能够根据亮度对子域数量进行调整的显示装置的制作方法

专利名称：能够根据亮度对子域数量进行调整的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明所涉及的是一个等离子体显示屏(PDP)和数字微反射镜器件(DMD)的一个显示装置，更具体地讲，所涉及的是一个能够根据亮度对子域数量进行调整的显示装置。
背景技术：
一个PDP和一个DMD的显示装置使用的是子域方法，该显示装置具有一个二进制存储器，能够显示由于瞬时叠加多个均波加载的二进制图像而具有半色调的一个动态图像。下面对PDP进行解释，但这种解释也适合于DMD。
下面利用附图1、2及3对PDP子域方法进行解释。
现在，如在图3中所示，假定有一个由模向排列10行而纵向排列4行的象素组成的PDP。令每个象素各自的R、G、B均为8个二进制位，假设它们的亮度已经给出，而且可以给出256个等级的亮度(256个灰度级)。
下面的解释，除非另作说明，是对G信号而言，但是该解释同样也适用于R、B信号。
图3中用A指示的部分的信号亮度级为128。如果用二进制显示，则在由A指示的部分中的每个象素被加以信号电平(1000 0000)。与此相似，由B指示的部分亮度(灰度)级为127，其每个象素可加以信号电平(0111 1111)。由C指示的部分亮度级为126，其每个象素被加信号电平(0111 1110)。由D指示的部分亮度级为125，其每个象素被加信号电平(0111 1101)。由E指示的部分亮度为0，其每个象素被加信号电平(00000000)。在每个象素的位置在纵深方向为每个象素安排一个8位的二进制信号，并在水平方向上将其逐位地切开以形成子域。也就是说，在使用所谓子域的图像显示方法中，是将一个场分成多个具有不同加权的二进制图像，并通过在瞬间将这些二进制图像进行叠加的方式来显示图像的，而一个子域就是被分开的二进制图像中的一个。
如图2中所示，由于每个象素用8位显示，这样，就可以获得8个子域。将每个象素的8位二进制信号的最低有效位收集起来，组成一个10×4的矩阵，令其为子域SF1(见图2)。将从最低有效位算起的第二位收集起来，组成一个相似的矩阵，令其为子域SF2。按此办理，建立起子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8。勿须言之，子域SF8是通过收集、排列最高有效位而形成的。
图4示出了一个场PDP驱动信号的标准格式。如图4中所示，在一个PDP驱动信号的标准格式中有8个子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8，并且子域SF1至SF8是按顺序处理的，而所有的处理均是在1个场时间间隔内进行的。
利用图4对每个子域的处理过程进行解释。每个子域的处理过程包括建立期P1，写入期P2，及维持期P3。在建立期P1，一个单脉冲施加于维持电极，还有一个单脉冲施加于每个扫描电极(在图4中只示出了4个扫描电极，因为在图3中的例子中只示出了4条扫描线，但在实际上有多个扫描电极，比如说480个)。据此来进行初始放电。
在写入期P2，一个水平方向的扫描电极进行顺序扫描，并只对从数据电极接收到脉冲的象素进行预写。例如，处理子域SF1的时候，在图2所描绘的子域SF1中，只对用“1”所表示的象素进行写入操作，而对用“0”所表示的象素不进行写入操作。
在维持期P3，根据每个子域的加权值输出维持脉冲(驱动脉冲)。对于用“1”表示的经过预写的象素而言，根据每个维持脉冲进行等离子体放电，通过一次等离子放电，经过预写的象素就获得了亮度。在子域SF1中，由于加权是“1”，可以获得亮度级“1”。在子域SF2中，由于加权是“2”，可以获得亮度级“2”。也就是说，写入期P2是一个象素被选中发光的时间，而维持期3是与加权值对应的发光时间的一定量的倍数的时间。
如图4中所示，子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8的加权值分别为1、2、4、8、16、32、64、128。因此，每个象素的亮度级可以用256个等级，即从0至255来调整。
在图3的B区中，光可以从子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7中发出，但不能从子域SF8中发出。因此，可以获得“127”(＝1+2+4+8+16+32+64)级的亮度。
而在图3的A区中，光不能从子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7中发出，但能从子域SF8中发出。因此，可以获得“128”级的亮度。
为了用上述的PDP子域方法来提供最佳的屏幕显示，有必要根据图像的亮度对屏幕亮处暗处的显示进行调整。
在公开号为(1996)-286636的说明书(与美国专利No.5,757,343的说明书对应)中叙述了一个能够对亮度进行控制的PDP显示器件，但是在这里，只根据亮度对光的辐射频率及增益控制进行调整，而充分调整是不可能的。

发明内容
本发明的一个目的就是提供一个能够根据亮度对子域数据进行调整的显示器件，用来根据图像(包括动态图像及静止图像)的亮度对子域的数量进行调整。亮度的平均级、峰值级、PDP功耗、屏幕温度、对比度及其他因数被用作对图像亮度进行描述的参数。
通过增加子域的数量，能够象下面将要解释的那样，消除伪轮廓线噪声，并且相反，通过减少子域的数量，虽然存在出现伪轮廓线噪声的可能，但却可能产生更为清晰的图像。
下面对虚对噪声进行解释。
假定在图3中所示的A、B、C、D区如在图5中所示的那样向右移动一个象素的宽度。为跟随A、B、C、D区移动，人眼观看屏幕的视点也向右移动。于是，在一场之后，B区(图3中的B1部分)中的3个垂直方向上的象素将替换A区(图5中的A1部分)中垂直方向上的三个象素。于是，在显示图像从图3向图5转变的时刻。人的肉眼所辨识到的B1区呈现的形式是B1区数据(0111 1111)和A1区数据(1000 0000)的逻辑积(与)，即(0000 0000)。也就是说，B1区显示的并不是原来的亮度级127，而是亮度级0。于是，在B1区出现一条可见的暗线。如果象这样地把一个可见的从“1”向“0”的变化赋予上一个二进制位，便会出现一条可见的单线。
与此相反，当一个图像从图5向图3变化时，在向图3转变的时刻，视者辨识到的A1区呈现的形式是A1区数据(1000 0000)和B1区数据(0111 1111)的逻辑和(或)，即(1111 1111)。也就是说，最高有效位被强制从“0”向“1”转换，并且根据这一点，A1区所显示的并不是原来的亮度级128，而是经过简单双重叠加的亮度级255。于是，在A1区出现一条可见的亮线。如果像这样地把一个可见的从“0”向“1”的变化赋予上一个二进制位，便会出现一条可见的亮线。
只在动态图像的情况下，在屏幕上出现的这样一条线称为伪轮廓线噪声(“在脉度调制的影像显示中见到的伪轮廓线噪声”，参见电视学会技术报告，19卷，No.2，IDY95-21PP.61-66)，可导致图像质量的下降。
根据本发明，一个显示器件建立从第一至第Z的Z个子域。该显示器件通过按一个放大因数A来放大一个画面信号的方式使整个图像变亮或变暗。该显示器件为每个子域加权，输出一个N倍于该加权数的数字的驱动脉冲，或者输出一个N倍于该加权数的时间长度的驱动脉冲，并根据每个象素中总的驱动脉冲数量，或者总的驱动脉冲时间来调整亮度。在一个画面信号中，每个象素的亮度用Z个二进制位表示，以表明总的等级K的一个具体的等级。第一个子域是通过从整个屏幕上在Z个位中只收集第一个位的0和1而形成的。第二个子域是通过从整个屏幕上在Z个位中只收集第二个位的0和1而形成的。通过这种方式，建立起第一至第Z个子域。显示器件根据亮度对子域数量进行调整。为达此目的，根据本发明，该显示器包括一个亮度检测器，用于获得图像的亮度数据；和一个调整器，用于根据亮度数据对子域数量Z进行调整。
根据本发明，显示装置根据表示每个象素的Z位为每个画面建立从第一到第Z的Z个子域；为每个子域建立加权N；为放大一个画面信号设立放大因数A；并建立几个等级显示点K；所说的显示装置包括亮度检测装置，用于获得图像的亮度数据；调整装置，用于根据亮度数据对子域数量Z进行调整。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个平均级检测装置，用于对图像亮度的平均级(Lav)进行检测。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个峰值级检测装置，用于对图像亮度的峰值级(Lpk)进行检测。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个电能消耗检测装置，用于对显示图像的显示屏的电能消耗进行检测。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个屏幕温度检测装置，用于对显示图像的显示屏的温度进行检测。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个对比度检测装置，用于对显示图像的显示屏的对比度进行检测。
根据一个优选的实施例，所说的亮度检测装置包括一个环境照度检测器，用于对显示图像的显示屏的外围亮度进行检测。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像特性确定装置，用于根据亮度数据生成放大系数A，和一个乘法装置，根据放大系数A将一个画面信号放大A倍。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能确定装置，用于根据亮度数据生成等级K的总数，和一个显示灰度级校正装置，用于根据等级K的总数来把画面信号修改至最接近的灰度等级。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能的确定装置，用于根据亮度数据来生成加权数N，和一个加权设置装置，用于根据数据倍数N将每个子域的加权放大N倍。
根据一个优选的实施例，所说的加权设置装置是一个脉冲数量设置装置，用于设置驱动脉冲的数量。
根据一个优选的实施例，所说的加权设置装置是一个脉冲宽度设置装置，用于设置一个驱动脉冲的宽度。
根据一个优选的实施例，子域数量Z随着所说的亮度平均级(Lav)的下降而下降。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能确定装置，用于根据亮度数据生成放大系数A，和一个乘法装置，用于根据放大系数A将一个画面信号放大A倍，而且，放大系数A随着所谓亮度平均级(Lav)的下降而增大。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能确定装置，用于根据亮度数据生成加权放大系数N，而且放大系数A与加权放大系数N的乘积随着所述亮度平均级(Lav)的下降而增大。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能确定装置，用于根据亮度数据生成加权放大系数N，而且加权放大系数N随着所说的亮度平均级(Lav)的下降而增大。
根据一个优选的实施例，子域数量Z随着所述峰值级(Lpk)的下降而增加。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能测定装置，用于根据亮度数据生成放大系数A，和一个乘法装置，用于根据放大系数A将一个画面信号放大A倍，而且放大系数A随着所谓峰值级(Lpk)的下降而增大。
根据一个优选的实施例，该显示装置还包括一个图像性能确定装置，用于根据亮度数据生成加权放大系数N，而且加权放大系数N随着所说的峰值级(Lpk)的下降而下降。


图1为示出了子域SF1至SF8的图表；图2为SF1至SF8相互叠加的一示意图；图3为示出了PDP屏幕亮度分布的一个例子；图4为展示了一个PDP的驱动信号的标准格式的波形图；图5为一个与图3类似的图，但是该图特别地展示了图3的PDP屏幕亮度分布移动了一个竖行的象素位置的情况；图6为展示了1倍模式的PDP驱动信号的波形图，该驱动信号具有两个不同的子域数量；图7为示出了2倍模式的PDP驱动信号的波形图；图8为示出了3倍模式的PDP驱动信号的波形图；图9为展示了灰度等级不同时PDP驱动信号的标准格式的波形图；图10为展示了垂直同步频率为60Hz与72Hz时PDP驱动信号的波形图；图11为展示了第一个实施例的显示器件的方块图；图12为示出了第一个实施例中的图像性能确定装置30所含有的确定参数的形成过程示意图；图13为形成过程示意图，为图12中所示的确定参数图的变化形式；图14为第二个实施例的显示装置的方块图；图15为第三个实施例的显示装置的方块图；图16为第四个实施例的显示装置的方块图；图17为第五个实施例的显示器件的方块图；图18为形成过程示意图，为图2中所示的图的一个变化形式。
具体实施例方式
在对本项发明的各实施例进行解释之前，首先对在图4中所示的一个PDP驱动信号的标准格式的多个变化形式进行描述。
图6(A)示出了一个标准格式的PDP驱动信号，而图6(B)示出了一个PDP驱动信号的变化形式，其中加入了一个子域，因此具有SF1至SF9子域。对于图6(A)中的标准格式而言，最后一个子域SF8用128个维持脉冲来加权，而对于图6(B)中的变化形式而言，最后两个子域SF8、SF9中的每一个均用64个维持脉冲来加权。例如，当显示亮度级130时，用图6(A)中的标准格式来显示，可以用子域SF2(加权2)和SF8(加权128)来实现，而用图6(B)中的变化形式来显示，该亮度可用三个子域来实现，即子域SF2(加权2)、子域SF8(加权64)和子域SF9(加权64)。在这种方法中，通过增加子域的数量，就可以降低具有最大加权的子域的加权数。象这样减小加权，就能够使伪轮廓线噪声大为减小。
图7所示的是一个2倍模式的PDP驱动信号。还有，图4中所示的PDP驱动信号是1倍模式的。对于图4中的1倍模式，对于子域SF1至SF8而言，维持期P3中含有的维持脉冲的数量，即加权值，分别为1、2、4、8、16、32、64、128，但对于图7中的2倍模式，对于子域SF1至SF8而言，维持期P3中含有的维持脉冲的数量分别为2、4、8、16、32、64、128、256，对于所有的子域来说均翻了一番。按照这种做法，与1倍模式的标准格式的PDP驱动信号比较，2倍模式的PDP驱动信号能够产生具有2倍亮度的图像显示。
图8示出了一个3倍模式的PDP驱动信号。因此，对于子域SF1至SF8而言，含于维持期P3中的维持脉冲的数量分别为3、6、12、24、48、96、192、384，对于所有的子域来说均扩大了三倍。
通过这种方式，虽然受到一个场的范围度的限制，总的等级数是256个等级，但是可以建立一个最大为6倍模式的PDP驱动信号。按照这种做法，产生具有6倍亮度的图像显示是可能的。
下面所示的表1、表2、表3、表4、表5、表6对于子域数量在8至14个的范围内变化时，分别是一个1倍模式加权表、一个2倍模式加权表、一个3倍模式加权表、一个4倍模式加权表、一个5倍模式加权表、一个6倍模式加权表。
表1 1倍模式加权表

表2 2倍模式加权表

表3 3倍模式加权表

表4 4倍模式加权表

表5 5倍模式加权表

表6 6倍模式加权表

阅读这些表格的方法如下。例如，在1倍模式表表1中，在观察横行时，在子域数量为12的横行，该表指明子域SF1至SF12的加权分别是1、2、4、8、16、32、32、32、32、32、32、32。根据此行，最大加权数保持在32。而且，在3倍模式表表3中，子域数量是12的横行指定了3倍于上述值的加权，即3、6、12、24、48、96、96、96、96、96、96、96。
下面示出的表7、表8、表9、表10、表11、表12、表13指明了在亮度等级总数为256个，子域数量分别为8、9、10、11、12、13、14的时候，在每个亮度等级中子域应该进行的等离子体放电光辐射。
表7 8个子域

表8 9个子域

表9 10个子域

表10 11个子域

表11 12个子域

表12 13个子域

表13 14个子域

阅读这些表格的方法如下。“○”表示一个被激活的子域。在一个被激活的子域中，会出现等离子体放电发光，以产生某一像表所要求的亮度等级。例如，在表11中所示的12个子域中，由于子域SF2(加权2)和SF3(加权4)能用于产生6级亮度，因此，○被填写在SF2和SF3栏中。而且，由于子域SF2的发光次数是2，子域SF3的发光次数是4，因而，总共可以6次发光，产生6级的亮度。
而且，在表11中，由于子域SF3(加权4)、SF6(加权32)、SF7(加权32)、SF8(加权32)可用于产生100级的亮度，因此，○被填写在SF3、SF6、SF7、SF8的栏中。表7至表14只示出了1倍模式的情况。对于N倍模式(N是从1至6的一个整数)而言，可以使用的脉冲的数量是上述对应情况的值的6倍。
图9(A)示出了一个标准格式的PDP驱动信号，而图9(B)示出了亮度级别显示点已经减少，即级差是2(标准模式的级差是1时)时的一个PDP驱动信号。对于图9(A)中的标准模式而言，在一个场节内可以使用256个不同的亮度等级显示点(0，1，2，3，4，5，......，255)来显示0至255个级的亮度。而对于图9(B)中的变化形式而言，在两个场节内使用128个不同的亮度等级显示点(0，2，4，6，8，......，254)来显示0至254个级的亮度。在这种方法中，通过扩大级差(即减少亮度显示点的数量)，而不改变子域数量的方式，就可以减小具有最大加权数的子域的加权数，结果，伪轮廓线噪声就可以下降。
下面示出的表14、表15、表16、表17、表18、表19和表20是对应于各个不同子域的亮度级差表，这些表指明了亮度等级显示点数量的不同。
表14 8个子域的亮度级差表

表15 9个子域的亮度级差表

表16 10个子域的亮度级差表

表17 11个子域的亮度级差表

表18 12个子域的亮度级差表

表19 13个子域的亮度级差表

表20 14个子域的亮度级差表

读这些表格的方法如下。例如，表17是子域数量为11时的亮度级差表。第一行表示亮度等级显示点为256时每个子域的加权数，第二行表示亮度等级显示点为128时每个子域的加权数，第三行表示亮度等级显示点为64时，第个子域的加权数。Smax，可被显示的最大数量的亮度等级显示点(即最大可能的亮度级)，示于表的右侧。
图10(A)示出了一个标准格式的PDP驱动信号，而图10(B)示出了垂直同步频率是高频时的一个PDP驱动信号。对于普通的电视信号而言，垂直同步频率为60Hz，但是由于个人电脑或其它面的信号垂直同步频率高于60Hz，比说是72Hz，那么，实际上一个场的时间就变短了。同时，由于施加于扫描电极和数据电极用以驱动一个PDP的信号的频率未变，那么，能够用于一个变短了的场时间的子域的数量也就减少了。图10(B)示出了一个加权为1和2的子域已被去掉，且子域数量为10的情况下的一个PDP驱动信号。
下面，对各优选的实施例进行解释。表21示出了各个实施例以及它们的各种性能的组合。
表21实施例峰值检测平均值检测第一××第二××(对比度检测)第三××(环境照度检测)第四××(电能消耗检测)第五××(屏幕温度检测)
第一个实施例图11示出了能够根据亮度调整子域数量的一个显示器件的第一个具体实现的方块图。输入端2接收R、G、B信号。一个垂直同步信号和一个水平同步信号分别从输入端VD、HD输入到一个定时脉冲生成器6。一个A/D转换器8接收R、G、B信号并执行A/D转换。经过A/D转换的R、G、B信号通过反向亮度校正器10进行反向亮度校正。在反向亮度校正之前，从最小的0至最大的255，R、G、B信号中每个信号的亮度级按照作为256个线性差级(0，1，2，3，4，5......，255)的一个8位二进制信号，在一个场节内被显示。在反向亮度校正之后，R、G、B信号的亮度级，从最小的0级至最大的255级，按照作为256个非线性差级的一个16位二进制信号，以大级0.004的精度被各自显示。
反向亮度校正后的R、G、B信号被送往一个1场延时器11，还被送往一个峰值级检测器26和一个平均级检测器28。从1场延时器11输出的经过1场延时的信号被送往乘法器12。
在一个场的数据内，用峰值级检测器26对R信号峰值级Rmax和B信号峰值级Bmax进行检测，而且Rmax、Gmax和Bmax的峰值级Lpk也要进行检测。也就是说，用峰值级检测器26将一个场内的最亮值测出来。在一个场的数据内，用平均级检测器28来找出R信号的平均值Rav、G信号的平均值Gav和B信号的平均值Bav，而且还要确定Rav、Gav和Bav的平均级Lav。也就是说，用平均级检测器26将一个场内的亮度的平均值测定出来。
一个图像性能确定器30接收平均级Lav和峰值级Lpk，并通过将平均级与峰值级组合的方式来判定4个参数N倍模式值N；乘法器12的放大系数A；子域数量Z；和亮度等级显示点的数量K。
图12是一个用于确定在第一个实施例中使用的参数的图。水平轴表示平均级Lav，竖直轴表示峰值级Lpk。由于峰值级通常要大于平均级，因此诀科只存在于45°对角线以上的三角形区域内。该三角形区域被与竖直轴平行的直线分成多个段，对于图12来讲是6段C1，C2，C3，C4，C5，C6。段的宽度是不一致的，随着平均级的增加而变宽。这些段的竖直长度被与水平轴平行的直线分割，生成多个部分。在C1段中形成6个部分。在图12的例子中，总共形成19个部分。上面提到的4个参数N、A、Z、K对应于每个部分进行说明。在图12中，在每个部分之内描绘的4个数值以降序表示4个参数N倍模式值N；乘法器12的放大系数A；子域的数量Z；和亮度等级显示点的数量K。在其它附图所展示的图中，这4个参数的值可以用类似的方法描述。这些部分可以用另外的分割方法来生成，而一个段的竖直长度也可以被分成只对上面提到的4个参数中的1个参数进行调整的部分。
从图12的图中可以清楚地看到，平均级Lav越低，子域的数目Z就越少。而且，峰值级越低，子域数目Z越大。还有，平均级Lav越低，加权放大系数N就越大。象这样安排，亮度就能够得以加强，而且，正如下面将要解释的那样，可以产生边缘清楚、明晰的现象。
例如，将图12中的左上部分选用于一个图像，该部分平均级Lav低，而峰值级Lpk高。该图像可以成为这样的一种图像，比如说在该图像中可以见到夜空中的一颗耀眼的明星。在这一左上部分中，采用6倍模式，放大系数置为1，子域数量置为9，亮度等级显示点置为256个。特别是，加权乘法器置为6倍模式，亮处就更为明亮，就好象见到一颗耀眼发光的星。
再者，如将图12中左下部分选用于一个图像，该部分平均级Lav低，峰值级Lpk也低。该图像可以成为这样的一种图像，比如说在该图像中，可以见到黑夜中的一个模糊的人形。在这一左下部分中，采用1倍模式，放大系数置为6，子域数目置为14，亮度等级显示点数量置为256。特别是，由于采用1倍模式，放大系数置为6，低亮度部分的等级可分性得以改善，人形能够更为清晰地显示出来。
平均级高的时候，由于子域Z可以增加，加权放大系数N可以减少，就可以防止电能消耗的增加和屏幕温度的升高。而且，通过增加子域数量Z，也可以减少伪轮廓线线。
平均级低的时候，由于子域数量可以减少，在1个场的时间内写入操作的数量可以减少，由此获得的时间余量就可以用于增加加权放大系数N。因此，即使是暗的地方也能够较亮地显示出来。
峰值高的时候，由于子域数量Z可以降下来，而且加权放大系数N可以增加，这样，图像中峰值级的发光体，例如夜空中发光之星，就能更亮。
图13示出了一个变形图，用于确定图12中所描述的参数。4个参数中的3个参数，即N倍模式值N，子域数量Z，和亮度等级显示点的数量K，由图13(b)中所显示的图来确定，而剩下的参数，即乘法器12的放大系数A由图13(a)中所示的图来确定。在图13(b)所示的图中，水平轴表示平均级Lav，竖直轴表示峰值级Lpk。在图13(a)所示的图中，水平轴表示平均级Lav，竖直轴表示放大系数A。图13(a)、(b)中所示的两个图都被分成6个宽度不一致(这里，段宽随着平均级的变大而变宽)的与竖直轴平等的段C1、C2、C3、C4、C5、C6。
从图13(b)中所示的图中可以清楚地看到，段C1、C2、C3、C4、C5、C6中的PDP驱动信号的放大模式分别为6倍、5倍、4倍、3倍、2倍和1倍。而且，从图13(a)所示的图中要以清楚地看到，段C1、C2、C3、C4、C5、C6中每个段的放大系数A随着平均级的增大而线性地减小。也就是说，在C1段，它线性地从1降至5/6；在C2段，它线性地从1降至4/5；在C3段，它线性地从1降至3/4；在C4段，它线性地从1降至2/3；在C5段，它线性地从1降至1/2；在C6段，它线性地从1降至1/3。
当只用图13(b)中的图时，当某一图像i向下一个图像i+、1变化时，比如说，如果假定图像i的显示是由段C4中的参数控制的，而图像i+1的显示是由段C5中参数控制的，由于PDP驱动信号从3倍模式向2倍模式转变，图像的亮度就会分等级地变化。为对亮度的这一分等级的变化进行校正，使用了图13(A)中所示的图。在上面的例子中，如果假定图像i的显示是在C4段的右边沿附近进行的，由于亮度与N×A成正比，因此，亮度相当于3×2/3＝2。而且，如果假定图像i+1的显示是在C5段的左边沿进行的，由于亮度与N×A成正比，因此，亮度相当于2×1＝2。因此，图像i和i+1都是以2倍亮度驱动的，而且亮度的分等级的变化也就消失了。还有，当一个图像的平均级在变亮的方向上变化时，例如，当它从C5段的左沿向右沿变化时，PDP的驱动是以2倍模式进行的，但是由于放大系数A从1线性地向1/2变化，亮度也就从2倍(2×1)性线地向1倍(2×1/2)变化。
从上面的叙述中可以清楚地看到，子域数量Z随着亮度平均级(Lav)向低变化而下降。随着亮度平均级(Lav)的下降，图像变暗，乃至变得难以看清。由于对于象这样的图像而言，一个子域的加权可以通过降低子域数量的方式来扩大，整个屏幕就能够变亮。
而且，子域数量Z随着亮度峰值级(Lpk)的变化而增大。峰值级(Lpk)下降时，除了图像亮度的变化宽度变窄之外，整个图像变成一个暗区。象这样增加一个图像的子域数量Z，由于子域的加权可被降低，因此，即使子域上移或下移，也会出现一个伪轮廓线，并维持于微弱的状态。
而且，加权放大系数N随着亮度平均级(Lav)的变低而增大。随着亮度级(Lav)的下降，图像变暗，乃至变得难以看清。象这样地增加一个图像的加权放大系数N，整个屏幕就能够变亮。
而且，放大系数A随着亮度平均级(Lav)的变低而增大。随着亮度平均级(Lav)的下降，图像变暗，乃至变得骓以看清。象这样地增加一个图像的放大系数A，整个图像可以变亮，而且，可分等级性也增强。
而且，加权放大系数N随着亮度峰值级(Lpk)的变低而下降。当亮度峰值级(Lpk)下降时，除了图像亮度的变化宽度变窄之外，整个图像变成一个暗区。象这样地减小一个图像的加权放大系数N，显示亮度等级之间的亮度变化宽度就会变窄，这样，即使在暗图像中也能实现微小等级的亮度变化，并使在暗像中也能实现微小等级的亮度变化，并使可分等级性增强。
而且，放大系数A随着亮度降值级(Lpk)的变低而增大。当亮度峰值级(Lpk)下降时，降了图像亮度的变化宽度变窄之外，整个图像变成一个暗区。象这样地增大一个图像的放大系数A，就可能使亮度出现明显的变化，即使在图像变暗的时候也是如此，并增强亮度的可分等级性。
而且，图18中给出的例子可以作为确定第一个实施例中参考图的图来使用。用该图，放大系数A可以根据每个部分中的亮度平均级(Lav)而变化，而且随着亮度平均级(Lav)的降低，放大系数A与加权放大系数N的乘积平缓地增加。这样做，即使图像的亮度平均级在通过每个部分之间的时候发生变化，由于放大系数A与加权放大系数N的乘积决定图像的亮度，那么，即使在每个部分的边缘，这种变化也会是均匀连续的，这样，就可以产生亮度平缓变化的图像。
如上面解释的那样，图像性能确定器30接收平均级(Lav)和峰值级(Lpk)，并利用预先存储的图(在图12中)对4个参数N、A、Z、K进行规范。除了使用一个图之外，这4个参数还可以通过计算或计算机处理来规范。
乘法器12接收放大系数A并分别将R、G、B信号乘以A。这样，整个屏幕就具有了A倍的亮度。而且，乘法器12接收一个16位的二进制信号，该信号分别为R、G、B信号挤出小数点后面的三位，在用规定的操作完成来自小数位的进位处理之后，乘法器12再次输出一个16位的二进制信号。
显示等级调整器14接收等级显示点的数量K。显示等级调整器14将具体地挤出小数点后面的三位的亮度信号(16比特位)，改为最近的亮度等级显示点(8比特位)。比如说，假定乘法器12输出的值是153.125。作为一个例子，如果等级显示点的数量K是128，由于等级显示点只能取偶数，则将153.125改为最近的等级显示点154。作为另一个例子，如果等级显示点的数量K是64，由于等级显示点只能取4的倍数，其将153.125改为最近的等级显示点152(＝4×38)。通过这种方法，显示等级调整器14接收的16位二进制信号根据等级显示点的数量K的值被改为最近的等级显示点，而且，该16位二进制信号被作为一个8的位二进制信号而被输出。
画面信号-子域对应装置16接收子域数量Z和等级显示点数量K，并将从显示等级调整器14接收来的8位二进制信号改为Z位二进制信号。作为这种改变的一个结果，上面提到的表7至表20被存于画面信号-子域对应装置16中。作为一个例子，假定从显示等级调整器14接收的信号是152，子域数量Z是10，等级显示点数量K是256。在这种情况下，按照表16，很显然，10位二进制的加权从低位算起是1、2、4、8、、16、32、48、48、48、48。而且，通过查阅表9可知，152被表示为(0001111100)。这10位二进制信号被输往一个子域处理器18。作为另一个例子，假定从显示等级调整器14输出的信号是152，子域数量Z是10，而等级显示点的数量K是64。在这种情况下，按照表16，很显然，10位加权从低位算起依次是4、8、16、32、32、32、32、32、32、32。而且，通过查阅表11的高位的10位二进制部分(表11表明，等级显示点的数量为256，子域数量为12，但该表的高位的10位与等级显示点的数量为64而子域数量为10的时候相同)可知，152被表示为(0111111000)的事实可以从该表中确定。这10比特位被输往子域处理器18。
子域处理器18从子域单元脉冲数量设置器34接收数据，并判定在维持期P3期间输出的维持脉冲的数量。表1至表6被存于子域单元脉冲数量设置器34之中。子域单元脉冲数量设置器34从图像性能确定器30接收N倍模式的值N，子域数量Z，等级显示点的数量K，并规定在每个子域中所要求的维持脉冲的数量。
作为一个例子，假定模式为3倍模式(N＝3)，子域数量为10(Z＝10)，等级显示点的数量为256(K＝256)。在这种情况下，根据表3，从子域数量为10的横行中可以看到，对于每个子域SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9、SF10，输出的维持脉冲的数量分别为3、6、、12、24、48、96、144、144、144、144。在上面所述的例子中，由于152被表示为(0001111100)，则与值为“1”的二进制位对应的子域辐射发光。也就是说，可以获得相当于456(＝24+48+96+144+144)个维持脉冲的发光。该数字恰好等于3倍的152，于是就实现了3倍模式。
作为另一个例子，假定模式是3倍模式(N＝3)，子域数量为10(N＝10)，等级显示点的数量为64(K＝64)。在这种情况下，根据表3，可以看出，对应于子域数量为12的横行中的子域SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9、SF10、SF11、SF12(在表3中子域数量为12的横行具有等级显示点数256，且子域为12，但是该横行的高位的10位与等级显示点的数量为64且子域数量为10的时候相同。因此，在子域数量为12的横行中，子域SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9、SF10、SF11和SF12与子域数量为10时的子域SF、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8、SF9和SF10对应。)，分别输出12、24、48、96、96、96、96、96、96、96个维持脉冲。在上面描述的例子中，152被表示为(0111111000)，与值为“1”的二进制对应的子域辐射发光。也就是说，可以获得相当于456(＝24+48+96+96+96+96)个维持脉冲的发光。该数字恰好等于3倍的152，于是就实现了3倍模式。
在上面所述的例子中，所需要的维持脉冲的数量也可以不靠表3，而且通过计算，将根据表16取得的10位二进制加权乘以N(在3倍模式中即乘以3)来取得。因此，子域单元脉冲数量设置器34可以在不用存储表1至表6的情况下而提供一个计算公式。而且，子域单元脉冲数量设置器34还能够通过改变脉冲数量的方式来设置脉宽，使之与显示屏的类型相一致。
建立期P1，写入期P2和维持期P3所要求的脉冲信号来自子域处理器18，并且输出一个PDP驱动信号。PDP驱动信号施加于数据驱动器20、扫描/维持/消除驱动器22，并且一幅影像被送往等离子体显示屏24。
垂直同步频率检测器36对垂直同步频率进行检测。正常电视信号的垂直同步频率是60Hz(标准频率)，但是，个人电脑及类似设备的图像信号的垂直同步频率高于标准频率，比如说是72Hz。当垂直同步频率为72Hz时，1场的时间变成了1/72秒，短于正常的1/60秒。然而，由于包含PDP驱动信号的准备脉冲、写入脉冲和维持脉冲未变，可进入1个子域时间的子域数量就减少了。在这种情况下，最低有效位SF1被省掉，等级显示点的数量K被置为128，并选择偶数个等级显示点。也就是说，当垂直同步频率检测器36检测出垂直同步频率高于标准频率时，向图像性能确定器30发出一个关于其规定数量的信号，图像性能确定器30则降低等级显示点的数量K。然后对等级显示点的数量K进行上面的描述类似的处理。
如上所述，除了将通过1个场的平均级Lav与峰值级Lpk进行组合以改变4个参数中的子域数量Z之外，由于也可能改变其它参数N倍模式的值N、乘法器12的放大系数A、等级显示点的数量K，这样，一个图像的增亮与调整就能够根据该图像是暗还是亮来分别进行。而且，当整个图像都亮的时候，可以调低亮度，电能消耗也就能够降下来。
而且，第一个实施例提供了一个1场延时器11，其对平均级Lav及峰值级Lpk进行检测，并改变1场屏幕的实现形式，但是，1场延时器11可以省略，而且，在1场检测之后，1场屏幕的实现形式也可以改变。由于在动态图像中存在着图像的连续性，这也就不是特别成问题的，因为在一个特定的场景中，检测结果对于初始场与其后的场来说实际上是相同的。
第二个实施例图14展示了第二个实施例的显示装置的方块图。该实施例与图11中的实施例相关，而且还提供了一个与平均级检测器28平行的对比度检测器50。图像性能确定器30除根据峰值级Lpk及平均级Lav之外，还根据图像的对比度，或者干脆取代峰值级Lpk及平均级Lav，只根据图像的比度，来确定四个参数。例如，当对比度强时，该实施例就能够降低放大系数A。
第三个实施例图15示出了第三个实施例的显示器件的方块图。该实施例与图11中的实施例相关，而且提供了一个环境亮度检测器52。环境亮度检测器52接收来自环境亮度输入端53的信号，并输出一个与环境亮度对应的信号，将其施加于图像性能确定器30。图像性能确定器30除根据峰值级Lpk与平均级Lav之外，还根据环境亮度，或者干脆取代峰值级Lpk与平均级LAV，只根据环境亮度，来确定四个参数。例如，当环境亮度暗的时候，该实施例就能降低放大系数A，或者加权放大系数N。
第四个实施例图16示出了第四个实施例的显示器件的方块图。该实施例与图11中的实施例相关，而且提供了一个功耗检测器54。功耗检测器54输出与等离子体显示屏幕24、以及驱动器20和22的电能消耗对应的信号，并将其提供给图像性能确定器30。图像性能确定器30除根据峰值Lpk与平均级LAV之外，还根据等离子体显示屏24的电能消耗，或者干脆取代峰值级Lpk与平均级LAV，只根据等离子体显示屏24的功耗，来确定四个参数。例如，当电能消耗高时，该实施例能够降低放大系数A，或者加权放大系数N。
第五个实施例图17示出了第五个实施例的显示器件的方块图。该实施例与图11中的实施例相关，而且带提供了一屏幕温度检测器56。屏幕温度检测器56输出一个与等离子体显示屏幕24的温度对应的信号，并将其提供给图像性能确定器30。图像性能确定器30除根据峰值Lpk与平均级LAV之外，还根据等离子体显示屏24的温度，或者干脆取代峰值级Lpk与平均级LAV，只根据等离子体显示屏24的温度，来确定四个参数。例如，当温度高时，该实施例能够降低放大系数A，或者加权放大系数N。
正如上面详细描述的那样，由于与本发明有关的能够根据亮度调整子域数量的显示器件根据屏幕的亮度数据来调整子域数量Z，并且还调整N倍模式的值N，乘法器12的放大系数A，以及等级显示点的数量的值K，那么，根据屏幕的亮度来建立最佳图像就是可能的。尤为特别的是，本发明的优点如下1).当平均级低的时候，显示屏的电能消耗还有余量。在这种情况下，增大加权乘法数N，使图像的显示明亮，就能再生出一个使人感到对比度更佳的美丽图像。然而，在以往的驱动方法中，由于子域Z是固定的，不能令人满意地将加权放大系数N置为足够大的值，因此，就不能再生出一个使人感到对比度更佳的美丽图像。根据本发明，在平均级低的时候，由于可以通过减少子域数量Z的方式来生成图像显示，就可能减少在1个子域的时间内的写入操作的数量，并且通过此举，可以迅速地增大加权放大系数N。通过此举，由于加权放大系数可被足够地增大，并且一个图像可被增亮，因此，甚至与CRT或类似部件相比，也能够再生一个使人感到对比度足够的美丽图像。而且，由于在这个时候降低子域的数量Z，由动态图像引起的伪轮廓线噪声恶化，但是，当产生伪轮廓线噪声的图像的频率不那么高时，而且图像的类型，诸如动态图像，以及静态图像，已全面确定时，使用源于本发明的驱动方法，就能够再生出一个极为美丽的图像。
2).平均级高的时候，显示屏的功耗增加。出现这种情况的时候，如果不降低加权放大系数N，并且在不使图像变暗的情况下显示图像，那么显示器件的电能消耗就有可能超过额定的电能消耗，结果显示屏由于温度的升高而受到损害。然而，由于在以往的驱动方法中子域的数量Z是固定的，降低加权放大系数N除了仅仅防止电能消耗的增长以及显示屏温度增加之外，并没有其它效果。根据本发明，在平均级高的时候，由于子域数量Z可被增加，加权放大系数N可被降低，除可防止电能消耗增长以及显示屏温度长高之外，由动态图像引起的伪轮廓线噪声也可被降低。通过此举，当平均级高的时候，一个比以往更为美丽、稳定的图像就可以再生，即使对于动态图像也是如此。
3).在峰值级低的时候，分配给整个画面的等级的数量就减少了。根据本发明，由于放大系数A被增加，以及加权放大系数N被降低，对整个图像分配的等级的数量也就能够增加。通过此举，由于可为整个图像提供足够的等级，就可以再生一个美丽的图像，即使对于一个低峰值级别的全暗的图像也是如此。
权利要求
1.一种显示装置，接收表示多个象素的输入图象信号和通过将输入图象信号的每一场分为多个加权子域而在显示器(24)上显示输入图象信号的亮度，每一子域具有表示该子域的亮度的相应加权值，显示装置以多个各自的亮度灰度显示等级(K)之一显示每个象素，所述显示装置包括对比度检测装置(50)，用于对显示在显示器(24)上的输入图象信号中的对比度进行检测；图象特性确定装置(30)，用于根据检测到的显示器的对比度来确定每一场被分成的子域的数量(Z)和加权放大系数(N)；加权设置装置(34)，用于将每个子域的加权值乘以加权放大系数(N)；其特征在于，所述图象特性确定装置(30)相对于显示器的对比度的减少而减少子域的数量(Z)和增加加权放大系数(N)；从而使所述显示装置的显示器的对比度的变化不影响灰度显示等级(K)的数值。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，其中所说的图象特性确定装置(30)还根据显示器的对比度来确定放大输入图象信号的放大系数(A)，所述图象特性确定装置(30)包括乘法装置(12)，乘法装置(12)将输入图象信号乘以所述放大系数(A)。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所说的图象特性确定装置(30)使放大系数(A)随着显示器的对比度的降低而增加。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所说的图象特性确定装置(30)使放大系数(A)和加权放大系数(N)的积随着显示器的对比度降低而增加。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，进一步包括峰值级检测器(26)，用于检测峰值图象亮度等级(Lpk)；所说的图象特性确定装置(30)根据显示器的对比度和峰值图象亮度等级(Lak)来确定子域的数量(Z)和加权放大系数(N)，使所述子域的数量(Z)随着显示器的对比度降低和峰值图象亮度等级(Lak)的增加而减少和使所述加权放大系数(N)随着显示器的对比度降低和峰值图象亮度等级(Lak)的增加而增大。
6.根据权利要求1至5之一所述的显示装置，进一步包括平均级检测装置(28)，用于检测输入图象信号的平均图象亮度等级(Lav)；其中所述图象特性确定装置(30)，相对于平均图象亮度等级(Lav)的减少，使子域的数量(Z)减少和加权放大系数(N)增加。
全文摘要
一个显示装置对等离子体显示屏的亮度进行调整。该显示器件包括一个调整器，用于获取图像的亮度数据，并根据亮度数据对子域的数量Z进行调整。
文档编号G09G3/28GK1516087SQ031362
公开日2004年7月28日 申请日期1998年12月7日 优先权日1997年12月10日
发明者笠原光弘, 石川雄一, 森田友子, 一, 子 申请人:松下电器产业株式会社