СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОНОВОЙ ПОДСВЕТКОЙ В ДИСПЛЕЕ Российский патент 2013 года по МПК G09G3/34 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к фоновой подсветке дисплея.

Уровень техники

Традиционные жидкокристаллические телевизоры и жидкокристаллические компьютерные мониторы содержат светопропускающую жидкокристаллическую панель и фоновую подсветку, которая формирует более или менее однородный и постоянный рисунок яркости на задней стороне жидкокристаллической панели. Жидкокристаллическая панель модулирует этот свет в требуемые цвета и яркости, чтобы визуализировать изображения.

В "44.4: RGB-LED Backlights for LCD-TVs with 0D, 1D and 2D Adaptive Dimming", by T. Shirai, in: SID Symposium Digest of Technical Papers, Society for Information Display, июль 2006 г., том 37, издание I, стр. 1520-1523 поясняются RGB-светодиодные фоновые подсветки для жидкокристаллических телевизоров с нульмерным, одномерным и двумерным адаптивным уменьшением силы света. Выходная яркость RGB-светодиодной фоновой подсветки для жидкокристаллического телевизора адаптивно уменьшает силу света вместе с входным видеосигналом способами нульмерного (однородного уменьшения силы света), одномерного (линейного уменьшения силы света) и двумерного (локального уменьшения силы света). Коэффициент уменьшения силы света выбирается так, чтобы воспринимаемое изображение после адаптивного уменьшения силы света становилось идентичным исходному изображению, чтобы максимальный видеосигнал из всех жидкокристаллических пикселов, соответствующих блоку после операции уменьшения силы света, становился равным максимальному ограничению для управления LC-модуля, а также чтобы суммарная потребляемая мощность модуля фоновой подсветки становилась минимальной. Гамма-характеристики жидкокристаллического модуля, а также свет рассеяния через жидкокристаллический модуль также принимаются во внимание при вычислении упомянутого максимального видеосигнала.

Эта система адаптивного уменьшения силы света предоставляет возможность усовершенствования.

Сущность изобретения

Должно быть преимущественным иметь усовершенствованный способ управления фоновой подсветкой дисплея. Чтобы лучше разрешать эту проблему, в первом аспекте изобретения представлена система для управления фоновой подсветкой дисплея, при этом дисплей содержит:

- светопропускающую дисплейную панель; и

- фоновую подсветку для предоставления освещения задней стороне дисплейной панели, причем фоновая подсветка содержит множество соответствующих источников света, помещенных в соответствующие предварительно определенные позиции источников света, для предоставления освещения соответствующим перекрывающимся частям задней стороны дисплейной панели согласно соответствующим предварительно определенным профилям яркости источников света при этом сила света профиля яркости источника света является масштабируемой посредством значения возбуждения источника света, и при этом наложение соответствующих масштабированных профилей яркости источников света задает профиль фоновой подсветки.

Система содержит:

- формирователь значений возбуждения для предоставления значений возбуждения источников света в зависимости от значений яркости изображений, соответствующих изображению, которое должно отображаться посредством дисплея, причем формирователь значений возбуждения выполнен с возможностью управления так, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно снижался вокруг части с высокой яркостью дисплея на скорости, которая не зависит от позиции части с высокой яркостью относительно позиций источников света, причем часть с высокой яркостью дисплея имеет более высокую яркость, чем область вокруг части с высокой яркостью дисплея.

Сила света фоновой подсветки управляется посредством локального задания силы света фоновой подсветки в зависимости от яркости изображения. Это дает возможность уменьшать рассеяние мощности фоновой подсветки, поскольку она больше не требуется для того, чтобы всегда поддерживать полную силу света фоновой подсветки. Кроме того, по сравнению с дисплеями с фоновой подсветкой, которая может быть ослаблена, рассеяние мощности дополнительно может уменьшаться посредством локального уменьшения фоновой подсветки, если яркость изображения является низкой. Кроме того, этот вариант осуществления дает возможность улучшать контрастность, поскольку фоновая подсветка с низкой яркостью предоставляется в темные части изображения. Это дает возможность создания более темных областей посредством задания низкой силы света, где изображение имеет низкую яркость, и дает возможность создания более ярких областей посредством задания высокой силы света, где изображение имеет высокую яркость.

Поскольку светопропускающая дисплейная панель не полностью непрозрачна в темных областях вследствие технологических ограничений, часть света, предоставляемого в эти темные области, будет видима зрителю. Этот эффект известен как ореол. Посредством управления так, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части с высокой яркостью независимо от позиций источников света, эффект ореола становится менее мешающим зрителю. Результирующее изображение более привлекательно для зрителя. Общее качество изображений для просмотра повышается.

В варианте осуществления формирователь значений возбуждения содержит:

- средство для установления соответствующих вариантов значений возбуждения для соответствующих источников света на основе яркости в предварительно определенной части изображения, которое должно отображаться в предварительно определенной части дисплея, при этом варианты значений возбуждения соответствуют значениям возбуждения источников света, которые, когда применяются к фоновой подсветке, должны инструктировать фоновой подсветке формировать предварительно определенный профиль фоновой подсветки, который имеет максимальную яркость в предварительно определенной части дисплея и который постепенно убывает вокруг предварительно определенной части дисплея с предварительно определенной скоростью, которая не зависит от позиции предварительно определенной части дисплея относительно позиций источников света, причем средство для установления вариантов значений возбуждения выполнено с возможностью установления вариантов значений возбуждения относительно множества предварительно определенных частей изображения, чтобы получать множество вариантов значений возбуждения, по меньшей мере, для одного из источников света; и

- средство для установления значения возбуждения источника света, по меньшей мере, одного из источников света в зависимости от вариантов значений возбуждения.

Это эффективный способ реализовывать требуемый профиль фоновой подсветки. Посредством установления возможных значений возбуждения на основе предварительно определенных частей изображения вычисления эффективно организуются. Формирователь значений возбуждения может быть выполнен с возможностью использования максимума из возможных значений возбуждения, которые установлены для источника света. Аналогично может использоваться минимум либо усредненное или среднее значение. Кроме того, может использоваться любая функция возможных значений возбуждения, к примеру статистическая функция.

В варианте осуществления средство для установления значения возбуждения источника света содержит средство для установления максимального значения возбуждения из возможных значений возбуждения, по меньшей мере, для одного из источников света. Это гарантирует то, что яркость фоновой подсветки не является слишком низкой.

В варианте осуществления предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет форму, представляющую укрупненную форму профиля яркости источника света.

В варианте осуществления предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет ограниченный радиус, менее чем в пять раз превышающий расстояние между двумя источниками света. Таким образом, только ограниченное число источников света требуется для того, чтобы формировать предварительно определенный профиль фоновой подсветки. Это уменьшает вычислительные мощности, требуемые для того, чтобы вычислять значения возбуждения. Кроме того, контрастность улучшается, поскольку свет предоставляется локально, где он требуется, и только в ограниченной области вокруг. Оставшаяся область дисплея остается неосвещенной, что приводит к улучшению визуализации темных объектов. Предпочтительно предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет ограниченный радиус, самое большее в 2 раза превышающий расстояние между двумя источниками света. Предпочтительно предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет ограниченный радиус, самое большее в 1,5 раза превышающий расстояние между двумя источниками света.

В варианте осуществления средство для установления вариантов значений возбуждения содержит:

- средство для установления значения весового коэффициента в зависимости от местоположения предварительно определенной части дисплея относительно местоположения, по меньшей мере, одного из источников света; и

- средство для вычисления произведения значения весового коэффициента и значения, представляющего яркость предварительно определенной части изображения.

Значения весовых коэффициентов являются практическим и эффективным способом вычислять требуемое значение возбуждения для источника света, чтобы создавать виртуальный профиль. Они дают возможность предварительно вычислять значения весовых коэффициентов в таблице поиска.

В варианте осуществления средство для установления значения весового коэффициента и средство для вычисления произведения выполнены с возможностью применения к соответствующим из множества предварительно определенных частей дисплея, причем число предварительно определенных частей превышает число источников света. Число предварительно определенных частей метафорически соответствует числу виртуальных источников света, каждый из которых формирует виртуальный профиль источника света. Вследствие большого числа предварительно определенных частей моделируется большое число виртуальных источников света. Соответственно зрителю кажется, что число источников света больше, чем фактическое число источников света.

В варианте осуществления формирователь значений возбуждения содержит средство для выбора предварительно определенного профиля фоновой подсветки из множества предварительно определенных профилей фоновой подсветки, имеющих различные формы, в зависимости от яркости в предварительно определенной части изображения. Это обеспечивает больше вариантов для подстройки системы управления фоновой подсветкой.

В варианте осуществления предварительно определенный профиль фоновой подсветки с плоской вершиной выбирается, если, по меньшей мере, одно из значений яркости изображений превышает предварительно определенное пороговое значение, чтобы увеличивать максимум предварительно определенного профиля фоновой подсветки. Профиль с плоской вершиной дает возможность использования большего числа источников света при максимальной силе света. Таким образом, полная яркость в данном пятне дисплея может быть повышена. Это является особенно подходящим для небольших пятен с высокой яркостью.

Вариант осуществления содержит дисплей, содержащий:

- светопропускающую дисплейную панель;

- фоновую подсветку, как изложено выше; и;

- систему управления фоновой подсветкой, содержащую формирователь значений возбуждения, как изложено выше.

Дисплейная панель может содержать жидкокристаллическую панель. Источники света могут содержать светодиоды.

Дисплей может быть частью телевизора или компьютерного монитора.

Вариант осуществления содержит способ управления фоновой подсветкой дисплея, при этом способ содержит:

- предоставление значений возбуждения источников света в зависимости от значений яркости изображений, соответствующих изображению, которое должно отображаться посредством дисплея, причем формирователь значений возбуждения выполнен с возможностью управления так, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части дисплея на скорости, которая не зависит от позиций источников света, при этом часть дисплея содержит более высокую яркость, чем область вокруг части дисплея, согласно значениям яркости изображения.

Вариант осуществления содержит компьютерный программный продукт для управления фоновой подсветкой дисплея, при этом компьютерный программный продукт содержит инструкции для:

- предоставления значений возбуждения источников света в зависимости от значений яркости изображений, соответствующих изображению, которое должно отображаться посредством дисплея, причем формирователь значений возбуждения выполнен с возможностью управления так, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части дисплея на скорости, которая не зависит от позиций источников света, при этом часть дисплея содержит более высокую яркость, чем область вокруг части дисплея, согласно значениям яркости изображений.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения дополнительно поясняются и описываются со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг. 1 предоставляет впечатление от примера света, формируемого посредством фоновой подсветки с регулируемой яркостью;

Фиг 2 является схемой по варианту осуществления;

Фиг. 3 иллюстрирует рендеринг яркого пятна;

Фиг. 4 иллюстрирует рендеринг яркого пятна;

Фиг. 5 иллюстрирует профиль яркости источника света;

Фиг 6 иллюстрирует две компоновки источников света;

Фиг. 7 иллюстрирует профили фоновой подсветки,

Фиг 8 иллюстрирует несколько профилей фоновой подсветки;

Фиг. 9 иллюстрирует несколько профилей фоновой подсветки; и

Фиг. 10 - это схема варианта осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

Традиционные системы жидкокристаллического дисплея содержат фоновую подсветку, которая формирует однородный рисунок яркости на задней стороне жидкокристаллической панели, после чего жидкокристаллическая панель модулирует этот свет в требуемое изображение. Ослабление фоновой подсветки основано на такой идее, что сама фоновая подсветка также может модулироваться, формируя свет только там, где и когда это необходимо.

Оптимальная реализация системы фоновой подсветки с двумерным уменьшением силы света заключает в себе большое число компромиссов и зависит от широкого набора проектных целевых показателей. Четырьмя важными причинами использовать двумерное уменьшение силы света являются энергосбережение, локальное усиление контуров изображения, улучшение контрастности и угла обзора.

Тем не менее, двумерное уменьшение силы света может вводить артефакты, например ореолы вокруг ярких объектов, видимую структуру фоновой подсветки и неоднородность цвета и/или яркости.

При проектировании системы для управления признаком двумерного уменьшения силы света предусматривается компромисс между энергосбережением и уменьшением артефактов. Выбор зависит, например, от типа используемой жидкокристаллической панели: если используются панели, которые могут визуализировать темные области очень хорошо независимо от силы света фоновой подсветки, то снижение потребляемой мощности является относительно важным. В противном случае обычно является более важным уменьшение артефактов структуры фоновой подсветки.

Предпочтительно в фоновой подсветке используется относительно большое число светодиодов. Контрастность может улучшаться, когда большое число светодиодов используется в фоновой подсветке; ореолы, вызываемые посредством "рассеяния" света в темные области, в таком случае являются достаточно узкими для того, чтобы исчезать благодаря ограничениям зрительной системы человека.

Когда только небольшое число светодиодов используется, могут по-прежнему достигаться цели энергосбережения и/или локального усиления контуров изображения.

Может быть реализовано несколько вариантов систем уменьшения силы света фоновой подсветки. В первом варианте, называемом нульмерным уменьшением силы света, фоновая подсветка по-прежнему формирует однородный рисунок яркости, но его сила света модулируется на основе требований, извлекаемых из видеосодержимого. Сигнал в жидкокристаллическую панель также должен модифицироваться, чтобы компенсировать модулированный вывод фоновой подсветки. Некоторые из преимуществ нульмерного уменьшения силы света заключаются в следующем.

Снижение потребляемой мощности: фоновая подсветка требует меньшей мощности для визуализации более темных сцен.

Повышение контрастности, особенно для темных сцен: рассеяние света жидкокристаллических панелей меньше, если уровень фоновой подсветки ниже.

Улучшение угла обзора, особенно для темных сцен. Жидкокристаллические панели оптимизированы под низкие значения пропускания. При уменьшении силы света значения пропускания жидкокристаллических панелей повышаются для того, чтобы компенсировать уменьшения фоновой подсветки. Таким образом, свойства жидкокристаллической панели с высоким пропусканием теперь также применяются к более темным сценам.

Вышеупомянутые преимущества также применяются к одномерному и двумерному уменьшению силы света, которое задается ниже.

Одномерное уменьшение силы света означает, что фоновая подсветка разделяется на горизонтальные или вертикальные полосы, которые могут модулироваться отдельно. Одномерное уменьшение силы света улучшает все три аспекта относительно нульмерного уменьшения силы света. Кроме того, когда панель имеет общее ограничение на потребляемую мощность, становится возможным отображать более высокую пиковую яркость, если полная яркость является достаточно низкой.

Хотя возможны вертикальные полосы, предпочтительно используются горизонтальные полосы. Люминесцентные лампы имеют тенденцию работать оптимально при размещении в горизонтальной позиции. Кроме того, наиболее естественные сцены зачастую имеют скорее горизонтально ориентированное разделение (например, как в сцене пейзажа с небом), для которого вертикальная сегментация работает лучше.

При двумерном уменьшении силы света фоновая подсветка разделяется на небольшие сегменты, которые могут управляться раздельно. Фиг. 1 показывает впечатление от света, формируемого посредством такой двумерной фоновой подсветки с регулируемой яркостью. С другой стороны, это улучшает все четыре аспекта относительно одномерного уменьшения силы света.

Нульмерное и одномерное уменьшение силы света возможно, например, с традиционным флюоресцентным освещением с холодным катодом (CCFL), хотя такой свет имеет только ограниченную глубину модуляции. Двумерное уменьшение силы света требует небольших источников света, например светоизлучающих диодов (светодиодов).

Фиг. 2 показывает примерную архитектуру системы жидкокристаллической панели с уменьшением силы света. Эта универсальная архитектура является допустимой для нульмерных, одномерных и двумерных систем. Входной сигнал 1 описывает изображение, которое должно быть визуализировано. Например, он описывает целевые интенсивности красного, зеленого и синего каналов для каждого пиксела в изображении с использованием формата данных, известного в данной области техники. Формирователь 2 значений возбуждения светодиода извлекает последовательность значений 3 возбуждения светодиода, которые используются для того, чтобы возбуждать светодиодную фоновую подсветку 4 в зависимости от входного сигнала 1. Это должно формировать рисунок 5 освещения на жидкокристаллической панели 10 с пространственным распределением яркости согласно значениям возбуждения светодиода. Этот свет должен модулироваться посредством жидкокристаллической панели, чтобы реализовывать целевое изображение 11, соответствующее входному сигналу 1. Чтобы извлекать надлежащие значения 9 возбуждения жидкокристаллической панели, предоставляется второй тракт обработки. Модуль 6 моделирования освещения предоставляет моделирование фоновой подсветки 4 физического светодиода, чтобы получать силы света, предоставляемые для жидкокристаллической панели. Таким образом, из значений 3 возбуждения светодиода фактическое генерируемое распределение 7 света вычисляется в модуле 6 моделирования освещения. Это фактическое генерируемое распределение света предоставляется в формирователь 8 значений возбуждения жидкокристаллической панели. Этот формирователь 8 значений возбуждения жидкокристаллической панели предоставляет значения возбуждения для жидкокристаллической панели с использованием распределения 7 света и входного сигнала, который описывает изображение, которое должно формироваться. Например, формирователь 8 значений возбуждения жидкокристаллической панели выполняет разделение фактической фоновой подсветки в пикселе и интенсивности цвета изображения, которое должно формироваться в этом пикселе.

Чтобы давать возможность надлежащего создания требуемого изображения, алгоритм, используемый в формирователе 2 значений возбуждения светодиода, предпочтительно выполнен с возможностью формирования значений 3 возбуждения, которые инструктируют свету 5, формируемому фоновой подсветкой 4, быть достаточным для того, чтобы давать возможность жидкокристаллической панели 10 ослаблять свет 5 до надлежащего значения 11.

Чтобы достигать максимального снижения потребляемой мощности, формирователь 2 значений возбуждения светодиода может выбирать значения возбуждения таким образом, что это минимизирует сумму значений 3 возбуждения, при этом выполняя требование, чтобы свет 5, формируемый посредством фоновой подсветки 4, являлся достаточным, чтобы давать возможность жидкокристаллической панели 10 ослаблять свет 5 до надлежащего значения 11.

Формирователь 2 значений возбуждения светодиода не должен быть идеальным до тех пор, пока обеспечивается минимальная требуемая сила света фоновой подсветки. Несколько менее оптимальный, но более простой для того, чтобы реализовывать алгоритм, по-прежнему может давать в результате хорошие изображения. Тем не менее, в предпочтительном варианте модуль 6 моделирования является очень точным. Любые различия между моделированным распределением яркости и фактическим генерируемым распределением яркости могут стать видимыми как ошибки яркости в конечном изображении.

Эффективность уменьшения силы света, особенно нульмерного уменьшения силы света, может быть ограниченной при наличии небольшого числа ярких пятен в изображении. В таких случаях компромисс может заключаться в том, чтобы уменьшать яркость этих областей с использованием мягкого ограничения уровня для того, чтобы повышать отдачу мощности и повышать эффективность в темных областях.

Одна из причин, чтобы понижать яркость фоновой подсветки, состоит в том, чтобы увеличивать контрастность: даже при использовании панели со слабой контрастностью свет не может рассеиваться через нее, когда он не формируется в первую очередь, давая в результате чрезвычайно высокую контрастность системы. Тем не менее, светодиодная фоновая подсветка не может формировать произвольное распределение света на жидкокристаллической панели. Оно ограничено посредством организации светодиодов, обычно матричной, и посредством распределения светодиодов на жидкокристаллической панели.

При формировании света, необходимого для яркой области, часть генерируемого света может предоставляться в соседнюю темную область. Этот свет должен частично рассеиваться через жидкокристаллическую панель, и, следовательно, вокруг ярких объектов может формироваться слабый "ореол" света. Фиг. 3 показывает пример этого (с большим увеличением). Фиг. 3 иллюстрирует визуализацию 302 с помощью панели с малой контрастностью с неослабленной фоновой подсветкой, визуализирующую белую точку на черном фоне. На визуализации 304, показана та же белая точка на черном фоне, использующая ту же панель, но с двумерной ослабленной фоновой подсветкой. Можно принимать во внимание, что ореол присутствует вокруг белого пятна при использовании ослабленной фоновой подсветки. Также можно принимать во внимание, что контрастность оптимальнее при использовании ослабленной фоновой подсветки: более темная область формируется по сравнению с визуализацией 302, подготавливаемой с помощью неослабленной фоновой подсветки.

Присутствие ореолов не должно быть проблемой. Человеческий глаз имеет ограниченный локальный диапазон контрастности, поэтому детали в темной области, соседствующей с яркой областью, являются невидимыми. Следовательно, до тех пока этот ореол имеет ограниченную ширину, он является (почти) невидимым или, по меньшей мере, приемлемым для визуального наблюдателя.

Тем не менее, ореол может слабо показывать структуру фоновой подсветки, например компоновку источников света фоновой подсветки. Фиг. 4 показывает пример этого. На фиг. 4 можно видеть, что сила света фоновой подсветки является наибольшей немного правее и выше яркого пятна. Она может быть едва видимой для статических изображений, но когда демонстрируется движущаяся сцена, форма ореола вокруг ярких областей изменяется с позицией. Это раздражает при восприятии.

Тесты восприятия продемонстрировали, что видимость ореолов связана как с разностью контрастности, так и с (относительной) шириной ореолов. Ореолы, которые являются узкими, едва видны, даже если локальный уровень черного сигнала в них очень низкий. Это обусловлено ограничениями человеческой зрительной системы. Яркие области маскируют соседние темные области. Когда наблюдатель смотрит на точечный источник света (например, яркий светодиод), зрительная система вводит (несуществующий) ореол вокруг него. Тем не менее, мозг подготовлен, чтобы игнорировать его. Наблюдатель видит его только в том случае, когда он сознательно пытается.

Это приводит к следующим выводам. Если ширина вводимых ореолов остается в пределах маскированной области, форма и яркость ореолов не очень важны, поскольку они не замечаются наблюдателем. Тем не менее, если ширина больше, снижение контрастности вследствие ореола предпочтительно ограничивается; иначе он является видимым. Кроме того, форма ореола не должна зависеть от позиции на панели. Следует отметить, что артефакты, которые невидимы при обычном расстоянии просмотра телевизора, могут становиться видимыми при просмотре дисплея вблизи.

Есть прямая зависимость между шириной ореолов и числом светодиодов в фоновой подсветке. Если контрастность панели настолько слабая, что ореолы являются видимыми, то предпочтительно достаточное число светодиодов с подходящим профилем используется, с тем чтобы вводимые ореолы были достаточно узкими для того, чтобы оставаться незамеченными.

С введением светодиодов можно возбуждать три (или более) основных цвета, формируемых посредством фоновой подсветки, отдельно. Это может использоваться для того, чтобы снижать яркость этих цветов отдельно, чтобы дополнительно уменьшать потребляемую мощность и улучшать контрастность.

Одним из факторов, влияющих на результат системы двумерного уменьшения силы света, является форма профиля яркости, который светодиод проецирует на жидкокристаллическую панель. Хотя свет, формируемый посредством светодиода, имеет конкретный угловой компонент в зависимости от местоположения на жидкокристаллическом экране, диффузор может использоваться для того, чтобы удалять этот компонент. Кроме того, в предпочтительном варианте предоставляются оптические компоненты, чтобы поляризовать свет, формируемый посредством светодиода, до того как он достигает жидкокристаллической панели.

Термин "профиль светодиодов" используется для того, чтобы указывать профиль силы поляризованного света, который направляется на жидкокристаллическую панель. В этом документе подробно описываются только круговые профили. Тем не менее, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что можно дополнять способы и системы, описанные в данном документе, до некруговых профилей.

Позиция на жидкокристаллической панели непосредственно перед светодиодом считается центром профиля. Расстояние r является расстоянием между позицией на жидкокристаллической панели и этим центром. Яркость L теперь может быть описана как L(r).

Можно различать два класса профилей. Неограниченные профили демонстрируют, что L(r) становится небольшой для больших значений r, но никогда не равняется 0. Профили Гаусса и Лоренца являются примерами неограниченных профилей. Ограниченные профили, тем не менее, имеют параметр R, радиус профиля. Для r>R яркость равна 0 (или, по меньшей мере, очень небольшая). Фиг. 5 показывает пример ограниченного профиля с R=1,5. Он показывает на горизонтальной оси расстояние r между позицией на жидкокристаллической панели и центром профиля. На вертикальной оси он показывает яркость, предоставляемую посредством светодиода в произвольном модуле. Ограниченные профили имеют интересные свойства. Вследствие ограниченного диапазона только светодиоды ближе чем R к конкретной точке на жидкокристаллической панели должны приниматься во внимание при вычислении суммарного света, что упрощает алгоритмы. Кроме того, черные области являются очень темными, когда они находятся достаточно далеко от более яркой области. Если свет распределяется по большой области (большому R), то форма ореола является очень мягкой, и структура фоновой подсветки невидима.

Если форма профиля ограничена (небольшой R), то только небольшое число светодиодов соответствует конкретной позиции, и ширина ореола является маленькой. Пиковая яркость может достигаться посредством включения только нескольких светодиодов. Но это может показывать структуру фоновой подсветки. Узкие профили могут приводить к большему снижению потребляемой мощности. Также, поскольку меньше светодиодов соответствует конкретной позиции, вычисление величины света в этой позиции должно учитывать только меньший набор светодиодов, что упрощает вычисления.

В принципе светодиоды могут размещаться любым способом, который является удобным. Для систем одномерного и двумерного регулирования яркости плоскостность профиля тесно связана с компоновкой светодиодов, в частности, для узких профилей. Компоновки с симметрией имеют преимущества в этой области. Кроме того, симметрическая компоновка уменьшает вычислительную сложность алгоритмов. Следовательно, в предпочтительном варианте используются симметричные размещения светодиодов для систем одномерного и двумерного уменьшения силы света, например квадрат 602 и равносторонний треугольник 604. Оба показаны на фиг. 6. Преимущество квадратной 602 компоновки состоит в том, что она дает возможность относительно простого размещения границ зеркалирования вследствие своих симметричных свойств.

Моделирование света, который фоновая подсветка направляет на жидкокристаллическую панель (блок 6 на фиг. 2), может быть реализовано следующим образом. Допустим, что N - это число пикселов жидкокристаллической панели, а M - это число светодиодов в фоновой подсветке. Для каждого пути от светодиода к пикселу имеется коэффициент затухания A_ij, который зависит от профиля светодиодов и расстояния от светодиода до пиксела. Свет L_j, который принимается посредством пиксела j, получается посредством суммирования света, испускаемого посредством светодиодов i, умноженного на коэффициенты затухания:

Тем не менее, эта формула требует относительно большого числа вычислений. Она может упрощаться, например, посредством использования симметрии, ограниченного радиуса профиля светодиодов, а допущение небольших ошибок необходимо для того, чтобы сокращать число вычислений и требуемую память до управляемой величины.

При реализации формирователя значений возбуждения светодиода (блок 2 на фиг. 2) имеется свобода в оптимизации значений возбуждения светодиода для конкретной цели. Предпочтительно формирователь 2 значений возбуждения светодиода обеспечивает, что каждый пиксел, по меньшей мере, принимает величину света, который он должен передавать согласно входному сигналу 1. Это может быть сделано посредством разрешения набора неравенств. Если V_j описывает минимальную требуемую величину света для пиксела j, то:

Предпочтительно A_ij выбираются таким образом, что всегда есть, по меньшей мере, одно решение для этого набора неравенств, т.е. ситуация, когда все светодиоды возбуждены на максимуме (т.е. уменьшение силы света не используется). Тем не менее, обычно есть бесконечное число решений. Нахождение и/или выбор оптимального зависит от реализации.

Когда внутренняя контрастность жидкокристаллической панели не является очень высокой, свет от фоновой подсветки должен рассеиваться через панель также в темных областях (как проиллюстрировано под номером 302). Это само по себе может быть раздражающим. Тем не менее, видимая статическая структура фоновой подсветки (как проиллюстрировано на фиг. 4) гораздо больше мешает. В сценах панорамирования эта статическая структура вызывает эффект "грязного окна", который ухудшает качество изображения. Следовательно, одна цель может состоять в том, чтобы минимизировать видимость компоновки светодиодов фоновой подсветки. Имеются, по меньшей мере, два элемента, которые соответствуют этой видимости. Физическая реализация фоновой подсветки такова, что включает в себя такие свойства, как шаг светодиода, смешение оптических сигналов, ширина профиля и т.д. Но даже тщательно спроектированная фоновая подсветка может функционировать плохо, если возбуждается ненадлежащим образом. Следовательно, алгоритм, который используется для того, чтобы извлекать значения возбуждения из видеоинформации, также способствует оптимизации системы.

В принципе имеется одно решение или набор одинаково выполняющихся решений для значений возбуждения светодиода, который обеспечивает минимальную потребляемую мощность. Чтобы уменьшать вычислительную сложность, можно использовать приближение решения по минимальной потребляемой мощности. Следует отметить, что подход минимальных артефактов и подход минимальной мощности могут давать довольно различные результаты.

В идеале формирователь значений возбуждения светодиода принимает во внимание значения возбуждения для каждого пиксела на жидкокристаллическом экране отдельно. Современные HDTV-экраны (1920 на 1080 пикселов) предоставляют приблизительно 2 миллиона пикселов, что означает, что огромные объемы данных должны обрабатываться на очень высокой скорости, чтобы достигать этого. Чтобы уменьшать вычислительную сложность, изображение может понижающе дискретизироваться до более управляемого размера с целью формирования значений возбуждения светодиода, к примеру, до областей 192×108, сокращая число вычислений на коэффициент 100 и вводя только незначительные ошибки. Предпочтительно максимальный уровень яркости в области пикселов используется в понижающе дискретизированной версии. Этот общий принцип может применяться ко всем описываемым реализациям формирователя значений возбуждения светодиода.

Формирователь значений возбуждения светодиода также может упрощаться посредством предположения более простого профиля светодиодов, чем фактический физический профиль. Когда используется профиль, который для любой позиции прогнозирует меньше света, чем фактический профиль, результаты на основе этого алгоритма по-прежнему удовлетворяют требованию, что всегда должно быть, по меньшей мере, достаточно света в любой позиции пиксела. Предпочтительно модуль 6 моделирования использует фактический физический профиль для того, чтобы вычислять фактическую силу света фоновой подсветки для позиций пикселов. Это дает возможность формирования более точных значений возбуждения жидкокристаллической панели посредством формирователя 8 значений возбуждения жидкокристаллической панели, что приводит к лучшей визуализации 11. Данное упрощение может делать систему чуть менее эффективной по мощности. Тем не менее, алгоритм может упрощаться в реализации и становиться менее затратным в вычислительном отношении.

В варианте осуществления формирователя 2 значений возбуждения светодиода используется достаточно эффективный и чрезвычайно простой алгоритм. Чтобы получать конкретную яркость, достаточно включать все светодиоды в пределах диапазона (r<R), которые должны возбуждаться с одинаковым значением возбуждения. Если другие области требуют другой яркости светодиода, берется максимум из значений возбуждения. Тем не менее, этот алгоритм возбуждения может демонстрировать серьезную "скачкообразность" в значениях возбуждения, когда яркие объекты перемещаются на экране так, что входят и выходят из области, заданной посредством радиуса R. Также ореолы являются относительно большими и могут показывать структуру пикселов светодиодов.

В другом варианте осуществления формирователя 2 значений возбуждения светодиода немного более сложный, но гораздо более эффективный по мощности алгоритм использует тот факт, что светодиод, ближайший к позиции, требующей света, является наиболее эффективным для использования. Каждая позиция обрабатывается последовательно. Из величины требуемого света вычисляется значение возбуждения для светодиода, ближайшего к этой позиции. Если требуемое значение возбуждения составляет менее 100%, достаточно света может формироваться посредством этого светодиода, и алгоритм может продолжаться для следующей позиции. Если оно превышает 100%, это значение отсекается до 100%, и следующий ближайший светодиод используется для того, чтобы формировать отсутствующий свет.

Он продолжается до тех пор, пока достаточный свет не сформирован. Тем не менее, этот алгоритм возбуждения также может демонстрировать серьезную "скачкообразность" значений возбуждения, когда яркие объекты перемещаются на экране.

В другом варианте осуществления формирователя 2 значений возбуждения светодиода используется расширение вышеописанного алгоритма. Он работает в несколько проходов. В первом проходе вычисляется значение возбуждения ближайшего светодиода. Это значение отсекается до 100%. Из всех значений возбуждения, вычисленных для конкретного светодиода, сохраняется наибольшее значение. Во втором проходе фактический уровень яркости для каждого пиксела вычисляется на основе сохраненных значений возбуждения светодиода. Для большинства светодиодов уровень яркости теперь равняется или превышает требуемый уровень. Тем не менее, некоторые пикселы могут по-прежнему не принимать достаточно света. Чтобы преодолеть это, новые (более высокие) значения возбуждения вычисляются для второго ближайшего светодиода (ближайший светодиод уже имеет 100%). Этот процесс может повторяться до тех пор, пока все пикселы не принимают достаточно света.

В другом, предпочтительном варианте осуществления формирователя 2 значений возбуждения светодиода используется алгоритм, который обеспечивает низкую видимость структуры фоновой подсветки. Алгоритм основан на идее, что можно эмулировать виртуальный светодиод и ассоциируемый профиль виртуального светодиода в любой произвольной позиции на экране посредством возбуждения физических светодиодов с надлежащими значениями возбуждения. Например, каждый пиксел может иметь собственный виртуальный светодиод. Набор коэффициентов ассоциирован с каждым виртуальным светодиодом, который описывает соотношение долей окружающих физических светодиодов. Фиг. 7 показывает на графике 704 одномерные представления профилей пяти светодиодов в различных позициях, возбуждаемых с различными значениями возбуждения. На графике 702 показан результирующий виртуальный профиль. Графики 702 и 704 показывают позицию на горизонтальной оси и яркость на вертикальной оси. Можно отметить, что виртуальный профиль 702 достигает максимума между максимумами двух соседних отдельных физических профилей. Посредством надлежащего возбуждения светодиодов максимум виртуального профиля может быть помещен в любую позицию по желанию.

Фиг. 8 показывает три графика, имеющие позицию на горизонтальной оси и яркость на вертикальной оси. Он показывает на графиках A, B и C три различных профиля фоновой подсветки (или "виртуальные светодиоды") 802, 804 и 806, которые имеют свой максимум в различных позициях относительно зафиксированных положений четырех светодиодов (Led1, Led2, Led3 и Led4). Профили 802, 804, 806 фоновой подсветки имеют одинаковую форму, но находятся в смещенных позициях. Форма профиля фоновой подсветки и скорость убывания являются независимыми от позиции профиля фоновой подсветки относительно позиций источников света Led1, Led2, Led3, Led4. На графиках A, B и C также нарисованы световые профили 808 отдельных светодиодов. Амплитуда световых профилей отдельных светодиодов варьируется для различно позиционированного максимума 810, 812, 814 профиля 802, 804, 806 фоновой подсветки. Рассматривая пример Led2 в профиле фоновой подсветки графика A, значения весовых коэффициентов или коэффициенты, которые используются для того, чтобы вычислять вариант значения возбуждения Led2, могут вычисляться, например, посредством деления высоты максимума светового профиля 808 на максимум 810 профиля 802 фоновой подсветки.

Чтобы создавать конкретную яркость виртуального светодиода, физические светодиоды предпочтительно возбуждаются с требуемым значением возбуждения виртуального светодиода, умноженным на предварительно определенное ассоциированное значение коэффициента. Коэффициенты могут вычисляться автономно, поскольку они извлекаются из физических параметров, таких как профили, разнесение и т.д.

Алгоритм согласно варианту осуществления работает следующим образом.

Для каждого виртуального светодиода определяется требуемая яркость. Эта требуемая яркость предпочтительно основана на целевой яркости в центре виртуального светодиода согласно входному сигналу 1. Из нее вычисляются значения возбуждения ассоциированных физических светодиодов. Поскольку один физический светодиод соответствует множеству виртуальных светодиодов, предусмотрено также много значений возбуждения, которые вычисляются для этого физического светодиода. Максимальное значение этих значений используется в качестве фактического значения возбуждения для светодиода.

Чтобы уменьшать вычислительные затраты, число виртуальных светодиодов может быть ограничено. Вместо одного виртуального светодиода на пиксел может использоваться один виртуальный светодиод на область. В этом случае сила света виртуального светодиода вычисляется посредством взятия максимальной яркости пикселов в области. Использование областей также уменьшает память, требуемую для таблиц коэффициентов.

Предпочтительно небольшое значение запаса добавляется к силе света (физических или виртуальных) светодиодов, так что можно возбуждать светодиоды временно за пределами максимального значения возбуждения. Это помогает обрабатывать все неплоскостности профиля светодиода в пределах области.

Области создаются посредством деления сетки, формируемой посредством физических светодиодов, на более точную сетку. Каждая область затем ассоциируется с горизонтальной и вертикальной фазой относительно сетки физических светодиодов. Например, если горизонтальная линия между двумя физическими светодиодами делится на четыре шага, значит, имеются четыре фазы. Если то же выполняется в вертикальном направлении, задается 16 областей, каждая из которых имеет конкретную фазу x и фазу y и ассоциированные предварительно определенные таблицы коэффициентов.

При использовании областей виртуальные светодиоды по-прежнему демонстрируют (точную) геометрическую структуру, хотя меньшую относительно исходного шага физического светодиода. Следовательно, свет по-прежнему не формируется точно в позиции пиксела. В случае движения ярких объектов значения возбуждения виртуального светодиода могут перескакивать бит, когда объект пересекает границу между областями. Предпочтительно находится компромисс между видимостью сетки и числом фаз, которые должны быть реализованы.

Максимальный световой выход достигается, когда все участвующие светодиоды включены при 100%-ном уровне возбуждения. Когда имеется только одна небольшая область максимальной яркости, она находится на пике виртуального профиля, и участвующие физические светодиоды, следовательно, не все включаются при 100%, и поэтому световой выход меньше достижимого максимума. Таким образом, небольшая область максимальной яркости не может быть визуализирована оптимально. Предусмотрено несколько способов противодействовать этому эффекту. Прежде всего максимальная яркость светодиодов может повышаться (с помощью встроенного запаса). Во-вторых, можно отказываться от использования полной 100%-ной достижимой яркости. В-третьих, можно уменьшать яркость небольших ярких областей. В-четвертых, можно изменять алгоритм возбуждения для небольших ярких областей, тем самым вводя большие ореолы для этих небольших ярких областей. В-пятых, можно увеличивать ширину профиля виртуального светодиода.

Хотя физические профили предпочтительно являются гладкими, форма виртуальных профилей может выбираться более свободно. Расширение виртуального профиля уменьшает снижение потребляемой мощности, но уменьшает требуемый запас мощности. Такой же эффект имеет введение плоской вершины для виртуального профиля: чтобы создавать такой профиль посредством суммирования физических профилей, следует удостоверяться, что все ближайшие светодиоды используются практически в равной степени.

Фиг. 9 иллюстрирует способ, дающий возможность визуализации ярких пятен посредством адаптирования формы виртуального профиля согласно уровню яркости, который должен достигаться. На горизонтальной оси этот график показывает расстояние от центра виртуального профиля, а на вертикальной оси график показывает яркость. Обе оси задаются в произвольных единицах. Чертеж показывает, что виртуальные профили с вершиной высокой яркости имеют относительно широкую плоскую вершину по сравнению с виртуальными профилями с вершиной меньшей яркости. Предпочтительно выбирается компромисс между максимальной яркостью небольших ярких объектов и максимальной допустимой видимостью ореолов.

Следует отметить, что между физическим и виртуальным профилем нет соотношения "один-к-одному", поскольку виртуальный профиль определяется посредством физического профиля и коэффициентов A_ij. Тем не менее, не все комбинации профиля физических и виртуальных светодиодов являются в равной степени подходящими. Целевой виртуальный профиль аппроксимируется посредством суммы физических профилей. Среднеквадратическое значение ошибки и пиковых значений является индикатором относительно того, насколько хорошо работает любое данное приближение.

Фиг. 10 показывает упрощенную схему варианта осуществления изобретения. Чертеж показывает дисплей 100, содержащий светопропускающую дисплейную панель 102, например жидкокристаллическую дисплейную панель и фоновую подсветку 104 с адаптивно регулируемой яркостью с множеством источников 110 света с регулируемой яркостью. Источник света в этом контексте означает фрагмент фоновой подсветки, яркость которого может управляться независимо. Источники 110 света фоновой подсветки 104 предоставляют свет 808 к задней стороне 108 светопропускающей дисплейной панели 102. Дисплейная панель 102 модулирует свет, предоставляемый посредством фоновой подсветки 104, в требуемый цвет, который задает изображение, которое должно быть визуализировано под управлением контроллера 124 дисплейной панели. Дисплей 100 содержит вход, чтобы принимать изображение 114, которое может временно сохраняться в запоминающем устройстве дисплея.

Источники 110 света размещаются в соответствующих предварительно определенных позициях источников света для предоставления освещения соответствующим перекрывающимся частям задней стороны 108 дисплейной панели согласно соответствующим предварительно определенным профилям яркости источников 808 света, при этом сила света профиля яркости источника света является масштабируемой посредством значения 112 возбуждения источника света, предоставляемого посредством формирователя 106 значений возбуждения. Свет на задней стороне 108 дисплейной панели, формируемый посредством источников 110 света, формирует профиль фоновой подсветки.

Формирователь 106 значений возбуждения предоставляет значения 112 возбуждения источников света. Он определяет значения возбуждения источников света на основе значений яркости изображений, соответствующих изображению 114, которое должно отображаться посредством дисплея. Изображение 114 может содержать часть изображения с высокой яркостью, имеющую более высокую яркость, чем область вокруг части изображения с высокой яркостью. В таком случае формирователь 106 значений инструктирует профилю фоновой подсветки постепенно убывать вокруг части с высокой яркостью дисплея, на котором отображается часть изображения с высокой яркостью. Скорость убывания является независимой от позиции части с высокой яркостью относительно позиций источников света.

Формирователь 106 значений возбуждения может содержать средство 116 для установления соответствующих вариантов значений возбуждения для соответствующих источников света на основе яркости в предварительно определенной части изображения, которое должно отображаться в предварительно определенной части дисплея. Эти варианты значений возбуждения соответствуют значениям возбуждения источников света, которые, когда применяются к фоновой подсветке, должны инструктировать фоновой подсветке формировать предварительно определенный профиль фоновой подсветки, который имеет максимальную яркость в предварительно определенной части дисплея и который постепенно убывает вокруг предварительно определенной части дисплея с предварительно определенной скоростью, которая не зависит от позиции предварительно определенной части дисплея относительно позиций источников света.

Средство для установления вариантов значений возбуждения выполнено с возможностью установления различных вариантов значений возбуждения на основе яркости в различных предварительно определенных частях изображения, чтобы получать множество вариантов значений возбуждения, по меньшей мере, для одного из источников света. Средство 118 выполнено с возможностью установления значения возбуждения источника света, по меньшей мере, одного из источников света в зависимости от вариантов значений возбуждения. Например, максимальное или минимальное значение возбуждения устанавливается из тех вариантов значений возбуждения, которые относятся к одному из источников света.

Например, предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет форму, представляющую укрупненную форму профиля яркости источника света. Предпочтительно предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет ограниченный радиус, в ограниченное число раз превышающий расстояние между двумя источниками света. Например, ограниченное число равно 5. Например, ограниченное число равно 2.

В варианте осуществления средство 116 для установления вариантов значений возбуждения содержит средство 120 для установления значения весового коэффициента в зависимости от местоположения предварительно определенной части дисплея относительно местоположения, по меньшей мере, одного из источников света.

Предусмотрено средство 122 для вычисления произведения значения весового коэффициента и значения, представляющего яркость предварительно определенной части изображения. Выводом этого средства 122 является вариант значения возбуждения. Альтернативно вариант значения возбуждения зависит от вывода средства 122. Предпочтительно средство 122 содержит множество предварительно вычисленных значений. Средство 122 выполняет поиск, по меньшей мере, одного предварительно вычисленного значения из множества предварительно вычисленных значений в зависимости от местоположения предварительно определенной части дисплея относительно местоположения, по меньшей мере, одного из источников света.

Может быть предусмотрен модуль управления для применения средства для установления значения весового коэффициента и средства для вычисления произведения к соответствующим из множества предварительно определенных частей дисплея. Например, предусмотрена таблица поиска, в которой предварительно вычисленные значения сохраняются для каждой позиции предварительно определенной части дисплея относительно каждой позиции источника света. Число записей в таблице поиска может сокращаться посредством исключения равных значений с использованием свойств симметрии световых профилей и регулярностей в позициях источников света.

Число предварительно определенных частей превышает число источников света, поскольку предварительно определенные части задают центры "виртуальных" источников света, и большее число предварительно определенных частей приводит к более детализированному управлению конечным профилем фоновой подсветки.

Предварительно определенные профили могут не только масштабироваться. Может быть предусмотрено множество предварительно определенных профилей фоновой подсветки, имеющих различные формы. В варианте осуществления формирователь значений возбуждения содержит средство для выбора одного из этих предварительно определенных профилей фоновой подсветки в зависимости от яркости в предварительно определенной части изображения.

Например, предварительно определенный профиль фоновой подсветки с плоской вершиной выбирается, если, по меньшей мере, одно из значений яркости изображений превышает предварительно определенное пороговое значение. Это дает возможность увеличивать максимум виртуального профиля фоновой подсветки по сравнению с неплоским предварительно определенным профилем фоновой подсветки.

Необязательно предусмотрен модуль 126 моделирования, который вычисляет профиль фоновой подсветки, который формируется посредством фоновой подсветки 104 согласно значениям возбуждения, предоставляемым посредством формирователя 106 значений возбуждения. Эта информация профиля фоновой подсветки перенаправляется в контроллер 124 дисплейной панели, который адаптирует значения возбуждения дисплейной панели к яркости, предоставляемой посредством фоновой подсветки 104.

Дисплейная панель 102 может содержать жидкокристаллическую панель, но она также может содержать любой другой светопропускающий дисплей, например, на основе полимеров.

Источники 110 света могут содержать светодиод, но они также могут содержать любые другие виды источников света, такие как люминесцентные лампы или традиционные лампочки.

Дисплей 100 может быть частью телевизора, домашней развлекательной системы, портативного телевизора, компьютерного монитора или любого вида дисплейного устройства.

В способе управления фоновой подсветкой 104 дисплея 100 значения возбуждения источников света предоставляются в зависимости от значений яркости изображений, соответствующих изображению, которое должно отображаться посредством дисплея, тем самым инструктируя профилю фоновой подсветки постепенно убывать вокруг части дисплея на скорости, которая не зависит от позиций источников света, при этом часть дисплея содержит более высокую яркость, чем область вокруг части дисплея, согласно значениям яркости изображения.

Следует принимать во внимание, что изобретение также расширяется до компьютерных программ, в частности компьютерных программ на носителе, адаптированном к практическому применению изобретения. Программа может быть в форме исходного кода, объектного кода, кода, промежуточного между исходным и объектным кодом, к примеру, в частично компилированной форме или в любой другой форме, подходящей для использования при реализации способа согласно изобретению. Также следует принимать во внимание, что эта программа может иметь множество различных вариантов архитектурного проектирования. Например программный код, реализующий функциональность способа или системы согласно изобретению, может быть подразделен на одну или более подпрограмм. Множество различных способов распределять функциональность между этими подпрограммами должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Подпрограммы могут быть сохранены совместно в одном исполняемом файле, чтобы формировать автономную программу. Такой исполняемый файл может содержать машиноисполняемые инструкции, например инструкции процессора и/или инструкции интерпретатора (например, инструкции интерпретатора Java). Альтернативно одна или более, или все подпрограммы могут быть сохранены, по меньшей мере, в одном внешнем файле библиотеки и связываться с основной программой статически или динамически, например, во время выполнения. Основная программа содержит, по меньшей мере, один вызов, по меньшей мере, одной из подпрограмм. Кроме того, подпрограммы могут содержать вызовы функций друг к другу. Вариант осуществления, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит машиноисполняемые инструкции, соответствующие каждому из этапов обработки, по меньшей мере, одного из изложенных способов. Эти инструкции могут быть подразделены на подпрограммы и/или сохранены в одном или более файлах, которые могут быть связаны статически или динамически.

Другой вариант осуществления, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит машиноисполняемые инструкции, соответствующие каждому из средств, по меньшей мере, одной из изложенных систем и/или продуктов. Эти инструкции могут быть подразделены на подпрограммы и/или сохранены в одном или более файлах, которые могут быть связаны статически или динамически.

Носителем компьютерной программы может быть любой объект или устройство, допускающее перенос программы. Например, носитель может включать в себя носитель хранения данных, такой как ROM, к примеру CD-ROM или полупроводниковое ROM, или магнитный носитель записи, к примеру, гибкий диск или жесткий диск. Дополнительно носителем может быть передающая среда, такая как электрический или оптический сигнал, который может передаваться через электрический или волоконно-оптический кабель, или по радиосвязи, или другому средству. Когда программа осуществлена в этом сигнале, носитель может состоять из такого кабеля либо другого устройства или средства. Альтернативно носителем может быть интегральная схема, в которой осуществлена программа, причем интегральная схема выполнена с возможностью работы или использования при осуществлении соответствующего способа.

Следует отметить, что вышеуказанные варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники должны иметь возможность проектировать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения все номера ссылок, помещенные в круглые скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола "содержит" и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличных от изложенных в формуле изобретения. Указание на множественность или единственность элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть осуществлено посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством надлежащим образом запрограммированного компьютера. В устройстве, в котором пункт формулы изобретения перечисляет несколько средств, некоторые из этих средств могут быть осуществлены посредством идентичного элемента аппаратных средств. Простой факт того, что определенные меры упомянуты в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, что комбинация этих мер не может быть использована с выгодой.

Изобретение относится к конструктивным элементам средства отображения изображений, а именно к фоновой подсветке дисплея. Техническим результатом является устранение возможности восприятия наблюдателем структуры фоновой подсветки и ореола. Результат достигается тем, что дисплей (100) содержит светопропускающую дисплейную панель (102) и фоновую подсветку (104) для предоставления освещения к задней стороне (108) дисплейной панели. Фоновая подсветка содержит источники (110) света, помещенные в позиции источников света для предоставления освещения задней стороне дисплейной панели. Система содержит формирователь (106) значений возбуждения для предоставления значений (112) возбуждения источников света для управления так, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части с высокой яркостью дисплея на скорости, которая не зависит от позиции части с высокой яркостью относительно позиций источников света, таким образом, часть с высокой яркостью дисплея имеет более высокую яркость, чем область вокруг части с высокой яркостью дисплея. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система управления фоновой подсветкой для управления фоновой подсветкой дисплея, при этом дисплей (100) содержит:
- светопропускающую дисплейную панель (102) и
- фоновую подсветку (104) для предоставления освещения задней стороне (108) дисплейной панели, причем фоновая подсветка содержит множество соответствующих источников (110) света, помещенных в соответствующие предварительно определенные позиции источников света для предоставления освещения соответствующим перекрывающимся частям задней стороны дисплейной панели согласно соответствующим предварительно определенным профилям яркости источников (808) света, при этом сила света профиля яркости источника света является масштабируемой посредством значения (112) возбуждения источника света и при этом наложение соответствующих масштабированных профилей яркости источников света задает профиль (802) фоновой подсветки;
- при этом система содержит:
- формирователь (106) значений возбуждения для предоставления значений (112) возбуждения источников света в зависимости от значений яркости изображения, соответствующих изображению (114), которое должно отображаться посредством дисплея, причем изображение содержит часть изображения с высокой яркостью, имеющую большую яркость, чем область вокруг части изображения с высокой яркостью, при этом формирователь значений возбуждения выполнен с возможностью того, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части с высокой яркостью дисплея, на котором отображается часть изображения с высокой яркостью на скорости, которая не зависит от позиции части с высокой яркостью относительно позиций источников света, причем часть с высокой яркостью дисплея имеет более высокую яркость, чем область вокруг части с высокой яркостью дисплея.

2. Система по п.1, в которой формирователь значений возбуждения содержит:
- средство (116) для установления соответствующих вариантов значений возбуждения для соответствующих источников света на основе яркости в предварительно определенной части изображения, которое должно отображаться в предварительно определенной части дисплея, при этом варианты значений возбуждения соответствуют значениям возбуждения источников света, которые, когда применяются к фоновой подсветке, должны инструктировать фоновой подсветке формировать предварительно определенный профиль фоновой подсветки, который имеет максимальную яркость в предварительно определенной части дисплея и который постепенно убывает вокруг предварительно определенной части дисплея с предварительно определенной скоростью, которая не зависит от позиции предварительно определенной части дисплея относительно позиций источников света, причем средство для установления вариантов значений возбуждения выполнено с возможностью установления вариантов значений возбуждения относительно множества предварительно определенных частей изображения, чтобы получать множество вариантов значений возбуждения, по меньшей мере, для одного из источников света; и
- средство (118) для установления значения возбуждения источника света, по меньшей мере, одного из источников света в зависимости от вариантов значений возбуждения.

3. Система по п.2, в которой средство (118) для установления значения возбуждения источника света содержит средство для установления максимального значения возбуждения из вариантов значений возбуждения, по меньшей мере, для одного из источников света.

4. Система по п.2, в которой предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет форму, представляющую укрупненную форму профиля яркости источника света.

5. Система по п.2, в которой предварительно определенный профиль фоновой подсветки имеет ограниченный радиус, менее чем в пять раз превышающий расстояние между двумя источниками света.

6. Система по п.2, в которой средство для установления возможных значений возбуждения содержит:
- средство (120) для установления значения весового коэффициента в зависимости от местоположения предварительно определенной части дисплея относительно местоположения, по меньшей мере, одного из источников света и
средство (122) для вычисления произведения значения весового коэффициента и значения, представляющего яркость предварительно определенной части изображения.

7. Система по п.6, в которой средство для установления значения весового коэффициента содержит:
- множество предварительно вычисленных значений и
- средство для поиска, по меньшей мере, одного предварительно вычисленного значения из множества предварительно вычисленных значений в зависимости от местоположения предварительно определенной части дисплея относительно местоположения, по меньшей мере, одного из источников света.

8. Система по п.6, в которой средство для установления значения весового коэффициента и средство для вычисления произведения выполнены с возможностью применения к соответствующим из множества предварительно определенных частей дисплея, причем число предварительно определенных частей превышает число источников света.

9. Система по п.2, в которой формирователь значений возбуждения содержит средство для выбора предварительно определенного профиля фоновой подсветки из множества предварительно определенных профилей фоновой подсветки, имеющих различные формы, в зависимости от яркости в предварительно определенной части изображения.

10. Система по п.9, в которой предварительно определенный профиль фоновой подсветки с плоской вершиной выбирается, если, по меньшей мере, одно из значений яркости изображений превышает предварительно определенное пороговое значение, чтобы увеличивать максимум предварительно определенного профиля фоновой подсветки.

11. Дисплей, содержащий:
- светопропускающую дисплейную панель;
- фоновую подсветку по п.1 и
систему управления фоновой подсветкой, содержащую формирователь значений возбуждения по п.1.

12. Дисплей по п.11, в котором дисплейная панель содержит жидкокристаллическую панель.

13. Дисплей по п.11, в котором источники света содержат светодиоды.

14. Телевизор, содержащий дисплей по п.11.

15. Компьютерный монитор, содержащий дисплей по п.11.

16. Способ управления фоновой подсветкой дисплея, при этом дисплей содержит:
- светопропускающую дисплейную панель и
- фоновую подсветку для предоставления освещения задней стороне дисплейной панели, причем фоновая подсветка содержит множество соответствующих источников света, помещенных в соответствующие предварительно определенные позиции источников света, для предоставления освещения соответствующим перекрывающимся частям задней стороны дисплейной панели согласно соответствующим предварительно определенным профилям яркости источников света, при этом сила света профиля яркости источника света является масштабируемой посредством значения возбуждения источника света и при этом наложение соответствующих масштабированных профилей яркости источников света задает профиль фоновой подсветки;
- при этом способ содержит этап, на котором:
- предоставляют значения возбуждения источников света в зависимости от значений яркости изображений, соответствующих изображению, которое должно отображаться посредством дисплея, причем изображение содержит часть изображения с высокой яркостью, имеющую большую яркость, чем область вокруг части изображения с высокой яркостью, причем способ дополнительно содержит действия, направленные на то, чтобы профиль фоновой подсветки постепенно убывал вокруг части дисплея с высокой яркостью, на котором отображается часть изображения с высокой яркостью, на скорости, которая не зависит от позиции части с высокой яркостью относительно позиций источников света, при этом часть дисплея с высокой яркостью имеет более высокую яркость, чем область вокруг части дисплея с высокой яркостью.