JP2003223131A

JP2003223131A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2003223131A
Application number: JP2002170569A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sagano; 治嵯峨野; Naoto Abe; 直人阿部; Yutaka Saito; 裕齋藤; Kohei Inamura; 浩平稲村; Takeshi Ikeda; 武池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP3715948B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少ないハードウエアで、表示パネルのマトリ
クス配線が有する電気抵抗による駆動条件の変動を補正
できる画像表示装置を提供する。【解決手段】画像データに対し、少なくとも行配線の
抵抗分による電圧降下の影響を低減するための補正画像
データを算出する補正画像データ算出手段は、画像デー
タに対し複数の離散的な画像データ基準値を設定し、該
画像データ基準値に対する離散的補正画像データを算出
する離散補正画像データ算出部と、離散補正画像データ
算出部の出力を補間し、画像のデータの大きさに対応し
た補正画像データを算出する補正画像データ補間部と、
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマトリクス状に配線
された電子放出素子等の画像を形成するための素子を備
えた画像表示装置であり、特に、画像形成素子から放出
される電子線の照射を受け発光する蛍光面を備え、また
は自ら発光することによって、テレビジョン信号やコン
ピュータなどの表示信号を受信し画像を表示するテレビ
ジョン受信機やディスプレイ装置等の画像表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】冷陰極素子を備え、冷陰極素子への電気
的な接続配線などの配線抵抗による電圧降下に起因する
輝度低下を補正するために、統計演算によりその補正デ
ータを算出し、電子線要求値と補正値を合成する構成を
有する画像表示装置が、特開平８−２４８９２０号公報
に開示されている。

【０００３】この公報記載の画像表示装置の構成を図２
６に示す。

【０００４】本装置におけるデータの補正に係わる構成
は概略以下の通りである。

【０００５】まず、ディジタル画像信号の１ライン分の
輝度データを合算器２０８で合算し、この合算値に対応
する補正率データをメモリ２０７から読み出す。

【０００６】一方、ディジタル画像信号はシフトレジス
タ２０４においてシリアル／パラレル変換され、ラッチ
回路２０５において所定時間保持された後、所定のタイ
ミングで各列配線毎に備えられる乗算器２０８に入力さ
れる。

【０００７】乗算器２０８において各列配線毎に輝度デ
ータとメモリ２０７から読み出された補正データを乗算
し、得られた補正後のデータは変調信号発生器２０９に
転送され、補正後のデータに対応する変調信号が変調信
号発生器２０９において生成され、この変調信号に基づ
いて表示パネルに画像が表示される。

【０００８】ここでは、合算器２０８におけるディジタ
ル画像信号の１ライン分の輝度データの合算処理のよう
に、ディジタル画像信号に対して総和や平均を算出する
というような統計的な演算処理を行い、この値に基づい
て補正を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構成においては、各列配線毎の乗算器、補正デ
ータを出力するためのメモリ、メモリにアドレス信号を
与えるための合算器など大規模なハードウエアが必要で
あった。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、従来よりも少ないハードウエアで、表示パネルのマ
トリクス配線が有する電気抵抗による駆動条件の変動を
補正できる画像表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、マトリクス状に配置され、複数の
行配線及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いら
れる画像形成素子と、前記行配線を順次選択し走査する
走査手段と、画像データに対し、少なくとも前記行配線
の抵抗分による電圧降下の影響を低減するための補正画
像データを算出する補正画像データ算出手段と、前記補
正画像データに基づいて前記列配線に印加する変調信号
を出力する変調手段とを備える画像表示装置であって、
前記補正画像データ算出手段は、画像データに対し複数
の離散的な画像データ基準値を設定し、該画像データ基
準値に対する離散的補正画像データを算出する離散補正
画像データ算出部と、離散補正画像データ算出部の出力
を補間し、画像のデータの大きさに対応した補正画像デ
ータを算出する補正画像データ補間部と、を備えること
を特徴とする。

【００１２】前記離散補正画像データ算出部は、選択さ
れている行配線に沿って水平方向に複数の基準点を設定
し、前記基準点における、補正画像データを算出すると
ともに、前記補正画像データ補間部は、前記離散補正画
像データ算出部の出力を水平方向に補間して、画像デー
タの水平表示位置に応じた補正画像データを算出するこ
とも好適である。

【００１３】前記離散補正画像データ算出部は、選択さ
れた行配線を複数の領域に分割し、分割された各々の領
域ごとに、前記画像データの統計量を算出し、さらに該
統計量から離散補正画像データを算出することも好適で
ある。

【００１４】前記統計量は、前記各々の領域ごとに該画
像データと該画像データに対して設定された離散的な画
像データ基準値とを比較した結果を、前記各領域ごとに
積算した量であることも好適である。

【００１５】前記基準点は前記複数の領域の境界に位置
することも好適である。

【００１６】前記基準点は前記領域の中央に位置するこ
とも好適である。

【００１７】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻
に対し、画像データに対して変調を行った際の電圧降下
量を予測算出することも好適である。

【００１８】前記離散補正画像データ算出部は、前記基
準点における電圧降下量を予測算出することも好適であ
る。

【００１９】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻
に対し、画像データに対して変調を行った際の画像形成
素子の発光輝度を予測算出することも好適である。

【００２０】前記離散補正画像データ算出部は、画像デ
ータに対して変調を行った際の前記基準点の画像形成素
子の発光輝度量を予測算出することも好適である。

【００２１】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応して、１水平走査期間を複数の時
間領域に分割し、各々の時間領域に放出される発光輝度
量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じになるよう
に各々の時間領域を伸長し、さらに各々の時間領域の伸
長された結果を積算して、前記離散補正画像データを算
出することも好適である。

【００２２】前記離散補正画像データ算出部は、前記時
間領域を伸長する際に、前記時間領域の境界における発
光輝度量が伸長を行うことにより変化しないものと近似
して、各時間領域の伸長量を算出することも好適であ
る。

【００２３】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応して、画像データのデータ範囲を
複数の領域に分割し、各々の領域に対して放出される発
光輝度量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じにな
るように各々の領域を伸長し、さらに各々の領域の伸長
された結果を積算して、前記離散補正画像データを算出
することも好適である。

【００２４】前記離散補正画像データ算出部は、前記領
域を伸長する際に、前記領域の境界における発光輝度量
が伸長を行うことにより変化しないものと近似して、各
領域の伸長量を算出することも好適である。

【００２５】前記行配線に沿って水平方向に設定された
基準点と隣接する基準点の間の水平方向の該画像形成素
子数は２の整数乗として表記できることも好適である。

【００２６】前記画像データに対して設定された画像デ
ータ基準値の間隔は、２の整数乗として表記できること
も好適である。

【００２７】マトリクス状に配置され、複数の行配線及
び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられる画像
形成素子と、前記行配線を順次選択し走査する走査手段
と、画像データに対し、少なくとも前記行配線の抵抗分
による電圧降下の影響を低減するための補正データを算
出する補正データ算出手段と、該補正データと該画像デ
ータを演算する演算手段と、前記演算手段の出力に応じ
前記列配線に印加する変調信号を出力する変調手段とを
備える画像表示装置であって、前記補正データ算出手段
は、該画像データに対し複数の離散的な画像データ基準
値を設定し、該画像データ基準値に対する、離散的な補
正データを算出する離散補正データ算出部と、該離散補
正データ算出部の出力を補間し、該画像のデータの大き
さに対応した補正データを算出する補正データ補間部
と、を備えることを特徴とする。

【００２８】前記離散補正データ算出部は、選択された
行配線に沿って水平方向に複数の基準点を設定し、前記
基準点における、補正データを算出するとともに、前記
補正データ補間部は、前記離散補正データ算出部の出力
を水平方向に補間して、水平表示位置に応じた補正デー
タを算出することも好適である。

【００２９】前記離散補正データ算出部は、前記行配線
を複数の領域に分割し、分割された各々の領域ごとに、
入力画像データの統計量を算出し、さらに該統計量から
離散補正データを算出することも好適である。

【００３０】前記統計量は、画像データと、画像データ
に対して設定された離散的な画像データ基準値との比較
結果を各領域ごとに積算した結果であることも好適であ
る。

【００３１】前記基準点は前記複数の領域の境界に位置
することも好適である。

【００３２】前記基準点は前記領域の中央に位置するこ
とも好適である。

【００３３】前記離散補正データ算出部は、前記画像デ
ータ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻に対
し、画像データに対して変調を行った際の電圧降下量を
予測算出することも好適である。

【００３４】前記離散補正データ算出部は、前記基準点
における電圧降下量を予測算出することも好適である。

【００３５】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻
に対し、画像データに対して変調を行った際の画像形成
素子の発光輝度を予測算出することも好適である。

【００３６】前記離散補正データ算出部は、画像データ
に対して変調を行った際の前記基準点の画像形成素子の
発光輝度量を予測算出することも好適である。

【００３７】前記離散補正データ算出部は、前記画像デ
ータ基準値に対応して、１水平走査期間を複数の時間領
域に分割し、各々の時間領域に放出される発光輝度量の
総量が電圧降下の影響がない場合と同じになるように各
々の時間領域を伸長し、さらに各々の時間領域の伸長さ
れた結果を積算して、前記離散補正データを算出するこ
とも好適である。

【００３８】前記離散補正データ算出部は、前記時間領
域を伸長する際に、前記時間領域の境界における発光輝
度量が伸長を行うことにより変化しないものと近似し
て、各時間領域の伸長量を算出することも好適である。

【００３９】前記離散補正データ算出部は、前記画像デ
ータ基準値に対応して、画像データのデータ範囲を複数
の領域に分割し、各々の領域に対して放出される発光輝
度量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じになるよ
うに各々の領域を伸長し、さらに各々の領域の伸長され
た結果を積算して、前記離散補正データを算出すること
も好適である。

【００４０】前記離散補正データ算出部は、前記領域を
伸長する際に、前記領域の境界における発光輝度量が伸
長を行うことにより変化しないものと近似して、各領域
の伸長量を算出することも好適である。

【００４１】前記行配線に沿って水平方向に設定された
基準点と隣接する基準点の間の水平方向の該画像形成素
子数は２の整数乗として表記できることも好適である。

【００４２】前記画像データに対して設定された画像デ
ータ基準値の間隔は、２の整数乗として表記できること
も好適である。

【００４３】前記演算手段は画像データと補正データを
加算する加算器であることも好適である。

【００４４】前記変調手段は、前記補正画像データに基
づいて、各列配線に印加する変調信号波形のパルス幅を
変調することも好適である。

【００４５】前記画像形成素子は印加される変調信号に
応じて電子を放出する電子放出素子であることも好適で
ある。

【００４６】前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子
であることも好適である。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００４８】（第１の実施形態）本発明は、電子放出素
子を単純マトリクスに配置した表示装置においては、走
査配線に流れ込む電流と、走査配線の配線抵抗により電
圧降下が発生し、表示画像が劣化するという現象に鑑
み、このような走査配線における電圧降下が表示画像に
与える影響を補正する処理回路を備えた画像表示装置に
関し、特に、それを比較的小さな回路規模で実現するも
のである。

【００４９】本実施の形態の補正回路は、入力画像デー
タに応じて電圧降下のために生じる表示画像の劣化を計
算し、それを補正する補正データを求め、画像データに
補正を施すものである。

【００５０】このような補正回路を内蔵した画像表示装
置として、本発明者らは以下に示すような方式の画像表
示装置について鋭意検討を行ってきた。

【００５１】以下、本発明について説明するに際して、
本発明の実施形態に係る画像表示装置の表示パネルの概
観、表示パネルの電気的接続、表面伝導型放出素子の特
性、表示パネルの駆動方法、及び、このような表示パネ
ルによって画像を表示する際の走査配線の電気抵抗に起
因する駆動電圧の低下の機構について説明した後に、本
発明の特徴である電圧降下の影響に対する補正方法及び
装置について説明する。

【００５２】（画像表示装置の概観）図１は、本実施形
態に係る画像表示装置に用いた表示パネルの斜視図であ
り、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示
している。図中、１００５はリアプレート、１００６は
側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５〜
１００７により表示パネルの内部を真空に維持するため
の気密容器を形成している。

【００５３】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮ×Ｍ個形成されている。行配線（走査配線）１００
３、列配線（変調配線）１００４及び冷陰極素子（画像
形成素子）は図２のように接続されている。

【００５４】このような結線構造を単純マトリクスと呼
んでいる。

【００５５】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態に係
る画像表示装置はカラー表示装置であるため、蛍光膜１
００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、
青、の３原色の蛍光体が塗り分けられている。蛍光体
は、リアプレートの各画素（絵素）に対応してマトリク
ス状に形成された、冷陰極素子からの放出電子（放出電
流）の照射される位置に対して、画素を形成するように
構成されている。

【００５６】蛍光膜１００８の下面にはメタルバック１
００９が形成されている。

【００５７】Ｈｖは高圧端子でありメタルバックに電気
的に接続されている。Ｈｖ端子に高電圧を印加すること
によりリアプレートとフェースプレートの間に高電圧が
印加される。

【００５８】本実施形態では、以上のような表示パネル
の中に冷陰極素子として表面伝導型放出素子を作製し
た。冷陰極素子としては電界放出型の素子を用いること
もできる。また、冷陰極素子以外のＥＬ素子のような自
ら発光する素子をマトリクス状配線に接続して駆動する
画像表示装置にも本発明を適用することができる。

【００５９】（表面伝導型放出素子の特性）表面伝導型
放出素子は、図３のような（放出電流Ｉｅ）対（素子印
加電圧Ｖｆ）特性、および（素子電流Ｉｆ）対（素子印
加電圧Ｖｆ）特性を有する。なお、放出電流Ｉｅは素子
電流Ｉｆに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するの
が困難であるため、２本のグラフは各々異なる尺度で図
示した。

【００６０】表面伝導型放出素子は放出電流Ｉｅに関し
て以下に述べる３つの特性を有している。

【００６１】第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の電圧を素子に印加すると急激に放出電流
Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧で
は放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。

【００６２】すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な
閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。

【００６３】また第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加す
る電圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆを可変す
ることにより、放出電流Ｉｅの大きさを制御できる。

【００６４】また第三に、冷陰極素子は高速な応答性を
有しているため、電圧Ｖｆの印加時間により放出電流Ｉ
ｅの放出時間を制御できる。

【００６５】以上のような特性を利用により、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができる。

【００６６】例えば、図１に示した表示パネルを用いた
画像表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示
画面を順次走査して表示を行うことが可能である。すな
わち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電
圧Ｖｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子に
は閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子
を順次切り替えることにより、表示画面を順次走査して
表示を行うことが可能である。

【００６７】また、第二の特性を利用することにより、
素子に印加する電圧Ｖｆにより、蛍光体の発光輝度を制
御することができ、画像表示を行うことが可能である。

【００６８】また、第三の特性を利用することにより、
素子に電圧Ｖｆを印加する時間により、蛍光体の発光時
間を制御することができ、画像の表示を行うことができ
る。

【００６９】本実施形態の画像表示装置では表示パネル
の電子ビームの量を上記第三の特性を用いて変調を行っ
た。

【００７０】（表示パネルの駆動方法）図４を用いて本
発明の表示パネルの駆動方法を具体的に説明する。

【００７１】図４は本発明の表示パネルを駆動した際に
走査配線及び変調配線の電圧供給端子に印加した電圧の
一例である。

【００７２】いま、水平走査期間Ｉはｉ行目のピクセル
を発光させる期間とする。

【００７３】ｉ行目のピクセルを発光させるためには、
ｉ行目の走査配線を選択状態とし、その電圧供給端子Ｄ
ｘｉに選択電位Ｖｓを印加する。また、それ以外の走査
配線の電圧供給端子Ｄｘｋ（ｋ＝１，２，．．．Ｎ、但
しｋ≠ｉ）は非選択状態とし、非選択電位Ｖｎｓを印加
する。

【００７４】本例では、選択電位Ｖｓを図３に記載の電
圧Ｖ_SELの半分の−０．５Ｖ_SELに設定し、非選択電位Ｖ
ｎｓはＧＮＤ電位とした。

【００７５】また変調配線の電圧供給端子には、電圧振
幅Ｖｐｗｍのパルス幅変調信号を供給した。ｊ番目の変
調配線に供給するパルス幅変調信号のパルス幅は、従
来、補正を行わない場合は、表示する画像の第ｉ行第ｊ
列のピクセルの画像データの大きさに応じて決定し、す
べての変調配線に各々のピクセルの画像データの大きさ
に応じたパルス幅変調信号を供給していた。

【００７６】なお、本実施形態においては、後述するよ
うに、電圧降下の影響による、輝度の低下を補正するた
めに、ｊ番目の変調配線に供給するパルス幅変調信号の
パルス幅は、表示する画像の第ｉ行第ｊ列のピクセルの
画像データの大きさと、その補正量に応じて決定し、す
べての変調配線にパルス幅変調信号を供給する。

【００７７】本実施形態では、電圧Ｖｐｗｍの電圧は＋
０．５Ｖ_SELに設定した。

【００７８】表面伝導型放出素子は、図３に示したよう
に素子の両端に電圧Ｖ_SELが印加されると電子を放出さ
せるが、印加電圧がＶｔｈよりも小さい電圧ではまった
く電子を放出しない。

【００７９】また、電圧Ｖｔｈは図３に示すように、
０．５Ｖ_SELよりも大きいという特徴がある。

【００８０】このため、非選択電位Ｖｎｓが印加されて
いる走査配線に接続された表面伝導型放出素子からは電
子は放出されない。

【００８１】また同じように、パルス幅変調手段の出力
がグランド電位である期間（以降、出力が”Ｌ”の期間
と呼ぶ）は、選択された走査配線上の表面伝導型放出素
子の両端に印加される電圧はＶｓであるため、電子は放
出されない。

【００８２】選択電位Ｖｓが印加された走査配線上の表
面伝導型放出素子からは、パルス幅変調手段の出力がＶ
ｐｗｍである期間（以降、出力が”Ｈ”の期間と呼ぶ）
に応じて電子が放出される。電子が放出されれば放出さ
れた電子ビームの量に応じて前述の蛍光体が発光するた
め、放出された時間に応じた輝度を発光させることがで
きる。

【００８３】本実施形態に係る画像表示装置も、このよ
うな表示パネルを線順次走査、パルス幅変調することに
よって画像を表示している。

【００８４】（走査配線での電圧降下について）上述し
たように、本発明の根本的な課題は、表示パネルの走査
配線における電圧降下によって、走査配線上の電位が上
昇することにより、表面伝導型放出素子に印加される電
圧が減少するため、表面伝導型放出素子からの放出電流
が低減してしまうことである。以下、この電圧降下の機
構について説明する。

【００８５】表面伝導型放出素子の設計仕様や製法によ
っても異なるが、表面伝導型放出素子の１素子分の素子
電流は電圧Ｖ_SELを印加した場合に数１００μＡ程度で
ある。

【００８６】このため、ある水平走査期間において選択
された走査線上の１ピクセルのみを発光させ、それ以外
のピクセルは発光させない場合には、変調配線から選択
行の走査配線に流入する素子電流は１ピクセル分の電流
（すなわち上述の数１００μＡ）だけであるため、電圧
降下はほとんど生じることはなく、発光輝度が低下する
ことはない。

【００８７】しかし、ある水平走査期間において、選択
された行の全ピクセルを発光させる場合には、全変調配
線から選択状態としている走査配線に対し、全ピクセル
分の電流が流入するため、電流の総和は数１００ｍＡ〜
数Ａとなり、走査配線の配線抵抗によって走査配線上に
電圧降下が発生していた。

【００８８】走査配線上に電圧降下が発生すれば、表面
伝導型放出素子の両端に印加される電圧が低下する。こ
のため表面伝導型放出素子から発光される放出電流が低
下してしまい、結果として発光輝度が低下していた。

【００８９】具体的に、表示画像として、図５（ａ）に
示したような黒の背景に白い十字状のパターンを表示し
た場合を考えてみる。

【００９０】すると同図の行Ｌを駆動する際には、点灯
しているピクセルの数が少ないため、その行の走査配線
上にはほとんど電圧降下が生じない。その結果各ピクセ
ルの表面伝導型放出素子からは所望の量の放出電流が放
出され、所望の輝度で発光させることができる。

【００９１】一方、同図の行Ｌ’を駆動する際には、同
時にすべてのピクセルが点灯するため、走査配線上に電
圧降下が発生し、各ピクセルの表面伝導型放出素子から
の放出電流が減少する。その結果、行Ｌ’のラインでは
輝度が低下することとなる。

【００９２】このように、１水平ラインごとの画像デー
タの違いにより、電圧降下によって受ける影響が変化す
るため、図５（ａ）のような十字パターンを表示する際
には同図（ｂ）のような画像が表示されてしまってい
た。

【００９３】なおこの現象は十字パターンに限るもので
はなく、たとえばウインドウパターンや、自然画像を表
示した際にも発生するものである。

【００９４】また、さらに複雑なことに、電圧降下の大
きさはパルス幅変調によって変調を行うことにより１水
平走査期間の中でも変化する性質を持っている。

【００９５】各列に供給するパルス幅変調信号が、図４
に示したように入力されるデータに対し、そのデータの
大きさに依存したパルス幅の、立ち上がりが同期したパ
ルス幅変調信号を出力する場合には、入力画像データに
もよるが一般的には、１水平走査期間の初めほど点灯し
ているピクセルの数が多く、その後輝度の低い箇所から
順に消灯していくため、点灯するピクセルの数は一水平
走査期間の中では、時間を追って減少する。

【００９６】したがって走査配線上に発生する電圧降下
の大きさも、１水平走査期間の初めほど大きく次第に減
少していく傾向がある。

【００９７】パルス幅変調信号は変調の１階調に相当す
る時間ごとに出力が変化するため、電圧降下の時間的な
変化もパルス幅変調信号の１階調に相当する時間毎に変
化する。

【００９８】以上、本発明の根本的な課題である走査配
線における電圧降下について説明した。

【００９９】次に、本発明の特徴である電圧降下の影響
に対する補正の仕方について詳述する。

【０１００】（電圧降下の計算方法）本発明者らは、電
圧降下の影響を低減するための補正量を求めるには、ま
ずその第一段階として、電圧降下の大きさとその時間変
化を予想するリアルタイムに予測するハードウエアを開
発することが必要と考えた。

【０１０１】しかし、本発明のような画像表示装置の表
示パネルとしては、数千本もの変調配線を備えることが
一般的であり、変調配線のすべてと走査配線との交点の
電圧降下を計算することは非常に困難であるとともに、
それをリアルタイムで計算するハードウエアを作製する
ことは現実的ではなかった。

【０１０２】一方、本発明者らが電圧降下の検討を行っ
た結果、以下のような特徴があることが分かってきた。

【０１０３】ｉ）一水平走査期間のある時点において
は、走査配線上に発生する電圧降下は走査配線上で空間
的に連続的な量であり非常に滑らかなカーブである。

【０１０４】ｉｉ）電圧降下の大きさは表示画像によっ
ても異なるが、パルス幅変調の１階調に相当する時間毎
に変化するが、概略的には、パルスの立ち上がり部分ほ
ど大きく、時間的には次第に小さくなるか、もしくはそ
の大きさを維持するかのどちらかである。すなわち、図
４のような駆動方法では１水平走査期間の中で電圧降下
の大きさが増加することはない。

【０１０５】そこで本発明者らは、上述したような特徴
を鑑みて、以下のような近似モデルにより簡略化して計
算を行うことによって、計算量を低減できないか検討を
行った。

【０１０６】まず、ｉ）の特徴から、ある時点の電圧降
下の大きさを計算するのに際して、数千本もの変調配線
を数本〜数十本の変調配線に集中化した縮退モデルによ
って近似的に簡略化して計算することができないか検討
を行った（これについては以下の縮退モデルによる電圧
降下の計算で詳細に説明する。）。

【０１０７】また、ｉｉ）に挙げた特徴から、１水平走
査期間のなかに複数の時刻を設け、各時刻に対し電圧降
下を計算することで電圧降下の時間変化を概略的に予測
することとした。

【０１０８】具体的には以下で説明する縮退モデルによ
る電圧降下の計算を複数の時刻に対して計算することに
よって、電圧降下の時間変化を概略的に予測した。

【０１０９】（縮退モデルによる電圧降下の計算）図６
（ａ）は、本発明の縮退を行う際のブロック及びノード
を説明するための図である。

【０１１０】同図では図を簡略化するため、選択された
走査配線と各変調配線およびその交差部に接続される表
面伝導型放出素子のみを記載した。

【０１１１】いま一水平走査期間の中のある時刻であっ
て、選択された走査配線上の各ピクセルの点灯状態（す
なわち変調手段の出力が”Ｈ”であるか、”Ｌ”である
か）がわかっているものとする。

【０１１２】この点灯状態において、各変調配線から選
択された走査配線へ流れ込む素子電流をＩｆｉ（ｉ＝
１，２，．．．Ｎ，ｉは列番号）と定義する。

【０１１３】また、同図に示すように、ｎ本の変調配線
と選択された走査配線のそれと交差する部分及び、その
交点に配置される表面伝導型放出素子を１つのグループ
としてブロックを定義する。本例では、ブロック分けを
行うことで４つのブロックに分割された。

【０１１４】また、各々のブロックの境界位置において
ノードという位置を設定した。ノードとは、縮退モデル
において走査配線上に発生する電圧降下量を離散的に計
算するための水平位置（基準点）である。ここで、分割
されたブロックはノード（基準点）によって分割された
走査配線の領域に接続される表面伝導型放出素子によっ
て構成されている。

【０１１５】本例ではブロックの境界位置に、ノード０
〜ノード４の５つのノードを設定した。

【０１１６】図６（ｂ）は縮退モデルを説明するための
図である。

【０１１７】縮退モデルでは同図（ａ）の１ブロックに
含まれるｎ本の変調配線を１本に縮退化し、それが走査
配線のブロックの中央に位置するように接続した。

【０１１８】また、集中化された各々のブロックの変調
配線には電流源が接続されており、各電流源から各々の
ブロック内の電流の総和（統計量）ＩＦ０〜ＩＦ３が流
れ込むものとした。

【０１１９】即ち、ＩＦｊ（ｊ＝０，１，…３）は、

【数１】として表される電流である。

【０１２０】また、走査配線の両端の電位が同図（ａ）
の例ではＶｓであるのに対し、同図（ｂ）ではＧＮＤ電
位としているのは、縮退モデルでは、変調配線から選択
した走査配線に流れ込む電流を上記電流源によりモデリ
ングしたことにより、走査配線上の各部の電圧降下量
は、その給電部を基準電位として各部の電圧（電位差）
を算出することにより計算できるためである。

【０１２１】また、表面伝導型放出素子を省略している
のは、選択された走査配線から見た場合に、列配線から
同等の電流が流れ込めば、表面伝導型放出素子の有無に
よらず、発生する電圧降下自体は変わらないためであ
る。従って、ここでは、各ブロックの電流源から流れ込
む電流値を各ブロック内の素子電流の総和の電流値（式
１）に設定することで表面伝導型放出素子を省略した。

【０１２２】また、各ブロックの走査配線の配線抵抗は
一区間の走査配線の配線抵抗ｒのｎ倍とした（ここで一
区間とは走査配線の、ある列配線との交差部とその隣の
列配線との交差部の間のことを指している。また本例で
は、一区間の走査配線の配線抵抗は均一であるものとし
た。）。

【０１２３】このような縮退モデルにおいて、走査配線
上の各ノードにおいて発生する電圧降下量ＤＶ０〜ＤＶ
４は以下のような積和形式の式により、簡単に計算する
ことができる。

【数２】すなわち、

【数３】ただし、ａｉｊは縮退モデルにおいてｊ番目のブロック
だけに単位電流を注入したときに、ｉ番目のノードに発
生する電圧である（以下、これをａｉｊの定義とす
る。）。

【０１２４】上記のａｉｊはキルヒホフの法則により以
下のように簡単に導出できる。

【０１２５】即ち、図６（ｂ）において、ブロックｉの
電流源からみた走査配線の左側の供給端子までの配線抵
抗をｒｌｉ（ｉ＝０，１，２，３，４），右側の供給端
子までの配線抵抗をｒｒｉ（ｉ＝０，１，２，３，
４），ブロック０と左の供給端子との間の配線抵抗及び
ブロック４と右の供給端子との間の配線抵抗をいずれも
ｒｔと定義すれば、

【数４】さらに、

【数５】とおくと、ａｉｊは、

【数６】のように簡単に導出できる。ただし式３において、Ａ／
／Ｂは、抵抗Ａと抵抗Ｂの並列の抵抗値を表す記号であ
って、Ａ／／Ｂ＝Ａ×Ｂ／（Ａ＋Ｂ）である。

【０１２６】式２はブロック数が４でない場合において
も、ａｉｊの定義を顧みれば、キルヒホフの法則によっ
て簡単に算出することができる。また本例のように走査
配線の両側に給電端子を備えず片側のみに備える場合に
おいても、ａｉｊの定義に従って計算することにより簡
単に算出できる。

【０１２７】なお、式３によって定義されるパラメータ
ａｉｊは計算を行うたびに計算し直す必要はなく、一度
計算してテーブルとして記憶しておけばよい。

【０１２８】さらに、式１で定めた各ブロックの総和電
流ＩＦ０〜ＩＦ３に対し、式４のような近似を行った。

【０１２９】

【数７】ただし、上式においてＣｏｕｎｔｉは選択された走査線
上のｉ番目のピクセルが点灯状態である場合には１をと
り、消灯状態である場合には０をとる変数である。

【０１３０】ＩＦＳは表面伝導型放出素子１素子の両端
に電圧Ｖ_SELを印加したときに流れる素子電流ＩＦに対
し、０〜１の間の値をとる係数αをかけた量である。

【０１３１】すなわち、

【数８】と定義した。

【０１３２】式４は選択された走査配線に対し各ブロッ
クの列配線から該ブロック内の点灯数に比例した素子電
流が流れ込むものとしている。この際１素子の素子電流
ＩＦに係数αをかけたものを１素子の素子電流ＩＦＳと
したのは、以下の理由のよる。

【０１３３】本来、電圧降下量を計算するためには、電
圧降下による走査配線の電圧上昇とそれによる素子電流
の減少量とを繰り返し計算することが必要であるが、こ
の収束計算をハードウエアで計算するのは現実的でな
い。そこで、本発明においては、ＩＦの収束値として近
似的にαＩＦを用いる。具体的には、電圧降下量が最大
となるとき（全白のとき）のＩＦの低下率（＝α１）
と、電圧降下量が（最小＝０）となるときのＩＦの低下
率（＝α２）を予め見積もっておいて、α１とα２の平
均値または０．８×α１として求められる。

【０１３４】図６（ｃ）は、ある点灯状態において、縮
退モデルにより各ノードの電圧降下量ＤＶ０〜ＤＶ４を
計算した結果の一例である。

【０１３５】電圧降下は非常に滑らかなカーブとなるた
め、ノードとノードの間の電圧降下は近似的には図の点
線に示したような値をとると想定される。

【０１３６】このように本縮退モデルを用いれば、任意
の画像データに対し所望の時点でのノードごとの電圧降
下を計算することが可能である。

【０１３７】以上、ある点灯状態における電圧降下量
を、縮退モデルを用いて簡単に計算した。

【０１３８】選択された走査配線上に発生する電圧降下
は一水平走査期間内で時間的に変化するが、これについ
ては前述したように一水平走査期間中のいくつかの時刻
（基準時刻）に対して、その時の点灯状態を求め、その
点灯状態に対し縮退モデルを用いて電圧降下を計算する
ことにより予測した。

【０１３９】なお、一水平走査期間のある時点での各ブ
ロック内の点灯数は各ブロックの画像データを参照すれ
ば簡単に求めることができる。

【０１４０】いま、１つの例としてパルス幅変調回路へ
の入力データのビット数が８ビットであるものとし、パ
ルス幅変調回路は、入力データの大きさに対してリニア
なパルス幅を出力するものとする。

【０１４１】すなわち入力データが０のときは、出力
は”Ｌ”となり、入力データが２５５のとき一水平走査
期間の間は”Ｈ”を出力し、入力データが１２８のとき
には一水平走査期間のうち初めの半分の期間は”Ｈ”を
出力し、後の半分の期間は”Ｌ”を出力するものとす
る。

【０１４２】このような場合、パルス幅変調信号の立ち
上がった時刻（開始時刻）の点灯数は、パルス幅変調回
路への入力データが０よりも大きいものの数をカウント
すれば簡単に検出できる。

【０１４３】同様に一水平走査期間の中央の時刻の点灯
数は、パルス幅変調回路への入力データが１２８よりも
大きいものの数をカウントすれば簡単に検出できる。

【０１４４】このように画像データをある閾値に対して
コンパレートし、コンパレータの出力が真である数をカ
ウントすれば、任意の時間における点灯数が簡単に計算
することができる。

【０１４５】ここで以降の説明を簡単化するため、タイ
ムスロットという時間量を定義する。

【０１４６】すなわち、タイムスロットとは一水平走査
期間のなかのパルス幅変調信号の立ち上がりからの時間
を表しており、タイムスロット＝０とはパルス幅変調信
号の開始時刻（この場合は立ち上がり）直後の時刻を表
すものと定義する。

【０１４７】タイムスロット＝６４とは、パルス幅変調
信号の開始時刻から、６４階調分の時間が経過した時刻
を表すものと定義する。

【０１４８】同様にタイムスロット＝１２８とは、パル
ス幅変調信号の開始時刻から、１２８階調分の時間が経
過した時刻を表すものと定義する。

【０１４９】なお、本例ではパルス幅変調は立ち上がり
時刻を基準として、そこからのパルス幅を変調した例を
示したが、同様に、パルスの立ち下がり時刻を基準とし
て、パルス幅を変調する場合でも、時間軸の進む方向と
タイムスロットの進む方向が逆となるが、同様に適用す
ることができることはいうまでもない。

【０１５０】（電圧降下量から補正データの計算）上述
したように、縮退モデルを用いて繰り返し計算を行うこ
とで一水平走査期間中の電圧降下の時間変化を近似的か
つ離散的に計算することができた。

【０１５１】図７は、ある画像データに対して、電圧降
下を繰り返し計算し、走査配線での電圧降下の時間変化
を計算した例である（ここに示されている電圧降下及び
その時間変化は、ある画像データに対する一例であっ
て、別の画像データに対する電圧降下は、また別の変化
をすることは当然である。）。

【０１５２】同図ではタイムスロット＝０，６４，１２
８，１９２の４つの時点に対して、各々縮退モデルを適
用して計算を行うことに、それぞれの時刻の電圧降下を
離散的に計算した。

【０１５３】図７では各ノードにおける電圧降下量を点
線で結んでいるが、点線は図を見やすくするために記載
したものであって、本縮退モデルにより計算された電圧
降下は□、○、△で示した各ノードの位置において離散
的に計算した。

【０１５４】本発明者らは、電圧降下の大きさとその時
間変化を計算可能となった次の段階として、電圧降下量
から画像データを補正する補正データを算出する方法に
ついて検討を行った。

【０１５５】図８は、選択した走査配線上に図７に示し
た電圧降下が発生した際に、点灯状態にある表面伝導型
放出素子から放出される放出電流を見積もったグラフで
ある。

【０１５６】縦軸は電圧降下がないときに放出される放
出電流の大きさを１００％として、各時間、各位置の放
出電流の量を百分率で表しており、横軸は水平位置を表
している。

【０１５７】図８に示すように、ノード２の水平位置
（基準点）において、タイムスロット＝０の時の放出電流をＩｅ０、タイムスロット＝６４の時の放出電流をＩｅ１、タイムスロット＝１２８の時の放出電流をＩｅ２、タイムスロットが１９２の時の放出電流をＩｅ３とする。

【０１５８】同図は図７の電圧降下量と図３の“駆動電
圧対放出電流”のグラフから計算した。具体的には電圧
Ｖ_SELから電圧降下量を引いた電圧が印加された際の放
出電流の値を単に機械的にプロットしたものである。

【０１５９】したがって、同図はあくまで点灯状態にあ
る表面伝導型放出素子から放出される電流を意味してお
り、消灯状態にある表面伝導型放出素子が電流を放出す
ることはない。

【０１６０】以下に、電圧降下量から画像データを補正
する補正データを算出する方法について説明する。

【０１６１】図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は図８の放出
電流の時間変化から、電圧降下量の補正データを計算す
る方法を説明するための図である。同図は大きさが６４
の画像データに対する補正データを算出した例である。

【０１６２】輝度の発光量は、放出電流パルスによる放
出電流を時間的に積分した、放出電荷量に他ならない。
したがって以降では、電圧降下による輝度の変動を考え
るのにあたって、放出電荷量をもとに説明を行う。

【０１６３】いま、電圧降下の影響がない場合の放出電
流をＩＥ、パルス幅変調の１階調に相当する時間をΔｔ
とするならば、画像データが６４のときの、放出電流パ
ルスによって放出されるべき放出電荷量Ｑ０は放出電流
パルスの振幅ＩＥにパルス幅（６４×Δｔ）をかけて、

【数９】としてあらわすことができる。

【０１６４】しかし、実際には、走査配線上の電圧降下
によって放出電流が低下する現象が発生する。

【０１６５】電圧降下の影響を考慮した放出電流パルス
による放出電荷量は、近似的には次のように計算でき
る。

【０１６６】すなわち、ノード２のタイムスロット＝
０、６４の放出電流をそれぞれＩｅ０、Ｉｅ１とし、０
〜６４の間の放出電流はＩｅ０とＩｅ１の間を直線的に
変化するものと近似すれば、この間の放出電荷量Ｑ１は
図９（ｂ）の台形の面積、すなわち、

【数１０】として計算できる。

【０１６７】次に、図９（ｃ）に示すように、電圧降下
による放出電流の低下分を補正するために、パルス幅を
ＤＣ１だけ伸ばしたとき、電圧降下の影響を除去できた
とする。

【０１６８】また、電圧降下の補正を行い、パルス幅を
伸ばした場合には、各タイムスロットにおける放出電流
量は変化すると考えられるが、ここでは簡単化のため、
図９（ｃ）のように、タイムスロット＝０では、放出電
流がＩｅ０、タイムスロット＝（６４＋ＤＣ１）におけ
る放出電流がＩｅ１になるものとする。

【０１６９】また、タイムスロット０とタイムスロット
（６４＋ＤＣ１）の間の放出電流は、２点の放出電流を
直線で結んだ線上の値をとるものと近似する。

【０１７０】すると、補正後の放出電流パルスによる放
出電荷量Ｑ２は、

【数１１】として計算できる。

【０１７１】これが前述のＱ０と等しいとすれば、

【数１２】これをＤＣ１について解けば、

【数１３】となる。

【０１７２】このようにして、画像データが６４の場合
の補正データを算出した。

【０１７３】すなわち、ノード２の位置の、大きさが６
４の画像データに対しては式９に記載のように、ＣＤａ
ｔａ＝ＤＣ１だけ補正量を加算すればよい。

【０１７４】図１０は計算された電圧降下量から、大き
さが１２８の画像データに対する補正データを算出した
例である。

【０１７５】いま、電圧降下の影響がない場合、画像デ
ータが１２８のときに放出電流パルスによって放出され
る放出電荷量Ｑ３は、

【数１４】一方、電圧降下の影響を受けた、実際の放出電流パルス
による投入電荷量は、近似的には次のように計算するこ
とができる。

【０１７６】すなわち、ノード２のタイムスロット＝
０、６４、１２８の放出電流量をそれぞれＩｅ０，Ｉｅ
１，Ｉｅ２とする。また、０〜６４の間の放出電流はＩ
ｅ０とＩｅ１の間を直線的に変化し、６４〜１２８の間
はＩｅ１とＩｅ２の間を直線で結んだ線上を変化するも
のと近似すれば、０〜１２８までのタイムスロットの間
の放出電荷量Ｑ４は図１０（ｂ）の２つの台形の面積の
和、すなわち、

【数１５】として計算できる。

【０１７７】一方、電圧降下の補正量を以下のように計
算した。

【０１７８】タイムスロット０〜６４に相当する期間を
期間１、６４〜１２８に相当する期間を期間２と定義す
る。

【０１７９】補正を施した際に、期間１の部分がＤＣ１
だけ伸びて期間１’に伸長され、期間２の部分がＤＣ２
だけ伸びて、期間２’に伸長されるものと考える。

【０１８０】この際におのおのの期間は補正を施される
ことにより、放出電荷量が前述のＱ０と同じになるもの
とする。

【０１８１】また、各期間の初めと終わりの放出電流
は、補正を行うことで変化することは言うまでもない
が、ここでは計算を簡単化するため、変化しないものと
仮定した。

【０１８２】すなわち、期間１’の初めの放出電流はＩ
ｅ０，期間１’の終わりの放出電流はＩｅ１，期間２’
の初めの放出電流はＩｅ１、期間２’の終わりの放出電
流は、Ｉｅ２であるものとする。

【０１８３】すると、ＤＣ１は式９と同様にして計算す
ることができる。

【０１８４】また、ＤＣ２は、同様な考え方により、

【数１６】として計算することができる。

【０１８５】結果としてノード２の位置の大きさが１２
８の画像データに対しては

【数１７】だけ補正量ＣＤａｔａを加算すればよい。

【０１８６】図１１は計算された電圧降下量から、大き
さが１９２の画像データに対する補正データを算出した
例である。

【０１８７】いま、画像データが１９２のときに期待さ
れる放出電流パルスによる放出電荷量Ｑ５は、

【数１８】一方、電圧降下の影響を受けた、実際の放出電流パルス
による放出電荷量は、近似的には次のように計算するこ
とができる。

【０１８８】すなわち、ノード２のタイムスロット＝０
の時の放出電流をＩｅ０、タイムスロット＝６４のとき
の放出電流をＩｅ１、タイムスロット＝１２８の時の放
出電流をＩｅ２、タイムスロット＝１９２の時の放出電
流をＩｅ３とし、０〜６４の間の放出電流はＩｅ０とＩ
ｅ１の間を直線的に変化し、６４〜１２８の間はＩｅ１
とＩｅ２の間を直線で結んだ線上を変化し、１２８〜１
９２の間はＩｅ２とＩｅ３の間を直線で結んだ線上を変
化するものと近似すれば、０〜１９２までのタイムスロ
ットの間の投入電荷量Ｑ６は図１１（ｃ）の３つの台形
の面積、すなわち、

【数１９】として計算できる。

【０１８９】一方、電圧降下の補正量を以下のように計
算した。

【０１９０】タイムスロット０〜６４に相当する期間を
期間１、６４〜１２８に相当する期間を期間２、１２８
〜１９２に相当する期間を期間３と定義する。

【０１９１】先ほどと同様に、補正を施した後には、期
間１の部分がＤＣ１だけ伸びて期間１’に伸長され、期
間２の部分がＤＣ２だけ伸びて、期間２’に伸長され、
期間３の部分がＤＣ３だけ伸びて期間３’に伸張される
ものと考える。

【０１９２】この際、おのおのの期間は補正を施される
ことにより、放出電荷量が前述のＱ０と同じになるもの
とする。

【０１９３】また、各期間の初めと終わりの放出電流
は、補正の前後で変わらないものと仮定した。

【０１９４】すなわち、期間１’の初めの放出電流は、
Ｉｅ０，期間１’の終わりの放出電流はＩｅ１，期間
２’の初めの放出電流はＩｅ１、期間２’の終わりの放
出電流は、Ｉｅ２、期間３’の初めの放出電流はＩｅ
３、期間３’の終わりの放出電流はＩｅ４であるものと
する。

【０１９５】すると、ＤＣ１、ＤＣ２はそれぞれ式９，
１２と同様に計算することができる。

【０１９６】また、ＤＣ３については、

【数２０】として計算することができる。

【０１９７】結果としてノード２の位置の大きさが１９
２の画像データに加算する補正データＣＤａｔａとして
は、

【数２１】を加算すればよい。

【０１９８】以上のようにしてノード２の位置に対する
画像データ６４、１２８、１９２の補正データＣＤａｔ
ａを算出した。

【０１９９】また、パルス幅が０の時には、当然ながら
放出電流に対する電圧降下の影響はないため、補正デー
タは０とし画像データに加算する補正データＣＤａｔａ
も０とした。

【０２００】なお、このように０、６４、１２８、１９
２というように、とびとびの画像データに対して補正デ
ータを計算しているのは、計算量を減らすことを狙った
ものである。

【０２０１】すなわち任意のすべての画像データに対し
て同様の計算を行っては、非常に計算量が大きくなり、
計算を行うためのハードウエア量が非常に大きくなって
しまう。

【０２０２】一方、あるノードの位置においては、画像
データが大きいほど、補正データも大きくなる傾向があ
る。これにより、任意の画像データに対する補正データ
を算出する際には、その画像データの近傍のすでに補正
データが算出されている点と点を直線近似により補間す
れば、計算量を大幅に減少させることができるためであ
る。なお、この補間については離散補正データ補間部を
説明する際に詳しく説明する。

【０２０３】また、同様な考え方をすべてのノードの位
置において適用すれば、すべてのノードの位置におけ
る、画像データ＝０、６４、１２８、１９２の補正デー
タを算出できる。

【０２０４】本例ではタイムスロットを０、６４，１２
８，１９２の４点に対して縮退モデルを適用して、各時
刻の電圧降下量を計算したことにより、０、６４，１２
８，１９２の４つの画像データ基準値に対する補正デー
タを求めることができた。

【０２０５】しかし、好ましくは前述したように、縮退
モデルにより電圧降下を計算する時間の間隔を細かく、
画像データの基準値をさらに多くとることで、電圧降下
の時間変化をより精密に扱うことができ、近似計算の誤
差を低減することができる。

【０２０６】なお、その際には同様な考え方に立って、
式６〜式１６を変形して計算を行えばよい。

【０２０７】上述の方法により、ある入力データに対
し、各々のノードの位置における、画像データ＝０，６
４，１２８，１９２に対する補正データを離散的に計算
した。

【０２０８】本方法により求めた、ある入力画像データ
に対する離散補正データの例を図１２（ａ）に示す。同
図において横軸は水平表示位置に対応しており、各ノー
ドの位置が記載されている。また、縦軸は補正データの
大きさである。

【０２０９】離散補正データは図の□、○、●、△で記
載したノードの位置と画像データＤａｔａの大きさ（画
像データ基準値＝０，６４，１２８，１９２）に対して
計算がされているものである。

【０２１０】（離散補正データの補間方法）離散的に算
出された補正データは、各ノードの位置に対する離散的
なものであって、任意の水平位置（列配線番号）におけ
る補正データを与えるものではない。またそれと同時
に、各ノード位置においていくつかの予め定められた画
像データの基準値の大きさをもつ画像データに対する補
正データであって実際の画像データの大きさに応じた補
正データをあたえるものではない。

【０２１１】そこで発明者らは、各列配線における入力
画像データの大きさに適合した補正データを離散的に算
出した補正データを補間することにより算出した。

【０２１２】図１２（ｂ）はノードｎとノードｎ＋１の
間に位置するｘという位置における、画像データＤａｔ
ａに相当する補正データを算出する方法を示した図であ
る。

【０２１３】なお前提として、補正データはすでにノー
ドｎ及びノードｎ＋１の位置Ｘｎ及びＸｎ＋１において
離散的に計算されているものとする。

【０２１４】また、入力画像データであるＤａｔａはす
でに離散的に補正データが算出されている２つの画像デ
ータ基準値ＤｋとＤｋ＋１の間の値をとるものとする。

【０２１５】いま、ノードｎのｋ番目の画像データの基
準値Ｄｋに対する補正データをＣＤａｔａ［ｋ］［ｎ］
と表記するならば、位置ｘにおける画像データＤｋに対
する補正データＣＡは、ＣＤａｔａ［ｋ］［ｎ］とＣＤ
ａｔａ［ｋ］［ｎ＋１］の値を用いて、直線近似によ
り、以下のように計算できる。

【数２２】

【０２１６】また、位置ｘにおける画像データＤｋ＋１
の補正データＣＢは以下のように計算できる。

【数２３】

【０２１７】ＣＡとＣＢの補正データを直線近似するこ
とにより、位置ｘにおける画像データＤａｔａに対する
補正データＣＤは、以下のように計算できる。

【数２４】

【０２１８】以上のように、離散補正データから実際の
位置や画像データの大きさに適合した補正データを算出
するためには、式１７〜式１９に記載した方法により簡
単に計算できる。

【０２１９】このようにして算出した補正データを画像
データに加算して画像データを補正し、補正後の画像デ
ータに応じてパルス幅変調を行えば、従来からの課題で
あった電圧降下による画質の低下を低減することがで
き、画質を向上させることができる。

【０２２０】また予てからの課題であった補正のための
ハードウエアも、これまで説明してきたような縮退化な
どの近似を導入することにより、計算量を低減化するこ
とができるため非常に小規模なハードウエアで構成する
ことができるというすぐれたメリットがあった。

【０２２１】（システム全体と各部分の機能説明）次
に、補正データ算出手段を内蔵した画像表示装置のハー
ドウエアについて説明する。

【０２２２】図１３はその回路構成の概略を示すブロッ
ク図である。図において１は図１の表示パネル、Ｄｘ１
〜ＤｘＭ及びＤｘ１’〜ＤｘＭ’は表示パネルの走査配
線の電圧供給端子、Ｄｙ１〜ＤｙＮは表示パネルの変調
配線の電圧供給端子、Ｈｖはフェースプレートとリアプ
レートの間に加速電圧を印加するための高圧供給端子、
Ｖａは高圧電源、２は走査回路（走査手段）、３は同期
信号分離回路、４はタイミング発生回路、７は同期分離
回路３によりＹＰｂＰｒ信号をＲＧＢに変換するための
変換回路、１７は逆γ処理部、５は画像データ１ライン
分のシフトレジスタ、６は画像データ１ライン分のラッ
チ回路、８は表示パネルの変調配線に変調信号を出力す
るパルス幅変調手段（変調手段）、１２は加算器（演算
処理手段，加算処理手段）、１４は補正データ算出手段
である。

【０２２３】また、同図においてＲ、Ｇ、ＢはＲＧＢパ
ラレルの入力映像データ、Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは後述する
逆γ変換処理を施したＲＧＢパラレルの映像データ、Ｄ
ａｔａはデータ配列変換部によりパラレル・シリアル変
換された画像データ、ＣＤは補正データ算出手段により
算出された補正データ、Ｄｏｕｔは加算器により画像デ
ータに補正データを加算することにより、補正された画
像データである。

【０２２４】（同期分離回路、タイミング発生回路）本
実施形態の画像表示装置は、ＮＴＳＣや、ＰＡＬ、ＳＥ
ＣＡＭ、ＨＤＴＶなどのテレビジョン信号や、コンピュ
ータの出力であるＶＧＡなどをともに表示することがで
きる。

【０２２５】図１３では図を簡単化するため、ＨＤＴＶ
方式のみについて記載している。

【０２２６】ＨＤＴＶ方式の映像信号は、まず３の同期
分離回路により同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎｃを分離
し、タイミング発生回路に供給する。同期分離された映
像信号は、ＲＧＢ変換手段に供給される。ＲＧＢ変換手
段の内部には、ＹＰｂＰｒからＲＧＢへの変換回路の他
に、不図示のローパスフィルタやＡ／Ｄ変換器などが設
けられており、ＹＰｂＰｒをディジタルＲＧＢ信号へと
変換し、逆γ処理部へと供給する。

【０２２７】（タイミング発生回路）タイミング発生回
路は、ＰＬＬ回路を内蔵しており、様々な映像ソースの
同期信号に同期したタイミング信号を発生し、各部の動
作タイミング信号を発生する回路である。

【０２２８】タイミング発生回路４が発生するタイミン
グ信号としては、シフトレジスタ５の動作タイミングを
制御するＴｓｆｔ、シフトレジスタから、ラッチ回路６
へデータをラッチするための制御信号Ｄａｔａｌｏａ
ｄ、変調手段８のパルス幅変調開始信号Ｐｗｍｓｔａｒ
ｔ，パルス幅変調のためのクロックＰｗｍｃｌｋ、走査
回路２の動作を制御するＴｓｃａｎなどがある。

【０２２９】（走査回路）走査回路２及び２’は、表示
パネルを一水平走査期間に１行ずつ順次走査するため
に、接続端子Ｄｘ１〜ＤｘＭに対して選択電位Ｖｓまた
は非選択電位Ｖｎｓを出力する回路である（図１４）。

【０２３０】走査回路２及び２’はタイミング発生回路
４からのタイミング信号Ｔｓｃａｎに同期して、一水平
期間ごとに、選択している走査配線を順次切り替え、走
査を行う回路である。

【０２３１】なお、Ｔｓｃａｎは垂直同期信号及び水平
同期信号などから作られるタイミング信号群である。

【０２３２】走査回路２及び２’は、図１４に示すよう
にそれぞれＭ個のスイッチとシフトレジスタなどから構
成される。これらのスイッチはトランジスタやＦＥＴに
より構成するのが好ましい。

【０２３３】なお、走査配線での電圧降下を低減するた
めには、走査回路は図１３に示したように、表示パネル
の走査配線の両端に接続され、両端からドライブされる
ことが好ましい。

【０２３４】一方、本発明は、走査回路が走査配線の両
端に接続されていない場合でも有効であり、式３のパラ
メータを変更するだけで適用できる。

【０２３５】（逆γ処理部）ＣＲＴは入力に対しほぼ
２．２乗の発光特性（以降逆γ特性とよぶ）を備えてい
る。

【０２３６】入力映像信号はＣＲＴのこのような特性が
考慮されており、ＣＲＴに表示した際にリニアな発光特
性となるように一般に０．４５乗のγ特性にしたがって
変換される。

【０２３７】一方、本実施形態の画像表示装置の表示パ
ネルは駆動電圧の印加時間により変調を施す場合、印加
時間の長さに対しほぼリニアな発光特性を有しているた
め、入力映像信号を逆γ特性にもとづいて変換（以降逆
γ変換とよぶ）する必要がある。

【０２３８】図１３に記載した逆γ処理部は、入力映像
信号を逆γ変換するためのブロックである。

【０２３９】本実施形態の逆γ処理部は、上記逆γ変換
処理をメモリによって構成した。

【０２４０】逆γ処理部は映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂのビット
数を８ビットとし、逆γ処理部の出力である映像信号Ｒ
ａ、Ｇａ、Ｂａのビット数を同じく８ビットとして、ア
ドレス８ビット、データ８ビットのメモリを各色ごと用
いることにより構成した（図１５）。

【０２４１】各メモリには図１６に記載した逆γ特性を
記憶させた。なお同図（ａ）は本変換テーブルの入力映
像信号が０〜２５５の範囲の該テーブルに記載したデー
タである。また、同図（ｂ）は入力画像データが０〜４
８の範囲を拡大して表示したものである。

【０２４２】（データ配列変換部）データ配列変換部９
はＲＧＢパラレルな映像信号であるＲａ，Ｇａ，Ｂａを
表示パネルの画素配列に合わせてパラレル・シリアル変
換する回路である。データ配列変換部９の構成は図１７
に示したようにＲＧＢ各色ごとのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ
ＩｎＦｉｒｓｔＯｕｔ）メモリ２０２１Ｒ，２０２１
Ｇ、２０２１Ｂとセレクタ２０２２から構成される。

【０２４３】同図では図示していないが、ＦＩＦＯメモ
リは水平画素数ワードのメモリを奇数ライン用と偶数ラ
イン用の２本備えている。奇数行目の映像データが入力
された際には、奇数ライン用のＦＩＦＯにデータが書き
込まれる一方、偶数ライン用のＦＩＦＯメモリから一つ
前の水平走査期間に蓄積された画像データが読み出され
る。偶数行目の映像データが入力された際には偶数ライ
ン用のＦＩＦＯにデータが書き込まれる一方、奇数ライ
ン用ＦＩＦＯメモリから一つ前の水平期間に蓄積された
画像データが読み出される。

【０２４４】ＦＩＦＯメモリから読み出されたデータ
は、セレクタにより表示パネルの画素配列にしたがっ
て、パラレル・シリアル変換され、ＲＧＢのシリアル画
像データＳＤａｔａとして出力される。詳細については
記載しないが、タイミング発生回路４からのタイミング
制御信号に基づいて動作する。

【０２４５】（加算器１２）加算器１２は補正データ算
出手段からの補正データＣＤと画像データＤａｔｂ・チ
算する手段である。加算を行うことにより画像データＤ
ａｔａは補正が施され、画像データＤｏｕｔとしてシフ
トレジスタへ転送される。

【０２４６】なお、画像データＤａｔａと補正データＣ
Ｄを加算する際に、加算器でオーバーフローが起きる可
能性があるが、これに対し、本例ではオーバーフローを
起こさないための構成として、画像データＤａｔａと補
正データＣＤを加算した際の最大値に応じて、加算器の
ビット幅と、その後の変調手段のビット幅を決定した。

【０２４７】より具体的には、本例の画像表示装置の場
合、画像データがすべて２５５の画面の際に補正データ
が最大１２０になったため、加算器の出力の最大値＝２５５＋１２０＝３７５となったため、加算器の出力ビット数を９ビット、変調
手段のビット数も９ビットとして各部のビット数を決定
した。

【０２４８】また、オーバーフローがおきないようにす
るための別の構成としては、加算される補正データの最
大値をあらかじめ見積もり、該最大値が加算されたとき
にオーバーフローがおきないように、画像データの取り
える範囲を予め小さくしておいてもよい。

【０２４９】画像データの取りえる大きさを小さくする
ためには、たとえば、入力画像データをＡ／Ｄ変換する
際に制限してもよいし、乗算器を設けて、入力された画
像データに０以上１以下のゲインを乗算し、その大きさ
を制限してもよい。

【０２５０】（遅延回路１９）データ配列変換部により
並び替えが行われた画像データＳＤａｔａは補正データ
算出手段と遅延回路（遅延手段）１９に入力される。補
正データ算出手段の補正データ補間部はタイミング制御
回路からの水平位置情報ｘと画像データＳＤｂ狽≠フ値
を参照して、それらにあった補正データＣＤを算出す
る。

【０２５１】遅延回路１９は、補正データ算出にかかる
時間を吸収するために設けられており、加算器で画像デ
ータに補正データが加算される際に、画像データにそれ
に対応した補正データが正しく加算されるよう遅延を行
う手段である。同手段はフリップフロップを用いること
により構成できる。

【０２５２】（シフトレジスタ、ラッチ回路）補正デー
タ補間部の出力である画像データＤｏｕｔは、シフトレ
ジスタ５により、シリアルなデータフォーマットから、
各変調配線毎のパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮへ
とシリアル／パラレル変換されラッチ回路へ出力され
る。ラッチ回路では１水平期間が開始される直前にタイ
ミング信号Ｄａｔａｌｏａｄにより、シフトレジスタか
らのデータをラッチする。ラッチ回路６の出力は、パラ
レルな画像データＤ１〜ＤＮとして変調手段へと供給さ
れる。

【０２５３】なお本実施形態では画像データＩＤ１〜Ｉ
ＤＮ、Ｄ１〜ＤＮはそれぞれ８ビットの画像データとし
た。これらの動作タイミングはタイミング発生回路４
（図１３）からのタイミング制御信号ＴＳＦＴ及びＤａ
ｔａｌｏａｄに基づいて動作する。

【０２５４】（変調手段の詳細）ラッチ回路６の出力で
あるパラレル画像データＤ１〜ＤＮは変調手段８へと供
給される。

【０２５５】変調手段は、図１８（ａ）に示したよう
に、ＰＷＭカウンタと、各変調配線ごとにコンパレータ
とスイッチ（同図ではＦＥＴ）を備えたパルス幅変調回
路（ＰＷＭ回路）である。

【０２５６】画像データＤ１〜ＤＮと変調手段の出力パ
ルス幅の関係は、図１８（ｂ）のようなリニアな関係に
ある。

【０２５７】同図（ｃ）に変調手段の出力波形の例を３
つ示す。

【０２５８】同図において上側の波形は、変調手段への
入力データが０の時の波形、中央の波形は、変調手段へ
の入力データが２５６の時の波形、下側の波形は、変調
手段への入力データが５１１の時の波形である。

【０２５９】なお本例では変調手段への入力データＤ１
〜ＤＮのビット数は前述のように、オーバーフローしな
いことを考慮して、９ビットとした。

【０２６０】なお、前述の説明では、変調手段の入力デ
ータが５１１のときは、一水平走査期間に相当するパル
ス幅の変調信号が出力されると記載した箇所があるが、
詳細には同図（ｃ）のように非常に短い時間ではあるが
パルスの立ち上がる前と、立ち下がった後に駆動しない
期間を設けタイミング的な余裕を持たせている。

【０２６１】図１９は、本発明の変調手段の動作を示す
タイミングチャートである。

【０２６２】同図において、Ｈｓｙｎｃ水平同期信号、
Ｄａｔａｌｏａｄはラッチ回路６へのロード信号、Ｄ１
〜ＤＮは前述の変調手段の列１〜Ｎへの入力信号、Ｐｗ
ｍｓｔａｒｔはＰＷＭカウンタの同期クリア信号、Ｐｗ
ｍｃｌｋはＰＷＭカウンタのクロックである。また、Ｘ
Ｄ１〜ＸＤＮは変調手段の第１〜第Ｎ列の出力を表して
いる。

【０２６３】同図にあるように１水平走査期間が始まる
と、ラッチ回路６は画像データをラッチするとともに変
調手段へデータを転送する。

【０２６４】ＰＷＭカウンタは、同図に示したように、
Ｐｗｍｓｔａｒｔ、Ｐｗｍｃｌｋに基づいてカウントを
開始し、カウント値が５１１になるとカウンタをストッ
プしカウント値５１１を保持する。

【０２６５】各列毎に設けられているコンパレータは、
ＰＷＭカウンタのカウント値と各列の画像データを比較
し、ＰＷＭカウンタの値が画像データ以上のときＨｉｇ
ｈを出力し、それ以外の期間はＬｏｗを出力する。

【０２６６】コンパレータの出力は、各列のスイッチの
ゲートに接続されており、コンパレータの出力がＬｏｗ
の期間は同図の上側（ＶＰＷＭ側）のスイッチがＯＮ、
下側（ＧＮＤ側）のスイッチがＯＦＦとなり、変調配線
を電圧ＶＰＷＭに接続する。

【０２６７】逆にコンパレータの出力がＨｉｇｈの期間
は、同図の上側のスイッチがＯＦＦし、下側のスイッチ
がＯＮするとともに、変調配線の電圧をＧＮＤ電位に接
続する。

【０２６８】各部が以上のように動作することで、変調
手段が出力するパルス幅変調信号は、図１９のＤ１、Ｄ
２、ＤＮに示したような、パルスの立ち上がりが同期し
た波形となる。

【０２６９】（補正データ算出手段）補正データ算出手
段は前述した補正データ算出方法により、電圧降下の補
正データを算出する回路である。補正データ算出手段は
図２０に示すように離散補正データ算出部と補正データ
補間部の２つのブロックから構成される。

【０２７０】離散補正データ算出部では入力された映像
信号から電圧降下量を算出し、電圧降下量から補正デー
タを離散的に計算する手段である。同手段は計算量やハ
ードウエア量を減少させるために、前述の縮退モデルの
概念を導入して、補正データを離散的に算出する。

【０２７１】離散的に算出された補正データは補正デー
タ補間部（補正データ補間手段）により補間され、画像
データの大きさやその水平表示位置ｘに適合した補正デ
ータＣＤが算出される。

【０２７２】（離散補正データ算出部）図２１は本発明
の離散補正データを算出するための離散補正データ算出
部である。

【０２７３】離散補正データ算出部は、以下に述べるよ
うに、画像データをブロックわけし、ブロックごとの統
計量（点灯数）を算出するとともに、統計量から各ノー
ドの位置における、電圧降下量の時間変化を計算する電
圧降下量算出部としての機能と、各時間ごとの電圧降下
量を発光輝度量に変換する機能、および発光輝度量を時
間方向に積分して、発光輝度総量を算出する機能、およ
びそれらから離散的な基準点における、画像データの基
準値に対する補正データを算出する手段である。

【０２７４】同図において１００ａ〜１００ｃは点灯数
カウント手段、１０１ａ〜１０１ｃは各ブロックごと
の、各時刻における点灯数を格納するレジスタ群、１０
２はＣＰＵ、１０３は式２及び３で記載したパラメータ
ａｉｊを記憶するためのテーブルメモリ（電圧降下量記
憶手段）、１０４は計算結果を一時記憶するためのテン
ポラリレジスタ、１０５はＣＰＵのプログラムが格納さ
れているプログラムメモリ、１１１は、電圧降下量を放
出電流量に変換する変換データが記載されたテーブルメ
モリ、１０６は、前述した離散補正データの計算結果を
格納するためのレジスタ群である。

【０２７５】点灯数カウント手段１００ａ〜１００ｃ
は、同図（ｂ）に記載したようなコンパレータと加算器
などから構成されている。映像信号Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは
それぞれコンパレータ１０７ａ〜ｃに入力され、逐次Ｃ
ｖａｌの値と比較される。

【０２７６】なお、Ｃｖａｌは前述してきた画像データ
に対して設定した、基準値に相当する。

【０２７７】コンパレータ１０７ａ〜ｃはＣｖａｌと画
像データの比較を行い画像データの方が大きければＨｉ
ｇｈを出力し小さければＬｏｗを出力する。

【０２７８】コンパレータの出力は加算器１０８及び１
０９により互いに足し算され、さらに加算器１１０によ
りブロックごとに加算をおこない、ブロックごとの加算
結果を各々のブロックごとの点灯数としてレジスタ群１
０１ａ〜ｃへと格納する。

【０２７９】点灯数カウント手段１００ａ〜ｃにはコン
パレータの比較値Ｃｖａｌとしてそれぞれ０、６４、１
２８、１９２が入力されている。

【０２８０】結果として、点灯数カウント手段１００ａ
は画像データのうち、０より大きい画像データの個数を
カウントしそのブロックごとの総計をレジスタ１０１ａ
に格納する。

【０２８１】同様に、点灯数カウント手段１００ｂは画
像データのうち、６４より大きい画像データの個数をカ
ウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１ｂ
に格納する。

【０２８２】同様に、点灯数カウント手段１００ｃは画
像データのうち、１２８より大きい画像データの個数を
カウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１
ｃに格納する。

【０２８３】同様に、点灯数カウント手段１００ｄは画
像データのうち、１９２より大きい画像データの個数を
カウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１
ｄ格納する。

【０２８４】ブロックごと、時間ごとの点灯数カウント
されると、ＣＰＵはテーブルメモリ１０３に格納された
パラメータテーブルａｉｊを随時読み出して、式２〜５
に従い、電圧降下量を計算し、計算結果をテンポラリレ
ジスタ１０４に格納する。

【０２８５】本例ではＣＰＵに式２の計算を円滑におこ
なうための積和演算機能を設けた。

【０２８６】式２に挙げた演算を実現する手段として
は、ＣＰＵで積和演算を行わないでもよく、例えば、そ
の計算結果をメモリに入れておいてもよい。

【０２８７】すなわち、各ブロックの点灯数を入力と
し、考えられるすべての入力パターンに対し、各ノード
位置の電圧降下量をメモリに記憶させておいても構わな
い。

【０２８８】電圧降下量の計算が完了するとともに、Ｃ
ＰＵはテンポラリレジスタ１０４から、各時間、各ブロ
ックごとの電圧降下量をよみだし、テーブルメモリ２
（１１１）を参照して、電圧降下量を放出電流量に変換
し、式６〜１６に従って、離散補正データを算出した。

【０２８９】計算した離散補正データは、レジスタ群１
０６に格納した。

【０２９０】（補正データ補間部）補正データ補間部は
画像データの表示される位置（水平位置）及び、画像デ
ータの大きさに適合した補正データを算出するための手
段である。同手段は離散的に算出された補正データを補
間することにより、画像データの表示位置（水平位置）
及び、画像データの大きさに応じた補正データを算出す
る。

【０２９１】図２２は補正データ補間部を説明するため
の図である。

【０２９２】同図において１２３は画像データの表示位
置（水平位置）ｘから、補間に用いる離散補正データの
ノード番号ｎ及びｎ＋１を決定するためのデコーダであ
り、１２４は画像データの大きさから、式１７〜式１９
のｋおよびｋ＋１を決定するためのデコーダである。

【０２９３】また、セレクタ１２５〜１２８は、離散補
正データを選択して、直線近似手段に供給するためのセ
レクタである。

【０２９４】また、１２１〜１２３は、それぞれ式１７
〜１９の直線近似を行うための直線近似手段である。

【０２９５】図２３に直線近似手段１２１の構成例を示
す。一般に直線近似手段は式１７〜１９の演算子にあら
わされるように、減算器、積算器、加算器、割り算器な
どによって構成可能である。

【０２９６】しかし、望ましくは離散補正データを算出
するノードのノードの間の列配線本数や、離散補正デー
タを算出する画像データ基準値の間隔（すなわち電圧降
下を算出する時間間隔）が２のべき乗になるように構成
するとハードウエアを非常に簡単に構成できるというメ
リットがある。それらを２のべき乗に設定すれば、図２
３に示した割り算器において、Ｘｎ＋１−Ｘｎは２のべ
き乗の値となり、ビットシフトすればよい。

【０２９７】Ｘｎ＋１−Ｘｎの値がいつも一定の値であ
って、２のべき乗で表される値であるならば、加算器の
加算結果をべき乗の乗数分だけシフトして出力すればよ
く、あえて割り算器を作製する必要がない。

【０２９８】またこれ以外の箇所でも離散補正データを
算出するノードの間隔や、画像データの間隔を２のべき
乗とすることにより、たとえばデコーダ１２３〜１２４
を簡単に作製することが可能となるとともに、図２３の
減算器で行っている演算を簡単なビット演算に置き換え
ることができるなど、非常にメリットが多い。

【０２９９】（各部の動作タイミング）図２４に各部の
動作タイミングのタイミングチャートを示す。

【０３００】なお、同図においてＨｓｙｎｃは水平同期
信号、ＤｏｔＣＬＫはタイミング発生回路の中のＰＬＬ
回路により水平同期信号Ｈｓｙｎｃから作成したクロッ
ク、Ｒ、Ｇ、Ｂは入力切り替え回路からのディジタル画
像データ、Ｄａｔａはデータ配列変換後の画像データ、
Ｄｏｕｔは電圧降下補正を施された画像データ、ＴＳＦ
Ｔはシフトレジスタ５へ画像データＤｏｕｔを転送する
ためのシフトクロック、Ｄａｔａｌｏａｄはラッチ回路
６へデータをラッチするためのロードパルス、Ｐｗｍｓ
ｔａｒｔは前述のパルス幅変調の開始信号、変調信号Ｘ
Ｄ１は変調配線１へ供給されるパルス幅変調信号の一例
である。

【０３０１】１水平期間の開始とともに、入力切り替え
回路からディジタル画像データＲＧＢが転送される。同
図では水平走査期間Ｉにおいて、入力される画像データ
をＲ＿Ｉ、Ｇ＿Ｉ、Ｂ＿Ｉで表すと、それらは、データ
配列変換回路９では１水平期間の間、画像データを蓄え
られ、水平走査期間Ｉ＋１において、表示パネルの画素
配置に合わせてディジタル画像データＤａｔａ＿Ｉとし
て出力される。

【０３０２】Ｒ＿Ｉ，Ｇ＿Ｉ，Ｂ＿Ｉは、水平走査期間
Ｉにおいて補正データ算出手段に入力される。同手段で
は、前述した点灯数をカウントし、カウントの終了とと
もに、電圧降下量が算出される。

【０３０３】電圧降下量が算出されるのにつづいて、離
散補正データが算出され、算出結果がレジスタに格納さ
れる。

【０３０４】走査期間Ｉ＋１に移り、データ配列変換部
から、１水平走査期間前の画像データＤａｔａ＿Ｉが出
力されるのに同期して、補正データ補間部では離散補正
データが補間され、補正データが算出される。補間され
た補正データは、階調数変換部１５で直ちに階調数変換
を施され、加算器１２に供給される。

【０３０５】加算器１２では、画像データＤａｔａと補
正データＣＤｚを順次加算し、補正された画像データＤ
ｏｕｔをシフトレジスタへ転送する。シフトレジスタは
Ｔｓｆｔにしたがって、一水平期間分の画像データＤｏ
ｕｔを記憶するとともにシリアル・パラレル変換をおこ
なってパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチ回
路６に出力する。ラッチ回路６はＤａｔａｌｏａｄの立
ち上がりにしたがってシフトレジスタからのパラレル画
像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチし、ラッチされた画像
データＤ１〜ＤＮをパルス幅変調手段８へと転送する。

【０３０６】パルス幅変調手段８は、ラッチされた画像
データに応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力す
る。本実施形態の画像表示装置では、結果として、変調
手段が出力するパルス幅は、入力された画像データに対
し、２水平走査期間分おくれて表示される。

【０３０７】このような画像表示装置により画像の表示
を行ったところ、従来からの課題であった走査配線にお
ける電圧降下量を補正することができ、それに起因する
表示画像の劣化を改善することができ、非常に良好な画
像を表示することができた。

【０３０８】また、離散的に補正データを算出し、離散
的に計算した点と点の間はそれを補間して求めることに
より、補正データを非常に簡単に計算させることがで
き、さらに非常に簡単なハードウエアでそれを実現でき
るなど、非常に優れた効果があった。

【０３０９】（ノードの位置及び、画像データ基準値の
好ましい設定間隔について）上述の例では、説明を簡単
化する意味もあり、ブロックを４つとした例を示してき
た。電圧降下量や離散補正データを算出する位置である
ノードはブロックの境界位置の５つの点で表される。し
かし補正データを精度よく計算するためには、ブロック
やノードの数としては、多ければ多いほど前述した直線
近似による誤差が少なくなるため、好ましいが、その一
方で計算量が増加することは言うまでもない。

【０３１０】一方、限られたブロック数、ノード数で、
誤差を少なくするための手法としては、電圧降下量や補
正データの変化の大きい箇所はブロックや、ノードの間
隔を細かく設定し、逆に電圧降下量や補正データの変化
の小さい箇所は、ブロックや、ノードを設定する間隔を
荒くすることが好ましい。このようにノードやブロック
を設定すれば、前述した直線近似を行っても誤差を少な
く、かつ少ない計算量で計算ができるという点で非常に
好ましい。

【０３１１】図２５（ａ）は走査配線の両側に走査回路
を備えた場合に画面に全白を表示した際の補正画像デー
タを計算した計算結果の例である。

【０３１２】理想的な計算結果としては同図の点線にあ
るような曲線として計算されることが好ましいが、本発
明では縮退化を行って計算しているため、実際には、図
中○マークで記載した、ノードの位置において離散補正
画像データが算出されており、その中間の位置に置いて
は、隣接するノードとノードの補正画像データを直線近
似して計算していることについては先に述べた。

【０３１３】この場合、ノードの位置としては図２５
（ａ）の点線の勾配の大きい、画面の左右両端に近いほ
ど、ノードの設定間隔を細かくし、画面の中央ほどノー
ドの設定間隔を荒くすれば、限られた計算量のなかで直
線補間を行うことによる計算誤差を低減することがで
き、好ましかった。

【０３１４】図２５（ｂ）は走査配線の片側にのみ、走
査回路を備えた場合に、画面に全白を表示した際の補正
画像データを計算した計算結果の例である。

【０３１５】このような場合でも、変化の大きい画面の
左側（走査回路のある側）ほどノードの設定間隔を細か
くし、画面の右側（走査回路のない側）ほどブロック
や、ノードの設定間隔を荒くすることで、少ない計算量
で精度のよい計算を行うことができるなど、好ましかっ
た。

【０３１６】なおこの場合も、隣接するノードとノード
の間隔は２のべき乗に選択したほうが補間回路でのハー
ドウエア量を少なくできるため、好ましいことはいうま
でもない。

【０３１７】また、前述した、画像データ基準値を設定
する間隔においては、画像データの大きさによって、以
下のように設定することが好ましかった。

【０３１８】とくに画像データの小さい箇所では、画像
データ自体の大きさが小さいため、補正データを算出し
た際の誤差により受ける影響が目立ちやすいという特徴
がある。またこれと逆に、画像データの大きさが大きい
箇所では、画像データの大きさ自体が大きいため、補正
データを算出した際の誤差による影響は目立ちにくい。

【０３１９】このような特徴を鑑みて、補正の誤差を減
らすという観点では、画像データの小さい領域におい
て、画像データ基準値を設定する間隔を細かく設定し、
逆に、画像データの大きさの大きい領域においては、画
像データ基準値を設定する間隔を荒く設定することが好
ましかった。

【０３２０】より具体的には、本発明者らは、画像デー
タ基準値として、０、２、４、６、８、１６、３２、４
８、６４、９６、１２８、１９２、２５６を選択して計
算を行ったところ、非常に好ましかった。

【０３２１】なおこの場合も隣接する画像データ基準値
との間の間隔は、２のべき乗に選択することで計算を行
うための補間回路のハードウエアを小さくできるため
（割り算器などをビットシフト回路に置き換えることが
可能。）非常に好ましかった。

【０３２２】（第２の実施形態）第１の実施形態では、
入力画像データに対し、離散的な画像データの基準値を
設定するとともに、行配線上に基準点を設定し、該基準
点における、画像データ基準値の大きさの画像データに
対する補正データを算出していた。

【０３２３】さらに離散的に算出された補正データを補
間することにより、入力された画像データの水平表示位
置と、その大きさに応じた補正データを算出し、画像デ
ータと加算することにより、補正を実現していた。

【０３２４】一方、上述の構成とは別に下記の構成によ
っても同様な補正が行える。

【０３２５】離散的な水平位置と、画像データ基準値に
対する、画像データの補正結果（すなわち前記離散補正
データと画像データ基準値の和：すなわち補正画像デー
タ）を算出し、さらに離散的に算出された補正結果を補
間し、入力された画像データの水平表示位置と、その大
きさに応じた補正結果を算出し、その補正結果に応じて
変調を行ってもよい。

【０３２６】この構成では、離散的な計算の際に、画像
データと補正データの加算された結果として算出される
ため、補間後に画像データと補正データの加算を行う必
要はない。

【０３２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
装置によれば、従来からの課題であった、走査配線上の
電圧降下による表示画像の劣化を改善することができ
た。

【０３２８】また、いくつかの近似を導入したことによ
り、電圧降下を補正するための、画像データの補正量を
簡単に計算することができ、非常に簡単なハードウエア
でそれを実現することができるなど、非常に優れた効果
があった。

【０３２９】また、表示画像の違和感についても低減す
ることができるなどの優れた効果があった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置の概観を
示す図である。

【図２】表示パネルの電気的な接続を示す図である。

【図３】表面伝導型放出素子の特性を示す図である。

【図４】表示パネルの駆動方法を示す図である。

【図５】電圧降下の影響を説明する図である。

【図６】本発明の実施形態の縮退モデルを説明する図で
ある。

【図７】離散的に算出した電圧降下量を示すグラフであ
る。

【図８】離散的に算出した放出電流の変化量を示すグラ
フである。

【図９】本発明の実施形態の補正データの算出方法を説
明するための図である。

【図１０】画像データの大きさが１２８の場合の補正デ
ータの算出例を示す図である。

【図１１】画像データの大きさが１９２の場合の補正デ
ータの算出例を示す図である。

【図１２】本発明の実施形態の補正データの補間方法を
説明するための図である。

【図１３】本発明の実施形態の補正回路を内蔵した画像
表示装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施形態に係る画像表示装置の走査
回路の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の実施形態に係る画像表示装置の逆γ
処理部の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の実施形態に係る画像表示装置の逆γ
処理部の入出力特性を示す図である。

【図１７】本発明の実施形態に係る画像表示装置のデー
タ配列変換部の構成を示すブロック図である。

【図１８】本発明の実施形態に係る画像表示装置の変調
手段の構成及び動作を説明する図である。

【図１９】本発明の実施形態に係る画像表示装置の変調
手段のタイミングチャートである。

【図２０】本発明の実施形態に係る画像表示装置の補正
データ算出手段の構成を示すブロック図である。

【図２１】本発明の実施形態に係る画像表示装置の離散
補正データ算出部の構成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の実施形態の補正データ補間部の構成
を示すブロック図である。

【図２３】本発明の実施形態の直線近似手段の構成を示
すブロック図である。

【図２４】本発明の実施形態に係る画像表示装置のタイ
ミングチャートである。

【図２５】本発明の実施形態のノードの設定する間隔に
ついて説明するための図である。

【図２６】従来の画像表示装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１表示パネル２走査回路８パルス幅変調手段１２加算器１４補正データ算出手段１７逆γ処理部１９遅延回路１００ａ〜１００ｃ点灯数カウント手段１０１ａ〜１０１ｃレジスタ群１０３テーブルメモリ１１１テーブルメモリ２１０７ａ〜１０７ｃコンパレータ１２３〜１２４デコーダ１００１基板１００２冷陰極素子１００３行配線（走査配線）１００４列配線（変調配線）１００７フェースプレート１００８蛍光膜２１２２加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ａ (72)発明者齋藤裕東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者稲村浩平東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者池田武東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C080 AA08 AA18 BB05 CC03 DD05 DD22 EE19 EE29 EE30 FF12 GG08 GG11 GG12 HH17 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK02 KK43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置され、複数の行配線及
び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられる画像
形成素子と、前記行配線を順次選択し走査する走査手段
と、画像データに対し、少なくとも前記行配線の抵抗分によ
る電圧降下の影響を低減するための補正画像データを算
出する補正画像データ算出手段と、前記補正画像データに基づいて前記列配線に印加する変
調信号を出力する変調手段とを備える画像表示装置であ
って、前記補正画像データ算出手段は、画像データに対し複数
の離散的な画像データ基準値を設定し、該画像データ基
準値に対する離散的補正画像データを算出する離散補正
画像データ算出部と、離散補正画像データ算出部の出力を補間し、画像のデー
タの大きさに対応した補正画像データを算出する補正画
像データ補間部と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記離散補正画像データ算出部は、選択さ
れている行配線に沿って水平方向に複数の基準点を設定
し、前記基準点における、補正画像データを算出すると
ともに、前記補正画像データ補間部は、前記離散補正画像データ
算出部の出力を水平方向に補間して、画像データの水平
表示位置に応じた補正画像データを算出することを特徴
とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記離散補正画像データ算出部は、選択さ
れた行配線を複数の領域に分割し、分割された各々の領
域ごとに、前記画像データの統計量を算出し、さらに該
統計量から離散補正画像データを算出することを特徴と
する請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記統計量は、前記各々の領域ごとに該画像データと該画像データに対
して設定された離散的な画像データ基準値とを比較した
結果を、前記各領域ごとに積算した量であることを特徴
とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記基準点は前記複数の領域の境界に位置
することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記基準点は前記領域の中央に位置するこ
とを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項７】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻
に対し、画像データに対して変調を行った際の電圧降下
量を予測算出することを特徴とする請求項１または２に
記載の画像表示装置。
【請求項８】前記離散補正画像データ算出部は、前記基
準点における電圧降下量を予測算出することを特徴とす
る請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記離散補正画像データ算出部は、前記画
像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻
に対し、画像データに対して変調を行った際の画像形成
素子の発光輝度を予測算出することを特徴とする請求項
１または２に記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記離散補正画像データ算出部は、画像
データに対して変調を行った際の前記基準点の画像形成
素子の発光輝度量を予測算出することを特徴とする請求
項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記離散補正画像データ算出部は、前記
画像データ基準値に対応して、１水平走査期間を複数の
時間領域に分割し、各々の時間領域に放出される発光輝
度量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じになるよ
うに各々の時間領域を伸長し、さらに各々の時間領域の
伸長された結果を積算して、前記離散補正画像データを
算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画
像表示装置。
【請求項１２】前記離散補正画像データ算出部は、前記
時間領域を伸長する際に、前記時間領域の境界における
発光輝度量が伸長を行うことにより変化しないものと近
似して、各時間領域の伸長量を算出することを特徴とす
る請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】前記離散補正画像データ算出部は、前記
画像データ基準値に対応して、画像データのデータ範囲
を複数の領域に分割し、各々の領域に対して放出される
発光輝度量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じに
なるように各々の領域を伸長し、さらに各々の領域の伸
長された結果を積算して、前記離散補正画像データを算
出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像
表示装置。
【請求項１４】前記離散補正画像データ算出部は、前記
領域を伸長する際に、前記領域の境界における発光輝度
量が伸長を行うことにより変化しないものと近似して、
各領域の伸長量を算出することを特徴とする請求項１３
に記載の画像表示装置。
【請求項１５】前記行配線に沿って水平方向に設定され
た基準点と隣接する基準点の間の水平方向の該画像形成
素子数は２の整数乗として表記できることを特徴とする
請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項１６】前記画像データに対して設定された画像
データ基準値の間隔は、２の整数乗として表記できるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１７】マトリクス状に配置され、複数の行配線
及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられる画
像形成素子と、前記行配線を順次選択し走査する走査手
段と、画像データに対し、少なくとも前記行配線の抵抗分によ
る電圧降下の影響を低減するための補正データを算出す
る補正データ算出手段と、該補正データと該画像データを演算する演算手段と、前記演算手段の出力に応じ前記列配線に印加する変調信
号を出力する変調手段とを備える画像表示装置であっ
て、前記補正データ算出手段は、該画像データに対し複数の離散的な画像データ基準値を
設定し、該画像データ基準値に対する、離散的な補正デ
ータを算出する離散補正データ算出部と、該離散補正デ
ータ算出部の出力を補間し、該画像のデータの大きさに対応した補正データを算出す
る補正データ補間部と、を備えることを特徴とする画像
表示装置。
【請求項１８】前記離散補正データ算出部は、選択され
た行配線に沿って水平方向に複数の基準点を設定し、前
記基準点における、補正データを算出するとともに、前記補正データ補間部は、前記離散補正データ算出部の
出力を水平方向に補間して、水平表示位置に応じた補正
データを算出することを特徴とする請求項１７に記載の
画像表示装置。
【請求項１９】前記離散補正データ算出部は、前記行配
線を複数の領域に分割し、分割された各々の領域ごと
に、入力画像データの統計量を算出し、さらに該統計量
から離散補正データを算出することを特徴とする請求項
１８に記載の画像表示装置。
【請求項２０】前記統計量は、画像データと、画像デー
タに対して設定された離散的な画像データ基準値との比
較結果を各領域ごとに積算した結果であることを特徴と
する請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２１】前記基準点は前記複数の領域の境界に位
置することを特徴とする請求項１９に記載の画像表示装
置。
【請求項２２】前記基準点は前記領域の中央に位置する
ことを特徴とする請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２３】前記離散補正データ算出部は、前記画像
データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時刻に
対し、画像データに対して変調を行った際の電圧降下量
を予測算出することを特徴とする請求項１７または１８
に記載の画像表示装置。
【請求項２４】前記離散補正データ算出部は、前記基準
点における電圧降下量を予測算出することを特徴とする
請求項２３に記載の画像表示装置。
【請求項２５】前記離散補正画像データ算出部は、前記
画像データ基準値に対応した１水平走査期間の複数の時
刻に対し、画像データに対して変調を行った際の画像形
成素子の発光輝度を予測算出することを特徴とする請求
項１７または１８に記載の画像表示装置。
【請求項２６】前記離散補正データ算出部は画像データ
に対して変調を行った際の前記基準点の画像形成素子の
発光輝度量を予測算出することを特徴とする請求項２５
に記載の画像表示装置。
【請求項２７】前記離散補正データ算出部は、前記画像
データ基準値に対応して、１水平走査期間を複数の時間
領域に分割し、各々の時間領域に放出される発光輝度量
の総量が電圧降下の影響がない場合と同じになるように
各々の時間領域を伸長し、さらに各々の時間領域の伸長
された結果を積算して、前記離散補正データを算出する
ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の画像表
示装置。
【請求項２８】前記離散補正データ算出部は、前記時間
領域を伸長する際に、前記時間領域の境界における発光
輝度量が伸長を行うことにより変化しないものと近似し
て、各時間領域の伸長量を算出することを特徴とする請
求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項２９】前記離散補正データ算出部は、前記画像
データ基準値に対応して、画像データのデータ範囲を複
数の領域に分割し、各々の領域に対して放出される発光
輝度量の総量が電圧降下の影響がない場合と同じになる
ように各々の領域を伸長し、さらに各々の領域の伸長さ
れた結果を積算して、前記離散補正データを算出するこ
とを特徴とする請求項１７または１８に記載の画像表示
装置。
【請求項３０】前記離散補正データ算出部は、前記領域
を伸長する際に、前記領域の境界における発光輝度量が
伸長を行うことにより変化しないものと近似して、各領
域の伸長量を算出することを特徴とする請求項２９に記
載の画像表示装置。
【請求項３１】前記行配線に沿って水平方向に設定され
た基準点と隣接する基準点の間の水平方向の該画像形成
素子数は２の整数乗として表記できることを特徴とする
請求項１８に記載の画像表示装置。
【請求項３２】前記画像データに対して設定された画像
データ基準値の間隔は、２の整数乗として表記できるこ
とを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
【請求項３３】前記演算手段は画像データと補正データ
を加算する加算器であることを特徴とする請求項１７に
記載の画像表示装置。
【請求項３４】前記変調手段は、前記補正画像データに
基づいて、各列配線に印加する変調信号波形のパルス幅
を変調することを特徴とする請求項１乃至３３のいずれ
か１項に記載の画像表示装置。
【請求項３５】前記画像形成素子は印加される変調信号
に応じて電子を放出する電子放出素子であることを特徴
とする請求項１乃至３４のいずれか１項に記載の画像表
示装置。
【請求項３６】前記電子放出素子は、表面伝導型放出素
子であることを特徴とする請求項３５に記載の画像表示
装置。