JP5157088B2 - Plasma display device - Google Patents
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Description
本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a plasma display device used for a wall-mounted television or a large monitor.
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、対向配置された前面板と背面板との間に画素として多数の放電セルが形成されている。前面板は、1対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でRGB各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。 A plasma display panel (hereinafter abbreviated as “panel”), which is a typical image display device having a large number of pixels arranged in a plane, has a large number of discharges as pixels between a front plate and a back plate arranged opposite to each other. A cell is formed. In the front plate, a plurality of display electrode pairs each consisting of a pair of scan electrodes and sustain electrodes are formed in parallel with each other on the front glass substrate, and a dielectric layer and a protective layer are formed so as to cover the display electrode pairs. Yes. The back plate has a plurality of parallel data electrodes on the back glass substrate, a dielectric layer so as to cover them, and a plurality of barrier ribs in parallel with the data electrodes formed on the back glass substrate. A phosphor layer is formed on the side walls of the barrier ribs. Then, the front plate and the rear plate are arranged opposite to each other so that the display electrode pair and the data electrode are three-dimensionally crossed and sealed, and a discharge gas is sealed in the internal discharge space. Here, a discharge cell is formed at a portion where the display electrode pair and the data electrode face each other. In the panel having such a configuration, ultraviolet light is generated by gas discharge in each discharge cell, and phosphors of RGB colors are excited and emitted by the ultraviolet light to perform color display.
パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法が用いられている。これは、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドで各放電セルを発光または非発光とすることにより画像表示を行う方法である。そして、サブフィールドのそれぞれは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では、放電セルで初期化放電を行い、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加し、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を起こし、選択的な壁電荷形成を行う。続く維持期間では、発光させるべき表示輝度に応じた所定の回数の維持パルスを走査電極と維持電極との間に印加し、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。なお、サブフィールド毎の表示輝度の比率を「輝度重み」と呼ぶ。 The subfield method is used as a method for driving the panel. In this method, one field period is divided into a plurality of subfields, and each discharge cell emits light or does not emit light in each subfield. Each subfield has an initialization period, an address period, and a sustain period. In the initializing period, initializing discharge is performed in the discharge cells, and wall charges necessary for the subsequent address operation are formed. In the address period, a scan pulse is sequentially applied to the scan electrodes, an address pulse corresponding to an image signal to be displayed is applied to the data electrodes, and an address discharge is selectively generated between the scan electrodes and the data electrodes. Selective wall charge formation is performed. In the subsequent sustain period, a predetermined number of sustain pulses corresponding to the display luminance to be emitted is applied between the scan electrode and the sustain electrode, and the discharge cells in which the wall charges are formed by the address discharge are selectively discharged to emit light. Let The ratio of display luminance for each subfield is referred to as “luminance weight”.
パネルを駆動する手段としては、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、各電極の駆動回路はそれぞれの電極に必要な駆動波形を印加する。ここで、データ電極駆動回路側から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合成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。データ電極駆動回路の消費電力は書込み放電に伴う放電だけでなく、むしろこのデータ電極のもつ容量の充放電に伴う消費電力の割合が大きい。そして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。同様に、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、データ電極駆動回路の消費電力も大きなものとなる。 The means for driving the panel includes a scan electrode drive circuit for driving the scan electrodes, a sustain electrode drive circuit for driving the sustain electrodes, and a data electrode drive circuit for driving the data electrodes. The circuit applies the required drive waveform to each electrode. Here, when viewed from the data electrode drive circuit side, each data electrode is a capacitive load having a combined capacity of the adjacent data electrode, scan electrode, and sustain electrode. Therefore, in order to apply a drive waveform to each data electrode, this capacity must be charged and discharged. The power consumption of the data electrode driving circuit is not only the discharge accompanying the address discharge, but rather the ratio of the power consumption accompanying the charging / discharging of the capacity of the data electrode is large. This charge / discharge current largely depends on the image signal to be displayed. For example, when the address pulse is not applied to all the data electrodes, the charge / discharge current is 0, so that the power consumption is minimized. Similarly, when the address pulse is applied to all the data electrodes, the charge / discharge current is 0, so the power consumption is small. However, when an address pulse is randomly applied to the data electrodes, the charge / discharge current increases, and the power consumption of the data electrode drive circuit also increases.
このようにデータ電極駆動回路の消費電力は画像信号に依存して大きく変動するため、データ電極駆動回路に電力を供給するデータ電極用電源は、データ電極駆動回路の消費電力が最大になった場合であっても正常な書込み動作ができるように十分大きい電力供給能力をもつように設計されてきた。しかしながらパネルの大画面化、高精細化が進むにつれて、消費電力の最大値が通常の画像表示時における消費電力に比べてはるかに大きくなり、そのような場合であっても電力を供給できるようにデータ電極用電源を設計するのは経済的ではなかった。そこで、消費電力の大きくなるような画像に対して、ある程度画像表示性能を犠牲にすることで消費電力を削減する駆動方法が提案されている。例えば特許文献1には、画像信号に基づいてデータ電極駆動回路の消費電力を予測し、輝度重みの小さいサブフィールドの書込み動作を停止させてその消費電力が大きくなりすぎないように駆動する方法が開示されている。
しかしながら、画像信号に基づいてデータ電極駆動回路の消費電力を正確に予測し、かつ所定の消費電力以下になるように制御するためには、リアルタイムで膨大な信号処理をしなければならず、画像信号処理部の回路規模が大きくなりすぎる等、実用的ではなかった。逆に回路規模があまり大きくならない範囲で簡易的に消費電力を予測すると、予測の誤差を吸収する程度の余裕をもたせてデータ電極用電源を設計する必要があり、データ電極用電源をあまり小さくできないという問題があった。 However, in order to accurately predict the power consumption of the data electrode driving circuit based on the image signal and to control it to be equal to or less than the predetermined power consumption, a large amount of signal processing must be performed in real time. It was not practical, for example, the circuit scale of the signal processing unit became too large. Conversely, if the power consumption is simply predicted within a range where the circuit scale does not become too large, it is necessary to design the power supply for the data electrode with a margin to absorb the prediction error, and the power supply for the data electrode cannot be made too small. There was a problem.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電力供給量を抑えたデータ電極用電源を用いて画像表示できるプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a plasma display device capable of displaying an image using a power supply for a data electrode with a reduced power supply amount.
本発明のプラズマディスプレイ装置は、表示電極対とデータ電極との交差部に放電セルを形成したパネルを用いるとともに、画像信号の1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割してそのサブフィールドのそれぞれにおいて放電セルを発光または非発光させることにより画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、画像信号を、各サブフィールドのそれぞれにおいて放電セルを発光または非発光させるための画像データに変換する画像信号処理回路と、画像データに基づいてデータ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、データ電極駆動回路に電力を供給するデータ電極用電源と、データ電極用電源の供給電力を監視する電力監視回路とを備え、電力監視回路は、データ電極用電源の出力電圧を監視することで供給される電力を監視するものであり、画像信号処理回路は、出力電圧が第1閾値電圧未満になると放電セルを非発光とするサブフィールドの数を変換前と比べて増やした画像データに変換し、出力電圧が第2閾値電圧以上になると放電セルを非発光とするサブフィールドの数を変換前と比べて減らした画像データに変換し、第2閾値電圧は第1閾値電圧よりも大きいことを特徴とする。この構成により、電力供給量を抑えたデータ電極用電源を用いて画像表示できるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。また、比較的簡単な回路構成でデータ電極用電源の出力電圧を監視することができる。
The plasma display apparatus of the present invention uses a panel in which discharge cells are formed at the intersections between the display electrode pair and the data electrode, and divides one field period of an image signal into a plurality of subfields in each of the subfields. An image signal processing circuit for displaying an image by causing a discharge cell to emit light or not to emit an image signal into image data for causing the discharge cell to emit or not emit light in each subfield. A data electrode drive circuit for driving the data electrode based on the image data, a data electrode power supply for supplying power to the data electrode drive circuit, and a power monitoring circuit for monitoring the supply power of the data electrode power supply, The power monitoring circuit supplies the power supplied by monitoring the output voltage of the power supply for the data electrode Is intended to monitor, the image signal processing circuit converts the discharge cell output voltage becomes less than the first threshold voltage to the image data increased as compared to before the conversion the number of sub-fields to be non-emitting, the output voltage When the voltage becomes equal to or higher than the second threshold voltage, the number of subfields in which the discharge cells do not emit light is converted into image data reduced compared to before conversion, and the second threshold voltage is larger than the first threshold voltage. With this configuration, it is possible to provide a plasma display device capable of displaying an image using a data electrode power source with a reduced power supply amount. In addition, the output voltage of the data electrode power supply can be monitored with a relatively simple circuit configuration.
また、放電セルを非発光とするサブフィールドの数を増やすときは輝度重みの小さいサブフィールドから順に書込み動作を停止し、放電セルを非発光とするサブフィールドの数を減らすときは輝度重みが大きいサブフィールドから順に書込み動作を再開することを特徴とする。 Also , when increasing the number of subfields that do not emit light from the discharge cells, the address operation is stopped in order from the subfield with the smallest luminance weight, and when decreasing the number of subfields that do not emit light from the discharge cells, the luminance weight is large. The write operation is restarted in order from the subfield.
また、サブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データの対応するビットを「0」に固定することで放電セルを非発光とするサブフィールドの数を変えることを特徴とする。この構成により、コーディングテーブルを変更しなくても対応するサブフィールドにおいて書込み動作を停止するだけでデータ電極駆動回路の消費電力を減少させることができる。
Further , the number of subfields in which the discharge cells are not light-emitted is changed by fixing the corresponding bit of the image data indicating light emission / non-light emission for each subfield to “0” . With this configuration, it is possible to reduce the power consumption of the data electrode driving circuit only by stopping the write operation in the corresponding subfield without changing the coding table.
本発明によれば、電力供給量を抑えたデータ電極用電源を用いて画像表示できるプラズマディスプレイ装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the plasma display apparatus which can display an image using the power supply for data electrodes which suppressed the electric power supply amount.
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。 Hereinafter, a plasma display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す分解斜視図である。パネル10は、ガラス製の前面基板21と背面基板31とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板21上には表示電極対28を構成する走査電極22と維持電極23とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極22および維持電極23を覆うように誘電体層24が形成され、誘電体層24上には保護層25が形成されている。また、背面基板31上には複数のデータ電極32が形成され、そのデータ電極32を覆うように誘電体層33が形成されている。誘電体層33上には井桁状の隔壁34が設けられている。また、誘電体層33の表面および隔壁34の側面に蛍光体層35が設けられている。そして、走査電極22および維持電極23とデータ電極32とが交差する方向に前面基板21と背面基板31とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。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。
(Embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of a panel used in the embodiment of the present invention. The
図2は本発明の実施の形態におけるパネル10の電極配列図である。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および維持電極SUi(i=1〜n)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。
FIG. 2 is an electrode array diagram of
次に、パネル10を駆動するための駆動電圧波形について説明する。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(第1SF、第2SF、・・・、第10SF)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、80)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。
Next, a driving voltage waveform for driving the
図3は本発明の実施の形態におけるパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing drive voltage waveforms applied to the respective electrodes of
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0V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ランプ電圧を印加する。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。 In the initialization period, first, in the first half, the data electrodes D1 to Dm and the sustain electrodes SU1 to SUn are held at 0 V, and the discharge start voltage is exceeded from the voltage Vi1 which is lower than the discharge start voltage with respect to the scan electrodes SC1 to SCn. A ramp voltage that gradually increases toward the voltage Vi2 is applied. Then, weak initializing discharge is caused in all the discharge cells, and wall voltages are accumulated on scan electrodes SC1 to SCn, sustain electrodes SU1 to SUn, and data electrodes D1 to Dm. Here, the wall voltage on the electrode refers to a voltage generated by wall charges accumulated on the dielectric layer covering the electrode, the phosphor layer, or the like.
続いて初期化期間の後半部において、維持電極SU1〜SUnを電圧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ランプ電圧を印加する。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。 Subsequently, in the second half of the initialization period, sustain electrodes SU1 to SUn are maintained at voltage Ve1, and a ramp voltage that gradually decreases from voltage Vi3 to voltage Vi4 is applied to scan electrodes SC1 to SCn. Then, a weak initializing discharge is caused again in all the discharge cells, and the wall voltages on scan electrodes SC1 to SCn, sustain electrodes SU1 to SUn, and data electrodes D1 to Dm are adjusted to values suitable for the address operation.
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3には、第1SF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、第2SF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波形を示した。 In some of the subfields constituting one field, the first half of the initializing period may be omitted. In this case, the discharge cells that have been subjected to the sustain discharge in the immediately preceding subfield may be omitted. An initialization operation is selectively performed. FIG. 3 shows drive waveforms for performing the initialization operation having the first half and the second half in the initialization period of the first SF, and performing the initialization operation having only the second half in the initialization period of the subfield after the second SF.
書込み期間では、維持電極SU1〜SUnに電圧Ve2を印加する。そしてデータ電極D1〜Dmのうち1行目に発光すべき放電セルのデータ電極Dk(k=1〜m)に書込みパルス電圧Vdを印加するとともに、1行目の走査電極SC1に走査パルス電圧Va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、書込みパルス電圧Vd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。 In the address period, voltage Ve2 is applied to sustain electrodes SU1 to SUn. The address pulse voltage Vd is applied to the data electrode Dk (k = 1 to m) of the discharge cell that should emit light in the first row among the data electrodes D1 to Dm, and the scan pulse voltage Va is applied to the scan electrode SC1 in the first row. Apply. Then, an address discharge occurs between data electrode Dk and scan electrode SC1 and between sustain electrode SU1 and scan electrode SC1, and a positive wall voltage is generated on scan electrode SC1 and a negative voltage is applied on sustain electrode SU1. Wall voltage is accumulated. In this way, the address operation is performed in which the address discharge is caused in the discharge cells to emit light in the first row and the wall voltage is accumulated on each electrode. On the other hand, no address discharge occurs at the intersection between the data electrode Dh (h ≠ k) to which the address pulse voltage Vd is not applied and the scan electrode SC1. The above address operation is sequentially performed until the discharge cell in the nth row, and the address period ends.
なお、上記のように各データ電極D1〜Dmを駆動しているのは後述するデータ電極駆動回路であるが、データ電極駆動回路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、各データ電極に印加する電圧を接地電位0Vから書込みパルス電圧Vdへ、あるいは書込みパルス電圧Vdから接地電位0Vへ変化させ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の消費電力も多くなる。 The data electrodes D1 to Dm are driven by the data electrode drive circuit described later as described above, but each data electrode Dj is a capacitive load when viewed from the data electrode drive circuit. Therefore, in the address period, this capacitance must be charged and discharged each time the voltage applied to each data electrode is changed from the ground potential 0V to the address pulse voltage Vd or from the address pulse voltage Vd to the ground potential 0V. If the number of times of charging / discharging is large, the power consumption of the data electrode driving circuit also increases.
続く維持期間では、維持電極SU1〜SUnを0Vに戻し、走査電極SC1〜SCnに維持パルス電圧Vsを印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極SCi上と維持電極SUi上との間の電圧は維持パルス電圧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0Vに戻し、維持電極SU1〜SUnに維持パルス電圧Vs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、輝度重みに比例し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こさ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。 In the subsequent sustain period, sustain electrodes SU1 to SUn are returned to 0 V, and sustain pulse voltage Vs is applied to scan electrodes SC1 to SCn. In the discharge cell that has caused the address discharge at this time, the voltage between scan electrode SCi and sustain electrode SUi is the sustain pulse voltage Vs plus the wall voltage on scan electrode SCi and sustain electrode SUi. Exceeds the discharge start voltage. A sustain discharge occurs between scan electrode SCi and sustain electrode SUi, and light is emitted. At this time, a negative wall voltage is accumulated on scan electrode SCi, and a positive wall voltage is accumulated on sustain electrode SUi. Subsequently, scan electrodes SC1 to SCn are returned to 0 V, and sustain pulse voltage Vs is applied to sustain electrodes SU1 to SUn. Then, in the discharge cell in which the sustain discharge has occurred, since the voltage between sustain electrode SUi and scan electrode SCi exceeds the discharge start voltage, a sustain discharge occurs again between sustain electrode SUi and scan electrode SCi, and the sustain cell is maintained. Negative wall voltage is accumulated on electrode SUi, and positive wall voltage is accumulated on scan electrode SCi. Similarly, the sustain discharge continues in the discharge cells that have caused the address discharge in the address period by applying the number of sustain pulses proportional to the luminance weight to scan electrodes SC1 to SCn and sustain electrodes SU1 to SUn. Done. Note that the sustain discharge does not occur in the discharge cells in which the address discharge has not occurred in the address period, and the wall voltage at the end of the initialization period is maintained. Thus, the maintenance operation in the maintenance period is completed.
続く第2SF〜第10SFにおいても、初期化期間および書込み期間は第1SFと同様であり、維持期間は維持パルス数を除いて第1SFの維持期間と同様の維持動作を行う。このようにして、放電セルのそれぞれをサブフィールド毎に発光または非発光となるように制御して、各サブフィールドの輝度重みを組み合わせて画像表示を行っている。 Also in the subsequent second to tenth SFs, the initialization period and the writing period are the same as those of the first SF, and the sustain period is the same as the sustain period of the first SF except for the number of sustain pulses. In this way, each discharge cell is controlled to emit light or not emit light for each subfield, and image display is performed by combining the luminance weights of the subfields.
図4は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の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置1は、パネル10、画像信号処理回路51、データ電極駆動回路52、走査電極駆動回路53、維持電極駆動回路54、タイミング発生回路55、および各回路ブロックに必要な電力を供給する電源回路を備えている。図4には上記回路ブロックに加えて、データ電極駆動回路52に電力を供給するためのデータ電極用電源57およびその供給電力を監視するための電力監視回路58も示している。
FIG. 4 is a circuit block diagram of the plasma display device according to the embodiment of the present invention. The
タイミング発生回路55は水平同期信号H、垂直同期信号Vをもとにして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53はタイミング信号に基づいて図3に示した駆動電圧波形を各走査電極SC1〜SCnにそれぞれ印加し、維持電極駆動回路54はタイミング信号に基づいて図3に示した駆動電圧波形を維持電極SU1〜SUnに印加する。
The
画像信号処理回路51は、入力された画像信号をサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。説明を簡単にするために、画像信号は赤、緑、青の原色信号であり、原色信号のそれぞれは、最小値が「0」、最大値が「255」のデジタル信号であると仮定する。図5は本発明の実施の形態における画像信号と画像データとの関係を示す図である。このように、入力した画像信号に対してどのサブフィールドで放電セルを発光させるかを示す関係を以下「コーディング」と略記する。図5において、最も左の列に示した数値は画像信号の値を示し、その右側には対応する輝度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。図5(a)に示すように、例えば原色信号「1」が入力された場合には、輝度重み1をもつ第1SFのみで放電セルを発光させて「1」の輝度を表示し、原色信号「7」が入力された場合には、輝度重み1の第1SFと輝度重み6の第4SFで放電セルを発光させて「7」の輝度を表示する。また、原色信号「14」が入力された場合には、輝度重み1、2をもつ第1SF、第2SFおよび輝度重み11をもつ第5SFで放電セルを発光させて輝度「14」を表示する。なお、輝度「3」を表示する場合には、第1SFおよび第2SFで放電セルを発光させる方法と、第3SFのみ発光させる方法とがあるが、このように複数のコーディング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点灯させるコーディングを選択する。すなわち、輝度「3」を表示する場合には図5(a)に示したように第1SFおよび第2SFで放電セルを発光させる。なお、上述したような画像信号を画像データに変換する回路は、ROM等を用いたデータ変換テーブルを用いて実現することができる。
The image
また画像信号処理回路51は、後述する電力監視出力に基づきコーディングを変更する。具体的には本実施の形態においては電力監視出力が大きくなると輝度重みの小さいサブフィールドで書込み動作を行わないコーディングに変更する。図5(b)、図5(c)は本実施の形態におけるコーディングの一例を示す図であり、図5(b)は第1SFで書込み動作を行わないコーディング、図5(c)は第1SFおよび第2SFで書込み動作を行わないコーディングを示している。図示はしていないが、第1SF〜第3SFで書込み動作を行わないコーディング、第1SF〜第4SFで書込み動作を行わないコーディング等も同様である。例えば図5(b)に示すように第1SFで書込み動作を行わないコーディングによれば、輝度「1」、「3」、「4」、「6」、・・・等が表示できなくなる。しかし、第1SFで書込み動作を行わないのでその分の消費電力を減少させることができる。このように書込み動作を行わないサブフィールドを増やすと表示できる輝度の数は減るが、書込み動作のための消費電力を減少させることができる。なお、上述したようなコーディングの変更は、複数のデータ変換テーブルを切り替えて用いることで実現してもよいが、サブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データの対応するビットを「0」に固定することで容易に実現することができる。
The image
データ電極駆動回路52はサブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜Dmに対応する信号に変換し各データ電極D1〜Dmを駆動する。データ電極用電源57は、データ電極駆動回路52に電力を供給する。また、電力監視回路58はデータ電極用電源57の供給電力を監視し、その出力を画像信号処理回路51に出力する。電力監視回路58はデータ電極用電源57の供給電力そのものを検出して電力値を出力する構成としてもよいが、例えば供給電流値等、電力と相関のある値を出力する構成としてもよい。あるいは供給電力がある程度以上増加するとデータ電極用電源57の出力電圧が低下する場合には、出力電圧の低下を検出することで供給電力の増加を知ることができる。また、供給電力は各サブフィールドの書込み期間で大きくなりそれ以外の初期化期間、維持期間では僅かであるので電力監視回路58の出力も時間的に大きく変動する。そのため電力監視回路58の出力としては、フィールド毎の値がわかるように、1フィールド分の値を積算するか、または平滑化処理を施しておくことが望ましい。
The data electrode driving
図6は、本発明の実施の形態におけるデータ電極用電源57の回路図である。データ電極用電源57は、スイッチング電源で構成され安定化されていないDC電源100と、安定化回路であるDC−DCコンバータ110とで構成されている。本実施の形態におけるDC−DCコンバータ110は、スイッチング素子112、ダイオード114、インダクタ116、平滑コンデンサ118、制御部200を備えた降圧チョッパ方式コンバータである。制御部200は、発振回路202、フリップフロップ204を有し、フリップフロップ204は発振回路202から出力されるクロックに基づきスイッチング素子をオン/オフ制御するための信号を発生する。また制御部200は、出力電圧検出部120の出力が一定になるようにスイッチング素子112の導通時間を制御するためのコンパレータ206を有している。さらに制御部200は、スイッチング素子112を流れる電流を検出する電流検出回路122の出力に基づき、この電流が所定の値Irefを超えるとスイッチング素子112の導通時間を制限するためのコンパレータ208およびORゲート210を備えている。そしてこの電流制限はクロック周期毎に動作するいわゆるパルスバイパルス制御である。
FIG. 6 is a circuit diagram of data electrode
そのため、消費電力が小さい間はデータ電極用電源57の出力電圧は一定であるが、消費電力が大きくなると上述した電流制限が動作し始め、負荷に流れる電流が増加するにつれて出力電圧が低下する特性を示す。
Therefore, while the power consumption is small, the output voltage of the data
図7(a)は、本発明の実施の形態におけるデータ電極用電源57の供給電流と出力電圧との関係を示す図である。このようにして、本実施の形態におけるデータ電極用電源57は、供給電流が2(A)までは出力電圧は75(V)でほぼ一定であるが、供給電流が2(A)を超えると電流の増加とともに電圧が僅かに低下するように設計されている。そして供給電流が3.5(A)を超えると電源の電力供給能力を超えて出力電圧が急激に低下する。
FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the supply current of the data
本実施の形態における電力監視回路58は、データ電極用電源57の出力電圧を閾値電圧と比較し、データ電極用電源57の出力電圧が閾値電圧以上であるか、未満であるかを示す監視信号を出力する構成である。図8は、本発明の実施の形態における電力監視回路58の回路図である。電力監視回路58は、データ電極用電源57の出力電圧と第1閾値電圧302とを比較するコンパレータ304、データ電極用電源57の出力電圧と第2閾値電圧306とを比較するコンパレータ308とを備えている。第1閾値電圧302は、例えば70(V)、第2閾値電圧306は、例えば74(V)である。なお、本実施の形態における電力監視回路58はデータ電極用電源57の出力電圧を監視する構成であり、データ電極用電源57の平滑コンデンサ118によって出力電圧が平滑化されているため、平滑化のための特別な回路は設けていない。図7(b)は、本発明の実施の形態におけるデータ電極用電源57の供給電流とコンパレータ304、308の出力信号との関係を示す図である。このようにデータ電極用電源57の出力電圧が第2閾値電圧306以下になるとコンパレータ308の出力は「H」となり、第1閾値電圧302以下になるとコンパレータ304の出力も「H」となる。
The
次にデータ電極用電源57、電力監視回路58および画像信号処理回路51の詳細な動作について説明する。上述したように、データ電極32はデータ電極駆動回路52から見ると容量性の負荷であるから、データ電極32に印加する電圧が頻繁に変化すると、データ電極32のもつ容量を充放電するための消費電力が大きくなる。例えば偶数番目の走査電極SCp(p=偶数)をもつ放電セルでは書込みパルスを印加し奇数番目の走査電極SC(p+1)をもつ放電セルでは書込みパルスを印加しない場合には、対応するデータ電極Djには電圧Vaと電圧Vcとを交互に印加することとなり消費電力が大きくなってしまう。加えて両隣のデータ電極D(j−1)、D(j+1)が逆位相で電圧Vcと電圧Vaとを交互に印加する場合にはさらに消費電力が大きくなる。逆に、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消費電力は最小となり、またすべてのデータ電極に書込みパルスを印加する場合も消費電力は小さい。通常の画像表示時においては、データ電極駆動回路52の消費電力は画像信号に応じて変動している。
Next, detailed operations of the data
図9は、データ電極駆動回路52の消費電力およびデータ電極用電源57の出力電圧が画像信号の変化に伴って変化する一例を示す図である。図9に示すように、例えばデータ電極駆動回路52の消費電力が徐々に増加し、データ電極用電源57の出力電圧が第1閾値電圧未満になったことを電力監視回路58が検出する(図9の(A)時点)と、画像信号処理回路51は第1SFで書込み動作を行わないコーディングに変更する。具体的には第1SFの書込み期間における書込み動作を停止する。するとデータ電極駆動回路52の消費電力が減少するため、データ電極用電源57の出力電圧が第1閾値電圧以上になる。その後さらにデータ電極駆動回路52の消費電力が増加してデータ電極用電源57の出力電圧が再び第1閾値電圧未満になったことを電力監視回路58が検出したとすると(図9の(B)時点)、画像信号処理回路51は第1SFに加えて第2SFでも書込み動作を停止してデータ電極駆動回路52の消費電力を減少させる。このように、データ電極用電源57の出力電圧が第1閾値電圧未満になったことを電力監視回路58が検出する毎に、書込み動作を停止するサブフィールドの数を増やしていく。逆に、データ電極駆動回路52の消費電力が減少し、データ電極用電源57の出力電圧が第2閾値電圧以上になったことを電力監視回路58が検出した場合には、画像信号処理回路51は書込み動作を停止していたサブフィールドの書込み動作を順次再開する。例えば図9に示すように、データ電極駆動回路52の消費電力が減少してデータ電極用電源57の出力電圧が第2閾値電圧以上になったとすると(図9の(C)時点)、第2SFにおける書込み動作を再開させる。するとデータ電極駆動回路52の消費電力が増加するため、データ電極用電源57の出力電圧が第2閾値電圧以下になる。その後さらにデータ電極駆動回路52の消費電力が減少し、データ電極用電源57の出力電圧が再び第2閾値電圧以上になったことを電力監視回路58が検出すると(図9の(D)時点)、画像信号処理回路51は第1SFの書込み動作を再開する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the power consumption of the data electrode driving
このようにして本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、データ電極駆動回路52の消費電力がデータ電極用電源57の最大の電力供給能力に近づいた場合に、画像信号処理回路51はデータ電極駆動回路52の消費電力が小さくなるようなコーディングに変更することにより、電力供給量を抑えたデータ電極用電源57を用いて画像を表示している。なお、このようにデータ電極駆動回路52の消費電力が小さくなるようにコーディングを変更すると表示可能な輝度の数が減少するが、データ電極駆動回路52の消費電力が大きくなるような画像信号は、画素毎にまたは狭い領域毎に輝度が大きく変わるような画像であるから、表示する輝度の数をある程度減らしても視覚的に認知されることは殆どない。
As described above, in the plasma display device according to the present embodiment, when the power consumption of the data electrode driving
なお、本実施の形態においては、データ電極用電源がパルスバイパルス制御を行うDC−DCコンバータである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、供給電力の増加に伴い出力電圧が低下する特性をもつものであればよい。 In the present embodiment, the data electrode power supply has been described as a DC-DC converter that performs pulse-by-pulse control. However, the present invention is not limited to this, and as power supply increases. Any device having a characteristic that the output voltage is lowered may be used.
また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、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。 Further, the specific numerical values used in the present embodiment are merely examples, and it is desirable to appropriately set the values appropriately according to the characteristics of the panel, the specifications of the plasma display device, and the like.
本発明のプラズマディスプレイ装置は、電力供給量を抑えたデータ電極用電源を用いて画像表示できるので、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるディスプレイ装置等として有用である。 Since the plasma display device of the present invention can display an image using a power supply for data electrodes with a reduced power supply, it is useful as a display device used for a wall-mounted television or a large monitor.
1 プラズマディスプレイ装置
10 パネル(プラズマディスプレイパネル)
21 前面基板
22 走査電極
23 維持電極
24,33 誘電体層
25 保護層
28 表示電極対
31 背面基板
32 データ電極
34 隔壁
35 蛍光体層
51 画像信号処理回路
52 データ電極駆動回路
53 走査電極駆動回路
54 維持電極駆動回路
55 タイミング発生回路
57 データ電極用電源
58 電力監視回路
SC1〜SCn 走査電極
SU1〜SUn 維持電極
D1〜Dm データ電極
1
DESCRIPTION OF
Claims (3)
画像信号を、各サブフィールドのそれぞれにおいて前記放電セルを発光または非発光させるための画像データに変換する画像信号処理回路と、
前記画像データに基づいて前記データ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、
前記データ電極駆動回路に電力を供給するデータ電極用電源と、
前記データ電極用電源の供給電力を監視する電力監視回路とを備え、
前記電力監視回路は、前記データ電極用電源の出力電圧を監視することで供給される電力を監視するものであり、
前記画像信号処理回路は、前記出力電圧が第1閾値電圧未満になると放電セルを非発光とするサブフィールドの数を変換前と比べて増やした画像データに変換し、前記出力電圧が第2閾値電圧以上になると放電セルを非発光とするサブフィールドの数を変換前と比べて減らした画像データに変換し、前記第2閾値電圧は前記第1閾値電圧よりも大きいことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。 A plasma display panel in which discharge cells are formed at intersections between display electrode pairs and data electrodes is used, and one field period of an image signal is divided into a plurality of subfields, and the discharge cells emit light in each of the subfields. A plasma display device that displays an image by non-light emission,
An image signal processing circuit that converts an image signal into image data for causing the discharge cells to emit or not emit light in each of the subfields;
A data electrode driving circuit for driving the data electrode based on the image data;
A data electrode power supply for supplying power to the data electrode drive circuit;
A power monitoring circuit for monitoring the power supplied to the data electrode power supply,
The power monitoring circuit monitors power supplied by monitoring the output voltage of the data electrode power supply,
When the output voltage is less than the first threshold voltage, the image signal processing circuit converts the number of subfields in which the discharge cells do not emit light into image data increased compared to before conversion, and the output voltage is a second threshold value. When the voltage exceeds the voltage, the number of subfields in which the discharge cells do not emit light is converted into image data reduced compared to before conversion, and the second threshold voltage is larger than the first threshold voltage. apparatus.
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