(57)【要約】【課題】配線抵抗による電圧降下分の補正を簡易に計算して演算時間の短縮を図りつつ、特定条件下においては補正の精度を高く維持するようにした変調素子の駆動制御装置及び画像表示装置を提供する。【解決手段】補正画像信号算出部１１１での補正画像信号を得るための、表示パネル内の電圧降下量算出を、１回の収束計算にとどめ、その結果をもとに補正画像信号を生成し、表示する。そして、次フレームの補正画像を求める際には、画像信号に変化がない場合は、前フレームで生成した補正画像信号を元に、１回の収束計算を実施し、その結果をもとに補正画像信号を生成する。【選択図】　図１２
2004029295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置であって、
前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、
前記複数の列配線に接続され、入力情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、
配線抵抗によって生ずる、入力情報に応じた電圧降下の補正信号を算出可能な算出手段と、
該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、
補正後の補正情報を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されている補正情報の元の入力情報と、該入力情報の次に入力された入力情報とを比較する比較手段と、を備え、
前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする変調素子の駆動制御装置。
【請求項２】
前記算出手段は、入力画像情報が同一のフレームが続く場合に、変調素子の特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出することを特徴とする請求項１に記載の変調素子の駆動制御装置。
【請求項３】
前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力情報あるいは補正情報に対して１回のみの計算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の変調素子の駆動制御装置。
【請求項４】
複数の行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の表示用の変調素子を備えた表示パネルと、
前記複数の行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、
前記複数の列配線に接続され、画像情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、
配線抵抗によって生ずる、入力画像情報に応じた電圧降下の補正信号を算出可能な算出手段と、
該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正画像情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、
補正後の補正画像情報を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されている補正画像情報の元の入力画像情報と、該入力画像情報の次に入力された入力画像情報とを比較する比較手段と、を備え、
前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力画像情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正画像情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
前記算出手段は、入力画像情報が同一のフレームが続く場合に、変調素子の特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力画像情報あるいは補正画像情報に対して１回のみの計算を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置であって、
前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、
前記複数の列配線に接続され、入力情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、
配線抵抗によって生ずる、入力情報に応じた電圧降下の補正信号を算出可能な算出手段と、
該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、
を有し、
順次入力される２つの入力情報の同一性に応じて、補正の方式を変更することを特徴とする変調素子の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出素子のような変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置及び画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変調素子として、電子放出素子を例に挙げると、従来、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば電界放出型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）や、表面伝導型放出素子などが知られている。
【０００３】
表面伝導型放出素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこで、たとえば特開昭６４−３１３３２号公報において開示されるように、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究されている。また、表面伝導型放出素子の応用については、たとえば、画像表示装置，画像記録装置などの画像形成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。
【０００４】
特に、画像表示装置への応用としては、たとえばＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平２−２５７５５１号公報において開示されているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。
【０００５】
表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。このような画像表示装置は、たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れていると言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後述するように、従来の電子放出素子またはそれを利用した表示パネルでは、駆動時に流れる電流と配線抵抗とによる電圧降下の影響により、変調素子に印加される電圧が所望の値から変わってしまうことがあった。
【０００７】
そこで、この電圧降下分を見越して駆動電圧を調整（補正）しても、調整後の駆動電圧による新たな電圧降下の影響が発生する。したがって、精度の高い電圧降下補正を行うためには、膨大な計算量が必要となり、そうすると、画像情報の処理速度を落すことになりかねない。
【０００８】
本発明の目的は、配線抵抗による電圧降下分の補正を簡易に計算して演算時間の短縮を図りつつ、特定条件下においては補正の精度を高く維持するようにした変調素子の駆動制御装置及び画像表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置であって、前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記複数の列配線に接続され、入力情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、配線抵抗によって生ずる、入力情報に応じた電圧降下の影響による放出電荷量の変動分の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、補正後の補正情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている補正情報の元の入力情報と、該入力情報の次に入力された入力情報とを比較する比較手段と、を備え、前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記算出手段は、入力画像情報が同一のフレームが続く場合に、変調素子の特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出することが好ましいものである。
【００１１】
また、前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力情報あるいは補正情報に対して１回のみの計算を行うことが好ましいものである。
【００１２】
本発明の別の骨子は、複数の行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の表示用の変調素子を備えた表示パネルと、前記複数の行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記複数の列配線に接続され、画像情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、配線抵抗によって生ずる、入力画像情報に応じた電圧降下の影響による放出電荷量の変動分の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正画像情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、補正後の補正画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている補正画像情報の元の入力画像情報と、該入力画像情報の次に入力された入力画像情報とを比較する比較手段と、を備え、前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力画像情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正画像情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記算出手段は、入力画像情報が同一のフレームが続く場合に、変調素子の特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出することが好ましい。
【００１４】
また、前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力画像情報あるいは補正画像情報に対して１回のみの計算を行うことが好ましいものである。
【００１５】
本発明の更に別の骨子は、行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置であって、前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記複数の列配線に接続され、入力情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、配線抵抗によって生ずる、入力情報に応じた電圧降下の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、を有し、順次入力される２つの入力情報の同一性に応じて、補正の方式を変更することを特徴とする。
【００１６】
本発明の理解を助けるために、ここで、電圧降下及びその補正方法について、詳しく説明する。
【００１７】
図１に、複数の変調素子としての、マルチ電子源を示す。すなわち、表面伝導型放出素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子源である。
【００１８】
図中、４００１は表面伝導型放出素子を模式的に示したもの、１００３は行配線、１００４は列配線である。行配線１００３および列配線１００４は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、図においては配線抵抗４００４および配線抵抗４００５として示されている。上述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。
【００１９】
なお、図示の便宜上、６×６のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源においては、所望の電子ビームを出力させるため、行配線１００３および列配線１００４に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクスの中の表面伝導型放出素子を駆動するための駆動波形例を図２に示す。
【００２０】
図２中、（ａ）は選択電極に印加する電圧波形，（ｂ）は情報電極に印加する電圧波形，（ｃ）は選択素子に印加される電圧波形，（ｄ）は非選択素子に印加される電圧波形を示している。
【００２１】
図１において、選択する行の行配線１００３には選択電圧Ｖｓを印加すると共に、同時に非選択の行の行配線１００３には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。
【００２２】
これと同期して列配線１００４に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。この方法によれば、配線抵抗４００４および配線抵抗４００５による電圧降下を無視すれば、選択する行の表面伝導型放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。
【００２３】
従って、Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の表面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。また、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができるはずである。
【００２４】
従って、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源にはいろいろな用途が考えられており、例えば、画像情報に応じた電圧信号を適宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として応用できるものと期待される。
【００２５】
図３は表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源の概略図を示している。
【００２６】
図３に示すように、マルチ電子源１は、複数の行電極６と、複数の列電極５と、これらの電極のそれぞれに１本ずつ接続されてマトリクス状に配置された複数の電子放出素子２とを備えている。
【００２７】
そして、複数の行電極（選択電極）６には走査回路（選択回路）４が接続され、複数の列電極（変調電極）５には変調回路３が接続されている。
【００２８】
また、図４は画像表示装置の一部の模式的斜視図である。
【００２９】
図示のように、電子源１と対向する位置に、画像形成部材１２が配設される。この画像形成部材１２は、基板１０と、基板１０上に形成される蛍光面９及びメタルバック８とを備える。
【００３０】
上述したように、列電極に情報信号電圧Ｖｅを、行電極に選択電圧Ｖｓを印加することで電子源によって電子が放出される。また電子源上方に配されたメタルバック８には、加速電圧Ｖａが印加されており、電子源から放出された電子の一部は加速電圧Ｖａにより加速され蛍光面９に達する。これによって、発光を得ることができる。
【００３１】
しかしながら、表面電動型電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、以下に説明するような問題がある。
【００３２】
平板型ＣＲＴをはじめとして、表面伝導型電子放出素子を応用した各種画像形成パネルにおいては、高品位・高精細な画像形成が望まれる。これを実現するには、単純マトリクス配線された多数の表面伝導型電子放出素子を用いる方法が考えられる。しかし、この場合、行および列の数が数百〜数千にも達し、非常に多くの素子配列が必要になる上、各表面伝導型電子放出素子が均一量の電子を放出することが望まれる。
【００３３】
しかしながら、単純マトリクス構成をとる電子源の場合には、行方向および列方向の配線抵抗によって生じる電圧降下のために、各素子電極に印加される電圧はそれぞれ異なるという問題が生じる。なお、単純マトリクス構成とは、ｍ本の行方向（以下では「Ｘ方向」と呼ぶ場合がある）の配線と、ｎ本の列方向（以下では「Ｙ方向」と呼ぶ場合がある）の配線を、表面伝導型電子放出素子の対向する一対の素子電極それぞれに結線することで、行列状に多数個の表面伝導型電子放出素子を配列する構成である。
【００３４】
その結果、各素子に加わる実効電圧に非一様な分布が生じ、それに対応して、各画素の輝度にも非一様な分布が生じる。
【００３５】
以下、この問題をより詳しく説明する。
【００３６】
図５はマトリクス状に配列された表面伝導型電子放出素子のｍ×ｎの単純マトリクス回路とその配線抵抗を示す図であり、図６は列方向の各素子電極に印加される電圧を示す図である。
【００３７】
ここで、図５に示すｍ×ｎの単純マトリクス回路には、行方向及び列方向共に、一方向から電圧が印加されている。また、行配線及び列配線は、素子単位でそれぞれｒｘ，ｒｙの抵抗成分を有するものとする。なお、表面伝導型電子放出素子は、行方向及び列方向に対していずれも等間隔に配置されているため、配線の幅や膜厚が製造上ばらつかない限り、行方向及び列方向のいずれも素子単位でほぼ等しい抵抗値をもつ。また、表面伝導型電子放出素子も、全てほぼ等しい抵抗値を有する。
【００３８】
図５に示す回路構成から明らかなように、電圧印加端に近い素子ほど大きな電圧が印加され、電圧印加端から遠い素子ほど印加電圧が小さくなる。そのため、図６に示すように、駆動印加電圧に非一様な分布が生じる。これにより、各表面伝導型電子放出素子から放出される電子量にも、非一様な分布が生じる。この放出電子量の非一様な分布は、高品位な画像を得ようとする場合に問題になる。
【００３９】
また、図７は輝度値に分布がある場合における同一ラインの各素子に加わる電圧を示す図である。つまり、図７において、信号Ａは、１ラインの輝度値が、そのラインを四分割した点を境にして、２５５→０→２５５→０と交互に変化する場合の素子印加電圧を示している。また、信号Ｂは、信号Ａとは逆に、１ラインの輝度値が、そのラインを四分割した点を境にして、０→２５５→０→２５５と交互に変化する場合の素子印加電圧を示している。
【００４０】
図７から明らかなように、二つの異なる表示パターンに対して、同じ輝度を示すべき所の素子印加電圧が微妙に異なっている。しかし、この二つのパターンは、表示する輝度値の位置が異なる以外は、輝度値の和や平均値などは同じである。従って、精度のよい補正を行うためには、表示画像に応じて、電圧降下量の演算を行う必要性が生じる。
【００４１】
この課題を解決する従来例として、特開平０９―１３４１４５号公報では、行配線および列配線の配線抵抗による電圧降下量ΔＶを（略？）演算し、電圧降下量ΔＶを電圧Ｖｏ（ΔＶ＝０の場合の駆動電圧）に加算することによりリアルタイムで電圧降下補正を行う技術が開示されている。
【００４２】
しかしながら、近年、画像表示装置において大画面かつ高精細なものが求められており、これらの状況を鑑みた場合、より高速かつ高精度に電圧降下量の演算を行わなければならない場合もでてくる。
【００４３】
そのためには、電圧降下量を演算する際、行配線および列配線の配線抵抗と、表面伝導型電子放出素子の電子放出特性および駆動印加電圧の駆動方法などを考慮して回路方程式を導出し演算を行うことが必要である。
【００４４】
しかし、半導体発光素子や電子放出素子などの変調素子では、その素子電圧に対する素子電流の特性が図８のように非線形であるため、導出した回路方程式は非線形なものとなる。そのため、この回路方程式の解、つまり各素子の実効電圧の演算にはニュートン−ラフソン法等の収束計算を用いる必要がある。
【００４５】
具体例として、行配線方向に配列した表面伝導型電子放出素子に印加される駆動電圧の演算例を、図９を用いて説明する。
【００４６】
図９は、ｍ×ｎマトリクスのマルチ電子源の、行配線方向に配列した表面伝導型電子放出素子に対して接続されている行電極、列電極、および駆動回路の等価回路を示している。
【００４７】
図中、Ｒｙは行電極１画素分の抵抗値、Ｒｘは変調回路から表面伝導方電子放出素子までの列電極の抵抗値、Ｖｘ１〜Ｖｘｎは、変調回路の出力電圧、Ｖｓｓは走査回路の出力電圧、Ｉｆ１〜Ｉｆｎは、表面伝導型電子放出素子に流れる電流値、を表している。
【００４８】
図９に示した回路網の回路方程式を導出する。
【００４９】
表面伝導型電子放出素子の電流−電圧特性は図８に示すように非線形であり、この特性を関数ｇ（ΔＶ）とすると、各表面伝導型電子放出素子に流れる電流は以下のように表される。
【００５０】
【数１】
2004029295.tif 000003
次に、列電極に関する回路方程式は以下のように表される。
【００５１】
【数２】
2004029295.tif 000004
さらに、行電極の各々に関する回路方程式は以下のように表される。
【００５２】
【数３】
2004029295.tif 000005
式（１）を式（２）および（３）にそれぞれ代入し、ｆ（ｘ）＝０の形にすると、次のようになる。
【００５３】
【数４】
2004029295.tif 000006
上記の非線形連立方程式（４）式をニュートン法などによる収束計算を実行することにより、各部の電圧値、Ｖ１〜Ｖｎ，Ｖｎ＋１〜Ｖ２ｎを求めることができる。
【００５４】
次に、式（４）の計算結果から、各素子に所望の電圧が印加されているかを判断し、変調回路の出力電圧値を再設定した後、再び収束計算を実行する。これらの操作を繰り返すことにより、電圧降下を補正するための出力電圧値を算出する。
【００５５】
しかし、上記の方式は、画像表示装置用のマルチ電子源における電子放出素子の数が増大するに従って回路方程式数が増大すること、さらに電圧降下補正を行うための変調回路の出力電圧値を算出するためには、収束計算を繰り返さなくてはならないことから、計算時間が飛躍的に増大する。このため、リアルタイムでの電圧降下補正を実施することが非常に困難である。
【００５６】
上記の通り、配線抵抗による電圧降下に基づく、電子放出素子に加わる実行電圧の非一様な分布を補正する場合に、電子放出素子の数が増大すると、補正値を求めるための演算をリアルタイムで行うことが困難であった。
【００５７】
【発明の実施の形態】
そこで、本発明の実施形態による変調素子の駆動制御装置にあっては、複数の行配線及び列配線のそれぞれに１本ずつ接続されマトリクス状に配置された複数の電子放出素子を備えた電子源の駆動制御装置であって、前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記列配線に接続され、画像情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、配線抵抗によって生ずる、入力画像情報に応じた電圧降下の影響による放出電荷量の変動分の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正画像情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、補正後の補正画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている補正画像情報の元の入力画像情報と、該入力画像情報の次に入力された入力画像情報とを比較する比較手段と、を備え、前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力画像情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正画像情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする。
【００５８】
前記算出手段は、電子放出素子の電子放出特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出するとよい。
【００５９】
前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力画像情報あるいは補正画像情報に対して１回のみの計算を行うとよい。計算速度が速いプロセッサを用いることができる場合には、収束するまでの回数に満たない回数（状況によるが、例えば、２〜５回程度）だけ計算を行うことも好ましいものである。
【００６０】
また、本発明の実施の形態による画像表示装置にあっては、複数の行配線及び列配線のそれぞれに１本ずつ接続されマトリクス状に配置された複数の電子放出素子を備えた電子源と、前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記列配線に接続され、画像情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、前記電子放出素子と対向して配置され、電子の衝突によって画像を形成する画像形成部材と、配線抵抗によって生ずる、入力画像情報に応じた電圧降下の影響による放出電荷量の変動分の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正画像情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、補正後の補正画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている補正画像情報の元の入力画像情報と、該入力画像情報の次に入力された入力画像情報とを比較する比較手段と、を備え、前記算出手段は、該比較手段によって比較された入力画像情報が同一であると判断された場合には、前記記憶手段に記憶されている補正画像情報を用いて補正信号を算出することを特徴とする。
【００６１】
前記算出手段は、電子放出素子の電子放出特性及び配線抵抗を含む要素に基づいて、収束計算を用いて補正信号を算出するとよい。
【００６２】
前記算出手段は、収束計算を行う方程式を用いて、一つの入力画像情報あるいは補正画像情報に対して１回のみの計算を行うとよい。計算速度が速いプロセッサを用いることができる場合には、収束するまでの回数に満たない回数（状況によるが、例えば、２〜５回程度）だけ計算を行うことも好ましいものである。
【００６３】
本発明に用いられる変調素子としては、表面伝導型電子放出素子、（平面型表面伝導型電子放出素子あるいは垂直型表面伝導型電子放出素子）、半導体発光素子（無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤなど）であるとよい。
【００６４】
このような変調素子は、素子電流、電子放出電流、或いは発光量が素子印加電圧に対して単調増加特性を有するとよい。
【００６５】
前記表面伝導型電子放出素子は、一対の素子電極間に電子放出部を含む薄膜を有し、該薄膜は導電性微粒子で構成された膜であるとよい。
【００６６】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態について、表示用の変調素子として表面伝導型電子放出素子の駆動制御装置及び画像表示装置について例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００６７】
なお、以下の説明では、電子源の駆動制御装置を画像表示装置に適用した場合について説明する。従って、画像表示装置における電子源の駆動制御の説明により、電子源の駆動制御装置についても同時に説明することになる。
【００６８】
また、本発明の実施の形態においては、電子源の駆動制御に特徴を有するものであり、画像表示装置の基本構成については、例えば、上記従来の技術の中で説明したものを適用できる他、電子放出素子をマトリクス配置した一般的な公知の画像表示装置に対しても適用できるので、その詳細説明は省略する。
【００６９】
図１０〜図１２を参照して、本発明の実施の形態に係る画像表示装置に関して、特に電子源の駆動制御について説明する。また、画像表示装置自体に関しては、適宜、従来の技術の説明で参照した図面を用いて説明する。
【００７０】
図１０は本発明の実施の形態に係る画像表示装置のブロック構成図である。
【００７１】
図示のように、本発明の実施の形態に係る画像表示装置は、デコーダ１００と、データ配列変換回路１０１と、タイミング制御回路１０２と、補正画像信号生成回路１０３と、変調回路３とを備える。また、変調回路３は、シリアル・パラレル変換回路（以下、Ｓ／Ｐ変換部１０４と称する）と、ラインメモリ１０５と、変調波形生成部（回路）１０６と、変調波形出力部（回路）１０７とを備えている。
【００７２】
まず、ＮＴＳＣ信号などの映像信号はデコーダ１００に入力される。
【００７３】
デコーダ１００は、ここには図示しないが、映像中間周波数回路や、映像検波回路，同期分離回路，Ａ／Ｄ変換回路などから構成されていて、同期信号Ｓｙｎｃとディジタルな画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを出力する。ここで、同期信号Ｓｙｎｃは、垂直同期信号と水平同期信号とを含み、またＲ，Ｇ，Ｂは赤，緑，青の各色についての輝度データを含んでいる。
【００７４】
タイミング制御回路１０２は、デコーダ１００より供給される同期信号に基づいて、各部の動作タイミングを調整するためのタイミング信号を発生する。タイミング制御回路１０２から各部へのタイミング信号の流れは、図９中点線矢印で表わした。
【００７５】
データ配列変換回路１０１はデコーダ１００から供給される３原色の輝度データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を表示パネルの画素配列に合わせて配列し、シリアルな画像信号Ｄａｔａとして出力する。データ配列変換回路１０１から出力されたディジタル画像信号Ｄａｔａは、補正画像信号生成回路１０３に入力される。
【００７６】
補正画像信号生成回路１０３は、画像信号Ｄａｔａを元に、補正画像データを生成し、補正データを作成し、出力する。
【００７７】
補正画像信号は、タイミング制御回路１０２から供給されるタイミング信号に基づいて、Ｓ／Ｐ変換部１０４，ラインメモリ１０５に順次蓄えられる。
【００７８】
ラインメモリ１０５の出力は、変調波形生成部１０６に入力される。変調波形生成部１０６は、供給されるデータに対応した、変調波形を生成するための制御信号を、変調波形出力部１０７に入力する。そして、変調波形出力部１０７は、タイミング制御回路１０２から供給されるタイミング信号に基づいて、変調波形を表示パネル１１に出力する。
【００７９】
また、図中、走査回路４は、画像を表示するタイミングに合わせて、表示パネルに内蔵されているマルチ電子ビーム源を順次走査していくための走査信号を発生するための回路である。具体的には、選択している行方向配線に選択信号Ｖｓを、それ以外の非選択行の行方向配線にはＶｎｓを出力する。
【００８０】
この時、変調回路から所定の階調を表現するための変調波形を出力することで、電子源から電子放出される。また、図４に示すように、電子源１の上方に配されたメタルバック８には、加速電圧が印加されており、電子源１から放出された電子の一部は加速電圧Ｖａにより加速され蛍光面９に達する。これによって、蛍光面９に電子が衝突することで発光を得ることができる。
【００８１】
以下、順次選択する行方向配線を切り替えていくことによって、画像を表示することができる。
【００８２】
次に、補正画像信号生成回路の構成、および機能について図１１を参照して説明する。図１１は図１０に示す補正画像信号生成回路の詳細図である。
【００８３】
補正画像信号生成回路１０３は、タイミング制御部１０８と、画像信号比較部１０９と、補正画像記憶部（画像信号記憶部）１１０と、補正画像信号算出部１１１と、を備えている。
【００８４】
タイミング制御部１０８は、タイミング制御回路１０２から送出されたタイミング信号に基づいて、各部の動作タイミングを調整するためのタイミング信号を発生する。
【００８５】
画像信号比較部１０９は、主に、前フレームの画像信号を記憶しているフレームメモリと、前フレームの画像信号と入力された画像信号を比較するための比較器から構成される。
【００８６】
画像信号比較部１０９は、タイミング信号に従って、フレームメモリに格納されている前フレームの画像信号Ｄ０と取り込んだ現フレームの画像信号Ｄ１とを比較する。そして、画像信号に差異がある場合には、フラグ信号を発生すると共に、取り込んだ画像信号Ｄ１を格納されている画像信号Ｄ０と置換して、保存する。
【００８７】
補正画像記憶部１１０は、画像信号比較部１０９から出力されたフラグ信号Ｆｌａｇに応じて、後述する補正画像信号算出部１１１に画像信号Ｄ０ｃｏｍｐを送出し、かつ補正画像信号算出部１１１内で算出された補正画像信号Ｄ１ｃｏｍｐを取り込んで記憶する。
【００８８】
補正画像信号算出部１１１は、画像信号比較部１０９から出力されたフラグ信号Ｆｌａｇに応じて、画像信号Ｄ１を取り込んで記憶すると共に、補正画像記憶部１１０からの画像信号Ｄ０ｃｏｍｐを読み込んで記憶する。
【００８９】
また、補正画像信号算出部１１１は、取り込んだ画像信号から行配線上の電圧降下量を算出し、適正な表示を得られるための補正画像を算出する。そして、補正画像信号算出部１１１は、算出結果を変調回路３、および補正画像記憶部１１０に画像信号Ｄ１ｃｏｍｐを送出する。
【００９０】
次に、補正画像信号生成回路の動作について図１２を参照して説明する。図１２は本発明の実施の形態に係る画像表示装置のフローチャート図である。
【００９１】
図１２においては、画像信号比較部の動作を１０９で囲った部分で示し、補正画像記憶部１１０の動作を１１０で囲った部分で示し、補正画像信号算出部の動作を１１１で囲った部分で示している。
【００９２】
データ配列変換回路１０１から送出された画像信号Ｄ１は、画像信号比較部１０９に入力される（Ｓ１）。
【００９３】
画像信号比較部１０９は、データ配列変換回路１０１から送出された画像信号Ｄ１を取り組み、取り込んだ画像信号Ｄ１と、フレームメモリに格納されている画像信号Ｄ０を比較する（Ｓ２）。
【００９４】
そして、
（１）画像信号Ｄ０とＤ１が異なる場合には、フラグ信号、例えばＨｉｇｈ（１）レベルを、
（２）画像信号Ｄ０とＤ１が等しい場合には、フラグ信号、例えばＬｏｗ（０）レベルを、
出力する（Ｓ３）。
【００９５】
画像信号Ｄ０とＤ１が異なる場合には、画像信号Ｄ１を補正画像信号算出部に送出し（Ｓ４）、フレームメモリ内の画像信号Ｄ０をＤ１に置換する（Ｓ５）。
【００９６】
一方、補正画像記憶部１１０は、画像信号比較部１０９から出力されたフラグ信号ＦｌａｇがＬｏｗレベルの時（画像信号Ｄ０とＤ１が等しい場合）、補正画像記憶部１１０に格納されている前フレーム画像の補正画像情報Ｄ０ｃｏｍｐを、補正画像信号算出部１１１に送出する（Ｓ６）。
【００９７】
補正画像信号算出部１１１は、画像信号比較部１０９から送出された画像信号Ｄ１、または補正画像記憶部１１０から送出されたＤ０ｃｏｍｐを元に、表示パネル内の抵抗成分や電子源の特性から、電圧降下量を１回の収束計算から算出する。
【００９８】
この電圧降下量から輝度低下量を算出し、これを補正するための補正画像信号Ｄ１ｃｏｍｐを算出する（Ｓ７）。
【００９９】
算出した補正画像信号Ｄ１ｃｏｍｐは、変調回路３に送出する（Ｓ９）と共に、補正画像記憶部１１０の画像信号Ｄ０ｃｏｍｐを画像信号Ｄ１ｃｏｍｐに置換する（Ｓ８）。
【０１００】
以下、変調回路３、および走査回路４から表示パネル１１に電圧を印加することで、画像を表示することができる。
【０１０１】
次に、補正画像信号算出部１１１における収束計算方法について説明する。
【０１０２】
ここでは、代表的な収束計算方法である、ニュートン法をもとに本実施例の適用例を説明する。
【０１０３】
初めにニュートン法について図１３を用いて説明する。
【０１０４】
次ぎの式（５）のような一元非線形方程式を考える。
【数５】
2004029295.tif 000007
【０１０５】
この方程式における接線の方程式は、次式で表される。
【数６】
2004029295.tif 000008
【０１０６】
ここで、ある初期値ｘ＝ｘ０を選び、その点における接線がＸ軸と交差する点をｘ１として計算する。ｘ１は以下の式から得ることができる。
【数７】
2004029295.tif 000009
【０１０７】
以下、ｘ＝ｘ１を新たな値として、上述の計算を繰り返すことにより、
ｆ（ｘ）＝０となる、
【数８】
2004029295.tif 000010
を求めることができる。
【０１０８】
この方法はｎ次元に拡張することで、本案に適用可能となる。具体的には、ｎ個の変数を非線形連立方程式、
【数９】
2004029295.tif 000011
に対するニュートン法は次のように与えられる。
【０１０９】
【数１０】
2004029295.tif 000012
収束計算の終了条件は、十分小さな値σ１，σ２に対して、
【数１１】
2004029295.tif 000013
もしくは、
【数１２】
2004029295.tif 000014
となったときである。
【０１１０】
通常のニュートン法における反復計算の回数は、式（１１）、および式（１２）よって規定されている。一方、本案は１回の計算、具体的にはｉ＝１の時に得られた変数を元に補正画像データを算出することを特徴としている。具体的には、式（４）を式（１０）のように変形することで、変調回路から印加する電圧値を算出する。
【０１１１】
本実施の形態に係る画像表示装置の特徴は、補正画像信号の算出の高速化に特化した点にある。
【０１１２】
具体的には、補正画像信号算出部１１１での補正画像信号を得るための、表示パネル内の電圧降下量算出を、１回の収束計算にとどめ、その結果をもとに補正画像信号を生成し、表示する。
【０１１３】
そして、次フレームの補正画像を求める際には、画像信号に変化がない場合は、前フレームで生成した補正画像信号を元に、１回の収束計算を実施し、その結果をもとに補正画像信号を生成する。
【０１１４】
また、画像信号に変化がある場合は、新たに１回の収束計算を実施し、その結果をもとに補正画像信号を生成する。
【０１１５】
１回の計算、或いは複数回の計算しても収束しなければ、収束計算とは言わないかもしれないが、ここでは、便宜上、収束計算と呼ぶことにする。
【０１１６】
また、本発明の別の実施の形態として、画像信号に変化がある場合は、新たに２回以上であって収束する回数に満たない所定の回数の収束計算を実施し、その結果をもとに補正画像信号を生成することもできる。この形態では、画像信号に変化がない場合は、前フレームで生成した所謂収束計算途中とも言える補正画像信号を元に、更なる１又は複数回の収束計算を実施して、より収束させ、その結果をもとに補正画像信号を生成する。
【０１１７】
本発明によれば、行配線及び複数の列配線に接続されマトリクス状に配置された複数の変調素子を備えた変調素子の駆動制御装置であって、前記行配線に接続され、選択された行配線に選択信号を供給する行駆動回路と、前記複数の列配線に接続され、入力情報に応じた変調信号を供給する列駆動回路と、配線抵抗によって生ずる、入力情報に応じた電圧降下の補正信号を算出可能な算出手段と、該算出手段によって算出された補正信号を用いて補正された補正後の補正情報を前記列駆動回路に出力する出力手段と、を有し、順次入力される２つの入力情報の同一性に応じて、補正の方式を変更する。具体的には、同一性の高い画像の場合には高精度の補正を行い、同一性が低い画像の場合には低精度の補正を行う。
【０１１８】
即ち、複数のフレームを使って、より精度の高い補正画像を算出することができるので、コンピュータからの出力画像（ＰＣ画像）などのように、同一性の高い画像、すなわち、画像信号の変化がない画像（静止画像）の多い映像では、精度の高い補正を行うことができる。
【０１１９】
一方、同一性の低い画像、すなわち、動画のような映像の場合には、精度は低いながらも直ちに補正量の計算ができるので、リアルタイム処理が可能となる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、配線抵抗による電圧降下分の補正を簡易に計算して演算時間の短縮を図りつつ、特定条件下（同一性の高い画像を表示する場合）においては補正の精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルチ電子源の模式的平面図である。
【図２】マトリクスの中の表面伝導型放出素子を駆動するための駆動波形例である。
【図３】表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源の概略図である。
【図４】画像表示装置の一部の模式的斜視図である。
【図５】マトリクス状に配列された表面伝導型電子放出素子のｍ×ｎの単純マトリクス回路とその配線抵抗を示す図である。
【図６】列方向の各素子電極に印加される電圧分布を示す図である。
【図７】輝度値に分布がある場合における同一ラインの各素子に加わる電圧を示す図である。
【図８】表面伝導型電子放出素子の素子電圧に対する素子電流の特性図である。
【図９】行配線方向に配列した表面伝導型電子放出素子に対して接続されている行電極、列電極、および駆動回路の等価回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のブロック構成図である。
【図１１】図１０に示す補正画像信号生成回路の詳細図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る画像表示装置のフローチャート図である。
【図１３】ニュートン法の説明図である。
【符号の説明】
１　電子源
２　電子放出素子
３　変調回路
４　走査回路
５　列電極
６　行電極
８　メタルバック
９　蛍光面
１０　基板
１１　表示パネル
１２　画像形成部材
１００　デコーダ
１０１　データ配列変換回路
１０２　タイミング制御回路
１０３　補正画像信号生成回路
１０４　Ｓ／Ｐ変換部
１０５　ラインメモリ
１０６　変調波形生成部
１０７　変調波形出力部
１０８　タイミング制御部
１０９　画像信号比較部
１１０　補正画像記憶部
１１１　補正画像信号算出部
【図１】
2004029295.tif 000015
【図２】
2004029295.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004029295.tif 000019
【図６】
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【図７】
2004029295.tif 000021
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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