Método para regular un dispositivo (110) de visualización de imágenes que comprende al menos una lámpara (111) de luz posterior y una pantalla (112) de visualización,

comprendiendo el método las etapas de:

- recibir una señal de datos de imagen (D);

- basándose en la señal de datos de imagen (D), calcular una señal de control de luz posterior en relación al contenido (SCL (D) ) para la lámpara (111) de luz posterior para establecer la intensidad de la luz posterior;

- generar una señal promedio (SAV) que representa un promedio de tiempo de la potencia consumida por la lámpara (111) de luz posterior,

- comparar la señal promedio (SAV) con una señal de referencia (SREF);

- basándose en la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ), teniendo en cuenta el resultado de dicha comparación, generar una señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) para la lámpara (111) de luz posterior;

caracterizado porque la señal promedio (SAV) se genera a partir de la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ), calculándose el promedio durante un periodo de tiempo del orden de varios minutos, y la etapa de generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) comprende las etapas de:

-establecer un valor máximo (SCL (max) ) para la señal de control de luz posterior real (SCL (A) );

-definir un primer valor de transición (SCL (1) ) y un segundo valor de transición (SCL (2) ) mayor que o igual al primer valor de transición (SCL (1) );

-generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) igual a veces la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) es menor que el primer valor de transición (SCL (1) ), en el que s es un factor predeterminado;

-generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) igual al valor máximo (SCL (max) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) es mayor que el segundo valor de transición (SCL (2) );

-generar la señal de control de luz posterior real (SCLA) ) para que tenga un valor menor que s veces la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) y menor que el valor máximo (SCL (max) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) está entre el primer valor de transición (SCL (1) ) y el segundo valor de transición (SCL (2) ); en el que el valor máximo (SCL (max) ) es proporcional a la diferencia (SREF-SAV) entre la señal de referencia y la señal promedio.

Método y dispositivo para regular un aparato de visualización de imágenes.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a un método y un dispositivo para regular un aparato de visualización de imágenes, tales como, por ejemplo, en un televisor, un monitor, etc.

En general, la invención puede aplicarse a varios tipos de aparatos de visualización de imágenes que tienen una luz posterior. A continuación, la invención se describirá para un dispositivo de visualización de imágenes del tipo LCD, pero debe observarse que no se pretende restringir la invención a dispositivos de visualización de imágenes de LCD.

Antecedentes de la invención

En un dispositivo de visualización de imágenes, una imagen consiste en un gran número de puntos de imagen, que tienen cada uno un color o valor de gris específico y un brillo específico. En una clase específica de dispositivos de visualización de imágenes, un observador está mirando una pantalla de visualización detrás de la cual está dispuesta una fuente de luz, la denominada luz posterior. La pantalla de visualización comprende una pluralidad de píxeles que pueden controlarse para dejar pasar luz o bloquear la luz. En una realización específica, un píxel se implementa como una célula de cristal líquido. Un controlador recibe una señal de vídeo con datos de imagen, y basándose en estos datos de imagen genera señales de control para las células de cristal líquido. A continuación, una señal de control para células de píxeles se indicará como SCP, y se supondrá que tiene un valor mínimo 0 y un valor máximo 1.

Los datos de imagen pueden oscilar de negro perfecto a blanco perfecto. Los datos de imagen se traducen por el controlador a un determinado valor para la señal de control SCP. En el caso de negro perfecto, se supondrá que los datos de brillo en la señal de vídeo tienen un valor mínimo 0. Se observa que, en respuesta a la recepción de una señal de control SCP = 0, la célula de píxel bloqueará toda la luz procedente de la luz posterior. En la práctica, sin embargo, una célula de píxel siempre tendrá “fugas” en alguna medida. En el caso de blanco perfecto, se supondrá que los datos de brillo en la señal de vídeo tienen un valor máximo 1. Se observa que, en respuesta a la recepción de una señal de control SCP = 1, la célula de píxel dejará pasar toda la luz procedente de la luz posterior. En la práctica, sin embargo, una célula de píxel siempre reflejará y/o absorberá en alguna medida. Entonces, generalmente hablando, la tasa de transmisión de una célula de píxel, indicada como H, oscilará desde un valor mínimo a hasta un valor máximo 1, donde 0 < a < 1 < 1.

En una imagen real, las partes más oscuras pueden ser más claras que el negro y las partes con más brillo pueden ser más oscuras que el blanco. Por tanto, la tasa de transmisión para todos los píxeles de la imagen estará en un intervalo desde a* hasta 1*, siendo a<a*<1*<1. Los valores a*y 1* determinan el contraste de la imagen: una relación de contraste alta significa que la distancia entre a*y 1* es lo mayor posible.

Aparte del valor real de la tasa de transmisión H, la cantidad de luz IP que emana desde un píxel, tal como se observa por un observador, depende del brillo de la luz posterior, en otras palabras la intensidad IBL de la luz generada por la luz posterior. Esto podría expresarse en una fórmula tal como sigue:

IP = H·IBL (1)

Por tanto, con un determinado ajuste de la intensidad IBL de la luz posterior, el brillo IP de un píxel puede oscilar desde a·IBL hasta 1·IBL.

En determinadas circunstancias, puede desearse aumentar la salida de luz. Por ejemplo, éste puede ser el caso si el nivel de la luz ambiente es relativamente alto. Puede realizarse un aumento de la salida de luz cambiando el intervalo [a*, 1*] a valores mayores, o al menos cambiando el límite superior 1* de este intervalo a valores mayores.

Por otro lado, en otras determinadas circunstancias, puede desearse disminuir la salida de luz. Por ejemplo, éste puede ser el caso si el nivel de la luz ambiente es relativamente bajo. Puede realizarse una disminución de la salida de luz cambiando el intervalo [a*, 1*] a valores menores, o al menos cambiando el límite inferior a* de este intervalo a valores menores.

Sin embargo, también puede lograrse un aumento o disminución de la salida de luz aumentando o disminuyendo la intensidad IBL de la luz posterior.

A partir de la fórmula 1, se desprende que puede lograrse el mismo brillo de píxel IP para diferentes ajustes del brillo IBL de la luz posterior. Si el brillo IBL de la luz posterior se multiplica por un factor determinado X, y simultáneamente la tasa de transferencia H de una célula de píxel se divide por el mismo factor X, el producto resultante (X·IBL) · (H/X) = IP. Este hecho se utiliza para intensificar la luz posterior y atenuar la luz posterior.

En caso de intensificación de la luz posterior, la intensidad IBL de la luz posterior se aumenta. Esto puede usarse para realzar las partes blancas de una imagen. Mediante el aumento de la intensidad de la luz posterior IBL, esas partes parecen ser de un “mejor blanco” para el observador. En las partes grises de la imagen, el valor de gris puede mantenerse reduciendo simultáneamente la señal de control SCP para las células de píxeles, de modo que las células de píxeles dejen pasar menos luz.

En el caso de atenuación de la luz posterior, el brillo IBL de la luz posterior se disminuye. Esto puede usarse para realzar las partes negras de una imagen. Mediante la disminución de la intensidad de la luz posterior IBL, esas partes parecen ser de un “mejor negro” para el observador. En las partes grises de la imagen, el valor de gris puede mantenerse amentando simultáneamente la señal de control SCP para las células de píxeles, de modo que las células de píxeles dejen pasar más luz.

Alternando la intensificación de la luz posterior y la atenuación de la luz posterior, puede mejorarse la relación de contraste global del dispositivo de visualización, y puede ahorrarse energía.

Un dispositivo de visualización de imágenes se diseña para un determinado ajuste nominal de la fuente de luz de la luz posterior. En este ajuste nominal, la fuente de luz de la luz posterior consume una determinada cantidad de potencia, y por consiguiente genera una determinada cantidad de calor; el dispositivo de visualización de imágenes se diseña para soportar esta cantidad de calor. Debe aclararse que el cambio del intervalo de contraste [a*, 1*] de la tasa de transmisión de los píxeles de la pantalla no cambia el consumo de potencia de la luz posterior. Cuando se usa atenuación de la luz posterior, se ahora energía, pero cuando se usa intensificación de la luz posterior, la fuente de luz de luz posterior produce más calor del que el dispositivo de visualización de imágenes está diseñado para soportar. Si esta situación continúa durante una cantidad de tiempo prolongada, el aparato puede calentarse demasiado. Este problema podría mitigarse usando medios de enfriamiento adicionales, pero esto añadiría costes de hardware y aumentaría la factura de electricidad del aparato.

El documento WO-2005/119639 da a conocer un dispositivo de visualización con una luz posterior, en el que la intensidad de la luz posterior se atenúa dependiendo del contenido de imagen. El documento da a conocer además que la fuente de luz puede limitarse dependiendo de una potencia promedio que puede medirse teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento de lámpara reales e históricas.

Sumario de la invención

La presente invención propone un método para regular un dispositivo de visualización de imágenes usando atenuación de la luz posterior e intensificación de la luz posterior de manera que, en promedio, la potencia consumida por la luz posterior no exceda un régimen de potencia predeterminado. En escenas más oscuras, se atenúa la luz posterior y se aumentan las señales de control de visualización. En escenas con mucho brillo, la luz posterior puede intensificarse temporalmente.

El ajuste de potencia predeterminado puede ser igual al ajuste de potencia nominal; en ese caso, se logran imágenes con más brillo. Sin embargo, el ajuste de potencia predeterminado también puede ser menor que el ajuste de potencia nominal; en ese caso, se logra un ahorro de potencia global para el aparato... [Seguir leyendo]

1. Método para regular un dispositivo (110) de visualización de imágenes que comprende al menos una lámpara (111) de luz posterior y una pantalla (112) de visualización, comprendiendo el método las etapas de:

- recibir una señal de datos de imagen (D) ;

- basándose en la señal de datos de imagen (D) , calcular una señal de control de luz posterior en relación al contenido (SCL (D) ) para la lámpara (111) de luz posterior para establecer la intensidad de la luz posterior;

- generar una señal promedio (SAV) que representa un promedio de tiempo de la potencia consumida por la lámpara

(111) de luz posterior,

- comparar la señal promedio (SAV) con una señal de referencia (SREF) ;

- basándose en la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) , teniendo en cuenta el resultado de dicha comparación, generar una señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) para la lámpara (111) de luz posterior; caracterizado porque la señal promedio (SAV) se genera a partir de la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) , calculándose el promedio durante un periodo de tiempo del orden de varios minutos, y la etapa de generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) comprende las etapas de:

- -establecer un valor máximo (SCL (max) ) para la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) ;

- -definir un primer valor de transición (SCL (1) ) y un segundo valor de transición (SCL (2) ) mayor que o igual al primer valor de transición (SCL (1) ) ;

- -generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) igual a s veces la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) es menor que el primer valor de transición (SCL (1) ) , en el que s es un factor predeterminado;

- -generar la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) igual al valor máximo (SCL (max) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) es mayor que el segundo valor de transición (SCL (2) ) ;

- -generar la señal de control de luz posterior real (SCLA) ) para que tenga un valor menor que s veces la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) y menor que el valor máximo (SCL (max) ) si la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) está entre el primer valor de transición (SCL (1) ) y el segundo valor de transición (SCL (2) ) ;

en el que el valor máximo (SCL (max) ) es proporcional a la diferencia (SREF-SAV) entre la señal de referencia y la señal promedio.

2. Método según la reivindicación 1, en el que, si la señal de datos de imagen (D) representa escenas oscuras, la luz posterior se atenúa, mientras que si la señal de datos de imagen (D) representa escenas con brillo, la luz posterior se intensifica;

en el que la cantidad de intensificación se limita de manera que el promedio de tiempo de la potencia consumida por la lámpara (111) de luz posterior no exceda un nivel predeterminado.

3. Método según la reivindicación 1, en el que s es igual a 1.

4. Método según la reivindicación 1, en el que, entre el primer valor de transición (SCL (1) ) y el segundo valor de transición (SCL (2) ) , la función que describe la relación entre la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) y la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) tiene una segunda derivada que es siempre negativa.

5. Método según la reivindicación 1, en el que la función que describe la relación entre la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) y la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) es una función continua.

6. Método según la reivindicación 1, en el que la función que describe la relación entre la señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) y la señal de control de luz posterior en relación al contenido calculada (SCL (D) ) puede diferenciarse de manera continua.

7. Método según la reivindicación 1, en el que, en un momento determinado (t1) , la señal promedio (SAV) representa la potencia realmente consumida por la lámpara (111) de luz posterior promediada durante un periodo de tiempo con una duración predeterminada inmediatamente antes de dicho momento (t1) .

8. Método según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

- basándose en la señal de datos de imagen (D) , generar una señal de control de pantalla (SCP) para la pantalla

(112) de visualización;

- si las señales de control de pantalla (SCP) de una imagen están dentro de un intervalo menor que un valor máximamente posible, aumentar las señales de control de pantalla (SCP) mientras se disminuye la señal de control de luz posterior calculada (SCL (D) ) .

9. Aparato (100) de visualización, que comprende un dispositivo (110) de visualización de imágenes que incluye al menos una lámpara (111) de luz posterior y una pantalla (112) de visualización, comprendiendo el aparato un controlador (120) que tiene:

- una salida (121) de luz acoplada a la lámpara (111) de luz posterior para proporcionar una señal de control de luz posterior real (SCL (A) ) ,

- una salida (122) de control de píxel acoplada a la pantalla (112) de visualización para proporcionar señales de control de píxel (SCP) ;

- una entrada (123) de imagen para recibir una señal de datos de imagen (D) ,

- una entrada (125) de referencia para recibir un valor de referencia (SREF) ,

- una entrada (126) promedio de potencia para recibir una señal promedio (SAV) ;

comprendiendo además el aparato un lazo (130) de realimentación que tiene su entrada acoplada a la salida (121) de luz del controlador (120) y que tiene su salida acoplada a la entrada (126) promedio de potencia del controlador (120) , incluyendo el lazo de realimentación medios (131, 132) para calcular una señal (SAV) que representa un promedio de tiempo del consumo de potencia por la luz (111) posterior; en el que el controlador está diseñado para ejecutar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1-8.