkristallpixeln angeordnet ist und von einer LED-Matrix (LED = Light.itting Diode) durchleuchtet wird. Die LEDs bilden also eine Hintergrundbeleuchtung und stellen die Beleuchtungsvorrichtung 3 gemäß vorliegender Erfindung dar. Zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung werden die LEDs der Beleuchtungsvorrichtung 3 durch farbige LEDs bzw. Expressionselemente ersetzt. Auch in diesem Falle bitte die in der bevorzugten Ausführungsform neben einer LED in der Farbe Rot R, Grün G und Blau B auch eine LED in der Farbe Blau b mit einer Wellenlänge kleiner 450 nm verwendet.In contrast to OLED displays (OLED = Organic Light.itting Diode), as in 1 , LCD (liquid crystal display) displays are provided with a filter film, which is arranged in front of liquid crystal pixels and is illuminated by a LED matrix (LED = Light.itting diode). The LEDs thus form a backlight and provide the lighting device 3 In accordance with the present invention, the LEDs of the lighting device will be used to practice the present invention 3 replaced by colored LEDs or expression elements. Also in this case, please in the preferred embodiment in addition to an LED in the color red R, green G and blue B, an LED in the color blue b used with a wavelength less than 450 nm.

Mithilfe einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) kann dann entweder zwischen einer weißen (RGB) Hintergrundbeleuchtung und einer nicht-circadian wirksamen weißen (RGb) Hintergrundbeleuchtung umgeschaltet werden. Die Steuereinrichtung funktioniert für OLED-Displays und LCD-Displays in gleicher Weise, so dass die Umschaltung in den beiden optischen Anzeigeeinrichtungen auch in gleicher Weise möglich ist.By means of a controller (not shown), one can then switch between either a white (RGB) backlight and a non-circadian white (RGb) backlight. The controller works for OLED displays and LCD displays in the same way, so that the switching in the two optical display devices is also possible in the same way.

Durch die leichte Verschiebung des Spektrums der blauen LED und OLED von BLAU hin zu blau, also von einer Wellenlänge größer 450 nm hin zu einer Wellenlänge kleiner 450 nm, kann bei intensiven Farben eine leichte Farbverfälschung auftreten. Diese Verfälschung kann mithilfe einer Software ausgeglichen werden. Solche Programme zur farblichen Nachbearbeitung von elektronisch angesteuerten optischen Anzeigeeinrichtungen sind allgemein bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Due to the slight shift in the spectrum of the blue LED and OLED from blue to blue, ie from a wavelength greater than 450 nm to a wavelength of less than 450 nm, a slight color falsification can occur in the case of intense colors. This adulteration can be compensated using software. Such programs for color post-processing of electronically controlled optical display devices are well known and not the subject of the present invention.

In 3 und 4 sind nachgebildete Farbdarstellungen unter Berücksichtigung der circadianen Wirkung, d. h., in 3 ist der Stand der Technik dargestellt, in dem das BLAU-Expressionselement mit zunehmender Tageszeit deaktiviert wird, so dass die nachgebildete Farbdarstellung zunehmend orange rot wird. In 4 ist die vorliegende Erfindung dargestellt, bei der zu gleichen Zeiten wie in 3 das BLAU-Expressionselement mit zunehmender Tageszeit deaktiviert und das blau-Expressionselement mit zunehmender Tageszeit aktiviert wird. Es sind in 4 keine Unterschiede in den Nachbildungen der Farbdarstellungen zwischen einer morgendlichen Darstellung um 5:00 Uhr und einer abendlichen Darstellung um 20:00 Uhr zu erkennen. Hier werden fast alle Farben, sowie alle Weißtöne auch ohne circadiane Wirkung dargestellt.In 3 and 4 are reproduced color representations taking into account the circadian effect, ie, in 3 The state of the art is shown in which the BLUE expression element is deactivated with increasing time of day, so that the replicated color representation becomes increasingly orange-red. In 4 the present invention is shown in which at the same times as in 3 the BLUE expression element is deactivated with increasing time of day and the blue expression element is activated with increasing time of day. There are in 4 to see no differences in the replicas of the color representations between a morning representation at 5:00 o'clock and an evening representation at 20:00 o'clock. Here almost all colors, as well as all shades of white are also shown without circadian effect.

In 5 sind schematisch Farbräume dargestellt. In einer durchgezogenen Dreieck-Linie ist der Farbraum des Samsung AMOLED RGB dargestellt und in einer gestrichelten Dreieck-Linie ist der Nachtmodus eines erfindungsgemäßen OLED RGBb Displays mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 3 dargestellt. Die beiden durch die Dreiecke dargestellten Farbräume sind fast identisch und beinhalten alle Weißtöne.In 5 schematically color spaces are shown. In a solid triangle line, the color space of the Samsung AMOLED RGB is shown and in a dashed triangle line is the night mode of an OLED RGBb display according to the invention with the lighting device according to the invention 3 shown. The two color spaces represented by the triangles are almost identical and contain all whites.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
optische Anzeigeeinrichtungoptical display device
33
Beleuchtungsvorrichtunglighting device
5.15.1
Expressionselement (Pixel, LED)Expression element (pixel, LED)
5.25.2
Reihe von ExpressionselementenSet of expression elements
5.35.3
Spalte von ExpressionselementenColumn of expression elements

Claims (9)

Beleuchtungsvorrichtung für eine optische Anzeigeeinrichtung mit einer Matrix für eine realistische Farbdarstellung auf der optischen Anzeigeeinrichtung, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Matrix, wobei die Matrix wenigstens ein ROT-Expressionselement und wenigstens ein GRÜN-Expressionselement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix wenigstens ein BLAU-Expressionselement (5.1; B) mit einer dominanten Wellenlänge von kleiner 450 nm aufweist.A lighting device for an optical display device having a matrix for a realistic color representation on the optical display device, having a control device for controlling the matrix, wherein the matrix comprises at least one ROT expression element and at least one GREEN expression element, characterized in that the matrix is at least one BLUE Expression element ( 5.1 ; B) having a dominant wavelength of less than 450 nm. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix zusätzlich wenigstens ein BLAU-Expressionselement (5.1; B) mit einer dominanten Wellenlänge von größer 450 nm aufweist.Illumination device according to claim 1, characterized in that the matrix additionally comprises at least one BLUE expression element ( 5.1 ; B) having a dominant wavelength greater than 450 nm. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung in einem circadian unwirksamen Betrieb das wenigstens eine BLAU-Expressionselement (5.1; B) deaktiviert und das wenigstens eine blau-Expressionselement (5.1; b) aktiviert.Lighting device according to claim 2, characterized in that the control device in a circadian inoperative operation, the at least one BLUE expression element ( 5.1 ; B) and the at least one blue expression element ( 5.1 ; b) activated. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit Unterstützung einer Software eine durch das blau-Expressionselement (5.1; b) verursachte Farbverfälschung ausgleicht.Lighting device according to claim 1, characterized in that the control device with support of a software by the blue expression element ( 5.1 ; b) compensates for color distortion caused. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit Unterstützung einer Software eine Farbverfälschung im circadian unwirksamen Betrieb ausgleicht.Lighting device according to claim 2 or 3, characterized in that the control device compensates with the support of software color distortion in circadian inoperative operation. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeigeeinrichtung (1) ein OLED-Display ist.Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical display device ( 1 ) is an OLED display. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine ROT-Expressionselement (5.1; R) ein roter Pixel ist, das wenigstens eine GRÜN-Expressionselement (5.1; G) ein grüner Pixel, das BLAU-Expressionselement ein blauer Pixel (5.1; B) ist und das blau-Expressionselement (5.1; b) ein blauer Pixel mit einer dominanten Wellenlänge kleiner 450 nm ist.Lighting device according to claim 6, characterized in that the at least one ROT expression element ( 5.1 ; R) is a red pixel containing at least one GREEN expression element ( 5.1 ; G) a green pixel, the BLUE expression element a blue pixel ( 5.1 ; B) and the blue expression element ( 5.1 ; b) is a blue pixel with a dominant wavelength less than 450 nm. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeigeeinrichtung (1) ein LCD-Display ist.Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the optical display device ( 1 ) is an LCD display. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine ROT-Expressionselement (5.1; R) eine rote LED ist, das wenigstens eine GRÜN-Expressionselement (5.1; G) eine grüne LED ist, das BLAU-Expressionselement (5.1; B) eine blaue LED ist und das blau-Expressionselement (5.1; b) eine blaue LED mit einer dominanten Wellenlänge kleiner 450 nm ist.Lighting device according to claim 8, characterized in that the at least one ROT expression element ( 5.1 ; R) is a red LED containing at least one GREEN expression element ( 5.1 ; G) is a green LED, the BLUE expression element ( 5.1 ; B) is a blue LED and the blue expression element ( 5.1 ; b) is a blue LED with a dominant wavelength less than 450 nm.
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