(57)【要約】【課題】ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御を行う。【解決手段】画像信号の１フィールド期間を書込み期間と維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、維持期間ではサブフィールド毎に設定された輝度重みに比例係数を乗じた数の維持パルスを走査電極および維持電極に印加して維持放電を発生させて画像を表示するプラズマディスプレイ装置１００であって、画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力するとともに、その電力予測信号により比例係数を出力するように構成し、かつ電力予測信号と比例係数との関係を変更可能に構成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号の１フィールド期間を書込み期間と維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、前記書込み期間では、前記走査電極に走査パルスを印加するとともにデータ電極に選択的に書込みパルスを印加して前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させ、前記維持期間では、サブフィールド毎に設定された輝度重みに比例係数を乗じた数の維持パルスを前記走査電極および前記維持電極に印加して、維持放電を発生させて画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力するとともに、その電力予測信号により前記比例係数を出力するように構成し、かつ前記電力予測信号と前記比例係数との関係を変更可能に構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項２】
画像信号の１フィールド期間を書込み期間と維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、前記書込み期間では、前記走査電極に走査パルスを印加するとともにデータ電極に選択的に書込みパルスを印加して前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させ、前記維持期間では、前記サブフィールド毎に設定された輝度重みに比例係数を乗じた数の維持パルスを前記走査電極および前記維持電極に印加して、維持放電を発生させて画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、
画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力する電力予測部と、
前記電力予測信号を入力し前記比例係数を出力する比例係数発生部と、
前記輝度重みに前記比例係数を乗じて前記サブフィールドのそれぞれの前記維持期間における維持パルス数を決定する電極駆動部と、
前記比例係数発生部にデータを入力するデータ入力部とを備え、
前記比例係数発生部は、前記電力予測信号と前記比例係数との関係を、前記データ入力部から入力されたデータに基づき変更可能としたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項３】
前記比例係数は、設定可能な最大値が電力予測信号に対してあらかじめ決められていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項４】
前記比例係数は、電力予測信号に反比例するように設定されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ装置は、多数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルを用いて、それぞれの放電セルを放電、発光させることにより画像を表示するディスプレイ装置である。そのため、発光すべき放電セル数が増加し、また放電セルあたりの発光量が増加すると消費電力も増加する。しかし一方では、プラズマディスプレイ装置の低消費電力化が求められている。そのために、発光すべき放電セルが増加しても放電セルの発光量を調節して、消費電力が大きくなりすぎないように制御する方法が提案されている。例えば特許文献１には、入力した画像信号に基づいて、そのまま画像を表示した場合の消費電力を予測する電力予測信号を求める手段と、その電力予測信号に応じて放電セルの発光量を制御する制御手段とを備え、消費電力をほぼ一定に抑えたプラズマディスプレイ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２２３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように消費電力を抑制すると、当然ながら発光量、すなわち画像表示時の輝度も制限されてしまう。しかしながら、プラズマディスプレイ装置が普及するに伴いユーザの要望も多様化し、消費電力は制御しつつも、ユーザの好みに合わせた画像表示を行いたいという要望が出てきた。
【０００４】
本発明は、これらの要望に鑑みなされたものであり、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御を行える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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、画像信号の１フィールド期間を書込み期間と維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、書込み期間では、走査電極に走査パルスを印加するとともにデータ電極に選択的に書込みパルスを印加して放電セルで選択的に書込み放電を発生させ、維持期間では、サブフィールド毎に設定された輝度重みに比例係数を乗じた数の維持パルスを走査電極および維持電極に印加して、維持放電を発生させて画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力するとともに、その電力予測信号により比例係数を出力するように構成し、かつ電力予測信号と比例係数との関係を変更可能に構成したことを特徴とする。この構成により、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御を行えるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
【０００６】
また本発明は、画像信号の１フィールド期間を書込み期間と維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、書込み期間では走査電極に走査パルスを印加するとともにデータ電極に選択的に書込みパルスを印加して放電セルで選択的に書込み放電を発生させ、維持期間ではサブフィールド毎に設定された輝度重みに比例係数を乗じた数の維持パルスを走査電極および維持電極に印加して維持放電を発生させて画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力する電力予測部と、電力予測信号を入力し比例係数を出力する比例係数発生部と、輝度重みに比例係数を乗じてサブフィールドのそれぞれの維持期間における維持パルス数を決定する電極駆動部と、比例係数発生部にデータを入力するデータ入力部とを備え、比例係数発生部は、電力予測信号と比例係数との関係を、データ入力部から入力されたデータに基づき変更可能としてもよい。この構成により、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御を行えるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
【０００７】
また本発明のプラズマディスプレイ装置の比例係数は、設定可能な最大値が電力予測信号に対してあらかじめ決められていることが望ましい。この構成により、放電に伴う消費電力が大きくなりすぎないように制御することができる。
【０００８】
また本発明のプラズマディスプレイ装置の比例係数は、電力予測信号に反比例するように設定されていてもよい。この構成により、放電に伴う消費電力が一定になるように初期設定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御を行える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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施の形態１）
図１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に用いるプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）の構造を示す分解斜視図である。パネル１０は、ガラス製の前面基板２１と背面基板３１とを対向配置して、その間に多数の放電セルを形成するように構成されている。前面基板２１上には表示電極対を構成する走査電極２２と維持電極２３とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極２２および維持電極２３を覆うように誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上には保護層２５が形成されている。また、背面基板３１上には絶縁体層３３で覆われた複数のデータ電極３２が設けられ、絶縁体層３３上に井桁状の隔壁３４が設けられている。また、絶縁体層３３の表面および隔壁３４の側面に蛍光体層３５が設けられている。そして、走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが交差するように前面基板２１と背面基板３１とが対向配置されており、電極の交差するそれぞれの位置に放電セルが形成される。放電セルには放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。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、例えば井桁状の隔壁の代わりにストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
【００１２】
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フィールド期間を表示輝度の異なる複数のサブフィールドに分割し、これらのサブフィールドの組み合せによって階調を表示する方法である。ここで、サブフィールド毎の表示輝度の比率を、以下「輝度重み」と呼ぶ。
【００１３】
説明のために、１フィールド期間を８つのサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦ８）に分割し、各サブフィールドは（１，２，４，８，１６，３２，６４，１２８）の輝度重みを持つものとすると、発光させるサブフィールドを組み合せることにより、「０」から「２５５」までの２５６段階の階調を表示することができる。例えば、階調「７」は輝度重み１，２，４を持つサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３で放電セルを発光させることにより、また階調「２１」は輝度重み１，４，１６を持つサブフィールドＳＦ１、ＳＦ３、ＳＦ５で放電セルを発光させることによりそれぞれ表示することができる。
【００１４】
各サブフィールドは、初期化期間と、書込み期間と、維持期間とを有する。図２は本発明の実施の形態に用いる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２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波形も後述する維持パルス数を除いてほぼ同じである。
【００１５】
サブフィールドの初期化期間では、図２のＳＦ１に示すように、走査電極２２に対して緩やかに上昇するランプ電圧と緩やかに下降するランプ電圧とを印加する。または同図のＳＦ２に示すように、緩やかに下降するランプ電圧を印加する、すると放電セルで微弱な初期化放電を起こし、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。
【００１６】
続く書込み期間では、走査電極２２の１つに負の走査パルス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３２に正の書込みパルスＶｄを印加する。すると走査パルスＶａと書込みパルスＶｄとが同時に印加された放電セルでは書込み放電が起こり、走査電極２２および維持電極２３に壁電荷を蓄積する書込み動作が行われる。以上の書込み動作を発光すべき全ての放電セルで行うことで、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。
【００１７】
続く維持期間では、まず走査電極２２に正の維持パルス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走査電極２２と維持電極２３との間で維持放電が起こり発光する。次に維持電極２３に維持パルス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。以降同様に、走査電極２２と維持電極２３とに交互に維持パルスを印加すると、維持放電を起こした放電セルではその度に維持放電が発生し発光する。したがって、書込み放電を起こした放電セルの数に比例して、また走査電極２２および維持電極２３に印加する維持パルスの数に比例して発光する放電セルの輝度が増加し、放電に伴う消費電力Ｐも増加する。この維持パルス数は、そのサブフィールドの輝度重みに比例しており、比例係数ｋを制御することにより以下に説明するように消費電力Ｐを制御している。
【００１８】
次に、放電に伴う消費電力Ｐを削減するための考え方について説明する。上述したように、階調を表示するためには各サブフィールドの維持期間において、そのサブフィールドの輝度重みに比例した維持パルスを発生させる必要があるが、このとき比例係数ｋを制御することにより消費電力Ｐを制御することができる。すなわち、比例係数ｋを大きくするとサブフィールドそれぞれの維持パルス数が増加するので、画面全体の輝度が増すとともに消費電力Ｐも増加する。逆に、比例係数ｋを小さくするとサブフィールドそれぞれの維持パルス数が減少し、輝度も減少するが消費電力Ｐも削減することができる。
【００１９】
図３は、比例係数ｋを１倍、２倍、３倍としたときの各サブフィールドの輝度重みと維持パルス数の関係を示す図である。このように比例係数ｋが大きくなるにつれて維持パルス数が増加するので、輝度が高く、消費電力Ｐも大きくなることは明らかである。したがってプラズマディスプレイ装置の消費電力を抑えるためには、ＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）が高く、輝度重みの大きいサブフィールドで多くの放電セルを発光させる画像信号を表示するときには比例係数ｋを低く設定し、逆に、ＡＰＬが低く、輝度重みの大きいサブフィールドではほとんど放電セルを発光させない画像信号を表示するときには比例係数ｋを大きく設定するとよい。なお、図３には説明のために比例係数ｋが整数であるときの輝度重みと維持パルス数の関係のみを示したが、比例係数ｋは整数である必要はなく、例えば、ｋ＝１．２やｋ＝３．９６等、正の実数の範囲で自由に設定することができる。その結果、維持パルス数が整数でなくなったときは四捨五入する等して維持パルス数を決定すればよい。また四捨五入等の丸め誤差により発生する表示誤差は、誤差拡散等の信号処理を併用することにより解消することができる。
【００２０】
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、消費電力制御を行わなかった場合の消費電力を示すものとして、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号のＡＰＬの合計を電力予測信号ｚとして検出する電力予測部１１０、電力予測信号ｚに基づき、かつユーザの好みに合わせて比例係数ｋを発生させる比例係数発生部１２０、画像信号をサブフィールド毎の発光・非発光を示すサブフィールド信号に変換するサブフィールド変換部１４０、輝度重みに比例係数ｋを乗じて維持パルス数を決定し各電極のそれぞれに駆動電圧波形を印加する電極駆動部１５０を備えている。
【００２１】
電力予測部１１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号のそれぞれのＡＰＬを検出するＡＰＬ検出回路１１１、１１２、１１３と、加算回路１１４とを備えている。ＡＰＬ検出回路１１１、１１２、１１３のそれぞれは、例えば対応する色の画像信号を積分して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像信号のＡＰＬを検出する。加算回路１１４は、これらのＡＰＬを加算し、電力予測信号ｚとして出力する。
【００２２】
比例係数発生部１２０は、電力予測信号ｚを入力し、電力予測信号ｚの関数として比例係数ｋ（ｚ）を出力するルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と略記する）１２１を備えている。ＬＵＴ１２１はＲＡＭ等で構成することができ、その内容をユーザの要望に応じて書き換えるためのＬＵＴ設定回路１２２をさらに備えている。また、ＬＵＴ１２１を書き換えるためのデータはインターフェース等のデータ入力部１９０を通して入力される。
【００２３】
サブフィールド変換部１４０は、上述したように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像信号をそれぞれサブフィールド毎の発光・非発光を示す信号に変換する。この回路も、例えばＲＯＭ等を用いた変換テーブルで構成することができる。
【００２４】
電極駆動部１５０は、タイミング発生回路１５１、走査電極駆動回路１５５、維持電極駆動回路１５６、データ電極駆動回路１５９を備えている。タイミング発生回路１５１は、比例係数発生部１２０から出力された比例係数を各サブフィールドの輝度重みに乗算して各サブフィールドの維持パルス数を決定し、各電極に印加する駆動電圧波形を作成するためのタイミングパルスを発生する。走査電極駆動回路１５５、維持電極駆動回路１５６はタイミング発生回路１５１のタイミングパルスにしたがってそれぞれの電極に駆動電圧波形を印加する。データ電極駆動回路１５９は、サブフィールド信号を入力し、また、タイミング発生回路１５１のタイミングパルスにしたがって各データ電極に対応する書込みパルスを発生してそれぞれのデータ電極に印加する。
【００２５】
図５は電力予測信号ｚと比例係数ｋ（ｚ）との関係を示す図であり、図５（ａ）は放電に伴う消費電力Ｐ（ｚ）が電力予測信号ｚの関数として一定になるように制御した場合を示し、図５（ｂ）、図５（ｃ）はユーザの好みに応じて消費電力Ｐ（ｚ）の制御方法を変更した場合の一例を示している。なお、本実施の形態においては、電力予測信号ｚは、０≦ｚ≦３の任意の値をとり、比例係数ｋ（ｚ）は、０＜ｋ（ｚ）≦５の任意の値をとるものとして説明する。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、消費電力Ｐ（ｚ）が一定となるように制御を行う場合には、電力予測信号ｚに対して反比例するように比例係数ｋ（ｚ）を設定する。すると、放電に伴う消費電力Ｐ（ｚ）は電力予測信号ｚと比例係数ｋ（ｚ）との積に比例するので、
Ｐ（ｚ）＝ｋ（ｚ）×ｚ＝Ｃ      Ｃ：一定
となり、消費電力Ｐ（ｚ）が一定に保たれる。ただし、ｋ（ｚ）≦５であるので、暗い画像では消費電力Ｐ（ｚ）は電力予測信号ｚに比例する。
【００２７】
図５（ｂ）は、電力の制御をもう少し緩やかに、すなわち電力予測信号ｚの増加に伴って放電に伴う消費電力Ｐ（ｚ）も増加する傾向を残しつつ電力制御を行った例である。この場合にも所望の消費電力Ｐ（ｚ）に対して、
ｋ（ｚ）∝Ｐ（ｚ）／ｚ
となるように比例係数ｋ（ｚ）を設定すればよい。なお、図５（ｂ）に示したような電力の制御を行うと、ＡＰＬの低い画像は暗く、ＡＰＬの高い画像は明るく表示されるので、迫力のあるダイナミックな画像が得られる。
【００２８】
図５（ｃ）は、電力予測信号ｚの増加に伴って放電に伴う消費電力Ｐ（ｚ）が減少する傾向を残しつつ電力制御を行った例である。また、図５（ｃ）は、電力予測信号ｚの特定の値に対して比例係数ｋ（ｚ）の値を設定し、その間を補完する形で設定している。このように、電力予測信号ｚの全ての値に対して比例係数ｋ（ｚ）を設定するのではなく、いくつかの値に対して設定し、その間を補完しても実用上は十分な設定自由度が得られる。なお、図５（ｃ）に示したような電力の制御を行うと、ＡＰＬの低い画像でも明るく表示されるので、映画等の画像表示に適している。
【００２９】
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は、ユーザの好みに応じて電力予測信号と比例係数との関係を変更することができるが、放電に伴う消費電力が大きくなりすぎないように、消費電力Ｐ（ｚ）がその最大値Ｐｍａｘ（ｚ）以下に設定されるように制御している。また、初期設定値としては、図５（ａ）に示すように、設定可能な最大値以下の範囲で、比例係数ｋ（ｚ）は、電力予測信号ｚに反比例するようにされており、消費電力Ｐ（ｚ）が一定になるように初期設定されている。
【００３０】
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消費電力の制御方法について説明する。本実施の形態においては、図５（ｃ）に示したように、電力予測信号ｚのいくつかの値に対して消費電力Ｐ（ｚ）を設定し、その間を直線補完するものとして説明する。また、ＬＵＴ１２１の初期設定として図５（ａ）に示すように消費電力が一定となるような比例係数ｋ（ｚ）に設定されているものとする。
【００３１】
図６は、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の消費電力の制御方法を示すフローチャートである。まず、設定を変更したい消費電力Ｐ（ｚ）とそのときの電力予測信号ｚとをデータ入力部１９０から入力する（Ｓ１１）。必要な入力が終了するまでステップＳ１１に戻り入力を続ける（Ｓ１２）。入力が終了すれば（Ｓ１２）、消費電力Ｐ（ｚ）の値を電力予測信号ｚの順に並び替え、その間を直線補完して消費電力Ｐ（ｚ）を折れ線の関数として求める。このとき消費電力Ｐ（ｚ）が許容されている電力の最大値Ｐｍａｘ（ｚ）を超えた場合にはＰ（ｚ）＝Ｐｍａｘ（ｚ）となるように制限する（Ｓ１３）。次に、消費電力Ｐ（ｚ）を電力予測信号ｚで除算して比例係数ｋ（ｚ）を求める。このとき比例係数ｋ（ｚ）が比例係数の最大値ｋｍａｘ、本実施の形態においては「５」を超えた場合にはｋ（ｚ）＝ｋｍａｘとなるように制限する（Ｓ１４）。そして、ＬＵＴ設定回路１２２が、こうして求めた比例係数ｋ（ｚ）をＬＵＴ１２１に書き込む（Ｓ１５）。以上で設定変更が完了する。
【００３２】
このようにして、本実施の形態のプラズマディスプレイ装置では、画像信号のＡＰＬに基づき電力予測信号を出力するとともに、その電力予測信号により比例係数を出力するように構成し、かつ電力予測信号と比例係数との関係を変更可能に構成したので、放電に伴う消費電力を抑制しつつ、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、１フィールド期間を８つのサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦ８）に分割し、各サブフィールドは（１，２，４，８，１６，３２，６４，１２８）の輝度重みを持つものとして説明したが、本発明はこのサブフィールド構成に限定されるものではない。擬似輪郭補正等を併用するためにはサブフィールド数の多い構成とするほうが望ましく、例えば、１フィールドを１０のサブフィールド（ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦ１０）に分割し、各サブフィールドの輝度重みをそれぞれ（１，２，３，６，１１，１８，３０，４４，６０，８０）等としてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態においては、サブフィールド構成は比例係数ｋ（ｚ）に依存しないものとして説明したが、維持パルス数を四捨五入する等して維持パルス数を決定した場合、その丸め誤差を補正するためにサブフィールド構成を比例係数ｋ（ｚ）に依存して切り替えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のプラズマディスプレイ装置は、比較的簡単な回路を用いて、ユーザの好みに合わせた放電セルの発光量に設定できる消費電力の制御が可能であり、画像表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】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用いるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図
【図３】本発明の実施の形態における比例係数と各サブフィールドの輝度重みと維持パルス数との関係を示す図
【図４】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
【図５】本発明の実施の形態における電力予測信号ｚと比例係数ｋ（ｚ）との関係を示す図
【図６】本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の消費電力の制御方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３７】
１０    パネル
２２    走査電極
２３    維持電極
３２    データ電極
１００    プラズマディスプレイ装置
１１０    電力予測部
１２０    比例係数発生部
１４０    サブフィールド変換部
１５０    電極駆動部
１５１    タイミング発生回路
１５５    走査電極駆動回路
１５６    維持電極駆動回路
１５９    データ電極駆動回路
１９０    データ入力部
【図１】
2007133289.tif 000003
【図２】
2007133289.tif 000004
【図３】
2007133289.tif 000005
【図４】
2007133289.tif 000006
【図５】
2007133289.tif 000007
【図６】
2007133289.tif 000008