JP2010139530A - プラズマディスプレイ装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイ装置の画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減する。
【解決手段】１フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成するとともに、サブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光・非発光を制御して階調を表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、組合せの数の異なる複数の表示用組合せ集合を備え、赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢのそれぞれの空間微分を算出して、空間微分の大きい画像信号に対しては、空間微分の小さい画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の駆動方法に関する。

平面状に多数配列された画素を有する画像表示デバイスとして代表的なプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）は、走査電極、維持電極およびデータ電極を有する放電セルが多数形成されており、各放電セル内部で発生させたガス放電により蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

このようなパネルを用いたプラズマディスプレイ装置では、画像を表示する方法として主にサブフィールド法が用いられている。これは、あらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで１フィールド期間を構成し、各サブフィールドにおいて放電セルそれぞれの発光・非発光を制御して画像を表示する方法である。

プラズマディスプレイ装置は、走査電極を駆動するための走査電極駆動回路、維持電極を駆動するための維持電極駆動回路、データ電極を駆動するためのデータ電極駆動回路を備え、各電極の駆動回路はそれぞれの電極に必要な駆動電圧波形を印加する。この中で、データ電極駆動回路は画像信号に基づいて多数のデータ電極毎に独立に書込み動作のための書込みパルスを印加する。

データ電極駆動回路側からパネルを見ると、各データ電極は隣接するデータ電極、走査電極および維持電極との間の浮遊容量をもつ容量性の負荷である。したがって各データ電極に駆動電圧波形を印加するためにはこの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。

データ電極駆動回路の消費電力はデータ電極のもつ容量の充放電電流が増えると増大するが、この充放電電流は表示する画像信号に大きく依存している。例えばすべてのデータ電極に書込みパルスを印加しない場合には充放電電流は「０」となるので消費電力も最小となる。逆にすべてのデータ電極に書込みパルスを印加する場合も充放電電流は「０」となるので消費電力も小さい。ところが、データ電極に書込みパルスをランダムに印加する場合には充放電電流は大きくなり消費電力も大きなものとなる。

そこで、データ電極駆動回路の消費電力を削減する方法として、例えば画像信号に基づきデータ電極駆動回路の消費電力を算出し、消費電力が大きい場合には、輝度重みの最も小さいサブフィールドから書込み動作を禁止してデータ電極駆動回路の消費電力を制限する方法等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、もとの画像信号を、データ電極駆動回路の消費電力の小さくなる画像信号に置き換えてデータ電極駆動回路の消費電力を下げる方法等が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−６６６３８号公報 特開２００２−１４９１０９号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に記載の方法は、消費電力が増加しすぎた場合に、プラズマディスプレイ装置を破壊から守るために主に使用され、画像の表示品質を大きく損なうおそれがあった。

しかしながら、近年は大画面化、高精細化にともない、データ電極駆動回路の消費電力が定常的に増加する傾向にある。そのため、画像表示品質を犠牲にすることなく定常的に使用できる電力削減方法が望まれていた。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるプラズマディスプレイ装置の駆動方法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、１フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成するとともに、サブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光・非発光を制御して階調を表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、組合せの数の異なる複数の表示用組合せ集合を備え、赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号のそれぞれの空間微分を算出して、空間微分の大きい画像信号に対しては、空間微分の小さい画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることを特徴とする。この方法により、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるプラズマディスプレイ装置の駆動方法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駆動方法は、組合せの数の少ない表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多い表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さいことが望ましい。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、空間微分が所定の値以上の画像信号に対しては、空間微分が所定の値よりも小さい画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いてもよい。

また本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、動画像を表示する画像信号に対しては、静止画像を表示する画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いてもよい。

本発明によれば、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるプラズマディスプレイ装置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１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置のパネル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。そして表示電極対２４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上には赤色に発光する蛍光体層３５Ｒ、緑色に発光する蛍光体層３５Ｇおよび青色に発光する蛍光体層３５Ｂ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１におけるプラズマディスプレイ装置のパネル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。そして赤色の蛍光体層３５Ｒが設けられた放電セル、緑色の蛍光体層３５Ｇが設けられた放電セル、および青色の蛍光体層３５Ｂが設けられた放電セルからなる隣り合った３つの放電セルが画像を表示する際の１つの画素に対応する。したがって、パネル１０には画素がｍ×ｎ組形成されており、表示画面上の画素の位置（ｘ、ｙ）の画素は、走査電極ＳＣｙ、維持電極ＳＵｙと３つのデータ電極Ｄ３ｘ−２、Ｄ３ｘ−１、Ｄ３ｘとが交差した部分に形成される３つの放電セルにより構成される。ここで、ｘ＝１〜ｍ／３、ｙ＝１〜ｎである。

図３は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置４０の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置４０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、詳細は後述するが、入力した画像信号をパネル１０で表示できる画素数および階調数の各色の画像信号に変換し、さらに、放電セルのサブフィールド毎の発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「１」・「０」に対応させた各色の画像データに変換する。

データ電極駆動回路４２は、画像信号処理回路４１から出力された各色の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。ここで、データ電極駆動回路４２は各色の画像データに基づいて多数のデータ電極を独立に駆動する必要があるので、複数個の専用ＩＣを用いて構成されている。

タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号に基づき、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へ供給する。走査電極駆動回路４３、維持電極駆動回路４４は、それぞれのタイミング信号に基づき駆動電圧波形を作成し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎのそれぞれに印加する。

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。本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦ１０）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）の輝度重みをもつものとして説明する。このように本実施の形態においては、後に配置されたサブフィールドの輝度重みほど大きくなるように設定されている。ただし、本発明は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い。

図４は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置４０の駆動電圧波形を示す図である。

初期化期間では、まずその前半部において、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧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。すると、すべての放電セルにおいて微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に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や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。

続いて初期化期間の後半部において、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１に保ち、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傾斜波形電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて再び微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧が書込み動作に適した値に調整される。

なお、１フィールドを構成するサブフィールドのうちいくつかのサブフィールドでは初期化期間の前半部を省略してもよく、その場合には、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動作が行われる。図４には、ＳＦ１の初期化期間では前半部および後半部を有する初期化動作、ＳＦ２以降のサブフィールドの初期化期間では後半部のみを有する初期化動作を行う駆動電圧波形を示した。

書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧Ｖｅ２に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、各色の画像データに基づきデータ電極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）に電圧Ｖｄの書込みパルスを印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣ１に電圧Ｖａの走査パルスを印加する。すると、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、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に発光す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、書込みパルスを印加しなかったデータ電極Ｄｈ（ｈ≠ｋ）と走査電極ＳＣ１との交差部では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。

なお上述したように、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動しているのはデータ電極駆動回路４２であるが、データ電極駆動回路４２側から見ると各データ電極Ｄｊ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電圧０（Ｖ）から電圧Ｖｄへ、あるいは電圧Ｖｄから電圧０（Ｖ）へ切換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データ電極駆動回路４２の消費電力も多くなる。

続く維持期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｓの維持パルスを印加する。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上との間の電圧は電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の大きさ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発光する。このとき走査電極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。

続いて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを電圧０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｓの維持パルスを印加する。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上との間の電圧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、輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が継続して行われる。なお、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持される。こうして維持期間における維持動作が終了する。

続くＳＦ２〜ＳＦ１０においても維持パルス数を除いてＳＦ１と同様の動作を行う。

このようにしてサブフィールド法においては、１フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成する。そしてサブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光・非発光を制御して階調を表示している。以下、複数のサブフィールドの組合せを選択して作成した表示用組合せ集合を「コーディングテーブル」と呼ぶ。本実施の形態においては各色の画像信号、すなわち赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢのそれぞれに対して、組合せの数の異なる複数のコーディングテーブルを備え、各色の画像信号の信号レベルに応じて使用するコーディングテーブルを切換えている。

次に、本実施の形態において用いる表示用組合せ集合、すなわちコーディングテーブルについて説明する。なお、説明を簡単にするために、赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢのそれぞれに対して、黒を表示したときの階調を「０」とし、輝度重み「Ｎ」に対応する階調を「Ｎ」と表記する。したがって、輝度重み「１」をもつＳＦ１のみで発光する放電セルの階調は「１」であり、輝度重み「１」のＳＦ１と輝度重み「２」のＳＦ２との両方で発光させる放電セルの階調は「３」である。

図５は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置４０で用いるコーディングテーブルを示す図であり、図５（ａ）は９０通りのサブフィールドの組合せを有する第１のコーディングテーブル、図５（ｂ）は１１通りのサブフィールドの組合せを有する第２のコーディングテーブルを示す図である。本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、各色の画像信号の信号レベルに基づき、上記２つのコーディングテーブルの中から１つを選択して使用している。

図５において、最も左の列に示した数値は表示に用いる表示用階調の値を示し、その右側にはその階調を表示する際に各サブフィールドで放電セルを発光させるか否かを示しており、「０」は非発光、「１」は発光を示している。例えば図５（ａ）において、階調「２」を表示するためには、ＳＦ２でのみ放電セルを発光させればよく、階調「１４」を表示するためには、ＳＦ１、ＳＦ２およびＳＦ５で放電セルを発光させればよい。なお、階調「３」を表示する場合には、ＳＦ１およびＳＦ２で放電セルを発光させる方法と、ＳＦ３のみ発光させる方法とがあるが、このように複数の組合せが可能である場合には、できるだけ輝度重みの小さいサブフィールドで発光させる組合せを選択する。すなわち、階調「３」を表示する場合にはＳＦ１およびＳＦ２で放電セルを発光させる。

上述したように画像信号処理回路４１は、各色の画像信号（赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢ）を、放電セルのサブフィールド毎の発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「１」・「０」に対応させた各色の画像データ（赤の画像データｄａｔａＲ、緑の画像データｄａｔａＧ、青の画像データｄａｔａＢ）に変換する。したがって、階調「０」を表示する画像データ「００００００００００」はＳＦ１〜ＳＦ１０で非発光であり、階調「１」を表示する画像データ「１０００００００００」はＳＦ１のみで発光し、階調「２」を表示する画像データ「０１００００００００」はＳＦ２のみで発光し、階調「３」を表示する画像データ「１１００００００００」はＳＦ１とＳＦ２とで発光する。

なお、２つの画像データに対して、対応するビットを比較したとき、等しくないビットの個数をハミング距離と称する。例えば階調「０」の画像データと、階調「１」の画像データとはＳＦ１に対するビットが等しくないので、それらのハミング距離は「１」である。また、階調「０」の画像データと、階調「３」の画像データとはＳＦ１およびＳＦ２に対するビットが等しくないので、それらのハミング距離は「２」である。図５の右欄には、その表示用階調とその次に高い表示用階調とのハミング距離を記載している。ここで、その次に高い表示用階調とは、その表示用階調未満であって、かつ最も高い階調を示す。例えば表示用階調「２４７」の右欄には、その表示用階調「２４７」とその次に高い表示用階調「２４５」とのハミング距離「３」を記載している。

第１のコーディングテーブルは隣り合う表示用階調のハミング距離が大きいコーディングテーブルであり、その値は「１」、「２」、「３」のいずれかであってそれらの平均値は「１．９１」である。また第２のコーディングテーブルはハミング距離が最も小さいコーディングテーブルであり、その値は「１」であってそれらの平均値も「１．００」である。このように本実施の形態においては、組合せの数の少ないコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多いコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さくなるような第１のコーディングテーブルと第２のコーディングテーブルとを作成している。

なお、画像を表示する場合、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えるので画像の表現能力を向上させることができる。しかしながらハミング距離が大きくなると、書込み期間において、各データ電極に印加する電圧を電圧０（Ｖ）から電圧Ｖｄへ、あるいは電圧Ｖｄから電圧０（Ｖ）へ切換える頻度が増え、データ電極駆動回路４２の消費電力が大きくなる。

したがって、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えて画像の表現能力が向上するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が大きくなるため消費電力が大きくなる。加えて擬似輪郭も発生しやすくなる。一方、サブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いると表示できる階調数が減るので画像の表現能力は低下するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が小さくなって消費電力が抑制され、加えて擬似輪郭も発生しにくくなる。

そのために、表示できる階調が少なくても画像表示品質が低下しない画像信号であれば、その画像信号に対してサブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いることでデータ電極駆動回路の消費電力を抑制することができる。本実施の形態においては、表示画像の中の階調の変化の大きい領域では表示できる階調数が少なくても画像表示画質がほとんど低下しないことに注目し、赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢのそれぞれの空間微分を算出して、空間微分の大きい画像信号に対しては、空間微分の小さい画像信号に対して用いるコーディングテーブルよりも組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いている。

本実施の形態においては、表示画面上の画素の位置（ｘ、ｙ）における赤の画像信号ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）に対して、
ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）＝［｛ｓｉｇＲ（ｘ−１、ｙ）−ｓｉｇＲ（ｘ＋１、ｙ）｝^２＋｛ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ−１）−ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ＋１）｝^２］^１／２
を空間微分として算出した。緑の画像信号ｓｉｇＧおよび青の画像信号ｓｉｇＢについても同様に、それらの空間微分として、緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）、青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）を算出した。

しかしこれ以外にも、例えば垂直方向の空間微分だけに注目して、
ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）＝｜ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ−１）−ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）｜
として空間微分を算出してもよい。この算出方法によれば水平方向の微分成分は反映されないが、計算を大幅に簡略化することができる。緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）、青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）についても同様である。

こうして算出した各色の微分信号ｄｉｆＲ、ｄｉｆＧ、ｄｉｆＢに対して、微分信号が所定の値よりも大きい領域では、サブフィールドの組合せ数の少ないコーディングテーブルを用いて放電セルの発光・非発光を制御する。

本実施の形態においては、赤の画像信号ｓｉｇＲに対しては、
（条件Ｒ１）ｄｉｆＲ＜Ｃｒ０
が成り立つ領域では第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｒ２）ｄｉｆＲ≧Ｃｒ０
が成り立つ領域では第２のコーディングテーブルを用いる。

ただし、所定の値Ｃｒ０は赤の画像信号ｓｉｇＲに対して設定された定数であり、本実施の形態においては、Ｃｒ０＝３２である。

また、緑の画像信号ｓｉｇＧに対しては、
（条件Ｇ１）ｄｉｆＧ＜Ｃｇ０
が成り立つ領域では第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｇ２）ｄｉｆＧ≧Ｃｇ０
が成り立つ領域では第２のコーディングテーブルを用いる。

ただし、所定の値Ｃｇ０は緑の画像信号ｓｉｇＧに対して設定された定数であり、本実施の形態においては、Ｃｇ０＝６４である。

さらに、青の画像信号ｓｉｇＢに対しては、
（条件Ｂ１）ｄｉｆＢ＜Ｃｂ０
が成り立つ領域では、第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｂ２）ｄｉｆＢ≧Ｃｂ０
が成り立つ領域では、第２のコーディングテーブルを用いる。

ただし、所定の値Ｃｂ０は青の画像信号ｓｉｇＢに対して設定された定数であり、本実施の形態においては、Ｃｂ０＝３２である。

このように、空間微分が所定の値以上の画像信号に対しては、空間微分が所定の値よりも小さい画像信号に対して用いるコーディングテーブルよりも組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いている。

図６は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置４０の表示画像の一例と、その画像の微分信号とを示す図であり、図６（ａ）は表示画像の一例を示し、図６（ｂ）はその微分画像を示している。図６（ｂ）において黒く表示されている領域は微分信号の信号レベルが小さい領域であり、第１のコーディングテーブルを用いて放電セルの発光・非発光を制御する。また図６（ｂ）において白く表示されている領域は微分信号の信号レベルが大きい領域であり、第２のコーディングテーブルを用いて放電セルの発光・非発光を制御する。

このように、本実施の形態においては、各色の画像信号のそれぞれに対応する微分信号が大きく、表示できる階調数を減らしても画像の表示品質の低下しない画像信号に対しては、第２のコーディングテーブルを用いて画像表示品質を犠牲にすることなく電力を削減している。

次に、本実施の形態においてコーディングテーブルを各色の画像信号に基づき切換える方法について詳細に説明する。図７は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置４０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、色分離部５１と、Ｒ微分部５３と、Ｇ微分部５４と、Ｂ微分部５５と、Ｒデータ変換部５６と、Ｇデータ変換部５７と、Ｂデータ変換部５８とを備えている。

色分離部５１は、ＮＴＳＣ画像信号等の入力画像信号を３つの原色信号、すなわち赤の画像信号ｓｉｇＲ、緑の画像信号ｓｉｇＧ、青の画像信号ｓｉｇＢに分離する。入力画像信号として各色の画像信号を入力する場合には色分離部５１を省略してもよい。

Ｒ微分部５３はラインメモリを備え、４つの画像信号ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ−１）、ｓｉｇＲ（ｘ−１、ｙ）、ｓｉｇＲ（ｘ＋１、ｙ）、ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ＋１）に基づき、上述した計算式により赤の微分信号ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）を算出する。そして赤の微分信号ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）と所定の値Ｃｒ０とを比較して、その結果をＲデータ変換部５６に出力する。

Ｇ微分部５４、Ｂ微分部５５もＲ微分部５３と同様の構成である。すなわち、Ｇ微分部５４はラインメモリを備え、上述した方法により緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）を算出し、緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）と所定の値Ｃｇ０とを比較して、その結果をＧデータ変換部５７に出力する。Ｂ微分部５５はラインメモリを備え、上述した方法により青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）を算出し、青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）と所定の値Ｃｂ０とを比較して、その結果をＢデータ変換部５８に出力する。

Ｒデータ変換部５６は、コーディング選択部６１と、２つのコーディングテーブル６２ａ、６２ｂとを有し、赤の画像信号ｓｉｇＲを赤の画像データｄａｔａＲ、すなわち赤の放電セルの発光・非発光を制御するサブフィールドの組合せに変換する。

コーディング選択部６１は、Ｒ微分部５３の微分結果に基づいて２つのコーディングテーブル６２ａ、６２ｂのいずれか１つを選択する。具体的には、（条件Ｒ１）が成り立つ領域では第１のコーディングテーブル６２ａを、（条件Ｒ２）が成り立つ領域では第２のコーディングテーブル６２ｂをそれぞれ選択する。コーディングテーブル６２ａ、６２ｂのそれぞれは、例えばＲＯＭ等のデータ変換テーブルを用いて構成され、入力した赤の画像信号ｓｉｇＲを赤の画像データｄａｔａＲに変換する。

Ｇデータ変換部５７は、コーディング選択部６４と、２つのコーディングテーブル６５ａ、６５ｂとを有し、緑の画像信号ｓｉｇＧを緑の画像データｄａｔａＧに変換する。Ｂデータ変換部５８は、コーディング選択部６７と、２つのコーディングテーブル６８ａ、６８ｂとを有し、青の画像信号ｓｉｇＢを青の画像データｄａｔａＢに変換する。各回路ブロックの働きはＲデータ変換部５６の対応する各回路ブロックとほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。

ここで、コーディングテーブル６２ａ、６５ａ、６８ａは、図５（ａ）に示した第１のコーディングテーブルであり、コーディングテーブル６２ｂ、６５ｂ、６８ｂは、図５（ｂ）に示した第２のコーディングテーブルである。

このように構成することで、赤の微分信号ｄｉｆＲ、緑の微分信号ｄｉｆＧ、青の微分信号ｄｉｆＢを算出し、各色の微分信号の信号レベルの大きい領域では信号レベルの小さい領域よりもサブフィールドの組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いて放電セルの発光・非発光を制御することができる。

なお本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、各色の画像信号の微分信号に基づき２つのコーディングテーブルの中から１つを選択して使用する例について説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではない。例えば各色の画像信号に対して３つ以上のコーディングテーブルを備え、各色の画像信号の微分信号に基づき３つ以上のコーディングテーブルの中から１つを選択して使用してもよい。また、各色の画像信号の微分信号に加えて、画像の動き等の他の属性を考慮してコーディングテーブルを使い分けてもよい。以下にその一例を実施の形態２として説明する。

（実施の形態２）
パネル１０の構造、電極に印加する駆動電圧波形等については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。実施の形態２においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、４つのコーディングテーブルの中から選択して使用している。

図８は、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置４０で用いるコーディングテーブルを示す図である。図８（ａ）は９０通りのサブフィールドの組合せを有する第１のコーディングテーブルであり、図５（ａ）に示した第１のコーディングテーブルと同じである。図８（ｂ）は４４通りのサブフィールドの組合せを有する第２のコーディングテーブルであり、図８（ｃ）は２０通りのサブフィールドの組合せを有する第３のコーディングテーブルを示す図である。また図８（ｄ）は１１通りのサブフィールドの組合せを有する第４のコーディングテーブルであり、図５（ｂ）に示した第２のコーディングテーブルと同じである。

第１のコーディングテーブルは隣り合う表示用階調のハミング距離が最も大きく、その値は「１」、「２」、「３」のいずれかであって、それらの平均値は「１．９１」である。第２のコーディングテーブルはハミング距離が「１」または「２」であり、かつ「２」の頻度が大きく、それらの平均値は「１．７７」である。第３のコーディングテーブルはハミング距離が「１」または「２」であるが、「２」の頻度が「１」の頻度と同程度であり、それらの平均値は「１．４７」である。また第４のコーディングテーブルはハミング距離が最も小さく、その値は「１」であって、それらの平均値は「１．００」である。このように、本実施の形態においても、組合せの数の少ないコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多いコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さい。

上述したように、隣り合う表示用階調のハミング距離と、コーディングテーブルの組合せの数とは背反する。したがって、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えて画像の表現能力が向上するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が大きくなるため消費電力が大きくなる。加えて擬似輪郭も発生しやすくなる。一方、サブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いると表示できる階調数が減るので画像の表現能力は低下するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が小さくなって消費電力が抑制され、加えて擬似輪郭も発生しにくくなる。

そのために本実施の形態においては、微分信号の小さい画像信号に対して、階調に対する視覚感度の高い静止画像または動きの遅い画像（以下、まとめて「静止画像」と略記する）を表示する領域では、動きの速い画像（以下、「動画像」と略記する）を表示する領域よりもサブフィールドの組合せの数の多いコーディングテーブルを用いて画像の表現能力を優先させている。すなわち動画像を表示する画像信号に対しては、静止画像を表示する画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いている。

以下に、その詳細について説明する。本実施の形態においては、表示画面上の画素の位置（ｘ、ｙ）における赤の画像信号ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）に対して、
ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）＝｜ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ−１）−ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）｜
を空間微分として算出した。緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）、青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）についても同様である。

そして赤の画像信号ｓｉｇＲに対しては、
（条件Ｒ１）ｄｉｆＲ＜ｓｉｇＲ／Ｃｒ１、かつ静止画像を表示する領域
では第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｒ２）ｄｉｆＲ＜ｓｉｇＲ／Ｃｒ１、かつ動画像を表示する領域
では第２のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｒ４）ｄｉｆＲ≧ｓｉｇＲ／Ｃｒ１
が成り立つ領域では、第４のコーディングテーブルを用いる。

ただし、定数Ｃｒ１は赤の画像信号ｓｉｇＲに対して設定された定数であり、所定の値はｓｉｇＲ／Ｃｒ１である。本実施の形態においては、Ｃｒ１＝８であり、所定の値はｓｉｇＲ／８である。

また、緑の画像信号ｓｉｇＧに対しては、
（条件Ｇ１）ｄｉｆＧ＜ｓｉｇＧ／Ｃｇ１、かつ静止画像を表示する領域
では第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｇ２）ｄｉｆＧ＜ｓｉｇＧ／Ｃｇ１、かつ動画像を表示する領域
では第２のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｇ３）ｄｉｆＧ≧ｓｉｇＧ／Ｃｇ１
が成り立つ領域では、第３のコーディングテーブルを用いる。

ただし、定数Ｃｇ１は緑の画像信号ｓｉｇＧに対して設定された定数であり、所定の値はｓｉｇＧ／Ｃｇ１である。本実施の形態においては、Ｃｇ１＝８であり、所定の値はｓｉｇＧ／８である。

さらに、青の画像信号ｓｉｇＢに対しては、
（条件Ｂ１）ｄｉｆＢ＜ｓｉｇＢ／Ｃｂ１、かつ静止画像を表示する領域
では第１のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｂ２）ｄｉｆＢ＜ｓｉｇＢ／Ｃｂ１、かつ動画像を表示する領域
では第２のコーディングテーブルを用いる。

（条件Ｂ４）ｄｉｆＢ≧ｓｉｇＢ／Ｃｂ１
が成り立つ領域では、第４のコーディングテーブルを用いる。

ただし、定数Ｃｂ１は青の画像信号ｓｉｇＢに対して設定された定数であり、所定の値はｓｉｇＢ／Ｃｂ１である。本実施の形態においては、Ｃｂ１＝８であり、所定の値はｓｉｇＢ／８である。

このように、本実施の形態においては、空間微分が小さい信号に対しては、階調に対する視覚感度が高いためサブフィールドの組合せの数が多い第１のコーディングテーブルまたは第２のコーディングテーブルを用いて画像表示品質を優先させている。そして階調に対する視覚感度の特に高い静止画像を表示する領域では、組合せの数が最も多い第１のコーディングテーブルを用いている。また、空間微分が大きく、表示できる階調数を減らしても画像の表示品質の低下しない画像信号に対してはサブフィールドの組合せの数が少ない第３のコーディングテーブルまたは第４のコーディングテーブルを用いて消費電力の抑制を優先させている。なお、各色の画像信号の信号レベルが等しい場合、緑の発光は赤の発光、青の発光に比べて最も輝度が高く、階調に対する視覚感度も最も高い。本実施の形態においては、上記に考慮して、階調に対する視覚感度の低い赤の画像信号ｓｉｇＲおよび青の画像信ｓｉｇＢに対してはサブフィールドの組合せの数が最も少ない第４のコーディングテーブルを用い、階調に対する視覚感度の高い緑の画像信号ｓｉｇＧに対してはサブフィールドの組合せの数が次に少ない第３のコーディングテーブルを用いている。

次に、本実施の形態においてコーディングテーブルを画像信号に基づき切換える方法について詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置４０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、色分離部５１と、動き検出部７２と、Ｒ微分部７３と、Ｇ微分部７４と、Ｂ微分部７５と、Ｒデータ変換部７６と、Ｇデータ変換部７７と、Ｂデータ変換部７８とを備えている。

色分離部５１は、実施の形態１における色分離部５１と同じである。

動き検出部７２は、例えばフレームメモリと差分回路とを備え、フレーム間の画像信号の差分を計算し、その絶対値が所定の値以上であれば動画、所定の値未満であれば静止画として検出して、その結果をＲデータ変換部７６、Ｇデータ変換部７７、Ｂデータ変換部７８に出力する。動き検出部７２が動きを検出した領域を「動画領域」、動きを検出しなかった領域を「静止画領域」と呼称する。なお図９には、動き検出部７２はＮＴＳＣ画像信号等の複合画像信号を入力するものとしたが、画像信号として各色の画像信号を入力する場合には、それらの画像信号を入力して画像の動きを検出する。

Ｒ微分部７３はラインメモリを備え、２つの画像信号ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ−１）、ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）に基づき、上述した方法により赤の微分信号ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）を算出する。そして赤の微分信号ｄｉｆＲ（ｘ、ｙ）と所定の値ｓｉｇＲ（ｘ、ｙ）／Ｃｒ１とを比較して、その結果をＲデータ変換部７６に出力する。

Ｇ微分部７４、Ｂ微分部７５もＲ微分部７３と同様の構成である。すなわち、Ｇ微分部７４はラインメモリを備え、上述した方法により緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）を算出し、緑の微分信号ｄｉｆＧ（ｘ、ｙ）と所定の値ｓｉｇＧ（ｘ、ｙ）／Ｃｇ１とを比較してその結果をＧデータ変換部７７に出力する。Ｂ微分部７５はラインメモリを備え、上述した方法により青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）を算出し、青の微分信号ｄｉｆＢ（ｘ、ｙ）と所定の値ｓｉｇＢ（ｘ、ｙ）／Ｃｂ１とを比較してその結果をＢデータ変換部７８に出力する。

Ｒデータ変換部７６は、コーディング選択部８１と、４つのコーディングテーブル８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄと、誤差拡散処理部８３とを有し、赤の画像信号ｓｉｇＲを赤の画像データｄａｔａＲに変換する。

コーディング選択部８１は、動き検出部７２の検出した動き検出出力、およびＲ微分部７３の比較結果に基づいて４つのコーディングテーブル８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄの中から１つを選択する。具体的には、（条件Ｒ１）が成り立てば第１のコーディングテーブル８２ａを、（条件Ｒ２）が成り立てば第２のコーディングテーブル８２ｂを、（条件Ｒ４）が成り立てば第４のコーディングテーブル８２ｄをそれぞれ選択する。

コーディングテーブル８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄのそれぞれは、例えばＲＯＭ等のデータ変換テーブルを用いて構成され、入力した赤の画像信号ｓｉｇＲを赤の画像データに変換する。

誤差拡散処理部８３は、コーディングテーブルで表示できない階調を擬似的に表示するために設けており、上記の赤の画像データに誤差拡散処理やディザ処理等を施して赤の画像データｄａｔａＲとして出力する。

Ｇデータ変換部７７は、コーディング選択部８４と、４つのコーディングテーブル８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄと、誤差拡散処理部８６とを有し、緑の画像信号ｓｉｇＧを緑の画像データｄａｔａＧに変換する。各回路ブロックの働きはＲデータ変換部７６の対応する各回路ブロックとほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。

Ｂデータ変換部７８は、コーディング選択部８７と、４つのコーディングテーブル８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄと、誤差拡散処理部８９とを有し、青の画像信号ｓｉｇＢを青の画像データｄａｔａＢに変換する。各回路ブロックの働きはＲデータ変換部７６の対応する各回路ブロックとほぼ同様である。

ここで、コーディングテーブル８２ａ、８５ａ、８８ａは、図８（ａ）に示した第１のコーディングテーブルであり、コーディングテーブル８２ｂ、８５ｂ、８８ｂは、図８（ｂ）に示した第２のコーディングテーブルであり、コーディングテーブル８２ｃ、８５ｃ、８８ｃは、図８（ｃ）に示した第３のコーディングテーブルであり、コーディングテーブル８２ｄ、８５ｄ、８８ｄは、図８（ｄ）に示した第４のコーディングテーブルである。

なお、実施の形態１においてはコーディングテーブルの数が２つ、実施の形態２においてはコーディングテーブルの数が４つであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外の複数のコーディングテーブルを切換えて用いる構成であってもよい。

また本発明は、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、さらに上述した実施の形態において用いた具体的な数値等は、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、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるので、プラズマディスプレイ装置の駆動方法として有用である。

本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置のパネルの構造を示す分解斜視図 同プラズマディスプレイ装置のパネルの電極配列図 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駆動電圧波形を示す図 （ａ）、（ｂ）は同プラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 （ａ）、（ｂ）は同プラズマディスプレイ装置の表示画像の一例と、その画像の微分信号とを示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図 （ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図

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
４０ プラズマディスプレイ装置
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 色分離部
５３，７３ Ｒ微分部
５４，７４ Ｇ微分部
５５，７５ Ｂ微分部
５６，７６ Ｒデータ変換部
５７，７７ Ｇデータ変換部
５８，７８ Ｂデータ変換部
６１，６４，６７，８１，８４，８７ コーディング選択部
６２ａ，６２ｂ，６５ａ，６５ｂ，６８ａ，６８ｂ，８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄ コーディングテーブル
７２ 動き検出部
８３，８６，８９ 誤差拡散処理部

Claims (4)

1. １フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成するとともに、前記サブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、前記表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光・非発光を制御して階調を表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、
   組合せの数の異なる複数の表示用組合せ集合を備え、
   赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号のそれぞれの空間微分を算出して、空間微分の大きい画像信号に対しては、空間微分の小さい画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
2. 組合せの数の少ない表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多い表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さい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の駆動方法。
3. 空間微分が所定の値以上の画像信号に対しては、空間微分が所定の値よりも小さい画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用い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の駆動方法。
4. 動画像を表示する画像信号に対しては、静止画像を表示する画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用い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の駆動方法。