JP2005300569A

JP2005300569A - 表示パネルの駆動方法

Info

Publication number: JP2005300569A
Application number: JP2004111848A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kawaguchi; 裕史川口; Koji Honda; 広史本田; Tetsuro Nagakubo; 哲朗長久保
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-10-27
Also published as: EP1585093A3; US20050259043A1; US7576714B2; EP1585093A2

Abstract

【課題】画像の低輝度部に対する画像品質を落とすことなく、輝度を高めることが可能な表示パネルの駆動方法を提供することを目的とする。
【解決手段】１フィールド分の入力映像信号におけるピーク輝度レベルに応じて、入力映像信号中の所定輝度よりも低輝度な輝度レベルに対して割り当てるべきサブフィールドの個数を変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示を行う表示パネルの駆動方法に関する。

近年、薄型平面のマトリクス表示方式のディスプレイパネルとして、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、及びエレクトロルミネセントディスプレイパネル（以下、ＥＬＤＰと称する）等が実用化されてきた。これらＰＤＰ及びＥＬＤＰにおける発光素子は、発光及び非発光の２状態しかもたない為、入力された映像信号に対応した中間調の輝度を得るべく、サブフィールド法を用いた階調駆動を実施する。

サブフィールド法では、入力された映像信号を各画素毎にＮビットの画素データに変換し、このＮビットのビット桁各々に対応させて、１フィールドの表示期間をＮ個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドには、上記画素データのビット桁各々に対応した発光回数が夫々割り当ててあり、上記Ｎビット中の１つのビット桁が例えば論理レベル１である場合には、そのビット桁に対応したサブフィールドにおいて、上述の如く割り当てられた回数分だけ発光を実行する。一方、上記１つのビット桁が論理レベル０である場合には、そのビット桁に対応したサブフィールドでは発光を実施させない。かかる駆動方法によれば、各フィールド内において実施された発光の合計回数に対応した中間調の輝度が視覚されるのである。

しかしながら、かかるサブフィールド法に基づく階調駆動によると、特に暗い画像を表示する際にコントラストの低下が顕著となり、且つ画面全体が必要以上に暗くなってしまうという問題があった。

そこで、近年、かかる問題点を解決すべく、入力映像信号のピークレベルに応じてこの入力映像信号の信号レベルを調整する映像信号処理回路が提案された（特許文献１参照）。この映像信号処理回路においては、入力映像信号のピークレベルが低い場合には入力映像信号レベルを増大させることにより、明るい画像を表示するようにしている。

ところが、このような映像信号処理によると、輝度を増加させることができるが、その分だけ画像中の低輝度部に対する輝度階調数が低下して画像品質が劣化するという問題が生じた。
特開２０００−１３８１４号公報

本発明は、かかる問題を解決すべく為されたものであり、画像の低輝度部に対する画像品質を落とすことなく、輝度を高めることが可能な表示パネルの駆動方法を提供することを目的とするものである。

請求項１記載による表示パネルの駆動方法は、複数の画素セルが形成されている表示パネルを、夫々に前記画素セルを発光させるべき回数又は期間が割り当てられている複数のサブフィールド毎に駆動する表示パネルの駆動方法であって、各フィールド内において入力映像信号によって示される輝度レベルに応じた個数のサブフィールド各々にて前記画素セルの発光を実行させる行程と、１フィールド分の前記入力映像信号におけるピーク輝度レベルに応じて、前記入力映像信号中の所定輝度よりも低輝度な輝度レベルに対して割り当てるべき前記サブフィールドの個数を変更することにより、各フィールド内において前記画素セルを発光させる発光回数又は発光期間を制御する行程と、を有する。

１フィールド分の入力映像信号におけるピーク輝度レベルに応じて、入力映像信号中の所定輝度よりも低輝度な輝度レベルに対して割り当てるべきサブフィールドの個数を変更する。

以下、本発明の実施例を図を参照しつつ説明する。

図１は、本発明による駆動方法に基づいて画像表示を行う表示装置の概略構成を示す図である。

図１において、表示パネル１０は、各画素に対応した画素セルがマトリクス状に配列された例えばプラズマディスプレイパネルの如き表示デバイスである。

画素データ生成回路１は、入力映像信号を上記表示パネル１０の各画素に対応した例えば８ビットの画素データＰＤに変換してピーク輝度検出回路２及びデータ変換回路３に供給する。

ピーク輝度検出回路２は、１画面分の画素データＰＤ毎に最大の輝度レベルを検出し、その最大輝度レベルを示すピーク輝度信号ＰＫをデータ変換回路３及び駆動制御回路４に供給する。

データ変換回路３は、０〜２５５なる範囲にて輝度レベルを表現し得る８ビットの画素データＰＤを、図２（ａ）、図２（ｂ）又は図２（ｃ）にて示される変換特性にて０〜１６０なる輝度レベルを表現し得る８ビットの画素データＰＤＤに変換して多階調化処理回路５に供給する。この際、データ変換回路３は、ピーク輝度信号ＰＫが所定の第１ピーク閾値Ｐ０よりも大なる輝度レベルを示す場合には図２（ａ）にて示される変換特性にてデータ変換を行う。又、データ変換回路３は、ピーク輝度信号ＰＫが、第１ピーク閾値Ｐ０よりも小であり且つ第２ピーク閾値Ｐ１よりも大なる輝度レベルを示す場合には図２（ｂ）、第２ピーク閾値Ｐ１よりも小なる輝度レベルを示す場合には図２（ｃ）にて示される変換特性にてデータ変換を行う。尚、図２（ｃ）に示す変換特性は図２（ｂ）に示す変換特性に比べて、中輝度部を中心とした輝度増加率が高くなっている。又、図２（ｂ）に示す変換特性は図２（ａ）に示す変換特性に比べて、中輝度部を中心とした輝度増加率が高くなっている。すなわち、データ変換回路３は、１画面分の画像のピーク輝度が低いほど、輝度を増加させるべき変換を画素データＰＤに対して施すのである。

多階調化処理回路５は、画素データＰＤＤに対して誤差拡散処理及びディザ処理等を施すことにより、視覚上における輝度の階調表現数を略２５６階調に維持しつつもそのビット数を４ビットに圧縮した多階調化画素データＤＳを生成して画素駆動データ生成回路６に供給する。先ず、上記誤差拡散処理では、画素データＰＤＤの上位６ビット分を表示データ、残りの下位２ビット分を誤差データとして夫々分離する。そして、周辺画素各々に対応した画素データＰＤＤにおける上記誤差データを夫々重み付け加算したものを、上記表示データに反映させるようにしている。かかる動作により、原画素における下位２ビット分の輝度が上記周辺画素により擬似的に表現され、それ故に８ビットよりも少ないビット数、すなわち６ビット分の表示データにて、上記８ビット分の画素データと同等の輝度階調表現が可能になるのである。次に、かかる誤差拡散処理によって得られた６ビットの誤差拡散処理後の画素データにディザ処理を施す。例えば、ディザ処理においては、左右、上下に互いに隣接する４つの画素を１組とし、この１組の各画素に対応した画素データ各々に、互いに異なる係数値からなる４つのディザ係数を夫々割り当てて加算する。かかるディザ処理により、この誤差拡散処理後の画素データと同等な輝度階調レベルを維持しつつもそのビット数を図３に示す如き４ビット（［００００］〜［１０１０］なる１１通り）に減らした多階調化画素データＤＳが生成される。

画素駆動データ生成回路６は、かかる多階調化画素データＤＳを、図３に示す如き変換テーブルに従って各画素の駆動を為す１０ビット(第１〜第１０ビット)の画素駆動データＧＤに変換し、これをメモリ７に供給する。尚、図３において、「＊」印は論理レベル１又は０のいずれでも良いことを示す。

メモリ７は、画素駆動データＧＤを順次書き込み、１画面分の書き込みが終了すると、メモリ７は、この１画面分の画素駆動データＧＤを各ビット桁毎に分離した、
ＤＢ１：ＧＤの第１ビット目
ＤＢ２：ＧＤの第２ビット目
ＤＢ３：ＧＤの第３ビット目
ＤＢ４：ＧＤの第４ビット目
ＤＢ５：ＧＤの第５ビット目
ＤＢ６：ＧＤの第６ビット目
ＤＢ７：ＧＤの第７ビット目
ＤＢ８：ＧＤの第８ビット目
ＤＢ９：ＧＤの第９ビット目
ＤＢ10：ＧＤの第10ビット目
なる画素駆動データビットＤＢ１〜ＤＢ１０を、夫々に対応したサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０（図４に示す）にて読み出してパネルドライバ８に供給する。

駆動制御回路４は、表示パネル１０を図４に示す如きサブフィールド法（サブフレーム法）を採用した発光駆動シーケンスに従って駆動させるべき各種制御信号をパネルドライバ８に供給する。パネルドライバ８は、図４に示す発光駆動シーケンスに従って表示パネル１０を駆動すべき各種駆動パルスを生成して表示パネル１０に供給する。

図４に示す発光駆動シーケンスでは、１フィールド（１フレーム）の表示期間内のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０各々毎に、アドレス行程Ｗ及びサスティン行程Ｉを夫々実行する。又、先頭のサブフィールドＳＦ１に限り、アドレス行程Ｗに先立ち、リセット行程Ｒを実行する。

上記リセット行程Ｒでは、パネルドライバ８は、表示パネル１０の全ての画素セルをサスティン行程Ｉにて発光することが可能な点灯モード状態に初期化すべきリセットパルスを、全ての画素セルに印加する。尚、かかるサスティン行程Ｉにおいて発光することができない状態を消灯モード状態と称する。

サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０各々のアドレス行程Ｗでは、パネルドライバ８は、そのサブフィールドに対応した画素駆動データビットＤＢの論理レベルに応じたパルス電圧を有する画素データパルスを各画素セルに印加する。これにより、例えば、画素駆動データビットＤＢが論理レベル１である場合には、その画素駆動データビットに対応した画素セルに対して高電圧の画素データパルスが印加され、この画素セルは上記点灯モードから消灯モードに推移する。一方、画素駆動データビットＤＢが論理レベル０である場合には、その画素駆動データビットに対応した画素セルに対して低電圧の画素データパルスが印加され、この画素セルは現在の状態（点灯モード又は消灯モード）を維持する。

サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０各々のサスティン行程Ｉでは、パネルドライバ８は、そのサブフィールドに割り当てられている回数（期間）Ｋだけ上記点灯モード状態に設定されている画素セルのみを繰り返し発光させるべきサスティンパルスを全ての画素セルに印加する。

上記駆動によれば、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０において、画素セルを消灯モード状態から点灯モード状態に推移できる機会は、先頭のサブフィールドＳＦ１のリセット行程Ｒだけである。よって、図３に示す如き１１通りの画素駆動データＧＤによれば、サブフィールドＳＦ１のリセット行程Ｒにて点灯モードに初期化された画素セルは、ＳＦ１〜ＳＦ１０の内の１のサブフィールド（黒丸印にて示す）のアドレス行程Ｗにおいて消灯モードに設定されるまでの間、点灯モードを維持する。従って、その間に存在するサブフィールド各々(白丸にて示す)のサスティン行程Ｉにおいて、各サブフィールドに割り当てられている回数（又は期間）だけ画素セルが発光することになる。この際、１フィールドを通してサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０各々のサスティン行程Ｉにて実施された発光の合計回数に対応した中間輝度が視覚されることになる。すなわち、図３に示す如き１１通りの画素駆動データＧＤに応じて、互いに異なる中間輝度を１１段階にて表現し得る第１〜第１１階調駆動が為されるのである。

ここで、１１通りの画素駆動データＧＤは、図３に示す如く、多階調化画素データＤＳに対応している。又、かかる多階調化画素データＤＳは、データ変換回路３によって変換出力された画素データＰＤＤに対して多階調化処理を施して得られたものである。この際、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが「０」の場合には［００００］なる多階調化画素データＤＳが生成されるものとする。更に、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが、
「１」〜「１６」の場合には［０００１］、
「１７」〜「３２」の場合には［００１０］、
「３３」〜「４８」の場合には［００１１］、
「４９」〜「６４」の場合には［０１００］、
「６５」〜「８０」の場合には［０１０１］、
「８１」〜「９６」の場合には［０１１０］、
「９７」〜「１１２」の場合には［０１１１］、
「１１３」〜「１２８」の場合には［１０００］、
「１２９」〜「１４４」の場合には［１００１］、
「１４５」〜「１６０」の場合には［１０１０］、
なる４ビットの多階調化画素データＤＳが夫々生成されるものとする。

これによると、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが「０」の場合には、図３に示す第１階調駆動が実施され、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０を通して画素セルが全く発光しない、いわゆる黒表示が為される。又、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが「１」〜「１６」なる範囲内にある場合には、図３に示す第２階調駆動が実施され、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０の内のＳＦ１のみで画素セルの発光が為される。又、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが「１７」〜「３２」なる範囲内にある場合には、図３に示す第３階調駆動が実施され、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０の内のＳＦ１及びＳＦ２のみで夫々画素セルの発光が為される。同様に、画素データＰＤＤにて示される輝度レベルが、
「３３」〜「４８」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ３、
「４９」〜「６４」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ４、
「６５」〜「８０」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ５、
「８１」〜「９６」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ６、
「９７」〜「１１２」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ７、
「１１３」〜「１２８」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ８、
「１２９」〜「１４４」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ９、
「１４５」〜「１６０」の場合にはＳＦ１〜ＳＦ１０、
にて夫々、連続して画素セルの発光が為される。

この際、画素データＰＤＤは、入力映像信号に基づく画素データＰＤに対して図２（ａ）、図２（ｂ）又は図２（ｃ）に示す変換特性にてデータ変換を施して得られたものである。

すなわち、入力映像信号に基づく１画面分の画像におけるピーク輝度が比較的高い場合（ピーク輝度信号ＰＫ＞第１ピーク閾値Ｐ０）には、図２（ａ）に示す変換特性に基づき、画素データＰＤが画素データＰＤＤに変換される。この際、図２（ａ）に示す如き変換特性によれば、例えば輝度レベル「１２７」以下の低輝度を表す画素データＰＤ（入力映像信号）に対しては、第１〜第７階調駆動による７階調分の階調駆動が為される。

又、入力映像信号に基づく１画面分の画像におけるピーク輝度が中程度である場合（第２ピーク閾値Ｐ１＜ピーク輝度信号ＰＫ＜第１ピーク閾値Ｐ０）には、図２（ｂ）に示す変換特性に基づき、画素データＰＤが画素データＰＤＤに変換される。この際、図２（ｂ）に示す如き変換特性によれば、例えば輝度レベル「１２７」以下の低輝度を表す画素データＰＤ（入力映像信号）に対しては、第１〜第８階調駆動による８階調分の階調駆動が為される。

又、入力映像信号に基づく１画面分の画像におけるピーク輝度が比較的低い場合（第２ピーク閾値Ｐ１＞ピーク輝度信号ＰＫ）には、図２（ｃ）に示す変換特性に基づき、画素データＰＤが画素データＰＤＤに変換される。この際、図２（ｃ）に示す如き変換特性によれば、例えば輝度レベル「１２７」以下の低輝度を表す画素データＰＤ（入力映像信号）に対しては、第１〜第９階調駆動による９階調分の階調駆動が為される。

すなわち、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す如きデータ変換により、１画面分の画像中のピーク輝度が低いほど、入力映像信号中における低輝度成分の表示を担うサブフィールドの数を増加させて、この低輝度成分に対する階調数を増やすのである。この際、１フィールド内におけるサブフィールドの数、及び各階調駆動による１フィールド内での発光の合計回数（期間）は、上記ピーク輝度に拘わらず一定である。

従って、上記の如き駆動によれば、低輝度部に対する画像品質を落とすことなく、輝度を高めることが可能となる。

本発明による駆動方法に基づいて画像表示を行う表示装置の概略構成を示す図である。図１に示されるデータ変換回路３において用いられるデータ変換特性の一例を示す図である。画素駆動データ生成回路６において用いられるデータ変換テーブルと、１フィールド内での発光駆動パターンとを対応づけて示す図である。サブフィールド法に基づく発光駆動シーケンスの一例を示す図である。

符号の説明

２ピーク輝度検出回路
３データ変換回路
４駆動制御回路
１０表示パネル

Claims

複数の画素セルが形成されている表示パネルを、夫々に前記画素セルを発光させるべき回数又は期間が割り当てられている複数のサブフィールド毎に駆動する表示パネルの駆動方法であって、
各フィールド内において入力映像信号によって示される輝度レベルに応じた個数のサブフィールド各々にて前記画素セルの発光を実行させる行程と、
１フィールド分の前記入力映像信号におけるピーク輝度レベルに応じて、前記入力映像信号中の所定輝度よりも低輝度な輝度レベルに対して割り当てるべき前記サブフィールドの個数を変更することにより、各フィールド内において前記画素セルを発光させる発光回数又は発光期間を制御する行程と、を有することを特徴とする表示パネルの駆動方法。
前記ピーク輝度レベルが低い場合には高い場合に比して前記所定輝度よりも低輝度な輝度レベルに対して割り当てるべき前記サブフィールドの個数を増加させることを特徴とする請求項１記載の表示パネルの駆動方法。
各フィールドを構成する前記サブフィールドの数及び１フィールド内での最大発光回数は、前記ピーク輝度レベルに拘わらず一定であることを特徴とする請求項１記載の表示パネルの駆動方法。