JP2009115938A

JP2009115938A - プラズマディスプレイ装置

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Publication number: JP2009115938A
Application number: JP2007286983A
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Inventors: Kazuhiro Yamada; 和弘山田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-28
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Abstract

【課題】プラズマディスプレイ装置の消費電力の増加を抑えつつ、動画擬似輪郭を効果的に抑制する。
【解決手段】データ電極を有する放電セルを複数配列したパネルと、データ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、画像信号に信号処理を施してデータ電極駆動回路に供給する画像信号処理回路４１とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、画像信号処理回路４１は、パネルの画像領域の中央領域に表示する画像信号に対しては第１の信号処理を施し、画像領域の周辺領域に表示する画像信号に対しては第２の信号処理を施し、第１の信号処理に比べて第２の信号処理はデータ電極駆動回路の消費電力が小さい画像信号を得る信号処理である。
【選択図】図７

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置である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）を用いたプラズマディスプレイ装置等、一般にサブフィールドを用いて階調表示を行う画像表示装置では、動画領域に動画擬似輪郭と呼ばれるノイズ状の画質劣化が観測される場合があった。動画擬似輪郭は、階調値の連続的な変化に対し放電セルを発光させるサブフィールドのパターンが不連続に変化することが原因となっている。この動画擬似輪郭は、例えばサブフィールドの数を増加すると改善されることが知られているが、サブフィールドの数を増やすと発光のための時間が少なくなり必要な輝度が得られないという課題があった。

このため、サブフィールドの数をあまり増やさずに、動きのある領域でサブフィールドの組み合わせを制限して動画擬似輪郭を抑えるという試みがある（例えば、特許文献１参照）。このような画像表示装置は、表示に使用する階調を制限して動画擬似輪郭の発生しにくい階調の組み合わせで画像を表示し、ディザ処理を用いた擬似的な階調を追加して、階調数の低下に伴う画質劣化を補償しようとするものである。

しかしながら動画擬似輪郭の抑制効果を上げるために階調をさらに制限すると、ディザ処理に用いられるパターンが目立ちやすくなり、実質的に表現できる階調数が低下するという課題があった。

この課題を解決するために、例えば、画像信号の中から階調に傾斜がありかつ動きのある領域を検出し、その領域の動きの大きさや方向および階調の傾斜の大きさや方向に応じて、画像信号の階調のそれぞれに対して設定された複数の補正階調の中から１つを選択して元の階調と置き換え、動画擬似輪郭の原因となる中間非点灯サブフィールド（最大の輝度重みをもつ点灯サブフィールドよりも小さい輝度重みをもつ非点灯サブフィールド）を分散させることにより、動画擬似輪郭を抑制する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２７６１００号公報特開２００４−４７８２号公報

パネルを用いて画像を表示するためには、画像信号に基づいて多数のデータ電極をそれぞれ独立に駆動する必要がある。そしてデータ電極を駆動するためには、データ電極と走査電極、データ電極と維持電極、および隣接するデータ電極の間の浮遊容量を充放電しなければならず、そのための消費電力が必要となる。

特許文献２に記載の画像処理を行うと、ほとんど認識できない程度まで動画擬似輪郭を抑制することができるが、発光する画素と発光しない画素とが隣接する確率の高いサブフィールドが増加するために、データ電極を駆動する電力もさらに増加するという問題があった。加えて、近年はパネルの高精細度化、大画面化が進み、それに伴って電極間の浮遊容量が増加するため、データ電極を駆動するための電力を抑制することが急務となっている。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、消費電力の増加を抑えつつ、動画擬似輪郭を効果的に抑制した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。

上記目的を達成するために、本発明は、データ電極を有する放電セルを複数配列したパネルと、データ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、画像信号に信号処理を施してデータ電極駆動回路に供給する画像信号処理回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、画像信号処理回路は、パネルの画像領域の中央領域に表示する画像信号に対しては第１の信号処理を施し、画像領域の周辺領域に表示する画像信号に対しては第２の信号処理を施し、第１の信号処理に比べて第２の信号処理はデータ電極駆動回路の消費電力が小さい画像信号を得る信号処理であることを特徴とする。この構成により、消費電力の増加を抑えつつ、動画擬似輪郭を効果的に抑制したプラズマディスプレイ装置を提供することができる。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路は、パネルの画像領域の中央領域と周辺領域との間に遷移領域を設け、遷移領域に表示する画像信号に対して、第１の信号処理および第２の信号処理のいずれかの信号処理を所定の確率で施してもよい。この構成により、中央領域と周辺領域との表示画像をスムーズにつなぐことができる。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の第１の信号処理は、画像信号の階調のそれぞれに対して設定された複数の補正階調の中から１つを選択して元の階調と置き換える構成であってもよい。この構成により、動画擬似輪郭の原因となる中間非点灯サブフィールドを分散させることができる。

本発明によれば、消費電力の増加を抑えつつ、動画擬似輪郭を効果的に抑制した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、本発明の一実施の形態について、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。

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（ライン方向）に長いｎ本の走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ（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Ｄ_１〜Ｄ_ｍ（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ＳＣ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵ_ｉと１つのデータ電極Ｄ_ｊ（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。このｍ×ｎ個の放電セルによって画像を表示する領域（画像領域）が構成される。

このように配列された電極間には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り、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに関係する電極間容量を示している。表示電極対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ＳＣ_ｉ〜ＳＣ_ｉ＋４および維持電極ＳＵ_ｉ〜ＳＵ_ｉ＋４と６本のデータ電極Ｄ_ｊ〜Ｄ_ｊ＋５との交差部分の電極間容量Ｃｓ、および６本のデータ電極Ｄ_ｊ〜Ｄ_ｊ＋５の間の電極間容量Ｃｄを示している。ただし、走査電極ＳＣ_ｉと維持電極ＳＵ_ｉとからなる表示電極対を１本の太い横線で示し、表示電極対とデータ電極Ｄ_ｊとの間の電極間容量をＣｓで示した。

次に、パネル１０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、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。本実施の形態におけるサブフィールド数およびサブフィールドの輝度重みの詳細については後述する。

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のパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図であり、図４には２つのサブフィールド、ＳＦ１およびＳＦ２に対する駆動電圧波形を示している。

ＳＦ１のサブフィールドの初期化期間では、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍおよび維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに０（Ｖ）を印加するとともに、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ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ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに電圧Ｖｅ１を印加するとともに、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ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４のＳＦ２の初期化期間に示したように、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ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、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに電圧Ｖｃを、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加する。次に、１ライン目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Ｄ_ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。すると走査パルス電圧Ｖａと書込みパルス電圧Ｖｄとが同時に印加された１ライン目の放電セルでは書込み放電が発生し、走査電極ＳＣ_１および維持電極ＳＵ_１に壁電荷を蓄積する書込み動作が行われる。

２ライン目以降ｎライン目の放電セルに至るまで同様の書込み動作を行い、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。

なお図３に示したように、各データ電極Ｄ_ｊは容量性の負荷である。したがって書込み期間において、各データ電極に印加する電圧を接地電位０（Ｖ）から書込みパルス電圧Ｖｄへ、あるいは書込みパルス電圧Ｖｄから接地電位０（Ｖ）へ切り替える毎にこの容量を充放電しなければならない。そしてその充放電の回数が多いと、後述するデータ電極駆動回路の消費電力も多くなる。

続く維持期間では、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに０（Ｖ）を印加する。そして走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに維持パルス電圧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ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに維持パルス電圧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。以降、輝度重みに応じた数の維持パルスを走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎとに交互に印加して、放電セルを発光させる。その後、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加し維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに電圧Ｖｅ１を印加していわゆる壁電荷消去を行い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。

次にサブフィールド構成について説明する。本実施の形態においては、１フィールドを１２のサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦ１２）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、４、８、１２、２０、２４、２８、３２、３６、４０、４８）の輝度重みをもつものとする。

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の、表示階調と、その階調を表現するために放電セルを発光させるサブフィールドの組み合わせ（以下、「コーディング」と略称する）を示した図である。ここで「●」で示したサブフィールドは放電セルを発光させるサブフィールドである。なお、図面を見やすくするために、下位２ビットの輝度重みをもつサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２）は省略した。図５（ａ）は階調値が「０」〜「１２７」までの範囲、図５（ｂ）は階調値が「１２８」〜「２５５」までの範囲をそれぞれ示す。

「０」〜「２５５」までの階調を表示するために、例えば「２」のべき乗の輝度重みをもつ８つのサブフィールドを用いることも可能である。しかしよく知られているようにこのサブフィールド構成を用いると非常に強い動画擬似輪郭が発生する。そこで本実施の形態においては、サブフィールドの数を１２に増加し、放電セルを発光させるサブフィールドのパターンの変化が小さくなるようなコーディングを用いて動画擬似輪郭を抑制している。

図６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、画像信号処理回路４１、データ電極駆動回路４２、走査電極駆動回路４３、維持電極駆動回路４４、タイミング発生回路４５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。

画像信号処理回路４１は、動画擬似輪郭を防ぐための処理を画像信号に施すとともに、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を出力する。

データ電極駆動回路４２は、ｍ本のデータ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍのそれぞれに書込みパルス電圧Ｖｄまたは０（Ｖ）を印加するためのｍ個のスイッチ回路４２（１）〜４２（ｍ）を備えている。そして画像信号処理回路４１から出力された画像データを各データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに対応する書込みパルスに変換し、各データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに印加する。

タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号をもとにして各回路の動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路へ供給する。走査電極駆動回路４３はタイミング信号に基づいて各走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路４４はタイミング信号に基づいて維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎを駆動する。

図７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の画像信号処理回路４１の詳細を示す回路ブロック図である。画像信号処理回路４１は、第１の信号処理を施す第１擬似輪郭抑制回路５１と、第２の信号処理を施す第２擬似輪郭抑制回路５２と、選択信号発生回路５５と、画像信号選択回路５６と、画像データ変換回路５８とを備えている。第１擬似輪郭抑制回路５１は、データ電極駆動回路４２の消費電力はある程度大きくなるものの動画擬似輪郭を認識できない程度に抑えるための画像信号処理（第１の信号処理）を行う。第２擬似輪郭抑制回路５２は、データ電極駆動回路４２の消費電力が大きくならない範囲で動画擬似輪郭を抑制する画像信号処理（第２の信号処理）を行う。すなわち、第１の信号処理に比べて第２の信号処理は、データ電極駆動回路４２の消費電力が小さい画像信号を得る信号処理である。画像信号選択回路５６は、第１擬似輪郭抑制回路５１から出力される画像信号と第２擬似輪郭抑制回路５２から出力される画像信号とのいずれかを選択し出力する。選択信号発生回路５５は、画像信号選択回路５６がどちらの画像信号を選択するかを決定するための選択信号を発生する。画像データ変換回路５８は、画像信号選択回路５６から出力された画像信号を、サブフィールドのそれぞれにおける発光・非発光を示す画像データに変換する。

選択信号発生回路５５は、画像領域信号発生部６１と、乱数発生部６３と、二値化部６４と、二値化選択部６５とを有する。画像領域信号発生部６１は、画像領域を、中心を同一とする額縁状の領域に分割し、それぞれの領域を示す信号を出力する。図８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の画像領域信号発生部６１の動作を説明するための図である。本実施の形態においては図８に示すように、画像領域を中央領域、第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域、周辺領域の５つの領域に分割する。そして画像領域信号発生部６１は、タイミング発生回路４５から出力されるタイミング信号に基づき、画像信号に対応する画像表示領域が上記５つの領域のいずれであるかを示す画像領域信号を出力する。なお、本実施の形態における画像表示領域全体に対する中央領域の割合は、例えば縦が７９％、横が８７％である。また第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域の上および下の幅が例えば２．６％、右および左の幅が例えば１．５％、周辺領域は、上および下の幅が例えば２．６％、右および左の幅が例えば１．８％である。これは画像領域の画素数を縦が７６８画素、横が１３６６画素と仮定すると、中央領域は縦が６０８画素、横が１１９４画素であり、また第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域の上、下、左および右の幅がそれぞれ２０画素であり、周辺領域の上および下の幅がそれぞれ２０画素、右および左の幅がそれぞれ２５画素に相当する。

乱数発生部６３は、本実施の形態においてはタイミング発生回路４５で発生した画素クロック毎に、「０」以上、「４」未満の乱数を発生する。

二値化部６４は、本実施の形態においては３つの比較器６４ａ、６４ｂ、６４ｃを有する。そして比較器６４ａは乱数発生部６３で発生した乱数と「１」とを比較して、乱数が「１」未満の場合には「０」を出力し乱数が「１」以上の場合には「１」を出力する。また比較器６４ｂは乱数発生部６３で発生した乱数と「２」とを比較して、乱数が「２」未満の場合には「０」を出力し乱数が「２」以上の場合には「１」を出力する。また比較器６４ｃは乱数発生部６３で発生した乱数と「３」とを比較して、乱数が「３」未満の場合には「０」を出力し乱数が「３」以上の場合には「１」を出力する。

二値化選択部６５は、画像領域信号発生部６１から出力される画像領域信号に基づき、３つの比較器６４ａ、６４ｂ、６４ｃの出力と「０」および「１」の中から１つを選択する。具体的には、画像領域信号が中央領域を示しているときは「１」を選択し、第１遷移領域を示しているときには比較器６４ａの出力を選択し、第２遷移領域を示しているときには比較器６４ｂの出力を選択し、第３遷移領域を示しているときには比較器６４ｃの出力を選択し、周辺領域を示しているときには「０」を選択する。したがって二値化選択部６５から出力される選択信号は、画像領域信号が中央領域を示しているときは選択信号は常に「１」であり、第１遷移領域を示しているときには３／４の確率で「１」であり、第２遷移領域を示しているときには１／２の確率で「１」であり、第３遷移領域を示しているときには１／４の確率で「１」であり、周辺領域を示しているときには常に「０」である。

画像信号選択回路５６は、二値化選択部６５から出力される選択信号が「１」であるときは第１擬似輪郭抑制回路５１から出力される画像信号を選択し、選択信号が「０」であるときは第２擬似輪郭抑制回路５２から出力される画像信号を選択し出力する。したがって、パネル１０の画像領域の中央領域に表示する画像信号に対しては第１の信号処理を施す。第１遷移領域に表示する画像信号に対しては、３／４の確率で第１の信号処理を施し、１／４の確率で第２の信号処理を施す。第２遷移領域に表示する画像信号に対しては、１／２の確率で第１の信号処理を施し、１／２の確率で第２の信号処理を施す。第３遷移領域に表示する画像信号に対しては、１／４の確率で第１の信号処理を施し、３／４の確率で第２の信号処理を施す。そして周辺領域に表示する画像信号に対しては第２の信号処理を施すことになる。

図９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の画像信号選択回路５６の動作を説明するための模式図であり、白で示した画素に対しては第１擬似輪郭抑制回路５１から出力される第１の信号処理を施した画像信号を選択し、黒で示した画素に対しては第２擬似輪郭抑制回路５２から出力される第２の信号処理を施した画像信号を選択する。このように画像信号を選択することにより、動画擬似輪郭の目立ちやすい中央領域では動画擬似輪郭を認識できない程度に抑えるための画像信号処理を行い、動画擬似輪郭の目立ちにくい周辺領域ではデータ電極駆動回路４２の消費電力が大きくならない範囲で動画擬似輪郭を抑制する画像信号処理を行う。このように、動画擬似輪郭の目立ちやすい領域では動画擬似輪郭を認識できない程度に抑え、動画擬似輪郭の目立ちにくい領域では消費電力の抑制を優先することで、消費電力の増加を抑えつつ、動画擬似輪郭を効果的に抑制することができる。また、中央領域と周辺領域との間に遷移領域を設け、遷移領域における画像信号の選択の割合を徐々に変化させることで、中央領域と周辺領域との表示画像をスムーズにつなぐことができる。

第１擬似輪郭抑制回路５１および第２擬似輪郭抑制回路５２としては様々な形態の回路を適用することができる。本実施の形態においては放電セルを発光させるサブフィールドのパターンの変化が小さくなるようなコーディングを用いて動画擬似輪郭をある程度抑制しているので、第２擬似輪郭抑制回路５２としては入力した画像信号をそのまま出力するものとする。また、第１擬似輪郭抑制回路５１としては、例えば画像信号の階調のそれぞれに対して設定された複数の補正階調の中から１つを選択して元の階調と置き換える回路を用いるものとする。

図１０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の第１擬似輪郭抑制回路５１の回路ブロック図である。第１擬似輪郭抑制回路５１は、補正値発生部７２、補正値切替部７３、加算部７４、減算部７５、遅延部７６、加算部７７を備え、画像信号の所定の階調を他の複数の階調に補正し、動画擬似輪郭の原因となる中間非点灯サブフィールドを分散させることにより、動画擬似輪郭を抑制する。

補正値発生部７２は画像信号の各階調に対してそれぞれ２つの補正値−ｍおよび＋ｍを発生する。補正値切替部７３は２つの補正値を画素単位、ライン単位で交互に、あるいはランダムに切り替える。加算部７４は、補正値切替部７３の出力と画像信号とを加算することで画像信号の所定の信号を補正階調に変換し、補正画像信号として出力する。なお、補正値は−ｍと＋ｍの値をもつので、これらを加算した補正階調の平均値は補正前の階調に等しく、また、これら補正値は補正値切替部７３によって画素単位、ライン単位で交互に、あるいはランダムに切り替えられるため、補正画像信号の平均値は補正によって変化しない。

減算部７５は、補正前の画像信号と補正画像信号との差を計算し、この差信号を所定の遅延部７６で遅延した後、加算部７７を用いて入力信号に加算する。このような帰還型の回路構成を階調補正部として用いると、周辺の画素を含めた平均的な階調値を補正前の階調値に近づけることができ、階調補正に伴う階調の誤差を擬似的に補正することができる。

次に、第１擬似輪郭抑制回路５１の動作について説明する。本実施の形態においては、図５に示したコーディングに基づき階調を表示している。しかし、動きのある傾斜階調領域に対してこの組み合わせをそのまま用いると強い動画擬似輪郭が発生する場合がある。

図１１は、動きのある傾斜階調領域に対して動画擬似輪郭が発生する理由を説明するための図である。ここで、図１１（ａ）に示すように、例えば階調値が約「１６４」〜「１８４」の範囲で左側が暗く右に行くにつれて明るくなるような傾斜階調領域が左方向に移動する画像について考える。図１１（ｂ）は上記の傾斜階調領域をサブフィールドに展開した図であり、横軸は水平方向の画面位置に対応し縦軸は時間経過に対応する。ここでは図面を見やすくするため６つのサブフィールド（ＳＦ６、ＳＦ７、・・・、ＳＦ１１）についてのみ示した。図１１（ｂ）中のハッチングは非点灯サブフィールドを示している。傾斜階調領域が静止している場合であれば矢印Ｃに示すように人間の視線も画面上に静止するため本来の階調を認識することができる。しかし傾斜階調領域が左方向に移動すると視線も左方向に移動することになり、その結果、矢印Ａで示したところでは視線が最大中間非点灯サブフィールド（中間非点灯サブフィールドの中で輝度重みが最大のサブフィールド）を追う形となり、傾斜階調領域の中に非常に暗い暗線を認識することになる。なお、図５（ｂ）の矢印Ａは、図１１（ｂ）の矢印Ａと同じ視線の動きを表すものである。

このように、傾斜階調領域内の中間非点灯サブフィールドを追う速度で視線が移動した場合に強い動画擬似輪郭が発生することがわかる。上記の例においては、階調値が「１６４」〜「１８４」まで増加する間にＳＦ６からＳＦ１１までが経過するような速度で視線が動くと最大中間非点灯サブフィールドを連続して認識し、動画擬似輪郭として暗線が現われる。

図１２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の第１擬似輪郭抑制回路５１の補正パターンを示す図であり、図１２（ａ）は補正前の階調値と点灯サブフィールドとの関係を、図１２（ｂ）は補正後の階調値と点灯サブフィールドとの関係をそれぞれ示している。説明の簡単のために、図１２（ａ）は「１６８」〜「２０７」の間の階調について示している。第１擬似輪郭抑制回路５１は階調を補正することによって補正前の最大中間非点灯サブフィールドを点灯させ、代わりにその前後のサブフィールドを１／２の確率で非点灯サブフィールドとしている。すなわち、補正階調として補正前の階調の最大中間非点灯サブフィールドを点灯させる階調を選ぶことにより、動画擬似輪郭の原因となる最大中間非点灯サブフィールドをその前後のサブフィールドに分散させるという動作を行う。例えば階調「１６８」の信号に対しては、−ｍ＝−４、＋ｍ＝４の補正値を加算して階調「１６４」と階調「１７２」の２つの補正階調に変換し、画素単位、ライン単位で交互に切り替えて出力する。このとき、元の階調「１６８」は補正階調「１６４」と「１７２」のいずれかに補正されるが、それぞれの補正確率が１／２であるので、平均値としては元の階調「１６８」が保たれている。

図１２（ｃ）は、本発明の実施の形態における画像表示装置の各階調に対する各サブフィールドの平均の点灯確率を示す図である。各欄の数値は補正後の点灯確率であり、ここで「１」、「１／２」はそれぞれ点灯確率１、１／２を表し、空欄は点灯確率０を表している。例えば、階調「１６８」の信号に対して、補正前の最大中間非点灯サブフィールドはＳＦ１０でありその点灯確率は０であったが、補正後の中間非点灯サブフィールドはＳＦ９とＳＦ１１に分散され、かつそれらの点灯確率も１／２となるため、補正領域の動画擬似輪郭も分散されて画像表示品質が向上する。

しかしながら、このような補正を行うと、発光する画素と発光しない画素とが隣接する確率の高いサブフィールドが増加するために、データ電極を駆動するための電力もさらに増加することになる。例えば階調「１６８」の信号に対して、階調「１６４」と階調「１７２」の２つの補正階調に変換し、画素単位、ライン単位で交互に切り替えて市松状に並んだパターンを出力したとする。図１３は、階調「１６４」と階調「１７２」とが市松状に並んだパターンを示す図であり、２画素×５ライン、すなわち６×５＝３０の放電セルに対応する画素について図示している。ここで、図１３（ａ）は各放電セルの階調を示し、図１３（ｂ）はＳＦ９における書込み動作の有無を示し、図１３（ｃ）はＳＦ１１における書込み動作の有無を示している。ここで図１３（ｂ）、図１３（ｃ）の「１」は書込み動作のある放電セルを示し、「０」は書込み動作のない放電セルを示している。このように、ＳＦ９およびＳＦ１１では市松状のパターンで書込み動作を行うことになる。

図１４は、図１３に示した市松状のパターンを表示する場合のデータ電極駆動回路４２の消費電力を見積もるための図であり、ＳＦ９の書込み期間における走査電極ＳＣ_ｉ〜ＳＣ_ｉ＋４に印加する走査パルスと、データ電極Ｄ_ｊ〜Ｄ_ｊ＋５に印加する書込みパルスと、データ電極Ｄ_ｊ＋３に流れる電流波形ＩＤ_ｊ＋３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ＳＣ_ｉに走査パルスを印加するとともにデータ電極Ｄ_ｊ〜Ｄ_ｊ＋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Ｄ_ｊ＋３〜Ｄ_ｊ＋５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ＳＣ_ｉ＋１に走査パルスを印加するとともにデータ電極Ｄ_ｊ＋３〜Ｄ_ｊ＋５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Ｄ_ｊ〜Ｄ_ｊ＋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１４に示した書込みパルスを印加することで、ＳＦ９において図１３（ｂ）に「１」と示した放電セルが発光する。

このときデータ電極Ｄ_ｊ＋３に流れる電流ＩＤ_ｊ＋３に注目すると、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎおよび維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎとデータ電極Ｄ_ｊ＋３との間の電極間容量Ｃｓを充放電する電流が流れる。加えて、データ電極Ｄ_ｊ＋３に隣接するデータ電極Ｄ_ｊ＋２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を充放電する電流も流れる。そのためＳＦ９の書込み期間におけるデータ電極駆動回路４２の消費電力が増加する。ＳＦ１１の書込み期間においても同様である。

このように、第１擬似輪郭抑制回路５１によれば、動画擬似輪郭を効果的に抑制することができる反面、市松状のパターンを表示するサブフィールドが増加するため、データ電極駆動回路４２の消費電力は大きな値となる。

しかしながら本実施の形態においては、このようなデータ電極駆動回路４２の消費電力が大きくなる画像信号処理を行うのは動画擬似輪郭の目立ちやすい中央領域に限定しており、動画擬似輪郭の目立ちにくい周辺領域では消費電力の抑制を優先させている。このようにすることで消費電力を抑えつつ動画擬似輪郭を効果的に抑制することができる。また、中央領域と周辺領域との間に遷移領域を設け、遷移領域における画像信号の選択の割合を徐々に変化させることで、中央領域と周辺領域との表示画像をスムーズにつないでいる。

なお本実施の形態においては、第１擬似輪郭抑制回路５１として中間非点灯サブフィールドを分散させることにより動画擬似輪郭を抑制する回路を用い、第２擬似輪郭抑制回路５２としては入力した画像信号をそのまま出力するものとしたが、本発明はこれに限定するものではなく、様々な形態の回路を適用することができる。例えば、第１擬似輪郭抑制回路５１および第２擬似輪郭抑制回路５２としてともに中間非点灯サブフィールドを分散させることにより動画擬似輪郭を抑制する回路を用い、第１擬似輪郭抑制回路５１は最大中間非点灯サブフィールドを第２擬似輪郭抑制回路５２よりも広範囲に分散させ、かつそれらサブフィールドの点灯確率を高くしてもよい。また、第１擬似輪郭抑制回路５１はディザ処理を行い表示する階調数を第２擬似輪郭抑制回路５２よりも多くする回路であってもよい。その他の回路であっても、データ電極駆動回路４２の消費電力はある程度大きくなるものの画像表示品質の優れた画像信号を得るための画像信号処理を行う回路を第１擬似輪郭抑制回路５１とし、データ電極駆動回路４２の消費電力の抑制を優先した画像信号を得るための画像信号処理を行う回路を第２擬似輪郭抑制回路５２として、本発明を適用することができる。

また、サブフィールド数、輝度重み、その他、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、消費電力の増加を抑えつつ動画擬似輪郭を効果的に抑制することができ、プラズマディスプレイ装置、特に大画面のプラズマディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの構造を示す分解斜視図同パネルの電極配列図同パネルの電極間容量を模式的に示した図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のパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図同プラズマディスプレイ装置のコーディングを示した図同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図同プラズマディスプレイ装置の画像領域信号発生部の動作を説明するための図同プラズマディスプレイ装置の画像信号選択回路の動作を説明するための模式図同プラズマディスプレイ装置の第１擬似輪郭抑制回路の回路ブロック図動きのある傾斜階調領域に対して動画擬似輪郭が発生する理由を説明するための図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の第１擬似輪郭抑制回路の補正パターンを示す図階調「１６４」と階調「１７２」とが市松状に並んだパターンを示す図市松状のパターンを表示する場合のデータ電極駆動回路の消費電力を見積もるための図

符号の説明

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画像信号処理回路
４２データ電極駆動回路
４３走査電極駆動回路
４４維持電極駆動回路
４５タイミング発生回路
５１第１擬似輪郭抑制回路
５２第２擬似輪郭抑制回路
５５選択信号発生回路
５６画像信号選択回路
５８画像データ変換回路
６１画像領域信号発生部
６３乱数発生部
６４二値化部
６５二値化選択部
７２補正値発生部
７３補正値切替部
７４加算部
７５減算部
７６遅延部
７７加算部
１００プラズマディスプレイ装置

Claims

データ電極を有する放電セルを複数配列したプラズマディスプレイパネルと、前記データ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、画像信号に信号処理を施して前記データ電極駆動回路に供給する画像信号処理回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、
前記画像信号処理回路は、前記プラズマディスプレイパネルの画像領域の中央領域に表示する画像信号に対しては第１の信号処理を施し、前記画像領域の周辺領域に表示する画像信号に対しては第２の信号処理を施し、前記第１の信号処理に比べて前記第２の信号処理は前記データ電極駆動回路の消費電力が小さい画像信号を得る信号処理であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
前記画像信号処理回路は、前記プラズマディスプレイパネルの画像領域の中央領域と周辺領域との間に遷移領域を設け、前記遷移領域に表示する画像信号に対して、前記第１の信号処理および前記第２の信号処理のいずれかの信号処理を所定の確率で施す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。
前記第１の信号処理は、画像信号の階調のそれぞれに対して設定された複数の補正階調の中から１つを選択して元の階調と置き換え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。