JP3976656B2 - 多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法に関し、特に、平面型テレビジョンや情報表示ディスプレイ等に応用される多階調表示を行うプラズマディスプレイの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平面型テレビジョン（ＴＶ）や情報表示ディスプレイ等に応用され、ガス放電により発生した紫外線で蛍光体を励起発光させることによって表示する、多階調表示プラズマディスプレイが知られている。このようなプラズマディスプレイでは、発光表示輝度の電圧変調は困難であり、発光・非発光の２値しか取れない。従って、輝度変調には発光回数を変える必要があり、階調を表示するためにサブフィールドシーケンスが用いられている。
【０００３】
サブフィールド方法は、階調性のある一枚の画像を、複数の２値表示画像に分解し高速で連続して表示し、視覚の積分効果により多階調の画像として再現するものである。
【０００４】
図７は、従来のサブフィールド方法による駆動シーケンスの説明図である。この駆動シーケンスは、２５６階調の画像を８サブフィールド（ＳＦ）で表現しており、画像輝度信号データを、１２８、６４、３２、１６、８、４、２、１の比率のバイナリコードでデジタル化し、最上位の階調ビットをＳＦ１、２番目の階調ビットをＳＦ２、…、最下位の階調ビットをＳＦ８とする。
【０００５】
各サブフィールドは、走査期間ｔ１と維持期間ｔ２に示すような区間に分けられている。走査期間ｔ１は、プラズマディスプレイの１ドットずつの発光・非発光を順に走査しながら決める期間である。維持期間ｔ２は、走査期間ｔ１で決められた発光部分を、各々の階調ビットに応じ、所定の輝度を与える維持パルス回数で光らせる期間である。
【０００６】
実用のフルカラー表示のプラズマディスプレイでは、動画表示の際にサブフィールド特有の動画偽輪郭の発生があり、それを回避するため、輝度ビットの配置が、図７に示す駆動シーケンスのような単純な配列ではなく、また、複数の上位ビットを分割する、或いは画像輝度信号データをバイナリコード以外のリニアコードに変換する等、２５６階調を表示するのに８サブフィールド以上（例えば、１０や１２サブフィールド）を使用する色々な方法が、検討され実用化されている。
【０００７】
また、解像度が高い高精細パネルにおいては、発光・非発光を決める走査期間ｔ１の合計が、１フィールドのシーケンス期間の殆どを占める。例えば、ＮＴＳＣ（ｎａｔｉｏｎａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式やハイビジョン（ｈｉ−ｖｉｓｉｏｎ）方式では、１フィールドの期間が６０分の１秒である。
【０００８】
この方式の信号を、ＸＧＡ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｒｒａｙ）規格のパネル（１０２４×７６８）において、８サブフィールドで駆動することを想定すると、１行の書き込みが２μｓ位で出来たとしても、走査期間ｔ１の合計で１２ｍｓ以上の時間が必要となる。
【０００９】
そのため、維持期間ｔ２に割り当てられる総数は４ｍｓ程度となる。その上、上記した動画偽輪郭対策のためサブフィールド数を増やしたとすると、維持期間ｔ２はその分減っていく。従って、ＸＧＡ規格以上のパネルを使用するのであれば、ライン数が更に増えるので走査期間ｔ１の一層の増大をもたらすことになる。
【００１０】
一方、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の特殊再生やゲーム機等における非標準信号は、１フィールドの期間が６０分の１秒より短い信号となっている（言い換えると、入力される垂直周波数は高い）。
【００１１】
以上説明してきた内容のため、従来は、正規の垂直周波数（（ａ）参照）が入力される場合、フィールドシーケンスの後ろに駆動しない空間を設けることにし、考えられる高い垂直周波数（（ｃ）参照）に合わせて、図７に示す駆動シーケンス（（ｂ）参照）のように、１フィールドのサブフィールドシーケンス期間を決めていた。
【００１２】
そのため、高精細パネルの場合、更に維持期間ｔ２は減っていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマディスプレイは応答性の良い放電現象を利用したディスプレイであって、プラズマディスプレイの発光輝度は、維持パルス印加によるパルス発光であり、基本的にはパルスの印加回数に依存するため、パルスの周期を短くして高輝度化を図ることは、ある程度可能である。しかし、蛍光体や紫外線発生の飽和を生じさせてしまうので、あまり短くすることが出来ない。
【００１４】
従って、プラズマディスプレイの場合、確実に書き込み動作を行わせると共に、肝心な発光に必要な維持期間ｔ２を確保しなければならないが、上記理由により高精細パネルにおいては維持期間ｔ２が少ないことから、階調数と輝度が取りづらい或いは取れないということが起きてしまう。
【００１５】
この発明の目的は、解像度の高いプラズマディスプレイにおいて、階調数と輝度を取れるようにし、且つ、垂直周波数が高い非標準信号にも対応することができる多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法は、１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法において、１個の映像信号入力端子に外部より入力される垂直同期信号の周波数が正規の周波数のときは標準駆動シーケンスで駆動し、前記映像信号入力端子に外部より前記垂直同期信号が入力されないときは、前記標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動することを特徴とする。
また、本発明に係る他の多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法は、１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法において、１個の映像信号入力端子に外部より入力される垂直同期信号の周波数がＴＶ信号の規格として決められた周波数のときは標準駆動シーケンスで駆動し、前記映像信号入力端子に外部より前記垂直同期信号が入力されないときは、前記標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動することを特徴とする。
【００１７】
上記構成を有することにより、１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイは、外部より入力される垂直同期信号の周波数が正規の周波数のとき、標準駆動シーケンスで駆動され、外部より垂直同期信号が入力されないとき、標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動される。
【００１８】
これにより、解像度の高いプラズマディスプレイにおいて、正規の垂直周波数が入力されるときは、階調数と輝度を取れるようにし、且つ、垂直周波数が高い非標準信号にも対応することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、この発明による駆動シーケンスの説明図である。図１に示すように、入力される正規の垂直周波数（（ａ）参照）に合う通常のサブフィールドシーケンス（（ｂ）参照）と、入力される垂直周波数が高い（（ｃ）参照）場合、即ち、通常とは異なる異常時用のシーケンスとして、１フィールド内のサブフィールド数を減らした（（ｄ）参照）、或いは１フィールド内の維持パルス数を減少させた（（ｅ）参照）、或いは１フィールド内のサブフィールド数を減らして維持パルス数も減少させたサブフィールドシーケンスを設けている。
【００２１】
この垂直周波数が高い異常時用のシーケンスは、入力される垂直周波数を監視し、垂直周波数が、非標準信号になった或いは入力された場合に、正規の垂直周波数に合うサブフィールドシーケンスの駆動から切り換える、という動作をする。この非標準信号とは、例えば、ＶＴＲ等の特殊再生及び家庭用ゲーム機等における、方式としては完全でない信号のことである。
【００２２】
従って、正規の垂直周波数が入力される場合は、垂直期間内の殆どを駆動シーケンス時間として取ることができるので、階調数や動画偽輪郭等の画質が良く、また、垂直周波数が高く異常な場合は、短い駆動シーケンスに切り換えているので、垂直期間と駆動時間が破綻することがない、という効果が得られる。
【００２３】
図２は、上記駆動を実現するこの発明の実施の形態に係る多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置１０は、データ変換回路１１、フィールドメモリ１２、データ選択回路１３、フィールドシーケンス発生回路１４、駆動回路１５、及びシーケンス調整回路１６を有している。
【００２４】
データ変換回路１１には、入力端子１７が接続され、データ選択回路１３と駆動回路１５は、プラズマディスプレイパネル１８に接続されている。また、シーケンス調整回路１６は、垂直周波数監視回路１９と複数シーケンス格納回路２０を有している。
【００２５】
駆動装置１０には、入力端子１７から、映像データ及び水平同期信号Ｈ及び垂直同期信号Ｖが入力される。これらの信号は、データ変換回路１１に入力される。また、垂直同期信号Ｖは、フィールドシーケンス発生回路１４に入力される。
【００２６】
データ変換回路１１は、フィールドメモリ１２へ書き込みデータを出力する。フィールドメモリ１２は、データ変換回路１１から入力された書き込みデータを保存し、入力とは非同期に、データ選択回路１３に読み出しデータを出力する。
【００２７】
フィールドシーケンス発生回路１４は、前記の駆動シーケンス（図１参照）を生成し、データ選択回路１３及び駆動回路１５に出力する。データ選択回路１３は、フィールドメモリ１２からの読み出しデータを、フィールドシーケンス発生回路１４からの駆動シーケンスに従って選択し、サブフィールド（ＳＦ）対応データを、プラズマディスプレイパネル１８に出力する。
【００２８】
駆動回路１５は、フィールドシーケンス発生回路１４からの駆動シーケンスに従って、駆動信号をプラズマディスプレイパネル１８に出力する。プラズマディスプレイパネル１８は、データ選択回路１３からのＳＦ対応データと駆動回路１５からの駆動信号により、画像を映し出す。
【００２９】
垂直周波数監視回路１９は、入力端子１７から入力する垂直同期信号Ｖの周波数を監視し、選択信号を複数シーケンス格納回路２０へ出力する。複数シーケンス格納回路２０は、垂直周波数監視回路１９から出力される選択信号によって、多数のフィールドシーケンスから１つのフィールドシーケンスを選択し、選択シーケンスデータをフィールドシーケンス発生回路１４へ出力する。
【００３０】
図３は、入力される映像信号（（ａ）参照）とプラズマディスプレイで表示する映像信号（（ｂ）参照）の概念図である。プラズマディスプレイパネル１８は、発光或いは非発光の２値しかないことから、ＴＶ画像やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）画像等を表示するために発光時間（回数）を制御し、重み付けによるサブフィールド方法を用いて階調表示を行っている。
【００３１】
そのため、図３に示すように、データ変換回路１１とフィールドメモリ１２は、プラズマディスプレイパネル１８で表示できるように、水平同期信号Ｈと垂直同期信号Ｖによる走査方式の映像信号（（ａ）参照）を、サブフィールド別、言い換えると重み付け別に並べ換えている（（ｂ）参照）。
【００３２】
一方、フィールドシーケンス発生回路１４の動作については、通常シーケンス（図１（ｂ）参照）とサブフィールドを外すシーケンス（図１（ｄ）参照）のどちらかが実行される。即ち、複数シーケンス格納回路２０から出力される選択シーケンスデータによって、フィールドシーケンス発生回路１４が動作する。
【００３３】
駆動シーケンス（図１参照）の斜線の部分は、プラズマディスプレイパネル１８における、例えばパネル上部から１ライン毎に、発光・非発光を決める書き込みをする走査期間ｔ１であり、塗りつぶした部分は、走査期間ｔ１において決められた、発光部分を光らせる維持期間（発光期間）ｔ２である。なお、図示された駆動シーケンスは、簡略化するために走査期間ｔ１と維持期間ｔ２しか書いていないが、書き込み等を安定させる予備放電期間等があってもかまわない。
【００３４】
フィールドシーケンス発生回路１４から出力される駆動シーケンス（図１参照）は、回路構成によっていろいろ考えられるが、例えば、各期間信号として各期間分の本数を持つレベル信号とする。
【００３５】
データ選択回路１３は、フィールドメモリ１２にサブフィールド別に格納されているデータ（図３（ｂ）参照）を、読み出しデータとして入力し、フィールドシーケンス発生回路１４から出力される駆動シーケンス（図１参照）により、走査期間ｔ１においてサブフィールドに対応するデータを選択し、ＳＦ対応データとして、プラズマディスプレイパネル１８に送る。
【００３６】
図４は、図２のプラズマディスプレイパネルの概略構成図である。図４に示すように、プラズマディスプレイパネル１８は、走査ドライバ２１、共通ドライバ２２及びデータドライバ２３の各ドライバを備え、ｍ行×ｎ列に表示セルを配列したドットマトリクス表示用のパネルであり、列方向には、赤、緑、青に発光する表示セル２４が配置されている。
【００３７】
行電極としては、互いに平行に配置した走査電極ＳＣ１、ＳＣ２、…、ＳＣｍ及び共通電極ＳＵ１、ＳＵ２、…、ＳＵｍを備え、列電極としては、これら走査電極及び共通電極と直交して配列したデータ電極Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎを備えている。
【００３８】
走査電極には、走査ドライバ２１で走査電極駆動波形を生成して印加し、共通電極には、共通ドライバ２２で共通電極駆動波形を生成して印加し、データ電極には、データドライバ２３でデータ電極駆動波形を生成して印加する。これら走査ドライバ２１及び共通ドライバ２２に駆動信号を与えているのが、駆動回路１５である。また、データドライバ２３には、データ選択回路１３から、ＳＦ対応データを与えている。
【００３９】
図５は、図４のプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動波形である。図５に示す、プラズマディスプレイパネル１８を駆動する駆動波形は、駆動回路１５から出力される駆動信号及びデータ選択回路１３から出力されるＳＦ対応データから作成される。その方法は回路構成によっていろいろ考えられるので、ここでは詳しく触れない。
【００４０】
垂直周波数監視回路１９は、入力端子１７から入力する垂直周波数を監視し、垂直周波数が正規（例えば、ＮＴＳＣ方式では、６０Ｈｚ）及びその近辺の場合は、通常シーケンス（図１（ｂ）参照）の選択シーケンスデータを出力するように、複数シーケンス格納回路２０に選択信号を出力する。
【００４１】
また、ＶＴＲ等の特殊再生時に、垂直周波数が徐々に高くなって垂直周波数がある値（例えば、ＮＴＳＣ方式の場合、約６１Ｈｚを設定）を超えた場合、サブフィールドを外す（図１（ｄ）参照）選択シーケンスデータを出力するように、複数シーケンス格納回路２０に選択信号を出力する。
【００４２】
更に、垂直同期信号Ｖが入力されていない場合、次にどのような垂直周波数の信号が入力されるのかが不明なので、サブフィールドを外す（図１（ｄ）参照）選択シーケンスデータを出力するように、複数シーケンス格納回路２０に選択信号を出力する。一方、垂直同期信号Ｖが入力され、その周波数が正規の場合は、通常シーケンス（図１（ｂ）参照）の選択シーケンスデータを出力するように、複数シーケンス格納回路２０に選択信号を出力する。
【００４３】
複数シーケンス格納回路２０は、垂直周波数監視回路１９から出力される選択信号によって、フィールドシーケンス発生回路１４に、通常シーケンス（図１（ｂ）参照）か、サブフィールドを外す（図１（ｄ）参照）ような選択シーケンスデータを送る。
【００４４】
これによって、サブフィールド数を減少させ駆動シーケンスを短くするという効果が得られる。
【００４５】
図６は、この発明の他の実施の形態に係る多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置２５は、複数シーケンス格納回路２０に代えて複数維持パルス数パターン格納回路２６を備えたシーケンス調整回路２７を有している。その他の構成及び作用は、シーケンス調整回路１６を有する多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置１０と同様である。
【００４６】
垂直周波数監視回路１９は、入力端子１７から入力される垂直周波数を監視し、垂直周波数が正規（例えば、ＮＴＳＣ方式では、６０Ｈｚ）及びその近辺の場合は、通常シーケンス（図１（ｂ）参照）の選択維持パルス数パターンデータを出力するように、複数維持パルス数パターン格納回路２６に選択信号を出力する。
【００４７】
また、ＶＴＲ等の特殊再生時に、垂直周波数が徐々に高くなって垂直周波数がある値（例えば、ＮＴＳＣ方式の場合、約６１Ｈｚを設定）を超えた場合、維持パルス数を減少（図１（ｅ）参照）させた選択維持パルス数パターンデータを出力するように、複数維持パルス数パターン格納回路２６に選択信号を出力する。
【００４８】
更に、垂直同期信号Ｖが入力されていない場合、次にどのような垂直周波数の信号が入力されるのかが不明なので、維持パルス数を減少（図１（ｅ）参照）させた選択維持パルス数パターンデータを出力するように、複数維持パルス数パターン格納回路２６に選択信号を出力する。
【００４９】
複数維持パルス数パターン格納回路２６は、垂直周波数監視回路１９から出力される選択信号によって、フィールドシーケンス発生回路１４に、通常シーケンス（図１（ａ）参照）か、維持パルス数を減少（図１（ｅ）参照）させたような選択維持パルス数パターンデータを送る。
【００５０】
これによって、維持パルス数を減少させ駆動シーケンスを短くするという効果が得られる。更に、サブフィールドを外す（図１（ｄ）参照）ことと維持パルス数を減少（図１（ｅ）参照）させることの２つを組み合わせた方法も、考えられる。
【００５１】
このように、この発明によれば、サブフィールド方法により多階調表示されるプラズマディスプレイにおいて、外部より入力される垂直周波数が徐々に高くなったとき、それに合うように、下位のサブフィールドを外す、或いは維持パルス数を減少させる、または、これら２つを組み合わせて、１フィールドの駆動シーケンスを短く切り換える。
【００５２】
従って、入力される垂直同期信号Ｖの周波数を監視し、周波数が正規及び高い時のシーケンスを用意してあるので、周波数が正規及びその近辺では、シーケンスを周波数の切り換え判定以内まで広げることができる。そして、その広げた分を、サブフィールド数の増加、或いは、維持期間の増加に使えるので、プラズマディスプレイとして階調数と輝度のより良い確保が可能となる。
【００５３】
また、ＶＴＲ等の特殊再生により、入力される垂直周波数が徐々に高くなって設定されている判定周波数を越えた場合、短い駆動シーケンスに切り換えるので、垂直期間と駆動時間が破綻することがない。垂直周波数が規定外というのは、ＶＴＲ等における特殊再生なので、画質（階調数やリニアリティ等）については問題となることが少ない。
【００５４】
更に、垂直同期信号Ｖが入力されていない場合、短い駆動シーケンスで駆動しているので、家庭用ゲーム機やＶＴＲ等の特殊再生等の非標準信号が最初から入力されても問題ない。なお、垂直同期信号Ｖが未入力時、短い駆動シーケンスで駆動していると言うことは、垂直同期信号Ｖが入力されたときのロック時間が早いことになる。
【００５５】
この理由は、プラズマディスプレイパネルは、通常、駆動の都合により、シーケンス動作の途中で動作を止めることが出来ないからである。そのため、入力される垂直同期信号と駆動シーケンスをロックさせるには、フィールドシーケンス間の未動作（駆動時以外）期間において、垂直同期信号Ｖにロックを行う（同期する）動作をする。
【００５６】
ところで、ＮＴＳＣ方式のようなＴＶ信号では、放送局から送られる信号を除いて、信号送出側の許容変動幅は、規格として決められているものではなく、また、非標準信号が定常的に生じることはないが、一般に用いられているＶＴＲやゲーム機等には、非標準信号を出力するものが多数存在している。この発明は、それに対応するものであり、考えられる許容変動幅の範囲をカバーした上での効果を得ている。更に、この発明においては、始動直後等の規格外動作時の過渡的な状態ではなく、いつ入力されるか分からない非標準信号に、対応している。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイは、外部より入力される垂直同期信号の周波数が正規の周波数のとき、標準駆動シーケンスで駆動され、外部より垂直同期信号が入力されないとき、標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動されるので、解像度の高いプラズマディスプレイにおいて、正規の垂直周波数が入力されるときは階調数と輝度を取れるようにし、且つ、垂直周波数が高い非標準信号にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の駆動シーケンスの説明図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】入力される映像信号（ａ）とプラズマディスプレイで表示する信号（ｂ）の概念図である。
【図４】図２のプラズマディスプレイパネルの概略構成図である。
【図５】図４のプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動波形である。
【図６】この発明の他の実施の形態に係る多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来のサブフィールド方法による駆動シーケンスの説明図である。
【符号の説明】
１０，２５ 多階調表示プラズマディスプレイの駆動装置
１１ データ変換回路
１２ フィールドメモリ
１３ データ選択回路
１４ フィールドシーケンス発生回路
１５ 駆動回路
１６，２７ シーケンス調整回路
１７ 入力端子
１８ プラズマディスプレイパネル
１９ 垂直周波数監視回路
２０ 複数シーケンス格納回路
２１ 走査ドライバ
２２ 共通ドライバ
２３ データドライバ
２４ 表示セル
２６ 複数維持パルス数パターン格納回路
Ｈ 水平同期信号
Ｖ 垂直同期信号

Claims (5)

1. １フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法において、
   １個の映像信号入力端子に外部より入力される垂直同期信号の周波数が正規の周波数のときは標準駆動シーケンスで駆動し、
   前記映像信号入力端子に外部より前記垂直同期信号が入力されないときは、前記標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動することを特徴とする多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法。
2. １フィールドが複数のサブフィールドにより構成され多階調表示を行う多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法において、
   １個の映像信号入力端子に外部より入力される垂直同期信号の周波数がＴＶ信号の規格として決められた周波数のときは標準駆動シーケンスで駆動し、
   前記映像信号入力端子に外部より前記垂直同期信号が入力されないときは、前記標準駆動シーケンスより短い非標準駆動シーケンスで駆動することを特徴とする多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法。
3. 外部より連続して入力される垂直同期信号の周波数がＴＶ信号の規格として決められた周波数から徐々に高くなって規定される周波数より高くなったときに、前記非標準駆動シーケンスで駆動することを特徴とする請求項２に記載の多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法。
4. 前記規定される周波数より高くなった周波数はＶＴＲの特殊再生周波数であることを特徴とする請求項３に記載の多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法。
5. 前記非標準駆動シーケンスは、前記標準駆動シーケンスの下位のサブフィールドを外すことにより、又は維持パルス数を減少させることにより、行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の多階調表示プラズマディスプレイの駆動方法。

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