(57)【要約】【課題】輝度の低い画像領域から輝度の高い画像領域に亘り、電圧降下の影響を打ち消して品質の高い画像を表示する。【解決手段】プラズマディスプレイ装置の駆動回路は、階調重みのそれぞれに比例した維持パルス数を表示電極対に印加した場合にサブフィールドで表示される階調を画像信号に基づき予測するローディング予測部５４と、維持パルス数を変更してサブフィールドで表示される階調を補正する維持パルス補正部５５と、画像信号に補正量を加算してサブフィールドで表示される階調を補正する画像信号補正部５６とを備え、表示画像に依存するサブフィールド毎の階調の変化を維持パルス補正部５５と画像信号補正部５６とで補正する。【選択図】図１０
2013148800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数有するプラズマディスプレイパネルと、階調重みの定められた複数のサブフィールドで１フィールドを構成し、画像信号を前記サブフィールドそれぞれの点灯・非点灯を示すサブフィールドコードに変換するとともに、前記階調重みに応じた維持パルスを前記表示電極対に印加して前記放電セルのそれぞれを前記サブフィールドコードに基づき発光させ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、
前記階調重みのそれぞれに比例した維持パルス数を前記表示電極対に印加した場合に前記サブフィールドで表示される階調を前記画像信号に基づき予測するローディング予測部と、維持パルス数を変更して前記サブフィールドで表示される階調を補正する維持パルス補正部と、前記画像信号に補正量を加算して前記サブフィールドで表示される階調を補正する画像信号補正部とを備え、表示画像に依存する前記サブフィールド毎の階調の変化を前記維持パルス補正部と前記画像信号補正部とで補正することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項２】
前記ローディング予測部は、画像表示領域全体に対する点灯率である全点灯率と、画像表示領域を前記表示電極対に沿った帯状の領域に分けたそれぞれの領域に対する点灯率の平均値である横点灯率とを、前記サブフィールドコードに基づき前記サブフィールド毎に算出する点灯率算出部と、前記全点灯率および前記横点灯率に対応する階調変動率を前記サブフィールド毎に出力する階調変動率出力部とを有し、
前記維持パルス補正部は、前記階調重みのそれぞれに比例した第１の維持パルス数に前記階調変動率の逆数を乗じて第２の維持パルス数を算出するローディング補正部と、前記第１の維持パルス数の総和と前記第２の維持パルス数の総和との比を前記第２の維持パルス数のそれぞれに乗じて第３の維持パルス数を算出する輝度補正部と、前記第３の維持パルス数を丸めて実際に使用する第４の維持パルス数を設定するとともに前記第３の維持パルス数から前記第４の維持パルス数を減じた値を丸め誤差として出力する整数化部とを有し、
前記画像信号補正部は、前記丸め誤差と前記サブフィールドコードとを用いて前記補正量を算出する補正量算出部と、前記補正量を前記画像信号に加算する補正量加算部とを有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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられる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）として代表的な交流面放電型パネルは、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が複数形成された前面基板と、複数のデータ電極が形成された背面基板とを対向配置し、その間に多数の放電セルが形成されている。そして放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、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う。
【０００３】
パネルを駆動する方法としては、１フィールド期間を複数のサブフィールドで構成し、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サブフィールド法が一般的である。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初期化動作を行う。書込み期間では、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。そして維持期間では、サブフィールド毎に設定されている階調重みに応じた数の維持パルスを走査電極と維持電極とに交互に印加して維持放電を発生させ、対応する放電セルを階調重みに応じた輝度で発光させることにより画像表示を行う。
【０００４】
このようにサブフィールド法では、１フィールドを階調重みの定められた複数のサブフィールドで構成し、放電セルを発光させるサブフィールドの組合せにより階調を表示している。したがって画像信号に忠実な画像を表示するためには、各サブフィールドの維持放電にともなう輝度の比率が階調重みに応じて一定でなければならない。
【０００５】
しかしながら近年はパネルの大画面化が進み、それにともない各電極のインピーダンスが大きくなる一方で放電電流の総量も大きくなってきている。そのため電極のインピーダンスおよび駆動回路のインピーダンスで発生する電圧降下も大きくなり、発光する放電セルの数に依存して維持放電にともなう輝度が変化し、忠実な画像表示ができなくなってきている。
【０００６】
この課題を解決する方法のひとつとして、例えば特許文献１、２には、パネルの全表示領域の点灯率（全点灯率）を検出するとともに、パネルの表示領域を表示電極対に沿った複数の帯状の領域に分け、それぞれの領域の点灯率（横点灯率）を検出し、全点灯率および横点灯率に応じてサブフィールド毎に維持パルス数を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８６８９３号
【特許文献２】国際公開第２０１１／０８６８９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２に記載のプラズマディスプレイ装置は、階調重みの大きいサブフィールド、すなわち維持パルス数が多く維持放電にともなう輝度が高いサブフィールドでは、全点灯率および横点灯率に応じて適切な維持パルス数に補正する。これにより、電圧降下の影響を打ち消して維持放電にともなう輝度を一定に保つことができる。そのため輝度の高い画像領域では、特許文献１、２に記載の補正を行うことにより、画像信号に忠実な画像を表示することができる。
【０００９】
しかしながら維持パルス数は整数でしか設定できないので、階調重みの小さいサブフィールド、すなわち維持パルス数の少ないサブフィールドでは、電圧降下の影響を打ち消して維持放電にともなう輝度を一定に保つ適切な維持パルス数を設定することができなかった。そのため輝度の低い画像領域では忠実な画像表示が難しく、画像表示品質の低下が避けられないという課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、輝度の低い画像領域から輝度の高い画像領域に亘り、電圧降下の影響を打ち消して品質の高い画像を表示することができ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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数有するプラズマディスプレイパネルと、階調重みの定められた複数のサブフィールドで１フィールドを構成し、画像信号をサブフィールドそれぞれの点灯・非点灯を示すサブフィールドコードに変換するとともに、階調重みに応じた維持パルスを表示電極対に印加して放電セルのそれぞれをサブフィールドコードに基づき発光させ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、階調重みのそれぞれに比例した維持パルス数を表示電極対に印加した場合にサブフィールドで表示される階調を画像信号に基づき予測するローディング予測部と、維持パルス数を変更してサブフィールドで表示される階調を補正する維持パルス補正部と、画像信号に補正量を加算してサブフィールドで表示される階調を補正する画像信号補正部とを備え、表示画像に依存するサブフィールド毎の階調の変化を維持パルス補正部と画像信号補正部とで補正することを特徴とする。この構成により、輝度の低い画像領域から輝度の高い画像領域に亘り、電圧降下の影響を打ち消して品質の高い画像を表示することができるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
【００１２】
また本発明のプラズマディスプレイ装置のローディング予測部は、画像表示領域全体に対する点灯率である全点灯率と、画像表示領域を表示電極対に沿った帯状の領域に分けたそれぞれの領域に対する点灯率の平均値である横点灯率とを、サブフィールドコードに基づきサブフィールド毎に算出する点灯率算出部と、全点灯率および横点灯率に対応する階調変動率をサブフィールド毎に出力する階調変動率出力部とを有し、維持パルス補正部は、階調重みのそれぞれに比例した第１の維持パルス数に階調変動率の逆数を乗じて第２の維持パルス数を算出するローディング補正部と、第１の維持パルス数の総和と第２の維持パルス数の総和との比を第２の維持パルス数のそれぞれに乗じて第３の維持パルス数を算出する輝度補正部と、第３の維持パルス数を丸めて実際に使用する第４の維持パルス数を設定するとともに第３の維持パルス数から第４の維持パルス数を減じた値を丸め誤差として出力する整数化部とを有し、画像信号補正部は、丸め誤差とサブフィールドコードとを用いて補正量を算出する補正量算出部と、補正量を画像信号に加算する補正量加算部とを有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、輝度の低い領域から輝度の高い領域に亘り、電圧降下の影響を打ち消して品質の高い画像を表示することができ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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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の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の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パネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図である。
【図４Ａ】表示画像と輝度の関係を説明するための模式図である。
【図４Ｂ】表示画像と輝度の関係を説明するための模式図である。
【図４Ｃ】表示画像と輝度の関係を説明するための模式図である。
【図５Ａ】表示画像と輝度の他の関係を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】表示画像と輝度の他の関係を説明するための模式図である。
【図５Ｃ】表示画像と輝度の他の関係を説明するための模式図である。
【図６】同プラズマディスプレイ装置のローディングの大きさを測定するための方法を示す図である。
【図７】同プラズマディスプレイ装置の階調変動率Ｒを示す図である。
【図８Ａ】同プラズマディスプレイ装置のローディングの補正方法を説明するための図である。
【図８Ｂ】同プラズマディスプレイ装置のローディングの補正方法を説明するための図である。
【図８Ｃ】同プラズマディスプレイ装置のローディングの補正方法を説明するための図である。
【図９】同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。
【図１０】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）
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のパネル１０の分解斜視図である。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とからなる表示電極対１４が複数形成されている。そして表示電極対１４を覆うように誘電体層１５が形成され、その誘電体層１５上に保護層１６が形成されている。背面基板２１上にはデータ電極２２が複数形成され、データ電極２２を覆うように誘電体層２３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁２４が形成されている。そして、隔壁２４の側面および誘電体層２３上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層２５が設けられている。
【００１７】
これら前面基板１１と背面基板２１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対１４とデータ電極２２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２４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極２２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のパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、第１の方向に延びたｎ本の走査電極１２およびｎ本の維持電極１３が配列され、第１の方向に交差する第２の方向に延びたｍ本のデータ電極２２が配列されている。そして、１対の走査電極１２および維持電極１３と１つのデータ電極２２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。こうしてｍ×ｎ個の放電セルにより、画像が表示される画像表示領域が形成される。
【００２０】
以下、便宜上、第１の方向を行方向、第２の方向を列方向とそれぞれ呼称する。また１つの表示電極対１４を共有する放電セルで構成される１行分の放電セルを放電セル行と呼称する。
【００２１】
次に、プラズマディスプレイ装置の駆動電圧波形の概要について説明する。本実施の形態においては、１フィールド期間を、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有する８個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８で構成する。サブフィールドＳＦｓ（ｓ＝１〜８）それぞれの階調重みＷ（ｓ）は、例えば（１、２、３、６、１０、１７、２５、３６）である。しかし本発明は、上述したサブフィールド数、階調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。
【００２２】
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パネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図であり、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３の駆動電圧波形を示している。
【００２３】
サブフィールドＳＦ１の初期化期間Ｔｉの前半部では、データ電極２２、維持電極１３にそれぞれ電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極１２には、電圧Ｖｉ１から電圧Ｖｉ２まで緩やかに上昇する上り傾斜電圧を印加する。すると走査電極１２と維持電極１３、走査電極１２とデータ電極２２との間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして走査電極１２上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極２２上および維持電極１３上には正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。
【００２４】
初期化期間Ｔｉの後半部では、維持電極１３に正の電圧Ｖｅを印加し、走査電極１２には、電圧Ｖｉ３からＶｉ４まで緩やかに下降する下り傾斜電圧を印加する。すると走査電極１２と維持電極１３、走査電極１２とデータ電極２２との間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして走査電極１２上の負の壁電圧および維持電極１３上の正の壁電圧が弱められ、データ電極２２上の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。
【００２５】
なお、初期化期間の動作としては、サブフィールドＳＦ２、ＳＦ３の初期化期間に示したように、電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下り傾斜電圧を走査電極１２に印加するだけでもよい。この場合には、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルで選択的に初期化放電が発生する。
【００２６】
続く書込み期間Ｔｗでは、維持電極１３に電圧Ｖｅを印加し、走査電極１２に電圧Ｖｃを印加する。
【００２７】
次に、１行目の走査電極１２に電圧Ｖａの走査パルスを印加するとともに、データ電極２２のうち１行目に点灯させるべき放電セルのデータ電極２２に電圧Ｖｄの書込みパルスを印加する。するとデータ電極２２上と走査電極１２上との交差部の電圧差は放電開始電圧を超え、データ電極２２と走査電極１２との間および維持電極１３と走査電極１２との間に書込み放電が発生する。そして走査電極１２上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極１３上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極２２上にも負の壁電圧が蓄積される。
【００２８】
このようにして、１行目に点灯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２２と走査電極１２との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで行い、書込み期間Ｔｗが終了する。
【００２９】
続く維持期間Ｔｓでは、維持電極１３に電圧０（Ｖ）を印加するとともに走査電極１２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１２上と維持電極１３上との電圧差が放電開始電圧を超え、走査電極１２と維持電極１３との間で維持放電が発生し蛍光体層２５が発光して放電セルが点灯する。そして走査電極１２上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極１３上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極２２上にも正の壁電圧が蓄積される。
【００３０】
ただし、書込み期間Ｔｗにおいて書込み放電を起こさなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間Ｔｉの終了時における壁電圧が保たれる。
【００３１】
続いて、走査電極１２には電圧０（Ｖ）を、維持電極１３には電圧Ｖｓの維持パルスをそれぞれ印加する。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、維持電極１３上に負の壁電圧が蓄積され走査電極１２上に正の壁電圧が蓄積される。以降、階調重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを走査電極１２と維持電極１３とに交互に印加して、放電セルを点灯させる。
【００３２】
ここで、点灯する放電セルの輝度は維持パルスの数が多くなるほど高くなり、維持パルス数におよそ比例した輝度で点灯する。そのため各放電セルは、点灯するサブフィールドの階調重みの和におよそ比例した輝度で点灯することになる。
【００３３】
しかしながら各放電セルの輝度は維持パルス数の和に正確に比例するわけではない。詳細は後述するが、点灯する放電セルの輝度は放電セル内の実質的な維持パルスの電圧にも依存し、実質的な維持パルスの電圧が低くなると輝度も低下する。そして点灯する放電セルの総数が増加すると、表示電極対のインピーダンスや駆動回路で発生する電圧降下が大きくなり、そのサブフィールドの維持放電にともなう輝度が低下する。
【００３４】
維持期間Ｔｓの最後には、維持電極１３を電圧０（Ｖ）に戻した後、電圧Ｖｒまで緩やかに上昇する上り傾斜電圧を走査電極１２に印加する。すると、維持放電を起こした放電セルの維持電極１３と走査電極１２との間で弱い放電が起こり、走査電極１２上と維持電極１３上との間の壁電圧が弱められる。その後、走査電極１２に印加する電圧を電圧０（Ｖ）に戻す。こうして維持期間Ｔｓが終了する。
【００３５】
続くサブフィールドＳＦ２およびそれ以降のサブフィールドの動作は維持パルスの数を除いて上述した動作とほぼ同様である。
【００３６】
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＝１４０（Ｖ）、電圧Ｖｉ２＝３４０（Ｖ）、電圧Ｖｉ３＝２００（Ｖ）、電圧Ｖｉ４＝−１９０（Ｖ）、電圧Ｖｃ＝−６０（Ｖ）、電圧Ｖａ＝−２００（Ｖ）、電圧Ｖｓ＝２００（Ｖ）、電圧Ｖｒ＝２００（Ｖ）、電圧Ｖｅ＝１３０（Ｖ）、電圧Ｖｄ＝７０（Ｖ）である。ただしこれらの値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネル１０の特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【００３７】
以上のようにサブフィールド法では、１フィールドをあらかじめ階調重みＷ（ｓ）の定められた複数のサブフィールドＳＦｓで構成し、放電セルを点灯させるサブフィールドの組合せにより階調を表示している。以下、サブフィールドのそれぞれの点灯または非点灯の組合せを「サブフィールドコード」と呼ぶ。
【００３８】
なお説明を簡単にするために、黒を表示したときの階調を「０」とし、階調重み「ｎ」に対応する階調を「ｎ」と表記する。例えば階調「１」を表示するためには階調重み「１」のサブフィールドＳＦ１で放電セルを点灯させ、サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ８で非点灯させればよいので、サブフィールドコードは「１０００００００」である。また階調「１６」を表示するためにはサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ５で放電セルを点灯させればよいので、階調「１６」のサブフィールドコードは「１１１０１０００」である。
【００３９】
また画像信号の信号レベルの値はその画像信号の表示すべき階調を示すものとする。例えば信号レベル「１」の画像信号の表示すべき階調は「１」であり、信号レベル「１６」の画像信号の表示すべき階調は「１６」である。
【００４０】
つぎに、パネルおよび駆動回路で発生する電圧降下による放電セルの輝度の変化について詳細に説明する。なお表示画像を構成する各画素はパネル１０の画像表示領域を構成する各放電セルに対応しているので、以下では、１つの「放電セル」が１つの「画素」に対応するとして説明する。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃは、表示画像と輝度の関係を説明するための模式図であり、暗い画面の中に、列方向の幅が等しく行方向の長さの異なる矩形状の明るい領域を有する所謂「ウインドウパターン」を、１つのサブフィールドだけを用いて表示した場合を示している。ここで領域Ａｏｎは放電セルを点灯させる領域、領域Ａｏｆｆは放電セルを点灯させない領域を示している。また図４Ａの領域Ａｏｎが最も広く、図４Ｂ、図４Ｃと領域Ａｏｎを行方向へ狭めてゆき、図４Ｃの領域Ａｏｎが最も狭くなっている。そして領域Ａｏｎが広い場合には領域Ａｏｎの輝度は低く、領域Ａｏｎが狭くなるにつれて領域Ａｏｎの輝度は高くなる。このように同数の維持パルスを各表示電極対に印加しているにもかかわらず表示画像の形状に依存して輝度が変化する。そして輝度が変化することによりサブフィールド毎の表示する階調も変化する。このような表示画像に依存してサブフィールド毎の階調が変化する現象を、以下「ローディング」と呼称する。
【００４２】
図５Ａ〜図５Ｃは、表示画像と輝度の他の関係を説明するための模式図であり、１つのサブフィールドだけを用いて、行方向の幅が等しく列方向の長さの異なるウインドウパターンを表示した場合を示している。ここでも、領域Ａｏｎは放電セルを点灯させる領域、領域Ａｏｆｆは放電セルを点灯させない領域を示している。図５Ａ〜図５Ｃに示した領域Ａｏｎの行方向の幅は同じであるが、列方向の幅がそれぞれ異なり、図５Ａの領域Ａｏｎが最も広く、図５Ｂ、図５Ｃと領域Ａｏｎを列方向へ狭めてゆき、図５Ｃの領域Ａｏｎが最も狭くなっている。そして領域Ａｏｎが広い場合には領域Ａｏｎの輝度は低く、領域Ａｏｎが狭くなるにつれて領域Ａｏｎの輝度は高くなる。
【００４３】
このように、ウインドウパターンの明るい領域の画像信号レベルが同じであっても、明るさがウインドウパターンの形状に依存して変化する。
【００４４】
図４Ａ〜図４Ｃに示したように、領域Ａｏｎを行方向へ狭めるにつれて領域Ａｏｎの輝度が高くなる理由は、以下のように考えられる。大画面パネルの表示電極対１４のインピーダンスは大きいので、表示電極対１４のインピーダンスで発生する電圧降下も大きくなる。そして領域Ａｏｎを行方向に狭めると、領域Ａｏｎを通る表示電極対１４に流れる放電電流が減少して維持パルス印加時の電圧降下が小さくなり、領域Ａｏｎの放電セルには高い維持パルスが印加されるので放電の強度が強くなって輝度が上昇する。
【００４５】
また、図５Ａ〜図５Ｃに示したように、領域Ａｏｎを列方向へ狭めるにつれて領域Ａｏｎの輝度が高くなる理由は、以下のように考えられる。走査電極駆動回路および維持電極駆動回路の出力インピーダンスは低く設計されているものの「０」ではないので、発光する放電セルが多く放電電流の総量が多いと、これら駆動回路のインピーダンスで発生する電圧降下もある程度大きくなる。そして領域Ａｏｎを列方向に狭めると、これら駆動回路のインピーダンスで発生する電圧降下が小さくなり、領域Ａｏｎの放電セルに印加される維持パルスが高くなり、放電の強度が強くなって輝度が上昇する。
【００４６】
図６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ローディングの大きさを測定するための方法を示す図である。１つのサブフィールドだけを用いてウインドウパターンを表示させ、そのウインドウパターンの行方向の長さおよび列方向の長さを変化させて、放電セルを点灯させる領域Ａｏｎの明るさを測定する。
【００４７】
ここで表示画面全体の面積に対する領域Ａｏｎの面積を全点灯率と定義し、表示画面の行方向の長さに対する領域Ａｏｎの行方向の長さを横点灯率と定義する。すると、例えば領域Ａｏｎの行方向の長さを表示画面の行方向の長さの１０％、列方向の長さを表示画面の列方向の長さの１０％になるように設定して輝度を測定すると、全点灯率が１％、横点灯率が１０％のウインドウパターンの輝度が得られる。
【００４８】
また領域Ａｏｎの行方向の長さを画面全体の１０％、列方向の長さを画面全体の２０％になるように設定して輝度を測定すると、全点灯率が２％、横点灯率が１０％のウインドウパターンの輝度が得られる。さらに領域Ａｏｎの行方向の長さを画面全体の２０％、列方向の長さを画面全体の１０％になるように設定して輝度を測定すると、全点灯率が２％、横点灯率が２０％のウインドウパターンの輝度が得られる。このように、領域Ａｏｎの行方向の長さおよび列方向の長さを様々に変化させて輝度を測定することにより、様々な全点灯率と横点灯率に対するウインドウパターンの輝度を得ることができる。
【００４９】
本実施の形態においては、全画面を点灯させたパターン、すなわち全点灯率および横点灯率がともに１００％のウインドウパターンの輝度を基準として、それぞれの全点灯率および横点灯率のウインドウパターンの輝度を正規化した値を階調変動率Ｒと定義する。こうして定義した階調変動率Ｒは、図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃから明らかなように「１」以上の値となる。そして各全点灯率および各横点灯率に対する階調変動率Ｒをあらかじめ求めておく。
【００５０】
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の階調変動率Ｒを示す図である。表示電極対のインピーダンスは比較的高いために、横点灯率が小さくなると図４Ａ〜図４Ｃに示したように輝度が高くなる。そのため階調変動率Ｒも大きくなる。また横点灯率が同じであっても、全点灯率が小さくなると放電電流の総量が減少する。そのため図５Ａ〜図５Ｃに示したように輝度が高くなり、階調変動率Ｒも大きくなる。
【００５１】
次に、ローディングの補正方法について説明する。図８Ａ〜図８Ｃ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ローディングの補正方法を説明するための図であり、図８Ａはローディング補正前のサブフィールド毎の維持パルス数を示し、図８Ｂはローディング補正後のサブフィールド毎の維持パルス数を示し、図８Ｃはローディング補正および輝度補正後のサブフィールド毎の維持パルス数を示している。
【００５２】
サブフィールド法では、サブフィールドＳＦｓ毎にあらかじめ定められた階調重みＷ（ｓ）に比例する一定の輝度で各放電セルが発光するという前提のもとに画像表示を行っている。こうしてサブフィールドＳＦｓ毎の第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）が階調重みＷ（ｓ）に輝度倍率Ｋを乗じた数に設定されている。例えば輝度倍率Ｋが「４」であれば、サブフィールドＳＦｓ毎の第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）は、図８Ａに示すように、それぞれ（４、８、１２、２４、４０、６８、１００、１４４）である。ここで画像信号に忠実な画像を表示するためには、維持放電にともなう輝度がサブフィールド毎に一定でなければならない。しかしながらローディングのために、維持放電にともなう輝度は全点灯率および横点灯率に依存して変化する。
【００５３】
本実施の形態においてはローディングを補正するために、まず画像信号に基づき、特許文献１、２に記載の方法で各サブフィールドＳＦｓの全点灯率および横点灯率（特許文献１、２には、「全セル点灯率」および「部分点灯率」と記載）を求める。全点灯率は、対応するサブフィールドにおいて点灯させる放電セルの数の割合、すなわち画像表示領域全体に対する点灯率として求める。また横点灯率は、画像表示領域を表示電極対１４に沿った行方向に長い帯状の複数の領域に分け、それぞれの領域毎に点灯率を求め、次にそれら点灯率のうち、あらかじめ定めたしきい値を超える点灯率の平均値を横点灯率として求める。
【００５４】
そして全点灯率および横点灯率を参照して、サブフィールドＳＦｓ毎の階調変動率Ｒ（ｓ）を求める。さらに、サブフィールドＳＦｓ毎に定められた第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）に、上述した階調変動率Ｒ（ｓ）の逆数を乗算して、ローディングを補正するための第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）を求める。
【００５５】
例えば、あるフィールドの画像信号に対するサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８の全点灯率がそれぞれ（８０％、７５％、６４％、４６％、３２％、２８％、１８％、５％）であり、横点灯率がそれぞれ（８６％、８５％、７４％、７６％、７２％、６８％、５８％、４５％）であったとする。するとサブフィールドＳＦｓの階調変動率Ｒ（ｓ）は、図７を参照するとそれぞれ（１．０２、１．０３、１．０６、１．０７、１．０８、１．１２、１．１８、１．２５）となる。したがって、図８Ａに示した第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）に、上述した階調変動率Ｒ（ｓ）の逆数を乗算すると、ローディング補正後の第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）は、図８Ｂに示したように、それぞれ（３．９２、７．７７、１１．３２、２２．４３、３７．０４、６０．７１、８４．７５、１１５．２）となる。
【００５６】
以上により、ローディングを補正するための第２の維持パルス数が求まったが、各サブフィールドの階調変動率Ｒ（ｓ）は「１」以上の値をもつので、ローディング補正後の第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）の総和ΣＮ２は、ローディング補正前の第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）の総和ΣＮ１よりも少なくなる。上記の例では、第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）の総和ΣＮ２は「３４３．１」であり、第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）の総和ΣＮ１の「４００」よりも少ない。そのため表示画像の輝度も低下することになる。
【００５７】
本実施の形態においては、維持パルス数の総和が第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）の総和ΣＮ１に等しくなるように、ローディング補正後の各サブフィールドの維持パルス数Ｎ２（ｓ）を一律に（ΣＮ１／ΣＮ２）倍、上記の例では、「４００／３４３．１」＝「１．１６６」倍して、輝度の低下を補正している。その結果、輝度補正を施した各サブフィールドＳＦｓの第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）は、図８Ｃに示したように、それぞれ（４．５７、９．０５、１３．２、２６．１５、４３．１８、７０．７８、９８．７９、１３４．２９）となる。あるフィールドの画像信号に対して、この理想的な数の維持パルスをサブフィールド毎に表示電極対に印加することにより、輝度を低下させることなくローディング補正を行うことができる。
【００５８】
ところで上記で求めた第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）は必ずしも整数にはならない。しかし実際に表示電極対に印加できる維持パルスの数は整数に限られるので、理想的な第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）（実数）を実際に印加できる維持パルス数（整数）に丸めると、実際に印加できる第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）は、それぞれ（５、９、１３、２６、４３、７１、９９、１３４）となる。そしてこのとき発生する丸め誤差Ｅｒ（ｓ）は、それぞれ（−０．４３、０．０５、０．２、０．１５、０．１８、−０．２２、−０．２１、０．２９）となる。
【００５９】
ここで階調重みＷ（ｓ）の大きいサブフィールドＳＦｓでは丸め誤差Ｅｒ（ｓ）は相対的に小さく無視しても差し支えない。しかしながら階調重みＷ（ｓ）の小さいサブフィールドでは第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）も少ないので丸め誤差Ｅｒ（ｓ）は相対的に大きく、輝度の低い領域で画像表示品質を劣化させる要因となる。
【００６０】
実際、例えば信号レベル「１６」の画像信号のサブフィールドコードは「１１１０１０００」であるので、上述した全点灯率および横点灯率をもつ画像信号に対して、第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）の合計は、「５」＋「９」＋「１３」＋「４３」＝「７０」であり、丸め誤差Ｅｒ（ｓ）の合計は、「−０．４３」＋「０．０５」＋「０．２」＋「０．１５」＋「０．１８」＝「０．１５」である。そしてその比は「０．１５」／「７０」＝「０．００２」であり、非常に小さい。しかし信号レベル「１」のサブフィールドコードは「１０００００００」であるので、上述した全点灯率および横点灯率をもつ画像信号に対して、第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）の合計は、「５」であり、丸め誤差Ｅｒ（ｓ）の合計は、「−０．４３」である。そしてその比は「０．４３」／「５」＝「０．０８６」であり、約９％の誤差となる。
【００６１】
そこで本実施の形態においては、丸め誤差の合計に相当する階調を画像信号に重畳して画像表示品質の劣化を防いでいる。具体的には、まずサブフィールドＳＦｓそれぞれの丸め誤差Ｅｒ（ｓ）を求める。サブフィールドＳＦｓに対する理想的な維持パルス数Ｎ３（ｓ）（実数）と、実際に印加できる維持パルス数Ｎ４（ｓ）（整数）を用いると、丸め誤差Ｅｒ（ｓ）は、
Ｅｒ（ｓ）＝Ｎ３（ｓ）−Ｎ４（ｓ）
である。
【００６２】
そして、点灯するサブフィールドＳＦｓの丸め誤差Ｅｒ（ｓ）を合計した値を輝度倍率Ｋで除して、画素毎の補正量ΔＸを求める。
補正量ΔＸ＝Σ｛Ｅｒ（ｓ）×Ｂｉｔ（ｓ）｝／Ｋ
ただしＢｉｔ（ｓ）は、注目する画素のサブフィールドコードの該当するサブフィールドＳＦｓのビットを示し、サブフィールドＳＦｓで点灯であれば「１」、非点灯であれば「０」である。
【００６３】
例えば信号レベル「１６」の画像信号であれば、丸め誤差の合計は「０．１５」であり、輝度倍率Ｋは「４」であるので、信号レベル「１６」に補正量ΔＸ＝「０．１５」／「４」＝「０．０４」を加算して「１６．０４」に補正する。また信号レベル「１」の画像信号であれば、丸め誤差の合計は「−０．４３」であり、輝度倍率Ｋは「４」であるので、信号レベル「１」に補正量ΔＸ＝「−０．４３」／「４」＝「−０．１１」を加算して「０．８９」に補正する。
【００６４】
以上のように、全点灯率および横点灯率に応じてサブフィールド毎に維持パルス数を補正し、さらに維持パルス数で補正しきれずに発生する丸め誤差を画像信号で補正することにより、輝度の高い領域から輝度の低い領域にわたる全ての領域で画像表示品質を向上させることができる。
【００６５】
なお上述したように、階調重みの大きいサブフィールドでは全丸め誤差は相対的に小さいので、階調重みの小さいサブフィールドの丸め誤差Ｅｒ（ｓ）のみを合計して補正してもよい。
【００６６】
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３０の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置３０は、表示電極対１４とデータ電極２２とを有する放電セルを複数有するパネル１０と、階調重みの定められた複数のサブフィールドで１フィールドを構成し、画像信号をサブフィールドそれぞれの点灯・非点灯を示すサブフィールドコードに変換するとともに、階調重みに応じた維持パルスを表示電極対１４に印加して放電セルのそれぞれをサブフィールドコードに基づき発光させ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３１、データ電極駆動回路３２、走査電極駆動回路３３、維持電極駆動回路３４、タイミング発生回路３５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。
【００６７】
画像信号処理回路３１は、入力した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コードに変換してサブフィールド毎の全点灯率および横点灯率を算出し、ローディングの強さを見積もる。そしてローディングを補正するための維持パルス数を算出し、タイミング発生回路３５に出力する。そして維持パルス数で補正しきれない丸め誤差を画像信号に重畳する補正を施す。さらに画像信号処理回路３１は、補正した画像信号をサブフィールドコードに変換し、データ電極駆動回路に出力する。
【００６８】
データ電極駆動回路３２は、画像信号処理回路３１から出力されたサブフィールドコードを用いてサブフィールドのそれぞれで各画素の点灯・非点灯を制御する書込みパルスに変換し、データ電極２２のそれぞれに印加して階調を表示する。
【００６９】
タイミング発生回路３５は水平同期信号、垂直同期信号に基づき、また画像信号処理回路３１から出力される維持パルス数に基づき、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。走査電極駆動回路３３は、タイミング信号に基づき図３に示した駆動電圧波形を作成し、走査電極１２のそれぞれに印加する。維持電極駆動回路３４は、タイミング信号に基づき図３に示した駆動電圧波形を作成し、維持電極１３のそれぞれに印加する。
【００７０】
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３０の画像信号処理回路３１の回路ブロック図である。画像信号処理回路３１は、輝度倍率設定部５１と、初期パルス数設定部５２と、ＳＦコード変換部５３と、ローディング予測部５４と、維持パルス補正部５５と、画像信号補正部５６と、ＳＦコード変換部５７とを有する。
【００７１】
輝度倍率設定部５１は、１フィールドの画像信号のＡＰＬ（平均輝度レベル）にもとづき、そのフィールドで使用する輝度倍率Ｋを設定する。初期パルス数設定部５２は、サブフィールドＳＦｓそれぞれの階調重みＷ（ｓ）に輝度倍率Ｋを乗じて、サブフィールドＳＦｓそれぞれの補正前の維持パルス数Ｎ１（ｓ）を算出する。
【００７２】
ＳＦコード変換部５３は、入力した１フィールドの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コードに変換する。
【００７３】
ローディング予測部５４は、階調重みのそれぞれに比例した補正前の維持パルス数Ｎ１（ｓ）を表示電極対１４に印加した場合にサブフィールドで表示される階調を画像信号に基づき予測する。本実施の形態においては、ローディング予測部５４は、点灯率算出部６１と、階調変動率出力部６２とを有する。
【００７４】
点灯率算出部６１は、画像表示領域全体に対する点灯率である全点灯率と、画像表示領域を表示電極対１４に沿った帯状の領域に分けたそれぞれの領域に対する点灯率の平均値である横点灯率とを、サブフィールドコードに基づきサブフィールド毎に算出する。
【００７５】
階調変動率出力部６２は、全点灯率および横点灯率に対応する階調変動率Ｒをサブフィールド毎に出力する。本実施の形態において階調変動率出力部６２は、図７に示した階調変動率Ｒを記憶したメモリであり、点灯率算出部６１から出力されたサブフィールド毎の全点灯率および横点灯率に応じて、サブフィールドＳＦｓ毎の階調変動率Ｒ（ｓ）を出力する。
【００７６】
維持パルス補正部５５は、維持パルス数を変更してサブフィールドで表示される階調を補正する。本実施の形態においては、維持パルス補正部５５は、ローディング補正部６４と、輝度補正部６５と、整数化部６６とを有する。
【００７７】
ローディング補正部６４は、階調重みのそれぞれに比例した第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）に階調変動率Ｒ（ｓ）の逆数を乗じてローディングを補正した第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）を算出する。
【００７８】
輝度補正部６５は、ローディング補正前の第１の維持パルス数Ｎ１（ｓ）の総和ΣＮ１とローディング補正後の第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）の総和ΣＮ２との比（ΣＮ１／ΣＮ２）を第２の維持パルス数Ｎ２（ｓ）のそれぞれに乗じて輝度低下を補償した第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）を算出する。
【００７９】
整数化部６６は、第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）を丸めて実際に使用する第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）を設定するとともに、第３の維持パルス数Ｎ３（ｓ）から第４の維持パルス数Ｎ４（ｓ）を減じた値を丸め誤差Ｅｒ（ｓ）として出力する。
【００８０】
画像信号補正部５６は、画像信号に補正量を加算してサブフィールドで表示される階調を補正する。本実施の形態においては、画像信号補正部５６は、補正量算出部６８と、補正量加算部６９とを有する。
【００８１】
補正量算出部６８は、丸め誤差Ｅｒ（ｓ）とサブフィールドコードとを用いて補正量ΔＸを算出する。本実施の形態においては、階調重みの小さいサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３にのみ画像信号のサブフィールドコードと丸め誤差との積和を算出し、それを輝度倍率Ｋで除して補正量ΔＸを求めている。そして補正量加算部６９は、補正量ΔＸを画像信号に加算する。
【００８２】
ＳＦコード変換部５７は、画像信号補正部５６から出力される補正後の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コードに変換し、データ電極駆動回路３２に供給する。
【００８３】
こうして本実施の形態の画像信号処理回路３１は、表示画像に依存するサブフィールド毎の階調の変化を維持パルス補正部と画像信号補正部とで補正する。
【００８４】
以上の構成により、全点灯率および横点灯率に応じてサブフィールド毎に維持パルス数を補正し、さらに維持パルス数で補正しきれずに発生する丸め誤差を画像信号で補正することができ、輝度の高い領域から輝度の低い領域にわたる全ての領域でプラズマディスプレイ装置の画像表示品質を向上させることができる。
【００８５】
なお本実施の形態においては、全てのサブフィールドで維持パルス数の補正を優先的に行い、維持パルス数で補正しきれずに発生する丸め誤差のみを画像信号で補正する構成について説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではない。例えば階調重みの小さいサブフィールドＳＦ１では維持パルス数の頻繁な変動を避けるために維持パルス数の補正を行わずに画像信号で補正し、それ以降のサブフィールドでは階調重みが大きくなるにつれて維持パルス数の補正の優先度を大きく画像信号の補正の優先度を小さく設定してもよい。
【００８６】
また本実施の形態においては、画像信号処理回路３１は２つのＳＦコード変換部５３、５７を有する構成について説明した。すなわち、１つめのＳＦコード変換部５３を用いて入力した画像信号を一旦サブフィールドコードに変換し、それを用いて補正量ΔＸを算出して画像信号に補正を施す。そして２つめのＳＦコード変換部５７を用いて補正後の画像信号をサブフィールドコードに変換し、データ電極駆動回路３２に出力する構成について説明した。しかしながら画像信号処理回路３１はＳＦコード変換部を１つ備えた構成であってもよい。例えば、ＳＦコード変換部５７を用いて補正量ΔＸを算出することで、ＳＦコード変換部５３を省略した構成であってもよい。
【００８７】
また本実施の形態に示した各回路ブロックは、上述した各動作を行う電気回路として構成されてもよく、上述した各動作を行うようにプログラムされたプロセッサ等を用いて構成してもよい。
【００８８】
さらに、本実施の形態において示した具体的な各数値は、単に実施の形態の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、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合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】
【００８９】
本発明は、輝度の低い画像領域から輝度の高い画像領域に亘り、電圧降下の影響を打ち消して品質の高い画像を表示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】
【００９０】
１０    パネル
１２    走査電極
１３    維持電極
２２    データ電極
３０    プラズマディスプレイ装置
３１    画像信号処理回路
３２    データ電極駆動回路
３３    走査電極駆動回路
３４    維持電極駆動回路
３５    タイミング発生回路
５１    輝度倍率設定部
５２    初期パルス数設定部
５３，５７    ＳＦコード変換部
５４    ローディング予測部
５５    維持パルス補正部
５６    画像信号補正部
６１    点灯率算出部
６２    階調変動率出力部
６４    ローディング補正部
６５    輝度補正部
６６    整数化部
６８    補正量算出部
６９    補正量加算部
【図１】
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【図２】
2013148800.tif 000004
【図３】
2013148800.tif 000005
【図４Ａ】
2013148800.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2013148800.tif 000008
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
2013148800.tif 000012
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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