JP5168986B2 - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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おり、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フィールドを構成し、各サブフィールドで放電セルそれぞれの発光・非発光を制御して画像を表示する方法である。

例えば、画像信号の１フィールドを８つのサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドの輝度重みを（「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、「１２８」）と設定する。そして、画像信号を８ビットのデジタル信号とし、これを最下位ビットから順に８つのサブフィールドに割り当てて、各放電セルの発光・非発光を制御することにより２５６階調の画像を表示することができる。

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、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必要があるので、通常は専用ＩＣを用いて構成されている。一方、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ず、そのための消費電力が必要となる。しかし、駆動回路をＩＣ化するためにはデータ電極駆動回路の消費電力を極力小さく抑える必要があった。

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、特に隣接するデータ電極に交互に書込みパルスを印加すると、隣接するデータ電極との間の静電容量、走査電極および維持電極との間の静電容量を充放電することになるので、消費電力も非常に大きなものとなる。

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は、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予測し、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（例えば、特許文献１参照）等が提案されている。
特開２０００−６６６３８号公報

近年は、パネルの高精細度化が進むと同時に大画面化が進み、データ電極駆動回路の消費電力はますます大きくなる傾向にある。そしてその消費電力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ると、たとえ短時間であってもデータ電極駆動回路に供給する電源の電圧が低下して、正常に画像が表示できなくなることがあった。

このように、データ電極駆動回路の消費電力が増加すると、データ電極駆動回路を保護するために消費電力を制限するだけでなく、正常な画像表示を行うためにも消費電力を制限する必要性が生じてきた。

本発明のプラズマディスプレイ装置は、これらの課題に鑑みなされたものであり、消費電力の急速な上昇に対して即時に対応するとともに、データ電極駆動回路を誤動作させることなく、安定して画像を表示す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を目的とする。

本発明は、表示電極対とデータ電極とが交差する部分に放電セルを形成したパネルと、データ電極に書込みパルスを印加するデータドライバを複数有するデータ電極駆動回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、画像データに基づきデータドライバそれぞれの温度の推定値を算出しその最大値を出力する温度算出部と、温度算出部で算出した温度が所定の温度しきい値以上の場合にはデータ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように画像データを変換するデータ電力変換部と、画像データに基づきデータドライバそれぞれの消費電力の推定値の合計を算出する電力算出部と、電力算出部で算出した電力が所定の電力しきい値以上の場合には所定のサブフィールドにおいてデータドライバの動作を停止させる信号を出力するＩＣ強制停止部とを備え、データ電力変換部は、同じデータ電極に沿って配置され且つ上下に隣接する２つの放電セルに対応する画像データの階調値を比較し、上側の放電セルに対応する画像データである上側データの階調値が、下側の放電セルに対応する画像データである下側データの階調値よりも小さい場合には、上側データをそのまま出力し、上側データの階調値が下側データの階調値よりも大きい場合には、上側の放電セルと下側の放電セルとで、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じになるように上側データを変換して出力することにより、データ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように画像データを変換することを特徴とする。

また本発明のプラズマディスプレイ装置は、データ電力変換部は、変換前の上側データと変換後の上側データとの差を、下側の放電セルの下に位置する放電セルに対応する画像データに加算する構成であってもよい。

また本発明のプラズマディスプレイ装置は、画像データに基づきデータドライバそれぞれの消費電力の推定値の合計を算出する第２電力算出部をさらに備え、データ電力変換部は、温度算出部で算出した温度が所定の温度しきい値以上、または第２電力算出部で算出した電力が所定の第２電力しきい値以上の場合にはデータ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように画像データを変換する構成であってもよい。

本発明によれば、消費電力の急速な上昇に対して即時に対応するとともに、データ電極駆動回路を誤動作させることなく、安定して画像を表示す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。

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）
図１は、本発明の実施の形態に用いるパネル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。そして走査電極２２と維持電極２３と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、緑色および青色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に用いるパネル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。そしてこれらの放電セルは画像を表示する際の画素に対応する。

このように配列された電極間には電極間容量が存在する。図３は、本発明の実施の形態に用いるパネル１０の電極間容量を模式的に示した図である。表示電極対とデータ電極とが交差している部分のそれぞれには電極間容量Ｃｓが存在する。また、隣接するデータ電極の間のそれぞれには電極間容量Ｃｄが存在する。図３には、５本の走査電極ＳＣｉ−２〜ＳＣｉ＋２および維持電極ＳＵｉ−２〜ＳＵｉ＋２と５本のデータ電極Ｄｊ−２〜Ｄｊ＋２との交差部分の電極間容量Ｃｓ、および５本のデータ電極Ｄｊ−２〜Ｄｊ＋２の間の電極間容量Ｃｄを図示している。ただし、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとからなる表示電極対を１本の太い横線で示し、表示電極対とデータ電極Ｄｊとの間の電極間容量をＣｓで示した。

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１００の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１００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、画像信号を、サブフィールドのそれぞれにおける発光・非発光をデジタル信号のそれぞれのビットの「１」、「０」に対応させた画像データに変換するとともに、データ電極駆動回路４２の電力が大きくなりすぎないように画像データを変換する。

データ電極駆動回路４２は、ｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍのそれぞれに書込みパルス電圧Ｖｄまたは０（Ｖ）を印加するためのｍ個のスイッチ回路４２（１）〜４２（ｍ）を備えている。そして画像信号処理回路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。

タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号をもとにして各回路の動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路へ供給する。走査電極駆動回路４３はタイミング信号に基づいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路４４はタイミング信号に基づいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

次に、パネルを駆動する方法について説明する。本実施の形態においては、画像信号に応じた階調を表示する方法としていわゆるサブフィールド法を用いている。サブフィールド法は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方法である。

本実施の形態においては、１フィールドを、例えば１０のサブフィールドに分割し、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設定されている。しかし以下では説明のために、１フィールドを４つのサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、第３ＳＦ、第４ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ（「１」、「２」、「４」、「８」）の輝度重みをもつものとして説明する。

各サブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有する。図５は、本発明の実施の形態においてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図であり、図５には２つのサブフィールドに対する駆動電圧波形を示しているが、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形もほぼ同様である。

サブフィールドの初期化期間では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに０（Ｖ）を印加するとともに、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ１から電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。その後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加するとともに、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。すると各放電セルで微弱な初期化放電が発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。なお、初期化期間の動作としては、図５の第２ＳＦの初期化期間に示したように、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して緩やかに下降するランプ電圧を印加するだけでもよい。

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、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）にスイッチ回路４２（ｋ）を用いて書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。すると走査パルス電圧Ｖａと書込みパルス電圧Ｖｄとが同時に印加された１行目の放電セルでは書込み放電が発生し、走査電極ＳＣ１および維持電極ＳＵ１に壁電荷を蓄積する書込み動作が行われる。

次に、２行目の走査電極ＳＣ２に走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Ｄｋに書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。すると走査パルス電圧Ｖａと書込みパルス電圧Ｖｄとが同時に印加された２行目の放電セルでは書込み放電が発生し、書込み動作が行われる。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで繰り返し、発光すべき放電セルに対して選択的に書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。

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であるが、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、各データ電極に印加する電圧を接地電位０（Ｖ）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０（Ｖ）へ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。

続く維持期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに０（Ｖ）を印加する。そして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が起こり発光する。

次に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに、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再び維持放電が起こり発光する。第１ＳＦの輝度重みは「１」であるので、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに１回ずつ維持パルスを印加する。その後、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加し維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加していわゆる壁電荷消去を行い第１ＳＦの維持期間を終了する。

続くサブフィールドにおいても、上述したサブフィールドの動作と同様の動作を繰り返すことにより放電セルを発光させ、画像を表示している。ただし、第２ＳＦの維持期間においては走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに２回ずつ維持パルスを印加し、第３ＳＦの維持期間においては走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに４回ずつ維持パルスを印加し、第４ＳＦの維持期間においては走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに８回ずつ維持パルスを印加して、各サブフィールドの輝度重みに応じた輝度で放電セルを発光させる。

次に、画像信号とデータ電極駆動回路４２の消費電力との関係について詳しく説明する。表示される画像によってデータ電極駆動回路４２の消費電力は大きく異なる。このことを代表的な画像パターンを例に説明する。なお、ここで説明する消費電力は書込み動作に伴う消費電力である。

図６は走査電極毎およびデータ電極毎に階調値の変化する市松パターンを示す図であり、５×５＝２５の放電セルに対応する画素について図示している。図６（ａ）は市松パターンの階調値を示しており、階調値「３」と階調値「１２」とを交互に繰り返す画像パターンである。また図６（ｂ）は、そのパターンに対応する画像データの第１ＳＦにおける書込みパルスの有無を示し、図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）はそれぞれ第２ＳＦ、第３ＳＦ、第４ＳＦにおける書込みパルスの有無を示している。図６（ｂ）〜図６（ｅ）において、「０」は書込みパルスが無いことを示し、「１」は書込みパルスが有ることを示している。

図７は、データ電極駆動回路４２の消費電力を見積もるための図であり、図６に示した市松パターンを表示する場合の、第１ＳＦの書込み期間における駆動電圧波形とそのときの電流波形を示している。図７には、走査電極ＳＣｉ−２〜ＳＣｉ＋２に印加する走査パルスと、データ電極Ｄｊ−２〜Ｄｊ＋２に印加する書込みパルスと、データ電極Ｄｊに流れる電流波形ＩＤｊとを示している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、走査電極ＳＣｉ−２に走査パルスを印加するとともにデータ電極Ｄｊ−２、Ｄｊ、Ｄｊ＋２に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させる。このときデータ電極Ｄｊ−１、Ｄｊ＋１には書込みパルスを印加せず書込み放電を発生させない。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間では、走査電極ＳＣｉ−１に走査パルスを印加するとともにデータ電極Ｄｊ−１、Ｄｊ＋１に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させる。データ電極Ｄｊ−２、Ｄｊ、Ｄｊ＋２には書込みパルスを印加せず書込み放電を発生させない。以下同様にして、図７に示した書込みパルスを印加することで、第１ＳＦにおいて図６（ｂ）に示した「１」の放電セルが発光する。

このときデータ電極Ｄｊに流れる電流ＩＤｊに注目すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとデータ電極Ｄｊとの間の電極間容量Ｃｓを充放電する電流に加えて、データ電極Ｄｊに隣接するデータ電極Ｄｊ−１およびデータ電極Ｄｊ＋１に逆位相で印加される書込みパルスに逆らって電極間容量Ｃｄを充放電する電流が流れる。そのために市松パターンを表示する場合のデータ電極駆動回路４２の消費電力は非常に大きな値となる。

次に、画像信号処理回路４１の詳細について説明する。図８は、本発明の実施の形態における画像信号処理回路４１およびデータ電極駆動回路４２の詳細を示す回路ブロック図である。

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「２５６」とし、１６個のデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６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。このように多数のデータ電極を駆動する駆動回路をＩＣ化することにより回路をコンパクトにまとめることができ、実装面積も小さくなりコストも下げることができる。しかしデータドライバの許容電力損失には制限があるので、個々のデータドライバの消費電力がこの制限を超えない範囲で使用しなければならない。

画像信号処理回路４１は、ＳＦデータ変換部５１、データ電力変換部５２、ＩＣ負荷算出部５３、温度算出部５４、電力算出部５５、ＩＣ強制停止部５６、第２電力算出部５７を備えている。ＳＦデータ変換部５１は、画像信号を画像データに変換する。この画像データは、各ビットが各サブフィールドに対応した放電セルの発光、非発光を示している。

データ電力変換部５２は、温度算出部５４の出力に基づき、入力した画像データを、データ電極駆動回路４２の消費電力の小さい画像データに変換する。なお本実施の形態においては、温度算出部５４の出力だけでなく第２電力算出部５７の出力に基づき画像データの変換を行う。消費電力の小さい画像データに変換する方法としては、例えば輝度重みの小さいサブフィールドの画像データをすべて「０」に変換する方法でもよい。しかし本実施の形態においては、以下のようにしてデータ電極駆動回路４２の消費電力が小さくなる画像データに変換する。

データ電力変換部５２は、上下に隣接する２つの放電セルに対応する画像データの階調値を比較する。そして上側の放電セルに対応する画像データ（以下、「上側データ」と略記する）の階調値が下側の放電セルに対応する画像データ（以下、「下側データ」と略記する）の階調値よりも小さい場合には、上側データをそのまま出力する。一方、上側データの階調値が下側データの階調値よりも大きい場合には、上側の放電セルと下側の放電セルとで、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じになるように上側データを変換して出力する。このとき発光状態を同じとするサブフィールドの数は温度算出部５４の出力および第２電力算出部５７の出力に基づき決められ、それらの出力が大きい場合には発光状態を同じとするサブフィールドの数を増加し、小さい場合には発光状態を同じとするサブフィールドの数を減少するように制御する。また、変換により階調値に誤差が発生するが、変換前の上側データと変換後の上側データとの差を、誤差信号として下側データよりもさらに下側の放電セルに対応する画像信号に分散させる。この誤差の分散により平均の階調値を保つことができるので、元の画像とほぼ同じ明るさを保つことができる。

図９は、本発明の実施の形態のデータ電力変換部５２の動作を説明するための図であり、図６（ａ）で示した市松パターンの画像信号が入力された場合に出力する画像データを示している。まず、走査電極ＳＣｉ−２の行でありデータ電極Ｄｊ−２の列の放電セルに対応する画像信号の階調値「３」を下側データである走査電極ＳＣｉ−１の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「１２」と比較する。この場合には上側データが小さいため、そのまま階調値「３」、すなわち画像データ「００１１」を出力する。また、走査電極ＳＣｉ−２の行でありデータ電極Ｄｊ−１の列の放電セルに対応する画像信号の階調値「１２」を下側データである走査電極ＳＣｉ−１の行の放電セルに対応する画像信号の階調値「３」と比較する。この場合には上側データが大きいため、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じとなるように画像信号を変換する。例えば発光状態を同じとするサブフィールドの数が「２」であると仮定すると、第１ＳＦと第２ＳＦの画像データが下側データの画像データと同じになるように階調値「１５」に変換し、画像データ「１１１１」を出力する。このとき、元の階調値「１２」と置換後の階調値「１５」との誤差「−３」を補正するために、走査電極ＳＣｉの行の放電セルに対応する画像信号へ「−３」を加算する。そのため、走査電極ＳＣｉの行の放電セルの階調値は「１２」−「３」＝「９」となる。

以下同様に、走査電極ＳＣｉ−１の行でありデータ電極Ｄｊ−２の列の放電セルに対応する画像信号の階調値「１２」は、下側データの階調値「３」と比較して階調値「１５」に変換する。走査電極ＳＣｉ−１の行でありデータ電極Ｄｊ−１の列の放電セルに対応する画像信号の階調値「３」はそのまま出力する。走査電極ＳＣｉの行でありデータ電極Ｄｊ−２の列の放電セルに対応する画像信号の階調値「３」はそのまま出力する。走査電極ＳＣｉの行でありデータ電極Ｄｊ−２の列の放電セルに対応する画像信号の階調値は、上述したように誤差を加算されて「９」に変わっているので、階調値「９」と下側データの階調値「３」とを比較して、第１ＳＦと第２ＳＦの画像データが下側データの画像データと同じになるように階調値「１１」に変換し、元の階調値「９」と置換後の階調値「１１」との誤差「−２」を補正するために、走査電極ＳＣｉ＋２の行の放電セルに対応する画像信号へ「−２」を加算して階調値「１２」−「２」＝「１０」とする。

データ電力変換部５２は、このような信号処理を順次実行することにより、図９（ａ）に示した階調値に変換する。また、図９（ｂ）は画像データのＬＳＢ、すなわち第１ＳＦにおける書込みパルスの有無を示し、同様に図９（ｃ）、図９（ｄ）、図９（ｅ）はそれぞれ第２ＳＦ、第３ＳＦ、第４ＳＦにおける書込みパルスの有無を示している。このように、第１ＳＦおよび第２ＳＦの書込み期間においては、すべての走査電極に対して書込みパルスが印加され、データ電極に印加される電圧の変化がなくなるので、データ電極駆動回路４２の充放電電流が減少し、データ電極駆動回路４２の消費電力が小さくなる。さらに画像データの変換により生じた誤差を他の放電セルに対応する画像データに拡散しているので、表示すべき階調値の平均値が保たれ、画像データの変換による画像表示品質の低下を抑えることができる。

ＩＣ負荷算出部５３は、データ電極駆動回路４２のデータドライバそれぞれの消費電力の推定値を画像データに基づき個別に算出する。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ＩＣ負荷算出部５３は、データドライバＩＣ１〜ＩＣ１６のそれぞれに対応する画像データの排他的論理和の総和を計算し、データドライバＩＣ１〜ＩＣ１６のそれぞれの電力の推定値を算出する。以下、このようにして推定した電力を単にデータドライバの電力と略記する。

温度算出部５４は、ＩＣ負荷算出部５３から出力されるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の電力のそれぞれを所定の時間累積加算してデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の温度と相関のある値を算出する。そして累積加算した値のうち最も大きな値を選択して出力する。こうして温度算出部５４は最も温度の高いデータドライバの温度を算出する。このようにデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の電力のそれぞれを累積する理由は、データドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の電力に基づきデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の温度上昇を推定するためであり、累積時間はデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の熱抵抗等により温度との相関がとれる時間に設定し、本実施の形態においては累積時間は５ｓｅｃである。なお累積時間は、データドライバのパッケージ等だけでなくデータドライバの取付け構造等にも配慮して設定することが望ましい。

電力算出部５５は、ＩＣ負荷算出部５３から出力されるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６それぞれの電力を合計して、データ電極駆動回路４２の電力を算出する。ＩＣ強制停止部５６は、電力算出部５５で算出した電力と所定の電力しきい値とを比較し、電力と所定の電力しきい値以上の場合にはデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の書込み動作を停止させる。本実施の形態においては、所定のサブフィールドの書込み期間におけるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の出力を強制的にローレベルに設定する制御信号をデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６のそれぞれに出力することにより書込み動作を停止させる。書込み動作を停止させるサブフィールドは、例えば輝度重みの最も小さいサブフィールドおよびその次に輝度重みの小さいサブフィールドである。

第２電力算出部５７は、ＩＣ負荷算出部５３から出力されるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６それぞれの電力を合計して、データ電極駆動回路４２の電力を算出する。

次に、画像信号処理回路４１およびデータ電極駆動回路４２の動作について説明する。図１０は、本発明の実施の形態におけるデータ電極駆動回路４２の動作を説明するための図であり、図１０（ａ）は、入力された画像信号の一例に対する電力算出部５５の算出した電力および第２電力算出部５７の算出した電力を示し、図１０（ｂ）は温度算出部５４の算出した温度を示している。なお本実施の形態においては、電力算出部５５の算出した電力および第２電力算出部５７の算出した電力は同一であるとする。

温度算出部５４の出力が温度しきい値未満であり、電力算出部５５の出力が電力しきい値未満であり、第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値未満である場合には、データ電力変換部５２は、ＳＦデータ変換部５１から出力された画像データをそのままデータ電極駆動回路４２に出力する。そしてデータ電極駆動回路４２はその画像データに基づきデータ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動し、画像を表示する。

時刻ｔ１において第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値以上になると、データ電力変換部５２は、ＳＦデータ変換部５１から出力された画像データをデータ電極駆動回路４２の消費電力が小さくなる画像データに変換してデータ電極駆動回路４２へ出力する。そのため次のフィールドからデータ電極駆動回路４２の消費電力が抑制されることになる。このとき、仮に第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値以上となったフィールドにおけるデータ電極駆動回路４２の消費電力が大きすぎてデータ電極駆動回路４２に電力を供給する電源の電圧が低下してしまうと、正常な書込み動作が行われず、画像表示品質が低下する。

しかしながら本実施の形態においては、時刻ｔ１において電力算出部５５の出力も電力しきい値以上になるので、ＩＣ強制停止部５６は所定のサブフィールドにおけるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の書込み動作を強制的に停止させるため、データ電極駆動回路４２に電力を供給する電源の電圧が低下する恐れがない。

その後、電力算出部５５の出力が低下し、時刻ｔ２において電力算出部５５の出力が電力しきい値未満になると、ＩＣ強制停止部５６はデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の書込み動作を再開させる。さらに時刻ｔ３において第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値未満になると、データ電力変換部５２はＳＦデータ変換部５１から出力された画像データをそのままデータ電極駆動回路４２に出力する。

時刻ｔ４から時刻ｔ５の間では、温度算出部５４の出力が温度しきい値以上となり、データ電力変換部５２は、ＳＦデータ変換部５１から出力された画像データをデータ電極駆動回路４２の消費電力が小さくなる画像データに変換してデータ電極駆動回路４２へ出力する。また時刻ｔ６から時刻ｔ７の間では、第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値以上になるので、この間もデータ電力変換部５２は、ＳＦデータ変換部５１から出力された画像データをデータ電極駆動回路４２の消費電力が小さくなる画像データに変換してデータ電極駆動回路４２に出力する。

このように本実施の形態においては、温度算出部５４の出力が温度しきい値以上となった場合、または第２電力算出部５７の出力が第２電力しきい値以上となった場合には、画像表示品質の低下を抑えつつデータ電極駆動回路４２の消費電力を下げるために、データ電力変換部５２を用いて画像データの変換を行う。そしてデータ電極駆動回路４２の消費電力が非常に大きく、電源電圧の低下が予想される場合には、ＩＣ強制停止部５６を用いて所定のサブフィールドにおけるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の書込み動作を強制的に停止させて、電源電圧の低下を防いでいる。

このようにして本実施の形態においては、消費電力の急速な上昇に対して即時に対応するとともに、データ電極駆動回路４２を誤動作させることなく、安定した画像表示を実現している。

なお、本実施の形態においては、電力しきい値を１つ設けて、電力算出部５５の出力が電力しきい値以上となる場合には、ＩＣ強制停止部５６は輝度重みの小さい２つのサブフィールドにおけるデータドライバＩＣ１〜ＩＣ１６の書込み動作を強制的に停止させる構成とした。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電力しきい値を複数設けて、それぞれの電力しきい値に対応して書込み動作を強制的に停止させるサブフィールドの数を変更してもよい。

また、温度しきい値、第２電力しきい値についても同様に複数設けて、それぞれのしきい値に対応して、データ電力変換部５２が画像データを変更する際に、発光状態を同じとするサブフィールドの数を変更してもよい。

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。

本発明は、高精細度パネルあるいは大型パネルであっても、走査電極駆動回路が誤動作することなく、安定した画像表示が可能となるのでパネルを用いた画像表示装置として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態に用いるパネルの電極配列図 本発明の実施の形態に用いるパネルの電極間容量を模式的に示した図 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いてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図 走査電極毎およびデータ電極毎に階調値の変化する市松パターンを示す図 データ電極駆動回路の消費電力を見積もるための図 本発明の実施の形態における画像信号処理回路およびデータ電極駆動回路の詳細を示す回路ブロック図 本発明の実施の形態のデータ電力変換部の動作を説明するための図 本発明の実施の形態におけるデータ電極駆動回路の動作を説明するための図

符号の説明

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
４１ 画像信号処理回路
４２ データ電極駆動回路
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 ＳＦデータ変換部
５２ データ電力変換部
５３ ＩＣ負荷算出部
５４ 温度算出部
５５ 電力算出部
５６ ＩＣ強制停止部
５７ 第２電力算出部
１００ プラズマディスプレイ装置

Claims (3)

1. 表示電極対とデータ電極とが交差する部分に放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルと、前記データ電極に書込みパルスを印加するデータドライバを複数有するデータ電極駆動回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、
   画像データに基づき前記データドライバそれぞれの温度の推定値を算出しその最大値を出力する温度算出部と、
   前記温度算出部で算出した温度が所定の温度しきい値以上の場合には前記データ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように前記画像データを変換するデータ電力変換部と、
   前記画像データに基づき前記データドライバそれぞれの消費電力の推定値の合計を算出する電力算出部と、
   前記電力算出部で算出した電力が所定の電力しきい値以上の場合には所定のサブフィールドにおいて前記データドライバの動作を停止させる信号を出力するＩＣ強制停止部とを備え、
   前記データ電力変換部は、同じデータ電極に沿って配置され且つ上下に隣接する２つの放電セルに対応する画像データの階調値を比較し、上側の放電セルに対応する画像データである上側データの階調値が、下側の放電セルに対応する画像データである下側データの階調値よりも小さい場合には、前記上側データをそのまま出力し、前記上側データの階調値が前記下側データの階調値よりも大きい場合には、前記上側の放電セルと前記下側の放電セルとで、輝度重みの小さいサブフィールドの発光状態が同じになるように前記上側データを変換して出力することにより、前記データ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように前記画像データを変換することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記データ電力変換部は、変換前の前記上側データと変換後の前記上側データとの差を、前記下側の放電セルの下に位置する放電セルに対応する画像データに加算す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。
3. 前記画像データに基づき前記データドライバそれぞれの消費電力の推定値の合計を算出する第２電力算出部をさらに備え、前記データ電力変換部は、前記温度算出部で算出した温度が所定の温度しきい値以上、または前記第２電力算出部で算出した電力が所定の第２電力しきい値以上の場合には前記データ電極駆動回路の消費電力が小さくなるように前記画像データを変換す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。

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