JP4287004B2 - プラズマディスプレイパネルの階調表示処理装置及びその処理方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビや広告表示板などの画像表示に用いるプラズマディスプレイパネルの階調表示処理装置及びその処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル(以下、PDP)において、画像表示のために階調表示を行う輝度制御方法は、図5に示すように、1/60秒である1フィールド期間(所定発光期間)内に表示輝度の重み付けをした複数のサブフィールドSF1,SF2,SF3,・・・,SF8を設ける方法が用いられている。各サブフィールドは、それぞれ表示データの書き込み放電のための書き込み期間と、表示放電のための維持期間と、維持放電を終了させるための消去期間の各期間に区分される。図5の例では、8個のサブフィールドSF1,SF2,SF3,・・・,SF8が1フィールド内に設けられている例である。各サブフィールドの期間の長さは輝度の重み付けに応じて異なっている。
【0003】
例えば、各サブフィールドSF1,SF2,SF3,・・・,SF8での発光時の輝度をそれぞれ、20 ×B0 (B0 =基準輝度),21 ×B0 ,22 ×B0 ,・・・,27 ×B0 に重み付けすると、各サブフィールドSF1,SF2,SF3,・・・,SF8での発光時間(維持期間)は、SF1では1,SF2では2,SF3では4,SF4では8,SF5では16,SF6では32,SF7では64,SF8では128となり、これらの発光の組み合わせにより、28 =256階調の表示が行われる。
【0004】
このような輝度制御は図4に示す駆動回路により実現される。
図4において、PDPユニット100はAC型適応のものであり、PDP1001には、M列のデータ電極D1,D2,D3,・・・,DMと、N行の各行で対をなす走査電極SC1,SC2,SC3,・・・,SCN及び維持電極SU1,SU2,SU3,・・・,SUNとがマトリクス状に配置されている。
また、PDPユニット100には、M列のデータ電極D1,D2,D3,・・・,DMを駆動するデータドライバ102、及び走査電極SC1,SC2,SC3,・・・,SCNと維持電極SU1,SU2,SU3,・・・,SUNとを駆動する走査・維持・消去ドライバ103が設けられている。
【0005】
また、PDPユニット100を駆動する駆動部として、図4に示すようにレベル調整部11,A/D変換部12,γ補正部13B,フレームメモリ14,出力処理部15,同期分離部16,タイミングパルス発生部17,メモリ制御部18及び駆動タイミング発生部19が設けられている。
【0006】
次にPDPユニット100を駆動する信号の流れについて簡単に説明する。
入力映像信号である入力信号aの大きさはレベル調整部11で調整され8ビットのA/D変換部12へ出力される。A/D変換部12はレベル調整部11で調整された入力信号aのレベルを8ビットのデータに変換してγ補正部13Bへ出力する。
【0007】
γ補正部13BではA/D変換部12からのデジタル映像データを構成する(R:Red),緑(G:Green),青(B:Blue)の各信号の発光輝度が直線的に変化するようなγ補正を行って補正した赤(R),緑(G),青(B)の各信号データをフレームメモリ14へ送出する。これらの映像データはフレームメモリ14に一旦蓄えられるとともに、出力処理部15はフレームメモリ14から読み出されたデータをPDPユニット100内のデータドライバ102へ送出してデータドライバ102を駆動する。
一方、同期分離部16は入力信号aに基づきタイミングパルス発生部17を駆動し、タイミングパルス発生部17からタイミングパルスを発生させる。このタイミングパルス発生部17の出力によりA/D変換部12が制御されるとともに、メモリ制御部18及び駆動タイミング発生部19が制御される。
【0008】
そして、駆動タイミング発生部19のタイミング出力によりPDPユニット100内の走査・維持・消去ドライバ103が駆動されPDP101の表示が行われる。なお、駆動タイミング発生部19の出力はメモリ制御部18へ帰還される。
メモリ制御部18は、タイミングパルス発生部17及び駆動タイミング発生部19の各出力に同期して動作して、フレームメモリ14へのデータの書き込み及びフレームメモリ13からのデータの読み出しを制御し、これによりフレームメモリ14から出力処理部14を経てPDPユニット100内のデータドライバ102へデータが送られデータドライバ102が駆動される。
【0009】
次に、入力信号aのレベル調整について説明する。
図6に一般的なTV(テレビ)表示の入力信号の時間変化図を示す。入力信号aには、大きく分けて、平均信号レベルの入力信号と、頻繁に現れるレベルBの最大入力信号と、時々現れるレベルAのピーク入力信号とがある。いま、図4のレベル調整部11によりA/D変換部12へ出力する信号レベルを図6でのレベルA(ピーク入力)に調整すると、レベルA(ピーク入力)までの信号は全てA/D変換部12によりデジタル信号に変換される。したがって、図7に示すように、ピーク入力に対応するピーク輝度までの全ての入力信号に対して、256階調の階調表示が行える。すなわち、図6に示す入力信号の変化は、図8に示すようにそのまま輝度変化としてPDP101上に表示される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、PDPでは入力映像信号を構成する赤(R),緑(G),青(B)の各信号の発光効率は均等ではない。このため、白信号を表示したときの色温度は、ブラウン管で実現されている11,000度に比べて6,000度とかなり低い温度となっている。
【0011】
このような赤(R),緑(G),青(B)の各信号の発光効率をPDP装置で電気信号により補正する場合は、図4に示すA/D変換部12の前段に配置されているレベル調整部11において赤(R),緑(G),青(B)の各信号に応じた電圧レベルの調整が行われる。この場合、輝度が明るい青(B)信号の電圧を例えばA/D変換部12の最大出力値「256」(即ち、256階調)に相当する電圧レベルに調整したときには、輝度が暗い赤(R)及び緑(G)の各信号の電圧レベルはA/D変換部12の出力値「130」〜「150」に相当する電圧レベルに下げられ、この結果、PDP本来の表示色数1677万色に対し、色温度をブラウン管並みに調整したPDPにおいては約540万色とかなり表示色数が低減されてしまうという問題がある。
【0012】
また、ブラウン管を用いたテレビでは標準的に装備されている明るさ(Brightness)調整機能も、PDPにおいては前記と同様に前記レベル調整部11でDC電圧レベルを調整して明るさ調整を行うため、同様に階調が減少した表示しか行うことができない。
【0013】
したがって、本発明は、PDPにおいて、表示階調を減少させることなく色温度を上昇させるとともに、明るさ調整を行うことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、所定の発光期間を示す1フィールド期間内に設けられ発光時間が階調数として各個に重み付けされた複数のサブフィールドと、前記サブフィールドの階調数に応じた表示を行うPDPと、映像信号を入力するとこの入力映像信号を所定階調数のデジタル映像信号に変換する変換部とを備え、変換部により変換されたデジタル映像信号の階調数に基づいてPDPの階調表示を行う装置において、1フィールド期間内にオフセットサブフィールドを設けるとともに、入力映像信号のレベルに応じてオフセットサブフィールド期間内の発光時間量を制御する制御部を設けるようにしたことにより特徴づけられる。
この場合、入力映像信号の中の青信号の平均映像レベルを検出する検出部を設け、制御部は、検出部により検出されたレベル値が所定レベルを超えたときにこの超過レベル値に比例した発光時間量で表示するものである。
また、入力映像信号を構成する赤,緑及び青の各信号のレベルを検出する検出部を設け、制御部は、検出部により検出された検出レベル値に応じて発光時間量を制御するものである。
また、制御部は、検出部により検出された検出レベル値が規定レベルより高い場合は発光時間量を減少させるとともに、検出レベル値が規定レベルより低い場合は発光時間量を増加させるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図1は本発明を適用したPDP装置の構成を示すブロック図であり、本装置を構成するPDPユニット100は、M列のデータ電極D1,・・・,DMと、N行の各行で対をなす走査電極SC1,・・・,SCN/維持電極SU1,・・・,SUNとがマトリクス状に形成されたPDP101と、前記M列のデータ電極を駆動するデータドライバ102及び前記N行の走査電極/維持電極を駆動する走査・維持・消去ドライバ103の各部により構成され、AC型適応のPDPユニットである。
【0016】
また、PDP装置には、PDPユニット100を駆動する駆動部として、レベル調整部11,A/D変換部12,γ変換部13A,フレームメモリ14,出力処理部15,同期分離部16,タイミングパルス発生部17,メモリ制御部18,駆動タイミング発生部19,APL検出部20及びオフセット制御部21が設けられている。
【0017】
次に図1を参照してPDPユニット100を駆動する信号の流れについて簡単に説明する。
入力映像信号である入力信号aの大きさはレベル調整部11で調整され8ビットのA/D変換部12へ出力される。A/D変換部12はレベル調整部11で調整された入力信号aのレベルを8ビットのデータに変換してγ変換部13Aへ出力する。
【0018】
γ変換部13BではA/D変換部12から出力されたデジタル映像データを構成する赤(R:Red),緑(G:Green),青(B:Blue)の各信号の発光輝度がそれぞれ直線的に変化するようなγ変換を行い、変換した赤(R),緑(G),青(B)の各信号データをフレームメモリ14へ送出する。これらの映像データはフレームメモリ14に一旦蓄えられるとともに、出力処理部15はフレームメモリ14から読み出されたデータをPDPユニット100内のデータドライバ102へ送出してデータドライバ102を駆動し、これによりデータ電極D1,・・・,DMにデータが出力される。
一方、同期分離部16は入力信号aに基づきタイミングパルス発生部17を駆動し、タイミングパルス発生部17からタイミングパルスを発生させる。このタイミングパルス発生部17の出力によりA/D変換部12が制御されるとともに、メモリ制御部18及び駆動タイミング発生部19が制御される。
【0019】
そして、駆動タイミング発生部19のタイミング出力によりPDPユニット100内の走査・維持・消去ドライバ103が駆動され、これにより走査電極SC1,・・・,SCN及び維持電極SU1,・・・,SUNに走査パルス及び維持パルスがそれぞれ出力されて、PDP101に映像データの表示が行われる。また、駆動タイミング発生部19の出力はメモリ制御部18に帰還される。
なお、メモリ制御部18は、タイミングパルス発生部17及び駆動タイミング発生部19の各出力に同期して動作して、フレームメモリ14へのデータの書き込み及びフレームメモリ13からのデータの読み出しを制御し、これによりフレームメモリ14から出力処理部14を経てPDPユニット100内のデータドライバ102へデータが送られデータドライバ102が駆動されるとともに、前述したように駆動タイミング発生部19のタイミング出力によってPDPユニット100内の走査・維持・消去ドライバ103が駆動され、PDP101に映像データの表示が行われる。
【0020】
図1に示すAPL検出部20は、γ変換部13Aにより変換された赤(R),緑(G),青(B)の各信号データのうち、所定信号データ(この例では青(B)信号データ)の平均映像レベル(APL:Average Picture Level)を検出するものであり、APL検出部20により検出された青(B)信号データの平均映像レベルが所定レベル以上になると、図1に示すオフセット制御部21は後述するオフセットサブフィールド期間に出力処理部15を制御してフレームメモリ14のデータをデータドライバ102へ出力させるとともに、駆動タイミング発生部19を制御することにより青(B)信号の全面発光を行わせる。
【0021】
すなわち、本実施の形態では、図2に示すように、1/60秒の時間である1フィールド期間(所定発光期間)内に、それぞれ表示データの書き込み放電のための書き込み期間,表示放電のための維持期間及び維持放電を終了させるための消去期間を有しかつ各発光時間(維持期間)がそれぞれ各階調数1,2,4,8,16,32,64,128として重み付けされた8個のサブフィールドSF1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF8を設けると共に、サブフィールドSF8に前述のオフセットサブフィールドSFを付加している。そして、常時はA/D変換部12により変換されγ変換部13Aにより補正されたデータの階調数に応じたサブフィールドを選択しその選択サブフィールドの階調数に従ってPDP101の発光を制御すると共に、APL検出部20により検出された青(B)信号データの平均映像レベルが所定値以上になると、前記サブフィールドSF1〜SF8の階調数に基づく発光制御の他に、前記オフセットサブフィールドSF期間に前記検出レベル値に比例する時間分の発光制御を行う。
【0022】
このオフセットサブフィールドSF期間の発光は、PDP101の全画面において青(B)信号を同時に発光させるもので、オフセット制御部21は、青(B)信号の平均映像レベルが所定レベル以上の場合、フレームメモリ14に蓄積されている青(B)信号データをデータ電極Dに出力させるとともに、駆動タイミング発生部19の出力タイミングを制御することにより青(b)信号の平均映像レベル値に比例した数の発光パルス数を走査・維持・消去ドライバ103から発生させ、走査電極SC及び維持電極SUに印加させる。
【0023】
すなわち、APL検出部20により検出された青(B)信号の平均映像レベルが図3に示すような最大平均レベルの例えば40%以下の場合は、オフセットサブフィールドSF期間においては発光制御は行わないが、APL検出部20による検出レベルが所定レベルである40%を超えると、図2に示すオフセットサブフィールドSF期間の時点▲1▼(オフセットサブフィールドSFの開始時点)から超過分のレベル値に比例した数の発光パルス数を走査・維持・消去ドライバ103により発生させて、各走査電極SC1〜SCN及び各維持電極SU1〜SUNに走査パルス及び維持パルスとして印加させ、図3のように青(B)信号の発光レベルを増加させる。これにより、PDP101の表示階調を減少させることなく色温度を上昇させることができる。
【0024】
また、オフセットサブフィールドSF期間では、PDP101の全画面を同時に点灯制御することから、図2に示すオフセットサブフィールドSFの時点▲1▼からの書き込み期間では、フレームメモリ14の青(B)データがデータドライバ102へ出力されデータ電極Dに印加された後、オフセット制御部21により駆動タイミング発生部19の出力タイミングが制御されて、走査・維持・消去ドライバ103から各走査電極SC1,SC2,SC3,・・・,SCNに対し同時に走査パルスが印加される。これにより、書き込み期間は1ライン分の期間で良く、各走査電極毎の走査パルスの印加が不要になるため、書き込み期間を短縮できる。
【0025】
一方、オフセットサブフィールドSF期間において前述した青(B)信号の平均映像レベル検出に基づく発光制御を行わない場合は、赤(R),緑(G),青(B)の全ての色信号についての発光制御を行う。この発光制御は、赤(R),緑(G),青(B)の全ての色信号についてその発光パルス数を制御するもので、これにより表示階調を減少させることなく明るさ(Brightness)調整を行うことができる。すなわち、前記サブフィールドSF1〜SF8の階調数に基づく発光制御の他に、APL検出部20により赤(R),緑(G),青(B)の全ての色信号について平均映像レベルを検出し、オフセット制御部21がオフセットサブフィールドSF期間においてその検出レベル値に応じて発光パルス数を制御することによりPDP101の画面の明るさ調整を行う。
【0026】
こうした明るさ調整は、ブラウン管テレビで標準装備されているABL(Auto Beam Limiter)機能に応用することも可能である。すなわち、前記サブフィールドSF1〜SF8の階調数に基づく発光制御の他に、APL検出部20が赤(R),緑(G),青(B)の全ての色信号について平均映像レベルを検出し、その検出レベルが規定レベルより低く暗い絵柄の場合は、オフセット制御部21がオフセットサブフィールドSF期間において前記発光パルス数を増加させるように制御してPDP101の画面を明るくすると共に、APL検出部20の検出レベルが規定レベルより高く明るい絵柄の場合は、オフセットサブフィールドSF期間において発光パルス数を減少させるように制御してPDP101の画面を暗くするような前記ABL機能に応用できる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、所定の発光期間を示す1フィールド期間内に設けられ発光時間が階調数として各個に重み付けされた複数のサブフィールドと、サブフィールドの階調数に応じた表示を行うPDPと、映像信号を入力するとこの入力映像信号を所定階調数のデジタル映像信号に変換する変換部とを備え、変換部により変換されたデジタル映像信号の階調数に基づいてPDPの階調表示を行う装置において、1フィールド期間内にオフセットサブフィールドを設け、かつ入力映像信号のレベルに応じてオフセットサブフィールド期間内の発光時間量を制御するようにしたので、PDPの表示階調を減少させることなく明るさ(Brightness)調整を行うことができるとともに、例えば入力映像信号中の青(B)信号のレベルが或るレベルより上昇したときにオフセットサブフィールド期間の発光時間量を増加させるようにすれば、PDPの表示階調を減少させることなく色温度を上昇させることができる。
また、入力映像信号の中の青信号の平均映像レベルを検出する検出部を設け、検出部により検出されたレベル値が所定レベルを超えたときにこの超過レベル値に比例した発光時間量で表示するようにしたので、PDPの表示階調を減少させることなく的確に色温度を上昇させることができる。
また、入力映像信号を構成する赤,緑及び青の各信号のレベルを検出する検出部を設け、検出部により検出された検出レベル値に応じて発光時間量を制御するようにしたので、PDPの表示階調を減少させることなく的確な明るさ調整が行える。
また、検出部により検出された検出レベル値が規定レベルより高い場合は発光時間量を減少させるとともに、検出レベル値が規定レベルより低い場合は発光時間量を増加させるようにしたので、暗い絵柄のときは画面を明るく、また明るい絵柄のときは画面を暗くするABL(Auto Beam Limiter)機能に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用したPDP装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 前記PDP装置における階調表示のタイミングを示す図である。
【図3】 前記PDP装置における入力信号のレベルとオフセットフィールド期間の表示レベルとの関係を示す図である。
【図4】 従来のPDP装置のブロック図である。
【図5】 従来のPDP装置の階調表示のタイミングを示す図である。
【図6】 従来のPDP装置における入力信号の状況を示す図である。
【図7】 従来のPDP装置における入力信号とPDPに対する出力信号との関係を示す図である。
【図8】 従来のPDPへの表示入力信号の状況を示す図である。
【符号の説明】
11…レベル調整部、12…A/D変換部、13A…γ変換部、14…フレームメモリ、15…出力処理部、16…同期分離部、17…タイミングパルス発生部、18…メモリ制御部、19…駆動タイミング発生部、20…APL検出部、21…オフセット制御部、100…プラズマディスプレイユニット、101…プラズマディスプレイパネル(PDP)、102…データドライバ、103…走査・維持・消去ドライバ、D1〜DM…データ電極、SC1〜SCN…走査電極、SU1〜SU9…維持電極、SF1〜SF8…サブフィールド、SF…オフセットサブフィールド、a…入力信号(入力映像信号)。
Claims (2)
- 所定の発光期間を示す1フィールド期間内に設けられ発光時間が階調数として各個に重み付けされた複数のサブフィールドと、プラズマディスプレイパネルと、映像信号を入力するとこの入力映像信号を所定の階調数のデジタル映像信号に変換する変換部とを備え、前記変換部により変換されたデジタル映像信号の階調数に応じたサブフィールドを選択すると共に選択した前記サブフィールドの階調数に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの階調表示処理装置において、
前記1フィールド期間内にオフセットサブフィールドを設け、
かつ、前記入力映像信号のレベルに応じて前記オフセットサブフィールド期間内の発光時間量を制御する制御部と、前記入力映像信号の中の青信号の平均映像レベルを検出する検出部とを設け、
前記制御部は、前記検出部により検出される青信号のレベル値が所定レベルを超えたときに、前記オフセットサブフィールドにおいてこの超過レベル値に比例した青信号の発光パルス数を発生させることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示処理装置。 - 所定の発光期間を示す1フィールド期間内に設けられ発光時間が階調数として各個に重み付けされた複数のサブフィールドと、プラズマディスプレイパネルと、映像信号を入力するとこの入力映像信号を所定の階調数のデジタル映像信号に変換する変換部とを備え、前記変換部により変換されたデジタル映像信号の階調数に応じたサブフィールドを選択すると共に選択した前記サブフィールドの階調数に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの階調表示処理装置において、
前記サブフィールドにオフセットサブフィールドを付加するステップと、
前記入力映像信号のレベルに応じて前記オフセットサブフィールド期間内の発光時間量を制御する表示ステップと、
前記入力映像信号の中の青信号の平均映像レベルを検出する検出ステップと
を有し、
前記表示ステップは、前記検出ステップにより検出される青信号のレベル値が所定レベルを超えたときに、前記オフセットサブフィールドにおいてこの超過レベル値に比例した青信号の発光パルス数を発生させるステップを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの階調表示処理方法。
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