WO1998053442A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontrasteinstellung bei unterrahmengesteuerten bildanzeigen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kontrasteinstellung bei unterrahmengesteuerten bildanzeigen Download PDF

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WO1998053442A1
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Matthias KÖCHEL
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for adjusting the contrast in pulse-width-controlled image displays
  • an image is divided into several part-time intervals, during which a predetermined number of voltage pulses for display control is generated depending on the desired brightness value.
  • the inertia of the human eye then no longer appears as individual image changes, but a gray value arises, which differs from that
  • the number of voltage pulses generated depends on the number of voltage pulses that can be generated in the part-time intervals, then many gray levels can be displayed with just a few part-time intervals.
  • a 5 binary weighting (1, 2,4,8) two levels of gray levels can be displayed exponentially with the number of part-time intervals
  • the number of part-time intervals is limited due to technological constraints.
  • the electrical architecture of such a display device generally looks such that an analog input signal is converted into a digital signal by means of a converter, and then voltage pulses are generated or not generated by an assignment in the individual part-time intervals.
  • this assignment is such that the longest field is assigned to the digitally highest weighted bit, the second longest to the second highest weighted, etc.
  • a television receiver has a contrast setting option as standard. If, for example, the contrast is reduced by a factor of two, the input variable for the above-mentioned A / D converter is also reduced by a factor of two and only half of the originally available gray levels can be displayed.
  • An image display in the form of a plasma display is known from the magazine Funkschau, 1996, number 19, pages 38-41.
  • phosphor is used as the illuminant, which is excited to glow by a gas discharge, that is to say plasma.
  • Plasma is created by adding energy to gas.
  • the plasma displays take advantage of the fact that plasma emits high-frequency light in the ultraviolet range, which in turn makes special phosphor glow.
  • a separate cell is required for each color, which can be separately energized.
  • the cells are filled with noble gas, a mixture of neon, xenon and helium. This mixture can be switched back and forth between the gaseous and plasma state without any problems and without changes.
  • the level of the voltage per pixel which otherwise defines the brightness, must be converted into a time value, ie into a pulse width controlled signal. If this voltage is only briefly present, the phosphor lights up weakly, the maximum possible brightness is achieved with the maximum duration of the current surge.
  • a plasma display is known from the magazine Radio lavishen Elektronik RFE, volume 2, 1997, pages 18-20, which consists of two glass plates with electrodes arranged in a matrix, between which there is a noble gas mixture. If the voltage at a crossing point exceeds it
  • the electrodes have a certain value, the ignition voltage, the gas is ionized there and - put simply - the so-called plasma is created.
  • This plasma emits UV light, which in turn stimulates phosphors that emit red, green and blue.
  • Each crossing point of the electrodes corresponds to one pixel.
  • the pixels are separated from one another by approximately 100 ⁇ m high barriers. These barriers are also the spacers for the two glass plates. All electrodes are connected to control ICs via foil contacts, which are located on a circuit board on the back of the plasma display.
  • a pixel can only be in a glowing or dark state. Pulse width modulation is therefore used to generate the required intermediate or gray levels.
  • the duration in which the pixel is in the luminous state is the measure of the brightness perceived by the eye. Due to the matrix structure of the screen, the pixels cannot be switched on and off individually at any time, but only line by line. Therefore, a special procedure, the so-called "subfield addressing", was developed.
  • Each part-time interval is divided into two phases.
  • the first addressing phase the pixels with the electrodes perpendicular to each other are first placed in a defined starting situation A short addressing pulse is applied and, depending on whether the ignition voltage is exceeded or not, the pixel is placed in a biased or neutral state. This state is stored in the pixel in the form of a small surface charge, which is attached to a surface above the electrodes Insulation layer stops So all lines of the display are addressed one after the other.
  • the duration of this phase is calculated from the duration of the addressing pulse and the number of lines and is in the millisecond range.
  • the lighting phase follows.A parallel voltage is applied to all pixels at the same time via the Y electrodes pulsed this
  • sustain voltage implicit or sustain voltage voltage pulses are also referred to as sustain voltage implicit or sustain voltage.
  • the value of this voltage is so high that all previously biased pixels are illuminated, while all neutral pixels remain dark.
  • the polarity of the sustain voltage is inverted, which explains itself also the name "AC-Plasma"
  • the duration of the lighting phase depends on the number of sustainer impulses, which results from the weighting of the partial image, and can be a few microseconds to milliseconds. Afterwards all pixels are reset to the neutral state with a Loschimpuls , and the next subfield can join
  • the pulse width controlled signal is often provided in the form of a number of voltage pulses depending on the desired duration of the current surge. Due to the matrix structure of the screen, the pixels cannot be switched on and off individually at any time, but only line by line at predetermined part-time intervals, as already mentioned above There is preferably a line-jump-free reproduction, a time interval of, for example, 20 msec being available for a full image
  • the object of the invention is to show a way in which a change in contrast can take place in pulse-width-controlled image displays without a noticeable reduction in the number of gray levels
  • This object is achieved by a method having the features specified in claim 1 or a device having the features specified in claim 4.
  • Image change frequencies 50Hz or 60Hz
  • These means for adapting the number of pulses, which are present anyway, can advantageously be used for adjusting the contrast
  • Fig. 1 is a block diagram of a device for explaining a known
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device for explaining the method according to the invention for adjusting contrast in pulse-width-controlled image displays
  • FIG. 3 shows a block diagram of a second exemplary embodiment of the invention and 4 shows a block diagram of a third exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for explaining a known method for contrast adjustment in pulse-width-controlled image displays.
  • An analog image signal is fed to the input terminal 1 of the device shown.
  • This is fed to a contrast control circuit 2 having a variable resistance network 2b
  • the output signal of the contrast control circuit 2 is converted into a digital signal in an analog-digital converter 3. From this digital signal, a number of voltage pulses which are dependent on the digital signal value are generated in a circuit 4 and are used as control signals for a plasma display at an output connection 5 Will be provided
  • each full image which has a duration of 20 ms, for example.
  • the display is actuated with voltage pulses in one or more of these eight part-time intervals.
  • the sluggishness of the human eye appears then no longer the individual partial images, but a gray value arises, which depends on in which of the part-time intervals voltage pulses are generated and in which not. If the number of voltage pulses is binary-weighted, 2 8 gray levels can be displayed if eight part-time intervals are present
  • the number of voltage pulses in the first partial time interval is for example 10, the number of voltage pulses in the second partial time interval 20, the number of voltage pulses in the third partial time interval 40, etc.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device for explaining the method according to the invention for adjusting the contrast in pulse-width-controlled displays, in which there is no such reduction in the representable gray levels.
  • An analog image signal is fed to the input terminal 1 of the device shown. This is converted into a digital signal in an analog-digital converter 3. From this digital signal a number of digital voltage pulses dependent on the digital signal value is generated in a circuit 4.
  • Eight part-time intervals are available in each frame that has a duration of 20 ms to generate these voltage pulses.
  • the number of voltage pulses that can be generated in each of these part-time intervals is, like in the known display control, binary-weighted, so that a total of 2 8 gray levels can also be represented here.
  • the brightness value shown depends on in which of the part-time intervals voltage pulses are generated and in which not. If, for example, voltage pulses are generated in all part-time intervals, the respectively addressed pixel is displayed in the greatest possible brightness.
  • Contrast is now set in that in response to actuation of the contrast setting element 7 by means of the
  • Contrast control circuit 6 which is a microcomputer, the number of voltage pulses that can be generated in each partial time interval is changed. For example, in a first contrast reduction stage, the voltage pulses that can be generated in the first partial time interval are reduced from 10 to 9, the voltage pulses that can be generated in the second partial time interval from 20 to 18, the voltage pulses that can be generated in the third partial time interval from 40 to 36, etc.
  • the voltage pulses that can be generated in the first part-time interval are reduced to 8, the voltage pulses that can be generated in the second part-time interval to 16, the voltage pulses that can be generated in the third part-time interval to 32, etc.
  • the entire working range of the analog-digital converter 3 is fully utilized despite the contrast reduction being carried out and there is no reduction in the number of gray levels that can be represented.
  • the control signal which according to the invention has a changed number of voltage pulses in the part-time intervals, is made available at the output connection 5 of the device shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a second exemplary embodiment for the invention.
  • contrast adjustment elements 2a and 7 are provided.
  • the contrast adjustment element 7 is used to roughly adjust the contrast, in which - as has already been described above in connection with FIG. 2 - the contrast control circuit 6 connected to the contrast adjustment element 7 changes the number of voltage pulses that can be generated in each partial time interval.
  • the contrast adjustment element 2a is used to fine-tune the contrast, to which - as has already been described above in connection with FIG. 1 - an analog contrast adjustment is carried out using a resistance element 2b.
  • the contrast setting range for the analog contrast setting is reduced in comparison to the analog contrast setting described in FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a third exemplary embodiment for the invention.
  • this embodiment there is also a rough adjustment and a fine adjustment of the contrast.
  • the only contrast adjustment element 7 is one
  • Control signal generating circuit 9 connected, which provides at its outputs control signals S1 and S2 for an arithmetic unit 8 and a contrast control circuit 6.
  • the fine adjustment of the contrast is carried out by means of the arithmetic unit 8 and the rough adjustment of the contrast is carried out by means of the contrast control circuit 6.
  • the control signal generation circuit 9 evaluates the duration of the actuation of the contrast adjustment element 7 and / or its angular adjustment and generates the control signals S1 and S2 mentioned for the arithmetic unit 8 and the contrast control circuit 6 in order to effect the desired change in contrast.
  • a control signal S1 is supplied to the arithmetic unit 8 for a minimal change in contrast, while no change in contrast is carried out in the contrast control circuit 6.
  • the contrast control circuit 6 operates as described above in connection with FIG. 2.
  • the arithmetic unit 8 is arranged between the analog-digital converter 3 and the circuit 4 for generating a number of voltage pulses which is dependent on the digital signal value.
  • the arithmetic unit 8 is supplied with digital signals from the output of the analog-digital converter 3, which are, for example, in a hexadecimal value range from 00 to FF. If no fine contrast adjustment is to be made by means of the arithmetic unit 8, then the arithmetic unit provides at its output the digital signals supplied to it with an unchanged range of values. On the other hand, an actuation of the
  • Contrast adjustment element 7 that a fine contrast adjustment is necessary, then the arithmetic unit 8 provides digital signals with a changed value range at its output.
  • the invention has been described above with the aid of a DC plasma display, in which a control by means of digital signals in particular Voltage pulses occur.
  • the invention can of course be used both for DC and for AC plasma displays, in which an alternating current can be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen, beispielsweise bei Plasma-Displays. Bei diesen Anzeigen wird das zu einer Bilddarstellung zur Verfügung stehende Zeitintervall in mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Teilzeitintervalle aufgeteilt und das einem Bildpunkt zugeordnete Helligkeitsignal durch Umwandlung eines analogen Helligkeitswertes in eine vorgegebene Anzahl Spannungsimpulse erzeugt, die während eines oder mehrerer der Teilzeitintervalle vorliegen. Bei einer Kontraständerung wird die vorgegebene Anzahl der in jedem der Teilzeitintervalle erzeugbaren Spannungsimpulse geändert.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTRASTEINSTELLUNG BEI UNTERRAHMENGESTEUERTEN BILDANZEIGEN
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen
Die meisten bekannten Anzeigevorrichtungen wie Bildrohren oder LCDs 5 weisen einen analogen Zusammenhang zwischen einer Eingangsgroße, z. B der Eingangsspannung, und der Ausgangsgroße, d h der Leuchtdichte auf der Displayoberseite auf Die Leuchtdichte kann daher einfach mittels einer Variation der Eingangsgroße mehr oder weniger stufenlos verändert werden
0 Neuere Typen von Anzeigevorrichtungen können einen digitalen Zusammenhang zwischen der Eingangsgroße und der Leuchtdichte aufweisen Sie können nur zwei Zustande - eingeschaltet und ausgeschaltet - einnehmen Um hier dennoch eine große Palette von Zwischengraustufen erzielen zu können, kann die Bilddarstellung durch ein digitales 5 Zeitmultiplexverfahren durchgeführt werden
Dazu wird ein Bild zeitlich in mehrere Teilzeitintervalle zerlegt, wahrend derer in Abhängigkeit vom jeweils gewünschten Helligkeitswert eine vorgegebene Anzahl von Spannungsimpulsen zur Displayansteuerung erzeugt wird Durch 0 die Trägheit des menschlichen Auges erscheinen dann nicht mehr einzelne Bildwechsel, sondern es entsteht ein Grauwert, der von der Anzahl der erzeugten Spannungsimpulse abhangt Ist die Anzahl der in den Teilzeitintervallen erzeugbaren Spannungsimpulse gewichtet, dann können mit wenigen Teilzeitintervallen viele Graustufen dargestellt werden Bei einer 5 binaren Gewichtung (1 ,2,4,8 ) können 2 potenziert mit der Anzahl der Teilzeitintervalle Graustufen dargestellt werden Um möglichst viele Graustufen darstellen zu können, ist es wünschenswert, möglichst viele Teilzeitintervalle zu verwenden. Allerdings ist auf Grund technologischer Randbedingungen die Anzahl der Teilzeitintervalle beschränkt.
Dies führt dazu, daß bei derartigen Displays die Anzahl der Graustufen beschränkt ist, was sich insbesondere in kritischen Bildpartien wie beispielsweise Gesichtern oder dunklen Bereichen negativ auswirkt.
Die elektrische Architektur eines derartigen Anzeigengerätes sieht im allgemeinen so aus, daß ein analoges Eingangssignal mittels eines Wandlers in ein digitales Signal umgesetzt wird, und dann durch eine Zuordnung in den einzelnen Teilzeitintervallen Spannungsimpulse erzeugt oder nicht erzeugt werden. Im Falle einer binären Gewichtung sieht diese Zuordnung so aus, daß dem digital höchstgewichteten Bit das längste Teilbild zugewiesen wird, dem zweithöchstgewichteten das zweitlängste, usw..
Ein Fernsehempfänger weist standardmäßig eine Kontrasteinstellmöglichkeit auf. Wird zum Beispiel der Kontrast um den Faktor zwei reduziert, dann ist die Eingangsgröße für den oben genannten A/D-Wandler ebenfalls um den Faktor zwei reduziert und es kann nur noch die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Graustufen dargestellt werden.
Die oben erwähnten Nachteile kommen dann noch deutlicher zum Ausdruck bzw. werden durch dynamische Effekte ( Durchwandern bei kontinuierlicher Kontraständerung) hervorgehoben.
Aus der Zeitschrift Funkschau, 1996, Heft 19, Seite 38-41 , ist eine Bildanzeige in Form eines Plasma-Displays bekannt. Bei einem derartigen Display wird als Leuchtmittel Phosphor verwendet, welches durch eine Gasentladung, also Plasma, zum Leuchten angeregt wird. Plasma entsteht, indem man Gas Energie zuführt. Bei den Plasma-Displays macht man sich den Umstand zunutze, daß Plasma hochfrequentes Licht im ultravioletten Bereich aussendet, was wiederum spezielles Phosphor zum Leuchten bringt. Dabei wird pro Bildpunkt des Displays für jede Farbe eine eigene Zelle benötigt, die separat unter Spannung gesetzt werden kann. Die Zellen sind mit Edelgas gefüllt, einer Mischung aus Neon, Xenon und Helium. Diese Mischung läßt sich problemlos und ohne Veränderungen zwischen gas- und plasmaförmigen Zustand hin- und herwandeln. Zur Erzeugung eines gewünschten Helligkeitswertes muß die Höhe der Spannung pro Bildpunkt, wodurch sonst die Helligkeit definiert ist, in einen Zeitwert, d. h. in ein impulsbreitengesteuertes Signal umgewandelt werden. Liegt diese Spannung nur ganz kurz an, leuchtet das Phosphor schwach auf, bei maximaler Dauer des Stromstoßes wird die größtmögliche Helligkeit erreicht.
Aus der Zeitschrift Radio Fernsehen Elektronik RFE, Heft 2, 1997, Seiten 18- 20 ist ein Plasmadispiay bekannt, das aus zwei Glasplatten mit matrixartig angeordneten Elektroden besteht, zwischen denen sich ein Edelgasgemisch befindet. Übersteigt die Spannung an einem Kreuzungspunkt dieser
Elektroden einen bestimmten Wert, der Zündspannung, so wird dort das Gas ionisiert, und - vereinfacht ausgedrückt - das sogenannte Plasma entsteht. Dieses Plasma sendet UV-Licht aus, welches wiederum Leuchtstoffe anregt, die Rot, Grün und Blau emittieren. Jeder Kreuzungspunkt der Elektroden entspricht einem Bildpunkt. Zur Vermeidung des Übersprechens des Plasmas und des UV-Lichts sind die Bildpunkte voneinander durch ca. 100 μm hohe Barrieren getrennt. Diese Barrieren sind gleichzeitig die Abstandshalter für die beiden Glasplatten. Alle Elektroden sind über Folienkontakte mit Ansteuerungs-IC's verbunden, die sich auf einer Leiterplatte auf der Rückseite des Plasmadisplays befinden.
Ein Bildpunkt kann sich nur in einem leuchtenden oder dunklen Zustand befinden. Zur Erzeugung der benötigten Zwischen- oder Graustufen wird daher eine Pulsbreitenmodulation benutzt. Die Dauer, in der sich der Bildpunkt im leuchtenden Zustand befindet, ist das Maß für die vom Auge empfundene Helligkeit. Aufgrund der Matrixstruktur des Bildschirms können die Bildpunkte allerdings nicht zu beliebigen Zeitpunkten einzeln ein- und ausgeschaltet werden, sondern nur zeilenweise. Daher wurde ein besonderes Verfahren, die sogenannte "Subfield-Adressierung", entwickelt. Hier wird die Dauer eines Fernsehbildes in eine Reihe von Teilbildern zerlegt, die nacheinander dargestellt werden und im folgenden auch als Teilzeitintervalle bezeichnet werden. Nimmt man zum Beispiel acht Teilbilder, deren zeitliche Dauer binär gewichtet ist, so können 2 hoch 8 = 256 Graustufen erzeugt werden.
Jedes Teilzeitintervall gliedert sich in zwei Phasen. In der ersten Adressierungsphase werden zunächst die Bildpunkte mit den senkrecht zueinander stehenden Elektroden in eine definierte Ausgangssituation gebracht Es wird ein kurzer Adressierungsimpuls angelegt und je nach dem, ob die Zündspannung überschritten ist oder nicht, wird der Bildpunkt in einen vorgespannten oder neutralen Zustand versetzt Dieser Zustand wird im Bildpunkt in Form einer geringen Oberflachenflachenladung gespeichert, die sich auf einer über den Elektroden angebrachten Isolationsschicht halt So werden alle Zeilen des Displays nacheinander adressiert Die Dauer dieser Phase errechnet sich aus der Dauer des Adressierungsimpulses und der Anzahl der Zeilen und liegt im Millisekundenbereich Danach schließt sich die Leuchtphase an Über die parallel verlaufenden Y-Elektroden wird an alle Bildpunkte gleichzeitig eine Spannung pulsartig angelegt Diese
Spannungsimpulse werden im folgenden auch als Sustainerspannungs- impluse oder als Sustainerspannung bezeichnet werden Der Wert dieser Spannung ist so hoch, daß alle vorher vorgespannten Bildpunkte ins Leuchten versetzt werden, wahrend alle neutralen Bildpunkte dunkel bleiben Nachdem Spannungspuls wird die Polarität der Sustainerspannung invertiert, daher erklart sich auch der Name "AC-Plasma" Die Dauer der Leuchtphase hangt von der Anzahl der Sustainerimpulse ab, die sich aus der Gewichtung des Teilbildes ergibt, und kann einige Mikro- bis Millisekunden betragen Danach werden alle Bildpunkte wieder mit einem Loschimpuls in den neutralen Zustand zurückversetzt, und das nächste Subfield kann sich anschließen
Das impulsbreitengesteuerte Signal wird oft in Form einer von der gewünschten Dauer des Stromstoßes abhangigen Anzahl von Spannungsimpulsen zur Verfugung gestellt Aufgrund der Matrixstruktur des Bildschirms können die Bildpunkte nicht zu beliebigen Zeiten einzeln ein- und ausgeschaltet werden, sondern nur zeilenweise zu vorgegebenen Teilzeitintervallen, wie bereits oben erläutert wurde Es erfolgt vorzugsweise eine zeiiensprungfreie Wiedergabe, wobei für ein Vollbild ein Zeitintervall von beispielsweise 20 msec zur Verfugung steht
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen eine Kontrastanderung ohne eine merkliche Reduzierung der Anzahl der Graustufen erfolgen kann Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw eine Vorrichtung mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelost Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß im Unterschied zum vorbekannten Verfahren bei einer Kontrastreduzierung keine (merkliche) Reduktion der Anzahl der darstellbaren Graustufen erfolgt, da trotz der vorgenommenen Kontrastreduzierung der gesamte Arbeitsbereich des Analog-Digital-Wandlers ausgenutzt werden kann
Der Aufwand zur Realisierung der Erfindung ist außerordentlich gering, da in vielen dieser impulsbreitengesteuerten Anzeigevorrichtungen ohnehin bereits Mittel zu einer Änderung der Anzahl der Impulse vorhanden sind, um eine Anpassung der Anzeigevorrichtung im Hinblick auf unterschiedliche
Bildwechselfrequenzen (50Hz oder 60Hz) oder um für eine vom jeweiligen Bildinhalt unabhängige gleichmäßige Leistungsaufnahme des Displays zu sorgen Diese ohnehin vorhandenen Mittel zur Anpassung der Anzahl der Impulse kann in vorteilhafter Weise zur Kontrasteinstellung mitverwendet werden
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung der Erfindung anhand der Figuren
Es zeigen
Fig 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erläuterung eines bekannten
Verfahrens zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten
Bildanzeigen,
Fig 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemaßen Verfahrens zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen,
Fig 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausfuhrungsbeispiels für die Erfindung und Fig 4 ein Blockschaltbild eines dritten Ausfuhrungsbeispiels für die Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erläuterung eines bekannten Verfahrens zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen Dem Eingangsanschluß 1 der gezeigten Vorrichtung wird ein analoges Bildsignal zugeführt Dieses wird einer ein veränderbares Widerstandsnetzwerk 2b aufweisenden Kontraststeuerschaltung 2 zugeführt Die Kontrasteinstellung erfolgt mittels eines Kontrasteinstellelementes 2a durch den Benutzer Das Ausgangssignal der Kontraststeuerschaltung 2 wird in einem Analog-Digital-Wandler 3 in ein digitales Signal umgesetzt Aus diesem digitalen Signal wird in einer Schaltung 4 eine vom digitalen Signalwert abhangige Anzahl Spannungsimpulse erzeugt, die als Ansteuersignale für ein Plasma-Display an einem Ausgangsanschluß 5 zur Verfugung gestellt werden
Für die Erzeugung dieser Spannungsimpuise stehen in jedem Vollbild, welches eine Dauer von beispielsweise 20 ms hat, beispielsweise acht Teilzeitintervalle zur Verfugung Je nach gewünschtem Hel gkeitswert erfolgt in einem oder mehreren dieser acht Teilzeitintervalle eine Ansteuerung des Displays mit Spannungsimpulsen Durch die Trägheit des menschlichen Auges erscheinen dann nicht mehr die einzelnen Teilbilder, sondern es entsteht ein Grauwert, der davon abhangig ist, in welchen der Teilzeitintervalle Spannungsimpulse erzeugt werden und in welchen nicht Ist die Anzahl der Spannungsimpulse binar gewichtet, so können bei Vorliegen von acht Teilzeitintervallen 28 Graustufen dargestellt werden
Die Anzahl der Spannungsimpulse im ersten Teiizeitintervall betragt beispielsweise 10, die Anzahl der Spannungsimpulse im zweiten Teiizeitintervall 20, die Anzahl der Spannungsimpulse im dritten Teiizeitintervall 40, usw
Wird bei der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung mittels des Kontrasteinstellelementes 2a eine Kontrastreduzierung um den Faktor 2 vorgenommen, dann ist die Eingangsgroße für den Analog-Digital-Wandler 3 ebenfalls um den Faktor 2 reduziert und es kann nur die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Graustufen dargestellt werden In der Figur 2 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Displays gezeigt, bei welchen keine derartige Reduzierung der darstellbaren Graustufen erfolgt.
Dem Eingangsanschluß 1 der gezeigten Vorrichtung wird ein analoges Bildsignal zugeführt. Dieses wird in einem Analog-Digital-Wandler 3 in ein digitales Signal umgesetzt. Aus diesem digitalen Signal wird in einer Schaltung 4 eine vom digitalen Signalwert abhängige Anzahl digitaler Spannungsimpulse erzeugt.
Für die Erzeugung dieser Spannungsimpulse stehen in jedem Vollbild, welches eine Dauer von 20 ms hat, acht Teilzeitintervalle zur Verfügung. Die in jedem dieser Teilzeitintervalle erzeugbare Anzahl von Spannungsimpulsen ist ebenso wie bei der bekannten Anzeigeansteuerung binär gewichtet, so daß auch hier insgesamt 28 Graustufen darstellbar sind. Der dargestellte Helligkeitswert ist davon abhängig, in welchen der Teilzeitintervallen jeweils Spannungsimpulse erzeugt werden und in welchen nicht. Werden beispielsweise in allen Teilzeitintervallen Spannungsimpulse erzeugt, dann wird der jeweils adressierte Bildpunkt in der größtmöglichen Helligkeit dargestellt.
Eine Kontrasteinstellung erfolgt nun dadurch, daß in Reaktion auf eine Betätigung des Kontrasteinstellelementes 7 mittels der
Kontraststeuerschaltung 6, bei der es sich um einen Mikrocomputer handelt, die Anzahl der in jedem Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse verändert wird. Beispielsweise erfolgt in einer ersten Kontrastreduktionsstufe eine Reduzierung der im ersten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse von 10 auf 9, der im zweiten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse von 20 auf 18, der im dritten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse von 40 auf 36, usw..
In einer zweiten Kontrastreduktionsstufe erfolgt eine Reduzierung der im ersten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse auf 8, der im zweiten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse auf 16, der im dritten Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse auf 32, usw.. Auf diese Weise wird trotz der vorgenommenen Kontrastreduzierung der gesamte Arbeitsbereich des Analog-Digital-Wandlers 3 voll ausgenutzt und es findet keine Reduktion der Anzahl der darstellbaren Graustufen statt.
Da in Plasma-Displays in vielen Fällen bereits Mittel für eine Anpassung der Anzahl der in jedem Teiizeitintervall erzeugbaren Anzahl von Spannungsimpulsen vorgesehen sind, um eine Anpassung des Displays an unterschiedliche Bildwechselfrequenzen, beispielsweise 50 Hz und 60 Hz, zu ermöglichen oder um eine vom jeweils vorliegenden Bildinhalt unabhängige Leistungsaufnahme des Displays zu erreichen, können diese ohnehin vorhandene Mittel in vorteilhafter Weise zu einer Einstellung des Kontrastes im vorstehend beschriebenen Sinne mitverwendet werden.
Das Ansteuersignal, welches gemäß der Erfindung eine veränderte Anzahl von Spannungsimpulsen in den Teilzeitintervallen aufweist, wird am Ausgangsanschluß 5 der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung zur Verfügung gestellt.
Die Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels für die Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Kontrasteinstellelemente 2a und 7 vorgesehen. Mittels des Kontrasteinstellelementes 7 erfolgt eine Grobeinstellung des Kontrastes, bei welcher - wie es bereits oben im Zusammenhang mit der Figur 2 beschrieben wurde - die mit dem Kontrasteinstellelement 7 verbundene Kontraststeuerschaltung 6 die Anzahl der in jedem Teiizeitintervall erzeugbaren Spannungsimpulse verändert. Mittels des Kontrasteinstellelementes 2a erfolgt eine Feineinstellung des Kontrastes, zu welcher - wie es bereits oben im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde - unter Verwendung eines Widerstandselementes 2b eine analoge Kontrasteinstellung erfolgt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontrasteinstellbereich für die analoge Kontrasteinstellung im Vergleich zu der in Figur 1 beschriebenen analogen Kontrasteinstellung reduziert. Die Vorteile dieses Ausführungsbeispiels bestehen insbesondere darin, daß fast der gesamte Arbeitsbereich des Analog-Digital-Wandlers 3 ausgenutzt werden kann, wobei darüber hinaus durch zusätzliche Verwendung der analogen Kontrasteinstellmittel eine Kontrastfeineinstellung möglich ist. Die Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels für die Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt ebenfalls eine Grobeinstellung und eine Feineinstellung des Kontrastes. Zu diesem Zweck ist das einzige Kontrasteinstellelement 7 mit einer
Steuersignalerzeugungsschaltung 9 verbunden, welche an ihren Ausgängen Steuersignale S1 und S2 für ein Rechenwerk 8 und eine Kontraststeuerschaltung 6 zur Verfügung stellt. Mittels des Rechenwerkes 8 erfolgt die Feineinstellung des Kontrastes und mittels der Kontraststeuerschaltung 6 die Grobeinstellung des Kontrastes.
Die Steuersignalerzeugungsschaltung 9 wertet die Dauer der Betätigung des Kontrasteinstellelementes 7 und/oder dessen Winkelverstellung aus und erzeugt daraus die genannten Steuersignale S1 und S2 für das Rechenwerk 8 und die Kontraststeuerschaltung 6, um die gewünschte Kontraständerung zu bewirken.
Beispielsweise wird zu einer minimalen Kontraständerung lediglich dem Rechenwerk 8 ein Steuersignal S1 zugeführt, während in der Kontraststeuerschaltung 6 keine Kontraständerung vorgenommen wird.
Die Kontraststeuerschaltung 6 arbeitet so, wie es oben im Zusammenhang mit der Figur 2 beschrieben wurde. Das Rechenwerk 8 ist zwischen dem Analog-Digital-Wandler 3 und der Schaltung 4 zur Erzeugung einer vom digitalen Signalwert abhängigen Anzahl der Spannungsimpulse angeordnet. Dem Rechenwerk 8 werden vom Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 3 digitale Signale zugeführt, die beispielsweise in einem hexadezimalen Wertebereich von 00 bis FF liegen. Soll mittels des Rechenwerkes 8 keine feine Kontrasteinstellung erfolgen, dann stellt das Rechenwerk an seinem Ausgang die ihm zugeführten digitalen Signale mit unverändertem Wertebereich zur Verfügung. Ergibt hingegen eine Betätigung des
Kontrasteintellelementes 7, daß eine Kontrastfeineinstellung notwendig ist, dann stellt das Rechenwerk 8 an seinem Ausgang digitale Signale mit einem veränderten Wertebereich zur Verfügung.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines DC-Plasmadisplays beschrieben, bei welchem eine Ansteuerung mittels insbesondere digtaler Spannungsimpulse erfolgt. Die Erfindung kann selbstverständlich sowohl für DC als auch bei AC-Plasmadisplays verwendet werden, bei welchen eine Ansteuerung mit Wechselstrom erfolgen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen, bei welchem das zu einer Bilddarstellung zur Verfügung stehende Zeitintervall in mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Teilzeitintervalle aufgeteilt und das einem Bildpunkt zugeordnete Helligkeitssignal durch Umwandlung eines analogen Helligkeitswertes in eine vorgegebene Anzahl von Spannungsimpulsen erzeugt wird, die während eines oder mehrerer der Teilzeitintervalle vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Kontraständerung die vorgegebene Anzahl der in jedem der Teilzeitintervalle erzeugbaren Spannungsimpulse geändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet. daß die vorgegebene Anzahl der in jedem der Teilzeitintervalle erzeugbaren Spannungsimpulse unterschiedlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Anzahl der Spannungsimpulse in jedem der Teilzeitintervalle ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Spannungsimpulse im kürzesten der Teilzeitintervalle ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Anprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontraständerung zusätzlich das analoge Helligkeitssignal über ein mit einem Kontrasteinstellelement verbundenes analoges Netzwerk, insbesondere ein Widerstandsnetzwerk geführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Anprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet. daß zur Kontraständerung zusätzlich das analog-digital-gewandelte Helligkeitssignal über ein zur Veränderung des Wertebereiches des analog- digital-gewandelten Helligkeitssignals vorgesehenes Rechenwerk geführt wird.
6. Vorrichtung zur Kontrasteinstellung bei impulsbreitengesteuerten Bildanzeigen, mit
- einem Eingangsanschluß (1) für ein analoges Bildsignal,
- einem Analog-Digital-Wandler (3) zur Umwandlung des analogen Bildsignals in ein digitales Bildsignal,
- einer mit dem Analog-Digital-Wandler (3) verbundenen Schaltung (4) zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Spannungsimpulsen während eines oder mehrerer Teilzeitintervalle eines für eine Bilddarstellung zur Verfügung stehenden Zeitintervalles, und - einer mit einem Kontrasteinstellelement (7) verbundenen
Kontraststeuerschaltung (6) zur Veränderung der Anzahl der in jedem der Teilzeitintervalle erzeugbaren Spannungsimpulse.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Analog-Digital-Wandler (3) und der Schaltung (4) zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Spannungsimpulsen angeordnetes Rechenwerk (8) zur Veränderung des Wertebereichs des am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers (3) zur Verfügung gestellten digitalen Signals.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontraststeuerschaltung (6) über eine Steuersignalerzeugungsschaltung (9) mit dem Kontrasteinstellelement (7) verbunden ist und die Steuersignalerzeugungsschaltung zusätzlich zur Erzeugung eines Steuersignals (S1 ) für das Rechenwerk (8) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein mit dem Eingangsanschluß (1) verbundenes analoges Netzwerk, insbesondere ein Widerstandsnetzwerk (2b), welches ausgangsseitig mit dem Analog-Digital-Wandler (3) verbunden ist, und durch ein weiteres Kontrasteinstellelement (2a) zur Veränderung des analogen Netztzwerks, insbesondere zur Veränderung des Widerstandswertes des Widerstandsnetzwerks (2b).
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