Aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación para dispositivos de pantalla de visualización.

Procedimiento para aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación para un dispositivo de pantalla de visualización que comprende,

al menos, una fuente de retro-iluminación y píxeles de m líneas y n columnas, comprendiendo dicho procedimiento el cálculo de una matriz de aproximación M' para ajustar los valores de transmisión de luz de píxeles de la pantalla de visualización, en el que la matriz M' es una aproximación de una tabla de compensación de dicha fuente de retro-iluminación que es una matriz de compensación m x n conocida respecto de las m líneas y de las n columnas de píxeles; en el que dicho procedimiento se basa en la minimización de la regla Frobenius de la diferencia entre las matrices M y M' y que comprende las siguientes etapas:

• determinación de un número de orden R;

• representación de dicha tabla de compensación m x n, utilizando la ecuación de descomposición en valores individuales (1)

v en la que U designa una matriz m x m unidad, Σ es una matriz m x n diagonal de números reales no negativos en su diagonal y designando V* la transposición conjugada de V, que es una matriz n x n unidad;

v obtención de una matriz Σ' a partir de Σ, dejando los mayores valores R de Σ y poniendo a cero los restantes valores; v obtención de una matriz Σ'' a partir de Σ', reduciendo el tamaño de Σ' en R x R, en la que las diagonales de Σ'' son los valores individuales de M iguales a dichos mayores valores de R de Σ;

v obtención de una matriz m x R U'', reduciendo U de manera que las columnas de U'' sean vectores individuales izquierdos de U;

• obtención de una matriz R x n V'', reduciendo V de manera que las columnas de V'' sean los vectores individuales derechos de V;

* calcular la matriz M' como una aproximación de M mediante una ecuación de aproximación (5)

en el que la determinación del número de orden R, comprende la comparación de valores aproximados procedentes de M' y valores reales procedentes de M, utilizando un criterio de error cuadrático medio.

Aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación para dispositivos de pantalla de visualización

Ambito técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación para dispositivos de pantalla de visualización. 5

Técnica anterior

Los LCD (dispositivos de pantalla de cristal líquido) emplean una pluralidad de elementos de retro-iluminación para iluminar el dispositivo de pantalla. Los elementos de retro-iluminación pueden colocarse bajo una fina capa de película del dispositivo de pantalla que se llaman entonces de pantallas de iluminación directa, o a lo largo de los bordes del dispositivo de pantalla llamándose entonces pantallas iluminadas por borde. 10

Las pantallas de iluminación directa emplean elementos luminosos uniformemente distribuidos a lo largo del dispositivo de pantalla. Por lo tanto, el dispositivo de pantalla está uniformemente iluminado mediante retro-iluminación.

Sin embargo, los dispositivos de pantalla iluminados por borde, emplean un número limitado de elementos de retro-iluminación que se sitúan a lo largo de los bordes del dispositivo de pantalla. Dado que la intensidad de la luz 15 tiene un valor máximo a una distancia cero de la fuente y disminuye a medida que la distancia aumenta, el dispositivo de pantalla no pueden iluminarse de manera uniforme.

Para obtener una iluminación uniforme, son utilizados varios elementos transmisores o reflectores de luz dentro del dispositivo de pantalla. Sin embargo, tampoco estos elementos son adecuados para obtener uniformidad. Por lo tanto se requiere una compensación adicional de una compensación no uniforme. 20

Amplias investigaciones sobre procedimientos de compensación llevaron a la conclusión de que, es posible compensar la distribución luminosa no uniforme, ajustando la capa de película delgada para alterar la transmisión luminosa. Sin embargo, en la práctica, unos datos de compensación requieren cálculos complejos y además un amplio espacio de memoria para almacenar dichos datos de compensación.

Por ejemplo, un dispositivo de pantalla de alta definición completa (Full HD) (1920 x 1080 píxeles) , con una 25 resolución de color de 16 bits, requiere una tabla de compensación de 1920 x 1080 x 16 = 33177600 bits que son aproximadamente 4 megabytes, para una sola fuente luminosa. Debido a este gran requerimiento de memoria, la compensación no se considera como una solución práctica y no puede realizarse una retro-iluminación totalmente uniforme.

Otro inconveniente con los dispositivos de pantalla iluminados por borde es que, puesto que la retro-30 iluminación no puede ser utilizada para iluminar una región definida del dispositivo de pantalla, no es posible utilizar procedimientos de oscurecimiento local como en los dispositivos de pantalla con iluminación directa. En su lugar, puede considerarse una iluminación combinada de retro-iluminación para así obtener uniformidad, requiriéndose de nuevo operaciones complejas y gran espacio en memoria.

Debido a los inconvenientes indicados de las pantallas iluminadas por borde, el mercado se centra en 35 dispositivos de pantalla de iluminación directa que sirven para la calidad de imagen, pero cuyo costo de producción es relativamente mucho mayor que el de los dispositivos de pantalla iluminados por borde.

Se han propuesto diversas soluciones respecto de los problemas planteados. Una de estas soluciones se describe en el documento de patente WO 2010/096269 A1 en el que se emplea un panel de compensación dentro del dispositivo de pantalla y colocándose un dispositivo de adquisición de imagen frente al dispositivo de pantalla 40 para detectar la falta de uniformidad de retro-iluminación. El panel de compensación se ajusta mediante un sistema de controlador basado en la adquisición de faltas de uniformidad. La solución propuesta puede compensar la falta de uniformidad. Sin embargo la utilización de un panel de compensación y un dispositivo de adquisición de imagen, lleva consigo dificultad implementación y aumento significativo de costes.

En el documento de patente WO 2007/025739 A1, se describe otra solución para la compensación de retro-45 iluminación en la que se utiliza un panel trans-reflectante cóncavo para distribuir uniformemente la luz emitida. Este procedimiento es bien conocido y ampliamente utilizado en dispositivos de pantalla iluminadas por borde. Sin embargo, el hecho de que la invención se puede utilizar con una sola fuente de retro-iluminación limita el alcance de la solución. Además se sabe que los paneles trans-reflectantes no proporcionan una solución completa para la uniformidad puesto que no puede obtenerse una distribución luminosa superficial perfecta. 50

El documento de patente US 7717602 B2 describe otra solución para la compensación de contraluz por falta de uniformidad de retro-iluminación. La referida solución comprende la utilización de elementos de retro-iluminación de fondo extra en el dispositivo de pantalla y el control de estos elementos de retro-iluminación para compensar la falta de uniformidad de retro-iluminación. Sin embargo, como todas las fuentes de retro-iluminación conocidas en la técnica anterior proporcionan un haz luminoso de punto extendido, añadiendo las fuentes de retro-iluminación extras 5 nuevas faltas de uniformidad y no es posible compensar totalmente faltas de uniformidad utilizando la solución de este documento de patente.

En el documento publicado número EP 2154674 A1 del estado de la técnica, se revela un procedimiento de corrección de brillo y un aparato de pantalla de visualización adecuado para utilizar dicho procedimiento. El aparato de visualización comprende un panel de pantalla de visualización; un conjunto de retro-iluminación que incluye, al 10 menos, una unidad de fuente de luz que suministra una luz para el panel de pantalla; y una unidad correctora de brillo que corrige un brillo de la imagen, utilizando la información de corrección de brillo que se determina a partir del brillo de cada área de la imagen. En una realización de la invención descrita en dicho documento, la información de corrección de brillo es un tipo de matriz correspondiente a cada píxel de una imagen visualizada por el panel de pantalla de visualización. Según esta realización, la información de corrección de brillo puede determinarse como un 15 valor de coeficiente que es proporcional al brillo de una luz suministrada desde el conjunto de retro-iluminación. La información de corrección de brillo determinada, se multiplica por un valor de brillo de cada píxel de la imagen por medio de la unidad correctora de brillo, compensando así la diferencia de brillo debida a la variación de brillo de una luz suministrada desde el conjunto de retro-iluminación. Sin embargo, la realización dada no es capaz de superar el problema que supone el requerimiento de espacio de memoria grande, mencionado anteriormente. 20

Obviamente, se requiere un procedimiento para eliminar las dificultades de ejecución de dispositivos de pantalla iluminados por borde que determine alta calidad de visualización.

Breve descripción de la invención [0015] La presente invención incluye un procedimiento para aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación, mediante la utilización de descomposición en valores individuales de una matriz y la aproximación de la 25 matriz a través de la determinación de un número de orden y reduciendo el tamaño de la matriz utilizando este número de orden.

Dado que la distribución de la luz a lo largo de unos ejes vertical y horizontal se encuentra altamente relacionada, puede hacerse una aproximación exitosa para una tabla de compensación y una tabla de compensación voluminosa se comprime hasta en una proporción del 99%. 30

La invención también revela la utilización de esta aproximación en dispositivos de pantalla a fin de obtener uniformidad de retro-iluminación a través de todo el dispositivo de pantalla. El valor de aproximación se utiliza para ajustar los valores de transmisión de píxeles del dispositivo de pantalla y compensa la desviación de retro-iluminación en todo el dispositivo de pantalla de visualización.

Además, dentro de las enseñanzas de la presente invención, se proponen un procedimiento y un sistema 35 para oscurecimiento local tanto de pantallas de iluminación por borde como de iluminación directa en las que se mantiene la uniformidad de retro-iluminación, mientras se logra oscurecimiento local efectivo y suave.

El ámbito de protección de la presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Objeto de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación para un dispositivo de pantalla de visualización que comprende, al menos, una fuente de retro-iluminación y píxeles de m líneas y n columnas, comprendiendo dicho procedimiento el cálculo de una matriz de aproximación M para ajustar los valores de transmisión de luz de píxeles de la pantalla de visualización, en el que la matriz M es una aproximación de una tabla 5 de compensación de dicha fuente de retro-iluminación que es una matriz de compensación m x n conocida respecto de las m líneas y de las n columnas de píxeles; en el que dicho procedimiento se basa en la minimización de la regla Frobenius de la diferencia entre las matrices M y M y que comprende las siguientes etapas:

determinación de un número de orden R;

representación de dicha tabla de compensación m x n, utilizando la ecuación de descomposición en valores 10 individuales (1)

en la que U designa una matriz m x m unidad, es una matriz m x n diagonal de números reales no negativos en su diagonal y designando V* la transposición conjugada de V, que es una matriz n x n unidad; 15

obtención de una matriz a partir de , dejando los mayores valores R de y poniendo a cero los restantes valores;

obtención de una matriz a partir de , reduciendo el tamaño de en R x R, en la que las diagonales de son los valores individuales de M iguales a dichos mayores valores de R de ;

obtención de una matriz m x R U, reduciendo U de manera que las columnas de U sean vectores 20 individuales izquierdos de U;

obtención de una matriz R x n V, reduciendo V de manera que las columnas de V sean los vectores individuales derechos de V;

calcular la matriz M como una aproximación de M mediante una ecuación de aproximación (5)

en el que la determinación del número de orden R, comprende la comparación de valores aproximados procedentes de M y valores reales procedentes de M, utilizando un criterio de error cuadrático medio.

2. Utilización del procedimiento de aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, para compensar una retro-liluminación de un dispositivo de pantalla de visualización que comprende, al menos, una fuente retro-iluminación y píxeles de m líneas y n columnas, comprendiendo las siguientes etapas:

almacenar la citada matriz U con un tamaño m x R, la citada matriz con un tamaño R x R y la citada 35 matriz VT con un tamaño R x n para la, al menos una, fuente de retro-iluminación del dispositivo de pantalla de visualización, en la que R designa el citado número de orden;

calcular un valor de compensación para el, al menos un, píxel, utilizando la citada ecuación de aproximación (5) :

ajustar un valor de trasmisión de luz del, al menos un píxel, utilizando el citado valor de compensación calculado.

3. Dispositivo de pantalla de visualización que comprende, al menos, una fuente de retro-iluminación y píxeles de m 45 líneas y n columnas que adicionalmente comprende:

medios para almacenar la citada matriz U con un tamaño m xR, la citada matriz con un tamaño R x R y la citada matriz VT con un tamaño R x n, para la, al menos una, fuente de retro-iluminación del dispositivo de

pantalla de visualización, obtenidas aplicando el procedimiento de aproximación de tabla de compensación de retro-iluminación según la reivindicación 1 a la citada matriz de compensación m x n conocida M, en el que R designa el citado número de orden;

medios para calcular un valor de compensación utilizando la citada ecuación de aproximación (5)

y

medios para ajustar un valor de transmisión de luz del, al menos un, píxel, utilizando dicho valor de compensación calculado.