CN1645451A - 等离子体显示板驱动装置及其灰度级表示方法 - Google Patents

Abstract

一种改进了灰度级表示并减少了伪轮廓的PDP驱动装置及其灰度级表示方法。通过计算输入图像信号的一帧数据的平均信号级来确定维持脉冲数，并且参考根据其选择的逆γ校正表来表示与维持脉冲数相对应的逆γ校正灰度级。将根据信号级确定的维持脉冲数分成多个组，然后转换成对应于该各个组的维持脉冲数决定的子场。在这种情况下，对应于各个组的子场的维持脉冲数是彼此不同的。

Description

等离子体显示板驱动装置及其灰度级表示方法

相关申请的参考

本申请要求2003年10月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2003-0072353的优先权和利益，在此作为参考全部引证。

技术领域

本发明涉及一种用于等离子体显示板(PDP)的驱动装置及其灰度级表示方法，更具体地，涉及一种可以提供改进了灰度级表示和减少了伪轮廓的用于等离子体显示板的驱动装置及其灰度级表示方法。

背景技术

最近已经发展了平面显示器，例如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示板等。在平面显示器中，相对于其他类型的平面显示器，等离子体显示板具有宽可视范围、高亮度和高发光效率的优点。等离子体显示板作为可以替代传统的阴极射线管(CRT)的显示器倍受关注，特别是在超过40英寸的大尺寸显示器中。

等离子体显示板是一种可以利用通过气体放电产生的等离子体来显示字符或者图像的平面显示器，其中根据其尺寸以矩阵的形式排列数十万乃至数百万像素。根据放电单元的结构和在其上施加的驱动电压的波形形状，这样的等离子体显示板被分为直流型和交流型。

直流型等离子体显示板有这样的缺点，由于电极暴露在外边并且放电空间不绝缘，当施加电压时电流会在放电空间内流动，由于这个原因而必须采用限制电流的电阻器。另一方面，交流型等离子体显示板具有如下优点：自然形成的电容器限制电流以及通过覆盖在电极上的介电层避免放电时离子对电极的撞击，因此其寿命比直流型的寿命长。

图1是交流型等离子体显示板的局部透视图。如图1所示，由介电层2和保护层3覆盖的扫描电极4和维持电极5成对平行形成在玻璃基板1上。由绝缘层7覆盖的多个寻址电极8形成在另一个玻璃基板6上。分隔壁9与寻址电极8平行地形成在寻址电极8之间的绝缘层7上，荧光物质10形成在绝缘层7的表面以及分隔壁9的两侧面上。玻璃基板1、6彼此相互面对，它们之间具有放电空间11，使得扫描电极4和维持电极5与寻址电极8正交。在接近寻址电极8、和彼此成对的扫描电极4和维持电极5之间的交叉点附近的放电空间形成放电单元12。

图2是等离子体显示板的电极排列的示意图。如图2所示，等离子体显示板的电极按m×n矩阵的形式排列形成，更具体的，寻址电极A1-Am在列向方向排列，n行扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn在行向交替排列。图2中的放电单元12对应于图1中的放电单元12。

依据操作变化的时间流程，这种交流型等离子体显示板的驱动周期由复位期、寻址期和维持期构成。

复位期是为改进单元的寻址操作性能而进行初始化各单元状态的周期，寻址期是通过给将被激发的单元(寻址到的单元)施加寻址电压以形成壁电荷的周期，以便选择该面板中要激发和不要激发的单元。维持期是通过施加维持脉冲显示实际在寻址到的单元上的图像的放电周期。

如图3所示，等离子体显示板通过将一帧(1TV场)分成多个子场然后在其上进行分时控制来实现灰度级。各子场由如上所述的复位期、寻址期和维持期组成。图3表示为了实现256灰度级将一帧分成八个子场的情况。各子场SF1-SF8由复位期(未示出)、寻址期Ad1-Ad8和维持期S1-S8组成，在维持期S1-S8中，照明时间1T、2T、4T、...、和128T的比率为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。

在这种情况下，例如为了实现3灰度级，通过照明时间为1T的子场SF1以及照明时间为2T的子场SF2对放电单元放电，使放电时间之和设置为3T。从而可以通过具有不同照明时间的子场的组合来实现256灰度级的图像。

而且，根据传统的等离子体显示板的灰度级的表示方法，根据每个帧的平均灰度级通过与如图3所示的维持期相对应的子场加权的倍数来确定分配给各子场的脉冲数。换句话说，维持脉冲的数量随每个帧的平均灰度级改变，以便增加帧之间的对比度并同时减少能量消耗。例如，为了表示256个灰度级，在低平均灰度级的情况下使用四倍子场加权以便分配许多维持脉冲，而在高平均灰度级的情况下使用两倍子场加权以便分配少量维持脉冲。因此，传统方法在改进灰度级表示上受到限制，因为只通过将一特定数量和子场加权相乘来提高维持脉冲的总量从而表示灰度级，该子场加权是在仅仅考虑了灰度级而没有考虑维持脉冲数的情况下确定的。

此外，当根据这样的子场方法显示移动图形时，由于人的视觉特性会产生伪轮廓。图4表示产生的伪轮廓的例子。当其中灰度级127和灰度级128相邻存在的图像向右侧移动时，根据图3所示的子场排列以如图4所示的方式表示这样的状态。在这种情况下，根据跟踪运动图像时人的视觉特点，人在如图4所示的虚线箭头的方向识别灰度级。因此，可能发生在灰度级127和128的位置之间的灰度级255这样的伪轮廓。

发明内容

本发明提供了一种用于等离子体显示板的驱动装置及其灰度级表示方法，其中，通过表示与维持脉冲的最大数量相同的灰度级，减少了伪轮廓，改善了灰度级表示。

在本发明的一个方面，提供了一种用于等离子体显示板的驱动装置，该驱动装置根据输入图像信号将显示于等离子体显示板上的图像的各场分为多个子场，并且根据子场的组合表示灰度级来显示与图像信号相对应的图像，该驱动装置包括：维持脉冲数确定部分、逆γ校正器、维持脉冲子场转换器和维持/扫描驱动器。维持脉冲数确定部分根据输入图像信号一帧的数据的平均信号级确定维持脉冲数。通过使用与由维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数相对应的多个γ校正表，逆γ校正器对输入图像信号进行逆γ校正，从而表示出对应于施加在等离子体显示板的维持脉冲的数量的逆γ校正灰度级。通过根据维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数使各子场中的维持脉冲数彼此不同，维持脉冲子场转换器将子场转化成与逆γ校正器中输出的数据相对应的维持脉冲数决定的子场。维持/扫描驱动器根据由维持脉冲子场转换器转换的子场排列产生控制信号，并将控制信号施加给等离子体显示板。

依据本发明的另一方面，提供了一种表示等离子体显示板的灰度级的方法，根据输入图像信号将显示于等离子体显示板上的各个图像场分成多个子场并且根据子场的组合通过表示灰度级来显示对应于图像信号的图像。在该方法中：(a)根据输入图像信号的一帧中的数据的平均信号级确定维持脉冲数，(b)通过使用与(a)中确定的维持脉冲数相对应的多个γ校正表，对输入图像信号进行逆γ校正，从而表示对应于施加在等离子体显示板的维持脉冲数的逆γ校正灰度级，(c)通过根据(a)中确定的维持脉冲数使得各子场中的维持脉冲数彼此不同，子场被转化成取决于与输出数据(该输出数据已经在(b)中进行逆γ校正)相对应的维持脉冲的数量的子场，以及(d)进行控制，从而在等离子体显示板上显示对应于(c)中产生的子场数据的图像。

附图说明

图1是交流型等离子体显示板的局部透视图。

图2是交流型等离子体显示板的电极排列的示意图。

图3表示等离子体显示板的传统灰度级表示方法。

图4表示实际产生的伪轮廓(pseudo-contour)的例子。

图5是依据本发明典型实施例的等离子体显示板的示意图。

图6是依据本发明典型实施例的等离子体显示板控制器的示意方框图。

图7是表示帧的平均信号级和维持数量之间关系的范例的图表。

图8是表示逆γ校正器依据维持脉冲数改变了逆γ校正表的一个范例的图表。

图9是表示可以用子场的各个划分数量表示的最大维持脉冲数和最大灰度级数量，和各子场的维持脉冲数。

图10是表示维持脉冲数为1023时子场排列的编码表。

图11是表示在各维持脉冲子场转换器中维持脉冲子场排列的例子。

图12是表示639维持脉冲的维持脉冲子场排列的编码表。

具体实施方式

图5是依据本发明典型实施例的等离子体显示板的平面示意图。如图5所示，依据该典型实施例的该等离子体显示板包括等离子体板100、寻址驱动器200、扫描/维持驱动器300和控制器400。

等离子体显示板100包括多个沿列向排列的寻址电极A1-Am以及多个沿行向彼此交替排列的扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn。寻址驱动器200接受来自控制器400的寻址驱动控制信号，并且将显示数据信号应用于各个寻址电极A1-Am以选择放电单元发光。扫描/维持驱动器300接受来自控制器400的控制信号，并且将维持电压输入该扫描电极Y1-Yn和该维持电极X1-Xn以对于已选择的放电单元进行维持放电。

控制器400接收来自外部的红/绿/蓝(R/G/B)图像信号和同步信号，并且将一帧分成几个子场，接着将各子场分成复位期、寻址期和维持/放电期以驱动该等离子体显示板。这种情况下，控制器400调整在一帧中子场的每个维持期内施加的维持脉冲的数量，以便供给寻址驱动器200和扫描/维持驱动器300需要的控制信号。

参考图6-12将对依据本发明的该典型实施例的控制器400作更详细的描述。

图6是依据本发明典型实施例的等离子体显示板的控制器400的示意方框图。如图6所示，依据本发明该典型实施例的等离子体显示板的控制器包括：维持脉冲数确定部分410、帧存储器420、逆γ校正器430和维持脉冲子场转换器440。

维持脉冲数确定部分410确定在输入图像信号的每个帧中维持脉冲的数量。也就是说，维持脉冲数确定部分410在考虑了亮度和能耗的情况下确定最大维持脉冲数。在每个帧中平均信号级(ASL)由下面的方程(1)式来计算，从而确定维持脉冲的数量。

[方程式(1)]

$\mathrm{ASL}=\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\frac{R_{x,y}+G_{x,y}+B_{x,y}}{3\×N\×M}$

在上述方程式(1)中，R_x，y、G_x，y和B_x，y分别在位置x，y的代表R/G/B灰度级，N和M分别代表帧的水平和垂直的尺寸。维持脉冲数确定部分410通过由方程式(1)计算出的平均信号级ASL并在考虑了亮度和能耗的情况下确定相互不同的输入图像信号的每个帧中的维持脉冲数。

图7是表示帧的平均信号级和在这种情况下使用的维持脉冲数之间关系的范例的图表。如图7所示，如果帧的平均灰度级较低，需使用大量的维持脉冲以增加峰值亮度；如果帧的平均灰度级较高，只需使用少量的维持脉冲以减少能耗。

在这种情况下，如果使用的维持脉冲的数量减少，则表示灰度级的数量也减少。然而，如图9所示，维持脉冲的数量主要在亮的平均灰度级的图像中减少，而维持脉冲的数量在表示灰度级时具有频率问题的暗图像中则增加，以此使得灰度级的表示得到进一步提高。

逆γ校正器430依据维持脉冲确定部分410确定的维持脉冲数(由输入图像信号的平均信号级确定)参照多个逆γ校正查阅表进行逆γ校正，从而表示出对应于维持脉冲数的逆γ校正灰度级。换句话说，依据维持脉冲确定部分41 0确定的维持脉冲数按需要选择多个查阅表(意指γ曲线(SP1，SP2，...，SPn))中的一个，然后进行逆γ校正，从而表示出对应于维持脉冲数的逆γ校正灰度级。在这种情况下，可以通过逆γ校正表或者通过计算进行逆γ校正。

图8是表示逆γ校正器430依据维持脉冲数改变了逆γ校正表的一个范例的图表。如图8所示，如果维持脉冲数达到最大值P_max，将参照逆γ校正查阅表SP1进行逆γ校正。换句话说，通过依据维持脉冲数选择不同的逆γ曲线的一个来进行逆γ校正。

在这种情况下，由于输入逆γ校正器430的图像信号是数字信号，因此在模拟图像信号输入到等离子体显示板时须通过模数转换器(未示出)将模拟图像信号转换成数字信号。逆γ校正器430可以包括逻辑电路(未示出)，用于逻辑产生与逆γ曲线或者查阅表(未示出)相对应的数据，该查阅表存储了与逆γ曲线相对应的数据用于映射图像信号。

帧存储器420以与维持脉冲数确定部分410确定维持脉冲数需要的时间相等的时间存储和延迟当前输入的帧数据。

维持脉冲子场转换器440将对应于由逆γ校正器430输出的维持脉冲数的逆γ校正灰度级结果转换成维持脉冲数决定的子场。换句话说，现有技术中子场的转换是在考虑到灰度级的情况下进行的，而本发明中子场的转换是在考虑到维持脉冲数的情况下进行的。图9示出可以用子场的各个划分数量表示的最大维持脉冲数和最大灰度级数量，和各子场的维持脉冲数。通过下列方程式(2)来计算图9中的维持脉冲子场排列。

[方程式(2)]

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{sf}\left(i\right)=P-1$

$\mathrm{sf}(n+1)\≤\left\{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sf}\left(i\right)\right\}+1$

sf(1)＝1

在上述方程式(2)中，P代表总的维持脉冲数，N代表子场的划分数。图9示出了满足方程式(2)中的所有等式的关于维持脉冲数的子场排列。如图9所示，如果使用的维持脉冲数是1023，并且子场的划分数量是10，依据维持脉冲子场排列的方法表示出1024灰度级。更进一步，如图9所示，子场最小划分数量随着维持脉冲数的确定而确定，例如，当脉冲数是1024至2047时划分数量应该超过11。

图10表示维持脉冲数为1023时子场排列的编码表(表示表示灰度级的各子场有没有被照亮)。如图10所示，各子场没有加权值但是有维持脉冲数，并且依据具有上述维持脉冲数的各子场的亮度来表示灰度级。在这种情况下，维持脉冲子场转换器440可以表示512维持数量，该维持数量是依据如图10所示的子场排列的最大维持数量。换句话说，如果由维持脉冲数确定部分410确定的最大维持数量为512，维持脉冲子场转换器440可以利用如图10所示的其中子场数量为10的照明模式来表示，但是不能利用子场数量为9的子场排列来表示。

维持脉冲子场转换器440包括彼此不同的第一维持脉冲子场转换器442和第二维持脉冲子场转换器444，并且根据维持脉冲数使用不同的子场转换器。在这种情况下，第一维持脉冲子场转换器442和第二维持脉冲子场转换器444具有相同的子场划分数量，而各子场(即各子场具有的维持脉冲数)的维持脉冲数彼此不同。其目的在于，如果使用的维持脉冲数(即当由维持脉冲确定部分410确定维持数量并且依据该维持数量使用不同的逆γ校正时输出的值)少，则通过分离具有大维持脉冲数的各子场的维持脉冲数值，以减少移动图形中的伪轮廓。

如果等离子体显示板中使用的总维持脉冲数为256-1023，也就是P_max为1023而P_min为256，通过划分来实现两个维持脉冲数值范围。分别考虑这两个范围640(Pa)-1023(Pb)和257(Pc)-639(Pd)(可以随意改变)，第一维持脉冲子场转换器442和第二维持脉冲子场转换器444对各个范围确定维持脉冲子场排列。在这种情况下，各维持脉冲子场转换器442、444具有相同的子场划分数量。图11表示在各维持脉冲子场转换器442、444中维持脉冲子场排列的例子。在图11中，排列A代表表示1023维持脉冲的维持脉冲子场排列，而排列B代表表示639维持脉冲的维持脉冲子场排列。在此，通过使用排列A的维持脉冲子场排列，第一维持脉冲子场转换器442转换到当维持脉冲数为640-1023(即由维持脉冲数确定部分410确定和逆γ校正器430输出的值)时的子场，通过使用排列B维持脉冲子场排列，第二维持脉冲子场转换器444转换到当维持脉冲数为256-639(即由维持脉冲数确定部分410确定和逆γ校正器430输出的值)时的子场。在这种情况下，如图11所示的维持脉冲子场排列仅是由方程式(2)确定的一个例子，这对本领域普通技术人员来说是可以理解该数值可以被稍微调整。

在图11中，排列A可以表示维持脉冲数少于1023的所有情况。另一方面，排列B仅可以表示维持脉冲数少于639的情况。因此，维持脉冲数少于639的情况可以被如图11所示的所有的排列A和排列B表示。然而，考虑到伪轮廓对于数值少于639的情况使用排列B。当各子场之间(尤其是在具有很多维持脉冲的子场之间)的维持脉冲数差别不大时，使用排列B可以更加减少伪轮廓。图12表示排列B的维持脉冲子场排列的编码表。

换句话说，通过用具有相同子场划分数的两个维持脉冲子场转换器442和444根据维持数量在不同范围内操作依据本发明典型实施例的控制器400的维持脉冲子场转换器440可以减少伪轮廓。

本发明的该典型实施例给出了将不同的维持脉冲子场排列应用于划分的维持脉冲组中的两个的情况，但是如果通过划分形成三个或更多维持脉冲组可以更加减少伪轮廓。即使将维持脉冲子场转换器440分成三个或更多的组，并且在各个组中根据维持脉冲数产生各维持脉冲子场，各维持脉冲子场转换器的子场的划分数彼此相同。

参考前面的图5和6，由维持脉冲子场转换器440转换的维持脉冲数决定的子场排列的子场数据(维持脉冲数数据)被传送至PDP驱动器500，也就是寻址驱动器200和扫描/维持驱动器300，从而在等离子体显示板100上显示。

如上所述，依据本发明提高了表示灰度级的性能，并减小了伪轮廓。

虽然前面已经组合实际的实施例对本发明作了描述，但是可以理解本发明不受已公开的实施例的限制，而且正相反，本发明覆盖了包括在附加的权利要求的精神和范畴之内的各种改进和等效替换。

Claims (12)

1、一种用于等离子体显示板的驱动装置，其根据输入图像信号将显示于等离子体显示板上的各图像场划分成多个子场，并且根据子场的组合通过表示灰度级来显示与图像信号相对应的图像，该驱动装置包括：

维持脉冲数确定部分，其基于输入图像信号的一帧数据的平均信号级来确定维持脉冲数；

逆γ校正器，通过使用与维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数相对应的多个γ校正表对输入图像信号进行逆γ校正，以表示对应于施加给等离子体显示板上的维持脉冲的数量的逆γ校正灰度级；

维持脉冲子场转换器，通过根据维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数使各子场中的维持脉冲数彼此不同，将子场转化成与逆γ校正器中输出的数据相对应的维持脉冲数决定的子场；

维持/扫描驱动器，其基于由维持脉冲子场转换器转换的子场的排列来产生控制信号，并将该控制信号施加给等离子体显示板。

2、如权利要求1所述的驱动装置，其中，根据维持脉冲数确定部分确定的最大维持脉冲数来确定由维持脉冲子场转换器转换的子场数量。

3、如权利要求1或2所述的驱动装置，其中，该维持脉冲子场转换器包括多个维持脉冲子场转换器，以用于根据由维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数使各子场中的维持脉冲数彼此不同。

4、如权利要求3所述的驱动装置，其中，该多个维持脉冲子场转换器根据由维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数的组来工作。

5、如权利要求1或2所述的驱动装置，其中，当维持脉冲数确定部分确定的维持脉冲数与维持脉冲数较大的情况相比较小时，由维持脉冲子场转换器转换的各子场中的维持脉冲数较小。

6、如权利要求1或2所述的驱动装置，其中，该维持脉冲数确定部分在高平均信号级的情况下确定小的维持脉冲数，而在低平均信号级的情况下确定大的维持脉冲数。

7、如权利要求1所述的驱动装置，其中，参考多个γ表进行多个γ校正。

8、如权利要求1所述的驱动装置，其中，通过预定计算来进行多个γ校正。

9、一种表示等离子体显示板的灰度级的方法，其根据输入图像信号将显示于等离子体显示板上的各图像场划分成多个子场，并且根据子场的组合通过表示灰度级来显示对应于图像信号的图像，该方法包括：

(a)根据输入图像信号的一帧数据的平均信号级来确定维持脉冲数；

(b)通过使用对应于已确定的维持脉冲数的多个γ校正表，对输入图像信号进行逆γ校正，从而表示对应于施加给等离子体显示板的维持脉冲的数量的逆γ校正灰度级；

(c)通过根据确定的维持脉冲数使各子场中的维持脉冲数彼此不同，将子场转化成与经过逆γ校正的输出数据相对应的维持脉冲数确定的子场；和

(d)控制在等离子体显示板上的显示，从而在等离子体显示板上显示与已产生的子场数据相对应的图像。

10、如权利要求9所述的方法，其中，根据已确定的最大维持脉冲数来确定转换的子场数量。

11、如权利要求9或10所述的方法，其中，当确定的维持脉冲数与维持脉冲数较大时的情况相比相对较小时，在该各子场中转换的维持脉冲数较小。

12、如权利要求10所述的方法，其中，参考多个γ表进行多个γ校正。

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