(57)【要約】【課題】画質劣化を抑制しながら、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることができるプラズマディスプレイ装置を提供する。【解決手段】画像信号処理回路４０は、表示用階調の数の異なる複数のコーディングテーブルを有する画像変換部５１と、動き判定基準に従って画像の動き領域を検出する動き領域検出部５２と、傾斜判定基準に従って階調の傾斜領域を検出する傾斜領域検出部５３と、動き領域検出部５２および傾斜領域検出部５３の検出結果に基づき、複数のコーディングテーブルの中から１つのコーディングテーブルを選択するコーディングテーブル選択部５４と、データ電極駆動回路の消費電力値ＰＥを算出する電力算出部５６と、傾斜判定基準を変更制御する傾斜検出制御部５７とを備え、傾斜検出制御部５７が、消費電力値ＰＥの増加に応じてデータ電極駆動回路の消費電力が減少するように傾斜判定基準を変更制御する。【選択図】図７
2009192780.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の交差部に放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルを用いるとともに、１フィールド期間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し、表示に用いる表示用階調のそれぞれに対応づけて発光か非発光かを前記サブフィールドごとに示すコーディングテーブルに従って、前記放電セルを発光制御することにより画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、
画像信号を前記コーディングテーブルに基づく画像データに変換する画像信号処理回路と、
前記画像データに基づいて前記データ電極を駆動するデータ電極駆動回路とを備え、
前記画像信号処理回路は、
前記表示用階調の数の異なる複数のコーディングテーブルを有する画像変換部と、
動き判定基準に従って前記画像信号の画像の動き領域を検出する動き領域検出部と、
傾斜判定基準に従って前記画像信号の階調の傾斜領域を検出する傾斜領域検出部と、
前記動き領域検出部および前記傾斜領域検出部の検出結果に基づき、前記複数のコーディングテーブルの中から１つのコーディングテーブルを選択するコーディングテーブル選択部と、
前記画像データに基づいて前記データ電極駆動回路の消費電力値を算出する電力算出部と、
前記傾斜判定基準を変更制御する傾斜検出制御部とを備え、
前記傾斜検出制御部は、前記消費電力値の増加に応じて前記データ電極駆動回路の消費電力が減少するように前記傾斜判定基準を変更制御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】
前記コーディングテーブルは、サブフィールドのそれぞれに対して階調閾値を有し、前記階調閾値以上の階調を表示するときはそのサブフィールドで放電セルを常に発光させるかあるいは常に発光させないようにし、
前記画像信号処理回路は、それぞれのサブフィールドの前記階調閾値を設定する階調閾値設定部をさらに備え、
前記階調閾値設定部は、前記消費電力値の増加に応じて前記階調閾値を小さい値に設定するようにそれぞれの前記階調閾値を変更制御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。
【請求項３】
前記消費電力値が増加したとき、前記階調閾値設定部が前記階調閾値の変更制御を開始し、その後、前記傾斜検出制御部が前記傾斜判定基準の変更制御を開始するように構成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。
【請求項４】
前記画像信号処理回路は、前記画像信号から前記データ電極駆動回路の消費電力を推定し、推定消費電力値を算出する電力推定部をさらに備え、
前記階調閾値設定部は、前記消費電力値と前記推定消費電力値とを乗算した乗算値の増加に応じて前記階調閾値を小さい値に設定するようにそれぞれの前記階調閾値を変更制御することを特徴とする請求項２または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】
平面状に多数配列された画素を有する画像表示デバイスとして代表的な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、維持電極およびデータ電極を有する放電セルが多数形成されており、各放電セル内部で発生させたガス放電により蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【０００３】
このようなパネルを用いたプラズマディスプレイ装置で画像を表示する方法として主にサブフィールド法が用いられている。これは、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１フィールド期間を構成し、各サブフィールドで放電セルそれぞれの発光・非発光を制御して画像を表示する方法である。
【０００４】
例えば、画像信号の１フィールドを８つのサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドの輝度重みを「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、「１２８」と設定する。そして、画像データを８ビットのデジタル信号とし、これを最下位ビットから順に８つのサブフィールドに割り当てて、各放電セルの発光・非発光を制御することにより２５６階調の画像を表示することができる。しかし、このような方法で動画像を表示すると輪郭状の著しい階調乱れ、いわゆる擬似輪郭が発生することが知られている。
【０００５】
そこで、この擬似輪郭を抑制する方法として、画像の動きを検出し、画像の動きの有無に応じて表示する階調を制限する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、画像の動きのない領域では上述の方法で「０」〜「２５５」の２５６種類の階調を表示し、動画領域では擬似輪郭が発生しにくい階調、例えば「０」、「１」、「３」、「７」、「１５」、「３１」、「６３」、「１２７」、「２５５」の９個の階調に限定して表示する方法が開示されている。このような表示方法により、動画領域での擬似輪郭の発生を抑えることができる。しかし表示できる階調数がわずか９個しかないため、このままでは画像表示品質が極端に低下してしまう。そこで表示すべき階調と実際に表示する階調との間の差を適当な比率によって周囲の画素に分散する、いわゆる誤差拡散を用いて画像表示品質を向上させている。
【０００６】
このような擬似輪郭は、静止画像であっても視線が移動した場合に発生することがある。したがって、表示する階調を制限し、誤差拡散を用いて制限した階調を擬似的に表示する方法は静止画像に対しても有効である。
【０００７】
ところで、パネルを駆動する手段としては、走査電極を駆動するための走査電極駆動回路、維持電極を駆動するための維持電極駆動回路、データ電極を駆動するためのデータ電極駆動回路を備え、各電極の駆動回路はそれぞれの電極に必要な駆動電圧波形を印加する。この中で、データ電極駆動回路は画像データに基づいて多数のデータ電極ごとに独立に書込み動作のための書込みパルスを印加する必要があるので、通常は専用ＩＣを用いて構成されている。一方、データ電極駆動回路側から見ると、各データ電極は隣接するデータ電極、走査電極および維持電極との間の浮遊容量をもつ容量性の負荷である。したがって各データ電極に駆動電圧波形を印加するためにはこの容量を充放電しなければならず、そのための消費電力が必要となる。しかし、駆動回路をＩＣ化するためにはデータ電極駆動回路の消費電力を極力小さく抑える必要があった。
【０００８】
データ電極駆動回路の消費電力はデータ電極のもつ容量の充放電電流が増えると増大するが、この充放電電流は表示する画像データに大きく依存している。例えばすべてのデータ電極に書込みパルスを印加しない場合には充放電電流は流れないので消費電力も最小となる。逆にすべてのデータ電極に書込みパルスを印加する場合も充放電電流は流れないので消費電力も小さい。ところが、データ電極に書込みパルスをランダムに印加する場合には充放電電流は大きくなり、特に隣接するデータ電極に交互に書込みパルスを印加すると、隣接するデータ電極との間の静電容量、走査電極および維持電極との間の静電容量を充放電することになるので、消費電力も非常に大きなものとなる。
【０００９】
そこで、データ電極駆動回路の消費電力を削減する方法としては、例えば画像データに基づきデータ電極駆動回路の消費電力を予測し、輝度重みの最も小さいサブフィールドから書込み動作を禁止してデータ電極駆動回路の消費電力を制限する方法（例えば、特許文献２参照）や、階調閾値を設け、その階調閾値以上の任意の階調で表示する放電セルが対応するサブフィールドで発光するよう制御することで消費電力を抑制する方法（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１１３３３７号公報
【特許文献２】特開２０００−６６６３８号公報
【特許文献３】特開２００７−４１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に自然画などにおいては、輝度重みの小さいサブフィールドの書込み動作に伴うデータ電極駆動回路の消費電力は、輝度重みの大きいサブフィールドの書込み動作に伴う消費電力よりも大きくなる傾向があるので、特許文献３のような方法を用いてデータ電極駆動回路の消費電力を抑えることができる。しかし、表示する画像の内容によってはこのような方法では十分な消費電力抑制効果が得られないことがあった。特に、表示する階調を制限した画像データにさらに誤差拡散やディザを用いた信号処理を行うと、輝度重みの大きいサブフィールドの書込み動作に伴う消費電力が大きくなる傾向があり、上述した方法では有効にデータ電極駆動回路の消費電力を抑えることができない場合があった。
【００１１】
また、例えば特許文献２のように、消費電力に応じてサブフィールドの書込み動作を禁止すると、消費電力抑制には効果的であるものの、著しい画質劣化が生じるという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、誤差拡散やディザなどの画像信号処理を行っても、画質劣化を抑制しながら、データ電極駆動回路の消費電力を抑え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】
【００１３】
本発明のプラズマディスプレイ装置は、表示電極対とデータ電極との交差部に放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルを用いるとともに、１フィールド期間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し、表示に用いる表示用階調のそれぞれに対応づけて発光か非発光かをサブフィールドごとに示すコーディングテーブルに従って、放電セルを発光制御することにより画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、画像信号をコーディングテーブルに基づく画像データに変換する画像信号処理回路と、画像データに基づいてデータ電極を駆動するデータ電極駆動回路とを備える。さらに、画像信号処理回路は、表示用階調の数の異なる複数のコーディングテーブルを有する画像変換部と、動き判定基準に従って画像信号の画像の動き領域を検出する動き領域検出部と、傾斜判定基準に従って画像信号の階調の傾斜領域を検出する傾斜領域検出部と、動き領域検出部および傾斜領域検出部の検出結果に基づき、複数のコーディングテーブルの中から１つのコーディングテーブルを選択するコーディングテーブル選択部と、画像データに基づいてデータ電極駆動回路の消費電力値を算出する電力算出部と、傾斜判定基準を変更制御する傾斜検出制御部とを備え、傾斜検出制御部が、消費電力値の増加に応じてデータ電極駆動回路の消費電力が減少するように傾斜判定基準を変更制御する構成である。
【００１４】
この構成により、誤差拡散やディザなどの画像信号処理を行っても、動きに適応させたコーディングテーブルを選択するため画質劣化を抑制でき、さらに、消費電力が増加した場合には、消費電力が少なくなるようなコーディングテーブルを選択する確率が増加するように制御されるため、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明のプラズマディスプレイ装置は、コーディングテーブルが、サブフィールドのそれぞれに対して階調閾値を有し、階調閾値以上の階調を表示するときはそのサブフィールドで放電セルを常に発光させるかあるいは常に発光させないようにし、画像信号処理回路が、それぞれのサブフィールドの階調閾値を設定する階調閾値設定部をさらに備え、階調閾値設定部が、消費電力値の増加に応じて階調閾値を小さい値に設定するようにそれぞれの階調閾値を変更制御する構成である。
【００１６】
この構成により、消費電力値の増加に応じて階調閾値が減少することで、常時発光とする放電セルが増加するため、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることができる。また、視覚的に劣化が目立たない高階調に対して常時発光と制御するため、画像品質を大きく損なうこともない。
【００１７】
また、本発明のプラズマディスプレイ装置は、消費電力値が増加したとき、階調閾値設定部が階調閾値の変更制御を開始し、その後、傾斜検出制御部が傾斜判定基準の変更制御を開始するように構成している。
【００１８】
この構成により、画質劣化が目立ちにくい階調閾値設定部の階調閾値の変更制御による消費電力削減機能が先に動作することになり、画質の劣化をより抑制することができる。
【００１９】
また、本発明のプラズマディスプレイ装置は、画像信号処理回路が、画像信号からデータ電極駆動回路の消費電力を推定し、推定消費電力値を算出する電力推定部をさらに備え、階調閾値設定部が、消費電力値と推定消費電力値とを乗算した乗算値の増加に応じて階調閾値を小さい値に設定するようにそれぞれの階調閾値を変更制御する構成である。
【００２０】
この構成により、データ電極駆動回路の消費電力が大きくなるような画像信号が入力されたとき、まず電力推定部が消費電力の増加を迅速に予測検知することになり、画像劣化の少ない階調閾値設定部の処理によって消費電力の抑制を開始できる。この後、電力算出部の消費電力値に基づいた階調閾値設定部の処理による消費電力の抑制を行うとともに、傾斜検出制御部の傾斜判定基準の可変制御による消費電力の抑制も開始される。このように、消費電力が大きくなる画像信号が入力されたとしても、画質への影響が少ない消費電力抑制機能から順に滑らかに消費電力抑制効果を発揮できるため、画質劣化を抑制しながら、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、誤差拡散やディザなどの画像信号処理を行っても、画質劣化を抑制しながら、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることが可能なプラズマディスプレイ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に用いるパネル１０の構造を示す分解斜視図である。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。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。
【００２４】
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などの封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態１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〜ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜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〜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。そしてこれらの放電セルは画像を表示する際の画素に対応する。
【００２７】
図３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の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置は、パネル１０、画像信号処理回路４０、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。
【００２８】
画像信号処理回路４０は、詳細は後述するが、画像信号をパネル１０で表示できる画素数および階調数の信号に変換し、放電セルを発光させるサブフィールドの組合せを、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に変換する。
【００２９】
データ電極駆動回路４２は、画像信号処理回路４０から出力された画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する書込みパルスに変換し、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに印加する。ここで、データ電極駆動回路４２は画像データに基づいて多数のデータ電極を独立に駆動する必要があるので、複数個の専用ＩＣ（以下、「データドライバ」と呼称する）を用いて構成されている。本実施の形態においては、データ電極の数ｍを「４０００」、１個のデータドライバの出力数を「２５０」とし、１６個のデータドライバ４２（１）〜４２（１６）を用いてデータ電極駆動回路４２が構成されているものとして説明する。しかし本発明は、データ電極の数、データドライバの出力数などに限定されるものではない。
【００３０】
タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号に基づき、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４３、維持電極駆動回路４４は、それぞれのタイミング信号に基づき駆動電圧波形を作成し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎのそれぞれを駆動する。
【００３１】
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。本実施の形態においては、１フィールドを８つのサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第８ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、４、８、１２、２０、３２、４９）の輝度重みをもつものとして説明する。このように本実施の形態においては、後に配置されたサブフィールドの輝度重みほど大きくなるように設定されている。ただし、本発明はサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態１におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
【００３３】
初期化期間では、まずその前半部において、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に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や蛍光体層上などに蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。
【００３４】
続いて初期化期間の後半部において、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて再び微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧が書込み動作に適した値に調整される。
【００３５】
なお、１フィールドを構成するサブフィールドのうちいくつかのサブフィールドでは初期化期間の前半部を省略してもよく、その場合には、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化動作が行われる。図４には、第１ＳＦの初期化期間では前半部および後半部を有する初期化動作、第２ＳＦ以降のサブフィールドの初期化期間では後半部のみを有する初期化動作を行う駆動電圧波形を示した。
【００３６】
書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧Ｖｅ２に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加する。すると、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に発光す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、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄｈ（ｈ≠ｋ）と走査電極ＳＣ１との交差部では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順次行い、書込み期間が終了する。
【００３７】
なお上述したように、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動しているのはデータ電極駆動回路４２であるが、データ電極駆動回路４２側から見ると各データ電極Ｄｊは容量性の負荷である。したがって、書込み期間において、各データ電極に印加する電圧を接地電位０（Ｖ）から書込みパルス電圧Ｖｄへ、あるいは書込みパルス電圧Ｖｄから接地電位０（Ｖ）へ切換えるごとにこの容量を充放電しなければならない。そしてその充放電の回数が多いとデータ電極駆動回路４２の消費電力も多くなる。
【００３８】
続く維持期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。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発光する。このとき、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。続いて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、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〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに、輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が継続して行われる。なお、書込み期間において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、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。こうして維持期間における維持動作が終了する。
【００３９】
続く第２ＳＦ〜第８ＳＦにおいても維持パルス数を除いて第１ＳＦと同様の動作を行う。このようにして、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１フィールド期間を構成し、放電セルを発光制御するサブフィールドを組合せて階調を表示している。
【００４０】
また、本プラズマディスプレイ装置は、サブフィールドの輝度重みを組合せることにより表示可能な階調をすべて用いて画像表示を行うのではなく、表示可能な階調の中から複数の階調を表示用階調として選び出し、表示すべき表示用階調に対応して放電セルのそれぞれをサブフィールドごとに発光または非発光となるように制御して画像表示を行っている。
【００４１】
次に、ある階調を表示するために、どのサブフィールドで放電セルを発光させるかを示す関係（以下、「コーディング」と略記する）について説明する。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」と仮定し、輝度重み「Ｎ」に対応する階調を「Ｎ」と表記する。したがって、輝度重み１をもつ第１ＳＦのみで発光する放電セルの階調は「１」であり、輝度重み１の第１ＳＦと輝度重み２の第２ＳＦで発光する放電セルの階調は「３」である。
【００４２】
図５は、本発明の実施の形態１において表示に用いる階調である表示用階調と、それぞれの表示用階調に対するコーディングの一覧表（以下、「コーディングテーブル」と略記する）を示す図である。本実施の形態においては、複数のコーディングテーブルとして２種類のコーディングテーブルを、画像信号に基づき切換えて使用している。図５（ａ）は４２通りの表示用階調を有する第１のコーディングテーブル、図５（ｂ）は２５通りの表示用階調を有する第２のコーディングテーブルを示す図である。また、図５（ａ）、（ｂ）のそれぞれにおいて、最も左の列に示した数値は表示に用いる表示用階調の値を示し、その右側にはその階調を表示する際に各サブフィールドで放電セルを発光させるか否かを示す発光パターンを示している。各発光パターンの「０」は非発光、「１」は発光を示している。例えば、階調「２」を表示するためには、第２ＳＦでのみ放電セルを発光させればよく、発光パターンは「０１００００００」となる。また、階調「１１」を表示するためには、第１ＳＦ、第２ＳＦおよび第４ＳＦで放電セルを発光させればよく、発光パターンは「１１０１００００」となる。
【００４３】
本実施の形態においては、画像信号の画像の動きおよび階調の傾斜に基づき、擬似輪郭の目立ちやすい傾斜をもった動き画像領域に対しては、図５（ｂ）に示す表示用階調の数の少ない第２のコーディングテーブルを選択し、静止画像領域などその他の領域に対しては、図５（ａ）に示す表示用階調の数の多い第１のコーディングテーブルを選択するよう適応的に制御し、画質の劣化を抑制している。
【００４４】
そして、さらに、本実施の形態においては、データ電極駆動回路４２の消費電力に応じて、傾斜をもった動き画像領域を判定する判定基準値を可変制御するような構成としたことを特徴としており、これによって、画質の劣化を最小限に抑制しながら、データ電極駆動回路４２の消費電力の増加を抑えている。
【００４５】
すなわち、第１のコーディングテーブルに固定した場合と第２のコーディングテーブルに固定した場合とのデータ電極駆動回路４２の消費電力を同一の画像を入力して比較すると、画像データのビットパターンがコーディングによって異なるため、消費電力も異なることになる。図６は、同一の画像を入力したときのそれぞれのコーディングテーブルによるデータ電極駆動回路４２の消費電力の一例を示している。図６に示すように、第１のコーディングテーブルを用いるほうが、第２のコーディングテーブルを用いるよりも消費電力が少ない。本実施の形態では、このようなコーディングテーブルの違いにより消費電力の差が生じることに注目し、データ電極駆動回路４２の消費電力が所定の消費電力よりも大きくなった場合には、消費電力の少ないコーディングテーブルを選択しやすくなるように制御し、消費電力の増加を抑制している。
【００４６】
次に、画像信号処理回路４０の詳細について説明する。図７は、本発明の実施の形態１における画像信号処理回路４０の詳細を示す回路ブロック図である。画像信号処理回路４０は、選択されたコーディングテーブルに基づいて画像信号を画像データに変換する画像変換部５１と、動き判定基準に従って画像信号の中から画像の動き領域を検出する動き領域検出部５２と、傾斜判定基準に従って画像信号の階調の傾斜領域を検出する傾斜領域検出部５３と、動き領域検出部５２および傾斜領域検出部５３の検出結果に基づきいずれかのコーディングテーブルを選択するコーディングテーブル選択部５４と、画像データに基づいてデータ電極駆動回路４２の消費電力値ＰＥを算出する電力算出部５６と、消費電力値ＰＥに応じて傾斜判定基準を変更制御する傾斜検出制御部５７とを備えている。
【００４７】
画像変換部５１は、上述した２種類のコーディングテーブルとして、図５（ａ）に示した第１のコーディングテーブル６１Ｓおよび図５（ｂ）に示した第２のコーディングテーブル６１Ｍを有している。第１のコーディングテーブル６１Ｓおよび第２のコーディングテーブル６１Ｍは、例えばメモリなどにより実現できる。第２のコーディングテーブル６１Ｍは、擬似輪郭の発生しやすい画像、すなわち階調がゆるい傾斜をもった動画像を表示する際に用いる。第２のコーディングテーブル６１Ｍは、表示用階調の数が第１のコーディングテーブル６１Ｓよりも少ない。その反面、隣り合う表示用階調のハミング距離が小さく、擬似輪郭が発生しにくいコーディングテーブルである。なお、２つのデータ間のハミング距離とは、等しくないビットの個数である。そして隣り合う表示用階調のハミング距離を小さくするほど擬似輪郭も発生しにくい。また、第１のコーディングテーブル６１Ｓは、主に比較的擬似輪郭が発生しにくい静止画像を表示する際に用いる。第１のコーディングテーブル６１Ｓは、表示用階調の数が多い反面、隣り合う表示用階調のハミング距離が大きいところがあり、擬似輪郭が比較的発生しやすいコーディングテーブルである。そして、それぞれのコーディングテーブルは、コーディングテーブル選択部５４からの選択指示信号に従ってセレクタ６２により選択される。
【００４８】
さらに、画像変換部５１は、誤差拡散部６３およびディザ処理部６４を有している。誤差拡散部６３は、入力画像信号の階調と表示用階調との誤差を周辺画素に拡散する処理により、擬似的に階調数を保持させている。また、ディザ処理部６４により動画擬似輪郭が抑制される。
【００４９】
電力算出部５６は、データドライバ４２（１）〜４２（１６）のそれぞれに対する消費電力を計算するドライバ電力算出部７１（１）〜７１（１６）と、ドライバ電力算出部７１（１）〜７１（１６）のそれぞれの出力を所定の時間累積するドライバ電力累積部７２（１）〜７２（１６）と、ドライバ電力累積部７２（１）〜７２（１６）のそれぞれの出力の最大値を選択する最大値選択部７３とを備えている。データ電極駆動回路４２の電力は、上述したように、データ電極Ｄｊのそれぞれに印加する電圧の変化の回数が多くなると大きくなる。加えて隣接するデータ電極Ｄｊ＋１、Ｄｊ−１に印加する電圧が逆位相で変化するとさらに大きくなる。このような関係から、例えばサブフィールドのそれぞれに対応する画像データの各ビットに対して、上下および左右の画素の排他的論理和の総和を計算することにより、データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動するために必要な電力を求めることができる。本実施の形態におけるドライバ電力算出部７１（１）〜７１（１６）はこのような方法でデータドライバ４２（１）〜４２（１６）のそれぞれの電力を算出している。また、ドライバ電力累積部７２（１）〜７２（１６）はデータドライバ４２（１）〜４２（１６）の温度上昇との相関を取るために設けられているが省略してもよい。このような構成により、電力算出部５６はデータドライバ４２（１）〜４２（１６）それぞれの消費電力を算出し、それらの最大値である最大ドライバ電力を消費電力値ＰＥとして出力する。
【００５０】
動き領域検出部５２は、例えば画像信号のフィールド間差分を演算し、動き検出値ｄＦを算出する。さらに、動き領域検出部５２は、画像の動きの有無を判定する動き判定基準としての動き判定閾値Ｔｈｍを有している。動き領域検出部５２は、動き検出値ｄＦがこの動き判定閾値Ｔｈｍを超える画像領域であると、動き領域と判定する。逆に、動き領域検出部５２は、動き検出値ｄＦがこの動き判定閾値Ｔｈｍ以下の画像領域であると、静止領域と判定する。動き領域検出部５２は、このようにして画像の動き領域を検出し、検出結果を動き領域信号Ｍｓとして出力する。
【００５１】
また、傾斜領域検出部５３は、画像信号の隣接画素間の階調の差分演算に基づき、階調が傾斜した傾斜領域を検出するための傾斜検出値ｄＫを算出する。傾斜領域は、画像内で擬似輪郭の目立ちやすい階調傾斜をもち、かつそれが認識できるほどの画素にわたって連続しているような領域である。さらに、傾斜領域検出部５３は、画像内で階調がこのような傾斜をもつかどうかを判定するための傾斜判定基準として、傾斜判定下限閾値Ｔｈｓ＿ｍｉｎおよび傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘを有している。また、特に、本実施の形態では、傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘは、傾斜検出制御部５７から通知される。傾斜領域検出部５３は、傾斜検出値ｄＫが傾斜判定下限閾値Ｔｈｓ＿ｍｉｎから傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘまでの範囲内となる画像領域を傾斜領域と判定する。傾斜領域検出部５３は、このようにして画像の傾斜領域を検出し、検出結果を傾斜領域信号Ｋｓとして出力する。
【００５２】
そして、コーディングテーブル選択部５４は、動き領域信号Ｍｓおよび傾斜領域信号Ｋｓに基づき、第１のコーディングテーブル６１Ｓおよび第２のコーディングテーブル６１Ｍのいずれかのコーディングテーブルを選択する。
【００５３】
図８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のコーディングテーブル選択部５４が選択するコーディングテーブル選択の基準を示す図である。図８において、横軸は、傾斜領域検出部５３の傾斜検出値ｄＫを示し、画像での傾斜が大きいほど傾斜検出値ｄＫも大きくなる。縦軸は、動き領域検出部５２の動き検出値ｄＦを示し、画像での動きが大きいほど動き検出値ｄＦも大きくなる。
【００５４】
図８に示すように、動き検出値ｄＦが動き判定閾値Ｔｈｍ未満の画像領域であると、傾斜検出値ｄＫにかかわらず、コーディングテーブル選択部５４は第１のコーディングテーブル６１Ｓを選択指示する選択指示信号をセレクタ６２に出力する。また、動き検出値ｄＦが動き判定閾値Ｔｈｍ以上であり、かつ傾斜検出値ｄＫが傾斜判定下限閾値Ｔｈｓ＿ｍｉｎから傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘまでの範囲内となる画像領域であると、コーディングテーブル選択部５４は、第２のコーディングテーブル６１Ｍを選択指示する選択指示信号をセレクタ６２に出力する。また、動き検出値ｄＦが動き判定閾値Ｔｈｍ以上であり、かつ傾斜検出値ｄＫが傾斜判定下限閾値Ｔｈｓ＿ｍｉｎから傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘまでの範囲外となる画像領域であると、コーディングテーブル選択部５４は、第１のコーディングテーブル６１Ｓを選択指示する選択指示信号をセレクタ６２に出力する。コーディングテーブル選択部５４がこのような判定基準により第１のコーディングテーブル６１Ｓと第２のコーディングテーブル６１Ｍとを選択制御することにより、階調の傾斜を有した動画像領域で発生しやすい擬似輪郭を抑制するとともに静止画像領域においては十分な階調数を確保している。
【００５５】
さらに、本実施の形態では、消費電力抑制を行うため、電力算出部５６からの消費電力値ＰＥに応じて、傾斜領域検出部５３の傾斜判定基準を可変制御する傾斜検出制御部５７を備えている。傾斜検出制御部５７は、消費電力値ＰＥが所定の閾値を超えているかどうかを判定する。そして、消費電力値ＰＥが所定の閾値を超えている場合には、傾斜領域検出部５３に通知する傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘを減少させる。具体的には消費電力値ＰＥが所定の閾値を超えている期間、傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘを順次減少させていく。また、消費電力値ＰＥが所定の閾値以下となると、所定の時間間隔で、傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘを順次増加させていく。図９は、傾斜検出制御部５７による傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘの変更制御の様子を示した図である。本実施の形態においては、消費電力値ＰＥが大きくなると傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘが小さくなるように変更制御される。これにより、図９に示すように、データ電極駆動回路４２の消費電力が大きい第２のコーディングテーブル６１Ｍを選択する確率が減り、消費電力が抑制される。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態のプラズマディスプレイ装置は、画像信号処理回路が、表示用階調の数の異なる複数のコーディングテーブルを有した画像変換部５１と、動き判定基準に従って画像信号の画像の動き領域を検出する動き領域検出部５２と、傾斜判定基準に従って画像信号の階調の傾斜領域を検出する傾斜領域検出部５３と、動き領域検出部５２および傾斜領域検出部５３の検出結果に基づき、第１のコーディングテーブル６１Ｓと第２のコーディングテーブル６１Ｍとから選択すべきコーディングテーブルを選択するコーディングテーブル選択部５４と、画像データに基づいてデータ電極駆動回路４２の消費電力値ＰＥを算出する電力算出部５６と、傾斜判定基準を変更制御する傾斜検出制御部５７とを備える。そして、傾斜判定基準の傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘは、消費電力値ＰＥに応じてデータ電極駆動回路４２の消費電力が少なくなるように、傾斜検出制御部５７により変更制御される。
【００５７】
このような構成とすることにより、誤差拡散やディザなどの画像信号処理を行っても、動きに適応させたコーディングテーブルを選択するため画質劣化を抑制でき、さらに、消費電力が増加した場合には、消費電力が少なくなるようなコーディングテーブルを選択する確率が増加するように制御されるため、データ電極駆動回路４２の消費電力を抑えることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図１０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９０の回路ブロック図である。実施の形態２の画像信号処理回路９０は、さらに、電力推定部９１、階調閾値設定部９２および乗算器９３を備えている。なお、図７と同一の構成要素については同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。
【００５９】
電力推定部９１は、画像信号から画像データを予測してデータ電極駆動回路４２の消費電力を推定し、推定消費電力値ＰＥａを算出する。乗算器９３は、推定消費電力値ＰＥａと消費電力値ＰＥとを乗算し、乗算値ＰＥｍを階調閾値設定部９２に供給する。
【００６０】
第１のコーディングテーブル６１Ｓは、サブフィールドのそれぞれに対して階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを有する。階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴは階調重みが大きいサブフィールドほど大きい値に設定されている。そして階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴ以上の階調を表示するときは、そのサブフィールドで常に放電セルを発光させる。階調閾値設定部９２は、乗算値ＰＥｍに基づき消費電力が増加すると階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを小さい値に設定するようにそれぞれの階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを変更制御する。その結果、第１のコーディングテーブル６１Ｓは、該当サブフィールドの階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴが示す表示用階調値以上の階調では発光を示す「１」となる。
【００６１】
図１１は、本実施の形態における階調閾値設定部９２のコーディングテーブル変更処理を説明するための図である。図１１（ａ）は、乗算値ＰＥｍに対する第ｎＳＦの階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴ（ｎ）を示している。すなわち、消費電力に対応する乗算値ＰＥｍが増加すると階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴ（ｎ）は小さい値に設定される。なお、図１１（ａ）に示すように、階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴ（ｎ）に対してのリミット値として、上限値ＳＴ（ｎ）ｍａｘおよび下限値ＳＴ（ｎ）ｍｉｎを設定している。
【００６２】
また、図１１（ｂ）は、第１のコーディングテーブル６１Ｓとその階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを模式的に示す図である。図１１（ｂ）に示すように、例えば、第１ＳＦでは、階調閾値ＳＴ（１）ｘ以上の表示用階調に対してはすべて「１」が設定される。また、階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴ（ｎ）は、図１１（ａ）に示すように乗算値ＰＥｍにより変更されるため、例えば、乗算値ＰＥｍが大きくなると、図１１（ｂ）の点線で示すように、第１のコーディングテーブル６１Ｓの「１」が設定される領域が広くなる。
【００６３】
このような処理を行うことにより、それぞれの階調閾値以上の階調を表示する領域では、対応するサブフィールドの書込み期間においてデータ電極に書込みパルスを印加し続けることになり、その分の充放電の回数を減らすことができるので、データ電極駆動回路４２の消費電力を削減することが可能となる。さらに、第１のコーディングテーブル６１Ｓの「１」が設定される領域は、消費電力が大きくなると広くなるよう適応的に可変制御されるため、画質の劣化を最小限に抑えながら、消費電力も抑制できる。
【００６４】
さらに、本実施の形態では、消費電力値ＰＥと推定消費電力値ＰＥａとを乗算した乗算値ＰＥｍの増加に応じて階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを小さな値に設定するように変更制御する構成である。このため、電力推定部９１が消費電力の増加を迅速に予測検知することになり、まず、画像劣化の最も少ない階調閾値設定部９２の処理によって消費電力の抑制を開始する。この後、電力算出部５６の消費電力値ＰＥに基づいた階調閾値設定部９２の処理による消費電力の抑制を行い、その後、傾斜検出制御部５７の傾斜判定基準の可変制御による消費電力の抑制が開始される。このように、画質劣化が目立ちにくい消費電力削減機能から順番に動作することになり、画質の劣化を抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、消費電力値ＰＥと推定消費電力値ＰＥａとを乗算した乗算値ＰＥｍの増加に応じて階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを制御するような例を挙げて説明したが、消費電力値ＰＥの増加に応じて階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴを制御するような構成であっても、画質の劣化を抑えながら消費電力を抑制する効果を得ることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、階調閾値設定部９２が、階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴにより、第１のコーディングテーブル６１Ｓに対して、階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴが示す表示用階調値以上の表示用階調の該当サブフィールドに発光を示す「１」を設定する構成例を挙げて説明したが、階調閾値ｃｎｔ＿ＳＴが示す表示用階調値以上の表示用階調の該当サブフィールドに非発光を示す「０」を設定するような構成であってもよい。
【００６７】
また、以上の説明では、画像変換部５１が２つのコーディングテーブルを有した例を挙げて説明したが、動きや傾斜に応じた複数のコーディングテーブルを備えた構成であってもよい。また、例えば、コーディングテーブルを切換えた場合、この切換えによる画質変化が目立つことがある。このような場合、第１のコーディングテーブル６１Ｓと第２のコーディングテーブル６１Ｍとの中間となるようなコーディングテーブルをさらに備え、コーディングテーブルを切換え時に中間のコーディングテーブルによる画像を表示し、切換えによる画質変化を抑制するような構成としてもよい。
【００６８】
また、以上の説明では、第１のコーディングテーブル６１Ｓに比べて第２のコーディングテーブル６１Ｍにより処理したほうが、データ電極駆動回路４２の消費電力が大きくなるような例を挙げて説明したが、逆の場合もありうる。このような場合、当然のことながら、消費電力が大きくなるようなコーディングテーブルを選択する確率を減らすように動作させればよい。
【００６９】
また、本発明は、例えば、上述した特許文献２のような消費電力に応じて画像データの下位ビットを「０」または「１」に強制設定する強制ＳＦ固定制御機能と組合せることも可能である。しかし、上述した２つの電力削減機能を動作させても電力が十分削減できない場合に強制ＳＦ固定制御機能を動作させることが望ましい。このような構成とすることにより、データ電極駆動回路４２の消費電力が増加したとしても、まず画質の劣化が少ない、傾斜検出制御部５７による傾斜判定基準の変更制御により消費電力を抑える処理を実行し、これによっても消費電力が抑えられない場合に、消費電力の抑制に効果的であるが画質の劣化が目立ちやすい強制ＳＦ固定制御機能による処理が実行される。また、実施の形態２の構成と強制ＳＦ固定制御機能とを組合せた構成とすることにより、電力推定部９１が消費電力の増加を迅速に予測検知することになり、まず、画像劣化の最も少ない階調閾値設定部９２の処理によって消費電力の抑制を開始できる。この後、電力算出部５６の消費電力値ＰＥに基づいた階調閾値設定部９２の処理による消費電力の抑制が始まるとともに、傾斜検出制御部５７の傾斜判定基準の変更制御による消費電力の抑制も開始される。そして、これらの処理によっても消費電力が抑えられない場合に、消費電力の抑制に効果的であるが画質の劣化が目立ちやすい強制ＳＦ固定制御機能による処理が実行される。このような構成とすることにより、画質劣化が目立ちにくい消費電力削減機能が順番に動作することになり、より画質の劣化を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のプラズマディスプレイ装置は、誤差拡散やディザなどの画像信号処理を行っても、画質劣化を抑制しながら、データ電極駆動回路の消費電力を抑えることができるので、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるディスプレイ装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に用いるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に用いるパネルの電極配列図
【図３】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
【図４】本発明の実施の形態１におけるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態１において表示に用いるコーディングテーブルを示す図
【図６】各コーディングテーブルによるデータ電極駆動回路の消費電力の一例を示した図
【図７】本発明の実施の形態１における画像信号処理回路の詳細を示す回路ブロック図
【図８】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コーディングテーブル選択部が選択するコーディングテーブル選択の基準を示す図
【図９】傾斜検出制御部による傾斜判定上限閾値Ｔｈｓ＿ｍａｘの変更制御の様子を示した図
【図１０】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の回路ブロック図
【図１１】本発明の実施の形態２における階調閾値設定部のコーディングテーブル変更処理を説明するための図
【符号の説明】
【００７２】
１０    パネル
２１    前面基板
２２    走査電極
２３    維持電極
２４    表示電極対
２５，３３    誘電体層
２６    保護層
３１    背面基板
３２    データ電極
３４    隔壁
３５    蛍光体層
４０，９０    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
５１    画像変換部
５２    動き領域検出部
５３    傾斜領域検出部
５４    コーディングテーブル選択部
５６    電力算出部
５７    傾斜検出制御部
６１Ｓ    第１のコーディングテーブル
６１Ｍ    第２のコーディングテーブル
６２    セレクタ
６３    誤差拡散部
６４    ディザ処理部
７１    ドライバ電力算出部
７２    ドライバ電力累積部
７３    最大値選択部
９１    電力推定部
９２    階調閾値設定部
９３    乗算器
【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】
2009192780.tif 000010
【図９】
2009192780.tif 000011
【図１０】
2009192780.tif 000012
【図１１】
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