CN1615503A - 寻址显示板的单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于根据视频信号寻址显示板中的单元，特别是等离子体显示板(PDP)中的放电单元的方法和设备，每个单元对应于一个像素，其中利用适应性行跳过单元(ALS)跳过对被识别为无效的那些单元的寻址。

Description

寻址显示板的单元
技术领域
本发明涉及一种用于根据视频信号对显示板的单元，特别是等离子体显示板的放电单元，进行寻址的方法和器件，每个单元对应于一个像素。另外，本发明涉及一种显示板装置，特别涉及一种等离子体显示板装置，它包括上述器件。
背景技术
近年来，伴随着显示板尺寸的增加，对薄型显示装置的需要越来越大。等离子体显示板(下称“PDP”)被认为是替换传统阴极射线管的下一代最重要的显示设备中的一种，因为PDP可以很容易地降低显示板的厚度和重量，并提供平板屏幕形状和大屏幕表面。
在进行表面放电的PDP中，在前玻璃衬底的内表面上形成一对电极，在该板内注入稀有气体。当在这些电极上施加电压时，在电极表面上形成的保护层和介电层的表面上发生表面放电，从而产生紫外线。在背面玻璃衬底的内表面上涂有红、绿和蓝色三原色荧光材料，响应该紫外线使荧光材料激发出光从而实现彩色显示。
PDP包括多个列电极(地址电极)和多个行电极，这些行电极被布置为与列电极交叉。每个行电极对与列电极都由介电层相对于放电空间覆盖，并且它的结构为在行电极对和列电极的交叉点处形成对应一个像素的放电单元。由于PDP利用放电现象来实现光发射显示，因此每个放电单元仅具有两个状态：执行光发射的状态和不执行光发射的状态。使用子场方法来提供PDP的中间色调的亮度显示。在子场方法中，将一个场的显示周期分为N个子场，对每个子场分配一个发光周期，并执行光发射驱动，该发光周期具有对应于像素数据(N位)的各位数的加权的持续时间。
通过调节组成像素的单元的列电极和行电极之间的电压来实现放电。改变放电发出的光的量来调节单元内放电的次数。通过以矩阵形式驱动用于向各单元的列和行电极输入数字视频信号的写脉冲、用于扫描用于维持放电的维持脉冲的扫描脉冲、和用于终止放电单元中的放电的清除脉冲，可以实现整个屏幕。而且，对于显示整个图像所需的预定时间，区分各单元的放电次数，来实现灰度级。
当将各单元驱动到最大级别时，可以利用亮度来确定屏幕的光亮度。为了增加光亮度，驱动电路必须构成为可以使单元的放电时间能够保持尽可能长到形成一个屏幕所需的预定时间。利用亮度和背景光亮度例如照明来确定对比度，该对比度表示光和黑暗之间的差别。为了增加对比度，必须使背景为暗同时增加光亮度。
在普通PDP显示系统中，将一帧或场视频信号信息作为一组子场来显示。通常根据独立地址显示(ADS)驱动方案来驱动这些子场。每个子场具有其自己的地址、维持和清除周期。清除周期会在整个显示区域上产生少量的光。像素元件的有效寻址会在被寻址的像素元件中产生闪光。仅有维持周期会根据请求产生光，它由多个维持脉冲来控制。在仅有维持周期产生有用光的情况下，为了使显示器产生更多的光，应当使用于寻址和清除的时间最小化。
对于各子场来说，需要对显示板的每个行分别进行寻址，即每次一行。这需要花费大量的时间，继而导致不能用于维持。为了获得可与传统的阴极射线管相比的高的峰值亮度，需要在等离子显示板中产生足够的维持脉冲，这也需要花费可观的时间。
增加峰值亮度的其它选择可以通过提供较短的清除脉冲、较短的行寻址时间和/或较短的维持脉冲来实现。但是，这些措施都对板的性能具有不良影响。当降低每帧的子场数目时，峰值亮度与色浓度互换。
通过减少每帧中需要被寻址的行的数目，可以增加每帧中维持脉冲的数目。实现这一目的的最简单的方法是通过提供具有较少数目的行的显示器，但这样会使分辨率降低。另外，可以仅提供很少数目的子场，但这样会导致色浓度较低。另外，可以同时寻址两行，但是由于需要额外的驱动器因此成本会比较昂贵。
或者，可以显示所谓的交织图像。如US6232935中所述，该方法用于等离子体显示板。在该现有技术中，提出一种并行驱动方法，已知它比寻址与放电维持相分离的独立驱动方法具有更好的亮度特征，在该并行驱动方法中，同时执行寻址和放电维持。将施加到扫描电极和公共电极上的放电维持脉冲之间的周期设定为地址时隙周期，在该地址时隙周期内施加多个数据脉冲，与数据脉冲数目相等的多个公共电极连接组成一个公共电极组，并利用同一信号进行驱动，从而解决传统并行驱动方法中对可以扫描的水平扫描行的数目的限制这一缺陷。
使用同时对两行进行寻址的另一技术称为部分行加倍(PLD)，如EP0874349A1中所述，它用于寻址等离子体显示器的设备中。该已知设备包括用于处理接收到的视频数据的视频处理电路、用于对这些数据进行代码转换的对应存储器、用于存储代码转换后数据的视频存储器、和用于行驱动器的控制电路。该视频存储器与列驱动器链接，从而根据列控制信号来控制对等离子体显示板的列寻址。用于行驱动器的控制电路在列驱动器对与这些行中一个相关的列控制信号的多个位中的至少一位进行传输的期间，同时选择至少两个连续的行。
发明内容
本发明的一个目的是减少显示板，特别是等离子体显示板的整体寻址时间，而不使图像质量实质上恶化。为了这一目的，本发明提供了如独立权利要求所限定的寻址。从属权利要求限定了最佳实施例。
通过本发明的方法，显示板特别是等离子体显示板的整体寻址时间可以根据图像数据适应性减小。这是根据本发明实现的，其中在寻址周期中跳过了所有不包含有效数据的单元。但是这种时间减少并不会使图像质量恶化，相反所获得下来的时间可以用于增加维持电平。对于时间效益，它与寻址期间跳过了哪个单元并不相关，同时所有节省下来的时间都对例如一帧的维持时间延长有所贡献。
因此，利用本发明，当图像数据允许的情况下，可以使寻址所需的时间更少。节省下来的时间可特别用于增加峰值亮度和/或光亮度。另外，额外的时间可用于显示额外的灰度级，从而增加色浓度。
因此，本发明提供了与局部行加倍(Partial Line Doubling)方法相同的优点。
由于对于具有更高分辨率的显示板来说，需要被寻址的每帧的行的数目非常高，因此本发明对于这类显示板非常重要。
另外，本发明切实可行而且可以与局部行加倍和其他寻址时间减少算法组合使用。
最后，由于本发明仅需要单次扫描，因此特别是可以使等离子体显示板系统的成本降低。
US6151000A提出确定不包含图像的非显示区域，并在对等离子体显示板的驱动时序的扫描周期内不对这些区域进行扫描。但是，该现有技术并没有教导跳过对被识别为无效单元的寻址。
本发明的有利实施例在从属权利要求中限定。
优选地，在执行跳过步骤之前来识别无效的单元。另外，在识别步骤之前，应当检查所有单元，从而判断他们是否有效。
然后，可以跳过对那些被识别为无效的单元组的寻址。在所有组具有恒定时间间隔的预定组寻址周期期间对每个组进行寻址的情况下，优选仅在一个组寻址周期期间，对具有相同数据的所有组进行分组和寻址。该分组本身可以参考EP1014331A1中的所述，但是该文献并没有教导根据本发明跳过寻址。
在优选实施例中，其中将多个单元以矩阵阵列形式排列，每个单元位于行和列的交叉点，跳过对其中所有单元都无效的行的寻址。因此，对于本实施例，本发明的新技术被描述为适应性行跳过(AdaptiveLine Skipping，ALS)，其中在寻址周期内，不包含有效数据的所有行都被跳过。当跳过对一个行的寻址时，X和Y驱动器的行寻址换位到下一行，从而使行寻址时间减少。对于时间效益，它与寻址期间哪些行被跳过并不相关，所有节省下来的时间都有助于为该帧提供更长的维持时间。另外，在一个行寻址周期内，可以对具有相同数据的所有行进行分组和寻址。
在其它优选实施例中，其中视频信号包括多个场，每个场由多个子场定义，跳过对部分子场的寻址。在对多个组或行进行分组的情况下，应该将所有具有相同子场数据的组或线分组。应当注意词汇“场”还可指帧，词汇“子场”(SF)也表示子帧。
另外，可以在跳过步骤之前建立一个跳过表，该跳过表指示所有被识别为无效的单元，并且可以在跳过步骤中使用该跳过表来对所有需要跳过的单元进行定位。在跳过对多个组或线进行寻址的情况下，跳过表指示所有仅包括被识别为无效的单元的组或线，它用于跳过步骤中以便定位所有将被跳过的组或线。
最后，通过考虑由于跳过而希望节省下来的额外时间可以确定维持时间。
附图说明
在下文中，将参照附图结合优选实施例对本发明进行更详细的描述，其中：
图1示出PDP驱动系统的示意性方块图；和
图2a和2b包括流程图，示意性示出通过在子场存储器存储一行或在跳过列表中存储该行的编号(图2a)以及通过显示子场(图2b)，来跳过对行的寻址的过程(图2b)。
优选实施例的描述
根据本发明优选实施例，对等离子体显示板(PDP)的适应性行跳过(ALS)技术的实施如图1所示。图1示出视频处理单元VP、子场处理单元SFP、适应性行跳过单元ALS、子场换位单元ST、等离子体显示板PDP、和用于从适应性行跳过单元ALS接收跳过列表的定时&控制发生器T&CG。
当应用该适应性行跳过方法时，必须识别所有不包含有效子场数据的行。该识别可以仅在已知所有子场数据时进行，即必须在子场处理模块中进行子场处理之后进行。当在子场换位(帧延迟)之前已经收集到该信息时，可以将该信息提供给定时&控制发生器模块，该模块可以扩展该帧的相关维持周期。
在寻址子场期间，识别出的没有数据的行将被跳过，减少总的寻址周期。对于时间受益，与在寻址期间跳过哪些线无关，而所有节省的时间可有助于帧的维持时间的延长。
在识别处理期间，对于每行都必须对所有的有效子场像素进行检测以判断他们是否有效。一旦遇到无效子场像素，就对该行作标记并在后来的寻址周期中跳过该行。该处理产生一个表，并在适应性行跳过模块中执行，其中该表包含对应每子场的每行的一个位。
将该信息提供给定时&控制发生器模块。在显示该帧的第一子场之前，计算每帧的维持时间。考虑由于跳过对这些行寻址而节省下来的所有额外时间。在微控制器执行该控制的同时，仅需要升级软件。
当寻址周期开始时，使用行跳过表来定位在行寻址周期内将被跳过的所有行。
当借助适应性行跳过模块跳过对一个行的寻址时，X和Y驱动器的行寻址换位到下一行，从而将行寻址时间从大约3μs减少到几个时钟周期。对于等离子体显示板PDP中提供的X和Y驱动器硬件不需要任何修改。但是，定时&控制发生器模块必须产生一些额外的控制顺序。
当跳过对一个行的寻址时，不需要将相关的列数据从子场帧存储器中转移出来，该子场帧存储器用于换位。这样可以将例如WVGA板的行寻址时间从852/16个时钟减少到几个时钟周期。该定时&控制发生器模块可以通知子场换位模块是否发生行跳过。因此仅需要对子场换位模块进行稍许修改。
视频图像和数据图形应用并不经常在所有所产生的子场的所有行上都具有有效内容。这可以从一些例子中看出。
在数据图形应用中，仅需要从调色板中选择使用一组颜色。通常仅使用有限的一组颜色。在某些情况下，一组子场很难包含任何数据，从而使ALS可以节省寻址时间。
视频应用具有大约15％的平均图像负载，子场分布可能具有从未使用的子场组合以减少假象。因此可能有大量的子场像素是无效的。
对于视频应用来说，某些特定的场景需要高亮度来提高看见的图像质量。例如具有一些闪光的暗色场景需要在暗色区域(很多子场)中足够的灰度级，和足够的峰值亮度。在这种情况下，电源和温度不会成为限制因素，只有有限的维持时间是真正的限制。但是这些场景会使较高子场中的大量行无效，从而为更好的峰值亮度提供额外的时间。
清楚的寻址方案使用增加的像素寻址技术，它可仅关闭每个帧中的待发(primed)像素。在首先的几个帧(最低有效子场)期间，很多像素必须保持打开且尚不需要被触发，这增加了空白(跳过)子场行的几率。在最后的几个帧(最高有效子场)期间，很多像素已经关闭且不再需要被触发，同样增加了空白(跳过)子场行的几率。
图2a和2b包括流程图，示意性示出作为一个例子而跳过对一个行进行寻址的过程。图2a示出所产生的子场的处理，其中对于所产生的子场数据组，检查行n的SF#内容是否为空。当对于给定SF#有无效SF数据时，将所针对的行的编号存储在跳过列表中；否则，将SF数据存储在所分配的SF存储器中。该处理对于所有行上的所有SF#连续进行。
该SF存储器用于子场换位模块中执行的换位处理中，将每一像素的SF数据改变为每一SF#的SF数据。
图2b示出显示子场的处理。当显示子场时，检查给定SF#的有效行是否可以被跳过。当必须显示一行时，需要从SF存储器中获取SF数据并将其提供用于显示。对所有SF#上的所有行连续执行该处理。
虽然上面参照附图对本发明进行了说明，但是很明显本发明并不局限于此，在权利要求所限定范围内还有多种方式进行改变。在权利要求中，所有括号中的附图标记都不对权利要求进行限定。词汇“包括”并不排除除了权利要求所列的元件或步骤之外的其他元件或步骤。元件前的词汇“一”并不排除出现多个这种元件的可能性。在枚举了多个设备的装置权利要求中，这些设备中很多都可以利用同一硬件来实现。从属权利要求中相互不同的某些手段并不表示这些手段不能组合实现。

Claims (16)

1.一种用于响应视频信号对显示板(PDP)的单元进行寻址的方法，每一单元对应于一像素，特征在于：
跳过对被识别为无效的单元进行寻址的步骤(ALS)。
2.如权利要求1所述的方法，其中视频信号包括场，每个场由多个子场来定义，
其特征在于在对子场的寻址期间执行所述跳过步骤。
3.如权利要求2所述的方法，特征在于将具有相同子场数据的所有组分组。
4.如权利要求3所述的方法，其中将具有相同子场数据的所有行分组。
5.一种用于响应视频信号对显示板(PDP)的单元进行寻址的器件，每一单元对应于一像素，特征在于：
跳过对被识别为无效的单元进行寻址的装置(ALS)。
6.如权利要求5所述的器件，特征在于用于识别无效的那些单元的装置。
7.如权利要求6所述的器件，特征在于用于检查所有的单元以检查它们是否有效的装置。
8.如权利要求5所述的器件，特征在于提供所述跳过装置(ALS)，用于跳过对那些被识别为无效的单元的组的寻址。
9.如权利要求8所述的器件，其中在对所有组都具有恒定时间间隔的预定组寻址周期期间对每一组进行寻址，特征在于用于在一个组寻址周期期间对所有具有相同数据的组进行分组并对他们寻址的装置。
10.如权利要求8所述的器件，其中将单元布置为矩阵阵列，每个单元位于行和列的交叉点，特征在于提供所述跳过装置(ALS)用于跳过对其中所有单元为无效的行的寻址。
11.如权利要求9所述的器件，特征在于用于在一个行寻址周期期间对所有具有相同数据的行进行分组并对他们寻址的装置。
12.如权利要求5所述的器件，特征在于建立跳过表的装置，该跳过表指示所有被识别为无效的单元。
13.如权利要求12所述的器件，特征在于所述跳过表指示包括仅那些被识别为无效的单元的所有组。
14.如权利要求12所述的器件，特征在于所述跳过表指示包括仅那些被识别为无效的单元的所有行。
15.如权利要求5所述的器件，用于寻址并驱动等离子体显示板中的放电单元，该器件还包括：
用于施加维持电平信号的装置从而在由其发光的放电单元中导致维持放电；
用于通过考虑由于所述跳过装置的操作而期望节省下来的额外时间，而确定维持时间的装置。
16.一种显示板装置，特别是等离子体显示板装置，包括如权利要求5所述的器件。
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