(57)【要約】【課題】同じ駆動データの総階調数で表示する際、駆動条件を変更することによって輝度ステップを最適化し、高階調と認識される表示を実現する画像表示装置ならびに駆動方法を提供する。【解決手段】駆動データに対する輝度の刺激値が等間隔に近づけるように駆動条件を決定する。駆動条件として、パルス幅変調に用いる基準クロックの周波数を、駆動データの低階調領域において、高階調領域よりも高くなるように変更する。これにより輝度の増分が低階調領域では少なく、高階調領域では多くなる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子と、入力される駆動データに基づいて変調した変調信号を発生する変調回路と、を有しており、前記表示素子は前記変調信号が印加されることによって輝度階調表示を行う画像表示装置であって、
前記変調回路は、前記入力される駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するものであり、
更に、前記変調回路の前段に、入力されるデータを変換して前記駆動データとなる出力信号を出力する駆動データ変換部を有しており、該駆動データ変換部から出力される前記信号の総階調数は前記駆動データ変換部に入力されるデータの総階調数よりも小さいことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記駆動データ変換部の前段に、信号処理回路を有しており、該信号処理回路によって信号処理が行われた信号が前記駆動データ変換部に入力されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記信号処理回路は、該信号処理回路に入力される信号に対して、色調整処理を行う回路である請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記信号処理回路は、該信号処理回路に入力される信号であって、複数の前記表示素子のうちの所定の表示素子に対応する信号を、他の表示素子に対応する信号に基づいて補正する回路である請求項２もしくは３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記駆動データ変換部は、入力されるデータと表示輝度とが所望の関係になるように入力されるデータを変換して出力するものである請求項２乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記駆動データ変換部は、入力されるデータが指示する輝度で表示されるように、入力されるデータを変換するものである請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記信号処理回路の前段に設けた非線形変換部を有しており、該非線形変換部は、該非線形変換部に入力される信号に対して、該信号の発信者が該信号を得るために行った非線形変換を緩和する非線形変換を施すものであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
表示素子と、入力される駆動データに基づいて変調した変調信号を発生する変調回路と、を有しており、前記表示素子は前記変調信号が印加されることによって輝度階調表示を行う画像表示装置であって、
前記変調回路は、前記入力される駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の高階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するものであり、
更に、前記変調回路の前段に、入力されるデータを変換して前記駆動データとなる出力信号を出力する駆動データ変換部と、
前記駆動データ変換部の前段に設けた信号処理回路と、
前記信号処理回路の前段に設けた非線形変換部と、
を有しており、
前記非線形変換部は、該非線形変換部に入力される信号に対して、該信号の発信者が該信号に得るために行った非線形変換を緩和する非線形変換を施すものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
前記変調回路に変調信号のパルス幅、又はパルス幅および波高値遷移の少なくともいずれかを制御するために特定の周期で周波数が変化する基準クロックを供給するクロック供給回路を有しており、
前記変調回路は、前記基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅、又はパルス幅および波高値遷移の少なくともいずれかを制御するものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記変調回路は、前記基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅を制御するものであり、
前記基準クロックの周波数は、前記計数値の小さな領域における周波数と、該計数値の大きな領域における周波数とが異なることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記変調回路は、入力される駆動データに基づいて、パルス幅変調と波高値変調とを組み合わせた波高値変調優先型組み合わせ変調を行うものであることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記変調回路は、基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅を制御するものであり、かつ、該パルス幅の制御によるパルス幅変調と前記表示素子を異なるＯＮ状態にする少なくとも２つの波高値を選択する波高値変調とを組み合わせた波高値変調優先型組み合わせ変調を行うものであり、かつ、波高値が階段状に変化する変調信号を出力するものであり、かつ、前記基準クロックの周波数は段階的に切り替わるものであり、
更に、前記基準クロックの周波数が切り替わる部分の前後に前記変調信号の波高値が階段状に変化する部分が位置することによる階調性のばらつきを補正する補正回路を有する請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記変調回路は、入力される駆動データに基づいて、パルス幅変調と前記表示素子を異なるＯＮ状態にする少なくとも２つの波高値を選択する波高値変調とを組み合わせたパルス幅変調優先型組み合わせ変調を行うものであり、前記２つの波高値の一方は前記所定の階調領域における前記駆動データの増分に対応した変調信号の波高値増加部分の波高値として用いるものであり、他方は前記高階調領域における前記駆動データの増分に対応した変調信号の波高値増加部分の波高値として用いるものである請求項１乃至９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値がそれぞれが前記表示素子の異なるＯＮ状態に対応する少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、所定波高値Ａｋ（但し、ｋは２以上ｎ以下の整数）まで立ち上がる部分を有する前記変調信号の波形は、波高値Ａ１から波高値Ａｋ−１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て前記所定波高値Ａｋまで立ち上がる請求項１乃至１３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値がそれぞれが前記表示素子の異なるＯＮ状態に対応する少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、所定波高値Ａｋ（但し、ｋは２以上ｎ以下の整数）から立ち下がる部分を有する前記変調信号の波形は、前記所定波高値Ａｋから前記波高値Ａｋ−１から波高値Ａ１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て立ち下がる請求項１乃至１４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値が少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、該変調信号の所定の波形に対して階調を増加させた波形は、波高値Ａｎ−Ａｎ−１，…、もしくはＡ２−Ａ１または波高値Ａ１と前記発光素子の駆動しきい値となる波高値との波高値差、およびスロット幅とで定まる単位波形ブロックを、ｋ＝１を含む最大波高値Ａｋがより低くかつ最大波高値が連続する位置に優先的に付加した形状を有しており、前記波高値０，Ａ１，Ａ２，…Ａｎ−１，Ａｎを表示輝度に対してリニアな特性となるように設定した場合に対して、表示輝度が異なるように少なくともいずれかの波高値を設定したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記変調波形は、さらに、最大スロット数をＳとして、最大波高値Ａｋであるスロット数がＳ−２（ｋ−１）になった波形に対し、前記単位波形ブロックを付加することによってさらに１階調増加させた波形は、第ｋ＋１〜第Ｓ−ｋスロットのうち任意のスロットの波高値をＡｋからＡｋ＋１に変更した形状を有するものであることを特徴とする請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記表示素子は、冷陰極素子である請求項１乃至１７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記表示素子が、複数の行配線および列配線からなるマトリクス配線によってマトリクス接続されるものであり、
所定の選択期間に前記複数の行配線のうちの少なくともひとつの行配線を選択する行選択回路を有しており、
前記変調回路は、前記選択期間に同期して複数の列配線に前記駆動データに基づく変調信号を供給することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の画像表示装置。
【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映像信号等の画像表示装置にかかわり、その中でもマトリクスパネルを備えた画像表示装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像表示装置としては、行方向にＮ個、列方向にＭ個の合計Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子（画像表示用素子）を２次元的にマトリクス状に配列し、それらを行方向に設けられたＭ本の行配線（走査配線）と列方向に設けられたＮ本の列配線（変調配線）により単純マトリクス配線してなるマルチ電子源を備えた構成のものが知られている。本明細書ではこれを冷陰極素子を単純マトリクス配線したマトリクスパネルと呼ぶことにする。また冷陰極素子に限らず画像表示素子を、複数の行配線と複数の列配線によって構成されるマトリクス配線に接続したものをマトリクスパネルと呼ぶことにする。
【０００３】
マトリクス配線された多数の画像表示素子（例えば冷陰極素子）を駆動する方法としては、マトリクスの１行分の素子群（１行分の素子群は１本の行配線に接続されている）を同時に駆動する方法が一般的である。
【０００４】
すなわち、１本の行配線に所定の選択電圧を印加すると共に、その行配線に接続されたＮ個の冷陰極素子のうち駆動対象となるものに接続している列配線のみに所定の変調電圧を印加し、行配線電位と列配線電位との電位差によって１行分の複数の素子を同時に駆動する。そして、選択行配線を次々と切り替えて全ての行を走査して行き、視覚の残像現象を利用して２次元的な画像を形成するのである。
【０００５】
マトリクスパネルを駆動する方法は、本出願人による特許文献１、特許文献２、特許文献５に開示している駆動方法がある。また、マトリクスパネルの駆動方法としては、特許文献３や特許文献４に開示されている方法もある。
【０００６】
【特許文献１】
特許第特開２０００−２９４２５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３１１８８５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２３２９０５号公報
【特許文献４】
特開平１−２０９４９３号公報
【特許文献５】
欧州特許出願公開第１２６７３１９号明細書
【０００７】
特許文献１においては、パルス幅変調方式の変調回路で変調電圧を印加し、パルス幅変調のための基準クロック（ＰＣＬＫ）の周期を制御する。そして、ＴＶ信号のようなＣＲＴで表示するためにあらかじめガンマ補正がかけられている信号を入力した場合、ＣＲＴのような階調特性を実現できるようにしたものである。
【０００８】
特許文献２においては、パルス幅変調を行い所定のパルス幅になった場合、次の高い電位でパルス幅変調を行う変調方式の変調回路で変調電圧を印加する。また、ＴＶ信号のようなＣＲＴで表示するためにあらかじめガンマ補正がかけられている信号を入力した場合、複数の電位（Ｖ０〜Ｖｍ）を、ＣＲＴのような輝度特性を実現できるように設定する方法である。さらに、設定された電位（Ｖ０〜Ｖｍ）により実現される階調特性がＣＲＴとは異なる特性を、輝度データ変換器によりＣＲＴの階調特性に合せることを開示している。
【０００９】
これらの方法によれば、ＴＶ信号のようなＣＲＴで表示するためにあらかじめガンマ補正がかけられている信号を入力した場合、好適にマトリクスパネルで表示することができる。
また、特許文献３においては、ＬＣＤでＣＲＴの色再現を実施する方法について開示されている。
また特許文献４には、表示レベルと、自発光型表示器の発光点の発光に基づく人間の目が感じる明るさとの関係が略線形となるような制御を行う構成が開示されている。
また特許文献５には、波高値変調とパルス幅変調を組み合わせて変調を行う構成が開示され、また、信号の波形の立ち上がり、立下り部を階段状にする構成が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本願に係る発明によって解決できる課題の一つに、変調回路に入力される駆動データの総階調数の低減もしくは増加の抑制を挙げることができる。また、変調回路に入力される駆動データの総階調数の低減もしくは増加の抑制を実現しつつ高階調な表示を実現することを挙げることができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願は以下の発明を含んでいる。
まず、本願に係る第１の発明は、表示素子と、入力される駆動データに基づいて変調した変調信号を発生する変調回路と、を有しており、前記表示素子は前記変調信号が印加されることによって輝度階調表示を行う画像表示装置であって、
前記変調回路は、前記入力される駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するものであり、
更に、前記変調回路の前段に、入力されるデータを変換して前記駆動データとなる出力信号を出力する駆動データ変換部を有しており、該駆動データ変換部から出力される前記信号の総階調数は前記駆動データ変換部に入力されるデータの総階調数よりも小さいことを特徴とする画像表示装置、である。
ここで、前記駆動データ変換部から出力される前記信号のビット幅は、前記駆動データ変換部に入力されるデータのビット幅よりも少ない構成にすると特に好適である。また、以上述べた各発明において、前記駆動データに対応して変調信号の波形が表示素子に供給する駆動量が非線形である構成を特に好適に採用できる。
【００１２】
また本願は、第２の発明として、前記第１の発明において、前記駆動データ変換部の前段に、信号処理回路を有しており、該信号処理回路によって信号処理が行われた信号が前記駆動データ変換部に入力されることを特徴とする発明を含んでいる。
【００１３】
また本願は、第３の発明として、前記第２の発明において、前記信号処理回路は、該信号処理回路に入力される信号に対して、色調整処理を行う回路である発明を含んでいる。
【００１４】
また本願は、第４の発明として、前記第２もしくは第３の発明において、前記信号処理回路は、該信号処理回路に入力される信号であって、複数の前記表示素子のうちの所定の表示素子に対応する信号を、他の表示素子に対応する信号に基づいて補正する回路である発明を含んでいる。
【００１５】
また本願は、第５の発明として、前記第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記駆動データ変換部は、入力されるデータと表示輝度とが所望の関係になるように入力されるデータを変換して出力するものであることを特徴とする発明を含んでいる。先に述べた各発明では、前記変調回路を用いることによって、変調回路の入力総階調数を抑制しつつ必要な部分でなめらかな階調表示が可能となるように設定することが出来るのであるが、駆動データと表示輝度との関係が非線形であるため、入力されるデータと表示輝度とが所望の関係になるように入力されるデータを変換する駆動データ変換部を用いることにより、実際に表示される輝度と前段で扱う信号が指示している輝度との関係を所望の状態に出来るのである。
【００１６】
また本願は、第６の発明として、前記第５の発明において、前記駆動データ変換部は、入力されるデータが指示する輝度で表示されるように、入力されるデータを変換するものであることを特徴とする発明を含んでいる。すなわち、入力されるデータが実際に表示すべき輝度を指示するデータであれば、駆動データと実際に表示される輝度との非線形性を補償するように入力されるデータを変換して出力すればよい。
【００１７】
また本願は、第７の発明として、前記第２乃至６の発明において、前記信号処理回路の前段に設けた非線形変換部を有しており、該非線形変換部は、該非線形変換部に入力される信号に対して、該信号の発信者が該信号を得るために行った非線形変換を緩和する非線形変換を施すものであることを特徴とする発明を含んでいる。この発明によると、例えば入力される信号が表示すべき輝度を指示する信号に対して非線形変換を行ったものであっても、該信号に対して該非線形変換を緩和する変換を行うことが出来るので、その後の信号処理を好適に行うことが出来る。
【００１８】
また本願は第８の発明として、表示素子と、入力される駆動データに基づいて変調した変調信号を発生する変調回路と、を有しており、前記表示素子は前記変調信号が印加されることによって輝度階調表示を行う画像表示装置であって、
前記変調回路は、前記入力される駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の高階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するものであり、
更に、前記変調回路の前段に、入力されるデータを変換して前記駆動データとなる出力信号を出力する駆動データ変換部と、
前記駆動データ変換部の前段に設けた信号処理回路と、
前記信号処理回路の前段に設けた非線形変換部と、
を有しており、
前記非線形変換部は、該非線形変換部に入力される信号に対して、該信号の発信者が該信号に得るために行った非線形変換を緩和する非線形変換を施すものであることを特徴とする画像表示装置の発明を含んでいる。
なおこの発明において、駆動データ変換部や信号処理回路の構成としては先に述べた各発明に記載の構成のものを好適に採用できる。
【００１９】
また本願は、第９の発明として、前記第１乃至８のいずれかの発明において、前記変調回路に変調信号のパルス幅、又はパルス幅および波高値遷移の少なくともいずれかを制御するために特定の周期で周波数が変化する基準クロックを供給するクロック供給回路を有しており、
前記変調回路は、前記基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅、又はパルス幅および波高値遷移の少なくともいずれかを制御するものであることを特徴とする発明を含んでいる。
【００２０】
また本願は第１０の発明として、前記第９の発明において、前記変調回路は、前記基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅を制御するものであり、
前記基準クロックの周波数は、前記計数値の小さな領域における周波数と、該計数値の大きな領域における周波数とが異なることを特徴とする発明を含んでいる。この構成により駆動データと表示輝度との非線形な関係を容易に実現することが出来る。
【００２１】
また本願は第１１の発明として、前記第１０の発明において、前記変調回路は、入力される駆動データに基づいて、パルス幅変調と波高値変調とを組み合わせた波高値変調優先型組み合わせ変調を行うものであることを特徴とする発明を含んでいる。波高値変調優先型組み合わせ変調では、駆動データの値の増分に対するパルス幅の増分を不均等にすることによって駆動データと表示輝度の非線形関係を実現する構成が特に好適に採用できる。
【００２２】
また本願は第１２の発明として、前記第１乃至１１の発明において、前記変調回路は、基準クロックを計数し、該計数値と前記駆動データによって前記変調信号のパルス幅を制御するものであり、かつ、該パルス幅の制御によるパルス幅変調と前記表示素子を異なるＯＮ状態にする少なくとも２つの波高値を選択する波高値変調とを組み合わせた波高値変調優先型組み合わせ変調を行うものであり、かつ、波高値が階段状に変化する変調信号を出力するものであり、かつ、前記基準クロックの周波数は段階的に切り替わるものであり、
更に、前記基準クロックの周波数が切り替わる部分の前後に前記変調信号の波高値が階段状に変化する部分が位置することによる階調性のばらつきを補正する補正回路を有することを特徴とする発明を含んでいる。
【００２３】
また本願は第１３の発明として、前記第１乃至９の発明のいずれかにおいて、前記変調回路は、入力される駆動データに基づいて、パルス幅変調と前記表示素子を異なるＯＮ状態にする少なくとも２つの波高値を選択する波高値変調とを組み合わせたパルス幅変調優先型組み合わせ変調を行うものであり、前記２つの波高値の一方は前記所定の階調領域における前記駆動データの増分に対応した変調信号の波高値増加部分の波高値として用いるものであり、他方は前記高階調領域における前記駆動データの増分に対応した変調信号の波高値増加部分の波高値として用いるものであることを特徴とする発明を含んでいる。
【００２４】
また本願は第１４の発明として、前記第１乃至１３の発明のいずれかにおいて、前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値がそれぞれが前記表示素子の異なるＯＮ状態に対応する少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、所定波高値Ａｋ（但し、ｋは２以上ｎ以下の整数）まで立ち上がる部分を有する前記変調信号の波形は、波高値Ａ１から波高値Ａｋ−１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て前記所定波高値Ａｋまで立ち上がることを特徴とする発明を含んでいる。
【００２５】
また本願は第１５の発明として、前記第１乃至第１４の発明のいずれかにおいて、前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値がそれぞれが前記表示素子の異なるＯＮ状態に対応する少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、所定波高値Ａｋ（但し、ｋは２以上ｎ以下の整数）から立ち下がる部分を有する前記変調信号の波形は、前記所定波高値Ａｋから前記波高値Ａｋ−１から波高値Ａ１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て立ち下がることを特徴とする発明を含んでいる。
【００２６】
また本願は第１６の発明として、前記第１乃至９の発明のいずれかにおいて、前記変調信号の波形は、スロット幅単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値が少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、該変調信号の所定の波形に対して階調を増加させた波形は、波高値Ａｎ−Ａｎ−１，…、もしくはＡ２−Ａ１または波高値Ａ１と前記発光素子の駆動しきい値となる波高値との波高値差、およびスロット幅とで定まる単位波形ブロックを、ｋ＝１を含む最大波高値Ａｋがより低くかつ最大波高値が連続する位置に優先的に付加した形状を有しており、
前記波高値０，Ａ１，Ａ２，…Ａｎ−１，Ａｎを表示輝度に対してリニアな特性となるように設定した場合に対して、表示輝度が異なるように少なくともいずれかの波高値を設定したことを特徴とする発明を含んでいる。すなわち、変調信号のパルス幅を一定にする条件下で、波高値が０の時の輝度と波高値がＡｎの時の輝度との差をｎ個に分割したｎ−１個の輝度のうちの１番目の輝度を実現できる波高値をＡ１とし、２番目の輝度を実現できる波高値をＡ２とし、ｎ−１番目の輝度を実現できる波高値をＡｎ−１として用いる（表示輝度に対してリニアな特性となる条件）のではなく、Ａ１，Ａ２，…Ａｎ−１のうちの少なくともいずれかの波高値については該波高値とは異なる波高値にすることによって、隣接する波高値との間の間隔が狭くなっている部分においては、輝度ステップを小さくすることができる。
【００２７】
また本願は第１７の発明として、前記第１６の発明において、前記変調波形は、さらに、最大スロット数をＳとして、最大波高値Ａｋであるスロット数がＳ−２（ｋ−１）になった波形に対し、前記単位波形ブロックを付加することによってさらに１階調増加させた波形は、第ｋ＋１〜第Ｓ−ｋスロットのうち任意のスロットの波高値をＡｋからＡｋ＋１に変更した形状を有するものであることを特徴とする発明を含んでいる。
【００２８】
また本願は第１８の発明として、前記第１乃至第１７の発明において、前記表示素子は、冷陰極素子である発明を含んでいる。なお、表示素子として、電子放出素子や、ＥＬ素子など種々の構成のものを用いることが出来、それらを用いる発明を本願は含んでいる。
【００２９】
また本願の第１９の発明として、前記各発明において、前記表示素子が、複数の行配線および列配線からなるマトリクス配線によってマトリクス接続されるものであり、
所定の選択期間に前記複数の行配線のうちの少なくともひとつの行配線を選択する行選択回路を有しており、
前記変調回路は、前記選択期間に同期して複数の列配線に前記駆動データに基づく変調信号を供給することを特徴とする発明を含んでいる。
【００３０】
なお以上述べた各発明においては、前記変調回路は、前記入力される駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するものとしたが、特には、人間の視覚特性を考慮して、第１の階調領域は第２の階調領域よりも低い階調領域とするのが好適である。
【００３１】
また、本願明細書は、表示方法の発明として、所定のデータを、該データの総階調数よりも小さい総階調数を有する駆動データに変換するステップと、前記駆動データに基づいて、該駆動データの全階調領域のうちの一部である第１の階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって前記表示素子に表示をさせたときの表示輝度差が、該第１の階調領域とは異なる第２の階調領域における該表示輝度差よりも小さくなるような変調信号を発生するステップと、前記変調信号を表示素子に印加することによって階調表示を行うステップと、を有する表示方法を含む。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を説明する前に、少ない駆動データの総階調数（表示可能な輝度ステップの総数）で高階調性を実現する方法について説明する。
【００３３】
図１ａ）は横軸が輝度、縦軸が人間が感じる明るさであり、輝度に対する人間の感覚をモデル化したグラフである。人間の感覚は視覚も含めＬｏｇ特性でほぼ表すことができる。識別できる明るさの差（これを識別限界という）をを生じさせる輝度ステップは、輝度をＬｏｇスケールで現わした場合に等間隔となる（ウエーバ・フェヒナ−の法則として知られている）。図１ａ）の条件では、輝度ステップを等間隔にして階調を表現した場合、低輝度では一つの輝度ステップでの輝度の変化は識別限界を超えている。一方、高輝度の場合、一つの輝度ステップでの輝度の変化は識別限界以下である。、従って、人間は感知できない輝度の変化を生じさせる輝度ステップがある。すなわち無駄な輝度ステップがあることがわかる。
【００３４】
変調回路に入力される駆動データに対して輝度がリニアに対応している条件（例えば単純なパルス幅変調を行い、かつ表示素子によって実現される輝度はパルス幅に線形に対応している場合）では、、図１ａ）の輝度を駆動データと置き換えて考察できる。この場合、駆動データに対応して低輝度では識別限界を超えるステップで輝度が変化する。すなわち低輝度で階調数が少ないと認識される。一方、高輝度の場合、駆動データに対応して識別限界以下で輝度が変化し、輝度が変化したことを人間は認識できない。すなわち高輝度で無駄な駆動データがあることがわかる。
特に、本願発明者らは、鋭意検討の末、１０ビット（もしくはそれ以下）の輝度ステップ均等変調（１０２４階調すなわち、変調回路に入力される駆動データの可変範囲が０から１０２３までの範囲であり、輝度ステップを同じにして変調を行う構成）では、低輝度領域での階調性が十分でないことを見出した。
【００３５】
図１ｂ）に、輝度ステップが等間隔となるように階調を表現した場合に、人間に階調が粗いと認識されないステップ（識別限界のステップ）で階調を表現するために必要な輝度ステップを示す。前記輝度ステップは、図１ａ）に比較して小さな輝度ステップ、すなわち多くの輝度ステップ数（駆動データの総階調数）を必要とすることがわかる。多くの輝度ステップ数を実現するためには、変調回路に入力される駆動データの総階調数を多くする必要があり、これは回避すべきである。一方、低輝度領域を除く領域では、一つの輝度ステップでの輝度変化は人間には認識できない。すなわち、高階調性を実現しようとするほど、多くの輝度ステップ（言い換えれば駆動データ）において、輝度が変化したことを人間は認識できない識別限界以下で輝度が変化する。そのため、無駄な輝度ステップ（駆動データ）が多く存在することがわかる。
【００３６】
前述したように、人間の感覚の特性から、少ない駆動データの総階調数で良好な階調表現を行うために、以下のような非線形（駆動データと輝度が比例しない）である駆動方法を検討した。すなわち、図１ｃ）のグラフに示すように、各階調領域での輝度ステップを識別限界に等しい輝度差を生じさせるように設定した非線形な駆動方法を検討した。これにより高階調領域の階調数を減らす一方で、低階調領域の階調数を高くするようにしたのである。
【００３７】
図１ｃ）のグラフに示した輝度ステップは図１ｂ）に示した場合に比べ少ない駆動データの総階調数であるが、人間の識別限界に対応して輝度ステップが決定されているため階調性が悪いとは認識されない。すなわち図１ｃ）のグラフに示すように、識別限界に等しくなるように輝度のステップを決めた駆動方法であれば、図１ｂ）に示した場合と同様に知覚される。そのため少ない駆動データの総階調数で高階調性が実現できる。
【００３８】
また、図１ａ）、図１ｂ）、図１ｃ）では、識別限界を基準に輝度ステップを議論したが、識別限界を超える場合であっても同様の効果が期待できる。すなわち輝度ステップを人間が感じる明るさの差が等間隔になるように決定することにより、限られた駆動データの総階調数の中で良好に認識される階調性で表示できる。
【００３９】
また、人間が感じる明るさの差が厳密に等間隔になるような輝度ステップが実現されるように設定しなくてもよい。即ち、輝度ステップが等間隔である変調方式ではなく、全階調領域中の一部分である低階調領域の輝度ステップ（ある値の駆動データによって得られる輝度と、該駆動データよりも１大きい駆動データによって得られる輝度との輝度差）を該低階調領域よりも高階調側に位置する領域の輝度ステップよりも（通常スケール上で）細かく設定する非線形な駆動方法によって、階調性の向上効果を得ることが出来る。すなわち、輝度ステップを全階調領域で均等にした場合と比べて、同じ駆動データの総階調数であっても階調性の向上が図れ、また駆動データの総階調数を減少させた場合の階調性の低下の抑制や向上を実現することができ、また駆動データの総階調数を増加させた場合には、該増加による効果以上の階調性の向上効果を得ることができる。
【００４０】
すなわち、駆動データの全階調領域のうち、所定の低階調領域において、１階調分の差を持つ前記駆動データに基づいて得た２つの変調信号によって表示素子（例えば前記冷陰極素子）に表示をさせたときの表示輝度差（輝度ステップ）が、所定の高階調領域における該表示輝度差（輝度ステップ）よりも小さくなるような駆動条件を採用すればよい。なお本明細書においては低階調領域、高階調領域という表現を採用している。これは相対的に設定することが出来る。すなわち、所定の階調領域である第１の階調領域と該第１の階調領域よりも高い階調に対応する第２の階調領域とがあるとき、第１の階調領域は第２の階調領域に対して低階調領域となり、第２の階調領域は第１の階調領域に対して高階調領域となる。またここで示す実施形態としては、第１の階調領域が第２の階調領域よりも低階調側であり、第１の階調領域の輝度ステップを第２の階調領域での輝度ステップよりも小さくする構成を開示したが、これに限るものではなく、必要に応じて設定することも出来る。
【００４１】
以上のように構成することによって変調回路への入力データの総階調数を抑制することができるのであるが、この場合に特有の課題が生じうる。すなわち本願発明者は、変調回路に入力するデータとして、色温度補正などの色調整のための補正や、米国特許番号５７３４３６１に記載されたような電圧降下補正のように、所定の画像表示素子に対応するデータが、他の画像表示素子に対応するデータの値に依存してなされる補正を受けた値となる構成においては、低く抑制した変調回路の入力データの総階調数と同じ総階調数で上記補正を行うと、補正誤差が頻発することを見出したのである。
そこで後述するように、本実施形態においては、１２ビットを入力（入力データの総階調数が４０９６）とする信号処理（補正）を行い、その信号処理の結果を１０ビットに変換してから変調回路に入力する構成を採用している。すなわち、変調回路の前段において、変調回路に入力される駆動データの総階調数よりも大きい総階調数を持つデータをより小さい総階調数を持つデータに変換するように構成している。
また、上述のように、所定の画像表示素子に対応するデータの補正が、他の画像表示素子に対応するデータの値に依存してなされるような補正を行う場合、補正するデータは輝度と比例する（リニアな特性の）データであることが望ましい。例えば、色調整等のために輝度と比例する（リニアな特性の）画像データを信号処理し、リニアな特性の輝度データを算出し輝度データに基づいて表示を行う場合、以下のような構成が良好であることを検討し見出した。
【００４２】
特にＴＶ信号のようなあらかじめＣＲＴでの表示を好適に行うための補正がなされている映像信号（ガンマ補正されている映像信号）を入力とする場合は、以下の構成が好適である。
すなわち、
（１）ＴＶ信号のようなガンマ補正されている映像信号を入力する場合は、映像信号をリニアな特性の画像データに変換する、
（２）リニアな特性の画像データを信号処理（色調整等）し、リニアな特性の輝度データを算出する、
（３）リニアな特性の輝度データを、駆動データに変換する、
（４）駆動データを変調回路への入力データとした場合に、低階調領域での輝度ステップが高階調領域の輝度ステップよりも小さくなるように、特には、各階調領域での輝度ステップが、識別限界に等しい視覚上の刺激差を生じるように駆動条件（ＰＣＬＫの周期や、波高値変調とパルス幅変調を組み合わせた変調を行う場合の波高値）を設定した変調回路からの信号によって画像表示素子を駆動する、
ことによって、階調性を向上させることを提案するものである。
【００４３】
また、（１）の変換処理は入力される映像信号がガンマ補正されていない信号であれば省略できる。また（２）の信号処理は、信号処理が行いやすい特性であれば、信号処理の対象をリニアな特性の画像データに限定するものではない。その場合（３）では、所定の特性（信号処理が行いやすい特性）のデータを人間が感じる明るさの差が等間隔になるような輝度ステップに対応する駆動データに変換するようにすればよい。
【００４４】
前述したように駆動条件を人間の感覚に対応して決定し、さらに、（２）で行うリニアな特性での処理を行うデータの総階調数に比べ少ない総階調数である駆動データへの変換を行うことによって、（２）の総階調数で表示したものと変わらない良好な階調性を得ることができる。
【００４５】
次に、実施形態を説明する。
【００４６】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態の説明をする前に、本発明による駆動方法の基本的な動作の説明を行う。
【００４７】
図２は、基本的な動作の説明を行うために、２行２列の行列配線を持つマトリクスパネルを示した図である。
【００４８】
図２において、Ｍ１はマトリクスパネル、Ｍ１００１は表示素子としての冷陰極素子であり、冷陰極素子Ｍ１００１は不図示の基板上に形成されている。また、冷陰極素子Ｍ１００１に対向して不図示の蛍光体が塗布され高電圧が印加されているガラス等の基板があり、冷陰極素子Ｍ１００１から放出される電子によって発光する。Ｍ１００２は列配線、Ｍ１００３は行配線であり交点は絶縁され、行列配線の交点には、冷陰極素子Ｍ１００１が接続されている。後述するように冷陰極素子Ｍ１００１は表面伝導型電子放出素子が好適である。
【００４９】
また、図２のマトリクスパネルはモノクロ−ム表示の例を示しており、２×２画素の表示装置を構成する。
【００５０】
図２の構成において、行配線は入力される映像信号の水平同期信号単位で順次選択電位が印加され、選択された行配線の駆動データに対応した変調信号で列配線が駆動され画像が形成される。
【００５１】
一般的な駆動方法においては、以下のような駆動が行われていた。
【００５２】
説明を単純化するためにブランキング期間を考慮しないこととすると、選択期間（１Ｈ：入力される映像信号の水平走査期間に決めると好ましい）で順次選択電位が印加される、選択時間は入力される映像信号の１フレームの時間の１／２である。
【００５３】
ある画像を表示する場合、入力される映像信号の１フレームの時間の前半の１／２の時間、行配線Ｍ１００３のＹ１に選択電位が与えられる。そして、１行目の走査ラインに対応する変調信号が列配線Ｍ１００２（Ｘ１、Ｘ２）に与えられ１行目の画像を表示する。入力される映像信号の１フレームの時間の後半の１／２の時間、行配線Ｍ１００３のＹ２に選択電位が与えられる。そして、２行目の走査ラインに対応する変調信号が列配線Ｍ１００２（Ｘ１、Ｘ２）に与えられ２行目の画像を表示する。その結果１フレームの画像を表示する。
【００５４】
次に、列配線の変調方法について説明する。本発明の第一の実施形態の変調方法はパルス幅変調（ＰＷＭ）である。パルス幅変調は、基準となるクロック（ＰＣＬＫと呼ぶ）を計数し、対応する列配線の駆動データと等しくなるまでパルスを出力するように動作する。図３にＰＣＬＫとパルス幅変調器の変調信号波形（ＯＵＴ）を示す。
【００５５】
図３において、変調信号波形の長方形内の数字（１〜１０２３）は変調器に入力される駆動データを意味し、例えば駆動データが”５”の時、長方形内の数字が”５”に対応する時間まで変調信号が出力され、以降の時間は出力されないことを示す。便宜上変調信号波形の数字で示された階調を示す長方形をブロックもしくはタイムスロットと呼ぶことにする。本実施形態では、後述する実施形態と異なり、波高値変調を用いていないので、各タイムスロットは一つのブロックで構成される。
【００５６】
図４に、入力される駆動データに対する正規化された輝度の特性を示す。
【００５７】
図４において縦軸は入力される１０ｂｉｔ幅の駆動データ、横軸は輝度を示す。厳密には離散的な駆動データに対して輝度も離散的になるが、実線で示した直線で特性を代表することとする。
【００５８】
図４に示したように、パルス幅変調を行っているので輝度は冷陰極素子Ｍ１００１に変調信号を印加する時間に比例する特性（ｆｄ０）となっている。
【００５９】
前述したように、人間が高階調と認識するためには、低輝度において十分な階調性を得る必要があり、輝度リニアな特性の１０ｂｉｔ相当の総階調数（輝度ステップ）でも厳密には不十分であった。
【００６０】
次に、本発明による駆動方法の説明を行う。
【００６１】
本実施形態の駆動方法は、
（１）パルス幅変調方式においては、基準となるクロック（ＰＣＬＫ）を計数し、対応する列配線の駆動データと等しくなるまでパルスを出力するように動作する。そのため、ＰＣＬＫの周期を制御することによって駆動データに対して輝度を非線形にできる。
（２）上述したように、人間の視覚特性を考慮し、輝度ステップを決めることによって、駆動データの総階調数が同じであっても、リニアな輝度ステップ（駆動データの１の差によって生じる輝度差が全階調領域で均等）での変調を行う場合より人間の感覚として良好な階調特性を実現できる。
（３）リニアな特性の輝度データを非線形な駆動データに変換することによって、リニアな特性のデータの信号処理が可能である。
以上の特徴を利用して、一般的な駆動方法に比べ、同じ駆動データの総階調数であっても高階調性である表示を可能とする。
【００６２】
また、信号処理の総階調数を上げることによって高精度に信号処理を行い、輝度データを総階調数が少ない非線形な駆動データに変換することによって階調性を劣化させずに表示可能とする。
【００６３】
図５は本発明の駆動方法による変調信号波形を示している。
【００６４】
図５において、変調信号波形（ＯＵＴ）をタイムスロットと共に示す。本実施形態においてはＰＣＬＫの周期を一定周期とはせず、変化させる。ただしＣＲＴの特性を実現するためでなく、前述したように人間が感知できる特性を良好にする（高階調化する）前述した階調特性の実現のため、ＰＣＬＫの周期を決定する。すなわち、「輝度ステップが等間隔」になるような変調信号ではなく、輝度ステップが不等間隔になるような変調信号、特には、低階調領域の輝度ステップが高階調領域の輝度ステップよりも小さくなる変調信号、特にこの実施形態では「人間が感じる明るさの差が等間隔」になるような輝度ステップを実現できる変調信号を発生することができるようにＰＣＬＫの周期を決定する。
【００６５】
図６ｂ）に、入力される駆動データに対する正規化輝度の特性を示す。図６ｂ）において縦軸は入力される１０ｂｉｔ幅の駆動データ、横軸は輝度を示す。
【００６６】
例えばＰＣＬＫの周波数を駆動データ”０”〜”２５５”まではｆＰＷＭの周波数に選び、駆動データ”２５６”〜”３８３”まではｆＰＷＭの周波数の半分に選び、駆動データ”３８４”〜”７６７”まではｆＰＷＭの周波数の１／４に選び、駆動データ”７６８”〜”１０２３”まではｆＰＷＭの周波数の１／８に選ぶ。
【００６７】
その時の輝度は、図６ｂ）に示すように、駆動データ”０”〜”２５５”まではＰＣＬＫの周波数が高いので、駆動データに対して輝度増分が少なくグラフ上傾きが大きく表現される（ｆｄ１の直線）。駆動データ”２５５”〜”３８３”はｆｄ２の直線、駆動データ”３８３”〜”７６７”はｆｄ３の直線、駆動データ”７６７”〜”１０２３”はｆｄ４の直線でそれぞれ特性を表すことができる。
【００６８】
以上の駆動条件の変更によって、変調回路への入力データの総階調数は１０２４であるにもかかわらず、人間の視覚特性上特に重要な低階調領域の階調性を、変調回路への入力データの総階調数がより高い条件で輝度ステップが均等になる変調を行った場合と等価な階調性に高めることができる。もちろん、ハードウエア構成を簡単化するためにＰＣＬＫの周波数の種類を少なくしても効果がある。またＲＯＭやＶＣＯを使いＰＣＬＫの周期を連続的に可変するとさらに好適である。実際のハードウエア構成としては特開２０００−２９４２５号公報に開示した構成を採用することができるので、ここでは説明を省略する。
【００６９】
ここでは所望の特性、例えばリニアな特性の輝度データを駆動データに変換し、特に低輝度領域での人間の感じる階調性を高めるように駆動条件（ＰＣＬＫ周期）を決定する点が大きな特徴である。所望の特性とは、目的とする所定の信号処理に対して好ましい特性であり、例えば、色処理などに対してはリニアな特性が好適であるから、これが所望の特性となる。
【００７０】
続いて、所望の特性として例えば輝度リニアな特性を有する輝度データから駆動データに変換する駆動データ変換部の特性を図６ａ）に示す。図６ａ）において横軸は入力される１２ｂｉｔ幅の輝度データ、縦軸は変換された１０ｂｉｔ幅の駆動データを示す。ここでは駆動データ変換部に入力される輝度データが輝度リニアな特性を持つ構成を採用しており、図６ａ）において、入力される輝度データが駆動データに変換され、更に駆動データによってパルス幅変調され表示される輝度と、輝度データが結果的に比例するように駆動データ変換部の変換を決定している。すなわち、輝度データが”０”〜”２５５”に対して駆動データが  ”０”〜”２５５”になるように（ｆｔ１の直線）決定する。輝度データが”２５５”〜”５１１”に対して駆動データが  ”２５５”〜”３８３”になるように（ｆｔ２の直線）決定する。輝度データが”５１１”〜”２０４７”に対して駆動データが  ”３８３”〜”７６７”になるように（ｆｔ３の直線）決定する。そして、輝度データが”２０４７”〜”４０９５”に対して駆動データが  ”７６７”〜”１０２３”になるように（ｆｔ４の直線）決定する。
【００７１】
以上から、例えば輝度データ”１０２４”（輝度がフルレンジの１／４）が入力された場合の動作を説明する。輝度データ”１０２４”は後述する駆動データ変換部で変換され、駆動データ”５１２”になる（ｆｐ１）。後述するパルス幅変調器には駆動データ”５１２”が入力され、正規化輝度０．２５を実現する変調信号が出力される（ｆｐ２）。よって輝度データに対応する輝度が得られる。また図６ａ）、図６ｂ）を見てわかるように、１０ｂｉｔ幅データのパルス幅変調（入力総階調数が１０２４の変調回路を用いた変調）であっても、低輝度から順にリニアな特性の輝度データ換算で１２ｂｉｔ、１１ｂｉｔ、１０ｂｉｔ、９ｂｉｔ階調数相当が実現できる。
【００７２】
本実施形態による駆動方法の基本的な構成の説明を行うためのブロック図を図７に示す。図７において、Ｍ４は輝度データ変換器、Ｍ２０は信号処理部、Ｍ３０は駆動データ変換部、Ｍ７０はパルス幅変調器、Ｍ４０はＰＣＬＫ生成部である。輝度データ変換器Ｍ４は、ＴＶ信号のようなガンマ補正されているディジタル映像データ（Ｓａ１）を変換し、リニアな特性の画像データ（Ｓａ２）に変換する。変換された画像データ（Ｓａ２）は信号処理部Ｍ２０で例えば色調整などの信号処理がされる。信号処理部Ｍ２０は、信号処理を行った結果である輝度データ（Ｓａ３）を出力する。駆動データ変換部Ｍ３０は入力される輝度データ（Ｓａ３）を駆動データ（Ｓａ４）に変換する。この変換において、入力される輝度データ（Ｓａ３）の総階調数に比べ、出力する駆動データ（Ｓａ４）の総階調数が少なくなるように変換が行われる。例えば本実施例では、輝度データ（Ｓａ３）のｂｉｔ幅は１２ｂｉｔ（４０９６階調）、駆動データのｂｉｔ幅は１０ｂｉｔ（１０２４階調）であるデータとした。
【００７３】
すなわち、変調回路を構成するパルス幅変調器Ｍ７０に入力されるデータの総階調数は１０２４であり、その前段においてその総階調数よりも大きい４０９６を総階調数とするデータを入力として信号処理を行っており、該信号処理は十分な精度で行うことが出来る。特に、所定の画像表示素子に対応するデータの処理を、他の画像表示素子に対応するデータに依存して行う場合であっても入力の総階調数が十分にあるため良好に行うことが出来る。
また、前述したように少ない駆動データの階調数で、高階調性を実現することができる。
【００７４】
次に、本発明の第一の実施形態の全体構成を、図８をもとに説明する。
【００７５】
本発明に係る画像表示装置に使用するマトリクス画像表示パネル１は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の電子源例えば冷陰極素子１００１を配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を形成する蛍光体等の画像形成部材とを対向して備えている。そして、表示素子としての冷陰極素子１００１は列配線１００２、行配線１００３の各交点近傍に配置され両配線に接続される。冷陰極素子１００１は、例えばフォトリソグラフィー・エッチングのような製造技術を用いれば基板上に精密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数個を配列することが可能である。しかも、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や周辺部が比較的低温な状態で駆動できるため、より微細な配列ピッチのマルチ電子源を容易に実現できる。本実施形態では冷陰極素子として表面伝導型放出素子を用いた。表面伝導型放出素子の構成・製造法については、本出願人による特開平１０−３９８２５号公報に詳しく述べているので省略する。実際の表面伝導型放出素子の素子電圧Ｖｆと素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅの関係を図９に示す。図９において、横軸は表面伝導型放出素子の素子電圧Ｖｆを、縦軸は素子電流Ｉｆならびに放出電流Ｉｅの一例を示した。図９を見てわかるように放出電流Ｉｅにおいて、スレッショルド電圧（約７．５Ｖ）が存在し、スレッショルド電圧以下では放出電流Ｉｅが流れない。またそれ以上の電圧では印加する素子電圧に応じて放出電流Ｉｅが流れる。この特性を利用して以下に示す単純マトリクス駆動を行った。
【００７６】
図８において、１は薄型の真空容器内に、基板上に冷陰極素子１００１を配列してなるマルチ電子源を持つマトリクス画像表示パネルであり、図８に示す様に、例えば水平方向に４８０素子すなわち１６０画素（ＲＧＢ）×３が配置され、例えば、垂直方向に２４０素子が配置されている。本実施例では、４８０素子×２４０素子のマトリクス画像表示パネルの例を示すが、素子数に関しては必要に応じて製品用途により決定されるので、この限りではない。マトリクス画像表示パネル１の各冷陰極素子１００１は、画像表示時の色に合わせ、Ｒｕ，ｖ（ｖ＝１，４，７，…）、Ｇｕ，ｖ（ｖ＝２，５，８，…）、Ｂｕ，ｖ（ｖ＝３，６，９，…）で示した。マトリクス画像表示パネル１は、例えばＲＧＢストライプ配列の画素配置をもつ。
【００７７】
２はアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）であり、不図示のデコーダにより例えばＮＴＳＣ信号からＲＧＢ信号にデコードされたアナログＲＧＢコンポーネント信号（信号名をＳ０とする）を、各々例えば８ｂｉｔ幅のディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）に変換する。
【００７８】
４は輝度データ変換器（非線形変換部）であり、Ａ／Ｄコンバータ２またはコンピュータ等のディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）を入力し、所望の輝度特性に変換する変換テーブルであり、例えば表示系の特性としてＣＲＴ用にガンマ補正された信号の逆変換を行いデータと輝度が比例するような特性（リニアな特性）に変換する（画像データＳ２）。この特性は、次に説明する信号処理部２０で処理を行いやすい特性に変換するのが望ましい。
【００７９】
２０は、信号処理部（信号処理回路）であり、例えば色調整を行う線形色変換を行い、表示する色座標を変換する。
【００８０】
３０は駆動データ変換部であり、信号処理部２０で処理された輝度データ（Ｓ３）を駆動データ（Ｓ４）に変換する。３はデータ並べ替え部であり、各色ごとの駆動データ（Ｓ４）を、マトリクスパネル１の画素配列に合わせ並べ替え出力する（駆動データＳ５）機能を有する。
【００８１】
データ並び替え部３は図８においては、駆動データ変換部３０の後段に設けたが、その限りではない。輝度データ変換器４、信号処理部２０、駆動データ変換部３０の前後またはそれらの中間であってもかまわない。図８では信号処理部２０が色処理等を行う場合、各色をマトリクス演算する必要があるため、データ並び変え部３は、駆動データ変換部３０の後段に設けてハードウエア量を少なくしている。なお図面では各機能を果たす部分をブロックに分けて記載しているが、各ブロックを独立にパッケージする必要はなく、複数のブロックの機能を果たすことが出来る回路を用いてもよい。
【００８２】
５はシフトレジスタであり駆動データ変換部３０から出力される駆動データＳ５をシフトクロック（ＳＣＬＫ）で順次シフト転送し、マトリクスパネル１のそれぞれの素子に対応した駆動データをパラレルに出力する。６はラッチ回路であり、シフトレジスタ５からの駆動データを水平同期信号に同期したロード信号ＬＤで並列にラッチし、次のロード信号ＬＤが入力される期間保持する。７は駆動回路であり前述した様に基準クロック（ＰＣＬＫ）を計数し、入力される駆動データに応じたパルス幅でマトリクスパネル１の列配線を各々駆動する。
【００８３】
８は走査ドライバであり、マトリクスパネル１の行配線１００３に接続される。８１は走査信号発生部であり、入力映像信号の垂直同期信号に同期したＹＳＴ信号をタイミング制御部１０によって決定された信号ＨＤで順次シフトする、そして選択／非選択信号を行配線数に対応してパラレル出力する。８２はＭＯＳトランジスタ等で構成されるスイッチ手段であり走査信号発生部８１の選択／非選択信号の出力レベルによってスイッチを切り替え選択電位（−Ｖｓｓ）・非選択電位（ＧＮＤ）を出力する。
【００８４】
１０はタイミング制御部であり、入力画像の同期信号及びデータサンプリングクロック（ＤＣＬＫ）等から作った所望のタイミングの制御信号を各機能ブロックに出力する。
【００８５】
４０はクロック供給回路としてのＰＣＬＫ生成部であり、前述したように周期（周波数）が変化するＰＣＬＫを出力する。ＰＣＬＫ生成部４は例えばＶＣＯやＰＬＬなどでクロックを生成しても良いし、複数のクロックを切り替え出力することによって実現しても良い。
【００８６】
図１０は画像表示装置の全体構成のタイミング図である。
【００８７】
図８および図１０に従って画像表示装置の全体構成の動作を説明する。
【００８８】
図８において、不図示のデコーダにより、例えばＮＴＳＣ信号からＲＧＢ信号にデコードされたアナログＲＧＢコンポーネント信号（Ｓ０）を、Ａ／Ｄコンバータ２は、各々例えば８ｂｉｔ幅のディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）に変換する。図示してはいないが、同期信号を元にＰＬＬでサンプリングクロック（ＤＣＬＫ）を生成すると好適である。
【００８９】
輝度データ変換器４は、Ａ／Ｄコンバータ２またはコンピュータ等の映像データであるディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）を入力する。この際、１走査ライン（１Ｈ）のデータ数は、マトリクスパネル１の列配線側の画素数で決めると処理が簡単になる。本実施形態の場合、マトリクスパネル１の列配線側の画素数を１６０に決めた。Ａ／Ｄコンバータ２またはコンピュータ等のディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）は不図示のデータサンプリングクロック（ＤＣＬＫ）と同期して出力される。輝度データ変換器４は、あらかじめ、所望のデータが記憶されている不図示の変換テーブル（ＲＯＭ）により、例えばＡ／Ｄコンバータ２またはコンピュータ等のディジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）を例えば出力する画像データ（Ｓ２）と輝度の特性が比例するような特性（リニアな特性）に変換する。ここで言う輝度とは、入力された信号源の示す輝度を意味する。ＴＶのようにＣＲＴの特性を補正するために０．４５乗のガンマ補正されている映像信号では、輝度データ変換器４は、２．２乗の逆ガンマ変換を行うことによってリニアな特性の１２ｂｉｔ幅の画像データに変換できる。前述したようにリニアな特性以外で信号処理を行う場合は、処理が要求する特性に変換すると好適である。
【００９０】
リニアな特性に変換する変換テーブルの特性の一例を図１１に示した。
【００９１】
輝度データ変換器４が出力する１２ｂｉｔ幅の画像データ（Ｓ２）は信号処理部２０に入力される。信号処理部２０は、例えば色調整を行う線形色変換を行い、表示する色座標を変換する。さらに具体的には３行３列のマトリクス演算ユニットにより各色の画像データ（Ｓ２）は変換される。そして変換された輝度データ（Ｓ３）を出力する。信号処理部２０は、色調整に限るものでなく、例えば、本出願人の発明による特開平０８‐２４８９２０号に開示したマトリクスパネルの行配線の電圧降下を補正する信号処理にも好適である。
【００９２】
信号処理部２０の出力である輝度データ（Ｓ３）は駆動データ変換部３０に入力される。駆動データ変換部３０は入力されたリニアな特性の１２ｂｉｔ幅の輝度データ（Ｓ３）を前述したように、輝度データ（Ｓ３）に対してマトリクスパネルの表示輝度特性がリニアになるような１０ｂｉｔ幅の駆動データ（Ｓ４）に変換する。具体的には後述する特性をもつＲＯＭテーブルで実現すると好適である。
信号処理部２０と駆動データ変換部３０とによって、入力されるデータ（信号処理のために好適な総階調数であり、変換回路への入力データの総階調数よりも大きい総階調数のデータ）を信号処理するとともに、変換回路の入力総階調数に適合するように総階調数を減らす機能が実現されている。
【００９３】
駆動データ変換部３０の出力である駆動データ（Ｓ４）は、必要に応じて、ブライトネス調整（オフセットの加算）等の処理が行われ、さらに、データ並べ替え部３に入力される。データ並べ替え部３は、各色ごとの駆動データ（Ｓ４）を、マトリクスパネル１の画素配列に合わせ並べ替え出力する（駆動データＳ５）機能を有する。
【００９４】
データ並び替え部３の入力信号（駆動データＳ４）は、データサンプリングクロック（ＤＣＬＫ）の３倍の周波数のクロックであるシフトクロック（ＳＣＬＫ）のタイミングで切り替えられ、マトリクスパネル１のＲＧＢ画素配列に従って、データ並べ替え部３の出力端子から順次出力される（Ｓ５）。
【００９５】
データ並び替え部３の出力信号（Ｓ５）は、１０ｂｉｔ幅のシフトレジスタ５に送られ、シフトクロック（ＳＣＬＫ）で順次シフト転送し、マトリクスパネル１のそれぞれの素子に対応した駆動データをシリアルパラレル変換し出力する。そしてラッチ６は水平同期信号に同期したロード信号ＬＤの立ち上がりでシリアルパラレル変換された駆動データをラッチし、次のロード信号ＬＤが入力されるまでデータを保持出力する。
【００９６】
ロード信号ＬＤの時刻を基準とし、駆動回路７はＰＣＬＫに同期して列配線（Ｘ１〜Ｘ４８０）を前述した方法で駆動する。
【００９７】
図１０においてＶＸ１（３）、ＶＸ１（１０２３）の括弧内の数字は駆動データの一例を示している。
【００９８】
走査ドライバ８は、図１０に示したように走査開始時刻を決める信号（ＹＳＴ）を水平同期信号（ＨＤ）に同期して順次転送することによって行配線を駆動する。そして順次行配線を走査し画像を形成する。
【００９９】
本実施形態に於いて、走査ドライバ８は、ＨＤに同期して行配線を順次１番目（Ｙ１）から２４０番目（Ｙ２４０）まで選択電圧−Ｖｓｓ（例えば−７．５Ｖ）で順次駆動する。この時、走査ドライバ８は、選択していない他の行配線の電圧を非選択電圧０Ｖに駆動する。
【０１００】
走査ドライバ８が選択した行配線で、かつ、駆動回路７がパルス幅変調信号を出力した列の冷陰極素子１００１にはＩｅがそれに応じて流れる。そして駆動回路７が駆動信号を出力しない列配線に対応する素子は素子電流Ｉｆが流れずしたがって放出電流Ｉｅが流れないので発光しない。そして走査ドライバ８はＨＤに同期して行配線を順次１から２４０番目までを選択電圧で順次駆動し、対応する行配線に駆動回路７は駆動データに対応する変調信号Ｓ１７で駆動し、画像を形成する。
【０１０１】
また、走査ドライバ８が同時に２本以上の行配線を選択し、輝度を向上させる走査方式に対しても、本発明は適用できる。
【０１０２】
本実施形態において、ＮＴＳＣ信号を２４０本の走査配線のマトリクス画像表示パネル１で表示させるために、インターレースされている有効走査線の４８５本の内４８０本をフィールド毎にマトリクス画像表示パネル１に重ね書きし駆動した。ＮＴＳＣ信号の１フィールドをマトリクス画像表示パネル１では１フレームとして扱った。すなわちマトリクス画像表示パネル１をフレーム周波数６０Ｈｚ、走査ライン２４０本の映像信号として駆動した。
【０１０３】
この時、１走査ラインの表示に要する時間は、ＮＴＳＣ信号ではおおよそ６３．５μＳｅｃであり、その時間内の約５６．５μＳｅｃを列配線の駆動パルスの最大時間と決めた。よってＰＣＬＫは、駆動パルス幅の最長をタイムスロット１０２３に選んだので、ＰＣＬＫのパルス数が１０２３個の時に約５６．５μＳｅｃとなるような周波数を選んだ。
【０１０４】
ＰＣＬＫの周波数は、前述したように決定した。すなわち、図６ｂ）に、示した特性を実現した。図６ｂ）において縦軸は入力される駆動データ、横軸は輝度を示す。
【０１０５】
例えばＰＣＬＫの周波数を駆動データ”０”〜”２５５”までは周波数を７２．４８ＭＨｚに決定し、駆動データ”２５６”〜”３８３”までは周波数を３６．２４ＭＨｚに決定し、駆動データ”３８４”〜”７６７”までは周波数を１８．１２ＭＨｚに決定し、駆動データ”７６８”〜”１０２３”までは周波数を９．０６ＭＨｚに決定する。
【０１０６】
その時の輝度は、図６ｂ）に示すように、駆動データ”０”〜”２５５”まではＰＣＬＫの周波数が高いので、駆動データに対して輝度増分が少なくグラフ上傾きが大きく表現される（ｆｄ１の直線）。駆動データ”２５５”〜”３８３”はｆｄ２の直線、駆動データ”３８３”〜”７６７”はｆｄ３の直線、駆動データ”７６７”〜”１０２３”はｆｄ４の直線で特性を表すことができる。
【０１０７】
駆動データ変換部３０の特性は、前出した図６ａ）の特性である。
【０１０８】
前述したように、駆動データ変換部３０の特性は、輝度データが”０”〜”２５５”に対して駆動データが  ”０”〜”２５５”になるように（ｆｔ１の直線）決定し、輝度データが”２５５”〜”５１１”に対して駆動データが  ”２５５”〜”３８３”になるように（ｆｔ２の直線）決定し、輝度データが”５１１”〜”２０４７”に対して駆動データが  ”３８３”〜”７６７”になるように（ｆｔ３の直線）決定し、輝度データが”２０４７”〜”４０９５”に対して駆動データが  ”７６７”〜”１０２３”になるように（ｆｔ４の直線）決定する。
【０１０９】
前述したように、低輝度から順にリニアな特性の輝度データ換算で１２ｂｉｔ、１１ｂｉｔ、１０ｂｉｔ、９ｂｉｔ階調数相当が実現できる。
【０１１０】
走査ドライバ８は、水平同期信号（ＨＤ）に同期して行配線を順次１番目（Ｙ１）から２４０番目（Ｙ２４０）を選択電圧−Ｖｓｓ（例えば−７．５Ｖ）で順次駆動する。この時、走査ドライバ８は、選択していない他の行配線の電圧を非選択電圧０Ｖに駆動する。図１０において、列配線に印加される電圧をＶＸ１，ＶＸ２…で、行配線に印加される電圧をＶＹ１，ＶＹ２、ＶＹ３…で示した。
【０１１１】
図１０を見て明らかなように、駆動パルス幅の最長（タイムスロット１〜１０２３）の時間において、走査ドライバ８は選択する行を選択電圧に保つ必要がある。
【０１１２】
以上述べてきたように、本発明の第一の実施形態においては、１０ｂｉｔ幅の駆動データでパルス幅変調を行う駆動回路７で、低輝度においてはリニアな特性の１２ｂｉｔ階調相当の輝度分解能で表示を行える。
【０１１３】
前述したように、人間の感覚の特性を利用して、少ない輝度ステップで高階調性が実現できた。そしてリニアな特性である一般的なパルス幅変調で比較すると、１０ｂｉｔパルス幅変調器でおおよそ１２ｂｉｔパルス幅変調相当の特性を得ることができる。大きな画素数を持つマトリクスパネルでは、駆動回路、特に変調回路の製造コストが大きい。従って、少ない駆動データ幅で高階調を実現できる（同じに認識される総階調数であっても変調器のｂｉｔ幅を少なくできる）本発明は、画像形成装置のローコスト化に好適である。
【０１１４】
また、本発明の方法によれば、色調整の信号処理や行配線の電圧降下の影響を補正する信号処理を行う場合であっても、良好な階調表現を実現できる。
【０１１５】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態について説明する。はじめに本発明の第二の実施形態による駆動方法の基本的な動作の説明を行う。第一の実施形態同様、図２のマトリクスパネルで基本的な動作の説明を行う。図２の構成要素、一般的な駆動方法の説明は省略する。
【０１１６】
第二の実施形態では、第一の実施形態と異なる変調方法を用いている。列配線の変調方法について説明する。本発明の第二の実施形態の変調方法はパルス幅変調（ＰＷＭ）と波高値変調を組み合わせた変調方式である。パルス幅変調と波高値変調（振幅変調）を組み合わせた変調方式としては種々の方式がある。その一つとして、波高値変調をパルス幅変調に優先して行う方式である波高値変調優先型組み合わせ変調がある。これは所定のパルス幅を設定している状態で駆動データの増加に応じて波高値を大きくしていき、利用可能な波高値範囲を使い切った段階で、更に大きい駆動データに対しては、パルス幅を増加させ、該パルス幅の増加によってより大きい波高値が利用可能になった部分の波高値を更なる駆動データの増加に応じて大きくしていく変調である。また、パルス幅変調を波高値変調に優先して行う方式としてパルス幅変調優先型組み合わせ変調がある。これは、所定の波高値を設定している状態で駆動データの増加に応じてパルス幅を大きくしていき、利用可能なパルス幅範囲を使い切った段階で、更に大きい駆動データに対しては、波高値を増加させ、該増加させた波高値部分のパルス幅を更なる駆動データの増加に応じて大きくしていく変調である。なお、前記波高値変調優先型組み合わせ変調、もしくはパルス幅変調優先型組み合わせ変調において、利用可能な波高値範囲、もしくは利用可能なパルス幅範囲に所定の条件をつけることもできる。例えば、波高値変調優先型組み合わせ変調において、変調信号の波高値が変わる部分での急激な波高値の変化を制限するように、利用可能な波高値範囲を制限する条件をつけることが出来る。具体的に言うと、変調信号の立ち上がり及びもしくは立下り部分においては変調回路が変調信号の波高値として出力可能な波高値範囲の全てを利用可能な波高値範囲とするのではなく、変調信号波形の立ち上がり及びもしくは立下り部分が階段形状を持つように、利用可能な波高値範囲を変調信号の立ち上がり部分及びもしくは立ち下がり部分で変調回路が変調信号の波高値として出力可能な波高値よりも小さく設定する条件を好適に採用できる。また例えば、パルス幅変調優先型組み合わせ変調においても、変調信号の波高値が変わる部分での急激な波高値の変化を制限するように、利用可能なパルス幅範囲を制限する条件をつけることが出来る。具体的に言うと、各波高値それぞれにおいて利用可能なパルス幅の範囲を同一にするのではなく、変調信号波形の立ち上がり及びもしくは立下り部分が階段形状を持つように、所定の波高値において利用可能なパルス幅範囲を該所定の波高値よりも小さい波高値において利用可能なパルス幅範囲よりも小さく設定する条件を好適に採用できる。そのような条件の設定例が欧州特許出願公開１２６７３１９に開示されている。
【０１１７】
第二の実施形態の変調方法は、波高値変調優先型組み合わせ変調を採用している。波高値変調優先型組み合わせ変調においては、第一の実施形態と同様に、変調信号のパルス幅の増分を不均一にして輝度ステップを不均等にする構成を好適に採用することが出来る。変調信号のパルス幅の増分を不均一にする構成としては第一の実施形態と同様に基準となるクロック（ＰＣＬＫ；パルス幅を決定するためにカウントされるクロック）をを不均一の周期にする構成を採用できる。なお、本実施形態では、先に述べた、変調信号の立ち上がり及び立ち下がり部分が階段状になる条件を採用している。出力される変調信号波形の一例を図１２に示す。
【０１１８】
図１２にはＰＣＬＫと変調信号波形（ＯＵＴ）を示した。変調信号波形の長方形内の数字（１〜１０２３）は駆動データを意味し、例えば駆動データが”１２”の時、長方形内の数字が”１２”以下の数字が書いてある変調信号波形となる。階調を示す長方形を便宜上ブロックとも呼ぶ。パルス幅の制御単位となる時間幅をタイムスロットという。各スロットの波高値は基準クロックであるＰＣＬＫの立ち上がり波形に同期して決定される。波高値がＶ２，Ｖ３，Ｖ４のいずれかであるタイムスロットは複数のブロックで構成されることになるが、複数のブロックをそれぞれ別個に出力しなければならないわけではない。
【０１１９】
このような変調信号波形の制御は、基準クロックの周波数に対応して定まるスロット幅単位のパルス幅制御とスロット幅単位での波高値制御であるが、前述のように、本実施形態では変調信号の立ち上がり及び立ち下がりの部分で信号波形が階段状になる条件を採用している。該条件は、以下のように言うことも出来る。すなわち、各スロットにおける波高値が少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、波高値Ａ１から波高値Ａｋ−１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て所定波高値Ａｋ（但し、ｋは２以上ｎ以下の整数）まで立ち上がる部分と、所定波高値Ａｋから、前記波高値Ａｋ−１から波高値Ａ１までの各波高値を順番に少なくとも１スロットずつ経て立ち下がる部分とを有する波形とする制御であると表現することができる。ここでは、変調信号は電圧波形であり、この電圧は、Ｖ１〜Ｖ４の４段階の波高値から構成される。
【０１２０】
図１３に、入力される駆動データに対する正規化された輝度の特性を点で示す。図１３において縦軸は入力される１０ｂｉｔ幅の駆動データ、横軸は輝度を示す。厳密には離散的な駆動データに対して輝度も離散的になるが、実線で示した直線で特性を代表することとする。
【０１２１】
第二の実施形態において変調回路が出力可能な波高値は、ＯＦＦ状態に対応する基準電位であるＧＮＤと、それぞれ異なるＯＮ状態に対応する４つの波高値であるＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４である。本実施形態においてはこれらの波高値は、駆動データがある値から１つ増えることによって、所定幅のスロットの波高値がＧＮＤからＶ１に増えたときの輝度増分（輝度ステップ）と、前記所定幅のスロットの波高値がＶ１からＶ２に増えたときの輝度増分（輝度ステップ）と、前記所定幅のスロットの波高値がＶ２からＶ３に増えたときの輝度増分（輝度ステップ）と、前記所定幅のスロットの波高値がＶ３からＶ４に増えたときの輝度増分（輝度ステップ）とは互いに等しくなるように設定している。すなわち本実施例においては、波高値の差分は駆動データに対して輝度ステップが等間隔となるように設定している。すなわち、本実施形態における輝度ステップの不等間隔化は第一の実施形態と同様にパルス幅の増分の不等間隔化によって行うこととしている。図１４に本発明で使用する表面伝導型電子放出素子の特性と各電圧を示す。蛍光体の飽和がないとすると、図１４に示したようにＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４で決まる放出電流Ｉｅ（すなわち輝度）の間隔が等間隔になるように設定すればよい。輝度を計測しＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設定しても好適である。
【０１２２】
本実施形態では、変調基準電圧として、ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を用いたが、互いに異なる２つ以上のＯＮ状態に対応する波高値を用いる構成であれば同様に本発明の第二の実施形態で適応可能である。また波高値としては電位を所定の値に設定する電圧駆動の構成を開示したがこれに限るものではない。
【０１２３】
第二の実施形態の駆動方法も第一の駆動方法同様である。
【０１２４】
第一の実施形態で説明に用いた図２に示すマトリクスパネルを用いて説明する。
【０１２５】
図２の詳細については第一の実施形態で説明しているので説明を省略する。
【０１２６】
第二の実施形態においても第一の実施形態同様にＰＣＬＫの周期を変化させ、駆動データに対応する輝度の特性を非線形にすることによって、第一の実施形態同様に、限られた駆動データの総階調数で高階調化を行う方法である。
【０１２７】
図１５において、変調信号波形（ＯＵＴ）をスロットと共に示す。第一の実施形態と同様に、ＰＣＬＫの周期を変化させる。前述したように人間が感知できる特性を良好にするため（高階調化のため）の前述した階調特性を実現する。すなわち、「輝度ステップが等間隔」ではなく「人間が感じる明るさが等間隔」になるような輝度ステップになるように設定する。
【０１２８】
図１６ｂ）に、入力される駆動データに対する正規化輝度の特性を示す。図１６ｂ）において縦軸は入力される１０ｂｉｔ幅の駆動データ、横軸は輝度を示す。
【０１２９】
例えばＰＣＬＫの周波数をＰＣＬＫの数が  ”１”〜”６７”まではｆＰＷＭの周波数に選び、ＰＣＬＫの数が”６８”〜”１２９”まではｆＰＷＭの周波数の半分に選び、ＰＣＬＫの数が”１３０”〜”２２５”まではｆＰＷＭの周波数の１／４に選び、ＰＣＬＫの数が”２２６”〜”２５８”まではｆＰＷＭの周波数の１／８に選ぶ。
【０１３０】
その時の輝度は、図１６ｂ）に示すように、駆動データ”０”〜約”２５５”
の場合はＰＣＬＫの周波数が高いので、駆動データに対して輝度増分が少なくグラフ上傾きが大きく表現される（ｇｄ１の直線）。駆動データが約”２５５”〜約”３８３”の場合はｇｄ２の直線、駆動データが約”３８３”〜約”７６７”  の場合はｇｄ３の直線、駆動データが約”７６７”〜約”１０２３”  の場合はｇｄ４の直線で特性を表すことができる。
【０１３１】
ここで「約」としているのは図１５で示したスロットの大きさを見てわるように、各ブロックの面積（この面積の大小が駆動エネルギーの大小に対応する）が均一でなく、ＰＣＬＫの切り替え時は、駆動データの増分に対し輝度の増分がばらついて変化するためである。
【０１３２】
駆動データの増分に対し輝度の増分をわかりやすく説明するための図を図１７に示す。図１７は、図１６ｂ）同様に縦軸は入力される駆動データ、横軸は輝度を示す。そして駆動データが”２５６”付近の拡大図を示した。実際に駆動データの増分に対し輝度の増分がばらついて変化することがわかる。後述する駆動データ変換部の特性は、図１７に示すこの特性も考慮して決定すると好適である。
【０１３３】
以上の駆動条件の変更によって、おおよそ人間の視覚特性に近づけることができる。もちろん、ハードウエア構成を簡単化するためにＰＣＬＫの周波数の種類を少なくしても効果がある。またＲＯＭやＶＣＯを使いＰＣＬＫの周期を連続的に可変するとさらに好適である。不均一周期のＰＣＬＫを実現する実際のハードウエア構成としては特開２０００−２９４２５号に開示した構成を採用することができるのでここでは説明を省略する。
【０１３４】
この実施形態においても所望の特性例えばリニアな特性の輝度データを駆動データに変換し、低階調領域における階調性を向上させるように駆動条件（ＰＣＬＫ周期）を決定する点が特徴である。所望の特性としては、色処理などではリニアな特性が好適である。
【０１３５】
続いて、所望の特性として例えば輝度リニアな特性の輝度データから駆動データに変換する駆動データ変換部の特性を図１６ａ）に示す。図１６ａ）において横軸は入力される１２ｂｉｔ幅の輝度データ、縦軸は変換された１０ｂｉｔ幅の駆動データを示す。入力される輝度データはリニアな特性（データの値が表示すべき輝度を指示しているデータ）なものであるので、図１６ａ）において、入力される輝度データが駆動データに変換され、更に駆動データによって変調され表示される輝度と、輝度データが結果的に比例するように駆動データ変換部の特性を決定する。すなわち、輝度データが”０”〜”２５５”に対して駆動データが  ”０”〜”２５５”になるように（ｇｔ１の直線）決定する。輝度データが”２５５”〜”５１１”に対して駆動データが  ”２５５”〜”３８３”になるように（ｇｔ２の直線）決定する。輝度データが”５１１”〜”２０４７”に対して駆動データが  ”３８３”〜”７６７”になるように（ｇｔ３の直線）決定する。そして、輝度データが”２０４７”〜”４０９５”に対して駆動データが  ”７６７”〜”１０２３”になるように（ｇｔ４の直線）決定する。駆動データ変換部の特性の変曲点近傍においては、上述したようなばらつきを補正した値を出力するようにテーブルを設定すると良好である。
【０１３６】
以上から、例えば輝度データ”１０２４”（輝度がフルレンジの１／４）が入力された場合の動作を説明する。輝度データ”１０２４”は駆動データ変換部で変換され、駆動データ”５１２”になる（ｇｐ１）。幅変調器は駆動データ”５１２”を入力し、正規化輝度０．２５を出力する（ｇｐ２）。よって輝度データに対応する輝度が得られる。また図１６ａ）、図１６ｂ）を見てわかるように、駆動データが１０ｂｉｔ階調の変調方式であっても、低輝度から順にリニアな特性の輝度データ換算で１２ｂｉｔ、１１ｂｉｔ、１０ｂｉｔ、９ｂｉｔ階調数相当が実現できる。
【０１３７】
本実施形態による駆動方法の基本的な構成の説明を行うためのブロック図を図１８に示す。図１８において、Ｍ７１は変調器であり変調基準電圧：ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を入力し前述した変調信号を出力する。その他の構成要素は第一の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０１３８】
第一の実施形態と同様に、輝度データ変換器Ｍ４は、ＴＶ信号のようなガンマ補正されているディジタル映像データ（Ｓａ１）を変換し、リニアな特性の画像データ（Ｓａ２）に変換する。変換された画像データ（Ｓａ２）は信号処理部Ｍ２０で例えば色調整などの信号処理がされる。信号処理部Ｍ２０は、信号処理を行った結果である輝度データ（Ｓａ３）を出力する。駆動データ変換部Ｍ３０は入力される輝度データ（Ｓａ３）を駆動データ（Ｓａ４）に変換する。この変換において、入力される輝度データ（Ｓａ３）の総階調数に比べ、出力する駆動データ（Ｓａ４）の総階調数が少なくなるように変換が行われる。例えば本実施例では、輝度データ（Ｓａ３）のｂｉｔ幅は１２ｂｉｔ（４０９６階調）、駆動データのｂｉｔ幅は１０ｂｉｔ（１０２４階調）であるデータとした。
【０１３９】
よって、前述したように少ない駆動データの階調数で、高階調性を実現することができる。
【０１４０】
本発明の第二の実施形態の全体構成は、前述した第一の実施形態の構成（図８）と同じであるので、説明を省略する。タイミングも駆動信号（Ｓ１７）の形状以外は同じであるので図示を省略する。ただし第二の実施形態のＰＣＬＫの周波数は第一の実施形態に比べ約１／４になり、ハードウエア化が行いやすい。
【０１４１】
本発明の第二の実施形態においても、１０ｂｉｔ幅の駆動データで変調を行う駆動回路７で、低輝度においてはリニアな特性の１２ｂｉｔ階調相当の輝度分解能で表示を行える。
【０１４２】
そして、人間の感覚の特性を利用して、少ない輝度ステップで高階調性が実現できる。リニアな特性である一般的な変調で比較すると、１０ｂｉｔ幅変調器でおおよそ１２ｂｉｔ幅変調相当の特性を得ることができる。大きな画素数を持つマトリクスパネルでは、駆動回路特に変調回路の製造コストが大きく、少ない駆動データ幅で高階調を実現できる（同じに認識される総階調数であっても変調器のＢｉｔ幅を少なくできる）本発明は、ローコスト化に好適である。
【０１４３】
また、本発明の方法によれば色調整の信号処理や行配線の電圧降下の影響を補正する信号処理に対しても対応できる。
【０１４４】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態について説明する。はじめに本発明の第三の実施形態による駆動方法の基本的な動作の説明を行う。第一の実施形態同様、図２のマトリクスパネルで基本的な動作の説明を行う。図２の構成要素、一般的な駆動方法の説明は省略する。
【０１４５】
第三の実施形態では、第一の実施形態および第二の実施形態と異なる変調方法を用いている。列配線の変調方法について説明する。本発明の第三の実施形態の変調方法は第二の実施形態同様にパルス幅変調（ＰＷＭ）と波高値変調を組み合わせた変調方式である。
【０１４６】
ただし第二の実施形態が波高値変調優先型組み合わせ変調であったのに対して、第三の実施形態ではパルス幅変調優先型組み合わせ変調を採用している。
【０１４７】
出力される変調信号波形の一例を図１９ａ）に示す。
【０１４８】
図１９ａ）にはＰＣＬＫと変調信号波形（ＯＵＴ）を示した。信号波形の長方形内の数字（１〜１０２４）は駆動データを意味し、例えば駆動データが”９”の時、長方形内の数字が”９”以下の数字が書いてある変調信号波形となる。長方形を便宜上ブロックとも呼ぶ。各スロットの波高値は基準クロックであるＰＣＬＫの立ち上がり波形に同期して決定される。
【０１４９】
このような変調信号の制御は、基準クロックを計数し、計数値と駆動データによって、スロット幅Δｔ単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける波高値が少なくともＡ１〜Ａｎのｎ段階（但し、ｎは２以上の整数で、０＜Ａ１＜Ａ２＜…Ａｎ）で波高値制御され、かつ、変調信号の所定の波形に対して階調を増加させた波形は、波高値Ａｎ−Ａｎ−１，…、もしくはＡ２−Ａ１または波高値Ａ１と発光素子の駆動しきい値となる波高値との波高値差、およびスロット幅Δｔとで定まる単位波形ブロックを、ｋ＝１を含む最大波高値Ａｋがより低くかつ最大波高値が連続する位置に優先的に付加した形状を有する波形とする制御として表現することができる。ここでは、変調信号は電圧波形であり、この電圧は、Ｖ１〜Ｖ４の４段階の波高値から構成される。
【０１５０】
図２０に、入力される駆動データに対する正規化された輝度の特性例を示す。図２０において縦軸は入力される駆動データ、横軸は輝度を示す。厳密には離散的な駆動データに対して輝度も離散的になるが、実線で示した直線（ｈｄ０）で特性を代表することとする。図２０に示しているのは、電圧（変調基準電圧：ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を選ぶことによってリニアな特性にした例である。第二の実施形態同様に図１４に示したＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を使用した場合、リニアな特性となる。
【０１５１】
パルス幅変調優先型組み合わせ変調を採用している本実施形態ではこの設定ではなく、各波高値の設定を、
駆動データがある値から１つ増えることによって、
・あるスロットの波高値がＧＮＤからＶ１に変更されたときの輝度と該変更前の輝度からの輝度増分（輝度ステップ）と、
・あるスロットの波高値がＶ１からＶ２に変更されたときの輝度と該変更前の輝度からの輝度増分（輝度ステップ）と、
・あるスロットの波高値がＶ２からＶ３に変更されたときの輝度と該変更前の輝度からの輝度増分（輝度ステップ）と、
・あるスロットの波高値がＶ３からＶ４に変更されたときの輝度と該変更前の輝度からの輝度増分（輝度ステップ）と、
が互いに等しくなるように設定するのではなく、それらの輝度ステップが異なるように設定している。特に人間の視覚上細かい輝度ステップが求められる低階調領域に相当する波高値での輝度ステップが細かくなるように設定している。具体的には、低階調領域に対応する波高値Ｖ１における輝度ステップは、高階調領域に対応する波高値Ｖ４における輝度ステップよりも細かくなるように設定している。図２１に本発明の第三の実施形態で使用する表面伝導型電子放出素子の特性と各電圧を示す。蛍光体の飽和がないとすると、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４で決まる放出電流Ｉｅ（すなわち輝度）の間隔を、図２１に示したように、Ｖ４の電圧で駆動した時の輝度に対して、同一のパルス幅で駆動した時、例えば、
Ｖ１：Ｖ４の輝度の１／１６の輝度、
Ｖ２：Ｖ４の輝度の１／４の輝度、
Ｖ３：Ｖ４の輝度の１／２の輝度
に選ぶ。
【０１５２】
図２２ｂ）に、入力される駆動データに対する正規化輝度の特性を示す。輝度を計測し所望の特性になるようにＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設定しても好適であった。
【０１５３】
本実施形態では、変調基準電圧として、ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を用いたが、異なるＯＮ状態に対応する２つ以上の波高値を用いる構成なら同様に本発明の第三の実施形態に適応可能である。変調基準電圧は低階調の分解能が出るように選べば、高階調化が可能である。すなわち、低輝度の階調数が増加するような電圧値、具体的にはＶ１、Ｖ２、Ｖ３の電圧をリニアな特性に対して輝度が小さくなるような電圧に設定することによって、得られる特性のカーブは本実施形態で示した以外でも階調性を向上する効果がある。
【０１５４】
第三の実施形態においては、第一、第二の実施形態と異なりＰＣＬＫの周期を変化させない。そのためＰＣＬＫの周波数が上昇することによる半導体の動作周波数の制限等の問題が発生しにくい方法でもある。第三の実施形態では、変調基準電圧ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を前述したように決定することにより、駆動データに対応する輝度の特性を非線形にすることができ、第一、第二の実施形態同様に、限られた駆動データの総階調数で高階調化を行う方法である。
【０１５５】
本実施形態ににおいては変調基準電圧ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を、電圧値をリニアな特性から変化させる。そして、前述したように人間が感知できる特性を良好にするため（高階調化のため）の前述した階調特性を実現する。すなわち、「輝度ステップが等間隔」を「人間が感じる明るさの差が等間隔」になるような輝度ステップに近づけることを行う。
【０１５６】
図２２ｂ）に、入力される駆動データに対する正規化輝度の特性を示す。図２２ｂ）において縦軸は入力される駆動データ、横軸は輝度を示す。
【０１５７】
前述したように変調基準電圧ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を選べば、その時の輝度は、図２２ｂ）に示すように、駆動データ”０”〜”２５６”  の場合は、駆動データに対して輝度増分が少なくグラフ上傾きが大きく表現される（ｈｄ１の直線）。駆動データが”２５６”〜”５１２”の場合はｈｄ２の直線、駆動データが”５１２”〜  ”７６８”  の場合はｈｄ３の直線、駆動データが”７６８”〜”１０２４”  の場合はｈｄ４の直線で特性を表すことができる。
【０１５８】
以上の駆動条件の変更によって、おおよそ人間の視覚特性に近づけることができる。もちろん、ハードウエア構成を簡単化するために変調基準電圧ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の種類を少なくしても前述したように効果がある。
【０１５９】
この実施形態では、所望の特性例えばリニアな特性の輝度データを駆動データに変換し、駆動データに対する人間が感じる明るさの間隔を等間隔に近づけるように駆動条件（変調基準電圧ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を決定する点が特徴である。所望の特性としては、色処理などではリニアな特性が好適である。
【０１６０】
続いて、所望の特性として例えば輝度リニアな特性の輝度データから駆動データに変換する駆動データ変換部の特性を図２２ａ）に示す。図２２ａ）において横軸は入力される１２ｂｉｔ幅の輝度データ、縦軸は変換された駆動データを示す。ここでは入力される輝度データはリニアな特性のものを採用しているので、図２２ａ）において、入力される輝度データが駆動データに変換され、更に駆動データによって変調され表示される輝度と、輝度データが結果的に比例するように駆動データ変換部の特性を決定する。
【０１６１】
すなわち、輝度データが”０”〜”２５６”に対して駆動データが  ”０”〜”２５６”になるように（ｈｔ１の直線）決定する。輝度データが”２５７”〜”１０２４”に対して駆動データが  ”２５７”〜”５１２”になるように（ｈｔ２の直線）決定する。
【０１６２】
輝度データが”１０２５”〜”２０４８”に対して駆動データが  ”５１３”〜”７６８”になるように（ｈｔ３の直線）決定する。そして、輝度データが”２０４９”〜”４０９５”に対して駆動データが  ”７６９”〜”１０２３”になるように（ｈｔ４の直線）決定する。ここで、横軸は入力される１２ｂｉｔ幅の輝度データとし、駆動データを１０ｂｉｔ幅とすると、輝度データ”４０９６”、駆動データ”１０２４”は存在しない。
【０１６３】
以上から、例えば輝度データ”１０２４”（輝度がフルレンジの１／４）が入力された場合の動作を説明する。輝度データ”１０２４”は駆動データ変換部で変換され、駆動データ”５１２”になる（ｈｐ１）。パルス幅変調器は駆動データ”５１２”を入力し、正規化輝度０．２５を出力する（ｈｐ２）。よって輝度データに対応する輝度が得られる。また図２２ａ）、図２２ｂ）を見てわかるように、第一、第二の実施例同様に、駆動データが１０ｂｉｔ階調の変調方式であっても、低輝度から順にリニアな特性の輝度データ換算で１２ｂｉｔ、１１ｂｉｔ、１０ｂｉｔ、９ｂｉｔ階調数相当が実現できる。
【０１６４】
本発明による駆動方法の基本的な構成の説明を行うためのブロック図を図２３に示す。図２３において、Ｍ７２は変調器であり変調基準電圧：ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を入力し、前述した変調信号を出力する。Ｍ４１はＰＣＬＫ発生部であり、第三実施形態では固定の周波数のＰＣＬＫを発生する。その他の構成要素は第一の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０１６５】
第一の実施形態同様に、輝度データ変換器Ｍ４は、ＴＶ信号のようなガンマ補正されているディジタル映像データ（Ｓａ１）を変換し、リニアな特性の画像データ（Ｓａ２）に変換する。変換された画像データ（Ｓａ２）は信号処理部Ｍ２０で例えば色調整などの信号処理がされる。信号処理部Ｍ２０は、信号処理を行った結果であるリニアな特性の輝度データ（Ｓａ３）を出力する。駆動データ変換部Ｍ３０は入力される輝度データ（Ｓａ３）を駆動データ（Ｓａ４）に変換する。この変換において、入力される輝度データ（Ｓａ３）の総階調数に比べ、出力する駆動データ（Ｓａ４）の総階調数が少なくなるように変換が行われる。例えば本実施例では、輝度データ（Ｓａ３）のｂｉｔ幅は１２ｂｉｔ（４０９６階調）、駆動データのｂｉｔ幅は１０ｂｉｔ（１０２４階調）であるデータとした。
【０１６６】
よって、前述したように少ない階調数で、高階調性を実現することができる。
【０１６７】
本発明の第三の実施形態の全体構成は、駆動回路７以外は前述した第一の実施形態の構成（図８）と同じであるので、説明は省略する。タイミングは図２４に示す。タイミング図においても第一の実施形態とＰＣＬＫと駆動信号ＶＸ１，ＶＸ２…（Ｓ１７）の形状以外は同じであるので説明は省略する。
【０１６８】
図１９ｂ）に第三の実施形態の変調方式の他の実施例を示す。基本的には前述したように、パルス幅変調優先型組み合わせ変調であり、基準となるクロック（ＰＣＬＫと呼ぶ）を計数し駆動データに対応するパルス幅と波高値を決定する方法で、時間方向に変調信号波形を伸ばし、伸ばせなくなった場合波高値方向を積み上げる変調方式である。第三の実施形態の変調方式の他の実施例では更に、マトリクスパネル内の駆動波形のリンギングなどを減少させる目的で、変調信号波形の立ち上がり、立ち下り波形を階段状に制御したものである。このような変調信号の波形制御は、図１９ａ）に示した場合に加えて、最大スロット数をＳとして、最大波高値Ａｋであるスロット数がＳ−２（ｋ−１）になった波形に対し、単位波形ブロックを付加することによってさらに１階調増加させた波形は、第ｋ＋１〜第Ｓ−ｋスロットのうち任意のスロットの波高値をＡｋからＡｋ＋１に変更した形状を有する波形とする制御と表現することができる。ここでは、Ｓ＝２５９としている。すなわち、この例では、各波高値それぞれにおいて利用可能なパルス幅の範囲を同一にするのではなく、変調信号波形の立ち上がり及びもしくは立下り部分が階段形状を持つように、所定の波高値において利用可能なパルス幅範囲を該所定の波高値よりも小さい波高値において利用可能なパルス幅範囲よりも小さく設定する条件を設定している。
【０１６９】
本実施形態において前述したように、変調基準電圧：ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を設定する。
【０１７０】
しかし、駆動波形が前述した変調信号と異なるため、以下のように設定すると更に好適であった。
【０１７１】
すなわち、輝度データを１２ｂｉｔ幅とし、駆動データを１０ｂｉｔ幅とする。そして、輝度データが”０”〜”２５９”に対して駆動データが  ”０”〜”２５９”になるように決定する。すなわち１：１に輝度データと駆動データを対応させる。輝度データが”２６０”〜”１０３０”に対して駆動データが  ”２６０”〜”５１６”になるように決定する。すなわち輝度データから”２５９”を減算し更に３で除算し”２５９”を加算し駆動データとする。輝度データが”１０３１”〜”２０５０”に対して駆動データが  ”５１７”〜”７７１”になるように決定する。すなわち輝度データから”１０３０”を減算し更に４で除算し”５１６”を加算し駆動データとする。そして、輝度データが”２０５１”〜”４０９５”に対して駆動データが  ”７７２”〜”１０２３”になるように決定する。すなわち輝度データから”２０５０”を減算し更に８．１１で除算し”７７１”を加算し駆動データとする。さらに、輝度データが”２０５１”〜”４０７３”に対して駆動データが  ”７７２”〜”１０２３”になるように決定する。すなわち輝度データから”２０５０”を減算し更に８で除算し”７７１”を加算し駆動データとし、４０７４以上の輝度データを制限してもほとんど画質には影響なく、除算はビットシフト演算で行えるためＲＯＭなどを使わずロジック回路でハードを作成でき、回路コストを低減できる。輝度データ変換器Ｍ４におけるこのような変換処理は、ＲＯＭテーブルでも対応できるのは当然である。
【０１７２】
ここでより厳密には、変調基準電圧：ＧＮＤ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、正規化輝度で
駆動データが”２５９”の時、２５９／４０９６
駆動データが”５１６”の時、１０３０／４０９６
駆動データが”７７１”の時、２０５０／４０９６
駆動データが”１０２３”の時、４０９５／４０９６
となるように設定すると良い。
【０１７３】
本発明の第三の実施形態においても、１０ｂｉｔ幅データで変調を行う駆動回路７で、低輝度においてはリニアな特性の１２ｂｉｔ階調相当の輝度分解能で表示を行える。
【０１７４】
そして、人間の感覚の特性を利用して、少ない輝度ステップで高階調性が実現できる。リニアな特性である一般的な変調で比較すると、１０ｂｉｔ幅変調器でおおよそ１２ｂｉｔ幅変調相当の特性を得ることができる。大きな画素数を持つマトリクスパネルでは、駆動回路特に変調回路の製造コストが大きく、少ない駆動データ幅で高階調を実現できる（同じに認識される総階調数であっても変調器のビット幅を少なくできる）本発明は、ローコスト化に好適である。
【０１７５】
また、本発明の方法によれば色調整の信号処理や行配線の電圧降下の影響を補正する信号処理に対しても対応できる。
【０１７６】
（その他の実施形態）
本発明は、変調器に入力される駆動データに対して輝度が非線形になるように駆動条件（ＰＣＬＫ、変調基準電圧）を変更することによって、人間の感覚の特性から、少ない駆動データの総階調数で高階調と認識される表示を行うことを特徴にする。
言い換えれば、駆動条件（ＰＣＬＫ、変調基準電圧）を変更することによって、表示素子に供給する駆動するエネルギー（駆動量）を変化させ、その結果、変調器に入力される駆動データに対して輝度が非線形になるようにすることによって、人間の感覚の特性から、少ない駆動データの総階調数で高階調と認識される表示を行うことを特徴にする。
そのため他の変調方式であっても本発明を適応し効果を得ることができる。そして、所望の特性（特にリニアな特性）である輝度データを駆動データ変換部によって駆動データに変換し、輝度データと輝度が所望の特性（特にリニアな特性）になるようにするものである。さらに、輝度データの総階調数より駆動データの総階調数を少なくすることができる。
【０１７７】
リニアな輝度データは色調整などの信号処理に好適であり、ｂｉｔ幅を多くしている本発明では、高精度で計算が可能となる。前述したように信号処理は他の処理であってもかまわない。
【０１７８】
また第二の実施形態や第三の実施形態において、第一の実施形態同様に、駆動データ変換部Ｍ３０の出力である駆動データ（Ｓａ４）に、必要に応じて、ブライトネス調整（オフセットの加算）等の処理が行われ、変調器Ｍ７１，Ｍ７２に出力しても好適である。
【０１７９】
また、本発明は、冷陰極型電子放出素子についてその構成を説明したが、表面伝導型放出素子或いは、ＦＥ型放出素子或いは、ＭＩＭ型放出素子といったさまざまな電子放出素子をもちいることができる。また電子放出素子以外にも単純マトリクス駆動を行うＥＬ素子など種々の画像表示素子を用いることが出来る。
【０１８０】
【発明の効果】
本願に係る発明によると良好な表示を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａ）は輝度に対する人間の感覚をモデル化したグラフであり、図１ｂ）は識別限界になるような等輝度ステップを示すグラフであり、図１ｃ）は識別限界に等しく輝度ステップを決めた非線形な駆動方を示すグラフである。
【図２】本発明の駆動法の基本的な動作を説明するためのマトリクスパネルを示す図である。
【図３】一般的なＰＷＭの変調信号波形を示す図である。
【図４】一般的なＰＷＭの駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図５】第一の実施形態の変調信号波形を示す図である。
【図６】図６ａ）は、第一の実施形態の駆動データ変換部の特性を示す図であり、図６ｂ）は第一の実施形態の駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図７】第一の実施形態の基本的な構成の説明を行うためのブロック図である。
【図８】第一の実施形態の駆動回路を示す図である。
【図９】本発明で使用した表面伝導型放出素子の特性の一例を示す図である。
【図１０】第一の実施形態の駆動回路のタイミング図である。
【図１１】輝度データ変換器４の特性を示す図である。
【図１２】第二の実施形態で用いる変調信号波形の一例を示す図である。
【図１３】第二の実施形態で用いる変調信号波形の一例の駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図１４】本発明で使用した表面伝導型放出素子の特性と第二の実施形態で設定した変調基準電圧の一例を示す図である。
【図１５】第二の実施形態の変調信号波形を示す図である。
【図１６】図１６ａ）は第二の実施形態の駆動データ変換部の特性を示す図であり、図１６ｂ）は第二の実施形態の駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図１７】第二の実施形態の駆動データに対する輝度特性の一部を拡大した図である。
【図１８】第二の実施形態の基本的な構成の説明を行うためのブロック図である。
【図１９】図１９ａ）は第三の実施形態で用いる変調信号波形を示す図であり、図１９ｂ）は第三の実施形態で用いる他の変調方式の信号波形を示す図である。
【図２０】第三の実施形態で用いる変調信号波形の一例の駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図２１】本発明で使用した表面伝導型放出素子の特性と第三の実施形態で設定した変調基準電圧の一例を示す図である。
【図２２】図２２ａ）は第三の実施形態の駆動データ変換部の特性を示す図であり、図２２ｂ）は第三の実施形態の駆動データに対する輝度特性を示す図である。
【図２３】第三の実施形態の基本的な構成の説明を行うためのブロック図である。
【図２４】第三の実施形態の駆動回路のタイミング図である。
【符号の説明】
１、Ｍ１  マトリクスパネル
２        アナログディジタル変換器
３        データ並び変え部
４、Ｍ４  輝度データ変換器
５        シフトレジスタ
６        ラッチ回路
７        駆動回路
８        走査ドライバ
１０      タイミング制御部
２０、Ｍ２０      信号処理部
３０、Ｍ３０      駆動データ変換部
４０、Ｍ４０、Ｍ４１      ＰＣＬＫ生成部
Ｍ７０    パルス幅変調器
Ｍ７１    第二の実施形態における変調器
Ｍ７２    第三の実施形態における変調器
８１      走査信号発生部
８２      スイッチ手段
１００１、Ｍ１００１  冷陰極素子
１００２、Ｍ１００２  列配線
１００３、Ｍ１００３  行配線
【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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