JPH10260656A - 表示装置及び階調表示方法 - Google Patents

表示装置及び階調表示方法

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JPH10260656A
JPH10260656A JP10040000A JP4000098A JPH10260656A JP H10260656 A JPH10260656 A JP H10260656A JP 10040000 A JP10040000 A JP 10040000A JP 4000098 A JP4000098 A JP 4000098A JP H10260656 A JPH10260656 A JP H10260656A
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Akihiko Konoue
明彦 鴻上
Shigeo Mikoshiba
茂生 御子柴
Shinichi Shinada
眞一 品田
Mutsuzo Suzuki
睦三 鈴木
C Carzon F
エフ.シー.カーゾン
Ho Kitagawa
邦 北川
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画質劣化のない階調表示技術の提供。 【解決手段】1フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、2番目に長い表示期間のサブフィールドと3番目
に長い表示期間のサブフィールドが、他の表示期間のサ
ブフィールドを相互間にはさんで配される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電パネル、
EL表示素子、蛍光表示管、液晶表示素子等における表
示技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マトリクスパネルにおける画像の
階調表示技術としては、例えば、加治他:電子通信学会
画像工学研究会資料、資料番号IT72−45(197
3−03)(1973.3.12)「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
形ガス放電パネルについてのものがある。該従来技術で
は、例えば8ビット階調で、各サブフィールドを、それ
ぞれが有する表示期間の長さの順にb0,b1,b2,
…b7とした場合(b0は表示期間が最短のサブフィー
ルド(最下位サブフィールド)、b7は表示期間が最長
のサブフィールド(最上位サブフィールド))、階調を
表わすためのサブフィールドの配列順序は、1フィール
ドの時間(例えばNTSCテレビ信号では1/60秒
(s)(約16.7ms))内で、表示期間が次第に長
くなる順番であるb0,b1,b2,…b7とされてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
におけるサブフィールド配列順序では、動画に対して画
質劣化が生じ、階調落ちに見えたり、画素が粗いように
感じられたりする。
【0004】以下、図2〜図5を用い、ガス放電テレビ
の場合の階調表示技術を例にとって、本発明が解決しよ
うとする課題点を説明する。
【0005】図2は、3電極式のガス放電パネルのセル
の断面構造例を示す図である。基板200上に、第1電
極(陰極)220が、BaまたはNi,LaB6等の材
料で形成されている。一方、面板210には、第3電極
(表示陽極)240が印刷技術等で形成されている。ま
た、放電空間(表示放電空間250と補助放電空間27
0)がスペーサの積層構造等により形成され、第2電極
(補助陽極)230も所定位置に設けられる。
【0006】第1電極(陰極)220と第3電極(表示
陽極)240との間で放電(表示放電)が生じると、表
示放電空間250内のガス(XeまたはNe−Xe,H
e−Xe等の混合ガス)から紫外線が発生し蛍光体26
0が発光して表示が行われる。また、第1電極220と
第2電極(補助陽極)230との間では、いわゆる種火
放電なる補助放電が発生する。この補助放電が、上記第
1電極220と上記第3電極240との間の表示放電に
移行するか否かは、上記第2電極230に対しパルス電
圧が印加されるか否かで決まる。
【0007】図3は、マトリクス形ガス放電パネル30
0の電極と電極リード線の接続構成例を示す図である。
ガス放電パネルのセル350の第1電極と第3電極は、
横方向に第1電極リード線310(本例では、電極リー
ド線数を480本とし、各リード線の番号を上から順に
1,K2,…K480としている)と第3電極リード線3
40(本例でも、電極リード線数は480本で、各リー
ド線の番号を上から順にA1,A2,…A480としてい
る)に接続され、第2電極は縦方向に第2電極リード線
(補助陽極リード線)320,330に接続される。
【0008】図4には、上記電極に印加する電圧の波形
を示す。
【0009】図4において、VKは第1電極リード線3
10を介し第1電極に印加する電圧の波形、400はマ
トリクスパネル内の1ラインをアドレスするためのパル
ス(以下、第1電極アドレスパルスと称する)である。
該第1電極アドレスパルスのパルス幅は、本図4におい
ては、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(=1H/階調ビット数,H…水平走査期間)と
等しくしてある。例えば、テレビ信号を8ビット階調
(256階調)で表示する場合には、該時間幅Δは、Δ
≒7.9μsとなる。
【0010】図4において、Vsは第2電極リード線を
介し第2電極に印加するパルス(第2電極パルス)41
0の電圧波形である。該第2電極パルス410は、上記
第1電極アドレスパルス400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電極パルスは、テ
レビ信号の内容によって、ある場合とない場合とがあ
る。
【0011】また、VAは第3電極リード線を介し第3
電極に印加する電圧の波形である。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、
パルス420の電圧を、第1電極アドレスパルス400
の直後から、サブフィールドの表示期間に対応した回数
だけ連続的に第3電極に印加する。
【0012】次に、図4中の期間I,II,IIIに対応さ
せ、電極間の放電につき説明する。
【0013】第1電極にアドレスパルス400の電圧が
印加されると、期間Iにおいて、該第1電極と第2電極
との間で放電すなわち補助放電が生じる。この補助放電
は、補助放電空間270(図2)に生じる。該補助放電
空間270の壁面には蛍光体はなく、しかも該補助放電
空間270はパネル前面側からは隠れた位置にあるため
に、この補助放電が表示画質に与える影響は少ない。
【0014】次に、第2電極にパルス410の電圧が印
加される期間IIでは、第1電極と第2電極の電位差が少
なくなるため、該第1電極と該第2電極との間の放電は
停止する。しかし、上記のように、期間Iで既に種火放
電(補助放電)が行われているため、該期間IIでは第1
電極の近傍に空間電荷が多数存在する。このために、該
第1電極と第3電極の間で新たな放電すなわち表示放電
が起こる。このように、放電が第2電極から第3電極に
移ることを、ここではスイッチングと呼ぶ。このスイッ
チングが行われると、第1電極と第3電極との間の放電
径路(表示放電空間250)に荷電粒子が多数発生す
る。
【0015】次に、期間IIIでは、第3電極に、先ず、
幅の狭いパルス420の電圧が印加される。上記期間II
でのスイッチングにより、表示放電空間250には荷電
粒子が多く存在するようになるため、該パルス420の
電圧によって、第1電極と第3電極との間で放電が起き
る。この放電により上記表示放電空間250にはさらに
荷電粒子が発生し、次のパルス430の電圧によっても
放電するようになる。このように、期間IIIでは、この
放電は、パルス電圧が連続印加される期間続く。これを
パルスメモリという。この放電によって蛍光体260を
発光させ表示が行われる。また、この放電は、該パルス
電圧が連続印加されている期間内でも、新たな電圧が第
1電極に印加された場合には停止する。
【0016】パネルを表示発光させない場合には、図4
のパルス410の電圧を第2電極に印加しないようにす
る。この場合には、上記スイッチングは行われず、第1
電極と第3電極の間での放電は生じない。このため、表
示放電空間250内の荷電粒子は少ない。従って、第3
電極にパルス420、430の電圧を印加しても放電は
起きず蛍光体260も発光しない。このように、第2電
極のパルス410の有無によって、第1電極と第3電極
との間の放電を制御でき、パネルの表示発光を制御でき
る。
【0017】次に、図5を用いて、ガス放電パネルの場
合の8ビット階調(256階調)の画像表示の例を説明
する。
【0018】図5は、1フィールドの間に第1電極に印
加する電圧の波形VKと、第3電極に印加する電圧の波
形VAの例を示す図である。第1電極には1フィールド
間にサブフィールドに対応した8つのパルス400の電
圧を印加する。該8つのパルス400の各々を、各サブ
フィールドb0,b1,b2…内のアドレスパルスと呼
ぶ。第3電極に印加するパルス420の電圧は、図4及
び図5に示すように、アドレスパルス400の電圧印加
の直後から繰り返し印加され、次のサブフィールドのア
ドレスパルス400が来る前に終る。パルス420は、
各サブフィールドb0,b1,b2…内において、それ
ぞれのサブフィールドに対応した表示期間を形成する。
【0019】各サブフィールドb0,b1,b2…b7
内のパルス420のパルス数の、サブフィールド毎の比
を、該サブフィールドb0,b1,b2…に対応し1:
2:4:8:…:128とすれば、この組合せにより画
像の2進符号の256階調が構成される。この第3電極
に印加するパルス列420の電圧でパネルを表示放電さ
せるか否かは、各サブフィールドb0,b1,b2…内
のアドレスパルス400に対応した期間に第2電極パル
ス(図4中の410)があるかないかで決まる。
【0020】従来の階調表示では、図5に示すように、
最下位(最短表示期間)のサブフィールドb0から次第
に上位(長い表示期間)のサブフィールドへと順番に、
すなわち、b0、b1,b2…b7の順に配列される。
この場合においては、表1に示すように、階調レベル
が、レベル127とレベル128の間で1レベル変わる
とき、レベル127のときはb0〜b6の7個のサブフ
ィールドで表示が行われ、レベル128のときはサブフ
ィールドb7のみで表示が行われる。
【0021】
【表1】
【0022】図5からも明らかなように、かかる従来技
術の場合は、あるフィールドでレベル127を表示し、
次のフィールドでレベル128を表示するとき、このフ
ィールド切替り時に1フィールドの時間幅(約16.7
ms)にわたって表示部が全く発光しない期間ができ
る。特に動画の場合は、これによる画質劣化が著しく、
階調落ちに見えたり、画素が粗いように感じられたりす
る。
【0023】また、表2には、他の階調レベルの場合を
示す。同表2に示すように、隣り合ったフィールド間
で、階調レベルが、レベル63とレベル64の間で変化
するときや、レベル31とレベル32の間で変化すると
きや、レベル15とレベル16の間で変化するときや、
さらに、レベル191とレベル192の間での変化のよ
うに、サブフィールドb7のレベル128を基準にして
レベル63とレベル64の間で変化するときにも、表示
部に長い不発光期間ができ、動画に対する画質劣化があ
る。この画質劣化は、輝度の高い表示の場合に顕著で、
輝度が低い場合は観測されにくい。
【0024】
【表2】
【0025】以上、述べたように、上記従来技術では、
サブフィールドの順番を、b0,b1,…b7の順番と
しているために、動画に対し画質劣化が生じている。
【0026】本発明の目的は、かかる画質劣化を生じな
い階調表示技術を提供することにある。
【0027】
【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)1フィールド期間内に形成するサブフィールドの
配列を、最長表示期間のサブフィールドの両側に他の表
示期間のサブフィールドが2個以上配されるようにす
る。
【0028】(2)1フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、サブフィールドの表示期間が長くなる順の
配列部分と短くなる順の配列部分とを有し、2番目に長
い表示期間のサブフィールドと3番目に長い表示期間の
サブフィールドとが、最長表示期間のサブフィールドに
対し互いに反対側に配されるようにする。(3)1フィ
ールド期間内のサブフィールドの配列を、サブフィール
ドの表示期間が長くなる順の配列部分と短くなる順の配
列部分とを有し、該両配列部分を形成する2番目に長い
表示期間のサブフィールドと3番目に長い表示期間のサ
ブフィールドとが互いに、また、最短表示期間のサブフ
ィールドと2番目に短い表示期間のサブフィールドとが
互いに、それぞれ最長表示期間のサブフィールドに対し
反対側に配されるようにする。
【0029】(4)1フィールド期間内のサブフィール
ド配列を、最長表示期間のサブフィールドの両側に、他
の表示期間のサブフィールドが表示期間の長い順に配さ
れ、少なくとも一方の配列端部に最短表示期間のサブフ
ィールドが配されるようにする。
【0030】(5)1フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、サブフィールドの表示期間が長くなる順の
配列部分と短くなる順の配列部分とを有し、最長表示期
間のサブフィールドの両隣りにそれぞれ2番目に長い表
示期間のサブフィールド、3番目に長い表示期間のサブ
フィールドが配され、配列両端部にはそれぞれ最短表示
期間のサブフィールド、2番目に短い表示期間のサブフ
ィールドが配され、かつ、表示動作時、隣り合ったフィ
ールド間で、階調が、少なくとも最高階調の略1/2レ
ベル、略1/4レベルまたは略1/8レベルの第1階調
から該第1階調より1レベル高い第2階調へと変化する
とき、該第2階調が1個のサブフィールドの作動で形成
され、該第1階調の先行フィールド内で最後に作動する
サブフィールドが、該第2階調の後続フィールド内で作
動する該1個のサブフィールドよりも、フィールド内で
の配列順番が後側になるように配されるようにする。
【0031】(6)1フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、サブフィールドの表示期間が長くなる順の
配列部分と短くなる順の配列部分とを有し、最長表示期
間のサブフィールドの両隣りにはそれぞれ2番目に長い
表示期間のサブフィールド、3番目に長い表示期間のサ
ブフィールドが配され、配列両端部にはそれぞれ最短表
示期間のサブフィールド、2番目に短い表示期間のサブ
フィールドが配され、かつ、互いに隣り合ったフィール
ド間で、先行フィールド内の最終作動サブフィールドか
ら後続フィールド内の作動サブフィールドである最長表
示期間のサブフィールドに切替えられて階調が1レベル
上がるとき、該先行フィールド内の該最終作動サブフィ
ールドが、該後続フィールド内の該最長表示期間のサブ
フィールドよりも、フィールド内での配列順番が後側に
なるように配されるようにする。
【0032】上記サブフィールド配列は、特に中間調レ
ベルの階調レベルにおける作動サブフィールドの位置を
分散させ、隣り合ったフィールド間において、先行フィ
ールド内の作動サブフィールドのうち最終作動するもの
の表示期間終了点から、後続フィールド内の最初の作動
サブフィールドの表示期間開始点までの時間を短縮す
る。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図1、
図6及び図7を用いて説明する。
【0034】上記から明らかなように、上記画質劣化を
改善するためには、基本的には、複数のサブフィールド
を、表示期間を分散させた順序で配列すればよい。この
ように配列した場合には、上記表1のレベル127とレ
ベル128とがフィールド毎に変わったとしても、1フ
ィールド期間内には必ず発光期間が存在することにな
る。以下、上記複数のサブフィールドb0,b1,b2
…b7を用いる場合であって、該サブフィールドを、最
上位サブフィールド(最長表示期間のサブフィールド
(上記例ではb7))の両隣りにこれより短い表示期間
のサブフィールドb5とb6を配し、該最上位サブフィ
ールドb7を、フィールドの略中央に配するようにした
分散型のサブフィールド配列の構成例(図1、図6)
と、これを用いたガス放電テレビの構成例(図7)とに
つき述べる。
【0035】図1は、本発明におけるサブフィールド配
列の一構成例を示す。1フィールド内のサブフィールド
をb1,b3,b5,b7,b6,b4,b2,b0の
順で配列した場合であって、その第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の例を示
す。各サブフィールドの表示期間は、図5の従来技術に
おける場合と同じにしてある。また、第3電極に印加す
るパルス420の数も各サブフィールドの表示期間に対
応させてあり、図5の従来技術における場合と同じであ
る。本図1のサブフィールド配列においても、フィール
ド切替り時におけるb0、b1間での変化等、階調レベ
ルの低いサブフィールドどうしの間での変化の場合は、
暗い表示レベル域内での変化のため、たとえ不発光時間
が長くなっても目立った画質劣化にはならない。
【0036】また、図6は、本発明におけるサブフィー
ルド配列の他の例を示す。すなわち、1フィールド内の
サブフィールドをb0,b2,b4,b6,b7,b
5,b3,b1の順序に配列した場合であって、その第
1電極に印加する電圧波形Vと第3電極に印加する電
圧波形Vの例を示す。この場合も、図1の実施例の場
合と同様、各サブフィールドの表示期間は図5の各サブ
フィールドの場合と同じにしてある。
【0037】図7は、本発明の装置の実施例で、ガス放
電テレビの場合の具体的構成例を示す。R,G,Bの各
色信号に分離された映像信号810,820,830
は、それぞれ、A/D変換器840,850,860に
より、アナログ信号からディジタル信号に変換されてフ
レームメモリ870に記憶される。該フレームメモリ8
70からの信号の読み出しは、専用の読み出しROM9
00により、本発明のサブフィールド配列の時間に合っ
たタイミングで行う。該ROM900は、クロック信号
880をカウントするカウンタ890によって動作す
る。該カウンタ890は、テレビ信号のV信号(垂直同
期信号)あるいは必要に応じてH信号(水平同期信号)
を用いてリセットする。フレームメモリ870から読み
出された信号は、シフトレジスタ1010、1030に
入力され、信号の直並列変換をされた後、第2電極ドラ
イバ1020、1040によりパネル800の駆動に必
要な高電圧信号に変換されてパネルの第2電極に入力さ
れる。図7の実施例では、装置構成が、第2電極がパネ
ルの上半分と下半分で分離して駆動される2行同時駆動
方式の構成のため、シフトレジスタとドライバとをそれ
ぞれパネルの上下両側に設けてある。
【0038】一方、第1電極に入力される信号(図1、
図6におけるVKのロジック信号)は、ROM920に
より発生され、1Hずつシフトするシフトレジスタ98
0、970に入力され、直並列変換された後、ドライバ
1000、990によって高電圧信号に変換されてパネ
ルの第1電極に入力される。
【0039】また、第3電極に入力される信号(図1、
図6におけるVAのロジック信号)は、ROM910に
より発生され、1Hずつシフトするシフトレジスタ93
0、940に入力され、直並列変換された後、ドライバ
950、960により高電圧信号に変換されてパネルの
第3電極に入力される。
【0040】以上、本発明の実施例をガス放電テレビの
場合につき述べたが、本発明の範囲はこれに限られず、
他に、例えば、EL表示素子、液晶表示素子、蛍光表示
管等、ディジタル的にパルス幅またはパルス数で輝度変
調を行うマトリクスパネル等の場合も含む。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、簡易構成下で動画に対
する画質劣化を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるサブフィールド配列の一実施例
を示す図である。
【図2】ガス放電パネルのセルの断面図である。
【図3】ガス放電パネルの配線を示す図である。
【図4】ガス放電パネルの駆動を説明する図である。
【図5】従来の階調表示技術の説明図である。
【図6】本発明におけるサブフィールド配列の他の実施
例を示す図である。
【図7】本発明の装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
220…第1電極、 230…第2電極、 240…第
3電極、250…表示放電空間、 270…補助放電空
間、400…第1電極アドレスパルス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 眞一 東京都国分寺市恋々窪1丁目280番地 株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 睦三 東京都国分寺市恋々窪1丁目280番地 株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 エフ.シー.カーゾン 東京都国分寺市恋々窪1丁目280番地 株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 北川 邦 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1フィールド期間内のサブフィールドの配
    列を、最長表示期間のサブフィールドの両側に他の表示
    期間のサブフィールドが2個以上配されるようにしたこ
    とを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】1フィールド期間内のサブフィールドの配
    列を、サブフィールドの表示期間が長くなる順の配列部
    分と短くなる順の配列部分とを有し、2番目に長い表示
    期間のサブフィールドと3番目に長い表示期間のサブフ
    ィールドが、最長表示期間のサブフィールドに対し互い
    に反対側に配されるようにしたことを特徴とする表示装
    置。
  3. 【請求項3】1フィールド期間内のサブフィールドの配
    列を、サブフィールドの表示期間が長くなる順の第1の
    配列部分と短くなる順の第2の配列部分とを有し、該第
    1、第2の配列部分の中で、2番目に長い表示期間のサ
    ブフィールドと3番目に長い表示期間のサブフィールド
    とが互いに、また、最短表示期間のサブフィールドと2
    番目に短い表示期間のサブフィールドとが互いに、それ
    ぞれ最長表示期間のサブフィールドに対し反対側に配さ
    れるようにしたことを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】1フィールド期間内のサブフィールド配列
    を、最長表示期間のサブフィールドの両側に、他の表示
    期間のサブフィールドが表示期間の長い順に配され、少
    なくとも一方の配列端部にそれぞれ最短表示期間のサブ
    フィールドが配されるようにしたことを特徴とする表示
    装置。
  5. 【請求項5】サブフィールドにより階調のある画像を表
    示する表示装置において、 1フィールド期間内のサブフィールドの配列を、サブフ
    ィールドの表示期間が長くなる順の配列部分と短くなる
    順の配列部分とを有し、最長表示期間のサブフィールド
    の両隣りにそれぞれ2番目に長い表示期間のサブフィー
    ルド、3番目に長い表示期間のサブフィールドが配さ
    れ、配列両端部にそれぞれ最短表示期間のサブフィール
    ド、2番目に短い表示期間のサブフィールドが配され、
    かつ、表示動作時、隣り合ったフィールド間で、階調
    が、少なくとも最高階調の略1/2レベル、略1/4レ
    ベルまたは略1/8レベルの第1階調から該第1階調よ
    り1レベル高い第2階調へと変化するとき、該第2階調
    が1個のサブフィールドの作動で形成され、該第1階調
    の先行フィールド内で最後に作動するサブフィールド
    が、該第2階調の後続フィールド内で作動する該1個の
    サブフィールドよりも、フィールド内での配列順番が後
    側になるようにしたことを特徴とする表示装置。
  6. 【請求項6】サブフィールドにより階調のある画像を表
    示する表示装置において、 1フィールド期間内のサブフィールドの配列を、サブフ
    ィールドの表示期間が長くなる順の配列部分と短くなる
    順の配列部分とを有し、最長表示期間のサブフィールド
    の両隣りにそれぞれ2番目に長い表示期間のサブフィー
    ルド、3番目に長い表示期間のサブフィールドが配さ
    れ、配列両端部にそれぞれ最短表示期間のサブフィール
    ド、2番目に短い表示期間のサブフィールドが配され、
    かつ、互いに隣り合ったフィールド間で、先行フィール
    ド内の最終作動サブフィールドから後続フィールド内の
    作動サブフィールドである最長表示期間のサブフィール
    ドに切替えられて階調が1レベル上がるとき、該先行フ
    ィールド内の該最終作動サブフィールドが、該後続フィ
    ールド内の該最長表示期間のサブフィールドよりも、フ
    ィールド内での配列順番が後側になるようにしたことを
    特徴とする表示装置。
  7. 【請求項7】1フィールド期間内に形成するサブフィー
    ルド配列として最長表示期間のサブフィールドの両側に
    他の表示期間のサブフィールドを表示期間が長い順に配
    し、少なくとも一方の配列端部に最短表示期間のサブフ
    ィールドを配した情報信号に基づき、該情報信号に対応
    した表示部駆動用信号を形成し、該表示部駆動用信号に
    基づいて階調のある画像を表示部に表示するようにした
    ことを特徴とする階調表示方法。
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