JP4626726B2 - プラズマディスプレイ装置の駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、AC型のプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の駆動方法に関する。
平面状に多数配列された画素を有する画像表示デバイスとして代表的なプラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する)は、走査電極、維持電極およびデータ電極を有する放電セルが多数形成されている。パネルは、各放電セル内部で発生させたガス放電により蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
このようなパネルを用いたプラズマディスプレイ装置では、画像を表示する方法として主にサブフィールド法が用いられている。これは、あらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで1フィールド期間を構成し、各サブフィールドにおいて放電セルそれぞれの発光または非発光を制御して画像を表示する方法である。
プラズマディスプレイ装置は、走査電極を駆動するための走査電極駆動回路、維持電極を駆動するための維持電極駆動回路、データ電極を駆動するためのデータ電極駆動回路を備えている。プラズマディスプレイ装置の各電極の駆動回路はそれぞれの電極に必要な駆動電圧波形を印加する。この中で、データ電極駆動回路は、画像信号に基づいて、多数のデータ電極毎に、独立に書込み動作のための書込みパルスを印加する。
データ電極駆動回路側からパネルを見ると、各データ電極は隣接するデータ電極、走査電極および維持電極との間の浮遊容量をもつ容量性の負荷である。したがって、各データ電極に駆動電圧波形を印加するためにはこの容量を充放電しなければならない。その結果、データ電極駆動回路には、そのための消費電力が必要となる。
データ電極駆動回路の消費電力はデータ電極のもつ容量の充放電電流が増えると増大するが、この充放電電流は表示する画像信号に大きく依存している。例えば、すべてのデータ電極に書込みパルスを印加しない場合には充放電電流は「0」となるので、消費電力も最小となる。逆に、すべてのデータ電極に書込みパルスを印加する場合も充放電電流は「0」となるので、消費電力も小さい。ところが、データ電極に書込みパルスをランダムに印加する場合には、充放電電流は大きくなり、消費電力も大きなものとなる。
そこで、データ電極駆動回路の消費電力を削減する方法として、例えば画像信号に基づきデータ電極駆動回路の消費電力を算出し、消費電力が大きい場合には、輝度重みの最も小さいサブフィールドから書込み動作を禁止してデータ電極駆動回路の消費電力を制限する方法等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。あるいは、もとの画像信号をデータ電極駆動回路の消費電力の小さくなる画像信号に置き換えて、データ電極駆動回路の消費電力を下げる方法等が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1、2に記載の方法は、消費電力が増加しすぎた場合に、プラズマディスプレイ装置を破壊から守るために主に使用されている。したがって、上記特許文献1、2に記載の方法では、画像の表示品質を大きく損なうおそれがあった。
また、近年は大画面化、高精細化にともない、データ電極駆動回路の消費電力が定常的に増加する傾向にある。そのため、画像表示品質を犠牲にすることなく定常的に使用できる電力削減方法が望まれていた。
特開2000−66638号公報 特開2002−149109号公報
本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、データ電極を有する放電セルを複数備えたパネルと、データ電極に放電セルの発光または非発光を制御する書込みパルスを印加するデータ電極駆動回路とを備え、1フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成するとともに、サブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光または非発光を制御して階調を表示する。
プラズマディスプレイ装置の駆動方法は、組合せの数の異なる複数の表示用組合せ集合を備え、赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号のそれぞれの信号レベルを比較して、相対的な信号レベルの小さい色の画像信号に対しては、相対的な信号レベルの大きい色の画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いるとともに、データ電極駆動回路の消費電力が大きい場合には、データ電極駆動回路の消費電力が小さい場合に画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いる。
この方法により、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるプラズマディスプレイ装置の駆動方法を提供することができる。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、組合せの数の少ない表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値が、組合せの数の多い表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さいことが望ましい。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、動画像を表示する画像信号に対しては、静止画像を表示する画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることが望ましい。
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のパネルの構造を示す分解斜視図 同プラズマディスプレイ装置のパネルの電極配列図 同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駆動電圧波形を示す図 同プラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置のデータドライバの消費電力の最大値と定数との関係を示す図 同プラズマディスプレイ装置のコーディングテーブルの使い分けを模式的に示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図 同プラズマディスプレイ装置の電力予測部の回路ブロック図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置で用いるコーディングテーブルを示す図 同プラズマディスプレイ装置における表示画像の一例を示す図 同プラズマディスプレイ装置における表示画像の一例の差分信号を示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号に対するコーディングテーブルの使い分けを示す図 同プラズマディスプレイ装置のデータドライバの消費電力の最大値と定数との関係を示す図 同プラズマディスプレイ装置のデータドライバの消費電力の最大値と定数との関係を示す図 同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図 同プラズマディスプレイ装置のRデータ変換部、Gデータ変換部、Bデータ変換部の回路ブロック図
(実施の形態1)
以下、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について、図面を用いて説明する。図1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のパネル10の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板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、表示電極対24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。背面基板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上には赤色に発光する蛍光体層35R、緑色に発光する蛍光体層35Gおよび青色に発光する蛍光体層35Bが設けられている。
これら前面基板21と背面基板31とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対24とデータ電極32とが交差するように対向配置され、そ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、放電空間には、例えば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。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。
図2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のパネル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〜SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜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〜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Dj(j=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。そして赤色の蛍光体層35Rが設けられた放電セル、緑色の蛍光体層35Gが設けられた放電セル、および青色の蛍光体層35Bが設けられた放電セルからなる隣り合った3つの放電セルが画像を表示する際の1つの画素に対応する。したがって、パネル10には画素がm/3×n組形成されており、表示画面上の画素の位置(x、y)の画素は、走査電極SCy、維持電極SUyと3つのデータ電極D3x−2、D3x−1、D3xとが交差した部分に形成される3つの放電セルにより構成される。ここで、x=1〜m/3、y=1〜nである。
図3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40の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置40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。
画像信号処理回路41は、詳細は後述するが、入力した画像信号をパネル10で表示できる画素数および階調数の各色の画像信号に変換する。画像信号処理回路41は、さらに、放電セルのサブフィールド毎の発光および非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「1」および「0」に対応させた各色の画像データに変換する。
データ電極駆動回路42は、画像信号処理回路41から出力された画像データを各データ電極D1〜Dmに対応する書込みパルスに変換し、各データ電極D1〜Dmに印加する。ここで、データ電極駆動回路42は画像データに基づいて多数のデータ電極D1〜Dmを独立に駆動する必要があるので、複数個の専用IC(以下、「データドライバ」と呼称する)を用いて構成されている。本実施の形態においては、データ電極の数mを「4000」、1個のデータドライバの出力数を「250」とし、16個のデータドライバ42(1)〜42(16)を用いてデータ電極駆動回路42が構成されているものとして説明する。しかし本発明は、データ電極の数、データドライバの出力数等に限定されるものではない。
タイミング発生回路45は水平同期信号、垂直同期信号に基づき、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、維持電極駆動回路44は、それぞれのタイミング信号に基づき駆動電圧波形を作成し、走査電極SC1〜SCn、維持電極SU1〜SUnのそれぞれに印加する。
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について説明する。本実施の形態においては、1フィールドを10のサブフィールド(SF1、SF2、・・・、SF10)に分割し、各サブフィールドはそれぞれ(1、2、3、6、11、18、30、44、60、81)の輝度重みをもつものとして説明する。このように本実施の形態においては、後に配置されたサブフィールドの輝度重みほど大きくなるように設定されている。ただし、本発明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い。
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40の駆動電圧波形を示す図である。
初期化期間では、まずその前半部において、データ電極D1〜Dmおよび維持電極SU1〜SUnを電圧0(V)に保持し、走査電極SC1〜SCnに対して放電開始電圧以下となる電圧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上昇する傾斜波形電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて微弱な初期化放電を起こし、走査電極SC1〜SCn、維持電極SU1〜SUnおよびデータ電極D1〜Dm上に壁電圧が蓄積される。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。
続いて、初期化期間の後半部において、維持電極SU1〜SUnを正の電圧Ve1に保ち、走査電極SC1〜SCnに電圧Vi3から電圧Vi4に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて再び微弱な初期化放電を起こし、走査電極SC1〜SCn、維持電極SU1〜SUnおよびデータ電極D1〜Dm上の壁電圧が書込み動作に適した値に調整される。
なお、1フィールドを構成するサブフィールドのうちいくつかのサブフィールドでは初期化期間の前半部を省略してもよく、その場合には、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化動作が行われる。図4には、SF1の初期化期間では前半部および後半部を有する初期化動作、SF2以降のサブフィールドの初期化期間では後半部のみを有する初期化動作を行う駆動電圧波形を示した。
書込み期間では、維持電極SU1〜SUnを電圧Ve2に保ち、走査電極SC1〜SCnに電圧Vcを印加する。次に、各色の画像データに基づきデータ電極D1〜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)に電圧Vdの書込みパルスを印加するとともに、1行目の走査電極SC1に電圧Vaの走査パルスを印加する。すると、データ電極Dkと走査電極SC1との間および維持電極SU1と走査電極SC1との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極SC1上に正の壁電圧、維持電極SU1上に負の壁電圧が蓄積される。このようにして、1行目に発光す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、書込みパルスを印加しなかったデータ電極Dh(h≠k)と走査電極SC1との交差部では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順次行い、書込み期間が終了する。
なお、上述したように、各データ電極D1〜Dmを駆動しているのはデータ電極駆動回路42である。そして、データ電極駆動回路42側から見ると各データ電極Djは容量性の負荷である。したがって、書込み期間において、各データ電極Djに印加する電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ、あるいは電圧Vdから電圧0(V)へと切換える毎に、この容量を充放電しなければならない。そして、その充放電の回数が多いとデータ電極駆動回路42の消費電力も多くなる。
このときデータドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれは、あらかじめ定められた最大許容電力EGYmaxを超えてはならない。すなわち、データドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれの消費電力のうち、その最大値EGYは最大許容電力EGYmax以下で使用しなければならない。
続く、維持期間では、維持電極SU1〜SUnを電圧0(V)に戻し、走査電極SC1〜SCnに電圧Vsの維持パルスを印加する。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上との間の電圧は電圧Vsに走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧の大きさ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発光する。このとき走査電極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。
続いて、走査電極SC1〜SCnを電圧0(V)に戻し、維持電極SU1〜SUnに電圧Vsの維持パルスを印加する。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上との間の電圧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〜SCnと維持電極SU1〜SUnとに、輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が継続して行われる。なお、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持される。こうして維持期間における維持動作が終了する。
続く、SF2〜SF10においても維持パルス数を除いてSF1と同様の動作を行う。
このようにしてサブフィールド法においては、1フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた複数のサブフィールドで構成する。そして、サブフィールドの任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光または非発光を制御して階調を表示している。複数のサブフィールドの組合せを選択して作成した表示用組合せ集合を「コーディングテーブル」と呼ぶ。本実施の形態においては各色の画像信号、すなわち赤の画像信号sigR(以下、単に「sigR」と略記する場合もある)、緑の画像信号sigG(以下、単に「sigG」と略記する場合もある)、青の画像信号sigB(以下、単に「sigB」と略記する場合もある)のそれぞれに対して、組合せの数の異なる複数のコーディングテーブルを備え、各色の画像信号の信号レベルに応じて使用するコーディングテーブルを切換えている。
次に、本実施の形態において用いる表示用組合せ集合、すなわちコーディングテーブルについて説明する。なお、説明を簡単にするために、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対して、黒を表示したときの階調を「0」とし、輝度重み「N」に対応する階調を「N」と表記する。したがって、輝度重み「1」をもつSF1のみで発光する放電セルの階調は「1」であり、輝度重み「1」のSF1と輝度重み「2」のSF2との両方で発光させる放電セルの階調は「3」である。
本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、2つのコーディングテーブルの中から選択して使用している。
図5A、5B、5C、5D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40で用いるコーディングテーブルを示す図であり、図5A、5B、5Cは、90通りのサブフィールドの組合せを有する第1のコーディングテーブルを示す図、図5Dは、11通りのサブフィールドの組合せを有する第2のコーディングテーブルを示す図である。本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、各色の画像信号の信号レベルおよびデータ電極駆動回路の消費電力に基づき、上記2つのコーディングテーブルの中から1つを選択して使用している。
図5A、5B、5C、5Dにおいて、最も左の列に示した数値は表示に用いる表示用階調の値を示し、その右側にはその階調を表示する際に各サブフィールドで放電セルを発光させるか否かを示しており、「0」は非発光、「1」は発光を示している。例えば図5Aにおいて、階調「2」を表示するためには、SF2でのみ放電セルを発光させればよく、階調「14」を表示するためには、SF1、SF2およびSF5で放電セルを発光させればよい。なお、階調「3」を表示する場合には、SF1およびSF2で放電セルを発光させる方法と、SF3のみ発光させる方法とがあるが、このように複数の組合せが可能である場合には、できるだけ輝度重みの小さいサブフィールドで発光させる組合せを選択する。すなわち、階調「3」を表示する場合にはSF1およびSF2で放電セルを発光させる。
上述したように画像信号処理回路41は、各色の画像信号(赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigB)を、放電セルのサブフィールド毎の発光および非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「1」および「0」に対応させた各色の画像データ(赤の画像データdataR、緑の画像データdataG、青の画像データdataB)に変換する。したがって、階調「0」を表示する画像データ「0000000000」はSF1〜SF10で非発光であり、階調「1」を表示する画像データ「1000000000」はSF1のみで発光し、階調「2」を表示する画像データ「0100000000」はSF2のみで発光し、階調「3」を表示する画像データ「1100000000」はSF1とSF2とで発光する。
なお、2つの画像データに対して、対応するビットを比較したとき、等しくないビットの個数をハミング距離と称する。例えば階調「0」の画像データと、階調「1」の画像データとはSF1に対するビットが等しくないので、それらのハミング距離は「1」である。また、階調「0」の画像データと、階調「3」の画像データとはSF1およびSF2に対するビットが等しくないので、それらのハミング距離は「2」である。図5A、5B、5C、5Dの右欄には、その表示用階調とその次に高い表示用階調とのハミング距離を記載している。ここで、その次に高い表示用階調とは、その表示用階調未満であって、かつ最も高い表示用階調を示す。例えば表示用階調「247」の右欄には、その表示用階調「247」とその次に高い表示用階調「245」とのハミング距離「3」を記載している。
第1のコーディングテーブルは隣り合う表示用階調のハミング距離が大きいコーディングテーブルであり、その値は「1」、「2」、「3」のいずれかであってそれらの平均値は「1.91」である。また第2のコーディングテーブルはハミング距離が最も小さいコーディングテーブルであり、その値は「1」であってそれらの平均値も「1.00」である。このように本実施の形態においては、組合せの数の少ないコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多いコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さくなるように第1のコーディングテーブルと第2のコーディングテーブルとを作成している。
なお、画像を表示する場合、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えるので画像の表現能力を向上させることができる。しかしながらハミング距離が大きくなると、書込み期間において、各データ電極Djに印加する電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ、あるいは電圧Vdから電圧0(V)へ切換える頻度が増え、データ電極駆動回路42の消費電力が大きくなる。
したがって、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えて画像の表現能力が向上するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が大きくなるため消費電力が大きくなる。一方、サブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いると表示できる階調数が減るので画像の表現能力は低下するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が小さくなって消費電力が抑制される。
そのため、表示できる階調が少なくても画像表示品質が低下しない画像信号であれば、その画像信号に対してサブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いることでデータ電極駆動回路42の消費電力を抑制することができる。本実施の形態においては、各色の画像信号のそれぞれの信号レベルを比較して、相対的に信号レベルの大きい色の画像信号に対しては表示できる階調数の多いコーディングテーブルを用いて画像表示品質を確保する。一方、相対的に信号レベルの小さい色の画像信号に対しては、表示できる階調数が少なくても画像表示品質が大きく低下することがないので、サブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いて消費電力を抑制する。
このようにして、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれの信号レベルを比較する。そして、相対的に信号レベルの小さい色の画像信号に対しては、相対的に信号レベルの大きい色の画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることにより、画像表示品質を犠牲にすることなく電力を削減している。
また、本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、各色の画像信号の信号レベルだけでなくデータ電極駆動回路42の消費電力にも基づき決定している。
具体的には、赤の画像信号sigRに対しては、赤の画像信号sigRの信号レベルと緑の画像信号sigGの信号レベルとを比較する。そして、緑の画像信号sigGに対する比が所定の定数Krよりも小さい赤の画像信号sigRに対しては、緑の画像信号sigGに対する比が所定の定数Kr以上の赤の画像信号sigRに対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いる。
すなわち、赤の画像信号sigRと緑の画像信号sigGとを比較して、
(条件R1)sigG×Kr≦sigR
が成り立つ領域では、赤の画像信号sigRに対して第1のコーディングテーブルを用いる。
(条件R2)sigR<sigG×Kr
が成り立つ領域では、赤の画像信号sigRに対して第2のコーディングテーブルを用いる。
ただし、定数Krは、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
また、緑の画像信号sigGに対しては、緑の画像信号sigGの信号レベルと赤の画像信号sigRの信号レベルと青の画像信号sigBの信号レベルとを比較する。そして、赤の画像信号sigRと青の画像信号sigBとの大きいほうの画像信号に対する比が所定の定数Kgよりも小さい緑の画像信号sigGに対しては、赤の画像信号sigRと青の画像信号sigBとの大きいほうの画像信号に対する比が所定の定数Kg以上の緑の画像信号sigGに対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いる。
すなわち、赤の画像信号sigRと緑の画像信号sigGと青の画像信号sigBとを比較して、
(条件G1)max(sigR,sigB)×Kg≦sigG
が成り立つ領域では、緑の画像信号sigGに対して第1のコーディングテーブルを用いる。ここでmax(A,B)は、数値A、Bのうち大きいほうを選択することを示している。
(条件G2)sigG<max(sigR,sigB)×Kg
が成り立つ領域では、緑の画像信号sigGに対して第2のコーディングテーブルを用いる。
ただし、定数Kgは、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
また、青の画像信号sigBに対しては、青の画像信号sigBの信号レベルと緑の画像信号sigGの信号レベルとを比較する。そして、緑の画像信号sigGに対する比が所定の定数Kbよりも小さい青の画像信号sigBに対しては、緑の画像信号sigGに対する比が所定の定数Kb以上の青の画像信号sigBに対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いる。
すなわち、青の画像信号sigBと緑の画像信号sigGとを比較して、
(条件B1)sigG×Kb≦sigB
が成り立つ領域では、青の画像信号sigBに対して第1のコーディングテーブルを用いる。
(条件B2)sigB<sigG×Kb
が成り立つ領域では、青の画像信号sigBに対して第2のコーディングテーブルを用いる。
ただし、定数Kbは、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
なお、各色の画像信号の信号レベルが等しい場合、緑の発光は赤の発光、青の発光に比べて最も輝度が高く、階調に対する視覚感度も最も高い。本実施の形態においては、上記に考慮して、赤の画像信号sigRと緑の画像信号sigGとを比較して赤の画像信号sigRに対して用いるコーディングテーブルを選択し、青の画像信号sigBと緑の画像信号sigGとを比較して青の画像信号sigBに対して用いるコーディングテーブルを選択した。
図6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40のデータドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYと定数Kr、Kg、Kbとの関係を示す図であり、横軸は消費電力の最大値EGY、縦軸は所定の定数Kr、Kg、Kbの値をそれぞれ示している。消費電力の最大値EGYが最大許容電力EGYmaxの0.12倍以上であれば、定数Krおよび定数Kbを「0.75」、定数Kgを「0.25」に設定する。そして、消費電力の最大値EGYがその最大許容電力EGYmaxの0.04倍未満では、定数Krおよび定数Kbを「0」、定数Kgを「0」に設定する。そして消費電力の最大値EGYが、最大許容電力EGYmaxの0.04倍〜0.12倍の範囲では、各定数を、上述したそれぞれの値に等しい値またはそれらの間の値に設定する。
またこのとき、図6に示したように、各定数の変化する範囲では、消費電力の最大値EGYが低下する方向に変動した場合の各定数の値を、消費電力の最大値EGYが上昇する方向に変動した場合の各定数の値よりも大きく設定することによりヒステリシス特性をもたせてもよい。本実施の形態においては、消費電力の最大値EGYが低下する方向に変動した場合には、消費電力の最大値EGYが最大許容電力EGYmaxの0.12倍よりもさらに低い値まで定数Kr、Kg、Kbを一定値とし、それ以下に変動した場合に定数Kr、Kg、Kbの値を低下させている。また、消費電力の最大値EGYが上昇する方向に変動した場合には、消費電力の最大値EGYが最大許容電力EGYmaxの0.04倍よりもさらに高い値まで定数Kr、Kg、Kbを一定値とし、それ以上に変動した場合に定数Kr、Kg、Kbの値を増加させている。このように設定することで、画像信号の変化に対して各定数の変化の回数を減らすことができるので、各定数の変化にともなうフリッカ等が発生するおそれがなくなる。
図7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40のコーディングテーブルの使い分けを模式的に示す図である。消費電力の最大値EGYが最大許容電力EGYmaxの0.12倍以上である場合のコーディングテーブルの使い分けを示しており、縦軸に赤の画像信号sigRの信号レベル、横軸に緑の画像信号sigGの信号レベルを示している。なお図面を見やすくするために、青の画像信号sigBの信号レベルは「0」とした。
図7の(条件R1)が成立する画像信号は、緑の画像信号sigGに対して赤の画像信号sigRの相対的な信号レベルは高く、そのため赤の画像信号sigRに対して第1のコーディングテーブルを用いる。また(条件R2)が成立する画像信号は、緑の画像信号sigGに対して赤の画像信号sigRの相対的な信号レベルが低いため、赤の画像信号sigRに対して第2のコーディングテーブルを用いる。
このように、本実施の形態においては、各色の画像信号のうち相対的な信号レベルが小さく、表示できる階調数を減らしても画像の表示品質の低下しない信号に対しては第2のコーディングテーブルを用いて、画像表示品質を犠牲にすることなく電力を削減している。
また、データドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれの消費電力のうちその最大値EGYに基づき、図6に示した定数Kr、Kg、Kbを設定する。これにより、データ電極駆動回路42の消費電力が大きい場合には、各定数の値を大きく設定して、サブフィールドの組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いる画像信号の適用範囲を広めて、消費電力の抑制を優先させた駆動を行う。またデータ電極駆動回路42の消費電力が小さい場合には、各定数の値を小さく設定して、表示できる階調の数を増やし、画像表示能力を優先させた駆動を行っている。
すなわちデータ電極駆動回路42の消費電力が大きい場合には、データ電極駆動回路42の消費電力が小さい場合に画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いている。
次に、画像信号およびデータドライバ42(1)〜42(16)の消費電力に基づきコーディングテーブルを切換えるための画像信号処理回路41の回路構成について説明する。
図8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40の画像信号処理回路41の詳細を示す回路ブロック図である。画像信号処理回路41は、色分離部51と、電力予測部52と、Kr設定部53Rと、Kg設定部53Gと、Kb設定部53Bと、R比較部54Rと、G比較部54Gと、B比較部54Bと、Rデータ変換部58Rと、Gデータ変換部58Gと、Bデータ変換部58Bとを備えている。
色分離部51は、NTSC画像信号等の入力画像信号を3つの原色信号、すなわち赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBに分離する。入力画像信号として各色の画像信号を入力する場合には色分離部51を省略してもよい。
電力予測部52は、データドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれの消費電力の予測値を計算し、その最大値EGYを出力する。図9は本発明の実施の形態1における電力予測部52の回路ブロック図である。電力予測部52は、データドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれに対する消費電力を計算するドライバ電力算出部61(1)〜61(16)と、ドライバ電力算出部61(1)〜61(16)のそれぞれの出力を所定の時間累積するドライバ電力累積部62(1)〜62(16)と、ドライバ電力累積部62(1)〜62(16)のそれぞれの出力の最大値を選択する最大値選択部63とを備えている。データ電極駆動回路42の電力は、上述したように、データ電極Djのそれぞれに印加する電圧の変化の回数が多くなると大きくなる。加えて隣接するデータ電極Dj+1、Dj−1に印加する電圧が逆位相で変化するとさらに大きくなる。このような関係から、例えばサブフィールドのそれぞれに対応する画像データの各ビットに対して、上下および左右の画素の排他的論理和の総和を計算することにより、データ電極D1〜Dmを駆動するために必要な電力を推定することができる。本実施の形態におけるドライバ電力算出部61(1)〜61(16)はこのような方法でデータドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれの電力を算出している。また、ドライバ電力累積部62(1)〜62(16)はデータドライバ42(1)〜42(16)の温度上昇との相関をとるために設けられているが省略してもよい。このような構成により、電力予測部52はデータドライバ42(1)〜42(16)それぞれの消費電力の推定値を算出し、それらの最大値EGYを出力する。
Kr設定部53Rは、消費電力の最大値EGYに基づき、図6に示した定数Krを出力する。R比較部54Rは、定数Krを用いて、緑の画像信号sigGの定数Kr倍と赤の画像信号sigRとを比較する。そして(条件R1)、(条件R2)のいずれが成り立つかを示す信号を比較結果としてRデータ変換部58Rに出力する。
Kg設定部53G、G比較部54Gについても同様の動作を行い、Kb設定部53B、B比較部54Bについても同様の動作を行う。
Rデータ変換部58Rは、コーディング選択部81と、2つのコーディングテーブル82a、82bとを有し、赤の画像信号sigRを赤の画像データdataR、すなわち赤の放電セルの発光または非発光を制御するサブフィールドの組合せに変換する。
コーディング選択部81は、R比較部54Rの比較結果に基づいて2つのコーディングテーブル82a、82bのいずれか1つを選択する。具体的には、(条件R1)が成り立つ領域では第1のコーディングテーブル82aを、(条件R2)が成り立つ領域では第2のコーディングテーブル82bをそれぞれ選択する。コーディングテーブル82a、82bのそれぞれは、例えばROM等のデータ変換テーブルを用いて構成され、入力した赤の画像信号sigRを赤の画像データdataRに変換する。ここで、コーディングテーブル82aは、図5A、5B、5Cに示した第1のコーディングテーブルであり、コーディングテーブル82bは、図5Dに示した第2のコーディングテーブルである。
Gデータ変換部58GおよびBデータ変換部58Bも、Rデータ変換部58Rと同様の回路構成である。
このように構成することで、画像表示品質を犠牲にすることなく電力を削減できるパネルの駆動方法およびそれを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
なお、本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、各色の画像信号の信号レベルの相対比較およびデータドライバの消費電力に基づき2つのコーディングテーブルの中から1つを選択して使用する例について説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではない。例えば各色の画像信号に対して3つ以上のコーディングテーブルを備え、各色の画像信号の信号レベルおよびデータドライバの消費電力に基づき3つ以上のコーディングテーブルの中から1つを選択して使用してもよい。また、各色の画像信号の信号レベルに加えて、画像の動き等の他の属性を考慮してコーディングテーブルを使い分けてもよい。また、表示用階調にない階調を表示する回路を追加してもよい。以下にその一例を実施の形態2として説明する。
(実施の形態2)
パネルの構造、電極に印加する駆動電圧波形等については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。実施の形態2においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、4つのコーディングテーブルの中から選択して使用している。また各色の画像信号の相対的な信号レベルに加えて、画像信号の絶対的な信号レベル、各色の画像信号の空間差分、各色の画像信号の時間差分およびデータドライバ42(1)〜42(16)の消費電力に基づき、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを選択している。
図10A、10B、10C、10D、10E、10Fは、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40で用いるコーディングテーブルを示す図である。図10A、10Bは、90通りのサブフィールドの組合せを有する第1のコーディングテーブルであり、図5A、5B、5Cに示した第1のコーディングテーブルと同じである。図10C、10Dは、44通りのサブフィールドの組合せを有する第2のコーディングテーブルであり、図10Eは、20通りのサブフィールドの組合せを有する第3のコーディングテーブルを示す図である。また図10Fは、11通りのサブフィールドの組合せを有する第4のコーディングテーブルであり、図5Dに示した第2のコーディングテーブルと同じである。
第1のコーディングテーブルは隣り合う表示用階調のハミング距離が最も大きく、その値は「1」、「2」、「3」のいずれかであって、それらの平均値は「1.91」である。第2のコーディングテーブルはハミング距離が「1」または「2」であり、かつ「2」の頻度が大きく、それらの平均値は「1.77」である。第3のコーディングテーブルはハミング距離が「1」または「2」であるが、「2」の頻度が「1」の頻度と同程度であり、それらの平均値は「1.47」である。また、第4のコーディングテーブルはハミング距離が最も小さく、その値は「1」であって、それらの平均値は「1.00」である。このように、本実施の形態においても、組合せの数の少ないコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多いコーディングテーブルにおけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さくなるように設定されている。
上述したように、サブフィールドの組合せの数が多いコーディングテーブルを用いると、表示できる階調数が増えて画像の表現能力が向上するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が大きくなるため消費電力が大きくなる。加えて擬似輪郭も発生しやすくなる。一方、サブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いると表示できる階調数が減るので画像の表現能力は低下するが、隣り合う表示用階調のハミング距離が小さくなって消費電力が抑制され、加えて擬似輪郭も発生しにくくなる。
そのために、表示できる階調が少なくても画像表示品質が低下しない画像信号であれば、その画像信号に対してサブフィールドの組合せの数が少ないコーディングテーブルを用いることでデータ電極駆動回路42の消費電力を抑制することができる。本実施の形態においては、各色の画像信号に対して用いるそれぞれのコーディングテーブルを、階調に対する視覚感度の高さおよびデータドライバ42(1)〜42(16)の電力に基づき決定している。階調に対する視覚感度の高さは、各色の画像信号の絶対的な信号レベル、各色の画像信号の相対的な信号レベル、画像信号の空間差分のレベル、画像信号の時間差分のレベルから判定することができる。以下に、各色の画像信号の絶対的な信号レベル、相対的な信号レベル、画像信号の空間差分の大きさ、画像信号の時間差分の大きさについて順に説明する。
まず、画像信号の絶対的な信号レベルについて説明する。画像信号の絶対的な信号レベルに関しては、以下のようにして暗画像、明画像のいずれかを判定する。
赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに、輝度に比例した係数をかけて、輝度換算信号sigYを求める。
sigY=0.2×sigR+0.7×sigG+0.1×sigB
そして輝度換算信号sigYと定数BRTとを比較して、
sigY<BRT
が成り立てば暗画像と判定する。
sigY≧BRT
が成り立てば明画像と判定する。
ただし、定数BRTはあらかじめ定められた定数であり、本実施の形態においては、定数BRT=「16」である。
次に、各色の画像信号の相対的な信号レベルについて説明する。画像信号の相対的な信号レベルに関しては、以下のようにして信号レベル大、信号レベル中、信号レベル小のいずれかを判定する。
赤の画像信号sigRに対しては、赤の画像信号sigRと緑の画像信号sigGとを比較して、
sigG×Kr1≦sigR
が成り立てば、信号レベル大と判定する。
sigG×Kr2≦sigR<sigG×Kr1
が成り立てば、信号レベル中と判定する。
sigR<sigG×Kr2
が成り立てば、信号レベル小と判定する。
ただし、定数Kr1、Kr2は、データドライバの消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
また、緑の画像信号sigGに対しては、赤の画像信号sigRと緑の画像信号sigGと青の画像信号sigBとを比較して、
max(sigR,sigB)×Kg1≦sigG
が成り立てば、信号レベル大と判定する。
max(sigR,sigB)×Kg2≦sigG<max(sigR,sigB)×Kg1
が成り立てば、信号レベル中と判定する。
sigG<max(sigR,sigB)×Kg2
が成り立てば、信号レベル小と判定する。
ただし定数Kg1、Kg2は、データドライバの消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
さらに、青の画像信号sigBに対しては、青の画像信号sigBと緑の画像信号sigGとを比較して、
sigG×Kb1≦sigBが成り立てば、信号レベル大と判定する。
sigG×Kb2≦sigB<sigG×Kb1が成り立てば、信号レベル中と判定する。
sigB<sigG×Kb2が成り立てば、信号レベル小と判定する。
ただし定数Kb1、Kb2は、データドライバの消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
次に、各色の画像信号の空間差分の大きさについて説明する。表示画像の中の階調の変化の大きい領域では表示できる階調数が少なくても画像表示品質がほとんど低下しない。そのため画像信号の空間差分を算出して、空間差分の大きい画像信号に対してはサブフィールドの組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いることができる。図11A、11Bは、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40における表示画像の一例とその画像の差分信号とを示す図であり、図11Aは、表示画像の一例を示し、図11Bは、その差分画像を示している。図11Bにおいて白く表示されている領域は差分信号の信号レベルが大きい領域であり、サブフィールドの組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いることができる。一方、黒く表示されている領域は差分信号の信号レベルが小さい領域であり、この領域の画像信号に対しては画像表示品質の劣化を避けるためにサブフィールドの組合せの数の多いコーディングテーブルを用いることが望ましい。
具体的には、まず画像信号の空間差分を算出する。空間差分を算出する方法としては、例えば表示画面上の画素の位置(x、y)における赤の画像信号sigR(x、y)に対して、赤の差分信号
difR(x、y)=[{sigR(x−1、y)−sigR(x+1、y)}+{sigR(x、y−1)−sigR(x、y+1)}1/2
を算出し空間差分としてもよい。緑の差分信号difGおよび青の差分信号difBについても同様である。
しかし、本実施の形態においては、垂直方向の空間差分だけに注目して、赤の差分信号
difR(x、y)=|sigR(x、y−1)−sigR(x、y)|
を算出して空間差分とした。この算出方法によれば水平方向の差分成分は反映されないが、計算を大幅に簡略化することができる。緑の差分信号difG(x、y)、青の差分信号difB(x、y)についても同様である。
次に、算出した赤の差分信号difR、緑の差分信号difG、青の差分信号difBに基づき、以下のようにして空間差分小、空間差分大のいずれかを判定する。
赤の画像信号sigRに対しては、
difR(x、y)<sigR(x、y)/Cr
が成り立てば、空間差分小と判定する。
difR(x、y)≧sigR(x、y)/Cr
が成り立てば、空間差分大と判定する。
ただし定数Crは、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
また、緑の画像信号sigGに対しては、
difG(x、y)<sigG(x、y)/Cgが成り立てば、空間差分小と判定する。
difG(x、y)≧sigG(x、y)/Cgが成り立てば、空間差分大と判定する。
ただし定数Cgは、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
さらに、青の画像信号sigBに対しては、
difB(x、y)<sigB(x、y)/Cbが成り立てば、空間差分小と判定する。
difB(x、y)≧sigB(x、y)/Cbが成り立てば、空間差分大と判定する。
ただし定数Cbは、データドライバの消費電力の最大値EGYに基づき設定される定数である。
次に、各色の画像信号の時間差分の大きさについて説明する。静止画像または動きの遅い画像(以下、まとめて「静止画像」と略記する)を表示する領域では階調に対する視覚感度が高く、動きの速い画像(以下、「動画像」と略記する)を表示する領域では階調に対する視覚感度が低くなる傾向がある。そのため画像信号の時間差分を算出して、時間差分の大きい動画像を表示する領域ではサブフィールドの組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いることができる。一方、時間差分の小さい静止画像を表示する領域ではサブフィールドの組合せの数の多いコーディングテーブルを用いることが望ましい。
画像信号の動きに関しては、まず画像信号の時間差分を算出する。時間差分を算出する方法としては、例えば表示画面上の画素の位置(x、y)、時刻tにおける赤の画像信号sigR(x、y、t)に対して、その前のフレームの赤の画像信号sigR(x、y、t−1)との差分の絶対値を算出し、
movR(x、y、t)=|sigR(x、y、t−1)−sigR(x、y、t)|として時間差分を算出することができる。緑の差分信号movG(x、y、t)、青の差分信号movB(x、y、t)についても同様である。
次に、算出した赤の差分信号movR、青の差分信号movG、緑の差分信号movBに基づき、以下のようにして静止画、動画のいずれかを判定する。
赤の画像信号sigRに対して、
movR(x、y、t)≧sigR(x、y、t)/Mr
または、緑の画像信号sigGに対して、
movG(x、y、t)≧sigG(x、y、t)/Mg
または、青の画像信号sigBに対して、
movB(x、y、t)≧sigB(x、y、t)/Mb
のいずれかが成り立てば動画と判定し、いずれも成り立たなければ静止画と判定する。
ただし、定数Mr、Mg、Mbは、あらかじめ定められた定数であり、本実施の形態においては、
Mr=Mg=Mb=10
である。
図12は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40の画像信号に対するコーディングテーブルの使い分けを示す図である。輝度換算信号sigYが低く暗画像と判定した画像信号に対しては、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対して第1のコーディングテーブルを用いる。輝度換算信号sigYが高く明画像と判定した画像信号に対しては、以下のとおりである。
画像信号の相対的な信号レベルが大きく空間差分が小さい静止画に対しては、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対して第1のコーディングテーブルを用いる。また、画像信号の相対的な信号レベルが大きく空間差分が小さい動画に対しては、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対して第2のコーディングテーブルを用いる。相対的な信号レベルが大きく空間差分も大きい赤の画像信号sigRおよび青の画像信号sigBに対しては第4のコーディングテーブルを、緑の画像信号sigGに対しては第3のコーディングテーブルをそれぞれ用いる。また、画像信号の相対的な信号レベルが中であって空間差分が小さい赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対しては第3のコーディングテーブルを用いる。また、画像信号の相対的な信号レベルが中であって空間差分が大きい赤の画像信号sigRおよび青の画像信号sigBに対しては第4のコーディングテーブルを、緑の画像信号sigGに対しては第3のコーディングテーブルをそれぞれ用いる。また、相対的な信号レベルが小さい赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに対しては第4のコーディングテーブルを用いる。
このように、画像信号の相対的な信号レベルの小さい領域では、相対的な信号レベルの大きい領域で用いるコーディングテーブルよりも組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いる。また、表示画像の中の階調の変化の大きい領域では、階調の変化の少ない領域で用いるコーディングテーブルよりも組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いる。また、動画像を表示する領域では、静止画像を表示する領域で用いるコーディングテーブルよりも組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いて放電セルの発光または非発光を制御している。
また、本実施の形態においては、画像信号の信号レベルの大きさを判定するための定数Kr1、Kr2、Kg1、Kg2、Kb1、Kb2、および画像信号の空間差分の大きさを判定するための定数Cr、Cg、Cbをデータドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定している。
図13は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40のデータドライバの消費電力の最大値EGYと定数Kr1、Kg1、Kb1、Kr2、Kg2、Kb2との関係を示す図であり、横軸は消費電力の最大値EGY、縦軸は所定の定数Kr1、Kr2、Kg1、Kg2、Kb1、Kb2の値をそれぞれ示している。また、定数Kr1、Kg1、Kb1を実線で、定数Kr2、Kg2、Kb2を破線でそれぞれ示している。消費電力の最大値EGYが最大許容電力EGYmaxの0.12倍以上であれば、定数Kr1および定数Kb1を「1.5」、定数Kg1を「0.5」に設定する。また定数Kr2、Kb2を「0.75」、定数Kg2を「0.25」に設定する。そして、消費電力の最大値EGYがその最大許容電力EGYmaxの0.04倍未満では、定数Kr1、Kg1、Kb1、Kr2、Kg2、Kb2を「0」に設定する。そして消費電力の最大値EGYが、最大許容電力EGYmaxの0.04倍〜0.12倍の範囲では、各定数は、上述したそれぞれの値に等しいまたはそれらの間の値に設定される。
またこのとき、図13に示したように、各定数の変化する範囲では、消費電力の最大値EGYが低下する方向に変動した場合の各定数の値を、消費電力の最大値EGYが上昇する方向に変動した場合の各定数の値よりも大きく設定することによりヒステリシス特性をもたせてもよい。このように設定することで、画像信号の変化に対して各定数の変化の回数を減らすことができるので、各定数の変化にともなうフリッカ等が発生するおそれがなくなる。
図14は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40のデータドライバの消費電力の最大値EGYと定数Cr、Cg、Cbとの関係を示す図であり、横軸はデータドライバの消費電力の最大値EGY、縦軸は所定の定数Cr、Cg、Cbの値を示している。消費電力の最大値EGYがその最大許容電力EGYmaxの0.12倍以上であれば、定数Cr、Cg、Cbは「8」である。そして、最大値EGYがその最大許容電力EGYmaxの0.04倍未満では、定数Cr、Cg、Cbは「0」である。そして最大値EGYが、最大許容電力EGYmaxの0.04倍〜0.12倍の範囲では、各定数は上述したそれぞれの値に等しいまたはそれらの間の値をとる。このときも、各定数の変化する範囲でヒステリシス特性をもたせてもよい。
図13、図14に示したように、データドライバ42(1)〜42(16)のそれぞれの消費電力のうちその最大値EGYに基づき、上述した各定数を設定する。そして、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力が大きい場合には、各定数の値を大きく設定して、サブフィールドの組合せの数の少ないコーディングテーブルを用いる画像信号の適用範囲を広めて、消費電力の抑制を優先させた駆動を行う。またデータドライバ42(1)〜42(16)の消費電力が小さい場合には、各定数の値を小さく設定して、表示できる階調の数を増やし、画像表示能力を優先させた駆動を行っている。
なお、本実施の形態においては、定数BRT、および定数Mr、Mg、Mbは、あらかじめ決められた値をもつものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの定数BRT、Mr、Mg、Mbについても、データドライバ42(1)〜42(16)の消費電力の最大値EGYに基づき設定してもよい。
次に、実施の形態2における画像信号処理回路の回路構成について詳細に説明する。図15は、本発明の実施の形態2における画像信号処理回路141の詳細を示す回路ブロック図である。画像信号処理回路141は、色分離部51と、電力予測部52と、Kr設定部153Rと、Kg設定部153Gと、Kb設定部153Bと、R比較部154Rと、G比較部154Gと、B比較部154Bと、Cr設定部155Rと、Cg設定部155Gと、Cb設定部155Bと、R差分部156Rと、G差分部156Gと、B差分部156Bと、動き検出部157と、Rデータ変換部158Rと、Gデータ変換部158Gと、Bデータ変換部158Bと、暗画像検出部159とを備えている。
色分離部51および電力予測部52は、実施の形態1における色分離部51および電力予測部52と同じであるので説明を省略する。
暗画像検出部159は、赤の画像信号sigR、緑の画像信号sigG、青の画像信号sigBのそれぞれに、輝度に比例した係数をかけて、輝度換算信号sigYを求める。そして輝度換算信号sigYと定数BRTとを比較して、暗画像、明画像のいずれかの比較結果をRデータ変換部158R、Gデータ変換部158G、Bデータ変換部158Bに出力する。
Kr設定部153Rは、消費電力の最大値EGYに基づき、図13に示した定数Kr1、Kr2を出力する。R比較部154Rは、定数Kr1、Kr2を用いて、緑の画像信号sigGの定数倍と赤の画像信号sigRとを比較する。そして信号レベル大、信号レベル中、信号レベル小のいずれかの比較結果をRデータ変換部158Rに出力する。
Kg設定部153G、G比較部154Gについても同様の動作を行い、Kb設定部153B、B比較部154Bについても同様の動作を行う。
Cr設定部155Rは、消費電力の最大値EGYに基づき、図14に示した定数Crを出力する。R差分部156Rは、定数Crを用いて赤の画像信号sigRの空間差分を算出し、空間差分大、空間差分小のいずれかの比較結果をRデータ変換部158Rに出力する。
Cg設定部155G、G差分部156Gについても同様の動作を行い、Cb設定部155B、B差分部156Bについても同様の動作を行う。
動き検出部157は、例えばフレームメモリと差分回路とを備え、時間差分であるフレーム間の差分を計算し、その絶対値が所定の値以上であれば動画、所定の値未満であれば静止画として検出して、その結果をRデータ変換部158R、Gデータ変換部158G、Bデータ変換部158Bに出力する。
Rデータ変換部158Rは、暗画像検出部159の検出結果、R比較部154Rの比較結果、R差分部156Rの空間差分の結果、動き検出部157の動き検出結果に基づき、図10A、10B、10C、10D、10E、10Fに示したコーディングテーブルを用いて赤の画像信号sigRを赤の画像データdataRに変換する。同様に、Gデータ変換部158Gは緑の画像信号sigGを緑の画像データdataGに変換し、Bデータ変換部158Bは青の画像信号sigBを青の画像データdataBに変換する。
図16は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置40のRデータ変換部158R、Gデータ変換部158G、Bデータ変換部158Bの回路ブロック図である。Rデータ変換部158Rは、コーディング選択部181と、4つのコーディングテーブル182a、182b、182c、182dと、誤差拡散処理部183とを有する。
コーディング選択部181は、暗画像検出部159の検出結果、R比較部154Rの比較結果、R差分部156Rの空間差分の結果、動き検出部157の検出結果に基づいて、4つのコーディングテーブル182a、182b、182c、182dの中から1つを選択する。コーディングテーブル182a、182b、182c、182dのそれぞれは、例えばROM等のデータ変換テーブルを用いて構成され、入力した赤の画像信号sigRを赤の画像データに変換する。誤差拡散処理部183は、コーディングテーブルで表示できない階調を擬似的に表示するために設けており、上記の赤の画像データに誤差拡散処理やディザ処理等を施して赤の画像データdataRとして出力する。
Gデータ変換部158GおよびBデータ変換部158Bも、Rデータ変換部158Rと同様の回路構成であるため、詳細な説明を省略する。
このように構成することで、画像表示品質を犠牲にすることなく電力を削減できるパネルの駆動方法およびそれを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
なお、実施の形態2においてはコーディングテーブルの数が4つであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外の複数のコーディングテーブルを切換えて用いる構成であってもよい。また、各色の画像信号の空間差分およびデータドライバの消費電力に基づき各色の画像信号に対して用いるコーディングテーブルを選択するようにしてもよく、さらにコーディングテーブルの選択条件として各色の画像信号の相対的な信号レベルを追加してもよい。
また本発明は、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、さらに上述した実施の形態1、2において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
本発明は、画像表示品質を犠牲にすることなくデータ電極駆動回路の消費電力を削減できるので、プラズマディスプレイ装置の駆動方法として有用である。
10 パネル
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
32 データ電極
40 プラズマディスプレイ装置
41,141 画像信号処理回路
42 データ電極駆動回路
42(1)〜42(16) データドライバ
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
51 色分離部
52 電力予測部
53R,153R Kr設定部
53G,153G Kg設定部
53B,153B Kb設定部
54R,154R R比較部
54G,154G G比較部
54B,154B B比較部
58R,158R Rデータ変換部
58G,158G Gデータ変換部
58B,158B Bデータ変換部
61(1)〜61(16) ドライバ電力算出部
62(1)〜62(16) ドライバ電力累積部
63 最大値選択部
81,181 コーディング選択部
82a,82b,182a,182b,182c,182d コーディングテーブル
155R Cr設定部
155G Cg設定部
155B Cb設定部
156R R差分部
156G G差分部
156B B差分部
157 動き検出部
159 暗画像検出部
183 誤差拡散処理部
sigB 青の画像信号
sigG 緑の画像信号
sigR 赤の画像信号

Claims (3)

  1. データ電極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、前記データ電極に放電セルの発光または非発光を制御する書込みパルスを印加するデータ電極駆動回路とを備え、
    1フィールド期間をあらかじめ輝度重みの定められた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任意の組合せの中から複数の組合せを選択して表示用組合せ集合を作成し、前記表示用組合せ集合に属するサブフィールドの組合せを用いて放電セルの発光または非発光を制御して階調を表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、
    組合せの数の異なる複数の表示用組合せ集合を備え、
    赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号のそれぞれの信号レベルを比較して、相対的な信号レベルの小さい色の画像信号に対しては、相対的な信号レベルの大きい色の画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いるとともに、
    前記データ電極駆動回路の消費電力が大きい場合には、前記データ電極駆動回路の消費電力が小さい場合に画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
  2. 組合せの数の少ない表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値は、組合せの数の多い表示用組合せ集合におけるある階調とその次に高い階調とのハミング距離の平均値よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
  3. 動画像を表示する画像信号に対しては、静止画像を表示する画像信号に対して用いる表示用組合せ集合よりも組合せの数の少ない表示用組合せ集合を用いることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
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