(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、
所定のサブフィールドにおいて形成される画像の１／２以上の領域において空間周波数が予め定められた値より高い場合は、当該サブフィールド期間には全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更する画像変更手段と、
前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、画像変更手段は、前記サブフィールド画像の変更を予め定められた値よりも小さい輝度重み付けを有するサブフィールドに対してのみ行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像表示装置であって、画像変更手段は、前記サブフィールド画像の変更を前記第１の電極の駆動に要する電力が予め定められた値よりも大きいときのみ行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、
複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、
前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、
空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段で検出された特定パターン部分が、サブフィールド画像データの１／２以上の領域を占める場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、
前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、
前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、
空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、
前記パターン検出手段によって検出された特定パターン部分を形成する画素に対応したセル数と予め定められたセル数を比較する比較手段と、
前記比較手段で当該特定パターンのセル数が予め定められたセル数以上である場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、
前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
１フィールド期間を所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割し、入力された画像データに従って前記サブフィールドの点灯、非点灯が制御されることにより表示される画像データの信号処理プログラムであって、
複数のサブフィールド毎のサブフィールド画像データにおいて、
空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分が、サブフィールド画像データの１／２以上の領域を占める場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更するとともに、サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する画像データ変更手順を含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマトリクス状の電極を順次走査することによりデータセットを行うマトリクス電極スキャン方式の多階調画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年マトリクスディスプレイとして、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイ、エレクトロ・ルミネッセンス・ディスプレイ、などがあるがここでは特に３電極面放電交流駆動型プラズマディスプレイ装置を例にとり、ディスプレイにデータをセットする方法について説明する。
従来の３電極面放電型プラズマディスプレイパネルを駆動する方法としては、発光させるべきセルに情報を書き込む「書き込み期間」と情報を書き込んだセルを発光させる「発光期間」とを分離して駆動する、いわゆる「アドレス／維持放電分離型方式」が知られていて、特開平７−２７１３２５において示されている。「アドレス／維持放電分離型方式」の書き込み期間の動作について簡単に説明する。
【０００３】
図１０で１００１はプラズマディスプレイパネル、１００２は最小発光単位であるセルで、１００３は垂直方向に配置されるデータ電極群で左端から右端へＸｍ−１、Ｘｍ、Ｘｍ＋１の順で配置され、１００４は水平方向に配置される走査電極群で上端から下端へＹ０、Ｙ１、・・、Ｙｎ−１、Ｙｎ、Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２、・・の順に配置され、１００５は走査電極１００４と平行に配置され、各走査電極と対になって発光期間に維持放電を行う維持電極群である。なお、ｍ、ｎは自然数である。
【０００４】
走査電極Ｙ０上に存在するセルから順に、以下の方式により書き込みが行われる。
まず走査電極Ｙ０に走査パルスを印加すると同時に、Ｙ０上に位置するセルのうち書き込みを行うべきセルがあればそのセルに対応するデータ電極に走査パルスとは逆極性のデータパルスを印加する。このとき、書き込みを行うセルにおいて走査電極とデータ電極との間の電位差が走査電極とデータ電極の放電開始電圧を超えるため書き込み放電と呼ばれる放電が発生し、書き込み放電に誘発されて走査電極と維持電極間でデータ維持放電と呼ばれる放電が発生する。データ維持放電が発生することにより発光するセルに情報が書き込まれる。書き込みを行わないセルに対しては走査パルスとデータパルスが同時に印加されることはないので書き込み放電は発生せず、したがってデータ維持放電も発生しない。
【０００５】
以降、Ｙ１、Ｙ２、・・と、最後の走査電極まで同様の動作が行われ、最終的に全ラインに走査パルスが印加される。
図１１は図１０に示すプラズマディスプレイパネルの各電極に印加される電圧波形の例である。この図は、走査電極Ｙｎに走査パルス１１１１が印加されているときにデータ電極Ｘｍにデータパルス１１００が印加されているので、この波形は走査電極Ｙｎとデータ電極Ｘｍの交点に存在するセル、すなわち図１０において斜線で示すセル１００６に書き込みを行い、他のセルには書き込みを行わない状態を示している。また、維持電極には書き込み期間中常に一定の電圧が印加されている。
【０００６】
このときデータ電極Ｘｍ上で発生する放電の発光を、走査パルスを追いかけて順次下方に移動しながらフォトダイオードなどを用いてオシロスコープで観測すると１１０２のような波形を得る。１１０２は書き込みを行うセルにおいて発生した書き込み放電及びデータ維持放電による発光である。書き込みを行うセルにおいてのみ放電が発生し、書き込みを行わないセルにおいては放電は全く発生しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様なマトリクスディスプレイでは、各々のデータ電極は隣接するデータ電極や走査電極などとの間に浮遊容量を持つ。データ電極駆動素子はセルの選択を行う際にこれらの浮遊容量を充放電するために電力を消費する。データ電極駆動素子の消費電力を削減する方法の一つが特開平１１−２８２３９８に示されている。これは、入力された画像データやデータ電極駆動素子の消費電力やデータ電極駆動素子の電源端子に流入する電流を検出しながら、最もデータ電極駆動素子の消費電力が少なくなるようにラインを選択する順序を変更するものである。例えばライン数４８０ラインのパネルに１ラインおきに水平ラインを表示する場合を考える。この際、パネル上端から１ラインずつ順にラインを選択すればデータ電極駆動素子の出力は１ライン周期で２４０回反転し、データ電極の浮遊容量を２４０回充放電することとなる。ところがまず奇数ラインを上端から順に選択し、続いて偶数ラインを上端から順に選択すればデータ電極駆動素子の出力は１回だけ反転するので、１回だけデータ電極の浮遊容量を充放電することになる。従って後者の方がデータ電極駆動素子の消費電力が少ないことがわかる。
【０００８】
一方、近年ディスプレイの高精細化が進み、これに伴う線間容量の増大によって電極の充放電による電力消費が増大する傾向にある。この充放電電力を低減することがディスプレイの低消費電力化に必要である。
データ電極駆動素子の消費電力を下げるために、従来の技術ではライン選択の順序を画像ごとに変更するなどしてデータ電極駆動素子のスイッチング回数を減らしていたが、この方法では走査電極駆動素子として単純なシフトレジスタを使用できず、回路構成が煩雑になるなどの課題があった。
【０００９】
本発明は上記の課題を鑑み、画質の劣化、回路の煩雑化などを伴うことなくデータ電極駆動回路の消費電力低減を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明の画像表示装置は、第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、所定のサブフィールドにおいて形成される画像の１／２以上の領域において空間周波数が予め定められた値より高い場合は、当該サブフィールド期間には全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更する画像変更手段と、サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段で検出された特定パターン部分が、サブフィールド画像データの１／２以上の領域を占める場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段によって検出された特定パターン部分を形成する画素に対応したセル数と予め定められたセル数を比較する比較手段と、前記比較手段で当該特定パターンのセル数が予め定められたセル数以上である場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
これらによって、前記第１の電極の駆動に要する電力を低減することが可能である。
例えば、サブフィールドにおける書き込み画像が第１の方向に点灯・非点灯の変化の周期が大きいものであると、第１の電極の充放電の回数が大きくなることから、書き込み時の消費電力が嵩んでしまう。また、非点灯のセルに第２の方向に隣接するセルを点灯させる場合に、点灯セルに隣接するときに書き込むときよりも書き込み電圧を数十ボルト高くすることで、狭い領域に分布する電界の影響を相殺させて所望のセルにデータが適格に書き込まれるようにしている。従って、第２の方向にも点灯・非点灯の変化の周期が大きいと、書き込み時の消費電力がよりいっそう嵩んでしまう。つまり、本発明のように所定のサブフィールドにおける画像データを変更することによってもとの画像が書き込み時の消費電力が大きいものであったとしても、変更後のもので画像が書き込まれることになるため、書き込み時の消費電極を低減させることが可能となる。
【００１８】
その結果、前記第１の電極を駆動するドライバＩＣ各々の消費電力が減少するのでドライバＩＣの電流供給能力が低い場合でもＩＣの破壊を防止することが可能である。これにより、ドライバＩＣとして電流供給能力の低い安価な製品を使うことができる。また、同ドライバＩＣから発生する熱量が減少するので、ヒートシンクやファンなどの放熱用部品を小型化、または削減することが可能である。
【００２８】
また、これにより、注目サブフィールドにおいて表示される２値画像データと他のサブフィールドにおいて表示される２値画像データとの間で演算を含まないため処理を簡単迅速に行なうことができる。
ここで、画像変更手段は、前記サブフィールド画像の変更を予め定められた値よりも小さい輝度重み付けを有するサブフィールドに対してのみ行うとすることができる。
【００２９】
これにより画質の劣化を最小限にとどめることが可能となる。
ここで、画像変更手段は、前記サブフィールド画像の変更を前記第１の電極の駆動に要する電力が予め定められた値よりも大きいときのみ行うとすることができる。
これにより、必要でない場合に画像データを変更して画質を劣化させることがない。例えば、表示される映像の平均輝度がある程度大きい場合は、点灯している画素、またはサブフィールドが多いので、使用しているドライバＩＣの電流供給能力が小さければ素子の破壊に到る可能性があり、多少の劣化があっても画像を変更して消費電力を下げる必要がある。
【００３０】
しかし、平均輝度が非常に小さい場合は、概して点灯している画素、又はサブフィールドが少ない場合が多い。この場合は画像データを変更しなくとも第１の電極の駆動に要する電力は少なく、使用しているドライバＩＣが電流供給能力の小さいものでも破壊に到ることはないので、画像を変更する必要はない。従って、この場合には画質の劣化が発生しない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
本発明に係る第１実施の形態の画像表示装置について図を用いて説明する。
本実施の形態における画像表示装置は、ＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という）を用いたもので、所定の発光回数を輝度重みとして有する所定数（例えば８個）のサブフィールドの発光の合計で階調を表現することで、中間調表示を行う画像表示装置である。なお、以下の説明では、説明の便宜を考慮して、１セルによって１画素が構成される単色のパネルを対象として説明するが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色を備えたカラー表示のパネルであっても同様に実施可能なのは無論である。
【００３２】
図１は、本発明に係る本実施の形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。
当該画像表示装置は、図１に示すように、信号変換部１０２と、フィールド情報格納部１０４と、書き込みアドレス制御部１０５と、パターンマッチング部１０６と、演算部１０７と、駆動制御部１０８と、ＡＣ型プラズマディスプレイパネル（マトリックスディスプレイ）１０９（以下、「ＰＤＰ」という。）と、アドレス電極駆動部１１０と、走査電極駆動部１１１とから構成されている。
【００３３】
信号変換部１０２は、入力画像信号の供給を受け、各画素に対応するディジタル画像信号（８ビット）１０１を、予め決められた所定の重み付けを有するここでは８ビットのフィールド情報データ１０３に変換する回路である。
具体的には、入力される画像信号の階調レベルに応じて変換すべき情報が定められたルックアップテーブルによって、所定の数のサブフィールドに画像信号が分割される。なお、１画素毎の分割処理は、図示しないＰＬＬ回路により発生された画素クロックに同期して行われる。
【００３４】
前記フィールド情報とは、１ＴＶフィールド内の何れの時間帯つまり何れのサブフィールドを点灯・非点灯させるのかという１ビットのサブフィールド情報の集合である。ここでは、このようにして生成された各画素に対応するフィールド情報は、書込アドレス制御部１０５からの書き込みアドレス指定信号Ｓ１により物理アドレスが指定されてサブフィールド情報格納部１０４にライン毎、画素毎、サブフィールド毎、画面毎に書き込まれる。
【００３５】
信号変換部１０２における入力画像信号の階調レベルに応じて変換すべき情報との対応を図２に示す。
この図２は、各入力信号を時間順に『１２８』、『６４』、『３２』、『１６』、『８』、『４』、『２』、『１』というように変化する輝度重みからなる８ビットのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８のオン、オフ情報に変換するための入力画像信号と、変換後のサブフィールドの組み合わせとの対応を示すもので、このテーブルの縦の欄は、入力ディジタル画像信号の値を示しており、横の欄は、当該入力画像信号を変換すべき８ビットのフィールド情報を示している。なお、この図で「１」と記したサブフィールドは「オン（点灯）」となり、その他のサブフィールドはそのフィールド期間が「オフ（非点灯）」とされることを意味する（以下、同様）。
【００３６】
例えば、信号変換部１０２では、「６５」（太線枠で示した欄）の画像信号であると、当該画像信号を、輝度重み『６４』、『１』のサブフィールドを組み合わせた「１０００００１０」という８ビットデータに変換して出力する。なお、ここでのビット表現は、サブフィールドの番号とビット表現における桁を対応させた表記にしている。
【００３７】
フィールド情報格納部１０４の実体はフレームメモリであり、図３に示すような内部構造をしている。つまり、この図３に示すように連続する３つの画面のフィールド情報を格納する領域を備え、一の画面のフィールド情報を格納する第１のメモリ領域ＦＭＡ１、更に、別な一の画面のフィールド情報を格納する第２のメモリ領域ＦＭＡ２、更に別な一の画面のフィールド情報を格納する第３のメモリ領域ＦＭＡ３とを備えている。
【００３８】
そして、それぞれのメモリ領域ＦＭＡ１，ＦＭＡ２，ＦＭＡ３は、フィールド情報のビット数に対応した８個のサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８を備えている。この構成により連続する３画面分の８ビットのサブフィールドの組み合わせに関するフィールド情報が各サブフィールドの点灯・非点灯に関する情報としてサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８それぞれに書き込まれる。本実施例のフレームメモリでは、１ビット入力で２ビット出力となるように複数の半導体メモリを用いてある。
【００３９】
フィールド情報格納部１０４へのフィールド情報の格納は、一の画面分のフィールド情報を第１のメモリ領域ＦＭＡ１へ、次の一画面分のフィールド情報を第２のメモリ領域ＦＭＡ２へ、更に、次ぎの一画面分のフィールド情報を第３のメモリ領域ＦＭＡ３へというように３つのメモリ領域ＦＭＡ１，ＦＭＡ２、ＦＭＡ３に対して循環させて行われる。そして、一のメモリ領域ＦＭＡ１（ＦＭＡ２又は３）へのフィールド情報の書き込みは、信号変換部１０２から画素クロックに同期して出力される８ビットデータを８つのサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８に１ビットずつに分配して書き込むという方法で実行される。なお、８ビットデータのどのビットをどのサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８に格納するかは予め定められている。
【００４０】
詳しくは、信号変換部１０２におけるサブフィールド番号１〜８と、それと同一番号のサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８が論理的に対応付けられていて、８ビットデータのビットがどのサブフィールド番号に相当するものであるかによって該当するサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８に格納されるのである。８ビットデータのサブフィールドメモリＳＦＭＡ１〜ＳＦＭＡ８への格納位置は、書込アドレス制御部１０５からのアドレス指定信号Ｓ１によって指示される。
【００４１】
ここでは、８ビットデータに変換される前の画素信号の画面上での位置と同一位置に書き込むようにしてある。
駆動制御部１０８は、書き込み期間においては、フィールド情報格納部１０４のメモリ領域ＦＭＡ１、ＦＭＡ２又はＦＭＡ３からフィールド情報を読み出し、データ電極駆動部１１０に１ラインの表示セル数に相当したビット情報を書き込みセル指定信号Ｓ２としてシリアルに出力する。それと共に、走査電極駆動部１１１に何れのラインを走査するのかを走査ライン指示信号Ｓ３によって指示する。この他パネルの電荷状態を初期化する初期化期間及び発光を継続的に維持する維持期間、パネルの電荷を消去する消去期間においてはそのタイミングを各駆動部に対してタイミングを指示する。
【００４２】
データ電極駆動部１１０、走査電極駆動部１１１それぞれは、駆動制御部１０８からの信号Ｓ２及びＳ３を受けて、パルス信号を生成してパネル１０９を構成する各電極にパルス電圧を印加する。なお、データ電極駆動部１１０はシフトレジスタを備え１ビットづつシリアルに出力される信号Ｓ２に基づいて全ての電極に一斉に同時にデータパルスを印加する。
【００４３】
駆動制御部１０８の読み出し動作はフィールド情報におけるメモリ領域ＦＭＡ１、ＦＭＡ２、及びＦＭＡ３への書込動作と画面単位のオーダでは同期がとられている。即ち、駆動制御部１０８は８ビットデータを書込中及びパターンマッチング部１０６によって読み出しの対象となっているメモリ領域からは読み出しは行わず、既に書込完了し、パターンマッチング部１０６から読み出しの対象ともならない演算部１０７による演算処理が完了したメモリ領域から読み出しを行う。
【００４４】
パターンマッチング部１０６は、全セルの各サブフィールド情報を画面の位置と同じように配列して１つのサブフィールドによって表示される画像（以下、サブフィールド画像という）において、所定のパターン画像（市松パターン、横縞パターンなど）が含まれているかどうかを検出するものである。パターンマッチングの手法は特に限定されず、所定の面積（例えば、２画素×２画素）の所定パターン（市松パターン、横縞パターンなど）のマスクを通して特定のパターンを検出する一般的なもので良い。
【００４５】
まず、パターンマッチング部１０６は、フィールド情報格納部１０４から、フィールド情報が書き込み中でない及び駆動制御部１０８によって読み出されていないメモリ領域からフィールド情報をサブフィールド単位に全画素について読み出す（以下、このように読み出すデータをサブフィールド画像情報という）。つまり、注目するサブフィールドにおいてサブフィールドメモリＳＦＭＡ１から順にサブフィールドメモリの領域番号が昇順となるように順に読み出す。
【００４６】
検出するパターンは、ＰＤＰに静電潜像を書き込む時に書き込み電力が相対的に大きくなる傾向のあるパターンであり、ここでは、図４（ａ）に示すようなセル周期で「０」及び「１」が交互に反転する市松パターン、又は  、図４（ｂ）に示すようなライン周期で「０」及び「１」が交互に反転する横縞パターンとする。
そして、前記所定のパターンが検出されると、当該パターンを構成する画素のメモリ上のアドレスに関する情報（パターン形成画素のメモリ上の格納場所を示すアドレス情報Ｄ１）を演算部１０７に供給する。アドレス情報Ｄ１は、サブフィールドメモリの番号と、当該メモリにおける行列による座標位置を示すものである。
【００４７】
演算部１０７は、フィールド情報格納部１０４から、パターンマッチング部１０６が読み出したのと同じサブフィールドメモリにおけるサブフィールド画像情報を読み出し、前記パターンマッチング部１０６から供給されたアドレス情報Ｄ１にて表されるアドレスに対応したサブフィールド情報を「０」に変更した変更サブフィールド画像情報を、同じサブフィールドメモリに上書する。
更に、演算部１０７は、上記のようにしてパターンマッチング部１０６が読み出したサブフィールドメモリ番号の次ぎの番号のサブフィールドメモリのサブフィールド画像情報を読み出し、アドレス情報Ｄ１にて表されるアドレスに対応したサブフィールド情報を「１」に変更した変更サブフィールド画像情報を、同じサブフィールドメモリに上書する。
【００４８】
このように演算部１０７は、サブフィールド単位で画像データを変更する。
パターンマッチング部１０６が所定のパターンを検出しない場合には、前記アドレス情報Ｄ１は演算部１０７に供給されず、演算部１０７は上記した動作を実質実行しないことになる。この場合、ブランクのアドレス情報Ｄ１をパターンマッチング部１０６が供給するようにしておき、ブランクの場合には、上記した処理を演算部１０７が実行しないようにすることもできる。
【００４９】
なお、パターンマッチング部１０６はメモリ領域の番号を昇順に読み出すが、メモリ領域番号が最も若いＳＦＭＡ１以外は、演算部１０７での演算処理を経てデータ変更されたサブフィールド画像情報を読み出す。
次に、演算部１０７の動作を図５に示すフローチャート及び図６に示す画像処理の模式図を参照しながら具体的に説明する。
【００５０】
演算部１０７は、パターンマッチング部１０６からアドレス情報Ｄ１の供給を受けると（ステップＳ１）、パターンマッチング部１０６が読み出したサブフィールド画像情報を該当するｉ番目（ｉは１〜８の自然数）のサブフィールドメモリＳＦＭＡから読み出す（ステップＳ２）。
次に、演算部１０７は、このように読み出したサブフィールド画像情報に対して、前記パターンマッチング部１０６から供給されたアドレス情報Ｄ１にて表されるアドレスに対応したサブフィールド情報を「０」に変更し（ステップＳ３）、変更サブフィールド画像情報を生成する。そして、この変更サブフィールド画像情報を読み出したときと同じメモリ領域に上書する（ステップＳ４）。
【００５１】
更に、演算部１０７は、上記のようにしてパターンマッチング部１０６が読み出したサブフィールドメモリ番号の次ぎの番号（ｉ＋１）のサブフィールドメモリのサブフィールド画像情報を読み出し、アドレス情報Ｄ１にて表されるアドレスに対応したサブフィールド情報を「１」に変更し（ステップＳ５）、変更サブフィールド画像情報を生成する。そして、この変更サブフィールド画像情報を読み出したときと同じメモリ領域に上書する（ステップＳ６）。
【００５２】
以上の動作をサブフィールドメモリの全ての領域番号１〜８について行ない（ステップＳ７で判断）、全てのサブフィールド画像情報について、演算を施す。このような動作によって、例えば、いま、サブフィールドＳＦ３における書き込みデータが図６（ａ）に示すようなサブフィールド画像を構成していたとすると、演算部１０７は、パターンマッチング部１０６から市松パターンを有する画素（太線で囲んだ領域に位置する画素）のメモリ上のアドレスに関する情報の供給を受け取って、そのサブフィールドにおける画像において図面上太線枠で示される部分を図６（ｂ）のように輝度ゼロ（非点灯）のべたの画像に組み替え変更することになる。
【００５３】
更に、図６（ｃ）に示すようにその次のサブフィールドＳＦ４における画像において上記変更した部分と同じ画像領域（図面上太線枠で示される部分）を輝度１６（点灯）のべたの画像に組み替え変更する。
このような処理によって、平均輝度を維持することで視覚的影響を押さえつつデータ電極駆動部１１０の消費電力を低減することが可能である。
データ電極駆動部１１０の消費電力が低減されるのは、各サブフィールドにおいて表示される２値画像では垂直方向に点灯、非点灯を繰り返す割合がもとの画像に比べて著しく減少しているからである。
【００５４】
なお、最も領域番号の大きいサブフィールドメモリに格納されているサブフィールド画像について、上記同様の処理をしても無論構わないが、実際には、前記ステップＳ５の演算処理が行われないため、この場合には、パターンマッチング部１０６から供給されたアドレス情報Ｄ１にて表されるアドレスに対応したサブフィールド情報を一律にゼロではなく「１」に変更するようにしても構わない。
【００５５】
また、輝度重み『１』よりも更に小さい『０．５』の輝度重みをもつサブフィールドＳＦ９を設けておけば（図２右端破線枠部分参照）、サブフィールドＳＦ８では、輝度ゼロのべた画像を組み込み、次ぎのサブフィールドＳＦ９で、該当部分を輝度「０．５」のべた画像とすることも可能である。この処理は実質上記したステップＳ４及びステップＳ５における処理と同じである。なお、ここで設けた輝度重み『０．５』のサブフィールドＳＦ９は通常の階調表示のときには使用されず、演算部１０７がサブフィールド単位で上記した画像データを変更する際にだけ、補助サブフィールドとして使用されるものである。
【００５６】
ここで、パターンマッチング部１０６で、図７に示すような横縞パターンを検出した場合における例外的な処理について説明する。
横縞パターンをサブフィールド画像が有する場合（図７（ａ）の太線枠部分）に、上記したように演算部１０７によって、該当箇所をべた画像に変更すると、斜め方向の解像度が低く、垂直方向には相対的に解像度が高いという人間の視覚特性に起因し、視覚的に目立ってしまうため、この場合には、例外的に画像情報の変更を図７（ｂ）のように行なわない（禁止する）ようにすることが望ましい場合もある。輝度の低いサブフィールドであれば良いが、輝度が高いサブフィールドであれば顕著である。
【００５７】
従って、演算部１０７がサブフィールド画像を構成するサブフィールド番号を参照して（つまりはサブフィールドにおける輝度重みを参照するということ）、画像情報の変更を行なうかどうか判断させる構成とすることもできる。
しかし、データ電極の駆動に要する電力を低減し、ドライバＩＣの破壊を防止することを優先する場合には、上記の横縞パターンも変更することも可能である。
また、横縞パターンを表示する領域の画面全体に対する面積の割合によって、画像データ変更の有無を制御することによって、可能な限り横縞パターンを表示しつつ、ドライバＩＣの負荷が大きくなる場合には画像データの変更を行い、ドライバＩＣを保護することも可能である。
【００５８】
なお、本実施の形態では市松パターン又は横縞パターンを検出して画像データを変更したが、本発明はそれに限定されるものではなく、あるサブフィールドにおいて形成されるデータ電極の駆動に要する電力が大きいような空間的変化の激しい画像を、データ電極の駆動に要する電力が小さい空間的変化の緩やかな画像に変更し、当該サブフィールドにおける画面全体の平均輝度が画像を変更する前のほぼ等しくなるように当該サブフィールドの発光輝度を変化させることによって、本実施の形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、上記実施形態では、注目するサブフィールドにおいて、所定パターンの画像を輝度ゼロのべた画像としたが、当該サブフィールドに割り当てられた輝度をもつべた画像に変更することもできる。但し、この場合には、平均輝度が考慮されないことから画質が多少劣化することとなる。なお、この問題は後述する実施形態のように当該サブフィールドにおける表示輝度を制御することによって解消する。
＜実施の形態２＞
本発明に係る第２実施の形態の画像表示装置について図面を用いて以下に説明する。
図８に本実施の形態の画像表示装置の構成を示す。この図に示すようにこの画像表示装置は、上記画像表示装置に更に、カウンタ１１２と、コンパレータ１１３と、輝度制御部１１４と、定数部１１５とを備える。
【００６０】
パターンマッチング部１０６は、各サブフィールドにおいて表示される２値画像をフィールド情報格納部１０４から１サブフィールド分づつ読み出し、所定のパターン（ここでは市松パターン）になっている領域を検出する。そして当該サブフィールドにおいて当該市松パターンとなっている領域の画素数をカウンタ１１２で計数し、これを定数部１１５にあらかじめ定めた定数とコンパレータ１１３において比較する。当該サブフィールドにおいて市松パターンとなっている画素数が全画素数の１／２以上の場合は、演算部１０７において当該サブフィールドの全画素のデータを１に変更し、フィールド情報格納部１０４に書き込む。さらに輝度制御部１１４において当該サブフィールドの輝度を信号変換部１０２において定めた値の半分に下げるように走査電極駆動部１１１に指示する。この指示を受けて走査電極駆動部１１１は、輝度を半減させるために、半分の数の維持パルスを印加する。
【００６１】
以上の動作の具体例を図９を用いて説明する。例えば、画素数が所定数のマトリクスディスプレイにおいて、入力デジタル画像信号より作成されたサブフィールド画像のうちサブフィールドＳＦ３が図９（ａ）に示すように斜線を付けた領域を除く画素において市松状のパターンなっている場合を考える。
このようにほぼ全面にわたって市松状のパターンとなっている場合には図９（ｂ）のように全画素のデータを「１」（点灯）に変更し、さらにサブフィールドＳＦ３は輝度重み付け『３２』であるが、これを半分の『１６』に変更して発光させる。
【００６２】
以上の動作により、データ電極駆動部の消費電力の大きい市松状のパターンの場合には、消費電力が少なく輝度が半分の一様なパターンに置き換えられる。なお、市松パターンの場合には、人間の視覚特性は斜め方向の解像度が低いので、変更前後の画像は同様な画像と感じられ、画質には大きな影響はない。
この結果、データ電極駆動部の消費電力を低減することが可能である。
【００６３】
また、画像を変更する際に他のサブフィールドの画像データを参照する必要がないため各サブフィールドで単独に処理を行うことができ、その結果、処理をより迅速に行なうことが可能となる。
なお、本実施の形態では市松パターンのみを検出して画像データを変更したが、本発明はそれに限定されるものではなく、あるサブフィールドにおいて形成されるデータ電極の駆動に要する電力が大きいような空間的変化の激しい画像（例えば、横縞パターンなど）を、データ電極の駆動に要する電力が小さい空間的変化の緩やかな画像に変更し、当該サブフィールドにおける画面全体の平均輝度が画像を変更する前のほぼ等しくなるように当該サブフィールドの発光輝度を変化させることによって、本実施の形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。
【００６４】
最後に、上記した画像表示装置における演算部における処理は、ソフトウエアによって実現することも可能である。つまり、演算部の動作をプログラムによって記述しこれをコンピュータに読み込んで実行させることもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明の画像表示装置は、
第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、所定のサブフィールドにおいて形成される画像の１／２以上の領域において空間周波数が予め定められた値より高い場合は、当該サブフィールド期間には全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更する画像変更手段と、サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００７０】
また、本発明は、第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段で検出された特定パターン部分が、サブフィールド画像データの１／２以上の領域を占める場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００７１】
また、本発明は、第１の方向に伸長され、表示データをセットする第１の電極と第２の方向に伸長され、表示ラインを選択する第２の電極とを備えるパネルを含み、１フィールド期間が所定の輝度重み付けを有する複数のサブフィールド期間に分割されて、入力された画像データの各サブフィールドに分解したサブフィールド画像を、第１の電極と第２の電極を通じて前記パネルに書き込み、その後サブフィールド毎の重みに相当する輝度で点灯表示して、全サブフィールドを通じて多階調画像を表現する画像表示装置であって、複数のサブフィールド毎にサブフィールド画像データを格納する画像データ格納手段と、前記画像データ格納手段からサブフィールド単位でサブフィールド画像データを読み出し、当該サブフィールド画像データにおいて、空間周波数が予め定められた値より高い特定パターン部分を検出するパターン検出手段と、前記パターン検出手段によって検出された特定パターン部分を形成する画素に対応したセル数と予め定められたセル数を比較する比較手段と、前記比較手段で当該特定パターンのセル数が予め定められたセル数以上である場合に、前記画像データ格納手段から読み出したサブフィールド画像データを、全セルを等しい輝度で点灯させるようにサブフィールド画像データを変更して前記画像データ格納手段に格納する画像変更手段と、前記サブフィールド画像データの変更後の当該サブフィールドにおける平均輝度が所定の範囲内に維持されるように、当該サブフィールドにおける輝度重み付けを変更する輝度制御手段とを含むことを特徴とする。
【００７２】
これらによって、前記第１の電極の駆動に要する電力を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】信号変換部の信号処理の内容を示す図である。
【図３】フィールド情報格納部の内部構造を示す図である。
【図４】パターンマッチング部が検出する画像パターンの例示であって、図４（ａ）は、市松パターン、図４（ｂ）は、横縞パターンである。
【図５】演算部の動作フローである。
【図６】演算部の動作を説明する模式図である。
【図７】演算部の動作の例外を示す模式図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】演算部の動作を説明する模式図である。
【図１０】プラズマディスプレイパネルの構成を示す平面図である。
【図１１】プラズマディスプレイパネルのデータ書き込みの方法を示す電圧波形図である。
【符号の説明】
１０１    入力ディジタル画像信号
１０２    信号変換部
１０３    フィールド情報
１０４    フィールド情報格納部
１０５    書き込みアドレス制御部
１０６    パターンマッチング部
１０７    演算部
１０８    駆動制御部
１０９    ＡＣ型プラズマディスプレイパネル（マトリックスディスプレイ）
１１０    アドレス電極駆動部
１１１    走査電極駆動部
１１２    カウンタ
１１３    コンパレータ
１１４    輝度制御部
１１５    定数部
ＳＦＭＡ    サブフィールドメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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