JP2005148631A - フラットパネルディスプレイの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１フィールドの期間の中間から両端に向けて輝度重みの大きい順にサブフィールドを配置することにより表示品位を向上させる。
【解決手段】フラットパネルディスプレイを用い、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示するに際し、１フィールドの構成を、最大輝度のサブフィールドを１フィールドの期間のほぼ中間に配置し、以降のサブフィールドは２分割して一方を中間に配置したサブフィールドの前側に他方を後ろ側にそれぞれ配置した構成とし、２分割したサブフィールドの内、一部のサブフィールドについては１フィールドの期間内に双方を発光させ、その他のサブフィールドについては１フィールドの期間内に一方のみを単独で発光させる表示階調を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイの駆動方法および駆動装置に関し、さらに詳しくは、たとえばプラズマディスプレイのようなフラットパネルディスプレイの表示品位を向上させるための駆動方法および駆動装置に関する。

フラットパネルディスプレイとしてプラズマディスプレイパネル（以後「ＰＤＰ」と記す）を例に挙げて説明する。ＰＤＰの分野では、ＡＣ型３電極面放電形式のＰＤＰが広く知られている。このＰＤＰは、前面側（表示面側）の基板に面放電が可能な表示電極を水平方向に多数設け、背面側の基板に発光セル選択用の多数のアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）を表示電極と交差する方向に設け、表示電極とアドレス電極の交差部をセルとするものである。なお、本明細書では、表示電極の内、発光セルを選択する際の走査に用いる電極をＹ電極とし、走査に用いない電極をＸ電極として説明する。

この構造のＰＤＰでは、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールド（単に「ＳＦ」と記すこともある）で構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示するようにしている。これは一般にサブフィールド法と呼ばれる方法であり、具体的には、１フィールドを、重み付けをした複数のサブフィールドで構成する。そして、各サブフィールドを、全てのセルの電荷を初期化するリセット期間と、発光させるべきセルを選択するアドレス期間（アドレス走査期間ともいう）と、選択したセルを発光させる表示期間（維持（サスティン）期間ともいう）とで構成する。

図２２は従来のＡＣ型３電極面放電形式のＰＤＰの駆動回路を示すブロック図である。図２３はサブフィールド法における階調制御を説明するタイミングチャートである。

図２２に示すように、アドレス電極Ａ１，Ａ２，…，Ａｍは一本毎にアドレスドライバ回路１０１に接続され、これらのアドレス電極Ａ１，Ａ２，…，Ａｍに対し、アドレス走査期間において、アドレスドライバ回路１０１から、表示データに応じたアドレスパルスが印加される。Ｙ電極Ｙ１，Ｙ２，…，ＹｎはＹスキャンドライバ回路１０２に接続され、これらのＹ電極Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｎに対し、アドレス走査期間において、Ｙスキャンドライバ回路１０２からスキャンパルスが印加される。また、これらのＹ電極Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｎに対し、表示期間においてはＹ共通ドライバ回路１０３から維持パルスが印加される。Ｘ電極は全ライン共通にＸ共通ドライバ回路１０４に接続され、これらのＸ電極に対し、表示期間において維持パルスが印加される。図中１０８はパルス用電源である。

これらのドライバ回路は制御回路１０５によって制御される。制御回路１０５は、表示データ制御部１０６とパネル駆動制御部１０７から構成される。表示データ制御部１０６はＳＦデータ変換回路１０６ａと表示負荷率検出回路１０６ｂを含み、アドレスドライバ回路１０１にアドレスデータ制御信号を与える。

パネル駆動制御部１０７は、Ｙスキャンドライバ回路１０２を制御するスキャンドライバ制御部１０７ａと、Ｙ共通ドライバ回路１０３およびＸ共通ドライバ回路１０４を制御（表示パルス数制御）する共通ドライバ制御部１０７ｂから構成されている。

制御回路１０５には、外部からクロック信号CLOCK、データDATA、垂直同期信号VSYNC、および水平同期信号HSYNCが与えられる。

図２３に示すように、このＰＤＰでの階調表示は、表示データの各ビットをサブフィールド期間に対応させ、ビットの重み付けに応じてサブフィールド期間中の表示期間の長さを変えることにより行っている。例えば、ｊ（ｊ：任意の自然数）ビットで２^j階調表示を行う場合、１フィールドをｊ個のサブフィールドで構成する。各サブフィールドの表示期間Ｔｓ＿ｓｆ（ｊ）の長さは１：２：４：８：…：２^j−１の比率になっている。ここでアドレス走査期間Ｔａ＿ｓｆは全てのサブフィールドで同じ長さである。

１サブフィールド期間は、リセット期間、アドレス走査期間、および表示期間から構成される。リセット期間においては、全Ｙ電極を０Ｖにし、全アドレス電極、Ｘ電極にそれぞれリセットパルスを加え、全セル放電の後、自己中和により放電を終了させる自己消去放電を行う。次に、アドレス走査期間においては、表示データに応じたセルのオン／オフを行うために、１ラインごとにアドレス放電を発生させ、壁電荷（種火）を蓄積する。その後、表示期間では、Ｘ電極とＹ電極とに交互に維持パルスを印加して表示放電を発生させ、１サブフィールドの画像表示を行う。上記表示期間のパルスの回数により輝度が決定される。
以上、１からｊまでのサブフィールドを選択点灯させることで、０から２^j−１までの階調の輝度を表示できる。

従来から、ＰＤＰの階調表示における課題として、動画偽輪郭と呼ばれる誤表示が目視される問題がある。

図２４はＰＤＰの発光位置（発光重心）の偏りによる影響を説明する図である。例えば、発光輝度の重みが１、２、４、８の順で並ぶ４サブフィールドで１フィールドの表示を行う場合を例に挙げて説明する。

ある表示セルの発光輝度が、７階調（７番目の階調）から８階調（８番目の階調）に切り替わる時間位置において、７階調で発光重心が前半に偏っていたものが、８階調では後半に偏るように移動するため、図示したような発光間隔が広くなる部分ができ、目視される輝度が変動したように認識される。

動画時に輝度変動が輪郭のように目視される原理を図２５（ａ）および図２５（ｂ）、並びに図２６（ａ）、図２６（ｂ）および図２６（ｃ）に示す。これらはサブフィールドごとの発光と網膜上の輝度分布を示し、図２５（ａ）および図２５（ｂ）は静止画時のものを、図２６（ａ）〜図２６（ｃ）は動画時のものをそれぞれ示している。図２５（ａ）と図２６（ａ）はサブフィールド配列を示す。

図２５（ｂ）は画像が静止している時の、各画素ごと・各サブフィールドごとの発光と、目視している観察者の目の網膜上に入射・投影される輝度分布を示す。例えば、１フィールドに１画素だけ画像が移動した場合、各画素ごと・各サブフィールドごとの発光はこの図に示したようになる。

ここで、観察者がこの画像移動を追尾視する場合、網膜上で画像が静止するように連続して視線を動かす（図２６（ｂ）参照）。このとき、図２６（ｃ）に示すように、網膜上に投影される輝度は、各画素ごと・各サブフィールドごとの発光が、時間的に連続的に移動したものが投影されることになる。

このとき、図２７（ａ）で示すように、画像静止時には見えないが、図２７（ｂ）に示すように、画像移動時には、網膜上には１５階調と１６階調の境界画素位置に暗線が現れる。図では暗線で示したが、移動方向によっては輝線となる。この暗線、輝線が動画偽輪郭と呼ばれるものである。

階調が１だけ変化するような滑らかな輝度変化の部分においても、大きな振幅の暗線（または輝線）が現れ、画質を劣化させるため、大きな問題である。
この動画偽輪郭を緩和する方法として、従来では重ね合わせ法が実施されている。この重ね合わせ法の動作の一例を図２８（ａ）、図２８（ｂ）および図２８（ｃ）に示す。

重ね合わせ法においては、まず、同じ輝度重みの２つのサブフィールドの組みを、少なくとも１つ以上設ける。図は輝度重み４を２つ設ける例である。

次に、表示セル（ドット）を図示するようにＡグループとＢグループに分類する。同じ輝度重みの２つのサブフィールドの内１つのみが点灯するような階調において（この例では、階調４、５、６、７）、Ａグループのセルは輝度重みの２つの内１つのサブフィールド（この例では前側）を点灯させ、Ｂグループのセルは他方のサブフィールド（この例では後側）を点灯させる。表示セルのＡ、Ｂグループの振り分けは、例えば図２８（ｃ）に示したような千鳥配置が利用される。例えば、表示が３階調から４階調へ変化するとき、Ａグループのセルでは発光間隔が狭くなり、逆にＢグループのセルでは発光間隔が広くなる。また、表示が４階調から３階調へ変化するときには、Ａ、Ｂグループそれぞれ、上記とは逆に発光間隔が広く、あるいは狭くなる。いずれにしても、階調変化位置において、Ａ、Ｂグループは互いに逆の状態となる。

このときのサブフィールドごとの発光と網膜上の輝度分布を図２９（ｂ）に示す。図２９（ａ）はサブフィールド配列、図２９（ｃ）は画素配置である。
この重ね合わせ法では、動画偽輪郭が発生する表示位置には、Ａ、Ｂ各グループのセルごとに交互に明暗が現れるため、図２９（ｂ）に示すような１ドットごと明暗の動画偽輪郭が発生する。しかしこの場合の明暗差は、通常の画像目視距離では、１セルの大きさは目で分解できない程度であるため、隣接セル間で平均化され、目立たなくなる。つまり、重ね合わせ法においては、動画偽輪郭発生を、ドットごとに明暗分散させ平均化することで、視覚的に目立たなくするようにしている。

従来のＰＤＰ駆動回路の重ね合わせ処理を行う回路を図３０に示す。
入力された画像データは、重ね合わせ変換部２０１とデータ配列変換部２０２を介してフィールド・メモリ２０３に書き込まれ、そのデータに基づいてデータ電極ドライバへ制御データが送られる。重ね合わせ変換部２０１、データ配列変換部２０２、およびフィールド・メモリ２０３は制御回路２０４によりコントロールされる。制御回路２０４にはクロック信号CLOCK、水平同期信号、垂直同期信号が入力される。

入力された画像データは、１ドットごとに重ね合わせ変換部２０１のルックアップテーブルLUT-AとルックアップテーブルLUT-Bに入力される。LUT-AおよびLUT-Bは、例えば８ｂｉｔの画像データを、例えば図２９（ｃ）に示した４つのサブフィールド位置のうちどれを点灯させるかを示すデータに変換する。LUT-Aは図２９（ｃ）のＡグループの点灯位置に、LUT-BはＢグループの点灯位置になるような点灯位置データを出力する。ここで、制御回路２０４のコントロールにより、セレクタにおいて、LUT-A、LUT-Bの出力データを水平１ドットごと、および垂直１ラインごと、交互に切替えれば、前述の千鳥パターンの配置が行える。

この他、上記の動画偽輪郭を緩和する方法として、以下のようなものが知られている。
（１）ラインごとに別々の昇順・降順サブフィールド配列を割り当て、組み合せる表示パネルの駆動方法（特許文献１参照）。
（２）偽輪郭と等価な輝度を挿入するディスプレイパネルの中間調画像表示方法（特許文献２参照）。
（３）等差型のサブフィールド配列を行なったＰＤＰの駆動方法（特許文献３参照）。
（４）最上位輝度のサブフィールドをフィールドの中央に置き、下位のサブフィールドを最上位輝度のサブフィールドの両脇に略線対称に置いた山型配置のサブフィールドとした表示装置の階調表示方法（特許文献４参照）。

特開平１０−９７２１８号公報 特開平８−５４８５３号公報 特開２０００−２３１３６２号公報 特開平１０−１２４００１号公報

しかしながら、従来のサブフィールド構成、あるいは上記の重ね合わせ法を採用したサブフィールド構成の場合、図３１（ａ）、図３１（ｂ）および図３１（ｃ）に示すように、動画像を追尾視したとき画像のボケが発生する場合がある。図３１（ａ）はサブフィールド配列である。例えば、重ね合わせ処理を行う際、表示画面中に線表示がある場合、そのときの各サブフィールドの発光輝度は、画像静止時には、図３１（ｂ）のように目視している観察者の目の網膜上にそのままの線幅として投影される。しかし、その線画像部分が移動し、それを目で追従して見ているときは、各サブフィールドの発光輝度は、図３１（ｃ）のように網膜上に分散されて投影され、幅Ｗに広がってしまい、線がボケているように見える。

図２３のサブフィールド構成、あるいは、特許文献３に示されるサブフィールド構成など、従来の各種のサブフィールド構成においても、同様に線がボケているように見える。
このように、静止時と動画時で人間の目に線の太さが異なるように見え、画質を低下させていた。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、１フィールドの期間の中間から両端に向けて輝度重みの大きい順にサブフィールドを配置するという表示制御方法の工夫により、表示品位を向上させることを目的とするものである。

本発明は、任意に発光させることが可能な複数の発光点をマトリクス状に配置した画面を有するフラットパネルディスプレイを用い、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示するフラットパネルディスプレイの駆動方法であって、１フィールドの構成を、最大輝度のサブフィールドを１フィールドの期間のほぼ中間に配置し、以降のサブフィールドは２分割して一方を前記中間に配置したサブフィールドの前側に他方を後ろ側にそれぞれ配置した構成とし、２分割したサブフィールドの内、一部のサブフィールドについては１フィールドの期間内に双方を発光させ、その他のサブフィールドについては１フィールドの期間内に一方のみを単独で発光させる表示階調を設けてなるフラットパネルディスプレイの駆動方法である。

本発明によれば、フラットパネルディスプレイの表示において、特に輝度の高い線画像やエッジのある画像が移動するような表示を行う際、移動する画像を追尾視したときの網膜上の輝度分布の広がりが抑制されるので、追尾視したときの画像のボケを抑えることができ、安定した高画質表示が行える。

また、動画偽輪郭が発生するような表示画像において、動画偽輪郭発生部分には、従来から効果が得られている重ね合わせ処理を併用することができ、動画偽輪郭発生を低減することができる

さらに、入力画像の種類や動き量に応じた最適なサブフィールド構成を選択でき、階調表現や、画像のボケ、動画偽輪郭など画質要因の、より重要な要素に重点を置いた表示制御が可能となる。

そして、従来のＰＤＰ駆動回路の表示データ制御部に一部回路を追加するのみで実施できるので、低コストで、表示性能に副作用を及ぼすことなく、安定した高画質表示が行える。

本発明において、フラットパネルディスプレイとしては、任意に発光させることが可能な複数の発光点をマトリクス状に配置した画面を有するものであればよい。このフラットパネルディスプレイとしては、主としてＰＤＰを適用することができる。

本発明の駆動方法では、例えば上記ＰＤＰを用い、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示する。

本発明において、１フィールドとは、階調を持つ一枚の静止画像を意味する。たとえばテレビジョンのように、インターレース走査を行うことで、１フレームが奇数フィールドと偶数フィールドの２つのフィールドで構成される場合には、各フィールドを意味する。一方、プログレッシブ（線順次）走査を行うことで、１フレームが１つのフィールドで構成される場合には、１フィールドは１フレームを意味する。

上記１フィールドは、輝度の異なる複数のサブフィールドで構成され、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像が表示される。そしてこれが連続表示されることで動画が表示される。本発明においては、１フィールドの構成を、最大輝度のサブフィールドを１フィールドの期間のほぼ中間に配置し、以降のサブフィールドは２分割して一方を前記中間に配置したサブフィールドの前側に他方を後ろ側にそれぞれ配置した構成とする。そして、２分割したサブフィールドの内、一部のサブフィールドについては１フィールドの期間内に双方を発光させ、その他のサブフィールドについては１フィールドの期間内に一方のみを単独で発光させる表示階調を設ける。

以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。以下では、本発明の駆動方法を適用するフラットパネルディスプレイとして、ＰＤＰを適用した例を説明する。

図１は本発明の駆動方法を適用するＰＤＰの構成を示す部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ型３電極面放電形式のＰＤＰである。

本ＰＤＰは、前面側（表示面側）の基板１１を含む前面側のパネルアセンブリと、背面側の基板２１を含む背面側のパネルアセンブリから構成されている。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、ガラス基板、石英基板、セラミック基板等を使用することができる。

前面側の基板１１の内側面には、水平方向に一対の表示電極Ｘ，Ｙが等間隔に形成されている。表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が表示ラインＬとなる。各表示電極Ｘ、Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ、Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

表示電極Ｘ、Ｙの上には、表示電極Ｘ、Ｙを覆うように交流（ＡＣ）駆動用の誘電体層１７が形成されている。誘電体層１７は、低融点ガラスペーストを、前面側の基板１１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。

誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜は、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等からなる。

背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ、Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、Ｙ電極との交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ、Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。誘電体層２４は、誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。

隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、複数の隔壁２９が形成されている。隔壁２９は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層２４上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけて、マスクの開口に露出したガラスペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。

隔壁２９の側面及び隔壁間の誘電体層２４上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９間の凹溝状の放電空間内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応する隔壁間に各色の蛍光体層を形成することができる。

ＰＤＰは、上記した前面側のパネルアセンブリと背面側のパネルアセンブリとを、表示電極Ｘ、Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０に放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘ、Ｙとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が表示の最小単位である１つのセル領域（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。

画面表示においては、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成するとともに、各サブフィールドを、全てのセルの電荷を初期化するリセット期間と、発光させるべきセルを選択するアドレス期間と、選択したセルを発光させる表示期間とで構成する。

そして、リセット期間には表示電極Ｘ，Ｙ間とアドレス電極Ａ間にリセット放電を発生させて全セルの電荷を初期化し、アドレス期間にはＹ電極を順次走査して発光させるべきセル内に壁電荷を蓄積し、表示期間には全てのセルの表示電極間にパルス状の電圧（表示電圧）を印加して画面表示を行う。具体的には、まず、アドレス期間においては、Ｙ電極群をスキャン電極として用いて、順次スキャン電圧を印加してゆき、その間に所望のアドレス電極Ａにアドレス電圧を印加し、選択されたアドレス電極ＡとＹ電極との間でアドレス放電を発生させることで発光すべきセルを選択する。この発光セル対応の誘電体層上には壁電荷が形成されるので、次に、Ｙ電極群とＸ電極群との間に交互に表示電圧を印加して、当該壁電荷の蓄積されたセルにおいて表示放電を発生させることで、セルを発光させる。このセルの発光は、表示放電によって発生された紫外線で蛍光体層中の蛍光体を励起して、蛍光体から所望の色の可視光を発生させることにより行われる。

上記の構成のＰＤＰにおいて、動画表示の際のパターンのボケおよび動画偽輪郭は、その表示画像を見ている人の目の網膜上に投影される輝度分布を制御することで低減することができる。そのため、本発明では、人の目の網膜上に投影される輝度分布を考慮したサブフィールド構成となっている。

実施形態１
図２（ａ）は本発明の実施形態１の第１のサブフィールド構成を示す説明図である。
このサブフィールド構成では、１フィールドの期間のほぼ中間に最も大きな輝度重みを持つ中央サブフィールドＡを配置し、その前後にサブフィールドＡよりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＢ１、Ｂ２を配置する。サブフィールドＢ１、Ｂ２の輝度重みは等しい（又は、ほぼ等しい）ものとする。さらに、その前後にサブフィールドＢ１、Ｂ２よりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＣ１、Ｃ２を配置する。以下同様に、１フィールドの時間内に収まる範囲で、２つずつサブフィールドを増やしてゆく。

図２（ｂ）は第２のサブフィールド構成を示す説明図である。
このサブフィールド構成では、１フィールドの期間のほぼ中間に最も大きな輝度重みを持つ中央サブフィールドＡを配置し、その前後にサブフィールドＡよりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＢ１、Ｂ２を配置する。サブフィールドＢ１、Ｂ２の輝度重みは等しい（又は、ほぼ等しい）ものとする。以下同様に、１フィールドの時間内に収まる範囲で、２つずつサブフィールドを増やしてゆく。最後に、前後どちらかに、最も輝度重みの小さいサブフィールドＥを配置する。

図３は第１のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。
この例は対称発光制御を行った例である。中心のサブフィールドＡの両側に位置するサブフィールドＢ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２については、２つのサブフィールドを同時に点灯、消灯させるように制御する。この例では、全体の７サブフィールドの内、輝度重み１、２、４のサブフィールド２つずつを同時に点灯、消灯させる。この場合、サブフィールドＡの重みを１６として、階調０、２、４、６、…、２８、３０の１６階調が表示できる。

図４は第１のサブフィールド構成における階調制御の他の例を示す説明図である。
この例は非対称発光制御を行った例である。中心のサブフィールドＡ以外のサブフィールドの内、一部は２サブフィールドずつ同時に点灯、消灯させ、一部のサブフィールドは単独で点灯、消灯制御する。この場合、０、１、２、４、５、６、８、９、１０、１２、１３、１４、１６、１７、１８、２０、２１、２２、２４、２５、２６、２８、２９、３０の２５階調が表示できる。さらに階調１、５、９、１３、１７、２１、２５、２９については、サブフィールドＤ１、Ｄ２のいずれを点灯させるかにより、一つの階調で２種類のサブフィールド点灯が選択できる。２種類をＡモード、Ｂモードとして、従来の重ね合せ法を組み合わせることができる。

図５は第１のサブフィールド構成における階調制御のさらに他の例を示す説明図である。
この例は非対称発光制御を行い、さらに中間階調数を減らした例である。中心のサブフィールドＡの輝度重みを減らし、他のサブフィールドの輝度重みとの差を小さくしている。この例では、サブフィールドＢ１、Ｂ２の輝度重みの和と同じに値にしている。この場合、輝度重み１、２、４のサブフィールド２つずつを同時に点灯、消灯させ、階調として０、２、４、６、…、２０、２２の１２階調が表示できる。さらに階調８、１０、１２、１４については、図のように一つの階調で２種類のサブフィールド点灯が選択できる。２種類をＡモード、Ｂモードとして、従来の重ね合せ法を組み合わせることができる。

図６は第２のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。
中心のサブフィールドＡの両側に位置するサブフィールドについては、２つのサブフィールドを同時に点灯、消灯させるように制御する。サブフィールドＥについては、単独で点灯、消灯制御する。この場合、０、１、２、３、…、３０、３１の３２階調が表示できる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）は第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。この例は対称発光制御を行った例である。図７（ａ）はサブフィールド配列を示している。図７（ｂ）は静止画を目視する場合であり、観察者の目の網膜上に線画像がそのままの線幅として投影される。図７（ｃ）は、その線画像部分が移動し（動画時）、それを目で追従して見る場合である。目で追従した場合、各サブフィールドの発光輝度は網膜上に山型に投影され、静止画を目視する場合よりも分布が広がる。しかし、この輝度分布では、図３１（ｃ）の従来の分布と比べて分布の広がる幅は狭い。さらに、本発明のサブフィールド構成では、特に高い輝度で表示する場合に、網膜上に山型に投影され、線幅の広がりを抑えることができる。低い輝度の場合は、投影幅は広がるが画質上あまり問題とならない。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は図７（ａ）〜図７（ｃ）と同じサブフィールド構成で非対称発光制御を行った例であり、図４に示す階調２９の表示を行う際の発光制御である。非対称発光制御であるので、動画時において、網膜上に投影される山型の入射輝度分布は左右非対称であるが、幅Ｗは同じである。つまり、同じ階調２９でも、Ａモードのサブフィールド点灯の場合とＢモードのサブフィールド点灯の場合とでは、入射輝度分布はお互いに左右反転した形になるが、幅Ｗは同じである。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は第２のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。図９（ａ）〜図９（ｃ）は図７（ａ）〜図７（ｃ）に対応している。図７（ａ）〜図７（ｃ）と比較すると、動画時において、網膜上に山型に投影される入射輝度分布は片側の裾の部分が少しだけ延びて左右非対称となるが、幅Ｗは同じである。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。図１０（ａ）はサブフィールド配列を示している。図１０（ｂ）は階調１４と階調１６の隣接階調部分における静止画時の輝度分布である。図１０（ｃ）は動画時に追尾視したときの輝度分布である。この輝度分布では、図２６（ｃ）の従来の分布と比べて、動画偽輪郭が暗線と輝線に分散しており、表示ドットそのものが見えない距離から見れば、動画偽輪郭はある程度打ち消される。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は第１のサブフィールド構成で中間輝度を低下させた場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。図１１（ａ）はサブフィールド配列を示している。図１１（ｂ）は階調１４と階調１６の隣接階調部分における静止画時の輝度分布である。図１１（ｃ）は動画時に追尾視したときのＡパターンの輝度分布であり、図１１（ｄ）は動画時に追尾視したときのＢパターンの輝度分布である。図５で示したように、階調１４には２種類の点灯パターンＡ、Ｂがあり、それぞれ図１１（ｃ）、図１１（ｄ）に対応している。この場合、図１０（ｃ）よりもさらに動画偽輪郭の振幅を小さくすることできる。

このように、中心のサブフィールドの輝度重みを減らすと、階調数は減るが、動画偽輪郭の振幅を小さくすることができる。したがって、階調数と動画偽輪郭の振幅低減とのいずれを優先させるかで、中心のサブフィールドの輝度を調整すればよい。

実施形態２
図１２（ａ）は本発明の実施形態２の第１のサブフィールド構成を示す説明図である。
このサブフィールド構成では、１フィールドの期間のほぼ中間に最も大きな輝度重みを持つ中心サブフィールドＡを配置する。そしてサブフィールドＡの輝度重みよりも小さい輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置する。さらにその前後にサブフィールドＢよりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＣ１、Ｃ２を配置する。サブフィールドＣ１、Ｃ２の輝度重みは等しい（又は、ほぼ等しい）ものとする。さらに、その前後にサブフィールドＣ１、Ｃ２よりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＤ１、Ｄ２を配置する。以下同様に、１フィールドの時間内に収まる範囲で、２つずつサブフィールドを増やしてゆく。

図１２（ｂ）は第２のサブフィールド構成を示す説明図である。
このサブフィールド構成では、１フィールドの期間のほぼ中間に最も大きな輝度重みを持つ中心サブフィールドＡを配置する。そしてサブフィールドＡの輝度重みよりも小さい輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置する。さらにその前後にサブフィールドＢよりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＣ１、Ｃ２を配置する。サブフィールドＣ１、Ｃ２の輝度重みは等しい（又は、ほぼ等しい）ものとする。さらに、その前後にサブフィールドＣ１、Ｃ２よりも輝度重みが小さい２つのサブフィールドＤ１、Ｄ２を配置する。以下同様に、１フィールドの時間内に収まる範囲で、２つずつサブフィールドを増やしてゆく。最後に、前後どちらかに、最も輝度重みの小さいサブフィールドＦを配置する。

図１３は第１のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。
サブフィールドＡおよびサブフィールドＢを中心に、それらの両側に位置するサブフィールドＣ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２については、２つのサブフィールドを同時に点灯、消灯させるように制御する。この例では、全体の８サブフィールドの内、輝度重み１、２、４のサブフィールド２つずつを同時点灯、消灯させる。この場合、サブフィールドＡの重みを１６として、階調０、２、４、６、…、３４、３６、３８の１９階調が表示できる。

図１４は第１のサブフィールド構成における階調制御の他の例を示す説明図である。
サブフィールドＡおよびサブフィールドＢを中心に、それらの両側に位置するサブフィールドＣ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２については、一部は２サブフィールドずつ同時に点灯、消灯させ、一部のサブフィールドは単独で点灯、消灯制御する。この場合、０、１、２、３、…、３７、３８の３９階調が表示できる。さらに階調０、３８以外の階調に関しては、一つの階調値に対して２種類のサブフィールド点灯が選択できる。この２種類をＡモード、Ｂモードとして、従来の重ね合せ法を組み合わせることができる。

図１５は第２のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。
サブフィールドＡおよびサブフィールドＢを中心に、それらの両側に位置するサブフィールドＣ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２については、２つのサブフィールドを同時に点灯、消灯させるように制御する。サブフィールドＦについては、単独で点灯、消灯制御する。この場合、０、１、２、３、…、３７、３８、３９の４０階調が表示できる。

図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。図１６（ａ）はサブフィールド配列を示している。図１６（ｂ）は静止画を目視する場合であり、観察者の目の網膜上に線画像がそのままの線幅として投影される。図１６（ｃ）は、その線画像部分が移動し、それを目で追従して見る場合である。目で追従した場合、各サブフィールドの発光輝度は網膜上に山型に投影され、静止画を目視する場合よりも分布が広がる。しかし、この輝度分布では、図３１（ｃ）の従来の分布と比べて分布の広がる幅は狭い。さらに、本実施形態のサブフィールド構成では、特に高い輝度で表示する場合に、網膜上に山型に投影され、線幅の広がりを抑えることができる。低い輝度の場合は、投影幅は広がるが画質上あまり問題とならない。

本実施形態においては、サブフィールドＡの発光輝度重みよりも小さい発光輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置している。図１７（ａ）および図１７（ｂ）、並びに図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、このサブフィールド構成の効果を説明するものである。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、１２階調表示画像時のサブフィールド点灯状況、ならびに動画像が移動し、それを目で追従した場合の網膜上への入射輝度分布を表している。図１７（ａ）は次輝度のサブフィールドＢが存在しない場合、図１７（ｂ）は次輝度のサブフィールドＢが存在する場合である。サブフィールドＡよりも小さい発光輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置することで、網膜上への投影幅を狭くすることが可能となり、動画ボケの改善に効果的であることがわかる。

図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、サブフィールドＢの存在の有無による階調制御の相違例をあらわしたものである。図１８（ａ）はサブフィールドＢが存在しない場合、図１８（ｂ）はサブフィールドＢが存在する場合である。サブフィールドＡよりも小さい発光輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置することで、８階調から１４階調表示時に、その発光サブフィールドを時間的に近接したサブフィールドに設定することができるため、網膜上への投影幅を狭くすることが可能となる。また、一つの階調値に対して２種類のサブフィールド点灯が選択できるため、従来の重ね合せ法を組み合わせることも可能である。

以上のように、サブフィールドＡよりも小さい発光輝度重みを持つサブフィールドＢを、サブフィールドＡに隣接する場所に配置することは、動画ボケの改善、および動画偽輪郭発生低減に効果的である。

図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図であり、目の網膜上への入射輝度分布を示している。図１９（ａ）はサブフィールド配列を示している。図１９（ｂ）は階調１４と階調１６の隣接階調部分における静止画時の輝度分布である。図１９（ｃ）は動画時に追尾視したときの輝度分布である。この輝度分布では、図２６（ｃ）の従来の分布と比べて、動画偽輪郭が暗線と輝線に分散しており、表示ドットそのものが見えない距離から見れば、動画偽輪郭はある程度打ち消される。

なお、上記では、中心のサブフィールドの輝度重みを１６に設定した場合について説明を行なったが、この中心のサブフィールドの輝度重みを例えば１２程度に減らすことも可能である。中心のサブフィールドの輝度重みを減らすと、階調表示数は減るが、動画偽輪郭の振幅を小さくすることができる。したがって、階調数と動画偽輪郭の振幅低減とのいずれを優先させるかで、中心のサブフィールドの輝度を調整すればよい。

図２０はＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。
この駆動回路は、上記した実施形態１と実施形態２の駆動方法を実施する回路である。この駆動回路は、図２２で示した駆動回路とはＳＦデータ変換回路１０６ａを設けている点が異なる。つまり、表示データ制御部１０６のＳＦデータ変換回路１０６ａにデータ検出・判定部３０２を設けている。

パネル駆動制御部１０７は、図２２で示した駆動回路と同様な構成に加えて、本発明のサブフィールド構成の駆動制御を行うようにプログラミングされた制御回路が設けられている。

図２１は図２０で示した駆動回路のＳＦデータ変換回路の構成を示すブロック図である。
ＳＦデータ変換回路１０６ａは、配列変換・切り替え部３０１と、データ検出・判定部３０２と、フィールド・メモリ３０３と、制御回路３０４から構成されている。

配列変換・切り替え部３０１は、ルックアップテーブルLUT-A，LUT-Bと、セレクタ３０１ａから構成されている。データ検出・判定部３０２は、ラインメモリ３０２ａと、動き量検出部３０２ｂと、判定回路３０２ｃで構成されている。フィールド・メモリ３０３は、第１ＳＦ−メモリ〜第ｎＳＦ−メモリで構成されている。

入力された画像データは、配列変換・切り替え部３０１を介してフィールド・メモリ３０３に書き込まれ、そのデータに基づいてデータ電極ドライバへ制御データが送られる。配列変換・切り替え部３０１、データ検出・判定部３０２、およびフィールド・メモリ３０３は制御回路３０４によりコントロールされる。制御回路３０４にはクロック信号CLOCK、水平同期信号、垂直同期信号が入力される。

配列変換・切り替え部３０１は、図２〜図６および図１２〜図１５で示した第１のサブフィールド構成と第２のサブフィールド構成の階調制御を行う。ルックアップテーブルLUT-A，LUT-Bには、入力画像データに対して、どのサブフィールドを点灯させるかという情報を複数記憶している。

動き量検出部３０２ｂは表示画像中の動き量を検出する。判定回路３０２ｃは、表示画像中の動き量が少ない時には、より階調数を多く取れるサブフィールド配置を選択する。また、表示画像中の動き量が多い時には、階調数が少なくても、より画像ボケの小さい、あるいは、より動画偽輪郭抑制効果の高いサブフィールド配置を選択する。この選択は、配列変換・切り替え部３０１のセレクタ３０１ａに制御信号を送ることで行う。
このようにして、入力画像の動き量に応じてサブフィールド配置を選択することにより、階調数を落とすことなく、効果的にボケおよび動画偽輪郭を抑制することができる。

本発明の駆動方法を適用するＰＤＰの構成を示す部分分解斜視図である。 実施形態１の第１のサブフィールド構成と第２のサブフィールド構成を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成における階調制御の他の例を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成における階調制御のさらに他の例を示す説明図である。 第２のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図である。 図７と同じサブフィールド構成で非対称発光制御を行った例を示す説明図である。 第２のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成で中間輝度を低下させた場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図である。 実施形態２の第１のサブフィールド構成と第２のサブフィールド構成を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成における階調制御の他の例を示す説明図である。 第２のサブフィールド構成における階調制御の一例を示す説明図である。 第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の線画像の輝度分布を示す説明図である。 動画像が移動した場合の網膜上への入射輝度分布を表す説明図である。 サブフィールドＢの存在の有無による階調制御の相違例をあらわした説明図である。 第１のサブフィールド構成で画像を表示した場合の隣接階調部分の輝度分布を示す説明図である。 ＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。 図２０で示した駆動回路のＳＦデータ変換回路の構成を示すブロック図である。 従来のＡＣ型３電極面放電形式のＰＤＰの駆動回路を示すブロック図である。 従来のＰＤＰのサブフィールド法における階調制御を説明するタイミングチャートである。 ＰＤＰの発光位置の偏りによる影響を説明する図である。 動画時に輝度変動が輪郭のように目視される原理を示す説明図である。 動画時に輝度変動が輪郭のように目視される原理を示す説明図である。 画像移動時に現れる暗線を示す説明図である。 従来の重ね合わせ法の動作の一例を示す説明図である。 従来のサブフィールドごとの発光と網膜上の輝度分布を示す説明図である。 従来のＰＤＰ駆動回路の重ね合わせ処理を行う回路を示すブロック図である。 従来の重ね合わせ法を採用したサブフィールド構成で動画像を追尾視したときに発生する画像のボケを説明する図である。

符号の説明

１０ ＰＤＰ
１１ 前面側の基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１７，２４ 誘電体層
１８ 保護膜
２１ 背面側の基板
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ 蛍光体層
２９ 隔壁
３０ 放電空間
１０１ アドレスドライバ回路
１０２ Ｙスキャンドライバ回路
１０３ Ｙ共通ドライバ回路
１０４ Ｘ共通ドライバ回路
１０５ 制御回路
１０６ 表示データ制御部
１０６ａ ＳＦデータ変換回路
１０６ｂ 表示負荷率検出回路
１０７ パネル駆動制御部
１０７ａ スキャンドライバ制御部
１０７ｂ 共通ドライバ制御部
３０１ 配列変換・切り替え部
３０２ データ検出・判定部
３０３ フィールド・メモリ
３０４ 制御回路
３０１ａ セレクタ
３０２ａ ラインメモリ
３０２ｂ 動き量検出部
３０２ｃ 判定回路
Ａ アドレス電極
Ｌ 表示ライン
LUT-A，LUT-B ルックアップテーブル
Ｘ，Ｙ 表示電極

Claims (8)

1. 任意に発光させることが可能な複数の発光点をマトリクス状に配置した画面を有するフラットパネルディスプレイを用い、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示するフラットパネルディスプレイの駆動方法であって、
   １フィールドの構成を、最大輝度のサブフィールドを１フィールドの期間のほぼ中間に配置し、以降のサブフィールドは２分割して一方を前記中間に配置したサブフィールドの前側に他方を後ろ側にそれぞれ配置した構成とし、２分割したサブフィールドの内、一部のサブフィールドについては１フィールドの期間内に双方を発光させ、その他のサブフィールドについては１フィールドの期間内に一方のみを単独で発光させる表示階調を設けてなるフラットパネルディスプレイの駆動方法。
2. 中間に配置したサブフィールドが、最大輝度のサブフィールドと次輝度のサブフィールドからなる請求項１記載のフラットパネルディスプレイの駆動方法。
3. 最小輝度のサブフィールドについては、２分割せずにフィールドの前端または後端に配置してなる請求項１記載のフラットパネルディスプレイの駆動方法。
4. ２分割したサブフィールドが、ほぼ等分に分割されてなる請求項１記載のフラットパネルディスプレイの駆動方法。
5. ２分割したサブフィールドは、フィールドの中央から端に向けて降順に配置されてなる請求項１記載のフラットパネルディスプレイの駆動方法。
6. ２分割したサブフィールドの一方のみを単独で発光させる表示階調においては、その発光サブフィールド位置を、発光点のドットごと、あるいは発光点のラインごとに切替えて表示を行なうことを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイの駆動方法。
7. 任意に発光させることが可能な複数の発光点をマトリクス状に配置した画面を有するフラットパネルディスプレイを用い、１フィールドを輝度の異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールドの組み合わせで階調を有する１フィールドの画像を表示し、これを連続表示することで動画を表示するフラットパネルディスプレイの駆動装置であって、請求項１記載の駆動方法でフラットパネルディスプレイを駆動する駆動回路を備えてなるフラットパネルディスプレイの駆動装置。
8. 駆動回路が、複数のサブフィールド構成を記憶したメモリと、入力データから画像の動き量を検出する検出部と、検出部によって検出された画像の動き量の検出結果から前記複数のサブフィールド構成を切り替えるセレクタとを備えてなる請求項７記載のフラットパネルディスプレイの駆動装置。

Images