CN1573848A - 图象信号处理装置和显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图象信号处理装置和显示方法，其中公开的显示装置设计为：在产生用于侧板的图象信号时首先检测输入图象信号的平均亮度级，该显示装置能显示复合图象信号并基于PLE控制而执行画面显示，所述复合图象信号通过复合侧板的图象信号和与画面区域对应的输入图象信号而获得。由于PLE控制的结果，该显示装置基于输入图象信号的平均亮度级的检测结果，在复合之前设定侧板图象信号的亮度级，从而获得所显示侧板的视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。相应地，侧板的亮度变为恒定，由此减轻预烧现象。

Description

图象信号处理装置和显示方法
技术领域
本发明涉及一种用于接收图象信号并执行图象显示的显示装置、以及一种用于此显示装置中的图象显示方法。
背景技术
作为一种用于图象显示的显示装置，等离子体显示装置已经流行起来。
此种等离子体显示装置中的显示操作原理是众所周知的，如下所述。在例如通过使两片玻璃基板相互面对并用分隔壁包围它们而形成的空间内密封气体。进一步地，通过对此气体作用电压，而引起真空放电。相应地，在玻璃基板的空间内，气体离子化并且变为等离子态，由此辐射紫外线。这里，如果预先在玻璃基板之间的空间内形成荧光物质层，紫外线就通过照射荧光物质层而导致辐射预定颜色的可见光。等离子体显示装置配置为：通过形成与三种颜色R、G和B对应的部件，作为以矩阵形式等布置的荧光物质和显示单元，并接着使每一个形成的显示单元实现上述放电发光现象，从而实现彩色图象显示。
用于上述等离子体显示装置的一种显示驱动方法是子场方法。
子场方法是这样一种驱动方法，其中，一个场被分为多个子场，并且控制显示单元在每个子场中的发光周期，由此表现每个显示单元的灰度级(亮度)。进一步地，通过控制构成单个象素的每个显示单元R、G和B的灰度级，实现每个象素的彩色再现以及整个屏幕上的灰度级平衡。换句话说，可表现彩色图象。
目前，等离子体显示装置在显示时的发光效率较低。为此，在整个屏幕上显示明亮图象的情形需要非常大量的电力。相应地，难以忽略电力消耗增加的问题。进一步地，在显示装置的电路和显示板部分中热的产生增加，由此导致可靠性下降。
相应地，在等离子体显示装置中，当显示图象时，执行所谓的PLE(峰值亮度增强)控制。在PLE控制中，首先，例如，检测与整个场屏幕相应的图象信号的平均亮度级，接着，根据平均亮度级而设定显示亮度级，其中，显示亮度级是用于实际执行图象显示的亮度级。执行例如基于子场方法的驱动操作，以便表现与此设定的显示亮度级相应的灰度级。
实际的PLE控制设计为：如果平均亮度级较低，即使在具有相同亮度级的信号的情况下，也通过设定显示亮度级较高而执行高亮度显示。相反，如果平均亮度级较高和较亮，显示亮度级就设定得较低，由此限制电力消耗。
相应地，如上所述执行的PLE控制使得有可能减少最大电力消耗，并进一步实现对比度更好的图象显示。
对于等离子体显示装置的显示板，广泛使用长宽比(aspect ratio)16∶9的显示板，此显示板在横向上比标准长宽比4∶3的更长。当在此具有16∶9长宽比的显示板上显示具有4∶3长宽比的图象时，在一种方法中，长宽比4∶3的图象被横向扩展，以形成长宽比16∶9的图象。
然而，如果长宽比4∶3的图象被扩展到长宽比16∶9的图象，图象就被横向扩展，并且随着此放大而有一定的扭曲。为了避免此扭曲，可替换地，例如如图13A所示地显示图象。换句话说，显示长宽比4∶3的图象，从而，在长宽比16∶9的显示板200上，画面区域201放置在横向方向的中心上。在此情况下，在画面区域201的左、右两侧上形成不显示图象的无画面区域。这些区域用侧板202表示，并且设计成例如通过使用与黑色相近的颜色和亮度来执行显示。
如果采用此种显示，尽管产生侧板202，即，没有图象显示的区域，但保持图象的4∶3长宽比，同时显示没有任何扭曲的图象。
可替换地，如图13B所示，可在显示板200中设置多个画面区域201。侧板202可设置在显示板200之内画面区域201之外的区域中。
严格地讲，考虑到图13B所示无画面区域和画面区域201之间的位置关系，无画面区域可以不是侧板。然而，在本说明书中，如果例如以与黑色接近的颜色显示在显示板200之内画面区域201之外的无画面区域，它就称作侧板。
进一步地，如上所述，从荧光物质层所辐射的可见光中获得在等离子体显示装置中显示的图象光。然而，已经知道，在使用过程中，此荧光物质层会老化。荧光物质的此种老化是由真空放电辐射的紫外线、以及在真空空间内产生的离子的冲击等所造成的。
相应地，随着光发射的累积时间增加，荧光物质的老化进一步加深。在实际显示操作中，与各个显示单元相应的荧光物质的光发射累积时间是不一致的，基于到目前为止显示的图象而产生此种差异。换句话说，在显示单元中，随着荧光物质的老化程度而产生此差异。
荧光物质的老化表现为发光亮度下降。如上所述，随着与各个显示单元相应的荧光物质的老化程度而产生的差异导致荧光物质的发光亮度不同。例如，如果在构成一个象素的R、G和B荧光物质中产生发光亮度的不同，白色平衡就被打破。
进一步地，如果考虑整个显示屏，有以下情况：屏幕的一部分，即，最初应该用与其周围相同的亮度和颜色显示的区域，随着老化的发展，可表现出具有不同的亮度和颜色。这称作所谓的预烧(burn-in)。如果产生此种预烧，例如，荧光物质老化的一部分区域显示固定的图案并与原始图象重叠。相应地，已经知道的问题是导致显示质量下降。
对于减少预烧的方法，例如，提供日本专利申请出版物2001-306026。在此方法中，首先，判断借助输入图象信号的图象显示是运动图象显示或静止图象显示，如人物的固定显示等等。例如，如果判断是运动图象显示，就执行通常的PLE控制。然而，如果判断是是静止图象显示，就不执行PLE控制，而是执行预定低亮度的恒定亮度显示。根据上述方法，特别是在静止图象显示时，防止图象的亮和暗区域之间的亮度差变得更大。结果，在荧光物质老化进程中不会产生明显的差异，由此减少预烧。
进一步地，据说，如果在显示板上显示具有相对较高对比度的固定图案的图象一段较长的时间，就容易产生预烧。换句话说，与更暗显示的图象部分上的荧光物质相比，更亮图象部分的荧光物质具有更长的光发射累积时间。相应地，在亮显示区域和暗显示区域之间，荧光物质的老化程度有很大不同，由此产生具有清晰可见边界的预烧。
相应地，在如前面图13A、13B所示的显示区域中设置侧板202的等离子体显示装置中，在画面区域201和侧板202之间的边界中容易产生预烧。
从而，要求等离子体显示装置减少此预烧，以便处理图象与侧板202一起显示的情形。为了做到这一点，例如，也有可能应用上述减少预烧的方法，通过根据显示图象是运动图象显示或静止图象显示的判断结果而打开或关闭PLE控制。如果应用此方法，画面区域201和侧板202之间的边界就被检测为静止图象，并关闭PLE控制，而且恒定低亮度用于显示。然而，例如，这导致画面区域201中的显示亮度下降到一定的程度。换句话说，侧板区域202具有与全黑基本相同的亮度。如果画面区域201的显示亮度下降，画面区域201的荧光物质中的老化进展就被延缓，结果，由此延缓预烧的发展。
然而，在此情况下，由于使得在画面区域201上显示的图象更暗，因此，图象质量下降并且不是更可取的。
相应地，在目前情况下，与以上相反，广泛采取以下方法。在该方法中，对侧板202赋予一定程度的亮度，在通常执行的PLE控制中，侧板202为灰色状态。在此情况下，与侧板202相应的板部分的荧光物质中的老化按以下方式发展：在与画面区域201和侧板对应的板部分的荧光物质中的老化进展之间产生不大的差异，由此延缓预烧的发展。
发明内容
然而，如果试图如上所述地在侧板202中用一定程度的亮度来减少预烧，以下问题就凸显出来。
如上所述，在等离子体显示装置中，为了减少电力消耗和获得更好的对比度，而执行PLE控制。例如，如图13A、13B所示，在执行其中放置侧板202的画面显示的情况下，对与显示板200上显示状态相应的图象信号执行此PLE控制。换句话说，对于图13A所示实例，通过以场为单位输入复合图象信号而执行PLE控制，其中，所述复合图象信号是通过对侧板202、202的图象信号和与画面区域201对应的长宽比4∶3的图象信号进行复合而得到的。
其中复合与画面区域201对应的4∶3画面信号的侧板202、202的图象信号具有预定的不变亮度级。相反，在与画面区域201对应的4∶3画面信号中，亮度级随着实际画面内容而改变。
相应地，对于通过对复合图象信号执行PLE控制而显示的画面，侧板202、202的显示亮度也随着与画面区域201对应的图象信号中的亮度级变化而改变，在复合图象信号中复合上述画面。
换句话说，如果与画面区域201对应的图象信号的画面更亮，复合图象信号的平均亮度级就相应地变得更高。相应地，执行PLE控制，以便抑制整个场画面的显示亮度。因而，侧板202的显示亮度也被抑制，并且实际显示的侧板202变得更暗。
另一方面，如果与画面区域201对应的图象信号的图象变得更暗并且复合图象信号的平均亮度级变得更低，就执行PLE控制，以使整个场画面的显示亮度更高，由此使实际显示的侧板202变得更亮。
在如上所述执行PLE控制的显示装置中，侧板的显示亮度基于与画面部分对应的图象信号的亮度而动态地改变，从而产生以下问题：在显示板上显示的整个画面在视觉上是不满意的，并且它的质量不太高。
相应地，考虑到上述问题而进行本发明，并且本发明提供一种如下所示的显示装置。换句话说，根据本发明实施例的显示装置配置为包括：包括显示屏的显示部件；图象信号产生部件，该部件用于产生与在显示部件的显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除图象区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；复合部件，该部件用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；显示亮度级设定部件，该部件基于来自复合部件的复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；显示驱动部件，该部件驱动显示部件以便获得与所述显示亮度级设定部件设定的显示亮度级一致的亮度；平均亮度级检测部件，该部件用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及，无画面亮度级设定部件，该部件基于平均亮度级检测部件所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定部件设定无画面区域视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
根据本发明的另一实施例，提供一种显示画面的方法。该方法配置为包括：产生步骤，该步骤用于产生与显示步骤中在显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除图象区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；复合步骤，该步骤用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；设定步骤，该步骤基于复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；平均亮度级检测步骤，该步骤用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及，无画面亮度级设定步骤，该步骤基于平均亮度级检测步骤所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定步骤设定无画面区域视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
根据上述配置，本发明采用一种基本配置，它允许显示和输出复合图象信号，所述复合图象信号是通过对无画面区域的图象信号和与画面区域对应的输入图象信号进行复合而获得的，并且该配置能以根据复合图象信号的平均亮度级而设定的显示亮度级来执行画面显示，即基于PLE控制而执行画面显示。
另外，在上述配置中设计成：如果产生无画面区域的图象信号，就首先检测输入图象信号的平均亮度级。在这，有可能识别与无画面区域对应的图象信号部分的显示亮度级中的变化，其中，通过检测输入图象信号的平均亮度级，如果无画面区域的图象信号的亮度在复合之前呈现为预定的恒定值，所述显示亮度级就由显示亮度级设定部件(或设定步骤)设定。
根据本发明的信号亮度级设定部件(或设定步骤)根据输入图象信号的平均亮度级的检测结果，设定与无画面区域对应的图象信号部分的显示亮度级。进一步地，基于以上描述，有可能设定无画面区域视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
根据本发明的又一实施例，提供一种显示装置，包括：包括显示屏的显示器；图象信号产生部分，该部分用于产生与在显示器的显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除画面区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；复合部分，该部分用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；显示亮度级设定部分，该部分基于来自复合部分的复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；显示驱动器，该驱动器驱动显示器以便获得以所述显示亮度级设定部分设定的显示亮度级一致的亮度；平均亮度级检测部分，该部分用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及，无画面亮度级设定部分，该部分基于平均亮度级检测部分所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定部分设定无画面区域视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
附图说明
图1为示出作为本发明实施例的等离子体显示装置的显示板的结构的透视图；
图2为示出在本发明实施例的等离子体显示装置中的电极驱动器和电极的配置的视图；
图3为示出本发明实施例的显示板中R、G和B单元与象素之间关系的视图；
图4为示出在本发明实施例中采用的子场图案的实例的视图；
图5为示出子场方法中电极的驱动计时(作用电压)的实例的时间图(波形图)；
图6为用于解释在本发明实施例的显示板中的显示操作原理的显示板横截面图；
图7为示出根据本发明实施例的等离子体显示装置的配置实例的框图；
图8为示出PLE控制电路的配置实例的框图；
图9为示出由PLE控制电路设定的PLE控制特性的实例的框图；
图10为示出当侧板图象信号的亮度基于4∶3画面的图象信号的平均亮度级而改变时实际亮度和视在亮度的特性的特定实例的说明图；
图11为示出当侧板图象信号的亮度级固定时实际亮度的特性的特定实例的说明图；
图12A、12B为示出在侧板图象信号的亮度级固定的情况下和在侧板图象信号的亮度级基于4∶3画面的图象信号的平均亮度级而改变的情况下，侧板中亮度变化与4∶3画面的图象信号中平均亮度级变化之间的关系；以及
图13A、13B为示出在同一显示屏内显示画面区域和侧板的实施例的视图。
具体实施方式
图1示出等离子体显示装置的显示板的结构，其中，该装置是根据本发明实施例的显示装置的实例。在本实例中，假设等离子体显示装置是AC型(交流型)并且显示板具有采用三电极结构的表面放电型配置。
如图1所示，在显示板的最前部放置透明前玻璃基板101。在此前玻璃基板101的后侧上放置包括电极X(102A)和电极Y(102B)的保持电极102，其中，电极X和Y作为一对。例如，如图1所示，电极X(102A)和电极Y(102B)以预定的间隔平行放置。包括电极X(102A)和电极Y(102B)的保持电极102形成作为列的线，其中，电极X和Y作为一对。进一步地，这些电极X(102A)和电极Y(102B)中的每一个都通过组合透明导电膜102a和金属膜(总线)102b而形成。
如上所述，在前玻璃基板101的后侧上放置保持电极102(电极X(102A)和电极Y(102B))，并且在其上进一步放置例如由低熔点玻璃制成的介电层103。在此介电层103的后侧上形成例如由MgO等制成的保护膜104。
进而，在后玻璃基板105的前侧上，在与保持电极102(电极X(102A)和电极Y(102B))正交的方向上放置地址电极107。地址电极形成作为行的线。进一步地，在相邻的地址电极107之间形成分隔壁106。
进一步地，形成各种颜色R、G和B的荧光物质层108R、108G和108B，以便顺序地排列而覆盖后玻璃基板顶面部分以及分隔壁106两侧上的侧壁部分，其中，在后玻璃基板顶面部分上放置各个地址电极107。
在上述结构中，分隔壁106的前侧端部实际上调整得与保护膜104接触。由于此种结构，形成放电空间109，在此空间中形成荧光物质层108R、108G和108B。在此放电空间109被抽空之后，在其中密封气体，如氖气(Ne)、氙气(Xe)、氦气(He)等。
进而，在其中密封此气体的放电空间109内，在电极X(102A)和电极Y(102B)之间产生表面放电。相应地，辐射紫外线。这些紫外线使荧光物质层108被激励，由此辐射作为可见光的显示光。
图2示出其中采取上述显示板结构的驱动电路系统的配置。
例如，当考虑整个显示板时，在作为保持电极102的电极X(102A)中，从上到下地水平排列电极X1-Xn。相似地，在电极Y(102B)中，从上到下地水平排列电极Y1-Yn。进一步地，每组[电极X1，电极Y1]、[电极X2，电极Y2]…[电极Xn，电极Yn]形成在一列方向上的线。
进一步地，在地址电极A(107)中，从左到右地垂直排列地址电极A1-Am，并且形成在行方向上的线。
进而，包括成对保持电极(电极X1-Xn和电极Y1-Yn)的列方向线与作为地址电极A1-Am的行方向线的每个交叉形成为一个单元(显示单元)30。
在本说明书中，单元30指显示板的结构体部分，该部分包括保持电极(电极X和电极Y)与地址电极A交叉处的位置。进一步地，在此单元30中，根据图1所示显示板的结构，基于相应放置的荧光物质层108的颜色而获得R单元30R、G单元30G和B单元30B，如图1和3所示。进而，能表现颜色的一个象素31由用于R、G和B的单元组30R、30G和30B构成，这些单元在水平方向上相邻排列。
下面，解释基于上述结构的作为等离子体显示装置的显示板的显示驱动操作。
假设在此实施例中使用所谓的子场方法来执行画面显示。如图4所示，子场方法把与一个场相应的周期(＝16.7ms)分为多个子场。图4假设一个场周期分为8个子场SF1-SF8。
在这，如图4所示，与每个子场SF1-SF8对应的一个子场周期设置有复位周期Trs、地址周期Tad和保持周期Ts。后面描述各个周期的操作。
如果一个场周期划分为8个子场，就设定二进制加权，使得由各个子场SF1-SF8所表现亮度的相对比例为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。进而，基于此设定的加权而设定由各个子场SF1-SF8表现的亮度。此亮度设定实际上根据在保持周期Ts中作用到电极X和电极Y上的保持脉冲的数量而设定，其中，作用保持脉冲是为了产生表面放电。
在这，在作用保持脉冲时的脉冲输出周期是恒定的。相应地，随着子场的亮度加权越大，将被作用的保持脉冲的数量就越多，并且保持周期Ts就变得越长。相反，复位周期Trs和地址周期Tad的长度由列方向线的总数n确定，并且它们是恒定的，与亮度加权无关。
进一步地，根据使用这些子场SF1-SF8的光发射/无光发射的组合，可为每个R、G和B单元表现出256个灰度级。
图5的波形图示出在一个子场周期内的显示驱动计时。
首先，作为一个子场周期内的第一周期的复位周期Trs是除去水平线(保持电极)组中壁电荷的周期，为的是消除在此紧前一个子场周期内光发射状态的影响。
为了做到这一点，例如，写脉冲Pw同时写到保持电极X1-Xn。由于此写脉冲Pw上升到正电势Vr，因此产生强烈的表面放电，从而，在介电层103中积累大量的壁电荷。进而，根据写脉冲Pw的拖尾，产生自身放电，由此消除介电层103中的壁电荷，其中，自身放电是在写脉冲Pw上升时所积累的壁电荷造成的。
进一步地，在图5中，在与写脉冲Pw相同的输出定时，由电势Vaw产生的正脉冲Paw作用到地址电极A1-Am上。脉冲Paw的此种作用抑制显示板后侧上的内壁表面带电。
在接下来的地址周期Tad中，根据线序而执行寻址，并且，在此子场周期中，对每个单元30设定光发射/无光发射。换句话说，地址周期Tad是选择在一个子场周期内发射光的单元30的周期。
为了做到这一点，此时，通过连续地对保持电极X作用相对地电势(0V)的正电势Vax，获得由此电势Vax偏置的状态。进而，保持电极Y一侧被负电势Vsc偏置。
进一步地，在此状态下，负扫描脉冲Py顺序地作用到保持电极Y1-Yn上。换句话说，执行选择，以便例如从上到下地顺序扫描水平线。进而，在通过作用扫描脉冲Py而执行线选择的周期内，由电势Va产生的正寻址脉冲Pa作用到所选择线上从地址电极A1到Am中的与发射光的单元相对应的地址电极A。
在正被选择的并被作用扫描脉冲Py的水平线中，在被作用寻址脉冲Pa的单元30中，在保持电极X和地址电极A之间产生相反的放电，并且产生壁电荷。然而，此时，由于保持电极X被偏置到与寻址脉冲Pa极性相同的电势，因此，保持电极X被偏置到与寻址脉冲Pa极性相同的电势。为此，寻址脉冲Pa抵消保持电极X。相应地，在保持电极X和地址电极A之间不产生放电。
接下来的保持周期Ts是设定为发射光的单元30维持光发射状态的周期，其中，通过地址周期Tad中的寻址而设定从所述单元30发射光。
为了做到这一点，首先，由正电势Vs产生的预定脉冲宽度的保持脉冲Ps同时作用到保持电极Y1-Yn上。进而，在对这些保持电极Y1-Yn作用保持脉冲结束之后，相似地，由正电势Vs产生的预定脉冲宽度的保持脉冲Ps同时作用到保持电极X1-Xn上。在对这些保持电极X1-Xn作用保持脉冲结束之后，相似地，保持脉冲Ps交替地作用到保持电极Y1-Yn和保持电极X1-Xn上。
每次作用保持脉冲Ps时，在前面的地址周期Tad中设定发射光的单元中，即在积累壁电荷的单元30中，在保持电极X和保持电极Y之间产生表面放电。
在这，图6用于解释使用根据本实施例的显示板结构的等离子体显示装置的光发射操作。在图6中，用横截面视图表示与显示板中一个单元30相对应的部分，此显示板具有根据本实施例的结构。进而，在图6中，相同的符号用于与图1相同的部件，并且省略其解释。
如上所述，由于在地址周期Tad中作用寻址脉冲Pa，因此，在积累壁电荷的单元30中，在保持周期Ts中，根据保持脉冲Ps对保持电极102(电极X和电极Y)的交替作用而产生表面放电。此表面放电是等离子体放电，其中，密封在放电空间109中的气体为等离子态。相应地，在放电空间109之内辐射紫外线。
进一步地，反应于此紫外线的辐射，从荧光物质层108辐射可见光。根据R荧光物质层108R、G荧光物质层108G和B荧光物质层108B中哪一个是实际荧光物质层，而以任意颜色R、G和B辐射此可见光。
进一步地，此可见光由荧光物质层108反射，并且透射穿过保护膜104、介电层103和前玻璃基板101，接着辐射到前侧，作为显示光。
如上所述，在每一个单元30中，根据图6所解释原理而控制光发射以便被照亮。进而，基于已经在图4、5中解释的子场方法，通过显示驱动而执行此照亮操作。相应地，在每个单元30中，控制光发射以便在一个场周期内在256个灰度级的范围内获得必要的亮度。
设计本实施例中的等离子体显示装置，以使它的形状大小与具有上述结构的显示板的16∶9长宽比相对应。进而，如果为画面显示而输入的图象信号具有4∶3的长宽比，它就横向扩展到具有16∶9长宽比的图象。相应地，可使用显示板的整个显示区域来显示。
然而，在此情况下，由于显示画面横向延伸和扭曲，因此，它也能以其原始长宽比4∶3来显示。进而，在此情况下，例如，如图13A所示，从具有4∶3长宽比的图象信号产生的画面区域201放置在显示板200内横向方向上的中心。此画面区域201具有4∶3的长宽比，并且显示板200的纵向宽度完全用于纵向方向。进而，在显示板200中，画面区域201左、右两侧上的无画面区域被定义为侧板202、202，其中，在无画面区域中不显示画面。
进而，本实施例设计为：侧板202、202不是全黑(即，没有显示亮度)，并且执行赋予一定亮度的灰度显示。如相关技术中所描述的，这是防止侧板202和画面区域201之间边界的所谓预烧变明显的措施。
换句话说，等离子体显示装置根据图6所解释原理而执行光发射显示。相应地，荧光物质层108因以下因素而老化，如在放电空间109内表面放电所辐射的紫外线、离子化气体的撞击等。
荧光物质层108的老化表现为亮度的下降。相应地，如果与其它区域相比，固定显示区域部分中的荧光物质层108进一步老化，就在它和周围显示区域之间产生亮度差。此差异导致预烧现象。如果产生预烧，例如，就可观察到预烧部分与作为固定图案的显示画面重叠。因而，这是不希望有的，因为显示画面质量受损害。
进一步地，在如图13A、13B所示地显示画面区域201和侧板202的情况下，画面区域201和侧板202之间边界几乎是固定的，并且它们在许多情况下显示较长时间。相应地，在显示画面的画面区域201与以接近于黑色的亮度而稳定显示的侧板202之间边界上，预烧的进展迅速而突出。
所以，如果在侧板202一侧上采用赋予一定亮度的灰度显示，板部分中与侧板202对应的荧光物质的老化就相应地发展，这减小板部分中与画面区域201对应的荧光物质的老化发展程度差异。结果，有可能使预烧不引人注意。此方法是有利的，因为它与相关技术中所描述的采用在例如使侧板202基本为黑色(无显示亮度)之后降低画面区域201显示亮度的方法不同，它没有画面区域201变暗而导致图象质量下降的情况。
另外，本实施例设计为：可维持具有基本恒定值的视觉亮度，以此方式，尽管显示板上画面的显示亮度通过PLE控制而动态地改变，但在侧板202的区域中，显示亮度不改变。以下描述此方面。
图7示出当在本实施例的等离子体显示装置中接收例如用于显示4∶3长宽比的图象信号时，借助侧板202和具有4∶3长宽比的画面区域201来执行显示的配置，其中，侧板202和画面区域201如图13A所示。
等离子体显示装置设计为：通过例如对输入的模拟图象信号执行众所周知的γ校正过程和A/D转换过程，而获得R、G和B的数字图象信号。这些R、G和B数字图象信号输入到图7所示电路中。
输入的数字图象信号(输入图象信号)被分支，并输入到APL操作电路和复合电路15。进而，为了后面解释方便，在此情况下，假设输入图象信号与具有4∶3长宽比的画面相对应。
复合电路15综合侧板信号产生电路14产生的用于侧板202的数字图象信号(侧板图象信号)和具有4∶3长宽比的输入图象信号，并且输出为复合图象信号。根据一个场单位的复合图象信号，如图13A所示，具有4∶3长宽比的输入图象信号部分显示为具有相同4∶3长宽比的画面区域201。进而，根据侧板信号产生电路14产生的侧板图象信号部分，该区域显示为侧板202。
进一步地，侧板信号产生电路14产生具有由以下电路部件设定的亮度级的侧板图象信号，所述电路部件包括APL操作电路11、侧板亮度设定电路12和查找表(LUT)13。后面描述对此侧板图象信号的亮度级设定。
从复合电路15输出的复合图象信号输入到显示板部分16内的信号处理电路24。
信号处理电路24根据输入的复合图象信号而控制地址电极驱动器21、电极X驱动器22和电极Y驱动器23，这些电极驱动器也在图2中示出。换句话说，根据输入的复合图象信号而设定在一个场周期中每个单元30(30R、30G和30B)的显示亮度。进一步地，控制对地址电极驱动器21、电极X驱动器22和电极Y驱动器23的电压作用操作，使得与设定的显示亮度相应数量的保持脉冲例如根据图4所示子场方法而作用到每个象素上。
进一步地，信号处理电路24在设定上述显示亮度时执行PLE(峰值亮度增强)控制。为了做到这一点，如图7所示地包括PLE控制电路24a。
图8示出PLE控制电路24a的内部配置实例。如图8所示，PLE控制电路24a设置有APL操作电路41、PLE特性设定电路42和显示亮度级控制电路43。
数字图象信号输入到PLE控制电路24a中。如果瞬时配置与前面图7所示配置相符，就输入复合图象信号，其中，复合图象信号从复合电路15输出并且如果必要的话执行预定的信号处理。
然而，为了确认，PLE控制是应该在画面显示时总是执行的过程。例如，如果输出并显示具有16∶9长宽比的图象信号，就不必复合侧板图象信号。相应地，在此情况下，输入未复合侧板图象信号的输入图象信号，作为PLE控制的目标。
输入到PLE控制电路24a中的数字图象信号首先输入到APL操作电路41。
APL操作电路41对于输入的数字图象信号计算每个场的平均亮度级，并且向PLE特性设定电路42输出表示所计算平均亮度级的值的平均亮度级信号PSS。进而，此APL操作电路41和图7所示的APL操作电路11具有相似的功能。相应地，APL操作电路41和APL操作电路11具有相似的电路配置。
APL操作电路41输出的平均亮度级信号PSS输入到PLE特性设定电路42中。
PLE特性设定电路42设定与平均亮度级相应的PLE控制特性。PLE特性设定电路42具有根据平均亮度级而设定的显示亮度级的信息，作为PLE控制特性的信息，并且，根据输入的平均亮度级信号PSS所指示的平均亮度级的值而设定显示亮度级(PLE控制特性)。进而，它向显示亮度级控制电路43输出表示此设定的显示亮度级的值的显示亮度级控制信号PSSC。
显示亮度级控制电路43执行控制，从而，基于与输入的显示亮度级控制信号PSSC相应的亮度而执行场画面显示。换句话说，为了显示当前的场画面，它确定将要作用到每个单元的保持脉冲数量(即，显示亮度)，以便获得与显示亮度级控制信号PSSC相应的亮度。进而，它执行基于子场方法的驱动，通过控制地址电极驱动器21、电极X驱动器22和电极Y驱动器23，而获得此确定的保持脉冲数量的光发射操作。
图9示出PLE控制特性的实例。
在图9中，横轴表示输入信号平均亮度级(数字图象信号的平均亮度级)和平均亮度级信号PSS的值，纵轴表示实际显示的显示亮度和在显示时的显示(保持)电功率。这里，对于横轴上的输入信号平均亮度级，它表示在0％(全黑)和100％(全白)之间的范围。从图8的解释可以理解，在相同横轴上指示的平均亮度级信号PSS是输入信号平均亮度级所转换的数字值。相应地，平均亮度级信号PSS和输入信号平均亮度级相互对应。在此情况下，对于在0％(全黑)和100％(全白)之间的输入信号平均亮度级，平均亮度级信号PSS用在0到255之间的256级表示。
进一步地，对于基于平均亮度级信号PSS获得的显示亮度级控制信号PSSC，PLE亮度控制特性和显示(保持)电功率特性表现为PLE控制特性。换句话说，设定显示亮度级控制信号PSSC的值，使得首先基于输入信号平均亮度级从0％到100％的变化而执行根据所指示特性的用于减小显示亮度的控制。进而，为了基于输入信号平均亮度级从0％到100％的变化而获得根据所指示特性的显示(保持)电功率，应该设定PSSC的值。而且，根据某个预定的恒定值或更大值的输入信号平均亮度级(平均亮度级信号PSS)，显示(保持)电功率特性设计为几乎是恒定的。
对于如上所述执行的PLE控制，即使所述信号具有相同的亮度级，但是，如果输入图象信号的平均亮度级设定为更低值，显示亮度级也设定得更高，由此执行更高亮度的显示。进一步地，如果平均亮度级更高和更亮，显示亮度级就设定得更低，由此抑制电力消耗。结果，例如，如图9所示，获得显示电功率几乎恒定的特性，与输入图象信号的平均亮度级无关。当具有更高平均亮度级的图象信号显示为画面时，这导致最大电力消耗下降。进而，可通过使用具有更低平均亮度级的输入图象信号而显示具有更好对比度的画面。
另外，本实施例设计为：侧板信号产生电路14产生的侧板图象信号的亮度级不是恒定的，它基于输入数字图象信号(具有4∶3长宽比的画面的图象信号)的平均亮度级而改变。结果，当进行PLE控制以执行画面显示时，侧板202的亮度不改变。换句话说，例如，当如图13A、13B所示地进行画面显示时，相对于画面区域201的显示区域，例如通过图9所示的PLE控制，基于输入信号亮度级而动态地改变显示亮度。相反，对于侧板202的显示区域，显示亮度几乎不改变。以下描述此方面。
在图7中，输入到复合电路15的数字图象信号R、G和B对每个象素取平均，分支，并输入到APL操作电路11中。
对于此输入数字图象信号，APL操作电路11对每个场单元计算平均亮度级。在这，应指出以下事实，输入到此APL操作电路11中的图象信号是在它被复合电路复合侧板202之前的图象信号。相应地，它是只在例如具有4∶3长宽比的画面区域中的图象信号。
APL操作电路11获得的平均亮度级输入到侧板亮度设定电路12中。
在这，如以上与常规问题一起提出地，如果侧板图象信号的亮度级是固定的，对于通过复合此侧板图象信号部分和例如具有4∶3长宽比的画面的图象信号并接着进一步执行PLE控制而获得的显示画面，侧板202部分的显示亮度基于具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级而动态地改变。然而，如果反过来考虑，通过基于具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级，而改变将要与此具有4∶3长宽比的画面的图象信号复合的侧板图象信号的亮度级，从而，在执行PLE控制的显示画面中的侧板202部分的显示亮度可成为恒定的。
图10示出侧板图象信号的亮度级(侧板数据)相对具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)的具体设定实例，以使侧板202部分的显示亮度恒定。
例如，如图10所示，根据具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)而设定侧板数据(亮度级)。在此情况下，具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)被划分为在0％(全黑)到100％(全白)之间的101级。假设侧板数据(亮度级)具有在0和255之间的256级分辨率。
从图10可以理解，当具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)变得更高时，侧板数据(亮度级)设定为在6/255到26/255之间范围内逐渐增加。
进一步地，通过如上所述地设定侧板数据(亮度级)，通过PLE控制获得的侧板202的实际亮度，即，基于根据显示亮度级控制信号PSSC的显示亮度级，通过测量在显示板上实际显示的侧板202而获得的亮度，落在大约9到10(10±1)cd/m2之间的范围内，而与具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)无关，如图10所示。相应地，表示在基于上述实际亮度而显示的侧板202可被人眼看见时的亮度的视在亮度变为恒定，与具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)无关，如图10所示。
当解释返回到图7时，侧板亮度设定电路12基于从APL操作电路11输入的具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)，而设定图10所示侧板图象信号的亮度级(侧板数据)。具体地，如果具有4∶3长宽比的画面的图象信号的平均亮度级(APL)具有表示10％的值，就设定7/255为侧板数据。
进一步地，在设定此侧板图象信号的亮度级时，对于具有4∶3长宽比的画面的图象信号的在0到100％之间的每一个平均亮度级(APL)，例如，如图10所示，在图7所示查找表13中储存与侧板数据值相关的表格信息等。侧板亮度设定电路12读取与从查找表13输入的平均亮度级(APL)的值相关的侧板数据值，并且设定它。相应地，设定7/255为侧板数据(侧板图象信号的亮度级)。
进而，侧板亮度设定电路12向侧板信号产生电路14输出上述设定的侧板图象信号的亮度级值。侧板信号产生电路14产生与具有输入亮度级值的一个场相应的侧板图象信号，并且输出给复合电路15。
复合电路15对此侧板图象信号和具有4∶3长宽比的画面的图象信号进行复合，并且输入到信号处理电路24。进一步地，对它执行PLE控制，并且显示和输出它。相应地，从在此之前的解释可以理解，在显示板上显示的侧板202的亮度表现为恒定。
在这，作为参考，图11示出在从侧板信号产生电路14输出到复合电路15的侧板图象信号的亮度级(侧板数据)恒定时，4∶3画面的图象信号的实际亮度和平均亮度级之间的关系。
在图11中，对于4∶3画面的图象信号在0到100％之间的平均亮度级(APL)，侧板数据为26/255并且是恒定的。在此情况下，应该理解，如图11所示，随着4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)变得更高，在执行PLE控制之后在显示板上显示的画面中的侧板的实际亮度在40.0cd/m2到10.0cd/m2之间有较大的变化。进一步地，尽管未在图11中示出，在基于此实际亮度进行显示时，相应的变化表现为视在亮度。相应地，侧板202的亮度变化以视觉方式清晰地分辨出。
进而，图12A绘出在侧板图象信号的亮度级固定的情况下，侧板亮度和4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)之间的关系，而图12B绘出在侧板图象信号的亮度级基于4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)而改变的情况下的关系。在图12A、12B中，横轴表示4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)，纵轴表示侧板亮度。进一步地，在此情况下的侧板亮度例如表示实际亮度或视在亮度。
在图12A的情况下，通过参照图12A可理解，随着4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)变低，侧板202的亮度变高，并且相反，当4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)变高时，侧板202的亮度变低。相应地，有可能获得这样的特性：如果APL变为某个值或更大，APL值就变为恒定的。此特性还表现为例如如图11中所具体示出的4∶3画面的图象信号的实际亮度和平均亮度级(APL)之间的关系。
相反，图12B示出基于例如如图10所示的4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)而可变地设定侧板图象信号的亮度级的情况。在此情况下，如图12B中实线所示，随着4∶3画面的图象信号的平均亮度级(APL)增加或减小，侧板202的亮度都是恒定的。即使此特性表现为图10中4∶3画面的图象信号的实际亮度和平均亮度级(APL)之间的关系，也是如此。
进一步地，本发明不局限于上述实施例的配置。例如，在迄今为止的解释中，在假设显示板具有16∶9长宽比时，已经举例说明在4∶3画面两侧上形成作为侧板的无画面区域的情形，如图13A所示。然而，例如，如图13B所示本发明甚至可应用到显示多个画面区域201并且剩余区域用作作为侧板的无画面区域的情形。而且，当在具有4∶3长宽比的显示板上显示图象源如电影等的图象信号时，在上、下部分中形成无画面区域。然而，本发明甚至可应用于此情形。换句话说，本发明一般应用于在相同屏幕上显示画面区域和无画面区域的情形。
进而，本发明可应用于除等离子体装置之外的显示装置，在所述显示装置中，在相同屏幕上显示画面区域和无画面区域，并且执行用于亮度级转换的控制如PLE控制。

Claims (8)

1.一种显示装置，包括：
包括显示屏的显示部件；
图象信号产生部件，该部件用于产生与在显示部件的显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除画面区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；
复合部件，该部件用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；
显示亮度级设定部件，该部件基于来自复合部件的复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；
显示驱动部件，该部件驱动显示部件以便获得与所述显示亮度级设定部件设定的显示亮度级一致的亮度；
平均亮度级检测部件，该部件用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及
无画面亮度级设定部件，该部件基于平均亮度级检测部件所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定部件设定无画面区域视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中：
在复合图象信号的平均亮度级较低的情况下，显示亮度级设定部件设定较高显示亮度级；并且，在复合图象信号的平均亮度级较高的情况下，该部件设定较低显示亮度级，即使在两种情况下亮度级相等也是如此。
3.如权利要求1所述的显示装置，
其中，显示屏是其长宽比与标准长宽比相比，在横向方向上拉长的显示屏，
画面区域是具有标准长宽比的画面，该画面放置在具有横向拉长长宽比的显示屏的横向方向上的中心，以及
在画面区域的左、右两侧中形成无画面区域。
4.如权利要求1所述的显示装置，
其中，在显示屏上，象素由三原色的各个显示单元形成，并且，通过控制显示单元在多个子场每一个中的光发射周期，而执行灰度级表现，子场是通过划分一个场而形成的，
输入图象信号包括分别与三原色显示单元对应的三原色图象信号，以及
每一个三原色图象信号对每个象素取平均，并且提供给平均亮度级检测部件。
5.一种显示画面的方法，包括：
产生步骤，该步骤用于产生与在显示步骤的显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除画面区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；
复合步骤，该步骤用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；
设定步骤，该步骤基于复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；
平均亮度级检测步骤，该步骤用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及
无画面亮度级设定步骤，该步骤基于平均亮度级检测步骤所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定步骤设定无画面区域的视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
6.如权利要求5所述的画面显示方法，
在复合图象信号的平均亮度级较低的情况下，显示亮度级设定步骤设定较高显示亮度级；并且，在复合图象信号的平均亮度级较高的情况下，该步骤设定较低显示亮度级，即使在两种情况下亮度级相等也是如此。
7.如权利要求5所述的画面显示方法，
其中，输入图象信号包括分别与三原色显示单元对应的三原色图象信号，以及
基于每一个三原色图象信号而检测平均亮度级，其中，平均亮度级是在平均亮度级检测步骤中对每一个象素取平均。
8.一种显示装置，包括：
包括显示屏的显示器；
图象信号产生部分，该部分用于产生与在显示器的显示屏上显示的显示区域的无画面区域对应的图象信号，无画面区域是显示区域中除画面区域之外的其余部分，画面区域基于输入图象信号而显示；
复合部分，该部分用于产生无画面区域的图象信号与输入图象信号复合的复合图象信号；
显示亮度级设定部分，该部分基于复合部分的复合图象信号的平均亮度级而设定显示亮度级；
显示驱动器，该驱动器驱动显示器以便获得与所述显示亮度级设定部分设定的显示亮度级一致的亮度；
平均亮度级检测部分，该部分用于检测输入图象信号的平均亮度级；以及
无画面亮度级设定部分，该部分基于平均亮度级检测部分所检测的平均亮度级而设定无画面区域的图象信号的亮度级，使得由显示亮度级设定部分设定无画面区域的视觉亮度基本恒定时的显示亮度级。
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