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CN100392706C - 驱动等离子显示板的设备和在其上显示画面的方法 - Google Patents

驱动等离子显示板的设备和在其上显示画面的方法 Download PDF

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CN100392706C CNB2005100055310A CN200510005531A CN100392706C CN 100392706 C CN100392706 C CN 100392706C CN B2005100055310 A CNB2005100055310 A CN B2005100055310A CN 200510005531 A CN200510005531 A CN 200510005531A CN 100392706 C CN100392706 C CN 100392706C
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Abstract

一种用于驱动等离子显示板的设备和用于处理等离子显示板的画面的方法。将输入视频信号转换为子场数据。确定子场数据的寻址消耗功率是否高。当寻址消耗功率高时，进行隔行扫描。使用子场数据来确定是否存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行。顺序扫描所述行。因此，减小了切换地址电极的次数，并由此减小了寻址消耗功率。

Description

驱动等离子显示板的设备和在其上显示画面的方法
技术领域
本发明涉及一种用于驱动等离子显示板的设备以及用于在等离子显示板上显示画面的方法。更具体地，本发明涉及一种控制寻址消耗功率的等离子显示板驱动设备以及用于在等离子显示板上显示画面的方法。
背景技术
近来，已积极地开发了包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、以及等离子显示板(PDP)在内的平板显示装置。等离子显示板具有比其它平板显示装置更高的亮度和发光效率、以及更宽的视角。因此，作为取代传统阴极射线管(CRT)的显示装置，等离子显示板很突出。
等离子显示板是使用由气体放电生成的等离子体来显示字符或图像的平板显示器。等离子显示板以这种方式构成，使得根据其尺寸而以矩阵形式排列几十到上百万个像素。基于施加到等离子显示板的电压波形的形式和放电单元的结构，而将等离子显示板分类为DC和AC型显示板。
在DC等离子显示板中，电极不是绝缘的，而是暴露于放电空间中，以便在对等离子显示板施加电压时，电流在放电空间中流动。因此，DC等离子显示板需要用于限制电流的电阻器。在AC等离子显示板中，电极由介电层覆盖，并由此自然形成电容部件以限制电流。此外，由于在发生放电时保护电极不受离子的冲击，所以，AC等离子显示板的寿命比DC等离子显示板的寿命长。
图1为传统AC等离子显示板的部分透视图。参照图1，扫描电极4和维持电极5成对地形成在玻璃衬底1上，并由介电层2和保护层3覆盖。扫描电极4和维持电极5的背面涂有介电层2，以在发生放电时控制放电电流，并帮助生成壁电荷。保护层3由MgO形成，并保护等离子显示板不受强电场的影响。等离子显示板包括在玻璃衬底6上形成的多个地址电极8，以及覆盖地址电极8的绝缘层7。肋条(rib)9与地址电极8相平行地形成在绝缘层7上对应于地址电极8之间的区域的部分。在绝缘层7的表面以及每个条9的两侧上涂有荧光材料10。玻璃衬底1、6彼此相对，在它们之间具有放电空间11。扫描电极4和维持电极5被放置在玻璃衬底1、6之间的与地址电极8垂直的位置。在相邻地址电极8与所述一对扫描电极4和维持电极5的交叉点上布置的放电空间形成放电单元12。
图2图解了等离子显示板的电极的排列。参照图2，以矩阵形式排列等离子显示板的电极。具体地，地址电极A1到Am沿列(column)方向排列，而n个扫描电极Y1到Yn和n个维持电极X1到Xn沿排(row)方向交替地排列。图2中示出的放电单元12对应于图1的放电单元12。
通过复位周期、寻址周期、以及维持周期来操作AC型等离子显示板。复位周期初始化每个单元的状态，以平稳地进行寻址操作。在寻址周期期间，将寻址电压施加到点亮的单元(lit cell)(寻址的单元)，以积累壁电荷，从而在等离子显示板中区别点亮的单元与未点亮的单元。在维持周期期间，将维持脉冲施加到所述面板，以产生放电，用于在寻址的单元上显示图像。
当以复位周期、寻址周期、以及维持周期来操作等离子显示板时，放电空间起到电容性负载的作用，并且因此，在面板中存在电容量。因此，除了用于寻址放电的功率之外，还需要用于为电容量而生成预定电压的电荷注入的无功功率(reactive power)，以将寻址波形施加到等离子显示板。这里，当频繁切换地址电极时，会消耗较大量的寻址功率。
如上所述，通过地址电极的切换来生成寻址功率，现在将对其作更详细的解释。
图3示出了全白情况中的视频数据。参照图3，在全白情况中，视频数据全为1，并因此在地址电极的数据中几乎没有变化，并且存在少量的脉冲切换操作。此外，因为功率消耗与切换操作的数目成比例地增加，所以，充电/放电无功功率较小。图4中示出了此情况中的驱动波形。如图4所示，在全白模式中，由图3中的粗线指明的一列仅切换一次。
图5示出了点模式视频数据。参照图5，数据连续地从1变为0并从0变为1，以导致很多切换操作。图6中示出了此情况中的驱动波形。如图6所示，地址电极的数据频繁改变，并且频繁地发生驱动脉冲的脉冲切换，以增加点模式视频数据的情况中的功率消耗。
如上所述，先前行(line)的像素和当前行的像素之间的差异越大，则切换操作的数目越大。由此，增加了功率消耗。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于响应于输入视频数据模式而减少寻址消耗功率的等离子显示板驱动设备、以及一种用于在等离子显示板上显示画面的方法。
在本发明的一个方面中，一种用于驱动等离子显示板的设备包括将输入视频信号数据转换为子场数据并发送该子场数据的子场生成器。模式检测器使用相同排的垂直相邻行的子场数据项之差的和来计算寻址消耗功率，并且当子场数据的寻址消耗功率大于阈值时，发送允许进行隔行扫描的扫描方向标志信号。当扫描方向标志信号从模式检测器发送到存储器控制器时，存储器控制器重新排列从子场生成器发送的子场数据，以便进行与该扫描方向标志信号相对应的寻址操作。当扫描方向标志信号从模式检测器发送到扫描/维持驱动控制器时，扫描/维持驱动控制器生成允许对应于该扫描方向标志信号而施加扫描脉冲的控制信号。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于在等离子显示板上显示画面的方法，该等离子显示板将响应于输入视频信号而显示在等离子显示板上的每帧的图像划分为多个子场，并组合多个子场的亮度权重，以显示灰度等级。将输入视频信号转换为子场数据，并发送该子场数据。使用相同排的垂直相邻行的子场数据项之差的和来计算寻址消耗功率。当寻址消耗功率大于阈值时，重新排列子场数据，以便进行隔行扫描。当寻址消耗功率大于阈值时，生成扫描脉冲控制信号，该控制信号允许进行隔行扫描。
在本发明的另一方面中，一种用于驱动等离子显示板的设备包括将输入视频信号数据转换为子场数据并发送该子场数据的子场生成器。模式检测器使用多行的子场数据项之差的和，来确定是否存在具有相同或相似的子场数据项的行，并发送扫描方向标志信号，以便顺序扫描所述行。当扫描方向标志信号从模式检测器发送到存储器控制器时，存储器控制器重新排列从子场生成器发送的子场数据，以便进行与该扫描方向标志信号相对应的寻址操作。当扫描方向标志信号从模式检测器发送到扫描/维持驱动控制器时，扫描/维持驱动控制器生成允许对应于该扫描方向标志信号而施加扫描脉冲的控制信号。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于在等离子显示板上显示画面的方法，该等离子显示板将响应于输入视频信号而显示在等离子显示板上的每帧的图像划分为多个子场，并组合这些子场的亮度权重，以显示灰度等级。将输入视频信号转换为子场数据，并发送该子场数据。使用多行的子场数据项之差的和来确定是否存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行。当确定存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行时，重新排列子场数据，以便逐行顺序扫描所述行。当确定存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行时，生成扫描脉冲控制信号，以便顺序扫描具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行。
附图说明
图1为传统AC等离子显示板的部分透视图。
图2示出了等离子显示板的电极的排列。
图3示出了全白情况中的视频数据。
图4示出了图3的切换波形。
图5示出了点模式视频数据。
图6示出了图5的切换波形。
图7为根据本发明的实施例的等离子显示板的简化方框图。
图8为根据本发明的实施例的用于减小寻址消耗功率的等离子显示板的控制器的方框图。
图9示出了根据本发明第一实施例的当寻址消耗功率高时，提供扫描脉冲的顺序、以及基于该扫描脉冲提供顺序而施加地址数据的顺序。
图10示出了根据本发明第二实施例的提供扫描脉冲的顺序、以及基于该扫描脉冲提供顺序而施加地址数据的顺序。
具体实施方式
现在参照图7，等离子显示板包括等离子面板100、地址驱动器200、扫描/维持驱动器300、以及控制器400。等离子面板100包括沿列方向排列的多个地址电极A1到Am，以及沿排方向交替排列的多个扫描电极Y1到Yn和维持电极X1到Xn。地址驱动器200从控制器400接收地址驱动控制信号，并将要显示的用于选择放电单元的显示数据信号施加到地址电极A1到Am。扫描/维持驱动器300从控制器400接收控制信号，并将维持电压交替地提供给扫描电极Y1到Yn和维持电极X1到Xn，以生成用于所选放电单元的维持放电。控制器400从外部装置接收红、绿、蓝(RGB)视频信号和同步信号，将单个帧划分为几个子场，并将每个子场划分为复位周期、寻址周期和维持放电周期(维持周期)，以驱动等离子显示板。控制器400控制包括在一帧的每个子场的维持周期中的维持脉冲的数目，并将所需的控制信号提供到地址驱动器200和扫描/维持驱动器300。
现在将通过参照图8、9和10而更详细地说明根据本发明示范实施例的控制器400。
首先参照图8，控制器400包括反向伽玛校正器410、误差扩散器420、自动功率控制(APC)单元430、维持脉冲分配单元440、扫描/维持驱动控制器450、子场生成器460、模式检测器470、以及存储器控制器480。等离子显示板的控制器400被包括在用于驱动等离子显示板的设备中。
反向伽玛校正器410用反向伽玛曲线映射当前输入的n比特RGB视频数据，以将RGB视频数据校正为m比特视频信号。在典型的等离子显示板中，n为8，而m为10或12。
输入到反向伽玛校正器410的视频信号为数字信号。当将模拟视频信号输入到等离子显示板时，需要使用模拟/数字转换器(未示出)来将模拟视频信号转换为数字视频信号。反向伽玛校正器410可包括：查找表(未示出)，存储与用于映射输入视频信号的反向伽玛曲线相对应的数据；或逻辑电路(未示出)，用于通过逻辑操作来生成与该反向伽玛曲线相对应的数据。
误差扩散器420将由反向伽玛校正器410进行了反向伽玛校正的m比特视频信号中较低的(m-n)比特图像误差扩散(error-diffuse)到周围像素。误差扩散是划分较低比特图像、并将划分的图像扩散到相邻像素，以显示较低比特图像的方法，该方法在韩国专利第2002-0014766号中被详细公开。
APC单元430使用从误差扩散器420输出的视频数据来检测荷载率，基于该检测的荷载率来计算APC电平，并计算与该APC电平相对应的维持脉冲的数目。
维持脉冲分配单元440使用从APC单元430发送的关于维持脉冲的数目的信息，来分配每个子场的维持脉冲的数目。
子场生成器460生成与从误差扩散器420输出的视频数据的灰度相对应的子场数据。将子场生成器460生成的子场数据发送到模式检测器470和存储器控制器480。
模式检测器470确定从子场生成器460发送的子场数据是否为需要大消耗功率的数据模式。需要大消耗功率的数据模式需要很多地址电极切换操作，并且，当列(排)的地址数据(即子场数据)不同于与该列(排)相邻的排(列)的地址数据时，生成该数据模式，如图5的点模式、或行模式(未示出)。
当在列方向(图2中的垂直方向)上彼此相邻的两个放电单元中的一个为ON(开)而另一个放电单元为OFF(关)时，切换状态改变。因此，可通过对在列方向上彼此相邻的两个放电单元的ON/OFF数据项之间的差求和，来计算寻址消耗功率，其表示如下。
[等式1]
AP = Σ i = 1 n - 1 Σ j = 1 m ( | R ij - R ( i + 1 ) j | + | G ij - G ( i + 1 ) j | + | B ij - B ( i + 1 ) j | )
这里，Rij、Gij、以及Bij分别为排i和列j的R、G、以及B放电单元的ON/OFF数据项。
通常，按列顺序连续地输入视频信号。因此，模式检测器470包括行存储器(未示出)，用于存储一列的视频信号，以计算两个相邻放电单元的ON/OFF数据项之间的差。当输入了有关一列的视频信号的子场的ON/OFF数据项时，模式检测器470顺序存储ON/OFF数据项，并读取存储在行存储器中的先前列的数据，以为每个子场计算两个相邻放电单元的ON/OFF数据项之间的差。另外，模式检测器470为所有放电单元计算两个相邻放电单元的ON/OFF数据项之间的差，并对所述差求和，以获得寻址消耗功率。此外，模式检测器470可通过对ON/OFF数据项进行异或操作，来计算两个放电单元的ON/OFF数据项之间的差。
模式检测器470使用等式1表示的方法来计算寻址消耗功率，将计算出的寻址消耗功率与阈值比较，并且，当寻址消耗功率大于该阈值时，将扫描方向标志信号输出到存储器控制器480和扫描/维持驱动器。这里，通过实验方法预先存储该阈值。模式检测器470将先前存储的阈值与计算出的寻址消耗功率作比较，并且当该计算出的值大于该阈值时，则输出扫描方向标志信号。
扫描方向标志信号意味着，当输入视频信号为需要大消耗功率的信号时，对输入视频信号进行隔行扫描(即，首先顺序扫描奇数行，并随后顺序扫描偶数行)。将扫描方向标志信号发送到存储器控制器480和扫描/维持驱动控制器450。
扫描/维持驱动控制器450生成与从维持脉冲分配单元440输出的维持放电脉冲的数目相对应的控制信号，并将控制信号输出到扫描/维持驱动器300。在每个子场的寻址周期期间，扫描/维持驱动控制器450将扫描脉冲电压施加到扫描电极Y1到Yn。当扫描/维持驱动控制器450从模式检测器470接收扫描方向标志信号时，扫描/维持驱动控制器450生成控制信号，以将图9中示出的扫描脉冲提供到扫描/维持驱动器300。
图9示出了根据本发明第一实施例的当寻址消耗功率高时，提供扫描脉冲的顺序、以及基于该扫描脉冲提供顺序而施加地址数据的顺序。参照图9，在高寻址消耗功率的情况中，扫描脉冲被顺序提供到第1、第3、第5、......第(N-1)个扫描电极，并随后被顺序提供到第2、第4、第6、......第N个扫描电极。尽管已在本发明的实施例中单独地描述了维持脉冲分配单元460和扫描/维持驱动控制器480，但它们可构成在一个方框中。
存储器控制器480将从子场生成器460发送的子场数据重新排列为用于驱动等离子显示板的地址数据，并生成用于控制地址驱动器200的地址控制信号，以将地址控制信号输出到地址驱动器200。当存储器控制器480从模式检测器470接收扫描方向标志信号时，存储器控制器480将子场数据重新排列为沿扫描方向的地址数据。也就是说，存储器控制器480重新排列地址(子场)数据，使得第1、第3、第5、......第(N-1)个地址数据项顺序进行寻址操作，并且，随后第2、第4、第6、......第N个地址数据项顺序执行寻址操作。
地址驱动器200接收从存储器控制器480发送的地址驱动控制信号，并将要显示的用于选择放电单元的显示数据信号施加到地址电极A1到Am。
如上所述，通过等离子显示板的控制器来进行隔行扫描，其减小了寻址消耗功率，使得对相同或相似的地址数据项顺序寻址，以减小切换地址电极的次数。这减小了寻址消耗功率。
尽管当在上述实施例中确定寻址消耗功率为高时执行隔行扫描来减小寻址消耗功率，但是也可对一个方向上具有相同或相似地址数据项的几行进行分组和顺序扫描，以减小切换地址电极的次数。现在将对此进行说明。
除了模式检测器的功能不同于根据第一实施例的控制器400的模式检测器的功能之外，根据本发明第二实施例的用于减小寻址消耗功率的等离子显示板的控制器的构造与根据本发明第一实施例的控制器400的构造相同。
具体地，根据本发明第二实施例的等离子显示板的控制器400包括反向伽玛校正器410、误差扩散器420、APC单元430、维持脉冲分配单元440、扫描/维持驱动控制器450、子场生成器460、模式检测器470、以及存储器控制器480，如图8所示。
根据本发明第二实施例的模式检测器470确定是否存在具有在列方向上的相同或相似子场(地址)数据项的行(排方向上的行)。也就是说，根据本发明第二实施例的模式检测器470根据由子场生成器460发送的子场数据，来确定是否存在具有在列方向上的相同或相似子场数据项的行。模式检测器470包括行存储器(未示出)，并将每行的子场数据项存储在行存储器中。另外，模式检测器470从存储在行存储器中的每行的子场数据项来检测具有在列方向上的相同或相似子场数据项的行。确定一行是否具有相同或相似子场数据项的方法与等式1表示的方法相似。
具体地，计算一行的相邻子场数据项之差的和，并且，如果所述差相等，则确定该行具有相同的子场数据项。当所述差小于预定的阈值时，确定该行具有相似的子场数据项。由于本领域的普通技术人员可以理解该方法，所以省略对其的详细说明。
根据本发明第二实施例的控制器的模式检测器470确定每行是否具有相同或相似的子场数据项，并将允许具有相同或相似的子场数据项的行被顺序扫描的扫描方向标志信号发送到存储器控制器480和扫描/维持驱动控制器450。
根据本发明第二实施例的存储器控制器480重新排列地址数据，以便可施加与从模式检测器470发送的扫描方向标志信号相对应的地址数据。因此，当具有相同或相似的子场数据项的行被顺序扫描时，可施加地址数据。
根据本发明第二实施例的扫描/维持驱动控制器450生成控制信号并将该控制信号发送到扫描/维持驱动器300，其中，可通过该控制信号来进行与从模式检测器470发送的扫描方向标志信号相对应的扫描。也就是说，扫描/维持驱动控制器450生成控制信号，该控制信号允许扫描脉冲被顺序施加到具有相同或相似的子场数据项的行，以便顺序扫描所述行。
图10示出了根据本发明第二实施例的提供扫描脉冲的顺序、以及基于该扫描脉冲提供顺序而施加地址数据的顺序。图10示出了当第1、第4和第5行(列行)的子场数据项在排方向上相同或相似，第3和第6行的子场数据项在排方向上相同或相似，且第2、第(N-1)和第N行的子场数据项在排方向上相同或相似时的扫描脉冲提供顺序和基于该扫描脉冲提供顺序的地址数据施加顺序。
也就是说，当第二实施例的模式检测器470确定第1、第4和第5行(列行)的子场数据项在排方向上相同或相似，第3和第6行的子场数据项在排方向上相同或相似，且第2、第(N-1)和第N行的子场数据项在排方向上相同或相似时，模式检测器470将扫描标志信号发送到存储器控制器480和扫描/维持驱动控制器450，该扫描标志信号允许首先扫描第1、第4和第5行，接下来扫描第3和第5行，并随后扫描第2、第(N-1)和第N行。这里，扫描/维持驱动控制器450生成扫描脉冲控制信号，通过该信号而按照图10中示出的顺序来进行扫描。存储器控制器480重新排列地址数据，以便按照第1、第4、第5、第3、第6、第2、第(N-1)和第N行的顺序来施加地址数据。
如上所述，根据本发明第二实施例的等离子显示板的控制器控制具有相似地址数据项的行被顺序扫描，以减少切换地址电极的次数。这减小了寻址消耗功率。
根据本发明，当确定寻址消耗功率高时进行隔行扫描，以减小切换地址电极的次数，并减小寻址消耗功率。此外，将扫描脉冲顺序施加到具有在排方向上相似的子场数据项的行，以减少切换地址电极的次数，并减小寻址消耗功率。
尽管已结合当前考虑为实际示范实施例的情况而描述了本发明，但应当理解，本发明不限于公开的实施例，而相反，本发明试图覆盖包括在所附权利要求的精髓和范围内的各种修改和等价配置。
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年2月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2004-0011123号的优先权和利益，通过引用将其全部内容合并于此。

Claims (7)

1.一种用于驱动等离子显示板的设备，包括：
子场生成器，适配为将输入视频信号数据转换为子场数据，并发送该子场数据；
模式检测器，适配为使用相同排的垂直相邻行的子场数据项之差的和来计算寻址消耗功率，并且，当子场数据的寻址消耗功率大于阈值时，发送允许进行隔行扫描的扫描方向标志信号；
存储器控制器，适配为当扫描方向标志信号从模式检测器发送到存储器控制器时，重新排列从子场生成器发送的子场数据，以便进行与该扫描方向标志信号相对应的寻址操作；以及
扫描/维持驱动控制器，适配为当扫描方向标志信号从模式检测器发送到扫描/维持驱动控制器时，生成允许对应于该扫描方向标志信号而施加扫描脉冲的控制信号。
2.如权利要求1所述的设备，其中，该模式检测器包括行存储器，用于存储从子场生成器逐行发送的子场数据。
3.一种用于在等离子显示板上显示画面的方法，该等离子显示板将响应于输入视频信号而显示在等离子显示板上的每帧的图像划分为多个子场，并组合多个子场的亮度权重，以显示灰度等级，该方法包括：
将输入视频信号转换为子场数据，并发送该子场数据；
使用相同排的垂直相邻行的子场数据项之差的和来计算寻址消耗功率；
当寻址消耗功率大于阈值时，重新排列子场数据，以便进行隔行扫描；以及
当寻址消耗功率大于阈值时，生成扫描脉冲控制信号，该控制信号允许进行隔行扫描。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：施加扫描脉冲电压和寻址电压，以便进行与重新排列的子场数据及扫描脉冲控制信号相对应的寻址操作。
5.一种用于驱动等离子显示板的设备，包括：
子场生成器，适配为将输入视频信号数据转换为子场数据，并发送该子场数据；
模式检测器，适配为使用多行的子场数据项之差的和，来确定是否存在具有相同或相似的子场数据项的行，并发送扫描方向标志信号，以便顺序扫描所述行；
存储器控制器，适配为当扫描方向标志信号从模式检测器发送到存储器控制器时，重新排列从子场生成器发送的子场数据，以便进行与该扫描方向标志信号相对应的寻址操作；以及
扫描/维持驱动控制器，适配为当扫描方向标志信号从模式检测器发送到扫描/维持驱动控制器时，生成允许对应于该扫描方向标志信号而施加扫描脉冲的控制信号。
6.一种用于在等离子显示板上显示画面的方法，该等离子显示板将响应于输入视频信号而显示在等离子显示板上的每帧的图像划分为多个子场，并组合这些子场的亮度权重，以显示灰度等级，该方法包括：
将输入视频信号转换为子场数据，并发送该子场数据；
使用多行的子场数据项之差的和来确定是否存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行；
当确定存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行时，重新排列子场数据，以便逐行顺序扫描所述行；以及
当确定存在具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行时，生成扫描脉冲控制信号，以便顺序扫描具有在排方向上相同或相似的子场数据项的行。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：施加扫描脉冲电压和寻址电压，以便进行与重新排列的子场数据及扫描脉冲控制信号相对应的寻址操作。
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