(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイ装置において、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減する。【解決手段】データ電極駆動回路における消費電力を予測する電力予測部５２と、各サブフィールドのそれぞれに設定された複数の階調制限ルールと電力予測部５２において算出された電力予測値とにもとづき、あらかじめ設定された複数の階調値の中から、各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールの全てを満たす階調値を選択して画像表示用の階調値とする階調制限部５５とを有し、階調制限ルールは、電力予測部５２において算出された電力予測値が大きいときには電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように設定され、階調制限部５５は、常時点灯開始階調値以上の階調値では所定のサブフィールドが点灯する階調値のみを選択する。【選択図】図５
2009192647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ電極を有するプラズマディスプレイパネルと、
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１フィールド期間内に複数設けるとともに、前記書込み期間に書込みパルスを発生させ前記データ電極に印加して前記データ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、
入力画像信号を前記プラズマディスプレイパネルが有する放電セルにおけるサブフィールド毎の発光・非発光を示すサブフィールドデータに変換する画像信号処理回路とを備え、
前記画像信号処理回路は、
前記データ電極駆動回路における消費電力を予測する電力予測部と、
各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールと前記電力予測部において算出された電力予測値とにもとづき、あらかじめ設定された複数の階調値の中から、各サブフィールドのそれぞれに設定された前記階調制限ルールの全てを満たす階調値を選択して画像表示用の階調値とする階調制限部とを有し、
前記階調制限ルールは、前記電力予測部において算出される電力予測値に対する常時点灯開始階調値が設定されたものであって、前記電力予測部において算出された電力予測値が大きいときには前記電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように設定され、
前記階調制限部は、前記常時点灯開始階調値以上の階調値では所定のサブフィールドが点灯する階調値のみを選択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】
前記階調制限部は、前記電力予測部において算出された電力予測値に対するヒステリシス特性を有する前記階調制限ルールにもとづき画像表示用の階調値を選択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】
前記階調制限部は、前記電力予測部において算出された電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには階調値の大きい方から先に画像表示に使用する階調値が制限されていき、前記電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには階調値の小さい方から先に画像表示に使用する階調値の制限が解かれるように設定された階調制限ルールにもとづき画像表示用の階調値を選択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４】
画像信号の平均輝度レベルを検出するＡＰＬ検出部を備え、
前記階調制限部は、前記ＡＰＬ検出部において検出されたＡＰＬにもとづいて前記電力予測部において算出された電力予測値に補正をかけるとともに、前記ＡＰＬ検出部において検出されたＡＰＬが所定のしきい値よりも小さいときには、前記電力予測部において算出された数値よりも小さい数値になるように前記電力予測値に補正をかけ、その補正された数値にもとづき画像表示用の階調値を選択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５】
データ電極を有するプラズマディスプレイパネルを、
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１フィールド期間内に複数設けるとともに、前記書込み期間に書込みパルスを発生させ前記データ電極に印加して前記データ電極を駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記データ電極を駆動する回路における消費電力の予測値を電力予測値として算出し、
各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールと前記電力予測値とにもとづき、あらかじめ設定された複数の階調値の中から、各サブフィールドのそれぞれに設定された前記階調制限ルールの全てを満たす階調値を選択して画像表示用の階調値とするとともに、
前記階調制限ルールは、前記電力予測値に対する常時点灯開始階調値が設定されたものであって、前記電力予測値が大きいときには前記電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように設定され、
前記常時点灯開始階調値以上の階調値では所定のサブフィールドが点灯する階調値のみを選択することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項６】
前記階調制限ルールは、前記電力予測値に対するヒステリシス特性を有するように設定されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項７】
前記階調制限ルールは、前記電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには階調値の大きい方から先に画像表示に使用する階調値が制限されていき、前記電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには階調値の小さい方から先に画像表示に使用する階調値の制限が解かれるように設定されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項８】
画像信号の平均輝度レベルを検出し、
検出された前記平均輝度レベルにもとづいて前記電力予測値に補正をかけるとともに、検出された前記平均輝度レベルが所定のしきい値よりも小さいときには、前記電力予測値がより小さい数値になるように補正をかけ、
その補正された数値にもとづき画像表示用の階調値を選択することを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
【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およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。
【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、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には、例えば分圧比で５％のキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各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（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）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、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、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に用いられている。
【０００４】
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各電極上に形成するとともに、書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子（書込み放電を発生させるための励起粒子）を発生させる。
【０００５】
書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加（以下、この動作を「走査」とも記す）するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加する（以下、これらの動作を総称して「書込み」とも記す）。それにより、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を発生させ、選択的に壁電荷を形成する。
【０００６】
続く維持期間では、表示させるべき輝度に応じた所定の回数の維持パルスを走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に印加する。それにより、書込み放電による壁電荷形成が行われた放電セルで選択的に放電を起こし、その放電セルを発光させる。これにより画像表示を行う。
【０００７】
また、サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた駆動方法が開示されている。
【０００８】
具体的には、複数のサブフィールドのうち、１つのサブフィールドの初期化期間においては全ての放電セルに初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行い、他のサブフィールドの初期化期間においては直前の維持期間で維持放電を行った放電セルにのみ初期化放電を発生させる選択初期化動作を行う。このように駆動することによって、画像の表示に関係のない発光に依存して変化する黒表示領域の輝度（以下、「黒輝度」と略記する）は全セル初期化動作における微弱発光だけとなり、コントラストの高い画像表示が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
一方、近年では、パネルの大画面化、高輝度化にともない、パネルにおける消費電力が増大する傾向にある。また、大画面化、高精細化されたパネルではパネル駆動時の負荷が増大するため放電が不安定になりやすい。放電を安定に発生させるためには、電極に印加する駆動電圧を上げればよいが、これは、消費電力をさらに増大させる一因となる。
【００１０】
また、電極に印加する駆動電圧を高くして、駆動回路を構成する部品の定格値を超えると、回路が誤動作する恐れも生じる。例えば、データ電極駆動回路は、書込みパルス電圧をデータ電極に印加して放電セルで書込み放電を発生させる動作を行うが、書込み時の消費電力がデータ電極駆動回路を構成するＩＣの定格値を超えるとそのＩＣが誤動作し、書込み放電を発生させるべき放電セルで書込み放電が発生しない、あるいは書込み放電を発生させるべきでない放電セルで書込み放電が発生するといった書込み不良が発生する恐れがある。
【００１１】
そこで、書込み時の消費電力を抑えるために、画像を表示する際に用いる階調値（以下、「表示用階調」とも記す）の数を制限する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
また、書込み時の消費電力を抑えるために、表示すべき画像信号にもとづきデータ電極駆動回路の消費電力を予測して、その予測値が設定値以上になると表示用階調を制限する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４２２２４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６６号公報
【特許文献３】特開２０００−６６６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年、パネルの大画面化、高精細化にともない、プラズマディスプレイ装置における画像表示品質のさらなる向上が望まれている。
【００１４】
一方、上述した従来の技術においては、表示用階調が変化するときに、階調値数の変更が滑らかに行われず、階調値数が変化したときに生じる表示画像の変化が認識されることがあり、画像表示品質が劣化したように感じられることがあった。
【００１５】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減することが可能なプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法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】
【００１６】
本発明のプラズマディスプレイ装置は、データ電極を有するパネルと、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１フィールド期間内に複数設けるとともに、書込み期間に書込みパルスを発生させデータ電極に印加してデータ電極を駆動するデータ電極駆動回路と、入力画像信号をパネルが有する放電セルにおけるサブフィールド毎の発光・非発光を示すサブフィールドデータに変換する画像信号処理回路とを備え、画像信号処理回路は、データ電極駆動回路における消費電力を予測する電力予測部と、各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールと電力予測部において算出された電力予測値とにもとづき、あらかじめ設定された複数の階調値の中から、各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールの全てを満たす階調値を選択して画像表示用の階調値とする階調制限部とを有し、階調制限ルールは、電力予測部において算出される電力予測値に対する常時点灯開始階調値が設定されたものであって、電力予測部において算出された電力予測値が大きいときには電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように設定され、階調制限部は、常時点灯開始階調値以上の階調値では所定のサブフィールドが点灯する階調値のみを選択することを特徴とする。
【００１７】
これにより、電力予測値にもとづき画像表示に用いる階調値の数が変更されるときに、画像表示に用いる階調値の数を緩やかに変化させることができるので、階調値の数の変化が発生したときに生じる表示画像の変化を低減することができ、表示画像品質を良好に保ちつつデータ電極駆動回路における消費電力を削減することができる。
【００１８】
また、このプラズマディスプレイ装置において、階調制限部は、電力予測部において算出された電力予測値に対するヒステリシス特性を有する階調制限ルールにもとづき画像表示用の階調値を選択する構成であってもよい。これにより、表示用階調に頻繁な変動が発生するのを防止して動作の安定化を図ることができ、画像表示品質をより向上させることができる。
【００１９】
また、このプラズマディスプレイ装置において、階調制限部は、電力予測部において算出された電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには階調値の大きい方から先に画像表示に使用する階調値が制限されていき、電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには階調値の小さい方から先に画像表示に使用する階調値の制限が解かれるように設定された階調制限ルールにもとづき画像表示用の階調値を選択することを特徴とする。これにより、比較的変化が感じられやすい発光輝度の低い階調値ほど画像表示に使用する階調値の制限がかかりにくく、逆に比較的変化が感じられにくい発光輝度の高い階調値ほど画像表示に使用する階調値の制限がかかりやすくすることができるので、画像表示品質をさらに良好に保ちつつ消費電力を削減することができる。
【００２０】
また、このプラズマディスプレイ装置は、画像信号の平均輝度レベルを検出するＡＰＬ検出部を備え、階調制限部は、ＡＰＬ検出部において検出されたＡＰＬにもとづいて電力予測部において算出された電力予測値に補正をかけるとともに、ＡＰＬ検出部において検出されたＡＰＬが所定のしきい値よりも小さいときには、電力予測部において算出された数値よりも小さい数値になるように電力予測値に補正をかけ、その補正された数値にもとづき画像表示用の階調値を選択する構成であってもよい。これにより、ＡＰＬが低い画像を表示するときに、電力予測値に、電力予測部において算出された数値よりも小さい数値になるような補正をかけることができるので、補正をかけないときよりも画像表示に用いる階調値の数を増やすことができ、画像表示品質をさらに良好にすることができる。
【００２１】
また、本発明のパネルの駆動方法は、データ電極を有するパネルを、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１フィールド期間内に複数設けるとともに、書込み期間に書込みパルスを発生させデータ電極に印加してデータ電極を駆動するパネルの駆動方法であって、データ電極を駆動する回路における消費電力の予測値を電力予測値として算出し、各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールと電力予測値とにもとづき、あらかじめ設定された複数の階調値の中から、各サブフィールドのそれぞれに設定された階調制限ルールの全てを満たす階調値を選択して画像表示用の階調値とするとともに、階調制限ルールは、電力予測値に対する常時点灯開始階調値が設定されたものであって、電力予測値が大きいときには電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように設定され、常時点灯開始階調値以上の階調値では所定のサブフィールドが点灯する階調値のみを選択することを特徴とする。
【００２２】
これにより、電力予測値にもとづき画像表示に用いる階調値の数が変更されるときに、画像表示に用いる階調値の数を緩やかに変化させることができるので、階調値の数の変化が発生したときに生じる表示画像の変化を低減することができ、表示画像品質を良好に保ちつつデータ電極駆動回路における消費電力を削減することができる。
【００２３】
また、本発明のパネルの駆動方法において、階調制限ルールは、電力予測値に対するヒステリシス特性を有するように設定されてもよい。これにより、表示用階調に頻繁な変動が発生するのを防止して動作の安定化を図ることができ、画像表示品質をより向上させることができる。
【００２４】
また、本発明のパネルの駆動方法において、階調制限ルールは、電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには階調値の大きい方から先に画像表示に使用する階調値が制限されていき、電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには階調値の小さい方から先に画像表示に使用する階調値の制限が解かれるように設定されたことを特徴とする。これにより、比較的変化が感じられやすい発光輝度の低い階調値ほど画像表示に使用する階調値の制限がかかりにくく、逆に比較的変化が感じられにくい発光輝度の高い階調値ほど画像表示に使用する階調値の制限がかかりやすくすることができるので、画像表示品質をさらに良好に保ちつつ消費電力を削減することができる。
【００２５】
また、本発明のパネルの駆動方法においては、画像信号の平均輝度レベルを検出し、検出された平均輝度レベルにもとづいて電力予測値に補正をかけるとともに、検出された平均輝度レベルが所定のしきい値よりも小さいときには、電力予測値がより小さい数値になるように補正をかけ、その補正された数値にもとづき画像表示用の階調値を選択するようにしてもよい。これにより、平均輝度レベルが低い画像を表示するときに、電力予測値に、電力予測部において算出された数値よりも小さい数値になるような補正をかけることができるので、補正をかけないときよりも画像表示に用いる階調値の数を増やすことができ、画像表示品質をさらに良好にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、大画面化、高精細化されたパネルにおいても、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減することができるプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法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】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパネル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。そして走査電極２２と維持電極２３と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。
【００２９】
また、保護層２６は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、パネルの材料として使用実績があり、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）ガスを封入した場合に２次電子放出係数が大きく耐久性に優れたＭｇＯを主成分とする材料から形成されている。
【００３０】
背面板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（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。
【００３１】
これら前面板２１と背面板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、内部の放電空間には、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。なお、本実施の形態では、発光効率を向上させるためにキセノン分圧を約１０％とした放電ガスを用いている。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。
【００３２】
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。また、放電ガスの混合比率も上述した数値に限られるわけではなく、その他の混合比率であってもよい。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態１におけるパネル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。そして、ｍ×ｎ個の放電セルが形成された領域がパネル１０の表示領域となる。
【００３４】
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の概要について説明する。本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法、すなわち１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、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階調表示を行う。それぞれのサブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。
【００３５】
各サブフィールドにおいて、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるという働きを持つ。このときの初期化動作には、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作と、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルだけで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化動作とがある。
【００３６】
書込み期間では、後に続く維持期間において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。そして維持期間では、輝度重みに比例した数の維持パルスを表示電極対２４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。このときの比例定数を「輝度倍率」と呼ぶ。
【００３７】
本実施の形態では、１フィールドを８のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第８ＳＦ）で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、４、８、１６、３０、５７、１０８）の輝度重みを持つものとする。
【００３８】
そして、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第８ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。これにより、画像の表示に関係のない発光は第１ＳＦにおける全セル初期化動作の放電にともなう発光のみとなり、維持放電を発生させない黒表示領域の輝度である黒輝度は全セル初期化動作における微弱発光だけとなって、コントラストの高い画像表示が可能となる。また、各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスを表示電極対２４のそれぞれに印加する。
【００３９】
しかし、本実施の形態は、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く、また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。
【００４０】
図３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図である。図３には、２つのサブフィールドの駆動電圧波形、すなわち全セル初期化動作を行うサブフィールド（以下、「全セル初期化サブフィールド」と呼称する）の第１サブフィールド（第１ＳＦ）と、選択初期化動作を行うサブフィールド（以下、「選択初期化サブフィールド」と呼称する）の第２サブフィールド（第２ＳＦ）とを示しているが、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形もほぼ同様である。また、以下における走査電極ＳＣｉ、維持電極ＳＵｉ、データ電極Ｄｋは、各電極の中から画像データにもとづき選択された電極を表す。
【００４１】
まず、全セル初期化サブフィールドである第１ＳＦについて説明する。
【００４２】
第１ＳＦの初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎにそれぞれ０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧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（以下、「上りランプ波形電圧」と呼称する）を印加する。
【００４３】
この上りランプ波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。この電極上部の壁電圧とは、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。
【００４４】
初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎには正の電圧Ｖｅ１を印加し、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍには０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧（以下、「下りランプ波形電圧」と呼称する）を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。
【００４５】
なお、図３の第２ＳＦの初期化期間に示したように、初期化期間の前半部を省略した駆動電圧波形を各電極に印加してもよい。すなわち、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加し、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに放電開始電圧以下となる電圧（例えば、接地電位）から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下りランプ波形電圧を印加する。これにより前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上部および維持電極ＳＵｉ上部の壁電圧が弱められる。また直前の維持放電によってデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）上部に十分な正の壁電圧が蓄積されている放電セルでは、こ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。一方、前のサブフィールドで維持放電を起こさなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷がそのまま保たれる。このように前半部を省略した初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して初期化放電を行う選択初期化動作となる。
【００４６】
続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに対しては順次走査パルス電圧を印加し、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに対しては発光させるべき放電セルに対応するデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加して、各放電セルに選択的に書込み放電を発生させる。このとき、本実施の形態では、後述する電力予測部において算出される電力予測値にもとづき、表示用階調の階調数を変更している。この詳細については後述する。
【００４７】
書込み期間では、まず維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。
【００４８】
そして、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍのうち１行目に発光させる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。このときデータ電極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上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。これにより、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間に放電が発生する。また、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加しているため、維持電極ＳＵ１上と走査電極ＳＣ１上との電圧差は、外部印加電圧の差である（Ｖｅ２−Ｖａ）に維持電極ＳＵ１上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧との差が加算されたものとなる。このとき、電圧Ｖｅ２を、放電開始電圧をやや下回る程度の電圧値に設定することで、維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間を、放電には至らないが放電が発生しやすい状態とすることができる。これにより、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間に発生する放電を引き金にして、データ電極Ｄｋと交差する領域にある維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に放電を発生させることができる。こうして、発光させるべき放電セルに書込み放電が起こり、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。
【００４９】
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、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍと走査電極ＳＣ１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、書込み期間が終了する。
【００５０】
続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎにベース電位となる接地電位、すなわち０（Ｖ）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上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。
【００５１】
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。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たれる。
【００５２】
続いて、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎにはベース電位となる０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｓ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、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との電圧差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〜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輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対２４の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。
【００５３】
そして、維持期間の最後には、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに、ベース電位となる０（Ｖ）から電圧Ｖｅｒｓに向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧（以下、「消去ランプ波形電圧」と呼称する）を印加する。これにより、微弱な放電を持続して発生させ、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の一部または全部を消去している。
【００５４】
続くサブフィールドの動作は、維持期間の維持パルスの数を除いて上述の動作とほぼ同様であるため説明を省略する。以上が、本実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形の概要である。
【００５５】
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４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１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１は、パネル１０、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。
【００５６】
画像信号処理回路４１は、入力された画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。
【００５７】
タイミング発生回路４５は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖにもと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。
【００５８】
走査電極駆動回路４３は、初期化期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する初期化波形電圧を発生するための初期化波形発生回路（図示せず）、維持期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路（図示せず）、複数の走査ＩＣを備え書込み期間において走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する走査パルスを発生するための走査パルス発生回路（図示せず）を有する。そして、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎをそれぞれ駆動する。
【００５９】
データ電極駆動回路４２は、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍのそれぞれに書込みパルスを出力する複数のデータ電極駆動ＩＣを有する。データ電極駆動ＩＣは、内部に複数のスイッチング素子を備えており、それらのスイッチング素子の導通・遮断を切換えることで書込みパルスを発生させている。そして、データ電極駆動回路４２は、書込み期間において、画像信号処理回路４１から出力されるサブフィールドデータ（画像信号を、各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍの、各サブフィールドにおける点灯／非点灯を表す信号に変換したデータ）、およびタイミング信号にもとづき各データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍに書込みパルスを印加して、データ電極Ｄ１〜データ電極Ｄｍを駆動する。
【００６０】
維持電極駆動回路４４は、維持パルス発生回路（図示せず）および電圧Ｖｅ１、電圧Ｖｅ２を発生するための回路（図示せず）を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎを駆動する。
【００６１】
図５は、本発明の実施の形態１における画像信号処理回路４１の回路ブロック図である。なお、図５には、本実施の形態における表示用階調の制御に関係する回路ブロックを示し、それ以外の回路ブロックは省略している。
【００６２】
画像信号処理回路４１は、階調変換部５１と、電力予測部５２と、記憶部５３と、データ読み出し部５４と、階調制限部５５と、ルックアップテーブル５６とを有する。
【００６３】
階調変換部５１は、表示用階調としてルックアップテーブル５６に書き込まれた複数の階調値のうち、入力された画像信号の階調値に最も近い階調値を選択し、その階調値のコーディングデータ（その階調値で放電セルを発光させるための各サブフィールドにおける点灯／非点灯を表すデータ）を読み出す。階調変換部５１は、このようにしてサブフィールドデータを作成し、出力する。
【００６４】
電力予測部５２は、階調変換部５１から出力されるサブフィールドデータにもとづき、データ電極駆動回路４２における消費電力を予測する。データ電極駆動回路４２における消費電力の予測値（以下、「電力予測値」とも記す）の算出は、例えば次のようにして行うことができる。
【００６５】
データ電極駆動回路４２における消費電力は、書込み放電を発生させる放電セル（以下、「点灯セル」と呼称する）と書込み放電を発生させない放電セル（以下、「非点灯セル」と呼称する）とが隣り合う数が多いほど増え、点灯セル同士または非点灯セル同士が隣り合う数が多いほど少なくなる。これは、データ電極駆動回路４２に備えられたデータ電極駆動ＩＣが、内部に有する複数のスイッチング素子を切換えて書込みパルスを発生させており、点灯セルと非点灯セルとが隣り合う数が多いほどスイッチング素子の切換え回数が増加し、逆に点灯セル同士または非点灯セル同士が隣り合う数が多いほど、スイッチング素子の切換え回数が減少するためである。
【００６６】
電力予測部５２では、これを利用して、データ電極駆動回路４２における電力予測値を算出することができる。例えば、点灯セルを「１」、非点灯セルを「０」とし、隣接する放電セル間で排他的論理和演算を行ってその結果を累積加算する。これにより、点灯セルと非点灯セルとが隣接する箇所の数を計数することができる。このようにして得られる累積加算値とデータ電極駆動回路４２における消費電力との関係をあらかじめ調べておき、そのデータを電力予測部５２に持たせておけば、上述の累積加算値を算出することで、電力予測値を算出することができる。しかし、本発明は、電力予測値の算出が何らこの方法に限定されるものではなく、これ以外の方法で電力予測値を算出する構成であっても何らかまわない。
【００６７】
記憶部５３は、例えば、一般に用いられているＦｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ等の、電源が切れても記憶内容が消えない不揮発性型の記憶装置で構成されている。そして、記憶部５３には、プラズマディスプレイ装置１に用いられるサブフィールド構成において設定された最小階調値から最大階調値までの全階調値と、各階調値のそれぞれに設定されたコーディングデータ（各サブフィールドにおける点灯／非点灯を表すデータ）とがまとめられたテーブルが記憶されている。なお、本実施の形態では、このように１つのサブフィールド構成において設定される全階調値（例えば、階調値「０」から階調値「２５５」までの２５６階調）のそれぞれに設定されたコーディングデータ（例えば、２５６個のコーディングデータ）が１つのテーブルにまとめられたものを、以下、「コーディングテーブル」と記す。
【００６８】
なお、プラズマディスプレイ装置１が、１フィールド期間のサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重み等が異なる複数のサブフィールド構成を有し、そのうちのいずれかのサブフィールド構成が、例えば画質設定等に応じて選択されるように構成されているときには、各サブフィールド構成のそれぞれに対応する複数のコーディングテーブルが、記憶部５３に記憶されているものとする。
【００６９】
そして、記憶部５３は、データ読み出し部５４からの制御にもとづき、データ読み出し部５４へ内部データを出力する。このとき、記憶部５３は、コーディングテーブル単位でデータ出力を行うものとする。例えば、データ読み出し部５４により上述の２５６個のコーディングデータからなるコーディングテーブルが選択されたときには、その２５６個のコーディングデータを１つのコーディングテーブルとして出力するものとする。
【００７０】
なお、本実施の形態では、記憶部５３をＦｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙで構成する例を示したが、本発明は、何らこの構成に限定されるものではなく、記憶部５３はどのような記憶装置で構成されてもかまわない。ただし、記憶部５３は、プラズマディスプレイ装置１の電源がオフされたときに、記憶されたコーディングテーブルのデータがなくならないように、不揮発性型の記憶装置で構成される方が望ましい。
【００７１】
データ読み出し部５４は、プラズマディスプレイ装置１において選択されているサブフィールド構成にもとづくコーディングテーブルを記憶部５３から読み出し、後段の階調制限部５５に出力する。
【００７２】
階調制限部５５は、電力予測部５２において算出された電力予測値にもとづき、データ読み出し部５４から送られてくるコーディングテーブルの中から、複数の階調値を、画像表示に用いる表示用階調として選択する。そして、選択した表示用階調、および表示用階調の各階調値に対応するコーディングデータをルックアップテーブル５６に書き込む。この表示用階調の詳細は、後述する。
【００７３】
ルックアップテーブル５６は、高速で書込み・読み出しが可能な半導体記憶素子で構成され、階調制限部５５において選択された表示用階調およびコーディングデータを記憶する。そして、上述したように、階調変換部５１は、ルックアップテーブル５６に書き込まれた表示用階調の中から、入力された画像信号に最も近い階調値を選択し、その階調値に対応するコーディングデータを読み出す。したがって、パネル１０には、ルックアップテーブル５６に記憶された表示用階調の中から選択された階調値により構成される画像が表示される。
【００７４】
このように、本実施の形態では、電力予測部５２において算出される電力予測値にもとづきコーディングテーブルの中から階調値を選択し、選択した階調値を表示用階調としてルックアップテーブル５６に書込み、ルックアップテーブル５６に書き込まれた階調値を用いて画像を表示している。このように、画像表示に用いる階調値を制限することで、データ電極駆動回路４２における消費電力を削減している。
【００７５】
ここで、本実施の形態においては、サブフィールド毎に設定した階調制限ルールにもとづき表示用階調の選択を行う構成としている。これにより表示用階調の階調値数が変更されるときに表示画像に生じる変化を低減し、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減している。次に、これらの詳細を説明する。
【００７６】
なお、ここでは、１フィールドを８のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第８ＳＦ）で構成し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、４、８、１６、３０、５７、１０８）の輝度重みを持つものとして、以下の説明を行う。ただし、以下に説明する階調制限ルールは、上述したサブフィールド構成の下での一例に過ぎず、１フィールドを構成するサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが異なる場合はそのサブフィールド構成に応じて最適に設定するものとする。
【００７７】
図６は、本発明の実施の形態１における階調制限ルールの一例を示す概略図であり、本実施の形態における第１ＳＦから第７ＳＦまでの階調制限ルールをまとめて示した図である。
【００７８】
図７は、本発明の実施の形態１における第１ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第１ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００７９】
また、図８は、本発明の実施の形態１における第２ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第２ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８０】
また、図９は、本発明の実施の形態１における第３ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第３ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８１】
また、図１０は、本発明の実施の形態１における第４ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第４ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８２】
また、図１１は、本発明の実施の形態１における第５ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第５ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８３】
また、図１２は、本発明の実施の形態１における第６ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第６ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８４】
また、図１３は、本発明の実施の形態１における第７ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図であり、図６に示した階調制限ルールから第７ＳＦに関する階調制限ルールを抜き出して示した図である。
【００８５】
なお、図６から図１２において、横軸は、電力予測部５２において算出される電力予測値を、最大電力値を１００％、最小電力値を０％として相対的に表したものである。また、縦軸は、常時点灯開始階調値を表す。この常時点灯開始階調値とは、常時点灯開始階調値として指定された階調値以上の階調では、そのサブフィールドが点灯する階調値のみを表示用階調の候補として選択する、ということを表す。例えば、第１ＳＦにおいて常時点灯開始階調値が「２４」であれば、階調値「２４」未満では全ての階調値を表示用階調の候補として選択し、階調値「２４」以上では第１ＳＦが点灯となる階調値のみを表示用階調の候補として選択する、ということを表す。また、例えば第２ＳＦにおいて常時点灯開始階調値が「４２」であれば、階調値「４２」未満では全ての階調値を表示用階調の候補として選択し、階調値「４２」以上では第２ＳＦが点灯となる階調値のみを表示用階調の候補として選択する、ということを表す。
【００８６】
このように、本実施の形態では、第１ＳＦから第７ＳＦまでのそれぞれのサブフィールドに個別に階調制限ルールを設けている。そして、各サブフィールドのそれぞれにおいて表示用階調の候補となる階調値を選択し、全てのサブフィールドに共通する階調値、すなわち全てのサブフィールドの階調制限ルールを満たす階調値を表示用階調として選択するものとする。
【００８７】
この、第１ＳＦから第７ＳＦにおける階調制限ルールの具体的な一例について説明する。
【００８８】
第１ＳＦでは、例えば図７に示すように、電力予測部５２において算出される電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「２４」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「６」とする。また、電力予測値が増加しているときには、電力予測値１２％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、電力予測値４０％で常時点灯開始階調値を「６」とする。また、電力予測値が減少しているときには、電力予測値３０％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、電力予測値２％で常時点灯開始階調値を「２４」とする。
【００８９】
また、第２ＳＦでは、例えば図８に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「４２」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「１３」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第１ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値１２％よりも大きい電力予測値１６％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第１ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４０％よりも大きい電力予測値４１％で常時点灯開始階調値を「１３」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第１ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値３０％よりも大きい電力予測値３１％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第１ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値２％よりも大きい電力予測値５％で常時点灯開始階調値を「４２」とする。
【００９０】
また、第３ＳＦでは、例えば図９に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「７２」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「２３」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第２ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値１６％よりも大きい電力予測値２０％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第２ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４１％よりも大きい電力予測値４４％で常時点灯開始階調値を「２３」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第２ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値３１％よりも大きい電力予測値３５％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第２ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値５％よりも大きい電力予測値９％で常時点灯開始階調値を「７２」とする。
【００９１】
また、第４ＳＦでは、例えば図１０に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「１１６」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「４１」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第３ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値２０％よりも大きい電力予測値２４％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第３ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４４％よりも大きい電力予測値４８％で常時点灯開始階調値を「４１」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第３ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値３５％よりも大きい電力予測値３８％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第３ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値９％よりも大きい電力予測値１３％で常時点灯開始階調値を「１１６」とする。
【００９２】
また、第５ＳＦでは、例えば図１１に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「１７６」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「７１」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第４ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値２４％よりも大きい電力予測値２７％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第４ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４８％よりも大きい電力予測値５１％で常時点灯開始階調値を「７１」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第４ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値３８％よりも大きい電力予測値４１％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第４ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値１３％よりも大きい電力予測値１７％で常時点灯開始階調値を「１７６」とする。
【００９３】
また、第６ＳＦでは、例えば図１２に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「２５５」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「１１５」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第５ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値２７％よりも大きい電力予測値３１％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第５ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値５１％よりも大きい電力予測値５４％で常時点灯開始階調値を「１１５」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第５ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４１％よりも大きい電力予測値４４％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第５ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値１７％よりも大きい電力予測値２１％で常時点灯開始階調値を「２５５」とする。
【００９４】
また、第７ＳＦでは、例えば図１３に示すように、電力予測値が０％のときの常時点灯開始階調値を「２５５」とし、電力予測値が１００％のときの常時点灯開始階調値を「１７５」とする。また、電力予測値が増加しているときには、第６ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値３１％よりも大きい電力予測値３５％から常時点灯開始階調値を徐々に下げ始め、第６ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値５４％よりも大きい電力予測値５７％で常時点灯開始階調値を「１７５」とする。また、電力予測値が減少しているときには、第６ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値４４％よりも大きい電力予測値４７％から常時点灯開始階調値を徐々に上げ始め、第６ＳＦの階調制限ルールにおける電力予測値２１％よりも大きい電力予測値２５％で常時点灯開始階調値を「２５５」とする。
【００９５】
なお、本実施の形態において最も輝度重みの大きい第８ＳＦは所定の階調値（例えば、階調値「１１９」）以上で常時点灯となるので、ここでは、階調制限ルールを設けていない。すなわち、第８ＳＦに関しては、全ての階調値を表示用階調の候補として扱うものとする。
【００９６】
なお、本実施の形態では、各階調制限ルールのそれぞれに、上述したようなヒステリシス特性を持たせているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。しかし、階調制限ルールにヒステリシス特性を持たせることで、表示用階調に頻繁な変動が発生するのを防止して動作の安定化を図ることができ、画像表示品質をより向上させることができるので、望ましい。
【００９７】
このように、本実施の形態では、輝度重みの小さいサブフィールドの常時点灯開始階調値が輝度重みの大きいサブフィールドの常時点灯開始階調値よりも大きくなることがないように、かつ、電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには輝度重みの低いサブフィールドから先に常時点灯開始階調値が変化を開始するように、また、電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには輝度重みの大きいサブフィールドから先に常時点灯開始階調値が変化を開始するように、かつ、電力予測値が大きいときには電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように階調制限ルールを設けている。
【００９８】
そして、第１ＳＦから第７ＳＦのそれぞれにおいて、各階調制限ルールにもとづく表示用階調の候補を選定し、全てのサブフィールドの表示用階調の候補に共通して含まれる階調値のみを表示用階調とする。すなわち、全てのサブフィールドの階調制限ルールを満たす階調値を表示用階調とする。
【００９９】
この階調制限ルールにもとづく表示用階調の設定についてさらに詳細に説明する。
【０１００】
図１４は、本発明の実施の形態１におけるコーディングテーブルの一例を示した図である。なお、図１４において、「１」で示したサブフィールドは、書込みを行うサブフィールド、すなわち点灯サブフィールドであることを表し、「０」で示したサブフィールドは、書込みを行わないサブフィールド、すなわち非点灯サブフィールドであることを表す。また、ここでは、階調値「０」から階調値「５０」までのコーディングデータを示し、階調値「５１」以上のコーディングデータは省略しているが、階調値「５１」以上においても、各階調値にそれぞれコーディングデータが設定されているものとする。
【０１０１】
この、図１４に示すようなコーディングテーブルが、記憶部５３からデータ読み出し部５４に読み出される。
【０１０２】
次に、階調制限部５５では、電力予測部５２において算出された電力予測値にもとづき表示用階調を選択する。ここでは、まず、電力予測値１％のときを例にして、表示用階調がどのように選択されるかを説明する。なお、図６から図１３には、電力予測値１％をＡで示している。
【０１０３】
上述した本実施の形態における階調制限ルールでは、電力予測値が１％のときの常時点灯開始階調値は、図６から図１３に示すように、第１ＳＦから第７ＳＦまで、順に「２４」、「４２」、「７２」、「１１６」、「１７６」、「２５５」、「２５５」となる。
【０１０４】
したがって、第１ＳＦにおいては、常時点灯開始階調値は「２４」なので、階調値「２４」未満では全ての階調値が、階調値「２４」以上では第１ＳＦが点灯となる階調値が、表示用階調の候補となる。例えば、図１４に示すように、階調値「２４」、階調値「２６」、階調値「２８」、階調値「３０」、・・・は、第１ＳＦが「０」、すなわち非点灯なので、表示用階調としては選択されない。また、階調値「２５」、階調値「２７」、階調値「２９」、階調値「３１」・・・は、第１ＳＦが「１」、すなわち点灯となるので、表示用階調の候補となる。このようにして、第１ＳＦにおける表示用階調の候補が選択される。
【０１０５】
また、第２ＳＦにおいては、常時点灯開始階調値は「４２」なので、階調値「４２」未満では全ての階調値が、階調値「４２」以上では第２ＳＦが点灯となる階調値が、表示用階調の候補となる。例えば、図１４に示すように、階調値「４２」、階調値「４３」、階調値「４６」、階調値「４７」、・・・は、第２ＳＦが「０」、すなわち非点灯なので、表示用階調としては選択されない。また、階調値「４４」、階調値「４５」、階調値「４８」、階調値「４９」、・・・は、第２ＳＦが「１」、すなわち点灯となるので、表示用階調の候補となる。このようにして、第２ＳＦにおける表示用階調の候補を選択する。
【０１０６】
このようにして、階調制限部５５において、各サブフィールドのそれぞれにおける表示用階調の候補が選択され、全てのサブフィールドにおいて共通に選択された階調値が、最終的な表示用階調として選択される。この表示用階調の一例を図１５に示す。
【０１０７】
図１５は、本発明の実施の形態１における表示用階調と各階調値におけるコーディングデータの一例を示した図である。なお、図１５に示す表示用階調は、電力予測値が１％のときに、図１４に示したコーディングテーブルの中から、上述した階調制限ルールにもとづき選択された階調値および各階調値のコーディングデータを示したものであり、上述した階調制限ルールにおいては、画像表示に使用できる階調値の数が最も多い表示用階調を示したものである。
【０１０８】
上述したように、電力予測値が１％のときの、第１ＳＦから第７ＳＦまでの常時点灯開始階調値は、順に「２４」、「４２」、「７２」、「１１６」、「１７６」、「２５５」、「２５５」である。したがって、図１５に示す表示用階調では、階調値「２４」以上では第１ＳＦが常時点灯となり、階調値「４２」以上では第２ＳＦが常時点灯となり、階調値「７２」以上では第３ＳＦが常時点灯となり、階調値「１１６」以上では第４ＳＦが常時点灯となり、階調値「１７６」以上では第５ＳＦが常時点灯となる。
【０１０９】
このように、画像表示に用いる階調値を制限することで点灯サブフィールドが連続する階調値の割合を増加させることができる。例えば、画像表示に用いる階調値を制限しない図１４に示したコーディングテーブルと比較して、図１５に示した表示用階調では、点灯サブフィールドが連続する階調値の割合を増加させることができる。これにより、パネル１０に画像を表示するときに、点灯セル同士または非点灯セル同士が隣り合う数を、画像表示に用いる階調値を制限しないときと比較して、増加させることができる。すなわち、データ電極駆動回路４２の消費電力を増加させる点灯セルと非点灯セルとが隣り合う数を減少させることができるので、データ電極駆動回路４２における消費電力を低減することが可能となる。
【０１１０】
次に、電力予測値６０％のときの表示用階調を説明する。
【０１１１】
図１６は、本発明の実施の形態１における表示用階調と各階調値におけるコーディングデータの一例を示した図である。なお、図１６に示す表示用階調は、電力予測値が６０％のときに、図１４に示したコーディングテーブルの中から、上述した階調制限ルールにもとづき選択された階調値および各階調値のコーディングデータを示したものであり、上述した階調制限ルールにおいては、画像表示に使用できる階調値の数が最も少ない表示用階調を示したものである。なお、図６から図１３には、電力予測値６０％をＣで示している。
【０１１２】
上述した本実施の形態における階調制限ルールでは、電力予測値が６０％のときの、第１ＳＦから第７ＳＦまでの常時点灯開始階調値は、順に「６」、「１３」、「２３」、「４１」、「７１」、「１１５」、「１７５」である。したがって、図１６に示す表示用階調では、階調値「６」以上では第１ＳＦが常時点灯となり、階調値「１３」以上では第２ＳＦが常時点灯となり、階調値「２３」以上では第３ＳＦが常時点灯となり、階調値「４１」以上では第４ＳＦが常時点灯となり、階調値「７１」以上では第５ＳＦが常時点灯となり、階調値「１１５」以上では第６ＳＦが常時点灯となる。なお、第７ＳＦは階調値「１７５」以上で常時点灯となるが、図１４に示したコーディングテーブルにはそのルールを満たすコーディングデータの階調値がないため、図１６では、最大階調値が「１６９」となっている。
【０１１３】
このように、図１６に示した表示用階調においては、図１５に示した表示用階調と比較して、画像表示に用いる階調値がさらに減少している。このように、画像表示に用いる階調値をより制限することで、図１６に示した表示用階調においては、図１５に示した表示用階調と比較して、点灯サブフィールドが連続する階調値の割合をさらに増加させることができる。すなわち、表示用階調として選択する階調値をより制限することで、パネル１０に画像を表示するときに点灯セルと非点灯セルとが隣り合う数をさらに減少させることができ、データ電極駆動回路４２における消費電力をさらに低減することができる。
【０１１４】
なお、図１５には上述したコーディングテーブルおよび階調制限ルールにおいて最も階調値数が多い表示用階調を、図１６には最も階調値数が少ない表示用階調を示したが、これらの間には、例えば図６から図１３にＢで示すように、電力予測値に応じて、階調値の数が異なる複数の表示用階調がある。そして、表示用階調が変化するときに、画像表示に用いる階調値の数が大きく変化すると、階調値数の変化が発生したときに生じる表示画像の変化が認識されやすく、画像表示品質が劣化したように感じられる。
【０１１５】
しかし、本実施の形態においては、例えば、図６から図１３に示したような階調制限ルールを設け、全てのサブフィールドの階調制限ルールを満たす階調値を表示用階調とすることで、電力予測値にもとづき表示用階調が変更されるときに、表示用階調として用いる階調値の数を緩やかに変化させることができる。したがって、表示用階調として用いる階調値の数の変化を細かくすることができるので、階調値数の変化が発生したときに生じる表示画像の変化を低減することができ、表示画像の変化を認識されにくくすることができる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、階調制限ルールを、電力予測値が小さい値から大きい値に変化するときには階調値の大きい方から先に画像表示に使用できる階調値が制限され、逆に電力予測値が大きい値から小さい値に変化するときには階調値の小さい方から先に画像表示に使用できる階調値の制限が解かれるように構成している。
【０１１７】
本発明者は、人間の視覚は発光輝度の低い領域では発光輝度の高い領域よりも輝度の変化を感じやすいということを実験的に確認した。そして、本実施の形態では、上述した構成とすることで、比較的変化が感じられやすい発光輝度の低い階調値ほど制限がかかりにくく、逆に比較的変化が感じられにくい発光輝度の高い階調値ほど制限がかかりやすくすることができる。これにより、表示用階調の階調値数が変更されるときに生じる表示画像の変化を、さらに認識されにくくすることが可能となる。これにより、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減することができる。
【０１１８】
以上示したように、本実施の形態によれば、データ電極駆動回路４２における消費電力の予測値を電力予測値として算出し、電力予測値が大きいときには電力予測値が小さいときよりも画像表示用の階調値として選択される階調値の数が少なくなるように各サブフィールド毎にあらかじめ設定した階調制限ルールと算出した電力予測値とにもとづき表示用階調の階調値を制限する構成とすることで、表示用階調の階調値数が変更されるときに表示画像に生じる変化を低減し、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減することが可能となる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、表示に用いる階調値を制限するため、画像信号の階調値の数（例えば、２５６階調）よりも、表示に用いる階調値の数の方が少なくなる。しかし、これは、画像信号の階調値と表示用に選択された階調値との間に差があるときに、その差を周囲の画素に拡散させることで表示される階調値を画像信号の階調値に近づけるといった、一般に知られた誤差拡散処理や、あるいはディザ処理を行うことで補うことができる。
【０１２０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、階調制限部５５は電力予測部５２から出力される電力予測値にもとづいて画像表示に用いる階調値を選択する構成を説明したが、本発明は、何らこの構成に限定されるものではなく、例えば、電力予測値に補正をかける構成とすることもできる。そこで、実施の形態２では、画像信号の平均輝度レベル（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ  以下、「ＡＰＬ」と略記する）を検出し、検出したＡＰＬにもとづき、電力予測値に補正をかける構成を説明する。
【０１２１】
図１７は、本発明の実施の形態２における画像信号処理回路４６の回路ブロック図である。
【０１２２】
本実施の形態において、画像信号処理回路４６は、図５に示した画像信号処理回路４１に、さらにＡＰＬ検出部５７と、係数発生部５８と、乗算部５９とを備えた構成としている。なお、階調変換部５１、電力予測部５２、記憶部５３、データ読み出し部５４、階調制限部５５、ルックアップテーブル５６に関しては、図５に示した同じ符号の構成要素とそれぞれが同じ動作であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２３】
ＡＰＬ検出部５７は、画像信号のうちの輝度信号を１フィールド期間（または、１フレーム期間）にわたって累積加算するといった一般に知られた算出方法により、画像信号の平均的な明るさ（ＡＰＬ）を検出する。検出したＡＰＬは、例えば０％から１００％までの数値に正規化して出力する構成としてもよい。
【０１２４】
係数発生部５８は、ＡＰＬ検出部５７において検出されたＡＰＬに応じて、後段の乗算部５９に用いる係数を発生させる。図１８は、本発明の実施の形態２における係数発生部５８で発生させる係数の一例を示す特性図である。例えば、図１８に示すように、係数発生部５８は、係数として、ＡＰＬ０％からＡＰＬ２０％までは、「０」から「１」まで線形に増加する数値を、ＡＰＬ２０％以上では「１」を発生させる。
【０１２５】
乗算部５９は、電力予測部５２において算出された電力予測値に、係数発生部５８から出力される係数を乗算し、階調制限部５５に出力する（以下、この出力値を「補正予測値」と記す）。そして、階調制限部５５では、電力予測部５２から出力される電力予測値に代えて、乗算部５９から出力される補正予測値にもとづき、画像表示に用いる階調値を選択する。
【０１２６】
このように、本実施の形態は、画像信号のＡＰＬを検出し、検出されたＡＰＬにもとづいて電力予測値に補正をかける構成としている。そして、検出されたＡＰＬが所定のしきい値（例えば、ＡＰＬ２０％）よりも小さいときには、補正予測値が電力予測部５２において算出された数値よりも小さい数値になるように電力予測値に補正をかけ、その補正予測値にもとづき、表示用階調を設定する構成としている。
【０１２７】
上述したように、人間の視覚は、ＡＰＬの高い画像よりもＡＰＬの低い画像の方が輝度の変化を感じやすい。そのため、ＡＰＬの低い画像では、できるだけ画像表示に用いる階調値の数が多い方が望ましい。そして、本実施の形態では、上述した構成とすることで、ＡＰＬが低いときに、電力予測値に、電力予測部５２において算出された数値よりも小さい数値になるような補正をかけているので、補正をかけないときよりも画像表示に用いる階調値の数を増やすことができ、画像表示品質をさらに良好にすることができる。
【０１２８】
なお、本発明の実施の形態では、図５および図１７に示したように、階調変換部５１の後段に電力予測部５２を配置し、階調変換部５１の出力信号にもとづき電力予測値を算出する構成を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。図１９は、本発明の実施の形態１における画像信号処理回路の他の一例を示す回路ブロック図である。また、図２０は、本発明の実施の形態２における画像信号処理回路の他の一例を示す回路ブロック図である。例えば、図１９に示す画像信号処理回路４７や、図２０に示す画像信号処理回路４８のように、階調変換部５１の前段に電力予測部５２を配置し、階調変換部５１に入力される画像信号から電力予測値を算出する構成としてもかまわない。
【０１２９】
なお、本発明における実施の形態は、走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎを第１の走査電極群と第２の走査電極群とに分割し、書込み期間を、第１の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを印加する第１の書込み期間と、第２の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを印加する第２の書込み期間とで構成する、いわゆる２相駆動によるパネルの駆動方法にも適用させることができ、上述と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
なお、本発明における実施の形態は、走査電極と走査電極とが隣り合い、維持電極と維持電極とが隣り合う電極構造、すなわち前面板２１に設けられる電極の配列が、「・・・走査電極、走査電極、維持電極、維持電極、走査電極、走査電極、・・・」となる電極構造（「ＡＢＢＡ電極構造」と呼称する）のパネルにおいても、有効である。
【０１３１】
なお、本発明の実施の形態において示した階調制限ルールは単に一例を挙げたものに過ぎず、階調制限ルールを説明する際に挙げた具体的な各数値も単なる一例に過ぎない。これらの具体的な各数値は、５０インチ、表示電極対数１０８０対のパネルの特性にもとづき設定したものであって、実施の形態における一例を示したものに過ぎない。本発明はこれらの数値やサブフィールド構成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。また、これらの各数値は、上述した効果を得られる範囲でのばらつきを許容するものとする。
【０１３２】
なお、本発明の実施の形態では、消去ランプ波形電圧を走査電極ＳＣ１〜走査電極ＳＣｎに印加する構成を説明したが、消去ランプ波形電圧を維持電極ＳＵ１〜維持電極ＳＵｎに印加する構成とすることもできる。あるいは、消去ランプ波形電圧ではなく、いわゆる細幅消去パルスにより消去放電を発生させる構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、大画面化、高精細化されたパネルにおいても、画像表示品質を良好に保ちつつ消費電力を削減することができるので、プラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】同パネルの電極配列図
【図３】同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形図
【図４】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５】本発明の実施の形態１における画像信号処理回路の回路ブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における階調制限ルールの一例を示す概略図
【図７】本発明の実施の形態１における第１ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図８】本発明の実施の形態１における第２ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図９】本発明の実施の形態１における第３ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図１０】本発明の実施の形態１における第４ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図１１】本発明の実施の形態１における第５ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図１２】本発明の実施の形態１における第６ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図１３】本発明の実施の形態１における第７ＳＦの階調制限ルールの一例を示す概略図
【図１４】本発明の実施の形態１におけるコーディングテーブルの一例を示した図
【図１５】本発明の実施の形態１における表示用階調と各階調値におけるコーディングデータの一例を示した図
【図１６】本発明の実施の形態１における表示用階調と各階調値におけるコーディングデータの一例を示した図
【図１７】本発明の実施の形態２における画像信号処理回路の回路ブロック図
【図１８】本発明の実施の形態２における係数発生部で発生させる係数の一例を示す特性図
【図１９】本発明の実施の形態１における画像信号処理回路の他の一例を示す回路ブロック図
【図２０】本発明の実施の形態２における画像信号処理回路の他の一例を示す回路ブロック図
【符号の説明】
【０１３５】
１    プラズマディスプレイ装置
１０    パネル
２１    （ガラス製の）前面板
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    背面板
３２    データ電極
３４    隔壁
３５    蛍光体層
４１，４６，４７，４８    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    階調変換部
５２    電力予測部
５３    記憶部
５４    データ読み出し部
５５    階調制限部
５６    ルックアップテーブル
５７    ＡＰＬ検出部
５８    係数発生部
５９    乗算部
【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１０】
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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１５】
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【図１６】
2009192647.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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