CN1620679A - 用于驱动等离子显示板的装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动显示板、尤其是等离子显示板(PDP)的方法和装置，其中显示板包括每个都对应于象素的单元，象素响应于包含场的视频信号，其特征在于每个场由多个子场形成，并且在当前场的处理期间，根据预定参数为下一场调节的每个场的子场数量。

Description

用于驱动等离子显示板的装置的方法
发明领域
本发明涉及一种驱动显示板、尤其是等离子显示板的方法和装置，其中显示板包括每个都对应于象素的单元，象素响应于包含场的视频信号，其中每个场由多个子场形成，驱动方法包括根据预定的参数调节每个场的子场数量的步骤。本发明还涉及显示板装置，尤其涉及包括所述装置的等离子显示板装置。
发明背景
近年来，对薄型显示装置产生了需求，这种需求还连带着显示板尺寸的增大。等离子显示板(以下简称为“PDP”)预期成为取代常规阴极射线管的下一代最重要的显示装置之一，因为PDP可以很容易地实现显示板厚度和重量的减少并提供了平板形显示屏形状和大的显示屏面积。
在PDP中，进行表面放电，在前玻璃基底的内表面上形成一对电极，并在板内填充稀有气体。当对电极施加电压时，在形成于电极表面上的保护层和介电层的表面发生表面放电，由此产生紫外线。在后玻璃基底的内表面上涂覆三基色红、绿和篮荧光材料，并且通过激励响应于紫外线的荧光材料的发光进行彩色显示。
PDP包括多个列电极(地址电极)和与列电极交叉布置的多个行电极。每对行、列电极被对着放电空间的介电层覆盖，并具有一种在行列电极对和列电极交叉点处形成对应于一个象素的放电单元的结构。因为PDP利用放电现象提供发光显示，所以每个放电单元只有两种状态：进行发光的状态和不进行发光的状态。子场法用于通过PDP提供半色调光度显示。在子场法中，一个场的显示周期被分成N个子场，对每个子场分配具有对应于象素数据(N位)的每位字数权重的一个持续周期的发光周期，并且进行发光驱动。
放电通过调节象素组成的单元的行列电极之间的电压而实现。改变放电光量以调节单元中的放电数量。通过驱动矩阵式写入脉冲、扫描脉冲和抹除脉冲而获得整个屏幕，其中写入脉冲用于向各个单元的行、列电极输入数字视频信号，扫描脉冲用于扫描维持放电的维持脉冲，抹除脉冲用于终止放电单元的放电。另外，通过在显示整个图象所需的预定时间区分每个单元的放电数量而进行灰度定标。
在每个单元被驱动到最大水平的情况下由亮度确定屏幕的光度。为了增大光度，必须将驱动电路构造成单元的放电时间可以在形成屏幕的预定时间内尽可能长地维持。表示亮暗差异的对比度由背景的亮度和光度如照度决定。要增大对比度，背景必须很暗，且光度必须增大。
在普通的PDP显示系统中，视频信号信息帧或场作为一组子场显示。通常根据地址显示分离(ADS)的驱动方式驱动子场。每个子场有其自己的地址、维持和抹除周期。抹除周期在完整的显示区上产生少量的光。象素元的有源寻址在被寻址的象素元中产生一次闪光。只有维持周期根据需要受维持脉冲数控制地产生光束。虽然只有维持周期产生有用的光，但寻址和抹除的时间应该最小，以便允许显示器产生更多的光。
在等离子显示板中需要相当的时间来建立足够的维持脉冲，以实现与常规的阴极射线管相当的高峰值亮度。
对增大峰值亮度的选择可以通过提供较短的抹除脉冲、较短的行地址时间和/和较短的维持脉冲来实现。但是，这些量对显示板的性能有负面影响。
但是，最大的维持量不仅受限于可得到的帧时间，而且还受电源过载以及显示板高温的限制。当显示高图象负荷的帧时，这些参数变得有限。当减少每帧的子场数量时峰值亮度与颜色深度交换。
要改变像幅，每时的维持必须从一个水平到另一个水平逐渐改变，而必须避免像幅额定光度的“泵浦”。这与被驱动子场的数量无关。
控制子场数量的经典自适应调节测量进入的当前帧的图象负荷并用其控制用于显示当前帧的子场数量。该调节利用图象负荷估算损耗和温度并确定使用的子场数量值。然后相应的更新抖动(Dithering)、子场生成(Subfield Generation)、局部线性加倍(Partial LineDoubling)、运动补偿的子场(Motion Compensated Subfield)和时间(Timing)和控制(Control)块的设置。
特别是，现有的驱动方式采用通过视频处理期间测得的视频负荷驱动的前馈调节。这意味着在可以产生每帧特定数量的子场之前，必须测量完整帧的视频负荷的同时还需要视频帧存储。图1中示出了包括此前馈调节的常规PDP驱动系统。图1展示了子场负荷单元SL，帧延迟FD，视频处理单元VP，子场处理单元SP、子场调换单元ST、等离子显示板PDP、SF/维持水平调节单元RU和计时与控制发生器T&CG。将视频计时信号VT、温度信号T和功率极限信号P提供给SF/维持水平调节单元RU。
WO99/30309公开了一种能够调节子场的数量以达到等离子显示板亮度的显示装置。获得图象亮度数据并根据前馈系统中的此亮度数据调节子场数量。因此，在延迟视频信号的同时确定每一帧的图象特性。
EP0653740描述了一种控制等离子显示装置灰度定标的方法。该已知的方法包括通过多个子帧为一幅图象形成一个帧的形成步骤，其中每个子帧具有不同的亮度；为每个子帧设置每个子帧的维持发射数的设置步骤；和通过具有特定亮度的灰度定标显示在等离子显示装置上显示图象的显示步骤。由单个子帧单独地设置每个子帧中的维持发射数，并且这样可以在灰度水平和对应的亮度之间建立线性关系。因此，根据实际测量的亮度和消耗电流的数据调节采用子帧中的维持脉冲数。
EP0831643 A2揭示了一种等离子显示板和控制亮度的方法。该等离子显示板具有的亮度显示范围包括梯度亮度显示范围，显示对应于在目前输入信号水平之下的输入信号的梯度亮度，还包括恒定峰值亮度显示范围，显示大于最大亮度的恒定峰值亮度，其中最大亮度对应于大于目前输入信号水平的输入信号。等离子显示板提供的梯度显示高达最大亮度，该最大亮度对应于高达最大输入信号水平的输入信号，并提供对应于峰值水平的恒定峰值亮度，其中所述的峰值水平通过对较高的梯度增加一个额外的加权位而输入。因此，通过增加额外的子场控制亮度。
除了提供上述视频帧存储之外，常规系统的其它缺陷还在于在图象处理流中的后端，才知道哪个驱动方式可以最好的用于驱动PDP显示器。此方式可能与前馈控制导出的子场/帧数不匹配(如，低视频图象负荷允许有限数量的子场和高的维持水平-限制维持水平的高的显示板温度)。当这些限制不匹配时图象性能将下降。
如上所述，在PDP显示系统的背后，可能有更多的因素限制单位时间的维持量。此限制允许显示板以最高的性能被驱动而不损坏。过高的板温度和电源电压的波动会导致无用的维持时间，这将本可以被用于显示额外的子场。
发明概述
本发明的目的在于避免上述缺点和提供一种用于驱动显示板的方法和装置，尤其允许产生的子场数与最佳驱动方案匹配并产生最佳的光度和颜色深度的设置。本发明提供了一种由独立权利要求限定的等离子显示驱动。从属权利要求限定了一些有益的实施例。
根据本发明的教导，不对当前处理的场，而对下一个场地按照预定参数调节和产生每帧的子帧数。因此，本发明的结构导致提出一种不衰减视觉图象质量的反馈回路。子场的变化数量提供了一种峰值亮度和颜色深度之间自适应的折中方案。
本发明的优点在于调节或产生的子场数量将总是与最佳驱动方案匹配。这样产生最佳的光度和颜色深度设置。
另外，本发明减少了对存储器和宽带的需求，因为不需要视频帧延迟(帧存储器)。特别是不需要额外的帧存储。因此，本发明节约了硬件和成本。
最后，本发明能够可行的实施。特别是本发明可以与所有其它的显示板图象技术结合，尤其是与PDP图象改进技术结合。
注意，在本文中“场”一词也可以意指帧，“子场”(SF)一词也可以意指子帧。但本发明也包括这样的情形，即视频信号的帧由子帧组成，子帧由子场组成。
另外，还注意，本发明不仅可以应用到PDP板，还可以应用到其它的子场驱动显示器以及用于板处理和驱动的集成电路。
通常，调整步骤是根据预定参数调节每场中子场数量的调节步骤的一部分。因此，本发明提供了反馈回路的调节，不衰减视觉图象质量地调节将为下一场产生的每个场中的子场数量。
在驱动包括放电单元的等离子显示板的情况下，其中施加维持水平的信号以导致在放电单元中维持放电、从而发光，并调节维持水平，调整步骤可以是维持水平调节步骤的一部分。
优选调节是自适应调节。特别是，子场的变化数量可以是PDP显示器的峰值亮度和颜色深度之间的自适应折中，这将提高整体性能。
在驱动包括放电单元的等离子显示板的情况下，其中施加维持水平的信号以导致在放电单元中维持放电、从而发光，预定的参数包括对单位时间维持水平的影响。特别是，预定的参数可以包括图象负荷、温度和/或电源功率。
通常被调节子场数量的下一场是后续场，即跟在调整子场数量时正在处理的场之后的场。
根据本发明驱动显示板的装置的优选实施例包括用于储存场的存储装置，存储装置包括用于储存多于两个场的双口存储器。显示场周期的时间展宽允许光度逐渐减小。存储器可以用于从输入视频场速率去耦合显示场速率。这样存储器不只用作双缓冲存储器，而且还是可以储存不止两个数据场的双口存储器。该存储器还可以用于补偿输入视频流中的计时变化。当与小的FIFO(用于时钟去耦合)结合和在视频处理流(用于同步设计)中同步交换时，省去对视频场存储器的(计时)需要。
附图简述
下面根据结合附图的优选实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是包括前馈调节的常规PDP驱动系统的示意性框图；
图2是根据本发明优选实施例的PDP驱动系统的示意性框图；
图3a和3b是设置作为第一实例(a)中的双缓冲存储器和第二实例(b)中的FIFO存储器的子场帧存储器的示意性框图。
优选实施例的描述
图2所示的框图中展示了根据本发明优选实施例用于驱动等离子显示板(PDP)显示器的每场中子场数量的自适应调节的AdaptiveSubfield Feedback(ASFFB)回路技术的实施。图2基本上包含与图1相同的元件，但这些元件有不同的布局。另外，图1中的帧延迟FD没有了，而现在场调换单元ST包含SF帧存储器FM。
所有对每秒维持水平有影响的参数都用作在Sustain LevelRegulation模块RU中执行的水平维持调节过程的输入。此中心过程使用直接数据(温度)和间接数据(子场负荷)调节每秒维持水平。此信息必须在PDP模块中显示帧之前处理。当从子场调换(帧延迟)中重现帧时，必须定义计时和控制生成器(Timing & ControlGenerator)模块T&CG的新设置。
此信息也可以用于调节对下一帧产生的每帧的子场数量。这是一种不衰减视觉图象质量的反馈调节。子场的变化数量提供了PDP显示器的峰值亮度和颜色深度之间的自适应折中。对于一些视频像幅，此反馈工作良好，而下一图象类似于当前的图象。
当像幅迅速改变其光度水平并造成每帧从几个子帧到多个子帧的变化时，将造成冲突。没有时间逐渐降低维持水平，这将导致光度阶梯。
时间展宽显示器帧周期将允许光度逐渐减小。子场帧存储器可以用于将显示器帧速率从输入视频帧速率去耦合。帧存储器不止是双缓冲存储器，而且还是双口存储器，可以储存不止两帧的数据。此存储器还可以用于补偿输入视频流中的计时变化。当与小的FIFO(用于时钟去耦合)结合和视频处理流(用于同步设计)中的同步交换时，省去对视频场存储器的(计时)需要。
每帧的子帧数量由维持水平调节(Sustain Level Regulation)模块Ru计算并回送到视频处理(Video Processing)模块VP和子场处理(Subfield Processing)模块SP。相应地计算接着输入的帧。因此，如图2所示，维持调节模块RU是提供上述反馈调节的反馈回路的一部分。接下来，将维持水平信息递送到在计时和控制生成器(Timing&Control Generator)模块T&CG中执行的计时和控制(Timing&Control)过程中。在该帧的第一子帧显示在PDP模块上之前，计算相关的每个子帧的维持时间。虽然由微控制器执行该调节，但只需要更新软件。
如图2所示，子帧调换模块ST包括可以用于储存一些帧的SF(子帧)帧存储器FM。它们可以用于允许输入视频速率和显示速率的暂时改变。这可以用于补偿维持时间的可能暂时不足导致的可能的影响。
子场帧存储器可以实现成如图3a所示的双缓冲存储器。双缓冲子场存储器在消隐期间(写入和读取空白)通过写入开关W和读取开关R交换A存储器和B存储器。这意味着显示速率等于输入视频速率。
子场帧存储的实现可以不增加成本地从双缓冲器变到FIFO。此FIFO存储器显示于图3b，其具有写入地址WA和读取地址RA。当FIFO的实现用于子场帧存储器时，可以起到缓冲器的作用，允许在输入视频速率和显示速率之间有暂时差异。
微控制器还负责计时和控制(Timing and Control)过程，并且因而还包含计时和控制(Timing and Control)发生器模块。此过程必须以自适应控制由功率负荷和温度限制所致的光度减小的相同方式对可能的额外光度可以被使用的速度建模。例如，当计时限制允许这样时，可以以例如最大1％/帧地适应光度。
视频和数据曲线图象的应用在其有效容量和负荷方面有变化。
数据曲线应用通常只采用调色板中的一组颜色。这样可能只需要有限组的子帧就可以给出高维持水平的极好的颜色。但是这些应用具有大约30％的平均图象负荷。因此，损耗和温度将是限制因素。
视频应用具有大约15％的平均图像负荷。子场分布趋于具有很多无用的子场组合以减少图象产物。需要很多子场并在子场中很多象素是无效的。因此，每个子场允许有高维持水平。但是时间将是限制因素。
对于视频应用，一些特定的像幅要求高亮度以提高感知的图象质量。例如，有一些闪光的暗像幅需要在暗区(很多子场)中足够的灰度水平以及足够的峰值亮度。在此情况下，电源和温度将不是限制因素；只有受限的维持时间是真正的限制。
虽然以上结合参考附图的例子描述了本发明，但显然本发明不限于此，在所附权利要求的范围内可以有多种变化。在权利要求中，置于括号中的任何标号将不构成对权利要求的限定。“包括”一词不排除除权利要求中所列元件或步骤以外其它元件或步骤的存在。元件前缀“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个这类元件的存在。在列举几个部件的装置权利要求中，这几个部件可以由一个及同样的硬件体现。在相互不同的从属权利要求中引用的特定量不表示这些量的组合不能被采用。

Claims (10)

1.一种驱动显示板(PDP)的方法，其中显示板包括每个对应于象素的单元，象素响应于包含场的视频信号，其中每个场由多个子场形成，该方法包括步骤：
根据预定参数(VT，T，P)调整(RU)每场的子场数量；
其特征在于在当前场的处理期间，在所述的调整步骤中对下一场调整子场数量。
2.一种驱动显示板(PDP)的装置，其中显示板包括每个对应于象素的单元，象素响应于包含场的视频信号，其中每个场由多个子场形成，该装置包括：
根据预定参数(VT，T，P)调整每场的子场数量的装置(RU)；
其特征在于所述的调整装置(RU)在当前场的处理期间调整下一场的子场数量。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于调整装置是调节装置(RU)的一部分，用于根据预定参数调节每场的子场数量。
4.如权利要求2所述的装置，用于驱动包括放电单元的等离子显示板(PDP)，该装置包括：
施加维持水平的信号的装置，导致放电单元中的维持放电以用于从中发光，和
用于调节维持水平的装置(RU)，
其特征在于调整装置是所述维持水平调节装置(RU)的一部分。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述的调节是自适应调节。
6.如权利要求2所述的装置，用于驱动包括放电单元的等离子显示板(PDP)，该装置包括：
施加维持水平的信号的装置，导致放电单元中的维持放电以用于从中发光，
其特征在于所述预定参数(VT，T，P)包括对单位时间维持水平有影响的参数。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述的预定参数包括图象负荷(VT)、温度(T)和/电源功率(P)。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于下一场是后续场。
9.如权利要求2所述的装置，还包括用于储存场的存储装置，其特征在于所述存储装置包括用于储存不止两个场的双口存储器(A，B)
10.一种包括权利要求2所述装置的显示板装置。
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