JP2005157081A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面にはフィルタが設けられていたが、ＰＤＰの実際の表示画像に応じて最適な画質を得るものではなかった。
【解決手段】 プラズマディスプレイパネル１と、該プラズマディスプレイパネル１の前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタ２と、該調光フィルタ２の光透過率を制御する光透過率制御部６と、前記プラズマディスプレイパネル１の表示状態を検出する表示状態検出部７とを備え、前記光透過率制御部６は、前記表示状態検出部７の出力に応じて前記調光フィルタ２の光透過率を制御するように構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置に関し、特に、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）の前面にフィルタを配置して画質を向上させるようにしたプラズマディスプレイ装置に関する。

近年、平面型の表示装置として面放電を行う交流型プラズマディスプレイ装置が実用化され、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として広く使用されて来ている。ところで、従来のプラズマディスプレイ装置には、パネル前面に光透過率一定のフィルタが配置されているが、このフィルタの可視光領域における光学的役割は、外光のパネル面での反射光を減らしてコントラストを上げることにある。そこで、フィルタの構成を検討して最適な画質を得ることができ、さらに、経時変化による画質の劣化を補償することのできるプラズマディスプレイ装置の提供が要望されている。

図１は従来のプラズマディスプレイ装置の一例を概略的に示すブロック図である。図１において、参照符号１０１はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、１０２はフィルタ、１０３はＰＤＰ制御部、１０４は電源、１０５は信号発生部、そして、１０６は光透過率制御部を示している。

図１に示されるように、従来のプラズマディスプレイ装置の一例は、画像表示を行うドットマトリクスタイプのＰＤＰ１０１、ＰＤＰ１０１の前面に設けられ、光透過率が可変な調光フィルタ１０２、ＰＤＰ１０１を制御するＰＤＰ制御部１０３、電源１０４、ＰＤＰ１の信号を発生する信号発生部１０５、および、調光フィルタ１０２の光透過率を制御する光透過率制御部１０６を備えている。

図２は図１に示すプラズマディスプレイ装置における調光フィルタの役割を説明するための図であり、図３は外光と光透過率との関係を概念的に示す図である。

図２に示されるように、調光フィルタ１０２は、ＰＤＰ１０１の前面に設けられており、外光（外光量Ｌa）が調光フィルタ１０２を介してＰＤＰ１０１のパネル面で反射されて再び調光フィルタ１０２を介してユーザに至る外光反射光（外光反射光量Ｌb）の光透過率、および、ＰＤＰ１０１から発光された光（発光量Ｌp）の光透過率を制御する。ここで、調光フィルタ１０２の光透過率（フィルタ透過率）をＴfとし、パネル反射率をＲpとすると、外光反射光量Ｌbおよび表示発光量Ｌは、次の式で表される。

Ｌb＝Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf
Ｌ＝Ｌp×Ｔf＋Ｌb
＝Ｌp×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf
さらに、表示発光量Ｌのコントラスト比（黒表示／白（ピーク）表示）ＣＲは、
ＣＲ＝(Ｌp(黒)×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf)/(Ｌp(白)×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf)
＝(Ｌp(黒)＋Ｌa×Ｒp×Ｔf)/(Ｌp(白)＋Ｌa×Ｒp×Ｔf)
と表される。

上記のコントラスト比ＣＲを表す式から、外光量Ｌaが大きい場合には、ＰＤＰ１０１のコントラスト比が低下することが判る。そして、外光量Ｌaが大きいときは、コントラスト比の低下を補償するために調光フィルタ１０２の光透過率Ｔfを下げ、コントラスト比を大きくして画質を向上させる。一方、外光量Ｌaが小さい場合には、必要なコントラスト比が得られる範囲で調光フィルタ１０２の光透過率を大きくすることで、ピーク輝度を大きくして画質を向上させる。

すなわち、図３に示されるように、従来のプラズマディスプレイ装置の一例は、外光量Ｌaが小さい（例えば、プラズマディスプレイ装置の周囲が暗い）ときは、フィルタ透過率Ｔfを上げ（光透過量を大きくし）、逆に、外光量Ｌaが大きい（例えば、プラズマディスプレイ装置の周囲が明るい）ときは、フィルタ透過率Ｔfを下げる（光透過量を小さくする）ことで、高画質を維持するようになっている。

具体的に、従来、プラズマディスプレイパネルの前面に、発光状態に応じて光透過率を変化させる液晶分子で構成された３色の補色フィルタを設け、コントラストを向上させて色再生のダイナミックレンジを拡大すると共に、画面の明るさによりホワイトバランスが変化しないようにしたプラズマディスプレイ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、プラズマディスプレイパネルの前面に液晶パネルを配置し、周辺の明るさを検出する光センサーの検出信号により液晶パネルの光透過率を制御することで、明るさ調節してもＡ／Ｄ変換時の階調が減って画質が低下したり、周辺の明るさにより画面が見にくくなったりすることのないプラズマディスプレイ装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、従来、電気的信号に基づいてプラズマディスプレイパネル内の放電セルから放出される光の偏光面を選択的に回転させることで光透過率を調節し、低価格のフィルタを使用して光効率を向上させ、プラズマディスプレイパネルのコントラストを向上するようにしたプラズマディスプレイパネルも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平０７−０３６０２１号公報（図１、図３） 特開平０８−１４６９２１号公報（図１） 特開２００３−１９７１１４号公報（図１、図２）

従来、プラズマディスプレイ装置において、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面には、ある程度の照度を持つ外光に対してコントラスト性能を確保できるように光透過率が決められたフィルタが設けられており、その多くの光透過率は４０〜６０％とされている。しかしながら、フィルタはＰＤＰ自体の発光も減らすことになるため、外光が少ない場合には、メリットよりもデメリットの方が多くなる。

また、従来、ＰＤＰの前面に設けるフィルタとして様々なものが提案されているが、例えば、周囲の光を検出してフィルタの光透過率を変化させるものは、実際にＰＤＰに表示される映像信号やＰＤＰの表示負荷率と無関係に行うために画質改善の効果が不十分であり、その上、例えば、液晶分子による３色の補色フィルタを用いるものは、製造工程が複雑になってコストも高くなるといった課題がある。

本発明は、上述した従来のプラズマディスプレイ装置が有する課題に鑑み、プラズマディスプレイパネルの前面に設けた調光フィルタの光透過率を表示状態に応じて制御することでより一層の画質向上を図るようにしたプラズマディスプレイ装置の提供を目的とする。

本発明の第１の形態によれば、プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの表示状態を検出する表示状態検出部とを備え、前記光透過率制御部は、前記表示状態検出部の出力に応じて前記調光フィルタの光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置が提供される。

本発明に係る第１の形態のプラズマディスプレイ装置によれば、光透過率制御部は、表示状態検出部の出力に応じて調光フィルタの光透過率を制御するようになっている。

ここで、光透過率制御部は、プラズマディスプレイパネルの表示負荷を検出する表示負荷検出回路の出力に応じて調光フィルタの光透過率を制御することができる。また、光透過率制御部は、プラズマディスプレイパネルの映像信号を検出する映像信号検出回路の出力に応じて調光フィルタの光透過率を制御することもできる。さらに、光透過率制御部は、プラズマディスプレイパネルの点灯時間をカウントする点灯時間カウンタの出力に応じて調光フィルタの光透過率を制御してもよい。

また、本発明の第２の形態によれば、プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、前記光透過率制御部を介して前記調光フィルタの光透過率を外部から可変するスイッチとを備えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置が提供される。

本発明のプラズマディスプレイ装置によれば、プラズマディスプレイパネルの前面に設けた調光フィルタの光透過率を表示状態に応じて制御することで、より一層の画質向上を図ることができる。

以下、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の各実施例を、添付図面を参照して詳述する。

図４は本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第１実施例を概略的に示すブロック図である。図４において、参照符号１はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、２はフィルタ、３はＰＤＰ制御部、４は電源、５は信号発生部、６は光透過率制御部、そして、７は信号検出器（表示状態検出部）を示している。

図４に示されるように、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置は、画像表示を行うドットマトリクスタイプのＰＤＰ１、ＰＤＰ１の前面に設けられ、光透過率が可変な調光フィルタ２、ＰＤＰ１を制御するＰＤＰ制御部３、電源４、ＰＤＰ１の信号を発生する信号発生部５、調光フィルタ２の光透過率を制御する光透過率制御部６、および、信号発生部５の信号を検出する信号検出器７を備えている。

すなわち、前述した図１と図４との比較から明らかなように、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置は、図１に示すプラズマディスプレイ装置に対して、さらに、信号検出器７を設けるようになっている。信号検出器７は、ＰＤＰ１の表示状態を検出するもので、ＰＤＰ１の表示負荷を検出する表示負荷検出回路、或いは、ＰＤＰ１の映像信号を検出する映像信号検出回路として構成される。

図５はフィルタ透過率と表示負荷率との関係を概念的に示す図であり、図６はフィルタ透過率と黒表示率との関係を概念的に示す図である。

すなわち、図５に示されるように、信号検出器７をＰＤＰ１の表示負荷を検出する表示負荷検出回路として構成した場合、表示負荷率が高い（例えば、表示画像が明るい）ときは、ＰＤＰ制御部３により輝度を下げてＰＤＰ１の消費電力（表示負荷）の上昇を抑制すると共に、フィルタ透過率Ｔfを上げて（光透過量を大きくして）輝度の低下を補償するようになっている。一方、表示負荷率が低い（例えば、表示画像が暗い）ときは、フィルタ透過率Ｔfを下げる（光透過量を小さくする）ようになっている。換言すると、光透過率制御部６は、表示負荷検出回路（信号検出器）７の出力が小さい表示負荷を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を下げ、且つ、表示負荷検出回路７の出力が大きい表示負荷を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を上げてＰＤＰ１の画質を維持するように制御している。

また、図６に示されるように、信号検出器７をＰＤＰ１の映像信号を検出する映像信号検出回路として構成した場合、黒表示率が低い（例えば、表示画像が明るい）ときは、ＰＤＰ制御部３により輝度を下げてＰＤＰ１の消費電力の上昇を抑制すると共に、フィルタ透過率Ｔfを上げて（光透過量を大きくして）輝度の低下を補償するようになっている。一方、表示負荷率が高い（例えば、表示画像が暗い）ときは、フィルタ透過率Ｔfを下げる（光透過量を小さくする）ようになっている。換言すると、光透過率制御部６は、映像信号検出回路（信号検出器）７の出力が多数の黒表示部分を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を下げ、且つ、映像信号検出回路７の出力が小数の黒表示部分を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を上げてＰＤＰ１の画質を維持するように制御している。

このように、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、信号検出器７はＰＤＰ１の実際の表示状態を検出するようになっており、光透過率制御部６は信号検出器７の出力に応じて、すなわち、ＰＤＰ１の実際の表示状態（発光量）に応じて調光フィルタ２の光透過率を制御するようになっており、従来のプラズマディスプレイ装置に比較してより一層の画質向上を図ることが可能になる。

図７は本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第２実施例を概略的に示すブロック図である。

図７と図４との比較から明らかなように、本第２実施例のプラズマディスプレイ装置は、第１実施例のプラズマディスプレイ装置における信号検出器７の代わりにスイッチ８を備えている。そして、ユーザは、プラズマディスプレイ装置の外部から直接スイッチ８を操作することで、光透過率制御部６を介して調光フィルタ２の光透過率を可変してユーザの好みの画質を得るようになっている。

なお、図７に示すプラズマディスプレイ装置では信号検出器７は削除されているが、前述した第１実施例と同様の信号検出器７と、上述したスイッチ８とを両方設け、信号検出器７による表示状態に応じた調光フィルタ２の光透過率の制御と、スイッチ８によるユーザの好みに応じた制御との両方を行うように構成することもできる。

このように、本第２実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、ユーザが操作可能なスイッチ８を設けることで、ユーザの好みに合わせて最適な画質を得ることが可能になる。

図８は本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第３実施例を概略的に示すブロック図である。

図８と図４との比較から明らかなように、本第３実施例のプラズマディスプレイ装置は、第１実施例のプラズマディスプレイ装置における信号検出器７の代わりに点灯時間カウンタ９を備えている。点灯時間カウンタ９は、信号発生部５からの信号を受け取ってＰＤＰ１の点灯時間をカウントし、光透過率制御部６は、点灯時間カウンタ９の出力に応じて調光フィルタ２の光透過率を制御するようになっている。

図９はフィルタ透過率およびパネル輝度と時間との関係を概念的に示す図である。

図９に示されるように、ＰＤＰ１は使用時間（例えば、数万時間といった時間）により、蛍光体の劣化等に起因してパネル輝度が徐々に劣化する。

そこで、本３実施例のプラズマディスプレイ装置は、ＰＤＰ１のパネル輝度の経時劣化に応じてフィルタの光透過率を下げることでパネル輝度の劣化を補償して所定の画質を時するようになっている。

すなわち、図８および図９に示されるように、本３実施例のプラズマディスプレイ装置は、点灯時間カウンタ９を表示状態検出部として構成した場合、光透過率制御部６は、点灯時間カウンタ９の出力が短い点灯時間を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を下げ、且つ、点灯時間カウンタ９の出力が長い点灯時間を示す場合には調光フィルタ２の光透過率を上げるように制御することで、経時変化に応じて最適な画質を得ることができる。なお、点灯時間カウンタ９がカウントする時間としては、信号発生部５の出力からＰＤＰ１の点灯時間をカウントする以外にも、例えば、電源４の出力によりプラズマディスプレイ装置がオンになっている時間をカウントし、調光フィルタ２の光透過率を制御しても実質的な効果は十分に期待することができる。

上述した各実施例において、調光フィルタ２は、単に光透過率を可変できるものをＰＤＰ１の前面に形成するだけで良いため、液晶フィルタ、エレクトロミックフィルタおよびフォトクロミックフィルタ等の様々なフィルタを使用することができ、さらに、製造工程も簡素化されるため、低コスト化も期待できる。また、調光フィルタ２の構成については、ＰＤＰ１のパネル前面から隙間を設けることで発熱の影響を抑制することもできるが、発熱等の問題がなければパネル前面に直接設けて低コスト化を図ることも可能である。

本発明は、プラズマディスプレイパネルを有するプラズマディスプレイ装置に幅広く適用するこができ、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として利用されるプラズマディスプレイ装置に対して適用することができる。

従来のプラズマディスプレイ装置の一例を概略的に示すブロック図である。 図１に示すプラズマディスプレイ装置における調光フィルタの役割を説明するための図である。 外光と光透過率との関係を概念的に示す図である。 本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第１実施例を概略的に示すブロック図である。 フィルタ透過率と表示負荷率との関係を概念的に示す図である。 フィルタ透過率と黒表示率との関係を概念的に示す図である。 本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第２実施例を概略的に示すブロック図である。 本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第３実施例を概略的に示すブロック図である。 フィルタ透過率およびパネル輝度と時間との関係を概念的に示す図である。

符号の説明

１，１０１…ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２，１０２…調光フィルタ
３，１０３…ＰＤＰ制御部
４，１０４…電源
５，１０５…信号発生部
６，１０６…光透過率制御部
７…信号検出部（表示状態検出部：表示負荷検出回路，映像信号検出回路）
８…スイッチ
９…点灯時間カウンタ

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルと、
   該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、
   該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、
   前記プラズマディスプレイパネルの表示状態を検出する表示状態検出部とを備え、前記光透過率制御部は、前記表示状態検出部の出力に応じて前記調光フィルタの光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記表示状態検出部は、前記プラズマディスプレイパネルの表示負荷を検出する表示負荷検出回路を備え、前記光透過率制御部は、前記表示負荷検出回路の出力が小さい表示負荷を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を下げ、且つ、前記表示負荷検出回路の出力が大きい表示負荷を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を上げるように制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
3. 請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記表示状態検出部は、前記プラズマディスプレイパネルの映像信号を検出する映像信号検出回路を備え、前記光透過率制御部は、前記映像信号検出回路の出力が多数の黒表示部分を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を下げ、且つ、前記映像信号検出回路の出力が小数の黒表示部分を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を上げるように制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
4. 請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記表示状態検出部は、前記プラズマディスプレイパネルの点灯時間をカウントする点灯時間カウンタを備え、前記光透過率制御部は、前記点灯時間カウンタの出力が短い点灯時間を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を下げ、且つ、前記点灯時間カウンタの出力が長い点灯時間を示す場合には前記調光フィルタの光透過率を上げるように制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイ装置において、さらに、前記調光フィルタの光透過率を外部から可変する光透過率可変スイッチを備えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
6. プラズマディスプレイパネルと、
   該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、
   該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、
   前記光透過率制御部を介して前記調光フィルタの光透過率を外部から可変するスイッチとを備えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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