JP4360450B2

JP4360450B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP4360450B2
Application number: JP16181499A
Authority: JP
Inventors: 靖司米田; 健司粟本
Original assignee: 株式会社日立プラズマパテントライセンシング
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000347620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値の発光制御によって中間調を再現する表示装置に関する。
表示パネルはＣＲＴに代わるデバイスとして各種分野で用いられている。例えばＰＤＰ（Plasma Display Panel：プラズマディスプレイパネル）は、４０インチを越える大型画面の壁掛けテレビジョン受像機として商品化されている。表示パネルにおいては、大型化や高精細化により画素数が増加するにつれて消費電力が増大しており、駆動デバイスの負担軽減及び発熱対策の上でも消費電力の低減が重要課題となっている。
【０００２】
【従来の技術】
表示パネルは、行選択のためのスキャン電極群と列選択のためのデータ電極群とからなる電極マトリクスを有し、行単位のアドレッシングによって表示内容を設定する。設定のためのアドレス期間は行数と同数個の行選択期間に分割され、各スキャン電極はいずれか１つの行選択期間に所定電位にバイアスされてアクティブとなる。この行選択に同期して、全てのデータ電極から並列に１行分の表示データが出力される。データ電極の電位制御の最も一般的な方法は、電位の異なる複数の電源出力端子のそれぞれとデータ電極との間にスイッチング素子を設け、行選択に同期したパルス信号でスイッチング素子を制御して電源出力端子とデータ電極とを電気的に接続し又は切り離す方法である。
【０００３】
ＰＤＰにおいて、中間調の再現はセル（表示素子）毎に１フィールドの放電回数を階調レベルに応じて設定することにより行われる。カラー表示は階調表示の一種であって、表示色は３原色の輝度の組合せによって決まる。本明細書における“フィールド”とは、時系列の画像表示の単位画像である。すなわち、テレビジョンの場合にはインタレース形式のフレームの各フィールドを意味し、コンピュータ出力に代表されるノンインタレース形式（１対１インタレース形式とみなせる）の場合にはフレームそのものを意味する。
【０００４】
ＰＤＰの階調表示方法として、１フィールドを輝度の重み付けをした複数のサブフィールドで構成し、サブフィールド単位の点灯の有無の組合せ（これをサブフィールド表現と呼称する）によって１フィールドの総放電回数を設定する方法が広く知られている。“輝度の重み”は、入力画像の各画素に対してその階調レベルに応じてどのサブフィールドを点灯の対象として選ぶかを決めるための数値（通常は最小値を１とする整数で表される）である。例えば、サブフィールド数を８とし、重みが２ⁿ（ｎ＝０，１，２，３…）で表されるいわゆる“バイナリーの重み付け”を行えば、階調レベルが「０」〜「２５５」の２５６階調の表示が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、隣接したデータ電極間の静電容量の充放電に費やす無駄な電力が大きいという問題があった。アドレッシングにおける電位変化の回数をみると、スキャン電極では行選択時のみに電位が変化するのに対して、データ電極では頻繁に電位が変化する（全面均一色などの特別な表示の場合を除く）。したがって、データ電極群においては、隣接電極間に電位差が生じて電極間容量を充放電する状態が多数回発生する。
【０００６】
アドレッシングにおける電力消費の低減策として、表示データに応じて行選択の順序を切り換えることにより、データ電極の電位変化の回数を低減する適応型アドレス法がある。しかし、この方法を用いると、スキャン電極の駆動回路が複雑になってしまう。また、順序の選択肢の最大個数は行数Ｎの階乗（Ｎ！）であり、最適の行選択順序を求めるための演算が膨大である。
【０００７】
本発明は、アドレッシングにおける行選択を複雑化することなく、隣接したデータ電極間の静電容量の充放電に費やす電力を低減することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、モルフォロジー演算を適用したフィルタリングによってサブフィールドの平滑化を行う。モルフォロジー演算によれば、画像（サブフィールド）のうちの特定パターン部分を選択的に平滑化し、他の部分の画質劣化（空間周波数の低下）の小さいフィルタリングを実現することができる。
【０００９】
アドレッシングにおける消費電力が大きい画像パターンは、市松（チェック）パターンである。原理的には、上下左右の隣接するセルどうしで点灯／非点灯の設定が異なる“セル千鳥”と呼称するパターンでの消費電力が最大である。また、少なくとも３個のセルで１画素を構成するカラー表示では、上下左右の隣接する画素どうしで点灯／非点灯の設定が異なる“ドット千鳥”と呼称するパターンの出現確率が大きい。セル千鳥及びドット千鳥では、空間周波数が高く、空間的な輝度変化がステップ状で且つその振幅が大きい。
【００１０】
通常の使用条件の視距離では、セル千鳥及びドット千鳥が認知されることはほとんどない。また、視覚のマスキング効果により、ステップの振幅（つまり点灯セルの輝度）が多少ずれても目立たない。これらのことから、輝度の重みの小さいサブフィールドにおいて、セル千鳥及びドット千鳥を平滑化しても、視覚的には画質は変わらない。平滑化によって、電位の異なる電極間の数、及びアドレス期間における各電極の電位変化の回数が減少する。
【００１１】
請求項１の発明の装置は、フィールドを輝度の重み付けをした複数のサブフィールドに置き換え、サブフィールド単位でセルの発光の要否を設定して階調表示を行う表示装置であって、当該サブフィールドにおける画像とそれを列方向又は行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換する画像変換処理を行う空間フィルタを、フィールドデータをサブフィールドデータに変換するデータ処理回路内に備えている。
【００１３】
請求項２の発明の表示装置は、前記空間フィルタによる処理の有効性を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に従って、前記空間フィルタによって処理を受けた後のサブフィールド及び処理を受ける以前のサブフィールドのどちらか一方を、表示対象として選択するセレクタと、を備えている。
【００１４】
請求項３の発明の表示装置において、前記判定部は、前記空間フィルタによって処理を受けた後のサブフィールドについて、選択セル又はそれ以外のセルである非選択セルの数をカウントし、カウント値と閾値との大小関係を判定結果として出力する。
【００１５】
請求項４の発明の表示装置において、画面の１画素は行方向に並ぶ３個のセルで構成される。
【００１６】
請求項５の発明の表示装置において、前記空間フィルタは、行方向に隣接するセルどうしの発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接するセルどうしの発光の要否が異なるセル千鳥パターンを平滑化する前記画像変換処理を行う第１演算部と、行方向に隣接する画素どうしの発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接する画素どうしの発光の要否が異なるドット千鳥パターンを平滑化する前記画像変換処理を行う第２演算部とを有し、前記判定部は、前記第１演算部による処理の有効性と前記第２演算部による処理の有効性との大小を判定し、前記セレクタは、前記判定回路の判定結果に従って、前記第１演算部によって処理を受けた後のサブフィールド、前記第２演算部によって処理を受けた後のサブフィールド、及び前記空間フィルタによる処理を受ける以前のサブフィールドのいずれかを表示対象として選択する。
【００１８】
請求項６の発明の表示装置において、前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換する。
【００１９】
請求項７の発明の表示装置において、前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合で表される画像に変換し、前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合で表される画像に変換する。
請求項８の発明の表示装置において、前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、当該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、の和集合で表される画像に変換し、
前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、当該サブフィールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、の和集合で表される画像に変換する。
【００２０】
請求項９の発明の表示装置において、前記空間フィルタは、処理対象として選定されたサブフィールドを領域分割して得られた複数の部分画像毎に前記画像変換処理を行い、前記判定部は、前記部分画像毎に前記空間フィルタによる処理の有効性を判定し、前記セレクタは、前記部分画像毎に表示対象を選択する。
【００２１】
請求項１０の発明の表示装置は、セルに電力を供給するアドレスドライバ回路における電力消費に係わる物理量を検出し、その検出量が閾値を越える状態のときのみに、前記空間フィルタによる処理を受けたサブフィールドを表示する。
【００２２】
請求項１１の発明の表示装置は、前記検出量に応じて、１フィールドにおける前記空間フィルタによる処理の対象とするサブフィールドの数を増減する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［表示装置の概要］
〔全体構成〕
図１は本発明に係る表示装置の概略図である。
【００２４】
表示装置１００は、Ｍ列Ｎ行の画面をもつＡＣ型のＰＤＰ１と、縦横に並ぶセルを選択的に点灯させるためのドライブユニット５０とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピュータシステムのモニターなどとして利用される。
【００２５】
ＰＤＰ１は、点灯維持放電（表示放電ともいう）を生じさせるための主電極Ｘ，Ｙが平行配置され、各セルにおいて主電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差する３電極面放電構造をもつ。主電極Ｘ，Ｙは画面の行方向（水平方向）に延び、これらのうちの主電極Ｙはアドレッシングに際して行選択のためのスキャン電極として用いられる。アドレス電極Ａは列方向（垂直方向）に延びており、列選択のためのデータ電極として用いられる。
【００２６】
ドライブユニット５０は、コントローラ５１、データ処理回路５２、電源回路５３、Ｘドライバ回路５６、Ｙドライバ回路５７、及びアドレスドライバ回路２９を有している。データ処理回路５２は、画像データを一時的に記憶するメモリ６１と、本発明に特有の空間フィルタ６２とを備えている。ドライブユニット５０にはＴＶチューナ、コンピュータなどの外部装置からＲ，Ｇ，Ｂの３色の輝度レベルを示す１画素当たり８×３ビットの多値画像データであるフィールドデータＤｆが、各種の同期信号とともに入力される。
【００２７】
フィールドデータＤｆは、メモリ６１に一旦格納された後、階調表示のためのサブフィールドデータＤｓｆに変換される。サブフィールドデータＤｓｆは、ｍ個のサブフィールドを表す１セル当たりｍビットの画像データであり、輝度の重みが大きいサブフィールドを表す上位データＤ１と、重みの小さいサブフィールドを表す下位データＤ２とからなる。サブフィールドは解像度Ｍ×Ｎの２値画像である。サブフィールドデータＤｓｆの各ビットの値は、該当する１つのサブフィールドにおけるセルの点灯の要否を示す情報、厳密にはアドレス放電の要否を示す情報である。上位データＤ１がそのままメモリ６１からアドレスドライバ回路５９へ転送されるのに対し、下位データＤ２は空間フィルタ６２を経由してアドレスドライバ回路５９へ転送される。空間フィルタ６２は、モルフォロジー演算を適用した平滑化（フィルタリング）を行う。
【００２８】
Ｘドライバ回路５６は、画面を列方向に分割した区画群のそれぞれに１つずつ対応する複数のＸ共通ドライバからなる。各Ｘ共通ドライバは、１つの区画内の主電極Ｘの電位を一括に制御する。Ｙドライバ回路５７は、スキャンドライバと複数のＹ共通ドライバとからなる。スキャンドライバはアドレッシングにおける行選択のための電位制御手段である。各Ｙ共通ドライバは、１つの区画内の主電極Ｙの電位を一括に制御する。また、アドレスドライバ回路５９は、シリアル転送で入力されたサブフィールドデータＤｓｆに基づいて、計Ｍ本のアドレス電極（データ電極）Ａの電位を制御する。これらドライバ回路には電源回路５３から図示しない配線導体を介して所定の電力が供給される。
【００２９】
〔パネル構造〕
図２は本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視図である。
ＰＤＰ１では、前面側基板構体１０の基材であるガラス基板１１の内面に、行毎に一対ずつ主電極Ｘ，Ｙが配列されている。行は画面ＥＳにおける水平方向のセル列である。主電極Ｘ，Ｙは、それぞれが透明導電膜４１と金属膜（バス導体）４２とからなり、誘電体層１７で被覆されている。誘電体層１７の表面にはマグネシア（ＭｇＯ）からなる保護膜１８が設けられている。アドレス電極Ａは、背面側基板構体２０の基材であるガラス基板２１の内面に配列されており、誘電体層２４によって被覆されている。誘電体層２４の上には、平面視直線帯状の隔壁２９が各アドレス電極Ａの間に１つずつ設けられている。これらの隔壁２９によって放電空間３０が行方向にサブピクセル毎に区画され、かつ放電空間３０の間隙寸法が規定されている。そして、アドレス電極Ａの上方及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー表示のためのＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが設けられている。表示の１画素（ピクセル）は行方向に並ぶ３個のサブピクセルで構成される。各サブピクセル内の構造体がセル（表示素子）である。放電空間３０には主成分のネオンにキセノンを混合した放電ガスが充填されており、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励起されて発光する。隔壁２９の配置パターンがストライプパターンであることから、放電空間３０のうちの各列に対応した部分は全ての行に跨がって列方向に連続している。
【００３０】
〔フィールド構成〕
図３は駆動シーケンスの一例を示す図である。同図では、主電極Ｘ，Ｙの参照符号には対応する行の配列順位を示す文字（１，２…Ｎ）を添え、アドレス電極Ａの参照符号には対応する列の配列順位を示す文字（１〜Ｍ）を添えてある。
【００３１】
テレビジョン映像の表示においては、２値の点灯制御によって階調再現を行うために、入力画像である時系列の各フィールドｆ（参照符号の添字は表示順位を表す）を例えば８個のサブフレームｓｆ１，ｓｆ２，ｓｆ３，ｓｆ４，ｓｆ５，ｓｆ６，ｓｆ７，ｓｆ８に分割する。すなわち、フレームを構成する各フィールドｆを８個のサブフレームｓｆ１〜ｓｆ８の集合に置き換える。なお、コンピュータ出力などのノンインタレース形式の画像を再生する場合には、各フレームを８分割する。そして、これらサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８における輝度の相対比率がおおよそ１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８となるように重み付けをして各サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の点灯維持放電の回数を設定する。サブフィールド単位の点灯／非点灯の組合せでＲＧＢの各色毎に２５６段階の輝度設定を行うことができるので、表示可能な色の数は２５６³となる。例示では、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の表示順序が輝度の重みの昇順であるが、これに限るものではない。例えば、重みの大きいサブフィールドｓｆ８をフィールド期間の中央に配置するといった最適化を行うことができる。また、バイナリーの重み付けに限らず、複数のサブフィールドに同一の重みを与える“冗長性のある重み付け”を採用することもできる。
【００３２】
〔駆動シーケンス〕
各サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８に割り当てるサブフィールド期間は、画面の帯電分布を一様化する準備期間ＴＲ、表示内容に応じた帯電分布を形成するアドレス期間ＴＡ、及び階調レベルに応じた輝度を確保するために点灯状態を維持するサステイン期間ＴＳからなる。準備期間ＴＲ及びアドレス期間ＴＡの長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サステイン期間ＴＳの長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、１つのフィールドｆに対応する８個のサブフィールド期間の長さは互いに異なる。
【００３３】
駆動波形については振幅、極性、及びタイミングを種々変更することが可能であり、図３の波形は一例である。ここでは書込み形式のアドレッシングを行うものとして、サブフィールド毎に繰り返される駆動シーケンスを説明する。
【００３４】
（アドレッシング準備）
準備期間ＴＲにおいては、全ての主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nに一斉に波高値ＶｒのパルスＰｒを印加する。同時に全てのアドレス電極Ａ₁〜Ａ_Mに主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nとの間の放電を防止するためのパルスＰｒａを印加する。パルスＰｒの印加により画面全体で主電極間の面放電が生じる。そして、パルスＰｒの立下がりで過剰の壁電荷による自己放電が生じて壁電荷がほぼ完全に消失する。
【００３５】
（アドレッシング）
アドレス期間ＴＡにおいては、点灯すべきセルのみに点灯維持に必要な壁電荷を形成する。以下、点灯すべきセルを便宜的に“点灯セル”といい、他のセルを“非点灯セル”という。全ての主電極Ｘ₁〜Ｘ_N及び全ての主電極Ｙ₁〜Ｙ_Nを所定電位Ｖａ，−Ｖｃにバイアスした状態で、行選択期間（１行分のスキャン時間）Ｔｙ毎に選択行に対応した１つの主電極ＹにスキャンパルスＰｙを印加する。これと同時に点灯セルに対応したアドレス電極ＡのみにアドレスパルスＰａを印加する。つまり、選択行のＭ列分のサブフィールドデータＤｓｆに基づいてアドレス電極Ａ₁〜Ａ_Mの電位を０又はＶａに制御する。点灯セルでは主電極Ｙとアドレス電極Ａとの間の放電が生じ、それがトリガとなって主電極間の面放電が生じる。これら一連の放電がアドレス放電である。アドレス放電により所望の壁電荷が形成される。
【００３６】
なお、消去アドレス形式の場合は、準備期間ＴＲで全面を均一に帯電させておき、非点灯セルのみでアドレス放電を生じさせて不要の壁電荷を消去し、点灯セルに壁電荷を残すようにする。ここで、“選択セル”を「アドレス放電を生じさせるセル（アドレス電極Ａを電位Ｖａにバイアスするセル）」と定義する。そして、サブフィールドデータＤｓｆのビットについて、選択セルを示す値を「１」、非選択セルを示す値を「０」とする。アドレス形式と選択セルとの対応関係を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
（点灯維持）
サステイン期間ＴＳにおいては、不要の放電を防止するために全てのアドレス電極Ａ₁〜Ａ_Mを電位Ｖａにバイアスする。そして、主電極Ｙ₁〜Ｙ_Nと主電極Ｘ₁〜Ｘ_Nとに交互にサステインパルスＰｓを印加する。サステインパルスＰｓの波高値Ｖｓは放電開始電圧より低いので、壁電圧が重畳しなければ放電は生じない。したがって、アドレス期間ＴＡに壁電荷が形成された点灯セルのみで、サステインパルスＰｓの印加毎に面放電が生じる。このとき、放電ガスが紫外線を放ち、セル内の蛍光体が紫外線で励起されて発光する。
［本発明に特有のデータ処理］
以下、アドレッシングにおける電力消費の低減方法を説明する。
【００３９】
〔ドライバの状態検出〕
図４はアドレスドライバ回路の概略図である。図４（ａ）は全体構成を示し、図４（ｂ）は１個のドライバ群に対応する部分の構成を示している。図において、同一機能の構成要素には配列順位を示す小文字を添えた同一の数字列を参照符号として付してある。ただし、以下の説明において、配列順位の区別する必要がないときには添字を省略することがある。
【００４０】
ここで、ＰＤＰ１の画面をＳＸＧＡ仕様（１０２４×１２８０画素）とする。色再現のために１画素は水平方向に並ぶ３個のサブピクセルで構成され、各サブピクセルに１本のアドレス電極Ａが対応付けられるので、アドレス電極Ａの総数Ｍは３８４０（＝１２８０×３）である。本例では３８４０本のアドレス電極Ａ₁〜Ａ₃₈₄₀の電位が計６０個のドライバ９２によって制御される。各ドライバ９２は集積回路デバイスであり、図４（ｂ）のように６４本のアドレス電極Ａの制御を受け持つ。６０個のドライバ９２は１０個ずつ計６個のドライバ群９１₁〜９１₆に区分され、ドライバ群９１₁〜９１₆のそれぞれに対して１個ずつ、つまり６４０本のアドレス電極Ａに１個の割合でセンサ９３₁〜９３₆が設けられている。アドレスドライバ回路５９は、６０個のドライバ９２と６個のセンサ９３とで構成されている。ドライバ９２は、コントローラ５１からの制御信号ＳＬに従ってサブフィールドデータＤｓｆをラッチする。
【００４１】
センサ９３は、アドレス電極Ａに付随する電極間容量Ｃ_Aの充放電及びアドレス放電による電力消費に係わる物理量を検出する。物理量の具体例としては、電位Ｖａの電源ラインから１０個のドライバ９２へ流れる駆動電流の総量、及びドライバ群３１の装着面の温度がある。電流及び温度のどちらか一方のみを検出してもよい。センサ９３による検出値は、状態信号Ｓ９３としてデータ処理回路５２へ送られ、サブフィールドに対する平滑化の要否判断に用いられる。
【００４２】
〔セル千鳥パターン及びドット千鳥パターン〕
図５は特定の画像パターンの例を示す図である。
ＰＤＰ１では隔壁パターンがストライプ状であるので、セルは行列の各方向に直線状に並ぶ。そして、１画素を構成するＲ，Ｇ，Ｂの３個のセルは行方向に並ぶ。セル千鳥パターンは、図５（ａ）のように上下左右に隣接するセルどうしの一方が選択セルで他方が非選択セルとなるパターンである。セル千鳥パターンでは、行列両方向の１セル置きのセルどうしは選択セルどうし又は非選択セルどうしとなる。ドット千鳥パターンは、図５（ｂ）のように上下左右に隣接する画素どうしの一方が選択セルのみで構成され、他方が非選択セルのみで構成されるパターンである。ドット千鳥パターンでは、列方向についてはセル千鳥と同じく１セル置き、行方向については５セル置きのセルどうしが選択セルどうし又は非選択セルどうしとなる。これらのパターンでは、アドレッシングの行走査毎にアドレス電極間の容量Ｃ_Aの充放電をする必要があり、ドライバ９２の内部での消費電力が増大する。
【００４３】
〔データ処理回路の構成例〕
図６はデータ処理回路のブロック図である。
メモリ６１は、データ変換部６４によって生成されたサブフィールドデータＤｓｆを記憶する。サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８の表示の進行に合わせて、メモリコントローラ６３は、次に表示すべきサブフィールドを表すサブフィールドデータＤｓｆをメモリ６１から読み出してセレクタ６６へ送るとともに、適時に下位データＤ２を読み出して空間フィルタ６２へ送る。本例において、下位データＤ２は、重みが最も小さいサブフィールドｓｆ１と２番目に小さいサブフィールドｓｆ２とに対応したデータである。
【００４４】
空間フィルタ６２は、セル千鳥パターンを平滑化する第１演算部６２１と、ドット千鳥パターンを平滑化する第２演算部６２２とからなる。下位データＤ２は、第１演算部６２１及び第２演算部６２２の双方に入力される。第１演算部６２１は処理後の下位データＤ２１をセレクタ６６へ出力し、第１演算部６２１も処理後の下位データＤ２２をセレクタ６６へ出力する。下位データＤ２１，Ｄ２１は判定部６５にも送られる。
【００４５】
判定部６５は、出力コントローラ６５０と２個のカウンタ６５１，６５２とを有する。カウンタ６５１は、サブフィールド毎に、第１演算部６２１からの下位データＤ２１のうちの選択セルを示すビット又は非選択セルを示すビットの数をカウントする。同様にカウンタ６５２は、第２演算部６２２からの下位データＤ２２のうちの値「１」のビット又は値「０」のビットの数をカウントする。出力コントローラ６５０は、カウンタ６５１，６５２のカウント出力と予め設定された閾値との比較、及びカウント出力どうしの比較によって、各演算部のフィルタリングが有効であるか、有効であればどちらがより有効であるかをサブフィールド毎に判定する。そして、出力コントローラ６５０は判定の結果に応じてセレクタ６６を制御する。
【００４６】
サブフィールドｓｆ１において、セル千鳥パターンの割合が設定値以上で且つドット千鳥パターンの割合よりも大きい場合は、第１演算部６２１からの下位データＤ２１が選択され、ドット千鳥パターンの割合が設定値以上で且つセル千鳥パターンの割合よりも大きい場合は、第２演算部６２２からの下位データＤ２２が選択される。サブフィールドｓｆ２においても同様の選択が行われる。セル千鳥パターンの割合及びドット千鳥パターンの割合がともに設定値に満たない場合は、メモリ６１からの下位データＤ２が出力として選択される。フィルタリングによる省電効果が小さいからである。
【００４７】
セレクタ６６の動作により、アドレスドライバ回路５９には、１フィールド分の表示データとして、サブフィールドｓｆ１，ｓｆ２の一方又は両方を平滑化したサブフィールドデータＤｓｆ’、又はデータ変換部６４によって生成されたままのサブフィールドデータＤｓｆがアドレスドライバ回路５９へ転送される。サブフィールドデータＤｓｆ’によれば、平滑化によって選択セルと非選択セルとの隣接箇所が減少した分だけ、電極間容量Ｃ_Aの充放電に費やす電力を低減することができる。
【００４８】
ところで、空間フィルタ６２に入力されるデータは、１セルにつき１ビットのサブフィールドデータである。このため、第１演算部６２１及び第２演算部６２２は、１ビットのＡＮＤ，ＯＲといった単純な論理回路で構成することができる。また、隣接セル間のみの演算であるので、パイプライン処理を行うフィルタとは違って、空間フィルタ６２は大きなメモリを必要とせず小規模な回路となる。
【００４９】
〔空間フィルタの稼働制御〕
本実施形態では、サブフィールドデータＤｓｆ’とサブフィールドデータＤｓｆとの切換えは、アドレスドライバ回路５９の負担が比較的に大きいときに限定的に行われる。すなわち、出力コントローラ６５０は、アドレスドライバ回路５９からの状態信号Ｓ９３に基づいて、平滑化の要否を判断する。その際、物理量の検出値として、計６個のセンサ９３の出力のうちの代表値（例えば最大値）を選んでもよいし、平均値を算出して用いてもよい。動画表示であっても、フィールド毎に表示内容が大きく変わることは稀であり、数秒分程度のフィールドの内容が似通っているのが通常である。したがって、駆動電流が閾値を越えたことを検出した時点から一定期間にわたって平滑化を行えば、省電が可能である。また、温度が閾値を越える状態のときに、できるだけ昇温を抑える上で平滑化は有効である。出力コントローラ６５０は、平滑化が不要と判断した場合に、以後に必要と判断するまで空間フィルタ６２を休止状態とし、セレクタ６６に対してメモリ６１からのデータの選択を指示する。休止により、電力消費及び発熱が低減される。
【００５０】
なお、アドレスドライバ回路５９の状態に係わらず、常に空間フィルタ６２を稼働させてもよい。また、センサ９３を省略し、表示データの切換えを恒常的に行ってもよい。
【００５１】
〔フィルタリング対象の選定の変形例〕
全てのサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ８に対して平滑化を行うことが可能である。ただし、輝度の重みが大きいほど、平滑化が目立ってしまうので、重みの小さい１〜３個程度のサブフィールドのみを平滑化の対象に選定するのが好ましい。状態信号Ｓ９３に基づいて、アドレスドライバ回路５９の負担増大に合わせて重みの昇順にフィルタリング対象を増加させ、負担減少に合わせて重みの降順にフィルタリング対象を減少させるといった、自動選定変更が可能である。操作スイッチを設けて手動で選定を切り換える構成もある。
【００５２】
〔モルフォロジー演算〕
モルフォロジー演算とは、多次元空間における集合論として展開されるモルフォロジーを２次元画像に適用した画像処理の手法であり、処理対象の画像と“構造要素”との集合演算である。構造要素と呼称される有界集合の選定により、種々のフィルタリングを実現できる。数学的定義については、例えば「モルフォロジー」（小畑秀文著，コロナ社）に詳しく記載されている。ここでは、基本となるミンコフスキー和及びミンコフスキー差を簡単に説明する。
【００５３】
図７はミンコフスキー和及びミンコフスキー差の説明図である。
縦横に並ぶセルからなる画面にｘｙ座標系を当てはめる。第１行第１列のセルの中心を座標系の原点とする。セルの位置を座標（ｘ，ｙ）で表すものとする。
【００５４】
図７において、原画像（サブフィールド）は４個の選択セル（要素）からなる集合Ａである。構造要素は、２個の要素からなる集合Ｂである。集合Ｂの要素を原点からのベクトルと考える。
【００５５】
ミンコフスキー和は、集合Ａを集合Ｂの各要素によって平行移動した集合（画像）の和集合である。すなわち、図示の例では、集合Ｂの各要素の座標が（０，０）、（０，−１）であるので、原点から原点へ移動量０の平行移動をした原画像（つまり、元のまま）と、原画像を−ｙ方向に１だけ移動させた画像との和集合がミンコフスキー和となる。ミンコフスキー差は、集合Ａを集合Ｂの各要素によって平行移動した集合（画像）の積集合である。このように選択セルを集合の要素とする場合、ミンコフスキー和では選択セルが増大する平滑化となり、ミンコフスキー差では選択セルが減少する平滑化となる。
【００５６】
図８は平滑化の第１例を示す図である。
空間フィルタ６２は、原画像であるサブフィールドｓｆ１とそれを列方向に１行だけ移動させた画像ｓｆ１ｂとを重ね合わせた画像ｓｆ１ｃを出力する。回路構成としては、注目行とその次の行の下位データＤ２の論理和をビット毎に求めればよい。この処理結果は、構造要素として座標が（０，０），（０，−１）の要素からなる集合を用いたミンコフスキー和に相当する。
【００５７】
図示のとおり、原画像のうちのセル千鳥パターンの領域が平滑化される。セル千鳥パターンの領域が大きいほど選択セルが増加するので、選択セルの数をカウンタ６５１，６５２でカウントすることにより、処理の有効性を判定すればよい。例示はミンコフスキー和であるが、ミンコフスキー差を適用しても省電化の上でミンコフスキー和と同様の度合いの平滑化が可能である。アドレッシングの省電の観点では、選択セルの増加よりも非選択セルの増加の方が好ましい。ただし、消去アドレスの場合には背景輝度を低減してコントラストを高める上で、選択セルの増加が好ましい。本来は非点灯であるセルを点灯させるよりも、点灯セルを非点灯とする方が高品位となる。書込みアドレスの場合には、ミンコフスキー差が好適となる。
【００５８】
列方向の平行移動による平滑化はドット千鳥パターンにもセル千鳥パターンと同様に有効であるので、必ずしもドット千鳥パターンとセル千鳥パターンとを区別する必要はない。したがって、図８の平滑化を行う場合、第２演算部６２２及びカウンタ６５２の省略が可能である。
【００５９】
構造要素の変形例を表２に示す。なお、変形例においても、ミンコフスキー和及びミンコフスキー差のどちらで平滑化の度合いは同様である。
【００６０】
【表２】

【００６１】
表２の行方向の平行移動による平滑化では、セル千鳥パターンとドット千鳥パターンとで異なる処理を行うことになり、第１演算部６２１と第２演算部６２２とで処理結果が異なる。したがって、ミンコフスキー和の場合は選択セルの多い方（非選択セルの少ない方）を、ミンコフスキー差の場合は非選択セルの多い方を出力として選択すればよい。
【００６２】
図９は平滑化の第２例を示す図である。
第２例は、ミンコフスキー和とミンコフスキー差とを組み合わせた処理を行うものである。
【００６３】
原画像ｓｆ１とそれを列方向に移動させた画像ｓｆ１ｂとを重ね合わせた画像ｓｆ１ｃでは、行方向の直線情報が消失している。一方、原画像ｓｆ１とそれを行方向に移動させた画像ｓｆ１ｄとを重ね合わせた画像ｓｆ１ｅでは、列方向の直線情報が消失している。そこで、本例では、画像ｓｆ１ｃと画像ｓｆ１ｅとの共通部分である画像ｓｆ１ｆを生成する。この処理結果は、構造要素として座標が（０，０），（０，−１）の要素からなる集合を用いたミンコフスキー和と、座標が（０，０），（２ｋ−１，０）の要素からなる集合を用いたミンコフスキー和との積集合に相当する（ｋは０を含む整数）。ただし、ミンコフスキー差とミンコフスキー差との和集合を求める処理でも同様の平滑効果がある。
【００６４】
〔分割画面毎の平滑化〕
図１０は画面の領域分割の例を示す図である。
画面ＥＳを複数の領域に分割し、領域毎に平滑化及びその有効性の判定とを行うことにより、セル千鳥でもドット千鳥でもない部分の解像度が低下したり色相がずれたりする影響を小さくすることができる。
【００６５】
図１０（ａ）のように、各ドライバ群９１が駆動を受け持つ領域Ｅ毎に平滑化を行えば、個々のドライバ群９１の負荷状態をアドレス制御に反映させることができる。図１０（ｂ）のように、さらに各領域Ｅを複数の領域ｅに分割してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項１１の発明によれば、アドレッシングにおける行選択を複雑化することなく、隣接したデータ電極間の静電容量の充放電に費やす電力を低減することができる。本発明の空間フィルタは従来の装置に簡易な回路を付加するだけで実現することができるので、安価にて電力低減機能をもつ表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の概略図である。
【図２】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視図である。
【図３】駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図４】アドレスドライバ回路の概略図である。
【図５】特定の画像パターンの例を示す図である。
【図６】データ処理回路のブロック図である。
【図７】ミンコフスキー和及びミンコフスキー差の説明図である。
【図８】平滑化の第１例を示す図である。
【図９】平滑化の第２例を示す図である。
【図１０】画面の領域分割の例を示す図である。
【符号の説明】
１００表示装置
ｆフィールド
ｓｆ１〜８サブフィールド
５２データ処理回路
６２空間フィルタ
６５判定部
６６セレクタ
Ｄ２１，Ｄ２２処理後のサブフィールド
ＥＳ画面
６２１第１演算部
６２２第２演算部

Claims

フィールドを輝度の重み付けをした複数のサブフィールドに置き換え、サブフィールド単位でセルの発光の要否を設定して階調表示を行う表示装置であって、
前記複数のサブフィールドのうち、輝度の重みの最も小さいサブフィールドから重みの昇順に選定された１個以上のサブフィールドに対して、当該サブフィールドにおける画像とそれを列方向又は行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換する画像変換処理を行い、その他のサブフィールドに対しては前記画像変換処理を行わない空間フィルタを、フィールドデータをサブフィールドデータに変換するデータ処理回路内に備えた
ことを特徴とする表示装置。
前記空間フィルタによる処理の省電効果に対する有効性を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に従って、前記空間フィルタによって処理を受けた後のサブフィールド及び処理を受ける以前のサブフィールドのどちらか一方を、表示対象として選択するセレクタとを備え、
前記判定部はアドレスドライバに流れる電流もしくは温度が予め定められた閾値より大きい場合に前記空間フィルタによる処理を有効と判定することを特徴とする
請求項１記載の表示装置。
前記判定部は、前記空間フィルタによって処理を受けた後のサブフィールドについて、選択セル又はそれ以外のセルである非選択セルの数をカウントし、カウント値と閾値との大小関係を判定結果として出力する
請求項２記載の表示装置。
１画素が行方向に並ぶ３個のセルで構成される画面を有する
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。
前記空間フィルタは、行方向に隣接するセルどうしの発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接するセルどうしの発光の要否が異なるセル千鳥パターンを平滑化する前記画像変換処理を行う第１演算部と、行方向に隣接する画素どうしの発光の要否が異なり、かつ列方向に隣接する画素どうしの発光の要否が異なるドット千鳥パターンを平滑化する前記画像変換処理を行う第２演算部とを有し、
前記判定部は、前記第１演算部による処理の有効性と前記第２演算部による処理の有効性との大小を判定し、
前記セレクタは、前記判定回路の判定結果に従って、前記第１演算部によって処理を受けた後のサブフィールド、前記第２演算部によって処理を受けた後のサブフィールド、及び前記空間フィルタによる処理を受ける以前のサブフィールドのいずれかを表示対象として選択する
請求項２又は請求項３記載の表示装置。
前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換し、
前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合又は和集合で表される画像に変換する
請求項５記載の表示装置。
前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合で表される画像に変換し、
前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、当該サブフィールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との和集合と、の積集合で表される画像に変換する
請求項５記載の表示装置。
前記第１演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、当該サブフィールドとそれを列方向にセルピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、の和集合で表される画像に変換し、
前記第２演算部は、処理対象のサブフィールドを、当該サブフィールドとそれを行方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、当該サブフィールドとそれを列方向に画素ピッチの奇数倍の距離だけ平行移動した画像との積集合と、の和集合で表される画像に変換する請求項５記載の表示装置。
前記空間フィルタは、処理対象として選定されたサブフィールドを領域分割して得られた複数の部分画像毎に前記画像変換処理を行い、
前記判定部は、前記部分画像毎に前記空間フィルタによる処理の有効性を判定し、
前記セレクタは、前記部分画像毎に表示対象を選択する
請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の表示装置。
セルに電力を供給するアドレスドライバ回路における電力消費に係わる物理量を検出し、その検出量が閾値を越える状態のときのみに、前記空間フィルタによる処理を受けたサブフィールドを表示する
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の表示装置。
前記検出量に応じて、１フィールドにおける前記空間フィルタによる処理の対象とするサブフィールドの数を増減する
請求項１０記載の表示装置