JP2000206931A6 - 画像表示装置 - Google Patents
画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2000206931A6 JP2000206931A6 JP1999028426A JP2842699A JP2000206931A6 JP 2000206931 A6 JP2000206931 A6 JP 2000206931A6 JP 1999028426 A JP1999028426 A JP 1999028426A JP 2842699 A JP2842699 A JP 2842699A JP 2000206931 A6 JP2000206931 A6 JP 2000206931A6
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emission
- subfield
- field
- subfields
- image display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 52
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 11
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 9
- 210000003719 B-Lymphocytes Anatomy 0.000 description 8
- 210000000712 G cell Anatomy 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 206010018987 Haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding Effects 0.000 description 1
- 231100000319 bleeding Toxicity 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】 動解像度特性に優れ、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい、高画質の動画像表示が可能なカラー画像表示装置を提供する。
【解決手段】 赤、緑、青のカラー映像信号を、それぞれ赤、緑、青の各発光セルに供給してカラー画像を表示するカラー画像表示装置において、赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、それぞれTR、TG、TBとしたとき、TRとTGとの差を、TRおよびTGとTBとの差に比べて十分に小さくする。さらに、サブフィールドの発光重み配列として、1フィールドの中央付近に最も発光重みの大きいサブフィールドを配置し、中央から前後に遠ざかるに従って発光重みが順次小さくなるような山型の発光分布を採用する。あるいは1フィールドに二つの発光ピークを有するサブフィールドの発光重み配列として、二つのピークの時間間隔を1/2フィールドとする。
【選択図】図4
【解決手段】 赤、緑、青のカラー映像信号を、それぞれ赤、緑、青の各発光セルに供給してカラー画像を表示するカラー画像表示装置において、赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、それぞれTR、TG、TBとしたとき、TRとTGとの差を、TRおよびTGとTBとの差に比べて十分に小さくする。さらに、サブフィールドの発光重み配列として、1フィールドの中央付近に最も発光重みの大きいサブフィールドを配置し、中央から前後に遠ざかるに従って発光重みが順次小さくなるような山型の発光分布を採用する。あるいは1フィールドに二つの発光ピークを有するサブフィールドの発光重み配列として、二つのピークの時間間隔を1/2フィールドとする。
【選択図】図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示装置に係り、特に、動解像度特性に優れ、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい高画質の動画像を表示可能な画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、従来からのブラウン管(CRT)表示装置に代わって、薄型軽量で画面歪みが少なく、かつ地磁気の影響を受けにくい、液晶やプラズマを封止したフラットパネル型のディスプレイ装置が普及しつつある。この中でも特に、自発光型により広い視野角を有し、大型パネルの作成が比較的容易なプラズマディスプレイ装置が次世代のカラー画像表示装置として注目されている。このようなフラットパネル型のディスプレイ装置では、1つの画素を赤(R)、緑(G)、青(B)の3つの発光セルにより構成し、各発光セルの発光量を制御することによりカラー表示を実現している。
【0003】
また、プラズマディスプレイ装置のように、発光と非発光との中間の階調表示が困難な表示デバイスでは、R,G,Bの各発光セルの発光量を制御して中間階調を表示する方式として、いわゆるサブフィールド方式が採用されている。サブフィールド方式では、1フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して各サブフィールドに固有の発光重みを割り当て、各サブフィールドでの発光の有無を制御することにより輝度の階調が表現される。
【0004】
例えば、1フィールドを6つのサブフィールドSF0〜SF5に分割し、それぞれ1、2、4、8、16、32の比率で発光重みを割り当てることにより、サブフィールドSF0〜SF5のいずれもが発光しない階調“0”から、6つのサブフィールドが全て発光する階調“63”(=1+2+4+8+16+32)までの64階調を表現することができる。
【0005】
このように、R,G,Bの各発光セルの発光量をサブフィールド方式により制御するカラー画像表示装置では、動画像を表示した際の画質が、第1に、R,G,Bの各セルの発光に関する時間応答特性(以下、単に発光応答特性と表現する場合もある)と、第2に、各フィールド内で各サブフィールドに割当てられる発光重みの配列との影響を大きく受ける。
【0006】
R,G,Bの各セルの発光応答特性は、制御回路から発光開始の指示が与えられてから実際にセルが所望の発光輝度に至るまでの立ち上がり時間特性と、発光終了指示後の残光時間特性とを示すものであるが、一般的に、残光時間の長いものは立ち上がり時間も遅くなるので、通常は残光時間が発光の時間応答特性を代表する尺度として用いられる。したがって、以下でも“残光時間”(発光のピークから1/10に減衰するまでの時間)で発光応答特性を代表するものとするが、この“残光時間”には“立ち上がり時間特性”が内在するものとする。
【0007】
このようなカラー画像表示装置では、発光応答特性が短いほど理想的な動作が可能であるが、ゼロにすることは不可能である。また、発光応答特性は、発光セルとして用いられる蛍光体材料などの材料の物理特性に大きく依存し、発光波長の異なるR,G,B各セルの応答特性を均一に揃えることは非常に困難である。このため、動画像を表示した際には、各発光セルの時間応答の差により、R,G,Bの発光が時間的にずれて重畳し、色ずれが生じてしまうことがある。この色ずれは、黒から白、あるいは白から黒といったような輝度変化の激しいエッジ部分において、原画像に本来ない色が知覚される現象となって表れ、動画像表示の際の著しい画質劣化となる。
【0008】
以下、エッジ部の色つき妨害発生の過程を、図3、4を用いて説明する。図3に示したように、黒い背景31に白い矩形状のパターン32を表示装置の画面に表示させ、この白い矩形パターン32を右方向に移動させる場合を考える。この際に白と黒との境界に発生する色つき妨害を図4に示す。
【0009】
図4(a) は、各発光セルの強度(振幅)を示し、同図(b) は、画面上に表示される色を表している。同図(a) に示したように、R、G、Bのうち、例えばGの発光応答がR,Bに比較して遅いと、破線で示したGの発光応答が、実線で示したR,Bに比較して遅れることにより、エッジ領域A,Bに色つきが発生する。さらに具体的に言えば、エッジ領域Aでは、同図(b) に示したように、R,Bに対してGの振幅が不足することによりマゼンタ(R+B)が知覚され、エッジ領域Bでは、Gの振幅過剰により緑(G)が知覚される。色つきの発生するエッジ領域は、動画速度が大きくなるほど広がる。
【0010】
このように、本来の映像信号は白色と黒色のみであるのに対して、動きによって原画像にない色(マゼンタや緑)が知覚され、大きな画質劣化となる。特に、プラズマディスプレイ等においては、Gの発光セルとして残光時間が12ms以上の材料が用いられることが多く、R,Bに比較して応答が遅れるため、エッジ領域の色つきが大きな画質劣化要因となっていた。
【0011】
一方、サブフィールド方式により中間階調を表現する表示装置においては、各フィールド内での各サブフィールドの発光重み配列により動解像度が大きく左右される。動解像度を劣化させないためには、1フィールド毎に到来する映像信号を、各フィールド期間内の極めて短期間にインパルス的に発光させることが望ましい。CRTによる表示装置では、水平垂直の走査処理に1フィールドの時間を要するが、特定の画面位置の1画素に着目すると1フィールド毎にインパルス的な発光が行われている。
【0012】
しかしながら、サブフィールド方式による階調表示では、フィールド毎に到来する映像信号を各フィールド期間内で複数のサブフィールドに分割して発光・表示するため、短期間でインパルス的に発光させることはできず、CRTと同等の動解像度特性を実現することは困難である。
【0013】
以下、サブフィールドでの発光重み配列に応じて動解像度が劣化する現象について、図5、図6、図7を用いて説明する。図5に例示した6分割のサブフィールド構成により、ゼロから63までの64階調を表現する表示装置において、図3に示した白い矩形パターン32を表示させる場合を考える。白(階調63)表示の画素に着目すると、この画素では、1フィールドの先頭からサブフィールドSF0、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5が全て発光し、その発光強度の比率は16、4、1、2、8、32となるので、フィールドの前後にエネルギーの集中した略谷型の発光重み配列となる。
【0014】
図6は、順次入力されるフィールド1、フィールド2…の映像信号が谷型サブフィールドの発光重み配列を有する場合の発光量の分布を示している。このような谷型のサブフィールド配置では、各フィールドの境界T1の近傍に発光が最も集中し、フィールド周期で強い発光が現れる。そして、この境界T1では、第1フィールドの発光と第2フィールドの発光とが混じり合うので、動く矩形パターンを表示させると、図7に実線で示したように、時間的にずれた2枚の画像が重なって解像度が激しく劣化した画像が知覚される。
【0015】
すなわち、例えばGセルの発光応答時間が遅い場合には、図7に破線で示したパターンが検知されるので、図4の場合と同様に、エッジ領域A1,A2ではGの振幅不足によりマゼンタが色つき妨害として知覚され、エッジ領域B1,B2では、Gの振幅過剰により緑が知覚されることになる。
【0016】
この際の妨害量を図4と比較すると、妨害の範囲は広くなるが、発生する偽色(マゼンタ、緑)の濃さは薄くなる。これは、時間的にずれた2枚の画像が重なることにより解像度が劣化し、急激な輝度変化がなくなることに起因する。このように、サブフィールドの発光重み配置とR,G,Bの各セルの応答特性とは密接な関係があり、R,G,Bの各セルの発光応答特性の差により生じるエッジ部の色つき妨害を、サブフィールドの発光重み配置によって低減させることも可能であるため、高画質な動画像再生を実現するためには、両者の特性を生かして最適化する必要がある。
【0017】
なお、サブフィールド方式を採用した階調表現方式に関しては、例えば特公昭51−32051号公報に記載されており、サブフィールド方式に固有の疑似輪郭ノイズを低減させる方式に関しては、例えば特開平4−211294号公報に記載されている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のカラー画像表示装置では、R,G,Bの各セルの発光応答特性に関しては、静止画像の画質に重点を置き、色度座標、白バランス条件および発光の効率などを考慮して蛍光体材料を選択するのみで、動画像の画質に着目した発光応答特性については考慮されないか、あるいは考慮されている場合であっても、各セルの発光応答特性を可能な限り短くして残光を少なくすることのみに終始していた。
【0019】
さらに、サブフィールドの発光重み配列に関しては、フリッカの低減あるいはサブフィールド方式固有の問題である疑似輪郭妨害の低減に重点を置いて決定され、動解像度特性の劣化については考慮されていなかった。
【0020】
さらに、従来のカラー画像表示装置では、R,G,Bの各セルの発光応答特性と、サブフィールドの発光重み配列が画質に与える影響との相互作用に関しては考慮されていなかった。
【0021】
このため、上記した従来のカラー画像表示装置では、動画像を表示した際にR,G,Bの各セルの発光応答特性の差によりR,G,Bの発光タイミングに時間的なずれが生じ、エッジ部において原画像に本来ない色が知覚されて著しい画質劣化が生じるという問題があった。
【0022】
また、R,G,Bの各セルの発光応答特性をより速いものに設定しても、サブフィールドの発光重みの配置が不適切であると、動解像度特性を改善することができないという問題があった。
【0023】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、動解像度特性に優れ、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい、高画質の動画像表示が可能なカラー画像表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、疑似輪郭妨害低減手法の併用によりより高画質の表示装置を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じた。
(1)赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、赤、緑、青の各色に対応した値にした。
【0025】
上記した構成によれば、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい、高画質の動画像表示が可能なカラー画像表示装置を提供することができる。
(2)赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、それぞれTR、TG、TBとしたとき、TRとTGとの差を、TRおよびTGとTBとの差に比べて十分に小さくした。
【0026】
上記した構成によれば、動エッジ部には、視感度特性が低くて目に付きにくい青色あるいは黄色の色つきが発生するので、色つきによる画質劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能になる。
(3)各サブフィールドに割当てられる発光重みが、配列の前後から中央に向かって大きくなるようにした。
【0027】
上記した構成によれば、実質的に発光が短時間に集中するので、動画像表示の際の解像度劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能になる。
(4)複数のサブフィールドのうち、発光重みが最大のサブフィールドを含む2・K−1個の上位サブフィールドに、それぞれ[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、[N](ただしK,Nは自然数)の発光重みを割当てるようにした。
【0028】
上記した構成によれば、階調が連続的に変化した際の「発光の切り換わり」が特定の階調に集中することなく分散するので、優れた動解像度特性と疑似輪郭妨害の低減とが同時に達成できる。
(5)1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型のサブフィールドの重み配置とし、発光量のピークの時間間隔を1/2フィールドとなるよう構成した。
【0029】
上記した構成によれば、発光パターンの繰り返し周期が概略フィールド周波数の2倍になるため、フリッカー妨害および、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
(6)上記(5) の構成に加えて、緑および赤の発光セルの残光時間を概略1/2フィールドに等しいかあるいは1/2フィールドより長くなるよう構成した。
【0030】
上記した構成によれば、発光セルの発光の応答特性により発光が平滑化されることにより、さらに疑似輪郭妨害を低減させ高画質な動画像表示ができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態であるカラー画像表示装置の主要部の構成を示したブロック図である。A/D変換回路101、102、103は、それぞれR、G、Bのアナログ映像信号をディジタル信号に変換する。サブフィールド変換回路2は、A/D変換されたディジタル信号を、各サブフィールドの発光の有無を表すサブフィールドデータに変換する。サブフィールド順次変換回路3は、画素単位で表されるサブフィールドデータをサブフィールド単位の面順次データに変換する。フレームメモリ301は、ビット単位での面順次を実現するためにサブフィールド順次変換回路3内に設けられた記憶領域である。
【0032】
駆動回路4は、サブフィールド単位の面順次データに変換された信号に駆動パルスを追加挿入し、マトリックスディスプレイパネル5を駆動するための電圧(あるいは電流)を出力する。制御回路6は、入力映像信号のタイミング情報であるドットクロックCK、水平同期信号H、垂直同期信号V等に基づいて、各回路に必要な制御信号を生成する。
【0033】
このような構成において、入力されたR、G、Bの各映像信号は、それぞれA/D変換回路101、102、103によってディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、一般の2進数表記に基づくものであり、各ビットが2のべき乗の重みを有している。具体的には、各映像信号をb0、b1…b6、b7の8ビット信号に量子化する際には、最下位ビットのb0が“1”の重みを有し、b1が“2”、b2が“4”…b7が“128”の重みを有している。
【0034】
各ディジタル信号は、サブフィールド変換回路2において、各サブフィールドでの発光の有無を示すサブフィールドデータに変換される。このサブフィールドデータはサブフィールド数に対応したビット数の情報からなり、8サブフィールドにより表示を行う際にはS0、S1、・・・・S7の8ビットで構成される。ビットS0は、先頭のサブフィールドSF0の発光期間にその画素を発光させるか否かを示しており、同様にS1、S2、・・・の順で、それぞれサブフィールドSF1、SF2、…での発光の有無を示している。
【0035】
前記サブフィールドデータはサブフィールド順次変換回路3に入力され、そのフレームメモリ301に画素単位で書込まれる。フレームメモリ301からの読み出しは、サブフィールド単位で面順次に行われる。すなわち、サブフィールドSF0の期間での発光の有無を示すビットS0が1フィールド分読み出された後、サブフィールドSF1の期間での発光の有無を示すビットS1が1フィールド分読み出され、以下同様に、ビットS2、S3…S7の順で読み出される。駆動回路4では、表示素子を駆動するために必要な信号変換、パルスの挿入などが行われ、マトリックスディスプレイパネル5が駆動される。
【0036】
前記マトリックスディスプレイパネル5は、図2に示したように、パネル固有の有効表示画素数に対応した画素50をマトリックス状に配置して構成される。例えば、水平640画素、垂直480画素の表示パネルでは、画素50が水平方向に640個、垂直方向に480個並んだ構成となっている。さらに、各画素50の内部は、R(赤),G(緑),B(青)の各色の発光セル51、52、53によって構成され、これらRGBの3原色の発光を制御することによりカラー画像表示が可能になる。
【0037】
本発明のカラー画像表示装置では、R(赤)とG(緑)の発光応答特性が、B(青)の発光応答特性との比較において、ほぼ等しくなるような発光材料を用いて発光セル51、52、53を構成する。具体的な構成の一例として、緑(G)の発光セル52の残光時間が12〜17ms、赤(R)の発光セル51の残光時間が8〜13msであるのに対して、青(B)の発光セル53の残光時間は1ms以下としている。
【0038】
このように、Rの残光時間をGの残光時間とほぼ等しくすることで、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していなくても、発生する色つき妨害の影響を少なくすることができる。以下、この効果について図8を参照して説明する。
【0039】
図8は、本発明のカラー画像表示装置に、図3と同じ白黒の矩形パターンを表示させた際に発生するエッジ部での色つき妨害の様子を示したものである。青(B)の発光セルは発光応答が速いため、図8に実線で示した矩形状のパターンが知覚されるのに対して、R(赤)およびG(緑)は、それぞれ破線および一点鎖線で示したように、両者はほぼ等しく遅れた特性となる。この結果、各エッジ部には、R(赤)およびG(緑)の発光応答がほぼ等しく遅れることによる青色(=白−赤−緑)の色つき(動きの前縁)と、R(赤)およびG(緑)の残光による黄色(=赤+緑)の色つき(動きの後縁)が発生する。
【0040】
前縁で発生する青色の色つきは、青色の視感度特性が赤、緑に比較して低いので目に付きにくく妨害となりにくい。さらに、各色つきはエッジ部に集中するために輪郭状の細い領域で発生することになる。ここで、人間の知覚特性として、色の解像度は青−黄軸(B−Y軸)の変化が最も鈍い特性を有することが知られており、輪郭に細く発生する青、黄の色つきは高い解像度情報となるため、この鈍い解像度特性により検知されにくい。
【0041】
このように、Rの残光時間をGのそれとほぼ等しくなるように構成することで、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していなくても、発生する色つき妨害を目立ちにくくすることができ、高画質の表示を行うことができる。
【0042】
なお、本実施形態では、発光応答特性をほぼ等しく設定したRとGの残光時間は、Bのそれよりも長いものであったが、これより短いものであってもよい。例えばRおよびGの残光時間を5〜7msとし、Bの残光時間を10〜15msとしてもよい。この際に各エッジ部に発生する色つきは、動きの前縁が黄色(=白−青)、後ろ縁が青色であるために前記と同様の効果が得られる。
【0043】
次いで、本発明の効果を比較するために、R,G,Bの3つの発光応答特性のうち、G(緑)との比較においてR(赤)およびB(青)の発光応答特性を概略等しくなるよう発光セル51、52、53を構成した場合の動作について、図9を用いて説明する。具体的には、緑(G)の発光セル52の残光時間を12〜17msとしたのに対して、赤(R)の発光セル51の残光時間は3〜5ms、青(B)の発光セル53の残光時間は1ms以下とした。
【0044】
図9に示した応答特性からわかるように、緑(G)が大きく遅れて立ち上がることによるマゼンタ(=白−緑)の色つき(動きの前縁)と、緑(G)の残光による緑の色つき(動きの後縁)が発生する。図8の応答特性と比較すると、緑色の視感度特性は青、赤に比較して高いので、緑色の色つきは目立ちやすく妨害となりやすい。さらに、緑、マゼンタの色つきも、色の解像度特性が最も良好で敏感な赤−シアン軸(R−Y軸)に近接しており、青−黄軸(B−Y軸)に比較して解像度特性が高いために妨害が検知されやすい。
【0045】
以上のように、RとGの発光応答特性をほぼ等しくなるよう構成することで、例えばRとBの発光応答特性を等しくした場合に較べて、妨害を大幅に低減させることが可能になる。
【0046】
また、BとGの発光応答特性をほぼ等しくなるよう構成することも可能であるが、この際には、シアン(=青+緑)あるいは赤(=白−青−緑)の色つきが発生することになり、図8に示した黄色−青色の色つきに比較して目に付きやすい妨害となる。
【0047】
R,G,Bの3つの発光セルの時間応答特性が均一にそろっていることが理想的であり、これにより動画像エッジ部での色つきのない画像が表示できることは言うまでもないことであるが、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していない場合であっても、少なくともGとRの発光時間応答特性をそろえることにより、発生した妨害を目立ちにくくすることができ、高画質の動画像表示を行うことができる。
【0048】
実際には、GとRの発光時間応答特性を完全にそろえることも困難であるが、GとRの発光応答時間の差が、GとBの発光応答時間のより小さく、かつ、RとBの発光応答時間のより小さく設定可能であれば、エッジ部の色つきをほとんど青色あるいは黄色にすることができ、本発明による妨害低減の効果を得ることができる。発光セルの時間応答特性を代表する特性値として残光時間を用いて表現すれば以下のようになる。
【0049】
すなわち、赤(R)色セルの残光時間をTRとし、緑(G)色セルの残光時間をTG、青(B)色セルの残光時間をTBとした際に、TRとTGとの差を、TBとTRおよびTGとの差に比べて十分に小さくすれば良い。換言すれば、各残光時間TR、TG、TBが次式を満足すれば妨害低減の効果を得ることができる。
【0050】
|TR−TG|<|TR−TB| かつ |TR−TG|<|TG−TB|発光セルを構成する材料(蛍光体など)は、基本的な条件として、RGB3原色の色度座標や白バランス条件、発光の効率、などの様々な条件を満たす必要がある。動画像表示のためには、さらにR,G,Bの3つの発光セルの時間応答特性が均一にそろっていることが条件となるが、本発明の表示装置では、G(緑)とR(赤)の発光時間応答特性のみを考慮すればよく、発光セル構成材料の選択の幅を広げることができる。これにより、従来の表示装置に比較してより高輝度あるいは高色純度の発光セル構成材料を用いることができ、より高画質の表示装置を提供できる。
【0051】
さらに、従来の表示デバイスであるCRTと発光原理の異なるプラズマディスプレイ等においては、新たな蛍光体材料などの開発が必要となるが、本発明の適用を前提とすれば、発光セル構成材料の選択の幅が広がり、材料開発期間の短縮などによる経済的効果も期待できる。
【0052】
次いで、サブフィールドの発光重み配列を工夫することにより、動画像を表示する際の解像度劣化を少なくした実施形態について説明する。サブフィールドの発光重み配列は、各サブフィールドの発光・非発光を制御するサブフィールド変換回路2によって決定される。
【0053】
本実施形態では、動解像度特性を劣化させないために、サブフィールドの発光重み配列として、図10に示したように、1フィールドの中央付近に最も発光重み(発光量)の大きいサブフィールドSF4を配置し、中央から前後に遠ざかるに従って発光重みが順次小さくなるような山型の発光分布を採用した。
【0054】
さらに具体的にいえば、本実施形態では、1フィールドの先頭から8つのサブフィールドSF0、SF1,SF2…SF7に対して、それぞれ1、4、16、64、128、32、8、2の発光重みを割当てている。各発光重みは全て2のべき乗値であるため、A/D変換された2進データのビットの順序を入れ換えて、サブフィールドの発光・非発光を制御するサブフィールドデータに対応させることができる。
【0055】
図10に示した発光重み配列のサブフィールドデータにより映像信号を表示した際の、各フィールドにおける発光量の時間的変化を図11に示す。各フィールドは、図10に示した山型の発光重み配列を有し、1フィールドのほぼ中央部(図11のT0)に発光が集中する。サブフィールド方式に基づく中間階調表示方式では、映像信号に応じた発光量を短時間に集中してインパルス的に発光させることは原理的にできないが、サブフィールドの構成を山型配置とすることで、発光をフィールド内に分散させることなく、実質的に短時間に集中させて発光させることができる。
【0056】
なお、サブフィールドの発光重み配列は、図10に示した構成に限らず、各フィールドの前後から中央に近付くに従って発光重みが大きくなるような山型の重み配置であれば、どのような発光重み配列であってもよい。例えば、図10の発光重み配置を時間軸上で逆転させ、各サブフィールドSF0〜SF7の発光重みが、それぞれ2、8、32、64、16、4、1となるような発光重み配列にしても良い。
【0057】
次いで、サブフィールド方式を用いて動画像表示を行う場合に問題となる疑似輪郭を低減するために、発光重みの大きいサブフィールドを更に複数に分割した実施形態の一例を図12に示す。
【0058】
図12では、図10に関して説明した山型の発光重み配列を有するサブフィールドについて、上位2つのサブフィールドビットSF4(発光重み128),SF3(発光重み64)の発光量を合算して4等分し、それぞれ発光重みが48(=(128+64)/4)である4つのサブフィールドに分散することで、サブフィールドの発光重み配列を台形状としている。
【0059】
このような台形状の発光重み配列であっても、最も発光量の大きいサブフィールド(SF3,SF4,SF5,SF6)を中心に配置し、中心から遠ざかるにつれ発光量の少ないサブフィールドを順次配置すれば、前記と同様の効果が達成される。
【0060】
ところで、上記したように各サブフィールドの発光重みを2のべき乗値にすると、階調を連続的に変化させた場合に特定の階調を境としてあるサブフィールドが発光を停止し、他のサブフィールドが発光を開始する「発光の切り換わり」が特定の変化点に集中し、これにより発光の周期性に乱れが生じて疑似輪郭妨害が発生することが知られている。
【0061】
例えば、図10に示した発光重み配列では、表示階調が第127階調ではサブフィールドSF4以外のサブフィールドが全て発光し、第128階調ではサブフィールドSF4のみが発光するので、表示階調を第127階調から第128階調へ切り換えると、この変化点で発光の切り換わりが集中的に発生する。
【0062】
そこで、次に説明する本発明の実施形態では、上記した疑似輪郭妨害を効果的に低減させるために、各サブフィールドの発光重みを2のべき乗によらない数値とした。これらの発光重み配列には、以下の3つの条件がある、
(1)発光重みの大きい上位のサブフィールド群が2のべき乗の値を取らない。
(2)N,Kを共に自然数とすると、2・K−1個の上位サブフィールドが、N,2・N、3・N、…(K−1)・N、K・N、(K−1)・N、…2・N、Nの発光重みを有する。
(3)上位サブフィールドは、最大発光量(K−1)・Nのサブフィールドを中心にして左右対称な山型配置とする。
【0063】
図13に示した発光重み配列では、5つのサブフィールドSF2、SF3,SF4,SF5,SF6が上位サブフィールドであり、N=6、K=3であり、各上位サブフィールドの発光重みが、それぞれ6(=N)、12(=2・N)、18(=K・N)、12(=2・N)、6(=N)となっている。
【0064】
同様に、図14に示した発光重み配列では、7つのサブフィールドSF1〜SF7が上位サブフィールドであり、N=3,K=4である。同様に、図15に示した発光重み配列では、9つのサブフィールドSF1〜SF9が上位サブフィールドであり、N=2,K=5である。
【0065】
ここで、発光重み配置が2のべき乗によらない発光重み配列を採用した場合の階調表現方法、および疑似輪郭妨害に対する効果について、図16を参照して説明する。図16は、図13の発光重み配列を有するサブフィールド構成で各階調を表現する際の発光制御パターンを示している。
【0066】
図16に示したように、下位サブフィールドSF0、SF1,SF7の発光重み1、2、2の組み合わせにより、5階調分(=1+2+2)の表現が可能である。また、上位サブフィールドSF2、SF6、SF3、SF5,SF4では6の倍数の階調を表現できるので、下位サブフィールドとの組み合わせにより連続的な階調を表現することができる。
【0067】
上位サブフィールドのみに着目すると、階調が第6階調から第12階調、第12階調から第18階調、第18階調から第24階調…と変化した場合でも、少なくとも1つの上位サブフィールドは2つ以上の階調に渡って発光し続けるように制御される。これにより、階調を連続的に変化させた場合でも、上記した「発光の切り換わり」を特定の階調に集中させることなく分散させることができる。
【0068】
このように、図13、14、15に示したサブフィールド構成とすることで、山型の発光分布による優れた動解像度特性と、疑似輪郭妨害の低減が同時に達成でき高画質の画像表示装置を実現することができる。
【0069】
なお、図13、14、15に関して説明した上位サブフィールドの構成は、発光量の最も大きなサブフィールドを中心として、1フィールド内で対称に配置されている。例えば、図13に例示したサブフィールド構成では、発光重みが最も大きな18であるサブフィールドSF4を中心として、発光重み12のサブフィールドSF3、SF5、および発光重み6のサブフィールドSF2、SF6が対称に配置されている。
【0070】
このように、対称位置に発光重みの等しいサブフィールド(SF3とSF5およびSF2とSF6)を配置すると、発光・非発光の制御を入れ換えても全く同一の階調を表現することができる。この発光重み配列の切換をフィールド、ライン、画素などの周期で切り換えることにより、さらに発光の周期性をランダム化することができ、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0071】
具体的には、図16に示した第1の発光制御パターンと共に、図17に示したように、サブフィールドSF3とSF5、およびSF2とSF6との発光順序を入れ換えた第2の発光制御パターンを用意し、各発光制御パターンがフィールド、ラインあるいは画素単位で切り換えられるようにサブフィールド変換回路2を構成すればよい。
【0072】
なお、このような発光制御パターンの切り換えタイミングは上記に限らず、各画素ごとに、その配置位置に応じて各発光制御パターンを切換えるようにしても良い。例えば、マトリックス状に配置された画素を市松模様(チェッカーフラグパターン)に見立てたときに、白色位置に配置された画素と黒色位置に配置された画素とで発光制御パターンを切り換えても良い。さらに、白色位置の画素を発光させる一方の発光制御パターンと、黒色位置の画素を発光させる他方の発光制御パターンとをフィールドごとに切換えても良い。
【0073】
以上示した本発明のサブフィールド構成は、図11に示したように1フィールド期間のほぼ中央に最も発光量の大きいサブフィールドを配置した山型の発光分布を有するものであった。これは1フィールドに一回の割合で山型の発光分布によるひとまとまりの発光が行われるものである。1フィールド期間内の総サブフィールド数が多く設定可能である場合には、図18に示す発光分布のように1フィールド期間に2回の山型の発光分布による発光を行う構成としても良い。
【0074】
図18に示すような1フィールド内で2つの山を有する構成では、フィールド間の境界近傍では発光量が少なく設定されているため、これまで示した山型のサブフィールド配置と同様に、谷型サブフィールド配置で問題となった隣接フィールドデータとの混じり合いが発生しにくく、動画像表示での解像度劣化を少なくすることができる。
【0075】
また、1フィールド内で発光のピークとなる2つのサブフィールドの時間間隔を、概ね1/2フィールドの時間となるよう構成することにより、フィールドの後半の発光ピークから次のフィールドの前半の発光ピークまでの時間間隔を1/2フィールドにそろえることができる。これにより2倍のフィールド周波数で(単一の山型サブフィールド配置にて)表示を行ったものとほぼ等価な発光分布となる。これにより、フリッカーの発生を抑えることができる。
【0076】
また発光量の大きな上位複数のサブフィールドを分割して、2つの山を構成することにより、分割したサブフィールドで表現可能な階調(荒いステップの大まかな階調のみ表現可能)については2倍のフィールド周波数で表示が行われることになる。また前後二つの山は概略等しい構成の繰り返しとなっているため、いずれか一方の山を構成するサブフィールドのみで階調が大まかに表現可能(最大輝度は1/2)である。これにより1フィールド期間に分散して発光していたサブフィールドが、概ね1/2フィールドの期間に集中することと等価となり疑似輪郭妨害を低減できる。
【0077】
さらに蛍光体の残光時間が概略この1/2フィールド(8.3ms)と等しいあるいは残光時間の方が長い場合には、残光特性によりそれぞれのサブフィールドの発光が均一化され疑似輪郭低減の効果をさらに高めることができる。この蛍光体の残光時間は、RGBすべての発光素子で1/2フィールド以上となることが望ましいが、視感度特性が高いG(緑)、R(赤)の2色が概略8.3msあるいはこれ以上の残光時間を有していれば大きな改善効果が得られる。
【0078】
次に図18に示した二山型の発光分布を実現するためのサブフィールド構成について図19、図20、図21、図22を用いて説明する。
【0079】
図19は、SF0からSF8までの9サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、上位3つのサブフィールド32、16、8をそれぞれ2分割した構成となっている。すなわちSF2とSF7が32の発光重みを2分割した発光重み16のサブフィールド、SF3とSF8が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF1とSF6が8の発光重みを2分割した発光重み4のサブフィールドとなっている。さらに発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。
【0080】
図20は、SF0からSF9までの10サブフィールドを用いて80階調を表示するサブフィールド構成である。基本となるのは図13〜図15で示したサブフィールド構成に基づいてN=16、K=2としたもので、32、16、16、8、4、2、1の発光重を有するものである。これを基本として発光量の大きい上位3つのサブフィールド32、16、16をそれぞれ2分割した構成となっている。すなわちSF2とSF7が32の発光重みを2分割した発光重み16のサブフィールド、SF1とSF6が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF3とSF8が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールドとなっている。図19と同様に発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。なお、図20のサブフィールド構成においては、図13〜図15で示した階調変化時の発光の切り換わりが分散される効果に加えて、二山型配置による疑似輪郭低減の効果により、さらに動画像表示の画質に優れた表示装置を実現することができる。
【0081】
図21は、SF0からSF7までの8サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、上2つのサブフィールド32、16を合算し4分割した構成((32+16)/4=12)となっており、SF1、SF2、SF5、SF6が最も発光量の大きなサブフィールドとなる。図19、図20で示した構成例と異なり最も発光量の大きなサブフィールドが4つあるが、2個づつ隣接させて、図18に示すような“二山型”を構成する。また、2つの山の間隔は、SF1とSF2を合わせた発光の中心からSF5とSF6を合わせた発光の中心までの時間間隔となり、これを1/2フィールドとなるよう構成する。
【0082】
図22は、SF0からSF9までの10サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、最上位の発光重み32を3分割し、16、8の発光重みを2分割する構成となっている。すなわちSF2(重み14)とSF5(重み4)とSF7(重み14)の3つが32の発光重みを分割したサブフィールド(14+4+14=32)であり。SF1とSF6が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF3とSF8が8の発光重みを2分割した発光重み4のサブフィールドとなっている。さらに発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。以上のように3分割により、2のべき乗でない発光重みのサブフィールドを構成でき、これにより2のべき乗の階調近傍で発生する、サブフィールドの発光切換による疑似輪郭妨害を他の階調に分散させる効果がある。
【0083】
図19〜図22に示したサブフィールド構成は、1フィールド期間内の2つの山型配置の中央部を構成する、発光量のおおきな上位サブフィールドを分割したものである。例えば、図19の構成では前半の山を構成するSF1、SF2、SF3および、後半の山を構成するSF6、SF7、SF8は、自然2進数重みの上位3ビット(32、16、8)を2分割したものである。これにより、8階調おきの大まかな階調表現は2倍のフィールド周波数で表示が行われることになり、フリッカおよび疑似輪郭低減に効果がある。
【0084】
図19〜図22に示したサブフィールド構成は、主として発光重みの配置を示すもので、実際には、アドレス処理や、発光素子を初期化する処理等が含まれている。これらの付加信号を考慮して、発光量がピークとなる2つのサブフィールドの時間間隔(発光中心から発光中心まで)を概略1/2フィールドとなるよう構成する。発光重みを決定する発光維持パルス数の期間よりも、アドレス処理や、発光素子を初期化する処理等に時間を要するシステムにおいては、最大発光量を有する2つのサブフィールドの間に、総サブフィールド数の1/2から1減じた数のサブフィールドを配置すれば良い。具体的には10サブフィールドでは4、8サブフィールドでは3個のサブフィールドを最大発光量を有する2つのサブフィールドの間に配置すればよい。また総サブフィールド数が奇数である場合には1サブフィールド相当のブランキング期間を付加して、発光重み0のサブフィールドを1つ追加して総サブフィールド数を偶数として処理すればよい。あるいはブランキングを付加せずに、奇数の総サブフィールド数に1を加え、1/2から1減じた数のサブフィールドを、最大発光量のサブフィールドの間に配置する。この際に最大発光量のサブフィールドの間に配置するサブフィールドは、発光量の少ないものを選択することで、2つの最大発光量のサブフィールドの発光間隔を1/2フィールドに近づけることができる。また、これらの方法と発光しないブランキング期間を調整することにより、最大発光量のサブフィールドの発光間隔を1/2フィールドに設定する構成としてもよい。なおブランキングを挿入する場所は、次のフィールドとの境界(1フィールドの最後あるいは最初)とすることで、発光を集中させることができ、動画像の解像度劣化、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0085】
これらのサブフィールド配置は図18に示したように、1フィールド期間内に2つのピークを有する発光分布でかつピークの時間間隔が1/2フィールドであればよく、図示のサブフィールド配置に限定されるものでない。例えば、図19の構成では、SF0からSF8を時間的に逆転させて配置したもの、あるいはSF1とSF3、SF6とSF8などを入れ換えても同様な効果を得ることができる。
【0086】
以上のように二山型のサブフィールド配置とすることで図11に示した山型サブフィールド配置の特徴を生かして、さらにフリッカー妨害の低減や疑似輪郭妨害を低減させることができる。また、これまで示した二山型サブフィールド配置と同様にR(赤)発光素子とG(緑)発光素子の時間応答特性をそろえることにより、動エッジ部での色付き等の妨害の少ない高画質の動画表示を実現できる。
【0087】
なお図19〜図22に示した二山型のサブフィールド配置は、発光量の大きい上位サブフィールドを分割することによって二つの山を形成している。このため階調表現のために最低限必要なサブフィールド数(例えば64階調では6サブフィールド)に比較してサブフィールド数が多く必要である。従って解像度が高く総サブフィールド数が多く取れない場合には山型サブフィールド配置、比較的解像度が低く総サブフィールド数が多く取れる場合には二山型サブフィールド配置として構成すればよい。
【0088】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば以下のような効果が達成される。
(1)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえたので、動エッジ部で生ずる色つき等の画質劣化を低減させ、高画質な動画像表示が可能なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0089】
(2)サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にしたので、動画像表示の際の解像度劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0090】
(3)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえると共に、サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にしたので、動エッジ部での色つき妨害が少なく、動解像度特性に優れた高画質なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0091】
(4)サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にし、階調が連続的に変化した際の「発光の切り換わり」が特定の階調に集中することなく分散されるようにしたので、優れた動解像度特性と疑似輪郭妨害の低減とが同時に達成できる高画質のカラー画像表示装置を実現することができる。
【0092】
(5)1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型のサブフィールドの重み配置とし、発光量のピークの時間間隔を1/2フィールドとなるよう構成することで、フリッカー妨害および、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0093】
(6)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえると共に、サブフィールドの発光重み配置を、1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型にしたので、動エッジ部での色つき妨害が少なく、動解像度特性に優れた高画質なカラー画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるカラー画像表示装置のブロック図である。
【図2】図1に示したマトリックスディスプレイパネル5の構成を示した図である。
【図3】動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図(その1)である。
【図4】動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図(その2)である。
【図5】従来の谷型サブフィールド構成を説明するための図である。
【図6】谷型サブフィールド構成における発光重み配列を説明するための図である。
【図7】谷型サブフィールド構成による動解像度劣化を説明するための図である。
【図8】本発明による動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図である。
【図9】従来装置の動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図である。
【図10】本発明によるサブフィールド構成を一実施形態を示した図である。
【図11】本発明の一実施形態である山型サブフィールド構成における発光重み配列を示した図である。
【図12】本発明による他のサブフィールド構成を示した図である。
【図13】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図14】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図15】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図16】第1の発光制御パターンを示した図である。
【図17】第2の発光制御パターンを示した図である。
【図18】本発明による(二山型)サブフィールド構成の発光パターンを説明する説明図である。
【図19】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図20】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図21】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図22】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
101、102、103…A/D変換回路,2…サブフィールド変換回路,3…サブフィールド順次変換回路,301…フレームメモリ,4…駆動回路,5…マトリックスディスプレイパネル,6…制御回路,50…画素,51…赤(R)発光セル,52…緑(G)発光セル,53…青(B)発光セル。
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示装置に係り、特に、動解像度特性に優れ、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい高画質の動画像を表示可能な画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、従来からのブラウン管(CRT)表示装置に代わって、薄型軽量で画面歪みが少なく、かつ地磁気の影響を受けにくい、液晶やプラズマを封止したフラットパネル型のディスプレイ装置が普及しつつある。この中でも特に、自発光型により広い視野角を有し、大型パネルの作成が比較的容易なプラズマディスプレイ装置が次世代のカラー画像表示装置として注目されている。このようなフラットパネル型のディスプレイ装置では、1つの画素を赤(R)、緑(G)、青(B)の3つの発光セルにより構成し、各発光セルの発光量を制御することによりカラー表示を実現している。
【0003】
また、プラズマディスプレイ装置のように、発光と非発光との中間の階調表示が困難な表示デバイスでは、R,G,Bの各発光セルの発光量を制御して中間階調を表示する方式として、いわゆるサブフィールド方式が採用されている。サブフィールド方式では、1フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して各サブフィールドに固有の発光重みを割り当て、各サブフィールドでの発光の有無を制御することにより輝度の階調が表現される。
【0004】
例えば、1フィールドを6つのサブフィールドSF0〜SF5に分割し、それぞれ1、2、4、8、16、32の比率で発光重みを割り当てることにより、サブフィールドSF0〜SF5のいずれもが発光しない階調“0”から、6つのサブフィールドが全て発光する階調“63”(=1+2+4+8+16+32)までの64階調を表現することができる。
【0005】
このように、R,G,Bの各発光セルの発光量をサブフィールド方式により制御するカラー画像表示装置では、動画像を表示した際の画質が、第1に、R,G,Bの各セルの発光に関する時間応答特性(以下、単に発光応答特性と表現する場合もある)と、第2に、各フィールド内で各サブフィールドに割当てられる発光重みの配列との影響を大きく受ける。
【0006】
R,G,Bの各セルの発光応答特性は、制御回路から発光開始の指示が与えられてから実際にセルが所望の発光輝度に至るまでの立ち上がり時間特性と、発光終了指示後の残光時間特性とを示すものであるが、一般的に、残光時間の長いものは立ち上がり時間も遅くなるので、通常は残光時間が発光の時間応答特性を代表する尺度として用いられる。したがって、以下でも“残光時間”(発光のピークから1/10に減衰するまでの時間)で発光応答特性を代表するものとするが、この“残光時間”には“立ち上がり時間特性”が内在するものとする。
【0007】
このようなカラー画像表示装置では、発光応答特性が短いほど理想的な動作が可能であるが、ゼロにすることは不可能である。また、発光応答特性は、発光セルとして用いられる蛍光体材料などの材料の物理特性に大きく依存し、発光波長の異なるR,G,B各セルの応答特性を均一に揃えることは非常に困難である。このため、動画像を表示した際には、各発光セルの時間応答の差により、R,G,Bの発光が時間的にずれて重畳し、色ずれが生じてしまうことがある。この色ずれは、黒から白、あるいは白から黒といったような輝度変化の激しいエッジ部分において、原画像に本来ない色が知覚される現象となって表れ、動画像表示の際の著しい画質劣化となる。
【0008】
以下、エッジ部の色つき妨害発生の過程を、図3、4を用いて説明する。図3に示したように、黒い背景31に白い矩形状のパターン32を表示装置の画面に表示させ、この白い矩形パターン32を右方向に移動させる場合を考える。この際に白と黒との境界に発生する色つき妨害を図4に示す。
【0009】
図4(a) は、各発光セルの強度(振幅)を示し、同図(b) は、画面上に表示される色を表している。同図(a) に示したように、R、G、Bのうち、例えばGの発光応答がR,Bに比較して遅いと、破線で示したGの発光応答が、実線で示したR,Bに比較して遅れることにより、エッジ領域A,Bに色つきが発生する。さらに具体的に言えば、エッジ領域Aでは、同図(b) に示したように、R,Bに対してGの振幅が不足することによりマゼンタ(R+B)が知覚され、エッジ領域Bでは、Gの振幅過剰により緑(G)が知覚される。色つきの発生するエッジ領域は、動画速度が大きくなるほど広がる。
【0010】
このように、本来の映像信号は白色と黒色のみであるのに対して、動きによって原画像にない色(マゼンタや緑)が知覚され、大きな画質劣化となる。特に、プラズマディスプレイ等においては、Gの発光セルとして残光時間が12ms以上の材料が用いられることが多く、R,Bに比較して応答が遅れるため、エッジ領域の色つきが大きな画質劣化要因となっていた。
【0011】
一方、サブフィールド方式により中間階調を表現する表示装置においては、各フィールド内での各サブフィールドの発光重み配列により動解像度が大きく左右される。動解像度を劣化させないためには、1フィールド毎に到来する映像信号を、各フィールド期間内の極めて短期間にインパルス的に発光させることが望ましい。CRTによる表示装置では、水平垂直の走査処理に1フィールドの時間を要するが、特定の画面位置の1画素に着目すると1フィールド毎にインパルス的な発光が行われている。
【0012】
しかしながら、サブフィールド方式による階調表示では、フィールド毎に到来する映像信号を各フィールド期間内で複数のサブフィールドに分割して発光・表示するため、短期間でインパルス的に発光させることはできず、CRTと同等の動解像度特性を実現することは困難である。
【0013】
以下、サブフィールドでの発光重み配列に応じて動解像度が劣化する現象について、図5、図6、図7を用いて説明する。図5に例示した6分割のサブフィールド構成により、ゼロから63までの64階調を表現する表示装置において、図3に示した白い矩形パターン32を表示させる場合を考える。白(階調63)表示の画素に着目すると、この画素では、1フィールドの先頭からサブフィールドSF0、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5が全て発光し、その発光強度の比率は16、4、1、2、8、32となるので、フィールドの前後にエネルギーの集中した略谷型の発光重み配列となる。
【0014】
図6は、順次入力されるフィールド1、フィールド2…の映像信号が谷型サブフィールドの発光重み配列を有する場合の発光量の分布を示している。このような谷型のサブフィールド配置では、各フィールドの境界T1の近傍に発光が最も集中し、フィールド周期で強い発光が現れる。そして、この境界T1では、第1フィールドの発光と第2フィールドの発光とが混じり合うので、動く矩形パターンを表示させると、図7に実線で示したように、時間的にずれた2枚の画像が重なって解像度が激しく劣化した画像が知覚される。
【0015】
すなわち、例えばGセルの発光応答時間が遅い場合には、図7に破線で示したパターンが検知されるので、図4の場合と同様に、エッジ領域A1,A2ではGの振幅不足によりマゼンタが色つき妨害として知覚され、エッジ領域B1,B2では、Gの振幅過剰により緑が知覚されることになる。
【0016】
この際の妨害量を図4と比較すると、妨害の範囲は広くなるが、発生する偽色(マゼンタ、緑)の濃さは薄くなる。これは、時間的にずれた2枚の画像が重なることにより解像度が劣化し、急激な輝度変化がなくなることに起因する。このように、サブフィールドの発光重み配置とR,G,Bの各セルの応答特性とは密接な関係があり、R,G,Bの各セルの発光応答特性の差により生じるエッジ部の色つき妨害を、サブフィールドの発光重み配置によって低減させることも可能であるため、高画質な動画像再生を実現するためには、両者の特性を生かして最適化する必要がある。
【0017】
なお、サブフィールド方式を採用した階調表現方式に関しては、例えば特公昭51−32051号公報に記載されており、サブフィールド方式に固有の疑似輪郭ノイズを低減させる方式に関しては、例えば特開平4−211294号公報に記載されている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のカラー画像表示装置では、R,G,Bの各セルの発光応答特性に関しては、静止画像の画質に重点を置き、色度座標、白バランス条件および発光の効率などを考慮して蛍光体材料を選択するのみで、動画像の画質に着目した発光応答特性については考慮されないか、あるいは考慮されている場合であっても、各セルの発光応答特性を可能な限り短くして残光を少なくすることのみに終始していた。
【0019】
さらに、サブフィールドの発光重み配列に関しては、フリッカの低減あるいはサブフィールド方式固有の問題である疑似輪郭妨害の低減に重点を置いて決定され、動解像度特性の劣化については考慮されていなかった。
【0020】
さらに、従来のカラー画像表示装置では、R,G,Bの各セルの発光応答特性と、サブフィールドの発光重み配列が画質に与える影響との相互作用に関しては考慮されていなかった。
【0021】
このため、上記した従来のカラー画像表示装置では、動画像を表示した際にR,G,Bの各セルの発光応答特性の差によりR,G,Bの発光タイミングに時間的なずれが生じ、エッジ部において原画像に本来ない色が知覚されて著しい画質劣化が生じるという問題があった。
【0022】
また、R,G,Bの各セルの発光応答特性をより速いものに設定しても、サブフィールドの発光重みの配置が不適切であると、動解像度特性を改善することができないという問題があった。
【0023】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、動解像度特性に優れ、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい、高画質の動画像表示が可能なカラー画像表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、疑似輪郭妨害低減手法の併用によりより高画質の表示装置を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じた。
(1)赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、赤、緑、青の各色に対応した値にした。
【0025】
上記した構成によれば、動エッジ部での色にじみが目立ちにくい、高画質の動画像表示が可能なカラー画像表示装置を提供することができる。
(2)赤、緑、青の各発光セルの発光に関する時間応答特性を、それぞれTR、TG、TBとしたとき、TRとTGとの差を、TRおよびTGとTBとの差に比べて十分に小さくした。
【0026】
上記した構成によれば、動エッジ部には、視感度特性が低くて目に付きにくい青色あるいは黄色の色つきが発生するので、色つきによる画質劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能になる。
(3)各サブフィールドに割当てられる発光重みが、配列の前後から中央に向かって大きくなるようにした。
【0027】
上記した構成によれば、実質的に発光が短時間に集中するので、動画像表示の際の解像度劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能になる。
(4)複数のサブフィールドのうち、発光重みが最大のサブフィールドを含む2・K−1個の上位サブフィールドに、それぞれ[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、[N](ただしK,Nは自然数)の発光重みを割当てるようにした。
【0028】
上記した構成によれば、階調が連続的に変化した際の「発光の切り換わり」が特定の階調に集中することなく分散するので、優れた動解像度特性と疑似輪郭妨害の低減とが同時に達成できる。
(5)1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型のサブフィールドの重み配置とし、発光量のピークの時間間隔を1/2フィールドとなるよう構成した。
【0029】
上記した構成によれば、発光パターンの繰り返し周期が概略フィールド周波数の2倍になるため、フリッカー妨害および、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
(6)上記(5) の構成に加えて、緑および赤の発光セルの残光時間を概略1/2フィールドに等しいかあるいは1/2フィールドより長くなるよう構成した。
【0030】
上記した構成によれば、発光セルの発光の応答特性により発光が平滑化されることにより、さらに疑似輪郭妨害を低減させ高画質な動画像表示ができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態であるカラー画像表示装置の主要部の構成を示したブロック図である。A/D変換回路101、102、103は、それぞれR、G、Bのアナログ映像信号をディジタル信号に変換する。サブフィールド変換回路2は、A/D変換されたディジタル信号を、各サブフィールドの発光の有無を表すサブフィールドデータに変換する。サブフィールド順次変換回路3は、画素単位で表されるサブフィールドデータをサブフィールド単位の面順次データに変換する。フレームメモリ301は、ビット単位での面順次を実現するためにサブフィールド順次変換回路3内に設けられた記憶領域である。
【0032】
駆動回路4は、サブフィールド単位の面順次データに変換された信号に駆動パルスを追加挿入し、マトリックスディスプレイパネル5を駆動するための電圧(あるいは電流)を出力する。制御回路6は、入力映像信号のタイミング情報であるドットクロックCK、水平同期信号H、垂直同期信号V等に基づいて、各回路に必要な制御信号を生成する。
【0033】
このような構成において、入力されたR、G、Bの各映像信号は、それぞれA/D変換回路101、102、103によってディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、一般の2進数表記に基づくものであり、各ビットが2のべき乗の重みを有している。具体的には、各映像信号をb0、b1…b6、b7の8ビット信号に量子化する際には、最下位ビットのb0が“1”の重みを有し、b1が“2”、b2が“4”…b7が“128”の重みを有している。
【0034】
各ディジタル信号は、サブフィールド変換回路2において、各サブフィールドでの発光の有無を示すサブフィールドデータに変換される。このサブフィールドデータはサブフィールド数に対応したビット数の情報からなり、8サブフィールドにより表示を行う際にはS0、S1、・・・・S7の8ビットで構成される。ビットS0は、先頭のサブフィールドSF0の発光期間にその画素を発光させるか否かを示しており、同様にS1、S2、・・・の順で、それぞれサブフィールドSF1、SF2、…での発光の有無を示している。
【0035】
前記サブフィールドデータはサブフィールド順次変換回路3に入力され、そのフレームメモリ301に画素単位で書込まれる。フレームメモリ301からの読み出しは、サブフィールド単位で面順次に行われる。すなわち、サブフィールドSF0の期間での発光の有無を示すビットS0が1フィールド分読み出された後、サブフィールドSF1の期間での発光の有無を示すビットS1が1フィールド分読み出され、以下同様に、ビットS2、S3…S7の順で読み出される。駆動回路4では、表示素子を駆動するために必要な信号変換、パルスの挿入などが行われ、マトリックスディスプレイパネル5が駆動される。
【0036】
前記マトリックスディスプレイパネル5は、図2に示したように、パネル固有の有効表示画素数に対応した画素50をマトリックス状に配置して構成される。例えば、水平640画素、垂直480画素の表示パネルでは、画素50が水平方向に640個、垂直方向に480個並んだ構成となっている。さらに、各画素50の内部は、R(赤),G(緑),B(青)の各色の発光セル51、52、53によって構成され、これらRGBの3原色の発光を制御することによりカラー画像表示が可能になる。
【0037】
本発明のカラー画像表示装置では、R(赤)とG(緑)の発光応答特性が、B(青)の発光応答特性との比較において、ほぼ等しくなるような発光材料を用いて発光セル51、52、53を構成する。具体的な構成の一例として、緑(G)の発光セル52の残光時間が12〜17ms、赤(R)の発光セル51の残光時間が8〜13msであるのに対して、青(B)の発光セル53の残光時間は1ms以下としている。
【0038】
このように、Rの残光時間をGの残光時間とほぼ等しくすることで、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していなくても、発生する色つき妨害の影響を少なくすることができる。以下、この効果について図8を参照して説明する。
【0039】
図8は、本発明のカラー画像表示装置に、図3と同じ白黒の矩形パターンを表示させた際に発生するエッジ部での色つき妨害の様子を示したものである。青(B)の発光セルは発光応答が速いため、図8に実線で示した矩形状のパターンが知覚されるのに対して、R(赤)およびG(緑)は、それぞれ破線および一点鎖線で示したように、両者はほぼ等しく遅れた特性となる。この結果、各エッジ部には、R(赤)およびG(緑)の発光応答がほぼ等しく遅れることによる青色(=白−赤−緑)の色つき(動きの前縁)と、R(赤)およびG(緑)の残光による黄色(=赤+緑)の色つき(動きの後縁)が発生する。
【0040】
前縁で発生する青色の色つきは、青色の視感度特性が赤、緑に比較して低いので目に付きにくく妨害となりにくい。さらに、各色つきはエッジ部に集中するために輪郭状の細い領域で発生することになる。ここで、人間の知覚特性として、色の解像度は青−黄軸(B−Y軸)の変化が最も鈍い特性を有することが知られており、輪郭に細く発生する青、黄の色つきは高い解像度情報となるため、この鈍い解像度特性により検知されにくい。
【0041】
このように、Rの残光時間をGのそれとほぼ等しくなるように構成することで、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していなくても、発生する色つき妨害を目立ちにくくすることができ、高画質の表示を行うことができる。
【0042】
なお、本実施形態では、発光応答特性をほぼ等しく設定したRとGの残光時間は、Bのそれよりも長いものであったが、これより短いものであってもよい。例えばRおよびGの残光時間を5〜7msとし、Bの残光時間を10〜15msとしてもよい。この際に各エッジ部に発生する色つきは、動きの前縁が黄色(=白−青)、後ろ縁が青色であるために前記と同様の効果が得られる。
【0043】
次いで、本発明の効果を比較するために、R,G,Bの3つの発光応答特性のうち、G(緑)との比較においてR(赤)およびB(青)の発光応答特性を概略等しくなるよう発光セル51、52、53を構成した場合の動作について、図9を用いて説明する。具体的には、緑(G)の発光セル52の残光時間を12〜17msとしたのに対して、赤(R)の発光セル51の残光時間は3〜5ms、青(B)の発光セル53の残光時間は1ms以下とした。
【0044】
図9に示した応答特性からわかるように、緑(G)が大きく遅れて立ち上がることによるマゼンタ(=白−緑)の色つき(動きの前縁)と、緑(G)の残光による緑の色つき(動きの後縁)が発生する。図8の応答特性と比較すると、緑色の視感度特性は青、赤に比較して高いので、緑色の色つきは目立ちやすく妨害となりやすい。さらに、緑、マゼンタの色つきも、色の解像度特性が最も良好で敏感な赤−シアン軸(R−Y軸)に近接しており、青−黄軸(B−Y軸)に比較して解像度特性が高いために妨害が検知されやすい。
【0045】
以上のように、RとGの発光応答特性をほぼ等しくなるよう構成することで、例えばRとBの発光応答特性を等しくした場合に較べて、妨害を大幅に低減させることが可能になる。
【0046】
また、BとGの発光応答特性をほぼ等しくなるよう構成することも可能であるが、この際には、シアン(=青+緑)あるいは赤(=白−青−緑)の色つきが発生することになり、図8に示した黄色−青色の色つきに比較して目に付きやすい妨害となる。
【0047】
R,G,Bの3つの発光セルの時間応答特性が均一にそろっていることが理想的であり、これにより動画像エッジ部での色つきのない画像が表示できることは言うまでもないことであるが、R,G,Bの発光応答特性が完全に一致していない場合であっても、少なくともGとRの発光時間応答特性をそろえることにより、発生した妨害を目立ちにくくすることができ、高画質の動画像表示を行うことができる。
【0048】
実際には、GとRの発光時間応答特性を完全にそろえることも困難であるが、GとRの発光応答時間の差が、GとBの発光応答時間のより小さく、かつ、RとBの発光応答時間のより小さく設定可能であれば、エッジ部の色つきをほとんど青色あるいは黄色にすることができ、本発明による妨害低減の効果を得ることができる。発光セルの時間応答特性を代表する特性値として残光時間を用いて表現すれば以下のようになる。
【0049】
すなわち、赤(R)色セルの残光時間をTRとし、緑(G)色セルの残光時間をTG、青(B)色セルの残光時間をTBとした際に、TRとTGとの差を、TBとTRおよびTGとの差に比べて十分に小さくすれば良い。換言すれば、各残光時間TR、TG、TBが次式を満足すれば妨害低減の効果を得ることができる。
【0050】
|TR−TG|<|TR−TB| かつ |TR−TG|<|TG−TB|発光セルを構成する材料(蛍光体など)は、基本的な条件として、RGB3原色の色度座標や白バランス条件、発光の効率、などの様々な条件を満たす必要がある。動画像表示のためには、さらにR,G,Bの3つの発光セルの時間応答特性が均一にそろっていることが条件となるが、本発明の表示装置では、G(緑)とR(赤)の発光時間応答特性のみを考慮すればよく、発光セル構成材料の選択の幅を広げることができる。これにより、従来の表示装置に比較してより高輝度あるいは高色純度の発光セル構成材料を用いることができ、より高画質の表示装置を提供できる。
【0051】
さらに、従来の表示デバイスであるCRTと発光原理の異なるプラズマディスプレイ等においては、新たな蛍光体材料などの開発が必要となるが、本発明の適用を前提とすれば、発光セル構成材料の選択の幅が広がり、材料開発期間の短縮などによる経済的効果も期待できる。
【0052】
次いで、サブフィールドの発光重み配列を工夫することにより、動画像を表示する際の解像度劣化を少なくした実施形態について説明する。サブフィールドの発光重み配列は、各サブフィールドの発光・非発光を制御するサブフィールド変換回路2によって決定される。
【0053】
本実施形態では、動解像度特性を劣化させないために、サブフィールドの発光重み配列として、図10に示したように、1フィールドの中央付近に最も発光重み(発光量)の大きいサブフィールドSF4を配置し、中央から前後に遠ざかるに従って発光重みが順次小さくなるような山型の発光分布を採用した。
【0054】
さらに具体的にいえば、本実施形態では、1フィールドの先頭から8つのサブフィールドSF0、SF1,SF2…SF7に対して、それぞれ1、4、16、64、128、32、8、2の発光重みを割当てている。各発光重みは全て2のべき乗値であるため、A/D変換された2進データのビットの順序を入れ換えて、サブフィールドの発光・非発光を制御するサブフィールドデータに対応させることができる。
【0055】
図10に示した発光重み配列のサブフィールドデータにより映像信号を表示した際の、各フィールドにおける発光量の時間的変化を図11に示す。各フィールドは、図10に示した山型の発光重み配列を有し、1フィールドのほぼ中央部(図11のT0)に発光が集中する。サブフィールド方式に基づく中間階調表示方式では、映像信号に応じた発光量を短時間に集中してインパルス的に発光させることは原理的にできないが、サブフィールドの構成を山型配置とすることで、発光をフィールド内に分散させることなく、実質的に短時間に集中させて発光させることができる。
【0056】
なお、サブフィールドの発光重み配列は、図10に示した構成に限らず、各フィールドの前後から中央に近付くに従って発光重みが大きくなるような山型の重み配置であれば、どのような発光重み配列であってもよい。例えば、図10の発光重み配置を時間軸上で逆転させ、各サブフィールドSF0〜SF7の発光重みが、それぞれ2、8、32、64、16、4、1となるような発光重み配列にしても良い。
【0057】
次いで、サブフィールド方式を用いて動画像表示を行う場合に問題となる疑似輪郭を低減するために、発光重みの大きいサブフィールドを更に複数に分割した実施形態の一例を図12に示す。
【0058】
図12では、図10に関して説明した山型の発光重み配列を有するサブフィールドについて、上位2つのサブフィールドビットSF4(発光重み128),SF3(発光重み64)の発光量を合算して4等分し、それぞれ発光重みが48(=(128+64)/4)である4つのサブフィールドに分散することで、サブフィールドの発光重み配列を台形状としている。
【0059】
このような台形状の発光重み配列であっても、最も発光量の大きいサブフィールド(SF3,SF4,SF5,SF6)を中心に配置し、中心から遠ざかるにつれ発光量の少ないサブフィールドを順次配置すれば、前記と同様の効果が達成される。
【0060】
ところで、上記したように各サブフィールドの発光重みを2のべき乗値にすると、階調を連続的に変化させた場合に特定の階調を境としてあるサブフィールドが発光を停止し、他のサブフィールドが発光を開始する「発光の切り換わり」が特定の変化点に集中し、これにより発光の周期性に乱れが生じて疑似輪郭妨害が発生することが知られている。
【0061】
例えば、図10に示した発光重み配列では、表示階調が第127階調ではサブフィールドSF4以外のサブフィールドが全て発光し、第128階調ではサブフィールドSF4のみが発光するので、表示階調を第127階調から第128階調へ切り換えると、この変化点で発光の切り換わりが集中的に発生する。
【0062】
そこで、次に説明する本発明の実施形態では、上記した疑似輪郭妨害を効果的に低減させるために、各サブフィールドの発光重みを2のべき乗によらない数値とした。これらの発光重み配列には、以下の3つの条件がある、
(1)発光重みの大きい上位のサブフィールド群が2のべき乗の値を取らない。
(2)N,Kを共に自然数とすると、2・K−1個の上位サブフィールドが、N,2・N、3・N、…(K−1)・N、K・N、(K−1)・N、…2・N、Nの発光重みを有する。
(3)上位サブフィールドは、最大発光量(K−1)・Nのサブフィールドを中心にして左右対称な山型配置とする。
【0063】
図13に示した発光重み配列では、5つのサブフィールドSF2、SF3,SF4,SF5,SF6が上位サブフィールドであり、N=6、K=3であり、各上位サブフィールドの発光重みが、それぞれ6(=N)、12(=2・N)、18(=K・N)、12(=2・N)、6(=N)となっている。
【0064】
同様に、図14に示した発光重み配列では、7つのサブフィールドSF1〜SF7が上位サブフィールドであり、N=3,K=4である。同様に、図15に示した発光重み配列では、9つのサブフィールドSF1〜SF9が上位サブフィールドであり、N=2,K=5である。
【0065】
ここで、発光重み配置が2のべき乗によらない発光重み配列を採用した場合の階調表現方法、および疑似輪郭妨害に対する効果について、図16を参照して説明する。図16は、図13の発光重み配列を有するサブフィールド構成で各階調を表現する際の発光制御パターンを示している。
【0066】
図16に示したように、下位サブフィールドSF0、SF1,SF7の発光重み1、2、2の組み合わせにより、5階調分(=1+2+2)の表現が可能である。また、上位サブフィールドSF2、SF6、SF3、SF5,SF4では6の倍数の階調を表現できるので、下位サブフィールドとの組み合わせにより連続的な階調を表現することができる。
【0067】
上位サブフィールドのみに着目すると、階調が第6階調から第12階調、第12階調から第18階調、第18階調から第24階調…と変化した場合でも、少なくとも1つの上位サブフィールドは2つ以上の階調に渡って発光し続けるように制御される。これにより、階調を連続的に変化させた場合でも、上記した「発光の切り換わり」を特定の階調に集中させることなく分散させることができる。
【0068】
このように、図13、14、15に示したサブフィールド構成とすることで、山型の発光分布による優れた動解像度特性と、疑似輪郭妨害の低減が同時に達成でき高画質の画像表示装置を実現することができる。
【0069】
なお、図13、14、15に関して説明した上位サブフィールドの構成は、発光量の最も大きなサブフィールドを中心として、1フィールド内で対称に配置されている。例えば、図13に例示したサブフィールド構成では、発光重みが最も大きな18であるサブフィールドSF4を中心として、発光重み12のサブフィールドSF3、SF5、および発光重み6のサブフィールドSF2、SF6が対称に配置されている。
【0070】
このように、対称位置に発光重みの等しいサブフィールド(SF3とSF5およびSF2とSF6)を配置すると、発光・非発光の制御を入れ換えても全く同一の階調を表現することができる。この発光重み配列の切換をフィールド、ライン、画素などの周期で切り換えることにより、さらに発光の周期性をランダム化することができ、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0071】
具体的には、図16に示した第1の発光制御パターンと共に、図17に示したように、サブフィールドSF3とSF5、およびSF2とSF6との発光順序を入れ換えた第2の発光制御パターンを用意し、各発光制御パターンがフィールド、ラインあるいは画素単位で切り換えられるようにサブフィールド変換回路2を構成すればよい。
【0072】
なお、このような発光制御パターンの切り換えタイミングは上記に限らず、各画素ごとに、その配置位置に応じて各発光制御パターンを切換えるようにしても良い。例えば、マトリックス状に配置された画素を市松模様(チェッカーフラグパターン)に見立てたときに、白色位置に配置された画素と黒色位置に配置された画素とで発光制御パターンを切り換えても良い。さらに、白色位置の画素を発光させる一方の発光制御パターンと、黒色位置の画素を発光させる他方の発光制御パターンとをフィールドごとに切換えても良い。
【0073】
以上示した本発明のサブフィールド構成は、図11に示したように1フィールド期間のほぼ中央に最も発光量の大きいサブフィールドを配置した山型の発光分布を有するものであった。これは1フィールドに一回の割合で山型の発光分布によるひとまとまりの発光が行われるものである。1フィールド期間内の総サブフィールド数が多く設定可能である場合には、図18に示す発光分布のように1フィールド期間に2回の山型の発光分布による発光を行う構成としても良い。
【0074】
図18に示すような1フィールド内で2つの山を有する構成では、フィールド間の境界近傍では発光量が少なく設定されているため、これまで示した山型のサブフィールド配置と同様に、谷型サブフィールド配置で問題となった隣接フィールドデータとの混じり合いが発生しにくく、動画像表示での解像度劣化を少なくすることができる。
【0075】
また、1フィールド内で発光のピークとなる2つのサブフィールドの時間間隔を、概ね1/2フィールドの時間となるよう構成することにより、フィールドの後半の発光ピークから次のフィールドの前半の発光ピークまでの時間間隔を1/2フィールドにそろえることができる。これにより2倍のフィールド周波数で(単一の山型サブフィールド配置にて)表示を行ったものとほぼ等価な発光分布となる。これにより、フリッカーの発生を抑えることができる。
【0076】
また発光量の大きな上位複数のサブフィールドを分割して、2つの山を構成することにより、分割したサブフィールドで表現可能な階調(荒いステップの大まかな階調のみ表現可能)については2倍のフィールド周波数で表示が行われることになる。また前後二つの山は概略等しい構成の繰り返しとなっているため、いずれか一方の山を構成するサブフィールドのみで階調が大まかに表現可能(最大輝度は1/2)である。これにより1フィールド期間に分散して発光していたサブフィールドが、概ね1/2フィールドの期間に集中することと等価となり疑似輪郭妨害を低減できる。
【0077】
さらに蛍光体の残光時間が概略この1/2フィールド(8.3ms)と等しいあるいは残光時間の方が長い場合には、残光特性によりそれぞれのサブフィールドの発光が均一化され疑似輪郭低減の効果をさらに高めることができる。この蛍光体の残光時間は、RGBすべての発光素子で1/2フィールド以上となることが望ましいが、視感度特性が高いG(緑)、R(赤)の2色が概略8.3msあるいはこれ以上の残光時間を有していれば大きな改善効果が得られる。
【0078】
次に図18に示した二山型の発光分布を実現するためのサブフィールド構成について図19、図20、図21、図22を用いて説明する。
【0079】
図19は、SF0からSF8までの9サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、上位3つのサブフィールド32、16、8をそれぞれ2分割した構成となっている。すなわちSF2とSF7が32の発光重みを2分割した発光重み16のサブフィールド、SF3とSF8が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF1とSF6が8の発光重みを2分割した発光重み4のサブフィールドとなっている。さらに発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。
【0080】
図20は、SF0からSF9までの10サブフィールドを用いて80階調を表示するサブフィールド構成である。基本となるのは図13〜図15で示したサブフィールド構成に基づいてN=16、K=2としたもので、32、16、16、8、4、2、1の発光重を有するものである。これを基本として発光量の大きい上位3つのサブフィールド32、16、16をそれぞれ2分割した構成となっている。すなわちSF2とSF7が32の発光重みを2分割した発光重み16のサブフィールド、SF1とSF6が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF3とSF8が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールドとなっている。図19と同様に発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。なお、図20のサブフィールド構成においては、図13〜図15で示した階調変化時の発光の切り換わりが分散される効果に加えて、二山型配置による疑似輪郭低減の効果により、さらに動画像表示の画質に優れた表示装置を実現することができる。
【0081】
図21は、SF0からSF7までの8サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、上2つのサブフィールド32、16を合算し4分割した構成((32+16)/4=12)となっており、SF1、SF2、SF5、SF6が最も発光量の大きなサブフィールドとなる。図19、図20で示した構成例と異なり最も発光量の大きなサブフィールドが4つあるが、2個づつ隣接させて、図18に示すような“二山型”を構成する。また、2つの山の間隔は、SF1とSF2を合わせた発光の中心からSF5とSF6を合わせた発光の中心までの時間間隔となり、これを1/2フィールドとなるよう構成する。
【0082】
図22は、SF0からSF9までの10サブフィールドを用いて64階調を表示するサブフィールド構成である。6ビット(64階調)の自然2進数重みを有する発光重みである、32、16、8、4、2、1に対して、最上位の発光重み32を3分割し、16、8の発光重みを2分割する構成となっている。すなわちSF2(重み14)とSF5(重み4)とSF7(重み14)の3つが32の発光重みを分割したサブフィールド(14+4+14=32)であり。SF1とSF6が16の発光重みを2分割した発光重み8のサブフィールド、SF3とSF8が8の発光重みを2分割した発光重み4のサブフィールドとなっている。さらに発光のピークとなるSF2とSF7の発光中心の時間間隔は概略1/2フィールドとなるよう構成されている。以上のように3分割により、2のべき乗でない発光重みのサブフィールドを構成でき、これにより2のべき乗の階調近傍で発生する、サブフィールドの発光切換による疑似輪郭妨害を他の階調に分散させる効果がある。
【0083】
図19〜図22に示したサブフィールド構成は、1フィールド期間内の2つの山型配置の中央部を構成する、発光量のおおきな上位サブフィールドを分割したものである。例えば、図19の構成では前半の山を構成するSF1、SF2、SF3および、後半の山を構成するSF6、SF7、SF8は、自然2進数重みの上位3ビット(32、16、8)を2分割したものである。これにより、8階調おきの大まかな階調表現は2倍のフィールド周波数で表示が行われることになり、フリッカおよび疑似輪郭低減に効果がある。
【0084】
図19〜図22に示したサブフィールド構成は、主として発光重みの配置を示すもので、実際には、アドレス処理や、発光素子を初期化する処理等が含まれている。これらの付加信号を考慮して、発光量がピークとなる2つのサブフィールドの時間間隔(発光中心から発光中心まで)を概略1/2フィールドとなるよう構成する。発光重みを決定する発光維持パルス数の期間よりも、アドレス処理や、発光素子を初期化する処理等に時間を要するシステムにおいては、最大発光量を有する2つのサブフィールドの間に、総サブフィールド数の1/2から1減じた数のサブフィールドを配置すれば良い。具体的には10サブフィールドでは4、8サブフィールドでは3個のサブフィールドを最大発光量を有する2つのサブフィールドの間に配置すればよい。また総サブフィールド数が奇数である場合には1サブフィールド相当のブランキング期間を付加して、発光重み0のサブフィールドを1つ追加して総サブフィールド数を偶数として処理すればよい。あるいはブランキングを付加せずに、奇数の総サブフィールド数に1を加え、1/2から1減じた数のサブフィールドを、最大発光量のサブフィールドの間に配置する。この際に最大発光量のサブフィールドの間に配置するサブフィールドは、発光量の少ないものを選択することで、2つの最大発光量のサブフィールドの発光間隔を1/2フィールドに近づけることができる。また、これらの方法と発光しないブランキング期間を調整することにより、最大発光量のサブフィールドの発光間隔を1/2フィールドに設定する構成としてもよい。なおブランキングを挿入する場所は、次のフィールドとの境界(1フィールドの最後あるいは最初)とすることで、発光を集中させることができ、動画像の解像度劣化、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0085】
これらのサブフィールド配置は図18に示したように、1フィールド期間内に2つのピークを有する発光分布でかつピークの時間間隔が1/2フィールドであればよく、図示のサブフィールド配置に限定されるものでない。例えば、図19の構成では、SF0からSF8を時間的に逆転させて配置したもの、あるいはSF1とSF3、SF6とSF8などを入れ換えても同様な効果を得ることができる。
【0086】
以上のように二山型のサブフィールド配置とすることで図11に示した山型サブフィールド配置の特徴を生かして、さらにフリッカー妨害の低減や疑似輪郭妨害を低減させることができる。また、これまで示した二山型サブフィールド配置と同様にR(赤)発光素子とG(緑)発光素子の時間応答特性をそろえることにより、動エッジ部での色付き等の妨害の少ない高画質の動画表示を実現できる。
【0087】
なお図19〜図22に示した二山型のサブフィールド配置は、発光量の大きい上位サブフィールドを分割することによって二つの山を形成している。このため階調表現のために最低限必要なサブフィールド数(例えば64階調では6サブフィールド)に比較してサブフィールド数が多く必要である。従って解像度が高く総サブフィールド数が多く取れない場合には山型サブフィールド配置、比較的解像度が低く総サブフィールド数が多く取れる場合には二山型サブフィールド配置として構成すればよい。
【0088】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば以下のような効果が達成される。
(1)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえたので、動エッジ部で生ずる色つき等の画質劣化を低減させ、高画質な動画像表示が可能なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0089】
(2)サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にしたので、動画像表示の際の解像度劣化が低減され、高画質な動画像表示が可能なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0090】
(3)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえると共に、サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にしたので、動エッジ部での色つき妨害が少なく、動解像度特性に優れた高画質なカラー画像表示装置を実現することができる。
【0091】
(4)サブフィールドの発光重み配置を、フィールド中央に発光が集中する山型にし、階調が連続的に変化した際の「発光の切り換わり」が特定の階調に集中することなく分散されるようにしたので、優れた動解像度特性と疑似輪郭妨害の低減とが同時に達成できる高画質のカラー画像表示装置を実現することができる。
【0092】
(5)1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型のサブフィールドの重み配置とし、発光量のピークの時間間隔を1/2フィールドとなるよう構成することで、フリッカー妨害および、疑似輪郭妨害を低減させることができる。
【0093】
(6)RとGの発光セルの発光応答特性をそろえると共に、サブフィールドの発光重み配置を、1フィールド期間に2つの発光量のピークがある二山型にしたので、動エッジ部での色つき妨害が少なく、動解像度特性に優れた高画質なカラー画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるカラー画像表示装置のブロック図である。
【図2】図1に示したマトリックスディスプレイパネル5の構成を示した図である。
【図3】動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図(その1)である。
【図4】動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図(その2)である。
【図5】従来の谷型サブフィールド構成を説明するための図である。
【図6】谷型サブフィールド構成における発光重み配列を説明するための図である。
【図7】谷型サブフィールド構成による動解像度劣化を説明するための図である。
【図8】本発明による動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図である。
【図9】従来装置の動画エッジ部の色つき妨害を説明するための図である。
【図10】本発明によるサブフィールド構成を一実施形態を示した図である。
【図11】本発明の一実施形態である山型サブフィールド構成における発光重み配列を示した図である。
【図12】本発明による他のサブフィールド構成を示した図である。
【図13】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図14】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図15】本発明によるさらに他のサブフィールド構成を示した図である。
【図16】第1の発光制御パターンを示した図である。
【図17】第2の発光制御パターンを示した図である。
【図18】本発明による(二山型)サブフィールド構成の発光パターンを説明する説明図である。
【図19】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図20】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図21】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【図22】本発明による表示装置のさらに他のサブフィールド構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
101、102、103…A/D変換回路,2…サブフィールド変換回路,3…サブフィールド順次変換回路,301…フレームメモリ,4…駆動回路,5…マトリックスディスプレイパネル,6…制御回路,50…画素,51…赤(R)発光セル,52…緑(G)発光セル,53…青(B)発光セル。
Claims (14)
- サブフィールドにより階調のある画像を表示する画像表示装置において、
1フィールド期間内の複数のサブフィールドが、最大発光重みのサブフィールドを含む2・K−1個のサブフィールドそれぞれに、[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、][N](ただしK,Nは自然数)の発光重みが割当てられているサブフィールド配列と、
上記サブフィールドを、各フィールド毎に第1の順序で発光させる第1の発光手段と、
上記サブフィールドを、各フィールド毎に上記第1の順序とは異なる第2の順序で発光させる第2の発光手段と、
予め定めた周期で上記各発光手段を切り換える切換手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - サブフィールドにより階調のある画像を表示する画像表示装置において、
1フィールド期間内の複数のサブフィールドが、割当てられた発光重みが増加する順の配列部分と減少する順の配列部分とをそれぞれ複数個有し、最大発光重みのサブフィールドを含む2・K−1個のサブフィールドにはそれぞれ[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、[N](ただしK,Nは自然数)の発光重みが割当てられているサブフィールド配列と、
サブフィールドを、各フィールド毎に第1の順序で発光させる第1の発光手段と、
サブフィールドを、各フィールド毎に上記第1の順序とは異なる第2の順序で発光させる第2の発光手段と、
予め定めた周期で上記各発光手段を切り換える切換手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - サブフィールドにより階調のある画像を表示する画像表示装置において、
1フィールド期間内の複数のサブフィールドのうち同時に発光・非発光が制御されるサブフィールドの総発光重みがそれぞれ[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、[N](ただしK,Nは自然数)であるサブフィールドを含むサブフィールド配列とサブフィールドを、各フィールド毎に第1の順序で発光させる第1の発光手段と、
サブフィールドを、各フィールド毎に上記第1の順序とは異なる第2の順序で発光させる第2の発光手段と、
予め定めた周期で上記各発光手段を切り換える切換手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - サブフィールドにより階調のある画像を表示する画像表示装置において、
1フィールド期間内の複数のサブフィールドを、割当てられた発光重みが増加する順の配列部分と減少する順の配列部分とをそれぞれ複数個有し、かつ、同時に発光・非発光が制御されるサブフィールドの総発光重みがそれぞれ[N]、[2・N]、[3・N]…[(K−1)・N]、[K・N]、[(K−1)・N]、…[2・N]、[N](ただしK,Nは自然数)のサブフィールドを含むように配列して成るサブフィールド配列と、
サブフィールドを、各フィールド毎に第1の順序で発光させる第1の発光手段と、
サブフィールドを、各フィールド毎に上記第1の順序とは異なる第2の順序で発光させる第2の発光手段と、
予め定めた周期で上記各発光手段を切り換える切換手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 上記切換手段は、フィールド単位、ライン単位、または画素単位の周期で切換える構成である請求項1に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、フィールド単位、ライン単位、または画素単位の周期で切換える構成である請求項2に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、フィールド単位、ライン単位、または画素単位の周期で切換える構成である請求項3に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、フィールド単位、ライン単位、または画素単位の周期で切換える構成である請求項4に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、各画素毎にその配置位置に応じた発光手段を選択する構成である請求項1に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、各画素毎にその配置位置に応じた発光手段を選択する構成である請求項2に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、各画素毎にその配置位置に応じた発光手段を選択する構成である請求項3に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、各画素毎にその配置位置に応じた発光手段を選択する構成である請求項4に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、マトリックス状に配置された画素を市松模様に見立てたとき、白色位置の画素と黒色位置の画素とで発光手段を切り換える構成である請求項1に記載の画像表示装置。
- 上記切換手段は、白色位置の画素を発光させる第1の発光手段と、黒色位置の画素を発光させる第2の発光手段とをフィールド毎に切換える構成である請求項1に記載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11028426A JP2000206931A (ja) | 1999-01-01 | 1999-02-05 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11028426A JP2000206931A (ja) | 1999-01-01 | 1999-02-05 | 画像表示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9288051A Division JPH11109916A (ja) | 1997-08-07 | 1997-10-03 | カラー画像表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000206931A JP2000206931A (ja) | 2000-07-28 |
JP2000206931A6 true JP2000206931A6 (ja) | 2007-11-22 |
Family
ID=12248343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11028426A Pending JP2000206931A (ja) | 1999-01-01 | 1999-02-05 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000206931A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4653944B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2011-03-16 | 日立プラズマディスプレイ株式会社 | 多階調表示装置 |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP11028426A patent/JP2000206931A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6014258A (en) | Color image display apparatus and method | |
US6222512B1 (en) | Intraframe time-division multiplexing type display device and a method of displaying gray-scales in an intraframe time-division multiplexing type display device | |
JP3489884B2 (ja) | フレーム内時分割型表示装置及びフレーム内時分割型表示装置における中間調表示方法 | |
KR100488839B1 (ko) | 서브프레임을 이용하여 그레이 스케일 디스플레이를실행하는 장치 및 방법 | |
US6052112A (en) | Gradation display system | |
US6323880B1 (en) | Gray scale expression method and gray scale display device | |
KR100484423B1 (ko) | 화상표시장치 | |
JPH0934399A (ja) | 中間調表示方法 | |
US6897836B2 (en) | Method for driving a display panel | |
JPH11109916A (ja) | カラー画像表示装置 | |
JP2001083926A (ja) | 動画偽輪郭補償方法およびその方法を用いた画像表示装置 | |
US6741227B2 (en) | Color image display apparatus and method | |
JP2013050682A (ja) | 駆動回路、表示装置、および表示装置の駆動方法 | |
JPH10124000A (ja) | 自発光表示器の駆動装置 | |
KR100263250B1 (ko) | 프레임내 시분할형 중간조 표시 방법 및 프레임내 시분할형 표시장치 | |
JP2001034229A (ja) | 画像表示装置 | |
JP2013092548A (ja) | 液晶表示素子の駆動装置、液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法 | |
JPH09258688A (ja) | ディスプレイ装置 | |
Mikoshiba | 26.1: Invited Paper: Visual Artifacts Generated in Frame‐Sequential Display Devices: An Overview | |
JP3330110B6 (ja) | 画像表示装置 | |
JP4759209B2 (ja) | 画像表示装置 | |
US20020063729A1 (en) | Method of driving display device capable of achieving display of images in higher precision without changing conventional specifications of panel | |
JP2000206931A6 (ja) | 画像表示装置 | |
JP2004151162A (ja) | 階調表示方法 | |
JP3330110B2 (ja) | 画像表示装置 |