WO2005088592A1

WO2005088592A1 - 表示装置と表示方法

Info

Publication number: WO2005088592A1
Application number: PCT/JP2005/004208
Authority: WO
Inventors: Toshio Obayashi; Tsutomu Sakamoto; Takayuki Arai; Masao Yanamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-09-22
Also published as: KR20060127193A; CN1934607A; TW200536402A; US20070002182A1; TWI266543B; EP1727113A1; JP2005260849A

Abstract

　与えられた映像信号を構成する第１色信号を大きさに応じてＮ個の領域に分け、領域毎に異なる第１色信号に固有の第１係数を用いてガンマ補正を行い第１補正信号を出力する第１ガンマ補正部と、映像信号を構成する第１色信号とは異なる第２色信号を大きさに応じてＮ個の領域に分け、領域毎に、第１係数とは異なる第２色信号に固有の第２係数を用いてガンマ補正を行い第２補正信号を出力する第２ガンマ補正部と、第１及び第２ガンマ補正部からの第１及び第２補正信号に応じて、Ｎ個の領域毎に異なる振幅値をもつ駆動信号を生成する生成部と、生成部からの駆動信号に応じて画像を表示する表示部とを有する表示装置であり、色映像信号、領域に応じた特に低域の階調性を向上させる。

Description

明細書

表示装置と表示方法

技術分野

[0001] 本発明は、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ等のような表示装置に関し、特に、複数の色映像信号でなる映像信号を、色映像信号ごとに複数の領域に分け、各色映像信号毎、各領域毎に適正なガンマ補正の係数を決定し、各色映像信号、各領域ごとにガンマ補正を行って異なる振幅値の駆動電流により駆動される表示装置及び表示方法に関する。

背景技術

[0002] 例えば、フィールド 'ェミッション 'ディスプレイ (FED: Field Emission Display)と称されるようなマトリックス駆動の画像表示装置が普及してきて、る。このような画像表示装置においては、映像信号の階調性を上げるために、映像信号の大きさに応じて表示部に供給される駆動電流のパルス幅を変調するパルス幅変調方式と、駆動電流の振幅値を可変させるバイアス電圧印可方式とを併用する方法が知られている。

[0003] 特許文献 1 (特開 2003— 114638号公報）には、画像表示装置の階調性を向上させるために、このパルス幅変調方式とバイアス電圧印可方式との併用方式を用いた画像表示装置が示されている。ここでは、駆動電流 Iが等間隔になるように素子電圧 e

を VI、 V2、 V3、 V4のレベルを定めると駆動電流 Iと発光輝度は比例しており、入力 e

と発光輝度の関係はリニアになる。ところが、映像信号は一般的にブラウン管で表示することを想定しているのでガンマ特性を有している。従って、リニアの特性を有する表示装置にガンマ特性を有す映像信号を表示する場合には、入力される映像信号に逆ガンマ特性をかけることが必要となる。

[0004] 従来装置においては、上記したパルス幅変調方式とバイアス電圧印可方式との併用方式を用いた表示装置であり、図 12に示すような逆ガンマ補正のルックアップテーブルを用いて、逆ガンマ補正を行う。図 12において、逆ガンマの補正の入力を 10ビット、出力を 10ビットとし逆ガンマ特性を 2. 2乗として考える。入力データを x、出力デ一タ^ yとすると出力データは次式で表される。 [0005] y= 1023 X (x/1023) ^{2 2}

出力データ yを小数点以下で四捨五入すると、入力データの 1024階調が、出力データは 734階調となり減少する。

[0006] 又、入力データが低階調側に対してはガンマ曲線の傾斜が緩やかであるため、例えば入力データの 256階調が出力データは 49階調となり、表現される階調数が著しく減少するため、画像品位を著しく低下させるという問題がある。

発明の開示

[0007] 本発明は、表示部の駆動電流のパルス幅を変調するパルス幅変調方式と振幅値を可変させるバイアス電圧印可方式とを併用する表示装置において、入力される映像信号の各色映像信号を、それぞれ複数の領域に分け、その色映像信号毎、領域毎に適正なガンマ補正の係数を決定し、これにより各色映像信号をガンマ補正して映像を表示する表示装置を提供することを目的とする。

[0008] 本発明は、与えられた映像信号を構成する第 1色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに異なる第 1色信号に固有の第 1係数を用いてガンマ補正を行い第 1補正信号を出力する第 1ガンマ補正部と、前記映像信号を構成する第 1色信号とは異なる第 2色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1係数とは異なる前記第 2色信号に固有の第 2係数を用いてガンマ補正を行い第 2補正信号を出力する第 2ガンマ補正部と、前記第 1及び第 2ガンマ補正部からの前記第 1及び第 2補正信号に応じて、前記 N個の領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号を生成する生成部と、前記生成部からの前記駆動信号に応じて画像を表示する表示部とを具備することを特徴とする表示装置である。

[0009] 本発明に係る表示装置においては、与えられる映像信号を構成する例えば R映像信号、 G映像信号、 B映像信号をこの大きさに応じてそれぞれ N個の領域に分け、領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号で表示部を駆動させる表示装置である。即ち、映像信号を大きさに応じて例えば 4つの領域に分割し、駆動信号の振幅値を各領域で段階的に大きくしていき、更に、各領域において、映像信号の値に対応させてパルス幅を可変することで、きめ細かな階調表現を可能として、る。

[0010] このようなバイアス電圧変調方式とパルス幅変調方式との併用を行って、る表示装置において、表示装置はブラウン管ではなぐフィールド'ェミッション 'ディスプレイ等であるため、映像信号に逆ガンマ補正を行わなければならない。ここで注目すべきは

、 R映像信号、 G映像信号、 B映像信号は、階調特性が必ずしも同じではなぐ又、各領域においても、階調特性は異なるものである。従って、本発明に係るガンマ補正部では、各色映像信号ごとの各領域ごとに最適の係数をそれぞれ求め、各色映像信号の各領域ごとの係数によるルックアップテーブルを生成しこれを用いて、各色映像信号の各領域の逆ガンマ補正を行うものである。これにより、各色映像信号の各領域に対応した最適値の逆ガンマ補正が行われるため、特に、画面が暗い部分の階調性が従来よりも向上し、更に、例えば、 R映像信号、 G映像信号、 B映像信号の各色特性の違いも十分考慮した最適な階調性を得ることができる。これにより、例えば、人物の頭髪の陰影や曇天の空模様だけでなぐ漆黒に近い各色をも表現豊かに表示することが可能となる。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、本発明に係る表示装置の駆動電流と発光輝度との関係の一例を示すグラフである。

[図 3]図 3は、本発明に係る表示装置が行おうとする逆ガンマ補正の理想型の一例を示すグラフである。

[図 4]図 4は、本発明に係る表示装置の駆動信号生成部力の駆動信号の一例を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明に係る表示装置における入力信号 Xと輝度 Yとの望ましい関係の一例を示すグラフである。

[図 6]図 6は、本発明に係る表示装置における素子電圧と駆動電流との関係の一例を示すグラフ。である。

[図 7]図 7は、本発明に係る表示装置におけるガンマ補正による補正信号と発光輝度との関係の一例を示すグラフである。

[図 8]図 8は、本発明に係る表示装置における第 1のガンマ補正による入力信号と出力信号との関係の一例を示すグラフである。 [図 9]図 9は、本発明に係る表示装置におけるガンマ補正の出力信号 yと発光輝度 Y との関係の一例を示すグラフである。

[図 10]図 10は、本発明に係る表示装置における第 2のガンマ補正による入力信号と出力信号との関係の一例を示すグラフである。

[図 11]図 11は、本発明に係る表示装置における階調と輝度信号 Yとの関係を示すグラフである。

[図 12]図 12は、本発明に係る表示装置におけるガンマ補正による入力信号と出力信号との関係の一例を示すグラフである。

[図 13]図 13は、本発明に係る表示装置の構成の他の一例を示すブロック図である。

[図 14]図 14は、逆ガンマ補正で用いられるルックアップテーブルの一例である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置の実施形態について詳細に説明する。 <本発明に係る表示装置 >

(構成）

本発明に係る表示装置について、図面を用いて以下に詳細に説明する。図 1は、本発明に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図、図 2は、本発明に係る表示装置の駆動電流と発光輝度との関係の一例を示すグラフ、図 3は、本発明に係る表示装置が行おうとする逆ガンマ補正の理想型の一例を示すグラフ、図 4は、本発明に係る表示装置の駆動信号生成部からの駆動信号の一例を示す図、図 5は、図 5は、本発明に係る表示装置における入力信号 Xと輝度 Yとの望ましい関係の一例を示すグラフ、図 6は、本発明に係る表示装置における素子電圧と駆動電流との関係の一例を示すグラフ、図 7は、本発明に係る表示装置におけるガンマ補正による補正信号と発光輝度との関係の一例を示すグラフ、図 8は、本発明に係る表示装置における第 1のガンマ補正による入力信号と出力信号との関係の一例を示すグラフ、図 9は、本発明【こ係る表示装置【こお、て実際【こ RGB毎【こ y= 256, 512, 768, 102304^ での輝度を測定したときのガンマ補正の出力信号 yと発光輝度 Yとの関係の一例を示すグラフ、図 10は、本発明に係る表示装置における第 2のガンマ補正による入力信号と出力信号との関係であり、図 9での y= 256,512,768, 1023での輝度 YR1— YR4、 YG1— YG4、 YB1— YB4を用いて後述する変換式より算出した値の一例を示すグラフ、図 11は、本発明に係る表示装置における階調と輝度信号 Yとの関係を示すグラフ、図 12は、本発明に係る表示装置におけるガンマ補正による入力信号と出力信号との関係の一例を示すグラフである。

[0013] 図 1において、本発明に係る表示装置 Dは、画像を表示する表示パネル 1と、この表示パネル 1に駆動信号を供給する信号線ドライバ 2と、同様にこの表示パネル 1に走査線信号を供給する走査線ドライバ 3と、走査線ドライバに逆ガンマ変換された映像信号を供給する映像信号処理回路 4と、映像信号処理回路 4にデジタル化された映像信号を供給する入力回路 5と、入力回路 5からの映像信号に基づく動作タイミングを走査線ドライバ 3や映像信号処理回路 4や、信号線ドライバ 2に供給するタイミング発生回路 6を備える。

[0014] ここで、表示パネル 1は、横（水平）方向に伸びる m ( = 720)本の走査線 Y(Y— Υ

)、これら走査線 Υ— Υ に交差して縦 (垂直)方向に伸びる η (= 1280 X 3)本の信 m 1 m

号線 X(X— X )、並びにこれら走査線 Y— Y及び信号線 X—Xの交差位置近傍

1 n 1 m 1 m に配置される m X n ( =約 276万)個の表示画素 PXを支持基板上に有する。各カラ一表示画素は水平方向にぉ、て隣接する 3個の表示画素 PXにより構成される。このカラー表示画素では、 3個表示画素 PXがそれぞれ表面伝導型電子放出素子 11及びこれら電子放出素子 11から放出される電子ビームにより発光する赤 (R)、緑 (G)、及び青 (B)の蛍光体 12により構成される。各走査線 Yは、対応行の表示画素 PXの電子放出素子 11に接続される走査電極として用いられ、各信号線 Xは対応列の表示画素 PXの電子放出素子 11に接続される信号電極として用いられる。

[0015] 上記した信号線ドライバ 2、走査線ドライバ 3、映像信号処理回路 4、入力回路 5、及びタイミング発生回路 6は、表示パネル 1の駆動回路として用いられ、表示パネル 1の周囲に配置される。信号線ドライバ 2は、信号線 X—Xに接続され、走査線ドライバ 3は走査線 Y— Y に接続される。入力回路 5は外部の信号源力供給されるアナ口

1 m

グ RGB映像信号及び同期信号の入力処理を行ヽ、映像信号を映像信号処理回路 4に供給し、同期信号をタイミング発生回路 6に供給する。映像信号処理回路 4は入力回路 5からの映像信号に対してデジタル形式の信号処理を行う。タイミング発生回路 6は同期信号に基づいて信号線ドライバ 2、走査線ドライバ 3及び映像信号処理回路 4の動作タイミングを制御する。この制御により、走査線ドライバ 3は走査信号を用いて走査線 Y— Yを順次駆動し、信号線ドライバ 2は走査線 Y— Y の各々が走査

1 m 1 m

線ドライバ 3によって駆動される間に電圧パルス方式の信号線駆動信号により信号線 X— Xを駆動する。

[0016] ここで、映像信号処理回路 4は、水平同期信号に同期して入力回路 5から供給されるアナログ RGB映像信号をデジタル形式に変換する AD変換回路 41と、ここで変換されたデジタル信号を後述するようにガンマ補正するガンマ補正部 40と、ガンマ補正したデジタル RGB映像信号を、信号線駆動信号の電圧パルス方式に適合する値に変換する変換テーブルメモリ 42を有する。

[0017] 又、 AD変換回路 41では、アナログ RGB映像信号が各表示画素 PXについて、例えば 1024階調が表示可能な 10ビット階調データに変換される。変換テーブルメモリ 42は、この階調データの全階調値に割り当てられる 1024個の 10ビット変換データを変換テーブルとして格納して、る。

[0018] 信号線ドライバ 2は、ラインメモリ 20、ラインメモリ 21、及び駆動信号生成部 22を含んでいる。ラインメモリ 20は、各水平走査期間においてタイミング発生回路 6から供給されるクロック CK1に同期して 1水平ライン分の映像信号をサンプリングし、これら映像信号、すなわち n個の階調データを並列的に出力する。ラインメモリ 21は全ての階調データがラインメモリ 20から出力された状態でタイミング発生回路 6から供給されるラッチパルス DLに応答してこれら階調データをラッチし、ラインメモリ 20が再びサンプリング動作する後続の 1水平走査期間にお、て階調データを保持する。

[0019] 駆動信号生成部 22は、ラインメモリ 21から並列的に出力される階調データにそれぞれ対応するパルス振幅及びパルス幅を有する n個の電圧パルスを信号線駆動信号として発生して信号線 X—Xに供給する。駆動信号生成部 22はカウンタ 23、 n個のパルス幅変調回路 24、及び n個の出力バッファ 25を含む。カウンタ 23は 10ビットの構成であり、各水平走査期間の開始に伴ってタイミング発生回路 6から供給されるリセット信号 RSTに応答して初期化されこのリセット信号 RSTに続いてタイミング発生回路 6から供給されるクロック CK2をカウントアップし、各水平走査期間のうちの有効映像期間を 1024段階の時間長で表す 10ビットのカウントデータを出力する。各パルス幅変調回路 24は例えばラインメモリ 21から供給される対応階調データとカウンタ 2 3から供給されるカウントデータとを比較し、カウントデータが階調データに到達するまでの期間に等しいパルス幅の電圧パルスを出力するようなコンパレータ力もなる。各出力バッファ 25は外部力供給される素子電圧 VI, V2, V3,及び V4を対応パルス幅変調回路 24に供給される階調データの上位 2ビットに基づいて選択し、このパルス変調回路 24からのパルス電圧のパルス幅に等しい期間だけ選択素子電圧を出力するように構成される。これにより、パルス幅変調回路 24からの電圧パルスがこれら素子電圧 VI, V2, V3,及び V4のうちのいずれかに等しいパルス振幅に増幅される。信号線駆動信号は階調データの階調値に依存したパルス振幅及びパルス幅を有する正の電圧である。

[0020] 走査線ドライバ 3は、垂直同期信号を 1水平走査期間毎にシフトして m個の出力端の 1つから出力するシフトレジスタ 31、及びこれら m個の出力端からのパルスにそれぞれ応答して走査信号を走査線 Y— Y に出力する m個の出力バッファ 32を含む。

1 m

この走査信号は走査電圧端子から供給される負の電圧 V であり、 1水平走査期間 y on

だけ出力される。各電子放出素子 11では、信号線 X及び走査線 Yからなる電極間の素子電圧 Vfがスレツショルドを越えたときに放電が起き、これにより放出される電子ビームが蛍光体 12を励起する。各表示画素 PXの輝度は、信号線駆動信号のパルス幅及びパルス振幅に依存して電子放出素子 11に流れる駆動電流 Ieによって制御される。

[0021] ここで、走査線ドライバ 2は、一例として、図 4に示すような信号波形の信号線駆動信号を出力する。すなわち、与えられる映像信号をこの大きさに応じて 4個の領域に分け、領域ごとに異なる振幅値 VI乃至 V4をもつ駆動信号で表示部を駆動させるものである。映像信号を大きさに応じて例えば (A)乃至 (D)のように 4つの領域に分割し、駆動信号の振幅値 VI乃至 V4を各領域で段階的に大きくしていき、更に、各領域において、映像信号の値に対応させてノルス幅を可変することで、きめ細かな階調表現を可能としている。

[0022] 具体的には、入力階調値カ^ー 256という範囲にある場合、図 4の (A)に示すように、この入力階調値は 0— 256という範囲の出力階調値に変換される。これにより、信号線駆動信号のパルス振幅は素子電圧 VIに等、電圧値に設定され、パルス幅はこの出力階調値に対応して 0— 256という範囲の時間長に設定される。

[0023] 入力階調値が 257— 512という範囲にある場合、図 4の（B)に示すように、この入力階調値は 512— 769という範囲の出力階調値に変換される。これにより、パルス幅はこの出力階調値に対応して 0— 256という範囲の時間長に設定され、その期間中、信号線駆動信号のパルス振幅は素子電圧 V2に等しい電圧値に設定され、それ以降の期間（一 256)はノルス振幅は素子電圧 VIに設定される。

[0024] 入力階調値が 513— 768という範囲にある場合、図 4の（C)に示すように、この入力階調値は 1024— 1280という範囲の出力階調値に変換される。これにより、ノルス幅はこの出力階調値に対応して 0— 256という範囲の時間長に設定され、その期間中、信号線駆動信号のパルス振幅は素子電圧 V3に等しい電圧値に設定され、それ以降の期間（一 256)はノルス振幅は素子電圧 V2に設定される。

[0025] 入力階調値が 769— 1024という範囲にある場合、図 4の（D)に示すように、この入力階調値は 1536— 1792という範囲の出力階調値に変換される。これにより、パルス幅はこの出力階調値に対応して 0— 256という範囲の時間長に設定され、その期間中、信号線駆動信号のパルス振幅は素子電圧 V4に等しい電圧値に設定され、それ以降の期間（一 256)はノルス振幅は素子電圧 V3に設定される。

[0026] <ガンマ補正処理 >

次に，本発明に係る表示装置の色信号毎'領域毎のガンマ補正部 40の処理について、以下にグラフを用いて詳細に説明する。一般に、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ等の表示装置においては、図 2に示すように、入力信号と発光輝度との関係はリニアになる。しかし、映像信号は、一般的にブラウン管で表示することを前提としているため、ガンマ特性を有している。従って、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ等の表示装置で、このガンマ特性を含んでいる映像信号を表示するためには、逆ガンマ補正を行う必要がある。

[0027] 又、更に、図 9の RGB毎の各出力信号 yと各輝度信号 Yとの関係を示すグラフ（出力信号 y力 512, 768, 1024にての柳』定）、又 ίま、図 11の G信号の連続柳』定による G映像信号の出力信号 yと輝度信号 Yとの関係を示すグラフ (ここで破線は直線）とにも示されているように、例えばフィールド'ェミッション 'ディスプレイ等の表示装置においては、使用されている 3色の蛍光体の飽和特性は色毎に異なることが知られており、パルス幅と輝度 Υとの関係は、 R映像信号、 G映像信号、 Β映像信号との間でも、必ずしも同一の関係を示すわけではない。更に、領域毎にもその特性が異なっていることが判る。従って、各色信号毎に、固有の適正な係数に応じたルックアップテーブルを用意する必要がある。これと同時に、例えば、上述した 4つの領域毎に、やはり固有の適正な係数に応じたルックアップテーブルを用意して、各映像信号を補正する必要がある。

[0028] 図 1に示す表示装置 Dの映像信号処理回路 4に含まれる色信号毎'領域毎のガンマ補正部 40において、ガンマ補正部 40に 10ビットの入力信号 Xが入り、その出力信号 yも 10ビットである。ここで、パネルに表示される正規化輝度を Yとし、所望のガンマ特性は γ = 2.2とすると、入力信号 Xと輝度 Υとの望ましい関係は、所望のガンマ特性が γ = 2.2なので、図 5に示すような軌跡を描く関係であり、

と表すことができる。

[0029] (ガンマ補正テーブルの計算方法）

本発明に係る表示装置の色信号毎 ·領域毎のガンマ補正部 40においては、このような入力信号 Xと輝度 Υとの関係を実現するために、表示部 1の正規化輝度 Υを、例えば、工場での製造段階において、表示装置に映像信号を供給して、蛍光体 12からの光を実測することで求める。そして、実測した輝度 Υに応じて、以下のような関係式を満たす補正テーブルのルックアップテーブルを、例えば、 R映像信号、 G映像信号、 Β映像信号毎に、更に、上述した領域毎に生成して、色信号毎 ·領域毎ガンマ補正部 40の記憶領域等に格納する。そして、これらのルックアップテーブルを用いて、上述した図 5に示す状態に近い状態へと映像信号を補正するものである。

[0030] 即ち、初めに、図 6に示す素子電圧と駆動電流との関係のグラフのように、素子電位 VI乃至 V4を等間隔に設定して、ルックアップテーブルを生成する場合を説明する。 [0031] Vn= (V4/4) Xn (n=l, 2, 3, 4)

次に、 y =0、 y =256、 y =512、 y =768、 y =1023としたときの、実際に柳』定し

0 1 2 3 4

た表示部 1の輝度の値の一例として、

Y =0、 Y =0.02、 Y =0.08、 Y =0.3、 Y =1を用意する。

0 1 2 3 4

[0032] この時、補正信号 ynにおける輝度 Yは、図 7に示すグラフのようになり、輝度 Yとガンマ補正出力値 yとの関係は、

Y=(Y -Y -l)/(y-y ) Xy+(Y— (Y— Y )/(y -y ) Xy )

n n n n— 1 n n n— 1 n n— 1 n

……（l)

となる。

[0033] ここで、ガンマ補正処理は、以下のように、パネルの輝度変化がリニアではな、場合と、パネルの輝度変化がリニアの場合とに分けられ、これは信号毎や領域毎に処理されるため、例えば、 YRはリニアであり、 YGと YBとはリニアでなしとして、以下のように異なる処理を行うことも好適である。

[0034] (パネルの輝度変化がリニアでな、場合）

従って、入力信号 Xを含む出力信号 yの式（2)として定義されるガンマ補正処理は、映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、各領域 nにおいての、ガンマ補正部に与えられる前記映像信号の入力信号を x、ガンマ補正部からの出力信号を y、前記表示部の RGB毎の輝度をそれぞれ YR、 YG、 YBとし、所望の γ乗数を γとし、 η = 1乃至 Νの自然数とし、ガンマ補正後の階調数を Κとしたとき、

yR=exp(l/aR · (x/K) ⁷-aR /bR )

ただし、 aR bRは YR =aR -ln(y) +bRを満たし、

K- (YR )^1/7<x≤K- (YR )^1/\

n-l n

yG = exp(l/aG · (x/K) ^v~aG /bG )

ただし、 aG bGは YG =aG 'ln(y) +bGを満たし、

K- (YG )^1/7<x≤K- (YG

n-l n

yB = exp(l/aB · (x/K) ^γ— aB /bB )

ただし、 aB bBは YB =aB 'ln(y) +bBを満たし、

Κ· (ΥΒ )^1/7<χ≤Κ· (ΥΒ )^1/γ ……（2)

n-l n を満たすような、図 8に示すグラフで定義されるようなルックアップテーブルにより与えられるちのである。

[0035] (パネルの輝度変化がリニアの場合）

又、パネルの輝度変化がリニアである場合は、

yR={(y-y )/(YR-YR )}· (x/K) ⁷ + (YR -y — y .YR )/(YR~YR n n— 1 n n— 1 n n— 1 n n— 1 n

),

n-1

K-(YR )^1/Y<x≤K'YR であり、

n-1 n

yG={(y -y ) / (YG— YG )}· (x/K) ⁷ + (YG -y — y · YG ) / (YG— Y n n— 1 n n— 1 n n— 1 n n— 1 n

G ),

n-1

K-(YG )^1/Y<x≤K'(YG であり、

n-1 n

yB={(y -y ) / (YB— YB ) } X (x/K) ⁷ + (YB -y — y · YB )/ (YB— Y n n— 1 n n— 1 n n— 1 n n— 1 n

B )

n-1

K-(YG )^1/7<x≤K-(YG )^1/y ……（3)

n-1 n

を満たすような、図 8に示すグラフで定義されるようなルックアップテーブルにより与えられるちのである。

[0036] すなわち、ここでは、一例として、

R映像信号の、第 1領域のルックアップテーブル、

R映像信号の、第 2領域のルックアップテーブル、

R映像信号の、第 3領域のルックアップテーブル、

R映像信号の、第 4領域のルックアップテーブル、

G映像信号の、第 1領域のルックアップテーブル、

G映像信号の、第 2領域のルックアップテーブル、

G映像信号の、第 3領域のルックアップテーブル、

G映像信号の、第 4領域のルックアップテーブル、

B映像信号の、第 1領域のルックアップテーブル、

B映像信号の、第 2領域のルックアップテーブル、

B映像信号の、第 3領域のルックアップテーブル、

B映像信号の、第 4領域のルックアップテーブルがそれぞれ求められることになる。従って、例えば、 R映像信号の第 3領域だけがリニアのルックアップテーブルを用い、他の、映像信号の各領域のルックアップテーブルがリニアでないルックアップテーブルを用いるということも考えられる。このように、これらのルックアップテーブルを用いて、色信号毎.領域毎のガンマ補正部 40において、各色信号 Xを領域毎にガンマ補正して、出力信号 yが出力されるものである。

[0037] このようなガンマ補正により、以下のような輝度特性の改善が図られる。すなわち、図 11は、実際に測定した G映像信号の輝度の変化の一例を示しており、第 1の領域では、輝度はほぼリニアに変化、第 2 第 4の領域では、ほぼ YG =aG -ln (y) +b Gで変化している。同様に、 R映像信号、 B映像信号も同様にそれぞれ異なる係数 a R aBで変化する場合を示唆している。そして、図 12は、図 11の特性に基づいて、、

色信号毎、領域毎のルックアップテーブルを作成し、これによりガンマ補正を行った駆動信号に基づいて、入力信号と出力信号との関係による輝度変化を測定したダラフである。

[0038] これら図 11と図 12 (又は上述した図 9と図 10)とを比べることで、本発明に係る表示装置においては、例えば入力データ Xの 256階調は、出力データ yの 221階調となり、従来装置に比べたとき、特に低階調での階調再現性を、各色信号毎及び階調毎の特性に応じて改善し、高品位の画像表示が可能となったことがわかる。

[0039] (輝度 Yの実測値の代わりに、駆動電流を用いた計算方法）

又、最後に、工場等において表示装置を動作させ輝度を実測して実測値である輝度 Yを上記の式に代入するという上記した方法に代わって、表示装置の動作中の駆動電流 Ieを用いて、表示装置の内部で自律的に式の値を求め、ルックアップテープルを求める場合を説明する。即ち，輝度 Yは、例えば、フィールド'ェミッション 'ディスプレイでは、駆動電流とほぼ正比例するものであり、従って、輝度 Yの実測値を用意する代わりに、駆動電流 Ieを代用することが可能となる。

[0040] 従って、図 13のブロック図に示すように、走査線ドライバ 3からの駆動電流を受けた AZD変換部 52は、デジタル信号として駆動電流をマイコン部 51に供給する。マイコン部 51は、駆動電流の値を示すデジタル信号を色信号毎 ·領域毎のガンマ補正部 4 0に供給する。 [0041] 色信号毎.領域毎ガンマ補正部 40は、この駆動電流の大きさに基づくデジタル信号を輝度 Yの代わりに上述した式（2)に代入して色信号毎 ·領域毎に値を求めることで、色信号毎 ·領域毎のルックアップテーブルを生成する。色信号毎'領域毎ガンマ補正部 40は、それ以降は、この生成動作により求めたルックアップテーブルを使用して、映像情報のガンマ補正を色信号毎'領域毎に行うものである。このような方法により、経年変化により駆動電流が変化した場合でも、駆動電流に応じた最適のルックァップテーブルを用いたガンマ補正が更新した値でなされるため、常に最適のガンマ補正が施されることで、画像品位の高、画像を安定して表示することができる表示装置を提供するものである。

[0042] なお、この表示装置におけるガンマ補正のためのルックアップテーブルの更新時であるが、定常モードにおいて、設定された所定時刻 (年 1度、月 1度、週 1度等)ごとに行うことが好適である。又、表示装置の電源投入による立上時であることが好適である。又、表示装置の電源オフによる立下げ時であることが好適である。又、測定モードをユーザが呼び出すことにより、マニュアルで行われることも好適である。

[0043] 以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

Claims

請求の範囲

[1] 与えられた映像信号を構成する第 1色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに異なる第 1色信号に固有の第 1係数を用いてガンマ補正を行い第 1補正信号を出力する第 1ガンマ補正部と、

前記映像信号を構成する第 1色信号とは異なる第 2色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1係数とは異なる前記第 2色信号に固有の第 2係数を用いてガンマ補正を行い第 2補正信号を出力する第 2ガンマ補正部と、

前記第 1及び第 2ガンマ補正部からの前記第 1及び第 2補正信号に応じて、前記 N 個の領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号を生成する生成部と、

前記生成部からの前記駆動信号に応じて画像を表示する表示部と、

を具備することを特徴とする表示装置。

[2] 与えられた映像信号を構成する R映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに異なる R映像信号に固有の第 1係数を用いてガンマ補正を行い第 1補正信号を出力する第 1ガンマ補正部と、

前記映像信号を構成する G映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1係数とは異なる G映像信号に固有の第 2係数を用いてガンマ補正を行 V、第 2補正信号を出力する第 2ガンマ補正部と、

前記映像信号を構成する B映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1及び第 2係数とは異なる B映像信号に固有の第 3係数を用いてガンマ補正を行、第 3補正信号を出力する第 3ガンマ補正部と、

前記第 1乃至第 3ガンマ補正部からの前記第 1乃至第 3補正信号に応じて、前記 N 個の領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号を生成する生成部と、

を具備することを特徴とする表示装置。

[3] 前記表示部は、フィールド'ェミッション 'ディスプレイであることを特徴とする請求項

1又は 2記載の表示装置。

[4] 前記生成部は、前記映像信号の大きさに応じて、前記駆動信号の振幅とパルス幅とを可変することを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[5] 前記ガンマ補正部は、前記表示部の実測した輝度に基づいて前記領域ごとの複数の係数の値を決定し、この係数により領域ごとに補正を行うことを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[6] 前記映像信号の値に応じた N個の領域は、 4つの領域であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[7] 前記ガンマ補正部が行う補正処理の逆ガンマ特性は、 2.2乗であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[8] 前記生成部は、段階的に等間隔な値の振幅値をそれぞれ有する駆動信号を生成することを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[9] 前記ガンマ補正部及び生成部は、前記映像信号を大きさに応じて等分割の複数の領域に分け、これらの領域ごとの前記ガンマ補正と前記駆動信号の生成とを行うことを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[10] 前記ガンマ補正部は、前記映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、各領域 nにおいての、ガンマ補正部に与えられる前記映像信号の入力信号を x、ガンマ補正部からの出力信号を y、前記表示部の RGB毎の輝度をそれぞれ YR、 YG、 YBとし、所望の Ί乗数を Ίとし、 n= 1乃至 Nの自然数とし、ガンマ補正後の階調数を Kとしたとさ、

yR=exp(l/aR · (x/K) ⁷-aR /bR )

ただし、 aR bRは YR =aR -ln(y) +bRであり、

K-(YR )^1/7<x≤K-(YR)^1/\

n-l n

yG = exp(l/aG · (x/K) ^γ— aG /bG )

ただし、 aG bGは YG =aG 'ln(y) +bGであり、

K-(YG )^1/7<x≤K-(YG

n-l n

yB = exp(l/aB · (x/K) ^γ— aB /bB )

ただし、 aB bBは YB =aB 'ln(y) +bBであり、

Κ·(ΥΒ )^1/7<χ≤Κ·(ΥΒ )^1/y

n-l n

を満たすようなルックアップテーブルを用いて補正を行うことを特徴とする請求項 l又は 2記載の表示装置。

[11] 前記ガンマ補正部は、前記表示装置の輝度変化がリニアリティをもつ場合、リニアリティをもつ輝度につき、前記ルックアップテーブルの式を適宜、以下の式、 yR={(y-y )/(YR-YR )}· (x/K) ⁷ + (YR -y — y .YR )/(YR~YR n n— 1 n n— 1 n n— 1 n n— 1 n

),

n-1

K-(YR )^1/7<x≤K-(YR)^1/7

n-1 n

yG={(y -y ) / (YG— YG )}· (x/K) ^v + (YG -y — y · YG ) / (YG— Y n n— 1 n n— 1 n n— 1 n n— 1 n

G ),

n-1

K-(YG )^1/7<x≤K-(YG Ϋ^/Ύ

n-1 n

B )

n-1

K-(YG )^1/7<x≤K-(YG Ϋ^/Ύ

n-1 n

に置き換えてなるルックアップテーブルを用いて補正を行うことを特徴とする請求項 l

0記載の表示装置。

[12] 前記生成部からの前記駆動信号の値を検出し、これに基づき前記ガンマ補正に用いるルックアップテーブルの値を更新する制御部を更に有することを特徴とする請求項 1又は 2記載の表示装置。

[13] 与えられた映像信号を構成する第 1色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに異なる第 1色信号に固有の第 1係数を用いてガンマ補正を行い第 1補正信号を出力し、

前記映像信号を構成する第 1色信号とは異なる第 2色信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1係数とは異なる前記第 2色信号に固有の第 2係数を用いてガンマ補正を行い第 2補正信号を出力し、

前記第 1及び第 2補正信号に応じて、前記 N個の領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号を生成し、

前記駆動信号に応じて画像を表示することを特徴とする表示方法。

[14] 与えられた映像信号を構成する R映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに異なる R映像信号に固有の第 1係数を用いてガンマ補正を行い第 1補正信号を出力し、前記映像信号を構成する G映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1係数とは異なる G映像信号に固有の第 2係数を用いてガンマ補正を行い第 2補正信号を出力し、

前記映像信号を構成する B映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、領域ごとに、前記第 1及び第 2係数とは異なる B映像信号に固有の第 3係数を用いてガンマ補正を行い第 3補正信号を出力し、

前記第 1乃至第 3補正信号に応じて、前記 N個の領域ごとに異なる振幅値をもつ駆動信号を生成し、

[15] 前記画像の表示は、フィールド'ェミッション 'ディスプレイを用いて行うことを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法。

[16] 前記駆動信号の生成は、前記映像信号の大きさに応じて、前記駆動信号の振幅とパルス幅とを可変することを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法。

[17] 前記ガンマ補正は、実測した表示部の輝度 (Y)に基づ、て前記領域ごとの複数の係数の値を決定し、この係数により領域ごとに補正を行うことを特徴とする請求項 13 又は 14記載の表示方法。

[18] 前記映像信号の値に応じた N個の領域は、 4つの領域であることを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法。

[19] 前記ガンマ補正処理の逆ガンマ特性は、 2. 2乗であることを特徴とする請求項 13 又は 14記載の表示方法。

[20] 前記駆動信号の生成は、段階的に等間隔な値の振幅値 (V , V , V , V )をそれ

1 2 3 4 ぞれ有する駆動信号を生成することを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法

[21] 前記ガンマ補正及び駆動信号の生成処理は、前記映像信号を大きさに応じて等分割の複数の領域に分け、これらの領域ごとの前記ガンマ補正と前記駆動信号の生成とを行うことを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法。

[22] 前記ガンマ補正は、前記映像信号を大きさに応じて N個の領域に分け、各領域 nにおいての、ガンマ補正部に与えられる前記映像信号の入力信号を x、ガンマ補正の出力信号を y、前記表示部の RGB毎の輝度をそれぞれ YR_n、 YG^ YB^L,所望の γ乗数を γとし、 η= 1乃至 Νの自然数とし、ガンマ補正後の階調数を Κとしたとき

ただし、 aR bRは YR =aR -ln(y) +bRであり、

K-(YR )^1/Y<x≤K-(YR )^1/\

yG = exp(l/aG · (x/K) ^v~aG /bG )

ただし、 aG bGは YG =aG 'ln(y) +bGであり、

K- (YG )^1/7<x≤K- (YG

yB = exp(l/aB · (x/K) ^γ— aB /bB )

ただし、 aB bBは YB =aB 'ln(y) +bBであり、

Κ· (ΥΒ )^1/7<χ≤Κ· (ΥΒ )^1/γ

を満たすようなルックアップテーブルを用いて補正を行うことを特徴とする請求項 13 又は 14記載の表示方法。

[23] 前記ガンマ補正は、前記表示装置の輝度変化がリニアリティをもつ場合、リニアリティをもつ輝度につき、前記ルックアップテーブルの式を適宜、以下の式、

yR={(y -y )/(YR -YR )}· (x/K) ^Y + (YR -y -y -YR )/(YR -YR

),

K- (YR )^1/7<x≤K- (YR )^1/7

yG={(y -y ) / (YG— YG )}· (x/K) ^v + (YG -y — y · YG ) / (YG— Y

G ),

K- (YG )^1/7<x≤K- (YG )^1/y

yB={(y-y )/(YB -YB ) } X (x/K) ^Y + ( YB -y — y -YB )/(YB -Y

B )

K- (YG )^1/7<x≤K- (YG )^1/y

に置き換えてなるルックアップテーブルを用いて補正を行うことを特徴とする請求項 2 2記載の表示方法。

[24] 前記駆動信号の値を検出して、これに基づき前記ガンマ補正に用いるルックアップブルの値を更新することを特徴とする請求項 13又は 14記載の表示方法。