JP2000347620A

JP2000347620A - 表示装置

Info

Publication number: JP2000347620A
Application number: JP11161814A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yoneda; 靖司米田; Kenji Awamoto; 健司粟本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP4360450B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アドレッシングにおける行選択を複雑化するこ
となく、隣接したデータ電極間の静電容量の充電に費や
す電力を低減することを目的とする。【解決手段】フィールドを輝度の重み付けをした複数の
サブフィールドに置き換え、サブフィールド単位でセル
の発光の要否を設定して階調表示を行う表示装置１００
において、複数のサブフィールドのうちの重みの昇順に
選定された１個以上のサブフィールドに対して、特定の
画像バターンを平滑化するモルフォロジー演算処理を行
う空間フィルタ６２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２値の発光制御に
よって中間調を再現する表示装置に関する。表示パネル
はＣＲＴに代わるデバイスとして各種分野で用いられて
いる。例えばＰＤＰ（Plasma Display Panel：プラズマ
ディスプレイパネル）は、４０インチを越える大型画面
の壁掛けテレビジョン受像機として商品化されている。
表示パネルにおいては、大型化や高精細化により画素数
が増加するにつれて消費電力が増大しており、駆動デバ
イスの負担軽減及び発熱対策の上でも消費電力の低減が
重要課題となっている。

【０００２】

【従来の技術】表示パネルは、行選択のためのスキャン
電極群と列選択のためのデータ電極群とからなる電極マ
トリクスを有し、行単位のアドレッシングによって表示
内容を設定する。設定のためのアドレス期間は行数と同
数個の行選択期間に分割され、各スキャン電極はいずれ
か１つの行選択期間に所定電位にバイアスされてアクテ
ィブとなる。この行選択に同期して、全てのデータ電極
から並列に１行分の表示データが出力される。データ電
極の電位制御の最も一般的な方法は、電位の異なる複数
の電源出力端子のそれぞれとデータ電極との間にスイッ
チング素子を設け、行選択に同期したパルス信号でスイ
ッチング素子を制御して電源出力端子とデータ電極とを
電気的に接続し又は切り離す方法である。

【０００３】ＰＤＰにおいて、中間調の再現はセル（表
示素子）毎に１フィールドの放電回数を階調レベルに応
じて設定することにより行われる。カラー表示は階調表
示の一種であって、表示色は３原色の輝度の組合せによ
って決まる。本明細書における“フィールド”とは、時
系列の画像表示の単位画像である。すなわち、テレビジ
ョンの場合にはインタレース形式のフレームの各フィー
ルドを意味し、コンピュータ出力に代表されるノンイン
タレース形式（１対１インタレース形式とみなせる）の
場合にはフレームそのものを意味する。

【０００４】ＰＤＰの階調表示方法として、１フィール
ドを輝度の重み付けをした複数のサブフィールドで構成
し、サブフィールド単位の点灯の有無の組合せ（これを
サブフィールド表現と呼称する）によって１フィールド
の総放電回数を設定する方法が広く知られている。“輝
度の重み”は、入力画像の各画素に対してその階調レベ
ルに応じてどのサブフィールドを点灯の対象として選ぶ
かを決めるための数値（通常は最小値を１とする整数で
表される）である。例えば、サブフィールド数を８と
し、重みが２ⁿ（ｎ＝０，１，２，３…）で表されるい
わゆる“バイナリーの重み付け”を行えば、階調レベル
が「０」〜「２５５」の２５６階調の表示が可能であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来においては、隣接
したデータ電極間の静電容量の充放電に費やす無駄な電
力が大きいという問題があった。アドレッシングにおけ
る電位変化の回数をみると、スキャン電極では行選択時
のみに電位が変化するのに対して、データ電極では頻繁
に電位が変化する（全面均一色などの特別な表示の場合
を除く）。したがって、データ電極群においては、隣接
電極間に電位差が生じて電極間容量を充放電する状態が
多数回発生する。

【０００６】アドレッシングにおける電力消費の低減策
として、表示データに応じて行選択の順序を切り換える
ことにより、データ電極の電位変化の回数を低減する適
応型アドレス法がある。しかし、この方法を用いると、
スキャン電極の駆動回路が複雑になってしまう。また、
順序の選択肢の最大個数は行数Ｎの階乗（Ｎ！）であ
り、最適の行選択順序を求めるための演算が膨大であ
る。

【０００７】本発明は、アドレッシングにおける行選択
を複雑化することなく、隣接したデータ電極間の静電容
量の充放電に費やす電力を低減することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、モル
フォロジー演算を適用したフィルタリングによってサブ
フィールドの平滑化を行う。モルフォロジー演算によれ
ば、画像（サブフィールド）のうちの特定パターン部分
を選択的に平滑化し、他の部分の画質劣化（空間周波数
の低下）の小さいフィルタリングを実現することができ
る。

【０００９】アドレッシングにおける消費電力が大きい
画像パターンは、市松（チェック）パターンである。原
理的には、上下左右の隣接するセルどうしで点灯／非点
灯の設定が異なる“セル千鳥”と呼称するパターンでの
消費電力が最大である。また、少なくとも３個のセルで
１画素を構成するカラー表示では、上下左右の隣接する
画素どうしで点灯／非点灯の設定が異なる“ドット千
鳥”と呼称するパターンの出現確率が大きい。セル千鳥
及びドット千鳥では、空間周波数が高く、空間的な輝度
変化がステップ状で且つその振幅が大きい。

【００１０】通常の使用条件の視距離では、セル千鳥及
びドット千鳥が認知されることはほとんどない。また、
視覚のマスキング効果により、ステップの振幅（つまり
点灯セルの輝度）が多少ずれても目立たない。これらの
ことから、輝度の重みの小さいサブフィールドにおい
て、セル千鳥及びドット千鳥を平滑化しても、視覚的に
は画質は変わらない。平滑化によって、電位の異なる電
極間の数、及びアドレス期間における各電極の電位変化
の回数が減少する。

【００１１】請求項１の発明の装置は、フィールドを輝
度の重み付けをした複数のサブフィールドに置き換え、
サブフィールド単位でセルの発光の要否を設定して階調
表示を行う表示装置であって、前記複数のサブフィール
ドのうちの重みの昇順に選定された１個以上のサブフィ
ールドに対して、特定の画像パターンを平滑化するモル
フォロジー演算処理を行う空間フィルタを備えている。

【００１２】請求項２の発明の表示装置において、前記
空間フィルタは、アドレッシングにおける電圧印加の対
象である選択セルの集合と予め設定された特定の集合と
のミンコフスキー和、ミンコフスキー差、又はこれらの
組合せで表される画像変換を行う。

【００１３】請求項３の発明の表示装置は、前記空間フ
ィルタによる処理の有効性を判定する判定部と、前記判
定部の判定結果に従って、前記空間フィルタによって処
理を受けた後のサブフィールド及び処理を受ける以前の
サブフィールドのどちらか一方を、表示対象として選択
するセレクタと、を備えている。

【００１４】請求項４の発明の表示装置において、前記
判定部は、前記空間フィルタによって処理を受けた後の
サブフィールドについて、選択セル又はそれ以外のセル
である非選択セルの数をカウントし、カウント値と閾値
との大小関係を判定結果として出力する。

【００１５】請求項５の発明の表示装置において、画面
の１画素は行方向に並ぶ３個のセルで構成され、前記空
間フィルタは、処理対象のサブフィールドを、当該サブ
フィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離
だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される
画像に変換する。

【００１６】請求項６の発明の表示装置において、前記
空間フィルタは、第１画像パターンを平滑化するモルフ
ォロジー演算処理を行う第１演算部と、第２画像パター
ンを平滑化するモルフォロジー演算処理を行う第２演算
部とを有し、前記判定部は、前記第１演算部による処理
の有効性と前記第２演算部による処理の有効性との大小
を判定し、前記セレクタは、前記判定回路の判定結果に
従って、前記第１演算部によって処理を受けた後のサブ
フィールド、前記第２演算部によって処理を受けた後の
サブフィールド、及び前記空間フィルタによる処理を受
ける以前のサブフィールドのいずれかを表示対象として
選択する。

【００１７】請求項７の発明の表示装置において、画面
の１画素は発光色の異なる複数のセルで構成され、前記
第１画像パターンは、行方向に隣接するセルどうしの発
光の要否が異なり、かつ列方向に隣接するセルどうしの
発光の要否が異なるセル千鳥パターンであり、前記第２
画像パターンは、行方向に隣接する画素どうしの発光の
要否が異なり、かつ列方向に隣接する画素どうしの発光
の要否が異なるドット千鳥パターンである。

【００１８】請求項８の発明の表示装置において、前記
第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブ
フィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離
だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される
画像に変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィ
ールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピ
ッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又
は和集合で表される画像に変換する。

【００１９】請求項９の発明の表示装置において、前記
第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブ
フィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離
だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィール
ドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行
移動した画像との和集合と、の積集合で表される画像に
変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィールド
を、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの
奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該
サブフィールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の
距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合で表
される画像に変換する。

【００２０】請求項１０の発明の表示装置において、前
記空間フィルタは、処理対象として選定されたサブフィ
ールドを領域分割して得られた複数の部分画像毎にモル
フォロジー演算処理を行い、前記判定部は、前記部分画
像毎に前記空間フィルタによる処理の有効性を判定し、
前記セレクタは、前記部分画像毎に表示対象を選択す
る。

【００２１】請求項１１の発明の表示装置は、セルに電
力を供給する駆動回路における電力消費に係わる物理量
を検出し、その検出量が閾値を越える状態のときのみ
に、前記空間フィルタによる処理を受けたサブフィール
ドを表示する。

【００２２】請求項１２の発明の表示装置は、前記検出
量に応じて、１フィールドにおける前記空間フィルタに
よる処理の対象とするサブフィールドの数を増減する。

【００２３】

【発明の実施の形態】［表示装置の概要］〔全体構成〕図１は本発明に係る表示装置の概略図であ
る。

【００２４】表示装置１００は、Ｍ列Ｎ行の画面をもつ
ＡＣ型のＰＤＰ１と、縦横に並ぶセルを選択的に点灯さ
せるためのドライブユニット５０とから構成されてお
り、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピュータシステ
ムのモニターなどとして利用される。

【００２５】ＰＤＰ１は、点灯維持放電（表示放電とも
いう）を生じさせるための主電極Ｘ，Ｙが平行配置さ
れ、各セルにおいて主電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが
交差する３電極面放電構造をもつ。主電極Ｘ，Ｙは画面
の行方向（水平方向）に延び、これらのうちの主電極Ｙ
はアドレッシングに際して行選択のためのスキャン電極
として用いられる。アドレス電極Ａは列方向（垂直方
向）に延びており、列選択のためのデータ電極として用
いられる。

【００２６】ドライブユニット５０は、コントローラ５
１、データ処理回路５２、電源回路５３、Ｘドライバ回
路５６、Ｙドライバ回路５７、及びアドレスドライバ回
路２９を有している。データ処理回路５２は、画像デー
タを一時的に記憶するメモリ６１と、本発明に特有の空
間フィルタ６２とを備えている。ドライブユニット５０
にはＴＶチューナ、コンピュータなどの外部装置から
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の輝度レベルを示す１画素当たり８×
３ビットの多値画像データであるフィールドデータＤｆ
が、各種の同期信号とともに入力される。

【００２７】フィールドデータＤｆは、メモリ６１に一
旦格納された後、階調表示のためのサブフィールドデー
タＤｓｆに変換される。サブフィールドデータＤｓｆ
は、ｍ個のサブフィールドを表す１セル当たりｍビット
の画像データであり、輝度の重みが大きいサブフィール
ドを表す上位データＤ１と、重みの小さいサブフィール
ドを表す下位データＤ２とからなる。サブフィールドは
解像度Ｍ×Ｎの２値画像である。サブフィールドデータ
Ｄｓｆの各ビットの値は、該当する１つのサブフィール
ドにおけるセルの点灯の要否を示す情報、厳密にはアド
レス放電の要否を示す情報である。上位データＤ１がそ
のままメモリ６１からアドレスドライバ回路５９へ転送
されるのに対し、下位データＤ２は空間フィルタ６２を
経由してアドレスドライバ回路５９へ転送される。空間
フィルタ６２は、モルフォロジー演算を適用した平滑化
（フィルタリング）を行う。

【００２８】Ｘドライバ回路５６は、画面を列方向に分
割した区画群のそれぞれに１つずつ対応する複数のＸ共
通ドライバからなる。各Ｘ共通ドライバは、１つの区画
内の主電極Ｘの電位を一括に制御する。Ｙドライバ回路
５７は、スキャンドライバと複数のＹ共通ドライバとか
らなる。スキャンドライバはアドレッシングにおける行
選択のための電位制御手段である。各Ｙ共通ドライバ
は、１つの区画内の主電極Ｙの電位を一括に制御する。
また、アドレスドライバ回路５９は、シリアル転送で入
力されたサブフィールドデータＤｓｆに基づいて、計Ｍ
本のアドレス電極（データ電極）Ａの電位を制御する。
これらドライバ回路には電源回路５３から図示しない配
線導体を介して所定の電力が供給される。

【００２９】〔パネル構造〕図２は本発明に係るＰＤＰ
の内部構造を示す分解斜視図である。ＰＤＰ１では、前
面側基板構体１０の基材であるガラス基板１１の内面
に、行毎に一対ずつ主電極Ｘ，Ｙが配列されている。行
は画面ＥＳにおける水平方向のセル列である。主電極
Ｘ，Ｙは、それぞれが透明導電膜４１と金属膜（バス導
体）４２とからなり、誘電体層１７で被覆されている。
誘電体層１７の表面にはマグネシア（ＭｇＯ）からなる
保護膜１８が設けられている。アドレス電極Ａは、背面
側基板構体２０の基材であるガラス基板２１の内面に配
列されており、誘電体層２４によって被覆されている。
誘電体層２４の上には、平面視直線帯状の隔壁２９が各
アドレス電極Ａの間に１つずつ設けられている。これら
の隔壁２９によって放電空間３０が行方向にサブピクセ
ル毎に区画され、かつ放電空間３０の間隙寸法が規定さ
れている。そして、アドレス電極Ａの上方及び隔壁２９
の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー
表示のためのＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体層２８Ｒ，２８
Ｇ，２８Ｂが設けられている。表示の１画素（ピクセ
ル）は行方向に並ぶ３個のサブピクセルで構成される。
各サブピクセル内の構造体がセル（表示素子）である。
放電空間３０には主成分のネオンにキセノンを混合した
放電ガスが充填されており、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，
２８Ｂは放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的
に励起されて発光する。隔壁２９の配置パターンがスト
ライプパターンであることから、放電空間３０のうちの
各列に対応した部分は全ての行に跨がって列方向に連続
している。

【００３０】〔フィールド構成〕図３は駆動シーケンス
の一例を示す図である。同図では、主電極Ｘ，Ｙの参照
符号には対応する行の配列順位を示す文字（１，２…
Ｎ）を添え、アドレス電極Ａの参照符号には対応する列
の配列順位を示す文字（１〜Ｍ）を添えてある。

【００３１】テレビジョン映像の表示においては、２値
の点灯制御によって階調再現を行うために、入力画像で
ある時系列の各フィールドｆ（参照符号の添字は表示順
位を表す）を例えば８個のサブフレームｓｆ１，ｓｆ
２，ｓｆ３，ｓｆ４，ｓｆ５，ｓｆ６，ｓｆ７，ｓｆ８
に分割する。すなわち、フレームを構成する各フィール
ドｆを８個のサブフレームｓｆ１〜ｓｆ８の集合に置き
換える。なお、コンピュータ出力などのノンインタレー
ス形式の画像を再生する場合には、各フレームを８分割
する。そして、これらサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８に
おける輝度の相対比率がおおよそ１：２：４：８：１
６：３２：６４：１２８となるように重み付けをして各
サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の点灯維持放電の回数を
設定する。サブフィールド単位の点灯／非点灯の組合せ
でＲＧＢの各色毎に２５６段階の輝度設定を行うことが
できるので、表示可能な色の数は２５６³となる。例示
では、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の表示順序が輝度
の重みの昇順であるが、これに限るものではない。例え
ば、重みの大きいサブフィールドｓｆ８をフィールド期
間の中央に配置するといった最適化を行うことができ
る。また、バイナリーの重み付けに限らず、複数のサブ
フィールドに同一の重みを与える“冗長性のある重み付
け”を採用することもできる。

【００３２】〔駆動シーケンス〕各サブフィールドｓｆ
１〜ｓｆ８に割り当てるサブフィールド期間は、画面の
帯電分布を一様化する準備期間ＴＲ、表示内容に応じた
帯電分布を形成するアドレス期間ＴＡ、及び階調レベル
に応じた輝度を確保するために点灯状態を維持するサス
テイン期間ＴＳからなる。準備期間ＴＲ及びアドレス期
間ＴＡの長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サ
ステイン期間ＴＳの長さは輝度の重みが大きいほど長
い。つまり、１つのフィールドｆに対応する８個のサブ
フィールド期間の長さは互いに異なる。

【００３３】駆動波形については振幅、極性、及びタイ
ミングを種々変更することが可能であり、図３の波形は
一例である。ここでは書込み形式のアドレッシングを行
うものとして、サブフィールド毎に繰り返される駆動シ
ーケンスを説明する。

【００３４】（アドレッシング準備）準備期間ＴＲにお
いては、全ての主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nに一斉に波高値Ｖｒの
パルスＰｒを印加する。同時に全てのアドレス電極Ａ₁
〜Ａ_Mに主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nとの間の放電を防止するため
のパルスＰｒａを印加する。パルスＰｒの印加により画
面全体で主電極間の面放電が生じる。そして、パルスＰ
ｒの立下がりで過剰の壁電荷による自己放電が生じて壁
電荷がほぼ完全に消失する。

【００３５】（アドレッシング）アドレス期間ＴＡにお
いては、点灯すべきセルのみに点灯維持に必要な壁電荷
を形成する。以下、点灯すべきセルを便宜的に“点灯セ
ル”といい、他のセルを“非点灯セル”という。全ての
主電極Ｘ₁〜Ｘ_N及び全ての主電極Ｙ₁〜Ｙ_Nを所定電
位Ｖａ，−Ｖｃにバイアスした状態で、行選択期間（１
行分のスキャン時間）Ｔｙ毎に選択行に対応した１つの
主電極ＹにスキャンパルスＰｙを印加する。これと同時
に点灯セルに対応したアドレス電極Ａのみにアドレスパ
ルスＰａを印加する。つまり、選択行のＭ列分のサブフ
ィールドデータＤｓｆに基づいてアドレス電極Ａ₁〜Ａ
_Mの電位を０又はＶａに制御する。点灯セルでは主電極
Ｙとアドレス電極Ａとの間の放電が生じ、それがトリガ
となって主電極間の面放電が生じる。これら一連の放電
がアドレス放電である。アドレス放電により所望の壁電
荷が形成される。

【００３６】なお、消去アドレス形式の場合は、準備期
間ＴＲで全面を均一に帯電させておき、非点灯セルのみ
でアドレス放電を生じさせて不要の壁電荷を消去し、点
灯セルに壁電荷を残すようにする。ここで、“選択セ
ル”を「アドレス放電を生じさせるセル（アドレス電極
Ａを電位Ｖａにバイアスするセル）」と定義する。そし
て、サブフィールドデータＤｓｆのビットについて、選
択セルを示す値を「１」、非選択セルを示す値を「０」
とする。アドレス形式と選択セルとの対応関係を表１に
示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】（点灯維持）サステイン期間ＴＳにおいて
は、不要の放電を防止するために全てのアドレス電極Ａ
₁〜Ａ_Mを電位Ｖａにバイアスする。そして、主電極Ｙ
₁〜Ｙ_Nと主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nとに交互にサステインパル
スＰｓを印加する。サステインパルスＰｓの波高値Ｖｓ
は放電開始電圧より低いので、壁電圧が重畳しなければ
放電は生じない。したがって、アドレス期間ＴＡに壁電
荷が形成された点灯セルのみで、サステインパルスＰｓ
の印加毎に面放電が生じる。このとき、放電ガスが紫外
線を放ち、セル内の蛍光体が紫外線で励起されて発光す
る。［本発明に特有のデータ処理］以下、アドレッシン
グにおける電力消費の低減方法を説明する。

【００３９】〔ドライバの状態検出〕図４はアドレスド
ライバ回路の概略図である。図４（ａ）は全体構成を示
し、図４（ｂ）は１個のドライバ群に対応する部分の構
成を示している。図において、同一機能の構成要素には
配列順位を示す小文字を添えた同一の数字列を参照符号
として付してある。ただし、以下の説明において、配列
順位の区別する必要がないときには添字を省略すること
がある。

【００４０】ここで、ＰＤＰ１の画面をＳＸＧＡ仕様
（１０２４×１２８０画素）とする。色再現のために１
画素は水平方向に並ぶ３個のサブピクセルで構成され、
各サブピクセルに１本のアドレス電極Ａが対応付けられ
るので、アドレス電極Ａの総数Ｍは３８４０（＝１２８
０×３）である。本例では３８４０本のアドレス電極Ａ
₁〜Ａ₃₈₄₀の電位が計６０個のドライバ９２によって制
御される。各ドライバ９２は集積回路デバイスであり、
図４（ｂ）のように６４本のアドレス電極Ａの制御を受
け持つ。６０個のドライバ９２は１０個ずつ計６個のド
ライバ群９１₁〜９１₆に区分され、ドライバ群９１₁
〜９１₆のそれぞれに対して１個ずつ、つまり６４０本
のアドレス電極Ａに１個の割合でセンサ９３₁〜９３₆
が設けられている。アドレスドライバ回路５９は、６０
個のドライバ９２と６個のセンサ９３とで構成されてい
る。ドライバ９２は、コントローラ５１からの制御信号
ＳＬに従ってサブフィールドデータＤｓｆをラッチす
る。

【００４１】センサ９３は、アドレス電極Ａに付随する
電極間容量Ｃ_Aの充放電及びアドレス放電による電力消
費に係わる物理量を検出する。物理量の具体例として
は、電位Ｖａの電源ラインから１０個のドライバ９２へ
流れる駆動電流の総量、及びドライバ群３１の装着面の
温度がある。電流及び温度のどちらか一方のみを検出し
てもよい。センサ９３による検出値は、状態信号Ｓ９３
としてデータ処理回路５２へ送られ、サブフィールドに
対する平滑化の要否判断に用いられる。

【００４２】〔セル千鳥パターン及びドット千鳥パター
ン〕図５は特定の画像パターンの例を示す図である。Ｐ
ＤＰ１では隔壁パターンがストライプ状であるので、セ
ルは行列の各方向に直線状に並ぶ。そして、１画素を構
成するＲ，Ｇ，Ｂの３個のセルは行方向に並ぶ。セル千
鳥パターンは、図５（ａ）のように上下左右に隣接する
セルどうしの一方が選択セルで他方が非選択セルとなる
パターンである。セル千鳥パターンでは、行列両方向の
１セル置きのセルどうしは選択セルどうし又は非選択セ
ルどうしとなる。ドット千鳥パターンは、図５（ｂ）の
ように上下左右に隣接する画素どうしの一方が選択セル
のみで構成され、他方が非選択セルのみで構成されるパ
ターンである。ドット千鳥パターンでは、列方向につい
てはセル千鳥と同じく１セル置き、行方向については５
セル置きのセルどうしが選択セルどうし又は非選択セル
どうしとなる。これらのパターンでは、アドレッシング
の行走査毎にアドレス電極間の容量Ｃ_Aの充放電をする
必要があり、ドライバ９２の内部での消費電力が増大す
る。

【００４３】〔データ処理回路の構成例〕図６はデータ
処理回路のブロック図である。メモリ６１は、データ変
換部６４によって生成されたサブフィールドデータＤｓ
ｆを記憶する。サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の表示の
進行に合わせて、メモリコントローラ６３は、次に表示
すべきサブフィールドを表すサブフィールドデータＤｓ
ｆをメモリ６１から読み出してセレクタ６６へ送るとと
もに、適時に下位データＤ２を読み出して空間フィルタ
６２へ送る。本例において、下位データＤ２は、重みが
最も小さいサブフィールドｓｆ１と２番目に小さいサブ
フィールドｓｆ２とに対応したデータである。

【００４４】空間フィルタ６２は、セル千鳥パターンを
平滑化する第１演算部６２１と、ドット千鳥パターンを
平滑化する第２演算部６２２とからなる。下位データＤ
２は、第１演算部６２１及び第２演算部６２２の双方に
入力される。第１演算部６２１は処理後の下位データＤ
２１をセレクタ６６へ出力し、第１演算部６２１も処理
後の下位データＤ２２をセレクタ６６へ出力する。下位
データＤ２１，Ｄ２１は判定部６５にも送られる。

【００４５】判定部６５は、出力コントローラ６５０と
２個のカウンタ６５１，６５２とを有する。カウンタ６
５１は、サブフィールド毎に、第１演算部６２１からの
下位データＤ２１のうちの選択セルを示すビット又は非
選択セルを示すビットの数をカウントする。同様にカウ
ンタ６５２は、第２演算部６２２からの下位データＤ２
２のうちの値「１」のビット又は値「０」のビットの数
をカウントする。出力コントローラ６５０は、カウンタ
６５１，６５２のカウント出力と予め設定された閾値と
の比較、及びカウント出力どうしの比較によって、各演
算部のフィルタリングが有効であるか、有効であればど
ちらがより有効であるかをサブフィールド毎に判定す
る。そして、出力コントローラ６５０は判定の結果に応
じてセレクタ６６を制御する。

【００４６】サブフィールドｓｆ１において、セル千鳥
パターンの割合が設定値以上で且つドット千鳥パターン
の割合よりも大きい場合は、第１演算部６２１からの下
位データＤ２１が選択され、ドット千鳥パターンの割合
が設定値以上で且つセル千鳥パターンの割合よりも大き
い場合は、第２演算部６２２からの下位データＤ２２が
選択される。サブフィールドｓｆ２においても同様の選
択が行われる。セル千鳥パターンの割合及びドット千鳥
パターンの割合がともに設定値に満たない場合は、メモ
リ６１からの下位データＤ２が出力として選択される。
フィルタリングによる省電効果が小さいからである。

【００４７】セレクタ６６の動作により、アドレスドラ
イバ回路５９には、１フィールド分の表示データとし
て、サブフィールドｓｆ１，ｓｆ２の一方又は両方を平
滑化したサブフィールドデータＤｓｆ’、又はデータ変
換部６４によって生成されたままのサブフィールドデー
タＤｓｆがアドレスドライバ回路５９へ転送される。サ
ブフィールドデータＤｓｆ’によれば、平滑化によって
選択セルと非選択セルとの隣接箇所が減少した分だけ、
電極間容量Ｃ_Aの充放電に費やす電力を低減することが
できる。

【００４８】ところで、空間フィルタ６２に入力される
データは、１セルにつき１ビットのサブフィールドデー
タである。このため、第１演算部６２１及び第２演算部
６２２は、１ビットのＡＮＤ，ＯＲといった単純な論理
回路で構成することができる。また、隣接セル間のみの
演算であるので、パイプライン処理を行うフィルタとは
違って、空間フィルタ６２は大きなメモリを必要とせず
小規模な回路となる。

【００４９】〔空間フィルタの稼働制御〕本実施形態で
は、サブフィールドデータＤｓｆ’とサブフィールドデ
ータＤｓｆとの切換えは、アドレスドライバ回路５９の
負担が比較的に大きいときに限定的に行われる。すなわ
ち、出力コントローラ６５０は、アドレスドライバ回路
５９からの状態信号Ｓ９３に基づいて、平滑化の要否を
判断する。その際、物理量の検出値として、計６個のセ
ンサ９３の出力のうちの代表値（例えば最大値）を選ん
でもよいし、平均値を算出して用いてもよい。動画表示
であっても、フィールド毎に表示内容が大きく変わるこ
とは稀であり、数秒分程度のフィールドの内容が似通っ
ているのが通常である。したがって、駆動電流が閾値を
越えたことを検出した時点から一定期間にわたって平滑
化を行えば、省電が可能である。また、温度が閾値を越
える状態のときに、できるだけ昇温を抑える上で平滑化
は有効である。出力コントローラ６５０は、平滑化が不
要と判断した場合に、以後に必要と判断するまで空間フ
ィルタ６２を休止状態とし、セレクタ６６に対してメモ
リ６１からのデータの選択を指示する。休止により、電
力消費及び発熱が低減される。

【００５０】なお、アドレスドライバ回路５９の状態に
係わらず、常に空間フィルタ６２を稼働させてもよい。
また、センサ９３を省略し、表示データの切換えを恒常
的に行ってもよい。

【００５１】〔フィルタリング対象の選定の変形例〕全
てのサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８に対して平滑化を行
うことが可能である。ただし、輝度の重みが大きいほ
ど、平滑化が目立ってしまうので、重みの小さい１〜３
個程度のサブフィールドのみを平滑化の対象に選定する
のが好ましい。状態信号Ｓ９３に基づいて、アドレスド
ライバ回路５９の負担増大に合わせて重みの昇順にフィ
ルタリング対象を増加させ、負担減少に合わせて重みの
降順にフィルタリング対象を減少させるといった、自動
選定変更が可能である。操作スイッチを設けて手動で選
定を切り換える構成もある。

【００５２】〔モルフォロジー演算〕モルフォロジー演
算とは、多次元空間における集合論として展開されるモ
ルフォロジーを２次元画像に適用した画像処理の手法で
あり、処理対象の画像と“構造要素”との集合演算であ
る。構造要素と呼称される有界集合の選定により、種々
のフィルタリングを実現できる。数学的定義について
は、例えば「モルフォロジー」（小畑秀文著，コロナ
社）に詳しく記載されている。ここでは、基本となるミ
ンコフスキー和及びミンコフスキー差を簡単に説明す
る。

【００５３】図７はミンコフスキー和及びミンコフスキ
ー差の説明図である。縦横に並ぶセルからなる画面にｘ
ｙ座標系を当てはめる。第１行第１列のセルの中心を座
標系の原点とする。セルの位置を座標（ｘ，ｙ）で表す
ものとする。

【００５４】図７において、原画像（サブフィールド）
は４個の選択セル（要素）からなる集合Ａである。構造
要素は、２個の要素からなる集合Ｂである。集合Ｂの要
素を原点からのベクトルと考える。

【００５５】ミンコフスキー和は、集合Ａを集合Ｂの各
要素によって平行移動した集合（画像）の和集合であ
る。すなわち、図示の例では、集合Ｂの各要素の座標が
（０，０）、（０，−１）であるので、原点から原点へ
移動量０の平行移動をした原画像（つまり、元のまま）
と、原画像を−ｙ方向に１だけ移動させた画像との和集
合がミンコフスキー和となる。ミンコフスキー差は、集
合Ａを集合Ｂの各要素によって平行移動した集合（画
像）の積集合である。このように選択セルを集合の要素
とする場合、ミンコフスキー和では選択セルが増大する
平滑化となり、ミンコフスキー差では選択セルが減少す
る平滑化となる。

【００５６】図８は平滑化の第１例を示す図である。空
間フィルタ６２は、原画像であるサブフィールドｓｆ１
とそれを列方向に１行だけ移動させた画像ｓｆ１ｂとを
重ね合わせた画像ｓｆ１ｃを出力する。回路構成として
は、注目行とその次の行の下位データＤ２の論理和をビ
ット毎に求めればよい。この処理結果は、構造要素とし
て座標が（０，０），（０，−１）の要素からなる集合
を用いたミンコフスキー和に相当する。

【００５７】図示のとおり、原画像のうちのセル千鳥パ
ターンの領域が平滑化される。セル千鳥パターンの領域
が大きいほど選択セルが増加するので、選択セルの数を
カウンタ６５１，６５２でカウントすることにより、処
理の有効性を判定すればよい。例示はミンコフスキー和
であるが、ミンコフスキー差を適用しても省電化の上で
ミンコフスキー和と同様の度合いの平滑化が可能であ
る。アドレッシングの省電の観点では、選択セルの増加
よりも非選択セルの増加の方が好ましい。ただし、消去
アドレスの場合には背景輝度を低減してコントラストを
高める上で、選択セルの増加が好ましい。本来は非点灯
であるセルを点灯させるよりも、点灯セルを非点灯とす
る方が高品位となる。書込みアドレスの場合には、ミン
コフスキー差が好適となる。

【００５８】列方向の平行移動による平滑化はドット千
鳥パターンにもセル千鳥パターンと同様に有効であるの
で、必ずしもドット千鳥パターンとセル千鳥パターンと
を区別する必要はない。したがって、図８の平滑化を行
う場合、第２演算部６２２及びカウンタ６５２の省略が
可能である。

【００５９】構造要素の変形例を表２に示す。なお、変
形例においても、ミンコフスキー和及びミンコフスキー
差のどちらで平滑化の度合いは同様である。

【００６０】

【表２】

【００６１】表２の行方向の平行移動による平滑化で
は、セル千鳥パターンとドット千鳥パターンとで異なる
処理を行うことになり、第１演算部６２１と第２演算部
６２２とで処理結果が異なる。したがって、ミンコフス
キー和の場合は選択セルの多い方（非選択セルの少ない
方）を、ミンコフスキー差の場合は非選択セルの多い方
を出力として選択すればよい。

【００６２】図９は平滑化の第２例を示す図である。第
２例は、ミンコフスキー和とミンコフスキー差とを組み
合わせた処理を行うものである。

【００６３】原画像ｓｆ１とそれを列方向に移動させた
画像ｓｆ１ｂとを重ね合わせた画像ｓｆ１ｃでは、行方
向の直線情報が消失している。一方、原画像ｓｆ１とそ
れを行方向に移動させた画像ｓｆ１ｄとを重ね合わせた
画像ｓｆ１ｅでは、列方向の直線情報が消失している。
そこで、本例では、画像ｓｆ１ｃと画像ｓｆ１ｅとの共
通部分である画像ｓｆ１ｆを生成する。この処理結果
は、構造要素として座標が（０，０），（０，−１）の
要素からなる集合を用いたミンコフスキー和と、座標が
（０，０），（２ｋ−１，０）の要素からなる集合を用
いたミンコフスキー和との積集合に相当する（ｋは０を
含む整数）。ただし、ミンコフスキー差とミンコフスキ
ー差との和集合を求める処理でも同様の平滑効果があ
る。

【００６４】〔分割画面毎の平滑化〕図１０は画面の領
域分割の例を示す図である。画面ＥＳを複数の領域に分
割し、領域毎に平滑化及びその有効性の判定とを行うこ
とにより、セル千鳥でもドット千鳥でもない部分の解像
度が低下したり色相がずれたりする影響を小さくするこ
とができる。

【００６５】図１０（ａ）のように、各ドライバ群９１
が駆動を受け持つ領域Ｅ毎に平滑化を行えば、個々のド
ライバ群９１の負荷状態をアドレス制御に反映させるこ
とができる。図１０（ｂ）のように、さらに各領域Ｅを
複数の領域ｅに分割してもよい。

【００６６】

【発明の効果】請求項１乃至請求項１２の発明によれ
ば、アドレッシングにおける行選択を複雑化することな
く、隣接したデータ電極間の静電容量の充放電に費やす
電力を低減することができる。本発明の空間フィルタは
従来の装置に簡易な回路を付加するだけで実現すること
ができるので、安価にて電力低減機能をもつ表示装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置の概略図である。

【図２】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視
図である。

【図３】駆動シーケンスの一例を示す図である。

【図４】アドレスドライバ回路の概略図である。

【図５】特定の画像パターンの例を示す図である。

【図６】データ処理回路のブロック図である。

【図７】ミンコフスキー和及びミンコフスキー差の説明
図である。

【図８】平滑化の第１例を示す図である。

【図９】平滑化の第２例を示す図である。

【図１０】画面の領域分割の例を示す図である。

【符号の説明】

１００表示装置ｆフィールドｓｆ１〜８サブフィールド５２データ処理回路６２空間フィルタ６５判定部６６セレクタＤ２１，Ｄ２２処理後のサブフィールドＥＳ画面６２１第１演算部６２２第２演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C080 AA05 BB05 CC03 DD22 DD26 EE19 EE29 GG08 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06 KK02 KK43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィールドを輝度の重み付けをした複数の
サブフィールドに置き換え、サブフィールド単位でセル
の発光の要否を設定して階調表示を行う表示装置であっ
て、前記複数のサブフィールドのうちの重みの昇順に選定さ
れた１個以上のサブフィールドに対して、特定の画像パ
ターンを平滑化するモルフォロジー演算処理を行う空間
フィルタを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記空間フィルタは、アドレッシングにお
ける電圧印加の対象である選択セルの集合と予め設定さ
れた特定の集合とのミンコフスキー和、ミンコフスキー
差、又はこれらの組合せで表される画像変換を行う請求
項１記載の表示装置。
【請求項３】前記空間フィルタによる処理の有効性を判
定する判定部と、前記判定部の判定結果に従って、前記空間フィルタによ
って処理を受けた後のサブフィールド及び処理を受ける
以前のサブフィールドのどちらか一方を、表示対象とし
て選択するセレクタと、を備えた請求項１又は請求項２
記載の表示装置。
【請求項４】前記判定部は、前記空間フィルタによって
処理を受けた後のサブフィールドについて、選択セル又
はそれ以外のセルである非選択セルの数をカウントし、
カウント値と閾値との大小関係を判定結果として出力す
る請求項３記載の表示装置。
【請求項５】１画素が行方向に並ぶ３個のセルで構成さ
れる画面を有し、前記空間フィルタは、処理対象のサブフィールドを、当
該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍
の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表
される画像に変換する請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載の表示装置。
【請求項６】前記空間フィルタは、第１画像パターンを
平滑化するモルフォロジー演算処理を行う第１演算部
と、第２画像パターンを平滑化するモルフォロジー演算
処理を行う第２演算部とを有し、前記判定部は、前記第１演算部による処理の有効性と前
記第２演算部による処理の有効性との大小を判定し、前記セレクタは、前記判定回路の判定結果に従って、前
記第１演算部によって処理を受けた後のサブフィール
ド、前記第２演算部によって処理を受けた後のサブフィ
ールド、及び前記空間フィルタによる処理を受ける以前
のサブフィールドのいずれかを表示対象として選択する
請求項３又は請求項４記載の表示装置。
【請求項７】１画素が発光色の異なる複数のセルで構成
される画面を有し、前記第１画像パターンは、行方向に隣接するセルどうし
の発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接するセルどう
しの発光の要否が異なるセル千鳥パターンであり、前記第２画像パターンは、行方向に隣接する画素どうし
の発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接する画素どう
しの発光の要否が異なるドット千鳥パターンである請求
項６記載の表示装置。
【請求項８】前記第１演算部は、処理対象のサブフィー
ルドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッ
チの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は
和集合で表される画像に変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該
サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の
距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表さ
れる画像に変換する請求項７記載の表示装置。
【請求項９】前記第１演算部は、処理対象のサブフィー
ルドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッ
チの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、
当該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数
倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合
で表される画像に変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該
サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の
距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィ
ールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ
平行移動した画像との和集合と、の積集合で表される画
像に変換する請求項７記載の表示装置。
【請求項１０】前記空間フィルタは、処理対象として選
定されたサブフィールドを領域分割して得られた複数の
部分画像毎にモルフォロジー演算処理を行い、前記判定部は、前記部分画像毎に前記空間フィルタによ
る処理の有効性を判定し、前記セレクタは、前記部分画像毎に表示対象を選択する
請求項３乃至請求項９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】セルに電力を供給する駆動回路における
電力消費に係わる物理量を検出し、その検出量が閾値を
越える状態のときのみに、前記空間フィルタによる処理
を受けたサブフィールドを表示する請求項１乃至請求項
１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】前記検出量に応じて、１フィールドにお
ける前記空間フィルタによる処理の対象とするサブフィ
ールドの数を増減する請求項１１記載の表示装置