(57)【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ィールドの積分発光強度を設定し、
積分発光強度の設定値が最低強度値未満となるサブフィールドに割り当てる期間を、期間の全体にわたってアドレス放電およびサステイン放電を生じさせない休止期間とする
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、検出された最大値に応じて前記サブフィールド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ィールドの積分発光強度を設定し、
積分発光強度の設定値が最低強度値未満となるサブフィールドに割り当てる期間を、期間の全体にわたってアドレス放電およびサステイン放電を生じさせない休止期間とする
ことを特徴とする階調表示方法。
【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（０〜２５５）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８−２０２３１１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ＳＦ１〜６のサステイン期間ＴＳの長さの比を１２８：６４：３２：１６：８：４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２５５のときの実質の階調数は６４であるが、最大値が２００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（＝２N −１）に対するフレーム中の画像データの最大値Ｄｍａｘ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Ｄｍａｘ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ィールドの積分発光強度を設定し、積分発光強度の設定値が最低強度値未満となるサブフィールドに割り当てる期間を、期間の全体にわたってアドレス放電およびサステイン放電を生じさせない休止期間とするものである。
【００１７】
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、検出された最大値に応じて前記サブフィールド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ィールドの積分発光強度を設定し、積分発光強度の設定値が最低強度値未満となるサブフィールドに割り当てる期間を、期間の全体にわたってアドレス放電およびサステイン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ＲＯＭ８６、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８０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Ｄｓｆ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／Ｄｆｕｌｌ）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Ｄｓｆ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Ｐａ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「１２８」「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Ｄｆｕｌｌ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１２８×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ＲＯＭ８３に格納しておく。これにより、例えば最大値Ｄｍａｘ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ＳＦ１〜６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５０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ＳＦ１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「２５５」〜「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ＲＯＭ８６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、
２m-i （Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０／（２m −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／（２m −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／Ｄｆｕｌｌ）＋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ＳＦ１〜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）＝２M-i ＬDmax／（２M −１）
ＬDmax：（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０  ただし、Ｄｍａｘ＞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Ｄｆｕｌｌ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ＴＰ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Ｄｆｕｌｌ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Ｄｆｕｌｌに対応したサステイン期間ＴＳの合計が４．７ｍｓ、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「２５５」〜「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）＝２m-i （Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０／（２m −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】
0004023524.tif 000002
【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ＳＦ１〜Ｍの輝度Ｌ（ｉ）は
Ｌ（ｉ）＝２M-i ＬDmax／（２M −１）
ＬDmax：（Ｄｍａｘ／Ｄｆｕｌｌ）Ｌ０
である。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２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。加えて、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。
【００５３】
請求項２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。
【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】
１  ＰＤＰ（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
【図１】
0004023524.tif 000003
【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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