Per Bildinhalt gesteuerte Hinterleuchtung von LCDs

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Der nächste logische Schritt innerhalb der eingesetzten Dimmtechnik besteht daher in der Anwendung eines 2D-Farbverfahrens (Bild 5): Dabei wird nicht nur die Leuchtdichte jedes Einzelsegments angepasst, sondern auch seine Farbe – warum sollte die Hinterleuchtung z.B. blaues Licht erzeugen, wenn eine grüne Wiese dargestellt wird. Bild 6 zeigt einen Überblick über die mit den jeweiligen Dimmverfahren erzielbaren Leistungseinsparungen.

Parallel zur Zunahme der verarbeiteten Dimmsegmente steigt bei derartigen Systemen auch die Komplexität des Prozesses für Bildanalyse und Helligkeitskompensation. Zu berücksichtigen sind dabei vor allem das Farbund Luminanzverhalten der eingesetzten LEDs, LCD-Transmission und Farbpunkt, der Aufbau der Hinterleuchtung sowie deren Lichtverteilung. Zur Realisierung einer möglichst leistungseffizienten Kombination aus Hinterleuchtung und LCD gilt es dabei, all diese Parameter genau zu betrachten und aufeinander abzustimmen. Bei einem HDTV-Gerät mit 1920 × 1080 Pixeln und Bildwiederholfrequenzen von 120 Hz ist dies eine echte Herausforderung und erfordert einen sehr leistungsstarken Video-Postprozessor wie z.B. den PNX5100 von NXP.

Bild 7 zeigt den schematischen Aufbau eines typischen LCD-Fernsehgerätes (> 117 cm) mit 0D-Dimming. Die wichtigsten Komponenten sind: Netzteil (Spannungsversorgung), Signalverarbeitung, LCD-Panel und Hinterleuchtung.

Die Helligkeitssteuerung der Hinterleuchtung und die Videoverstärkung erfolgen im Signalverarbeitungsmodul. Funktionen wie MPEG-Decoder, Farb-Decoder, das Zusammenfassen der Halbbilder des Zeilensprungverfahrens, Video-Skalierung, Quellenauswahl und Audioverarbeitung übernimmt z.B. der Media-Prozessor PNX-854X von NXP. Für eine noch höherwertigere Bildwiedergabe lässt sich dieses IC gemeinsam mit einem leistungsfähigen Bildverbesserungs-IC wie NXPs PNX5100 einsetzen. Neben den typischen Bildverbesserungsfunktionen, wie z.B. die Reduzierung von Halo-Effekten – heller Schein um bewegte Objekte – und Unschärfen bei schnellen Bildszenen sowie eine Erhöhung der Bildfrequenz, stellt der PNX5100 auch die erforderlichen Dimmalgorithmen (0D, 1D, 2D und sogar 2D-Farb-Dimming) zur Verfügung. Das Bildverbesserungs-IC kann dabei entweder auf der Video-Signalplatte oder – für ein voll ausgestattetes LCD-Panel – direkt in das jeweilige Panel-Modul integriert werden.

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5. Eingesetzte Dimmverfahren
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