プラズマディスプレイ装置
【課題】点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示装置を提供する。
【解決手段】維持期間において表示電極間に印加される維持パルスを作る維持パルス発生部と、表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合に前記フィルター係数の大きさを切替えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【解決手段】維持期間において表示電極間に印加される維持パルスを作る維持パルス発生部と、表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合に前記フィルター係数の大きさを切替えることを特徴とする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、複数の放電セルを選択的に放電させて画像を表示するプラズマディスプレイパネルの駆動方法およびその画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に市場規模を拡大してきたプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）は、大画面、薄型、軽量を特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。しかしその発光効率はまだ低く、現在様々な発光効率の向上や消費電力削減技術が提案されている。
【０００３】
パネルの駆動方法により発光効率を上げて消費電力を削減する方法として、例えば、表示パネル内の選択された放電セルに特定の期間において駆動パルスを印加して第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させる駆動手段と、放電セルの点灯率（プラズマディスプレイパネルの放電セルに対する表示する放電セルの割合）を検出し、検出された点灯率に応じてこの第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させるタイミングが変化するように駆動手段を制御する制御手段とを備えた表示装置（特許文献１参照）が提案されている。この表示装置によれば、点灯率が変化しても安定に放電を行うことができるとともに、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８５０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら２つの連続した放電、特に第１の放電は個々の放電セルの放電特性や放電条件、駆動回路の回路部品のばらつき等の影響を受けやすく、そのためにすべての放電セルで安定して２つの放電を発生させることは容易ではなかった。また、点灯率が同じであっても、点灯パターンが異なる場合には放電電流の流れる経路も異なるので、点灯率だけで２つの放電を安定して制御することは難しかった。
【０００６】
また、画像表示の切替わりにより点灯率が変化して特定の期間における２つの連続した放電を発生させるタイミングが変化することで、表示画像の切替わり前後の輝度差が大きくなる場合があることが分かった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示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】
【０００８】
本発明は、一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割して画像を前記プラズマディスプレイに表示するプラズマディスプレイ装置であって、維持期間において表示電極間に印加される電圧の変化時に維持放電を発生させる維持パルスを表示電極間に印加するための維持パルス発生部と、表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合にフィルター係数の大きさを切替えることを特徴とする。この構成により、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示装置を提供することができる。
【０００９】
また、前述したフィルター処理部においてフィルター係数を切替える点灯率の閾値を設け、変化前の点灯率が閾値未満の場合には、閾値以上の場合よりもフィルター係数を小さくして点灯率を緩やかに変化させても良い。
【００１０】
また、前述したフィルター処理部の閾値部においてフィルター係数を切替える点灯率の閾値は、２０％以上４０％以下に設定しても良い。
【００１１】
また、本発明のフィルター処理部は、異なるフィルター係数をもつ２つのフィルターと１フィールド前の点灯率を記憶しフィルターに１フィールド前の点灯率を出力するメモリーと２つのフィルターから出力された点灯率のうちどちらの点灯率を次フィールドの点灯率とするかを選択するための点灯率大小比較部、閾値比較部、セレクターとを有し、表示画像の点灯率変化に応じたフィルター処理を行い、表示画像切替わり時の輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、点灯率に応じた放電制御を行い、放電を安定して発生させるとともに、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】同画像表示装置に用いるパネルの電極配列図
【図３】同画像表示装置の回路ブロック図
【図４】同画像表示装置に用い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】同画像表示装置の維持パルス発生器の回路図
【図６】同画像表示装置の維持パルス発生器の維持パルスを発生させる動作を説明するためのタイミング図
【図７】本発明の第２の実施の形態における画像表示装置において全セル点灯率および部分点灯率の平均値と駆動パターンの切替えとの関係の一例を示す図
【図８】同画像表示装置における点灯率変化の一例を説明するための図
【図９】同画像表示装置における部分点灯率に対する完全点灯電圧の駆動差による特性差を示す図
【図１０】同画像表示装置における部分点灯率に対する発光輝度の駆動差による特性差を示す図
【図１１】同画像表示装置における部分点灯率に対する発光効率の駆動差による特性差を示す図
【図１２】同画像表示装置において維持パルスの立ち上がり期間と輝度の関係を示す図
【図１３】同画像表示装置において維持パルスの立ち上がり期間と発光効率の関係を示す図
【図１４】同画像表示装置のフィルター処理部の回路ブロック図
【図１５】同画像表示装置において点灯率が１０％から３０％に変化する場合のフィルター係数「１６」とフィルター係数「６４」のときの時間に対する点灯率変化を示す図
【図１６】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合のフィルター係数「１６」とフィルター係数「６４」のときの時間に対する点灯率変化を示す図
【図１７】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合にフィルター係数が点灯率制御されたときの時間に対する輝度差の変化を示す図
【図１８】同画像表示装置において点灯率と完全点灯電圧の関係を示す図
【図１９】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合にフィルター係数が点灯率制御されたときの時間に対する点灯率変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【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１）
図１は本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。パネル１は、ガラス製の前面基板２と背面基板３とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２の放電空間側の面上には表示電極を構成する走査電極４と維持電極５とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極４および維持電極５を覆うように誘電体層６が形成され、誘電体層６上には保護層７が形成されている。
【００１６】
また、背面基板３の放電空間側の面上には絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が形成され、さらに絶縁体層８上にデータ電極９と平行して隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面に蛍光体層１１が設けられている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極９とが交差する方向に前面基板２と背面基板３とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、たとえばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
【００１７】
図２は同パネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極５）が交互に配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極９）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）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。なお、図１、図２に示したように、走査電極４と維持電極５とは互いに平行に対をなして形成されているために走査電極４と維持電極５との間に大きな電極間容量が存在する。
【００１８】
図３は本発明の実施の形態における画像表示装置の回路ブロック図である。この画像表示装置は、パネル１、データ電極駆動回路１２、走査電極駆動回路１３、維持電極駆動回路１４、駆動パターン選択部１５を内部に備えた制御信号発生回路１６、画像信号処理回路１７、全セル点灯率検出回路１８、平均値検出回路１９を内部に備えた部分点灯率検出回路２０、フィルター処理部２１および電源回路（図示せず）を備えている。
【００１９】
画像信号処理回路１７は、画像信号ｓｉｇである赤の原色信号ｓｉｇＲ、緑の原色信号ｓｉｇＧ、青の原色信号ｓｉｇＢをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路１２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。制御信号発生回路１６は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種の制御信号を発生し、各回路ブロックへ供給している。走査電極駆動回路１３は制御信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路１４は制御信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。ここで、走査電極駆動回路１３は後述する維持パルスを発生させるための維持パルス発生器１００を備え、維持電極駆動回路１４にも同様に維持パルス発生器２００を備えている。
【００２０】
全セル点灯率検出回路１８は、サブフィールド毎の画像データにもとづき、パネル１の画像表示領域における全ての放電セルの数に対する点灯するべき放電セルの数の割合を「全セル点灯率」としてサブフィールド毎に検出する。そして、検出した全セル点灯率を表す信号を制御信号発生回路１６に出力する。
【００２１】
部分点灯率検出回路２０は、パネル１の画像表示領域を複数の領域に分け、サブフィールド毎の画像データにもとづき、領域毎かつサブフィールド毎に、各領域の放電セルの数に対する点灯するべき放電セルの数の割合を「部分点灯率」として検出する。なお、部分点灯率検出回路２０は、例えば、走査電極４を駆動するＩＣ（以下、「走査ＩＣ」と呼称する）の１つに接続された複数の走査電極４で構成される領域を１つの領域として部分点灯率を検出する構成であってもよいが、本実施の形態では、１対の表示電極対５０を１つの領域と見なして部分点灯率を検出するものとする。
【００２２】
また、部分点灯率検出回路２０は、平均値検出回路１９を有する。平均値検出回路１９は、部分点灯率検出回路２０において検出した部分点灯率をあらかじめ定めた所定の閾値（以下、「部分点灯率閾値」と呼称する）と比較する。部分点灯率閾値のとりえる数値範囲は０％から１００％とする。そして、部分点灯率が部分点灯率閾値以下になる表示電極対５０を除く表示電極対５０、すなわち部分点灯率が部分点灯率閾値を超える表示電極対５０における部分点灯率の平均値をサブフィールド毎に算出し、その結果を表す信号を制御信号発生回路１６に出力する。例えば、パネル１に設けた表示電極対５０が１０８０対であり、あるサブフィールドにおいて２００対の表示電極対５０の部分点灯率が部分点灯率閾値以下であれば、そのサブフィールドでは、部分点灯率が部分点灯率閾値よりも大きい８８０対の表示電極対５０に関して部分点灯率の平均値を算出する。
【００２３】
なお、本実施の形態では、部分点灯率閾値を「０％」に設定するものとする。これは、点灯するべき放電セルが実質的に発生しない表示電極対５０を、部分点灯率の平均値を算出する際に除外するためである。
【００２４】
しかし、本発明は、部分点灯率閾値が何ら上述した数値に限定されるものではない。部分点灯率閾値は、パネル１の特性やプラズマディスプレイ装置３００の仕様等にもとづいて最適な値に設定することが望ましい。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、全セル点灯率および部分点灯率を算出する際に百分率表示のための正規化演算を行う構成とするが、必ずしも正規化演算を行う必要はなく、例えば、算出した点灯するべき放電セル（以下、点灯するべき放電セルを「点灯セル」、点灯させない放電セルを「非点灯セル」とも記す）の数を全セル点灯率および部分点灯率として用いる構成であってもかまわない。部分点灯率検出回路２０で検出された各サブフィールドの点灯率はフィルター処理部２１に送られ、フィルター処理部２１で画面表示の切替わりによる点灯率変化に応じて、フィールド毎の点灯率変化の速度を変えるように制御信号発生回路１６に送る点灯率が選択される。
【００２６】
制御信号発生回路１６は、水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ、全セル点灯率検出回路１８およびフィルター処理部２１からの出力にもとづいて各回路ブロックの動作を制御する各種の制御信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給し、走査電極駆動回路１３および維持電極駆動回路１４を制御する。
【００２７】
次に、パネル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。本発明の実施の形態においては、画像信号の１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。
【００２８】
図４は本発明の実施の形態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である。第１サブフィールドの初期化期間では、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（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは放電により発生した電荷が、電極を覆う誘電体層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。その後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
【００２９】
続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを一旦Ｖｒ（Ｖ）に保持する。次に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうちパネルの１行目の走査電極ＳＣ１と維持電極ＳＵ１からなる電極対に表示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（Ｖ）を印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧および走査電極ＳＣ１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、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。このようにして、１行目に表示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、正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１〜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順次行い、書込み期間が終了する。
【００３０】
続く維持期間で維持パルスを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に印加して、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。このときの維持パルスの波形およびそれに伴う放電の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における動作の概要を説明する。
【００３１】
まず、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）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（Ｖ）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、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。このときデータ電極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状態が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）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とに交互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維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。続く第２サブフィールドにおける初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。
【００３２】
次に、維持パルス発生器１００、維持パルス発生器２００の詳細について説明する。図５は、本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生器１００、２００の回路図である。維持パルス発生器１００は電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とから構成されている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、電力回収用のインダクタＬ１０を有している。電圧クランプ部１２０は、電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有している。そしてこれらの電力回収部１１０および電圧クランプ部１２０はパネル１の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極４に接続されている。コンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働く。
【００３３】
維持パルス発生器２００も維持パルス発生器１００と同様の回路構成で、電力回収部２１０と電圧クランプ部２２０を有しているが、維持パルス発生器２００の出力はパネル１の電極間容量Ｃｐの維持電極５に接続されている。電力回収部２１０も、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、電力回収用のインダクタＬ２０を有し、電圧クランプ部２２０も電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有している。
【００３４】
次に、第１の維持パルスについて詳細に説明する。図６は本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生器１００、２００の維持パルスを発生させる動作を説明するためのタイミングチャートである。維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。なお、走査電極４に印加される維持パルスと維持電極５に印加される維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作で走査電極４と維持電極５とを入れ替えた動作に等しい。
【００３５】
（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極４側の電荷はインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極４の電圧が下がり始める。
【００３６】
（期間Ｔ２）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分による電力損失のため、走査電極４の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１４を通じて直接に接地されるため、走査電極４の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。
【００３７】
さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して電流が流れはじめ、維持電極５の電圧が上がり始める。
【００３８】
（期間Ｔ３）
インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分による電力損失のため、維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）にまでは上がりきらない。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極５の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極４−維持電極５間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
【００３９】
なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生器１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦするのが望ましい。
【００４０】
（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにする。すると維持電極５側の電荷はインダクタＬ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に流れ始め、維持電極５の電圧が下がり始める。
【００４１】
（期間Ｔ５）
維持電極５の電圧は、インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ５において維持電極５の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２４を通じて直接に接地されるため、維持電極５の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。
【００４２】
さらに、時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して電流が流れはじめ、走査電極４の電圧が上がり始める。
【００４３】
（期間Ｔ６）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ６において走査電極４の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇する。そして、時刻ｔ６でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極４の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極４−維持電極５間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
【００４４】
なお、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５以降、時刻ｔ２までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、時刻ｔ１までにＯＦＦすればよい。また、スイッチング素子Ｑ２４は時刻ｔ２直前に、スイッチング素子Ｑ１３は時刻ｔ１直前にＯＦＦするのが望ましい。
【００４５】
また、本発明の実施の形態においては、電力回収部１１０、２１０の回収効率が大きくなるように、インダクタＬ１０またはＬ２０と電極間容量Ｃｐとが形成する共振回路の共振周期の１／２、すなわち期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の時間を９００ｎｓと長く設定して、維持パルス発生時の維持パルス発生器１００、２００の無効電力を大幅に削減している。その反面、期間Ｔ３、Ｔ６の時間が短くなり、維持放電を継続させるために必要な維持パルス電圧が高くなる傾向があり、特に点灯率が高くなり放電電流が多くなるとこの傾向が顕著になる。
【００４６】
上述した実施の形態では、大画面化、高精細化されて駆動インピーダンスが増大したパネル１では、駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすい。そのため、放電のばらつきが大きくなりやすく、輝度ムラと呼ばれる輝度のばらつきを生じやすい。このとき、例えば、維持パルスを立ち上げるために電力回収部１１０、電力回収部２１０を動作させる期間（以下、「立ち上がり期間」と呼称する）および維持パルスを立ち下げるために電力回収部１１０、電力回収部２１０を動作させる期間（以下、「立ち下がり期間」と呼称する）の少なくとも一方の長さを変更するとともに、走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵｎのそれぞれに維持パルスの立ち上がり期間と立ち下がり期間とを重複させる期間（以下、「重複期間」と呼称する）を表示画像に応じて変更することで、パネル１における消費電力を削減しつつ、維持放電を安定に発生することが可能である。
【００４７】
そこで、本実施の形態では、「立ち上がり期間」および「立ち下がり期間」の少なくとも一方の長さが異なる複数の維持パルスを発生するとともに、発生する維持パルスの組み合わせ、および「重複期間」の長さを異ならせた複数の駆動パターン（例えば、第１駆動パターン、第２駆動パターン、第３駆動パターン、第４駆動パターン、第５駆動パターン、第６駆動パターンの６つの駆動パターン）を設定し、表示画像に応じて適応的にそれらを切替えて維持パルスを発生する構成とする。
【００４８】
図３に示した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３００の駆動パターン選択部１５は、上述した複数の駆動パターンのうちのいずれか１つを、全セル点灯率検出回路１８および部分点灯率検出回路２０からの出力にもとづき選択する。そして、制御信号発生回路１６は、その選択結果にもとづく維持パルスを発生するように、維持パルス発生器１００、維持パルス発生器２００を制御するための制御信号を出力する。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態における全セル点灯率および部分点灯率の平均値と複数の駆動パターンの切替えとの関係の一例を示す図である。本実施の形態では、図７に示すように、部分点灯率の平均値が小さく（例えば、２０％未満）、かつ全セル点灯率が低い（例えば、２０％未満）サブフィールドでは、第１駆動パターンで維持パルスを発生する。この第１駆動パターンは、発光輝度の向上を目的とした駆動パターンである。第１駆動パターンでは、全セル点灯率が低く、かつ部分点灯率の平均値が小さいサブフィールドにおいて、すなわち、点灯領域が少なく、パネル１の駆動負荷が低いサブフィールドにおいて、発光輝度の向上を図るものである。
【００５０】
部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が高い（例えば、６０％以上）サブフィールドでは、第２駆動パターンで維持パルスを発生する。この第２駆動パターンは、発光効率改善を目的とした駆動パターンである。第２駆動パターンでは、全セル点灯率が高く、かつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち、点灯領域が全体的に広く生じ、パネル１の駆動負荷が全体的に高いときに、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５１】
また、部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が所定の範囲内にある（例えば、３５％以上かつ６０％未満）サブフィールドでは、第３駆動パターンで維持パルスを発生する。この第３駆動パターンは、発光輝度の向上と発光効率の改善とを目的とした駆動パターンである。第３駆動パターンでは、全セル点灯率がやや高くかつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち画像表示領域の一部の領域が点灯領域となり、パネル１の駆動負荷が部分的に高いときに、発光輝度の向上を図りつつ、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５２】
また、部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が低い（例えば、３５％未満）サブフィールドでは、第４駆動パターンで維持パルスを発生する。この第４駆動パターンは、発光効率を改善する効果を高めつつ発光輝度を向上することを目的とした駆動パターンである。第４駆動パターンでは、全セル点灯率が低くかつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち画像表示領域の一部に点灯領域が集中し、パネル１の駆動負荷が部分的に非常に高いときに、発光輝度の向上を図りつつ、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５３】
また、部分点灯率の平均値が中位（例えば、３５％以上かつ６０％未満）で、かつ全セル点灯率も中位（例えば、３５％以上かつ６０％未満）のサブフィールドでは、第５駆動パターンで維持パルスを発生する。この第５駆動パターンは、発光輝度を向上する効果を高めつつ発光効率を改善することを目的とした駆動パターンである。第５駆動パターンでは、全セル点灯率が中位でかつ部分点灯率の平均値も中位のサブフィールドにおいて、すなわち、画像表示領域において点灯領域がやや分散し、パネル１における駆動負荷の高い領域が第３駆動パターンを適用するときほどは偏っておらず、かつ駆動負荷が全体的に中位のときに、発光効率を改善して消費電力の低減を図りつつ、発光輝度の向上を図るものである。
【００５４】
また、部分点灯率の平均値が中位（例えば、２０％以上かつ６０％未満）で、かつ全セル点灯率が低い（例えば、３５％未満）サブフィールドでは、第６駆動パターンで維持パルスを発生する。一般的な動画像を表示する際に、最も頻繁に発生するのがこの点灯状態である。そして、この第６駆動パターンは、発光効率の改善効果を最も高めることを目的とした駆動パターンである。第６駆動パターンでは、全セル点灯率が低くかつ部分点灯率の平均値が中位のサブフィールドにおいて、すなわち、画像表示領域において点灯領域が分散し、パネル１における駆動負荷の高い領域が第４駆動パターンを適用するときほどは偏っておらず、かつ駆動負荷が全体的に低いときに、発光効率を改善する効果を高めて消費電力の低減を図るものである。
【００５５】
上記のように点灯率に応じて駆動を切替える根拠となる点灯率に対する完全点灯電圧、発光輝度、発光効率の特性の一例として、図８を用いて説明する。図８の斜線で示した部分は維持放電を発生させない非点灯セルの分布を表し、斜線のない白抜きの部分は点灯セルの分布を表す。
【００５６】
図８（ａ）に示した縦方向の点灯率が１０％で横方向の点灯率が１０％の点灯状態から横方向の点灯率のみを順次大きくし、図８（ｂ）に示した縦方向の点灯率が１０％で横方向の点灯率が１００％の点灯状態まで変化する場合において、駆動が「駆動パターン１」→「駆動パターン６」→「駆動パターン４」の順に切替わっていく場合と、駆動を切替えず全点灯率において駆動パターン１、駆動パターン４、駆動パターン６の各駆動を単一で設定した場合の点灯率に対する完全点灯電圧、発光輝度、発光効率の特性を図９、図１０、図１１にそれぞれ示した。
【００５７】
駆動パターン１は全点灯率領域で発光輝度が高く特に部分点灯率の平均値が２０％以下では他の駆動に比べて非常に高い発光輝度が得られるが、部分点灯率の平均値が２０％以上では発光効率が低くなるので、駆動パターン１は部分点灯率の平均値が２０％未満で設定するのが望ましい。駆動パターン４は部分点灯率の平均値が８０％以上の横負荷が大きくなる領域で完全点灯電圧の上昇を抑制すると同時に、輝度、発光効率も大きく低下させることなく維持することができるので、駆動パターン４は部分点灯率の平均値が８０％以上で設定するのが望ましい。駆動パターン６は全点灯率領域で高い発光効率が得られるが、完全点灯電圧が大きくなり、点灯率によっては電源電圧Ｖを超過するため、駆動パターン６は高い発光効率が得られかつ完全点灯電圧の上昇も大きくない部分点灯率の平均値が２０％以上６０％未満で設定するのが望ましい。
【００５８】
このように駆動パターンと点灯率によって完全点灯電圧、輝度、発光効率などの特性が変化するため、全セル点灯率と部分点灯率の平均値に応じて駆動パターンを切替えることで点灯率に対する完全点灯電圧、輝度、発光効率特性の最適化が可能となり、表示品質と発光効率を向上させることができる。しかし、駆動パターン１と駆動パターン６の輝度差が大きく、表示画像の点灯率変化に応じて駆動を切替えると駆動パターン１と駆動パターン６が切替わる際に視認可能な大きな輝度差が生じ問題となる。これは、維持期間において発生させる維持パルスは「立ち上がり期間」、「立ち下がり期間」、「重複期間」の長さが異なる複数の維持パルスを組合せ、１５発を１周期としており、その組合せにより輝度、発光効率、表示品質を最適化しているのだが、駆動パターン１と駆動パターン６では「立ち上がり期間」において大きな差があるためである。
【００５９】
駆動パターン１は発光輝度を高めることを主目的として、図１２に示したように「立ち上がり期間」が短くなれば発光輝度が高くなるため、駆動パターンの中で最も短い「立ち上がり期間」を用いており、本発明の実施の形態においては表示品質との両立のため４００〜５５０ｎｓの「立ち上がり期間」を用いている。これに対して、駆動パターン６は発光効率を向上させることを主目的として、図１３に示したように「立ち上がり期間」が長くなれば発光効率が向上するため、駆動パターンの中で最も長い「立ち上がり期間」を用いており、表示品質との両立のため、維持パルス１５発周期中２、３発は４５０ｎｓを用いているが、その他の維持パルスは７００ｎｓ以上の「立ち上がり期間」を用いている。この駆動パターン１と６の駆動形態の差により輝度差が生じている。
【００６０】
そこで本発明のプラズマディスプレイ装置では、フィルター処理により輝度差を抑制することを可能にした。そこで以下に駆動パターンの切替わり時の輝度差抑制のためのフィルター処理を行うフィルター処理部について説明する。図１４に本発明の実施の形態におけるフィルター処理部２１の動作を示す。フィルター処理部２１はフィルター係数の異なる第一のフィルター２２と第二のフィルター２３、メモリ２４、点灯率大小比較部２５、閾値比較部２６、セレクター２７で構成されている。
【００６１】
まず、図１４の第一のフィルター２２、第二のフィルター２３部分のフィルター処理の基本動作について説明する。フィルターに送られる部分点灯率検出回路２０で算出された表示画像の部分点灯率をＸｎ、メモリ２４に記憶された１フィールド前にフィルター処理部から制御信号発生回路１６へ送られた部分点灯率をＸｎ−１、第一のフィルター２２、第二のフィルター２３のフィルター係数をＫ１、Ｋ２、第一のフィルター２２、第二のフィルター２３からセレクター２７に送られる部分点灯率をそれぞれ部分点灯率Ｘｋ１、部分点灯率Ｘｋ２とすると、フィルターでは下記の計算が行われ、部分点灯率Ｘｋ１、部分点灯率Ｘｋ２を決定する。
【００６２】
ＸＫｍ＝〔{Ｘｎ−１×(１２８−Ｋｍ)}＋{Ｘｎ×Ｋｍ}〕／１２８（ｍ＝１，２）
つまり、表示画像が切替わる際に部分点灯率検出回路２０からフィルターに送られる点灯率がそのまま制御信号発生回路１６へ送られ次フィールドの点灯率となるのではなく、制御信号発生回路１６へ送られる点灯率はフィルター処理部２１を通して徐々に変化し、数フィールド期間後に部分点灯率検出回路２０からフィルター処理部２１に送られた点灯率になるように変化する。フィルター係数Ｋｍが大きくなれば時間に対する点灯率変化が急になり、フィルター係数Ｋｍが小さくなれば時間に対する点灯率変化が緩やかになる。
【００６３】
表示画像の切替わりにより点灯率が１０％から３０％に変化する場合と点灯率が１０％から１００％に変化する場合においてフィルター係数が１６とフィルター係数が６４の場合の点灯率の時間変化を図１５、図１６にそれぞれ示した。
【００６４】
図１５に示したように点灯率が１０％から３０％に変化する場合はフィルター係数Ｋを６４より小さい１６にすると点灯率変化が緩やかになり、また図１７に示したのは点灯率が１０％から１００％に変化する場合の輝度差の変化であるが、点灯率が１０％から３０％に変化する場合も同様に、フィルタ係数が１６ではフィルタ係数が６４より点灯率変化の前後の輝度差が小さくなる。特に点灯率が４０％以下の低点灯率領域では視認可能な輝度差となるので輝度差の低減が必要となるため、フィルター係数は１６にするのが望ましい。
【００６５】
フィルター係数を６４から１６にすると図１８に示したように点灯率に対する完全点灯電圧が高くなるが、低点灯率領域では電源電圧Ｖに対して十分低く、電源電圧Ｖを超えることはないので表示画像が破綻することはなく問題はない。一方で図１６に示したように点灯率が１０％から１００％に変化する場合もフィルター係数Ｋを６４より小さい１６にすると点灯率変化が緩やかになり、図１７に示したように点灯率変化の前後の輝度差が小さくなる。しかし図１８に示したように点灯率７０％以上で完全点灯電圧が高くなり電源電圧Ｖを超過し表示画像が破綻する。このため輝度差が視認できない程度の輝度差となる点灯率４０％以上の高点灯率領域ではフィルター係数は６４とするのが望ましい。
【００６６】
そこで本発明では、点灯率４０％以下の低点灯率領域では表示画面切替わり時の輝度差を出来る限り抑制するためにフィルター係数が小さいフィルターを使用し、同時に点灯率４０％以上の高点灯率領域で完全点灯電圧が電源電圧を超過し画像表示が破綻することがないようにするためにフィルター係数が大きいフィルターを使用するためにフィルター処理部に異なるフィルター係数をもつフィルターを２個設け、表示画像の点灯率変化の大きさと変化前の点灯率によってフィルター係数を制御した。
【００６７】
次に図１４に示した本発明のフィルター処理部のフィルター係数の点灯率制御の方法について説明する。点灯率大小比較部２５において、部分点灯率検出回路２０で算出された部分点灯率Ｘｎとメモリに格納されている１フィールド前に制御信号発生回路１６へ送られた部分点灯率Ｘｎ−１の大小を比較する。部分点灯率Ｘｎが部分点灯率Ｘｎ−１より小さいときは、フィルター係数を小さくして点灯率変化を緩やかにしても完全点灯電圧が電源電圧Ｖを超過することはなく表示は破綻しないので、輝度差抑制のためセレクター２７においてフィルター係数が小さい第二のフィルター２３から送られてくる部分点灯率Ｘｋ２を部分点灯率Ｘとして選択し、制御信号発生回路１６に送る。一方、部分点灯率Ｘｎが部分点灯率Ｘｎ−１より大きいときは、フィルター係数を小さくして点灯率変化を緩やかにすると完全点灯電圧が電源電圧Ｖを超過して表示が破綻する場合があるので、表示破綻せずに輝度差抑制するために部分点灯率Ｘｎ−１と閾値とを比較し、部分点灯率Ｘｎ−１が閾値より大きい場合はセレクター２７において第一のフィルター２２から送られてくる部分点灯率Ｘｋ１を制御信号発生回路１６に送る部分点灯率Ｘとして選択し、部分点灯率Ｘｎ−１が閾値より小さい場合はセレクター２７において第二のフィルターから送られてくる部分点灯率Ｘｋ２を制御信号発生回路１６に送る部分点灯率Ｘとして選択し、制御信号発生回路１６に送る。
【００６８】
本発明の実施の形態の画像表示装置において、図１８に示したようにフィルター係数が１６の場合は部分点灯率７０％以上で完全点灯電圧が電源電圧を超過するので閾値を部分点灯率４０％とするのが望ましく、部分点灯率４０％以下のときフィルター係数を１６、部分点灯率４０％以上のときフィルター係数を６４となるように点灯率に応じてフィルター係数を制御すれば完全点灯電圧が電源電圧を超過することはなくなる。
【００６９】
図１９は本発明の実施の形態の画像表示装置において表示画像の点灯率が１０％から１００％へ変化した場合に部分点灯率４０％以下のときフィルター係数を１６、部分点灯率４０％以上のときフィルター係数を６４としたときの部分点灯率の時間変化を示したものである。しかし、本発明では、フィルター係数が何ら上述した数値に限定されるものではない。フィルター係数は、パネル１の特性やプラズマディスプレイ装置３００の仕様等にもとづいて部分点灯率４０％以下のときのフィルター係数が部分点灯率４０％以上のときのフィルター係数よりも小さくなるという条件の下、最適な値に設定することが望ましい。
【００７０】
このように表示画像の点灯率変化の大きさと変化前の点灯率によってフィルター係数を制御することで、表示画像を破綻させることなく表示画像の切替わりによる点灯率変化の前後で生じる輝度差を抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の画像表示装置は、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率の改善と画像表示品質の向上が可能となるので、パネルを用いた画像表示装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１ パネル
１２ データ電極駆動回路
１３ 走査電極駆動回路
１４ 維持電極駆動回路
１５ 駆動パターン選択部
１６ 制御信号発生回路
１７ 画像信号処理回路
１８ 全セル点灯率検出回路
１９ 平均値検出回路
２０ 部分点灯率検出回路
２１ フィルター処理部
２２ 第一のフィルター
２３ 第二のフィルター
２４ メモリ
２５ 点灯率大小比較部
２６ 閾値比較部
２７ セレクター
１００、２００ 維持パルス発生器
１１０、２１０ 電力回収部
１２０、２２０ 電圧クランプ部
３００ プラズマディスプレイ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放電セルを選択的に放電させて画像を表示するプラズマディスプレイパネルの駆動方法およびその画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に市場規模を拡大してきたプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）は、大画面、薄型、軽量を特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。しかしその発光効率はまだ低く、現在様々な発光効率の向上や消費電力削減技術が提案されている。
【０００３】
パネルの駆動方法により発光効率を上げて消費電力を削減する方法として、例えば、表示パネル内の選択された放電セルに特定の期間において駆動パルスを印加して第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させる駆動手段と、放電セルの点灯率（プラズマディスプレイパネルの放電セルに対する表示する放電セルの割合）を検出し、検出された点灯率に応じてこの第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させるタイミングが変化するように駆動手段を制御する制御手段とを備えた表示装置（特許文献１参照）が提案されている。この表示装置によれば、点灯率が変化しても安定に放電を行うことができるとともに、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８５０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら２つの連続した放電、特に第１の放電は個々の放電セルの放電特性や放電条件、駆動回路の回路部品のばらつき等の影響を受けやすく、そのためにすべての放電セルで安定して２つの放電を発生させることは容易ではなかった。また、点灯率が同じであっても、点灯パターンが異なる場合には放電電流の流れる経路も異なるので、点灯率だけで２つの放電を安定して制御することは難しかった。
【０００６】
また、画像表示の切替わりにより点灯率が変化して特定の期間における２つの連続した放電を発生させるタイミングが変化することで、表示画像の切替わり前後の輝度差が大きくなる場合があることが分かった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示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】
【０００８】
本発明は、一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割して画像を前記プラズマディスプレイに表示するプラズマディスプレイ装置であって、維持期間において表示電極間に印加される電圧の変化時に維持放電を発生させる維持パルスを表示電極間に印加するための維持パルス発生部と、表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合にフィルター係数の大きさを切替えることを特徴とする。この構成により、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示装置を提供することができる。
【０００９】
また、前述したフィルター処理部においてフィルター係数を切替える点灯率の閾値を設け、変化前の点灯率が閾値未満の場合には、閾値以上の場合よりもフィルター係数を小さくして点灯率を緩やかに変化させても良い。
【００１０】
また、前述したフィルター処理部の閾値部においてフィルター係数を切替える点灯率の閾値は、２０％以上４０％以下に設定しても良い。
【００１１】
また、本発明のフィルター処理部は、異なるフィルター係数をもつ２つのフィルターと１フィールド前の点灯率を記憶しフィルターに１フィールド前の点灯率を出力するメモリーと２つのフィルターから出力された点灯率のうちどちらの点灯率を次フィールドの点灯率とするかを選択するための点灯率大小比較部、閾値比較部、セレクターとを有し、表示画像の点灯率変化に応じたフィルター処理を行い、表示画像切替わり時の輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、点灯率に応じた放電制御を行い、放電を安定して発生させるとともに、発光効率を改善し、画像表示品質を向上した画像表示装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】同画像表示装置に用いるパネルの電極配列図
【図３】同画像表示装置の回路ブロック図
【図４】同画像表示装置に用い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】同画像表示装置の維持パルス発生器の回路図
【図６】同画像表示装置の維持パルス発生器の維持パルスを発生させる動作を説明するためのタイミング図
【図７】本発明の第２の実施の形態における画像表示装置において全セル点灯率および部分点灯率の平均値と駆動パターンの切替えとの関係の一例を示す図
【図８】同画像表示装置における点灯率変化の一例を説明するための図
【図９】同画像表示装置における部分点灯率に対する完全点灯電圧の駆動差による特性差を示す図
【図１０】同画像表示装置における部分点灯率に対する発光輝度の駆動差による特性差を示す図
【図１１】同画像表示装置における部分点灯率に対する発光効率の駆動差による特性差を示す図
【図１２】同画像表示装置において維持パルスの立ち上がり期間と輝度の関係を示す図
【図１３】同画像表示装置において維持パルスの立ち上がり期間と発光効率の関係を示す図
【図１４】同画像表示装置のフィルター処理部の回路ブロック図
【図１５】同画像表示装置において点灯率が１０％から３０％に変化する場合のフィルター係数「１６」とフィルター係数「６４」のときの時間に対する点灯率変化を示す図
【図１６】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合のフィルター係数「１６」とフィルター係数「６４」のときの時間に対する点灯率変化を示す図
【図１７】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合にフィルター係数が点灯率制御されたときの時間に対する輝度差の変化を示す図
【図１８】同画像表示装置において点灯率と完全点灯電圧の関係を示す図
【図１９】同画像表示装置において点灯率が１０％から１００％に変化する場合にフィルター係数が点灯率制御されたときの時間に対する点灯率変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【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１）
図１は本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。パネル１は、ガラス製の前面基板２と背面基板３とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２の放電空間側の面上には表示電極を構成する走査電極４と維持電極５とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極４および維持電極５を覆うように誘電体層６が形成され、誘電体層６上には保護層７が形成されている。
【００１６】
また、背面基板３の放電空間側の面上には絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が形成され、さらに絶縁体層８上にデータ電極９と平行して隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面に蛍光体層１１が設けられている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極９とが交差する方向に前面基板２と背面基板３とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、たとえばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
【００１７】
図２は同パネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極５）が交互に配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極９）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）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。なお、図１、図２に示したように、走査電極４と維持電極５とは互いに平行に対をなして形成されているために走査電極４と維持電極５との間に大きな電極間容量が存在する。
【００１８】
図３は本発明の実施の形態における画像表示装置の回路ブロック図である。この画像表示装置は、パネル１、データ電極駆動回路１２、走査電極駆動回路１３、維持電極駆動回路１４、駆動パターン選択部１５を内部に備えた制御信号発生回路１６、画像信号処理回路１７、全セル点灯率検出回路１８、平均値検出回路１９を内部に備えた部分点灯率検出回路２０、フィルター処理部２１および電源回路（図示せず）を備えている。
【００１９】
画像信号処理回路１７は、画像信号ｓｉｇである赤の原色信号ｓｉｇＲ、緑の原色信号ｓｉｇＧ、青の原色信号ｓｉｇＢをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路１２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。制御信号発生回路１６は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種の制御信号を発生し、各回路ブロックへ供給している。走査電極駆動回路１３は制御信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路１４は制御信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。ここで、走査電極駆動回路１３は後述する維持パルスを発生させるための維持パルス発生器１００を備え、維持電極駆動回路１４にも同様に維持パルス発生器２００を備えている。
【００２０】
全セル点灯率検出回路１８は、サブフィールド毎の画像データにもとづき、パネル１の画像表示領域における全ての放電セルの数に対する点灯するべき放電セルの数の割合を「全セル点灯率」としてサブフィールド毎に検出する。そして、検出した全セル点灯率を表す信号を制御信号発生回路１６に出力する。
【００２１】
部分点灯率検出回路２０は、パネル１の画像表示領域を複数の領域に分け、サブフィールド毎の画像データにもとづき、領域毎かつサブフィールド毎に、各領域の放電セルの数に対する点灯するべき放電セルの数の割合を「部分点灯率」として検出する。なお、部分点灯率検出回路２０は、例えば、走査電極４を駆動するＩＣ（以下、「走査ＩＣ」と呼称する）の１つに接続された複数の走査電極４で構成される領域を１つの領域として部分点灯率を検出する構成であってもよいが、本実施の形態では、１対の表示電極対５０を１つの領域と見なして部分点灯率を検出するものとする。
【００２２】
また、部分点灯率検出回路２０は、平均値検出回路１９を有する。平均値検出回路１９は、部分点灯率検出回路２０において検出した部分点灯率をあらかじめ定めた所定の閾値（以下、「部分点灯率閾値」と呼称する）と比較する。部分点灯率閾値のとりえる数値範囲は０％から１００％とする。そして、部分点灯率が部分点灯率閾値以下になる表示電極対５０を除く表示電極対５０、すなわち部分点灯率が部分点灯率閾値を超える表示電極対５０における部分点灯率の平均値をサブフィールド毎に算出し、その結果を表す信号を制御信号発生回路１６に出力する。例えば、パネル１に設けた表示電極対５０が１０８０対であり、あるサブフィールドにおいて２００対の表示電極対５０の部分点灯率が部分点灯率閾値以下であれば、そのサブフィールドでは、部分点灯率が部分点灯率閾値よりも大きい８８０対の表示電極対５０に関して部分点灯率の平均値を算出する。
【００２３】
なお、本実施の形態では、部分点灯率閾値を「０％」に設定するものとする。これは、点灯するべき放電セルが実質的に発生しない表示電極対５０を、部分点灯率の平均値を算出する際に除外するためである。
【００２４】
しかし、本発明は、部分点灯率閾値が何ら上述した数値に限定されるものではない。部分点灯率閾値は、パネル１の特性やプラズマディスプレイ装置３００の仕様等にもとづいて最適な値に設定することが望ましい。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、全セル点灯率および部分点灯率を算出する際に百分率表示のための正規化演算を行う構成とするが、必ずしも正規化演算を行う必要はなく、例えば、算出した点灯するべき放電セル（以下、点灯するべき放電セルを「点灯セル」、点灯させない放電セルを「非点灯セル」とも記す）の数を全セル点灯率および部分点灯率として用いる構成であってもかまわない。部分点灯率検出回路２０で検出された各サブフィールドの点灯率はフィルター処理部２１に送られ、フィルター処理部２１で画面表示の切替わりによる点灯率変化に応じて、フィールド毎の点灯率変化の速度を変えるように制御信号発生回路１６に送る点灯率が選択される。
【００２６】
制御信号発生回路１６は、水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ、全セル点灯率検出回路１８およびフィルター処理部２１からの出力にもとづいて各回路ブロックの動作を制御する各種の制御信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給し、走査電極駆動回路１３および維持電極駆動回路１４を制御する。
【００２７】
次に、パネル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。本発明の実施の形態においては、画像信号の１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。
【００２８】
図４は本発明の実施の形態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である。第１サブフィールドの初期化期間では、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（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは放電により発生した電荷が、電極を覆う誘電体層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。その後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
【００２９】
続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを一旦Ｖｒ（Ｖ）に保持する。次に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうちパネルの１行目の走査電極ＳＣ１と維持電極ＳＵ１からなる電極対に表示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（Ｖ）を印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧および走査電極ＳＣ１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、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。このようにして、１行目に表示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、正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１〜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順次行い、書込み期間が終了する。
【００３０】
続く維持期間で維持パルスを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に印加して、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。このときの維持パルスの波形およびそれに伴う放電の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における動作の概要を説明する。
【００３１】
まず、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）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（Ｖ）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、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。このときデータ電極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状態が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）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とに交互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維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。続く第２サブフィールドにおける初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。
【００３２】
次に、維持パルス発生器１００、維持パルス発生器２００の詳細について説明する。図５は、本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生器１００、２００の回路図である。維持パルス発生器１００は電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とから構成されている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、電力回収用のインダクタＬ１０を有している。電圧クランプ部１２０は、電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有している。そしてこれらの電力回収部１１０および電圧クランプ部１２０はパネル１の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極４に接続されている。コンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働く。
【００３３】
維持パルス発生器２００も維持パルス発生器１００と同様の回路構成で、電力回収部２１０と電圧クランプ部２２０を有しているが、維持パルス発生器２００の出力はパネル１の電極間容量Ｃｐの維持電極５に接続されている。電力回収部２１０も、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、電力回収用のインダクタＬ２０を有し、電圧クランプ部２２０も電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有している。
【００３４】
次に、第１の維持パルスについて詳細に説明する。図６は本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生器１００、２００の維持パルスを発生させる動作を説明するためのタイミングチャートである。維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。なお、走査電極４に印加される維持パルスと維持電極５に印加される維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作で走査電極４と維持電極５とを入れ替えた動作に等しい。
【００３５】
（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極４側の電荷はインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極４の電圧が下がり始める。
【００３６】
（期間Ｔ２）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分による電力損失のため、走査電極４の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１４を通じて直接に接地されるため、走査電極４の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。
【００３７】
さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して電流が流れはじめ、維持電極５の電圧が上がり始める。
【００３８】
（期間Ｔ３）
インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分による電力損失のため、維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）にまでは上がりきらない。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極５の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極４−維持電極５間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
【００３９】
なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生器１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦするのが望ましい。
【００４０】
（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにする。すると維持電極５側の電荷はインダクタＬ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に流れ始め、維持電極５の電圧が下がり始める。
【００４１】
（期間Ｔ５）
維持電極５の電圧は、インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ５において維持電極５の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２４を通じて直接に接地されるため、維持電極５の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。
【００４２】
さらに、時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して電流が流れはじめ、走査電極４の電圧が上がり始める。
【００４３】
（期間Ｔ６）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ６において走査電極４の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇する。そして、時刻ｔ６でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極４の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極４−維持電極５間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
【００４４】
なお、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５以降、時刻ｔ２までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、時刻ｔ１までにＯＦＦすればよい。また、スイッチング素子Ｑ２４は時刻ｔ２直前に、スイッチング素子Ｑ１３は時刻ｔ１直前にＯＦＦするのが望ましい。
【００４５】
また、本発明の実施の形態においては、電力回収部１１０、２１０の回収効率が大きくなるように、インダクタＬ１０またはＬ２０と電極間容量Ｃｐとが形成する共振回路の共振周期の１／２、すなわち期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の時間を９００ｎｓと長く設定して、維持パルス発生時の維持パルス発生器１００、２００の無効電力を大幅に削減している。その反面、期間Ｔ３、Ｔ６の時間が短くなり、維持放電を継続させるために必要な維持パルス電圧が高くなる傾向があり、特に点灯率が高くなり放電電流が多くなるとこの傾向が顕著になる。
【００４６】
上述した実施の形態では、大画面化、高精細化されて駆動インピーダンスが増大したパネル１では、駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすい。そのため、放電のばらつきが大きくなりやすく、輝度ムラと呼ばれる輝度のばらつきを生じやすい。このとき、例えば、維持パルスを立ち上げるために電力回収部１１０、電力回収部２１０を動作させる期間（以下、「立ち上がり期間」と呼称する）および維持パルスを立ち下げるために電力回収部１１０、電力回収部２１０を動作させる期間（以下、「立ち下がり期間」と呼称する）の少なくとも一方の長さを変更するとともに、走査電極ＳＣｎと維持電極ＳＵｎのそれぞれに維持パルスの立ち上がり期間と立ち下がり期間とを重複させる期間（以下、「重複期間」と呼称する）を表示画像に応じて変更することで、パネル１における消費電力を削減しつつ、維持放電を安定に発生することが可能である。
【００４７】
そこで、本実施の形態では、「立ち上がり期間」および「立ち下がり期間」の少なくとも一方の長さが異なる複数の維持パルスを発生するとともに、発生する維持パルスの組み合わせ、および「重複期間」の長さを異ならせた複数の駆動パターン（例えば、第１駆動パターン、第２駆動パターン、第３駆動パターン、第４駆動パターン、第５駆動パターン、第６駆動パターンの６つの駆動パターン）を設定し、表示画像に応じて適応的にそれらを切替えて維持パルスを発生する構成とする。
【００４８】
図３に示した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３００の駆動パターン選択部１５は、上述した複数の駆動パターンのうちのいずれか１つを、全セル点灯率検出回路１８および部分点灯率検出回路２０からの出力にもとづき選択する。そして、制御信号発生回路１６は、その選択結果にもとづく維持パルスを発生するように、維持パルス発生器１００、維持パルス発生器２００を制御するための制御信号を出力する。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態における全セル点灯率および部分点灯率の平均値と複数の駆動パターンの切替えとの関係の一例を示す図である。本実施の形態では、図７に示すように、部分点灯率の平均値が小さく（例えば、２０％未満）、かつ全セル点灯率が低い（例えば、２０％未満）サブフィールドでは、第１駆動パターンで維持パルスを発生する。この第１駆動パターンは、発光輝度の向上を目的とした駆動パターンである。第１駆動パターンでは、全セル点灯率が低く、かつ部分点灯率の平均値が小さいサブフィールドにおいて、すなわち、点灯領域が少なく、パネル１の駆動負荷が低いサブフィールドにおいて、発光輝度の向上を図るものである。
【００５０】
部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が高い（例えば、６０％以上）サブフィールドでは、第２駆動パターンで維持パルスを発生する。この第２駆動パターンは、発光効率改善を目的とした駆動パターンである。第２駆動パターンでは、全セル点灯率が高く、かつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち、点灯領域が全体的に広く生じ、パネル１の駆動負荷が全体的に高いときに、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５１】
また、部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が所定の範囲内にある（例えば、３５％以上かつ６０％未満）サブフィールドでは、第３駆動パターンで維持パルスを発生する。この第３駆動パターンは、発光輝度の向上と発光効率の改善とを目的とした駆動パターンである。第３駆動パターンでは、全セル点灯率がやや高くかつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち画像表示領域の一部の領域が点灯領域となり、パネル１の駆動負荷が部分的に高いときに、発光輝度の向上を図りつつ、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５２】
また、部分点灯率の平均値が大きく（例えば、６０％以上）、かつ全セル点灯率が低い（例えば、３５％未満）サブフィールドでは、第４駆動パターンで維持パルスを発生する。この第４駆動パターンは、発光効率を改善する効果を高めつつ発光輝度を向上することを目的とした駆動パターンである。第４駆動パターンでは、全セル点灯率が低くかつ部分点灯率の平均値が大きいサブフィールドにおいて、すなわち画像表示領域の一部に点灯領域が集中し、パネル１の駆動負荷が部分的に非常に高いときに、発光輝度の向上を図りつつ、発光効率を改善して消費電力の低減を図るものである。
【００５３】
また、部分点灯率の平均値が中位（例えば、３５％以上かつ６０％未満）で、かつ全セル点灯率も中位（例えば、３５％以上かつ６０％未満）のサブフィールドでは、第５駆動パターンで維持パルスを発生する。この第５駆動パターンは、発光輝度を向上する効果を高めつつ発光効率を改善することを目的とした駆動パターンである。第５駆動パターンでは、全セル点灯率が中位でかつ部分点灯率の平均値も中位のサブフィールドにおいて、すなわち、画像表示領域において点灯領域がやや分散し、パネル１における駆動負荷の高い領域が第３駆動パターンを適用するときほどは偏っておらず、かつ駆動負荷が全体的に中位のときに、発光効率を改善して消費電力の低減を図りつつ、発光輝度の向上を図るものである。
【００５４】
また、部分点灯率の平均値が中位（例えば、２０％以上かつ６０％未満）で、かつ全セル点灯率が低い（例えば、３５％未満）サブフィールドでは、第６駆動パターンで維持パルスを発生する。一般的な動画像を表示する際に、最も頻繁に発生するのがこの点灯状態である。そして、この第６駆動パターンは、発光効率の改善効果を最も高めることを目的とした駆動パターンである。第６駆動パターンでは、全セル点灯率が低くかつ部分点灯率の平均値が中位のサブフィールドにおいて、すなわち、画像表示領域において点灯領域が分散し、パネル１における駆動負荷の高い領域が第４駆動パターンを適用するときほどは偏っておらず、かつ駆動負荷が全体的に低いときに、発光効率を改善する効果を高めて消費電力の低減を図るものである。
【００５５】
上記のように点灯率に応じて駆動を切替える根拠となる点灯率に対する完全点灯電圧、発光輝度、発光効率の特性の一例として、図８を用いて説明する。図８の斜線で示した部分は維持放電を発生させない非点灯セルの分布を表し、斜線のない白抜きの部分は点灯セルの分布を表す。
【００５６】
図８（ａ）に示した縦方向の点灯率が１０％で横方向の点灯率が１０％の点灯状態から横方向の点灯率のみを順次大きくし、図８（ｂ）に示した縦方向の点灯率が１０％で横方向の点灯率が１００％の点灯状態まで変化する場合において、駆動が「駆動パターン１」→「駆動パターン６」→「駆動パターン４」の順に切替わっていく場合と、駆動を切替えず全点灯率において駆動パターン１、駆動パターン４、駆動パターン６の各駆動を単一で設定した場合の点灯率に対する完全点灯電圧、発光輝度、発光効率の特性を図９、図１０、図１１にそれぞれ示した。
【００５７】
駆動パターン１は全点灯率領域で発光輝度が高く特に部分点灯率の平均値が２０％以下では他の駆動に比べて非常に高い発光輝度が得られるが、部分点灯率の平均値が２０％以上では発光効率が低くなるので、駆動パターン１は部分点灯率の平均値が２０％未満で設定するのが望ましい。駆動パターン４は部分点灯率の平均値が８０％以上の横負荷が大きくなる領域で完全点灯電圧の上昇を抑制すると同時に、輝度、発光効率も大きく低下させることなく維持することができるので、駆動パターン４は部分点灯率の平均値が８０％以上で設定するのが望ましい。駆動パターン６は全点灯率領域で高い発光効率が得られるが、完全点灯電圧が大きくなり、点灯率によっては電源電圧Ｖを超過するため、駆動パターン６は高い発光効率が得られかつ完全点灯電圧の上昇も大きくない部分点灯率の平均値が２０％以上６０％未満で設定するのが望ましい。
【００５８】
このように駆動パターンと点灯率によって完全点灯電圧、輝度、発光効率などの特性が変化するため、全セル点灯率と部分点灯率の平均値に応じて駆動パターンを切替えることで点灯率に対する完全点灯電圧、輝度、発光効率特性の最適化が可能となり、表示品質と発光効率を向上させることができる。しかし、駆動パターン１と駆動パターン６の輝度差が大きく、表示画像の点灯率変化に応じて駆動を切替えると駆動パターン１と駆動パターン６が切替わる際に視認可能な大きな輝度差が生じ問題となる。これは、維持期間において発生させる維持パルスは「立ち上がり期間」、「立ち下がり期間」、「重複期間」の長さが異なる複数の維持パルスを組合せ、１５発を１周期としており、その組合せにより輝度、発光効率、表示品質を最適化しているのだが、駆動パターン１と駆動パターン６では「立ち上がり期間」において大きな差があるためである。
【００５９】
駆動パターン１は発光輝度を高めることを主目的として、図１２に示したように「立ち上がり期間」が短くなれば発光輝度が高くなるため、駆動パターンの中で最も短い「立ち上がり期間」を用いており、本発明の実施の形態においては表示品質との両立のため４００〜５５０ｎｓの「立ち上がり期間」を用いている。これに対して、駆動パターン６は発光効率を向上させることを主目的として、図１３に示したように「立ち上がり期間」が長くなれば発光効率が向上するため、駆動パターンの中で最も長い「立ち上がり期間」を用いており、表示品質との両立のため、維持パルス１５発周期中２、３発は４５０ｎｓを用いているが、その他の維持パルスは７００ｎｓ以上の「立ち上がり期間」を用いている。この駆動パターン１と６の駆動形態の差により輝度差が生じている。
【００６０】
そこで本発明のプラズマディスプレイ装置では、フィルター処理により輝度差を抑制することを可能にした。そこで以下に駆動パターンの切替わり時の輝度差抑制のためのフィルター処理を行うフィルター処理部について説明する。図１４に本発明の実施の形態におけるフィルター処理部２１の動作を示す。フィルター処理部２１はフィルター係数の異なる第一のフィルター２２と第二のフィルター２３、メモリ２４、点灯率大小比較部２５、閾値比較部２６、セレクター２７で構成されている。
【００６１】
まず、図１４の第一のフィルター２２、第二のフィルター２３部分のフィルター処理の基本動作について説明する。フィルターに送られる部分点灯率検出回路２０で算出された表示画像の部分点灯率をＸｎ、メモリ２４に記憶された１フィールド前にフィルター処理部から制御信号発生回路１６へ送られた部分点灯率をＸｎ−１、第一のフィルター２２、第二のフィルター２３のフィルター係数をＫ１、Ｋ２、第一のフィルター２２、第二のフィルター２３からセレクター２７に送られる部分点灯率をそれぞれ部分点灯率Ｘｋ１、部分点灯率Ｘｋ２とすると、フィルターでは下記の計算が行われ、部分点灯率Ｘｋ１、部分点灯率Ｘｋ２を決定する。
【００６２】
ＸＫｍ＝〔{Ｘｎ−１×(１２８−Ｋｍ)}＋{Ｘｎ×Ｋｍ}〕／１２８（ｍ＝１，２）
つまり、表示画像が切替わる際に部分点灯率検出回路２０からフィルターに送られる点灯率がそのまま制御信号発生回路１６へ送られ次フィールドの点灯率となるのではなく、制御信号発生回路１６へ送られる点灯率はフィルター処理部２１を通して徐々に変化し、数フィールド期間後に部分点灯率検出回路２０からフィルター処理部２１に送られた点灯率になるように変化する。フィルター係数Ｋｍが大きくなれば時間に対する点灯率変化が急になり、フィルター係数Ｋｍが小さくなれば時間に対する点灯率変化が緩やかになる。
【００６３】
表示画像の切替わりにより点灯率が１０％から３０％に変化する場合と点灯率が１０％から１００％に変化する場合においてフィルター係数が１６とフィルター係数が６４の場合の点灯率の時間変化を図１５、図１６にそれぞれ示した。
【００６４】
図１５に示したように点灯率が１０％から３０％に変化する場合はフィルター係数Ｋを６４より小さい１６にすると点灯率変化が緩やかになり、また図１７に示したのは点灯率が１０％から１００％に変化する場合の輝度差の変化であるが、点灯率が１０％から３０％に変化する場合も同様に、フィルタ係数が１６ではフィルタ係数が６４より点灯率変化の前後の輝度差が小さくなる。特に点灯率が４０％以下の低点灯率領域では視認可能な輝度差となるので輝度差の低減が必要となるため、フィルター係数は１６にするのが望ましい。
【００６５】
フィルター係数を６４から１６にすると図１８に示したように点灯率に対する完全点灯電圧が高くなるが、低点灯率領域では電源電圧Ｖに対して十分低く、電源電圧Ｖを超えることはないので表示画像が破綻することはなく問題はない。一方で図１６に示したように点灯率が１０％から１００％に変化する場合もフィルター係数Ｋを６４より小さい１６にすると点灯率変化が緩やかになり、図１７に示したように点灯率変化の前後の輝度差が小さくなる。しかし図１８に示したように点灯率７０％以上で完全点灯電圧が高くなり電源電圧Ｖを超過し表示画像が破綻する。このため輝度差が視認できない程度の輝度差となる点灯率４０％以上の高点灯率領域ではフィルター係数は６４とするのが望ましい。
【００６６】
そこで本発明では、点灯率４０％以下の低点灯率領域では表示画面切替わり時の輝度差を出来る限り抑制するためにフィルター係数が小さいフィルターを使用し、同時に点灯率４０％以上の高点灯率領域で完全点灯電圧が電源電圧を超過し画像表示が破綻することがないようにするためにフィルター係数が大きいフィルターを使用するためにフィルター処理部に異なるフィルター係数をもつフィルターを２個設け、表示画像の点灯率変化の大きさと変化前の点灯率によってフィルター係数を制御した。
【００６７】
次に図１４に示した本発明のフィルター処理部のフィルター係数の点灯率制御の方法について説明する。点灯率大小比較部２５において、部分点灯率検出回路２０で算出された部分点灯率Ｘｎとメモリに格納されている１フィールド前に制御信号発生回路１６へ送られた部分点灯率Ｘｎ−１の大小を比較する。部分点灯率Ｘｎが部分点灯率Ｘｎ−１より小さいときは、フィルター係数を小さくして点灯率変化を緩やかにしても完全点灯電圧が電源電圧Ｖを超過することはなく表示は破綻しないので、輝度差抑制のためセレクター２７においてフィルター係数が小さい第二のフィルター２３から送られてくる部分点灯率Ｘｋ２を部分点灯率Ｘとして選択し、制御信号発生回路１６に送る。一方、部分点灯率Ｘｎが部分点灯率Ｘｎ−１より大きいときは、フィルター係数を小さくして点灯率変化を緩やかにすると完全点灯電圧が電源電圧Ｖを超過して表示が破綻する場合があるので、表示破綻せずに輝度差抑制するために部分点灯率Ｘｎ−１と閾値とを比較し、部分点灯率Ｘｎ−１が閾値より大きい場合はセレクター２７において第一のフィルター２２から送られてくる部分点灯率Ｘｋ１を制御信号発生回路１６に送る部分点灯率Ｘとして選択し、部分点灯率Ｘｎ−１が閾値より小さい場合はセレクター２７において第二のフィルターから送られてくる部分点灯率Ｘｋ２を制御信号発生回路１６に送る部分点灯率Ｘとして選択し、制御信号発生回路１６に送る。
【００６８】
本発明の実施の形態の画像表示装置において、図１８に示したようにフィルター係数が１６の場合は部分点灯率７０％以上で完全点灯電圧が電源電圧を超過するので閾値を部分点灯率４０％とするのが望ましく、部分点灯率４０％以下のときフィルター係数を１６、部分点灯率４０％以上のときフィルター係数を６４となるように点灯率に応じてフィルター係数を制御すれば完全点灯電圧が電源電圧を超過することはなくなる。
【００６９】
図１９は本発明の実施の形態の画像表示装置において表示画像の点灯率が１０％から１００％へ変化した場合に部分点灯率４０％以下のときフィルター係数を１６、部分点灯率４０％以上のときフィルター係数を６４としたときの部分点灯率の時間変化を示したものである。しかし、本発明では、フィルター係数が何ら上述した数値に限定されるものではない。フィルター係数は、パネル１の特性やプラズマディスプレイ装置３００の仕様等にもとづいて部分点灯率４０％以下のときのフィルター係数が部分点灯率４０％以上のときのフィルター係数よりも小さくなるという条件の下、最適な値に設定することが望ましい。
【００７０】
このように表示画像の点灯率変化の大きさと変化前の点灯率によってフィルター係数を制御することで、表示画像を破綻させることなく表示画像の切替わりによる点灯率変化の前後で生じる輝度差を抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の画像表示装置は、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率の改善と画像表示品質の向上が可能となるので、パネルを用いた画像表示装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１ パネル
１２ データ電極駆動回路
１３ 走査電極駆動回路
１４ 維持電極駆動回路
１５ 駆動パターン選択部
１６ 制御信号発生回路
１７ 画像信号処理回路
１８ 全セル点灯率検出回路
１９ 平均値検出回路
２０ 部分点灯率検出回路
２１ フィルター処理部
２２ 第一のフィルター
２３ 第二のフィルター
２４ メモリ
２５ 点灯率大小比較部
２６ 閾値比較部
２７ セレクター
１００、２００ 維持パルス発生器
１１０、２１０ 電力回収部
１２０、２２０ 電圧クランプ部
３００ プラズマディスプレイ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割して画像を前記プラズマディスプレイに表示するプラズマディスプレイ装置であって、
前記維持期間において前記表示電極間に印加される電圧の変化時に維持放電を発生させる維持パルスを表示電極間に印加するための維持パルス発生部と、
表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、
算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、
前記フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、前記点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、前記点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合に前記フィルター係数の大きさを切替え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】
前記フィルター処理部にフィルター係数を切替える点灯率の閾値を設け、前記変化前の点灯率が前記閾値未満の場合には、前記閾値以上の場合よりもフィルター係数を小さくして点灯率を緩やかに変化させ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】
一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割して画像を前記プラズマディスプレイに表示するプラズマディスプレイ装置であって、
前記維持期間において前記表示電極間に印加される電圧の変化時に維持放電を発生させる維持パルスを表示電極間に印加するための維持パルス発生部と、
表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出回路と、
算出された点灯率と１フィールド前の点灯率を比較し、点灯率変化の時間を制御するフィルター処理部とを備え、
前記フィルター処理部にはフィルター係数の異なる複数のフィルターと、１フィールド前の点灯率を記憶するメモリと、前記点灯率算出回路で算出された表示画像の点灯率と１フィールド前の点灯率を比較する点灯率大小比較部とを有し、前記点灯率大小比較部が１フィールド前の点灯率に対して表示画像の点灯率が大きいと判断する場合に前記フィルター係数の大きさを切替え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】
前記フィルター処理部にフィルター係数を切替える点灯率の閾値を設け、前記変化前の点灯率が前記閾値未満の場合には、前記閾値以上の場合よりもフィルター係数を小さくして点灯率を緩やかに変化させ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７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１０９２９０（Ｐ２０１３−１０９２９０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６２２３（Ｐ２０１１−２５６２２３）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【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２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【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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