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JP4493465B2 - プラズマディスプレイパネルの画像表示方法及びその装置 - Google Patents
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JP4493465B2 - プラズマディスプレイパネルの画像表示方法及びその装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの画像表示方法及びその装置 Download PDF

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Description

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)の画像表示方法及びその装置に係り、特に、50HzのPAL(Phase Alternating by Line)映像信号を入力して画像を表示する場合に発生するフリッカー及び擬似輪郭を低減するPDPの画像表示方法及びその装置に関するものである。
PDPは、複数個の放電セルをマトリックス形状に配列してこれを選択的に発光させることにより、電気信号として入力された画像データを復元させるディスプレイ素子の一つの種類である。
このようなPDPがカラー表示装置として機能するためには、階調表示が可能でなければならず、階調表示を実現する方法として、一つのフィールド(フレーム)を複数個のサブフィールドに分け、これらを時分割制御する方法が用いられている。この方法によれば、各サブフィールドに、所定の輝度比重値(輝度重み:weight)を割り付けて、それぞれのサブフィールドが選択的に発光されるように制御することによって階調表示が達成される。割り付けの方法としては、輝度比重値が低いものから順に配列していく最小増加配列、および輝度比重値が高いものから順に配列していく最小減少配列が広く知られている。
一方、PDPに限らず表示装置においては、フリッカー(ちらつき)のない高品質な画像が要求される。フリッカーは、人間の視覚特性と密接な関連があり、一般的に、画面が大きいほど、また周波数が低いほど、感知されやすいことが知られている。
PDPに入力される映像信号には、例えば、周波数が50HzであるPAL方式の信号と、周波数が60HzであるNTSC方式の信号とがある。大画面のPDPにおいて、PAL映像信号の画像を表示する場合、画面が大きくて周波数が低いという上記の二つの条件が満たされるため、多量のフリッカーが発生しやすい。特に、上述したように、PDPで用いられる通常のサブフィールド配列である最小増加配列又は最小減少配列を利用して、垂直周波数50HzでPDPを駆動すると、多量のフリッカーが発生する。
このようなフリッカーの発生を減少させるためには、上記の二つの条件が満たされないようにしなければならない。しかしながら、第一の条件である画面の大きさは調整できないので、第二の条件である周波数を調整することによってフリッカーを低減する必要がある。
このような考えに基づいて、周波数を調整してフリッカー発生を低減させるための従来の方法としては、特許文献1に示される方法が知られている。この特許文献1に示される方法では、50Hzの映像信号を入力してPDPを駆動する際に発生するフリッカー(大画面フリッカー)を低減するために、添付した図1に示されているように、1フレーム内のサブフィールドを2個のサブフィールド群(G1、G2)に分け、各サブフィールド群のサブフィールド配列が、LSB(Least Significant Bit:最下位ビット)サブフィールド(最下位サブフィールド)を除いて、同一な構造を有するように設定したり、又は各サブフィールド群のサブフィールドに、輝度比重値(weight)を類似するように分配することを特徴とする。
このようなサブフィールド配列によれば、輝度比重値の変化の増減が1フレーム内に2サイクル存在するので、従来の最小増加配列又は最小減少配列などのサブフィールド配列と比較すると、輝度比重値の変化の周期が2倍になっており、見かけ上の周波数が増加する。したがって、このような方法は、従来の最小増加配列又は最小減少配列などのサブフィールド配列に比して、フリッカーを低減する効果が非常に大きい。特に、第1サブフィールド群(G1)の輝度比重値が最も高いサブフィールドの発光中心位置と、第2サブフィールド群(G2)の輝度比重値が最も高いサブフィールドの発光中心位置との時間間隔が、連続したフレームを通して周期性を有するようにすることで、フリッカーを減少させる効果を高めることができる。
図1に示す従来のサブフィールド配列においては、1フレームの期間は総20msであり、各サブフィールド群(G1、G2)の期間は10msに固定される。休止期間は2つ存在し、一つはフレーム期間の終端、つまり第2サブフィールド群(G2)の終端に位置し、他の一つは二つのサブフィールド群(G1、G2)の間、つまり第1サブフィールド群(G1)の終端に位置する。
図2は、図1に示されたサブフィールド配列を利用して一部の低階調を実現した例を示した図である。
図2に示されているように、低階調、例えば0乃至11のレベルの低階調を図1に示されたサブフィールド配列を利用して表現する場合、LSB及びLSB+1に該当するサブフィールド間の時間差は数ms程度となる。
例えば、レベル3の低階調を表示する場合、第1サブフィールド群(G1)の最下位サブフィールドSF1(階調レベル1)がオンされ、第2サブフィールド群(G2)の最下位サブフィールドがSF1(階調レベル2)がオンされる。ここで、LSBのサブフィールド(階調レベル1)は第1サブフィールド群(G1)の先頭に、LSB+1のサブフィールド(階調レベル2)は第2サブフィールド群(G2)の先頭に配列されており、各サブフィールド群(G1,G2)の期間は上述した通り10msに固定されているので、これらLSB及びLSB+1に該当するサブフィールド間の時間差も10msとなり、その差が非常に大きい。
一般に、アナログ映像信号をデジタル変換して階調表示を行う場合、実際の階調と変換された階調との誤差を補正するために、生じた誤差を近辺の画素に分散する誤差拡散が行われる場合が多い。上記の特許文献1に記載のサブフィールド配列を用いて誤差拡散を適用した場合、低階調を表現すると、LSB及びLSB+1に該当するサブフィールド間の時間差が数ms程度に大きく、このようなLSB及びLSB+1は、発光持続時間も短いため、画像が移動すると、階調と階調との境界で過度な擬似輪郭が人間の視覚によって感知されやすいという問題点がある。
添付した図3は、上記特許文献1のサブフィールド配列を用いた場合において、隣接するフレームの階調が4と3である場合に、画像が移動した時に発生する擬似輪郭を説明する概念図である。具体的には、図3は、画像がフレームNからフレームN+1に移動した場合を示す。人間の目は、動画を追う際に連続するフレームNとN+1の画像を合せた状態で認識する場合がある。人間の目が図3の斜線で示された方向に画像を追うと、認識される階調は、斜線が通過する際に発光している(オンとなっている)サブフィールドの平均値となる。図の右下に示された折れ線に示された数値が認識される階調、すなわち歪曲された階調であり、左から順に4,2,3,1,2,2.5,3となっている。従って、画像が移動する時に擬似輪郭が発生する地点は、2,3,1,2,2.5の階調を有する総5地点であり、元の階調の最高階調であるレベル4と、歪曲された階調との差は、発生地点によって各々2、1、3、2、1.5となる。このような差は、発生した擬似輪郭の発生強度を示す。画像の移動時にこのように歪曲された階調はカラー(color)のねじれとして現れ、人間の視覚には、輪郭の形状を有するカラーのねじれとして認識される。
一方、前記特許文献1における問題点を解決するための技術として、特許文献2が開示されている。この特許文献2では、添付した図4に示されているように、1フレーム内のサブフィールドを3個のサブフィールド群(G1、G2、G3)に分け、3個のサブフィールド群のうちの一のサブフィールド群(G2)の輝度比重値が、残りの二つのサブフィールド群(G1、G3)の最下位サブフィールドの輝度比重値より小さくなるように設定することを特徴とする。このような方法は、特許文献1のように複数のサブフィールドを2つのサブフィールド群に分離する技術に比べて、擬似輪郭を効果的に低減することができ、また、従来の最小増加配列や最小減少配列などのサブフィールド配列に比べて、フリッカーを低減する効果が高い。
図4に示されるとおり、1フレームの期間は総20msであり、第1サブフィールド群(G1)は0msから開始して8.5ms以内で終了し、第2サブフィールド群(G2)は8.5msから開始して10.8ms以内で終了し、第3サブフィールド群(G3)は10.8msから開始して20ms以内で終了する。休止期間は3個が存在し、3個のサブフィールド群(G1、G2、G3)の終端に各々位置する。
図5は、図4に示されたサブフィールド配列を利用して一部の低階調を実現した例を示した図である。
図5に示されているように、低階調、例えば0乃至11のレベルの低階調を図4に示されたサブフィールド配列を利用して表現する場合、低階調を表現するLSB及びLSB+1に該当するサブフィールドが真中のサブフィールド群(G2)に位置するので、LSB及びLSB+1に該当するサブフィールド間の時間差を減らすことができ、これによって低階調に示された画像が移動する場合に、階調と階調との境界で擬似輪郭が著しく減少する。
一方、PDPでは、その駆動特性上、消費電力が高いため、表示されるフレームの負荷率(load ratio)又は平均信号レベル(average signal level)によって消費電力を制御する自動電力制御(Automatic Power Control、以下、「APC」と称する)技法が用いられる。このようなAPC法は、入力映像データの負荷率に応じてAPCレベルを異なるように設定し、各APCレベル別にサステインパルス(維持放電パルス)の数を変化させることによって消費電力を一定のレベル以下に制限する方法である。ここで、「サステインパルス」は放電を維持させるためのパルスであり、各フィールドの輝度は印加されるサステインパルスの数に比例し、またPDPの消費電力もサステインパルスの数に比例する。また、「負荷率」は、入力映像信号の平均信号レベルに対応し、個々のフレーム別に求められ、一つのフレームで発光される画素の数に比例する。
このようなAPC法によれば、負荷率に応じて各サブフィールドに適用されるサステインパルス数が変化する。図4に示された3個のサブフィールド群をもつサブフィールド配列を参照すれば、負荷率に応じて各サブフィールド群(G1、G2、G3)に印加される総サステインパルス数が変化する。このとき、各サブフィールドは、そのサブフィールドが有している輝度比重値に応じたサステインパルス数を有するので、結局、各サブフィールドに適用されるサステインパルス数も変化する。
図6は、図4に示された従来のサブフィールド配列における負荷率別のサブフィールドの位置及び発光の中心位置を示した図である。図6(a)は負荷率が最小である場合、(b)は負荷率が最大である場合を示した図である。
図6の(a)及び(b)に示されているように、負荷率が最小である場合、第1サブフィールド群(G1)から第3サブフィールド群(G3)までの発光中心位置間の時間差(A)が、第3サブフィールド群(G3)から第1サブフィールド群(G1)までの発光中心位置間の時間差(B)に比して大きく、負荷率が最大である場合、第1サブフィールド群(G1)から第3サブフィールド群(G3)までの発光中心位置間の時間差(C)が、第3サブフィールド群(G3)から第1サブフィールド群(G1)までの発光中心位置間の時間差(D)に比して大きい。したがって、負荷率に関係なく、サブフィールド群のうち輝度比重値の大きい二つのサブフィールド群(G1、G3)の発光中心位置間の時間差は、1つのフレーム内での時間差(A,C)が、隣接する二つのフレーム間にかかる時間差(B,D)に比して大きいことが分かる。
このように、1フレームを3個のサブフィールド群に分割する従来技術では、各サブフィールド群の開始地点(St_2、St_3)が固定されているため、サブフィールドの組み合わせによるサブフィールド群間の発光中心の位置が周期性を失うようになり、フリッカーが発生しやすいという問題点がある。
大韓民国特許出願公開2000−16955号明細書 大韓民国特許出願公開2003−39282号明細書
本発明の目的は前記従来の問題点を解決するためのものであって、50HzのPAL映像信号用サブフィールド配列による駆動時、映像フレームを構成する3個のサブフィールド群の開始位置を当該映像フレームの負荷率に応じて変化し、サブフィールド群間の発光中心が周期的に形成されるようにすることによって、フリッカー発生を減少させるPDPの画像表示方法及びその装置を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の一形態によるPDPの画像表示方法は、入力映像信号に対応して、プラズマディスプレイパネルに表示される各フレームの画像を複数個のサブフィールドに分け、前記サブフィールドの輝度比重値を組み合わせて階調を表示するプラズマディスプレイパネルの画像表示方法であって、前記複数個のサブフィールドは、各々3個の連続的なサブフィールド群から構成され、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群のサブフィールドの輝度比重値が、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上一番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値、及び三番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値のうちのいずれか一つより小さく、前記方法では、負荷率が大きくなるにしたがってサブフィールド群間の休止期間が長くなるように自動電力制御が行われ、前記入力映像信号の負荷率が大きくなるにしたがって、前記3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点が、時間上、各々繰り上げられ、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心から前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間とが近づくように変化することを特徴とする。
また、前記3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目に位置するサブフィールド群のMSB(Most Significant Bit)サブフィールド(最上位サブフィールド)の開始時点から前記三番目に位置するサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間とが近づくように変化する(周期性を有する範囲内で変化する)ことが好ましい。
また、前記3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点から前記二番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間とが同一になるように変化することが好ましい。
また、前記3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点から前記三番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目のサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群のMSBサブフィールドの開始時点までの時間との差が、所定の範囲内となるように変化するのが好ましい。
また、1つのフレーム全体のサブフィールドデータにおける下位ビットに該当するサブフィールドが、前記二番目に位置するサブフィールド群に含まれることが好ましい。
また、前記下位ビットは、前記フレーム全体のサブフィールドデータにおける最下位ビット(LSB)及び最下位ビットの次に大きいビット(LSB+1)であることが好ましい。
また、前記3個のサブフィールド群のうちの一つのサブフィールド群と、残りの二つのサブフィールド群とが互いに異なる輝度比重値を有するサブフィールドからなることが好ましい。
また、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上一番先に位置する一番目のサブフィールド群と、時間上最後に位置する三番目のサブフィールド群とが、同一な輝度比重値を有するサブフィールドからなることが好ましい。
本発明の他の形態によるPDPの画像表示装置は、入力映像信号に対応して、プラズマディスプレイパネルに表示される各フレームの画像を複数個のサブフィールドに分け、前記サブフィールドの輝度比重値を組み合わせて階調を表示するプラズマディスプレイパネルの画像表示装置であって、前記入力映像信号をデジタル化し、デジタル映像データを生成する映像信号処理部と、前記映像信号処理部から出力されるデジタル映像データを分析して、入力される映像データがNTSC信号であるかPAL信号であるかを識別し、識別結果をデータスイッチ値として前記デジタル映像データと共に出力する垂直周波数検出部と、前記垂直周波数検出部で生成されるデジタル映像データ、及び前記データスイッチ値を受信して、前記データスイッチ値によって識別されるNTSC映像信号又はPAL映像信号に応じてサブフィールドデータを生成するものであって、PAL映像信号の場合には三個の連続的なサブフィールド群から構成されている複数のサブフィールドに対応するサブフィールドデータを生成するメモリ制御部と、前記サブフィールドデータに対応するアドレスデータを生成するアドレス駆動部と、前記デジタル映像データの負荷率を検出し、検出された負荷率によってAPC(Automatic Power Control:自動電力制御)レベルを計算し、計算されたAPCレベルに対応するサステインパルス数を算出して出力するAPC部(自動電力制御部)と、前記APC部から出力される負荷率によって各サブフィールドの可変範囲を判断し、判断された可変範囲内で各サブフィールドの開始位置を決定するサブフィールド可変範囲判断部と、前記サステインパルス数、前記アドレスデータ、前記各サブフィールドの開始位置、及び前記データスイッチ値を受信して、前記データスイッチ値によってNTSC映像信号である場合とPAL映像信号である場合とに分離して、各々サブフィールド配列を生成する維持・走査パルス駆動制御部と、生成されたサブフィールド配列に基づく制御信号を生成してプラズマディスプレイパネルに印加する維持・走査パルス駆動部と、を含み、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群のサブフィールドの輝度比重値が、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上一番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値、及び三番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値のうちのいずれか一つより小さくなり、前記サブフィールド可変範囲判断部は、前記負荷率が大きくなるにしたがって、前記二番目に位置するサブフィールド群及び三番目に位置するサブフィールド群の開始時点が、時間上、各々繰り上げられ、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心から前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間とが近づくように変化するように設定することを特徴とする。
本発明によれば、サブフィールド群の発光中心間の時間差が周期的に維持され、フリッカーの発生が著しく減少する。
また、50HzPALの映像信号によって表示される映像に対し、サブフィールドデータの最下位ビット(LSB)及び最下位ビットの次に大きいビット(LSB+1)間の時間差を減らすことにより、低階調領域の擬似輪郭発生が著しく減少する。
以下では、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。図面においては、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略した。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けた。
まず、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態によるPDPの画像表示方法について詳細に説明する。
図7は、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列を示した図である。
図7に示されているように、本発明の実施の形態において、複数のサブフィールドは、3個の独立したサブフィールド群(G1、G2、G3)から構成される。また、垂直ブランキング区間である休止期間(IDLE1、IDLE2、IDLE3)も3個存在する。つまり、第1サブフィールド群(G1)の休止期間(IDLE1)、第2サブフィールド群(G2)の休止期間(IDLE2)、及び第3サブフィールド群(G3)の休止期間(IDLE3)が各サブフィールド群(G1、G2、G3)の終端に位置する。
二つのサブフィールド群、具体的には、時間上一番目に位置する第1サブフィールド群(G1)と、時間上三番目に位置する第3サブフィールド群(G3)とは、同一なサブフィールド構造を有し、各々6個のサブフィールドからなる。このような6個のサブフィールドの輝度比重値は、下位サブフィールドから4、8、16、24、32、40に設定される。すなわち、時間上一番先に位置する第1サブフィールド群(G1)と、時間上最後に位置する第3サブフィールド群(G3)とが、互いに同一な輝度比重値を有するサブフィールドからなる。しかしながら、使用形態によって当業者によって変更することができる。
一方、第2サブフィールド群(G2)は2個のサブフィールドのみを有し、その輝度比重値はレベル1、2である。したがって、3個のサブフィールド群(G1,G2,G3)のうち一つのサブフィールド群(G2)と、残りの二つのサブフィールド群(G1,G3)とが異なる輝度比重値を有するサブフィールドから構成されている。この例では、第2サブフィールド群の2個のサブフィールドの輝度比重値の全て(レベル1,2)が、第1サブフィールド群(G1)の最下位サブフィールドの輝度比重値と第3サブフィールド群(G3)の最下位サブフィールドの輝度比重値のいずれよりも小さくなるように設定されている。しかしながら、第2サブフィールド群(G2)の構成は、この場合に限らず、第1サブフィールド群(G1)と第3サブフィールド群(G3)に設定された輝度比重値に応じて、当業者によって異なるように設定することができる。たとえば、第2サブフィールド群のサブフィールドの輝度比重値が、第1サブフィールド群(G1)の最下位サブフィールドの輝度比重値、及び第3サブフィールド群(G3)の最下位サブフィールドの輝度比重値のうちいずれか一つよりも小さくなるように設定されてもよい。
また、第2サブフィールド群(G2)のサブフィールドが、全体フレームのサブフィールドのうちのLSB及びLSB+1サブフィールドに該当するように設定できる。言い換えれば、1つのフレーム全体のサブフィールドデータ(各サブフィールドに与えられる輝度値の全体)における下位ビットに該当するサブフィールドが第2サブフィールド群(G2)に含まれ、好適には、各サブフィールドデータの下位ビットには、フレーム全体のサブフィールドデータにおける最下位ビット(LSB)及び最下位ビットの次に大きいビット(LSB+1)が含まれる。ここではLSB及びLSB+1に限定して説明しているが、本発明の技術的範囲はこの場合に限定されず、その以上の下位ビットに対応するサブフィールドが第2サブフィールド群(G2)に含まれる場合に対しても適用することができる。
ここで、第1サブフィールド群(G1)に該当する時間及び休止期間(IDLE1)を含む第1時間(Time A)と、第2サブフィールド群(G2)に該当する時間及び休止期間(IDLE2)を含む第2時間(Time B)と、第3サブフィールド群(G3)に該当する時間及び休止期間(IDLE3)を含む第3時間(Time C)との合計は、1フレームの時間、つまり20msになるように設定される。
また、第1時間(Time A)は第3時間(Time C)と同一に設定されるのが好ましいが、第1時間(Time A)と第3時間(Time C)が近似するように設定してもよい。言い換えれば、第1時間(Time A)が第3時間(Time C)より多少長く設定されても良く、又は第3時間(Time C)が第1時間(Time A)より多少長く設定されても良い。
また、第1時間(Time A)及び第3時間(Time C)の双方とも、第2時間(Time B)より長く設定される。したがって、各サブフィールド群(G1、G2、G3)に対応する休止期間においても、休止期間(IDLE1)及び休止期間(IDLE3)の双方ともが、休止期間(IDLE2)より長く設定される。
以上のように、1フレームを分割した3個のサブフィールド群(G1、G2、G3)は、対応する休止期間を含む時間について固定されるだけであり、第1サブフィールド群(G1)を除いた残りのサブフィールド群(G2、G3)は、設定された時間によってその開始位置が変化することができる。具体的には、後述するように、入力映像信号の付加率によって、3個のサブフィールド群(G1,G2,G3)のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群(G2)と三番目に位置するサブフィールド群(G3)の開始時点が変化しうる。
図8は、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列を用いた場合において、隣接するフレームの階調が4と3である場合に、画像が移動した時に発生する擬似輪郭を説明する概念図である。具体的には、図8は、画像がフレームNからフレームN+1に移動した場合を示す。擬似輪郭の概念については、図3などに示された場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。
図8の右下に示された折れ線に示された数値が認識される階調、すなわち歪曲された階調であり、左から順に4,2,3.5,1.5,3となっている。従って、画像が移動する時の擬似輪郭が発生する地点は、2,3.5,1.5の階調を有する総3地点であり、元の階調の最高階調であるレベル4と、歪曲された階調との差は、発生地点によって各々2、0.5、2.5となる。これは、図3を参照して説明した従来のPDPのサブフィールド配列に比して、発生する擬似輪郭の個数が2個も減少し、歪曲された階調と元階調との差も半分程度の水準まで減少することが分かる。
したがって、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列では、従来のPDPのサブフィールド配列の場合に比して擬似輪郭発生が非常に減少する。
一方、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列において、負荷率によってAPC(自動電力制御:Automatic Power Control)が行われる場合のサブフィールド配列と、これに伴うサブフィールド群の位置、及びその発光中心について説明する。
図9は、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列のAPCによる変形形態を示した図であって、(a)は負荷率が最小である場合であり、(b)は負荷率が最大である場合である。負荷率の最大値および最小値は、APCの設計に応じて定めれる特定値である。
図9の(a)を参照すれば、負荷率が最小である場合には、維持放電に用いられるサステインパルス(維持放電パルス)数が最大となるため、各サブフィールド群(G1、G2、G3)の終端に位置する休止期間(IDLE1、IDLE2、IDLE3)が各々最短となる。
一方、図9の(b)を参照すれば、負荷率が最大である場合には、維持放電に用いられるサステインパルス数が最小となるため、各サブフィールド群(G1、G2、G3)の終端に位置する休止期間(IDLE1、IDLE2、IDLE3)もまた各々最長となる。
ここで、負荷率の大小によらず、このようなサブフィールド配列において、各々第1時間(Time A、Time D)、第2時間(Time B、Time E)、及び第3時間(Time C、Time F)の合計は1フレームの時間、つまり20msになるように設定される。
また、第1時間(Time A、Time D)は第3時間(Time C、Time F)と同一に設定されるのが好ましいが、第1時間(Time A、Time D)と第3時間(Time C、Time F)とが近似するように設定されてもよい。言い換えれば、第1時間(Time A、Time D)が第3時間(Time C、Time F)より多少長く設定されてもよく、又は第3時間(Time C、Time F)が第1時間(Time A、Time D)より多少長く設定されても良い。
また、第1時間(Time A、Time D)は、第2時間(Time B、Time E)と第3時間(Time C、Time F)との合計より短くなるように設定される。
また、第1時間(Time A、Time D)及び第3時間(Time C、Time F)の双方とも、第2時間(Time B、Time E)より長く設定される。したがって、各サブフィールド群(G1、G2、G3)に対応する休止期間においても、休止期間(IDLE1)及び休止期間(IDLE3)の双方ともが、休止期間(IDLE2)より長く設定される。
ここで、図9の(b)に示されているように、負荷率が最大である場合には、各サブフィールド別に割当てられるサステインパルスの数が最小になる。したがって、第1サブフィールド群(G1)に対応する時間(Time D)は、負荷率が最大でない場合(例えば、図9に示される負荷率が最小である場合)における第1サブフィールド群(G1)に対応する時間(Time A)に比べて短くなる。したがって、負荷率が最大である場合、第2サブフィールド群(G2)及び第3サブフィールド群(G3)の開始位置は、負荷率が最大でない場合に比して変化し、相対的に繰り上げられる。例えば、負荷率が最小である場合に、第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始位置が、各々1フレームの開始位置を基準として8ms、10msであれば、負荷率が最大である場合には、その開始位置が各々6ms、8ms程度に変更されて繰り上げられる。この時、負荷率が最大であると1フレームに存在する休止期間全体の時間が最も長いので、休止期間(IDLE1、IDLE3)は、負荷率が最大でない場合に比して長くなるように設定される。このとき、第3サブフィールド群(G3)の休止期間(IDLE3)が、第1サブフィールド群(G1)の休止期間(IDLE1)より長く設定される。
上記の説明では、負荷率が最大である場合と負荷率が最小である場合のみを比較して、第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始時点が変化して繰り上げられることについて説明したが、上記の内容を参照すれば、負荷率が最小である場合から最大である場合まで連続して変わる場合であっても、各々の負荷率に応じて第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始位置が変化して繰り上げられるということが、当業者によって容易に理解される。
図10は、図9に示されたサブフィールド配列に対するサブフィールド位置及び発光の中心位置を示した図であって、(a)は負荷率が最小である場合であり、(b)は負荷率が最大である場合である。なお、発光中心は、第1サブフィールド群(G1)および第2サブフィールド群(G2)のMSB(Most Significant Bit:最上位ビット)サブフィールド(最上位サブフィールド)によって左右されるので、以下の説明では、発光中心が当該MSBサブフィールドに位置すると仮定しうる。
図10の(a)に示されているように、負荷率が最小である場合には、サステインパルス数が最大であるので、休止期間(IDLE1、IDLE2、IDLE3)は最短となる。このような条件下では、同一フレーム内における第1サブフィールド群(G1)の発光中心位置から第3サブフィールド群(G3)の発光中心位置までの時間である第1時間差(Time_G1G3)が、第3サブフィールド群(G3)の発光中心位置から次のフレームにおける第1サブフィールド群(G1)の発光中心位置までの時間である第2時間差(Time_G3G1)より大きい。つまり、Time_G1G3>Time_G3G1の関係が成立する。
したがって、負荷率が最小である場合にはフリッカーが一定量発生しうるが、サブフィールド群の配置構造により、従来技術に比して擬似輪郭発生量は減少する。なお、フリッカーの発生については、画面全体の輝度が低いため、人間の目には感知しにくく、問題になりにくい。
一方、図10の(b)に示されているように、負荷率が最大になる場合にはサステインパルス数が最小となり、休止期間(IDLE1、IDLE2、IDLE3)は最大となる。
したがって、負荷率が最小である場合に比し、第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始位置(St_2、St_3)が変化して第1サブフィールド群(G1)側に繰り上げられる。このため、第1時間差(Time_G1G3)は小さくなり、第2時間差(Time_G3G1)は大きくなる。この結果、第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G1)とが同一となるか、または負荷率が最小である場合に比べて相対的に近似するようになる。つまり、Time_G1G3=Time_G3G1、又はTime_G1G3≒Time_G3G1の関係が成立する。なお、第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G1)とを近似させる場合には、第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G1)との差が所定の範囲内になるように、第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始位置(St_2、St_3)が変化すればよく、上記の所定の範囲は、設計により適宜に定められる。
したがって、負荷率が最大である場合には第1サブフィールド群(G1)と第3サブフィールド群(G3)との間の時間差(Time_G1G3、Time_G3G1)が周期性を有するようになり、フリッカーが発生しない。また、サブフィールド群の配置により、従来技術に比して擬似輪郭発生量も減少する。
このように、負荷率が大きくなるにつれて、第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G)とを同一または近似させることができる理由は、サステインパルス数の減少によって発生した休止期間を利用して、第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の開始位置(St_2、St_3)を移動させることが可能であるからである。したがって、以上のように説明した休止期間を利用する本発明の画像表示方法によれば、負荷率のレベルに応じて変更される休止期間を利用し、当業者によってフリッカーを低減させる範囲内で、適切に第2サブフィールド群(G2)及び第3サブフィールド群(G3)の開始位置(St_2、St_3)を移動させることができる。
図11は、負荷率(APCレベルに対応)とサブフィールド期間(占有時間)との関係を示した図である。(a)は、図1に示された従来のサブフィールド配列の場合であり、(b)は、図4に示された従来のサブフィールド配列の場合であり、(c)は、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列の場合である。
図11の(a)及び(b)に示されているように、従来技術によるサブフィールド配列では各サブフィールド群の開始位置が常に固定されている。したがって、各サブフィールドの組み合わせによるMSBサブフィールド間の時間差によってフリッカーが発生する。
しかし、図11の(c)に示されているように、本発明の実施の形態によるサブフィールド配列では、負荷率によって各サブフィールド群の開始位置を変化させる。つまり、負荷率が高くなるのにしたがって第2サブフィールド群(G2)及び第3サブフィールド群(G3)の開始位置を第1サブフィールド群(G1)側に繰り上げる。この結果、第1サブフィールド群(G1)と第3サブフィールド群(G3)との間の時間差が周期性を有するように開始位置が調整されて、結果的にフリッカーの発生が減少し、又はフリッカーが発生しない。
以上のように、本実施の形態の画像表示方法では、入力映像信号の負荷率によって、3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群(G2)と三番目に位置するサブフィールド群(G3)の開始時点(St_2、St_3)が変化する。言い換えれば、入力映像信号の負荷率が特定値以上である場合(たとえば、予め定められた最小値より大きい場合)、一つのフレーム内及び隣接するフレーム間に各々形成されるサブフィールド群(G1,G3)間の発光中心が周期的に形成されるようにしている。
特に、上記の開始時点(St_2、St_3)は、前記一番目に位置するサブフィールド群(G1)の発光中心から前記三番目に位置するサブフィールド群(G3)の発光中心までの時間(第1時間差:Time_G1G3)と、前記三番目に位置するサブフィールド群(G3)の発光中心から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群(G1)の発光中心までの時間(第2時間差:Time_G3G1)とが近づくように変化する。
また、発光中心が当該MSBサブフィールド(最上位サブフィールド)に位置すると仮定できるため、上記の開始時点(St_2、St_3)は、前記一番目に位置するサブフィールド群(G1)のMSBサブフィールドの開始時点から前記三番目に位置するサブフィールド群(G3)のMSBサブフィールドの開始時点までの時間(上記の第1時間差:Time_G1G3に対応)と、前記三番目に位置するサブフィールド群(G3)のMSBサブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群(G1)のMSBサブフィールドの開始時点までの時間(上記の第2時間差:Time_G3G1に対応)とが近づくように変化する。
この場合、上記の第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G1)とが同一となるように、上記の開始時点(St_2、St_3)を移動してもよく、
第1時間差(Time_G1G3)と第2時間差(Time_G3G1)との差が所定の範囲内となるように、上記の開始時点(St_2、St_3)を移動してもよい。
次に、本発明の実施の形態によるPDPの画像表示装置を説明する。
図12は、本発明の実施の形態によるPDPの画像表示装置のブロック図である。
図12に示されているように、本発明の実施の形態によるPDPの画像表示装置は、映像信号処理部100、垂直周波数検出部200、ガンマ補正及び誤差拡散部300、メモリ制御部400、アドレス駆動部500、APC部(自動電力制御部)600、サブフィールド可変範囲判断部700、維持・走査パルス駆動制御部800、及び維持・走査パルス駆動部900を含む。
映像信号処理部100は、外部から入力される入力映像信号をデジタル化してデジタル映像データを生成する。
垂直周波数検出部200は、映像信号処理部100から出力されるデジタル映像データを分析して、入力される映像データが60HzのNTSC信号であるか又は50HzのPAL信号であるかを判断し、その判断結果をデータスイッチ値としてデジタル映像データと共に出力する。
ガンマ補正及び誤差拡散部300は、垂直周波数検出部200から出力されるデジタル映像データを受信して、PDPの特性に合わせてガンマ値を補正するとともに、周辺の画素に対して表示誤差を拡散させて出力する。この時、垂直周波数検出部200から出力される映像信号が50Hz映像信号であるか60Hz映像信号であるかを示すデータスイッチ値は、そのままメモリ制御部400及びAPC部600に出力される。
メモリ制御部400は、ガンマ補正及び誤差拡散部300から出力されるデジタル映像データ、及びデータスイッチ値を受信し、データスイッチ値によって識別される50Hz映像信号(NTSC映像信号)である場合と60Hz映像信号(PAL映像信号)である場合とを分離して、入力されるデジタル映像データに対応するサブフィールドデータを生成する。
データスイッチ値が60Hzの映像信号(NTSC映像信号)を示す場合には、従来の一つのサブフィールド群としてサブフィールドデータを生成する方式でデジタル映像データに対応するサブフィールドデータを生成する。
しかし、データスイッチ値が50Hzの映像信号(PAL映像信号)を示す場合には、個の連続的なサブフィールド群から構成されている複数のサブフィールドに対応するサブフィールドデータを生成する。より具体的には、図7及び図9の(a)及び(b)に示されているように3個のサブフィールド群(G1、G2、G3)に分離し、第2サブフィールド群(G2)にサブフィールドデータのLSB及びLSB+1のデータが位置するようにデジタル映像データに対応するサブフィールドデータを生成する。この時、第1サブフィールド群(G1)には6個のサブフィールドが存在し、第2サブフィールド群(G2)には2個のサブフィールドが存在し、第3サブフィールド群(G3)には6個のサブフィールドが存在するようにサブフィールドデータを生成する。このように生成されるサブフィールドデータはメモリ入出力処理され、アドレス駆動部500に出力される。
アドレス駆動部500は、メモリ制御部400から出力されるサブフィールドデータに対応するアドレスデータ、すなわち、各サブフィールドに対応するアドレスデータを生成して、PDP1000のアドレス電極(A1、A2、…Am)に印加する。
一方、APC部600は、ガンマ補正及び誤差拡散部300から出力される映像データを用いて負荷率を検出し、検出された負荷率によってAPCレベル(自動電力制御レベル)を計算して、計算されたAPCレベルに対応するサステインパルス数などを算出して出力する。
サブフィールド可変範囲判断部700は、APC部800から出力される負荷率によって各サブフィールドの可変範囲、特に第2サブフィールド群(G2)と第3サブフィールド群(G3)の可変範囲を判断し、判断された可変範囲内で各サブフィールドの開始位置を決定する。ここで、第2サブフィールド群(G2)の可変範囲は、第1サブフィールド群(G1)のMSBサブフィールドの開始時点から第3サブフィールド群(G3)のMSBサブフィールドの開始時点までの時間差と、第3サブフィールド群(G3)の開始時点から次のフレームに存在する第1サブフィールド群(G1)のMSBサブフィールドの開始時点までの時間差とが周期性を有する範囲である。
一方、維持・走査パルス駆動制御部800は、サブフィールド可変範囲判断部700から出力されるサステインパルス数、各サブフィールドのアドレスデータ、各サブフィールドの開始位置、及びデータスイッチ値を受信し、データスイッチ値によって50Hz映像信号である場合と60Hz映像信号である場合とを分離し、各々サブフィールド配を生成して維持・走査パルス駆動部900に出力する。
維持・走査パルス駆動部900は、維持・走査パルス駆動制御部800から出力されるサブフィールド配列構造に基づく制御信号(サステインパルス及び走査パルス)を生成し、PDP1000の走査電極(X1、X2、…Xn)と維持電極(Y1、Y2、…、Yn)に印加する。
以上、本発明は最も実際的であり好ましい実施の形態を参照して説明されたが、本発明は前記開示された実施の形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内に属する様々な変形及び等値物も含む。
従来のPDPのサブフィールドの配列を示した図である。 図1に示されたサブフィールド配列を利用して一部の低階調を実現した例を示した図である。 図1に示されたサブフィールド配列において、隣接するフレームの階調が4と3である場合、画像が移動する時に発生する擬似輪郭の発生概念図である。 従来の他のPDPのサブフィールド配列を示した図である。 図4に示されたサブフィールド配列を利用して一部の低階調を実現した例を示した図である。 図4に示された従来のサブフィールド配列における負荷率別のサブフィールドの位置及び発光の中心位置を示した図であって、(a)は負荷率が最小である場合であり、(b)は負荷率が最大である場合を示した図である。 本発明の実施の形態によるサブフィールド配列を示した図である。 本発明の実施の形態によるサブフィールド配列において、隣接するフレームの階調が4と3である場合、画像が移動する時に発生する擬似輪郭の発生概念図である。 本発明の実施の形態によるサブフィールド配列のAPCによる変形形態を示した図であって、(a)は負荷率が最小である場合であり、(b)は負荷率が最大である場合である。 図9に示されたサブフィールド配列におけるサブフィールドの位置及び発光の中心位置を示した図であって、(a)は負荷率が最小である場合であり、(b)は負荷率が最大である場合を示した図である。 負荷率とサブフィールド期間(占有時間)との関係を示した図であって、(a)は図1に示された従来のサブフィールド配列の場合であり、(b)は図4に示された従来のサブフィールド構造の場合であり、(c)は本発明の実施の形態によるサブフィールド配列の場合である。 本発明の実施の形態によるPDPの画像表示装置のブロック図である。
符号の説明
100 映像信号処理部、
200 垂直周波数検出部、
300 ガンマ補正及び誤差拡散部、
400 メモリ制御部、
500 アドレス駆動部、
600 APC部、
700 サブフィールド可変範囲判断部、
800 維持・走査パルス駆動制御部、
900 維持・走査パルス駆動部、
1000 PDP。

Claims (10)

  1. 入力映像信号に対応して、プラズマディスプレイパネルに表示される各フレームの画像を複数個のサブフィールドに分け、前記サブフィールドの輝度比重値を組み合わせて階調を表示するプラズマディスプレイパネルの画像表示方法において、
    前記複数個のサブフィールドは、3個の連続的なサブフィールド群から構成され、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群のサブフィールドの輝度比重値が、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上一番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値、及び三番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値のうちのいずれか一つより小さく、
    前記方法では、負荷率が大きくなるにしたがってサブフィールド群間の休止期間が長くなるように自動電力制御が行われ、
    前記入力映像信号の負荷率が大きくなるにしたがって、前記3個のサブフィールド群のうち、時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点が、時間上、各々繰り上げられ
    前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心から前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間とが近づくように変化することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  2. 前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点から前記三番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間とが近づくように変化することを特徴とする請求項に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  3. 前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点から前記三番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間とが同一になるように変化することを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  4. 前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、前記一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の最上位サブフィールドの開始時点までの時間との差が、所定の範囲内になるように変化することを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  5. 1つのフレーム全体のサブフィールドデータにおける下位ビットに該当するサブフィールドが、前記二番目に位置するサブフィールド群に含まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  6. 前記下位ビットは、前記フレーム全体のサブフィールドデータにおける最下位ビットを含むことを特徴とする請求項に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  7. 前記下位ビットは、前記フレーム全体のサブフィールドデータにおける最下位ビットの次に大きいビットを含むことを特徴とする請求項5または6に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  8. 前記3個のサブフィールド群のうちの一つのサブフィールド群と、残りの二つのサブフィールド群とが互いに異なる輝度比重値を有するサブフィールドからなることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  9. 前記3個のサブフィールド群のうちの前記一番目に位置するサブフィールド群と、前記三番目に位置するサブフィールド群とが、同一の輝度比重値を有するサブフィールドからなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のプラズマディスプレイパネルの画像表示方法。
  10. 入力映像信号に対応して、プラズマディスプレイパネルに表示される各フレームの画像を複数個のサブフィールドに分け、前記サブフィールドの輝度比重値を組み合わせて階調を表示するプラズマディスプレイパネルの画像表示装置において、
    前記入力映像信号をデジタル化し、デジタル映像データを生成する映像信号処理部と、
    前記映像信号処理部から出力されるデジタル映像データを分析して、入力される映像データがNTSC信号であるかPAL信号であるかを識別し、識別結果をデータスイッチ値として前記デジタル映像データと共に出力する垂直周波数検出部と、
    前記垂直周波数検出部で生成されるデジタル映像データ、及び前記データスイッチ値を受信して、前記データスイッチ値によって識別されるNTSC映像信号又はPAL映像信号に応じてサブフィールドデータを生成するものであって、PAL映像信号の場合には三個の連続的なサブフィールド群から構成されている複数のサブフィールドに対応するサブフィールドデータを生成するメモリ制御部と、
    前記サブフィールドデータに対応するアドレスデータを生成するアドレス駆動部と、
    前記デジタル映像データの負荷率を検出し、検出された負荷率によって自動電力制御レベルを計算し、計算された自動電力制御レベルに対応するサステインパルス数を算出して出力する自動電力制御部と、
    前記負荷率によって各サブフィールドの可変範囲を判断し、判断された可変範囲内で各サブフィールドの開始位置を決定するサブフィールド可変範囲判断部と、
    前記サステインパルス数、前記アドレスデータ、前記各サブフィールドの開始位置、及び前記データスイッチ値を受信して、前記データスイッチ値によってNTSC映像信号である場合とPAL映像信号である場合とに分離して、各々サブフィールド配列を生成する維持・走査パルス駆動制御部と、
    生成されたサブフィールド配列に基づく制御信号を生成してプラズマディスプレイパネルに印加する維持・走査パルス駆動部と、を含み、
    前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群のサブフィールドの輝度比重値が、前記3個のサブフィールド群のうちの時間上一番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値、及び三番目に位置するサブフィールド群の最下位サブフィールドの輝度比重値のうちのいずれか一つより小さくなり、
    前記サブフィールド可変範囲判断部は、前記負荷率が大きくなるにしたがって、前記二番目に位置するサブフィールド群及び三番目に位置するサブフィールド群の開始時点が、時間上、各々繰り上げられ
    前記3個のサブフィールド群のうちの時間上二番目に位置するサブフィールド群と三番目に位置するサブフィールド群の開始時点は、時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心から前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間と、前記三番目に位置するサブフィールド群の発光中心から次のフレームにおいて時間上一番目に位置するサブフィールド群の発光中心までの時間とが近づくように変化するように設定することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの画像表示装置。
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