(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）表示ユニットへ与えられる表示データから該表示ユニットにおける画面の負荷率を計算し、
（ｂ）該表示ユニットの消費電力を測定し、
（ｃ）該計算された負荷率および該測定された消費電力に基いて該画面の輝度を制御する各ステップを具備してなり、
前記ステップ（ｃ）は、
（ｉ）前記負荷率に所定の閾値を超える変化があったとき、画面の輝度を負荷率に応じた値に変更し、
（ii）前記消費電力が目標値に近づくように画面の輝度を変更するサブステップを含む表示ユニットの消費電力制御方法。
【請求項２】
サブステップ（ｃ）（ｉ）は、
現在の画面の輝度の設定値からその値を与える負荷率を逆算し、
該逆算して得られる負荷率と次画面の負荷率との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を次画面の負荷率に応じた値に変更するサブステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
サブステップ（ｃ）（ｉ）は、
記憶されている負荷率と現在の負荷率との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値に変更するとともに記憶されている負荷率を更新するサブステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
サブステップ（ｃ）（ｉ）は、
次画面の負荷率に応じた輝度値を計算し、
次画面の負荷率から計算された輝度値と現在の輝度値との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を次画面の負荷率に応じた値に変更するサブステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
サブステップ（ｃ）（ｉ）における負荷率に応じた輝度値は、その負荷率における実際の消費電力が目標電力よりも高い値になるような値である請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記表示ユニットは、プラズマディスプレイパネル、及び与えられた輝度値に応じた数のサスティンパルスを所定期間内に該プラズマディスプレイパネルに印加するためのプラズマディスプレイパネルの制御回路とを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
表示ユニットへ与えられる表示データから該表示ユニットにおける画面の負荷率を計算する手段と、
該表示ユニットの消費電力を測定する手段と、
該計算された負荷率および該測定された消費電力に基いて該画面の輝度を制御する手段とを具備してなり、
前記制御手段は、
前記負荷率に所定の閾値を超える変化があったとき、画面の輝度を負荷率に応じた値に変更する輝度変更手段と、
前記消費電力が目標値に近づくように画面の輝度を変更する手段とを含む
表示ユニットの消費電力制御装置。
【請求項８】
前記輝度変更手段は、
現在の画面の輝度の設定値からその値を与える負荷率を逆算する手段と、
該逆算して得られる負荷率と次画面の負荷率との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を次画面の負荷率に応じた値に変更する手段とを含む請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記輝度変更手段は、
負荷率を記憶する手段と、
記憶されている負荷率と現在の負荷率との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値に変更するとともに記憶されている負荷率を更新する手段とを含む請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記輝度変更手段は、
次画面の負荷率に応じた輝度値を計算する手段と、
次画面の負荷率から計算された輝度値と現在の輝度値との差が所定の閾値を超えるとき、画面の輝度を次画面の負荷率に応じた値に変更する手段とを含む請求項７記載の装置。
【請求項１１】
前記輝度変更手段の負荷率に応じた輝度値は、その負荷率における実際の消費電力が目標電力よりも高い値になるような値である請求項７記載の装置。
【請求項１２】
前記表示ユニットは、プラズマディスプレイパネル、及び与えられた輝度値に応じた数のサスティンパルスを所定期間内に該プラズマディスプレイパネルに印加するためのプラズマディスプレイパネルの制御回路とを含む請求項７記載の装置。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１項記載の消費電力制御装置と、プラズマディスプレイパネルと、プラズマディスプレイパネルを駆動するドライブ回路と、該消費電力制御装置から与えられる輝度値に基づきドライブ回路を制御する制御部とを具備する表示システム。
【請求項１４】
請求項１〜６のいずれか１項記載の消費電力制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを格納した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置、特にプラズマディスプレイパネルを有する表示装置、さらに特定すれば交流駆動型のプラズマディスプレイパネルを有する表示装置の消費電力の制御のための方法と装置、そのような消費電力制御装置を備えた表示システム、及びそのような消費電力制御方法を実現するプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置、特に交流駆動型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を有する表示装置の消費電力制御は、表示データが変化するとともに変化する消費電力を連続的に監視し、消費電力が上限値を超えたとき画面全体の輝度を下げ、消費電力が下限値以下になったら輝度を上げることにより行なわれていた。
【０００３】
また、特開平６−３３２３９７号公報には所定期間特に１フレームの期間に外部から与えられる表示信号を積算して表示率を算出し、画面の輝度をそれに応じた値に設定することにより消費電力制御を行なうことが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の第１の制御手法によれば、表示が全面消灯から全面点灯に切り変わった時、その直前は全面消灯であるために画面の輝度は最大までに制御されているのでまず輝度が最大の状態での全面点灯がおこなわれ、この際の消費電力はもちろん設定値より高い為、輝度を落さなければならない。この際の映像状態は、輝度を落すスピードがおそければ、入力表示データは変化していないときでもだんだん暗くなって行く。また、スピードを早くすると、一瞬フラッシングしているように見えてしまい、どちらの場合でも映像上の問題が生じてしまう。
【０００５】
第２の制御方法ではフィードバック制御を行なっていないのでこの様な問題は生じない。しかしながら、フィードバック制御ではないために、表示率が同じときの消費電力に製品間のバラツキによりバラツキを生じるという問題がある。
したがって本発明の目的は、表示の点灯状態が急激に変化したときにも輝度の変化に不自然さがなく、かつ、製品間のバラツキによらず消費電力を所望の値に制御することのできる消費電力制御を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、表示ユニットへ与えられる表示データから画面の負荷率を計算し、表示ユニットの消費電力を測定し、計算された負荷率および測定された消費電力に基いて画面の輝度を制御する各ステップを具備する表示ユニットの消費電力制御方法が提供される。
【０００７】
本発明によれば、表示ユニットへ与えられる表示データから画面の負荷率を計算する手段と、表示ユニットの消費電力を測定する手段と、計算された負荷率および測定された消費電力に基いて画面の輝度を制御する手段とを具備する表示ユニットの消費電力制御装置もまた提供される。
本発明によれば、上記の消費電力制御装置と、プラズマディスプレイパネルと、プラズマディスプレイパネルを駆動するドライブ回路と、該消費電力制御装置から与えられる輝度値に基づきドライブ回路を制御する制御回路とを具備する表示システムもまた提供される。
【０００８】
本発明によれば、上記の消費電力制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを格納した記憶媒体もまた提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される表示装置の一例としての交流駆動型プラズマディスプレイ装置の構成を示す。
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）１０は、互いに平行な多数のＹ電極（スキャン電極）１２と、Ｙ電極１２に直交し互いに平行な多数のアドレス電極１４と、Ｙ電極と同数でＹ電極に平行なＸ電極（コモン電極）１６とを有し、各アドレス電極１４と電極１２，１６との交点に表示セル１８が形成される。
【００１０】
ＰＤＰ１０のドライブ回路２０は、各Ｙ電極１２を独立に駆動するためのＹスキャンドライバ２２と、Ｙスキャンドライバ２２を介してすべてのＹ電極１２を同時に駆動するためのＹドライバ２４と、すべてのＸ電極１６を同時に駆動するための共通ドライバ２６と、各アドレス電極１４を独立に制御するためのアドレスドライバ２８を有している。Ｙスキャンドライバ２２、Ｙドライバ２４及び共通ドライバ２６にはサスティン電源の電圧ＶS が印加され、アドレスドライバ２８へはアドレス電源の電圧ＶA が印加される。
【００１１】
周知のように、交流駆動型のＰＤＰは、アドレス期間においてＹ電極１２とアドレス電極１４との間に選択的に書き込みパルスを印加して各表示セルに選択的に電荷を蓄積させ、アドレス期間に続くサスティン放電期間においてすべてのＹ電極１２とすべてのＸ電極１６との間に交流電圧パルス（サスティンパルス）を印加して、アドレス期間中に電荷が蓄積された表示セルのみを発光させるものである。したがって、走査線としてのＹ電極１２の１つがアクティブであるときにアクティブになっているアドレス電極１４のパターンがその走査線に沿った表示セルのオン／オフのパターンに相当し、その後のサスティン放電期間の長さ、すなわち、サスティンパルスの数が発光中の表示セルの明るさに相当する。
【００１２】
ドライバ制御部３０は、アドレス期間においては、スキャンドライバ２２を介してＹ電極１２を順次走査し、サスティン放電期間においては、Ｙドライバ２４と共通ドライバ２６を介してＹ電極１２とＸ電極１６の間にサスティンパルスを印加する。データコンバータ３２へは、データが垂直同期信号ＶSYNCに続いて順次入力され、フレームメモリ４０へ一担格納される。このとき、入力されるデータの１画面のドット数および単位時間あたりの画面数などがＰＤＰ１０の動作仕様と一致しない場合にはデータコンバータ３２において適切にデータ変換が行なわれた後、フレームメモリ４０に格納される。そして、データコンバータ３２は、アドレス期間において、Ｙ電極１２の走査に同期してフレームメモリ４０から１ラインずつデータを読み出してアドレスドライバ２８を介してアドレス電極１４へ各走査線上の表示パターンを与える。
【００１３】
演算制御回路４２はＡ／Ｄコンバータ及びＲＯＭなどを内蔵したＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）で構成される。内蔵されたＲＯＭには後に詳しく説明する消費電力制御の他に、外部から供給される垂直同期信号ＶSYNCに基いてＰＤＰ１０の動作仕様に合わせた垂直同期信号ＶSYNC１およびＶSYNC２を生成してデータコンバータ３２およびドライバ制御部３０へそれぞれ供給するためのプログラムが格納される。内蔵のＡ／Ｄコンバータは電流電圧検出回路４３が検出したアナログ値をディジタル値に変換してＭＰＵへ供給する。Ａ／Ｄコンピュータ及びＲＯＭはＭＰＵに外付けしても良い。
【００１４】
図２は、交流駆動型のＰＤＰにおいて中間的な階調レベルを実現するための１つの手法を説明するための図である。１フレーム（１画面に対応）は例えば８つのサブフィールドに分割される。各サブフィールドは表示データに応じて各表示セルに選択的に電荷を蓄積するためのアドレス期間及び電荷を蓄積した表示セルを発光させるためのサスティン放電期間を含んでいる。サブフィールド１、サブフィールド２…サブフィールド８のサスティン放電期間の長さ、すなわち、サスティンパルス数の比は２0 ：２1 …２7 になっている。また、サスティン放電期間の長さの比が２0 であるサブフィールド１のアドレス期間においては、８ビットの階調データの最下位のビット０が１である表示セルのみに電荷が蓄積されそれに続くサスティン期間でその表示セルが発光する。同様に、サスティン放電期間の長さの比が２i であるサブフィールドｉ＋１（ｉ＝１〜７）のアドレス期間においては、階調データのビットｉが１である表示セルのみに電荷が蓄積されそれに続くサスティン期間でその表示セルが発光する。このようにして各画素の階調を２５６段階で設定することができる。なお、特開平７−２７１３２５号公報および特開平９−３１１６６２号公報に開示されるように、同じ長さのサブフィールドが複数存在し、かつ、各サブフィールドが長さの順に配置されない場合もある。
【００１５】
画面全体の輝度の設定は、各サブフィールドのサスティンパルス数の比を上記の様に保ったままで輝度設定値（以下ＭＣＢＣと称す）に応じてサスティンパルス数を増減することにより実現される。ドライバ制御部３０へはＭＣＢＣに応じて決定された各サブフィールドのサスティンパルス数が与えられる。
図３は電圧電流検出回路４３（図１）の構成を示す。ＶS 電圧検出回路４４及びＩS 電流検出回路４６は、ＶS 電源４８からＹスキャンドライバ２２、Ｙドライバ２４及び共通ドライバ２６（図１）に供給されるサスティン電源のそれぞれ電圧及び電流を検出する。ＶA 電圧検出回路５４及びＩA 電流検出回路５６は、ＶA 電源５８からアドレスドライバ２８（図１）へ供給されるアドレス電源のそれぞれ電圧及び電流を検出する。
【００１６】
図４はフレームメモリ４０（図１）への書き込み動作およびそれからの読み出し動作のタイミングチャートである。フレームメモリ４０はフレームメモリＡとフレームメモリＢとを含みそれぞれが１フレーム分のデータを格納することができる。図４に示すように、一方が書き込みモード（Ｗモード）であるとき他方は読み出しモード（Ｒモード）であり、ＶSYNCに同期して交互にモードが入れ替わることにより、データの連続的な書き込みおよび読み出しを可能にしている。フレームメモリＡとＢの一方に着目してみれば１フレーム分のデータの変換および書き込みが終った後、次のフレーム期間においてデータの読み出し及び表示が行なわれる。図２を参照して説明したように、１フレーム期間はアドレス期間で始まる。そこで、このアドレス期間の間にこれから表示しようとする画面の負荷率（後述）に応じた輝度の計算を済ませれば、次のサスティン期間において、計算された輝度に基いた数のサスティンパルスを印加することができる。すなわち、負荷率に急激な変化があってもそれが表示される前に負荷率に応じて輝度を変更することが可能である。
【００１７】
図５は本発明の第１の実施例に係る演算制御回路４２における消費電力制御のフローチャートである。ＶSYNC割込によりこの処理が起動され、まず、データコンバータ３２から表示中の画面の負荷データすなわち、各サブフレームにおける点灯率（点灯する画素の割合）または各サブフレームにおいて各画素が点灯か消灯かのデータを取り込み（ステップ１０００）、点灯／消灯のデータを取り込む場合にはそれらから点灯率を計算した後、次式により全サブフレームにわたって総和をとることにより負荷率を計算する（ステップ１００２）。
【００１８】
（負荷率）＝Σ｛（点灯率）×（輝度比）｝×１００（％）      （１）
ここで輝度比とは、サスティンパルスの総数に対する各サブフレームのサスティンパルス数の割合である。したがって、すべての画素の階調レベルが最高（全点灯）である場合、負荷率は１００％となり、すべての画素の階調レベルが最低（全消灯）である場合、負荷率は０％となる。また、すべての画素の階調レベルが中央値にある場合、または５０％の画素の階調レベルが最高で残りの画素の階調レベルが最低である場合、負荷率は５０％となる。
【００１９】
次に、前回負荷率との差の絶対値をとることにより負荷率の変化量を算出し（ステップ１００４）、この変化量が所定の閾値を超えていれば、例えば次式により負荷率ａ（％）からＭＣＢＣ値を計算する。
ＭＣＢＣ＝２５６（１−ａ／１００）        （２）
上式によれば負荷率１００％ならばＭＣＢＣ＝０（最低）となり５０％ならＭＣＢＣ＝１２８、０％ならＭＣＢＣ＝２５５（最高）となる。上式の代わりとして、負荷率が０％になる前にＭＣＢＣが最高値となり負荷率がその値以下のときＭＣＢＣを最高値とするようにしても良い。計算された値によりＭＣＢＣ値を変更した後（ステップ１０１０）、ステップ１００６で変化量が閾値以下であったときの処理に合流する。
【００２０】
次に、Ａ／Ｄコンバータを介してＶS ，ＩS ，ＶA ，ＩA の値を取り込み、以下の式により消費電力値を計算する（ステップ１０１２）。
消費電力＝ＩS ×ＶS ＋ＩA ×ＶA         （３）
消費電力が予め設定された上限値を超えていれば（ステップ１０１４）、ＭＣＢＣ値をα（定数）だけ減じ（ステップ１０１６）、下限値以下であれば（ステップ１０１８）、ＭＣＢＣ値をβ（定数）だけ増加させる（ステップ１０２０）。なお、ＩA は輝度に依存せず表示パターンのみに依存するので、次式により、ＩS ，ＶS のみから消費電力を計算しても良い。
【００２１】
消費電力＝ＩS ×ＶS                     （３′）
負荷率の値をただちにＭＣＢＣ値に反映させず、負荷率に閾値を超えた変動があったときのみ負荷率から決まる値にＭＣＢＣを変更しているのは、その後の消費電力値による制御を有効にするという目的の他に、負荷率の微少変動が直ちに輝度に反映されてフリッカが発生することを防止するためである。
【００２２】
第１の実施例によれば、負荷率に閾値以下ではあるが消費電力値による制御では追いつかない変化が連続して起こったとき、消費電力値の制御ができなくなるという問題がある。図６のフローチャートに示す本発明の第２の実施例ではこの点が改善されている。第２の実施例においては、ステップ１００５で負荷率の変化量の積算が行なわれる。このとき変化量の符号を考慮して積算が行なわれる。ステップ１００６においてはこの積算値が閾値以上であるか否かが判断され、積算値が閾値以上であれば、積算値をクリアした後（ステップ１００７）、負荷率からＭＣＢＣ値を計算し、算出された値にＭＣＢＣを変更する。その他の処理は図５と同一であるから説明を省略する。
【００２３】
図６の実施例における変化量の積算値は、積算を開始したときの負荷率と現在の負荷率との差に他ならない。したがって図７に示すように図５の第１の実施例を負荷率の前回値を毎回更新せず現在値との差が閾値を超えたときのみ更新する（ステップ１００９）ように変形すれば図６の実施例と等価な結果が得られる。図８は本発明の第３の実施例に係る消費電力制御のフローチャートである。本実施例では、負荷率が計算された後（ステップ１００２）、現在のＭＣＢＣの値から（２）式の逆の演算により負荷率を逆算する（ステップ１００３）。ステップ１１００において今回の負荷率と逆算により求められた負荷率すなわち現在のＭＣＢＣ値を与える負荷率との差を計算し、それが閾値以上であれば、負荷率から計算されたＭＣＢＣ値に変更する（ステップ１００８，１０１０）。その他の処理は図５と同様である。
【００２４】
図８に示した処理を図７と比較すると、図７では負荷率から計算されたＭＣＢＣへの変更が最後に行なわれたときの負荷率と現在の負荷率との差を閾値と比較しているのに対して、図８では、現在のＭＣＢＣ値か逆算で得られる負荷率との差を閾値と比較している。
図９は図８の処理の一変形である。ステップ１１０２において現在の負荷率からＭＣＢＣ値を算出し、それが現在のＭＣＢＣと閾値以上離れていたら（ステップ１１０４，１００６）、計算された値にＭＣＢＣを変更する（ステップ１０１０）。
【００２５】
本発明では負荷を急激に変化させる表示データを受けとったときそれが実際に表示される前に画面の輝度を負荷率に応じた値に予め変更するので、フィードバック制御につきものの過渡的な明るさ変動を防止することができる。また、製品間のバラツキにより、負荷率から決定された輝度における消費電力が目標消費電力と異なっている場合には、消費電力測定による制御によって消費電力を目標値に収束させることができる。
【００２６】
負荷率から決定される輝度における消費電力が設定した電力値より低かった場合の映像状態は、いったん暗くなってから明るくなるという動作になり、逆に設定した電力値より高かった場合は明るい所から徐々に暗くなる映像になる。この両者を比較すると、後者の場合の明るい所から暗くなる方が目立ちにくい為、負荷率から決定される輝度における消費電力が設定電力より高くなるように輝度を設定した方が望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示の点灯状態を急激に変更させるデータが入力されたときでも輝度の変化に不自然さがなく、かつ、製品間のバラツキがあっても消費電力を所望の値に収束させることのできる消費電力制御が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】中間的な階調レベルを実現するためのサブフレーム構成を示す図である。
【図３】図１の電圧・電流検出回路４３の構成を示す図である。
【図４】フレームメモリへの書き込み及びそれからの読み出しのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例に係る消費電力制御のフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例に係る消費電力制御のフローチャートである。
【図７】図６の一変形のフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施例に係る消費電力制御のフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施例に係る消費電力制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…プラズマディスプレイパネル
１２…Ｙ電極
１４…アドレス電極
１６…Ｘ電極
１８…表示セル
【図１】
0003544855.tif 000002
【図２】
0003544855.tif 000003
【図３】
0003544855.tif 000004
【図４】
0003544855.tif 000005
【図５】
0003544855.tif 000006
【図６】
0003544855.tif 000007
【図７】
0003544855.tif 000008
【図８】
0003544855.tif 000009
【図９】
0003544855.tif 000010