画像表示装置および画像表示装置の駆動方法
【課題】サブフィールド毎に複数の放電セルを選択的に放電させて画像を階調表示する表示パネルを有する画像表示装置において、階調表現数を増やすことを可能とする。
【解決手段】１フィールドを時間的に複数に分割したサブフィールド毎に複数の放電セル１０を選択的に放電させて画像を階調表示するＰＤＰ６を有する画像表示装置において、ＰＤＰ６の選択された放電セル１０にサステインパルスを印加することによって放電を発生させるＹ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５と、Ｙ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５を制御するＳＦ生成回路２と、サブフィールド毎、階調分布毎にサステイン周期を可変するサステイン周期制御回路２２とを有する。
【解決手段】１フィールドを時間的に複数に分割したサブフィールド毎に複数の放電セル１０を選択的に放電させて画像を階調表示するＰＤＰ６を有する画像表示装置において、ＰＤＰ６の選択された放電セル１０にサステインパルスを印加することによって放電を発生させるＹ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５と、Ｙ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５を制御するＳＦ生成回路２と、サブフィールド毎、階調分布毎にサステイン周期を可変するサステイン周期制御回路２２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰと称する）等を用いた画像表示装置における高画質化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＰを用いたプラズマテレビ（ＰＤＰ−ＴＶ）が大画面テレビ市場で急速に普及している。
【０００３】
ＰＤＰの発光の原理は、Ｘ、Ｙ電極間に印加する駆動パルスであるサステインパルスによって放電セルにおいて維持放電を起こし、励起された放電ガスから発生する紫外線を蛍光体によって可視光に変換するというものである。ＰＤＰで階調表現をする場合、１フィールドを複数のサブフィールドに時間的に分割し、各サブフィールドに重み付けされた値に応じた回数のサステインパルスが印加されることにより、パルス数に応じた明るさ（輝度）で放電セルが発光する。
【０００４】
各サブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間に分離される。リセット期間において各サブフィールドのリセット処理が行われ、アドレス期間において点灯される放電セルを選択するためのアドレス放電が行われ、サステイン期間においてサステインパルスによる表示のための維持放電が行われる。
【０００５】
ＰＤＰを用いた画像表示装置では、サブフィールドの分割数によって階調表現数が決定される。階調表現を上げるためにはサブフィールドの分割数を増やす必要があり、そのためにはアドレス期間、サステイン期間などを短縮する必要がある。しかしながら、放電セルではパルス電圧が印加されて発光（放電）するまでには一定の時間が掛かる。これは一般的に放電遅延と呼ばれる。この放電遅延のため、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間を短縮することは困難であった。
【０００６】
リセット期間、アドレス期間、サステイン期間を短縮することなく階調表現数を増やす技術として、特開２００５―１１４７５３号公報（特許文献１）では、発光輝度の異なる2種類のサステインパルスを印加し、表示階調に応じて前記2種類のサステインパルスの構成比を異ならせる技術が開示されている。
【０００７】
一方、サブフィールドの点灯率に応じて同一サブフィールド内のサステインパルスの維持周期を変化させる技術が特開２００２―１３２２１５号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１１４７５３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３２２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、矩形パルスとパルス波形の立ち上がりのみを高電圧振幅にしたオフセットパルスを用いて、各サステインパルスの輝度を異ならせている。この場合、到達電位の異なる複数種類の波形を組み合わせたり、到達電位自体を変えたりする制御を行っている。この制御を行うためには、電位の異なる電源を供給するために複数の電源が必要となり、複数の電源から供給されるパルスを組み合わせる制御が必要となる。そのため、変化の段階を細かく設定し、輝度の異なる複数のサステインパルスの種類をさらに増やそうとすると制御が複雑になり、階調数を増やすことが困難であるという問題点があった。また、低階調側の階調表現を増やすために均等に各サブフィールドの輝度を下げており、最大階調が大幅に下がってしまうという問題点もあった。
【００１０】
一方、特開２００２−１３２２１５号公報（特許文献２）ではサブフィールド内の点灯率に応じてサステインパルスの周期を異ならせる技術が開示されているが、高点灯率時の消費電力低減と低点灯率時の放電の安定を目的としており、階調表現数を増やすことに関しては考慮していない。
【００１１】
以上により、本発明は単純な制御でより細かく階調表現数を増やす技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するため、サステインパルスの周期を映像信号の階調分布に応じて異ならせるように構成した。
【００１３】
具体的には、本発明の画像表示装置は１フィールドの画像を複数のサブフィールドにより構成し、少なくとも１つの前記サブフィールドは複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行うサステイン期間を有し、 前記サステイン期間において、該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、サステインパルスの周期を異ならせる構成とする。
【００１４】
また、表示階調分布が変化した場合、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを異ならせる構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
階調分布に応じてサステインパルスの周期を変化させることで、単純な制御により階調表現数を増やすことが可能となり、高画質な画像が表示可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下においては、画像表示装置の例としてＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置について説明する。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明におけるプラズマディスプレイ装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明におけるＰＤＰを駆動するプラズマディスプレイ装置の基本構成を示すブロック図である。プラズマディスプレイ装置は、信号処理回路１、サブフィールド（以下ＳＦ）生成回路２、アドレス電極駆動回路３、Ｙ電極駆動回路４、Ｘ電極駆動回路５、ＰＤＰ６、Ｙ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９、放電セル１０で構成される。また、SF生成回路２はヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２とを有し、映像信号のヒストグラムを検出し、それに応じてサブフィールド単位でサステイン周期を変更する。ヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２の詳細については後述する。
【００１９】
信号処理回路１では、映像信号をＰＤＰ６の解像度に合わせる解像度変換が行われるほか、コントラストやブライト、ガンマ補正など、ユーザの好みに合わせた画質調整が行われる。次に、ＳＦ生成回路２では、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドにおいて映像信号に応じて各放電セル１０の点灯、不点灯を制御するとともに、Ｙ電極駆動回路４、Ｘ電極駆動回路５の制御信号を発生する。
【００２０】
ＰＤＰ６は、サブフィールド毎に複数の放電セル１０を選択的に放電させて画像を階調表示する表示パネルであり、複数のＹ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９で構成される。アドレス電極９は画面の垂直方向に配列され、Ｙ電極７およびＸ電極８は画面の水平方向に配列されており、さらにＸ電極８は共通に接続されている。Ｙ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９の各交点には、放電セル１０が形成され、各放電セル１０が画面上の画素を構成する。アドレス電極駆動回路３は、ＰＤＰ６の複数のアドレス電極９に接続され、後述するアドレス期間において、該当するアドレス電極９に書き込みパルスを印加する。
【００２１】
Ｙ電極駆動回路４は、各Ｙ電極７ごとに設けられた後述する駆動回路を備え、その各駆動回路がＹ電極７に接続され、アドレス期間においてＹ電極７に書き込みパルスを順に印加する。これにより、該当する放電セル１０においてアドレス放電が行われる。また、Ｙ電極駆動回路４は、後述するサステイン期間において、Ｙ電極７に周期的な駆動パルスであるサステインパルスを同時に印加する。一方、Ｘ電極駆動回路５は、Ｘ電極８に接続され、サステイン期間においてＸ電極８に、各Ｙ電極７のサステインパルスに対して１８０°位相のずれたサステインパルスを同時に印加する。これにより、該当する放電セル１０おいて維持放電が行われ、映像が表示される。
【００２２】
図８は、本発明のＰＤＰ装置における階調表示方式を示した図である。ＰＤＰで階調表示する場合、１フィールド（１／６０秒≒１６．６７ｍｓ）を複数のサブフィールドに時間的に分割する。例えば、８ビットで２５６階調表示を行う場合には、１フィールドを８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割する。また、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８は、それぞれリセット期間、アドレス期間、サステイン期間に分離される。リセット期間において各サブフィールドのリセット処理が行われ、アドレス期間において点灯される放電セル１０を選択するためのアドレス放電が行われ、サステイン期間において表示のための維持放電が行われる。
【００２３】
リセット期間においては、Ｙ電極７にそれぞれ単一パルスが加えられ、Ｘ電極８にも単一パルスが加えられる。これにより予備放電が行われる。アドレス期間においては、Ｙ電極７が順次走査され、アドレス電極９からパルスを受けた放電セル１０だけに所定の書き込み処理が行われる。これによりアドレス放電が行われる。
【００２４】
サステイン期間においては、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に重み付けされた値に応じた数のサステインパルスがＹ電極７およびＸ電極８へ出力される。例えば、図８において、サブフィールドＳＦ１では、Ｙ電極７にサステインパルスが１回印加され、Ｘ電極８にサステインパルスが１回印加され、アドレス期間において選択された放電セル１０が２回維持放電を行う。また、サブフィールドＳＦ４では、Ｙ電極７にサステインパルスが４回印加され、Ｘ電極８にサステインパルスが４回印加され、アドレス期間において選択された放電セル１０が８回維持放電を行う。
【００２５】
上記のように、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では、Ｙ電極７およびＸ電極８にそれぞれ１回、２回、４回、８回、１６回、３２回、６４回、１２８回のサステインパルスが印加され、パルス数に応じた明るさ（輝度）で放電セル１０が発光する。すなわち、サステイン期間は、アドレス期間で選択された放電セル１０が明るさの重み付け量に応じた回数で放電する期間である。
【００２６】
このように、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では、それぞれ１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８の明るさの重み付けがなされ、これらのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８を組み合わせることにより、明るさのレベルを０〜２５５までの２５６段階で調整することができる。なお、サブフィールドの分割数および重み付け値等は、上記の例に特に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、動画疑似輪郭を低減するために、サブフィールドＳＦ８を二つに分割して二つのサブフィールドの重み付け値を６４に設定してもよい。
【００２７】
以下に、図１におけるヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２の動作について図２〜図７を用いて説明する。
【００２８】
図２は、ＳＦ生成回路２と、これにより制御されるＹ電極駆動回路４の構成例を示した図である。Ｙ電極駆動回路４は、ＰＤＰ６の選択された放電セル１０に放電を発生させる駆動手段であり、スイッチ４１、４２、４３、４４、ダイオード４５、４６、回収コンデンサ４７および回収コイル４８で構成される。
【００２９】
また、ＳＦ生成回路２は、Ｙ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５を制御する制御手段であり、サステイン周期制御回路２２、ヒストグラム検出回路２１で構成される。
【００３０】
まずＹ電極駆動回路４の動作について説明する。スイッチ４３は、電源端子ＶｓとノードＮ１との間に接続され、スイッチ４４は、ノードＮ１と接地端子との間に接続されている。ノードＮ１はＹ電極７に接続される。Ｙ電極７の先には、複数のＹ電極７とＸ電極８との間の全容量に相当するパネル容量Ｃｐが示されている。回収コンデンサ４７は、ノードＮ３と接地端子との間に接続されている。ノードＮ３とノードＮ２との間には、スイッチ４１およびダイオード４５が直列に接続され、さらにダイオード４６およびスイッチ４２も直列に接続されている。回収コイル４８は、ノードＮ２とノードＮ１との間に接続されている。
【００３１】
図３は、図２のＹ電極駆動回路４におけるサステイン期間の動作を示すタイミング図である。まず、スイッチ４１がオンし、スイッチ４４がオフする。このとき、スイッチ４２、４３はオフしている。これにより、回収コイル４８およびパネル容量ＣｐによるＬＣ共振により、ノードＮ１の電圧が緩やかに上昇する。
【００３２】
次に、スイッチ４１がオフし、スイッチ４３がオンする。これにより、ノードＮ１の電圧が急激に上昇し、ノードＮ１の電圧がＶｓに固定され、電源端子Ｖｓから供給される放電電流により維持放電が発生する。次に、スイッチ４３がオフし、スイッチ４２がオンする。これにより、回収コイル４８およびパネル容量ＣｐによるＬＣ共振により、ノードＮ１の電圧が緩やかに降下する。その後、スイッチ４２がオフし、スイッチ４４がオンする。これにより、ノードＮ１の電圧が急激に降下し、接地電位に固定される。なお、スイッチ４１がオンする周期（以後サステイン周期）をS１とする。
【００３３】
図４（ａ）は、図２のＹ電極駆動回路４におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。図４（ａ）の場合、スイッチ４１〜４４の基本動作は、図３における説明で前述したものと同様であるが、スイッチ４３及び４４がオンしている期間が図３の場合より短い。このときのサステイン周期をS２とすると、S１＞S２の関係となる。図３、図４（ａ）のスイッチ４１〜４４のタイミング制御はサステイン周期制御回路２２で行う。なお図２によってＹ電極駆動回路４の構成の例を説明したが、Ｘ電極駆動回路５も図２と同様の構成でよい。また、この例ではスイッチ４３及び４４のオン期間を変更してサステイン周期を変更したが、スイッチ４１及び４２のオン期間も変更してもよい。
【００３４】
次にサステイン周期を変えた時のPDP６の特性を説明する。図５（ａ）はサステイン周期を変化させたときの放電輝度の測定結果の一例である。本発明者らが鋭意研究を行ったところ、１サブフィールド中のサステインパルスの数を一定にした際にサステイン周期を短くしていくと放電輝度が上がる傾向があった。その理由としては、サステイン周期が短いほど放電空間に残留する荷電粒子および励起原子等の前回放電のプライミング効果が大きいということが考えられる。なお、放電輝度の上昇量はPDP６内のガス圧や放電セル１０の構造などでことなってくるが、全面白ベタ信号表示で数10cd/m2程度である。またサステイン周期の範囲としては一般的には4usから10us程度である。4us以下になると電源Vsの供給時間が少なくなり、放電電流を充分供給できなくなるため安定した放電が維持できなくなる。また10us以上になると１フィールド中に必要なサステインパルス数を発生することができなくなるため、それ以上サステイン周期を長くすることは実用的ではない。
【００３５】
また、図４（ｂ）は図３と比較して、サステイン周期はS1で同じであるが、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを変えることにより輝度を変化させる例である。つまり、図２のスイッチ４１をオンにしてからスイッチ４３をオンにするまでの時間を変化させることにより、サステインパルスの電圧が急激に変化する電圧幅を変えることができる。サステインパルスの電圧が急激に変化する電圧幅が大きければ大きいほど強い放電が起きることから、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングが早いほどサステインパルス1発あたりの輝度が大きくなる。この場合、図２のスイッチ４１をオンにしている時間を短くし、スイッチ４３を図３の場合に比べて早いタイミングでオンにしている。図５（ｂ）はサステインパルスを到達電位にクランプするタイミング、つまり図２におけるスイッチ４１をオンにしてからスイッチ４３をオンにするまでの時間を可変した時の放電輝度の測定結果の一例である。
【００３６】
このサステイン周期−放電輝度特性を利用し、本発明の特徴である階調表現数を動的に変更する方式について説明する。図６は、サブフィールド毎のサステイン周期の組み合わせをフィールド毎に制御するパターンの例を示した図である。ここでは図５（a）で示したサステイン周期t1、t2、t3、t4、t5を使用している。また表示映像の階調分布状態（以後ヒストグラム）で制御するパターンを分けている。ここで、ヒストグラムとは図７（a）、図７（b）、図７（ｃ）のように表示映像の各画素の輝度が階調（例えば８ビットでの２５６階調）のどの範囲にあるかの分布を表したものである。図７（a）は低階調画像のヒストグラム、図７（b）は高階調画像のヒストグラム、図７（ｃ）は中間階調画像のヒストグラムの一例である。図７（a）の低階調画像は例えば階調が0から100、即ち入力信号レベルの0から40%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像、図７（ｂ）の高階調画像は例えば階調が153から255、即ち入力信号レベルの60%から100%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像、図７（ｃ）の中間階調画像は例えば階調が77から179、即ち入力信号レベルの30%から70%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像を表している。例えば、映画ソースは低階調画像、放送波の情報番組は高階調画像が多いとされている。なお、ヒストグラムが低階調、高階調、中間階調であるかの判断基準は任意に設定することができる。本実施例では、ヒストグラム検出回路２１によりヒストグラムを検出している。
【００３７】
図７（a）のような低階調画像では階調重視とするため、図６の例１のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期t5を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ６まではサステイン周期t4を選択する。また、ＳＦ７、ＳＦ８はサステイン周期ｔ5を選択する。低階調を表現するＳＦ１〜ＳＦ３の輝度を低く設定できるので、実質、階調の分解能が向上し、映画ソースなどでなめらかな階調表現を実現できる。また、例２の組み合わせも基本的に同様で、ＳＦ１〜ＳＦ２ではサステイン周期t5を選択、ＳＦ３〜ＳＦ４ではサステイン周期t3を選択し、低階調を表現するＳＦ１〜ＳＦ４の輝度を低く設定して階調の分解能を向上させている。さらに、高階調を表現するＳＦ５〜ＳＦ８ではサステイン周期t1を選択するので、低階調に多く分布した画像の中に高階調の画素が含まれていても高階調の部分を正確に表現できる。例３の組み合わせではＳＦ1のサステインパルス無しとし、それ以外は例２の組み合わせと同じとした。サステインパルス無しとした理由を説明する。サステイン周期t3の時の輝度が下がるといってもサステインパルス１回分の輝度が大きくなる場合があり、最低階調の分解能が取れない可能性がある。そこでＳＦ1のサステインパルスを無しとし、その代わりにアドレス期間での微弱発光による輝度で最低階調を表現することとした。一般的にアドレス期間での微弱発光はサステインパルスでの発光より輝度値は下がる傾向があり、それを利用している。
【００３８】
一方、図７（ｂ）のような高階調画像では、階調より輝度重視とした方が高画質となると考えられるため、例４の組み合わせでは全サブフィールドでサステイン周期t1を選択し、輝度が最も高くなるようになっている。例５の組み合わせは輝度重視であるが、中、低階調画像も比較的に存在するような画像の場合にＳＦ１〜ＳＦ２にサステイン周期t2を選択する例である。
【００３９】
また、例６は図７（ｃ）のような中間階調画像（輝度分布が中間階調に多く分布している）の設定例を示している。例６の組み合わせではでt1とt3を半分づつ使うことで、低・高階調画像の両方の設定を取り込んでいる。
【００４０】
以上のように画像の階調分布が図７（a）のような低階調画像から図７（ｃ）のような中間階調分布に、さらに図７（ｂ）のような高階調画像分布に変化した場合に、図６の例１から例５のように各サブフィールドのサステイン周期の組み合わせを異ならせる制御を行う。この場合において、対応するサブフィールドについて比較すると、低階調分布におけるサステイン周期は中間階調分布におけるサステイン周期以上であり、中間階調分布におけるサステイン周期は高階調分布におけるサステイン周期以上である。また、低階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期は高階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期以上のサステイン周期となる。これにより、低階調の画像では階調の分解能を向上させることができ、高階調の画像では輝度を向上させることができる。
【００４１】
なお、図６は一例であり、サステイン周期の設定はこれに限られるものではない。サステイン周期ではなく、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングについて図５（ｂ）に示したｔ’１〜ｔ’５を図６の各例のｔ１〜ｔ５に適用して図６の制御を行ってもよい。
【００４２】
また、図６ではサステイン周期の設定をSFで固定しているが、これに限らず、同じSFであってもフィールド毎にサステイン周期を変更してもよい。
【００４３】
また、本実施例では、同じSF内における全てのサステインパルスについては同じサステイン周期を用いているが、同じサブフィールド内で異なるサステイン周期を持つ複数種類のサステインパルスを印加し、前記複数種類のサステインパルスの構成比をサブフィールドごとに変化させてもよい。これにより、さらにきめ細かい階調表現も可能となる。
【００４４】
図９（a）、図９（ｂ）は同一サブフィールド内において、周期の異なる複数種類のサステインパルスを印加し、サブフィールド毎の複数種類のサステインパルスの構成比をフィールド毎に制御するパターンの例を示した図である。
【００４５】
図９（a）のような低階調画像では階調重視とするため、例７のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期ｔ5、ｔ4を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ６まではサステイン周期ｔ4、ｔ３を選択する。また、ＳＦ７、ＳＦ８はサステイン周期ｔ３、ｔ２を選択する。例８のサステイン周期の組み合わせでは各サブフィールドについて3種類のサステイン周期のサステインパルスを印加する。例７、例8のいずれの場合も各サブフィールドについて、階調の大きいサブフィールドほど、サステイン周期の短いサステインパルスを印加する割合を多くする。
【００４６】
図９（ｂ）のような高階調画像では階調より輝度重視とした方が高画質となると考えられるため、例７のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期ｔ３、ｔ２を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ８まではサステイン周期ｔ２、ｔ１を選択する。例１０のサステイン周期の組み合わせでは各サブフィールドについて3種類のサステイン周期のサステインパルスを印加する。図９（a）の場合と同様に例９、例１０のいずれの場合も各サブフィールドについて、階調の大きいサブフィールドほど、サステイン周期の短いサステインパルスを印加する割合を多くする。
【００４７】
例８と例１０のSF７、SF８について比較すると、印加されるサステインパルスの種類はｔ１、ｔ２、ｔ３同じであるが、構成比が異なっている。周期の長いサステインパルスを例８の場合に多く印加し、周期の短いサステインパルスを例１０の場合に多く印加することにより、低階調画像における階調の分解及び高階調画像における輝度を高めている。
【００４８】
ここで、１サブフィールドにおけるサステイン周期の合計をサステインパルス数で割ったサステインパルス1発あたりの平均サステイン周期について考える。対応するサブフィールドについて比較すると、低階調分布における平均サステイン周期は中間階調分布における平均サステイン周期以上であり、中間階調分布における平均サステイン周期は高階調分布における平均サステイン周期以上である。また、低階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期は高階調を表現するサブフィールドにおける平均サステイン周期以上の平均サステイン周期となる。このように構成比を設定することにより、低階調の画像では階調の分解能を向上させることができ、高階調の画像では輝度を向上させることができる。
【００４９】
図９（a）、図９（ｂ）のように、サステイン周期の異なる複数種類のサステインパルスの構成比を制御することにより、図６の場合よりもさらに細かい階調制御を行うことができる。
【００５０】
本実施例では、階調分布ごとに、各サブフィールドのサステイン周期を変化させたが、同じ階調分布内で表示モードごとに図６の例１から例３を切り替えてもよい。ダイナミックモードやシネマモードといった表示モードごとに切り替えることで、表示モードに応じたきめの細かい階調表現が可能となる。
【００５１】
なお、図９（a）、図９（ｂ）は一例であり、サステイン周期の設定はこれに限られるものではない。サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングについて図５（ｂ）に示したt’１〜ｔ’５を図９（a）、図９（ｂ）の各例のｔ１〜ｔ５に適用して図９（a）、図９（ｂ）の制御を行ってもよい。
【００５２】
以上に説明したように、本実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、ヒストグラム検出回路２１により検出した映像信号のヒストグラムに基づいて、サステイン周期制御回路２２にてサブフィールド毎またはサステインパルス毎にサステイン周期を動的に切り替える。これにより、映像信号のヒストグラムに応じて発光輝度を切り替えることで、映像信号の内容に応じて輝度もしくは階調表現数を増やすことが可能となり、高画質な画像が表示可能となる。
【００５３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、プラズマディスプレイパネル等を用いた画像表示装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例であるプラズマディスプレイ装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるＳＦ生成回路と、Ｙ電極駆動回路の構成例を示した図である。
【図３】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の動作を示すタイミング図である。
【図４（ａ）】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。
【図４（ｂ）】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。
【図５（ａ）】本発明の実施例におけるサステイン周期−放電輝度特性の例を示した図である。
【図５（ｂ）】本発明の実施例におけるサステインパルスを到達電位にクランプするタイミング−放電輝度特性の例を示した図である。
【図６】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期を制御するパターンの例を示した図である。
【図７（ａ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ａ）を示した図である。
【図７（ｂ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ｂ）を示した図である。
【図７（ｃ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ｃ）を示した図である。
【図８】本発明のＰＤＰ装置における階調表示方式を示した図である。
【図９（ａ）】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期の構成比を制御するパターンの例を示した図である。
【図９（ｂ）】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期の構成比を制御するパターンの例を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…信号処理回路、２…サブフィールド（ＳＦ）生成回路、３…アドレス電極駆動回路、４…Ｙ電極駆動回路、５…Ｘ電極駆動回路、６…ＰＤＰ、７…Ｙ電極、８…Ｘ電極、９…アドレス電極、１０…放電セル、２１…ヒストグラム検出回路、２２…サステイン周期制御回路、４１…スイッチ、４２…スイッチ、４３…スイッチ、４４…スイッチ、４５…ダイオード、４６…ダイオード、４７…回収コンデンサ、４８…回収コイル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰと称する）等を用いた画像表示装置における高画質化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＰを用いたプラズマテレビ（ＰＤＰ−ＴＶ）が大画面テレビ市場で急速に普及している。
【０００３】
ＰＤＰの発光の原理は、Ｘ、Ｙ電極間に印加する駆動パルスであるサステインパルスによって放電セルにおいて維持放電を起こし、励起された放電ガスから発生する紫外線を蛍光体によって可視光に変換するというものである。ＰＤＰで階調表現をする場合、１フィールドを複数のサブフィールドに時間的に分割し、各サブフィールドに重み付けされた値に応じた回数のサステインパルスが印加されることにより、パルス数に応じた明るさ（輝度）で放電セルが発光する。
【０００４】
各サブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間に分離される。リセット期間において各サブフィールドのリセット処理が行われ、アドレス期間において点灯される放電セルを選択するためのアドレス放電が行われ、サステイン期間においてサステインパルスによる表示のための維持放電が行われる。
【０００５】
ＰＤＰを用いた画像表示装置では、サブフィールドの分割数によって階調表現数が決定される。階調表現を上げるためにはサブフィールドの分割数を増やす必要があり、そのためにはアドレス期間、サステイン期間などを短縮する必要がある。しかしながら、放電セルではパルス電圧が印加されて発光（放電）するまでには一定の時間が掛かる。これは一般的に放電遅延と呼ばれる。この放電遅延のため、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間を短縮することは困難であった。
【０００６】
リセット期間、アドレス期間、サステイン期間を短縮することなく階調表現数を増やす技術として、特開２００５―１１４７５３号公報（特許文献１）では、発光輝度の異なる2種類のサステインパルスを印加し、表示階調に応じて前記2種類のサステインパルスの構成比を異ならせる技術が開示されている。
【０００７】
一方、サブフィールドの点灯率に応じて同一サブフィールド内のサステインパルスの維持周期を変化させる技術が特開２００２―１３２２１５号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１１４７５３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３２２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、矩形パルスとパルス波形の立ち上がりのみを高電圧振幅にしたオフセットパルスを用いて、各サステインパルスの輝度を異ならせている。この場合、到達電位の異なる複数種類の波形を組み合わせたり、到達電位自体を変えたりする制御を行っている。この制御を行うためには、電位の異なる電源を供給するために複数の電源が必要となり、複数の電源から供給されるパルスを組み合わせる制御が必要となる。そのため、変化の段階を細かく設定し、輝度の異なる複数のサステインパルスの種類をさらに増やそうとすると制御が複雑になり、階調数を増やすことが困難であるという問題点があった。また、低階調側の階調表現を増やすために均等に各サブフィールドの輝度を下げており、最大階調が大幅に下がってしまうという問題点もあった。
【００１０】
一方、特開２００２−１３２２１５号公報（特許文献２）ではサブフィールド内の点灯率に応じてサステインパルスの周期を異ならせる技術が開示されているが、高点灯率時の消費電力低減と低点灯率時の放電の安定を目的としており、階調表現数を増やすことに関しては考慮していない。
【００１１】
以上により、本発明は単純な制御でより細かく階調表現数を増やす技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するため、サステインパルスの周期を映像信号の階調分布に応じて異ならせるように構成した。
【００１３】
具体的には、本発明の画像表示装置は１フィールドの画像を複数のサブフィールドにより構成し、少なくとも１つの前記サブフィールドは複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行うサステイン期間を有し、 前記サステイン期間において、該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、サステインパルスの周期を異ならせる構成とする。
【００１４】
また、表示階調分布が変化した場合、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを異ならせる構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
階調分布に応じてサステインパルスの周期を変化させることで、単純な制御により階調表現数を増やすことが可能となり、高画質な画像が表示可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下においては、画像表示装置の例としてＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置について説明する。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明におけるプラズマディスプレイ装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明におけるＰＤＰを駆動するプラズマディスプレイ装置の基本構成を示すブロック図である。プラズマディスプレイ装置は、信号処理回路１、サブフィールド（以下ＳＦ）生成回路２、アドレス電極駆動回路３、Ｙ電極駆動回路４、Ｘ電極駆動回路５、ＰＤＰ６、Ｙ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９、放電セル１０で構成される。また、SF生成回路２はヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２とを有し、映像信号のヒストグラムを検出し、それに応じてサブフィールド単位でサステイン周期を変更する。ヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２の詳細については後述する。
【００１９】
信号処理回路１では、映像信号をＰＤＰ６の解像度に合わせる解像度変換が行われるほか、コントラストやブライト、ガンマ補正など、ユーザの好みに合わせた画質調整が行われる。次に、ＳＦ生成回路２では、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドにおいて映像信号に応じて各放電セル１０の点灯、不点灯を制御するとともに、Ｙ電極駆動回路４、Ｘ電極駆動回路５の制御信号を発生する。
【００２０】
ＰＤＰ６は、サブフィールド毎に複数の放電セル１０を選択的に放電させて画像を階調表示する表示パネルであり、複数のＹ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９で構成される。アドレス電極９は画面の垂直方向に配列され、Ｙ電極７およびＸ電極８は画面の水平方向に配列されており、さらにＸ電極８は共通に接続されている。Ｙ電極７、Ｘ電極８、アドレス電極９の各交点には、放電セル１０が形成され、各放電セル１０が画面上の画素を構成する。アドレス電極駆動回路３は、ＰＤＰ６の複数のアドレス電極９に接続され、後述するアドレス期間において、該当するアドレス電極９に書き込みパルスを印加する。
【００２１】
Ｙ電極駆動回路４は、各Ｙ電極７ごとに設けられた後述する駆動回路を備え、その各駆動回路がＹ電極７に接続され、アドレス期間においてＹ電極７に書き込みパルスを順に印加する。これにより、該当する放電セル１０においてアドレス放電が行われる。また、Ｙ電極駆動回路４は、後述するサステイン期間において、Ｙ電極７に周期的な駆動パルスであるサステインパルスを同時に印加する。一方、Ｘ電極駆動回路５は、Ｘ電極８に接続され、サステイン期間においてＸ電極８に、各Ｙ電極７のサステインパルスに対して１８０°位相のずれたサステインパルスを同時に印加する。これにより、該当する放電セル１０おいて維持放電が行われ、映像が表示される。
【００２２】
図８は、本発明のＰＤＰ装置における階調表示方式を示した図である。ＰＤＰで階調表示する場合、１フィールド（１／６０秒≒１６．６７ｍｓ）を複数のサブフィールドに時間的に分割する。例えば、８ビットで２５６階調表示を行う場合には、１フィールドを８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割する。また、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８は、それぞれリセット期間、アドレス期間、サステイン期間に分離される。リセット期間において各サブフィールドのリセット処理が行われ、アドレス期間において点灯される放電セル１０を選択するためのアドレス放電が行われ、サステイン期間において表示のための維持放電が行われる。
【００２３】
リセット期間においては、Ｙ電極７にそれぞれ単一パルスが加えられ、Ｘ電極８にも単一パルスが加えられる。これにより予備放電が行われる。アドレス期間においては、Ｙ電極７が順次走査され、アドレス電極９からパルスを受けた放電セル１０だけに所定の書き込み処理が行われる。これによりアドレス放電が行われる。
【００２４】
サステイン期間においては、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に重み付けされた値に応じた数のサステインパルスがＹ電極７およびＸ電極８へ出力される。例えば、図８において、サブフィールドＳＦ１では、Ｙ電極７にサステインパルスが１回印加され、Ｘ電極８にサステインパルスが１回印加され、アドレス期間において選択された放電セル１０が２回維持放電を行う。また、サブフィールドＳＦ４では、Ｙ電極７にサステインパルスが４回印加され、Ｘ電極８にサステインパルスが４回印加され、アドレス期間において選択された放電セル１０が８回維持放電を行う。
【００２５】
上記のように、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では、Ｙ電極７およびＸ電極８にそれぞれ１回、２回、４回、８回、１６回、３２回、６４回、１２８回のサステインパルスが印加され、パルス数に応じた明るさ（輝度）で放電セル１０が発光する。すなわち、サステイン期間は、アドレス期間で選択された放電セル１０が明るさの重み付け量に応じた回数で放電する期間である。
【００２６】
このように、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では、それぞれ１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８の明るさの重み付けがなされ、これらのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８を組み合わせることにより、明るさのレベルを０〜２５５までの２５６段階で調整することができる。なお、サブフィールドの分割数および重み付け値等は、上記の例に特に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、動画疑似輪郭を低減するために、サブフィールドＳＦ８を二つに分割して二つのサブフィールドの重み付け値を６４に設定してもよい。
【００２７】
以下に、図１におけるヒストグラム検出回路２１とサステイン周期制御回路２２の動作について図２〜図７を用いて説明する。
【００２８】
図２は、ＳＦ生成回路２と、これにより制御されるＹ電極駆動回路４の構成例を示した図である。Ｙ電極駆動回路４は、ＰＤＰ６の選択された放電セル１０に放電を発生させる駆動手段であり、スイッチ４１、４２、４３、４４、ダイオード４５、４６、回収コンデンサ４７および回収コイル４８で構成される。
【００２９】
また、ＳＦ生成回路２は、Ｙ電極駆動回路４およびＸ電極駆動回路５を制御する制御手段であり、サステイン周期制御回路２２、ヒストグラム検出回路２１で構成される。
【００３０】
まずＹ電極駆動回路４の動作について説明する。スイッチ４３は、電源端子ＶｓとノードＮ１との間に接続され、スイッチ４４は、ノードＮ１と接地端子との間に接続されている。ノードＮ１はＹ電極７に接続される。Ｙ電極７の先には、複数のＹ電極７とＸ電極８との間の全容量に相当するパネル容量Ｃｐが示されている。回収コンデンサ４７は、ノードＮ３と接地端子との間に接続されている。ノードＮ３とノードＮ２との間には、スイッチ４１およびダイオード４５が直列に接続され、さらにダイオード４６およびスイッチ４２も直列に接続されている。回収コイル４８は、ノードＮ２とノードＮ１との間に接続されている。
【００３１】
図３は、図２のＹ電極駆動回路４におけるサステイン期間の動作を示すタイミング図である。まず、スイッチ４１がオンし、スイッチ４４がオフする。このとき、スイッチ４２、４３はオフしている。これにより、回収コイル４８およびパネル容量ＣｐによるＬＣ共振により、ノードＮ１の電圧が緩やかに上昇する。
【００３２】
次に、スイッチ４１がオフし、スイッチ４３がオンする。これにより、ノードＮ１の電圧が急激に上昇し、ノードＮ１の電圧がＶｓに固定され、電源端子Ｖｓから供給される放電電流により維持放電が発生する。次に、スイッチ４３がオフし、スイッチ４２がオンする。これにより、回収コイル４８およびパネル容量ＣｐによるＬＣ共振により、ノードＮ１の電圧が緩やかに降下する。その後、スイッチ４２がオフし、スイッチ４４がオンする。これにより、ノードＮ１の電圧が急激に降下し、接地電位に固定される。なお、スイッチ４１がオンする周期（以後サステイン周期）をS１とする。
【００３３】
図４（ａ）は、図２のＹ電極駆動回路４におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。図４（ａ）の場合、スイッチ４１〜４４の基本動作は、図３における説明で前述したものと同様であるが、スイッチ４３及び４４がオンしている期間が図３の場合より短い。このときのサステイン周期をS２とすると、S１＞S２の関係となる。図３、図４（ａ）のスイッチ４１〜４４のタイミング制御はサステイン周期制御回路２２で行う。なお図２によってＹ電極駆動回路４の構成の例を説明したが、Ｘ電極駆動回路５も図２と同様の構成でよい。また、この例ではスイッチ４３及び４４のオン期間を変更してサステイン周期を変更したが、スイッチ４１及び４２のオン期間も変更してもよい。
【００３４】
次にサステイン周期を変えた時のPDP６の特性を説明する。図５（ａ）はサステイン周期を変化させたときの放電輝度の測定結果の一例である。本発明者らが鋭意研究を行ったところ、１サブフィールド中のサステインパルスの数を一定にした際にサステイン周期を短くしていくと放電輝度が上がる傾向があった。その理由としては、サステイン周期が短いほど放電空間に残留する荷電粒子および励起原子等の前回放電のプライミング効果が大きいということが考えられる。なお、放電輝度の上昇量はPDP６内のガス圧や放電セル１０の構造などでことなってくるが、全面白ベタ信号表示で数10cd/m2程度である。またサステイン周期の範囲としては一般的には4usから10us程度である。4us以下になると電源Vsの供給時間が少なくなり、放電電流を充分供給できなくなるため安定した放電が維持できなくなる。また10us以上になると１フィールド中に必要なサステインパルス数を発生することができなくなるため、それ以上サステイン周期を長くすることは実用的ではない。
【００３５】
また、図４（ｂ）は図３と比較して、サステイン周期はS1で同じであるが、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを変えることにより輝度を変化させる例である。つまり、図２のスイッチ４１をオンにしてからスイッチ４３をオンにするまでの時間を変化させることにより、サステインパルスの電圧が急激に変化する電圧幅を変えることができる。サステインパルスの電圧が急激に変化する電圧幅が大きければ大きいほど強い放電が起きることから、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングが早いほどサステインパルス1発あたりの輝度が大きくなる。この場合、図２のスイッチ４１をオンにしている時間を短くし、スイッチ４３を図３の場合に比べて早いタイミングでオンにしている。図５（ｂ）はサステインパルスを到達電位にクランプするタイミング、つまり図２におけるスイッチ４１をオンにしてからスイッチ４３をオンにするまでの時間を可変した時の放電輝度の測定結果の一例である。
【００３６】
このサステイン周期−放電輝度特性を利用し、本発明の特徴である階調表現数を動的に変更する方式について説明する。図６は、サブフィールド毎のサステイン周期の組み合わせをフィールド毎に制御するパターンの例を示した図である。ここでは図５（a）で示したサステイン周期t1、t2、t3、t4、t5を使用している。また表示映像の階調分布状態（以後ヒストグラム）で制御するパターンを分けている。ここで、ヒストグラムとは図７（a）、図７（b）、図７（ｃ）のように表示映像の各画素の輝度が階調（例えば８ビットでの２５６階調）のどの範囲にあるかの分布を表したものである。図７（a）は低階調画像のヒストグラム、図７（b）は高階調画像のヒストグラム、図７（ｃ）は中間階調画像のヒストグラムの一例である。図７（a）の低階調画像は例えば階調が0から100、即ち入力信号レベルの0から40%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像、図７（ｂ）の高階調画像は例えば階調が153から255、即ち入力信号レベルの60%から100%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像、図７（ｃ）の中間階調画像は例えば階調が77から179、即ち入力信号レベルの30%から70%の範囲に輝度分布が80%以上存在するような種類の画像を表している。例えば、映画ソースは低階調画像、放送波の情報番組は高階調画像が多いとされている。なお、ヒストグラムが低階調、高階調、中間階調であるかの判断基準は任意に設定することができる。本実施例では、ヒストグラム検出回路２１によりヒストグラムを検出している。
【００３７】
図７（a）のような低階調画像では階調重視とするため、図６の例１のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期t5を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ６まではサステイン周期t4を選択する。また、ＳＦ７、ＳＦ８はサステイン周期ｔ5を選択する。低階調を表現するＳＦ１〜ＳＦ３の輝度を低く設定できるので、実質、階調の分解能が向上し、映画ソースなどでなめらかな階調表現を実現できる。また、例２の組み合わせも基本的に同様で、ＳＦ１〜ＳＦ２ではサステイン周期t5を選択、ＳＦ３〜ＳＦ４ではサステイン周期t3を選択し、低階調を表現するＳＦ１〜ＳＦ４の輝度を低く設定して階調の分解能を向上させている。さらに、高階調を表現するＳＦ５〜ＳＦ８ではサステイン周期t1を選択するので、低階調に多く分布した画像の中に高階調の画素が含まれていても高階調の部分を正確に表現できる。例３の組み合わせではＳＦ1のサステインパルス無しとし、それ以外は例２の組み合わせと同じとした。サステインパルス無しとした理由を説明する。サステイン周期t3の時の輝度が下がるといってもサステインパルス１回分の輝度が大きくなる場合があり、最低階調の分解能が取れない可能性がある。そこでＳＦ1のサステインパルスを無しとし、その代わりにアドレス期間での微弱発光による輝度で最低階調を表現することとした。一般的にアドレス期間での微弱発光はサステインパルスでの発光より輝度値は下がる傾向があり、それを利用している。
【００３８】
一方、図７（ｂ）のような高階調画像では、階調より輝度重視とした方が高画質となると考えられるため、例４の組み合わせでは全サブフィールドでサステイン周期t1を選択し、輝度が最も高くなるようになっている。例５の組み合わせは輝度重視であるが、中、低階調画像も比較的に存在するような画像の場合にＳＦ１〜ＳＦ２にサステイン周期t2を選択する例である。
【００３９】
また、例６は図７（ｃ）のような中間階調画像（輝度分布が中間階調に多く分布している）の設定例を示している。例６の組み合わせではでt1とt3を半分づつ使うことで、低・高階調画像の両方の設定を取り込んでいる。
【００４０】
以上のように画像の階調分布が図７（a）のような低階調画像から図７（ｃ）のような中間階調分布に、さらに図７（ｂ）のような高階調画像分布に変化した場合に、図６の例１から例５のように各サブフィールドのサステイン周期の組み合わせを異ならせる制御を行う。この場合において、対応するサブフィールドについて比較すると、低階調分布におけるサステイン周期は中間階調分布におけるサステイン周期以上であり、中間階調分布におけるサステイン周期は高階調分布におけるサステイン周期以上である。また、低階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期は高階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期以上のサステイン周期となる。これにより、低階調の画像では階調の分解能を向上させることができ、高階調の画像では輝度を向上させることができる。
【００４１】
なお、図６は一例であり、サステイン周期の設定はこれに限られるものではない。サステイン周期ではなく、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングについて図５（ｂ）に示したｔ’１〜ｔ’５を図６の各例のｔ１〜ｔ５に適用して図６の制御を行ってもよい。
【００４２】
また、図６ではサステイン周期の設定をSFで固定しているが、これに限らず、同じSFであってもフィールド毎にサステイン周期を変更してもよい。
【００４３】
また、本実施例では、同じSF内における全てのサステインパルスについては同じサステイン周期を用いているが、同じサブフィールド内で異なるサステイン周期を持つ複数種類のサステインパルスを印加し、前記複数種類のサステインパルスの構成比をサブフィールドごとに変化させてもよい。これにより、さらにきめ細かい階調表現も可能となる。
【００４４】
図９（a）、図９（ｂ）は同一サブフィールド内において、周期の異なる複数種類のサステインパルスを印加し、サブフィールド毎の複数種類のサステインパルスの構成比をフィールド毎に制御するパターンの例を示した図である。
【００４５】
図９（a）のような低階調画像では階調重視とするため、例７のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期ｔ5、ｔ4を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ６まではサステイン周期ｔ4、ｔ３を選択する。また、ＳＦ７、ＳＦ８はサステイン周期ｔ３、ｔ２を選択する。例８のサステイン周期の組み合わせでは各サブフィールドについて3種類のサステイン周期のサステインパルスを印加する。例７、例8のいずれの場合も各サブフィールドについて、階調の大きいサブフィールドほど、サステイン周期の短いサステインパルスを印加する割合を多くする。
【００４６】
図９（ｂ）のような高階調画像では階調より輝度重視とした方が高画質となると考えられるため、例７のサステイン周期の組み合わせではＳＦ１〜ＳＦ３まではサステイン周期ｔ３、ｔ２を選択する。ＳＦ４〜ＳＦ８まではサステイン周期ｔ２、ｔ１を選択する。例１０のサステイン周期の組み合わせでは各サブフィールドについて3種類のサステイン周期のサステインパルスを印加する。図９（a）の場合と同様に例９、例１０のいずれの場合も各サブフィールドについて、階調の大きいサブフィールドほど、サステイン周期の短いサステインパルスを印加する割合を多くする。
【００４７】
例８と例１０のSF７、SF８について比較すると、印加されるサステインパルスの種類はｔ１、ｔ２、ｔ３同じであるが、構成比が異なっている。周期の長いサステインパルスを例８の場合に多く印加し、周期の短いサステインパルスを例１０の場合に多く印加することにより、低階調画像における階調の分解及び高階調画像における輝度を高めている。
【００４８】
ここで、１サブフィールドにおけるサステイン周期の合計をサステインパルス数で割ったサステインパルス1発あたりの平均サステイン周期について考える。対応するサブフィールドについて比較すると、低階調分布における平均サステイン周期は中間階調分布における平均サステイン周期以上であり、中間階調分布における平均サステイン周期は高階調分布における平均サステイン周期以上である。また、低階調を表現するサブフィールドにおけるサステイン周期は高階調を表現するサブフィールドにおける平均サステイン周期以上の平均サステイン周期となる。このように構成比を設定することにより、低階調の画像では階調の分解能を向上させることができ、高階調の画像では輝度を向上させることができる。
【００４９】
図９（a）、図９（ｂ）のように、サステイン周期の異なる複数種類のサステインパルスの構成比を制御することにより、図６の場合よりもさらに細かい階調制御を行うことができる。
【００５０】
本実施例では、階調分布ごとに、各サブフィールドのサステイン周期を変化させたが、同じ階調分布内で表示モードごとに図６の例１から例３を切り替えてもよい。ダイナミックモードやシネマモードといった表示モードごとに切り替えることで、表示モードに応じたきめの細かい階調表現が可能となる。
【００５１】
なお、図９（a）、図９（ｂ）は一例であり、サステイン周期の設定はこれに限られるものではない。サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングについて図５（ｂ）に示したt’１〜ｔ’５を図９（a）、図９（ｂ）の各例のｔ１〜ｔ５に適用して図９（a）、図９（ｂ）の制御を行ってもよい。
【００５２】
以上に説明したように、本実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、ヒストグラム検出回路２１により検出した映像信号のヒストグラムに基づいて、サステイン周期制御回路２２にてサブフィールド毎またはサステインパルス毎にサステイン周期を動的に切り替える。これにより、映像信号のヒストグラムに応じて発光輝度を切り替えることで、映像信号の内容に応じて輝度もしくは階調表現数を増やすことが可能となり、高画質な画像が表示可能となる。
【００５３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、プラズマディスプレイパネル等を用いた画像表示装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例であるプラズマディスプレイ装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるＳＦ生成回路と、Ｙ電極駆動回路の構成例を示した図である。
【図３】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の動作を示すタイミング図である。
【図４（ａ）】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。
【図４（ｂ）】本発明の実施例におけるＹ電極駆動回路におけるサステイン期間の別の動作を示すタイミング図である。
【図５（ａ）】本発明の実施例におけるサステイン周期−放電輝度特性の例を示した図である。
【図５（ｂ）】本発明の実施例におけるサステインパルスを到達電位にクランプするタイミング−放電輝度特性の例を示した図である。
【図６】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期を制御するパターンの例を示した図である。
【図７（ａ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ａ）を示した図である。
【図７（ｂ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ｂ）を示した図である。
【図７（ｃ）】本発明の実施例におけるヒストグラムの例（ｃ）を示した図である。
【図８】本発明のＰＤＰ装置における階調表示方式を示した図である。
【図９（ａ）】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期の構成比を制御するパターンの例を示した図である。
【図９（ｂ）】本発明の実施例におけるサブフィールド毎にサステイン周期の構成比を制御するパターンの例を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…信号処理回路、２…サブフィールド（ＳＦ）生成回路、３…アドレス電極駆動回路、４…Ｙ電極駆動回路、５…Ｘ電極駆動回路、６…ＰＤＰ、７…Ｙ電極、８…Ｘ電極、９…アドレス電極、１０…放電セル、２１…ヒストグラム検出回路、２２…サステイン周期制御回路、４１…スイッチ、４２…スイッチ、４３…スイッチ、４４…スイッチ、４５…ダイオード、４６…ダイオード、４７…回収コンデンサ、４８…回収コイル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブフィールドにより映像が表示され、少なくとも１つの前記サブフィールドにおいて複数の放電セルにサステインパルスが印加されることにより前記放電セルを点灯させる画像表示装置の駆動方法であって、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が第1の分布である場合、第1の周期のサステインパルスが印加され、前記階調分布が第1の階調分布とは異なる第2の階調分布である場合、前記第1の周期とは異なる第2の周期のサステインパルスが印加されることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布が、第1の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布であり、前記第2の階調分布が前記第1の信号レベルよりも低い第2の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の周期は前記第2の周期より小さいことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布及び前記第2の階調分布とは異なる第3の階調分布が前記第1の信号レベルと前記第2の信号レベルとの間に所定の比率以上存在する分布である場合は、サステインパルスの周期を第1の周期より大きく、第2の周期より小さいとすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第2の周期のサステインパルスが印加されるサブフィールドは前記第1の周期のサステインパルスが印加されるサブフィールドに対応したサブフィールドであることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項６】
複数のサブフィールドにより構成され、少なくとも１つの前記サブフィールドで複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行う画像表示装置の駆動方法であって、
周期の異なる複数種類のサステインパルスが印加されるサブフィールドを有し、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が第1の分布である場合は、前記サブフィールドに印加される前記複数種類のサステインパルスの構成比を第1の構成比とし、前記階調分布が第1の分布とは異なる第2の分布である場合は前記サブフィールドに印加される前記複数種類のサステインパルスの構成比を前記第1の構成比とは異なる前記第2の構成比とすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布が、所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布であり、前記第2の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像表示装置の駆動方法であって、対応するサブフィールドについて、前記第1の階調分布である場合に印加されるサステインパルスの平均周期は前記第2の階調分布である場合に印加されるサステインパルスの平均周期より小さいことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され、少なくとも１つの前記サブフィールドでは複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行う画像表示装置の駆動方法であって、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを異ならせることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記階調分布が第1の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記第1の信号レベルよりも低レベルである第2の信号レベルよりも低階調側に前記所定の比率以上存在する分布である場合よりも到達電位にクランプするタイミングを早くすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、
表示モードによって、印加されるサステインパルスの周期を異ならせることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
１フィールドを時間的に複数に分割したサブフィールドに複数の放電セルを選択的に放電させて画像を階調表示する画像表示装置であって、
選択された前記放電セルにサステインパルスを印加することによって放電を発生させる駆動手段と、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、前記サステインパルスの周期を異ならせるように前記駆動手段を制御する制御手段と
を有する画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像表示装置あって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率未満存在する分布である場合よりもサステインパルスの周期を長くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記階調分布が所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率未満存在する分布である場合よりもサステインパルスの周期を短くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記サステインパルスの周期を第１のサブフィールドと第１のサブフィールドとは異なる第２のサブフィールドとで異ならせることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段はサステインパルスの印加回数が多いサブフィールドでは少ないサブフィールドよりもサステインパルスの周期を短くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布である場合はサステインパルスを印加しないサブフィールドを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記サステインパルスを印加しないサブフィールドを最も低階調のサブフィールドとすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
複数のサブフィールドにより映像が表示され、少なくとも１つの前記サブフィールドにおいて複数の放電セルにサステインパルスが印加されることにより前記放電セルを点灯させる画像表示装置の駆動方法であって、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が第1の分布である場合、第1の周期のサステインパルスが印加され、前記階調分布が第1の階調分布とは異なる第2の階調分布である場合、前記第1の周期とは異なる第2の周期のサステインパルスが印加されることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布が、第1の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布であり、前記第2の階調分布が前記第1の信号レベルよりも低い第2の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の周期は前記第2の周期より小さいことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布及び前記第2の階調分布とは異なる第3の階調分布が前記第1の信号レベルと前記第2の信号レベルとの間に所定の比率以上存在する分布である場合は、サステインパルスの周期を第1の周期より大きく、第2の周期より小さいとすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第2の周期のサステインパルスが印加されるサブフィールドは前記第1の周期のサステインパルスが印加されるサブフィールドに対応したサブフィールドであることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項６】
複数のサブフィールドにより構成され、少なくとも１つの前記サブフィールドで複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行う画像表示装置の駆動方法であって、
周期の異なる複数種類のサステインパルスが印加されるサブフィールドを有し、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が第1の分布である場合は、前記サブフィールドに印加される前記複数種類のサステインパルスの構成比を第1の構成比とし、前記階調分布が第1の分布とは異なる第2の分布である場合は前記サブフィールドに印加される前記複数種類のサステインパルスの構成比を前記第1の構成比とは異なる前記第2の構成比とすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記第1の階調分布が、所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布であり、前記第2の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布であることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像表示装置の駆動方法であって、対応するサブフィールドについて、前記第1の階調分布である場合に印加されるサステインパルスの平均周期は前記第2の階調分布である場合に印加されるサステインパルスの平均周期より小さいことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
１フィールドが複数のサブフィールドにより構成され、少なくとも１つの前記サブフィールドでは複数の放電セルにサステインパルスを印加することにより前記放電セルの点灯を行う画像表示装置の駆動方法であって、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、サステインパルスを到達電位にクランプするタイミングを異ならせることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記階調分布が第1の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記第1の信号レベルよりも低レベルである第2の信号レベルよりも低階調側に前記所定の比率以上存在する分布である場合よりも到達電位にクランプするタイミングを早くすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法であって、
表示モードによって、印加されるサステインパルスの周期を異ならせることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
１フィールドを時間的に複数に分割したサブフィールドに複数の放電セルを選択的に放電させて画像を階調表示する画像表示装置であって、
選択された前記放電セルにサステインパルスを印加することによって放電を発生させる駆動手段と、
該画像表示装置に入力される映像信号の階調分布が変化した場合、前記サステインパルスの周期を異ならせるように前記駆動手段を制御する制御手段と
を有する画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像表示装置あって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率未満存在する分布である場合よりもサステインパルスの周期を長くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率以上存在する分布である場合は前記階調分布が所定の信号レベルよりも高階調側に所定の比率未満存在する分布である場合よりもサステインパルスの周期を短くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記サステインパルスの周期を第１のサブフィールドと第１のサブフィールドとは異なる第２のサブフィールドとで異ならせることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段はサステインパルスの印加回数が多いサブフィールドでは少ないサブフィールドよりもサステインパルスの周期を短くすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記映像信号の階調分布が所定の信号レベルよりも低階調側に所定の比率以上存在する分布である場合はサステインパルスを印加しないサブフィールドを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像表示装置であって、
前記制御手段は前記サステインパルスを印加しないサブフィールドを最も低階調のサブフィールドとすることを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【図８】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【図８】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【公開番号】特開２００９−２８８３６０（Ｐ２００９−２８８３６０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３８８５４（Ｐ２００８−１３８８５４）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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