专利名称：等离子显示装置及其亮度校正方法和显示方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子显示装置、亮度校正方法及其显示方法，适于在等离子显示装置中执行亮度校正，在等离子显示装置中利用AC等离子体放电来执行显示。
背景技术：
等离子显示面板(PDP)适于构成大屏幕的薄结构，未来的发展尤其在于实现大尺寸显示装置。
这种装置的等离子显示面板由两个玻璃基板组成，它们彼此相对结合在一起，并且有放电气体密封在其间。在前玻璃基板上设置一对平行的维持电极，沿与维持电极交叉的方向，在后玻璃基板上设置地址电极。一个基板的内部涂敷有荧光层。当向维持电极施加预定电压时，在这对电极之间产生等离子体放电以放射紫外线，然后，紫外线入射到荧光屏上从其发光。图15是显示设有m×n点阵的像素的显示面板上的电极结构的示意图。布置了n组(X1、Y1、X2、Y2、……Xn、Yn)成对的维持电极107X、107Y，m组(A1、A2、……Am)的地址电极103A，其中，成对的维持电极107与地址电极103A交叉以构成矩阵，其中，像素位于每个交叉点，如图中虚线所示。
一般以3个步骤来控制每个像素的发光，各个操作期称为重置期、寻址期和(放电)维持期。例如在选择性擦除系统中，在各个操作期间向构成每个像素的3个电极施加图16A到16C所示波形的电压。在重置期，整个维持电极107X和107Y放电，均一地存储整个像素区域中的壁电荷，使得全部擦除预先存储在像素中的数据，并将整个屏幕维持在均匀带电状态。在下一个寻址期中，依照壁电荷的存在与否形成二进制状态，并选择驱动用来发光的像素。这时，在下面的过程中，分别用维持电极107Y(Y1、Y2、……Yn)作为扫描电极，用地址电极103A作为数据电极，执行寻址。
在预定时间顺序地向维持电极107Y(Y1、Y2、……Yn)输入脉冲，同时，将数据脉冲与在维持电极107Y侧的扫描时间同步输入到m组整个地址电极103A(A1、A2、……、Am)中，该数据脉冲相应于根据与施加电压的维持电极107Y的组合所选择的像素的发光/不发光，(这种情况下，与不发光像素有关)。结果，在不发光像素中产生放电，擦除壁电荷。接下来在维持期中，向整个像素的成对的维持电极施加AC脉冲电压(维持脉冲)。这时，只有具有剩余壁电荷的像素选择性地到达放电开始电压，并且维持所产生的放电以便在该期中连续发光。
以这种方式，等离子显示面板(PDP)在数字控制下通过发光执行显示。通常，应用子场方法作为驱动系统。通过将显示屏幕的一个场(field)时分为一些子场和通过发光时的时宽调制显示亮度灰度，执行子场方法。根据该方法，与N位图像数据的位成比例地加权一个场显示期(16.7msec)，并将其分为N个子场，这里，分别发光2k次(这里，k＝0到N-1)。例如，如果每个像素的图像数据由8位组成，则1场显示期分为子场SF1-SF8，并且将子场SF1-SF8期间的发光次数顺序地设为20(1)、21(2)、22(4)、……、27(128)。可以通过在这种8个子场中组合on/off动作，执行0-255次发光，从而实现256灰度的显示。
该子场方法的前提是发光时的亮度级维持恒定。然而，实际上，在“ON”显示像素占据大面积的显示区域中，电压降是从驱动IC的输出阻抗或从显示面板的布线电阻等导出的，从而相应于供电电压的降低来减低发光时的亮度级。例如，在图像中显示亮的区域总和大于确定尺寸的情况下，存在的问题是这种区域无法以所希望的亮度显示。
另一个问题是在显示黑色图像时确保适当的灰度。图18图示了转换为图像数据之前的典型视频信号。在视频信号中，亮度用幅度来表达，这里，白色峰值电平(白电平)是最大值，消隐电平(黑电平)是最小值。通常，用将8个位分配给从白电平到黑电平的全范围的方式，将该信号量化为图像数据，从而用256灰度表达全范围亮度。然而，当显示全黑图像时，整个屏幕的亮度差表达为例如3个低位左右，这大致相应于8个灰度。这种情况下，由于原始视频信号是模拟的，所以，虽然其中包含无穷精细亮度差信息，由于缺少灰度数量，故暗度显示是均匀的，从而无法区分亮度差，结果无法获得所希望的屏幕质量。
发明内容
本发明已经在上述问题中取得了成功。本发明的目的是提供一种等离子显示装置，能以适当的灰度表达来执行准确的显示。
根据本发明的一个方面，提供一种等离子显示装置，包括面积比检测装置，用于检测显示区域中任何亮度高于预定值的像素的面积比；和维持频率调节装置，用于按照测得的面积比来调节输入到成对维持电极的维持脉冲频率或数量。由于这样按照面积比来调节输入到成对维持电极的维持脉冲的频率或数量，可以总是将亮度校正到其参考值，结果获得预置灰度的适当表达。
参考说明性附图，从下面的描述，本发明的上述和其它特点和优点将变得明显。
图1是显示根据第一实施例的等离子显示装置结构的方框图；图2是显示第一实施例中显示面板的结构的透视图；图3A是图示显示面积比和亮度之间关系的特性图；图3B显示维持频率和亮度之间关系的特性图；图4是用于解释根据第一实施例的亮度校正方法的曲线图；图5图示了根据第一实施例的等离子显示装置中显示面积比和存储在频率调节器中的维持频率的输入/输出特性；图6说明了根据第一实施例的等离子显示装置的示例操作；图7图示了根据第一实施例的修改例的等离子显示装置中的亮度校正特性；图8是显示根据第二实施例的等离子显示装置结构的方框图；图9是用于解释根据第二实施例的灰度控制方法的曲线图；图10A是用于解释与根据第二实施例的灰度控制方法有关的量化的曲线图；图10B是用于解释维持期的控制的曲线图；图11显示了如何根据第三实施例在等离子显示装置上显示屏幕；图12是显示根据第三实施例的等离子显示装置的主要元件的框图；图13A图示了第三实施例中主屏的亮度分布；图13B图示了第三实施例中子屏的亮度分布；
图14A图示了第三实施例中主屏的另一亮度分布；图14B图示了第三实施例中子屏的另一亮度分布；图15是显示传统等离子显示装置中显示面板的基础结构的框图；图16A到16C图示了用于解释传统等离子显示装置中基本驱动方法的电压波形；图17是显示传统等离子显示装置中子场方法的驱动序列的图；和图18图示了视频信号的示意性波形。
具体实施例方式
下文中，参考附图详细描述本发明的一些最佳实施例。
根据图1的第一实施例的等离子显示装置设计成计算从ON显示像素占据的区域导出的任何亮度降，并且通过控制维持脉冲来校正亮度。除了附加设有ON电平鉴别器33和频率调节器34之外，该等离子显示装置在结构上与已知的相同。即，该装置主要包括显示面板10；A/D转换器31，用于将输入模拟视频信号转换为数字信号，以产生视频数据DV；图像存储器32，用于存储这样产生的视频数据DV；维持驱动器35，用于将驱动脉冲输出到显示面板10；和数据驱动器36。虽然为了简化示意图而没有显示，提供定时控制器用来控制这种A/D转换器31、图像存储器32、维持驱动器35和数据驱动器36的操作定时。
图2显示了显示面板10的具体结构。显示面板10中，如图所示，由透明高畸变点玻璃或碱石灰玻璃构成的前玻璃基板11和后玻璃基板12经放电空间彼此相对设置。在前玻璃基板11上平行设有多个成对维持电极17(17X、17Y)。维持电极17是透明的且由例如ITO(氧化铟锡)组成。为了减小电阻，由诸如铝的金属组成的总线电极18沿每个维持电极17的侧缘整体设置。成对维持电极17X和17Y之间的空间在维持放电时起放电间隙的作用，通常为100μm左右。例如在成对维持电极17上按顺序形成SiO2(二氧化硅)的介电层19和MgO(氧化镁)的保护层20。
其间，诸如铝的金属的地址电极13平行设在后玻璃基板12上，在上面形成例如由SiO2组成的介电层14，进一步在介电层14上形成阻挡肋15作为分割壁，用于分隔分别与各个地址电极13一致的放电间隙。每个阻挡肋15的形状在段中是梯形，并主要由低熔点的玻璃材料组成，在阻挡肋15之间形成荧光屏16。
在这种结构的前玻璃基板11和后玻璃基板12上，维持电极17(17X、17Y)和地址电极13定位成在交互扩展的方向上垂直并构成矩阵，矩阵中像素排列在单独的交叉点。图1显示了从显示屏侧看的该电极构成，其中，维持电极17X和17Y与维持驱动器35电连接，地址电极13与数据驱动器36电连接。两个基板11和12密封地在其边缘结合在一起，在放电空间中在预定压力下密封放电气体。
A/D转换器31在例如多个场单元中将所要显示的视频信号SV量化从而产生视频数据DV，图像存储器32在相应于一个显示图像的数据的多个单元的位平面中存储视频数据DV，显示图像由例如每个像素的位数据组成。图像存储器32将视频数据DV提供给数据驱动器36和ON电平鉴别器33。
ON电平鉴别器33检测表示预定显示区域中像素百分比的面积比(显示面积比)，该像素具有任何高于预定值的亮度。更具体地说，将on-状态(＝on显示)中的亮度看作参考值，显示面积比由一个显示屏幕中的ON显示像素的数量来表达。通过计数来自视频数据DV的每个位平面的ON位“1”的数量来指示该面积比。这里，以下面的方式获得显示面积比第一显示屏幕由确定尺寸的区域r进行标准化，其中区域r的电压降为非负，计数区域r的数量，其中区域r中ON显示像素大于预定比率。将这样获得的显示面积比输出到频率调节器34。
频率调节器34按照从ON电平鉴别器33获得的显示面积比来调节输入到维持电极17X和17Y的维持脉冲的频率或数量，以每个显示区域中的亮度满足参考值的方式来调节。图3A图示了ON显示面积(比)和亮度之间的关系。如图所示，实际装置的亮度随屏幕中ON显示像素的面积增加而降低，变得低于参考值B100(100％亮度)。
关于从等离子体放电得到的发光亮度，将图3B所示关系作为实验事实。即，亮度与输入到维持电极17的输入脉冲(维持脉冲)的频率或每个单位时间的输入脉冲数量成线性比例。因而，在本实施例中，频率调节器34按照用于校正的显示面积比将在相关技术中维持恒定的维持脉冲的频率或数量控制为参考值B100，根据显示面积来降低的亮度，如图4图示的那样。在等离子显示装置中，在理论上，在屏幕上的发光亮度取决于“在预定发光期间输入了多少脉冲”，这表示本发明中的“维持脉冲的频率或数量”。为了简化描述，在下面的解释中仅将“维持脉冲的频率或数量”称为“频率”。
频率调节器34根据从ON电平鉴别器33输入的显示面积比如下调节维持频率，并将获得的值输出到维持驱动器35。
首先，按照显示面积比来计算来自亮度参考值B100的亮度降ΔB(图3A)。从图3B可见，为了相应提高亮度，亮度降ΔB与频率增量Δf成正比。换句话说，当ΔB是参考值B100的x％时，Δf是标准频率fst的x％。因而，ΔB＝B100×0.01x，Δf＝fst×0.01xΔf＝(fst/B100)×ΔB……(1)结果，亮度B100的维持频率fst+Δf可以从亮度降ΔB降低。这样，从3种特性之间的相关性，可以通过“显示面积比”→“亮度降ΔB”→“维持频率fst+Δf”，的过程来唯一地导出频率校正值。这样获得的维持频率fst+Δf指示用于取消由显示面积比导致的变量ΔB和将亮度总是校正为参考值B100的频率。关于3个因子之间的相关性，由于线性如提到的那样稳定，所以有可能通过在实际等离子显示装置中最小的两个点测量特性值，获得适当的关系公式。
结果，按照该装置的标准特性计算图5所示与显示面积比相关的校正频率。然后，在频率调节器34中，将图5中(显示面积比)和(校正频率)之间的关系维持为表格或变换公式的形式，直接从输入显示面积比来计算用于维持频率的校正值。在修改例中，首先可以根据图3A所示的关系，从显示面积比计算亮度降ΔB，然后，可以从上面给出的公式(1)计算频率Δf和校正值fst+Δf。
下面，描述等离子显示装置的操作。这里假设根据子场方法来执行灰度控制，以常规模式执行每个子场中的基本重置、导址和维持操作。
首先，描述一个子场的操作。在重置期中，维持驱动器35以常规模式向整个维持电极17X和17Y施加预定值的脉冲，从而放电维持电极，使得在整个像素区域的保护层20中均匀地形成具有均一壁电荷的状态或没有任何壁电荷的状态。
在接下来的寻址期中，也以常规模式来执行操作。维持驱动器35顺序地将扫描脉冲输出到平行维持电极17Y，同时，数据驱动器36与扫描时间同步将数据脉冲施加到地址电极13。数据脉冲基于从视频数据DV产生的信号，每个数据脉冲都是相应于从相关像素的发光或不发光的二进制脉冲。这些脉冲的值设定成，只有在向维持电极17Y和地址电极13都施加电压时，才产生超过放电开始电压的寻址放电。因而，按照重置时的状态，在发光或不发光像素中产生寻址放电，从而仅在发光像素中选择性地留下壁电荷。
寻址放电控制操作执行如下。首先，A/D转换器31根据定时控制器所执行的取样控制，将输入视频信号SV转换为8位数字信号，即，指示每个像素的每个三色亮度的视频数据DV，然后，将视频数据DV顺序地提供给图像存储器32。在视频数据DV中，各个位的亮度分量比从最低有效位按顺序是1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128，视频信号以最大亮度二进值11111111，即255来进行量化。图像存储器32将视频数据DV分为8位数据并将这种数据存储在例如多个单位的位平面中。图像存储器32按照定时控制进一步从所存储在视频数据DV读取位平面数据，然后将读取的数据输出到数据驱动器36，位平面数据相应于下面所要显示的子场。接下来，数据驱动器36根据输入视频数据DV(每个像素的位数据)产生二进制数据脉冲，并按照定时控制，将二进制数据脉冲输出到分别相应于各个像素的地址电极13。
本实施例中，与这种寻址控制同时执行维持脉冲频率控制，用于下面要执行的维持放电。
首先，从图像存储器32在每个子场读取视频数据DV，然后输入到ON电平鉴别器33。接下来，ON电平鉴别器33从一个子场的视频数据DV在区域r的多个单元中计算ON显示像素的数量，然后确定显示面积比，将其输入到频率调节器34。频率调节器34减小从输入显示面积比估计的亮度降ΔB，然后从特性表或变换公式计算相应于ΔB的频率Δf，将频率Δf叠加到标准频率fst上，从而根据B100的发射亮度将维持频率校正到值fst+Δf。从而将这样校正的值输出到维持驱动器35。
以这种方式，将校正值fst+Δf作为每个子场的维持频率输入到维持驱动器35。
因而，响应频率fst+Δf来控制维持驱动器35的定时，并且在维持期中，将该频率的维持脉冲输出到整个维持电极17X和17Y。这时，在ON显示像素中，将壁放电的电位叠加在所施加的维持脉冲上，在达到放电开始电压的维持电极17X和17Y之间开始放电，从而可以在施加脉冲期间维持放电和发光。由于在校正频率fst+Δf提供维持脉冲，所以将发光像素的亮度校正到参考值B100。
在每个子场重复上述操作。图6显示了一个实例，这里，虽然在子场或场期间改变发射显示区域，还是用维持脉冲频率来校正有效亮度所导致的任何变化。因而，在该等离子显示装置中，ON显示区域可以总是显示为参考值B100的恒定亮度。
这样，本实施例中，用ON电平鉴别器33在每个子场检测显示区域中的ON显示像素的面积比，然后用频率调节器34来导出亮度降ΔB，并且用补充增量Δf来校正维持频率，使得屏幕可以总是显示为最大亮度(参考值B100)，从而确保准确地相应于视频信号的适当亮度灰度。结果，有可能如实地与视频信号一致地再现图像。
上述第一实施例中，解释了控制维持频率以校正有效亮度，从而如实地与视频信号一致地再现图像的一种方法。在与第一实施例类似结构的修改后的等离子显示装置中，也有可能用维持频率开控制亮度，用于将亮屏幕显示得更亮或将黑屏显示得更暗。通过相对于视频数据的输入亮度X非线性地改变实际发射亮度Y，实现该技术，如图7所示。
该修改例中，用ON电平鉴别器33检测场的多个单元中的亮度，作为ON显示面积比，用频率调节器34根据每个场的测得亮度，转换维持频率，与图7所示非线性特性一致。这种情况下，可以获得显示面积比作为从一个场的视频数据DV算得的平均亮度。而且，将这样获得的维持频率看作每个相关场的参考频率fb，并且用参考频率fb来控制每个场期间的维持脉冲。
这样，该修改例中，用维持频率来控制每个一个场图像的亮度，其特性是拓宽了动态范围，从而实现适当加重的图像的改善后的显示。尤其是在黑屏中，将维持频率设为低于常规频率，因此，减小了黑电平的闪烁。此外，由于可以按所希望的初始准备频率调节器34中使用的表、变换公式等，可因目的而改变频率转换系统。
而且，ON电平鉴别器33能检测每个子场的亮度，在频率调节器34中，将参考频率fb看作上述第一实施例中的标准频率fst，使得也可以同时执行每个子场的亮度校正。
图8是显示根据本发明第二实施例的等离子显示装置结构的方框图。该等离子显示装置通过在每个场的发光显示期给灰度的最高有效位分配最大亮度(亮度峰值)来执行其显示。显示装置除了已知构成之外还包括峰值亮度检测器51和频率调节器52。任何等同于与第一实施例有关的上述元件的元件用第一实施例中相同的参考数字或符号来表示，这里不再赘述。
峰值亮度检测器51检测视频信号SV的峰值亮度Bpeak作为每个场的最大幅度Vmax。将峰值亮度Bpeak(Vmax)输出到A/D转换器31和频率调节器52。
A/D转换器31对输入视频信号SV进行量化并将其转换为视频数据DV。这里，如图9所示，代替将白电平61常规固定地设为最高有效位，A/D转换器31通过给最高有效位分配由来自峰值亮度检测器51的最大幅度Vmax给出的最大幅度电平62，对视频信号SV进行量化。以这种方式，A/D转换器31采用变量参考作为在每个场设定的最大幅度电平62，从而产生视频数据DV，这里，最大值由相对于任何场的全比特(11111111)组成。
可以应用例如闪光型转换器来实现A/D转换器31，闪光型转换器能响应每个输入的最大幅度Vmax而改变其上参考电压Vref并更新其值。即，用每个场的由最大幅度Vmax更新的上参考电压Vref，将实际在从0到Vmax(V)的范围中的输入值分辨为255个灰度。
在子场驱动方法中，上述过程相应于用于发光的整个子场SF1-SF8的连续驱动。结果，每个图像的亮度由全灰度的数量来显示。然而，这种情况下，无法适当地显示亮度。根据相关技术，亮度用时间调制来表达，这里，仅以相应于视频数据的位数的时间长度来发射预定恒定亮度的光，这种亮度和灰度的参考基于白电平。然而，这里的全范围亮度对每个场有唯一值，且不能看作是亮度的绝对参考。因而，有必要在这里随着将灰度范围连续拓宽到最大值来校正亮度。
更具体地说，在发光期间，发射亮度需要降低为平均值，使得亮度的时间积分与最初显示的值一致。而且，如结合第一实施例所述，维持频率和亮度是线性比例关系。因而，在第二实施例中，频率调节器52用下面的方式来校正维持频率获得发射亮度，它不是基于白电平的，而是与每个场的全范围亮度一致的。
响应从峰值亮度检测器51输入的峰值亮度Bpeak(Vmax)，频率调节器52计算它与白电平的比值n，然后用比值n乘以标准频率fst以便校正维持频率。将校正值输出到维持驱动器35。
结果，在该等离子显示装置中，灰度数表达为全比特，同时，按照发光时间的增加，用维持频率来调节亮度。
下面，解释该等离子显示装置的操作。参考图10A和10B，也对显示场图像的一个具体实例进行解释，当视频信号SV在范围0到1V中时，最大幅度Vmax是0.5V。
响应输入视频信号SV，首先，峰值亮度检测器51检测每个场中的最大幅度Vmax(峰值亮度Bpeak)，然后，将测得的幅度提供给A/D转换器31。而且，峰值亮度检测器51将这样获得的最大幅度Vmax输出到A/D转换器31和频率调节器52。
A/D转换器31执行视频信号SV的模-数转换。这种情况下，A/D转换器31给输入峰值亮度Bpeak分配最高有效位，然后，将输入信号转换为每个场的视频数据DV，从而将全比特分配给指示每个场图像中最大亮度的视频数据DV。
本实例中，上参考电压Vref设为0.5V，通过模-数转换来处理视频信号SV。如图10A所示，根据传统的灰度控制系统，给全范围亮度分配例如8位(28＝256灰度)，预先分级整个亮度级以便与级0-255对应。即，当视频信号SV在0-1V的范围内时，A/D转换器使用1V的固定上参考电压Vref，并将0-1V的输入值分辨为255级。以这种方式，传统的灰度控制是基于参考白电平的绝对亮度。因此，将0.5V的视频信号SV转换为256/2＝128级的视频数据，即，(01111111)，并且以相应于7位的128灰度显示图像。同时在该实施例中，改变上参考电压Vref的设定，将相应于7位的信号SV转换为全8比特(11111111)的视频数据DV，相关技术中相应于7位的亮度范围以256灰度来显示。
将这样获得的视频数据DV读入到已知的图像存储器32中，在每个子场的寻址期的预定时间从其读取到数据驱动器36中。将所读取的视频数据DV提供给显示面板10上的每个地址电极13。
结果，以全灰度显示的方式接通或断开每个子场的像素，全灰度时将最大亮度设为亮度峰值Bpeak。即，该实例中，相应于7位亮度范围以256灰度显示。
另一方面，频率调节器52从输入最大幅度Vmax(峰值亮度Bpeak)导出相对于亮度峰值Bpeka的白电平的比值n，然后用比值n乘以标准频率fst以计算维持频率的校正值，并将校正值输出到维持驱动器35。
在维持期中，维持驱动器35将校正后频率的维持脉冲输出到整个维持电极17X和17Y。这时，ON显示像素的亮度相应于维持频率的校正而降低，使得每个像素的亮度校正为所要显示的本征值，每个像素的亮度是整个子场SF1-SF8的时间积分。
图10B所示上边的线表示7位时间长度的7位亮度。在本实施例的实例中，用图10B中下面的线的8位时间长度来表示与其等价的亮度。因此，发射期间的亮度需要使上边的线的亮度与积分亮度相互重合。如图10A所示，视频数据DV的7位亮度是8位亮度的一半。因而，这种情况下，维持频率是标准频率fst的一半。
如上所述，执行亮度的时间调制，以便以全灰度显示每个场的图像，执行频率调制以便将亮度校正为本征值。
对每个场的视频信号SV重复这一系列的操作。结果，甚至在图像亮度极低的情况下也可以执行全灰度显示，可以按照发光时间的增加，用维持频率适当地调节自身的亮度值。
第二实施例中，如上所述，检测每个场的亮度峰值Bpeak，然后给最高有效位分配测得的值，调制每个子场中的亮度以便执行灰度显示，从而可以将最大亮度设为亮度峰值Bpeak地以全灰度显示每个场的图像。因此，有可能总是以良好的图像质量实现令人满意的显示。尤其是对于任何整个的暗图像，甚至在低亮度时也可以获得高灰度显示，因此，在任何专用亮和暗部分都实现有效加重。在该显示方法中，用时间调制来产生灰度数量，使得与传统方法相比ON显示大量子场。也是在本实施例中，按照发光时间的增加，用维持频率来控制亮度，从而可以将每个像素的亮度校正为其本征值。
图11显示了根据本发明第三实施例显示在等离子显示装置上的屏幕。由于在第一和第二实施例中应用的显示系统利用维持频率调制，所以，上面给出的解释涉及从其显示面板的结构来看在装置上单个屏幕的显示。第三实施例中，解释将上述显示系统应用于同时在屏幕上显示多个屏幕的另一情况的方法。也在第三实施例中，任何等同于上述实施例使用的元件的元件用相同的参考数字或符号来表示。
在一个实例中，主屏70显示在装置的整个屏幕上，子屏71和72代替主屏显示在屏幕的多个部分上。这种所希望的数量的子屏可设为子屏71、72、……等。第三实施例中，参考多个显示屏幕中的一个，例如主屏70，执行上述亮度控制，以如下方式调节任何其它显示屏幕，诸如子屏71和72，的亮度。
图12是显示根据第三实施例的等离子显示装置的主要元件的方框图，图13A、13B和14A、14B图示了用于这组亮度校正的具体方法。除了这些主要元件，该等离子显示装置的基本结构与例如第一和第二实施例中装置的结构相同。还获取相应于多个显示屏幕70-72的视频数据DV(DV0、DV10、DV20)，以便可以在装置的单个屏幕上显示多个屏幕，如图11所示。这里，提供内屏幕亮度校正器81用于将视频数据DV传输到图像存储器32和从图像存储器32传输视频数据DV，图像存储器32与上述实施例中所使用的相同。
内屏幕亮度校正器81按照主屏70的亮度调节数据上子屏71和72的亮度。该亮度校正器81有从主屏70和子屏71，72的各个视频数据DV0、DV10、DV20检测亮度峰值P0、P10、P20的功能，另一功能是按照主屏70的测得的亮度峰值P0，校正在子屏71，72中显示的图像的亮度分布。(这里，术语“亮度峰值”表示关于位数据的值，它与第二实施例中的亮度峰值Bpeak不同)。
对于其具体操作，首先，从图像存储器32读取视频数据DV0、DV10、DV20并将它们输入到内屏幕亮度校正器81。然后，亮度校正器81从视频数据DV0、DV10、DV20检测各个亮度峰值P0、P10、P20。接下来，亮度校正器81以下面的方式校正子屏71，72的整个亮度分布，即使各个亮度峰值P10、P20与主屏70的亮度峰值P0一致。
图13A和13B分别显示主屏70的亮度分布和子屏71的亮度分布。这种情况下，子屏71的亮度峰值P10低于主屏70的亮度峰值P0。这种状态下，如果装置的整个屏幕上的所有屏幕的亮度都参考主屏70来控制，子屏71的亮度就被动地随对主屏70的控制而改变。即，虽然子屏71表示视频数据DV10，但是，完全执行其亮度控制而不管视频数据DV10的亮度，从而无法实现亮度的有效控制，在最差的情况下，甚至也不能获得正确的显示。
从上述问题来看，本实施例设计成将子屏71的亮度峰值P10提高到等于主屏70亮度峰值P0的亮度峰值P11，从而使与子屏71和主屏70有关的控制条件一致。结果，子屏71不再如实显示原始视频数据DV10的亮度，可以关于主屏70获得亮度平衡，使得在装置的整个屏幕上随机执行的亮度控制也对子屏71给出确定效果。例如在主屏70和子屏71之间对比度差清楚的情况下，加重这种对比度差，结果观看者更难以看到这两个屏幕。这部分地是从以下事实导致的在结合灰度控制亮度的子场驱动方法中，灰度的绝对数量在较暗的屏幕中较小，屏幕质量较差。因而，可以通过相当地使多个显示屏幕之间的亮度均一来提高显示屏幕的相互可视性。
随着将亮度峰值P10提高到亮度峰值P11，子屏71的整个亮度分布也从图13B的实线提高到用于校正亮度的交替长短划线。例如，实线所指示的亮度以与亮度峰值的改变一致的增益放大，或者，对实线亮度给予相应于亮度峰值改变的补偿。
内屏幕亮度校正器81就这样校正子屏71的亮度分布，然后将亮度校正后的视频数据DV11输出到图像存储器32。接下来，视频数据DV11存储在图像存储器32中并用于以已知显示子屏的方式显示子屏71。
图14A和14B分别显示主屏70的亮度分布和子屏72的亮度分布。这种情况下，子屏72的亮度峰值P20高于主屏70的亮度峰值P0。在这种状态下，如果参考主屏70控制装置的整个屏幕上所有屏幕的亮度，子屏72的显示质量因与上述子屏71的情况相同的原因而变差。也是在执行关于提高主屏70亮度的这种控制时，子屏72的亮度在白电平侧饱和，结果挤压(crush)了高亮度侧的灰度。
从上述问题来看，本实施例也设计成将子屏72的亮度峰值P20降低到等于主屏70亮度峰值P0的亮度峰值P21，使得子屏72在与主屏70相同的控制条件下，从而可以在子屏72和主屏70之间获得亮度平衡，因而，可以提高显示屏幕的相互可视性，另一优点是在装置的整个屏幕上随机执行的亮度控制也给出子屏72的确定效果。
随着亮度峰值P20减小到亮度峰值P21，子屏72的整个亮度分布也从图14B的实线减小到用于亮度校正的交替长短划线。例如，实线所指示的亮度以与亮度峰值的改变一致的增益放大，或者，对实线亮度给予相应于亮度峰值改变的补偿。
内屏幕亮度校正器81就这样校正子屏72的亮度分布，然后将亮度校正后的视频数据DV21输出到图像存储器32。接下来，视频数据DV21存储在图像存储器32中并用于以已知显示子屏的方式显示子屏72。
这样，子屏71和72都以符合主屏70亮度进行校正的亮度来显示。如果用任何参考主屏70执行的亮度控制(例如第一或第二实施例的亮度调节)来改变维持频率，就以基本与主屏70的显示图像相同的效果亮度调制子屏71和72的显示图像。
根据本实施例，当要在装置的屏幕上同时显示多个屏幕时，预先在数据上使子屏71和72的亮度与主屏70的亮度一致，并且参考主屏70，利用维持频率调制执行亮度控制，从而以与主屏70的显示图像大致相同的效果来亮度调制子屏71和72的显示图像。因而，除了主屏70的亮度的最佳设定之外，子屏71和72的显示亮度也受完全控制，因此实现了亮度控制中基本效果的完全展示。而且，可以增强主屏70同子屏71和72之间的相互可视性。
应该理解，本发明不仅限于上述实施例，也可以执行其多种修改例。例如，除了根据非线性特性将显示亮度校正为本征值以增大动态范围的第一实施例及其修改例之外，本发明能从ON显示像素的另一参数面积比来检测所显示的亮度，根据测得的值来控制维持频率，其中，亮度特性可以随除了结合第一实施例解释的特性之外的其它所希望的特性变化。
除了检测亮度峰值Bpeak作为最大幅值Bpeak的第二实施例之外，可以根据消隐脉冲电平或黑电平来检测亮度峰值作为峰-峰(P-P)值。而且，除了将亮度峰值Bpeak分配给最高有效位的第二实施例之外，可以用平均亮度值来代替亮度峰值Bpeak，可以执行等灰度控制。然而，这种情况下，平均值以上的任何亮度值都超过动态范围，可以出现所不希望的“白色模糊”状态，这时，信号值在白电平饱和。因而，在屏幕质量广泛变差的情况下，用最大幅值Vmax作为亮度峰值Bpeak等，可以按照情况选择性地切换最大幅值Vmax参数。
进一步，在第三实施例中，当按照主屏70的亮度来校正子屏71和72的亮度时，亮度峰值P10或P20与亮度峰值P0一致。然而，也可以应用每个显示屏幕的峰-峰值。此外，索引亮度值不仅限于任何一种亮度峰值，也可以使用各种亮度参数中的任何一个。此外，也可以使用如第二实施例中的平均亮度值等。
上述实施例中，虽然已经具体解释了用子场驱动方法中的8个子场表达256灰度的实例，但是，灰度数目和子场数目不只限于这些数值。
权利要求
1.一种等离子显示装置，其中，每个像素包括一对维持电极，维持脉冲输入到所述成对维持电极，从而通过发光来执行显示，所述装置包括面积比检测装置，用于检测显示区域中任何亮度高于预定值的像素的面积比；和维持频率调节装置，用于按照测得的面积比，以所述显示区域的亮度满足预定参考值的方式来调节维持脉冲的频率或数量。
2.一种在等离子显示装置中执行的亮度校正方法，其中，每个像素包括一对维持电极，维持脉冲输入到所述成对维持电极，从而通过发光来执行显示，所述方法包括步骤计算显示区域中任何亮度高于预定值的像素的面积比；和按照算得的面积比，以所述显示区域中亮度满足预定参考值的方式来调节维持脉冲的频率或数量。
3.根据权利要求2所述的亮度校正方法，其中，将维持脉冲的频率或数量调节成使有效最大亮度控制成在时间序列上的多个显示图像之间暂时固定。
4.根据权利要求2所述的亮度校正方法，其中，所述面积比和维持脉冲的频率或数量保持线性相互关系。
5.根据权利要求2所述的亮度校正方法，其中，所述面积比和维持脉冲的频率或数量保持非线性相互关系。
6.一种等离子显示装置，其中，每个像素包括一对维持电极，维持脉冲在发射显示期输入到所述成对维持电极，从而通过发光来执行显示，通过按照表示每个像素的亮度信息的位数据来划分和调制发射显示期，以此来表达灰度，所述装置包括亮度级检测装置，用于从每个预定显示图像的所述亮度信息检测作为调制参考的参考亮度值；亮度数据发生装置，用于根据所述参考亮度值产生位数据；和维持频率调节装置，用于按照所述参考亮度值来调节发射显示期中维持脉冲的频率或数量。
7.根据权利要求6所述的等离子显示装置，其中，所述参考亮度值是亮度峰值。
8.根据权利要求6所述的等离子显示装置，其中，所述参考亮度值是平均亮度值。
9.根据权利要求6所述的等离子显示装置，其中，所述亮度数据发生装置通过给最高有效位分配所述参考亮度值来产生位数据。
10.一种在等离子显示装置中执行的显示方法，其中，每个像素包括一对维持电极，维持脉冲在发射显示期输入到所述成对维持电极，从而通过发光来执行显示，通过按照表示每个像素的亮度信息的位数据来划分和调制发射显示期，以此来表达灰度，所述方法包括步骤从每个预定显示图像的亮度信息计算作为调制参考的参考亮度值；根据所述参考亮度值产生位数据以划分和调制发射显示期；和按照所述参考亮度值调节在发射显示期中维持脉冲的频率或数量。
11.根据权利要求10所述的显示方法，其中，所述参考亮度值是亮度峰值。
12.根据权利要求10所述的显示方法，其中，所述参考亮度值是平均亮度值。
13.根据权利要求10所述的显示方法，其中，通过给最高有效位分配参考亮度值来产生所述位数据。
14.根据权利要求10所述的显示方法，其中，所述预定显示图像是每个场的单元图像，每个场由多个子场来划分和调制，所述子场通过按照所述位数据的位划分一个场的发射显示期而形成。
15.一种等离子显示装置，其中，每个像素包括一对维持电极，维持脉冲在发射显示期输入到所述成对维持电极，从而通过发光来执行显示，通过调节维持脉冲的频率或数量来执行亮度控制，所述装置包括指数检测装置，用于在同时显示多个屏幕时，从关于显示图像的每个亮度信息检测作为指数的指数亮度值；和内屏幕亮度校正装置，用于按照主屏的指数亮度值，用显示屏幕之外用于控制的亮度信息，校正子屏的亮度分布，子屏是除了主屏之外显示的屏幕。
16.根据权利要求15所述的等离子显示装置，其中，所述内屏幕亮度校正装置以使所述子屏的指数亮度值与所述主屏的指数亮度值一致的方式来校正亮度分布。
17.根据权利要求15所述的等离子显示装置，其中，所述指数亮度值是亮度峰值。
18.根据权利要求15所述的等离子显示装置，其中，所述指数亮度值是平均亮度峰。
19.根据权利要求15所述的等离子显示装置，其中，如下执行所述亮度控制首先检测所述主屏中任何亮度高于预定值的像素相对于显示面积的面积比，并按照面积比，以显示区域中亮度满足预定参考值的方式来调节维持脉冲的频率或数量。
20.根据权利要求15所述的等离子显示装置，其中，如下执行所述亮度控制首先从所述主屏的亮度信息检测作为调制参考的参考亮度值，然后根据测得的参考亮度值产生位数据，接下来划分和调制发射显示期，再按照所述参考亮度值来调节发射显示期中维持脉冲的频率或数量。
全文摘要
一种等离子显示装置，包括面积比检测装置，用于检测显示区域中任何亮度高于预定值的像素的面积比；和维持频率调节装置，用于按照测得的面积比，以所述显示区域的亮度满足预定参考值的方式来调节输入到成对维持电极的维持脉冲的频率或数量。在该装置中，输入到成对电极的维持脉冲的频率或数量根据所测得的面积比进行调节，以使亮度总是校正到参考值，从而实现预定灰度的正确表达。
文档编号G09G3/291GK1432983SQ021542
公开日2003年7月30日 申请日期2002年12月27日 优先权日2001年12月27日
发明者铃木芳男 申请人:索尼公司