JP2006011040A - 輝度調整装置、輝度調整方法および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比を調整することを可能とする輝度調整装置および輝度調整方法を提供する。
【解決手段】実使用時と同等の第１の駆動電圧を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度を測定すると共に、第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度を測定し、第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度および第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する
【選択図】 図１

Description

本発明は、輝度調整装置、輝度調整方法および画像表示装置に関する。

近年、表示装置に使用される平面パネル状のディスプレイ（以下単にディスプレイと呼ぶ）の一つとして、例えば電界放出型ディスプレイが開発されている。この電界放出型ディスプレイとして、いわゆるフィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと呼ぶ）が存在する。このＦＥＤは、電子放出源から真空中に電子を放ち、蛍光体にぶつけて発光させる原理の表示装置であり、発光原理はブラウン管と同様である。しかし、ブラウン管では電子放出源が発光面から十数〜数十cm離れた位置に一つあるが、ＦＥＤでは発光面から数mm程度離れた位置にマトリクス状に並んでいる。そのため、ＦＥＤは、ブラウン管(ＣＲＴ)のような明るくてコントラストの高い画面を大型平面ディスプレイで実現することができる。

ここで、ＦＥＤの基本構造とその動作を簡単に説明する。ＦＥＤは、電子放出源として電界放出型カソードを備えている。この電界放出型カソードは、例えば円錐形状のカソード素子（冷陰極素子）と、このカソード素子の底面に電気的に接続された抵抗層およびカソード電極とで構成されている。また、ＦＥＤは、カソード電極に対向する側にカソード素子を介してゲート電極を備えている。これら対向配置されたカソード電極とゲート電極との間に電圧Ｖｇｃを印加することで、カソード素子から電子が放出されるようになっている。ＦＥＤは、さらに電界放出型カソードおよびゲート電極に対向する側に、アノード電極を備えており、アノード電極には蛍光体が塗布されている。このアノード電極に高電圧ＨＶを印加することで、カソード素子から放出された電子が加速され、アノード電極に塗布された蛍光体に衝突して発光がなされるようになっている。一般にＦＥＤでは、ゲート電極を行方向（Row）配線、カソード電極を列方向（Column）配線として行列配線を行い、それらの各交差点にカソード素子を配置し、マトリクス状の画素を形成している。また、カソード電極はカソード電極駆動部に、ゲート電極はゲート電極駆動部に接続されており、これによりマトリクス状の画素が駆動されるようになっている。

このカソード電極駆動部から各カソード電極に変調信号を略一斉に入力し、ゲート電極駆動部から各ゲート電極に順次、走査信号を入力して１画面の走査を行う。ゲート電極駆動部からゲート電極に走査信号として電圧Ｖｒｏｗを印加すると共に、カソード電極駆動部からカソード電極に変調信号として電圧Ｖｃｏｌを印加することで、ゲート電極とカソード電極との間にカソード電極を基準として電圧Ｖｇｃ（＝Ｖｒｏｗ−Ｖｃｏｌ）で表される電位差が生じ、それにより発生する電界によって、カソード素子から電子が放出される。その放出された電子は、高電圧ＨＶが印加されたアノード電極に引きつけられ、衝突する。このとき、衝突によって放出される電子のエネルギーにより蛍光体が発光し、１画面の映像が表示される。

ＦＥＤに関する技術の従来例としては、例えば特許文献１記載のものがある。
特開２００１−３２４９５５号公報

上述のように、一般にＦＥＤでは、電圧Ｖｇｃとカソード素子から放出される電子の量（電流）の関係（電子放出特性）を利用して映像を表示するようにしている。ここで、この電子放出特性は、駆動電圧Ｖｇｃが遮断電圧Ｖ_TH以下になると発光に寄与する電子がほとんど放出されなくなり、逆に遮断電圧Ｖ_THより大きくなると発光に寄与する電子が放出されるようになるという特徴を有している。このため、ＦＥＤにおいて、駆動電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THに設定した場合には、低輝度の映像を表示することができ、逆に画素に印加する駆動電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THよりも大きい電圧に設定した場合には、高輝度の映像を表示することができる。そして、この両者の中間の駆動電圧Ｖｇｃを画素に印加した場合には、中間輝度の映像を表示することができる。すなわち、画素に印加する駆動電圧Ｖｇｃを適切に調節することにより、任意の輝度からなる映像を表示することができる。

一般に、上記のように階調表示を行なうには、駆動電圧Ｖｇｃの駆動電圧範囲内において、階調が滑らかに変化するように映像信号をあらかじめ調整しておくことが必要である。なぜなら、階調が急激に変化するような箇所があると、たとえ階調数を多く設定したとしても、自然な映像を表示することができないからである。このため、加法混色型のＦＥＤでは、駆動電圧Ｖｇｃの駆動電圧範囲内において、最高輝度レベルでの駆動電圧を基準として、各駆動電圧ごとに所望の輝度レベルとなるようにＲＧＢ各色の映像信号（または映像信号に対応した変調信号。以下、映像信号等とする）を調整するのが一般的である。この場合には、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を測定した後、そのうちの１色を基準として他の２色の輝度を下げることにより所望の輝度レベルとなるように他の２色の映像信号等を調整するのが一般的である。

ただし、加法混色型のＦＥＤでは、さらに各駆動電圧ごとに所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の映像信号等を調整することが必要となる。各駆動電圧ごとに所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比を調整しない場合には、各駆動電圧ごとに白色の色みの種類（色相）または色みの強さの度合い（彩度）が変化してしまうからである。ここで、「所望の白色」とは、例えば、色空間を色相、彩度、明度で表した場合において、ＲＧＢ各色の輝度比を所定の値にして色相を一定に保つとともに彩度を低く一定に保った状態で、明度のみを変えた場合の色のことをいう。なお、この明度の範囲は、設定された駆動電圧範囲内における最高駆動電圧での発光輝度レベル（白レベル）から最低駆動電圧での発光輝度レベル（黒レベル）となる。従って、加法混色型のＦＥＤでは、各駆動電圧ごとに、「所望の輝度レベル」となるようにＲＧＢ各色の映像信号等を調整するとともに、「所望の白色」を表現できるようにＲＧＢ各色の映像信号等を調整することが必要となる。

ところが、上述のように最高輝度レベル側から映像信号等を調整していくと、ある色の輝度を測定する際に、ある中間輝度レベルあたりから他の色との混色が目立つようになり、さらに低輝度側に差し掛かると他の色との混色が無視できないほど大きくなる。このように他の色が混色すると、被測定色の輝度を測定する際に測定誤差が生じるので、各駆動電圧ごとに所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の映像信号等を調整することが困難になるという問題が生じる。この問題は、被測定色以外の色を発色させないように、被測定色以外の色を発色する画素に対して遮断電圧Ｖ_THを印加したとしても、上述のように、実際にはわずかに電子が放出されるので、発光輝度を完全にゼロにすることはできないために生じるものである。

そこで、各駆動電圧ごとに所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定するために、発光させたい色以外の色を発光する画素に印加される駆動電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THより小さくして実際に電子放出を止めることにより混色を防止することが考えられる。その具体的な方法としては、カソード電極に印加する電圧Ｖｃｏｌを上げることが挙げられる。しかし、カソード電極に印加する電圧Ｖｃｏｌを上げると、カソード電極を駆動する半導体の耐圧も上げる必要があるが、その半導体の構成が非常に複雑なので耐圧を上げるのは容易ではないという問題が生じる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比を調整することを可能とする輝度調整装置および輝度調整方法を提供することにある。また、第２の目的は、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度比を調整して所望の白色を表現することを可能とする画像表示装置を提供することにある。

本発明の輝度調整装置は、実使用時と同等の第１の駆動電圧範囲を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度を測定すると共に、第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度を測定する輝度測定手段と、第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度および第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する輝度演算手段とを備えたものである。

本発明の輝度調整方法は、実使用時と同等の第１の駆動電圧を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度を測定すると共に、第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度を測定し、第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度および第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出するようにしたものである。

本発明の画像表示装置は、画像表示素子と、実使用時と同等の第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるようにＲＧＢ各色の映像信号を調整する映像信号処理手段と、映像信号を変調信号に変調すると共に、この変調信号を画像表示素子に印加する第１の駆動手段と、走査信号を画像表示素子に印加する第２の駆動手段とを備えたものである。

本発明の輝度調整装置および輝度調整方法では、実使用時と同等の第１の駆動電圧を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度が測定されると共に、第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度が測定される。そして、これらの測定値に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値が算出される。ここで、「実使用時」とは、ユーザが画像表示装置を使用する時、すなわち実際に画像表示装置に映像を表示させて鑑賞する時を指す。

本発明の画像表示装置では、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるようにＲＧＢ各色の映像信号が調整される。映像信号が調整されると、映像信号を変調することによって得られる変調信号も調整されることになる。走査信号および調整された変調信号が画像表示素子に印加されることにより、調整された画像が表示される。

本発明の輝度調整装置または輝度調整方法によれば、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。

また、本発明の画像表示装置によれば、各駆動電圧ごとに所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像表示装置１および輝度調整装置２の概略構成を表したものである。なお、本実施の形態に係る輝度調整方法は、本実施の形態の輝度調整装置２によって具現化されるので、以下、併せて説明する。

図２は、画像表示素子１０を行方向（Ｘ軸）および列方向（Ｙ軸）に対して垂直な面での断面を表したものである。また、図３は、画像表示素子１０の斜視図を表したものである。なお、本実施の形態に係る画像表示装置１では、駆動方式としてパッシブマトリクスを用いた場合を例に説明する。また、以下の説明において、「上」とは、行方向（Ｘ軸）および列方向（Ｙ軸）に対して垂直な方向（Ｚ軸）の正の向きを指し、「下」とはＺ軸の負の向きを指す。

画像表示装置１は、例えば、画像を表示するための画像表示素子１０と、この画像表示素子１０を駆動させるための表示素子駆動部１１とを備えている。この画像表示素子１０は、Ｚ軸に垂直な面を持つ支持体１０Ｃの上にＹ軸方向に延在するカソード電極１０Ａを複数有し、そのカソード電極１０Ａ上に抵抗層１０Ｄを有し、さらに支持体１０Ｃ、カソード電極１０Ａおよび抵抗層１０Ｄのうち外部に露出している表面を覆うような態様で絶縁層１０Ｅを有する。その絶縁層１０Ｅの上にＸ軸方向に延在するゲート電極１０Ｂを複数有する。Ｚ軸方向から見て、これらの電極が交差する箇所が画素を構成し、この交差箇所に電子放出領域１０Ｇがある。画像表示素子１０は、この電子放出領域１０Ｇ内にゲート電極１０Ｂおよび絶縁層１０Ｅを貫通する複数の穴を有しており、その穴の内部において、抵抗層１０Ｄ上にカソード素子１０Ｆを有する。これにより、カソード電極１０Ａとカソード素子１０Ｆは電気的に接続されている。なお、支持体１０Ｃおよび支持体１０Ｃ上に形成された各要素をまとめてカソードパネル１０Ｈと称する。

さらに、画像表示素子１０は、ゲート電極１０Ｂの上方にカソードパネル１０Ｈと対向してアノード基板１０Ｊを備え、アノード基板１０Ｊの下にアノード電極１０Ｍを有し、アノード電極１０Ｍの下であって上述の電子放出領域１０Ｇと対向する箇所には帯状の蛍光体１０Ｋを複数有し、隣接する帯状の蛍光体１０Ｋの間にブラックマトリクス１０Ｌを有する。ここで、蛍光体１０Ｋは、Ｒ（赤）用蛍光体１０Ｋ−Ｒ、Ｇ（緑）用蛍光体１０Ｋ−ＧおよびＢ（青）用蛍光体１０Ｋ−Ｂからなり、これらの蛍光体１０Ｋ−Ｒ，１０Ｋ−Ｇおよび１０Ｋ−ＢはＹ軸方向に延在しており、かつＸ軸方向に１０Ｋ−Ｒ，１０Ｋ−Ｇおよび１０Ｋ−Ｂの順に配置されている。なお、アノード基板１０Ｊおよびアノード基板１０Ｊ下に形成された各要素をまとめてアノードパネル１０Ｎと称する。ここで、カソードパネル１０Ｈおよびアノードパネル１０Ｎは、所定間隔をおいて対向配置されており、その間隙は略真空状態に保たれている。また、画像表示素子１０は、上述のように、蛍光体１０Ｋとして、１０Ｋ−Ｒ，１０Ｋ−Ｇおよび１０Ｋ−Ｂを用いることで、カラー表示を行うことができるようになっている。

表示素子駆動部１１は、図１に示したように、Ａ／Ｄ変換部１１Ａ、映像信号処理部１１Ｂ、制御信号生成部１１Ｃ、カソード電極駆動部１１Ｄおよびゲート電極駆動部１１Ｅを有する。Ａ／Ｄ変換部１１Ａは、例えば図示しないホストコンピュータと接続されており、ホストコンピュータからアナログ映像信号９−１を入力するようになっている。また、Ａ／Ｄ変換部１１Ａは、映像信号処理部１１Ｂと接続されており、デジタル映像信号１１Ａ−１を映像信号処理部１１Ｂへ入力するようになっている。なお、例えばホストコンピュータから出力される映像信号がデジタル信号の場合には、Ａ／Ｄ変換部１１Ａを構成から省くことができる。また、デジタル映像信号１１Ａ−１は、水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３を含んでいる。映像信号処理部１１Ｂは、制御信号生成部１１Ｃおよびカソード電極駆動部１１Ｄと接続されており、第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力するようになっており、デジタル映像信号１１Ａ−１から抽出した水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３を制御信号生成部１１Ｃへ入力するようになっている。制御信号生成部１１Ｃは、カソード電極駆動部１１Ｄおよびゲート電極駆動部１１Ｅと接続されており、映像信号取込開始パルス１１Ｃ−１およびカソード電極駆動開始パルス１１Ｃ−２をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力するようになっており、ゲート電極駆動開始パルス１１Ｃ−３およびゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４をゲート電極駆動部１１Ｅへ入力するようになっている。カソード電極駆動部１１Ｄは、画像表示素子１０と接続されており、Ｒ（赤）用電極印加電圧１１Ｄ−Ｒ、Ｇ（緑）用電極印加電圧１１Ｄ−ＧおよびＢ（青）用電極印加電圧１１Ｄ−Ｂ（これらをまとめてカソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢと称する）を画像表示素子１０へ入力するようになっている。ゲート電極駆動部１１Ｅは、画像表示素子１０と接続されており、ゲート電極印加電圧１１Ｅ−１を画像表示素子１０へ入力するようになっている。

ここで、Ａ／Ｄ変換部１１Ａは、アナログ映像信号９−１をデジタル映像信号１１Ａ−１に変換するためのものである。また、映像信号処理部１１Ｂは、記録部を有しており、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を記録部に格納している。ここで、ＬＵＴとは、オフセット映像信号２１−６のデータが格納されたものである。ここで、オフセット映像信号２１−６とは、所望の輝度レベルとなるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するとともに、所望の白色を表現することができるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するためのものである。なお、この記録部は、例えば、メモリからなる。また、映像信号処理部１１Ｂは、そのＬＵＴを参照して、各駆動電圧ごとに所望の輝度レベルとするとともに、各駆動電圧ごとに所望の白色を表現することができるようにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するためのものである。さらに、映像信号処理部１１Ｂは、デジタル映像信号１１Ａ−１に対してその他の画質調整などの各種信号処理を行うためのものであると共に、デジタル映像信号１１Ａ−１に含まれる水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３を抽出するためのものでもある。また、制御信号生成部１１Ｃは、画像表示素子１０において画像を表示するのに必要なタイミングパルスをカソード電極駆動部１１Ｄおよびゲート電極駆動部１１Ｅに入力するためのものである。また、カソード電極駆動部１１Ｄは、第ｎ行目の映像信号に対応した変調信号としてカソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢを各カソード電極１０Ａに対して略一斉に印加するためのものである。ゲート電極駆動部１１Ｅは、１画面の映像を走査するためのものであり、走査信号としてゲート電極印加電圧１１Ｅ−１を各ゲート電極１０Ｂに対して順次印加するためのものである。

なお、本実施の形態において、映像信号処理部１１Ｂは、本発明の「映像信号処理手段」の一具体例に相当し、カソード電極駆動部１１Ｄは、本発明の「第１の駆動手段」の一具体例に相当し、ゲート電極駆動部１１Ｅは、本発明の「第２の駆動手段」の一具体例に相当する。

一方、輝度調整装置２は、例えば、輝度測定部２０と輝度制御部２１とを備えている。この輝度測定部２０は、画像表示素子１０の表示画面の近接にあると共に、輝度制御部２１と接続されており、ＲＧＢ輝度信号２０−１を輝度制御部２１へ入力するようになっている。輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄ、ゲート電極駆動部１１Ｅおよび映像信号処理部１１Ｂと接続されており、デジタル映像信号２１−１，輝度調整後の映像信号２１−２およびカソード電極駆動開始パルス２１−３をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力するようになっており、ゲート電極駆動開始パルス２１−４およびゲート電圧設定信号２１−５をゲート電極駆動部１１Ｅへ入力するようになっており、オフセット映像信号２１−６を映像信号処理部１１Ｂへ入力するようになっている。

ここで、輝度調整装置２は、画像表示素子１０の表示画面から出射されたＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の輝度レベルとなるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するとともに、所望の白色となるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するためのものである。また、輝度測定部２０は、画像表示素子１０の表示画面から出射されたＲＧＢ各色の輝度を正確に測定するためのものであり、例えば輝度センサからなる。また、輝度制御部２１は、輝度測定部２０で測定されたＲＧＢ各色の輝度を合わせた値が所望の輝度レベルとなるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するとともに、輝度測定部２０で測定されたＲＧＢ各色の輝度比が所望の白色を表現することができるような輝度比となるように各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色のデジタル映像信号１１Ａ−１を調整する調整値を算出するためのものであり、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる。また、カソード電極駆動部１１Ｄは、第ｎ行目の映像信号に対応した変調信号としてカソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢを各カソード電極１０Ａに対して略一斉に印加するためのものである。ゲート電極駆動部１１Ｅは、１画面の映像を走査するためのものであり、走査信号としてゲート電極印加電圧１１Ｅ−１を各ゲート電極１０Ｂに対して順次印加するためのものである。

デジタル映像信号２１−１は、映像情報をデジタル信号として表したものである。輝度調整後の映像信号２１−２は、輝度制御部２１において、上記のデジタル映像信号２１−１が調整されたものである。カソード電極駆動開始パルス２１−３は、カソード電極１０Ａに電圧を印加するタイミングを制御するためのものである。ゲート電極駆動開始パルス２１−４は、ゲート電極１０Ｂに電圧を印加するタイミングを制御するためのものである。ゲート電圧設定信号２１−５は、ゲート電極１０Ｂに印加する電圧の大きさを設定するためのものであり、ドライブレンジ（カソード電極１０Ａとゲート電極１０Ｂとの間に印加しうる電圧の範囲）を設定するためのものである。オフセット映像信号２１−６は、上述の調整値に相当するものである。ＲＧＢ輝度信号２０−１は、輝度測定部２０で測定されたＲＧＢ各色の輝度データである。

なお、本実施の形態において、輝度測定部２０は、本発明の「輝度測定手段」の一具体例に相当し、輝度制御部２１は、本発明の「輝度演算手段」の一具体例に相当する。

次に、図２および図３を参照して、以上のような構成の画像表示素子１０の発光原理および階調表示について説明する。

ここで、図４は、電圧Ｖｇｃとアノード電流Ｉａとの関係（電子放出特性）を表したものである。

カソード電極１０Ａに対してカソード電極印加電圧（Ｖｃｏｌ（Ｃｍ，Ｒｎ））１１Ｄ−ＲＧＢを印加するとともに、ゲート電極１０Ｂに対してゲート電極印加電圧（Ｖｒｏｗ（Ｒｎ））１１Ｅ−１を印加することにより、カソード電極を基準としてゲート電極１０Ｂとカソード電極１０Ａとの間に電位差がＶｇｃ（＝Ｖｃｏｌ（Ｃｍ，Ｒｎ）−Ｖｒｏｗ（Ｒｎ））の電圧を印加する。すると、この電位差により発生する電界によって、カソード素子１０Ｆから電子１０Ｑが放出される。このとき、アノード電極１０Ｍに対して電圧ＨＶを印加しておくと、ＨＶ＞Ｖｒｏｗ（Ｒｎ）の条件で電子１０Ｑはアノード電極１０Ｍに引きつけられ、衝突する。これによりアノード電流Ｉａがアノード電極１０Ｍからカソード電極１０Ａに向かう方向に流れる。この時、アノード電極１０Ｍの上に蛍光体１０Ｋが塗布されているので、上記の衝突によって生じる電子のエネルギーにより蛍光体１０Ｋが発光する。

上述のように、一般に電界放出型の画像表示素子１０では、電圧Ｖｇｃとカソード素子から放出される電子の量（電流）の関係（電子放出特性）を利用して映像を表示する。ここで、この電子放出特性は、図４に示したように、電圧Ｖｇｃが遮断電圧Ｖ_TH以下になると発光に寄与する電子がほとんど放出されなくなり、逆に遮断電圧より大きくなると発光に寄与する電子が放出されるようになるという特徴を有している。このため、画像表示装置１において、電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THに設定した場合には、低輝度の映像を表示するすることができ、逆に画素に印加する電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THよりも大きい電圧に設定した場合には、高輝度の映像を表示することができる。そして、この両者の中間の電圧を画素に印加した場合には、中間輝度の映像を表示することができる。すなわち、画素に印加する電圧Ｖｇｃを適切に調節することにより、任意の輝度からなる映像を表示することができる。

次に、図１、図５（Ａ）〜（Ｇ）および図６（Ａ），（Ｂ）を参照して、以上のような構成の表示素子駆動部１１の動作について説明する。

ここで、図５（Ａ）〜（Ｇ）は、表示素子駆動部１１における主な信号のタイミングチャートを表したものである。図６（Ａ），（Ｂ）は、ゲート電極印加電圧１１Ｅ−１およびカソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢのＸ軸方向の波形を表したものである。

まず、Ａ／Ｄ変換部１１Ａは、アナログ映像信号９−１をデジタル映像信号１１Ａ−１に変換する。ここで、デジタル映像信号１１Ａ−１は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれ８ｂｉｔのデジタル映像信号とともに、水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３を含んでいる。Ａ／Ｄ変換部１１Ａは、そのデジタル映像信号１１Ａ−１を映像信号処理部１１Ｂへ入力する。映像信号処理部１１Ｂは、上述のＬＵＴを参照して、所望の輝度レベルとなるように各駆動電圧ごとにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するとともに、所望の白色を表現することができるように各駆動電圧ごとにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整する。

具体的には、ＬＵＴには、例えばデジタル映像信号１１Ａ−１の数値とその数値に足し合わせるべきオフセット映像信号２１−６の数値との対応表が格納されているので、映像信号処理部１１Ｂでは、この対応表を用いて、映像信号処理部１１Ｂに入力されたデジタル映像信号１１Ａ−１の数値にオフセット映像信号２１−６の数値を足し合わせる。例えば、色の階調数が２５６の場合において、デジタル映像信号１１Ａ−１の数値が１２０であり、このデジタル映像信号１１Ａ−１の数値に対応するオフセット映像信号２１−６の数値が２であるときには、１２０に２を足し合わせて１２２とする。その後、映像信号処理部１１Ｂは、ＬＵＴによって調整された値を第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１としてカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。ただし、デジタル映像信号１１Ａ−１に対してその他の画質調整などの各種信号処理が必要な場合には、これらの処理も行った後に、第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。なお、映像信号処理部１１Ｂは、さらに上記の画質調整以外の各種信号処理も行う。

映像信号処理部１１Ｂは、さらに、デジタル映像信号１１Ａ−１に含まれる水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３を抽出し、制御信号生成部１１Ｃへ入力する。制御信号生成部１１Ｃは、水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３に基づいて、カソード電極駆動部１１Ｄにおける映像取込開始タイミングを指示する映像信号取込開始パルス１１Ｃ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する（図５（Ａ）参照）。映像信号処理部１１Ｂは、図示しない基準クロックに同期して、ＬＵＴによって画質調整された第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する（図５（Ｂ）参照）。カソード電極駆動部１１Ｄは、図示しない基準クロックに同期して第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１を取り込んで一時保存する。制御信号生成部１１Ｃは、水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３に基づいて、カソード電極駆動部１１Ｄで一時保存されている第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１を画像表示素子１０へ出力命令する、カソード電極駆動開始パルス１１Ｃ−２をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する（図５（Ｃ）参照）。カソード電極駆動部１１Ｄは、カソード電極駆動開始パルス１１Ｃ−２に同期して、第ｎ行目の映像信号に対応した変調信号としてカソード電圧印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢを画像表示素子１の各カソード電極１０Ａへ略一斉に出力する（図５（Ｄ）参照）。すると、例えば図６（Ｂ）に示したようなカソード電圧印加電圧（Ｖｃｏｌ（Ｃｍ，Ｒｎ））１１Ｄ−ＲＧＢが、カソード電極１０Ａに出力される。

一方、制御信号生成部１１Ｃは、水平同期信号１１Ｂ−２および垂直同期信号１１Ｂ−３に基づいて、ゲート電極駆動開始パルス１１Ｃ−３およびゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４をゲート電極駆動部１１Ｅへ入力する（図５（Ｅ），（Ｆ）参照）。ゲート電極駆動部１１Ｅは、ゲート電極駆動開始パルス１１Ｃ−３が制御信号生成部１１から入力されている場合に、ゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４が制御信号生成部１１から入力されたときは、ゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４に同期してゲート電極印加電圧１１Ｅ−１を第１行目のゲート電極１０Ｂへ出力する（図５（Ｇ）参照）。一方、ゲート電極駆動開始パルス１１Ｃ−３が制御信号生成部１１から入力されていない場合に、ゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４が制御信号生成部１１から入力されたときは、ゲート電極選択用シフトクロック１１Ｃ−４に同期してゲート電極印加電圧１１Ｅ−１を第ｎ行目（ｎは１以外の整数）のゲート電極１０Ｂへ出力する（図５（Ｇ）参照）。

以上のステップをゲート電極の数ｎだけ繰り返す。これにより、１画面の映像を表示するための処理が完了する。なお、上記以外の方法を用いて各信号の同期を取ることにより１画面の映像を表示するようにしてもよい。

以上で述べた１画面の映像を表示するための処理を繰り返し行うことにより、画像表示装置において複数画面の映像を連続的に表示することができる。

次に、図７〜図１４を参照して、以上のような構成の輝度調整装置２の動作の概略について説明する。

図７〜図１３は、上述の調整値の算出方法について説明するためのものである。具体的には、図７〜９は、遮断電圧Ｖ_THが最高駆動電圧となるようにドライブレンジ（電圧Ｖｇｃの取り得る範囲）を設定した場合に、ユーザが画像表示装置を使用する際に用いるドライブレンジ（以下、実使用時のドライブレンジと称する）における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度（ｙ₁）を測定する際の駆動電圧を説明するためのものであり、図１０〜１２は、実使用時のドライブレンジを設定した場合に、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度（ｙ_g）を測定する際の駆動電圧を説明するためのものである。図１３は、デジタル映像信号１１Ａ−１を調整した場合に、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）での所望の白色を表示する際の駆動電圧を説明するためのものである。図１４は、変形例として、図７において、最高駆動電圧がＶｒｏｗより小さく、かつ遮断電圧Ｖ_THより大きくなるようにドライブレンジを設定した場合について説明するためのものである。

仮に実使用時のドライブレンジを設定して、例えば、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲ色の単色輝度ｒ（ｇ）を測定する場合を考える。この場合には、被測定色（Ｒ色）以外の色（Ｇ，Ｂ色）を発光する画素に対して印加する電圧Ｖｇｃを遮断電圧Ｖ_THよりも小さくすることができないので、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）での被測定色（Ｒ色）の単色輝度ｒ（ｇ）を測定する際に、被測定色（Ｒ色）以外の色（Ｇ，Ｂ色）がわずかに発光し、混色が生じてしまう。したがって、このような場合には、わずかに混色している被測定色（Ｒ色）以外の色（Ｇ，Ｂ色）の単色輝度（ｙｇ（１），ｙｂ（１））が分からない限り、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）での被測定色（Ｒ色）の単色輝度ｒ（ｇ）を正確に求めることはできない。

そこで、本実施の形態では、まず、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度ｙｒ（１），ｙｇ（１）およびｙｂ（１）を正確に測定する。具体的には、図７〜９に示したように、遮断電圧Ｖ_THが最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定して、被測定色を発色する画素に対して最高駆動電圧（遮断電圧Ｖ_TH）を印加するとともに、被測定色以外の色を発色する画素に対して発光がほぼ完全になくなる最低駆動電圧（Ｖ_TH−Ｖｃｏｌ）を印加する。このような駆動電圧を設定することにより、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度ｙｒ（１），ｙｇ（１）およびｙｂ（１）を正確に測定することができる。

次に、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度ｙｒ（ｇ），ｙｇ（ｇ）およびｙｂ（ｇ）を測定する。具体的には、図１０〜１２に示したように、実使用時のドライブレンジを設定して、被測定色を発色する画素に対してある駆動電圧Ｖ（ｇ）を印加するとともに、被測定色以外の色を発色する画素に対して遮断電圧Ｖ_THを印加する。これにより、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度ｙｒ（ｇ），ｙｇ（ｇ）およびｙｂ（ｇ）を測定することができる。ここで、これらの測定値は、被測定色以外の色が混色した状態での測定値であるが、被測定色以外の色の輝度は、先に正確に測定されているので、図１０を例に説明すると、測定値ｙｒ（ｇ）から先に測定した値ｙｇ（１）およびｙｂ（１）を減算することにより、被測定色の単色輝度ｒ（ｇ）を算出することができる。このようにして、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）での単色輝度ｒ（ｇ），ｇ（ｇ）およびｂ（ｇ）を正確に算出することができる。同様にして、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度を算出することができる。

ところで、上記では、所望のＲＧＢ比となるようにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整していないので、上記で算出した単色輝度ｒ（ｇ），ｇ（ｇ）およびｂ（ｇ）の比は、一般的には所望の白色を表現することができるような輝度比にはなっていない。そこで、所望の白色を表現することができるようなデジタル映像信号１１Ａ−１の調整値を算出する。さらに、上記では、所望の輝度レベルとなるようにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整していないので、上記で算出した単色輝度ｒ（ｇ），ｇ（ｇ）およびｂ（ｇ）の和は、一般的には所望の輝度レベルにはなっていない。そこで、所望の輝度レベルとなるようなデジタル映像信号１１Ａ−１の調整値を算出する。そして、双方の条件を満たす値を調整値として採用する。なお、このようにしてデジタル映像信号１１Ａ−１を調整した場合のＲＧＢ各色の駆動電圧Ｖｒ（ｇ），Ｖｇ（ｇ）およびＶｂ（ｇ）は、それぞれ図１３に例示したような値になる。

ここで、上記の調整値の算出方法であるが、上述のように、加法混色型のＦＥＤでは、最高輝度レベルでの駆動電圧を基準として、各駆動電圧ごとにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整するのが一般的である。しかしながら、本実施の形態では、上述のように、最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度ｙｒ（１），ｙｇ（１）およびｙｂ（１）を用いて各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の単色輝度ｒ（ｇ），ｇ（ｇ）およびｂ（ｇ）を算出していることから、最低駆動電圧での駆動電圧を基準として、各駆動電圧ごとにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整する。具体的には、ある色を基準として他の２色の輝度を上げることにより所望の白色および所望の輝度レベルとなるようにデジタル映像信号１１Ａ−１を調整する。なお、本実施の形態では、このように、ある色を基準として他の２色の輝度レベルを上げて輝度調整を行うので、輝度調整によって映像の輝度が低下することを抑制することができる。

なお、上記では、遮断電圧Ｖ_THが最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定して、被測定色を発色する画素に対して最高駆動電圧（遮断電圧Ｖ_TH）を印加するとともに、被測定色以外の色を発色する画素に対して発光がほぼ完全になくなる最低駆動電圧（Ｖ_TH−Ｖｃｏｌ）を印加するようにしたが、これとは異なり、図１４に示したように、最高駆動電圧Ｖ（ｇ）がＶｒｏｗより小さく、かつ遮断電圧Ｖ_THより大きくなるようにドライブレンジを設定して、被測定色を発色する画素に対して遮断電圧Ｖ_THを印加するとともに、被測定色以外の色を発色する画素に対して発光がほぼ完全になくなる最低駆動電圧Ｖｍｉｎ（ｇ）（０＜Ｖｍｉｎ（ｇ）＜Ｖ_TH）を印加するようにしてもよい。

次に、図１５〜図１８を参照して、上記で概説した輝度調整装置２の動作について詳細に説明する。

ここで、図１５は、輝度調整装置２における一連の手順を表したものであり、図１６〜図１８は、図１５における一連の手順の一部をさらに詳細に表したものである。図１６は、第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを表したものであり、具体的には、遮断電圧Ｖ_THが最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定して、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度（ｙ（₁））を測定するための手順を表したものである。図１７は、第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを表したものであり、具体的には、実使用時のドライブレンジを設定して、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度（ｙ（ｇ））を測定するための手順を表したものである。図１８は、第３のＲＧＢ単色輝度測定フェーズの手順を表したものであり、具体的には、デジタル映像信号１１Ａ−１を調整した場合に、実使用時のドライブレンジを設定して、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度（Ｙ（ｇ））を測定するための手順を表したものである。

最初に、第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを実行する（ステップＳ１０１〜Ｓ１１０）。以下に、その詳細について説明する。

輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄにおける映像取込開始タイミングを指示する映像信号取込開始パルス１１Ｃ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１を取り込んで一時保存する。なお、この第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１は、最も階調が低いＲ色のみを発光させるための信号である。

輝度制御部２１は、ゲート電極駆動開始パルス２１−４をゲート電極駆動部１１Ｅへ入力する。ゲート電極駆動部１１Ｅは、ゲート電極印加電圧Ｖｒｏｗ（＝Ｖ_TH）を第ｎ行目のゲート電極に印加する（ステップＳ１０１）。輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄで一時保存されている第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調した信号を、ゲート電極駆動開始パルス２１−４と同期してカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。カソード電極駆動部１１Ｄは、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調して、Ｒ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｒ（＝０）をＲ用電極（ＣＲｍ）へ、Ｇ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｇ（＝Ｖｃｏｌ）をＧ用電極（ＣＧｍ）へ、Ｂ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｂ（＝Ｖｃｏｌ）をＢ用電極（ＣＢｍ）へ略一斉に印加する（ステップＳ１０２、図７参照）。この際に、Ｒ単色輝度を輝度測定部２０で測定して（ステップＳ１０３）、その測定結果をｙｒ（１）へ格納する（ステップＳ１０４）。

次に、輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄにおける映像取込開始タイミングを指示する映像信号取込開始パルス１１Ｃ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１を取り込んで一時保存する。なお、この第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１は、最も階調が低いＧ色のみを発光させるための信号である。

輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄで一時保存されている第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調した信号を、ゲート電極駆動開始パルス２１−４と同期してカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。カソード電極駆動部１１Ｄは、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調して、Ｒ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｒ（＝Ｖｃｏｌ）をＲ用電極（ＣＲｍ）へ、Ｇ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｇ（＝０）をＧ用電極（ＣＧｍ）へ、Ｂ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｂ（＝Ｖｃｏｌ）をＢ用電極（ＣＢｍ）へ略一斉に印加する（ステップＳ１０５、図８参照）。この際に、Ｒ単色輝度を輝度測定部２０で測定して（ステップＳ１０６）、その測定結果をｙｇ（１）へ格納する（ステップＳ１０７）。

さらに、輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄにおける映像取込開始タイミングを指示する映像信号取込開始パルス１１Ｃ−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１をカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。輝度制御部２１は、図示しない基準クロックに同期して、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１を取り込んで一時保存する。なお、この第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号２１−１は、最も階調が低いＢ色のみを発光させるための信号である。

輝度制御部２１は、カソード電極駆動部１１Ｄで一時保存されている第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調した信号を、ゲート電極駆動開始パルス２１−４と同期してカソード電極駆動部１１Ｄへ入力する。カソード電極駆動部１１Ｄは、第ｎ行第ｍ列（Ｃｍ，Ｒｎ）の映像信号１１Ｂ−１を変調して、Ｒ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｒ（＝Ｖｃｏｌ）をＲ用電極（ＣＲｍ）へ、Ｇ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｇ（＝Ｖｃｏｌ）をＧ用電極（ＣＧｍ）へ、Ｂ用電極印加電圧１１Ｄ−Ｂ（＝０）をＢ用電極（ＣＢｍ）へ略一斉に印加する（ステップＳ１０８、図９参照）。この際に、Ｒ単色輝度を輝度測定部２０で測定して（ステップＳ１０９）、その測定結果をｙｂ（１）へ格納する（ステップＳ１１０）。

以上により、第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズにおいて、遮断電圧Ｖ_THが最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定して、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の単色輝度（ｙ（₁））を測定することができる。

次に、変数ｇに０を入力した（ステップＳ１１１）後に、第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを実行する（ステップＳ１１２〜Ｓ１２１）。

第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズでは、先の第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズにおいて、ゲート電極に印加する電圧をＶ_THに代えてＶｒｏｗとし、また、カソード電極印加する電圧が０Ｖの場合には、それに代えて（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌとした（図１０〜１２参照）。さらに、測定結果の格納先をｙｒ（１）、ｙｇ（１）およびｙｂ（１）に代えてｙｒ（ｇ）、ｙｇ（ｇ）およびｙｂ（ｇ）とした。このようにすることにより、第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズにおいて、実使用時のドライブレンジを設定して、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度（ｙ（ｇ））を測定することができる。

第１および第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズ終了後、以下の計算式（式１〜式３）を計算することにより、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の単色輝度ｒ，ｇおよびｂを正確に算出する。なお、発光させたい色以外の色は最も低い輝度となっていることから、測定値からその不要な輝度を除くことにより発光させたい色の正確な輝度を算出することができる。
ｒ＝ｙｒ（ｇ）−ｙｇ（１）−ｙｂ（１）…式（１）
ｇ＝ｙｇ（ｇ）−ｙｒ（１）−ｙｂ（１）…式（２）
ｂ＝ｙｂ（ｇ）−ｙｒ（１）−ｙｇ（１）…式（３）

さらに、上のｒ、ｇおよびｂの比が、所望の白色を表現することができるような輝度比となるような映像信号の値を算出し、この算出した映像信号の値と上記で測定した時の映像信号の値との差分を算出する。これにより得られた差分を、オフセット映像信号２１−６としてΔＳｒ（ｇ）、ΔＳｇ（ｇ）およびΔＳｂ（ｇ）に格納する（ステップＳ２１２）。なお、このオフセット映像信号２１−６を変調することにより、オフセット映像信号２１−６に対応したオフセット電圧ΔＶｒ（ｇ）、ΔＶｇ（ｇ）およびΔＶｂ（ｇ）を算出することができる。なお、上述のように、ある色を基準に他の２色の輝度レベルを上げるように調整しているので、上記のオフセット映像信号２１−６およびオフセット電圧２１−７のうち基準色に対応した値が０となる。

例えば、所望の白色を表現することができるような輝度比がＲ＝３．０、Ｇ＝６．０、Ｂ＝１．０の場合に、測定値がｒ＝２．９、ｇ＝６．２、ｂ＝０．９の場合には、ｒの輝度を＋０．２、ｇの輝度を＋０、ｂの輝度を＋０．１上昇させれば、所望の白色を表現することができるような輝度比となることがわかる。そこで、この輝度の上昇分を補うことができる映像信号の値を見積もる。このようにして求めた映像信号の値と上記で測定したときの映像信号の値の差分がオフセット映像信号２１−６となる。なお、この例では、緑色が基準色となっているので、ΔＳｇ（ｇ）およびΔＶｇ（ｇ）の値は０となる。

次に、上で求めたオフセット映像信号２１−６を用いてデジタル映像信号１１Ａ−１を調整した場合に、調整された第ｎ行目の映像信号１１Ｂ−１により表示された映像におけるＲＧＢ各色の輝度比が所望の白色を表現することができるような輝度比になっているか否かを確認する手順について説明する。

まず、デジタル映像信号１１Ａ−１を調整した場合に、実使用時のドライブレンジを設定して、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度（Ｙ（ｇ））を測定する、第３のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを実行する（ステップＳ１２３〜Ｓ１３１）。なお、説明を簡単にするため、オフセット映像信号２１−６を変調して得られるオフセット電圧２１−７を用いて説明する。

第３のＲＧＢ単色輝度測定フェーズでは、先の第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズにおいて、Ｒ用電極に印加する電圧が（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌの場合には、それに代えて（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌ＋ΔＶｒ（ｇ）とし、Ｇ用電極に印加する電圧が（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌの場合には、それに代えて（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌ＋ΔＶｇ（ｇ）とし、Ｂ用電極に印加する電圧が（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌの場合には、それに代えて（１−ｇ／２５５）Ｖｃｏｌ＋ΔＶｂ（ｇ）とする（図１３参照）。さらに、測定結果の格納先をｙｒ（ｇ）、ｙｇ（ｇ）およびｙｂ（ｇ）に代えてＹｒ（ｇ）、Ｙｇ（ｇ）およびＹｂ（ｇ）とした。ただし、上述のように、ある色を基準に他の２色の輝度レベルを上げるように調整するので、上記のオフセット電圧２１−７のうちの１つの色に対応した値が０になる。図１８では、緑色が基準色となっているので、ΔＳｇ（ｇ）およびΔＶｇ（ｇ）の値は０となる。

第３のＲＧＢ単色輝度測定フェーズ終了後、以下の計算式（式４〜式６）を計算することにより、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度比が所望の白色を表現することができるような輝度比となっているかを確認する（ステップＳ１３２）と共に、以下の計算式（式７）で求められる輝度がある駆動電圧Ｖ（ｇ）での所望の輝度レベルとなっているかを確認する（ステップＳ１３３）。
Ｒ＝Ｙｒ（ｇ）−ｙｇ（１）−ｙｂ（１）…式（４）
Ｇ＝Ｙｇ（ｇ）−ｙｒ（１）−ｙｂ（１）…式（５）
Ｂ＝Ｙｂ（ｇ）−ｙｒ（１）−ｙｇ（１）…式（６）
Ｙ＝Ｒ（ｇ）＋Ｇ（ｇ）＋Ｂ（ｇ） …式（７）

その結果、ある駆動電圧Ｖ（ｇ）でのＲＧＢ各色の輝度比が所望の白色を表現することができるような輝度比となっていると共に、計算式（式７）で求めた輝度がある駆動電圧Ｖ（ｇ）における所望の輝度レベルとなっている場合には、オフセット映像信号２１−６（ΔＳｒ（ｇ）、ΔＳｇ（ｇ）およびΔＳｂ（ｇ））をＬＵＴに格納する（ステップＳ１３４）。この後は、変数ｇに１を加えて駆動電圧を変更して（ステップＳ１３４）、引き続きステップＳ１１２〜ステップＳ１３４を実行する。そして、変数ｇが２５５を超えた時点で一連の手順を終了する（ステップＳ１３５）。なお、測定する順番はこれ以外であってもよい。

一方、ステップＳ１３２またはＳ１３４において、上記の条件を満たすことができなかった場合には、再びステップＳ１２３に戻って、オフセット映像信号２１−６を算出し直し、それに基づいてＲＧＢ各色の輝度を測定し直しす。

なお、一旦上記で詳述した輝度調整を行った場合には、再度輝度調整をする必要はないが、経年変化などで所望の白色を発光させることができなくなったときは、改めて上述の輝度調整を行なえばよい。

これらのことから、本実施の形態に係る輝度調整装置または輝度調整方法によれば、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。

また、本実施の形態に係る画像表示装置によれば、各駆動電圧ごとに所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。
[変形例]

本実施の形態では、輝度制御部２１から映像信号処理部１１Ｂへオフセット映像信号２１−６を入力して、オフセット映像信号２１−６をデジタル映像信号１１Ａ−１に加えることにより輝度を調整していたが、これに代えて、輝度制御部２１からカソード電極駆動部１１Ｄへ上述のオフセット電圧２１−７を入力して、オフセット電圧２１−７をカソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢに加えることにより輝度を調整するようにしてもよい。このように輝度の調整方法を変更したとしても、デジタル映像信号１１Ａ−１にオフセット映像信号２１−６を加えた映像信号を変調すると、カソード電極印加電圧１１Ｄ−ＲＧＢにオフセット電圧２１−７を加えた電圧と等しくなるからである。

これらのことから、本変形例に係る輝度調整装置または輝度調整方法によれば、各駆動電圧ごとにＲＧＢ各色の輝度を正確に測定することにより、所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。

また、本変形例に係る画像表示装置によれば、各駆動電圧ごとに所望の輝度の白色を表現できるようにＲＧＢ各色の輝度比および輝度の大きさを調整することができる。これにより、例えばＦＥＤにおいて、カソード電極を駆動する半導体の耐圧を上げる必要がなくなる。また、あらゆる駆動電圧において白色の色みを一定にすることができる。また、実使用時において、色再現性に優れた良好な映像表示を実現することができ、さらに、画面に表示された映像の明るさを調整したとしても白色の色みが変化しないので、画質を安定させることができる。

以上、１つの実施の形態および１つの変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、本実施の形態における輝度調整装置および輝度調整方法では、被調整対象である画像表示装置と別個の有体物により実現されるようにしているが、本発明は、それに限定されず、被調整対象である画像表示装置と一体となって実現されるようにしてもよい。

また、本実施の形態における輝度調整装置および輝度調整方法では、第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズが終了した後、第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを行うようにしているが、本発明は、それに限定されず、第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズが終了した後、第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズを行うようにしてもよい。

画像表示装置および輝度調整装置の概略構成図である。 画像表示素子のＸ軸およびＹ軸に垂直な面における断面図である。 画像表示素子の斜視図である。 画像表示素子の電子放出特性図である。 表示素子駆動部の主な信号のタイミング図である。 カソード電極印加電圧のＸ軸方向の波形図である。 遮断電圧が最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定した場合に、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲ色の単色輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 遮断電圧が最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定した場合に、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＧ色の単色輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 遮断電圧が最高駆動電圧となるようにドライブレンジを設定した場合に、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＢ色の単色輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 実使用時のドライブレンジを設定した場合に、ある駆動電圧でのＲ色の輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 実使用時のドライブレンジを設定した場合に、ある駆動電圧でのＧ色の輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 実使用時のドライブレンジを設定した場合に、ある駆動電圧でのＢ色の輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 デジタル映像信号を調整した場合に、ある駆動電圧での所望の白色を表示する際の駆動電圧の説明図である。 図７における駆動条件と異なる駆動条件で、実使用時のドライブレンジにおける最低駆動電圧でのＲ色の単色輝度を測定する際の駆動電圧の説明図である。 輝度調整装置における一連の動作の説明図である。 図１５における第１のＲＧＢ単色輝度測定フェーズについての説明図である。 図１５における第２のＲＧＢ単色輝度測定フェーズについての説明図である。 図１５における第３のＲＧＢ単色輝度測定フェーズについての説明図である。

符号の説明

１…画像表示装置、２…輝度調整装置、９−１…アナログ映像信号、１０…画像表示素子、１０Ａ…カソード電極、１０Ｂ…ゲート電極、１０Ｃ…支持体、１０Ｄ…抵抗層、１０Ｅ…絶縁層、１０Ｆ…カソード素子、１０Ｇ…電子放出領域、１０Ｈ…カソードパネル、１０Ｊ…アノード基板、１０Ｋ…蛍光体、１０Ｋ−Ｂ…Ｂ用蛍光体、１０Ｋ−Ｇ…Ｇ用蛍光体、１０Ｋ−Ｒ…Ｒ用蛍光体、１０Ｌ…ブラックマトリクス、１０Ｍ…アノード電極、１０Ｎ…アノードパネル、１０Ｐ…発光、１０Ｑ…電子、１１…表示素子駆動部、１１Ａ…Ａ／Ｄ変換部、１１Ａ−１…デジタル映像信号、１１Ｂ…映像信号処理部、１１Ｂ−１…第ｎ行目の映像信号、１１Ｂ−２…水平同期信号、１１Ｂ−３…垂直同期信号、１１Ｃ…制御信号生成部、１１Ｃ−１…映像信号取込開始パルス、１１Ｃ−２…カソード電極駆動開始パルス、１１Ｃ−３…ゲート電極駆動開始パルス、１１Ｃ−４…ゲート電極選択用シフトクロック、１１Ｄ…カソード電極駆動部、１１Ｄ−Ｂ…Ｂ用電極印加電圧、１１Ｄ−Ｇ…Ｇ用電極印加電圧、１１Ｄ−Ｒ…Ｒ用電極印加電圧、１１Ｄ−ＲＧＢ…ゲート電極印加電圧、１１Ｅ…ゲート電極駆動部、１１Ｅ−１…ゲート電極印加電圧、２０…輝度測定部、２０−１…ＲＧＢ輝度信号、２１…輝度制御部、２１−１…デジタル映像信号、２１−２…輝度調整後の映像信号、２１−３…カソード電極駆動開始パルス、２１−４…ゲート電極駆動開始パルス、２１−５…ゲート電圧設定信号、２１−６…オフセット映像信号、２１−７…オフセット電圧、４０…遮断電圧。

Claims (13)

1. 設定された駆動電圧範囲内で各画素の輝度変調がなされる電界放出型の画像表示装置に対する輝度調整装置であって、
   実使用時と同等の第１の駆動電圧範囲を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度を測定すると共に、前記第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、前記第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度を測定する輝度測定手段と、
   前記第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度および前記第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する輝度演算手段と
   を備えたことを特徴とする輝度調整装置。
2. 前記画像表示装置は、ゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、カソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
   前記輝度測定手段は、前記第２の駆動電圧範囲において、前記第１の駆動電圧範囲でのゲート電圧よりも低い値のゲート電圧とする
   ことを特徴とする請求項１記載の輝度調整装置。
3. 前記輝度測定手段は、前記第２の駆動電圧範囲において、前記第２の輝度を測定する際の駆動電圧を最高駆動電圧とする
   ことを特徴とする請求項２記載の輝度調整装置。
4. 前記輝度演算手段は、前記第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度から、前記第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度を減じた値に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の輝度調整装置。
5. 前記画像表示装置は、走査信号としてゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、映像信号に応じたカソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
   前記調整値は、前記映像信号を調整するために用いられる
   ことを特徴とする請求項１記載の輝度調整装置。
6. 前記画像表示装置は、走査信号としてゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、映像信号に応じたカソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
   前記調整値は、前記カソード電圧を調整するために用いられる
   ことを特徴とする請求項１記載の輝度調整装置。
7. 設定された駆動電圧範囲内で各画素の輝度変調がなされる電界放出型の画像表示装置に対する輝度調整装置に対する輝度調整方法であって、
   実使用時と同等の第１の駆動電圧を設定して、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の第１の輝度を測定すると共に、前記第１の駆動電圧範囲とは異なる第２の駆動電圧範囲を設定して、前記第１の駆動電圧範囲における最低駆動電圧でのＲＧＢ各色の第２の輝度を測定し、
   前記第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度および前記第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する
   ことを特徴とする輝度調整方法。
8. 前記画像表示装置は、ゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、カソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
   前記第２の駆動電圧範囲において、前記第１の駆動電圧範囲でのゲート電圧よりも低い値のゲート電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項７記載の輝度調整方法。
9. 前記第２の駆動電圧範囲において、前記第２の輝度を測定する際の駆動電圧を最高駆動電圧とする
   ことを特徴とする請求項８記載の輝度調整方法。
10. 前記第１の駆動電圧範囲において測定された第１の輝度から、前記第２の駆動電圧範囲において測定された第２の輝度を減じた値に基づいて、第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるような調整値を算出する
    ことを特徴とする請求項７記載の輝度調整方法。
11. 前記画像表示装置は、走査信号としてゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、映像信号に応じたカソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
    前記調整値は、前記映像信号を調整するために用いられる
    ことを特徴とする請求項７記載の輝度調整方法。
12. 前記画像表示装置は、走査信号としてゲート電圧をゲート電極に印加することにより画面の走査を行い、映像信号に応じたカソード電圧をカソード電極に印加することにより画像のカラー表示を行なうものであり、
    前記調整値は、前記カソード電圧を調整するために用いられる
    ことを特徴とする請求項７記載の輝度調整方法。
13. 設定された駆動電圧範囲内で各画素の輝度変調がなされる電界放出型の画像表示装置であって、
    画像表示素子と、
    実使用時と同等の第１の駆動電圧範囲において、各駆動電圧でのＲＧＢ各色の輝度比が所望のＲＧＢ比となるようにＲＧＢ各色の映像信号を調整する映像信号処理手段と、
    前記映像信号を変調信号に変調すると共に、この変調信号を前記画像表示素子に印加する第１の駆動手段と、
    走査信号を前記画像表示素子に印加する第２の駆動手段と
    を備えたことを特徴とする画像表示装置。
    

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