DE19832261A1 - Anordnung zur Regelung der Luminanz - Google Patents

Abstract

Die Anordnung (5-8) zur Regelung der Luminanz nach der Erfindung unterteilt das darzustellende Bild eines Bildwiedergabegerätes in Blöcke, berechnet für diese Blöcke jeweils eine gemittelte Lichtleistung und nutzt diese Werte zur Luminanzregelung. Das Bild wird vorzugsweise in rechteckige Blöcke unterteilt. Die zugrundeliegende Idee hierbei ist, daß weiße Flächen in Fernsehsendungen häufig nur lokale, nicht bewegende Bereiche, oft rechteckige Flächen, eines Bildes betreffen, so daß eine Luminanzregelung sinnvollerweise von rechteckigen Blöcken eines Bildes ausgeht, also nicht von einer zeilenartigen Überwachung oder der Überwachung eines Vollbildes. Wird in einem dieser Blöcke eine maximale Lichtleistung überschritten, so wird durch die Anordnung die Luminanz für das gesamte Bild heruntergeregelt. DOLLAR A Bei einem Plasma-Display kann beispielsweise die Lichtleistung über einen Bereich von einer bis mehreren Sekunden gemittelt werden, so daß dieses Display durch weiße Flächen thermisch nicht überlastet wird. Durch diese Regelung kann eine größere Bildhelligkeit erreicht werden, da lokale Überlastungen des Displays gezielt erkannt werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft im wesentlichen Fernsehgeräte, ist aber auch für Bildwiedergabegeräte des Computer-Bereichs oder anderer Grafik-Bereiche anwendbar.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät mit einem Videoprozessor und einem Bildschirm, wie beispielsweise einen Fernsehgerät mit einem Plasma-Display.

Bei Geräten dieser Art ist es bekannt, eine Begrenzung der Luminanz vorzusehen, da einerseits weiße Flächen bzw. weiße Gegenstände des Bildes bei Bedarf sehr hell dargestellt werden sollen, andererseits der Bildschirm und die zugehörige Spannungsversorgung nicht überlastet werden sollen. Aus der Vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 198 18 387 ist beispielsweise eine Anordnung zur Regelung der Luminanz bekannt, die eine schnelle Regelung enthält, um die Spannungsversorgung nicht zu überlasten, und eine langsame Regelung, die den thermischen Schutz des Bildschirmes dient.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserte Anordnung bzw. ein Verfahren zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät anzugeben, die einen hohen Kontrast und Helligkeit des Bildes ermöglicht, ohne irgendwelche Komponenten des Bildwiedergabegerätes zu überlasten.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 8 angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Anordnung zur Regelung der Luminanz nach der Erfindung unterteilt das darzustellende Bild eines Bildwiedergabegerätes in Blöcke, berechnet für diese Blöcke jeweils eine gemittelte Lichtleistung und nutzt diese Werte zur Gesamt-Luminanzregelung. Das dargestellte Bild wird Vorzugsweise in rechteckige Blöcke unterteilt. Die zugrundeliegende Idee hierbei ist, daß weiße Flächen in Fernsehsendungen häufig nur lokale, nicht bewegende Bereiche, oft rechteckige Flächen, eines dargestellten Bildes betreffen, so daß eine Luminanzregelung sinnvollerweise von rechteckigen Blöcken eines Bildes ausgeht, also nicht von einer zeilenartigen Überwachung oder der Überwachung eines Vollbildes. Wird in einem dieser Blöcke eine maximale Lichtleistung überschritten, so wird durch die Anordnung die Luminanz für das gesamte Bild heruntergeregelt. Die Lichtleistung, die zur Erwärmung des Displays führt, kann über das Produkt "Luminanz mal Zeit" bestimmt werden.

Ein Block umfaßt hierbei in vertikaler Richtung mehrere Bildzeilen, aber horizontal nicht die komplette Zeile. Das dargestellte Bild wird vorzugsweise in rechteckige oder auch quadratische Blöcke unterteilt, die sich an horizontalen Bildzeilen bzw. vertikalen Linien orientieren.

Bei einem Plasma-Display kann beispielsweise die Luminanz über einen Bereich von einer bis mehreren Sekunden gemittelt werden, so daß dieses Display durch weiße Flächen thermisch nicht überlastet wird. Durch diese Regelung kann eine größere Bildhelligkeit erreicht werden, da lokale Überlastungen des Displays gezielt erkannt werden.

Die Erfindung betrifft im wesentlichen Fernsehgeräte, ist aber auch für Bildwiedergabegeräte des Computer-Bereichs oder anderer Grafik-Bereiche anwendbar.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein in rechteckige Blöcke unterteilter Bildschirm,

Fig. 2 eine Anordnung zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät.

In der Fig. 1 ist ein dargestelltes Bild 9 bzw. der das Bild generierende Bildschirm eines Bildwiedergabegerätes, beispielsweise ein Plasma-Display, in 4 × 5 Blöcke 10 unterteilt. Für diese Blöcke 10 wird jeweils die Luminanz überwacht, so daß lokale Bereiche des Bildschirms thermisch nicht überlastet werden. Dieser kann hierdurch ohne Gefahr mit einer höheren Bildhelligkeit betrieben werden, wodurch der Kontrast des dargestellten Bildes erhöht wird. Diese Luminanzregelung nutzt die Darstellungsmöglichkeiten eines Bildschirms wesentlich besser aus als eine Regelung, die von einer oder mehreren Bildzeilen oder von einem Vollbild ausgeht.

Das dargestellte Bild wird vorzugsweise in rechteckige oder auch quadratische Blöcke unterteilt, die sich an horizontalen Bildzeilen bzw. vertikalen Linien orientieren. Ein Block umfaßt hierbei vertikal mehrere Bildzeilen, aber horizontal nicht die komplette Zeile. Die Berechnung der Luminanz der einzelnen Blöcke kann sowohl analog als auch digital erfolgen.

In der Fig. 2 ist eine Anordnung 5-8 zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät, in diesem Ausführungsbeispiel ein Plasma-Fernsehgerät, mit einem Videoprozessor und einem Bildschirm 3 dargestellt. In dem Videoprozessor wird das darzustellende Signal in die RGB- Signale, entsprechend den Farben Rot, Grün und Blau, dekodiert, durch die das darzustellende Farbbild aufgebaut wird. In einem Bildspeicher 1 des Videoprozessors werden diese Signale pro Bild oder pro Halbbild zwischengespeichert und anschließend in einem Bildcodierer 2 für ein Plasma- Display 3 aufbereitet. Die für das Display 3 benötigte. Spannungsversorgung sowie weitere Komponenten werden als bekannt vorausgesetzt.

Die Anordnung 5-8 zur Regelung der Luminanz geht nun von dem Bildspeicher 1 aus und unterteilt die Bildsignale in einer ersten Berechnungseinheit 5 in n × m Blöcke, beispielsweise 4 × 5 Blöcke. Für diese Blöcke wird in einer nachfolgenden zweiten Berechnungseinheit 6 jeweils die Lichtleistung berechnet und anschließend in einem Bildleistungsüberwacher 8 zeitlich gemittelt mit einer Zeitkonstante von etwa einer bis mehreren Sekunden. Die Zeitkonstante ist abgestimmt auf das verwendete Display, so daß lokale Bereiche dieses Displays thermisch nicht überlastet werden.

Dieser blockweisen Luminanzüberwachung mit den Einheiten 5 und 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel noch eine Luminanzüberwachung 4 parallel geschaltet, die die Luminanz für ein Bild oder ein Halbbild berechnet und von dem Bildleistungsüberwacher 8 für eine schnelle Luminanzregelung mit einer Regelkonstante im Millisekundenbereich verwendet wird. Die schnelle Luminanzregelung ist auf die verwendete Spannungsversorgung abgestimmt, so daß diese nicht überlastet wird.

Dem Bildleistungsüberwacher 8 ist eine Leistungsbegrenzung und Helligkeitskontrolle 7 nachgeschaltet, die das Display 3 ansteuert. Durch die blockweise Lichtleistungserfassung wird die Luminanz für das gesamte Bild geregelt. Die Luminanzregelung betrifft insbesondere weiße Flächen, die hierdurch kurzfristig mit einem sehr hellen Weiß, dem sogenannten Spitzenweiß, dargestellt werden können. Die Breite eines Blockes 10 wird gewählt abhängig von der thermischen Verteilung im Display 3. Die Luminanzregelung kann insbesondere auch die Luminanz von Nachbarblöcken in die Regelung mit einbeziehen, da benachbarte Blöcke sich gegenseitig beeinflussen und ein Block mit einer hohen Lichtleistung keinen Wärmeabfluß in einen Nachbarblock hat, wenn dieser ebenfalls eine hohe Lichtleistung aufweist.

Da die Luminanz über ein gesamtes Bild gemittelt erheblich niedriger ist als die einer weißen Fläche, können durch die Luminanzregelung hierdurch entsprechende Bereiche eines Bildes mit einem sehr hellen Weiß kurzzeitig wiedergegeben werden, was zu einem besseren Kontrast des Bildes führt. Wird der maximal zulässige Wert der Lichtleistung für einen Block 10 überschritten, so wird die Luminanz langsam heruntergeregelt.

Claims (8)

1. Anordnung zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät mit einem Videoprozessor und einem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (5-8) das darzustellende Bild (9) in Blöcke (10) unterteilt, für diese jeweils eine gemittelte Licht­ leistung berechnet, und diesen Wert nutzt zur Luminanzregelung.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block (10) in vertikaler Richtung mehrere Bildzeilen umfaßt und in horizontaler Richtung kürzer als eine Bildzeile ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das darzustellende Bild (9) in rechteckige Blöcke (10), vorzugsweise in mehr als acht Blöcke, unterteilt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelung über die Lichtleistung über einen Bereich von einer bis mehreren Sekunden erfolgt.

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleistung pro Block (10) auf einen maximalen Wert begrenzt ist zur thermischen Überwachung des Bildschirms (3), und daß die Anordnung (5-8) bei Überschreitung dieses maximalen Wertes die Lichtleistung für das gesamte Bild (9) regelt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß weiße Flächen mit hoher Bildleistung dargestellt werden, und daß die Anordnung (5-8) die Bildleistung des Bildschirms (3) erst dann begrenzt, wenn der maximale Wert der Lichtleistung für einen Block überschritten wird.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (5-8) zur Regelung der Luminanz die Lichtleistung von benachbarten Blöcken (10) in die Regelung mit einbezieht

8. Verfahren zur Regelung der Luminanz für ein Bildwiedergabegerät mit einem Videoprozessor und einem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß das darzustellende Bild (9) von einer Anordnung (5-8) in Blöcke (10) unterteilt wird, für diese jeweils eine gemittelte Lichtleistung berechnet wird, und dieser Wert zur langsamen Luminanzregelung genutzt wird.