(57)【要約】【課題】  暗所コントラスト値が大きく、色再現性及び階調再現性に優れた良好な画像を表示できる画像表示装置を提供する。【解決手段】  外部からの要求等により、走査選択信号の電圧レベルを変更することで、黒レベルの輝度を落として暗所コントラストを向上させる。加えて、走査選択信号の電圧レベルの変更時に、入力輝度から変調信号への変換テーブルを変更する。これにより、例えば走査選択信号の電圧レベルの変更前後での表示階調特性を維持することができる。【選択図】  図２
2005301229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行配線及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられるマトリクス状に配置された画像形成素子と、
前記行配線を順次選択し走査選択信号を出力する走査手段と、
前記列配線に印加され画像データに応じた変調信号を出力する変調手段と、
を備える画像表示装置において、
表示制御信号を受信して、前記走査選択信号の電圧レベルの変更を指示する走査電圧制御手段を有し、
前記走査手段は、前記走査電圧制御手段から走査電圧制御信号を受信して、前記走査選択信号の電圧レベルを変更して前記走査選択信号を出力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記画像形成素子に駆動電圧ｖを印加したときに得られる発光輝度値をＬ（ｖ）、前記駆動電圧ｖに対する該Ｌ（ｖ）の１次の微分係数をＬ’（ｖ）、２次の微分係数をＬ”（ｖ）と表す時、画像表示に用いられる前記駆動電圧ｖの範囲において、
Ｌ’（ｖ）＞０  かつ  Ｌ”（ｖ）×Ｌ（ｖ）＜｛Ｌ’（ｖ）｝２
が成立することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
入力画像データの輝度レベルに対する出力変調信号を格納した複数の変換テーブルを有し、
前記変調手段は、前記走査手段の前記走査選択信号の電圧レベルを変更した前記走査選択信号の出力に合わせて前記複数の変換テーブルの中から１つの変換テーブルを選択し、前記入力画像データに応じて選択した１つの変換テーブルより取得した変調信号情報に基づいて変調信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記変換テーブルの選択は、前記入力画像データの各輝度レベルに対する表示輝度レベルの特性が等しくなるように行われることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記変調手段は、前記入力画像データの輝度レベルに応じて複数の電圧振幅値を有するパルス幅変調された電圧信号である変調信号を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記走査選択信号の電圧レベルの変更前後で、前記変調信号の前記複数の電圧振幅値を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記走査選択信号の電圧レベルの変更は、ユーザからの要求又は映像ソースの判別により行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
複数の行配線及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられるマトリクス状に配置された画像形成素子と、
前記行配線を順次選択し走査選択信号を出力する走査手段と、
前記列配線に印加され画像データに応じて複数の電圧振幅値を有するパルス幅変調された電圧信号である変調信号を出力する変調手段と、
を備える画像表示装置であって、
ユーザからの要求により、前記走査選択信号の電圧レベルを変更する手段と、
前記走査選択信号の電圧レベルの変更前後の電圧レベル差に応じて、前記変調信号の前記複数の電圧振幅値を変更する手段と、
を有し、
前記走査手段は、前記電圧レベルが変更された走査選択信号を出力し、
前記変調手段は、前記複数の電圧振幅値が変更された変調信号を出力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
テレビ信号を受信して画像処理部に入力輝度信号を出力する受信回路と、
請求項１〜８のいずれか1項に記載の画像表示装置であって、前記画像処理部から出力
される画像データに基づいて映像を表示する前記画像表示装置と、
を含むことを特徴とするテレビジョン装置。
【請求項１０】
複数の行配線及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられるマトリクス状に配置された画像形成素子と、前記行配線を順次選択し走査選択信号を出力する走査手段と、前記列配線に印加され画像データに応じた変調信号を出力する変調手段と、を備える画像表示装置の制御方法において、
表示制御信号に基づいて、前記走査選択信号の電圧レベルの変更を指示する走査電圧制御信号を出力するステップと、
走査電圧制御信号に基づいて、電圧レベルを変更して前記走査選択信号を前記行配線に出力するステップと、
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像形成素子をマトリクス配線した表示パネルを備える画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板形状で自発光型の画像表示装置として、画素毎に蛍光体と微小な電子放出素子を配列したディスプレイや、エレクトロルミネッセンスを利用したディスプレイ、または、発光ダイオードを多数配列したディスプレイ等を挙げることができる。
【０００３】
例えば、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子（以下、ＳＣＥ素子と呼ぶ）を単純マトリクス構成にて多数配列し、画像表示装置へと応用した例として本願出願人による特許文献１，２等に記載したものが挙げられる。
【０００４】
これらの公報では、基板上に設けられた一対の素子電極と、これら素子電極対に接続する導電膜と、導電膜内に形成した電子放出部と、からなるＳＣＥ素子を２次元的に複数配置し、それぞれの電子放出素子から放出される放出電子を個別に選択するように電気的な選択手段を設け、入力信号に応じて画像を形成する手段と製造方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、上述のＳＣＥ素子を用いた画像形成装置において、様々な種類の画像信号を良好に表示するための駆動方法が開示されている。特許文献３では、パルス幅変調方式または振幅変調方式で画像を表示する際、画像信号の特性を判別し、表示する信号の種類に応じて変調パルス信号の電位を設定することが提案されている。また、いわゆる走査信号の電位についても電位設定回路を設けることで、変更可能としている。
【０００６】
さらに、特許文献４では、マイクロチップ蛍光ディスプレイの制御方法とその装置についての開示がなされている。特許文献４では、ひとつの変調パルス信号内を複数の時間に分割し、各々の分割時間内に出力するパルス電圧を離散的に複数個用意することで、表示可能な階調数を増加させることが記載されている。また、変調パルスの作成に用いる複数個の電圧をコントローラによって制御し、ユーザの要求に従って離散的電圧発生器を制御することも特徴としている。
【特許文献１】米国特許５，６５９，３２９号公報
【特許文献２】特開平０７−２３５２５５号公報
【特許文献３】特開２０００−３１０９６９号公報
【特許文献４】特開平０７−１８１９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、カソードルミネッセンスやエレクトロルミネッセンス等を用いた自発光型ディスプレイでは、表示可能な最高輝度（ピーク輝度と呼ぶ）や、暗所にて最低階調を表示したときの輝度（暗所での黒レベル輝度と呼ぶ）は、各画素に対応した画像形成素子に印加される駆動電圧にて決定付けられる。この最高輝度を暗所での黒レベル輝度で割った値を、暗所コントラストと呼ぶことにする。暗所コントラストは、表示画像の品質を決める重要な項目の一つであり、暗所コントラスト値が大きいと良好な画像が得られる。
【０００８】
暗所において、映画のように平均輝度レベルが低い画像を鑑賞する際、暗所コントラストは特に重要となるが、上述した従来の平板型画像表示装置においては、暗所コントラストが必ずしも十分ではなかった。
【０００９】
本発明の目的は、暗所コントラスト値が大きく、色再現性及び階調再現性に優れた良好な画像を表示できる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、視覚特性を反映する輝度の対数特性が所定の特性を有する表示パネルに、表示する映像ソースに応じて走査選択電圧を選択することにより、映像ソースに最適な画像表示を行うものである。
【００１１】
具体的には、本発明の画像表示装置は、複数の行配線及び列配線を介して駆動され、画像形成に用いられるマトリクス状に配置された画像形成素子と、前記行配線を順次選択し走査選択信号を出力する走査手段と、前記列配線に印加され画像データに応じた変調信号を出力する変調手段と、を備える画像表示装置において、表示制御信号を受信して、前記走査選択信号の電圧レベルの変更を指示する走査電圧制御手段を有し、前記走査手段は、前記走査電圧制御手段から走査電圧制御信号を受信して、前記走査選択信号の電圧レベルを変更して前記走査選択信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
また、前記画像形成素子に駆動電圧ｖを印加したときに得られる発光輝度値をＬ（ｖ）、前記駆動電圧ｖに対する該Ｌ（ｖ）の１次の微分係数をＬ’（ｖ）、２次の微分係数をＬ”（ｖ）と表す時、画像表示に用いられる前記駆動電圧ｖの範囲において、
Ｌ’（ｖ）＞０  かつ  Ｌ”（ｖ）×Ｌ（ｖ）＜｛Ｌ’（ｖ）｝２
が成立することが好適である。
【００１３】
ここで、駆動電圧ｖとは画像形成素子に実際に印加される電圧のことであり、選択表示される画像形成素子に対応する走査選択信号の電圧と変調信号の電圧の差から配線抵抗などに起因する電圧降下を差し引いた電圧のことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便な構成にて、通常の表示モードと、例えば映画等の鑑賞に好適な高コントラスト表示モードを、ユーザからに入力により、または画像表示装置が入力される映像ソースを自動的に判別して、選択表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明の最良な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１６】
図１を用いて本発明を適用可能な表示パネルの発光特性について説明する。図１は、画像形成素子としてＳＣＥ素子を用いた場合の、駆動電圧に対する表示パネルの発光輝度の関係を表すグラフである。図１において、横軸は素子電極間に印加される素子電圧（駆動電圧）、縦軸は発光輝度の対数を示す。ここで発光輝度とは、ＳＣＥ素子の上方に配置した蛍光体付アノード電極からのカソードルミネッセンス光を輝度計にて計測したものである。
【００１７】
図１で示されるように本発明を適用可能な画像形成素子のｌｏｇ（輝度）−駆動電圧曲線は、単調増加で上に凸である。即ち、画像形成素子の駆動電圧ｖに対する発光輝度値をＬ（ｖ）と表し、Ｌ（ｖ）のｖに対する１次の微分係数をＬ’（ｖ）、２次の微分係数をＬ”（ｖ）と表す時、
Ｌ’（ｖ）＞０  かつ  Ｌ”（ｖ）×Ｌ（ｖ）＜｛Ｌ’（ｖ）｝２  ・・・（式１）という特性を有している。
【００１８】
（式１）は、ｙ＝ｌｏｇＬ（ｖ）  として、ｙ′＞０、ｙ″＞０なる条件より導かれる
。
【００１９】
このような特性を有する表示パネルにおいて、電圧差がＶｘの異なる駆動電圧Ｖｆ，Ｖｆ−Ｖｘに対応する輝度の比Ｌ（Ｖｆ）／Ｌ（Ｖｆ−Ｖｘ）をＣｒとあらわす。このとき、Ｖｆ１，Ｖｆ２における輝度比をそれぞれＣｒ１，Ｃｒ２とすると、
Ｖｆ１＞Ｖｆ２  ならば  Ｃｒ１＜Ｃｒ２  ・・・（式２）
という関係が、（式１）が成り立つ電圧範囲において常に成り立つ。
【００２０】
即ち、図１で示されるような輝度特性を有する表示パネルにおいては、駆動電圧のダイナミックレンジを低電圧側に設定することにより暗所コントラストが著しく向上する。
【００２１】
尚、（式１）で表現される発光特性は、画像形成素子としてＳＣＥ素子だけでなく一般的な電界放出型電子放出素子や、弾道電子面放出型電子放出素子（ＢＳＤ：Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）においても実用的な駆動電圧範囲において成立する場合には、本発明が適用可能である。
【００２２】
次に、本発明の画像表示装置について図２を用いて説明する。図２は、本発明の画像表示装置を実現するための回路構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
図２において、１０１は複数の画像形成素子が単純マトリクス配線された表示パネル、Ｄｙ１〜Ｄｙｍは表示パネルの行配線の端子、Ｄｘ１〜Ｄｘｍは表示パネルの列配線の端子、１０２は走査手段の一例としての走査回路、１０３は変調手段の一例としての変調回路、１０４は同期信号分離回路、１０５は同期信号分離回路１０４からのＹＲＢ信号をＲＧＢに変換するためのＲＧＢ変換回路、１０６はＲＧＢ各色の輝度情報を変調強度に変換するための輝度データ変換部、１０７はタイミング制御回路、１０８は画像データ１ライン分のシフトレジスタ、１０９は画像データ１ライン分のラインメモリ、１１０はコントローラである。
【００２４】
なお、画像形成素子がカソードルミネッセンスを利用して発光する場合は、放出電子を加速するための高圧電源（不図示）が表示パネル１０１の高圧端子（不図示）に接続される。
【００２５】
（同期信号分離回路、タイミング制御回路）
画像表示装置に入力された画像データは、同期信号分離回路１０４によりＴｓｙｎｃ（垂直同期、水平同期を含む）が分離され、タイミング制御回路１０７に供給される。また、映像信号ＹＲＢは、ＲＧＢ変換回路１０５によりディジタルＲＧＢ信号へと変換され、輝度データ変換部１０６へと供給される。
【００２６】
輝度データ変換部１０６はＲＧＢ毎の入力値に応じた変調信号情報を作成し、ディジタルＲＧＢ信号と変調回路１０３にて出力する変調量を対応付ける。また、輝度データ変換部１０６内には、ディジタルＲＧＢ信号を変調信号情報に変換するための変換テーブルを格納する格納手段を有している。変調信号情報とは、変調回路１０３にて表現可能な複数の変調レベルと１対１に対応した数値情報である。前記変換テーブルは、外部からの制御によって格納されている内容を変更できるように構成されている。また、変換テーブル自身を複数格納することで、外部からの制御信号により変換に使用する変換テーブルを選択できるようにも構成されている。
【００２７】
表示制御手段の一例であるコントローラ１１０は、リモコンやスイッチ等により発生するユーザからのモード切換要求信号が入力されると、各部に表示モード選択／変更信号Ｄ
ｍｏｄｅを供給する。また、コントローラ１１０は、画像表示装置に入力された画像データを受信できるようにしておき、画像データから入力される映像ソースを自動的に判別して、各部に表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅを供給するようにしてもよい。
【００２８】
タイミング制御回路１０７は、映像ソースの同期信号Ｔｓｙｎｃに同期して、各部の動作タイミングを決定する。すなわち、タイミング制御回路１０７はシフトレジスタ１０８の動作タイミングを制御するＴｓｆｔ、ラインメモリ１０９の動作タイミングを制御するＴｍｒｙ、変調回路１０３の動作タイミングを制御するＴｍｏｄ、走査回路１０２の動作タイミングを制御するＴｓｃａｎなどの信号を発生する。
【００２９】
（走査回路）
走査回路１０２は、表示パネル１０１を順次１行ずつ走査するために、接続端子Ｄｙ１〜Ｄｙｍに対して走査選択信号の電圧Ｖｙまたは非選択電位（例えば０Ｖ）を出力する回路で、ｍ個のスイッチを内蔵している。なお、これらのスイッチはトランジスタやＦＥＴにより構成するのが好ましい。
【００３０】
走査回路１０２の出力する走査選択信号電圧Ｖｙの値、および後で述べる変調信号の値は、用いる画像表示素子（画像形成素子）の発光輝度対駆動電圧特性に基づいて決定すればよい。
【００３１】
なお、走査回路１０２の出力する走査選択信号電圧Ｖｙは、走査電圧制御手段１１４から送られる走査選択信号電圧のレベルの変更を指示する信号である走査電圧制御信号Ｖｓｃａｎにより制御される。また、走査電圧制御手段１１４は、コントローラ１１０より送られる表示制御信号である表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅにより制御される。よって、走査回路１０２は、走査電圧制御手段１１４を介してコントローラ１１０からの要求により走査選択信号電圧Ｖｙを変更できるように構成されている。
【００３２】
（シフトレジスタ、ラインメモリ、変調回路）
輝度データ変換部１０６で画像データより変換された変調信号情報は、シフトレジスタ１０８でシリアル／パラレル変換され、ラインメモリ１０９に１水平走査期間の間記憶される。変調回路１０３は、ラインメモリ１０９に記憶されている変調信号情報Ｉ’１〜Ｉ’ｎに基づいて、変調信号を表示パネル１０１の対応する列配線端子Ｄｘ１〜Ｄｘｎに出力する。
【００３３】
変調回路１０３にて実現する変調方式としては、変調信号情報に応じて主としてパルス幅変化するパルス幅変調方式や、変調信号情報に応じて主として電圧パルスの振幅が変化する振幅変調方式や、複数の電圧振幅値を有するパルス幅変調方式等を用いるのが好ましい。
【００３４】
（第１の実施形態）
上述の基本構成に基づいて、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３５】
表示パネル１０１としては、画像形成素子にＳＣＥ素子を用いて図３に示す構成の表示パネルを用いた。図３中、５０１は基板、５０２は行配線、５０３は列配線、５０４はＳＣＥ素子である。５０６は透明基板よりなるフェースプレートであり、各ＳＣＥ素子に対応した蛍光体５０７と、蛍光体５０７に電気的に接続した電極（アノード電極と呼ぶ）５０８が対向する電子源基板側に形成されている。なお、電子源の基板５０１とフェースプレート５０６間は、外囲器５０５により密閉され、内部が真空状態に保たれている。図２では省略しているが、表示パネル１０１のアノード電極には、不図示の高圧端子を通じて高圧電源（不図示）より直流高電圧が印加される。
【００３６】
また、変調回路１０３の変調方式としてパルス幅変調方式を用いた。即ち、変調回路１０３は、一定の波高値Ｖｘの電圧パルスを発生するが、入力される変調信号情報に応じて適宜パルス幅を変調できるパルス幅変調方式の回路からなる。
【００３７】
本実施形態における画像表示装置は、コントローラ１１０より出力される表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅに応じて、２種類のモードで画像を表示することができる。駆動電圧は表示モードに応じて表１のように設定した。
【表１】
2005301229.tif 000003
【００３８】
表１にも示すように、変調パルスの振幅Ｖｘはそれぞれのモードで等しく、走査回路１０２の走査選択信号電圧Ｖｙのみが異なっている。上記駆動条件にて、明輝度部（Ｖｙ及びＶｘ共に印加）と暗輝度部（Ｖｙのみ印加され、Ｖｘは印加されず）の値を暗室にて計測したところ、表２のような結果を得た。
【表２】
2005301229.tif 000004
【００３９】
このように、駆動条件２ではコントラスト比が高く、映画等を鑑賞するのに好適な画像表示が行えることがわかった。
【００４０】
ここで、表１及び表２に示した電圧値および測定値は、ＳＣＥ素子の作成条件や構成寸法、加速電圧や最高パルス幅の設定値などにより変動する値である。しかし、いずれにおいても、変調パルスの振幅Ｖｘを一定とし、走査選択信号電圧Ｖｙの値を駆動電圧が小さくなる方向に変化させれば、コントラスト比が向上した。
【００４１】
なお、各表示モードに対応して、輝度データ変換部１０６の変換テーブルは、異なる内容のテーブルを用いて変調パルス幅を決定した。各変換テーブルを示す記号を、それぞれＦ１及びＦ２とする。
【００４２】
変換テーブルによって対応付けられる入力画像輝度レベルに対する出力変調信号としての出力変調パルス幅との関係を図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、駆動条件１に対応する変換テーブル（Ｆ１）の変換による入出力関係を実線で示し、また駆動条件２に対応する変換テーブル（Ｆ２）の変換による入出力関係を破線で示した。変換テーブルＦ１と変換テーブルＦ２は、入力される画像輝度レベルが最低値と最高値を取るところでほぼ同じ値を持ち、入力画像輝度レベルに対する出力変調パルス幅は単調増加の関係を有する。
【００４３】
なお、入力輝度レベルが等しい場合、Ｆ２での変換の結果出力される変調パルス幅は、Ｆ１での変換の結果出力される変調パルス幅以上の値となるように、Ｆ１及びＦ２が設定されている。
【００４４】
本実施形態における変換テーブルＦ１，Ｆ２を図４（ａ）で示す関係が得られるように設定した理由は、主に蛍光体の光学応答特性によるものである。即ち、励起サイトの飽和現象により、駆動パルス幅が長いほど、または照射電流密度が高いほど量子効率が低くなるという特性を持つことによる。したがって、駆動条件２の出力パルス幅が駆動条件１の出力パルス幅以上の値を持つのは、駆動条件２では駆動電圧Ｖｘ−Ｖｙが低いときであるため、放出電流が少なくなり、蛍光体の飽和傾向が弱くなるためである。
【００４５】
図４（ｂ）に、本実施形態における入力画像輝度レベルに対する出力画像輝度レベルの関係を示した。図４（ｂ）に示すように、駆動条件２にて駆動条件１とおなじ変換テーブルＦ１を用いて画像を表示すると、図４（ｂ）の破線で示すようになり、表示画像の相対輝度バランスが駆動条件１とは異なってしまう。しかし、本実施形態で示したように、駆動条件２において変換テーブルをＦ２に設定することにより、図４（ｂ）の実線となり、駆動条件１において変換テーブルＦ１を設定した場合と同様の相対輝度バランスを保つことができる。
【００４６】
このように、図４（ａ）で示した変換テーブルでは、駆動条件１と駆動条件２との間で、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００４７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の画像表示装置は、図２における変調回路１０３として振幅変調方式を用いる。即ち、変調回路１０３は、一定の長さの電圧パルスを発生するが、入力される変調信号情報に応じて適宜パルスの波高値を変調できる振幅変調方式の回路からなる。なお、パルス電圧波高値の最大値は電源Ｖｘにより規定される。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
本実施形態における画像表示装置は、コントローラ１１０より出力される表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅに応じて、２種類の表示モードで画像を表示することができる。このときの駆動条件の電圧を表３に示す。
【表３】
2005301229.tif 000005
【００４９】
変調パルスの最大振幅Ｖｘはそれぞれのモードで等しく、走査回路１０２の走査選択信号電圧Ｖｙのみが異なっている。上記駆動条件にて、明輝度部（Ｖｙ及びＶｘ共に印加）と暗輝度部（Ｖｙのみ印加され、Ｖｘの出力は最低レベル）の値を暗室にて計測したところ、表４のような結果を得た。
【表４】
2005301229.tif 000006
【００５０】
このように、駆動条件２ではコントラスト比が高く、映画等を鑑賞するのに好適な画像表示が行えることがわかった。
【００５１】
なお、各表示モードに対応して、輝度データ変換部１０６の変換テーブルは、異なる内容のテーブルを用いて変調パルス幅を決定した。各変換テーブルを示す記号を、それぞれＦ１及びＦ２とする。
【００５２】
変換テーブルによって対応付けられる入力画像輝度レベルに対する出力変調振幅との関係を図５（ａ）に示す。図５（ａ）において、駆動条件１に対応する変換テーブル（Ｆ１）の変換による入出力関係を実線で、また駆動条件２に対応する変換テーブル（Ｆ２）の変換による入出力関係を破線で示した。変換テーブルＦ１と変換テーブルＦ２は、入力される画像輝度レベルが最低値と最高値を取るところでほぼ同じ値を持ち、入力画像輝度レベルに対する出力変調振幅は単調増加の関係を有する。なお、入力輝度レベルが等しい場合、Ｆ２での変換の結果出力される振幅値は、Ｆ１での変換の結果出力される振幅値以上の値となるように、Ｆ１及びＦ２が設定されている。
【００５３】
図５（ｂ）に、本実施形態における入力画像輝度レベルに対する出力画像輝度レベルの関係を示した。図５（ｂ）で示されるように、駆動条件２にて駆動条件１とおなじ変換テーブルＦ１を用いて画像を表示すると、図５（ｂ）の破線になり、表示画像の相対輝度バランスが駆動条件１とは異なってしまう。しかし、本実施形態で示したように、駆動条件２において変換テーブルをＦ２に設定することにより、図５（ｂ）の実線となり、駆動条件１において変換テーブルＦ１に設定した場合と同様の相対輝度バランスを保つことができる。
【００５４】
このように、図５（ａ）で示した変換テーブルでは、駆動条件１と駆動条件２との間で、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００５５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の画像表示装置は、図２における変調回路１０３として複数の電圧振幅値を有するパルス幅変調方式を用いる。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態における変調回路１０３は、ラインメモリ１０９から送られる変調信号情報Ｉ’１〜Ｉ’ｎに対応して、複数段の振幅と複数段のパルス幅の組み合わせからなる変調パルスを出力する。例えば４段の振幅から構成される場合、変調信号用の電源としては、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の４つの電源を用いる。
【００５７】
変調信号情報の各変調レベルに対応して出力される変調パルス波形の例を、図６を用いて説明する。図６は、変調信号用電源の各電圧の関係がＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４となる場合の出力パルス波形の概念図を表す図である。
【００５８】
各パルス波形は、大きく４つのグループに分けることができ、例えば次のように決められる。
（ａ）変調レベルが１〜Ｌ１ｍａｘの間：
振幅Ｖ１のパルスであり、パルス幅が変調レベルに応じて変化する。
（ｂ）変調レベルがＬ１ｍａｘ＋１〜Ｌ２ｍａｘの間：
振幅がＶ１ないしＶ２のパルスであり、Ｖ２振幅のパルス幅が変調レベルに応じて変化する。
（ｃ）変調レベルがＬ２ｍａｘ＋１〜Ｌ３ｍａｘの間：
振幅がＶ２ないしＶ３のパルスであり、Ｖ３振幅のパルス幅が変調レベルに応じて変化する。
（ｄ）変調レベルがＬ３ｍａｘ＋１〜Ｌ４ｍａｘの間：
振幅がＶ３ないしＶ４のパルスであり、Ｖ４振幅のパルス幅が変調レベルに応じて変化する。
【００５９】
なお、本発明に基づく画像表示装置の第３の実施形態では、コントローラ１１０より出力される表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅに応じて、変調信号用電源の各電圧値を変更することもできるように構成されている。
【００６０】
本実施形態における画像表示装置は複数の表示モードで画像を表示することができる。このときの駆動電圧条件例を表５に示す。
【表５】
2005301229.tif 000007
【００６１】
変調パルスの最大振幅Ｖ４はそれぞれのモードで等しく、走査回路１０２の走査選択信号電圧Ｖｙが異なっている。上記駆動条件にて、明輝度部（Ｖｙ及びＶｘ共に印加）と暗輝度部（Ｖｙのみ印加され、Ｖｘの出力は０Ｖ）の値を暗室にて計測したところ、表６のような結果を得た。
【表６】
2005301229.tif 000008
【００６２】
このように、駆動条件２及び駆動条件３ではコントラスト比が高く、映画等を鑑賞するのに好適な画像表示が行えることがわかった。
【００６３】
なお、駆動条件１と駆動条件２の表示モード間では、図７（ａ）に概略的に示すように、異なる内容の変換テーブルを用いて変調振幅を決定した。各変換テーブルを示す記号を、それぞれＦ１及びＦ２とする。
【００６４】
それぞれのモードに対応した変換テーブルは、輝度データ変換部１０６内の記憶手段に予め格納されており、Ｄｍｏｄｅ信号に応じて対応する変換テーブルが選択される。本実施形態では、駆動条件１および駆動条件３に対して変換テーブルＦ１を用い、駆動条件２に対しては変換テーブルＦ２を用いた。
【００６５】
図７（ｂ）に、本実施形態における入力画像輝度レベルに対する出力画像輝度レベルの関係を示した。図７（ｂ）で示されるように、駆動条件２にて駆動条件１とおなじ変換テーブルＦ１を用いて画像を表示すると、図７（ｂ）の破線となり、表示画像の相対輝度バランスが駆動条件１とは異なってしまう。しかし、本実施形態のように、駆動条件２において変換テーブルをＦ２に設定することにより、図７（ｂ）の実線となり、駆動条件１と同様の相対輝度バランスを保つことができる。
【００６６】
このように、図７（ａ）で示した変換テーブルでは、駆動条件１と駆動条件２との間で、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００６７】
また、駆動条件１と駆動条件３の表示モード間では、上記変換テーブルは同一内容のものを使用しているが、表５に示すとおりＶ３〜Ｖ１の電圧が異なっている。これら変調電圧電源は、Ｄｍｏｄｅ信号に応じて変更可能であり、表５の例では、駆動条件１と駆動条件３との間で、変調レベルＬ１ｍａｘ〜Ｌ４ｍａｘに対応する相対輝度がそれぞれ等しくなるように、電源電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の値を選んでいる。従って、駆動条件１と駆動条件３の間でも、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００６８】
（第４の実施形態）
本発明に基づく画像形成装置の第４の実施形態について説明する。
【００６９】
本実施形態では、画像形成素子として図８に示すＳｐｉｎｄｔタイプのＦＥ型電子放出素子を用いた。図８中、１３０１はガラス等からなる基板、１３０２はアルミニウム等の導電性材料からなるカソード電極、１３０３はモリブデン等の高融点金属からなるコーン形状のエミッタで１画素に対し数十〜数百個形成されている。１３０４はシリコン酸化膜等からなる絶縁層、１３０５はゲート電極である。
【００７０】
尚、ＦＥ型電子放出素子を用いる電子源においても、画像表示単位（画素単位）のＦＥ型電子放出素子について、ゲート・カソード間電圧Ｖｆに対する輝度Ｌの関係は、ＳＣＥ素子同様に図１に示すような特性を持ち、先述の式２の関係が成り立つ。
【００７１】
上記ＦＥ型電子放出素子を単純マトリクス構成で多数配置した電子源基板（図９）を用いて、第１の実施形態と同様に図２に示す表示パネル１０１を形成した。図９中、１４０１は基板、１４０２は複数のエミッターコーンが形成された電子放出部、１４０３はカソード電極に共通接続された行配線、１４０４はゲート電極に共通接続された列配線、１４０５はｍ本の行配線群、１４０６はｎ本の列配線群を示す。
【００７２】
図９において、行配線端子Ｄｙ１〜Ｄｙｍは、ＦＥ型電子放出素子を用いる電子源のカソード電極が接続されたそれぞれの共通配線に接続され、列配線端子Ｄｘ１〜Ｄｘｎは、ＦＥ型電子放出素子を用いる電子源のゲート電極が接続されたそれぞれの共通配線に接続されている。図２では省略しているが、表示パネル１０１のアノード電極には、不図示の高圧端子を通じて高圧電源（不図示）より直流高電圧が印加される。また、変調回路１０３の変調方式としてパルス幅変調方式を用いた。即ち、変調回路１０３は、一定の波高値Ｖｘの電圧パルスを発生するが、入力される変調信号情報に応じて適宜パルス幅を変調できるパルス幅変調方式の回路からなる。
【００７３】
本実施形態における画像表示装置は、コントローラ１１０より出力される表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅに応じて、２種類のモードで画像を表示することができる。駆動電圧は表示モードに応じて表７のように設定した。
【表７】
2005301229.tif 000009
【００７４】
変調パルスの振幅Ｖｘはそれぞれのモードで等しく、走査回路１０２の走査選択信号電圧Ｖｙのみが異なっている。上記駆動条件にて、明輝度部（ＶｙおよびＶｘ共に印加）と暗輝度部（Ｖｙのみ印加され、Ｖｘは印加されず）の値を暗室にて計測したところ、表８
のような結果を得た。
【表８】
2005301229.tif 000010
【００７５】
このように、駆動条件２ではコントラスト比が高く、映画等を鑑賞するのに好適な画像表示が行えることがわかった。
【００７６】
ここで、表７及び表８に示した電圧値および測定値は、ＦＥ素子の作成条件や構成寸法、加速電圧や最高パルス幅の設定値などにより変動する値である。しかし、いずれにおいても、変調パルスの振幅Ｖｘを一定とし、走査選択信号電圧Ｖｙの値を駆動電圧が小さくなる方向に変化させれば、コントラスト比が向上した。
【００７７】
尚、各表示モードに対応して、輝度データ変換部１０６の変換テーブルは、異なる内容のテーブルを用いて変調パルス幅を決定した。各変換テーブルを示す記号を、それぞれＦ１およびＦ２とする。
【００７８】
変換テーブルによって対応付けられる、入力画像輝度レベルに対する出力変調パルス幅との関係を図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、駆動条件１に対応する変換テーブル（Ｆ１）の変換による入出力関係を実線で、また駆動条件２に対応する変換テーブル（Ｆ２）の変換による入出力関係を破線で示した。変換テーブルＦ１と変換テーブルＦ２は、入力され得る画像輝度レベルが最低値と最高値を取るところでほぼ同じ値を持ち、入力画像輝度レベルに対する出力変調パルス幅は単調増加の関係を有する。尚、入力輝度レベルが等しい場合、Ｆ２での変換の結果出力される変調パルス幅は、Ｆ１での変換の結果出力される変調パルス幅以上の値となるように、Ｆ１およびＦ２が設定されている。
【００７９】
図４（ｂ）に、本実施形態における入力画像輝度レベルに対する出力画像輝度レベルの関係を示した。図４（ｂ）で示されるように、駆動条件２にて駆動条件１とおなじ変換テーブルＦ１を用いて画像を表示すると、表示画像の相対輝度バランスが駆動条件１とは異なってしまう（図４（ｂ）の破線）。しかし、本実施形態で示したように、駆動条件２において変換テーブルをＦ２に設定することにより、駆動条件１と同様の相対輝度バランスを保つことができる（図４（ｂ）の実線）。
【００８０】
このように、図４（ａ）で示した変換テーブルでは、条件１と条件２との間で、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００８１】
（第５の実施形態）
本発明に基づく画像形成装置の第５の実施形態について説明する。
【００８２】
本実施形態では、表示パネルとして図１０に示す無機ＥＬタイプの発光素子から形成される表示パネルを用いた。図１０中、１５０１はガラス等からなる基板、１５０２はＩＴＯ等の透明電極からなる第１の電極群、１５０３は第１の電極群１５０２の上に積層された第１の誘電層、１５０４は第１の誘電層１５０３の上に積層された無機ＥＬ層、１５０５は無機ＥＬ層１５０４の上に積層された第２の誘電層、１５０６は第１の電極群１５０２と直交して配置され第２の誘電層１５０５上に積層された第２の電極群である。このとき、第１の電極群１５０２と第２の電極群１５０６の各交差部が単位画素を形成する。
【００８３】
ＥＬ型発光素子の単位画素について第１の電極と第２の電極間に印加される駆動電圧Ｖｆと発光強度（輝度）Ｌとの関係を観測すると、ｌｏｇ（Ｌ）とＶｆの関係が、使用する電圧範囲において単調増加で上に凸の関係になっており、図６に示す特性と略同一な特性を示した。したがって、本実施形態で用いるＥＬ型発光素子においても、先述の式２の関係が成り立つ。
【００８４】
表示パネルを用いて、図２に示す画像形成装置を作成した。ここで、第１の電極群１５０２は端子Ｄｘ１〜Ｄｘｎを通じて変調回路１０３に接続され、第２の電極群１５０６は端子Ｄｙ１〜Ｄｙｍを通じて走査回路１０２に接続されている。
【００８５】
尚、図２の画像形成装置は、変調回路１０３として振幅変調方式を用いる。即ち、変調回路１０３は、一定の長さの電圧パルスを発生するが、入力される変調信号情報に応じて適宜パルスの波高値を変調できる振幅変調方式の回路からなる。また、パルス電圧波高値の最大値は電源Ｖｘにより規定される。
【００８６】
本実施形態における画像表示装置は、コントローラ１１０より出力される表示モード選択／変更信号Ｄｍｏｄｅに応じて、２種類の表示モードで画像を表示することができる。このときの駆動電圧条件を表９に示す。
【表９】
2005301229.tif 000011
【００８７】
変調パルスの最大振幅Ｖｘはそれぞれのモードで等しく、走査回路１０２の走査選択信号電圧Ｖｙのみが異なっている。上記駆動条件にて、明輝度部（ＶｙおよびＶｘ共に印加）と暗輝度部（Ｖｙのみ印加され、Ｖｘの出力は最低レベル）の値を暗室にて計測したところ、表１０のような結果を得た。
【表１０】
2005301229.tif 000012
【００８８】
このように、駆動条件２ではコントラスト比が高く、映画等を鑑賞するのに好適な画像表示が行えることがわかった。
【００８９】
尚、各表示モードに対応して、輝度データ変換部１０６の変換テーブルは、異なる内容のテーブルを用いて変調パルス幅を決定した。各変換テーブルを示す記号を、それぞれＦ１およびＦ２とする。
【００９０】
変換テーブルによって対応付けられる、入力画像輝度レベルに対する出力変調振幅との関係を図５（ａ）に示す。図５（ａ）において、駆動条件１に対応する変換テーブル（Ｆ１）の変換による入出力関係を実線で、また駆動条件２に対応する変換テーブル（Ｆ２）の変換による入出力関係を破線で示した。変換テーブルＦ１と変換テーブルＦ２は、入力
され得る画像輝度レベルが最低値と最高値を取るところでほぼ同じ値を持ち、入力画像輝度レベルに対する出力変調振幅は単調増加の関係を有する。尚、入力輝度レベルが等しい場合、Ｆ２での変換の結果出力される振幅値は、Ｆ１での変換の結果出力される振幅値以上の値となるように、Ｆ１およびＦ２が設定されている。
【００９１】
図５（ｂ）に、本実施の形態における入力画像輝度レベルに対する出力画像輝度レベルの関係を示した。図５（ｂ）で示されるように、駆動条件２にて駆動条件１とおなじ変換テーブルＦ１を用いて画像を表示すると、表示画像の相対輝度バランスが駆動条件１とは異なってしまう（図５（ｂ）の破線）。しかし、本実施形態で示したように、駆動条件２において変換テーブルをＦ２に設定することにより、駆動条件１と同様の相対輝度バランスを保つことができる（図５（ｂ）の実線）。
【００９２】
このように、図５（ａ）で示した変換テーブルでは、条件１と条件２との間で、入力輝度レベルに対する出力輝度レベルの相対値が等しくなるように設定されている。
【００９３】
（テレビジョン装置の実施形態）
図１１は、本発明に係るテレビジョン装置のブロック図である。受信回路２０は、チューナーやデコーダ等からなり、衛星放送や地上波等のテレビ信号、ネットワークを介したデータ放送等を受信し、復号化した映像データを画像処理部２１に出力する。画像処理部２１は、γ補正回路や解像度変換回路、Ｉ／Ｆ回路等を含み、画像処理された映像データを画像表示装置２５の表示フォーマットに変換して画像表示装置２５に画像データを出力する。画像表示装置２５は、表示パネル１０１、駆動回路２３、及び制御回路２２からなる。制御回路２２は、入力した画像データに表示パネル１０１に適した補正処理等の信号処理を施すともに、駆動回路２３に画像データ及び各種制御信号を出力する。制御回路２２には、同期信号分離回路１０４、ＲＧＢ変換回路１０５、輝度データ変換部１０６、タイミング制御回路１０７等が含まれる。駆動回路２３は、入力された画像データに基づいて、表示パネル１０１に駆動信号を出力し、駆動信号に基づき表示パネル１０１にテレビ映像が表示される。駆動回路２３には、走査回路１０２、変調回路１０３等が含まれる。
【００９４】
受信回路２０と画像処理部２１は、セットトップボックス（ＳＴＢ２６）として画像表示装置２５とは別の筐体に収められていてもよいし、また画像表示装置２５と一体の筐体に収められていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】画像表示装置に適用可能な画像形成素子の発光特性を示すグラフである。
【図２】本発明に係る画像表示装置を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の画像表示装置に適用可能な表示パネルの概略斜視図である。
【図４】第１及び第４の実施形態で用いられる変換テーブルにより関連付けられる入力画像輝度と出力変調パルス幅との関係を示すグラフである。
【図５】第２及び第５の実施形態で用いられる変換テーブルにより関連付けられる入力画像輝度と出力変調振幅との関係を示すグラフである。
【図６】第３の実施形態で用いられる複数段の振幅と複数段のパルス幅の組み合わせからなる変調方式のパルス形状を説明するための概略図である。
【図７】第３の実施形態で用いられる変換テーブルにより関連付けられる入力画像輝度と変調レベルとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の画像表示装置に適用可能なＦＥ型電子放出素子を用いた電子源を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の画像表示装置に適用可能なＦＥ型電子放出素子を用いた電子源からなる電子源基板の概略平面図である。
【図１０】本発明の画像表示装置に適用可能なＥＬ型発光素子からなる表示パネルの概略斜視図である。
【図１１】本発明の画像表示装置が適用されるテレビジョン装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０１  表示パネル
１０２  走査回路
１０３  変調回路
１０４  同期信号分離回路
１０５  ＲＧＢ変換回路
１０６  輝度データ変換部
１０７  タイミング制御回路
１０８  シフトレジスタ
１０９  ラインメモリ
１１０  コントローラ
１１４  走査電圧制御手段
【図１】
2005301229.tif 000013
【図２】
2005301229.tif 000014
【図３】
2005301229.tif 000015
【図４】
2005301229.tif 000016
【図５】
2005301229.tif 000017
【図６】
2005301229.tif 000018
【図７】
2005301229.tif 000019
【図８】
2005301229.tif 000020
【図９】
2005301229.tif 000021
【図１０】
2005301229.tif 000022
【図１１】
2005301229.tif 000023