JPH1083162A - 表示装置 - Google Patents
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- JPH1083162A JPH1083162A JP9244996A JP24499697A JPH1083162A JP H1083162 A JPH1083162 A JP H1083162A JP 9244996 A JP9244996 A JP 9244996A JP 24499697 A JP24499697 A JP 24499697A JP H1083162 A JPH1083162 A JP H1083162A
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Abstract
おいて、階調乱れを抑える。 【解決手段】1フィールド内の表示期間の異なる複数種
の全サブフィールドそれぞれを、表示期間の略等しい複
数のサブフィールドから構成する。
Description
係わり、画像の階調を表示素子の表示時間で制御する技
術に関する。
調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IT72−45
(1973−03)(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、一定の表示時間(例えば、テレビジョン信
号の1フィールド)を2進符号の各サブフィールドの表
示期間に対応させて時間配分し、各サブフィールドの作
動の有無を制御することにより表示時間を制御し、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,No.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(1989)
「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。
1フィールドを8つのサブフィールドに分け、このサブ
フィールド内で、各サブフィールド(b7〜b0)の走
査及び表示を行うようにしている。
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)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。
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9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10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(≒171c
d/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。
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10の従来の階調表
示技術を用いて説明する。
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
−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25msecである。この周期2
5msec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。
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。
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9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(b0)
の表示期間開始時点までの時間間隔を示す(図9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11の下方の破線は、図10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b
0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10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11から分かるように、図9、図1
0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50fL以上であるため、
上記視覚特性の臨界融合周期は20msec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。
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。
し、動画や高輝度画像に対しても階調の乱れを抑えられ
る技術を提供することにある。
に、本発明では、 (1)1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サ
ブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサ
ブフィールドから成るようにする。
複数種の全サブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等
しい複数のサブフィールドから成り、少なくとも該複数
のサブフィールドのうち最長表示期間のサブフィールド
を含む上位表示期間のものが間に他の表示期間のサブフ
ィールドをはさんで配されるようにする。
複数種の全サブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等
しい複数のサブフィールドから成り、該複数のサブフィ
ールドが互いに間に他の表示期間のサブフィールドをは
さんで配されるようにする。
複数種の全サブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等
しい複数のサブフィールドから成り、一部のサブフィー
ルドが補間されているようにする。
数種の全サブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等し
い複数のサブフィールドから成り、表示期間の異なる複
数のサブフィールドが組合わされて略同じ形の複数のサ
ブフィールド群を形成するようにする。
複数種の全サブフィールドがそれぞれ、表示期間の略等
しい複数のサブフィールドから成り、表示期間の異なる
複数のサブフィールドが組合わされて略同じ形の複数の
サブフィールド群を形成し、該サブフィールド群のいず
れかが補間されるようにする。
いて説明する。
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、各サブフィールド
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。
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)分の時間を示す。本説明図では、1フ
ィールドの時間の全てを発光時間に割り当てずに、サブ
フィールドをフィールドの一方の方向に詰めて配置し、
残りを空き時間帯としている。かかる構成において、1
フィールド内で最初に発光するサブフィールド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
で最後に発光するサブフィールド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ー
ルドの右側に詰めても左側に詰めてもよい。また、図1
のサブフィールドの発光順番を反転させ、フィ−ルド内
でb7からb0の順番とした時は、サブフィールドb7
の発光開始時点(表示期間開始時点)から次のフィ−ル
ドのサブフィールド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20mse
c)より短くする。
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(b0、b1、b2、b3、b4、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(また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、S
3…、S1’、S2’、S3’…に印加される。
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、本実施例ではガス放電パネル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。
で、発光素子の電極配線を示すものである。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30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。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(k1、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。
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)は、例えば穴の開いたスペーサを何枚も
重ねること等によって形成され、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または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。
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≒8μsec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。
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し、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。
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。
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。
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=16.7msec)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、…b
6、b7の表示期間に比例し、その時間間隔比を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、b0、b1、…b6、b
7の走査パルスに対応した第2電極のパルス(図5の4
1)の有無によって行う。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に
いれて第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の最初(表示期間開始時点)からサ
ブフィールドb6の終わり(表示期間終了時点)までの
期間が3.3msec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)msecとなって、動画に対す
る階調の乱れは抑えられる。
ルド内で最初のサブフィールドの発光開始時点(表示期
間開始時点)と、次のフィールド内で最後のサブフィー
ルドの発光開始時点(表示期間開始時点)との間隔(T
m)を視覚特性の臨界融合周期より短くすべく、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、例えば図1及び図6で空いている時間帯に配しそ
こで作動するようにしても同様の効果を得ることができ
る。
例は1フィールドの間に全てのサブフィールドb0〜b
7を2回表示するもので、図5における第1電極ライン
走査期間△は4μsec程度となる。本実施例の場合、
2つのサブフィールド群は全く同じ表示をしてもよい。
また、図8で説明するように、2つのサブフィールド群
のうち、1つのサブフィールド群をフィールド補間した
信号にすると、動画に対して、より一層画質を向上でき
る。
る2組のサブフィールド、すなわち2つのサブフィール
ド群のうちの1群をフィールド補間する構成を示す。フ
ィールド毎の信号121を、スイッチ122を介して第
1フィールドメモリ123と第2フィールドメモリ12
4に交互に格納する。補間メモリ125により、この2
つのフィールドメモリ123、124からの信号を補間
して格納する。スイッチ126は、半フィールド毎にサ
ブフィールドb0〜b7の信号127を取り出す。
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。
階調の乱れを改善できる。
る。
例を示す図である。
素子の断面図である。
形図である。
Claims (9)
- 【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、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成る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、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成り、少なくとも該複数のサブフィールドの
うち最長表示期間のサブフィールドを含む上位表示期間
のものが間に他の表示期間のサブフィールドをはさんで
配されている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、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成り、該複数のサブフィールドが互いに間に
他の表示期間のサブフィールドをはさんで配されている
ことを特徴とする表示装置。 - 【請求項4】最長表示期間のサブフィールドが、サブフ
ィールド配列の端部または略中央部に配されている請求
項1に記載の表示装置。 - 【請求項5】サブフィールドを用い階調のある画像を表
示する表示装置において、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成り、一部のサブフィールドが補間されてい
ることを特徴とする表示装置。 - 【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、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成り、表示期間の異なる複数のサブフィール
ドが組合わされて略同じ形の複数のサブフィールド群を
形成していることを特徴とする表示装置。 - 【請求項7】上記複数のサブフィールド群はそれぞれ、
各群内における最長表示期間のサブフィールドが、各群
のサブフィールド配列の端部に配されている請求項6に
記載の表示装置。 - 【請求項8】上記複数のサブフィールド群はそれぞれ、
サブフィールドが表示期間長が次第に増加する順に配さ
れている請求項6に記載の表示装置。 - 【請求項9】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、 1フィールド内の表示期間の異なる複数種の全サブフィ
ールドがそれぞれ、表示期間の略等しい複数のサブフィ
ールドから成り、表示期間の異なる複数のサブフィール
ドが組合わされて略同じ形の複数のサブフィールド群を
形成し、該サブフィールド群のいずれかが補間されるこ
とを特徴とする表示装置。
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