JP2009192651A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイ装置の制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高める。
【解決手段】駆動回路は、画像信号のＡＰＬを検出するＡＰＬ検出部５２と、ＡＰＬに基づき１フィールドの期間内に表示電極対に印加する維持パルス総数を仮設定するパルス総数設定部５５と、画像信号があらかじめ定められた条件に合致する特定画像かそれ以外の通常画像かを判定する画像判定部５６と、画像判定部５６の判定結果に基づき維持パルス総数の上限値を設定する上限値設定部５７と、パルス総数設定部５５が設定した維持パルス総数および上限値設定部５７が設定した上限値の小さいほうの値に１フィールドの期間内に表示電極対に印加する維持パルス総数を決定するパルス総数決定部５８とを備え、上限値設定部５７は、通常画像における上限値を所定の上限値に設定し、特定画像における上限値を所定の上限値以上の値に設定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイパネルの駆動方法および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）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。

前面基板上には１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が互いに平行に複数対形成され、背面基板上には複数の平行なデータ電極が形成されている。

そして表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との対向する部分に放電セルが形成される。

そして各放電セル内でガス放電を発生させ、各色の蛍光体を励起発光させて画像表示を行う。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。

各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間ではサブフィールド毎に定められた数の維持パルスを表示電極対に交互に印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させて発光させる。

またサブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、輝度そのものをさらに高めることにより画像を見やすくする技術の一つとして、入力画像信号の平均輝度レベル（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ、以下、「ＡＰＬ」と略記する）を検出し、ＡＰＬに応じて維持期間における維持パルスのパルス数を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２４２２２４号公報 特開平１１−２３１８２５号公報

近年、ますますパネルの大画面化、高精細化が進められているが、一般に表示画面を大きくすると消費電力も大きくなる。また大画面化、高精細化にともない放電セルの数が増加すると発光させるための時間が少なくなり輝度が低下する傾向がある。しかしながらパネルの大画面化、高精細化の一方で、プラズマディスプレイ装置の省電力と表示画像のさらなる高コントラスト化とが同時に求められている。

本発明のプラズマディスプレイ装置は、上記の課題に鑑みなされたものであり、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めた画像表示が可能なパネルの駆動方法および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、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルと、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と維持パルスを表示電極対に印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで１フィールドを構成してパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、駆動回路は、画像信号のＡＰＬを検出するＡＰＬ検出部と、ＡＰＬに基づき１フィールドの期間内に表示電極対に印加する維持パルス総数を仮設定するパルス総数設定部と、画像信号があらかじめ定められた条件に合致する特定画像かそれ以外の通常画像かを判定する画像判定部と、画像判定部の判定結果に基づき維持パルス総数の上限値を設定する上限値設定部と、パルス総数設定部が設定した維持パルス総数および上限値設定部が設定した上限値の小さいほうの値に１フィールドの期間内に表示電極対に印加する維持パルス総数を決定するパルス総数決定部とを備え、上限値設定部は、通常画像における上限値を所定の上限値に設定し、特定画像における上限値を所定の上限値以上の値に設定することを特徴とする。この構成により、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めた画像表示が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。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の上限値設定部は、表示画像が通常画像から特定画像に変わった後、第１の期間内に、上限値を段階的に増加させてもよい。この構成により、ピーク輝度を徐々に上昇させることで違和感なくコントラストの高い画像を表示することができる。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の上限値設定部は、表示画像が特定画像から通常画像に変わった後、第２の期間内に、上限値を段階的に減少させてもよい。この構成により、入力された通常画像のＡＰＬが引き続き小さくても、ピーク輝度が急激に低下することはない。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の画像判定部は、画像信号のＡＰＬがＡＰＬしきい値未満であり、かつ画像信号の最大輝度が最大輝度しきい値以上であり、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像を特定画像であると判定してもよい。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の画像判定部は、所定のサブフィールドにおける点灯率が点灯率しきい値未満であり、かつ少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの点灯率が０％よりも大きく、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像を特定画像であると判定してもよい。

また本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルを用いて、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と維持パルスを表示電極対に印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで１フィールドを構成して、パネルを駆動するパネルの駆動方法であって、１フィールドの期間内に表示電極対に印加する維持パルス総数を、上限値以下の範囲で画像信号のＡＰＬに応じて決定できるように構成し、あらかじめ定められた条件に合致する特定画像以外の通常画像に対する上限値を所定の上限値に設定し、あらかじめ定められた条件に合致する特定画像に対する上限値を所定の上限値以上の値に設定することを特徴とする。この方法により、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めた画像表示が可能なパネルの駆動方法を提供することができる。

本発明によれば、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めた画像表示が可能なパネルの駆動方法および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おけるパネル１０の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とからなる表示電極対１４が複数形成されている。そして表示電極対１４を覆うように誘電体層１５が形成され、その誘電体層１５上に保護層１６が形成されている。背面基板２１上にはデータ電極２２が複数形成され、データ電極２２を覆うように誘電体層２３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁２４が形成されている。そして、隔壁２４の側面および誘電体層２３上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層２５が設けられている。

これら前面基板１１と背面基板２１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対１４とデータ電極２２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２４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極２２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おけるパネル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１２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極１３）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２２）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。

図３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３０の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置３０は、パネル１０、画像信号処理回路３１、データ電極駆動回路３２、走査電極駆動回路３３、維持電極駆動回路３４、タイミング発生回路３５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３１は、入力された画像信号をサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。また画像信号処理回路３１は、詳細は後述するが、入力された画像信号に基づき、サブフィールド構成を決定する。

タイミング発生回路３５は水平同期信号および垂直同期信号に基づき、画像信号処理回路３１が決定したサブフィールド構成に従ってパネル１０を駆動するために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。

データ電極駆動回路３２は、タイミング信号に基づきサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。走査電極駆動回路３３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３４は、タイミング信号に基づいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

次に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。プラズマディスプレイ装置３０は、サブフィールド法、すなわち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。それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、そのサブフィールドの表示すべき輝度の比率（以下、「輝度重み」と略記する）に比例係数（以下、「輝度倍率」と表記する）を乗じた数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図であり、２つのサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ）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。

初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにそれぞれ０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。

なお、図３の第２ＳＦの初期化期間に示したように、初期化期間の前半部を省略した駆動電圧波形を各電極に印加してもよい。この場合には直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルで選択的に初期化放電が発生する。このように前半部を省略した初期化動作は、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させる上で有効である。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に発光させるべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに０（Ｖ）を印加する。すると書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層２５が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保たれる。

続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｓをそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との電圧差が放電開始電圧を超えるので再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。なお、維持放電にともない維持放電電流が流れるが、このときの電力がプラズマディスプレイ装置３０の電力の大半を占めている。本実施の形態においては、消費電力を抑制しつつ輝度・コントラストの高い画像を表示するために、詳細については後述するが、サブフィールド数、各サブフィールドの輝度重みおよび輝度倍率を一定にするのではなく、表示する画像信号に基づきこれらを切り換える構成としている。

そして、維持期間の最後には走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。

続くサブフィールドにおける駆動電圧波形および動作は、維持パルス数を除いて上記駆動電圧波形および動作とほぼ同様であるため説明を省略する。

次に、サブフィールド構成について説明する。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３０のサブフィールド構成を示す図である。本実施の形態においては、画像信号および画像信号のＡＰＬに基づきサブフィールド構成を切り換えている。図５の左の列のＡＰＬの欄は表示すべき画像信号のＡＰＬを示し、隣の列のバンクＮｏ．の欄はサブフィールド構成に付された番号を示している。以下、この番号を「バンクナンバー」と称する。輝度重みの欄の数値は各バンクナンバーに対する各サブフィールドの輝度重みを示し、その隣の輝度倍率の欄は各バンクナンバーに対する輝度倍率を示している。そして維持パルス数の欄は各バンクナンバーに対する各サブフィールドの維持パルス数を示しており、この値は輝度重みに輝度倍率を乗じた値である。そして右の列のパルス総数の欄は各サブフィールドの維持パルス数の合計、すなわち１フィールド期間内に上記表示電極対に印加する維持パルス総数を示している。

本実施の形態においては、維持パルス総数の多いサブフィールド構成には大きなバンクナンバーを付している。維持パルス総数が多いほど表示できる最大輝度が高くなるので、バンクナンバーの値が大きくなるほど、表示できる最大輝度も高くなる。

本実施の形態においては、通常画像を表示する場合には、維持パルス総数が「８７３」以下であるサブフィールド構成、すなわちバンクナンバー「１」〜「１１６」に示したサブフィールド構成を用いて画像表示を行っている。これらのサブフィールド構成は１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）を有し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、３、５、９、１５、２４、３８、５７、８１）の輝度重みを持つ。そしてＡＰＬが大きい画像信号を表示する場合には輝度倍率を小さくしたサブフィールド構成を用いて消費電力を抑制し、ＡＰＬが小さい画像信号を表示する場合には輝度倍率を大きくしたサブフィールド構成を用いて最大輝度を高め、コントラストの高い画像を表示している。

以下、バンクナンバー「１」〜「１１６」に示したサブフィールド構成を「通常駆動モード」と略称する。

さらに本実施の形態においては、表示する画像信号のＡＰＬがＡＰＬしきい値以上であり、最大輝度が輝度しきい値以上であり、かつ静止画である特定画像（以下、「ハイコントラスト画像」と略記する）を表示する場合には、１フィールドの維持パルス総数が「９２６」以上であるバンクナンバー「１１７」〜「１２４」に示したサブフィールド構成を用いて画像表示を行っている。すなわち維持パルス総数が「９２６」であり（１、２、３、６、１１、２１、３７、６５、１０９）の輝度重みを持つ９つのサブフィールドを用いたサブフィールド構成（バンクナンバー「１１７」）、または維持パルス総数が「９８２」〜「１１７４」であり（１、２、４、８、１６、３０、５７、１０８）の輝度重みを持つ８つのサブフィールドを用いたサブフィールド構成（バンクナンバー「１１８」〜「１２１」）、または維持パルス総数が「１２４６」〜「１４０２」であり（１、２、４、８、１６、３２、６４）の輝度重みを持つ７つのサブフィールドを用いたサブフィールド構成（バンクナンバー「１２２」〜「１２４」）のサブフィールド構成を用いて画像表示を行っている。

これらバンクナンバー「１１７」〜「１２４」のサブフィールド構成の維持パルス総数はバンクナンバー「１」〜「１１６」のサブフィールド構成の維持パルス総数よりも多い。そのため、表示できる最大輝度もさらに高く、コントラストのさらに高い画像を表示することができる。

以下、バンクナンバー「１１７」〜「１２４」に示したサブフィールド構成を「ハイコントラストモード」と略称する。

なお、ハイコントラストモードでは通常駆動モードよりも維持パルス総数を多くするために、各サブフィールドの輝度重みを２のべき乗、あるいはそれに近い値を持つサブフィールド構成として、サブフィールド数を削減している。このように輝度重みの冗長性の少ないサブフィールド構成を用いて画像表示を行うと、表示画像の動きのある部分に本来存在しない輪郭が発生したり、広い面積で中間階調を表示したとき眼球揺動により輪郭が発生する等、いわゆる擬似輪郭が発生することが一般に知られている。しかし本実施の形態においては、ハイコントラスト画像は静止画であり、また発光する面積も狭いのでこれら擬似輪郭が発生することはない。

次に画像信号処理回路３１の詳細について説明する。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３０の画像信号処理回路３１の回路ブロック図であり、特に画像信号に基づきサブフィールド構成を決定する回路ブロックの詳細を示している。

画像信号処理回路３１は、ＳＦデータ変換部５１、ＡＰＬ検出部５２、最大輝度検出部５３、静止画検出部５４、パルス総数設定部５５、画像判定部５６、上限値設定部５７、パルス総数決定部５８を備えている。

ＡＰＬ検出部５２は、画像信号の平均輝度レベル、すなわちＡＰＬを検出する。具体的には、例えば画像信号の輝度値を１フィールド期間または１フレーム期間にわたって累積する等の一般に知られた手法を用いることによってＡＰＬを検出する。なお、輝度値を用いる以外にも、赤、緑、青の原色信号のそれぞれを１フィールド期間にわたって累積し、それらの平均値を求めることでＡＰＬを検出する方法を用いてもよい。

最大輝度検出部５３は、画像信号の１フィールド期間内の最大輝度を各フィールド毎に検出する。または、各原色信号のそれぞれの１フィールド期間内の最大値を検出する構成であってもよい。

静止画検出部５４は、画像データを記憶するためのメモリを内部に備え、現画像データとメモリに記憶された画像データとを比較する一般に知られた静止画を検出する方法を用いて表示する画像が動画であるか静止画であるかを判別し、その結果を出力する。

パルス総数設定部５５は、図５に示したＡＰＬと維持パルス総数との関係に従って、ＡＰＬ検出部５２の検出したＡＰＬに基づき維持パルス総数を仮設定し、図５のバンクナンバー「１」〜「１２４」に示したサブフィールド構成の中から維持パルス総数の最も近いサブフィールド構成を選択する。

画像判定部５６は、表示する画像があらかじめ定められた条件に合致する特定画像かそれ以外の通常画像かどうかを判定する。具体的には、ＡＰＬ検出部５２、最大輝度検出部５３、静止画検出部５４のそれぞれの検出結果に基づき、表示する画像信号のＡＰＬがＡＰＬしきい値未満であり、かつ最大輝度が最大輝度しきい値以上であり、かつ静止画である特定画像、すなわちハイコントラスト画像かどうかを判定し、その結果を上限値設定部５７に出力する。なお、最大輝度検出部５３が原色信号のそれぞれの最大値を出力する構成であるときは、それぞれの信号の最大値とそれぞれの信号に対応する最大輝度しきい値とを比較し、それらの論理積を用いてハイコントラスト信号の判定を行えばよい。

本実施の形態においては、ＡＰＬしきい値を４．４％、最大輝度しきい値を９４％に設定している。このようなハイコントラスト画像の例としては、例えば、月や星の出ている夜空の画像や、暗い画面を背景にして白い文字が表示されている画像等を挙げることができる。これらはそれほど表示頻度の高い画像ではないが、大面積の輝度の低い領域を背景に小面積の輝度の高い領域がある画像であり、コントラスト改善効果の大きい画像である。

上限値設定部５７は、表示する画像信号が通常画像であれば、使用するサブフィールド構成の維持パルス総数の上限値を「８７３」に設定する。言い換えると、使用するサブフィールド構成をバンクナンバー「１」〜「１１６」に示した通常駆動モードのサブフィールド構成に限定する。また、表示する画像信号がハイコントラスト画像であれば、詳細は後述するが、使用するサブフィールド構成の維持パルス総数の上限値を「８７３」以上に設定する。

パルス総数決定部５８は、パルス総数設定部５５の出力した維持パルス総数と上限値設定部５７の出力した維持パルス総数の上限値とを比較して、維持パルス総数が小さいほうの値となるサブフィールド構成を、使用するサブフィールド構成として決定する。

そしてＳＦデータ変換部５１は、パルス総数決定部５８が決定した維持パルス総数に最も近いサブフィールド構成に従って、入力された画像信号をサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。

次に画像信号処理回路３１の動作について説明する。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３０の画像信号処理回路３１の動作を説明する図であり、画像信号が、通常画像→ハイコントラスト画像→通常画像、と変化した場合のＡＰＬ検出部５２、画像判定部５６、上限値設定部５７およびパルス総数決定部５８の出力を示している。

入力した画像信号が通常画像のとき（時刻ｔ１以前）は、上限値設定部５７の出力する所定の上限値は「８７３」である。従って、ＡＰＬが高くパルス総数設定部５５の出力が所定の上限値「８７３」以下であるときは、パルス総数決定部５８はパルス総数設定部５５の出力に従ってサブフィールド構成を決定する。またＡＰＬが低くなりパルス総数設定部５５の出力するパルス総数が所定の上限値「８７３」以上になったとしても、パルス総数決定部５８は上限値設定部５７の出力する所定の上限値「８７３」に従って、対応するバンクナンバー「１１６」のサブフィールド構成に決定する。

時刻ｔ１において、ハイコントラスト画像が入力されたとする。すると上限値設定部５７の出力する上限値を「８７３」から「１４０２」に切り換える。すなわちバンクナンバーの上限を「１１６」から「１２４」に切り換える。このときバンクナンバーの上限を「１１６」から「１２４」にいきなり切り換えるのではなく、維持パルス総数の少ないバンクナンバー「１１７」から維持パルス総数の多いバンクナンバー「１２４」に段階的に切り換えて、急激なピーク輝度の変化が生じないようにしている。

図７に示した駆動モードの切り換えの例では、表示画像がハイコントラスト画像に変わった時刻ｔ１で、パルス総数設定部５５の出力するパルス総数は「１４０２」となる。しかし上限値設定部５７は上限値を「８７３」から「１４０２」に段階的に切り換える。そのためパルス総数決定部５８は、まず、使用するサブフィールド構成の維持パルス総数を「９２６」、すなわちハイコントラストモードのバンクナンバー「１１７」のサブフィールド構成に決定する。その後、バンクナンバー「１１８」、バンクナンバー「１１９」、・・・、と維持パルス数の多いサブフィールド構成に段階的に切り換えていき、時刻ｔ２で維持パルス総数「１４０２」、すなわちバンクナンバー「１２４」のサブフィールド構成に切り換える。そのため時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第１の期間、ピーク輝度も徐々に上昇する。このように本実施の形態においては、通常駆動モードからハイコントラストモードに切り換えた場合に、バンクナンバーを第１の期間で段階的に増加し、維持パルス総数を段階的に増加させてピーク輝度を徐々に上昇させることで違和感なくコントラストの高い画像を表示している。

なお、時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの第１の期間は１ｓｅｃ〜８ｓｅｃとすることが望ましく、本実施の形態においては、例えば２ｓｅｃに設定している。

次に、時刻ｔ３において、画像信号がハイコントラストモードから通常駆動モードに変わったとする。すると上限値設定部５７の出力する上限値を「１４０２」から「８７３」に切り換える。すなわちバンクナンバーの上限を「１２４」から「１１６」に切り換える。このときもバンクナンバーの上限を「１２４」から「１１６」にいきなり切り換えるのではなく、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの所定の期間に維持パルス総数の多いバンクナンバー「１２４」から維持パルス総数の少ないバンクナンバー「１１６」に段階的に切り換えている。

そのため、時刻ｔ３において入力された通常画像のＡＰＬが引き続き小さく、パルス総数設定部５５の出力が上限値設定部５７の出力以上であっても、ピーク輝度が急激に低下することはない。もちろん、図７に示したように、時刻ｔ３においてＡＰＬの大きい画像が入力された場合にはパルス総数設定部５５の出力は上限値設定部５７の出力よりも小さくなる。そのためパルス総数決定部５８は、使用するサブフィールド構成をパルス総数設定部５５から出力される維持パルス総数の少ないサブフィールド構成に決定する。

なお、時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの第２の期間は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの第１の期間より長い２ｓｅｃ〜１６ｓｅｃとすることが望ましく、本実施の形態においては、例えば４ｓｅｃに設定している。

このように、本実施の形態においては、表示する画像信号のＡＰＬに基づき１フィールドの期間内に上記表示電極対に印加する維持パルス総数を仮設定するパルス総数設定部５５と、画像信号があらかじめ定められた条件に合致するハイコントラスト画像かそれ以外の通常画像かに基づき維持パルス総数の上限値を設定する上限値設定部５７とを備え、パルス総数設定部５５と上限値設定部５７との小さいほうの出力に従って使用するサブフィールド構成を設定する構成とすることで、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めることができる。

なお、本実施の形態においては、ハイコントラスト画像の条件の１つであるＡＰＬしきい値を４．４％、パルス総数設定部５５がＡＰＬ４．４％以上で選択するバンクナンバーを「１２４」と設定したために、バンクナンバー「１１７」〜「１２３」のサブフィールド構成は、通常駆動モードとハイコントラストモードとの切り換え時において過渡的に使用されるだけである。しかし、ＡＰＬしきい値を、例えば１０％と設定することにより、バンクナンバー「１１７」〜「１２４」のサブフィールド構成をハイコントラストモードにおいて定常的に使用することができる。さらに、通常駆動モードにおいて使用するサブフィールド構成を、バンクナンバー「１１６」以下のサブフィールド構成としたが、この制限もプラズマディスプレイ装置３０の仕様等により自由に変更することができる。これらの変更も制御方法自体を変更することなく、ＡＰＬしきい値および所定の上限値を変更するだけで対応することができる。

また本実施の形態においては、ハイコントラスト画像が入力されると常にハイコントラストモードを用いて画像表示するものとして説明した。しかし、ハイコントラストモードは維持パルス総数が多いので走査電極駆動回路３３、維持電極駆動回路３４およびパネル１０の消費電力が大きくなる傾向がある。そこで、ハイコントラストモードを用いて画像を表示する時間を制限してもよい。例えば図７において、時刻ｔ２でバンクナンバー「１２４」のサブフィールド構成に切り換えた後、一定の時間、バンクナンバー「１２４」を用いて画像を表示し、その後、バンクナンバー「１２３」、バンクナンバー「１２２」、・・・、バンクナンバー「１１６」と維持パルス数の少ないサブフィールド構成に段階的に切り換え、最後に通常駆動モードに切り換えてもよい。このように駆動することで、コントラストの高い画像の印象を大きく損なうことなくプラズマディスプレイ装置３０の消費電力を抑制することができる。

またハイコントラストモードから通常駆動モードに戻った直後、再びハイコントラストモードに切り換えないように、駆動モードの切り換えを禁止する期間を設けてもよい。これにより、プラズマディスプレイ装置３０の消費電力をさらに抑制することができる。駆動モードの切り換えを禁止する期間としては、例えば３０ｓｅｃ〜６０ｓｅｃに設定してもよい。

また本実施の形態においては、画像信号のＡＰＬがＡＰＬしきい値未満であり、かつ画像信号の最大輝度が最大輝度しきい値以上であり、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像をハイコントラスト画像であると判定した。しかしハイコントラスト画像を判定する方法はこれに限定されるものではない。例えば、各サブフィールドの維持期間において維持放電を発生する放電セルの割合、すなわち点灯率を用いて、所定のサブフィールドにおける点灯率が点灯率しきい値未満であり、かつ少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの点灯率が０％よりも大きく、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像をハイコントラスト画像であると判定してもよい。

さらに、ハイコントラストモードに切り換える条件として、ハイコントラスト画像に加えて、画像の表示モード（ダイナミックモード、スタンダードモード、シネマモード等）やパネル１０の温度等の条件を付加してもよい。

なお、本実施の形態において説明に用いた各種の数値は、単に一例を挙げただけに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適な数値に設定することが望ましい。

本発明は、制御方法を複雑にすることなく、最大輝度を高めてコントラストをさらに高めた画像表示が可能であり、パネルの駆動方法および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おけ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 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回路ブロック図 本発明の実施の形態におけるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 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サブフィールド構成を示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の回路ブロック図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の動作を説明する図

符号の説明

１０ パネル
１２ 走査電極
１３ 維持電極
１４ 表示電極対
２２ データ電極
３０ プラズマディスプレイ装置
３１ 画像信号処理回路
３２ データ電極駆動回路
３３ 走査電極駆動回路
３４ 維持電極駆動回路
３５ タイミング発生回路
５１ ＳＦデータ変換部
５２ ＡＰＬ検出部
５３ 最大輝度検出部
５４ 静止画検出部
５５ パルス総数設定部
５６ 画像判定部
５７ 上限値設定部
５８ パルス総数決定部

Claims (6)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、
   前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と維持パルスを前記表示電極対に印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで１フィールドを構成して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を備えたプラズマディスプレイ装置であって、
   前記駆動回路は、画像信号のＡＰＬを検出するＡＰＬ検出部と、前記ＡＰＬに基づき１フィールドの期間内に前記表示電極対に印加する維持パルス総数を仮設定するパルス総数設定部と、画像信号があらかじめ定められた条件に合致する特定画像かそれ以外の通常画像かを判定する画像判定部と、前記画像判定部の判定結果に基づき維持パルス総数の上限値を設定する上限値設定部と、
   前記パルス総数設定部が設定した維持パルス総数および前記上限値設定部が設定した上限値の小さいほうの値に１フィールドの期間内に前記表示電極対に印加する維持パルス総数を決定するパルス総数決定部とを備え、
   前記上限値設定部は、前記通常画像における上限値を所定の上限値に設定し、前記特定画像における上限値を前記所定の上限値以上の値に設定することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記上限値設定部は、表示画像が前記通常画像から前記特定画像に変わった後、第１の期間内に、上限値を段階的に増加させ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。
3. 前記上限値設定部は、表示画像が前記特定画像から前記通常画像に変わった後、第２の期間内に、上限値を段階的に減少させ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。
4. 前記画像判定部は、画像信号のＡＰＬがＡＰＬしきい値未満であり、かつ画像信号の最大輝度が最大輝度しきい値以上であり、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像を前記特定画像であると判定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。
5. 前記画像判定部は、所定のサブフィールドにおける点灯率が点灯率しきい値未満であり、かつ少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの点灯率が０％よりも大きく、かつ静止画である場合に、該当する画像信号の画像を前記特定画像であると判定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。
6. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルを用いて、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と維持パルスを前記表示電極対に印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで１フィールドを構成して、前記プラズマディスプレイパネルを駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
   １フィールドの期間内に前記表示電極対に印加する維持パルス総数を、上限値以下の範囲で画像信号のＡＰＬに応じて決定できるように構成し、
   あらかじめ定められた条件に合致する特定画像以外の通常画像に対する上限値を所定の上限値に設定し、あらかじめ定められた条件に合致する特定画像に対する上限値を前記所定の上限値以上の値に設定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。

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