DE602004011557T2

DE602004011557T2 - Verfahren und einrichtung zum visuellen maskieren von defekten in matrix-displays zur verwendung von eigenschaften des menschlichen sehens

Info

Publication number: DE602004011557T2
Application number: DE602004011557T
Authority: DE
Inventors: Tom Kimpe
Original assignee: Barco NV
Current assignee: Barco NV
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: KR20060123755A; JP2007512557A; HK1094076A1; KR101121268B1; TWI389095B; ATE385020T1; TW200523870A; US20070126657A1; EP1687793B1; WO2005052902A1; EP1687793A1; US7714881B2; EP1536399A1; DE602004011557D1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum visuellen Überdecken von Defekten von Pixeln oder Teilpixeln in Matrixadressierten elektronischen Anzeigevorrichtungen, insbesondere Anzeigevorrichtungen mit festem Format, wie z. B. Plasmabildschirmen, Feldemissionsanzeigevorrichtungen, Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, elektrolumineszente (EL) Anzeigevorrichtungen, Leuchtdioden (LED) Anzeigevorrichtungen und organische Leuchtdioden (OLED) Anzeigevorrichtungen, insbesondere Anzeigevorrichtungen mit flachem Anzeigefeld (flat Panel displays), die bei der Projektion oder bei Systemkonzepten mit einer direkten Anzeige (direct-viewing-conzepts) verwendet werden.
Die Erfindung betrifft sowohl monochrome als auch farbige Anzeigevorrichtungen und sowohl ausstrahlende, lichtdurchlässige, reflektierende und durchlässig reflektierende (transreflective) Anzeigetechniken, die das Merkmal aufweisen, das jedes Pixel oder Teilpixel einzeln adressierbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Gegenwärtig befinden sich die meisten Matrix basierten Anzeigetechniken, verglichen mit lang etablierten Bildgebenden Techniken, wie z. B. Kathodenstrahlröhren (CRT), noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Als ein Ergebnis existieren noch immer viele Bereiche von Bildqualitätsmängeln, die Probleme in der Akzeptanz dieser Techniken bei bestimmten Anwendungen verursachen.
Matrixbasierte oder matrixadressierte Anzeigevorrichtungen werden aus einzelnen bildgebenden Elementen, genannt Pixel (Picture Elements) zusammengesetzt, die einzeln (bzw. adressiert) mittels entsprechenden Steuerelektroniken angesteuert werden können. Die Steuersignale können einen Pixel in einen ersten Zustand, den An-Zustand (in dem Licht emittiert, durchgelassen oder reflektiert wird) und einen zweiten Zustand, den Aus-Zustand (in dem kein Licht emittiert, durchgelassen oder reflektiert wird) – siehe z. B. EP 117335 – oder bei einigen Anzeigevorrichtungen in einen oder mehrere Zwischenzustände zwischen dem An oder Aus (Modulation von der Menge von emittierten, durchgelassenen oder reflektierten Licht) schalten – siehe z. B. EP 0462619 und EP 117335 .
Da matrixadressierte Anzeigevorrichtungen typischerweise aus vielen Millionen Pixeln aufgebaut sind, existieren oft Pixel, die in einem bestimmten Zustand hängen bleiben (An, Aus oder irgendwo dazwischen). Wenn Pixelelemente mehrere Teilpixel umfassen, die einzeln steuerbar sind oder nicht, können ein oder mehrere von den Teilpixelelementen in einem bestimmten Zustand hängen bleiben. Zum Beispiel kann eine Pixelstruktur drei Teilpixelelemente für rote, grüne und blaue Farbe umfassen. Wenn eins von diesen Teilpixelelementen in einem bestimmten Zustand hängen bleibt, weist die Pixelstruktur eine permanente Farbverschiebung auf. Meistens liegen solche Probleme an einer Fehlfunktion von der Steuerungselektronik von dem einzelnen Pixel (zum Beispiel ein defekter Transistor). Andere mögliche Ursachen sind Probleme mit verschiedenen Produktionsprozessen, die bei der Herstellung von den Anzeigevorrichtungen zum Einsatz kommen und/oder dem physischen Aufbau von diesen Anzeigevorrichtungen, wobei jede davon unterschiedlich in Abhängigkeit von der Art der Technologie der in Rede stehenden elektronischen Anzeige ist. Es ist auch möglich, dass ein Pixel oder ein Teilpixelelement nicht wirklich in einem Zustand fest hängt, sondern ein Leucht- oder Farbverhalten zeigt, das sich deutlich von den Pixeln oder Teilpixeln in der Umgebung unterscheidet. Als nicht einschränkendes Beispiel: ein defekter Pixel zeigt ein Leuchtdichteverhalten, das um mehr als 20% (auf einem oder mehreren Bildniveaus) von den Pixeln in seiner Nachbarschaft differiert, oder ein defekter Pixel zeigt einen dynamischen Wertbereich (maximale Leuchtdichte/minimale Leuchtdichte), der um mehr als 15% von dem dynamischen Wertbereich der Pixel in seiner Nachbarschaft differiert, oder ein defekter Pixel zeigt eine Farbverschiebung, die größer als ein bestimmter Wert, verglichen mit einem Durchschnittswert oder gewünschten Wert für die Anzeigevorrichtung ist. Natürlich sind andere Regeln möglich, um zu entscheiden, an ein Pixel oder Teilpixel defekt ist oder nicht (jede Bedingung, die ein potentielle Gefahr für eine Bildfehlinterpretation darstellt, kann in einer Regel ausgedrückt werden, um zu entscheiden, ob ein Pixel ein defekter Pixel ist). Helle oder dunkle Flecken auf Grund von Staub zum Beispiel, können auch als Pixeldefekte betrachtet werden. Der genaue Grund für das defekte Pixel ist für die vorliegende Erfindung nicht wichtig.
Defekte Pixel oder Teilpixel sind typischerweise für den Anwender von der Anzeigevorrichtung gut sichtbar. Sie resultieren in einer signifikant geringeren (subjektiven) Bildqualität, können sehr ärgerlich oder störend für den Anwender der Anzeigevorrichtung sein und bei anspruchsvollen Anwendungen (wie z. B. medizinische Bildgebung, insbesondere Mammographie) können die defekten Pixel oder Teilpixel die Anzeigevorrichtung für die beabsichtigte Anwendung unbrauchbar machen, da sie zu einer falschen Interpretation von dem dargestellten Bild führen können. Für Anwendungen bei denen eine hohe Bildwiedergabegüte erforderlich ist, wie z. B. bei medizinischen Anwendungen, ist diese Situation nicht akzeptabel.
Die US 5,504,504 beschreibt ein Verfahren und ein Anzeigevorrichtungssystem zum Reduzieren des visuellen Einflusses von Defekten in einer Bildanzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet ein Feld von Pixeln, wobei jeder nicht defekte Pixel einzeln als Reaktion auf Eingabedaten geschaltet werden kann, indem zwischen einem An-Zustand, bei dem Licht auf eine Anzeigefläche geleitet wird und einem Aus-Zustand, bei dem Licht nicht auf die Anzeigefläche gelenkt wird, gewechselt wird. Jeder defekte Pixel wird direkt von einem ersten Ring von Kompensationspixeln, die an den zentralen defekten Pixel angrenzend sind, umgeben. Die Kompensationspixel werden direkt von einem zweiten Ring von Referenzpixeln, die von dem zentralen defekten Pixel beabstandet sind, umgeben. Der adressierende Kreis-bestimmte-Wert von wenigstens einem Kompensationspixel in dem ersten Ring, der das defekte Pixel umgibt, wird von seinem gewünschten oder beabsichtigten Wert auf einen Korrekturwert geändert, um den visuellen Einfluss von dem Defekt zu reduzieren. Bei einer Ausführungsform wird der Wert von den Kompensationspixeln so ausgewählt, dass der durchschnittliche Wert der visuellen Defekte für alle Kompensationspixel und das defekte Pixel gleich dem beabsichtigten Wert des defekten Pixels ist. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Werte der Kompensationspixel eingestellt, indem ein Korrekturwert zu dem gewünschten Wert jedes Kompensationspixels dazuaddiert wird. Der Korrekturwert wird so gewählt, dass die Summe von den Korrekturwerten gleich dem beabsichtigten Wert der defekten Pixel ist.
Es ist ein Nachteil, der in dem vorher genannten Dokument vorgeschlagenen Lösung, dass eine Versuchs-und-Irrtums-Methode für jede andere Anzeigevorrichtung erforderlich ist, um ein vernünftiges Korrekturergebnis zu erzielen.
Aus der WO 03/100756 ist es bekannt, ein fehlerhaftes Pixel, das ein fehlerhaftes Teilpixel aufweist, bei einem Anzeigevorrichtungssystem mit Pixeln, die einen Satz von primären Teilpixeln aufweisen, mit einem zusätzlichen redundanten Teilpixel zu überdecken. Das Überdecken wird durch ein Reduzieren von einem Fehler zwischen einer gewünschten wahrnehmbaren Charakteristik des fehlerhaften Pixels und einer modifizierten wahrnehmbaren Charakteristik des Pixels durchgeführt. Mit anderen Worten ist die Methode darauf fokussiert, eine gewünschte wahrnehmbare Charakteristik des fehlerhaften Pixels zu erhalten, wobei die Anwendung eines redundanten Teilpixels erforderlich ist. Es ist ein Nachteil von diesem Verfahren aus dem vorher genannten Dokument, dass ein redundanter Teilpixel für jeden Pixel erforderlich ist. Das Dokument beschreibt nicht, wie Defekte in einem Anzeigevorrichtungssystem ohne zusätzliche redundante Pixel überdeckt werden.
Zusammenfassung von der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum weniger stark sichtbar machen von defekten Pixeln zur Verfügung zu stellen und dadurch falsche Bildinterpretationen zu vermeiden, wobei das Verfahren für verschiedene Typen von matrixadressierten Anzeigevorrichtungen ohne ein erforderliches Trial-and-Error-Verfahren, um akzeptable Korrekturergebnisse zu erzielen, anwendbar ist.
Das vorher genannte Ziel wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Reduzieren des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von Pixeln umfasst, zur Verfügung gestellt, wobei die Pixel wenigstens drei Teilpixel umfassen, wobei jedes Teilpixel dafür vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann, wobei das Verfahren umfasst:
Zur Verfügung stellen einer Darstellung von einem menschlichen Sehsystem, durch Berechnung von einer erwarteten Antwort von einem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, charakterisieren von wenigstens einem defekten Teilpixel in der Anzeigevorrichtung, wobei das defekte Teilpixel dafür vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren und von einer Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln umgeben ist,
ableiten von Steuersignalen von wenigstens einigen von der Vielzahl von nicht defekten Teilpixeln gemäß der Darstellung von dem menschlichen Sehsystem und der Charakterisierung von dem wenigstens einen Teilpixel, um dadurch eine erwartete Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel zu minimieren, und steuern von wenigstens einigen von der Vielzahl von nicht defekten Teilpixeln mit den abgeleiteten Steuersignalen, wobei die Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel das Verändern des Lichtabgabewertes von wenigstens einem von den nicht defekten Teilpixeln zum Generieren einer weiteren Teilpixelfarbe umfasst, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Das Minimieren der Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel kann ein Einführen von einer Lichtabgabeabweichung in wenigstens ein nicht defektes Teilpixel, das Teil von demselben Pixel wie das defekte Teilpixel ist, umfassen. Die Lichtabgabeabweichung von dem defekten Teilpixel wird dadurch als die Differenz in der Lichtabgabe zwischen dem defekten Teilpixel und der Lichtabgabe von demselben Teilpixel oder einem ähnlichen Teilpixel, das die gleichen Eigenschaften in einem nicht defekten Zustand hat, definiert. Die eingeführte Lichtabgabeabweichung kann gleich der Lichtabgabeabweichung, die durch das defekte Pixel verursacht wird, sein. Das bedeutet, dass die Lichtabgabeabweichung von dem defekten Teilpixel und die eingeführte Lichtabgabeabweichung von dem nicht defekten Teilpixel sich um 50% oder weniger, bevorzugt 20% oder weniger, insbesondere bevorzugt 10% oder weniger unterscheiden und am meisten bevorzugt gleich oder im Wesentlichen gleich sind.
Alternativ kann die Lichtabgabeabweichung so sein, dass eine gesamte Lichtabgabe des Pixels im Wesentlichen gleich einer gesamten Lichtabgabe von einem Pixel ist, das keine defekten Teilpixel aufweist. Das bedeutet, dass die gesamte Lichtabgabe von einem Pixel, das keine defekten Teilpixel aufweist und die gesamte Lichtabgabe von dem gleichen Pixel, das ein defektes Teilpixel aufweist, das gemäß der vorliegenden Erfindung korrigiert ist, um 50% oder weniger, bevorzugt 20% oder weniger, insbesondere bevorzugt 10% oder weniger differieren und am meisten bevorzugt gleich sind.
Das Ableiten von Steuersignalen von wenigstens einigen von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln kann des Weiteren durch ein Berücksichtigen von einer Korrektur für wenigstens einem von: einer Distanz zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung, einem Sehwinkel zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung, dem Vorhandensein von Umgebungsstreulicht, durchgeführt werden.
Das Charakterisieren von wenigstens eines defekten Teilpixels in einer Anzeigevorrichtung kann das Speichern von Charakterisierungsdaten, die den Ort und die nicht lineare Lichtabgabeantwort von einzelnen Teilpixeln charakterisieren, umfassen, wobei die Charakterisierungsdaten Lichtabgaben von einem einzelnen Teilpixel als eine Funktion von seinen Steuersignalen darstellen.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner das Generieren der Charakterisierungsdaten aus Bildern, die von Teilpixeln erhalten wurden, umfassen. Das Generieren der Charakterisierungsdaten kann ferner den Aufbau von einer Anzeigevorrichtungselementprofilkarte umfassen, die die Charakterisierungsdaten für jedes Teilpixel von der Anzeigevorrichtung darstellt.
Das zur Verfügung Stellen einer Darstellung von dem menschlichen Sehsystem kann das Berechnen einer erwarteten Reaktion von dem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, umfassen. Für das Berechnen der erwarteten Reaktion von dem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, kann eine Punktverteilungsfunktion, eine Pupillenfunktion, eine Linienverteilungsfunktion, eine optische Übertragungsfunktion, eine Modulationsübertragungsfunktion oder eine Phasenübertragungsfunktion des Auges angewendet werden. Diese Funktionen können analytisch, z. B. basierend auf Tailor-, Seidel- oder Zernike-Polynomen, oder numerisch beschrieben werden.
Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können, wenn die Reaktion des menschlichen Sehsystems auf einen defekten Teilpixel minimiert wird, Randbedingungen mit einbezogen werden.
Das Minimieren der Reaktion von dem menschlichen Sehsystem kann in Echtzeit oder offline durchgeführt werden.
Ein Defekt kann durch einen defekten Teilpixel oder durch eine externe Ursache, wie z. B. Staub, der auf oder zwischen den Teilpixeln anhaftet, verursacht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Verringern des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von Pixeln umfasst, zur Verfügung gestellt, wobei die Pixel wenigstens drei Teilpixel umfassen, wobei jedes Teilpixel vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann, und vorgesehen ist, von einem menschlichen Sehsystem betrachtet zu werden, wobei erste Charakterisierungsdaten für ein menschliches Sehsystem durch eine Sehcharakterisierungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die Berechnungsmittel zum Berechnen der Reaktion von einem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, aufweist, wobei das System umfasst:
eine Defektcharakterisierungsvorrichtung zum Generieren von zweiten Charakterisierungsdaten für wenigstens ein defektes Teilpixel in der Anzeigevorrichtung, wobei das defekte Teilpixel vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren und von einer Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln umgeben ist,
eine Korrekturvorrichtung zum Ableiten von Steuersignalen für wenigstens einige von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln gemäß den ersten Charakterisierungsdaten und den zweiten Charakterisierungsdaten, so dass eine erwartete Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel minimiert wird, und
Mittel zum Steuern von wenigstens einigen von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln mit den abgeleiteten Steuersignalen, wobei die Korrekturvorrichtung Mittel umfasst, um den Lichtabgabewert von wenigstens einem nicht defekten Teilpixel, das zum Generieren einer weiteren Teilpixelfarbe vorgesehen ist, zu verändern, wobei sich die weitere Teilpixelfarbe von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Die Korrekturvorrichtung kann Mittel zum Einführen von einer Lichtabgabeabweichung in wenigstens ein nicht defektes Teilpixel, das Teil von demselben Pixel wie das defekte Teilpixel ist, umfassen. Die Lichtabgabeabweichung kann gleich einer Lichtabgabeabweichung, die von einem defekten Teilpixel verursacht wird, sein. Die Lichtabgabeabweichung von dem defekten Teilpixel ist dadurch definiert als die Differenz zwischen einer Lichtabgabe des defekten Teilpixels und der Lichtabgabe des selben Teilpixels oder einem ähnlichen Teilpixel, das die gleichen Eigenschaften aufweist, in einem nicht defekten Zustand. Gemäß der Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung differiert die Lichtabgabeabweichung von dem defekten Teilpixel und der eingeführten Lichtabgabeabweichung von dem nicht defekten Teilpixel um 50% oder weniger, bevorzugt 20% oder weniger, insbesondere bevorzugt 10% oder weniger sind und am meisten bevorzugt gleich oder im Wesentlichen gleich sind.
Alternativ ist die Lichtabgabeabweichung so, dass eine Lichtabgabe des Pixels im Wesentlichen gleich einer Lichtabgabe des Pixels ist, das keine defekten Teilpixel aufweist. Das bedeutet, dass die gesamte Lichtabgabe von einem Pixel, das keine defekten Teilpixel aufweist, und der gesamten Lichtabgabe von demselben Pixel, das einen defekten Teilpixel aufweist, der gemäß der vorliegenden Erfindung korrigiert ist, um 50% oder weniger, bevorzugt 20% oder weniger, insbesondere bevorzugt 10% oder weniger differiert und am meisten bevorzugt gleich sind.
Die Korrekturvorrichtung zum Ableiten der Steuersignale kann zum Ableiten von Steuersignalen angepasst werden, dass eine Korrektur für wenigstens eines aus Folgendem berücksichtigt wird: eine Distanz zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung, ein Sehwinkel zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung, das Vorhandensein von Umgebungsstreulicht. Die Beschreibungsvorrichtung für defekte Teilpixel kann eine Bilderfassungsvorrichtung zum Generieren von einem Bild von den Teilpixeln von der Anzeigevorrichtung umfassen. Die Beschreibungsvorrichtung für defekte Teilpixel kann ferner eine Teilpixelpositionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der aktuellen Position von einzelnen Teilpixeln von der Anzeigevorrichtung umfassen.
Bei einem System gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum zur Verfügung Stellen der ersten Charakterisierungsdaten eine Sehcharakterisierungsvorrichtung, die Berechnungsmittel zum Berechnen der Reaktion von dem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, aufweist, zur Verfügung gestellt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Matrixadressierte Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von einem Bild, das vorgesehen ist, von einem menschlichen Sehsystem betrachtet zu werden, vorgesehen, wobei die matrixadressierte Anzeigevorrichtung umfasst:
eine Mehrzahl von Pixeln, wobei die Pixel wenigstens drei Teilpixel umfassen, wobei jedes Teilpixel vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann, einen ersten Speicher zum Speichern von ersten Charakterisierungsdaten des menschlichen Sehsystems, einen zweiten Speicher zu Speichern von zweiten Charakterisierungsdaten von wenigstens einem defekten Teilpixel in der Anzeigevorrichtung, wobei das defekte Teilpixel vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren,
eine Modulationsvorrichtung zum Modulieren gemäß den ersten Charakterisierungsdaten, wobei die ersten Charakterisierungsdaten auf einer Berechnung von einer erwarteten Reaktion von dem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird und den zweiten charakterisierenden Daten, Steuersignalen für nicht defekte Teilpixel, die das defekte Teilpixel umgeben, basieren, um so den visuellen Einfluss von dem defekten Teilpixel in der matrixadressierten Anzeigevorrichtung zu reduzieren, wobei das Modulieren der Steuersignale das Verändern des Lichtabgabewertes von wenigstens einem nicht defekten Teilpixel, der vorgesehen ist, eine weitere Teilpixelfarbe zu generieren, umfasst, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Der erste und der zweite Speicher können physikalisch dieselbe Speichervorrichtung sein.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinheit zur Anwendung mit einem System zur Reduzierung des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von Pixeln umfasst, zur Verfügung gestellt, wobei die Pixel wenigstens drei Teilpixel umfassen, wobei jedes Teilpixel vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann, und vorgesehen ist, von einem menschlichen Sehsystem betrachtet zu werden, wobei die Steuereinheit umfasst:
einen ersten Speicher zum Speichern von ersten Charakterisierungsdaten von dem menschlichen Sehsystem,
einen zweiten Speicher zum Speichern von zweiten Charakterisierungsdaten von wenigstens einem defekten Teilpixel, der in der Anzeigevorrichtung vorhanden ist, wobei das defekte Teilpixel vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren, und
Modulationsmittel zum Modulieren gemäß den ersten Charakterisierungsdaten, wobei die ersten Charakterisierungsdaten auf einer Berechnung von einer erwarteten Reaktion von einem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, den zweiten Charakterisierungsdaten und Steuersignalen für nicht defekte Teilpixel, die das defekte Teilpixel umgeben, basieren, so dass der visuelle Einfluss von dem defekten Teilpixel reduziert wird, wobei das Modulieren von den Steuersignalen das Wechseln des Lichtabgabewertes von wenigstens einem nicht defekten Teilpixel umfasst, der vorgesehen ist, eine weitere Teilpixelfarbe zu generieren, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Die vorliegende Erfindung löst somit das Problem von defekten Pixeln und/oder Teilpixeln in matrixadressierten Anzeigevorrichtungen, indem es sie fast unsichtbar für das menschliche Auge unter normalen Nutzungsbedingungen macht. Dies wird durchgeführt, indem das Steuersignal von nicht defekten Pixeln und/oder Teilpixeln in der Nachbarschaft von dem defekten Pixel oder Teilpixel verändert wird.
In der folgenden Beschreibung werden die Pixel oder Teilpixel, die verwendet werden, um das defekte Pixel zu überdecken, „Überdeckelemente" genannt und die defekten Pixel oder Teilpixel selber werden „der Defekt" genannt.
Mit einem defekten Pixel oder Teilpixel ist ein Pixel gemeint, der immer die gleiche Leuchtdichte zeigt, d. h. ein Pixel oder Teilpixel, der in einem bestimmten Zustand (z. B., aber nicht darauf beschränkt, immer schwarz oder immer ganz weiß) fest hängt und/oder das Farbverhalten unabhängig von dem Steuersignal, das appliziert wird, ist, oder ein Pixel oder Teilpixel zeigt eine Leuchtdichte oder ein Farbverhalten, das eine schwere Störung, verglichen mit einem nicht defekten Pixeln oder Teilpixel von der Anzeige Anzeigevorrichtung zeigt. Zum Beispiel kann ein Pixel, der auf ein appliziertes Steuersignal reagiert, aber kein Leuchtdichteverhalten aufweist, das sich sehr von dem Leuchtdichteverhalten von den Nachbarpixeln unterscheidet, z. B. signifikant dunkler oder heller als die umgebenden Pixel ist, als ein defekter Pixel angesehen werden.
Mit visuell Überdecken ist gemeint, dass die Sichtbarkeit und die negativen Effekte von dem Defekt für den Anwender von der Anzeigevorrichtung minimiert werden.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein mathematisches Modell, das in der Lage ist, das optimale Steuersignal für die Verdeckelemente zu berechnen, um die Sichtbarkeit von den Defekten zu minimieren. Derselbe Algorithmus kann für jede Anzeigevorrichtungskonfiguration verwendet werden, da er einige Parameter verwendet, die das Anzeigevorrichtungsverhalten charakterisieren. Es wird ein mathematisches Modell basierend auf der Beschreibung von dem menschlichen Auge verwendet, um die optimalen Steuersignale für die Abdeckelemente zu berechnen. Das Modell beschreibt Algorithmen, um die wirkliche Reaktion von dem menschlichen Auge auf die Überlagerung von dem applizierten Reiz zu berechnen (im Hinblick auf den Defekt und die Überdeckungspixel). Auf diese Weise können die optimalen Steuersignale von den Abdeckelementen als ein mathematisches Minimierungsproblem von einer Funktion mit einer oder mehreren Variablen beschrieben werden. Es ist möglich, ein oder mehrere Randbedingungen zu diesem Minimierungsproblem hinzuzufügen. Beispiel dafür, wenn zusätzliche Randbedingungen benötigt werden, sind Defekte von einem oder mehreren Abdeckelementen, Begrenzungen für das mögliche Steuersignal der Abdeckelemente, Abhängigkeiten von den Steuersignalen der Abdeckelementen, ...
Die vorliegende Erfindung kann die defekten Pixel nicht reparieren, aber macht die Defekte (fast) unsichtbar und vermeidet dadurch eine falsche Bildinterpretation.
Die obigen und weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile von der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die mit Beispielen die Prinzipien der Erfindung darstellen, betrachtet wird. Die Beschreibung wird nur anhand von Beispielen dargestellt, ohne den Schutzbereich der Erfindung einzuschränken. Die Referenzzeichen, auf die unten Bezug genommen wird, beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung von den Figuren
1A zeigt eine matrixadressierte Anzeigevorrichtung, die Graustufenpixel mit gleicher Leuchtdichte aufweist und 1B stellt eine matrixadressierte Anzeigevorrichtung dar, die Graustufenpixel mit unterschiedlicher Leuchtdichte aufweist.
2A zeigt eine LCD-Anzeigevorrichtung, die eine RGB-Streifenpixelanordnung aufweist: ein Pixel umfasst drei farbige Teilpixel in streifenförmiger Anordnung, und die Anzeige weist einen defekten grünen Teilpixel auf, der immer ganz an ist und einen defekten roten Teilpixel auf, der immer aus ist. 2B zeigt eine Graustufen-LCD-basierte matrixadressierte Anzeigevorrichtung, die Teilpixel mit ungleicher Leuchtdichte aufweist.
3A zeigt eine analytische Punktverteilungsfunktion (analytical point spread function (PSF)) im dem Fall, dass die Optik nur als beugungsbegrenzt angesehen wird; 3B und 3C zeigen numerische PSF, die an Testobjekten gemessen wurden.
4A zeigt die Augenreaktion auf einen einzelnen Pixeldefekt in einer Bildebene, wenn kein Überdecken appliziert wird. 4B zeigt die Augenreaktion auf denselben Pixeldefekt, jedoch nachdem ein Überdecken mit 24 Überdeckungspixeln durchgeführt wurde. 4C zeigt die Zentrumspositionen von den PSF in der Bildebene von den Überdeckungspixeln und dem Pixeldefekt.
5A zeigt neun Pixel, wobei jeder drei Teilpixel und zwei Bereiche aufweist. 5B zeigt einen solchen Pixel im Detail.
6 zeigt die Transformation von einem Steuerniveau zu einem Leuchtdichteniveau.
7A zeigt einen realen grünen Teilpixeldefekt in einer Anzeigevorrichtung und 7B zeigt denselben grünen Teilpixeldefekt und künstliche Rot- und Blauteilpixeldefekte, die eingeführt sind, um eine Farbkoordinate des Pixels, der möglichst nahe an der richtigen Farbkoordinate wie möglich ist, zu erhalten.
8 zeigt mögliche Positionen für ein Echtzeitkorrektursystem gemäß einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung.
In den unterschiedlichen Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder analogen Elemente.
Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und mit Bezug auf bestimmte Figuren beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern lediglich durch die Patentansprüche. Die beschriebenen Figuren sind nur schematisch und nicht einschränkend. In den Figuren kann aus illustrativen Zwecken die Größe von einigen von den Elementen übertrieben und nicht maßstäblich sein. Wenn der Begriff „umfassend" in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, soll dieser nicht andere Elemente oder Schritte ausschließen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe „horizontal" und „vertikal" verwendet, um ein Koordinatensystem zur Verfügung zu stellen und lediglich zur Erleichterung der Erklärung. Sie beziehen sich auf ein Koordinatensystem mit zwei orthogonalen Richtungen, auf die vorteilhaft als vertikale und horizontale Richtung Bezug genommen wird. Sie müssen nicht, aber sie können sich auf eine tatsächliche physikalische Richtung von der Vorrichtung beziehen. Insbesondere sind horizontal und vertikal äquivalent und mittels einer einfachen Rotation um 90 Grad oder einem Vielfachen davon austauschbar.
Eine matrixadressierte Anzeigevorrichtung umfasst einzelne Anzeigeelemente. Die Anzeigevorrichtungselemente sind selber oder in Gruppen einzeln adressierbar, so dass ein beliebiges Bild angezeigt oder projiziert wird. Bei der vorliegenden Beschreibung soll der Begriff „Anzeigevorrichtungselemente" so verstanden werden, dass er jede Form von Element umfasst, das eine Lichtabgabe moduliert, z. B. Elemente, die Licht emittieren oder durch die Licht hindurchtritt oder von denen Licht reflektiert wird. Der Begriff „Anzeigevorrichtung" beinhaltet einen Projektor. Ein Anzeigevorrichtungselement kann daher ein individuell adressierbares Element von einem emittierenden, durchlässigen, reflektierenden oder einer durchlässig reflektierenden Anzeigevorrichtung, insbesondere einer Anzeigevorrichtung mit festem Format, sein. Der Begriff „festes Format" bezieht sich auf die Tatsache, dass ein Bereich von einem Bild, das gezeigt oder projiziert werden soll, einem bestimmten Bereich von der Anzeigevorrichtung oder dem Projektor z. B. in einer Eins-zu- Eins-Beziehung, zugeordnet ist. Anzeigevorrichtungselemente können Pixel sein, z. B. in einem Graustufen-LCD, als auch Teilpixel oder eine Mehrzahl von Teilpixeln, die ein Pixel bilden, sein. Z. B. können drei Teilpixel mit verschiedenen Farben, wie z. B. ein rotes Teilpixel, ein grünes Teilpixel und ein blaues Teilpixel, ein Pixel von einer Farbanzeigevorrichtung, wie z. B. einem LCD, bilden. Immer wenn das Wort Pixel verwendet wird, soll dies so verstanden werden, dass er auch Teilpixel umfasst, wenn nicht das Gegenteil explizit gesagt wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf Flachanzeigevorrichtungen beschrieben, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es wird so verstanden, dass eine Flachanzeigevorrichtung nicht exakt flach sein muss, sondern es werden geformte oder gebogene Anzeigevorrichtungen beinhaltet. Ein Flachanzeigevorrichtung unterscheidet sich von einer Anzeigevorrichtung, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, darin, dass es eine Matrix oder ein Feld von „Zellen" oder „Pixeln" umfasst, die jeweils ein steuerbares Licht in einem kleinen Bereich erzeugen. Felder dieser Art werden Festformatfelder genannt. Es gibt einen Zusammenhang zwischen dem Pixel von einem Bild, das gezeigt werden soll und einer Zelle von der Anzeigevorrichtung. Gewöhnlich ist dies eine Eins-zu-Eins-Beziehung. Jede Zelle kann einzeln adressiert und gesteuert werden. Es wird nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung betrachtet, ob die Flachanzeigevorrichtungen aktive oder passive Matrixvorrichtungen sind. Das Feld von Zellen ist gewöhnlich in Reihen und Spalten angeordnet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern kann jede Anordnung, z. B. polar oder hexagonal, beinhalten. Die Erfindung wird hauptsächlich mit Bezug auf Liquid Crystal Anzeigevorrichtungen (LCD) beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist weiter anwendbar auf Flachanzeigevorrichtungen verschiedenen Typs, wie z. B. Plasmaanzeigevorrichtungen, Feldemissionsanzeigevorrichtungen, EL-Anzeigevorrichtungen, OLED-Anzeigevorrichtungen usw. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung nicht nur auf Anzeigevorrichtungen, die ein Feld von Licht emittierenden Elementen aufweisen, sondern auch auf Anzeigevorrichtungen, die Felder von Licht emittierenden Vorrichtungen aufweisen, wobei jede Vorrichtung aus einer Anzahl von einzelnen Elementen aufgebaut ist. Die Anzeigevorrichtungen können emittierende, durchlässige, reflektierende oder durchlässig reflektierende Anzeigevorrichtungen sein.
Ferner wird das Verfahren zum Adressieren und Steuern der Pixelelemente von einem Feld nicht als Einschränkung der Erfindung betrachtet. Typischerweise wird jedes Pixelelement mittels einer Verkabelung adressiert, aber andere Verfahren sind bekannt und nützlich im Zusammenhang mit der Erfindung, z. B. Plasmaentladungsadressierung (wie in der US 6,089,739 offenbart) oder CRT-Adressierung.
Eine matrixadressierte Anzeigevorrichtung 12 umfasst einzelne Pixel 14. Diese Pixel 14 können alle Arten von Formen annehmen, z. B. können sie die Form von Zeichen haben. Die Beispiele für matrixadressierte Anzeigevorrichtungen 12, die in den 1A bis 2B gegeben sind, haben rechtwinklige oder quadratische Pixel 14, die in horizontalen Reihen und vertikalen Spalten angeordnet sind. 1A zeigt ein Bild von einer perfekten Anzeigevorrichtung 12, die eine gleichmäßige Leuchtdichtereaktion bei allen Pixeln 14 aufweist, wenn diese gleich gesteuert werden. Jedes Pixel 14, das mit demselben Signal gesteuert wird, zeigt die gleiche Leuchtdichte. Im Gegensatz dazu zeigt 1B ein Bild von einer Anzeigevorrichtung 12, bei der die Pixel 14 von der Anzeigevorrichtung 12 mit den gleichen Signalen gesteuert werden, aber bei der die Pixel 14 eine unterschiedliche Leuchtdichte zeigen, wie an den verschiedenen Grauwerten zu sehen ist. Pixel 16 in der Anzeigevorrichtung 12 von 1B ist ein defektes Pixel. 1B zeigt eine monochrome Pixelstruktur mit einem defekten Pixel 16, das sich immer in einem Pixelzwischenzustand befindet.
2A zeigt eine typische RGB-Streifenpixelanordnung von einer Farb-LCD-Anzeigevorrichtung 12: ein Pixel 14 besteht aus drei farbigen Teilpixeln 20, 21, 22 in streifenförmiger Anordnung. Diese drei Teilpixel 20, 21, 22 werden einzeln gesteuert, um Farbbilder zu generieren. In 2A gibt es zwei defekte Teilpixel: ein defektes rotes Teilpixel 24, das immer aus ist, und ein defektes grünes Teilpixel 25, das immer vollständig an ist.
2B zeigt eine asymmetrische Pixelstruktur, die oft für hoch auflösende monochrome Anzeigevorrichtungen verwendet wird. In 2B besteht ein monochromes Pixel 14 aus drei monochromen Teilpixeln. Abhängig von dem Anzeigevorrichtungstyp und der Steuerelektronik werden die drei Teilpixel eines Pixels als Einheit oder einzeln gesteuert. 2B zeigt drei Pixeldefekte: ein vollständig defektes Pixel 16 in einem „immer an"-Zustand und zwei defekte Teilpixel 27, 28 in einem „immer aus"-Zustand, die in einem selben Pixel 14 angeordnet sind.
Die räumliche Anordnung von den Leuchtdichteunterschieden der Pixeln 14 kann willkürlich sein. Es wurde herausgefunden, dass mit vielen Techniken diese Verteilungswechsel als Funktion von dem an den Pixeln applizierten Steuersignal verschiedene Reaktionsbeziehungen für die Pixel 14 zeigen. Für ein schwaches Steuersignal, das zu einer geringen Leuchtdichte führt, kann das räumliche Verteilungsmuster sich von dem Muster bei stärkeren Steuersignalen unterscheiden.
Das optische System von dem Auge, insbesondere von dem menschlichen Auge, umfasst drei Hauptkomponenten: die Hornhaut, die Iris und die Linse. Die Hornhaut ist die transparente äußere Oberfläche von dem Auge. Die Pupille begrenzt die Menge von Licht, das die Retina erreicht und ändert die Blendenöffnung von dem optischen System des Auges. Durch das Ausüben von einer Spannung auf die Linse ist das Auge in der Lage, sowohl auf nahe als auch entfernte Objekte zu fokussieren. Das optische System des Auges ist sehr komplex, jedoch kann der Vorgang der Bildgebung durch die Verwendung eines „Black-Box"-Ansatzes vereinfacht werden. Das Verhalten von der Black-Box kann durch die komplexe Pupillenfunktion beschrieben werden: P(x, y)·exp[–i(2π/λ)·W(x, y)].
In dieser Formel steht √–1 für und λ ist die Wellenlänge von dem Licht. Die Pupillenfunktion besteht aus zwei Teilen: der Amplitudenkomponente P(x, y), die die Form, Größe und Übertragung von der Black-Box beschreibt; und der Wellenaberration W(x, y), die definiert, wie sich die Phase von dem Licht verändert hat, nachdem es durch die Black-Box durchgetreten ist.
Wenn einmal die Charakteristik von dem Licht (das durch die Black-Box hindurchgetreten ist, in diesem Fall das Auge) bekannt ist, kann der Bildgebungsprozess durch die Punktverteilungsfunktion (PSF) beschrieben werden. Die PSF beschreibt das Bild von einer Punktquelle, die durch die Black-Box abgebildet wird. Die meisten Linsen, beinhaltend die menschliche Linse, sind nicht perfekte optische Systeme. Als ein Ergebnis unterliegen, wenn visuelle Reize durch die Hornhaut und Linse treten, die Reize einem bestimmten Grad einer Verschlechterung oder Verzerrung. Diese Verschlechterung oder Verzerrung kann dargestellt werden, indem ein sehr kleiner Fleck von Licht, ein Punkt, durch eine Linse projiziert wird. Das Bild von diesem Punkt wird sich von dem Original unterscheiden, da die Linse eine geringe Menge an Unschärfe einbringt.
Die PSF von dem Auge kann unter Verwendung der Fraunhofer-Annäherung berechnet werden: PSF(x', y') = K·|FT·{P(x, y)·exp[–i(2π/λ)W(x, y)]}|2 wobei FT für die zweidimensionale Fourier-Transformation steht, die gewöhnlich als F(x', y') = FT{f(x, y)} angegeben wird, und wobei K eine Konstante ist. Die stellen den Modulationsoperator dar. Im Falle von dem menschlichen Auge beschreibt die PSF das Bild von einer Punktquelle auf der Retina. Um ein komplettes Objekt zu beschreiben, kann ein Objekt als eine Kombination oder eine Matrix von (einer potenziell beliebig großen Anzahl oder unendlichen Anzahl von) Punktquellen betrachtet werden. Jede von diesen Punktquellen wird dann auf die Retina projiziert, wie mit derselben PSF (diese Annäherung ist nur gültig, wenn das Objekt klein ist und aus einer einzigen Wellenlänge besteht) beschrieben wird. Mathematisch kann dies mittels einer Faltung beschrieben werden: |(x', y') = PSF ⊗ O(x', y')wobei |(x', y') das resultierende Bild auf der Retina ist, PSF die Punktverteilungsfunktion und O(x', y') die Objektdarstellung in der Bildebene ist. Typischerweise wird diese Faltung in der Fourier-Ebene durch Multiplizieren der Fourier-Transformationen von beiden der PSF und dem Objekt und nachfolgendem Anwenden der inversen Fourier-Transformation auf das Ergebnis berechnet.
Es ist allgemeine Praxis, bei Sehanwendungen die Wellenaberration W(x, y) mathematisch mittels einem Satz von Polynomen zu beschreiben. Oft werden Seidel-Polynome verwendet, jedoch sind auch Taylor-Polynome und Zernike-Polynome üblich. Insbesondere Zernike-Polynome haben interessante Eigenschaften, die die Wellenaberrationsanalyse viel einfacher machen. Oft werden unbekannte Wellenaberrationen mittels Zernike-Polynomen angenähert; die Koeffizienten von den Polynomen werden typischerweise durch das Durchführen einer quadratischen Annäherung bestimmt.
Für die vorliegende Erfindung wird es nicht als eine Einschränkung der Erfindung betrachtet, wie die komplexe Pupillenfunktion oder die PSF beschrieben wird. Dies kann analytisch (z. B., jedoch nicht auf eine mathematische Funktion in kartesischen oder polaren Koordinaten beschränkt, mittels Standardpolynomen oder mittels jeder anderen geeigneten analytischen Methode) oder numerisch durch Beschreiben von bestimmten Funktionswerten an bestimmten Punkten durchgeführt werden. Es ist auch möglich, andere (äquivalente) Darstellungen (anstelle von PSF) von dem optischen System zu verwenden, wie z. B. Pupillenfunktion (oder Abweichung), Linienverteilungsfunktion (Line Spread Funktion (LSF)), optische Übertragungsfunktion (OTF), Modulationsübertragungsfunktion (MTF) oder Phasenübertragungsfunktion (PTF) zu verwenden. Es bestehen eindeutige mathematische Beziehungen zwischen all diesen Darstellungsverfahren, so dass es möglich ist, die eine in die andere Form zu transformieren. 3A zeigt eine analytische PSF für den Fall, dass die Optik lediglich als beugungsbegrenzt (diffraction-limited) betrachtet wird. Es wird angemerkt, dass die PSF kein einzelner Punkt ist, d. h. das Bild von einer Punktquelle ist nicht ein Punkt; der zentrale Bereich von der beugungsbegrenzten PSF wird als luftige Scheibe bezeichnet. 3B und 3C zeigen (numerische) PSF, die an Testobjekten gemessen wurden. Hier kann wieder gesehen werden, dass die PSF nicht ein Punkt ist.
Da die PSF von jedem optischen System unterschiedlich sein kann, kann eine Korrektur gemäß der vorliegenden Erfindung anwenderspezifisch durchgeführt werden, indem Augeneigenschaften verwendet werden und somit PSF, die spezifisch für einen Anwender sind, verwendet werden.
Basierend auf der PSF von dem optischen System kann gemäß einem Aspekt von der vorliegenden Erfindung die Reaktion oder erwartete Reaktion von dem Auge auf einen defekten Pixel mathematisch beschrieben werden. Daher wird der defekte Pixel als eine Punktquelle mit einem „Fehlerleuchtdichte"-Wert in Abhängigkeit von dem Defekt selber betrachtet und die Bilddaten sollten an der defekten Stelle zu der Zeit dargestellt werden. Zum Beispiel wird, wenn der defekte Pixel so gesteuert wird, dass er einen Leuchtdichtewert von 23 aufweisen soll, jedoch aufgrund von dem Defekt nur einen Leuchtdichtewert von 3 aufweist, der Defekt als eine Punktquelle mit einem Fehlerleuchtdichtewert von –20 behandelt. Es wird festgestellt, dass dieser Fehlerleuchtdichtewert sowohl ein positiver als auch ein negativer Wert sein kann. Angenommen, dass einige Zeit später derselbe defekte Pixel so gesteuert wird, dass er einen Leuchtdichtewert von 1 zeigen soll, aber aufgrund von dem Defekt immer noch einen Leuchtdichtewert von 3 aufweist, dann wird dieser defekte Pixel als eine Punktquelle mit einem Fehlerleuchtdichtewert von +2 behandelt.
Wie oben beschrieben wurde, resultiert diese Punktquelle mit einem spezifischen Fehlerleuchtdichtewert in einer Reaktion von dem Auge, die durch die PSF beschrieben wird. Da diese Reaktion typischerweise nicht ein einfacher Punkt ist, ist es möglich, Pixel und/oder Teilpixel in der Nachbarschaft von dem defekten Pixel zu verwenden, um eine Bildverbesserung zur Verfügung zu stellen. Diese benachbarten Pixel werden Überdeckungspixel genannt und können auf solche eine Art gesteuert werden, dass die Reaktion von dem Auge auf das defekte Pixel minimiert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies erreicht, indem das Steuersignal von den Überdeckungspixeln so geändert wird, dass die Überlagerung von dem Bild von den Überdeckungspixeln und dem Bild von dem defekten Pixel in einer geringeren oder minimalen Reaktion des menschlichen Auges resultiert. Mathematisch kann dies wie folgt ausgedrückt werden:
(Formel 1) wobei C₁, ..., C_n die Leuchtdichtewerte sind, die den Überdeckungspixeln M₁, ..., M_n mit den relativen Positionen (x_i, y₁), (x₂, y₂), ..., (x_n, y_n) überlagert werden, um eine minimale Augenreaktion auf den Defekt zu erzielen. Die Funktion costfunction (v, x', y') wird als „Straf"-Wert der Augenreaktion bei der Position (x', y') berechnet. Einige Beispiele (aber nicht darauf beschränkt) sind costfunction (v, x', y') = v², costfunktion (v, x', y') = abs(v), costfunktion (v, x', y') = v²/sqrt (x'² + y'²)). Es wird angemerkt, dass das kartesische Koordinatensystem (x', y') in der Bildebene auf der Retina mit einem Ursprung, der das Zentrum von der PSF (x', y') von dem Defekt ist, definiert ist. Das kartesische Koordinatensystem (x, y) ist in der Objektebene von der Anzeigevorrichtung definiert, wo (x, y) den Ort von den Überdeckungspixeln relativ zu dem Defekt angibt. Die Beziehung zwischen diesen beiden Koordinatensystemen kann als (x', y') = (C·x, C·y) ausgedrückt werden, wobei C eine Konstante ist, die die Vergrößerung in der Bildebene definiert (hängt u. a. von der Objektdistanz ab). 4A zeigt die Augenreaktion auf einen einzelnen defekten Pixel in der Bildebene, wenn kein Überdecken ausgeführt wird. 4B zeigt die Augenreaktion auf denselben Pixel, jedoch nachdem ein Überdecken, das 24 Überdeckungspixel (Nachbarn von dem defekten Pixel) verwendet, ausgeführt wurde. 4C zeigt die zentralen Positionen von den PSF in der Bildebene von den Überdeckungspixeln und das defekte Pixel (zentraler Punkt). Diese Simulationen wurden mit beugungsbegrenzten PSF durchgeführt und die Minimierung wurde numerisch unter Verwendung einer quadratischen Fehlereliminierung durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Koordinatensystem, wie z. B. das kartesische Koordinatensystem, wie es oben verwendet wurde, beschränkt, sondern es sind auch andere Systeme möglich, z. B. ein polares Koordinatensystem.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Problem von einem Finden von einer optimalen Korrekturleuchtdichte der Überdeckungspixel in ein verständliches Minimierungsproblem übersetzt. Es muss berücksichtigt werden, dass die mathematische Beschreibung sehr allgemein ist: Sie legt keinerlei Beschränkung bzgl. der Anzahl von Überdeckungselementen oder dem Ort von diesen Überdeckungspixeln auf. Die Pixel müssen auch nicht in einer besonderen Pixelstruktur angeordnet sein: Der Algorithmus kann alle möglichen Pixelanordnungen verarbeiten. Auch der Defekt selber ist nicht notwendigerweise an einem Pixelort angeordnet: Z. B. kann Staub zwischen zwei Pixeln einen permanenten hellen Fleck verursachen.
Der vorher genannte Algorithmus beschreibt ein generelles Verfahren, um optimale Steuersignale für die Überdeckungspixel zu berechnen, um die Reaktion des Auges auf den Defekt zu minimieren.
In der Praxis existieren jedoch einige spezielle Situationen, die Ergänzungen zu dem beschriebenen Algorithmus erfordern.
Eine erste spezielle Situation ist die, wenn die Pixel nicht einzeln gesteuert werden können, sondern in Gruppen angesteuert werden. Hochauflösende monochrome LCDs z. B. weisen oft eine Pixelstruktur auf, bei der ein monochromes Pixel aus drei monochromen Teilpixeln, die gleich und gleichzeitig gesteuert werden, besteht, wie in 2B dargestellt ist.
In solch einer Situation muss eine Randbedingung auf das zu lösende Minimierungsproblem angewendet werden, um diesem Steuerungsverfahren Rechnung zu tragen. In dem Fall von drei gleichartig und gleichzeitig gesteuerten Teilpixeln sollte die Randbedingung ausdrücken, dass die Korrekturkoeffizienten von jedem der gleichzeitig gesteuerten Teilpixel innerhalb desselben Pixels denselben Wert haben sollten.
Eine zweite spezielle Situation tritt auf, wenn Pixel einen begrenzten Steuerumfang aufweisen. Es ist möglich, dass der vorher genannte Korrekturalgorithmus in einem geforderten Leuchtdichtewert zum Überdecken von Pixeln, die außerhalb von dem Leuchtdichtebereich des Pixels liegen, resultiert. Ein Einführen von einer Randbedingung, die den Steuerwert von allen Pixeln begrenzt, löst dieses Problem. Diese Art von Randbedingung kann folgendermaßen ausgedrückt werden: LL ≤ Pixelwert + Korrekturwert ≤ ULund dies für alle Überdeckungspixel. In diesem Ausdruck ist LL die untere Steuergrenze von den Pixeln und UL die obere Steuergrenze. „Pixelwert" ist der normale (falsche) Pixelwert von den Pixeln und „Korrekturwert" ist der berechnete Korrekturwert von dem Überdeckungspixel.
Des Weiteren kann die Anforderung, dass der endgültige Steuerwert von dem Überdeckungspixel eine ganze Zahl sein soll, eine Randbedingung sein, die verwendet werden soll.
Eine dritte spezielle Situation tritt auf, wenn mehrere Defekte in einem kleinen Bereich vorhanden sind, wobei der kleine Bereich der Bereich ist, der alle Überdeckungspixel für einen speziellen Defekt enthält. In diesem Fall kann es nicht möglich sein, den erforderlichen Wert allen Überdeckungspixeln zuzuordnen. In diesem Fall sollte die mathematische Beschreibung umformuliert werden: Einer von den Defekten sollte sowohl als Zentrum von der Bildebene als auch von dem Objektebenenkoordinationssystem gewählt werden. Dann sollte der Algorithmus die Gesamtreaktion auf alle Defekte und alle verwendeten Überdeckungspixel in diesem Bereich minimieren, wie dies in der nachfolgenden Formel dargestellt ist:
wobei C₁, ..., C_n die Korrekturwerte sind, die den Überdeckungspixeln überlagert werden sollen, und E₁, ..., E_n die Fehlerleuchtdichtewerte von den Defekten in der Nachbarschaft sind. Es ist festzustellen, dass in diesem Fall der Defekt 1 als Ursprung gewählt wurde.
Eine vierte spezielle Situation tritt auf, wenn Pixel (oder Defekte) größer sind, so dass diese nicht mehr mittels einer Punktquelle modelliert werden können. Um dies zu lösen, sollte der Defekt als eine (möglicherweise unendliche) Anzahl von Punktquellen modelliert werden. Ein Beispiel kann eine Zweibereichsumschaltung in der Ebene (dual domain in-plane switching (IPS)) LCD-Anzeigevorrichtung sein, bei der Pixel aus zwei Bereichen bestehen. Solche Pixel können durch zwei oder mehr Punktquellen modelliert werden, die nicht notwendigerweise denselben Leuchtdichtewert aufweisen. 5A zeigt neun Pixel 50, die jeweils drei Teilpixel 51 aufweisen und jedes Teilpixel 51 weist zwei Bereiche 52, 53 auf. 5B zeigt einen Pixel 50 im Detail. In dieser Situation kann es notwendig sein, jedes Pixel 50 als eine Überlagerung von sechs Punkquellen zu behandeln. Da die Pixel 50 nur als Einheit gesteuert werden können, ist eine Randbedingung erforderlich, die festlegt, dass die sechs Korrekturkoeffizienten von jedem Pixel 50 gleich sein sollen.
Die beschriebenen Algorithmen verwenden Leuchtdichtewerte und nicht Steuerwerte. Typische Anzeigevorrichtungen jedoch weisen keinen linearen Bezug zwischen dem Steuerniveau von einem Pixel und der dem resultierenden Leuchtdichtewert auf. Daher sollte in einem realistischen Anzeigevorrichtungssystem die berechnete Leuchtdichtekorrektur in eine geforderte Steuerniveaukorrektur transformiert werden. Typischerweise weist ein Anzeigevorrichtungssystem ein oder mehrere Nachschlagetabellen (look-up tables (LUT)) auf, die mit einem Panel mit einer spezifischen Gammakurve verbunden sind. Die Umwandlung vom Leuchtdichtewert zu einem Steuerwert ist durch Anwenden der inversen Operationen unkompliziert. Es ist festzuhalten, dass, abhängig von dem exakten Ort, an dem die Korrektur durchgeführt wird, die LUT-Umkehr nötig oder nicht nötig sein kann. 6 zeigt eine typische Transformation von dem Steuerniveau zu dem resultierenden Leuchtdichteniveau.
Die obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich alle auf monochrome Anzeigevorrichtungen. Im Falle von Farbanzeigevorrichtungen bestehen drei Möglichkeiten, die Korrektur zu berechnen.
Ein erstes Verfahren ist es, nur Überdeckungsteilpixel von derselben Farbe wie das defekte Teilpixel zu verwenden. Diese Methode ist einfach, kann jedoch Sichtbare Farbveränderungen verursachen, da der Farbwert von dem defekten Pixel und den Überdeckungspixeln sich ändern kann.
Daher wird ein zweites Verfahren vorgeschlagen, gemäß dem künstliche Defekte eingebracht werden, so dass die Farbpunkte oder Farbkoordinaten von dem defekten Pixel und die Überdeckungspixel sich nur wenig ändern oder sich gar nicht ändern. Zum Beispiel: Angenommen, dass in einer Farbanzeigevorrichtung mit RGB-Teilpixeln ein spezielles R-Teilpixel defekt ist, so dass der Farbpunkt des Pixels unkorrekt ist, dann wird gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens ein künstliches G und B defektes Teilpixel eingeführt, so dass der Farbpunkt oder die Farbkoordinaten von dem defekten Pixel korrekt bleiben, so weit als möglich (jedoch ist der Leuchtdichtewert nicht korrekt). Es soll festgestellt sein, dass es nicht immer möglich ist, den Farbpunkt komplett mit den verbleibenden Teilpixeln zu korrigieren. Um dieses Verfahren umzuformulieren: Die Steuerwerte von den zwei verbleibenden nicht defekten Teilpixeln werden verändert, so dass der Farbpunkt des Pixels als eine Einheit so nahe wie möglich an dem korrekten Wert bleibt. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass es einfach ist, dies durchzuführen, wenn einmal die (Y, x, y)-Koordinaten von jedem Teilpixeltyp (z. B. rote, grüne und blaue Teilpixel im Fall von einer Farbanzeigevorrichtung, wie in 2A) verfügbar sind. Diese (Y, x, y)-Koordinaten, bei denen Y die Intensität und x, y die Farbart Koordinaten sind, können einfach für jeden von den Teilpixeltypen für ein oder mehrere Steuerniveaus gemessen werden. Die Überdeckungspixel werden dann mit dem normalen Minimierungsproblem für jede Farbe unabhängig berechnet, wobei die künstlichen Defekte wie reale Defekte behandelt werden.
Es ist bekannt, dass das menschliche Auge sensibler für Intensitätsunterschiede als für Farbunterschiede ist. Daher ermöglicht ein drittes Verfahren einen Farbpunktfehler, um den Intensitätsfehler aufgrund von dem Defekt so gering als möglich zu halten. Dies kann durch ausschließliches oder hauptsächliches Minimieren der Intensitätsreaktion von dem Auge erreicht werden. In diesem Fall werden die Steuersignale zum Steuern der verbleibenden nicht defekten Teilpixel in der Weise geändert, dass der Leuchtdichteintensitätsfehler des Pixels als eine Einheit so gering als möglich ist, während die Farbe des Pixels als eine Einheit von der Farbe abweichen kann, die ursprünglich angezeigt werden soll. Dies ist ebenfalls einfach auszuführen, wenn einmal die (Y, x, y)-Koordinaten von jedem Teilpixeltyp (z. B. rote, grüne und blaue Teilpixel im Fall von einer Farbanzeigevorrichtung, wie in 2A) verfügbar sind. Das bedeutet, dass auch in diesem Fall virtuelle Defekte möglicherweise eingeführt werden, die den Farbfehler größer machen, aber den Intensitätsfehler minimieren. Es ist z. B. bekannt, dass rote und blaue Teilpixel einen geringeren Intensitätswert als ein grünes Teilpixel bei demselben Niveau eines Steuersignals aufweisen. Wenn ein grünes Teilpixel defekt ist, wird das rote und blaue Teilpixel gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung so gesteuert, dass sie höhere Intensitätsniveaus aufweisen.
Natürlich ist es auch möglich, die drei vorher beschriebenen Verfahren zu kombinieren. Dies kann bevorzugt sein, z. B. wenn es das Ziel ist, zur gleichen Zeit sowohl die Intensitäts- als auch die Farbtemperaturfehler zu minimieren, wobei das eine davon möglicherweise wichtiger als das andere ist.
Es ist festzustellen, dass typischerweise die PSF (leicht) wellenlängenabhängig ist. So können verschiedene PSF für jede Teilpixelfarbe verwendet werden. 7A zeigt ein reales grünes defektes Teilpixel 71 in der Anzeigevorrichtung 70. 7B zeigt dasselbe grüne defekte Teilpixel 70 und künstliche rote und blaue defekte Teilpixel 72, 73, die eingeführt sind, um die korrekten Farbkoordinaten des Pixels zu erhalten. Die künstlichen defekten Pixel 72, 73 sind nicht wirklich in der Anzeigevorrichtung vorhanden, sondern sind eingeführt, indem die Steuerniveaus von diesen Pixeln geändert werden. Für diese Situation in 7B wird das Minimierungsproblem, basierend auf drei defekten Teilpixeln, gelöst: ein wirklich defekter Teilpixel 71 und zwei künstlich eingeführte defekte Teilpixel 72, 73.
Die PSF von einem beugungsbegrenzten optischen System wird gegeben durch (in Polarkoordinaten):
wobei J1 die Sesselfunktion von der ersten Art und r' durch folgenden Ausdruck gegeben ist:
wobei D der Blendendurchmesser, f die Fokuslänge und λ die Wellenlänge von dem Licht ist. Das bedeutet, dass die exakte PSF abhängig von dem Irisdurchmesser von dem Auge ist. Daher kann es eine Verbesserung sein, die PSF, die für die Berechnung verwendet wird, basierend auf den durchschnittlichen Leuchtdichtewerten von der Anzeigevorrichtung oder einem Teil von der Anzeigevorrichtung, wie z. B. dem benachbarten Bereich von dem defekten und/oder dem durchschnittlichen Leuchtdichtewert von der Umgebung, anzupassen.
Auf diesem Wege ermöglicht es das Verfahren nicht nur die Informationen über die Position von dem menschlichen Sehsystem im Hinblick auf die Anzeigevorrichtung und die Anzeigevorrichtungsdefekte, wie z. B. die Distanz zu der Anzeigevorrichtung oder dem Sehwinkel, zu Berücksichtigen, sondern ermöglicht es auch, die Umgebungsstreulichtintensität mit einzubeziehen.
Um die Berechnung zu vereinfachen, können Änderungen an den Algorithmen vorgenommen werden.
Eine erste mögliche Änderung ist es, die Integration in Formel 1 auf einen begrenzten Bereich um den Defekt zu begrenzen. Dies ist möglich, da das Ergebnis von der Costfunction (und dem Wert von der PSF) typischerweise mit einem ansteigenden Abstand von dem Defekt sehr schnell abnehmen. Wenn symmetrische PSF verwendet werden oder wenn die Pixelstruktur symmetrisch ist, dann ist es oft möglich, einige Randbedingungen auf die Korrekturwerte von den Überdeckungspixeln anzuwenden. Z. B.: Im Fall von einer punktsymmetrischen PSF und einer punktsymmetrischen Pixelstruktur ist es offensichtlich, dass die erforderlichen Korrekturwerte für die Überdeckungspixel ebenfalls eine Punktsymmetrie aufweisen.
Eine andere mögliche Veränderung kann es sein, die Integration über einen bestimmten Bereich als eine Summe über bestimmte Punkte in diesem Bereich anzunähern. Dies wird generell in der Mathematik angewendet. Wenn Rechenzeit sehr wichtig ist, kann das zweidimensionale Minimierungsproblem in ein eindimensionales Problem transformiert oder angenähert werden (durch Transformation oder Annäherung der PSF(x', y') durch PSF(r')).
Das visuelle Überdecken von den Defekten gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl mit Soft- als auch mit Hardware durchgeführt werden. Die Korrektur transformiert das Bild in ein vorkorrigiertes Bild, basierend auf jedem der Korrekturschemen von der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben sind. Einige mögliche Implementierungen davon, wo die Korrektur durchgeführt werden kann, sind in 8 dargestellt, die mögliche Orte für ein Echtzeitkorrektursystem zeigt. Wie durch (1) angegeben, kann die Pixelkorrektur durch die CPU von dem Hostcomputer durchgeführt werden, z. B. im Steuercode von der Grafikkarte oder mit einer spezifischen Applikation oder eingebettet in eine Anzeigeapplikation. Alternativ kann, wie es durch (2) und (3) dargestellt ist, die Pixelkorrektur in der Grafikkarte durchgeführt werden, sowohl mittels der Hardware oder als Firmware. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Pixelkorrektur, wie es durch (4) und (5) gezeigt ist, in der Anzeigevorrichtung durchgeführt werden, sowohl in der Hardware oder in einer Firmware. Und gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Pixelkorrektur, wie mit (6) dargestellt ist, mit dem Signal, das zwischen der Grafikkarte und der Anzeigevorrichtung übertragen wird, irgendwo auf dem Datenweg durchgeführt werden.
Es ist festzustellen, dass ein Korrekturalgorithmus gemäß den Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung sowohl in Echtzeit (im Wesentlichen in der Bildwiederholrate von der Anzeigevorrichtung) oder Off-line (ein Mal, zu bestimmten Zeiten oder in einer Bildwiederholrate geringer als die Anzeigebildwiederholrate) ausgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung hat zwei Hauptapplikationen: 1) Vermeiden, dass ein Anwender von der Anzeigevorrichtung das defekte Pixel als ein wirkliches Signal in dem dargestellten Bild missversteht; was insbesondere im Fall der Radiologie z. B. dazu führen kann, dass ein Radiologe den Defekt als wirklich vorhanden behandelt und dies eine mögliche Verschlechterung der Diagnosequalität verursacht; und 2) Vermeiden einer Frustration von dem Anwender, da sein/ihre möglicherweise neue Anzeigevorrichtung einen oder mehrere extrem sichtbare Pixeldefekte zeigt.
Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sehmesssystem, ein Set-up zur automatischen, elektronischen Anzeige von den einzelnen Pixeln der matrixadressierten Anzeigevorrichtung, d. h. zum Messen der Lichtabgabe, z. B. Leuchtdichte, die durch einzelne Pixel 14 emittiert oder reflektiert (abhängig von dem Typ von Anzeigevorrichtung) wird. Das Sehmesssystem umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung, wie z. B. einen Flachbettscanner oder eine hoch auflösende CCD-Kamera und möglicherweise eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Bilderfassungsvorrichtung und der Anzeigevorrichtung 12 zueinander. Die Bilderfassungsvorrichtung generiert ein Ausgabefile, das ein elektronisches Bildfile ist, das ein detailliertes Bild des Pixels 14 von der kompletten elektronischen Anzeigevorrichtung 12 angibt. Wenn einmal ein Bild von den Pixeln 14 von der Anzeigevorrichtung 12 erhalten wurde, wird ein Vorgang durchgeführt, um Pixelcharakterisierungsdaten von dem elektronischen Bild, das von der Bilderfassungsvorrichtung erhalten wurde, zu extrahieren.
Anstelle der Leuchtdichte kann auch die Farbe gemessen werden. Das Anzeige-set-up ist dann leicht unterschiedlich und umfasst eine Farbmessvorrichtung, wie z. B. eine Farbkamera oder einen Spektrografen. Das zu Grunde liegende Prinzip jedoch ist dasselbe:
Der Ort des Pixels und seine Farbe werden bestimmt.

Claims

Verfahren zum Verringern des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung (12, 70) umfassend: Bereitstellen einer Darstellung von einem menschlichen Sehsystem, charakterisieren von wenigstens einem defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) in der Anzeigevorrichtung (12, 70), wobei das wenigstens eine Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) dazu vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren, wobei das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) von einer Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln umgeben ist, herleiten von Steuersignalen für wenigstens einige von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln (72, 73) in Übereinstimmung mit der Darstellung von dem menschlichen Sehsystem und das Charakterisieren von dem wenigstens einen defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71), um dadurch eine erwartete Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) zu minimieren und steuern von wenigstens einigen von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln (72, 73) mit den abgeleiteten Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren zum Verringern des visuellen Einflusses von defekten Pixeln in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung (12, 70) ist, das eine Mehrzahl von Pixeln (14) umfasst, wobei die Pixel (14) wenigstens drei Teilpixel (20, 21, 22) umfassen, wobei jedes Teilpixel dafür vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu Generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann, und minimieren der Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) umfassend, ändern von dem Lichtabgabewert von wenigstens einem von den nicht defekten Teilpixeln (72, 73), um eine weitere Teilpixelfarbe zu Generieren, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Minimieren der Reaktion von dem menschlichen Sehsystem auf das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) umfasst: einführen einer Lichtabgabeabweichung bei wenigstens einem nicht defekten Teilpixel (72, 73), der Teil von dem selben Pixel (14) ist, wie das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Lichtabgabeabweichung gleich der Lichtabgabeabweichung ist, die von dem defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) verursacht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Lichtabgabeabweichung so ist, dass die gesamte Lichtabgabe des Pixels (14) im Wesentlichen gleich einer Gesamtlichtabgabe des Pixels (14) ist, wenn es keinen defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Herleiten von Steuersignalen für wenigstens einige von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln (72, 73) außerdem durchgeführt wird, indem eine Korrektur für wenigstens eines aus den Folgenden: einem Abstand zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung (12, 70), einem Sehwinkel zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung (12, 70), einem Vorhandensein von Umgebungsstreulicht, einbezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Charakterisieren von wenigstens einem defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) in der Anzeigevorrichtung, ein Speichern von Charakterisierungsdaten, die den Ort und die nicht lineare Lichtabgabereaktion von einzelnen Teilpixeln (20, 21, 22) beschreiben, umfasst, wobei die Charakterisierungsdaten Lichtabgaben von einem einzelnen Teilpixel (20, 21, 22) als Funktion von seinen Steuerungssignalen darstellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Berechnen der erwarteten Reaktion von einem menschlichen Auge auf einen auf einen Teilpixel (20, 21, 22) applizierten Reiz eine der folgenden Funktionen: Punktverteilungsfunktion, Pupillenfunktion, Linienverteilungsfunktion, optische Übertragungsfunktion, Modulationsübertragungsfunktion oder Phasenübertragungsfunktion von dem Auge, angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Randbedingungen einbezogen werden, wenn die Reaktion des menschlichen Sehsystems auf die defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) minimiert wird.
System zum Verringern des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von Pixeln (14) umfasst, das Berechnungsmittel zum Berechnen der Reaktion des menschlichen Auges auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel appliziert wird, aufweist, wobei das System umfasst: eine Sehcharakterisierungsvorrichtung, die eingerichtet ist, erste Charakterisierungsdaten von einem menschlichen Sehsystem zur Verfügung zu stellen, eine Defektcharakterisierungsvorrichtung zum Generieren zweiter Charakterisierungsdaten für wenigstens einen defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) in der Anzeigevorrichtung (12, 70), wobei das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) dafür vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu Generieren und von einer Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln umgeben ist, eine Korrekturvorrichtung zum Herleiten von Steuersignalen für wenigstens einige von der Vielzahl von nicht defekten Teilpixeln (72, 73) gemäß den ersten Charakterisierungsdaten und den zweiten Charakterisierungsdaten, um dadurch eine erwartete Reaktion des menschlichen Sehsystems auf das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) zu minimieren, und Mittel zum Steuern von wenigstens einigen von der Mehrzahl von nicht defekten Teilpixeln (72, 73) mit den hergeleiteten Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sehcharakterisierungsvorrichtung Berechnungsmittel zum Berechnen einer erwarteten Reaktion von einem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel (20, 21, 22) appliziert wird, aufweist, und das System ein System zum Verringern des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung ist, die eine Mehrzahl von Pixeln (14) umfasst, wobei die Pixel (14) wenigstens drei Teilpixel (20, 21, 22) umfassen, wobei jedes Teilpixel (20, 21, 22) dazu vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu Generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels erhalten werden kann und dafür vorgesehen ist, von einem menschlichen Sehsystem betrachtet zu werden, und die Korrekturvorrichtung Mittel zum Verändern des Lichtabgabewertes von wenigstens einem von den nicht defekten Teilpixeln (72, 73) umfasst, um eine weitere Teilpixelfarbe zu Generieren, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
System nach Anspruch 9, wobei die Korrekturvorrichtung Mittel zum Einführen von einer Lichtabgabeabweichung in wenigstens einen nicht defekten Teilpixel (72, 73), der Teil von dem selben Pixel (14) wie das defekte Teilpixel (71) ist, umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die Lichtabgabeabweichung gleich der Lichtabgabeabweichung ist, die von dem defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) verursacht wird.
System nach Anspruch 10, wobei die Lichtabgabeabweichung so ist, dass die gesamte Lichtabgabe des Pixels (14) im Wesentlichen gleich einer gesamten Lichtabgabe von einem Pixel ist, das keine defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) aufweist.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Korrekturvorrichtung zum Herleiten der Steuersignale eingerichtet ist, für das Herleiten der Steuersignale eine Korrektur für wenigstens eines von den Folgenden: einen Abstand zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung (12, 70), einen Sehwinkel zwischen dem menschlichen Sehsystem und der Anzeigevorrichtung (12, 70), einem Vorhandensein von Umgebungsstreulicht, einzubeziehen.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Charakterisierungsvorrichtung für das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) eine Bilderfassungsvorrichtung zum Generieren eines Bildes von den Teilpixeln (20, 21, 22) von der Anzeigevorrichtung (12, 70) umfasst.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Charakterisierungsvorrichtung für den defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) eine Teilpixelpositionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der aktuellen Position von einzelnen Teilpixeln (20, 21, 22) von der Anzeigevorrichtung (12, 70) umfasst.
Steuereinheit zur Verwendung mit einem System zur Verringerung des visuellen Einflusses von Defekten in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung (12, 70), wobei die Steuereinheit umfasst: einen ersten Speicher zum Speichern von ersten Charakterisierungsdaten von einem menschlichen Sehsystem, einen zweiten Speicher zum Speichern von zweiten Charakterisierungsdaten für wenigstens einen defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) in einer Anzeigevorrichtung (12, 70), wobei der defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) vorgesehen ist, eine erste Teilpixelfarbe zu generieren und Modulationsmittel zum Modulieren gemäß den ersten Charakterisierungsdaten und den zweiten Charakterisierungsdaten von Steuersignalen für nicht defekte Teilpixel (71, 72), die das defekte Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) umgeben, so dass der visuelle Einfluss von dem defekten Teilpixel (16, 24, 25, 27, 28, 71) verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Charakterisierungsdaten auf einer Berechnung von einer erwarteten Reaktion von einem menschlichen Auge auf einen Reiz, der auf einen Teilpixel (20, 21, 22) wirkt, basieren, und die Steuerungseinheit eine Steuerungseinheit zur Verwendung mit einem System zum Verringern des visuellen Einflusses von defekten Pixeln in einer matrixadressierten Anzeigevorrichtung (12, 70) ist, die eine Mehrzahl von Pixeln (14) umfasst, wobei die Pixel (14) wenigstens drei Teilpixel (20, 21, 22) umfassen, wobei jedes Teilpixel (20, 21, 22) dafür vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu Generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels (14) erhalten werden kann und dafür vorgesehen ist, von einem menschlichen Sehsystem betrachtet zu werden, und das Modulationsmittel eingerichtet ist, Steuersignale zu modulieren, die ein Ändern von dem Lichtabgabewert von wenigstens einem nicht defekten Teilpixel (71, 72), das zum Generieren einer weiteren Teilpixelfarbe vorgesehen ist, umfassen, wobei die weitere Teilpixelfarbe sich von der ersten Teilpixelfarbe unterscheidet.
Steuerungseinheit gemäß Anspruch 16, wobei der erste und der zweite Speicher physikalisch dieselbe Speichervorrichtung sind.
Matrixadressierte Anzeigevorrichtung umfassend eine Steuerungseinheit gemäß Anspruch 16 oder 17, zusätzlich umfassend eine Mehrzahl von Pixeln (14), wobei die Pixel (14) wenigstens drei Teilpixel (20, 21, 22) umfassen, wobei jedes Teilpixel (20, 21, 22) dafür vorgesehen ist, eine Teilpixelfarbe zu generieren, die nicht durch eine Linearkombination der Teilpixelfarben der anderen Teilpixel des Pixels (14) erhalten werden kann.