(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度の相対比が異なる複数のサブフィールドから１フレームを構成して多階調表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方式において、
アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、変換対象のアナログ映像信号における輝度分布を検出し、その輝度分布に対応させてＡＤ変換のしきい値を変化させると共に、
ＡＤ変換のしきい値を変化させて、階調表示範囲を低レベルの方へ狭める調整を実行した場合には、所定のサブフィールドの発光パルス数を減らすように制御する
ことを特徴とする駆動方式。
【請求項２】
輝度の相対比が異なる複数のサブフィールドから１フレームを構成して多階調表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方式において、
アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、変換対象のアナログ映像信号における輝度分布を検出し、その輝度分布に対応させてＡＤ変換のしきい値を変化させると共に、
ＡＤ変換のしきい値を変化させて、階調表示範囲を高レベルの方へ狭める調整を実行した場合には、所定のサブフィールドの発光パルス数を増やすように制御する
ことを特徴とする駆動方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ映像信号をデジタル信号に変換するときのＡＤ変換手法に関し、特に、サブフィールド方式を使用したプラズマディスプレイ装置の駆動方式におけるＡＤ変換手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばデジタル表示装置として普及が見込まれているプラズマディスプレイ装置は、輝度の相対比（重み付け）が異なる複数のサブフィールドから１フレームを構成して多階調表示するサブフィールド方式を使用しているが、その駆動方式として図１に示すような構成をもっている。
【０００３】
図示の構成によると、アナログの映像信号はＡＤ変換部（アナログ／デジタル変換部）でデジタル変換されることになるが、このＡＤ変換部では、映像信号の標準振幅（理論輝度範囲）……黒レベル（標準最低輝度レベル）から白レベル（標準最高輝度レベル）までの振幅……を表示階調数に従いＡＤ変換するようにしている。そして、このデジタル信号に基づいてサブフィールド方式により駆動信号を生成し、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示すような従来の駆動方式におけるＡＤ変換では、映像信号の理論輝度範囲に対応させて表示階調が決められている。このため、たとえば実際の表示画面における輝度のダイナミックレンジ（実輝度範囲）が理論輝度範囲に比べ狭いような場合、その理論輝度範囲と実輝度範囲との差にあたる部分の階調は表示されないことになり、実際の画面における表示階調数が少なくなってしまって画質の低下を招いている。具体的には、暗闇のシーンなど実輝度範囲が黒レベルの方へ偏っている場面では白レベル近辺の階調が使われないので、その非使用分の階調数が実際の表示階調で減る結果、輝度変化が感じられず、黒つぶれして訳が分からないというような不具合を生じている。
【０００５】
そこで本発明では、実輝度範囲の階調数ができるだけ多くなるように調整可能なアナログ映像信号のＡＤ変換方法を提供し、これをプラズマディスプレイ装置の駆動方式に適用するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決する本発明は、アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、所定の操作に応じＡＤ変換のしきい値を変化させることを特徴とする。ＡＤ変換のしきい値とはつまり表示階調が次の段階へ移るしきい値であり、これは、ＡＤ変換のときにデジタル値が桁上がりするアナログ信号のレベルを意味する。
【０００７】
これによれば、たとえばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、あるいはデジタルＶＴＲにおいて、所定の操作用に夜景ボタンを備えておき、この夜景ボタンの操作でＡＤ変換のしきい値を全体的に黒レベルの方へシフトさせるようにすることができる。その結果、夜景ボタンの操作があった場合は、たとえば通常設定の理論輝度範囲に対し、黒レベル側半分の範囲内で全階調のＡＤ変換が行えるようになり、低い輝度における階調数が増えて精細度を上けることができる。したがって、夜景など暗い場面でも黒つぶれすることなく記録、再生できるようになる。また、同様のボタンをデジタルディスプレイ装置に備えておけば、暗い場面が多くて見難いときなどに、ボタン操作でＡＤ変換のしきい値を黒レベル側へシフトさせることで、表示階調数を増やして精細度を上げ、見易くすることが可能となる。
【０００８】
さらに、本発明では、アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、変換対象のアナログ映像信号における輝度分布を検出し、その輝度分布に対応させてＡＤ変換のしきい値を変化させることを特徴とする。これはすなわち、上記の所定の操作に応じたしきい値変更を、輝度分布検出による自動制御にしたもので、極端に明るい場面や極端に暗い場面を検出して自動調整することのできるデジタル映像機器を提供することができる。この際、輝度検出ボタンなどを設けて自動調整制御のオンオフを行えるようにしておくことも可能である。この場合の輝度分布は、アナログ映像信号の振幅を検出するなどの手法で適宜実現可能である。
【０００９】
そして、本発明では、以上のようなアナログ映像信号のＡＤ変換方法を適用したプラズマディスプレイ装置の駆動方式を提供する。すなわち、輝度の相対比が異なる複数のサブフィールドから１フレームを構成して多階調表示するプラズマディスプレイ装置の駆動方式において、アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、所定の操作に応じＡＤ変換のしきい値を変化させることを特徴とする。あるいは、アナログ映像信号をデジタル信号とするＡＤ変換に際して、変換対象のアナログ映像信号における輝度分布を検出し、その輝度分布に対応させてＡＤ変換のしきい値を変化させることを特徴とする。
【００１０】
このように、映像信号による表示画面（１画面以上）の輝度分布を検出することで実輝度範囲を把握し、ＡＤ変換のしきい値をその実輝度範囲に合わせて変化させる手法とすることで、たとえば、映像信号の理論輝度範囲を０〜１Ｖとした場合に、実輝度範囲が黒レベルの方へ極端に偏っている場面では各しきい値を黒レベル（低レベル）の方へシフトさせ、０〜０．５Ｖの階調表示範囲で全階調の変換が行われるように調整することができる。したがって、理論輝度範囲で２５６階調であれば実輝度範囲でも２５６の全階調を使用可能となり、画質を保てるようになる。
【００１１】
このようなプラズマディスプレイ装置の駆動方式においては、検出した輝度分布の最高輝度レベルが白レベルに比べて低い場合には、所定のサブフィールドの発光パルス数を減らすようにすると好ましい。すなわち、たとえば黒レベルへ偏った場面に適応させる調整を行ったとき、調整後の最高輝度が白レベルつまり理論輝度範囲の標準最高輝度レベルと同じであると、暗いはずの場面が異常に明るくなって他の場面とマッチしなくなってしまう。そこで、この場合には全サブフィールドで発光パルス数を減らすことにより全階調における発光期間を短くし、全体的に暗くする制御を行う。これと逆のことが黒レベルについても言えるので、検出した輝度分布の最低輝度レベルが黒レベルに比べて高い場合には、所定のサブフィールドの発光パルス数を増やすようにするのがよい。
【００１２】
これによると、輝度分布が黒レベルと白レベルの中間に集中している場合には、最高輝度から分布の中心輝度までについて発光パルス数を減らす一方、最低輝度から中心輝度までについては発光パルス数を増やし、実輝度範囲の中心レベルへ近づけるように調整することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２に、本発明のＡＤ変換方法を採用した駆動方式のプラズマディスプレイ装置について、要部構成の一例をブロック図で示している。
【００１４】
アナログの映像信号を入力する輝度分布検出部により、入力映像信号における輝度の分布が検出され、このデータに基づいて、ＡＤ変換部におけるＡＤ変換のしきい値が調節される。また、輝度分布検出部は、入力映像信号の最低輝度レベルと最高輝度レベルも検出し、このデータによりパルス数変更部がサブフィールド構成部を制御して、サブフィールドの発光パルス数が調節される。
【００１５】
図３に、しきい値を調整可能としたＡＤ変換部の具体例を示す。図示の例は、比較器ＣＯＭ１〜７による並列比較型で、３ビット８階調の構成である。輝度分布検出部の検出結果に従い可変抵抗Ｒ１〜８の抵抗値が制御されることにより、各比較器ＣＯＭ１〜７の基準電圧Ｖrefを変えることができ、したがって、アナログ入力である映像信号の各比較レベル＝しきい値を変化させられるようになっている。これにより、図４〜図８に示す階調表示範囲の調節が可能となる。
【００１６】
図４〜図８には、映像信号の理論輝度範囲を０〜１Ｖとした場合の調整例を示してあり、分図ＡにＡＤ変換の様子を示し、分図Ｂに輝度分布を示している。
【００１７】
図４に示すのは理論輝度範囲と実輝度範囲が一致している場合、すなわち輝度分布が平均している場合の例である。１画面内にいずれのレベルの輝度も平均的に存在するので、ＡＤ変換のしきい値調整は行われておらず、したがって、理論輝度範囲に対応させた通常通りの階調表示範囲が設定される。
【００１８】
図５に示すのは輝度分布が黒レベルへ偏っている場合の例である。これは暗闇のシーンなど１画面が全体的に暗い場面であり、従来技術のように図４の標準仕様のままでは８階調中の半分ほどの階調数しか使用されないことになる。そこで本例では、輝度分布検出部でこのような輝度分布が検出されると、図３の抵抗Ｒ１の抵抗値は大、これ以外の抵抗Ｒ２〜Ｒ８の抵抗値は小となるように制御することによりＡＤ変換のしきい値を変化させ、階調表示範囲を低レベルの方へ狭める調整を行う。その結果、たとえば０〜０．６Ｖの階調表示範囲内で８階調すべてが使用されることになり、画質が維持される。
【００１９】
またこのとき、最高輝度レベルが白レベルと同じになってしまうと、図４のときには真ん中ほどである輝度レベル（０．６Ｖ）が白レベル（１Ｖ）と同等になってしまい、異常に画面が明るくなって他の場面とマッチしなくなる。そこで、輝度分布検出部からデータを受けたパルス数変更部による調節が行われ、各サブフィールドの発光パルス数を減らすことにより発光期間を短くし、全体的に高い方の輝度を落とすように制御される。
【００２０】
図６に示すのは輝度分布が白レベルへ偏っている場合の例である。これは空を撮したシーンなど１画面が全体的に明るい場面で、輝度分布検出部でこのような輝度分布が検出されると、図３の抵抗Ｒ８の抵抗値は大、これ以外の抵抗Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値は小となるように制御することによりＡＤ変換のしきい値を変化させ、階調表示範囲を高レベルの方へ狭める調整を行う。その結果、たとえば０．４〜１Ｖの階調表示範囲内で８階調すべてが使用されることになり、画質が維持される。
【００２１】
またこのとき、最低輝度レベルが黒レベルと同じになってしまうと、図４のときには真ん中ほどである輝度レベル（０．４Ｖ）が黒レベル（０Ｖ）と同等になってしまい、異常に画面が暗くなって他の場面とマッチしなくなる。そこで、輝度分布検出部からデータを受けたパルス数変更部による調節が行われ、各サブフィールドの発光パルス数を増やすことにより発光期間を長くし、全体的に低い方の輝度を上げるように制御される。
【００２２】
図７に示すのは輝度分布が黒レベルと白レベルの中間へ集中している場合の例である。これは１画面中に明暗の両極がない場面であり、輝度分布検出部でこのような輝度分布が検出されると、図３の抵抗Ｒ１，Ｒ８の抵抗値は大、これ以外の抵抗Ｒ２〜Ｒ７の抵抗値は小となるように制御することによりＡＤ変換のしきい値を変化させ、階調表示範囲を中間レベルへ狭める調整を行う。その結果、たとえば０．２〜０．８Ｖの階調表示範囲内で８階調すべてが使用されることになり、画質が維持される。
【００２３】
またこのとき、最高輝度レベルが白レベルと同じに、最低輝度レベルが黒レベルと同じになってしまうと、画面中の明るいところは大幅に明るく、暗いところは大幅に暗くというように異常に明暗差が出て他の場面とマッチしなくなる。そこで、輝度分布検出部からデータを受けたパルス数変更部による調節が行われ、最低輝度レベル（０．２Ｖ）から分布の中心輝度レベル（０．５Ｖ）までの下位側のサブフィールドについては発光パルス数を増やす一方、中心輝度レベル（０．５Ｖ）から最高輝度レベル（０．８Ｖ）までの上位側サブフィールドについては発光パルス数を減らすように制御される（中心輝度レベルは発光パルス数制御なし）。これにより、全体的に分布中心の輝度に近づくので異常な明暗差が防止される。
【００２４】
図８に示すのは輝度分布が黒レベルと白レベルの両極へ偏っている場合の例である。これは１画面中に極端な明暗差がある場面であり、輝度分布検出部でこのような輝度分布が検出されると、図３の抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値は大、これ以外の抵抗Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ６〜Ｒ８の抵抗値は小となるように制御することによりＡＤ変換のしきい値を変化させ、階調表示範囲を両極レベルの方へ狭め、中間をあける調整を行う。その結果、たとえば０〜０．３Ｖと０．７〜１Ｖの両階調表示範囲で４階調ずつ、両者合わせて８階調すべてが使用されることになり、画質が維持される。このときには発光パルス数を変更する必要はない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、表示画面の輝度分布に応じた最適の階調表示範囲が設定され、実輝度範囲内で極力多数の階調を使用することが可能になるので、極端に暗い場面や極端に明るい場面であっても黒つぶれしたり白つぶれしたりすることがなくなり、全体的に画質を向上させることができるようになる。また、図５で説明したような場合に発光パルス数を制御しないでおけば、暗い場面をわざと明るくして見るようなことも可能になるので、夜中の映像をよくわかるように明るくして見るなどの便利な応用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマディスプレイ装置の駆動方式を示したブロック図。
【図２】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の駆動方式を示したブロック図。
【図３】図２中のＡＤ変換部の一例を示した回路図。
【図４】理論輝度範囲と実輝度範囲が一致する場合のＡＤ変換について示した説明図。
【図５】実輝度範囲が黒レベルの方へ偏っている場合のＡＤ変換について示した説明図。
【図６】実輝度範囲が白レベルの方へ偏っている場合のＡＤ変換について示した説明図。
【図７】実輝度範囲が黒レベルと白レベルの中間レベルへ集中している場合のＡＤ変換について示した説明図。
【図８】実輝度範囲が黒レベルと白レベルの両極へ偏っている場合のＡＤ変換について示した説明図。
【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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