JP2013029627A - 画像表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度且つ高精細のパネルにおける、階調豊かな映像表示を実現する。
【解決手段】画像信号処理回路４１は、コントローラ４６から階調数増加信号を受信した場合に、パネル１０に表示する領域のリサイズに応じてサブフィールドを増加させるように走査電極駆動回路４３を制御するタイミング発生回路４５を備え、視聴者がリモートコントローラ４７を操作することで、映像に合わせて好みの画面サイズで、好みの画質を選択でき、多種な用途に使用することを可能にする画像表示装置を実現する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、壁掛けテレビジョン受像機や、大型のモニター表示装置などに用いられ、複数のサブフィールドから画像信号の１つのフィールドを構成して表示する画像表示装置およびその駆動方法に関する。

画像表示装置の１つであ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。一般的なサブフィールド法では、１フィールド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、続く書込み動作のために必要な壁電荷を各放電セルに形成するとともに、書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子（書込み放電を発生させるための励起粒子）を発生させる。

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選択的に印加する（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。

維持期間では、表示させるべき輝度に応じた所定の回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維持放電を発生させ、その放電セルを発光させる。このようにして、パネルの表示領域に画像を表示する。

このサブフィールド法では、例えば、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を放電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。

特に全セル初期化動作を緩やかに変化する傾斜波形電圧を用いて行うことで放電の大きさを小さくし、また全セル初期化動作を行うサブフィールドを１フィールドに１回とすることで、階調表示に寄与しない発光を極力減らすことでコントラストを向上させる駆動方法が、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０００−２４２２２４号公報

近年では、フルハイビジョン（ＦＨＤ）と呼ばれる、垂直方向に１０８０ラインを並べて表示するディスプレイを用いる表示装置が主流となっている。プラズマディスプレイの場合、書込み期間には、垂直ライン数と同じアドレスパルスを互いに重ならないように順次印加する必要がある。従って、１つのサブフィールドにおける書込み期間には、「アドレスパルスのパルス幅×１０８０ライン」分の時間を少なくとも必要とする。このため、高輝度且つ高精細のパネルを表示する為には、サブフィールドの数に制限が生じ、階調豊かな映像表示をすることが困難であった。

本発明の画像表示装置は、画像信号の１フィールド内に複数のサブフィールドを設け、サブフィールド毎に輝度重みを設定し、サブフィールドの組み合わせにより階調表示するサブフィールド法で駆動して画像信号を表示する表示パネルと、画像信号をサブフィールド毎の輝度重みに応じたデータに変換する信号処理回路と、信号処理回路からの信号に応じて駆動信号を表示パネルに出力する駆動回路を備え、信号処理回路は、表示パネルの表示領域を変更する時に、表示領域の増減に応じてサブフィールド数を増加または減少させることを特徴とするものである。

また本発明の画像表示装置は、表示パネルの表示領域が小さくなるにつれてサブフィールド数が増加することを特徴とするものである。

また本発明は、画像信号の１フィールド内に複数のサブフィールドを設け、サブフィールド毎に輝度重みを設定し、サブフィールドの組み合わせにより階調表示するサブフィールド法で駆動して画像信号を表示する画像表示装置の駆動方法であって、画像信号をサブフィールド毎の輝度重みに応じたデータに変換するステップと、信号処理回路からの信号に応じて駆動信号を表示パネルに出力するステップと、表示パネルの表示領域を変更する信号を受信するステップと、表示領域の増減に応じて前記サブフィールド数を増加または減少させて前記画像表示装置に表示することを特徴とする画像表示装置の駆動方法に関するものである。

また本発明のプラズマディスプレイ装置は、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プラズマディスプレイパネルと、入力する画像信号の１フィールドを、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有する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前記維持期間に輝度重みに応じた数の維持パルスを発生させるための信号を出力する画像信号処理回路と、画像信号処理回路からの信号を受信し、初期化期間には初期化波形を発生して放電セルを初期化し、書込み期間には走査パルスを発生して走査電極に順次印加して走査電極を走査する走査電極駆動回路とを備え、画像信号処理回路は、プラズマディスプレイパネルの表示領域を変更する場合にサブフィールド数を増減する信号を出力することを特徴とするものである。さらに、画像信号処理回路は、表示領域が小さくなるにつれてサブフィールド数が増加する信号を出力することを特徴とするものである。

以上の構成を有する画像表示装置またはその駆動方法、プラズマディスプレイ装置では、視聴者の操作により映像に合わせて好みの画面サイズまたは好みの画質を選択でき、多種な用途に使用することを可能にする。

本発明によれば、大画面化、高精細化された表示パネルにおいても、高い画像表示品質を実現することができる画像表示装置およびその駆動方法を提供することが可能となる。

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における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走査電極駆動回路の構成を示す回路図 本発明の実施の形態における同パネルの走査ＩＣとの接続の一例を示す概略図 本発明の実施の形態における無効映像領域を設定した場合の同パネルの走査ＩＣとの接続の一例を示す概略図 本発明の実施の形態における無効映像領域と１フィールドにおけるサブフィールド数の一例を示す概略図

以下、本発明の画像表示装置の一実施の形態として、画像を表示するパネルにプラズマディスプレイを利用するプラズマディスプレイ装置を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、微小な放電空間をはさんで表示電極対２４とデータ電極３２とが交差するように対向配置され、前面板２１と背面板３１のそれぞれ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、行方向に長い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、列方向に長い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Ｄｋ（ｋ＝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つのサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第８ＳＦ）で構成し、各サブフィールドはそれぞれ「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。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（以下、全セル初期化動作を行うサブフィールドを「全セル初期化サブフィールド」と呼称する）、他のサブフィールドの初期化期間においては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（以下、選択初期化動作を行うサブフィールドを「選択初期化サブフィールド」と呼称する）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１サブフィールドの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２サブフィールド〜第８サブフィールド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１サブフィールド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比例定数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。このときの比例定数が輝度倍率である。しかし、本実施の形態は、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、また、画像信号等に基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。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、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サブフィールドである第１サブフィールド（第１ＳＦ）と、選択初期化サブフィールドである第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２サブフィールド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（サブフィールド毎の発光・非発光を示すデータ）に基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１サブフィールドについて説明する。第１サブフィールド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、維持電極ＳＵ１〜維持電極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（例えば、約１．３Ｖ／μｓｅｃの勾配で）上昇する傾斜電圧（以下、「上りランプ電圧」と呼称する）Ｌ１を印加する。

この上りランプ電圧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２５上、保護層２６上、蛍光体層３５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電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜電圧（以下、「下りランプ電圧」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。

なお、図３の第２サブフィールド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。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、接地電位）から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下りランプ電圧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、過剰な部分が放電され、書込み動作に適した値に調整される。一方、直前のサブフィールドで維持放電を起こさなかった放電セルについては放電することはなく、直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がそのまま保たれる。このように前半部を省略した初期化動作は、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。

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Ｖａ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。このとき、本実施の形態では、後述するリモートコントローラからの信号に応じてコントローラの発信するリサイズ情報に基づき、走査パルス電圧Ｖａを印加し始める走査電極２２を変更している。この動作の詳細については後述するが、ここでは、走査電極ＳＣ１から順に走査パルス電圧Ｖａを印加するものとして説明を行う。

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（電圧Ｖｄ−電圧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（電圧Ｖｅ２−電圧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とすることができる。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〜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、維持期間における維持パルスの発生後に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに、０（Ｖ）から電圧Ｖｅｒｓに向かって緩やかに上昇する傾斜電圧（以下、「消去ランプ電圧」と呼称する）Ｌ３を印加する。これにより、維持放電を発生させた放電セルにおいて、微弱な放電を持続して発生させ、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の一部または全部を消去する。

具体的には、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消去ランプ電圧Ｌ３を、上りランプ電圧Ｌ１よりも急峻な勾配（例えば、約１０Ｖ／μｓｅｃ）で発生させ、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が発生する。そして、この微弱な放電は、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎへの印加電圧が上昇する期間、持続して発生する。そして、上昇する電圧があらかじめ定めた電圧Ｖｅｒｓに到達したら、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する電圧をベース電位となる０（Ｖ）まで下降させる。

このとき、この微弱な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ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ上との間の壁電圧は、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。以下、この消去ランプ電圧Ｌ３によって発生させる維持期間の最後の放電を「消去放電」と呼称する。

続く第２サブフィールド以降のサブフィールドの各動作は、維持期間の維持パルスの数を除いて上述の動作とほぼ同様であるため説明を省略する。以上が、本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１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、コントローラ４６、リモートコントローラ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。

コントローラ４６は、リモートコントローラ４７から受信したリサイズに関する信号に基づき、パネル１０で使用する表示領域を画像信号処理回路４１に伝送する。本実施の形態では、パネル１０で使用する表示領域は様々な表示モードで決められており、リモートコントローラ４７からどの表示モードで表示させるかを指示する信号をコントローラ４６に送信する。リサイズに関する信号は、例えば、画像信号とパネル１０に表示するときの画面サイズを調整するための信号である。

画像信号処理回路４１は、入力された画像信号ｓｉｇとコントローラ４６からの情報に基づき、映像をリサイズ処理した後に、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。このとき、有効な映像表示領域に応じてサブフィールド数を増減させる。また、コントローラ４６は、リモートコントローラ４７から受信した信号に基づき、走査パルスを印加し始める走査電極２２を変更し、タイミング発生回路４５に出力する。

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およびコントローラ４６からの出力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電圧を発生するための初期化波形発生回路（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（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電圧Ｖａを発生するための走査パルス発生回路５０を有する。そして、タイミング信号に基づいて各走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎをそれぞれ駆動する。このとき、本実施の形態では、映像を表示するのに有効である領域の一番上の走査電極から先に書込みが行われるように走査ＩＣのスタート位置を順次切換えて書込み動作させている。

また、映像表示が有効である領域の一番下の走査電極まで書込みが行われるように、走査ＩＣを順次スタートさせる。映像表示が有効である領域の一番下の走査電極まで書込みを実施した後は、残りの書込み期間を省略して、続く維持パルスの印加を行う。

これにより、書込み期間の短縮を行っている。

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、タイミング信号に基づいて各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍを駆動する。維持電極駆動回路４４は、維持パルス発生回路および電圧Ｖｅ１、電圧Ｖｅ２を発生するための回路（図示せず）を備え、タイミング信号に基づいて維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを駆動する。

次に、走査電極駆動回路４３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におけるプラズマディスプレイ装置１の走査電極駆動回路４３の構成を示す回路図である。走査電極駆動回路４３は、走査パルス発生回路５０と、初期化波形発生回路５１と、走査電極２２側へ維持パルスを印加するための維持パルス発生回路５２とを備え、走査パルス発生回路５０のそれぞれの出力はパネル１０の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれに接続されている。

初期化波形発生回路５１は、初期化期間において走査パルス発生回路５０の基準電位Ａをランプ状に上昇または降下させ、図３に示した初期化波形電圧を発生させる。維持パルス発生回路５２は、走査パルス発生回路５０の基準電位Ａを電圧Ｖｓまたは接地電位にすることで、図３に示した維持パルス電圧を発生させる。

走査パルス発生回路５０は、書込み期間において基準電位Ａを負の電圧Ｖａに接続するためのスイッチ７２と、電圧Ｖｃを与えるための電源ＶＣと、ｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれに走査パルス電圧Ｖａを印加するためのスイッチング素子ＱＨ１〜スイッチング素子ＱＨｎおよびスイッチング素子ＱＬ１〜スイッチング素子ＱＬｎを備えている。スイッチング素子ＱＨ１〜スイッチング素子ＱＨｎ、スイッチング素子ＱＬ１〜スイッチング素子ＱＬｎは複数の出力毎にまとめられＩＣ化されている。このＩＣが走査ＩＣである。そして、スイッチング素子ＱＨｉをオフ、スイッチング素子ＱＬｉをオンにすることにより、スイッチング素子ＱＬｉを経由して走査電極ＳＣｉに負の走査パルス電圧Ｖａを印加する。

なお、初期化波形発生回路５１または維持パルス発生回路５２を動作させているときは、スイッチング素子ＱＨ１〜スイッチング素子ＱＨｎをオフ、スイッチング素子ＱＬ１〜スイッチング素子ＱＬｎをオンにすることにより、スイッチング素子ＱＬ１〜スイッチング素子ＱＬｎを経由して各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに初期化波形電圧または維持パルス電圧Ｖｓを印加する。また、ここでは、９０本の出力分のスイッチング素子を１つのモノシリックＩＣとして集積し、パネル１０は１０８０本の走査電極２２を備えているものとして、以下の説明を行う。そして、１２個の走査ＩＣを用いて走査パルス発生回路５０を構成し、ｎ＝１０８０本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを駆動するものとする。このように多数のスイッチング素子ＱＨ１〜スイッチング素子ＱＨｎ、スイッチング素子ＱＬ１〜スイッチング素子ＱＬｎをＩＣ化することにより部品点数を削減し、実装面積を低減することができる。ただし、ここに挙げた数値は単なる一例であり、本発明は何らこれらの数値に限定されるものではない。

また、本実施の形態では、書込み期間において、タイミング発生回路４５から出力されるタイミング信号ＳＩＤ（１）〜ＳＩＤ（１２）を走査ＩＣ（１）〜走査ＩＣ（１２）のそれぞれに入力している。このタイミング信号ＳＩＤ（１）〜ＳＩＤ（１２）は、走査ＩＣに書込み動作を開始させるための動作開始信号であり、走査ＩＣ（１）〜走査ＩＣ（１２）は、タイミング信号ＳＩＤ（１）〜ＳＩＤ（１２）に基づき書込み動作の順序が切換えられる。例えば、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣ１８０に接続された走査ＩＣ（１）及び走査ＩＣ（２）の書込み期間を省略して、走査電極ＳＣ１８１〜走査電極ＳＣ２７０に接続された走査ＩＣ（３）に書込み動作させる場合は、次のような動作となる。

タイミング発生回路４５は、タイミング信号ＳＩＤ（３）をＬｏ（例えば、０（Ｖ））からＨｉ（例えば、５（Ｖ））に変化させ、走査ＩＣ（３）に書込み動作の開始を指示する。走査ＩＣ（３）は、タイミング信号ＳＩＤ（３）の電圧変化を検知し、これにより書込み動作を開始する。まず、スイッチング素子ＱＨ１８１をオフ、スイッチング素子ＱＬ１８１をオンにし、スイッチング素子ＱＬ１８１を経由して走査電極ＳＣ１８１に走査パルス電圧Ｖａを印加する。走査電極ＳＣ１８１での書込みが終了した後は、スイッチング素子ＱＨ１８１をオン、スイッチング素子ＱＬ１８１をオフにし、引き続き、スイッチング素子ＱＨ１８２をオフ、スイッチング素子ＱＬ１８２をオンにし、スイッチング素子ＱＬ１８２を経由して走査電極ＳＣ１８２に走査パルス電圧Ｖａを印加する。この一連の書込み動作を順次行い、走査電極ＳＣ１８１〜走査電極ＳＣ２７０に走査パルス電圧Ｖａを順次印加して、走査ＩＣ（３）は書込み動作を終了する。

走査ＩＣ（３）の書込み動作が終了した後、タイミング発生回路４５は、タイミング信号ＳＩＤ（４）をＬｏ（例えば、０（Ｖ））からＨｉ（例えば、５（Ｖ））に変化させ、走査ＩＣ（４）に書込み動作の開始を指示する。走査ＩＣ（４）は、タイミング信号ＳＩＤ（４）の電圧変化を検知し、これにより上述と同様の書込み動作を開始し、走査電極ＳＣ２７１〜走査電極ＳＣ３６０に走査パルス電圧Ｖａを順次印加する。

本実施の形態では、このように、動作開始信号であるＳＩＤを用いて走査ＩＣの書込み動作の順序を制御することができる。そして、本実施の形態では、上述したように、コントローラ４６において決定した有効な映像表示領域に応じて、走査を始める最初の走査ＩＣを決定し、走査する最後のスキャンＩＣまで順に書込み動作させる。これらの動作の一例を図面を用いて説明する。

図６は、本発明の一実施の形態における部分点灯率を検出する領域と走査ＩＣとの接続の一例を示す概略図である。図６は、パネル１０と走査ＩＣとの接続の様子を簡略的に表しており、パネル１０内に示す破線で囲まれた各領域は、それぞれ部分点灯率を検出する領域を表す。また、表示電極対２４は、図２と同様に、図面における左右方向に延長して配列されているものとする。本実施の形態の一例では、１つの走査ＩＣに接続される走査電極２２の数が９０本であり、走査電極駆動回路４３が備える走査ＩＣが１２個（走査ＩＣ（１）〜走査ＩＣ（１２））である。

視聴者はリモートコントローラ４７を操作して、走査ＩＣ１〜走査ＩＣ１２まで、プラズマディスプレイパネルの全領域を有効表示領域に設定した表示モードを選択する場合、リモートコントローラ４７からの信号を受信したコントローラ４６は、画像信号処理回路４１にリサイズ処理を動作させない信号を送る。また、タイミング発生回路４５に、走査ＩＣ（１）から始めて走査ＩＣ（１２）まで書込み動作を行う信号を送る。このとき、本実施の形態の一例では１フィールドあたりに８サブフィールドのサブフィールドを設ける。

次にリモートコントローラ４７を操作して、走査ＩＣ（３）〜走査ＩＣ（１０）までを有効表示領域に設定する表示モードを選択した場合、コントローラ４６は、画像信号処理回路にリサイズ処理を動作させる信号を送る。このとき、図７に示すように、走査ＩＣ（１）、走査ＩＣ（２）及び、走査ＩＣ（１１）、走査ＩＣ（１２）に接続された走査電極に該当する画素は、無効表示領域となる。コントローラ４６は、タイミング発生回路４５に向けて走査ＩＣ（３）から走査を始めて、走査ＩＣ（１０）まで書込み動作を行う信号を送る。このとき、１２個あるはずの走査ＩＣのうち、８個のみ書込み動作を行う為、１サブフィールドあたりの書込み期間はすべての走査ＩＣを使用する場合の８／１２に短縮される。このため、本実施の形態の一例では、書込み期間を短縮した代わりに、１フィールドあたりのサブフィールドの数を、８サブフィールドの１２／８倍の１２サブフィールドに増加させ、その結果、階調数を増加させ、より高品位な階調処理を可能とする。

図８は、無効映像領域と１フィールドあたりのサブフィールド数がそれぞれ決められた表示モードを表している。図８に示すとおり、本実施の形態の一例では、無効映像領域を４段階準備し、視聴者はリモートコントローラ４７を操作することでいずれかの表示モードを選択して自由に設定することが可能である。表示モード１は無効映像領域が無い場合には８サブフィールドで駆動するモードである。表示モード２は無効映像領域に画面の最も上下のそれぞれの走査ＩＣが含まれる場合、本実施の形態では走査ＩＣ（１）と走査ＩＣ（１２）の合計２個を表示しない場合には９サブフィールドで駆動するモードである。表示モード３は無効映像領域に画面の最も上下のそれぞれ２つの走査ＩＣが含まれる場合、本実施の形態では走査ＩＣ（１）、走査ＩＣ（２）、走査ＩＣ（１１）および走査ＩＣ（１２）の合計４個を表示しない場合には１２サブフィールドで駆動するモードである。表示モード４は無効映像領域に画面の最も上下のそれぞれ３つの走査ＩＣが含まれる場合、本実施の形態では走査ＩＣ（１）、走査ＩＣ（２）、走査ＩＣ（３）、走査ＩＣ（１０）、走査ＩＣ（１１）および走査ＩＣ（１２）の合計６個の走査ＩＣを表示しない場合には１６サブフィールドで駆動するモードである。

この結果、視聴者が画像信号を映像の種類に応じて好みの表示サイズや駆動方法を選択することを可能にしている。なお、本発明における実施の形態は、無効映像領域にあわせてサブフィールド数を増加させているが、例えば、維持パルス数を増加させて高輝度とする構成であってもよい。

本実施の形態で説明するリモートコントローラ４７は、チャンネル変更や音量変更等に使用する機能が併用するものであってもよい。また本実施の形態ではリモートコントローラ４７を操作して表示モードを選択し、その指令を送信する例を説明したが、視聴者が画像表示装置に備えられた操作部品を利用して表示モードを選択するものであってもよい。

また本実施の形態で説明しているリサイズは、表示させたい画面サイズと入力された画像信号を比較して、信号の補間、または間引き等による映像信号処理技術による一般的な手法を用いるものでよく、その手法の選択は、本発明に何ら制限を与えない。

また本発明における実施の形態は、走査電極２２と走査電極２２とが隣り合い、維持電極２３と維持電極２３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では、消去ランプ電圧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、消去ランプ電圧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、消去ランプ電圧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。

なお、本実施の形態において示した具体的な数値は単なる一例を示したものに過ぎず、本発明は何らこれらの数値に限定されるものではない。また、その他の各数値も、５０インチ、表示電極対２４の数が１０８０対のパネル１０の特性に基づき設定したものであって、単に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、各数値はパネル１０の特性やプラズマディスプレイ装置１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、サブフィールド数や各サブフィールドの輝度重み等も本実施の形態に示した値に限定されるものではなく、また、画像信号等に基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。

本発明は、大画面化、高精細化されたパネルにおいても、視聴者がリモートコントローラを操作することで、映像に合わせて好みの画面サイズで、好みの画質を選択でき、特にプラズマディスプレイを多種な用途に使用することを可能にするものである。

１ プラズマディスプレイ装置
１０ 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
４６ コントローラ
４７ リモートコントローラ
５０ 走査パルス発生回路
５１ 初期化波形発生回路
５２ 維持パルス発生回路

Claims (5)

1. 画像信号の１フィールド内に複数のサブフィールドを設け、前記サブフィールド毎に輝度重みを設定し、前記サブフィールドの組み合わせにより階調表示するサブフィールド法で駆動して前記画像信号を表示する表示パネルと、
   前記画像信号をサブフィールド毎の輝度重みに応じたデータに変換する信号処理回路と、前記信号処理回路からの信号に応じて駆動信号を前記表示パネルに出力する駆動回路を備え、
   前記信号処理回路は、前記表示パネルの表示領域を変更する時に、前記表示領域の増減に応じて前記サブフィールド数を増加または減少させることを特徴とする画像表示装置。
2. 表示パネルの表示領域が小さくなるにつれてサブフィールド数が増加することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 画像信号の１フィールド内に複数のサブフィールドを設け、前記サブフィールド毎に輝度重みを設定し、前記サブフィールドの組み合わせにより階調表示するサブフィールド法で駆動して前記画像信号を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
   前記画像信号をサブフィールド毎の輝度重みに応じたデータに変換するステップと、前記信号処理回路からの信号に応じて駆動信号を前記表示パネルに出力するステップと、前記表示パネルの表示領域を変更する信号を受信するステップと、前記表示領域の増減に応じて前記サブフィールド数を増加または減少させて前記画像表示装置に表示することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
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と、入力する画像信号の１フィールドを、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有する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前記維持期間に輝度重みに応じた数の維持パルスを発生させるための信号を出力する画像信号処理回路と、前記画像信号処理回路からの信号を受信し、前記初期化期間には初期化波形を発生して前記放電セルを初期化し、前記書込み期間には走査パルスを発生し前記走査電極に順次印加して前記走査電極を走査する走査電極駆動回路とを備え、
   前記画像信号処理回路は、前記プラズマディスプレイパネルの表示領域を変更する場合に前記サブフィールドを増減する信号を出力することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
5. 画像信号処理回路は、表示領域が小さくなるにつれてサブフィールド数が増加する信号を出力することを特徴とする請求項４記載のプラズマディスプレイ装置。

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