WO2005036511A1 - Anordnung mit einem panel eines flachbildschirms - Google Patents

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WO2005036511A1
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement with a panel of a flat screen, with a graphics processor, to which a digitized image signal can be supplied by an A / D converter, which the A / D converter generates from an analog image signal, the amplification of the A / D
  • the converter can be set such that the A / D converter generates a maximum video step of the digital image signal from the largest video level of the analog image signal.
  • the contrast of a panel is set in a factory setting such that from the largest video level, e.g. B. a video level of 0.7 volts, an analog image signal while displaying a white image on the panel, a maximum video step is generated.
  • the gain is set so that this A / D converter generates a video step 255 from the largest video level 0.7 volts. If the contrast is too low, the image will be too low in contrast and gray levels will be lost, since the A / D converter does not generate the maximum possible video step from a maximum video level. On the other hand, if the contrast is too high, the A / D converter outputs the maximum video step before the maximum video level is reached, as a result of which image information is lost.
  • the present invention is based on the object of specifying an arrangement of the type mentioned at the outset by means of which contrast adjustment during a calibration phase is simplified.
  • One embodiment of the invention provides that the sensor can be lowered in the direction of the panel, as a result of which the distance between the sensor and the panel can be reduced, which results in better measurement results.
  • sealing means are provided to shield the sensor from the ambient light.
  • sealants e.g. B. in the form of sealing lips, prevent the ambient light from affecting the measurement results.
  • the senor is cleaned automatically. This largely prevents contamination of the sensor, which has a detrimental effect on the measurement results, and the time intervals for servicing the sensor can also be increased.
  • the sensor and the means for pivoting out the sensor are advantageously arranged in a recess in the frame, preferably the side frame of the flat screen, so that the sensor and pivoting means are not visible to a viewer during normal operation, i.e. outside the calibration phases.
  • the invention, its configurations and advantages are explained in more detail below with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is illustrated.
  • FIG. 1 shows an arrangement for adjusting the contrast of an image that can be displayed on an LCD panel
  • FIG. 2 shows the dependence of digitized voltage values on analog video voltages
  • FIGS a top view.
  • 1 denotes a graphics processor, to which an 8-bit A / D converter 2 can be used to supply a digitized image signal 3 for displaying an image on an LCD panel 4 of a flat screen. It is assumed that the digitized image signal 3 encompasses video steps from 0 to 255, which the A / D converter 2 generates from an analog image signal 5 in a voltage range from 0 volts to 0.7 volts.
  • the graphics processor 1 controls a backlight control 6, which regulates the luminance of a backlight 7 in order to achieve essentially constant luminance conditions.
  • a backlight sensor 8 is provided, which detects the luminance of the backlight 7, which regulates the backlight control 6 to a target luminance.
  • the graphics processor 1 transmits the digital image signal to the panel 4 via a suitable interface 9, as a result of which the image information is displayed visually.
  • a first one Case shows a contrast that is set too low, since the A / D converter only generates a video step 192 at its output from a maximum video input voltage of 0.7 volts. This means that, compared to a correctly set contrast (line B), gray levels GS are lost.
  • line C the contrast is set too high, whereby the A / D converter already generates a maximum video step 255 at the output from a video voltage of 0.5 volts at the input. This causes image information BI to be lost compared to the correctly set contrast (line B).
  • the amplification of the 8-bit A / D converter must be set so that it displays the maximum video step 255 during the display of a white image from the maximum video voltage of 0.7 volt generated.
  • the graphics processor 1 In order to automatically set the gain of the A / D converter 2 (FIG. 1) accordingly, the graphics processor 1 gradually reduces the gain of the A / D converter 2 starting from a maximum during a calibration phase, with a measuring unit 10 at the front of the panel simultaneously 4 scans the optical image information of a white image displayed on the panel and detects the luminance of this white image. The measured luminance is transmitted by the measuring unit 10 to the graphic processor 1 via an A / D converter 13. In the event that the graphic processor 1 detects a first change in the luminance, the latter changes the gain of the A / D converter 2 via a control line St one step higher, which completes the gain adjustment and thus the contrast adjustment.
  • the panel does not have to fill out the white image completely, it is sufficient to display the white image in a “calibration window”, this white image being faded into this window even during the display of an image in a normal operating phase of the flat screen.
  • Components of the measuring unit 10 are a sensor 11 and a sensor carrier 12 on which the sensor 11 is mounted.
  • the sensor 11 and the sensor carrier 12 are arranged so that they are invisible to a viewer in a recess in the frame of the flat screen.
  • the sensor 11 can be pivoted out essentially parallel to the panel from a rest position into a detection position in which the sensor 11 is positioned so that it is visible to the viewer.
  • the sensor 11 is preferably moved in the direction during the pivoting out
  • sealing lips are provided here, which shield the sensor 11 from the ambient light.
  • FIGS. 3 and 4 in which a sensor 15 arranged on a sensor carrier 14 is shown in a front view (FIGS. 3a, 4a), in a side view (FIGS. 3b, 4b) and in a view from above (FIG 3c, 4c) is shown.
  • the sensor carrier 14 is rotatably mounted and can be swung out by an actuator 16 and mechanical means 17.
  • the actuator 16 e.g. B.
  • An actuator from the company Nanomuscle, Internet address: http.nanomuscle.com is arranged together with the sensor carrier 14 and the sensor 15 in a recess in a frame of a flat screen, preferably on a vertical part of the frame, and on one that is hidden by the frame, Carrier plate 18 arranged parallel to the frame.
  • the carrier plate 18, the mechanical means 17, the actuator 16, the sensor 15 and the sensor are in a rest position (FIG. 4).
  • carrier 14 not visible to a viewer of the panel.
  • the sensor carrier 14 with the sensor 15 is pivoted out at an angle of 90 degrees, during which
  • the sensor carrier 14 is simultaneously lowered in the direction of the panel surface (represented by the lowering height H in FIGS. 4b, 4c) in order to position the sensor 15 closer to the panel surface. Sealing lips (not shown here) prevent ambient light from reaching the

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Abstract

Es wird eine Anordnung mit einem Panel eines Flachbildschirms und mit einem Grafikprozessor vorgeschlagen, welchem durch einen A/D-Wandler ein digitalisiertes Bildsignal zuführbar ist, das der A/D-Wandler aus einem analogen Bildsignal erzeugt, wobei eine Verstärkung des A/D-Wandlers derart einstellbar ist, dass der A/D-Wandler aus dem größten Videolevel des analogen Bildsignals einen maximalen Videostep des digitalen Bildsignals erzeugt. Durch geeignete Maßnahmen werden einerseits störende Einflüsse auf den Kontrast eines Bildes aufgrund von Alterungseffekten der lichtdurchlässigen Teile des Panels, z. B. aufgrund von Alterungseffekten des Panel-Glases, der LCD-Flüssigkeit oder der Diffusor- und/oder Polarisationsfolien, vermindert und andererseits ist der Sensor nur während einer Kalibrierphase über der Anzeigefläche sichtbar. Der Kontrast wird automatisch vor Ort, z. B. während eines Einsatzes des Flachbildschirms im medizinischen Bereich, abgeglichen, Servicepersonal ist dazu nicht erforderlich.

Description

Beschreibung
Anordnung mit einem Panel eines Flachbildschirms
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Panel eines Flachbildschirms, mit einem Grafikprozessor, welchem durch einen A/D-Wandler ein digitalisiertes Bildsignal zuführbar ist, das der A/D-Wandler aus einem analogen Bildsignal erzeugt, wobei die Verstärkung des A/D-Wandlers derart ein- stellbar ist, dass der A/D-Wandler aus dem größten Videolevel des analogen Bildsignals einen maximalen Videostep des digitalen Bildsignals erzeugt.
Gewöhnlich wird in einer Werkseinstellung der Kontrast eines Panels derart eingestellt, dass aus dem größten Videolevel, z. B. ein Videolevel von 0,7 Volt, eines analogen Bildsignals während der Darstellung eines Weißbildes auf dem Panel ein maximaler Videostep erzeugt wird. Für den Fall, dass z. B. ein 8-Bit A/D-Wandler vorgesehen ist, wird die Verstärkung so eingestellt, dass dieser A/D-Wandler aus dem größten Videolevel 0,7 Volt einen Videostep 255 erzeugt. Ein zu kleiner Kontrast bewirkt ein zu kontrastarmes Bild und es gehen Graustufen verloren, da der A/D-Wandler aus einem maximalen Videolevel nicht den maximal möglichen Videostep erzeugt. Ein zu großer Kontrast bewirkt dagegen, dass der A/D-Wandler schon vor dem Erreichen des maximalen Videolevels bereits den maximalen Videostep ausgibt, wodurch Bildinformationen verloren gehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, durch welche ein Kontrastabgleich während einer Kalibrierphase vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhaft ist, dass einerseits störende Einflüsse auf den Kontrast eines Bildes aufgrund von Alterungseffekten der lichtdurchlässigen Teile des Panels, z. B. aufgrund von Alterungseffekten des Panel-Glases, der LCD-Flüssigkeit oder der Diffusor- und/oder Polarisationsfolien, vermindert werden und andererseits der Sensor nur während einer Kalibrierphase über der Anzeigefläche sichtbar ist. Der Kontrast wird automatisch vor Ort, z. B. während eines Einsatzes des Flachbildschirms im medizinischen Bereich, abgeglichen, Servicepersonal ist dazu nicht erforderlich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor in Richtung des Panels absenkbar ist, wodurch der Abstand zwischen Sensor und Panel vermindert werden kann, was bessere Messergebnisse bewirkt.
Die Messergebnisse werden ferner dadurch verbessert, dass zur Abschirmung des Sensors vom Umgebungslicht Dichtmittel vorgesehen sind. Diese Dichtmittel, z. B. in Form von Dicht- lippen, verhindern, dass das Umgebungslicht die Messergebnisse beeinträchtigt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß der im Anspruch 4 angegebenen Maßnahmen wird der Sensor automatisch gereinigt. Dadurch werden Verunreinigungen des Sensors, die sich nachteilig auf die Messergebnisse auswirken, weitgehend vermieden und darüber hinaus können die zeitlichen Abstände zur Wartung des Sensors vergrößert werden.
Vorteilhaft sind der Sensor und die Mittel zum Ausschwenken des Sensors in einer Ausnehmung des Rahmens, vorzugsweise des seitlichen Rahmens des Flachbildschirms, angeordnet, wodurch Sensor und Ausschwenkmittel während eines Normalbetriebs, also außerhalb der Kalibrierphasen, für einen Betrachter nicht sichtbar sind. Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Anordnung zur Einstellung des Kontrastes eines auf einem LCD-Panel darstellbaren Bildes, Figur 2 die Darstellung der Abhängigkeit von digitalisierten Spannungswerten von analogen Videospannungen und Figuren 3 und 4 einen auf einem Sensorträger angeordneten Sensor in einer Vorder- und einer Seiten- ansieht sowie einer Ansicht von oben.
In Figur 1 ist mit 1 ein Grafikprozessor bezeichnet, welchem durch einen 8-Bit A/D-Wandler 2 ein digitalisiertes Bildsignal 3 zur Darstellung eines Bildes auf einem LCD-Panel 4 eines Flachbildschirms zuführbar ist. Es ist angenommen, dass das digitalisierte Bildsignal 3 Videosteps von 0 bis 255 urα- fasst, welche der A/D-Wandler 2 aus einem analogen Bildsignal 5 in einem Spannungsbereich von 0 Volt bis 0,7 Volt erzeugt. Der Grafikprozessor 1 steuert eine Backlight-Regelung 6 an, welche die Leuchtdichte eines Backlights 7 einregelt, um im Wesentlichen konstante Leuchtdichteverhältnisse zu erzielen. Dazu ist ein Backlight-Sensor 8 vorgesehen, welcher die Leuchtdichte des Backlights 7 erfasst, welche die Backlight- Regelung 6 auf eine Soll-Leuchtdichte einregelt. Über eine geeignete Schnittstelle 9 übermittelt der Grafikprozessor 1 dem Panel 4 das digitale Bildsignal, wodurch die Bildinformation visuell dargestellt wird.
Im Folgenden wird auf Figur 2 verwiesen, in der die Abhängig- keit von digitalisierten Spannungswerten (Videosteps) am Ausgang eines 8-Bit A/D-Wandlers von Videospannungen (analoges Videosignal) an dessen Eingang dargestellt ist. Ein erster Fall (Gerade A) zeigt einen zu klein eingestellten Kontrast, da der A/D-Wandler aus einer maximalen Video-Eingangsspannung von 0,7 Volt lediglich einen Videostep 192 an dessen Ausgang erzeugt. Dies bewirkt, dass im Vergleich zu einem korrekt eingestellten Kontrast (Gerade B) Graustufen GS verloren gehen. In einem zweiten Fall (Gerade C) ist der Kontrast zu groß eingestellt, wodurch der A/D-Wandler bereits aus einer Videospannung von 0,5 Volt am Eingang einen maximalen Videostep 255 am Ausgang erzeugt. Dies bewirkt, dass im Vergleich zu dem korrekt eingestellten Kontrast (Gerade B) Bildinformationen BI verloren gehen.
Um zu verhindern, dass der Kontrast zu klein bzw. zu groß ist, ist die Verstärkung des 8-Bit A/D-Wandlers so einzustellen, dass dieser während der Darstellung eines Weißbildes aus der maximalen Videospannung von 0,7 Volt den maximalen Videostep 255 erzeugt.
Um automatisch die Verstärkung des A/D-Wandlers 2 (Figur 1) entsprechend einzustellen, erniedrigt der Grafikprozessor 1 während einer Kalibrierphase die Verstärkung des A/D-Wandlers 2 ausgehend von einem Maximum stufenweise, wobei gleichzeitig eine Messeinheit 10 an der Frontseite des Panels 4 die optische Bildinformation eines auf dem Panel dargestellten Weißbildes abtastet und die Leuchtdichte dieses Weißbildes er- fasst. Die erfasste Leuchtdichte übermittelt die Messeinheit 10 dem Grafikprozessor 1 über einen A/D-Wandler 13. Für den Fall, dass der Grafikprozessor 1 eine erste Änderung der Leuchtdichte erkennt, stellt dieser über eine Steuerleitung St die Verstärkung des A/D-Wandlers 2 um eine Stufe höher, wodurch die Verstärkungsanpassung und somit der Kontrast- abgleich abgeschlossen ist.
Das Weißbild braucht das Panel nicht vollständig auszufüllen, es reicht aus, das Weißbild in einem „Kalibrierfenster" dar- zustellen, wobei dieses Weißbild in dieses Fenster auch während der Darstellung eines Bildes in einer Normalbetriebsphase des Flachbildschirms einblendbar ist. Bestandteile der Messeinheit 10 sind ein Sensor 11 und ein Sensorträger 12, auf welchem der Sensor 11 montiert ist. Der Sensor 11 und der Sensorträger 12 sind für einen Betrachter nicht sichtbar in einer Ausnehmung des Rahmens des Flachbild- schirms angeordnet. Um die Leuchtdichte des Weißbildes während der Kalibrierphase erfassen zu können, ist der Sensor 11 im Wesentlichen parallel zum Panel von einer Ruheposition in eine Erfassungsposition ausschwenkbar, in welcher der Sensor 11 für den Betrachter sichtbar positioniert ist. Vorzugsweise wird der Sensor 11 während des Ausschwenkens in Richtung
Panel 4 derart abgesenkt, dass der Sensor 11 die Leuchtdichte gut erfassen kann, ohne das Panel 4 zu berühren. Nach der Kalibrierphase wird der Sensor 11 wieder in die Ruheposition eingeschwenkt, in welcher der Sensor 11 und der Sensorträger 12 für den Betrachter wiederum nicht sichtbar in der Ausnehmung des Flachbildschirmrahmens positioniert sind.
Damit Umgebungslicht die Erfassung der Leuchtdichte nicht störend beeinflusst, sind hier nicht dargestellte Dichtlippen vorgesehen, welche den Sensor 11 vom Umgebungslicht abschirmen.
Im Folgenden wird auf die Figuren 3 und 4 verwiesen, in welchen ein auf einem Sensorträger 14 angeordneter Sensor 15 in einer Vorderansicht (Fig. 3a, 4a) , in einer Seitenansicht (Fig. 3b, 4b) und in einer Ansicht von oben (Fig. 3c, 4c) dargestellt ist. Der Sensorträger 14 ist drehbar gelagert und durch einen Stellantrieb 16 und mechanische Mittel 17 ausschwenkbar. Der Stellantrieb 16, z. B. ein Stellantrieb der Firma Nanomuscle, Internetadresse: http.nanomuscle.com ist zusammen mit dem Sensorträger 14 und dem Sensor 15 in einer Ausnehmung eines Rahmens eines Flachbildschirms, vorzugsweise an einem vertikalen Teil des Rahmens, angeordnet und auf einer von dem Rahmen verdeckten, parallel zum Rahmen angeord- neten Trägerplatte 18 montiert. Dadurch sind in einer Ruheposition (Fig. 4) die Trägerplatte 18, die mechanischen Mittel 17, der Stellantrieb 16, der Sensor 15 und der Sensor- träger 14 für einen Betrachter des Panels nicht sichtbar. In einer Erfassungsposition während einer Kalibrierphase (Fig. 4), in welcher der Sensor 15 die Leuchtdichte eines Panels erfasst, ist der Sensorträger 14 mit dem Sensor 15 in einem Winkel von 90 Grad ausgeschwenkt, wobei während des
Ausschwenkvorgangs gleichzeitig der Sensorträger 14 in Richtung Paneloberfläche abgesenkt wird (in Fig. 4b, 4c durch Absenkhöhe H dargestellt) , um den Sensor 15 näher an der Paneloberfläche zu positionieren. Durch hier nicht darge- stellte Dichtlippen wird vermieden, dass Umgebungslicht die
Messergebnisse verfälscht. Nachdem der Sensor 15 positioniert ist, wird für die Dauer der Kalibrierphase die Leuchtdichte des auf dem Panel in einem Kalibrierfenster dargestellten Testbildes erfasst, wobei das Kalibrierfenster in das Tormal- bild einblendbar ist. Nach der Kalibrierphase wird der Sensor 14 in seine Ruheposition eingeschwenkt.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einem Panel (4) eines Flachbildsch±rms, mit einem Grafikprozessor (1), welchem durch einen A/D-Wandler (2) ein digitalisiertes Bildsignal (3) zuführbar ist, das der A/D-Wandler (2) aus einem analogen Bildsignal (5) earzeugt, wobei die Verstärkung des A/D-Wandlers (2) derart e±nstellbar ist, dass der A/D-Wandler (2) aus dem größten Videolevel des analogen Bildsignals (5) einen maximalen Videostep des digi- talen Bildsignals (3) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Kalibrierphase
— durch einen Sensor (11) die Leuchtdichte eines Weißbildes erfassbar ist, wobei der Sensor (11) in einem für einen Betrachter nicht sichtbaren Bereich des Flachbildschirms angeordnet ist und wobei Mittel (14, 16, 17) vorgesehen sind, durch welche der Sensor (11) im Wesentlichen parallel zum Panel (4) von einer Ruheposition in eine Position zur Erfassung der Leuchtdichte ausschwenkbar ist, und
— durch den Grafikprozessor (1) in Abhängigkeit einer er- fassten Leuchtdichteänderung, welche der Grafikprozessor durch stufenweises Verändern der Verstärkung bewi kt, die Verstärkung einstellbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Mittel (14, 16, 17) der Sensor (11) während des Ausschwenkens in Richtung des Panels (4) absenkbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschirmung des Sensors (11) vom Um- gebungslicht während der Erfassung der Leuchtdichte Dichtmittel vorgesehen sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, weiche wäh- rend des Ausschwenkens in die Erfassungsposition oder während des Einschwenkens in die Ruheposition den Sensor (11 ) reinigen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) und die Mittel (14, 16, 17) zum Ausschwenken des Sensors (11) in einer Ausnehmung des Rahmens des Flachbildschirms angeordnet sind.
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