JP2002354378A - プラズマディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマディスプレイにおいて、入力映像信
号のレベルに応じてガンマ特性を制御することにより、
限られた階調数の中で平均輝度の向上を実現することを
目的とする。 【解決手段】 本発明においては、入力映像信号を所定
の走査線数を有する信号に走査変換する走査変換部３
と、この走査変換部３からの信号をガンマ補正するガン
マ補正部７と、前記入力映像信号から信号レベルを検出
しこの検出信号により前記ガンマ補正部７を制御するレ
ベル検出部６とを備え、入力信号レベルに応じて平均輝
度を制御するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大画面で、薄型、
軽量のデジタルディスプレイ装置として知られているプ
ラズマディスプレイに関し、特に平均輝度と画質を向上
させる映像信号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラズマディスプレイは、視認性
に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目さ
れており、高精細化および大画面化が進められている。

【０００３】このプラズマディスプレイには、大別し
て、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面
放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画
面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放
電型のプラズマディスプレイが主流を占めるようになっ
てきている。

【０００４】図９にプラズマディスプレイにおけるプラ
ズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰという）の構造を
示している。図９に示すように、ガラス基板などの透明
な前面側の基板１０１上には、スキャン電極とサステイ
ン電極とで対をなすストライプ状の表示電極１０２が複
数列形成され、そしてその電極群を覆うように誘電体層
１０３が形成され、その誘電体層１０３上には保護膜１
０４が形成されている。

【０００５】また、前記前面側の基板１０１に対向配置
される背面側の基板１０５上には、スキャン電極及びサ
ステイン電極の表示電極１０２と交差するように、オー
バーコート層１０６で覆われた複数列のストライプ状の
アドレス電極１０７が形成されている。このアドレス電
極１０７間のオーバーコート層１０６上には、アドレス
電極１０７と平行に複数の隔壁１０８が配置され、この
隔壁１０８間の側面およびオーバーコート層１０６の表
面に蛍光体層１０９が設けられている。

【０００６】これらの基板１０１と基板１０５とは、ス
キャン電極およびサステイン電極の表示電極１０２とア
ドレス電極１０７とがほぼ直交するように、微小な放電
空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止さ
れ、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アル
ゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガス
として封入されている。また、放電空間は、隔壁１０８
によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極１０
２とアドレス電極１０７との交点が位置する複数の放電
セルが設けられ、その各放電セルには、赤色、緑色及び
青色となるように蛍光体層１０９が一色ずつ順次配置さ
れている。

【０００７】図１０にこのＰＤＰの電極配列を示してい
る。図１０に示すようにスキャン電極およびサステイン
電極とアドレス電極とは、Ｍ行×Ｎ列のマトリックス構
成であり、行方向にはＭ行のスキャン電極ＳＣＮ１〜Ｓ
ＣＮＭおよびサステイン電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭが配列
され、列方向にはＮ列のアドレス電極Ｄ１〜ＤＮが配列
されている。

【０００８】このような電極構成のＰＤＰにおいては、
アドレス電極とスキャン電極の間に書き込みパルスを印
加することにより、アドレス電極とスキャン電極の間で
アドレス放電を行い、放電セルを選択した後、スキャン
電極とサステイン電極との間に、交互に反転する周期的
な維持パルスを印加することにより、スキャン電極とサ
ステイン電極との間で維持放電を行い、所定の表示を行
うものである。

【０００９】従来、この種のプラズマディスプレイの階
調補正を行う装置としては、特開平１１−１３０７２５
号公報に記載されているように、輝度分布のダイナミッ
クレンジの範囲における広がり過ぎを防止して、映像の
輝度分布の偏り具合に応じて最適な階調補正を行う方式
が提案されている。

【００１０】この従来の階調補正装置においては、入力
輝度信号の輝度分布を所定のダイナミックレンジの範囲
に拡大するように、複数の輝度レベル毎の補正レベルを
輝度分布の頻度データに基づいて作成して拡大補正テー
ブルメモリに記憶させ、その頻度データに応じて輝度分
布の分散値を算出するとともに、その分散値に基づいて
混合比を設定し、複数の輝度レベル毎にその輝度レベル
とそれに対応する拡大補正テーブルメモリの補正輝度レ
ベルを混合比にて混合したレベルを複数の輝度レベル各
々に対応するテーブルデータとしてルックアップテーブ
ルメモリに記憶させ、そして入力輝度信号の輝度レベル
に対応するレベルデータをルックアップテーブルから読
み出してそれを階調補正輝度信号として出力し、この信
号で階調補正を行うものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、ルックアップテーブルメモリなどが必
要となるため、システムが複雑になってコストが高くな
り、また映像シーンに応じて急激な階調変化と輝度変化
が頻繁に発生するといった課題を有していた。

【００１２】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
ので、入力映像信号のレベルに応じてガンマ特性を制御
することにより、限られた階調数の中で平均輝度の向上
を実現することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、入力映像信号を所定の走査線数を有する信
号に走査変換する走査変換部と、この走査変換部からの
信号をガンマ補正するガンマ補正部と、前記入力映像信
号から信号レベルを検出しこの検出信号により前記ガン
マ補正部を制御するレベル検出部とを備え、入力信号レ
ベルに応じて平均輝度を制御するように構成したもので
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明の請求項１に記
載の発明は、入力映像信号を所定の走査線数を有する信
号に走査変換する走査変換部と、この走査変換部からの
信号をガンマ補正するガンマ補正部と、前記入力映像信
号から信号レベルを検出しこの検出信号により前記ガン
マ補正部を制御するレベル検出部とを備え、入力信号レ
ベルに応じて平均輝度を制御するように構成したもの
で、入力映像信号のレベルに応じてガンマ特性を制御す
るガンマ補正手段を備えたものであり、映像シーンに応
じて急激な階調や輝度変化が発生することなく、限られ
た階調数の中で平均輝度の向上が実現できる。

【００１５】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
入力映像信号を所定の走査線数を有する信号に走査変換
する走査変換部と、この走査変換部からの信号をガンマ
補正するガンマ補正部と、前記入力映像信号から信号レ
ベルを検出しこの検出信号により前記ガンマ補正部を制
御するレベル検出部と、前記ガンマ補正部の信号から得
られるプラズマディスプレイパネルの維持放電パルス数
を前記レベル検出部からの検出信号に応じて制御して輝
度制御する輝度制御部と、この輝度制御部からの信号で
プラズマディスプレイパネルを駆動して画像表示する表
示手段とを備えたものである。

【００１６】以下、本発明の一実施の形態について、図
１〜図８を用いて説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態による映像信
号処理装置を有するプラズマディスプレイのブロック図
であり、図１において、１は入力映像信号の入力端子、
２は入力映像信号であるアナログ信号をデジタル信号に
変換するためのＡ／Ｄ変換部、３は映像信号を上述した
構成のＰＤＰ４のパネル画素に対応したライン数の画像
データ信号に変換するための走査変換部、５は表示デバ
イスであるＰＤＰ４を表示駆動させる駆動部、６は入力
映像信号のピーク値レベルや平均値レベル（アベレージ
・ピクチャ・レベル、以降ＡＰＬという）を検出するレ
ベル検出部、７はこのレベル検出部６のレベル検出情報
に応じてガンマ特性を制御するためのガンマ補正部、８
は同じく前記レベル検出部６のレベル検出情報に応じて
倍数モードやサブフィールド数を変化させて輝度制御を
実現するための輝度制御部である。また、この輝度制御
部８と駆動部６とでＰＤＰ駆動部９が構成されている。

【００１８】以上のように構成された本実施の形態によ
る映像信号処理装置について、その動作を図２、図３を
用いて説明する。

【００１９】図１において、入力端子１には図２
（ａ）、（ｂ）に示すランプ信号が入力され、その信号
はレベル検出部６でピーク値レベル（階調数）が検出さ
れる。走査変換部３からの信号はガンマ補正部７に供給
され、前記レベル検出部６からの検出信号に応じてガン
マ特性が制御される。図２（ａ）に示す１００ＩＲＥの
ランプ信号では非線形特性として、図２（ｃ）に示すよ
うに中間輝度を向上するように制御する。また、図２
（ｂ）に示す５０ＩＲＥのランプ信号では、５０ＩＲＥ
を１００ＩＲＥに拡大して、図２（ｄ）の破線から実線
に示すように階調数を拡大させる。

【００２０】図３に代表的なガンマ特性を示しており、
図３（ａ）は高いレベルが検出された場合に設定される
ガンマ特性であり、低輝度近傍は高コントラストを確保
するためγ＝２．２とし、高輝度近傍ではγ＝１．８の
非線形特性にすることにより中間輝度の向上を図ってい
る。図３（ｂ）は低いレベルが検出された場合に設定さ
れるガンマ特性であり、限られた階調を素直に表現でき
るようにγ＝２．５程度に設定される。

【００２１】以上のように、入力映像信号レベルに応じ
てガンマ特性を制御することにより中間輝度の向上と、
忠実な階調表現、それと高コントラストを確保すること
ができる。

【００２２】次に、上記輝度制御部による輝度制御方法
の一例について、図４、図５を用いて説明する。

【００２３】図１において、入力端子１に図４（ａ）に
示す１００ＩＲＥの黒窓信号（水平振幅の１０％、垂直
振幅の１０％のウインドウ信号でＡＰＬ＝９９％相当）
が入力されると、その信号はレベル検出部６でＡＰＬ＝
９９％が検出され、輝度制御部８では維持放電パルスの
回数を減少させて、図４（ｃ）の発光特性の○印に示す
ように輝度を抑制するように制御する。

【００２４】また、図４（ｂ）に示す１００ＩＲＥの白
窓信号（水平振幅の１０％、垂直振幅の１０％のウイン
ドウ信号でＡＰＬ＝１％相当）が入力されると、その信
号はレベル検出部６でＡＰＬ＝１％が検出され、輝度制
御部８では放電パルスの回数を増加させて、図４（ｃ）
の発光特性の□印に示すように輝度を向上させるように
制御する。すなわち、図４（ｃ）の輝度特性は、ＡＰＬ
に応じて維持放電パルス数を変化（倍数モードやサブフ
ィールド数を変化）させて輝度制御した場合の特性であ
り、高ＡＰＬでの輝度を抑制し、低ＡＰＬでの輝度を向
上させることができる。

【００２５】また、図４（ｄ）に本発明における輝度制
御を行った場合の電力特性を示しており、実線が本発明
により維持放電パルス数を制御して輝度制御を行った場
合の特性、破線が上記のような制御を行わなかった場合
の特性であり、この図から明らかなように、本発明にお
いては効率的な電力制御が行われ、常に一定の電力にす
ることができる。

【００２６】ここで、ＡＰＬに応じて維持放電パルス数
を変化（倍数モードやサブフィールド数を変化）させて
輝度制御を行う原理について、図５を用いて説明する。

【００２７】図５（ａ）に示すようにＡＰＬ＝１％に相
当する白窓信号が供給された場合、ＰＤＰ駆動波形は図
５（ｂ）に示すように、高倍数モードの動作となるため
１フィールドを８のサブフィールド（図中ではＳＦと略
す）で構成する。一方、図５（ｃ）に示すようにＡＰＬ
＝９９％に相当する黒窓信号が供給された場合、ＰＤＰ
駆動波形は図５（ｄ）に示すように、低倍数モードの動
作となるため１フィールドを１０のサブフィールドで構
成する。

【００２８】このように、低ＡＰＬ時は倍数モードを上
げて高輝度化を図り、高ＡＰＬ時は倍数モードを下げて
低電力化を図るように輝度制御を行い、さらに低ＡＰＬ
時ではサブフィールド数を減少させ、高ＡＰＬ時ではサ
ブフィールド数を増加させて輝度制御を行っていること
により、コントラスト比を向上させて高画質化を同時に
実現することができる。

【００２９】次に、ガンマ補正と輝度制御により限られ
た電力を有効に利用して高画質化を図る動作について、
図６、図７を用いて説明する。

【００３０】図６において横軸は階調数（ＩＲＥ）、縦
軸は輝度であり、図６（ａ）の破線に示すように全階調
に存在する信号が供給された場合は、図６（ａ）の実線
に示すような非線形ガンマ特性として中間輝度を向上さ
せる。また図６（ｂ）の破線に示すように半分の階調に
存在する信号が供給された場合は、図６（ｂ）の実線に
示すように階調方向を２倍に拡大し、さらに線形ガンマ
特性として中間輝度向上と忠実な階調表現を実現するこ
とができる。

【００３１】また、図７において横軸は階調数（ＩＲ
Ｅ）、縦軸は電力を示し、図７の破線は従来の特性、実
線は本発明のガンマ制御を行った場合の電力特性であ
り、本発明においては、信号ＡＰＬや階調数が変化する
場合においても効率的な電力制御が行われ、常に一定の
電力にすることができる。

【００３２】次に、レベル検出部６の検出動作と制御動
作について説明すると、本発明においては、ガンマ補正
時はピーク値レベル（ＩＲＥ）、輝度制御時は平均値レ
ベル（ＡＰＬ）を検出して適応型な制御を行う。

【００３３】図８（ａ）はガンマ補正を行う場合のピー
ク値レベル（ＩＲＥ）検出動作の様子を示す動作波形で
あり、４０ＩＲＥと１００ＩＲＥの信号を順次検出する
動作を行う。また、図８（ｂ）は輝度制御を行う場合の
平均値レベル（ＡＰＬ）検出動作の様子を示す動作波形
であり、２％ＡＰＬと９８％ＡＰＬの信号を順次検出す
る動作を行う。

【００３４】このようにしてレベル検出部６によりレベ
ル検出を行い、その検出信号に応じてガンマ特性と発光
特性の制御が行われる。なお、ガンマ補正と輝度制御ル
ープの応答速度であるが、ガンマ補正を水平周期単位で
の応答速度とし、輝度制御を垂直周期単位での応答速度
とすることにより、映像シーンの急激な変化に発生する
階調変化と輝度変化を極力抑えることができる。

【００３５】なお、本実施の形態では説明を判りやすく
するため、ガンマ特性の制御において、信号レベル（Ｉ
ＲＥ）が高い場合は非線形特性で、信号レベルが低い場
合は線形特性で制御する場合について述べたが、それ以
外の特性においても同様であることは言うまでもない。
また、ガンマ特性を制御する場合は、入力信号のピーク
レベル（ＩＲＥ＝最大階調数）を検出した信号で行い、
輝度制御を行う場合は入力信号の平均レベル（ＡＰＬ）
を検出した信号で行う場合について述べたが、画面輝度
の情報に対応する信号であれば良いことは言うまでもな
い。

【００３６】以上のように本実施の形態によれば、入力
映像信号のレベルを検出し、この検出信号に応じてガン
マ特性と維持放電パルス数を変化させて輝度制御した信
号でＰＤＰを駆動することにより、限られた消費電力の
中で明るい画像表示と良好な階調性が実現できる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力映像
信号のレベルに応じてガンマ特性を制御するガンマ補正
手段を備えたものであり、映像シーンに応じて急激な階
調や輝度変化が発生することなく、限られた階調数の中
で平均輝度の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による映像信号処理装置
のブロック図

【図２】同装置の動作を説明するための動作波形図

【図３】同装置の動作を説明するための動作波形図

【図４】同装置の動作を説明するための表示画面と特性
を示す図

【図５】同装置の動作を説明するための動作波形図

【図６】同装置の動作を説明するための輝度特性図

【図７】同装置の動作を説明するための階調特性図

【図８】同装置の動作を説明するための動作波形図

【図９】プラズマディスプレイパネルの概略構造を示す
斜視図

【図１０】同パネルの電極配列を示す構成図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ Ａ／Ｄ変換部 ３ 走査変換部 ４ ＰＤＰ ５ 駆動部 ６ レベル検出部 ７ ガンマ補正部 ８ 輝度制御部 ９ ＰＤＰ駆動部

フロントページの続き (72)発明者 八幡 彰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 前 肇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 土橋 健司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C058 AA11 BA13 BB17 5C080 AA05 BB05 CC03 CC06 DD03 EE29 HH04 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号を所定の走査線数を有する
   信号に走査変換する走査変換部と、この走査変換部から
   の信号をガンマ補正するガンマ補正部と、前記入力映像
   信号から信号レベルを検出しこの検出信号により前記ガ
   ンマ補正部を制御するレベル検出部とを備え、かつ入力
   信号レベルに応じて平均輝度を制御するように構成した
   ことを特徴とするプラズマディスプレイ。
2. 【請求項２】 入力映像信号を所定の走査線数を有する
   信号に走査変換する走査変換部と、この走査変換部から
   の信号をガンマ補正するガンマ補正部と、前記入力映像
   信号から信号レベルを検出しこの検出信号により前記ガ
   ンマ補正部を制御するレベル検出部と、前記ガンマ補正
   部の信号から得られるプラズマディスプレイパネルの維
   持放電パルス数を前記レベル検出部からの検出信号に応
   じて制御して輝度制御する輝度制御部と、この輝度制御
   部からの信号でプラズマディスプレイパネルを駆動して
   画像表示する表示手段とを備えたことを特徴とするプラ
   ズマディスプレイ。