专利名称：驱动等离子体显示面板的装置和方法
技术领域：
本发明涉及驱动等离子体显示面板(PDP)的装置和方法，尤其涉及利用所补偿的平均信号电平使红、绿和蓝放电单元功率损耗之间的差值减至最小，从而自动控制功率的驱动PDP的装置和方法。
背景技术：
图1示出典型三电极表面放电型PDP的透视图。
参考图1，PDP1包括前部玻璃衬底10和后部玻璃衬底13。在前部玻璃衬底10和后部玻璃衬底13之间设置地址电极AR1、AG1、......、AGm、ABm、介电层11和15、Y电极线Y1，......，Yn、X电极线X1，......，Xn、荧光(phosphor)层16、阻挡臂17和MgO保护层12。
地址电极线AR1、AG1......AGm、ABm形成于后部玻璃衬底13上，并由下部介电层15覆盖。阻挡臂17形成于下部介电层15上，在地址电极线AR1、AG1......AGm、ABm之间并与其平行，它们将每一个显示单元的放电区域分隔开并阻止了单元间光串扰。荧光层16形成于下部介电层15上和阻挡臂17的侧面上。
X电极线X1，......，Xn和Y电极线Y1......Yn垂直于地址电极线AR1、AG1、......、AGm、ABm形成于前部玻璃衬底10的下表面上。成对的X和Y电极和地址电极的交叉点形成显示单元。上部介电层11覆盖X电极线X1，......，Xn和Y电极线Y1，......，Yn。典型由MgO层构成的保护层12使PDP1免于强电场的干扰。它形成在上部介电层11上，并覆盖上部介电层11。等离子体形成气体填充放电空间14。
US专利No.5541618公开了地址-显示分离(ADS)驱动方法，其经常用作典型PDP的驱动方法。
图2示出如图1所示的PDP的驱动装置2的方框图。
参考图2，驱动装置2包括图像处理器26、逻辑控制器22、地址驱动器23、X驱动器24和Y驱动器25。图像处理器26将外部模拟图像信号转化为内部图像信号，例如8位红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)图像数据、时钟信号以及垂直和水平同步信号。逻辑控制器22根据来自图像处理器26的内部图像信号产生驱动控制信号SA、SY和SX。
这时，地址驱动器23、X驱动器24和Y驱动器25接收驱动控制信号SA、SY和SX，产生驱动信号并将所产生的驱动信号施加给电极线。
图3为时序图其示出如图1所示PDP的典型ADS驱动方法。
参看图3，单元帧因时间分割灰度级显示被划分为8个子场SF1，......，SF8。每一个子场SF1-SF8可以分为复位周期R1，......，R8、地址周期A1-A8和维持周期S1-S8。
PDP亮度与单元帧中维持周期S1-S8的长度成比例，并且在单元帧中维持周期S1-S8的长度为255T(T表示单元时间)。为第n个子场SFn中维持周期Sn设置对应于2n-1的时间。因此，通过选择适当的子场可以显示包括0灰度级在内的256灰度级。
图4为时序图，其示出在图3的单元子场SFn中施加给图1示出的PDP电极线的典型驱动信号。
参考图4，SAR1，......，SABm表示施加给地址电极线(图1的AR1、AB1......AGm、ABm)的驱动信号，SX1，......，SXn表示施加给X电极线(在图1中X1，......，Xn)的驱动信号，SY1，......，SYn表示施加给Y电极线(在图1中Y1，......，Yn)的驱动信号。
参考图4，在单元子场的复位周期PR中，施加给X-电极线X1，......，Xn的电压从地电压VG升高到第一电压Ve。在这个时间内，地电压VG施加给Y-电极线Y1，......，Yn和地址电极线AR1，......，ABm。
然后，施加给Y-电极线Y1，......，Yn的电压从第二电压VS升高到电压(VSET+VS)。在这个时间内，地电压VG施加给X-电极线X1，......，Xn和地址电极线AR1，......，ABm。
下面，随着施加给X电极线X1，......，Xn的电压Ve，施加给Y-电极线Y1，......，Yn的电压从第二电压VS下降到地电压VG。在这个时间内，地电压VG施加给地址电极线AR1，......，ABm。
在接下来的地址周期PA中，显示数据信号施加给地址电极线，并且地电压VG的扫描信号顺序地施加给Y-电极线Y1，......，Yn，其被偏压到第四电压(VSCAN)。在地址周期PA期间第一电压Ve施加给X-电极线X1，......，Xn。
在接下来维持周期PS中，第二电压VS的维持放电脉冲交替施加给Y-电极线Y1，......，Yn和X电极线X1，......，Xn从而在前一个地址周期(PA)期间所选择的放电单元上显示图像。
图5示出可以在驱动PDP中使用的普通自动功率控制(APC)原理的曲线图。
参考图5，根据普通APC方法，在面板上全部放电单元中接通的放电单元数控制在一个单元帧的维持周期中施加的维持脉冲数。在单元帧上维持脉冲数与负载的比率成反比。即，如果负载比率小，在单元帧中维持脉冲数就增加，这样就提高了显示图像的亮度，如果负载比率高，在单元帧中维持脉冲数就减少，这样就减少了功率损耗。
在另一方面，平均信号电平(ASL)是用于显示每个帧的灰度电平而施加给放电单元的所有信号电平的平均值。因此平均信号电平同负载比率含义相同，但是平均信号电平的单位不同于负载比率的单位。因此，在这里可以交换使用“负载比率”和“平均信号电平”。单元帧的ASL可以通过由全部放电单元数来除形成面板的所有放电单元所积累的信号电平来计算。放电单元可以显示R、G和B颜色。
具有相同ASL的R、G和B放电单元的功率损耗不同，这归因于各种不同因素，例如不对称单元结构。因此，当根据APC方法驱动PDP时功率损耗会相差灰度电平。
即，在全红、全绿和全蓝颜色的情况时，即使它们具有相同的ASL，R、G和B放电单元的功率损耗仍不同。因此，根据传统的APC方法无法获得理想的功率损耗。
图6和图7示出根据传统的APC驱动方法在不对称的面板中关于红、绿和蓝颜色的功率损耗。
图6和图7示出根据传统的APC方法当负载比率以每次10％从0％上升为100％时显示红、绿和蓝颜色的情况。正如这些图所示，根据所显示的颜色，尽管具有相同的负载比率，功率损耗仍然不同。
发明内容
本发明提供一种驱动PDP的装置和方法，其利用考虑了R、G和B放电单元之间的不同而补偿的平均信号电平自动地控制功率。
本发明的其他特征将在随后的描述中阐述，并且本发明的部分特征将从描述中将显而易见，或可以通过本发明的实践应用而获得。
本发明公开了驱动等离子体显示面板的方法，该面板包括红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色显示单元，划分具有R、G和B颜色的图像信号以及划分每一个帧为多个子场，其中放电操作的次数与平均信号电平成反比。该方法包括计算R、G和B平均信号电平、计算所补偿的平均信号电平和基于所补偿的平均信号电平控制每一个帧的放电数。R、G和B平均信号电平分别为每帧施加到R、G和B放电单元信号电平的平均值。利用R、G和B平均信号电平和R、G和B的加权来确定补偿的平均信号电平。
本发明还公开了驱动等离子体显示面板的装置，该面板包括红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色的放电单元，划分具有R、G和B颜色的图像信号为帧，并划分每一个帧为多个子场，其中放电操作的次数与平均信号电平成反比。该装置包括平均信号电平计算器、补偿平均信号电平计算器和自动功率控制数据发生器。
可以理解，前面的概括性描述和下面的详细描述都是示范性和解释性的，是想要为所要求的本发明提供进一步的解释。
包括的附图提供了本发明的进一步理解，并结合在说明书中且构成说明书的一部分，
了本发明的实施例，其和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1示出普通三电极表面放电型PDP的透视图。
图2示出图1所示的PDP的典型驱动装置的方框图。
图3示出图1所示的PDP的典型驱动方法的时序图。
图4示出在图3单元子场中施加到图1示出PDP的电极线的典型驱动信号的时序图。
图5示出当驱动PDP时可以使用的普通APC的原理。
图6和图7示出根据APC驱动方法不对称结构面板的R、G和B放电空间的功率损耗。
图8示出根据本发明实施例的PDP驱动方法的方框图。
图9和图10示出根据图8所示的驱动方法在不对称结构的PDP中R、G和B放电空间的功率损耗。
图11示出根据本发明的另一个代表性实施例在PDP的驱动装置中逻辑控制器的方框图。
图12示出图11所示的逻辑控制器的功率控制器的方框图。
具体实施例方式
图8示出根据本发明代表性实施例的PDP驱动方法的方框图。图9和图10示出根据本发明代表性实施例的PDP驱动方法在不对称结构的PDP中在放电单元R、G和B的功率损耗。
参考图8，根据本发明代表性实施例的PDP驱动方法包括计算放电单元R、G和B的平均信号电平(S201)、计算补偿的ASL(S202)，和产生APC数据(S203)。
R、G和B放电单元的宽度可以不同，使得它们等同地发出亮光。因此，R、G和B放电单元以不对称的方式形成。
根据传统的PDP的驱动方法，R、G和B放电单元的不对称结构会使得在相同平均信号电平下放电单元功率损耗不同。
可以进行APC操作以控制功率损耗。平均信号电平由帧单元测定，其是施加给全部放电单元信号电平的平均值，并且产生在每一帧控制放电次数与所测定的平均信号电平成反比的APC数据。因此，APC数据决定了在子场的维持周期中将要施加的维持脉冲的数量。
在步骤S201中，根据内部图像信号计算R平均信号电平、G平均信号电平和B平均信号电平。
内部图像信号由R、G和B颜色的组合构成，并且它们被处理并分成单个的R、G和B图像信号以计算R、G和B平均信号电平。在伽玛校正和误差漫射图像信号之后，可以计算R、G和B平均信号电平。
R平均信号电平是施加到所有R放电单元的信号电平的平均值，G平均信号电平是施加到所有G放电单元的信号电平的平均值，B平均信号电平是施加到所有B放电单元的信号电平的平均值。
在步骤S202中，补偿的ASL(ASLW)可以通过将R、G和B平均信号电平与R、G和B加权的各自乘积加并用乘积的和除以R、G和B加权的和来计算，如下等式所示。
ASLW=Wr×ASLr+Wg×ASLg+Wb×ASLbWr+Wg+Wb---(1),]]>其中ASLr是R平均信号电平，ASLg是G平均信号电平，ASLb是B平均信号电平，Wr是R加权，Wg是G加权，Wb是B加权。
在步骤S203中，产生了控制单元帧中维持放电数量Ns的APC数据，其与补偿的ASL(ASLW成反比。产生了将维持放电数量Ns分配给每一个帧的APC表，以及由APC表计算APC数据。
可以利用补偿的ASL(ASLW)来设置功率损耗。在本代表性实施例中，使用下面的等式利用补偿的ASL(ASLW)和每一个帧的维持放电数量Ns计算功率损耗Pw。
Pw＝(A+B×Ns)×ASLw+(C+D×Ns)------------(2)Pi＝(C+D×Ns)----------------------------(3)P(ASLw)＝(A+B×Ns)×ASLw-----------------(4)在等式3中，Pi是初始功率损耗，在等式4中，P(ASLw)是用于显示R、G和B颜色的纯功率损耗。A、B、C和D为通过实验计算出的系数。因为功率损耗Pi可能与输入数据不相关，所以R、G和B输入数据的功率损耗与R、G和B的加权Wr、Wg和Wb呈线性关系。
理想的是设置R、G和B的加权Wr、Wg和Wb以使在相等平均信号电平ASLr、ASLg和ASLb下显示全红、全绿和全蓝屏幕时功率损耗之间的差值最小。
在图9和图10所示的代表性实施例中，R、G和B的加权Wr、Wg和Wb为1∶1.154∶1.296的关系。图9示出当使用根据本发明的代表性实施例的PDP驱动方法时在显示全红、全绿和全蓝的功率损耗，和功率损耗间的最大变化。
如图6和图7所示，在没有应用如上所讨论的加权时平均最大功率损耗变化为26.63636。然而，如图9和图10所示，当根据本发明的代表性实施例驱动PDP时，平均最大功率损耗变化为10.09091。因此，本代表性实施例的方法可以显著地减少R、G和B放电单元之间的功率损耗变化。
图11为示出根据本发明另一个代表性实施例的PDP驱动装置的逻辑控制器的示意性方框图。图12示出图11所示的逻辑控制器的功率控制器的方框图。
参考图11和图12，当屏幕颜色变化时，PDP驱动装置40使用ASL进行APC操作来控制功率损耗变化，其中ASL是考虑R、G和B放电单元的功率损耗间的差值而补偿的。驱动装置40进行如图8所示的方法，并省略相同部件的描述。
逻辑控制器包括时钟缓冲器45、同步调节器426、伽玛校正器41、误差扩散器412，先进先出(FIFO)存储器411、子场发生器421、子场矩阵单元422、矩阵缓冲器423、存储控制器424、帧存储器RFM1，......，BFM3、重排器425、功率控制器43、EEPROM44a、I2C串行传输接口44b、定时信号发生器44c和XY控制器44。
时钟缓冲器45将图像处理器(图2中26)的26MHz(CLK26)的时钟信号转换成40MHz(CLK40)的时钟信号，并输出所转换的时钟信号CLK40。将时钟信号CLK40、外部初始化信号RS、水平同步信号HSYNC和垂直同步信号VSYNC输入到同步调节器426。同步调节器426输出水平同步信号HSYNC1、HSYNC2和HSYNC3，其与来自输入水平同步信号VSYNC延迟预定时钟数，和输出垂直同步信号VSYNC2、VSYNC3，其与来自输入垂直同步信号VSYNC延迟预定时钟数。
为补偿阴极射线管的非线性输入/输出特性，输入伽玛校正器41的R、G和B图像数据具有反向非线性的输入/输出特性。因此，伽玛校正器41处理R、G和B图像数据来获得线性输入/输出特性。误差扩散器412利用FIFO存贮器411确定最高有效位(MSB)的位置，其为R、G和B图像数据间的边界位，因此减小数据传输误差。
子场发生器421将8位R、G和B图像数据转换为具有与子场数量相对应的多个位的图像数据。举例来说，当用单元帧中14个子场显示灰度电平时，子场发生器421将8位R、G和B图像数据转换为14位R、G和B图像数据，相加MSB中的无效数据“0”和最低有效位(LSB)来减少数据传输误差，因此输出16位的R、G和B图像数据。
子场矩阵单元422重新排列不同子场的16位R、G和B图像数据，并同时输出相同子场的数据。矩阵缓冲器423处理来自子场矩阵单元422的16位R、G和B图像数据并输出32位R、G和B图像数据。
存储控制器424包括用于控制3个R帧存储器RFM1、RFM2和RFM3的R存储控制器、用于控制3个G帧存储器GFM1、GFM2和GFM3的G存储控制器、用于控制3个B帧存储器BFM1、BFM2和BFM3的B存储控制器。在帧单元中帧数据从存储控制器424中连续输出，并输入重排器425。参考标记EN表示由XY控制器44产生并输入到存储控制器424以控制其数据输出的使能信号。
同样，SSYNC表示槽同步信号，其由XY控制器44产生并输入存储控制器424和重排器425，从而在存储控制器424和重排器425中控制32位插槽单元的数据输入/输出。重排器425将输入32位R、G和B图像数据重排为适当的格式用于地址驱动器(图2中的23)和输出数据。
功率控制器43通过来自误差扩散器421的输出R、G和B图像数据的帧单元来检测ASL，并为最小化功率损耗变化而产生对应于ASLw的放电时间控制数据(APC)以进行APC操作。
此外，EEPROM 44a包括根据图1的X电极线X1，.....，Xn和图1的Y电极线Y1，.....，Yn的驱动顺序的定时控制数据。放电时间控制数据(APC)和EEPROM44a的定时控制数据通过I2C串行传输接口44b输入到时间信号发生器44c。定时信号发生器44c产生定时信号。XY控制器44根据定时信号运作，并输出X驱动控制信号Sx和Y驱动控制信号Sy。
如图12所示，功率控制器43包括ASL计算器51、补偿的ASL计算器52和APC数据发生器53。
ASL计算器51计算R、G和B平均信号电平ASLr、ASLg和ASLb。补偿的ASL计算器52计算所补偿的ASL(ASLw)，其可以通过将R、G和B平均信号电平ASLr、ASLg和ASLb分别与R、G和B加权Wr、Wg和Wb的乘积加和，然后将该乘积的和除以加权Wr、Wg和Wb的和来确定，如等式(1)所示。
APC数据发生器53产生给每一个帧分配放电数的APC表54，并获得与对应于来自APC表中每一个补偿的ASL电平(ASLw)的每一帧的放电数相关的APC数据。APC表54可以存储在EEPROM44a中。
根据本发明的驱动装置和方法，根据考虑在R、G和B放电单元上的功率损耗间的差值而补偿的ASL进行APC操作，从而控制由屏幕颜色变化引起的功率损耗的不平衡。
同样，可以控制由于根据屏幕的颜色变化的平均信号电平变化而导致的功率损耗特性的变化，因此，对于相同的ASL，在R、G和B放电单元上功率损耗彼此相似。
在不脱离本发明精神和范围的情况下，对本发明做出各种改进和变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明意在覆盖包括在附加的权利要求和等效物的范围内进行的各种改进和变形。
权利要求
1.驱动等离子体显示面板的方法，该显示面板包括红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色显示单元，划分具有R、G和B颜色的图像信号为多个帧，并划分每个帧为多个子场，其中放电操作的次数与平均信号电平成反比，该方法包括计算R、G和B平均信号电平；计算所补偿的平均信号电平；和基于所补偿的平均信号电平控制每一个帧的放电数，其中R、G和B平均信号电平分别为每帧施加到R、G和B放电单元的信号电平的平均值；其中所补偿的平均信号电平是利用R、G和B平均信号电平和R、G和B的加权确定的。
2.如权利要求1所述的方法，其中计算所补偿的平均信号电平包括加和R、G和B平均信号电平分别与R、G和B加权的乘积；以及用该乘积的和除以R、G和B加权的和。
3.如权利要求1所述的方法，其中当控制每一个帧的放电数时，使用自动功率控制表。
4.如权利要求3所述的方法，其中自动功率控制表基于所补偿的平均信号电平为每一帧分配放电数；以及其中对应于所补偿的平均信号电平的自动功率控制数据是从自动功率控制表中获得的。
5.如权利要求4所述的方法，其中每一帧的放电数与所补偿的平均信号电平成反比。
6.如权利要求1所述的方法，还包括将R、G和B的加权设置为一值，在R、G和B平均信号电平彼此相等的情况下，当显示R、G和B颜色时该值能减少在R、G和B彩色放电单元的功率损耗间的不同。
7.驱动等离子体显示面板的装置，该显示面板包括红(R)、绿(G)和蓝(B)彩色放电单元，划分具有R、G和B颜色的图像信号为多个帧，并划分每一个帧为多个子场，其中放电操作的次数与平均信号电平成反比，该装置包括计算R、G和B平均信号电平的平均信号电平计算器；补偿的平均信号电平计算器；和基于所补偿的平均信号电平控制每一帧放电数的自动功率控制数据发生器，其中R、G和B平均信号电平分别为每帧施加到R、G和B放电单元的信号电平的平均值；其中所补偿的平均信号电平是利用R、G和B平均信号电平和R、G和B加权所确定的。
8.如权利要求7所述的装置，其中补偿的平均信号电平计算器通过加和R、G和B平均信号电平分别与R、G和B加权的乘积，然后用该乘积的和除以R、G和B加权的和计算所补偿的平均信号电平。
9.如权利要求7所述的装置，其中自动功率控制数据发生器形成给每一个帧分配放电数的自动功率控制表，其与所补偿的平均信号电平成反比，和从自动功率控制表中获得与所补偿的平均信号电平相对应的自动功率控制数据。
10.如权利要求7所述的装置，其中功率损耗由所补偿的平均信号电平设置，并且将R、G和B的加权设置成一值，在R、G和B平均信号电平彼此相等的情况下，当显示R、G和B颜色时该值能减少在R、G和B彩色放电单元功率损耗间的不同。
全文摘要
利用根据红(R)、绿(G)和蓝(B)放电单元功率损耗之间的差值所补偿的平均信号电平来自动控制功率的驱动等离子体显示面板的装置和方法。该方法包括计算R、G和B平均信号电平，利用R、G和B平均信号电平和R、G和B加权来计算所补偿的平均信号电平，以及控制与所补偿的平均信号电平成反比的每一帧的放电数。将R、G和B的加权值设置成一值，在R、G和B平均信号电平彼此相等的情况下，在显示R、G和B颜色时，该值能减少在R、G和B彩色放电单元功率损耗之间的差值。
文档编号G09G3/291GK1627348SQ200410104
公开日2005年6月15日 申请日期2004年11月22日 优先权日2003年11月22日
发明者张根宁, 金雨镇 申请人:三星Sdi株式会社