JP2007025635A - プラズマディスプレイ装置及びその処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】色毎により正確な輝度劣化補正を行うことができるプラズマディスプレイ装置及びその処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部(612)と、サステインパルスを印加し、ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行うプラズマディスプレイパネル(604)とを有するプラズマディスプレイ装置が提供される。ゲイン補正部は、起動時間に対応する時間と映像負荷率とサステインパルス数又はそれに関連する値とに応じて、色毎に映像信号をゲイン補正する。
【選択図】図6

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置及びその処理方法に関する。
プラズマディスプレイ表示装置では、赤、緑及び青の各蛍光体が劣化する。その劣化割合は色毎に異なるため、ホワイトバランスが変化してしまい、画質の劣化が発生していた。下記の特許文献1には、起動時間累積値に応じてRGBの各アンプのゲイン制御値を補正するプラズマディスプレイ表示装置が開示されている。また、下記の特許文献2には、セル毎の放電用有効パルスの印加数の累積値に基づいて推定される各セル間での輝度レベルの差が補正されるようにして、放電用有効パルスの印加が行われるように制御するディスプレイ装置が開示されている。
特開2004−61863号公報 特開2004−240101号公報
しかし、起動時間累積値だけでゲインを補正すると、映像の負荷による輝度劣化差が反映されず、正確な輝度劣化特性を予測することができない。また、各セル毎に放電用有効パルスの印加数を累積するには、回路規模の増大及び記憶装置の追加等によるコストアップ、また記憶装置への保存時間の確保等の問題がある。また、放電用有効パルス電圧の差による寿命特性の変化が反映されず、より正確な輝度劣化特性を予測することができない問題がある。
本発明の目的は、色毎により正確な輝度劣化補正を行うことができるプラズマディスプレイ装置及びその処理方法を提供することである。
本発明のプラズマディスプレイ装置は、複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有する。ゲイン補正部は、起動時間に対応する時間と映像負荷率とサステインパルス数又はそれに関連する値とに応じて、色毎に映像信号をゲイン補正することを特徴とする。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置は、複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、ゲイン補正された映像信号に応じて放電による表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有する。ゲイン補正部は、起動時間に対応する時間と放電の電力とに応じて、色毎に映像信号をゲイン補正することを特徴とする。
また、プラズマディスプレイ装置の処理方法は、複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有するプラズマディスプレイ装置の処理方法であって、起動時間に対応する時間と映像負荷率とサステインパルス数又はそれに関連する値とに応じて、色毎に映像信号をゲイン補正するゲイン補正ステップと、ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行う表示ステップとを有することを特徴とする。
また、プラズマディスプレイ装置の処理方法は、複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、ゲイン補正された映像信号に応じて放電による表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有するプラズマディスプレイ装置の処理方法であって、起動時間に対応する時間と放電の電力とに応じて、色毎に映像信号をゲイン補正するゲイン補正ステップと、ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行う表示ステップとを有することを特徴とする。
色毎により正確な輝度劣化補正を行うことができるので、ホワイトバランスを維持し、画質の劣化を防止することができる。
図1は、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の構成例を示す図である。本実施形態におけるプラズマディスプレイ装置は、互いに平行な走査電極(表示電極)Y1〜Yn及び表示電極X1〜Xnが設けられるとともに、これらの電極Y1〜Yn、X1〜Xnと直交する方向に(交差するように)アドレス電極A1〜Ajが設けられている。表示電極X1〜Xnは、各走査電極Y1〜Ynに対応してこれに接近して設けられている。
表示パネル1は、m行n列のマトリクス状に配置された複数のセルを備える。各セルCijは、走査電極Yi及びアドレス電極Ajの交点並びにそれに対応して隣接する表示電極Xiにより形成される。このセルCijが表示画像の1画素に対応し、表示パネル1は2次元画像を表示することができる。
また、表示パネル1は、表示領域2と、その周囲に設けられた非表示領域(以下、「ダミー表示領域」とも称す。)3とを有する。表示領域2は、入力映像信号(入力データ)Dに基づく表示画像を表示する領域であり、この領域2内のセルについては、入力映像信号Dに応じて各電極X、Y、Aが駆動される。一方、ダミー表示領域3は、入力映像信号Dにかかわらず常に黒とする領域であり、この領域3内のセルについては、常に黒画像表示に対応した駆動が各電極X、Y、Aになされる。
表示電極X1〜Xnは、ドライバ制御部10の制御に応じて、表示電極X1〜Xnに所定の電圧(駆動パルス)を供給するX側共通ドライバ4の出力端に接続されている。また、走査電極Y1〜Ynは、ドライバ制御部10及びY側共通ドライバ6の制御に応じて、走査電極Y1〜Ynに所定の電圧(駆動パルス)を供給するY側スキャンドライバ5の出力端に接続されている。アドレス電極A1〜Ajは、表示データ制御部11及びドライバ制御部10の制御に応じて、アドレス電極A1〜Ajに所定の電圧(駆動パルス)を印加するアドレスドライバ7の出力端に接続されている。
X側共通ドライバ4は放電を繰り返す回路からなり、アドレスドライバ7は表示すべき列を選択する回路からなる。また、Y側スキャンドライバ5及びY側共通ドライバ6によりY側回路を構成し、Y側回路は線順次走査する回路と放電を繰り返す回路とからなる。Y側回路内の線順次走査する回路とアドレスドライバ7によりどこのセルを点灯させるかを決め、X側共通ドライバ4とY側回路内の放電を繰り返す回路により放電を繰り返すことによって、プラズマディスプレイ装置の表示動作を行う。
ロジック部8は、輝度/電力制御部9、ドライバ制御部10、表示データ制御部11、及び検出部12を有する。ロジック部8は、外部からの入力映像信号D、入力映像信号Dの読み込みタイミングを示すドットクロックCLK、水平同期信号HS、及び垂直同期信号VSに基づいて制御信号を生成し、それをX側共通ドライバ4、Y側スキャンドライバ5、Y側共通ドライバ6、及びアドレスドライバ7に供給する。
具体的にはロジック部8において、ドライバ制御部10が、輝度/電力制御部9及び表示データ制御部11からの信号に基づいて制御信号を生成し出力する。このとき、ドライバ制御部10は、ドライバ4〜7から各電極X、Y、Aにそれぞれ印加する駆動パルスを、検出部12から供給される各データに応じて適宜変更するようにして制御信号を生成する。
ここで、検出部12からドライバ制御部10に供給されるデータには、プラズマディスプレイ装置の起動時間、表示パネル1の表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynにサステインパルスを印加する際の放電の電力(電流)、及びサステインパルス電圧を示すデータがある。すなわち、検出部12は、上述した起動時間、放電の電力値及びサステインパルス電圧を検出し、検出結果に基づくデータをドライバ制御部10に供給する。上記の起動時間は、プラズマディスプレイ装置に対して電源が供給された累積時間(電源供給時間)である。また、上記の放電の電力は、表示パネル1内の表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynに流れる電流を検出することにより得られる。
表示データ制御部11は、入力映像信号Dに応じて映像負荷率を検出し、ドライバ制御部10に出力する。映像負荷率は、発光する画素数及びその発光する画素の階調値を基に検出される。例えば、画像の全画素が最大階調値で表示されている場合は映像負荷率が100%である。また、画像の全画素が最大階調値の1/2で表示されている場合は映像負荷率が50%である。また、画像の半分(50%)の画素のみが最大階調値で表示されているような場合にも、映像負荷率が50%である。
輝度/電力制御部9は、ドライバ制御部10から上記の放電の電力又は映像負荷率を入力し、それに基づいて電力が一定になるように、表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynに印加するサステインパルス数を決定し、ドライバ制御部10に出力する。ドライバ制御部10は、決定されたサステインパルス数のサステインパルスを表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynに印加するように、ドライバ4及び5を制御する。
入力映像信号Dは、赤、緑及び青色の信号線によりパラレルに供給されるデジタル信号である。表示データ制御部11は、色毎に入力映像信号Dをゲイン補正する。これにより、色毎の輝度劣化補正を行うことができ、ホワイトバランスを維持し、画質の劣化を防止することができる。ドライバ制御部10は、上記の起動時間、映像負荷率、サステインパルス数、放電の電力、及び/又はサステインパルス電圧を基に輝度劣化特性時間(輝度劣化特性データ)を演算し、表示データ制御部11の色毎のゲイン補正量を制御する。これらの詳細は、後に説明する。
図2(A)は、1画素である第i行第j列のセルCijの断面構成例を示す図である。図2(A)において、表示電極Xi及び走査電極Yiは、前面ガラス基板31上に形成されている。その上には、放電空間37に対し絶縁するための誘電体層32が被着されるとともに、更にその上にMgO(酸化マグネシウム)保護膜33が被着されている。
一方、アドレス電極Ajは、前面ガラス基板31と対向して配置された背面ガラス基板34上に形成され、その上には誘電体層35が被着され、更にその上に蛍光体38が被着されている。MgO保護膜33と誘電体層35との間の放電空間37には、Ne+Xeペニングガス等が封入されている。
図2(B)は、プラズマディスプレイの容量Cpについて説明するための図である、図2(B)に示すように、プラズマディスプレイの各セルには、放電空間37、表示電極Xiと走査電極Yiの間、及び前面ガラス基板31にそれぞれ容量成分Ca、Cb、Ccが存在し、これらの合計によってセル1つ当たりの容量Cpcellが決まる(Cpcell=Ca+Cb+Cc)。すべてのセルの容量Cpcellの合計がパネル容量Cpである。
図2(C)は、プラズマディスプレイの発光について説明するための図である。図2(C)に示すように、リブ36の内面には、赤、青、緑色の蛍光体38がストライプ状に各色毎に配列、塗布されており、表示電極Xi及び走査電極Yiの間の放電によって蛍光体38を励起して発光するようになっている。
図3は、図1に示したプラズマディスプレイ装置の駆動回路の構成例を示す図である。図3に示す駆動回路は、図1におけるX側共通ドライバ4、Y側スキャンドライバ5、及びY側共通ドライバ6に対応するものである。
図3において、容量負荷(以下、「負荷」と称す。)40は、上述した複数の表示電極X1〜Xnの中の任意の1つの表示電極Xと、複数の走査電極Y1〜Ynの中の任意の1つの走査電極Yとの間に形成されているセルの合計の容量である。負荷40には、共通電極Xと走査電極Yが形成されている。
走査電極Yを駆動するためのY側回路は、1つのコンデンサCY1と5つのスイッチSWY1〜SWY5を備える。
スイッチSWY1、SWY2は、電源から供給される電圧Vsの電源ライン(電源線)と基準電位としてのグランド(GND)との間に直列に接続される。2つのスイッチSWY1、SWY2の相互接続点にはコンデンサCY1の一方の端子が接続され、コンデンサCY1の他方の端子とグランドとの間にはスイッチSWY3が接続される。なお、コンデンサCY1の一方の端子に接続される信号ラインを第1の信号ラインOUTAYとし、他方の端子に接続される信号ラインを第2の信号ラインOUTBYとする。
スイッチSWY4、SWY5は、電源回路22のコンデンサCY1の両端に直列に接続される。すなわち、スイッチSWY4、SWY5は、第1及び第2の信号ラインOUTAY、OUTBY間に直列接続される。2つのスイッチSWY4、SWY5の相互接続点は、出力ラインOUTCYを介して負荷40の走査電極Yに接続される。
また、共通電極Xを駆動するためのX側回路は、上述したY側回路と同様に構成されるので説明は省略する。
図3に示した駆動回路のY側において、スイッチSWY1、SWY3、及びSWY4をオンにし、スイッチSWY2、SWY5をオフにすることで、コンデンサCY1にスイッチSWY1、SWY3により与えられる電圧Vsに応じた電荷が蓄積されるとともに、第1の信号ラインOUTAYの電圧Vsが出力ラインOUTCYを介して負荷40に印加される。
また、コンデンサCY1に電圧Vsに応じた電荷が蓄積された状態で、スイッチSWY2、SWY5をオンにし、スイッチSWY1、SWY3、SWY4をオフにすることで、第2の信号ラインOUTBYの電圧が(−Vs)となり、その電圧(−Vs)が出力ラインOUTCYを介して負荷40に印加される。
このようにして、負荷40の走査電極Yに対して正の電圧Vsと負の電圧(−Vs)とを交互に印加する。同様に、負荷40の共通電極Xに対しても、同様のスイッチング制御を行うことにより、正の電圧Vsと負の電圧(−Vs)とを交互に印加する。このとき、走査電極Y及び共通電極Xに印加する電圧(±Vs)は、互いに位相が逆の関係となるようにする。すなわち、走査電極Yに正の電圧Vsが印加されている場合には、共通電極Xに負の電圧(−Vs)を印加するようにする。これにより、走査電極Yと共通電極Xとの間に放電を行うことが可能な電位差を生じさせることができる。
図4は、画像の1フレームFRの構成例を示す図である。画像は、例えば60フレーム/秒で形成される。1フレームFRは、第1のサブフレームSF1、第2のサブフレームSF2、…、第nのサブフレームSFnにより形成される。このnは、例えば10であり、階調ビット数に相当する。サブフレームSF1、SF2等の各々を又はそれらの総称を、以下、「サブフレームSF」と称す。
各サブフレームSFは、リセット期間Tr、アドレス期間Ta、及びサステイン期間(維持放電期間)Tsを有する。リセット期間Trでは、表示セルの初期化を行う。アドレス期間Taでは、アドレス指定により各表示セルの点灯又は非点灯を選択することができる。選択されたセルはサステイン期間Tsで発光を行う。各サブフィールドSFにおいて発光回数(時間)が異なる。これにより、階調値を決めることができる。
図5は、図1に示したプラズマディスプレイ装置の基本動作例を示す波形図である。図5は、1つのサブフィールド分において、共通電極X、走査電極Y、アドレス電極Aに対して印加する駆動パルス(電圧)の波形例を示している。1つのサブフィールドは、上述したように全面書き込み期間及び全面消去期間からなるリセット期間と、アドレス期間と、維持放電期間とに区分される。
リセット期間においては、まず、共通電極Xに印加する電圧が基準電位としてのグランドレベルから(−Vs)に引き下げられる。一方、走査電極Yに印加される電圧が時間経過とともに徐々に上昇して、最終的に書き込み電圧Vwが走査電極Yに印加される。
このようにして、共通電極Xと走査電極Yにリセットパルスが印加されて電極間の電位差が(Vs+Vw)となり、以前の表示状態にかかわらず、全表示ラインの全セルで放電が行われ、壁電荷が形成される(全面書き込み)。
次に、共通電極X及び走査電極Yの電圧をグランドレベルに戻した後、共通電極Xに対する電圧がグランドレベルからVsまで引き上げるとともに、走査電極Yに対する印加電圧が(−Vs)に引き下げられる。これにより、全セルにおいて壁電荷自身の電圧が放電開始電圧を越えて放電が開始され、蓄積されていた壁電荷が消去される(全面消去)。
次に、アドレス期間においては、入力映像信号に応じて各セルのオン/オフを行うために、線順次でアドレス放電が行われる。このとき、共通電極Xには、電圧Vsが印加される。また、ある表示ラインに相当する走査電極Yに電圧を印加するときには、線順次により選択された走査電極Yには(−Vs)レベルのスキャンパルス、非選択の走査電極Yにはグランドレベルの電圧が印加される。
このとき、各アドレス電極A1〜Am中の維持放電を起こすセル、すなわち点灯させるセルに対応するアドレス電極Ajには、電圧Vaのアドレスパルスが選択的に印加される。この結果、点灯させるセルのアドレス電極Ajと線順次で選択された走査電極Yとの間で放電が起こり、これをプライミング(種火)として共通電極X及び走査電極Yの上のMgO保護膜面に、次の維持放電が可能な量の壁電荷が蓄積される。
その後、維持放電期間になると、各表示ラインの共通電極Xと走査電極Yとに互いに極性の異なる電圧(+Vs、−Vs)を交互に印加して維持放電を行い、1サブフィールドの映像を表示する。なお、互いに極性の異なる電圧を交互に印加する動作は、サステイン動作と呼ばれ、サステイン動作中の電圧(+Vs、−Vs)のパルスはサステインパルスと呼ばれる。
なお、維持放電期間において、走査電極Yに対して最初に高電圧を印加する時のみ電圧(Vs+Vx)を印加する。この電圧Vxは、アドレス期間に発生した壁電荷の電圧に加えることで維持放電に必要な電圧を生成する上乗せ分の電圧である。
図6は、図1のプラズマディスプレイ装置の表示データ制御部11内のゲイン補正部の構成例を示す図である。データコンバータ601は、映像負荷率検出部611及びゲイン補正部612を有し、映像信号Dを入力し、色毎に映像信号Dをゲイン補正し、プラズマディスプレイパネル(PDP)604に出力する。ゲイン補正部612の構成は、後に図7を参照しながら説明する。プラズマディスプレイパネル604は、図1の表示パネル1及びドライバ4〜7を有し、ゲイン補正部612で色毎にゲイン補正された映像信号に応じて表示を行う。
映像負荷率検出部611は、映像信号Dに応じて映像負荷率を検出し、マイクロプロセッサ(MPU)602に出力する。映像負荷率は、発光する画素数及びその発光する画素の階調値を基に検出される。例えば、画像の全画素が最大階調値で表示されている場合は映像負荷率が100%である。また、画像の全画素が最大階調値の1/2で表示されている場合は映像負荷率が50%である。また、画像の半分(50%)の画素のみが最大階調値で表示されているような場合にも、映像負荷率が50%である。
マイクロプロセッサ602は、サステインパルス電圧検出部621、サステインパルス数検出部622及びサステイン放電電力検出部623を有し、データコンバータ601及びEEPROM(不揮発性メモリ)603に対して入出力可能である。
サステインパルス電圧検出部621は、図5のサステインパルス電圧Vsを検出する。サステインパルス電圧Vsは、プラズマディスプレイパネル604毎にばらつきにより異なる値を有する。
サステインパルス数検出部622は、図5の維持放電期間におけるサステインパルスの数を検出する。サステインパルス数は、図1の輝度/電力制御部9の電力一定制御により変化する。
サステイン放電電力検出部623は、図1の検出部12に対応し、維持放電期間におけるサステインパルスにより放電が生じたときの表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynに電流が流れる際の電力を検出する。サステイン放電電力は、表示パネル1内の表示電極X1〜Xn及び走査電極Y1〜Ynに流れる電流を検出することにより得られる。
EEPROM603は、起動時間631及び輝度劣化特性時間632を記憶する。マイクロプロセッサ602は、起動時間631及び輝度劣化特性時間632を演算し、EEPROM603に記録する。起動時間は、プラズマディスプレイ装置に対して電源が供給され、映像表示(黒表示も含む)が行われた時間(映像表示時間)である。
また、マイクロプロセッサ602は、上記の起動時間、映像負荷率、サステインパルス数、サステイン放電電力、及び/又はサステインパルス電圧を基に輝度劣化特性時間(輝度劣化特性データ)632を演算し、EEPROM603に記録する。また、マイクロプロセッサ602は、輝度劣化特性時間632に応じて、ゲイン補正部612のゲイン補正を制御する。ゲイン補正部612は、マイクロプロセッサ602の制御により、色毎にゲイン補正を行う。その詳細は、後に説明する。
図7は、図6のゲイン補正部612の構成例を示す図である。映像信号Dは、赤の映像信号DR、緑の映像信号DG及び青の映像信号DBを有する。ゲイン補正部701Rは、マイクロプロセッサ602の制御により、赤の映像信号DRをゲイン補正する。ゲイン補正部701Gは、マイクロプロセッサ602の制御により、緑の映像信号DGをゲイン補正する。ゲイン補正部701Bは、マイクロプロセッサ602の制御により、青の映像信号DBをゲイン補正する。
図8は、時間と輝度劣化割合との関係例を示すグラフである。横軸は時間を対数表示し、縦軸は各色の映像信号の輝度劣化割合を示す。例えば、特性線801は赤の劣化割合特性を示し、特性線802は緑の劣化割合特性を示し、特性線803は青の劣化割合特性を示す。初期時の時間が0のとき、赤、緑及び青の特性線801〜803の輝度劣化割合を1とし、時間経過に応じた輝度劣化割合を示す。各色に応じて、劣化割合が異なる。赤の特性線801は劣化し難く、青の特性線801は劣化し易い。この結果、時間の経過と共に、ホワイトバランスが崩れ、赤みがかった画像表示になる。
この特性線801〜803のデータは、例えば図6のマイクロプロセッサ602内にテーブルデータとして格納されている。図6の輝度劣化特性時間632は、図8の横軸の時間に対応する。例えば、輝度劣化特性時間632が時間t3の場合、3色の中で最も輝度劣化値が小さいものに合うように、3色の映像信号DR,DG,DBのゲイン補正を行う。すなわち、輝度劣化値が最も小さいのが青の劣化割合803の0.5であるので、全色の劣化割合が0.5になるように、映像信号DR,DG,DBのゲイン補正を行う。色毎に異なるゲイン補正を行うことができる。
輝度劣化特性時間T1は、次式(1)で表される。T2は所定時間間隔で計測される起動時間、K1は映像負荷率、Nsはサステインパルス数である。B1は上記特性線を求める際の条件から算出した係数であり、例えば図8の特性となる映像負荷率×サステインパルス数に対応する数値である。K2はサステインパルス電圧Vsに依存する係数である。すなわち、T2×Ns×K1/(B1×K2)を時間経過に応じて累積加算し、輝度劣化特性時間T1を求める。なお、T2は起動時間に対応する時間でもよく、Nsはサステインパルス数に関連する値でもよく、K2はサステインパルス電圧Vsそのものでもよい。
T1=Σ{T2×Ns×K1/(B1×K2)} ・・・(1)
各パラメータが輝度劣化特性時間T1に影響する理由を、以下説明する。まず、起動時間T2に応じて、図2(C)の赤、緑及び青の各蛍光体38が劣化し、各色の輝度が劣化することは明らかである。したがって、起動時間T2は、輝度劣化特性時間T1に影響する。
図9は、映像負荷率K1とサステイン放電電力との関係例を示すグラフである。仮にサステインパルス数が一定であるとすると、映像負荷率が大きくなるに従い、サステイン放電電力も大きくなる。そこで、図1の輝度/電力制御部9は、電力の増加を抑制するため、映像負荷率が大きいときには、例えば電力が一定になるように、サステインパルス数を制御する。具体的には、映像負荷率が大きくなると、サステインパルス数を減らす。その結果、図9に示すように、映像負荷率が大きいときには、電力が一定になる。
図10は、上記のNs(サステインパルス数に関連する値)×K1(映像負荷率)とK1(映像負荷率)との関係例を示すグラフである。上記のように、電力一定制御により、映像負荷率K1が大きくなると、サステインパルス数Nsが減る。その結果、映像負荷率K1が大きくなると、Ns×K1が一定の特性を示す。すなわち、Ns×K1は、図9のサステイン放電電力と類似した特性を示す。
サステイン放電電力が大きいほど、サステイン放電による発光回数が多くなるので、輝度劣化し易くなる。すなわち、Ns×K1が大きいほど、輝度劣化し易くなる。これにより、輝度劣化特性時間T1は、Ns×K1に依存する。
なお、映像負荷率は、フレーム毎に演算されるものである。そこで、まず、Ns×K1の値の最大値を1として、Ns×K1の値を正規化する。例えば、1秒当たり1フレームの表示を行う場合には、Ns×K1が1のときには1秒とし、Ns×K1が0.5のときには0.5秒とする。その時間を、上記式(1)のNs×K1として表現する。また、その時間を所定期間累積してNs×K1として表現してもよい。
図11は、サステインパルス電圧毎の映像負荷率K1とサステインパルス数Nsとの関係例を示すグラフである。例えば、特性線1101Lはサステインパルスの駆動電圧Vsが80Vのときの特性を示し、特性線1102Hはサステインパルスの駆動電圧Vsが82Vのときの特性を示す。図11より、駆動電圧Vsの設定値が異なると図10の特性(平坦部)が異なってしまう。蛍光体の基本劣化特性は、電力(電圧×電流)により決まると考えられる。設定する駆動電圧が変わっても駆動電力が変わらなければ、その分だけ電流(サステインパルス数)を減らすように制御することにより、蛍光体の基本劣化特性は駆動電圧Vsに依存することは無い。従って、図10の映像負荷率×サステインパルス数(或いはサステインパルス数に関連する値)の特性は、駆動電圧Vsの設定によらず映像負荷率により決まる。よって、基準のパネルにより求めた(映像負荷率)対(サステインパルス数、或いはサステインパルス数に関連する値)のテーブル、又は演算式により図10の特性を駆動電圧Vsに依存せずに求めることができる。
図12は、サステインパルス電圧毎の時間と輝度劣化割合との関係例を示すグラフである。横軸の時間は対数で表す。例えば、特性線1201Lはサステインパルス電圧Vsが80Vのときの特性を示し、特性線1202Hはサステインパルス電圧Vsが82Vのときの特性を示す。サステインパルス電圧Vsが高いと、強いサステイン放電が生じ、同じ電力が加わっても電圧に依存し、輝度の劣化特性が異なる蛍光体もある。また、電圧が高いと、無効電力(充電電力)が増加し、その分放電電力は減る。そこで、この特性を考慮し、サステインパルス電圧Vsに依存する係数K2を用いる。これにより、より正確に輝度劣化によるゲイン補正を行うことができる。
なお、上式(1)において、サステインパルス電圧Vsに依存する係数K2を省略してもよい。その場合、輝度劣化特性時間T1は、次式(2)で表すことができる。
T1=Σ(T2×Ns×K1/B1) ・・・(2)
また、上述したように、上式(1)及び(2)において、Ns×K1は、図9のサステイン放電電力P1に置き換えることができる。その場合、輝度劣化特性時間T1は、次式(3)及び(4)で表すことができる。
T1=Σ{T2×P1/(B1×K2)} ・・・(3)
T1=Σ(T2×P1/B1) ・・・(4)
また、映像負荷率K1は、フレーム毎に1つの映像負荷率を演算してもよいし、1フレーム内で色毎に演算してもよい。その場合、赤の映像負荷率K1、緑の映像負荷率K1及び青の映像負荷率K1が求められる。その結果、赤の輝度劣化特性時間T1、緑の輝度劣化特性時間T1及び青の輝度劣化特性時間T1が求められる。例えば、図8において、赤の輝度劣化特性時間T1がt1、緑の輝度劣化特性時間T1がt2、青の輝度劣化特性時間T1がt3であったとする。その場合、赤の輝度劣化が約1、緑の輝度劣化が約0.85、青の輝度劣化特性が約0.5になる。この場合、上述と同様に、輝度劣化値の最も小さい青の輝度劣化値0.5に合わせる。図7の赤のゲイン補正部701Rは、輝度劣化補正のため1から0.5にゲイン補正する。緑のゲイン補正部701Gは、0.5/0.85=0.59にゲイン補正する。青のゲイン補正部701Bは、ゲイン補正する必要がなく、入力映像信号DBをそのまま出力すればよい。
以上のように、本実施形態によれば、上記の起動時間T2、映像負荷率K1、サステインパルス数Ns、サステイン放電電力P1、及び/又はサステインパルス電圧Vsに依存する係数K2を基に輝度劣化特性時間(輝度劣化特性データ)T1を演算し、色毎に映像信号をゲイン補正する。これにより、色毎により正確な輝度劣化補正を行うことができ、ホワイトバランスを維持し、画質の劣化を防止することができる。
図13は、輝度劣化係数及び色度変化係数を基にゲイン補正係数を生成する回路構成例を示す図である。時間T1は、上記の輝度劣化特性時間T1である。輝度劣化係数テーブル1301は、時間T1及び蛍光体38(プラズマディスプレイパネル604)の輝度劣化係数(ゲイン補正係数)の対応関係を記憶するルックアップテーブルである。上記の実施形態では、輝度劣化係数テーブル1301が時間T1を基に、赤のゲイン補正係数1311R、緑のゲイン補正係数1311G及び青のゲイン補正係数1311Bをそれぞれ図7のゲイン補正部701R、701G及び701Bに出力する。ゲイン補正部701R、701G及び701Bは、それぞれゲイン補正係数1311R、1311G及び1311Bを基に映像信号DR、DG及びDBをゲイン補正する。
図13では、輝度劣化係数テーブル1301の他に、色度変化係数テーブル1302及びゲイン補正係数生成部1303が設けられる。色度変化係数テーブル1302は、時間T1及び蛍光体38(プラズマディスプレイパネル604)の色度変化係数(ゲイン補正係数)の対応関係を記憶するルックアップテーブルである。輝度劣化係数テーブル1301は、時間T1を基に、赤の輝度劣化係数(ゲイン補正係数)1311R、緑の輝度劣化係数(ゲイン補正係数)1311G及び青の輝度劣化係数(ゲイン補正係数)1311Bを出力する。輝度劣化係数1311R、1311G及び1311Bは、上記の実施形態に示した時間経過に伴う各色の蛍光体38の輝度劣化を補正するためのゲイン補正係数である。色度変化係数テーブル1302は、時間T1を基に、赤の色度変化係数(ゲイン補正係数)1312R、緑の色度変化係数(ゲイン補正係数)1312G及び青の色度変化係数(ゲイン補正係数)1312Bを出力する。色度変化係数1312R、1312G及び1312Bは、後に詳述する時間経過に伴う各色の蛍光体38の色度変化を補正するためのゲイン補正係数である。ゲイン補正係数生成部1303は、赤の輝度劣化係数1311R、緑の輝度劣化係数1311G、青の輝度劣化係数1311B、赤の色度変化係数1312R、緑の色度変化係数1312G及び青の色度変化係数1312Bを基に、赤のゲイン補正係数1313R、緑のゲイン補正係数1313G及び青のゲイン補正係数1313Bを生成し、それぞれ図7のゲイン補正部701R、701G及び701Bに出力する。ゲイン補正部701R、701G及び701Bは、それぞれゲイン補正係数1313R、1313G及び1313Bを基に映像信号DR、DG及びDBをゲイン補正する。
図14は、色度を示す図である。横軸が色度のx軸であり、縦軸が色度のy軸を示す。例えば、x=0.29及びy=0.31の色度付近が白色、yが大きくなると緑色、xが大きくなると赤、x及びyが小さくなると青になる。座標1401は、例えば時間T1が0である初期の蛍光体38の白の色度点を示す。この色度点1401は、時間経過と共に移動してしまう。座標1402は、例えば時間T1が6万時間となり、色度変化係数1312R、1312G及び1312Bを使用せず、輝度劣化係数1311R、1311G及び1311Bのみを用いてゲイン補正を行った後の白の色度点を示す。赤、緑及び青の蛍光体38は、輝度のみならず、色度も変化するので、その影響で輝度劣化割合を補正しても、色度点1402のように色度がずれてしまう。この色度ずれも考慮して、赤、緑及び青のゲイン補正係数を調整することにより、色度を動かさない又は色度を任意の方向に動かすことができる。例えば、色度変化係数1312R、1312G及び1312Bを用いて、色度を動かさないようにゲイン補正することにより、色度点1402を初期の色度点1401に戻すことができる。また、色度変化係数1312R、1312G及び1312Bを用いて、色度を任意の方向に動かすようにゲイン補正することにより、色度点1402を所望の色度点1403に動かすことができる。
ゲイン補正係数生成部1303は、輝度劣化係数1311R、1311G、1311B及び色度変化係数1312R、1312G、1312Bを基にゲイン補正係数1313R、1313G、1313Bを生成することにより、時間T1が例えば6万時間になったときには、時間経過に伴い変化した色度点を色度点1401に戻したり、所望の色度点1403に移動させることができる。
輝度劣化係数1311R、1311G及び1311Bによるゲイン補正だけでも、大きな効果を得ることができる。その補正による色度の変化は、比較的小さなものである。色度変化係数1312R、1312G及び1312Bは、その小さな色度変化を補正するものである。輝度劣化係数1311R、1311G、1311B及び色度変化係数1312R、1312G、1312Bを用いてゲイン補正することにより、より正確なゲイン補正を行うことができる。
図15は、時間T1及び色度のx値の関係例を示すグラフである。横軸が時間T1[hour]を示し、縦軸が色度のx相対値を示す。変化特性1501Rは、時間T1に対する赤の色度のx値の変化を示す特性である。変化特性1501Gは、時間T1に対する緑の色度のx値の変化を示す特性である。変化特性1501Bは、時間T1に対する青の色度のx値の変化を示す特性である。
図16は、時間T1及び色度のy値の関係例を示すグラフである。横軸が時間T1[hour]を示し、縦軸が色度のy相対値を示す。変化特性1601Rは、時間T1に対する赤の色度のy値の変化を示す特性である。変化特性1601Gは、時間T1に対する緑の色度のy値の変化を示す特性である。変化特性1601Bは、時間T1に対する青の色度のy値の変化を示す特性である。
色度変化係数テーブル1302は、例えば図15及び図16に示す色度のx値及びy値の変化を補正するための色度変化係数1312R、1312G及び1312Bを出力する。
以上のように、輝度劣化係数1311R、1311G、1311B及び色度変化係数1312R、1312G、1312Bを基にゲイン補正係数1313R、1313G、1313Bを生成することにより、時間経過に伴う各色の蛍光体の輝度劣化及び各色の蛍光体の色度変化を補正することができる。
図17は、輝度劣化係数、色度変化係数及び前面フィルタ特性を基にゲイン補正係数を生成する回路構成例を示す図であり、図13に前面フィルタ特性テーブル1701を追加したものである。前面フィルタ特性テーブル1701は、後に詳述する前面フィルタ特性(図19)を記憶するテーブルであり、前面フィルタ特性1711を出力する。ゲイン補正係数生成部1303は、輝度劣化係数1311R、1311G、1311B、色度変化係数1312R、1312G、1312B、時間T1及び前面フィルタ特性1711を基に、赤のゲイン補正係数1313R、緑のゲイン補正係数1313G及び青のゲイン補正係数1313Bを生成し、それぞれ図7のゲイン補正部701R、701G及び701Bに出力する。ゲイン補正部701R、701G及び701Bは、それぞれゲイン補正係数1313R、1313G及び1313Bを基に映像信号DR、DG及びDBをゲイン補正する。
図18は、図2(A)の断面図に前面フィルタ1801を追加した構成例を示す図である。前面フィルタ1801は、前面ガラス基板31に対して、接触するように設けてもよいし、離れるように設けてもよい。前面フィルタ1801は、不要な電磁波を遮蔽するために設けられる。前面フィルタ1801は、プラズマディスプレイパネル604の前面に設けられる。
図19は、前面フィルタ1801の特性例を示すグラフである。横軸が波長を示し、縦軸が透過率を示す。前面フィルタ1801は、例えば600nm付近の波長の光を遮断する特性を有する。
図20は、プラズマディスプレイパネル604の発光強度の例を示すグラフである。横軸が波長を示し、縦軸がプラズマディスプレイパネル604の発光強度を示す。プラズマディスプレイパネル604は、蛍光体38の発光の他に、ネオン(Ne)放電によるネオン発光を含む。例えば、600nm付近の波長でネオン発光が生じる。図19の特性を持つ前面フィルタ1801を使用することにより、各色に合わせた波長の透過特性や、ネオン発光の波長の遮断割合等を制御することができる。
ネオン発光の透過割合において、前面フィルタ1801がある場合と、ない場合とで寿命による単色色度の変化の見え方がかなり変わる場合が考えられる。その場合は、前面フィルタ特性テーブル1701を用いたゲイン補正が必要になる。また、図20の発光強度特性において、時間経過と共に、蛍光体38が発光する波長が少し変化することがある。波長が変化すると、図19の前面フィルタ特性により、透過率が異なる。したがって、その透過率を考慮して、各色のゲイン補正係数を生成する必要がある。
前面フィルタ特性テーブル1701は、図19の前面フィルタ特性を記憶し、前面フィルタ特性1711を出力する。ゲイン補正係数生成部1303は、時間T1及び前面フィルタ特性1711を基に、ゲイン補正係数1313R、1313G及び1313Bを生成する。
以上のように、前面フィルタ1801がない場合には、前面フィルタ特性テーブル1701を用いたゲイン補正は不要であるが、前面フィルタ1801を使用する場合には、前面フィルタ特性テーブル1701を用いることにより、より正確なゲイン補正を行うことができる。
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の構成例を示す図である。 図2(A)〜(C)はセルの断面構成例を示す図である。 図1に示したプラズマディスプレイ装置の駆動回路の構成例を示す図である。 画像の1フレームの構成例を示す図である。 図1に示したプラズマディスプレイ装置の基本動作例を示す波形図である。 図1のプラズマディスプレイ装置のゲイン補正部の構成例を示す図である。 図6のゲイン補正部の構成例を示す図である。 時間と輝度劣化割合との関係例を示すグラフである。 映像負荷率とサステイン放電電力との関係例を示すグラフである。 Ns(サステインパルス数)×K1(映像負荷率)とK1(映像負荷率)との関係例を示すグラフである。 サステインパルス電圧毎の映像負荷率とサステインパルス数との関係例を示すグラフである。 サステインパルス電圧毎の時間と輝度劣化割合との関係例を示すグラフである。 輝度劣化係数及び色度変化係数を基にゲイン補正係数を生成する回路構成例を示す図である。 色度を示す図である。 時間及び色度のx値の関係例を示すグラフである。 時間及び色度のy値の関係例を示すグラフである。 輝度劣化係数、色度変化係数及び前面フィルタ特性を基にゲイン補正係数を生成する回路構成例を示す図である。 図2(A)の断面図に前面フィルタを追加した構成例を示す図である。 前面フィルタの特性例を示すグラフである。 プラズマディスプレイパネルの発光強度の例を示すグラフである。
符号の説明
601 データコンバータ
602 マイクロプロセッサ(MPU)
603 EEPROM
604 プラズマディスプレイパネル(PDP)
611 映像負荷率検出部
612 ゲイン補正部
621 サステインパルス電圧検出部
622 サステインパルス数検出部
623 サステイン放電電力検出部
631 起動時間
632 輝度劣化特性時間

Claims (11)

  1. 複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、
    サステインパルスを印加し、前記ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有し、
    前記ゲイン補正部は、起動時間に対応する時間と映像負荷率と前記サステインパルス数又はそれに関連する値とに応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 前記ゲイン補正部は、色毎の映像負荷率に応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイ装置。
  3. 前記ゲイン補正部は、前記サステインパルス電圧又はそれに依存する係数に応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項1又は2記載のプラズマディスプレイ装置。
  4. 複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、
    サステインパルスを印加し、前記ゲイン補正された映像信号に応じて放電による表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有し、
    前記ゲイン補正部は、起動時間に対応する時間と前記放電の電力とに応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  5. 前記ゲイン補正部は、前記サステインパルス電圧又はそれに依存する係数に応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項4記載のプラズマディスプレイ装置。
  6. 前記複数色は、赤、緑及び青色の3色であって、
    前記ゲイン補正部は、赤、緑及び青色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイ装置。
  7. 前記ゲイン補正部は、色毎に異なるゲイン補正を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイ装置。
  8. 前記ゲイン補正部は、前記プラズマディスプレイパネルの輝度劣化係数及び前記プラズマディスプレイパネルの色度変化係数に応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイ装置。
  9. 前記ゲイン補正部は、前記プラズマディスプレイパネルの輝度劣化係数、前記プラズマディスプレイパネルの色度変化係数及び前記プラズマディスプレイパネルの前面に設けられる前面フィルタの特性に応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイ装置。
  10. 複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、前記ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有するプラズマディスプレイ装置の処理方法であって、
    起動時間に対応する時間と映像負荷率と前記サステインパルス数又はそれに関連する値とに応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正するゲイン補正ステップと、
    前記ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行う表示ステップと
    を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の処理方法。
  11. 複数色の映像信号に対して色毎にゲイン補正するゲイン補正部と、サステインパルスを印加し、前記ゲイン補正された映像信号に応じて放電による表示を行うプラズマディスプレイパネルとを有するプラズマディスプレイ装置の処理方法であって、
    起動時間に対応する時間と前記放電の電力とに応じて、色毎に前記映像信号をゲイン補正するゲイン補正ステップと、
    前記ゲイン補正された映像信号に応じて表示を行う表示ステップと
    を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の処理方法。
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