專利名稱：自發(fā)光顯示設備、功耗檢測設備、以及程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及檢測自發(fā)光面板消耗的電量的技術，尤其涉及自發(fā)光顯示設備、功耗檢測設備、以及程序。
背景技術：
平板顯示器已經被廣泛用于計算機顯示單元、蜂窩電話裝置、電視接收機和其他電子設備中。目前，液晶顯示面板主要用作平板顯示器。然而，液晶顯示面板一直而且仍在經受視角小和響應速度低的困擾。
期望出現那種沒有液晶顯示面板的缺點的平板顯示面板。
那些平板顯示面板中最有希望的一種是包含有機EL元件矩陣的有機EL顯示面板。有機EL顯示面板不僅具有良好的視角和響應性，而且還提供了不需要背光、高亮度和高對比度等其它出色的特性。
對有機EL顯示面板來說，具有比以前更低的功耗要求也是重要的。減少功耗以及抑制突然的負載變化的負面影響是要在所有的自發(fā)光設備之間實現的共同任務。為了減小所有設備組件的功耗以及減小用于顯示面板的電源系統(tǒng)的規(guī)模，這個任務被看作是絕對必要的。
下面將說明一些用于檢測有機EL顯示面板所消耗的電量的已有技術。
日本專利公開No.2003-329714公開了一種用于減小由用來檢測消耗電流的電阻所引起的功率損耗以由此增加功耗檢測準確度的電路。
日本專利公開No.2000-187466公開了一種用于根據所檢測到的實際的功耗和從圖像數據計算出的圖像顯示比率來檢測異常功耗的電路。
日本專利公開No.2002-041188披露了一種利用測得的電流值來計算功耗并且通過反饋環(huán)路將所計算的功耗數據提供給電源電路以消除電源波動的電源系統(tǒng)。

發(fā)明內容
這些已有布置都是根據對電源提供的電流的實際檢測而進行對功耗的檢測。該檢測過程對功耗來說是合適的。
然而，如果檢測到的功耗被用于一些處理過程或者控制，如日本專利公開No.2002-041188，那么會出現從功耗的檢測到處理或控制過程的執(zhí)行響應慢的問題。
即使增加響應增益也不能解決響應慢的問題，因為增加的響應增益不能改變根據對功耗的實際檢測啟動處理過程或者控制過程的基本思想。
如日本專利公開No.2003-329714所公開的，功耗的檢測不可避免地會產生功率損失。當檢測小級別的電量時，有必要考慮可能產生的檢測誤差。
希望提供一種根據全數字過程檢測自發(fā)光設備所消耗的電量的設備。
根據本發(fā)明的一個實施例，提供一種自發(fā)光顯示設備，它包括緩沖存儲器，用于延遲向自發(fā)光面板提供像素數據；查詢表，用于彼此關聯(lián)地存儲與該像素數據的變化范圍對應的所有灰度值以及在這些灰度值上分別為光發(fā)射所消耗的電量值；和功耗計算器，用于將通過參照所述查詢表確定的一幀的所有像素各自的功耗值加在一起以計算該幀的功耗值。
根據本發(fā)明的一個實施例，還提供了一種自發(fā)光顯示設備，其包括查詢表，用于彼此關聯(lián)地存儲與像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及在這些灰度值上分別為光發(fā)射所消耗的電量值；和功耗計算器，用于將每個預設塊中通過參照查找表確定的一幀的所有像素各自的功耗值加在一起以計算這些塊各自的功耗值。
采用上述布置，自發(fā)光設備的功耗被直接從像素數據檢測到。因此可以根據像素數據在圖像被顯示前檢測功耗?？梢允褂霉臋z測和圖像顯示之間的時差解決響應問題，并且對功耗進行二次利用。


圖1是一個結構圖，示出了根據本發(fā)明一個實施例的功耗檢測設備的基本布置；圖2示出了灰度/功率換算表的一個示例；圖3是示出了像素電路的一個示例的電路圖；圖4是示出了Vgs-Id特性曲線的曲線圖；圖5是示出了計算與灰度值對應的功耗值的原理的圖表；
圖6是示出了一個應用系統(tǒng)的框圖；圖7是示出了其發(fā)射時間比率能夠被可變控制的像素電路的一個示例的電路圖；圖8A和8B是示出了發(fā)射時間比率控制信號的一個示例的視圖；圖9是示出了另一個應用系統(tǒng)的框圖；圖10是示出了又一個應用系統(tǒng)的框圖；圖11是示出了再一個應用系統(tǒng)的框圖；圖12是示出了根據本發(fā)明一個實施例的另一功耗檢測設備的另一基本布置的框圖；圖13是示出塊布局的一個示例的視圖。
具體實施例方式
下面將說明具有根據本發(fā)明實施例的功耗檢測功能的自發(fā)光顯示設備。
應該理解，屬于本發(fā)明的實施例并且在本發(fā)明實施例中既未示出也沒有說明的部件和細節(jié)是本領域已知的。
下面將通過示例展示下面將說明的本發(fā)明的實施例，本發(fā)明不應受限于所示實施例。
(A)基本布置1圖1用框圖的形式示出了根據全數字過程檢測功耗的功耗檢測設備的基本布置。
如圖1所示，顯示設備1包括功耗檢測設備3和自發(fā)光面板5。自發(fā)光面板5包括有機EL顯示面板模塊。
功耗檢測設備3包括幀存儲器31、像素功耗計算器33、灰度/功率換算表35、單幀功耗計算器37和功耗轉換(power consumption transition)識別器(recognizer)39。
幀存儲器31包括一個緩沖存儲器以延遲向自發(fā)光面板5提供輸入顯示數據信號(灰度值)。幀存儲器31可以將輸入顯示數據信號的提供延遲任意想要的時間。如果自發(fā)光面板5的光發(fā)射被根據功耗檢測設備3檢測到的功耗所控制，那么幀存儲器31應該將輸入顯示數據信號的提供延遲一段足以將光發(fā)射控制和顯示設備1所顯示的圖像同步的時間。
像素功耗計算器33是一個根據輸入顯示數據信號(灰度值)計算各個像素的功耗的處理設備?；叶戎当换叶?功耗換算表35換算成功耗值。圖2示出了灰度/功率換算表35的一個示例。在圖2中，灰度/功耗換算表35具有范圍從0到255的八位灰度值，一共256個值。
圖3示出了在有機EL顯示面板模塊中用作自發(fā)光面板5的普通像素電路7。像素電路7包括有機EL元件71和激勵晶體管73。像素電路7對應于構成自發(fā)光面板5的各個像素。如圖3所示，與灰度值對應的激勵電流Id由激勵晶體管73確定。具體地說，激勵電流Id是根據激勵晶體管73的門-源電壓Vgs確定的。
圖4示出了激勵晶體管73的Vgs-Id特性曲線。Vgs-Id特性曲線可以根據設計值邏輯計算或者根據自發(fā)光面板5實際測量。
在圖4中，恒定電源電壓Vcc被施加到激勵晶體管73。與各個灰度值對應的功耗值P0到P255由與各個灰度值對應的激勵電流Id和電源電壓Vcc的乘積給出。圖5示出了灰度值和功耗值之間的關系。
由上述計算公式計算出的值代表各個像素的功耗值?；叶?功耗換算表35存儲了由上述與各個灰度值相關聯(lián)的計算公式計算出的功耗值P。
單幀功耗計算器37是一個處理設備，用于將對一個幀的各個像素計算出的功耗值P加在一起并由此計算整個屏幕(也即整幀)的功耗值。
單幀功耗計算器37對幀計算出的功耗值被作為數字數據從功耗檢測設備3輸出，還被輸出到功耗轉換識別器39。
功耗轉換識別器39是一個處理設備，用于產生代表顯示設備1的系統(tǒng)所需要的功耗轉換的信息。代表功耗轉換的信息包括，例如，功耗值本身，功耗值與過去計算的功耗值相比的變化比率，平均功耗值(單位時間的功耗值)、和總功耗值(累加的功耗值)。
功耗轉換識別器39所實施的處理序列根據每幀功耗值被如何使用而不同。
后面將說明該處理序列的詳細情況。圖1中所示功耗檢測設備3允許只根據數字信號處理序列來檢測自發(fā)光面板5的功耗。因此，不需要所檢測的實際電流的反饋環(huán)路。檢測功耗的準確度高，是因為功耗檢測設備3不會受到因檢測模擬電流導致的噪音和誤差。
圖1中所示功耗檢測設備3能夠在圖像被實際顯示在自發(fā)光面板5上之前檢測在自發(fā)光面板5上顯示該圖像要消耗的電量。例如，功耗檢測設備3能夠預測下一幀內將出現什么功耗波動。因此，功耗檢測設備3能夠針對該功耗波動實施多種信號處理序列中的任何一種。
由于能夠提前檢測功耗，因此顯示設備1的系統(tǒng)能夠具有額外的處理時間周期，這個時間可能是兩幀或者更多。利用這個額外的處理時間周期，就可以提前若干幀優(yōu)化包括功耗波動的多種信號處理序列中的任何一種。
例如，根據一個具體的例子，功耗預測能力有效地抑制了自發(fā)光面板從暗屏切換到亮屏時的瞬時電流。如果提前若干幀就知道了功耗變化，就能優(yōu)化亮度的變化比率以及電源電路的性能。
(A-1)應用系統(tǒng)下面將說明使用代表功耗轉換的信息的代表性例子。
(1)例1下面將參照圖6說明通過使用在顯示圖像前計算出的整幀功耗值來控制自發(fā)光面板5的發(fā)射時間比率(占空率)從而控制屏幕的峰值亮度的過程。
圖6示出了根據計算出的與一幀對應的功耗值控制該幀的峰值亮度的顯示設備1。在圖6中，功耗轉換識別器39充當峰值亮度控制器。具體地說，功耗轉換識別器39根據功耗的轉換確定所顯示的圖像中的變化，并且根據確定出的變化為發(fā)射時間比率控制器91提供峰值亮度控制信號。
例如，如果功耗持續(xù)恒定而不管其量級，那么功耗轉換識別器39判斷一個靜止圖像正在被輸入(顯示)，并且給發(fā)射時間比率控制器91一個控制信號，用于逐步減小整個屏幕的峰值亮度，也即逐步減小功耗。這是因為即使在靜止圖像的峰值亮度被減小時，觀眾也不會覺察到圖像質量的下降。
發(fā)射時間比率控制器91根據來自功耗轉換識別器39的控制信號產生發(fā)射時間比率控制信號，并且將該發(fā)射時間比率控制信號提供給自發(fā)光面板5。
圖7示出了其發(fā)射時間比率能夠被可變控制的像素電路的一個示例。圖7中所示像素電路的那些與圖3所示相同的部件被用相同的附圖標記表示。圖7中所示像素電路還具有與激勵晶體管73串聯(lián)的發(fā)射時間控制晶體管75。來自發(fā)射時間比率控制器91的發(fā)射時間比率控制信號被施加到發(fā)射時間控制晶體管75。當發(fā)射時間控制晶體管75接通時，依賴于灰度值的激勵電流Id流過有機EL元件71。
當發(fā)射時間控制晶體管75關閉時，停止提供激勵電流Id到有機EL元件71。
圖8B通過例子示出了一個發(fā)射時間比率控制信號。圖8A示出了一個幀的周期。如圖8B所示，可以通過改變接通狀態(tài)和關閉狀態(tài)的比率而改變一幀中最大的發(fā)光周期。
(2)例2下面將參照圖9說明通過使用在顯示圖像前計算出的整幀功耗值來控制輸入顯示數據信號的灰度等級從而控制屏幕的峰值亮度的過程。圖9還示出了用于根據計算出的與一幀對應的功耗值控制該幀的峰值亮度的顯示設備1。
在圖9中，功耗轉換識別器39充當數據值控制器。具體地說，功耗轉換識別器39根據功耗轉換確定所顯示的圖像中的變化，并且根據確定出的變化為數據值可變處理器93提供整體亮度控制信號。
例如，如果功耗持續(xù)恒定而不管其量級，那么功耗轉換識別器39判斷一個靜止圖像正在被輸入(顯示)，并且給數據值可變處理器93一個控制信號，用于逐步減小整個屏幕的峰值亮度，也即用于逐步減小功耗。
數據值可變處理器93根據來自功耗轉換識別器39的控制信號均勻地增加或者減小輸入顯示數據信號(灰度值)，并且向自發(fā)光面板5提供代表增加或者減小的輸入顯示數據信號的顯示數據信號。例如，輸入顯示數據信號的每個灰度值被均勻地增加或者減小相同的值?；蛘?，輸入顯示數據信號的每個灰度值被以一致的比率增加或者減小。
(3)例3下面將參照圖10說明使用在顯示圖像前計算出的整幀功耗值來控制電源電流從而抑制負載中的突然變化的過程。
在圖10中，功耗轉換識別器39充當驅動電源控制器。具體地說，功耗轉換識別器39根據功耗轉換檢測所顯示的圖像中的突然變化，并且根據檢測出的變化為電源電流限制控制器95提供一個用于限制激勵電流中的突然變化的控制信號。
例如，根據所提供的控制信號，電源電流限制控制器95減小在電源電路的電流源中通過的電流的量，以減小有機EL元件71的驅動電壓，由此減小功耗。
(4)例4下面將參照圖11說明使用在顯示圖像之前計算出的整幀功耗值識別電池剩余電量的過程。
在圖11中，功耗轉換識別器39充當總功耗識別器。具體地說，功耗轉換識別器39將為各幀所計算的功耗值累加在一起以計算過去所消耗的電量之和，并且將計算出的功耗總量提供給電池剩余電量識別器97。
由于能夠基于一個全數字過程計算功耗總量，因此檢測功耗總量所需的功耗被降至最低，并且增加了預測電池剩余電量的準確度。
(B)基本布置2圖12以框圖的形式示出了根據全數字過程檢測功耗的功耗檢測設備的另一基本布置。
如圖12所示，顯示設備101包括功耗檢測設備103和自發(fā)光面板5。
功耗檢測設備103包括幀存儲器31、像素功耗計算器33、灰度/功率換算表35、塊(block)功耗計算器1031、和塊-專有功耗轉換識別器1033。圖12中所示功耗檢測設備103的那些與圖1所示相同的部件被用相同的附圖標記表示。根據圖12中所示基本布置2的功耗檢測設備103與根據圖1中所示基本布置1的功耗檢測設備3的不同之處在于塊功耗計算器1031、和塊-專有功耗轉換識別器1033。
塊功耗計算器1031是一個處理設備，用于將為每個塊中所有像素計算的功耗值P加在一起以計算各塊所消耗的電量值。
圖13示出了塊布局的一個例子。在圖13中，一個幀的屏幕被分成三排×四列的12個塊。
塊功耗計算器1031計算12塊各自的功耗值。
由塊功耗計算器1031計算的功耗值從功耗檢測設備103中直接輸出，還輸出到塊-專有功耗轉換識別器1033。
塊-專有功耗轉換識別器1033是一個處理設備，用于產生代表顯示設備101的系統(tǒng)所需要的、塊專有的功耗值轉換的信息。
代表功耗值轉換的信息包括功耗值的塊分布、功耗值相對于過去計算出的功耗值的變化比率、每塊的平均功耗值(每塊每單位時間的功耗值)、每塊的總功耗值(每塊的累加功耗值)、每塊的溫度分布、和從溫度分布得到的估計灰度。
塊-專有功耗轉換識別器1033所實施的處理序列根據每塊的功耗值被如何使用而不同。
根據代表功耗值轉換的信息，塊-專有功耗轉換識別器1033充當用于識別功耗值的塊分布的識別器、用于識別每塊的功耗值的變化比率的識別器、用于識別每塊的平均功耗值的識別器、用于識別每塊的總功耗值的識別器、用于識別每塊的溫度分布的識別器、用于從溫度分布估計灰度的估計器。
圖12中所示功耗檢測設備103允許根據一個全數字信號處理序列檢測輸入圖像數據信號被顯示時所消耗的電量。因此，不需要用于要檢測的實際電流的反饋環(huán)路。檢測功耗的準確度高，是因為功耗檢測設備103不會遇到因檢測模擬電流所導致的噪音和誤差。
圖12中所示功耗檢測設備103能夠在圖像在自發(fā)光面板5上實際顯示之前檢測在自發(fā)光面板5上顯示該圖像要消耗的電量。例如，功耗檢測設備103能夠關于每個塊預測下一幀中將出現什么功耗波動。因此，功耗檢測設備103能夠針對該功耗波動實施多種信號處理序列中的任何一種。
由于能夠提前檢測功耗，因此顯示設備101的系統(tǒng)能夠有額外的處理時間周期，這個時間周期可能是兩幀或者更多。利用這個額外的處理時間周期，就可以在若干幀之前優(yōu)化包括功耗波動的多種信號處理序列中的任何一種。
(C)其它布置(a)在上面的布置中，將有機EL顯示面板示為自發(fā)光顯示設備。然而，本發(fā)明還可應用到其它自發(fā)光顯示設備，例如場致發(fā)光顯示器(FED，FieldEmission Display)、無機EL顯示面板、LED面板、等離子體顯示面板(PDP，Plasma Display Panel)。
(b)在上面的布置中已經示出了結合到顯示設備1、101中的功耗檢測設備3、103。
然而，可以將功耗檢測設備3、103結合作為包括顯示設備在內的圖像處理裝置的一部分。例如，可以將功耗檢測設備3、103結合到圖像捕獲設備中，例如攝影機、數碼相機、結合有記錄器的攝影機或者數碼相機，以及信息處理終端，例如便攜式計算機、蜂窩電話單元、便攜式游戲操縱臺、個人數字助理、和游戲機中。
(c)在上面的布置中已經舉例說明了將功耗檢測設備3、103結合到顯示設備1、101中。
然而，還可以將功耗檢測設備3、103引入結合到向顯示設備或者圖像處理裝置提供輸入顯示數據信號的圖像處理裝置中。
(d)在上面的布置中已經說明了功耗檢測設備3、103的功能。功耗檢測設備3、103的這些功能可以通過硬件實現或者軟件實現。
盡管功耗檢測設備3、103的功能可以全硬件實現或者全軟件實現，但是它們也可以部分硬件實現或者部分軟件實現，也即，它們可以是硬件實現功能和軟件實現功能的組合。
(e)在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以改變上述布置。根據上述說明所創(chuàng)建或者組合的各種修改和應用都在本發(fā)明的范圍內。
盡管已經詳細地示出并描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，但是應該理解，在不脫離所附權利要求的范圍的前提下，可以對其進行各種變化和修改。
權利要求
1.一種自發(fā)光顯示設備，包括緩沖存儲器，用來延遲向自發(fā)光面板提供像素數據；查詢表，用來彼此關聯(lián)地存儲與該像素數據的變化范圍對應的所有灰度值和在這些灰度值上分別為光發(fā)射要消耗的電量值；和功耗計算器，用來將通過參照所述查詢表確定的一個幀的所有像素的各自功耗值加在一起以計算該幀的功耗值。
2.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，還包括功耗轉換識別器，用來產生代表計算出的該幀的功耗值的轉換的信息。
3.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，其中代表計算出的功耗值的轉換的所述信息包括代表該幀的總功耗值的信息。
4.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，其中代表計算出的功耗值的轉換的所述信息包括代表所述自發(fā)光面板的總功耗值的信息。
5.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，還包括峰值亮度控制器，用來根據計算出的功耗值改變該幀的峰值亮度。
6.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，還包括數據值可變控制器，用來根據計算出的功耗值控制像素數據值，以改變該幀的亮度峰值。
7.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，還包括驅動電源控制器，用來根據計算出的功耗值控制驅動電源，以預測電源負載中的突然變化，并抑制突然的負載波動。
8.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示設備，還包括電池剩余電量識別器，用來根據計算出的功耗值計算電池的剩余電量。
9.一種自發(fā)光顯示設備，包括緩沖存儲器，用來延遲向自發(fā)光面板提供像素數據；查詢表，用來彼此關聯(lián)地存儲與該像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及在這些灰度值上分別為光發(fā)射要消耗的電量值；和功耗計算器，用來將預設塊的每個塊中通過參照所述查詢表確定的一個幀的所有像素各自的功耗值加在一起以計算這些塊各自的功耗值。
10.如權利要求9所述的自發(fā)光顯示設備，還包括溫度分布識別器，用來根據計算出的這些塊的功耗值識別在該自發(fā)光面板的顯示表面中的溫度分布。
11.一種功耗檢測設備，包括查詢表，用來彼此關聯(lián)地存儲與像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及自發(fā)光設備在這些灰度值上分別為光發(fā)射消耗的電量值；和功耗計算器，用來將通過參照所述查詢表確定的與一個幀的像素數據對應的各個功耗值加在一起以計算該幀的功耗值。
12.一種功耗檢測設備，包括查詢表，用來彼此關聯(lián)地存儲與該像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及自發(fā)光設備在這些灰度值上分別為光發(fā)射所消耗的電量值；和功耗計算器，用來將預設塊的每個塊中通過參照所述查詢表確定的一個幀的像素數據對應的各個功耗值加在一起以計算這些塊各自的功耗值。
13.一種使計算機能夠執(zhí)行包括以下步驟的過程的計算機程序參照用于彼此關聯(lián)地存儲與像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及由自發(fā)光設備在這些灰度值上分別為光發(fā)射所消耗的電量值的查詢表，來確定與該像素數據對應的、由所述自發(fā)光設備消耗的各個電量值；和將每幀內的該電量值加在一起以計算該幀的功耗值。
14.一種使計算機能夠執(zhí)行包括以下步驟的過程的計算機程序參照用于彼此關聯(lián)地存儲與像素數據變化范圍對應的所有灰度值和由自發(fā)光設備在這些灰度值上分別為光發(fā)射消耗的電量值的查詢表，來確定與該像素數據對應的、由所述自發(fā)光設備消耗的各個電量值；和將每塊內的該電量值加在一起以計算該塊的功耗值。
全文摘要
這里公開了一種自發(fā)光顯示設備，其包括緩沖存儲器，用來延遲向自發(fā)光面板提供像素數據；查詢表，用來彼此關聯(lián)地存儲與該像素數據變化范圍對應的所有灰度值以及在這些灰度值上分別為光發(fā)射所要消耗的電量值；和功耗計算器，用來將通過參照所述查詢表來確定的一個幀的所有像素各自的功耗值加在一起以計算該幀的功耗值。
文檔編號G09G3/20GK101030345SQ200610064399
公開日2007年9月5日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2005年12月5日
發(fā)明者小澤淳史, 多田滿 申請人:索尼株式會社