JPH10282929A

JPH10282929A - 階調表示方法

Info

Publication number: JPH10282929A
Application number: JP9090528A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Hashimoto; 康宣橋本; Seiichi Iwasa; 誠一岩佐; Nobuyoshi Kondo; 信義近藤; Kenji Ishiwatari; 健司石渡; Koichi Sakida; 康一崎田; Yasushi Yoneda; 靖司米田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: JP4023524B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表示対象の画像の明暗に係わらず階調の飛躍の
目立たない高品質の表示を実現することを目的とする。【解決手段】マトリクス表示デバイスの各表示素子に対
応した画像データの集合であるフレームＦを積分発光強
度の異なる複数のサブフィールドＳＦ１〜６に分割し、
サブフィールド単位で各表示素子の発光の有無を選択す
る階調表示において、フレームＦ毎に、フレームＦ中の
画像データの最大値Ｄｍａｘを検出し、検出された最大
値Ｄｍａｘと画像データの取り得るデータ値範囲の上限
値との比に応じて各サブフレームＳＦ１〜６の積分発光
強度ＴＳを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＤＰ（プラズマ
ディスプレイパネル）に好適な階調表示方法に関する。

【０００２】ＰＤＰは、液晶デバイスよりも動画表示に
適しており、カラー画面の実用化を機にテレビジョン映
像やコンピュータのモニターなどの用途に広く用いられ
るようになってきた。また、ハイビジョン用の大画面フ
ラット型デバイスとして注目されている。

【０００３】ＰＤＰによる表示の輝度は、単位時間当た
りの放電回数に依存する。したがって、マトリクス表示
の表示素子（セル）毎に１フレームの放電回数を適切に
設定することによって中間調の再現が行われる。カラー
表示は階調表示の一種であって、３原色の輝度比を変え
ることによって実現される。

【０００４】

【従来の技術】マトリクス表示形式のＡＣ型ＰＤＰにお
いては、帯電状態を均一にするリセットに続いて表示内
容に応じた帯電状態を形成するライン順次のアドレッシ
ングが行われ、その後に壁電荷を利用して周期的に放電
を生じさせるサステインが行われる。放電周期を短くす
れば、見かけの上で連続した発光状態が得られる。表示
の輝度は、サステイン期間における発光量の総和である
“積分発光強度”に依存する。通常、放電周期を規定す
るサステインパルスの周波数は一定とされ、輝度に応じ
てサステイン期間の長さ（すなわち放電回数）が設定さ
れる。

【０００５】ＰＤＰの階調表示方法としては、１フレー
ムを放電回数の重み付けをした複数のサブフィールドで
構成し、サブフィールド毎にアドレッシングを行って１
フレームの総放電回数を設定する方法が広く知られてい
る（特開平４−１９５１８８号）。例えば６個のサブフ
ィールドを設け、それらのサステイン期間の長さの比を
１：２：４：８：１６：３２とする。すなわち、各サブ
フィールドに対して公比が「２」の等比数列を用いたい
わゆる“バイナリーの重み付け”を行う。これにより、
階調レベルが「０」〜「６３」の６４階調の表示が可能
となる。サブフィールドの個数を増大すれば、階調数も
増大する。例えばサブフィールド数を７とすれば１２８
階調を実現することができる。ただし、テレビジョン表
示に代表される通常の用途では、フレーム周期が規定さ
れているので、少なくとも「１回のアドレッシング時間
とサブフィールド数との積がフレーム周期より短い」と
いう条件を満足しなければならない。

【０００６】ところで、コンピュータやテレビジョン受
信回路などからＰＤＰの駆動回路に入力される画像デー
タの階調数が、ＰＤＰで再現可能な階調数より大きい場
合には、駆動回路内で階調変換が行われる。その簡便な
手法として、例えば８ビット２５６階調の画像データか
らなるフレームを６４階調のＰＤＰで再現する場合に、
８ビットのうちの上位側の６ビットのみを６個のサブフ
ィールドに対応づけ、残りの２ビットを無効とするもの
がある。この手法を用いた場合、元の階調範囲（０〜２
５５）を６４分割した各区画に属する４段階の階調レベ
ルが、変換によって同一の階調レベルとなる。このた
め、特に暗い画像において階調の飛躍が目立ってしま
う。そこで、従来において、画像データの最大値に応じ
て各サブフィールドのサステイン期間の長さを段階的に
変更する階調表示方法が提案されている（特開平８−２
０２３１１号）。

【０００７】図８は従来の階調表示方法を示す図、図９
は従来の階調変換特性を示すグラフである。入力画像に
おいて８ビットの画像データの最上位ビット（ＭＳＢ）
が「１」の画素が存在する場合、つまり、フレーム中の
画像データの最大値が１０進数表示の１２８〜２５５の
範囲内の値である場合には、６個のサブフィールドＳＦ
１〜６のサステイン期間ＴＳの長さの比を１２８：６
４：３２：１６：８：４として６４階調の表示を行う。
アドレス期間ＴＡの長さはサステイン期間ＴＳの長さに
係わらず一定である。図９のように出力階調の１段階は
入力階調の４段階に対応する。

【０００８】ＭＳＢが「１」の画素は存在せず且つ第２
ビットが「１」の画素が存在する場合、つまり、画像デ
ータの最大値が６４〜１２７の範囲内の値である場合に
は、６個のサブフィールドＳＦ１〜６のサステイン期間
ＴＳの長さの比を６４：３２：１６：８：４：２として
６４階調の表示を行う。最終のサステイン期間ＴＳの終
了からフレーム期間の終了までの期間は、実質的に駆動
を行わない休止期間ＴＰとする。出力階調の１段階は入
力階調の２段階に対応する。

【０００９】そして、ＭＳＢ及び第２ビットがともに
「１」の画素が存在しない場合、つまり、画像データの
最大値が６３以下である場合には、６個のサブフィール
ドのサステイン期間の長さの比を３２：１６：８：４：
２：１として６４階調の表示を行う。出力階調の１段階
は入力階調の１段階に対応する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の階調表示方法で
は、画像データの最大値が表示可能な最大階調数（上述
の例では６４）より大きい場合に、最大値によっては実
質の階調数が表示可能な最大階調数より大幅に小さくな
り、階調の飛躍が目立ってしまう。例えば、最大値が２
５５のときの実質の階調数は６４であるが、最大値が２
００のときには実質の階調数が５０になってしまう。階
調の飛躍は、特に映画などの画面が徐々に暗くなるフェ
ードアウト場面において目立つ。

【００１１】本発明は、表示対象の画像の明暗に係わら
ず階調の飛躍の目立たない高品質の表示を実現すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】フレームを構成するＮ
（Ｎ≧２）個のサブフィールドのそれぞれの積分発光強
度Ｌを無段階に変化させる。詳しくは、サブフィールド
の積分発光強度Ｌを、そのサブフィールドの最大積分発
光強度Ｌｍａｘに対する割合が、表示対象を示すのＮビ
ットの画像データＤの取り得る上限値Ｄｆｕｌｌ（＝２
^N−１）に対するフレーム中の画像データの最大値Ｄｍ
ａｘの割合と実質的に一致するように、フレーム毎に設
定する。積分発光強度Ｌは次式で表される。

【００１３】Ｌ＝Ｌｍａｘ・（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）このような積分発光強度Ｌの設定は、例えば最大値Ｄｍ
ａｘを入力とするルックアップテーブルを用いることに
よって実現できる。最大値Ｄｍａｘがサブフィールド数
で定まる階調数より大きいときのみに積分発光強度Ｌを
変化させるようにすれば、テーブルのデータ容量を低減
できる。

【００１４】積分発光強度Ｌを発光期間の長さの設定に
よって変化させる場合、フレーム中の画像データの最大
値Ｄｍａｘが所定値以下のときには、最大値Ｄｍａｘが
上限値Ｄｆｕｌｌであるときよりもサブフィールド数を
多くすることができる。つまり、フレーム毎にサブフィ
ールド数を最適化する。

【００１５】請求項１の発明の方法は、ＰＤＰのように
２値の発光制御が可能な表示素子からなるマトリクス表
示デバイスによる画面表示に際して、各表示素子に対応
した画像データの集合であるフレームを積分発光強度の
異なる複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド
単位で各表示素子の発光の有無を選択する階調表示方法
であって、フレーム毎に、フレーム中の画像データの最
大値を検出し、検出された最大値と画像データの取り得
るデータ値範囲の上限値との比に応じて前記各サブフレ
ームの積分発光強度を設定するものである。

【００１６】請求項２の発明の方法は、フレーム毎に、
フレーム中の画像データの最大値を検出し、検出された
最大値がサブフレーム数で定まる階調数以上であるとき
には、検出された最大値と画像データの取り得るデータ
値範囲の上限値との比に応じて前記各サブフレームの積
分発光強度を設定し、検出された最大値が前記階調数よ
り小さいときには、検出された最大値に係わらず、前記
各サブフレームの積分発光強度として前記階調数と前記
上限値との比に応じた一定強度を設定するものである。

【００１７】請求項３の発明の方法は、フレーム毎に、
フレーム中の画像データの最大値を検出し、検出された
最大値に応じて前記サブフレームの個数を設定するとと
もに、検出された最大値と画像データの取り得るデータ
値範囲の上限値との比に応じて前記各サブフレームの積
分発光強度を設定するものである。

【００１８】請求項４の発明の方法は、積分発光強度の
設定値が最低強度値未満となるサブフレームの表示期間
を、期間の全体にわたって放電を生じさせない休止期間
とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るプラズマ表示
装置１００の構成図である。プラズマ表示装置１００
は、マトリクス形式のカラー表示デバイスであるＡＣ型
のＰＤＰ１と、画面（スクリーン）を構成する多数のセ
ルを選択的に点灯させるための駆動ユニット８０とから
構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピ
ュータシステムのモニターなどとして利用される。

【００２０】ＰＤＰ１は、一対のサステイン電極Ｘ，Ｙ
が平行配置された面放電形式のＰＤＰであり、各セルに
サステイン電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが対応する３
電極構造の電極マトリクスを有している。サステイン電
極Ｘ，Ｙは表示のライン方向に延び、一方のサステイン
電極Ｙはアドレッシングに際してライン単位にセルを選
択するためのスキャン電極として用いられる。アドレス
電極Ａは、列単位にセルを選択するためのデータ電極で
あり、列方向に延びている。

【００２１】駆動ユニット８０は、コントローラ８１、
フレームメモリ８２、変換ＲＯＭ８３、サブフィールド
メモリ８４、最大値検出回路８５、輝度設定ＲＯＭ８
６、Ｘドライバ回路８７、Ｙドライバ回路８８、及びア
ドレスドライバ回路８９を有している。駆動ユニット８
０には外部装置から画素の色を特定するＲＧＢの各色の
輝度レベル（階調レベル）を示す１色当たりＮビットの
画像データＤが、各種の同期信号とともに入力される。

【００２２】画像データＤは、フレームメモリ８２に一
旦格納されるとともに、最大値検出回路８５に入力され
る。最大値検出回路８５は、１フレーム分の各セルの画
像データＤの値を比較し、フレーム内での画像データＤ
の最大値Ｄｍａｘを検出する。この検出動作はフレーム
毎に行われる。検出された最大値Ｄｍａｘは、本発明に
特有の階調表示のための情報としてコントローラ８１、
変換ＲＯＭ８３、及び輝度設定ＲＯＭ８６に与えられ
る。最大値Ｄｍａｘの入力に同期して、変換ＲＯＭ８３
に対してフレームメモリ８２から該当フレームの画像デ
ータＤが転送される。

【００２３】変換ＲＯＭ８３は、点灯させるサブフィー
ルドの組合せを設定するルックアップテーブル方式のデ
ータ変換手段であり、最大値Ｄｍａｘと画像データＤと
に応じたＭビット（Ｍ≦Ｎ）のサブフィールドデータＤ
ｓｆを出力する。サブフィールドデータＤｓｆはサブフ
ィールドメモリ８４に格納される。サブフィールドデー
タＤｓｆの各ビットの値は、階調表示のためのサブフィ
ールドにおけるセルの発光の要否を示す情報である。

【００２４】輝度設定ＲＯＭ８６は、最大値Ｄｍａｘの
入力に呼応して、最大値Ｄｍａｘと画像データＤの取り
得る上限値Ｄｆｕｌｌとの比ａ（＝Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌ
ｌ）に応じた重みデータＤｗをコントローラ８１に出力
する。コントローラ８１は、輝度設定ＲＯＭ８６からの
重みデータＤｗに応じて１フレームの構成するＭ個のサ
ブフィールドのそれぞれのサステインパルス数を調整す
ることによって、各サブフィールドの積分発光強度Ｌを
設定する。例えば、最大値Ｄｍａｘが上限値Ｄｆｕｌｌ
の１／２（ａ＝０．５）の場合には、積分発光強度Ｌを
最大値Ｄｍａｘが上限値Ｄｆｕｌｌであるときの強度の
１／２又はそれに近い値となるように、Ｘドライバ回路
８７及びＹドライバ回路８８を制御する。

【００２５】Ｘドライバ回路８７はサステイン電極Ｘに
駆動電圧を印加し、Ｙドライバ回路８８はサステイン電
極Ｙに駆動電圧を印加する。アドレスドライバ回路８９
は、サブフィールドデータＤｓｆに応じてアドレス電極
Ａに駆動電圧を印加する。

【００２６】図２はＰＤＰ１の内部構造を示す斜視図で
ある。ＰＤＰ１において、サステイン電極Ｘ，Ｙは、そ
れぞれが透明導電膜４１と金属膜（バス導体）４２とか
らなり、前面側のガラス基板１１の内面に配列されてい
る。これらサステイン電極Ｘ，Ｙを被覆する誘電体層
（低融点ガラス）１７の表面には保護膜（ＭｇＯ）１８
が設けられている。アドレス電極Ａは、背面側のガラス
基板２１の内面に配列されている。各アドレス電極Ａの
間に平面視直線状の隔壁２９が１つずつ設けられ、これ
らの隔壁２９によって放電空間３０がライン方向にサブ
ピクセル（単位発光領域）ＥＵ毎に区画されている。そ
して、アドレス電極Ａの上部及び隔壁２９の側面を含め
て背面側の壁面を被覆するように、カラー表示のための
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体層２８が設けられている。蛍
光体層２８は、放電で生じた紫外線によって局部的に励
起されて所定色の可視光を放つ。マトリクス表示の１ラ
インにはサステイン電極対１２が対応し、１列には１本
のアドレス電極Ａが対応する。１ピクセルＥＧはライン
方向に並ぶＲ，Ｇ，Ｂの３つのサブピクセルＥＵからな
る。１つのサブピクセルＥＵに対応する構造体がセルで
ある。例えば、１フレームを６個のサブフィールドに分
割する場合、ＲＧＢの各色毎に「０」から「６３」まで
の６４段階の輝度設定を行うことができ、６４³色の表
示が可能である。

【００２７】図３は駆動シーケンスの一例を示す印加電
圧波形図である。サブフィールドＳＦに割り当てられる
表示期間は、リセット期間ＴＲ、アドレス期間ＴＡ、及
びサステイン期間ＴＳに分かれる。リセット期間ＴＲ及
びアドレス期間ＴＡの長さは固定であるが、サステイン
期間ＴＳの長さは輝度の重みによって異なり且つ上述の
とおりフレーム毎に最大値Ｄｍａｘに応じて調整され
る。

【００２８】リセット期間ＴＲは、それ以前の点灯状態
の影響を防ぐため、有効表示領域の壁電荷の消去（全面
消去）を行う期間である。書込みパルスＰｗの立上がり
に呼応して全てのラインで強い面放電が生じ、誘電体層
１７に壁電荷が蓄積する。しかし、書込みパルスＰｗの
立下がりに呼応して、壁電荷によるいわゆる自己放電が
生じ、誘電体層１７の壁電荷が消失する。パルスＰａｗ
は背面側内壁面の帯電を抑えるために印加される。

【００２９】アドレス期間ＴＡは、ライン順次のアドレ
ッシングを行う期間である。サステイン電極Ｘを接地電
位に対して正電位Ｖａｘにバイアスし、全てのサステイ
ン電極Ｙを負電位Ｖｓｃにバイアスする。この状態で、
先頭のラインから１ラインずつ順に各ラインを選択し、
サステイン電極Ｙに負極性のスキャンパルスＰｙを印加
する。ラインの選択と同時に、サブフィールドデータＤ
ｓｆが示す点灯すべきセルに対応したアドレス電極Ａに
対して、波高値Ｖａの正極性のアドレスパルスＰａを印
加する。選択されたラインにおいて、アドレスパルスＰ
ａの印加されたセルでは、サステイン電極Ｙとアドレス
電極Ａとの間の対向放電が起こり、壁電荷が生じる。サ
ステイン電極ＸがアドレスパルスＰａと同極性の電位に
バイアスされているので、そのバイアスでアドレスパル
スＰａが打ち消され、サステイン電極Ｘとアドレス電極
Ａとの間では放電は起きない。

【００３０】サステイン期間ＴＳは、階調レベルに応じ
た輝度を確保するために、アドレッシングによって設定
された点灯状態を維持する期間である。対向放電を防止
するためアドレス電極Ａを正極性の電位にバイアスし、
最初に全てのサステイン電極Ｙに波高値Ｖｓの正極性の
サステインパルスＰｓを印加する。その後、サステイン
電極Ｘとサステイン電極Ｙとに対して、交互にサステイ
ンパルスＰｓを印加する。サステインパルスＰｓの印加
毎に、アドレス期間ＴＡの終了時点で適切な壁電荷の存
在したセルで面放電が生じる。

【００３１】次に、プラズマ表示装置１００における階
調表示を具体的に説明する。以下では、画像データＤの
ビット数Ｎを「８」とする。すなわち、画像データＤの
取り得るデータ値範囲の上限値Ｄｆｕｌｌを「２５５」
とする。また、便宜的にリセット期間ＴＲをアドレス期
間ＴＡの一部とみなしてフレーム構成を図示する。

【００３２】図４は第１の階調表示方法を示す図であ
る。駆動ユニット８０に入力されるフレームに１つのフ
ィールドＦを対応づける。ただし、テレビジョンのよう
にインタレース形式で走査された画像を再生する場合に
は、１つのフレームに対して２つのフィールドＦを割り
当てる。

【００３３】階調表示を行うために、フィールドＦを６
個のサブフィールドＳＦ１，ＳＦ２，ＳＦ３，ＳＦ４，
ＳＦ５，ＳＦ６に分割する。そして、視覚によって点灯
／非点灯を識別できる最低の積分発光強度を「１」とし
て、画像データＤの取り得る２５６個の全ての値又は
「０」を除く２５５個の値のそれぞれについて、各サブ
フィールドＳＦ１〜６の積分発光強度の重み付けを行
う。つまり、輝度設定ＲＯＭ８６のデータ内容を決め
る。

【００３４】上限値Ｄｆｕｌｌ（＝２５５）に対する各
サブフィールドＳＦ１〜６の重みを、順に例えば「１２
８」「６４」「３２」「１６」「８」「４」とする。他
の値ｊ（＝２５４〜０）については、その値ｊの上限値
Ｄｆｕｌｌに対する比ａ（＝ｊ／Ｄｍａｘ）と上限値Ｄ
ｆｕｌｌの重みとの積を、サブフィールドＳＦ１〜６の
重みとする。例えばサブフィールドＳＦ１の重みは１２
８×ａとなる。積が「１」未満のときは「０」とする。
なお、厳密に数式どおりに重みを設定する必要はなく、
６個のサブフィールドＳＦ１〜６の全てを点灯させたと
きの積分発光強度と最大積分発光強度との比が概ね比ａ
と一致するように設定すればよい。

【００３５】そして、最大値Ｄｍａｘ毎の画像データＤ
に応じたサブフィールドＳＦ１〜６の組合せを定め、そ
の組合せをサブフィールドデータＤｓｆとして変換ＲＯ
Ｍ８３に格納しておく。これにより、例えば最大値Ｄｍ
ａｘが「２００」のフィールド（フレーム）Ｆの表示に
際して、「１０１」「５１」「２５」「１３」「７」
「３」の重み付けが適用され、「０」〜「２００」の画
像データＤのそれぞれについて、その値に応じたサブフ
ィールドデータＤｓｆに基づいて各サブフィールドＳＦ
１〜６における点灯の要否が設定される。つまり、６４
階調の表示が行われる。従来では、この最大値Ｄｍａｘ
が「２００」のフレームに対して、「２５５」のフレー
ムと同一の重み付けが適用されていたので、実質的に５
０階調となっていた。

【００３６】なお、図では最大値Ｄｍａｘとサステイン
期間ＴＳの長さとの関係を明瞭とするため、各サブフィ
ールドＳＦ１〜６の表示開始タイミングが固定である
が、これに限定されない。例えば、サブフィールドＳＦ
１のサステイン期間ＴＳの終了後に直ちに次のサブフィ
ールドＳＦ２のアドレッシングを開始するというように
各サブフィールドＳＦ１〜６の表示を連続的に行い、最
後のサブフィールドＳＦ６のサステイン終了から次のフ
ィールドＦの表示開始までを休止期間ＴＰとしてもよ
い。休止期間ＴＰをまとめるのである。また、必ずしも
各サブフィールドＳＦ１〜６を輝度の重みの順に表示す
る必要はなく、適宜並べ替えてもよい。

【００３７】図５は第２の階調表示方法を示す図であ
る。フィールドＦを６個のサブフィールドＳＦ１〜６に
分割する。画像データＤの取り得る値のうちの「２５
５」〜「６３」の範囲の値については、図４の方法と同
様に各サブフィールドＳＦ１〜６の積分発光強度の重み
付けを行う。「６２」以下の値については値「６３」と
同一の重み付けとする。そして、「２５５」〜「６４」
の範囲の値については、その値に応じたサブフィールド
ＳＦ１〜６の組合せを定め、その組合せをサブフィール
ドデータＤｓｆとして変換ＲＯＭ８３に格納しておき、
「６３」以下の値については、画像データＤの下位側６
ビットをそのままサブフィールドデータＤｓｆとして用
いるようにする。これにより、変換ＲＯＭ８３及び輝度
設定ＲＯＭ８６の小容量化を図ることができる。

【００３８】図６は第３の階調表示方法を示す図であ
る。図４の方法と同様に画像データＤの値毎に各サブフ
ィールドＳＦ１〜６の重み付けを行い、輝度設定ＲＯＭ
８６及び変換ＲＯＭ８３のデータ内容を定める。本方法
の特徴は、重み付けの計算に際して積分発光強度が
「１」未満となったサブフィールドの表示期間の全体を
休止期間ＴＰとすることである。積分発光強度が「１」
未満であってサステインパルスＰｓを印加しないにも係
わらず、すなわちサステイン期間ＴＳが実質的に休止期
間ＴＰであるにも係わらず、アドレス期間ＴＡ（ここで
はリセット期間ＴＲを含む）で通常どおりの駆動をして
放電を生じさせると、その不要の放電で表示のコントラ
ストが低下してしまう。したがって、アドレス期間ＴＡ
を休止期間ＴＰとするのである。図３に例示した書込み
アドレス方式では、リセット期間ＴＲで強い発光が生じ
るので、特にリセット期間ＴＲを休止期間ＴＰとする意
義は大きい。

【００３９】ここで、サブフィールド数（フレーム分割
数）及び各サブフィールドの輝度の設定要領を説明す
る。まず、表示輝度の分解能について考える。表示の最
大輝度をＬ０とし、画像データＤの階調レべルの１段階
分に相当するスクリーン上の輝度レべルをλとすると、
λ＝Ｌ０／Ｄｆｕｌｌである。重みの最も小さいサブフ
ィールドの輝度がλ以下であれば、画像データＤ（入力
画像）の階調を再現するための十分な輝度レベルの分解
能があることになる。基本的に各サブフィールドの輝度
は２の巾乗系列であるので、重みの最も小さいサブフィ
ールドの輝度がλ／２以下であると、重みの小さい方か
ら２番目のサブフィールドの輝度はλ以下となり、重み
の最も小さいサブフィールドが不要となる。逆に重みの
最も小さいサブフィールドの輝度がλ／２より大きいと
きは、２番目のサブフィールドＳＦ５の輝度はλより大
きい値となるので、それより重みの小さいサブフィール
ドが必要である。

【００４０】次に、実現可能な輝度について考える。０
（すなわちサステイン期間で放電を生じさせない場合）
以外の実現可能な最低輝度をＬｍｉｎとする。実際の輝
度としては、計算上の設定値に最も近い実現可能な値を
設定する。つまり、計算上の設定値がＬｍｉｎ／２以下
であれば、実際の設定輝度が０となり、そのサブフィー
ルドＳＦは不要となる。したがって、最も重みの小さい
サブフィールドの輝度がＬｍｉｎ／２より大きくなるよ
うにサブフィールド数を設定すればよい。

【００４１】これらの条件をまとめると、最も重みの小
さいサブフィールドの輝度がλ／２、Ｌｍｉｎ／２の両
方よりも大きくなるようにサブフィールド数を設定すれ
ばよいことになる。サブフィールド数をｍとすると、最
大値Ｄｍａｘ＞０の場合（Ｄｍａｘ＝０の場合は後述）
には、サブフィールドの輝度は、２^m-i（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０／（２^m−１）ｉ：サブフィールドの番号となる。ｍ番目のサブフィールドの輝度である最低輝度
は、（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０／（２^m−１）である。不要なサブフィールドが生じないための条件
は、ｍ＜ｌｏｇ₂（２Ｄｍａｘ＋１）且つｍ＜ｌｏｇ₂〔２（Ｌ０／Ｌｍｉｎ）（Ｄｍａｘ／Ｄｆ
ｕｌｌ）＋１〕である。したがって、サブフィールド数Ｍとして、これ
らの不等式及びＭ≦ｍを満たす最大の整数が設定され
る。Ｄｍａｘ＝０のときは、フィールドＦの全ての画像
データＤが「０」であるので、全てのサブフィールドＳ
Ｆ１〜Ｍを点灯させる必要がない。すなわちＭ＝０であ
る。

【００４２】このようにして決定したサブフィールド数
Ｍの各サブフィールドＳＦ１〜Ｍの輝度Ｌ（ｉ）はＬ（ｉ）＝２^M-iＬ_Dmax／（２^M−１）Ｌ_Dmax：（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０ただし、Ｄｍ
ａｘ＞０である。Ｄｍａｘ＝０の場合は駆動を休止するので輝度
の設定は不要である。

【００４３】図７は第４の階調表示方法を示す図であ
る。この方法は、フィールドＦにおける画像データＤの
最大値Ｄｍａｘに応じて、サブフィールド数を増減する
ものである。この方法においても、サブフィールドの重
み付けについては、基本的には上述の各方法と同様にフ
ィールドＦの画像データＤの最大値Ｄｍａｘが上限値Ｄ
ｆｕｌｌであるときの積分発光強度を最大とし、最大値
Ｄｍａｘが小さくなるにつれて積分発光強度を小さくす
る。

【００４４】積分発光強度を小さくするにつれて、サス
テイン期間ＴＳが短くなり、１フィールドの表示期間の
中で休止期間ＴＰの占める割合が増加する。休止期間Ｔ
Ｐの合計時間が、１回のアドレッシングの所要時間と最
短の有効サステイン時間との和以上に達すると、サブフ
ィールド数（階調数）を増加することができる。例え
ば、１フィールドの表示期間が１６．７ｍｓ、上限値Ｄ
ｆｕｌｌに対応したサブフィールド数が６、アドレス期
間（リセット期間ＴＲを含む）が２ｍｓ、上限値Ｄｆｕ
ｌｌに対応したサステイン期間ＴＳの合計が４．７ｍ
ｓ、上限値Ｄｆｕｌｌに対応した休止期間ＴＰが０ｍｓ
である場合、最短の有効サステイン時間を約７０μｍと
すると、休止期間ＴＰが２．７ｍｓ以上になれば、サブ
フィールド数を１つ増やすことができる。

【００４５】図７の例では、最大値Ｄｍａｘが「２５
５」〜「２１７」のときには、サブフィールド数が６と
され、最大値Ｄｍａｘが「２１６」のときにサブフィー
ルド数が７とされている。最大値Ｄｍａｘがさらに短い
ときに、サブフィールド数を８以上とすることも可能で
ある。ただし、最も重みの小さいサブフィールドのサス
テイン期間ＴＳの長さを最小輝度に対応する下限値以上
とする必要がある。また、画像データＤのビット数Ｎ
（ここでは８）よりもサブフィールド数を大きくするこ
とは意味がない。出力階調数が入力階調数を越えてしま
い、表示分解能が過大となるからである。

【００４６】本表示方法においても、サステインを行わ
ないサブフィールドについては、アドレッシングを取り
止め（表示期間を休止期間ＴＰとし）、コントラストを
高めるのが望ましい。最大値Ｄｍａｘが「６４」以下の
ときには、図５の方法と同様にサブフィールドの重み付
けを一定とすることによって、ルックアップテーブルの
小容量化を図ることができる。

【００４７】次に、サブフィールド数の設定を定式化す
る。最大値Ｄｍａｘが上限値Ｄｆｕｌｌであるときの各
サブフィールドの輝度の合計（最高輝度）をＬ０、フィ
ールドの表示期間の長さをＦ、アドレス期間ＴＡの長さ
をＡとする。サブフィールド数がｍのとき、各サブフィ
ールドの輝度Ｌ（ｉ）は、Ｌ（ｉ）＝２^m-i（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０／（２
^m−１）で表される。ここで、サステイン期間ＴＳの長さをＢ
（ｉ，ｍ，Ｄｍａｘ）とする。サブフィールド数Ｍは、

【００４８】

【数１】

【００４９】を満たす最大の整数として決定される。実
際には各最大値Ｄｍａｘに対するサブフィールド数Ｍを
予め計算しておき、上述したとおりルックアップテーブ
ル形式で画像データＤに応じてフィールド構成を設定す
る。

【００５０】サブフィールド数Ｍの各サブフィールドＳ
Ｆ１〜Ｍの輝度Ｌ（ｉ）はＬ（ｉ）＝２^M-iＬ_Dmax／（２^M−１）Ｌ_Dmax：（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０である。

【００５１】

【発明の効果】請求項１乃至請求項４の発明によれば、
表示対象の画像の明暗に係わらず階調の飛躍の目立たな
い高品質の表示を実現することができる。

【００５２】請求項２の階調変換のためのデータ処理の
負担を軽減することができ、特に階調変換をルックアッ
プテーブルによって行う場合にテーブルのデータ容量の
低減を図ることができる。

【００５３】請求項３の発明によれば、暗い画像の階調
数を増大することができる。請求項４の発明によれば、
不要の発光を防止してコントラストを高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ表示装置の構成図であ
る。

【図２】ＰＤＰの内部構造を示す斜視図である。

【図３】駆動シーケンスの一例を示す印加電圧波形図で
ある。

【図４】第１の階調表示方法を示す図である。

【図５】第２の階調表示方法を示す図である。

【図６】第３の階調表示方法を示す図である。

【図７】第４の階調表示方法を示す図である。

【図８】従来の階調表示方法を示す図である。

【図９】従来の階調変換特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ＰＤＰ（マトリクス表示デバイス）Ｄ画像データＦフィールド（フレーム）ＳＦ１〜６サブフィールドＤｍａｘ最大値ＴＰ休止期間

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２値の発光制御が可能な表示素子からなる
マトリクス表示デバイスによる画面表示に際して、各表
示素子に対応した画像データの集合であるフレームを積
分発光強度の異なる複数のサブフィールドに分割し、サ
ブフィールド単位で各表示素子の発光の有無を選択する
階調表示方法であって、フレーム毎に、フレーム中の画像データの最大値を検出
し、検出された最大値と画像データの取り得るデータ値
範囲の上限値との比に応じて前記各サブフレームの積分
発光強度を設定することを特徴とする階調表示方法。
【請求項２】２値の発光制御が可能な表示素子からなる
マトリクス表示デバイスによる画面表示に際して、各表
示素子に対応した画像データの集合であるフレームを積
分発光強度の異なる複数のサブフィールドに分割し、サ
ブフィールド単位で各表示素子の発光の有無を選択する
階調表示方法であって、フレーム毎に、フレーム中の画像データの最大値を検出
し、検出された最大値がサブフレーム数で定まる階調数
以上であるときには、検出された最大値と画像データの
取り得るデータ値範囲の上限値との比に応じて前記各サ
ブフレームの積分発光強度を設定し、検出された最大値
が前記階調数より小さいときには、検出された最大値に
係わらず、前記各サブフレームの積分発光強度として前
記階調数と前記上限値との比に応じた一定強度を設定す
ることを特徴とする階調表示方法。
【請求項３】２値の発光制御が可能な表示素子からなる
マトリクス表示デバイスによる画面表示に際して、各表
示素子に対応した画像データの集合であるフレームを積
分発光強度の異なる複数のサブフィールドに分割し、サ
ブフィールド単位で各表示素子の発光の有無を選択する
階調表示方法であって、フレーム毎に、フレーム中の画像データの最大値を検出
し、検出された最大値に応じて前記サブフレームの個数
を設定するとともに、検出された最大値と画像データの
取り得るデータ値範囲の上限値との比に応じて前記各サ
ブフレームの積分発光強度を設定することを特徴とする
階調表示方法。
【請求項４】積分発光強度の設定値が最低強度値未満と
なるサブフレームの表示期間を、期間の全体にわたって
放電を生じさせない休止期間とする請求項１又は請求項
３記載の階調表示方法。