(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行配線および複数の列配線を介して駆動されるマトリクス状に配置された複数の表示用素子を備えた表示パネルと、
前記行配線を走査する走査手段と、
画像データに基づいて、前記列配線に変調信号を供給する変調手段と、
少なくとも前記行配線の抵抗分によって発生する電圧降下の影響による表示輝度の低下を補償するための補正処理を、画像データに施す補正手段と、
前記補正手段により補正された複数の画像データの値の内の最大値から、オーバーフローを抑制する係数を算出する手段と、
複数の画像データの値の積算値に基づいて、前記表示パネルの表示輝度を制御する係数を算出する手段と、
前記オーバーフローを抑制する係数と前記表示輝度を制御する係数の内の小さいほうの係数を選択する手段と、
選択した係数を補正された画像データまたは補正される前の画像データに乗算する乗算器と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
複数の行配線および複数の列配線を介して駆動されるマトリクス状に配置された複数の表示用素子を備えた表示パネルと、
前記行配線を走査する走査手段と、
画像データに基づいて、前記列配線に変調信号を供給する変調手段と、
少なくとも前記行配線の抵抗分によって発生する電圧降下の影響による表示輝度の低下を補償するための補正処理を、画像データに施す補正手段と、
前記補正手段により補正された複数の画像データの値の内の最大値から、オーバーフローを抑制する係数を算出する手段と、
複数の画像データによって決まるＡＰＬの値に基づいて、前記表示パネルの表示輝度を制御する係数を算出する手段と、
前記オーバーフローを抑制する係数と前記表示輝度を制御する係数の内の小さいほうの係数を選択する手段と、
選択した係数を補正された画像データまたは補正される前の画像データに乗算する乗算器と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値に基づいて算出される請求項１もしくは２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値を、複数のフレームのそれぞれに対応して決定し、決定された複数の最大の値を平均化した値に基づいて算出される請求項１もしくは２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値に基づいて算出される係数を、複数のフレームのそれぞれに対応して決定し、決定された複数の係数を平均化した値である請求項１もしくは２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン信号やコンピュータなどの映像信号を受信し画像を表示するテレビジョン受信機やコンピュータのディスプレイ装置等の表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、表示パネルのマトリクス配線が有する電気抵抗に起因する、表示用素子に実効的に印加される駆動電圧の減少分を補正し、適切な駆動電圧で表示用素子を駆動することができる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
表示用素子の１つに冷陰極素子がある。冷陰極素子を備えた表示装置の例が、特許文献１（特許文献２）に開示されている。この公報記載の表示装置は、冷陰極素子への電気的な接続配線などの配線抵抗による電圧降下に起因する輝度低下を補正するために、統計演算によりその補正データを算出し、電子線要求値と補正値を合成する構成を有する。
【０００４】
この公報記載の表示装置の構成を図４２に示す。本装置におけるデータの補正に係わる構成は概略以下の通りである。
【０００５】
まず、合算器１２０６がデジタル画像信号の１ライン分の輝度データを合算し、その合算値をメモリ１２０７に出力することにより、合算値に対応する補正データがメモリ１２０７から読み出される。一方、デジタル画像信号はシフトレジスタ１２０４においてシリアル／パラレル変換され、ラッチ回路１２０５において所定時間保持された後、所定のタイミングで各列配線毎に備えられる乗算器１２０８に入力される。乗算器１２０８は、各列配線毎に輝度データとメモリ１２０７から読み出された補正データを乗算して補正後のデータを生成し、この補正後のデータを変調信号発生器１２０９に転送する。変調信号発生器１２０９は、補正後のデータに対応する変調信号を生成する。この変調信号に基づいて表示パネルに画像が表示される。ここでは、合算器１２０６におけるデジタル画像信号の１ライン分の輝度データの合算処理のように、デジタル画像信号に対して総和や平均を算出するというような統計的な演算処理を行い、この値に基づいて補正を行っている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２４８９２０号公報
【特許文献２】
米国特許第５，７３４，３６１号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電圧降下補正では、一般的にＡＢＬ（Automatic Brightness Limiter）と言われる電力制限のための処理には対応していなかった。
【０００８】
また、電圧降下補正を行った場合、精度良く高圧電源の電流（アノード電流）を算出する信号処理も行っていなかった。
【０００９】
本発明の目的は、電圧降下補正を行った場合にもＡＢＬを実現し、更に電圧降下補正を精度良く実現することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、高圧電源の電流（アノード電流）を算出し正確なＡＢＬを行うことのできる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、複数の行配線および複数の列配線を介して駆動されるマトリクス状に配置された複数の表示用素子を備えた表示パネルと、前記行配線を走査する走査手段と、画像データに基づいて、前記列配線に変調信号を供給する変調手段と、少なくとも前記行配線の抵抗分によって発生する電圧降下の影響による表示輝度の低下を補償するための補正処理を、画像データに施す補正手段と、前記補正手段により補正された複数の画像データの値の内の最大値から、オーバーフローを抑制する係数を算出する手段と、複数の画像データの値の積算値に基づいて、前記表示パネルの表示輝度を制御する係数を算出する手段と、前記オーバーフローを抑制する係数と前記表示輝度を制御する係数の内の小さいほうの係数を選択する手段と、選択した係数を補正された画像データまたは補正される前の画像データに乗算する乗算器と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の骨子は、複数の行配線および複数の列配線を介して駆動されるマトリクス状に配置された複数の表示用素子を備えた表示パネルと、前記行配線を走査する走査手段と、画像データに基づいて、前記列配線に変調信号を供給する変調手段と、少なくとも前記行配線の抵抗分によって発生する電圧降下の影響による表示輝度の低下を補償するための補正処理を、画像データに施す補正手段と、前記補正手段により補正された複数の画像データの値の内の最大値から、オーバーフローを抑制する係数を算出する手段と、複数の画像データによって決まるＡＰＬの値に基づいて、前記表示パネルの表示輝度を制御する係数を算出する手段と、前記オーバーフローを抑制する係数と前記表示輝度を制御する係数の内の小さいほうの係数を選択する手段と、選択した係数を補正された画像データまたは補正される前の画像データに乗算する乗算器と、を有することを特徴とする。
【００１３】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値に基づいて算出されるとよい。
【００１４】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値を、複数のフレームのそれぞれに対応して決定し、決定された複数の最大の値を平均化した値に基づいて算出されるとよい。
【００１５】
前記オーバーフローを抑制する係数は、１フレーム分の補正された画像データの値、の内の最大の値に基づいて算出される係数を、複数のフレームのそれぞれに対応して決定し、決定された複数の係数を平均化した値であるとよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の好適ないくつかの実施形態による表示装置を説明するためのブロック図である。
【００２６】
図１（ａ）において、３０１は表示パネル、３０２は走査回路、３０３は変調回路、３０４は電圧降下補正を行う補正手段としての補正回路、３０５は入力画像データの輝度情報を検出する検出回路、３０６Ａは検出された輝度情報に応じて駆動制御を行う制御回路である。
【００２７】
入来する画像データは、補正回路３０４にて、例えば後述するような電圧降下補正処理が施され表示パネル３０１の駆動手段である変調回路３０３に供給される。
【００２８】
一方、検出回路３０５は、入力画像データから、例えば１フレームの画像の輝度情報を検出する。検出された輝度情報は制御回路３０６Ａに入力され、制御回路３０６Ａは駆動手段によって表示パネル３０１に印加される駆動電圧を変更する処理を行う。
【００２９】
本実施形態によれば、ＡＢＬ（automatic brightness limiter）のような表示パネルの表示輝度制御を行いながら、電圧降下補正を良好に行うことができる。
【００３０】
図１（ｂ）の表示装置は、図１（ａ）に示した表示装置の細部を変更した形態であり、制御回路３０６Ｂは、制御回路３０６Ａと同様の駆動電圧を変更する処理を行うだけでなく、変更後の駆動電圧に合わせて電圧降下補正処理用のパラメータを変更し、実質的に電圧降下補正処理による補正量を調整する、といった駆動制御と信号処理制御を行う。
【００３１】
本実施形態によれば、ＡＢＬのような表示パネルの表示輝度制御を行いながら、電圧降下補正をより一層精度良く良好に行うことができる。
【００３２】
図１（ｃ）の表示装置は、図１（ｂ）に示した表示装置の細部を変更した形態であり、制御回路３０６Ｃは、検出された輝度情報に応じて、電圧降下補正処理用のパラメータを変更したり、電圧降下補正処理による補正量を実質的に調整したりする、といった信号処理制御を行う。制御回路３０６Ｃは、例えば画像データの輝度レベルを変更し調整するための係数（ゲイン）を定める回路である。定められたゲインは電圧降下補正処理前の画像データのゲイン調整に用いられてもよいし、電圧降下補正処理後の画像データのゲイン調整に用いられてもよい。
【００３３】
本実施形態によれば、ＡＢＬのような表示パネルの表示輝度制御を行いながら、電圧降下補正をより一層精度良く良好に行うことができるとともに、画像データの処理だけで、輝度制御と電圧降下補正が行える。よって、検出回路３０５，補正回路３０４，制御回路を１チップの半導体集積回路で実現する場合や、それらの機能をソフトウエアで実行する場合にはより好適な形態である。
【００３４】
以上のように、制御回路３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃが、表示パネル３０１の表示輝度を制御する輝度制御手段として働く。
【００３５】
駆動電圧の変更は、例えば、駆動手段のスイッチによって、表示用素子に印加される基準電圧を選択することにより容易に実現可能である。基準電圧とは、走査信号の選択電位や非選択電位、変調信号の表示電位や非表示電位などを決めるマルチレベルの電圧である。或いは、基準電圧は、電子放出素子を表示用素子として用いた表示パネルにおけるアノード電極の電位を決めるアノード電圧であってもよい。ここでは、これらの電位のうち、少なくとも１つの電位を変更するような調整を行う。
【００３６】
輝度情報とは、広義のＡＰＬ（average picture level）、即ち、１フレームの全画素の平均輝度レベル、１フレームの全画素の画像データの積算値、または、１フレームの全画素の中から適当に選ばれた多数の画素の平均輝度レベルもしくは多数の画素の画素データの積算値などである。ＡＰＬのような輝度情報は、ＡＢＬ制御を行うためには好適である。
【００３７】
とりわけ、輝度情報として積算値を用いる場合には、画像データの輝度レベルの変更に用いられる係数と積算値から、表示パネルの実際の１フレームの表示輝度に対応した電流値が得られることが判明したので、この係数と該積算値を基に、良好な制御を行うことができる。この詳細は後述する。
【００３８】
また、以上の説明では、検出回路３０５は入力画像データから輝度情報を検出するものとして説明したが、他にも、表示モードや画像データの入力ソースなどの情報を被検出輝度情報とするものであってもよい。こうすれば、表示モードや入力ソースに応じて、電圧降下補正の効いた輝度制御を行うことができる。
【００３９】
更に、補正処理後の画像データの幅を所定の範囲内に収めるためのゲインを決定するゲイン算出手段を設けたり、必要に応じて、画像データの最大幅を制限する制限器を設けることも好ましいものである。
【００４０】
そして、そのゲインと輝度情報から得られる値と、所定の輝度制限基準値とを比較し、その比較結果に基づいて、表示パネルの表示輝度レベルを変更するとよい。
【００４１】
電圧降下補正とは、主として、選択された表示用素子に接続された配線の電気抵抗と、そこに流れる電流による電圧降下によって、本来その表示用素子に印加されるべき駆動電圧と実際に印加される印加電圧との間に生じた差異を補償するための処理である。その処理としては、変調回路によって変調される前の画像データ自体を補正する方法が好ましく用いられる。例えば、ある輝度レベル（例えば「＋５」）の画像データを表示する駆動電圧「＋５」に対して、電圧降下によって実際の印加電圧が輝度レベル「＋４」を表示する電圧「＋４」になってしまうような場合には、輝度レベル「＋５」の画像データを輝度レベル「＋６」の画像データに変更する補正を行う。こうすると、電圧降下によって実際の印加電圧は「＋６」ではなく「＋５」となるので、本来表示したい輝度レベル「＋５」となる。現実には、必ずしも輝度レベルが「＋５」に一致しなくとも、それに出来る限り近い値に補償できればよい。また、マトリクス表示パネルの線順次駆動のような場合には、走査配線（行配線）の抵抗に因る電圧降下が最も大きいが、同じ選択ライン上の別の表示用素子に流れる電流の量や、その空間的分布によっても、電圧降下量が異なってくる。更には、一水平走査期間においてパルス幅変調を行うような場合には、同様の理由で一水平走査期間内における電流の時間的分布によっても電圧降下量が異なってくる。
【００４２】
このような電圧降下補正を行う場合に、ＡＢＬのような輝度調整を併用すると、電圧降下補正の精度が変動し低下する恐れがある。
【００４３】
本実施形態の表示装置及びその画像信号処理装置及び駆動制御装置は、このような変動を抑制し、より精度の高い電圧降下補正を行うことを可能にする。
【００４４】
図１（ｂ）に示したような形態の場合には、制御回路３０６Ｂは、走査回路３０２が行配線を順次選択する際の選択電位と、変調回路３０３が変調する際の変調電位（表示電位）の差電圧として表される駆動電圧に応じて、補正画像データを算出するための計算パラメータを更新する機能を有する補正画像データ算出手段を備えていることが好ましいものである。または、補正回路３０４の出力に乗ずるゲインなどの計算パラメータを変更するものであってもよい。
【００４５】
そして、検出回路３０５として、入力画像データの平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路を備え、その平均輝度レベルに基づいて駆動電圧を設定する駆動電圧調整機能を制御回路３０６Ｂが有することが好適である。
【００４６】
或いは、制御回路３０６Ｂは、少なくとも輝度を優先するモード及び消費電力を優先するモードを含む複数の表示モードを備え、選択された表示モードに基づいて、駆動電圧を設定する駆動電圧調整機能を有することが好適である。
【００４７】
更には、制御回路３０６Ｂは、テレビジョン用の映像信号入力端子と、コンピュータ用の映像入力端子を備え、表示すべき映像を供給している端子（映像ソース）がいずれであるかに基づいて、駆動電圧を設定する駆動電圧調整機能を有することが好適である。
【００４８】
駆動電圧調整機能は、走査回路３０２が順次行配線を選択する際の選択電位を可変にする機能、及び／又は、変調回路３０３が出力する変調電位を可変にする機能であることが好適である。
【００４９】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対して、行配線での電圧降下を予測する電圧降下量算出手段と、電圧降下量から電圧降下による輝度の低下量を予測する輝度低下量算出手段と、輝度低下量から入力画像データに施すための補正量を算出する補正量算出手段と、を備えることが好適である。
【００５０】
電圧降下量算出手段は、駆動電圧に対応して、行配線での電圧降下量を算出する際に用いる計算パラメータである素子電流を更新することが好適である。
【００５１】
電圧降下量算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に複数の基準時刻を設定し、さらに選択された行配線に沿って、複数の基準点を設定し、複数の基準時刻に発生すべき、基準点での電圧降下量を予測算出することが好適である。
【００５２】
輝度低下量算出手段は、電圧降下量算出手段が電圧降下量を算出した水平位置と複数の基準時刻に対応した輝度の低下量とを予測算出することが好適である。
【００５３】
補正量算出手段は、輝度低下量算出手段が算出した複数の基準点における、複数の基準時刻に発生する輝度低下量から、基準点という複数の離散的な水平表示位置における、予め設定された複数の画像データ値に対する補正画像データを算出することが好適である。
【００５４】
補正画像データ算出手段は、補正量算出手段が算出した、離散的な補正画像データを補間し、入力画像データの大きさとその水平表示位置に対応した補正画像データを算出するための、補間回路をさらに備えることが好適である。
【００５５】
表示用素子は、印加される駆動電圧に応じて電子を放出し得る電子放出素子、有機ＥＬ（electroluminescence）や無機ＥＬに代表される発光体を備えたＥＬ素子、又は、ＬＥＤ素子であることが好適である。
【００５６】
電子放出素子は、冷陰極素子であることが好適である。
【００５７】
冷陰極素子は、表面伝導型放出素子、電界放出型素子などであることが好適であって、ＣＮＴ（Carbon Nano-Tube），ＧＮＦ（Graphite Nano Fiber）に代表される炭素を主成分とするナノ構造体を電子放出材料として利用したものが好ましく用いられる。
【００５８】
電子放出素子から放出された電子が衝突して蛍光を発する蛍光部材を備えたことが好適である。
【００５９】
表示パネルは、マトリクス状に配置され、行配線（走査配線）および列配線（変調配線）を介して駆動される表示用素子を備えていることが好ましい。
【００６０】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を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。
【００６１】
（第１の実施形態）
本実施の形態は、表示用素子としての冷陰極素子を単純マトリクスに配置した表示装置においては、走査配線に流れ込む電流と走査配線の配線抵抗により電圧降下が発生し、表示画像が劣化するという現象に鑑み、このような走査配線における電圧降下が表示画像に与える影響を補正する処理回路を備えた表示装置に関し、特に、それを比較的小さな回路規模で実現するものである。
【００６２】
ここで述べる電圧降下による印加電圧の減少分を補償するための補正回路（電圧降下補正回路）は、入力画像データに応じて電圧降下のために生じる表示画像の劣化を計算し、それを補正する補正データを求め、画像データに補正を施すものである。
【００６３】
本実施形態においては、表示時の消費電力を低減するという別の観点から、入力映像信号の平均輝度レベルに応じて冷陰極素子に印加する駆動電圧（選択時の走査電位と変調電位の差電圧）を制御して、輝度制限を行う場合にも、適正に電圧降下補正を行うことができる。
【００６４】
以下、表面伝導型放出素子を表示用素子として用いた場合の実施形態について説明する。
【００６５】
（表示装置の概観）
図２は、本実施形態に係る表示装置に用いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。図中、１００５はリアプレート、１００６は側壁、１００７はフェースプレートである。リアプレート１００５，側壁１００６およびフェースプレート１００７により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。
【００６６】
リアプレート１００５には、基板１００１が固定されている。この基板上には冷陰極素子１００２がＮ×Ｍ個形成されている。行配線（走査配線）１００３、列配線（変調配線）１００４及び冷陰極素子（表示用素子）は図３のように接続されている。このような結線構造を単純マトリクスと呼んでいる。
【００６７】
また、フェースプレート１００７の下面には、蛍光膜（蛍光部材）１００８が形成されている。本実施形態に係る表示装置はカラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青の３原色の蛍光体が塗り分けられている。蛍光体は、リアプレート１００５の各画素（絵素）に対応してマトリクス状に形成された、冷陰極素子からの放出電子（放出電流）の照射される位置に対して、画素を形成するように構成されている。
【００６８】
蛍光膜１００８の下面にはメタルバック１００９が形成されている。
【００６９】
Ｈｖは高圧端子でありメタルバック１００９に電気的に接続されている。Ｈｖ端子に高電圧（アノード電位）を印加することによりリアプレート１００５とフェースプレート１００７の間に高電圧が印加される。
【００７０】
本実施形態では、以上のような表示パネルの中に冷陰極素子として表面伝導型放出素子を作製した。冷陰極素子としては電界放出型の素子を用いることもできる。また、表示用素子としては、冷陰極素子以外の素子、たとえば、ＥＬ素子のような自ら発光する素子も好適に用いることができる。
【００７１】
（表面伝導型放出素子の特性）
表面伝導型放出素子は、図４のような（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性を有する。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるため、２本のグラフは各々異なる尺度で図示した。
【００７２】
表面伝導型放出素子は、放出電流Ｉｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。
【００７３】
第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。
【００７４】
第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆを可変することにより、放出電流Ｉｅの大きさを制御できる。
【００７５】
第三に、冷陰極素子は高速な応答性を有しているため、電圧Ｖｆの印加時間により放出電流Ｉｅの放出時間を制御できる。
【００７６】
以上のような特性を利用することにより、表面伝導型放出素子を表示装置に好適に用いることができる。
【００７７】
例えば、図２に示した表示パネルを用いた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えることにより、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。
【００７８】
また、第二の特性を利用することにより、素子に印加する電圧Ｖｆにより、蛍光体の発光輝度を制御することができ、画像表示を行うことが可能である。
【００７９】
また、第三の特性を利用することにより、素子に電圧Ｖｆを印加する時間により、蛍光体の発光時間を制御することができ、画像の表示を行うことができる。
【００８０】
本実施形態の表示装置では、第三の特性を利用して、素子に印加する変調信号の変調を行うことにより、表示パネルの電子ビームの量を制御する。
【００８１】
（表示パネルの駆動方法）
図５を用いて表示パネルの駆動方法を具体的に説明する。
【００８２】
図５は表示パネルを駆動する際に走査配線及び変調配線の電圧供給端子に印加する電圧の一例である。
【００８３】
図中、水平走査期間Ｉはｉ行目のピクセルを発光させる期間を示す。
【００８４】
ｉ行目のピクセルを発光させるためには、ｉ行目の走査配線を選択状態とし、その電圧供給端子Ｄｘｉに選択電位Ｖｓを印加する。また、それ以外の走査配線の電圧供給端子Ｄｘｋ（ｋ＝１，２，．．．Ｎ、但しｋ≠ｉ）は非選択状態とし、非選択電位Ｖｎｓを印加する。
【００８５】
本実施形態では、選択電位Ｖｓを電圧ＶＳＥＬ（図４参照）の３０％〜５０％程度である−５Ｖに設定し、非選択電位Ｖｎｓを接地電位（ＧＮＤ）に設定する。なお、電圧ＶＳＥＬは本実施形態の表面伝導型放出素子を駆動するための定格電圧とする。
【００８６】
変調配線の電圧供給端子には、電圧振幅Ｖｐｗｍのパルス幅変調信号を供給する。
【００８７】
従来では、ｊ番目の変調配線に供給するパルス幅変調信号のパルス幅は、表示する画像の第ｉ行第ｊ列のピクセルの画像データの大きさに応じて決定し、すべての変調配線に各々のピクセルの画像データの大きさに応じたパルス幅変調信号を供給していた。
【００８８】
一方、本実施形態では、ｊ番目の変調配線に供給するパルス幅変調信号のパルス幅を、表示する画像の第ｉ行第ｊ列のピクセルの画像データの大きさと、その補正量に応じて決定することにより、電圧降下の影響による輝度低下を補正する。
【００８９】
本実施形態では、電圧Ｖｐｗｍの電圧は＋０．５ＶＳＥＬに設定する。
【００９０】
表面伝導型放出素子は、図４に示したように素子の両端に電圧ＶＳＥＬが印加されると電子を放出するが、電圧Ｖｔｈよりも小さい印加電圧ではまったく電子を放出しない。また、電圧Ｖｔｈは図４に示すように、０．５ＶＳＥＬよりも大きいという特徴がある。
【００９１】
このため、非選択電位Ｖｎｓが印加されている走査配線に接続された表面伝導型放出素子からは電子は放出されない。また同じように、パルス幅変調手段の出力がグランド電位である期間（以降、出力が“Ｌ”の期間と呼ぶ）は、選択された走査配線上の表面伝導型放出素子の両端に印加される電圧はＶｓであるため、電子は放出されない。
【００９２】
つまり、選択電位Ｖｓが印加された走査配線上の表面伝導型放出素子からは、パルス幅変調手段の出力がＶｐｗｍである期間（以降、出力が“Ｈ”の期間と呼ぶ）に応じて電子が放出される。電子が放出されれば放出された電子ビームの量に応じて前述の蛍光体が発光するため、放出された時間に応じた輝度を得ることができる。
【００９３】
（走査配線での電圧降下について）
上述したように、解決すべき根本的な課題は、特に、走査配線における電圧降下によって、走査配線上の電位が上昇することにより、表面伝導型放出素子に印加される電圧が減少し、表面伝導型放出素子からの放出電流が低減してしまうことである。
【００９４】
表面伝導型放出素子の設計仕様や製法によっても異なるが、表面伝導型放出素子の１素子分の素子電流は電圧ＶＳＥＬを印加した場合に数１００μＡ程度である。
【００９５】
ある水平走査期間において選択された走査配線上の１ピクセルのみを発光させ、それ以外のピクセルは発光させない場合には、変調配線から選択された走査配線に流入する素子電流は１ピクセル分の電流（すなわち上述の数１００μＡ）だけである。この場合は、電圧降下はほとんど生じることはなく、発光輝度が低下することはない。
【００９６】
しかし、ある水平走査期間において、選択された行の全ピクセルを発光させる場合には、選択された走査配線に対し、全ての変調配線から全ピクセル分の電流が流入することとなる。この電流の総和は数１００ｍＡ〜数Ａとなり、走査配線の配線抵抗によって発生する走査配線上の電圧降下は無視できなくなる。
【００９７】
走査配線上に電圧降下が発生すれば、表面伝導型放出素子の両端に印加される駆動電圧が低下する。このため表面伝導型放出素子から発光される放出電流が低下してしまい、結果として発光輝度が低下していた。
【００９８】
具体的に、表示画像として、図６（ａ）に示したような黒の背景に白い十字状のパターンを表示した場合を考えてみる。
【００９９】
同図の行Ｌを駆動する際には、点灯しているピクセルの数が少ないため
、その行の走査配線上にはほとんど電圧降下が生じない。その結果各ピクセルの表面伝導型放出素子からは所望の量の放出電流が放出され、所望の輝度で発光させることができる。
【０１００】
一方、同図の行Ｌ′を駆動する際には、同時にすべてのピクセルが点灯するため、走査配線上に電圧降下が発生し、各ピクセルの表面伝導型放出素子からの放出電流が減少する。その結果、行Ｌ′のラインでは輝度が低下することとなる。
【０１０１】
このように、１水平ラインごとの画像データの違いにより、電圧降下によって受ける影響が変化するため、図６（ａ）のような十字パターンを表示する際には同図６（ｂ）のような画像が表示されてしまっていた。
【０１０２】
なおこの現象は十字パターンに限るものではなく、たとえばウインドウパターンや、自然画像を表示した際にも発生するものである。
【０１０３】
また、さらに複雑なことに、電圧降下の大きさはパルス幅変調によって変調を行うことにより１水平走査期間の中でも変化する性質を持っている。
【０１０４】
たとえば、図５に示すように、各列に供給するパルス幅変調信号の立ち上がりが同期している場合には、入力画像データにもよるが、一般的には、１水平走査期間の初めほど点灯しているピクセルの数が多く、その後輝度の低い箇所から順に消灯していくため、点灯するピクセルの数は一水平走査期間の中では、時間を追って減少する。したがって走査配線上に発生する電圧降下の大きさも、１水平走査期間の初めほど大きく次第に減少していく傾向がある。パルス幅変調信号は変調の１階調に相当する時間ごとに出力が変化するため、電圧降下の時間的な変化もパルス幅変調信号の１階調に相当する時間毎に変化する。
【０１０５】
（電圧降下の計算方法）
電圧降下の影響を低減するための補正量を求めるには、まずその第一段階として、電圧降下の大きさとその時間変化をリアルタイムに予測するハードウエアがあるとよい。
【０１０６】
しかし、表示装置の表示パネルとしては、数千本もの変調配線を備えることが一般的であり、変調配線のすべてと走査配線との交点の電圧降下を計算することは非常に困難であるとともに、それをリアルタイムで計算するハードウエアを作製することは現実的ではない。
【０１０７】
一方、発明者らが電圧降下の検討を行った結果、以下のような特徴があることが分かってきた。
【０１０８】
ｉ）一水平走査期間のある時点においては、走査配線上に発生する電圧降下は走査配線上で空間的に連続的な量であり非常に滑らかなカーブである。
【０１０９】
ｉｉ）電圧降下の大きさは、表示画像によっても異なり、またパルス幅変調の１階調に相当する時間毎に変化するが、概略的には、パルスの立ち上がり部分ほど大きく、時間が経つにつれ次第に小さくなるか、もしくはその大きさが維持されるかのどちらかである。すなわち、図５のような駆動方法では１水平走査期間の中で電圧降下の大きさが増加することはない。
【０１１０】
そこで、以下のような近似モデルにより簡略化して計算を行う。
【０１１１】
まず、ｉ）の特徴から、ある時点の電圧降下の大きさを計算するのに際して、数千本もの変調配線を数本〜数十本の変調配線に集中化した縮退モデルによって近似的に簡略化して計算する（これについては以下の縮退モデルによる電圧降下の計算で詳細に説明する。）。
【０１１２】
また、ｉｉ）の特徴から、１水平走査期間のなかに複数の時刻を設け、各時刻に対し電圧降下を計算することで電圧降下の時間変化を概略的に予測することとした。
【０１１３】
具体的には以下で説明する縮退モデルによる電圧降下の計算を複数の時刻に対して計算することによって、電圧降下の時間変化を概略的に予測した。
【０１１４】
（縮退モデルによる電圧降下の計算）
図７（ａ）は、縮退モデルに近似するためのブロック及びノードの概念を説明するための図である。同図では図を簡略化するため、選択された走査配線と各変調配線およびその交差部に接続される表面伝導型放出素子のみを記載した。
【０１１５】
いま一水平走査期間の中のある時刻であって、選択された走査配線上の各ピクセルの点灯状態（すなわち変調手段の出力が“Ｈ”であるか、“Ｌ”であるか）がわかっているものとする。この点灯状態において、各変調配線から選択された走査配線へ流れ込む素子電流をＩｆｉ  （ｉ＝１，２，．．．Ｎ；ｉは列番号）と定義する。
【０１１６】
また、同図に示すように、ｎ本の変調配線、選択された走査配線のうちｎ本の変調配線と交差する部分、及び、その交点に配置されるｎ個の表面伝導型放出素子を１つのグループとしてブロックを定義する。本実施形態では、ブロック分けを行うことで４つのブロックに分割した。
【０１１７】
また、各々のブロックの境界位置においてノードという位置を設定した。ノードとは、縮退モデルにおいて走査配線上に発生する電圧降下量を離散的に計算するための水平位置（基準点）である。つまり、各ブロックはノード（基準点）によって分割された走査配線の領域に接続されるｎ個の表面伝導型放出素子を含むものである。
【０１１８】
本実施形態ではブロックの境界位置に、ノード０〜ノード４の５つのノードを設定した。
【０１１９】
図７（ｂ）は縮退モデルを説明するための図である。
【０１２０】
縮退モデルでは同図（ａ）の１ブロックに含まれるｎ本の変調配線を１本に縮退化し、それが走査配線のブロックの中央に位置するように接続した。
【０１２１】
また、集中化された各々のブロックの変調配線には電流源が接続されており、各電流源から各々のブロック内の電流の総和（統計量）ＩＦ０〜ＩＦ３が流れ込むものとした。
【０１２２】
即ち、ＩＦｊ（ｊ＝０，１，…３）は、（式１）で表される電流である。
【数１】
0003927900.tif 000002
【０１２３】
また、走査配線の両端の電位が同図（ａ）の例ではＶｓであるのに対し、同図（ｂ）ではＧＮＤ電位としているのは、次の理由による。縮退モデルでは、変調配線から選択された走査配線に流れ込む電流を電流源によりモデリングしたことにより、走査配線上の各部の電圧降下量は、その給電部を基準電位として各部の電圧（電位差）を算出することにより計算できるためである。
【０１２４】
また、表面伝導型放出素子を省略しているのは、選択された走査配線から見た場合に、変調配線から同等の電流が流れ込めば、表面伝導型放出素子の有無によらず、発生する電圧降下自体は変わらないためである。従って、ここでは、各ブロックの電流源から流れ込む電流値を各ブロック内の素子電流の総和の電流値ＩＦｊに設定することで表面伝導型放出素子を省略した。
【０１２５】
また、各ブロックの走査配線の配線抵抗は一区間の走査配線の配線抵抗ｒのｎ倍とした（ここで一区間とは、走査配線のうち、ある変調配線との交差部からその隣の変調配線との交差部までの間の部分のことを指している。また、ここでは、各区間の走査配線の配線抵抗は均一であるものとした。）。
【０１２６】
このような縮退モデルにおいて、走査配線上の各ノードにおいて発生する電圧降下量ＤＶ０〜ＤＶ４は以下のような積和形式の式により、簡単に計算することができる。
【数２】
0003927900.tif 000003
【０１２７】
すなわち、電圧降下量ＤＶｉ（ｉ＝０，１，２，３，４）は、（式２）で表される。
【数３】
0003927900.tif 000004
【０１２８】
ただし、ａｉｊは縮退モデルにおいてｊ番目のブロックだけに単位電流を注入したときに、ｉ番目のノードに発生する電圧である（以下、これをａｉｊの定義とする。）。
【０１２９】
ａｉｊはキルヒホフの法則により以下のように簡単に導出できる。
【０１３０】
すなわち、図７（ｂ）において、ブロックｉの電流源からみた走査配線の左側の供給端子までの配線抵抗をｒｌｉ（ｉ＝０，１，２，３，４），右側の供給端子までの配線抵抗をｒｒｉ（ｉ＝０，１，２，３，４），ブロック０と左の供給端子との間の配線抵抗及びブロック４と右の供給端子との間の配線抵抗をいずれもｒｔと定義すれば、以下のようになる。
【数４】
0003927900.tif 000005
【０１３１】
さらに、ａ，ｂ，ｃ，ｄを次のようにおくと、
【数５】
0003927900.tif 000006
ａｉｊは、（式３）のように簡単に導出できる。ただし、（式３）において、Ａ／／Ｂは、抵抗Ａと抵抗Ｂの並列の抵抗値を表す記号であって、Ａ／／Ｂ＝Ａ×Ｂ／（Ａ＋Ｂ）である。
【数６】
0003927900.tif 000007
【０１３２】
なお、ブロック数が４でない場合においても、ａｉｊの定義を顧みれば、キルヒホフの法則によって（式２）を簡単に算出することができる。また、本実施形態のように走査配線の両側に給電端子を備えず片側のみに備える場合においても、ａｉｊの定義に従って計算することにより簡単に算出できる。
【０１３３】
なお、（式３）によって定義されるパラメータａｉｊは計算を行うたびに計算し直す必要はなく、一度計算してテーブルとして記憶しておけばよい。
【０１３４】
さらに、（式１）で定めた各ブロックの総和電流ＩＦ０〜ＩＦ３に対し、以下の（式４）のような近似を行った。ただし、（式４）においてＣｏｕｎｔ  ｉは選択された走査配線上のｉ番目のピクセルが点灯状態である場合には１をとり、消灯状態である場合には０をとる変数である。
【数７】
0003927900.tif 000008
【０１３５】
ＩＦＳは、表面伝導型放出素子１素子の両端に駆動電圧を印加したときに流れる素子電流ＩＦに対し、０〜１の間の値をとる係数αをかけた量である。すなわち、（式５）のように定義される。
【数８】
0003927900.tif 000009
【０１３６】
（式４）は選択された走査配線に対し各ブロックの変調配線からブロック内の点灯数に比例した素子電流が流れ込むものとしている。この際、１素子の素子電流ＩＦに係数αをかけたものを１素子の素子電流ＩＦＳとしたのは、電圧降下により走査配線の電圧が上昇することにより、素子電流の量が減少することを考慮したものである。
【０１３７】
なお、表面伝導型放出素子の両端に印加する駆動電圧をＶＤＲＶとするならば、駆動電圧ＶＤＲＶが可変される際には、（式５）で用いる素子電流ＩＦの値を実際の電圧ＶＤＲＶの値に応じて更新し、計算を行えばよい。
【０１３８】
図７（ｃ）は、ある点灯状態において、縮退モデルにより各ノードの電圧降下量ＤＶ０〜ＤＶ４を計算した結果の一例である。
【０１３９】
電圧降下は非常に滑らかなカーブとなるため、ノードとノードの間の電圧降下は近似的には図の点線に示したような値をとると想定される。
【０１４０】
このように本縮退モデルを用いれば、任意の画像データに対し所望の時点でのノードごとの電圧降下を計算することが可能である。
【０１４１】
以上、ある点灯状態における電圧降下量を、縮退モデルを用いて簡単に計算した。
【０１４２】
選択された走査配線上に発生する電圧降下は一水平走査期間内で時間的に変化するが、これについては前述したように一水平走査期間中のいくつかの時刻（基準時刻）に対して、その時の点灯状態を求め、その点灯状態に対し縮退モデルを用いて電圧降下を計算することにより予測した。なお、一水平走査期間のある時点での各ブロック内の点灯数は各ブロックの画像データを参照すれば簡単に求めることができる。
【０１４３】
一例として、パルス幅変調回路への入力データのビット数が８ビットであり、パルス幅変調回路は入力データの大きさに対してリニアなパルス幅を出力する場合を考える。すなわち、入力データが０のときは一水平走査期間の間“Ｌ”を出力し、入力データが２５５のときは一水平走査期間の間“Ｈ”を出力し、入力データが１２８のときは一水平走査期間のうち初めの半分の期間は“Ｈ”を、後の半分の期間は“Ｌ”を出力する。
【０１４４】
このような場合、パルス幅変調信号の立ち上がった時刻（開始時刻）の点灯数は、パルス幅変調回路への入力データが０よりも大きいものの数をカウントすれば簡単に検出できる。同様に一水平走査期間の中央の時刻の点灯数は、パルス幅変調回路への入力データが１２８よりも大きいものの数をカウントすれば簡単に検出できる。このように画像データをある閾値に対してコンパレートし、コンパレータの出力が真である数をカウントすれば、任意の時間における点灯数を簡単に計算することができる。
【０１４５】
ここで以降の説明を簡単化するため、タイムスロットという時間量を定義する。
【０１４６】
タイムスロットとは一水平走査期間のなかのパルス幅変調信号の立ち上がりからの時間を表しており、タイムスロット＝０とはパルス幅変調信号の開始時刻（この場合は立ち上がり）直後の時刻を表すものと定義する。タイムスロット＝６４とは、パルス幅変調信号の開始時刻から、６４階調分の時間が経過した時刻を表すものと定義する。同様にタイムスロット＝１２８とは、パルス幅変調信号の開始時刻から、１２８階調分の時間が経過した時刻を表すものと定義する。
【０１４７】
なお、本実施形態では、パルスの立ち上がり時刻を基準として、そこからのパルス幅を変調する例を示したが、パルスの立ち下がり時刻を基準としてパルス幅を変調する場合でも、時間軸の進む方向とタイムスロットの進む方向が逆となるが、上記と同様にして考えることができる。
【０１４８】
（電圧降下量から補正データの計算）
上述したように、縮退モデルを用いて繰り返し計算を行うことで一水平走査期間中の電圧降下の時間変化を近似的かつ離散的に計算することができる。
【０１４９】
図８は、ある画像データに対して、電圧降下を繰り返し計算し、走査配線での電圧降下の時間変化を計算した例である。ここに示されている電圧降下及びその時間変化は、ある画像データに対する一例であって、別の画像データに対する電圧降下は、また別の変化をすることは当然である。
【０１５０】
同図ではタイムスロット＝０，６４，１２８，１９２の４つの時点に対して、各々縮退モデルを適用して計算を行うことにより、それぞれの時刻の電圧降下量を離散的に計算した。
【０１５１】
図８では各ノードにおける電圧降下量を点線で結んでいるが、点線は図を見やすくするために記載したものであって、本縮退モデルにより計算された電圧降下量は□，○，●，△で示した各ノードの位置において離散的に計算した。
【０１５２】
図９は、選択された走査配線上に図８に示した電圧降下が発生した際に、点灯状態にある表面伝導型放出素子から放出される放出電流を見積もったグラフである。
【０１５３】
縦軸は電圧降下がないときに放出される放出電流の大きさを１００％として、各時刻、各位置での放出電流の量を百分率で表しており、横軸は水平位置を表している。
【０１５４】
図９に示すように、ノード２の水平位置（基準点）において、
タイムスロット＝０の時の放出電流をＩｅ０、
タイムスロット＝６４の時の放出電流をＩｅ１、
タイムスロット＝１２８の時の放出電流をＩｅ２、
タイムスロットが１９２の時の放出電流をＩｅ３
とする。
【０１５５】
放出電流は図８の電圧降下量と図４の“駆動電圧対放出電流”のグラフから計算した。つまり、図９のグラフは、電圧ＶＤＲＶから電圧降下量を引いた電圧が印加された際の放出電流の値を単に機械的にプロットしたものである。
【０１５６】
したがって、同図はあくまで点灯状態にある表面伝導型放出素子から放出される電流を意味しており、消灯状態にある表面伝導型放出素子が電流を放出することはない。
【０１５７】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は図９の放出電流の時間変化から、電圧降下量の補正データを計算する方法を説明するための図である。同図は大きさが６４の画像データに対する補正データを算出した例である。
【０１５８】
輝度は、放出電流パルスによる放出電流を時間的に積分した放出電荷量に他ならない。したがって以降では、電圧降下による輝度の変動を考えるにあたって、放出電荷量をもとに説明を行う。
【０１５９】
いま、電圧降下の影響がない場合の放出電流をＩＥ、パルス幅変調の１階調に相当する時間をΔｔとするならば、画像データが６４のときの、放出電流パルスによって放出されるべき放出電荷量Ｑ０は、放出電流パルスの振幅ＩＥにパルス幅（６４×Δｔ）をかけて、（式６）のように表すことができる。
【数９】
0003927900.tif 000010
【０１６０】
しかし、実際には、走査配線上の電圧降下によって放出電流が低下する現象が発生する。
【０１６１】
電圧降下の影響を考慮した放出電流パルスによる放出電荷量は、近似的には次のように計算できる。ノード２のタイムスロット＝０、６４の放出電流をそれぞれＩｅ０、Ｉｅ１とし、タイムスロット０〜６４の間の放出電流はＩｅ０とＩｅ１の間を直線的に変化するものと近似すれば、この間の放出電荷量Ｑ１は図１０（ｂ）の台形の面積、すなわち、（式７）のように計算できる。
【数１０】
0003927900.tif 000011
【０１６２】
次に、図１０（ｃ）に示すように、電圧降下による放出電流の低下分を補正するために、パルス幅をＤＣ１だけ伸ばしたとき、電圧降下の影響を除去できたとする。また、電圧降下の補正を行い、パルス幅を伸ばした場合には、各タイムスロットにおける放出電流量は変化すると考えられるが、ここでは簡単化のため、図１０（ｃ）のように、タイムスロット＝０では、放出電流がＩｅ０、タイムスロット＝（６４＋ＤＣ１）における放出電流がＩｅ１になるものとする。また、タイムスロット０とタイムスロット（６４＋ＤＣ１）の間の放出電流は、２点の放出電流を直線で結んだ線上の値をとるものと近似する。
【０１６３】
すると、補正後の放出電流パルスによる放出電荷量Ｑ２は、（式８）のように計算できる。
【数１１】
0003927900.tif 000012
【０１６４】
これが前述のＱ０と等しいとすれば、次式が成り立つ。
【数１２】
0003927900.tif 000013
【０１６５】
これをＤＣ１について解けば、（式９）となる。
【数１３】
0003927900.tif 000014
【０１６６】
このようにして、画像データが６４の場合の補正データを算出した。
【０１６７】
すなわち、ノード２の位置の、大きさが６４の画像データに対しては（式９）に記載のように、ＤＣ１だけ補正データＣＤａｔａを加算すればよい。
【０１６８】
図１１は計算された電圧降下量から、大きさが１２８の画像データに対する補正データを算出した例である。
【０１６９】
電圧降下の影響がない場合、画像データが１２８のときに放出電流パルスによって放出される放出電荷量Ｑ３は、（式１０）となる。
【数１４】
0003927900.tif 000015
【０１７０】
一方、電圧降下の影響を受けた、実際の放出電流パルスによる投入電荷量は、近似的には次のように計算することができる。ノード２のタイムスロット＝０，６４，１２８の放出電流量をそれぞれＩｅ０，Ｉｅ１，Ｉｅ２とする。また、タイムスロット０〜６４の間の放出電流はＩｅ０とＩｅ１の間を直線的に変化し、タイムスロット６４〜１２８の間はＩｅ１とＩｅ２の間を直線で結んだ線上を変化するものと近似すれば、タイムスロット０〜１２８の間の放出電荷量Ｑ４は、図１１（ｂ）の２つの台形の面積の和、すなわち、（式１１）のように計算できる。
【０１７１】
【数１５】
0003927900.tif 000016
【０１７２】
一方、電圧降下の補正量を以下のように計算した。タイムスロット０〜６４に相当する期間を期間１、６４〜１２８に相当する期間を期間２と定義する。補正を施した際に、期間１の部分がＤＣ１だけ伸びて期間１′に伸長され、期間２の部分がＤＣ２だけ伸びて、期間２′に伸長されるものと考える。この際におのおのの期間は補正を施されることにより、放出電荷量が前述のＱ０と同じになるものとする。
【０１７３】
また、各期間の初めと終わりの放出電流は、補正を行うことで変化することは言うまでもないが、ここでは計算を簡単化するため、変化しないものと仮定した。すなわち、期間１′の初めの放出電流はＩｅ０，期間１′の終わりの放出電流はＩｅ１，期間２′の初めの放出電流はＩｅ１、期間２′の終わりの放出電流はＩｅ２であるものとする。
【０１７４】
すると、ＤＣ１は（式９）と同様にして計算することができる。
【０１７５】
また、ＤＣ２は、同様な考え方により、（式１２）のように計算することができる。
【数１６】
0003927900.tif 000017
【０１７６】
結果としてノード２の位置の大きさが１２８の画像データに対しては、（式１３）で表される補正データＣＤａｔａを加算すればよい。
【数１７】
0003927900.tif 000018
【０１７７】
図１２は計算された電圧降下量から、大きさが１９２の画像データに対する補正データを算出した例である。
【０１７８】
画像データが１９２のときに期待される放出電流パルスによる放出電荷
量Ｑ５は、次式で表される。
【数１８】
0003927900.tif 000019
【０１７９】
一方、電圧降下の影響を受けた、実際の放出電流パルスによる放出電荷量は、近似的には次のように計算することができる。ノード２のタイムスロット＝０の時の放出電流をＩｅ０、タイムスロット＝６４のときの放出電流をＩｅ１、タイムスロット＝１２８の時の放出電流をＩｅ２、タイムスロット＝１９２の時の放出電流をＩｅ３とし、タイムスロット０〜６４の間の放出電流はＩｅ０とＩｅ１の間を直線的に変化し、タイムスロット６４〜１２８の間はＩｅ１とＩｅ２の間を直線で結んだ線上を変化し、タイムスロット１２８〜１９２の間はＩｅ２とＩｅ３の間を直線で結んだ線上を変化するものと近似すれば、タイムスロット０〜１９２までの間の投入電荷量Ｑ６は、図１２（ｃ）の３つの台形の面積、すなわち、（式１４）として計算できる。
【数１９】
0003927900.tif 000020
【０１８０】
タイムスロット０〜６４に相当する期間を期間１、６４〜１２８に相当する期間を期間２、１２８〜１９２に相当する期間を期間３と定義する。先ほどと同様に、補正を施した後には、期間１の部分がＤＣ１だけ伸びて期間１′に伸長され、期間２の部分がＤＣ２だけ伸びて期間２′に伸長され、期間３の部分がＤＣ３だけ伸びて期間３′に伸張されるものと考える。この際、おのおのの期間は補正を施されることにより、放出電荷量が前述のＱ０と同じになるものとする。
【０１８１】
また、各期間の初めと終わりの放出電流は、補正の前後で変わらないものと仮定した。すなわち、期間１′の初めの放出電流はＩｅ０，期間１′の終わりの放出電流はＩｅ１，期間２′の初めの放出電流はＩｅ１、期間２′の終わりの放出電流はＩｅ２、期間３′の初めの放出電流はＩｅ２、期間３′の終わりの放出電流はＩｅ３であるものとする。
【０１８２】
すると、ＤＣ１，ＤＣ２はそれぞれ（式９），（式１２）と同様に計算することができる。
【０１８３】
また、ＤＣ３については、（式１５）のように計算することができる。
【数２０】
0003927900.tif 000021
【０１８４】
結果としてノード２の位置の大きさが１９２の画像データに対しては、（式１６）で表される補正データＣＤａｔａを加算すればよい。
【数２１】
0003927900.tif 000022
【０１８５】
以上のようにしてノード２の位置に対する画像データ６４，１２８，１９２の補正データＣＤａｔａを算出した。
【０１８６】
また、パルス幅が０の時には、当然ながら放出電流に対する電圧降下の影響はないため、補正データは０とし画像データに加算する補正データＣＤａｔａも０とした。
【０１８７】
このように０，６４，１２８，１９２というように、とびとびの画像データに対して補正データを計算しているのは、計算量を減らすことを狙ったものである。すなわち任意のすべての画像データに対して同様の計算を行っては、非常に計算量が大きくなり、計算を行うためのハードウエア量が非常に大きくなってしまう。一方、あるノードの位置においては、画像データが大きいほど、補正データも大きくなる傾向がある。これにより、任意の画像データに対する補正データを算出する際には、その画像データの近傍のすでに補正データが算出されている点と点を直線近似により補間すれば、計算量を大幅に減少させることができるためである。なお、この補間については離散補正データ補間手段を説明する際に詳しく説明する。
【０１８８】
また、同様な考え方をすべてのノードの位置において適用すれば、すべてのノードの位置における、画像データ＝０，６４，１２８，１９２の補正データを算出できる。
【０１８９】
本実施形態ではタイムスロット０，６４，１２８，１９２の４点に対して縮退モデルを適用して、各時刻の電圧降下量を計算したことにより、０，６４，１２８，１９２の４つの画像データ基準値に対する補正データを求めることができた。
【０１９０】
しかし、好ましくは、縮退モデルにより電圧降下を計算する時間の間隔を細かく、画像データの基準値をさらに多くとることで、電圧降下の時間変化をより精密に扱うことができ、近似計算の誤差を低減することができる。
【０１９１】
たとえば、本実施形態ではタイムスロット０，６４，１２８，１９２の４点のみにおいて計算を行ったが、タイムスロット０〜２５５のうち１６タイムスロットおきに計算を行ったところ（すなわち画像データの基準値を画像データの大きさで１６ごとに設定した）、より好ましい結果が得られた。
【０１９２】
なお、その際には同様な考え方に立って、（式６）〜（式１６）を変形して計算を行えばよい。
【０１９３】
本方法により求めた、ある入力画像データに対する離散補正データの例を図１３（ａ）に示す。同図において横軸は水平表示位置に対応しており、各ノードの位置が記載されている。また、縦軸は補正データの大きさである。
【０１９４】
離散補正データは図の□，○，●，△で記載したノードの位置と画像データＤａｔａの大きさ（画像データ基準値＝０，６４，１２８，１９２）に対して計算がされているものである。
【０１９５】
（離散補正データの補間方法）
離散的に算出された補正データは、各ノードの位置に対する離散的なものであって、任意の水平位置（列配線番号）における補正データを与えるものではない。またそれと同時に、各ノード位置においていくつかの予め定められた画像データの基準値の大きさをもつ画像データに対する補正データであって、実際の画像データの大きさに応じた補正データを与えるものではない。
【０１９６】
そこで、各列配線における入力画像データの大きさに適合した補正データを離散的に算出した補正データを補間することにより算出する。
【０１９７】
図１３（ｂ）はノードｎとノードｎ＋１の間に位置するｘという位置における、画像データＤａｔａに相当する補正データを算出する方法を示した図である。
【０１９８】
なお前提として、補正データはすでにノードｎ及びノードｎ＋１の位置Ｘｎ及びＸｎ＋１において離散的に計算されているものとする。また、入力画像データであるＤａｔａはすでに離散的に補正データが算出されている２つの画像データ基準値ＤｋとＤｋ＋１の間の値をとるものとする。
【０１９９】
ノードｎのｋ番目の画像データの基準値Ｄｋに対する補正データをＣＤａｔａ［ｋ］［ｎ］と表記するならば、位置ｘにおける画像データＤｋに対する補正データＣＡは、ＣＤａｔａ［ｋ］［ｎ］とＣＤａｔａ［ｋ］［ｎ＋１］の値を用いて、直線近似により、（式１７）のように計算できる。
【数２２】
0003927900.tif 000023
【０２００】
また位置ｘにおける画像データＤｋ＋１の補正データＣＢは（式１８）のように計算できる。
【数２３】
0003927900.tif 000024
【０２０１】
ＣＡとＣＢの補正データを直線近似することにより、位置ｘにおける画像データＤａｔａに対する補正データＣＤは、（式１９）のように計算できる。
【数２４】
0003927900.tif 000025
【０２０２】
以上のように、離散補正データから実際の位置や画像データの大きさに適合した補正データを算出するためには、（式１７）〜（式１９）に記載した方法により簡単に計算できる。
【０２０３】
このようにして算出した補正データを画像データに加算して画像データを補正し、補正後の画像データに応じてパルス幅変調を行えば、電圧降下による画質の低下を低減することができ、画質を向上させることができる。
【０２０４】
補正のためのハードウエアについても、縮退化などの近似を導入することにより計算量を低減化することができるため、非常に小規模なハードウエアで構成することができる。
【０２０５】
（システム全体と各部分の機能説明）
次に、補正データ算出手段を内蔵した表示装置のハードウエアについて説明する。
【０２０６】
図１４はその回路構成の概略を示すブロック図である。図において、１は図２の表示パネル、Ｄｘ１〜ＤｘＭ及びＤｘ１′〜ＤｘＭ′は表示パネルの走査配線の電圧供給端子、Ｄｙ１〜ＤｙＮは表示パネルの変調配線の電圧供給端子、Ｈｖはフェースプレートとリアプレートの間に加速電圧を印加するための高圧供給端子、Ｖａは高圧電源、２は走査回路（走査手段）、３は同期信号分離回路、４はタイミング発生回路、７は同期信号分離回路３によりＹＰｂＰｒ信号をＲＧＢに変換するためのＲＧＢ変換部、１７は逆γ処理部、５は画像データ１ライン分のシフトレジスタ、６は画像データ１ライン分のラッチ回路、８は表示パネルの変調配線に変調信号を出力するパルス幅変調手段（変調手段）、１２は加算器（演算処理手段，加算処理手段）、１４は補正データ算出手段、２２１は平均輝度レベル算出手段（平均輝度検出回路）、２２２は駆動電圧算出部である。
【０２０７】
また、同図においてＲ，Ｇ，ＢはＲＧＢパラレルの入力映像データ、Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは後述する逆γ変換処理を施したＲＧＢパラレルの映像データ、Ｄａｔａはデータ配列変換部９によりパラレル／シリアル変換された画像データ、ＣＤは補正データ算出手段１４により算出された補正データ、Ｄｏｕｔは加算器１２により画像データに補正データを加算することにより、補正された画像データ（補正画像データ）である。
【０２０８】
（同期信号分離回路、タイミング発生回路）
本実施形態の表示装置は、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭ，ＨＤＴＶなどのテレビジョン信号、および、コンピュータの出力であるＶＧＡなどの入力映像信号をともに表示することができる。
【０２０９】
図１４では図を簡単化するため、ＨＤＴＶ方式を例に挙げて記載している。
【０２１０】
ＨＤＴＶ方式の映像信号は、まず同期信号分離回路３により同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎｃを分離され、タイミング発生回路４に供給される。同期分離された映像信号は、ＲＧＢ変換部７に供給される。ＲＧＢ変換部７の内部には、ＹＰｂＰｒからＲＧＢへの変換回路の他に、ローパスフィルタやＡ／Ｄ変換器などが設けられている。ＲＧＢ変換部７は、ＹＰｂＰｒをローパスフィルタを通してからＡ／Ｄ変換器にてディジタルＲＧＢ信号へと変換し、逆γ処理部１７へと供給する。
【０２１１】
（タイミング発生回路）
図１４のタイミング発生回路４は、ＰＬＬ回路を内蔵しており、様々な映像ソースの同期信号に同期したタイミング信号を発生し、各部の動作タイミング信号を発生する回路である。
【０２１２】
タイミング発生回路４が発生するタイミング信号としては、シフトレジスタ５の動作タイミングを制御するＴｓｆｔ、シフトレジスタ５からラッチ回路６へデータをラッチするための制御信号ＤａｔａＬｏａｄ、変調手段８のパルス幅変調開始信号Ｐｗｍｓｔａｒｔ，パルス幅変調のためのクロックＰｗｍｃｌｋ、走査回路２の動作を制御するＴｓｃａｎなどがある。
【０２１３】
（走査回路）
図１４の走査回路２及び２′は、表示パネル１を一水平走査期間に１行ずつ順次走査するために、接続端子Ｄｘ１〜ＤｘＭに対して選択電位Ｖｓまたは非選択電位Ｖｎｓを出力する回路である。
【０２１４】
走査回路２及び２′は図１５に示すように、後述する駆動電圧算出部から供給される選択電位指示値ＳＶｓに基づいて選択電位Ｖｓを設定する可変電源を備えている。本実施形態では選択電位Ｖｓを変更することにより、表示パネル１に配置された冷陰極素子の駆動電圧を変更することができる。
【０２１５】
走査回路２及び２′はタイミング発生回路４からのタイミング信号Ｔｓｃａｎに同期して、一水平期間ごとに、選択している走査配線を順次切り替え、走査を行う回路である。
【０２１６】
なお、Ｔｓｃａｎは垂直同期信号及び水平同期信号などから作られるタイミング信号群である。
【０２１７】
走査回路２及び２′は、図１５に示すようにそれぞれＭ個のスイッチとシフトレジスタなどから構成される。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。
【０２１８】
なお、走査配線での電圧降下を低減するためには、図１４に示すように、表示パネル１の走査配線の両端に走査回路を接続し、両端からドライブすることが有効である。しかし、本実施形態の方法は、走査回路が走査配線の両端に接続されていない場合にも適用可能である。その場合には、前述した（式３）のパラメータを変更すればよい。
【０２１９】
図１５では、選択電位Ｖｓと非選択電位Ｖｎｓを与えるパネル駆動用電源が走査回路内に配されているが、このようなパネル駆動用電源は走査回路とは別の独立した電源回路として構成することも好ましい。
【０２２０】
（逆γ処理部）
ＣＲＴは入力に対しほぼ２．２乗の発光特性（以降逆γ特性とよぶ）を備えている。入力映像信号はＣＲＴのこのような特性が考慮されており、ＣＲＴに表示した際にリニアな発光特性となるように一般に０．４５乗のγ特性にしたがって変換されている。
【０２２１】
一方、本実施形態の表示装置の表示パネル１は駆動電圧の印加時間により変調を施す場合、印加時間の長さに対しほぼリニアな発光特性を有している。したがって、入力映像信号を逆γ特性にもとづいて変換（以降逆γ変換とよぶ）するとよい。
【０２２２】
図１６に逆γ処理部１７の詳細を示す。この逆γ処理部１７は、入力映像信号を逆γ変換するためのブロックである。
【０２２３】
本実施形態の逆γ処理部１７は、逆γ変換処理をメモリによって実現する。映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのビット数を８ビットとし、逆γ処理部１７の出力である映像信号Ｒａ，Ｇａ，Ｂａのビット数を同じく８ビットとして、アドレス８ビット，データ８ビットのメモリを各色ごと用いることにより逆γ処理部１７を構成した。
【０２２４】
（データ配列変換部）
図１４のデータ配列変換部９はＲＧＢパラレルな映像信号であるＲａ，Ｇａ，Ｂａを表示パネル１の画素配列に合わせてパラレル／シリアル変換する回路である。データ配列変換部９の構成は図１７に示したようにＲＧＢ各色ごとのＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ２０２１Ｒ，２０２１Ｇ，２０２１Ｂとセレクタ２０２２から構成される。
【０２２５】
同図では図示していないが、ＦＩＦＯメモリは水平画素数ワードのメモリを奇数ライン用と偶数ライン用の２本備えている。奇数行目の映像データが入力された際には、奇数ライン用のＦＩＦＯにデータが書き込まれる一方、偶数ライン用のＦＩＦＯメモリから一つ前の水平走査期間に蓄積された画像データが読み出される。偶数行目の映像データが入力された際には偶数ライン用のＦＩＦＯにデータが書き込まれる一方、奇数ライン用ＦＩＦＯメモリから一つ前の水平期間に蓄積された画像データが読み出される。
【０２２６】
ＦＩＦＯメモリから読み出されたデータは、セレクタ２０２２により表示パネル１の画素配列にしたがって、パラレル／シリアル変換され、ＲＧＢのシリアル画像データＳＤａｔａとして出力される。詳細については記載しないが、データ配列変換部９はタイミング発生回路４からのタイミング制御信号に基づいて動作する。
【０２２７】
（加算器）
図１４の加算器１２は補正データ算出手段１４からの補正データＣＤと画像データＤａｔａを加算する手段である。加算を行うことにより画像データＤａｔａは補正が施され、画像データＤｏｕｔとしてシフトレジスタ５へ転送される。
【０２２８】
なお、画像データＤａｔａと補正データＣＤを加算する際に、加算器１２でオーバーフローが起きる可能性がある。これに対し、本実施形態ではオーバーフローを起こさないための構成として、画像データＤａｔａと補正データＣＤを加算した際の最大値に応じて、加算器１２のビット幅と、その後の変調手段８のビット幅を決定した。
【０２２９】
より具体的には、本実施形態の表示装置の場合、画像データがすべて２５５の画面の際に補正データが最大１２０になったため、加算器１２の出力の最大値は２５５＋１２０＝３７５となる。そこで、加算器１２の出力ビット数を９ビット、変調手段のビット数も９ビットとして各部のビット数を決定した。
【０２３０】
また、オーバーフローがおきないようにするための別の構成としては、加算される補正データの最大値をあらかじめ見積もり、その最大値が加算されたときにオーバーフローがおきないように、画像データの取りえる値の範囲を予め小さくしておいてもよい。
【０２３１】
画像データの取りえる大きさを小さくするためには、たとえば、入力画像データをＡ／Ｄ変換する際に制限してもよいし、乗算器を設けて、入力された画像データに０以上１未満のゲインを乗算し、その大きさを制限してもよい。
【０２３２】
（遅延回路）
データ配列変換部９により並び替えが行われた画像データＳＤａｔａは補正データ算出手段１４と図１４の遅延回路（遅延手段）１９に入力される。補正データ算出手段１４の補正データ補間部はタイミング制御回路からの水平位置情報ｘと画像データＳＤａｔａの値を参照して、それらにあった補正データＣＤを算出する。
【０２３３】
遅延回路１９は、補正データ算出にかかる時間を吸収するために設けられており、加算器１２で画像データに補正データが加算される際に、画像データにそれに対応した補正データが正しく加算されるよう遅延を行う手段である。遅延回路１９はフリップフロップを用いることにより構成できる。
【０２３４】
（シフトレジスタ、ラッチ回路）
加算器１２の出力である画像データＤｏｕｔは、シフトレジスタ５により、シリアルなデータフォーマットから、各変調配線毎のパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮへとシリアル／パラレル変換されラッチ回路６へ出力される。ラッチ回路６では１水平期間が開始される直前にタイミング信号Ｄａｔａｌｏａｄにより、シフトレジスタ５からのデータをラッチする。ラッチ回路６の出力は、パラレルな画像データＤ１〜ＤＮとして変調手段８へと供給される。
【０２３５】
なお本実施形態では画像データＩＤ１〜ＩＤＮ、Ｄ１〜ＤＮはそれぞれ８ビットの画像データとした。これらの動作タイミングはタイミング発生回路４からのタイミング制御信号ＴＳＦＴ及びＤａｔａｌｏａｄに基づいて決定される。
【０２３６】
（変調手段の詳細）
ラッチ回路６の出力であるパラレル画像データＤ１〜ＤＮは変調手段８へと供給される。
【０２３７】
変調手段８は、図１８（ａ）に示したように、ＰＷＭカウンタと、各変調配線ごとにコンパレータとスイッチ（同図ではＦＥＴ）を備えたパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）である。
【０２３８】
画像データＤ１〜ＤＮと変調手段８の出力パルス幅の関係は、図１８（ｂ）のようなリニアな関係にある。
【０２３９】
同図１８（ｃ）に変調手段８の出力波形の例を３つ示す。同図１８（ｃ）において、上側の波形は変調手段８への入力データが０の時の波形、中央の波形は変調手段８への入力データが２５６の時の波形、下側の波形は変調手段８への入力データが５１１の時の波形である。
【０２４０】
なお本実施形態では変調手段８への入力データＤ１〜ＤＮのビット数は前述のように、オーバーフローしないことを考慮して、９ビットとした（なお、前述の説明では、変調手段８の入力データが５１１のときは、一水平走査期間に相当するパルス幅の変調信号が出力されると記載した箇所があるが、詳細には図１８（ｃ）のように非常に短い時間ではあるがパルスの立ち上がる前と、立ち下がった後に駆動しない期間を設けタイミング的な余裕を持たせている。）。
【０２４１】
図１９は、本実施形態の変調手段８の動作を示すタイミングチャートである。同図において、Ｈｓｙｎｃは水平同期信号、Ｄａｔａｌｏａｄはラッチ回路６へのロード信号、Ｄ１〜ＤＮは変調手段８の列１〜Ｎへの入力信号、ＰｗｍｓｔａｒｔはＰＷＭカウンタの同期クリア信号、ＰｗｍｃｌｋはＰＷＭカウンタのクロックである。また、ＸＤ１〜ＸＤＮは変調手段８の第１〜第Ｎ列の出力を表している。
【０２４２】
同図にあるように１水平走査期間が始まると、ラッチ回路６は画像データをラッチするとともに変調手段８へデータを転送する。
【０２４３】
ＰＷＭカウンタは、Ｐｗｍｓｔａｒｔ、Ｐｗｍｃｌｋに基づいてカウントを開始し、カウント値が５１１になるとカウンタをストップしカウント値５１１を保持する。
【０２４４】
各列毎に設けられているコンパレータは、ＰＷＭカウンタのカウント値と各列の画像データを比較し、ＰＷＭカウンタの値が画像データ以上のときＨｉｇｈを出力し、それ以外の期間はＬｏｗを出力する。
【０２４５】
コンパレータの出力は、各列のスイッチのゲートに接続されており、コンパレータの出力がＬｏｗの期間は図１８（ａ）の上側（ＶＰｗｍ側）のスイッチがＯＮ、下側（ＧＮＤ側）のスイッチがＯＦＦとなり、変調配線を電圧ＶＰｗｍに接続する。逆にコンパレータの出力がＨｉｇｈの期間は、図１８（ａ）の上側のスイッチがＯＦＦし、下側のスイッチがＯＮするとともに、変調配線の電圧をＧＮＤ電位に接続する。
【０２４６】
各部が以上のように動作することで、変調手段８が出力するパルス幅変調信号は、図１９のＤ１、Ｄ２、…ＤＮに示したような、パルスの立ち上がりが同期した波形となる。
【０２４７】
（平均輝度レベル検出手段）
輝度情報を検出するための平均輝度レベル検出手段２２１は、逆γ変換後の画像データＲａ，Ｇａ，Ｂａを参照してフレームごとの平均輝度を検出するための手段である。同手段はＲａ，Ｇａ，Ｂａの画像データをフレームごとに加算してフレーム単位の画像データの総和を算出するとともに、フレーム単位の画像データの総和を画面の画素数で除算して平均輝度レベルを検出する。
【０２４８】
本発明に用いられる輝度情報の検出は、この方法に限定されるものではなく、平均輝度レベルに対応する値を検出できるものであれば前述したような他の手段を用いてもよい。
【０２４９】
平均輝度レベルに対応する値は、画面の画素数ではなく適当な固定値で画像データの総和を除算することにより算出してもよい。この場合、固定値として２のべき乗の値を用いれば、ビットシフト演算で除算を行うことができ、ハードウエアを簡略化できる。
【０２５０】
なお、平均輝度レベルは一般的に言われているＡＰＬ（Average Picture Level）と同じ意味である。
【０２５１】
（駆動電圧算出部）
駆動電圧算出部２２２は、平均輝度レベル検出手段２２１において算出された平均輝度に基づいて、駆動電圧指示値を算出する駆動電圧算出手段である。算出された駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、図１４に示したように、後述する補正データ算出手段１４へと供給される一方、駆動電圧から変調電位の分を減算した、選択電位指示値ＳＶｓとして、走査回路２，２′へと供給される。
【０２５２】
本実施形態では、平均輝度から駆動電圧ＶＤＲＶのための指示値ＳＶＤＲＶを算出するのにあたって、テーブルＲＯＭを用いた（図２０（ａ））。すなわちテーブルＲＯＭの入力（アドレス端子）として平均輝度を入力すると、ＲＯＭの出力（データ端子）から、設定すべき駆動電圧の指示値ＳＶＤＲＶが出力されるように構成した。
【０２５３】
なお、本実施形態においてテーブルＲＯＭに記憶させた内容を図２０（ｂ）に示す。同図では、横軸を平均輝度としているが、図をわかりやすくするため１フレームの入力映像信号が全白画面のときの平均輝度を１として規格化している。また同図の縦軸は駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶではなく実際の駆動電圧ＶＤＲＶである。また、ＶＳＥＬは本実施形態の表面伝導型放出素子の定格駆動電圧である。
【０２５４】
つまり、暗い画像、すなわち平均輝度レベルが低い画像の場合には、駆動電圧ＶＤＲＶが高く、高い画像の場合には駆動電圧ＶＤＲＶが低くなるように制御する。
【０２５５】
（補正データ算出手段）
補正データ算出手段１４は前述した補正データ算出方法により、表示パネル１の駆動電圧に対応した、電圧降下の補正データを算出する回路である。補正データ算出手段１４は図２１に示すように離散補正データ算出部と補正データ補間部の２つのブロックから構成される。
【０２５６】
離散補正データ算出部では駆動電圧算出部２２２が出力する駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを参照するとともに、入力された映像信号からそれに応じた電圧降下量を算出し、電圧降下量から補正データを離散的に計算する。
【０２５７】
同手段は計算量やハードウエア量を減少させるために、前述の縮退モデルの概念を導入して、補正データを離散的に算出する。この際、駆動電圧ＶＤＲＶに対応した値である駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶに応じて、計算に用いる素子電流量を更新して電圧降下量を算出する。
【０２５８】
離散的に算出された補正データは補正データ補間部（補正データ補間手段）により補間され、画像データの大きさやその水平表示位置ｘに適合した補正データＣＤが算出される。
【０２５９】
（離散補正データ算出部）
図２２は離散的に補正データを算出するための離散補正データ算出部を示している。
【０２６０】
離散補正データ算出部は、以下に述べるように、画像データをブロックわけし、ブロックごとの統計量（点灯数）を算出するとともに、統計量から各ノードの位置における、電圧降下量の時間変化を計算する電圧降下量算出部としての機能、各時間ごとの電圧降下量を発光輝度量に変換する機能、発光輝度量を時間方向に積分して、発光輝度総量を算出する機能、および、それらから離散的な基準点における、画像データの基準値に対する補正データを算出する機能を実現する手段である。
【０２６１】
図２２において１００ａ〜１００ｄは点灯数カウント手段、１０１ａ〜１０１ｄは各ブロックごとの各時刻における点灯数を格納するレジスタ群、１０２はＣＰＵ、１０３は（式２）及び（式３）で記載したパラメータａｉｊを記憶するためのテーブルメモリ（電圧降下量記憶手段）、１１３は駆動電圧算出部から供給された駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを格納するためのレジスタ、１１２は駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶから電圧降下量を算出するための素子電流量を算出するためのテーブルメモリ、１０４は計算結果を一時記憶するためのテンポラリレジスタ、１０５はＣＰＵのプログラムが格納されているプログラムメモリ、１１１は電圧降下量を放出電流量に変換する変換データが記載されたテーブルメモリ、１０６は前述した離散補正データの計算結果を格納するためのレジスタ群である。
【０２６２】
点灯数カウント手段１００ａ〜１００ｄは、同図２２（ｂ）に記載したようなコンパレータと加算器などから構成されている。映像信号Ｒａ，Ｇａ，Ｂａはそれぞれコンパレータ１０７ａ〜１０７ｃに入力され、逐次Ｃｖａｌの値と比較される。なお、Ｃｖａｌは前述してきた画像データに対して設定した、基準値に相当する。
【０２６３】
コンパレータ１０７ａ〜１０７ｃはＣｖａｌと画像データの比較を行い画像データの方が大きければＨｉｇｈを出力し小さければＬｏｗを出力する。
【０２６４】
コンパレータ１０７ａ〜１０７ｃの出力は加算器１０８及び１０９により互いに足し算され、さらに加算器１１０によりブロックごとに加算をおこない、ブロックごとの加算結果を各々のブロックごとの点灯数としてレジスタ群１０１ａ〜１０１ｄへと格納する。
【０２６５】
点灯数カウント手段１００ａ〜１００ｄにはコンパレータ１０７ａ〜１０７ｃの比較値Ｃｖａｌとしてそれぞれ０，６４，１２８，１９２が入力されている。つまり、点灯数カウント手段１００ａは、画像データのうち０より大きい画像データの個数をカウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１ａに格納する。点灯数カウント手段１００ｂは、画像データのうち６４より大きい画像データの個数をカウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１ｂに格納する。点灯数カウント手段１００ｃは、画像データのうち１２８より大きい画像データの個数をカウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１ｃに格納する。点灯数カウント手段１００ｄは、画像データのうち１９２より大きい画像データの個数をカウントし、そのブロックごとの総計をレジスタ１０１ｄ格納する。
【０２６６】
ブロックごと、時間ごとの点灯数カウントされると、ＣＰＵはテーブルメモリ１０３に格納されたパラメータテーブルａｉｊを随時読み出して、（式２）〜（式５）に従い、電圧降下量を計算し、計算結果をテンポラリレジスタ１０４に格納する。
【０２６７】
この際にＣＰＵ１０２はまずレジスタ１１３の内容を参照して駆動電圧算出部２２２が指示した駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶの値を格納する。
【０２６８】
さらに、駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶから、電圧降下に用いる素子電流量を求めるため、テーブルメモリ３（１１２）の内容を参照する。テーブルメモリ３には駆動電圧対素子電流ＩＦの関係が記憶されており、テーブルメモリ３に駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを入力すると、それに対応する素子電流量ＩＦが出力される。このようにして求められた素子電流量ＩＦを（式５）に代入して、電圧降下量の計算が行われる。
【０２６９】
本実施形態ではＣＰＵ１０２に（式２）の計算を円滑におこなうための積和演算機能を設けた。
【０２７０】
（式２）に挙げた演算を実現する手段としては、ＣＰＵ１０２で積和演算を行わないでもよく、例えば、その計算結果をメモリに入れておいてもよい。すなわち、各ブロックの点灯数を入力とし、考えられるすべての入力パターンに対し、各ノード位置の電圧降下量をメモリに記憶させておいても構わない。
【０２７１】
電圧降下量の計算が完了するとともに、ＣＰＵ１０２はテンポラリレジスタ１０４から、各時間、各ブロックごとの電圧降下量をよみだし、テーブルメモリ２（１１１）を参照して、電圧降下量を放出電流量に変換し、（式６）〜（式１６）に従って、離散補正データを算出する。計算した離散補正データは、レジスタ群１０６に格納する。
【０２７２】
（補正データ補間部）
補正データ補間部は画像データの表示される位置（水平位置）及び、画像データの大きさに適合した補正データを算出するための手段である。同手段は離散的に算出された補正データを補間することにより、画像データの表示位置（水平位置）及び、画像データの大きさに応じた補正データを算出する。
【０２７３】
図２３は補正データ補間部を説明するための図である。図２３おいて１２３は画像データの表示位置（水平位置）ｘから、補間に用いる離散補正データのノード番号ｎ及びｎ＋１を決定するためのデコーダａであり、１２４は画像データの大きさから、（式１７）〜（式１９）のｋおよびｋ＋１を決定するためのデコーダｂである。また、セレクタ１２５〜１２８は離散補正データを選択して、直線近似手段に供給するためのセレクタである。また、１２０〜１２２はそれぞれ（式１７）〜（式１９）の直線近似を行うための直線近似手段である。
【０２７４】
図２４に直線近似手段１２０の構成例を示す。一般に直線近似手段は（式１７）〜（式１９）の演算子にあらわされるように、減算器、積算器、加算器、割り算器などによって構成可能である。
【０２７５】
しかし、望ましくは離散補正データを算出するノードのノード間の変調配線本数や、離散補正データを算出する画像データ基準値の間隔（すなわち電圧降下を算出する時間間隔）が２のべき乗になるように構成するとハードウエアを非常に簡単に構成できるというメリットがある。それらを２のべき乗に設定すれば、図２４に示した割り算器において、Ｘｎ＋１−Ｘｎは２のべき乗の値となるので、割り算をビットシフトで実現することができる。
【０２７６】
Ｘｎ＋１−Ｘｎの値がいつも一定の値であって、２のべき乗で表される値であるならば、加算器の加算結果をべき乗の乗数分だけシフトして出力すればよく、あえて割り算器を作製する必要がない。
【０２７７】
またこれ以外の箇所でも離散補正データを算出するノードの間隔や、画像データの間隔を２のべき乗とすることにより、たとえばデコーダ１２３〜１２４を簡単に作製することが可能となるとともに、図２４の減算器で行っている演算を簡単なビット演算に置き換えることができるなど、非常にメリットが多い。
【０２７８】
（各部の動作タイミング）
図２５に各部の動作タイミングのタイミングチャートを示す。なお、同図においてＨｓｙｎｃは水平同期信号、ＤｏｔＣＬＫはタイミング発生回路４の中のＰＬＬ回路により水平同期信号Ｈｓｙｎｃから作成したクロック、Ｒ，Ｇ，Ｂは入力切り替え回路からのディジタル画像データ、Ｄａｔａはデータ配列変換後の画像データ、Ｄｏｕｔは電圧降下補正を施された画像データ、ＴＳＦＴはシフトレジスタ５へ画像データＤｏｕｔを転送するためのシフトクロック、Ｄａｔａｌｏａｄはラッチ回路６へデータをラッチするためのロードパルス、Ｐｗｍｓｔａｒｔは前述のパルス幅変調の開始信号、変調信号ＸＤ１は変調配線１へ供給されるパルス幅変調信号の一例である。
【０２７９】
１水平期間の開始とともに、入力切り替え回路からディジタル画像データＲＧＢが転送される。同図では水平走査期間Ｉにおいて、入力される画像データをＲ＿Ｉ、Ｇ＿Ｉ、Ｂ＿Ｉで表す。それらは、データ配列変換部９に１水平期間のあいだ蓄えられ、水平走査期間Ｉ＋１において、表示パネルの画素配置に合わせてディジタル画像データＤａｔａ＿Ｉとして出力される。
【０２８０】
Ｒ＿Ｉ，Ｇ＿Ｉ，Ｂ＿Ｉは、水平走査期間Ｉにおいて補正データ算出手段１４に入力される。同手段では、前述した点灯数をカウントし、カウントの終了とともに、電圧降下量が算出される。電圧降下量が算出されるのにつづいて、離散補正データが算出され、算出結果がレジスタに格納される。
【０２８１】
走査期間Ｉ＋１に移り、データ配列変換部９から、１水平走査期間前の画像データＤａｔａ＿Ｉが出力されるのに同期して、補正データ補間部では離散補正データが補間され、補正データが算出される。補間された補正データは、階調数変換部（不図示）で直ちに階調数変換を施され、加算器１２に供給される。
【０２８２】
加算器１２では、画像データＤａｔａと補正データＣＤを順次加算し、補正された補正画像データＤｏｕｔをシフトレジスタ５へ転送する。シフトレジスタ５はＴｓｆｔにしたがって、一水平期間分の補正画像データＤｏｕｔを記憶するとともにシリアル／パラレル変換を行ってパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチ回路６に出力する。ラッチ回路６はＤａｔａｌｏａｄの立ち上がりにしたがってシフトレジスタ５からのパラレル画像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチし、ラッチされた画像データＤ１〜ＤＮをパルス幅変調手段８へと転送する。
【０２８３】
変調手段８は、ラッチされた画像データに応じたパルス幅のパルス幅変調信号を出力する。本実施形態の表示装置では、結果として、変調手段８が出力するパルス幅は、入力された画像データに対し、２水平走査期間分おくれて表示される。
【０２８４】
このような表示装置により画像の表示を行ったところ、駆動電圧が低くなるような変更を行った場合に、補正データＣＤが小さくなるように、或いは、逆に、駆動電圧が高くなるような変更を行った場合に、補正データＣＤが大きくなるように、加算による電圧降下補正処理を行ったので、走査配線における電圧降下量を補正することができ、それに起因する表示画像の劣化を改善することができ、非常に良好な画像を表示することができた。
【０２８５】
また、消費電力を低減するために駆動電圧を制御した場合にも、駆動電圧の変化に対応して、電圧降下補正回路が適正に補正が行うことができ、非常に好ましかった。
【０２８６】
なお、上述した実施形態では、消費電力を低減するために駆動電圧の変化に対応した電圧降下補正回路について説明したが、別の目的で駆動電圧を変更する場合においても、当然ながら良好に電圧降下補正ができる。
【０２８７】
別の応用例として、表示装置に、ピーク輝度を相対的に上げてダイナミックに表示するモード（ダイナミックモード）や、消費電力を重視してピーク輝度を相対的に下げて表示するモード（消費電力重視モード）などを予め用意し、ユーザーの趣向によって選択可能にしておくことがある。このような複数の表示モードを設けた場合にも、ユーザーの設定に応じてモードを選択するとともに駆動電圧を制御することで、表示画像の調整が容易に行える一方で、調整された駆動電圧に対応して電圧降下補正量を調整し良好な補正が行える。
【０２８８】
また別の応用例として、表示装置をテレビジョンとして使用するだけでなく、コンピュータのモニタとして使用する場合は、ユーザーがモニタを直視して使用するために、テレビジョンとして使用する時よりも輝度を抑えて使用することが好ましい。このような入力映像信号ソースがコンピュータである場合に対しても、駆動電圧を調整することにより輝度を抑えて表示する一方で、調整された駆動電圧に対応して良好な電圧降下補正を行える。
【０２８９】
なお、現在表示している映像がコンピュータの映像であるかテレビジョンの映像であるかの識別は、テレビジョン用の映像供給端子とコンピュータ用の映像供給端子のうちどちらから映像が供給されているかを検出すればよい。また、映像供給端子を設定可能とするリモコンなどのユーザーインターフェイス手段の入力設定や、自動検出手段による検出結果や、光センサなどの外部環境検出手段の検出結果などに基づいて、識別してもよい。
【０２９０】
また本実施形態では、駆動電圧を調整する際の実際の制御対象として走査回路の選択電位を変更したが、前述したとおり、これに限定されるものではない。
【０２９１】
上述した実施形態では、入力画像データに対し、離散的な画像データの基準値を設定するとともに、走査配線上に基準点を設定し、その基準点における、画像データ基準値の大きさの画像データに対する補正データを離散的に算出した。さらに離散的に算出された補正データを補間することにより、入力された画像データの水平表示位置と、その大きさに応じた補正データを算出し、画像データと加算することにより、補正を実現していた。
【０２９２】
一方、上述の構成とは別に下記の構成によっても同様な補正が行える。離散的な水平位置と、画像データ基準値に対する、画像データの補正結果、すなわち前記離散補正データと画像データ基準値の和を算出し、さらに離散的に算出された補正結果を補間し、入力された画像データの水平表示位置とその大きさに応じた補正結果とを算出し、その補正結果に応じて変調を行ってもよい。この構成では、離散的に補正結果を算出する際に、画像データと補正データの加算を行っているため、補間後に画像データと補正データの加算を行う必要はない。
【０２９３】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、電圧降下による表示画像の劣化を改善することができた。
【０２９４】
また、いくつかの近似を導入したことにより、電圧降下を補正するための、画像データの補正量を簡単に計算することができ、非常に簡単なハードウエアでそれを実現することができた。
【０２９５】
そして、たとえば消費電力を低減するために駆動電圧を調整した場合などにも、調整された駆動電圧の変化に対応して、電圧降下補正を適正に行うことができた。
【０２９６】
また、上記第１の実施形態では、駆動電圧指示値を変更するパラメータ変更を行ったが、出力画像データＤｏｕｔに乗算する係数を変化させて、１フレームの画像データの平均輝度レベルを変更することも可能である。このような形態については後述する。
【０２９７】
（第２の実施形態）
以下に述べる本発明の第２の実施形態による表示装置は、電圧降下の影響による放出電荷量の変動を補正する放出電荷量補正手段を備え、放出電荷量補正手段は、入力画像データを放出すべき放出電荷量に対応するように補正した補正画像データを算出し、変調手段が、算出された補正画像データに応じた列配線に印加するパルス波形を出力する画像表示装置において、輝度要求値である入力画像データの積算値に基づき画像表示装置の発光輝度に対応する平均電流値を算出する電流値算出手段を備えたことを特徴とする。
【０２９８】
或いは、また、電圧降下の影響を補正した画像データである補正画像データを算出する補正画像データ算出手段と、列配線に接続され、補正画像データを入力として列配線に変調信号を出力する変調手段と、入力画像データの積算値に基づき画像表示装置の発光輝度に対応する平均電流値を算出する電流値算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０２９９】
電流値算出手段は、入力画像データを積算する積算手段を有し、積算手段の出力を画像表示装置の発光輝度に対応する平均電流値とすることが好適である。
【０３００】
更には、補正画像データの振幅が変調回路の入力範囲に対応するように補正画像データの振幅を調整するための係数を乗算する振幅調整手段を備えていることが好ましい。
【０３０１】
電流値算出手段は、入力画像データを積算する積算手段を有し、積算手段の出力と前記係数を乗算した結果を画像表示装置の発光輝度に対応する平均電流値とすることが好適である。
【０３０２】
電流値算出手段によって算出された平均電流値と、所定の基準電流値とを比較し、基準電流値よりも平均電流値が大きい場合に、画像表示装置の発光輝度に係る電力を制限する電力制限手段を備えることが好適である。
【０３０３】
電力制限手段は、基準電流値と平均電流値から電力制限を行うための係数を算出し、補正画像データの振幅を調整するために電力制限を行うための係数を乗算する機能を有することが好適である。
【０３０４】
オーバーフロー処理を行わない場合、電力制限手段は、入力画像データの積算値をＡＰＬ、基準電流値をＩａｍａｘ、平均電流値をＩａ、電力制限を行うための係数をＧ′としたときに、
Ｉａ＝ＡＰＬ
であり、
Ｉａ＜Ｉａｍａｘのとき
Ｇ′＝１
Ｉａ≧Ｉａｍａｘのとき
Ｇ′＝Ｉａｍａｘ／ＡＰＬ
と求めた係数Ｇ′を、補正画像データに乗算する機能を有することが好適である。
【０３０５】
電力制限手段は、係数Ｇ′を補正画像データに乗算し、振幅調整された補正画像データを算出することが好適である。
【０３０６】
電力制限手段は、係数Ｇ′を補正を施す前の画像データに乗算することが好適である。
【０３０７】
電力制限手段は、入力画像データの積算値をＡＰＬ、基準電流値をＩａｍａｘ、平均電流値をＩａ、補正画像データの振幅が変調手段の入力範囲に対応するように補正画像データの振幅を調整するための係数をＧ、係数Ｇを電力制限を行うために変更した係数をＧ″としたときに、
Ｉａ＝ＡＰＬ×Ｇ
であり、
Ｉａ＜Ｉａｍａｘのとき
Ｇ″＝Ｇ
Ｉａ≧Ｉａｍａｘのとき
Ｇ″＝Ｉａｍａｘ／ＡＰＬ
と求めた係数Ｇ″を、補正画像データの振幅を調整するための新たな係数とし、
振幅調整手段は、係数Ｇ″を乗算することによって補正画像データの振幅を調整する機能を有することが好適である。
【０３０８】
振幅調整手段は、前記係数Ｇ″を補正画像データに乗算し、振幅調整された補正画像データを算出することが好適である。
【０３０９】
前記振幅調整手段は、係数Ｇ″を補正を施す前の画像データに乗算することが好適である。
【０３１０】
積算手段は、フレーム単位で入力画像データの積算量を算出することが好適である。
【０３１１】
基準電流値は、画像表示装置の消費電力に対応して予め決定されている値であることが好適である。
【０３１２】
基準電流値は、ユーザーインターフェイス手段および外部環境検出手段のうち少なくともひとつの手段により変更可能であることが好適である。
【０３１３】
補正画像データ算出手段は、電圧降下の影響を考慮して、補正画像データ算出手段に入力される画像データの大きさを伸張することにより、補正画像データを得ることが好適である。
【０３１４】
振幅調整手段は、フレームごとに補正画像データ算出手段の出力の最大値を検出し、その最大値が変調回路の入力範囲の上限に収まるように、補正画像データの振幅を調整するための係数を適応的に算出することが好適である。
【０３１５】
振幅調整手段は、現在のフレームよりも前の複数のフレームに係る補正画像データ算出手段の出力を参照して、それらの値が変調手段の入力範囲に対応するように、補正画像データの振幅を調整するための係数を適応的に算出することが好適である。
【０３１６】
補正画像データの振幅を調整するための係数は、常に一定の値を持つ、予め決定された係数であることが好適である。
【０３１７】
補正画像データの振幅を調整するための係数は、入力画像データの最大時に補正画像データ算出手段の出力が変調手段の入力範囲をオーバーフローしないように決定された係数であることが好適である。
【０３１８】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、入力画像データに補正を施した補正画像データを算出する手段と、を備えることが好適である。
【０３１９】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を離散的に予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、入力画像データに補正を施した補正画像データを算出する手段と、を備えることが好適である。
【０３２０】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を離散的に予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、電圧降下量を算出した空間位置における、電圧降下量を算出した時間に対応した画像データに対する補正画像データを離散的に算出する離散補正画像データ算出手段と、離散補正画像データ算出手段の出力を補間し、入力画像データの大きさと水平表示位置に対応した補正画像データを算出する補正画像データ補間手段と、を備えることが好適である。
【０３２１】
補正画像データ算出手段が算出する補正画像データは、補正画像データの放出電荷量が、行配線上に発生するべき電圧降下量が無い時の入力画像データの放出電荷量になるように調整されていることが好適である。
【０３２２】
以下に述べる実施の形態においては、電圧降下の影響を補正した画像データである、補正画像データを算出する補正画像データ算出手段と、補正画像データ算出手段により算出された補正画像データの振幅が変調手段の入力範囲に対応するように補正画像データの振幅を調整する機能を有する振幅調整手段と、を備え、変調手段は、振幅調整手段により振幅調整された補正画像データを入力として、列配線に変調信号を出力する表示装置であって、０でない、均一な画像データを入力した場合に、走査手段の出力端子に近い変調手段の出力するパルスのパルス幅が、同走査手段の出力端子から遠い変調手段の出力するパルスのパルス幅よりも、短くなる画像表示装置において、入力画像データの積算値に基づき表示装置の発光輝度に対応する平均電流値を算出する電力値算出手段を備えたことを特徴とする。
【０３２３】
（全体概要）
本実施形態の電圧降下補正回路は、入力画像データに応じて電圧降下のために生じる表示画像の劣化を予測計算し、それを補正する補正データを求め、入力された画像データに補正を施すものである。
【０３２４】
（システム全体と各部分の機能説明）
次に、補正データ算出手段を内蔵した画像表示装置のハードウエアについて説明する。
【０３２５】
図２６はその回路構成の概略を示すブロック図である。図１４に示した構成で用いられた機能ブロックと同じ部分に関しては、同じ符号を付与して、その説明をここでは省略する。２３はテレビジョンの映像信号とコンピュータの映像信号を切り替えるためのセレクタ、２０は最大値検出回路（最大値検出手段）、２１はゲイン算出手段である。
【０３２６】
（同期信号分離回路、セレクタ）
ＨＤＴＶ方式の映像信号は、まず同期信号分離回路３により同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎｃを分離され、タイミング発生回路４に供給される。同期分離された映像信号は、ＲＧＢ変換部７に供給される。ＲＧＢ変換部７の内部には、ＹＰｂＰｒからＲＧＢへの変換回路の他に、不図示のローパスフィルタやＡ／Ｄ変換器などが設けられている。ＲＧＢ変換部７は、ＹＰｂＰｒをディジタルＲＧＢ信号へと変換し、セレクタ２３へと供給する。
【０３２７】
ＶＧＡなどのコンピュータの出力する映像信号は、不図示のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換され、セレクタ２３へと供給される。
【０３２８】
セレクタ２３はユーザーが表示したい映像信号がいずれであるかに基づいて、テレビジョン信号と、コンピュータ信号を適宜切り替えて出力する。
【０３２９】
（走査回路）
図２７に示すように、走査回路２及び２′は、表示パネルを一水平走査期間に１行ずつ順次走査するために、接続端子Ｄｘ１〜ＤｘＭに対して選択電位Ｖｓまたは非選択電位Ｖｎｓを出力する回路である。図１５に示した走査回路２及び２′と異なる点は、電源Ｖｓが固定電源であり、選択電位Vs自体は予め設定された固定値となっている点である。
【０３３０】
（加算器）
加算器１２の基本的な構成は、第１の実施形態と同じである。画像データＤａｔａは補正が施され、補正画像データＤｏｕｔとして最大値検出回路２０及び乗算器２２へ転送される。
【０３３１】
なお、加算器１２の出力である補正画像データＤｏｕｔのビット数は画像データＤａｔａに補正データＣＤを加算した際にオーバーフローが起きないように決定することが好ましい。
【０３３２】
（オーバーフロー処理）
算出した補正データを画像データに加算した補正画像データによって補正を実現することについてはすでに述べたとおりである。
【０３３３】
いま、変調手段８のビット数が８ビットであって、加算器１２の出力である補正画像データＤｏｕｔのビット数が１０ビットであるものとする。すると、補正画像データを変調手段８の入力にそのまま接続してしまうと、オーバーフローがおきることになる。そこで変調手段８に入力される前に、補正画像データの振幅を調整する必要がある。
【０３３４】
オーバーフローを防止する方法として、入力画像データが最大である全白パターン（画像データのビット数を８ビットとすると、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ＦＦｈ，ＦＦｈ，ＦＦｈ））を入力した際の、補正画像データの最大値を予め見積もり、それが変調手段８の入力範囲に収まるようなゲインを補正画像データに乗算する方法がある。以下、本方法を固定ゲイン法と呼ぶ。
【０３３５】
固定ゲイン法では、オーバーフローは発生しないが、平均輝度が低い画像については、より大きなゲインで表示ができるのにもかかわらず、小さなゲインが乗算されてしまうため、表示画像の輝度が暗くなることがある。
【０３３６】
これに対し、フレームごとの補正画像データの最大値を検出し、この最大値が変調手段８の入力範囲におさまるようなゲインを算出し、ゲインと補正画像データを乗算してオーバーフローを防止してもよい。以下、本方法を適応型ゲイン法とよぶ。
【０３３７】
適応型ゲイン法では、補正画像データＤｏｕｔのフレームごとの最大値ＭＡＸを検出するための最大値検出回路２０と、最大値から補正画像データに乗算するためのゲインＧ１を算出するためのゲイン算出手段２１、及び補正画像データＤｏｕｔとゲインＧ１を乗算するための乗算器などが必要である。
【０３３８】
なお、適応型ゲイン法では、オーバーフローを防止するためのゲインを、フレームを単位として算出することが好ましい。たとえば１水平ラインごとにゲインを算出してオーバーフローを防止することもできるが、その場合１水平ラインごとのゲインの違いにより、表示画像に違和感が発生するため好ましくない。
【０３３９】
固定ゲイン法および適応型ゲイン法のいずれの方法でゲインを算出しても好適に補正画像データの振幅を調整できることが確認されている。
【０３４０】
以降、本実施形態では適応型ゲイン法により補正画像データの振幅調整（データ幅調整）を行うための回路構成について詳しく説明する。
【０３４１】
（最大値検出回路）
最大値検出回路２０は、１フレーム分の補正画像データＤｏｕｔのなかで、最大となる値を検出する手段である。同手段は、コンパレータとレジスタなどによって簡単に構成できる回路である。同手段は、レジスタに記憶されている値と、順次転送されてくる補正画像データＤｏｕｔの大きさを比較し、補正画像データＤｏｕｔの方がレジスタの値よりも大きければ、レジスタの値をそのデータ値で更新する回路である。レジスタの値をフレームの先頭で０にクリアすれば、フレームの終了時には、そのフレーム中の補正画像データの最大値がレジスタに格納される。
【０３４２】
このようにして検出された補正画像データの最大値は、ゲイン算出手段２１へと転送される。
【０３４３】
（ゲイン算出手段）
ゲイン算出手段２１は、適応型ゲイン法に基づいて補正画像データＤｏｕｔが変調手段８の入力範囲におさまるように振幅調整を行うためのゲインを算出する手段である。
【０３４４】
ゲインＧ１は、最大値検出回路２０の検出した最大値をＭＡＸ、変調手段８の入力範囲の最大値をＩＮＭＡＸとしたときに、（式２０）のように決定すればよい（第１の方法）。
【数２５】
0003927900.tif 000026
【０３４５】
ゲイン算出手段２１では、垂直帰線期間においてゲインを更新して１フレーム毎にゲインの値が変更される。
【０３４６】
なお、本実施形態の構成では、１フレーム前の補正画像データの最大値を用いて、現在のフレームの補正画像データに乗算するゲインを算出する構成となっている。すなわち、フレーム間の補正画像データ（画像データ）の相関を利用して、オーバーフローを防止する構成になっている。
【０３４７】
したがって厳密には、フレームごとの補正画像データの違いから、オーバーフローがおきることがある。
【０３４８】
このような場合には、補正画像データとゲインを乗算する乗算器の出力に対しリミッタ手段を設け、乗算器の出力が変調手段の入力範囲に収まるように回路を設計すればよい。
【０３４９】
なお、最大値検出回路２０と、乗算器２２の間にフレームメモリを設ければ、時間的な遅延のない構成でオーバーフローを防止することができる。
【０３５０】
また、以下のような方法によってゲインを算出してもよい。たとえば、現在のフレームよりも以前のフレームで検出された補正画像データの最大値を平均し、その平均値ＡＭＡＸを用いて、現在のフレームの補正画像データに施すゲインＧ１を、（式２１）のように決定すればよい（第２の方法）。
【数２６】
0003927900.tif 000027
【０３５１】
また、３番目の方法として、（式２０）により各々のフレームごとのゲインＧ１を算出し、それを平均化して現在のゲインを算出してもよい。
【０３５２】
第１の方法よりも、第２、第３の方法の方が、表示画像におけるフリッカが大きく減少されるという別の効果があり非常に好適である。
【０３５３】
第２の方法、第３の方法において、平均化するフレームの枚数について検討をおこなったところ、たとえば１６フレーム〜６４フレームを平均化した場合にフリッカの少ない好ましい画像が得られた。
【０３５４】
なお、第２、第３の方法の場合においても、第１の方法と同様に補正画像データにフレーム間の相関があることにより、オーバーフローが発生する確率を減少させることができるが、完全には、オーバーフローを防止することができない。
【０３５５】
このための対策として、上述の方法で概略的にオーバーフローを防止するとともに、乗算器２２の出力にリミッタを設けて完全にオーバーフローを防止することが好ましい。
【０３５６】
図２８は、第１の方法と、第２の方法を例に挙げて、フリッカについて説明するための図である。図２８は、グレーの背景のなかで、白い棒が反時計周りに回転する動画像の例である。このような画像を表示する場合、棒が回転するのに合わせて、フレーム毎に補正データＣＤの大きさが変化する。
【０３５７】
図２９はこのような動画像を補正した際の補正画像データを説明するための図である。図２９では各々の補正画像データのうち、各々のフレームで最大となったものを抜き出してグラフ化したものである。なお、同図の白の部分は元々の画像データ、ハッチングの部分は補正を行うことによって伸長された部分に相当する。
【０３５８】
図２８のような画像を表示した場合、連続するフレームの補正画像データの最大値が図２９に示すように変動する。したがって、（式２０）に示したようにフレームごとにゲインを設定すると、図３０（ａ）に示すようにフレーム毎のゲインの変動が激しくなる。結果として表示画像の輝度変動が激しくなり、フリッカ感が発生する。
【０３５９】
これに対し（式２１）によってゲインを決定した場合は、ゲインが平均化されるため、図３０（ｂ）に示したように、ゲインの変動が小さくなり、輝度の変動が少なくなる。したがって、フリッカ感が減少するという優れた効果があった。なお図３０（ｂ）では白丸のグラフが（式２０）によるゲイン、黒丸のグラフが（式２１）による平均化されたゲインである。
【０３６０】
第３の方法も、第２の方法と同様にゲインの変動が小さくなるためフリッカが減少する。
【０３６１】
ゲイン算出手段２１は、ゲインを平均化することにより、上述のような連続的なシーンの画像におけるフリッカを減少させる。その一方で、画像のシーンが変わった際には、シーンが変わったあとのゲインに変化させることも好ましい。そこで、シーン切り替えしきい値Ｇｔｈなる、あらかじめ設定された閾値を設けておき、（式２０）によって計算した１つ前のフレームのゲインをＧＢ、前のフレームの最大値検出回路２０の検出した補正画像データの最大値から（式２０）によって計算されるゲインをＧＮ、ＧＮ−ＧＢの差の絶対値をΔＧとして、
【数２７】
0003927900.tif 000028
のように次のフレームのゲインを平滑化して算出したところ、好ましい結果を得た。
【０３６２】
とくにＡ及びＢの値としては、
Ａ＝１、Ｂ＝１／１６〜１／６４
程度に設定したところ好ましかった。
【０３６３】
（乗算器）
ゲイン算出手段２１で算出されたゲインＧ１と加算器の出力である補正画像データＤｏｕｔは、乗算器２２によって乗算され、振幅が調整された補正画像データＤｍｕｌｔとしてリミッタ回路へ転送される。
【０３６４】
（リミッタ手段）
以上のようにして、オーバーフローがおきないようにゲインを決定できれば問題ないが、上述したいくつかのゲイン決定方法によれば、必ずオーバーフローがおきないようにゲインを決定することは困難であるので、リミッタ２４を設けておくことも好ましい。
【０３６５】
リミッタ２４は、予め設定されたリミット値を有し、リミッタに入力される出力データＤｍｕｌｔとリミット値を比較し、出力データよりもリミット値が小さければ、リミット値を出力し、出力データよりもリミット値が大きければ、出力データをそのまま出力する。
【０３６６】
こうして、変調手段８の入力範囲に完全に制限された補正画像データＤｌｉｍは、リミッタ２４から出力され、シフトレジスタ５、ラッチ６を介して変調手段８へと入力される。
【０３６７】
（輝度制御手段）
以下に、高圧電源電流値算出回路とＡＢＬ回路からなる輝度制御手段について説明する。
【０３６８】
（高圧電源電流値算出回路）
ＡＢＬ等の実現のために画像データの演算により高圧電源の電流値（すなわち高圧電源の電力値）を算出する方法について説明する。
【０３６９】
前述した図２６において、２００は輝度要求値である画像データを１フレームぶん積算する積算部（積算手段）、２０１は乗算器である。この積算部２００および乗算器２０１が、高圧電源の電流値（Ｉａ）を画像データから算出する手段としての高圧電源電流値算出回路である。同図では高圧電源電流値算出回路を破線で囲って示した。
【０３７０】
高圧電源の電流値を算出する手段は以下のような原理で高圧電源の電流値（Ｉａ）を算出する。
【０３７１】
本実施形態における走査配線の電圧降下の影響の補正は、「走査配線に電圧降下が無い時の放出電荷量になるように画像データを調整し補正画像データを得る」補正方法である。そして、パルス幅（補正画像データ）が水平走査時間を超える場合は、パルス幅（補正画像データ）の最大値が所定の時間（水平走査時間）に収まるように、例えば補正画像データにフレーム単位でゲインを乗じ、調整する。
【０３７２】
補正画像データにフレーム単位でゲインを乗ずることは、すなわち「走査配線に電圧降下が無い時の放出電荷量になるように調整された補正画像データ」にゲインを乗じていることから、表示パネルの各電子放出素子が放出する電荷量もゲイン倍され駆動されていることに他ならない。
【０３７３】
そのため、電圧降下の影響の補正をした場合、フレーム単位の「画像データの積算値にゲインを乗じた値」は、そのまま、「１フレームにおける各電子放出素子の放出電荷量」に対応する。
【０３７４】
単位時間あたりの電荷量は電流であるから、「画像データの積算値にゲインを乗じた値」は、１フレームを単位時間としてその時間内の平均的な電流すなわち「高圧電源の電流値」に対応する。また「高圧電源の電流値」は表示装置の発光輝度に対応する平均電流値であるということができる。
【０３７５】
図２６において、高圧電源の電流値を算出する手段（電流値算出手段）は、上述した原理に基づき積算部２００により、１フレームごとの画像データの積算を行う。具体的には、積算部２００は、ＲＧＢ各色毎にレジスタと加算器から構成される。積算部２００は、レジスタを１フレーム単位でリセットし、入力される画像データとレジスタの出力を加算器で加算し、加算結果をレジスタに画像データの入力タイミング毎にロードしなおす。これにより、１フレーム終了時に、各色毎の積算値が求まる。そして各色毎の積算値を加算し、積算値（ＡＰＬ値と等価）が求まる。
【０３７６】
乗算器２０１は、積算部２００の出力である１フレーム単位の画像データの積算値（ＡＰＬ値）と、オーバーフローを防止するためのゲインＧ１とを乗算し出力する。この乗算器２０１の出力が高圧電源の電流値（Ｉａ）に対応した値となる。
【０３７７】
例えば、画像データがすべて２５５（全白時）の時のＡＰＬ値を２５５になるように正規化すれば、乗算器２０１の出力（高圧電源の電流値に対応した値）が２５５の時（ゲインＧ１が１）は、走査配線の電圧降下が無い時の電子放出素子の電流値に１行配線の数×駆動デューティーを乗じた値と等しくなる。
【０３７８】
ＣＲＴでは、高圧電源の電流検出手段としては、高圧電源に電流検出用の抵抗を付加しその電圧から、高圧電源の電流値を求める方法が知られているが、本実施形態の構成によれば、データの計算のみで高圧電源の電流値を正確に算出することができる。特に後述するような、信号処理によるＡＢＬの実現においては、従来必要となったアナログディジタルコンバータや、高圧電源から電流値に対応する電圧を出力する配線等が不要であり、ハードウエアコストが低減できる。
【０３７９】
（ＡＢＬ回路）
次に、ＡＢＬを実現するための信号処理をおこなう方法について説明する。
【０３８０】
図２６において、２０２は高圧電流の制限値（Ｉａｍａｘ）が記憶されているレジスタ、２０３は比較器、２０４は除算器、２０５はスイッチである。前述した様に、乗算器２０１の出力が高圧電源の電流値（Ｉａ）に対応している。図２６では、高圧電源電流値算出回路（電流値算出手段）とＡＢＬ回路（電力制限手段）を破線で囲って示している。
【０３８１】
比較器２０３は、乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ；基準電流値）とを比較する。そして、予め設定されている電流制限値（Ｉａｍａｘ）より、乗算器２０１の出力（高圧電源の電流値に対応）が大きければ、表示装置の電力を制限するために、オーバーフローを防止するゲインＧ１に対して、新たなゲインＧ１′を計算する。すなわち、新たなゲインＧ１′とＡＰＬ値が乗算された値（新たな高圧電源の電流値）が電流制限値（Ｉａｍａｘ）になるように制御する。
【０３８２】
上記信号処理を数式化すれば以下のようになる。
【数２８】
0003927900.tif 000029
【０３８３】
上述した制御により、１フレームの高圧電源の平均電流（すなわち高圧電源の電力）を制限することができた。
【０３８４】
実際の構成は、図２６に示したように、比較器２０３で乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）とを比較する。ＡＰＬ×Ｇ１＜Ｉａｍａｘの時、比較器２０３の出力はスイッチ２０５の入力をゲイン算出手段２１の出力と接続して、（式２２）を実現する。
【０３８５】
一方、ＡＰＬ×Ｇ１≧Ｉａｍａｘの時、比較器２０３の出力はスイッチ２０５の入力を除算器２０４の出力と接続する。除算器２０４は、高圧電流の制限値（Ｉａｍａｘ）を乗算器２０１の出力で除算した値を出力するので、ＡＰＬ×Ｇ１≧Ｉａｍａｘの時、（式２３）を実現することができる。
【０３８６】
このように、オーバーフローを防止するゲインＧ１をあらたなゲインＧ１′に変更することによって、ＡＢＬ機能を実現できた。
【０３８７】
上記実施形態では、オーバーフローを防止するゲインＧ１をあらたなゲインＧ１′に変更することによってＡＢＬ動作を実現したが、当然、オーバーフローを防止するゲインＧ１を乗算した後、更に、ＡＰＬ×Ｇ１＜Ｉａｍａｘの時は１を、ＡＰＬ×Ｇ１≧Ｉａｍａｘの時はＩａｍａｘ／（ＡＰＬ×Ｇ１）を、更に乗じても良い。
【０３８８】
なお、仮に、走査配線の電圧降下の影響の補正を行なわない場合は、実際に放出される電荷量は、走査配線の電圧降下によって変化するため、画像データと放出される電荷量は一致しない。そのため、本実施形態の信号処理によれば、正確な高圧電源の電流値の算出および、正確なＡＢＬ動作を行うことができる。
【０３８９】
以上、オーバーフロー処理を行った場合の、高圧電源の電流値算出方法およびＡＢＬについて説明した。次に、電圧降下量が小さいか又は走査時間が長く、オーバーフロー処理が必要ない場合について説明する。
【０３９０】
オーバーフロー処理がない場合は、ゲインＧ１が１であるので、（式２２），（式２３）は、（式２４），（式２５）となる。
【数２９】
0003927900.tif 000030
【０３９１】
実際の構成は、ゲインＧ１＝１であるから、図２６において最大値検出回路２０、ゲイン算出手段２１、乗算器２０１は不要である。そして、高圧電源の電流値（Ｉａ）はＡＰＬそのものに対応している。
【０３９２】
オーバーフロー処理がない場合の輝度制御手段の構成を、図３１に示す。オーバーフロー処理がある場合においては、乗算器２２は、オーバーフローを防ぐための係数を乗算した。一方、図３１のオーバーフロー処理がない場合は、乗算器２２は、電力を制限するための係数を補正画像データに乗じるために用いられる。図３１において、高圧電源電流値算出回路とＡＢＬ回路を破線で囲って示した。２０６はレジスタであり、ＡＰＬ＜Ｉａｍａｘの時の係数Ｇ１′である“１”が記憶されている。その他の動作は、オーバーフロー処理がある場合と同じであるので、説明は省略する。
【０３９３】
上述した制御により、オーバーフロー処理がない場合であっても、ＡＰＬ値により、１フレームの高圧電源の平均電流（すなわち高圧電源の電力）を算出でき、更にＡＢＬ動作を行うことができた。
【０３９４】
オーバーフロー処理を行わない場合は、画像データの積算値（ＡＰＬ値）が高圧電源の電流値（Ｉａ）にそのまま対応するが、これは、走査配線の電圧降下の影響を補正したことによって、精度良く、高圧電源の電流値（Ｉａ）が求められることを示している。すなわち電圧降下の影響の補正を行わない場合は、単純に画像データの積算値を求めても、高圧電源の電流値に正確に対応しないことは言うまでもない。
【０３９５】
（シフトレジスタ、ラッチ回路）
リミッタ２４の出力である補正画像データＤｌｉｍは、シフトレジスタ５により、シリアルなデータフォーマットから、各変調配線毎のパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮへとシリアル／パラレル変換されラッチ回路６へ出力される。ラッチ回路６では１水平期間が開始される直前にタイミング信号Ｄａｔａｌｏａｄにより、シフトレジスタ５からのデータをラッチする。ラッチ回路６の出力は、パラレルな画像データＤ１〜ＤＮとして変調手段８に入力される。
【０３９６】
本実施形態では画像データＩＤ１〜ＩＤＮ、Ｄ１〜ＤＮはそれぞれ８ビットの画像データとした。これらの動作タイミングはタイミング発生回路４（図２６、３１）からのタイミング制御信号ＴＳＦＴ及びＤａｔａｌｏａｄに基づいて動作する。
【０３９７】
（変調手段の詳細）
ラッチ回路６の出力であるパラレル画像データＤ１〜ＤＮは変調手段８へと供給される。変調手段８の構成は、前述した第１の実施形態と同じである。
【０３９８】
図３２は、本実施形態の変調手段８の動作を示すタイミングチャートである。同図において、Ｈｓｙｎｃは水平同期信号、Ｄａｔａｌｏａｄはラッチ回路６へのロード信号、Ｄ１〜ＤＮは変調手段８の列１〜Ｎへの入力信号、ＰｗｍｓｔａｒｔはＰＷＭカウンタの同期クリア信号、ＰｗｍｃｌｋはＰＷＭカウンタのクロックである。また、ＸＤ１〜ＸＤＮは変調手段８の第１〜第Ｎ列の出力を表している。
【０３９９】
同図にあるように１水平走査期間が始まると、ラッチ回路６は画像データをラッチするとともに変調手段８へデータを転送する。
【０４００】
ＰＷＭカウンタは、Ｐｗｍｓｔａｒｔ、Ｐｗｍｃｌｋに基づいてカウントを開始し、カウント値が２５５になるとカウンタをストップしカウント値２５５を保持する。
【０４０１】
各列毎に設けられているコンパレータは、ＰＷＭカウンタのカウント値と各列の画像データを比較し、ＰＷＭカウンタの値が画像データ以上のときＨｉｇｈを出力し、それ以外の期間はＬｏｗを出力する。
【０４０２】
コンパレータの出力は、各列のスイッチのゲートに接続されており、コンパレータの出力がＬｏｗの期間は図１８（ａ）の上側（ＶＰｗｍ側）のスイッチがＯＮ、下側（ＧＮＤ側）のスイッチがＯＦＦとなり、変調配線を電圧ＶＰｗｍに接続する。逆にコンパレータの出力がＨｉｇｈの期間は、図１８（ａ）の上側のスイッチがＯＦＦし、下側のスイッチがＯＮするとともに、変調配線の電圧をＧＮＤ電位に接続する。
【０４０３】
各部が以上のように動作することで、変調手段８が出力するパルス幅変調信号は、図３２のＸＤ１，ＸＤ２，…ＸＤＮに示したような、パルスの立ち上がりが同期した波形となる。
【０４０４】
（補正データ算出手段）
補正データ算出手段１４は前述した補正データ算出方法により、電圧降下の補正データを算出する回路である。補正データ算出手段１４は図３３に示すように離散補正データ算出部と補正データ補間部の２つのブロックから構成される。
【０４０５】
（離散補正データ算出部）
図３４は離散的に補正データを算出するための離散補正データ算出部を示している。
【０４０６】
離散補正データ算出部は、図２２で示した構成からレジスタ１１３とテーブルメモリ３（１１２）を省いた構成である。そして、それは、画像データをブロックわけし、ブロックごとの統計量（点灯数）を算出するとともに、統計量から各ノードの位置における、電圧降下量の時間変化を計算する電圧降下量算出部としての機能、各時間ごとの電圧降下量を発光輝度量に変換する機能、発光輝度量を時間方向に積分して、発光輝度総量を算出する機能、および、それらから離散的な基準点における、画像データの基準値に対する補正データを算出する機能を実現する手段である。
【０４０７】
各ブロックの動作は、図２２の構成とほぼ同じである。
【０４０８】
（補正データ補間部）
補正データ補間部は図２３に示した第１の実施形態のそれと同じ構成である。直線近似手段ａ１２０も第１の実施形態と同じである。
【０４０９】
（各部の動作タイミング）
各部の動作タイミングのタイミングチャートは図２５に示したものとほぼ同じである。異なる点は、図２５における出力Ｄｏｕｔがリミッタ２４の出力Ｄｌｉｍに代わった点である。
【０４１０】
加算器１２では、画像データＤａｔａと補正データＣＤを順次加算し、補正された補正画像データＤｌｉｍをシフトレジスタ５へ転送する。シフトレジスタ５はＴｓｆｔにしたがって、一水平期間分の補正画像データＤｌｉｍを記憶するとともにシリアル／パラレル変換をおこなってパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチ回路６に出力する。ラッチ回路６はＤａｔａｌｏａｄの立ち上がりにしたがってシフトレジスタ５からのパラレル画像データＩＤ１〜ＩＤＮをラッチし、ラッチされた画像データＤ１〜ＤＮをパルス幅変調手段８へと転送する。
【０４１１】
（第３の実施形態）
オーバーフローを防止するために、第２の実施形態では、補正画像データの最大値を検出し、その最大値が，変調手段の入力範囲の最大値に対応するように、ゲインを算出し、そのゲインと補正画像データを乗算し、オーバーフローを防止した。
【０４１２】
これに対し第３の実施形態では、補正画像データの最大値を検出するのは同様であるが、その最大値が変調手段の入力範囲の最大値に対応するように、補正を施す前の画像データの大きさを制限することとした。すなわち、オーバーフローが起きないように、予め入力された画像データにゲインを乗算してその振幅範囲を小さくしておき、オーバーフローを防止する。
【０４１３】
以降、図３５を用いて、本実施形態のオーバーフロー処理について説明する。
【０４１４】
図３５において２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは乗算器、９はデータ配列変換部、５は画像データ１ライン分のシフトレジスタ、６は画像データ１ライン分のラッチ回路、８は表示パネルの変調配線に変調信号を出力するパルス幅変調手段、１２は加算器、１４は補正データ算出手段、２０はフレーム内の補正画像データＤｏｕｔの最大値を検出するための最大値検出回路（最大値検出手段）、２１はゲイン算出手段である。
【０４１５】
また、Ｒ，Ｇ，ＢはＲＧＢパラレルの入力映像データ、Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは逆γ変換処理を施したＲＧＢパラレルの映像データ、Ｒｘ，Ｇｘ，Ｂｘは乗算器により、ゲインＧ２が乗算された画像データ、ゲインＧ２はゲイン算出手段２１が算出したゲイン、Ｄａｔａはデータ配列変換部９によりパラレル／シリアル変換された画像データ、ＣＤは補正データ算出手段１４により算出された補正データ、Ｄｏｕｔは加算器１２により画像データに補正データを加算することにより、補正された画像データ（補正画像データ）、Ｄｌｉｍはリミッタ２４によってＤｏｕｔを変調手段８の入力範囲の上限以下に制限した画像データである。
【０４１６】
（乗算器）
乗算器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは逆γ変換後の画像データＲａ，Ｇａ，Ｂａに対し、ゲインＧ２を乗算するための手段である。
【０４１７】
より詳しくは、乗算器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂはゲイン算出手段２１が決定したゲインに従って画像データＲａ，Ｇａ，ＢａにゲインＧ２を乗算し、乗算後の画像データＲｘ，Ｇｘ，Ｂｘを出力する。
【０４１８】
ゲインＧ２は、ゲイン算出手段２１が算出する値であって、後述する加算器１２での画像データＤａｔａと補正データの加算結果である補正画像データＤｏｕｔが、変調手段８の入力範囲におさまるように決定される値である。
【０４１９】
（最大値検出回路）
最大値検出回路２０は図３５に示すように、各部と接続されている。
【０４２０】
最大値検出回路２０は、１フレーム分の補正画像データＤｏｕｔのなかで、最大となる値を検出する手段である。同手段は、コンパレータとレジスタなどによって簡単に構成できる回路である。同手段は、レジスタに記憶されている値と、順次転送されてくる補正画像データＤｏｕｔの大きさを比較し、補正画像データＤｏｕｔの方がレジスタの値よりも大きければ、レジスタの値をそのデータ値で更新する回路である。レジスタの値をフレームの先頭で０にクリアすれば、フレームの終了時には、そのフレーム内の補正画像データの最大値ＭＡＸがレジスタに格納される。
【０４２１】
このようにして検出された補正画像データの最大値ＭＡＸは、ゲイン算出手段２１へと転送される。
【０４２２】
（ゲイン算出手段）
ゲイン算出手段２１は、最大値検出回路２０の検出値ＭＡＸを参照して、補正画像データＤｏｕｔが変調手段８の入力範囲におさまるようにゲインを算出する手段である。本実施形態においても、ゲイン算出手段２１は適応型ゲイン法に基づいて補正画像データの振幅を調整するためのゲインを算出する。なお、本実施形態の構成において、固定ゲイン法によってゲインを算出してもよい。
【０４２３】
ゲインＧ２は、最大値検出回路２０の検出した最大値をＭＡＸ、変調手段８の入力範囲の最大値をＩＮＭＡＸ、前のフレームに対してゲイン算出手段２１が算出したゲインをＧＢとしたときに、（式２６）のように決定すればよい。
【数３０】
0003927900.tif 000031
【０４２４】
ゲイン算出手段２１では、垂直帰線期間においてゲインを更新して１フレーム毎にゲインの値が変更される。
【０４２５】
なお、ここでは、１フレーム前の補正画像データの最大値を用いて、現在のフレームの補正画像データに乗算するゲインを算出する構成となっている。すなわち、フレーム間の補正画像データ（画像データ）の相関を利用して、オーバーフローを防止する構成になっている。
【０４２６】
したがって厳密には、フレームごとの補正画像データの違いから、オーバーフローがおきることがある。
【０４２７】
このような場合には、補正画像データとゲインを乗算する乗算器の出力に対しリミッタ手段を設け、乗算器の出力が必ず変調手段の入力範囲に収まるように回路を設計すればよい。
【０４２８】
また、本発明者らは、上述したゲインの決定方法のほかに、以下のような別の方法によってゲインを算出してもよいことを確認している。
【０４２９】
たとえば、現在のフレームよりも以前のフレームで検出された補正画像データの最大値を平均し、その平均値ＡＭＡＸを用いて、現在のフレームの補正画像データに施すゲインＧ２を、（式２７）のように決定すればよい。ただしＧＢは、前のフレームに対してゲイン算出手段２１が算出したゲインＧ２である。
【数３１】
0003927900.tif 000032
【０４３０】
また、別の方法として、（式２６）により各々のフレームごとのゲインＧ２を算出し、それを平均化して現在のゲインを算出してもよい。
【０４３１】
これら３つの方法のうち、どの方法でもオーバーフローを防止する意味では好ましいが、フリッカの発生を考慮すれば、（式２７）の方法で算出することが好ましい。
【０４３２】
（式２７）のゲイン算出法において、補正画像データの最大値を平均化するフレームの枚数について検討をおこなったところ、現在のフレームから１６〜６４フレーム前までの補正画像データの最大値を平均化した場合にフリッカの少ない好ましい画像が得られた。
【０４３３】
なお、本方法でも、図３５に示したように、加算器１２の出力を制限するリミッタ２４を設けて完全にオーバーフローを防止することが好ましいことはいうまでもない。
【０４３４】
また、第２の実施形態と同様にシーンチェンジの検出を行って、ゲインの算出の方法を変更してもよい。
【０４３５】
次に、輝度制御手段について説明するが、基本的な構成は、図２６に示したものと同じである。
【０４３６】
高圧電源の電流値を算出する手段は、第２の実施形態と同様に、積算部２００および乗算器２０１から構成される。本実施形態では、積算部２００が積算した画像データの積算値とオーバーフローを防止するゲインＧ２とを乗算することにより、高圧電源の電流値を求める（図３５参照）。
【０４３７】
高圧電源電流値算出回路の原理、構成は第２の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０４３８】
本実施形態の構成によれば、データの計算のみで高圧電源の電流値を算出することができ、ハードウエアコストが低減できる。
【０４３９】
（ＡＢＬ回路）
次に、図３５において、ＡＢＬを実現するための信号処理をおこなう方法について説明する。
【０４４０】
図３５において、２００は輝度要求値である画像データを１フレームぶん積算する積算部（積算手段）、２０１は乗算器、２０２は高圧電流の制限値（Ｉａｍａｘ）が記憶されているレジスタ、２０３は比較器、２０４は除算器、２０５はスイッチである。前述した様に、乗算器２０１の出力が高圧電源の電流値（Ｉａ）に対応している。図３５では、高圧電源電流値算出回路（電流値算出手段）とＡＢＬ回路（電力制限手段）を破線で囲って示している。
【０４４１】
比較器２０３は、乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ；基準電流値）とを比較する。そして、予め設定されている電流制限値（Ｉａｍａｘ）より、乗算器２０１の出力（高圧電源の電流値に対応）が大きければ、表示装置の電力を制限するために、オーバーフローを防止するゲインＧ２に対して、新たなゲインＧ２′を計算する。すなわち、新たなゲインＧ２′とＡＰＬ値が乗算された値（新たな高圧電源の電流値）が電流制限値（Ｉａｍａｘ）になるように制御する。
【０４４２】
上記信号処理を数式化すれば以下のようになる。
【数３２】
0003927900.tif 000033
【０４４３】
上述した制御により、１フレームの高圧電源の平均電流（すなわち高圧電源の電力）を制限することができた。
【０４４４】
実際の構成は、図３５に示したように、比較器２０３で乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）とを比較する。ＡＰＬ×Ｇ２＜Ｉａｍａｘの時、比較器２０３の出力はスイッチ２０５の入力をゲイン算出手段２１の出力と接続して、（式２８）を実現する。
【０４４５】
一方、ＡＰＬ×Ｇ２≧Ｉａｍａｘの時、比較器２０３の出力はスイッチ２０５の入力を除算器２０４の出力と接続する。除算器２０４は、高圧電流の制限値（Ｉａｍａｘ）を乗算器２０１の出力で除算した値を出力するので、ＡＰＬ×Ｇ２≧Ｉａｍａｘの時、（式２９）を実現することができる。
【０４４６】
このように、オーバーフローを防止するゲインＧ２をあらたなゲインＧ２′に変更することによって、ＡＢＬ機能を実現できた。
【０４４７】
以上、オーバーフロー処理を行った場合の、高圧電源の電流値算出方法およびＡＢＬについて説明した。次に、電圧降下量が小さいか又は走査時間が長く、オーバーフロー処理が必要ない場合について説明する。
【０４４８】
オーバーフロー処理がない場合は、ゲインＧ２が１であるので、（式２８），（式２９）は、（式３０），（式３１）となる。
【数３３】
0003927900.tif 000034
【０４４９】
実際の構成は、ゲインＧ２＝１であるから、図３５において最大値検出回路２０、ゲイン算出手段２１、乗算器２０１は不要である。そして、高圧電源の電流値（Ｉａ）はＡＰＬそのものに対応している。
【０４５０】
オーバーフロー処理がない場合の輝度制御手段の構成を、図３６に示す。オーバーフロー処理がある場合においては、乗算器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、オーバーフローを防ぐための係数を乗算した。一方、図３６のオーバーフロー処理がない場合は、乗算器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、電力を制限するための係数を補正画像データに乗じるために用いられる。図３６において、高圧電源電流値算出回路とＡＢＬ回路を破線で囲って示した。２０６はレジスタであり、ＡＰＬ＜Ｉａｍａｘの時の係数Ｇ２′である“１”が記憶されている。その他の動作は、オーバーフロー処理がある場合と同じであるので、説明は省略する。
【０４５１】
上述した制御により、オーバーフロー処理がない場合であっても、ＡＰＬ値により、１フレームの高圧電源の平均電流（すなわち高圧電源の電力）を算出でき、更にＡＢＬ動作を行うことができた。
【０４５２】
オーバーフロー処理を行わない場合は、画像データの積算値（ＡＰＬ値）が高圧電源の電流値（Ｉａ）にそのまま対応するが、これは、走査配線の電圧降下の影響を補正したことによって、精度良く、高圧電源の電流値（Ｉａ）が求められることを示している。すなわち電圧降下の影響の補正を行わない場合は、単純に画像データの積算値を求めても、高圧電源の電流値に正確に対応しないことは言うまでもない。
【０４５３】
なお、第３の実施形態においても、第２の実施形態同様に、走査配線の電圧降下の影響の補正を行わない場合は、実際に放出される電荷量は、走査配線の電圧降下によって変化するため、画像データと放出される電荷量は一致しない。そのため、本実施形態の信号処理によって正確な高圧電源の電流値の算出および、正確なＡＢＬ動作を行うことができない。
【０４５４】
次に、第２の実施形態および第３の実施形態における、予め設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）の決定法を説明する。
【０４５５】
（１）表示装置の電力から決定する。
表示装置の最大消費電力仕様から、高圧電源の最大電力仕様を決める。そして高圧電源の最大電力値を高圧電源の電圧で割ることによって電流制限値（Ｉａｍａｘ）を決定する。そしてその値をレジスタ２０２に記憶する。
【０４５６】
（２）ユーザが決定する。
表示装置の最大消費電力仕様から、高圧電源の最大電力仕様を決める。また、更に前記仕様より小さな最大消費電力仕様（省エネモード）を決定する。そして、それぞれに対応する高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ１，Ｉａｍａｘ２とする）を、前述した方法であらかじめ計算して、不図示のコントローラ内部にあるメモリに記憶しておく。
【０４５７】
ユーザは、ユーザーインターフェイス手段（例えばリモコン）により、通常モード、省エネモードを選択できる。コントローラは、内部にあるメモリを参照し、通常モードでは電流制限値をＩａｍａｘ１となるようにレジスタ２０２に書き込み、省エネモードでは電流制限値をＩａｍａｘ２となるようにレジスタ２０２に書き込みを行う。
【０４５８】
（３）外部環境によって決定する。
表示装置の最大消費電力仕様から、高圧電源の最大電力仕様を決める。また、更に前記仕様より小さな第２の最大消費電力仕様（暗場所モード）を決定する。そして、それぞれに対応する高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ３，Ｉａｍａｘ４とする）を、前述した方法であらかじめ計算して、不図示のコントローラ内部にあるメモリに記憶しておく。
【０４５９】
コントローラは、不図示の照度センサーを持ち、環境が明るい時は、内部にあるメモリを参照し、電流制限値をＩａｍａｘ３となるようにレジスタ２０２に書き込み、環境が暗い時は電流制限値をＩａｍａｘ４となるようにレジスタ２０２に書き込みを行う。
【０４６０】
以上により、第２の実施形態および第３の実施形態における、高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）を、決定できる。特に（２）または（３）の方法、または（２），（３）の方法の組み合わせによって、電力を更に抑え画像を表示することが可能となる。また、これらの方法は、前述した第１の実施形態にも適用可能である。
【０４６１】
本実施形態によれば、補正後の画像データが変調手段の入力範囲をオーバーフローしないように、ゲインを乗じることにより高品位に画像を表示することができた。さらに、入力画像データの積算結果とゲインを乗算し高圧電源の電流値とし検出することにより、少ないハードウエアで正確にＡＢＬ動作を行うことができた。
【０４６２】
（第４の実施形態）
本実施形態の表示装置は、補正画像データの振幅が変調手段の入力範囲に対応するように補正画像データの振幅を調整するための係数を乗算する機能を有する振幅調整手段を備える。また、輝度要求値である入力画像データの積算値および前記係数に基づき表示装置の発光輝度に対応する平均電流値を算出する電流値算出手段と、平均電流値および所定の基準電流値に基づき電子放出素子の駆動条件を変更する駆動条件変更手段と、を備える。
【０４６３】
電流値算出手段は、入力画像データを積算する積算手段を有し、積算手段の出力と係数を乗算した結果を表示装置の発光輝度に対応する平均電流値とすることが好適である。
【０４６４】
駆動条件変更手段は、平均電流値と基準電流値とを比較し、基準電流値よりも平均電流値が大きい場合に、表示装置の発光輝度に係る電力を制限するための駆動電圧を決定することが好適である。
【０４６５】
駆動条件変更手段は、平均電流値が前記基準電流値を超えないように前記駆動電圧を決定することが好適である。
【０４６６】
駆動条件変更手段は、補正画像データの算出に用いられる計算パラメータを変更する機能を有することが好適である。
【０４６７】
基準電流値は、予め製造段階で決定されているか、ユーザーインターフェイス手段および外部環境検出手段のうち少なくともひとつの手段により変更可能であることが好適である。
【０４６８】
振幅調整手段は、フレームごとに補正画像データ算出手段の出力の最大値を検出し、その最大値が変調手段の入力範囲の上限に収まるように、補正画像データの振幅を調整するための係数を適応的に算出することが好適である。
【０４６９】
振幅調整手段は、現在のフレームよりも前の複数のフレームに係る補正画像データ算出手段の出力を参照して、それらの値が変調手段の入力範囲に対応するように、補正画像データの振幅を調整するための係数を適応的に算出することが好適である。
【０４７０】
補正画像データの振幅を調整するための係数は、常に一定の値を持つ、予め決定された係数であることが好適である。
【０４７１】
補正画像データの振幅を調整するための係数は、入力画像データの最大時に前記補正画像データ算出手段の出力が変調手段の入力範囲をオーバーフローしないように決定された係数であることが好適である。
【０４７２】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、入力画像データに補正を施した補正画像データを算出する手段と、を備えることが好適である。
【０４７３】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に前記行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を離散的に予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、前記入力画像データに補正を施した補正画像データを算出する手段と、を備えることが好適である。
【０４７４】
補正画像データ算出手段は、入力画像データに対応して、１水平走査期間中に前記行配線上に発生するべき電圧降下量の空間分布および時間変化を離散的に予測算出する手段と、算出された電圧降下量から、前記電圧降下量を算出した空間位置における、前記電圧降下量を算出した時間に対応した画像データに対する補正画像データを離散的に算出する離散補正画像データ算出手段と、離散補正画像データ算出手段の出力を補間し、入力画像データの大きさと水平表示位置に対応した補正画像データを算出する補正画像データ補間手段と、を備えることが好適である。
【０４７５】
補正画像データ算出手段が算出する補正画像データは、補正画像データの放出電荷量が、行配線上に発生するべき電圧降下量が無い時の入力画像データの放出電荷量になるように調整されていることが好適である。
【０４７６】
駆動条件変更手段は、駆動条件として表示用素子の駆動電圧を変更するものであって、その駆動電圧は、走査手段の出力する選択電位、変調手段の出力する電位もしくは高圧発生手段の電位、またはこれらの電位の組み合わせで決定される電圧であることが好適である。
【０４７７】
また、入力画像データに対し、走査配線および走査手段の抵抗分によって発生する電圧降下の影響を補正した画像データである、補正画像データを算出する補正画像データ算出手段と、補正画像データの振幅が変調手段の入力範囲に対応するように、補正画像データの振幅を調整するための係数を乗算する機能を有する振幅調整手段と、を備え、変調手段は、振幅調整手段により振幅調整された補正画像データを入力として、変調配線に変調信号を出力する表示装置であって、０でない、均一な画像データを入力した場合に、走査手段の出力端子に近い変調手段の出力するパルスのパルス幅が、走査手段の出力端子から遠い変調手段の出力するパルスのパルス幅よりも、短くなる表示装置において、入力画像データの積算値に基づき表示装置の発光輝度に対応する平均電流値を算出する電流値算出手段と、平均電流値および所定の基準電流値に基づき電子放出素子の駆動条件を変更する駆動条件変更手段と、を備えることが好適である。
【０４７８】
駆動条件変更手段は、平均電流値と基準電流値とを比較し、基準電流値よりも平均電流値が大きい場合に、表示装置の発光輝度に係る電力を制限するための駆動電圧を決定することが好適である。
【０４７９】
駆動条件変更手段は、基準電流値よりも平均電流値が大きい場合に、駆動電圧を決定する条件である走査手段の出力する選択電位、変調手段の出力する電位および高圧発生手段の電位のうち少なくとも一つ以上の電位の絶対値を小さくすることが好適である。
【０４８０】
本実施形態による輝度制御手段についてその特徴的な構成を詳しく説明する。
【０４８１】
図３７に、１フレームの輝度を制御するための信号処理をおこなう回路構成の一例を示す。ここで、図１４，２６，３１，３５，３６に示した構成と同じ構成要素の説明は、省略する。
【０４８２】
図３７では、高圧電源電流値算出回路（電流値算出手段）とＡＢＬ回路（電力制限手段）を破線で囲って示した。なお、変換手段２１０と選択電圧発生部２１１は駆動条件を変更する手段でもあるので、駆動条件変更手段ということもできる。
【０４８３】
図３７の構成において、変換手段２１０は、乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ：基準電流値）とが入力されるテーブルメモリである。そして、予め設定されている電流制限値（Ｉａｍａｘ）より、乗算器２０１の出力（高圧電源の電流値に対応）が大きければ、表示装置の電力を制限するために、駆動条件を変更する。
【０４８４】
より具体的には、図３８に示したように、電流制限値（Ｉａｍａｘ）を超える乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）に対し、図３８のＡで示したように駆動電圧指示値（ＳＶＤＲＶ）を小さくする。
【０４８５】
図３８において、横軸は乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）であり、縦軸は駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶであり、変調手段の出力の電位（ＶＰｗｍ）と走査回路の選択電位（Ｖｓ）との電位差であるＶＤＲＶに対応する数値（例えばディジタル量のデータ）である。また、図３８において、ＳＶｓｅｌは表面伝導型電子放出素子の定格電圧ＶＳＥＬに対応する駆動電圧指示値である。
【０４８６】
図３８のＡで示した具体的な特性のカーブは、乗算器２０１の出力（Ｉａ）が電流制限値（Ｉａｍａｘ）を超えると計算された場合、実際の電力がそれより大きくならないようにカーブを決定したものである。また、電流制限値Ｉａｍａｘをより小さく設定した例を、図３８のＢの特性で示す。駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、乗算器２０１の出力Ｉａがより小さい時から、減少する様子がわかる。
【０４８７】
選択電圧発生部２１１は駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを実際の駆動電圧（ＶＤＲＶ）に変換する。駆動電圧を変更する方法としては、変調手段８の出力の電位（Ｖｐｗｍ）または、走査回路２及び２′の選択電位（Ｖｓ）のうち少なくとも何れか一方を変化させればよい。この実施形態では、電力を制限するために、走査回路２及び２′の選択電位（Ｖｓ）のみを変化させるものとする。
【０４８８】
図３９は、選択電圧発生部２１１の特性を示すグラフであり、横軸は乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）であり、縦軸は走査回路２及び２′の選択電位（Ｖｓ）である。走査回路２及び２′の選択電位（Ｖｓ）は、選択電圧発生部２１１の出力である駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶに駆動電圧（ＶＤＲＶ）がなるように、決定する。なお、Ｖｓ０は−０．５×ＶＳＥＬと決定した。
【０４８９】
図３８のＡ，Ｂの特性のカーブはそれぞれ、図３９のＡ，Ｂの特性のカーブに対応する。そして、選択電圧発生部２１１は走査回路２及び２′の選択電位Ｖｓを、乗算器２０１の出力（Ｉａ）が所定値を越えると、その絶対値が小さくなるように、変化させる。つまり、走査回路２及び２′は、そこから出力される選択電位Ｖｓが選択電圧発生部２１１の出力に従って変化する、従属電源として機能する。
【０４９０】
このように走査回路２及び２′の選択電位を変化させる構成によって、電圧降下の影響を補正し更にＡＢＬ動作を行うことができた。
【０４９１】
第４の実施形態において、変換手段２１０をディジタル出力とし、選択電圧発生部２１１は内部にアナログディジタル変換器を設けてアナログ信号を出力するように構成すると回路構成上、ローコストに実現できる。
【０４９２】
第４の実施形態においては、駆動条件として、駆動電圧である走査回路２及び２′の選択電位が可変となるように構成した。これとは別に、駆動電圧として変調手段８の出力の電位を変化させても良いし、或いは、走査回路２及び２′の選択電位と変調手段８の出力の電位の両方を変化させても良い。更には、高圧電源の電位を変化させても、ＡＢＬ動作を行うことができる。
【０４９３】
第４の実施形態においては、走査配線の電圧降下の影響の補正を行っている。そのため駆動条件（駆動電圧：ＶＤＲＶ）を大きく変化させる場合、走査配線の電圧降下の影響の補正の計算に誤差が生じる場合がある。次に、この誤差を少なくする方法を実現する構成について説明する。
【０４９４】
（第５の実施形態）
図４０は、本実施形態の表示装置の構成を示している。
【０４９５】
図４０と図３７との構成上の差異は、輝度制御手段において、変換手段２１０から出力された駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを、補正データ算出手段１４に供給する点である。第４の実施形態と同一の部分の説明は省略する。
【０４９６】
図４０において、変換手段２１０は、乗算器２０１の出力（Ｉａ）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）との入力を受け、表示装置の電力を制限するために、駆動条件としての駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを変更して出力する。
【０４９７】
駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、前述したように、選択電圧発生部２１１に入力され、走査回路２及び２′の選択電位を変化し表示パネルの高圧電源の電力を制限するために用いられる。さらに、駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、配線２２０を通じて補正データ算出手段１４に送られ、後述するように、電圧降下補正の算出パラメータを変更し補正画像データを算出するために用いられる。
【０４９８】
変換手段２１０の動作は、この方法においては、以下の動作がより好ましかった。
【０４９９】
ＳＶＳＥＬを表面伝導型放出素子の定格電圧に対応する駆動電圧指示値とすると、変換手段２１０はＳＶＤＲＶを次式のように決定する。
【数３４】
0003927900.tif 000035
【０５００】
変換手段２１０は上述した駆動電圧指示値（ＳＶＤＲＶ）を出力する。その他は、前述したように動作する。
【０５０１】
本実施形態においては、高圧電源の電位を変化させても、ＡＢＬ動作を行うことができた。高圧電源を変化させる場合は、電圧降下量はほぼ変化しないが、電子放出素子の放出電流量が若干変化するので、その分をパラメータとして考慮する。
【０５０２】
本実施形態においては、駆動条件（駆動電圧：ＶＤＲＶ）が大きく変化しても、走査配線の電圧降下の影響の補正の計算に誤差が生じることなく良好に、ＡＢＬ動作が実現できた。
【０５０３】
なお、走査配線の電圧降下の影響の補正を行わない場合は、実際に放出される電荷量は、走査配線の電圧降下によって変化するため、画像データと放出される電荷量は一致しない。そのため、正確なＡＢＬ動作を行うことができない場合がある。
【０５０４】
上述した、高圧電源の電流値算出方法およびＡＢＬについては、オーバーフロー処理を行った場合を説明したが、電圧降下量が小さいまたは走査時間が長く、オーバーフロー処理が必要ない場合には、ゲインＧ１が１であるので、図４０の構成のうち、最大値検出回路２０、ゲイン算出手段２１、乗算器２２，２０１は不要である。
【０５０５】
オーバーフロー処理を行なわない場合は、画像データの積算値（ＡＰＬ値）が高圧電源の電流値（Ｉａ）にそのまま対応するが、これは、走査配線の電圧降下の影響を補正したことによって、精度良く、高圧電源の電流値（Ｉａ）が求められることを示している。すなわち電圧降下の影響の補正を行わない場合は単純に画像データの積算値を求めても、高圧電源の電流値に正確に対応しないことは言うまでもない。
【０５０６】
（シフトレジスタ、ラッチ回路）
リミッタ２４の出力である補正画像データＤｌｉｍは、シフトレジスタ５により、シリアルなデータフォーマットから、各変調配線毎のパラレルな画像データＩＤ１〜ＩＤＮへとシリアル／パラレル変換されラッチ回路６へ出力される。ラッチ回路６では１水平期間が開始される直前にタイミング信号Ｄａｔａｌｏａｄにより、シフトレジスタ５からのデータをラッチする。ラッチ回路６の出力は、パラレルな画像データＤ１〜ＤＮとして変調手段８に入力される。
【０５０７】
本実施形態では画像データＩＤ１〜ＩＤＮ、Ｄ１〜ＤＮはそれぞれ８ビットの画像データとした。これらの動作タイミングはタイミング発生回路４からのタイミング制御信号ＴＳＦＴ及びＤａｔａｌｏａｄに基づいて動作する。
【０５０８】
（変調手段の詳細）
ラッチ回路６の出力であるパラレル画像データＤ１〜ＤＮは変調手段８へと供給される。変調手段８は、図１８に示したような構成であり、前述した各実施形態のそれと同じである。本実施形態の変調手段８の動作を示すタイミングチャートは、図３２に示したものと同じである。
【０５０９】
（補正データ算出手段）
補正データ算出手段１４の構成は図２１に示したものと同じである。また、離散的に補正データを算出するための構成は、図２２に示したものと同じである。
【０５１０】
（第６の実施形態）
第４，５などの実施形態では、補正画像データの最大値を検出し、その最大値が変調手段８の入力範囲の最大値に対応するようにゲインを算出し、そのゲインと補正画像データを乗算してオーバーフローを防止していた。
【０５１１】
これに対し第６の実施形態では、前述した第４，５の実施形態のように、補正画像データの最大値を検出するのは同様である。本実施形態では、その最大値が変調手段８の入力範囲の最大値に対応するように、補正を施す前の画像データの大きさを制限する。すなわち、オーバーフローが起きないように、予め入力された画像データにゲインを乗算してその振幅範囲を小さくしておき、オーバーフローを防止する。
【０５１２】
なお、別のゲインを算出する方法として、本実施形態の構成においてゲインは固定ゲイン法によって算出しても良い。
【０５１３】
本実施形態では、１フレーム内の補正画像データＤｏｕｔの最大値をＭＡＸ、変調手段の入力範囲の最大値をＩＮＭＡＸ、前のフレームに対してゲイン算出手段が算出したゲインをＧＢとしたときに、前述した（式２６）を用いてゲインＧ２を決定する。
【０５１４】
ゲイン算出手段２１では、垂直帰線期間においてゲインを更新して１フレーム毎にゲインの値が変更される。
【０５１５】
なお、本実施形態では、１フレーム前の補正画像データの最大値を用いて、現在のフレームの補正画像データに乗算するゲインを算出する構成、すなわち、フレーム間の補正画像データ（画像データ）の相関を利用して、オーバーフローを防止する構成になっている。したがって厳密には、フレームごとの補正画像データの違いから、オーバーフローが起きることがある。これを防止すべく、補正画像データとゲインを乗算する乗算器の出力に対しリミッタ手段を設け、乗算器の出力が必ず変調手段の入力範囲に収まるように回路を設計することも好ましいものである。
【０５１６】
また、上述したゲインの決定方法のほかに、以下のような別の方法によってゲインを算出してもよい。すなわち、現在のフレームよりも以前のフレームで検出された補正画像データの最大値を平均し、その平均値ＡＭＡＸを用いて、現在のフレームの補正画像データに施すゲインＧ２を、前述した（式２７）のように決定すればよい。ただしＧＢは、前のフレームに対してゲイン算出手段２１が算出したゲインＧ２である。
【０５１７】
また、別の方法として、（式２６）により各々のフレームごとのゲインＧ２を算出し、それを平均化して現在のゲインを算出してもよい。
【０５１８】
これら３つの方法のうち、どの方法でもオーバーフローを防止する意味では好ましいが、フリッカの発生を考慮すれば、（式２７）の方法で算出することが好ましい。
【０５１９】
（式２７）のゲイン算出法において、補正画像データの最大値を平均化するフレームの枚数について検討をおこなったところ、現在のフレームから１６〜６４フレーム前までの補正画像データの最大値を平均化した場合にフリッカの少ない好ましい画像が得られた。
【０５２０】
なお、本方法でも、加算器１２の出力を制限するリミッタ２４を設けて完全にオーバーフローを防止することが好ましいことはいうまでもない。
【０５２１】
また、第４の実施形態と同様にシーンチェンジの検出を行って、ゲインの算出の方法を変更してもよい。
【０５２２】
以下に、高圧電源電流値算出回路とＡＢＬ回路からなる輝度制御手段について説明する。
【０５２３】
高圧電源電流値算出回路の原理、構成は第４の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０５２４】
従来、高圧電源に電流検出用の抵抗を付加しその電圧から、高圧電源の電流値を求めていたが、本実施形態の構成によれば、第４の実施形態と同様に、従来のような構造をとることなく、データの計算のみで高圧電源の電流値を算出することができた。特に後述するような、ＡＢＬの実現においては、第４の実施形態と同様に、ハードウエアコストの低減が可能となった。
【０５２５】
図４１において、２００は輝度要求値である画像データを１フレームぶん積算する積算部（積算手段）、２０１は乗算器、２０２は高圧電流の制限値（Ｉａｍａｘ）が記憶されているレジスタ、２１０は変換手段、２１１は選択電圧発生部（選択電圧発生手段）である。図４１において、前述した様に、乗算器２０１の出力が高圧電源の電流値（Ｉａ）に対応している。図４１では、高圧電源電流値算出回路（電流値算出手段）とＡＢＬ回路（電力制限手段）を破線で囲って示した。
【０５２６】
本実施形態でも、第４の実施形態同様に、駆動条件として、駆動電圧ＶＤＲＶ（その中でも走査回路２及び２′の選択電位：Ｖｓ）を変更した。本実施形態では、走査配線の電圧降下の影響の補正を行い、さらに、駆動条件（駆動電圧：ＶＤＲＶ）の変化に伴い、走査配線の電圧降下の影響の補正の計算のパラメータを変更する。
【０５２７】
図４１は図４０とオーバーフロー処理のためのゲインＧ２の乗じる場所が異なる以外は、変更が無いので、各部の説明は省略する。
【０５２８】
図４１において、変換手段２１０は、乗算器２０１の出力（Ｉａ：高圧電源の電流値に対応）と、予めレジスタ２０２に設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）との入力を受け、表示装置の電力を制限するために、駆動条件として駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶを変更して出力する。
【０５２９】
駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、選択電圧発生部２１１に入力され、走査回路２及び２′の選択電位を変化し表示パネルの高圧電源の電力を制限するために用いられる。さらに、駆動電圧指示値ＳＶＤＲＶは、配線２２０を通じて補正データ算出手段１４に送られ、算出パラメータを変更し補正画像データを算出するために用いられる。
【０５３０】
変換手段２１０の動作は、この方法においては、第５の実施形態と同様に、以下の動作が好ましかった。
【０５３１】
ＳＶＳＥＬを表面伝導型放出素子の定格電圧に対応する駆動電圧指示値とすると、変換手段２１０はＳＶＤＲＶを（式３２），（式３３）のように決定する。
【０５３２】
変換手段２１０は上述した駆動電圧指示値（ＳＶＤＲＶ）を出力する。その他は、前述したように動作する。
【０５３３】
本実施形態においては、駆動条件として、駆動電圧（その中でも走査回路２及び２′の選択電位）を変更したが、当然、変調手段８の出力の電位または両方を変化させてもよい。更に高圧電源の電位を変化させても、ＡＢＬ動作を行うことができる。
【０５３４】
本実施形態においては、駆動条件（駆動電圧：ＶＤＲＶ）が大きく変化しても、走査配線の電圧降下の影響の補正の計算に誤差が生じることなく良好に、ＡＢＬ動作が実現できた。
【０５３５】
第４の実施形態と同様、駆動条件（駆動電圧：ＶＤＲＶ）が大きく変化しない場合は、配線２２０は必要なく、走査配線の電圧降下の影響の補正の計算を行っても表示画質には影響は少なかった。そして良好に、ＡＢＬ動作が実現できた。
【０５３６】
なお、本実施形態においても、走査配線の電圧降下の影響の補正を行わない場合は、実際に放出される電荷量は、走査配線の電圧降下によって変化するため、画像データと放出される電荷量は一致しない。そのため、正確なＡＢＬ動作を行うことができない場合がある。
【０５３７】
なお、第４の実施形態〜第６の実施形態における、予め設定されている高圧電源の電流制限値（Ｉａｍａｘ）の決定法は、前述した第２、第３の実施形態における決定方法と同じであるので再度の説明は省略した。
【０５３８】
以上説明したように、第４、第５の実施形態による表示装置によれば、従来からの課題であった、走査配線上の電圧降下による表示画像の劣化を改善することができた。
【０５３９】
また、補正後の画像データが変調手段の入力範囲をオーバーフローしないように、ゲインを乗じることにより高品位に画像を表示することができた。
【０５４０】
そして、さらに、入力画像データの積算結果とゲインを乗算し高圧電源の電流値として検出することにより、少ないハードウエアで正確に輝度制御を行うことができた。
【０５４１】
以上説明した補正処理と輝度制御処理を含む方法は、１チップの半導体集積回路として実現可能であり、また、そのためのＩＰコアとして流通され得る。
【０５４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来よりも良い画質で映像を表示できる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置を実現することができる。
【０５４３】
また、電圧降下補正の精度を高められる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置を実現することができる。
【０５４４】
さらに、電圧降下補正を行った場合にもＡＢＬを行うことのできる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置を実現することができる。
【０５４５】
さらに、高圧電源の電流（アノード電流）を算出し正確なＡＢＬを行うことのできる表示装置と、そのための画像信号処理装置及び駆動制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態による表示装置のブロック図である。
【図２】表示パネルの概観を示す図である。
【図３】表示パネルの電気的な接続を示す図である。
【図４】表面伝導型放出素子の特性の一例を示す図である。
【図５】表示パネルの駆動方法の一例を示す図である。
【図６】電圧降下の影響を説明する図である。
【図７】縮退モデルを説明する図である。
【図８】離散的に算出した電圧降下量を示すグラフである。
【図９】離散的に算出した放出電流の変化量を示すグラフである。
【図１０】画像データの大きさが６４の場合の補正データの算出例を示す図である。
【図１１】画像データの大きさが１２８の場合の補正データの算出例を示す図である。
【図１２】画像データの大きさが１９２の場合の補正データの算出例を示す図である。
【図１３】補正データの補間方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態による表示装置の信号処理系及び駆動系の構成を示すブロック図である。
【図１５】走査回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】逆γ処理部の構成を示すブロック図である。
【図１７】データ配列変換部の構成を示すブロック図である。
【図１８】変調回路の構成とその動作を説明するための図である。
【図１９】変調回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】駆動電圧算出部を説明するための図である。
【図２１】補正データ算出手段を説明するための図である。
【図２２】離散補正データ算出部の構成を示すブロック図である。
【図２３】補正データ補間部の構成を示すブロック図である。
【図２４】直線近似手段の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２６】本発明の第２の実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】走査回路の構成を示すブロック図である。
【図２８】連続する４フレームの画像の例を示す図である。
【図２９】連続する４フレームにおける画像データの大きさを示すグラフである。
【図３０】連続するフレームにおけるゲインの変化の様子を示すグラフである。
【図３１】本発明の第２の実施形態による表示装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図３２】変調手段の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３３】補正データ算出手段の構成を示すブロック図である。
【図３４】離散補正データ算出部の構成を示すブロック図である。
【図３５】本発明の第３の実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３６】本発明の第３の実施形態による表示装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図３７】本発明の第４の実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３８】変換手段の変換特性を示す図である。
【図３９】選択電圧発生手段の特性を示す図である。
【図４０】本発明の第５の実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４１】本発明の第６の実施形態による表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４２】従来の表示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  表示パネル
２，２′  走査回路
３  同期信号分離回路
４  タイミング発生回路
５  シフトレジスタ
６  ラッチ回路
７  ＲＧＢ変換部
８  変調手段
９  データ配列変換部
１２  加算器
１４  補正データ算出手段
１７  逆γ処理部
１９  遅延回路
２０  最大値検出回路
２１  ゲイン算出手段
２２  乗算器
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ  乗算器
２３  セレクタ
２４  リミッタ
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ  点灯数カウント手段
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ  レジスタ
１０２  ＣＰＵ
１０３  テーブルメモリ
１０４  テンポラリレジスタ
１０５  プログラムメモリ
１０６  レジスタ群
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ  コンパレータ
１０８，１０９，１１０  加算器
１１１  テーブルメモリ２
１１２  テーブルメモリ３
１１３  レジスタ
１２０，１２１，１２２  直線近似手段
１２３，１２４  デコーダ
１２５，１２６，１２７，１２８  セレクタ
２００  積算部
２０１  乗算器
２０２  レジスタ
２０３  比較器
２０４  除算器
２０５  スイッチ
２１０  変換手段
２１１  選択電圧発生部
２２０  配線
２２１  平均輝度レベル検出手段
２２２  駆動電圧算出部
３０１  表示パネル
３０２  走査回路
３０３  変調回路
３０４  補正回路
３０５  検出回路
３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ  制御回路
１００１  基板
１００２  冷陰極素子
１００３  行配線（走査配線）
１００４  列配線（変調配線）
１００５  リアプレート
１００６  側壁
１００７  フェースプレート
１００８  蛍光膜
１００９  メタルバック
２０２１Ｒ，２０２１Ｇ，２０２１Ｂ  ＦＩＦＯメモリ
２０２２  セレクタ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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