CN101167119B - 用于对显示设备进行背景照明的光源装置以及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明给出一种用于对显示设备进行背景照明的光源装置，其中该光源装置包含多个光源(1)以及控制装置(4)，该控制装置使该光源的发光强度与要再现的信息(I)相匹配。另外还给出一种这样的显示设备。

Description

用于对显示设备进行背景照明的光源装置以及显示设备
技术领域
本发明涉及一种用于对显示设备进行背景照明的光源装置以及一种显示设备。
背景技术
在对越来越平的显示设备的需求普遍增长的范围内，对LCD(Liquid Crystal Display液晶屏幕)显示设备或LCD屏幕以及对TFT(Thin Film Transistor(薄膜晶体管))显示设备或TFT屏幕的需求大大增加。LCD和TFT屏幕与等离子体屏幕一样相对于传统的电子管设备具有平面结构的优点。LCD和TFT屏幕另外还具有相对于等离子体屏幕更高的寿命和更小的能量消耗。
迄今，为了对LCD和TFT屏幕进行背景照明，大多采用了冷阴极荧光灯(CCFL)。不过最近通过半导体光源对这样的屏幕类型进行背景照明越来越有意义。例如出版文献US2002/0070914A1描述了利用发光二极管场对LCD显示器的背景照明。
不过在每平方米500坎德拉的亮度情况下大约800∶1的LCD和TFT屏幕的小对比度妨碍了广泛的应用。与此不同，等离子体设备在直至每平方米1000坎德拉的非常高的亮度情况下达到3000∶1的对比度。传统的电子管设备相比之下甚至达到10000∶1的对比度。然而这些电子管设备不能以平面结构来制造。
如果例如在LCD或TFT屏幕上、例如在电视机上应当显示具有夜景的图像序列，那么小对比度在LCD或TFT屏幕上、例如在电视机中产生特别大的影响。由于迄今的LCD或TFT屏幕的差的对比度，所以这些LCD或TFT屏幕不能显示饱和的或深的黑色。
在LCD和TFT屏幕的情况下对比度的增大可以利用光阀的改进来实现，其中该光阀在这些屏幕类型中被用于使光通过或阻挡光。改进光阀的目的在于实现光阀的最大滤光器衰减的提高。然而衰减的放大遭遇到技术限制。在显示设备的强背景照明以及受限制的滤光器衰减的情况下对比是受限制的，由此黑色位置以深的灰色色调显现。
发明内容
本发明所基于的任务在于，提供一种改善显示设备的对比度的光源装置。此外还将给出一种具有改善的对比度的显示设备。
该任务通过具有权利要求1的特征的光源装置和具有权利要求21的特征的显示设备来解决。
有利的实施形式和改进方案在从属权利要求中给出，其公开内容在此通过引用被明确地纳入到本说明书中。
根据本发明的用于对显示设备进行背景照明的光源装置包括多个光源以及控制装置，其中该控制装置使各个光源或光源组的发光强度与要再现的信息相匹配。该发光强度被定义为SI单位，并且通常还称为照明强度或亮度。
通过不仅利用显示设备的光阀的作用来产生对比，而且同样进行该光源装置的相应光源的发光强度的调节，形成对比改善、也即最亮像点的亮度与最暗像点的亮度之比的放大。
光阀是被控制用于使光通过或阻挡光的元件。在LCD显示器的情况下，该光阀包含液晶，该液晶可以通过其定向而使光偏振。在TFT显示器的情况下该光阀包含晶体管。
该光源装置尤其可以在LCD或TFT电视机中被采用，因为电视图像的分辨率一般低于LCD或TFT图像矩阵的技术上可能的分辨率。在由光源进行背景照明的区域中，只需显示较小的范围内的对比变化。
作为光源，优选地采用发射辐射的半导体元件、例如发光二极管(LED)，包括有机发光二极管或激光二极管。也可以替代地采用其它的能够实现平面照明并且能够单独地或逐组地在发光强度方面被控制的光源。
该光源装置的一种有利的实施形式具有一个或多个光导，以便把半导体光源的光引导到相应的屏幕区域。优选地在每个光源之后在辐射方向上都连接有光导，使得由光源耦合输出的辐射的大部分到达该光导中。
但也可以在舍弃光导的情况下实现直接背景照明。在直接背景照明的情况下，由光源耦合输出的辐射优选地借助一个或多个束形成元件来形成。束形成元件例如是透镜、准直仪和/或扩散器。特别优选地进行束形成，使得由光源进行背景照明的区域被放大。该束形成元件在此在辐射方向上被连接在光源之后，使得由光源耦合输出的光的大部分都穿过束形成元件。
在一个有利的实施形式中，光源由照明组构成，照明组是一个或多个发射辐射的半导体元件组合成光源，在一个有利的扩展方案中该光源本身又作为单独的元件来实施。这样的照明组例如通过多芯片结构来构成，其中在共同的壳体中布置有多个发射辐射的半导体芯片。
光源优选地对要背景照明的显示设备、例如LCD或TFT显示设备的某一区域进行照明。本发明的一个有利的实施形式规定，光源对显示设备内的包含多个光阀的区域进行背景照明。
这具有以下优点，即一个光源覆盖光阀装置的某一区域的背景照明。由此可以模块式地通过光砖来构造更大面积的照明。
用于单个区域的背景照明装置被称作光砖(Lichtkachel)。通常一个光砖对显示设备的多个像点(像素)进行背景照明。在矩形光砖的情况下，一个光砖对显示设备的n*m个像素的区域进行背景照明，其中在方形光砖的特殊情况下m等于n。这样的区域的像素的数量优选地与该区域中所包含的光阀的数量直接成比例。
优选地，一个光砖对显示设备的4096个像素、特别优选地1024个像素进行背景照明。因此，方形光砖优选地对64×64个像素、特别优选地32×32个像素的区域进行照明。
用于对这样的数量的像素进行背景照明的光砖有利地是小的，使得在一个光砖内对比差通常是微小的。此外，由相邻的光砖进行背景照明的区域的亮度通常仅仅有细微差异，使得在光源装置的运行中相邻的光源可以以相似的发光强度来驱动。由此有利地实现被背景照明的显示装置的被强背景照明和被弱背景照明的区域之间精细分级的基本上均匀的过渡。如果要再现的信息是图像序列，那么显示设备的由一个光砖进行背景照明的区域的亮度在图像序列的相继的图像中通常仅仅微小地发生变化。一个光砖的发光强度的突然变化因此被尽可能地避免。然而有利地，就像素的数量而言，仅仅需要相对少量的光源来用于背景照明。
本发明的另一有利的实施形式规定，通过以下方式来实现各个光源或光源组的发光强度的匹配，即该控制装置对各个光源或光源组的电流供应进行控制。这优选地通过以下方式来实现，即给光源供应随时间变化的电流、例如模拟电流或数字计时的电流。在计时的电流供应的情况下，电流以单独的脉冲来提供，为此可以实现不同的调制方式。例如优选地通过脉宽控制、也即在相同的时钟频率的情况下脉冲的持续时间的改变、通过频率控制、也即在脉冲的持续时间尤其保持不变的情况下时钟的持续时间的改变、或者通过两者的组合来改变光源的发光强度。例如在光源的运行中在脉冲持续时间保持不变的情况下时钟频率的延长按时间平均使观察者感觉到较低的亮度，因为按时间平均给该光源提供较少的能量。
该时钟频率在此在每种情况下都被选择为高的，使得人眼不能分辨出由此所产生的各个光脉冲。观察者的眼睛把不再能够单独分辨的、减少的数量的光脉冲记录为光源的降低的亮度。例如该控制装置利用这种效应，以便通过诸如脉宽控制和/或频率控制的调制为观察者改变发光强度。优选地借助q位(qualifier-bit(限定位))技术来进行脉宽控制和/或频率控制。
本发明的另一有利的实施形式规定，通过改变工作电流的高度来实现各个光源或光源组的发光强度的匹配。通过光源的电流幅度的改变引起该光源的发光强度的改变。一种相应构造的控制装置因此改变各个光源或光源组的电流强度，以便由此对发光强度进行匹配。
光源装置的一种有利的实施形式规定，逐行地和/或逐列地进行光源的发光强度的匹配。这种类型的实施形式具有以下优点，即该控制装置不必对所有的光源单独地进行控制，而是可以逐行地和/或逐列地对这些光源进行访问。由此在该实施形式中必要的控制复杂度被简化。
该光源装置的另一有利的实施形式规定，光源根据有规律的栅格来布置，其中该布置从矩形、平行四边形、六边形和菱形栅格布置的组中进行选择。例如矩形栅格布置允许特别简单的控制，因为于是可以以简单的方式逐行地和/或逐列地对光源进行控制。然而在本发明的特殊实施形式中可能合理的是选择另一种栅格布置。例如六边形栅格布置一般允许各个光源的更密集的封装并且由此能够实现更大的总照明强度。
本发明的一个特别有利的实施形式规定，至少一个扩散器在辐射方向上被连接在光源之后，使得由光源耦合输出的光的大部分到达该扩散器中。这种扩散器的使用导致在显示设备或信息再现设备的由该光源进行背景照明的平面上的更均匀的光分布。
该光源装置的另一有利的实施形式规定，至少一个均匀化元件(白箱元件)在辐射方向上分别被连接在每个光源之后，使得由光源耦合输出的辐射的大部分到达该均匀化元件中。该均匀化元件被分配给该显示设备的尤其被背景照明的区域(像素场)。白箱元件优选地包括反射器；该反射器使由光源所辐射的光均匀化，使得观察者觉得由该白箱元件进行照明的平面优选地在所有位置上都基本上亮度相同，和/或用于束形成。
白箱元件、光导和/或光导和白箱元件的组合改善显示设备的由光源进行背景照明的区域的背景照明均匀性。优选地该均匀化元件被装置，使得在照明区域、尤其是各个光砖之间不出现明显的亮-暗过渡。
该光源装置的此外优选的实施形式规定，至少一个BEF(Brightness Enhancement Film(亮度增强薄膜))薄膜被分配给该光源。这种BEF薄膜通过以下方式来增强垂直于显示平面的光辐射，即它在显示平面的平面法线的方向上对辐射进行聚焦。因此，如果这种BEF薄膜在辐射方向上连接在光源之后，那么直接位于该显示设备之前的观察者感觉到其辐射更亮。
该光源装置的另一有利的实施形式规定，该光源或照明组被布置在共同的载体上。可能的载体可以是所有形式的印制电路板、尤其是金属芯印制电路板，其中该印制电路板拥有提高的导热能力。
优选地对显示设备的不同区域进行背景照明的光源、尤其是各个光源或光源组合理地由该控制装置尤其是同时以相互不同的发光强度来驱动。这样，要显示的信息对于观察者来说应当具有低亮度的区域以低的发光强度来进行背景照明，而要显示的信息对于观察者来说应当具有较大亮度的区域以较高的发光强度来进行背景照明。这样例如有利地放大最亮像素的亮度与最暗像素的亮度之比。
本发明的一个特别有利的实施形式规定，该控制装置对光源、尤其是各个光源或光源组的发光强度进行控制。因此，该控制装置根据其算法自动地对光源的发光强度进行匹配。由用于对各个光源或光源组的发光强度进行控制的控制装置通过例如放大最亮像素的亮度与最暗像素的亮度之比来实现对比改善。为了进行控制，该控制装置使用一种算法。在该算法中对以下输入量中的至少一个进行处理。其中有：
-对比值，也即尤其是要再现的信息的由光源(光砖)进行背景照明的像点的标准化亮度，尤其是这些像点的亮度的平均值和/或最大亮度和最小亮度，
-相邻光砖的对比值，尤其是这些光砖中的一个、多个或每个光砖的像点的亮度的平均值和/或最大亮度和最小亮度，
-由该显示设备再现的整个信息的对比值，也即例如最亮像素的亮度和最暗像素的亮度，和/或
-该显示设备的环境的亮度。
要再现的信息的像点的亮度或对比值由控制单元优选地根据输入到该显示设备中的信号来确定，其中所述信号包含要再现的信息。
环境的亮度例如通过传感器、尤其是AL传感器(Ambient LightSensor(环境光传感器))来测量。环境光传感器是光谱灵敏度优选地与人眼的光谱灵敏度相匹配的亮度传感器。
所述对比值尤其是二维值。因此该控制装置优选地尤其在以行(x方向)和列(y方向)来布置光源时创建一个矩阵。该矩阵的行和列的数量优选地对应于光源的行和列，使得每个光源都被分配该矩阵的一个单元。合理地把要再现的信息的被分配给各个光源的像点的对比值、例如平均亮度录入到该矩阵的单元中。例如包括相邻光砖的发光强度的、光砖的期望发光强度于是可以简单地借助矩阵运算来确定。
尤其在显示图像序列、例如电影的情况下，该控制装置特别优选地被设立用于在显示该图像序列的图像时根据该图像序列的一个或多个在时间上在前和/或随后的图像的亮度值或对比值对光源的发光强度进行控制。在此，该亮度值或对比值例如是被分配给光砖的像点的对比值、由相邻的光源进行背景照明的像点的对比值、和/或整个图像的对比值、也即例如最亮像素的亮度和最暗像素的亮度。由此可以也对显示区域内的快速对比变化作出反应。例如优选地在一个光砖内有快速的亮度变化时对光源的闪烁进行抑制。为了显示图像序列的图像，优选地对一个或多个在前的图像的亮度值或对比值进行分析并将该亮度值或对比值用于控制，并且尤其在时间偏移的显示的情况下还特别优选地对一个或多个随后的图像的对比值进行分析并将该对比值用于控制。
在一个优选的实施形式中，该控制装置附加地将特殊的算法用于控制。例如另一算法被用于在再现图像序列、尤其是电影时识别淡入的字幕。例如在暗的、尤其是黑色的背景上白色字体淡入时，在显示设备的由光源进行背景照明的区域内产生高的对比差。为了这种极高的对比差不干扰图像序列的整个图像信息的对比再现，由该控制装置例如通过缓和的对比、例如灰色字体的对比来改变白色字体的极高的对比。
因为对比值基本上是标准化的亮度值，所以在一个合理的实施形式中该控制装置被构造，使得相应的亮度值代替对比值作为该算法的输入量被处理。在对要再现的信息进行通常的编码以传输给显示设备时可以容易地确定各个像点的亮度值，并且因此可以由该控制装置特别简单地进行处理。
在另一有利的实施形式中，该控制装置附加地对光阀进行控制，以便尤其匹配所再现的信息的图形分辨率。由此该控制装置例如使要再现的信息的分辨率与光砖的栅格相匹配。例如该控制装置对要显示的信息的分辨率进行匹配，使得显示的边缘正好与背景照明装置的光砖的边缘重合。
另外，这种控制还能够实现对各个被背景照明的区域的最佳利用。“最佳”在这方面意味着通过光阀栅格所再现的信息按照优化标准所进行的与背景照明装置的栅格的匹配。例如通过分辨率的改变和/或显示在光阀栅格内的偏移来进行信息的匹配。因此，该控制装置优选地将要再现的信息相对于最初规定的在该显示设备上的位置在x和/或y方向上进行偏移，和/或该控制装置例如通过对要再现的信息进行重新缩放来改变要再现的信息的大小，也即相对于要再现的信息的最初规定的大小而放大或缩小在该显示设备上的显示。
长宽比与显示设备的长宽比不一致的宽屏电影或其它信息特别优选地通过这种控制而与显示设备的屏幕格式相匹配，尤其与该光源装置的光砖的栅格相匹配。例如可以匹配视频图像，使得该视频图像在x和/或y方向上落到光砖的合适的栅格中。于是该控制装置优选地适合于识别尤其在图像上和下边缘上的黑色条带，并且然后必要时在相应的区域中完全关断背景照明。
在一个优选的实施形式中规定，该控制装置使由光砖进行背景照明的光阀的开度与光砖的发光强度相匹配。例如该控制装置在低的发光强度的情况下比在较高的发光强度的情况下更大地打开光阀，使得被分配给该光阀的像点的亮度优选地基本上与光源的发光强度无关，其中该光源对该光阀进行背景照明。
本发明的另一有利的实施形式规定，该控制装置在对光阀进行直接背景照明的情况下在匹配各个光源或照明组的发光强度时在算法中把相邻光源或照明组的发射的叠加用作输入量。在这种情况下，直接背景照明意味着舍弃光源和被背景照明的显示设备之间的光学元件，例如舍弃白箱元件和/或光导。如果在显示设备的背景照明中舍弃光学元件的使用，那么从光源出发形成照明圆锥，这些圆锥相互叠加。在一个实施形式中，该控制装置在计算各个光源或照明组的发光强度匹配时对这种叠加加以考虑。例如，如果在该显示设备的由一个光源进行背景照明的区域内的、应当具有高亮度的像素也由相邻光源进行背景照明，那么该控制装置优选地以较低的强度来驱动所述光源。
附图说明
本发明的其它优点以及有利的实施形式和改进方案从下文中结合图1至图5所描述的实施例中得出。
图1示出根据本发明的显示设备的第一实施形式的工作原理的示意图，
图2示出根据本发明的显示设备的另一实施形式的工作原理的示意图，
图3示出根据本发明的显示设备的第三实施形式的工作原理的示意图，
图4示出根据本发明的显示设备的第四有利实施形式的工作原理的示意图，以及
图5示出具有光阀的显示设备的结构的示意图。
所有示出的图都是示意性的并用于解释说明。所示出的元件及其相互的尺寸比原则上不应被看作是按正确比例的。
具体实施方式
图1示出根据本发明的显示设备的第一实施形式的示意图。在此借助光阀装置2和光源装置1来示出或显示信息I，其中该信息可以被观察者接收。优选的观察方向在图1至图4中分别通过箭头来表示。
在该实施形式中，要再现的信息I被输入到该显示设备中。
该信息I被转发给控制装置4和控制单元5。控制单元5用于控制该光阀。这样的控制单元5基本上已经由传统的具有光阀的显示设备已知。在根据图1的实施形式中，用于光阀装置2的背景照明的光源装置1借助该控制装置4还被用于再现该信息I。为此，该控制装置4对该光源装置2的各个光源55的亮度进行控制，其中所述光源在此是半导体光源。
该控制装置4从要显示的、把要再现的信息I传送给该显示设备的信息信号中提取以下信息中的一个或多个信息，并且将该一个或多个信息用作一个或多个用于控制各个光源55的发光强度的算法的输入量：
-在整个要显示的平面上的对比信息，在此为该信息I的最亮像点和最暗像点的标准化亮度，
-该平面的分别由单个光源或一组光源进行背景照明的一个或多个区域的对比信息，在此为在所述一个或多个区域中该信息I的最亮像点和最暗像点的标准化亮度，
-分别由直接相邻的光源来照明的平面或区域的相应对比信息，
-必要时在时间上在前和/或随后的图像的上述对比信息中的一个或多个，和/或
-环境亮度。
尤其是在显示图像序列、例如视频电影或电视信号时，在前的图像的对比信息或者尤其是在时间偏移的显示的情况下还有随后的图像的对比信息被用于该序列的图像的显示的对比改善。通过以下方式来实现所述对比改善，即该控制装置4通过一个或多个算法对从输入的信息中所提取的输入量进行分析并根据额定值来调节各个光源的亮度。优选地该控制装置4包含未示出的微电子控制器，该微电子控制器存储可供使用的信息，以及根据一个或多个算法来进行处理并输出相应的控制信号。
在该特殊实施形式中此外规定，至少一个传感器3给该控制装置4提供关于在该显示设备的区域中环境亮度的附加信息。该附加信息同样通过一个或多个算法被分析，并且该控制装置4相应地对各个光源的发光强度进行再调节。例如，如果存在高的环境亮度，那么该控制装置4例如优选地在运行中提高光源55的发光强度。特别优选地将一个或多个亮度传感器(Ambient Light Sensoren，环境光传感器)用于确定环境亮度。环境光传感器是灵敏度光谱优选地根据人眼、也即观察者的眼睛的灵敏度被优选的传感器。
在图1所示的实施形式中，该控制装置4还附加地影响控制单元5，这通过作用箭头来表示。在此，该控制装置4影响要再现的信息I的分辨率，其中该信息由该控制单元5转发给该光阀装置2。对分辨率的这种影响是尤其有利的，因为光阀装置2的栅格在此与该光源装置1的栅格不一致。该光阀装置2的栅格比该光源装置1的栅格更精细。在传统的显示设备中分辨率由该控制单元5来单独地预先给定，而借助由该控制装置4预先给定的对分辨率的匹配来实现该光阀装置2的光阀最佳地并且均匀地分布在该光源装置1的栅格上。
具有最佳分布的分辨率在这方面例如应被理解为，由被用于显示的光阀所构成的平面的包络在投影到该光源装置1时不与由各个光源进行背景照明的区域相切，而是分别与其边界重合。因此分辨率被匹配，使得由此所确定的再现平面在理想情况下与由背景照明装置的光砖所构成的平面叠合。换句话说，优选地，每行像素总数是光砖的每行像素数的整数倍和/或每列像素总数是光砖的每列像素数的整数倍。
图2示出根据本发明的显示设备的另一有利的实施形式。要再现的信息I被输入到该显示设备中。该信息被转发给控制装置24和控制单元25，其中该控制装置24被设置用于对该控制单元25产生影响。然而这个根据本发明的实施形式并不限于该控制装置24和该控制单元25或其等价物在其它实施形式中分开地实施，而是两者也可以共同地作为集成单元来实施。该控制单元25对光阀装置22进行控制，而该控制装置24对光源装置21进行控制。
观察者记录从该光源装置21发出的并通过该光阀装置22被施加要再现的信息I的光。
在该实施例中，该控制装置24使用也借助图1所描述的信息或输入量中的一个或多个来对该光源装置21的各个光源55的亮度进行控制。与图1不同，没有设置亮度传感器。
通过各个光源55对该光阀装置的子区域进行背景照明来形成该光源装置21的栅格。这些子区域或光砖组合地构成该平面的背景照明装置。在此，光砖的数量小于光阀的数量。由此该光源装置和该光阀装置具有不同的栅格。因此有利的是，借助该控制单元25的影响，通过该控制装置24来实现分辨率的改变。如果由此为了显示该信息而借助该光阀装置22将该光源装置21的全部的光砖用于背景照明，那么该信息的分辨率的改变是特别有利的。换句话说，匹配分辨率，使得由此所产生的被投影到该光源装置21上的显示的边缘正好与各个光砖的边缘重合。
图3示出根据本发明的显示设备的第三实施形式。在该实施形式中，要再现的信息I被输入到示意性示出的显示设备中。该信息被转发给控制装置34和控制单元35。在此，该控制单元35对该信息进行分析，并相应地控制光阀装置32的光阀。该控制装置34从要再现的信息I中提取上述对比信息中的一个或多个并对该一个或多个对比信息进行分析。为此它使用一个或多个算法，如同借助根据图1和2的实施例所述的。
根据通过一个或多个算法所分析的对比信息，该控制装置34对光源装置31的各个光源的亮度进行控制，其中所述光源在此为半导体光源。
因为所述对比信息一般是标准化的亮度信息，所以本发明的其它有利的实施形式将相应的亮度信息而不是上述对比信息作为输入信息来进行处理。
作为该控制装置34的作用，观察者看到借助该光阀装置32所显示的信息的、通过对该光源装置31的控制而对比改善的显示。
图4示出根据本发明的显示设备的第四实施形式，其中要再现的信息I被输入到***中。该信息I被转发给控制装置44和控制单元45。但是根据本发明的实施形式并不限于必须将该控制单元45和该控制装置44分开实施，而是尤其还包含以下可能性，即把该控制装置44和该控制单元45共同集成在一个总控制装置中。
该控制单元45用于控制光阀装置42。该控制装置44借助一个或多个算法来分析从该信息I中所提取的输入量。这些输入量可以是所输入的要再现的信息的亮度信息和/或对比信息，如在前面的实施例中所述的。另外，控制装置44可以将至少一个传感器43的信息作为输入量来接收并进行分析，其中该传感器43对运行该显示设备的空间的环境亮度进行测量。
借助一个或多个先前所描述的算法来实现所述分析。作为所述分析的结果，引起对该光源装置41的光源55的控制。在此，为了总显示的对比改善，优选地改变各个光源的亮度。替代地，可以改变光源组、例如各个光源行或各个光源列的亮度。也即该控制装置控制各个光砖的发光强度或亮度、或者光砖组、例如由光砖所构成的栅格的行或列的亮度。
通过对输入的信息的有针对性的分析，该控制装置44因此产生所显示的信息的对比改善，该对比改善能够被观察者察觉到。
图5示出具有光阀的显示设备的示意性结构。在此，图5a示出这种显示设备的结构的示意性横截面，而图5b示出这种显示设备的示意性俯视图。
在图5a中，在载体56上布置有多个光源55，在此为半导体光源。该光源55优选地是照明组，使得一个光源55包含多个发光半导体元件，这些发光半导体元件特别优选地被布置在共同的壳体中。该载体56在此是印制电路板，尤其是金属芯印制电路板。金属芯印制电路板由于其较高的导热能力而能够实现光源55的特别有效的冷却。该光源55将其辐射的光耦合输入到均匀化元件、即所谓的白箱元件中。在该实施例中，该白箱元件在其光出射侧的尺寸决定光砖的大小。该白箱元件包含用于束形成的反射器。这些反射器在此被构成，以便光砖的整个光出射侧在光源运行时尽可能均匀地进行照明。
白箱元件的光出射侧的尺寸与光砖的大小之间的关系通过连接图5a和图5b的虚线来表示。在此，在光出射侧，扩散器53和至少一个BEF(Brightness Enhancement Film(亮度增强薄膜))薄膜52被连接在该光源或照明组之后。该扩散器53负责所辐射的光的改善的均匀化。该BEF薄膜52用于通过在观察者方向上对辐射进行聚焦来改善该显示设备的辐射特性，并且例如在商业上可以从3M公司买到。光阀装置51连接在该背景照明之后，该光阀装置将信息调制到所辐射的光上。这种光阀装置通常被构造为多层，并且合理地包含多个滤光器、例如偏振滤光器。
在图5b中以俯视图示出了该显示设备的示意性结构。该显示设备的背景照明由单个光砖57a、57b、57c组合成。在x方向和y方向上布置有数量为v以及w的光砖，用于对该显示设备的辐射出射面进行背景照明。光砖的数量v、w合理地与该显示设备的大小相匹配。连接在该光砖之后的光阀装置51在图5b中仅在光砖57a中被示出，并通过棋盘图案来示意性地表示。该光阀装置51的栅格在该实施例中比光砖的栅格更精细。
本发明的特殊实施形式规定，该显示设备例如是32″TFT电视机。在此，在16∶9的图像格式的情况下该光阀装置具有1366×768或更多像素的像素分辨率。光阀栅格通过光砖装置来背景照明。例如该光砖装置包括22×12(v×w)个光砖，也即总共264个光砖。这些光砖优选地包含作为光源的产品名称为MultiLED或Advanced PowerTopLED的LED或由该LED构造的照明组。因此，在该实施例中，每个光砖对该光阀装置的大约64×64个像素的区域进行背景照明。
替代地，该显示设备也可以由43×24(v×w)个、也即1032个光砖来进行背景照明，其中每个光砖例如包含一个Power TopLED。由此，该光阀装置的大约32×32个像素分别通过一个光砖来进行背景照明，其中该光砖例如分别包括一个Power TopLED。
MultiLED、Power TopLED和Advanced Power TopLED是由Osram公司销售的半导体光源的名称。
在另一有利的实施形式中，该显示设备包括45英寸TFT屏幕。因此，在16∶9的图像格式的情况下，该光阀装置具有1920×1080个像素的像素分辨率。为了背景照明，在此例如使用30×17(v×w)、也即510个光砖，其中该光砖作为光源优选地分别包含MultiLED或Advanced Power TopLED。于是在该特殊实施例中每个光砖分别对光阀装置的包括大约64×64个像素的区域进行背景照明。
本专利申请要求德国专利申请10 2005 020 569.2的优先权，该德国专利申请的公开内容在此通过引用被纳入。
本发明并不由于借助实施例的说明而局限于这些实施例。而是本发明包括每个新的特征以及特征的每种组合，这尤其包含权利要求中的特征的每种组合，即使这些特征或者这些组合本身并没有明确地在权利要求或实施例中加以说明。

Claims (23)

1.用于对被设置用于再现图像序列的显示设备进行背景照明的光源装置，其中该光源装置包含多个光源(1)以及控制装置(4)，该控制装置使各个光源或光源组的发光强度与要再现的图像序列(I)相匹配，其中所述控制装置被设立用于为了显示图像序列的一个图像而从该图像序列的多个图像分析被分配给单个光源或光源组的那些像点的亮度的平均值和/或最大亮度和最小亮度并且将这些亮度的平均值和/或最大亮度和最小亮度用于控制相应光源或光源组的发光强度。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述光源包含至少一个发射辐射的半导体元件。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，每个光源包含多个发射辐射的半导体元件。
4.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，该光源装置包含光阀装置(2)，该光阀装置具有多个光阀。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，光源对具有多个光阀的区域进行背景照明。
6.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述控制装置通过对能量供应进行计时来对所述光源的发光强度进行控制。
7.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述控制装置通过改变所述光源的工作电流来对所述光源的发光强度进行控制。
8.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述光源逐行地并且逐列地被布置。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其中，所述控制装置逐行地和/或逐列地对所述光源的发光强度进行控制。
10.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述光源根据有规律的栅格来布置。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其中，所述栅格具有矩形的、平行四边形的、六边形的和菱形的基本单元。
12.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，至少一个扩散器(53)在辐射方向上被连接在所述光源之后。
13.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，至少一个均匀化元件(54)和/或光导在辐射方向上被连接在所述光源之后。
14.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，至少一个亮度增强膜在辐射方向上被连接在所述光源之后。
15.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述光源被布置在共同的载体上。
16.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述光源被布置在印制电路板上。
17.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述控制装置被设立用于在相同时间以不同的发光强度来驱动对所述显示设备的不同区域进行背景照明的光源。
18.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述控制装置被设立用于根据以下输入量中的至少一个来影响所述光源的发光强度：
-由相邻光源进行背景照明的那些像点的亮度的平均值和/或最大亮度和最小亮度，
-图像序列的整个图像的最亮像点的亮度和最暗像点的亮度，
-环境亮度。
19.根据权利要求4所述的光源装置，其中，所述控制装置附加地对所述光阀装置进行控制，并且被构造用于改变图像序列的图像的图形分辨率和/或在光阀栅格内移动该图像以便匹配于光源的栅格。
20.根据权利要求1至3之一所述的光源装置，其中，所述控制装置在直接背景照明的情况下在匹配各个光源的发光强度时对相邻光源的发射的重叠加以考虑。
21.具有根据前述权利要求之一所述的光源装置的显示设备。
22.根据权利要求21所述的显示设备，该显示设备包括LCD屏幕。
23.根据权利要求21所述的显示设备，该显示设备包括TFT屏幕。
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