JP2005140950A - 色温度変化補償方法、画像表示方法、及びプラズマ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
映像入力信号の平均輝度レベルにかかわらず、表示画面の色温度の補償を正確に行う。
【解決手段】コーディング用ＬＵＴ２１は、サブフィールドの組合わせにより階調映像信号Ｆを生成する。ＡＰＬ検出部２２は映像入力信号Ｍの平均輝度レベルＣを検出し、輝度電力制御部２３は輝度電力制御信号Ｄを出力する。放電維持パルス数規定ＬＵＴ２４は、放電維持パルス数Ｅを生成する。各ＳＦ状況検出部２５は階調映像信号Ｆから表示画素の発光時のサブフィールドＧを検出し、判定部２６はサブフィールドＧのうちの重み付けが最大のサブフィールドが閾値以上の場合、判定信号Ｈを出力する。特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７は放電維持パルス数Ｅに対応して特定色補償維持パルス数Ｊを出力し、信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８は信号レベル変換用倍率Ｌを出力する。乗算器２９は、階調映像信号Ｆに信号レベル変換用倍率Ｌを乗じて階調映像信号Ｎを生成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、色温度変化補償方法、画像表示方法、及びプラズマ表示装置に係り、たとえば、映像入力信号の平均輝度レベルが比較的低い場合に用いて好適な色温度変化補償方法、画像表示方法、及びプラズマ表示装置に関する。

プラズマ表示装置に用いられるプラズマ表示パネル（以下、「ＰＤＰ」という）では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）３色の蛍光を発する蛍光体を用いて画素毎に区切られた放電空間に生じた紫外線が可視光化される。また、ＰＤＰは、放電形式の違いにより、ＤＣ（直流）放電型とＡＣ（交流）放電型に分類される。これらのうちのＤＣ放電型では、電極が放電空間に直接露出し、一度放電が起こると、ＤＣ電流が流れ続ける。また、ＡＣ放電型では、発光状態にある表示画素に放電維持パルスが印加されることにより、同放電維持パルスの数に対応した輝度が得られる。ＤＣ放電型は、構造が簡単であるが、電極が放電に直接さらされるため、同電極の消耗が激しく、寿命が短いという欠点がある。一方、ＡＣ放電型は、電極が絶縁層で覆われているため、寿命が長いという長所がある。このため、現状では、ＡＣ放電型のものがＰＤＰの主流になっている。

次に、ＡＣ放電型のＰＤＰの代表的な構造について説明する。
この種のＰＤＰでは、例えば図４に示すように、表示側となるガラス基板１上に、金属のバス電極が積層された透明導電膜からなる面放電電極２と、表面に酸化マグネシウム膜が付着された誘電体層３とが形成され、さらに黒色の格子状のブラックマトリクス４が画素を確定するように形成されている。裏面側のガラス基板５上には、データ電極６と白色グレーズ層７と、ストライプ状の白色の隔壁８とが形成され、同隔壁８で挟まれた溝の中には３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ、赤，緑，青）の蛍光を発する蛍光体９が各色毎に塗り分けられている。ガラス基板１，５の間には放電ガスが封入されている。

図５は、図４のＰＤＰに用いられる階調表示方法を説明する図であり、横軸に時刻、縦軸に同ＰＤＰ内の面放電電極の図示しない番号がとられている。
このＰＤＰでは、同図に示すように、１フレーム（たとえば、１６．７ｍｓ、「１ＴＶフィールド」ともいう）が８つのサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，…，ＳＦ８に分割され、これらのサブフィールドが、さらに走査期間と放電維持期間とに分割されている。各走査期間内の斜線は、各面放電電極に印加される走査パルスのタイミングを表す。この走査パルスとデータ電極に印加される表示データパルスとの両者が同時に加わると、書込み放電が発生する。図中の網かけされた部分（放電維持期間）は、表示セルが表示発光する期間である。これらの放電維持期間では、面放電電極２に放電維持パルスが印加される。走査期間に放電が発生した表示セルは、放電維持期間の長さに応じた強度の発光をする。図中の８つの放電維持期間の長さは、１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８の比に設定されているため、これらの放電維持期間における発光を組み合わせることにより、２５６の階調（０〜２５５）の画面が表示される。また、放電維持期間における放電維持パルスの回数により当該のサブフィールドにおける発光輝度が決定される。放電維持期間における放電維持パルスの周波数が高くなると、全体の発光回数が多くなり、発光輝度が高くなる。ただし、発光パルスの周波数が高くなると、ＰＤＰの消費電力が高くなる。

図６は、図４中の蛍光体９の放電維持パルス数に対する輝度を示す図であり、横軸には放電維持パルスの数の割合（％）、及び縦軸には放電維持パルスの数に対する蛍光体９の発光輝度がとられている。同図６では、青色蛍光体の発生する輝度が最大値で１００とされ、他の色の蛍光体の輝度は同青色蛍光体を基準とする正規化値で表示されている。
同図６に示すように、各蛍光体のうち、赤色及び緑色のものは、輝度飽和が比較的起こりやすく、放電維持パルス数を大きくしても、これに対応して輝度が上昇しない。これに対し、青色の蛍光を発する蛍光体は、残光時間が短いため、輝度飽和が殆ど発生せず、放電維持パルス数に対する輝度のリニアリティが良好であり、同放電維持パルスの数に比例して輝度が上昇する。

図７は、従来のプラズマ表示装置における色温度変化補償方法を行うための信号処理回路の電気的構成の一例を示すブロック図である。
この信号処理回路は、同図に示すように、コーディング用ＬＵＴ（Look Up Table 、ルック・アップ・テーブル）１１と、ＡＰＬ（Average Picture Level 、映像入力信号の平均輝度レベル）検出部１２と、輝度電力制御部１３と、維持パルス数規定ＬＵＴ１４と、信号レベル変換用倍率ＬＵＴ１５と、乗算器１６とから構成されている。コーディング用ＬＵＴ１１は、映像入力信号Ｍの１フレーム期間を階調レベル（たとえば、８〜１０ビット）の相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、同各サブフィールドの組合わせにより、たとえば８〜１６ビットの階調映像信号Ｆを生成する。

ＡＰＬ検出部１２は、映像入力信号Ｍの１フレーム毎の平均輝度レベルＣ１，Ｃ２（＝Ｃ１）を検出する。輝度電力制御部１３は、平均輝度レベルＣ１に対応した輝度電力制御信号Ｄを出力する。放電維持パルス数規定ＬＵＴ１４は、輝度電力制御信号Ｄに対応した放電維持パルス数Ｅを生成してプラズマ表示装置の図示しない駆動手段へ送出する。信号レベル変換用倍率ＬＵＴ１５は、平均輝度レベルＣ２に対応したＲ，Ｇ，Ｂ毎の信号レベル変換用倍率Ｋを出力する。この信号レベル変換用倍率Ｋは、平均輝度レベルＣ２に対して一義的に経験則により決められた値に設定されている。乗算器１６は、階調映像信号Ｆに信号レベル変換用倍率Ｋを乗じてＲ，Ｇ，Ｂ毎にレベルが設定された階調映像信号Ｎを生成し、プラズマ表示装置の図示しない信号制御手段へ送出する。

この信号処理回路では、平均輝度レベルＣ１が比較的低い場合には、ＰＤＰの画面のコントラスト感を増加させるために、輝度電力制御部１３により放電維持パルス数Ｅが増加するように制御される。また、平均輝度レベルＣ１が比較的高い場合には、ＰＤＰの消費電力が過大になることを防止するために、輝度電力制御部１３により放電維持パルス数Ｅが減少するように制御される。このため、平均輝度レベルＣ１が低い場合、放電維持パルス数Ｅが大きいときでも蛍光体が輝度飽和しない青色が相対的に強くなるため、白色色温度が上昇し、また、平均輝度レベルＣ１が高く、全白に近い場合、他の色（赤＋緑＝黄）が相対的に強くなるため、白色色温度が低下するという現象が発生する。

このような現象を回避するために、ＡＰＬ検出部１２により映像入力信号ＭのＲ，Ｇ，Ｂの各信号から１フレームの平均輝度レベルＣ２が検出され、階調映像信号ＮのＲ，Ｇ，Ｂのレベルが同平均輝度レベルＣ２に基づいて設定される。すなわち、前述したように、平均輝度レベルＣ１が低い画像では、輝度レベルの高い部分の色温度が上がり、青色成分の強い画像になりやすい。このような場合、階調映像信号ＮのＢ（青色）の信号レベルは、信号レベル変換用倍率ＬＵＴ１５により、他の色に比べて低く設定され、色温度の変化を補償するように制御される。

上記のプラズマ表示装置の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献１に記載されたプラズマディスプレイ輝度制御装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が入力される各アンプのゲインを設定するためのデータがゲイン補正器に記憶されている。輝度検出回路から出力される輝度制御信号がゲイン補正器に入力され、同輝度制御信号の値に対応したＲ，Ｇ，Ｂ信号の補正データが出力される。補正データはゲイン制御器に入力され、各アンプのゲイン制御値が変化して、ホワイトバランスが均一化される。

特許文献２に記載されたプラズマ・ディスプレイ・パネルでは、表示負荷率が高くなったとき、同表示負荷率が低い場合に比べ、緑色の発光強度を下げるか、青色の発光強度を上げるように補正して表示が行われる。また、表示負荷率が低くなったとき、同表示負荷率が高い場合に比べ、緑色の発光強度を上げるか、青色の発光強度を下げるように補正して表示が行われる。このため、表示負荷率にかかわらず白色の色温度値及び偏差値が一定に保たれ、高画質が得られる。
特開２００２−０４４６８１号公報（第１頁、図１） 特開２００１−０１３９２０号公報（第４頁、図５）

しかしながら、上記従来の色温度変化補償方法では、次のような問題点があった。
すなわち、図７の信号処理回路により行われる色温度変化補償方法では、たとえば、全体が暗い画面の中に一部分明るい場面（ハイライト、最も明るい部分）があるような特殊な画像については、色温度の変化を補償する効果が認められる。ところが、平均輝度レベルＣ１，Ｃ２の低い画像は、必ずしもハイライトが含まれているわけではなく、単に全体に暗い画像であることが多い。このような画像では、平均輝度レベルＣ１，Ｃ２が低いだけでなく、映像入力信号Ｍのピークレベルも低く、輝度レベルが比較的下位ビットの信号のみが表示に使われていることが多い。

この場合、全体的な放電維持パルス数を増加させても、表示に使われる有効な放電維持パルス数は、印加される維持パルス数よりも少ないものになる。このため、平均輝度レベルＣ２に応じて、階調映像信号ＮのたとえばＢ（青色）の信号レベルを低く設定すると、過補償となる。すなわち、平均輝度レベルＣ１，Ｃ２の低い一般的な画像では、上記の補償により色温度が下がり過ぎるという問題点がある。つまり、この信号処理回路では、平均輝度レベルＣ２のみで色温度を制御するので、蛍光体の実際の発光強度が階調映像信号Ｎのレベルの設定に反映されないため、このような問題点が発生する。

また、特許文献１に記載されたプラズマディスプレイ輝度制御装置及び特許文献２に記載されたプラズマ・ディスプレイ・パネルでも、上記とほぼ同様の問題点がある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、映像入力信号の１フレーム期間を階調レベルの相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドの組合わせにより階調映像信号を生成する映像信号処理部と、表示画素毎に区切られた放電空間に放電時に生じた紫外線をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）又はＢ（青色）の蛍光を発する蛍光体を用いて可視光化し、発光状態にある前記表示画素に対し、前記映像信号処理部から出力される前記階調映像信号に基づいて、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの放電維持期間に放電維持パルスを印加することにより、該放電維持期間における該放電維持パルスの数に対応した輝度を得るプラズマ表示パネルとを備え、前記映像入力信号の１フレーム毎の平均輝度レベルに応じて該１フレーム毎に前記放電維持パルスの数が調整されるプラズマ表示装置に用いられ、前記平均輝度レベルに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することにより、前記放電維持パルスの数の調整によって生じる前記表示画素の色温度変化を補償する色温度変化補償方法に係り、前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記重み付けの大きさに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の色温度変化補償方法に係り、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持期間に発生する前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の色温度変化補償方法に係り、前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドのうちの前記重み付けの最も大きいサブフィールドの該重み付けを所定の閾値と比較し、該閾値以上の場合にのみ、当該の色温度変化の補償を行うことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の色温度変化補償方法に係り、前記放電維持パルス数を増加させたとき、前記各色に対応する蛍光体のうちの輝度飽和の少ない特定色の蛍光体に対応した前記階調映像信号のレベルを所定値まで低下させることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の色温度変化補償方法に係り、前記特定色は、前記各色のうちの１色又は２色であることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、画像表示方法に係り、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の色温度変化補償方法により前記映像入力信号を処理して生成された前記階調映像信号に基づいて前記プラズマ表示パネルに画像を表示することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、映像入力信号の１フレーム期間を階調レベルの相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドの組合わせにより階調映像信号を生成する映像信号処理部と、表示画素毎に区切られた放電空間に放電時に生じた紫外線をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）又はＢ（青色）の蛍光を発する蛍光体を用いて可視光化し、発光状態にある前記表示画素に対し、前記映像信号処理部から出力される前記階調映像信号に基づいて、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの放電維持期間に放電維持パルスを印加することにより、該放電維持期間における該放電維持パルスの数に対応した輝度を得るプラズマ表示パネルと、前記映像入力信号の１フレーム毎の平均輝度レベルに応じて前記放電維持パルスの数を調整する輝度電力制御手段とを備えてなるプラズマ表示装置に係り、前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記重み付けの大きさに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定する色温度変化補償手段が設けられていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載のプラズマ表示装置に係り、前記色温度変化補償手段は、前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持期間に発生する前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定する構成とされていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載のプラズマ表示装置に係り、前記色温度変化補償手段は、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドを検出するサブフィールド状況検出部と、前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドのうちの前記重み付けの最も大きいサブフィールドの該重み付けが所定の閾値以上か否かを判定する判定部と、前記重み付けが前記閾値以上の場合にのみ、前記平均輝度レベル及び前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することにより、当該の色温度変化の補償を行うレベル設定部とから構成されていることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項７記載のプラズマ表示装置に係り、前記色温度変化補償手段は、前記放電維持パルス数を増加させたとき、前記各色に対応する蛍光体のうちの輝度飽和の少ない特定色の蛍光体に対応した前記階調映像信号のレベルを所定値まで低下させる構成とされていることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載のプラズマ表示装置に係り、前記特定色は、前記各色のうちの１色又は２色であることを特徴としている。

この発明の構成によれば、映像入力信号の１フレーム毎の平均輝度レベル及び表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの重み付けの大きさに基づいて色温度を補償するようにしたので、ＰＤＰの蛍光体の実際の発光強度が階調映像信号のレベルの設定に反映され、平均輝度レベルの低い一般的な画像でも、補償により色温度が下がり過ぎることを回避できる。また、放電維持パルス数を増加させたとき、ＰＤＰの各色の蛍光体のうちの輝度飽和の少ない２色の蛍光体に対応した階調映像信号のレベルが所定値まで低下するようにしたので、正確な色温度変化補償を行うことができる。また、１色の蛍光体のみに対応した階調映像信号のレベルを調整する場合、性能は２色の蛍光体に対応した階調映像信号のレベルを調整する場合に比較して劣るが、比較的簡単な構成で上記に準じた効果が得られる。

プラズマ表示パネルの蛍光体の実際の発光強度が階調映像信号のＲ，Ｇ，Ｂのレベルの設定に反映される色温度変化補償方法を提供する。

図１は、この発明の第１の実施例であるプラズマ表示装置に用いられる色温度変化補償方法及び画像表示方法を実施するための信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。
この例の信号処理回路は、同図に示すように、コーディング用ＬＵＴ２１と、ＡＰＬ検出部２２と、輝度電力制御部２３と、放電維持パルス数規定ＬＵＴ２４と、各ＳＦ（サブフィールド）状況検出部２５と、判定部２６と、特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７と、信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８と、乗算器２９とから構成されている。コーディング用ＬＵＴ２１は、映像入力信号Ｍの１フレーム期間を階調レベル（たとえば、８〜１０ビット）の相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、同各サブフィールドの組合わせにより、たとえば８〜１６ビットの階調映像信号Ｆを生成する。

ＡＰＬ検出部２２は、映像入力信号Ｍの１フレーム毎の平均輝度レベルＣを検出する。すなわち、映像入力信号ＭのＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、たとえば８ビットのデジタル信号で入力される。ＰＤＰのようなマトリクス型のディスプレイでは、１フレーム分の映像入力信号は、同ＰＤＰの画素数に応じた数だけ入力される。たとえば、１０２４×７６８の画素数のものでは、Ｒ，Ｇ，Ｂ全部を合わせて約２３６万個の画素で構成されている。平均輝度レベルＣは、これらの画素の信号レベルの全てを合計し、全画素数で割ってパーセンテージで表したものである。たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂ全部を合わせて４画素で構成されるディスプレイに入力される信号レベルが８ビット（最大２５５）で２５０、２００、１５０、１００の場合、平均した信号レベルは１７５になる。この信号レベルをパーセントで表記すると、
１７５／２５５×１００＝６８．６（％）
となる。

たとえば、映像入力信号Ｍが“１０１０００１０”（８ビットパラレル）のとき、信号レベルは、１×１２８＋０×６４＋１×３２＋０×１６＋０×８＋０×４＋１×２＋０×１＝１６２となる。つまり、ＡＰＬ検出部２２は、映像入力信号Ｍの各ビットに対応した重み付けを各ビットの値にかけて加算することにより、当該の画素の信号レベルを算出する。算出された信号レベルの値は１画素分であるため、１フレームの平均輝度レベルは、１フレーム分の画素の信号レベルを合計し、画素数で割ることにより求められる。

輝度電力制御部２３は、平均輝度レベルＣに対応した輝度電力制御信号Ｄを出力する。放電維持パルス数規定ＬＵＴ２４は、輝度電力制御信号Ｄに対応した放電維持パルス数Ｅを生成して特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７及びプラズマ表示装置の図示しない駆動部へ送出する。

各ＳＦ（サブフィールド）状況検出部２５は、階調映像信号Ｆから表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドＧを検出する。判定部２６は、発光時に組み合わされるサブフィールドＧのうちの重み付けの最も大きいサブフィールドの同重み付けが所定の閾値以上か否かを判定し、同閾値以上の場合、判定信号Ｈを出力する。この閾値は、色温度変化の補償を行う必要がある大きな重み付けに対応して設定されている。特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７は、判定部２６から判定信号Ｈが出力されたとき、平均輝度レベルＣに応じた放電維持パルス数Ｅに対応して特定色を補償するための特定色補償維持パルス数Ｊを出力する。

信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８は、特定色補償維持パルス数Ｊに対応したＲ，Ｇ，Ｂ毎の信号レベル変換用倍率Ｌを出力する。乗算器２９は、階調映像信号Ｆに信号レベル変換用倍率Ｌを乗じてＲ，Ｇ，Ｂ毎にレベルが設定された階調映像信号Ｎを生成し、プラズマ表示装置の図示しない信号制御手段へ送出する。特に、この実施例では、放電維持パルス数Ｅを増加させたとき、ＰＤＰの各色の蛍光体のうちの輝度飽和の少ない特定色（たとえば、青及び赤の２色）の蛍光体に対応した階調映像信号Ｎのレベルが所定値まで低下するようになっている。

図２は、図１の信号処理回路が用いられるプラズマ表示装置の電気的構成の一例を示す概略のブロック図である。
このプラズマ表示装置は、アナログインタフェース３０と、ＰＤＰモジュール４０とから構成されている。アナログインタフェース３０は、クロマ・デコーダを備えるＹ／Ｃ（輝度色）分離回路３１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３２と、ＰＬＬ（位相ロック）回路を有する同期信号制御回路３３と、画像フォーマット変換回路３４と、逆γ変換回路３５と、システム・コントロール回路３６とから構成されている。ＰＤＰモジュール４０は、デジタル信号処理制御回路４１と、パネル部４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵するモジュール内電源回路４３とから構成されている。デジタル信号処理制御回路４１は、入力インタフェース信号処理回路４４と、フレームメモリ４５と、メモリ制御回路４６と、ドライバ制御回路４７とから構成されている。図１の信号処理部は、この入力インタフェース信号処理回路４４の一部である。

パネル部４２は、ＰＤＰ６０と、同ＰＤＰ６０の走査電極を駆動する走査ドライバ４８と、データ電極を駆動するデータドライバ４９Ａ，４９Ｂと、ＰＤＰ６０及び走査ドライバ４８にパルス電圧を供給する高圧パルス回路５０Ａ，５０Ｂと、同高圧パルス回路５０Ａ，５０Ｂで発生する余剰電力を回収する電力回収回路５１とから構成されている。ＰＤＰ６０は、表示画素毎に区切られた放電空間に生じた紫外線をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）又はＢ（青色）の蛍光を発する蛍光体を用いて可視光化し、発光状態にある同表示画素に対し、図１の信号処理回路から出力される階調映像信号Ｎに基づいて放電維持パルスを印加することにより、同放電維持パルスの数に対応した輝度を得る。

このプラズマ表示装置では、概略的には、入力されたアナログ映像信号がアナログ・インタフェース３０でデジタル映像信号に変換され、同デジタル映像信号がＰＤＰモジュール４０に供給される。たとえば、図示しないテレビチューナなどから出力されたアナログ映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路３１でＲ，Ｇ，Ｂの各色の輝度信号に分離された後、Ａ／Ｄ変換回路３２でデジタル映像信号に変換される。この後、デジタル映像信号の画素構成とＰＤＰモジュール４０の画素構成とが異なる場合には、同デジタル映像信号は画像フォーマット変換回路３４で同ＰＤＰモジュール４０に対応する画像フォーマットに変換される。

ＰＤＰ６０の入力信号に対する表示輝度の特性は線形的に比例するが、通常の映像信号はＣＲＴの特性に合わせて予め補償（γ変換）されている。このため、Ａ／Ｄ変換回路３２においてアナログ映像信号のＡ／Ｄ変換が行われた後、逆γ変換回路３５で逆γ変換が行われ、デジタル映像信号が生成される。このデジタル映像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像入力信号ＭとしてＰＤＰモジュール４０へ送出する。

また、アナログ映像信号には、Ａ／Ｄ変換用のサンプリングクロック及びデータクロック信号が含まれていないため、同期信号制御回路３３に内蔵されているＰＬＬ回路で、アナログ映像信号と同時に供給される水平同期信号を基準としてサンプリングクロック及びデータクロック信号が生成され、ＰＤＰモジュール４０へ出力される。

システム・コントロール回路３６からは、各種制御信号がＰＤＰモジュール４０へ送出される。デジタル信号処理制御回路４１では、入力インタフェース信号処理回路４４でこれらの各種信号が処理された後、制御信号がパネル部４２に送出される。同時に、メモリ制御回路４６及びドライバ制御回路４７からメモリ制御信号及びドライバ制御信号がパネル部４２に送出される。

ＰＤＰ６０は、従来の図４と同様に構成され、たとえば１３６５×７６８画素を有している。ＰＤＰ６０では、走査ドライバ４８で走査電極が制御され、かつデータドライバ４９Ａ，４９Ｂでデータ電極が制御されることにより、これらの画素のうちの所定の画素の点灯又は非点灯が制御され、映像入力信号Ｍに対応した表示が行われる。また、ロジック用電源により、デジタル信号処理制御回路４１及びパネル部４２にロジック用電力が供給される。また、表示用電源からモジュール内電源回路４３に直流電力が供給され、この直流電力の電圧が所定の電圧に変換された後、パネル部４２に供給される。

次に、この例の色温度変化補償方法及び画像表示方法について説明する。
この実施例では、階調映像信号Ｎの特定色の信号レベルを下げて色温度変化を補償する方法を説明する。
ＡＣ放電型のＰＤＰ６０では、輝度及び電力の制御のために、映像入力信号Ｍの平均輝度レベルＣに応じて放電維持パルス数Ｅを変化させることが普通に行われている。たとえば、平均輝度レベルＣが増大したとき、放電維持パルス数Ｅを低下させることにより、階調映像信号Ｎのレベルを低くしてＰＤＰ６０の消費電力が過大になることが防止される。また、平均輝度レベルＣが低い場合、ＰＤＰ６０の画面のコントラスト感を増加させるために放電維持パルス数Ｅを増加させるが、画面全体が強く発光するわけではないので、消費電力が過大になることはない。このようにして、放電維持パルス数Ｅは、画面の状態によって常に調整される。

ここで、階調映像信号ＮのＲ，Ｇ，Ｂのレベルを同一にしておき、ＰＤＰ６０のＲ，Ｇ，Ｂの各表示画素セルに同数の放電維持パルスを印加したとする。この場合、ＰＤＰ６０に用いられる蛍光体は、色によってその飽和傾向が異なるため、各色に対して放電維持パルスを同じ割合で増加させても、各色の輝度上昇にばらつきが生じ、ホワイトバランスが狂ってしまう。この狂いを補償するためには、放電維持パルスの数Ｅを増加させた動作状態のときに輝度飽和の少ない特定色の信号レベルを低下させればよい。この実施例では、信号レベルの制御の対象となる特定色は、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの２色（青及び赤）とする。

この実施例では、平均輝度レベルＣのみでなく、表示画素の発光時に組み合わされる各サブフィールドの重み付けも、信号レベルの制御に使用する。一般に、ＰＤＰに用いられるサブフィールドは、映像入力信号よりも冗長度が大きくなるようにコーディングされる。このため、映像入力信号Ｍは、コーディング用ＬＵＴ２１で冗長度が大きくなるようにコーディングされて階調映像信号Ｆに変換される。

輝度電力の制御では、放電維持パルス数規定ＬＵＴ２４が用いられ、各サブフィールドの放電維持パルスの数Ｅが所定値に設定される。この場合、輝度電力制御部２３は、映像入力信号Ｍの平均輝度レベルＣに応じて各サブフィールドに対する最適な放電維持パルス数の組み合わせを放電維持パルス数規定ＬＵＴ２４から選択する。このときの各サブフィールドの放電維持パルス数は予め定まっているが、この定められた放電維持パルス数を用いたときに、各蛍光体が実際に発光する輝度レベルが、どの程度の輝度レベルになるかは、図６に示すように、予め実験的に確認されているものとする。たとえば、放電維持パルス数が１００のとき、通常の蛍光体色では、輝度レベルは１００のままで良いが、輝度飽和の少ない特定色では、輝度レベルが９０になる信号レベルまで低下させる必要がある。

まず、各ＳＦ状況検出部２５により、階調映像信号ＦのＲ，Ｇ，Ｂ信号別に一画面中で発光時に組み合わされるサブフィールドＧが検出され、かつ同サブフィールドＧから最大の重み付けのサブフィールドが検出される。この最大のサブフィールドの重み付けは、判定部２６で所定の閾値と比較され、同閾値以上のとき、このサブフィールドが有効と判定され、同閾値に満たないとき、同サブフィールドはないものとされる。この閾値以上の重み付けを有するサブフィールドがある場合、すなわち色温度変化の補償を行う必要があり、判定部２６から判定信号Ｈが出力されたとき、平均輝度レベルＣに応じた放電維持パルス数Ｅに基づいて特定色補償維持パルス数ＬＵＴ２７が各サブフィールド毎に参照され、同各サブフィールド毎の特定色補償維持パルス数が得られる。

このようにして得られた特定色補償維持パルス数は、特定色補償維持パルス数ＬＵＴ２７により、重み付けが最大のサブフィールド以下の全サブフィールドにわたって加算され、特定色補償維持パルス数Ｊが得られる。また、特定色補償維持パルス数ＬＵＴ２７により、あらかじめ補償前の放電維持パルス数が加算されている。そして、信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８では、補償前の加算された放電維持パルス数に対する特定色補償維持パルス数Ｊの比率が求められ、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の信号レベル変換用倍率Ｌが出力される。階調映像信号Ｆは、乗算器２９で信号レベル変換用倍率Ｌが乗じられ、同乗算器２９からＲ，Ｇ，Ｂ毎にレベルが設定された階調映像信号Ｎが出力される。このようにして特定色の信号レベルが調整される。ただし、この調整は２回以上くり返さないようにする。この場合、電力制御は若干不正確になるが、実用上の支障はない。

以上のように、この第１の実施例では、平均輝度レベルＣ２及び表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの放電維持パルスの数に基づいて色温度が制御されるので、ＰＤＰ６０の蛍光体の実際の発光強度が階調映像信号Ｎのレベルの設定に反映され、平均輝度レベルＣの低い一般的な画像でも、補償により色温度が下がり過ぎることが回避される。また、放電維持パルス数Ｅを増加させたとき、ＰＤＰ６０の各色の蛍光体のうちの輝度飽和の少ない青及び赤の２色の蛍光体に対応した階調映像信号Ｎのレベルが所定値まで低下するようにしたので、正確な色温度変化補償が行われる。

上記第１の実施例では、２色の蛍光体に対応した階調映像信号Ｎのレベルを調整するようにしたが、次の第２の実施例に示すように、１色の蛍光体のみに対応した階調映像信号Ｎのレベルを調整することにより、比較的簡単な構成で第１の実施例に準じた利点が得られるものもある。すなわち、ＰＤＰ６０に用いられる蛍光体のうち、青は放電維持パルス数に対する輝度のリニアリティが良好だが、緑や赤の蛍光体では放電維持パルス数を増加させても飽和傾向を生じる。このため、放電維持パルス数を増やすと、青の輝度レベルが相対的に他の色よりも高くなり、色温度が上昇する。この放電維持パルス数を増加させた動作状態のときに色温度変化を抑圧するには、青色の信号レベルを下げればよい。

図３は、この発明の第２の実施例であるプラズマ表示装置に用いられる色温度変化補償方法及び画像表示方法を実施するための信号処理回路の電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の信号処理回路では、図１中の特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７及び信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８に代えて、異なる機能を有する青色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７Ａ及び青色信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８Ａが設けられている。青色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７Ａは、判定部２６から判定信号Ｈが出力されたとき、平均輝度レベルＣに応じた放電維持パルス数Ｅに対応して青色を補償するための青色補償維持パルス数ＪＢを出力する。青色信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８Ａは、青色補償維持パルス数ＪＢに対応した信号レベル変換用倍率ＬＢを出力する。乗算器２９は、階調映像信号Ｆに信号レベル変換用倍率ＬＢを乗じてＲ，Ｇ，Ｂ毎にレベルが設定された階調映像信号Ｎを生成し、プラズマ表示装置の図示しない信号制御手段へ送出する。他は、図１と同様の構成である。

この例の色温度変化補償方法及び画像表示方法では、次の点が第１の実施例と異なっている。
すなわち、判定部２６から判定信号Ｈが出力されたとき、青色補償維持パルス数規定ＬＵＴ２７Ａから青色補償維持パルス数ＪＢが出力される。そして、青色信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８Ａから青色補償維持パルス数ＪＢに対応した信号レベル変換用倍率ＬＢが出力される。階調映像信号Ｆは、乗算器２９で信号レベル変換用倍率ＬＢが乗じられ、同乗算器２９からＲ，Ｇ，Ｂ毎にレベルが設定された階調映像信号Ｎが出力される。このようにして青色の信号レベルが調整される。

以上のように、この第２の実施例では、青色の蛍光体のみに対応した階調映像信号Ｎのレベルを調整するようにしたので、性能は第１の実施例に比較して劣るが、比較的簡単な構成で第１の実施例に準ずる利点が得られる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、図１中の信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８及び乗算器２９に代えて、階調映像信号Ｆから階調映像信号Ｎへ変換するルック・アップ・テーブルを設けても良い。同様に、図３中の信号レベル変換用倍率ＬＵＴ２８Ａ及び乗算器２９に代えて、階調映像信号Ｆから階調映像信号Ｎへ変換するルック・アップ・テーブルを設けても良い。

この発明の第１の実施例であるプラズマ表示装置に用いられる信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。 図１の信号処理回路が用いられるプラズマ表示装置の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第２の実施例であるプラズマ表示装置に用いられる信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。 ＡＣ放電型のＰＤＰの構造を示す図である。 図４のＰＤＰに用いられる階調表示方法を説明する図である。 図４中の蛍光体９の放電維持パルス数に対する輝度を示す図である。 従来のプラズマ表示装置に用いられる信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

９ 蛍光体（ＰＤＰの一部）
２１ コーディング用ＬＵＴ（映像信号処理部）
２２ ＡＰＬ検出部（輝度電力制御手段の一部）
２３ 輝度電力制御部（輝度電力制御手段の一部）
２４ 維持パルス数規定ＬＵＴ（輝度電力制御手段の一部）
２５ 各ＳＦ状況検出部（色温度変化補償手段の一部）
２６ 判定部（色温度変化補償手段の一部）
２７ 特定色補償維持パルス数規定ＬＵＴ（色温度変化補償手段の一部、レベル設定部の一部）
２７Ａ 青色補償維持パルス数規定ＬＵＴ（色温度変化補償手段の一部、レベル設定部の一部）
２８ 信号レベル変換用倍率ＬＵＴ（色温度変化補償手段の一部、レベル設定部の一部）
２８Ａ 青色信号レベル変換用倍率ＬＵＴ（色温度変化補償手段の一部、レベル設定部の一部）
２９ 乗算器（映像信号処理部の一部、色温度変化補償手段の一部、レベル設定部の一部）
６０ ＰＤＰ（プラズマ表示パネル）

Claims (11)

1. 映像入力信号の１フレーム期間を階調レベルの相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドの組合わせにより階調映像信号を生成する映像信号処理部と、表示画素毎に区切られた放電空間に放電時に生じた紫外線をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）又はＢ（青色）の蛍光を発する蛍光体を用いて可視光化し、発光状態にある前記表示画素に対し、前記映像信号処理部から出力される前記階調映像信号に基づいて、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの放電維持期間に放電維持パルスを印加することにより、該放電維持期間における該放電維持パルスの数に対応した輝度を得るプラズマ表示パネルとを備え、前記映像入力信号の１フレーム毎の平均輝度レベルに応じて該１フレーム毎に前記放電維持パルスの数が調整されるプラズマ表示装置に用いられ、前記平均輝度レベルに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することにより、前記放電維持パルスの数の調整によって生じる前記表示画素の色温度変化を補償する色温度変化補償方法であって、
   前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記重み付けの大きさに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することを特徴とする色温度変化補償方法。
2. 前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持期間に発生する前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することを特徴とする請求項１記載の色温度変化補償方法。
3. 前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドのうちの前記重み付けの最も大きいサブフィールドの該重み付けを所定の閾値と比較し、該閾値以上の場合にのみ、当該の色温度変化の補償を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の色温度変化補償方法。
4. 前記放電維持パルス数を増加させたとき、前記各色に対応する蛍光体のうちの輝度飽和の少ない特定色の蛍光体に対応した前記階調映像信号のレベルを所定値まで低下させることを特徴とする請求項１記載の色温度変化補償方法。
5. 前記特定色は、
   前記各色のうちの１色又は２色であること特徴とする請求項４記載の色温度変化補償方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の色温度変化補償方法により前記映像入力信号を処理して生成された前記階調映像信号に基づいて前記プラズマ表示パネルに画像を表示することを特徴とする画像表示方法。
7. 映像入力信号の１フレーム期間を階調レベルの相対比に応じて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドの組合わせにより階調映像信号を生成する映像信号処理部と、表示画素毎に区切られた放電空間に放電時に生じた紫外線をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）又はＢ（青色）の蛍光を発する蛍光体を用いて可視光化し、発光状態にある前記表示画素に対し、前記映像信号処理部から出力される前記階調映像信号に基づいて、前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの放電維持期間に放電維持パルスを印加することにより、該放電維持期間における該放電維持パルスの数に対応した輝度を得るプラズマ表示パネルと、
   前記映像入力信号の１フレーム毎の平均輝度レベルに応じて前記放電維持パルスの数を調整する輝度電力制御手段とを備えてなるプラズマ表示装置であって、
   前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記重み付けの大きさに基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定する色温度変化補償手段が設けられていることを特徴とするプラズマ表示装置。
8. 前記色温度変化補償手段は、
   前記平均輝度レベルと共に前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持期間に発生する前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定する構成とされていることを特徴とする請求項７記載のプラズマ表示装置。
9. 前記色温度変化補償手段は、
   前記各サブフィールドのうちの前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドを検出するサブフィールド状況検出部と、
   前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドのうちの前記重み付けの最も大きいサブフィールドの該重み付けが所定の閾値以上か否かを判定する判定部と、
   前記重み付けが前記閾値以上の場合にのみ、前記平均輝度レベル及び前記表示画素の発光時に組み合わされるサブフィールドの前記放電維持パルスの数に基づいて前記階調映像信号のレベルを前記各色毎に設定することにより、当該の色温度変化の補償を行うレベル設定部とから構成されていることを特徴とする請求項７又は８記載のプラズマ表示装置。
10. 前記色温度変化補償手段は、
    前記放電維持パルス数を増加させたとき、前記各色に対応する蛍光体のうちの輝度飽和の少ない特定色の蛍光体に対応した前記階調映像信号のレベルを所定値まで低下させる構成とされていることを特徴とする請求項７記載のプラズマ表示装置。
11. 前記特定色は、
    前記各色のうちの１色又は２色であること特徴とする請求項１０記載のプラズマ表示装置。

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