JP2007171727A - 映像信号の表示制御装置および表示制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動画表示領域と非動画表示領域が存在する画像を表示する表示手段において、ＰＬＥ制御を実行するように構成した場合に発生する非動画表示領域の輝度の変化を抑制できるようにした表示制御装置および表示制御方法を提供すること。
【解決手段】表示パネル１１において表示される画像内の動画表示領域を設定する動画表示領域設定手段４と、この動画表示領域設定手段により設定された動画表示領域における画素の点灯率を算出する点灯率算出手段５が備えられる。フレームメモリ３から読み出された映像信号は輝度制御手段６に供給され、輝度制御手段６は前記点灯率算出手段５により算出された画素の点灯率に応じて、表示パネル１１において表示される動画表示領域の発光輝度を可変制御するように動作する。
【選択図】図３

Description

この発明は、表示すべき映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ＝Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）を求めて、この平均輝度レベルに基づいて映像表示装置における表示輝度を制御する例えばＰＬＥ（Ｐｅａｋ Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）制御手段を備えた映像信号の表示制御装置および表示制御方法に関する。

例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などにおいては、画像表示を行うにあたっては、前記したＰＬＥ制御が実行される。このＰＬＥ制御はフィールドもしくはフレーム画面全体に対応する映像信号の前記平均輝度レベルを算出し、この平均輝度レベルに基づいて実際に画像表示させるための表示輝度レベルを制御するように動作する。

この場合、前記ＰＬＥ制御では同じ輝度レベルの映像信号であっても、平均輝度レベルが小さい場合（画像全体が暗い場合）には、表示輝度レベルを高く設定して高輝度な表示が行われるように制御される。これに対して平均輝度レベルが大きい場合（画像全体が明るい場合）には、表示輝度レベルを下げて電力消費量を抑制するように制御される。このようにしてＰＬＥ制御が行われることにより、低消費電力化を実現させることができると共に、コントラストの良好な画像を表示させることが可能となる。

前記したように、表示すべき映像信号の平均輝度レベルＡＰＬを求め、このＡＰＬにより表示輝度レベルを制御するＰＬＥ制御手段を備えた表示装置は、次に示す特許文献１および２などに示されている。
特開平９−２８１９２７号公報 特開２００１−１７５２２０号公報

ところで、前記した表示装置によって表示される映像画面には、動画表示領域と非動画（静止画）表示領域が共存する場合がある。図１および図２はその一例を示したものであり、符号Ａで示す全体の領域は表示装置によって表示される映像の全体画面を示しており、符号Ｂで示す領域は動画表示領域を示している。

すなわち、図１および図２に示した例においては、動画表示領域Ｂの外側にＣとして示した非動画表示領域が額縁状に形成され、前記額縁状の非動画表示領域Ｃの下側の領域には、例えばアイコンなどの固定パターンが表示された例を示している。

前記図１および図２に示したようにレイアウトされた表示画面Ａにおいて、前記したＰＬＥ制御を行った場合には、このＰＬＥ制御はフィールドもしくはフレーム画面全体に対応する平均輝度レベル（ＡＰＬ）に基づいて、全体画面の表示輝度レベルを制御するように動作するので、例えば図１に示したように動画表示領域Ｂの画面が全体に明るい場合には、全体画面の表示輝度レベルが下げられて、Ｃとして示す非動画表示領域は暗く表示されるように制御される。

また、図２に示したように動画表示領域Ｂの画面が全体に暗い場合には、全体画面の表示輝度レベルが上げられて、Ｃとして示す非動画表示領域は明るく表示されるように制御される。すなわち、非動画表示領域Ｃは、動画表示領域Ｂの輝度レベルに応じて、その都度表示輝度レベルが制御されるために、ユーザに対しては非動画表示領域において、ちらつきが発生しているような見苦しさを感じさせる結果を招来させる。

この発明は、動画表示領域と非動画表示領域が存在する画像を表示する表示手段において、ＰＬＥ制御を実行するように構成した場合に発生する前記した技術的な問題点を解消できるようにした映像信号の表示制御装置および表示制御方法を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる表示制御装置における好ましい基本形態は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線と複数の走査線の各交差位置に画素が配置され、入力映像信号に基づいて前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する映像信号の表示制御装置であって、表示される前記画像内の動画表示領域における画素の点灯率に応じて、前記動画表示領域における発光輝度を可変制御する輝度制御手段を具備した構成にされる。

また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる表示制御方法における好ましい基本態様は、請求項１４に記載のとおり、複数のデータ線と複数の走査線の各交差位置に画素が配置され、入力映像信号に基づいて前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する映像信号の表示制御方法であって、表示される前記画像内の動画表示領域を設定する動画表示領域設定動作と、前記動画表示領域設定動作により設定された動画表示領域における画素の点灯率を算出する点灯率算出動作と、前記点灯率算出動作により算出された点灯率に応じて前記動画表示領域における発光輝度の可変制御を行う輝度制御動作とが実行される点に特徴を有する。

以下、この発明にかかる映像信号の表示制御装置および表示制御方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下においては有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に代表される発光素子を表示画素として用いた表示パネルを点灯制御する例に基づいて説明する。

図３は、その第１の形態を示したものであり、これはアクティブマトリクス型表示パネルを対象とした表示制御装置の例を示している。なお、この図３に示す実施の形態は特許請求の範囲における主に請求項５〜６、および請求項１７に示した発明に対応するものである。

図３に示すようにコントローラ回路１にはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２および映像信号メモリ（以下、ＶＲＡＭとも言う。）３が接続されており、アナログ映像信号による入力映像信号は、コントローラ回路１およびＡ／Ｄ変換部２に供給されるように構成されている。

前記コントローラ回路１はアナログ映像信号中における水平および垂直同期信号に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換部２に対するクロック信号ＣＫ、前記ＶＲＡＭ３に対する書き込み信号Ｗおよび読み出し信号Ｒを生成する。

前記Ａ／Ｄ変換部２は、コントローラ回路１から供給されるクロック信号ＣＫに基づいて、入力されるアナログ映像信号をサンプリングし、これを１画素ごとの映像データに変換してＶＲＡＭ３に供給するように作用する。前記ＶＲＡＭ３は前記コントローラ回路１からの書き込み信号ＷによってＡ／Ｄ変換部２から供給される映像データをＶＲＡＭ３に順次書き込むように動作する。

前記ＶＲＡＭ３としては例えばフレームメモリが用いられており、前記した書き込み動作によって、後述する表示パネルにおける一画面分の映像信号の書き込みが行われる。また、ＶＲＡＭ３に書き込まれた映像信号は前記コントローラ回路１からの読み出し信号Ｒを受けて読み出され、動画表示領域設定手段４および輝度制御手段６に供給されるように構成されている。なお、図３においては、動画表示領域設定手段は、動画領域設定手段４と表記している。

前記動画表示領域設定手段４としては、後述する表示パネルにおける画像の表示形態によって、二つの異なった機能を備えた構成を適宜採用することができる。その一つは、例えば図１および図２に示したように表示画面Ａにおける動画表示領域Ｂと非動画表示領域Ｃとが常に定められて、各領域が変化しない場合である。この場合においては前記動画表示領域設定手段４としては、予め定められた動画表示領域を前記各画素単位で指定するように構成される。すなわち、動画表示領域設定手段４は予め定められた動画表示領域Ｂに対応するＶＲＡＭ３からの映像データを抽出して、後述する点灯率算出手段５に供給するように動作する。

また他の一つは、図１および図２に示した表示画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂと非動画表示領域Ｃとが入力映像信号によって変化する場合である。この場合においては、前記動画表示領域設定手段４としては、前記各画素に対応する入力映像信号の時間変化を検出することにより前記動画表示領域を検知し、その都度、動画表示領域を前記各画素単位で指定するように構成される。すなわち、この場合の動画表示領域設定手段４は、入力映像信号の時間変化の検出により設定される動画表示領域Ｂに対応するＶＲＡＭ３からの映像信号を抽出して、後述する点灯率算出手段５に供給するように動作する。

なお、前記動画表示領域設定手段４は、前記した後者の場合において、非動画表示領域（静止画領域）を検知することによって、前記静止画領域以外の領域すなわち動画表示領域を設定するようにしてもよい。

前記動画表示領域設定手段４からの動画表示領域に対応するＶＲＡＭ３からの映像信号は点灯率算出手段５に供給され、この点灯率算出手段５は動画表示領域に対応する映像信号に基づいて画素単位の点灯率を算出するように動作する。なお、前記点灯率算出手段５は、動画表示領域に対応するすでに説明した映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出する機能と同等の結果を得ることができる。

前記点灯率算出手段５によって得られる動画表示領域における点灯率のデータは、輝度制御手段６に供給される。この輝度制御手段６には前記したとおりＶＲＡＭ３から読み出された映像データが供給されるように構成されており、前記輝度制御手段６はＶＲＡＭ３から読み出された映像信号のうち、動画表示に対応する映像信号の階調値を前記点灯率に基づいて変更する映像信号の変換処理を実行する。

すなわち、輝度制御手段６はＶＲＡＭ３から読み出された映像信号のうち、動画表示に寄与する映像信号を前記点灯率算出手段５により算出された画素の点灯率に応じた輝度に対応する階調値に変換する処理を実行するように動作する。これにより、後述する表示パネルに配列された動画表示領域における各画素の発光輝度を制御するＰＬＥ制御が実現される。そして、輝度制御手段６はＰＬＥ制御による階調制御が施された前記映像信号を、後述するデータドライバにおいて駆動可能な信号形態に変換して出力する。

なお、前記したコントローラ回路１は、映像信号中における前記水平および垂直同期信号に基づいて、後述する走査ドライバ１３およびデータドライバ１４に対するシフトクロック信号やスタートパルス等を生成し、それぞれのドライバ１３，１４に供給するように構成されている。

図３に示す符号１１は前記した有機ＥＬ素子からなる発光素子をそれぞれに含む多数の画素１２をマトリクス状に配列した表示パネルを示している。この表示パネル１１には、走査ドライバ１３、データドライバ１４にそれぞれ接続される走査線２１、データ線２２が互いに直交する方向に配列されており、これらの交差位置に前記発光素子を含む画素１２がそれぞれ配置されている。なお、前記各画素１２には、電源供給回路１６より画素の点灯駆動用電圧が電源供給線２４を介して、それぞれ供給されるように構成されている。

図４は前記した表示パネル１１に配置された１つの画素に対応する回路構成を示すものであり、これは発光素子として有機ＥＬ素子を用いる場合の最も基本的な画素構成を示している。この画素１２には前記データドライバ１４からの映像信号に対応したデータ信号Ｖｄａｔａが、表示パネルに配列されたデータ線２２を介して制御用ＴＦＴ、すなわちデータ書き込みトランジスタＴｒ１のソースに供給されるように構成されている。

前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のゲートには、走査ドライバ１３に接続された走査線２１を介して走査信号Ｓｅｌｅｃｔ（これを書き込みパルスとも言う。）が供給されるように構成されている。前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のドレインは、点灯駆動用ＴＦＴ、すなわち点灯駆動トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用キャパシタＣ１の一方の端子に接続されている。

また、点灯駆動トランジスタＴｒ２のソースは、前記キャパシタＣ１の他方の端子に接続されると共に、電源供給線２４を介して前記した電源供給回路１６より駆動電圧Ｖｃｃが供給されるように構成されている。前記点灯駆動トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ１のアノード端子に接続され、この有機ＥＬ素子Ｅ１のカソード端子は、表示パネルの基準電位点（グランド）に接続されている。

なお、図４に示す画素１２の回路構成においては、データ書き込みトランジスタＴｒ１がｎチャンネル型ＴＦＴにより構成され、駆動トランジスタＴｒ２がｐチャンネル型ＴＦＴにより構成されている。そして、前記した構成による画素１２は、図３に示したように行および列方向にマトリクス状に多数配置されて表示パネル１１が構成されている。

図４に示した画素１２の構成において、制御トランジスタＴｒ１のゲートには、アドレス期間において走査ドライバ１３より走査信号としての書き込みパルスＳｅｌｅｃｔが供給される。この時、データドライバ１４から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａが画素を点灯させるデータである場合においては、制御トランジスタＴｒ１のソース・ドレインを介して、データ信号Ｖｄａｔａに対応した電流がキャパシタＣ１に流れ、キャパシタＣ１は充電される。

そして、その充電電圧が駆動トランジスタＴｒ２のゲートに供給されて、トランジスタＴｒ２はそのゲート電圧とドレインに供給される駆動電圧Ｖｃｃに対応した電流を前記ＥＬ素子Ｅ１に流し、これによりＥＬ素子Ｅ１は発光（点灯）する。

前記制御トランジスタＴｒ１のゲートに対する前記書き込みパルスの印加が停止されると、トランジスタＴｒ１はいわゆるカットオフとなる。しかしながら、キャパシタＣ１に蓄積された電荷により駆動トランジスタＴｒ２のゲート電圧が保持され、これによりＥＬ素子Ｅ１への駆動電流が維持される。

したがって、ＥＬ素子Ｅ１は次のアドレス動作に至る期間において、前記データ信号Ｖｄａｔａに対応した点灯状態を継続することができる。それ故、前記したアドレス期間において、データドライバ１４から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａに応じて画素の点灯もしくは消灯が制御され、これにより各画素の単位期間における点灯期間が個別に制御されて階調制御が実現される。

図３および図４に示した実施の形態においては、前記したＰＬＥ制御による階調表現を実現させるために、１フレーム期間を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームごとに画素の点灯または非点灯を制御することで、１フレーム期間内における画素の点灯期間の累計により階調制御を実現する制御手段が採用されている。

図５はその階調制御の一例を示すものであり、この例においては説明を簡素化するために１フレーム期間を７つのサブフレームに分割し、サブフレーム期間の単純な累計により“階調０”〜“階調７”の８階調を表現する単純サブフレーム法を示している。この例においてはサブフレーム期間ごとに、そのサブフレーム期間の開始時に、前記したデータドライバ１４より画素を点灯または非点灯に制御するデータ信号Ｖｄａｔａが供給される。

ここで１つのフレーム期間を構成する第１〜第７のサブフレームの全てにおいて、画素を非点灯に制御するデータ信号が供給された場合には、図５に示すように“階調０”が実現される。また、第１〜第７のサブフレームの全てにおいて、画素を点灯状態に制御するデータ信号が供給された場合には、図５に示すように“階調７”が実現される。

前記した輝度制御手段６はすでに説明したとおり、動画表示領域に対応する画素の点灯率に応じて、動画表示領域の画素の階調を制御するものであり、点灯率が大きくなる場合には階調を低くする制御を実行するように動作する。これにより、動画表示領域に対応する画素の点灯率が例えば１００％に近い状態である場合においては、入力される映像信号に基づく階調に対して、階調がｎ段（ｎは整数）下げるように動作する。したがって、前記点灯率が高い場合においては、動画表示領域における画素の１フレーム期間における点灯期間は縮小され、当該画素の発光輝度は抑制される。この結果、低消費電力化を実現させることができる。

一方、動画表示領域に対応する画素の点灯率が小さくなる場合には、入力される映像信号に基づく階調に対して、動画表示領域の階調をｎ段（ｎは整数）上げるように動作する。これにより、動画表示領域における画素の１フレーム期間における累積点灯期間が拡大され、動画表示領域におけるコントラストの良好な画像を表示させることが可能となる。なお、前記した実施の形態によると、非動画（静止画）領域においてはＰＬＥ動作は実行されないので、非動画領域の階調は入力映像信号に基づく階調で表示される。

次に、前記した図３および図４に示した表示制御装置の構成を利用して、他のＰＬＥ制御動作を実現させることもできる。以下に説明するＰＬＥ制御動作は、特許請求の範囲における主に請求項７、請求項１８に示した発明に対応するものである。

この実施の形態における前記輝度制御手段６は、動画表示領域に対応する各データ線に供給するデータドライバ１４からの出力電圧値を、点灯率算出手段５により得られる動画表示領域における画素の点灯率に応じて可変制御するように構成した点に特徴を有する。

この場合における図４に示す画素構成におけるデータ書き込みトランジスタＴｒ１および点灯駆動トランジスタＴｒ２はアナログ動作（定電流駆動）領域にて動作するように設定される。そして、各走査線２１に対応するそれぞれのアドレス期間において、動画表示領域に対応する各データ線に供給するデータドライバ１４からのデータ信号Ｖｄａｔａの電圧値が、前記点灯率算出手段５により得られる点灯率に応じて可変制御されるように構成される。

この結果、各走査線２１に対応するそれぞれのアドレス期間において、各画素の電荷保持用キャパシタＣ１に書き込まれる電圧値は、前記データ信号Ｖｄａｔａの電圧値に対応したものとなる。そして、点灯駆動トランジスタＴｒ２は電荷保持用キャパシタＣ１に書き込まれた電圧値に対応した駆動電流を、前記ＥＬ素子Ｅ１に供給するように動作する。したがって、動画表示領域に対応する各画素１２の輝度は、前記した点灯率算出手段５により得られる点灯率に応じて可変制御されるＰＬＥ動作が実現される。

この場合、各走査線２１に対応するそれぞれのアドレス期間において、非動画表示領域に対応する各データ線に供給されるデータドライバ１４からのデータ信号Ｖｄａｔａの電圧値は、前記点灯率に関係なく入力映像信号に基づいて制御される。したがって、非動画領域における画素の発光輝度が、前記点灯率による影響を受ける問題を回避することができる。

図６は、この発明にかかる他の表示制御装置の例を示すものであり、これは特許請求の範囲における主に請求項８〜９、および請求項１９に示した発明に対応するものである。なお、図６に示す構成において、すでに説明した図３に示す各部と同様の機能を果たす部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。また、図６に示す表示制御装置の構成においても、表示パネル１１に配列された各画素１２の構成は、図４に示した構成を採用することができる。

この図６に示す実施の形態における輝度制御手段６は、動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線２４に対して、点灯率算出手段５により得られる動画表示領域における画素の点灯率に応じて可変される駆動電圧を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線２４に対しては、予め定められた値の駆動電圧を供給するように構成した点に特徴を有する。

このために前記電源供給回路１６には、輝度制御手段６からの輝度制御（ＰＬＥ制御）データによって出力値が可変される可変電圧源ＥＶ１と、予め定められた値の電圧が出力される固定電圧源ＥＦ１が備えられている。そして、前記可変電圧源ＥＶ１もしくは固定電圧源ＥＦ１からの駆動電圧を、各電源供給線２４に対して選択的に供給するための選択手段としてのスイッチＳ１，Ｓ２，……が各電源供給線２４に対応して備えられている。

また、図６に示すように動画表示領域設定手段４により設定される動画表示領域の情報データが、コントローラ回路１に供給されるように構成されている。そして、前記コントローラ回路１は前記動画表示領域の情報データを受けて、電源供給回路１６における前記各スイッチＳ１，Ｓ２，……を、前記可変電圧源ＥＶ１もしくは固定電圧源ＥＦ１側に択一的に接続するように制御する。

すなわち、前記動画表示領域設定手段４からの動画表示領域の情報に基づいて、動画表示領域の画素に対応する電源供給線２４には、前記各スイッチＳ１，Ｓ２，……を介して可変電圧源ＥＶ１からの駆動電圧が供給されるように動作し、非動画表示領域の画素に対応する電源供給線２４には、前記各スイッチＳ１，Ｓ２，……を介して固定電圧源ＥＦ１からの駆動電圧が供給されるように動作する。

したがって、動画表示領域の各画素１２には、輝度制御手段６からの輝度制御データによって出力値が可変される可変電圧源ＥＶ１からの駆動電圧が供給され、これにより、動画表示領域に対応する各画素１２の輝度は、前記した点灯率算出手段５により得られる点灯率に応じて可変制御されるＰＬＥ動作が実現される。一方、非動画表示領域の各画素１２には、固定電圧源ＥＦ１からの駆動電圧が供給されるので、非動画表示領域に対応する各画素１２は一定の輝度に保つことができる。

なお、図６に示した実施の形態によると、表示パネル１１における電源供給線２４の配列方向によって、動画表示領域および非動画表示領域が区画されることになる。すなわち、図６に示した表示パネル１１のように電源供給線２４の配列方向が縦方向である場合には、図７に示したように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃが縦方向の線で区画されることになる。

したがって、図６に示す走査線２１、データ線２２、電源供給線２４の配列関係を、表示パネル１１上においてそのまま例えば９０度回転させた状態に配列することで、図８に示すように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃが横方向の線で区画されるように構成させることができる。

図９は、この発明にかかる他の表示制御装置の例を示すものであり、これはパッシブマトリクス型表示パネルを対象とした表示制御装置の例を示している。なお、この図９に示す実施の形態は特許請求の範囲における主に請求項１０〜１１、および請求項２０に示した発明に対応するものである。

この図９に示す表示制御装置の構成においても、すでに説明した図６に示した構成と同様にコントローラ回路１、Ａ／Ｄ変換部２、ＶＲＡＭ３、動画表示領域設定手段４、点灯率算出手段５、輝度制御手段６が具備されるが、図９においてはコントローラ回路１、輝度制御手段６を除き、前記他の構成は省略して示している。

この図９に示す実施の形態における輝度制御手段６は、動画表示領域に対応する画素に接続されたデータ線に対して、点灯率算出手段５により得られる動画表示領域における画素の点灯率に応じて可変される駆動電流を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続されたデータ線に対しては、予め定められた値の駆動電流を供給するように構成した点に特徴を有する。

図９に示す表示パネル３１には、ｎ本のデータ線としての陽極線Ａ１〜Ａｎが縦方向（列方向）に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ１〜Ｋｍが横方向（行方向）に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した画素を構成する有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍが各陽極線と走査線との間に接続されて配置されている。そして、各陽極線Ａ１〜Ａｎはデータドライバとしての陽極線ドライブ回路３２に接続され、各陰極線Ｋ１〜Ｋｍは同じく走査ドライバとしての陰極線走査回路３３に接続されてそれぞれ駆動される。

前記陽極線ドライブ回路３２には、駆動電圧ＶＨを利用して動作する第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎが備えられている。この第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎには、前記輝度制御手段６からのＰＬＥ制御に基づく信号が供給される。これにより第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎは、すでに説明した点灯率算出手段５により得られる動画表示領域における画素の点灯率に応じて、その出力電流値（駆動電流値）が制御されるように動作する。

一方、陽極線ドライブ回路３２には、第２群の定電流源Ｉｂ１〜Ｉｂｎが備えられており、これは予め定められた値の駆動電流を供給するように構成されている。そして、前記第１群または第２群の定電流源、もしくは基準電位点としてのグランドを選択することができる選択手段としてのドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが各陽極線Ａ１〜Ａｎに対応して備えられており、このドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、コントローラ回路１からの指令信号によって切り換えられるように構成されている。

また、前記陰極線走査回路３３には、各陰極線Ｋ１〜Ｋｍに対応して走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍが備えられ、コントローラ回路１からの指令信号によって、非走査選択電位として機能するクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧源ＶＭまたは走査選択電位として機能するグランド電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に接続するように作用する。

これにより、陰極線を所定の周期で基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ１〜Ａｎに第１群または第２群の定電流源を接続することにより、前記各ＥＬ素子を選択的に発光させるように作用する。

なお、図９に示す実施の形態においては、コントローラ回路１より陰極線走査回路３３に対して走査同期信号が供給され、これにより各陰極線Ｋ１〜Ｋｍを順次グランド電位（走査選択電位）に設定する動作が繰り返される。またコントローラ回路１より陽極線ドライブ回路３２に対して走査同期信号に同期して走査ラインごとにドライブ制御信号が供給される。

すなわち、コントローラ回路１には、図６に基づいてすでに説明したように動画表示領域設定手段４により設定される動画表示領域の情報データが供給される。コントローラ回路１は、これに基づいて動画表示領域の画素を点灯させる場合においては第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎを選択するようにドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを制御し、非動画表示領域の画素を点灯させる場合においては第２群の定電流源Ｉｂ１〜Ｉｂｎを選択するようにドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを制御する。さらに画素を非点灯にする場合には基準電位（グランド電位）を選択するようにドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを制御する。

したがって、動画表示領域の各画素（ＥＬ素子）には、輝度制御手段６からの輝度制御（ＰＬＥ制御）データによって定電流値が可変される第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎからの駆動電流が供給される。これにより、動画表示領域に対応する各画素の輝度は、すでに説明した点灯率算出手段５により得られる点灯率に応じて可変制御されるＰＬＥ動作が実現される。一方、非動画表示領域の各画素には、第１群の定電流源Ｉａ１〜Ｉａｎからの一定の駆動電流が供給されるので、非動画表示領域に対応する各画素の輝度を一定の輝度に保つことができる。

なお、図９に示した実施の形態においても、表示パネル３１におけるデータ線としての陽極線Ａ１〜Ａｎの配列方向によって、動画表示領域および非動画表示領域が区画されることになる。すなわち、図９に示した表示パネル３１のように陽極線Ａ１〜Ａｎの配列方向が縦方向である場合には、図７に示したように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃが縦方向の線で区画されることになる。

したがって、図９に示す直交関係にあるデータ線Ａ１〜Ａｎ、走査線Ｋ１〜Ｋｍの配列関係を、表示パネル３１上においてそのまま例えば９０度回転させた状態に配列することで、図８に示すように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃが横方向の線で区画されるように構成せることができる。

図１０〜図１３は、この発明にかかるさらに他の表示制御装置の例を示すものであり、これはＳＥＳ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｅｒａｓｉｎｇ Ｓｃａｎ）駆動方式を採用したアクティブマトリクス型表示パネルを対象とした表示制御装置の例を示している。

なお、この図１０〜図１３に示す実施の形態は特許請求の範囲における主に請求項１２〜１３、および請求項２１に示した発明に対応するものである。そして、図１０に示す構成においては、すでに説明した図６に示す各部と同様の機能を果たす部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。

この図１０〜図１３に示す実施の形態においては、動画表示領域に対応する点灯対象にされる画素を、１フレームもしくは１サブフレーム期間の途中において非点灯（消灯）状態に制御する消灯走査手段が具備される。そして、輝度制御手段６は前記消灯走査手段における消灯動作のタイミングを、点灯率算出手段５により得られる動画表示領域における画素の点灯率に応じて制御するようにした点に特徴を有する。

前記した動作を実現させるために図１０に示した構成においては、すでに説明した図６に示す構成に対して消去タイミング信号生成手段８および前記した消灯走査手段として機能する消去ドライバ１５が具備されている。前記消去タイミング信号生成手段８は、コントローラ回路１からの同期信号、および輝度制御手段６からの輝度制御（ＰＬＥ制御）データによって、消去制御信号（消去パルス）の出力タイミングを調整するように動作するものである。なお、この消去タイミング信号生成手段８については、図１３に基づいて後で詳しく説明する。

一方、前記消去ドライバ１５は消去タイミング信号生成手段８からのタイミング信号を受けて、１フレームもしくは１サブフレーム期間の途中において、画素１２を消灯動作させるように機能する。すなわち表示パネル１１には、各画素１２の走査線２１に対応して消去信号線２３が配列されており、この消去信号線２３に消去パルスを供給することにより、当該消去信号線２３に対応する画素を消灯させるように動作する。

図１１は前記したＳＥＳ駆動方式において好適に採用される画素の構成例を示したものである。この図１１に示す画素の構成例は、図４に示した画素の構成に加えてＴＦＴによる消去用トランジスタＴｒ３がさらに具備されている。そして、消去用トランジスタＴｒ３のソースおよびドレインは電荷保持用キャパシタＣ１の両端にそれぞれ接続されており、そのゲートには表示パネル１１に配列された前記消去信号線２３を介して消去ドライバ１５より消去パルスＥｒａｓｅが供給されるように構成されている。

前記した画素の構成において、トランジスタＴｒ１およびＴｒ２の働きは、図４に示した例と同様である。一方、消去トランジスタＴｒ３のゲートには、前記ＥＬ素子Ｅ１の点灯期間の途中（この実施の形態においては、１サブフレーム期間の途中）のタイミングにおいて、前記消去ドライバ１５よりトランジスタＴｒ３をオンさせる消去パルスＥｒａｓｅが消去信号線２３を介して供給される。

これにより、キャパシタＣ１にチャージされている電荷は瞬時にして消去（放電）される。この結果、駆動トランジスタＴｒ２はカットオフ状態となり、ＥＬ素子Ｅ１は直ちに消灯される。換言すれば、消去ドライバ１５からの消去パルスＥｒａｓｅの出力タイミングを制御することで、ＥＬ素子Ｅ１の１サブフレームにおける点灯期間が制御され、これにより多階調表現を実現させることができる。

図１２は、図１０および図１１に示した構成によってなされる動画表示領域のＰＬＥ制御を説明するものである。このＰＬＥ制御を実現させるにあたって、この実施の形態においては１フレーム期間を複数のサブフレームに分割し、このサブフレームの選択による１フレーム期間内における画素の点灯期間の累計により階調制御を実現する制御手段が採用されている。

すなわち図１２に示す例は、説明を簡素化するために１フレーム期間を７つのサブフレーム（ＳＦ１〜ＳＦ７）に分割し、１フレーム期間における各サブフレームを選択することで、８つの階調表現（１００％非点灯も１つの階調と見なすことができ、７＋１の階調表現）を実現する例を示している。

図１２（ａ）および（ｂ）は、前記輝度制御手段６からの輝度制御データに基づいて、サブフレームごとの点灯期間と非点灯期間の割合を制御する例を示したものであり、（ａ）はサブフレームごとの点灯期間の割合が大きく、また（ｂ）はサブフレームごとの点灯期間の割合が小さい場合を示している。なお、前記（ａ）および（ｂ）は共に階調特性のガンマ値が同一で、ディマー特性が変更される例を示している。

ここで、動画表示領域における画素の点灯率が低い場合においては、動画表示領域において図１２（ａ）に示す点灯制御が実行され、動画表示領域における画素の点灯率が高い場合においては動画表示領域において図１２（ｂ）に示す点灯制御が実行されるように制御される。要するに画素の点灯率の程度に応じて、サブフレームごとの点灯期間の割合が図１２（ａ）と（ｂ）の間で変化するように制御される。これにより、特に画素の点灯率が高い場合においては１フレーム期間内における画素の点灯期間の累計が低く抑えられ、各画素に供給される駆動電流値を抑制させることができる。

図１２（ｃ）および（ｄ）は、図１２（ｂ）に示した点灯制御を実現させる場合の前記した書き込みパルスおよび消去パルスの発生タイミングを説明するものである。すなわち、図１２に示す例においては、各サブフレームのスタートに同期して（ｃ）に示す書き込みパルスが発生し、これにより画素は点灯状態にされる。そして、そのサブフレームの経過途中において（ｄ）として示す消去パルスが発生し、これにより画素は非点灯状態にされる。

ここで、例えば“階調８”を実現しようとした場合には、１フレーム期間において、画素は図１２（ａ）または（ｂ）に示す一連の点灯パターンが実行される。また例えば“階調５”を実現しようとした場合には、図１２（ａ）または（ｂ）に示すＳｆ１〜Ｓｆ４の期間において点灯駆動動作が実行され、それ以降の各サブフレームの期間Ｓｆ５〜Ｓｆ７は全て消灯状態にされる。これにより、１フレーム期間における画素の点灯期間の累計にしたがった発光輝度を得ることができる。

図１２（ｄ）に示す消去パルスは、次に説明する図１３に示す消去タイミング信号生成手段８によって生成することができる。図１３における符号８ａはサブフレームカウンタを、符号８ｂは論理演算ユニットを、さらに符号８ｃは輝度設定テーブルを示している。すなわち、サブフレームカウンタ８ａはコントローラ１からの同期信号に基づいて、サブフレームに同期した制御信号を論理演算ユニット８ｂに供給するように動作する。

また、前記輝度設定テーブル８ｃには、前記輝度制御手段６からの輝度制御（ＰＬＥ制御）データが供給され、この輝度制御データに基づいて適切な輝度設定テーブルが選択される。なお、選択された輝度設定テーブル８ｃには、各サブフレームごとの点灯期間がパラメータとして格納されている。

そして、サブフレームカウンタ８ａより、点灯制御されるべきサブフレームナンバが論理演算ユニット８ｂに供給された場合、論理演算ユニット８ｂは選択されたテーブルをアクセスし、サブフレームナンバに対応して格納されている点灯時間のパラメータに基づいて、消去パルスの出力タイミング信号を生成するように動作する。

これは図１２（ｄ）に示したように動画表示領域の画素の点灯率にそれぞれ対応してサブフレームごとの消去パルスの出力タイミング信号として生成される。このタイミング信号は前記した消去ドライバ１５に供給され、消去ドライバ１５からは前記したとおり、各サブフレームごとに消去パルスを出力するように動作する。

前記した実施の形態によると、特定のガンマ特性を持たせた状態で、動画表示領域の画素の点灯率に基づいてＰＬＥ制御を行うように動作する。なお、前記した消去ドライバ１５は動画表示領域に対応して消去動作を実行し、これにより動画表示領域の輝度制御が実行される。換言すれば、非動画表示領域においては消去ドライバ１５による消去動作は実行されず、非動画表示領域に対応する画素においては、入力映像信号に基づく階調になされる。

なお、図１０〜図１３に示した実施の形態においても、表示パネル１１に配列された消去信号線２３の配列方向によって、動画表示領域および非動画表示領域が区画されることになる。すなわち、図１０に示した表示パネル１１のように消去信号線２３の配列方向が横方向である場合には、図８に示したように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃは横方向の線で区画されることになる。

したがって、図１０に示す走査線２１、データ線２２、消去信号線２３の配列関係を、表示パネル１１上においてそのまま例えば９０度回転させた状態に配列することで、図７に示すように画面Ａにおいて、動画表示領域Ｂおよび非動画表示領域Ｃが縦方向の線で区画されるように構成させることができる。

動画表示領域と非動画表示領域が共存する場合においてＰＬＥ制御が実行された場合の表示例を説明する模式図である。 同じく他の表示例を説明する模式図である。 この発明にかかる表示制御装置における第１の構成例を示したブロック図である。 図３に示す表示パネルに配列される好ましい画素の構成例を示した回路構成図である。 図３および図４に示す構成によってなされる階調制御手段の一例を示すタイミング図である。 この発明にかかる表示制御装置における第２の構成例を示したブロック図である。 動画表示領域と非動画表示領域の区画例を説明する模式図である。 同じく他の区画例を説明する模式図である。 この発明にかかる表示制御装置における第３の構成例を示したブロック図である。 同じく第４の構成例を示したブロック図である。 図１０に示す表示パネルに配列される好ましい画素の構成例を示した回路構成図である。 図１０および図１１に示す構成によってなされる階調制御手段の一例を示すタイミング図である。 図１０に示す構成において好適に採用される消去タイミング信号生成手段の構成例を示したブロック図である。

符号の説明

１ コントローラ回路
２ Ａ／Ｄ変換部
３ 映像信号メモリ
４ 動画表示領域設定手段
５ 点灯率算出手段
６ 輝度制御手段
８ 消去タイミング信号生成手段
１１，３１ 表示パネル
１２ 画素
１３，３３ 走査ドライバ
１３，３２ データドライバ
１５ 消去ドライバ（消灯走査手段）
１６ 電源供給回路
２１ 走査線
２２ データ線
２３ 消去信号線
２４ 電源供給線
Ａ 映像画面
Ｂ 動画表示領域
Ｃ 非動画（静止画）表示領域
Ｃ１ 電荷保持用キャパシタ
Ｅ１，Ｅ１１〜Ｅｎｍ ＥＬ素子（発光素子）
ＥＦ１ 固定電圧源
ＥＶ１ 可変電圧源
Ｉａ１〜Ｉａｎ 定電流源（第１群）
Ｉｂ１〜Ｉｂｎ 定電流源（第２群）
Ｔｒ１ データ書き込みトランジスタ
Ｔｒ２ 点灯駆動トランジスタ
Ｔｒ３ 消去用トランジスタ

Claims (21)

1. 複数のデータ線と複数の走査線の各交差位置に画素が配置され、入力映像信号に基づいて前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する映像信号の表示制御装置であって、
   表示される前記画像内の動画表示領域における画素の点灯率に応じて、前記動画表示領域における発光輝度を可変制御する輝度制御手段を具備したことを特徴とする映像信号の表示制御装置。
2. 表示される前記画像内の動画表示領域を設定する動画表示領域設定手段と、前記動画表示領域設定手段により設定された動画表示領域における画素の点灯率を算出する点灯率算出手段がさらに具備され、
   前記輝度制御手段は、前記点灯率算出手段により算出された画素の点灯率に応じて、前記動画表示領域の発光輝度を可変制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載された映像信号の表示制御装置。
3. 前記動画表示領域設定手段では、表示される前記画像内の静止画領域を検知することによって、前記表示画像内の前記静止画領域以外の領域を前記動画領域として設定することを特徴とする請求項２に記載された映像信号の表示制御装置。
4. 前記動画表示領域設定手段は、予め定められた前記各画素に対応する表示領域を指定することにより、もしくは前記各画素に対応する入力映像信号の時間変化を検出することにより、前記動画表示領域を設定するように構成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載された映像信号の表示制御装置。
5. 前記輝度制御手段は、前記点灯率算出手段により算出された画素の点灯率に応じて、前記動画表示領域を表示する映像信号の変換処理を実行するように構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載された映像信号の表示制御装置。
6. 前記映像信号の変換処理は、前記入力映像信号を前記点灯率算出手段により算出された画素の点灯率に応じた輝度に対応する階調値に変換する処理であることを特徴とする請求項５に記載された映像信号の表示制御装置。
7. 前記輝度制御手段は、動画表示領域に対応する各データ線に供給するデータドライバからの出力電圧値を、前記点灯率に応じて可変制御するように構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載された映像信号の表示制御装置。
8. 前記輝度制御手段は、前記動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線に対して、前記点灯率に応じて可変される駆動電圧を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線に対しては、予め定められた値の駆動電圧を供給するように構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載された映像信号の表示制御装置。
9. 前記電源供給線に対して、選択手段を介して前記点灯率に応じて可変される駆動電圧または予め定められた値の駆動電圧が供給されるように構成したことを特徴とする請求項８に記載された映像信号の表示制御装置。
10. 前記輝度制御手段は、前記動画表示領域に対応する画素に接続された前記データ線に対して、前記点灯率に応じて可変される駆動電流を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続された前記データ線に対しては、予め定められた値の駆動電流を供給するように構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載された映像信号の表示制御装置。
11. 前記データ線に対して、選択手段を介して前記点灯率に応じて可変される駆動電流または予め定められた値の駆動電流が供給されるように構成したことを特徴とする請求項１０に記載された映像信号の表示制御装置。
12. 前記動画表示領域に対応する点灯対象にされる画素を、１フレームもしくは１サブフレーム期間の途中において非点灯（消灯）状態に制御する消灯走査手段が具備され、前記輝度制御手段は前記消灯走査手段における消灯動作のタイミングを、前記点灯率に応じて制御するように構成したことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載された映像信号の表示制御装置。
13. 非動画表示領域に対応する画素においては、前記消灯走査手段による消灯動作が実行されないように構成したことを特徴する請求項１２に記載された映像信号の表示制御装置。
14. 複数のデータ線と複数の走査線の各交差位置に画素が配置され、入力映像信号に基づいて前記画素を選択的に点灯駆動させることで画像を表示する映像信号の表示制御方法であって、
    表示される前記画像内の動画表示領域を設定する動画表示領域設定動作と、
    前記動画表示領域設定動作により設定された動画表示領域における画素の点灯率を算出する点灯率算出動作と、
    前記点灯率算出動作により算出された点灯率に応じて前記動画表示領域における発光輝度の可変制御を行う輝度制御動作と、
    が実行されることを特徴とする映像信号の表示制御方法。
15. 前記動画表示領域設定動作では、表示される前記画像内の静止画領域を検知することによって、前記表示画像内の前記静止画領域以外の領域を前記動画領域として設定する動作が実行されることを特徴とする請求項１４に記載された映像信号の表示制御方法。
16. 前記動画表示領域設定動作が、予め定められた前記各画素に対応する表示領域を指定することにより、もしくは前記各画素に対応する入力映像信号の時間変化を検出することにより実行されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載された映像信号の表示制御方法。
17. 前記入力映像信号を、前記点灯率算出動作により算出された画素の点灯率に応じた輝度に対応する階調値に変換する処理を実行することで、前記動画表示領域の発光輝度の可変制御を行うことを特徴する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載された映像信号の表示制御方法。
18. 前記動画表示領域に対応する各データ線に供給するデータドライバからの出力電圧値を、前記点灯率に応じて可変制御する動作を実行することにより、前記動画表示領域の発光輝度の可変制御を行うことを特徴する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載された映像信号の表示制御方法。
19. 前記動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線に対して、前記点灯率に応じて可変される駆動電圧を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続された電源供給線に対しては、予め定められた値の駆動電圧を供給する動作を実行することにより、前記動画表示領域の発光輝度の可変制御を行うことを特徴する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載された映像信号の表示制御方法。
20. 前記動画表示領域に対応する画素に接続された前記データ線に対して、前記点灯率に応じて可変される駆動電流を供給し、非動画表示領域に対応する画素に接続された前記データ線に対しては、予め定められた値の駆動電流を供給する動作を実行することにより、前記動画表示領域の発光輝度の可変制御を行うことを特徴する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載された映像信号の表示制御方法。
21. 前記動画表示領域に対応する点灯対象にされる画素を、１フレームもしくは１サブフレームの期間の途中において非点灯状態に制御する消灯動作のタイミングを、前記点灯率に応じて制御する動作を実行することにより、前記動画表示領域の発光輝度の可変制御を行うことを特徴する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載された映像信号の表示制御方法。

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