驱动等离子显示面板的设备和方法.pdf

本发明涉及一种用于驱动等离子显示面板的设备，其中通过扩展对比度表示生动的图像，并且扩展灰度级，本发明还涉及一种用于驱动等离子显示面板的方法。根据本发明，因为将输入数据的灰度级分配在整个灰度级区域上，可以扩展对比度。因此可以显示生动的图像。另外，如果在整个灰度级区域上扩展输入数据的灰度级，可以增加对比度。另外，当扩展灰度级时，不使用误差扩散单元和/或高频振动单元。

1.  一种用于驱动等离子显示面板的设备，其包括：
帧存储器，用于把从外部接收的第i个(i是正整数)帧数据延迟一帧；
反伽马控制单元，用于对从帧存储器中接收的第(i-1)个帧数据和第i个帧数据执行反伽马校正；
最大灰度级值输出单元，用于从反伽马控制单元接收的第i个帧的数据提取最高灰度级值，并且输出存储在其中的第(i-1)个帧的最高灰度级值；以及
增益控制单元，用于使用从反伽马控制单元接收的第(i-1)个帧数据和从最大灰度级值输出单元接收的第((i-1))个最高灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。

2.  如权利要求1所述的设备，其中，
该增益控制单元扩展灰度级，使得可以在整个灰度级区域上分配第(i-1)个帧的数据的灰度级。

3.  如权利要求1所述的设备，其中，
该增益控制单元使用下面等式扩展第(i-1)个帧的灰度级；
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据-                   等式
其中MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。

4.  如权利要求1所述的设备，进一步包括：
APL计算单元，用于使用从反伽马控制单元接收的第i个帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并输出关于对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量信息，以及
延迟单元，用于将关于从APL计算单元接收的维持脉冲的数量信息延迟一帧。

5.  如权利要求1所述的设备，进一步包括：
辅助反伽马控制单元，用于对第i个帧数据执行反伽马校正，
APL计算单元，用于使用从辅助反伽马控制单元接收的第i个帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并输出关于对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量信息，以及
延迟单元，用于对关于从APL计算单元接收的维持脉冲的数量信息延迟一帧。

6.  如权利要求4或5所述的设备，进一步包括：
子场映射单元，用于将从增益控制单元接收扩展了其灰度级的第(i-1)个帧的数据映射到子场图形，
数据对齐单元，用于对齐从子场映射单元接收的数据，并将数据提供给数据驱动电路，以及
波形产生器，用于产生对应于关于从延迟单元接收的第(i-1)个维持脉冲的数量的信息的时序控制信号，并将时序控制信号提供给扫描驱动电路和维持驱动电路。

7.  一种用于驱动等离子显示面板的方法，其包括以下各步骤：
在帧单元中对从外部接收的数据执行反伽马校正；
从经反伽马校正的数据提取帧的最大灰度级值；以及
使用最大灰度级值扩展数据的灰度级。

8.  如权利要求7所述的方法，其中在扩展数据的灰度级的步骤中，使用下面等式扩展灰度级：
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据-                     等式
其中MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。

9.  如权利要求7所述的方法，进一步包括使用经反向伽马校正的帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并计算对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量的步骤。

10.  一种用于驱动等离子显示面板的方法，其包括以下各步骤：
把从外部接收的第i个帧数据延迟一帧并输出经延迟的第i个帧数据；
对第(i-1)个帧数据和被延迟一帧的第i个帧数据执行反伽马校正；
从经过反伽马校正的第(i)个帧数据提取最大灰度级值，并且输出存储的第(i-1)个帧数据的最大灰度级值；以及
使用第(i-1)个帧数据的最大灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。

11.  如权利要求10所述的方法，其中，在扩展数据的灰度级的步骤中，使用下面等式扩展灰度级，
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据-                  等式
其中，MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。

12.  如权利要求10所述的方法，进一步包括步骤：
使用经反伽马校正的第i帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并计算对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量；以及
把关于计算的维持脉冲的数量信息延迟一帧。

13.  如权利要求12所述的方法，该方法进一步包括使用扩展了其灰度级的第(i-1)个帧数据和关于被延迟一帧的第(i-1)个维持脉冲的信息来延迟图像的步骤。

驱动等离子显示面板的设备和方法
相关申请的交叉引用
本非临时申请依35 U.S.C.119(a)，要求于2003年9月26日提交的韩国专利申请No.10-2003-0067000的优先权，引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于驱动等离子显示面板的设备及其方法，并且具体涉及一种用于驱动可以通过对比度的扩展显示生动(full of life)的图像并扩展灰度级的等离子显示面板的设备及其方法。
背景技术
等离子显示面板(在下文中，作为“PDP”提到)适于使用当由在气体放电期间产生的紫外线激发磷时由磷产生的可见光来显示图像。与显示装置的主要部分的阴极射线管(CRT)相比，PDP具有厚度薄，中量轻，并且可以具有高清晰度的大尺寸的优点。
图1是一平面图，示出了现有的等离子显示面板。图2是示出了图1所示的单元结构的详细透视图。
参考图1和2，三电极AC表面放电类型PDP包括形成在上衬底10上的扫描电极Y1到Yn和维持电极Z，以及形成在下衬底18上的地址电极X1到Xm。
在扫描电极Y1到Yn，维持电极Z和地址电极X1到Xm交叉的每个位置形成PDP的放电单元1。扫描电极Y1到Yn和维持电极Z的每一个包括透明电极12，以及其线宽比透明电极12更窄并在透明电极的一个边缘侧形成的金属总线电极11。通常在上衬底10上使用铟锡氧化物(ITO)形成透明电极12。通常在透明电极12上使用金属形成金属总线电极11，并且其用于减少由具有高阻的透明电极12引起的电压降。
在扫描电极Y1到Yn和维持电极Z彼此平行形成的上衬底10上层叠上绝缘层13和保护膜14。在等离子放电情况下产生的壁电荷累积在上绝缘层13上。保护膜14用于保护电极Y1到Yn和上绝缘层13免受在等离子放电情况下产生的溅射，并且用于增加次级电子发射的效率。通常使用氧化镁(MgO)形成保护膜14。
在下衬底18上形成地址电极X1到Xm，并且它们的方向是和扫描电极Y1到Yn和维持电极Z交叉的。在下衬底18上形成下绝缘层17和格栅15。在下绝缘层17和格栅15上形成磷层16。格栅15具有带或格子的形状，并且在物理上分开放电单元，从而屏蔽在相邻放电单元1中的电气和光学干扰。磷层16被在等离子放电情况下产生的紫外线所激发而发光，产生红色，绿色和蓝色可见光中的任意一个。
将用于放电的惰性混合气体，比如He+Xe，Ne+Xe或He+Ne+Xe注入在上衬底10和格栅15及下衬底18和格栅15之间限定的放电单元的放电空间。
在这个PDP中，为了实现图像的灰度级，将一帧划分为具有不同发射数量的一些子场，并按时分驱动。将每一子场划分为用于均匀产生放电的复位周期，用于选择放电单元的地址周期，以及用于根据放电数量实现灰度级的维持周期。例如，如果使用256个灰度级表示画面，将对应于1/60秒的帧周期(16.67ms)划分为八个子场。而且，八个子场中的每一个被划分为复位周期，地址周期和维持周期。在上述中，每一子场的复位周期和地址周期对于每个子场都相同，然而在每一子场中，维持周期和它的放电数量同维持脉冲的数量成正比，以2ⁿ(n＝0，1，2，3，4，5，6，7)的比率增加。因为在每一子场中维持周期不同，因此可以实现图像的灰度级。
图3是示出了用于驱动等离子显示面板的现有设备的框图。
参考图3，用于驱动等离子显示面板的现有设备包括增益控制单元32，误差扩散单元33和子场映射单元34，所有这些被连接在第一反伽马控制单元31A和数据对齐单元35之间，APL计算器36被连接在第二反伽马控制单元31B和波形产生器37之间。
第一和第二反伽马校正单元31A和31B对从输入线30接收的数字视频数据(RGB)执行反伽马校正以为图像信号的灰度级值线性地转换亮度。
增益控制单元32通过调整每一红色、绿色和蓝色数据的有效增益补偿色温。
通过将从增益控制单元32接收的数字视频数据(RGB)的量化误差扩散到相邻单元，误差扩散单元33精细地控制亮度值。在上述中，精细地扩展通过误差扩散单元33的数据的灰度级。
子场映射单元34用于将从误差扩散单元33接收的数据映射到以比特存储的子场图形，并且将映射数据提供给数据对齐单元35。
数据对齐单元35将从子场映射单元34接收的数字视频数据提供给面板38的数据驱动电路。数据驱动电路和面板38的数据电极连接，并且用于以一个水平线锁存从数据对齐单元35接收的数据，然后在一个水平周期单元中将锁存的数据提供给面板38的数据电极。
APL计算器36计算在一个屏幕单元中从第二反伽马校正单元31B接收地数字视频数据(RGB)的平均亮度，也就是，平均画面电平(在下文中，称为“APL”)，并且输出关于对应于计算的APL的维持脉冲的数量的信息。
波形产生器37响应于来自APL计算器36的关于维持脉冲数量的信息而产生时序控制信号，然后，将时序控制信号提供给扫描驱动电路和维持驱动电路(未示出)。在维持周期期间，响应于从波形产生器37接收的时序控制信号，扫描驱动电路和维持驱动电路将维持脉冲提供给面板38的扫描电极和维持电极。
这种现有PDP使用误差扩散单元33精密地扩展了灰度级。如果这样使用误差扩散单元33扩展灰度级，出现了因为在预定图形的数据中显示误差扩散图像而使画面质量降低的问题。
另外，为了在现有PDP中显示更加生动的图像，灰度级的对比度必须很清楚。但是，在现有PDP中，因为没有用于扩展数据的对比度的方法，难以显示生动的图像。
发明内容
因此，考虑上述问题做出本发明，并且本发明的目的是提供一种用于驱动等离子显示面板的设备及其方法，在该等离子显示面板中可以通过对比度的扩展显示生动的图像并扩展灰度级。
为实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于驱动等离子显示面板的设备，其包括：帧存储器，用于把从外部接收的第i个(i是正整数)帧数据延迟一帧；反伽马控制单元，用于对从帧存储器中接收的第(i-1)个帧数据和第i个帧数据执行反伽马校正；最大灰度级值输出单元，用于从反伽马控制单元接收的第i个帧的数据提取最高灰度级值，并且输出存储在其中的第(i-1)个帧的最高灰度级值；以及增益控制单元，用于使用从反伽马控制单元接收的第(i-1)个帧数据和从最大灰度级值输出单元接收的第(i-1)个最高灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。
根据本发明，提供了用于驱动等离子显示面板的第一方法，其包括以下各步骤：在帧单元中对从外部接收的数据执行反伽马校正，从经反伽马校正的数据提取帧的最大灰度级值，以及使用最大灰度级值扩展数据的灰度级。
根据本发明，提供了用于驱动等离子显示面板的第二方法，包括以下各步骤：把从外部接收的第i个帧数据延迟一帧并输出延迟的第i个帧数据，对第(i-1)个帧数据和被延迟一帧的第i个帧数据执行反伽马校正，从经过反伽马校正的第(i)个帧数据提取最大灰度级值，并且输出存储的第(i-1)个帧数据的最大灰度级值，以及使用第(i-1)个帧数据的最大灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。
根据本发明，因为在整个灰度级区域上分配输入数据的灰度级，可以扩展对比度。因此，可以显示生动的图像。另外，如果在整个灰度级区域上扩展输入数据的灰度级，可以增加对比度。另外，在本发明中，当扩展灰度级时，不使用误差扩散单元和/或高频振动单元。因此可以防止因为灰度级区域的扩展产生噪声(例如，误差扩散图形)。
附图说明：
通过下面接合附图的本发明的详细描述可以更加全面地理解本发明的另外的目的和优点，在附图中：
图1是示意性地示出了现有的等离子显示面板的平面视图；
图2是示出了在图1中所示的单元结构的详细透视图；
图3是示出了用于驱动等离子显示面板的现有设备的框图；
图4是示出了根据本发明第一实施例的用于驱动等离子显示面板的设备的框图；以及
图5示出了如图4所示的增益控制单元的工作过程。
具体实施方式
下面将参考附图以更加详细的方式描述一种根据本发明的用于驱动等离子显示面板的设备和用于驱动等离子显示面板的第一方法和用于驱动等离子显示面板的第二方法。
为实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于驱动等离子显示面板的设备，其包括：帧存储器，用于把从外部接收的第i个(i是正整数)帧数据延迟一帧；反伽马控制单元，用于对从帧存储器中接收的第(i-1)个帧数据和第i个帧数据执行反伽马校正；最大灰度级值输出单元，用于从反伽马控制单元接收的第i个帧的数据提取最高灰度级值，并且输出存储在其中的第(i-1)个帧的最高灰度级值；以及增益控制单元，用于使用从反伽马控制单元接收的第(i-1)个帧数据和从最大灰度级值输出单元接收的第((i-1))个最高灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。
该增益控制单元扩展灰度级，使得可以在整个灰度级区域上分配第(i-1)个帧的数据的灰度级。
该增益控制单元使用下面等式扩展第(i-1)个帧的灰度级。
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据           等式
在上述中，MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。
该设备进一步包括一APL计算单元，用于使用从反伽马控制单元接收的第i个帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并输出关于对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量信息，以及一延迟单元，用于把关于从APL计算单元接收的维持脉冲的数量信息延迟一帧。
该设备进一步包括用于对第i个帧数据执行反伽马校正的辅助的反伽马控制单元，用于使用从辅助反伽马控制单元接收的第i个帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并输出关于对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量信息的APL计算单元，以及用于把关于从APL计算单元接收的维持脉冲的数量信息延迟一帧的延迟单元。
该设备进一步包括用于将从增益控制单元接收的扩展了其灰度级的第(i-1)个帧的数据映射到子场图形的子场映射单元，该设备还包括用于对从子场映射单元接收的数据进行定位，并将数据提供给数据驱动电路的数据对齐单元，以及用于产生对应于关于从延迟单元接收的第(i-1)个维持脉冲的数量的信息的时序控制信号，并将时序控制信号提供给扫描驱动电路和维持驱动电路的波形产生器。
根据本发明，提供了一种用于驱动等离子显示面板的第一方法，其包括步骤：在帧单元中对从外部接收的数据执行反伽马校正，从经反伽马校正的数据提取帧的最大灰度级值，以及使用最大灰度级值扩展数据的灰度级。
在扩展数据的灰度级的步骤中，使用下面等式扩展灰度级。
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据           等式
在上述中，MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。
本方法进一步包括使用经反向伽马校正的帧数据计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并计算对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量的步骤。
根据本发明，提供了一种用于驱动等离子显示面板的第二方法，其包括以下各步骤：把从外部接收的第i个帧数据延迟一帧并输出经延迟的第i个帧数据，对第(i-1)个帧数据和被延迟一帧的第i个帧数据执行反伽马校正，从经过反伽马校正的第(i)个帧数据提取最大灰度级值，并且输出存储的第(i-1)个帧数据的最大灰度级值，以及使用第(i-1)个帧数据的最大灰度级值扩展第(i-1)个帧数据的灰度级。
在扩展数据的灰度级的步骤中，使用下面等式扩展灰度级。
扩展灰度级＝MGL/FGL×输入数据                   等式
在上述中，MGL是可以表示的最高灰度级，FGL是第(i-1)个帧的最大灰度级值，并且输入数据是从反伽马控制单元输入的第(i-1)个帧的数据。
该方法进一步包括使用经反伽马校正的第i帧数据，计算在一个屏幕单元中的平均亮度，并计算对应于计算的平均亮度的维持脉冲的数量，以及把关于计算的维持脉冲的数量信息延迟一帧的步骤。
该方法进一步包括使用扩展了其灰度级的第(i-1)个帧数据和关于以一帧延迟的第(i-1)个维持脉冲的信息来延迟图像的步骤。
图4是一框图，示出了根据本发明的实施例的用于驱动等离子显示面板的设备。
参考图4，根据本发明的实施例的用于驱动PDP的设备包括第一反伽马控制单元44A，增益控制单元46和子场映射单元48，所有这些被连接在帧存储器42和数据对齐单元50之间；该设备还包括被连接在第二反伽马控制单元44B和波形产生器54之间的APL计算器52和延迟单元53；以及被连接在第一反伽马控制单元44A和增益控制单元46之间的最大灰度级值提取单元58。
帧存储器42存储一帧的数据并输出数据。
该第一反伽马控制单元44A对从输入线40和帧存储器42接收的数字视频数据(RGB)执行反伽马校正，以为图像信号的灰度级值线性转换亮度。在上述中，第一反伽马控制单元44A从输入线40接收第i(i是正整数)帧的数据，并从帧存储器42接收第(i-1)个帧的数据。
最大灰度级值提取单元58从第一反伽马控制单元44A接收第i个帧数据。在上述中，最大灰度级值提取单元58从在那里接收的第i个帧提取最大灰度级值。同时，当输入第i个帧数据时，最大灰度级值提取单元58将临时存储的第(i-1)个帧数据的最大灰度级值提供给增益控制单元46。
增益控制单元46从第一反伽马控制单元44A接收第(i-1)个帧的数据。增益控制单元46从最大灰度级值提取单元58接收第(i-1)个帧的最大灰度级值。在上述中，增益控制单元46根据下面的等式1扩展第(i-1)个帧的数据的灰度级区域。
【等式1】
扩展灰度级＝可以表达的最大灰度级/帧的最大灰度级值×输入数据的灰度级值
在等式中可以表达的最大灰度级值指的是可以在当前的PDP中表达的最大灰度级值。例如，如果可以在PDP中表示256个灰度级，将可以表示的最大灰度级设置到“255”。帧的最大灰度级值指的是从最大灰度级值提取单元58提供的帧的最大灰度级值。另外，输入数据的灰度级值指的是从第一反伽马控制单元44A接收的数据的灰度级值。
例如，如果第(i-1)个帧的最大灰度级是“128”并且当前被输入的数据的灰度级值是“128”(也就是，最大灰度级)，在增益控制单元46中将“128”的灰度级扩展到“255”。而且，如果当前被输入的数据的灰度级值是“65”，在增益控制单元46中将“65”的灰度级扩展到“129.49”。在上述中，使用到最近整数129，舍129或入130的四舍五入方法，增益控制单元46对根据等式1计算的灰度级取整(移去小数点)。
如上所述，增益控制单元46根据等式1在整个灰度级区域上分配从反伽马控制单元44A接收的第(i-1)个帧的数据。换句话说，如图5所示，增益控制单元46将分配在某些区域上的输入数据的灰度级扩展到整个灰度级区域0到255。如果将数据这样扩展到整个灰度级区域，扩展了对比度。就是说，因为将分配在某些区域上的数据的灰度级区域扩展到整个灰度级区域0到255，清楚地示出数据中的亮度和暗度(也就是，扩展了对比度)。可以表示生动的图像。
子场映射单元48将从增益控制单元46接收的第(i-1)个帧的数据映射到以每一比特预先存储的子场图像，并且将存储的映射数据提供给数据对齐单元50。
数据对齐单元50将从子场映射单元48接收的数字视频数据提供给面板56的数据驱动电路。该数据驱动电路被连接到面板56的数据电极，并且以一个水平线锁存从数据对齐单元50接收的数据，且在一个水平周期单元中将锁存的数据提供给面板56的数据电极。
第二反伽马控制单元44B对从输入线40接收的第i个帧的数字视频数据RGB执行反伽马校正，以为图像信号的灰度级值线性转换亮度。
APL计算器52对从第二反伽马控制单元44B接收的第i个帧的数字视频数据RGB在一个屏幕单元中计算平均亮度，也就是，APL(平均画面电平)，并且输出关于对应于计算的APL的维持脉冲的数量的信息。(APL计算器52可以从第一反伽马控制单元44A接收第i个帧的数字视频数据。在此情况下，省略第二反伽马控制单元44B。)在这时，APL计算器52使用关于原始数据的灰度级而不是扩展的灰度级的信息来计算APL。因此，可以以对应于原始数据的多种方式设置维持脉冲的数量。
延迟单元53把关于从APL计算器52接收的维持脉冲的数量的信息延迟一帧。因此，当将关于对应于第i个帧的维持脉冲的数量的信息输入到延迟单元53时，将关于对应于第(i-1)个帧的维持脉冲的数量的信息提供给波形产生器54。
波形产生器54响应于关于第(i-1)个帧的维持脉冲的数量的信息而产生时序控制信号，并且将时序控制信号提供给扫描驱动电路和维持驱动电路(未示出)。在维持周期期间，响应于从波形产生器54接收的时序控制信号，该扫描驱动电路和维持驱动电路将维持脉冲提供给面板56的扫描电极和维持电极。
面板56通过控制数据驱动电路，扫描驱动电路和维持驱动电路来显示对应于第(i-1)个帧的预定图像。在上述中，由扩展的灰度级区域的数据确定在面板56上显示的图像。因此，可以在面板56上显示生动的图像。
如上所述，根据本发明，因为将输入数据的灰度级分配在整个灰度级区域上，可以扩展对比度。因此可以显示生动的图像。另外，如果把输入数据的灰度级扩展在整个灰度级区域上，可以增加对比度。另外，在本发明中，当扩展灰度级时，不使用误差扩散单元和/或高频振动单元。因此可以防止因为灰度级区域的扩展产生噪声(例如，误差扩散图形)。
如上描述了本发明，很明显可以以很多方式进行改变。这种改变不能被认为是脱离本发明的精神和范围，并且对于本领域普通技术人员来说所有这种修改都意在被包括在下面的权利要求的范围中。