JP5168896B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 Download PDF

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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パネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置に関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する)として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に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、例えば分圧比で5%のキセノンを含む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の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、この紫外線で赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の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。
パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。
各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有し、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。初期化動作には、全ての放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作(以下、「全セル初期化動作」と略記する)と、維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作(以下、「選択初期化動作」と略記する)とがある。
書込み期間では、表示を行うべき放電セルにおいて選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
また、サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が開示されている。
具体的には、例えば複数のサブフィールドのうち、1つのサブフィールドの初期化期間において全ての放電セルを放電させる全セル初期化動作を行い、他のサブフィールドの初期化期間においては維持放電を行った放電セルのみ初期化する選択初期化動作を行う。その結果、表示に関係のない発光は全セル初期化動作の放電に伴う発光のみとなりコントラストの高い画像表示が可能となる(例えば、特許文献1参照)。
このように駆動することによって、画像の表示に関係のない発光、すなわち黒表示領域の輝度(以下、「黒輝度」と略記する)は全セル初期化動作における微弱発光だけとなり、コントラストの高い画像表示が可能となる。
一方、パネルの高精細度化や大画面化に伴って放電セル数が増加し、また、動画擬似輪郭の改善等、画像表示品質を向上させるためにサブフィールド数を増加させる等、今後ますます書込み動作の高速化が要求されている。
ところで、全ての放電セルを初期化させる全セル初期化動作は、上述したように書込み動作に必要な壁電荷を形成するとともに、放電遅れを小さくし、書込み放電を安定して発生させるためのプライミングを発生させるという働きをも併せ持っている。従って、高速書込み動作のためにはプライミングを増やすという方法が有効である。しかし、単純に全セル初期化動作の回数を増やすと、黒輝度が上がってコントラストが低下し、画像表示品質が低下する。
そこで、表示すべき画像信号の平均画像レベル(APL:Average Picture Level)にもとづいて、各サブフィールドの初期化期間における初期化動作を、全セル初期化動作または選択初期化動作のいずれかに決定して全セル初期化回数を増減させ、黒輝度の上昇を抑えながら安定した高速書込みが可能なパネルの駆動方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−242224号公報 特開2005−215132号公報
しかしながら、初期化期間における初期化動作を、全セル初期化動作または選択初期化動作のいずれかに決定して全セル初期化回数を増減させると、本来一定であるべき黒輝度が不連続的に変動して画像表示品質を低下させてしまうことがある。ここで、1フィールド期間内の全セル初期化動作を行うサブフィールドの数を、「全セル初期化回数」と記す。
本発明はこれらの課題を解決するために行われたもので、パネルにおける全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることが可能なパネルの駆動方法および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。
上記の課題を解決するために本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルの駆動方法であって、1フィールドを、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドは、初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、全セル初期化サブフィールドと選択初期化サブフィールドとを切換える際に全セル初期化サブフィールドで初期化放電を発生させるための初期化電圧を制御することを特徴とする。この方法により、パネルにおける全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることが可能なパネルの駆動方法を提供することが可能となる。
また本発明のパネルの駆動方法は、全セル初期化サブフィールドの数を増加させる直前のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドの初期化電圧は、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドの初期化電圧よりも高く、全セル初期化サブフィールドの数を減少させる直前のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドの初期化電圧は、全セル初期化サブフィールドの数を減少させた直後のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドの初期化電圧よりも低く設定することが望ましい。
また本発明のパネルの駆動方法は、1フィールドに含まれる全セル初期化サブフィールドの初期化電圧を連続した複数のフィールド期間において段階的に上昇させた後に選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えてもよい。
また本発明のパネルの駆動方法は、1フィールドに含まれる複数の全セル初期化サブフィールドのうちの1つの全セル初期化サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えた後に、のこりの全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドにおける初期化電圧を連続した複数のフィールドにおいて段階的に下降させてもよい。
また本発明のパネルの駆動方法は、1フィールドに含まれる全セル初期化サブフィールドの初期化電圧を0.2秒〜1.6秒にわたり段階的に上昇させた後に選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えることが望ましい。
また、本発明のパネルの駆動方法は、1フィールドに含まれる複数の全セル初期化サブフィールドのうちの1つの全セル初期化サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えた後に、のこりの全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドにおける初期化電圧を0.2秒〜1.6秒にわたり段階的に下降させてもよい。
これらの方法により、パネルにおける全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることが可能なパネルの駆動方法を提供することが可能となる。
また本発明のプラズマディスプレイ装置は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルと、走査電極に緩やかに上昇または下降する傾斜波形電圧を印加する走査電極駆動回路とを備え、1フィールドを、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドは、初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、走査電極駆動回路は、全セル初期化サブフィールドと選択初期化サブフィールドとを切換えるとともに、全セル初期化サブフィールドで初期化放電を発生させるための傾斜波形電圧の最大値である初期化電圧を制御するように構成したことを特徴とする。この構成により、パネルにおける全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることが可能な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。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路は、1フィールドに含まれる全セル初期化サブフィールドの初期化電圧を0.2秒〜1.6秒にわたり段階的に上昇させた後に選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えることが望ましい。
また本発明のプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路は、1フィールドに含まれる複数の全セル初期化サブフィールドのうちの1つの全セル初期化サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えた後に、のこりの全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドにおける初期化電圧を0.2秒〜1.6秒にわたり段階的に下降させることが望ましい。
また本発明のプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路は、選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えた直後のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドの初期化電圧を他の全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低くすることが望ましい。
また本発明のプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路は、1フィールドに含まれる複数の全セル初期化サブフィールドのうちの1つの全セル初期化サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換える直前のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドの初期化電圧をのこりの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低くすることが望ましい。
本発明によれば、パネルにおける全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることが可能になる。
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。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態におけるパネル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28が複数形成されている。そして走査電極22と維持電極23とを覆うように誘電体層24が形成され、その誘電体層24上に保護層25が形成されている。背面板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(R)、緑色(G)および青色(B)の各色に発光する蛍光体層35が設けられている。
これら前面板21と背面板31とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対28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。本実施の形態においては、輝度向上のためにキセノン分圧を10%とした放電ガスが用いられている。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28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におけるパネル10の電極配列を示す図である。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。
図3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1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、APL検出回路57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51は、入力された画像信号sig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。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。APL検出回路57は画像信号sigの平均輝度レベル(以下、「APL」と略記する)を検出する。具体的には、例えば画像信号の輝度値を1フィールド期間または1フレーム期間にわたって累積する等の一般に知られた手法を用いることによってAPLを検出する。
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およびAPL検出回路57が検出したAPL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、初期化期間において走査電極SC1〜SCnに印加する初期化電圧波形を発生するための初期化波形発生回路300を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極SC1〜SCnをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路54は、タイミング信号にもとづいて維持電極SU1〜SUnを駆動する。
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。プラズマディスプレイ装置1は、サブフィールド法、すなわち1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う。それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。
初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。このときの初期化動作には、全ての放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作(全セル初期化動作)と、維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作(選択初期化動作)とがある。
書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例した数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。このときの比例定数を輝度倍率と呼ぶ。なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。
図4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図である。図4には、全セル初期化動作を行うサブフィールドと選択初期化動作を行うサブフィールドとを示している。
まず、全セル初期化動作を行うサブフィールドについて説明する。
初期化期間の前半部では、データ電極D1〜Dm、維持電極SU1〜SUnにそれぞれ0(V)を印加し、走査電極SC1〜SCnには、維持電極SU1〜SUnに対して放電開始電圧以下の電圧Vi1から、放電開始電圧を超える電圧に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する(以下、初期化期間の前半部において走査電極SC1〜SCnに印加する、緩やかに上昇する電圧の最大値を「初期化電圧Vr」として引用する)。
この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUn、データ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極SC1〜SCn上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極D1〜Dm上部および維持電極SU1〜SUn上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。
このときの初期化放電では、続く初期化期間の後半部において壁電圧の最適化を図ることを見越して、過剰に壁電圧を蓄えておく。こうして蓄えられる過剰な壁電圧は初期化電圧Vrによって制御することができる。そして詳細は後述するが、初期化電圧Vrの値は常に一定の電圧ではなく、必要に応じて変化させる。
初期化期間の後半部では、維持電極SU1〜SUnに正の電圧Ve1を印加し、走査電極SC1〜SCnには、維持電極SU1〜SUnに対して放電開始電圧以下となる電圧Vi3から放電開始電圧を超える電圧Vi4に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧(以下、「ランプ電圧」と記す)を印加する。この間に、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUn、データ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極SC1〜SCn上部の負の壁電圧および維持電極SU1〜SUn上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜Dm上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。
そしてこのときの放電は、初期化期間の前半部において蓄えられた過剰な壁電圧に依存するので、初期化電圧Vrが低く初期化期間の前半部の初期化放電が弱いと、初期化期間の後半部の初期化放電も弱くなる。逆に初期化電圧Vrが高いと、両方の初期化放電が強くなる。
続く書込み期間では、維持電極SU1〜SUnに電圧Ve2を、走査電極SC1〜SCnに電圧Vcを印加する。
次に、1行目の走査電極SC1に負の走査パルス電圧Vaを印加するとともに、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)に正の書込みパルス電圧Vdを印加する。このときデータ電極Dk上と走査電極SC1上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差(Vd−Va)にデータ電極Dk上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、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、走査電極SC1上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU1上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Dk上にも負の壁電圧が蓄積される。
このようにして、1行目に発光させる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D1〜Dmと走査電極SC1との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、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行い、書込み期間が終了する。
続く維持期間では、消費電力を削減するために電力回収回路を用いて駆動を行っているが、駆動電圧波形の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における維持動作の概要について説明する。
まず走査電極SC1〜SCnに正の維持パルス電圧Vsを印加するとともに維持電極SU1〜SUnに0(V)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上との電圧差が維持パルス電圧Vsに走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧との差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、このとき発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。そして走査電極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。さらにデータ電極Dk上にも正の壁電圧が蓄積される。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たれる。
続いて、走査電極SC1〜SCnには0(V)を、維持電極SU1〜SUnには維持パルス電圧Vsをそれぞれ印加する。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上との電圧差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とに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。
そして、維持期間の最後には走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとの間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Dk上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を調整している。
次に、選択初期化動作を行うサブフィールドの動作について説明する。
選択初期化動作を行う初期化期間では、維持電極SU1〜SUnに電圧Ve1を、データ電極D1〜Dmに0(V)をそれぞれ印加し、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。
すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧が弱められる。またデータ電極Dkに対しては、直前の維持放電によってデータ電極Dk上に十分な正の壁電圧が蓄積されているので、この壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。
一方、前のサブフィールドで維持放電を起こさなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷がそのまま保たれる。このように選択初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行う動作である。
続く書込み期間の動作は全セル初期化動作を行うサブフィールドの書込み期間の動作と同様であるため説明を省略する。続く維持期間の動作も維持パルスの数を除いて同様である。
次に、本実施の形態におけるパネルの駆動方法のサブフィールド構成について説明をする。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1サブフィールド(第1SF)、第2サブフィールド(第2SF)、・・・、第10サブフィールド(第10SF))に分割し、各サブフィールドはそれぞれ輝度重み(1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)を持つと仮定して説明するが、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5は本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す模式図であり、サブフィールドのそれぞれは、初期化期間に全セル初期化動作を行うサブフィールド(以下、「全セル初期化サブフィールド」と略記)か、初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールド(以下、「選択初期化サブフィールド」と略記)かのどちらかである。なお、図5、図6、図7、図14および図15は、パネルの駆動波形の1フィールドの概略を示すもので、詳細については、各サブフィールドの各々の期間における波形は図4に示すとおりである。
本実施の形態においては表示すべき画像信号のAPLにもとづいてサブフィールド構成を切換えている。図5(a)は、APLが6%未満の画像信号時に使用する構成であり、第1サブフィールドのみ全セル初期化サブフィールドであり、第2サブフィールド〜第10サブフィールドは選択初期化サブフィールドである。図5(b)は、APLが6%以上の画像信号時に使用する構成であり、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドは全セル初期化サブフィールド、第2サブフィールド、第3サブフィールドと第5サブフィールド〜第10サブフィールドは選択初期化サブフィールドとなっている。すなわち、APLがしきい値6%未満の場合は全セル初期化回数は1回、しきい値6%以上の場合には全セル初期化回数が2回のサブフィールド構成となっている。以下の(表1)に上述のサブフィールド構成とAPLとの関係を示した。
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しかしながら、全セル初期化回数だけを単純に増減させると、本来一定であるべき黒表示領域の輝度、すなわち黒輝度が不連続的に変化し画像表示品質を低下させてしまう。そこで本実施の形態では、全セル初期化回数をAPLに依存して増減させるときに全セル初期化回数だけを単純に増減させるのではなく、走査電極22に印加する初期化電圧Vrの値を段階的に増加あるいは減少させ、黒輝度の急激な変化を緩和しながら全セル初期化回数を増減させている。このように初期化電圧Vrを制御することによって、全セル初期化回数を増減させるときに黒輝度の変化を緩和することが可能になる。
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の初期化期間に走査電極22へ印加する初期化電圧Vrの変化の一例を示す模式図であり、1フィールド期間に含まれる10個のサブフィールドのうち、全セル初期化回数を含むサブフィールドを1回から2回に増加させる場合の時間的な駆動波形の変化を示すものである。図6の例では、第1サブフィールドと第4サブフィールドとにおける初期化電圧Vrの変化を模式的に示す図である。ここで、電圧値VrCは全セル初期化回数を変更しないときの初期化電圧Vrの設定値を示し、電圧値VrLおよび電圧値VrHは全セル初期化回数を変更するときの初期化電圧Vrの最小値、および最大値をそれぞれ示している。
1フィールド期間の全セル初期化動作を実施する初期化期間を有するサブフィールドの数を、1回から2回に増加させるときには、図6(a)と図6(b)に示すように、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を増加前の電圧値VrCから段階的に上昇させ、ある一定の時間の後、図6(c)に示すように、電圧値VrHに至らせる。
次に、図6(d)に示すように、第1サブフィールドとともに第4サブフィールドでも全セル初期化動作を行い、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCよりも低い電圧である電圧値VrLに設定する。ここで電圧値VrHおよび電圧値VrLは、全セル初期化回数が1回であり、かつ初期化電圧Vrが電圧値VrHであるときの1フィールド期間の黒輝度と、全セル初期化回数が2回であり、かつ初期化電圧Vrが電圧値VrLであるときの1フィールド期間の黒輝度がほぼ等しくなるように設定されていることが望ましい。このように電圧値VrHおよび電圧値VrLが設定されていると、図6(c)の1フィールドの黒輝度と図6(d)の1フィールドの黒輝度がほぼ等しい状態となる。
そしてその後、図6(e)に示すように、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrLから段階的に上昇させ、ある一定の時間をかけて定常状態の電圧値VrCに至らせる。
逆に、全セル初期化回数を2回から1回に減少させる時は、第1サブフィールドと第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCから段階的に下降させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrLに至らせる。
次に、第4サブフィールドの初期化動作を選択初期化動作に切換えるとともに、第1サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrCよりも高い電圧である電圧値VrHに設定する。そしてその後、第1サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrHから段階的に下降させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrCに至らせる。
このように、表示する画像信号のAPLに応じて1フィールドの全セル初期化を実行する初期化期間を有するサブフィールドの数を変える場合に、全セル初期化期間の走査電極22に印加される初期化電圧Vrを制御することによって、全セル初期化回数を増減させる直前のフィールドにおける黒輝度と、全セル初期化回数を増減させた直後のフィールドにおける黒輝度とをほぼ等しくすることが可能になり、全セル初期化動作による発光輝度の変化を緩和し、黒輝度の変動を目立ち難くして画像表示品質を向上させている。
なお、本実施の形態では、APLに対してしきい値6%を設定し、APLにもとづいて1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回または2回の間で変更するものとして説明したが、本発明は上述したしきい値や全セル初期化回数に限定されるものではなく、パネルの特性や表示画像等に応じて設定すればよい。
(実施の形態2)
次にこのような例について説明する。
図7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の表示する画像信号のAPLに応じて1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から3回に増加させるときの初期化電圧Vrの変化の一例を示す模式図である。
図7では、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの全セル初期化サブフィールドに加えて第6サブフィールドも全セル初期化サブフィールドに切換えるものとして説明する。
1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から3回に増加させる時は、図7(a)、図7(b)に示すように、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrCに保ったまま、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を増加前の電圧値VrCから段階的に上昇させ、ある一定の時間の後、図7(c)に示すように、電圧値VrHに至らせる。
次に、図7(d)に示すように、第1サブフィールド、第4サブフィールドとともに第6サブフィールドでも全セル初期化動作を行い、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrCに保ったまま、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCよりも低い電圧である電圧値VrLに設定する。
なお本実施の形態においては、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを電圧値VrCに保つものとして説明したが、黒輝度の変動が目立たない範囲で第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを変動させてもよい。
ここで、電圧値VrHおよび電圧値VrLは、全セル初期化回数が2回であり、かつ第1サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrC、第4サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrHであるときの黒輝度が、全セル初期化回数が3回であり、かつ第1サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrCでありかつ第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrが電圧値VrLであるときの黒輝度と等しくなるように設定されている。
そしてその後、図7(e)に示すように、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrLから段階的に上昇させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrCに至らせる。
逆に、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を3回から2回に減少させる時は、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrCに保ったまま、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCから段階的に下降させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrLに至らせる。
次に、第6サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrCに保ったまま、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を、電圧値VrCよりも高い電圧である電圧値VrHに設定する。その後、第4サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrHから段階的に下降させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrCに至らせる。
このように、1フィールドの全セル初期化を実行する回数が3回以上であっても同様に制御することができる。
なお、上述の説明では、第1サブフィールドの初期化電圧Vrは一定値であるものとしたが、全セル初期化回数を増減させる直前と増減させた直後との黒輝度が大きく変化しないように各全セル初期化サブフィールドの初期化電圧Vrが設定されていればよい。
(実施の形態3)
(実施の形態2)では、画像信号のAPLに応じて全セル初期化回数が2回のフィールドから全セル初期化回数が3回のフィールドに変わる時の全セル初期化電圧の移り変わる過程を示したもので、全セル初期化回数が2回であるときの全セル初期化電圧Vrの設定値と、全セル初期化回数が3回であるときの全セル初期化電圧Vrの設定値とが、ともに電圧値VrC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、パネルの特性や表示画像等に応じて設定してもよい。本実施の形態では全セル初期化電圧Vrが、最も高い全セル初期化電圧VrHと最も低い全セル初期化電圧VrLの間にVrC2とVrC3がある例について説明する。
図8は、本発明の(実施の形態3)におけるプラズマディスプレイ装置の全セル初期化回数が3回であるときの全セル初期化電圧Vrの電圧値VrC3が、全セル初期化回数が2回であるときの全セル初期化電圧Vrの電圧値VrC2よりも低いときの初期化電圧Vrの変化の一例を示す模式図である。
図8でも、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの全セル初期化サブフィールドに加えて第6サブフィールドも全セル初期化サブフィールドに切換えるものとして説明する。
1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から3回に増加させる時は、図8(a)、図8(b)に示すように、まず第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを、全セル初期化を実行する回数を増加前の電圧値VrC2から段階的に下降させるとともに、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を全セル初期化を実行する回数を増加前の電圧値VrC2から段階的に上昇させる。そして、ある一定の時間の後、図8(c)に示すように、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを電圧値VrC3に、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrを電圧値VrHに至らせる。
次に、図8(d)に示すように、第1サブフィールド、第4サブフィールドとともに第6サブフィールドでも全セル初期化動作を行い、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrC3に保ったまま、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrC3よりも低い電圧である電圧値VrLに設定する。
なお本実施の形態においては、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを電圧値VrCに保つものとして説明したが、黒輝度の変動が目立たない範囲で第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを変動させてもよい。
ここで、電圧値VrHおよび電圧値VrLは、全セル初期化回数が2回であり、かつ第1サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrC3、第4サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrHであるときの黒輝度が、全セル初期化回数が3回であり、かつ第1サブフィールドの初期化電圧Vrが電圧値VrC3でありかつ第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrが電圧値VrLであるときの黒輝度と等しくなるように設定されている。従って図8(c)のフィールドの黒輝度と、図8(d)のフィールドの黒輝度は、ほぼ等しくなっている。
そしてその後、図8(e)に示すように、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrLから段階的に上昇させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrC3に至らせる。
逆に、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を3回から2回に減少させる時は、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrC3に保ったまま、第4サブフィールドおよび第6サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrC3から段階的に下降させ、ある一定の時間をかけて電圧値VrLに至らせる。
次に、第6サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrは電圧値VrC3に保ったまま、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を、電圧値VrC3よりも高い電圧である電圧値VrHに設定する。その後、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を段階的に上昇させるとともに、第4サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrHから段階的に下降させる。そして、ある一定の時間をかけて第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値、および第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrC2に至らせる。
このように、初期化回数を変更しないときの初期化電圧Vrの設定値が、初期化回数に依存して変化する場合であっても、全セル初期化回数を増減させる直前と増減させた直後との黒輝度が大きく変化しないように各全セル初期化サブフィールドの初期化電圧Vrが設定されていればよい。
すなわち、1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させる直前のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドの初期化電圧を、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドの初期化電圧よりも高く設定すればよい。
また、1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を減少させる直前のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドの初期化電圧を、全セル初期化サブフィールドの数を減少させた直後のフィールドにおける全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドの初期化電圧よりも低く設定すればよい。
また、1フィールドの全セル初期化回数を変更する動作の途中で画像信号のAPLがさらに変化した場合、その動作を途中で中断させると黒輝度が不連続的に変化する可能性があるので望ましくない。従って、上述した1フィールドの全セル初期化を実行する回数を変更する場合は、その動作が完了するまで次の変更動作に入ることを禁止することが望ましい。
例えば表示する画像信号のAPLによって全セル初期化回数を1回から3回に変更する必要が生じた時には、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に変更した後に、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から3回に変更すればよい。
このように、パネルの特性や表示画像等に応じて、または黒輝度を制御するために、全セル初期化回数が2回であるときの全セル初期化電圧Vrの設定値VrC2と、全セル初期化回数が3回であるときの全セル初期化電圧Vrの設定値VeC3とを異なる値に設定してもよい。
(実施の形態4)
次に、このようにして1フィールドの全セル初期化を実行する回数を変更する際の電圧値VrLおよび電圧値VrHの設定の方法について説明する。図9は、本発明の(実施の形態4)におけるプラズマディスプレイ装置の1フィールドの全セル初期化を実行する回数が1回であり、そのときの初期化電圧Vrの値とそのときの黒輝度との関係を測定した一例を示す図である。このパネルの測定例では、初期化電圧Vrが330(V)以下の場合には放電は発生せず、従って黒輝度は0(cd/cm)である。このときの初期化動作は実質的に選択初期化動作と同様になる。
初期化電圧Vrが330(V)以上では、初期化電圧Vrが20(V)上昇する毎に黒輝度がほぼ0.05(cd/cm)の割合で増加し、初期化電圧Vrが370(V)のときの黒輝度は0.1(cd/cm)、初期化電圧Vrが390(V)のときの黒輝度は0.15(cd/cm)、初期化電圧Vrが410(V)のときの黒輝度は0.2(cd/cm)、初期化電圧Vrが450(V)のときの黒輝度は0.3(cd/cm)である。
このように、初期化電圧Vrが高くなるとともに黒輝度も上昇するが、初期化電圧Vrが330(V)から370(V)の間では、全セル初期化動作の際に異常な放電が発生する可能性のあることが明らかになった。例えば、ある放電セルで異常な放電が発生すると、その放電セル内に異常な壁電荷が蓄積され、その後の書込み放電の有無にかかわらず維持期間において維持放電が発生するという誤放電現象(以下、「初期化異常」と略記する)が発生し、画像表示品質を著しく低下させてしまう。従って、初期化異常の発生する可能性のある電圧に初期化電圧Vrを設定することは望ましくない。
そして、初期化異常の発生する可能性のある電圧を避けながら、かつ黒輝度の不連続的な変動を抑制するように電圧値VrLおよび電圧値VrHを設定している。本実施の形態においては、初期化異常が発生しない電圧範囲で、初期化電圧Vr=390(V)のときの黒輝度が0.15(cd/cm)であり、初期化電圧Vr=450(V)のときの黒輝度がその2倍の0.3(cd/cm)となることに注目し、電圧値VrHを450(V)、電圧値VrLを390(V)に設定した。また、定常状態における全セル初期化動作の電圧値VrCとしてはその間の410(V)に設定した。
このように設定することにより、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に変更する際に、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrが電圧値VrHのときの黒輝度の値0.3(cd/cm)と、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrが電圧値VrLのときの黒輝度の値0.15+0.15=0.3(cd/cm)とが等しくなり、1フィールドの全セル初期化を実行する回数の変更時の黒輝度を連続的に変化させることができるので、黒輝度の変動が目に付き難く、画像表示品質を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、定常状態での電圧値VrCを電圧値VrLと電圧値VrHとの間の値に設定したため、(実施の形態1)の場合のように1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に増加させる場合、第1サブフィールドの初期化電圧VrをVrC(410(V))からVrH(450(V))まで上昇する。その後、第1サブフィールドと第4サブフィールドを初期化電圧Vrを電圧値VrL(390(V))とする全セル初期化を実行するようにして初期化回数を2回に増やし、その後、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの初期化電圧VrをVrL(390(V))からVrC(410(V))まで上昇させる。
しかしながら、本発明は上述した駆動方法に限られるものではなく、1フィールドの全セル初期化を実行する回数の変更時に黒輝度の急激な変化を緩和するように初期化電圧Vrを制御すればよい。例えば、定常状態での初期化電圧Vrを電圧値VrL=390(V)に設定した場合は、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に増加させる場合、第1サブフィールドの初期化電圧Vrを電圧値VrLから電圧値VrHまで段階的に上昇し、その後、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの初期化電圧Vrを電圧値VrLとして初期化回数を2回に増やせばよい。
また、定常状態での電圧値VrCを電圧値VrH=450(V)設定した場合は、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に増加させる場合、第1サブフィールドの初期化電圧Vrは電圧値VrLのまま初期化回数を2回に増やし、その後、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの初期化電圧Vrを電圧値VrLから電圧値VrHまで段階的に上昇させればよい。1フィールドの全セル初期化を実行する回数を減少させる場合も同様である。
また、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から3回に変更する時や、それ以上の回数に変更する時にも、初期化電圧Vrを同様に制御することで黒輝度を連続的に変化させることができる。
このように、1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させるまでの連続した複数のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドにおける初期化電圧を段階的に上昇させ、全セル初期化サブフィールドの数を減少させた後の連続した複数のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも1つのサブフィールドにおける初期化電圧を段階的に下降させてもよい。
あるいは、1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させた後の連続した複数のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドにおける初期化電圧を段階的に上昇させ、全セル初期化サブフィールドの数を減少させるまでの連続した複数のフィールドにおいて、全セル初期化サブフィールドのうちの少なくとも2つのサブフィールドにおける初期化電圧を段階的に下降させてもよい。
なお、全セル初期化期間において走査電極22に印加する電圧値VrL、電圧値VrHおよび電圧値VrCは上記実施の形態に限定されるものではなく、パネルの特性に応じて最適に設定されることが望ましい。
(実施の形態5)
本実施の形態においては、全セル初期化サブフィールドの数を1つ増加または減少させるときに初期化電圧の上昇または下降を開始させてからあらかじめ設定された電圧に至るまでの時間(以下、「変更時間」と略記する)について説明する。本実施の形態では初期化電圧Vrの変化の速度を2.5(V/フィールド)、変更時間はおよそ0.4秒で設定している。
具体的には、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を1回から2回に変更する場合、第1サブフィールドの初期化電圧Vrを電圧値VrC=410(V)から電圧値VrH=450(V)に上昇させるのに16フィールド、およそ0.27秒を要し、第1サブフィールドと第4サブフィールドの初期化電圧Vrを電圧値VrL=390(V)から電圧値VrC=410(V)に上昇させるために8フィールド、およそ0.13秒を要し、合計の変更時間は0.40秒となる。
変更時間は、短すぎると黒輝度の変化が目立ち、画像表示品質の劣化を招くことは上述したとおりであるが、逆に長すぎても視覚的に違和感がありあまり好ましくない。この視覚的な違和感は全セル初期化動作に伴う発光の周期が初期化回数の変更時に不連続的に変化するために起こるものと考えられる。
図10は、本発明の(実施の形態5)におけるプラズマディスプレイ装置の初期化回数の変更が視覚に違和感を与える理由を説明するための図であり、実線は初期化による発光輝度、破線は人間の目に感じる明るさを模式的に示している。また期間Taは全セル初期化を実行する回数が1フィールドに2回の期間、期間Tbは全セル初期化を実行する回数が1フィールドに1回の期間である。例えば図10に示すように、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から1回に変更する場合、変更の前では第1サブフィールドおよび第4サブフィールドの初期化電圧Vrは電圧値VrL=390(V)であり、1フィールド毎に2回ずつの周期で発光している。しかし人間の目にはこれらの周期的な発光が積分されて認識されるので黒輝度は連続的な一定の明るさ、0.15(cd/cm)に感じられる。また変更の後では第1サブフィールド初期化電圧Vrは電圧値VrL=450(V)であり、1フィールド毎に1回ずつの周期で発光するが、人間の目にはこれらの周期的な発光が積分されて認識されるので、黒輝度の明るさは同様に0.15(cd/cm)に感じられる。
ところが1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から1回に変更して周期性が崩れた瞬間に、人間の目はこの周期性の変化を認識し、一瞬黒輝度が上昇したように見える。そしてこの一瞬の輝度上昇がフリッカとして認識され画像表示品質を低下させることがわかった。
本発明者らは、変更時間と視覚的な違和感との関係を調べた。図11はその結果を示す図であり、変更時間に対するフリッカおよび黒輝度の変化の許容度の評価を行った結果である。
このように、フリッカと黒輝度の変化はトレードオフの関係にあり、変更時間が長いと黒輝度の変化は緩和されるもののフリッカが目に付き、逆に変更時間が短いとフリッカは見え難くなるものの黒輝度の変化が目に付きやすくなる。そして図11に示したように、フリッカが目に付き難くかつ黒輝度の変化もある程度抑制するためには変更時間の値を0.2秒以上、1.6秒以下に設定することが望ましい。
また、変更時間の値を0.2秒以上、0.8秒以下に設定するとさらに望ましいこともわかった。本実施の形態においては、この結果にもとづき変更時間を0.4秒に設定した。
(実施の形態6)
次に、全セル初期化動作における初期化電圧Vrを制御する方法について説明する。図12は本発明の(実施の形態6)におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路53の回路図である。
走査電極駆動回路53は、維持パルスを発生させる維持パルス発生回路100、初期化波形を発生させる初期化波形発生回路300、走査パルスを発生させる走査パルス発生回路400を備えている。
維持パルス発生回路100は、走査電極22を駆動するときの電力を回収して再利用するための電力回収回路110と、走査電極22を電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子SW1と、走査電極22を0(V)にクランプするためのスイッチング素子SW2とを有する。また、走査パルス発生回路400は、書込み期間において走査パルスを走査電極22に順次印加する。なお、走査パルス発生回路400は、初期化期間および維持期間では維持パルス発生回路100または初期化波形発生回路300の電圧波形をそのまま出力する。
初期化波形発生回路300は、ミラー積分回路310、ミラー積分回路320を備え、上述した初期化波形を発生させるとともに、全セル初期化動作における初期化電圧Vrの制御を行う。ミラー積分回路310は、FET1とコンデンサC1と抵抗R1とを有し、所定の初期化電圧Vrまでランプ状に緩やかに上昇するランプ電圧を発生し、ミラー積分回路320は、FET2とコンデンサC2と抵抗R2とを有し、電圧Vi4までランプ状に緩やかに下降するランプ電圧を発生する。なお、図12には、ミラー積分回路310、ミラー積分回路320のそれぞれの入力端子を入力端子IN1、入力端子IN2として示している。
なお、本実施の形態では、初期化波形発生回路300として実用的であり比較的構成が簡単なFETを用いたミラー積分回路を採用しているが、何らこの構成に限定するものではなく、初期化電圧Vrを制御しつつランプ電圧を発生することができる回路であればどのような回路であってもよい。
次に、初期化波形発生回路300の動作について説明する。図13は、本発明の(実施の形態6)におけるプラズマディスプレイ装置の全セル初期化期間における走査電極駆動回路53の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図4の破線で囲った部分の詳細なタイミングチャートである。なおここでは全セル初期化動作を行う駆動電圧波形をT1〜T4で示した4つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。また、電圧Vi1、電圧Vi3、電圧Vi3’は全て電圧Vsに等しいものとして説明する。なお、以下の説明においてスイッチング素子を導通させる動作をオン、遮断させる動作をオフと表記する。
(期間T1)
まず、維持パルス発生回路100のスイッチング素子SW1をオンにする。するとスイッチング素子SW1を介して走査電極22に電圧Vsが印加される。そして、その後、スイッチング素子SW1をオフにする。
(期間T2)
次に、ミラー積分回路310の入力端子IN1を「ハイレベル」にする。具体的には入力端子IN1に、例えば電圧15(V)を印加する。すると、抵抗R1からコンデンサC1に向かって一定の電流が流れ、FET1のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路53の出力電圧もランプ状に上昇し始める。
そしてこの電圧上昇は、入力端子IN1が「ハイレベル」の間継続する。そして、出力電圧が必要な初期化電圧Vrまで上昇したら、その後、入力端子IN1を「ローレベル」にする。
このようにして、放電開始電圧以下となる電圧Vsから放電開始電圧を超える初期化電圧Vrに向かって緩やかに上昇するランプ電圧を走査電極22に印加する。このとき、入力端子IN1を「ハイレベル」にする時間trを長くすると初期化電圧Vrを高くすることができ、時間trを短くすると初期化電圧Vrを低くすることができる。
(期間T3)
次に、維持パルス発生回路100のスイッチング素子SW1をオンにする。すると走査電極22の電圧が電圧Vsまで低下する。そしてその後、スイッチング素子SW1をオフにする。
(期間T4)
次に、ミラー積分回路320の入力端子IN2を「ハイレベル」にする。具体的には入力端子IN2に、例えば電圧15(V)を印加する。すると、抵抗R2からコンデンサC2に向かって一定の電流が流れ、FET2のドレイン電圧がランプ状に下降し、走査電極駆動回路53の出力電圧もランプ状に下降し始める。そして、出力電圧が負の電圧Vi4に至った後、入力端子IN2を「ローレベル」とする。このようにして、電圧Vsから電圧Vi4に向かって緩やかに下降するランプ電圧を走査電極22に印加する。
以上のようにして、走査電極22に対して放電開始電圧以下となる電圧Vsから放電開始電圧を超える初期化電圧Vrに向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加し、その後、電圧Vs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。
なお、上述したように、初期化回数の変更に伴うフリッカは、1フィールド毎に2回ずつの発光が、1フィールド毎に1回かつ1回あたり2倍の輝度の発光に変化した瞬間に、その輝度変化を認識するとして発生していると考えられる。そして本実施の形態においては、2回の全セル初期化動作は第1サブフィールドおよび第4サブフィールドで行っており、1フィールド内で発光するタイミングか時間的に離れているため、1回の発光との差が目立ちやすいと考えられる。
そこで、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を2回から1回に減少させるときは、まず2回の全セル初期化サブフィールドを、例えば第1サブフィールドと第2サブフィールドとして、1フィールド内で発光するタイミングを時間的に接近させ、その後、1フィールドの全セル初期化を実行する回数を減少してもよい。
以下に記す(実施の形態7)では、このような考えにもとづき、1フィールドの全セル初期化を実行する回数の変更を行う方法である。
(実施の形態7)
本実施の形態におけるサブフィールド構成は、(実施の形態1)と同じであるものとして説明する。すなわち、APLが6%未満では第1サブフィールドのみ全セル初期化サブフィールドであり、APLが6%以上では第1サブフィールドおよび第4サブフィールドが全セル初期化サブフィールドである。
図14は、本発明の(実施の形態7)における初期化期間に走査電極22へ印加する初期化電圧Vrの変化を示す模式図であり、全セル初期化回数を1回から2回に増加させるときの、各サブフィールドの初期化波形の変化を模式的に示す図である。本実施の形態においても電圧値VrCは全セル初期化回数を変更しないときの初期化電圧Vrの設定値を示し、電圧値VrLおよび電圧値VrHは全セル初期化回数を変更するときの初期化電圧Vrの最小値および最大値をそれぞれ示している。
1フィールドの全セル初期化回数を1回から2回に増加させるときには、図14(a)、図14(b)に示すように、第1サブフィールドにおける全セル初期化動作の初期化電圧Vrの値を増加前の電圧値VrCから段階的に上昇させ、ある一定の時間の後、電圧値VrHに至らせる。
次に、図14(c)に示すように、第1サブフィールドとともに、まず第2サブフィールドでも全セル初期化動作を行い、第1サブフィールドおよび第2サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCよりも低い電圧である電圧値VrLに設定する。電圧値VrHおよび電圧値VrLは、(実施の形態1)と同様に、全セル初期化回数が1回でありかつ初期化電圧Vrが電圧値VrHであるときの黒輝度が、全セル初期化回数が2回でありかつ初期化電圧Vrが電圧値VrLであるときの黒輝度と等しくなるように設定されている。
その後、図14(d)に示すように、第2サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに第3サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換え、さらにその後、図14(e)に示すように、第3サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに第4サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換える。
そしてその後、図14(f)に示すように、第1サブフィールドおよび第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrLから段階的に上昇させ、ある一定の時間をかけて定常状態の電圧値VrCに至らせる。
逆に、初期化回数を2回から1回に減少させる時は、第1サブフィールドと第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を電圧値VrCから段階的に下降させ、電圧値VrLに至らせる。次に、第4サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに第3サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換え、その後、第3サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに第2サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換える。そしてその後、第2サブフィールドの初期化動作を選択初期化動作に切換えるとともに、第1サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrHに設定する。そしてその後、第1サブフィールドの初期化電圧Vrの値を電圧値VrHから段階的に下降させ、電圧値VrCに至らせる。
このように、まず全セル初期化サブフィールドの前後に配置されたサブフィールドで全セル初期化回数の増減を行い、その後、全セル初期化動作を行うサブフィールドを所定のサブフィールドまで移動するように各サブフィールドの初期化動作を順次に切換えることにより、フリッカ等を発生させることなく全セル初期化回数を変更することができる。
すなわち、1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させるときは、全セル初期化を実行するサブフィールドの直前または直後に配置された選択初期化を実行するサブフィールドを全セル初期化を実行するサブフィールドに切換えて、全セル初期化サブフィールドの数を減少させるときは、連続して配置された全セル初期化サブフィールドの1つを選択初期化サブフィールドに切換え、さらに、全セル初期化サブフィールドの数を増減させずに全セル初期化サブフィールドと選択初期化サブフィールドとを切換えて、全セル初期化動作を行うサブフィールドを所定のサブフィールドまで移動するときは、選択初期化サブフィールドの直前または直後に配置された全セル初期化サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに全セル初期化サブフィールドの直前または直後に配置された選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えればよい。
なお、上述の説明では、全セル初期化回数を増加させる際に、第1サブフィールドの直後に配置された第2サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに切換えた後の動作として、全セル初期化動作を行うサブフィールドを第2サブフィールドから第4サブフィールドへ移動した後、初期化電圧Vrを所定の値に至らせる方法について説明した。
しかし、まず初期化電圧Vrを所定の値に至らせた後、全セル初期化サブフィールドを所定のサブフィールドまで移動してもよく、また、全セル初期化サブフィールドを所定のサブフィールドまで移動しながら初期化電圧Vrを所定の値に至らせても、同様の効果を得ることができる。全セル初期化回数を減少させる際も同様である。
また、全セル初期化回数が2回以上であって、全セル初期化回数を増減させる場合であっても、まず全セル初期化サブフィールドの直前または直後に配置されたサブフィールドで全セル初期化回数の増減を行い、その後、全セル初期化動作を行うサブフィールドを所定のサブフィールドまで移動するように各サブフィールドの初期化動作を順次切換えることにより、フリッカ等を発生させることなく全セル初期化回数の変更を行うことができる。
(実施の形態8)
本実施の形態におけるパネルの駆動方法は、初期化回数の変更に伴うフリッカを抑制する他の駆動方法であり、増減させる全セル初期化サブフィールドの発光輝度を小さく抑えることによりフリッカを抑える方法である。
本実施の形態におけるサブフィールド構成も、(実施の形態1)と同じであるものとして説明する。すなわち、APLが6%未満では第1サブフィールドのみ全セル初期化サブフィールドであり、APLが6%以上では第1サブフィールドおよび第4サブフィールドが全セル初期化サブフィールドである。
図15は本発明の(実施の形態8)における初期化期間に走査電極22へ印加する初期化電圧Vrの変化を示す模式図であり、全セル初期化回数を1回から2回に増加させるときの、各サブフィールドの初期化波形の変化を模式的に示す図である。本実施の形態においても、パネルの黒輝度と初期化電圧Vrとの関係が図9に示した関係にあるものとして説明する。
全セル初期化回数を1回から2回に増加させるときには、図15(a)、図15(b)に示すように、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrの値を増加前の410(V)から段階的に上昇させ、ある一定の時間の後に470(V)に至らせる。次に、図15(c)に示すように、第1サブフィールドとともに、第4サブフィールドで全セル初期化動作を行う。このときの初期化電圧Vrは、例えば第1サブフィールドが430(V)、第4サブフィールドが370(V)である。
それぞれのサブフィールドの初期化電圧Vrは、初期化回数の増加の前後の黒輝度が等しく、かつ新たに増加した全セル初期化サブフィールド、本実施の形態においては第4サブフィールドによる黒輝度が、元の全セル初期化サブフィールド、本実施の形態においては第1サブフィールドによる黒輝度よりも小さくなるように設定されている。
実際、図9に示すように、初期化電圧Vrが470(V)であるときの第1サブフィールドによる黒輝度は0.35(cd/cm)であり、初期化電圧Vrが430(V)であるときの第1サブフィールドによる黒輝度0.25(cd/cm)と初期化電圧Vrが370(V)であるときの第4サブフィールドによる黒輝度0.10(cd/cm)との和に等しい。さらに、第4サブフィールドによる黒輝度0.10(cd/cm)は第1サブフィールドによる黒輝度0.25(cd/cm)の半分以下である。
その後、図15(d)に示すように、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを430(V)から段階的に下降させ410(V)に至らせるとともに、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrを370(V)から段階的に上昇させ410(V)に至らせる。
逆に、初期化回数を2回から1回に減少させる時は、第1サブフィールドにおける初期化電圧Vrを410(V)から段階的に上昇させ430(V)に至らせるとともに、第4サブフィールドにおける初期化電圧Vrを410(V)から段階的に下降させ370(V)に至らせる。次に、第4サブフィールドを選択初期化サブフィールドに切換えるとともに第1サブフィールドの初期化電圧Vrを470(V)に設定する。
このときの初期化電圧Vrも、初期化回数の減少の前後の黒輝度が等しく、かつ新たに選択初期化サブフィールドに切換える直前の全セル初期化サブフィールドによる黒輝度が選択初期化サブフィールドに切換えない全セル初期化サブフィールドによる黒輝度よりも小さくなるように設定されている。そしてその後、第1サブフィールドの初期化電圧Vrを470(V)から段階的に下降させ410(V)に至らせる。
このように、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおいて、増加させた全セル初期化サブフィールドの初期化電圧は他の全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低く、全セル初期化サブフィールドの数を減少させる直前のフィールドにおいて、減少させる全セル初期化サブフィールドの初期化電圧は他の全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低くすることで、全セル初期化回数の変更の前後で黒輝度が等しく、かつ、全セル初期化動作と選択初期化動作とを切換えるサブフィールドによる黒輝度が、全セル初期化動作と選択初期化動作とを切換えないサブフィールドによる黒輝度よりも小さいので、フリッカが目立ち難くなる。
このとき、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおいて、増加させた全セル初期化サブフィールドの初期化放電による発光輝度は他の全セル初期化サブフィールドの初期化放電による発光輝度の1/2よりも低く、全セル初期化サブフィールドの数を減少させる直前のフィールドにおいて、減少させる全セル初期化サブフィールドの初期化放電による発光輝度は他の全セル初期化サブフィールドの初期化放電による発光輝度の1/2よりも低くなるように初期化電圧を制御することがさらに望ましい。
なお、本発明のプラズマディスプレイ装置において、全セル初期化回数を増減させる際にヒステリシス特性を持たせると、黒輝度の頻繁な変動を抑制できるのでさらに画像表示品質を向上させることができる。以下に、全セル初期化回数を増減させる際にヒステリシス特性を持たせる方法について説明する。
(表2)はAPLと全セル初期化回数との関係を示す表であり、(実施の形態8)においても(実施の形態1)と同様にAPLにもとづいて全セル初期化回数を増減させる際にヒステリシス特性を持たせた一例である。
Figure 0005168896
(表2)が上述した(表1)と異なるところは、APLの値と全セル初期化回数が必ずしも1対1に対応しているのではなく、全セル初期化回数が一意に決まらないAPLの範囲を設けているところであり、APLが5%以上7%未満では全セル初期化回数は1回か2回のいずれかである。これにより、APLにもとづいて全セル初期化回数を増減するときにヒステリシス特性を持たせることができる。
具体的には、APLが減少し、全セル初期化回数を2回から1回に減らすときには、APLが7%未満になったときに全セル初期化回数を減らすのではなく、APLが5%未満になったときに2回から1回に減らす。逆に、APLが増加し、全セル初期化回数を1回から2回に増やすときは、APLが5%以上になったときに増やすのではなく、APLが7%以上になったときに1回から2回に増やす。
このように制御することで、例えば、時間とともにAPLが、「8、6、4、6、5、3、・・・」(%)のように変化した場合、(表1)に示すようにヒステリシス特性を持たせないならば、APLの変動に連動して全セル初期化回数が、「2、2、1、2、1、1、・・・」(回)と頻繁に変動し、本来一定であるべき黒輝度が頻繁に変動する結果となり画像表示品質を低下させてしまう。ところが本実施の形態においては、(表2)に示すように全セル初期化サブフィールドの数を変更するときにヒステリシス特性を持たせているので、全セル初期化回数が、「2、2、1、1、1、1、・・・」(回)となって、黒輝度の変化の頻度を少なくすることができる。
このように、全セル初期化回数を変更するときにヒステリシス特性を持たせることにより、上記のような画像であったとしても初期化回数が頻繁に変化しなくなり、黒輝度が頻繁に変動することを防ぐことができる。
なお、本発明の実施の形態ではAPLにもとづいて全セル初期化回数を変更するものとして説明したが、他のパラメータにもとづいて全セル初期化回数を変更するときにも本発明のパネルの駆動方法を適用することができる。全セル初期化回数を変更するための他のパラメータとしては、例えば、パネルの温度、あるいはパネルの使用時間等でもよい。
また、本発明の実施の形態では、放電ガスのキセノン分圧を10%としたが、他のキセノン分圧であってもそのパネルに応じた駆動電圧に設定すればよい。
さらに、本発明の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。
本発明は、全セル初期化回数を増減させることによって書込み放電を安定させると同時に、黒輝度の変動を目立ち難くすることにより、画像表示品質を向上させることができるので、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置として有用である。
本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図 同パネルの電極配列を示す図 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 本発明の実施の形態におけるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す模式図 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初期化電圧の変化の一例を示す模式図 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の初期化電圧の変化の一例を示す模式図 本発明の(実施の形態3)におけるプラズマディスプレイ装置の初期化電圧の変化の一例を示す模式図 本発明の(実施の形態4)におけるプラズマディスプレイ装置の全セル初期化回数1回あたりの初期化電圧の値とそのときの黒輝度との関係を測定した一例を示す図 本発明の(実施の形態5)におけるプラズマディスプレイ装置の初期化回数の変更が視覚に違和感を与える理由を説明するための図 同プラズマディスプレイ装置の変更時間に対するフリッカおよび黒輝度の変化の許容度の評価結果を示す図 本発明の(実施の形態6)におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路の回路図 同走査電極駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート 本発明の(実施の形態7)における初期化電圧の変化を示す模式図 本発明の(実施の形態8)における初期化電圧の変化を示す模式図
符号の説明
1 プラズマディスプレイ装置
10 パネル
21 前面板
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 APL検出回路
100 維持パルス発生回路
110 電力回収回路
300 初期化波形発生回路
310,320 ミラー積分回路
400 走査パルス発生回路

Claims (4)

  1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対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の駆動方法であって、
    1フィールドを、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、
    前記サブフィールドは、前記初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、前記初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、
    フィールド間において前記選択初期化サブフィールドを全セル初期化サブフィールドに替えて1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させる際に、全セル初期化サブフィールドの数を増加させる直前のフィールドにおける少なくとも1つの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧を、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおける少なくとも2つの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも高くすることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
  2. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対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の駆動方法であって、
    1フィールドを、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、
    前記サブフィールドは、前記初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、前記初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、
    フィールド間において前記全セル初期化サブフィールドを前記選択初期化サブフィールドに替えて1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を減少させる際に、全セル初期化サブフィールドの数を減少させる直前のフィールドにおける少なくとも2つの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧は、全セル初期化サブフィールドの数を減少させた直後のフィールドにおける少なくとも1つの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低く設定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
  3. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対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、
    前記走査電極に緩やかに上昇または下降する傾斜波形電圧を印加する走査電極駆動回路とを備え、
    1フィールドを、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、
    前記サブフィールドは、前記初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、前記初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、
    前記走査電極駆動回路は、フィールド間において前記選択初期化サブフィールドを前記全セル初期化サブフィールドに替えて1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を増加させる際に、全セル初期化サブフィールドの数を増加させる直前のフィールドにおける少なくとも1つの全セル初期化サブフィールドの初期化期間において前記初期化放電を発生させるための傾斜波形電圧の最大値である初期化電圧を、全セル初期化サブフィールドの数を増加させた直後のフィールドにおける少なくとも2つの全セル初期化サブフィールドの前記初期化電圧よりも高くすることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  4. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対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、
    前記走査電極に緩やかに上昇または下降する傾斜波形電圧を印加する走査電極駆動回路とを備え、
    1フィールドを、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、
    前記サブフィールドは、前記初期化期間において画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化サブフィールドと、前記初期化期間において直前のサブフィールドで維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化サブフィールドとのいずれかであり、
    前記走査電極駆動回路は、フィールド間において前記全セル初期化サブフィールドを前記選択初期化サブフィールドに替えて1フィールドの全セル初期化サブフィールドの数を減少させる際に、全セル初期化サブフィールドの数を減小させる直前のフィールドにおける少なくとも2つの全セル初期化サブフィールドの初期化期間において前記初期化放電を発生させるための傾斜波形電圧の最大値である初期化電圧を、全セル初期化サブフィールドの数を減少させた直後のフィールドにおける少なくとも1つの全セル初期化サブフィールドの初期化電圧よりも低く設定することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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