KR100708499B1 - 플리커의 발생량을 효과적으로 억제할 수 있는계조표시방법 및 계조표시장치 - Google Patents

플리커의 발생량을 효과적으로 억제할 수 있는계조표시방법 및 계조표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플리커의 발생량을 서브필드 수를 늘리지 않고 효과적으로 억제할 수 있는 플라즈마 디스플레이로 대표되는 2치적인 발광을 행하는 계조표시장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
따라서, 본 발명은 복수의 서브필드마다 발광 유무의 조합에 의해서 계조표시를 행하는 표시장치에 있어서, 상기 복수의 서브필드는 적어도 각 휘도가중이 오름차순(또는 내림차순)으로 되도록 배열한 서로 구성이 다른 제 1 블록 및 제 2 블록으로 구성된 것으로 하였다.
계조표시장치

Description

플리커의 발생량을 효과적으로 억제할 수 있는 계조표시방법 및 계조표시장치{GRADATION DISPLAY METHOD CAPABLE OF EFFECTIVELY DECREASING FLICKERS AND GRADATION DISPLAY}
플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel) 등의 2치 표시가 기본인 표시장치를 이용하여 계조표시를 행하는 계조표시방법 및 그 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널 등의 2치 표시가 기본인 표시장치를 이용하여 계조표시를 행하는 경우, 화상의 1 필드분을 복수의 서브필드(subfield)로 분할하여, 각각의 서브필드에 소정의 휘도가중을 가하여 각 서브필드마다 발광유무를 제어하여 계조표시를 행하는 방법이 쓰이고 있다. 예컨대, 256계조를 표시하기 위해서는, 입력화상신호의 1 필드를 8개의 서브필드로 분할하여, 각각의 서브필드의 휘도가중을「1」,「2」,「4」,「8」,「16」,「32」,「64」,「128」로 하여 순차로 배치한다. 그리고, 입력화상신호를 8 비트의 디지털신호로 하면, 이것을 최하위 비트로부터 순차로 8개의 휘도가중을 가진 서브필드에 할당하여 표시한다. 요컨대, 발광은 각 서브필드마다 온·오프 제어되어, 상기 가중의 임의조합에 의해서 256계조 표시가 이루어진다. 그렇지만, 이러한 종래의 8개의 서브필드를 사용하여 256계조를 표시하는 방법에서는 예컨대, 1 필드의 주파수가 PAL(Phase Alternation Line) 방식 으로 이용되는 50㎐ 정도인 경우, 플리커(flicker) 성분이 관측된다. 특히, 대화면 표시에서는 화면의 한 면에 관측되는 면 플리커로서 인식되어, 화질을 현저히 손상시킨다. 이에 대하여, 신호처리에 의해 1 필드의 주파수를 2배인 100㎐로 하면 플리커를 느끼는 일은 없게 된다. 또한, l 필드의 주파수는 그대로 하고, 발광을 고속화한다,
예컨대, 휘도가중을「1」,「2」,「4」,「8」,「16」,「32」,「64」,「128」,「1」,「2」,「4」,「8」,「16」,「32」,「64」,「128」로 하고, 서브필드 수를 단순히 2배인「16」으로 하고 발광 회수를 2배로 함으로써 플리커 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
그러나, 이러한 종래 방법으로는, 모든 표시장치에서의 실제 발광응답속도가 2배 필요하게 되어, 동작속도가 문제가 되는 플라즈마 디스플레이 장치로는 반드시 실현할 수 있는 방법이 아니었다. 또한, 가령 디스플레이의 고속화가 실현되더라도, 이 고속응답특성을 이용하여 동화상표시 화질을 개선하거나, 휘도를 개선하는 등의 고화질화를 도모하여 종합적인 성능개선을 도모하기 위한 시간적 여유를 확보할 수 없게 되는 등의 과제가 있었다.
특히, 플라즈마 디스플레이 등에서는 셀(cell)의 방전특성 등의 제약으로 고속화에는 한계가 있기 때문에, 설정 가능한 서브필드수의 최대치도 제한된다. 게다가 설정 가능한 서브필드수의 최대치가 제한된 서브필드 제어에 의한 계조제어로는 동화상표시시에 계조표시 장애가 발생하기 쉬운 등의 과제도 있기 때문에, 플리커의 발생량만을 기준으로 하여 서브필드의 발광제어를 행하는 것은 적당하지 않았 다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 극복하기 위해 이루어진 것으로, 플라즈마 디스플레이에 대표되는 2치적인 발광을 행하는 계조표시장치에서 플리커의 발생량을 서브필드수를 늘리지 않고 효과적으로 억제할 수 있는 계조표시방법 및 그와 같은 방법을 실현하는 계조표시장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.
또한, 동화상계조표시 장애도 억제하면서 플리커의 발생량도 동시에 억제할 수 있는 계조표시방법을 제공하는 것이다.
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상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 서브필드별 발광의 유무의 조합에 의해서 계조 표시를 행하는 표시장치에 있어서, 상기 복수의 서브필드는 각 휘도 가중이 내림차 순이 되도록 배열된 서로 구성이 다른 제 1 블록 및 제 2 블록으로 적어도 구성되어 있고, 상기 복수의 서브필드 중, 휘도 가중이 작은 순으로 2개 이상의 서브필드를 선택하여 연속하여 제 1 블록의 후방에 배치하며, 그 밖의 서브필드는 대략 휘도 가중의 순으로 선택하여 상기 제 1 블록 및 제 2 블록에 교대로 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은, 복수의 서브필드별 발광의 유무의 조합에 의해서 계조 표시를 행하는 표시장치에 있어서, 상기 복수의 서브필드는 각 휘도 가중이 내림차 순이 되도록 배열된 서로 구성이 다른 제 1 블록 및 제 2 블록으로 적어도 구성되어 있고, 상기 복수의 서브필드 중, 휘도 가중이 작은 순으로 2개 이상의 서브필드를 선택하여 연속하여 제 1 블록의 후방에 배치하며, 그 밖의 서브필드는 대략 휘도 가중의 순으로 선택하여 상기 제 1 블록 및 제 2 블록에 교대로 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 휘도가중이 큰 서브필드가 복수의 블록에 분산하여 배치됨으로써, 중·고휘도 필드에서의 발광위치가 분산되는 형태가 되어, 발광에너지의 필드주파수 성분 즉, 플리커성분의 억제가 용이해진다. 또한, 플리커의 발생에 그다지 지배적인 영향은 없고, 저휘도에서의 동화상표시특성에 영향이 있는 휘도가중이 작은 서브필드를 하나의 블록에 집중하여 배치함으로써, 저휘도 표시특성시 발광 패턴의 이동이 좁은 범위로 한정되어, 저휘도에서의 동화상표시특성을 양호하게 유지할 수 있다. 즉, 상기 구성으로 함으로써, 저휘도에서의 동화상표시 특성을 양호하 게 유지하면서, 플리커의 발생억제의 양립을 도모할 수 있다.
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여기서, 상기 제 1 블록 및 제 2 블록 내에서 가장 큰 휘도가중을 가지는 서브필드끼리의 휘도가중의 비는 각 블록 내에서 다음으로 큰 휘도가중을 가지는 서브필드끼리의 휘도가중의 비보다 1에 가까운 것으로 할 수가 있다. 이로 인해, 고휘도에서 표시할 때 플리커 성분에 미치는 영향이 큰 발광이 복수의 블록에 분산하여 발광되기 때문에, 고휘도에서의 플리커 성분을 억제한 부호화가 용이해진다.
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도 1은 본 발명에 관한 제 1 실시예의 계조표시장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 상기 구성에서의 서브필드 정보생성부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 상기 구성에서의 서브필드 정보생성부에서의 부호화방법을 나타내는 도면.
도 4는 상기 구성에서의 프레임 메모리(frame memory)의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 상기 구성에서의 표시제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 도 3의 부호화방법으로 계조표시한 경우의 표시휘도값과 플리커 성분과의 관계를 CRT와 비교하여 나타내는 특성도.
도 7은 상기 구성에서의 서브필드 정보생성부에서의 다른 부호화방법을 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 부호화방법으로 계조표시한 경우의 표시휘도값과 플리커 성분과의 관계를 나타낸 특성도.
도 9는 본 발명에 관한 제 2 실시예의 계조표시장치에서의 서브필드의 구성 및 소정의 계조값에서의 서브필드의 온·오프의 조합을 나타내는 도면.
도 10은 상기 서브필드구성을 이용하여 계조표시한 경우의 표시휘도값과 플리커 성분과의 관계를 CRT과 비교하여 나타낸 특성도.
도 11은 비균등 발광중지기간의 위치와 플리커 성분과의 관계를 나타내는 특성도.
도 12는 본 발명에 관한 제 3 실시예(도 A) 및 비교예(도 B, C)의 서브필드구성 및 소정의 계조값에서의 서브필드의 온·오프의 조합을 나타내는 도면.
도 13은 도 l2의 부호화방법으로 계조표시한 경우의 표시휘도값과 플리커 성분과의 관계를 나타낸 특성도.
도 l4는 본 발명의 제 4 실시예에서의 플리커 성분의 산출방법을 설명하기 위한 개념도.
도 l5는 상기 방법의 구체적 절차의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 16는 본 발명의 제 5 실시예의 계조표시장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 17은 상기 구성의 계조한정방법의 절차의 일례를 나타내는 플로우차트.
이하, 실시예에 관해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명에 관한 제 1 실시예인 화상표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 실시예의 화상표시장치는 AD 변환부(1), 서브필드 정보생성부(2), 표시제어부(3) 및 PDP(4)로 구성되어 있다.
PDP(4)는 전극이 매트릭스(Matrix)형상으로 배치되어, 예컨대, (640화소/1라인) x 480개의 화소를 구비하고, 각 화소가 온 또는 오프라는 식으로 2치적으로 발광을 행하는 표시장치이다. 그리고, 소정의 발광회수를 휘도가중으로서 갖는 소정수(예컨대, 12개)의 서브필드의 발광의 합계로 계조가 표현되어, 중간조표시를 행한다. 또, 본 실시예에서는 설명을 간단히 하기 위해서, 단색에 의해 표시를 하는 PDP에 관해서 설명하지만, R(적색), G(녹색), B(청색) 3색에 의해 화소를 형성하여 컬러 표시를 하는 PDP에서도 각 색에 대하여 동일하게 적용할 수가 있다.
AD 변환부(1)는 아날로그 화상신호를 여기서는 소정 비트(예컨대, 8비트, 화상의 분해능을 더욱 높이는 경우에는 12비트 등)의 디지털 화상신호로 변환하는 회 로이다.
도 2는 서브필드 정보생성부(2)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이 서브필드 정보생성부(2)는 서브필드 변환부(21), 기입 어드레스 제어부(22), 프레임 메모리(23A, 23B)로 구성되어 있다.
기입 어드레스 제어부(22)는 입력 아날로그 화상신호로부터 분리된 수평동기신호, 수직동기신호에 따라서 프레임 메모리의 기입 어드레스를 지정하는 어드레스 지정신호를 생성하는 것이다.
서브필드 변환부(21)는 각 화소에 대응하는 디지털 화상신호를 미리 결정된 소정의 가중치를 갖는 여기서는 12비트의 서브필드정보로 변환하는 회로이다.
서브필드정보란, 1 필드(여기서는, PAL 사양의 50㎐를 상정하고 있다.) 내의 어느 한 시간대, 즉 어느 하나의 서브필드를 점등·비점등시킬 것인지라는 1비트 정보의 집합이다. 이러한 서브필드정보의 생성에는 입력되는 디지털 화상신호의 계조레벨에 따라서 변환해야 되는 정보가 대응되는 룩업 테이블(look up table)을 이용하는 것이 일반적이다. 1화소마다에서의 이러한 처리는 도시하지 않은 PLL 회로에 의해 발생된 화소 클록에 동기하여 행해진다.
서브필드정보는 기입 어드레스 제어부(22)로부터의 어드레스 지정신호에 의해 물리 어드레스가 지정되어 프레임 메모리(23A, 23B)에 라인마다, 화소마다, 필드마다, 화면마다 기입된다.
서브필드 변환부(21)에서의 부호화방법, 즉 서브필드의 구성을 도 3에 나타낸다. 또, 이 도 3의 좌단의 난은 입력화상신호의 계조값을 나타내고, 그 옆에 나 란히 있는 난은 변환되어야 하는 서브필드의 온·오프정보를 나타낸다. 또, 도 3에서, 「1」이라고 적은 서브필드는 「온(점등)」이고, 그 밖의 서브필드는 그 필드기간이 「오프(비점등)」인 것을 의미한다(이하, 같음).
이 부호화는 각 입력화상신호를 시간순으로 1, 2, 4, 16, 32, 56, 4, 12, 24, 40, 56이라는 휘도가중으로 이루어지는 12비트의 서브필드 SF1∼서브필드 SF12의 온, 오프정보로 변환하는 것이다. 단, 도 3에서는 간단하게 하기 위해 입력화상신호의 하위 2비트에 상당하는 부분을 생략하였지만, 이 부분은 선두의 2개의 서브필드 SF1 및 서브필드 SF2를 단순히 할당하여 발광시키는 것으로 한다.
서브필드 변환부(21)에서는 예컨대, 값이 96(도 3 중 *1 부기)의 디지털 화상신호가 입력되면, 당해 화상신호를「010110101000」이라는 12비트 데이터로 변환(부호화)하여 출력한다. 또, 여기서의 비트 표현은 서브필드의 번호와 비트 표현에서의 자리수를 대응시킨 표기로 하고 있다.
프레임 메모리(23A, 23B)는 각각 도 4에 나타내는 바와 같은 내부구조를 하고 있다. 즉, 프레임 메모리 23A는 한 화면의 전반분(1∼L(240)라인)에 상당하는 서브필드정보를 저장하는 제 1 메모리영역 23A1과, 다른 한 화면의 전반분(1 ∼L(240)라인)에 상당하는 서브필드 정보를 저장하는 제 2 메모리영역 23A2를 구비한다. 프레임 메모리 23B는 한 화면의 후반분(L+1∼2(480)라인)에 상당하는 필드정보를 저장하는 제 l 메모리영역 23B1과, 별도의 한 화면 후반분(L+1∼2L(480)라인)에 상당하는 필드정보를 저장하는 제 2메모리영역 23B2를 구비한다.
그리고, 제 1 메모리영역 23A1(제 1 메모리영역 23B1) 및 제 2 메모리영역 23A2(제 2 메모리영역 23B2)의 메모리영역은 각각 12개의 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)를 구비하고 있다. 이 구성에 의해, 한 화면에 관해서 전반분과 후반분으로 분할하여 두 화면분에 상당하는 12비트의 서브필드의 조합에 관한 서브필드정보가 각 서브필드의 점등·비점등에 관한 정보로서 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)에 기입된다. 본 실시예에서는 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)는 1비트 입력으로 1비트 출력의 반도체 메모리를 이용한다. 또한, 이 프레임 메모리(23A, 23B)는, 필드정보를 기입하는 동시에, PDP(4)로의 판독도 동시에 가능한 2포트 프레임 메모리이다.
프레임 메모리(23A, 23B)로의 필드정보의 기입은 한 화면분의 전반분의 서브필드 정보를 제 1 메모리 23A1로, 당해 한 화면분의 후반분의 서브필드 정보를 제 1 메모리 23B1로, 그리고, 다음 한 화면분의 전반분의 서브필드정보를 제 2 메모리영역 23A2로, 당해 다른 한 화면분의 후반분의 서브필드정보를 제 2 메모리영역 23B2로 라는 식으로 2개의 프레임 메모리(23A, 23B)의 4개의 메모리영역(23A1, 23B1, 23A2또는 23B2)에 대하여 교대로 행해진다. 그리고, 하나의 메모리영역(23A1, 23B1, 23A2 및 23B2)로의 서브필드 정보의 기입은 서브필드 변환부(21)로부터 화소 클록에 동기하여 출력되는 12비트 데이터를 12개의 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)에 1비트씩 분배하여 기입하는 방법으로 실행된다. 12비트 데이터의 어떤 비트를 어떤 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)에 저장할 것인지는 미리 정해져 있다.
상세하게는, 서브필드번호(1∼12)와, 그것과 동일번호의 서브필드메모리 SFM1∼SFM12가 논리적으로 대응되고 있어, 12비트 데이터의 비트가 어떤 서브필드번호에 상당하는 것인가에 따라서 해당하는 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)에 기입되는 것이다. 12비트 데이터의 서브필드메모리(SFM1∼SFM12)에 기입위치는 기입 어드레스 제어부(22)로부터의 어드레스 지정신호에 의해서 지시된다. 12비트 데이터로 변환되기 전의 화소신호의 화면상에서의 위치와 동일위치에 기입되는 것이 일반적이다.
상기 표시제어부(3)는 도 5에 나타내는 바와 같이 표시라인 제어부(31), 어드레스 드라이버(32A, 32B) 및 라인 드라이버(33)로 구성되어 있다.
표시라인 제어부(31)는 프레임 메모리(23A, 23B)에 PDP(4)에 판독해야 할 메모리영역(23A1, 23B1, 23A2 혹은 23B2), 라인, 서브필드를 지정하고 또, PDP(4)의 어떤 라인을 주사할 것인지를 지시하는 것이다.
이 표시라인 제어부(31)의 동작은 서브필드 정보생성부(2)에서의 프레임 메모리(23A, 23B)로의 기입동작과 화면단위의 오더(order)에서는 동기가 취해지고 있다. 즉, 표시라인 제어부(31)는 12비트 데이터를 기입 중의 메모리영역 23A1, 23B1(23A2, 23B2)로부터는 판독하지 않고, 이미 기입 완료된 메모리영역 23A2, 23Bb2(23A1, 23B1)로부터 판독한다.
어드레스 드라이버 32A는 표시라인 제어부(31)의 메모리영역지정, 판독라인 지정 및 서브필드지정에 따라서 1비트씩 직렬로 입력된 1 라인에 상당하는 서브필드정보를 1 라인분의 화소수에 대응한 비트(640비트)를 병렬로 어드레스 펄스로 변환하여 화면 전반분의 라인에 출력하는 것이다. 어드레스 드라이버 32B는 라인드라 이버 32A와 같이 상기 서브필드정보를 어드레스 펄스로 변환하여 화면 후반분의 라인에 출력하는 것이다.
라인드라이버(33)는 서브필드정보를 PDP(4)의 어떤 라인에 기입하는 것인지를 주사펄스에 의해 지정하는 것이다.
이러한 표시제어부(3)의 구성에 의해 다음과 같이 프레임 메모리(23A, 23B)에서 PDP(4)로의 서브필드정보의 판독이 행해진다. 프레임 메모리(23A, 23B)로 분할하여 기입된 1 화면분의 서브필드정보의 판독은 전반분과 후반분에 상당하는 데이터를 동시에 판독함으로써 행한다. 요컨대, 우선 예를 들어, 메모리영역 23A1, 23B1 양쪽의 서브필드메모리 SFM1로부터 첫 번째 라인의 각 화소에 상당하는 서브필드정보가 1 비트씩 순차 판독된다. 그리고, 라인드라이버(33)에 의한 라인 지정을 기다려 전반·후반화면의 각각의 첫 번째 라인에 잠상을 형성(어드레싱)하고, 이어서, 같은 서브필드메모리 SFM1로부터 전반·후반화면의 두 번째 라인의 각 화소에 대응하는 서브필드정보를 판독하여 같은 식으로 어드레스 드라이버(32A, 32B)에 순차 직렬로 입력하여, 1 라인의 화소수에 상당하는 비트, 여기서는 640비트의 서브필드정보가 병렬로 PDP(4)에 출력되어 어드레싱이 행해진다. 이러한 판독(기입)이 화면 분할한 분할필드에서의 각각의 최종 라인까지 종료하면, 일제히 각 화소가 발광된다. 발광기간에서는, 각 서브필드에 미리 할당된 휘도가중값에 비례한 수의 방전유지 펄스가 화소를 구성하는 한 쌍의 전극 사이에 인가되어, 상기 어드레스 지정에 의해 발광 지시가 있었던 화소만이 발광된다.
다음 서브필드 SF2의 점등·비점등에 관한 서브필드정보가 상기와 같이 1 라 인씩 판독되어 어드레싱·점등이 행해진 후, 이어서 순차 서브필드 SF12까지 이 동작을 되풀이하면, 1화면분의 서브필드정보의 판독(기입)이 종료된다.
다음에, 서브필드 정보생성부(2)의 부호화 특징 및 그것에 의한 작용 ·효과에 관해 설명한다.
상기 서브필드정보로의 부호화에 있어서, 서브필드수는 12이며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 시간순으로 서브필드의 휘도가중은「1, 2, 4, 8, 16, 32, 56, 4, 12, 24, 40, 56」과 같이,「1, 2, 4, 8, 16, 32, 56」과「4, 12, 24, 40, 56」이라는 제 1 블록 및 제 2 블록이라는 2개의 블록에 의해 구성되어 있다. 즉, 휘도가중이 작은 서브필드는 제 1 블록의 선두에「1 : 2 : 4」와 같이 배치되어 있고, 이러한 배치에 의해서 저휘도에서의 동화상표시특성이 양호해지도록 배치되어 있다.
또한, 각 블록 내에서 휘도가중이 오름차순이 되도록 배치되어 있기 때문에, 연속한 휘도변화에 대하여 비교적 발광 패턴의 불연속변화가 적은 서브필드의 조합 부호화가 가능해지므로, 모든 휘도필드에 걸쳐서도 비교적 양호한 동화상표시특성을 기대할 수 있다.
또, 각 블록에 포함되는 각 서브필드의 최대휘도가중이 모두「56」으로 같기 때문에, 고휘도 필드를 표시 할 때에 가장 영향을 받는 발광 펄스열을 2개의 블록에 분산하여 표시함으로써, 발광의 실질적인 주파수를 1 필드 주파수의 2배로 함으로써 중·고휘도에 걸쳐 양호하게 플리커 성분을 억제한 부호화가 용이해진다. 여기서, 플리커 성분이란, 화상표시시에 그것을 보는 인간의 눈에 플리커 현상을 생기게 하는 데 주된 요인이 되는 신호성분이며, 발광의 필드주파수성분과 깊은 관련 이 있기 때문에, 예를 들어, 1 필드기간을 충분히 미세한 등간격으로 N등분하여 샘플링(sampling)한 데이터열로부터 수학적인 처리에 의해 구할 수 있다. 그리고, 그와 같이하여 산출한 플리커 성분값은 실제의 플리커 현상과 강한 상관성이 있다고 생각된다.
또한, 그 밖의 휘도가중이 큰 서브필드를 차례로 각 블록으로부터 선택하여 2개의 블록 사이에서 비교하면 각각의 휘도가중의 비는 「16 : 24」,「32 : 40」이 되고, 즉, 이러한 구성에 의해서 휘도가중이 큰 서브필드일수록 블록 사이에 교대로 균형있게 분산되어 배치되기 때문에, 플리커 성분을 억제한 부호화가 더욱 용이해진다.
여기서, 도 6은 표시 휘도값과 플리커 성분과의 관계를 보이는 특성도이다. 도 6의 선분 A는 상기 방법으로 화상 표시한 경우의 표시휘도값과 산출한 플리커 성분과의 관계를 나타내고, 선분 B는 CRT 등의 단일 발광펄스로 발광하는 표시장치에서의 표시 휘도값과 플리커 성분과의 관계를 나타낸다.
이 특성도에서도 알 수 있듯이 본 실시예의 계조표시장치에 의하면 CRT와 비교하여 고휘도 표시필드에서 대략 1/3 이하, 또한 중휘도표시 필드에서는 대략 1/2 이하로 각각 플리커 성분을 저하시키는 것을 기대할 수 있다.
이 결과를 더욱 상세히 보면, CRT의 플리커 성분을 기준값으로 하면, 이 기준값에 대한 표시계조에서의 실제의 발광에너지의 필드주파수 성분으로부터 산출한 플리커 성분의 상기 비율은 표시계조의 값이 최대가능 표시계조값의 1/3 이하인 경우에, 2/3 이하로 할 수 있고, 또한, 표시계조의 값이 최대가능 표시계조값의 2/3 이하인 경우에, 1/2 이하로 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 이 플리커 성분은 예를 들어, 1 필드기간을 충분히 미세한 등간격으로 N 등분하여 샘플링한 데이터열로부터 구할 수 있다. 즉, 1 필드기간을 N 등분한 경우의 발광을
Figure 112002011685311-pct00001
첨자 k는 0 ≤k ≤N의 범위의 정수로 나타낸 경우, 필드주파수성분의 실수부 성분을
Figure 112002011685311-pct00002
첨자 i는 0 ≤i ≤255의 범위의 정수로 하면, 필드주파수 성분의 실수부 성분을,
Figure 112002011685311-pct00003
로 표시되며 또한, 필드주파수 성분의 허수부 성분을
Figure 112002011685311-pct00004
로 하면, 필드주파수 성분의 허수부 성분은,
Figure 112002011685311-pct00005
로 표시된다. 그리고, 플리커 성분의 크기,
Figure 112002011685311-pct00006
은 상기와 같이 하여 구한 필드주파수 성분의 크기와 등가로 하면, 다음 식과 같이 실수부 성분과 허수부성분 과의 제곱합의 제곱근으로 나타낼 수 있다.
Figure 112002011685311-pct00007
실제의 휘도가중의 선정에 있어서는, 상술한 방법에 의해서 플리커 성분 F를 산출하여, 이 값이 고휘도 부분에서 특히 커지지 않도록 선택하면서, 동화상에서의 계조표시 특성을 고려하면서 결정하는 방법을 일례로서 이용할 수 있다. 또한, 하나의 화소뿐만 아니라 인접한 복수화소의 발광을 가중평균한 값을 플리커 성분으로서 산출하면, 인간의 시각특성을 반영시킬 수 있기 때문에 더욱 실용적이다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 서브필드수를 늘리지 않고, 모든 휘도영역에 걸쳐서도 양호한 동화상표시특성을 기대할 수 있는 동시에, 특히 플리커 성분이 인식되기 쉬운 중·고휘도에서도 양호하게 플리커 성분을 억제한 계조표시가 가능해진다.
[변형예]
1) 상기 서브필드정보로의 부호화에 있어서, 서브필드수는 12이며, 도 3에 나타내는 바와 같이, 시간순으로 서브필드의 휘도가중은「1, 2, 4, 8, 16, 32, 56, 4, 12, 24, 40, 56」과 같이, 「1, 2, 4, 8, 16, 32, 56」과 「4, 12, 24, 40, 56」이라는 제 1 블록 및 제 2 블록이라는 2개의 블록에 의해 구성하였지만, 1 필드를 구성하는 서브필드에 할당되는 휘도가중은 시간순으로 「56, 40, 24, 12, 4, 56, 32, 16, 8, 4, 2, 1」과 같이,「56, 40, 24, 12, 4」와 「56, 32, 16, 8, 4, 2, 1」이라는 제 1 블록 및 제 2 블록이라는 2개의 블록에 의해 구성할 수도 있다.
2) 또한, 2개의 블록에서 최대 휘도가중은 같지 않아도 되지만 최대휘도 가중끼리의 비율이 그 다음에 큰 휘도가중끼리의 비율보다 1에 가까운 것이 중요하다. 이러한 가중치를 부여함으로써 플리커의 발생량을 억제할 수 있기 때문이다.
3) 도 7은 상기 서브필드 정보생성부에서의 다른 부호화방법을 나타내는 도면이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 각 서브필드의 휘도가중 및 배열은 상기와 마찬가지로 「1, 2, 4, 8, 16, 32, 56, 4, 12, 24, 40, 56」이다. 다른 점은 소정의 계조레벨에 대한 부호화방법이다.
본 부호화는 상기와 같이 산출된 플리커 성분이 더욱 작아지도록 부호화방법을 선택하고 있다.
즉, 예컨대, 계조값「96」에 착안하면, 상기 실시예에서는 「010110101000」과 같이 부호화를 행하고 있었지만, 여기서는 「010100101100」(도 7 중 *2 참조)와 같이 부호화한다.
이러한 부호화에 의하여, 같은 휘도가중이더라도 그 조합방법에 의해서, 플리커 성분을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 도 8에 산출된 플리커 성분을 나타내지만, 도 6의 선분 A의 경우에 비해 플리커 성분이 더욱 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 플리커 저감을 더욱 우선하여 부호화하는 것으로, 정지화상표시를 주된 표시목적으로 하는 등, 사용목적에 맞춘 계조표시를 행하는 것도 가능해진다.
[제 2 실시예]
도 9는 본 실시예의 계조표시 장치에서의 서브필드 정보생성부에서의 부호화방법(서브필드의 구성)을 나타내는 도면으로, 서브필드 사이에 설정한 비균등 발광중지기간의 위치 및 계조값에 대한 각 서브필드 발광유무를 나타내고 있다. 또, 계조값에 관해서는 대표적인 13계조에 대해서 나타내고 있다.
여기서, 종래와 같이 일정기간의 어드레스기간을 끼워 등간격으로 유지발광시키는 방법의 경우에도 이 어드레스기간이 발광중지기간이 되지만, 이 경우는 발광중지기간이 균등하게 나열되는 것에 대해, 비균등 발광중지기간이란, 그 부분에서 다른 복수의 발광중지기간보다도 그 기간이 긴 것을 뜻하고 있다. 또한, 본 실시예에서는 모든 발광중지기간에는 어드레스기간을 사용하여, 비균등 발광중지기간은 어드레스기간을 그 밖의 기간보다도 길게 하고 있다. 또, 발광중지기간에는 이 어드레스기간 외에, 서브필드 사이에 설정되는 초기화기간이나 소거기간이라는 기간을 포함시킬 수 있다.
이와 같이 구성한 서브필드를 사용하여 표시를 행하면, 각 계조값마다 플리커 성분은 상기 방법으로 산출한 결과, 도 10의 선분 A에 나타낸 바와 같은 값이 된다. 도 10의 선분 B는 발광중지기간을 균등하게 설정하여 발광시간의 배분을 행하는 종래의 방법에 의한 경우의 플리커 발생량에 상당하는 것이며, 도 10의 선분 A와 같이, 비균등 발광중지기간을 특정한 위치에 설정함으로써, 플리커 성분량을 억제할 수 있는 것을 나타내고 있다. 이것은 이와 같이 발광중지기간을 비균등하게 함으로써, 주된 발광의 시간적 분포가 분산되어, 발광의 필드주파수 성분, 즉 플리커 성분이 감소되기 때문이라고 생각된다.
또, 도 10의 선분 A는, 비균등 발광중지기간의 위치가 서브필드 SF7과 서브필드 SF8의 사이(이하, SF7-SF8로 표기, 다른 서브필드 사이에 대해서도 같은 표기로 한다)에 800ns의 발광중지기간을 설정한 경우의 예이다.
도 11은 삽입하는 비균등 발광중지기간의 위치를 변화시킨 경우의 플리커 성분의 변화를 그래프로 표시한 것으로, 이 도면으로부터 SF7-SF8에 삽입하는 경우가 가장 플리커의 발생을 억제할 수 있다고 할 수 있다. 또, 발광중지기간을 1 필드 내에 균등하고 길게 설정하면 발광중지기간이 길어져 한정된 1 필드 기간에서의 실제의 표시에 이용할 수 있는 기간이 압축되기 때문에, 최대휘도를 저하시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 제 2 실시예와 같이, 삽입해야 할 비균등 발광중지기간의 위치를 특정한 위치에 최적화함으로써, 동일한 양의 휘도저하에 대해 최대의 플리커 억제효과를 얻을 수 있는 것은 매우 의의가 크다.
또한, 제 2 실시예에서는, 비균등 발광중지기간은 발광기간 이외의 기간을 길게 함으로써 생기는 기간으로 할 수 있기 때문에, 어드레스기간의 펄스폭을 넓혀 어드레스 방전을 더욱 안정되게 하거나, 초기화동작이나 소거동작에 관계하는 기간을 길게 함으로써 방전동작을 안정되게 하면서 발광중지기간을 길게 확보할 수 있는 효과도 있다.
[제 3 실시예]
도 12의 A는 본 실시예의 계조표시장치의 복수의 서브필드의 구성을 나타내는 도면으로, 각 서브필드의 휘도가중을 서브필드 SF7 및 서브필드 SF8 사이에 설정된 비균등 발광중지기간 및 계조값에 대한 각 서브필드의 발광유무를 나타내고 있다. 또, 휘도가중치나 그 배열은 상기 제 2 실시예와 마찬가지다.
이와 같이, 구성한 서브필드를 이용하여 표시를 행하면, 각 계조값마다 플리커 성분은 도 13의 선분 A와 같이 산출할 수 있다. 한편, 도 12의 (B)와 같은 서브필드의 제어방법을 이용한 경우, 본 실시예의 도 12의 (A)에 비하여 플리커를 더욱 억제할 수가 있지만(도 13 선분 B 참조), 계조값「95」「127」「159」「191」「223」을 표시할 때, 휘도가중이 비교적 큰 서브필드 SF6이 연속하여 소등되어 있고, 동화상표시시의 계조표시 장애의 원인이 된다고 생각된다. 따라서, 도 12의 (A)에 나타내는 본 실시예와 같이 서브필드의 발광유무를 제어하는 것이, 동화상표시시의 계조표시장애를 억제하면서, 발생하는 플리커의 양을 저감하는 데에 있어서 효과적이다.
또, 도 12의 (C)는 동화상표시시의 계조표시장애 및 플리커량(도 13 선분 C 참조) 모두가 크기 때문에, 이러한 조합은 제외하여 계조표시하는 것이 바람직하 다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 동화상표시시의 계조표시장애를 고려하면서, 서브필드의 발광유무를 제어함으로써 플리커량을 억제하는 것을 가능하게 한다.
또, 상기 제 1 실시예에 제 2 및 제 3 실시예의 내용을 조합함으로써, 플리커 성분을 더욱 효과적으로 억제시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
[제 4 실시예]
도 14는 본 발명의 플리커 성분을 산출하는 방법에 관한 실시예를 설명하기 위한 개념도이다. 도 14는 각 서브필드마다 온·오프제어되는 서브필드를 휘도가중에 상당하는 소정의 진폭값을 가진 발광으로서 근사한 것이다. L=1 등의 표기는 치환된 진폭값을 보이는 등가발광진폭값이다. 예컨대, 3번째의 서브필드는 필드의 선두를 기준으로서 시각 t3이고, 발광강도「4」인 단일펄스로서의 발광으로 근사한다. 마찬가지로 예컨대, 7번째의 서브필드에서의 발광은 시각 t7이고, 발광강도「56」인 단일펄스로서의 발광으로 근사한다. 또한, 각 서브필드 사이의 발광중지기간이 충분히 길게하여, t1, t2···등, 단일펄스로 가정한 펄스의 간격도 일정하게 한다. 또한, 서브필드의 총수는「12」로 한다. 각 서브필드끼리의 사이의 발광중지기간이 충분히 길다고 가정하면, 각 서브필드의 발광의 시간적 중심은 모든 서브필드 사이에서 균등하게 근사할 수가 있다.
이상과 같이, 근사한 각 서브필드에서의 발광을 바탕으로, 필드주파수 성분, 즉 플리커 성분을 산출하는 방법을 이하에 나타낸다. 필드주파수 성분은 1 주기의 기본파 성분이므로, 이산값의 푸리에 변환식으로부터 모든 서브필드가 온인 경우에 필드주파수 성분의 실수성분 R은 구체적으로는 다음과 같이 구할 수 있다.
R=(1/12) (1+ 2·COS (π/12)+ 4·COS (2π/12)+…+ 56·COS(11π/12))
또한, 마찬가지로 필드주파수 성분의 허수성분 J는 구체적으로는 다음과 같이 구해지고 있다.
J=(1/12)(1+2·SIN(π/12)+4·SIN(2π/12)+···+56·SIN(11π/12))
그리고, 필드주파수 성분의 절대값은 즉, 플리커 성분은 상술한 바와 같이 R과 J와의 제곱합의 제곱근으로 표시된다.
또, 위의 식에서는 모든 서브필드가 발광하고 있는 경우로서, 일반적으로는 표시계조와 그 부호화방법에 따라, 대응하는 상기 각 항을 개별적으로「0」으로 치환하여 계산해야 한다. 이와 같이, 서브필드마다 온·오프제어에 의해서 계조표시한 경우의 필드주파수 성분은 비교적 간단히 구할 수 있고, 특히, 서브필드 내의 복수펄스를 단일펄스로서 근사하는 것으로 필드주파수 성분의 산출을 매우 간단하게 행할 수 있기 때문에, 서브필드의 발광의 온·오프를 제어하는 부호화방법의 결정을 쉽게 할 수 있다.
또, 이상의 설명에서는 각 서브필드의 발광중심은 균등하게 하였지만, 실제의 서브필드의 발광의 시간적 중심은 서브필드의 휘도가중이나 발광펄스 간격에 의해서 변화하지만, 상기한 방법에 의해서도 실질적으로 정확한 값을 산출할 수 있다. 단, 더욱 바람직하게는 이것을 고려하여 보다 정확한 발광중심위치를 이용하여 상기 계산을 실행하는 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없다.
다음에, 구체적으로는, 도 15에 나타낸 방법에 의해서 플리커 성분을 산출할 수가 있다. 또, 아래의 처리는 ROM, RAM 등의 메모리와, 연산처리를 행하는 CPU를 구비한 컴퓨터에 의해서 행해진다.
우선, 단계 1로서, 각 서브필드의 휘도가중을 설정한 후, 표시해야 할 계조값 i에 초기값「0」을 설정한다(단계 2), 이 계조값 i에 대응하여 표시해야 할 휘도값 Bi를 설정하고(단계 3) 또한, 각 계조값마다 미리 정해진 서브필드의 온·오프정보(서브필드 정보)를 참조하여(단계 4), 온이 되는 모든 서브필드의 번호를 설정한다(단계 5). 다음에, 도 14에 나타낸 바와 같이 당해 서브필드에서의 발광중심을 산출하여(단계 6), 단계 7에서 당해 서브필드에서의 발광을 단일펄스로 가정하였을 때의 진폭(L= 56···등)을 설정한다. 다음에, 단계 8로써, 이들의 진폭 데이터를 푸리에 변환한 것을 단계 9에서 가산처리한다. 이러한 처리를 온이 되는 모든 서브필드 및 모든 계조값에 관해서 실행한다(단계 10 및 단계 11에서 판단: 단계 10에서 No이면 다시 단계 6으로 되돌아가고 또한, 단계 11에서 No이면 다시 단계 3으로 되돌아간다).
이상과 같이 하여, 소정의 서브필드의 휘도가중에서의 플리커 성분을 산출할 수 있다.
또, 이러한 플리커 성분의 산정방법은 그 절차를 프로그램화한 것을 기록매체에 저장하여, 컴퓨터에 인스톨(install)하는 것으로 이용할 수도 있다.
또한, 상기 방법은 범용의 컴퓨터에 의해서 실행시키는 것은 물론, 전용장치에 의해서 실행시킬 수도 있다. 즉, 각 단계를 실행하는 기능을 칩(chip)화 시킨 독립한 플리커 산출장치로 할 수도 있다.
[제 5 실시예]
본 실시예에서의 서브필드 정보생성부에서의 부호화방법은 상기 각 실시예와 비교하여 이하의 점에서 상이하다.
상기 실시예에서는 입력신호 계조값의 모든 값에 대응시켜 서브필드정보를 생성하고 있었지만, 여기서는 플리커 성분을 저감시킨다는 관점에 있어서, 플리커 성분이 저감되는 휘도값이 되도록 어느 특정한 계조값에 한정하여 화상표시하도록 하였다.
도 16은 당해 계조표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
즉, 도 16에 나타낸 바와 같이 당해 계조표시장치는 도 1에 나타낸 것에 추가로 계조한정부(100)를 구비하고, 이 계조한정부(100)에 따라서 입력디지털 화상신호 중에서 플리커 성분을 크게 하는데 기여하고 있는 계조값의 입력신호를 미리 정해진 규칙에 따라서 배제하여, 플리커 성분에 그다지 영향이 없는 다른 계조값의 입력신호에 한정하여 하류의 서브필드 정보생성부(2)로 출력한다.
이것에 의해서, 플리커 성분의 영향이 큰 경우에는, 그 계조값에 의한 표시를 직접 행하지 않고, 플리커 성분이 더욱 작은 그 밖의 근접한 계조에 의해서 대용하여 표시하기 위한 데이터를 변환하게 된다.
이러한 부호화는 도 17에 나타낸 순서에 의해서 결정된다. 이하, 도 17에 따라서 상기 결정절차에 대해서 설명한다.
우선, 단계 1로서, 표시해야 할 계조값 i에 초기값「0」을 설정한다. 이 계 조값 i에 대응하여 표시해야 할 휘도값 Bi를 설정하고(단계 2) 또한, 이 휘도값마다 허용할 수 있는 플리커 허용값 Li를 설정한다(단계 3). 표시해야 할 계조값 i에 대하여 서브필드의 각 휘도가중 등의 파라미터(parameter)를 이용하면 플리커 성분 Fi를 계산 할 수 있다(단계 4). 이 계산방법은 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 방법에 준하여 행할 수 있다. 다음에, 단계 5에서 플리커 성분 Fi와 플리커 허용값 Li의 대소비교를 행하여, 플리커 성분이 플리커 허용값보다 작으면(단계 5에서 Yes), 단계 6에서 변환용 메모리 R1에 기억한다. 동시에 이 때의 값을 후처리에 이용하기 때문에, 일시기억용 메모리 M에 기억해 놓는다. 또한, 단계 6에서는 동시에, 표시해야 할 계조값과 표시하는 휘도값과의 차가 「0」이기 때문에, 오차값 메모리 Ei에「0」을 기억한다.
한편, 단계 5에서 플리커 성분이 플리커 허용값보다 크면(단계 5에서 No), 단계 8로 이행하여, 변환용 메모리 Ri에는 휘도값 Bi뿐만 아니라, 그 이전에 플리커 발생량이 적어진 일시기억 메모리 M에 기억된 값을 대용하여 이용하고, 동시에 휘도값 Bi와 Ri와의 차를 오차값 메모리 Ei에 기억한다.
이상의 처리는 표시해야 할 계조값이 최대에 도달할 때까지(단계 7에서 판단) 행해진다. 최대값이 아니면(단계 7에서 No), 단계 9에 진행하여 표시계조값을 증가시켜, 다시 단계 2로 이행한다.
이상과 같이 하여, 모든 계조값에 대하여 실제로 표시되어야 하는 계조와, 원래 표시되야되는 계조값 및 이들의 차가 계조한정부(100)에서의 변환용 테이블로서 작성된다.
그런데, 이상과 같이 하여 설정된 변환용 테이블을 사용하여 변환된 표시계조값 데이터는 상기와 같이 하여 주어진 오차값 데이터가 주변화소로부터 오차확산루프(도시 생략)에 의해서 확산가산된 데이터로서 서브필드 정보생성부에 보내져 서브필드정보로 변환되어, PDP(4)에 표시된다.
이상의 동작에 의해서, 원래 표시해야 할 휘도값이라도, 플리커의 발생량이 큰 계조값에서는 이 계조값을 이용하지 않고, 플리커가 적은 근접한 값으로 대용하여 표시할 수 있다. 또한, 원래 표시해야 할 휘도값과 실제로 화소단위로 표시한 휘도값과의 차를 주변의 화소에 확산하고 있기 때문에, 주변의 화소를 포함시킨 복수의 화소를 평균한 휘도값은 원래 표시해야 할 휘도값의 평균값과 거의 동일하게 할 수 있다. 이와 같이, 표시의 휘도값을 크게 손상시키지 않고, 플리커가 적은 표시를 할 수 있다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 등의 2치적으로 발광을 제어하는 계조표시장치에 있어서 플리커의 발생량이 적은 것을 제공한다는 점에서 산업상의 이용가능성이 높다.

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  15. 복수의 서브필드별 발광의 유무의 조합에 의해서 계조 표시를 행하는 표시장치에 있어서,
    상기 복수의 서브필드는 각 휘도 가중이 오름차 순이 되도록 배열된 서로 구성이 다른 제 1 블록 및 제 2 블록으로 적어도 구성되어 있고,
    상기 복수의 서브필드 중, 휘도 가중이 작은 순으로 2개 이상의 서브필드를 선택하여 연속하여 제 1 블록의 선두에 배치하며, 그 밖의 서브필드는 대략 휘도 가중 순으로 선택하여 상기 제 1 블록 및 제 2 블록에 교대로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 계조표시장치.
  16. 복수의 서브필드별 발광의 유무의 조합에 의해서 계조 표시를 행하는 표시장치에 있어서,
    상기 복수의 서브필드는 각 휘도 가중이 내림차 순이 되도록 배열된 서로 구성이 다른 제 1 블록 및 제 2 블록으로 적어도 구성되어 있고,
    상기 복수의 서브필드 중, 휘도 가중이 작은 순으로 2개 이상의 서브필드를 선택하여 연속하여 제 1 블록의 후방에 배치하며, 그 밖의 서브필드는 대략 휘도 가중의 순으로 선택하여 상기 제 1 블록 및 제 2 블록에 교대로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 계조표시장치.
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  18. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    상기 제 1 블록 및 제 2 블록 내에서 가장 큰 휘도가중을 가지는 서브필드끼리의 휘도가중의 비는 각 블록 내에서 다음으로 큰 휘도가중을 가지는 서브필드끼리의 휘도 가중의 비보다도 1에 가까운 것을 특징으로 하는 계조표시장치.
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