画像表示装置の制御方法
【課題】低階調領域において、変調パルス波形印加時の高周波成分による他配線の電圧変動を小さくし、電圧変動による輝度変動を抑制する技術を提供する。
【解決手段】複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、前記変調パルスを生成し出力するステップは、Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする。
【解決手段】複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、前記変調パルスを生成し出力するステップは、Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型画像表示装置としては、電子放出素子を用いた表示装置（電子線表示装置）、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などが知られている。この種の平面型画像表示装置は、多数の表示素子がマトリクス状に配列された表示パネル（マトリクスパネル）と、表示素子を駆動するための駆動回路とを備えている。一般的に、駆動対象となる表示素子には、画像信号に応じて変調された変調信号（変調パルス）が供給される。変調方式としては、パルス幅変調、振幅変調などが知られている。
【０００３】
特許文献１は、パルス幅変調と振幅変調を組み合わせた変調方式を開示する。さらに特許文献１は、パルス波形の立ち上がりと立ち下がりを階段状にする変調回路を開示する。特許文献２は、入力される画像データに応じて、画像データレベルの大きい部分に相当する行配線の走査時間が長く、画像データレベルの小さい部分に相当する行配線の走査時間が短くなるように、走査駆動回路と変調駆動回路を制御することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７３１５９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示パネルの高精細化や駆動の高速化に伴い、波形遷移時の電圧変動をより一層抑制し、安定した駆動を実現することが望まれている。特に電子線表示装置のようなマトリクス駆動タイプの画像表示装置では、マトリクスパネルの容量が大きく、駆動電圧も大きいことから、変調パルス波形印加時に、高周波成分により他配線に電圧変動が起こり、輝度が変動してしまうことが問題となっている。特に低階調領域では、変調パルス波形が小さいため、電圧変動による輝度変動の割合が、高階調領域と比較して相対的に高い。このため低階調領域での変調パルス波形に含まれる高周波成分を可及的に小さくすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、低階調領域において、変調パルス波形印加時の高周波成分による他配線の電圧変動を小さくし、電圧変動による輝度変動を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、前記変調パルスを生成し出力するステップは、Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低階調領域において、変調パルス波形印加時の高周波成分による他配線の電圧変動を小さくし、電圧変動による輝度変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の概略図。
【図２】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例。
【図３】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例。
【図４】（ａ）画像表示装置と（ｂ）変調回路の構成を示す図。
【図５】変調回路の（ａ）ロジック回路と（ｂ）出力回路の構成を示す図。
【図６】参照波形発生回路の（ａ）第一実施形態と（ｂ）第二実施形態を示す図。
【図７】（ａ）立ち上がりと（ｂ）立ち下がりのスロープ波形の生成回路を示す図。
【図８】出力回路のタイミングチャート。
【図９】出力回路の論理表。
【図１０】ＲＧＢ独立調整についての説明図。
【図１１】電源電圧出力用のスイッチＳＨ、ＳＬを設ける構成図。
【図１２】第三実施形態の走査時間の可変制御を示す図。
【図１３】変調パルス、選択電位についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の画像表示装置は、複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線でマトリクス配置された表示パネル（マトリクスパネル）を有する画像表示装置であり、例えば、電子線表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などを包含している。特に、電子線表示装置は、マトリクスパネルの配線容量や素子容量が大きく、素子に供給する駆動電圧も大きいという点から、本発明が適用される好ましい形態である。電子線表示装置では、表示素子として、ＦＥ型電子放出素子、ＭＩＭ型電子放出素子、表面伝導型放出素子などの冷陰極素子（電子放出素子）が用いられる。
【００１１】
［第一の実施形態］
一般的に、画像表示装置は、表示パネルを駆動するための駆動手段として、走査回路と変調回路を備えている。走査回路は駆動対象の一つまたは複数の行配線に選択電位を出力する回路であり、変調回路は画像データに基づき変調パルスを生成し、その変調パルスを列配線に出力する回路である。本発明の画像表示装置の変調回路は、スロープ状に立ち上がる第１波形、波高値を規定する第２波形、スロープ状に立ち下がる第３波形を適宜組み合わせて、変調パルスの波形（源波形）を生成する。変調回路は、画像データに基づき、波形制御のための制御信号を生成するロジック回路を有しており、この制御信号によって、第１波形、第２波形、第３波形を切替えるタイミングや第２波形の波高値などを自由に制御することができる。
【００１２】
以下に、本実施形態の変調回路で出力可能な変調パルスの出力方法について具体的に説明する。
変調回路は、画像データの値Ｉ（Ｉは、最小値Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦最大値Ｉｍａｘの整数である。）に基づき、台形状または略台形状の変調パルスを生成する。具体的には、変調回路は、（１）Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど台形状パルスの波高値を大きくしていき、（２）Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど台形状パルスのパルス幅を長くしていく。ただし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘである。
【００１３】
上記（１）の制御では、変調回路は、波高値ｈ（Ｉ）までスロープ状に立ち上げ、時間
ｔ１の期間、波高値ｈ（Ｉ）を維持し、スロープ状に立ち下げる制御を行う。ｈ（Ｉ）は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。なおｈ（Ｉ）は典型的にはＩの一次関数であるが、単調増加する関数であれば一次関数には限らない。時間ｔ１は固定値でもよいし、Ｉの関数でもよい。この制御により、矩形パルスや三角形状パルスを用いるのに比較して、低階調領域の変調パルスの高周波成分を低減できる。
上記（２）の制御では、変調回路は、波高値ｈ（Ｉ１）までスロープ状に立ち上げ、時間ｔ１＋ｆ（Ｉ）の期間、波高値ｈ（Ｉ１）を維持し、スロープ状に立ち下げる制御を行う。ｆ（Ｉ）は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。なおｆ（Ｉ）は典型的にはＩの一次関数であるが、単調増加する関数であれば一次関数には限らない。上記（２）の制御は、画像データを増やすにしたがって、波高値を一定に保ったまま、パルス幅（台形状パルスの平坦部分の長さ）を伸ばしていく制御である。この制御により、全ての階調の刻みを台形状パルスの波高値で制御する場合に比べて、波高値の刻み数を少なくすることができる。
【００１４】
上記（１）、（２）の制御に、さらに下記の制御（３）〜（６）を適宜追加することも好ましい。
（３）Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ３の階調領域（Ｉ２＜Ｉ３≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成する。値Ｉが大きくなるほど、略台形状パルスの時間ｔ２を長くする。ここで、ｈ１は、Ｉ＝Ｉ２の場合の波高値、ｔ１は、Ｉ＝Ｉ２の場合の台形状パルスの上辺長の長さに相当する。ｔ２は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。
（４）Ｉ３＜Ｉ≦Ｉ４の階調領域（Ｉ３＜Ｉ４≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、波高値ｈ３までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ３の期間、波高値ｈ３を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成する。値Ｉが大きくなるほど、略台形状パルスの時間ｔ３を長くする。ここで、ｔ３は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。
（５）Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ５の階調領域（Ｉ２＜Ｉ５≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、Ｉ＝Ｉ２に対応する台形状パルスよりも大きい第２の台形状パルスを生成する。そして、値Ｉが大きくなるほど第２の台形形状パルスの波高値を大きくする。
（６）Ｉ５＜Ｉ≦Ｉ６の階調領域（Ｉ５＜Ｉ６≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、値Ｉが大きくなるほど、第２の台形状パルスのパルス幅を長くする。
【００１５】
図１は本発明による変調パルス波形の階調制御方法の概略図を示している。図１は、（１）低階調領域における階調制御を、台形波形の波高値を増やすことにより行い、（２）高階調領域における階調制御を、台形波形の波高値を一定に保ったままパルス幅を増やすことにより行うことを示す。図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例を示している。なお、パルス波形の中の黒い部分は、１階調前のパルス波形からの増分を表している。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）は、Ｉｍｉｎ＝１、Ｉ１＝ｎ＋１の例を示している。
図２（ａ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、台形状パルスの下辺長を一定に保ちつつ、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
図２（ｂ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、台形状パルスの上辺長を一定
に保ちつつ、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
図２（ａ）および図２（ｂ）の例では、スロープの立ち上がりおよび立ち下がりの傾きを全ての階調で一定としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、階調ごとに傾きを変えてもよい。図２（ｃ）は階調ごとに傾きを変えた一例である。また、図２（ａ）の例では、台形状パルスの下辺長を低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）で一定にし、図２（ｂ）の例では、台形状パルスの上辺長を低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）で一定にしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上辺長および下辺長を階調ごとに変えてもよい。
【００１７】
図３（ａ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、図２（ａ）と同様の手順により階調を刻む。第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。さらに、第２の高階調領域（画像データｎ＋ｍ〜）では、第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）での波高値よりも低い波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
【００１８】
図３（ｂ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、図２（ａ）と同様の手順により階調を刻む。第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。第２の高階調領域（画像データｎ＋ｍ〜ｎ＋ｍ＋２）では、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。第３の高階調領域（画像データｎ＋ｍ＋３〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
【００１９】
図３（ａ）の例では、波高値を低くする制御を１回だけ行ったが、必ずしもこれに限定されるものではなく、波高値を複数回低くしてもよい。図３（ｂ）の例では、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていく制御と台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていく制御を２回組み合わせたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、複数回組み合わせてもよい。また、後述するように、蛍光体の発光効率の違いを補正するために、色毎に波高値を変えることも好ましい。
【００２０】
次に、上述した変調パルスを出力するための画像表示装置の構成および制御方法について具体的に説明する。
【００２１】
図４（ａ）は、本発明の画像表示装置の構成を示すブロック図である。画像表示装置は、概略、表示パネル（画像表示部）としてのマルチ電子源Ａ１と、マルチ電子源Ａ１を駆動する駆動装置とを備えている。
【００２２】
駆動装置は、出力データ回路、変調回路Ａ２、走査回路Ａ３、変調電源回路Ａ７、および走査電源回路Ａ８で構成される。出力データ回路は、タイミング発生回路Ａ４、データ変換回路Ａ５、パラレル／シリアル変換回路Ａ６などを備えている。
【００２３】
マルチ電子源Ａ１は、複数の電子放出素子、複数の行配線、複数の列配線を備えており、行配線と列配線の交差部のそれぞれに電子放出素子が形成されている。行配線に選択電位を供給し、列配線に変調パルスを供給すると、選択電位と変調パルスの電位差である駆動電圧が電子放出素子に印加される。この駆動電圧の印加時間や電圧値を適宜制御することにより、所望の素子を所望の輝度で発光させることができる。
【００２４】
変調回路Ａ２は、マルチ電子源Ａ１の列配線に接続されている。この変調回路Ａ２は、出力データ回路から供給される画像データに基づいて変調信号（変調パルス）を生成し、その変調信号をマルチ電子源Ａ１の各列配線に出力する回路である。
変調電源回路Ａ７は、複数の電圧値を出力可能に構成された電源回路である。変調電源回路Ａ７は、変調回路Ａ２の回路動作用の電源であるとともに、変調回路Ａ２から出力される変調パルスの電圧値を規定するための電源である。変調電源回路Ａ７は、一般的に電圧源回路であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２５】
走査回路Ａ３は、マルチ電子源Ａ１の行配線に接続されている。走査回路Ａ３は、全行配線の中から駆動対象とする一本または数本の行配線を選択し、選択する行配線を順次切り替えるための回路である。一般的には、一行ずつ順次行選択する線順次走査が行われるが、これに限定されるものではない。走査回路Ａ３は、飛び越し走査（インタレース走査）、複数行を選択したり面状に選択したりすること（マルチライン走査）も可能である。走査回路Ａ３は、駆動対象の行配線（選択ライン）に対しては選択電位を供給し、その他の行配線（非選択ライン）に対しては非選択電位を供給する。
走査電源回路Ａ８は、複数の電圧値（選択電位、非選択電位）を出力する電源回路である。一般的には電圧源回路であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２６】
タイミング発生回路Ａ４は、変調回路Ａ２、走査回路Ａ３、データ変換回路Ａ５およびパラレル／シリアル変換回路Ａ６のそれぞれ回路のタイミングを制御する制御データとしてのタイミング信号を発生する回路である。
データ変換回路Ａ５は、入力された輝度階調データを、変調回路Ａ２およびマルチ電子源Ａ１に適した画像データに変換する回路である。たとえば、データ変換回路Ａ５は、輝度階調データに対して、逆γ変換、輝度補正、色補正、解像度変換、最大値調整（リミッタ）などの信号処理を施すことができる。
パラレル／シリアル変換回路Ａ６は、データ変換回路Ａ５から出力された画像データをパラレルデータからシリアルデータに変換し、変調回路Ａ２に出力する回路である。
【００２７】
図４（ｂ）は、変調回路Ａ２の回路構成を示すブロック図である。変調回路Ａ２は、シリアル／パラレル変換回路Ａ９、シフトレジスタＡ１０、データサンプリング回路Ａ１１、ロジック回路Ａ１２、出力回路Ａ１３で構成されている。
【００２８】
以下に、本実施形態における変調回路Ａ２の動作を説明する。
出力データ回路から出力された画像データは、シリアル／パラレル変換回路Ａ９でパラレルデータに変換される。パラレルデータに変換された画像データは、シフトレジスタＡ１０によって、順次データサンプリング回路Ａ１１に格納される。
マルチ電子源Ａ１の水平方向の画素数（以下、水平方向の画素数をＭとする）に相当する画像データが、データサンプリング回路Ａ１１に格納される。その後、データサンプリング回路Ａ１１に格納された各画素用の画像データをもとに、ロジック回路Ａ１２が、出力回路Ａ１３の制御信号（制御シーケンス）を生成し、出力回路Ａ１３に送出する。
出力回路Ａ１３は、制御信号（制御シーケンス）に基づき、変調パルスを生成し、その変調パルスをマルチ電子源Ａ１の列配線に出力する。
【００２９】
図５（ａ）は、変調回路のロジック回路Ａ１２の構成を示すブロック図である。
ロジック回路Ａ１２は、Ｍ個のロジック回路Ａ１４を備えている。それぞれのロジック回路Ａ１４は、各画素に対応している。以下、１画素分のロジック回路Ａ１４を例に、具体的な構成、動作を説明する。
【００３０】
ロジック回路Ａ１４は、デコーダＡ１４ａとシーケンス発生回路Ａ１４ｂとを備えている。データサンプリング回路Ａ１１でサンプリングされた画像データは、デコーダＡ１４
ａに入力される。デコーダＡ１４ａは、画像データと出力データ回路からのタイミング信号とから、変調パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング用の制御データを生成する。その制御データは、シーケンス発生回路Ａ１４ｂに入力され、コンパレータ用データとして使用される。また、デコーダＡ１４ａは、画像データとタイミング信号とから、変調パルスの出力レベルを規定するための制御信号Ｌｅｖｅｌを生成する。制御信号Ｌｅｖｅｌは出力回路Ａ１３に入力される。
【００３１】
シーケンス発生回路Ａ１４ｂは、タイミング信号として供給されるクロック信号に基づき、クロック数をカウントする。シーケンス発生回路Ａ１４ｂ内のコンパレータは、そのカウント値と、立ち上がり・立ち下がりタイミング用の制御データとを比較する。そして、コンパレータの値に基づき、変調パルスの立ち上がりタイミングを規定するための制御信号Ｔｒと、変調パルスの立ち下がりタイミングを規定するための制御信号Ｔｆと、が生成される。制御信号Ｔｒ、Ｔｆは出力回路Ａ１３に入力される。
【００３２】
図５（ｂ）は、変調回路の出力回路Ａ１３の構成を示すブロック図である。
出力回路Ａ１３は、Ｍ個の出力回路Ａ１５を備えている。それぞれの出力回路Ａ１５は、各画素（各列配線）に対応している。以下、１画素分の出力回路Ａ１５を例に、具体的な構成、動作を説明する。
【００３３】
出力回路Ａ１５は、レベルシフト回路Ａ１６、参照波形発生回路Ａ１７、出力段Ａ１８から構成される。
ロジック回路Ａ１４から送出された制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌが出力回路Ａ１５に入力される。レベルシフト回路Ａ１６が、制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌの電圧をロジックレベルから出力回路Ａ１５の動作電圧レベルに変換する。レベルシフト回路Ａ１６から出力された制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌは、参照波形発生回路Ａ１７に入力される。
【００３４】
図６（ａ）は、参照波形発生回路Ａ１７の構成を示すブロック図である。参照波形発生回路Ａ１７は、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃ、波形切替え部Ａ１７ｄから構成される。
この実施形態では、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃが、それぞれ、本発明の第１波形生成部、第２波形生成部、第３波形生成部に対応する。また、波形切替え部Ａ１７ｄが、本発明の波形切替え部に対応する。
【００３５】
次に、立ち上がり波形生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｔｒは、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａに入力される。立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａは、制御信号Ｔｒが入力されると、所定の傾きを持つ立ち上がりスロープ波形を生成し、出力する。立ち上がりスロープ波形（第１波形）としては、スロープ状に緩やかに立ち上がる波形であればどのような波形を用いてもよい。好ましくは単調増加する波形、より好ましくは一定の傾きをもつ波形が好適である。階調制御が容易になるからである。
【００３６】
図７（ａ）は、立ち上がりスロープ波形を生成するための回路構成例である。この回路は、スイッチＳ１、Ｓ２と、電流源Ｉｔｒと、容量Ｃｔｒから構成される。
制御信号Ｔｒがオン状態（Ｈｉｇｈ）の時、スイッチＳ１はオン状態、スイッチＳ２はオフ状態となる。スイッチＳ１がオン状態に変化する事で、電流源Ｉｔｒから一定の電流が流れ込み、電荷が容量Ｃｔｒに充電される。この動作により、出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴは、一定の傾きを持つ波形となる。なお、階調に応じてスロープ波形の傾きを変化させる場合には、この回路を複数種類設ければよい。
制御信号Ｔｒがオフ状態（Ｌｏｗ）に変化すると、スイッチＳ１はオフ状態、スイッチＳ２はオン状態となる。この動作により、容量Ｃｔｒに充電された電荷は放電され、出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴは０Ｖとなる。なお、本例では、スイッチＳ２側にグランドに向けての電流源を接続しても良い。
【００３７】
次に、出力レベル生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｌｅｖｅｌは、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力される。出力レベル生成部Ａ１７ｂは、制御信号Ｌｅｖｅｌをデジタル／アナログ変換して、一定電圧の電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを出力する。この電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが、変調パルスの波高値を規定するための波形（第２波形）である。
【００３８】
次に、立ち下がり波形生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｔｆは、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃに入力される。立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃは、波形切替え部Ａ１７ｄから出力される参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧を常に受けている。立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃが参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧を常に受ける理由は、波形切替え部Ａ１７ｄから出力されている電圧レベルからの立ち下がり波形を生成するためである。すなわち、制御信号Ｔｆが入力されると、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃは、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧値から、所定の傾きを持つ立ち下がりスロープ波形を生成し、出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴを出力する。
立ち下がりスロープ波形（第３波形）としては、スロープ状に緩やかに立ち下がる波形であればどのような波形を用いてもよい。好ましくは単調減少する波形、より好ましくは一定の傾きをもつ波形が好適である。階調制御が容易になるからである。
【００３９】
図７（ｂ）は、立ち下がりスロープ波形を生成するための回路構成例である。この回路は、スイッチＳ３、Ｓ４と、電流源Ｉｔｆと、容量Ｃｔｆとから構成される。
制御信号Ｔｆがオン状態（Ｈｉｇｈ）の時、スイッチＳ３はオン状態、スイッチＳ４はオフ状態となる。このため参照波形ＲＥＦ＿ＷＦと同じ電圧が入力され、容量Ｃｔｆが充電される。
制御信号Ｔｆがオフ状態（Ｌｏｗ）の時、スイッチＳ３はオフ状態、スイッチＳ４はオン状態となる。この動作により、出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴは、立ち下がり開始直前の参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧から、一定の傾きを持つ立ち下がり波形となり、やがてグランドレベルとなる。なお、階調に応じてスロープ波形の傾きを変化させる場合には、この回路を複数種類設ければよい。
【００４０】
次に、波形切替え動作、および、出力波形動作を説明する。
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号Ｔｒ、Ｔｆに基づき、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃの参照波形（出力電圧）を切替えることで、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦを生成し、出力段Ａ１８に出力する。具体的には、波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈの時、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａの出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、制御信号ＴｒがＬｏｗの時、出力レベル生成部Ａ１７ｂの出力電圧ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択する。
また、波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｆがＨｉｇｈの時、制御信号Ｔｒの論理を優先し、制御信号ＴｆがＬｏｗの時、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃの出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴを選択する。
出力段Ａ１８は、波形切替え部Ａ１７ｄからの出力波形ＲＥＦ＿ＷＦを参照して、同形もしくは相似の波形をもつ変調パルスを生成する。変調パルスＯＵＴは、マルチ電子源Ａ１の列配線に出力される。出力段Ａ１８は、図６（ａ）のようなオペアンプＡ１８ａを用いたユニティゲインバッファ構成が好適である。また、オペアンプの増幅段構成を出力段に採用してもよい。
【００４１】
（動作例１）
図８（ａ）および図９（ａ）を参照して、本実施形態に関する出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ａ）は出力回路Ａ１５の動作例１を示すタイミングチャートであり、図９（ａ）は論理表である。動作例１は、電圧レベルＶｎの変調パルスを出力する場合の制御である。
【００４２】
制御信号Ｌｅｖｅｌが、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力され、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが出力される。この例ではＶｎレベルが出力される。
制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルの時、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから、一定の傾きを持つ立ち上がり波形Ｔｒ＿ＯＵＴが出力される。制御信号ＴｒがＬｏｗレベルに変化すると、容量Ｃｔｒに充電された電荷が放電された後、Ｔｒ＿ＯＵＴは０Ｖ（グランドレベル）となる。
制御信号ＴｆがＨｉｇｈレベルの時、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃはＲＥＦ＿ＷＦの電圧を取り込む。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになるまで、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃはＲＥＦ＿ＷＦの電圧を取り込み続け、その電圧をＴｆ＿ＯＵＴとして出力する。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、Ｔｆ＿ＯＵＴはＲＥＦ＿ＷＦから一定の傾きで立ち下がり、やがて、０Ｖとなる。
【００４３】
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルになると、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから出力された参照波形Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、出力する。図８（ａ）では、制御信号Ｔｒは、Ｔｒ＿ＯＵＴの電圧がＶｎレベルに達するまでの期間、Ｈｉｇｈレベルとなっている。
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＬｏｗレベルになると、制御信号ＴｆがＨｉｇｈレベルの場合は、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、出力する。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、Ｔｆ＿ＯＵＴを選択し、出力する。
上記動作により、出力波形用の参照波形ＲＥＦ＿ＷＦは、グランドレベルから一定の傾きを持って立ち上がり、指定された電圧レベルを出力後、一定の傾きを持ってグランドレベルまで立ち下がる。
【００４４】
出力電圧レベルを出力している期間Ｐｕｌｔｈ＿Ｗｉｄｔｈは、制御信号Ｔｒ、ＴｆのＨｉｇｈ期間を調整することで、制御可能である。これにより、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦのパルス幅を制御することができ、波高値を一定に保ったままパルス幅を広げていくという波形出力が可能となる。
【００４５】
（動作例２）
図８（ｂ）および図９（ｂ）を参照して、動作例１とは異なる出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｂ）は出力回路Ａ１５の動作例２を示すタイミングチャートであり、図９（ｂ）は論理表である。動作例１と異なる点は、制御信号Ｌｅｖｅｌの電圧が、Ｖｎレベルよりも低いＶｎ−１レベルである点と、制御信号ＴｒのＨｉｇｈ期間が短くなっている点であり、それ以外は動作例１と同様の制御を行う。これにより、出力波形の波高値を変えることが可能となる。
上述した動作例１、２は、互いの波高値が異なっており、色調整、色毎の階調制御特性の調整などに好適に利用することができる。
【００４６】
以下に、ＲＧＢ独立調整について説明する。
本発明の画像表示装置は、マルチ電子源から放出される電子をＲＧＢ各色の蛍光体が塗布された面に衝突させることで、ＲＧＢの発光を得ている。しかし、一般的にこれら蛍光体はＲＧＢ毎に発光効率が異なっている。このため、同一の放出電子量（電荷量）を各色の蛍光体に投入しても、得られる発光量は同一ではない。そこで、発光効率を考慮した駆動電圧値をＲＧＢ個別に設定し、その電圧レベルでパルス幅変調を行うことにより、ＲＧ
Ｂの発光量を一致させることができる。
【００４７】
図１０（ａ）〜図１０（ｆ）を参照して具体例を説明する。
図１０（ａ）は、マルチ電子源に形成されている電子放出素子の駆動電圧Ｖｆ−放出電流Ｉｅの特性を示している。図１０（ｂ）は、ＲＧＢ各色の電子放出素子に印加した駆動波形を示している。ここでは、ＲＧＢ各色に同一の駆動電圧Ｖｄを与えている。図１０（ｃ）は、ＲＧＢ各色の、画像データに対する輝度特性を示している。この例では、蛍光体の発光効率がＲ＞Ｇ＞Ｂであり、ＲＧＢの各素子を同一の駆動電圧で駆動すると、同一の画像データを与えてもＲ＞Ｇ＞Ｂのように輝度が異なることが判る。
【００４８】
そこで、図１０（ｄ）のように、発光効率の高い蛍光体に対応する電子放出素子ほど駆動電圧が小さくなるように、各色の駆動電圧を設定する。図１０（ｄ）の例では、Ｒの駆動電圧ＶｒをＶｄよりも小さく、Ｇの駆動電圧ＶｇをＶｄと同じに、Ｂの駆動電圧ＶｂをＶｄよりも大きくする。これにより、図１０（ｅ）のように、ＲＧＢ毎で波高値（出力電圧レベル）の異なるパルス幅変調が行われる。このような変調パルスで駆動することにより、図１０（ｆ）に示すように、ＲＧＢの輝度特性を一致させることができる。
【００４９】
以上のように、ＲＧＢ毎に駆動電圧値を適宜選ぶことで、ＲＧＢ毎の階調特性を調整する事が可能となる。なおγ特性等の調整など、非線形の階調制御を実施する際には、適宜画像データを選択する事で、非線形性の階調制御が可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態の回路構成では、それぞれの出力回路Ａ１５が、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃを備えている。よって、Ｍ画素分の出力回路Ａ１５のそれぞれが、変調パルスの立ち上がりタイミング、電圧レベルとその出力期間、および、立ち下がりタイミングを独立で制御可能である。言い換えれば、画素毎（列配線毎）に、変調パルスの立ち上がりや立ち下がりのタイミングを異ならせたり、電圧レベルを異ならせたりすることができる。
【００５１】
［第二の実施形態］
図６（ｂ）は、本発明の第二の実施形態に係る参照波形発生回路Ａ１７の構成を示すブロック図である。
第一の実施形態と異なる点は、複数の参照波形発生回路Ａ１７が共通の立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａを共有している点と、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを出力するタイミングを規定する制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔを有している点である。それ以外は第一の実施形態と同様の形態である。つまり、本実施形態では、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃ、および、波形切替え部Ａ１７ｄは列配線毎に設けられているが、立ち上がり参照波形部Ａ１７ａの数は列配線の数よりも少ない。一般に、変調回路Ａ２は、１つまたは複数の集積回路（ＩＣチップ）で構成され、１つの集積回路内に複数の出力回路Ａ１５が設けられている。本実施形態では、集積回路内の全ての出力回路Ａ１５が１つの立ち上がり参照波形部Ａ１７ａを共通に利用する構成を採用することで、チップサイズを縮小することができる。なお、本実施形態の構成は、立ち上がり波形の開始タイミング・動作タイミングが常に一定である制御に適用可能である。
【００５２】
（動作例３）
図８（ｃ）および図９（ｃ）を参照して、本実施形態に関する出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｃ）は出力回路Ａ１５の動作例３を示すタイミングチャートであり、図９（ｃ）は論理表である。
【００５３】
制御信号Ｌｅｖｅｌが、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力され、一定レベルの電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが出力される。この例ではＶｎレベルが出力されるが、Ｖｎ以
外のレベルの場合も同様の動作となる。
制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔは、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴの電圧を出力するタイミングを規定する信号である。第一の実施形態では、出力回路毎に制御信号ＴｒをＬｏｗにする事により信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択する事が可能であった。しかし、本実施形態のように、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａを共通化する場合は、立ち上がりスロープ波形から一定レベルの出力へと切り替えるタイミングが出力回路毎に異なる可能性があるため、ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔのような制御信号が必要となる。
制御信号Ｔｒの動作は、第一の実施形態と同様である。ただし、制御信号Ｔｒは、複数の出力回路のタイミング信号として用いられるため、少なくとも１つの出力回路が立ち上がり中の場合はＨｉｇｈレベルをとり、全ての出力回路が立ち上がった後でＬｏｗレベルとなる。
制御信号Ｔｆの動作は、第一の実施形態と同様である。
制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔは波形切替え部Ａ１７ｄに入力される。波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＨｉｇｈの場合、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＬｏｗの場合、他の論理を優先する。
【００５４】
以下に出力動作を説明する。波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルになると、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから出力された参照波形Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、立ち上がり波形を出力する。制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＨｉｇｈレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、レベル電圧（ここではＶｎ）を出力する。制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＬｏｗレベルになり、制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、Ｔｆ＿ＯＵＴを選択し、立ち下がり波形を出力する。
【００５５】
本実施形態では、出力電圧レベルがＶｎの例を説明したが、他の電圧レベルの出力波形も同じようにして生成することができる。
また本実施形態の回路構成では、それぞれの出力回路Ａ１５が出力レベル生成部Ａ１７ｂと立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃとを備えている。よって、Ｍ画素分の出力回路Ａ１５のそれぞれが、電圧レベルとその出力期間、および立ち下がりタイミングを、独立で制御可能である。言い換えれば、画素毎（列配線毎）に、変調パルスの立ち下がりのタイミングを異ならせたり、電圧レベルを異ならせたりすることができる。
【００５６】
（動作例４）
前述の動作例１〜３では、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが一定であったが、１水平期間（１Ｈ）内に、制御信号Ｌｅｖｅｌの指示値を変更することで、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴの電圧レベルを変更することもできる。
【００５７】
図８（ｄ）および図９（ｄ）を参照して、動作例３とは異なる出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｄ）は出力回路Ａ１５の動作例４を示すタイミングチャートであり、図９（ｄ）は論理表である。
【００５８】
動作例３では制御信号ＬｅｖｅｌがＨｉｇｈレベルの期間はＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが常にＶｎレベルであったのに対し、動作例４では、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが途中でＶｎレベルからＶｎ−１レベルに切り替わっている。これにより、１水平期間（１Ｈ）内で出力レベルを変更することが可能となる。
【００５９】
なお、ここでは出力レベルがＶｎからＶｎ−１に変化する例を説明したが、制御信号Ｌｅｖｅｌを制御することで出力レベルを任意に変更可能である。また１Ｈ内で出力レベルを２段階以上変更することも可能である。さらに、ここでは第二の実施形態の回路構成で動作例４を実現したが、第一の実施形態の回路構成を用いて同様の変調パルス波形を生成
することも可能である。
【００６０】
（出力段の変形例）
上記実施形態の出力段Ａ１８は、参照波形をアンプもしくはバッファで出力する構成を採用している。ここで、電源電圧と同じレベルの出力が必要な場合は、図１１に示すように、電源電圧出力用のスイッチＳＨ、ＳＬを設けるとよい。これにより電源電圧ＶＣＣ、ＶＳＳと同レベルの出力を安定して得ることができる。
【００６１】
具体的には、立ち上がり部分はオペアンプＡ１８ａで立ち上げ、その後、スイッチＳＨをオンすることで電源電圧ＶＣＣを直接出力することができる。立ち下がり時は、スイッチＳＨをオフすると同時に、オペアンプＡ１８ａで電圧を下げきった後、スイッチＳＬをオンすることで電源電圧（基準電圧）ＶＳＳを直接出力することができる。
【００６２】
［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態は、上記実施形態で述べた変調パルスを用いる画像表示装置において、画像のピーク輝度を可及的に大きくすることを目的とするものである。
図１２（ａ）は、第一及び第二実施形態で用いた通常の走査時間制御を示しており、図１２（ｂ）は、本実施形態で用いる走査時間の可変制御を示している。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、上段は列配線に出力される変調パルスを示し、中段はＭ行目の行配線に出力される選択パルスを示し、下段はＭ＋１行目の行配線に出力される選択パルスを示している。通常の走査時間制御では、変調パルスの時間長さによらず、全ての行配線に同一の走査時間が割り当てられる。これに対し、本実施形態では、走査時間の長さを行配線毎に可変にして、暗い行の走査時間を短くするとともに、明るい行に対して長い走査時間を割り当てることで、ピーク輝度の増大を図る。各行配線の走査時間の長さは、当該行配線に選択パルスを出力している間に列配線に出力される全ての（一行分の）変調パルスの時間長さの内の最大値（変調パルスの最大継続期間ともいう）、に応じて設定する。図１２（ｂ）の変調パルスが、最大継続期間に対応する変調パルスを示していると仮定する。この場合、Ｍ行よりもＭ＋１行の最大継続期間のほうが長いため、Ｍ行の走査時間は短縮され、Ｍ＋１行の走査時間が伸長される。そして伸長した走査時間に合わせて、画像データを大きくし、変調パルスのパルス幅も伸長する。他の行についても画像データを大きくした分変調パルスの振幅あるいはパルス幅を大きくする。これにより、ハッチングで示した分に対応した輝度の増加が得られる。
なお、走査時間の可変制御については特開２００６−２０９１５２号公報に詳しく開示されており、同公報と基本的に同じ構成を本実施形態の画像表示装置にも適用可能であるため、ここでは回路構成の詳しい説明は省略する。
【００６３】
本発明者らが検討を行った結果、本実施形態の変調パルスに対しては、以下に示す方法が最適であることがわかった。
図２（ａ）、図２（ｃ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す変調パルスにおいて、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の期間は振幅変調を行っている期間であり、変調パルスの印加にほぼ一定の時間が必要である。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、変調パルスのパルス幅（時間）が伸びていく。本実施形態で用いる変調パルスは、上記の様な特徴がある。
【００６４】
まず、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を用いて、通常の走査時間制御について説明を行う。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、図２（ａ）の変調パルスを例示しているが、図２（ａ）以外の変調パルスを用いる場合も同様に考えればよい。
【００６５】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、上段の波形は変調パルスを示している。図１３（ａ）には、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の変調パルス（Ｂ１、Ｂ２）を示す
。低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、変調パルスのパルス幅は（ほとんど）変化せず、振幅方向、つまり（１）の矢印方向に画像データの増加に伴い増加する。低階調領域の画像データの最大値（ｎ＋１）の変調パルスはＢ２であり、それを超える画像データでは高階調領域の変調パルスとなる。図１３（ｂ）には、高階調領域（画像データｎ＋２〜）の変調パルス（Ｂ３、Ｂ４）を示す。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、変調パルスは、時間方向、すなわち（２）の矢印方向に画像データの増加に伴い増加する。最大の画像データが入力されたときの変調パルスをＢ４で示す。
【００６６】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、中段の波形は通常の走査時間制御における選択パルスを示している。図１３（ａ）には、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の選択パルス（Ｂ５）を示す。図１３（ｂ）には、高階調領域（画像データｎ＋２〜）の選択パルス（Ｂ５）を示す。最も長い変調パルス（Ｂ４）であっても行配線が選択電位となっている期間に収まるように、変調パルス（Ｂ４）よりも長いパルス幅を持つ選択パルスが印加される。図中、「変調パルス時間」を変調パルスの下辺長に対応する時間として定義した。
【００６７】
本実施形態の画像表示装置のように選択行配線を順次切り替える線順次駆動においては、行配線の電位変化が変調パルスの波形を乱すおそれがある。よって、選択パルスと変調パルスの立ち上がり・立ち下りのタイミングに一定の遅延（ずれ）を設けることが画質向上のために必要である。そのため、変調パルスの立ち上げ前と立ち下げ後に、「非駆動時間」とよばれる、行配線の電位を切り替えるための時間を確保することが望ましい。「非駆動時間」は、行配線が非選択電位から選択電位になり変調パルスを印加可能になるまでの時間（非駆動時間１）と、変調パルスが立ち下がってから行配線電位を非選択電位にするまでの時間（非駆動時間２）の合計である。前述したように、「非駆動時間」は変調パルスの波形形状が乱れないように余裕を見込んで決定するので、非駆動時間の長さは実際には図１３（ａ）及び図１３（ｂ）で示したものとは多少異なる場合もある。
通常の走査時間制御では、最大の「変調パルス時間」＋「非駆動時間」が１走査時間と等しくなるように、設計されている。言い換えれば、１走査時間（フレーム周波数や行数などから自動的に決定される）から非駆動時間を引いた時間が、最大の変調パルス時間となり、これによりピーク輝度が決まる。
【００６８】
ところで、図１３（ａ）に示した低階調領域では、「変調パルス時間」が短いため、「変調パルス時間」＋「非駆動時間」は１走査時間に対して短く、発光に寄与しない「無駄な時間Ｍ」が生じている。高階調領域でも、図１３（ｂ）の変調パルス（Ｂ３）の場合、同様に「無駄な時間Ｍ」が生じることがわかる。パルス幅が最も長い変調パルス（Ｂ４）においては、「無駄な時間Ｍ」は発生しない。
【００６９】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、符号Ｂ６は、パラレル／シリアル変換回路Ａ６が出力したシリアル化された一行分の画像データを変調回路Ａ２に転送するのに要する時間（「データ転送時間」とよぶ）を示している。当然ではあるがこの「データ転送時間」（Ｂ６）は、画像データによらず一定の時間がかかる。パラレル／シリアル変換回路Ａ６や変調回路Ａ２を構成するＩＣ等の回路のスピード、シリアル化の方式により、実際に転送する時間が決まる。もちろん、一行の走査時間中に一行分の全列のデータが転送できるように設計されている。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示したように、「データ転送時間」（Ｂ６）は１走査時間より短く、１走査時間内で画像データを転送していない時間（「無駄な時間Ｄ」）が発生する。この「無駄な時間Ｄ」は画像データを転送していない時間であるので、１走査時間から「無駄な時間Ｄ」の時間を短くしても画像データの転送には影響がない。
【００７０】
特開２００６−２０９１５２号公報の走査時間可変制御では、これらの条件から、各行
毎に全ての列の最大の「変調パルス時間」（「変調信号最大継続期間」）に「非駆動時間」を加算した時間から「無駄な時間Ｍ」を計算する。そして、「無駄な時間Ｍ」と「無駄な時間Ｄ」のどちらか短いほうの時間（「無駄な時間」）に着目し、この「無駄な時間」を他の行の走査時間に割り振ることにより、明るい行の「変調パルス時間」を長くし、画像のピーク輝度を高める。言い換えれば、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」と「データ転送時間」のどちらか長いほうを全行について合計し、単位フレーム時間に対する余りの時間を求める。そして、その余りの時間（「無駄な時間」の単位フレームでの合計）を各行の走査時間に割り振り、「変調パルス時間」を長くすることによって、画像のピーク輝度を高める。
【００７１】
本発明者らが検討を重ねた結果、このような走査時間可変制御において、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」に「非駆動時間」を加算した時間を「データ転送時間」以下の時間に設定すると画像のピーク輝度を大きくする効果がより得られることがわかった。特に、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」に「非駆動時間」を加算した時間と「データ転送時間」を一致させることによって、画像のピーク輝度を最も大きくできることがわかった。その理由について、以下説明する。
【００７２】
走査時間の最小値は、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」または、「データ転送時間」のどちらか長い時間により決定される。通常のパルス幅変調では、画像データが小さく変調パルスのパルス幅が短い場合（暗い行の場合）、「変調信号最大継続期間」が短いので「データ転送時間」により走査時間が決定される。逆に、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」が「データ転送時間」より長くなるような明るい行では、行配線の走査時間の割り振りは「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」で決まる走査時間により決定される。当然ではあるが、余りの時間が少なくなるほど画像のピーク輝度を大きくする効果は小さくなる。
本実施形態の変調パルスの場合、低階調領域では振幅変調を行うため、画像データが１階調目であっても、ｎ＋１階調目と同じ「変調パルス時間」が必要となる。このため、暗い行であっても、全ての列の画像データが０階調でない限り、「変調信号最大継続期間」が画像データｎ＋１に相当する長い「変調パルス時間」となってしまう。低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間＋非駆動時間」が「データ転送時間」より長い場合、０階調目は「データ転送時間」が走査時間を決めるが、１階調目からは「変調パルス時間＋非駆動時間」が走査時間を決定することになる。すなわち、１階調目から走査時間の余り時間が少なくなるため、画像のピーク輝度を大きくする効果が低減してしまう。
【００７３】
そこで、本実施形態では、データ転送時間をＴ１、非駆動時間をＴ２としたときに、振幅変調を行う低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」を、「Ｔ１−Ｔ２以下」となるように、設定する。これにより、余り時間を最大限に確保できるため、明るい行（高階調領域の画像データを含む行）に対する走査時間の割り当てを増やすことができ、画像のピーク輝度を最も大きくすることができる。特に、「変調パルス時間」が「Ｔ１−Ｔ２」と同じになるように、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」を設定することが好ましい。これにより、走査時間の無駄を最小にでき、走査時間の割り当てを最も効率よく行うことができる。
以上説明したように、本実施形態の走査時間可変制御によれば、低階調領域で台形状パルスの波高値を大きくし、その後台形状パルスのパルス幅を長くしていくという変調方式において、ピーク輝度の大きな良好な画像を表示することが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ１ マルチ電子源（表示パネル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型画像表示装置としては、電子放出素子を用いた表示装置（電子線表示装置）、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などが知られている。この種の平面型画像表示装置は、多数の表示素子がマトリクス状に配列された表示パネル（マトリクスパネル）と、表示素子を駆動するための駆動回路とを備えている。一般的に、駆動対象となる表示素子には、画像信号に応じて変調された変調信号（変調パルス）が供給される。変調方式としては、パルス幅変調、振幅変調などが知られている。
【０００３】
特許文献１は、パルス幅変調と振幅変調を組み合わせた変調方式を開示する。さらに特許文献１は、パルス波形の立ち上がりと立ち下がりを階段状にする変調回路を開示する。特許文献２は、入力される画像データに応じて、画像データレベルの大きい部分に相当する行配線の走査時間が長く、画像データレベルの小さい部分に相当する行配線の走査時間が短くなるように、走査駆動回路と変調駆動回路を制御することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７３１５９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示パネルの高精細化や駆動の高速化に伴い、波形遷移時の電圧変動をより一層抑制し、安定した駆動を実現することが望まれている。特に電子線表示装置のようなマトリクス駆動タイプの画像表示装置では、マトリクスパネルの容量が大きく、駆動電圧も大きいことから、変調パルス波形印加時に、高周波成分により他配線に電圧変動が起こり、輝度が変動してしまうことが問題となっている。特に低階調領域では、変調パルス波形が小さいため、電圧変動による輝度変動の割合が、高階調領域と比較して相対的に高い。このため低階調領域での変調パルス波形に含まれる高周波成分を可及的に小さくすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、低階調領域において、変調パルス波形印加時の高周波成分による他配線の電圧変動を小さくし、電圧変動による輝度変動を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、前記変調パルスを生成し出力するステップは、Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低階調領域において、変調パルス波形印加時の高周波成分による他配線の電圧変動を小さくし、電圧変動による輝度変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の概略図。
【図２】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例。
【図３】本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例。
【図４】（ａ）画像表示装置と（ｂ）変調回路の構成を示す図。
【図５】変調回路の（ａ）ロジック回路と（ｂ）出力回路の構成を示す図。
【図６】参照波形発生回路の（ａ）第一実施形態と（ｂ）第二実施形態を示す図。
【図７】（ａ）立ち上がりと（ｂ）立ち下がりのスロープ波形の生成回路を示す図。
【図８】出力回路のタイミングチャート。
【図９】出力回路の論理表。
【図１０】ＲＧＢ独立調整についての説明図。
【図１１】電源電圧出力用のスイッチＳＨ、ＳＬを設ける構成図。
【図１２】第三実施形態の走査時間の可変制御を示す図。
【図１３】変調パルス、選択電位についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の画像表示装置は、複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線でマトリクス配置された表示パネル（マトリクスパネル）を有する画像表示装置であり、例えば、電子線表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置などを包含している。特に、電子線表示装置は、マトリクスパネルの配線容量や素子容量が大きく、素子に供給する駆動電圧も大きいという点から、本発明が適用される好ましい形態である。電子線表示装置では、表示素子として、ＦＥ型電子放出素子、ＭＩＭ型電子放出素子、表面伝導型放出素子などの冷陰極素子（電子放出素子）が用いられる。
【００１１】
［第一の実施形態］
一般的に、画像表示装置は、表示パネルを駆動するための駆動手段として、走査回路と変調回路を備えている。走査回路は駆動対象の一つまたは複数の行配線に選択電位を出力する回路であり、変調回路は画像データに基づき変調パルスを生成し、その変調パルスを列配線に出力する回路である。本発明の画像表示装置の変調回路は、スロープ状に立ち上がる第１波形、波高値を規定する第２波形、スロープ状に立ち下がる第３波形を適宜組み合わせて、変調パルスの波形（源波形）を生成する。変調回路は、画像データに基づき、波形制御のための制御信号を生成するロジック回路を有しており、この制御信号によって、第１波形、第２波形、第３波形を切替えるタイミングや第２波形の波高値などを自由に制御することができる。
【００１２】
以下に、本実施形態の変調回路で出力可能な変調パルスの出力方法について具体的に説明する。
変調回路は、画像データの値Ｉ（Ｉは、最小値Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦最大値Ｉｍａｘの整数である。）に基づき、台形状または略台形状の変調パルスを生成する。具体的には、変調回路は、（１）Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど台形状パルスの波高値を大きくしていき、（２）Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど台形状パルスのパルス幅を長くしていく。ただし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘである。
【００１３】
上記（１）の制御では、変調回路は、波高値ｈ（Ｉ）までスロープ状に立ち上げ、時間
ｔ１の期間、波高値ｈ（Ｉ）を維持し、スロープ状に立ち下げる制御を行う。ｈ（Ｉ）は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。なおｈ（Ｉ）は典型的にはＩの一次関数であるが、単調増加する関数であれば一次関数には限らない。時間ｔ１は固定値でもよいし、Ｉの関数でもよい。この制御により、矩形パルスや三角形状パルスを用いるのに比較して、低階調領域の変調パルスの高周波成分を低減できる。
上記（２）の制御では、変調回路は、波高値ｈ（Ｉ１）までスロープ状に立ち上げ、時間ｔ１＋ｆ（Ｉ）の期間、波高値ｈ（Ｉ１）を維持し、スロープ状に立ち下げる制御を行う。ｆ（Ｉ）は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。なおｆ（Ｉ）は典型的にはＩの一次関数であるが、単調増加する関数であれば一次関数には限らない。上記（２）の制御は、画像データを増やすにしたがって、波高値を一定に保ったまま、パルス幅（台形状パルスの平坦部分の長さ）を伸ばしていく制御である。この制御により、全ての階調の刻みを台形状パルスの波高値で制御する場合に比べて、波高値の刻み数を少なくすることができる。
【００１４】
上記（１）、（２）の制御に、さらに下記の制御（３）〜（６）を適宜追加することも好ましい。
（３）Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ３の階調領域（Ｉ２＜Ｉ３≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成する。値Ｉが大きくなるほど、略台形状パルスの時間ｔ２を長くする。ここで、ｈ１は、Ｉ＝Ｉ２の場合の波高値、ｔ１は、Ｉ＝Ｉ２の場合の台形状パルスの上辺長の長さに相当する。ｔ２は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。
（４）Ｉ３＜Ｉ≦Ｉ４の階調領域（Ｉ３＜Ｉ４≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、波高値ｈ３までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ３の期間、波高値ｈ３を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成する。値Ｉが大きくなるほど、略台形状パルスの時間ｔ３を長くする。ここで、ｔ３は、Ｉが大きくなるにしたがって増加する、０より大きい値である。
（５）Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ５の階調領域（Ｉ２＜Ｉ５≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、変調パルスとして、Ｉ＝Ｉ２に対応する台形状パルスよりも大きい第２の台形状パルスを生成する。そして、値Ｉが大きくなるほど第２の台形形状パルスの波高値を大きくする。
（６）Ｉ５＜Ｉ≦Ｉ６の階調領域（Ｉ５＜Ｉ６≦Ｉｍａｘ）
変調回路が、値Ｉが大きくなるほど、第２の台形状パルスのパルス幅を長くする。
【００１５】
図１は本発明による変調パルス波形の階調制御方法の概略図を示している。図１は、（１）低階調領域における階調制御を、台形波形の波高値を増やすことにより行い、（２）高階調領域における階調制御を、台形波形の波高値を一定に保ったままパルス幅を増やすことにより行うことを示す。図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明による変調パルス波形の階調制御方法の例を示している。なお、パルス波形の中の黒い部分は、１階調前のパルス波形からの増分を表している。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）は、Ｉｍｉｎ＝１、Ｉ１＝ｎ＋１の例を示している。
図２（ａ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、台形状パルスの下辺長を一定に保ちつつ、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
図２（ｂ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、台形状パルスの上辺長を一定
に保ちつつ、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
図２（ａ）および図２（ｂ）の例では、スロープの立ち上がりおよび立ち下がりの傾きを全ての階調で一定としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、階調ごとに傾きを変えてもよい。図２（ｃ）は階調ごとに傾きを変えた一例である。また、図２（ａ）の例では、台形状パルスの下辺長を低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）で一定にし、図２（ｂ）の例では、台形状パルスの上辺長を低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）で一定にしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上辺長および下辺長を階調ごとに変えてもよい。
【００１７】
図３（ａ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、図２（ａ）と同様の手順により階調を刻む。第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。さらに、第２の高階調領域（画像データｎ＋ｍ〜）では、第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）での波高値よりも低い波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
【００１８】
図３（ｂ）は低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、図２（ａ）と同様の手順により階調を刻む。第１の高階調領域（画像データｎ＋２〜ｎ＋ｍ−１）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。第２の高階調領域（画像データｎ＋ｍ〜ｎ＋ｍ＋２）では、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていくことにより階調を刻む。第３の高階調領域（画像データｎ＋ｍ＋３〜）では、台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていくことにより階調を刻む。
【００１９】
図３（ａ）の例では、波高値を低くする制御を１回だけ行ったが、必ずしもこれに限定されるものではなく、波高値を複数回低くしてもよい。図３（ｂ）の例では、台形状パルスの波高値を徐々に大きくしていく制御と台形状パルスの波高値を一定に保ったまま、パルス幅を徐々に長くしていく制御を２回組み合わせたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、複数回組み合わせてもよい。また、後述するように、蛍光体の発光効率の違いを補正するために、色毎に波高値を変えることも好ましい。
【００２０】
次に、上述した変調パルスを出力するための画像表示装置の構成および制御方法について具体的に説明する。
【００２１】
図４（ａ）は、本発明の画像表示装置の構成を示すブロック図である。画像表示装置は、概略、表示パネル（画像表示部）としてのマルチ電子源Ａ１と、マルチ電子源Ａ１を駆動する駆動装置とを備えている。
【００２２】
駆動装置は、出力データ回路、変調回路Ａ２、走査回路Ａ３、変調電源回路Ａ７、および走査電源回路Ａ８で構成される。出力データ回路は、タイミング発生回路Ａ４、データ変換回路Ａ５、パラレル／シリアル変換回路Ａ６などを備えている。
【００２３】
マルチ電子源Ａ１は、複数の電子放出素子、複数の行配線、複数の列配線を備えており、行配線と列配線の交差部のそれぞれに電子放出素子が形成されている。行配線に選択電位を供給し、列配線に変調パルスを供給すると、選択電位と変調パルスの電位差である駆動電圧が電子放出素子に印加される。この駆動電圧の印加時間や電圧値を適宜制御することにより、所望の素子を所望の輝度で発光させることができる。
【００２４】
変調回路Ａ２は、マルチ電子源Ａ１の列配線に接続されている。この変調回路Ａ２は、出力データ回路から供給される画像データに基づいて変調信号（変調パルス）を生成し、その変調信号をマルチ電子源Ａ１の各列配線に出力する回路である。
変調電源回路Ａ７は、複数の電圧値を出力可能に構成された電源回路である。変調電源回路Ａ７は、変調回路Ａ２の回路動作用の電源であるとともに、変調回路Ａ２から出力される変調パルスの電圧値を規定するための電源である。変調電源回路Ａ７は、一般的に電圧源回路であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２５】
走査回路Ａ３は、マルチ電子源Ａ１の行配線に接続されている。走査回路Ａ３は、全行配線の中から駆動対象とする一本または数本の行配線を選択し、選択する行配線を順次切り替えるための回路である。一般的には、一行ずつ順次行選択する線順次走査が行われるが、これに限定されるものではない。走査回路Ａ３は、飛び越し走査（インタレース走査）、複数行を選択したり面状に選択したりすること（マルチライン走査）も可能である。走査回路Ａ３は、駆動対象の行配線（選択ライン）に対しては選択電位を供給し、その他の行配線（非選択ライン）に対しては非選択電位を供給する。
走査電源回路Ａ８は、複数の電圧値（選択電位、非選択電位）を出力する電源回路である。一般的には電圧源回路であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２６】
タイミング発生回路Ａ４は、変調回路Ａ２、走査回路Ａ３、データ変換回路Ａ５およびパラレル／シリアル変換回路Ａ６のそれぞれ回路のタイミングを制御する制御データとしてのタイミング信号を発生する回路である。
データ変換回路Ａ５は、入力された輝度階調データを、変調回路Ａ２およびマルチ電子源Ａ１に適した画像データに変換する回路である。たとえば、データ変換回路Ａ５は、輝度階調データに対して、逆γ変換、輝度補正、色補正、解像度変換、最大値調整（リミッタ）などの信号処理を施すことができる。
パラレル／シリアル変換回路Ａ６は、データ変換回路Ａ５から出力された画像データをパラレルデータからシリアルデータに変換し、変調回路Ａ２に出力する回路である。
【００２７】
図４（ｂ）は、変調回路Ａ２の回路構成を示すブロック図である。変調回路Ａ２は、シリアル／パラレル変換回路Ａ９、シフトレジスタＡ１０、データサンプリング回路Ａ１１、ロジック回路Ａ１２、出力回路Ａ１３で構成されている。
【００２８】
以下に、本実施形態における変調回路Ａ２の動作を説明する。
出力データ回路から出力された画像データは、シリアル／パラレル変換回路Ａ９でパラレルデータに変換される。パラレルデータに変換された画像データは、シフトレジスタＡ１０によって、順次データサンプリング回路Ａ１１に格納される。
マルチ電子源Ａ１の水平方向の画素数（以下、水平方向の画素数をＭとする）に相当する画像データが、データサンプリング回路Ａ１１に格納される。その後、データサンプリング回路Ａ１１に格納された各画素用の画像データをもとに、ロジック回路Ａ１２が、出力回路Ａ１３の制御信号（制御シーケンス）を生成し、出力回路Ａ１３に送出する。
出力回路Ａ１３は、制御信号（制御シーケンス）に基づき、変調パルスを生成し、その変調パルスをマルチ電子源Ａ１の列配線に出力する。
【００２９】
図５（ａ）は、変調回路のロジック回路Ａ１２の構成を示すブロック図である。
ロジック回路Ａ１２は、Ｍ個のロジック回路Ａ１４を備えている。それぞれのロジック回路Ａ１４は、各画素に対応している。以下、１画素分のロジック回路Ａ１４を例に、具体的な構成、動作を説明する。
【００３０】
ロジック回路Ａ１４は、デコーダＡ１４ａとシーケンス発生回路Ａ１４ｂとを備えている。データサンプリング回路Ａ１１でサンプリングされた画像データは、デコーダＡ１４
ａに入力される。デコーダＡ１４ａは、画像データと出力データ回路からのタイミング信号とから、変調パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング用の制御データを生成する。その制御データは、シーケンス発生回路Ａ１４ｂに入力され、コンパレータ用データとして使用される。また、デコーダＡ１４ａは、画像データとタイミング信号とから、変調パルスの出力レベルを規定するための制御信号Ｌｅｖｅｌを生成する。制御信号Ｌｅｖｅｌは出力回路Ａ１３に入力される。
【００３１】
シーケンス発生回路Ａ１４ｂは、タイミング信号として供給されるクロック信号に基づき、クロック数をカウントする。シーケンス発生回路Ａ１４ｂ内のコンパレータは、そのカウント値と、立ち上がり・立ち下がりタイミング用の制御データとを比較する。そして、コンパレータの値に基づき、変調パルスの立ち上がりタイミングを規定するための制御信号Ｔｒと、変調パルスの立ち下がりタイミングを規定するための制御信号Ｔｆと、が生成される。制御信号Ｔｒ、Ｔｆは出力回路Ａ１３に入力される。
【００３２】
図５（ｂ）は、変調回路の出力回路Ａ１３の構成を示すブロック図である。
出力回路Ａ１３は、Ｍ個の出力回路Ａ１５を備えている。それぞれの出力回路Ａ１５は、各画素（各列配線）に対応している。以下、１画素分の出力回路Ａ１５を例に、具体的な構成、動作を説明する。
【００３３】
出力回路Ａ１５は、レベルシフト回路Ａ１６、参照波形発生回路Ａ１７、出力段Ａ１８から構成される。
ロジック回路Ａ１４から送出された制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌが出力回路Ａ１５に入力される。レベルシフト回路Ａ１６が、制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌの電圧をロジックレベルから出力回路Ａ１５の動作電圧レベルに変換する。レベルシフト回路Ａ１６から出力された制御信号Ｔｒ、Ｔｆ、Ｌｅｖｅｌは、参照波形発生回路Ａ１７に入力される。
【００３４】
図６（ａ）は、参照波形発生回路Ａ１７の構成を示すブロック図である。参照波形発生回路Ａ１７は、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃ、波形切替え部Ａ１７ｄから構成される。
この実施形態では、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃが、それぞれ、本発明の第１波形生成部、第２波形生成部、第３波形生成部に対応する。また、波形切替え部Ａ１７ｄが、本発明の波形切替え部に対応する。
【００３５】
次に、立ち上がり波形生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｔｒは、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａに入力される。立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａは、制御信号Ｔｒが入力されると、所定の傾きを持つ立ち上がりスロープ波形を生成し、出力する。立ち上がりスロープ波形（第１波形）としては、スロープ状に緩やかに立ち上がる波形であればどのような波形を用いてもよい。好ましくは単調増加する波形、より好ましくは一定の傾きをもつ波形が好適である。階調制御が容易になるからである。
【００３６】
図７（ａ）は、立ち上がりスロープ波形を生成するための回路構成例である。この回路は、スイッチＳ１、Ｓ２と、電流源Ｉｔｒと、容量Ｃｔｒから構成される。
制御信号Ｔｒがオン状態（Ｈｉｇｈ）の時、スイッチＳ１はオン状態、スイッチＳ２はオフ状態となる。スイッチＳ１がオン状態に変化する事で、電流源Ｉｔｒから一定の電流が流れ込み、電荷が容量Ｃｔｒに充電される。この動作により、出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴは、一定の傾きを持つ波形となる。なお、階調に応じてスロープ波形の傾きを変化させる場合には、この回路を複数種類設ければよい。
制御信号Ｔｒがオフ状態（Ｌｏｗ）に変化すると、スイッチＳ１はオフ状態、スイッチＳ２はオン状態となる。この動作により、容量Ｃｔｒに充電された電荷は放電され、出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴは０Ｖとなる。なお、本例では、スイッチＳ２側にグランドに向けての電流源を接続しても良い。
【００３７】
次に、出力レベル生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｌｅｖｅｌは、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力される。出力レベル生成部Ａ１７ｂは、制御信号Ｌｅｖｅｌをデジタル／アナログ変換して、一定電圧の電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを出力する。この電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが、変調パルスの波高値を規定するための波形（第２波形）である。
【００３８】
次に、立ち下がり波形生成動作を説明する。
レベルシフトされた制御信号Ｔｆは、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃに入力される。立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃは、波形切替え部Ａ１７ｄから出力される参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧を常に受けている。立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃが参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧を常に受ける理由は、波形切替え部Ａ１７ｄから出力されている電圧レベルからの立ち下がり波形を生成するためである。すなわち、制御信号Ｔｆが入力されると、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃは、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧値から、所定の傾きを持つ立ち下がりスロープ波形を生成し、出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴを出力する。
立ち下がりスロープ波形（第３波形）としては、スロープ状に緩やかに立ち下がる波形であればどのような波形を用いてもよい。好ましくは単調減少する波形、より好ましくは一定の傾きをもつ波形が好適である。階調制御が容易になるからである。
【００３９】
図７（ｂ）は、立ち下がりスロープ波形を生成するための回路構成例である。この回路は、スイッチＳ３、Ｓ４と、電流源Ｉｔｆと、容量Ｃｔｆとから構成される。
制御信号Ｔｆがオン状態（Ｈｉｇｈ）の時、スイッチＳ３はオン状態、スイッチＳ４はオフ状態となる。このため参照波形ＲＥＦ＿ＷＦと同じ電圧が入力され、容量Ｃｔｆが充電される。
制御信号Ｔｆがオフ状態（Ｌｏｗ）の時、スイッチＳ３はオフ状態、スイッチＳ４はオン状態となる。この動作により、出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴは、立ち下がり開始直前の参照波形ＲＥＦ＿ＷＦの電圧から、一定の傾きを持つ立ち下がり波形となり、やがてグランドレベルとなる。なお、階調に応じてスロープ波形の傾きを変化させる場合には、この回路を複数種類設ければよい。
【００４０】
次に、波形切替え動作、および、出力波形動作を説明する。
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号Ｔｒ、Ｔｆに基づき、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃの参照波形（出力電圧）を切替えることで、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦを生成し、出力段Ａ１８に出力する。具体的には、波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈの時、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａの出力電圧Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、制御信号ＴｒがＬｏｗの時、出力レベル生成部Ａ１７ｂの出力電圧ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択する。
また、波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｆがＨｉｇｈの時、制御信号Ｔｒの論理を優先し、制御信号ＴｆがＬｏｗの時、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃの出力電圧Ｔｆ＿ＯＵＴを選択する。
出力段Ａ１８は、波形切替え部Ａ１７ｄからの出力波形ＲＥＦ＿ＷＦを参照して、同形もしくは相似の波形をもつ変調パルスを生成する。変調パルスＯＵＴは、マルチ電子源Ａ１の列配線に出力される。出力段Ａ１８は、図６（ａ）のようなオペアンプＡ１８ａを用いたユニティゲインバッファ構成が好適である。また、オペアンプの増幅段構成を出力段に採用してもよい。
【００４１】
（動作例１）
図８（ａ）および図９（ａ）を参照して、本実施形態に関する出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ａ）は出力回路Ａ１５の動作例１を示すタイミングチャートであり、図９（ａ）は論理表である。動作例１は、電圧レベルＶｎの変調パルスを出力する場合の制御である。
【００４２】
制御信号Ｌｅｖｅｌが、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力され、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが出力される。この例ではＶｎレベルが出力される。
制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルの時、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから、一定の傾きを持つ立ち上がり波形Ｔｒ＿ＯＵＴが出力される。制御信号ＴｒがＬｏｗレベルに変化すると、容量Ｃｔｒに充電された電荷が放電された後、Ｔｒ＿ＯＵＴは０Ｖ（グランドレベル）となる。
制御信号ＴｆがＨｉｇｈレベルの時、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃはＲＥＦ＿ＷＦの電圧を取り込む。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになるまで、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃはＲＥＦ＿ＷＦの電圧を取り込み続け、その電圧をＴｆ＿ＯＵＴとして出力する。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、Ｔｆ＿ＯＵＴはＲＥＦ＿ＷＦから一定の傾きで立ち下がり、やがて、０Ｖとなる。
【００４３】
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルになると、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから出力された参照波形Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、出力する。図８（ａ）では、制御信号Ｔｒは、Ｔｒ＿ＯＵＴの電圧がＶｎレベルに達するまでの期間、Ｈｉｇｈレベルとなっている。
波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＬｏｗレベルになると、制御信号ＴｆがＨｉｇｈレベルの場合は、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、出力する。制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、Ｔｆ＿ＯＵＴを選択し、出力する。
上記動作により、出力波形用の参照波形ＲＥＦ＿ＷＦは、グランドレベルから一定の傾きを持って立ち上がり、指定された電圧レベルを出力後、一定の傾きを持ってグランドレベルまで立ち下がる。
【００４４】
出力電圧レベルを出力している期間Ｐｕｌｔｈ＿Ｗｉｄｔｈは、制御信号Ｔｒ、ＴｆのＨｉｇｈ期間を調整することで、制御可能である。これにより、参照波形ＲＥＦ＿ＷＦのパルス幅を制御することができ、波高値を一定に保ったままパルス幅を広げていくという波形出力が可能となる。
【００４５】
（動作例２）
図８（ｂ）および図９（ｂ）を参照して、動作例１とは異なる出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｂ）は出力回路Ａ１５の動作例２を示すタイミングチャートであり、図９（ｂ）は論理表である。動作例１と異なる点は、制御信号Ｌｅｖｅｌの電圧が、Ｖｎレベルよりも低いＶｎ−１レベルである点と、制御信号ＴｒのＨｉｇｈ期間が短くなっている点であり、それ以外は動作例１と同様の制御を行う。これにより、出力波形の波高値を変えることが可能となる。
上述した動作例１、２は、互いの波高値が異なっており、色調整、色毎の階調制御特性の調整などに好適に利用することができる。
【００４６】
以下に、ＲＧＢ独立調整について説明する。
本発明の画像表示装置は、マルチ電子源から放出される電子をＲＧＢ各色の蛍光体が塗布された面に衝突させることで、ＲＧＢの発光を得ている。しかし、一般的にこれら蛍光体はＲＧＢ毎に発光効率が異なっている。このため、同一の放出電子量（電荷量）を各色の蛍光体に投入しても、得られる発光量は同一ではない。そこで、発光効率を考慮した駆動電圧値をＲＧＢ個別に設定し、その電圧レベルでパルス幅変調を行うことにより、ＲＧ
Ｂの発光量を一致させることができる。
【００４７】
図１０（ａ）〜図１０（ｆ）を参照して具体例を説明する。
図１０（ａ）は、マルチ電子源に形成されている電子放出素子の駆動電圧Ｖｆ−放出電流Ｉｅの特性を示している。図１０（ｂ）は、ＲＧＢ各色の電子放出素子に印加した駆動波形を示している。ここでは、ＲＧＢ各色に同一の駆動電圧Ｖｄを与えている。図１０（ｃ）は、ＲＧＢ各色の、画像データに対する輝度特性を示している。この例では、蛍光体の発光効率がＲ＞Ｇ＞Ｂであり、ＲＧＢの各素子を同一の駆動電圧で駆動すると、同一の画像データを与えてもＲ＞Ｇ＞Ｂのように輝度が異なることが判る。
【００４８】
そこで、図１０（ｄ）のように、発光効率の高い蛍光体に対応する電子放出素子ほど駆動電圧が小さくなるように、各色の駆動電圧を設定する。図１０（ｄ）の例では、Ｒの駆動電圧ＶｒをＶｄよりも小さく、Ｇの駆動電圧ＶｇをＶｄと同じに、Ｂの駆動電圧ＶｂをＶｄよりも大きくする。これにより、図１０（ｅ）のように、ＲＧＢ毎で波高値（出力電圧レベル）の異なるパルス幅変調が行われる。このような変調パルスで駆動することにより、図１０（ｆ）に示すように、ＲＧＢの輝度特性を一致させることができる。
【００４９】
以上のように、ＲＧＢ毎に駆動電圧値を適宜選ぶことで、ＲＧＢ毎の階調特性を調整する事が可能となる。なおγ特性等の調整など、非線形の階調制御を実施する際には、適宜画像データを選択する事で、非線形性の階調制御が可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態の回路構成では、それぞれの出力回路Ａ１５が、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａ、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃを備えている。よって、Ｍ画素分の出力回路Ａ１５のそれぞれが、変調パルスの立ち上がりタイミング、電圧レベルとその出力期間、および、立ち下がりタイミングを独立で制御可能である。言い換えれば、画素毎（列配線毎）に、変調パルスの立ち上がりや立ち下がりのタイミングを異ならせたり、電圧レベルを異ならせたりすることができる。
【００５１】
［第二の実施形態］
図６（ｂ）は、本発明の第二の実施形態に係る参照波形発生回路Ａ１７の構成を示すブロック図である。
第一の実施形態と異なる点は、複数の参照波形発生回路Ａ１７が共通の立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａを共有している点と、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを出力するタイミングを規定する制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔを有している点である。それ以外は第一の実施形態と同様の形態である。つまり、本実施形態では、出力レベル生成部Ａ１７ｂ、立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃ、および、波形切替え部Ａ１７ｄは列配線毎に設けられているが、立ち上がり参照波形部Ａ１７ａの数は列配線の数よりも少ない。一般に、変調回路Ａ２は、１つまたは複数の集積回路（ＩＣチップ）で構成され、１つの集積回路内に複数の出力回路Ａ１５が設けられている。本実施形態では、集積回路内の全ての出力回路Ａ１５が１つの立ち上がり参照波形部Ａ１７ａを共通に利用する構成を採用することで、チップサイズを縮小することができる。なお、本実施形態の構成は、立ち上がり波形の開始タイミング・動作タイミングが常に一定である制御に適用可能である。
【００５２】
（動作例３）
図８（ｃ）および図９（ｃ）を参照して、本実施形態に関する出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｃ）は出力回路Ａ１５の動作例３を示すタイミングチャートであり、図９（ｃ）は論理表である。
【００５３】
制御信号Ｌｅｖｅｌが、出力レベル生成部Ａ１７ｂに入力され、一定レベルの電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが出力される。この例ではＶｎレベルが出力されるが、Ｖｎ以
外のレベルの場合も同様の動作となる。
制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔは、電圧レベル信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴの電圧を出力するタイミングを規定する信号である。第一の実施形態では、出力回路毎に制御信号ＴｒをＬｏｗにする事により信号ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択する事が可能であった。しかし、本実施形態のように、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａを共通化する場合は、立ち上がりスロープ波形から一定レベルの出力へと切り替えるタイミングが出力回路毎に異なる可能性があるため、ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔのような制御信号が必要となる。
制御信号Ｔｒの動作は、第一の実施形態と同様である。ただし、制御信号Ｔｒは、複数の出力回路のタイミング信号として用いられるため、少なくとも１つの出力回路が立ち上がり中の場合はＨｉｇｈレベルをとり、全ての出力回路が立ち上がった後でＬｏｗレベルとなる。
制御信号Ｔｆの動作は、第一の実施形態と同様である。
制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔは波形切替え部Ａ１７ｄに入力される。波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＨｉｇｈの場合、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＬｏｗの場合、他の論理を優先する。
【００５４】
以下に出力動作を説明する。波形切替え部Ａ１７ｄは、制御信号ＴｒがＨｉｇｈレベルになると、立ち上がり参照波形生成部Ａ１７ａから出力された参照波形Ｔｒ＿ＯＵＴを選択し、立ち上がり波形を出力する。制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＨｉｇｈレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴを選択し、レベル電圧（ここではＶｎ）を出力する。制御信号ＬＥＶＥＬ＿ｃｏｎｔがＬｏｗレベルになり、制御信号ＴｆがＬｏｗレベルになると、波形切替え部Ａ１７ｄは、Ｔｆ＿ＯＵＴを選択し、立ち下がり波形を出力する。
【００５５】
本実施形態では、出力電圧レベルがＶｎの例を説明したが、他の電圧レベルの出力波形も同じようにして生成することができる。
また本実施形態の回路構成では、それぞれの出力回路Ａ１５が出力レベル生成部Ａ１７ｂと立ち下がり参照波形生成部Ａ１７ｃとを備えている。よって、Ｍ画素分の出力回路Ａ１５のそれぞれが、電圧レベルとその出力期間、および立ち下がりタイミングを、独立で制御可能である。言い換えれば、画素毎（列配線毎）に、変調パルスの立ち下がりのタイミングを異ならせたり、電圧レベルを異ならせたりすることができる。
【００５６】
（動作例４）
前述の動作例１〜３では、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが一定であったが、１水平期間（１Ｈ）内に、制御信号Ｌｅｖｅｌの指示値を変更することで、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴの電圧レベルを変更することもできる。
【００５７】
図８（ｄ）および図９（ｄ）を参照して、動作例３とは異なる出力回路Ａ１５の動作タイミングの一例を説明する。図８（ｄ）は出力回路Ａ１５の動作例４を示すタイミングチャートであり、図９（ｄ）は論理表である。
【００５８】
動作例３では制御信号ＬｅｖｅｌがＨｉｇｈレベルの期間はＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが常にＶｎレベルであったのに対し、動作例４では、ＬＥＶＥＬ＿ＯＵＴが途中でＶｎレベルからＶｎ−１レベルに切り替わっている。これにより、１水平期間（１Ｈ）内で出力レベルを変更することが可能となる。
【００５９】
なお、ここでは出力レベルがＶｎからＶｎ−１に変化する例を説明したが、制御信号Ｌｅｖｅｌを制御することで出力レベルを任意に変更可能である。また１Ｈ内で出力レベルを２段階以上変更することも可能である。さらに、ここでは第二の実施形態の回路構成で動作例４を実現したが、第一の実施形態の回路構成を用いて同様の変調パルス波形を生成
することも可能である。
【００６０】
（出力段の変形例）
上記実施形態の出力段Ａ１８は、参照波形をアンプもしくはバッファで出力する構成を採用している。ここで、電源電圧と同じレベルの出力が必要な場合は、図１１に示すように、電源電圧出力用のスイッチＳＨ、ＳＬを設けるとよい。これにより電源電圧ＶＣＣ、ＶＳＳと同レベルの出力を安定して得ることができる。
【００６１】
具体的には、立ち上がり部分はオペアンプＡ１８ａで立ち上げ、その後、スイッチＳＨをオンすることで電源電圧ＶＣＣを直接出力することができる。立ち下がり時は、スイッチＳＨをオフすると同時に、オペアンプＡ１８ａで電圧を下げきった後、スイッチＳＬをオンすることで電源電圧（基準電圧）ＶＳＳを直接出力することができる。
【００６２】
［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態は、上記実施形態で述べた変調パルスを用いる画像表示装置において、画像のピーク輝度を可及的に大きくすることを目的とするものである。
図１２（ａ）は、第一及び第二実施形態で用いた通常の走査時間制御を示しており、図１２（ｂ）は、本実施形態で用いる走査時間の可変制御を示している。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、上段は列配線に出力される変調パルスを示し、中段はＭ行目の行配線に出力される選択パルスを示し、下段はＭ＋１行目の行配線に出力される選択パルスを示している。通常の走査時間制御では、変調パルスの時間長さによらず、全ての行配線に同一の走査時間が割り当てられる。これに対し、本実施形態では、走査時間の長さを行配線毎に可変にして、暗い行の走査時間を短くするとともに、明るい行に対して長い走査時間を割り当てることで、ピーク輝度の増大を図る。各行配線の走査時間の長さは、当該行配線に選択パルスを出力している間に列配線に出力される全ての（一行分の）変調パルスの時間長さの内の最大値（変調パルスの最大継続期間ともいう）、に応じて設定する。図１２（ｂ）の変調パルスが、最大継続期間に対応する変調パルスを示していると仮定する。この場合、Ｍ行よりもＭ＋１行の最大継続期間のほうが長いため、Ｍ行の走査時間は短縮され、Ｍ＋１行の走査時間が伸長される。そして伸長した走査時間に合わせて、画像データを大きくし、変調パルスのパルス幅も伸長する。他の行についても画像データを大きくした分変調パルスの振幅あるいはパルス幅を大きくする。これにより、ハッチングで示した分に対応した輝度の増加が得られる。
なお、走査時間の可変制御については特開２００６−２０９１５２号公報に詳しく開示されており、同公報と基本的に同じ構成を本実施形態の画像表示装置にも適用可能であるため、ここでは回路構成の詳しい説明は省略する。
【００６３】
本発明者らが検討を行った結果、本実施形態の変調パルスに対しては、以下に示す方法が最適であることがわかった。
図２（ａ）、図２（ｃ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す変調パルスにおいて、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の期間は振幅変調を行っている期間であり、変調パルスの印加にほぼ一定の時間が必要である。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、変調パルスのパルス幅（時間）が伸びていく。本実施形態で用いる変調パルスは、上記の様な特徴がある。
【００６４】
まず、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を用いて、通常の走査時間制御について説明を行う。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、図２（ａ）の変調パルスを例示しているが、図２（ａ）以外の変調パルスを用いる場合も同様に考えればよい。
【００６５】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、上段の波形は変調パルスを示している。図１３（ａ）には、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の変調パルス（Ｂ１、Ｂ２）を示す
。低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）では、変調パルスのパルス幅は（ほとんど）変化せず、振幅方向、つまり（１）の矢印方向に画像データの増加に伴い増加する。低階調領域の画像データの最大値（ｎ＋１）の変調パルスはＢ２であり、それを超える画像データでは高階調領域の変調パルスとなる。図１３（ｂ）には、高階調領域（画像データｎ＋２〜）の変調パルス（Ｂ３、Ｂ４）を示す。高階調領域（画像データｎ＋２〜）では、変調パルスは、時間方向、すなわち（２）の矢印方向に画像データの増加に伴い増加する。最大の画像データが入力されたときの変調パルスをＢ４で示す。
【００６６】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、中段の波形は通常の走査時間制御における選択パルスを示している。図１３（ａ）には、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の選択パルス（Ｂ５）を示す。図１３（ｂ）には、高階調領域（画像データｎ＋２〜）の選択パルス（Ｂ５）を示す。最も長い変調パルス（Ｂ４）であっても行配線が選択電位となっている期間に収まるように、変調パルス（Ｂ４）よりも長いパルス幅を持つ選択パルスが印加される。図中、「変調パルス時間」を変調パルスの下辺長に対応する時間として定義した。
【００６７】
本実施形態の画像表示装置のように選択行配線を順次切り替える線順次駆動においては、行配線の電位変化が変調パルスの波形を乱すおそれがある。よって、選択パルスと変調パルスの立ち上がり・立ち下りのタイミングに一定の遅延（ずれ）を設けることが画質向上のために必要である。そのため、変調パルスの立ち上げ前と立ち下げ後に、「非駆動時間」とよばれる、行配線の電位を切り替えるための時間を確保することが望ましい。「非駆動時間」は、行配線が非選択電位から選択電位になり変調パルスを印加可能になるまでの時間（非駆動時間１）と、変調パルスが立ち下がってから行配線電位を非選択電位にするまでの時間（非駆動時間２）の合計である。前述したように、「非駆動時間」は変調パルスの波形形状が乱れないように余裕を見込んで決定するので、非駆動時間の長さは実際には図１３（ａ）及び図１３（ｂ）で示したものとは多少異なる場合もある。
通常の走査時間制御では、最大の「変調パルス時間」＋「非駆動時間」が１走査時間と等しくなるように、設計されている。言い換えれば、１走査時間（フレーム周波数や行数などから自動的に決定される）から非駆動時間を引いた時間が、最大の変調パルス時間となり、これによりピーク輝度が決まる。
【００６８】
ところで、図１３（ａ）に示した低階調領域では、「変調パルス時間」が短いため、「変調パルス時間」＋「非駆動時間」は１走査時間に対して短く、発光に寄与しない「無駄な時間Ｍ」が生じている。高階調領域でも、図１３（ｂ）の変調パルス（Ｂ３）の場合、同様に「無駄な時間Ｍ」が生じることがわかる。パルス幅が最も長い変調パルス（Ｂ４）においては、「無駄な時間Ｍ」は発生しない。
【００６９】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、符号Ｂ６は、パラレル／シリアル変換回路Ａ６が出力したシリアル化された一行分の画像データを変調回路Ａ２に転送するのに要する時間（「データ転送時間」とよぶ）を示している。当然ではあるがこの「データ転送時間」（Ｂ６）は、画像データによらず一定の時間がかかる。パラレル／シリアル変換回路Ａ６や変調回路Ａ２を構成するＩＣ等の回路のスピード、シリアル化の方式により、実際に転送する時間が決まる。もちろん、一行の走査時間中に一行分の全列のデータが転送できるように設計されている。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示したように、「データ転送時間」（Ｂ６）は１走査時間より短く、１走査時間内で画像データを転送していない時間（「無駄な時間Ｄ」）が発生する。この「無駄な時間Ｄ」は画像データを転送していない時間であるので、１走査時間から「無駄な時間Ｄ」の時間を短くしても画像データの転送には影響がない。
【００７０】
特開２００６−２０９１５２号公報の走査時間可変制御では、これらの条件から、各行
毎に全ての列の最大の「変調パルス時間」（「変調信号最大継続期間」）に「非駆動時間」を加算した時間から「無駄な時間Ｍ」を計算する。そして、「無駄な時間Ｍ」と「無駄な時間Ｄ」のどちらか短いほうの時間（「無駄な時間」）に着目し、この「無駄な時間」を他の行の走査時間に割り振ることにより、明るい行の「変調パルス時間」を長くし、画像のピーク輝度を高める。言い換えれば、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」と「データ転送時間」のどちらか長いほうを全行について合計し、単位フレーム時間に対する余りの時間を求める。そして、その余りの時間（「無駄な時間」の単位フレームでの合計）を各行の走査時間に割り振り、「変調パルス時間」を長くすることによって、画像のピーク輝度を高める。
【００７１】
本発明者らが検討を重ねた結果、このような走査時間可変制御において、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」に「非駆動時間」を加算した時間を「データ転送時間」以下の時間に設定すると画像のピーク輝度を大きくする効果がより得られることがわかった。特に、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」に「非駆動時間」を加算した時間と「データ転送時間」を一致させることによって、画像のピーク輝度を最も大きくできることがわかった。その理由について、以下説明する。
【００７２】
走査時間の最小値は、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」または、「データ転送時間」のどちらか長い時間により決定される。通常のパルス幅変調では、画像データが小さく変調パルスのパルス幅が短い場合（暗い行の場合）、「変調信号最大継続期間」が短いので「データ転送時間」により走査時間が決定される。逆に、「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」が「データ転送時間」より長くなるような明るい行では、行配線の走査時間の割り振りは「変調信号最大継続期間＋非駆動時間」で決まる走査時間により決定される。当然ではあるが、余りの時間が少なくなるほど画像のピーク輝度を大きくする効果は小さくなる。
本実施形態の変調パルスの場合、低階調領域では振幅変調を行うため、画像データが１階調目であっても、ｎ＋１階調目と同じ「変調パルス時間」が必要となる。このため、暗い行であっても、全ての列の画像データが０階調でない限り、「変調信号最大継続期間」が画像データｎ＋１に相当する長い「変調パルス時間」となってしまう。低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間＋非駆動時間」が「データ転送時間」より長い場合、０階調目は「データ転送時間」が走査時間を決めるが、１階調目からは「変調パルス時間＋非駆動時間」が走査時間を決定することになる。すなわち、１階調目から走査時間の余り時間が少なくなるため、画像のピーク輝度を大きくする効果が低減してしまう。
【００７３】
そこで、本実施形態では、データ転送時間をＴ１、非駆動時間をＴ２としたときに、振幅変調を行う低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」を、「Ｔ１−Ｔ２以下」となるように、設定する。これにより、余り時間を最大限に確保できるため、明るい行（高階調領域の画像データを含む行）に対する走査時間の割り当てを増やすことができ、画像のピーク輝度を最も大きくすることができる。特に、「変調パルス時間」が「Ｔ１−Ｔ２」と同じになるように、低階調領域（画像データ１〜ｎ＋１）の「変調パルス時間」を設定することが好ましい。これにより、走査時間の無駄を最小にでき、走査時間の割り当てを最も効率よく行うことができる。
以上説明したように、本実施形態の走査時間可変制御によれば、低階調領域で台形状パルスの波高値を大きくし、その後台形状パルスのパルス幅を長くしていくという変調方式において、ピーク輝度の大きな良好な画像を表示することが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ１ マルチ電子源（表示パネル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、
駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、
画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、
画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、
Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする
ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【請求項２】
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記台形状パルスの下辺長または上辺長を一定に保ちつつ、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項３】
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、前記台形状パルスの波高値を一定に保ちつつ、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項４】
前記変調パルスを生成し出力するステップにおいて、
スロープ状に立ち上がる第１波形と、波高値を規定する第２波形と、スロープ状に立ち下がる第３波形とを組み合わせることにより、前記台形状パルスが生成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項５】
前記第１波形の傾きが画像データの全ての値について同一であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項６】
前記第３波形の傾きが画像データの全ての値について同一であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項７】
Ｉ２＜Ｉ３≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ３の階調領域では、前記変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成し、
値Ｉが大きくなるほど前記略台形状パルスの時間ｔ２を長くすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項８】
Ｉ３＜Ｉ４≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ３＜Ｉ≦Ｉ４の階調領域では、前記変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下
がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、波高値ｈ３までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ３の期間、波高値ｈ３を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成し、
値Ｉが大きくなるほど前記略台形状パルスの時間ｔ３を長くすることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項９】
Ｉ２＜Ｉ５≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ５の階調領域では、前記変調パルスとして、Ｉ＝Ｉ２に対応する台形状パルスよりも大きい第２の台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記第２の台形状パルスの波高値を大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１０】
Ｉ５＜Ｉ６≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ５＜Ｉ≦Ｉ６の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記第２の台形状パルスのパルス幅を長くすることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１１】
選択電位が出力される期間である走査時間の長さが、行配線毎に可変であり、
各行配線の走査時間の長さは、当該行配線に選択電位を出力している間に前記複数の列配線に出力される全ての変調パルスの時間長さの内の最大値、に応じて設定されることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１２】
画像データに基づき変調パルスを生成する変調回路に対して、一行分の画像データを転送するのに要する時間を、Ｔ１、
行配線の電位を切り替えるために、変調パルスの立ち上げ前及び立ち下げ後に少なくとも確保すべき時間の合計を、Ｔ２、
としたときに、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域における変調パルスの長さが、Ｔ１−Ｔ２以下に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１】
複数の表示素子が複数の列配線と複数の行配線によりマトリクス配置された表示パネルを備える画像表示装置の制御方法であって、
駆動対象の行配線に選択電位を出力するステップと、
画像データの値に基づき変調パルスを生成し、前記変調パルスを列配線に出力するステップとを備え、
画像データの値Ｉの最小値をＩｍｉｎ、最大値をＩｍａｘとし、Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記変調パルスとして台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくし、
Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くする
ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【請求項２】
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域では、前記台形状パルスの下辺長または上辺長を一定に保ちつつ、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスの波高値を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項３】
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ１＜Ｉ≦Ｉ２の階調領域では、前記台形状パルスの波高値を一定に保ちつつ、値Ｉが大きくなるほど前記台形状パルスのパルス幅を長くすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項４】
前記変調パルスを生成し出力するステップにおいて、
スロープ状に立ち上がる第１波形と、波高値を規定する第２波形と、スロープ状に立ち下がる第３波形とを組み合わせることにより、前記台形状パルスが生成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項５】
前記第１波形の傾きが画像データの全ての値について同一であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項６】
前記第３波形の傾きが画像データの全ての値について同一であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項７】
Ｉ２＜Ｉ３≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ３の階調領域では、前記変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成し、
値Ｉが大きくなるほど前記略台形状パルスの時間ｔ２を長くすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項８】
Ｉ３＜Ｉ４≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ３＜Ｉ≦Ｉ４の階調領域では、前記変調パルスとして、波高値ｈ１までスロープ状に立ち上がり、時間ｔ１の期間、波高値ｈ１を維持し、波高値ｈ２までスロープ状に立ち下
がり、時間ｔ２の期間、波高値ｈ２を維持し、波高値ｈ３までスロープ状に立ち下がり、時間ｔ３の期間、波高値ｈ３を維持し、スロープ状に立ち下がる略台形状パルスを生成し、
値Ｉが大きくなるほど前記略台形状パルスの時間ｔ３を長くすることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項９】
Ｉ２＜Ｉ５≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ２＜Ｉ≦Ｉ５の階調領域では、前記変調パルスとして、Ｉ＝Ｉ２に対応する台形状パルスよりも大きい第２の台形状パルスを生成し、値Ｉが大きくなるほど前記第２の台形状パルスの波高値を大きくすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１０】
Ｉ５＜Ｉ６≦Ｉｍａｘとしたときに、
前記変調パルスを生成し出力するステップは、
Ｉ５＜Ｉ≦Ｉ６の階調領域では、値Ｉが大きくなるほど前記第２の台形状パルスのパルス幅を長くすることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１１】
選択電位が出力される期間である走査時間の長さが、行配線毎に可変であり、
各行配線の走査時間の長さは、当該行配線に選択電位を出力している間に前記複数の列配線に出力される全ての変調パルスの時間長さの内の最大値、に応じて設定されることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１２】
画像データに基づき変調パルスを生成する変調回路に対して、一行分の画像データを転送するのに要する時間を、Ｔ１、
行配線の電位を切り替えるために、変調パルスの立ち上げ前及び立ち下げ後に少なくとも確保すべき時間の合計を、Ｔ２、
としたときに、
Ｉｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉ１の階調領域における変調パルスの長さが、Ｔ１−Ｔ２以下に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１８０１２（Ｐ２０１１−１８０１２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６７６（Ｐ２０１０−９６７６）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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