(57)【要約】本発明は、パルス幅制御される画像表示装置のグレースケールの分解能を改善する方法及び装置に関する。この場合、画像表示のために任意に使用可能になる期間が、連続する重み付けされた部分期間に分割される。この場合、小さい重み付けの部分期間及びより大きい重み付けの部分期間が設けられている。暗い画像が存在することが表示すべき画像の輝度を評価することによって認識された場合、より大きい重み付けの部分間隔が使用されず、その代わりに、小さい重み付けの部分区間の数が増加される。この場合、これらの追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間の重み付けと区別される。これによって、グレースケールの分解能が、暗い画像の存在時に改善される。
2004526997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示のために任意に使用可能になる期間が、連続する重み付けされた複数の部分期間に分割され、この場合、第１部分期間は、小さい重み付けを有し、第２部分期間は、より大きい重み付けを有し、表示すべき画像の画素に付随する輝度信号が、変更によってこれらの部分期間に割当てられた活性化順序で生成され、１つの表示すべき画像の輝度が検出される、パルス幅制御される画像表示装置のグレースケールの分解能を改善する方法において、
暗い画像を認識した場合は、より大きい重み付けの第２部分期間は使用されず、その代わりに、小さい重み付けの部分期間の数が、小さい重み付けの追加の部分期間を使用することによって増加され、この場合、これらの追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間の重み付けと区別されることを特徴とする方法。
【請求項２】
表示すべき画像の輝度は、表示すべき画像の全ての画素の輝度値を平均することによって検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
表示すべき画像の輝度は、画像表示装置の瞬間の電力消費を評価することによって検出される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
−画像表示のために任意に使用可能になる期間を連続する重み付けされた複数の部分期間に分割する制御手段（９−１３）を有し、この場合、期間に割当てられた活性化順序で変更することによって表示すべき画像の画素に割当てられた輝度信号を生成するため、第１部分期間は、小さい重み付けを有し、第２部分期間は、より大きい重み付けを有し、
−表示すべき画像の輝度を検出するための輝度検出器（６ａ）を有し、この場合、
−暗い画像が認識されたときは、より大きい重み付けの第２部分期間を使用せず、その代わりに、小さい重み付けの部分期間の数を小さい重み付けの追加の部分期間を使用することによって増やすため、制御手段（９−１３）が設けられていて、
−この場合、これらの追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間の重み付けと区別される、パルス幅制御される画像表示装置のグレースケールの分解能を改善する装置。
【請求項５】
装置は、平均値発生器（６ａ）を有し、この装置は、表示すべき画像の全ての画素の輝度値を平均するために設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
装置は、電力消費検出器を有し、この電力諸費検出器は、画像表示装置の瞬間の電力消費を評価するために設けられている請求項４又は５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス幅制御される画像表示装置のグレースケールの分解能を改善する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法及びこのような装置は、例えばプラズマディスプレイで使用される。将来的には、これらのプラズマディスプレイは、高価なテレビ受像機で目下のところまだ使用される色受像管を補うか又は取って代わられる。色受像管に関連して、高価なテレビ受像機のユーザは、80年代の終わりまで100 Ｈｚ技術のためにフリーカーのない表示に慣れている。
雑誌Radio Fernsehen Elektronik RFE, 第２号，1997, 第 18-20頁から、マトリックス状に配置された希ガス混合物を封入した電極を有する２枚のガラス板から構成されたプラズマディスプレイが公知である。プラズマディスプレイの場合、画像情報が、色受像管のように１ラインずつ表示されるのではなくて、１フレームずつ表示される。ディスプレイでは個々の画素が任意の時間に対して個々にオン・オフできないので、ディスプレイ全体に対する画素を１回の活性化で活性化する必要がある。
【０００３】
プラズマディスプレイは、多数の段階で制御される：アドレッシング段階又は初期化段階，維持段階又は活性化段階及び消去段階
アドレッシング段階又は初期化段階では、プラズマディスプレイの全てのセルが予め耐電される。これらのセルは、これに続く維持段階又は活性化段階で活性化されなければならない。最後のステップである消去段階では、これらの予め帯電されたセルが放電され、画像情報が消去される。
テレビジョン画像の表示のために任意に使用可能になる期間は、異なる期間又は異なる重み付けの複数の部分期間に分割される一方で、プリセットされている１つの活性化順序が、それぞれの画素の輝度に応じてこれらの部分期間から選択される。このことは、画像表示のために任意に使用可能になる期間中のそれぞれの画素の１回又は多数回の発光に相当する。この場合、プリセットされている１つの期間が、各発光に割り当てられている。
【０００４】
このような公知のプラズマディスプレイは、例えば富士通株式会社や日本電気株式会社によって市販されている。
パルス幅制御される画像表示装置、特にカラープラズマディスプレイでフリッカーを低減する方法と装置が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第198 33 597号明細書から公知である。このようなカラープラズマディスプレイは、例えばテレビジョン画像を表示するために使用される。このカラープラズマディスプレイは、パルス幅変調によって制御される。この場合、テレビジョン画像の持続時間が、制御のために連続的に表示される多数の部分画像又は部分期間に分割される。表示すべき画像のフリッカーが最少であるように、部分期間の順序及び／又は部分期間の活性化順序がプリセットされて、フリッカー、特に50Hzのフリッカーを低減する。さらに、部分期間の順序を移動検出器に応じて変更することが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第198 37 307号明細書から公知である。移動している場合、動的アーティテクトが回避されるように、部分期間の順序が選択される。しかも、50Hzのフリッカーノイズが低減されるように、部分期間が選択される。
【０００５】
さらに、表示すべき画像の輝度を検出すること、最大可能発光期間をこの表示すべき画像の部分期間の各々に対する輝度値から導き出すこと、そしてこの検出された輝度値輝度値が変化したときにこれらの部分期間の各々に対する最大可能発光期間を変更することが、プラズマディスプレイに関連して既に公知である。検出された画像の内容が暗いとき又は輝度値が僅かであるときに、最大可能発光期間が部分期間の各々で同一期間だけ増大するように、この変更は実施される。これに対して表示すべき画像の内容の検出された輝度が全体的に明るいときは、部分期間の各々に対する最大可能発光期間が、全ての部分期間に対して等しい期間だけ減少される。
【０００６】
この手段の欠点は、表示すべき画像の検出された輝度が大きい場合は明るい画像構成要素に対する期間が短縮されているので、表示すべき画像のコントラストが低下している点、及び暗い灰色の画像構成要素が説明した一定のオフセット電圧を印加することによって移動される、すなわちより長く発光されるので、表示すべき画像の検出された輝度が僅かである場合はこれらの暗い灰色の画像構成要素は明るい灰色に表示される点にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、グレースケールの分解能がパルス幅制御される画像表示装置で改善され得る手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法又は請求項４に記載の特徴を有する装置によって解決される。
本発明の好適な構成及びその他の構成は、従属請求項に記載されている。
請求項２，５中に記載されている表示すべき画像の全ての画素の輝度値を平均して輝度を検出することによって、さらに使用すべき経費が僅かである。パルス幅制御される画像表示装置は一般に画像記憶器が存在するので、全画像のデータがこの画像記憶器内に記憶されている。所望の輝度情報が、簡単な計算プロセスによってこれらのデータから導き出され得る。
請求項３，６中に記載されている画像表示装置の瞬間の電力消費を評価して輝度を検出することによって、ディスプレイ自体の状態をより良好に示す表示すべき画像の輝度が間接的に検出される。
本発明のさらに好適な特性は、図に基づく実施の形態に説明されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、パルス幅制御されるプラズマディスプレイを備えたテレビジョン受信機のブロック図を示す。このテレビジョン受信機１，２は、テレビジョン信号処理部及び画像処理部２を有する。このテレビジョン信号処理部１は、第１入力部１７を有する。アンテナ装置１９の信号がこの第１入力部１７に入力される。この第１入力部１７の信号が、中間周波数処理ユニット４及びオーディオ処理ユニット３にさらに送られる。ＦＢＡＳ信号が、高周波処理ユニットと中間周波数処理ユニット４の出力部に出力される。このＦＢＡＳ信号は、アナログ／デジタル変換器５に入力される。外部ＦＢＡＳ信号の入力が、第２信号入力部２０によって可能である。引き続きアナログ／デジタル変換器５の出力信号が、いわゆるフィーチャー・ボックス６に送られる。このフィーチャー・ボックス６は、ＦＢＡＳ信号の復調，静止画，ズーム，サイズ合わせ，ピントの最適化，ビルド・イン・ビルド(Bild-in-Bild)等のような機能を実行する。こうして発生した画像信号２１のデジタル成分Ｙ，Ｕ，Ｖが、画像処理部２のデジタル・マトリックス・ユニット８にさらに送られる。さらにフィーチャー・ボックス６は、行交差信号(Zeilensprungssignal) を行交差解除信号(Zeilensprungsfreies Signal)に変え、これらの信号を行補間(Zeileninterpolation) によってテレビ画面１４に対して必要に応じて適合させるために使用される。このことは、垂直同期と水平同期のための同期信号２３，２４によって実行される。
【００１０】
さらにデジタル・マトリックス・ユニット８は、外部信号入力部１８を通じてＶＧＡ信号を送るための端子２７を有する。このＶＧＡ信号は、アナログ／デジタル変換器２５によってデジタル信号に変換される。ＲＧＢ信号２２が、マトリックス・ユニット８の出力部に出力される。パルス幅変調器１０が、このＲＧＢ信号２２によって制御される。このパルス幅変調器１０は、アドレスドライバ１１に対して制御信号２６を生成する。これらの信号を生成するため、記憶器９が、パルス幅変調器１０に接続されている。このパルス幅変調器１０は、部分期間重み付けユニットを有する。この部分期間重み付けユニットは、部分期間の重み付けに、すなわちこれらの部分期間の順序と期間の確定に使用される。アドレスドライバ１１は、プラズマ画面１４の個々のスリットを行ごとに制御する。付随する時間制御が、時間制御装置１３によって実行される。この時間制御装置１３は、部分期間の開始並びにアドレッシング段階及び活性化段階に対する時間を確定する。この時間制御装置１３内に組込まれている部分期間行制御装置がこれに対して使用される。この時間制御装置１３は、水平ドライバ１２に接続されている。この水平ドライだ１２は、活性化段階の間に作動している。電圧が、電源７によって供給される。
【００１１】
テレビジョン信号処理部１の機能と構成は受像管を有する従来のテレビジョン受信機にほぼ一致する一方で、画像処理部２の構成は基本的に異なる。これに対する主な理由は、特にプラズマ表示装置１４が入力値と輝度との間のデジタル関係を有する点にある。すなわち、オン又はオフの２つの状態だけが存在する。それにもかかわらず非常に多様な異なる中間グレー階調を実現できるようにするため、デジタル式の時間マルチプレクス方法が、図１中に示された画像を表示する画像処理部２で使用される。こ時間マルチプレクス方法の場合、ＲＧＢ信号２２が、異なる期間の多数の部分期間、すなわち異なる重み付けの部分期間に分割される。
【００１２】
このことは、パルス幅変調器１０及び時間制御装置１３や記憶器９のようなこのパルス幅変調器１０を制御するその他のユニットによって実行される。人の目の残像(Traegheit) によって、個々の画像の変化ではなくて中間の活性化期間に依存するグレースケールがプラズマ表示装置１４上に表示される。この期間が複数の部分期間内で重み付けされている場合、多数のグレー階調が、僅かな部分期間によって表示され得る。二進の重み付け（１，２，４，８，…）の場合、部分期間の数を二乗したグレー階調が表示され得る。したがって可能な限り多数のグレー階調を表示できるようにするためには、可能な限り多数の部分期間を使用することが望ましい。確かにこのことは、技術的な制約のために不可能である。パルス幅変調器１０は、その入力信号レベルに依存する割当てによって表示すべき画像の各画素に対して個々の部分期間の順序と活性化を決定する。二進の重み付けの場合、一番長い期間が最も大きい重み付けのデジタルビットに割当てられ、２番目に長い部分期間が２番目に大きい重み付けのデジタルビットに割当てられる等々のように、この割当てが実行される。
【００１３】
本発明では、パルス幅変調器１０は、発光期間のその割当て時に個々の部分期間に対して輝度検出器６ａによって検出された表示すべき画像の輝度量に関する情報を考慮に入れる。このことがどのようにして実行されるかを以下で図２に基づいて例示的に説明する。この図２は、本発明を説明するためのダイアグラムを示す。
図２の上の図では、画像表示に対して任意に使用可能になる期間が、５つの連続する二進の重み付けされた部分期間に分割されている。第１部分期間は、輝度１を有する。第２部分期間は、輝度２を有する。第３部分期間は、輝度４を有する。第４部分期間は、輝度８を有する。そして、第５期間は、輝度１６を有する。第１、第２及び第３部分期間は、小さい重み付けの部分期間である。第４及び第５期間は、より大きい重み付けの部分期間である。
【００１４】
この図では、１つの画像を表示するために任意に処理可能なｔ＝０〜ｔ＝１までの総期間内の部分期間は、重み付けが増大するように連続して配列されている。しかしながら、−冒頭で述べた従来の技術から公知であるように−重み付けされた部分期間の順序を別の方法で選択してもよい。例えば、広範囲のフリッカーを低減するように選択してもよい。
さらに図２の上の図では、１つの画像を表示するために任意に使用可能になる期間が、連続する二進の重み付けされた５つの部分期間に分割されている。これは、具体的に説明するためだけに用いる。実際には、重み付けされた二進の部分期間の数は、異なって、例えば８つの部分期間に選択される。このような選択の場合、全部で255 個のグレー階調が表示可能である。
明るい画像が存在することが輝度検出器６ａによって検出された場合、画像が既に説明した重み付けの図を使用して表示される。この重み付けの図では、小さい重み付けの第１期間、すなわち重み付け１，２及び４の部分期間並びにより大きい重み付けの第２部分期間、すなわち二進の重み付け８及び１６の部分期間の双方が使用される。
【００１５】
これに対して暗い画像が存在することが輝度検出器６ａによって検出された場合、画像が、図２の下の図中に例示的に示された重み付けの図を使用して表示される。この重み付けでは、上述したより大きい重み付けの第２部分期間、すなわち重み付け８及び１６の部分期間は使用しない。その代わりに、小さい重み付けの部分期間の数が、小さい重み付けの部分期間をさらに使用することによって増加される。この場合、追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間と区別が付く。
すなわち図２の下の図では、重み付け１，２及び４の部分期間のほかに、図２の上の図でも存在する重み付け0.5;1;1.5;2;2.5;3;3.5 及び4 の追加の部分期間が存在することが、この図から分かる。
【００１６】
表示ユニット１４上に表示される画像のグレースケールの分解能が、この追加の小さい重み付けの部分期間を使用することによって改善される。この改善は、暗いと認識された全ての画像で実現される。この暗い画像では、より大きい輝度の部分期間は使用できない。
図２の下の図では、１つの画像を表示するために任意に処理可能なｔ＝０〜ｔ＝１までの総期間内の部分期間は、重み付けが増大するように連続して配列されている。しかしながら、−同様に図２の上の図に関連して説明したように、及び冒頭で述べた従来の技術から公知であるように−重み付けされた部分期間の順序を別の方法で選択してもよい。例えば、広範囲のフリッカーを低減するように選択してもよい。
【００１７】
図２の下の図でも、本発明を具体的に説明するためだけに、１つの画像を表示するために使用可能になる期間が全部で８つ異なる重み付けの部分期間に分割されている。実際には、異なる数の重み付けされた部分期間を使用してもよい。
好ましい方法では、ＭＳＢ（最上位ビット）を利用するだけで十分である。ＭＳＢの表示が１つの期間中に実行されないときは、大きい重み付けのサブフィールドの代わりに、より小さいサブフィールド、すなわち僅かな重み付けのサブフィールドである可能性がある。さらに、半画像を表示するときの数が僅かであるならば、ＭＳＢがセットされている画素の表示を完全に省略することも可能である。しかしながらこのことは、明るい領域内での表示を劣化させる。その一方で、暗い領域内の場面の表示に対しては多数のサブフィールドが使用でき、したがってより良好な分解能を実現可能であるので、暗い領域内の場面は、より良好に表示される。
【００１８】
１つの部分期間は、表示すべき画像を生成するためのプラズマセルの多数の放電を伴う活性化すべき多数のサブフィールドから構成される。このような放電は、サスチアンパルス(sustianpuls) と呼ばれる。このサスチアンパルスの数は、本発明では低減される。このことを図３に基づいて例示的に示す。
フィーチャーボックス６内に配置された輝度検出器６ａを使用して表示すべき画像の輝度に関する情報を得る上述した実施の形態とは違って、必要な輝度情報は、電力消費を検出することによっても得られる。電力消費検出器が、画像表示装置の瞬間の電力消費を評価し、必要な情報をパルス幅変調器１０で任意に処理可能にする。
【００１９】
さらに上述した実施の形態の場合、明るい画像の存在と暗い画像の存在との間だけで区別される。本発明の原理は、明るい画像の存在と中間の画像の存在と位画像の存在との間で区別され、これに応じていろいろな重み付けの図が選択されるまでに拡張され得る。これらの重み付けの図の特徴が、記憶器内に記憶されている。この記憶器は、輝度検出器の出力信号に応じて番地付けされる。
本発明の好適なその他の構成は、連続する多数の画像の輝度を利用すること、及び得られた輝度情報を時間的に濾波することにある。これによって、図２中で示された両重み付けの図間で画像ごとに切り替えられない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パルス幅制御されるプラズマディスプレイを備えたテレビジョン受信機のブロック図である。
【図２】本発明を説明するダイアグラムである。
【図３】本発明を説明するもう１つのダイアグラムである。
【符号の説明】
【００２１】
１  テレビジョン信号処理部
２  画像処理部
３  オーディオ信号処理ユニット
４  中間周波数処理ユニット
５  アナログ／デジタル変換器
６  フィーチャー・ボックス
６ａ  輝度検出器
７  電源
８  デジタル・マトリックス・ユニット
９  記憶器
１０  パルス幅変調器
１１  アドレスドライバ
１２  水平ドライバ
１３  時間制御装置
１４  プラズマ画像スクリーン
１７  第１入力部
１８  外部信号入力部
１９  アンテナ装置
２０  アンテナ装置
２１  画像信号
２２  ＲＧＢ信号
２３  同期信号
２４  同期信号
２５  アナログ／デジタル変換器
２６  制御信号
２７  端子
【国際公開パンフレット】
2004526997.tif 000003
2004526997.tif 000004
2004526997.tif 000005
2004526997.tif 000006
2004526997.tif 000007
2004526997.tif 000008
2004526997.tif 000009
2004526997.tif 000010
2004526997.tif 000011
2004526997.tif 000012
2004526997.tif 000013
2004526997.tif 000014
2004526997.tif 000015
2004526997.tif 000016
2004526997.tif 000017
2004526997.tif 000018
2004526997.tif 000019
2004526997.tif 000020
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526997.tif 000021
2004526997.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月9日(2003.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−画像表示のために任意に使用可能になる期間が、連続する重み付けされた複数の部分期間に分割され、この場合、第１部分期間は、小さい重み付けを有し、第２部分期間は、より大きい重み付けを有し、表示すべき画像の画素に付随する輝度信号が、変更によってこれらの部分期間に割当てられた活性化順序で生成され、
−１つの表示すべき画像の輝度が検出され、この場合、暗い画像を認識したときは、より大きい重み付けの第２部分期間は使用されず、その代わりに、小さい重み付けの部分期間の数が、小さい重み付けの追加の部分期間を使用することによって増加され、この場合、これらの追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間の重み付けと区別され、
−表示すべき画像の輝度は、画像表示装置の瞬間の電力消費を評価することによって検出される、パルス幅制御される画像表示装置のグレースケールの分解能を改善する方法。
【請求項２】
−画像表示のために任意に使用可能になる期間を連続する重み付けされた複数の部分期間に分割する制御手段（９−１３）を有し、この場合、期間に割当てられた活性化順序で変更することによって表示すべき画像の画素に割当てられた輝度信号を生成するため、第１部分期間は、小さい重み付けを有し、第２部分期間は、より大きい重み付けを有し、
−表示すべき画像の輝度を検出するための輝度検出器（６ａ）を有し、この場合、
−暗い画像が認識されたときは、より大きい重み付けの第２部分期間を使用せず、その代わりに、小さい重み付けの部分期間の数を小さい重み付けの追加の部分期間を使用することによって増やすため、制御手段（９−１３）が設けられていて、
この場合、これらの追加の部分期間の重み付けは、小さい重み付けの第１部分期間の重み付けと区別され、
−輝度検出器は、電力消費検出器であり、この電力諸費検出器は、画像表示装置の瞬間の電力消費を評価するために設けられている装置。
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月23日(2003.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
プラズマディスプレイのグレースケールの分解能を改善する方法と装置が、ヨーロッパ特許出願公開第 919 984号明細書中に記されている。この方法の場合、画像表示のために任意に使用可能になる期間が、異なる重み付けの部分期間に分割されている。明るい画像成分の発生又は不発生に応じて部分期間を変更することが、この明細書で提唱されている。
同様にプラズマディスプレイの制御方法が、ヨーロッパ特許出願公開第 653 740号明細書から公知である。この制御方法の場合、画像表示のために任意に使用可能になる期間が、部分期間に分割されている。ここでも、グレースケールを表示するため、部分期間の異なる重み付けが記されている。さらにここでは、プラズマディスプレイで公知の画像の輝度と電流消費との間の関係が説明されている。
さらに、表示すべき画像の輝度を検出すること、最大可能発光期間をこの表示すべき画像の部分期間の各々に対する輝度値から導き出すこと、そしてこの検出された輝度値輝度値が変化したときにこれらの部分期間の各々に対する最大可能発光期間を変更することが、プラズマディスプレイに関連して既に公知である。検出された画像の内容が暗いとき又は輝度値が僅かであるときに、最大可能発光期間が部分期間の各々で同一期間だけ増大するように、この変更は実施される。これに対して表示すべき画像の内容の検出された輝度が全体的に明るいときは、部分期間の各々に対する最大可能発光期間が、全ての部分期間に対して等しい期間だけ減少される。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法又は請求項２に記載の特徴を有する装置によって解決される。
本発明の好適な構成及びその他の構成は、従属請求項に記載されている。
請求項２，５中に記載されている表示すべき画像の全ての画素の輝度値を平均して輝度を検出することによって、さらに使用すべき経費が僅かである。パルス幅制御される画像表示装置は一般に画像記憶器が存在するので、全画像のデータがこの画像記憶器内に記憶されている。所望の輝度情報が、簡単な計算プロセスによってこれらのデータから導き出され得る。
請求項３，６中に記載されている画像表示装置の瞬間の電力消費を評価して輝度を検出することによって、ディスプレイ自体の状態をより良好に示す表示すべき画像の輝度が間接的に検出される。
本発明のさらに好適な特性は、図に基づく実施の形態に説明されている。




【国際調査報告】
2004526997.tif 000023
2004526997.tif 000024
2004526997.tif 000025
2004526997.tif 000026