JP3162040B2 - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

プラズマディスプレイ装置

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    • G09G2330/021Power management, e.g. power saving
    • G09G2330/023Power management, e.g. power saving using energy recovery or conservation

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フラットパネルディス
プレイ装置、特に、自発光型の表示セルであるPDP
(Plasma Display Panel)を備えるプラズマディスプレ
イ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】可搬型パーソナルコンピュータ等の表示
装置に多用されるフラットパネルディスプレイ装置は、
CRT(Cathode Ray Tube)型の表示装置に比べて遥か
に低電力であるが、長時間のバッテリ駆動を実現するた
めに、より一層の消電力化技術が求められている。
【0003】図10は従来のフラットパネルディスプレ
イ装置の概念ブロックである。1は表示信号及びこの表
示信号に付随する各種の制御信号を発生する例えばグラ
フィック・ディスプレイ・コントローラ等の外部表示制
御回路、2は表示に必要な高電位(例えばPDPの場合
で約100V程度の直流電圧)の駆動電圧Vsを発生す
る外部駆動電源、3は画面の水平方向及び垂直方向の走
査周期に合わせて表示タイミングを制御する制御回路、
4は自発光型の多数の表示セルをマトリクス状に配列し
た表示パネル、5は表示パネルを駆動するための各種の
駆動パルスを発生するドライバ、6は駆動電流検出回
路、7はAPC信号発生回路であり、駆動電流検出回路
6及びAPC信号発生回路7は、省電力化対策のために
特別に設けられた回路である。
【0004】すなわち、駆動電流検出回路6は、駆動電
圧Vsの伝送経路上に直列挿入された抵抗素子(図示
略)と、この抵抗素子の両端電圧を検出するための能動
素子(高電位のVsに対応した高耐圧のトランジスタ)
とを少なくとも有し、ドライバ5を介して表示パネル4
に供給される電流(以下「駆動電流Is」)の大きさを
抵抗素子の両端電圧として取り出すものである。また、
APC信号発生回路7は、上記の両端電圧(=駆動電流
Is)の大きさに応じてHレベル期間のデューティが変
化する所定のコントロール信号Sapcを出力するもの
である。
【0005】図11は駆動電流Isの大きさ(図では便
宜的にIs(L) <Is(M) <Is (H) の3段階)と、
Sapcの所定論理レベル(ここでは便宜的にHレベ
ル)期間のデューティ変化の対応関係を示す図である。
駆動電流Isは、表示パネル4の表示率、すなわち全表
示セル中の発光セルの割合に比例する。従って、表示率
が高くなる程(言い替えれば高輝度表示になる程)、電
力消費が増えて問題となるが、図11の下段に示すよう
に、表示パネル4の駆動波形(例えばPDPの場合の維
持放電波形)の高周波数期間をSapcのHレベル期間
に合わせて変化させれば、表示率が高くなる程、高周波
数期間を減少(低周波数期間を増大)させることがで
き、上記の電力消費問題を解決できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のフラットパネルディスプレイ装置にあっては、駆
動電圧Vsの伝送経路上に抵抗素子を直列挿入し、この
抵抗素子の両端電圧を検出する構成となっていたため、
(1)抵抗素子によって駆動電圧Vsの電源インピーダ
ンスが増加し、電源効率が悪化する、(2)高耐圧のト
ランジスタを作り込む必要があり、回路規模の増大や集
積化への対応が困難になる、といった問題点がある。
【0007】[目的]そこで、本発明は、電源効率の悪
化を招くことなく、回路規模に抑えることができ、集積
化に適応した回路技術の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、維持放電波形の周波数に同期させて表示
パネルの表示セルを点灯させるプラズマディスプレイ装
置において、所定期間中に与えられる画素信号数を積算
する積算手段と、該積算手段の積算結果に基づいて前記
維持放電波形の周波数を変更する周波数変更手段とを備
えたことを特徴とする。
【0009】前記積算手段は、好ましくは所定期間中に
与えられる画素信号数を階調表示のためのビット信号単
位で積算するとよい。
【0010】さらに、前記ビット信号単位で積算したそ
れぞれの積算結果に、所定の重み付けを付加して加算す
ることを含めて行うようにしてもよい。
【0011】また、前記積算手段は、所定期間中に与え
られる画素信号数を、階調表示のためのビット信号単位
で所定の重み付けを付加した後に積算してもよい。
【0012】
【作用】本発明では、表示率に直接関係する画素情報に
基づいて表示パネルの維持放電波形の周波数が変更され
る。従って、駆動電圧Vsの伝送経路上における抵抗素
子や高耐圧トランジスタが不要となり、電源効率の悪化
や回路規模の増大が回避され、集積化への対応が容易化
される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1〜図9は本発明に係るプラズマディスプレイ
装置の実施例を説明する図である。
【0014】まず、原理構成を説明する。図1におい
て、1は外部表示制御回路、2は外部駆動電源、3は制
御回路、4は表示パネル、5はドライバであり、これら
の回路1〜5は冒頭の従来例と同一のものである。
【0015】また、10は画素数積算回路、11はAP
C信号発生回路であり、これらの回路10、11は、本
実施例に特有なものである。
【0016】すなわち、画素数積算回路10は所定期間
に与えられる画像信号の中から所定レベルの画素信号の
数を積算する積算手段としての機能を有し、APC信号
発生回路11は画素数積算回路10の積算結果に基づい
てパネル駆動周波数を変更する周波数変更手段としての
機能を有するものである。
【0017】ここで、上記の所定期間とは、表示パネル
4の画面走査に同期した任意の期間であり、好ましくは
1垂直走査又は1水平走査の期間である。また、上記の
所定レベルの画素信号とは、表示パネル4の選択表示セ
ルを点灯(自発光)させ得るレベルを持つ画素信号であ
り、例えば、白/黒2階調のディジタル画素信号であれ
ば白レベルに相当する所定論理レベル(Hレベル又はL
レベル)である。また、上記のパネル駆動周波数とは、
表示パネル4を駆動するために必要な各種波形の周波数
であり、例えば、PDPの場合の維持放電波形の周波数
である。
【0018】駆動電流Isは、表示パネル4の表示率、
すなわち全表示セル中の発光セルの割合に比例し、表示
率は、表示パネル4の選択表示セルを点灯させ得るレベ
ルを持つ画素信号の積算数(例えば1垂直期間中の積算
数)に良く相関する。
【0019】従って、この積算数(以下「積算画素
数」)は、表示に必要な駆動電流Isの大きさを間接的
に表す値であるから、図2に示すように、積算画素数の
値に基づいてSapcのHレベル期間のデューティを変
化させるように構成すれば、駆動電流Isを直接的に検
出する手段(抵抗素子や高耐圧トランジスタ等)を不要
にでき、駆動電圧Vsの電源インピーダンスの増大を招
くことなく、集積化に適した回路構成を実現できるので
ある。
【0020】次に、実施例の理解を助けるため、上述原
理構成のいくつかの具体例について説明する。まず、上
述原理構成の第1具体例について説明する。
【0021】図3は画素数積算回路及びAPC信号発生
回路の具体的な構成例である。なお、ここでは説明の簡
単化のために、表示パネル4の全表示セル数を256若
しくはそれ以下としている。図3において、12は画素
信号DATA中のHレベル(表示パネル4の選択表示セ
ルを点灯させ得るレベル)のビットをカウントする8ビ
ット出力(すなわち0(10)から256(10)までの積算値
を出力)のバイナリカウンタであり、このバイナリカウ
ンタ12は、微小な遅延時間を有する遅延回路13を通
過した垂直同期信号Vsyncに同期して1垂直期間毎
にリセット(積算値を0(10)にする)される。バイナリ
カウンタ12の最上位ビットからnビット(nはパネル
駆動波形の周波数可変段階数に対応し例えば図2のよう
に3段階であればn=2、実用的な16段階であればn
=4となる;図では便宜的にn=4としている)は、n
ビットのラッチ14によって1垂直走査の間ラッチさ
れ、ラッチ14のnビット出力(すなわち1垂直走査期
間中におけるHレベル画素信号の積算値;以下、便宜的
に符号Dsで表す)は、コンパレータ15の一方側入力
(nビットのA入力)に与えられる。コンパレータ15
の他方側入力(nビットのB入力)には、任意周波数の
クロック信号CLKstをカウントするnビットのバイ
ナリカウンタ16のnビット出力(0段から16段まで
単調増加を繰り返す周期関数、すなわちディジタル的な
三角波;以下、便宜的に符号Dtで表す)が与えられて
おり、コンパレータ15は、A入力<B入力のとき(D
s<Dtのとき)に出力Q(Sapcとなる)をHレベ
ルにする。
【0022】このような構成によれば、図4にその動作
タイミングチャートを示すように、Vsyncの1周期
中に入力するHレベルの画素信号DATAの数が積算さ
れ、この積算値はVsyncのタイミングでラッチ14
に取り込まれた後、遅延回路13の出力に同期して0
(10)にリセットされる。ここで、ラッチ14に取り込ま
れた積算値Dsは、1垂直走査期間中に入力したHレベ
ル(表示パネル4の選択表示セルを点灯させ得るレベ
ル)の画素信号の総数であり、その最大数は、表示パネ
ル4の全表示セルの数(ここでは256)に相当する。
図4中破線で示す軌跡は、全ての表示セルを点灯させた
場合の積算値軌跡であり、この場合の電力消費が最も大
きい。
【0023】図4におけるラッチ14の出力(Ds)
は、点灯セル数が最少のとき(a)、中ぐらいのとき
(b)及び全セル点灯に近い最大のとき(c)の3段階
を表している。
【0024】段階aではDsの値が小さいために「Ds
<Dt」の期間が長く、コンパレータ16の出力(Sa
pc)のHレベル期間が最大になる。一方、段階bでは
Dsの値が中程度に大きくなるために「Ds<Dt」の
期間は中程度となり、さらに、段階cではDsの値が最
大又は最大に近付くために「Ds<Dt」の期間は最小
又は最小に近付く。
【0025】従って、コンパレータの16の出力(Sa
pc)のHレベル期間が1垂直走査期間における画素信
号の積算数に反比例して変化するから、このSapcを
用いて表示パネル4の駆動波形の周波数を変化させれ
ば、従来例のような駆動電流Isの直接的な検出手段
(抵抗素子や高耐圧のトランジスタ等)を要することな
く、表示率に応じた適正な駆動電流Isを得ることがで
き、その結果、駆動電圧Vsの電源インピーダンスや回
路規模の増大問題を解決できるとともに、集積化に適し
た回路構成を提供することができる。
【0026】次に、上述原理構成の第2具体例について
説明する。図5はアナログ回路で構成した例である。す
なわち、抵抗20、オペアンプ21、コンデンサ22及
びアナログスイッチ23は、画素信号DATAのレベル
を積分する第1の積分器24を構成し、この第1の積分
器24の積分期間は、微小な遅延時間の遅延回路25を
通過したVsyncに応答してオン/オフするアナログ
スイッチ23のオフ期間(1垂直走査期間)に相当す
る。従って、この第1の積分器24からは1垂直走査期
間における画素信号DATAの積算値が出力され、この
積算値は非遅延のVsyncのタイミングでサンプル&
ホールド回路26に保持される。サンプル&ホールド回
路26の出力(すなわち1垂直走査期間における画素信
号DATAの積算値;Ds)は、オペアンプを用いたア
ナログコンパレータ27の一方入力に与えられ、このア
ナログコンパレータ27の他方入力には、抵抗28、オ
ペアンプ29、コンデンサ30及びアナログスイッチ3
1からなる第2の積分器32からの鋸歯状波電圧Dt
(クロック信号CLKswの周期ごとにリセットされる
電圧)が与えられており、アナログコンパレータ27は
Ds<DtのときにHレベルとなる信号(Sapc)を
出力する。
【0027】従って、かかるアナログ的な構成であって
も、1垂直走査期間における画素信号の積算値に反比例
してHレベルデューティが変化する信号(Sapc)を
生成でき、この信号(Sapc)を用いることにより、
従来例のような駆動電流Isの直接的な検出手段(抵抗
素子や高耐圧のトランジスタ等)を要することなく、表
示率に応じた適正な駆動電流Isを得ることができ、駆
動電圧Vsの電源インピーダンスや回路規模の増大問題
を解決できるとともに、集積化に適した回路構成を提供
することができる。
【0028】次に、上述原理構成の第3具体例について
説明する。上記の第1具体例や第2具体例では、静止表
示画面中の僅かな画素の輝度変化にAPC信号(Sap
c)が応答してしまうという欠点、すなわち、静止表示
画面中で例えばカーソル点滅や強調表示のための反転ブ
リンクを行う場合、点滅やブリンクに応答して画素信号
の積算値が変化し、APC信号(Sapc)が変化する
ことにより、画面全体の輝度がチラツクという欠点があ
る。
【0029】そこで、本具体例では、かかる欠点を解決
するために、要するに、ある時点での画素数とその後に
続いて入力される新しい画素数とを比較し、その差があ
る一定値を上回った場合に、新しい画素数に基づいて表
示パネルの駆動電力を制御しようとするものである。な
お、第1具体例と共通する回路要素には同一の符号を付
すとともにその説明を省略するものとする。
【0030】図6において、8ビットのバイナリカウン
タ12からのnビットの出力は、nビットの減算回路3
0のA入力とnビットのラッチ31に与えられる。ラッ
チ31はアンドゲート32の出力にHレベルが現れたと
きにカウンタ12のnビット出力をラッチし、そのラッ
チ内容を減算回路30のB入力に与える。減算回路30
はA入力とB入力の差値ΔDxを計算してその差値ΔD
xをコンパレータ33のB入力に与え、コンパレータ3
3は、A入力の値(設定レジスタ34の設定値ΔDa;
カーソル点滅や反転ブリンク等の周期的な画素数変化分
に対応した値を上回る値)とB入力の値(ΔDx)とを
比較し、「ΔDa<ΔDx」のときに出力QからHレベ
ルの信号Scを取り出す。信号Scはアンドゲート32
の一方入力に与えられ、このアンドゲート32の他方入
力にはVsyncが与えられている。
【0031】このような構成において、初期状態では、
コンパレータ33の出力Q(Sc)はLレベルであり、
アンドゲート32の出力もLレベル固定であるから、カ
ウンタ12の出力(積算値)は減算回路32のみに与え
られ、減算回路30からは、その積算値と同値のΔDx
が出力される。ある時間を経過した時点でΔDxの値が
ΔDaを上回ると、コンパレータ33の出力Q(Sc)
がHレベルに変化し、アンドゲート32の出力もHレベ
ルに変化してその時点におけるカウンタ12の出力がラ
ッチ31に取り込まれる。そして、減算回路30は、ラ
ッチ31の保持内容(以下「旧積算値」)と以降のカウ
ンタ12の出力(以下「新積算値」)との差値ΔDxを
演算し、コンパレータ33はその差値ΔDxが設定値Δ
Daを上回るまで出力Q(Sc)をLレベルに固定し続
ける。
【0032】従って、出力Q(Sc)がLレベルの間、
すなわち図7に示すように、旧積算値と新積算値との差
値ΔDxが設定値ΔDaを上回るまでの間は、ラッチ3
1から同一の積算値(旧積算値)が出力され続けてSa
pcのHレベルデューティが変化しないので、画面全体
の輝度のチラツキを抑えることができ、表示品質を向上
できる。
【0033】次に、本発明に係るプラズマディスプレイ
装置の第1実施例について説明する。本実施例は、多階
調表示への適用例である。図8はその構成図であり、第
1カウンタ40は画素信号の第1ビットDATA0
カウントし、第2カウンタ41は画素信号の第2ビット
DATA1 をカウントする。2個のカウンタ40、4
1の各nビット出力は加算回路42によって加算され、
その加算値(すなわち4階調表示画素信号の積算値)は
Vsyncのタイミングでラッチ43に取り込まれ、こ
のラッチ43の出力Dsが第1具体例と同様のコンパレ
ータ15で比較される。
【0034】本実施例における画素数の積算は、複数本
の画像データ信号の階調に対する重み付けに合わせて行
うようにしている。図8は、画像データ信号がDATA
0とDATA1 の2ビット、すなわち4階調の場合であ
り、DATA0 、DATA1 はそれぞれカウンタ4
0、41で積算された後、その積算結果が加算回路42
で加算されるが、カウンタ41の積算値が階調の2ビッ
ト目に対応する値であるため、2倍の重み付けを付加す
る必要がある。本実施例では、階調の1ビット目に対応
するカウンタ40の積算値を1ビットずらして(1/2
倍して)加算回路42に入力することにより、相対的
に、階調の2ビット目に対応する値に2倍の重み付けを
付加している。
【0035】なお、図8では4階調表示の例を示してい
るが、3階調以上の多階調表示に適用する場合には、そ
の画素信号のビット構成に合わせてカウンタの数を増や
すとともに、重み付けを付加して加算するように、複数
の加算回路を階層的に接続すれば良い。
【0036】次に、本発明に係るプラズマディスプレイ
装置の第2実施例について説明する。図9は、第1実施
例の構成をアナログ回路で実現した例であり、前記第1
具体例の変形である。
【0037】すなわち、第1具体例との相違は、第1の
積分器50の入力抵抗を画素信号のビットDATA0
、DATA1 ごとに(DATA0 に対して抵抗51
を、またDATA1 に対して抵抗52)備えるととも
に、各抵抗の値をビット重みに対応させた(抵抗52の
値は抵抗51の1/2)点にあり、余は第1具体例に共
通する。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、所定期間中に与えられ
る画素信号数を積算し、その積算結果に基づいて維持放
電波形の周波数を変更するように構成したので、電源効
率の悪化を招くことなく、回路規模に抑えることがで
き、集積化に適応した回路技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の原理構成図である。
【図2】実施例の原理波形図である。
【図3】原理構成の具体的な構成図(第1具体例)であ
る。
【図4】図3の動作波形図である。
【図5】原理構成の具体的な構成図(第2具体例)であ
る。
【図6】原理構成の具体的な構成図(第3具体例)であ
る。
【図7】図6の動作波形図である。
【図8】実施例の具体的な構成図(第1実施例)であ
る。
【図9】実施例の具体的な構成図(第2実施例)であ
る。
【図10】従来例の原理構成図である。
【図11】従来例の原理波形図である。
【符号の説明】
4:表示パネル 10:画素数積算回路(積算手段) 11:APC信号発生回路(周波数変更手段)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】維持放電波形の周波数に同期させて表示パ
    ネルの表示セルを点灯させるプラズマディスプレイ装置
    において、 所定期間中に与えられる画素信号数を、階調表示のため
    のビット信号単位で積算する積算手段と、該積算手段の
    積算結果に基づいて前記維持放電波形の周波数を変更す
    る周波数変更手段とを備えたことを特徴とするプラズマ
    ディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】前記積算手段は、前記ビット信号単位で積
    算したそれぞれの積算結果に、所定の重み付けを付加し
    て加算することを含む請求項1記載のプラズマディスプ
    レイ装置。
  3. 【請求項3】維持放電波形の周波数に同期させて表示パ
    ネルの表示セルを点灯させるプラズマディスプレイ装置
    において、 所定期間中に与えられる画素信号数を、階調表示のため
    のビット信号単位で所定の重み付けを付加した後に積算
    する積算手段と、該積算手段の積算結果に基づいて前記
    維持放電波形の周波数を変更する周波数変更手段とを備
    えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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