JP2007033612A

JP2007033612A - 表示装置

Info

Publication number: JP2007033612A
Application number: JP2005214008A
Authority: JP
Inventors: Jun Kamiyamaguchi; 潤上山口; Masahiro Suzuki; 雅博鈴木
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-25
Also published as: JP4955950B2

Abstract

【課題】表示輝度のリニアリティを向上させることができる表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】１フレーム毎の累積輝度レベル頻度に基づいて互いに隣接するサブフィールド各々が担う輝度レベルの区切値を生成し、区切値に応じた変換特性に従って入力映像信号の輝度レベルを変換するにあたり、互いに隣接する区切値間においてγ乗の曲線変換特性を有する変換特性を採用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、サブフィールド法を採用して中間調の輝度を表現する表示装置に関する。

現在、薄型平面の表示パネルとしてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、あるいはエレクトロルミネセントディスプレイパネル（以下、ＥＬＤＰと称する）を搭載した表示装置が知られている。これらＰＤＰ及びＥＬＤＰにおいて各画素を担う発光素子は「発光」及び「非発光」の２状態しかもたない。そこで、入力された映像信号に対応した中間調の輝度を得るべく、サブフィールド法を用いてＰＤＰ及びＥＬＤＰの如き表示パネルを階調駆動するようにしている。

サブフィールド法では、入力された映像信号を各画素毎にＮビットの画素データに変換し、このＮビットのビット桁各々に対応させて、１フィールドの表示期間をＮ個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドには、上記画素データのビット桁各々に対応した発光回数が夫々割り当ててあり、上記Ｎビット中の１つのビット桁の論理レベルが例えば「１」である場合には、そのビット桁に対応したサブフィールドにおいて、上述の如く割り当てられた回数分だけ発光を実行する。一方、上記１つのビット桁の論理レベルが「０」である場合には、そのビット桁に対応したサブフィールドでは発光を行わない。かかる駆動方法によれば、１フィールド表示期間内における全てのサブフィールドで実行された発光回数の合計により入力映像信号に対応した中間調の輝度が表現されるのである。更に、近年、入力映像信号における１画面分毎の各輝度レベル毎の頻度に基づいて、夫々異なる輝度区分領域各々の発光を担当するサブフィールドの数を変更するようにした駆動方法が提案された（例えば特許文献１参照）。かかる駆動方法により、頻度が大なる輝度を含む輝度区分領域ほどその輝度区分領域に割り当てるべきサブフィールドの数を多くすれば、人間の視覚特性に応じた良好な階調表現が為されるようになる。
特開２００４−２４０１０３号公報

本発明は、上記の如きサブフィールド法に基づく階調駆動を実施する際に、表示輝度のリニアリティを向上させることができる表示装置を提供することを目的とする。

請求項１記載による表示装置は、入力映像信号の１フレームの表示期間を夫々に発光期間が割り当てられている複数のサブフィールドで構成し、表示パネルの各画素を担う画素セル各々を、前記サブフィールド毎に発光せしめることにより階調表示を行う表示装置であって、前記入力映像信号によって示される１フレーム毎の各輝度レベルの現出頻度を示す輝度レベル頻度を求める輝度レベル頻度生成手段と、前記輝度レベル頻度を輝度レベルの大小順に沿って順に加算することにより各輝度レベルに対応する累積輝度レベル頻度を求める累積輝度レベル頻度生成手段と、前記累積輝度レベル頻度に基づいて互いに隣接する前記サブフィールド各々が担う輝度レベルの区切値を生成し、前記区切値に基づいて夫々異なる輝度区分領域の各々に割り当てるべきサブフィールドの数を設定する制御手段と、前記区切値に応じた変換特性に従って前記入力映像信号によって示される輝度レベルを変換する輝度レベル変換手段と、を備え、前記変換特性は、互いに隣接する前記区切値間においてγ乗（γ＞１）の曲線変換特性を有する。

本発明による表示装置は、１フレーム毎の累積輝度レベル頻度に基づいて互いに隣接するサブフィールド各々が担う輝度レベルの区切値を生成し、区切値に応じた変換特性に従って入力映像信号の輝度レベルを変換するにあたり、互いに隣接する区切値間においてγ乗の曲線変換特性を有する変換特性を採用する。これにより、かかる輝度レベル変換後の映像信号に多階調化処理を施してビット圧縮する際における映像信号中の切り捨て用下位ビット群にて示される輝度レベルと、上位ビット群にて示される輝度レベルとの境界を滑らかに連結させて、表示輝度のリニアリティを向上させる。

更に、本発明による表示装置は、入力映像信号における１フレーム毎の平均輝度レベルに応じて１フレーム内において発光させるべき画素セルの総発光回数を求める。そして、累積輝度レベル頻度に基づいて求めた上記区切値をγ乗した値をかかる総発光回数によって正規化することにより各サブフィールド毎の画素セルの発光回数を設定する。これにより、１フレームの画像中において頻度の低い輝度を担当するサブフィールドの数を少なくし、その分だけ頻度の高い輝度を担当するサブフィールドの数を多くできるので、人間の視覚特性に応じた良好な階調表現が為されるようになる。

図１は、本発明による表示装置としてのプラズマディスプレイ装置の構成を示す図である。

図１において、プラズマディスプレイパネルとしてのＰＤＰ１００は、表示面を担う透明な前面基板(図示せぬ)と、前面基板と対向した位置に配置されている背面基板(図示せぬ)とを備える。前面基板及び背面基板間には放電ガスが封入された放電空間が存在する。前面基板上には、夫々表示面の水平方向（横方向）に伸長している行電極Ｘ₁〜Ｘ_n及び行電極Ｙ₁〜Ｙ_nが形成されている。背面基板上には、上記行電極各々に交叉して配置されている列電極Ｄ₁〜Ｄ_mが形成されている。尚、行電極Ｘ₁〜Ｘ_n及びＹ₁〜Ｙ_nは、一対の行電極Ｘ及びＹにてＰＤＰ１００の第１表示ライン〜第ｎ表示ラインを担う構造となっており、各行電極対と列電極との交叉部(放電空間を含む)に画素を担う放電セル（画素セル）Ｇが形成されている。

画素データ変換回路１は、入力映像信号を各画素毎の輝度レベルを表す１０ビットの画素データＰＤに変換し、これを輝度レベル変換回路２、輝度累積頻度演算回路３及び平均輝度測定回路２０に供給する。尚、かかる入力映像信号とは、表示すべき映像に対応した源映像信号にγ補正が施された信号である。

輝度レベル変換回路２は、１０ビットで「０」〜「１０２３」なる輝度レベルを表す画素データＰＤを、駆動制御回路１０から供給された変換特性信号ＣＨにて示される図２に示す如き変換特性に従って変換して得られた１０ビットの画素データＰＤ１を多階調化処理回路４に供給する。

多階調化処理回路４は、上記画素データＰＤ１に対して誤差拡散処理及びディザ処理を施す。例えば、上記誤差拡散処理では、先ず、画素データＰＤ１の上位８ビット分を表示データ、残りの下位２ビット分を誤差データと捉える。そして、周辺画素各々に対応した上記画素データＰＤ１の各誤差データを重み付け加算したものを、上記表示データに反映させる。かかる動作により、原画素における下位２ビット分の輝度が上記周辺画素によって擬似的に表現され、それ故に１０ビットよりも少ない８ビット分の表示データにて、１０ビット分の画素データと同等の輝度階調表現が可能になる。そして、この誤差拡散処理によって得られた８ビットの誤差拡散処理画素データに対してディザ処理を施す。ディザ処理では、互いに隣接する複数の画素を１画素単位とし、この１画素単位内の各画素に対応した上記誤差拡散処理画素データに夫々、互いに異なる係数値からなるディザ係数を夫々割り当てて加算してディザ加算画素データを得る。かかるディザ係数の加算によれば、上記１画素単位で眺めた場合には、上記ディザ加算画素データの上位４ビット分だけでも１０ビットに相当する輝度を表現することが可能となる。そこで、多階調化処理回路４は、上記ディザ加算画素データの上位４ビット分を多階調化画素データＭＤとして駆動データ変換回路５に供給する。すなわち、多階調化処理回路４は、上述した如き誤差拡散及び／又はディザ処理により、画素データＰＤの上位４ビット分を表示用の画素データとし、残りの６ビット分を切り捨てる６ビット圧縮を行うのである。

駆動データ変換回路５は、４ビットの多階調化画素データＭＤを、図４に示す如きデータ変換テーブルに従って１５ビットの画素駆動データＧＤに変換してこれをメモリ６に供給する。

メモリ６は、１５ビットの画素駆動データＧＤを順次取り込んで記憶する。そして、１画像フレーム(ｎ行×ｍ列)分の画素駆動データＧＤ_1,1〜ＧＤ_n,mの書き込みが終了する度に、メモリ６は、画素駆動データＧＤ_1,1〜ＧＤ_n,m各々を各ビット桁(第１〜第１５ビット)毎に分離し、夫々、後述するサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５に対応させて１表示ライン分ずつ読み出す。メモリ６は、読み出した１表示ライン分（ｍ個）の画素駆動データビットを画素駆動データビットＤＢ１〜ＤＢ(ｍ)として列電極駆動回路７に供給する。例えば、先ず、サブフィールドＳＦ１において、メモリ６は、画素駆動データＧＤ_1,1〜ＧＤ_n,m各々の第１ビットのみを１表示ライン分ずつ読み出し、これらを画素駆動データビットＤＢ１〜ＤＢ(ｍ)として列電極駆動回路７に供給する。次に、サブフィールドＳＦ２において、メモリ６は、画素駆動データＧＤ_1,1〜ＧＤ_n,m各々の第２ビットのみを１表示ライン分ずつ読み出し、これらを画素駆動データビットＤＢ１〜ＤＢ(ｍ)として列電極駆動回路７に供給するのである。

輝度累積頻度演算回路３は、輝度レベル頻度データ生成回路３１及び累積演算回路３２からなる。

輝度レベル頻度データ生成回路３１は、上記画素データＰＤにて表現可能な輝度レベルの範囲である「０」〜「１０２３」各々に対応付けされた１０２４個の記憶領域を備えている。かかる１０２４個の記憶領域の各々には、その輝度レベルを表す画素データＰＤが供給された延べ回数、つまり頻度が記憶される。例えば、輝度レベル頻度データ生成回路３１は、上記画素データ変換回路１から画素データＰＤが供給される度に、その画素データＰＤによって表される輝度レベルに対応した記憶領域に記憶されている頻度を「１」だけインクリメントするのである。そして、輝度レベル頻度データ生成回路３１は、入力映像信号の１フレーム分（又は１フィールド分）毎に、１フレーム分（又は１フィールド分）の画素データＰＤによって生成された各輝度レベル「０」〜「１０２３」毎の頻度を表す輝度レベル頻度ＤＦ₀〜ＤＦ₁₀₂₃を累積演算回路３２に供給する。

累積演算回路３２は、上記輝度レベル頻度ＤＦ₀〜ＤＦ₁₀₂₃各々を低輝度に対応したものから（又は高輝度に対応したものから）順次加算して行き、各加算結果を、輝度レベル「０」〜「１０２３」各々に対応した累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃として求める。すなわち、累積演算回路３２は、
ＡＣ₀＝ＤＦ₀
ＡＣ₁＝ＤＦ₀＋ＤＦ₁
ＡＣ₂＝ＤＦ₀＋ＤＦ₁＋ＤＦ₂
・
・
・
ＡＣ₁₀₂₃＝ＤＦ₀＋ＤＦ₁＋ＤＦ₂＋ＤＦ₃＋・・・＋ＤＦ₁₀₂₃
なる演算により、各輝度レベル「０」〜「１０２３」に対応した輝度の累積頻度を示す累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃を算出するのである。図４は、累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃による系列ＳＱを示す図である。累積演算回路３２は、累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃をＳＦ（サブフィールド）区切値生成回路８に供給する。

ＳＦ区切値生成回路８は、先ず、最大の累積輝度レベル頻度ＡＣ₁₀₂₃から「０」までの累積頻度の範囲を図４に示す如く１５等分する閾値Ｒ１〜Ｒ１４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４＜Ｒ５＜Ｒ６＜Ｒ７＜Ｒ８＜Ｒ９＜Ｒ１０＜Ｒ１１＜Ｒ１２＜Ｒ１３＜Ｒ１４）を求める。次に、ＳＦ区切値生成回路８は、累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃なる順に、閾値Ｒ１〜Ｒ１４各々との大小判定を行う。この際、ＳＦ区切値生成回路８は、図４に示す如く、最初に閾値Ｒ１よりも大なる累積頻度であると判定された累積輝度レベル頻度ＡＣに対応した輝度レベルを、サブフィールドＳＦ１及びＳＦ２間の輝度レベルの境界値を示すＳＦ区切値Ｓ１とする。更に、ＳＦ区切値生成回路８は、最初に閾値Ｒ２よりも大なる累積頻度であると判定された累積輝度レベル頻度ＡＣに対応した輝度レベルを、サブフィールドＳＦ２及びＳＦ３間の輝度レベルの境界値を示すＳＦ区切値Ｓ２とする。更に、ＳＦ区切値生成回路８は、最初に閾値Ｒ３よりも大なる累積頻度であると判定された累積輝度レベル頻度ＡＣに対応した輝度レベルを、サブフィールドＳＦ３及びＳＦ４間の輝度レベルの境界値を示すＳＦ区切値Ｓ３とする。以下、同様にして、ＳＦ区切値生成回路８は、図４に示すように、サブフィールドＳＦ４〜ＳＦ１５において、互いに隣接するサブフィールド間の輝度レベルの境界値を示すＳＦ区切値Ｓ４〜Ｓ１４を求める。更に、ＳＦ区切値生成回路８は、画素データＰＤによって示される最大の輝度レベル「１０２３」をＳＦ区切値Ｓ１５とする。そして、ＳＦ区切値生成回路８は、これらＳＦ区切値Ｓ１〜Ｓ１５を平均化回路９に供給する。

平均化回路９は、ＳＦ区切値Ｓ１〜Ｓ１５を、夫々個別に平均化して得られた平均ＳＦ区切値ＣＳ１〜ＣＳ１５の各々を駆動制御回路１０に供給する。つまり、平均化回路９は、現フレームの映像信号に基づいて生成されたＳＦ区切値Ｓ１と１フレーム前の映像信号に基づいて生成されたＳＦ区切値Ｓ１に対して巡回低域通過フィルタリング処理を施し、その出力値を平均ＳＦ区切値ＣＳ１として駆動制御回路１０に供給する。又、平均化回路９は、現フレームの映像信号に基づいて生成されたＳＦ区切値Ｓ２と１フレーム前の映像信号に基づいて生成されたＳＦ区切値Ｓ２に対して巡回低域通過フィルタリング処理を施し、その出力値を平均ＳＦ区切値ＣＳ２として駆動制御回路１０に供給する。同様にして、平均化回路９は、ＳＦ区切値Ｓ３〜Ｓ１５の各々に対して夫々個別に上述した如き巡回低域通過フィルタリング処理を施して得られた平均ＳＦ区切値ＣＳ３〜ＣＳ１５を駆動制御回路１０に供給する。

平均輝度測定回路２０は、１フレーム分の画素データＰＤに基づき入力映像信号の平均輝度レベルを測定し、この平均輝度レベルを示す平均輝度信号ＡＰＬを駆動制御回路１０に供給する。

駆動制御回路１０は、サブフィールド法に基づく図５に示されるが如き発光駆動シーケンスに従って上記ＰＤＰ１００を階調駆動させるべき各種タイミング信号を、列電極駆動回路７、行電極Ｙ駆動回路１１及び行電極Ｘ駆動回路１２の各々に供給する。

図５に示す発光駆動シーケンスにおいては、１フレーム（又は１フィールド）の表示期間がサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５にて構成される。各サブフィールドでは、アドレス行程Ｗ及びサスティン行程Ｉが順次実行される。尚、先頭のサブフィールドＳＦ１に限り上記アドレス行程Ｗに先立ちリセット行程Ｒが実行される。

先ず、先頭のサブフィールドＳＦ１のリセット行程Ｒでは、行電極Ｙ駆動回路１１及び行電極Ｘ駆動回路１２が全ての行電極Ｘ及びＹにリセットパルスを印加する。かかるリセットパルスに応じて全ての放電セルＧ内においてリセット放電が生起され、各放電セルＧ内には所定量の壁電荷が形成される。これにより、全ての放電セルＧは、後述するサスティン行程Ｉにてサスティン放電発光が可能な状態である点灯モードに設定される。

次に、各サブフィールドのアドレス行程Ｗでは、行電極Ｙ駆動回路１１が走査パルスをＰＤＰ１００の行電極Ｙ₁〜Ｙ_n各々に順次印加して行く。この間、列電極駆動回路７は、メモリ６から読み出された画素駆動データビットＤＢ１〜ＤＢ(ｍ)に対応した１表示ライン分のｍ個の画素データパルスを上記走査パルスのタイミングに同期して列電極Ｄ₁〜Ｄ_m各々に印加する。ここで、上記走査パルスと共に高電圧の画素データパルスが印加された放電セルにのみ消去アドレス放電が生起される。かかる消去アドレス放電により放電セル内に形成されていた壁電荷が消滅し、この放電セルは、後述するサスティン行程Ｉにてサスティン放電発光が為されない状態である消灯モードに設定される。一方、上記走査パルスが印加されたものの低電圧の画素データパルスが印加された放電セルには上述のような消去アドレス放電は生起されず、その直前までの状態（点灯モード又は消灯モード）が維持される。

次に、各サブフィールドのサスティン行程Ｉでは、行電極Ｙ駆動回路１１及び行電極Ｘ駆動回路１２各々が、駆動制御回路１０にて割り当てられた発光回数Ｋ（後述する）の分だけ繰り返しサスティンパルスを発生して、全ての行電極Ｘ及びＹに交互に印加する。この際、点灯モードに設定されている放電セルＧのみが、上記サスティンパルスが印加される度にサスティン放電発光する。

この際、図５に示す駆動によれば、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５の内で、放電セルを消灯モードから点灯モードに推移させることが可能な機会は、サブフィールドＳＦ１のリセット行程Ｒだけである。つまり、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５の内の１のサブフィールドで消去アドレス放電（図３の黒丸にて示す）が生起され、一旦、放電セルＧが消灯モードに設定されると、それ以降のサブフィールドでは放電セルＧが点灯モードに復帰することはない。従って、図３に示す如き画素駆動データＧＤに基づく駆動によれば、先頭のサブフィールドＳＦ１から表現すべき輝度レベルに対応した数だけ連続したサブフィールド各々において放電セルＧが点灯モードに設定され、サスティン放電発光(白丸に示す)が為される。すなわち、最低輝度レベル「０」を表現する場合には、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５のいずれにおいてもサスティン放電発光が為されない図６に示す如き第１階調に基づく駆動が実施される。又、かかる第１階調よりも１段階だけ高輝度を表現する場合には、図６に示す如くサブフィールドＳＦ１のみでサスティン放電発光が為される第２階調に基づく駆動が実施される。又、かかる第２階調よりも１段階だけ高輝度を表現する場合には、図６に示す如くサブフィールドＳＦ１及びＳＦ２のみでサスティン放電発光が為される第３階調に基づく駆動が実施される。同様にして、表現すべき輝度階調に応じた数だけＳＦ１から連続したサブフィールド各々においてサスティン放電発光が為される第４〜第１６階調駆動が実施されるのである。かかる第１〜第１６階調駆動により、輝度レベル「０」〜「１０２３」なる輝度範囲を１６段階にて表現する。

ここで、駆動制御回路１０は、上記平均ＳＦ区切値ＣＳ１〜ＣＳ１５及び平均輝度レベルＡＰＬに基づいて、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５各々で生起させるべきサスティン放電発光の回数Ｋ１〜Ｋ１５を算出する。

先ず、駆動制御回路１０は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいて、１フレーム（又は１フィールド）表示期間内において印加すべきサスティンパルスの総数ＳＵＳを求める。例えば、駆動制御回路１０は、図７に示すように、平均輝度レベルＡＰＬが所定レベルよりも低い場合には一律にサスティンパルス総数ＳＵＳを所定の最大数とし、平均輝度レベルＡＰＬが所定レベルよりも高くなるほどその総数を少なくする。次に、駆動制御回路１０は、平均ＳＦ区切値ＣＳ１〜ＣＳ１５の各々をγ乗（γ：１より大なる実数）することにより、図６に示す如き第２階調〜第１６階調各々に対する輝度重み値を以下の如く求める。

第２階調の輝度重み値：ＣＳ１γ
第３階調の輝度重み値：ＣＳ２γ
第４階調の輝度重み値：ＣＳ３γ
・
・
・
第１５階調の輝度重み値：ＣＳ１４γ
第１６階調の輝度重み値：ＣＳ１５γ
次に、駆動制御回路１０は、これら各階調毎の輝度重み値を上記サスティンパルス総数ＳＵＳにて以下の如く正規化することにより、各階調毎に、１フレーム（又は１フィールド）表示期間内の各サブフィールドにおいて生起させるべきサスティン放電発光の回数Ｑを求める。

すなわち、駆動制御回路１０は、
第２階調での回数Ｑ２＝（ＣＳ１γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
第３階調での回数Ｑ３＝（ＣＳ２γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
第４階調での回数Ｑ４＝（ＣＳ３γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
第５階調での回数Ｑ５＝（ＣＳ４γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
・
・
・
第１５階調での回数Ｑ１５＝（ＣＳ１４γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
第１６階調での回数Ｑ１６＝（ＣＳ１５γ／ＣＳ１５γ）・ＳＵＳ
なる回数Ｑ２〜Ｑ１６を夫々求める。

次に、駆動制御回路１０は、上記回数Ｑ２〜Ｑ１６に基づき、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５各々のサスティン行程Ｉにおいて印加すべきサスティンパルスの数、つまり発光回数Ｋ１〜Ｋ１５の各々を以下の如く求める。

先ず、図６に示す如く、第２階調ではサブフィールドＳＦ１のサスティン行程Ｉのみでサスティン放電発光が為されるので、駆動制御回路１０は、上記回数Ｑ２を、そのままサブフィールドＳＦ１に割り当てるべき発光回数Ｋ１とする。又、第３階調駆動では、サブフィールドＳＦ１及びＳＦ２各々のサスティン行程Ｉのみでサスティン放電発光が為されるので、駆動制御回路１０は、上記回数Ｑ３から回数Ｑ２を減算したものをサブフィールドＳＦ２に割り当てるべき発光回数Ｋ２とする。同様にして、駆動制御回路１０は、上記回数Ｑ３〜Ｑ１６に基づき、以下の如くサブフィールドＳＦ３〜ＳＦ１５各々に割り当てるべき発光回数Ｋ３〜Ｋ１５を求める。

Ｋ３＝Ｑ４−Ｑ３
Ｋ４＝Ｑ５−Ｑ４
Ｋ５＝Ｑ６−Ｑ５
Ｋ６＝Ｑ７−Ｑ６
・
・
・
Ｋ１４＝Ｑ１５−Ｑ１４
Ｋ１５＝Ｑ１６−Ｑ１５
このように、図１に示されるプラズマディスプレイ装置においては、１フレーム（１フィールド）毎の映像信号における各輝度レベル毎の頻度を輝度レベルの小なる（又は大なる）順に順次加算して得られた累積輝度レベル頻度に基づき、各サブフィールドのサスティン行程に割り当てるべき発光回数を調整している。すなわち、低輝度レベルの頻度が高輝度レベルの頻度に比して大なる場合には、低輝度発光を担うサブフィールド各々に割り当てるべき発光回数を少なくし、その分だけ高輝度発光を担うサブフィールド各々に割り当てるべき発光回数を多くするのである。これにより、輝度レベル「０」〜「１０２３」なる全輝度範囲を夫々輝度範囲の異なる複数の輝度区分領域に分割した際に、低輝度な区分領域の発光を担当するサブフィールドの数を多くし、その分だけ高輝度区分領域の発光を担当するサブフィールドの数を少なくするのである。一方、高輝度レベルの頻度が低輝度レベルの頻度に比して大なる場合には、高輝度発光を担うサブフィールド各々に割り当てるべき発光回数を少なくし、その分だけ低輝度発光を担うサブフィールド各々に割り当てるべき発光回数を多くするのである。これにより、低輝度区分領域の発光を担当するサブフィールドの数を少なくし、その分だけ高輝度区分領域の発光を担当するサブフィールドの数を多くするのである。

例えば、低輝度レベルの頻度が大なる場合には、図８（ａ）に示す如く、低輝度区分領域ａの発光を担当するサブフィールドの数はＳＦ１〜ＳＦ１１の１１個となり、高輝度区分領域ｂの発光を担当するサブフィールドの数はＳＦ１２〜ＳＦ１５の４個となる。一方、低輝度レベルの頻度が小なる場合には、図８（ｂ）に示す如く、低輝度区分領域ａの発光を担当するサブフィールドの数はＳＦ１〜ＳＦ１０の１０個であり、高輝度区分領域ｂの発光を担当するサブフィールドの数はＳＦ１１〜ＳＦ１５の５個となる。

かかる駆動によれば、１フレームの画像中において頻度の低い輝度を担当するサブフィールドの数を少なくし、その分だけ頻度の高い輝度を担当するサブフィールドの数を多くできるので、人間の視覚特性に応じた良好な階調表現が為されるようになる。

ここで、更に、駆動制御回路１０は、上述した如く算出した発光回数Ｋ１〜Ｋ１５各々を以下の如く（１／γ）乗することにより修正ＳＦ区切値Ｘ１〜Ｘ１５を求める。

Ｘ１＝Ｋ１^(1/γ⁾
Ｘ２＝Ｋ２^(1/γ⁾
Ｘ３＝Ｋ３^(1/γ⁾
Ｘ４＝Ｋ４^(1/γ⁾
・
・
・
Ｘ１４＝Ｋ１４^(1/γ⁾
Ｘ１５＝Ｋ１５^(1/γ⁾
すなわち、これら修正ＳＦ区切値Ｘ１〜Ｘ１５にて示される輝度レベルが、図６に示す如き、互いに隣接するサブフィールドＳＦ同士の境界での輝度レベルとなる。

次に、駆動制御回路１０は、上記修正ＳＦ区切値Ｘ１〜Ｘ１５に基づき、図２に示す如き変換関数Ｙ１〜Ｙ１５を以下の如く求める。

Y1：PD1＝[(PDγ−0γ)・(64−0)／(X1γ−0)]＋0
Y2：PD1＝[(PDγ−X1γ)・(128−64)／(X2γ−X1γ)]＋64
Y3：PD1＝[(PDγ−X2γ)・(192−128)／(X3γ−X2γ)]＋128
Y4：PD1＝[(PDγ−X3γ)・(256−192)／(X4γ−X3γ)]＋192
Y5：PD1＝[(PDγ−X4γ)・(320−256)／(X5γ−X4γ)]＋256
Y6：PD1＝[(PDγ−X5γ)・(384−320)／(X6γ−X5γ)]＋320
Y7：PD1＝[(PDγ−X6γ)・(448−384)／(X7γ−X6γ)]＋384
Y8：PD1＝[(PDγ−X7γ)・(512−448)／(X8γ−X7γ)]＋448
Y9：PD1＝[(PDγ−X8γ)・(576−512)／(X9γ−X8γ)]＋512
Y10：PD1＝[(PDγ−X9γ)・(640−576)／(X10γ−X9γ)]＋576
Y11：PD1＝[(PDγ−X10γ)・(704−640)／(X11γ−X10γ)]＋640
Y12：PD1＝[(PDγ−X11γ)・(768−704)／(X12γ−X11γ)]＋704
Y13：PD1＝[(PDγ−X12γ)・(832−768)／(X13γ−X12γ)]＋768
Y14：PD1＝[(PDγ−X13γ)・(896−832)／(X14γ−X13γ)]＋832
Y15：PD1＝[(PDγ−X14γ)・(960−896)／(X15γ−X14γ)]＋896
そして、駆動制御回路１０は、画素データＰＤによって示される輝度レベルが、
０〜Ｘ１なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１、
Ｘ１〜Ｘ２なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ２、
Ｘ２〜Ｘ３なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ３、
Ｘ３〜Ｘ４なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ４、
Ｘ４〜Ｘ５なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ５、
Ｘ５〜Ｘ６なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ６、
Ｘ６〜Ｘ７なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ７、
Ｘ７〜Ｘ８なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ８、
Ｘ８〜Ｘ９なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ９、
Ｘ９〜Ｘ１０なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１０、
Ｘ１０〜Ｘ１１なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１１、
Ｘ１１〜Ｘ１２なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１２、
Ｘ１２〜Ｘ１３なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１３、
Ｘ１３〜Ｘ１４なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１４、
Ｘ１４〜Ｘ１５なる範囲内にある場合には変換関数Ｙ１５、
に従って輝度レベルの変換を実施させるべき変換特性信号ＣＨを生成し、これを輝度レベル変換回路２に供給する。

輝度レベル変換回路２は、互いに隣接する修正ＳＦ区切値Ｘ間の各々を上記変換関数Ｙ１〜Ｙ１５にてγ乗に曲線補間する図２に示す如き変換特性に従って、画素データＰＤを変換して得られた画素データＰＤ１を多階調化処理回路４に供給するのである。すなわち、修正ＳＦ区切値Ｘ間において、画素データＰＤによって示される輝度レベルをγ乗の曲線特性にて変換することにより、多階調化処理回路４にて切り捨てられた下位６ビットにて示される輝度レベルと、残りの上位４ビットにて示される輝度レベルとの境界を滑らかに連結させるのである。

よって、かかる輝度レベル変換によれば、表示輝度のリニアリティを更に向上させた良好な階調表現が為されるようになる。

尚、上記ＳＦ区切値生成回路８においては、累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃に基づいてＳＦ区切値Ｓ１〜Ｓ１５を逐次求めるようにしているが、ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃からなる各種系列毎にその系列に対応したＳＦ区切値Ｓ１〜Ｓ１５が対応づけして記憶されているメモリを搭載するようにしても良い。すなわち、ＳＦ区切値生成回路８は、累積演算回路３２から累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃が供給される度に、これらＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃からなる系列に対応したＳＦ区切値Ｓ１〜Ｓ１５を上記メモリから読み出して平均化回路９に供給するのである。

本発明による表示装置としてのプラズマディスプレイ装置の概略構成を示す図である。図１に示される輝度レベル変換回路２における変換特性の一例を示す図である。図１に示される駆動データ変換回路５におけるデータ変換テーブル、及び発光駆動パターンを示す図である。累積輝度レベル頻度ＡＣ₀〜ＡＣ₁₀₂₃の一例を示す図である。図１に示されるＰＤＰ１００を駆動する際の発光駆動シーケンスの一例を示す図である。各階調毎の発光パターン及び修正ＳＦ区切値Ｘ１〜Ｘ１５を示す図である。平均輝度レベルＡＰＬをサスティンパルス総数ＳＵＳに変換する際の変換特性の一例を示す図である。低輝度区分領域ａ及び高輝度区分領域ｂに対するサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１５の割り当ての一例を示す図である。

主要部分の符号の説明

２輝度レベル変換回路
８ＳＦ区切値生成回路
１０駆動制御回路
３１輝度レベル頻度データ生成回路
３２累積演算回路
１００ＰＤＰ

Claims

入力映像信号の１フレームの表示期間を夫々に発光期間が割り当てられている複数のサブフィールドで構成し、表示パネルの各画素を担う画素セル各々を、前記サブフィールド毎に発光せしめることにより階調表示を行う表示装置であって、
前記入力映像信号によって示される１フレーム毎の各輝度レベルの現出頻度を示す輝度レベル頻度を求める輝度レベル頻度生成手段と、
前記輝度レベル頻度を輝度レベルの大小順に沿って順に加算することにより各輝度レベルに対応する累積輝度レベル頻度を求める累積輝度レベル頻度生成手段と、
前記累積輝度レベル頻度に基づいて互いに隣接する前記サブフィールド各々が担う輝度レベルの区切値を生成し、前記区切値に基づいて夫々異なる輝度区分領域の各々に割り当てるべきサブフィールドの数を設定する制御手段と、
前記区切値に応じた変換特性に従って前記入力映像信号によって示される輝度レベルを変換する輝度レベル変換手段と、を備え、
前記変換特性は、互いに隣接する前記区切値間においてγ乗（γ＞１）の曲線変換特性を有することを特徴とする表示装置。
前記入力映像信号は、表示すべき画像を示す源映像信号にγ補正処理が施された信号であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記入力映像信号における１フレーム毎の平均輝度レベルを測定する平均輝度測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記平均輝度レベルに応じて１フレーム内において発光させるべき前記画素セルの総発光回数を求めると共に、前記区切値をγ乗した値を前記総発光回数によって正規化することにより前記サブフィールド毎の前記画素セルの発光回数を設定することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記制御手段は、前記累積輝度レベル頻度に対応づけして前記区切値を示す情報が予め記憶されているメモリを含み、前記累積輝度レベル頻度生成手段によって求められた前記累積輝度レベル頻度に対応した前記区切値を前記メモリから読み出すことにより前記サブフィールド各々が担う輝度レベルの区切値を取得することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記輝度レベル変換手段にて変換されたｎビットの映像信号に対して多階調化処理を施すことによりｍビット（ｎ＞ｍ）に圧縮する多階調化処理手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。