等离子体显示面板驱动装置及其灰度级表示方法 相关申请参考
本申请要求2003年10月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2003-0072354的优先权，这里结合其整个内容作为参考。
【技术领域】
本发明涉及等离子体显示面板驱动装置及其灰度级表示方法，尤其涉及可以提供改善的灰度级表示的等离子体显示面板驱动装置及其灰度级表示方法。
背景技术
最近已经研制出了平板显示器例如液晶显示器(LCD)、场发光显示器(FED)、等离子体显示面板等等。在平板显示器中，等离子体显示面板与其它类型的平板显示器相比具有视角宽以及亮度和发光效率高的优点。等离子体显示面板在聚光灯中用作可以代替传统的阴极射线管(CRT)的显示器，尤其是在大于40英寸的大尺寸显示器中。
等离子体显示面板是可以用气体放电产生的等离子体显示特征或图像的平板显示器，在该等离子体显示面板上根据其尺寸以矩阵的形式排列了几十万或上百万的像素。这种等离子体显示面板根据放电单元结构和给其施加的驱动电压波形的形状分为直流型或交流型。
直流型等离子体显示面板具有以下缺点，由于电极暴露在外使得施加电压时电流在放电空间中流动，而放电空间是不绝缘的。因此，需要使用限制电流的电阻器。相反，交流型等离子体显示面板具有以下优点，由于自然形成的电容限制了电流，并且在放电过程中，覆盖电极的介电层保护电极免受离子的撞击，因此，其寿命比直流型的更长。
图1是交流型等离子体显示面板地部分透视图。
如图1所示，扫描电极4和维持电极5由介电层2覆盖，并且保护层3成对地平行形成在玻璃基板1上。由绝缘层7覆盖的多个寻址电极8形成在另一个玻璃基板6上。分离壁9与寻址电极8平行地形成在寻址电极8之间的绝缘层7上，荧光物质10形成在绝缘层7表面上和分离壁9的两侧。玻璃基板1和6彼此相对，其间具有放电空间11，使得扫描电极4和维持电极5垂直于寻址电极8。在寻址电极8与彼此成对的扫描电极4和维持电极5之间的交点附近的放电空间形成放电单元12。
图2示出等离子体显示面板中电极的排列。
如图2所示，等离子体显示面板中的电极排列成m×n的矩阵形式，更具体而言，寻址电极A1-Am排列在列方向上，n行扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn交替排列在行方向上。图2中的放电单元12对应于图1中的放电单元12。
这种交流型等离子体显示面板的驱动周期按照操作变化的时间流程包括复位期、寻址期和维持期。
复位期是初始化各个单元的状态从而提高单元寻址操作性能的周期、而寻址期是通过向要被启动的单元(寻址单元)施加寻址电压形成墙壁电荷从而选择面板中要被启动和不被启动的单元的周期。维持期是通过施加维持脉冲用于显示正处于寻址单元上的图像的放电周期。
如图3所示，等离子体显示面板通过将一帧(例如1TV场)分成多个子场，然后在其上进行分时控制来实现灰度级。如上所述，各个子场包括复位期、寻址期和维持期。图3示出为了实现256灰度级而将一帧分成八个子场的情况。各个子场SF1-SF8包括复位期(未示出)、寻址期Ad1-Ad8和维持期S1-S8。在维持期S1-S8内，1T、2T、4T....和128T的照明时间比是1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。
在这种情况下，为了实现例如3灰度级，通过以照明时间为1T的子场SF1和照明时间为2T的子场SF2使放电单元放电使得总的放电时间为3T。因而可以通过组合具有不同照明时间的子场来实现256灰度级的图象。
此外，根据传统的表示等离子体显示面板灰度级的方法，如图3所述，分配给各个子场的脉冲数量根据每帧中的平均灰度级由相应于维持期的子场加权值的倍数决定的。换句话说，维持脉冲的数量根据每帧的平均灰度级而变化，从而提高帧之间的对比度同时减少能耗。例如，为了表示256灰度级，在低平均灰度级的情况下采用子场加权值的四倍来分配许多维持脉冲，在高平均灰度级的情况下采用子场加权值的两倍来分配少量维持脉冲。因此，因为仅仅通过特定数值乘以子场加权值来增加维持的总量从而表示灰度级，而子场加权值仅考虑由与维持脉冲数量无关的灰度级决定，传统的方法在提高灰度级的表示上是有限的。
【发明内容】
在根据本发明的示范性实施例中，提供了一种等离子体显示面板驱动装置及其表示灰度级的方法，其中通过表示和最大数量维持脉冲一样多的灰度级而提高了灰度级的表示。
在本发明的一个方面，提供了一种等离子体显示面板的驱动装置，根据输入图像信号将等离子体显示面板上所显示图像的每个场分为多个子场，并且使用子场的组合通过表示灰度级显示与图像信号相对应的图像。该驱动装置包括反转灰度系数校正器(inverse gamma corrector)、维持脉冲子场转换器和维持/扫描驱动器。该反转灰度系数校正器进行输入图像信号的反转灰度系数校正，从而表示与施加给该等离子体显示面板的多个维持脉冲相对应的反转灰度系数校正灰度级。该维持脉冲子场转换器将反转灰度系数校正灰度级转换成根据维持脉冲数量的子场。该维持/扫描驱动器根据子场的排列产生控制信号，并将该控制信号施加给等离子体显示面板。
根据本发明的另一方面，提供了一种等离子体显示面板表示灰度级的方法，根据输入图像信号将等离子体显示面板上所显示图像的每个场分为多个子场，并且使用子场的组合，通过表示灰度级来显示与图像信号相对应的图像。在该方法中，进行输入图像信号的反转灰度系数校正来表示与施加给等离子体显示面板的多个维持脉冲相应的反转灰度系数校正灰度级。该反转灰度系数校正灰度级转换成维持脉冲数量决定的子场。根据子场的排列产生控制信号，从而在等离子体显示面板上显示图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种等离子体显示面板驱动装置，根据输入图像信号将等离子体显示面板上所显示图像的每个场分为多个子场，并且使用子场的组合，通过表示灰度级来显示与图像信号相对应的图像。该驱动装置包括维持脉冲数量确定单元、反转灰度系数校正器(inverse gammacorrector)、维持脉冲子场转换器和维持/扫描驱动器。该维持脉冲数量确定单元根据在输入图像信号的一个所述场中的数据的平均信号电平确定维持脉冲数量。使用与维持脉冲数量决定单元确定的维持脉冲数量相应的多个灰度系数校正表中的一个，该反转灰度系数校正器进行输入图像信号的反转灰度系数校正，从而表示与施加给该等离子体显示面板的多个维持脉冲相对应的反转灰度系数校正灰度级。该维持脉冲子场转换器将反转灰度系数校正灰度级转换成维持脉冲数量决定的子场。该维持/扫描驱动器根据子场的排列产生控制信号，并将该控制信号施加给该等离子体显示面板。
根据本发明又另一方面，提供了一种表示等离子体显示面板灰度级的方法，其中该等离子体显示面板根据输入图像信号将等离子体显示面板上所显示图像的每个场分为多个子场，并且使用子场的组合，通过表示灰度级来显示与图像信号相对应的图像。在该方法中，根据在该输入图像信号的一个所述场中的数据的平均信号电平确定维持脉冲数量。使用与维持脉冲数量相应的多个灰度系数校正表中的一个，进行输入图像信号的反转灰度系数校正来表示与施加给等离子体显示面板的多个维持脉冲相应的反转校正系数灰度级。该反转灰度系数校正灰度级被转换成维持脉冲数量决定的子场。根据子场的排列产生控制信号，从而在等离子体显示面板上显示图像。
根据本发明的又一方面，提供了一种包括控制器、等离子体显示面板驱动器和等离子体显示面板的等离子体显示设备。该控制器接收与具有至少一个场的图像相应的输入图像信号，并且根据用于表示图像的维持脉冲的最大数量将该至少一个场分为多个子场，从而可以表示与最大数量一样多的灰度级。该等离子体显示面板驱动器接收来自空制器的子场数据并产生用于显示该图像的控制信号。该等离子体显示面板显示与等离子体显示面板驱动器施加给它的控制信号相应的图像。
【附图说明】
附图和说明书一起说明了本发明的示范性实施例，并且和该描述一起用于解释本发明的原理，其中：
图1是交流型等离子体显示面板的部分透视图；
图2示出在图1的等离子体显示面板中电极的排列；
图3示出等离子体显示面板的灰度级表示方法；
图4是根据本发明示范性实施例的等离子体显示面板的示意平面图；
图5是根据本发明第一示范性实施例的等离子体显示面板的控制器的示意方框图；
图6是用于说明根据本发明第一示范性实施例的控制器中反转灰度系数控制器进行的反转灰度系数校正的曲线图；
图7是示出在根据本发明第一示范性实施例的控制器中在维持脉冲子场转换器处维持脉冲数量是1023、子场数量是10时的情况下在各个子场中的维持脉冲数量的图表。
图8是示出在根据图7所示维持脉冲数量的子场排列方法中表示各个灰度级的照明模式的图表；
图9是根据本发明第二示范性实施例的等离子体显示面板中控制器的示意方框图；
图10是示出帧的平均信号电平和在这种情况下使用的维持脉冲数量之间关系的例子的曲线图；
图11是示出其中图9控制器中的反转灰度系数控制器根据维持脉冲数量改变反转灰度系数校正表的例子的曲线图；和
图12是示出在维持脉冲数量是512的情况下当最大维持脉冲数量是1023时在关于维持脉冲决定的子场的编码表中的使用范围的图表。
【具体实施方式】
在随后的详细描述中，通过简单说明，仅示出并描述了本发明某些示范性实施例。正如本领域技术人员可以理解的那样，在完全不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式对本发明进行修改。因此，附图和描述要看成实际上是说明性的，而不是限制性的。
为了表述清楚本发明，将省略没有在说明书中介绍的部件，并且用相同的参考标记表示相同的元件。
此后，将参考附图更加详细地说明本发明的示范性实施例。
图4是根据本发明示范性实施例的等离子体显示面板的示意平面图。
如图4所示，根据本发明示范性实施例的等离子体显示面板包括等离子体显示面板100、寻址驱动器200、扫描/维持驱动器300和控制器400。
该等离子体显示面板100包括在列的方向上排列的多个寻址电极A1-Am和在行的方向上彼此交替排列的多个扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn。寻址驱动器200接收来自控制器400的寻址驱动控制信号，并且将用于选择要被照明的放电单元的显示数据信号施加给各个寻址电极A1-Am。扫描/维持驱动器300接收来自控制器400的控制信号，并轮流将维持电压输入到扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn，从而对所选择的放电单元进行维持放电。
控制器400接收来自外部源的R/G/B图像信号和同步信号，并将一个帧分为几个子场，然后将各个子场分为复位期、寻址期和维持/放电期，从而驱动该等离子体显示面板。在这种情况下，控制器400调整在一个帧中子场的每个维持期中施加的维持脉冲数量，从而给寻址驱动器200和扫描/维持驱动器300提供所需的控制信号。
此后，将参考图5到12更加详细地描述根据本发明示范性实施例的控制器400。
图5是根据本发明第一示范性实施例的等离子体显示面板控制器的示意方框图。通过例子，图5的控制器可以用作图4的控制器400。
如图5所示，根据本发明第一示范性实施例的等离子体显示面板的控制器包括反转灰度系数校正器410和维持脉冲子场转换器420。
反转灰度系数转换器410用于将具有n位的输入图像信号映射成反转灰度系数曲线，从而将输入图像信号校正为具有Q位的图像信号。因为通常的位数是8，所以这里将说明包括8位的输入图像信号的情况。在这种情况下，具有8位的输入图像信号被校正为Q位，而且反转灰度系数校正器410根据随机确定的维持脉冲数量来确定反转灰度系数校正的输出。反转灰度系数校正器410的输出位Q位由以下方程式(1)确定。
[方程式(1)]
2Q-1≤P≤2Q
在方程式(1)中，P是指随机确定的维持脉冲数量。例如，如果维持脉冲数量是1023，根据方程式(1)，输出数据的大小是10位，而且如图6确定反转灰度系数校正器410的查阅表。换句话说，与维持脉冲数量相应的反转灰度系数校正灰度级由反转灰度系数校正器410表示。
在这种情况下，输入到反转灰度系数校正器410的图像信号是数字信号，因此当模拟图像信号输入到等离子体显示面板时，要通过模拟数字转换器(未示出)将模拟图像信号转换成数字信号。反转灰度系数校正器410可以包括逻辑电路(未示出)，用于逻辑地产生与反转灰度系数曲线或查阅表(未示出)相应的数据，该查阅表储存与用于映射图像信号的反转灰度系数曲线相应的数据。
该维持脉冲子场转换器420将与从反转灰度系数校正器410输出的维持脉冲数量相应的反转灰度系数校正灰度级转换成维持脉冲数量决定的子场。换句话说，在传统技术中是考虑灰度级对子场进行了转换，而在本发明所述实施例中是考虑维持脉冲的数量对子场进行转换。例如，当如上所述，维持脉冲数量是1023、子场数量是10时，可以采用如图7所示的维持脉冲的子场排列。
图7是示出在根据本发明第一示范性实施例的控制器中在维持脉冲子场转换器420的维持脉冲数量是1023、子场数量是10时在各个子场中的维持脉冲数量的图表。如图7所示，各个子场sf1、sf2...和sf10不具有加权值，而是具有维持脉冲的数量。因此，表示了象维持脉冲数量一样多的灰度级。即，如果维持脉冲的数量是1023，就可以通过象维持脉冲数量一样多的1024档来表示灰度级。
根据如图7所示由维持脉冲数量决定的子场排列方法，通过调整各个子场的照明模式在1间隔中所有从0到1023都可以表示。即，如果维持脉冲的总数是1023，就可以表示1024档灰度级。
图8是示出在根据图7所示维持脉冲数量的子场排列方法中表示各个灰度级的照明模式的图表。为了表示灰度级1，如图8所示，只照明具有一个维持脉冲的子场sf1来表示该灰度级。例如，一个维持脉冲表示灰度级1，而两个维持脉冲表示灰度级2。
因此，根据本发明第一示范性实施例的控制器进行的由维持脉冲决定的子场排列方法，可以表示象维持脉冲数量一样多的灰度级，从而改善表示灰度级的性能。换句话说，通过根据最大维持脉冲的数量(随机确定的)确定维持脉冲子场的排列，本发明的第一示范性实施例可以改善或最大化表示灰度级的性能，而不用任何附加的计算例如误差扩散法(error diffusion method)。
维持脉冲子场转换器420转换的维持脉冲数量决定的子场排列的子场数据(维持脉冲数据)被传输给PDP驱动器500，即寻址驱动器200和扫描/维持驱动器300，从而在等离子体显示面板100上显示。
到此为止，已经描述了随机确定维持脉冲数量(也就是指最大维持脉冲数量)的情况。然而，此后，将提供对其中维持脉冲决定的灰度级表示方法的等离子体显示面板的控制器的描述，其中，根据等离子体显示面板中在每帧上的平均信号电平ASL确定维持脉冲数量。
图9是根据本发明第二示范性实施例的等离子体显示面板控制器的示意方框图。通过例子，作为图5控制器的替换，图9的控制器可以用作图4的控制器400。
如图9所示，根据本发明第二示范性实施例的等离子体显示面板中的控制器包括维持脉冲数量确定单元430、帧存储器440、反转灰度系数校正器450和维持脉冲子场转换器460。
维持脉冲数量确定单元430确定输入图像信号的每一帧中维持脉冲的数量。即，维持脉冲数量确定单元430考虑亮度和能耗确定最大维持脉冲数量。计算每一帧中的平均信号电平ASL，从而通过随后的等式(2)确定维持脉冲数量：
[等式(2)]
ASL=Σx=1NΣy=1MRx,y+Gx,y+Bx,y3×N×M]]>
在上述等式(2)中，Rx，y，Gx，y和Bx，y分别表示在位置x，y处的R/G/B灰度级，N和M分别表述帧的水平和垂直大小。维持脉冲数量确定单元430通过等式(2)计算的平均信号电平ASL考虑亮度和能耗方面，从而确定彼此不同的输入图像信号的每个帧中的维持脉冲数量。
图10是示出帧的平均信号电平和在这种情况下使用的维持脉冲数量之间关系的例子的曲线图。如图10所示，如果帧的平均灰度级较低，大量维持脉用于提高最大亮度，而如果平均灰度级较高，就使用少量维持脉冲用于降低能耗。
在这种情况下，如果维持脉冲数量减少了，表示的灰度级数量也减少，但是，如图10所示，主要在较亮的平均灰度级的图像中减少维持脉冲数量，而在表示灰度经常出现问题的较暗图像中要增加维持脉冲数量。因此，通过根据帧的平均信号电平ASL调整维持脉冲数量(即，最大维持脉冲数量)，改善了灰度级表示。
反转灰度系数校正器450根据维持脉冲确定单元430确定的维持脉冲数量(它是由输入图像信号的平均信号电平确定的)进行反转灰度系数校正。换句话说，按要求根据维持脉冲确定单元430确定的维持脉冲数量选择多个查阅表(表示灰度系数曲线)中的一个并使用它。图11是示出其中反转灰度系数控制器450根据维持脉冲数量改变反转辉度系数校正表的例子的曲线图。如图11所示，如果维持脉冲数量是最大的Pmax，参考反转灰度系数校正查阅表SP1进行反转灰度系数校正。换句话说，通过根据维持脉冲数量选择不同反转灰度系数曲线中的一个来进行反转灰度系数校正。
在那种情况下，和本发明第一示范性实施例的反转灰度系数校正器410一样的方式，反转灰度系数校正器450输出与维持脉冲数量相应的反转灰度系数校正结果，除了反转灰度系数校正器450根据输入图像信号的平均信号确定的维持脉冲数量改变反转灰度系数表。
帧存储器440储存并延迟当前输入的帧数据维持脉冲数量确定单元440确定维持脉冲数量所需的足够多的时间。
维持脉冲子场转换器460将与由反转灰度系数校正器450输出的维持脉冲数量相应的反转灰度系数校正结果转换成子场信息。在这种情况下，维持脉冲子场转换器460确定并使用关于最大维持脉冲数量(即在最大数量维持脉冲用作输入图像信号的平均信号电平时，维持脉冲数量最低)的维持脉冲子场排列，并且具有基于最大维持脉冲数量的编码表(各个子场的维持脉冲数量和根据它的灰度级表示)。例如，如果最大维持脉冲的数量Pmax是1023，可以使用图7所示维持脉冲决定的子场排列。这种情况下的表，即在各个子场中维持脉冲的数量和根据它的灰度级表示如图8所示。此外，如果维持脉冲确定单元430确定的维持脉冲数量小于1023，即，如果使用低于图11中的Pmax的反转灰度系数校正曲线，可以确定关于如图8所示编码表中相应脉冲输出值的编码，因为最大输出值不大于最大脉冲值1023。
图12是示出在维持脉冲数量是512的情况下，当最大维持脉冲数量是1023时使用在关于维持脉冲决定的子场的编码表中的范围的图表。如图12所示，如果维持脉冲数量是512，使用图12所示的编码表的一部分就可以表示灰度级。类似地，对于小于1023的其它维持脉冲数量，同样的编码表可以支持所有的输出。
具有维持脉冲子场转换器420转换的维持脉冲数量决定的子场排列的子场数据(维持脉冲数量数据)被传输给PDP驱动器500，即寻址驱动器200和扫描/维持驱动器300，然后在等离子体显示面板100上显示。
如上所述，根据本发明，使用了根据维持脉冲数量进行最优灰度级表示的子场排列，因此可以在不需要任何附加计算例如误差扩散的情况下改善灰度级表示性能。此外，提供了随着维持脉冲数量提高可以大大改善表示灰度级的性能的特点。
尽管结合某些示范性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包括在本发明附加权利要求及其等同物的精神和范围内的各种调整和等效布置。