プラズマディスプレイ装置
【課題】汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させる。
【解決手段】超高解像度画像信号ＳＩＧをフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄに分割して出力する画像信号分割回路５１と、部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄの部分平均輝度レベルＰＬａ〜ＰＬｄを算出するとともに部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄを書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａ〜ＤＴｄに変換する部分信号処理回路５２ａ〜５２ｄと、複数の部分平均輝度レベルＰＬａ〜ＰＬｄにもとづき超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出する平均輝度レベル算出回路５３と、タイミング信号を発生するタイミング発生回路４５とを備え、タイミング発生回路４５は、平均輝度レベルＡＰＬにもとづき維持期間に印加する所定の維持パルスの数を設定することを特徴とする。
【解決手段】超高解像度画像信号ＳＩＧをフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄに分割して出力する画像信号分割回路５１と、部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄの部分平均輝度レベルＰＬａ〜ＰＬｄを算出するとともに部分画像信号ＳＧａ〜ＳＧｄを書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａ〜ＤＴｄに変換する部分信号処理回路５２ａ〜５２ｄと、複数の部分平均輝度レベルＰＬａ〜ＰＬｄにもとづき超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出する平均輝度レベル算出回路５３と、タイミング信号を発生するタイミング発生回路４５とを備え、タイミング発生回路４５は、平均輝度レベルＡＰＬにもとづき維持期間に印加する所定の維持パルスの数を設定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像信号を表示す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、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。
【０００３】
前面板には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、背面板にはデータ電極が背面ガラス基板上に平行に複数形成されている。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の対向する部分に放電セルが形成される。
【０００４】
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。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。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、サブフィールド毎に定められた輝度重みに比例する維持パルスを表示電極対に交互に印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
サブフィールド法を用いて画像表示輝度を向上させる技術の一つとして、表示電極対に印加する維持パルスのパルス数を制御する技術が検討されている。例えば特許文献１には、画像信号の平均輝度レベルにもとづき、各サブフィールドの維持パルス数をそれぞれ２倍、３倍と増加させて画像表示輝度を向上させる方法が記載されている。
【０００６】
一方、近年はパネルの大画面化および高解像度化が進み、例えば１００吋を超える大画面の画像をフルハイビジョン規格以上の高解像度で表示することができるパネルが開発されている。このようなパネルを用いた大画面・高解像度のプラズマディスプレイ装置は、テレビジョン放送や再生動画の表示以外にも、例えば広告や告知等の表示媒体として用いられるようになっている。
【０００７】
１つの画像信号を複数のプラズマディスプレイ装置に表示する方法としては、１つの入力画像信号をディジタル化し、拡大分割部で拡大分割して表示し、マルチ画面プラズマディスプレイ装置を構成する方法が、例えば特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平８−２８６６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−１２４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
大画面・高解像度のパネルとして、現在はおよそ８０００×４０００画素のものが開発されている。また、固体撮像素子の画素数増加やコンピュータグラフィックスの信号処理技術の進歩によって、画素数が大幅に増加した超高解像度画像信号が現実のものとなってきている。
【０００９】
しかしながら現状の高解像度信号としては１９２０×１０８０画素の、いわゆるフルハイビジョン規格の画像信号が標準的であり、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路としてもフルハイビジョン規格対応のものが最大である。そのためフルハイビジョン規格を超える画素をもつ超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させるためには専用の画像信号処理回路を新たに設計し作成する必要があった。そのためプラズマディスプレイ装置の完成までに時間がかかり、また高価な回路を用いた高価なプラズマディスプレイ装置となっていた。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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】
この目的を達成するために本発明の画像表示装置は、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フルハイビジョン規格を超える画素の数だけ備えたパネルと、走査電極、維持電極、データ電極のそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生する電極駆動回路とを備え、データ電極に選択的に書込みパルスを印加して放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、走査電極および維持電極に所定の数の維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数用いて、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ超高解像度画像信号をフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号に分割して出力する画像信号分割回路と、複数の部分画像信号のそれぞれに対して、部分画像信号の平均輝度レベルを算出して部分平均輝度レベルとして出力するとともに部分画像信号をデータ電極に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データに変換する部分信号処理回路と、複数の部分平均輝度レベルにもとづき超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出回路と、電極駆動回路を制御するタイミング信号を発生するタイミング発生回路とを備え、タイミング発生回路は、平均輝度レベル算出回路から出力される平均輝度レベルにもとづき維持期間に印加する維持パルスの所定の数を設定することを特徴とする。この構成により、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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平均輝度レベル算出回路は、複数の部分平均輝度レベルの平均値として超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する構成であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における画像表示装置について、図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に用いるパネル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。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。
【００１６】
これらの前面基板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、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。
【００１７】
ここで、赤色の蛍光体層が設けられた放電セルと緑色の蛍光体層が設けられた放電セルと青色の蛍光体層が設けられた放電セルとで１つの画素を構成する。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に用いるパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長いｎ本（ｎは偶数）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）が配列されている。またパネル１０の上半分には列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ（図１のデータ電極３２）が配列され、パネル１０の下半分には列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ（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ＤｊａまたはＤｊｂ（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。
【００１９】
本実施の形態においては、パネル１０の画素数は３８４０×２１６０画素であるとして説明する。従ってｍ＝３８４０×３＝１１５２０、ｎ＝２１６０である。しかし本発明はこれらの値に限定するものではない。
【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。パネル１０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。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。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例係数を乗じ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とにより画像表示を行う。このときの比例係数を、以下「輝度倍率」と呼ぶ。なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。
【００２１】
図３は、本発明の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を示す図である。なお、図３にはパネル１０の上半分のデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａおよび走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれに印加する駆動電圧波形のみを示しているが、パネル１０の下半分のデータ電極Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂのそれぞれに印加する駆動電圧波形もデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａのそれぞれに印加する駆動電圧波形と同様であり、走査電極ＳＣｎ／２＋１〜ＳＣｎのそれぞれに印加する駆動電圧波形も走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれに印加する駆動電圧波形と同様である。また１フィールド期間は複数のサブフィールド、例えば１０のサブフィールドで構成されているが、図３には２つのサブフィールドの駆動電圧波形のみを示している。
【００２２】
第１サブフィールドの初期化期間の前半部では、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂに書込みパルス電圧Ｖｗを印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜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を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ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ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ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。
【００２３】
初期化期間の後半部では、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂに電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜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を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ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ＳＣ１〜ＳＣｎ上の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ上の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。
【００２４】
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３には、第１サブフィールドの初期化期間では前半部および後半部を有する初期期間、第２サブフィールドおよびそれ以降の初期化期間では後半部のみを有する初期化期間の駆動電圧波形を示した。
【００２５】
続く書込み期間では、本実施の形態においてはパネル１０の上半分の放電セルとパネル１０の下半分の放電セルとで同時に書込み動作を行う。以下ではパネル１０の上半分の放電セルの書込み動作について説明する。
【００２６】
書込み期間の初めに、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれには電圧Ｖｃをそれぞれ印加する。
【００２７】
次に、１番目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａｄを印加する。そして、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋａ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｗを印加する。すると書込みパルス電圧Ｖｗを印加した放電セルのデータ電極Ｄｋａ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（Ｖｗ−Ｖａｄ）にデータ電極Ｄｋａ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋａ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、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Ｄｋａ上にも負の壁電圧が蓄積される。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Ｖｗを印加しなかったデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ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。
【００２８】
以下、走査電極ＳＣ２〜ＳＣｎ／２についても同様に書込み動作を行う。
【００２９】
パネル１０の下半分の放電セルの書込み動作についても同様に、走査電極ＳＣｎ／２＋１〜ＳＣｎに走査パルスを順次印加するとともに、発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋｂ（ｋ＝１〜ｍ）に書込みパルス電圧Ｖｗを印加して書込み放電を発生させる。
【００３０】
続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｍを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧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Ｖｍ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。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Ｄｋａ、Ｄｋｂ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。
【００３１】
続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｍ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〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜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。
【００３２】
なお、詳細は後述するが、輝度倍率は画像信号の平均輝度レベルにもとづいて制御されている。そして画像信号の平均輝度レベルが高い場合には輝度倍率を小さくして消費電力を抑え、平均輝度レベルが低い場合には輝度倍率を増加させて輝度の高い画像を表示している。
【００３３】
そして、維持期間の最後には電圧Ｖｒに向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加して、データ電極Ｄｋａ、Ｄｋｂ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。こうして維持期間における維持動作が終了する。
【００３４】
次にサブフィールド構成について説明する。本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）で構成し、それぞれの輝度重みは（１、２、３、６、１２、２２、３７、４５、５７、７１）であるとして説明する。しかし本発明は上記のサブフィールド数、輝度重みに限定されるものではない。
【００３５】
図４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サブフィールド構成を示す図であり、各サブフィールドの維持パルス数と入力画像信号の平均輝度レベルとの関係を示している。このように輝度倍率は入力画像信号の平均輝度レベルにより制御されており、平均輝度レベルが１０％以下の入力画像信号に対しては、輝度倍率は「３．５」倍である。そして平均輝度レベルが増加するに従い輝度倍率は小さくなるように設定され、平均輝度レベルが９０％以上の入力画像信号に対しては輝度倍率は「１」倍に設定されている。このように、平均輝度レベルにもとづき輝度倍率を設定することにより、明るい入力画像に対しては維持パルス数を制限してプラズマディスプレイ装置の消費電力を抑制している。また、平均輝度レベルの低い暗い入力画像に対しては輝度倍率を大きく設定することにより維持パルス数を増やして表示輝度を向上させている。このように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は、平均輝度レベルにもとづき維持パルスの所定の数を設定している。
【００３６】
図５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り、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４０の画像信号処理回路４１の詳細な構成を示す回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置４０は、パネル１０と、画像信号処理回路４１と、電極駆動回路と、タイミング発生回路４５と、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）とを備えている。電極駆動回路は、データ電極駆動回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、走査電極駆動回路４３と、維持電極駆動回路４４とを含む。
【００３７】
画像信号処理回路４１は、フルハイビジョン規格を超える超高解像度画像信号、本実施の形態においては、フルハイビジョン規格の４倍の解像度をもつ３８４０×２１６０画素の超高解像度画像信号ＳＩＧを入力し、フルハイビジョン規格を超えない４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割する。そして分割された部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄのそれぞれを、サブフィールド毎の発光・非発光に対応して書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃ、ＤＴｄに変換する。また入力した超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出しタイミング発生回路４５に出力する。
【００３８】
データ電極駆動回路４２ａは部分画像データＤＴａを各データ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に印加する。データ電極駆動回路４２ｂは部分画像データＤＴｂを各データ電極Ｄ１ｂ〜Ｄ（ｍｂ／２）に対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ１ｂ〜Ｄ（ｍｂ／２）に印加する。さらにデータ電極駆動回路４２ｃは部分画像データＤＴｃを各データ電極Ｄ（ｍａ／２＋１）〜Ｄｍａに対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ（ｍａ／２＋１）〜Ｄｍａに印加する。そして、データ電極駆動回路４２ｄは部分画像データＤＴｄを各データ電極Ｄ（ｍｂ／２＋１）〜Ｄｍｂに対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ（ｍｂ／２＋１）〜Ｄｍｂに印加する。
【００３９】
タイミング発生回路４５は、水平同期信号、垂直同期信号および超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬ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、電極駆動回路を含むそれぞれの回路ブロックへ供給する。特に、画像信号処理回路４１から出力される超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき、図４に示した輝度倍率を設定し、各サブフィールドの輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを発生するタイミング信号を発生する。
【００４０】
走査電極駆動回路４３は、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生し、維持電極駆動回路４４は、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する駆動電圧波形を発生する。
【００４１】
画像信号処理回路４１は、画像信号分割回路５１と、４つの部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、平均輝度レベル算出回路５３とを有する。
【００４２】
画像信号分割回路５１は、３８４０×２１６０画素の解像度をもつ超高解像度画像信号ＳＩＧを入力する。そして表示画像を左上、左下、右上、右下の４つの部分画像に４分割し、それぞれの部分画像に対応する部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄを出力する。ここで、左上の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧａ、左下の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｂ、右上の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｃ、右下の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｄのそれぞれは、１９２０×１０８０画素の解像度をもつフルハイビジョン規格の画像信号である。
【００４３】
部分信号処理回路５２ａは、入力されたフルハイビジョン規格の部分画像信号ＳＧａをデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａに変換する。また部分画像信号ＳＧａの平均輝度レベルである部分平均輝度レベルＰＬａを算出する。同様に部分信号処理回路５２ｂは、部分画像信号ＳＧｂを部分画像データＤＴｂに変換するとともに部分画像信号ＳＧｂの部分平均輝度レベルＰＬｂを算出する。そして、部分信号処理回路５２ｃは、部分画像信号ＳＧｃを部分画像データＤＴｃに変換するとともに部分平均輝度レベルＰＬｃを算出し、部分信号処理回路５２ｄは、部分画像信号ＳＧｄを部分画像データＤＴｄに変換するとともに部分平均輝度レベルＰＬｄを算出する。
【００４４】
これら部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれはプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路であり、フルハイビジョン規格の画像信号に対してサブフィールド毎の発光・非発光を示す部分画像データに変換する汎用の画像信号処理回路である。そしてこれら部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれは、例えば１つのＬＳＩ、または１つのモジュールに集積されている。
【００４５】
平均輝度レベル算出回路５３は、部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄにもとづき、超高解像度画像信号ＳＩＧに対する平均輝度レベルＡＰＬを算出する。部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄのそれぞれは超高解像度画像信号ＳＩＧを４分割した部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄの平均輝度レベルであるので、超高解像度画像信号ＳＩＧに対する平均輝度レベルＡＰＬは、それぞれの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの１／４の総和、すなわち、
ＡＰＬ＝（ＰＬａ＋ＰＬｂ＋ＰＬｃ＋ＰＬｄ）／４
として求めることができる。そのため本実施の形態においては、平均輝度レベル算出回路５３は、４つの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの平均値を計算することにより超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出する。
【００４６】
そして上述したように、タイミング発生回路４５は、平均輝度レベル算出回路５３が算出した超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを入力し、図４に示したように各サブフィールドの維持期間における維持パルス数を決定し、各電極駆動回路にタイミング信号を発生する。このようにして超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき輝度倍率を制御することにより、明るい入力画像に対しては維持パルス数を制限してプラズマディスプレイ装置４０の消費電力を抑制している。また、平均輝度レベルＡＰＬの低い暗い入力画像に対しては維持パルス数を増やして表示輝度を向上させている。
【００４７】
なお、プラズマディスプレイ装置４０が超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき各サブフィールドの輝度重みを制御する、またはサブフィールド数を制御する等、輝度倍率以外のサブフィールド構成についても制御を行う場合には、図６に破線で示したように、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれに超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを入力して、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれで必要な画像信号処理を行えばよい。
【００４８】
このように本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置４０は、フルハイビジョン規格の４倍の解像度をもつ超高解像度画像信号ＳＩＧを４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割し、それぞれの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄを、安価な汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を用いて信号処理を行うので、新たに超高解像度画像信号ＳＩＧ用の画像信号処理回路を設計し作成する必要がなく、安価にかつ短時間で超高解像度の画像を表示させることができるプラズマディスプレイ装置４０を提供することができる。
【００４９】
また、平均輝度レベル算出回路５３を追加して、部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄのそれぞれから出力される４つの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの平均値を計算するだけで、容易に超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出することができる。
【００５０】
さらに、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれに平均輝度レベルＡＰＬを入力して、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれで画像信号処理を行う場合であっても、共通の超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき共通の画像信号処理を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては超高解像度画像信号ＳＩＧを４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割して、それぞれに対して画像信号処理を行うとして説明したが、分割の数は上記に限定するものではなく、必要に応じて任意の数に分割することができる。
【００５２】
また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、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、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させることができるので、超高解像度のプラズマディスプレイ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に用いるパネルの分解斜視図
【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を示す図
【図４】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サブフィールド構成を示す図
【図５】同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図６】同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細な構成を示す回路ブロック図
【符号の説明】
【００５５】
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 誘電体層
２６ 保護層
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
４０ プラズマディスプレイ装置
４１ 画像信号処理回路
４２ａ〜４２ｄ 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 画像信号分割回路
５２ａ〜５２ｄ 部分信号処理回路
５３ 平均輝度レベル算出回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像信号を表示す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、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。
【０００３】
前面板には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、背面板にはデータ電極が背面ガラス基板上に平行に複数形成されている。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の対向する部分に放電セルが形成される。
【０００４】
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。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。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、サブフィールド毎に定められた輝度重みに比例する維持パルスを表示電極対に交互に印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
サブフィールド法を用いて画像表示輝度を向上させる技術の一つとして、表示電極対に印加する維持パルスのパルス数を制御する技術が検討されている。例えば特許文献１には、画像信号の平均輝度レベルにもとづき、各サブフィールドの維持パルス数をそれぞれ２倍、３倍と増加させて画像表示輝度を向上させる方法が記載されている。
【０００６】
一方、近年はパネルの大画面化および高解像度化が進み、例えば１００吋を超える大画面の画像をフルハイビジョン規格以上の高解像度で表示することができるパネルが開発されている。このようなパネルを用いた大画面・高解像度のプラズマディスプレイ装置は、テレビジョン放送や再生動画の表示以外にも、例えば広告や告知等の表示媒体として用いられるようになっている。
【０００７】
１つの画像信号を複数のプラズマディスプレイ装置に表示する方法としては、１つの入力画像信号をディジタル化し、拡大分割部で拡大分割して表示し、マルチ画面プラズマディスプレイ装置を構成する方法が、例えば特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平８−２８６６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−１２４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
大画面・高解像度のパネルとして、現在はおよそ８０００×４０００画素のものが開発されている。また、固体撮像素子の画素数増加やコンピュータグラフィックスの信号処理技術の進歩によって、画素数が大幅に増加した超高解像度画像信号が現実のものとなってきている。
【０００９】
しかしながら現状の高解像度信号としては１９２０×１０８０画素の、いわゆるフルハイビジョン規格の画像信号が標準的であり、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路としてもフルハイビジョン規格対応のものが最大である。そのためフルハイビジョン規格を超える画素をもつ超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させるためには専用の画像信号処理回路を新たに設計し作成する必要があった。そのためプラズマディスプレイ装置の完成までに時間がかかり、また高価な回路を用いた高価なプラズマディスプレイ装置となっていた。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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】
この目的を達成するために本発明の画像表示装置は、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フルハイビジョン規格を超える画素の数だけ備えたパネルと、走査電極、維持電極、データ電極のそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生する電極駆動回路とを備え、データ電極に選択的に書込みパルスを印加して放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、走査電極および維持電極に所定の数の維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数用いて、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ超高解像度画像信号をフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号に分割して出力する画像信号分割回路と、複数の部分画像信号のそれぞれに対して、部分画像信号の平均輝度レベルを算出して部分平均輝度レベルとして出力するとともに部分画像信号をデータ電極に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データに変換する部分信号処理回路と、複数の部分平均輝度レベルにもとづき超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出回路と、電極駆動回路を制御するタイミング信号を発生するタイミング発生回路とを備え、タイミング発生回路は、平均輝度レベル算出回路から出力される平均輝度レベルにもとづき維持期間に印加する維持パルスの所定の数を設定することを特徴とする。この構成により、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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平均輝度レベル算出回路は、複数の部分平均輝度レベルの平均値として超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する構成であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における画像表示装置について、図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に用いるパネル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。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。
【００１６】
これらの前面基板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、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。
【００１７】
ここで、赤色の蛍光体層が設けられた放電セルと緑色の蛍光体層が設けられた放電セルと青色の蛍光体層が設けられた放電セルとで１つの画素を構成する。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に用いるパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長いｎ本（ｎは偶数）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）が配列されている。またパネル１０の上半分には列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ（図１のデータ電極３２）が配列され、パネル１０の下半分には列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ（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ＤｊａまたはＤｊｂ（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。
【００１９】
本実施の形態においては、パネル１０の画素数は３８４０×２１６０画素であるとして説明する。従ってｍ＝３８４０×３＝１１５２０、ｎ＝２１６０である。しかし本発明はこれらの値に限定するものではない。
【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。パネル１０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。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。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルスを印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例係数を乗じ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とにより画像表示を行う。このときの比例係数を、以下「輝度倍率」と呼ぶ。なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。
【００２１】
図３は、本発明の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を示す図である。なお、図３にはパネル１０の上半分のデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａおよび走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれに印加する駆動電圧波形のみを示しているが、パネル１０の下半分のデータ電極Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂのそれぞれに印加する駆動電圧波形もデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａのそれぞれに印加する駆動電圧波形と同様であり、走査電極ＳＣｎ／２＋１〜ＳＣｎのそれぞれに印加する駆動電圧波形も走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれに印加する駆動電圧波形と同様である。また１フィールド期間は複数のサブフィールド、例えば１０のサブフィールドで構成されているが、図３には２つのサブフィールドの駆動電圧波形のみを示している。
【００２２】
第１サブフィールドの初期化期間の前半部では、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂに書込みパルス電圧Ｖｗを印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜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を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ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ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ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。
【００２３】
初期化期間の後半部では、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂに電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜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を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ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ＳＣ１〜ＳＣｎ上の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ、Ｄ１ｂ〜Ｄｍｂ上の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。
【００２４】
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３には、第１サブフィールドの初期化期間では前半部および後半部を有する初期期間、第２サブフィールドおよびそれ以降の初期化期間では後半部のみを有する初期化期間の駆動電圧波形を示した。
【００２５】
続く書込み期間では、本実施の形態においてはパネル１０の上半分の放電セルとパネル１０の下半分の放電セルとで同時に書込み動作を行う。以下ではパネル１０の上半分の放電セルの書込み動作について説明する。
【００２６】
書込み期間の初めに、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ／２のそれぞれには電圧Ｖｃをそれぞれ印加する。
【００２７】
次に、１番目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａｄを印加する。そして、データ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋａ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｗを印加する。すると書込みパルス電圧Ｖｗを印加した放電セルのデータ電極Ｄｋａ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（Ｖｗ−Ｖａｄ）にデータ電極Ｄｋａ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋａ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、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Ｄｋａ上にも負の壁電圧が蓄積される。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Ｖｗを印加しなかったデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄｍａ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。
【００２８】
以下、走査電極ＳＣ２〜ＳＣｎ／２についても同様に書込み動作を行う。
【００２９】
パネル１０の下半分の放電セルの書込み動作についても同様に、走査電極ＳＣｎ／２＋１〜ＳＣｎに走査パルスを順次印加するとともに、発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋｂ（ｋ＝１〜ｍ）に書込みパルス電圧Ｖｗを印加して書込み放電を発生させる。
【００３０】
続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｍを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧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Ｖｍ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。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Ｄｋａ、Ｄｋｂ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。
【００３１】
続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｍ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〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜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。
【００３２】
なお、詳細は後述するが、輝度倍率は画像信号の平均輝度レベルにもとづいて制御されている。そして画像信号の平均輝度レベルが高い場合には輝度倍率を小さくして消費電力を抑え、平均輝度レベルが低い場合には輝度倍率を増加させて輝度の高い画像を表示している。
【００３３】
そして、維持期間の最後には電圧Ｖｒに向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加して、データ電極Ｄｋａ、Ｄｋｂ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。こうして維持期間における維持動作が終了する。
【００３４】
次にサブフィールド構成について説明する。本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）で構成し、それぞれの輝度重みは（１、２、３、６、１２、２２、３７、４５、５７、７１）であるとして説明する。しかし本発明は上記のサブフィールド数、輝度重みに限定されるものではない。
【００３５】
図４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サブフィールド構成を示す図であり、各サブフィールドの維持パルス数と入力画像信号の平均輝度レベルとの関係を示している。このように輝度倍率は入力画像信号の平均輝度レベルにより制御されており、平均輝度レベルが１０％以下の入力画像信号に対しては、輝度倍率は「３．５」倍である。そして平均輝度レベルが増加するに従い輝度倍率は小さくなるように設定され、平均輝度レベルが９０％以上の入力画像信号に対しては輝度倍率は「１」倍に設定されている。このように、平均輝度レベルにもとづき輝度倍率を設定することにより、明るい入力画像に対しては維持パルス数を制限してプラズマディスプレイ装置の消費電力を抑制している。また、平均輝度レベルの低い暗い入力画像に対しては輝度倍率を大きく設定することにより維持パルス数を増やして表示輝度を向上させている。このように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は、平均輝度レベルにもとづき維持パルスの所定の数を設定している。
【００３６】
図５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り、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４０の画像信号処理回路４１の詳細な構成を示す回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置４０は、パネル１０と、画像信号処理回路４１と、電極駆動回路と、タイミング発生回路４５と、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）とを備えている。電極駆動回路は、データ電極駆動回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、走査電極駆動回路４３と、維持電極駆動回路４４とを含む。
【００３７】
画像信号処理回路４１は、フルハイビジョン規格を超える超高解像度画像信号、本実施の形態においては、フルハイビジョン規格の４倍の解像度をもつ３８４０×２１６０画素の超高解像度画像信号ＳＩＧを入力し、フルハイビジョン規格を超えない４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割する。そして分割された部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄのそれぞれを、サブフィールド毎の発光・非発光に対応して書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃ、ＤＴｄに変換する。また入力した超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出しタイミング発生回路４５に出力する。
【００３８】
データ電極駆動回路４２ａは部分画像データＤＴａを各データ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に印加する。データ電極駆動回路４２ｂは部分画像データＤＴｂを各データ電極Ｄ１ｂ〜Ｄ（ｍｂ／２）に対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ１ｂ〜Ｄ（ｍｂ／２）に印加する。さらにデータ電極駆動回路４２ｃは部分画像データＤＴｃを各データ電極Ｄ（ｍａ／２＋１）〜Ｄｍａに対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ（ｍａ／２＋１）〜Ｄｍａに印加する。そして、データ電極駆動回路４２ｄは部分画像データＤＴｄを各データ電極Ｄ（ｍｂ／２＋１）〜Ｄｍｂに対応する書込みパルスに変換し各データ電極Ｄ（ｍｂ／２＋１）〜Ｄｍｂに印加する。
【００３９】
タイミング発生回路４５は、水平同期信号、垂直同期信号および超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬ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、電極駆動回路を含むそれぞれの回路ブロックへ供給する。特に、画像信号処理回路４１から出力される超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき、図４に示した輝度倍率を設定し、各サブフィールドの輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを発生するタイミング信号を発生する。
【００４０】
走査電極駆動回路４３は、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生し、維持電極駆動回路４４は、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する駆動電圧波形を発生する。
【００４１】
画像信号処理回路４１は、画像信号分割回路５１と、４つの部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、平均輝度レベル算出回路５３とを有する。
【００４２】
画像信号分割回路５１は、３８４０×２１６０画素の解像度をもつ超高解像度画像信号ＳＩＧを入力する。そして表示画像を左上、左下、右上、右下の４つの部分画像に４分割し、それぞれの部分画像に対応する部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄを出力する。ここで、左上の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧａ、左下の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｂ、右上の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｃ、右下の部分画像に対応する部分画像信号ＳＧｄのそれぞれは、１９２０×１０８０画素の解像度をもつフルハイビジョン規格の画像信号である。
【００４３】
部分信号処理回路５２ａは、入力されたフルハイビジョン規格の部分画像信号ＳＧａをデータ電極Ｄ１ａ〜Ｄ（ｍａ／２）に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データＤＴａに変換する。また部分画像信号ＳＧａの平均輝度レベルである部分平均輝度レベルＰＬａを算出する。同様に部分信号処理回路５２ｂは、部分画像信号ＳＧｂを部分画像データＤＴｂに変換するとともに部分画像信号ＳＧｂの部分平均輝度レベルＰＬｂを算出する。そして、部分信号処理回路５２ｃは、部分画像信号ＳＧｃを部分画像データＤＴｃに変換するとともに部分平均輝度レベルＰＬｃを算出し、部分信号処理回路５２ｄは、部分画像信号ＳＧｄを部分画像データＤＴｄに変換するとともに部分平均輝度レベルＰＬｄを算出する。
【００４４】
これら部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれはプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路であり、フルハイビジョン規格の画像信号に対してサブフィールド毎の発光・非発光を示す部分画像データに変換する汎用の画像信号処理回路である。そしてこれら部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれは、例えば１つのＬＳＩ、または１つのモジュールに集積されている。
【００４５】
平均輝度レベル算出回路５３は、部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄにもとづき、超高解像度画像信号ＳＩＧに対する平均輝度レベルＡＰＬを算出する。部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄのそれぞれは超高解像度画像信号ＳＩＧを４分割した部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄの平均輝度レベルであるので、超高解像度画像信号ＳＩＧに対する平均輝度レベルＡＰＬは、それぞれの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの１／４の総和、すなわち、
ＡＰＬ＝（ＰＬａ＋ＰＬｂ＋ＰＬｃ＋ＰＬｄ）／４
として求めることができる。そのため本実施の形態においては、平均輝度レベル算出回路５３は、４つの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの平均値を計算することにより超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出する。
【００４６】
そして上述したように、タイミング発生回路４５は、平均輝度レベル算出回路５３が算出した超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを入力し、図４に示したように各サブフィールドの維持期間における維持パルス数を決定し、各電極駆動回路にタイミング信号を発生する。このようにして超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき輝度倍率を制御することにより、明るい入力画像に対しては維持パルス数を制限してプラズマディスプレイ装置４０の消費電力を抑制している。また、平均輝度レベルＡＰＬの低い暗い入力画像に対しては維持パルス数を増やして表示輝度を向上させている。
【００４７】
なお、プラズマディスプレイ装置４０が超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき各サブフィールドの輝度重みを制御する、またはサブフィールド数を制御する等、輝度倍率以外のサブフィールド構成についても制御を行う場合には、図６に破線で示したように、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれに超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを入力して、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれで必要な画像信号処理を行えばよい。
【００４８】
このように本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置４０は、フルハイビジョン規格の４倍の解像度をもつ超高解像度画像信号ＳＩＧを４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割し、それぞれの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄを、安価な汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を用いて信号処理を行うので、新たに超高解像度画像信号ＳＩＧ用の画像信号処理回路を設計し作成する必要がなく、安価にかつ短時間で超高解像度の画像を表示させることができるプラズマディスプレイ装置４０を提供することができる。
【００４９】
また、平均輝度レベル算出回路５３を追加して、部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄのそれぞれから出力される４つの部分平均輝度レベルＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄの平均値を計算するだけで、容易に超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬを算出することができる。
【００５０】
さらに、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれに平均輝度レベルＡＰＬを入力して、部分信号処理回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄのそれぞれで画像信号処理を行う場合であっても、共通の超高解像度画像信号ＳＩＧの平均輝度レベルＡＰＬにもとづき共通の画像信号処理を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては超高解像度画像信号ＳＩＧを４つの部分画像信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄに分割して、それぞれに対して画像信号処理を行うとして説明したが、分割の数は上記に限定するものではなく、必要に応じて任意の数に分割することができる。
【００５２】
また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、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、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、汎用のプラズマディスプレイ装置用画像信号処理回路を複数用いて、フルハイビジョン規格を超える超高解像度のパネルにフルハイビジョン規格を超える超高解像度の画像を表示させることができるので、超高解像度のプラズマディスプレイ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に用いるパネルの分解斜視図
【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を示す図
【図４】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サブフィールド構成を示す図
【図５】同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図
【図６】同プラズマディスプレイ装置の画像信号処理回路の詳細な構成を示す回路ブロック図
【符号の説明】
【００５５】
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 誘電体層
２６ 保護層
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
４０ プラズマディスプレイ装置
４１ 画像信号処理回路
４２ａ〜４２ｄ 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 画像信号分割回路
５２ａ〜５２ｄ 部分信号処理回路
５３ 平均輝度レベル算出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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フルハイビジョン規格を超える画素の数だけ備えたプラズマディスプレイパネルと、前記走査電極、前記維持電極、前記データ電極のそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生する電極駆動回路とを備え、前記データ電極に選択的に書込みパルスを印加して前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記走査電極および前記維持電極に所定の数の維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数用いて、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、
フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ超高解像度画像信号をフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号に分割して出力する画像信号分割回路と、
複数の前記部分画像信号のそれぞれに対して、前記部分画像信号の平均輝度レベルを算出して部分平均輝度レベルとして出力するとともに前記部分画像信号を前記データ電極に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データに変換する部分信号処理回路と、
複数の前記部分平均輝度レベルにもとづき前記超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出回路と、
前記電極駆動回路を制御するタイミング信号を発生するタイミング発生回路と
を備え、
前記タイミング発生回路は、前記平均輝度レベル算出回路から出力される平均輝度レベルにもとづき前記維持期間に印加する維持パルスの前記所定の数を設定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】
前記平均輝度レベル算出回路は、複数の前記部分平均輝度レベルの平均値として前記超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出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１】
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フルハイビジョン規格を超える画素の数だけ備えたプラズマディスプレイパネルと、前記走査電極、前記維持電極、前記データ電極のそれぞれに印加する駆動電圧波形を発生する電極駆動回路とを備え、前記データ電極に選択的に書込みパルスを印加して前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記走査電極および前記維持電極に所定の数の維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数用いて、フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ画像を表示するプラズマディスプレイ装置であって、
フルハイビジョン規格を超える解像度をもつ超高解像度画像信号をフルハイビジョン規格を超えない複数の部分画像信号に分割して出力する画像信号分割回路と、
複数の前記部分画像信号のそれぞれに対して、前記部分画像信号の平均輝度レベルを算出して部分平均輝度レベルとして出力するとともに前記部分画像信号を前記データ電極に印加する書込みパルスの有無を示す部分画像データに変換する部分信号処理回路と、
複数の前記部分平均輝度レベルにもとづき前記超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出回路と、
前記電極駆動回路を制御するタイミング信号を発生するタイミング発生回路と
を備え、
前記タイミング発生回路は、前記平均輝度レベル算出回路から出力される平均輝度レベルにもとづき前記維持期間に印加する維持パルスの前記所定の数を設定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】
前記平均輝度レベル算出回路は、複数の前記部分平均輝度レベルの平均値として前記超高解像度画像信号の平均輝度レベルを算出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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−３９１５３（Ｐ２０１０−３９１５３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１５２４（Ｐ２００８−２０１５２４）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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