JP2004093889A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力画像の表示をユーザーにとって突然に中断することなく、セル状態の可逆的な乱れを原因とする一時的な表示の不具合を早く解消することのできる、使い勝手の良い画像表示装置を提供する。
【解決手段】一定時間にわたって表示内容が変わらない場合に、一連のフレームの１つを固定画像として記憶しておき、ユーザーによる指示操作に呼応して、記憶している固定画像のネガポジ反転画像を表示する機能を設ける。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）を有する画像表示装置に関する。
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは２値発光セルからなるデバイスであって、デジタル画像データの表示に好適である。プラズマディスプレイパネルを用いたコンピュータ用の大型モニターが普及しつつある。
【０００３】
【従来の技術】
カラー表示に発光色の異なる３種の蛍光体をもつＡＣ型のプラズマディスプレイパネルが用いられている。ＡＣ型では、セルの発光量を決める表示放電において陽極および陰極の対を構成する表示電極が誘電体で被覆されており、誘電体の帯電により生じる壁電圧を利用する駆動制御が行われる。発光すべきセルに選択的に適度の壁電圧を生じさせるアドレッシングを行った後、全てのセルに放電開始電圧より若干低い電圧を印加するサステインを行う。サステインでは、印加電圧と壁電圧が重畳することでセルに放電開始電圧を超える電圧が加わり、それによって表示放電が生じる。放電が生じると、放電ガスが放つ紫外線によって蛍光体が励起されて発光する。放電によって誘電体の帯電荷（壁電荷）がいったん消失し、直ちに壁電荷の再形成が始まる。再形成される壁電荷の極性は以前と反対である。壁電荷の再形成にともなって表示電極間の電圧が降下して表示放電は終息する。放電が終息した後も電圧の印加を停止するまでは壁電荷の再形成が続き、壁電圧が増大する。再び適度の壁電圧が生じたセルに以前と反対極性の電圧を印加すると、再び表示放電が生じる。このような電圧印加を繰り返すことによって、表示すべき明るさに応じた回数の表示放電を生じさせることができる。サステインが終わると、通常は次のアドレッシングに移る前に全てのセルの壁電荷を均等にするリセットが行われる。つまり、１画面の表示過程は、リセット、アドレッシング、およびサステインから構成される。
【０００４】
プラズマディスプレイパネルにおいてもＣＲＴ（陰極線管）と同様に表示面の焼き付きが起こる。焼き付きは同じ内容の表示が長く続くことで起こるので、このような状況になるおそれがある用途（代表例はコンピュータのモニター）にプラズマディスプレイパネルを用いる場合には焼き付き対策が必要である。一般的な対策としては、画面を暗くしたり表示を休止したりするパワーセーブ、および動画像を表示するスクリーンセーブがある。また、特開平８−２１１８５８号公報には、同じ内容の表示が長く続いたときに、自動的に各画素の輝度レベルを反転する手法が記載されている。この手法は、表示中の画像がその反転画像に突然に置き換わっても支障がない場合に有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルでは、焼き付きに似た表示の不具合が起こる。すなわち、同じ内容の表示が長く続くと、リセットでは制御しきれない微妙な壁電荷の偏りが累積していまい、その影響が表示に現れる。例えば、表示内容が変わった後も以前の表示内容がうっすらと残っているように見えたり、表示面の一部分で集中的に放電ミスが生じたりする。このような表示の不具合は、セルの劣化を原因とする焼き付きとは違って、セル状態の可逆的な乱れを原因とする一時的な現象であり、内容が固定でない表示を続けるうちに徐々に解消する。しかし、これが解消するまでの期間において表示品位は損なわれる。
【０００６】
本発明は、入力画像の表示をユーザーにとって突然に中断することなく、セル状態の可逆的な乱れを原因とする一時的な表示の不具合を早く解消することのできる、使い勝手の良い画像表示装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、一定時間にわたって表示内容が変わらない場合に、一連のフレームの１つを固定画像として記憶しておき、ユーザーによる指示操作に呼応して、記憶している固定画像のネガポジ反転画像を表示する。固定画像をネガポジ反転して記憶しても良い。ネガポジ反転画像の表示（反転表示）では、各セルの発光量の制御が固定画像の表示（固定表示）とほぼ正反対になるので、固定表示で累積したセル状態の偏りが効果的に解消される。複数の画像の記憶が可能な画像メモリを用意することにより、必ずしも固定表示の影響が現れるごとに反転表示をする必要がなくなり、反転表示をする時期に関する制約が緩和される。固定画像またはそのネガポジ反転画像の記憶を自動的に行うことにより、ユーザーに負担をかけない。ユーザーによる指示操作に呼応して画像の記憶を行うようにすることにより、自動では固定画像か否かの判別が難しい部分的に固定であるような画像についても、それを長く表示することで起こる不具合を解消することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るプラズマ表示装置の構成図である。プラズマ表示装置１００は、ＡＣ型のＰＤＰ１、ＰＤＰ１のセルに電力を供給する駆動回路８０、画像出力装置からの信号を受ける入力インタフェース６０、操作パネル６５、および本発明に特有の要素であるリフレッシュ部７０から構成されている。
【０００９】
駆動回路８０は、ドライバコントローラ８１、サブフレーム処理部８２、放電用電源８３、Ｘドライバ８４、Ｙドライバ８６、およびＡドライバ８８を有している。サブフレーム処理部８２は、リフレッシュ部７０から入力されるフレームデータＤ１２を階調表示のためのサブフレームデータＤｓｆに変換する。サブフレームデータＤｓｆはフレーム（多値画像）を表す複数のサブフレーム（２値画像）のそれぞれにおけるセルの発光　（点灯ともいう）　の要否、厳密にはアドレス放電の要否を示す。Ｘドライバ８４は表示電極Ｘに対する電位設定手段である。Ｙドライバ８６は表示電極Ｙに対する個別の電位制御および一括の電位制御が可能に構成されている。アドレスドライバ８８は、サブフレームデータＤｓｆに基づいてアドレス電極Ａの電位を制御する。
【００１０】
入力インタフェース６０は、入力画像信号Ｓ１０に対してアナログ／デジタル変換およびガンマ補正を行う。アナログ／デジタル変換では、サンプリングのタイミング調整によって入力画像におけるラインの画素数、すなわち水平方向の解像度をＰＤＰ１のセル数に合うように増減する。ガンマ補正は、ＰＤＰ１の輝度再現特性に適合するようにデータ値を調整する処理である。リフレッシュ部７０は、一時的な焼付きを解消するための反転表示に係る固定画像情報を自動的に記憶するとともに、ユーザーによる指示操作に従って画像情報を記憶する。リフレッシュ部７０の構成および機能は後に詳述する。
【００１１】
図２はＰＤＰのセル構造を示す図である。図２ではＰＤＰ１のうち、１画素の表示に関わる３つのセルに対応した部分を、内部構造がよくわかるように一対の基板構体１０，２０を分離させて描いてある。ＰＤＰ１は一対の基板構体１０，２０からなる。基板構体とは、ガラス基板上に電極その他の構成要素を設けた構造体を意味する。ＰＤＰ１では、前面側のガラス基板１１の内面に表示電極Ｘ，Ｙ、誘電体層１７および保護膜１８が設けられ、背面側のガラス基板２１の内面にアドレス電極Ａ、絶縁層２４、隔壁２９、および蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが設けられている。表示電極Ｘ，Ｙは、それぞれが面放電ギャップを形成する透明導電膜４１とバス導体としての金属膜４２とから構成されている。隔壁２９はアドレス電極配列の電極間隙ごとに１つずつ設けられており、これらの隔壁２９によって放電空間が行方向に列毎に区画されている。放電空間のうちの各列に対応した列空間３１は全ての行に跨がって連続している。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは放電ガスが放つ紫外線によって局部的に励起されて発光する。図中の斜体アルファベットＲ，Ｇ，Ｂは蛍光体の発光色を示す。
【００１２】
図３はフレーム分割の概念図である。ＰＤＰ１による表示では、２値の点灯制御によってカラー再現を行うために、入力画像である時系列のフレームＦを所定数ｑのサブフレームＳＦに分割する。つまり、各フレームＦをｑ個のサブフレームＳＦの集合に置き換える。これらサブフレームＳＦに順に例えば２^０，２^１，２^２，…２^ｑ−１の重みを付与して各サブフレームＳＦの表示放電の回数を設定する。図ではサブフレーム配列が重みの順であるが、他の順序であってもよい。冗長な重み付けを採用して偽輪郭を低減してもよい。
【００１３】
図４はリフレッシュ部および操作パネルの構成を示す図である。リフレッシュ部７０は、コントローラ７１、画像判別回路７２、画像処理回路７３、画像メモリ７４、およびセレクタ７５から構成される。操作パネル６５は、４個のスイッチ６５１，６５２，６５３，６５４を有する。
【００１４】
リフレッシュ部７０には前段の入力インタフェースからフレームデータＤ１１が入力される。通常、フレームデータＤ１１は、セレクタ７５を経由してそのままフレームデータＤ１２として後段の駆動回路へ送られ、サブフレームデータに変換されて表示される。このようにして行われるフレームの表示と並行して、リフレッシュ部７０の構成要素は次の動作をする。
【００１５】
画像判別回路７２はフレームメモリＡおよびフレームメモリＢを有し、フレームデータＤ１２として入力されるフレームどうしを比較することによって、予め定められた時間にわたって表示に変化がないか否かを判別する。第１番目のフレームはフレームメモリＡに書き込まれ、第２番目以降のフレームはいったんフレームメモリＢに書き込まれる。１つのフレームが入力されるごとに、フレームメモリＡおよびフレームメモリＢの記憶情報が比較され、記憶情報が異なる場合にフレームメモリＡの記憶情報がフレームメモリＢの記憶情報に書き換えられる。したがって、同じ内容のフレームの入力が続いているときにはフレームメモリＡの記憶情報は変わらない。画像判別回路７２は、フレームメモリＡの記憶情報が変わらないフレーム列の長さ（フレーム数）または時間を計測する。その計測結果が設定値（例えば１０分）に達すると、画像判別回路７２はフレームメモリＡの記憶情報（フレーム）を固定画像と判別し、その旨をコントローラ７１に通知する。これを受けてコントローラ７１の自動取込み制御部７１１は固定画像を画像判別回路７２から画像処理回路７３へ転送する。
【００１６】
画像処理回路７３は反転処理部７３１と合成処理部７３２とを有する。画像判別回路７２から入力された固定画像は反転処理部７３１によってネガポジ反転画像に変換される。本例におけるネガポジ反転画像は色反転画像である。ＲＧＢの各色のデータが８ビットで０〜２５５の値をとる場合を例に挙げると、固定画像のＲＧＢのデータ値をｒ，ｇ，ｂとしたとき、ネガポジ反転画像のデータ値は（２５５−ｒ），（２５５−ｇ），（２５５−ｂ）と表される。ネガポジ反転画像は画像メモリ７４に書き込まれて記憶される。画像メモリ７４は少なくとも３個のフレームを記憶可能な容量をもつ。ただし、１フレーム分の記憶エリアがユーザーの指定した画像情報の記憶のために確保され、残りの記憶エリアに画像判別回路７２が判別した固定画像情報（本例では固定画像をネガポジ反転した画像）が記憶される。ネガポジ反転画像は空き状態の記憶エリアに書き込まれ、満杯状態になった後は最も古い情報を記憶する記憶エリアに最新のネガポジ反転画像が上書きされる。
【００１７】
以上のとおり自動的に固定画像情報を記憶する自動取込みき機能に加えて、リフレッシュ部７０はユーザーの指示に呼応して画像情報を記憶する手動取込み機能を有する。コントローラ７１の手動取込み制御部７１２は、操作パネル６５のスイッチ６５１の操作に呼応して、画像判別回路７２のフレームメモリＡに書き込まれている画像（フレーム）を強制的に画像処理回路７３へ転送する。転送された画像は、上述の自動取込み動作と同様にネガポジ反転され、画像メモリ７４に書き込まれて記憶される。このような手動取込みは、表計算やワードプロセッサなどのソフトウェアを利用するコンピュータ作業において好適である。この種のコンピュータ作業における表示は、画面全体としては固定ではないが、ソフトウェアの作業メニューやアイコンが固定表示となるのが通例である。非固定部分をある程度以上含むフレームについて固定画像か否かを自動判別するのは困難なので、ユーザーに判断を委ねるのが好ましい。ユーザーは、１つのソフトウェアを長く使い続ける場合において、固定表示部分で一時的な焼き付きが起こりそうと判断した時点で、スイッチ６５１によって画像の取込みを指示する。
【００１８】
以上のようにして取り込まれた画像情報は、一時的な焼き付きを解消する反転表示に用いられる。ここで重要なことは、反転表示がユーザーの指示に呼応して行われることである。ユーザーは任意の時期に指示をすることができる。好適な時期としては、コンピュータ作業が一段落したときや終了したときのように、反転表示が行われることで不都合が生じないときである。ユーザーがスイッチ６５２を操作すると、コントローラ７１のリフレッシュ表示制御部７１３は画像メモリ７４から最後に書き込まれたネガポジ反転画像を読み出してセレクタ７５へ送るとともに、ネガポジ反転画像をフレームデータＤ１２として出力するようセレクタ７５の切り換えを行う。ネガポジ反転画像はフレーム転送クロックに同期して繰り返し出力され、これによって同じ内容の反転表示が続く。ユーザーがスイッチ６５３を操作するごとに、コントローラ７１は画像メモリ７４から読み出すネガポジ反転画像を切り換える。このとき、新しいものから先に読み出す。これは固定表示が最近であるほど一時的な焼き付きとして影響が残っていることが多いからである。ユーザーは一時的な焼き付きの状況に応じて、適宜に切り替えを指示する。一般的には、１画像あたり３０秒から数分の反転表示をすることによって一時的な焼き付きが解消する。また、ユーザーがスイッチ６５４を操作すると、リフレッシュ表示制御部７１３は画像メモリ７４から全てのネガポジ反転画像を読み出して画像処理回路７３の合成部７３２へ送り、合成部７３２での合成処理により得られた１つのネガポジ反転画像をセレクタ７５に送る。これにより、画像メモリ７４に記憶されている全てのネガポジ反転画像が一括に表示されることになる。１つずつ順に表示するのに比べて短時間に一時的な焼き付きを解消することができる。ただし、より確実に一時的な焼き付きを解消するには、焼き付きが顕著な固定画像のネガポジ反転画像を重点的に表示させるのが望ましい。ユーザーが再びスイッチ６５２を操作すると、セレクタ７５の入力が切り換えられ、通常の表示に戻る。
【００１９】
図５は反転表示の説明図である。固定画像Ｇ１０，Ｇ２０，Ｇ３０はそれぞれネガポジ反転画像Ｇ１１，Ｇ２１，Ｇ３１に変換される。ネガポジ反転画像Ｇ１１，Ｇ２１，Ｇ３１を表示することにより、各セルの発光量の制御が固定画像Ｇ１０，Ｇ２０，Ｇ３０の表示とほぼ正反対になるので、固定画像Ｇ１０，Ｇ２０，Ｇ３０の表示で累積したセル状態の偏りが効果的に解消される。一括表示が指示された場合には、ネガポジ反転画像Ｇ１１，Ｇ２１，Ｇ３１を合成したネガポジ反転画像Ｇ４１が表示される。
【００２０】
以上の実施形態において、ネガポジ反転画像を記憶することは必須ではなく、固定画像を記憶しておいて表示の時点でネガポジ反転して表示する構成を採用してもよい。
【００２１】
また、上述の実施形態において、駆動回路８０が表示負荷率測定回路６３（図４参照）の出力Ｓ６３に応じて発光量を調整する自動電力制御（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＰＣ）を行う場合には、画像判別回路７２による判別に表示負荷率を加味することが有効である。表示負荷率とは、セルの総数に対する点灯セルの割合であり、厳密には１フレームにおけるセルの階調値をＧｉ（０≦Ｇｉ≦Ｇｍａｘ）としたときの比率Ｇｉ／Ｇｍａｘの全放電セルにわたる平均値として定義される。ＡＰＣは、表示負荷率が設定値を超えるときに各セルにおける表示放電の回数を減らして電力消費および発熱を抑制する制御である。ＡＰＣを行う場合には表示負荷率が小さいときに一時的な焼き付きが起こりやすい。したがって、表示負荷率が小さいときには大きいときよりも短い時間にわたって同じ表示が続いた時点で、そのフレームを固定画像と判別すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項６の発明によれば、入力画像の表示をユーザーにとって突然に中断することなく、セル状態の可逆的な乱れを原因とする一時的な表示の不具合を早く解消することのできる、使い勝手の良い画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の構成図である。
【図２】ＰＤＰのセル構造を示す図である。
【図３】フレーム分割の概念図である。
【図４】リフレッシュ部および操作パネルの構成を示す図である。
【図５】反転表示の説明図である。
【符号の説明】
Ｓ１０　画像信号
Ｆ　フレーム（画像）
１００　プラズマ表示装置（画像表示装置）
１　ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
８０　駆動回路
６５　操作パネル（操作入力手段）
７２　画像判別回路
７３　画像処理回路
７４　画像メモリ
７１１　自動取込み制御部
７１２　手動取込み制御部
７１３　リフレッシュ表示制御部
７３２　合成処理部
６３　表示負荷率測定回路

Claims (6)

1. 画像信号によって入力される画像を表示する画像表示装置であって、
   プラズマディスプレイパネルと、
   前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、
   複数通りの指示入力が可能な操作入力手段と、
   入力された画像について、以後に入力される一定数の画像と同一である固定画像か否かを判別する画像判別回路と、
   入力された画像をネガポジ反転画像に変換する画像処理回路と、
   複数の画像の記憶が可能な画像メモリと、
   前記画像判別手段によって固定画像と判別された画像を前記画像処理回路に送り、前記画像処理回路によって得られたネガポジ反転画像を前記画像メモリに記憶させる自動取込み制御手段と、
   前記操作入力手段による取込み指示入力に呼応して、最新の画像を前記画像処理回路に送り、前記画像処理回路によって得られたネガポジ反転画像を前記画像メモリに記憶させる手動取込み制御手段と、
   前記操作入力手段による読出し指示入力に呼応して、前記画像メモリに記憶されているネガポジ反転画像を前記駆動回路に送って表示させるリフレッシュ表示制御手段とを有する
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記リフレッシュ表示制御手段は、前記自動取込み制御手段によって前記画像メモリに複数のネガポジ反転画像が記憶されている場合に、前記操作入力手段による読出し指示入力に呼応して、当該複数のネガポジ反転画像を一定時間ごとに１個ずつ前記駆動回路に送って表示させる
   請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記リフレッシュ表示制御手段は、前記自動取込み制御手段によって前記画像メモリに複数のネガポジ反転画像が記憶されている場合に、前記操作入力手段による読出し指示入力が１回行われるごとに１個ずつ当該複数のネガポジ反転画像を前記駆動回路に送って表示させる
   請求項１記載の画像表示装置。
4. 前記画像処理回路は複数の画像を合成する合成処理部をもち、
   前記リフレッシュ表示制御手段は、前記自動取込み制御手段によって前記画像メモリに複数のネガポジ反転画像が記憶されている場合に、前記操作入力手段による読出し指示入力に呼応して、当該複数のネガポジ反転画像を前記画像処理回路に送るとともに、前記画像処理回路によって合成されたネガポジ反転画像を前記駆動回路に送って表示させる
   請求項１記載の画像表示装置。
5. 入力された画像について表示負荷率を測定する測定回路を有し、
   前記画像判別回路は、以前に入力された一定数の画像と同一でありかつ前記測定回路によって測定された表示負荷率が設定値以下である画像を固定画像と判別する
   請求項１記載の画像表示装置。
6. 画像信号によって入力される画像を表示する画像表示装置であって、
   プラズマディスプレイパネルと、
   前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、
   複数通りの指示入力が可能な操作入力手段と、
   入力された画像について、以後に入力される一定数の画像と同一である固定画像か否かを判別する画像判別回路と、
   入力された画像をネガポジ反転画像に変換する画像処理回路と、
   複数の画像の記憶が可能な画像メモリと、
   前記画像判別手段によって固定画像と判別された画像を前記画像メモリに記憶させる自動取込み制御手段と、
   前記操作入力手段による取込み指示入力に呼応して、最新の画像を前記画像メモリに記憶させる手動取込み制御手段と、
   前記操作入力手段による読出し指示入力に呼応して、前記画像メモリに記憶されている画像を前記画像処理回路に送るとともに、前記画像処理回路によって得られたネガポジ反転された画像を前記駆動回路に送って表示させるリフレッシュ表示制御手段とを有する
   ことを特徴とする画像表示装置。

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