JP2976977B2

JP2976977B2 - 表示装置、階調表示方法

Info

Publication number: JP2976977B2
Application number: JP10369015A
Authority: JP
Inventors: 明彦鴻上; 茂生御子柴; 眞一品田; 睦三鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH1091122A; JPH11202832A; JP2904197B2; JP2000029430A; JPH11242461A; JPH11119724A; JP2877143B2; JPH1083163A; JPH11242462A; JP2877142B2; JP2904198B2; JPH1083164A; JP2856203B2; JP2000029429A; JP3362704B2; JP3241024B2; JPH1083161A; JPH1083162A; JP3269468B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像の階調表示技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示素子の表示時間を制御して階
調のある画像を表示する技術としては、例えば、（１）
加治他：電子通信学会画像工学研究会資料、資料番号Ｉ
Ｔ７２−４５（１９７３−０３）（１９７３．３．１
２）「ＡＣ形プラズマディスプレイによる中間調動画表
示」に記載されたメモリ型プラズマディスプレイについ
ての技術がある。これは、一定の発光時間（例えば、テ
レビジョン信号の１フィールド）を、２進符号で重み付
けされた複数のサブフィールドに表示期間幅として配分
し、各サブフィールドの作動の有無を制御することによ
り、画像の階調を制御するものである。また、時分割に
よる階調表示をしたテレビジョン関連の技術としては、
（２）村上他：テレビジョン学会誌ｖｏｌ．３８，Ｎ
ｏ．９（１９８４）「８形パルスメモリー方式放電パネ
ルによるカラーテレビ表示」及び（３）鴻上他：テレビ
ジョン学会技術報告ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．５８（１９８
９）「タウンゼント発光型ガス放電テレビの無効電力回
収」に記載されたものがある。

【０００３】前者（（１））では、図１１に示すよう
に、１フィールドを８つのサブフィールドｂ０〜ｂ７に
分け、このサブフィールド内で、各サブフィールドの走
査及び表示を行うようにしている。

【０００４】後者（（２）及び（３））では、図１２に
示すように、１フィールドを２進符号の各サブフィール
ドに対応した長さの８つの時間領域（ｂ０〜ｂ７）（表
示期間）に分け、走査はライン毎に１Ｈ（水平走査期
間）ずつずらして行い、各サブフィールドのラインの選
択が同時に２つのラインとならないように、ラインアド
レスのための走査パルスを各サブフィールドで少しずら
してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、フ
リッカ等の階調表示の画質劣化は装置仕様によっては視
覚的に認められない場合があるが、表示画面が大きくな
ったときや、輝度が高くなったときや、あるいは画像に
動きの有る動画のときには、フリッカ等の階調の乱れが
認められるようになる。図１１の表示技術では、１フィ
ールド間の発光時間が短いために表示画面が暗い。この
ため、階調の乱れは認められない。また、図１２の表示
技術では、走査線数が少ないため、画像の細部までは視
覚されない。このため、この場合も階調の乱れは認めら
れない。しかし、例えば、これらの場合よりも輝度や画
面サイズがアップする４０インチクラスの大型ガス放電
テレビにおいて、画像の最高輝度を５０ｆＬ（≒１７１
ｃｄ／ｍ²）以上とし、上記従来技術と同様の方法によ
り画像表示を行った場合は、動画において著しい階調の
乱れが生じる。例えば、人物の顔の表示において、顔が
動いた時、頬に白い筋が走るような現象が生じる。つま
り、なだらかな階調表示において、表示画像が動いた時
（いわゆる動画の時）、画面内に筋が生じ、あたかもあ
る階調サブフィールドが欠落したようになる。これは従
来のブラウン管等では見られない現象である。

【０００６】このような動画における階調の乱れは、時
分割階調表示における特定パターンの瞬時のフリッカが
原因である。これにつき、以下、図１２の従来の階調表
示技術を用いて説明する。

【０００７】図１２は、２５６階調（８ビット階調）の
階調表示の場合の例である。例えば、１２７階調レベル
ではサブフィールドｂ０からｂ６までが作動、すなわち
１フィールドの前半が発光し、次のフィールドの階調が
１レベル上がる１２８の階調レベルではｂ７が作動、す
なわちフィールドの後半のしかもその一部が発光する。
つまり、階調が１レベル上がっただけで作動サブフィー
ルドはフィールド内で前半から後半の一部へと大きく作
動位置が変わる。この時の瞬時の発光周期は、先行フィ
ールド内のサブフィールドｂ０の発光開始時点から後続
フィールドのサブフィールドｂ７の発光開始時点までで
あり、この時間間隔は２５ｍｓである。この周期２５ｍ
ｓがフリッカを生じ、階調の乱れの原因となる。画像が
動画像である場合は、画面のセルで次々にこの階調の乱
れを生じ、視覚的にはっきりと分かる筋となって表われ
る。

【０００８】次に、このフリッカを含めた時分割階調技
術の原理を説明する。人間の視覚特性として、輝度Ｌ
1をｔ1秒間、輝度Ｌ2をｔ2秒間を交互に繰返し画像表示
したときの明るさ感覚Ｌは、Ｌ＝(ｔ1Ｌ1+ｔ2Ｌ2)/(ｔ1+ｔ2) で表わされることが知られている（Talbot-Plateauの法
則（テレビジョンハンドブック、１編、３．４節、５５
頁））。しかし、この法則が成立するのは、フリッカを
感じない時（融合時と呼ぶ）である。

【０００９】図１３に、メモリ型ガス放電テレビを用い
て、白色の表示発光時間幅を変えて輝度を変えたときの
視覚特性の臨界融合周期、すなわち、一定の輝度で発光
素子の点灯、非点灯を一定周期で繰り返すときフリッカ
を識別できなくなる周期、の測定結果を示す。同図にお
いて、上方の破線は図１１の階調表示技術によるフィー
ルド内の最初のサブフィールド（ｂ７）の表示期間開始
時点から次のフィールドの最後のサブフィールド（ｂ
０）の表示期間開始時点までの時間間隔を示す（図１１
の例では１フィールドを８つのサブフィールドに等分割
してある）。また、図１３の下方の破線は、図１２に示
す階調表示技術によるフィールド内の最初のサブフィー
ルド（ｂ０）の表示期間開始時点から次のフィールド内
の最後のサブフィールド（ｂ７）の表示期間開始時点ま
での時間間隔を示す（図１２の例では１フィールド内の
８ビットの各サブフィールドの表示期間を１：２：４
…：１２８の比に重み付けした）。図１３から分かるよ
うに、図１１、図１２の従来の階調表示技術では、輝度
が数ｆＬ以上で、あるフィールド内の最初のサブフィー
ルドの表示期間開始時点から次のフィールドの最後のサ
ブフィールドの表示期間開始時点までの間隔が上記臨界
融合周期を越える。そのため、動画のように各サブフィ
ールドの発光が変化するときには、特に明るい画面に対
し瞬時のフリッカを感ずることになり、階調の乱れが生
じる。通常、表示装置に必要とされる平均輝度は５０ｆ
Ｌ以上であるため、上記視覚特性の臨界融合周期は２０
ｍｓ以下にすることが望ましいが、その近傍の値ならこ
の値を越えても階調の乱れは改善される。

【００１０】また、上記従来技術では、１フィールド内
の時間の発光時間としての利用率が悪い、つまり発光時
間が短いために画面の輝度が低下する。

【００１１】本発明の目的は、従来技術の欠点を改善
し、動画や高輝度画像に対しても階調の乱れを抑えら
れ、かつ、１フィールド内時間の発光利用率を高められ
る技術を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、（１）サブフィールドを用い階調のある画像を表示する
表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサ
ブフィールドをフィールド内に複数個有し、表示動作
時、隣り合う先行、後続両フィールドのそれぞれが該最
多レベルのサブフィールドのうちの一部のものを作動状
態にする階調であって該後続フィールドが１個の最多レ
ベルのサブフィールドを作動状態にする階調のとき、該
作動状態となる最多レベルのサブフィールドを該両フィ
ールド間で、先行フィールドで該最多レベルのサブフィ
ールドのうち配列の最初のものが作動状態にされるとき
は後続フィールドで該最多レベルのサブフィールドのう
ち配列の最後のもの以外のものを作動状態にするように
組合せる構成と、先行フィールドで該最多レベルのサブ
フィールドのうち配列の最後のものが作動状態にされる
ときは後続フィールドで該最多レベルのサブフィールド
のうち配列の最初のもの以外のものを作動状態にするよ
うに組合せる構成とを備え、該両フィールドにおける作
動サブフィールドを分散させるようにした構成とする。

【００１３】（２）サブフィールドを用い階調のある画
像を表示する表示装置において、表示用パルスの数が最
多レベルのサブフィールドをフィールド内に複数個有
し、表示動作時、隣り合う先行、後続両フィールドのそ
れぞれが該最多レベルのサブフィールドのうちの一部の
ものを作動状態にする階調であって先行フィールドが２
個の該最多レベルのサブフィールドを作動状態にする階
調、後続フィールドが１個の該最多レベルのサブフィー
ルドを作動状態にする階調のとき、該作動状態となる最
多レベルのサブフィールドを該両フィールド間で、先行
フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列
の最初のものが作動状態にされるときは後続フィールド
で該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最後のも
の以外のものを作動状態にするように組合せる構成と、
先行フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち
配列の最後のものが作動状態にされるときは後続フィー
ルドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初
のもの以外のものを作動状態にするように組合せる構成
とを備え、該両フィールドにおける作動サブフィールド
を分散させるようにした構成とする。

【００１４】（３）サブフィールドを用い階調のある画
像を表示する表示装置において、表示用パルスの数が最
多レベルのサブフィールドをフィールド内で少なくとも
サブフィールド配列の両端部に有し、表示動作時、隣り
合う先行、後続両フィールドのそれぞれが該最多レベル
のサブフィールドのうちの一部のものを作動状態にする
階調であって該後続フィールドが１個の最多レベルのサ
ブフィールドを作動状態にする階調のとき、該作動状態
となる最多レベルのサブフィールドを該両フィールド間
で、先行フィールドで該最多レベルのサブフィールドの
うち配列の前端部のものが作動状態にされるときは後続
フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列
の後端部のもの以外のものを作動状態にするように組合
せる構成と、先行フィールドで該最多レベルのサブフィ
ールドのうち配列の後端部のものが作動状態にされると
きは後続フィールドで該最多レベルのサブフィールドの
うち配列の前端部のもの以外のものを作動状態にするよ
うに組合せる構成とを備え、該両フィールドにおける作
動サブフィールドを分散させるようにした構成とする。

【００１５】（４）サブフィールドを用い階調のある画
像を表示する表示装置において、表示用パルスの数が最
多レベルのサブフィールドをフィールド内で他の全レベ
ルのサブフィールドの前後に配し、表示動作時、隣り合
う先行、後続両フィールドのそれぞれが該最多レベルの
サブフィールドのうちの一部のものを作動状態にする階
調であって該後続フィールドが１個の最多レベルのサブ
フィールドを作動状態にする階調のとき、該作動状態と
なる最多レベルのサブフィールドを該両フィールド間
で、先行フィールドで該最多レベルのサブフィールドの
うち配列の最初のものが作動状態にされるときは後続フ
ィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の
最後のもの以外のものを作動状態にするように組合せる
構成と、先行フィールドで該最多レベルのサブフィール
ドのうち配列の最後のものが作動状態にされるときは後
続フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配
列の最初のもの以外のものを作動状態にするように組合
せる構成とを備え、該両フィールドにおける作動サブフ
ィールドを分散させるようにした構成とする。

【００１６】（５）サブフィールドを用い階調のある画
像を表示する表示装置の階調表示方法において、表示用
パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィールド
内に複数個形成し、表示動作時、隣り合う先行、後続両
フィールドのそれぞれが該最多レベルのサブフィールド
のうちの一部のものを作動状態にする階調であって該後
続フィールドが１個の最多レベルのサブフィールドを作
動状態にする階調のとき、該作動状態となる最多レベル
のサブフィールドを該両フィールド間で、先行フィール
ドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初の
ものが作動状態にされるときは後続フィールドで該最多
レベルのサブフィールドのうち配列の最後のもの以外の
ものを作動状態にするように組合せる動作と、先行フィ
ールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最
後のものが作動状態にされるときは後続フィールドで該
最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初のもの以
外のものを作動状態にするように組合せる動作とを行
い、該両フィールドにおける作動サブフィールドを分散
させ、階調の乱れを抑えた画像を表示するようにする。

【００１７】（６）サブフィールドを用い階調のある画
像を表示する表示装置において、表示用パルスの数が最
多レベルのサブフィールドをフィールド内で他の全レベ
ルのサブフィールドの前後に配し、表示動作時、隣り合
う先行、後続両フィールドのそれぞれが該最多レベルの
サブフィールドのうちの一部のものを作動状態にする階
調であって先行フィールドが２個の該最多レベルのサブ
フィールドを作動状態にする階調、後続フィールドが１
個の該最多レベルのサブフィールドを作動状態にする階
調のとき、該作動状態となる最多レベルのサブフィール
ドを該両フィールド間で、先行フィールドで該最多レベ
ルのサブフィールドのうち配列の最初のものが作動状態
にされるときは後続フィールドで該最多レベルのサブフ
ィールドのうち配列の最後のもの以外のものを作動状態
にするように組合せる構成と、先行フィールドで該最多
レベルのサブフィールドのうち配列の最後のものが作動
状態とされるときは後続フィールドで該最多レベルのサ
ブフィールドのうち配列の最初以外のものを作動状態に
するように組合せる構成とを備え、該両フィールドにお
ける作動サブフィールドを分散させるようにした構成と
する。

【００１８】上記において、表示用パルスの数が最多レ
ベルのサブフィールドは、その作動状態となるものの分
散により、少なくとも隣り合うフィールド内における発
光等を分散させる。これによって、階調の乱れを抑えた
画像を表示可能にする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００２０】図１は、本発明の基本を説明するための原
理的説明図である。この場合、走査電極数は２４０、表
示すべき信号は８ビット（８サブフィールドｂ0、ｂ1、
ｂ2、ｂ3、ｂ4、ｂ5、ｂ6、ｂ7）で、各ビットは２進符
号で符号化し、２５６階調を表示できる構成としてあ
る。

【００２１】同図において、縦軸方向は水平走査電極２
４０行（表示パネルの上半分）、横軸方向は２フィール
ド（１／３０秒（ｓ））分の時間を示す。本説明図で
は、１フィールドの時間範囲の全てをサブフィールドと
して割り当てずに、サブフィールドを一方の方向に詰め
て配置している。かかる構成にすることで、フィールド
内の最初のサブフィールドｂ0の発光開始時点（表示期
間開始時点）と、次のフィールド内の最後のサブフィー
ルドｂ7の発光開始時点（表示期間開始時点）との間隔
（Ｔｍ）を、視覚特性の臨界融合周期（約２０ｍｓ）よ
り短くしている。各サブフィールドの配列順序は図示の
順序に限定する必要はない。また、発光時間のフィール
ド内での詰め方はフィ−ルドの右側に詰めても左側に詰
めてもよい。また、図１で、サブフィールドの順番を反
転させ、フィ−ルド内でｂ７からｂ０の順番にした時
は、ｂ７の発光開始時点（表示期間開始時点）から次の
フィ−ルドのｂ６の発光開始時点（表示期間開始時点）
までの時間間隔を、臨界融合周期（約２０ｍｓ）より短
くする。

【００２２】図２は、本発明による表示装置としてのガ
ス放電テレビ装置における回路構成例を示す図である。
テレビ信号の緑(Ｇ)、青(Ｂ)及び赤(Ｒ)の各色信号に分
離された映像信号Ｇ、Ｂ及びＲはそれぞれ、Ａ／Ｄ変換
器１−１、１−２、１−３により、アナログ信号から８
ビット（８サブフィールドｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ
４、ｂ５、ｂ６、ｂ７）のディジタル信号（２進符号）
に変換されて、フレームメモリ（又はフィールドメモ
リ）２に格納される。一方、フレームメモリ２の読み出
しは、専用の読み出しＲＯＭ５を用いて階調サブフィー
ルドに合ったタイミングを作るようにして行う。該読み
出しＲＯＭ５は、クロック信号ＣＬＫをカウントするカ
ウンタ４によって動作する。このカウンタ４のリセット
は、テレビ信号のＶ（垂直同期）信号、或は必要に応じ
てＨ（水平同期）信号を用いて行う。フレームメモリ２
の読み出しは、図１の各サブフィールド（ｂ０、ｂ２…
ｂ７）のタイミングで各走査電極のサブフィールド信号
が格納されているアドレスをアクセスすることによって
行う。フレームメモリ２から読み出された各サブフィー
ルド信号は、発光素子の補助陽極用ドライバ回路のシフ
トレジスタ８及び１１に加えられ、さらにドライバ９及
び１０を経て、ガス放電パネル３を構成する発光素子の
補助陽極Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3…、Ｓ1’、Ｓ2’、Ｓ3’…に印
加される。

【００２３】一方、陰極用ＲＯＭ６及び陽極用ＲＯＭ７
はそれぞれ、カウンタ４の出力を用いてサブフィールド
の配列信号をシフトレジスタ１３、１４及び１７、１８
に加える。さらに、シフトレジスタ１３、１４及び１
７、１８からの各信号はそれぞれドライバ１５、１６及
び１９、２０に加えられ、ここで、ガス放電パネル３の
発光素子の陽極及び陰極の駆動信号を発生させる。発光
素子の陽極には、陽極リード線Ａ1、Ａ2、Ａ3…Ａ240、
Ａ241…Ａ480が設けられてあり、陰極には陰極リード線
Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3…Ｋ240、Ｋ241…Ｋ480が設けられてい
る。これらのＲＯＭ、シフトレジスタ及びドライバは表
示すべき発光素子を選択する駆動回路を構成する。な
お、本構成例の場合はガス放電パネル３を上下に２分し
ているため、２つの走査電極を同時に駆動できる。

【００２４】図３は、ガス放電パネル３の部分的拡大図
で、発光素子の電極配線を示す。ガス放電パネル３は、
複数の発光素子３０が行、列のマトリックス状に配置さ
れている。発光素子３０は、陰極、陽極及び補助陽極の
３電極を持ち、メモリ機能を有している。各発光素子３
０の陰極及び陽極には、横方向にそれぞれ、第１電極リ
ード線３２（ｋ1、ｋ2、…ｋｌ）及び第３電極リード線
３１（Ａ1、Ａ2、…Ａｌ）が設けられ、補助陽極Ｓには
縦方向に補助電極リード線３３（Ｓ1、Ｓ2、…）が設け
られている。前述のように、ガス放電パネル３を、水平
走査電極数ｌ＝４８０として、パネルを上下に２分割し
て２行同時駆動する場合は、補助電極リード線３３をパ
ネルの中央部で分離する。第１電極リード線３２（ｋ
1、ｋ2、…ｋｌ）、第３電極リード線３１（Ａ1、Ａ2、
…Ａｌ）及び補助電極リード線３３（Ｓ1、Ｓ2、…）に
はそれぞれ図２の陰極用ドライバ１９（または２０）、
陽極用ドライバ１５（または１６）及び補助陽極用ドラ
イバ９（または１０）からの駆動信号が加えられる。

【００２５】図４は、発光素子３０の断面を示す図であ
る。基板２１上に第１電極（陰極）２２がＢａ、Ｎｉ、
ＬａＢａ等の材料で形成されている。一方、面板２８に
は第３電極（表示陽極）２４が印刷技術で形成されてい
る。また、図に示す放電空間（表示放電空間２５と補助
放電空間２７）が穴の開いたスペーサを何枚も重ねるこ
とによって形成され、図中に示す第２電極（補助陽極）
２３が配置される。第１電極２２と第３電極２４の間で
放電（表示放電）が生じると、表示放電空間２５内のガ
ス（Ｘｅ又はＮｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等の混合ガス）か
ら紫外線が発生し、螢光体２６が発光して表示が行われ
る。第１電極２２と第２電極２３との間では、いわゆる
種火放電（補助放電）が発生し、この補助放電が第１電
極２２と第３電極２４との間の表示放電に移行するか否
かは第２電極２４に印加するパルスの有無で制御され
る。この補助放電は螢光体２６を励起しないため、表示
発光には影響を与えない。

【００２６】次に、図５を用いて各電極間の放電状態に
つき説明する。図５中、Ｖｋは第１電極リード線に印加
する電圧波形を示し、４０はガス放電パネル３の１ライ
ンをアドレスするパルスであって第１電極走査パルスと
呼ぶ。図５の例では、この第１電極パルスのパルス幅
は、１ラインをアドレスするために割り当てられた時間
幅Δと同じにしてある。例えば、各ラインの走査時間を
１Ｈとして１フィールドに２４０ラインアドレス（２行
同時駆動のパネルの上半分のライン数）し、８ビット階
調表示をするときは、Δ≒８μｓとなる。Ｖｓは第２電
極リード線に印加するパルス電圧波形を示し、パルス４
１は第２電極パルスで、第１電極走査パルス４０よりも
パルス幅が狭く、時間幅Δの後方に位置する。この第２
電極パルス４１は、テレビ信号の内容、すなわちサブフ
ィールド信号の“１”、“０”によって有無が変化す
る。ＶAは第３電極リード線に印加するパルス電圧の波
形を示し、第１電極リード線と第３電極リード線のライ
ン番号の同じものに対しては、図中、第３電極に印加す
る幅の狭いパルス４１を第１電極走査パルス４０の直後
から階調のビット数に応じたパルス数だけ連続的に印加
する。

【００２７】図中の期間IIIでは、第３電極に、パルス
幅の狭いパルス４２が先ず印加される。上記期間IIのス
イッチングにより、表示放電空間２５に荷電粒子が多数
存在するため、このパルス４２によって第１電極と第３
電極の間でパルス的放電が生じる。このパルス的放電に
よって表示放電空間２５にさらに荷電粒子が生成され、
次のパルス４３でも放電する。このように、期間IIIで
は、放電が、パルスが連続的に印加されている間、また
は、この放電を止めるような新たな電圧が第１電極に印
加されるまでは続く。この機能をパルスメモリ機能と呼
ぶ。このパルス放電によって、図４の螢光体２６を励起
して表示発光が行われる。

【００２８】表示発光させない場合は、図５の第２電極
のパルス４１を取り除く。その場合、スイッチングは行
われず、第１電極と第３電極の間で放電が生じないた
め、図４の表示放電空間２５内の荷電粒子は少ない。従
って、第３電極にパルス４２、４３を印加しても放電は
発生せず、図４中の螢光体２６を励起することもない。

【００２９】従って、第２電極のパルス４１は第１電極
と第３電極の間の放電を制御する役目をし、このパルス
の有無によって表示輝度を制御する。

【００３０】図６は、ガス放電パネル３に、８ビットの
２進符号により２５６階調で画像を表示する説明図で、
図１の１フィールド（ＮＴＳＣテレビ信号の場合は約１
／６０秒（ｓ）＝１６．７ｍｓ）を拡大して示したもの
である。同図には第１電極に印加する電圧波形Ｖｋと第
３電極に印加する電圧波形ＶAを示す。第１電極には１
フィールド間に各サブフィールドに対応した８つの走査
パルス４０を印加する。第３電極に印加するパルス４２
は、図５に示すように、走査パルス４０の印加直後から
始まり、次の走査パルス４０が来る前に終わる。その各
々のパルス４２の数は、サブフィールドｂ０、ｂ１、…
ｂ６、ｂ７の表示期間の重みに比例し、その比を１：
２：４：８…：１２８とすれば、その組合せによって２
５６階調が実現される。この各々の第３電極のパルス列
を放電させるか否かの制御は、サブフィールドｂ０、ｂ
１、…ｂ６、ｂ７の走査パルスに対応した第２電極のパ
ルス（図５の４１）が有るか否かによって行う。なお、
図５中、期間IIにおける発光が無視できない場合は、こ
れによる輝度も考慮して第３電極のパルス数を配分す
る。ここで図６中のサブフィールドｂ０の表示期間開始
時点からｂ６の表示期間終了時点までの期間が３．３ｍ
ｓ程度となるように、第３電極のパルス数の絶対値を決
めると、上述の臨界融合周期が２０（＝３．３＋１６．
７）ｍｓとなって、動画に対する階調の乱れは抑えられ
る。

【００３１】図１及び図６に示した構成では、あるフィ
ールド内のサブフィールド配列の最初のサブフィールド
の表示期間開始時点と、次のフィールド内のサブフィー
ルド配列の最後のサブフィールドの表示期間開始時点と
の間隔（Ｔｍ）を視覚特性の臨界融合周期より短くする
ために、全体の表示期間をかなり短くするようにした
が、発光時間を拡大するために、２進符号構成のサブフ
ィールドの少なくとも１つを分割し、該分割したサブフ
ィールドを図１及び図６の場合のサブフィールド作動時
間帯とは異なる時間帯に作動させるようにしても同様の
効果を得ることができる。

【００３２】図７、図８はいずれも、本発明の実施例の
説明図である。

【００３３】図７の実施例は、表示すべき信号を８ビッ
ト（８サブフィールドｂ０、ｂ１、…、ｂ７）で符号化
し、最上位サブフィールドｂ７をサブフィールドｂ７1
とｂ７2に等分割し、ｂ７1とｂ７2の発光時間領域を１
フィールドの最初と最後の位置に割り当て、各サブフィ
ールドの発光順序（作動順序）をｂ７1、ｂ０、ｂ１、
ｂ２、…ｂ５、ｂ６、ｂ７2としてある（ｂ７1、ｂ
６、ｂ５、…ｂ１、ｂ０、ｂ７2としてもよい）。この
場合、ｂ７1、ｂ７2を除いたサブフィールドｂ０、ｂ
１、ｂ２、…ｂ５、ｂ６でみて、フィ−ルドの最初のサ
ブフィールドはｂ０で、次のフィ−ルドで最後のサブフ
ィールドはｂ６となる。この２つのサブフィールドの発
光開始時点（表示期間開始時点）の間隔は２０．８ｍｓ
となって臨界融合周期と略同じとなり、動画の画質改善
効果は得られることになる。本実施例の場合、図２に示
したと同様の構成の表示装置において、１フィールド
（ＮＴＳＣテレビ信号の場合は約１／６０秒（ｓ））の
間に、第１電極には１フィールド間に９つのサブフィー
ルドｂ７1、ｂ０、ｂ１、…ｂ６、ｂ７2に対応した走査
パルスを印加する。第３電極に印加するパルス４２は、
走査パルス４０の印加直後から始まり、次の走査パルス
４０が来る前に終わる。その各々のパルス数は、例えば
ｂ７をｂ７1とｂ７2とに等分割すれば、サブフィールド
ｂ７1、ｂ０、ｂ１、…ｂ６、ｂ７2に対応して、その比
を６４：１：２：４：８……：６４：６４とする。この
場合、ｂ７（パルス数比１２８、ｂ７＝ｂ７1＋ｂ７2）
をＯＮ（作動状態）するときはサブフィールドｂ７1と
ｂ７2の２つをＯＮする。この各々の第３電極のパルス
列を放電させるか否かの制御は、前に示したサブフィー
ルドｂ７1、ｂ０、ｂ１、…ｂ６、ｂ７2の走査パルスに
対応した第２電極のパルス（図５の４０）の有無によっ
て行う。各ラインの走査時間を１Ｈとして１フィールド
に２４０ライン（２行同時駆動のパネルの上半分のライ
ン数）アドレスし、ｂ７1、ｂ０、ｂ１、…ｂ６、ｂ７2
の９回の制御が必要なときは、Δ＝１Ｈ／９＝７．０５
μｓとなる。また、垂直帰線期間を利用すると、Δ＝１
フィールド／２４０×９＝７．７２μｓとなる。

【００３４】図８の実施例は、表示すべき信号を８ビッ
ト（８サブフィールドｂ０、ｂ１、…ｂ７）で符号化
し、サブフィールドｂ６とｂ７の２つのサブフィールド
それぞれを等分割して、ｂ６はｂ６1とｂ６2に、ｂ７は
ｂ７1とｂ７２にし、フィールド内でサブフィールド配
列の最初にｂ６1とｂ７1を、同最後にｂ６2とｂ７2を配
置し、フィールド内の順番をｂ６1、ｂ７1、ｂ０、ｂ
１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６2、ｂ７2としたもの
である。この場合、フィールド内で最初のサブフィール
ドはｂ０となり、次のフィ−ルド内で最後のサブフィー
ルドはｂ５となる。この時２つのサブフィールドの発光
開始時点（表示期間開始時点）の間隔は、１８．８ｍｓ
となり、臨界融合周期（２０ｍｓ）以下となる。この例
では、１フィールドに印加する第１電極の走査パルスは
１ラインにつき１０個で、そのパルス幅Δは１Ｈ／１０
≒６．３μｓとなるが、垂直帰線期間も利用すると、Δ
≒６．９μｓとなる。

【００３５】図９は、フィールドメモリ９１と９２の２
個を用いて演算するもので、図７の実施例でさらに画質
を向上させるために、サブフィールドｂ７1、ｂ７2、ｂ
６の３個の制御を行うものである。サブフィールドｂ７
をｂ７1とｂ７2の２つに等分割すると、ｂ６、ｂ７1、
ｂ７2は全て同じ表示期間（第３電極のパルス数）とな
る。そのとき、ｂ６＝１、ｂ７＝０（１；作動（Ｏ
Ｎ）、０；非作動（ＯＦＦ））のときはｂ７1、ｂ７2、
ｂ６の１つを作動状態（ＯＮ）にすればよく、また、ｂ
６＝０、ｂ７＝１のときは、ｂ７1、ｂ７2、ｂ６のどれ
か２つを作動状態（ＯＮ）にすればよい。その時、どの
サブフィールドを作動状態（ＯＮ）にするかを、本例で
は１フィールド前のｂ６、ｂ７1、ｂ７2の状態から決め
るようにしている。例えば、図９で、第２フィールドが
発光状態にあるとしたとき、前のフィールドメモリ９１
と後のフィールドメモリ９２の信号の比較をする演算回
路９３を介し、図１０の表に従って、サブフィールドｂ
６、ｂ７1、ｂ７2のＯＮ（１；作動）、ＯＦＦ（０；非
作動）を決める。

【００３６】図１０（ａ）は、第１フィールドがｂ６＝
１、ｂ７＝０のとき、第２フィールドがｂ６＝０、ｂ７
＝１に変わったときのｂ６、ｂ７1、ｂ７２を示す。た
だし、ここで、Ａはサブフィールドｂ０からｂ５までを
示し、×印は、Ａの値に依らない、つまり、Ａはどんな
値でもよいことを示す。また同図（ｂ）は、逆に、第１
フィールドがｂ６＝０、ｂ７＝１で、第２フィールドで
ｂ６＝１、ｂ７＝０に変わったときを示す。このよう
に、例えば、隣り合ったフィールド間で、後のフィール
ドのサブフィールドｂ６、ｂ７1、ｂ７2を、前のフィー
ルドの信号状態で制御することにより、発光時間を分散
でき、動画に対する画質を改善することができる。な
お、ｂ６＝０、ｂ７＝０から、ｂ６＝１、ｂ７＝０、ま
たはｂ６＝０、ｂ７＝１に変わるときのｂ６、ｂ７1、
ｂ７2の作動の選択は、Ａの状態から決める。以上はサ
ブフィールドｂ７を等分割した場合であるが、２個以上
のサブフィールドを分割する場合も同様である。図７の
実施例ではサブフィールドｂ７のみを、また、図８に示
した実施例ではｂ６とｂ７のみを分割するようにした
が、他のサブフィールドも分割してよい。分割するフィ
ールドの選定、表示時間領域の配列は、装置構成の容易
さ、階調表示の乱れの改善効果を考慮して決定される。

【００３７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明の範囲は上記実施例に限定されない。例え
ば、図７、図８のサブフィールド配列における時間軸の
方向を反転させた場合も本発明は含む。また、本発明に
よる表示装置としては、ガス放電発光素子を用いたガス
放電型テレビ装置が代表的であるが、本発明はこれに限
定されない。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、画像の明るさを落すこ
となく階調の乱れを改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的説明図である。

【図２】本発明の実施例用の回路構成例を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施例に用いるガス放電パネルの構成
例を示す図である。

【図４】本発明の実施例に用いるガス放電パネルの発光
素子の断面図である。

【図５】図４に示す発光素子の動作説明のための電圧波
形図である。

【図６】本発明の原理的説明図である。

【図７】本発明の一実施例を示す図である。

【図８】本発明の一実施例を示す図である。

【図９】本発明の実施例に用いる演算回路例を示す図で
ある。

【図１０】図９の演算回路の動作を示す図である。

【図１１】階調表示技術の従来例を示す図である。

【図１２】階調表示技術の他の従来例を示す図である。

【図１３】臨界融合周期の測定結果例を示す図である。

【符号の説明】

1…Ａ／Ｄ変換器、２…フレームメモリ、３…ガス放電パネル、４…カウンタ、５、６、７…ＲＯＭ、８、１１、１３、１４、１７、１８…シフトレジスタ、９、１０、１５、１６、１９、２０…ドライバ、２１…基板、２２…陰極、２３…補助陽極、２４…表示陽極、２５…表示放電空間、２６…螢光体、２７…補助放電空間、２８…面板、３０…放電セル（発光素子）、３１…第３電極リード線、３２…第１電極リード線、３３…第２電極リード線、９１、９２…フィールドメモリ、９３…演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木睦三東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 3/28 G09G 3/20 641 G09G 3/20 642 G09G 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内に複数個有し、表示動作時、隣り合う先行、後
続両フィールドのそれぞれが該最多レベルのサブフィー
ルドのうちの一部のものを作動状態にする階調であって
該後続フィールドが１個の最多レベルのサブフィールド
を作動状態にする階調のとき、該作動状態となる最多レ
ベルのサブフィールドを該両フィールド間で、先行フィ
ールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最
初のものが作動状態にされるときは後続フィールドで該
最多レベルのサブフィールドのうち配列の最後のもの以
外のものを作動状態にするように組合せる構成と、先行
フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列
の最後のものが作動状態にされるときは後続フィールド
で該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初のも
の以外のものを作動状態にするように組合せる構成とを
備え、該両フィールドにおける作動サブフィールドを分
散させるようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内に複数個有し、表示動作時、隣り合う先行、後
続両フィールドのそれぞれが該最多レベルのサブフィー
ルドのうちの一部のものを作動状態にする階調であって
先行フィールドが２個の該最多レベルのサブフィールド
を作動状態にする階調、後続フィールドが１個の該最多
レベルのサブフィールドを作動状態にする階調のとき、
該作動状態となる最多レベルのサブフィールドを該両フ
ィールド間で、先行フィールドで該最多レベルのサブフ
ィールドのうち配列の最初のものが作動状態にされると
きは後続フィールドで該最多レベルのサブフィールドの
うち配列の最後のもの以外のものを作動状態にするよう
に組合せる構成と、先行フィールドで該最多レベルのサ
ブフィールドのうち配列の最後のものが作動状態にされ
るときは後続フィールドで該最多レベルのサブフィール
ドのうち配列の最初のもの以外のものを作動状態にする
ように組合せる構成とを備え、該両フィールドにおける
作動サブフィールドを分散させるようにしたことを特徴
とする表示装置。
【請求項３】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内で少なくともサブフィールド配列の両端部に有
し、表示動作時、隣り合う先行、後続両フィールドのそ
れぞれが該最多レベルのサブフィールドのうちの一部の
ものを作動状態にする階調であって該後続フィールドが
１個の最多レベルのサブフィールドを作動状態にする階
調のとき、該作動状態となる最多レベルのサブフィール
ドを該両フィールド間で、先行フィールドで該最多レベ
ルのサブフィールドのうち配列の前端部のものが作動状
態にされるときは後続フィールドで該最多レベルのサブ
フィールドのうち配列の後端部のもの以外のものを作動
状態にするように組合せる構成と、先行フィールドで該
最多レベルのサブフィールドのうち配列の後端部のもの
が作動状態にされるときは後続フィールドで該最多レベ
ルのサブフィールドのうち配列の前端部のもの以外のも
のを作動状態にするように組合せる構成とを備え、該両
フィールドにおける作動サブフィールドを分散させるよ
うにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項４】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内で他の全レベルのサブフィールドの前後に配
し、表示動作時、隣り合う先行、後続両フィールドのそ
れぞれが該最多レベルのサブフィールドのうちの一部の
ものを作動状態にする階調であって該後続フィールドが
１個の最多レベルのサブフィールドを作動状態にする階
調のとき、該作動状態となる最多レベルのサブフィール
ドを該両フィールド間で、先行フィールドで該最多レベ
ルのサブフィールドのうち配列の最初のものが作動状態
にされるときは後続フィールドで該最多レベルのサブフ
ィールドのうち配列の最後のもの以外のものを作動状態
にするように組合せる構成と、先行フィールドで該最多
レベルのサブフィールドのうち配列の最後のものが作動
状態にされるときは後続フィールドで該最多レベルのサ
ブフィールドのうち配列の最初のもの以外のものを作動
状態にするように組合せる構成とを備え、該両フィール
ドにおける作動サブフィールドを分散させるようにした
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置の階調表示方法において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内に複数個形成し、表示動作時、隣り合う先行、
後続両フィールドのそれぞれが該最多レベルのサブフィ
ールドのうちの一部のものを作動状態にする階調であっ
て該後続フィールドが１個の最多レベルのサブフィール
ドを作動状態にする階調のとき、該作動状態となる最多
レベルのサブフィールドを該両フィールド間で、先行フ
ィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の
最初のものが作動状態にされるときは後続フィールドで
該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最後のもの
以外のものを作動状態にするように組合せる動作と、先
行フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配
列の最後のものが作動状態にされるときは後続フィール
ドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初の
もの以外のものを作動状態にするように組合せる動作と
を行い、該両フィールドにおける作動サブフィールドを
分散させ、階調の乱れを抑えた画像を表示するようにし
たことを特徴とする階調表示方法。
【請求項６】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、表示用パルスの数が最多レベルのサブフィールドをフィ
ールド内で他の全レベルのサブフィールドの前後に配
し、表示動作時、隣り合う先行、後続両フィールドのそ
れぞれが該最多レベルのサブフィールドのうちの一部の
ものを作動状態にする階調であって先行フィールドが２
個の該最多レベルのサブフィールドを作動状態にする階
調、後続フィールドが１個の該最多レベルのサブフィー
ルドを作動状態にする階調のとき、該作動状態となる最
多レベルのサブフィールドを該両フィールド間で、先行
フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列
の最初のものが作動状態にされるときは後続フィールド
で該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最後のも
の以外のものを作動状態にするように組合せる構成と、
先行フィールドで該最多レベルのサブフィールドのうち
配列の最後のものが作動状態とされるときは後続フィー
ルドで該最多レベルのサブフィールドのうち配列の最初
以外のものを作動状態にするように組合せる構成とを備
え、該両フィールドにおける作動サブフィールドを分散
させるようにしたことを特徴とする表示装置。