JP2006030356A - 表示パネルの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

表示パネルの駆動方法および駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 表現できる階調数が多く、疑似輪郭の発生を大幅に抑制し得る。
【解決手段】 駆動方法は、(a)α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で前記表示セルが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも前記表示セルを点灯させるステップと、(b)前記α+K×(n−1)番目の階調レベルと前記α+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、前記各フィールドの表示期間のうちの所定サブフィールド期間でのみ、前記α+K×(n−1)番目または前記α+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ前記表示セルを設定するステップと、を備える。
【選択図】 図10

Description

本発明は、プラズマディスプレイなどのディスプレイ装置における表示パネルの駆動技術に関する。
プラズマディスプレイは、マトリクス状に配列している複数個の放電セルを有しており、選択した放電セルにガス放電を起こして発生した紫外線で放電セル内の蛍光体を励起することで発光する。単位時間当たりの放電セルの放電回数、すなわち放電セルに印加する放電維持パルスの回数を制御することで多階調の輝度表示が可能である。一般に、プラズマディスプレイの駆動方式としては、1枚の画像に相当する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ける発光維持期間の比率を2のべき乗に設定し、これらサブフィールドの組み合わせで多階調表示を行うというサブフィールド法が採用されている。たとえば、8個のサブフィールドSF1 ,SF2 ,…,SF8 の発光維持期間の比率(すなわち輝度の重み)をそれぞれ20 :21 :22 :23 :24 :25 :26 :27 、すなわち1:2:4:8:16:32:64:128に設定すれば、サブフィールドの組み合わせで256階調を実現することが可能である。サブフィールド法に関する技術は、たとえば、特許文献1(特開2004−4606号公報)に開示されている。
図1に、4個のサブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,SF4 の重みをそれぞれ20 :21 :22 :23 、すなわち1:2:4:8に設定したときの発光パターンを例示する。図1中、記号「○」は、維持放電による発光を意味する。全てのサブフィールドSF1 〜SF4 の期間で放電セルが発光しない階調レベル「0」から、全てのサブフィールドSF1 〜SF4 の期間で放電セルが発光する階調レベル「15」までの16階調表示が可能である。
サブフィールド法によりプラズマディスプレイが動画像を表示する場合、観測者は、いわゆる疑似輪郭と称するノイズを知覚し、これにより表示品質が著しく損なわれる問題が知られている。この疑似輪郭を説明するために、図1に示したように4個のサブフィールドSF1 〜SF4 の組み合わせで16階調表示を行う場合を想定する。図2に示すように、階調レベル「7」の画素P0〜P4と階調レベル「8」の画素P5〜P6を持つフィールド1の画像があり、このフィールド1の画像が1画素だけ上方に移動したフィールド2の画像があるものとする。フィールド1,2の画像は時間的に連続して表示される。人間の目は移動する輝点に追従する特性を持つため、観測者が輝度レベル「7」の画素と輝度レベル「8」の画素との境界付近を見ているとき、観測者の視点が発光しないサブフィールドSF1 〜SF3 に追従すると、当該境界付近で輝度レベル「7」の画素と輝度レベル「8」の画素間に輝度レベル「0」の黒点を、本来存在しないノイズすなわち疑似輪郭として知覚してしまう。
このような疑似輪郭の発生を防止する駆動方式として、特許文献2(特開2000−227778号公報)に記載される駆動法が知られている。この駆動法では、1フィールドの表示期間内に、サブフィールドの発光パターンが時間的且つ空間的に連続するため、前述の疑似輪郭が原理上発生しないという利点がある。しかしながら、この駆動法では、表現できる階調数が少ないというデメリットがあった。
特開2004−4606号公報(段落「0017」〜「0031」参照) 特開2000−227778号公報
上記に鑑みて本発明の目的は、表現できる階調数が多く、疑似輪郭の発生を大幅に抑制し得る表示パネルの駆動方法および駆動装置を提供する点にある。
上記目的を達成すべく、請求項1記載の発明は、映像信号を構成する各フィールドの表示期間を、複数のサブフィールド期間で構成して多階調表示を行う複数の表示セルからなる表示パネルの駆動方法であって、(a)α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で前記表示セルが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも前記表示セルを点灯させるステップと、(b)前記α+K×(n−1)番目の階調レベルと前記α+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、前記各フィールドの表示期間のうちの所定サブフィールド期間でのみ、前記α+K×(n−1)番目または前記α+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ前記表示セルを設定するステップと、を備えることを特徴としている。
請求項11記載の発明は、映像信号を構成する各フィールドの表示期間を、複数のサブフィールド期間で構成して多階調表示を行う複数の表示セルからなる表示パネルの駆動装置であって、前記表示セルの各々を駆動するドライバ回路と、前記ドライバ回路を制御するコントローラと、を備えており、前記コントローラは、α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で前記表示セルが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも前記表示セルを点灯させる第1の制御処理と、前記α+K×(n−1)番目の階調レベルと前記α+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、前記各フィールドの表示期間のうちの所定サブフィールド期間でのみ、前記α+K×(n−1)番目または前記α+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ前記表示セルを設定する第2の制御処理と、を実行することを特徴としている。
以下、本発明に係る種々の実施例について説明する。
図3は、本発明に係る実施例のプラズマディスプレイ(ディスプレイ装置)1を概略的に示すブロック図である。このプラズマディスプレイ1は、表示パネル(プラズマディスプレイパネル)2と、表示パネル2内の放電セル(表示セル)CL,…,CLを駆動するアドレス電極ドライバ16および維持電極ドライバ17A,17Bとを備えている。プラズマディスプレイ1は、さらに、A/D変換器(ADC)10,データ変換部11,階調処理部12,データ生成部13,フレームメモリ回路14およびコントローラ21を備えている。コントローラ21は、外部から入力する同期信号およびクロック信号を用いて処理ブロック11,12,13,14,16,17A,17Bを制御する。
入力映像信号は、R(赤色),G(緑色),B(青色)のアナログ信号で構成されており、A/D変換器10は、たとえばR,G,Bのアナログ信号をそれぞれサンプリングし量子化することで、R,G,B各々のデジタル映像信号DDを生成してこれをデータ変換部11に供給する。データ変換部11は、予め記憶されている特性曲線に従ってデジタル映像信号DDを逆ガンマ変換して、コントローラ21の指示に応じたビット長の補正映像信号PDを階調処理部12に出力する。データ変換部11は、たとえば、8ビット長のデジタル映像信号DDを逆ガンマ補正して2〜10ビット長の補正映像信号PDを出力できる。
階調処理部12は、データ変換部11から入力した補正映像信号PDに誤差拡散処理およびディザ処理を施して得た映像信号PDsをデータ生成部13に出力する。たとえば、データ変換部11からLビット(Lは正整数)の補正映像信号PDが入力したとき、階調処理部12は、補正映像信号PDの下位xビット(xはL未満の正整数)を周辺画素の信号の上位L−xビットに拡散する誤差拡散処理を実行し、さらに、誤差拡散処理で得られたL−xビット信号にディザマトリクスの要素を加算した後に右ビットシフトすることで上位L−yビット(yはL−x未満の正整数)の映像信号PDsを出力できる。ディザマトリクスの要素は予めメモリ(図示せず)に記憶されている。
データ生成部13は、階調処理部12から入力した映像信号PDからフィールドデータFDを生成してこれをフレームメモリ回路14に出力する。フレームメモリ回路14は、入力したフィールドデータFDを内部のバッファメモリ(図示せず)に一時的に記憶する一方、当該バッファメモリに記録されているデータをサブフィールド単位で読み出してアドレス電極ドライバ16に供給する。アドレス電極ドライバ16は、フレームメモリ回路14から入力するデータSDに基づいてアドレスパルスを発生しこれらを所定のタイミングでアドレス電極D1 〜Dm に印加する。
表示パネル2は、面状且つマトリクス状に配列している複数の放電セルCL,CL,…と、アドレス電極ドライバ16からY方向に伸長するm本(mは2以上の整数)のアドレス電極D1 ,…,Dm と、第1維持電極ドライバ17Aから、Y方向と直交するX方向に伸長するn+1本(nは2以上の整数)の維持電極L1 ,…,Ln+1 と、第2維持電極ドライバ17Bから−X方向に伸長するn本の維持電極S1 ,…,Sn とを備えている。放電セルCL,CL,…は、アドレス電極D1 〜Dm と維持電極L1 〜Ln+1 ,S1 〜Sn との交差点付近の領域に形成されている。
上記表示パネル2の一部領域の平面図を図4に示す。図5は、図4に示した表示パネル2の5−5線に沿った断面図である。維持電極Sj ,Sj+1 (jは1〜n−1の整数)の各々は、−X方向に伸長する帯状のバス電極Sbと、バス電極Sbと接続しY方向に伸長する帯状の透明電極Sa,Sa,…とで構成されている。透明電極Saは、ITO(インジウム錫酸化物)などの透明導電材料からなり、T字形状の両端部を有している。またバス電極Sbは黒色または暗色の金属膜からなる。維持電極Lj ,Lj+1 の各々は、X方向に伸長し黒色または暗色の金属膜からなる帯状のバス電極Lbと、バス電極Lbと接続しY方向に伸長する帯状の透明電極La,La,…とで構成されている。透明電極Laは、ITOなどの透明導電材料からなり、透明電極Saの一方の先端部と放電ギャップG1を介して対向するT字形状の先端部を有している。図5に示すように、これら維持電極Sj ,Sj+1 ,Lj ,Lj+1 は、透光性の前面基板42の裏面に形成されており、さらに、維持電極Sj ,Sj+1 ,Lj ,Lj+1 を被覆するように前面誘電体層43が成膜されている。この前面誘電体層43上には、黒色または暗色の顔料を含む光吸収性の誘電体層(ブラックストライプ)40,40,…が、X方向に伸長してストライプ状に形成されている。なお、前面誘電体層43とブラックストライプ40,…の裏面にはMgO(酸化マグネシウム)からなる保護膜(図示せず)が形成されている。
一方、前面基板42と対向する背面基板46上には、Y方向に伸長する帯状のアドレス電極Dk-1 ,Dk ,Dk+1 (kは1〜m−1の整数)が成膜されている。図4に示す通り、アドレス電極Dk-1 ,Dk ,Dk+1 の各々は、一対の透明電極Sa,LaとZ方向(前面基板42の深さ方向)に対向するように配置される。図5を参照すると、これらアドレス電極Dk-1 ,Dk ,Dk+1 を被覆し保護する背面誘電体層(保護層)45が形成されており、背面誘電体層45上には、X−Y平面において連続する隔壁(リブ)41A,41B,41Cが設けられている。第1隔壁41A,41A,…は、それぞれ、バス電極Lb,Lb,…の直下にX方向に沿ってストライプ状に設けられ、第2隔壁41B,41B,…は、それぞれ、バス電極Sb,Sb,…の直下にX方向に沿ってストライプ状に設けられている。第1隔壁41Aとブラックストライプ40との間には誘電体44が積層されている。第3隔壁41C,41C,…は、背面誘電体層45上であってアドレス電極上の各空間をX方向に区画するように設けられている。図4に示す通り、上記隔壁(リブ)41A,41B,41Cにより、一対の透明電極La,Saとアドレス電極Dk との間に主放電空間60が形成され、且つ、透明電極Saの先端部とアドレス電極Dk との間に副放電空間61が形成されることとなる。主放電空間60と副放電空間61とは、ブラックストライプ40と第2隔壁41Bとの間の間隙G2を介して連通している。また主放電空間60と副放電空間61には、放電により紫外線を発生するXe(キセノン)などからなる放電ガスが封入されている。
副放電空間61の内壁には、比較的仕事関数が低い2次電子放出材料,たとえば、MgO(酸化マグネシウム)またはBaO(酸化バリウム)などからなる電子放出層47が形成されている。主放電空間60の内壁には、ガス放電で発生した紫外線を受けて、赤色(R),緑色(G)または青色(B)の光を発する蛍光体層48が塗布されている。図3に示した放電セルCLは、第1隔壁41A,41Aと第3隔壁41C,41Cとで区画される領域に対応しており、各放電セルCLは、1つの主放電空間60と1つの副放電空間61とを有している。以上、表示パネル2の構造について説明した。
図3を参照すると、コントローラ21は、メモリ22に格納された複数の発光駆動フォーマットと発光パターンに従って駆動制御処理を実行することができる。以下、本実施例の駆動法を説明する前に従来の駆動法について概説する。図6は、従来の発光駆動フォーマットを示す図であり、図7は、図6に示す発光駆動フォーマットによる発光パターンを示す図である。
図6を参照すると、映像信号の1フィールドの表示期間は、表示順に連続的に配置されたN個(Nは1以上の整数)のサブフィールドSF1 〜SFN の期間(サブフィールド期間)で構成されており、サブフィールドSF1 〜SFN の各々は、アドレス期間Twと維持期間Tiと消去期間Teとを有している。先頭のサブフィールドSF1 のみが、アドレス期間Twの前にリセット期間Trを有している。サブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,…,SFN には、それぞれ、20 ,21 ,22 ,…,2N の重みに比例する発光維持期間Ti,Ti,Ti,…,Tiが割り当てられているものとする。
先頭のサブフィールドSF1 のリセット期間Trでは、コントローラ21は、維持電極L1 〜Ln+1 ,S1 〜Sn にリセットパルスを印加するように維持電極ドライバ17A,17Bを制御して、表示パネル2の全ての放電セルCL,…にリセット放電を起こし壁電荷を生起させる。続けて、コントローラ21は、維持電極L1 〜Ln+1 ,S1 〜Sn に消去パルスを印加するように維持電極ドライバ17A,17Bを制御して、表示パネル2の全ての放電セルCL,…の壁電荷を一斉に消滅させる。これにより、全ての放電セルCL,…は、消灯状態に初期化されることとなる。
また、リセット期間Trに続くアドレス期間Twでは、表示パネル2の放電セルCL,…のうちの点灯すべき放電セルCL,…に選択的に壁電荷が蓄積される。具体的には、第1維持電極ドライバ17Aは維持電極L1 〜Ln+1 に順次走査パルスを印加し、第2維持電極ドライバ17Bは維持電極S1 〜Sn に順次走査パルスを印加する。アドレス電極ドライバ16は、それら走査パルスに同期したアドレスパルス群をアドレス電極D1 〜Dm に順次印加する。これにより、図5に示す表示パネル2の主放電空間60,61でガス放電(書込アドレス放電)が起こり、副放電空間61で発生した電荷は、間隙G2を通して主放電空間60に移動する。この結果、主放電空間60に壁電荷が蓄積されることとなる。
アドレス期間Twの後の維持期間Tiでは、維持電極ドライバ17A,17Bが、それぞれ、維持電極L1 〜Ln+1 ,S1 〜Sn に放電維持パルスを割り当てられた回数だけ繰り返し印加する。これにより、壁電荷が蓄積されている放電セルCL,…では、図3に示す主放電空間60内の一対の透明電極Sa,La間でガス放電(維持放電)が繰り返し発生し、この放電で発生した紫外線を受けて蛍光体層48が励起し、R,G,Bのいずれかの光を放出する。維持期間Tiの後の消去期間Teでは、コントローラ21は、全ての放電セルCL,…に一斉に消去放電を起こすことで壁電荷を消滅させる。
続くサブフィールドSF2 のアドレス期間Twでは、点灯すべき放電セルCL,…に選択的に壁電荷が蓄積され、次いで維持期間Tiでは、放電セルCL,…に放電維持パルスが印加され、消去期間Teでは、全ての放電セルCL,…から壁電荷が消滅する。このようなプロセスが、サブフィールドSF3 〜SFN の各々で繰り返し実行される。
データ生成部13は、図7に示される変換テーブルに従って、階調処理部12から入力するNビット階調の補正映像信号PDsをNビットの2進信号からなるフィールドデータFDに変換してこれをフレームメモリ回路14に出力する。具体的には、映像信号PDsの階調レベルが「0」のときは、フィールドデータFDの第1番目の最下位ビット(LSB;Least Significant Bit)から第N番目の最上位ビット(MSB;Most Significant Bit)までの全ビットの値が「0」に設定される。映像信号PDsの階調レベルが「k」(kは1〜2N −1の整数)のときは、当該階調レベルkの2進数の値を持つフィールドデータFDが生成される。たとえば、階調レベルが「3」の場合、フィールドデータFDは「000…011」の値を有し、階調レベルが「2N −1」の場合、フィールドデータFDは「111…111」の値を有することとなる。
フレームメモリ回路14は、記憶しているフィールドデータFDをサブフィールド単位で読み出してアドレス電極ドライバ16に出力する。アドレス電極ドライバ16は、各アドレス期間Twにおいて、フレームメモリ回路14から入力するデータSDを順次サンプリングしラッチした後、データSDの値に対応する図7の発光パターンに基づいてアドレスパルスを発生し、これらをアドレス電極D1 〜Dm に印加する。図7中、記号"○"は、上記書込アドレス放電および維持放電の発生,すなわち放電セルCLの点灯状態を意味し、記号"○"が表示されていないサブフィールド期間では、放電セルCLが消灯状態にあることを意味する。各サブフィールド期間における点灯状態と消灯状態との組み合わせによって各階調レベルでの発光パターンが定まることとなる。図7に示した発光パターンでは、たとえば、階調レベル「7」と階調レベル「8」との間の発光重心(1フィールドの表示期間における輝度の時間的な重心位置)の差が大きいため、上述の如き疑似輪郭が発生するという欠点がある。
次に、本実施例の駆動法を説明する。図8,9は、本実施例の2種類の発光駆動フォーマットを示す図であり、これら図8,9は一点鎖線30を介して相互に連続している。図8,9中の(A),(B)は、それぞれ発光駆動フォーマットA,Bを示している。図10は、発光駆動フォーマットAに対応する発光パターンAを示し、図11は、発光駆動フォーマットBに対応する発光パターンBを示している。
図8,9を参照すると、発光駆動フォーマットA,Bでは、映像信号の1フィールドの表示期間は14個のサブフィールドSF1 〜SF14 の期間で構成されている。サブフィールドSF1 〜SF14 の各々は、1つのアドレス期間Twと、1つまたは2つの維持期間Tiと、1つの消去期間Teとを有している。また、先頭のサブフィールドSF1 のみが、アドレス期間Twの前にリセット期間Trを有している。アドレス期間Tw,維持期間Ti,消去期間Teおよびリセット期間Trにおける各駆動方法は上述の通りである。
後述するように、疑似輪郭を抑制する観点からは、発光パターンAと発光パターンBとを各フィールド毎に交互に切り換えるのが好ましい。すなわち、図12に示すように、一連のフィールド1,2,3,4,…には、それぞれ、発光パターンA,B,A,B,…が適用される。
また、発光パターンAを表示パネル2の偶数番目の水平方向の表示ライン上の表示セル群GC1 に適用し、発光パターンBを奇数番目の水平方向の表示ライン上の表示セル群GC2 に適用してもよい。たとえば、図13に示すように、一連のフィールド1,2,…の表示期間において、表示セル群GC1 に適用する発光パターンを発光パターンAに固定し、表示セル群GC2 に適用する発光パターンを発光パターンBに固定してもよい。
あるいは、図14に示すように、フィールド1では、表示セル群GC1 に発光パターンAを適用し且つ表示セル群GC2 に発光パターンBを適用し、次のフィールド2では、表示セル群GC1 に発光パターンBを適用し且つ表示セル群GC2 に発光パターンAを適用を適用し、さらに次のフィールド3では、表示セル群GC1 に発光パターンAを適用し且つ表示セル群GC2 に発光パターンBを適用してもよい。動画像疑似輪郭を抑制する観点からは、図14に示すように、各フィールド毎に、表示セル群GC1 ,GC2 にそれぞれ適用している発光パターンを他の発光パターンに切り換えることが好ましい。
図10に示される発光パターンAでは、サブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,SF4 ,SF5 ,SF6 ,SF7 ,SF8 ,SF9 ,SF10 ,SF11 ,SF12 ,SF13 ,SF14 に割り当てられた重みは、それぞれ、「1」,「2(=1+1)」,「3(=1+2)」,「5(=2+3)」,「7(=3+4)」,「7(=3+4)」,「14(=6+8)」,「16(=8+8)」,「24(=10+14)」,「24(=10+14)」,「32(=16+16)」,「42(=18+24)」,「48(=24+24)」,「30」である。図11に示される発光パターンBでは、サブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,SF4 ,SF5 ,SF6 ,SF7 ,SF8 ,SF9 ,SF10 ,SF11 ,SF12 ,SF13 ,SF14 に割り当てられた重みは、それぞれ、「1」,「1」,「2(=1+1)」,「4(=2+2)」,「6(=3+3)」,「7(=4+3)」,「10(=4+6)」,「16(=8+8)」,「18(=8+10)」,「24(=14+10)」,「30(=14+16)」,「34(=16+18)」,「48(=24+24)」,「54(=24+30)」となる。各階調レベルに対応する輝度レベルは、点灯状態("○")にあるサブフィールド期間の重みの合計である。たとえば、発光パターンAにおいて、階調レベル「6」に対応する輝度レベルは、サブフィールドSF1 ,SF2 ,SF4 の各期間の重みの合計すなわち「8(=1+2+5)」となる。図15は、発光パターンAによる階調レベルに対する輝度レベルのグラフを示している。
発光駆動フォーマットAでは、先頭と最後尾のサブフィールドSF1 ,SF14 を除いて、各サブフィールドの発光維持期間は2つの期間Ti,Tiに分かれており、発光駆動フォーマットBでは、先頭とその次のサブフィールドSF1 ,SF2 を除いて、各サブフィールドの発光維持期間は2つの期間Ti,Tiに分かれている。たとえば、図8に示されるように、発光駆動フォーマットAのサブフィールドSF2 での維持期間Ti,Tiは、それぞれ、発光駆動フォーマットBのサブフィールドSF2 ,SF3 での維持期間Ti,Tiと同期しており、発光駆動フォーマットAのサブフィールドSF2 での維持期間Ti,Tiの間に、発光駆動フォーマットBの消去期間Teとアドレス期間Twとが介在している。このように、発光駆動フォーマットA,Bのうちの一方のフォーマットで消去放電と書込アドレス放電とが起きる期間Te,Twには、他方のフォーマットでは何ら放電が発生せず、双方のフォーマットの間で放電維持期間Ti,Tiは同期している。
なお、図8,9では、全てのサブフィールドSF1 〜SF14 において維持期間Ti,…,Tiの長さが全て同じであるが、実際には、各サブフィールドの重みに応じた維持期間が割り当てられている。
先ず、発光パターンAについて説明する。コントローラ21は、α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で放電セルCLを点灯させるときは、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも放電セルCLを点灯させる制御処理を行う。初期値αを「1」に且つ係数Kを「2」に設定した場合、コントローラ21は、図10に示される発光パターンAに基づいて制御処理を行うこととなる。発光パターンAによれば、0番目の階調レベル「0」では、放電セルCLが点灯するサブフィールドは存在せず、1番目の階調レベル「1」では、放電セルCLが点灯するサブフィールドはSF1 のみであり、1+2×n番目(nは2以上)の奇数番目の輝度レベル「3」,「5」,「7」,…,「23」または「25」では、放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は終始一貫して連続している。たとえば、階調レベル「9」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、放電セルCLが点灯状態にあるサブフィールドSF1 〜SF5 の期間が連続しており、これら一連のサブフィールド期間において、放電セルCLが消灯状態にあるサブフィールド期間が介在することがない。
また、1+2×n番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は、1+2×(n−1)番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間と、更に1個のサブフィールド期間とで構成される。たとえば、階調レベル「5」の輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は、階調レベル「3」の輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールドSF1 ,SF2 の期間と、更に1個のサブフィールドSF3 の期間とで構成されている。
コントローラ21は、α+K×(n−1)番目の階調レベルとα+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で放電セルCLを点灯させるときは、各フィールドの表示期間のうちの予め定めたサブフィールド期間でのみ、α+K×(n−1)番目またはα+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ放電セルCLを設定する制御処理を実行する。発光パターンA(α=1;K=2)によれば、コントローラ21は、奇数番目の階調レベル「1+2×(n−1)」と「1+2×n」の間の中間階調レベル「2×n」の輝度で放電セルCLを発光させるとき、1個または2個のサブフィールド期間でのみ、階調レベル「1+2×(n−1)」または「1+2×n」における点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ放電セルCLを設定する。たとえば、階調レベル「1」と「3」の間の中間階調レベル「2」の輝度で放電セルCLが点灯するとき、図10の領域A1に示されるように、1個のサブフィールドSF1 の期間でのみ、階調レベル「3」での点灯状態とは逆の消灯状態が設定される。また、階調レベル「3」と「5」の間の中間階調レベル「4」の輝度で放電セルCLが点灯するとき、図10の領域A2に示されるように、2個のサブフィールドSF2 ,SF3 の期間でのみ、放電セルCLは、階調レベル「3」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態へ設定される。階調レベル「5」と「7」の間の中間階調レベル「6」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図10の領域A3に示されるように、1個のサブフィールドSF3 の期間でのみ、階調レベル「7」での点灯状態とは逆の消灯状態が設定される。また、階調レベル「7」と「9」の間の中間階調レベル「8」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図10の領域A4に示されるように、2個のサブフィールドSF4 ,SF5 の期間でのみ、階調レベル「7」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態が設定される。
さらに、階調レベル「9」と「11」の間の中間階調レベル「10」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図10の領域B1に示されるように、1個のサブフィールドSF4 の期間でのみ、階調レベル「11」での点灯状態とは逆の消灯状態が設定される。階調レベル「11」と「13」の間の中間階調レベル「12」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図10の領域B2,B3に示されるように、2個のサブフィールドSF5 ,SF7 の期間でのみ、階調レベル「11」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態が設定されることとなる。
また、中間階調レベル「2」,「4」,…,「24」では、放電セルCLが点灯状態にある2個のサブフィールド期間の間に、放電セルCLが消灯状態にあるサブフィールド期間は2個以上連続しない。たとえば、図10に示されるように、偶数番目の階調レベル「10」での点灯状態のサブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,SF5 ,SF6 の期間においては、消灯状態のサブフィールド期間は、サブフィールドSF4 の期間のみであり、それらサブフィールド期間において消灯状態のサブフィールド期間が2個以上連続することはない。
次に、図11に示される発光パターンBについて説明する。上述の通り、コントローラ21は、α+K×n番目の階調レベルの輝度で放電セルCLを点灯させるときは、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも放電セルCLを点灯させる制御処理を行う。初期値αを「0」に且つ係数Kを「2」に設定した場合、コントローラ21は、発光パターンBに基づいて制御処理を行うこととなる。発光パターンBによれば、0番目の階調レベル「0」では、放電セルCLが点灯するサブフィールドは存在せず、1番目の階調レベル「1」では、放電セルCLが点灯するサブフィールドはSF1 のみであり、2×n番目(nは1以上)の偶数番目の輝度レベル「2」,「4」,…,「24」または「26」では、放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は終始一貫して連続している。たとえば、階調レベル「10」の輝度で放電セルCLを点灯するときは、放電セルCLが点灯状態にあるサブフィールドSF1 〜SF6 の期間が連続しており、これら一連のサブフィールド期間は、放電セルCLが消灯状態にあるサブフィールド期間を含むことがない。
また、2×n番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は、2×(n−1)番目の階調レベルの輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間と、更に1個のサブフィールド期間とで構成される。たとえば、階調レベル「6」の輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールド期間は、階調レベル「4」の輝度で放電セルCLが点灯するサブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 の期間と、更に1個のサブフィールドSF4 の期間とで構成されている。
上述した通り、コントローラ21は、α+K×(n−1)番目の階調レベルとα+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で放電セルCLを点灯させるときは、各フィールドの表示期間のうちの予め定めたサブフィールド期間でのみ、α+K×(n−1)番目またはα+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ放電セルCLを設定する制御処理を実行する。発光パターンB(α=0;K=2)によれば、コントローラ21は、偶数番目の階調レベル「2×(n−1)」と「2×n」間の中間階調レベル「1+2×(n−1)」の輝度で放電セルCLを発光させるとき、1個または2個のサブフィールド期間でのみ、階調レベル「2×(n−1)」または「2×n」における点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ放電セルCLを設定する。たとえば、階調レベル「0」と「2」の間の中間階調レベル「1」の輝度で放電セルCLが点灯するとき、図11の領域C1に示されるように、1個のサブフィールドSF2 の期間でのみ、階調レベル「2」での点灯状態とは逆の状態が設定される。また、階調レベル「2」と「4」の間の中間階調レベル「3」の輝度で放電セルCLが点灯するとき、図11の領域C2に示されるように、2個のサブフィールドSF2 ,SF3 の期間でのみ、放電セルCLは、階調レベル「2」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態へ設定される。階調レベル「4」と「6」の間の中間階調レベル「5」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図11の領域C3に示されるように、1個のサブフィールドSF3 の期間でのみ、階調レベル「6」での点灯状態とは逆の消灯状態が設定される。階調レベル「6」と「8」の間の中間階調レベル「7」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図11の領域C4に示されるように、2個のサブフィールドSF4 ,SF5 でのみ、階調レベル「6」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態が設定される。
さらに、階調レベル「8」と「10」の間の中間階調レベル「9」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図11の領域D5に示されるように、1個のサブフィールドSF4 でのみ、階調レベル「10」での点灯状態とは逆の消灯状態が設定される。階調レベル「10」と「12」の間の中間階調レベル「11」の輝度で放電セルCLが点灯するときは、図11の領域D6,D7に示されるように、2個のサブフィールドSF5 ,SF7 の期間でのみ、階調レベル「10」での点灯状態および消灯状態とは逆の状態が設定されることとなる。
また、中間階調レベル「3」,「5」,「7」,…,「25」では、放電セルCLが点灯状態にある2個のサブフィールド期間の間に、放電セルCLが消灯状態にあるサブフィールド期間は2個以上連続しない。たとえば、図11に示されるように、奇数番目の階調レベル「9」での点灯状態のサブフィールドSF1 ,SF2 ,SF3 ,SF5 ,SF6 の期間においては、消灯状態のサブフィールド期間はサブフィールドSF4 の期間のみであり、それらサブフィールド期間において消灯状態のサブフィールド期間が2個以上連続することはない。
上記発光パターンA,Bによれば、14個のサブフィールドSF1 〜SF14 を用いて27(=2×14−1)階調表示を行うことができる。N個(Nは1以上の整数)のサブフィールドを用いれば2N−1階調表示が可能である。したがって、階調数の多い画像を表示することが可能である。
また、上記2種類の発光パターンA,Bによって、表現できる階調数が多く且つ疑似輪郭の発生を大幅に抑制することが可能である。すなわち、発光パターンAでは、奇数番目の階調レベル「3」,「5」…での発光状態のサブフィールド期間は終始一貫して連続しており、偶数番目の階調レベル「2」,「4」…では、点灯状態のサブフィールド期間とサブフィールド期間との間に、消灯状態のサブフィールド期間が2個以上連続しない。発光パターンBでは、偶数番目の階調レベル「2」,「4」…での点灯状態のサブフィールド期間は終始一貫して連続しており、奇数番目の階調レベル「3」,「5」…では、点灯状態のサブフィールド期間とサブフィールド期間との間に、消灯状態のサブフィールド期間が2個以上連続しない。よって、同一発光パターン内において隣接する階調レベル間での発光重心(1フィールドの表示期間における輝度の時間的な重心位置)の差が小さいため、プラズマディスプレイ1に動画像を表示するとき、疑似輪郭状ノイズの発生を抑制することができる。
また、図12に示したように、発光パターンA,Bを各フィールド毎に交互に切り換えることで疑似輪郭状ノイズを大幅に抑制することが可能である。今、フィールド1の画像とフィールド2の画像とが連続的に表示される場合を想定する。図16に示すように、フィールド1の画像は、階調レベル「17」の画素領域,階調レベル「18」の画素領域および階調レベル「19」の画素領域からなり、フィールド2の画像は、フィールド1の画像が下方へ8画素だけ移動したものである。フィールド1,2にはともに上記発光パターンAのみが適用される。人間の目は移動する輝点に追従する特性を持つ。よって、観測者が、階調レベルすなわち輝度レベルが緩やかに変化するフィールド1,2の画像を連続して見たとき、観測者の視点がサブフィールドSF7 に追従して移動すると、観測者はフィールド1,2における視点上の輝度を平均化するため、低い輝度レベル「79」の画素と低い輝度レベル「89」の画素との間に、比較的高い輝度レベル「103」の画素を疑似輪郭状ノイズとして知覚してしまう。図16に示したように観測者の視点が移動した場合に画素位置と観測者が知覚する輝度レベルとの関係を図17のグラフに示す。このグラフからも、輝度レベル「103」の画素が疑似輪郭状ノイズとして知覚され得ることが分かる。
次に、フィールド1に上記発光パターンAを適用し、続くフィールド2に上記発光パターンBを適用した場合を説明する。図17に示すように、フィールド1の画像は、階調レベル「17」の画素領域,階調レベル「18」の画素領域および階調レベル「19」の画素領域からなり、フィールド2の画像は、フィールド1の画像が下方へ8画素だけ移動したものである。観測者がフィールド1,2の画像を見たときに観測者の視点が下方へ移動しても、観測者は、輝度レベルが緩やかに変化する画像を知覚するが、疑似輪郭状ノイズをほとんど知覚しない。図18に示したように観測者の視点が移動した場合に画素位置と観測者が知覚する輝度レベルとの関係を図19のグラフに示す。このグラフからも、疑似輪郭状ノイズの発生が大幅に抑制されていることが分かる。
さらに、図14に示したように、各フィールド毎に、偶数番目の表示ライン上の表示セル群GC1 と奇数番目の表示ライン上のGC2 とにそれぞれ適用している発光パターンを他の発光パターンに切り換えることで、疑似輪郭の発生の大幅な抑制が可能になる。すなわち、発光パターンAの偶数番目の階調レベル「2」,「4」…では、点灯状態のサブフィールド期間とサブフィールド期間との間に、消灯状態のサブフィールド期間が介在する一方で、発光パターンBの偶数番目の階調レベル「2」,「4」…では、点灯状態のサブフィールド期間が終始一貫して連続しているため、偶数番目の階調レベルにおいては、発光パターンBが、発光パターンAにおける点灯状態の非連続性を補償することができる。他方、発光パターンBの奇数番目の階調レベル「3」,「5」…では、点灯状態のサブフィールド期間とサブフィールド期間との間に、消灯状態のサブフィールド期間が介在する一方で、発光パターンAの奇数番目の階調レベル「3」,「5」…では、点灯状態のサブフィールド期間が終始一貫して連続しているため、奇数番目の階調レベルにおいては、発光パターンAが、発光パターンBにおける点灯状態の非連続性を補償することができる。したがって、疑似輪郭状ノイズの発生を大幅に抑制することが可能である。さらにフリッカの発生も抑制され得る。
以上、主に発光パターンA,Bを用いた実施例について説明した。上述の通り、発光パターンA,Bでは、α+K×(n−1)番目の階調レベルとα+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの数は、係数Kが「2」に設定されているために、1個だけである。一般に、α+K×(n−1)番目の階調レベルとα+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの数は、K−1個となるため、係数Kを大きく設定する程に階調数を増すことができる。しかしながら、疑似輪郭状ノイズの発生抑制の観点からは、放電セルCLが点灯する点灯状態のサブフィールド期間はできるだけ連続することが望ましいが、中間階調レベルにおいては、点灯状態のサブフィールド期間とサブフィールド期間との間に、放電セルCLが消灯する消灯状態のサブフィールド期間が介在し、点灯状態の非連続性が存在する。中間階調レベルの数が増える程に、その介在する消灯状態のサブフィールド期間の数が増えることとなる。
したがって、疑似輪郭状ノイズの発生抑制の観点からは、α+K×(n−1)番目の階調レベルの発光重心と中間階調レベルの発光重心との差ができるだけ小さく、且つ、α+K×n番目の階調レベルの発光重心位置と中間階調レベルの発光重心との差ができるだけ小さくなるように、中間階調レベルにおける発光パターンを形成するのが好ましい。
4個のサブフィールドを用いた場合の発光パターンを例示する図である。 疑似輪郭を説明するための図である。 本発明に係る実施例のプラズマディスプレイを概略的に示すブロック図である。 プラズマディスプレイの表示パネルの一部領域の平面図である。 図4に示した表示パネルの5−5線に沿った断面図である。 従来の発光駆動フォーマットを示す図である。 図6に示した発光駆動フォーマットによる発光パターンを例示する図である。 本実施例の発光駆動フォーマットを示す図である。 本実施例の発光駆動フォーマットを示す図である。 図8(A)および図9(A)に示した発光駆動フォーマットに対応する第1の発光パターンを示す図である。 図8(B)および図9(B)に示した発光駆動フォーマットに対応する第2の発光パターンを示す図である。 発光パターンの適用例を示す図である。 発光パターンの他の適用例を示す図である。 発光パターンの更に他の適用例を示す図である。 第1の発光パターンによる階調レベルと輝度レベルとの対応を示す図である。 動画像を例示する図である。 画素位置に対する輝度レベルを示すグラフである。 動画像を例示する図である。 画素位置に対する輝度レベルを示すグラフである。
符号の説明
1 プラズマディスプレイ
2 表示パネル
10 A/D変換器(ADC)
11 データ変換部
12 階調処理部
13 データ生成部
14 フレームメモリ回路
16 アドレス電極ドライバ
17A,17B 維持電極ドライバ
21 コントローラ
22 メモリ

Claims (17)

  1. 映像信号を構成する各フィールドの表示期間を、複数のサブフィールド期間で構成して多階調表示を行う複数の表示セルからなる表示パネルの駆動方法であって、
    (a)α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で前記表示セルが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも前記表示セルを点灯させるステップと、
    (b)前記α+K×(n−1)番目の階調レベルと前記α+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、前記各フィールドの表示期間のうちの所定サブフィールド期間でのみ、前記α+K×(n−1)番目または前記α+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ前記表示セルを設定するステップと、
    を備えることを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  2. 請求項1記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(a)において、前記表示セルが点灯するサブフィールド期間は連続していることを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  3. 請求項1または2記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(a)において、前記整数Kが2に設定され、前記ステップ(b)において、前記所定サブフィールド期間は1個または2個のサブフィールド期間に限定されることを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  4. 請求項3記載の表示パネルの駆動方法であって、前記サブフィールド期間のN個(Nは2以上の整数)を用いて2N−1階調表示を行うことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  5. 請求項3または4記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(b)において、前記表示セルが点灯する2個のサブフィールド期間の間に、前記表示セルが消灯する2個以上のサブフィールド期間が連続しないことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  6. 請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の表示パネルの駆動方法であって、
    前記ステップ(a)および(b)を実行するために、前記階調レベルの各々に対応した前記サブフィールド期間の各々における前記表示セルの点灯状態および消灯状態の組み合わせからなる発光パターンが複数個用意されており、
    (c)少なくとも各フィールド毎に、適用する発光パターンを他の発光パターンに切り換えるステップ、を含むことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  7. 請求項6記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(c)は、前記表示セルを複数の表示セル群に分類し、各表示セル群毎に異なる発光パターンを適用するステップを含むことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  8. 請求項7記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(c)は、前記表示パネルの偶数番目の表示ライン上の表示セル群に第1の発光パターンを適用し、前記表示パネルの奇数番目の表示ライン上の表示セル群に前記第1の発光パターンとは異なる第2の発光パターンを適用するステップを含むことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  9. 請求項7または8記載の表示パネルの駆動方法であって、前記ステップ(c)は、前記表示セル群にそれぞれ適用している発光パターンを、少なくとも各フィールド毎に他の発光パターンへ切り換えるステップを含むことを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  10. 請求項1から9のうちのいずれか1項に記載の表示パネルの駆動方法であって、プラズマディスプレイパネルを駆動することを特徴とする表示パネルの駆動方法。
  11. 映像信号を構成する各フィールドの表示期間を、複数のサブフィールド期間で構成して多階調表示を行う複数の表示セルからなる表示パネルの駆動装置であって、
    前記表示セルの各々を駆動するドライバ回路と、
    前記ドライバ回路を制御するコントローラと、を備えており、
    前記コントローラは、
    α+K×n番目(nは0以上の任意の整数;Kは2以上の所定整数;αは0以上K未満の所定整数)の階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、α+K×(n−1)番目の階調レベルの輝度で前記表示セルが点灯するサブフィールド期間に加えて他のサブフィールド期間にも前記表示セルを点灯させる第1の制御処理と、
    前記α+K×(n−1)番目の階調レベルと前記α+K×n番目の階調レベルとの間の中間階調レベルの輝度で前記表示セルを点灯させるとき、前記各フィールドの表示期間のうちの所定サブフィールド期間でのみ、前記α+K×(n−1)番目または前記α+K×n番目の階調レベルにおける点灯状態または消灯状態とは逆の状態へ前記表示セルを設定する第2の制御処理と、
    を実行することを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  12. 請求項11記載の表示パネルの駆動装置であって、前記第1の制御処理において、前記表示セルが点灯するサブフィールド期間は連続していることを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  13. 請求項11または12記載の表示パネルの駆動装置であって、前記コントローラは、前記第1の制御処理において、前記整数Kを2に設定し、前記第2の制御処理においては、前記所定サブフィールド期間を1個または2個に限定することを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  14. 請求項11から13のうちのいずれか1項に記載の表示パネルの駆動装置であって、
    前記第1および第2の制御処理を実行するために、前記階調レベルの各々に対応した前記サブフィールド期間の各々における前記表示セルの点灯状態および消灯状態の組み合わせからなる発光パターンを複数個記憶したメモリを有しており、
    前記コントローラは、少なくとも各フィールド毎に、適用する発光パターンを他の発光パターンに切り換える第3の制御処理を実行することを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  15. 請求項14記載の表示パネルの駆動装置であって、前記第3の制御処理は、前記表示セルを複数の表示セル群に分類し、各表示セル群毎に異なる発光パターンを適用する制御処理を含むことを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  16. 請求項15記載の表示パネルの駆動装置であって、前記第3の制御処理は、前記表示パネルの偶数番目の表示ライン上の表示セル群に第1の発光パターンを適用し、前記表示パネルの奇数番目の表示ライン上の表示セル群に前記第1の発光パターンとは異なる第2の発光パターンを適用する制御処理を含むことを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  17. 請求項15または16記載の表示パネルの駆動装置であって、前記第3の制御処理は、前記表示セル群にそれぞれ適用している発光パターンを、少なくとも各フィールド毎に他の発光パターンに切り換える制御処理を含むことを特徴とする表示パネルの駆動装置。
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