JP2011149969A - 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放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、画像表示品質を向上させる。
【解決手段】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るプラズマディスプレイパネルと、放電セルを画像信号に応じた明るさで発光させるために、画像信号を放電セルにおける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画像信号処理回路４１を備え、画像信号処理回路４１は、１つの表示電極対上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として表示電極対毎かつサブフィールド毎に算出する部分点灯率算出部５８を有し、部分点灯率算出部５８から出力される部分点灯率に応じて画像データを変更する。
【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。
特開２００６−１８２９８号公報 特公平７−１０９５４２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。また、駆動インピーダンスが上がると、その分、電圧降下も大きくなる。

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。また、電圧降下の差も放電強度に差を生じさせ、発光輝度に差を生じさせる。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、同じ階調値であるにもかかわらず発光輝度に差が生じることがある。そして、このような発光輝度の差は、パネルに表示される画像の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、点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづき画像データを変更することで、パネルの放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となり、パネルに表示される画像の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るパネルと、放電セルを画像信号に応じた明るさで発光させるために、画像信号を放電セルにおける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画像信号処理回路とを備え、画像信号処理回路は、１つの表示電極対上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として表示電極対毎かつサブフィールド毎に算出する部分点灯率算出部を有し、部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じて画像データを変更することを特徴とする。

これにより、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネルに表示される画像の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となる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、画像信号処理回路は、１回の維持放電で放電セルに発生する発光の明るさと点灯率との関係が補正データとして記憶されたルックアップテーブルを有し、部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じてルックアップテーブルから補正データを読み出し、読み出した補正データにもとづき画像データを変更することを特徴とする。これにより、部分点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづき画像データを変更して放電セルの発光輝度を変更することができるので、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネルに表示される画像の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となる。

また、このプラズマディスプレイ装置において、画像信号処理回路は、互いに異なる少なくとも２つの階調値を選択し、行列状に組み合わせた複数の放電セルのそれぞれに上述した少なくとも２つの階調値のいずれかを所定の割合で割り当ててディザ処理を行うディザ処理部とを備え、ディザ処理部は、部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じて、選択する階調値および所定の割合の少なくとも一方を変更を変更する構成としてもよい。これにより、画像表示に使用できる階調値が制限されたプラズマディスプレイ装置であっても、部分点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづきディザ処理を変更して放電セルの発光輝度を変更することができるので、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネルに表示される画像の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となる。

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駆動するパネルの駆動方法であって、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フィールド内に複数設け、放電セルを画像信号に応じた明るさで発光させるために、画像信号を放電セルにおける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とともに、１つの表示電極対上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として表示電極対毎かつサブフィールド毎に算出し、部分点灯率に応じて画像データを変更することを特徴とする。

これにより、部分点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづき画像データを変更して放電セルの発光輝度を変更することができるので、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネルに表示される画像の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となる。

本発明によれば、点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづき画像データを変更することで、パネルの放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となり、パネルに表示される画像の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できる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１）
図１は、本発明の実施の形態１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、本発明の実施の形態１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８のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第８ＳＦ）で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８）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８ＳＦ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。

しかし、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。

なお、本実施の形態では、後述する部分点灯率算出部で算出されるサブフィールド毎の部分点灯率に応じて、画像データ（サブフィールド毎の発光・非発光を示すデータ）を変更している。これにより、パネル１０において各放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させ、画像表示品質を向上させている。以下、まず駆動電圧波形の概要および駆動回路の構成について説明し、続いて、点灯率に応じた階調値の制御について説明する。

図３は、本発明の実施の形態１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、本発明の実施の形態１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、放電セルを画像信号ｓｉｇに応じた明るさで発光させるために、パネル１０の放電セル数に応じて、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、階調値「０」）から最大階調値（例えば、階調値「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発光・非発光を表すデータ）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。

さらに、本実施の形態における画像信号処理回路４１は、後述する部分点灯率を算出し、算出した部分点灯率の大きさに応じて、放電セルのサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データを変更する。これにより、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネル１０に表示される画像の不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質を向上させているが、その詳細は後述する。

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。

タイミング発生回路４５は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖ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。

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。

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、本発明の実施の形態１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、クランプ回路５２と比較して出力インピーダンスは高いが、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、画像信号処理回路４１の詳細について説明する。図６は、本発明の実施の形態１における画像信号処理回路４１の構成の一例を示す回路ブロック図である。なお、図６には、本実施の形態における画像データの制御に関する回路ブロックを示し、それ以外の回路ブロックは省略している。

画像信号処理回路４１は、画像信号にもとづき画像データを生成する画像データ生成部５３と、画像データ生成部５３から出力される画像データにもとづき表示電極対２４毎の点灯率を算出する部分点灯率算出部５８と、１回の維持放電で発生する発光の明るさと点灯率との関係が補正データとして記憶されたルックアップテーブル５７と、画像データ生成部５３から出力される画像データにルックアップテーブル５７から読み出された補正データにもとづく変更を加えて新たな画像データを生成する画像データ変更部５９とを有する。

画像データ生成部５３は、画像信号を画像信号の大きさに応じた適切な階調値に変換する階調値変換部５４と、コーディングテーブル５５と、階調値変換部５４から出力される階調値にもとづきコーディングテーブル５５からコーディングデータを読み出して画像データを生成するコーディング部５６とを有する。

コーディングテーブル５５は、あらかじめ設定されたコーディングデータと各階調値とが関連付けられ、半導体メモリー等の任意に読み出し可能な記憶素子に記憶されて構成されたものである。

階調値変換部５４は、画像信号の大きさに応じて適切な階調値を出力する。例えば、画像信号が階調値「４７」に相当する大きさであれば、階調値「４７」を出力し、画像信号が階調値「１１９」に相当する大きさであれば、階調値「１１９」を出力する。

そして、コーディング部５６は、階調値変換部５４から出力されてくる階調値にもとづきコーディングテーブル５５からコーディングデータを読み出す。例えば、階調値変換部５４から階調値「４７」が出力されてきたときには、第１ＳＦから第８ＳＦまでの各サブフィールドに「１、１、１、１、０、１、０、０」という発光状態が割り当てられたコーディングデータをコーディングテーブル５５から読み出す。また、階調値変換部５４から、例えば階調値「１１９」が出力されてきたときには、同様に「１、１、１、０、１、１、１、０」というコーディングデータを読み出す。そして、読み出したコーディングデータを画像データとして後段に出力する。なお、この「１」は、書込みを行うサブフィールド、すなわち発光サブフィールドであることを表し、「０」は、書込みを行わないサブフィールド、すなわち非発光サブフィールドであることを表す。

画像データ生成部５３は、このようにして、画像信号から画像データを生成する。

部分点灯率算出部５８は、画像データ生成部５３から出力される画像データにもとづき、１つの表示電極対２４上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合、すなわち部分点灯率を、表示電極対２４毎かつサブフィールド毎に算出する。

そして、画像データ変更部５９は、部分点灯率算出部５８において算出された部分点灯率にもとづいてルックアップテーブル５７から補正データを読み出し、読み出した補正データにもとづき画像データに変更を加え新たな画像データを生成して出力する。

本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置１は、このような構成により、各放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させ、パネル１０に表示される画像の不自然な輝度変化を防止して画像表示品質の向上を実現している。

次に、１回の維持放電で生じる発光の明るさと点灯率との関係について説明する。なお、本実施の形態では、１回の維持放電で生じる発光の明るさを「発光強度」と呼称し、それと区別するために、１フィールド期間内の維持放電の発生回数にもとづき変化する発光の明るさを「発光輝度」と呼称する。

図７は、本発明の実施の形態１における発光強度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１つの放電セルにおける発光強度の変化を表す。なお、縦軸の発光強度の変化は、点灯率１００％のときの発光強度を基準とし、その発光強度と比較してどの程度発光強度が変化したかを百分率で表したものである。

図７に示すように、発光強度は点灯率によって変化し、点灯率が小さくなるにつれて発光強度は上昇する。例えば、図７に示す特性では、点灯率が１％になると、発光強度は点灯率１００％のときよりも２０％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、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。また、出力インピーダンスが大きいと、駆動インピーダンスが上がったときの電圧降下も大きくなる。

そして、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、発光強度は高くなる。

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強度が高くなる理由と考えられる。また、電圧降下の差も放電強度に差を生じさせ、発光輝度に差を生じさせる。そして、発光強度に変化が生じると、同じ階調値を割り当てられた放電セルが互いに異なる発光輝度で発光することになり、画像表示品質を劣化させる原因となる。

しかし、発光強度の変化に応じて放電セルに割り当てる画像データを補正することができれば、放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となる。

そこで、本実施の形態では、図６に示すように点灯率と発光強度との関係をあらかじめ測定し、その測定結果を補正データとしてルックアップテーブルに記憶させ、点灯率を算出するとともに算出した点灯率の大きさにもとづきルックアップテーブルから補正データを読み出して画像データに変更を加える構成とする。これにより、放電セルを画像信号に応じた適正な輝度で発光させ、パネル１０に表示される画像の不自然な輝度変化を防止し、画像表示品質を向上させる。

このとき、算出される点灯率の精度が低いと、画像データに加える補正の精度も低くなってしまう。例えば、パネル１０の表示領域の全面で点灯率を算出すると、極所的に点灯率の低い領域があったとしても、全体的に点灯率が高ければ、パネル１０の表示領域全面の平均値として高い点灯率が算出される。そうすると、点灯率の低い領域が、点灯率の高い領域と同じ補正になってしまい、目的とする効果を得ることができなくなる。

一方、同一表示電極対２４上に形成される放電セルには、ほぼ同じ波形形状の維持パルスが印加されるため、１つの表示電極対２４上にある全放電セルで形成される領域を１つの領域として部分点灯率を算出すれば、階調値に加える補正の精度を高めることができる。

そこで、本実施の形態は、部分点灯率算出部５８において、１つの表示電極対２４上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を、部分点灯率として表示電極対２４毎かつサブフィールド毎に算出する構成とする。そして、算出した部分点灯率と、あらかじめ測定した点灯率と発光強度との関係とから、画像データに加える補正を算出し、画像データを補正する構成とする。

具体的には、点灯率と発光強度との関係をあらかじめ測定し、その結果、すなわち点灯率に応じた発光強度の変化を補正データとしてルックアップテーブル５７に記憶させる。そして、画像データ変更部５９は、部分点灯率算出部５８で算出された部分点灯率にもとづきルックアップテーブル５７から補正データを読み出し、読み出した補正データから画像データに加える補正値を算出する。そして、その算出結果にもとづき画像データ生成部５３から出力される画像データに補正を加える。本実施の形態は、このような構成とすることで、画像信号に応じた適正な発光輝度で放電セルを発光させ、画像表示品質を向上させている。

以下、算出された部分点灯率にもとづいて行う画像データの補正について具体的な例を挙げて説明する。図８は、本発明の実施の形態１における部分点灯率にもとづく画像データの補正に関する具体的な一例を説明するための図である。なお、以下の説明において、１フィールドは第１ＳＦから第８ＳＦまでの８サブフィールドで構成され、各サブフィールドは（１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８）の輝度重みを有するものとする。また、点灯率と発光強度とは図７に示した関係にあるものとする。

例えば、ある領域（以下、「領域Ａ」とする）において、部分点灯率算出部５８で算出された部分点灯率が、第１ＳＦから第４ＳＦまでは１００％、第５ＳＦおよび第６ＳＦは４０％、第７ＳＦおよび第８ＳＦは１％であれば、図７に示した特性図から、各サブフィールドの発光強度（点灯率が１００％のときの発光強度を１００％とする）は、第１ＳＦから第４ＳＦまでは１００％、第５ＳＦおよび第６ＳＦは１１０％、第７ＳＦおよび第８ＳＦは１２０％になる。したがって、各サブフィールドの輝度重みに発光強度を乗算した補正後輝度重みは、図８に示すように第１ＳＦから順に（１、２、４、８、１７．６、３５．２、７６．８、１５３．６）となる。

そして、画像データ変更部５９は、この領域Ａにある放電セルに割り当てる画像データを、この補正後輝度重みにもとづき変更する。

例えば、階調値「１６９」を表示したいとき、画像データは、図８の補正前の画像データに示すように、第１ＳＦから順に（１、０、０、１、０、１、０、１）となる。このように各サブフィールドを発光させることで輝度重みの和は１＋８＋３２＋１２８＝１６９となり、階調値「１６９」を表示することができる。しかし、領域Ａにある放電セルをこの画像データで発光させると、この画像データにもとづく補正後輝度重みの和は、１＋８＋３５．２＋１５３．６＝１９７．８となるため、表示すべき階調値「１６９」よりも大きい階調値「１９７．８」で発光することになる。

そこで、画像データ変更部５９は、補正後輝度重みの和が「１６９」になるように画像データを変更する。図８に示す例では、補正後の画像データを第１ＳＦから順に（１、１、１、１、０、０、０、１）とする。こうすることで、補正後輝度重みの和を１＋２＋４＋８＋１５３．６＝１６８．６にし、表示される階調値を「１６８．６」にすることができるので、表示すべき階調値「１６９」に実質的に等しい明るさで放電セルを発光させることができる。

また、階調値「２４０」を表示したいとき、画像データは、図８の補正前の画像データに示すように、第１ＳＦから順に（０、０、０、０、１、１、１、１）となる。このように各サブフィールドを発光させることで輝度重みの和は１６＋３２＋６４＋１２８＝２４０となり、階調値「２４０」を表示することができる。しかし、領域Ａにある放電セルをこの画像データで発光させると、この画像データにもとづく補正後輝度重みの和は、１７．６＋３５．２＋７６．８＋１５３．６＝２８３．２となるため、表示すべき階調値「２４０」よりも大きい階調値「２８３．２」で発光することになる。

そこで、画像データ変更部５９は、補正後輝度重みの和が「２４０」になるように画像データを変更する。図８に示す例では、補正後の画像データを第１ＳＦから順に（０、１、０、１、０、０、１、１）とする。こうすることで、補正後輝度重みの和を２＋８＋７６．８＋１５３．６＝２４０．４にし、表示される階調値を「２４０．４」にすることができるので、表示すべき階調値「２４０」に実質的に等しい明るさで放電セルを発光させることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、１つの表示電極対２４上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として表示電極対２４毎かつサブフィールド毎に算出し、算出した部分点灯率と、あらかじめ測定した点灯率と発光強度との関係とから、補正後輝度重みを算出し、算出した補正後輝度重みにおいて表示すべき階調値が得られるように画像データに変更を加える構成とすることで、放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となる。これにより、パネル１０に表示される画像の不自然な輝度変化を防止し、プラズマディスプレイ装置１における画像表示品質を向上させることが可能となる。

（実施の形態２）
消費電力や擬似輪郭の低減を目的に、表示に使用する階調値の数を制限する構成が用いられることがある。そのような構成では、コーディングテーブルに設定された階調値が連続した数値とはならない。そのようなときには、いわゆるディザ法（互いに異なる複数の階調値を用いて、別の階調値を擬似的に表示する手法）を用いることで、コーディングテーブルに設定されていない階調値（以下、「中間階調値」と呼称する）を擬似的に表示することができる。

本実施の形態では、このようなコーディングテーブルに非連続な階調値が設定され、中間階調値を表示するためにディザ処理を行う構成において、部分点灯率に応じてディザ処理を変更することで放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させる構成について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２における画像信号処理回路の構成の一例を示す回路ブロック図である。なお、図９には、本実施の形態に関連する回路ブロックを示し、それ以外の回路ブロックは省略している。また、図６に示す画像信号処理回路４１と同じ構成要素については同一の符号を付与し、説明を省略する。

画像信号処理回路４１１は、図５に示す画像データ生成部５３に加え、ディザ処理部７１と、部分点灯率算出部７２とを有する。

本実施の形態におけるコーディングテーブル５５は、画像表示に使用可能な階調値（以下、「表示用階調」と呼称する）の数が制限されて設定されたコーディングデータにより構成されている。したがって、コーディングテーブル５５には非連続な階調値が設定されている。

階調値変換部５４は、表示用階調に制限されることなく、画像信号の大きさに応じた階調値を出力する。

ディザ処理部７１は、階調値変換部５４から出力される階調値、すなわち表示すべき階調値がコーディングテーブル５５に設定された表示用階調に含まれない階調値のときには、所定の割合で加算平均した値が表示すべき階調値に等しくなるように、表示用階調の中から互いに異なる少なくとも２つの階調値を選択し、行列状に組み合わせた複数の放電セル（以下、「放電セル群」と呼称する）のそれぞれに、選択された階調値のいずれかを上述した所定の割合で割り当てる。例えば、コーディングテーブル５５において階調値「８０」の次の階調値が「８８」のとき、階調値変換部５４から階調値「８６」が出力されれば、階調値「８６」を表示するために、階調値「８０」と階調値「８８」とを選択する。そして、階調値「８０」を１、階調値「８８」を３の割合で放電セル群に割り当てる。（８０×１＋８８×３）／４＝８６であるので、階調値「８０」を１、階調値「８８」を３の割合で用いることで階調値「８６」を擬似的に表示することができる。ディザ処理部７１は、こうして、一般に知られたディザ処理を行い、表示用階調に含まれない階調値を擬似的に表示する。

さらに、本実施の形態におけるディザ処理部７１は、部分点灯率算出部７２において算出された部分点灯率に応じて、選択する階調値の変更と、選択した階調値を放電セル群に割り当てるときの割合の変更との少なくとも一方を変更してディザ処理に変更を加える。

部分点灯率算出部７２は、階調値から部分点灯率を算出することができるように、内部に備えられた記憶部（図示せず）に階調値と画像データとが関連付けられて記憶されている。そして、ディザ処理部７１から送信されてくる階調値にもとづき、１つの表示電極対２４上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を、部分点灯率として表示電極対２４毎かつサブフィールド毎に算出する。

以下、算出された部分点灯率にもとづいて行うディザ処理の変更について具体的な例を挙げて説明する。図１０は、本発明の実施の形態２における部分点灯率にもとづくディザ処理の変更に関する具体的な一例を説明するための図である。なお、以下の説明において、１フィールドは第１ＳＦから第８ＳＦまでの８サブフィールドで構成され、各サブフィールドは（１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８）の輝度重みを有するものとする。また、点灯率と発光強度とは図７に示す関係にあるものとする。

例えば、ある領域（以下、「領域Ｂ」とする）において、部分点灯率算出部５８で算出された部分点灯率が、第１ＳＦから第４ＳＦまでは１００％、第５ＳＦは８０％、第６ＳＦは６０％、第７ＳＦは４０％、第８ＳＦは２０％であったとする。このような部分点灯率のときには、図７に示す特性図から、各サブフィールドの発光強度（点灯率が１００％のときの発光強度を１００％とする）は、第１ＳＦから第４ＳＦまでは１００％、第５ＳＦは１０２％、第６ＳＦは１０６％、第７ＳＦは１１０％、第８ＳＦは１１５％となる。したがって、各サブフィールドの輝度重みに発光強度を乗算した補正後輝度重みは、図１０に示すように第１ＳＦから順に（１、２、４、８、１６．３２、３３．９２、７０．４、１４７．２）となる。

そして、本実施の形態におけるディザ処理部７１は、この補正後輝度重みにもとづきディザ処理を変更する。

例えば、階調値「１０８」を擬似的に表示するために、ディザ処理部７１において階調値「９６」と階調値「１１２」とが選択され、（９６×１＋１１２×３）／４＝１０８となるように、階調値「９６」が１、階調値「１１２」が３の割合で放電セル群に割り当てられているものとする。本実施の形態において、階調値「９６」の画像データは第１ＳＦから順に（０、０、０、０、０、１、１、０）であり、階調値「１１２」の画像データは第１ＳＦから順に（０、０、０、０、１、１、１、０）である。したがって、領域Ｂにある放電セルを階調値「９６」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は３３．９２＋７０．４＝１０４．３２となるため、発光輝度は階調値「１０４．３２」に相当する明るさとなる。また、領域Ｂにある放電セルを階調値「１１２」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は１６．３２＋３３．９２＋７０．４＝１２０．６４となるため、発光輝度は階調値「１２０．６４」に相当する明るさとなる。

一方、この場合、（１０４．３２×３＋１２０．６４×１）／４＝１０８．４とすることができるので、補正後輝度重みで表すと階調値「１０４．３２」が３、階調値「１２０．６４」が１の割合になるようにディザ処理を変更することで、階調値「１０８．４」を擬似的に表示することができる。

したがって、ディザ処理部７１は、階調値「９６」が３、階調値「１１２」が１の割合で放電セル群に割り当てられるようにディザ処理を変更する。こうすることで、擬似的に表示される階調値を「１０８．４」にすることができるので、表示すべき階調値「１０８」に実質的に等しい明るさで放電セルを発光させることができる。

図１１は、本発明の実施の形態２における部分点灯率にもとづくディザ処理の変更に関する他の一例を説明するための図である。なお、サブフィールド構成および点灯率と発光強度との関係は、図１０の説明で示したものと同様であるものとする。

例えば、ある領域（以下、「領域Ｃ」とする）において、部分点灯率算出部５８で算出された部分点灯率が、第１ＳＦから第３ＳＦまでは１００％、第４ＳＦは１％、第５ＳＦは２０％、第６ＳＦから第８ＳＦまでは１％であったとする。このような部分点灯率のときには、図７に示す特性図から、各サブフィールドの発光強度は、第１ＳＦから第３ＳＦまでは１００％、第４ＳＦは１２０％、第５ＳＦは１１５％、第６ＳＦから第８ＳＦまでは１２０％となる。したがって、各サブフィールドの輝度重みに発光強度を乗算した補正後輝度重みは、図１１に示すように第１ＳＦから順に（１、２、４、９．６、１８．４、３８．４、７６．８、１５３．６）となる。

このとき、例えば、階調値「２３２」を擬似的に表示するために、ディザ処理部７１において階調値「２２４」と階調値「２４０」とが選択され、（２２４×２＋２４０×２）／４＝２３２となるように、階調値「２２４」が２、階調値「２４０」が２の割合で放電セル群に割り当てられているものとする。図１１に示すように、本実施の形態において、階調値「２２４」の画像データは第１ＳＦから順に（０、０、０、０、０、１、１、１）であり、階調値「２４０」の画像データは第１ＳＦから順に（０、０、０、０、１、１、１、１）である。したがって、放電セルを階調値「２２４」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は３８．４＋７６．８＋１５３．６＝２６８．８となるため、発光輝度は階調値「２６８．８」に相当する明るさとなる。また、放電セルを階調値「２４０」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は１８．４＋３８．４＋７６．８＋１５３．６＝２８７．２となるため、発光輝度は階調値「２８７．２」に相当する明るさとなる。

このようなとき、本実施の形態におけるディザ処理部７１は、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度が、階調値「２３２」に実質的に等しくなる階調値があれば、その階調値を選択して後段に出力する。

また、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度が、階調値「２３２」に実質的に等しくなる階調値がなければ、ディザ処理を変更する。このとき、図１０に示した例では、選択した階調値をそのままにし、選択した階調値を放電セル群に割り当てる割合だけを変更することで、表示すべき階調値を表示することができた。しかし、図１１に示す例では、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度は、いずれの階調値においても、表示すべき階調値「２３２」よりも大きい値となるため、選択した階調値を放電セル群に割り当てるときの割合を変更するだけでは、表示すべき階調値を表示することはできない。

したがって、このようなときには、選択する階調値を変更する。例えば、図１１に示す例では、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度が、最初に選択された階調値「２２４」および階調値「２４０」に近い値になるように、選択する階調値を変更する。

例えば、表示用階調の中に階調値「１８８」と階調値「２００」が含まれており、階調値「１８８」の画像データが第１ＳＦから順に（０、０、１、１、１、１、０、１）であって、階調値「２００」の画像データが第１ＳＦから順に（０、０、０、１、０、０、１、１）であるとする。この場合、領域Ｃにある放電セルを階調値「１８８」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は４＋９．６＋１８．４＋３８．４＋１５３．６＝２２４となるため、発光輝度は階調値「２２４」に等しい明るさとなる。同様に、領域Ｃにある放電セルを階調値「２００」に対応する画像データで発光させると、補正後輝度重みの和は９．６＋７６．８＋１５３．６＝２４０となるため、発光輝度は階調値「２４０」に等しい明るさとなる。

したがって、ディザ処理部７１は、階調値「２２４」、階調値「２４０」に代えて、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度が階調値「２２４」に実質的に等しくなる階調値「１８８」と、補正後輝度重みにもとづき算出される発光輝度が階調値「２４０」に実質的に等しくなる階調値「２００」を選択しなおす。このようにディザ処理を変更することで、階調値「２３２」を擬似的に表示することが可能となり、表示すべき階調値「２３２」に実質的に等しい明るさで放電セルを発光させることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、コーディングテーブル５５に非連続な階調値が設定され、中間階調値を表示するためにディザ処理を行う構成において、部分点灯率に応じてディザ処理を変更する構成とすることで放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となり、パネル１０に表示される画像の不自然な輝度変化を防止し、プラズマディスプレイ装置１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、図１０では、選択した階調値を放電セル群に割り当てるときの割合を変更する例を説明し、図１１では、選択する階調値を変更する例を説明したが、本実施の形態におけるディザ処理部７１は、選択する階調値の変更と、選択した階調値を放電セル群に割り当てるときの割合の変更との少なくとも一方を部分点灯率に応じて行うことを特徴とする。したがって、図１０に示した例と図１１に示した例とを組み合わせて用いる構成、すなわち、選択する階調値の変更と、選択した階調値を放電セル群に割り当てるときの割合の変更とを同時に行う構成であってもよい。

なお、本発明の実施の形態では、１つの表示電極対２４上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として算出するという構成を説明したが、この全放電セルの「全」は実質的な意味での「全」であって多少のばらつきは許容されるものとする。

なお、本発明の実施の形態では、１つの表示電極対２４上にある全放電セルで形成される領域を１つの領域として部分点灯率を算出する構成を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。例えば、走査電極２２を駆動するＩＣの出力端子数または維持電極２３を駆動するＩＣの出力端子数にもとづき部分点灯率を算出する領域を設定する構成であってもよい。あるいは、実施の形態２に示した構成では、行列状に選択した複数の放電セルを１つの放電セル群としてディザ処理を行うので、放電セル群にもとづき部分点灯率を算出する領域を設定する構成としてもよい。例えば、放電セル群を２行２列の放電セルで構成するときには、２つの表示電極対２４上にある全放電セルで形成される領域を１つの領域として部分点灯率を算出する構成としてもよい。

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、本発明の実施の形態において示した具体的な各数値は、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、本発明の実施の形態では、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、点灯率の変動により生じる発光強度の変化にもとづき画像データを変更することで、パネルの放電セルを画像信号に応じた適正な発光輝度で発光させることが可能となり、パネルに表示される画像の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として有用である。

本発明の実施の形態１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 本発明の実施の形態１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１における維持パルス発生回路の回路図 本発明の実施の形態１における画像信号処理回路の構成の一例を示す回路ブロック図 本発明の実施の形態１における発光強度と点灯率との関係の一例を示す特性図 本発明の実施の形態１における部分点灯率にもとづく画像データの補正に関する具体的な一例を説明するための図 本発明の実施の形態２における画像信号処理回路の構成の一例を示す回路ブロック図 本発明の実施の形態２における部分点灯率にもとづくディザ処理の変更に関する具体的な一例を説明するための図 本発明の実施の形態２における部分点灯率にもとづくディザ処理の変更に関する他の一例を説明するための図

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
４１，４１１ 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
５０，６０ 維持パルス発生回路
５１，６１ 電力回収回路
５２，６２ クランプ回路
５３ 画像データ生成部
５４ 階調値変換部
５５ コーディングテーブル
５６ コーディング部
５７ ルックアップテーブル
５８，７２ 部分点灯率算出部
５９ 画像データ変更部
７１ ディザ処理部
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
Ｌ１０，Ｌ２０ インダクタ

Claims (4)

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フィールド内に複数設け、各サブフィールドに輝度重みを設定す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るプラズマディスプレイパネルと、
   前記放電セルを画像信号に応じた明るさで発光させるために、画像信号を前記放電セルにおける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画像信号処理回路とを備え、
   前記画像信号処理回路は、
   １つの前記表示電極対上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として前記表示電極対毎かつサブフィールド毎に算出する部分点灯率算出部を有し、前記部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じて前記画像データを変更することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記画像信号処理回路は、
   １回の維持放電で前記放電セルに発生する発光の明るさと点灯率との関係が補正データとして記憶されたルックアップテーブルを有し、前記部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じて前記ルックアップテーブルから前記補正データを読み出し、読み出した前記補正データにもとづき前記画像データを変更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. 前記画像信号処理回路は、
   互いに異なる少なくとも２つの階調値を選択し、行列状に組み合わせた複数の放電セルのそれぞれに前記少なくとも２つの階調値のいずれかを所定の割合で割り当ててディザ処理を行うディザ処理部とを備え、
   前記ディザ処理部は、
   前記部分点灯率算出部から出力される部分点灯率に応じて、選択する階調値および前記所定の割合の少なくとも一方を変更を変更することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
4. 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、
   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フィールド内に複数設け、前記放電セルを画像信号に応じた明るさで発光させるために、画像信号を前記放電セルにおける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とともに、
   １つの前記表示電極対上に形成される全放電セルに対する点灯させるべき放電セルの割合を部分点灯率として前記表示電極対毎かつサブフィールド毎に算出し、
   前記部分点灯率に応じて前記画像データを変更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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