Ajuste automático de retroiluminación y luminosidad de píxeles en paneles de visualización.

Panel de visualización (1) que comprende una pluralidad de elementos de panel (2) dispuestos en una matriz dedos dimensiones,

donde los elementos de panel (2) son dispositivos emisores de luz, un primer subconjunto desensores de luminosidad de píxeles (8) uniformemente dispuesto en ambas dimensiones del panel (1) en loselemento de panel (2) del panel (1), para detectar la luz emitida desde los elemento de panel (2) en donde estándispuestos; medios para determinar la luminosidad (25) conectados a los sensores de luminosidad de píxel (8) paradeterminar las diferencias de luminosidad de los elemento de panel (2) comparando los niveles de luminosidaddetectados por diferentes sensores de luminosidad de píxel (8) caracterizado porque además comprende:

-un segundo subconjunto distinto de sensores de luz incidente (9) uniformemente dispuestos en ambas dimensionesdel panel (1) en los elemento de panel (2) del panel (1), para detectar la luminancia de la luz ambiente incidente enlos elementos de panel (2) en donde están dispuestos;

- medios para determinar la luminancia (27) conectados a los sensores de luz incidente (9) para determinar lasdiferencias de luminosidad de la luz ambiente en los elementos de panel (2), comparando los niveles de luminanciadetectados por diferentes sensores de luz incidente (9); y

- medios de compensación (26) para ajustar la luminosidad de los elementos de panel (2) del panel de visualización(1), a partir de la diferencias de luminosidad determinadas y las diferencias de luminancia determinadas, para asícompensar la falta de homogeneidad de luminosidad entre los elementos de panel (2).

Ajuste automático de retroiluminación y luminosidad de píxeles en paneles de visualización.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un panel de visualización con sensores para ajustar la luminosidad de elementos de panel y los procedimientos para ajustar la luminosidad o el color de los elementos de panel.

En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para ajustar la retroiluminación y/o la luminosidad del píxel comparando la luz de fondo y los valores de luminancia ambiente, que son determinados por sensores situados en la parte delantera y/o posterior de los elementos de los píxeles o sub-píxeles del panel de visualización, para cada píxel, y controlando los dispositivos emisores de píxeles o sub-píxeles, utilizando dicha información para ajustar de forma automática la retroiluminación y/o la luminosidad del píxel, que puede mejorar la uniformidad de la retroiluminación y reducir los efectos de la luz en el panel de visualización.

Técnica anterior

Uno de los problemas principales en los paneles de visualización que comprende elementos de panel que están de alguna forma iluminados, es ajustar la retroiluminación para proporcionar un control dinámico de luminosidad para obtener el mejor rendimiento sobre bajo todas las condiciones. Estos ajustes consisten en dos aspectos principales, que son:

- establecer uniformidad de luz emitida/luz de fondo (luminosidad “objetivo” de los elementos de panel) ;

- ajustar la luminosidad para todas las condiciones de luz ambiental (luminosidad percibida desde la superficie del panel como es vista por un observador, influenciado por la luz incidente ambiental) .

En un procedimiento convencional, la uniformidad de la retroiluminación puede ser solo alcanzada en el momento en que el panel de visualización es fabricado. En este procedimiento, una o más fuentes de luz (lámparas fluorescentes, LED blancos) se sitúan en determinados lugares del panel de visualización, utilizándose un difusor para proporcionar un cierto grado de uniformidad de retroiluminación. Esta aproximación, tiene como objetivo lograr la misma luminosidad para cada píxel (elemento que forma una imagen, conocido como, elemento de panel) en la pantalla. Aunque este procedimiento puede proporcionar uniformidad de retroiluminación en algunas condiciones, no es posible el control de la luminosidad de píxeles individuales.

En un procedimiento convencional conocido, la uniformidad de retroiluminación para paneles de visualización que tienen dispositivos emisores de luz para cada píxel, por ejemplo pantallas de plasma, pantallas basadas en LED

o pantallas SED, solo puede establecerse durante la fabricación del panel de visualización. Esto solo puede conseguirse utilizando dispositivos emisores de luz equivalentes en el panel de visualización. En otras palabras, se asume que teniendo dispositivos emisores de luz equivalentes se garantiza la uniformidad de retroiluminación.

En la práctica, los dispositivos emisores de luz equivalentes no entregarán la luz adecuada para algunas funciones. Esto es causado por la estructura de estos dispositivos electrónicos. Aunque la fabricación de estas fuentes de luz equivalentes es idéntica, las tolerancias de los componentes utilizados en estos dispositivos pueden cambiar y esto puede causar desviaciones entre estos dispositivos. En otras palabras, no siempre es posible tener el mismo nivel de luminosidad para todos los dispositivos emisores de luz equivalentes.

El procedimiento convencional para establecer cierta uniformidad de la luminosidad comprende dos etapas. Estas son;

• selección de dispositivos emisores de luz equivalente mediante pruebas;

• utilización, para un panel en particular, de dispositivos emisores de luz seleccionados que tienen características idénticas / equivalentes.

Obviamente, con este método, se necesita una prueba de luminosidad y posiblemente de calibración para cada dispositivo emisor de luz individual, lo que hace que durante la fabricación se pierda tiempo y el dinero.

En un procedimiento conocido, realizar el ajuste de luminosidad del panel de visualización significa controlar el nivel de luminosidad de todos los dispositivos emisores de luz juntos. Este control puede ser, tanto automático como manual.

Convencionalmente, el ajuste automático de luminosidad se puede establecer mediante dos métodos. Estos métodos difieren unos de otros por cómo se utilizan los sensores de luminancia, de la siguiente manera.

Un procedimiento anterior es la utilización de paneles de visualización que tienen sensor de luminancia fuera del panel de visualización que detecta el nivel de luz ambiental y ajusta la luminosidad de la retroiluminación, utilizando esta información. La mayoría de los paneles de visualización que utilizan este método tienen sólo un sensor de luminancia.

El otro procedimiento del estado la técnica, consiste en la utilización de paneles de visualización que tienen sensor de luminancia en el panel de visualización con el fin de detectar el efecto de la luz ambiental en la pantalla y ajustar la luminosidad de la retroiluminación utilizando esta información. Pueden ser colocados sensores de luminancia en los laterales del panel de visualización o alguna predeterminados y en algunos lugares en la superficie del panel de visualización.

El ajuste manual significa que el usuario controla el nivel de luminosidad de la retroiluminación. Esto es un ajuste simple y común de luminosidad que incorporan casi todos los paneles de visualización.

Resulta que se necesita al menos un sensor de luminancia para cada píxel o elemento de panel para ajustar la luminosidad de cada píxel / elemento de panel de forma individual.

Aunque los paneles táctiles tienen la capacidad de detectar efectos de luz ambiental para cada píxel, esa información no es utilizada para el ajuste de la luminosidad de la pantalla. Además, los paneles táctiles no necesitan medir la retroiluminación para cada píxel.

Los fabricantes de paneles de visualización tienen que probar cada dispositivo emisor de luz que se utilizará en la producción del panel con el fin de tener uniformidad de luminosidad para los paneles de visualización que tienen dispositivos emisores de luz para cada píxel. Esto crea pérdida de tiempo y dinero. Si los fabricantes no prueban los dispositivos emisores de luz y no utilizan los dispositivos sustancialmente idénticos en el mismo panel, habrá pérdida en la calidad y fiabilidad de los productos.

Los sistemas comunes de ajuste de luminosidad de retroiluminación no tienen la capacidad de controlar un nivel de luminosidad para cada píxel del dispositivo de visualización. Sólo pueden realizar un ajuste general de la luminosidad. Eso significa que los típicos ajustes de luminosidad no son capaces de ajustar las partes específicas de la pantalla de forma individual. No proporcionan solución eficaz para las áreas oscuras y brillantes causadas por reflexiones.

En cuanto a los problemas técnicos mencionados, el documento de patente europea EP 1 335 430 A1 propone la utilización de sensores de luminancia con el fin de proporcionar homogeneidad de visualización de un panel de visualización plano. Dicha invención comprende un conjunto de sensores de luminancia formados dentro del panel y dichos sensores detectan luminancia de los píxeles vecinos. Sensores y fotodiodos de píxel están conectados a través de un bus direccionable y un circuito de realimentación y de lectura de salida ajusta luminosidad de los píxeles de conformidad con salidas del sensor. La invención proporciona un enfoque sucesivo para hacer frente a faltas de homogeneidad de un panel de visualización. Sin embargo, la aplicación de la invención puede fallar para compensar diferencias de píxeles ya que dependiendo de la colocación de los sensores, los sensores pueden detectar una combinación de luminosidad de los píxeles y la luz ambiente. La utilización de este tipo de sensores resulta en mala calibración del panel y una visualización de imagen degradada.

Otro documento de patente de EE.UU. 2007/0115228 A1, propone un procedimiento de calibración para un panel de iluminación. El procedimiento implica el empleo de una unidad de control y una unidad de gestión de color, que introduce varios datos de sensores, incluyendo los datos del sensor de luz. El panel se calibra de acuerdo con las lecturas del sensor. Aunque dicha invención parece resolver el problema de falta de homogeneidad, el documento de patente no define la cantidad requerida de conjuntos de sensores y la colocación de sensores en el panel. Por lo tanto... [Seguir leyendo]

1. Panel de visualización (1) que comprende una pluralidad de elementos de panel (2) dispuestos en una matriz de dos dimensiones, donde los elementos de panel (2) son dispositivos emisores de luz, un primer subconjunto de sensores de luminosidad de píxeles (8) uniformemente dispuesto en ambas dimensiones del panel (1) en los elemento de panel (2) del panel (1) , para detectar la luz emitida desde los elemento de panel (2) en donde están dispuestos; medios para determinar la luminosidad (25) conectados a los sensores de luminosidad de píxel (8) para determinar las diferencias de luminosidad de los elemento de panel (2) comparando los niveles de luminosidad detectados por diferentes sensores de luminosidad de píxel (8) caracterizado porque además comprende:

-un segundo subconjunto distinto de sensores de luz incidente (9) uniformemente dispuestos en ambas dimensiones del panel (1) en los elemento de panel (2) del panel (1) , para detectar la luminancia de la luz ambiente incidente en los elementos de panel (2) en donde están dispuestos;

- medios para determinar la luminancia (27) conectados a los sensores de luz incidente (9) para determinar las diferencias de luminosidad de la luz ambiente en los elementos de panel (2) , comparando los niveles de luminancia detectados por diferentes sensores de luz incidente (9) ; y

- medios de compensación (26) para ajustar la luminosidad de los elementos de panel (2) del panel de visualización (1) , a partir de la diferencias de luminosidad determinadas y las diferencias de luminancia determinadas, para así compensar la falta de homogeneidad de luminosidad entre los elementos de panel (2) .

2. Panel de visualización (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de compensación (26) están configurados para ajustar la luminosidad para hacerla uniforme en todo el panel de visualización (1) .

3. Panel de visualización (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de compensación (26) están configurados para compensar diferencias en la luminancia en diferentes elementos de panel para que la luminosidad llegue a ser uniforme en todo el panel de visualización (1) .

4. Panel de visualización (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, caracterizado porque los sensores (8, 9) de ambos subconjuntos están respectivamente dispuestos en idénticos elementos de panel (2) y forman un conjunto de parejas de sensores.

5. Panel de visualización de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los sensores (8, 9) están dispuestos en cada elemento de panel (2) .

6. Panel de visualización (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los sensores (8, 9) están dispuestos en la superficie de los elementos de panel (2) .

7. Panel de visualización (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque los sensores de luz incidente (9) están dispuestos en una superficie frontal de los elementos de panel (2) frente a un observador y/o estando expuesto a luz ambiente, y/o estando dispuestos los sensores de luminosidad de píxel en la parte posterior de los elementos de panel (2) opuesta a la superficie frontal.

8. Panel de visualización (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque el sensor de luminosidad del píxel (8) y el sensor de luz incidente (9) situados en cada elemento de panel (2) respectivamente, están dispuestos substancialmente de manera congruente en dicho elemento de panel (2) .

9. Panel de visualización (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de compensación

(26) están configurados para ajustar la potencia de los dispositivos emisores de luz.

10. Panel de visualización (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque los medios de determinación de la luminosidad (25) comprenden una pluralidad de dispositivos de determinación de la luminosidad cada uno de ellos conectado a un grupo de sensores adyacentes (8) , para determinar una luminosidad media de cada grupo de sensores mencionados (8) , y porque los medios de determinación de la luminosidad (25) están configurados para determinar las diferencias de luminosidad entre dicha luminosidad media.

11. Panel de visualización (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizada porque los elementos (2) son sub-píxeles (2a, 2b, 2c) para la visualización de un color básico del conjunto de color de un píxel del panel de visualización (1) .

12. Panel de visualización (1) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los sensores (8, 9) están dispuestos en uno de los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) de cada píxel (2) del panel de visualización (1) .

13. Panel de visualización (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los elementos de panel (2) están conectado a una controlador para controlar los elementos de panel a través de líneas de conexión (5, 6) , y porque los sensores (8, 9) están conectados con los medios de determinación (25, 27) y/o a los medios de compensación a través de las mismas líneas de conexión (5, 6) .

14. Panel de visualización (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque cada sensor (8, 9) comprende un dispositivo de almacenamiento de carga para almacenar la luminosidad o información de luminancia detectada por dicho sensor.

15. Panel de visualización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los elementos de panel (2) incluye filtros de color para determinar el color de la luz que emiten, y porque los sensores de luz incidente (9) están dispuestos en una posición por detrás de los filtros de color para detectar sólo la luz incidente del color que es transmitido por los filtros.

16. Procedimiento para compensar la falta de homogeneidad de la luminosidad de un panel de visualización (1) que comprende una pluralidad de elementos de panel (2) dispuestos en una matriz de dos dimensiones y siendo capaces de emitir luz, donde los elementos de panel (2) son dispositivos emisores de luz y falta de homogeneidad de la luminosidad y/o de la luminosidad percibida se compensa mediante el ajuste de la potencia de los dispositivos emisores de luz, comprendiendo las etapas siguientes:

- detectar la luminosidad de la luz emitida desde los elementos de panel (2) por medio de los sensores de luminosidad de píxel (8) de un primer subconjunto de sensores dispuestos en los elementos de panel (2) del panel (1) ;

- determinar las diferencias de luminosidad de los elementos de panel (2) comparando los niveles de luminosidad detectados por diferentes sensores de luminosidad de píxel (8) caracterizado porque dicho procedimiento comprende adicionalmente las etapas de;

- detectar la luminancia de la luz incidente ambiental en los elementos de panel (2) , por medio de sensores de luz incidente (9) de un segundo subconjunto distinto dispuesto en los elementos de panel (2) del panel (1) ;

- determinar las diferencias luminancia de la luz ambiente en los elementos de panel (2) comparando los niveles de luminaria detectados por diferentes sensores de luz incidente (9) ; y

- ajustar la luminosidad de los elementos de panel (2) del panel de visualización (1) , a partir de las diferencias de luminosidad determinadas y diferencia de luminancia determinadas, para así compensar la falta de homogeneidad de la luminosidad entre los elementos de panel (2) .

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque los sensores (8, 9) de ambos subconjuntos de sensores están dispuestos en idénticos elementos de panel (2) respectivamente, y porque ambos sensores (8, 9) de cada elemento de panel (2) en los que dichos sensores (8, 9) están dispuestos, son utilizados para determinar la luminosidad del elemento de panel (2) y la luminancia de la luz incidente en el elemento de panel (2) .

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la detección de la luminancia de la luz ambiente, lleva a cabo dentro de un periodo de tiempo, en el que el elemento de panel (2) no emite luz.

19. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el ajuste de la luminosidad de los elementos de panel está basado tanto en las diferencias de luminosidad como en las diferencias de luminancia.

20. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque se determina una luminosidad media para un grupo de sensores adyacentes (8) y las diferencias de luminosidad son determinadas entre dichas luminosidades medias.

21. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque los elementos de panel (2) son sub-píxeles (2a, 2b, 2c) para visualizar un color básico, respectivamente, del conjunto de color de un píxel del panel de visualización (1) , dispuesto en píxeles en donde cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) emite una color básico diferente y que comprende la etapa de:

- ajustar la luminosidad de cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) de un píxel con el fin de compensar para un color determinado específico de la luz ambiental incidente sobre dicho píxel.

22. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque cada elemento de panel (2) está conectado con un controlador para controlar el elemento de panel (2) a través de, al menos, una línea de conexión (5, 6) , y porque en la etapa de detección, un sensor (8, 9) dispuesto en el elemento de panel es leído utilizando una línea de conexión (5, 6) , al que el sensor está también conectado.

23. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque el sensor (8, 9) es leído a través de la línea de conexión (5, 6) en un periodo de tiempo en el que el elemento de panel (2) , que está conectado con la misma línea de conexión (5, 6) , no está siendo controlado.

24. Procedimiento para compensar las diferencias de color en un panel de visualización (1) que comprende una matriz en dos dimensiones de elementos de panel (2) , donde los elementos de panel (2) son sub-píxeles (2a, 2b, 2c) , para visualizar un color básico de un conjunto de color de un píxel de un panel de visualización (1) , dispuestos en píxeles, en donde cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) emite un color básico diferente, donde los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) son dispositivos emisores de luz y la falta de homogeneidad de la luminosidad y/o del color se compensa, ajustando la potencia de los dispositivos emisores de luz, y que comprende las etapas de:

- detectar, para cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) de un píxel, una luminosidad de la luz de un color básico emitido desde el sub-píxel (2a, 2b, 2c) por medio de sensores de luminosidad del píxel (8) de un primer subconjunto de sensores dispuesto en cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) ;

- determinar las diferencias de luminosidad de los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) comparando los niveles de luminosidad detectados por diferentes sensores de luminosidad de píxel (8) caracterizado porque, dicho procedimiento además comprende las etapas de;

- detectar luminancia de la luz ambiente incidente en los sub-píxeles, por sensores de luz incidente (9) de un segundo subconjunto distinto, dispuesto en sub-píxeles (2a, 2b, 2c) de píxeles, donde cada sensor detecta esencialmente luz que tiene un color correspondiente al color de la luz emitida por el sub-píxel (2a, 2b, 2c) en cuyo sensor (9) está dispuesto;

-determinar diferencias de luminancia de la luz ambiente en los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) de cada píxel comparando los niveles de luminancia detectados por los diferentes sensores de luz incidente (9) ;

- determinar un color de la luz ambiente incidente en cada píxel, a partir de las diferencias de luminancia determinadas; y

- ajustar la luminosidad de cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) de un píxel, para así compensar un color especifico determinado de dicho píxel, a partir de las diferencias de luminosidad y diferencias de luminancia determinadas para los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) del píxel.

25. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 24 caracterizado porque la luz incidente en los sensores (9) , es filtrada por el mismo o substancialmente idéntico filtro que el utilizado para filtrar la luz de los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) en los que estos sensores están respectivamente dispuestos.

26. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 24 o 25 caracterizado porque los sensores (8, 9) de ambos subconjuntos de sensores están respectivamente dispuestos en los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) de píxeles idénticos, y que ambos sensores de cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) en el que dichos sensores están dispuestos, son utilizados para determinar la luminosidad de los sub-píxeles (2a, 2b, 2c) y el color de una luz incidente en los píxeles.

27. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado porque cada sub-píxel (2a, 2b, 2c) está conectado con un controlador para controlar el sub-píxel a través de, al menos, una línea de conexión (5, 6) , y porque en la etapa de detección, un sensor (8, 9) dispuesto en el sub-píxel (2a, 2b, 2c) es leído utilizando la línea de conexión (5, 6) , al que dicho sensor (8, 9) está también conectado.

28. Procedimiento de acuerdo la reivindicación 27, caracterizado porque el sensor (8, 9) es leído a través de la línea de conexión (5, 6) en un periodo de tiempo en donde el sub-píxel (2a, 2b, 2c) , que está conectado con la misma línea de conexión (5, 6) , no es controlado.

Figura - 1 Figura – 2 Figura – 3 Figura – 4 Figura – 5A

Figura – 5B

Figura – 6 Figura – 7 Figura – 8

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción •EP 1335430 A1 [0018] • US 20070115228 A1 [0019]