(57)【要約】【課題】強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制する。【解決手段】維持パルスの低圧側電圧からデータ電極の電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、走査パルスの低圧側電圧から書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とするとき、第１の電圧から第３の電圧を減じた電圧がデータ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧以上であり、かつ、すべてのサブフィールドで放電セルを発光させずに表示する階調を階調「０」とするとき、入力した画像信号に対して、所定の階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施す。【選択図】図８
2012058653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成し、走査電極と維持電極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を駆動するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、
前記維持期間において前記走査電極に印加する維持パルスの低圧側電圧から前記データ電極に印加する電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、前記維持期間において前記走査電極に印加する前記維持パルスの高圧側電圧から前記データ電極に印加する電圧を減じた電圧を第２の電圧とし、前記書込み期間において前記走査電極に印加する走査パルスの低圧側電圧から前記データ電極に印加する書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とするとき、前記第１の電圧から前記第３の電圧を減じた電圧が前記データ電極を陽極とし前記走査電極を陰極とする放電開始電圧以上であり、前記第２の電圧から前記第３の電圧を減じた電圧が前記データ電極を陽極とし前記走査電極を陰極とする放電開始電圧と前記データ電極を陰極とし前記走査電極を陽極とする放電開始電圧との和未満であり、
かつ、すべてのサブフィールドで前記放電セルを発光させずに表示する階調を階調「０」とするとき、入力した画像信号に対して、所定の階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施す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。
【請求項２】
最も輝度重みの小さい１つのサブフィールドで前記放電セルを発光させて表示する階調を階調「１」とするとき、前記所定の階調閾値は階調「０」以上階調「１」以下であって、かつ黒画像を継続して表示する時間が長いときの前記所定の階調閾値は黒画像を継続して表示する時間が短いときの前記所定の階調閾値よりも大きく設定した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。
【請求項３】
画像表示領域を複数の小領域に分割し、前記小領域のそれぞれで黒画像を継続して表示する時間に基づき、対応する小領域毎に前記所定の階調閾値を設定したことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項４】
走査電極と維持電極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、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成するとともに駆動電圧波形を発生して前記プラズマディスプレイパネルの各電極に印加する駆動回路と、を備えたプラズマディスプレイ装置であって、
前記駆動回路は、
前記維持期間において前記走査電極に印加する維持パルスの低圧側電圧から前記データ電極に印加する電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、前記維持期間において前記走査電極に印加する前記維持パルスの高圧側電圧から前記データ電極に印加する電圧を減じた電圧を第２の電圧とし、前記書込み期間において前記走査電極に印加する走査パルスの低圧側電圧から前記データ電極に印加する書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とするとき、前記第１の電圧から前記第３の電圧を減じた電圧が前記データ電極を陽極とし前記走査電極を陰極とする放電開始電圧以上であり、前記第２の電圧から前記第３の電圧を減じた電圧が前記データ電極を陽極とし前記走査電極を陰極とする放電開始電圧と前記データ電極を陰極とし前記走査電極を陽極とする放電開始電圧との和未満となる前記駆動電圧波形を発生し、
かつ、すべてのサブフィールドで前記放電セルを発光させずに表示する階調を階調「０」とするとき、入力した画像信号に対して、所定の階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施すことを特徴とする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、交流面放電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の駆動方法および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パネル（以下、「パネル」と略記する）は、走査電極および維持電極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、放電セル内でガス放電により発生させた紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【０００３】
パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち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複数用いて１つのフィールドを構成し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。各サブフィールドの初期化期間には初期化動作、書込み期間には書込み動作、維持期間には維持動作を行う。初期化動作は初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を形成する動作である。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初期化放電を発生させる強制初期化動作と、直前のサブフィールドで書込み放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる選択初期化動作とがある。書込み動作は表示する画像に応じて放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する動作であり、維持動作は表示電極対に交互に維持パルスを印加して維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させる動作である。この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り、強制初期化動作に伴う発光は階調表示に関係しない発光である。
【０００４】
サブフィールド法の中でも黒を表示する階調「０」の輝度を下げ、階調表示に関係しない発光を極力減らしてコントラストを向上させる駆動方法が検討されている。例えば特許文献１には、強制初期化動作を行う回数を１フィールドに１回とし、緩やかに変化する傾斜波形電圧を用いて強制初期化動作を行う駆動方法が開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、表示電極対をｎ分割し、強制初期化動作を行う回数をｎフィールドに１回とし、階調表示に関係しない発光をさらに減らして黒を表示する階調「０」の輝度をさらに下げ、コントラストをさらに向上させた駆動方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２４２２２４号公報
【特許文献２】特開２００６−０９１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の駆動方法であっても強制初期化動作を行うため、階調表示に関係しない発光が発生する。これは黒の階調「０」を表示する放電セルであっても発光が発生することを意味しており、そのためコントラストの向上には限界があった。また、強制初期化動作には、続く書込み期間において書込み放電を発生させるために必要な壁電荷を蓄積する働きがあり、加えて放電遅れ時間を短くして書込み放電を確実に発生させるためのプライミングを発生するという働きも持っている。そのため単純に強制初期化動作を省略すると、書込み放電が発生しない、あるいは書込み放電の放電遅れ時間が長くなりすぎて書込み動作が不安定となり、正常な画像表示ができなくなるという課題があった。そのため、発光する放電セルがほとんど存在しない画像が継続した後に輝度の低い画像を表示する場合、あるいは発光する放電セルの存在しない状態が継続した画像領域に輝度の低い画像を表示する場合に、画像表示品質が低下するといった課題もあった。
【０００８】
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制した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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成し、走査電極と維持電極とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネルを駆動するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、維持期間において走査電極に印加する維持パルスの低圧側電圧からデータ電極に印加する電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、維持期間において走査電極に印加する維持パルスの高圧側電圧からデータ電極に印加する電圧を減じた電圧を第２の電圧とし、書込み期間において走査電極に印加する走査パルスの低圧側電圧からデータ電極に印加する書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とするとき、第１の電圧から第３の電圧を減じた電圧がデータ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧以上であり、第２の電圧から第３の電圧を減じた電圧がデータ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧とデータ電極を陰極とし走査電極を陽極とする放電開始電圧との和未満であり、かつ、すべてのサブフィールドで放電セルを発光させずに表示する階調を階調「０」とするとき、入力した画像信号に対して、所定の階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施すことを特徴とする。この方法により、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制したプラズマディスプレイ装置の駆動方法を提供することができる。
【００１０】
また本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、最も輝度重みの小さい１つのサブフィールドで放電セルを発光させて表示する階調を階調「１」とするとき、所定の階調閾値が階調「０」以上階調「１」以下であって、かつ黒画像を継続して表示する時間が長いときの所定の階調閾値は黒画像を継続して表示する時間が短いときの所定の階調閾値よりも大きく設定することが望ましい。
【００１１】
また本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、画像表示領域を複数の小領域に分割し、小領域のそれぞれで黒画像を継続して表示する時間に基づき、対応する小領域毎に所定の階調閾値を設定してもよい。
【００１２】
また本発明は、走査電極と維持電極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、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成するとともに駆動電圧波形を発生してパネルの各電極に印加する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、駆動回路は、維持期間において走査電極に印加する維持パルスの低圧側電圧からデータ電極に印加する電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、維持期間において走査電極に印加する維持パルスの高圧側電圧からデータ電極に印加する電圧を減じた電圧を第２の電圧とし、書込み期間において走査電極に印加する走査パルスの低圧側電圧からデータ電極に印加する書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とするとき、第１の電圧から第３の電圧を減じた電圧がデータ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧以上であり、第２の電圧から第３の電圧を減じた電圧がデータ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧とデータ電極を陰極とし走査電極を陽極とする放電開始電圧との和未満となる駆動電圧波形を発生し、かつ、すべてのサブフィールドで放電セルを発光させずに表示する階調を階調「０」とするとき、入力した画像信号に対して、所定の階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施すことを特徴とする。この構成により、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制した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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制した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を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの分解斜視図である。
【図２】同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】同プラズマディスプレイ装置の各電極に印加する駆動電圧波形図である。
【図４】第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧の定義を説明するための図である。
【図５】放電開始電圧を簡易的に測定する方法の一例を示す図である。
【図６】ディザ処理に用いるディザパターンの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１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。
【図８】同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の回路ブロック図である。
【図９】同プラズマディスプレイ装置の非線形処理部の動作を示す図である。
【図１０】同プラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路の回路図である。
【図１１】同プラズマディスプレイ装置の維持電極駆動回路の回路図である。
【図１２】同プラズマディスプレイ装置のデータ電極駆動回路の回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の画像表示領域の分割を示す図である。
【図１４】同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１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。そして表示電極対２４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。保護層２６は、放電を発生しやすくするために、電子放出性能の高い材料である酸化マグネシウムを用いて形成されている。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。赤の蛍光体としては、例えば（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕを、緑の蛍光体としては、例えばＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを、青の蛍光体としては、例えばＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕをそれぞれ主成分とする蛍光体を用いている。
【００１７】
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、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンとの混合ガスが封入されている。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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２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〜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、列方向に長い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。
【００２０】
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について説明する。
【００２１】
プラズマディスプレイ装置は、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成し、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画像を表示する。
【００２２】
本実施の形態においては、それまでの放電の有無にかかわらず強制的に初期化放電を発生させる強制初期化動作を行わない。
【００２３】
書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する書込み動作を行う。維持期間では、サブフィールド毎にあらかじめ決められた輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる維持動作を行う。消去期間では、直前の書込み期間において書込み放電を発生した放電セルのみで選択的に消去放電を発生し、書込み放電またはそれに続く維持放電で形成された壁電荷の履歴を消去し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する消去動作を行う。
【００２４】
サブフィールド構成としては、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、各サブフィールドはそれぞれ、（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みを持つものとする。しかし、本発明は上記のサブフィールド数、輝度重み等のサブフィールド構成に限定されるものではない。
【００２５】
図３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各電極に印加する駆動電圧波形図である。
【００２６】
サブフィールドＳＦ１の書込み期間では、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに電圧０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎには電圧Ｖｅを印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に電圧Ｖａの走査パルス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に電圧Ｖｄの書込みパルスを印加する。
【００２７】
するとデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の正の壁電圧が加算され、放電開始電圧ＶＦｄｓを超えるためデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間で放電が発生する。そしてデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間で発生した放電が走査電極ＳＣ１と維持電極ＳＵ１との間に伸展して書込み放電が起こる。そして走査電極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。ここで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。
【００２８】
このようにして、１行目に発光させるべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルスを印加しなかったデータ電極Ｄｈと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧ＶＦｄｓを超えないので、書込み放電は発生しない。
【００２９】
次に、２行目の走査電極ＳＣ２に走査パルス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に書込みパルスを印加する。するとデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ２との間および維持電極ＳＵ２と走査電極ＳＣ２との間で書込み放電が起こり、走査電極ＳＣ２上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ２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、２行目に発光させるべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルスを印加しなかったデータ電極と走査電極ＳＣ２との交差部の電圧は放電開始電圧ＶＦｄｓを超えないので、書込み放電は発生しない。
【００３０】
以下、ｎ行目の走査電極ＳＣｎに至るまで同様の書込み動作を行い、続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。
【００３１】
ここで、以下の説明のために、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２、第３の電圧Ｖ３を、図４に示すように定義する。後述する維持期間において走査電極ＳＣｉに印加する維持パルスの低圧側電圧からデータ電極Ｄｊに印加する電圧を減じた電圧を第１の電圧とし、維持期間において走査電極ＳＣｉに印加する維持パルスの高圧側電圧からデータ電極Ｄｊに印加する電圧を減じた電圧を第２の電圧とし、書込み期間において走査電極ＳＣｉに印加する走査パルスの低圧側電圧からデータ電極Ｄｊに印加する書込みパルスの低圧側電圧を減じた電圧を第３の電圧とする。
【００３２】
さらに、データ電極Ｄｊを陽極とし走査電極ＳＣｉを陰極とする放電開始電圧を放電開始電圧ＶＦｄｓとし、データ電極Ｄｊを陰極とし走査電極ＳＣｉを陽極とする放電開始電圧を放電開始電圧ＶＦｓｄとする。なお、データ電極Ｄｊを陽極とし走査電極ＳＣｉを陰極とする放電とは、放電が発生するときの放電セル内の電界が、データ電極Ｄｊ側が高電位側、走査電極ＳＣｉ側が低電位側となる放電である。またデータ電極Ｄｊを陰極とし走査電極を陽極とする放電とは、放電が発生するときの放電セル内の電界が、データ電極Ｄｊ側が低電位側、走査電極ＳＣｉ側が高電位側となる放電である。そして走査電極ＳＣｉ側には電子放出性能の高い酸化マグネシウムの保護層２６が形成されているため、放電開始電圧ＶＦｄｓは放電開始電圧ＶＦｓｄよりも低くなる。
【００３３】
このとき走査電極ＳＣｉに印加する走査パルスの電圧Ｖａは、次の２つの条件（条件１）、（条件２）を満たすように設定されている。
【００３４】
（条件１）全ての放電セルに対して、第１の電圧Ｖ１から第３の電圧Ｖ３を減じた電圧が、データ電極Ｄｊを陽極とし走査電極ＳＣｉを陰極とする放電開始電圧ＶＦｄｓ以上、すなわち、
（Ｖ１−Ｖ３）≧ＶＦｄｓを満たす。
【００３５】
（条件２）全ての放電セルに対して、第２の電圧Ｖ２から第３の電圧Ｖ３を減じた電圧が、データ電極Ｄｊを陽極とし走査電極ＳＣｉを陰極とする放電開始電圧ＶＦｄｓとデータ電極Ｄｊを陰極とし走査電極ＳＣｉを陽極とする放電開始電圧ＶＦｓｄとの和未満、すなわち、
（Ｖ２−Ｖ３）≦（ＶＦｄｓ＋ＶＦｓｄ）を満たす。
【００３６】
サブフィールドＳＦ１の維持期間では、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電圧Ｖｓの維持パルスを印加する。すると書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差を加算したものとなり走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間の放電開始電圧ＶＦｓｓを超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層３５が発光する。そして走査電極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。一方、書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、直前のフィールドの終了時における壁電圧が保たれる。
【００３７】
続いて、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｓの維持パルスを印加する。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、蛍光体層３５が発光する。そして維持電極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とに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を継続して発生させる。
【００３８】
続くサブフィールドＳＦ１の消去期間では、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加するとともに走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには電圧Ｖｒまで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。なお本実施の形態においては電圧Ｖｒは電圧Ｖｓと同じ電圧に設定されている。すると維持放電を行った放電セルでは走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間で微弱な消去放電が発生する。そして走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧が弱められる。
【００３９】
その後、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには電圧０（Ｖ）から電圧Ｖｉに向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。なお電圧Ｖｉは、走査パルスの電圧Ｖａと等しいか電圧Ｖａよりわずかに高い電圧に設定されている。
【００４０】
すると、微弱な消去放電を発生した放電セルで再び微弱な放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上、維持電極ＳＵｉ上の壁電圧、およびデータ電極Ｄｋ上の壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。このようにして消去動作が完了する。
【００４１】
続くＳＦ２〜ＳＦ１０における動作は、維持パルス数を除きＳＦ１の動作と同様である。
【００４２】
本実施の形態においては、電圧Ｖｃは−１４５（Ｖ）、電圧Ｖａは−２８０（Ｖ）、電圧Ｖｓは２００（Ｖ）、電圧Ｖｒは２００（Ｖ）、電圧Ｖｉは−２６０（Ｖ）、電圧Ｖｅは２０（Ｖ）、電圧Ｖｄは６０（Ｖ）である。しかしこれらの電圧値は上述した値に限定されるものではなく、パネルの放電特性やプラズマディスプレイ装置の仕様にもとづき最適に設定することが望ましい。
【００４３】
なお、本実施の形態において用いたパネル１０の放電開始電圧ＶＦｄｓや放電開始電圧ＶＦｓｄは、後述する方法により測定されており、それらの値は以下のとおりである。放電開始電圧は蛍光体によって異なり、赤の蛍光体を塗布した放電セルに対する「データ電極−走査電極」間の放電開始電圧ＶＦｄｓは２００±１０（Ｖ）、同放電開始電圧ＶＦｓｄは３２０±１０（Ｖ）、緑の蛍光体を塗布した放電セルに対する「データ電極−走査電極」間の放電開始電圧ＶＦｄｓは２２０±１０（Ｖ）、同放電開始電圧ＶＦｓｄは３５０±１０（Ｖ）、青の蛍光体を塗布した放電セルに対する「データ電極−走査電極」間の放電開始電圧ＶＦｄｓは２００±１０（Ｖ）、同放電開始電圧ＶＦｓｄは３３０±１０（Ｖ）であった。また、「走査電極−維持電極」間の放電開始電圧ＶＦｓｓは、赤および青の蛍光体を塗布した放電セルに対しては２５０±１０（Ｖ）、緑の蛍光体を塗布した放電セルでは、２８０±１０（Ｖ）であった。
【００４４】
本実施の形態においては、維持パルスの低圧側の電圧は電圧０（Ｖ）、維持期間においてデータ電極に印加する電圧は電圧０（Ｖ）であるため、第１の電圧Ｖ１は電圧０（Ｖ）である。また、走査パルスの低圧側は電圧Ｖａ、書込みパルスの低圧側電圧は電圧０（Ｖ）であるため、第３の電圧Ｖ３は電圧Ｖａである。また、放電開始電圧ＶＦｄｓの最大値は、ばらつきを考慮すると電圧２３０（Ｖ）である。従って、（電圧Ｖ１−電圧Ｖ３）＝−Ｖａ＞（ＶＦｄｓの最大値）、すなわち２８０（Ｖ）＞２３０（Ｖ）となり、全ての放電セルで（条件１）を満足していることがわかる。
【００４５】
また維持パルスの高圧側は電圧Ｖｓであり、維持期間においてデータ電極に印加する電圧は電圧０（Ｖ）であるため、第２の電圧Ｖ２は電圧Ｖｓである。また、放電開始電圧ＶＦｓｄと放電開始電圧ＶＦｄｓとの和の最小値は電圧５００（Ｖ）である。従って、（第２の電圧Ｖ２−第３の電圧Ｖ３）＝Ｖｓ−Ｖａ＜（ＶＦｄｓ＋ＶＦｓｄ）の最小値、すなわち４８０（Ｖ）＜５００（Ｖ）となり、（条件２）についても全ての放電セルで満足していることがわかる。
【００４６】
また、上記の電圧から明らかなように、走査電極には、走査パルスの低圧側電圧Ｖａ以上、維持パルスの高圧側電圧Ｖｓ以下の電圧を印加し、走査パルスの低圧側電圧Ｖａより低い電圧または維持パルスの高圧側電圧Ｖｓを超える電圧を印加することはない。そのため書込み放電を行わなかった放電セルが発光することはない。
【００４７】
また、上記の電圧から明らかなように、（条件１）を満たすように電圧Ｖａを低く設定すると、走査パルスの低圧側電圧Ｖａの絶対値｜Ｖａ｜は、維持パルスの高圧側電圧Ｖｓの絶対値｜Ｖｓ｜よりも大きくなる。
【００４８】
このように本実施の形態においては、各電極に印加する駆動電圧波形、特に走査パルスの電圧Ｖａを、（条件１）および（条件２）を満たすように設定することにより、強制初期化動作を使用しなくても、書込み動作を安定に発生させることができる。その理由は以下のように考えられる。
【００４９】
まず、（条件１）について説明する。書込み放電を発生させるためには、データ電極Ｄｊと走査電極ＳＣｉとの間で放電を開始する必要がある。データ電極Ｄｊに比較的低い電圧Ｖｄを印加して放電を開始するためには、走査電極ＳＣｉに走査パルスを印加したときに放電開始電圧ＶＦｄｓにほぼ等しい電圧がデータ電極Ｄｊと走査電極ＳＣｉとの間に印加されるように、データ電極Ｄｊ上に十分な壁電圧を蓄積しておかなければならない。上述したように本実施の形態においては強制初期化動作を行わず、黒を表示する放電セルでは放電を発生させない。そのため壁電圧を能動的に制御することができず、黒を表示する放電セルの壁電圧は不定となる。しかしながらこのような放電セルであっても放電空間内にわずかな荷電粒子が存在すれば、それらが放電空間内部の電界を緩和するように各々の電極に移動して放電セルの壁に付着して壁電圧を蓄積する。
【００５０】
まず、このようにして蓄積される壁電圧について説明する。維持期間では維持放電を発生する放電セルで多量の荷電粒子が発生するので、これらが拡散することにより、維持放電を起こさずに黒を表示する放電セル内部の空間にもわずかながら荷電粒子が供給されていると考えられる。そして黒を表示する放電セルでは、走査電極ＳＣｉ、維持電極ＳＵｉおよびデータ電極のそれぞれに印加される電圧により、電極間の電位差を緩和するようにゆっくりと壁電圧が蓄積されていく。このとき壁電圧が漸近する（最終的に落ち着く）電圧を放置壁電圧と定義すると、仮に走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉに交互に維持パルスを印加し続けた場合の放置壁電圧は維持パルスの高圧側電圧と低圧側電圧との間の電圧となる。実際には維持パルス以外の駆動電圧波形も印加されるので、各放電セルの放置壁電圧は概ね維持パルスの低圧側電圧に近いと考えてよい。
【００５１】
また放置壁電圧は、放電セル内部に塗布されている蛍光体の帯電特性の影響を大きく受ける。本実施の形態においては、蛍光体の帯電特性はそれぞれ赤の蛍光体が＋２０（μＣ／ｇ）、緑の蛍光体が−３０（μＣ／ｇ）、青の蛍光体が＋１０（μＣ／ｇ）であり、緑の蛍光体のみ負電位に帯電する特性を持つために、赤および青の蛍光体に比べて放置壁電圧は低くなる。
【００５２】
次に、書込み期間における放電セル内部の電圧について説明する。黒を表示する放電セルのデータ電極Ｄｊ上には概ね維持パルスの低圧側電圧またはそれに近い放置壁電圧に向かって徐々に壁電圧が蓄積される。一方、本実施の形態における走査パルスの電圧Ｖａは、（条件１）を満たす電圧である。そのため、データ電極Ｄｊ上には書込み放電を発生させるに十分な壁電圧が蓄積され、強制初期化動作を全く行わなくても書込み放電を発生させることができる。
【００５３】
また黒を表示する放電セルの壁電圧はゆっくりと放置壁電圧に漸近し、消去期間において「データ電極−走査電極」間の電圧に壁電圧を加算した電圧が放電開始電圧に近づくと暗電流が流れ、データ電極Ｄｊ上の壁電圧を低下させる。そしてこのとき流れる暗電流が書込み放電を助けるプライミングの役割を果たすため、黒を表示していた放電セルであっても、大きな放電遅れを生じることなく安定した書込み放電を発生させることができると考えることができる。
【００５４】
このように、（条件１）を満たすように各電極に印加する駆動電圧、特に（条件１）を満たすように走査パルスの電圧Ｖａを低く設定することにより、強制初期化動作を行うことなく、書込みに必要な壁電圧を蓄積することができ、かつ書込み放電を安定させるプライミングも発生させることができる。
【００５５】
次に、（条件２）について説明する。走査パルスの電圧Ｖａを低くしすぎると、維持期間において走査電極ＳＣｎに維持パルスの電圧Ｖｓを印加した時点で書込み動作の有無に関係なく放電が発生して画像を表示できなくなる。この誤放電を抑制するためには、維持パルスの電圧Ｖｓを印加した時点で「データ電極−走査電極」間の電圧が放電開始電圧ＶＦｓｄ以下となるように設定しなければならない。この条件が（条件２）である。
【００５６】
このように本実施の形態においては、全ての放電セルで（条件１）および（条件２）を満たすように駆動電圧波形が設定されている。そのため書込み動作を安定に発生させつつ強制初期化動作を省略して、階調表示に関係しない発光をなくした画像表示が可能となる。
【００５７】
なお、放電開始電圧ＶＦｓｄと放電開始電圧ＶＦｄｓおよび壁電圧は、例えばＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＶＯＬ．ＥＤ−２４，ＮＯ．７，ＪＵＬＹ，１９７７“Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  Ｐｌａｓｍａ  ｉｎ  ｔｈｅ  ＡＣ  Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ  Ｕｓｉｎｇ  ＲＦ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ”に記載されている方法により測定できる。あるいは、以下のようにして簡易的に測定してもよい。放電開始電圧を簡易的に測定する方法の一例を図５を用いて説明する。
【００５８】
まず壁電荷を消去する動作を行う。具体的には図５の壁電荷消去期間に示したように、予想される放電開始電圧よりも十分高いパルス状の電圧Ｖｅｒｓを、測定したい電極間、例えばデータ電極と走査電極とに交互に印加する。次に、放電開始を観測する。具体的には図５の測定期間に示したように、予想される放電開始電圧よりも低いパルス状の電圧Ｖｍｓｒを一方の電極、例えばデータ電極に印加し、そのときの放電にともなう発光をフォトマル等の光検出センサを用いて検出する。放電が観測されない場合には、壁電荷消去期間で壁電荷を消去する動作を行った後、測定期間で電圧の絶対値を少しあげたパルス状の電圧Ｖｍｓｒを印加して発光を観測する。
【００５９】
この動作を繰り返し、測定期間において発光の観測された最小の電圧Ｖｍｓｒの絶対値が放電開始電圧である。このとき測定期間で印加する電圧Ｖｍｓｒを正の電圧とすると、データ電極を陽極とし走査電極を陰極とする放電開始電圧ＶＦｄｓを測定することができる。また、測定期間で印加する電圧Ｖｍｓｒを負の電圧とすると、データ電極を陰極とし走査電極を陽極とする放電開始電圧ＶＦｓｄを測定することができる。
【００６０】
放電開始電圧がわかれば、壁電圧が蓄積している放電セルに対して、放電が開始する電圧を測定し、その電圧値とあらかじめ測定した放電開始電圧との差として壁電圧を知ることができる。
【００６１】
次に、階調を表示する方法について説明する。本実施の形態においては、１フィールドを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構成するとともに、サブフィールドの任意の組合せによる発光パターンの中から複数の発光パターンを選択して実際の画像表示に用いている。例えば黒の階調「０」を表示するためには、すべてのサブフィールドで放電セルを発光させず、階調「１」を表示するためには、最も輝度重みの小さいサブフィールドＳＦ１でのみ放電セルを発光させればよい。また階調「９」を表示するためには、サブフィールドＳＦ１、サブフィールドＳＦ２およびサブフィールドＳＦ４で放電セルを発光させればよい。
【００６２】
プラズマディスプレイ装置は、各サブフィールドの輝度重みに比例した回数だけ放電セルを発光させ、さらに発光させるサブフィールドを制御することにより画像を表示する。そのためにプラズマディスプレイ装置で表示可能な輝度は連続ではなく飛び飛びの値をとり、かつ加算的である。したがって、表示可能な輝度は階調「０」、階調「１」、階調「２」、・・・、階調「２５５」のように等差数列的となる。
【００６３】
ところが、人間の感じる明るさは一般に知られているように輝度に対して対数的である。上述したように、パネルで表示可能な輝度は等間隔に飛び飛びの値をとるが、表示可能な輝度の対数に比例する明るさは等間隔ではなくなる。そのために、低い輝度では表示できる明るさの飛びが大きく、画像の滑らかさが損なわれる。
【００６４】
このように表示に用いる輝度を表示可能な輝度だけに制限すると、暗い画面での階調表示能力が低下する。そこで本実施の形態においては、画像信号にディザ処理または誤差拡散処理を施して擬似的に中間階調を表示し、表示できる階調を増やすことで階調表示能力を補っている。
【００６５】
次にディザ処理について、すべてのサブフィールドで放電セルを発光させずに表示する黒の階調「０」と、最も輝度重みの小さい１つのサブフィールドで放電セルを発光させて表示する階調「１」との間の中間階調を擬似的に表示する方法を例に説明する。
【００６６】
図６は、ディザ処理に用いるディザパターンの一例を示す図であり、黒い矩形は階調「０」を表示する画素を示し、白い矩形は階調「１」を表示する画素を示している。図６には、階調「０」と階調「１」との間の７個の階調「１／８」、「２／８」、「３／８」、「４／８」、「５／８」、「６／８」、「７／８」の階調を表示する７個のディザパターンを示している。
【００６７】
次にこのようなディザパターンの作成方法について説明する。階調「ａ」と階調「ｂ」を用いて階調「ａ」と階調「ｂ」との間の（Ｎ−１）個の中間階調を表示するには、まず、表示画面をＮ個の画素の集合からなる画素ブロックに分割し、画素ブロックのｎ画素（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ−１）で第１の階調「ａ」を表示し、残りの（Ｎ−ｎ）画素で第２の階調「ｂ」を表示する。そして、この画素ブロックを隙間なく重なりなく並べて表示画面を構成することにより、第１の階調「ａ」と第２の階調「ｂ」との間の階調「（ｎａ＋（Ｎ−ｎ）ｂ）／Ｎ」を表示するディザパターンを作成する。
【００６８】
このようにして、任意の階調間で表示できる中間階調を任意の数だけ擬似的に増やすことができる。
【００６９】
なお、擬似的に中間階調を表示する方法として、上述したディザ処理以外にも、よく知られた誤差拡散処理を用いることができる。さらにディザ処理と誤差拡散処理とを組み合わせた方法（例えば特開２００４−８８４０４参照）を用いてもよい。
【００７０】
次に、パネル１０を駆動するための駆動回路について説明する。図７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４０の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置４０は、走査電極と維持電極とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネル１０と、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成するとともに駆動電圧波形を発生してパネル１０の各電極に印加する駆動回路とを備える。駆動回路は、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。
【００７１】
画像信号処理回路４１は、入力した画像信号に後述する非線形処理を施すとともに、サブフィールドのそれぞれにおける放電セルの発光・非発光を示す画像データに変換する。
【００７２】
データ電極駆動回路４２は、画像データに基づき、書込み期間において各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに印加する書込みパルスを発生し、各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに印加する。
【００７３】
タイミング発生回路４５は、垂直および水平同期信号に基づき、書込み期間と維持期間と消去期間とを有するサブフィールドを複数用いて１つのフィールドを構成し、各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。
【００７４】
走査電極駆動回路４３は、上述した２つの条件（条件１）、（条件２）を満たすように駆動電圧波形が設定されており、タイミング信号にもとづいて上述した駆動電圧波形を発生し各走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎのそれぞれに印加する。維持電極駆動回路４４は、タイミング信号にもとづいて上述した駆動電圧波形を発生し維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加する。
【００７５】
図８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４０の画像信号処理回路４１の詳細を示す回路ブロック図である。画像信号処理回路４１は、黒画像検出部４１１、積算部４１２、階調閾値設定部４１３、遅延部４１５、非線形処理部４１６、中間階調処理部４１７、画像データ変換部４１８を有する。
【００７６】
黒画像検出部４１１は、入力した画像信号の中から、発光する放電セルのほとんど存在しない画像（以下、「黒画像」と略記する）の画像信号を検出する。本実施の形態においては、黒画像検出部４１１は階調「０」に対応する信号レベルと画像信号とを比較するコンパレータを用いて構成されている。そして入力した１フィールドの画像信号に対して、階調「０」に対応する信号レベルを超える割合が０．２％以下であれば、そのフィールドは黒画像であるとして検出する。言い換えると、入力した１フィールドの画像信号から予測される放電セルの点灯率が０．２％以下であれば、そのフィールドは黒画像であるとして検出する。
【００７７】
積算部４１２は、黒画像検出部４１１が継続して黒画像を検出した時間、すなわち黒画像を継続して表示する時間Ｔｋ（以下、「黒画像継続時間Ｔｋ」と略記する）を計測する。本実施の形態においては、積算部４１２はフィールド周期で動作するカウンタを用いて構成されている。そして黒画像検出部４１１が黒画像を検出したフィールドではカウンタをカウントアップし、黒画像検出部４１１が黒画像を検出しなかったフィールドではカウンタをリセットする。これによりカウンタは、黒画像検出部４１１が継続して黒画像を検出したフィールドの数を黒画像継続時間Ｔｋとして出力する。
【００７８】
階調閾値設定部４１３は、積算部４１２の出力に基づき所定の階調閾値Ｋ（以下、単に「階調閾値Ｋ」と称する）（０≦Ｋ≦１）を設定する。階調閾値Ｋは黒画像継続時間Ｔｋに依存して決まり、黒画像継続時間Ｔｋ＝「０」では階調閾値Ｋ＝「０」であり、黒画像継続時間Ｔｋが長くなるほど階調閾値Ｋは大きくなり、黒画像継続時間Ｔｋ→∞で階調閾値Ｋ→「１」である。このように、階調閾値Ｋは階調「０」以上階調「１」以下であって、かつ黒画像継続時間Ｔｋが長いときの階調閾値Ｋは、黒画像継続時間Ｔｋが短いときの階調閾値Ｋよりも大きく設定されている。階調閾値設定部４１３は、例えばＲＯＭテーブルを用いて構成することができる。あるいは計算式を用いて算出してもよい。
【００７９】
遅延部４１５は、階調閾値設定部４１３の出力と非線形処理部４１６に入力する画像信号の位相を合わせるために設けられており、本実施の形態においては画像信号を１フィールド遅延させるフィールドメモリで構成されている。
【００８０】
非線形処理部４１６は、階調閾値Ｋに対応する信号レベル未満の画像信号を、階調「０」すなわち黒に対応する信号レベルの画像信号に置換する。
【００８１】
図９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４０の非線形処理部４１６の動作を示す図であり、横軸は非線形処理部４１６に入力する画像信号（入力信号）を示し、縦軸は非線形処理部４１６から出力する画像信号（出力信号）を示している。ただし入力信号および出力信号の信号レベルは階調に換算して示している。
【００８２】
非線形処理部４１６は、入力信号の信号レベルが階調閾値Ｋ以上であれば、入力信号をそのまま出力信号として出力する。また入力信号の信号レベルが階調閾値Ｋ未満であれば、階調「０」に対する信号レベルに置換して出力する。上述したように、階調閾値Ｋは黒画像継続時間Ｔｋに依存して決まり、黒画像継続時間Ｔｋ＝「０」では階調閾値Ｋ＝「０」であり、黒画像継続時間Ｔｋが長くなるほど階調閾値Ｋは大きくなり、黒画像継続時間Ｔｋ→∞で階調閾値Ｋ→「１」である。このようにして非線形処理部４１６は入力した画像信号に非線形処理を施す。
【００８３】
中間階調処理部４１７は、非線形処理を施された画像信号に、例えば図６に示したようなディザパターンを用いてディザ処理を施す。ディザ処理は、例えば特開２００４−１３８７８３に記載されている回路を用いて実現することができる。ディザ処理の代わりに誤差拡散処理を施してもよい。さらに、例えば特開２００４−８８４０４に記載されている回路を用いてディザ処理と誤差拡散処理とを組み合わせた処理を行ってもよい。
【００８４】
画像データ変換部４１８は、ディザ処理または誤差拡散処理を施された画像信号を入力して、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を出力する。画像データ変換部４１８は、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。
【００８５】
このように本実施の形態においては、入力した画像信号に対して、階調閾値Ｋに対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する画像信号に置換する非線形処理を施した後、ディザ処理または誤差拡散処理を施す。言い換えれば、ディザ処理や誤差拡散処理等を用いて階調「１」以下を表示する際に、該当する画像信号の信号レベルを階調「０」に対する信号レベルに置き換える非線形処理を施している。このような非線形処理を行う理由を以下に説明する。
【００８６】
階調「１」以下を、例えばディザ処理を用いて擬似的に表示する場合、図６に示したように、数フィールドに１回しか発光しない放電セルが存在する。このような放電セルでは、プライミングが不足して放電不良が発生する確率が高くなる。そして黒画像継続時間Ｔｋが長くなるとさらに放電不良が発生する確率が高くなり、放電不良が発生する確率に依存して輝度が決まる等、画像信号に関係のないパターンが表示されて画像表示品質が損なわれるおそれが高くなる。
【００８７】
そこで本実施の形態においては、階調閾値Ｋに対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する信号レベルの画像信号に置き換えることで、画像表示品質が損なわれるおそれの高い領域で強制的に黒を表示する。これにより画像信号に関係のないパターンが表示される等のおそれがなくなり、画像表示品質の低下を抑制することができる。
【００８８】
そしてこのような現象は黒画像継続時間Ｔｋが長くなるほど顕著になるため、階調閾値Ｋは黒画像継続時間Ｔｋが長くなるにつれて大きくなるように設定されている。
【００８９】
図１０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４０の走査電極駆動回路４３の回路図である。走査電極駆動回路４３は、維持パルス発生回路５０と、傾斜波形電圧発生回路６０と、走査パルス発生回路７０とを備えている。
【００９０】
維持パルス発生回路５０は、電力回収回路５１と、スイッチング素子Ｑ５５と、スイッチング素子Ｑ５６と、スイッチング素子Ｑ５９とを有し、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。電力回収回路５１は走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを駆動するときの電力を回収して再利用する。スイッチング素子Ｑ５５は走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを電圧Ｖｓにクランプし、スイッチング素子Ｑ５６は走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを電圧０（Ｖ）にクランプする。スイッチング素子Ｑ５９は分離スイッチであり、走査電極駆動回路４３を構成するスイッチング素子の寄生ダイオード等を介して電流が逆流するのを防止するために設けられている。
【００９１】
走査パルス発生回路７０は、スイッチング素子Ｑ７１Ｈ１〜スイッチング素子Ｑ７１Ｈｎ、スイッチング素子Ｑ７１Ｌ１〜スイッチング素子Ｑ７１Ｌｎ、スイッチング素子Ｑ７２を有する。そして電圧Ｖａの電源、および走査パルス発生回路７０の基準電位（図９に示した節点Ａの電位）に重畳された電圧（Ｖｃ−Ｖａ）の電源Ｅ７１をもとにして走査パルスを発生し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎのそれぞれに、図３に示したタイミングで走査パルスを順次印加する。なお、走査パルス発生回路７０は、維持動作時には維持パルス発生回路５０の出力電圧をそのまま出力する。すなわち、節点Ａの電圧を走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎへ出力する。
【００９２】
傾斜波形電圧発生回路６０は、ミラー積分回路６１、ミラー積分回路６３を備え、図３に示した傾斜波形電圧を発生させる。ミラー積分回路６１は、トランジスタＱ６１とコンデンサＣ６１と抵抗Ｒ６１とを有し、入力端子ＩＮ６１に一定の電圧を印加することにより、電圧Ｖｒに向かって緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を発生する。ミラー積分回路６３は、トランジスタＱ６３とコンデンサＣ６３と抵抗Ｒ６３とを有し、入力端子ＩＮ６３に一定の電圧を印加することにより、電圧Ｖｉに向かって緩やかに低下する下り傾斜波形電圧を発生する。なおスイッチング素子Ｑ６９も分離スイッチであり、走査電極駆動回路４３を構成するスイッチング素子の寄生ダイオード等を介して電流が逆流するのを防止するために設けられている。
【００９３】
なお、これらのスイッチング素子およびトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。またこれらのスイッチング素子およびトランジスタは、タイミング発生回路４５で発生したそれぞれのスイッチング素子およびトランジスタに対応するタイミング信号により制御される。
【００９４】
図１１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４０の維持電極駆動回路４４の回路図である。維持電極駆動回路４４は、維持パルス発生回路８０と、一定電圧発生回路８５とを備えている。
【００９５】
維持パルス発生回路８０は、電力回収回路８１と、スイッチング素子Ｑ８３と、スイッチング素子Ｑ８４とを有し、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加する維持パルスを発生する。電力回収回路８１は維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを駆動するときの電力を回収して再利用する。スイッチング素子Ｑ８３は維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを電圧Ｖｓにクランプし、スイッチング素子Ｑ８４は維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを電圧０（Ｖ）にクランプする。
【００９６】
一定電圧発生回路８５は、スイッチング素子Ｑ８６、スイッチング素子Ｑ８７を有し、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅを印加する。
【００９７】
なお、これらのスイッチング素子も、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。またこれらのスイッチング素子も、タイミング発生回路４５で発生したそれぞれのスイッチング素子に対応するタイミング信号により制御される。
【００９８】
図１２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４０のデータ電極駆動回路４２の回路図である。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。そしてスイッチング素子Ｑ９１Ｌｊをオンにすることでデータ電極Ｄｊに電圧０（Ｖ）を印加し、スイッチング素子Ｑ９１Ｈｊをオンにすることでデータ電極Ｄｊに電圧Ｖｄを印加する。
【００９９】
このような駆動回路を用いて、図３に示したパネルの駆動電圧波形を発生させることができる。しかし図９〜図１１に示した駆動回路は一例であって、本発明がこれらの駆動回路の回路構成に限定されるものではない。
【０１００】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を用いて説明する。なお実施の形態２においても、実施の形態１と同様のサブフィールド構成を用いて実施の形態１と同様のパネル１０を駆動するものとして説明する。
【０１０１】
実施の形態２においても、階調閾値に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する信号レベルの画像信号に置換する非線形処理を施す。しかし実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、画像表示領域を複数の小領域に分割し、それぞれの小領域に応じた階調閾値を用いて非線形処理を施す点である。すなわち、それぞれの小領域に表示される画像が黒画像であるか否かを検出し、それぞれの小領域に対して黒画像が継続する時間を算出し、小領域のそれぞれに対して階調閾値を設定して、それぞれの小領域の階調閾値に基づき画像信号に非線形処理を施す。
【０１０２】
図１３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パネル１０の画像表示領域の分割を示す図である。本実施の形態においては、パネル１０の画像表示領域を、縦方向に１３５分割、横方向に２０分割して、合計１３５×２０＝２７００個の小領域に分割する。以下、それぞれの小領域を（ｐ，ｑ）で示す。ここで１≦ｐ≦１３５、１≦ｑ≦２０である。ただし画像表示領域の分割方法は上記に限定されるものではなく、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応じて設定することが望ましい。
【０１０３】
図１４は、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路４６の回路ブロック図である。なお、実施の形態１と同じ回路ブロックについては同じ符号を付した。
【０１０４】
画像信号処理回路４６は、小領域黒画像検出部４６１（１，１）〜小領域黒画像検出部４６１（１３５，２０）、小領域積算部４６２（１，１）〜小領域積算部４６２（１３５，２０）、選択部４６３、階調閾値設定部４１３、遅延部４１５、非線形処理部４１６、中間階調処理部４１７、画像データ変換部４１８を有し、入力した画像信号に非線形処理を施すとともに、サブフィールドのそれぞれにおける放電セルの発光・非発光を示す画像データに変換する。
【０１０５】
小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）は、小領域（ｐ，ｑ）に対応して設けられ、小領域（ｐ，ｑ）に表示する画像が黒画像となる画像信号を検出する。実施の形態２においても小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）のそれぞれはコンパレータを用いて構成されている。そして入力した１フィールドの画像信号から予測される小領域（ｐ，ｑ）の放電セルの点灯率が１０％以下であれば、そのフィールドで小領域（ｐ，ｑ）に表示される画像は黒画像であるとして検出する。
【０１０６】
小領域積算部４６２（ｐ，ｑ）は、小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）が継続して黒画像を検出した時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）（以下、「小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）」と略記する）を計測する。本実施の形態においても、小領域積算部４６２（ｐ，ｑ）のそれぞれはフィールド周期で動作するカウンタを用いて構成されている。そして小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）が黒画像を検出した場合には小領域積算部４６２（ｐ，ｑ）のカウンタをカウントアップし、小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）が黒画像を検出しなかった場合には小領域積算部４６２（ｐ，ｑ）のカウンタをリセットする。これにより小領域積算部４６２（ｐ，ｑ）は、小領域黒画像検出部４６１（ｐ，ｑ）が継続して黒画像を検出したフィールドの数を小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）として出力する。
【０１０７】
選択部４６３は、小領域積算部４６２（１，１）〜小領域積算部４６２（１３５，２０）から出力される小領域黒画像継続時間Ｔｋ（１，１）〜小領域黒画像継続時間Ｔｋ（１３５，２０）の中から、入力する画像信号の表示する小領域（ｐ，ｑ）のタイミングに合わせて小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）を選択して黒画像継続時間Ｔｋとして出力する。したがって選択部４６３から出力される黒画像継続時間Ｔｋは、実施の形態１における黒画像継続時間Ｔｋとは異なり、画像信号のタイミングに合わせて１フィールド内で時間とともに変化する。
【０１０８】
階調閾値設定部４１３は、実施の形態１の階調閾値設定部４１３と同様に、例えばＲＯＭテーブルを用いて構成されている。そして、選択部４６３で選択された黒画像継続時間Ｔｋを入力して階調閾値Ｋ（０≦Ｋ≦１）を出力する。出力される階調閾値Ｋは入力する黒画像継続時間Ｔｋに対応して一意に決定するが、入力する黒画像継続時間Ｔｋが画像信号のタイミングに合わせて１フィールド内で時間とともに変化するので、出力する階調閾値Ｋも実施の形態１とは異なり、画像信号のタイミングに合わせて１フィールド内で時間とともに変化する。
【０１０９】
遅延部４１５は実施の形態１と同様に、階調閾値設定部４１３の出力と非線形処理部４１６に入力する画像信号の位相を合わせるために設けられており、本実施の形態においても画像信号を１フィールド遅延させるフィールドメモリで構成されている。
【０１１０】
非線形処理部４１６は、階調閾値Ｋに対応する信号レベル未満の画像信号を、階調「０」すなわち黒に対応する信号レベルの画像信号に置き換える。ただし入力する階調閾値Ｋは実施の形態１とは異なり、画像信号のタイミングに合わせて１フィールド内で時間とともに変化する。そのため非線形処理部４１６は、小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）に対応して決まる階調閾値（以下、「小領域階調閾値Ｋ（ｐ，ｑ）」と称する）に対応する信号レベル未満の画像信号を階調「０」に対応する信号レベル、すなわち黒の画像信号に置換する。
【０１１１】
ここで、小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）の長い小領域（ｐ，ｑ）ではプライミングが不足して放電不良が発生する確率が高くなる。しかしこのような小領域（ｐ，ｑ）では小領域階調閾値Ｋ（ｐ，ｑ）も大きいので、「１」以下の比較的高い階調を表示する画像信号であっても強制的に黒を表示する信号レベルに置き換える。これにより画像信号に関係のないパターンが表示される等のおそれがなくなり、画像表示品質の低下を抑制することができる。一方、小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）の短い小領域（ｐ，ｑ）では、プライミングが残留しているので小領域階調閾値Ｋ（ｐ，ｑ）も小さく設定し、画像信号に忠実な画像を表示する。
【０１１２】
中間階調処理部４１７は、実施の形態１と同様に、非線形処理を施された画像信号にディザ処理または誤差拡散処理を施して、擬似的に中間階調を表示する。画像データ変換部４１８は、実施の形態１と同様に、中間階調処理を施された画像信号を入力して、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を出力する。
【０１１３】
実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路４３、維持電極駆動回路４４、データ電極駆動回路４２の回路構成とその動作は実施の形態１と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１１４】
このように実施の形態２においては、画像表示領域を複数の小領域に分割し、小領域のそれぞれで黒画像を継続して表示する時間に基づき、対応する小領域毎に所定の階調閾値を設定した。これによりそれぞれの小領域に応じた非線形処理を画像信号に施すことができるため、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下をさらに抑制することができる。
【０１１５】
なお、実施の形態２においては、小領域階調閾値Ｋ（ｐ，ｑ）は対応する小領域（ｐ，ｑ）の小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）に基づき設定した。しかし対応する小領域（ｐ，ｑ）およびそれに隣接する小領域の小領域黒画像継続時間、例えば小領域（ｐ，ｑ）の小領域黒画像継続時間Ｔｋ（ｐ，ｑ）に加えて、小領域（ｐ−１，ｑ）の小領域黒画像継続時間、小領域（ｐ，ｑ−１）の小領域黒画像継続時間（ｐ，ｑ−１）、小領域（ｐ，ｑ＋１）の小領域黒画像継続時間（ｐ，ｑ＋１）、小領域（ｐ＋１，ｑ）の小領域黒画像継続時間（ｐ＋１，ｑ）等に基づいて小領域階調閾値Ｋ（ｐ，ｑ）を設定してもよい。
【０１１６】
また、実施の形態１、実施の形態２において示した具体的な数値等は単に一例を示したに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等にあわせて最適に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、強制初期化動作を使用せずに安定した書込み動作を行って黒輝度を抑えるとともに、輝度の低い画像の表示品質の低下を抑制することができるので、プラズマディスプレイ装置として有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
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
３５    蛍光体層
４０    プラズマディスプレイ装置
４１，４６    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
５０，８０    維持パルス発生回路
５１，８１    電力回収回路
６０    傾斜波形電圧発生回路
６１，６３    ミラー積分回路
７０    走査パルス発生回路
８５    一定電圧発生回路
４１１    黒画像検出部
４１２    積算部
４１３    階調閾値設定部
４１５    遅延部
４１６    非線形処理部
４１７    中間階調処理部
４１８    画像データ変換部
４６１（ｐ、ｑ）    小領域黒画像検出部
４６２（ｐ、ｑ）    小領域積算部
４６３    選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１０】
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