JP2008096804A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高精細度プラズマディスプレイパネルあるいは大型プラズマディスプレイパネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示を可能とする。
【解決手段】画像データに基づき走査電極駆動回路60の消費電力を判別する電力判別手段と、電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値以下の場合には画像データをそのまま出力し、電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値より大きい場合には画像データを走査電極駆動回路の消費電力が小さくなるように画像データを変換して出力する画像データ変換手段とを備えた。
【選択図】図4
【解決手段】画像データに基づき走査電極駆動回路60の消費電力を判別する電力判別手段と、電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値以下の場合には画像データをそのまま出力し、電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値より大きい場合には画像データを走査電極駆動回路の消費電力が小さくなるように画像データを変換して出力する画像データ変換手段とを備えた。
【選択図】図4
Description
本発明は、AC型のプラズマディスプレイ装置に関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する)は、行方向に長い走査電極および維持電極からなる表示電極対を複数形成した前面板と、列方向に長いデータ電極を複数形成した背面板とを対向配置し、表示電極対とデータ電極とが交差する位置のそれぞれに放電セルが形成されている。そしてプラズマディスプレイ装置は、上述したパネルを駆動するために、走査電極駆動回路、維持電極駆動回路、データ電極駆動回路を備え、それぞれの電極に必要な駆動電圧波形を印加して、画像を表示する装置である。
近年はパネルの高精細度化、大型化が進み、それに伴ってプラズマディスプレイ装置の消費電力が増加する傾向にある。特にデータ電極駆動回路は、画像信号に対応した書込みパルスをデータ電極それぞれに印加して各放電セルで書込み放電を発生させる駆動回路であるが、データ電極駆動回路の消費電力が許容値を超えると誤動作し画像表示品質を損なうことがあった。これを防止するためには許容損失の大きい回路素子を使用すればよいが、これがコストアップの大きな要因のひとつになっていた。
そこで、表示すべき画像信号に基づきデータ電極駆動回路の消費電力を予測して、その予測値が設定値以上になると階調を制限する方法(例えば、特許文献1参照)や、データ電極駆動回路の消費電力を実際に検出し、消費電力が大きくなったときに階調を制限する方法(例えば、特許文献2参照)、あるいは画像信号に基づきデータ電極駆動回路の温度を推定し、推定温度が高い場合には画像信号を変換してデータ電極駆動回路の温度を下げる方法(例えば、特許文献3参照)等が開示されている。
特開2000−66638号公報
特開2003−271094号公報
特開2002−149109号公報
上述した方法は、いずれもデータ電極駆動回路の消費電力を下げることを目的としており、その他の駆動回路の消費電力の削減は考慮されていなかった。しかしながらパネルの高精細度化、大型化に伴い走査電極駆動回路の消費電力も無視できないほど大きくなってきている。そして、走査電極駆動回路の消費電力が許容値を超えると走査電極駆動回路が誤動作し画像表示品質を損なう恐れが出てきている。
本発明のプラズマディスプレイ装置は、これらの課題に鑑みなされたものであり、高精細度パネルあるいは大型パネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示の可能なプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、走査電極および維持電極とデータ電極とが交差する部分に放電セルを形成したパネルと、走査電極に走査パルスを印加する走査電極駆動回路と、データ電極に書込みパルスを印加するデータ電極駆動回路とを備え、画像データに基づき走査電極駆動回路の消費電力を判別する電力判別手段と、電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値以下の場合には画像データをそのまま出力し電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値より大きい場合には画像データを走査電極駆動回路の消費電力が小さくなるように前記画像データを変換して出力する画像データ変換手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、高精細度パネルあるいは大型パネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示の可能なプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
また本発明の電力判別手段は、データ電極に印加される書込みパルスが同相で変化する度合いを加算して走査電極駆動回路の消費電力を判別してもよい。
また本発明の電力判別手段は、画像データに基づき走査電極のそれぞれに対応する書込みパルス数をカウントする計数手段と、隣接する走査電極に対する書込みパルス数の差分を計算する差分手段と、差分の絶対値を計算する絶対値手段と、絶対値を加算する加算手段とを有してもよい。
本発明によれば、高精細度パネルあるいは大型パネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示の可能なプラズマディスプレイ装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に用いるパネル10の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板21上には、走査電極22と維持電極23とからなる表示電極対24が複数形成されている。そして走査電極22と維持電極23とを覆うように誘電体層25が形成され、その誘電体層25上に保護層26が形成されている。背面基板31上にはデータ電極32が複数形成され、データ電極32を覆うように誘電体層33が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁34が形成されている。そして、隔壁34の側面および誘電体層33上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層35が設けられている。
図1は、本発明の実施の形態に用いるパネル10の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板21上には、走査電極22と維持電極23とからなる表示電極対24が複数形成されている。そして走査電極22と維持電極23とを覆うように誘電体層25が形成され、その誘電体層25上に保護層26が形成されている。背面基板31上にはデータ電極32が複数形成され、データ電極32を覆うように誘電体層33が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁34が形成されている。そして、隔壁34の側面および誘電体層33上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層35が設けられている。
これら前面基板21と背面基板31とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対24とデータ電極32とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は隔壁34によって複数の区画に仕切られており、表示電極対24とデータ電極32とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
なお、パネル10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
図2は、本発明の実施の形態に用いるパネル10の電極配列図である。パネル10には、行方向に長いn本の走査電極SC1〜SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜SUn(図1の維持電極23)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極D1〜Dm(図1のデータ電極32)が配列されている。そして、1対の走査電極SCi(i=1〜n)および維持電極SUiと1つのデータ電極Dj(j=1〜m)とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にm×n個形成されている。そしてこれらの放電セルは画像を表示する際の画素に対応する。
なお、各電極間にはそれぞれ電極間容量が存在する。図3は本発明の実施の形態に用いるパネル10の電極間容量を模式的に示した図である。走査電極とデータ電極とが交差している部分のそれぞれには電極間容量Csが存在する。また、隣接するデータ電極の間のそれぞれには電極間容量Cdが存在する。図3には、5本の走査電極SCi−2〜SCi+2と5本のデータ電極Dj−2〜Dj+2との交差部分の電極間容量Cs、および5本のデータ電極Dj−2〜Dj+2の間の電極間容量Cdを図示している。ただし、以下の説明の都合上、維持電極SUiとデータ電極Djとの間および走査電極SCiと維持電極SUiとの間の電極間容量については省略した。
図4は、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置100の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置100は、パネル10、走査線数変換回路40、第1画像データ変換回路41、電力判別手段としての電力予測回路42、画像データ変換手段としての第2画像データ変換回路43、データ電極駆動回路52、走査電極駆動回路60、維持電極駆動回路80、タイミング発生回路90および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路(図示せず)を備えている。
走査線数変換回路40は、画像信号をパネル10で表示できる画素数および階調数の信号に変換する。すなわち規格で決められている数の走査線で構成された画像信号を、パネル10の走査電極数nの走査線数で構成された画像信号となるように走査線数の変換を行う。第1画像データ変換回路41は、走査線数の変換した画像信号をサブフィールドのそれぞれにおける発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「1」、「0」に対応させた第1画像データに変換する。電力予測回路42は、第1画像データに基づき走査電極駆動回路60の消費電力を予測により判別し、その予測値を第2画像データ変換回路43へ出力する。第2画像データ変換回路43は、消費電力の予測値が所定の値を超える場合には、第1画像データを走査電極駆動回路60の消費電力が小さくなる画像データに置換し第2画像データとして出力する。
データ電極駆動回路52は、第2画像データ変換回路43から出力された第2画像データを各データ電極D1〜Dmに対応する書込みパルスに変換し、各データ電極D1〜Dmに印加する。タイミング発生回路90は水平同期信号、垂直同期信号をもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路60はタイミング信号に基づいて各走査電極SC1〜SCnをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路80はタイミング信号に基づいて維持電極SU1〜SUnを駆動する。
図5は本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置100の走査電極駆動回路60および維持電極駆動回路80の構成を示す回路図である。走査電極駆動回路60は、初期化電圧発生回路61と、走査電極側の維持パルス発生回路64と、走査パルス発生回路70とを備え、走査パルス発生回路70のそれぞれの出力はパネル10の走査電極SC1〜SCnのそれぞれに接続されている。また、維持電極駆動回路80は、維持電極側の維持パルス発生回路81およびVe電圧印加回路85を備え、パネル10の維持電極SU1〜SUnのそれぞれに共通に接続されている。
走査電極駆動回路60の初期化電圧発生回路61は走査パルス発生回路70の基準電位Aをランプ状に上昇または降下させることができる。維持パルス発生回路64は走査パルス発生回路70の基準電位Aを維持パルス電圧Vsまたは接地電位にすることができる。
走査パルス発生回路70は基準電位Aを負の走査パルス電圧Vaに接続するためのスイッチ72と、基準電位Aに対して電圧Vcを重畳させる電源VCと、n本の走査電極SC1〜SCnのそれぞれに走査パルスを印加するためのn個のスイッチング回路741〜74nを備えている。そして、それぞれのスイッチング回路74iは、直列に接続されたスイッチ75iおよびスイッチ76iを備えている。そしてスイッチング回路741〜74nは複数ブロック毎にまとめられIC化されている。以下、このICを「走査IC」と呼ぶ。このように多数のスイッチング回路741〜74nをIC化することにより回路をコンパクトにまとめることができ実装面積も小さくなる。そして走査ICがモノリシックICであれば実装面積もさらに小さくなり、コストも下げることができるので、より望ましい。しかし、走査ICの許容電力損失には制限があるので、走査ICの消費電力は所定の値を超えないように抑える必要がある。
維持電極駆動回路80のVe電圧印加回路85は維持電極SU1〜SUnに電圧Ve1または電圧Ve2を供給することができる。また維持パルス発生回路81は維持電極SU1〜SUnに維持パルス電圧Vsまたは接地電位に接続することができる。
次に、パネルを駆動する方法について説明する。本実施の形態においては、画像信号に応じた階調を表示する方法としていわゆるサブフィールド法を用いている。サブフィールド法は1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う方法である。
本実施の形態においては、1フィールドを、例えば「10」のサブフィールドに分割し、各サブフィールドはそれぞれ(「1」、「2」、「3」、「6」、「11」、「18」、「30」、「44」、「60」、「81」)の輝度重みを持つものとして設定されている。しかし以下では説明のために、1フィールドを「4」のサブフィールド(第1SF、第2SF、第3SF、第4SF)に分割し、各サブフィールドはそれぞれ、(「1」、「2」、「4」、「8」)の輝度重みを持つものとして説明する。
各サブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有する。図6は本発明の実施の形態に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図であり、図6には2つのサブフィールドに対する駆動電圧波形を示しているが、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形もほぼ同様である。
サブフィールドの初期化期間では、維持電極SU1〜SUnに0(V)を印加するとともに、走査電極駆動回路60の初期化電圧発生回路61を用いて走査電極SC1〜SCnに電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。その後、維持電極SU1〜SUnに電圧Ve1を印加するとともに、初期化電圧発生回路61を用いて走査電極SC1〜SCnに電圧Vi3から電圧Vi4に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると各放電セルで微弱な初期化放電が発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。なお、初期化期間の動作としては、図6の第2サブフィールドの初期化期間に示したように、走査電極SC1〜SCnに対して緩やかに下降するランプ電圧を印加するだけでもよい。
続く書込み期間では、まず、走査電極駆動回路60の走査パルス発生回路70のスイッチ72をオンにして走査パルス発生回路70の基準電位Aを電圧Vaにするとともに、スイッチング回路741〜74nのスイッチ751〜75nをオン、スイッチ761〜76nをオフにして走査電極SC1〜SCnに電圧(Vc+Va)を印加する。次に、1行目の走査電極SC1に対応するスイッチング回路741のスイッチ751をオフ、スイッチ761をオンにして1行目の走査電極SC1に負の走査パルスVaを印加する。このとき、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Dkにデータ電極駆動回路52を用いて正の書込みパルスVdを印加する。すると走査パルスVaと書込みパルスVdとが同時に印加された1行目の放電セルでは書込み放電が発生し、走査電極SC1および維持電極SU1に壁電荷を蓄積する書込み動作が行われる。
次に、スイッチング回路741のスイッチ751をオン、スイッチ761をオフに戻し、2行目の走査電極SC2に対応するスイッチング回路742のスイッチ752をオフ、スイッチ762をオンにして2行目の走査電極SC2に負の走査パルスVaを印加する。このとき、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Dkに書込みパルスVdを印加する。すると走査パルスVaと書込みパルスVdとが同時に印加された2行目の放電セルでは書込み放電が発生し、書込み動作が行われる。以上の書込み動作をn行目の放電セルに至るまで繰り返し、発光すべき放電セルに対して選択的に書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。
続く維持期間では、維持電極駆動回路80の維持パルス発生回路81を用いて維持電極SU1〜SUnに0(V)を印加する。そして走査電極駆動回路60の維持パルス発生回路64を用いて走査電極SC1〜SCnに電圧Vsを印加する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が起こり発光する。
次に、走査電極SC1〜SCnに電圧0(V)を印加するとともに、維持電極SU1〜SUnに維持パルスVsを印加する。すると維持放電を起こした放電セルでは再び維持放電が起こり発光する。第1SFの輝度重みは「1」であるので、走査電極SC1〜SCnおよび維持電極SU1〜SUnに1回ずつ維持パルスを印加する。その後、走査電極SC1〜SCnに電圧Vsを印加し維持電極SU1〜SUnに電圧Ve1を印加していわゆる壁電荷消去を行い第1SFの維持期間を終了する。
続くサブフィールドにおいても、上述したサブフィールドの動作と同様の動作を繰り返すことにより放電セルを発光させ、画像を表示している。ただし、第2SFの維持期間においては走査電極SC1〜SCnおよび維持電極SU1〜SUnに2回ずつ維持パルスを印加し、第3SFの維持期間においては走査電極SC1〜SCnおよび維持電極SU1〜SUnに4回ずつ維持パルスを印加し、第4SFの維持期間においては走査電極SC1〜SCnおよび維持電極SU1〜SUnに8回ずつ維持パルスを印加して、各サブフィールドの輝度重みに応じた輝度で放電セルを発光させる。
次に、画像信号とデータ電極駆動回路52および走査電極駆動回路60の消費電力との関係について詳しく説明する。表示される画像によってデータ電極駆動回路52および走査電極駆動回路60の消費電力は大きく異なる。このことを、2つの代表的な画像パターンを例に説明する。なお、ここで説明する消費電力は書込み動作に伴う消費電力であり、走査電極駆動回路60の消費電力は主に走査ICの消費電力である。
図7は走査電極毎に階調値の変化する横縞パターンを示す図であり、走査電極SCi−2、SCi−1、SCi、SCi+1、SCi+2、およびデータ電極Dj−2、Dj−1、Dj、Dj+1、Dj+2の交差する部分に形成される5×5=25の放電セルに対応する画素について図示している。図7(a)は横縞パターンの階調値を示しており、階調値「3」と階調値「12」とを交互に繰り返す画像パターンである。また図7(b)は、そのパターンに対応する第1画像データの第1SFにおける書込みパルス印加の有無を示している。ここで「0」は書込みパルスを印加しない、「1」は書込みパルスを印加することをそれぞれ表している。同様に、図7(c)、図7(d)、図7(e)はそれぞれ第2SF、第3SF、第4SFにおける書込みパルスの有無を示している。
図8は、データ電極駆動回路52および走査電極駆動回路60の消費電力を見積もるための図であり、図7に示した横縞パターンを表示する場合の、第1SFの書込み期間における駆動電圧波形とそのときの電流を示している。図7に対応させるために、図8には、走査電極SCi−2〜SCi+2に印加する走査パルスと、データ電極Dj−2〜Dj+2に印加する書込みパルスと、データ電極Djに流れる電流IDjと走査電極SCiに流れる電流ISiとを示している。
時刻t1から時刻t2までの期間では、走査電極SCi−2に走査パルスが印加されるが、同時にデータ電極Dj−2〜Dj+2に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させる。時刻t2から時刻t3までの期間では、走査電極SCi−1に走査パルスが印加されるが、このときにはデータ電極Dj−2〜Dj+2に書込みパルスは印加せず書込み放電を発生させない。以下同様にして、時刻t3から時刻t4までの期間ではデータ電極Dj−2〜Dj+2に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させ、時刻t4から時刻t5までの期間ではデータ電極Dj−2〜Dj+2に書込みパルスを印加せず書込み放電を発生させない。このようにして、データ電極D1〜Dmに同相で変化する書込みパルスを印加することで、第1SFにおいて図7(b)に示した横縞パターンを表示することができる。
このときデータ電極Djに流れる電流IDjに注目すると、走査電極SC1〜SCnとの間の電極間容量Csを充放電するための電流は流れるが、隣接するデータ電極Dj−1およびデータ電極Dj+1にはデータ電極Djと同相の書込みパルスが印加されるので隣接するデータ電極間の電極間容量Cdを充放電する必要がない。そのためデータ電極Djに流れる電流IDjは比較的小さく抑えられる。
第2SF〜第4SFの書込み期間においても、図7(c)〜図7(e)に示したように、データ電極D1〜Dmに同相で変化する書込みパルスを印加している。したがって、図7(a)に示した横縞パターンを表示する場合のデータ電極駆動回路52の消費電力は比較的低く抑えられる。
一方、走査電極SCiに流れる電流ISiに注目すると、走査電極SCiはデータ電極D1〜Dmのそれぞれと電極間容量Csで結合しているので、書込み期間においてデータ電極D1〜Dmのそれぞれに印加される書込みパルスが電極間容量Csを介して走査電極SCiにノイズとして重畳される。そして、図7(a)に示した横縞パターンを表示する場合には全てのデータ電極D1〜Dmに同相で変化する書込みパルスが印加されるため、走査電極SCiには非常に大きなノイズが重畳されることになる。走査電極駆動回路60はこれらのノイズに逆らって走査電極SCiに走査パルスを印加しなければならず、大きな電流を流さなければならない。第2SF〜第4SFの書込み期間においても同様であるため、走査電極駆動回路60の消費電力は大きくなる。
図9は走査電極毎およびデータ電極毎に階調値の変化する市松パターンを示す図であり、5×5=25の放電セルに対応する画素について図示している。図9(a)は市松パターンの階調値を示しており、階調値「3」と階調値「12」とを交互に繰り返す画像パターンである。また図9(b)は、そのパターンに対応する第1画像データの第1SFにおける書込みパルスの有無を示し、図9(c)、図9(d)、図9(e)はそれぞれ第2SF、第3SF、第4SFにおける書込みパルスの有無を示している。
図10は、データ電極駆動回路52および走査電極駆動回路60の消費電力を見積もるための図であり、図9に示した市松パターンを表示する場合の、第1SFの書込み期間における駆動電圧波形とそのときの電流を示している。図10には、走査電極SCi−2〜SCi+2に印加する走査パルスと、データ電極Dj−2〜Dj+2に印加する書込みパルスと、データ電極Djおよび走査電極SCiに流れる電流波形IDj、ISiとを示している。時刻t1から時刻t2までの期間では、走査電極SCi−2に走査パルスを印加するとともにデータ電極Dj−2、Dj、Dj+2に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させる。このときデータ電極Dj−1、Dj+1には書込みパルスを印加せず書込み放電を発生させない。時刻t2から時刻t3までの期間では、走査電極SCi−1に走査パルスを印加するとともにデータ電極Dj−1、Dj+1に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させる。データ電極Dj−2、Dj、Dj+2には書込みパルスを印加せず書込み放電を発生させない。以下同様にして、図10に示した書込みパルスを印加することで、第1SFにおいて図9(b)に示したパターンを表示することができる。
このときデータ電極Djに流れる電流IDjに注目すると、走査電極SC1〜SCnとの間の電極間容量Csを充放電する電流に加えて、隣接するデータ電極Dj−1およびデータ電極Dj+1に逆位相で印加される書込みパルスに逆らって電極間容量Cdを充放電する電流が流れる。そのために市松パターンを表示する場合のデータ電極駆動回路52の消費電力は非常に大きな値となる。
一方、走査電極SCiに流れる電流に注目すると、走査電極SCiはデータ電極D1〜Dmのそれぞれと電極間容量Csで結合しているので、データ電極D1〜Dmのそれぞれに印加される書込みパルスが電極間容量Csを介して走査電極SCiに重畳される。しかし市松パターンを表示する場合には、図10に示したように隣り合うデータ電極に印加される書込みパルスが逆位相となるため、互いに打ち消しあって走査電極SCiにはその影響がほとんど現れない。図9(c)〜図9(e)に示したように、第2SF〜第4SFについても同じであるため、市松パターンを表示する場合に走査電極SC1〜SCnに流れる電流は小さく、走査電極駆動回路60の消費電力は比較的小さい。
このように、走査電極駆動回路60の消費電力とデータ電極駆動回路52の消費電力とは一般に相関がない。このことは、データ電極駆動回路52の消費電力を予測する従来の方法では走査電極駆動回路60の消費電力を予測できないことを示している。そこで本実施の形態においては、画像データに基づいて、データ電極D1〜Dmに印加される書込みパルスが同相で変化する度合いを加算して、走査電極駆動回路60の消費電力を予測している。
次に、走査電極駆動回路60の消費電力を予測し判別する電力予測回路42の回路ブロックおよびその動作について説明する。図11は、本発明の実施の形態における電力予測回路42およびその周辺の回路ブロック図である。
走査線数変換回路40は画像信号をパネル10で表示できる画素数および階調数の信号に変換する。第1画像データ変換回路41は、各画素に対して、サブフィールドのそれぞれにおける発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「1」、「0」に対応させた第1画像データに変換する。したがって第1画像データのLSBは、第1SFの書込み期間において各走査電極へ走査パルスを印加するときに各データ電極に書込みパルスを印加するか否かを示している。同様に、第1画像データのLSBの次のビットは第2SFの書込み期間における各データ電極の書込みパルスの有無を、3番目のビットは第3SFの書込み期間における各データ電極の書込みパルスの有無をそれぞれ示している。
本実施の形態における説明では、1フィールドを「4」のサブフィールド(第1SF、第2SF、第3SF、第4SF)に分割し、各サブフィールドの輝度重みをそれぞれ、(「1」、「2」、「4」、「8」)とした。したがって第1画像データは4ビットのデータである。そして第1画像データが、例えば「0001」であれば、対応する放電セルでは第1SFでのみ発光し、第1SFの輝度重みが「1」であるから対応する放電セルは階調値「1」を表示する。また第1画像データが、例えば「1100」であれば、対応する放電セルでは第3SFと第4SFで発光し、第3SFの輝度重みが「4」、第4SFの輝度重みが「8」であるから、対応する放電セルは階調値「12」を表示する。
電力予測回路42は計数手段としての計数回路421と、差分手段としての差分回路422と、絶対値手段としての絶対値回路423と、加算手段としての加算回路424および総和回路425とを備えている。ここで計数回路421と差分回路422と絶対値回路423と加算回路424とは第1画像データの各ビットに対してそれぞれ独立に設けられており、本実施の形態における説明では4つのサブフィールドに対応する4つのビットに対して、それぞれ4つずつ設けられている。
計数回路421は、第1画像データの、対応するビットの「1」の数を走査線毎にカウントし出力する。1つの走査線に対する「1」の数は、対応する走査電極に走査パルスを印加した際に書込みパルスを印加するデータ電極の数と等しい。以下、この数を「走査電極に対する書込みパルス数」と呼称する。したがって、例えば、書込みを行わない走査電極に対しては「0」を出力し、全てのデータ電極で書込みを行う走査電極に対してはデータ電極の総数「m」を出力する。差分回路422は、隣接する走査電極に対する書込みパルス数の差分を計算する。そして絶対値回路423はその絶対値を計算する。したがって絶対値回路423の出力はデータ電極D1〜Dmに印加される書込みパルスが同相で変化する度合いに比例する。そして加算回路424は、全ての走査電極に対して差分の絶対値の合計を計算する。したがって加算回路424の出力は、対応するサブフィールドの書込み期間において、書込みパルスが同相で変化する度合いを1サブフィールド分加算したものを示している。そして総和回路425は各サブフィールドに対するそれらの値の総和を計算し、そのフィールドにおける走査電極駆動回路60の消費電力の予測値として出力する。
第2画像データ変換回路43は、電力予測回路42から出力される予測値に基づき、第1画像データを走査電極駆動回路60の消費電力が小さくなる第2画像データに置換する。本実施の形態においては、電力予測回路42から出力される予測値が第1のしきい値よりも大きく第2のしきい値よりも小さい場合には、第1画像データを、輝度重みの最も小さいサブフィールドの書込みを禁止する第2画像データに置換する。すなわち第2画像データのLSBを「0」に置換する。また予測値が第1のしきい値よりも大きく第2のしきい値よりも大きい場合には、第1画像データを、輝度重みの最も小さいサブフィールドおよび輝度重みの2番目に小さいサブフィールドの書込みを禁止する第2画像データに置換する。すなわち第2画像データのLSBおよびLSBの次のビットを「0」に置換する。
具体例として、図7に示した横縞パターンが入力された場合の動作について以下に説明する。図7(b)に示したように、この場合には第1SFの書込み期間においてデータ電極D1〜Dmに同じ位相で書込みパルスが印加される。そのため計数回路421の出力は、走査電極SCi−2に対して「m」、走査電極SCi−1に対して「0」、走査電極SCiに対して「m」、・・・となる。そしてその差分の絶対値を計算すると、|m−0|=m、|0−m|=m、・・・となりその値は全て「m」となる。そして加算回路424の出力は、m×(n−1)となる。第2SF〜第4SFについても同様であるので、総和回路425の出力は、m×(n−1)×4となり、大きな値となる。この値は、データ電極D1〜Dmに印加される書込みパルスが同相で変化する度合いを1フィールド期間にわたり加算したものであるので、走査電極駆動回路60の消費電力と相関の強い値である。そして、横縞パターンを表示する場合にはこの値は大きくなり、走査電極駆動回路60の消費電力が大きくなることを示している。
そして、このときの電力予測値が、例えば第2のしきい値よりも大きい場合には、第2画像データ変換回路43は、第1SFと第2SFとの書込みを行わないように、第1画像データのLSBとLSB+1とのビットを全て「0」に置き換えて第2画像データとして出力する。すると第1SFおよび第2SFにおいてはデータ電極D1〜Dmに書込みパルスは印加されずに0(V)で一定となるため、走査電極駆動回路60の消費電力を削減することができる。
次に図9に示した市松パターンが入力された場合の動作について説明する。第1SFの第1画像データは図9(b)のように、各走査電極に対して奇数番目のデータ電極と偶数番目のデータ電極とには互いに逆相となるような電圧を印加する。そのため計数回路421の出力は全ての走査電極に対して「m/2」となる。そしてその差分の絶対値を計算すると、全て|m/2−m/2|=0となり、それらを加算しても「0」である。第2SF〜第4SFについても同様であるため、市松パターンを表示する場合の走査電極駆動回路60の消費電力は小さいことがわかる。
そしてこの場合には、電力予測値は第1のしきい値よりも小さいので、第2画像データ変換回路43は第1画像データをそのまま第2画像データとして出力する。なおここでは詳細な説明はしないが、この場合にはデータ電極駆動回路52の消費電力が大きくなるため、データ電極駆動回路52の消費電力を抑制するための画像データの変換を行ってもよい。
なお本実施の形態においては、第2画像データ変換回路43は輝度重みの小さいサブフィールドのデータを単純に「0」に置換するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本実施の形態においては、画像信号を第1画像データに変換する第1画像データ変換回路41と、第1画像データに基づいて消費電力の予測を行う電力予測回路42と、消費電力の予測値に基づき第1画像データを第2画像データに置換する第2画像データ変換回路43を備えたフィードフォワード型の制御を行うものとして説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、フィードバック型の制御を行う構成としてもよい。
図12は、本発明の他の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置200の回路ブロック図であり、フィードバック型の制御を行う回路構成例である。図4に示した回路ブロックと同一の回路ブロックには同一の符号を付して説明を省略する。プラズマディスプレイ装置200は、画像データ変換手段としての画像データ変換回路46を備えている。そして電力判別手段としての電力予測回路42の出力は画像データ変換回路46にフィードバックされている。
画像データ変換回路46は、第1画像データ変換回路41と同様に、走査線数の変換された画像信号を、サブフィールドのそれぞれにおける発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「1」、「0」に対応させた画像データに変換する。さらに画像データ変換回路46は、走査線数の変換された画像信号を画像データに変換する際に、電力予測回路42の予測値に基づき、以下のようにして、走査電極駆動回路60の消費電力が小さくなる画像データに変換する。
画像データ変換回路46は、上下に隣接する2つの放電セルに対応する画像信号の階調値を比較する。そして上側の放電セルに対応する画像信号(以下、「上側画像信号」と略記する)の階調値が下側の放電セルに対応する画像信号(以下、「下側画像信号」と略記する)の階調値よりも小さい場合には、上側画像信号をそのまま画像データに変換する。一方、上側画像信号の階調値が下側画像信号の階調値よりも大きい場合には、上側の放電セルと下側の放電セルとで、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じになるように上側画像信号を置換した後、画像データに変換する。このとき発光状態を同じとするサブフィールドの数は消費電力の予測値に応じて決められ、予測値が大きい場合には発光状態を同じとするサブフィールドの数を増加し、予測値が小さい場合には発光状態を同じとするサブフィールドの数を減少するように制御する。また、置換により誤差が発生するが、置換前の上側画像信号と置換後の上側画像信号との差を、誤差信号として下側画像信号よりもさらに下側の放電セルに対応する画像信号に分散させる。この誤差の分散により平均の階調値を保つことができるので、元の画像とほぼ同じ明るさを保つことができる。
図13は、本発明の他の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置200の動作を説明するための図であり、図7(a)で示した横縞パターンの画像信号が入力された場合に出力する画像データを示している。まず、走査電極SCi−2の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「3」は下側画像信号である走査電極SCi−1の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「12」と比較される。この場合には上側画像信号が小さいためそのまま階調値「3」が画像データ「0011」に変換される。次に、走査電極SCi−1の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「12」は下側画像信号である走査電極SCiの行の放電セルに対応する画像信号の階調値「3」と比較される。この場合には上側画像信号が大きいため、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じとなるように画像信号が置換される。例えば発光状態を同じとするサブフィールドの数が「2」であると仮定すると、第1SFと第2SFの画像データが下側画像信号の画像データと同じになるように階調値「15」に置換され、画像データ「1111」に変換される。このとき、元の階調値「12」と置換後の階調値「15」との誤差「−3」を補正するために、走査電極SCi+1の行の放電セルに対応する画像信号へ「−3」が加算される。そのため、走査電極SCi+1の行の放電セルの階調値は「12」−「3」=「9」となる。
次に、走査電極SCiに対応する画像信号の階調値「3」は下側画像信号である走査電極SCi+1の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「9」と比較される。この場合には上側画像信号の方が小さいためそのまま階調値「3」が画像データ「0011」に変換される。次に、走査電極SCi+1の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「9」はその下側画像信号である走査電極SCi+2の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「3」と比較される。この場合には上側画像信号の方が大きいため、第1SFと第2SFの画像データが下側画像信号の画像データと同じになるように階調値「11」に置換され、画像データ「1011」に変換される。このとき、元の階調値「9」と置換後の階調値「11」との誤差「−2」を補正するために、走査電極SCi+3の行の放電セルに対応する画像信号へ「−2」が加算される。そのため、走査電極SCi+1の行の放電セルの階調値は「12」−「2」=「10」となる。画像データ変換回路46は、以下同様の動作を繰り返して、画像信号を画像データに変換する。
こうして変換された画像データの階調値を図13(a)に示す。また、図13(b)は画像データのLSB、すなわち第1SFにおける書込みパルスの有無を示し、同様に図13(c)、図13(d)、図13(e)はそれぞれ第2SF、第3SF、第4SFにおける書込みパルスの有無を示している。このように、第1SFおよび第2SFの書込み期間においては、全ての走査電極に対して書込みパルスが印加され、データ電極に印加される電圧の変化がなくなるので、走査電極駆動回路60の充放電電流が減少し、走査電極駆動回路60の消費電力が小さくなる。さらに画像信号の置換により生じた誤差を他の放電セルに対応する画像データに拡散しているので、表示すべき階調値の平均値が保たれ、画像信号の置換による画像表示品質の低下を抑えることができる。
なお、図12に示した実施の形態においては、消費電力の予測値を所定のしきい値と比較して、発光状態を同じとするサブフィールドの数を増加または減少させるが、このようなフィードバック型の制御を行う場合には、発振状態を避けるために、しきい値にヒステリシス特性を持たせることが望ましい。例えば、発光状態を同じとするサブフィールドの数を「0」から「1」に増加させる場合のしきい値は、「1」から「0」に減少させる場合のしきい値より大きく設定することが望ましい。同様に、発光状態を同じとするサブフィールドの数を「1」から「2」に増加させる場合のしきい値は、「2」から「1」に減少させる場合のしきい値より大きく設定することが望ましい。
また、本実施の形態の電力予測回路42においては、計数回路421と差分回路422と絶対値回路423と加算回路424とが第1画像データの各ビットに対してそれぞれ独立に設けられているものとして説明した。しかし、電力判別手段の計数手段と差分手段と絶対値手段と加算手段とは上述した回路構成に限定されるものではなく、上述した機能を満たすものであれば、例えば画像信号演算回路等を用いて構成してもよい。
なお、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
本発明は、高精細度パネルあるいは大型パネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示が可能となるのでプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置として有用である。
10 パネル
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
32 データ電極
41 第1画像データ変換回路
42 電力予測回路
43 第2画像データ変換回路
46 画像データ変換回路
52 データ電極駆動回路
60 走査電極駆動回路
70 走査パルス発生回路
80 維持電極駆動回路
90 タイミング発生回路
100,200 プラズマディスプレイ装置
421 計数回路
422 差分回路
423 絶対値回路
424 加算回路
425 総和回路
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
32 データ電極
41 第1画像データ変換回路
42 電力予測回路
43 第2画像データ変換回路
46 画像データ変換回路
52 データ電極駆動回路
60 走査電極駆動回路
70 走査パルス発生回路
80 維持電極駆動回路
90 タイミング発生回路
100,200 プラズマディスプレイ装置
421 計数回路
422 差分回路
423 絶対値回路
424 加算回路
425 総和回路
Claims (3)
- 走査電極および維持電極とデータ電極とが交差する部分に放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルと、前記走査電極に走査パルスを印加する走査電極駆動回路と、前記データ電極に書込みパルスを印加するデータ電極駆動回路とを備え、画像データに基づき前記走査電極駆動回路の消費電力を判別する電力判別手段と、前記電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値以下の場合には前記画像データをそのまま出力し、前記電力判別手段で判別した前記走査電極駆動回路の消費電力が所定のしきい値より大きい場合には前記画像データを前記走査電極駆動回路の消費電力が小さくなるように前記画像データを変換して出力する画像データ変換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装置。
- 前記電力判別手段は、前記データ電極に印加される書込みパルスが同相で変化する度合いを加算して前記走査電極駆動回路の消費電力を判別することを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記電力判別手段は、前記画像データに基づき走査電極のそれぞれに対応する書込みパルス数をカウントする計数手段と、隣接する走査電極に対する書込みパルス数の差分を計算する差分手段と、前記差分の絶対値を計算する絶対値手段と、前記絶対値を加算する加算手段とを有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006280038A JP2008096804A (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | プラズマディスプレイ装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105741746A (zh) * | 2014-12-08 | 2016-07-06 | 王丽香 | 一种改善pdp显示器高温误放电的驱动波形 |
-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006280038A patent/JP2008096804A/ja active Pending
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