(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記複数の連続するサブフィールドの前記走査期間中、または前記走査期間中及び維持放電期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を生成するための計算を行う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。
【請求項２】
前記サブフィールドの前記走査期間中に前記計算が終了した場合、そのサブフィールドから前記輝度制御信号による輝度制御を行うことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項３】
１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記複数の連続するサブフィールドの走査期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込む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。
【請求項４】
１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記連続するサブフィールドのうち、少なくとも１つのサブフィールドの維持放電が開始された後に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込む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。
【請求項５】
前記輝度制御信号を取り込んだ次の維持放電期間から前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御することを特徴とする請求項３または４記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項６】
前記複数の連続するサブフィールドのうち、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数が制御されるサブフィールドに先行するサブフィールドの維持放電は、
前記１枚の表示画像の１フレーム前の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項７】
前記複数の連続するサブフィールドのうち、最初のサブフィールドの前記走査期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて前記輝度制御信号の生成を終了することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項８】
前記複数の連続するサブフィールドのうち、少なくとも前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数が制御されるサブフィールドに先行するサブフィールドは、
表示輝度の低い方から高い方へ順に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項９】
最大階調数の１／１６の階調数に相当するサブフィールドの維持放電期間の前までに前記輝度制御信号を前記維持パルス数を制御するための制御回路に取り込むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項１０】
前記表示画像の平均輝度レベルの算出結果を外部に出力し、
前記平均輝度レベルに基づいて生成された輝度制御信号を前記維持パルス数を制御するための制御回路に取り込み、
前記サブフィールドの前記維持パルス数を前記輝度制御信号にしたがってそれぞれ制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項１１】
マトリクス状に配置された複数の表示セルと、互いに平行に配列された走査電極及び維持電極と、前記走査電極及び維持電極と直交するように配列されたデータ電極とを備えるプラズマディスプレイパネルの駆動装置であって、
入力された映像信号を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの表示データに変換し、該サブフィールド毎に前記データ電極に出力するサブフィールド変換回路と、
前記走査電極及び維持電極に前記サブフィールド毎の表示データに応じた数の維持パルスを印加する駆動回路と、
前記映像信号から１フレーム毎の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル検出回路と、
前記平均輝度レベルに基づいて前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を演算する演算回路と、
前記輝度制御信号にしたがって前記駆動回路が出力する維持パルス数を制御するための維持パルス数制御回路と、
を有し、
前記演算回路は前記映像信号の前記連続するサブフィールドの走査期間中に前記輝度制御信号を演算し、
前記維持パルス数制御回路は、前記輝度制御信号を取り込んだ次の維持放電期間から、前記輝度制御信号にしたがって前記維持パルス数を制御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装置。
【請求項１２】
前記駆動回路は、
前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御するサブフィールドに先行するサブフィールドにおいては、表示輝度の低いサブフィールドから表示輝度の高いサブフィールドの順に前記走査電極及び維持電極に前記維持パルスをそれぞれ印加することを特徴とする請求項１１記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
【請求項１３】
前記平均輝度レベルを外部に出力する制御出力端子と、
前記輝度制御信号が外部から入力される制御入力端子と、
前記制御入力端子から入力される前記輝度制御信号と前記演算回路から出力される前記輝度制御信号のいずれか一方の前記輝度制御信号を前記維持パルス数制御回路に入力するためのスイッチと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１１または１２記載のプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関し、特に交流放電型のプラズマディスプレイパネルの駆動方法及びその駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）は、薄型構造でちらつきがなく、表示コントラスト比が大きいこと、また、比較的大画面にすることが可能であり、応答速度が速く、自発光型で蛍光体の利用により多色発光も可能であること等、数多くの特徴を有している。このため、近年コンピュータ関連の表示装置やカラー画像表示の分野で広く利用されるようになりつつある。
【０００３】
ＰＤＰには、その動作方式により、電極が誘電体で被覆されて間接的に交流放電の状態で動作させる交流放電型と、電極を放電空間に露出して直流放電の状態で動作させる直流放電型とがあるが、交流放電型は、放電による電極のスパッタリングを防止することができ、長寿命であるという特徴を有している。
【０００４】
図９は交流放電型のプラズマディスプレイパネルの一構成例を示す表示セルの斜視断面図である。
【０００５】
図９に示すように、交流放電型のＰＤＰの表示セルは、パネルの背面及び前面にそれぞれ設けられた、ガラスからなる第１の絶縁基板１０１及び第２の絶縁基板１０２と、第２の絶縁基板１０２上に所定の間隔を有して形成された透明な走査電極１０３及び維持電極１０４と、走査電極１０３及び維持電極１０４の電極抵抗値を小さくするために走査電極１０３及び維持電極１０４上にそれぞれ重なるように積層された第１のトレース電極１０５及び第２のトレース電極１０６と、走査電極１０３、維持電極１０４、第１のトレース電極１０５、及び第２のトレース電極１０６をそれぞれ覆うように形成された第１の誘電体１１２と、第１の誘電体１１２上に積層され、第１の誘電体１１２を放電から保護する酸化マグネシウム等からなる保護層１１３と、第１の絶縁基板１０１上に配置され、走査電極１０３及び維持電極１０４と直交する方向に形成されたデータ電極１０７と、データ電極１０７を覆うように形成された第２の誘電体１１４と、第１の絶縁基板１０１と第２の絶縁基板１０２の間に形成される、ヘリウム、ネオン、キセノン等の希ガス類、またはそれらの混合ガスからなる放電ガスが充填された放電ガス空間１０８と、第２の誘電体１１４上に設けられ、放電ガス空間１０８を形成すると共に表示セルを区切るための隔壁１０９と、第２の誘電体１１４上及び隔壁１０９の側面に塗布され、放電ガス空間１０８中で起こす放電によって発生する紫外線を可視光１１０に変換する蛍光体１１１とによって構成されている。
【０００６】
図１０は図９に示した表示セルをマトリクス状に配置して形成したプラズマディスプレイパネルの概略の構成を示す平面図である。
【０００７】
図１０に示すように、ＰＤＰは、ｍ×ｎ個の行、列に表示セル１２０が配列されたドットマトリクス表示可能なディスプレイパネルであり、行電極として、互いに平行に配列された走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍ、及び維持電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍを備え、列電極として、これら走査電極及び維持電極と直交するように配列されたデータ電極Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎを備えている。
【０００８】
実際のＰＤＰ、例えば、ＶＧＡ用カラー表示パネルでは、縦方向に４８０個、横方向に１９２０個の上記のような表示セルが格子状に配置され、走査電極１０３及び維持電極１０４はそれぞれ４８０本、データ電極１０７は１９２０本で構成される。
【０００９】
次に、上記のように構成されたＰＤＰにおける放電動作について説明する。
【００１０】
図９に示した表示セル内で、走査電極１０３とデータ電極１０７との間に放電しきい値を越えるパルス電圧が印加されると、放電が開始され、このパルス電圧の極性に対応して正負の電荷（壁電荷）が第１の誘電体１１２及び第２の誘電体１１４の表面にそれぞれ吸引され、堆積する。この電荷の堆積に起因して発生する等価的な内部電圧、すなわち壁電圧は印加されたパルス電圧とは逆極性となるため、放電の成長とともにセル内部の実効電圧が低下し、上記パルス電圧を一定値に保持していても放電を維持することができずに、ついには放電が停止してしまう。
【００１１】
その後、走査電極１０３と維持電極１０４との間に、壁電圧と同じ極性のパルス電圧である維持パルスを印加すると、壁電圧が実効電圧として重畳され、それにより外部から印加する維持パルスの電圧振幅が小さくても放電しきい値を越えて放電を起こすことができる。したがって、走査電極１０３と維持電極１０４との間に交互に逆極性の維持パルスを印加し続けることで放電が維持される。
【００１２】
また、走査電極１０３または維持電極１０４に壁電圧を中和するような幅の広い低電圧のパルスまたは幅の狭い維持パルス電圧程度のパルスである維持消去パルスを印加することにより、上述した壁電荷が消去される。
【００１３】
図１０に示した任意の表示セル１２０を発光させる際には、走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍに走査パルスを順次印加すると共に、走査パルスに同期して表示を行うべき表示セルのデータ電極Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）にデータパルスを選択的に印加し、所望の表示セル１２０に放電しきい値を越える電圧を印加することで発光させる。また、その後は走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍと維持電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍ間に放電を維持するための維持パルスを印加することで発光を持続させる。なお、図１０に示したＰＤＰの輝度は放電回数、すなわち所定時間（例えば、１フレーム）内における印加パルスの繰り返し数に比例する。
【００１４】
次に、従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法について図面を用いて説明する。
【００１５】
交流放電メモリ型ＰＤＰの駆動方法には、１フレーム（あるいは、後述する１つのサブフィールド）分の表示データを各走査ライン毎に順次書き込んだ後、各表示セルに対して同時に維持パルスの印加を開始する走査維持分離駆動型と、各表示セルに対して常に維持パルスを印加しつつ、走査ライン毎に順次表示データを書き込んで行く走査維持混合駆動型とがある。以下では、走査維持分離駆動型を例にして従来のＰＤＰの駆動方法について説明する。
【００１６】
図１１は従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、各電極に印加するパルス波形の様子を示す波形図である。
【００１７】
図１１において、Ｗｕは維持電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍに共通に印加する維持電極駆動電圧波形であり、Ｗｓ１、Ｗｓ２、…、Ｗｓｍは走査電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍに印加する走査電極駆動電圧波形である。また、Ｗｄはデータ電極Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎに印加するデータ電極駆動電圧波形である。
【００１８】
図１１に示すように、走査維持分離駆動型の駆動シーケンスの一周期は、予備放電期間Ａと書き込み放電期間（以下、走査期間と称す場合もある）Ｂと維持放電期間（以下、維持期間と称す場合もある）Ｃとから構成され、これらの放電周期を繰り返し実行することにより、ＰＤＰに所望の映像を表示させる。
【００１９】
予備放電期間Ａは、書き込み放電期間Ｂにおいて安定した書き込み放電特性を得るために放電ガス空間（図９参照）内に活性粒子及び壁電荷を生成するための期間であり、ＰＤＰの全表示セルを同時に放電させる予備放電パルスＰｐを維持電極に印加した後に、予備放電期間Ａによって生成された壁電荷のうち、書き込み放電及び維持放電を阻害する電荷を消滅させるための予備放電消去パルスＰｐｅを各走査電極に一斉に印加する。
【００２０】
すなわち、まず、維持電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍに対して予備放電パルスＰｐを印加し、全ての表示セルにおいて放電を起こさせた後、走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍに予備放電消去パルスＰｐｅを印加して消去放電を発生させ、予備放電パルスＰｐによって堆積した壁電荷のうち、書き込み放電及び維持放電を阻害する電荷を消去する。
【００２１】
書き込み放電期間Ｂにおいては、走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍに走査パルスＰｗを順に印加するとともに、走査パルスＰｗに同期して、表示を行うべき表示セルのデータ電極ＤｉにデータパルスＰｄを選択的に印加し、表示すべきセルにおいて書き込み放電を発生させ、壁電荷を生成する。
【００２２】
維持放電期間Ｃにおいては、維持電極Ｓｕ１、Ｓｕ２、…、Ｓｕｍにそれぞれ維持パルスＰｕを印加するとともに、各走査電極に維持パルスＰｕよりも１８０度位相の遅れた維持パルスＰｓを印加し、それにより書き込み放電期間Ｂにて表示データが書き込まれた表示セルに対し所望の輝度を得るために必要な維持放電を行わせる。最後に、走査電極Ｓｃ１、Ｓｃ２、…、Ｓｃｍにそれぞれ維持消去パルスＰｓｅを印加し維持放電を停止させる。
【００２３】
以下は、上述したＰＤＰで多階調表示を行うための駆動方法について説明する。
【００２４】
ＰＤＰにおいては、ＣＲＴと異なり印加電圧を変更することにより多階調表示を行うことが困難であるため、一般に発光回数を制御することで多階調表示を行う。特に、高輝度の多階調表示を行うためには、以下に記載するサブフィールド法が用いられる。
【００２５】
図１２は従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、多階調表示を行うためのサブフィールド法を説明するタイミングチャートである。なお、図１２は、２６＝６４階調の表示を行う場合の例を示している。また、図１２では予備放電を１フレームの最初に１度だけ行う場合を示しているが、図１１に示した駆動シーケンスと同様に各サブフィールドの最初に予備放電を行ってもよい。
【００２６】
通常、１フレームの時間は個々のコンピュータや放送システムによって異なるが、おおむね１／４７秒から１／７６秒の範囲に設定されていることが多い。ＰＤＰによる多階調表示では、図１２に示すように、１フレームがｋ個のサブフィールド（図１２ではＳＦ１〜ＳＦ６のｋ＝６個のサブフィールド）に分割され、各サブフィールドは図１１に示した駆動シーケンスにしたがってそれぞれ駆動される。
【００２７】
各サブフィールドにはそれぞれの維持発光時間に対して時間的な重みづけが与えられ、例えば、各画素の発光輝度は次のように制御される。
【００２８】
【数１】
0003567972.tif 000002
【００２９】
但し、ｎはサブフィールドの番号であり、最も輝度が低いサブフィールドを１、最も輝度が高いサブフィールドをｋとする。また、Ｌ１は最も輝度が低いサブフィールドの輝度である。ａｎは１または０の値をとる変数であり、ｎ番目のサブフィールドにおいて当該画素を発光させる場合は１、発光させない場合は０である。
【００３０】
このようにサブフィールド法では、各サブフィールド毎の維持放電期間における点灯・非点灯数を選択することで輝度を制御することができる。なお、図１２に示した各サブフィールドの時間長は、各サブフィールドにおける維持放電の回数、すなわち維持パルスＰｕ、Ｐｓの数の違いによってそれぞれ設定される。
【００３１】
ところで、ＰＤＰでは限られた許容消費電力の中で画面全体を明るく表示すると共に、暗い画面における表示画像のコントラスト比を上げるために、ＡＰＬ（平均輝度レベル）に応じて表示輝度を制御するブライト制御が行われる。ＡＰＬを用いたブライト制御では、例えば、背景が暗い画面の中でスポットライトのように光っている画像は対応する維持パルス数を増やしてより輝度を上げ、逆に画面全体が明るい画像は対応する維持パルス数を減らして画面全体の輝度を下げる処理を行う。
【００３２】
このようなブライト制御を行うための従来のＰＤＰの駆動方法を図１３に示す。
【００３３】
図１３は従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【００３４】
図１３において、映像信号は垂直信号に同期して駆動装置に入力され、１フレーム毎に駆動装置が備えるフレームメモリにそれぞれ保持される。フレームメモリに保持された映像信号は各サブフィールド毎の表示データに変換され、ＰＤＰのデータ電極にそれぞれ出力される。このとき、ＰＤＰのデータ電極に出力される表示データは、駆動装置に入力される映像信号に対して１フレーム分だけ遅れた映像に対応するデータとなる。
【００３５】
また、駆動装置は、入力された映像信号から１フレーム毎の平均輝度レベルを算出し、算出した平均輝度レベルに基づいてブライト制御を行うための演算を行う。さらに、その演算結果に基づいて維持パルス数を制御するための輝度制御信号を生成し、輝度制御信号にしたがってＰＤＰの維持電極及び走査電極にそれぞれ維持パルスを印加する。
【００３６】
ここで、任意の１フレーム分の映像信号が駆動装置に入力され対応する輝度制御信号が生成されるまでの計算時間はｔｄである。ＰＤＰに映像表示が可能な表示期間は１フレームの周期からこの計算時間ｔｄを除いた時間となる。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰは自発光による大画面の平面表示装置として期待されているが、放電現象を利用しているために比較的消費電力が大きく、また、発熱による温度上昇についても考慮する必要がある。
【００３８】
また、ＰＤＰでは印加電圧等で直接輝度を制御して多階調の表示を行うことができないため、上述したサブフィールド法を用いて中間調画像が表示される。最近では、バイナリで８ビット（＝２５６階調）の表示が主流になっているが、ＣＲＴ等と比較して輝度変化範囲の不足は否めない。
【００３９】
そこで、明るい画面に対しては駆動電力が最大許容範囲内におさまるように輝度を抑制し、暗い画面に対しては駆動電力の許容範囲内で輝度を上げてコントラスト比を上げるために、上述したＡＰＬに応じて表示輝度を可変制御するブライト制御が行われる。また、このようなブライト制御機能を利用し、ゲーム等のアミューズメントや展示物としてのディスプレイあるいはマルチパネルのディスプレイなどの用途では、通常のＴＶ画像の表示等とは異なった特殊な演出効果を付与した表示を行うことも期待されている。
【００４０】
しかしながら、上記のような従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法では、ブライト制御機能を利用して複雑な演出制御を行うためには、その演算処理により多くの時間が必要になるため、従来のように、その算出完了を待って表示を始めたのでは有効に利用できる表示期間が短くなり、その分だけ表示輝度が低下する問題が発生する。
【００４１】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、演出効果の演算処理に時間を要する場合でも適切なブライト制御が可能であり、かつ最大限の表示期間を得ることができるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、
１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記複数の連続するサブフィールドの前記走査期間中、または前記走査期間中及び維持放電期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を生成するための計算を行うことを特徴とする。
【００４４】
ここで、前記サブフィールドの前記走査期間中に前記計算が終了した場合、そのサブフィールドから前記輝度制御信号による輝度制御を行ってもよい。
【００４５】
または、１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記複数の連続するサブフィールドの走査期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込むことを特徴とする。
または、１枚の表示画像を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの組み合わせで表示するためのプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記連続するサブフィールドのうち、少なくとも１つのサブフィールドの維持放電が開始された後に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込むことを特徴とする。
ここで、前記輝度制御信号を取り込んだ次の維持放電期間から前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御してもよい。
【００４６】
上記方法のいずれも、前記複数の連続するサブフィールドのうち、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数が制御されるサブフィールドに先行するサブフィールドの維持放電は、
前記１枚の表示画像の１フレーム前の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御してもよく、
前記複数の連続するサブフィールドのうち、最初のサブフィールドの前記走査期間中に、前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて前記輝度制御信号の生成を終了してもよい。
このとき、前記複数の連続するサブフィールドのうち、少なくとも前記１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成された前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数が制御されるサブフィールドに先行するサブフィールドは、
表示輝度の低い方から高い方へ順に配置されてもよく、
最大階調数の１／１６の階調数に相当するサブフィールドの維持放電期間の前までに前記輝度制御信号を前記維持パルス数を制御するための制御回路に取り込んでもよく、
前記表示画像の平均輝度レベルの算出結果を外部に出力し、
前記平均輝度レベルに基づいて生成された輝度制御信号を前記維持パルス数を制御するための制御回路に取り込み、
前記サブフィールドの前記維持パルス数を前記輝度制御信号にしたがってそれぞれ制御してもよい。
【００４７】
一方、本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動装置は、マトリクス状に配置された複数の表示セルと、互いに平行に配列された走査電極及び維持電極と、前記走査電極及び維持電極と直交するように配列されたデータ電極とを備えるプラズマディスプレイパネルの駆動装置であって、
入力された映像信号を、走査期間及び維持放電期間を各々備えた複数の連続するサブフィールドの表示データに変換し、該サブフィールド毎に前記データ電極に出力するサブフィールド変換回路と、
前記走査電極及び維持電極に前記サブフィールド毎の表示データに応じた数の維持パルスを印加する駆動回路と、
前記映像信号から１フレーム毎の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル検出回路と、
前記平均輝度レベルに基づいて前記サブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を演算する演算回路と、
前記輝度制御信号にしたがって前記駆動回路が出力する維持パルス数を制御するための維持パルス数制御回路と、
を有し、
前記演算回路は前記映像信号の前記連続するサブフィールドの走査期間中に前記輝度制御信号を演算し、
前記維持パルス数制御回路は、前記輝度制御信号を取り込んだ次の維持放電期間から、前記輝度制御信号にしたがって前記維持パルス数を制御する構成である。
【００４８】
このとき、前記駆動回路は、
前記輝度制御信号にしたがって維持パルス数を制御するサブフィールドに先行するサブフィールドにおいては、表示輝度の低いサブフィールドから表示輝度の高いサブフィールドの順に前記走査電極及び維持電極に前記維持パルスをそれぞれ印加することが望ましい。
【００４９】
また、前記平均輝度レベルを外部に出力する制御出力端子と、
前記輝度制御信号が外部から入力される制御入力端子と、
前記制御入力端子から入力される前記輝度制御信号と前記演算回路から出力される前記輝度制御信号のいずれか一方の前記輝度制御信号を前記維持パルス数制御回路に入力するためのスイッチと、
をさらに備えていてもよい。
【００５２】
上記のようなプラズマディスプレイパネルの駆動方法及び駆動装置では、複数の連続するサブフィールドの走査期間中、または走査期間中及び維持放電期間中に、１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいてサブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を生成するための計算を行うことで、輝度制御信号を算出するための計算時間がかかる場合でも、表示期間を短くすることなくブライト制御を行うことができる。
または、複数の連続するサブフィールドの走査期間中、あるいは少なくとも１つのサブフィールドの維持放電が開始された後に、１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成されたサブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込むことで、輝度制御信号を算出するための計算時間がかかる場合、あるいは外部から輝度制御信号を取り込む場合でも、表示期間を短くすることなくブライト制御を行うことができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００５４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。また、図２は本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第１の実施の形態を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【００５５】
図１に示すように、本実施形態のＰＤＰの駆動装置は、映像入力端子２を介して入力された映像信号から各セルに表示する輝度情報を求め、さらに各サブフィールド毎の表示データに変換してＰＤＰ１のデータ電極にそれぞれ出力するサブフィールド変換回路３と、ＰＤＰ１の走査電極及び維持電極に駆動シーケンスにしたがった駆動パルスをそれぞれ印加する駆動回路４と、映像信号から１フレーム毎の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル検出回路５と、平均輝度レベルに応じてブライト制御のための演算を行う演算回路６と、演算回路６の演算結果を含む輝度制御信号にしたがって駆動回路４から出力する維持パルス数を制御する維持パルス数制御回路７とを有する構成である。
【００５６】
図２に示すように、本実施形態のＰＤＰの駆動方法は、階調表示を行うためのサブフィールド法として、輝度が最も低いサブフィールドから輝度の高いサブフィールドへ向かって順に駆動し（以下、サブフィールドを昇順に配置すると称す）、維持パルス数制御回路７は視覚的に輝度の変化が判別し難い輝度の低い下位のサブフィールドで輝度制御信号を取り込む方法である。なお、図２では３番目に配置されたサブフィールドで輝度制御信号を取り込む場合を示している。それ以前のサブフィールドでは前画面のＡＰＬに基づいて輝度が制御される。
【００５７】
近年のＰＤＰのブライト制御では、５〜６倍程度の比で維持パルス数を制御している（最も維持パルス数を多く制御するときの維持パルス数は、最も少なく維持パルス数を制御するときに比べて５〜６倍になる）。したがって、暗い画面から突然明るい画面に変化する場合には、最大の維持パルス数から最少の維持パルス数に速やかに可変制御する必要がある。この場合、もしブライト制御のための演算が遅れて前画面（１フレーム前）と同じ条件で駆動されれば、突然に５〜６倍の電力が消費され、ＰＤＰの電源装置にとって過負荷の状態となる。よって、少なくとも過剰な電力が消費されないようにすると共に、１フレーム内で極端な階調反転が生じないようにすることが肝要である。
【００５８】
消費電力を抑制するためには、少なくとも最大階調数の１／５〜１／６以下の階調数を持つサブフィールドまでに輝度制御信号を取り込むことが望ましく、さらに、急激な階調反転が生じないようにするためには、最大階調数の１／８以下、すなわち１／１６の階調数を持つサブフィールドまでに輝度制御信号を取り込むことがより望ましい。
【００５９】
例えば、１フレームが８個のサブフィールドに分割されている場合は、最下位から４番目のサブフィールドまでに輝度制御信号を取り込むのが望ましく、１フレームが６個のサブフィールドに分割されている場合は、最下位から２番目のサブフィールドまでに輝度制御信号を取り込むのが望ましい。
【００６０】
このように、サブフィールドを昇順に配置し、輝度制御信号を輝度の低い下位のサブフィールドまでに取り込んで輝度制御を行うことで、ブライト制御を行うための演算時間がかかる場合でも、検出したＡＰＬに応じて該当フレームの輝度制御に遅滞なく反映でき、かつ表示開始の遅れによる表示期間が短かくなることによる輝度低下が生じることもなく、適切なブライト制御を実現することができる。
【００６１】
なお、ブライト制御のための演算が図３に示すように駆動シーケンスの最初のサブフィールドの維持期間の前までに終了する場合は、輝度制御信号をその時点で取り込むことが望ましい。
【００６２】
上述したように、表示輝度は維持期間内で繰り返される維持放電の回数によって決まるため、表示データを書き込むための走査期間はブライト制御に使用されない。したがって、駆動シーケンスの最初に駆動されるサブフィールドの維持期間の前までに輝度制御信号を取り込むことができれば、全てのサブフィールドに対してブライト制御を行うことが可能であり、図３に示すように輝度が最も高いサブフィールドから輝度の低いサブフィールドに向かって順に駆動する場合（以下、降順に配置すると称す）も表示輝度を低下させることなくブライト制御を適切に行うことができる。
【００６３】
なお、図１では輝度制御信号を取り込んだ後もサブフィールドを昇順に配置する場合を示しているが、輝度制御信号を取り込んだ後は必ずしも昇順に配置する必要はなく、残りのサブフィールドを降順に配置してもよい。
【００６４】
また、維持パルス数の制御量は、取り込んだ輝度制御信号にしたがって目的の倍率に一度に変化させる必要はなく、段階的に変化させてもよい。例えば、輝度制御信号を取り込んだサブフレームでは目的の倍率の１／２に制御し、さらに次のサブフレームで目的の倍率に制御してもよい。
【００６５】
（第２の実施の形態）
図４は本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第２の実施の形態を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【００６６】
本実施形態のＰＤＰの駆動方法は、図４に示すように、階調表示を行うためのサブフィールド法として、サブフィールドを昇順に配置し、維持パルス数制御回路は輝度制御信号を各サブフィールドの走査期間毎にそれぞれ取り込む方法である。表示画面に対応したブライト制御は、演算が終了した時点のサブフィールドから反映され、それ以前のサブフィールドでは前画面のＡＰＬに基づいて輝度が制御される。
【００６７】
なお、図４ではブライト制御のための演算が３番目のサブフィールドの走査期間までに終了し、更新された輝度制御信号はその時点でのみ取り込まれる場合を示しているが、以降のサブフィールドでもそれぞれ更新された輝度制御信号を取り込んでもよい。また、図４の最下部の波形に示すように、輝度制御信号は、走査書き込み期間の走査パルス、特に走査の終わりに近い走査パルスを利用して取り込むとよい。駆動装置の構成は、維持パルス数制御回路の動作が異なることを除けば第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
第１の実施の形態ではブライト制御のための演算が早く終了した場合でも、予め輝度制御信号の取り込みタイミングに設定したサブフィールド以降でしか表示画面に対応する輝度制御が反映されない。しかしながら、本実施形態のＰＤＰの駆動方法によれば、輝度制御信号の取り込みタイミングが複数箇所に設定されているため、ブライト制御のための演算が終了次第、そのサブフィールドから表示画面に対応する輝度制御を行うことができる。したがって、ブライト制御のための演算が早く終了した場合は、より階調反転の目立たない表示が可能である。
【００６９】
なお、図４では輝度制御信号を取り込まないサブフィールド（４番目のサブフィールド以降）も昇順に配置する場合を示しているが、それらのサブフィールドは降順に配置してもよい。また、維持パルス数の制御量は、取り込んだ輝度制御信号にしたがって目的の倍率に一度に変化させる必要はなく、段階的に変化させてもよい。
【００７０】
（第３の実施の形態）
図５は本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００７１】
図５に示すように、本実施形態のＰＤＰの駆動装置は、図１に示した第１の実施の形態のＰＤＰの駆動装置の構成に、平均輝度レベル検出回路により算出された平均輝度レベルを外部に出力するための制御出力端子９と、外部に設けられた演算装置から出力された制御信号を駆動装置に入力するための制御入力端子１０と、駆動装置が備える演算回路から出力される輝度制御信号、または外部から入力される輝度制御信号のいずれか一方を維持パルス数制御回路に入力するためのスイッチ部１１とを追加した構成である。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００７２】
ＰＤＰをゲーム等のアミューズメントや展示物としてのディスプレイあるいはマルチパネルディスプレイなどの用途で用い、通常のＴＶ画像の表示等とは異なった特殊な演出効果を付与した表示を行う場合、その演出制御はＰＤＰを用いるユーザ側で処理することが望ましい。
【００７３】
しかしながら、外部から複雑な演出制御を行うための輝度制御信号を受け取る場合は、その演算処理により多くの時間を必要とするため、従来のＰＤＰの駆動装置ではその実現が困難であった。
【００７４】
本実施形態のように平均輝度レベルからブライト制御を行うための演算を外部に設けられた演算装置で行う場合でも、上述した第１の実施の形態、及び第２の実施の形態の駆動方法を用いることで、表示輝度を低下させることなくブライト制御を適切に行うことができる。
【００７５】
なお、画像に複雑な演出効果を付与して表示させる場合、ＰＤＰ用の電源はユーザから提供されることも考慮する必要がある。ブライト制御時には、表示画面毎のＡＰＬレベルに応じて消費電力を一定値以下に制御することも可能である。
【００７６】
しかしながら、制御系の遅延量が大きく（輝度制御信号が出力されるまでの演算時間が長い）、次のフレームにおける画像表示時に輝度を適切に制御できない場合、例えば、図６（ａ）に示すように暗状態から突然明状態に変化してＡＰＬレベルが急激に変化したときには、図６（ｂ）に示すようにブライト制御が利かないため最大定格を越える電流がＰＤＰに流れて、電源電圧の降下や電源供給が停止するおそれがある。
【００７７】
上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態で記載したＰＤＰの駆動方法を用いることで、輝度制御信号が出力されるまでの算出時間が長いときだけでなく、本実施形態のように外部から輝度制御信号を入力する構成でも消費電力を確実に制御することができるため、図６（ｃ）に示すように消費電力を電源の最大定格以内に確実に抑制することができる。
【００７８】
なお、消費電力の特性は、例えば、図７に示すグラフのように、平均輝度レベルが大きいときには全体の維持パルス数を抑制することで上限値内に抑え、平均輝度レベルが小さいときには上限値に対して余裕があるため、スポットライトのように明るい映像の維持パルス数を多くしてコントラストが大きくなるように制御する。
【００７９】
ところで、上述した第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、駆動シーケンスに対する輝度制御信号の取り込みタイミングを制御する手法を示したが、図８に示すように、ＰＤＰに画像表示させるための駆動用の垂直信号を、ブライト制御のための計算時間に応じて遅延させる方法もある。このような方法でも、表示期間を短くすることなくＰＤＰを駆動することができるため、ブライト制御のための計算時間がかかる場合でも、表示輝度を低下させることなくブライト制御を行うことができる。
【００８０】
なお、次のフレームの映像信号がサブフィールド変換回路が備えるフレームメモリに取り込まれるとメモリの内容が書き換えられてしまうため、ＰＤＰ駆動用の垂直信号の遅延量は、次フレームの映像信号が取り込まれる前までに最後のサブフィールドの表示が可能な期間に制限される。したがって、このような方法は上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態と組み合わせて実施することが好ましい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【００８２】
複数の連続するサブフィールドの走査期間中、または走査期間中及び維持放電期間中に、１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいてサブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を生成するための計算を行うことで、輝度制御信号を算出するための計算時間がかかる場合でも、表示期間を短くすることなくブライト制御を行うことができる。
または、複数の連続するサブフィールドの走査期間中、あるいは少なくとも１つのサブフィールドの維持放電が開始された後に、１枚の表示画像の平均輝度レベルに基づいて生成されたサブフィールドの維持パルス数を制御するための輝度制御信号を、維持放電を制御するための制御回路で取り込むことで、輝度制御信号を算出するための計算時間がかかる場合、あるいは外部から輝度制御信号を取り込む場合でも、表示期間を短くすることなくブライト制御を行うことができる。
【００８３】
したがって、表示輝度を低下させることなく適切なブライト制御を行うことが可能になり、かつ消費電力を電源の最大定格以内に確実に抑制することができるため、電源電圧の降下や電源供給が停止するおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第１の実施の形態を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第１の実施の形態の変形例を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第２の実施の形態を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図６】平均輝度レベルの変化に対して消費電力が抑制される様子を示す図であり、同図（ａ）は平均輝度レベルの変化に様子を支援す波形図、同図（ｂ）は制御系の応答が遅い場合の消費電力の変化を示す波形図、同図（ｃ）は制御系が適切に応答した場合の消費電力の変化を示す波形図である。
【図７】平均輝度レベルの変化に対する維持パルス数及び消費電力の制御例を示すグラフである。
【図８】垂直信号をブライト制御のための計算時間に応じて遅延させる方法を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】交流放電型のプラズマディスプレイパネルの一構成例を示す表示セルの斜視断面図である。
【図１０】図９に示した表示セルをマトリクス状に配置して形成したプラズマディスプレイパネルの概略の構成を示す平面図である。
【図１１】従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、各電極に印加するパルス波形の様子を示す波形図である。
【図１２】従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、多階調表示を行うためのサブフィールド法を説明するタイミングチャートである。
【図１３】従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を示す図であり、入力映像信号に対するＰＤＰの駆動シーケンス及び輝度制御信号の取り込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１    ＰＤＰ
２    映像入力端子
３    サブフィールド変換回路
４    駆動回路
５    平均輝度レベル検出回路
６    演算回路
７    維持パルス数制御回路
９    制御出力端子
１０    制御入力端子
１１    スイッチ部
【図１】
0003567972.tif 000003
【図２】
0003567972.tif 000004
【図３】
0003567972.tif 000005
【図４】
0003567972.tif 000006
【図５】
0003567972.tif 000007
【図６】
0003567972.tif 000008
【図７】
0003567972.tif 000009
【図８】
0003567972.tif 000010
【図９】
0003567972.tif 000011
【図１０】
0003567972.tif 000012
【図１１】
0003567972.tif 000013
【図１２】
0003567972.tif 000014
【図１３】
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