JP4611609B2 - 発光体表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、画像のドットを表示するために蛍光体を用いる表示装置に関する。本発明は、特に、高い走査周波数を用いるプラズマ表示パネル及びブラウン管に適用される表示装置に関連する。
【０００２】
（背景技術）
プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）及びブラウン管（ＣＲＴ）の前面は、紫外線放射または電子線放射のどちらかを可視光放射に変換する蛍光材料からなる層より構成される。蛍光材料は一般に蛍光体と呼ばれる。
【０００３】
単色画面対しては、同一の蛍光体がＣＲＴまたはＰＤＰの前面全体に渡って用いられる。他方、カラー画面に対しては、色を合成するために、異なる色を有する３種類の蛍光体が一般に用いられる。特定な応用のために、２種類、または４種類以上の蛍光体を用いた画面を形成することも可能である。
【０００４】
異なる色の蛍光体を使用すると、蛍光体を生成する材料固有の特性に起因する動作上の不一致が現れることがある。この動作上の不一致の中には、励起に対する時間応答が各々の種類の蛍光体に特有であることがある。
【０００５】
ＣＲＴに関しては、例えばテレビタイプの低解像度画面においては、この欠点は一般的に認識されない。しかしながら、高いリフレッシュ周波数（例えば、＞１２０Ｈｚ）を用いる超高解像度画面（例えば、１６００ｘ１２００画素）においては、わずかにこの欠点を認識することができる。
【０００６】
ＰＤＰに関しては、この不一致は非常に大きい。図１は、ＰＤＰで一般に用いられる蛍光体の反応時間を示す図である。図１Ａは、紫外線放射を発生する（図示しない）ために、放電がパネル内に送られる間の励起時間を示す。紫外線放射は、このとき、蛍光体により可視光に変換される。図１Ｂは、例えばユーロピウムがドープされたバリウムマグネシウムアルミネート（barium magnesium aluminate）よりなる青色蛍光体についての光のレンディション（rendition）を示す。図１Ｃは、例えば三価のユーロピウムがドープされたイットリウムボレート（yttrium borate）よりなる赤色蛍光体についての光のレンディションを示す。図１Ｄは、例えばマンガンがドープされたバリウムアルミネート（barium aluminate）よりなる緑色蛍光体についての光のレンディションを示す。
【０００７】
図１Ｂ〜１Ｄは異なる縦軸のスケールを有し、各々の曲線における最大値が一致するように描かれている。実際には、青色の最大値は赤色の最大値の約４．３倍であり、また緑色の最大値の約５．５倍である。しかしながら、光エネルギー効率は、各々の色について略同じである。これらのタイムダイアグラムは色毎にエネルギー分布を表示することを可能にしている。一例として、所定の励起に対して、放射光が最大放射の値の１０％未満に小さくなる持続時間を示している。したがって、青色は、励起終了後１ｍｓ未満で実質的に消えてしまうが、一方、赤色及び緑色は尚もそれらの最大レベルに近いところにあり、赤色及び緑色の励起はそれぞれ、１１ｍｓ及び１３ｍｓである。
【０００８】
図１Ｅは、一方で同一の光強度のスケールを用いて３色の光のレンディションを示し、他方で人間の肉眼で見たときの画素に相当する３つの光のレンディションの和を示している。もし、３つの光のレンディションの和に相当する色を観察することができるとすれば、画素は、最初は青色を呈し、続いて、青色から白色（または、強度によっては灰色）に変化し、その次に、白色から黄色（実質的に同一強度の緑色及び赤色の組み合わせ）に変化し、最終的に、黄色から緑色に変化し、色が消え去ることになる。ＰＤＰにおいては、画面のリフレッシュ周波数の周期により放電が繰り返される。
【０００９】
静止画像の場合は、人間の肉眼の残像性は、この欠点を遮蔽する、色の変遷に関するローパスタイプのフィルタリングの役割を果たす。したがって、黒い背景において動く白い物体は、例えば、青色の前縁と黄色の後縁を呈する（この例においては、人間の肉眼では緑色は認識できない）。
【００１０】
この種の問題を克服するための周知の解決方法は、類似する特性を有する３種類の発光体を用いることができるような新規な発光体を発見することである。
【００１１】
（発明の概要）
本発明は、画像処理によりこの表示の欠点を補正することを目的とする。色残像の影響を低減するために、対象とする赤色、緑色或いは青色に応じて、画像表示を遅延する、または先行するものである。
【００１２】
したがって、本発明は、少なくとも２種類の発光体より構成される発光体装置におけるビデオの連続画像を表示するための方法を提供する。この方法においては、２つの連続画像間の少なくとも１つの中間画像を計算し、次いで、２つの連続画像のうちの１つを少なくとも１種類の発光体に関して表示し、中間画像を少なくとも１つの他の発光体に関して表示する。
【００１３】
得られた改善を最適化するために、中間画像を運動補正により計算する。
【００１４】
好適には、２つの連続画像は現画像と前画像であり、中間画像は、発光体の種類の関数として所定時間だけ現画像から遅延された画像に相当する。
【００１５】
修正変換を最適化するために、少なくとも２種類の発光体の光放射の平均重心に相当する瞬間の間の差を把握することによりその所定時間を計算する。
【００１６】
本発明はまた、少なくとも２種類の発光体より構成される、ビデオの連続画像を表示するための装置を提供し、前記装置は、２つの連続画像の間に配置される少なくとも１つの中間画像を計算するための手段と、発光体の種類のうち１つに関する中間画像と他の種類の発光体の連続画像の１つとを表示のための手段より構成される。
【００１７】
以下の添付図を参照して詳述する内容により、本発明の上記特徴はさらに理解され、他の特有な特徴及び優位点が明確になるであろう。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
複数種類の発光体の間の不一致に注意を払った後、先ず、考えられる解決方法を研究することは適切である。前記欠点をできる限り低減するために、３種類の発光体について光放射をオフセットすることが好適である。残念ながら、他のハードウェアは、各々の種類の発光体に一致させることに関するスイッチングによる分離を可能にする制限を設けていない。ＣＲＴについては、各々の色に対応する３つの電子ビームは同時に制御される。ＰＤＰに関しては、セルは列毎にアドレス指定され、各列は３種類の発光層を有している。
【００１９】
本発明によれば、表示される情報はオフセットされる。上記のように、青色発光体の持続時間は赤色または緑色発光体のそれに比べて非常に短く、赤色発光体の持続時間は緑色発光体のそれに比べてより短い。したがって、青色と赤色に関して、図２における画像Ｉに示すように、現画像の代わりに中間画像が表示されるであろう。したがって、画像Ｉを表示する間に、表示される視覚的情報は、緑色については画像Ｉが、そして青色と赤色については２つの中間画像が対応する。
【００２０】
種々の技術を利用して中間画像を計算することが可能である。当業者は、５０／６０Ｈｚまたは５０／１００Ｈｚの画像周波数変化を生じさせるために用いられる画像のコンピュータ処理法に関連する出版物を参照することが可能である。
【００２１】
好適には、特に動いている物体に関して、中間画像はその瞬間に表示されなければならない画像にできるだけ近いものであることが要求される。最も可能な画像をコンピュータ処理するために、運動補正により中間画像を計算することが好適である。
【００２２】
既知の技術にしたがって運動補正を行う。図３に示すように、ベクトル１が各画素（３色よりなる）に対応するように、運動ベクトル１は画像Ｉ及びＩ−１から計算される。画素３及び４と、計算された中間画像の画素を貫く外挿ベクトル２により方向付けられる画像Ｉ及びＩ−１との重み付けされた値と関連付けて各画素の値を決定することにより中間画素を計算する。
これは、次の式にまとめられる。
中間画素＝（（画素３）ｘ（Ｔｔ−Ｔｒｉ）＋（画素４）ｘＴｒｉ）／Ｔｔ
ここで、Ｔｔは２つの画像に分離する時間であり、Ｔｒｉは中間画像から現画像を分離する時間である。
【００２３】
外挿ベクトル２は、例えば、最も近いベクトル１に対応する平均ベクトルである。外挿ベクトル２が画像Ｉのいくつかの画素間に位置するとき、中間画像に相当する画素は最も近い画素の平均に相当する。
【００２４】
もちろん、運動補正に用いられる多くの他の画像外挿技術を利用することもできる。
【００２５】
補正は実際に効果をもたらすことができるように、中間画像から画像Ｉを分離する時間Ｔｒｉは修正を提供するには十分長いが、表示の欠点を反転させるのに長過ぎるという訳ではない。理想的な時間Ｔｒｉを正確に決定することはきわめて難しそうである。
【００２６】
効果的な結果を与える簡単な計算方法は、その操作環境における各種発光体についての光放射の平均重心に一致する瞬間を計算することである。時間Ｔｒｉは、最も遅い発光体の重心に一致する瞬間と中間画像に関連する発光体の重心に一致する瞬間との間の差に相当する。一例として、上記の発光体においては、Ｔｒ１＝４ｍｓ及びＴｒ２＝０．５ｍｓが与えられる。
【００２７】
表現“光放射の重心”は、光エネルギーの半分の放射に一致する発光体励起後の瞬間を意味するものと理解されるべきである。表現“平均重心”は種々の励起状態に一致する重心の平均を意味するものと理解されるべきである。実際には、重心は時間と励起強度との関数として変化する。重心の平均は、例えば、極端な動作条件の場合から求めることができる。
【００２８】
図４は、本発明を実施するプラズマ表示パネルの例証的な実施形態を示す。
【００２９】
この図に示すように、ＰＤＰは、例えば、複合ビデオ信号から外挿されるＹＵＶ型（輝度＋２クロミナンス成分）信号を受け取る。運動推定器１０はＹＵＶ型信号を受け取り、その受け取った信号と前保存画像とからコンピュータ処理された運動ベクトルを供給する。フォーマット変換回路１１は、カラー画像を得るために、ＹＵＶ型信号を重ね合わされる赤色、緑色及び青色画像のそれぞれに対応する３つのＲ、Ｇ、Ｂ型の画像信号に変換する。３つの区別可能な信号が示されているが、実際には、これら３つの画像信号のルート指定をするために平列バスまたは直列バスを用いることも可能である。
【００３０】
第１画像計算回路１２は、一方で青色画像信号を受け取り、他方で運動ベクトルを受け取る。第１画像計算回路１２は、例えば、上記したように、または運動補正を伴う他の画像計算アルゴリズムにしたがって動作する。計算回路により伝達される信号Ｂ′は、青色についての現画像に関する時間Ｔｒ１に先立つ中間画像に相当する。
【００３１】
第２画像計算回路１３は、一方で赤色画像信号を受け取り、他方で運動ベクトルを受け取る。第２画像計算回路１３は、第１画像計算回路１２と同様の型の回路であるが、中間画像については時間Ｔｒ２を用いる。計算回路により提供される信号Ｒ′は赤色についての中間画像に相当する。
【００３２】
画像メモリ１４は、中間画像を計算している間に、緑色の信号を受け取って保存する。メモリ１４及び計算回路１２、１３は、実際には、バスに接続され、Ｒ、Ｇ及びＢ信号を受け取る、またはＲ′、Ｇ及びＢ′信号を伝達する。
【００３３】
副走査符号化回路１５は、画像メモリ１４から発生するＧ信号と、画像コンピュータ処理回路１２及び１３から発生するＢ′及びＲ′信号と、同期回路１６から発生する同期信号とを受け取る。符号化回路１５は、列ドライバ１７に一連の制御ビットを伝達し、プラズマスクリーン１８（また、プラズマパネルのタイルと呼ばれる）の列のアドレス指定を実行する。行ドライバ１９は行または一群の行による選択を可能にする。同期回路１６は、符号化回路１５と、列ドライバ１７と、行ドライバ１９とに同期信号を送り、スクリーン１８の正確なアドレス指定を確保する。当業者は従来技術の種々の文献を参考にして、回路及びドライバ１５〜１９を製造することができるであろう。
【００３４】
この実施形態は種々の変形に対応することが可能である。一例として、図５に簡略化された変形例を示す。当業者は、選択された例において、緑色発光体と赤色発光体の間の動作の不一致について人間の肉眼で認識できないことに気が付くであろう。この特定な例の場合、赤色に対してなされる修正は何ら眼に見える効果をもたらさない。そこで、第２画像計算回路１３を画像メモリ２０で置き換えることが可能である。これにより簡略化することが可能になり、したがって、より安価な回路を得ることが可能になる。しかしながら、すべての発光体の間の動作の不一致が大きい場合は、そのような簡略化は行うことができない。
【００３５】
マイクロプロセッサと単一メモリを用いる回路アセンブリを利用して、フォーマットの変換、中間画像の計算、及び修正されない画像の保存を行うことも可能である。示されたアーキテクチャは、それ故、プログラミングにより作製されるであろう。
【００３６】
上記したように、本発明はＣＲＴ装置に対しても用いることが可能である。この場合、ＣＲＴの３つの電子銃はシェーピング回路（shaping circuit）を経由してＲ′、Ｇ及びＢ′信号を受け取る。
【００３７】
開示した実施形態において、中間画像は現画像と前画像との間に位置している。中間画像を現画像と次画像との間に配置することも可能である。この場合、現画像は最も速い発光体に対応し、最も改良された中間画像は最も遅い発光体に対応する。しかしながら、そのような変形は、表示される画像の流れ（image stream）を遅延させることが必要であり、これは、より大きな画像メモリを必要とすることを意味する。
【００３８】
上記の異なる種々の説明にしたがって更に適合させるための備えをすることが可能である。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光体の応答時間を示す図である。
【図２】 本発明の実施形態にしたがって計算された中間画像の原理を表す図である。
【図３】 本発明の実施形態にしたがって計算された中間画像の原理を表す図である。
【図４】 本発明にしたがった発光体表示装置の好適な実施形態を示す図である。
【図５】 本発明にしたがった発光体表示装置の好適な実施形態の変形例を示す図である。

Claims (10)

1. 少なくとも２種類の発光体より構成される発光体装置に順次ビデオ画像を表示するための方法であって：
   ２つの連続画像（画像Ｉ、画像Ｉ−１）の間の少なくとも１つの中間画像が計算される段階；
   前記２つの連続画像のうち１つ（画像Ｉ）は少なくとも１種類の発光体に表示される段階；そして
   前記中間画像は少なくとも１つの他の種類の発光体に同時に表示される段階；
   より構成されることを特徴とする方法。
2. 前記中間画像は運動補正により計算される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記２つの連続画像は現画像と前画像であり、前記中間画像は、発光体の種類の関数として所定の時間だけ現画像から遅延された画像に一致する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記所定の時間は、少なくとも２種類の発光体の光放射の平均重心に一致する瞬間の間の差を得ることにより計算される、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. ３種類の発光体が用いられ、中間画像は少なくとも１種類の発光体に関して表示される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の方法。
6. 少なくとも２種類の発光体より構成されるビデオシーケンスを表示する装置であって：
   ２つの連続画像の間に置かれる少なくとも１つの中間画像を計算するための手段と；
   前記少なくとも２種類の発光体のうち１つに中間画像を、及び他の種類の発光体に連続画像のうち１つを、表示するための手段と；
   より構成される、ことを特徴とする装置。
7. 前記中間画像への運動を外挿することができる運動推定器より構成される、ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. ３種類の発光体より構成され、中間画像が少なくとも１種類の発光体に表示される、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記計算手段は、前記中間画像を表示するために用いられる種類の発光体に一致する色成分のみに関して中間画像を計算する、ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記装置はプラズマ表示パネルである、ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか1項に記載の装置。

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