JP3006363B2 - Pdp駆動方法 - Google Patents

Pdp駆動方法

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JP3006363B2
JP3006363B2 JP5234227A JP23422793A JP3006363B2 JP 3006363 B2 JP3006363 B2 JP 3006363B2 JP 5234227 A JP5234227 A JP 5234227A JP 23422793 A JP23422793 A JP 23422793A JP 3006363 B2 JP3006363 B2 JP 3006363B2
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  • Control Of Gas Discharge Display Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アドレス・表示分離型
駆動法において、駆動信号のビット数を低減して発光輝
度を増加し、しかも、画質の低下を招くことのないよう
にしたPDP駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、薄型、軽量の表示装置として、P
DP(プラズマ・ディスプレイ・パネル)が注目されて
いる。このPDPの駆動方式は、従来のCRT駆動方式
とは全く異なっており、ディジタル化された映像入力信
号による直接駆動方式である。したがって、パネル面か
ら発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって
定まる。PDPは基本的特性の異なるAC型とDC型の
2方式に分けられるが、DC型PDPでは、すでに課題
とされていた輝度と寿命について改善手法の報告があ
り、実用化へ向けて進展しつつある。
【0003】ところが、AC型PDPでは、輝度と寿命
については十分な特性が得られているが階調表示に関し
ては、試作レベルで最大64階調表示までの報告しかな
かったが、アドレス・表示分離型駆動法(ADSサブフ
ィールド法)による将来の256階調の手法が提案され
ている。この方法に使用されるPDP(プラズマ・ディ
スプレイ・パネル)10のパネル構造が図10に示さ
れ、駆動シーケンスと駆動波形が図11(a)(b)に
示される。
【0004】図10において、表示面側の表面ガラス基
板11の下面に、対になるXサスティン電極12、Yサ
スティン電極13を透明電極と補助電極で形成する。補
助電極は、透明電極の抵抗による電圧降下を防ぐため、
バス電極23を透明電極の一部に形成する。これらXサ
スティン電極12、Yサスティン電極13の上に誘電体
層14を設け、その上に各セル間の結合を分離するため
にストライブ状リブ18を形成する。さらに、MgO膜
からなる保護層15を蒸着する。対向する裏面ガラス基
板16上には、アドレス電極17を形成する。アドレス
電極17間にストライプ上のストライブ状リブ18を設
け、さらにアドレス電極17を被覆するようにしてR
(赤)螢光体19、G(緑)螢光体20、B(青)螢光
体21を塗分けて形成する。放電空間22には、Ne+
Xe混合ガスが封入される。
【0005】図11(a)において、1フレームは、輝
度の相対比が1、2、4、8、16、32、64、12
8の8個のサブフィールドで構成され、8画面の輝度の
組み合わせで256階調の表示を行う。図11(b)に
おいて、それぞれのサブフィールドは、リフレッシュし
た1画面分のデータの書込みを行うアドレス期間とその
サブフィールドの輝度レベルを決めるサスティン期間で
構成される。アドレス期間では、最初全画面同時に各ピ
クセルに初期的に壁電荷が形成され、その後サスティン
パルスが全画面に与えられ表示を行う。サブフィールド
の明るさはサスティンパルスの数に比例し、所定の輝度
に設定される。このようにして256階調表示が実現さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなAC駆動
方式では、階調数を増やせば増やすほど、1フレーム期
間内でパネルを点灯発光させる準備期間としてのアドレ
ス期間のビット数が増加するため、発光期間としてのサ
スティン期間が相対的に短くなり、最大輝度が低下す
る。このように、パネル面から発光される輝度階調は、
扱う信号のビット数によって定まるため、扱う信号のビ
ット数を増やせば、画質は向上するが、発光輝度が低下
し、逆に扱う信号のビット数を減らせば、発光輝度が増
加するが、階調表示が少なくなり、画質の低下を招く。
【0007】本発明は、入力信号のビット数よりも出力
駆動信号のビット数を低減しながら、入力信号と発光輝
度との濃淡誤差を最小にするとともに、回路構成を低減
するためのPDP駆動方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、1フレーム
は、複数個のサブフィールドで構成され、複数画面の輝
度の組み合わせで階調の表示を行い、それぞれのサブフ
ィールドは、アドレス期間と、サスティン期間とで構成
されたアドレス・表示分離型駆動法において、R、G、
Bの各映像信号入力端子30R、30G、30Bにそれ
ぞれnビットで量子化されて入力した各カラー信号に、
原画素より過去に生じたその周辺画素の多値化誤差とし
て、メモリ38に記憶された補正すべき輝度レベルと実
測の発光輝度レベルとの差として求められた誤差検出出
力データに重み付けしたデータを荷重して加えた誤差拡
散法により入力信号と発光輝度との濃淡誤差を最小にす
るようにしたことを特徴とするPDP駆動方法である。
【0009】
【作用】原画素よりも過去に生じたPDPにおける実際
の発光誤差を原画素に組み入れる。誤差を組み入れて拡
散させた拡散出力信号をビット変換回路33に送り、n
ビットで量子化されていた拡散出力信号を、m(n−1
ビット以下)ビットに変換して映像出力端子34より出
力する。このようにして、原映像入力信号よりも少ない
ビット数の信号により、発光輝度が低下することなく、
しかも、滑らかな応答が得られる。カラー信号の場合に
は、カラー3原色の各色に対して同様の処理を行う。ま
た、出力画素に、原画素より過去に生じた周辺画素の
値化誤差として、メモリ38に記憶された補正すべき輝
度レベルと実測の発光輝度レベルとの差として求められ
た誤差検出出力データに重み付けしたデータを、垂直と
水平においてそれぞれ加重して加えて、より一層の濃淡
再現性、解像度、滑らかさを向上させる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、第1実施例の誤差拡散回路で、この回路に
おいて、30は、nビットの原画素Ai,jの映像信号
入力端子で、この映像信号入力端子30は、垂直方向加
算回路31、水平方向加算回路32を経て、さらにビッ
ト変換回路33でビット数を減らす処理をして映像出力
端子34に接続される。また、前記水平方向加算回路3
2の出力側には、誤差検出回路35が接続されている。
この誤差検出回路35は、データを記憶するメモリ3
8、このメモリ38の出力と水平方向加算回路32から
の拡散出力信号との差をとって誤差信号を出力する減算
回路39、この誤差信号に所定の重み付けをするための
誤差荷重を出力する荷重回路40、41からなる。
【0011】この誤差検出回路35の荷重回路40、4
1の出力側には、原画素Ai,jよりhライン前の画
素、例えば1ラインだけ過去に生じた再現誤差Ej−1
を出力するhライン遅延回路36を介して前記垂直方向
加算回路31に接続されるとともに、原画素Ai,j
りdドット前の画素、例えば1ドットだけ過去に生じた
再現誤差Ei−1を出力するdドット遅延回路37を介
して前記水平方向加算回路32に接続されている。
【0012】以上のような構成による回路の作用を説明
する。 (1)補正すべき輝度線が直線の場合 PDP10への駆動信号に対する発光輝度レベルを実測
する。図3に示す階段状の特性線が、この実測した発光
輝度レベルをその最大値で正規化した実測の輝度線であ
ったものとする。なお、この例では、R映像入力信号が
8ビットであるものを、駆動信号を4ビットにした例を
示している。前記実測の輝度線に基づいて、y=ax+
bで表わされる補正すべき輝度線を求める。この補正す
べき輝度線は、y=xという理想線からややずれている
ので、補正をすることが必要となる。図4は、前記実測
の輝度線を理想線に近づくように補正した輝度線を示し
ており、拡散出力信号レベルに対し、次式により補正を
施したものである。 (補正すべき輝度線の勾配a−1)−補正すべき輝度線の接片b このように、補正すべき輝度線を、理想線y=xとなる
ように補正したときの図4に示した階段状のデータがメ
モリ38に記憶される。
【0013】補正した輝度線が、y=xの場合、補正輝
度レベルは、発光輝度レベルと同一になる。したがっ
て、駆動出力ビット数をmとすれば2のm乗、具体的に
はm=4とすれば、2の4乗=16ワードの輝度レベル
のデータをメモリ38に記憶させればよい。なお、図3
において、補正すべき輝度線y=ax+bが、理想線y
=xとほとんど一致している場合には、図4に示すよう
な処理をすることなく、図3に示した実測の輝度線デー
タをメモリ38に記憶してもよい。
【0014】以上のような構成における誤差拡散方式の
原理は、2つの輝度階調で密度変調を行い、ある広がり
を持った小領域内で視覚上擬似的な階調を作り出し、多
階調を得るようにしたものである。図3によりさらに詳
しく説明する。 Ai,j :現処理対象の入力画素値 Ai,j−1:1ライン前の入力画素値 Ai−1,j:1ドット前の入力画素値 δ :1ライン前からの拡散出力画素の誤差荷重値 δ :1ドット前からの拡散出力画素の誤差荷重値 とすると、誤差検出回路35に入力した拡散出力信号
と、メモリ38からのデータとが、減算回路39でその
差が演算されて誤差出力信号が得られる。この誤差出力
信号は、荷重回路40と41でそれぞれK、Kの重
み付けされた誤差荷重出力信号δ、δとなり、1ラ
イン遅延回路36と1ドット遅延回路37に入力し、垂
直方向加算回路31と水平方向加算回路32で原画素A
i,jに組み入れられ、 Ci,j=Ai,j+δ+δ となる。 なお、Ci,j:現処理対象の拡散出力画素値 δ=K×{f(Ci,j−1)−B} δ=K×{f(Ci−1,j)−B} f(Ci,j):Ci,jに対する補正輝度 B:発光輝度レベル である。
【0015】誤差を組み入れて拡散させた拡散出力信号
をビット変換回路33に送り、このビット変換回路33
にてnビットで量子化された拡散出力信号を、m(≦n
−1)ビットに変換して映像出力端子34より出力す
る。このようにして、原映像入力信号を誤差を組み入れ
て拡散させ、かつ、原映像入力信号よりも少ないビット
数の信号により、発光輝度が低下することなく、しか
も、滑らかな応答が得られる。
【0016】図5は、PDP10への駆動信号に対する
誤差検出出力の増(+)、減(−)を表したものであ
る。ここで、誤差検出出力は、前述の通り、次式で表さ
れる。誤差検出出力=補正すべき輝度レベル−発光輝度
レベル図1に示す誤差検出回路35では、これらの演算
を減算回路39で行ったが、この演算データをメモリ3
8に記憶させることもできる。この場合には、2のn
乗、具体的にはn=8の場合、2の8乗=256ワード
のメモリ38を必要とする。ただし、減算回路39は省
略できる。また、このメモリ38のデータに、予め重み
付けしたデータをメモリ38に記憶させれば、荷重回路
40と41は省略できる。
【0017】(2)補正すべき輝度線が直線でない場合 図6に示すような輝度を曲線状に補正したい場合(ガン
マ補正など)には、補正すべき輝度線を希望する曲線に
設定し、実測の発光輝度レベルとの誤差値を求め、前記
同様にしてメモリ38に記憶する。その他の作用は前記
同様である。
【0018】以上、メモリ38に記憶すべきデータをま
とめると以下のようになる。 (1)PDP10への駆動信号に対する実際の発光輝度
レベルを表した実測の輝度線データ (2)実測の輝度線データを理想線に近づくように補正
した輝度線データ (3)補正すべき輝度レベルと実測の発光輝度レベルと
の差として求められた誤差検出出力データ (4)補正すべき輝度レベルと実測の発光輝度レベルと
の差として求められた誤差検出出力データに重み付けし
たデータ (5)輝度を曲線状に補正したい場合(ガンマ補正な
ど)の補正すべき輝度線を希望する曲線に設定し、実測
の発光輝度レベルとの誤差値を求めたデータ
【0019】なお、映像信号処理LSI回路では、処理
速度の限界近くで動作させる場合、加算回路などの遅延
時間を吸収するため、システム・クロックで同期を取り
ながら演算を行っている。水平方向の演算は、処理単位
が最小のd=1ドットでは、1クロック前の画素との加
算であり、1クロックですべての演算が終了しなければ
ならない。この演算ループの中に余分な回路を挿入する
と、その遅延増加によって回路構築が不能になる。
【0020】そこで、本発明では、図1に示すように、
hライン遅延回路36での処理が原画素Ai,jの入力
から十分時間的な余裕があるため、映像信号入力端子3
0のすぐ後に垂直方向加算回路31を挿入し、ついでd
ドット遅延回路37での処理が原画素Ai,jの入力か
ら時間的な余裕がないため、水平方向加算回路32を挿
入したものである。具体的には、hライン遅延回路36
におけるhライン遅延は、1〜3ライン前、dドット遅
延回路37におけるdドット遅延は、1〜3ドット前で
あり、好ましくは、h=1、d=1のときである。
【0021】つぎに本発明の第2実施例を図7により説
明する。第1実施例により、概ね好ましい結果が得られ
ているが、擬似中間調表示は規則的なパターンが繰返し
発生し、擬似紋様を作ってしまうという若干の問題があ
る。擬似紋様を作ってしまう現象を図8により説明す
る。この図8は、図3の一部を抽出し拡大したものであ
り、また、図3は、PDP10への駆動信号に対する発
光輝度レベルを実測し、この発光輝度レベルをその最大
値で正規化したものである。なお、この例では、映像入
力信号が8ビットであるものを、駆動信号を4ビットに
した例を示している。
【0022】前記実測線に基づいて、図8の補正すべき
輝度線が求められる。この図8において、 a:映像入力画素値(一定値の場合) b:入力aに対する擬似中間調レベル e、e、e:誤差出力 d、d、d:誤差荷重出力 とし、また、図示のように、発光輝度レベルBを黒、
黒、黒、Br+1を白、白、白とすると、 (1)b−B=e、e×K=d、a+d
であるから、a+d=黒となる。 (2)a+d=eであるから、a+d=白とな
る。 (3)d=0であるから、a+d=aとなり、黒で
ある。 (4)以上を繰り返すから、黒、白、黒、黒、白、黒、
黒、白、黒、…と黒、白、黒が一定の周期で出現する。 以上は、水平方向のみで考えたが、垂直方向でも同様で
ある。したがって、水平と垂直の両方向について考える
と、2次元的に繰返しの紋様が現われる。
【0023】このような紋様を解消するのが図7に示し
た回路である。この図7は、図1に示した誤差拡散回路
において、原画質を劣化させない程度のランダムな補正
値を加算および/または減算する手段として、補正量制
御部42、補正量出力部43、補正加算回路44を付加
したものである。すなわち、補正加算回路44を回路中
の適宜な位置に挿入し、この補正加算回路44には、原
画質を劣化させない、誤差荷重出力値以下の補正値を出
力する補正量出力部43を接続する。この補正量出力部
43は、一定の補正値であれば、再び規則的パターンが
繰返し発生して擬似紋様となるので、補正量制御部42
によって、補正量出力部43の補正値が、大、小、正、
負、正負混合などランダムな値になるように制御する。
【0024】補正加算回路44の挿入位置は、つぎのい
ずれであってもよい。 (1)図1のように、垂直方向加算回路31と水平方向
加算回路32の間に挿入る場合 (2)映像入力端子30と垂直方向加算回路31の間に
挿入する場合 (3)水平方向加算回路32の出力側に挿入する場合 (4)減算回路39と荷重回路40、荷重回路41の間
に挿入する場合 以上のように補正加算回路44を挿入することによっ
て、擬似中間調表示は規則的なパターンが発生しなくな
り、擬似紋様を解消する。
【0025】つぎに、本発明の第3実施例を図9により
説明する。前記実施例では、映像入力信号が1つだけで
あったが、この例では、カラー3原色信号の各色に対し
てカラーバランスを崩すことなく擬似中間調表示を可能
とするものである。図9は、赤色(R)、緑色(G)、
青色(B)のカラー3原色信号の各色に対してそれぞれ
誤差拡散する回路で、29Rは、R誤差拡散回路、29
Gは、G誤差拡散回路、29Bは、B誤差拡散回路であ
る。内部構成は、それぞれ図7と同一である。それぞれ
のR映像出力端子34R、G映像出力端子34G、B映
像出力端子34Bは、PDP10に接続される。
【0026】また、以上のR、G、Bの各誤差拡散回路
29R、29G、29Bの補正加算回路44には、図7
と同様、擬似中間調表示によって得られた画像に発生し
た擬似紋様を解消することを目的として、原画質を劣化
させない程度のランダムな補正値を加算および/または
減算する手段として、補正量制御部42、補正量出力部
43、補正加算回路44を付加する。
【0027】以上のような擬似中間調表示において、R
映像信号入力または再現誤差値に、原画質を劣化させな
い程度のランダムな補正値を加算および/または減算す
ることにより、擬似中間調表示は規則的なパターンが発
生しなくなり、擬似紋様が解消される。
【0028】誤差と補正値を組み入れて拡散させた拡散
出力信号をビット変換回路33に送り、このビット変換
回路33にてnビットで量子化された拡散出力信号を、
m(≦n−1)ビットに変換してR映像出力端子R映像
出力端子34Rより出力する。同様にして、G映像出力
端子34G、B映像出力端子34Bの各出力も、G、B
の各原映像入力信号に誤差と補正値を組み入れて拡散さ
せ、かつ、原映像入力信号よりも少ないビット数に変換
されてPDP10に送られ、PDP10に発光輝度が低
下することなく、しかも、紋様のない状態で表示され
る。
【0029】
【発明の効果】(1)1フレームが複数個のサブフィー
ルドで構成され、それぞれのサブフィールドが、アドレ
ス期間と、サスティン期間とで構成されたアドレス・表
示分離型駆動法においては、階調数を増やせばアドレス
期間が増加するため、発光期間としてのサスティン期間
が短くなり、最大輝度が低下し、逆にサスティン期間を
増加すれば、発光輝度が増加するが、階調表示が少なく
なり、画質の低下を招く。そこで、本発明では、アドレ
ス・表示分離型駆動法において、映像信号入力端 子30
にnビットで量子化されて入力した原画素映像信号に、
原画素より過去に生じたPDPにおける実際の発光誤差
を誤差拡散して拡散出力信号を得、nビットより少ない
mビットに変換した駆動信号で駆動するようにしたの
で、入力信号のビット数よりも出力駆動信号のビット数
を低減しながら、入力信号と発光輝度との濃淡誤差を最
小にするとともに、回路構成を低減するためのPDP駆
動方法を提供できる。
【0030】(2)カラー信号の場合にも、カラー3原
色の各色に対して同様の処理を行い、また、出力画素
に、垂直と水平においてそれぞれ多値化誤差として、メ
モリ38に記憶された補正すべき輝度レベルと実測の発
光輝度レベルとの差として求められた誤差検出出力デー
タに重み付けしたデータを加重して加えることにより、
より一層の濃淡再現性、解像度、滑らかさを向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるPDP駆動方法の第1実施例を示
すブロック図である。
【図2】画素の座標位置の説明図である。
【図3】駆動信号対発光輝度レベルの実測線図である。
【図4】補正された輝度レベルの特性線図である。
【図5】誤差出力の特性線図である。
【図6】補正輝度線が曲線の場合の特性線図である。
【図7】本発明によるPDP駆動方法の第2実施例を示
すブロック図である。
【図8】図3に示す駆動信号対発光輝度レベルの実測線
を一部抽出した拡大図である。
【図9】本発明によるPDP駆動方法の第3実施例を示
すブロック図である。
【図10】256階調の手法に使用されるPDPの斜視
図である。
【図11】256階調の手法における駆動シーケンスと
駆動波形図である。
【符号の説明】
10…PDP(プラズマ・ディスプレイ・パネル)、1
1…表面ガラス基板、12…Xサスティン電極、13…
Yサスティン電極、14…誘電体層、15…保護層、1
6…裏面ガラス基板、17…アドレス電極、18…スト
ライブ状リブ、19…R(赤)螢光体、20…G(緑)
螢光体、21…B(青)螢光体、22…放電空間、23
…バス電極、29R…R誤差拡散回路、29G…G誤差
拡散回路、29B…B誤差拡散回路、30R…R映像信
号入力端子、30G…G映像信号入力端子、30B…B
映像信号入力端子、31…垂直方向加算回路、32…水
平方向加算回路、33…ビット変換回路、34R…R映
像出力端子、34G…G映像出力端子、34B…B映像
出力端子、35…誤差検出回路、36…hライン遅延回
路、37…dドット遅延回路、38…メモリ、39…減
算回路、40…荷重回路、41…荷重回路、42…補正
量制御部、43…補正量出力部、44…補正加算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 1/40 B (56)参考文献 特開 平5−22588(JP,A) 特開 平5−7294(JP,A) 特開 平1−270456(JP,A) 特開 平5−188878(JP,A) AC型プラズマディスプレイパネルに よる多値動画像表示 北村清、杉町信 行、吉田良教(佐賀大理工) テレビジョン学会技術報告 Vol. 12 No.45 Page.23−28 1988 (RE’88−37,IPA’88−45)(昭 和63年10月27日発表) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 5/00 G09G 3/20 G09G 3/28 H04N 1/40 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレームは、複数個のサブフィールド
    で構成され、複数画面の輝度の組み合わせで階調の表示
    を行い、それぞれのサブフィールドは、アドレス期間
    と、サスティン期間とで構成されたアドレス・表示分離
    型駆動法において、映像信号入力端子30にnビットで
    量子化されて入力した原画素映像信号に、原画素より過
    去に生じたPDPにおける実際の発光誤差を誤差拡散
    て拡散出力信号を得、nビットより少ないmビットに変
    換した駆動信号で駆動するようにしたことを特徴とする
    PDP駆動方法。
  2. 【請求項2】 1フレームは、複数個のサブフィールド
    で構成され、複数画面の輝度の組み合わせで階調の表示
    を行い、それぞれのサブフィールドは、アドレス期間
    と、サスティン期間とで構成されたアドレス・表示分離
    型駆動法において、映像信号入力端子30にnビットで
    量子化されて入力した原画素映像信号に、原画素より過
    去に生じたその周辺画素の多値化誤差として、メモリ3
    8に記憶された補正すべき輝度レベルと実測の発光輝度
    レベルとの差として求められた誤差検出出力データに重
    み付けしたデータを荷重して加えた誤差拡散法により入
    力信号と発光輝度との濃淡誤差を最小にするようにした
    ことを特徴とするPDP駆動方法。
  3. 【請求項3】 1フレームは、複数個のサブフィールド
    で構成され、複数画面の輝度の組み合わせで階調の表示
    を行い、それぞれのサブフィールドは、アドレス期間
    と、サスティン期間とで構成されたアドレス・表示分離
    型駆動法において、R、G、Bの各映像信号入力端子3
    0R、30G、30Bにそれぞれnビットで量子化され
    て入力した各カラー信号に、原画素より過去に生じた
    DPにおける実際の発光誤差を誤差拡散して拡散出力信
    号を得、nビットより少ないmビットに変換した駆動信
    号で駆動するようにしたことを特徴とするPDP駆動方
    法。
  4. 【請求項4】 1フレームは、複数個のサブフィールド
    で構成され、複数画 面の輝度の組み合わせで階調の表示
    を行い、それぞれのサブフィールドは、アドレス期間
    と、サスティン期間とで構成されたアドレス・表示分離
    型駆動法において、R、G、Bの各映像信号入力端子3
    0R、30G、30Bにそれぞれnビットで量子化され
    て入力した各カラー信号に、原画素より過去に生じたそ
    の周辺画素の多値化誤差として、メモリ38に記憶され
    た補正すべき輝度レベルと実測の発光輝度レベルとの差
    として求められた誤差検出出力データに重み付けしたデ
    ータを荷重して加えた誤差拡散法により入力信号と発光
    輝度との濃淡誤差を最小にするようにしたことを特徴と
    するPDP駆動方法。
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