專利名稱：彩色顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示設(shè)備，例如，等離子體顯示器、場(chǎng)致發(fā)光顯示器和發(fā)光二極管顯示器。
按照慣例，當(dāng)有一定量的信息需要顯示時(shí)，等離子體顯示器、場(chǎng)致發(fā)光顯示器和光發(fā)射二極管顯示器通常向顯示器發(fā)射光。當(dāng)所顯示的信息量變得較大時(shí)，顯示設(shè)備不可避免地消耗大量的功率。因此，已經(jīng)研究了當(dāng)顯示的數(shù)據(jù)量變的較大時(shí)如何限制功率消耗。在日本專利公開(kāi)號(hào)H08-65607中，已經(jīng)公開(kāi)了一種根據(jù)圖像的平均亮度電平，自動(dòng)功率控制(APC)單元調(diào)節(jié)響應(yīng)平均亮度信號(hào)電平變化的顯示器每單位面積的光發(fā)射量，所以控制了功率消耗沒(méi)有過(guò)渡地增加。


圖11是按照現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的顯示設(shè)備配置的方塊圖。作為圖像信號(hào)的R、G和B信號(hào)輸入到對(duì)應(yīng)的終端。通過(guò)對(duì)應(yīng)終端的R、G和B信號(hào)被輸入到Y(jié)-編碼電路61，然后，把R、G和B信號(hào)編碼成為亮度信號(hào)后輸出(此后成為Y信號(hào))。數(shù)字亮度積分電路62對(duì)Y信號(hào)進(jìn)行積分后輸出一個(gè)平均亮度。
把數(shù)字亮度積分電路62輸出的平均量作為一個(gè)參數(shù)，存儲(chǔ)控制器63接收對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器64的平均量的數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)到等離子體顯示裝置68的自動(dòng)功率控制器66。自動(dòng)功率控制器66對(duì)PDP(等離子體顯示屏)顯示單元67輸出一個(gè)控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)響應(yīng)存儲(chǔ)控制器63的數(shù)據(jù)的PDP顯示單元67的每單位面積的光發(fā)射，從而功率消耗得到控制。
然而，在PDP顯示單元67的功率消耗不與亮度信號(hào)成比例。例如，根據(jù)在Y-編碼電路61使用的普通轉(zhuǎn)換方程，Y＝0.3R+0.59G+0.11B，當(dāng)顯示紅色(以后以R表示)、綠色(以后以G表示)和藍(lán)色(以后以B表示)的信號(hào)時(shí)，在它們各自亮度信號(hào)(YR顯示紅色亮度信號(hào)；YG顯示綠色亮度信號(hào)；YB顯示蘭色亮度信號(hào))中的比率是YR∶YG∶YB＝0.3∶0.59∶0.11。在此，顯示G的亮度信號(hào)YG最大，顯示B的亮度信號(hào)YB最小，所以對(duì)于顯示基于平均亮度信號(hào)顏色的不同情況，自動(dòng)功率控制器66執(zhí)行不同的控制程序。在轉(zhuǎn)換方程中獲得的亮度信號(hào)的各自系數(shù)的比率(0.3，0.59，0.11)等于人眼對(duì)三中主要顏色(R、G、B)感覺(jué)亮度的比率，并且不表示任何功耗的比率。因此，它可能引起執(zhí)行不適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 如上所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，使用平均亮度作為一個(gè)參數(shù)控制顯示設(shè)備的功率消耗，在圖像綠色分量比其它顏色占據(jù)的部分大的情況下，顯示單元67的光發(fā)射量(亮度)小于圖像所要求的量，并且，在藍(lán)色分量比其它顏色占據(jù)更大的部分時(shí)，功率消耗比電源65提供的功率大。因此，現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題是不能夠準(zhǔn)確地自動(dòng)控制功率消耗或光發(fā)射量。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明顯示設(shè)備的特征在于光發(fā)射量或功率消耗是根據(jù)用系數(shù)加權(quán)單個(gè)顏色的平均電平，然后，把加權(quán)平均電平相加獲得功率預(yù)測(cè)信號(hào)來(lái)控制，當(dāng)三種基本顏色紅、綠、蘭分別以單個(gè)顏色顯示時(shí)，該系數(shù)代表數(shù)據(jù)顯示中的功率消耗的比率，或者代表單個(gè)顏色的熒光體面積的比率。
按照本發(fā)明，因?yàn)楦鶕?jù)用代表功率消耗比率或熒光體面積比率的系數(shù)來(lái)計(jì)算的功率預(yù)測(cè)信號(hào)控制功率消耗或光發(fā)射量(亮度)，就有可能獨(dú)立于輸入圖像信號(hào)顏色控制功率消耗或光發(fā)射量(亮度)。
在本發(fā)明第一方面中，顯示設(shè)備包括發(fā)射單元、積分電路、三個(gè)乘法電路、功率消耗預(yù)測(cè)電路、控制器和亮度控制電路。
發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像。積分電路在每一個(gè)預(yù)定周期對(duì)輸入的圖像信號(hào)R(紅)、G(綠)和B(蘭)進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平。第一、第二和第三乘法電路分別將R平均電平、G平均電平和B平均電平與它們各自的參數(shù)KR、KG和KB相乘。功率預(yù)測(cè)電路把這些乘法電路的輸出相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)。該信號(hào)表示在發(fā)射單元預(yù)測(cè)的功率量或預(yù)計(jì)消耗的功率量。控制器接收功率預(yù)測(cè)信號(hào)并輸出基于接收的信號(hào)值的控制信號(hào)。亮度控制電路按照控制信號(hào)控制每單位面積的光發(fā)射量。
在顯示設(shè)備中，為了顯示具有相同的亮度每一種紅、綠和蘭的顏色，可以確定參數(shù)KR、KG和KB的比率與消耗功率的比率相同。在這個(gè)例子中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，顯示設(shè)備可以更加精確地控制功率消耗或光發(fā)射量(亮度)，在現(xiàn)有技術(shù)中，顯示設(shè)備的功率消耗由平均亮度控制。
在本發(fā)明的第二方面中，顯示設(shè)備包括發(fā)射單元、積分電路、第一、第二和第三乘法電路、功率消耗預(yù)測(cè)電路、控制器、延遲電路和第一、第二和第三乘法電路。
發(fā)射單元把光發(fā)射到顯示圖像。積分電路在每一個(gè)預(yù)定周期對(duì)輸入的圖像信號(hào)R(紅)、G(綠)和B(蘭)進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平。第一、第二和第三乘法電路分別將R平均電平、G平均電平和B平均電平與它們各自的參數(shù)KR、KG和KB相乘。為了顯示具有相同的亮度的每一種紅、綠和蘭的顏色，確定參數(shù)KR、KG和KB的比率與消耗功率的比率相同。功率消耗預(yù)測(cè)電路把乘法電路的輸出相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)。該信號(hào)顯示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率量?？刂破鹘邮展β暑A(yù)測(cè)信號(hào)并輸出基于接收的信號(hào)值的倍乘系數(shù)。延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB。第四、第五和第六乘法電路把延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB分別與倍乘系數(shù)相乘。
在本發(fā)明的第三方面中，顯示設(shè)備把圖像信號(hào)的一個(gè)域分成為多個(gè)分別加權(quán)的子域，然后，在時(shí)間區(qū)域上疊置的顯示子域圖像以實(shí)現(xiàn)灰度表達(dá)。
顯示設(shè)備包括發(fā)射單元、R、G和B積分電路、乘法電路、功率消耗預(yù)測(cè)電路、控制器、延遲電路、圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路、子域脈沖產(chǎn)生器。
發(fā)射單元把光發(fā)射到顯示圖像。R積分電路、G積分電路和B積分電路至少對(duì)R、G和B的輸入圖像信號(hào)的一個(gè)域進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平。為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色，乘法電路將R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)與根據(jù)功率消耗的比率確定的參數(shù)KR、KG和KB相乘。功率消耗預(yù)測(cè)電路把第一、第二和第三乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)。該信號(hào)顯示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率量?？刂破鹘邮展β暑A(yù)測(cè)信號(hào)并對(duì)響應(yīng)接收信號(hào)值的所選擇的光發(fā)射類型之一輸出一個(gè)發(fā)射脈沖控制信號(hào)。延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB。圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)和延遲圖像信號(hào)DR、DG和DB，以及根據(jù)發(fā)射脈沖控制信號(hào)，來(lái)自具有光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)的延遲電路的相關(guān)輸出信號(hào)。子域脈沖產(chǎn)生器接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射脈沖控制信號(hào)，在對(duì)應(yīng)光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生脈沖。該脈沖至少包括掃描脈沖、保持脈沖和清除脈沖之一。
在本發(fā)明的第四方面中，通過(guò)把圖像信號(hào)的一個(gè)域分成多個(gè)加權(quán)的子域，顯示設(shè)備在時(shí)間區(qū)域上疊置的顯示子域圖像以顯示具有灰度的數(shù)據(jù)。
顯示設(shè)備包括發(fā)射單元、R、G和B積分電路、第一、第二和第三乘法電路、功率消耗預(yù)測(cè)電路、控制器、延遲電路、第四、第五和第六乘法電路、圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路、子域脈沖產(chǎn)生器。
發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像。R積分電路、G積分電路和B積分電路至少對(duì)R、G和B的輸入圖像信號(hào)的一個(gè)域進(jìn)行積分，并分別輸出R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)。為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色，乘法電路將R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)與通過(guò)功率消耗的比率獲得的各自參數(shù)KR、KG和KB相乘。功率消耗預(yù)測(cè)電路把乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)。該信號(hào)顯示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率。控制器接收功率預(yù)測(cè)信號(hào)并輸出一個(gè)發(fā)射脈沖控制信號(hào)和一個(gè)按照接收信號(hào)值的倍乘系數(shù)。獲得的發(fā)射脈沖控制信號(hào)用于選擇光發(fā)射類型之一，獲得的倍乘系數(shù)用于在臨近發(fā)射類型的邊緣上均衡灰度等級(jí)電平。根據(jù)控制器的功率預(yù)測(cè)信號(hào)獲得倍乘系數(shù)。延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB。為校正灰度等級(jí)電平，第四、第五和第六乘法電路把延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB與倍乘系數(shù)相乘，以便分別在發(fā)射類型的變換點(diǎn)上的臨近發(fā)射類型之間均衡灰度等級(jí)電平。圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)和第四、第五和第六乘法電路的信號(hào)作為輸入信號(hào)，并且，把從第四、第五和第六乘法電路接收的信號(hào)與響應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)的光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。子域脈沖產(chǎn)生器接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)，并產(chǎn)生包括響應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)的光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)的掃描、保持、清除脈沖。
在上述的顯示設(shè)備中，對(duì)于每一種紅、綠和蘭的顏色，參數(shù)KR、KG和KB的比率可以與熒光體面積的比率相等。因?yàn)闊晒怏w面積通常與功率消耗成比例，所以，通過(guò)對(duì)代表熒光體面積比率系數(shù)的單色平均電平加權(quán)，可以用一種簡(jiǎn)單的方法測(cè)定功率預(yù)測(cè)信號(hào)，然后，把加權(quán)的平均電平相加。
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例顯示設(shè)備的配置方塊圖。
圖2是顯示設(shè)備光放射類型圖。
圖3是當(dāng)倍乘系數(shù)沒(méi)有完成灰度校正時(shí)，功率預(yù)測(cè)信號(hào)和實(shí)際功率消耗之間的關(guān)系圖。
圖4是解釋由控制器選擇光發(fā)射類型的操作圖。
圖5是在顯示設(shè)備中，功率預(yù)測(cè)信號(hào)和倍乘系數(shù)之間的關(guān)系圖。
圖6是當(dāng)倍乘系數(shù)(第一個(gè)倍乘系數(shù))完成灰度校正時(shí)，功率預(yù)測(cè)信號(hào)和實(shí)際功率消耗之間的關(guān)系圖。
圖7是功率預(yù)測(cè)信號(hào)和另一個(gè)倍乘系數(shù)(第二個(gè)倍乘系數(shù))之間的關(guān)系圖。
圖8是當(dāng)?shù)诙€(gè)倍乘系數(shù)完成灰度校正時(shí)，功率預(yù)測(cè)信號(hào)和實(shí)際功率消耗之間的關(guān)系圖。
圖9是顯示設(shè)備的功率預(yù)測(cè)信號(hào)和顯示設(shè)備的每單位面積光發(fā)射量(亮度)之間的控制特性圖。
圖10A和10B是本發(fā)明實(shí)施例的等離子體顯示屏的熒光體排列圖。
圖11是現(xiàn)有技術(shù)顯示設(shè)備配置方塊圖。
參考附圖，論述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1是本發(fā)明實(shí)施例顯示設(shè)備的方塊圖。顯示設(shè)備包括R、G和B積分電路11、12和13、第一、第二和第三乘法電路14、15和16、加法器17、控制器18、延遲電路19、第四、第五和第六乘法電路20、21和22、圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路23、子與脈沖產(chǎn)生器24、掃描驅(qū)動(dòng)器25、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器26和PDP(等離子體顯示屏)27。
R積分電路11、G積分電路12、B積分電路13分別接收R信號(hào)、G信號(hào)和B信號(hào)作為輸入圖像信號(hào)，并產(chǎn)生作為對(duì)這些特殊周期信號(hào)積分的R平均電平、G平均電平和B平均電平的輸出值，例如至少一個(gè)域，然后通過(guò)積分像素的數(shù)量分配積分結(jié)果。
R平均電平、G平均電平和B平均電平分別輸入到第一乘法電路14、第二乘法電路15和第三乘法電路16、其中，平均電平分別與單個(gè)的系數(shù)KR、KG和KB相乘，然后結(jié)果輸出到加法器17。系數(shù)KR、KG和KB是這樣定義的，即在要求分別顯示具由單個(gè)顏色數(shù)據(jù)的R、G和B顏色中，這些系數(shù)的比率等于所消耗功率的比率。簡(jiǎn)而言之，沒(méi)有控制器18的工作，對(duì)于R、G和B信號(hào)，分別輸入具有相同條件的圖像信號(hào)，并且測(cè)量在PDP 27中需要顯示各自顏色數(shù)據(jù)所消耗的功率。然后，對(duì)每一種顏色，設(shè)置系數(shù)KR、KG和KB比率到所測(cè)量功率的比率。
例如，可以確定系數(shù)KR、KG和KB有一個(gè)比率，如KR∶KG∶KB＝PR∶PG∶PB，其中，在PDP 27中，PR是要求顯示單個(gè)紅色圖像所消耗的功率，PG是要求顯示單個(gè)綠色圖像所消耗的功率，PB是要求顯示單個(gè)蘭色圖像所消耗的功率。
第一乘法電路14把R平均電平與系數(shù)KR相乘，第二乘法電路15把G平均電平與系數(shù)KG相乘，以及第三乘法電路16把B平均電平與系數(shù)KB相乘。加法器17把第一乘法電路14、第二乘法電路15和第三乘法電路16的輸出信號(hào)相加，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)，該預(yù)測(cè)信號(hào)表示在PDP 27上預(yù)計(jì)消耗的功率量?？刂破?8輸入功率預(yù)測(cè)信號(hào)，選擇光發(fā)射類型之一，調(diào)整顯示設(shè)備的每單位面積的光發(fā)射量(亮度)，以便限制功率消耗，并且，輸出對(duì)應(yīng)所選擇的光發(fā)射類型的發(fā)射脈沖控制信號(hào)。同時(shí)，控制器18也輸出一個(gè)倍乘系數(shù)，通過(guò)該系數(shù)，圖像的光發(fā)射量(亮度)與光發(fā)射的范圍相同?？刂破?8的工作在下面詳細(xì)論述。
延遲電路19輸入該輸入圖像信號(hào)R、G和B，并產(chǎn)生圖像信號(hào)DR、DG和DB，該圖像信號(hào)DR、DG和DB由在積分電路11、12、13的單個(gè)部分、乘法電路14到16、加法器17和控制器18輸出所要求的總時(shí)間所延遲。第四、第五和第六乘法電路20、21和22分別輸入延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB，并把延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB與控制器18輸出的倍乘系數(shù)相乘。
圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路23從第四、第五和第六乘法電路20、21和22以及發(fā)射脈沖控制信號(hào)輸入信號(hào)。圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路23從以2的冪表達(dá)的第四、第五和第六乘法電路20、21和22轉(zhuǎn)換信號(hào)成為對(duì)應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)的光發(fā)射類型的子域的光發(fā)射圖形，然后，在指定時(shí)序(其中，n是子域數(shù))的一個(gè)域周期期間，以一定的順序發(fā)射每一個(gè)像素的第一子域數(shù)據(jù)、第二子域數(shù)據(jù)……第n個(gè)子域數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，個(gè)別操作，例如改變子域數(shù)抑制偽輪廓噪聲，可以在圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路23中完成。
子域脈沖產(chǎn)生器24輸入發(fā)射脈沖控制信號(hào)，并把對(duì)應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)的光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)的掃描、保持和清除信號(hào)提供給掃描驅(qū)動(dòng)器25。掃描驅(qū)動(dòng)器25以指定的電壓電平提供掃描、保持和清除信號(hào)到PDP27的行電極上。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器26輸入圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路23的輸出信號(hào)，并產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)脈沖，每一個(gè)脈沖有對(duì)應(yīng)單個(gè)像素的電壓，最后，按列分開(kāi)這些脈沖，并把這些脈沖提供給與掃描驅(qū)動(dòng)器25的輸出信號(hào)同步的PDP 27的列電極。因此，按照輸入圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)PDP 27顯示圖像。
在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)顯示的消耗功率隨被顯示的信息量增加時(shí)，通過(guò)在設(shè)備中控制輸入圖像信號(hào)、光發(fā)射量和亮度的變化在預(yù)定范圍內(nèi)限制所消耗的功率。特別地，在顯示設(shè)備中控制光發(fā)射類型(發(fā)射周期和發(fā)射次數(shù))和亮度的灰度，以便用于顯示而消耗的功率不比預(yù)定值P大。為此目的，顯示設(shè)備根據(jù)輸入圖像信號(hào)預(yù)計(jì)消耗的功率，然后，根據(jù)預(yù)計(jì)消耗的功率控制發(fā)射類型(發(fā)射周期和發(fā)射次數(shù))和灰度(或灰度等級(jí))，所以消耗功率被限制在預(yù)定范圍。
在更詳細(xì)的論述中，控制器18響應(yīng)功率預(yù)測(cè)信號(hào)選擇光發(fā)射類型，并輸出發(fā)射脈沖控制信號(hào)和倍乘系數(shù)，用于控制光發(fā)射類型(發(fā)射持續(xù)時(shí)間或發(fā)射次數(shù))以及調(diào)整輸入圖像信號(hào)的灰度等級(jí)電平(或者灰度電平)，所以在臨近光發(fā)射類型之間，光發(fā)射量或亮度平滑地在顯示設(shè)備中。
下面論述在控制器18中確定光發(fā)射類型和倍乘系數(shù)。
首先解釋發(fā)射類型。如圖2所示，本實(shí)施例的顯示裝置有五個(gè)發(fā)射類型，包括發(fā)射類型A、發(fā)射類型B、發(fā)射類型C、發(fā)射類型D、發(fā)射類型E，光發(fā)射總次數(shù)如分別是1275、1020、765、510和255，這些發(fā)射類型在數(shù)值上隨著功率預(yù)測(cè)信號(hào)增加而減少。
根據(jù)從0到255的8-比特灰度等級(jí)電平范圍，這樣設(shè)置發(fā)射脈沖數(shù)，在發(fā)射類型A中，光發(fā)射的次數(shù)比灰度等級(jí)電平大5倍，在發(fā)射類型B中，光發(fā)射的次數(shù)比灰度等級(jí)電平大4倍，同樣地，在發(fā)射類型C、發(fā)射類型D、發(fā)射類型E中，光發(fā)射的次數(shù)比灰度等級(jí)電平分別大3倍、2倍和1倍。
這些發(fā)射類型根據(jù)功率預(yù)測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換。引起發(fā)射類型轉(zhuǎn)換的功率預(yù)測(cè)信號(hào)的值(轉(zhuǎn)換點(diǎn))在下面論述。圖3解釋了確定光發(fā)射類型的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。附圖顯示了用于顯示的功率預(yù)測(cè)信號(hào)和消耗功率之間的關(guān)系。如該圖所示，發(fā)射類型A和發(fā)射類型B在預(yù)定值TB處轉(zhuǎn)換。發(fā)射類型B和發(fā)射類型C在預(yù)定值TC處轉(zhuǎn)換。發(fā)射類型C和發(fā)射類型D在預(yù)定值TD處轉(zhuǎn)換。發(fā)射類型D和發(fā)射類型E在預(yù)定值TE處轉(zhuǎn)換。例如，按照下述方式獲得TE值。按照輸入圖像信號(hào)的變化測(cè)量消耗的功率，該輸入圖像信號(hào)從信號(hào)的最大值變化以逐漸減少功率預(yù)測(cè)信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，功率預(yù)測(cè)信號(hào)是在倍乘系數(shù)是1的情況下獲得的。消耗功率隨著功率預(yù)測(cè)信號(hào)的減少而減少。轉(zhuǎn)換點(diǎn)TE在消耗功率等于預(yù)定值P的點(diǎn)上確定。
對(duì)具有功率預(yù)測(cè)信號(hào)是TE的光發(fā)射和發(fā)射類型是D的消耗功率變?yōu)?P，因?yàn)榘l(fā)射類型D的次數(shù)是發(fā)射類型E的2倍。當(dāng)功率預(yù)測(cè)信號(hào)從這個(gè)點(diǎn)TE作為起始點(diǎn)逐漸降低時(shí)，獲得的消耗功率到達(dá)P點(diǎn)的值作為預(yù)測(cè)信號(hào)值TD。交換點(diǎn)TC和TB分別以相同的方式確定。
圖4是控制器18的工作流程圖，控制器18根據(jù)功率預(yù)測(cè)信號(hào)確定發(fā)射類型。如圖4所示，首先，功率預(yù)測(cè)信號(hào)與預(yù)定值TB(S1)比較。當(dāng)信號(hào)小于值TB時(shí)，選擇發(fā)射類型A(S6)。當(dāng)信號(hào)不小于值TB時(shí)，信號(hào)與預(yù)定值TC比較(S2)。當(dāng)信號(hào)小于值TC時(shí)，選擇發(fā)射類型B(S7)。當(dāng)信號(hào)不小于值TC時(shí)，信號(hào)與預(yù)定值TD比較(S3)。當(dāng)信號(hào)小于值TD時(shí)，選擇發(fā)射類型C(S8)。當(dāng)信號(hào)不小于值TD時(shí)，信號(hào)與預(yù)定值TE比較(S4)。當(dāng)信號(hào)小于值TE時(shí)，選擇發(fā)射類型D(S9)。當(dāng)信號(hào)不小于值TE時(shí)，選擇發(fā)射類型E(S5)。
在具有不同光發(fā)射次數(shù)的發(fā)射類型中，當(dāng)唯一的轉(zhuǎn)換在相同灰度等級(jí)電平的信號(hào)上執(zhí)行時(shí)，在發(fā)射類型的轉(zhuǎn)換上，檢測(cè)到的光發(fā)射次數(shù)的差作為在顯示設(shè)備中的亮度差。因此，需要調(diào)整輸入圖像信號(hào)的灰度等級(jí)電平。此外，如圖3所示，顯示數(shù)據(jù)消耗的功率大大超過(guò)值P。因此，控制器18輸出隨功率預(yù)測(cè)信號(hào)變化的倍乘系數(shù)，然后，實(shí)際顯示的灰度等級(jí)電平通過(guò)輸入圖像信號(hào)與倍乘系數(shù)相乘來(lái)校正。
例如，當(dāng)改變功率預(yù)測(cè)信號(hào)時(shí)，發(fā)射類型從發(fā)射類型A改變到B，對(duì)于相同的灰度等級(jí)，獲得下面的關(guān)系(發(fā)射類型A的亮度)∶(發(fā)射類型B的亮度)＝(發(fā)射類型A中發(fā)射的次數(shù))∶(發(fā)射類型B中發(fā)射的次數(shù))＝5∶4。
因此，在發(fā)射類型A中的倍乘系數(shù)設(shè)置為1，用于小的功率預(yù)測(cè)信號(hào)值。也設(shè)置隨功率預(yù)測(cè)信號(hào)增加而單調(diào)減少，在臨近發(fā)射類型B區(qū)域的區(qū)域是4/5＝0.8。例如，當(dāng)輸入圖像信號(hào)的度等級(jí)電平是200時(shí)，在類型A和類型B之間的范圍上，臨近發(fā)射類型B的區(qū)域的發(fā)射類型A的灰度等級(jí)電平時(shí)(200×0.8)，該灰度等級(jí)是由光發(fā)射次數(shù)引起的，(200×0.8)×5＝800，同時(shí)在臨近發(fā)射類型A的發(fā)射類型B中，光發(fā)射次數(shù)是200×4＝800。因此，在顯示部分22中的亮度在兩個(gè)發(fā)射類型之間可以是相等的。
關(guān)于在其它發(fā)射類型中的變化，用相同的概念，在發(fā)射類型B中，設(shè)置倍乘系數(shù)從1到0.75(3/4)，在發(fā)射類型C中，設(shè)置倍乘系數(shù)從1到0.67(2/3)，根據(jù)倍乘系數(shù)的減少，設(shè)置功率預(yù)測(cè)信號(hào)增加。像這樣確定倍乘系數(shù)，就可能在顯示設(shè)備中控制灰度等級(jí)電平，盡管發(fā)射類型被轉(zhuǎn)換，允許亮度差不被檢測(cè)。
例如，當(dāng)TB＝0.2，TC＝0.4，TD＝0.6，TE＝0.8，時(shí)，得到的功率預(yù)測(cè)信號(hào)值X和倍乘系數(shù)Y如下；發(fā)射類型AY＝-X+1 (X＜0.2) (1)發(fā)射類型BY＝-5/4X+5/4 (0.2≤X＜0.2) (2)發(fā)射類型CY＝-5/3X+5/3 (0.4≤X＜0.6) (3)發(fā)射類型DY＝-5/2X+5/2 (0.6≤X＜0.8) (4)發(fā)射類型EY＝aX+(1-0.8a)(0.8≤X) (5)
當(dāng)X≥0.8，即，發(fā)射類型是E，倍乘系數(shù)Y是1.0，X＝0.8，設(shè)置常數(shù)a不大于0，所以倍乘系數(shù)Y隨著功率預(yù)測(cè)信號(hào)乘以增加減小，并可以是限制消耗功率到預(yù)定值P的任何值。例如，X＝0.15，選擇發(fā)射類型是A，計(jì)算的倍乘系數(shù)如下Y＝X+1＝-0.15+1＝0.85。
圖5顯示通過(guò)以上述論述的方式計(jì)算倍乘系數(shù)對(duì)功率預(yù)測(cè)信號(hào)的變化。
在控制器18中，當(dāng)以上述論述的方式根據(jù)功率預(yù)測(cè)信號(hào)獲得倍乘系數(shù)時(shí)，消耗功率對(duì)功率預(yù)測(cè)信號(hào)的變化有如圖6所示的特性而不是圖3所示的特性。因此，不依賴于輸入圖像信號(hào)，限制數(shù)據(jù)顯示消耗的功率不超過(guò)預(yù)定值P。
如圖7所示，相成系數(shù)可以在預(yù)定間隔曲線地變化，如圖5所示，倍乘系數(shù)線性地變化。這樣可以改善消耗功率的特性，其中，如圖8所示，消耗功率被進(jìn)一步限制到值P。
控制器18確定響應(yīng)功率預(yù)測(cè)信號(hào)的這些數(shù)據(jù)(發(fā)射脈沖控制信號(hào)和倍乘系數(shù))。特別地，減少光發(fā)射次數(shù)和光發(fā)射持續(xù)時(shí)間，或通過(guò)增加電路系數(shù)，減少延遲信號(hào)的相乘，及增加功率預(yù)測(cè)信號(hào)，因此，在顯示設(shè)備中被顯示的信號(hào)灰度等級(jí)電平與輸入圖像信號(hào)的灰度等級(jí)電平相比較被減少了。因此，在顯示設(shè)備中，調(diào)節(jié)了每單位面積的光發(fā)射量(亮度)，所以控制了在顯示設(shè)備中消耗的功率。
通過(guò)只控制發(fā)射類型轉(zhuǎn)換點(diǎn)之一或增加依賴于功率預(yù)測(cè)信號(hào)的幅度的電路系數(shù)，也可能調(diào)節(jié)光發(fā)射量(亮度)，因此，獲得功率控制。
如上所述，在本發(fā)明中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用代表單色數(shù)據(jù)顯示需要消耗功率的比率的系數(shù)計(jì)算功率預(yù)測(cè)信號(hào)，以及，因?yàn)橐赃@種方式獲得的功率預(yù)測(cè)信號(hào)被用作為一個(gè)參數(shù)，所以，所得到的自動(dòng)功率控制比現(xiàn)有技術(shù)使用的方法精確的多。
圖9顯示了功率預(yù)測(cè)信號(hào)相對(duì)于每單位面積光發(fā)射量(亮度)變化的控制特性，其中，水平軸表示功率預(yù)測(cè)信號(hào)的幅度，垂直軸表示每單位面積光發(fā)射量(亮度)。通過(guò)調(diào)節(jié)光發(fā)射類型或調(diào)節(jié)響應(yīng)加法器17輸出的功率預(yù)測(cè)信號(hào)的倍乘系數(shù)，以及，通過(guò)在功率預(yù)測(cè)信號(hào)增加時(shí)而降低每單位面積光發(fā)射量(亮度)，控制器18施加控制功能，所以抑制顯示設(shè)備的功率消耗變?yōu)檫^(guò)度地大。
(實(shí)施例2)論述本發(fā)明第二實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例示出另一種確定實(shí)施例1的參數(shù)KR、KG和KB的方法。在這個(gè)實(shí)施例中，這些參數(shù)KR、KG和KB是根據(jù)單色熒光體面積的比率確定的，同時(shí)根據(jù)實(shí)施例1中的功率比率。
圖10是等離子體顯示屏的熒光體排列的例子。在圖10A中，條帶結(jié)構(gòu)具有單色熒光體的寬度比率，WR∶WG∶WB＝1.0∶1.0∶1.0，所以，R、G和B的放電區(qū)域是相同的。因此，當(dāng)在顯示屏上顯示單色時(shí)，數(shù)據(jù)顯示所消耗的功率PR、PG和PB的比率通常是PR∶PG∶PB＝1.0∶1.0∶1.0。在這個(gè)例子中，參數(shù)KR、KG和KB與R平均電平、G平均電平和B平均電平分別相乘的比率被確定為，KR∶KG∶KB＝1.0∶1.0∶1.0。通過(guò)使用這些參數(shù)KR、KG和KB可以得到功率消耗信號(hào)。
在此討論的例子中，如圖10B所示，以改善色溫的觀點(diǎn)看，單色熒光體的寬度是不平衡的。在圖4B中，WR∶WG∶WB＝1.0∶1.0∶1.4，其中，藍(lán)色熒光體的寬度WB比其它兩種顏色的寬度寬，所以顯示屏的色溫升高。在這個(gè)例子中，根據(jù)WR∶WG∶WB＝1.0∶1.0∶1.4比率的結(jié)果，熒光體寬度的差別導(dǎo)致R、G和B的放電區(qū)域的差別，這些差別是顯示數(shù)據(jù)所消耗的功率的反映。在這個(gè)例子中，如果KR、KG和KB的比率設(shè)置為WR∶WG∶WB＝1.0∶1.0∶1.4，那么，功率預(yù)測(cè)信號(hào)仍然可以準(zhǔn)確地計(jì)算出來(lái)。
與此相同，熒光體的面積通常與數(shù)據(jù)顯示所消耗的功率成比例。因此，也可能以一種簡(jiǎn)單的方法計(jì)算功率預(yù)測(cè)信號(hào)，即，分別輸入熒光體面積KR、KG和KB的比率到圖1的第一乘法電路14、第二乘法電路15和第三乘法電路16。
雖然上面論述的是具有等離子體顯示屏的顯示設(shè)備，但本發(fā)明也可以應(yīng)用到其它發(fā)射類型的顯示設(shè)備，例如，LED(發(fā)光二極管)顯示設(shè)備、場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)等。
按照上述的本發(fā)明，在顯示設(shè)備顯示部分的光發(fā)射量(亮度)基于功率預(yù)測(cè)信號(hào)控制，該功率預(yù)測(cè)信號(hào)通過(guò)對(duì)代表功率消耗比率或熒光體面積比率系數(shù)的單色平均電平加權(quán)獲得的，然后，確定這些加權(quán)的顏色平均電平的和。因此，提供了一種與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，可以較精確地控制功率消耗的顯示裝置，而現(xiàn)有技術(shù)顯示設(shè)備的功率消耗是由平均亮度控制。
盡管本發(fā)明結(jié)合特殊的實(shí)施例進(jìn)行了論述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出許多修改和應(yīng)用。因此，本發(fā)明沒(méi)有由公開(kāi)的內(nèi)容所限制，而是由所附權(quán)利要求的范圍所限制。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像；積分電路在每一個(gè)預(yù)定周期對(duì)輸入的圖像信號(hào)R、G和B進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平；第一、第二和第三乘法電路將R平均電平、G平均電平和B平均電平與它們各自的參數(shù)KR、KG和KB相乘；功率預(yù)測(cè)電路把第一、第二、和第三乘法電路的輸出相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)表示在發(fā)射單元預(yù)測(cè)的功率消耗量；控制器接收所述的功率預(yù)測(cè)信號(hào)并輸出基于接收的信號(hào)值的控制信號(hào)；以及亮度控制電路按照控制信號(hào)控制每單位面積的光發(fā)射量。
2.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征是為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色具有相同的亮度，確定參數(shù)KR、KG和KB的比率與消耗功率的比率相同。
3.一種顯示設(shè)備，包括發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像；積分電路在每一個(gè)預(yù)定周期對(duì)輸入的圖像信號(hào)R、G和B進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平；第一、第二和第三乘法電路分別將R平均電平、G平均電平和B平均電平與它們各自的參數(shù)KR、KG和KB相乘，為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色具有相同的亮度，確定參數(shù)KR、KG和KB的比率與消耗功率的比率相同；功率消耗預(yù)測(cè)電路把第一、第二、和第三乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)顯示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率量；控制器接收所述的功率預(yù)測(cè)信號(hào)并輸出基于接收的信號(hào)值的倍乘系數(shù)；延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB；以及第四、第五和第六乘法電路把延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB分別與倍乘系數(shù)相乘。
4.一種顯示設(shè)備，把圖像信號(hào)的一個(gè)域分成為多個(gè)分別加權(quán)的子域，然后，在時(shí)間區(qū)域上疊置地顯示子域圖像以實(shí)現(xiàn)灰度表達(dá)，所述的顯示設(shè)備包括發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像；R積分電路、G積分電路和B積分電路至少對(duì)R、G和B的輸入圖像信號(hào)的一個(gè)域進(jìn)行積分，并分別輸出R信號(hào)的平均電平、G信號(hào)的平均電平和B信號(hào)的平均電平；為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色，第一、第二和第三乘法電路將R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)與根據(jù)在發(fā)射單元上消耗的功率的比率所確定的參數(shù)KR、KG和KB相乘；功率消耗預(yù)測(cè)電路把第一、第二和第三乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)顯示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率量；控制器接收功率預(yù)測(cè)信號(hào)并對(duì)響應(yīng)接收信號(hào)值的所選擇的光發(fā)射類型之一輸出一個(gè)發(fā)射脈沖控制信號(hào)；延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB；圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)和延遲圖像信號(hào)DR、DG和DB，以及根據(jù)發(fā)射脈沖控制信號(hào)，把來(lái)自延遲電路的輸出信號(hào)與光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)；子域脈沖產(chǎn)生器接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射脈沖控制信號(hào)，在對(duì)應(yīng)光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生脈沖，該脈沖至少包括掃描脈沖、保持脈沖和清除脈沖之一。
5.一種顯示設(shè)備，通過(guò)把圖像信號(hào)的一個(gè)域分成多個(gè)加權(quán)的子域，在時(shí)間區(qū)域上疊置地顯示子域圖像以顯示具有灰度的數(shù)據(jù)，所述的顯示設(shè)備包括發(fā)射單元發(fā)射光到顯示圖像；R積分電路、G積分電路和B積分電路至少對(duì)R、G和B的輸入圖像信號(hào)的一個(gè)域進(jìn)行積分，并分別輸出R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)；為了顯示每一種紅、綠和蘭的顏色，第一、第二和第三乘法電路將R平均電平信號(hào)、G平均電平信號(hào)和B平均電平信號(hào)與通過(guò)功率消耗的比率獲得的各自參數(shù)KR、KG和KB相乘；功率消耗預(yù)測(cè)電路把第一、第二和第三乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起，并輸出一個(gè)功率預(yù)測(cè)信號(hào)，該信號(hào)表示在發(fā)射單元預(yù)計(jì)消耗的功率；控制器接收所述的功率預(yù)測(cè)信號(hào)并輸出一個(gè)發(fā)射脈沖控制信號(hào)和一個(gè)依賴接收信號(hào)值的倍乘系數(shù)，獲得的發(fā)射脈沖控制信號(hào)用于選擇光發(fā)射類型之一，獲得的倍乘系數(shù)用于在臨近發(fā)射類型的邊緣上均衡灰度等級(jí)電平，所述倍乘系數(shù)是根據(jù)來(lái)自控制器的功率預(yù)測(cè)信號(hào)而獲得的；延遲電路延遲R、G和B的輸入圖像信號(hào)，并分別輸出延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB；為校正灰度等級(jí)電平，第四、第五和第六乘法電路把延遲的圖像信號(hào)DR、DG和DB與所述的倍乘系數(shù)相乘，以便分別在發(fā)射類型的變換點(diǎn)上的臨近發(fā)射類型之間均衡灰度等級(jí)電平；圖像信號(hào)-子域相關(guān)電路接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)和第四、第五和第六乘法電路的信號(hào)作為輸入信號(hào)，并且，響應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)，把從第四、第五和第六乘法電路接收的信號(hào)與光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)；子域脈沖產(chǎn)生器接收發(fā)射脈沖控制信號(hào)，并響應(yīng)發(fā)射脈沖控制信號(hào)用光發(fā)射類型的子域結(jié)構(gòu)產(chǎn)生包括掃描、保持、清除脈沖在內(nèi)的脈沖。
6.按照權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其特征是對(duì)于每一種紅、綠和蘭的顏色，參數(shù)KR、KG和KB的比率與熒光體面積的比率相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高精確地自動(dòng)控制功率消耗的顯示設(shè)備,用于適合發(fā)射類型的顯示設(shè)備,如等離子體顯示器、場(chǎng)致發(fā)光顯示器和發(fā)光二極管顯示器。顯示裝置包括發(fā)射單元(27)、積分電路(11、12、13)在每一個(gè)預(yù)定周期,對(duì)R、G和B輸入圖像信號(hào)進(jìn)行積分,并分別輸出R信號(hào)、G信號(hào)和B信號(hào)平均電平、乘法電路(14、15和16)把這些平均信號(hào)分別與各自的參數(shù)相乘、加法器(17),通過(guò)把乘法電路的輸出信號(hào)相加在一起,在發(fā)射單元上獲得了預(yù)計(jì)消耗功率的信號(hào)、控制器(18)接收功率預(yù)測(cè)信號(hào),并輸出基于接收信號(hào)的控制信號(hào),以及,按照控制信號(hào)控制每單位面積的光發(fā)射量的亮度控制電路。
文檔編號(hào)G09G3/28GK1277707SQ99801606
公開(kāi)日2000年12月20日 申請(qǐng)日期1999年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月18日
發(fā)明者森田友子, 石川雄一, 笠原光弘 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社