調製信號產生電路、圖像顯示設備和電視設備的製作方法
2023-10-29 14:43:22
專利名稱：調製信號產生電路、圖像顯示設備和電視設備的製作方法
技術領域：
本發明與調製信號產生電路和圖像顯示設備有關。
背景技術：
日本專利公報No.11-337909揭示了一種能根據輸入的圖像切換色調特性曲線的液晶顯示器。
日本專利公報No.6-178153揭示了一種能根據輸入的圖像切換伽瑪校正曲線的伽瑪校正電路。
日本專利公報No.2000-029425揭示了一種使用非均勻像素時鐘(PCLK)的結構。
日本專利公報No.2003-173159揭示了一種信號波形順序上升的結構。
日本專利公報No.7-181917揭示了一種能從色調電壓反應曲線上的一些點搜索一個序列以得到具有亮度的序列的控制裝置和方法。
發明內容
所希望的是開發出一種可以改變色調特性的調製信號產生電路。
按照第一方面，本發明提供了一種適合產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路。這種調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部和一個控制電路。輸出部被控制成在一個輸出一個調製信號的周期內的第一周期期間將調製信號的高度值設置為一個預定高度值，而在這個輸出調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值。控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置最大時間寬度，或者按照一個指出色調數據的特性的信號設置最大時間寬度。
按照第二方面，本發明提供了一種適合產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路。這種調製信號產生電路包括一個產生調製信號的輸出部和一個控制電路。輸出部包括第一電晶體和第二電晶體。第一電晶體的一個主電極接到一個用來將調製信號的高度值設置為一個預定高度值的第一電源上而另一個主電極接到輸出部的輸出端上，第二電晶體的一個主電極接到一個用來將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值的第二電源上而另一個主電極接到輸出部的輸出端上。第一電晶體在一個產生一個調製信號的周期內的第一周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第一電晶體接到第一電源上的狀態，而第二電晶體在這個產生一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第二電晶體接到第二電源上的狀態。控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置最大時間寬度，或者按照一個指出色調數據的特徵的信號設置最大時間寬度。
按照第三方面，本發明提供了一種圖像顯示設備，這種圖像顯示設備包括上述調製信號產生電路和一個響應調製信號驅動的顯示器。
按照第四方面，本發明提供了一種圖像顯示設備，這種圖像顯示設備包括一個適合產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路和一個響應調製信號驅動的顯示器。調製信號產生電路包括一個產生調製信號的輸出部和一個控制電路。輸出部被控制成在一個輸出一個調製信號的周期內的第一周期期間將調製信號的高度值設置為一個預定高度值而在這個輸出調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值。控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置最大時間寬度，按照一個指出色調數據的特性的信號設置最大時間寬度，或者按照一個指出圖像顯示設備的環境亮度的信號設置最大時間寬度。
按照第五方面，本發明提供了一種圖像顯示設備，這種圖像顯示設備包括一個適合產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路和一個響應調製信號驅動的顯示器。調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部和一個控制電路。輸出部包括第一電晶體和第二電晶體。第一電晶體的一個主電極接到一個用來將調製信號的高度值設置為一個預定高度值的第一電源上而另一個主電極接到輸出部的輸出端上，第二電晶體的一個主電極接到一個用來將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值的第二電源上而另一個主電極接到輸出部的輸出端上。第一電晶體在一個產生一個調製信號的周期內的第一周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第一電晶體接到第一電源上的狀態，而第二電晶體在這個產生一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第二電晶體接到第二電源上的狀態。控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置最大時間寬度，按照一個指出色調數據的特性的信號設置最大時間寬度，或者按照一個指出圖像顯示設備的環境亮度的信號設置最大時間寬度。
這種圖像顯示設備還可以包括多個掃描線、多個調製線和一個順序將掃描信號加到這些掃描線上的掃描電路。多個調製信號產生電路可配置成與這些調製線相應。多個顯示器可以由形成矩陣線路的這些掃描線和調製線連接。
本發明提供了一種電視設備，這種電視設備包括一個電視廣播信號的調諧器和這種圖像顯示設備。所述圖像顯示設備從調諧器接收信號，根據調諧器提供的信號顯示圖像。
按照本發明，可以實現能改變色調特性的調製信號產生電路。
從以下結合附圖對典型實施例的說明中可以清楚地看到本發明的其他特徵和優點。
圖1為示出按照本發明的一個實施例設計的圖像顯示設備內的驅動單元的原理方框圖。
圖2為示出圖1所示的驅動單元內的調製電路的內部配置的方框圖。
圖3為示出圖2所示的調製電路內的移位寄存器的內部配置的方框圖。
圖4為示出圖2所示的調製電路內的PWM電路的一個電路的方框圖。
圖5為示出圖2所示的調製電路內的輸出級電路的配置的電路圖。
圖6例示了圖2所示的調製電路內的輸出級電路輸出的驅動波形。
圖7為示出圖2所示的調製電路內的PWM電路的一個下降波形電路的方框圖。
圖8例示了按照本發明的實施例設計的選擇器。
圖9例示了按照本發明的實施例設計的驅動單元內所用的驅動波形的一個例子。
圖10例示了按照本發明的實施例設計的驅動單元內所用的驅動波形的另一個例子。
圖11為詳細示出按照本發明的實施例設計的驅動單元內的數據變換電路的方框圖。
圖12示出了按照本發明的實施例設計的驅動單元內所用的PWM驅動波形的例子。
圖13為示出圖12中所示的PWM驅動波形例子內的驅動波形數據的值與色調(亮度)之間的關係的曲線圖。
圖14示出了另一個PWM驅動波形的例子。
圖15為示出圖14中所示的PWM驅動波形例子內驅動波形數據的值與色調(亮度)之間的關係的曲線圖。
圖16例示了切換情況信號的一些例子。
圖17示出了按照本發明的一個實施例設計的電視機的結構的一個例子。
具體實施例方式
一種按照本發明所設計的圖像顯示設備例如為一個液晶顯示器、等離子顯示器或電子束顯示器。特別，本發明適用於顯示多比特的電子束顯示器。
圖1為示出按照本發明的一個實施例設計的圖像顯示設備內的驅動單元的原理方框圖。如圖1所示，驅動單元包括調製電路A2、掃描電路A3、定時產生器A4、數據變換電路A5、並行-串行變換電路A6、複合電源電路A7和掃描電源電路A8。定時產生器A4和數據變換電路A5形成一個數據輸出電路。驅動單元對形成圖像顯示設備的圖像顯示單元A1′的電子源A1進行驅動。掃描電路A3具有多個輸出端，分別接到圖像顯示單元內的相應掃描線(水平線)上。調製電路A2具有多個輸出端，分別接到圖像顯示單元的相應調製線(垂直線)上。掃描線和調製線形成矩陣線路。多個顯示器A0通過這些矩陣線路相連接。雖然這些顯示器配置在掃描線與調製線的交叉處，但為了清晰起見圖1中只示出了其中一些顯示器。按照這個實施例，用電子發射器作為這些顯示器A0。圖像顯示單元具有一種螢光物質，受到電子發射器發射的電子照射時發光。隨著螢光物質的發光，就形成了圖像。按照這個實施例，用表面傳導電子發射器作為電子發射器。按照這個實施例，數據變換電路A5用作將一個在一個預定的調製信號產生條件下產生調製信號的狀態改變為一個在另一個調製信號產生條件下產生調製信號的狀態的控制電路。
數據變換電路A5將外部控制電子源A1的亮度和色調所用的亮度-色調數據變換成適合調製電路A2的驅動波形數據格式。按照這個實施例，用數據變換電路A5作為控制電路。控制電路輸出涉及設置步數的數據，這數據用來設置一個預定高度值的最大周期。控制電路還輸出作為脈衝高度調製(PHM)數據和脈衝寬度調製(PWM)數據的亮度-色調數據。數據變換電路A5的配置將在下面結合圖11說明。
並行-串行變換電路A6將數據變換電路A5輸出的驅動波形數據變換成PHM串行數據和PWM串行數據。
接到電子源A1的水平線上的掃描電路A3選擇調製電路A2輸出的每個信號所要加到的水平線。雖然掃描電路A3通常執行順序水平掃描，順序逐一選擇水平線，但掃描方法並不局限於順序水平掃描。掃描電路A3可以執行隔行掃描，可以選擇多個行，或者可以選擇一個平面。也就是說，掃描電路A3起著選擇裝置的作用，將一個選擇電壓加到電子源A1的這些電子源中要驅動的多個電子源所連接的水平線上一段預定時間而在這段預定時間外加一個不選擇電壓，來選擇這些線。
定時產生器A4產生調製電路A2、掃描電路A3、數據變換電路A5和並行-串行變換電路A6所需的定時信號。
複合電源電路A7輸出多個電源電壓，控制調製電路A2。雖然複合電源電路A7通常是一個電壓源電路，但並不局限於此。
掃描電源電路A8輸出多個電源電壓，控制掃描電路A3。雖然掃描電源電路A8通常是一個電壓源電路，但並不局限於此。
圖2為示出調製電路A2的內部配置的方框圖。下面將結合圖2對調製電路A2進行說明。
調製電路A2包括移位寄存器A9、PWM電路A10和輸出級電路A11。
移位寄存器A9接收和傳送經並行-串行變換電路A6變換得到PHM串行數據和PWM串行數據，這是與電子源A1的垂直線相應的調製數據。PWM電路A10從移位寄存器A9接收作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據的PHM並行數據和PWM並行數據，產生與輸出級電路A11的輸出電壓相應的輸出。用來控制移位寄存器A9和PWM電路A10的定時信號由定時產生器A4提供。輸出級電路A11與複合電源電路A7連接，輸出具有在下面要說明的驅動波形的調製信號。
圖3為示出移位寄存器A9的內部配置的方框圖。下面將結合圖3對移位寄存器A9進行詳細說明。
移位寄存器A9包括多個控制電路A12和多個記錄電路A13。雖然這裡描述控制電路A12和記錄電路A13由一些延遲(D)觸發器組成，但電路並不局限於這種配置。
第一記錄電路A13-1接收經並行-串行變換電路A6變換得到的PHM串行數據，傳送作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據的PHM並行數據。第二記錄電路A13-1接收經並行-串行變換電路A6變換得到的PWM串行數據，傳送作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據的PWM並行數據。每個控制電路A12接收作為定時產生器A4產生的定時信號的移位觸發脈衝和移位時鐘，產生記錄控制信號，用來將作為與電子源A1的垂直線(調製線)相應的調製數據的PHM串行數據和PWM串行數據錄入第一和第二記錄電路A13-1和A13-2。響應控制電路A12產生的記錄控制信號，將PHM串行數據錄入第一記錄電路A13-1，同時將PWM串行數據錄入第二記錄電路A13-2。
圖4為示出作為圖2中所示的PWM電路A10的為每條垂直線提供的電路配置的一個例子的方框圖。下面將結合圖4對PWM電路A10進行詳細說明。PWM電路A10並不局限於這種電路配置。
PWM電路A10包括PWM並行數據鎖存電路A14、PHM並行數據鎖存電路A15、計數電路A16、計數器清除信號產生電路A17、PHM數據解碼電路A18、初始數據設置信號解碼電路A19、V1開始數據存儲器A20、V2開始數據存儲器A21、V3開始數據存儲器A22、V4開始數據存儲器A23、V1結束數據存儲器A24、V2結束數據存儲器A25、V3結束數據存儲器A26、V4結束數據存儲器A27、V1結束數據選擇電路A28、V2結束數據選擇電路A29、V3結束數據選擇電路A30、V4結束數據選擇電路A31、V1開始數據比較器A32、V2開始數據比較器A33、V3開始數據比較器A34、V4開始數據比較器A35、V1結束數據比較器A36、V2結束數據比較器A37、V3結束數據比較器A38、V4結束數據比較器A39、V4結束數據比較器A39、V1脈衝寬度產生電路A40、V2脈衝寬度產生電路A41、V3脈衝寬度產生電路A42和V4脈衝寬度產生電路A43。雖然用D觸發器和XOR電路來形成計數器清除信號產生電路A17，但計數器清除信號產生電路A17不局限於這種配置。
PWM並行數據的鎖存電路A14鎖存PWM並行數據，按照作為定時產生器A4產生的一個定時信號的加載信號的定時錄入移位寄存器A9內的第二記錄電路A13-2，作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據。PHM並行數據的鎖存電路A15鎖存PHM並行數據，按照作為定時產生器A4產生的一個定時信號的加載信號的定時錄入移位寄存器A9內的第一記錄電路A13-1，作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據。
計數器清除信號產生電路A17根據作為定時產生器A4產生的定時信號的加載信號和PWM時鐘產生對一個規定內部定時的計數器的清除信號。計數電路A16根據作為定時產生器A4產生的一個定時信號的PWM時鐘和計數器清除信號產生電路A17產生的計數器清除信號將規定內部定時的計數數據提供給從V1開始數據比較器A32到V4結束數據比較器A39這些比較器。
PHM數據解碼電路A18按照PHM並行數據鎖存電路A15鎖存的PHM並行數據產生供V1結束數據選擇電路A28、V2結束數據選擇電路A29、V3結束數據選擇電路A30和V4結束數據選擇電路A31用的選擇信號。PHM數據解碼電路A18產生四個2比特PHM並行數據的選擇信號。在PHM並行數據等於「00」時，V1結束數據選擇電路A28的選擇信號設置為「1」，而其餘選擇電路的選擇信號設置為「0」。「00」意味著一個二進位的值。在PHM並行數據等於「01」時，V2結束數據選擇電路A29的選擇信號設置為「1」，而其餘選擇電路的選擇信號設置為「0」。在PHM並行數據等於「10」時，V3結束數據選擇電路A30的選擇信號設置為「1」，而其餘選擇電路的選擇信號設置為「0」。在PHM並行數據等於「11」時，V4結束數據選擇電路A31的選擇信號設置為「1」，而其餘選擇電路的選擇信號設置為「0」。
初始數據設置信號解碼電路A19按照作為定時產生器產生的一個定時信號的初始數據設置信號來順序產生一些寫信號，用來將鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據(用作一些用來設置形成驅動波形的條件的參數(作為每個高度值控制的周期可用的最大時間寬度)的數據，通過與PWM數據的相同的路徑發送)錄入V1開始數據存儲器A20、V2開始數據存儲器A21、V3開始數據存儲器A22、V4開始數據存儲器A23、V1結束數據存儲器A24、V2結束數據存儲器A25、V3結束數據存儲器A26和V4結束數據存儲器A27。初始數據設置信號解碼電路A19產生八個3比特初始數據設置信號的寫信號。在初始數據設置信號設置為「000」時，只有V1開始數據存儲器A20的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V1開始數據存儲器A20。
在初始數據設置信號設置為「001」時，只有V2開始數據存儲器A21的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V2開始數據存儲器A21。
在初始數據設置信號設置為「010」時，只有V3開始數據存儲器A22的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V3開始數據存儲器A22。
在初始數據設置信號設置為「011」時，只有V4開始數據存儲器A23的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V4開始數據存儲器A23。
在初始數據設置信號設置為「100」時，只有V1結束數據存儲器A24的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V1結束數據存儲器A24。
在初始數據設置信號設置為「101」時，只有V2結束數據存儲器A25的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V2結束數據存儲器A25。
在初始數據設置信號設置為「110」時，只有V3結束數據存儲器A26的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V3結束數據存儲器A26。
在初始數據設置信號設置為「111」時，只有V4結束數據存儲器A27的寫信號接通，從而將PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據錄入V4結束數據存儲器A27。
用來形成下面所說明的驅動波形的參數(V1開始數據、V2開始數據、V3開始數據、V4開始數據、V1結束數據、V2結束數據、V3結束數據和V4結束數據)在不顯示圖像的包括單元啟動時間的周期內或者在用戶給出一個要傳送這些參數或色調數據的特性改變時，順序傳送給各存儲器(從V1開始數據存儲器A20到V4結束數據存儲器A27)作為亮度-色調數據，以將這些參數(V1開始數據、V2開始數據、V3開始數據、V4開始數據、V1結束數據、V2結束數據、V3結束數據和V4結束數據)錄在這些存儲器內。
V1結束數據選擇電路(SEL1E_D)A28按照與PHM數據解碼電路A18提供的PHM數據相應的選擇信號選擇PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據或錄在V1結束數據存儲器A24內的V1結束數據。
V2結束數據選擇電路(SEL2E_D)A29按照與PHM數據解碼電路A18提供的PHM數據相應的選擇信號選擇PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據或錄在V2結束數據存儲器A25內的V2結束數據。
V3結束數據選擇電路(SEL3E_D)A30按照與PHM數據解碼電路A18提供的PHM數據相應的選擇信號選擇PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據或錄在V3結束數據存儲器A26內的V3結束數據。
V4結束數據選擇電路(SEL4E_D)A31按照與PHM數據解碼電路A18提供的PHM數據相應的選擇信號選擇PWM並行數據鎖存電路A14鎖存的PWM並行數據或錄在V4結束數據存儲器A27內的V4結束數據。
V1開始數據比較器(COMP1S)A32在記錄在V1開始數據存儲器A20內的V1開始數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V1開始脈衝。
V2開始數據比較器(COMP2S)A33在記錄在V2開始數據存儲器A21內的V2開始數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V2開始脈衝。
V3開始數據比較器(COMP3S)A34在記錄在V3開始數據存儲器A22內的V3開始數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V3開始脈衝。
V4開始數據比較器(COMP4S)A35在記錄在V4開始數據存儲器A23內的V4開始數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V4開始脈衝。
V1結束數據比較器(COMP1E)A36在V1結束數據選擇電路A28所選的V1結束數據或PWM並行數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V1結束脈衝。
V2結束數據比較器(COMP2E)A37在V2結束數據選擇電路A29所選的V2結束數據或PWM並行數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V2結束脈衝。
V3結束數據比較器(COMP3E)A38在V3結束數據選擇電路A30所選的V3結束數據或PWM並行數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V3結束脈衝。
V4結束數據比較器(COMP4E)A39在V4結束數據選擇電路A31所選的V4結束數據或PWM並行數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個V4結束脈衝。
V1脈衝寬度產生電路(PWM1)A40是一個PWM電路，輸出一個在V1開始數據比較器A32產生的V1開始脈衝處上升而在V1結束數據比較器A36產生的V1結束脈衝處下降的脈衝寬度波形TV1。
V2脈衝寬度產生電路(PWM2)A41是一個PWM電路，輸出一個在V2開始數據比較器A33產生的V2開始脈衝處上升而在V2結束數據比較器A37產生的V2結束脈衝處下降的脈衝寬度波形TV2。
V3脈衝寬度產生電路(PWM3)A42是一個PWM電路，輸出一個在V3開始數據比較器A34產生的V3開始脈衝處上升而在V3結束數據比較器A38產生的V3結束脈衝處下降的脈衝寬度波形TV3。
V4脈衝寬度產生電路(PWM4)A43是一個PWM電路，輸出一個在V4開始數據比較器A35產生的V4開始脈衝處上升而在V4結束數據比較器A39產生的V4結束脈衝處下降的脈衝寬度波形TV4。
以上PWM電路的一個例子是接收開始脈衝作為置位輸入和接收結束脈衝作為復位輸入的復位置位(RS)觸發器。然而，以上PWM電路並不局限於這種電路。
圖5為示出圖2中所示的形成一個輸出單元的輸出級電路A11的配置的電路圖。為每個垂直線都配置一個輸出級電路A11。如圖5所示，電壓V4大於電壓V3，而電壓V3大於電壓V2。電壓V2大於電壓V1，而電壓V1大於零。電壓V1至V4分別響應作為PWM輸出波形的脈衝寬度波形TV1至TV4輸出。成對電晶體Q1至Q3和電晶體Q4分別輸出電壓V1至V4，在成對電晶體Q1至Q3和電晶體Q4導通時通過輸出端輸出。提供電壓V1至V4的電源與垂直線之間的連接關係受根據PWM輸出波形TV1至TV4產生的控制信號控制。這些電源可以是相互分開的獨立電源。或者，也可以是用其中一些電源來得到其他一些電源，例如通過電阻分壓產生一些電壓。具體地說，例如將電晶體的一個主電極接到提供電壓V1的電源上而另一個主電極接到垂直線上。從PWM輸出波形TV1至TV4得到的控制信號加到作為電晶體的控制極的選通電極上。在用的是場效應電晶體(FET)時，一個主電極為源電極而另一個主電極為漏極。響應控制信號導通電晶體，就使電壓V1通過電晶體加到垂直線上。類似地，將控制信號加到接在每個電源與相應垂直線之間的電晶體的控制極上就控制了電源與相應垂直線之間的連接。
圖6例示了通過圖5中的輸出端輸出的驅動波形。圖6(a)示出了在PHM數據等於「11」和使用電壓V1至V4時的驅動波形。電壓V1的上升沿由存儲在V1開始數據存儲器A20的V1開始數據確定，電壓V2的上升沿由存儲在V2開始數據存儲器A21內的V2開始數據確定，電壓V3的上升沿由存儲在V3開始數據存儲器A22內的V3開始數據確定，而電壓V4的上升沿由存儲在V4開始數據存儲器A23內的V4開始數據確定。電壓V1的下降沿由存儲在V1結束數據存儲器A24內的V1結束數據確定，電壓V2的下降沿由存儲在V2結束數據存儲器A25內的V2結束數據確定，電壓V3的下降沿由存儲在V3結束數據存儲器A26內的V3結束數據確定，而電壓V4的下降沿由PWM數據確定。
圖6(b)示出了在PHM數據等於「10」和使用電壓V1至V3時的驅動波形。電壓V1的上升沿由存儲在V1開始數據存儲器A20的V1開始數據確定，電壓V2的上升沿由存儲在V2開始數據存儲器A21內的V2開始數據確定，而電壓V3的上升沿由存儲在V3開始數據存儲器A22內的V3開始數據確定。電壓V1的下降沿由存儲在V1結束數據存儲器A24內的V1結束數據確定，電壓V2的下降沿由存儲在V2結束數據存儲器A25內的V2結束數據確定，而電壓V3的下降沿由PWM數據確定。
圖6(c)示出了在PHM數據等於「01」和使用電壓V1至V2時的驅動波形。電壓V1的上升沿由存儲在V1開始數據存儲器A20內的V1開始數據確定，而電壓V2的上升沿由存儲在V2開始數據存儲器A21內的V2開始數據確定。電壓V1的下降沿由存儲在V1結束數據存儲器A24內的V1結束數據確定，而電壓V2的下降沿由PWM數據確定。
圖6(d)示出了在PHM數據等於「00」和使用電壓V1時的驅動波形。電壓V1的上升沿由存儲在V1開始數據存儲器A20內的V1開始數據確定。電壓V1的下降沿由PWM數據確定。
PWM電路A10按照這個實施例除了圖4中的電路之外還包括圖7所示的下降波形電路A50。可以選擇用圖4中的電路設置驅動波形的上升沿和下降沿的模式，也可以選擇用圖4中的電路設置驅動波形的上升沿而用圖7中的電路設置驅動波形的下降沿的模式。後一種模式以下就稱為PWM驅動模式。
圖7為示出在PWM驅動模式中用來產生下降波形的下降波形電路A50。下降波形電路A50包括PWM並行數據鎖存電路A51、PHM並行數據鎖存電路A52、下降步數存儲器A53、PHM並行數據存儲器A54、PWM並行數據比較電路A55、步數比較電路A56、數據減法器A57、PHM計數電路A58和PWM脈衝寬度電路A59。
PWM並行數據鎖存電路A51鎖存PWM並行數據，按照作為定時產生器A4產生的一個定時信號的加載信號的定時將它錄入移位寄存器A9內的第二記錄電路A13-2，作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據。
PHM並行數據鎖存電路A52鎖存PHM並行數據，按照作為定時產生器A4產生的一個定時信號的加載信號的定時將它錄入移位寄存器A9內的第一記錄電路A13-1，作為與電子源A1的垂直線相應的調製數據。
下降步數存儲器A53響應作為定時產生器A4產生的一個定時信號的MODE(模式)信號記錄涉及步數的數據。涉及步數的數據通過PWM並行數據的總線傳送。
PHM並行數據存儲器A54記錄PHM並行數據。
PWM並行數據比較電路A55在PWM數據與計數電路A16內規定內部定時的計數數據相符時產生一個脈衝。
步數比較電路A56在用來在每個電壓在波形的下降沿處設置輸出周期的涉及步數的數據與計數電路A16內的規定內部定時的計數數據相符時產生一個脈衝。
數據減法器A57將錄在PHM並行數據存儲器A54內的PHM數據減1，將經減1的值存儲起來。
PHM計數電路A58對步數比較電路A56輸出的脈衝計數，作為計數脈衝，在計數脈衝與數據減法器A57輸出的值相符時輸出一個信號，用來使步數比較電路A56停止工作。
PWM脈衝寬度電路A59輸出每個電壓從步數比較電路A56輸出的脈衝的下降定時和數據減法器A57輸出的值。
下面對這些電路(示於圖4和圖7)的工作情況進行說明。
在不顯示圖像且包括單元啟動時間的周期內，用來形成驅動波形的參數，V1至V4開始數據、V1至V4結束數據和涉及步數的數據，順序作為亮度-色調數據傳送，使這些參數和數據存儲在各相應存儲器內。調整步數可以使亮度特性相對色調數據以下面所說明的方式改變。雖然以上說明的是使設置作為由每個高度值控制的周期可用的最大時間寬度的數據通過與亮度-色調數據的相同的通路發送和存儲在PWM電路內的電路配置，但並不局限於使用這種電路配置。這樣的數據可以通過一個與亮度-色調數據的通路不同的通路發送。
在響應MODE信號選擇第一驅動模式(以下也簡稱為PWM驅動)時，PWM並行數據比較電路A55將PWM數據與計數器值相比較。如果PWM數據與計數器值相符，PWM並行數據比較電路A55就向步數比較電路A56和下面要說明的選擇器A60提供一個脈衝，啟動它們進行工作。
步數比較電路A56將用來在波形的下降沿處設置每個電壓的輸出周期的涉及步數的數據與計數電路A16內的規定內部定時的計數數據相比較。如果步數數據與計數數據相符，步數比較電路A56就向PHM計數電路A58和PWM脈衝寬度電路A59提供一個脈衝。
PHM計數電路A58將數據減法器A57輸出的值與步數比較電路A56輸出的脈衝數相比較。如果該值與脈衝數相符，PHM計數電路A58就使步數比較電路A56停止工作。如果該值不與脈衝數相符，PHM計數電路A58就使步數比較電路A56的計數器值復位，再開始與步數數據比較。
PWM脈衝寬度電路A59接收PWM並行數據比較電路A55輸出的脈衝。
(1)如果與數據減法器A57內的PHM數據的值相應的電壓等於例如電壓V3，PWM脈衝寬度電路A59就輸出電壓小於或等於電壓V3的波形的下降沿的脈衝寬度波形TV1至TV3。
(2)如果與數據減法器A57內的PHM數據的值相應的電壓等於例如電壓V2，PWM脈衝寬度電路A59就輸出電壓小於或等於電壓V2的波形的下降沿的脈衝寬度波形TV1至TV2。
(3)如果與數據減法器A57內的PHM數據的值相應的電壓等於例如電壓V1，PWM脈衝寬度電路A59就輸出電壓V1的波形的下降沿的脈衝寬度波形TV1。
每次檢測到步數比較電路A56輸出的脈衝，PWM脈衝寬度電路A59就進行操作，輸出一個後續電壓(較低的電壓)。重複這個操作，直到驅動波形到達地(GND)電平，從而形成PWM驅動的波形的下降沿。
如圖8所示，下降波形電路A50輸出的脈衝寬度波形TV1至TV3被提供給選擇器A60。圖4所示的電路的PWM輸出波形TV1至TV4也提供給選擇器A60上。
在第二驅動模式(以下也簡稱為普通驅動)中，選擇器A60使圖4所示電路提供的PWM輸出波形TV1至TV4通過，從而將PWM輸出波形TV1至TV4發送給圖5中的輸出級A11。
下面對響應MODE信號選擇PWM驅動的情況進行說明。
選擇器A60響應PWM並行數據比較電路A55提供的輸出信號PWM_on進行工作。選擇器A60具體工作情況如下(1)選擇器A60通常在輸出信號PWM_on輸入前驅動。也就是說，選擇器A60使「圖4所示電路提供的PWM輸出波形TV1至TV4」通過。
(2)選擇器A60在接收到輸出信號PWM_on後選擇「下降波形電路A50提供的脈衝寬度波形TV1至TV3」，輸出所選的脈衝寬度波形TV1至TV3。
圖9例示了在響應MODE信號選擇PWM驅動時的驅動波形。圖10例示了與圖6(a)中相同的驅動波形(普通波形)。
在PWM驅動中，在PWM數據所指定的位置(圖9中打有陰影線的塊)前出現的是與普通波形相同的驅動波形。然而，在PWM數據所指定的位置(圖9中打有陰影線的塊)後，在一段與步數(在圖9中為2)相應的時間內輸出比電壓V4低一級的電壓V3。然後，在一段與步數(在圖9中為2)相應的時間內輸出電壓V2。重複同樣的操作直到驅動波形到達GND電平，從而形成PWM驅動的波形。
圖11為詳細示出在圖1和2中所示的數據變換電路A5的方框圖。
在以下說明中，在使用情況信號1時，直到驅動波形上升的前方步數設置為4、4和4，而在使用情況信號2時，直到驅動波形上升的前方步數設置為4、64和64。也就是說，在圖4的電路內V1至V4開始數據設置成使得步數設置為以上值。具體地，V2開始數據設置成使得高度值上升到V1開始數據的值，而在四個時鐘後上升到V2開始數據的值。這個設置使作為周期可用的時間寬度在高度值設置為V1開始數據的值的驅動波形的前端設置為四個時鐘周期。這同樣也適用於V2至V4開始數據的時間寬度。後方步數設置為4。後方步數記錄在圖7中的下降步數存儲器A53內。
步數設置數據1 A111具有值4、4、4、4、4和4。
這六個值分別表示從電壓V1至電壓V2的前方步數、從電壓V2至電壓V3的前方步數、從電壓V3至電壓V4的前方步數、從電壓V4至電壓V3的後方步數、從電壓V3至電壓V2的後方步數和從電壓V2至電壓V1的後方步數。在使用情況信號1時選擇器A113選擇這些值。選擇器A117在一個幀的第一定時選擇和輸出這些值。步數設置數據錄在PWM電路A10內。隨後根據參數和亮度數據(PWM數據或PHM數據)輸出驅動波形，以便顯示。具體地說，根據這些參數確定在每個高度值出現朝向由PHM數據規定的驅動波形的最大高度值的上升沿前的步數。需開始從驅動波形的最大高度值下降的定時根據PWM數據確定，而在每個比驅動波形的最大高度值低的高度值出現下降沿前的步數根據步數設置數據確定。
對以上步數最佳化的變換表存儲在一個變換表1 A114內。在使用情況信號1時，選擇器A116選擇亮度數據通過變換表1 A114變換成的驅動波形數據(PHM數據或PWM數據)。由於在這個幀的第一定時之外的部分選擇器A117選擇這些值，因此與在使用情況信號1時的亮度相應的驅動波形用驅動波形數據(PHM數據或PWM數據)和預先錄在PWM電路A10的存儲器內的參數輸出。
步數設置數據2 A112具有為4、64、64、4、4和4的值。V1至V4開始數據和下降步數存儲器A53內的數據設置成滿足這個條件。
由於在使用情況信號2時選擇器A113選擇這些值，因此這些值在幀的第一定時輸出。對以上步數最佳化的變換表存儲在一個變換表2A115內。在使用情況信號2時，選擇器A116選擇亮度數據通過變換表2A115變換成的驅動波形數據。由於在幀的第一定時之外的部分選擇器A117選擇這些值，因此輸出與使用情況信號2時的亮度相應的驅動波形。
最佳化的變換表1 A114和變換表2 A115將輸入色調數據變換成驅動波形數據。變換表1 A114和變換表2 A115內的值確定成使得顯示中的亮度與色調數據匹配。因此，在變換表1 A114和變換表2 A115內不僅考慮了驅動波形，而且考慮了例如顯示器的螢光物質的顯示特性。按照本發明的另一個實施例，可以單獨配置一個使顯示器的顯示特性與色調數據匹配的表，而這個實施例的多個變換表可以只用來切換驅動波形。
如上所述，在驅動波形改變和色調數增多時，為每個驅動波形提供一個變換表和按照驅動波形切換變換表無論顯示模式如何改變都可以保持一個預定的色調特性。
圖12示出了PWM驅動波形例1。
如圖12所示，上升步數設置為「4、4和4」，而下降步數設置為「4、4和4」。
如圖12所示那樣移動PWM數據(打有陰影線的塊)的位置可以形成PWM驅動的波形。
圖13為示出PWM驅動波形例1內驅動波形數據的值與顯示色調(亮度)之間的關係的曲線圖。亮度由對在一個選擇一個線的周期內的亮度的值的積分給定。
由於在驅動波形數據具有1至8的值時高度值V1的周期隨著驅動波形數據的值的增大而延長，因此亮度基本上隨著驅動波形數據的值線性增大。在驅動波形數據具有9至16的值時，高度值V1的周期佔8步(為上限)，而高度值V2的周期隨著驅動波形數據的值的增大而延長。因此，亮度基本上隨著驅動波形數據的值的增大線性增大。然而，由於在時間寬度隨著驅動波形數據的值的增大而增大的部分內的高度值大於在驅動波形數據具有1至8的值時的高度值，因此在水平軸表示驅動波形數據而垂直軸表示亮度的坐標系內特性曲線的斜率就更陡一些。在驅動波形數據具有17至24的值時，高度值V1的周期佔8步(為上限)，高度值V2的周期佔8步(為上限)，而高度值V3的周期隨著驅動波形數據的值的增大而延長。因此，亮度基本上隨著驅動波形數據的值的增大線性增大。然而，由於在時間寬度隨著驅動波形數據的值的增大而增大的部分內的高度值大於在驅動波形數據具有1至8的值時的高度值而且也大於在驅動波形數據具有9至16的值時的高度值，因此在水平軸表示驅動波形數據而垂直軸表示亮度的坐標系內特性曲線的斜率就還陡一些。在驅動波形數據具有25或更大的值時，高度值V4的周期隨著驅動波形數據的值的增大而延長。特性線在這個部分的斜率比在驅動波形數據具有1至24的值的部分的還陡一些。為了避免給出一個不清晰的曲線，在圖13中假設特性線在驅動波形數據具有1至24的值的部分具有不變的斜率，儘管特性曲線的斜率實際上是以以上所說明的方式改變的。
在PWM驅動波形例1中，高度值V4的周期佔全部色調(1023)中的多達999步。
圖14示出了PWM驅動波形例2。
如圖14所示，上升步數設置為「4、64和64」，而下降步數設置為「4、4和4」。因此，作為由高度值V1控制的周期可用的最大時間寬度為8(＝4+4)。作為由高度值V2控制的周期可用的最大時間寬度為68(＝64+4)。作為由高度值V3控制的周期可用的最大時間寬度為68(＝64+4)。
如圖14所示那樣移動PWM數據(打有陰影線的塊)的位置可以形成PWM驅動的波形。
圖15為示出在PWM驅動波形例2內驅動波形數據的值與顯示色調(亮度)之間的關係的曲線圖。
由於在PWM驅動波形例2中使用電壓V4前在包括電壓V2和電壓V3的較低的電壓支持許多色調，因此在暗區可以達到出眾的色調再現性。
如上所述，由於在使用情況信號1時可以產生具有較高的最大亮度值的波形而在使用情況信號2時可以產生在暗區具有出眾的色調再現性的波形，因此情況信號1和2可按需要有選擇地使用。
圖16例示了切換情況信號的一些例子。
在例A161中，各情況信號按照來自用戶的指令切換。例如，情況1相應於亮度優先，這在商用電視機內稱為動態模式，而情況2相應於暗區色調柔和優先，稱為電影院模式。用戶可以選擇情況1或情況2。情況數不局限於兩個，可以用任意多個情況。
在例A162中，情況信號根據視頻源識別為電影而被切換。
由於識別為一個電影的視頻源是從24Hz逐行掃描方式變換成60Hz隔行掃描方式的，因此熟悉該技術領域的人員可以從幀之間的規律性用已知的隔行-逐行(IP)變換方法識別電影。例如，情況2相應於視頻源由電影識別裝置識別為一個電影的情況，而情況1相應於情況2之外的情況。在例A162中，可以用出眾的色調再現性來表現電影特有的暗視頻而不需用戶操作。
在例A163中，用戶設置任意步數。在一個商用電視機內，將所謂用戶調整1和用戶調整2指配給各設置有任意步數的情況1和2。情況數不局限於兩個，可以設置任意多個情況。
在例A164中，情況信號根據平均圖像電平(APL)切換。例如，在從0.3到0.6範圍內的APL值提供具有適當亮度的圖像。在這樣的情況下，情況1用來提高亮度。
由於為0.3或更小一些的APL值提供一個暗的圖像，因此情況2用來給較暗的色調加權來顯示這個圖像。
由於為0.6或更大一些的APL值由於自動亮度限制器(ABL)而抑制了具有較高亮度的區域的顯示，不需要在情況1下的亮度較高的區域，因此使用情況2。根據APL值切換情況信號使顯示器可以始終能實現其功能。
在例A165中，情況信號根據環境亮度而被切換。
在例A165中，監視電視機所在場所的照度。在照度高於預定值時使用情況1，而在照度低於預定值時使用情況2。雖然在顯示亮度按照環境亮度改變時在有關技術中沒有考慮色調，但按照本發明的這個實施例可以改變顯示亮度而不影響顯示器的性能圖17示出了使用圖1所示的圖像顯示設備的電視機804的結構。如圖17所示，電視機804包括電視廣播信號調諧器802和如圖1所示的圖像顯示設備803。電視廣播信號801加到調諧器802上。調諧器802從接收信號801中提取一個所需信號，將所提取的信號提供給圖像顯示設備803。圖像顯示設備803根據調諧器802提供的信號顯示電視節目。
雖然本發明是結合典型的實施例進行說明的，但可以理解的是本發明並不局限於所揭示的這些實施例。相反，本發明應涵蓋在所附權利要求書給定的本發明的精神和範圍內的各種變型和等效配置。以下權利要求書所給出的專利保護範圍應理解為包括所有這樣的變型及等效的結構和功能。
權利要求
1.一種適於產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路，所述調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部，被控制成在一個輸出一個調製信號的周期內的第一周期期間將調製信號的高度值設置為一個預定高度值，而在這個輸出一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值；以及一個設置作為第一周期可用的最大時間寬度的控制電路，所述控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置該最大時間寬度，或者按照一個指示色調數據的特性的信號設置該最大時間寬度。
2.一種適於產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路，所述調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部；以及一個控制電路，其中所述輸出部包括第一電晶體和第二電晶體，其中所述第一電晶體的一個主電極接到朝向一個用來將調製信號的高度值設置為一個預定高度值的第一電源的一側而另一個主電極接到朝向輸出部的輸出端的一側，其中所述第二電晶體的一個主電極接到朝向一個用來將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值的第二電源的一側而另一個主電極接到朝向輸出部的輸出端的一側，其中所述第一電晶體在一個產生一個調製信號的周期內的第一周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第一電晶體接到第一電源上的狀態，而第二電晶體在這個產生一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第二電晶體接到第二電源上的狀態，以及其中所述控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，所述控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置該最大時間寬度，或者按照一個指示色調數據的特徵的信號設置該最大時間寬度。
3.一種圖像顯示設備，所述圖像顯示設備包括一個按照權利要求1所述的調製信號產生電路；以及一個響應調製信號驅動的顯示器。
4.一種圖像顯示設備，所述圖像顯示設備包括一個適於產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路；以及一個響應調製信號驅動的顯示器，其中所述調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部，被控制成在輸出一個調製信號的周期內的第一周期期間將調製信號的高度值設置為一個預定高度值而在該輸出一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值；以及一個設置作為第一周期可用的最大時間寬度的控制電路，所述控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置該最大時間寬度，按照一個指示色調數據的特性的信號設置該最大時間寬度，或者按照一個指示圖像顯示設備的環境亮度的信號設置該最大時間寬度。
5.一種圖像顯示設備，所述圖像顯示設備包括一個適於產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號的調製信號產生電路；以及一個響應調製信號驅動的顯示器，其中所述調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部；以及一個控制電路，其中所述輸出部包括第一電晶體和第二電晶體，其中所述第一電晶體的一個主電極接到朝向一個用來將調製信號的高度值設置為一個預定高度值的第一電源的一側而另一個主電極接到朝向輸出部的輸出端的一側，其中所述第二電晶體的一個主電極接到朝向一個用來將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值的第二電源的一側而另一個主電極接到朝向輸出部的輸出端的一側，其中所述第一電晶體在一個產生一個調製信號的周期內的第一周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第一電晶體接到第一電源上的狀態，而第二電晶體在這個產生一個調製信號的周期內的一個與第一周期不同的第二周期期間導通，以建立一個使輸出端通過第二電晶體接到第二電源上的狀態，以及其中所述控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，所述控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置該最大時間寬度，按照一個指示色調數據的特性的信號設置該最大時間寬度，或者按照一個指示圖像顯示設備的環境亮度的信號設置該最大時間寬度。
6.按照權利要求3至5中任一項所述的圖像顯示設備，所述圖像顯示設備還包括多個掃描線；多個調製線；以及一個順序將掃描信號加到多個掃描線上的掃描電路，其中多個調製信號產生電路配置成與多個調製線相應，以及其中多個顯示器由形成矩陣線路的所述多個掃描線和調製線連接。
7.一種電視設備，所述電視設備包括一個電視廣播信號調諧器；以及按照權利要求3至5中任一項所述的圖像顯示設備，其中所述圖像顯示設備從調諧器接收信號，以根據調諧器提供的信號顯示圖像。
全文摘要
本發明所提出的調製信號產生電路產生時間寬度與輸入的色調數據相應的調製信號。這種調製信號產生電路包括一個輸出調製信號的輸出部和一個控制電路。輸出部被控制成在一個輸出一個調製信號的周期內的第一周期期間將調製信號的高度值設置為一個預定高度值而在第二周期期間將調製信號的高度值設置為一個比預定高度值高的高度值。控制電路設置作為第一周期可用的最大時間寬度，控制電路按照一個根據用戶的指令產生的信號設置最大時間寬度，或者按照一個指示色調數據的特性的信號設置最大時間寬度。
文檔編號G09G5/02GK1716353SQ200510081089
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月29日 優先權日2004年6月30日
發明者巽榮作 申請人:佳能株式會社