JPWO2012073516A1 - プラズマディスプレイ装置の駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

プラズマディスプレイ装置において、コントラストを向上するとともに、安定に書込み放電を発生する。そのために、初期化期間においては、放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドにおいて書込み放電を発生した放電セルに選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とのいずれかの初期化動作を行う。そして、1フィールド内に、特定の放電セルで強制初期化動作を行い他の放電セルでは選択初期化動作を行う特定セル初期化サブフィールドと、全ての放電セルで選択初期化動作を行う選択初期化サブフィールドとを設ける。選択初期化期間においては、走査電極に下り傾斜波形電圧を印加するとともにデータ電極には正の電圧を印加する。そして、選択初期化サブフィールドでは、直前のサブフィールドの書込み期間において算出するデータ電極を駆動する際の負荷にもとづき、下り傾斜波形電圧の最低電圧を制御する。

Description

本発明は、交流面放電型のプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置であるプラズマディスプレイ装置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基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、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側のガラス基板上に互いに平行に複数対形成されている。そして、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。
背面基板は、背面側のガラス基板上に複数の平行なデータ電極が形成され、それらデータ電極を覆うように誘電体層が形成され、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁が形成されている。そして、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、前面基板と背面基板とを対向配置して密封する。密封された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を封入し、表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルを形成する。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し、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してカラーの画像表示を行う。
パネルを駆動する方法としては一般にサブフィールド法が用いられている。サブフィールド法では、1フィールド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にすることにより階調表示を行う。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する。
初期化期間では、各走査電極に初期化波形を印加し、各放電セルで初期化放電を発生する初期化動作を行う。これにより、各放電セルにおいて、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成するとともに、書込み放電を安定して発生するためのプライミング粒子(放電を発生させるための励起粒子)を発生する。
初期化動作には、強制初期化動作と、選択初期化動作とがある。強制初期化動作では、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに強制的に初期化放電を発生する。選択初期化動作では、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み放電を発生した放電セルだけに選択的に初期化放電を発生する。
書込み期間では、走査電極に走査パルスを順次印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号にもとづき選択的に書込みパルスを印加する。これにより、発光を行うべき放電セルの走査電極とデータ電極との間に書込み放電を発生し、その放電セル内に壁電荷を形成する(以下、これらの動作を総称して「書込み」とも記す)。
維持期間では、サブフィールド毎に定められた輝度重みにもとづく数の維持パルスを走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に印加する。これにより、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生し、その放電セルの蛍光体層を発光させる(以下、放電セルを維持放電により発光させることを「点灯」、発光させないことを「非点灯」とも記す)。これにより、各放電セルを、輝度重みに応じた輝度で発光させる。このようにして、パネルの各放電セルを画像信号の階調値に応じた輝度で発光させて、パネルの画像表示領域に画像を表示する。
維持放電による蛍光体層の発光は階調表示に関係する発光である。一方、初期化期間の強制初期化動作にともなう発光は階調表示に関係しない発光である。
パネルに表示される画像の品質を高める上で重要な要因の1つにコントラストの向上がある。そして、サブフィールド法によるパネルの駆動方法の1つとして、階調表示に関係しない発光を極力減らし、パネルに表示される画像のコントラストを向上させる駆動方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この駆動方法では、1フィールドを構成する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では全ての放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作を行う。また、他のサブフィールドの初期化期間では選択初期化動作を行う。
また、強制初期化動作を行う際には、電圧が徐々に増加する緩やかな傾斜部分と、電圧が徐々に減少する緩やかな傾斜部分とを持つ傾斜波形電圧を走査電極に印加する。これにより、強制初期化動作を行う際に、放電セルに強い放電が発生して強い発光が発生することを防止する。
維持放電を発生しない黒表示領域の輝度(以下、「黒輝度」と略記する)は、階調値の大きさに関係なく生じる発光によって変化する。この発光には、例えば、強制初期化動作によって生じる発光がある。
上述した特許文献1に記載された駆動方法では、強制初期化動作は1フィールドに1回であり、黒表示領域における発光は、強制初期化動作を行うときの微弱発光だけとなる。これにより、サブフィールド毎に全ての放電セルで強制初期化動作を行う場合と比較して、パネルに表示される画像の黒輝度を低減し、コントラストの高い画像をパネルに表示することが可能となる。
近年では、パネルの更なる大画面化・高精細化が求められている。そして、大画面化・高精細化したパネルでは、電極の数が増加するとともに、電極を駆動するときのインピーダンスも増大する。そのため、そのようなパネルでは、消費電力が増加しやすく、その結果、電極に印加する駆動波形に電圧低下が発生しやすい。
そして、駆動波形に電圧低下が生じると、放電セルで放電が不安定に発生するおそれがあり、パネルにおける画像表示品質が低下するおそれがある。
一方、パネルの大画面化、高精細化にともない、画像表示品質の更なる向上が望まれている。
特開2000−242224号公報
本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネルに、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設け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る。この駆動方法では、初期化期間においては、放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドにおいて書込み放電を発生した放電セルに選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とのいずれかの初期化動作を行う。そして、1フィールド内には、特定の放電セルで強制初期化動作を行い他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化期間を有する特定セル初期化サブフィールドと、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を有する選択初期化サブフィールドとを設ける。選択初期化期間においては、走査電極に下り傾斜波形電圧を印加するとともにデータ電極には正の電圧を印加する。そして、選択初期化サブフィールドでは、直前のサブフィールドの書込み期間において算出するデータ電極を駆動する際の負荷にもとづき、下り傾斜波形電圧の最低電圧を制御する。
これにより、電極の数が増加し、電極を駆動するときのインピーダンスも増大しやすい大画面化・高精細化されたパネルを用いたプラズマディスプレイ装置においても、表示画像のコントラストを向上してプラズマディスプレイ装置における画像表示品質を向上するとともに、初期化放電による壁電荷の調整を十分に行い安定に書込み放電を発生することができる。
また、この駆動方法では、画像信号にもとづき設定される各サブフィールドにおける各放電セルの点灯・非点灯を表す画像データにもとづき放電セル毎の負荷値を算出する。そして、負荷値を累積加算することで書込み期間においてデータ電極を駆動する際の負荷を算出する。
また、この駆動方法では、負荷の大きさがしきい値を超えたサブフィールドでは、選択初期化期間において下り傾斜波形電圧の最低電圧を下げる。
また、本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネルと、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けてパネルに階調を表示する駆動回路とを有するプラズマディスプレイ装置である。このプラズマディスプレイ装置において、駆動回路は、初期化期間においては、放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドにおいて書込み放電を発生した放電セルに選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とのいずれかの初期化動作を行う。そして、1フィールド内には、特定の放電セルで強制初期化動作を行い他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化期間を有する特定セル初期化サブフィールドと、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を有する選択初期化サブフィールドとを設ける。選択初期化期間においては、走査電極に下り傾斜波形電圧を印加するとともにデータ電極には正の電圧を印加する。そして、選択初期化サブフィールドでは、直前のサブフィールドの書込み期間において算出するデータ電極を駆動する際の負荷にもとづき、下り傾斜波形電圧の最低電圧を制御する。
これにより、電極の数が増加し、電極を駆動するときのインピーダンスも増大しやすい大画面化・高精細化されたパネルを用いたプラズマディスプレイ装置においても、表示画像のコントラストを向上してプラズマディスプレイ装置における画像表示品質を向上するとともに、初期化放電による壁電荷の調整を十分に行い安定に書込み放電を発生することができる。
図1は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。 図2は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの電極配列図である。 図3は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を概略的に示す図である。 図4は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置を構成する回路ブロックの一例を概略的に示す図である。 図5は、本発明の一実施の形態における走査電極駆動回路の一構成例を概略的に示す回路図である。 図6は、本発明の一実施の形態におけるデータ電極駆動回路の一構成を概略的に示す回路図である。 図7は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置においてパネルに表示する点灯パターンの一例を部分的に拡大して示す図である。 図8は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置においてパネルに表示する点灯パターンの他の例を部分的に拡大して示す図である。 図9Aは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの一例を概略的に示す図である。 図9Bは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。 図9Cは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。 図9Dは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。 図9Eは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。 図10は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置においてパネルに表示する画像の図柄の一例を概略的に示す図である。 図11は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置において書込みパルスに生じる電圧低下の一例を概略的に示す図である。
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、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル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。
この保護層26は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、パネルの材料として使用実績があり、ネオン(Ne)およびキセノン(Xe)ガスを封入した場合に2次電子放出係数が大きく耐久性に優れた酸化マグネシウム(MgO)を主成分とする材料で形成されている。
保護層26は、一つの層で構成されていてもよく、あるいは複数の層で構成されていてもよい。また、層の上に粒子が存在する構成であってもよい。
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(R)に発光する蛍光体層35R、緑色(G)に発光する蛍光体層35G、および青色(B)に発光する蛍光体層35Bが設けられている。以下、蛍光体層35R、蛍光体層35G、蛍光体層35Bをまとめて蛍光体層35とも記す。
これら前面基板21と背面基板31とを、微小な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し、前面基板21と背面基板31との間隙に放電空間を設ける。そして、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着する。その放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスを放電ガスとして封入する。
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る。
そして、これらの放電セルで放電を発生し、放電セルの蛍光体層35を発光(放電セルを点灯)することにより、パネル10にカラーの画像を表示する。
なお、パネル10においては、表示電極対24が延伸する方向に配列された連続する3つの放電セルで1つの画素を構成する。この3つの放電セルとは、蛍光体層35Rを有し赤色(R)に発光する放電セル(赤の放電セル)と、蛍光体層35Gを有し緑色(G)に発光する放電セル(緑の放電セル)と、蛍光体層35Bを有し青色(B)に発光する放電セル(青の放電セル)である。
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、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル10の電極配列図である。
パネル10には、水平方向(行方向、ライン方向)に延長されたn本の走査電極SC1〜走査電極SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜維持電極SUn(図1の維持電極23)が配列され、垂直方向(列方向)に延長されたm本のデータ電極D1〜データ電極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)とが交差した領域に1つの放電セルが形成される。すなわち、1対の表示電極対24上には、m個の放電セルが形成され、m/3個の画素が形成される。そして、放電セルは放電空間内にm×n個形成され、m×n個の放電セルが形成された領域がパネル10の画像表示領域となる。例えば、画素数が1920×1080個のパネルでは、m=1920×3となり、n=1080となる。
なお、本実施の形態においては、n=768とするが、本発明は何らこの数値に限定されるものではない。
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の概要について説明する。
本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法によってパネル10を駆動する。サブフィールド法では、画像信号の1フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドに輝度重みをそれぞれ設定する。したがって、各フィールドは輝度重みが異なる複数のサブフィールドを有する。
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。そして、画像信号にもとづき、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。すなわち、画像信号にもとづき、発光するサブフィールドと非発光のサブフィールドとを組み合わせることによって、画像信号にもとづく複数の階調をパネル10に表示する。
初期化期間では、放電セルに初期化放電を発生し、続く書込み期間における書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する初期化動作を行う。
書込み期間では、走査電極22に走査パルスを印加するとともにデータ電極32に選択的に書込みパルスを印加し、発光するべき放電セルに選択的に書込み放電を発生する。そして、続く維持期間で維持放電を発生するための壁電荷をその放電セル内に形成する書込み動作を行う。
維持期間では、それぞれのサブフィールドに設定された輝度重みに所定の比例定数を乗じた数の維持パルスを走査電極22および維持電極23に交互に印加し、直前の書込み期間に書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生し、その放電セルを発光する維持動作を行う。この比例定数が輝度倍数である。例えば、輝度倍数が2倍のとき、輝度重み「2」のサブフィールドの維持期間では、走査電極22と維持電極23とにそれぞれ4回ずつ維持パルスを印加する。そのため、その維持期間で発生する維持パルスの数は8となる。
輝度重みとは、各サブフィールドで表示する輝度の大きさの比を表すものであり、各サブフィールドでは輝度重みに応じた数の維持パルスを維持期間に発生する。そのため、例えば、輝度重み「8」のサブフィールドは、輝度重み「1」のサブフィールドの約8倍の輝度で発光し、輝度重み「2」のサブフィールドの約4倍の輝度で発光する。
したがって、例えば、1フィールドを8つのサブフィールド(サブフィールドSF1、サブフィールドSF2、サブフィールドSF3、サブフィールドSF4、サブフィールドSF5、サブフィールドSF6、サブフィールドSF7、サブフィールドSF8)で構成し、サブフィールドSF1からサブフィールドSF8の各サブフィールドにそれぞれ(1、2、4、8、16、32、64、128)の輝度重みを設定すれば、各放電セルは、階調値「0」から階調値「255」までの256通りの階調値を表示することができる。
こうして、画像信号に応じた組合せでサブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御して各サブフィールドを選択的に発光することにより、様々な階調値で各放電セルを発光し、画像をパネル10に表示することができる。
なお、本発明は1フィールドを構成するサブフィールドの数、各サブフィールドが有する輝度重み等が上述した数値に限定されるものではない。
なお、初期化動作には、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに初期化放電を発生する「強制初期化動作」と、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み放電を発生し維持期間で維持放電を発生した放電セルだけに選択的に初期化放電を発生する「選択初期化動作」とがある。強制初期化動作では上昇する上り傾斜波形電圧および下降する下り傾斜波形電圧を走査電極22に印加し、画像表示領域内の全ての放電セルに初期化放電を発生する。
そして、1フィールドを構成する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では「特定セル初期化動作」を行い、他のサブフィールドの初期化期間では全ての放電セルで選択初期化動作を行う。
特定セル初期化動作とは、特定の放電セルで強制初期化動作を行い、他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化動作のことである。したがって、特定セル初期化動作を行う初期化期間では、特定の放電セルには強制初期化動作を行うための強制初期化波形を印加し、他の放電セルには選択初期化動作を行うための選択初期化波形を印加する。以下、特定セル初期化動作を行う初期化期間を「特定セル初期化期間」と呼称し、特定セル初期化期間を有するサブフィールドを「特定セル初期化サブフィールド」と呼称する。また、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を「選択初期化期間」と呼称し、選択初期化期間を有するサブフィールドを「選択初期化サブフィールド」と呼称する。
なお、本実施の形態では、1フィールドをサブフィールドSF1からサブフィールドSF10までの10のサブフィールドで構成し、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10までの各サブフィールドにはそれぞれ(1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)の輝度重みを設定する例を説明する。そして、サブフィールドSF1を特定セル初期化サブフィールドとし、サブフィールドSF2からサブフィールドSF10を選択初期化サブフィールドとする。
そして、本実施の形態では、各フィールドの最初のサブフィールド(サブフィールドSF1)を特定セル初期化サブフィールドとし、他のサブフィールドは選択初期化サブフィールドとする。
また、本実施の形態では、特定セル初期化サブフィールドにおいて強制初期化動作を行う放電セルが互いに異なる「第1のフィールド」と「第2のフィールド」とを交互に発生してパネル10を駆動する。以下、強制初期化動作の発生パターンについて説明する。
本実施の形態において、第1のフィールドにおける特定セル初期化サブフィールドでは、配置的に見て奇数番目の走査電極22上に形成される放電セルで強制初期化動作を行う。また、第2のフィールドにおける特定セル初期化サブフィールドでは、配置的に見て偶数番目の走査電極22上に形成される放電セルで強制初期化動作を行う。そして、「第1のフィールド」と「第2のフィールド」とを交互に発生する。こうすることで、本実施の形態では、各放電セルにおいて2フィールドに1回ずつ強制初期化動作を行う。
本実施の形態においては、このようにパネル10を駆動することで、黒輝度を上昇させる要因となる発光を極力減らして黒輝度を低減し、表示画像のコントラスト比を向上する。これは次のような理由による。
黒輝度を上昇させる要因の1つに、初期化放電による発光がある。ただし、選択初期化動作は、直前のサブフィールドで維持放電を発生しなかった放電セルでは放電が発生しないので、黒輝度の明るさに実質的に影響を与えない。しかし、強制初期化動作は、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに初期化放電が発生するので、黒輝度の明るさに影響を与える。すなわち、強制初期化動作の発生頻度が大きくなるほど黒輝度は上昇する。したがって、各放電セルで強制初期化動作を行う頻度を低減すれば、表示画像の黒輝度を低減し、コントラストを向上することができる。
本実施の形態では、第1のフィールドと、第2のフィールドとを交互に発生する。第1のフィールドは、配置的に見て奇数番目の走査電極22上に形成される放電セルで強制初期化動作を行う特定セル初期化サブフィールドを有する。第2のフィールドは、配置的に見て偶数番目の走査電極22上に形成される放電セルで強制初期化動作を行う特定セル初期化サブフィールドを有する。
これにより、各放電セルで強制初期化動作を行う回数を、2フィールドに1回にすることができる。したがって、この構成では、フィールド毎に全ての放電セルで強制初期化動作を行う構成と比較して、各放電セルで強制初期化動作を行う頻度を半分に低減できるので、黒輝度を低減し、パネル10に表示される画像のコントラスト比を向上することができる。
また、少なくとも2フィールドに1回は全ての放電セルで初期化放電を発生するので、強制初期化動作以降の書込み動作を安定化することができる。
しかし、本実施の形態は、1フィールドを構成するサブフィールドの数、強制初期化動作の発生頻度、各サブフィールドの輝度重み等が上述した数値に限定されるものではない。また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切り換える構成であってもよい。
図3は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を概略的に示す図である。
図3には、書込み期間において最初に書込み動作を行う走査電極SC1、書込み期間において2番目に書込み動作を行う走査電極SC2、維持電極SU1〜維持電極SUn、およびデータ電極D1〜データ電極Dmのそれぞれに印加する駆動電圧波形を示す。また、以下における走査電極SCi、維持電極SUi、データ電極Dkは、各電極の中から画像データ(サブフィールド毎の発光・非発光を示すデータ)にもとづき選択された電極を表す。
また、図3には、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1と、選択初期化サブフィールドであるサブフィールドSF2およびサブフィールドSF3を示す。サブフィールドSF1と、サブフィールドSF2〜サブフィールドSF10とでは、初期化期間に走査電極22に印加する駆動電圧の波形形状が異なる。
なお、サブフィールドSF4以降のサブフィールドは図示していないが、サブフィールドSF1を除く各サブフィールドは選択初期化サブフィールドであり、維持パルスの発生数を除き、各期間でほぼ同様の駆動電圧波形を発生する。また、図3には、走査電極SC1を有する放電セルで強制初期化動作を行い、走査電極SC2を有する放電セルでは強制初期化動作を行わず選択初期化動作だけを行う第1のフィールドを示すが、第1のフィールドのサブフィールドSF1と第2のフィールドのサブフィールドSF1とは初期化期間に強制初期化波形を印加する走査電極22が異なるだけであり、それ以外はほぼ同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
まず、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1について説明する。
なお、上述したように、本実施の形態においては、第1のフィールドの特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)では、配置的に見て上から奇数番目、すなわち(1+2×N)番目(Nは0以上の整数)の走査電極SC(1+2×N)には、強制初期化動作を行うための強制初期化波形を印加する。また、配置的に見て上から偶数番目、すなわち(2+2×N)番目の走査電極SC(2+2×N)には、選択初期化動作を行うための選択初期化波形を印加する。図3には、奇数番目の走査電極SC(1+2×N)の代表例として走査電極SC1を示し、奇数番目の走査電極SC(2+2×N)の代表例として走査電極SC2を示す。
特定セル初期化動作を行うサブフィールドSF1の初期化期間の前半部では、データ電極D1〜データ電極Dm、維持電極SU1〜維持電極SUnには、それぞれ電圧0(V)を印加する。配置的に見て上から奇数番目の走査電極SC(1+2×N)(例えば、走査電極SC1)には、電圧0(V)を印加した後に電圧Vi1を印加し、電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに(例えば、約1.3V/μsecの勾配で)上昇する傾斜波形電圧(以下、「上りランプ電圧L1」と呼称する)を印加する。このとき、電圧Vi1は、維持電極SC(1+2×N)に対して放電開始電圧よりも低い電圧に設定し、電圧Vi2は、維持電極SC(1+2×N)に対して放電開始電圧を超える電圧に設定する。
この上りランプ電圧L1が上昇する間に、各放電セルの走査電極SC(1+2×N)と維持電極SU(1+2×N)との間、および走査電極SC(1+2×N)とデータ電極D1〜データ電極Dmとの間に、それぞれ微弱な初期化放電が持続して発生する。そして、走査電極SC(1+2×N)上に負極性の壁電圧が蓄積され、走査電極SC(1+2×N)と交差するデータ電極D1〜データ電極Dm上および維持電極SU(1+2×N)上には正極性の壁電圧が蓄積される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間(放電セルに印加する電圧が放電開始電圧を超えてから、放電セルに放電が発生するまでの時間長のこと)を短くするプライミングも発生する。この電極上の壁電圧とは、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。
サブフィールドSF1の初期化期間の後半部では、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Veを印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加する。走査電極SC(1+2×N)には、電圧Vi3から負の電圧Vi4に向かって緩やかに(例えば、約−1.5V/μsecの勾配で)下降する下り傾斜波形電圧(以下、「下りランプ電圧L2」と呼称する)を印加する。電圧Vi3は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧未満の電圧に設定し、電圧Vi4は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧を超える電圧に設定する。
この下りランプ電圧L2を走査電極SC(1+2×N)に印加する間に、各放電セルの走査電極SC(1+2×N)と維持電極SU(1+2×N)との間、および走査電極SC(1+2×N)とデータ電極D1〜データ電極Dmとの間に、それぞれ微弱な初期化放電が発生する。これにより、走査電極SC(1+2×N)上の負極性の壁電圧、維持電極SU(1+2×N)上の正極性の壁電圧、および走査電極SC(1+2×N)と交差するデータ電極D1〜データ電極Dm上の正極性の壁電圧は、書込み期間での書込み動作に適した電圧に調整される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間を短くするプライミングも発生する。
以上の電圧波形が、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに初期化放電を発生する強制初期化波形である。そして、強制初期化波形を走査電極22に印加する動作が強制初期化動作である。
一方、サブフィールドSF1の初期化期間前半部において、配置的に見て上から偶数番目の走査電極SC(2+2×N)には、電圧Vi1を印加せず、電圧0(V)から電圧Vi3に向かって緩やかに上昇する上りランプ電圧L1’を印加する。この上りランプ電圧L1’は、上りランプ電圧L1と同じ勾配で、上りランプ電圧L1と同じ時間だけ上昇を続ける電圧波形である。したがって、電圧Vi3は、電圧Vi2から電圧Vi1を引いた電圧に等しい電圧となる。このとき、電圧Vi3は維持電極SU(2+2×N)に対して放電開始電圧未満の電圧となるように各電圧および上りランプ電圧L1’を設定する。これにより、上りランプ電圧L1’を印加した放電セルでは放電は実質的に発生しない。
サブフィールドSF1の初期化期間後半部において、走査電極SC(2+2×N)には、走査電極SC(1+2×N)と同様に、下りランプ電圧L2を印加する。
この下りランプ電圧L2を走査電極SC(1+2×N)に印加する間に、直前のサブフィールド(図3では、サブフィールドSF1)の維持期間に維持放電を発生した放電セルでは、微弱な初期化放電が発生する。そして、この初期化放電により、走査電極22の負極性の壁電圧、維持電極23上の正極性の壁電圧、およびデータ電極32上の正極性の壁電圧は、書込み期間での書込み動作に適した電圧に調整される。こうして、放電セル内の壁電圧は書込み動作に適した壁電圧に調整される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間を短くするプライミングも発生する。
一方、直前のサブフィールド(サブフィールドSF10)の維持期間に維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生せず、それ以前の壁電圧が保たれる。
このように、第2のフィールドのサブフィールドSF1において、配置的に見て上から偶数番目の走査電極SC(2+2×N)上に形成された放電セルにおける初期化動作は、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み動作を行った放電セルで選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作となる。
以上の電圧波形が、サブフィールドSF1において走査電極SC(2+2×N)に印加する選択初期化波形である。
なお、詳細な説明は省略するが、第2のフィールドの特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)では、初期化期間において、配置的に見て上から偶数番目、すなわち(2+2×N)番目の走査電極SC(2+2×N)には、強制初期化動作のための強制初期化波形を印加する。そして、配置的に見て上から奇数番目、すなわち(1+2×N)番目の走査電極SC(1+2×N)には、選択初期化動作のための選択初期化波形を印加する。
以上により、特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)の初期化期間における特定セル初期化動作が終了する。そして、特定セル初期化サブフィールドの初期化期間では、強制初期化動作を行う放電セルと選択初期化動作を行う放電セルとが混在する。
サブフィールドSF1の書込み期間では、維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Veを印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには電圧Vcを印加する。
次に、配置的に見て上から1番目(1行目)の走査電極SC1に負の電圧Vaの負極性の走査パルスを印加する。そして、データ電極D1〜データ電極Dmのうちの1行目において発光するべき放電セルのデータ電極Dkに正の電圧Vdの正極性の書込みパルスを印加する。
書込みパルスの電圧Vdを印加したデータ電極Dkと走査パルスの電圧Vaを印加した走査電極SC1との交差部にある放電セルでは、データ電極Dkと走査電極SC1との電圧差が放電開始電圧を超え、データ電極Dkと走査電極SC1との間に放電が発生する。
また、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Veを印加しているため、データ電極Dkと走査電極SC1との間に発生する放電に誘発されて、データ電極Dkと交差する領域にある維持電極SU1と走査電極SC1との間にも放電が発生する。こうして、走査パルスの電圧Vaと書込みパルスの電圧Vdとが同時に印加された放電セル(発光するべき放電セル)に書込み放電が発生する。
書込み放電が発生した放電セルでは、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行目の放電セルにおける書込み動作が終了する。なお、書込みパルスを印加しなかった放電セルでは、書込み放電は発生せず、初期化期間終了後の壁電圧が保たれる。
次に、配置的に見て上から2番目(2行目)の走査電極SC2に電圧Vaの走査パルスを印加するとともに、2行目に発光するべき放電セルに対応するデータ電極Dkに電圧Vdの書込みパルスを印加する。これにより、走査パルスと書込みパルス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する。こうして、2行目の放電セルにおける書込み動作を行う。
同様の書込み動作を、走査電極SC3、走査電極SC4、・・・、走査電極SCnという順番で、n行目の放電セルに至るまで順次行い、サブフィールドSF1の書込み期間が終了する。このようにして、書込み期間では、発光するべき放電セルに選択的に書込み放電を発生し、その放電セルに維持放電のための壁電荷を形成する。
なお、初期化期間後半に維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する電圧Veと、書込み期間に維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する電圧Veとは互いに異なる電圧値であってもよい。
サブフィールドSF1の維持期間では、まず維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧0(V)を印加する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnに正の電圧Vsの維持パルスを印加する。
この維持パルスの印加により、書込み放電を発生した放電セルでは、走査電極SCiと維持電極SUiとの電圧差が放電開始電圧を超え、維持放電が発生する。そして、この放電により発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。また、この放電により、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。ただし、書込み期間において書込み放電が発生しなかった放電セルでは維持放電は発生しない。
続いて、走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Vsの維持パルスを印加する。直前に維持放電を発生した放電セルでは再び維持放電が発生し、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〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとに、輝度重みに所定の輝度倍数を乗じた数の維持パルスを交互に印加する。こうして、書込み期間において書込み放電を発生した放電セルは、輝度重みに応じた回数の維持放電を発生し、輝度重みに応じた輝度で発光する。
そして、維持期間における維持パルスの発生後(維持期間の最後)に、維持電極SU1〜維持電極SUnおよびデータ電極D1〜データ電極Dmに電圧0(V)を印加したまま、走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧0(V)から電圧Versまで緩やかに(例えば、約10V/μsecの勾配で)上昇する傾斜波形電圧(以下、「消去ランプ電圧L3」と呼称する)を印加する。
電圧Versを放電開始電圧を超える電圧に設定することで、走査電極SC1〜走査電極SCnへ印加する消去ランプ電圧L3が放電開始電圧を超えて上昇する間に、維持放電を発生した放電セルの維持電極SUiと走査電極SCiとの間に、微弱な放電(消去放電)が持続して発生する。
この微弱な放電で発生した荷電粒子は、維持電極SUiと走査電極SCiとの間の電圧差を緩和するように、維持電極SUi上および走査電極SCi上に壁電荷となって蓄積される。これにより、データ電極Dk上の正極性の壁電圧を残したまま、走査電極SCi上の壁電圧および維持電極SUi上の壁電圧が弱められる。こうして、放電セル内における不要な壁電荷が消去される。
走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達したら、走査電極SC1〜走査電極SCnへの印加電圧を電圧0(V)まで下降する。こうして、サブフィールドSF1の維持期間における維持動作が終了する。
以上により、サブフィールドSF1が終了する。
次に、選択初期化サブフィールドについてサブフィールドSF2を例に挙げて説明する。
サブフィールドSF2の初期化期間では、データ電極D1〜データ電極Dmに正極性の電圧Vgを印加する。維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Veよりも高い電圧Vhを印加する。
走査電極SC1〜走査電極SCnには放電開始電圧未満となる電圧(例えば、電圧0(V))から負極性の電圧Vi5に向かって、下りランプ電圧L2と同じ勾配で下降する下りランプ電圧L4を印加する。電圧Vi5は、放電開始電圧を超える電圧に設定する。
なお、この電圧Vi5は、後述するデータ負荷検出回路37における算出結果にもとづき制御される。この制御の詳細は後述する。
この下りランプ電圧L4を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する間に、直前のサブフィールド(図3では、サブフィールドSF1)の維持期間に維持放電を発生した放電セルでは、微弱な初期化放電が発生する。
そして、この初期化放電により、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上に蓄積された壁電圧の過剰な部分が放電される。こうして、放電セル内の壁電圧は書込み動作に適した壁電圧に調整される。
一方、直前のサブフィールド(サブフィールドSF1)の維持期間に維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生せず、それ以前の壁電圧が保たれる。
上述の波形が、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み動作を行った放電セルで選択的に初期化放電を発生する選択初期化波形である。そして、選択初期化波形を走査電極22に印加する動作が選択初期化動作である。
以上により、選択初期化サブフィールドであるサブフィールドSF2の初期化期間における選択初期化動作が終了する。
サブフィールドSF1の初期化期間に発生する選択初期化波形と、サブフィールドSF2の初期化期間に発生する選択初期化波形とは、波形形状が互いに異なる。しかし、サブフィールドSF1の初期化期間に発生する選択初期化波形は、初期化期間前半部では放電が発生せず、初期化期間後半部の動作はサブフィールドSF2の初期化期間における選択初期化動作と実質的に同等である。したがって、本実施の形態では、サブフィールドSF1の初期化期間に発生する、上りランプ電圧L1’と下りランプ電圧L2とを有する初期化波形を、選択初期化波形としている。
サブフィールドSF2の書込み期間では、サブフィールドSF1の書込み期間と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。続く維持期間も、サブフィールドSF1の維持期間と同様に、輝度重みに応じた数の維持パルスを走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとに交互に印加する。
サブフィールドSF3以降の各サブフィールドでは、維持期間に発生する維持パルスの数を除き、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
以上が、本実施の形態においてパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形の概要である。
なお、本実施の形態において各電極に印加する電圧値は、例えば、電圧Vi1=150(V)、電圧Vi2=350(V)、電圧Vi3=200(V)、電圧Vi4=−170(V)、電圧Vi5=−110(V)、電圧Vc=−50(V)、電圧Va=−200(V)、電圧Vs=200(V)、電圧Vers=200(V)、電圧Ve=170(V)、電圧Vd=60(V)、電圧Vg=60(V)、電圧Vh=200(V)である。
しかし、上述した電圧値や勾配の具体的な数値は単なる一例に過ぎず、本発明は、各電圧値や勾配が上述した数値に限定されるものではない。各電圧値や勾配等は、パネルの放電特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等にもとづき最適に設定することが望ましい。
なお、本実施の形態では、サブフィールドSF1を強制初期化動作を行う特定セル初期化サブフィールドとし、他のサブフィールド(サブフィールドSF2〜サブフィールドSF10)を選択初期化動作を行う選択初期化サブフィールドとする例を説明した。しかし、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。例えば、サブフィールドSF1を選択初期化サブフィールドとしたり、あるいは複数のサブフィールドを特定セル初期化サブフィールドとしてもよい。
次に、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成について説明する。
図4は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30を構成する回路ブロックの一例を概略的に示す図である。
プラズマディスプレイ装置30は、パネル10と、パネル10を駆動する駆動回路とを備えている。駆動回路は、画像信号処理回路36、データ負荷検出回路37、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、制御信号発生回路40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36に入力される画像信号は、赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号である。画像信号処理回路36は、赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号にもとづき、各放電セルに赤、緑、青の各階調値(1フィールドで表現される階調値)を設定する。なお、画像信号処理回路36は、入力される画像信号が輝度信号(Y信号)および彩度信号(C信号、またはR−Y信号およびB−Y信号、またはu信号およびv信号等)を含むときには、その輝度信号および彩度信号にもとづき赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号を算出し、その後、各放電セルに赤、緑、青の各階調値を設定する。そして、各放電セルに設定した赤、緑、青の階調値を、サブフィールド毎の点灯・非点灯を示す画像データ(発光・非発光をデジタル信号の「1」、「0」に対応させたデータのこと)に変換する。すなわち、画像信号処理回路36は、赤の画像信号、緑の画像信号、青の画像信号を、赤の画像データ、緑の画像データ、青の画像データに変換して出力する。
データ負荷検出回路37は、画像信号処理回路36から供給される画像データが示す各放電セルにおけるサブフィールド毎の点灯パターンにもとづき、データ電極駆動回路42が発生する書込みパルスの発生パターンを検出し、データ電極駆動回路42が書込みパルスを各データ電極D1〜データ電極Dmに印加するときの負荷の大きさ(以下、「負荷値」と記す)を算出する。そして、データ負荷検出回路37は、その算出結果にもとづき、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧の電圧低下を推定し、その推定結果を制御信号発生回路40に出力する。データ負荷検出回路37の動作の詳細は後述する。
制御信号発生回路40は、水平同期信号、垂直同期信号、データ負荷検出回路37からの出力にもとづき、各回路ブロックの動作を制御する各種の制御信号を発生する。そして、発生した制御信号をそれぞれの回路ブロック(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、および画像信号処理回路36等)へ供給する。制御信号発生回路40は、データ負荷検出回路37から出力される信号にもとづき、選択初期化波形の最低電圧を制御する。この制御の詳細については後述する。
走査電極駆動回路43は、初期化波形発生回路、維持パルス発生回路、走査パルス発生回路(図4には示さず)を備え、制御信号発生回路40から供給される制御信号にもとづいて駆動電圧波形を作成し、走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに印加する。初期化波形発生回路は、制御信号にもとづき、初期化期間に、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する強制初期化波形および選択初期化波形を発生する。維持パルス発生回路は、制御信号にもとづき、維持期間に、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する維持パルスを発生する。走査パルス発生回路は、複数の走査電極駆動IC(走査IC)を備え、制御信号にもとづき、書込み期間に、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルスを発生する。そして、走査電極駆動回路43は、制御信号発生回路40から出力される制御信号にもとづく最低電圧で選択初期化波形を発生する。
維持電極駆動回路44は、維持パルス発生回路、電圧Veを発生する回路、および電圧Vhを発生する回路(図4には示さず)を備え、制御信号発生回路40から供給される制御信号にもとづいて駆動電圧波形を作成し、維持電極SU1〜維持電極SUnのそれぞれに印加する。維持期間では、制御信号にもとづいて維持パルスを発生し、維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する。初期化期間では、制御信号にもとづいて電圧Veまたは電圧Vhを発生し、書込み期間では、制御信号にもとづいて電圧Veを発生して、維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する。
データ電極駆動回路42は、画像信号処理回路36から出力される各色の画像データおよび制御信号発生回路40から供給される制御信号にもとづき、各データ電極D1〜データ電極Dmに対応する書込みパルスを発生する。そして、データ電極駆動回路42は、その書込みパルスを書込み期間に各データ電極D1〜データ電極Dmに印加する。また、選択初期化期間では、制御信号にもとづいて電圧Vgを発生し、データ電極D1〜データ電極Dmに印加する。
次に、走査電極駆動回路43の詳細とその動作について説明する。
図5は、本発明の一実施の形態における走査電極駆動回路43の一構成例を概略的に示す回路図である。走査電極駆動回路43は、維持パルスを発生する維持パルス発生回路50と、初期化波形を発生する初期化波形発生回路51と、走査パルスを発生する走査パルス発生回路52とを備える。そして、走査パルス発生回路52の各出力端子は、パネル10の走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに接続されている。
なお、本実施の形態では、走査パルス発生回路52に入力される電圧を「基準電位A」と記す。また、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」と表記し、スイッチング素子をオンさせる信号を「Hi」、オフさせる信号を「Lo」と表記する。なお、図5では、各回路に入力される制御信号(制御信号発生回路40から供給される制御信号)の信号経路の詳細は省略する。
また、図5には、負極性の電圧Vaを用いた回路(例えば、ミラー積分回路54)が動作しているときに、その回路と、維持パルス発生回路50、電圧Vrを用いた回路(例えば、ミラー積分回路53)、および電圧Versを用いた回路(例えば、ミラー積分回路55)とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q7を用いた分離回路を示している。また、電圧Vrを用いた回路(例えば、ミラー積分回路53)が動作しているときに、その回路と、電圧Vrよりも低い電圧の電圧Versを用いた回路(例えば、ミラー積分回路55)とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q6を用いた分離回路を示している。
維持パルス発生回路50は、電力回収回路56とクランプ回路57とを備えている。
電力回収回路56は、電力回収用のコンデンサC11、スイッチング素子Q11、スイッチング素子Q12、逆流防止用のダイオードDi1、ダイオードDi2、共振用のインダクタL11を有している。なお、電力回収用のコンデンサC11は電極間容量Cpに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収回路56の電源として働くように、電圧値Vsの半分の約Vs/2に充電されている。
クランプ回路57は、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子Q13、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧0(V)にクランプするためのスイッチング素子Q14を有している。そして、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき各スイッチング素子を切り換えて維持パルスを発生する。
例えば、維持パルスを立ち上げる際には、スイッチング素子Q11をオンにして電極間容量CpとインダクタL11とを共振させ、電力回収用のコンデンサC11に蓄えられた電力を、スイッチング素子Q11、ダイオードDi1、インダクタL11を介して走査電極SC1〜走査電極SCnに供給する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧Vsに近づいた時点で、スイッチング素子Q13をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプする。
維持パルスを立ち下げる際には、スイッチング素子Q12をオンにして電極間容量CpとインダクタL11とを共振させ、電極間容量Cpの電力を、インダクタL11、ダイオードDi2、スイッチング素子Q12を通して電力回収用のコンデンサC11に回収する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧0(V)に近づいた時点で、スイッチング素子Q14をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧0(V)にクランプする。
初期化波形発生回路51は、ミラー積分回路53と、ミラー積分回路54と、ミラー積分回路55とを有する。図5には、ミラー積分回路53の入力端子を入力端子IN1、ミラー積分回路54の入力端子を入力端子IN2、ミラー積分回路55の入力端子を入力端子IN3と示している。なお、ミラー積分回路53およびミラー積分回路55は上昇する傾斜電圧を発生し、ミラー積分回路54は下降する傾斜電圧を発生する。
ミラー積分回路53は、スイッチング素子Q1とコンデンサC1と抵抗R1とを有し、初期化動作時に、走査電極駆動回路43の基準電位Aを電圧Vi3までランプ状に緩やかに(例えば、1.3V/μsecで)上昇させて上りランプ電圧L1’を発生する。
ミラー積分回路55は、スイッチング素子Q3とコンデンサC3と抵抗R3とを有し、維持期間の最後に、基準電位Aを上りランプ電圧L1’よりも急峻な勾配(例えば、10V/μsec)で電圧Versまで上昇させて消去ランプ電圧L3を発生する。
ミラー積分回路54は、スイッチング素子Q2とコンデンサC2と抵抗R2とを有し、初期化動作時に、基準電位Aを電圧Vi4までランプ状に緩やかに(例えば、−1.5V/μsecの勾配で)下降させて下りランプ電圧L2を発生し、基準電位Aを電圧Vi5までランプ状に緩やかに(例えば、−1.5V/μsecの勾配で)下降させて下りランプ電圧L4を発生する。
電圧Vi5は制御信号発生回路40から供給される制御信号にもとづき変化する。電圧Vi5は、ミラー積分回路54を動作する時間を制御することで、任意の電圧に設定することができる。
走査パルス発生回路52は、n本の走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに走査パルスを印加するためのスイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnおよびスイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnを備えている。スイッチング素子QHj(j=1〜n)の一方の端子とスイッチング素子QLjの一方の端子とは互いに接続されており、その接続箇所が走査パルス発生回路52の出力端子となって、走査電極SCjに接続されている。また、スイッチング素子QHjの他方の端子は入力端子INbであり、スイッチング素子QLjの他方の端子は入力端子INaである。
なお、スイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHn、スイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnは複数の出力毎にまとめられ、IC化されている。このICが走査ICである。
また、走査パルス発生回路52は、書込み期間において基準電位Aを負極性の電圧Vaに接続するためのスイッチング素子Q5と、電圧Vscを発生し基準電位Aに電圧Vscを重畳する電源VSCと、基準電位Aに電圧Vscを重畳して発生させた電圧Vcを入力端子INbに印加するためのダイオードDi31およびコンデンサC31とを備えている。そして、スイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnの入力端子INbには電圧Vcを入力し、スイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnの入力端子INaには基準電位Aを入力する。
このように構成された走査パルス発生回路52では、書込み期間においては、スイッチング素子Q5をオンにして基準電位Aを負極性の電圧Vaに等しくし、入力端子INaには負極性の電圧Vaを印加し、入力端子INbには電圧Va+電圧Vscとなった電圧Vcを印加する。そして、サブフィールドデータにもとづき、走査パルスを印加する走査電極SCiに対しては、スイッチング素子QHiをオフ、スイッチング素子QLiをオンにすることで、スイッチング素子QLiを経由して走査電極SCiに負極性の走査パルス電圧Vaを印加する。走査パルスを印加しない走査電極SCh(hは、1〜nのうちiを除いたもの)に対しては、スイッチング素子QLhをオフ、スイッチング素子QHhをオンにすることで、スイッチング素子QHhを経由して走査電極SChに電圧Va+電圧Vsc(=電圧Vc)を印加する。
また、走査パルス発生回路52は、特定セル初期化期間において、強制初期化波形を印加する走査電極SC(1+2×N)に対しては、スイッチング素子QL(1+2×N)をオフ、スイッチング素子QH(1+2×N)をオンにする。こうすることで、スイッチング素子QH(1+2×N)を経由して、初期化波形発生回路51から出力される上りランプ電圧L1’に電圧Vscを重畳した上りランプ電圧L1を走査電極SC(1+2×N)に印加する。特定セル初期化期間において、選択初期化波形を印加する走査電極SC(2+2×N)に対しては、スイッチング素子QH(2+2×N)をオフ、スイッチング素子QL(2+2×N)をオンにすることで、スイッチング素子QL(2+2×N)を経由して走査電極SC(2+2×N)に上りランプ電圧L1’を印加する。
次に、データ電極駆動回路42について説明する。
図6は、本発明の一実施の形態におけるデータ電極駆動回路42の一構成を概略的に示す回路図である。
なお、図6には、各回路に入力される制御信号(制御信号発生回路40から供給される制御信号、および画像信号処理回路36から供給される画像データ)の信号経路の詳細は省略する。
データ電極駆動回路42は、スイッチング素子Q91H1〜スイッチング素子Q91Hm、スイッチング素子Q91L1〜スイッチング素子Q91Lmを有する。そして、書込み期間においては、画像データにもとづき(図面では、画像データの詳細は省略)、データ電極Djに電圧0(V)を印加するときには、スイッチング素子Q91Ljをオンにしスイッチング素子Q91Hjをオフにする。またデータ電極Djに電圧Vdを印加するときには、スイッチング素子Q91Ljをオフにしスイッチング素子Q91Hjをオンにする。
また、選択初期化期間においては、制御信号発生回路40から供給される制御信号にもとづき、スイッチング素子Q91L1〜スイッチング素子Q91Lmをオフにしスイッチング素子Q91H1〜Q91Hmをオンにすることでデータ電極D1〜データ電極Dmに電圧Vd(=電圧Vg)を印加する。
次に、データ負荷検出回路37の動作について説明する。
図7は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30においてパネル10に表示する点灯パターンの一例を部分的に拡大して示す図である。
図8は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30においてパネル10に表示する点灯パターンの他の例を部分的に拡大して示す図である。
図7、図8では、1つの放電セルを1つのマスで表しており、マスの中に記されている「1」はその放電セルが点灯することを表し、「0」はその放電セルが非点灯であることを表す。
図7、図8に示す点灯パターンでは、放電セルの点灯比率は、ともに約50%である。したがって、図7、図8に示す点灯パターンでは、点灯する放電セル(以下、「点灯セル」と記す)の数と非点灯の放電セル(以下、「非点灯セル」と記す)の数とは互いにほぼ同数である。ただし、図7に示す点灯パターンと図8に示す点灯パターンとは点灯パターンが互いに異なる。
図7に示す点灯パターンでは、垂直方向(列方向)に並ぶ放電セルは点灯・非点灯を交互に繰り返す。しかし、水平方向(行方向)に並ぶ放電セルは点灯または非点灯が連続する。したがって、互いに隣接する2つの放電セルで考えると、水平方向に隣接する放電セルは、互いが同時に点灯するか、または同時に非点灯となり、垂直方向に隣接する放電セルは、一方が点灯であれば他方は非点灯となる。例えば、1行(1ライン)毎に繰り返される横縞模様の図柄をパネル10に表示すると、図7に示した点灯パターンで各放電セルが点灯する。
このような点灯パターンで各放電セルを点灯するときには、互いに隣接する2本のデータ電極22で考えると、その2本のデータ電極22に同時に書込みパルスが印加される状態と、その2本のデータ電極22にともに書込みパルスが印加されない状態とが交互に繰り返される。例えば、データ電極Dj−1、データ電極Dj、データ電極Dj+1で考えれば、データ電極Djに書込みパルスが印加されていれば、データ電極Dj−1およびデータ電極Dj+1にも書込みパルスが印加され、データ電極Djに書込みパルスが印加されなければ、データ電極Dj−1およびデータ電極Dj+1にも書込みパルスは印加されない。
図8に示す点灯パターンでは、垂直方向(列方向)に並ぶ放電セルは点灯・非点灯を交互に繰り返す。そして、水平方向(行方向)に並ぶ放電セルも点灯・非点灯を交互に繰り返す。したがって、互いに隣接する2つの放電セルで考えると、水平方向に隣接する放電セルでは、一方が点灯であれば他方は非点灯となり、垂直方向に隣接する放電セルも、一方が点灯であれば他方は非点灯となる。例えば、1放電セル毎に繰り返される市松模様の図柄をパネル10に表示すると、図8に示した点灯パターンで各放電セルが点灯する。
このような点灯パターンで各放電セルを点灯するときには、互いに隣接する2本のデータ電極22で考えると、一方のデータ電極22に書込みパルスが印加されていれば、他方のデータ電極22には書込みパルスが印加されず、他方のデータ電極22に書込みパルスが印加されていれば、一方のデータ電極22には書込みパルスが印加されない。例えば、データ電極Dj−1、データ電極Dj、データ電極Dj+1で考えれば、データ電極Djに書込みパルスが印加されていれば、データ電極Dj−1およびデータ電極Dj+1には書込みパルスが印加されず、データ電極Dj−1に書込みパルスが印加されていれば、データ電極Djには書込みパルスが印加されず、データ電極Dj+1には書込みパルスが印加される。
データ電極D1〜データ電極Dmを駆動するデータ電極駆動回路42側から見れば、データ電極D1〜データ電極Dmのそれぞれは容量性の負荷である。
そして、データ電極駆動回路42は、データ電極22に印加する電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ上昇するときには、データ電極22の電圧が電圧Vdになるまでこの容量に充電しなければならない。また、データ電極22に印加する電圧を電圧Vdから電圧0(V)へ下降するときには、データ電極22の電圧が電圧0(V)になるまでこの容量から放電しなければならない。すなわち、データ電極駆動回路42は、書込み期間においてデータ電極22に書込みパルスを印加するたびに、この容量への充放電を行わなければならない。
データ電極駆動回路42がこの容量に対して充放電を行う回数と、データ電極駆動回路42における消費電力とは関連しており、その充放電を行う回数が増加すると、データ電極駆動回路42における消費電力も増加する。そして、データ電極駆動回路42における消費電力が増加し、データ電極駆動回路42に電力を供給する電源回路の負荷が増大すれば、その電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧が低下するおそれもある。
また、データ電極D1〜データ電極Dmはそれぞれが容量性の負荷であるので、互いに隣接する2本のデータ電極22で考えると、一方のデータ電極22の電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ上昇するときの消費電力は、他方のデータ電極22の状態によって変化する。
具体的には、一方のデータ電極22の電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ上昇するときの消費電力は、他方のデータ電極22も同様に電圧0(V)から電圧Vdへ上昇するときよりも、他方のデータ電極22の電圧が電圧0(V)または電圧Vdに維持されているときの方が大きい。また、一方のデータ電極22の電圧を電圧0(V)から電圧Vdへ上昇するときの消費電力は、他方のデータ電極22の電圧が電圧0(V)または電圧Vdに維持されているときよりも、他方のデータ電極22の電圧を電圧Vdから電圧0(V)に下降するときの方が大きい。
したがって、データ電極駆動回路42における消費電力は、図7に示す点灯パターンで各放電セルを点灯するときよりも、図8に示す点灯パターンで各放電セルを点灯するときの方が大きい。すなわち、図8に示す点灯パターンで各放電セルを点灯すると、図7に示す点灯パターンで各放電セルを点灯するときよりも、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧がより低下するおそれがある。
本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30では、上述したように、サブフィールドSF2以降の各サブフィールドの初期化期間(選択初期化期間)に、データ電極D1〜データ電極Dmに正の電圧Vgを印加する。また、走査電極SC1〜走査電極SCnには電圧0(V)から電圧Vi5に向かって下降する下りランプ電圧L4を印加する。これにより、直前のサブフィールドで書込み放電を発生した放電セルでは初期化放電が発生する。そして、その初期化放電は、データ電極Dkと走査電極SCiとの間の電位差が電圧(│Vi5│+│Vg│)となるまで継続する。例えば、電圧Vi5=−110(V)、電圧Vg=60(V)であれば、放電セルに印加される電圧は、データ電極Dkと走査電極SCiとの間の電位差が170(V)になるまで徐々に増加し、その間、初期化放電は継続する。
こうして、この初期化放電(選択初期化放電)を発生した放電セルでは、続く書込み期間に安定に書込み動作が行えるように、壁電荷が調整される。
このとき、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧が低下し、選択初期化期間にデータ電極32に印加する電圧Vgの電圧値が低下すると、データ電極Dkと走査電極SCiとの間の最大電位差が本来の電圧(│Vi5│+│Vg│)よりも低下し、初期化放電が不十分となり、壁電荷の調整が不十分となって、続く書込み期間の書込み動作が不安定になるおそれがある。
そこで、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30では、電圧Vgに発生する電圧低下を推定し、その電圧低下に相当する電圧だけ電圧Vi5を低下して、電圧Vgに電圧低下が発生したときでも初期化放電が安定に行えるようにする。
具体的には、データ負荷検出回路37において、負荷の大きさ(負荷値)を算出する対象となる放電セル(以下、「対象セル」と記す)の点灯状態(点灯・非点灯)、対象セルの左右に隣接する放電セルの点灯状態、および、対象セルの上下に隣接する放電セルの点灯状態にもとづき、対象セルの負荷値を算出する。
なお、各放電セルにおける点灯状態は、サブフィールド毎の各放電セルにおける点灯・非点灯を表す画像データにもとづき判断する。
さらに、データ負荷検出回路37は、各行毎に(各ライン毎に)、表示電極対24上に形成される1ライン分の放電セル(すなわち、m個の放電セル)の負荷値の総和(以下、「ライン総和」と記す)を算出する。
この負荷値のライン総和が相対的に小さければ、そのラインで書込み動作を行うときのデータ電極駆動回路42における消費電力は相対的に少なくなる。また、この負荷値のライン総和が相対的に大きければ、そのラインで書込み動作を行うときのデータ電極駆動回路42における消費電力は相対的に多くなる。したがって、この負荷値のライン総和は、データ電極駆動回路42におけるライン毎の消費電力の推定値として用いることができる。
また、負荷値のライン総和を全ラインにわたって累積した数値(以下、「負荷値の総和」と記す)が相対的に小さければ、その書込み期間におけるデータ電極駆動回路42の消費電力は相対的に少なくなり、この負荷値の総和が相対的に大きければ、その書込み期間におけるデータ電極駆動回路42の消費電力は相対的に多くなる。したがって、この負荷値の総和は、書込み期間におけるデータ電極駆動回路42の消費電力の推定値として用いることができる。
データ電極駆動回路42における消費電力が増加し、データ電極駆動回路42に電力を供給する電源回路の負荷が増大すれば、その電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧が低下する。
したがって、データ電極駆動回路42における消費電力を推定できれば、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧の低下を推定することができる。すなわち、この負荷値の総和は、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧の電圧低下の推定値として用いることができる。
なお、データ電極駆動回路42における消費電力が少なくなり、データ電極駆動回路42に電力を供給する電源回路の負荷が小さくなれば、その電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧は元の電圧に向かって徐々に回復する。
そこで、本実施の形態におけるデータ負荷検出回路37は、データ電極駆動回路42の消費電力が少ないときに生じる電源電圧の回復も含めて電源電圧の電圧低下の推定値を算出できるように、負荷値の総和から一定の周期で「回復値」を減算する。この周期は、例えば、書込み動作と同じ周期である。したがって、書込み期間では、ライン総和が1ライン毎に累積加算されて負荷値の総和が徐々に増加するが、同時に、その負荷値の総和から回復値が1ライン毎に減算される。
例えば、書込み期間の最後にライン総和が「0」であるラインが連続すれば、その間、負荷値の総和から「回復値」が1ライン毎に減算され、負荷値の総和は徐々に小さくなる。
なお、本実施の形態においては、負荷値の総和の最低値を「0」としているので、書込み期間の初期にライン総和が「0」であるラインが連続し、負荷値の総和がその間「0」であっても、「回復値」によって負荷値の総和が負の数値になることはない。
これにより、プラズマディスプレイ装置30では、そのサブフィールドの書込み期間におけるデータ電極駆動回路42の消費電力を推定することができ、そのサブフィールドの書込み期間終了時における、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧の電圧低下を推定することができる。
なお、上述したように、データ電極駆動回路42の消費電力が少なくなれば、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧は元の電圧に向かって徐々に回復する。そして、維持期間では、データ電極32は電圧0(V)に維持されるため、データ電極駆動回路42の消費電力は非常に少なく、電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧は元の電圧に向かって徐々に回復する。
そこで、本実施の形態では、書込み期間が終了した時点でライン総和を負荷値の総和に累積加算する動作を終了しても、続く維持期間において、負荷値の総和から一定の周期で回復値を減算する動作は継続する。
したがって、初期化期間の直前における負荷値の総和から、初期化期間の直前における電源回路からデータ電極駆動回路42に供給される電源電圧の電圧低下を推定することができる。すなわち、選択初期化期間の直前における負荷値の総和を、選択初期化期間にデータ電極駆動回路42からデータ電極32に印加する電圧Vgの電圧低下の推定値として用いることができる。
このように、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30は、データ負荷検出回路37において各ライン毎に負荷値のライン総和を算出するとともにそのライン総和を累積加算して負荷値の総和を算出する。さらに、負荷値の総和から、一定の周期で回復値を減算する。そして、初期化期間の直前における負荷値の総和にもとづき、選択初期化期間にデータ電極駆動回路42からデータ電極32に印加される電圧Vgの電圧低下を推定する。
次に、図9A〜図9Eを用いて、注目画素の負荷値を算出する方法を説明する。
図9Aは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの一例を概略的に示す図である。
図9Bは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。
図9Cは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。
図9Dは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。
図9Eは、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において互いに隣接する放電セルの点灯パターンの他の例を概略的に示す図である。
図9A〜図9Eでは、1つの放電セルを1つのマスで表しており、図9A〜図9Eには、垂直方向(列方向)に連続する3本の走査電極22(走査電極SCj−1、走査電極SCj、走査電極SCj+1)と、水平方向(行方向)に連続する2本のデータ電極32(データ電極De−1、データ電極De)とが交差する領域に形成された6つの放電セルを示す。
なお、図9A〜図9Eにおいて、マスの中に記されている「1」はその放電セルが点灯することを表し、「0」はその放電セルが非点灯であることを表す。
以下、例えば、走査電極SCjとデータ電極Deが交差する領域に設けられた放電セルを放電セル(SCj、De)というように表す。また、以下の説明では、図9A〜図9Eにおいて、丸印で囲んだ放電セルを対象セルとして説明する。したがって、以下の説明において、対象セルは放電セル(SCj、De)である。
図9Aに示す点灯パターンでは、対象セルおよび対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)はともに点灯しない。したがって、走査電極SCj−1上に設けられた放電セルへの書込み動作から走査電極SCjに設けられた放電セルへの書込み動作に切替わる際に、データ電極Deに印加する電圧は変化せず、電圧0(V)に維持されたままとなる。
本実施の形態では、このようなときの負荷値を負荷値「0」とする。
図9Bに示す点灯パターンでは、対象セルおよび対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)はともに点灯する。したがって、走査電極SCj−1上に設けられた放電セルへの書込み動作から走査電極SCjに設けられた放電セルへの書込み動作に切替わる際に、データ電極Deに印加する電圧は変化せず、電圧Vdに維持されたままとなる。
本実施の形態では、このようなときの負荷値も負荷値「0」とする。
図9Cに示す点灯パターンでは、対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)は点灯せず、対象セルは点灯する。そのため、走査電極SCj−1上に設けられた放電セルへの書込み動作から走査電極SCjに設けられた放電セルへの書込み動作に切替わる際に、データ電極Deに印加する電圧は電圧0(V)から電圧Vdに変化する。このとき、対象セルと放電セル(SCj−1、De)との間に生じる容量への充電が発生する。
また、図9Cに示す点灯パターンでは、対象セルの左上に隣接する放電セル(SCj−1、De−1)は点灯せず、対象セルの左に隣接する放電セル(SCj、De−1)は点灯する。そのため、データ電極Deに印加する電圧が電圧0(V)から電圧Vdに変化するときに、データ電極De−1に印加する電圧も、同様に、電圧0(V)から電圧Vdに変化する。すなわち、データ電極Deに印加する電圧と、データ電極De−1に印加する電圧とは、互いに同相に変化する。このとき、対象セルと放電セル(SCj、De−1)との間に生じる容量への充電は発生しない。
本実施の形態では、このようなときの負荷値を、例えば、負荷値「1」とする。
図9Dに示す点灯パターンでは、対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)は点灯せず、対象セルは点灯する。そのため、走査電極SCj−1上に設けられた放電セルへの書込み動作から走査電極SCjに設けられた放電セルへの書込み動作に切替わる際に、データ電極Deに印加する電圧は電圧0(V)から電圧Vdに変化する。このとき、対象セルと放電セル(SCj−1、De)との間に生じる容量への充電が発生する。
一方、図9Dに示す点灯パターンでは、対象セルの左上に隣接する放電セル(SCj−1、De−1)は点灯せず、対象セルの左に隣接する放電セル(SCj、De−1)も点灯しない。そのため、データ電極Deに印加する電圧が電圧0(V)から電圧Vdに変化するときに、データ電極De−1に印加する電圧は電圧0(V)に維持されたままとなる。このとき、対象セルと放電セル(SCj、De−1)との間に生じる容量への充電が発生する。
本実施の形態では、このようなときの負荷値を、例えば、負荷値「2」とする。
なお、図示はしないが、対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)は点灯せず、対象セルは点灯し、対象セルの左上に隣接する放電セル(SCj−1、De−1)と、対象セルの左に隣接する放電セル(SCj、De−1)とがともに点灯するときには、データ電極Deに印加する電圧が電圧0(V)から電圧Vdに変化するときに、データ電極De−1に印加する電圧は電圧Vdに維持されたままとなる。本実施の形態では、このようなときの負荷値も、図9Dに示す点灯パターンと同様に、負荷値「2」とする。
図9Eに示す点灯パターンでは、対象セルの上に隣接する放電セル(SCj−1、De)は点灯せず、対象セルは点灯する。そのため、走査電極SCj−1上に設けられた放電セルへの書込み動作から走査電極SCjに設けられた放電セルへの書込み動作に切替わる際に、データ電極Deに印加する電圧は電圧0(V)から電圧Vdに変化する。このとき、対象セルと放電セル(SCj−1、De)との間に生じる容量への充電が発生する。
一方、図9Eに示す点灯パターンでは、対象セルの左上に隣接する放電セル(SCj−1、De−1)は点灯し、対象セルの左に隣接する放電セル(SCj、De−1)は点灯しない。そのため、データ電極Deに印加する電圧が電圧0(V)から電圧Vdに変化するときに、データ電極De−1に印加する電圧は電圧Vdから電圧0(V)に変化する。すなわち、データ電極Deに印加する電圧と、データ電極De−1に印加する電圧とは、互いに逆相に変化する。このとき、対象セルと放電セル(SCj−1、De)との間に生じる容量への充電量は、図9Dに示す点灯パターンのときよりも大きくなる。
本実施の形態では、このようなときの負荷値を、例えば、負荷値「3」とする。
そして、本実施の形態におけるデータ負荷検出回路37は、上述した計算方法にもとづき、画像信号処理回路36から供給される画像データから、放電セル毎の負荷値を算出する。そして、データ負荷検出回路37は、各行毎に(各ライン毎に)、表示電極対24上に形成される1ライン分の放電セル(すなわち、m個の放電セル)の負荷値のライン総和を算出する。さらに、データ負荷検出回路37は、書込み期間の間、ライン総和を累積加算し、負荷値の総和を算出する。さらに、データ負荷検出回路37は、負荷値の総和から、一定の周期(例えば、一回の書込み動作と同じ周期)で回復値を減算する。
データ負荷検出回路37において算出された負荷値の総和は、制御信号発生回路40に出力され、制御信号発生回路40は選択初期化期間の直前における負荷値の総和にもとづき、選択初期化波形の最低電圧である電圧Vi5を制御する。
以下、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30の具体的な動作例について、図10を用いて説明する。
図10は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30においてパネル10に表示する画像の図柄の一例を概略的に示す図である。
なお、以下の説明において、パネル10は、1080本の表示電極対24と、1920×3本のデータ電極32を有するものとする。
図10に示す画像は、1ライン目から199ライン目までは白を表示し、200ライン目から800ライン目までは市松模様を表示し、801ライン目から1080ライン目までは白を表示する図柄である。なお、この市松模様は、図8に示したように、垂直方向(列方向)に並ぶ放電セルは点灯・非点灯を交互に繰り返し、水平方向(行方向)に並ぶ放電セルも点灯・非点灯を交互に繰り返す図柄である。また、図10に示す画像の図柄は、白の領域では全サブフィールドが点灯し、市松模様は、全サブフィールドが点灯する白と、全サブフィールドが非点灯となる黒とで構成されているものとする。
図11は、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30において書込みパルスに生じる電圧低下の一例を概略的に示す図である。
図11において、縦軸は、データ電極32に印加される書込みパルスの電圧を表し、横軸は、パネル10のラインを表す。
図11には、図10に示す図柄の画像をパネル10に表示したときの、データ電極32に印加される書込みパルスの電圧を測定した結果を示す。
上述したように、1ライン目から199ライン目までの期間、データ電極駆動回路42における消費電力は非常に小さい。そのため、図11に示すように、この期間では、書込みパルスの電圧Vdに電圧低下はほとんど生じていない。
一方、200ライン目から800ライン目までの期間、データ電極駆動回路42における消費電力は非常に大きい。そのため、図11に示すように、この期間では、書込みパルスの電圧Vdに電圧低下が生じている。例えば、図11に示す例では、200ライン目の電圧Vdは約60(V)であるが、800ライン目の電圧Vdは約56(V)であり、200ライン目の電圧Vdから約4(V)電圧低下している。
801ライン目から1080ライン目までの期間、データ電極駆動回路42における消費電力は非常に小さい。そのため、図11に示すように、この期間では、書込みパルスの電圧Vdは徐々に元の電圧(60(V))に向かって回復している。例えば、図11に示す例では、1080ライン目の電圧Vdは約56.5(V)であり、801ライン目の電圧Vdから約0.5(V)電圧が回復している。
書込みパルスの電圧Vdの低下は、データ電極駆動回路42に供給される電源電圧の低下を示している。そして、データ電極駆動回路42に供給される電源電圧が低下すると、書込みパルスの電圧Vdの低下と同様に、選択初期化期間にデータ電極駆動回路42からデータ電極32に印加する電圧Vgも低下する。
そして、本実施の形態におけるデータ負荷検出回路37は、データ電極駆動回路42に供給される電源電圧の低下を精度良く推定することができる。
例えば、図10に示す図柄の画像をパネル10に表示すると、1ライン目から199ライン目までの期間はパネル10に白を表示するため、図9Bに示す点灯パターンで各放電セルが点灯する。したがって、1ライン目から199ライン目までの各放電セルの負荷値は「0」となり、負荷値のライン総和も「0」となる。したがって、この間、負荷値の総和は「0」のままである。
なお、この間、データ負荷検出回路37は、負荷値の総和から、一定の周期(例えば、一回の書込み動作と同じ周期)で回復値を減算するが、負荷値の総和の最小値が「0」に制限されるため、負荷値の総和は「0」に維持される。
200ライン目から800ライン目までの市松模様を表示する期間は、図9Eに示す点灯パターンで各放電セルが点灯する。したがって、200ライン目から800ライン目までの放電セルの約半数は負荷値が「3」となる。例えば、1ラインに設けられる放電セルの数が1920×3であれば、負荷値のライン総和は、3×1920×3/2となる。したがって、200ライン目から800ライン目までは、負荷値の総和にはライン毎に3×1920×3/2が加算される。
なお、この間も、データ負荷検出回路37は、負荷値の総和から、一定の周期で回復値を減算するが、ライン総和が回復値よりも大きいので、負荷値の総和は徐々に増加する。
なお、この市松模様をパネル10に表示したときに、負荷値のライン総和は最大値となる。すなわち、この3×1920×3/2という数値がライン総和の最大値となる。
801ライン目から1080ライン目までの期間はパネル10に白を表示するため、図9Bに示す点灯パターンで各放電セルが点灯する。したがって、801ライン目から1080ライン目までの各放電セルの負荷値は「0」となり、負荷値のライン総和も「0」となる。したがって、この間、負荷値の総和は増加しない。
なお、この間も、データ負荷検出回路37は、負荷値の総和から、一定の周期で回復値を減算する。したがって、負荷値の総和は徐々に減少する。
このように、本実施の形態において、負荷値の総和の増減は、図11に示した書込みパルスの電圧の測定値とほぼ一致する。したがって、負荷値の総和を用いてれば、非常に精度良く、選択初期化期間における電圧Vgの低下を推定することができる。
そして、選択初期化期間において、電圧Vgの低下を補うためには、選択初期化波形の最低電圧Vi5を、電圧Vgの電圧低下と同じ電圧だけ下げればよい。
例えば、電圧Vi5=−110(V)、電圧Vg=60(V)であれば、選択初期化期間の最後におけるデータ電極32と走査電極22との間の電位差(最大電位差)は、170(V)である。したがって、電圧Vgに3.5(V)の電圧低下が発生し、電圧Vg=56.5(V)になったときには、電圧Vi5を−113.5(V)にすればよい。こうすることで、初期化期間の最後におけるデータ電極32と走査電極22との間の最大電位差を、170(V)に維持することができる。
このように、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置30は、選択初期化期間おける電圧Vgの低下を、その直前のサブフィールドにおいて画像データにもとづき負荷値の総和を算出することで精度良く推定し、電圧Vgの低下分に相当する電圧(電圧ΔVg)だけ選択初期化波形の最低電圧Vi5を低下する。
すなわち、プラズマディスプレイ装置30は、データ負荷検出回路37において、画像信号処理回路36から供給される画像データにもとづき、各放電セルにおける負荷値を算出する。そして、各行毎に(各ライン毎に)、表示電極対24上に形成される1ライン分の放電セル(m個の放電セル)の負荷値のライン総和を算出する。さらに、負荷値のライン総和を全ラインにわたって累積して負荷値の総和を算出するとともに、負荷値の総和から一定の周期で「回復値」を減算する。その算出結果はデータ負荷検出回路37から制御信号発生回路40に送られ、制御信号発生回路40はその算出結果にもとづき、選択初期化波形の最低電圧Vi5を制御するように制御信号を発生する。そして、走査電極駆動回路43は、最低電圧Vi5がその制御信号にもとづく電圧となるように選択初期化波形を発生し、選択初期化期間に走査電極22に印加する。
これにより、選択初期化期間の最後におけるデータ電極32と走査電極22との間の最大電位差を、直前のサブフィールドの書込み期間におけるデータ電極駆動回路42の消費電力にかかわらず一定の電位差(例えば、170(V))にすることができるので、初期化放電による壁電荷の調整が不十分となることを防止し、続く書込み期間において安定に書込み放電を発生することが可能となる。
なお、本実施の形態では、負荷値の総和にもとづき、電圧Vi5を次のように制御する。
1)負荷値の総和が最大値の15%未満であれば、電圧Vi5は元の電圧のまま変更しない。
2)負荷値の総和が最大値の15%以上、かつ最大値の30%未満であれば、電圧Vi5を元の電圧から1(V)低い電圧に変更する。
3)負荷値の総和が最大値の30%以上、かつ最大値の45%未満であれば、電圧Vi5を元の電圧から2(V)低い電圧に変更する。
4)負荷値の総和が最大値の45%以上、かつ最大値の60%未満であれば、電圧Vi5を元の電圧から3(V)低い電圧に変更する。
5)負荷値の総和が最大値の60%以上、かつ最大値の75%未満であれば、電圧Vi5を元の電圧から4(V)低い電圧に変更する。
6)負荷値の総和が最大値の75%以上であれば、電圧Vi5を元の電圧から5(V)低い電圧に変更する。
なお、この「最大値」は、図8に示した市松模様をパネル10の画像表示領域の全面に表示したときの負荷値の総和のことである。このとき、パネル10の全ラインのそれぞれでライン総和は最大値となる。例えば、パネル10が1920×1080の画素を有し、1920×3×1080の放電セルを有するときは、この「最大値」は、3×1920×3×1/2×1080から回復値×1080を減算した値となる。
また、本実施の形態において、回復値は、ライン総和の最大値の5%とする。例えば、1ライン上に1920×3の放電セルを有するときは、回復値は、3×1920×3×1/2×0.05となる。
しかし、本発明は何らこれらの数値に限定されるものではない。各数値はパネル10の特性やプラズマディスプレイ装置30における仕様等に応じて最適な値に設定することが望ましい。
なお、図3に示した駆動電圧波形は本発明の実施の形態における一例を示したものに過ぎず、本発明は何らこれらの駆動電圧波形に限定されるものではない。
また、図4、図5、図6に示した回路構成も本発明の実施の形態における一例を示したものに過ぎず、本発明は何らこれらの回路構成に限定されるものではない。
なお、本実施の形態では、各放電セルで2フィールドに1回の割合で強制初期化波形による初期化動作を行う構成を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。各放電セルで強制初期化波形による初期化動作を行う頻度は、3フィールドに1回であってもよく、それ以下の頻度であってもよい。
なお、本発明における実施の形態に示した各回路ブロックは、実施の形態に示した各動作を行う電気回路として構成されてもよく、あるいは、同様の動作をするようにプログラミングされたマイクロコンピュータ等を用いて構成されてもよい。
なお、本発明における実施の形態では、1つのフィールドを10のサブフィールドで構成する例を説明した。しかし、本発明は1フィールドを構成するサブフィールドの数が何ら上記の数に限定されるものではない。例えば、サブフィールドの数をより多くすることで、パネル10に表示できる階調の数をさらに増加することができる。あるいは、サブフィールドの数をより少なくすることで、パネル10の駆動に要する時間を短縮することができる。
なお、本発明における実施の形態では、1画素を赤、緑、青の3色の放電セルで構成する例を説明したが、1画素を4色あるいはそれ以上の色の放電セルで構成するパネルにおいても、本発明における実施の形態に示した構成を適用することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
なお、本発明の実施の形態において示した具体的な数値は、画面サイズが50インチ、表示電極対24の数が1024のパネル10の特性にもとづき設定したものであって、単に実施の形態における一例を示したものに過ぎない。本発明はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、各数値はパネルの仕様やパネルの特性、およびプラズマディスプレイ装置の仕様等にあわせて最適に設定することが望ましい。また、これらの各数値は、上述した効果を得られる範囲でのばらつきを許容するものとする。また、1フィールドを構成するサブフィールドの数や各サブフィールドの輝度重み等も本発明における実施の形態に示した値に限定されるものではなく、また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切り換える構成であってもよい。
本発明は、電極の数が増加し、電極を駆動するときのインピーダンスが増大しやすい大画面化・高精細化されたパネルを用いたプラズマディスプレイ装置においても、表示画像のコントラストを向上してプラズマディスプレイ装置における画像表示品質を向上するとともに、初期化放電による壁電荷の調整を十分に行い安定に書込み放電を発生することができるので、プラズマディスプレイ装置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。
10 パネル
21 前面基板
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
25,33 誘電体層
26 保護層
30 プラズマディスプレイ装置
31 背面基板
32 データ電極
34 隔壁
35,35R,35G,35B 蛍光体層
36 画像信号処理回路
37 データ負荷検出回路
40 制御信号発生回路
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
50 維持パルス発生回路
51 初期化波形発生回路
52 走査パルス発生回路
53,54,55 ミラー積分回路
56 電力回収回路
57 クランプ回路
Q1,Q2,Q3,Q5,Q6,Q7,Q11,Q12,Q13,Q14,QH1〜QHn,QL1〜QLn,Q91H1〜Q91Hm,Q91L1〜Q91Lm スイッチング素子
C1,C2,C3,C11,C31 コンデンサ
Di1,Di2,Di31 ダイオード
R1,R2,R3 抵抗
L11 インダクタ
L1,L1’ 上りランプ電圧
L2,L4 下りランプ電圧
L3 消去ランプ電圧

Claims (4)

  1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対とデータ電極と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に、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設け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、
    前記初期化期間においては、放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドにおいて書込み放電を発生した放電セルに選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とのいずれかの初期化動作を行い、
    1フィールド内には、特定の放電セルで強制初期化動作を行い他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化期間を有する特定セル初期化サブフィールドと、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を有する選択初期化サブフィールドとを設け、
    前記選択初期化期間においては、前記走査電極に下り傾斜波形電圧を印加するとともに前記データ電極には正の電圧を印加し、
    前記選択初期化サブフィールドでは、直前のサブフィールドの書込み期間において算出する前記データ電極を駆動する際の負荷にもとづき、前記下り傾斜波形電圧の最低電圧を制御する
    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. 画像信号にもとづき設定される各サブフィールドにおける各放電セルの点灯・非点灯を表す画像データにもとづき放電セル毎の負荷値を算出し、
    前記負荷値を累積加算することで前記書込み期間において前記データ電極を駆動する際の前記負荷を算出する
    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の駆動方法。
  3. 前記負荷の大きさがしきい値を超えたサブフィールドでは、前記選択初期化期間において前記下り傾斜波形電圧の最低電圧を下げる
    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。
  4. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対とデータ電極と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、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けて前記プラズマディスプレイパネルに階調を表示する駆動回路とを有するプラズマディスプレイ装置であって、
    前記駆動回路は、
    前記初期化期間においては、放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドにおいて書込み放電を発生した放電セルに選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とのいずれかの初期化動作を行い、
    1フィールド内には、特定の放電セルで強制初期化動作を行い他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化期間を有する特定セル初期化サブフィールドと、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を有する選択初期化サブフィールドとを設け、
    前記選択初期化期間においては、前記走査電極に下り傾斜波形電圧を印加するとともに前記データ電極には正の電圧を印加し、
    前記選択初期化サブフィールドでは、直前のサブフィールドの書込み期間において算出する前記データ電極を駆動する際の負荷にもとづき、前記下り傾斜波形電圧の最低電圧を制御する
    ことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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