专利名称：调制信号产生电路、图像显示设备和电视设备的制作方法
技术领域：
本发明与调制信号产生电路和图像显示设备有关。
背景技术：
日本专利公报No.11-337909揭示了一种能根据输入的图像切换色调特性曲线的液晶显示器。
日本专利公报No.6-178153揭示了一种能根据输入的图像切换伽玛校正曲线的伽玛校正电路。
日本专利公报No.2000-029425揭示了一种使用非均匀像素时钟(PCLK)的结构。
日本专利公报No.2003-173159揭示了一种信号波形顺序上升的结构。
日本专利公报No.7-181917揭示了一种能从色调电压反应曲线上的一些点搜索一个序列以得到具有亮度的序列的控制装置和方法。
发明内容
所希望的是开发出一种可以改变色调特性的调制信号产生电路。
按照第一方面，本发明提供了一种适合产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路。这种调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部和一个控制电路。输出部被控制成在一个输出一个调制信号的周期内的第一周期期间将调制信号的高度值设置为一个预定高度值，而在这个输出调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值。控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置最大时间宽度，或者按照一个指出色调数据的特性的信号设置最大时间宽度。
按照第二方面，本发明提供了一种适合产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路。这种调制信号产生电路包括一个产生调制信号的输出部和一个控制电路。输出部包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管的一个主电极接到一个用来将调制信号的高度值设置为一个预定高度值的第一电源上而另一个主电极接到输出部的输出端上，第二晶体管的一个主电极接到一个用来将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值的第二电源上而另一个主电极接到输出部的输出端上。第一晶体管在一个产生一个调制信号的周期内的第一周期期间导通，以建立一个使输出端通过第一晶体管接到第一电源上的状态，而第二晶体管在这个产生一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间导通，以建立一个使输出端通过第二晶体管接到第二电源上的状态。控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置最大时间宽度，或者按照一个指出色调数据的特征的信号设置最大时间宽度。
按照第三方面，本发明提供了一种图像显示设备，这种图像显示设备包括上述调制信号产生电路和一个响应调制信号驱动的显示器。
按照第四方面，本发明提供了一种图像显示设备，这种图像显示设备包括一个适合产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路和一个响应调制信号驱动的显示器。调制信号产生电路包括一个产生调制信号的输出部和一个控制电路。输出部被控制成在一个输出一个调制信号的周期内的第一周期期间将调制信号的高度值设置为一个预定高度值而在这个输出调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值。控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置最大时间宽度，按照一个指出色调数据的特性的信号设置最大时间宽度，或者按照一个指出图像显示设备的环境亮度的信号设置最大时间宽度。
按照第五方面，本发明提供了一种图像显示设备，这种图像显示设备包括一个适合产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路和一个响应调制信号驱动的显示器。调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部和一个控制电路。输出部包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管的一个主电极接到一个用来将调制信号的高度值设置为一个预定高度值的第一电源上而另一个主电极接到输出部的输出端上，第二晶体管的一个主电极接到一个用来将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值的第二电源上而另一个主电极接到输出部的输出端上。第一晶体管在一个产生一个调制信号的周期内的第一周期期间导通，以建立一个使输出端通过第一晶体管接到第一电源上的状态，而第二晶体管在这个产生一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间导通，以建立一个使输出端通过第二晶体管接到第二电源上的状态。控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置最大时间宽度，按照一个指出色调数据的特性的信号设置最大时间宽度，或者按照一个指出图像显示设备的环境亮度的信号设置最大时间宽度。
这种图像显示设备还可以包括多个扫描线、多个调制线和一个顺序将扫描信号加到这些扫描线上的扫描电路。多个调制信号产生电路可配置成与这些调制线相应。多个显示器可以由形成矩阵线路的这些扫描线和调制线连接。
本发明提供了一种电视设备，这种电视设备包括一个电视广播信号的调谐器和这种图像显示设备。所述图像显示设备从调谐器接收信号，根据调谐器提供的信号显示图像。
按照本发明，可以实现能改变色调特性的调制信号产生电路。
从以下结合附图对典型实施例的说明中可以清楚地看到本发明的其他特征和优点。
图1为示出按照本发明的一个实施例设计的图像显示设备内的驱动单元的原理方框图。
图2为示出图1所示的驱动单元内的调制电路的内部配置的方框图。
图3为示出图2所示的调制电路内的移位寄存器的内部配置的方框图。
图4为示出图2所示的调制电路内的PWM电路的一个电路的方框图。
图5为示出图2所示的调制电路内的输出级电路的配置的电路图。
图6例示了图2所示的调制电路内的输出级电路输出的驱动波形。
图7为示出图2所示的调制电路内的PWM电路的一个下降波形电路的方框图。
图8例示了按照本发明的实施例设计的选择器。
图9例示了按照本发明的实施例设计的驱动单元内所用的驱动波形的一个例子。
图10例示了按照本发明的实施例设计的驱动单元内所用的驱动波形的另一个例子。
图11为详细示出按照本发明的实施例设计的驱动单元内的数据变换电路的方框图。
图12示出了按照本发明的实施例设计的驱动单元内所用的PWM驱动波形的例子。
图13为示出图12中所示的PWM驱动波形例子内的驱动波形数据的值与色调(亮度)之间的关系的曲线图。
图14示出了另一个PWM驱动波形的例子。
图15为示出图14中所示的PWM驱动波形例子内驱动波形数据的值与色调(亮度)之间的关系的曲线图。
图16例示了切换情况信号的一些例子。
图17示出了按照本发明的一个实施例设计的电视机的结构的一个例子。
具体实施例方式
一种按照本发明所设计的图像显示设备例如为一个液晶显示器、等离子显示器或电子束显示器。特别，本发明适用于显示多比特的电子束显示器。
图1为示出按照本发明的一个实施例设计的图像显示设备内的驱动单元的原理方框图。如图1所示，驱动单元包括调制电路A2、扫描电路A3、定时产生器A4、数据变换电路A5、并行-串行变换电路A6、复合电源电路A7和扫描电源电路A8。定时产生器A4和数据变换电路A5形成一个数据输出电路。驱动单元对形成图像显示设备的图像显示单元A1′的电子源A1进行驱动。扫描电路A3具有多个输出端，分别接到图像显示单元内的相应扫描线(水平线)上。调制电路A2具有多个输出端，分别接到图像显示单元的相应调制线(垂直线)上。扫描线和调制线形成矩阵线路。多个显示器A0通过这些矩阵线路相连接。虽然这些显示器配置在扫描线与调制线的交叉处，但为了清晰起见图1中只示出了其中一些显示器。按照这个实施例，用电子发射器作为这些显示器A0。图像显示单元具有一种荧光物质，受到电子发射器发射的电子照射时发光。随着荧光物质的发光，就形成了图像。按照这个实施例，用表面传导电子发射器作为电子发射器。按照这个实施例，数据变换电路A5用作将一个在一个预定的调制信号产生条件下产生调制信号的状态改变为一个在另一个调制信号产生条件下产生调制信号的状态的控制电路。
数据变换电路A5将外部控制电子源A1的亮度和色调所用的亮度-色调数据变换成适合调制电路A2的驱动波形数据格式。按照这个实施例，用数据变换电路A5作为控制电路。控制电路输出涉及设置步数的数据，这数据用来设置一个预定高度值的最大周期。控制电路还输出作为脉冲高度调制(PHM)数据和脉冲宽度调制(PWM)数据的亮度-色调数据。数据变换电路A5的配置将在下面结合图11说明。
并行-串行变换电路A6将数据变换电路A5输出的驱动波形数据变换成PHM串行数据和PWM串行数据。
接到电子源A1的水平线上的扫描电路A3选择调制电路A2输出的每个信号所要加到的水平线。虽然扫描电路A3通常执行顺序水平扫描，顺序逐一选择水平线，但扫描方法并不局限于顺序水平扫描。扫描电路A3可以执行隔行扫描，可以选择多个行，或者可以选择一个平面。也就是说，扫描电路A3起着选择装置的作用，将一个选择电压加到电子源A1的这些电子源中要驱动的多个电子源所连接的水平线上一段预定时间而在这段预定时间外加一个不选择电压，来选择这些线。
定时产生器A4产生调制电路A2、扫描电路A3、数据变换电路A5和并行-串行变换电路A6所需的定时信号。
复合电源电路A7输出多个电源电压，控制调制电路A2。虽然复合电源电路A7通常是一个电压源电路，但并不局限于此。
扫描电源电路A8输出多个电源电压，控制扫描电路A3。虽然扫描电源电路A8通常是一个电压源电路，但并不局限于此。
图2为示出调制电路A2的内部配置的方框图。下面将结合图2对调制电路A2进行说明。
调制电路A2包括移位寄存器A9、PWM电路A10和输出级电路A11。
移位寄存器A9接收和传送经并行-串行变换电路A6变换得到PHM串行数据和PWM串行数据，这是与电子源A1的垂直线相应的调制数据。PWM电路A10从移位寄存器A9接收作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据的PHM并行数据和PWM并行数据，产生与输出级电路A11的输出电压相应的输出。用来控制移位寄存器A9和PWM电路A10的定时信号由定时产生器A4提供。输出级电路A11与复合电源电路A7连接，输出具有在下面要说明的驱动波形的调制信号。
图3为示出移位寄存器A9的内部配置的方框图。下面将结合图3对移位寄存器A9进行详细说明。
移位寄存器A9包括多个控制电路A12和多个记录电路A13。虽然这里描述控制电路A12和记录电路A13由一些延迟(D)触发器组成，但电路并不局限于这种配置。
第一记录电路A13-1接收经并行-串行变换电路A6变换得到的PHM串行数据，传送作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据的PHM并行数据。第二记录电路A13-1接收经并行-串行变换电路A6变换得到的PWM串行数据，传送作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据的PWM并行数据。每个控制电路A12接收作为定时产生器A4产生的定时信号的移位触发脉冲和移位时钟，产生记录控制信号，用来将作为与电子源A1的垂直线(调制线)相应的调制数据的PHM串行数据和PWM串行数据录入第一和第二记录电路A13-1和A13-2。响应控制电路A12产生的记录控制信号，将PHM串行数据录入第一记录电路A13-1，同时将PWM串行数据录入第二记录电路A13-2。
图4为示出作为图2中所示的PWM电路A10的为每条垂直线提供的电路配置的一个例子的方框图。下面将结合图4对PWM电路A10进行详细说明。PWM电路A10并不局限于这种电路配置。
PWM电路A10包括PWM并行数据锁存电路A14、PHM并行数据锁存电路A15、计数电路A16、计数器清除信号产生电路A17、PHM数据解码电路A18、初始数据设置信号解码电路A19、V1开始数据存储器A20、V2开始数据存储器A21、V3开始数据存储器A22、V4开始数据存储器A23、V1结束数据存储器A24、V2结束数据存储器A25、V3结束数据存储器A26、V4结束数据存储器A27、V1结束数据选择电路A28、V2结束数据选择电路A29、V3结束数据选择电路A30、V4结束数据选择电路A31、V1开始数据比较器A32、V2开始数据比较器A33、V3开始数据比较器A34、V4开始数据比较器A35、V1结束数据比较器A36、V2结束数据比较器A37、V3结束数据比较器A38、V4结束数据比较器A39、V4结束数据比较器A39、V1脉冲宽度产生电路A40、V2脉冲宽度产生电路A41、V3脉冲宽度产生电路A42和V4脉冲宽度产生电路A43。虽然用D触发器和XOR电路来形成计数器清除信号产生电路A17，但计数器清除信号产生电路A17不局限于这种配置。
PWM并行数据的锁存电路A14锁存PWM并行数据，按照作为定时产生器A4产生的一个定时信号的加载信号的定时录入移位寄存器A9内的第二记录电路A13-2，作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据。PHM并行数据的锁存电路A15锁存PHM并行数据，按照作为定时产生器A4产生的一个定时信号的加载信号的定时录入移位寄存器A9内的第一记录电路A13-1，作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据。
计数器清除信号产生电路A17根据作为定时产生器A4产生的定时信号的加载信号和PWM时钟产生对一个规定内部定时的计数器的清除信号。计数电路A16根据作为定时产生器A4产生的一个定时信号的PWM时钟和计数器清除信号产生电路A17产生的计数器清除信号将规定内部定时的计数数据提供给从V1开始数据比较器A32到V4结束数据比较器A39这些比较器。
PHM数据解码电路A18按照PHM并行数据锁存电路A15锁存的PHM并行数据产生供V1结束数据选择电路A28、V2结束数据选择电路A29、V3结束数据选择电路A30和V4结束数据选择电路A31用的选择信号。PHM数据解码电路A18产生四个2比特PHM并行数据的选择信号。在PHM并行数据等于“00”时，V1结束数据选择电路A28的选择信号设置为“1”，而其余选择电路的选择信号设置为“0”。“00”意味着一个二进制的值。在PHM并行数据等于“01”时，V2结束数据选择电路A29的选择信号设置为“1”，而其余选择电路的选择信号设置为“0”。在PHM并行数据等于“10”时，V3结束数据选择电路A30的选择信号设置为“1”，而其余选择电路的选择信号设置为“0”。在PHM并行数据等于“11”时，V4结束数据选择电路A31的选择信号设置为“1”，而其余选择电路的选择信号设置为“0”。
初始数据设置信号解码电路A19按照作为定时产生器产生的一个定时信号的初始数据设置信号来顺序产生一些写信号，用来将锁存电路A14锁存的PWM并行数据(用作一些用来设置形成驱动波形的条件的参数(作为每个高度值控制的周期可用的最大时间宽度)的数据，通过与PWM数据的相同的路径发送)录入V1开始数据存储器A20、V2开始数据存储器A21、V3开始数据存储器A22、V4开始数据存储器A23、V1结束数据存储器A24、V2结束数据存储器A25、V3结束数据存储器A26和V4结束数据存储器A27。初始数据设置信号解码电路A19产生八个3比特初始数据设置信号的写信号。在初始数据设置信号设置为“000”时，只有V1开始数据存储器A20的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V1开始数据存储器A20。
在初始数据设置信号设置为“001”时，只有V2开始数据存储器A21的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V2开始数据存储器A21。
在初始数据设置信号设置为“010”时，只有V3开始数据存储器A22的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V3开始数据存储器A22。
在初始数据设置信号设置为“011”时，只有V4开始数据存储器A23的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V4开始数据存储器A23。
在初始数据设置信号设置为“100”时，只有V1结束数据存储器A24的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V1结束数据存储器A24。
在初始数据设置信号设置为“101”时，只有V2结束数据存储器A25的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V2结束数据存储器A25。
在初始数据设置信号设置为“110”时，只有V3结束数据存储器A26的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V3结束数据存储器A26。
在初始数据设置信号设置为“111”时，只有V4结束数据存储器A27的写信号接通，从而将PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据录入V4结束数据存储器A27。
用来形成下面所说明的驱动波形的参数(V1开始数据、V2开始数据、V3开始数据、V4开始数据、V1结束数据、V2结束数据、V3结束数据和V4结束数据)在不显示图像的包括单元启动时间的周期内或者在用户给出一个要传送这些参数或色调数据的特性改变时，顺序传送给各存储器(从V1开始数据存储器A20到V4结束数据存储器A27)作为亮度-色调数据，以将这些参数(V1开始数据、V2开始数据、V3开始数据、V4开始数据、V1结束数据、V2结束数据、V3结束数据和V4结束数据)录在这些存储器内。
V1结束数据选择电路(SEL1E_D)A28按照与PHM数据解码电路A18提供的PHM数据相应的选择信号选择PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据或录在V1结束数据存储器A24内的V1结束数据。
V2结束数据选择电路(SEL2E_D)A29按照与PHM数据解码电路A18提供的PHM数据相应的选择信号选择PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据或录在V2结束数据存储器A25内的V2结束数据。
V3结束数据选择电路(SEL3E_D)A30按照与PHM数据解码电路A18提供的PHM数据相应的选择信号选择PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据或录在V3结束数据存储器A26内的V3结束数据。
V4结束数据选择电路(SEL4E_D)A31按照与PHM数据解码电路A18提供的PHM数据相应的选择信号选择PWM并行数据锁存电路A14锁存的PWM并行数据或录在V4结束数据存储器A27内的V4结束数据。
V1开始数据比较器(COMP1S)A32在记录在V1开始数据存储器A20内的V1开始数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V1开始脉冲。
V2开始数据比较器(COMP2S)A33在记录在V2开始数据存储器A21内的V2开始数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V2开始脉冲。
V3开始数据比较器(COMP3S)A34在记录在V3开始数据存储器A22内的V3开始数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V3开始脉冲。
V4开始数据比较器(COMP4S)A35在记录在V4开始数据存储器A23内的V4开始数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V4开始脉冲。
V1结束数据比较器(COMP1E)A36在V1结束数据选择电路A28所选的V1结束数据或PWM并行数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V1结束脉冲。
V2结束数据比较器(COMP2E)A37在V2结束数据选择电路A29所选的V2结束数据或PWM并行数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V2结束脉冲。
V3结束数据比较器(COMP3E)A38在V3结束数据选择电路A30所选的V3结束数据或PWM并行数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V3结束脉冲。
V4结束数据比较器(COMP4E)A39在V4结束数据选择电路A31所选的V4结束数据或PWM并行数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个V4结束脉冲。
V1脉冲宽度产生电路(PWM1)A40是一个PWM电路，输出一个在V1开始数据比较器A32产生的V1开始脉冲处上升而在V1结束数据比较器A36产生的V1结束脉冲处下降的脉冲宽度波形TV1。
V2脉冲宽度产生电路(PWM2)A41是一个PWM电路，输出一个在V2开始数据比较器A33产生的V2开始脉冲处上升而在V2结束数据比较器A37产生的V2结束脉冲处下降的脉冲宽度波形TV2。
V3脉冲宽度产生电路(PWM3)A42是一个PWM电路，输出一个在V3开始数据比较器A34产生的V3开始脉冲处上升而在V3结束数据比较器A38产生的V3结束脉冲处下降的脉冲宽度波形TV3。
V4脉冲宽度产生电路(PWM4)A43是一个PWM电路，输出一个在V4开始数据比较器A35产生的V4开始脉冲处上升而在V4结束数据比较器A39产生的V4结束脉冲处下降的脉冲宽度波形TV4。
以上PWM电路的一个例子是接收开始脉冲作为置位输入和接收结束脉冲作为复位输入的复位置位(RS)触发器。然而，以上PWM电路并不局限于这种电路。
图5为示出图2中所示的形成一个输出单元的输出级电路A11的配置的电路图。为每个垂直线都配置一个输出级电路A11。如图5所示，电压V4大于电压V3，而电压V3大于电压V2。电压V2大于电压V1，而电压V1大于零。电压V1至V4分别响应作为PWM输出波形的脉冲宽度波形TV1至TV4输出。成对晶体管Q1至Q3和晶体管Q4分别输出电压V1至V4，在成对晶体管Q1至Q3和晶体管Q4导通时通过输出端输出。提供电压V1至V4的电源与垂直线之间的连接关系受根据PWM输出波形TV1至TV4产生的控制信号控制。这些电源可以是相互分开的独立电源。或者，也可以是用其中一些电源来得到其他一些电源，例如通过电阻分压产生一些电压。具体地说，例如将晶体管的一个主电极接到提供电压V1的电源上而另一个主电极接到垂直线上。从PWM输出波形TV1至TV4得到的控制信号加到作为晶体管的控制极的选通电极上。在用的是场效应晶体管(FET)时，一个主电极为源电极而另一个主电极为漏极。响应控制信号导通晶体管，就使电压V1通过晶体管加到垂直线上。类似地，将控制信号加到接在每个电源与相应垂直线之间的晶体管的控制极上就控制了电源与相应垂直线之间的连接。
图6例示了通过图5中的输出端输出的驱动波形。图6(a)示出了在PHM数据等于“11”和使用电压V1至V4时的驱动波形。电压V1的上升沿由存储在V1开始数据存储器A20的V1开始数据确定，电压V2的上升沿由存储在V2开始数据存储器A21内的V2开始数据确定，电压V3的上升沿由存储在V3开始数据存储器A22内的V3开始数据确定，而电压V4的上升沿由存储在V4开始数据存储器A23内的V4开始数据确定。电压V1的下降沿由存储在V1结束数据存储器A24内的V1结束数据确定，电压V2的下降沿由存储在V2结束数据存储器A25内的V2结束数据确定，电压V3的下降沿由存储在V3结束数据存储器A26内的V3结束数据确定，而电压V4的下降沿由PWM数据确定。
图6(b)示出了在PHM数据等于“10”和使用电压V1至V3时的驱动波形。电压V1的上升沿由存储在V1开始数据存储器A20的V1开始数据确定，电压V2的上升沿由存储在V2开始数据存储器A21内的V2开始数据确定，而电压V3的上升沿由存储在V3开始数据存储器A22内的V3开始数据确定。电压V1的下降沿由存储在V1结束数据存储器A24内的V1结束数据确定，电压V2的下降沿由存储在V2结束数据存储器A25内的V2结束数据确定，而电压V3的下降沿由PWM数据确定。
图6(c)示出了在PHM数据等于“01”和使用电压V1至V2时的驱动波形。电压V1的上升沿由存储在V1开始数据存储器A20内的V1开始数据确定，而电压V2的上升沿由存储在V2开始数据存储器A21内的V2开始数据确定。电压V1的下降沿由存储在V1结束数据存储器A24内的V1结束数据确定，而电压V2的下降沿由PWM数据确定。
图6(d)示出了在PHM数据等于“00”和使用电压V1时的驱动波形。电压V1的上升沿由存储在V1开始数据存储器A20内的V1开始数据确定。电压V1的下降沿由PWM数据确定。
PWM电路A10按照这个实施例除了图4中的电路之外还包括图7所示的下降波形电路A50。可以选择用图4中的电路设置驱动波形的上升沿和下降沿的模式，也可以选择用图4中的电路设置驱动波形的上升沿而用图7中的电路设置驱动波形的下降沿的模式。后一种模式以下就称为PWM驱动模式。
图7为示出在PWM驱动模式中用来产生下降波形的下降波形电路A50。下降波形电路A50包括PWM并行数据锁存电路A51、PHM并行数据锁存电路A52、下降步数存储器A53、PHM并行数据存储器A54、PWM并行数据比较电路A55、步数比较电路A56、数据减法器A57、PHM计数电路A58和PWM脉冲宽度电路A59。
PWM并行数据锁存电路A51锁存PWM并行数据，按照作为定时产生器A4产生的一个定时信号的加载信号的定时将它录入移位寄存器A9内的第二记录电路A13-2，作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据。
PHM并行数据锁存电路A52锁存PHM并行数据，按照作为定时产生器A4产生的一个定时信号的加载信号的定时将它录入移位寄存器A9内的第一记录电路A13-1，作为与电子源A1的垂直线相应的调制数据。
下降步数存储器A53响应作为定时产生器A4产生的一个定时信号的MODE(模式)信号记录涉及步数的数据。涉及步数的数据通过PWM并行数据的总线传送。
PHM并行数据存储器A54记录PHM并行数据。
PWM并行数据比较电路A55在PWM数据与计数电路A16内规定内部定时的计数数据相符时产生一个脉冲。
步数比较电路A56在用来在每个电压在波形的下降沿处设置输出周期的涉及步数的数据与计数电路A16内的规定内部定时的计数数据相符时产生一个脉冲。
数据减法器A57将录在PHM并行数据存储器A54内的PHM数据减1，将经减1的值存储起来。
PHM计数电路A58对步数比较电路A56输出的脉冲计数，作为计数脉冲，在计数脉冲与数据减法器A57输出的值相符时输出一个信号，用来使步数比较电路A56停止工作。
PWM脉冲宽度电路A59输出每个电压从步数比较电路A56输出的脉冲的下降定时和数据减法器A57输出的值。
下面对这些电路(示于图4和图7)的工作情况进行说明。
在不显示图像且包括单元启动时间的周期内，用来形成驱动波形的参数，V1至V4开始数据、V1至V4结束数据和涉及步数的数据，顺序作为亮度-色调数据传送，使这些参数和数据存储在各相应存储器内。调整步数可以使亮度特性相对色调数据以下面所说明的方式改变。虽然以上说明的是使设置作为由每个高度值控制的周期可用的最大时间宽度的数据通过与亮度-色调数据的相同的通路发送和存储在PWM电路内的电路配置，但并不局限于使用这种电路配置。这样的数据可以通过一个与亮度-色调数据的通路不同的通路发送。
在响应MODE信号选择第一驱动模式(以下也简称为PWM驱动)时，PWM并行数据比较电路A55将PWM数据与计数器值相比较。如果PWM数据与计数器值相符，PWM并行数据比较电路A55就向步数比较电路A56和下面要说明的选择器A60提供一个脉冲，启动它们进行工作。
步数比较电路A56将用来在波形的下降沿处设置每个电压的输出周期的涉及步数的数据与计数电路A16内的规定内部定时的计数数据相比较。如果步数数据与计数数据相符，步数比较电路A56就向PHM计数电路A58和PWM脉冲宽度电路A59提供一个脉冲。
PHM计数电路A58将数据减法器A57输出的值与步数比较电路A56输出的脉冲数相比较。如果该值与脉冲数相符，PHM计数电路A58就使步数比较电路A56停止工作。如果该值不与脉冲数相符，PHM计数电路A58就使步数比较电路A56的计数器值复位，再开始与步数数据比较。
PWM脉冲宽度电路A59接收PWM并行数据比较电路A55输出的脉冲。
(1)如果与数据减法器A57内的PHM数据的值相应的电压等于例如电压V3，PWM脉冲宽度电路A59就输出电压小于或等于电压V3的波形的下降沿的脉冲宽度波形TV1至TV3。
(2)如果与数据减法器A57内的PHM数据的值相应的电压等于例如电压V2，PWM脉冲宽度电路A59就输出电压小于或等于电压V2的波形的下降沿的脉冲宽度波形TV1至TV2。
(3)如果与数据减法器A57内的PHM数据的值相应的电压等于例如电压V1，PWM脉冲宽度电路A59就输出电压V1的波形的下降沿的脉冲宽度波形TV1。
每次检测到步数比较电路A56输出的脉冲，PWM脉冲宽度电路A59就进行操作，输出一个后续电压(较低的电压)。重复这个操作，直到驱动波形到达地(GND)电平，从而形成PWM驱动的波形的下降沿。
如图8所示，下降波形电路A50输出的脉冲宽度波形TV1至TV3被提供给选择器A60。图4所示的电路的PWM输出波形TV1至TV4也提供给选择器A60上。
在第二驱动模式(以下也简称为普通驱动)中，选择器A60使图4所示电路提供的PWM输出波形TV1至TV4通过，从而将PWM输出波形TV1至TV4发送给图5中的输出级A11。
下面对响应MODE信号选择PWM驱动的情况进行说明。
选择器A60响应PWM并行数据比较电路A55提供的输出信号PWM_on进行工作。选择器A60具体工作情况如下(1)选择器A60通常在输出信号PWM_on输入前驱动。也就是说，选择器A60使“图4所示电路提供的PWM输出波形TV1至TV4”通过。
(2)选择器A60在接收到输出信号PWM_on后选择“下降波形电路A50提供的脉冲宽度波形TV1至TV3”，输出所选的脉冲宽度波形TV1至TV3。
图9例示了在响应MODE信号选择PWM驱动时的驱动波形。图10例示了与图6(a)中相同的驱动波形(普通波形)。
在PWM驱动中，在PWM数据所指定的位置(图9中打有阴影线的块)前出现的是与普通波形相同的驱动波形。然而，在PWM数据所指定的位置(图9中打有阴影线的块)后，在一段与步数(在图9中为2)相应的时间内输出比电压V4低一级的电压V3。然后，在一段与步数(在图9中为2)相应的时间内输出电压V2。重复同样的操作直到驱动波形到达GND电平，从而形成PWM驱动的波形。
图11为详细示出在图1和2中所示的数据变换电路A5的方框图。
在以下说明中，在使用情况信号1时，直到驱动波形上升的前方步数设置为4、4和4，而在使用情况信号2时，直到驱动波形上升的前方步数设置为4、64和64。也就是说，在图4的电路内V1至V4开始数据设置成使得步数设置为以上值。具体地，V2开始数据设置成使得高度值上升到V1开始数据的值，而在四个时钟后上升到V2开始数据的值。这个设置使作为周期可用的时间宽度在高度值设置为V1开始数据的值的驱动波形的前端设置为四个时钟周期。这同样也适用于V2至V4开始数据的时间宽度。后方步数设置为4。后方步数记录在图7中的下降步数存储器A53内。
步数设置数据1 A111具有值4、4、4、4、4和4。
这六个值分别表示从电压V1至电压V2的前方步数、从电压V2至电压V3的前方步数、从电压V3至电压V4的前方步数、从电压V4至电压V3的后方步数、从电压V3至电压V2的后方步数和从电压V2至电压V1的后方步数。在使用情况信号1时选择器A113选择这些值。选择器A117在一个帧的第一定时选择和输出这些值。步数设置数据录在PWM电路A10内。随后根据参数和亮度数据(PWM数据或PHM数据)输出驱动波形，以便显示。具体地说，根据这些参数确定在每个高度值出现朝向由PHM数据规定的驱动波形的最大高度值的上升沿前的步数。需开始从驱动波形的最大高度值下降的定时根据PWM数据确定，而在每个比驱动波形的最大高度值低的高度值出现下降沿前的步数根据步数设置数据确定。
对以上步数最佳化的变换表存储在一个变换表1 A114内。在使用情况信号1时，选择器A116选择亮度数据通过变换表1 A114变换成的驱动波形数据(PHM数据或PWM数据)。由于在这个帧的第一定时之外的部分选择器A117选择这些值，因此与在使用情况信号1时的亮度相应的驱动波形用驱动波形数据(PHM数据或PWM数据)和预先录在PWM电路A10的存储器内的参数输出。
步数设置数据2 A112具有为4、64、64、4、4和4的值。V1至V4开始数据和下降步数存储器A53内的数据设置成满足这个条件。
由于在使用情况信号2时选择器A113选择这些值，因此这些值在帧的第一定时输出。对以上步数最佳化的变换表存储在一个变换表2A115内。在使用情况信号2时，选择器A116选择亮度数据通过变换表2A115变换成的驱动波形数据。由于在帧的第一定时之外的部分选择器A117选择这些值，因此输出与使用情况信号2时的亮度相应的驱动波形。
最佳化的变换表1 A114和变换表2 A115将输入色调数据变换成驱动波形数据。变换表1 A114和变换表2 A115内的值确定成使得显示中的亮度与色调数据匹配。因此，在变换表1 A114和变换表2 A115内不仅考虑了驱动波形，而且考虑了例如显示器的荧光物质的显示特性。按照本发明的另一个实施例，可以单独配置一个使显示器的显示特性与色调数据匹配的表，而这个实施例的多个变换表可以只用来切换驱动波形。
如上所述，在驱动波形改变和色调数增多时，为每个驱动波形提供一个变换表和按照驱动波形切换变换表无论显示模式如何改变都可以保持一个预定的色调特性。
图12示出了PWM驱动波形例1。
如图12所示，上升步数设置为“4、4和4”，而下降步数设置为“4、4和4”。
如图12所示那样移动PWM数据(打有阴影线的块)的位置可以形成PWM驱动的波形。
图13为示出PWM驱动波形例1内驱动波形数据的值与显示色调(亮度)之间的关系的曲线图。亮度由对在一个选择一个线的周期内的亮度的值的积分给定。
由于在驱动波形数据具有1至8的值时高度值V1的周期随着驱动波形数据的值的增大而延长，因此亮度基本上随着驱动波形数据的值线性增大。在驱动波形数据具有9至16的值时，高度值V1的周期占8步(为上限)，而高度值V2的周期随着驱动波形数据的值的增大而延长。因此，亮度基本上随着驱动波形数据的值的增大线性增大。然而，由于在时间宽度随着驱动波形数据的值的增大而增大的部分内的高度值大于在驱动波形数据具有1至8的值时的高度值，因此在水平轴表示驱动波形数据而垂直轴表示亮度的坐标系内特性曲线的斜率就更陡一些。在驱动波形数据具有17至24的值时，高度值V1的周期占8步(为上限)，高度值V2的周期占8步(为上限)，而高度值V3的周期随着驱动波形数据的值的增大而延长。因此，亮度基本上随着驱动波形数据的值的增大线性增大。然而，由于在时间宽度随着驱动波形数据的值的增大而增大的部分内的高度值大于在驱动波形数据具有1至8的值时的高度值而且也大于在驱动波形数据具有9至16的值时的高度值，因此在水平轴表示驱动波形数据而垂直轴表示亮度的坐标系内特性曲线的斜率就还陡一些。在驱动波形数据具有25或更大的值时，高度值V4的周期随着驱动波形数据的值的增大而延长。特性线在这个部分的斜率比在驱动波形数据具有1至24的值的部分的还陡一些。为了避免给出一个不清晰的曲线，在图13中假设特性线在驱动波形数据具有1至24的值的部分具有不变的斜率，尽管特性曲线的斜率实际上是以以上所说明的方式改变的。
在PWM驱动波形例1中，高度值V4的周期占全部色调(1023)中的多达999步。
图14示出了PWM驱动波形例2。
如图14所示，上升步数设置为“4、64和64”，而下降步数设置为“4、4和4”。因此，作为由高度值V1控制的周期可用的最大时间宽度为8(＝4+4)。作为由高度值V2控制的周期可用的最大时间宽度为68(＝64+4)。作为由高度值V3控制的周期可用的最大时间宽度为68(＝64+4)。
如图14所示那样移动PWM数据(打有阴影线的块)的位置可以形成PWM驱动的波形。
图15为示出在PWM驱动波形例2内驱动波形数据的值与显示色调(亮度)之间的关系的曲线图。
由于在PWM驱动波形例2中使用电压V4前在包括电压V2和电压V3的较低的电压支持许多色调，因此在暗区可以达到出众的色调再现性。
如上所述，由于在使用情况信号1时可以产生具有较高的最大亮度值的波形而在使用情况信号2时可以产生在暗区具有出众的色调再现性的波形，因此情况信号1和2可按需要有选择地使用。
图16例示了切换情况信号的一些例子。
在例A161中，各情况信号按照来自用户的指令切换。例如，情况1相应于亮度优先，这在商用电视机内称为动态模式，而情况2相应于暗区色调柔和优先，称为电影院模式。用户可以选择情况1或情况2。情况数不局限于两个，可以用任意多个情况。
在例A162中，情况信号根据视频源识别为电影而被切换。
由于识别为一个电影的视频源是从24Hz逐行扫描方式变换成60Hz隔行扫描方式的，因此熟悉该技术领域的人员可以从帧之间的规律性用已知的隔行-逐行(IP)变换方法识别电影。例如，情况2相应于视频源由电影识别装置识别为一个电影的情况，而情况1相应于情况2之外的情况。在例A162中，可以用出众的色调再现性来表现电影特有的暗视频而不需用户操作。
在例A163中，用户设置任意步数。在一个商用电视机内，将所谓用户调整1和用户调整2指配给各设置有任意步数的情况1和2。情况数不局限于两个，可以设置任意多个情况。
在例A164中，情况信号根据平均图像电平(APL)切换。例如，在从0.3到0.6范围内的APL值提供具有适当亮度的图像。在这样的情况下，情况1用来提高亮度。
由于为0.3或更小一些的APL值提供一个暗的图像，因此情况2用来给较暗的色调加权来显示这个图像。
由于为0.6或更大一些的APL值由于自动亮度限制器(ABL)而抑制了具有较高亮度的区域的显示，不需要在情况1下的亮度较高的区域，因此使用情况2。根据APL值切换情况信号使显示器可以始终能实现其功能。
在例A165中，情况信号根据环境亮度而被切换。
在例A165中，监视电视机所在场所的照度。在照度高于预定值时使用情况1，而在照度低于预定值时使用情况2。虽然在显示亮度按照环境亮度改变时在有关技术中没有考虑色调，但按照本发明的这个实施例可以改变显示亮度而不影响显示器的性能图17示出了使用图1所示的图像显示设备的电视机804的结构。如图17所示，电视机804包括电视广播信号调谐器802和如图1所示的图像显示设备803。电视广播信号801加到调谐器802上。调谐器802从接收信号801中提取一个所需信号，将所提取的信号提供给图像显示设备803。图像显示设备803根据调谐器802提供的信号显示电视节目。
虽然本发明是结合典型的实施例进行说明的，但可以理解的是本发明并不局限于所揭示的这些实施例。相反，本发明应涵盖在所附权利要求书给定的本发明的精神和范围内的各种变型和等效配置。以下权利要求书所给出的专利保护范围应理解为包括所有这样的变型及等效的结构和功能。
权利要求
1.一种适于产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路，所述调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部，被控制成在一个输出一个调制信号的周期内的第一周期期间将调制信号的高度值设置为一个预定高度值，而在这个输出一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值；以及一个设置作为第一周期可用的最大时间宽度的控制电路，所述控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置该最大时间宽度，或者按照一个指示色调数据的特性的信号设置该最大时间宽度。
2.一种适于产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路，所述调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部；以及一个控制电路，其中所述输出部包括第一晶体管和第二晶体管，其中所述第一晶体管的一个主电极接到朝向一个用来将调制信号的高度值设置为一个预定高度值的第一电源的一侧而另一个主电极接到朝向输出部的输出端的一侧，其中所述第二晶体管的一个主电极接到朝向一个用来将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值的第二电源的一侧而另一个主电极接到朝向输出部的输出端的一侧，其中所述第一晶体管在一个产生一个调制信号的周期内的第一周期期间导通，以建立一个使输出端通过第一晶体管接到第一电源上的状态，而第二晶体管在这个产生一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间导通，以建立一个使输出端通过第二晶体管接到第二电源上的状态，以及其中所述控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，所述控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置该最大时间宽度，或者按照一个指示色调数据的特征的信号设置该最大时间宽度。
3.一种图像显示设备，所述图像显示设备包括一个按照权利要求1所述的调制信号产生电路；以及一个响应调制信号驱动的显示器。
4.一种图像显示设备，所述图像显示设备包括一个适于产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路；以及一个响应调制信号驱动的显示器，其中所述调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部，被控制成在输出一个调制信号的周期内的第一周期期间将调制信号的高度值设置为一个预定高度值而在该输出一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值；以及一个设置作为第一周期可用的最大时间宽度的控制电路，所述控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置该最大时间宽度，按照一个指示色调数据的特性的信号设置该最大时间宽度，或者按照一个指示图像显示设备的环境亮度的信号设置该最大时间宽度。
5.一种图像显示设备，所述图像显示设备包括一个适于产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号的调制信号产生电路；以及一个响应调制信号驱动的显示器，其中所述调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部；以及一个控制电路，其中所述输出部包括第一晶体管和第二晶体管，其中所述第一晶体管的一个主电极接到朝向一个用来将调制信号的高度值设置为一个预定高度值的第一电源的一侧而另一个主电极接到朝向输出部的输出端的一侧，其中所述第二晶体管的一个主电极接到朝向一个用来将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值的第二电源的一侧而另一个主电极接到朝向输出部的输出端的一侧，其中所述第一晶体管在一个产生一个调制信号的周期内的第一周期期间导通，以建立一个使输出端通过第一晶体管接到第一电源上的状态，而第二晶体管在这个产生一个调制信号的周期内的一个与第一周期不同的第二周期期间导通，以建立一个使输出端通过第二晶体管接到第二电源上的状态，以及其中所述控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，所述控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置该最大时间宽度，按照一个指示色调数据的特性的信号设置该最大时间宽度，或者按照一个指示图像显示设备的环境亮度的信号设置该最大时间宽度。
6.按照权利要求3至5中任一项所述的图像显示设备，所述图像显示设备还包括多个扫描线；多个调制线；以及一个顺序将扫描信号加到多个扫描线上的扫描电路，其中多个调制信号产生电路配置成与多个调制线相应，以及其中多个显示器由形成矩阵线路的所述多个扫描线和调制线连接。
7.一种电视设备，所述电视设备包括一个电视广播信号调谐器；以及按照权利要求3至5中任一项所述的图像显示设备，其中所述图像显示设备从调谐器接收信号，以根据调谐器提供的信号显示图像。
全文摘要
本发明所提出的调制信号产生电路产生时间宽度与输入的色调数据相应的调制信号。这种调制信号产生电路包括一个输出调制信号的输出部和一个控制电路。输出部被控制成在一个输出一个调制信号的周期内的第一周期期间将调制信号的高度值设置为一个预定高度值而在第二周期期间将调制信号的高度值设置为一个比预定高度值高的高度值。控制电路设置作为第一周期可用的最大时间宽度，控制电路按照一个根据用户的指令产生的信号设置最大时间宽度，或者按照一个指示色调数据的特性的信号设置最大时间宽度。
文档编号G09G5/02GK1716353SQ200510081089
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月30日
发明者巽荣作 申请人:佳能株式会社