화상 표시 장치, 화상 표시 방법, 플라즈마 디스플레이 패널 장치, 프로그램, 집적 회로, 및 기록 매체 document_id A220623108977

플라스마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 한다) 등의 화상 표시 장치는, 3색의 형광체(빨강, 초록, 파랑)를 이용하고 있지만, 각각의 잔광 시간은 다르다. 파랑의 형광체는 잔광 시간이 수 마이크로 초로 한없이 짧은데 비해, 빨강, 초록의 형광체는 잔광량이 10％ 이하가 될 때까지의 시간이 10수 밀리초로 길다. 우선, 이 형광체의 잔광과, 시선 이동에 의해, 화상의 움직임 흐림(이하, 잔광 움직임 흐림이라고 한다)이 생긴다. 그리고, 이 잔광 움직임 흐림때문에, 복수의 잔광 시간이 다른 형광체의 발광에 의해 표시되는 물체가 움직일 경우에는, 잔광 움직임 흐림의 색 변이(이하, 색 변이라고 한다)가 생긴다. 이하, 잔광 움직임 흐림과 그 색 변이의 원리를 설명한다. 우선, 망막 적분에 대해 설명한다. 인간의 시각은, 눈에 들어오는 광량을 망막상에서 적분하여 지각하고, 그 적분값에 의해, 밝기나 색을 느끼고 있다(이하, 망막 적분이라고 한다). PDP에서는 망막 적분의 원리를 이용하여, 발광의 밝기를 바꾸지 않고, 발광 시간을 바꿈으로써, 계조(階調)를 표현한다. 도 1은, 1픽셀의 흰색 점의 화상 신호의 정지 상태에서의 각 색의 망막 적분을 설명하는 설명도이다. 도 1을 이용하여 PDP의 발광 시간 분포와, 그 망막 적분, 그리고 시선이 움직이지 않을 때는 잔광 움직임 흐림이 발생하지 않는 것을 설명한다. PDP의 1필드의 발광은 기본적으로, 예를 들면 10매로부터 12매의 농담(濃淡)이 다른 서브 필드에 의한 신호 성분과 그 후에 계속되는 잔광 성분으로 이루어진다. 그러나, 파랑의 형광체는 잔광 시간이 극단적으로 짧다. 그 때문에 이하에서는, 파랑의 형광체만, 잔광 성분이 존재하지 않는 것으로 가정한다. 도 1(a)는 정지된 빨강, 초록, 파랑의 화상 신호의 값이 모두 255인 흰색 1픽셀(이하, 빨강:255, 초록:255, 파랑:255와 같이 표기한다)의 1필드 기간 중의 발광 시간 분포를 나타낸 것이다. 즉, 빨강 신호 성분(201) 뒤에 빨강 잔광 성분(204)이 계속되고, 초록 신호 성분(202) 뒤에 초록 잔광 성분(205)이 계속되고, 파랑의 형광체는 파랑 신호 성분(203)만이 발광한다. 그리고, 빨강, 초록, 파랑의 형광체의 각 발광이 도 1(b)과 같이 망막 적분된다. 즉, 시선 고정시의 시선 방향(206)으로 빨강 신호 성분(201), 빨강 잔광 성분(204)이 망막 적분되어, 각각 망막상의 빨강 신호 성분의 적분량(207), 망막상의 빨강 잔광 성분의 적분량(210)이 되고, 이들의 합이 빨강 색으로서 인간의 시각에 지각된다. 마찬가지로 초록 신호 성분(202), 초록 잔광 성분(205)이 망막 적분되어 각각, 망막상의 초록 신호 성분의 적분량(208), 망막상의 초록 잔광 성분의 적분량(211)이 되고, 이들의 합이 초록색으로서 인간의 시각에 지각된다. 마지막으로, 파랑 신호 성분(203)이 망막 적분되어, 망막상의 파랑 신호 성분의 적분량(209)이 되고, 이것이 파랑색으로서 인간의 시각에 지각된다. 여기에서, 이들 빨강, 초록, 파랑의 각 망막 적분량이 같기 때문에, 휜 색으로 보이는 것이므로, 파랑 신호 성분(209)은, 빨강 잔광 성분(210)과 초록 잔광 성분(211)의 분량만큼, 빨강 신호 성분(207)과 초록 신호 성분(208)보다 많다. 즉, PDP의 파랑 신호 성분은, 빨강, 초록의 신호 성분과 화상 신호가 같은 값이라도, 보다 발광 휘도가 높다. 이와 같이, 시선이 정지하고 있을 때는, 잔광 움직임 흐림이 발생하지 않는다. 그러나, 움직임이 있었을 경우에, 빨강, 초록 등의 잔광 성분을 가지는 형광체가 발광할 경우에는 움직임 흐림이 생긴다. 또한, 파랑 등의 잔광 성분을 가지지 않는 형광체도 발광하여 물체가 표시될 경우에는, 각 형광체의 발광 시간 분포의 차에 의해, 색 변이의 문제를 일으킨다. 도 2는, 1픽셀의 백화상 신호의 시선 추적 상태에서의 각 색의 망막 적분을 설명하는 설명도이다. 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2(a)는 1픽셀의 흰색 점(빨강:255, 초록:255, 파랑:255)이 검은 색의 배경(빨강:0, 초록:0, 파랑:0)을 어느 일정한 속도로 오른쪽으로 수평 이동할 경우의 2필드 기간 분의 발광 시간 분포를 나타낸 것이다. 다만, 이동하고 있다고 해도, 도 1(a) 때와 1필드 기간 중의 각 발광이 바뀌는 것은 아니다. 즉, 빨강 신호 성분(301·306) 뒤에 빨강 잔광 성분(304·309)이 계속되고, 초록 신호 성분(302·307) 뒤에 초록 잔광 성분(305·310)이 계속되고, 파랑의 형광체는 파랑 신호 성분(303·308)만이 발광한다. 도 2(b)는 시선 고정시(시선 방향(311))의, t=T~2T(T는 1필드 기간을 나타낸다)에서의 망막상의 각색의 적분량을 나타낸다. 이때, t=T~2T에서 빨강 잔광 성분(304)·초록 잔광 성분(305)은, 각각 312·313의 위치에 망막 성분된다. 또, 빨강 신호 성분(306)·빨강 잔광 성분(309)은 같은 위치에 망막 적분되고, 각각 적분량(314·317)이 된다. 마찬가지로 초록 신호 성분(307)·초록 잔광 성분(310)은 같은 위치에 망막 적분되고, 각각 적분량(315·318)이 된다. 그리고, 파랑 신호 성분(308)은 망막 적분되어 적분량(316)이 된다. 이 결과, 적분량(312·313)의 위치에, 빨강, 초록만의 잔광이 남고, 결과적으로 색 변이가 발생해, 황색으로 보인다. 다만, 1필드 기간이라는 상당히 짧은 기간이기 때문에, 그다지 문제가 되지는 않는다. 그렇지만, 시선이 그 1픽셀인 흰색 점의 이동을 추적했을 경우에, 잔광 움직임 흐림이 발생하여, 결과적으로 색 변이의 문제가 일어나는 것을, 도 2(c)를 이용하여 설명한다. 도 2(c)는 시선 추적시(시선 방향(319)), t=T~2T에서의 망막상의 각 색의 적분량을 나타낸다. 시선은 연속적으로 추종하므로, 시선 방향(319)과 같이 시간과 더불어 오른쪽으로 연속적으로 이동한다. 이에 의해, 각 색은 시선(319)의 방향으로 망막 적분된다. 즉, 빨강 신호 성분(306), 초록 신호 성분(307), 파랑 신호 성분(308)은 각각, 적분량(320, 321, 322)과 같이 망막 적분되고, 빨강 잔광 성분(304·309), 초록 잔광 성분(305·310)은 t=T~2T에서 각각 적분량(323, 324)과 같이, 테일링처럼, 망막 적분된다. 이 결과, 도 2(d)와 같이 망막상에 보인다. 즉, 망막상의 각 색의 신호 성분(320·321·322)에 의해, 신호 성분은 약간 파랗고 적분량(325)처럼 보이고, 또, 망막상의 잔광 성분(323·324)에 의해, 잔광 성분은 노랗고 적분량(326)과 같이 테일링처럼 보인다. 시선이 추적했을 경우, 이것이 수 필드 사이에 걸쳐 계속적으로 반복 적분되기 때문에, 시선 고정시보다, 잔광 움직임 흐림 및 그 색 변이의 문제가 눈에 띄게 되고, 주관적으로 화질이 열화된다. 이와 같이, 본래 흰색 1픽셀이 이동하는 것뿐이지만, 시선이 이동을 추적했을 경우, 움직임의 방향에 대해, 신호 성분은 약간 파랗고, 잔광 성분은 황색으로 보인다는 색 변이가 생긴다. 이것이, 잔광 성분을 가지는 형광체의 발광에 의해 표시되는 물체가 움직일 경우에 생기는 잔광 움직임 흐림과 그 색 변이의 원리이다. 그리고, 이것이 복수 픽셀, 즉 화상이 되었을 경우, 이 각 픽셀의 잔광 움직임 흐림과 그 색 변이의 중첩이 일어난다. 도 3은, 회색의 배경에서의 흰 사각형 물체의 시선이 추적하고 있는 상태에서의 신호 성분과 잔광 성분마다의 망막 적분을 설명하는 설명도이다. 도 3(a)은 PDP 상에 비추어져 있는 화상 신호로, 회색의 배경(빨강:128, 초록:128, 파랑:128)에, 흰 사각형 물체(빨강:255, 초록:255, 파랑:255)가 어느 일정한 속도로 오른쪽으로 수평 이동하고 있는 상태를 나타낸다. 다음에, 도 3(b)은 도 3(a)의 화상 신호로부터 수평 1라인을 꺼내, 그 발광의 1필드 기간 중의 시간 분포를 나타낸 것이다. 즉, 신호 성분(401)이 발광하고, 그 후, 잔광 성분(402)이 계속되고, 다음 필드로 잔광이 새어 들어간다. 그리고, 시선이 그 흰 사각형 물체의 이동을 추적했을 경우, 시선은 연속적으로 추종하므로, 시선(403)은 시간과 더불어 오른쪽으로 연속적으로 이동한다. 이 시선 방향으로 망막 적분이 실시되고, 위치(P1)에서 신호 성분(401)의 성분(S1)에 대한 적분이 실시되고, 적분량(I1)이 산출된다. 또, 위치(P2)에서 신호 성분(401)의 성분(S2)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I2)이, 위치(P3)에서 신호 성분(401)의 성분(S3)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I3)이, 위치(P4)에서 신호 성분(401)의 성분(S4)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I4)이, 위치(P5)에서 신호 성분(401)의 성분(S5)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I5)이, 위치(P6)에서 신호 성분(401)의 성분(S6)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I6)이, 위치(P7)에서 신호 성분(401)의 성분(S7)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I7)이, 위치(P8)에서 신호 성분(401)의 성분(S8)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I8)이 산출되고, 그 결과, 신호 성분(401)은 도 3(c)에 나타낸 신호 성분의 망막 적분량(404)이 된다. 또한, 위치(P1)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S11)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I11)이, 위치(P2)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S12)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I12)이, 위치(P3)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S13)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I13)이, 위치(P4)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S14)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I14)이, 위치(P5)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S15)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I15)이, 위치(P6)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S16)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I16)이, 위치(P7)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S17)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I17)이, 위치(P8)에서는 잔광 성분(402)의 성분(S18)에 대한 적분이 실시되고 적분량(I18)이 산출되어 그 결과, 잔광 성분(402)은 도 3(d)에 나타낸 잔광 성분의 망막 적분량(405)이 된다. 여기에서, 본래, 회색 배경에 흰색 물체가 움직이기만 한 것으로, 파랑 색이나 노란 색 등의 색이 발생하면 안 된다. 우선 서술한 바와 같이, PDP의 신호 성분에 의한 흰색은 약간 파랗고, 잔광 성분은 황색이고, 이들의 합에 의해 하얗게 보이는 것이기 때문에, 신호 성분의 망막 적분량(404)과 잔광 성분의 망막 적분량(405)은 각 좌표 위치에서 적분값이 비례해야 한다. 그러나, 도 3(d)과 같이, 잔광 성분에 과부족(이하, 잔광 움직임 흐림 성분이라고 한다)이 생긴다. 즉, 도 3(a)에서, 전 필드로부터 현 필드에 걸쳐 빨강 또는 초록의 화상 신호의 값이 감소한 영역(이하, 휘도 감소 영역이라고 한다)(406) 주변에서는, 도 3(d)의 잔광 과다량(408)이 생겨 노랗게 보이고, 반대로 전 필드로부터 현 필드에 걸쳐 빨강 또는 초록 화상 신호의 값이 증가한 영역(이하, 휘도 증가 영역이라고 한다)(407) 주변에서는 잔광 부족량(409)이 생기고 파랗게 보인다. 이것이 화상에서의 잔광 움직임 흐림과 그 색 변이의 원리이다. 특허 문헌 1에서는, 이 휘도 감소 영역 주변의 잔광 과다에 의한 색 변이에 대해, 파랑의 화상 신호에 빨강, 초록의 형광체와 동등한 절선(折線) 특성의 의사(擬似) 잔광을 현 필드로부터 작성하고, 현 필드에 부가해, 색 변이를 저감하는 방법이 제안되고 있다. [특허 문헌 1:일본국 특허 공개 2005－141204호 공보]