WO2008104229A1 - Arrangement and method for backlighting a display device - Google Patents

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WO2008104229A1
WO2008104229A1 PCT/EP2007/051935 EP2007051935W WO2008104229A1 WO 2008104229 A1 WO2008104229 A1 WO 2008104229A1 EP 2007051935 W EP2007051935 W EP 2007051935W WO 2008104229 A1 WO2008104229 A1 WO 2008104229A1
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backlighting
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geometric
arrangement
matrix
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PCT/EP2007/051935
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Andreas Huber
Oskar Schallmoser
Pavel Peka
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Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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Definitions

  • the invention relates to a spatial and elekt ⁇ cal arrangement for backlighting a adosvor- direction such as an LCD display.
  • the invention also relates to an operating method of this arrangement.
  • LCD display is increasingly used in all areas of daily life.
  • applications that used to be tubes CRTs - Cathode Ray Tubes
  • Two ty ⁇ european applications are computer monitors and lavishgerä ⁇ te.
  • LCD displays are known to be relatively slow in image design.
  • the switching speed of the pixels in an LCD display is in the ms range.
  • slow blurring results in motion blur, which makes the picture appear blurred and unattractive.
  • This is reinforced by the nature of the image on ⁇ superstructure of LCD displays.
  • a pixel does not have to be controlled permanently, but it retains its color for the rest of the Rickdar eins- after one-time control time at. Therefore, LCD displays do not rebuild every image, but they rebuild it. That is, the pixel does not turn black between two images, but it is switched directly from the current color to the new color.
  • the cold cathode lamps (CCFL) of the backlighting were switched on at the rate of the frame rates and the illumination level of the image display was adapted.
  • each image to its brightness ⁇ distribution is analyzed and adjusted the backlighting this brightness level. This means that if there are dark spots in the picture, then the lamp that is in this position will be dimmed or switched on for a shorter time in order to increase the contrast.
  • the backlighting device In order to dim the lamps individually, a separate control gear is provided for each lamp.
  • the backlighting device has 8 cold cathode lamps, ie if there are 8 areas in which the brightness can be regulated individually, then the device also requires 8 operating devices in order to operate the lamps.
  • this backlighting device has a serious disadvantage. Since the CCFL's are quite long, they usually cover the entire width of the previous display. That is, it can always only whole Zei ⁇ len in brightness are changed, which is often not sufficient for a cor ⁇ rect playback.
  • the LEDs can be matrix-shaped be arranged, and thus significantly refine the representation of light and dark parts of the picture. Since the LEDs also have to be controlled individually, a separate operating device is required for each LED. If the backlighting device consists, for example, of 64 individual segments with one or more LEDs, 64 operating devices are necessary for their activation. This is very expensive and expensive.
  • the invention is therefore the object of the reciprocating terleuchtung a display device to be designed so that it is less consuming and more cost-effective herzustel ⁇ len. At the same time, a further improvement of the image quality is to be achieved.
  • the display surface is divided into a matrix field.
  • the Matri ⁇ ze is organized into rows and columns.
  • Each die element may contain one or more semiconductor light sources.
  • Each column is provided by an operating device .
  • the operating device is designed as a DC-DC converter.
  • Each row is terminated by a switching element that closes the circuit to ground.
  • the switching element is preferably a MOSFET.
  • the process is synchronized with the image structure, i. the line-by-line switching takes place completely within an image, also called a frame.
  • image also called a frame.
  • the following explanations are related to the representation of a television picture.
  • the image is displayed at 50 frames / second (50 frames / sec), in the US NTSC system at 60 frames / second. This means that a complete backlighting cycle for displaying a PAL image takes 1/50 second (20 ms).
  • all rows are sequentially turned on, that is, each row is turned on for a period towards ⁇ away 20ms speaks the (l / number of rows) * ⁇ ent.
  • the top row can be illuminated.
  • the ⁇ ser line can preferably be dimmed to various Hellig ⁇ keitsrasen then, which correspond to the brightness of the overlying image part.
  • the brightness of the image section lying above the matrix element is calculated by the control unit and sent to the corresponding operating devices. These regulate the semiconductor light sources to the predetermined dimming level and thus adapt the backlighting to the content of the preceding image detail.
  • the switching element Sl is opened and the switching element S2 is closed. Now the second line is illuminated. The process repeats until all lines have been traversed. This time span corresponds exactly to the time span in which an image is displayed on the display.
  • the matrix elements are only set stale ⁇ tet preferred if the display is not realized in switching. This results in a clear and clear image, even with fast change of image content.
  • Fig. 1 example of an inventive arrangement with the electrical interconnection of the semiconductor light sources.
  • FIG. 2 Schematic representation of the signal processing
  • FIG. 3 flowchart of the operating method according to the invention
  • FIG. 4 switching example of a branch of the inventive ⁇ Shen arrangement with a Strom Wegkoppelschlei- fe.
  • FIG. 5 switching example of a branch of the inventive ⁇ Shen arrangement with an optical feedback loop.
  • FIG. 6 shows a switching example of a branch of the arrangement according to the invention with an additional diode in FIG.
  • Fig. 9 Three-dimensional representation of the geometric arrangement of the die elements.
  • FIG. 10 sectional view of the inventive arrangement in various embodiments.
  • Fig. 11 Electrical arrangement of the die elements.
  • Fig. 12 Various possible geometric arrangements of the die elements.
  • Fig. 13 operating method of the LEDs in multi-color illuminated matrix elements.
  • Fig. 11 shows the basic organization of the matrix elements in rows r and columns c.
  • the elements are numbered, the first digit denotes the column, the second the row. Element 11 is therefore the first element.
  • Element 32 denotes e.g. the third element in the second line, ie column 3, line 2.
  • Fig. 1 shows the electrical interconnection of the die elements.
  • Each die element contains one or more monochrome or white light emitting semiconductor light sources. In order to identify the installation location of the semiconductor light sources, these are then numbered with a third digit. Di.i.3 is thus the third semiconductor light source of the first matrix element.
  • white-emitting light-emitting diodes are used.
  • other semiconductor light sources such as OLEDs can also be used.
  • Each column is supplied by a supply unit (Vi ... Vg) which contains at least one operating device (Bl, B2, ..., Bn). In this embodiment, in which the matrix elements are illuminated with white-emitting semiconductor light sources, the supply unit contains exactly one operating device.
  • Each line is switched on via a switching ⁇ element.
  • the switching elements (Sl, S2, ..., Sm) are preferably MOSFETs.
  • the operating devices are designed as DC-DC converters.
  • the backlighting cycle is now as follows. As long as the switching element Sl is closed, the top line lights up.
  • the matrix elements of this line can preferably be dimmed to different brightness ⁇ gradual then that correspond to the brightness of the darü- berrise image part.
  • the brightness of the image detail above the matrix element is calculated by the control unit and sent to the supply units (V 1 ... V g ). They govern the semiconductor light sources to the preset dimming and so adjust the backlighting of the content of the vorgela ⁇ siege to image section.
  • the switching element Sl is opened and the switching element S2 is closed. Now the second line is operated. The process repeats until all lines have been traversed.
  • the total time span ⁇ a run corresponds exactly to the period of time, in which an image is displayed on the display al ⁇ as a frame. If the display has a frame rate of 50 frames / second, then 50 passes / second take place accordingly in the backlighting device.
  • Pi ⁇ xel be at an LCD display switched on simultaneously but in groups.
  • the groups consist of several pixel lines, which go across the screen.
  • the switching of the display is thus also in a line-based process, which goes through from top to bottom.
  • the matrix elements are thus only switched on where the display is not in switching.
  • the switching phase of the display thus always runs in the dark. This results in a sharp and kla ⁇ res image even during fast changes of image content.
  • a current control is necessary.
  • Various methods can be used for the current regulation.
  • the control with a current feedback loop, as shown in Fig. 4.
  • the actual current is measured with ⁇ means of a measuring element Sh and entered again in the DC-DC converter. This compares the actual value with a predetermined value, and regulates the current accordingly.
  • the control is preferably used with an optical remindkop ⁇ pelschleife.
  • This comprises a lichtempfindli ⁇ ches semiconductor element such that the radiated from the element arranged in the Matrizen- semiconductor light sources can receive light.
  • the photosensitive semiconductor element is a photodiode.
  • the forward voltage of the ⁇ ser photodiode changes according to light intensity.
  • the flux voltage is again input to the DC-DC converter, which can then regulate to a predetermined light intensity.
  • An exemplary arrangement is shown in FIG. 5 for two matrix elements of a column. Such an arrangement achieves the most accurate adjustment to the desired dimming level.
  • Fig. 2 shows the schematic representation of Signalauf ⁇ preparation of the method according to the invention.
  • the received signal from an external source for example, by a computer-ter or a DVD player or a satellite-tenreceiver of is inputted to the control unit (100) of the display device ⁇ .
  • the control unit is divided into a subunit for the display device, a buffer storing the data of an image, and a brightness analysis part (107).
  • the latter undertakes a segment-by-segment brightness analysis per image and sends the brightness data together with a synchronization signal (V sync ) to the backlight control unit (101).
  • This consists of a memory for the entire brightness data, a phase locked loop and a logic (106) for driving the backlighting device.
  • the column driver unit (104) with the Ver ⁇ supply units (Vi ... V g) and the operating devices therein receives from the control unit each include a column current which corresponds to the current dimming value to which they are just driven Matrizen- dimming elements.
  • the on and off times are set fixedly e- b réelle ⁇ from the control unit via the power profile.
  • the row driver unit (105) switches the screened ⁇ de required line so that it is operated. The method of operation of the arrangement is now so (Fig. 3):
  • the method according to the invention runs in 2 control units
  • the BAT sends, as soon as a new image is built, the V sync signal to the control ⁇ unit (101) of the backlight device (BLUC).
  • the image memory is filled, the image content is analyzed and the brightness values in segments calculation ⁇ net. In the next step, they will be sent to the BLUC. Then a waiting loop is processed until a new image is created. Then the main cycle is over and the process begins again.
  • the procedure in the BLUC runs in two loops. Once in the outer main loop, which is traversed as per the BAT once per image. The inner loop is looped once per operation. For an image, the loop is thus traversed as many times as the backlighting device has lines.
  • the matrix elements (1.1 ... nm) are switched through line by line by making the corresponding line switch conductive.
  • the switching elements (si ... S n ) are organized in a row driver unit (105).
  • Each matrices ⁇ element is operated by the control logic (106) pre- ⁇ added brightness. This is achieved by a corresponding set column current. After the time specified by the drive logic (106), the last line off the current line remains a ⁇ connected. This is done by making all switches except the current one. Then it will be
  • T (V S ) is still waiting until the time ⁇ - has expired.
  • m This is the mth part of the frame rate, where m is the number of lines. Thereafter, the loop is re-run.
  • the loop is re-run.
  • the aforementioned operating method describes a method with overlapping column currents according to FIG. 7.
  • a current can thereby be set which is formed from the sum of the two partial currents during the times in which both switches are switched on.
  • FIG. 7a shows this by way of example for equal partial flows.
  • Fig. 7b shows the current waveform illustrative of different ⁇ Lich large partial flows, in which corresponding Dimmstel ⁇ lungs are taken into account. These current curves must supply the operating device of the respective column, these being specified by the control logic (106).
  • Fig. 8a again shows the current course with equally large partial flows
  • Fig. 8b shows the current profile for different partial flows according to the Dimmstel ⁇ ments. Since the screen layout in typical LCD displays and line-oriented ⁇ going on, switching through the line of the backlighting can be synchronized with the display. It should avoid advertising to that the area in which the screen just makes a Su ⁇ alteration of the image content, is illuminated. For this purpose, the Vsync signal can be evaluated, which enables a line-by-line synchronization. As a result, a particularly sharp image reproduction is achieved, and otherwise visible blurring of the image is avoided.
  • photodiodes are also incorporated in the matrix, which measure the current light intensity. This measured value is in turn entered into the column driver (104). The measured value can also be entered into the control logic (106). Through this feedback loop, the LEDs can all be operated with a uniformly high current, which is necessary for a good life behavior.
  • Fig. 12a shows an arrangement in which the geometric and the electrical arrangement is equal.
  • the first electrical element of each row is geometrically offset from the left by one column to the right.
  • the first electrical element of each row is geometrically offset from the right by one column to the left.
  • Fig. 12 e has the electrical arrangement dop ⁇ pelt as many columns as the geometric. This Kings ⁇ nen are always controlled two rows at a time, doubling the maximum image brightness.
  • the electrical arrangement has only half as many columns as the geometric, what supply units and thus ultimately saves equipment.
  • This arrangement may be particularly advantageous in light-emitting diodes, which have a very high pulse strength, and the maximum power is limited only by the heat dissipation.
  • the Schmhellig ⁇ ness can be kept the same at half the cost of operating devices with the diodes then be companies, with a more long break removal in which they can heat.
  • Fig. 12c is another variation of how the template elements can be geometrically arranged.
  • any geometrical arrangement is conceivable as may result due to leakage ⁇ cleverly devised driving of many arrangements, a positive benefit.
  • FIGS. 9 & 10 The basic structure of the arrangement for backlighting a display device is shown in FIGS. 9 & 10.
  • the die elements are disposed in ⁇ a frame which is mounted behind the display device, eg a display.
  • opaque walls is ⁇ done.
  • the walls may be configured in various ways, as shown in FIG. 10.
  • Above the frame a diffuser is mounted to even out the radiated light.
  • the walls may thereby, as shown in FIG. 10, be straight and to the diffuser rei ⁇ chen. As a result, they may be visible as disturbing dark streaks in the image of the display.
  • a certain distance between the diffu- is sorplatte and left walls, respectively, as ⁇ leads in Fig. 10b.
  • funnel shaped structures are used. This is insbesonde ⁇ re useful when only a few semiconductor light sources are used per array element, and so the Platzbe ⁇ may be low.
  • These structures can analogously again extend to the diffuser plate, as shown in Fig. 10c Darge ⁇ provides. But you can also have a distance to the diffuser plate to achieve a more uniform radiation, as shown in Fig. 10d.
  • the die elements may be operated such that for each image segment, the matrix element illuminated, the suitable brightness is calculated, and the entspre ⁇ sponding female mold is then dimmed on this brightness. This is done for each matrix element in the whole matrix for each frame.
  • the backlighting can also be made less complicated and thus more cost-effective.
  • the individual brightnesses are calculated only for the matrix elements in the middle of the image content.
  • the outer elements form a ring, a kind of frame around the middle elements.
  • This variant is shown in FIG. 12 f. They are operated together and brought to only one dimming position, the z. B corresponds to the average brightness of all inner matrix elements.
  • This value is a simple way to calculate the Hellmaschinesana ⁇ lyseteil (107) since the middle brightness of the inner matrix elements are present and must take place only a mean value calculation of all these magnitudes.
  • other suitable methods for image brightness determination can also be used. This can be computing power and also Circuit costs are saved, since the matrix elements of the outer columns and proportional elements of the outer rows are combined into one group and can be operated with ei ⁇ ner supply unit.
  • the matrix elements are equipped with single-color LEDs.
  • several differently colored LEDs are used for a matrix element.
  • This has the advantage that different light colors can be realized for the backlight device.
  • a Matritzenelement can be equipped with three different ver ⁇ colored LEDs, for example, a red, a green and a blue. These can be operated individually with a given brightness. This can represent a large color space. Different color temperatures can be realized, eg 4000K, 5000K and 6000K.
  • the invention is not limited to the use of three different colored LEDs.
  • j operating devices are required per die element j, where j is the number of differently colored semiconductor light sources.
  • a supply unit therefore contains j operating devices.
  • the control logic (106) must therefore set the corresponding current conditions for the light-emitting diodes depending on the light color, so that this light color is also achieved.
  • the light-emitting diode current corresponds de ⁇ ren performance, and depending on the power of different colored light emitting diodes each other, a desired light color and thus color temperature can be adjusted.
  • each Matrizen ⁇ element has an optical feedback.
  • the differently colored light-emitting diodes are operated so that only one of the light-emitting diodes lights up at a certain time, as shown in FIG. 13 for three different light-emitting diodes. During the short time that only one LED is lit, its light intensity can be measured and then regulated to a desired intensity. This makes it possible to precisely regulate the light color of the matrix element.
  • the third embodiment is based on the second embodiment. Therefore, only the differences from the second embodiment will be explained.
  • the third embodiment is not limited to the reproduction of the color temperature for a display backlight.
  • This embodiment actively supports the display (102) in color representation by adjusting the color of the backlighting in the corresponding matrix elements to the color of the currently displayed image content.
  • the dynamic range of the color representation of the entire unit of display (102) and backlighting (103) can be significantly expanded.
  • the brightness analysis unit (107) must calculate not only the average brightness of the image content ahead of the corresponding matrix element, but also its color.
  • the control logic (106) controls the output of the differently colored LEDs then so that by the control unit counted he ⁇ color is generated in the corresponding matrix element.
  • the fact that the resolution of the matrix for backlighting is significantly smaller than the resolution of the display can lead to the display of false colors, since the backlighting is no longer white.
  • the Ansteu ⁇ erteil can control the display so that the addition of the backlighting color and the pixel color of the display together give the desired color to be displayed.

Abstract

The invention relates to an arrangement for backlighting a display device having a plurality of semiconductor light sources (D<SUB>l.l.l|-</SUB>D<SUB>n.3.3</SUB>) disposed in matrix elements (l.l-n.3), wherein the matrix elements are actuated using operating devices (B<SUB>l</SUB>-B<SUB>n</SUB>), and one or more operating devices are provided for supplying the matrix elements of a column of the matrix, and wherein one or more switching elements are provided in each line of the matrix, with a switching element being associated with one or more matrix elements of a line.

Description

Beschreibung description
Anordnung und Verfahren zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung .Arrangement and method for backlighting a display device.
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine räumliche und elekt¬ rische Anordnung zur Hinterleuchtung einer Anzeigevor- richtung wie z.B. eines LCD-Displays. Die Erfindung be¬ zieht sich auch auf ein Betriebsverfahren dieser Anordnung.The invention relates to a spatial and elekt ¬ cal arrangement for backlighting a Anzeigevor- direction such as an LCD display. The invention also relates to an operating method of this arrangement.
Stand der TechnikState of the art
In jüngerer Zeit wird das LCD-Display vermehrt in allen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Vor allem Anwendungen, für die früher Röhren verwendet wurden (CRTs - Cathode Ray Tubes) werden nun mit LCDs bestückt. Zwei ty¬ pische Anwendungen sind Computermonitore und Fernsehgerä¬ te.More recently, the LCD display is increasingly used in all areas of daily life. Especially applications that used to be tubes (CRTs - Cathode Ray Tubes) are now equipped with LCDs. Two ty ¬ european applications are computer monitors and Fernsehgerä ¬ te.
LCD-Displays sind bekanntlich relativ langsam im Bildaufbau. Die Schaltgeschwindigkeit der Pixel in einem LCD- Display bewegt sich im ms-Bereich. Bei Anwendungen mit bewegten Bildern, z.B. Videomonitore oder Fernseher oder Computerbildschirme mit schnellen Spielen, entstehen da- her durch den langsamen Bildaufbau Bewegungsunschärfen, die das Bild verwischt und unattraktiv erscheinen lassen. Dies wird noch verstärkt durch die Eigenart des Bildauf¬ baus der LCD-Displays. Ein Bildpunkt muss nicht permanent angesteuert werden, sondern er behält nach einmaliger An- Steuerung seine Farbe für den Rest der Bilddarstellungs- zeit bei. LCD-Displays bauen daher nicht jedes Bild neu auf, sondern sie bauen es um. Dass heißt, der Bildpunkt wird zwischen zwei Bildern nicht schwarz, sondern es wird direkt von der aktuellen Farbe zur neuen Farbe umgeschal- tet .LCD displays are known to be relatively slow in image design. The switching speed of the pixels in an LCD display is in the ms range. In applications with moving images, eg video monitors or televisions or computer screens with fast games, slow blurring results in motion blur, which makes the picture appear blurred and unattractive. This is reinforced by the nature of the image on ¬ superstructure of LCD displays. A pixel does not have to be controlled permanently, but it retains its color for the rest of the Bilddarstellungs- after one-time control time at. Therefore, LCD displays do not rebuild every image, but they rebuild it. That is, the pixel does not turn black between two images, but it is switched directly from the current color to the new color.
Um die Bildqualität zu verbessern, wurde in der GB 2 409 754 dazu übergegangen, die Kaltkathodenlampen (CCFL) der Hinterleuchtung im Takt der Bildwiederholraten einzuschalten und den Beleuchtungslevel der Bilddarstellung anzupassen. Dazu wird jedes Bild auf seine Helligkeits¬ verteilung analysiert, und die Hinterleuchtung diesem Helligkeitslevel angepasst. D.h. wenn im Bild dunkle Stellen vorkommen, dann wird die Lampe, die an dieser Stelle liegt, gedimmt betrieben oder kürzer eingeschal- tet, um den Kontrast zu erhöhen.In order to improve the image quality, in GB 2 409 754, the cold cathode lamps (CCFL) of the backlighting were switched on at the rate of the frame rates and the illumination level of the image display was adapted. In addition, each image to its brightness ¬ distribution is analyzed and adjusted the backlighting this brightness level. This means that if there are dark spots in the picture, then the lamp that is in this position will be dimmed or switched on for a shorter time in order to increase the contrast.
Um die Lampen einzeln dimmen zu können, ist für jede Lampe ein eigenes Betriebsgerät vorgesehen. Besitzt die Hin- terleuchtungsvorrichtung also 8 Kaltkathodenlampen, besteht also aus 8 Bereichen, in denen die Helligkeit ein- zeln geregelt werden kann, so benötigt die Vorrichtung auch 8 Betriebsgeräte, um die Lampen zu betreiben.In order to dim the lamps individually, a separate control gear is provided for each lamp. Thus, if the backlighting device has 8 cold cathode lamps, ie if there are 8 areas in which the brightness can be regulated individually, then the device also requires 8 operating devices in order to operate the lamps.
Diese Hinterleuchtungsvorrichtung hat allerdings einen gravierenden Nachteil. Da die CCFL' s recht lang sind, reichen sie meist über die ganze Breite des davorliegen- den Displays. Dass heißt, es können immer nur ganze Zei¬ len in der Helligkeit geändert werden, was für eine kor¬ rekte Bildwiedergabe oftmals nicht ausreichend ist.However, this backlighting device has a serious disadvantage. Since the CCFL's are quite long, they usually cover the entire width of the previous display. That is, it can always only whole Zei ¬ len in brightness are changed, which is often not sufficient for a cor ¬ rect playback.
Daher werden in jüngerer Zeit vermehrt Halbleiterlicht¬ quellen wie LEDs als Hinterleuchtung für Anzeigevorrich- tungen verwendet. Hierbei können die LEDs Matrixförmig angeordnet sein, und so die Darstellung von hellen und dunklen Bildteilen wesentlich verfeinern. Da hier die LEDs auch einzeln angesteuert werden müssen, ist hier e- benso für jede LED ein eigenes Betriebsgerät vonnöten. Besteht die Hinterleuchtungsvorrichtung z.B. aus 64 einzelnen Segmenten mit einer oder mehreren LEDs, so sind zu deren Ansteuerung 64 Betriebsgeräte notwendig. Dies ist sehr aufwendig und kostenintensiv.Therefore, more recently semiconductor light sources such as LEDs are used as backlighting for display devices. In this case, the LEDs can be matrix-shaped be arranged, and thus significantly refine the representation of light and dark parts of the picture. Since the LEDs also have to be controlled individually, a separate operating device is required for each LED. If the backlighting device consists, for example, of 64 individual segments with one or more LEDs, 64 operating devices are necessary for their activation. This is very expensive and expensive.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Hin- terleuchtung einer Anzeigevorrichtung so zu gestalten, dass sie weniger Aufwendig und kostengünstiger herzustel¬ len ist. Gleichzeitig soll eine weitere Verbesserung der Bildqualität erreicht werden.The invention is therefore the object of the reciprocating terleuchtung a display device to be designed so that it is less consuming and more cost-effective herzustel ¬ len. At the same time, a further improvement of the image quality is to be achieved.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 und einem Betriebsverfahren nach Patentanspruch 15.The object is achieved by an arrangement having the features of patent claim 1 and an operating method according to claim 15.
Es wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die Displayfläche in ein Matrizenfeld aufgeteilt ist. Die Matri¬ ze ist in Zeilen und Spalten organisiert. Jedes Matrizen- element kann eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen enthalten. Jede Spalte wird von einem Betriebsgerät ver¬ sorgt. In bevorzugter Weise ist das Betriebsgerät als Gleichspannungswandler ausgebildet. Jede Zeile wird durch ein Schaltelement abgeschlossen, das den Stromkreis zur Masse hin schließt. Das Schaltelement ist in bevorzugter Weise ein MOSFET. Mit dieser Anordnung erfolgt die Hinterleuchtung der Anzeigevorrichtung nicht mehr gleichmäßig über die gesamte Fläche, sondern zeilenweise in mehreren Stufen.An arrangement is proposed in which the display surface is divided into a matrix field. The Matri ¬ ze is organized into rows and columns. Each die element may contain one or more semiconductor light sources. Each column is provided by an operating device . Preferably, the operating device is designed as a DC-DC converter. Each row is terminated by a switching element that closes the circuit to ground. The switching element is preferably a MOSFET. With this arrangement, the backlighting of the display device is no longer uniform over the entire surface, but line by line in several stages.
Das Verfahren wird dabei mit dem Bildaufbau synchroni- siert, d.h. das zeilenweise Durchschalten findet komplett innerhalb eines Bildes, auch Frame genannt, statt. Um die zusammenhänge klarer darstellen zu können, werden die folgenden Erklärungen auf die Darstellung eines Fernsehbildes bezogen. Beim europaweit vorherrschenden PAL- System erfolgt die Bilddarstellung mit 50 Bildern/Sekunde (50 frames/sec) , beim US-Amerikanischen NTSC-System mit 60 Bildern/Sekunde. Dass heisst, dass ein kompletter Hin- terleuchtungungszyklus für die Darstellung eines PAL- Bildes 1/50 Sekunde (20 ms) lang dauert.The process is synchronized with the image structure, i. the line-by-line switching takes place completely within an image, also called a frame. In order to clarify the context, the following explanations are related to the representation of a television picture. In the case of the prevailing PAL system in Europe, the image is displayed at 50 frames / second (50 frames / sec), in the US NTSC system at 60 frames / second. This means that a complete backlighting cycle for displaying a PAL image takes 1/50 second (20 ms).
In einem Zyklus werden alle Zeilen hintereinander durchgeschaltet, d.h. jede Zeile wird über eine Zeitdauer hin¬ weg angeschaltet, die (l/Anzahl der Zeilen) *20ms ent¬ spricht .In one cycle, all rows are sequentially turned on, that is, each row is turned on for a period towards ¬ away 20ms speaks the (l / number of rows) * ¬ ent.
Solange das Schaltelement geschlossen ist, kann die o- berste Zeile beleuchtet werden. Die Matrizenelemente die¬ ser Zeile können dann bevorzugt auf verschiedene Hellig¬ keitsstufen gedimmt werden, die mit der Helligkeit des darüberliegenden Bildausschnittes korrespondieren. Die Helligkeit des über dem Matrizenelement liegenden BiId- ausschnittes wird von der Steuereinheit berechnet und an die entsprechenden Betriebsgeräte gesendet. Diese regeln die Halbleiterlichtquellen auf die vorgegebene Dimmstufe und passen so die Hinterleuchtung auf den Inhalt des vorgelagerten Bildausschnittes an. Nach einer vorgegebenen Zeit wird das Schaltelement Sl geöffnet und das Schaltelement S2 geschlossen. Nun wird die 2. Zeile beleuchtet. Der Vorgang wiederholt sich, bis alle Zeilen durchlaufen wurden. Diese Zeitspanne ent- spricht genau der Zeitspanne, in welcher ein Bild auf dem Display dargestellt wird. Hat das Display also eine Bild¬ wiederholrate von 50 Bildern/Sekunde, so finden in der Hinterleuchtungsvorrichtung dementsprechend 50 Durchgänge/Sekunde statt. Danach wird auf dem Display ein neues Bild aufgebaut, und der Betrieb der Matrizenelemente fängt danach wieder bei der ersten Zeile an. Da der Vorgang eines kompletten Durchlaufs sehr schnell vor sich geht, kann ihn das menschliche Auge nicht auflösen, und die Anzeigefläche erscheint gleichzeitig hinterleuchtet.As long as the switching element is closed, the top row can be illuminated. The die elements, the ¬ ser line can preferably be dimmed to various Hellig ¬ keitsstufen then, which correspond to the brightness of the overlying image part. The brightness of the image section lying above the matrix element is calculated by the control unit and sent to the corresponding operating devices. These regulate the semiconductor light sources to the predetermined dimming level and thus adapt the backlighting to the content of the preceding image detail. After a predetermined time, the switching element Sl is opened and the switching element S2 is closed. Now the second line is illuminated. The process repeats until all lines have been traversed. This time span corresponds exactly to the time span in which an image is displayed on the display. Thus, once the display image ¬ repetition rate of 50 frames / second, 50 crossings / second will take place accordingly in the backlighting. Thereafter, a new image is built on the display, and the operation of the matrix elements begins again at the first line. Since the process of a complete pass is very fast, the human eye can not resolve it, and the display area appears backlit at the same time.
Bevorzugt werden die Matrizenelemente nur dann angeschal¬ tet, wenn das Display nicht im Umschalten begriffen ist. Dies ergibt ein scharfes und klares Bild, auch bei schnellem Wechsel des Bildinhaltes.The matrix elements are only set stale ¬ tet preferred if the display is not realized in switching. This results in a clear and clear image, even with fast change of image content.
Für die Regelung der Halbleiterlichtquellen können ver- schiedene Verfahren angewandt werden. Zum einen die Rege¬ lung mit einer Stromrückkoppelschleife. Bevorzugt wird aber die Regelung mit einer optischen Rückkoppelschleife verwendet. Es kann aber auch lediglich ein Wandler mit einem eingeprägtem Strom verwendet werden.Various methods can be used for the regulation of the semiconductor light sources. Firstly, the Rege ¬ development with a current feedback loop. Preferably, however, the control is used with an optical feedback loop. However, it is also possible to use only one converter with an impressed current.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)Short description of the drawing (s)
Fig. 1 Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit der elektrischen Verschaltung der Halbleiterlichtquellen .Fig. 1 example of an inventive arrangement with the electrical interconnection of the semiconductor light sources.
Fig. 2 Schematische Darstellung der Signalaufbereitung Fig. 3 Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen BetriebsverfahrensFig. 2 Schematic representation of the signal processing Fig. 3 flowchart of the operating method according to the invention
Fig. 4 Schaltbeispiel eines Astes der erfindungsgemä¬ ßen Anordnung mit einer Stromrückkoppelschlei- fe.Fig. 4 switching example of a branch of the inventive ¬ Shen arrangement with a Stromrückkoppelschlei- fe.
Fig. 5 Schaltbeispiel eines Astes der erfindungsgemä¬ ßen Anordnung mit einer optischen Rückkoppelschleife .Fig. 5 switching example of a branch of the inventive ¬ Shen arrangement with an optical feedback loop.
Fig. 6 Schaltbeispiel eines Astes der erfindungsgemä- ßen Anordnung mit einer zusätzlichen Diode im6 shows a switching example of a branch of the arrangement according to the invention with an additional diode in FIG
Lastkreis .Load circuit.
Fig. 7 Beispiel des Ansteuerverfahrens der Schaltele¬ mente mit dem resultierenden Strom durch das BetriebsgerätFig. 7, the driving method of the formwork Tele ¬ elements with the resulting current through the operating device
Fig. 8 Beispiel eines anderen Ansteuerverfahrens der Schaltelemente mit dem resultierenden Strom durch das Betriebsgerät8 shows an example of another method of driving the switching elements with the resulting current through the operating device
Fig. 9 Dreidimensionale Darstellung der geometrischen Anordnung der Matrizenelemente.Fig. 9 Three-dimensional representation of the geometric arrangement of the die elements.
Fig. 10 Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Anordnung in verschiedenen Ausführungsbeispielen .Fig. 10 sectional view of the inventive arrangement in various embodiments.
Fig. 11 Elektrische Anordnung der Matrizenelemente.Fig. 11 Electrical arrangement of the die elements.
Fig. 12 Verschiedene mögliche geometrische Anordnungen der Matrizenelemente. Fig. 13 Betriebsverfahren der Leuchtdioden bei mehrfarbig beleuchteten Matrizenelementen.Fig. 12 Various possible geometric arrangements of the die elements. Fig. 13 operating method of the LEDs in multi-color illuminated matrix elements.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Erste AusführungsformFirst embodiment
Fig. 11 zeigt die grundsätzliche Organisation der Matrizenelemente in Zeilen r und Spalten c. Die Elemente sind durchnumeriert, die erste Ziffer bezeichnet die Spalte, die zweite die Zeile. Element 11 ist also das erste EIe- ment . Element 32 bezeichnet z.B. das dritte Element in der zweiten Zeile, also Spalte 3, Zeile 2.Fig. 11 shows the basic organization of the matrix elements in rows r and columns c. The elements are numbered, the first digit denotes the column, the second the row. Element 11 is therefore the first element. Element 32 denotes e.g. the third element in the second line, ie column 3, line 2.
Fig. 1 zeigt die elektrische Verschaltung der Matrizenelemente. Jedes Matrizenelement enthält eine oder mehrere einfarbig oder weiß leuchtende Halbleiterlichtquellen. Um den Einbauort der Halbleiterlichtquellen zu kennzeichnen, werden diese dann mit einer dritten Ziffer durchnumeriert. Di. i.3 ist also die dritte Halbleiterlichtquelle des ersten Matrizenelementes. Vorzugsweise werden weiß leuchtende Leuchtdioden verwendet. Es können aber auch andere Halbleiterlichtquellen wie OLEDs Anwendung finden. Eine Spalte wird jeweils von einer Versorgungseinheit (Vi ... Vg) versorgt, die mindestens ein Betriebsgerät (Bl, B2, ..., Bn) enthält. In dieser Ausführungsform, in der die Matrizenelemente mit weiß leuchtenden Halbleiterlicht- quellen beleuchtet werden, enthält die Versorgungseinheit genau ein Betriebsgerät. Jede Zeile wird über ein Schalt¬ element eingeschaltet. Die Schaltelemente (Sl, S2,..., Sm) sind vorzugsweise MOSFETs. Die Betriebsgeräte sind als Gleichspannungswandler aufgebaut .Fig. 1 shows the electrical interconnection of the die elements. Each die element contains one or more monochrome or white light emitting semiconductor light sources. In order to identify the installation location of the semiconductor light sources, these are then numbered with a third digit. Di.i.3 is thus the third semiconductor light source of the first matrix element. Preferably, white-emitting light-emitting diodes are used. However, other semiconductor light sources such as OLEDs can also be used. Each column is supplied by a supply unit (Vi ... Vg) which contains at least one operating device (Bl, B2, ..., Bn). In this embodiment, in which the matrix elements are illuminated with white-emitting semiconductor light sources, the supply unit contains exactly one operating device. Each line is switched on via a switching ¬ element. The switching elements (Sl, S2, ..., Sm) are preferably MOSFETs. The operating devices are designed as DC-DC converters.
Der Hinterleuchtungszyklus geht nun folgendermaßen vor sich. Solange das Schaltelement Sl geschlossen ist, leuchtet die oberste Zeile. Die Matrizenelemente dieser Zeile können dann bevorzugt auf verschiedene Helligkeits¬ stufen gedimmt werden, die mit der Helligkeit des darü- berliegenden Bildausschnittes korrespondieren. Die Helligkeit des über dem Matrizenelement liegenden Bildaus- Schnittes wird von der Steuereinheit berechnet und an die Versorgungseinheiten (V1 ... Vg) gesendet. Diese regeln die Halbleiterlichtquellen auf die vorgegebene Dimmstufe und passen so die Hinterleuchtung auf den Inhalt des vorgela¬ gerten Bildausschnittes an. Nach einer vorgegebenen Zeit wird das Schaltelement Sl geöffnet und das Schaltelement S2 geschlossen. Nun wird die 2. Zeile betrieben. Der Vorgang wiederholt sich, bis alle Zeilen durchlaufen wurden. Danach wird auf dem Display ein neues Bild aufgebaut, und der Betrieb der Matrizenelemente fängt danach wieder bei der ersten Zeile an. Da der Vorgang eines kompletten Durchlaufs sehr schnell vor sich geht, kann ihn das menschliche Auge nicht auflösen, und die Anzeigefläche erscheint gleichzeitig hinterleuchtet. Die gesamte Zeit¬ spanne eines Durchlaufs entspricht genau der Zeitspanne, in welcher ein Bild auf dem Display dargestellt wird, al¬ so einem Frame. Hat das Display eine Bildwiederholrate von 50 Bildern/Sekunde, so finden in der Hinterleuch- tungsvorrichtung dementsprechend 50 Durchgänge/Sekunde statt.The backlighting cycle is now as follows. As long as the switching element Sl is closed, the top line lights up. The matrix elements of this line can preferably be dimmed to different brightness ¬ gradual then that correspond to the brightness of the darü- berliegenden image part. The brightness of the image detail above the matrix element is calculated by the control unit and sent to the supply units (V 1 ... V g ). They govern the semiconductor light sources to the preset dimming and so adjust the backlighting of the content of the vorgela ¬ siege to image section. After a predetermined time, the switching element Sl is opened and the switching element S2 is closed. Now the second line is operated. The process repeats until all lines have been traversed. Thereafter, a new image is built on the display, and the operation of the matrix elements begins again at the first line. Since the process of a complete pass is very fast, the human eye can not resolve it, and the display area appears backlit at the same time. The total time span ¬ a run corresponds exactly to the period of time, in which an image is displayed on the display al ¬ as a frame. If the display has a frame rate of 50 frames / second, then 50 passes / second take place accordingly in the backlighting device.
Üblicherweise werden bei einem LC-Display nicht alle Pi¬ xel gleichzeitig umgeschaltet, sondern Gruppenweise. Da- bei bestehen die Gruppen aus mehreren Pixelzeilen, die quer über den Bildschirm gehen. Die Umschaltung des Displays erfolgt also ebenso in einem Zeilenbasierten Verfahren, das von oben nach unten durchläuft. Dies kommt dem erfindungsgemäßen Hinterleuchtungsverfahren entgegen, da hierbei die zeilenweise Hinterleuchtung des Displays immer dort stattfinden kann, wo das Display gerade nicht umgeschaltet wird. Die Matrizenelemente werden also nur dort angeschaltet, wo das Display nicht im Umschalten begriffen ist. Die Umschaltphase des Displays verläuft also immer im Dunkeln. Dies ergibt ein scharfes und kla¬ res Bild, auch bei schnellem Wechsel des Bildinhaltes.Usually not all Pi ¬ xel be at an LCD display switched on simultaneously but in groups. There- in the case of the groups consist of several pixel lines, which go across the screen. The switching of the display is thus also in a line-based process, which goes through from top to bottom. This is contrary to the backlighting method according to the invention, since in this case the line by line backlighting of the display can always take place where the display is currently not being switched over. The matrix elements are thus only switched on where the display is not in switching. The switching phase of the display thus always runs in the dark. This results in a sharp and kla ¬ res image even during fast changes of image content.
Um die Halbleiterlichtquellen präzise dimmen zu können, ist eine Stromregelung notwendig. Für die Stromregelung können verschiedene Verfahren angewandt werden. Zum einen die Regelung mit einer Stromrückkoppelschleife, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Dabei wird der Iststrom mit¬ tels einem Messelement Sh gemessen und in der Gleichspannungswandler wieder eingegeben. Dieser vergleicht den Istwert mit einem vorgegebenen Wert, und regelt den Strom entsprechend nach.In order to dimming the semiconductor light sources precisely, a current control is necessary. Various methods can be used for the current regulation. First, the control with a current feedback loop, as shown in Fig. 4. In this case, the actual current is measured with ¬ means of a measuring element Sh and entered again in the DC-DC converter. This compares the actual value with a predetermined value, and regulates the current accordingly.
Bevorzugt wird die Regelung mit einer optischen Rückkop¬ pelschleife verwendet. Diese umfasst ein lichtempfindli¬ ches Halbleiterelement, dass das von den in dem Matrizen- element angeordneten Halbleiterlichtquellen abgestrahlte Licht empfangen kann. Bevorzugt ist das lichtempfindliche Halbleiterelement eine Photodiode. Die Flußspannung die¬ ser Photodiode ändert sich je nach Lichtintensität. Die Flußspannung wird wieder in den Gleichspannungswandler eingegeben, der dann auf eine vorgegebene Lichtintensität regeln kann. Eine beispielhafte Anordnung ist in Fig. 5 für zwei Matrizenelemente einer Spalte dargestellt. Mit solch einer Anordnung erreicht man die genaueste Einrege- lung auf die gewünschte Dimmstufe.The control is preferably used with an optical Rückkop ¬ pelschleife. This comprises a lichtempfindli ¬ ches semiconductor element such that the radiated from the element arranged in the Matrizen- semiconductor light sources can receive light. Preferably, the photosensitive semiconductor element is a photodiode. The forward voltage of the ¬ ser photodiode changes according to light intensity. The flux voltage is again input to the DC-DC converter, which can then regulate to a predetermined light intensity. An exemplary arrangement is shown in FIG. 5 for two matrix elements of a column. Such an arrangement achieves the most accurate adjustment to the desired dimming level.
Ein weiteres wichtiges Detail ist im Fig. 6 offenbart. Viele Hochleistungsleuchtdioden haben technologiebedingt eine sehr niedrige Sperrspannung. Damit sind sie aber sehr anfällig auf Spannungsspitzen, durch die sie im schlimmsten Fall zerstört werden können. Daher wird vorzugsweise eine normale Diode in Reihe zu den LEDs ge- schaltet, um diese bei solchen Spannungspeaks zu schüt¬ zen .Another important detail is disclosed in FIG. Many high-performance light-emitting diodes have a very low reverse voltage due to the technology. But they are very susceptible to voltage surges, which can destroy them in the worst case. Therefore, a normal diode is preferably switched through in series to the LEDs to this at such a voltage peak to Schütting ¬ zen.
Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung der Signalauf¬ bereitung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das von einer externen Quelle empfangene Signal, z.B. von einem Compu- ter oder einem DVD-Abspielgerät oder von einem Satelli- tenreceiver wird in die Steuereinheit (100) der Anzeige¬ vorrichtung eingegeben. Die Steuereinheit ist unterteilt in eine Teileinheit für die Anzeigevorrichtung, einen Zwischenspeicher, der die Daten eines Bildes speichert, und einen Helligkeitsanalyseteil (107). Dieser unternimmt pro Bild eine segmentweise Helligkeitsanalyse, und sendet die Helligkeitsdaten zusammen mit einem Synchronisationssignal (Vsync) an die Steuereinheit (101) der Hinterleuch- tungsvorrichtung. Diese besteht aus einem Speicher für die gesamten Helligkeitsdaten, einer Phasenregelschleife und einer Logik (106) zum Ansteuern der Hinterleuchtungs- vorrichtung. Die Spaltentreibereinheit (104) mit den Ver¬ sorgungseinheiten (Vi ... Vg) und den darin befindlichen Betriebsgeräten empfängt von der Steuereinheit jeweils einen Spaltenstrom, der dem aktuellen Dimmwert entspricht, auf den sie die gerade angesteuerten Matrizen- elemente dimmen. Die Ein- und Ausschaltzeiten werden e- benfalls von der Steuereinheit über das Stromprofil fest¬ gelegt. Die Zeilentreibereinheit (105) schaltet die gera¬ de benötigte Zeile ein, so dass diese betrieben wird. Das Betriebsverfahren der Anordnung stellt sich nun so dar (Fig. 3) :Fig. 2 shows the schematic representation of Signalauf ¬ preparation of the method according to the invention. The received signal from an external source, for example, by a computer-ter or a DVD player or a satellite-tenreceiver of is inputted to the control unit (100) of the display device ¬. The control unit is divided into a subunit for the display device, a buffer storing the data of an image, and a brightness analysis part (107). The latter undertakes a segment-by-segment brightness analysis per image and sends the brightness data together with a synchronization signal (V sync ) to the backlight control unit (101). This consists of a memory for the entire brightness data, a phase locked loop and a logic (106) for driving the backlighting device. The column driver unit (104) with the Ver ¬ supply units (Vi ... V g) and the operating devices therein receives from the control unit each include a column current which corresponds to the current dimming value to which they are just driven Matrizen- dimming elements. The on and off times are set fixedly e- benfalls ¬ from the control unit via the power profile. The row driver unit (105) switches the screened ¬ de required line so that it is operated. The method of operation of the arrangement is now so (Fig. 3):
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in 2 SteuereinheitenThe method according to the invention runs in 2 control units
Parallel ab. Zum einen in dem HelligkeitsanalyseteilParallel off. On the one hand in the brightness analysis part
(107), der sogenannten BAT. Die BAT sendet, sobald ein neues Bild aufgebaut wird das Vsync-Signal an die Steuer¬ einheit (101) der Hinterleuchtungsvorrichtung (BLUC) . Sobald der Bildspeicher gefüllt ist, wird der Bildinhalt analysiert und die Helligkeitswerte segmentweise berech¬ net. Im nächsten Schritt werden diese an die BLUC über- mittelt. Dann wird eine Warteschleife abgearbeitet, bis wieder ein neues Bild aufgebaut wird. Dann ist die Haupt¬ schleife zu Ende und der Vorgang beginnt von neuem.(107), the so-called BAT. The BAT sends, as soon as a new image is built, the V sync signal to the control ¬ unit (101) of the backlight device (BLUC). As soon as the image memory is filled, the image content is analyzed and the brightness values in segments calculation ¬ net. In the next step, they will be sent to the BLUC. Then a waiting loop is processed until a new image is created. Then the main cycle is over and the process begins again.
Das Verfahren in der BLUC läuft in zwei Schleifen ab. Einmal in der äußeren Hauptschleife, die genauso wie in der BAT einmal pro Bild durchlaufen wird. Die innere Schleife wird einmal pro Betrieb einer Zeile durchlaufen. Für ein Bild wird die Schleife also so oft durchlaufen, wie die Hinterleuchtungsvorrichtung Zeilen besitzt. Die Matrizenelemente (1.1 ... n.m) werden zeilenweise durchge- schaltet, indem der entsprechende Zeilenschalter leitend gemacht wird. Die Schaltelemente (si ... Sn) sind in einer Zeilentreibereinheit (105) organisiert. Jedes Matrizen¬ element wird mit der durch die Ansteuerlogik (106) vorge¬ gebenen Helligkeit betrieben. Dies wird durch einen ent- sprechend eingestellten Spaltenstrom erreicht. Nach der durch die Ansteuerlogik (106) vorgegebenen Zeit wird die letzte Zeile abgeschaltet, die aktuelle Zeile bleibt ein¬ geschaltet. Dies geschieht dadurch, dass alle Schalter außer dem aktuellen sperrend gemacht werden. Dann wirdThe procedure in the BLUC runs in two loops. Once in the outer main loop, which is traversed as per the BAT once per image. The inner loop is looped once per operation. For an image, the loop is thus traversed as many times as the backlighting device has lines. The matrix elements (1.1 ... nm) are switched through line by line by making the corresponding line switch conductive. The switching elements (si ... S n ) are organized in a row driver unit (105). Each matrices ¬ element is operated by the control logic (106) pre-¬ added brightness. This is achieved by a corresponding set column current. After the time specified by the drive logic (106), the last line off the current line remains a ¬ connected. This is done by making all switches except the current one. Then it will be
T(VS ) noch solange gewartet bis die Zeit ^- abgelaufen ist. m Dies ist der m-te Teil der Bildwiederholrate, wobei m die Anzahl der Zeilen ist. Danach wird die Schleife von neuem durchlaufen. So werden während der Darstellung eines Bildes auf der Anzeigevorrichtung alle Zeilen der Matrize Ein- und wieder Ausgeschaltet. Sobald das nächste Bild dargestellt wird beginnt der Vorgang von neuem.T (V S ) is still waiting until the time ^ - has expired. m This is the mth part of the frame rate, where m is the number of lines. Thereafter, the loop is re-run. Thus, during the display of an image on the display all lines of the matrix on and off again. As soon as the next image is displayed, the process begins again.
Das vorgenannte Betriebsverfahren beschreibt ein Verfahren mit sich überlappenden Spaltenströmen gemäß Fig. 7. Es kann dabei ein Strom eingestellt werden, der während der Zeiten, in denen beide Schalter angeschaltet sind, aus der Summe beider Teilströme gebildet wird. Fig. 7a zeigt dies beispielhaft für gleichgroße Teilströme. Fig. 7b zeigt den Stromverlauf beispielhaft für unterschied¬ lich große Teilströme, bei denen entsprechende Dimmstel¬ lungen berücksichtigt sind. Diese Stromverläufe muss das Betriebsgerät der jeweiligen Spalte liefern, wobei diese durch die Ansteuerlogik (106) vorgegeben werden.The aforementioned operating method describes a method with overlapping column currents according to FIG. 7. A current can thereby be set which is formed from the sum of the two partial currents during the times in which both switches are switched on. FIG. 7a shows this by way of example for equal partial flows. Fig. 7b shows the current waveform illustrative of different ¬ Lich large partial flows, in which corresponding Dimmstel ¬ lungs are taken into account. These current curves must supply the operating device of the respective column, these being specified by the control logic (106).
Es kann aber auch eine zeitliche Lücke zwischen dem Ab¬ schalten der einen Zelle und dem Anschalten der nächsten Zelle vergehen. Der Schaltungsablauf ist in Fig. 8 darge- stellt. Fig. 8a zeigt wiederum den Stromverlauf bei gleichgroßen Teilströmen, Fig. 8b den Stromverlauf für verschieden große Teilströme entsprechend den Dimmstel¬ lungen . Da der Bildaufbau bei typischen LCD-Displays auch zeilen¬ orientiert vor sich geht, kann die Durchschaltung der Zeilen der Hinterleuchtungsvorrichtung mit der des Displays synchronisiert werden. Dabei sollte vermieden wer- den, dass der Bereich, in dem das Display gerade eine Än¬ derung des Bildinhaltes vornimmt, beleuchtet wird. Zu diesem Zweck kann das Vsync-Signal ausgewertet werden, das eine zeilenweise Synchronisation ermöglicht. Dadurch wird eine besonders scharfe Bildwiedergabe erreicht, und sonst sichtbare Bildunschärfen werden vermieden.However, it can pass a time gap between the ex ¬ turn one cell and turning on the next cell. The circuit sequence is shown in FIG. 8. Fig. 8a again shows the current course with equally large partial flows, Fig. 8b shows the current profile for different partial flows according to the Dimmstel ¬ ments. Since the screen layout in typical LCD displays and line-oriented ¬ going on, switching through the line of the backlighting can be synchronized with the display. It should avoid advertising to that the area in which the screen just makes a Su ¬ alteration of the image content, is illuminated. For this purpose, the Vsync signal can be evaluated, which enables a line-by-line synchronization. As a result, a particularly sharp image reproduction is achieved, and otherwise visible blurring of the image is avoided.
In die Matrix sind außer den LEDs auch Photodioden eingebaut, die die aktuelle Lichtintensität messen. Dieser Messwert wird wiederum in den Spaltentreiber (104) eingegeben. Der Messwert kann auch in die Ansteuerlogik (106) eingegeben werden. Durch diese Rückkoppelschleife können die Leuchtdioden alle mit einem gleichmäßig hohen Strom betrieben werden, was für ein gutes Lebensdauerverhalten notwendig ist.In addition to the LEDs, photodiodes are also incorporated in the matrix, which measure the current light intensity. This measured value is in turn entered into the column driver (104). The measured value can also be entered into the control logic (106). Through this feedback loop, the LEDs can all be operated with a uniformly high current, which is necessary for a good life behavior.
Die elektrische und die geometrische Anordnung der Matri- zenelemente müssen nicht unbedingt gleich sein. Fig. 12a zeigt eine Anordnung, bei der die geometrische und die elektrische Anordnung gleicht ist. In Fig. 12b wird das erste elektrische Element jeder Zeile von links beginnend geometrisch um eine Spalte nach rechts versetzt. In Fig. 12c wird das erste elektrische Element jeder Zeile von rechts beginnend geometrisch um eine Spalte nach links versetzt. In Fig. 12 e hat die elektrische Anordnung dop¬ pelt so viele Spalten wie die geometrische. Dadurch kön¬ nen immer 2 Zeilen gleichzeitig angesteuert werden, was die maximale Bildhelligkeit verdoppelt. In Fig. 12 f hat die elektrische Anordnung nur halb so viele Spalten wie die geometrische, was Versorgungseinheiten und damit letztlich Betriebsgeräte spart. Diese Anordnung kann vor allem bei Leuchtdioden von Vorteil sein, die eine sehr hohe Impulsfestigkeit besitzen, und die Maximalleistung nur durch die Wärmeableitung begrenzt ist. Damit kann bei halbierten Kosten für die Betriebsgeräte die Bildhellig¬ keit gleich gehalten werden, wobei die Dioden dann mit einer umso längeren Pause Betrieben werden, in der sie die Wärme Abführen können.The electrical and geometric arrangement of the die elements need not necessarily be the same. Fig. 12a shows an arrangement in which the geometric and the electrical arrangement is equal. In Fig. 12b, the first electrical element of each row is geometrically offset from the left by one column to the right. In Fig. 12c, the first electrical element of each row is geometrically offset from the right by one column to the left. In Fig. 12 e has the electrical arrangement dop ¬ pelt as many columns as the geometric. This Kings ¬ nen are always controlled two rows at a time, doubling the maximum image brightness. In Fig. 12f, the electrical arrangement has only half as many columns as the geometric, what supply units and thus ultimately saves equipment. This arrangement may be particularly advantageous in light-emitting diodes, which have a very high pulse strength, and the maximum power is limited only by the heat dissipation. Thus, the Bildhellig ¬ ness can be kept the same at half the cost of operating devices with the diodes then be companies, with a more long break removal in which they can heat.
Fig. 12 c ist eine weitere Variation, wie die Matrizenelemente geometrisch angeordnet werden können. Im Prinzip ist jede geometrische Anordnung denkbar, da durch ausge¬ klügelte Ansteuerverfahren aus vielen Anordnungen ein positiver Nutzen resultieren kann.Fig. 12c is another variation of how the template elements can be geometrically arranged. In principle, any geometrical arrangement is conceivable as may result due to leakage ¬ cleverly devised driving of many arrangements, a positive benefit.
Der prinzipielle Aufbau der Anordnung zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung ist in den Fig. 9 & 10 dargestellt. Die Matrizenelemente sind in einem Rahmen ange¬ ordnet, der hinter der Anzeigevorrichtung, z.B. einem Display, angebracht ist. Um Überkopplungen auf die be- nachbarten Matrizenelemente zu vermeiden, sind zwischen den Matrizenelementen lichtundurchlässige Wände ange¬ bracht. Die Wände können verschiedenartig ausgestaltet sein, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Über dem Rahmen ist noch ein Diffusor angebracht, der das abgestrahlte Licht vergleichmäßigen soll. Die Wände können dabei, wie in Fig. 10a gezeigt, gerade sein und bis zum Diffusor rei¬ chen. Dadurch sind sie aber unter Umständen als störende dunkle Streifen im Bild des Displays sichtbar. Um dies zu vermeiden, wird ein gewisser Abstand zwischen der Diffu- sorplatte und den Wänden gelassen, wie in Fig. 10b aufge¬ führt. Anstelle der geraden Wände können auch trichter- förmige Strukturen verwendet werden. Dies ist insbesonde¬ re dann sinnvoll, wenn nur wenige Halbleiterlichtquellen pro Matrizenelement verwendet werden, und so der Platzbe¬ darf gering ist. Diese Strukturen können analog wieder bis zur Diffusorplatte reichen, wie in Fig. 10c darge¬ stellt. Sie können aber auch wieder einen Abstand zur Diffusorplatte haben, um eine gleichmäßigere Abstrahlung zu erreichen, wie aus Fig. 10d ersichtlich.The basic structure of the arrangement for backlighting a display device is shown in FIGS. 9 & 10. The die elements are disposed in ¬ a frame which is mounted behind the display device, eg a display. To avoid over-coupling to the neighboring matrix elements are between the matrix elements opaque walls is ¬ done. The walls may be configured in various ways, as shown in FIG. 10. Above the frame, a diffuser is mounted to even out the radiated light. The walls may thereby, as shown in FIG. 10, be straight and to the diffuser rei ¬ chen. As a result, they may be visible as disturbing dark streaks in the image of the display. To avoid this, a certain distance between the diffu- is sorplatte and left walls, respectively, as ¬ leads in Fig. 10b. Instead of the straight walls, funnel shaped structures are used. This is insbesonde ¬ re useful when only a few semiconductor light sources are used per array element, and so the Platzbe ¬ may be low. These structures can analogously again extend to the diffuser plate, as shown in Fig. 10c Darge ¬ provides. But you can also have a distance to the diffuser plate to achieve a more uniform radiation, as shown in Fig. 10d.
Die Matrizenelemente können so betrieben werden, dass zu jedem Bildausschnitt, den ein Matrizenelement beleuchtet, die geeignete Helligkeit berechnet wird, und das entspre¬ chende Matrizenelement dann auf diese Helligkeit gedimmt wird. Dies wird für jedes Matrizenelement in der ganzen Matrix für jedes Einzelbild durchgeführt.The die elements may be operated such that for each image segment, the matrix element illuminated, the suitable brightness is calculated, and the entspre ¬ sponding female mold is then dimmed on this brightness. This is done for each matrix element in the whole matrix for each frame.
Da sich das menschliche Auge meist auf den Bildinhalt in der Mitte des Bildes konzentriert, kann die Hinterleuch- tung auch weniger aufwendig und damit kostengünstiger gestaltet werden. Dazu werden die einzelnen Helligkeiten nur für die Matrizenelemente in der Mitte des Bildinhal- tes berechnet. Die Äußeren Elemente bilden einen Ring, eine Art Rahmen um die mittleren Elemente. Diese Variante ist in Fig. 12 f dargestellt. Sie werden zusammengefasst betrieben und nur auf eine einzige Dimmstellung gebracht, die z. B der mittleren Helligkeit aller inneren Matrizen- elemente entspricht. Dieser Wert ist vom Helligkeitsana¬ lyseteil (107) einfach und schnell zu berechnen, da die mittleren Helligkeiten der inneren Matrizenelemente vorliegen und nur noch eine Mittelwertsberechnung aller dieser Helligkeiten stattfinden muss. Es können aber auch andere geeignete Methoden zur Bildhelligkeitsermittlung angewendet werden. Dadurch kann Rechenleistung und auch Schaltungsaufwand gespart werden, da die Matrizenelemente der äußeren Spalten und anteilige Elemente der äußeren Zeilen zu einer Gruppe zusammengefasst werden und mit ei¬ ner Versorgungseinheit betrieben werden können.Since the human eye usually concentrates on the image content in the middle of the image, the backlighting can also be made less complicated and thus more cost-effective. For this purpose, the individual brightnesses are calculated only for the matrix elements in the middle of the image content. The outer elements form a ring, a kind of frame around the middle elements. This variant is shown in FIG. 12 f. They are operated together and brought to only one dimming position, the z. B corresponds to the average brightness of all inner matrix elements. This value is a simple way to calculate the Helligkeitsana ¬ lyseteil (107) since the middle brightness of the inner matrix elements are present and must take place only a mean value calculation of all these magnitudes. However, other suitable methods for image brightness determination can also be used. This can be computing power and also Circuit costs are saved, since the matrix elements of the outer columns and proportional elements of the outer rows are combined into one group and can be operated with ei ¬ ner supply unit.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Der Aufbau der Anordnung in der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform. Daher werden nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform be- schrieben.The structure of the arrangement in the second embodiment is similar to that of the first embodiment. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described.
In der ersten Ausführungsform wurde davon ausgegangen, dass die Matrizenelemente mit einfarbigen Leuchtdioden bestückt sind. Bei dieser Ausführungsform werden mehrere verschiedenfarbige Leuchtdioden für ein Matrizenelement verwendet. Dies hat den Vorteil, dass für die Hinter- leuchtungsvorrichtung verschiedene Lichtfarben realisierbar sind. Ein Matritzenelement kann z.B. mit drei ver¬ schiedenfarbigen Leuchtdioden bestückt sein, einer roten, einer grünen und einer blauen. Diese können einzeln mit einer vorgegebenen Helligkeit betrieben werden. Damit lässt sich ein großer Farbraum darstellen. Es können auch verschiedene Farbtemperaturen realisiert werden, z.B. 4000K, 5000K und 6000K.In the first embodiment, it was assumed that the matrix elements are equipped with single-color LEDs. In this embodiment, several differently colored LEDs are used for a matrix element. This has the advantage that different light colors can be realized for the backlight device. A Matritzenelement can be equipped with three different ver ¬ colored LEDs, for example, a red, a green and a blue. These can be operated individually with a given brightness. This can represent a large color space. Different color temperatures can be realized, eg 4000K, 5000K and 6000K.
Die Erfindung ist aber nicht auf den Einsatz von drei verschiedenfarbigen Leuchtdioden beschränkt. Es können z.B. auch fünf verschiedenfarbige Leuchtdioden verwendet werden, um den darstellbaren Farbraum zusätzlich zu erweitern . Für die Realisierung dieser Ausführungsform werden pro Matrizenelement j Betriebsgeräte benötigt, wobei j die Anzahl der verschiedenfarbigen Halbleiterlichtquellen ist. Eine Versorgungseinheit beinhaltet demnach j Be- triebsgeräte . Die Ansteuerlogik (106) muss daher für die Leuchtdioden je nach Lichtfarbe die korrespondierenden Stromverhältnisse einstellen, so dass diese Lichtfarbe auch erreicht wird. Der Leuchtdiodenstrom entspricht de¬ ren Leistung, und je nach Leistung der verschiedenfarbi- gen Leuchtdioden zueinander kann eine gewünschte Lichtfarbe und damit auch Farbtemperatur eingestellt werden.The invention is not limited to the use of three different colored LEDs. For example, it is also possible to use five different-colored light-emitting diodes in order to additionally expand the displayable color space. For the implementation of this embodiment j operating devices are required per die element j, where j is the number of differently colored semiconductor light sources. A supply unit therefore contains j operating devices. The control logic (106) must therefore set the corresponding current conditions for the light-emitting diodes depending on the light color, so that this light color is also achieved. The light-emitting diode current corresponds de ¬ ren performance, and depending on the power of different colored light emitting diodes each other, a desired light color and thus color temperature can be adjusted.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jedes Matrizen¬ element eine optische Rückkopplung. Um die Lichtfärbe ge¬ nau regeln zu können, ist es notwendig, jede der einzel- nen verschiedenfarbigen Leuchtdioden einzeln in ihrer Leistung zu regeln. Um die Leistung, und damit die Menge des abgestrahlten Lichts messen zu können, werden die verschiedenfarbigen Leuchtdioden so betrieben, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine der Leuchtdioden leuchtet, wie in Fig. 13 für 3 verschiedene Leuchtdioden dargestellt. Während der kurzen Zeit, in der nur eine Leuchtdiode leuchtet, kann deren Lichtintensität gemessen werden, und dann auf eine Sollintensität geregelt werden. Somit ist es möglich, die Lichtfarbe des Matrizenelemen- tes genau einzuregeln.In the preferred embodiment, each Matrizen ¬ element has an optical feedback. In order to regulate the Lichtfärbe ge ¬ precisely, it is necessary to control each of the individual different colored LEDs individually in their performance. In order to measure the power, and thus the amount of light emitted, the differently colored light-emitting diodes are operated so that only one of the light-emitting diodes lights up at a certain time, as shown in FIG. 13 for three different light-emitting diodes. During the short time that only one LED is lit, its light intensity can be measured and then regulated to a desired intensity. This makes it possible to precisely regulate the light color of the matrix element.
Dritte Ausführungsform Die dritte Ausführungsform baut auf der zweiten Ausführungsform auf. Es werden daher nur die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform erläutert.Third embodiment The third embodiment is based on the second embodiment. Therefore, only the differences from the second embodiment will be explained.
Die dritte Ausführungsform beschränkt sich nicht nur auf die Wiedergabe der Farbtemperatur für eine Displayhinter- leuchtung. Diese Ausführungsform unterstützt das Display (102) aktiv bei der Farbdarstellung, indem sich die Farbe der Hinterleuchtung in den entsprechenden Matrizenelementen der Farbe des Augenblicklich dargestellten Bildinhal- tes anpasst. Damit kann der Dynamikumfang der Farbdarstellung der gesamten Einheit aus Display (102) und Hinterleuchtung (103) deutlich erweitert werden. Um dies erreichen zu können, muss die Helligkeitsanalyseeinheit (107) nicht nur die durchschnittliche Helligkeit des vor dem entsprechenden Matrizenelement liegenden Bildinhaltes berechnen, sondern auch dessen Farbe. Die Ansteuerlogik (106) regelt die Leistung der verschiedenfarbigen Leuchtdioden dann so ein, dass die durch die Steuereinheit er¬ rechnete Farbe im entsprechenden Matrizenelement erzeugt wird. Dadurch, dass die Auflösung der Matrix zur Hinterleuchtung deutlich kleiner ist als die Auflösung des Displays, kann es zur Darstellung falscher Farben kommen, da die Hinterleuchtung ja nicht mehr Weiß ist.The third embodiment is not limited to the reproduction of the color temperature for a display backlight. This embodiment actively supports the display (102) in color representation by adjusting the color of the backlighting in the corresponding matrix elements to the color of the currently displayed image content. Thus, the dynamic range of the color representation of the entire unit of display (102) and backlighting (103) can be significantly expanded. In order to achieve this, the brightness analysis unit (107) must calculate not only the average brightness of the image content ahead of the corresponding matrix element, but also its color. The control logic (106) controls the output of the differently colored LEDs then so that by the control unit counted he ¬ color is generated in the corresponding matrix element. The fact that the resolution of the matrix for backlighting is significantly smaller than the resolution of the display can lead to the display of false colors, since the backlighting is no longer white.
Dies kann vermieden werden, indem die Helligkeitsanalyse- einheit (107) die an die Ansteuerlogik (106) gesendete Farbinformation berücksichtigt und an den LCD- Ansteuerteil der Steuereinheit (100) sendet. Der Ansteu¬ erteil kann das Display so ansteuern, dass die Addition der Hinterleuchtungsfarbe und die Pixelfarbe des Displays zusammen die gewünschte darzustellende Farbe ergeben. This can be avoided by the brightness analysis unit (107) taking into account the color information sent to the control logic (106) and sending it to the LCD control part of the control unit (100). The Ansteu ¬ erteil can control the display so that the addition of the backlighting color and the pixel color of the display together give the desired color to be displayed.

Claims

Ansprüche claims
1. Anordnung zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung mit einer Matrix, die in Spalten (1 ... n) und Zeilen (1 ... m) eingeteilt ist, mit einer Vielzahl von Matrizenelementen (11, 12, .., nm) , in denen eine oder mehrere HalbleiterlichtquellenAn arrangement for backlighting a display device with a matrix, which is divided into columns (1 ... n) and rows (1 ... m), with a plurality of matrix elements (11, 12, .., nm), in those one or more semiconductor light sources
(1.1.1, 1.1.2, ..., n.m.l) angeordnet sind, wobei die Matrizenelemente mit Versorgungseinheiten (Vi ... Vg) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versorgungseinheit (Vi ... Vg) für die Ver- sorgung von mindestens zwei Matrizenelementen einer Spalte der Matrize vorgesehen ist, und jede Zeile mit einer Schalteinheit abgeschlossen wird wobei jede Schalteinheit mindestens zwei Matrizen¬ elemente, die nicht von der gleichen Versorgungs- einheit (Vi ... Vg) versorgt werden auf ein gemeinsa¬ mes Potential schaltet.(1.1.1, 1.1.2, ..., nml) are arranged, wherein the matrix elements with supply units (Vi ... Vg) are controlled, characterized in that a supply unit (Vi ... V g ) for the Ver - Supply of at least two die elements of a column of the die is provided, and each row is completed with a switching unit is wherein each switching unit at least two Matrizen ¬ elements that are not supplied by the same supply unit (Vi ... V g ) on a on the Common ¬ mes potential.
2. Anordnung zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Versorgungseinheit (Vi ... Vg) mehrere Be- triebsgeräte (Bl ... Bn) zur Versorgung der Halbleiterlichtquellen umfassen kann.2. Arrangement for backlighting a display device according to claim 1, characterized in that each supply unit (Vi ... V g ) can comprise a plurality of operating devices (Bl ... Bn) for supplying the semiconductor light sources.
3. Anordnung zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren, einem Matrizenelement zugeordneten Halbleiterlicht- quellen die in Reihe zu einen Zweig zusammenge¬ schaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem in Reihe geschalteten Zweig von Halbleiterlichtquellen eine zusätzliche Diode in Reihe ge¬ schaltet ist. 3. Arrangement for backlighting a display device according to claim 1 or 2 with a plurality of a Matrizenelement associated semiconductor light sources zusammenge ¬ in series to a branch are switched, characterized in that ge to each series-connected branch of semiconductor light sources, an additional diode in series ¬ is switched.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische An¬ ordnung der Matrizenelemente gleich viele Spalten und Zeilen hat wie die elektrische Anordnung.4. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the geometric An ¬ order of the matrix elements has the same number of columns and rows as the electrical arrangement.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenelemente einer Zeile in aufsteigender Reihenfolge von links nach rechts angeordnet sind.5. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the matrix elements of a row are arranged in ascending order from left to right.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Matrizenelemente gleich der elektrischen Anordnung ist.6. Lighting device according to claim 4, characterized in that the geometric arrangement of the die elements is equal to the electrical arrangement.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Matrizenelemente so gestaltet ist, dass das erste elektrische Matrizenelement der Zeile m geo¬ metrisch an Position m ist, und das Element , das sich elektrisch an Position n-m befindet, geometrisch an erster Stelle der Zeile angeordnet ist.7. Lighting device according to claim 5, characterized in that the geometric arrangement of the die elements is designed so that the first electrical matrix element of the line m is geo ¬ metric at position m, and the element, which is located electrically at position nm, geometrically first place of the line is arranged.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische (a.b) und die elektrische (n.m) Anordnung der Matrizenele¬ mente wie folgt korrelieren: Die elektrische Zei¬ lennummer m ist gleich der geometrischen Zeilen- nummer b. Die elektrische Spaltennummer n errechnet sich zu n = a+b-1 wenn a+b-1 kleiner oder gleich der maximalen Spaltenanzahl amax ist, sonst errechnet sich n zu n=a+b-l-amax. 8. Illumination device according to claim 5, characterized in that the geometric (ab) and the electrical (nm) arrangement of the Matrizenele ¬ elements as follows correlate: The electrical Zei ¬ lennummer m is equal to the geometric line number b. The electrical column number n is calculated as n = a + b-1 if a + b-1 is less than or equal to the maximum number of columns a max , otherwise n is calculated as n = a + bla max .
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische An¬ ordnung der Matrizenelemente so gestaltet ist, dass zwei oder mehrere geometrische Zeilen einer elektrischen Zeile entsprechen.9. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the geometric arrangement of the array elements ¬ is designed so that two or more geometric lines correspond to an electrical line.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Matrizenelemente so gestaltet ist, dass zwei oder mehrere elektrische Zeilen in einer geometrischen Zeile angeordnet sind.10. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the geometric arrangement of the die elements is designed so that two or more electrical lines are arranged in a geometric row.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Matrizenelemente so gestaltet ist, dass zwei oder mehrere elektrische Spalten in ei- ner geometrischen Zeile angeordnet sind.11. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the geometric arrangement of the die elements is designed so that two or more electrical columns are arranged in a geometric line.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Matrizenelemente so gestaltet ist, dass die inneren geometrischen Matrizenelemente mit einer elektrischen Matrix nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen belegt werden, und die äußeren Matrizenelemente, die einen Rahmen um die inneren Matrizenelemente bilden, mit einem zu¬ sätzlichen Betriebsgerät versorgt werden.12. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the geometric arrangement of the die elements is designed so that the inner geometric die elements are covered with an electrical matrix according to one or more of the preceding claims, and the outer die elements, the frame to form the inner Matrizenelemente be supplied with a zu ¬ additional control gear.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr elektrischen Zeilen oder Spalten pro geometrischer Zeile aus verschiedenfarbig leuchtenden Halbleiterlichtquellen gebildet sind. 13. Lighting device according to claim 10 or 11, characterized in that the two or more electrical lines or columns per geometric line are formed of different color illuminated semiconductor light sources.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische und die geometrische Position in einer beliebigen Beziehung zueinander stehen können.14. Lighting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the electrical and the geometric position can be in any relation to each other.
15. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung für die Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, wobei die Hinterleuchtungsvorrichtung in eine Matrix unterteilt ist, und die Matrizen¬ elemente eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die ein¬ zelnen Matrizenelemente einer Zeile unterschied¬ lich hell und/oder in einer unterschiedlichen Farbe leuchten können, wobei die Matrix zeilenweise betrieben wird, und die Zeilen nacheinander so schnell durchgeschaltet werden, dass dem menschli¬ chen Auge die gesamte Fläche als beleuchtet er¬ scheint .15. A method for operating a backlighting device for backlighting a display device, said backlighting device is divided into a matrix and the matrices ¬ elements include one or more semiconductor light sources, characterized in that a ¬ individual matrix elements of a row different ¬ Lich light and / or can emit light of a different color, wherein the matrix is driven row by row, and the rows are switched so quick succession that the menschli ¬ chen eye it appears the entire surface as illuminated ¬.
16. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich- net, dass ein Durchlauf des zeilenweisen Durch¬ schaltens innerhalb einer Zeit geschieht, die der Anzeigezeit eines Bildes der Anzeigevorrichtung entspricht .16. A method for operating a backlighting device according to claim 15, marked thereby, that a passage of the line by line switching ¬ happens within a time that corresponds to the display time of an image of the display device.
17. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilen der Hinterleuchtungsvorrichtung nur dann angeschaltet werden, wenn an der betreffenden Stelle im Display gerade keine Um- schaltung des Bildinhaltes stattfindet. 17. A method for operating a backlighting device according to claim 15, characterized in that the lines of the backlighting device are turned on only when no switching of the image content takes place at the relevant point in the display.
18. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zwei oder mehrere Zeilen betrieben werden können.18. A method for operating a backlighting device according to any one of claims 15-17, characterized in that two or more lines can be operated simultaneously.
19. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildaufbau und die Hinterleuchtung des Displays miteinander in einer Weise synchronisiert werden, die sicherstellt, dass der Displaybereich, in dem gerade eine Um- schaltung des Bildinhaltes stattfindet nicht be¬ leuchtet wird.19. A method for operating a backlighting device according to any one of claims 17-18, characterized in that the image structure and the backlighting of the display are synchronized with each other in a manner that ensures that the display area in which just a switching of Image content does not take place ¬ lights.
20. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtabgabe der Halbleiterlichtquellen der einzelnen Matrizenelemente mit einem Sensor gemessen wird und in das Betriebsgerät wieder als Eingangsgröße eingegeben wird.20. A method for operating a backlighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the light output of the semiconductor light sources of the individual matrix elements is measured with a sensor and is input again into the operating device as an input variable.
21. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Photodiode ist.21. A method for operating a backlighting device according to claim 20, characterized in that the sensor is a photodiode.
22. Verfahren zum Betreiben einer Hinterleuchtungs- vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge- kennzeichnet, dass der alle Sensoren einer elekt¬ rischen Spalte parallelgeschaltet sind. 22. A method for operating a backlighting device according to claim 20 or 21, character- ized in that all the sensors of an electric ¬ cal column are connected in parallel.
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