JP2014106347A - 表示装置および表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する場合でも、通常の映像の輝度の劣化が生じにくい表示装置を提供する。
【解決手段】時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部２１を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネル２０と、１つのフレームにおいて、画素部２１に前記映像信号を書き込むことによって画素部２１の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させるコントローラ４０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置および表示装置の制御方法に関し、特に表示装置の前面に自在に配置される受光センサの位置を特定する技術に関する。

従来、ユーザがコンピュータにディスプレイ上の所望の位置を指示するためのヒューマンインタフェースデバイスとして、ライトペンが実用化されている。ライトペンの要部は、ユーザが把持してディスプレイの前面に自在に配置できる受光センサである。

例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）は、強度変調された１つの輝点を表示面上で掃引することによって画像を形成するので、ＣＲＴの前面にライトペンを配置すれば、ライトペンが入射光を検出した時刻、つまり、輝点がライトペンの前を横切った時刻から、ライトペンの表示面上の位置が特定できる。

他方、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネルなどの、複数の画素部が一斉に発光することによって画像を形成するアクティブマトリクス型の表示パネルでは、ライトペンが入射光を検出した時刻からライトペンの表示面上の位置を特定することはできない。そこで、アクティブマトリクス型の表示パネルでは、特徴的な複数の調査パターンを表示し、それぞれの調査パターンからライトペンが入射光を検出するか否かによって、ライトペンの表示面上の位置を特定する技術が考案されている（例えば、特許文献１、２）。

図１１は、特許文献１に開示されている調査パターンの一例を示す図である。

特許文献１では、プラズマ表示パネルの階調表示用の複数のサブフィールドにおいて、倍々に細かくなる縞状の複数の調査パターンを表示し、各サブフィールドにおいてライトペンが入射光を検出するか否かによって、ライトペンの表示面上の位置（特に横座標）を特定することが記載されている。

図１２は、特許文献２に開示されている調査パターンの一例を示す図である。

特許文献２では、調査領域の半分が発光し、もう半分が消光するタイル状の調査パターンを表示し、ライトペンが入射光を検出するか否かによってライトペンが何れの半分に位置するかを特定し、特定された領域を新たな調査領域として同様の処理を繰り返すことで、ライトペンの表示面上の位置を特定することが記載されている。

特開平８−１１５０５７号公報 特開２０００−２０２３７号公報

しかしながら、ライトペンの表示面上の位置を特定するために調査パターンを表示する従来の技術では、一般的に、通常の映像が暗くなるといった問題が起こり得る。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する場合でも、通常の映像の輝度の劣化が生じにくい表示装置および表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係る表示装置は、時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネルと、１つのフレームにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させるコントローラとを備える。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、またはコンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、およびコンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明の表示装置によれば、ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する場合でも、通常の映像の輝度の劣化が生じにくい表示装置および表示装置の制御方法を提供できる。

図１は、実施の形態１に係る表示装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る表示パネルの機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る走査線ドライバの１ブロック分の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図５は、実施の形態２に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図６は、実施の形態３に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図７は、実施の形態３に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図８は、実施の形態３に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図９は、実施の形態４に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図１０は、実施の形態４に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。 図１１は、ライトペンの位置を特定するための従来の調査パターンの一例を示す図である。 図１２は、ライトペンの位置を特定するための従来の調査パターンの一例を示す図である。 図１３は、一般的な表示シーケンスにおいて想定される問題を説明する図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、背景技術の欄において記載した、調査パターンを表示することによりライトペンの表示面上の位置を特定する技術を詳細に検討する中で、以下に述べる一般的な問題があることに気付いた。

文献１、２の何れにも、ライトペンの位置を特定するための調査パターンをいつ表示するかについて具体的な記載はないが、調査パターンは、当然に、通常の映像が表示されていない期間に表示されなくてはならない。そこで、本発明者は、従来のアクティブマトリクス型の表示パネルに用いられる典型的な駆動タイミングを前提として、通常の映像と調査パターンとを表示するシーケンスを検討した。

アクティブマトリクス型の表示パネルは、周知のように、映像信号を保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部をマトリクス（行列）状に配置して構成される。画素部は自らが発光してもよく（例えば、有機ＥＬ表示パネルやプラズマ表示パネルの場合）、バックライトからの光の透過により発光してもよい（例えば、液晶表示パネルの場合）。画素部への映像信号の書き込みは、１つの行または１つの列に配置される複数の画素部を単位として、行順次または列順次に行われる。このような動作は、映像信号の書き込み走査（または単に走査）とも呼ばれる。

本明細書では便宜上、画素部への映像信号の書き込みが行順次に行われる場合について説明するが、画素部への映像信号の書き込みが列順次に行われる場合でも、以下で説明する技術的な特徴は本質的に同一である。

図１３は、本発明者が想定した、映像及び調査パターンの表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図１３において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネルの行位置を表している。なお、以下では、映像の各フレーム画像のことを、調査パターンと区別して、通常画像とも言う。

時刻ｔ１からｔ２まで、書き込み走査が行われる。画素部に第１フレームにおける映像信号が行順次に（例えば、表示パネルの最上行から最下行へ）書き込まれる。映像信号が書き込まれた画素部は、書き込まれた映像信号に応じた輝度で直ちに発光を開始する。

時刻ｔ２で、全ての画素部に第１フレームにおける映像信号が書き込まれ、第１フレームの通常画像が全画面に表示される。

時刻ｔ２からｔ３まで、画素部に、最低の輝度（つまり消光状態）を表す黒信号が、映像信号の書き込み走査と同じ速度で行順次に書き込まれる。黒信号が書き込まれた画素部は、直ちに消光する。

時刻ｔ３で、全ての画素部が黒表示、つまり消光し、ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する準備が整う。

時刻ｔ３からｔ４まで、例えば図１１および図１２に示したような調査パターンが表示される。図１１および図１２に示されるような、縞やタイルといった複数の行に同じパターンを含む調査パターン信号は、当該複数の行の画素部に一斉に書き込むことができるので、通常の映像信号のように行順次に書き込む必要はない。そのため、調査パターンの表示は、通常の映像の１フレーム時間よりもはるかに短い時間（例えば、垂直帰線期間程度の時間）で完了できる。

時刻ｔ４で、調査パターンの表示が終わると、時刻ｔ４からｔ５まで、第２フレームにおける映像信号の書き込み走査が行われ、時刻ｔ５で、第２フレームの通常画像が全画面に表示され、時刻ｔ５からｔ６まで第２フレームにおける黒信号の書き込み走査が行われる。

このようにして、映像のフレーム間において全ての画素部が消光する期間を利用して、通常画像の合間に調査パターンが表示される。

しかしながら、上記の表示シーケンスにおいて、１フレーム時間よりもはるかに短い調査パターンの表示期間を無視したとして、画素部が発光できる時間率（以下時間開口率と言う）は５０％であり、残りの５０％の時間は黒表示に充てられる。その結果、通常の映像が暗くなるといった問題が起こり得る。

なお、このような問題は、全ての画素部が消光する期間に調査パターンを表示する場合に限らず、図１３に示される表示シーケンスに従って、映像信号の書き込み走査と黒信号の書き込み走査とを行う場合に、一般的に生じ得る。

このような問題に対して取り得る１つの対策は、走査速度つまり単位時間あたりに映像信号の書き込みを行う行の数を増やすことによって映像信号の書き込み時間を短縮し、その結果として、各フレームにおいて画素部が発光できる時間を延長することである。しかしながら、実際的な表示装置では、表示する映像のフレーム周期に適応して、表示パネルの電気的特性や駆動回路の設計が最適化されているため、走査速度を引き上げる余裕がないことが多い。

そこで、本発明の１つの態様に係る表示装置は、時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネルと、１つのフレームにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させるコントローラとを備える。

このような構成によれば、ブロック単位で一斉に黒表示が行われるので、黒信号の書き込み走査にて黒表示を行う従来の技術と比べて、画素部の発光が停止するタイミングを遅らせ、画素部の時間開口率を増やすことができる。その結果、例えばライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示するなどの目的で全ての画素部を消光させる期間を設ける表示シーケンスにおいても、通常の映像の輝度の劣化が生じにくい表示装置を提供できる。

ブロック内の画素部の発光を行単位で順次に開始させかつブロック単位で一斉に停止させる構成によれば、１つフレームに着目すると、前記ブロック内の複数の画素部の時間開口率に不一致が生じる。複数の画素部における時間開口率の不一致は、表示装置の輝度むらとして認識され得る。

そこで、前記コントローラは、第１フレームにおいて、前記画素部の発光を第１の行順序で開始させ、前記第１フレームとは異なる第２フレームにおいて、前記画素部の発光を前記第１の行順序とは逆の第２の行順序で開始させてもよい。

このような構成によれば、前記第１フレームと前記第２フレームとを通算して、前記ブロック内の全ての画素部の時間開口率を一致させることができるので、輝度むらのない表示装置を提供できる。

また、前記表示パネルには互いに異なる複数の行を含む３個のブロックが定められ、前記コントローラは、前記３個のブロックのそれぞれにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させてもよい。

複数（例えば３個）のブロックの各々における映像信号の書き込み走査のための時間は、前記表示パネル全体における映像信号の書き込み走査のための時間の、ブロック個数分の１（例えば１／３）である。

従って、このような構成によれば、前記ブロックの個数に応じて各ブロックの映像信号の書き込み走査のための時間が短縮され、画素部の時間開口率を増やすことができる。その結果、例えばライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示するなどの目的で全ての画素部を消光させる期間を設ける表示シーケンスにおいても、通常の映像の輝度の劣化が生じにくい表示装置を提供できる。

また、前記表示装置は、さらに、前記表示パネルの前面に自在に配置される受光センサを備え、前記コントローラは、前記画素部に前記受光センサの位置を特定するための調査パターンをブロック単位で表示させてもよい。

このような構成によれば、映像のフレーム間において全ての画素部が消光する期間を利用して、通常画像の合間にライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する場合に好適である。

また、本発明の１つの態様に係る表示装置の制御方法は、時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネルを有する表示装置の制御方法であって、１つのフレームにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、前記１つのフレームにおいて、前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させる。

また、前記制御方法は、第１フレームにおいて、前記画素部の発光を第１の行順序で開始させ、前記第１フレームとは異なる第２フレームにおいて、前記画素部の発光を前記第１の行順序とは逆の第２の行順序で開始させてもよい。

また、前記表示パネルには互いに異なる複数の行を含む３個のブロックが定められ、前記制御方法は、前記３個のブロックのそれぞれにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させてもよい。

また、前記表示装置は、さらに、前記表示パネルの前面に自在に配置される受光センサを備え、前記制御方法は、さらに、前記画素部に前記受光センサの位置を特定するための調査パターンをブロック単位で表示させてもよい。

このような構成によれば、前述の表示装置によって得られる効果と同等の効果が得られる。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本発明のいくつかの態様に係る表示装置及び表示装置の制御方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る表示装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

表示装置１０は、時系列の複数のフレーム画像で構成される映像を表示する表示装置であり、表示パネル２０、受光センサ３０、及びコントローラ４０を備える。

表示パネル２０は、コントローラ４０から供給される映像信号を時系列のフレームごとに保持し、保持した映像信号で表されるフレーム画像を順次表示するアクティブマトリクス型の表示パネルである。表示パネル２０には、有機ＥＬ表示パネル、液晶表示パネル、プラズマ表示パネルなどが用いられ得る。

受光センサ３０は、ユーザが把持して表示パネル２０の前面に自在に配置できるライトペンであり、表示パネル２０からの受光に応じた光検出信号を、コントローラ４０に無線で送信する。

コントローラ４０は、表示パネル２０に映像信号を供給し、かつ受光センサ３０から光検出信号を受信し、受信された光検出信号を用いて受光センサ３０の表示パネル２０上での位置を特定するコントローラであり、例えば、パーソナルコンピュータに設けられるディスプレイアダプタであってもよい。

コントローラ４０と表示パネル２０とは、例えば、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等で規定される有線インターフェースによって接続され、コントローラ４０は当該インターフェースを介して表示パネル２０に映像信号を供給してもよい。

コントローラ４０と受光センサ３０とは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等で規定される無線インターフェースによって接続され、コントローラ４０は当該インターフェースを介して受光センサ３０から光検出信号を受信してもよい。

図２は、表示パネル２０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。以下では、表示パネル２０を、有機ＥＬ表示パネルの例で説明する。

表示パネル２０は、行列状に配置された複数の画素部２１、行ごとに設けられた複数の走査線２２、列ごとに設けられた複数のデータ線２３、走査線ドライバ２４、データ線ドライバ２５を有する。

走査線ドライバ２４は、全ての行の画素部２１に、映像信号を保持すべきタイミングを示す走査信号を、走査線２２を介して行単位で順次供給する。

データ線ドライバ２５は、走査信号が供給されている行に位置する画素部２１に、発光輝度に対応する映像信号を、データ線２３を介して一斉に供給する。

画素部２１において、スイッチングトランジスタ２１１は、走査線２２から走査信号が供給されるに応じて、データ線２３から供給される映像信号をキャパシタ２１３に転送する。キャパシタ２１３は、転送された映像信号に応じた電圧を保持し、駆動トランジスタ２１２は、キャパシタ２１３に保持された電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子２１４に供給する。キャパシタ２１３が最低の輝度（つまり消光状態）を表す黒信号以外の映像信号を保持すると、画素部２１は、当該映像信号に応じた輝度で直ちに発光を開始する。有機ＥＬ素子２１４が発光するための電力は、外部の電源（図示省略）に接続された電源線２１５、２１６から供給される。

この動作が前述した書き込み走査の一例であり、映像信号の時系列のフレームごとにこのような書き込み走査が行われることによって、表示パネル２０に映像が表示される。

表示パネル２０には、一例として、それぞれが複数の行を含む３つのブロックが定められ、走査線ドライバ２４は、ブロックごとに書き込み走査のための走査信号を行順次に供給する。

走査線ドライバ２４には、異なる２つのフレームにおいて書き込み走査の際に互いに逆の行順序で走査信号を供給するための構成、画素部２１の発光をブロック単位で一斉に停止させるための構成、及び調査パターンを表示させるための構成が設けられる。

走査線ドライバ２４について、さらに詳細な説明を続ける。

図３は、走査線ドライバ２４の１つのブロック部分の機能的な構成の一例を示すブロック図である。以下では、１つのブロックがｐ行を含むとして説明する。

走査線ドライバ２４は、双方向シフトレジスタ２４１、行ごとに設けられた複数のＯＲゲート２４２を有する。

双方向シフトレジスタ２４１は、ｐビットのデータを、パラレルロード、順方向シフト、逆方向シフト、パラレル出力することができるｐビットのシフトレジスタであり、順方向シリアルデータ入力端子Ｓ_１、逆方向シリアルデータ入力端子Ｓ_２、行ごとに設けられたパラレルデータ入力端子Ｐ_１〜Ｐ_ｐ、行ごとに設けられたパラレルデータ出力端子Ｑ_１〜Ｑ_ｐ、クロック入力端子ＣＫ、シフト方向制御端子ＤＩＲ、及びパラレルロード制御端子ＬＯＡＤを有する。

ＯＲゲート２４２は、パラレルデータ出力端子Ｑ_１〜Ｑ_ｐに出力される信号を走査信号として走査線２２に出力するか、又は、一斉出力制御端子ＡＬＬに一斉出力信号が供給されるに応じて、走査信号をブロック内の走査線２２に一斉に出力する。

上記のように構成される走査線ドライバ２４は、コントローラ４０から供給される各種の制御信号に応じて次のように動作する。

書き込み走査を行う場合、双方向シフトレジスタ２４１は、クロック入力端子ＣＫに入力されるクロック信号に同期して、走査信号を出力すべき行を示す単一のビット“１”をシフトする。これにより、走査線２２には、走査信号が行順次に出力される。

双方向シフトレジスタ２４１は、当該ビット“１”を、シフト方向制御端子ＤＩＲに入力されるシフト方向制御信号に応じた方向にシフトする。これにより、当該シフト方向制御信号に従って、第１の行順序（例えば、上方の行から下方の行へ向かう順序）で走査信号が出力される順走査、及び前記第１の行順序とは逆の第２の行順序（例えば、下方の行から上方の行へ向かう順序）で走査信号が出力される逆走査のうちの一方が実行される。

また、画素部２１の発光をブロック単位で一斉に停止させる場合、走査線ドライバ２４は、一斉出力制御端子ＡＬＬに供給される一斉出力信号に応じて、走査信号をブロック内の走査線２２に一斉に出力する。このとき、データ線ドライバ２５は、コントローラ４０による制御下で、最低の輝度を表す黒信号を全列のデータ線２３に一斉に出力する。これにより、ブロックの全て画素部２１が、一斉に黒表示、つまり消光する。

また、調査パターンを表示させる場合、コントローラ４０による制御下で、データ線ドライバ２５から各列のデータ線２３に調査パターンに対応するデータ信号を出力しながら、走査線ドライバ２４から当該データ信号を書き込むべき１つ以上の行に走査信号を出力する。例えば、双方向シフトレジスタ２４１は、コントローラ４０からパラレルデータ入力端子Ｐ_１〜Ｐ_ｐに供給されるパラレルデータをロードしてパラレルデータ出力端子Ｑ_１〜Ｑ_ｐに出力することによって、当該パラレルデータによって示される１つ以上の行に走査信号を出力してもよい。

このような、走査信号を１つ以上の行に出力するための構成は、縞やタイルといった複数の行に同じパターンを含む調査パターン信号（例えば図１１、図１２）を、当該複数の行の画素部２１に一斉に書き込むために、特に有効である。

なお、走査信号を１つ以上の行に出力するための構成は、上記には限定されない。

例えば、調査パターン信号を書き込む１つ以上の行を示すパラレルデータをコントローラ４０から双方向シフトレジスタ２４１に供給する代わりに、同等のパラレルデータを走査線ドライバ２４にて予め保持し、走査線ドライバ２４にて保持されている当該パラレルデータを走査信号として出力してもよい。

また、調査パターン信号を一斉に書き込む行の個数は、受光センサ３０の位置を特定するための行分解能の要請に応じて適宜決定されてもよい。受光センサ３０の位置を、例えば１０行の分解能で特定する場合、調査パターン信号は隣接する１０行単位で一斉に書き込みできれば十分である。受光センサ３０の位置を、例えば１行の分解能で特定する場合、調査パターン信号は行単位で書き込みできる必要がある。

調査領域を半分ずつに絞り込むための複数の調査パターン（例えば図１２）を用いて二分探索を行う場合、ｔ個の調査パターンを用いることで、受光センサ３０の位置は面積比で最初の調査領域の１／２^ｔの部分に特定される。一例として、１０８０×１９２０画素の高精細表示パネルの１／３の領域（上述の３ブロックのうちの１つのブロックを想定、約１３８万画素を含む）を最初の調査領域として二分探索を行う場合、２０個の調査パターンを用いることで、受光センサ３０の位置はほぼ１画素に特定される。

図４は、表示装置１０で実行される表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図４において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネル２０の行位置を表している。

第１ブロック〜第３ブロックでは、互いに１／３フレーム時間ずれたタイミングで、同一の表示シーケンスが実行される。以下では、第１ブロックで実行される表示シーケンスを代表して詳細に説明する。

時刻ｔ１１からｔ１２まで、第１ブロックにおいて、第１フレームにおける映像信号の書き込み走査が逆走査により行われる。第１フレームにおける映像信号が第１ブロックの画素部に行順次に、第１ブロック内の最下行から最上行へ向かう順序で書き込まれる。映像信号が書き込まれた画素部は、書き込まれた映像信号に応じた輝度で直ちに発光を開始する。

時刻ｔ１２で、第１ブロックの全ての画素部に第１フレームにおける映像信号が書き込まれ、その結果、第１フレームの通常画像の上３分の１の部分が第１ブロックに表示される。第１ブロックには第１フレームの通常画像が時刻ｔ１６まで表示され続ける。

時刻ｔ１６で、第１ブロックの全ての画素部が一斉に黒表示、つまり消光し、ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する準備が整う。

時刻ｔ１６からｔ１７まで、第１ブロックにおいてのみ、例えば図１１および図１２に示したような調査パターンが表示される。

時刻ｔ１７で、調査パターンの表示が終わると、時刻ｔ１７からｔ１８まで、第１ブロックにおいて、第２フレームにおける映像信号の書き込み走査が、第１フレームとは逆の順走査によって行われる。

時刻ｔ１８で、第１ブロックの全ての画素部に第２フレームにおける映像信号が書き込まれ、第２フレームの通常画像の上３分の１の部分が第１ブロックに表示される。第１ブロックには第２フレームの通常画像が時刻ｔ２２まで表示され続ける。

このようにして、第１ブロックで、映像のフレーム間において全ての画素部が消光する期間を利用して、通常画像の合間に調査パターンが表示される。

第２ブロック及び第３ブロックでは、第１ブロックで実行される表示シーケンスと同等の表示シーケンスが、第１ブロックの表示シーケンスからそれぞれ１／３フレーム時間及び２／３フレーム時間の時間差を置いて実行される。

このような表示シーケンスが第１ブロック〜第３ブロックにおいて実行される結果、１つのフレームにおける時間開口率は、画素部２１が配置されている行に応じて６６．６％（＝２／３）から１００％（＝３／３）であり、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

さらには、第１フレームの書き込み走査を逆走査で行い、第２フレームの書き込み走査を順走査で行うことで、第１フレーム及び第２フレームを通算した時間開口率は、画素部２１が配置されている行に依らず８３．３％（＝５／６）に統一される。

このような表示シーケンスは、時間開口率を改善するだけでなく、フリッカ（つらつき感）の発生を抑制する上でも有効である。

人が表示画面を見て感じるフリッカの度合いは、一般に、点滅周波数、点灯輝度、点滅領域の面積に依存する。通常、映像のフレーム周波数は、人がフリッカを感じない程度に高い点滅周波数（例えば６０Ｈｚ）に設定される。

図４に示される表示シーケンスによれば、各ブロックの上下端では、黒表示が２フレームごとに実行される、つまり黒表示の周波数が実質的に半減するために、人がフリッカを感じる可能性がある。しかしながら、互いに隣接する２つのブロックの境界では、黒表示が互いにずれたタイミングで実行されることで点滅周波数の高周波成分が補われる。その結果、人が実際的にフリッカを感じる領域は、隣接するブロックがない画面の上下端、つまり、第１ブロックの上端及び第３ブロックの下端にそれぞれ位置する２つの狭い横長の矩形領域のみとなる。画面全体に輝度が高い画像が表示されるときに、画面の大部分の領域でフリッカが感じられないことは、実用的に大きな意義がある。

なお、上記では、３個のブロックが定められた表示パネル２０の例で説明したが、表示パネルに定められるブロックの個数は必ずしも３個である必要はない。表示パネルに、例えば２個又は４個以上のブロックを定め、ブロックごとに上述した表示シーケンスを実行した場合でも、時間開口率を改善する効果、及びフリッカの発生を抑制する効果は得られる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図５において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネルの行位置を表している。

図５の表示シーケンスは、全ての行が単一のブロックに含まれる（言い換えれば、複数のブロックに分けられていない）表示パネルを備える表示装置で実行される。図５の表示シーケンスでは、図４に示される表示シーケンスのうち第１ブロックに適用される表示シーケンスと同等の表示シーケンスが、表示パネルの全行の画素部に適用される。

時刻ｔ１からｔ２まで、表示パネルの全ての行において、第１フレームにおける映像信号の書き込み走査が逆走査により行われる。第１フレームにおける映像信号が表示パネルの全ての画素部に行順次に、最下行から最上行へ向かう順序で書き込まれる。映像信号が書き込まれた画素部は、書き込まれた映像信号に応じた輝度で直ちに発光を開始する。

時刻ｔ２で、表示パネルの全ての画素部に第１フレームにおける映像信号が書き込まれ、その結果、第１フレームの通常画像が表示パネルに表示される。表示パネルには第１フレームの通常画像が時刻ｔ３まで表示され続ける。

時刻ｔ３で、表示パネルの全ての画素部が一斉に黒表示、つまり消光し、ライトペンの位置を特定するための調査パターンを表示する準備が整う。

時刻ｔ３からｔ４まで、表示パネルの全体で、例えば図１１および図１２に示したような調査パターンが表示される。

時刻ｔ４で、調査パターンの表示が終わると、時刻ｔ４からｔ５まで、表示パネルにおいて、第２フレームにおける映像信号の書き込み走査が、第１フレームとは逆の順走査によって行われる。

時刻ｔ５で、表示パネルの全ての画素部に第２フレームにおける映像信号が書き込まれ、第２フレームの通常画像が表示パネルに表示される。表示パネルには第２フレームの通常画像が時刻ｔ６まで表示され続ける。

このようにして、表示パネルの全体で、映像のフレーム間において全ての画素部が消光する期間を利用して、通常画像の合間に調査パターンが表示される。

このような表示シーケンスによれば、１つのフレームにおける時間開口率は、画素部が配置されている行に応じて５０％から１００％であり、一部の行に配置されている画素部において、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

さらには、第１フレームの書き込み走査を逆走査で行い、第２フレームの書き込み走査を順走査で行うことで、第１フレーム及び第２フレームを通算した時間開口率は、画素部が配置されている行に依らず７５％（＝３／４）に統一され、全ての行で、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

このような表示シーケンスによれば、図４の表示シーケンスと比べて、ブロックがより大きいため、画面の上下端でフリッカが感じられる領域が拡大する可能性がある。そのため、表示の用途及び輝度によってはフレーム周波数を上げることでフリッカの低減を図ってもよい。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に係る表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図６において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネルの行位置を表している。

図６の表示シーケンスは、２つのブロックが定められた表示パネルを備える表示装置で実行される。

第１ブロックで逆走査を行う表示シーケンス、及び第２ブロックで順走査を行う表示シーケンスが、互いに１／２フレーム時間ずれたタイミングで実行される。実施の形態１、２とは異なり、第１ブロックでは逆走査のみ、第２ブロックでは順走査のみが行われる。また、第２フレームにおいて、黒表示およびライトペンの位置を特定するための調査パターンの表示が省略される。以下では、第１ブロックで実行される表示シーケンスを代表して詳細に説明する。

時刻ｔ４１からｔ４２まで、第１ブロックにおいて、第１フレームにおける映像信号の書き込み走査が逆走査により行われる。第１フレームにおける映像信号が第１ブロックの画素部に行順次に、第１ブロック内の最下行から最上行へ向かう順序で書き込まれる。映像信号が書き込まれた画素部は、書き込まれた映像信号に応じた輝度で直ちに発光を開始する。

時刻ｔ４２で、第１ブロックの全ての画素部に第１フレームにおける映像信号が書き込まれ、その結果、第１フレームの通常画像の上半分が第１ブロックに表示される。

第２フレームでは、黒表示およびライトペンの位置を特定するための調査パターンの表示が省略される。その結果、第１ブロックには第１フレームの通常画像の上半分が第２フレームの通常画像に切り替わる直前まで表示され続ける。

時刻ｔ４５からｔ４６まで、第１ブロックにおいて、第２フレームにおける映像信号の書き込み走査が、第１フレームと同じ逆走査によって行われる。

時刻ｔ４６で、第１ブロックの全ての画素部に第２フレームにおける映像信号が書き込まれ、第１ブロックに表示されていた第１フレームの通常画像は、第２フレームの通常画像の上半分に置き換わる。第１ブロックには第２フレームの通常画像の上半分が時刻ｔ４８まで表示され続ける。

このようにして、第１ブロックで、映像のフレーム間において全ての画素部が消光する期間を利用して、通常画像の合間に調査パターンが表示される。

第２ブロックでは、第１ブロックで実行される逆走査の代わりに順走査を行う表示シーケンスが、第１ブロックの表示シーケンスから１／２フレーム時間の時間差を置いて実行される。

このような表示シーケンスが第１ブロック及び第２ブロックにおいて実行される結果、第１フレーム及び第２フレームを通算した時間開口率は、画素部２１が配置されている行に応じて７５％＝（３／４）から１００％（＝４／４）であり、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

実施の形態３に係る表示シーケンスでは、第１ブロックでは逆走査のみ、第２ブロックでは順走査のみを行う。そのため、画面の中央における第１ブロックと第２ブロックとの境界において時間開口率は連続するが、画面の中央における時間開口率と画面の上下端における時間開口率とは一致しない。

このような表示シーケンスに従って映像を表示した場合、画面の中央が最も明るく、画面の上下端に向かって暗くなる、段差のない輝度分布が生じる。このような輝度分布は、例えば自然画の表示が主体のテレビジョン用途には大きな課題とならず、許容され得る。

また、業務用途で厳密な輝度平坦性が求められる場合は、映像信号を走査順に応じて変調する方式を採用してもよい。走査位置により係数を変えたＬｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ、ないし乗算器を用いる一般的な方式で可能である。以下の別な実施例でも同様である。

図７は、実施の形態３に係る他の表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図７の表示シーケンスは、第１ブロックでは順走査のみ、第２ブロックでは逆走査のみを行うように、図６の表示シーケンスを変更して得られる。

このような表示シーケンスに従って映像を表示した場合、画面の中央が最も暗く画面の上下端に向かって明るくなる、段差のない輝度分布が生じる。このような輝度分布は、輝度分布が連続していて段差がないことから、特定の用途への適用はあり得ると考えられる。

図６及び図７の表示シーケンスによれば、図４の表示シーケンスと比べて、ブロックがより大きいため、画面の上下端でフリッカが感じられる領域が拡大する可能性がある。そのため、図５の表示シーケンスでの対策と同様、用途、輝度によってはフレーム周波数を上げることでフリッカの低減を図ってもよい。

ただし、図６及び図７の表示シーケンスが適用されるブロックは図５の表示シーケンスが適用されるブロックよりも小さく、特に、図６の表示シーケンスでは画面の中央部において黒表示がない。そのため、図６及び図７の表示シーケンスによってフリッカが感じられる領域は、図５と比べて小さいことから、フリッカへの対策に必要なフレーム周波数の上昇量は、図５の場合よりも少なくて済む。

図６、図７で説明した表示シーケンスは、第１ブロック及び第２ブロックにおいて、互いに独立して並列に動作可能なデータ線及びデータ線ドライバを備える表示装置で実行してもよい。

図示は省略するが、一例として、そのような並列動作が可能な表示装置は、図２の表示パネル２０におけるデータ線ドライバ２５と同じもう１つのデータ線ドライバ２５を表示パネル２０の上側に備え、各データ線２３が第１ブロックに含まれる上側部分と第２ブロックに含まれる下側部分とに電気的に分離され、各データ線２３の前記上側部分と前記下側部分とがそれぞれ別々のデータ線ドライバ２５で駆動されてもよい。そのような表示装置では、第１ブロックの表示シーケンスと第２ブロックの表示シーケンスとを、時間差なしに、同一の期間に並行して実行し得る。

以下では、第１ブロックの表示シーケンスと第２ブロックの表示シーケンスとが、時間差なしに、同一の期間に並行して実行される例を説明する。

図８は、そのような表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図８において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネルの行位置を表している。

図８の表示シーケンスは、図７と比べて、第１ブロックにおける調査パターンの表示、黒表示、及び順走査と、第２ブロックにおける調査パターンの表示、黒表示、及び逆走査とが、時間差なしに、何れも時刻ｔ４０からｔ４２までの期間に行われるように変更されている。

このような表示シーケンスによれば、第１ブロック及び第２ブロックにおいて、互いに独立して並列に動作可能なデータ線及びデータ線ドライバを備える表示装置で好適に実行され、かつ時間開口率は、画素部が配置されている行に応じて５０％から１００％であり、一部の行に配置されている画素部において、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

なお、図７に示される第１ブロックの表示シーケンスと第２ブロックの表示シーケンスとを時間差なしに並行して実行する他に、図６に示される第１ブロックの表示シーケンスと第２ブロックの表示シーケンスとを時間差なしに並行して実行してもよい。

（実施の形態４）
上記では、複数のフレーム又は複数のブロックで、順走査及び逆走査の両方を行う表示シーケンスの例を説明した。これに対し、全てのブロック及び全てのフレームで、順走査及び逆走査の何れか一方のみを行う表示シーケンスも考えられる。以下では、そのような表示シーケンスの例を説明する。

図９は、全てのブロック及び全てのフレームで順走査のみを行う表示シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図９において、横軸は時間を表し、縦軸は表示パネルの行位置を表している。

図９の表示シーケンスは、図８と比べて、第２ブロックにおいて順走査のみが行われるように変更されている。

このような表示シーケンスによれば、第１ブロック及び第２ブロックにおいて、互いに独立して並列に動作可能なデータ線及びデータ線ドライバを備える表示装置で好適に実行され、かつ時間開口率は、画素部が配置されている行に応じて５０％から１００％であり、一部の行に配置されている画素部において、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。

ただし、このような表示シーケンスでは、画面の中央における第１ブロックと第２ブロックとの境界において時間開口率の非連続に起因して、輝度の段差が生じ得る。そのため、このような表示シーケンスが適用可能な用途は限定される可能性がある。

図１０は、全てのブロック及び全てのフレームで、順走査のみを行う表示シーケンスの他の一例を示すタイミングチャートである。

図１０の表示シーケンスは、図７と比べて、第２ブロックにおいて順走査のみが行われるように変更されている。

このような表示シーケンスによれば、前記第１フレームと前記第２フレームとを通算した時間開口率は、画素部が配置されている行に応じて７５％（＝３／４）から１００％（＝４／４）であり、課題として想定した表示シーケンスでの５０％よりも改善される。また、図９の例と比べると、第１ブロックの下端の画素部と第２ブロックの上端の画素部の時間開口率の差が小さくなるため、画面の中央に生じる輝度の段差が低減される。

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る表示装置及び表示装置の制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

上記では、表示パネル２０がアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示パネルである場合について説明したが、これは一例であり、本発明の表示装置は、映像信号を時系列のフレームごとに保持し、保持した映像信号で表されるフレーム画像を順次表示することができる表示パネルを備えていればよく、表示パネルの種類は限定されない。上記した技術的な特徴及び効果は、例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルなどにおいても成り立つ。

液晶表示パネルでは、画素部の液晶素子が、例えば１０００：１といった最大のコントラスト比で表される白黒間を遷移する時間として、例えば数ｍｓといった応答時間が定義される。これに対し、一般的な受光センサは、１０：１程度のコントラスト比を区別できる。従って、１つの調査パターンを検出するために必要な時間は、液晶表示パネルに定義された応答時間ではなく、液晶素子に１０：１程度のコントラスト変化が生じる時間、つまり数百μｓ程度の時間で足りる。このことから、有機ＥＬ表示パネルのみならず、液晶表示パネルにおいても、垂直帰線期間程度の時間で調査パターンを表示してライトペンの位置を特定することが、実際的に可能である。

本発明に係る表示装置及び表示装置の制御方法は、アクティブマトリクス型の表示パネルを用いた表示装置に広く適用できる。

１０ 表示装置
２０ 表示パネル
２１ 画素部
２２ 走査線
２３ データ線
２４ 走査線ドライバ
２５ データ線ドライバ
３０ 受光センサ
４０ コントローラ
２１１ スイッチングトランジスタ
２１２ 駆動トランジスタ
２１３ キャパシタ
２１４ 有機ＥＬ素子
２１５ 電源線
２４１ 双方向シフトレジスタ
２４２ ＯＲゲート

Claims (8)

1. 時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネルと、
   １つのフレームにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させるコントローラと
   を備える表示装置。
2. 前記コントローラは、
   第１フレームにおいて、前記画素部の発光を第１の行順序で開始させ、
   前記第１フレームとは異なる第２フレームにおいて、前記画素部の発光を前記第１の行順序とは逆の第２の行順序で開始させる
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示パネルには互いに異なる複数の行を含む３個のブロックが定められ、
   前記コントローラは、前記３個のブロックのそれぞれにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させる
   請求項１又は２に記載の表示装置。
4. さらに、前記表示パネルの前面に自在に配置される受光センサを備え、
   前記コントローラは、前記画素部に前記受光センサの位置を特定するための調査パターンをブロック単位で表示させる
   請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 時系列の複数のフレーム画像を表す映像信号をフレームごとに保持し、保持した前記映像信号に応じた輝度で発光する複数の画素部を行列状に配置してなり、複数の行を含むｎ（ｎ≧１）個のブロックが定められた表示パネルを有する表示装置の制御方法であって、
   １つのフレームにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、
   前記１つのフレームにおいて、前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させる
   制御方法。
6. 第１フレームにおいて、前記画素部の発光を第１の行順序で開始させ、
   前記第１フレームとは異なる第２フレームにおいて、前記画素部の発光を前記第１の行順序とは逆の第２の行順序で開始させる
   請求項５に記載の制御方法。
7. 前記表示パネルには互いに異なる複数の行を含む３個のブロックが定められ、
   前記３個のブロックのそれぞれにおいて、前記画素部に前記映像信号を書き込むことによって前記画素部の発光を行単位で順次に開始させ、かつ前記画素部の発光をブロック単位で一斉に停止させる
   請求項５又は６に記載の制御方法。
8. 前記表示装置は、さらに、前記表示パネルの前面に自在に配置される受光センサを備え、
   前記制御方法は、さらに、前記画素部に前記受光センサの位置を特定するための調査パターンをブロック単位で表示させる
   請求項５から７の何れか１項に記載の制御方法。

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