JP2009251267A - プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質を向上させる。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルと、サブフィールド毎に設定された輝度重みにもとづき設定された数の維持パルスを維持期間に表示電極対に交互に印加する維持パルス発生回路と、プラズマディスプレイパネルの全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を点灯率としてサブフィールド毎に検出する点灯率検出回路とを備え、維持パルス発生回路は、現サブフィールドにおいて、輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から、点灯率検出回路が検出した現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とに応じた数の維持パルスを削減して維持パルスを発生する。
【選択図】図９

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装置およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。

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板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。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板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には、例えば分圧比で５％のキセノンを含む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が対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

パネルを駆動する方法としては一般にサブフィールド法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。サブフィールド法では、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドで各放電セルを発光または非発光させることにより階調表示を行う。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、各走査電極に初期化波形を印加し、各放電セルで初期化放電を発生させる。それにより、各放電セルにおいて、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。

書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加（以下、この動作を「走査」とも記す）するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加する（以下、これらの動作を総称して「書込み」とも記す）。それにより、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を発生させ、選択的に壁電荷を形成する。

続く維持期間では、表示させるべき輝度に応じた所定の数の維持パルスを走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に印加する。それにより、書込み放電による壁電荷形成が行われた放電セルで選択的に放電を起こし、その放電セルを発光させる。これにより画像表示を行う。

複数の走査電極は走査電極駆動回路により駆動され、複数の維持電極は維持電極駆動回路により駆動され、複数のデータ電極はデータ電極駆動回路により駆動される。

このようなパネルを組み込んだプラズマディスプレイ装置では、その消費電力を削減するため、様々な消費電力削減技術が提案されている。

消費電力を削減する技術の一つとして、パネルが容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路によってそのインダクタとパネルの負荷容量とをＬＣ共振させ、パネルの負荷容量に蓄えられた電力を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電力をパネルの駆動に再利用する、いわゆる電力回収回路が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

この技術では、例えば、維持期間における走査電極および維持電極への維持パルス電圧の印加にパネルから回収した電力を再利用し、維持期間に消費される電力を削減することで、消費電力の削減を実現することができる。

一方、プラズマディスプレイ装置においては、画像を明るく表示して見やすくすることも重要であり、画像の明るさを制御するために、維持期間の維持パルスの発生数を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。１回の維持放電によって生じる発光の明るさ（発光輝度）は、各放電セルでほぼ同じであるが、その発光期間が短いため、一定期間（例えば、１フィールド期間）内に発生する発光の回数が多い放電セルほど明るく発光しているように見える。そして、特許文献３に記載された技術では、この原理を利用して画像の明るさを制御する。

例えば、１フィールドを第１サブフィールド（第１ＳＦ）から第８サブフィールド（第８ＳＦ）の８つのサブフィールドで構成し、第１ＳＦから第８ＳＦの各サブフィールドに、（１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８）という数値を割り当てる（以下、この各サブフィールドへの割り当てを「輝度重み」と呼称する）。そして、第１ＳＦから第８ＳＦの各サブフィールドにおける維持パルスの発生数を、輝度重みと同数にした１倍モード、輝度重みの２倍の（２、４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６）にした２倍モード、輝度重みの３倍の（３、６、１２、２４、４８、９６、１９２、３８４）にした３倍モード、輝度重みの４倍の（４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６、５１２）にした４倍モードと変化させる。このように、各サブフィールドにおける維持パルスの発生数を、輝度重みの１倍から２倍、３倍、４倍と変化させる（以下、輝度重みに乗算する倍率のことを「輝度倍率」と呼称する）ことによって維持期間における発光の回数を制御して画像の明るさを調整する。この技術を用いれば、例えば、画像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）を検出し、検出されたＡＰＬにもとづいて輝度倍率を切換え、ＡＰＬが低い場合に輝度倍率を上げることで、暗い画像をより明るく表示する、といったことが可能となる。

また、輝度倍率を整数だけでなく小数点以下を有する数値についても設定できるようにし、明るさの変化をより滑らかにした技術も開示されている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００６−１８２９８号公報 特公平７−１０９５４２号公報 特開平８−２８６６３６号公報 特開平１１−２３１８３３号公報

近年においては、パネルの大画面化、高精細化が進められており、それにともないプラズマディスプレイ装置におけるさらなる表示品質の向上が望まれている。

一方、パネルの大画面化、高精細化により、パネルにおける電極間容量や電極線のインピーダンスが増大し、パネルの駆動インピーダンスは増大する傾向にある。パネルの駆動インピーダンスが増大すると、点灯率（点灯すべき放電セルの割合）の変化により生じる駆動インピーダンスの変動が大きくなるため、パネルの駆動回路から発生させる駆動波形に変動が生じやすくなる。

例えば、維持パルス発生回路においては、駆動インピーダンスが下がると維持パルスの立ち上がりが急峻になり、駆動インピーダンスが上がると維持パルスの立ち上がりが緩やかになる傾向にある。

そして、維持パルスの立ち上がりが急峻になると、維持パルスの立ち上がりが緩やかなときと比較して、強い維持放電が発生しやすい。強い維持放電が発生すると、弱い維持放電が発生したときよりも発光輝度が高くなる。そのため、点灯率が低いときと点灯率が高いときとで発光輝度に差が生じ、同じ階調値であるのにもかかわらず表示輝度に差が生じることがある。そして、このような表示輝度の差は、「階調飛び」と呼ばれる不自然な輝度変化を発生させ、画像表示品質を劣化させる一因となる。

本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、サブフィールド毎に点灯率を検出し、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とにもとづき、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を制御することで、表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質を向上させることが可能なプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイ装置は、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設けるサブフィールド法により駆動され、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、維持期間に、サブフィールド毎に設定された輝度重みにもとづき設定された数の維持パルスを表示電極対に交互に印加する維持パルス発生回路と、パネルの全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を点灯率としてサブフィールド毎に検出する点灯率検出回路とを備え、維持パルス発生回路は、現サブフィールドにおいて、輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から、点灯率検出回路が検出した現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とに応じた数の維持パルスを削減して維持パルスを発生させることを特徴とする。

これにより、現サブフィールドの点灯率とその直前のサブフィールドの点灯率とに応じて維持パルスの発生数を制御し、表示輝度の調整を行うことができるようになるので、表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止して画像表示品質を向上させることが可能となる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、維持パルス発生回路は、点灯率検出回路が検出した現サブフィールドの点灯率が所定の値よりも小さいときに、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率との差が大きいほど、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を少なくすることを特徴とする。これにより、表示輝度の調整を、より精度よく行うことができるようになる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、維持パルス発生回路は、点灯率検出回路が検出した現サブフィールドの点灯率が所定の値よりも小さいときに、現サブフィールドの点灯率が小さくなるほど、かつ現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率が大きくなるほど、現サブフィールドにおける維持パルスの削減数を多くすることを特徴とする。これにより、表示輝度の調整を、より精度よく行うことができるようになる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、維持パルス発生回路は、現サブフィールドにおいて維持パルスの発生数を削減する制御を行うときには、同一フィールドにおける現サブフィールドよりも輝度重みの大きいサブフィールドにおいても、輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から、現サブフィールドで維持パルスを削減するのと同じ割合で維持パルスの発生数を削減して維持パルスを発生してもよい。これにより、表示輝度の調整を、さらに精度よく行うことができるようになる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、維持パルス発生回路は、１フィールド期間に発生させるサブフィールドを輝度重みの小さい第１のサブフィールド群と輝度重みの大きい第２のサブフィールド群とに分け、第２のサブフィールド群においてのみ維持パルスの発生数を削減する制御を行う構成としてもよい。発光輝度に与える影響は輝度重みの大きいサブフィールドの方がより大きいので、このような構成であっても、表示輝度を調整する効果を十分に得ることができる。

また、本発明のパネルの駆動方法は、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、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設け、維持期間に、サブフィールド毎に設定された輝度重みにもとづき設定された数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して駆動するパネルの駆動方法であって、パネルの全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を点灯率としてサブフィールド毎に検出するとともに、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とに応じて、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を、輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から削減することを特徴とする。

これにより、現サブフィールドの点灯率とその直前のサブフィールドの点灯率とに応じて維持パルスの発生数を制御し、表示輝度の調整を行うことができるようになるので、表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止して画像表示品質を向上させることが可能となる。

本発明によれば、サブフィールド毎に点灯率を検出し、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とにもとづき、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を制御することで、表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質を向上させることが可能なプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法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、本発明の一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。

また、保護層２６は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、パネルの材料として使用実績があり、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）ガスを封入した場合に２次電子放出係数が大きく耐久性に優れたＭｇＯを主成分とする材料から形成されている。

背面板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（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面板２１と背面板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、内部の放電空間には、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。なお、本実施の形態では、発光効率を向上させるためにキセノン分圧を約１０％とした放電ガスを用いている。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。また、放電ガスの混合比率も上述した数値に限られるわけではなく、その他の混合比率であってもよい。

図２は、本発明の一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、行方向に延長されたｎ本の走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ（図１の維持電極２３）が配列され、列方向に延長されたｍ本のデータ電極Ｄ１〜データ電極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、ｍ×ｎ個の放電セルが形成された領域がパネル１０の表示領域となる。

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の概要について図３を用いて説明する。なお、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法、すなわち１フィールド期間を時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドに輝度重みをそれぞれ設定し、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ものとする。

このサブフィールド法では、例えば、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みを有する構成とすることができる。そして、各サブフィールドでは、この輝度重みに、あらかじめ設定された輝度倍率を乗じた数の維持パルスを発生させる。これにより、維持期間における発光の回数を制御して画像の明るさを調整する。また、複数のサブフィールドのうち、１つのサブフィールドの初期化期間においては全ての放電セルに初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行い、他のサブフィールドの初期化期間においては直前のサブフィールドで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発生させる選択初期化動作を行うことで、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ることが可能である。

そして、本実施の形態では、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。これにより、画像の表示に関係のない発光は第１ＳＦにおける全セル初期化動作の放電にともなう発光のみとなり、維持放電を発生させない黒表示領域の輝度である黒輝度は全セル初期化動作における微弱発光だけとなって、コントラストの高い画像表示が可能となる。また、各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスを表示電極対２４のそれぞれに印加する。

なお、本発明は、本実施の形態のように、サブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではなく、また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。

図３は、本発明の一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る。

なお、図３には、書込み期間において最初に走査を行う走査電極ＳＣ１、書込み期間において最後に走査を行う走査電極ＳＣｎ（例えば、走査電極ＳＣ１０８０）、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ、およびデータ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍの駆動波形を示す。

また、図３には、２つのサブフィールドの駆動電圧波形、すなわち全セル初期化動作を行うサブフィールド（「全セル初期化サブフィールド」と呼称する）の第１サブフィールド（第１ＳＦ）と、選択初期化動作を行うサブフィールド（「選択初期化サブフィールド」と呼称する）の第２サブフィールド（第２ＳＦ）とを示す。なお、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形は、維持期間における維持パルスの発生数が異なる以外は第２ＳＦの駆動電圧波形とほぼ同様である。また、以下における走査電極ＳＣｉ、維持電極ＳＵｉ、データ電極Ｄｋは、各電極の中から画像データにもとづき選択された電極を表す。

まず、全セル初期化サブフィールドである第１ＳＦについて説明する。

第１ＳＦの初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎにそれぞれ０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには、０（Ｖ）から放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１を印加し、さらに電圧Ｖｉ１から、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに対して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（以下、「上りランプ波形」と呼称する）Ｌ１を印加する。

この上りランプ波形Ｌ１が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎとの間、および走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎとデータ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。この電極上部の壁電圧とは、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〜維持電極ＳＵｎには正の電圧Ｖｅ１を印加し、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍには０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜維持電極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負の電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧（以下、「下りランプ波形」と呼称する）Ｌ２を印加する。

この間に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎとの間、および走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎとデータ電極Ｄ１〜データ電極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〜走査電極ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。

続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに対しては順次走査パルス電圧を印加し、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに対しては発光させるべき放電セルに対応するデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加して、各放電セルに選択的に書込み放電を発生させる。

この書込み期間では、まず維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｓｃｎ）を印加する。

そして、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〜データ電極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上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。これにより、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間に放電が発生する。また、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加しているため、維持電極ＳＵ１上と走査電極ＳＣ１上との電圧差は、外部印加電圧の差である（Ｖｅ２−Ｖａ）に維持電極ＳＵ１上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧との差が加算されたものとなる。このとき、電圧Ｖｅ２を、放電開始電圧をやや下回る程度の電圧値に設定することで、維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間を、放電には至らないが放電が発生しやすい状態にすることができる。これにより、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間に発生する放電を引き金にして、データ電極Ｄｋと交差する領域にある維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に放電を発生させることができる。こうして、発光させるべき放電セル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を行う。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〜データ電極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順次行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスを表示電極対２４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。

この維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜走査電極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〜維持電極ＳＵｎにベース電位となる接地電位、すなわち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３５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〜走査電極ＳＣｎにはベース電位となる０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜維持電極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〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎとに輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを交互に印加し、表示電極対２４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。

そして、維持期間の最後には、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを０（Ｖ）に戻した後、ベース電位となる０（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｅｒｓに向かって上昇する傾斜波形電圧（以下、「消去ランプ波形」と呼称する）Ｌ３を走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する。すると、維持放電を起こした放電セルの維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間で微弱な放電（以下、「消去放電」と呼称する）が発生する。この消去放電で発生した荷電粒子は、維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間の電圧差を緩和するように、維持電極ＳＵｉ上および走査電極ＳＣｉ上に壁電荷となって蓄積されていく。これにより、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧は、走査電極ＳＣｉに印加した電圧と放電開始電圧の差、すなわち（電圧Ｖｅｒｓ−放電開始電圧）の程度まで弱められる。

その後、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを０（Ｖ）に戻し、維持期間における維持動作が終了する。

第２ＳＦの初期化期間では、第１ＳＦにおける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する。すなわち、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに放電開始電圧以下となる電圧（例えば、０（Ｖ））から負の電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下りランプ波形Ｌ４を印加する。

これにより直前のサブフィールド（図３では、第１ＳＦ）の維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上部および維持電極ＳＵｉ上部の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）上部の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。一方、前のサブフィールドで維持放電が起こらなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷の状態がそのまま保たれる。このように第２ＳＦにおける初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して初期化放電を行う選択初期化動作となる。

第２ＳＦの書込み期間においては、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに対して第１ＳＦの書込み期間と同様の駆動波形を印加する。

第２ＳＦの維持期間においては、第１ＳＦの維持期間と同様に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎとにあらかじめ定められた数の維持パルスを交互に印加する。これにより、書込み期間におい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。

また、第３ＳＦ以降のサブフィールドでは、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに対して、維持期間における維持パルスの発生数が異なる以外は第２ＳＦと同様の駆動波形を印加する。

以上が、パネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形の概要である。

次に、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成について説明する。図４は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１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、点灯率検出回路４７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、パネル１０の画素数に応じて、入力された画像信号ｓｉｇ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。なお、本実施の形態における画像信号処理回路４１には、あらかじめ設定されたサブフィールド構成（１フィールド期間のサブフィールド数および各サブフィールドの輝度重み）と、プラズマディスプレイ装置１において設定された最小階調値（例えば、「０」）から最大階調値（例えば、「２５５」）までの階調値と、各階調値のそれぞれに設定されたコーディングデータ（各サブフィールドにおける点灯／非点灯を表すデータ）とがまとめられたテーブル（以下、「コーディングテーブル」と記す）が設定されており、そのコーディングテーブルにもとづき、画像信号ｓｉｇが画像データに変換されるものとする。

データ電極駆動回路４２は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに対応する信号に変換し、タイミング信号にもとづいて各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍを駆動する。

点灯率検出回路４７は、サブフィールド毎の画像データにもとづき、全放電セル数に対する点灯させるべき放電セル数の割合、すなわち点灯率をサブフィールド毎に検出する。そして、検出した点灯率をあらかじめ定めた複数の点灯率しきい値（詳細は、後述する）と比較し、その結果を表す信号をタイミング発生回路４５に出力する。なお、点灯率検出回路４７は、内部にメモリ４８を備えており、検出した点灯率をメモリ４８に記憶することで、現サブフィールドの点灯率とその直前のサブフィールドの点灯率とをタイミング発生回路４５に送信することができる。

タイミング発生回路４５は、水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖおよび点灯率検出回路４７からの出力にもとづき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（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および維持電極駆動回路４４）へ供給する。なお、タイミング発生回路４５は、現サブフィールドの点灯率とその直前のサブフィールドの点灯率とに応じて、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を、輝度重みにもとづきあらかじめ設定された維持パルスの発生数から削減する制御をあわせて行う。そして、この制御に用いるルックアップテーブル（図示せず）を内部に備えているが、このルックアップテーブルの詳細は図９を用いて後述する。

走査電極駆動回路４３は、初期化期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する初期化波形を発生するための初期化波形発生回路（図示せず）、複数の走査ＩＣを備え書込み期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する走査パルスを発生するための走査パルス発生回路（図示せず）、維持期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路５０を有する。そして、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎをそれぞれ駆動する。

維持電極駆動回路４４は、維持パルス発生回路６０および電圧Ｖｅ１、電圧Ｖｅ２を発生するための回路（図示せず）を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを駆動する。

なお、本実施の形態における維持パルス発生回路５０、維持パルス発生回路６０は、維持期間において発生させる維持パルスの数を、点灯率検出回路４７において検出された点灯率にもとづき変更している。これにより、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置１では、表示輝度を制御して表示画像の不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質の向上を実現しているが、この詳細については後述する。

次に、維持パルス発生回路５０、維持パルス発生回路６０の詳細とその動作について説明する。図５は、本発明の一実施の形態における維持パルス発生回路５０、維持パルス発生回路６０の回路図である。なお、図５にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示し、走査パルスおよび初期化電圧波形を発生させる回路は省略している。

維持パルス発生回路５０は、電力回収回路５１とクランプ回路５２とを備えており、電力回収回路５１およびクランプ回路５２は、走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）を介してパネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに接続されている。

電力回収回路５１は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、スイッチング素子Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、逆流防止用のダイオードＤ１２、共振用のインダクタＬ１０を有している。そして、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とをＬＣ共振させて維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりを行う。このように、電力回収回路５１は電源から電力を供給されることなくＬＣ共振によって走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの駆動を行うため、理想的には消費電力が０となる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収回路５１の電源として働くように、電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。

クランプ回路５２は、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを電圧Ｖｓにクランプするためのスイッチング素子Ｑ１３、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎをベース電位である０（Ｖ）にクランプするためのスイッチング素子Ｑ１４を有している。そして、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを電源ＶＳに接続して電圧Ｖｓにクランプし、スイッチング素子Ｑ１４を介して走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを接地して０（Ｖ）にクランプする。したがって、クランプ回路５２による電圧印加時のインピーダンスは小さく、強い維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。

そして、維持パルス発生回路５０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よりスイッチング素子Ｑ１１、スイッチング素子Ｑ１２、スイッチング素子Ｑ１３、スイッチング素子Ｑ１４の導通と遮断とを切換えることによって電力回収回路５１とクランプ回路５２とを動作させ、維持パルス波形を発生させる。なお、図５では、タイミング信号の信号経路の詳細は省略する。

例えば、維持パルス波形を立ち上げる際には、スイッチング素子Ｑ１１をオンにして電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とを共振させ、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電力を供給する。そして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧が電圧Ｖｓに近づいた時点で、スイッチング素子Ｑ１３をオンにして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを駆動する回路を電力回収回路５１からクランプ回路５２に切換え、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを電圧Ｖｓにクランプする。

逆に、維持パルス波形を立ち下げる際には、スイッチング素子Ｑ１２をオンにして電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とを共振させ、電極間容量ＣｐからインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通して電力回収用のコンデンサＣ１０に電力を回収する。そして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧が０（Ｖ）に近づいた時点で、スイッチング素子Ｑ１４をオンにして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを駆動する回路を電力回収回路５１からクランプ回路５２に切換え、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎをベース電位である０（Ｖ）にクランプする。

このようにして、維持パルス発生回路５０は、維持パルスを発生させる。なお、これらのスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。

維持パルス発生回路６０は、維持パルス発生回路５０とほぼ同様の構成であり、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、スイッチング素子Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、逆流防止用のダイオードＤ２２、共振用のインダクタＬ２０を有し維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを駆動するときの電力を回収して再利用するための電力回収回路６１と、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを電圧Ｖｓにクランプするためのスイッチング素子Ｑ２３および維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを接地電位（０（Ｖ））にクランプするためのスイッチング素子Ｑ２４を有するクランプ回路６２とを備えており、パネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに接続されている。なお、維持パルス発生回路６０の動作は維持パルス発生回路５０と同様であるので説明を省略する。

また、図５には、電圧Ｖｅ１を発生する電源ＶＥ１、電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加するためのスイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７、電圧ΔＶｅを発生する電源ΔＶＥ、逆流防止用のダイオードＤ３０、電圧Ｖｅ１に電圧ΔＶｅを積み上げるためのチャージポンプ用のコンデンサＣ３０、電圧Ｖｅ１に電圧ΔＶｅを積み上げて電圧Ｖｅ２とするためのスイッチング素子Ｑ２８、スイッチング素子Ｑ２９を示している。

例えば、図３に示した電圧Ｖｅ１を印加するタイミングでは、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７を導通させて維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎにダイオードＤ３０、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７を介して正の電圧Ｖｅ１を印加する。なお、このときスイッチング素子Ｑ２８を導通させ、コンデンサＣ３０の電圧が電圧Ｖｅ１になるように充電しておく。また、図３に示した電圧Ｖｅ２を印加するタイミングでは、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７は導通させたまま、スイッチング素子Ｑ２８を遮断させるとともにスイッチング素子Ｑ２９を導通させてコンデンサＣ３０の電圧に電圧ΔＶｅを重畳し、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧（Ｖｅ１＋ΔＶｅ）、すなわち電圧Ｖｅ２を印加する。このとき、逆流防止用のダイオードＤ３０の働きにより、コンデンサＣ３０から電源ＶＥ１への電流は遮断される。

なお、電圧Ｖｅ１、電圧Ｖｅ２を印加する回路については、図５に示した回路に限定されるものではなく、例えば、電圧Ｖｅ１を発生させる電源と電圧Ｖｅ２を発生させる電源とそれぞれの電圧を維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加するための複数のスイッチング素子とを用いて、それぞれの電圧を必要なタイミングで維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加する構成とすることもできる。

次に、維持期間における駆動電圧波形の詳細について説明する。図６は、本発明の一実施の形態における維持パルス発生回路５０、維持パルス発生回路６０の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６では、維持パルスの繰り返し周期の１周期分をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。この繰り返し周期（「維持周期」と記す）とは、維持期間において表示電極対に繰り返し印加される維持パルスの間隔のことであり、例えば、期間Ｔ１〜期間Ｔ６によって繰り返される周期のことを表す。

なお、以下の説明においてスイッチング素子を導通させる動作を「オン」、遮断させる動作を「オフ」と表記し、図面にはスイッチング素子をオンさせる信号を「ＯＮ」、オフさせる信号を「ＯＦＦ」と表記する。また、図６では、正極の波形を用いて説明をするが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、負極の波形における実施の形態例は省略するが、以下の説明の正極の波形において「立ち上がり」と表現しているものを、負極の波形においては「立ち下がり」に、正極の波形において「立ち下がり」と表現しているものを、負極の波形においては「立ち上がり」に読みかえることで、負極の波形であっても同様の効果を得ることができるものである。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をオンにする。すると、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ側の電荷はインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧が下がり始める。インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期（ここでは、２０００ｎｓｅｃに設定）の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧は０（Ｖ）までは下がらない。

なお、この間、スイッチング素子Ｑ２４はオンに保持し、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎは０（Ｖ）にクランプしておく。

（期間Ｔ２）
そして、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をオンにする。すると、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１４を通して接地電位に接続されるため、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎの電圧は接地電位である０（Ｖ）にクランプされる。

さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎへ電流が流れ始め、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎの電圧が上がり始める。インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期（ここでは、２０００ｎｓｅｃに設定）の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎの電圧は電圧Ｖｓ付近まで上昇する。しかし、駆動回路の出力インピーダンスや駆動負荷の影響で、電圧Ｖｓまでは上昇しない。

（期間Ｔ３）
そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をオンにする。すると維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎはスイッチング素子Ｑ２３を通して電源ＶＳへ接続されるため、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎの電圧は電圧Ｖｓにクランプされ強制的に電圧Ｖｓまで上昇する。この期間Ｔ３では維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎの電圧は電圧Ｖｓに保たれる。

（期間Ｔ４〜期間Ｔ６）
走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加される維持パルスと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加される維持パルスとは同じ波形形状であり、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は、期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作を走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎとを入れ替えて行う動作に等しいので説明を省略する。

なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにオフすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにオフすればよい。また、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５以降、次の時刻ｔ２までにオフすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、次の時刻ｔ１までにオフすればよい。また、維持パルス発生回路５０、維持パルス発生回路６０の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ２４は時刻ｔ２直前に、スイッチング素子Ｑ１３は時刻ｔ１直前にオフにすることが望ましく、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にオフにすることが望ましい。

維持期間においては、以上の期間Ｔ１〜期間Ｔ６の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。このようにして、ベース電位である０（Ｖ）から電圧Ｖｓに変位する維持パルス電圧を、表示電極対２４のそれぞれに交互に印加して放電セルを維持放電させる。

なお、電力回収回路５１のインダクタＬ１０とパネル１０の電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期、および電力回収回路６１のインダクタＬ２０と同電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期（「共振周期」と記す）は、インダクタＬ１０、インダクタＬ２０のインダクタンスをそれぞれＬとすれば、計算式「２π√（ＬＣｐ）」によって求めることができる。そして、本実施の形態では、電力回収回路５１、電力回収回路６１における共振周期が２０００ｎｓｅｃになるようにインダクタＬ１０、インダクタＬ２０を設定している。

次に、維持放電による発光輝度と点灯率との関係について説明する。図７は、本発明の一実施の形態における発光輝度の変化と点灯率との関係の一例を示す特性図である。図７において、横軸は点灯率を表し、縦軸は放電セルにおける発光輝度の変化を表す。なお、縦軸の発光輝度の変化は、点灯率１００％のときの発光輝度を基準とし、その発光輝度と比較してどの程度発光輝度が変化したかを百分率で表したものである。

放電セルにおける発光輝度は、点灯率によって変化する。例えば、図７に示す特性では、点灯率が３０％よりも小さくなると発光輝度は上昇し始め、点灯率が５％以下になると、点灯率１００％のときの発光輝度よりも１０％以上も発光輝度が上昇する。これは、次のような理由によるものと考えられる。

上述したように、電力回収回路の出力インピーダンスはクランプ回路の出力インピーダンスと比較して大きいため、点灯率に応じて駆動時の負荷が変化すると、維持パルスの立ち上がりの波形形状に変化が生じやすい。例えば、駆動時の負荷が増加すると立ち上がりの波形形状は緩やかになり、逆に駆動時の負荷が減少すると立ち上がりの波形形状は急峻になる。維持パルスの立ち上がりが急峻になると、放電セルに印加される電圧の変化が大きい状態で維持放電が発生するため、立ち上がりが緩やかで放電セルに印加される電圧の変化が比較的小さい状態で発生する維持放電よりも、強い維持放電が発生する。このように、維持放電の放電強度は、維持パルスの立ち上がりの波形形状によって変化する。そして、強い維持放電が発生すると、弱い維持放電が発生したときと比較して、発光輝度は高くなる。

すなわち、点灯率が下がることで、駆動時の負荷が小さくなり、その結果、維持パルスの立ち上がりの波形形状が急峻になって、強い維持放電が発生することが、点灯率が低いときに発光輝度が高くなる理由と考えられる。

そのため、サブフィールド毎の点灯率の差が大きく、サブフィールドによって発光強度に差が生じるような画像を表示しているときには、表示画像に不自然な輝度変化が発生することがある。

図８は、本発明の一実施の形態における表示輝度と入力画像信号のレベルとの関係の一例を概略的に示す特性図である。図８において、横軸は入力画像信号（Ｒ信号、またはＧ信号、またはＢ信号）のレベルを表し、縦軸は１フィールド期間で表示される輝度の大きさを表す。

入力された画像信号に応じて画像を表示するためには、入力画像信号の大きさに応じて、表示輝度も一様に変化する（いわゆる、ガンマ特性や黒レベル調整といった表示画像のコントラスト調整は除く）ことが望ましい。しかし、輝度重みの大きいサブフィールドのみ点灯率が低く、それよりも輝度重みの小さいサブフィールドでは点灯率が比較的高くなるような画像を表示したときに、輝度重みの大きいサブフィールドでのみ発光輝度が上昇し、図８の実線に示すように、表示輝度に「階調飛び」と呼ばれる不自然な輝度変化が生じることがある。このように、画像信号では階調が滑らかに変化しているにもかかわらず表示画像に不自然な輝度変化が発生すると、不自然な表示画像として認識され、画像表示品質の劣化の一因となる。

サブフィールド法では、単位期間（例えば、１フィールド期間）内における維持放電の発生回数を制御することで、表示輝度を制御する。したがって、上述したような不自然な「階調飛び」を防止するには、発光輝度の上昇が予想されるサブフィールドにおいて、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から、発光輝度の上昇分に相当する数の維持パルスを削減して、維持パルスを発生させればよい。例えば、発光輝度が１０％上昇すると予想されるサブフィールドでは、維持パルスの発生数を、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から１０％削減すれば、表示画像における不自然な輝度変化を防止することができる。

なお、サブフィールド毎の点灯率の差が小さくサブフィールド毎の発光強度に差が少ないとき、例えば、全てのサブフィールドにおいて点灯率が高くなるような画像を表示するときには、図８に破線で示すように、表示輝度に不自然な変化は発生しない。これは、全てのサブフィールドにおいて点灯率が低くなるような画像を表示するときも同様である。したがって、このような場合は、維持パルスの発生数を、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から変更する必要はない。

そこで、本実施の形態では、サブフィールド毎に点灯率を検出し、現サブフィールドの点灯率と、現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とにもとづき、現サブフィールドにおいて発光輝度の上昇が発生するかどうかを推測し、現サブフィールドにおいて発光輝度の上昇が予想されるときには、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から削減するものとする。これにより、表示輝度の不自然な上昇を抑え、「階調飛び」の発生を防止することが可能となる。

図９は、本発明の一実施の形態における点灯率と維持パルスの削減数との関係の一例を示す図である。図９において、縦軸は現サブフィールドの点灯率を表し、横軸は現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率を表す。また、各欄の中に記載された数値は、現サブフィールドにおいて削減させる維持パルスの割合（あらかじめ設定された維持パルスの発生数に対する、削減させる維持パルスの割合）を表す。例えば、「７．０％」と記載された欄では、あらかじめ設定された維持パルスの発生数が、例えば８０であれば、その８０から７％を削減した７４の維持パルスを発生（本実施の形態では、削減させる維持パルスを算出するときに、小数点以下は四捨五入するものとする）させるものとする。

なお、各サブフィールドにおける維持パルスの発生数は、入力画像信号ｓｉｇおよび画像信号処理回路４１内に設定されたコーディングテーブルにもとづき、画像信号処理回路４１において決定されるものとする。そして、各サブフィールドの維持パルスの発生数は画像信号処理回路４１からタイミング発生回路４５に送信されるものとする。このようにして決定された維持パルスの発生数が、上述した「あらかじめ設定された維持パルスの発生数」である。

そして、タイミング発生回路４５では、点灯率検出回路４７から出力される現サブフィールドの点灯率およびその直前のサブフィールドの点灯率により図９に示すルックアップテーブルから得られる維持パルスの削減数と、画像信号処理回路４１から送信される各サブフィールドの維持パルスの発生数とから、現サブフィールドにおける維持パルスの最終的な発生数を決定し、その発生数に応じたタイミング信号を維持パルス発生回路５０および維持パルス発生回路６０に送信するものとする。

本実施の形態では、点灯率検出回路４７が検出した現サブフィールドの点灯率が所定の値（例えば、２０％）よりも小さいときに、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率との差が大きいほど、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を少なくするものとする。すなわち、点灯率検出回路４７が検出した現サブフィールドの点灯率が所定の値（例えば、２０％）よりも小さいときに、現サブフィールドの点灯率が小さくなるほど、かつ現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率が大きくなるほど、現サブフィールドにおける維持パルスの削減数を多くするものとする。

例えば、図９に示す例では、現サブフィールドの点灯率が１６％以上２０％未満のときには、直前のサブフィールドの点灯率が２０％以上のときに、現サブフィールドにおいて、あらかじめ定められた維持パルスの発生数から２％を削減するものとする。ただし、直前のサブフィールドの点灯率が２０％未満であれば、現サブフィールドにおいて、維持パルスの発生数の削減は行わないものとする。

また、現サブフィールドの点灯率が１４％以上１６％未満のときには、直前のサブフィールドの点灯率が１８％以上２０％未満のときにあらかじめ設定された維持パルスの発生数から２％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が２０％以上のときに３．９％の維持パルスを削減するものとする。ただし、直前のサブフィールドの点灯率が１８％未満であれば、現サブフィールドにおいて、維持パルスの発生数の削減は行わないものとする。

また、現サブフィールドの点灯率が１２％以上１４％未満のときには、直前のサブフィールドの点灯率が１６％以上１８％未満のときにあらかじめ設定された維持パルスの発生数から２％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が１８％以上２０％未満のときに３．１％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が２０％以上のときに５．５％の維持パルスを削減するものとする。ただし、直前のサブフィールドの点灯率が１６％未満であれば、現サブフィールドにおいて、維持パルスの発生数の削減は行わないものとする。

また、現サブフィールドの点灯率が１０％以上１２％未満のときには、直前のサブフィールドの点灯率が１４％以上１６％未満のときにあらかじめ設定された維持パルスの発生数から２％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が１６％以上１８％未満のときに３．１％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が１８％以上２０％未満のときに４．７％の維持パルスを削減し、直前のサブフィールドの点灯率が２０％以上のときに７％の維持パルスを削減するものとする。ただし、直前のサブフィールドの点灯率が１４％未満であれば、現サブフィールドにおいて、維持パルスの発生数の削減は行わないものとする。

以降、同様に、現サブフィールドの点灯率が小さくなるほど、かつ現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率が大きくなるほど、現サブフィールドにおいて維持パルスの削減数を多くしていく。ただし、現サブフィールドの点灯率が所定の値（図９では、２０％）以上であれば、直前のサブフィールドの点灯率にかかわらず、維持パルスの削減は行わないものとする。

このように、発光輝度の上昇が予想されるサブフィールドにおいて、発光輝度の上昇分だけ、維持パルスの発生数を、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から削減することで、表示輝度の不自然な上昇を抑え、「階調飛び」の発生を防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、サブフィールド毎に点灯率を検出し、現サブフィールドの点灯率と、現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とにもとづき、現サブフィールドにおいて発光輝度の上昇が発生するかどうかを推測し、現サブフィールドにおいて発光輝度の上昇が予想されるときには、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数をあらかじめ設定された維持パルスの発生数から削減するものとする。これにより、表示画像の不自然な輝度変化を抑え、「階調飛び」の発生を防止することができるので、プラズマディスプレイ装置における画像表示品質を向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、現サブフィールドにおいて維持パルスの発生数を削減するときには、同一フィールドにおける現サブフィールドよりも輝度重みの大きいサブフィールドにおいても、あらかじめ設定された維持パルスの発生数から、現サブフィールドで維持パルスを削減するのと同じ割合で維持パルスの発生数を削減して維持パルスを発生する構成としてもよい。例えば、第８ＳＦで維持パルスを７％削減するときには、第９ＳＦ、第１０ＳＦにおいても同様に維持パルスを７％削減してもよい。これにより、表示輝度の調整を、さらに精度よく行うことができるようになる。これは、第１ＳＦ〜第１０ＳＦの各サブフィールドの輝度重みが昇順になっていない場合（例えば、各サブフィールドに（１、３、１１、３０、６０、２、６、１８、４４、８０）の輝度重みが割り当てられているような場合）であっても、同様である。このような場合、例えば、第４ＳＦ（輝度重み３０）で維持パルスを７％削減するときには、第５ＳＦ（輝度重み６０）、第９ＳＦ（輝度重み４４）、第１０ＳＦ（輝度重み８０）においても同様に維持パルスを７％削減する構成としてもよい。

なお、輝度重みの大きいサブフィールドは、維持パルスの発生数も多く、表示画像の明るさに与える影響が大きいため、発光輝度の上昇が発生したときに表示画像に与える影響も大きい。一方、輝度重みの小さいサブフィールドは、維持パルスの発生数が少ないため、発光輝度の上昇が発生したときに表示画像に与える影響も比較的小さい。そこで、１フィールド期間に発生させるサブフィールドを輝度重みの小さい第１のサブフィールド群（例えば、第１ＳＦ〜第６ＳＦ）と輝度重みの大きい第２のサブフィールド群（例えば、第７ＳＦ〜第１０ＳＦ）とに分け、より効果の大きい第２のサブフィールド群においてのみ、維持パルスの発生数を制御する構成としてもよい。このような構成であっても、表示輝度を調整する効果を十分に得ることができる。しかし、本発明は何らこの構成に限定されるものではなく、全てのサブフィールドで維持パルスの発生数を制御する構成としてもよい。

なお、本実施の形態では、現サブフィールドにおいて維持パルスの発生数をあらかじめ設定された維持パルスの発生数から削減するときに、その削減した維持パルスの数と同数の維持パルスを、同一フィールドにおける現サブフィールドよりも輝度重みの小さいサブフィールドにおいてあらかじめ設定された維持パルスの発生数から増加させる構成としてもよい。このとき、維持パルスを増加させるサブフィールドでは、輝度重みの比率に応じて維持パルスを増加させることが望ましい。例えば、１フィールドを８サブフィールドで構成し、各サブフィールドの輝度重みが（１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８）であって、第７ＳＦ、第８ＳＦの両サブフィールドで総数３１の維持パルスを削減したときには、第１ＳＦから第６ＳＦにおいて、順に（０、１、２、４、８、１６）の数の維持パルスを増加させることが望ましい。

また、図６に示したタイミングチャートは実施の形態における一例を示したものに過ぎず、何らこれらのタイミングチャートに限定されるものではない。

なお、本発明における実施の形態は、走査電極と走査電極とが隣り合い、維持電極と維持電極とが隣り合う電極構造、すなわち前面板２１に設けられる電極の配列が、「・・・走査電極、走査電極、維持電極、維持電極、走査電極、走査電極、・・・」となる電極構造（「ＡＢＢＡ電極構造」と呼称する）のパネルにおいても、有効である。

なお、本実施の形態において示した具体的な各数値、例えば、点灯率の各しきい値や維持パルスの削減数等は、５０インチ、表示電極対数１０８０対のパネルの特性にもとづき設定したものであって、実施の形態における一例を示したものに過ぎない。本発明はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、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最適に設定することが望ましい。また、これらの各数値は、上述した効果を得られる範囲でのばらつきを許容するものとする。

なお、本実施の形態では、消去ランプ波形Ｌ３を走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する構成を説明したが、消去ランプ波形Ｌ３を維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加する構成とすることもできる。あるいは、消去ランプ波形Ｌ３ではなく、いわゆる細幅消去パルスにより消去放電を発生させる構成としてもよい。

本発明は、サブフィールド毎に点灯率を検出し、現サブフィールドの点灯率と現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とにもとづき、現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を制御することで、表示画像に生じる不自然な輝度変化を防止することができるので、画像表示品質を向上させることが可能となり、プラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法として有用である。

本発明の一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 同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 本発明の一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 本発明の一実施の形態における維持パルス発生回路の回路図 同維持パルス発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート 本発明の一実施の形態における発光輝度の変化と点灯率との関係の一例を示す特性図 本発明の一実施の形態における表示輝度と入力画像信号のレベルとの関係の一例を概略的に示す特性図 本発明の一実施の形態における点灯率と維持パルスの削減数との関係の一例を示す図

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル（プラズマディスプレイパネル）
２１ （ガラス製の）前面板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極対
２５，３３ 誘電体層
２６ 保護層
３１ 背面板
３２ データ電極
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
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
４７ 点灯率検出回路
４８ メモリ
５０，６０ 維持パルス発生回路
Ｃ１０，Ｃ２０，Ｃ３０ コンデンサ
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２６，Ｑ２７，Ｑ２８，Ｑ２９ スイッチング素子
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３０ ダイオード

Claims (6)

1. 初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設けるサブフィールド法により駆動され、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、
   前記維持期間に、サブフィールド毎に設定された輝度重みにもとづき設定された数の維持パルスを前記表示電極対に交互に印加する維持パルス発生回路と、
   前記プラズマディスプレイパネルの全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を点灯率としてサブフィールド毎に検出する点灯率検出回路とを備え、
   前記維持パルス発生回路は、
   現サブフィールドにおいて、前記輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から、前記点灯率検出回路が検出した前記現サブフィールドの点灯率と前記現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とに応じた数の維持パルスを削減して前記維持パルスを発生することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記維持パルス発生回路は、前記点灯率検出回路が検出した前記現サブフィールドの点灯率が所定の値よりも小さいときに、前記現サブフィールドの点灯率と前記現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率との差が大きいほど、前記現サブフィールドにおける維持パルスの発生数を少なく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。
3. 前記維持パルス発生回路は、前記点灯率検出回路が検出した前記現サブフィールドの点灯率が所定の値よりも小さいときに、前記現サブフィールドの点灯率が小さくなるほど、かつ前記現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率が大きくなるほど、前記現サブフィールドにおける前記維持パルスの削減数を多く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。
4. 前記維持パルス発生回路は、前記現サブフィールドにおいて前記維持パルスの発生数を削減する制御を行うときには、同一フィールドにおける前記現サブフィールドよりも輝度重みの大きいサブフィールドにおいても、前記輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から、前記現サブフィールドで前記維持パルスを削減するのと同じ割合で維持パルスの発生数を削減して前記維持パルスを発生することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイ装置。
5. 前記維持パルス発生回路は、１フィールド期間に発生させるサブフィールドを輝度重みの小さい第１のサブフィールド群と輝度重みの大きい第２のサブフィールド群とに分け、前記第２のサブフィールド群においてのみ前記維持パルスの発生数を削減する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項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、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設け、前記維持期間に、サブフィールド毎に設定された輝度重みにもとづき設定された数の維持パルスを前記表示電極対に交互に印加して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、
   前記プラズマディスプレイパネルの全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を点灯率としてサブフィールド毎に検出するとともに、現サブフィールドの点灯率と前記現サブフィールドの直前のサブフィールドの点灯率とに応じて、前記現サブフィールドにおける前記維持パルスの発生数を、前記輝度重みにもとづき設定された維持パルスの発生数から削減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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