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一种图像显示装置，决定驱动条件，使得亮度相对驱动数据的刺激值近似等间隔。作为驱动条件，变更脉冲宽度调制用的基准时钟的频率，使其在驱动数据的低灰度等级区域中高于高灰度等级区域。据此，亮度的增加量在低灰度等级区域减少、在高灰度等级区域增加。

1.  一种图像显示装置，具有显示元件和产生根据输入的驱动数据调制的调制信号的调制电路，上述显示元件通过施加上述调制信号来进行亮度灰度等级显示，其特征在于：
上述调制电路产生如下的调制信号：在作为上述输入的驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二灰度等级区域的该显示亮度差小，
而且，在上述调制电路的前级具有输出变换输入的数据而成为上述驱动数据的输出信号的驱动数据变换部，从该驱动数据变换部输出的上述信号的总灰度等级数比输入上述驱动数据变换部的数据的总灰度等级数小。

2.  根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：在上述驱动数据变换部的前级具有信号处理电路，将通过该信号处理电路进行了信号处理的信号输入到上述驱动数据变换部中。

3.  根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：上述信号处理电路是对输入该信号处理电路的信号进行颜色调整处理的电路。

4.  根据权利要求2或3所述的图像显示装置，其特征在于：上述信号处理电路是根据与其他显示元件对应的信号来校正输入该信号处理电路的信号即与多个上述显示元件中的规定显示元件对应的信号的电路。

5.  根据权利要求2或3所述的图像显示装置，其特征在于：上述驱动数据变换部变换输入的数据，使得输入的数据和显示亮度成为希望的关系，并且将其输出。

6.  根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于：上述驱动数据变换部变换输入的数据，使其按输入的数据指示的亮度进行显示。

7.  根据权利要求2或3所述的图像显示装置，其特征在于：具有在上述信号处理电路的前级上设置的非线性变换部，该非线性变换部对输入该非线性变换部的信号实施缓和该信号的发送者为得到该信号而进行的非线性变换的非线性变换。

8.  一种图像显示装置，具有显示元件和产生根据输入的驱动数据调制的调制信号的调制电路，上述显示元件通过施加上述调制信号来进行亮度灰度等级显示，其特征在于：
上述调制电路产生如下的调制信号：在作为上述输入的驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二高灰度等级区域的该显示亮度差小，
而且，在上述调制电路的前级具有输出变换输入的数据而成为上述驱动数据的输出信号的驱动数据变换部、在上述驱动数据变换部的前级设置的信号处理电路、以及在上述信号处理电路的前级设置的非线性变换部，
上述非线性变换部对输入该非线性变换部的信号实施缓和该信号的发送者为得到该信号而进行的非线性变换的非线性变换。

9.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：具有时钟供给电路，该时钟供给电路向上述调制电路供给为控制调制信号的脉冲宽度、或脉冲宽度和波峰值迁移中的至少一个而按特定的周期改变频率的基准时钟，
上述调制电路对上述基准时钟进行计数，通过该计数值和上述驱动数据来控制上述调制信号的脉冲宽度、或脉冲宽度和波峰值迁移中的至少一个。

10.  根据权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制电路对上述基准时钟进行计数，通过该计数值和上述驱动数据来控制上述调制信号的脉冲宽度，
上述基准时钟的频率，上述计数值小的区域的频率和该计数值大的区域的频率不同。

11.  根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制电路根据输入的驱动数据来进行组合脉冲宽度和波峰值调制的波峰值调制优先型组合调制。

12.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制电路对基准时钟进行计数，通过该计数值和上述驱动数据来控制上述调制信号的脉冲宽度，并且，进行组合由该脉冲宽度的控制决定的脉冲宽度调制和选择将上述显示元件置于不同的ON状态的至少2个波峰值的波峰值调制的波峰值调制优先型组合调制，而且，输出波峰值呈台阶状变化的调制信号，并且，上述基准时钟的频率分阶段切换，
并且，具有驱动数据变换部，该驱动数据变换部校正由于在切换上述基准时钟的频率的部分前后设置上述调制信号的波峰值按台阶状变化的部分所引起的灰度等级偏差。

13.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制电路根据输入的驱动数据来进行组合脉冲宽度调制和选择将上述显示元件置于不同的ON状态的至少2个波峰值的波峰值调制的脉冲宽度调制优先型组合调制，上述2个波峰值的一个作为与上述规定灰度等级区域的上述驱动数据的增加量对应的调制信号的波峰值增加部分的波峰值而使用，另一个作为与上述高灰度等级区域的上述驱动数据的增加量对应的调制信号的波峰值增加部分的波峰值而使用。

14.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且按各时隙的波峰值分别对应上述显示元件的不同ON状态的至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)来进行波峰值控制，而且，具有升高到规定波峰值Ak(其中，k是2以上n以下的整数)的部分的上述调制信号的波形依次至少每经过1个时隙而将从上述波峰值A1到波峰值Ak-1的各波峰值上升到上述规定波峰值Ak。

15.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且按各时隙的波峰值分别对应上述显示元件的不同的ON状态的至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，而且，具有从规定波峰值Ak(其中，k是2以上n以下的整数)降低的部分的上述调制信号的波形依次至少每经过1个时隙而将从上述波峰值Ak-1到波峰值A1的各波峰值从上述规定波峰值Ak降低。

16.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且各时隙的波峰值按至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)来进行波峰值控制，而且，对该调制信号的规定的波形增加了灰度等级的波形具有如下形状：将由波峰值An-An-1，...或A2-A1或波峰值A1与成为上述发光元件的驱动阈值的波峰值的波峰值差和用时隙宽度所确定的单位波形块优先地附加在包含k＝1的最大波峰值Ak较低并且最大波峰值连续的位置上，
针对设定上述波峰值0，A1，A2，...An-1，An以使得其相对显示亮度为线性特性的情况，设定至少任意一个波峰值，使得显示亮度不同。

17.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述调制波形是：通过对最大时隙数为S、最大波峰值Ak的时隙数为S-2(k-1)的波形附加上述单位波形块而使其增加了1灰度等级的波形具有将第k+1～第S-k时隙中的任意时隙的波峰值从Ak变更为Ak+1的形状。

18.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述显示元件是冷阴极元件。

19.  根据权利要求1、2、3、8中任意1项所述的图像显示装置，其特征在于：上述显示元件通过由多条行布线和列布线构成的矩阵布线来进行矩阵连接，
具有在规定选择期间选择上述多条行布线中的至少1条行布线的行选择电路，
上述调制电路与上述选择期间同步地向多条列布线供给基于上述驱动数据的调制信号。

图像显示装置
发明领域
本发明涉及电视图像信号等的图像显示装置，涉及其中包括矩阵面板的图像显示装置。
背景技术
以往，作为这种图像显示装置，已知的结构包括将行方向上的N个、列方向上的M个总共N×M个冷阴极元件(图像显示用元件)按矩阵状二维排列、通过在行方向上设置的M根行布线(扫描布线)和在列方向上设置的N根列布线(调制布线)对这些元件进行简单矩阵布线而成的多电子源。本说明书中，将其简称为简单矩阵布线冷阴极元件的矩阵面板。将不限于冷阴极元件的图像显示元件连接于由多个行布线和多个列布线构成的矩阵布线的结构称作矩阵面板。
作为驱动矩阵布线的多个图像显示元件(例如冷阴极元件)的方法，一般是同时驱动矩阵的1行的元件群(1行的元件群连接1根行布线)的方法。
即，在向1根行布线施加规定的选择电压的同时，仅向与该行布线上连接的N个冷阴极元件中成为驱动对象的冷阴极元件连接的列布线施加规定的调制电压，通过行布线电位和列布线电位的电位差同时驱动1行的多个元件。然后，依次切换选择行布线来扫描所有行，利用视觉上的残留现象形成二维图像。
驱动矩阵面板的方法有在本申请人的专利特开2000-29425号公报、特开2002-311885号公报、欧洲专利申请公开第1267319号说明书中公开的驱动方法。作为矩阵面板的驱动方法，有在特开2002-232905号公报、特开平1-209493号公报公开的方法。
专利特开2000-29425号公报中，用脉冲宽度调制方式的调制电路施加调制电压，控制用于脉冲宽度调制的基准时钟(PCLK)的周期。并且，在输入TV信号这种为了在CRT上进行显示而预先进行伽马(ガンマ)校正的信号的情况下，可实现CTR这种灰度等级特性。
特开2002-311885号公报中，在进行脉冲宽度调制而变为规定的脉冲宽度的情况下，用按下一高电位进行脉冲宽度调制的调制方式的调制电路施加调制电压。是在输入TV信号这种为了在CRT上进行显示而预先进行伽马校正的信号的情况下，设定多个电位(V0～Vm)，使得可实现CRT这种灰度等级特性的方法。此外，公开了通过亮度数据变换器使设定的电位(V0～Vm)所实现的灰度等级特性与CRT不同的特性和CRT的灰度等级特性相符。
根据这些方法，在输入TV信号这种为了在CRT上进行显示而预先进行伽马校正的信号的情况下，最好可用矩阵面板进行适当显示。
另外，特开2002-232905号公报中，公开了用LCD实施CRT的颜色再现的方法。
特开平1-209493号公报4中，公开了一种结构，进行控制，使得显示电平与基于自发光型显示器的发光点的发光的人类眼睛感觉到的明亮度的关系为大致线性。
另外，欧洲专利申请公开1267319号说明书中公开了组合波峰值调制和脉冲宽度调制进行调制的结构，还公开了使信号的波形的上升沿、下降沿为台阶状的结构。
发明内容
对于本申请涉及的发明可解决的问题之一，可举出抑制输入调制电路的驱动数据的总灰度等级数的降低或增加。此外，可举出实现输入调制电路的驱动数据的总灰度等级数的阵低或增加的抑制并且实现高灰度等级显示。
本申请包含下面的发明。
首先，本申请的第一发明是一种图像显示装置，具有显示元件和产生根据输入的驱动数据调制的调制信号的调制电路，上述显示元件通过施加上述调制信号进行亮度灰度等级显示，其特征在于：
上述调制电路产生如下地调制信号：在作为上述输入的驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二灰度等级区域的该显示亮度差小，
而且，在上述调制电路的前级具有输出变换输入的数据而成为上述驱动数据的输出信号的驱动数据变换部，从该驱动数据变换部输出的上述信号的总灰度等级数比输入上述驱动数据变换部的数据的总灰度等级数小。
在此，做成从上述驱动数据变换部输出的上述信号的位宽比输入上述驱动数据变换部的数据的位宽少的结构更好。另外，在上述各发明中，最好采用对应上述驱动数据将调制信号的波形供给显示元件的驱动量为非线性的结构。
本申请作为第二发明，包含如下发明：在上述第一发明中，其特征在于在上述驱动数据变换部的前级具有信号处理电路，将通过该信号处理电路进行信号处理的信号输入到上述驱动数据变换部中。
本申请作为第三发明，包含如下发明：在上述第二发明中，其特征在于上述信号处理电路是对输入该信号处理电路的信号进行颜色调整处理的电路。
本申请作为第四发明，包含如下发明：在上述第二或第三发明中，其特征在于上述信号处理电路是根据与其他显示元件对应的信号校正输入该信号处理电路的信号，即与多个上述显示元件中的规定显示元件对应的信号的电路。
本申请作为第五发明，包含如下发明：在上述第二到第四的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述驱动数据变换部变换输入的数据，使得输入的数据和显示亮度成为希望的关系，并且将其输出。上述各发明中，通过使用上述调制电路，可抑制调制电路的输入总灰度等级数并且设定成由必要部分进行平滑的灰度等级显示，而由于驱动数据和显示亮度的关系是非线性的，通过使用对输入的数据进行变换使得输入的数据和显示亮度为希望的关系的驱动数据变换部，可使得实际显示的亮度与前级处理的信号指示的亮度的关系为规定状态。本申请作为第六发明，包含如下发明：在上述第五发明中，其特征在于上述驱动数据变换部变换输入的数据，使得按输入的数据指示的亮度进行显示。即，只要输入的数据是指示实际应显示的亮度的数据，则可变换输入的数据，使其补偿驱动数据和实际显示的亮度的非线性，并将其输出。
本申请作为第七发明，包含如下发明：在上述第二到第六的发明中的任意一项的发明中，其特征在于具有在上述信号处理电路的前级上设置的非线性变换部，该非线性变换部对输入该非线性变换部的信号实施缓和该信号的发送者为得到该信号而进行的非线性变换的非线性变换。根据该发明，例如即便是输入的信号对指示应显示的亮度的信号进行了非线性变换，由于对该信号进行缓和该非线性变换的变换，因此可适当进行之后的信号处理。本申请作为第八发明，包含如下的发明：一种图像显示装置，具有显示元件和产生根据输入的驱动数据调制的调制信号的调制电路，上述显示元件通过施加上述调制信号进行亮度灰度等级显示，其特征在于：
上述调制电路产生如下的调制信号：在作为上述输入的驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二高灰度等级区域的该显示亮度差小，
而且，在上述调制电路的前级具有输出变换输入的数据而成为上述驱动数据的输出信号的驱动数据变换部、在上述驱动数据变换部的前级设置的信号处理电路、在上述信号处理电路的前级设置的非线性变换部，
上述非线性变换部对输入该非线性变换部的信号实施缓和该信号的发送者为得到该信号而进行的非线性变换的非线性变换。
该发明中，作为驱动数据变换部和信号处理电路的结构，最好使用前面所述的各发明记载的结构。
本申请作为第九发明，包含如下发明：在上述第一到第八的发明中的任意一项的发明中，其特征在于具有时钟供给电路，向上述调制电路供给为控制调制信号的脉冲宽度、或脉冲宽度和波峰值迁移中的至少一个而按特定周期改变频率的基准时钟，
上述调制电路对上述基准时钟计数，通过该计数值和上述驱动数据控制上述调制信号的脉冲宽度、或脉冲宽度和波峰值迁移中的至少一个。
本申请作为第十发明，包含如下发明：在上述第九发明中，其特征在于上述调制电路对上述基准时钟计数，通过该计数值和上述驱动数据控制上述调制信号的脉冲宽度，
本发明的特征包括：上述基准时钟的频率与上述计数值小的区域的频率和该计数值大的区域的频率不同。根据该结构，容易实现驱动数据和显示亮度的非线性关系。
本申请作为第十一发明，包含如下发明：在上述第十发明中，其特征在于上述调制电路根据输入的驱动数据进行组合脉冲宽度和波峰值调制的波峰值调制优先型组合调制。在波峰值调制优先型组合调制中，最好采用通过脉冲宽度的增加量相对驱动数据的值的增加量设为不均等实现驱动数据和显示亮度的非线性关系的结构。本申请作为第十二发明，包含如下发明：在上述第一到第十一的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述调制电路对基准时钟计数，通过该计数值和上述驱动数据控制上述调制信号的脉冲宽度，并且进行组合由该脉冲宽度的控制进行的脉冲宽度调制和选择将上述显示元件置于不同的ON状态的至少2个波峰值的波峰值调制的波峰值调制优先型组合调制，而且，输出波峰值台阶状变化的调制信号，以及，上述基准时钟的频率分阶段切换，
并且，具有驱动数据变换部，校正由于在切换上述基准时钟的频率的部分前后放置上述调制信号的波峰值按台阶状变化的部分所引起的灰度等级偏差。
本申请作为第十三发明，包含如下发明：在上述第一到第九的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述调制电路根据输入的驱动数据进行组合脉冲宽度调制和选择将上述显示元件置于不同的ON状态的至少2个波峰值的波峰值调制的脉冲宽度调制优先型组合调制，上述2个波峰值之一用作与上述规定灰度等级区域的上述驱动数据的增加量对应的调制信号的波峰值增加部分的波峰值，另一个用作与上述高灰度等级区域的上述驱动数据的增加量对应的调制信号的波峰值增加部分的波峰值。
本申请作为第十四发明，包含如下发明：在上述第一到第十三的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且按各时隙的波峰值分别对应上述显示元件的不同的ON状态的至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，而且，具有升高到规定波峰值Ak(其中，k是2以上n以下的整数)的部分的上述调制信号的波形依次至少每经过1个时隙从上述波峰值A1到波峰值Ak-1的各波峰值上升到上述规定波峰值Ak。
本申请作为第十五发明，包含如下发明：在上述第一到第十四的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且按各时隙的波峰值分别对应上述显示元件的不同的ON状态的至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，而且，具有从规定波峰值Ak(其中，k是2以上n以下的整数)降低的部分的上述调制信号的波形依次至少每经过1个时隙将从上述波峰值Ak-1到波峰值A1的各波峰值从上述规定波峰值Ak降低。
本申请作为第十六发明，包含如下发明：在上述第一到第九的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述调制信号的波形按时隙宽度单位进行脉冲宽度调制，并且各时隙的波峰峰按至少A1～An的n阶段(其中，n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，而且，对该调制信号的规定的波形增加了灰度等级的波形具有如下形状：将由波峰值An-An-1，...或A2-A1或波峰值A1与成为上述发光元件的驱动阈值的波峰值的波峰值差和时隙宽度所确定的单位波形块优先地附加在包含k＝1的最大波峰值Ak较低并且最大波峰值连续的位置上，
针对设定上述波峰值0，A1，A2，...An-1，An使得其相对显示亮度为线性特性的情况，设定至少一个波峰值，使得显示亮度不同。即，在将调制信号的脉冲宽度设置为一定的条件下，并非将可实现把波峰值为0时的亮度与波峰值为An时的亮度的差分割为n个的n-1个的亮度中的第一个亮度的波峰值用作A1、将可实现第二个亮度的波峰值用作A2、将可实现第n-1个亮度的波峰值用作An-1(对显示亮度为线性的特性的条件)，对于A1，A2，...An-1中的至少一个的波峰值，通过设为与该波峰值不同的波峰值，在与相邻的波峰值之间的间隔变窄的部分中，可将亮度等级减小。
本申请作为第十七发明，包含如下发明：在上述第十六发明中，其特征在于上述调制波形是：通过附加上述单位波形块还对最大时隙数为S、最大波峰值Ak的时隙数为S-2(k-1)的波形增加了1灰度等级的波形具有将第k+1～第S-k时隙中的任意时隙的波峰值从Ak变更为Ak+1的形状。
本申请作为第十八发明，包含如下发明：在上述第一到第十七的发明中的任意一项的发明中，其特征在于上述显示元件是冷阴极元件。另外，作为显示元件，可使用电子发射元件、EL元件等种种结构，使用它们的发明也包含于本申请中。作为本申请的第十九发明，包含如下发明：在上述各发明中，其特征在于上述显示元件通过由多个行布线和列布线构成的矩阵布线进行矩阵连接，
具有在规定选择期间选择上述多个行布线中的至少1个行布线的行选择电路，
上述调制电路与上述选择期间同步地向多个列布线供给基于上述驱动数据的调制信号。
以上所述各发明中，上述调制电路产生如下的调制信号：在作为上述输入的驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二灰度等级区域的该显示亮度差小，但考虑人类的视觉特性，第一灰度等级区域最好是比第二灰度等级区域低的灰度等级区域。
本申请说明书作为显示方法的发明，包括具有如下步骤的显示方法：将规定数据变换为具有比该数据的总灰度等级数小的总灰度等级数的驱动数据的步骤；根据上述驱动数据产生调制信号，使得在作为该驱动数据的全部灰度等级区域中的一部分的第一灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号使上述显示元件进行显示时的显示亮度差比与该第一灰度等级区域不同的第二灰度等级区域的该显示亮度差小的步骤；通过向显示元件施加上述调制信号进行灰度等级显示的步骤。
附图说明
图1a)是将人类对亮度的感觉模型化的曲线，图1b)是表示变为识别界限的等亮度等级的曲线，图1c)是表示决定与识别界限相等的亮度等级的非线性的驱动方法的曲线。
图2是表示用于说明本发明的驱动方法的基本动作的矩阵面板的图。
图3是表示一般的PWM的调制信号波形的图。
图4是表示相对一般的PWM的驱动数据的亮度特性图。
图5是表示第一实施例的调制信号波形的图。
图6a)是表示第一实施例的驱动数据变换部的特性的图，图6b)是表示相对第一实施例的驱动数据的亮度特性的图。
图7是用于说明第一实施例的基本结构的框图。
图8是表示第一实施例的驱动电路的图。
图9是表示本发明使用的表面传导型放射元件的特性的一个例子的图。
图10是第一实施例的驱动电路的定时图。
图11是表示亮度数据变换器4的特性的图。
图12是表示第二实施例使用的调制信号波形的一个例子的图。
图13是表示对第二实施例使用的调制信号波形的一个例子的驱动数据的亮度特性的图。
图14是表示本发明使用的表面传导型电子发射元件的特性和第二实施例设定的调制基准电压的一个例子的图。
图15是表示第二实施例的调制信号波形的图。
图16a)是表示第二实施例的驱动数据变换部的特性的图，图16b)是表示相对第二实施例的驱动数据的亮度特性的图。
图17是表示放大了相对第二实施例的驱动数据的亮度特性的一部分的图。
图18是用于说明第二实施例的基本结构的框图。
图19a)是表示第三实施例使用的调制信号波形的图，图19b)是表示第三实施例使用的其他调制方式的信号波形的图。
图20是表示第三实施例使用的调制信号波形的一个例子的驱动数据的亮度特性的图。
图21是表示本发明使用的表面传导型电子发射元件的特性和第三实施例设定的调制基准电压的一个例子的图。
图22a)是表示第三实施例的驱动数据变换部的特性的图，图22b)是表示相对第三实施例的驱动数据的亮度特性的图。
图23是用于说明第三实施例的基本结构的框图。
图24是第三实施例的驱动电路的定时图。
具体实施方式
在说明本发明的实施例之前，说明按少的驱动数据的总灰度等级数(可显示的亮度等级总数)实现高灰度等级特性的方法。
图1a)是横轴表示亮度、纵轴表示人类感觉到的明亮度、将人类对亮度的感觉模型化的曲线。人类的感觉，也包含视觉，基本可用Log特性表示。产生可识别明亮度差(将其叫作识别界限)的亮度等级在用Log标尺表现亮度时是等间隔的(已知为韦伯·费希纳法则)。
在图1a)的条件下，在使亮度等级等间隔地表现灰度等级时，低亮度中，一个亮度等级的亮度变化超出识别界限。另一方面，在高亮度的情况下，1个亮度等级的亮度变化在识别界限以下。因此，有产生人类不能感觉到的亮度变化的亮度等级存在。即，可知存在无用的亮度等级。
在亮度相对于输入调制电路的驱动数据成线性对应的条件(例如进行简单的脉冲宽度调制，并且由显示元件实现的亮度与脉冲宽度线性对应的情况)下，将图1a)的亮度置换为驱动数据来考察。此时，对应驱动数据，在低亮度下，亮度按超出识别界限的节距变化。即，在低亮度下，识别为灰度等级数少。另一方面，在高亮度下，对应驱动数据，按识别界限以下改变亮度，人类不能识别亮度变化。即，已知在高亮度下有无用的驱动数据。
尤其，本申请的发明者们进行锐意研究的结果发现，通过10位(或以下)的亮度等级均等调制(1024灰度等级，即输入调制电路的驱动数据的可变范围是从0到1023的范围，使亮度等级相同地进行调制的结构)，低亮度区域的灰度等级特性不充分。
图1b)中表示为了在表现灰度等级使得亮度等级为等间隔的情况下，以不会识别为灰度等级大的节距(识别界限的节距)向人类表现灰度等级而需要的亮度等级。上述亮度等级是与图1a)相比更小的亮度等级，即可知需要更多的亮度等级数(驱动数据的总灰度等级数)。为实现更多的亮度等级数，需要增多输入调制电路的驱动数据的总灰度等级数，这是应该回避的。另一方面，在除去低亮度区域的区域中，1个亮度等级的亮度变化对人类而言是不能识别的。即，越是要实现高灰度等级特性，在更多的亮度等级(换言之，驱动数据)中，亮度在人类不能识别亮度变化的识别界限以下变化。因此，存在很多无用的亮度等级(驱动数据)。
如上所述，为了以少的驱动数据的总灰度等级数根据人类视觉的特性进行良好的灰度等级表现，讨论下面这种非线性(驱动数据和亮度不成比例)的驱动方法。即，如图1c)的曲线所示，讨论为产生各灰度等级区域的亮度等级等于识别界限的亮度差所设定的非线性驱动方法。据此，减少高灰度等级区域的灰度等级数，另一方面，提高低灰度等级区域的灰度等级数。
图1c)的曲线所示的亮度等级与图1b)所示的情况相比是更少的驱动数据的总灰度等级数，但由于对应人类识别界限决定亮度等级，因此不会识别为灰度等级特性不好。即，如图1c)的曲线所示，如果是决定亮度的节距，使其等于识别界限的驱动方法，则与图1b)所示的情况同样，可感觉到。因此，可用少的驱动数据的总灰度等级数来实现高灰度等级特性。
另外，图1a)、图1b)、图1c)中，以识别界限为基准讨论了亮度等级，但是即便在超出识别界限的情况下，也可期待同样的效果。即，通过决定亮度等级，而使人类感觉到的明亮度差为等间隔，可在有限驱动数据的总灰度等级数中以能良好识别的灰度等级特性进行显示。
此外，可设定为实现人类感觉到的明亮度差严格等间隔的亮度等级。即，并非是亮度等级等间隔的调制方式，而是通过将作为全部灰度等级区域中一部分的低灰度等级区域的亮度等级(通过某值的驱动数据得到的亮度和通过比该驱动数据大1的驱动数据得到的亮度的亮度差)设定为比位于该低灰度等级区域高的灰度等级侧的区域的亮度等级(通常标尺上)更精细的非线性的驱动方法得到灰度等级特性提高的效果。即，与在全部灰度等级区域上使亮度等级均等的情况相比，即便在相同驱动数据的总灰度等级数下，也可实现提高灰度等级特性或减少驱动数据的总灰度等级数的情况下的灰度等级特性的降低的抑制和提高，在增加驱动数据的总灰度等级数的情况下，可得到高于该增加产生的效果的灰度等级特性的提高效果。
即，在驱动数据的全部灰度等级区域中，可采用下列驱动条件，在规定的低灰度等级区域中，使通过根据具有1灰度等级大小的差的上述驱动数据得到的2个调制信号在显示元件(例如上述冷阴极元件)上显示时的显示亮度差(亮度等级)比规定的高灰度等级区域的该显示亮度差(亮度等级)小。本说明书中，采用低灰度等级区域、高灰度等级区域的表现。这可相对地设定。即，在存在作为规定灰度等级区域的第一灰度等级区域和与比该第一灰度等级区域高的灰度等级对应的第二灰度等级区域时，第一灰度等级区域相对第二灰度等级区域为低灰度等级区域，第二灰度等级区域相对第一灰度等级区域为高灰度等级区域。作为在此所示的实施例，公开了第一灰度等级区域在第二灰度等级区域的低灰度等级侧，第一灰度等级区域的亮度等级比第二灰度等级区域的亮度等级小的结构，但不限定于此，可根据需要设定。
通过如上结构，可抑制对调制电路输入的数据的总灰度等级数，但该情况下，产生特有的问题。即，本申请的发明者们发现，作为输入调制电路的数据，为接受像色温校正等的用于颜色调整的校正、美国专利5734361记载的电压降低校正这样的对应规定图像显示元件的数据在为接受依赖与其他图像显示元件对应的数据值进行的校正的值的结构中，按与抑制到很低的调制电路输入数据的总灰度等级数相同的总灰度等级数进行上述校正时，频繁产生校正误差。
因此，如后所述，本实施例中，采用进行以12位作为输入(输入数据的总灰度等级数为4096)的信号处理(校正)，将该信号处理的结果变换为10位后输入调制电路的结构。即，在调制电路的前级中，构成为将具有比输入调制电路的驱动数据的总灰度等级数大的总灰度等级数的数据变换为具有更小总灰度等级数的数据。
此外，如上所述，当与规定图像显示元件对应的数据的校正是进行依赖于与其他图像显示元件对应的数据的值进行的校正的情况下，希望校正数据是与亮度成比例(线性特性)的数据。例如，为进行颜色调整等，信号处理与亮度成比例(线性特性)的图像数据，算出线性特性的亮度数据，根据亮度数据进行显示，此时，讨论发现下面的结构良好。
尤其是输入象TV信号这样的为了更好地在CRT进行显示而预先作了校正的图像信号(伽马校正后的图像信号)的情况下，下面的结构是最好的。
即提出一种结构，
(1)在输入TV信号这样的进行了伽马校正的图像信号的情况下，将图像信号变换为线性特性的图像数据、
(2)信号处理(颜色调整等)线性特性的图像数据，算出线性特性的亮度数据、
(3)将线性特性的亮度数据变换为驱动数据、
(4)当驱动数据为对调制电路的输入数据的情况下，设定驱动条件(PCLK的周期、进行组合波峰值调制和脉冲宽度调制的调制的情况下的波峰值)，使得低灰度等级区域的亮度等级比高灰度等级区域的亮度等级小，尤其为各灰度等级区域的亮度等级产生与识别界限相等的视觉上的刺激差，通过设定该驱动条件的调制电路来的信号驱动图像显示元件，从而提高灰度等级特性。
只要输入的图像信号是未进行过伽马校正的图像信号，(1)的变换处理就可省略。只要有容易进行信号处理的特性，(2)的信号处理并不将信号处理的对象限定为线性特性的图像数据。该情况下(3)中，可将规定特性(容易进行信号处理的特性)的数据变换为与人类感觉到的明亮度的差为等间隔的亮度等级对应的驱动数据。
如上所述，对应人类感觉决定驱动条件，此外，通过变换为总灰度等级数比进行(2)中进行的线性特性的处理的数据的总灰度等级数少的驱动数据，可不改变以(2)的总灰度等级数进行的显示，从而可得到良好的灰度等级特性。
下面说明实施例。
(第一实施例)
在说明本发明的第一实施例前，说明本发明的驱动方法的基本动作。
图2是为说明基本动作而表示出的具有2行2列的行列布线的矩阵面板的图。
图2中，M1是矩阵面板，M1001是作为显示元件的冷阴极元件，冷阴极元件M1001形成在未图示的基板上。另外，与冷阴极元件M1001相对地涂敷有未图示的荧光体、施加高电压的玻璃等的基板，通过从冷阴极元件M1001发射的电子而发光。M1002是列布线，M1003是行布线，交点被绝缘，在行列布线的交点上连接冷阴极元件M1001。如后所述，冷阴极元件M1001最好是表面传导型电子发射元件。图2的矩阵面板表示出单色显示的例子，构成2×2像素的显示装置。
图2的结构中，行布线按输入图像信号的水平同步信号为单位顺序被施加选择电位，以对应于所选行布线的驱动数据的双调制信号来驱动列布线，形成图像。
一般的驱动方法中，进行下面的驱动。
为简化说明，不考虑消隐期间，则按选择期间(1H：最好决定为输入的图像信号的水平扫描期间)顺序施加选择电位的选择时间是输入图像信号的1帧时间的1/2。
显示某图像的情况下，输入图像信号的1帧时间的前半1/2期间，向行布线M1003的Y1提供选择电位。然后，将与第1行的扫描线对应的调制信号提供给列布线M1002(X1，X2)，显示第1行的图像。输入图像信号的1帧时间的后半1/2期间，向行布线M1003的Y2提供选择电位。并且，将与第2行的扫描线对应的调制信号提供给列布线M1002(X1，X2)，显示第2行的图像。其结果是显示1帧图像。
接着说明列布线的调制方法。本发明的第一实施例的调制方法是脉冲宽度调制(PWM)。脉冲宽度调制如下动作：对成为基准的时钟(称作PCLK)计数，输出脉冲，直到等于对应列布线的驱动数据。图3中表示PCLK和脉冲宽度调制器的调制信号波形(OUT)。
图3中，调制信号波形的长方形内的数字(1～1023)表示输入调制器的驱动数据，例如驱动数据为5时，表示输出调制信号，直到到达与长方形内的数字5对应的时间，以后的时间不输出调制信号。为方便起见，将表示以调制信号波形的数字表示的灰度等级的长方形叫块或时隙。本实施例中，与后述的实施例不同，不使用波峰值调制，因此各时隙由1个块构成。
图4中表示对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。
图4中纵轴表示输入的10bit宽的驱动数据，横轴表示亮度。严格讲，对于离散的驱动数据，亮度也离散，但用实线所示的直线代表特性。
如图4所示，由于进行脉冲宽度调制，亮度有与向冷阴极元件M1001施加调制信号的时间成比例的特性(fd0)。
如上所述，为了人类识别高灰度等级，低亮度中需要得到充分的灰度等级特性，亮度线性特性的与10bit相当的总灰度等级数(亮度等级)严格讲也是不充分的。
接着说明本发明的驱动方法。
本实施例的驱动方法
(1)在脉冲宽度调制方式中，如下动作：对成为基准的时钟(PCLK)计数，输出脉冲，直到等于对应的列布线的驱动数据。因此，通过控制PCLK的周期可使亮度相对驱动数据为非线性。
(2)如上所述，通过考虑人类的视觉特性决定亮度等级，即便驱动数据的总灰度等级数相同，与进行线性亮度等级(基于驱动数据差值为1的亮度差在全部灰度等级区域中是均等的)的调制的情况相比，作为人类感觉，可实现良好的灰度等级特性。
(3)通过将线性特性的亮度数据变换为非线性的驱动数据，可进行线性特性的数据的信号处理。
利用上述特征，与一般驱动方法相比，即便是相同的驱动数据的总灰度等级数，可进行高灰度等级特性的显示。
另外，通过提高信号处理的总灰度等级数可高精度地进行信号处理，通过将亮度数据变换为总灰度等级数少的非线性驱动数据可以不恶化灰度等级特性地进行显示。图5表示本发明的驱动方法的调制信号波形。
图5中，与时隙一起表示出调制信号波形(OUT)。本实施例中，PCLK周期不为一定周期，而是可变的。但是，不是为了实现CRT的特性，如上所述，为了实现使人类可感觉到的特性良好的(高灰度等级化)上述的灰度等级特性，决定PCLK的周期。即，决定PCLK的周期，使得并不产生亮度等级等间隔的调制信号，而是能够产生亮度等级不等间隔的调制信号，尤其是低灰度等级区域的亮度等级比高灰度等级区域的亮度等级小的调制信号，特别是可实现该实施例中“人类感觉到的明亮度的差等间隔”的这种亮度等级的调制信号。
图6b)中表示对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。图6b)中纵轴表示输入的10bit宽的驱动数据，横轴表示亮度。
例如，选择PCLK的频率，使得在驱动数据0～255中其选择为fPWM的频率，在驱动数据256～383中其选择为fPWM的频率的一半，在驱动数据384～767中其选择为fPWM的频率的1/4，在驱动数据768～1023中其选择为fPWM的频率的1/8。
此时的亮度如图6b)所示，在驱动数据0～255中PCLK的频率高，因此表现为相对驱动数据，亮度增加量少、曲线上斜率大(fd1的直线)。驱动数据255～383中用fd2的直线表示特性、驱动数据383～767中用fd3的直线表示特性、驱动数据767～1023中用fd4的直线表示特性。
通过以上的驱动条件的变更，不管对调制电路输入的数据的总灰度等级数是否在1024以上，在人类视觉特性上，尤为重要的低灰度等级区域灰度等级特性可提高到与在对调制电路输入的数据的总灰度等级数为更高的条件下进行亮度等级均等的调制的情况下等效的灰度等级特性。当然，为简化硬件构成，减少PCLK的频率种类也是有效的。使用ROM、VCO连续改变PCLK的周期时更是适当的。作为实际的硬件结构，可采用特开2000-29425号公报公开的结构，因此在此省略说明。
在此，将希望的特性，例如线性特性的亮度数据变换为驱动数据、决定驱动条件(PCLK周期)使得特别提高低亮度区域的人类感觉的灰度等级特性这一点是一大特征。所谓希望的特性是对于作为目的的规定的信号处理而言好的特性，例如对于颜色处理等，线性特性是适当的，因此其是希望的特性。
接着图6a)表示出从作为希望特性的例如具有亮度线性特性的亮度数据变换为驱动数据的驱动数据变换部的特性。图6a)中横轴表示输入的12bit宽的亮度数据，纵轴表示变换后的10bit宽的驱动数据。在此，采用输入驱动数据变换部的亮度数据具有亮度线性特性的结构，图6a)中，决定驱动数据变换部的变换，使得输入的亮度数据变换为驱动数据，而且通过驱动数据进行脉冲宽度调制而显示的亮度与亮度数据结果上是成比例的。即，决定(ft1的直线)，使得相对亮度数据为0～255、驱动数据为0～255。决定(ft2的直线)，使得相对亮度数据为255～511、驱动数据为255～383。决定(ft3的直线)，使得相对亮度数据为511～2047、驱动数据为383～767。并且，决定(ft4的直线)，使得相对亮度数据为2047～4095、驱动数据为767～1023。
以上说明了例如输入亮度数据1024(亮度为全范围的1/4)的情况下的动作。亮度数据1024由后述的驱动数据变换部变换，成为驱动数据512(fp1)。驱动数据512输入后述的脉冲宽度调制器，输出实现了标准化亮度0.25的调制信号(fp2)。据此，得到与亮度数据对应的亮度。观察图6a)、图6b)可知，即便是10bit宽数据的脉冲宽度调制(使用输入总灰度等级数为1024的调制电路的调制)，可顺序通过线性特性的亮度数据从低亮度开始换算实现相当于12bit、11bit、10bit、9bit灰度等级数。
图7表示说明本实施例的驱动方法的基本结构的框图。图7中，M4是亮度数据变换器，M20是信号处理部，M30是驱动数据变换部，M70是脉冲宽度调制器，M40是PCLK生成部。亮度数据变换器M4变换TV信号这样的进行了伽马校正的数字图像数据(Sa1)，变换为线性特性的图像数据(Sa2)。变换后的图像数据(Sa2)由信号处理部M20进行例如颜色调整等的信号处理。信号处理部M20输出作为进行了信号处理的结果的亮度数据(Sa3)。驱动数据变换部M30将输入的亮度数据(Sa3)变换为驱动数据(Sa4)。该变换中，进行与输入的亮度数据(Sa3)的总灰度等级数相比，输出的驱动数据(Sa4)的总灰度等级数变少的变换。例如，本实施例中，亮度数据(Sa3)的bit宽是12bit(4096灰度等级)、驱动数据的bit宽是10bit(1024灰度等级)的数据。即，输入构成调制电路的脉冲宽度调制器M70的数据的总灰度等级数为1024，其前级进行将以比其总灰度等级数大的4096为总灰度等级数的数据作为输入的信号处理，该信号处理可按充分的精度进行。尤其，在对应规定图像显示元件的数据的处理依赖于与其他图像显示元件对应的数据进行的情况下，由于输入的总灰度等级数充分，因此可进行良好的显示。如上所述，以少的驱动数据的灰度等级数可实现高灰度等级特性。
接着以图8为基础说明本发明的第一实施例的整体结构。
本发明的图像显示装置使用的矩阵图像显示面板1在薄型真空容器内相对置地包括在基板上排列多个电子源，例如冷阴极元件1001而成的多电子源、和通过电子照射形成图像的荧光体等的图像形成部件。并且，作为显示元件的冷阴极元件1001配置在列布线1002、行布线1003的各交点附近，连接2个布线。冷阴极元件1001如果使用例如光刻蚀刻技术这种制造技术，则可在基板上精确地放置并形成，因此可按微小间隔排列多个。而且，与原来的CRT等使用的热阴极相比，冷阴极本身和周边部可在比较低温的状态下驱动，因此容易实现更精细排列间距的多电子源。本实施例中，将表面传导型电子发射元件用作冷阴极元件。表面传导型电子发射元件的结构、制造方法在本申请人的特开平10-39825号公报中详细叙述，在此省略。实际的表面传导型电子发射元件的元件电压Vf和元件电流If、放电电流Ie的关系在图9表示。图9中，横轴表示表面传导型电子发射元件的元件电压Vf、纵轴表示元件电流If、放电电流Ie的一个例子。观察图9可知，在放电电流Ie中，存在阈值电压(约7.5V)，在阈值电压以下不流出放电电流Ie。另外，在其以上的电压下，对应所施加的元件电压而流出放电电流Ie。利用该特性进行下面所示的简单矩阵驱动。在图8中，1是在薄型真空容器内具有在基板上排列冷阴极元件1001构成的多电子源的矩阵图像显示面板，如图8所示，例如在水平方向上配置480个元件，即160像素(RGB)×3，例如在垂直方向上配置240个元件。本实施例中，表示出480元件×240元件的矩阵图像显示面板的例子，但关于元件数，可根据需要由制品用途决定，不限定于此。矩阵图像显示面板1的各冷阴极元件1001配合图像显示时的颜色按Ru，v(v＝1，4，7，...)、Gu，v(v＝2，5，8，...)、Bu，v(v＝3，6，9，...)显示。矩阵图像显示面板1例如具有RGB条形排列的像素配置。
2是模拟数字转换器(A/D转换器)，把通过未示出的解码器将例如从NTSC信号解码为RGB信号的模拟RGB分量(信号名为S0)分别转换为例如8bit宽的数字RGB信号(S1)。
4是亮度数据变换器(非线性变换部)，是输入A/D转换器2或计算机等的数字RGB信号(S1)，变换为希望的亮度特性的变换表，例如作为显示系统的特性，进行CRT用伽马校正后的信号的反变换，而变换为数据和亮度成比例的特性(线性特性)(图像数据S2)。希望该特性变换为下面说明的信号处理部20容易进行处理的特性。
20是信号处理部(信号处理电路)，例如进行颜色调整的线性色变换，变换显示的颜色坐标。
30是驱动数据变换部，将信号处理部20处理的亮度数据(S3)变换为驱动数据(S4)。3是数据重排部，具有将按每色的驱动数据(S4)与矩阵面板1的像素排列相配合更替输出(驱动数据S5)的功能。
数据重排部3在图8中设置在驱动数据变换部30的后级，但不限于此。在亮度数据变换器4、信号处理部20、驱动数据变换部30的前后或其中间都无妨。图8中，信号处理部20进行颜色处理等的情况下，需要矩阵运算各色，因此数据重排部3设置在驱动数据变换部30的后级，而减少了硬件量。图中，实现各功能的部分分块记载，但不需要使各块彼此独立地封装，可使用实现多个块的功能的电路。
5是移位寄存器，通过移位时钟(SCLK)顺序移位输送从驱动数据变换部30输出的驱动数据S5，将对应矩阵面板1的各个元件的驱动数据并行输出。6是锁存电路，通过与水平同步信号同步的装载信号LD并列闩锁来自移位寄存器5的驱动数据，保持输入下一装载信号LD的期间。7是驱动电路，与上述同样，对基准时钟(PCLK)计数，按对应输入的驱动数据的脉冲宽度分别驱动矩阵面板1的列布线。
8是扫描驱动器，连接矩阵面板1的行布线1003。81是扫描信号发生部，按由定时控制部10决定的信号HD顺序移位与输入图像信号的垂直同步信号同步的YST信号，并对应行布线并行输出选择/非选择信号。82是MOS晶体管等构成的开关单元，通过扫描信号发生部81的选择/非选择信号的输出电平切换开关，输出选择电位(-Vss)·非选择电位(GND)。
10是定时控制部，向各功能块输出从输入图像的同步信号和数据采样块(DCLK)等作成的希望定时的控制信号。
40是作为时钟供给电路的PCLK生成部，如上所述，输出周期(频率)变化的PCLK。PCLK生成部4可通过例如VCO、PLL等生成时钟，可通过切换输出多个时钟来实现。
图10是图像显示装置的整体结构的定时图。
根据图8和图10说明图像显示装置的整体结构的动作。
图8中，A/D转换器2将通过未示出的解码器从例如NTSC信号解码为RGB信号的模拟RGB分量信号(S0)分别变换为例如8bit宽的数字RGB信号(S1)。虽然未示出，但最好以同步信号为基础通过PLL生成采样时钟(DCLK)。
亮度数据变换器4输入作为A/D转换器2或计算机等的图像数据的数字RGB信号(S1)。此时，1扫描线(1H)的数据数由矩阵面板1的列布线侧的像素数决定时，处理变得简单。本实施例的情况下，将矩阵面板1的列布线侧的像素数确定为160。A/D转换器2或计算机等的数字RGB信号(S1)与未示出的数据采样时钟(DCLK)同步输出。亮度数据变换器4通过预先存储希望数据的未示出变换表(ROM)将例如A/D转换器2或计算机等的数字RGB信号(S1)变换为例如输出图像数据(S2)与亮度的特性成比例的特性(线性特性)。在此所说的亮度是指输入的信号源所示的亮度。像TV信号这样，在为校正CRT特性进行0.45倍的伽马校正的图像信号中，亮度数据变换器4通过进行2.2倍的反伽马变换而变换为线性特性的12bit宽的图像数据。如上所述，在进行除线性特性外的信号处理的情况下，最好变换为处理要求的特性。
变换为线性特性的变换表的特性的一个例子在图11表示出来。
将亮度数据变换器4输出的12bit宽的图像数据(S2)输入到信号处理部20中。信号处理部20进行例如颜色调整的线性色变换，变换显示的色坐标。另外，具体说，通过3行3列的矩阵运算单元变换各色图像数据(S2)。并且，输出变换后的亮度数据(S3)。信号处理部20不限于颜色调整，也适用于例如在本申请人的发明特开平08-248920号公报中公开的校正矩阵面板的行布线的电压下降的信号处理中。
将作为信号处理部20的输出的亮度数据(S3)输入到驱动数据变换部30中。驱动数据变换部30将输入的线性特性的12bit宽的亮度数据(S3)如上所述变换为矩阵面板的显示亮度特性相对亮度数据(S3)为线性的10bit宽的驱动数据(S4)。具体说，最好用具有后述的特性的ROM表实现。在通过信号处理部20和驱动数据变换部30对输入的数据(是适合于信号处理的总灰度等级数，是大于对变换电路输入的数据的总灰度等级数的总灰度等级数的数据)进行信号处理的同时，实现了减少总灰度等级数，使其适合于变换电路的输入总灰度等级数的功能。
作为驱动数据变换部30的输出的驱动数据(S4)根据需要进行明度调整(偏置相加)等的处理，另外，输入数据重排部3中。数据重排部3具有使各色的驱动数据(S4)配合矩阵面板1的像素排列更替输出(驱动数据S5)的功能。
数据重排部3的输入信号(驱动数据S4)按作为数据采样时钟(DCLK)3倍频率的时钟的移位时钟(SCLK)的定时切换，根据矩阵面板1的RGB像素排列，从数据重排部3的输出端子顺序输出(S5)。
数据重排部3的输出信号(S5)送到10bit宽的移位寄存器5中，按移位时钟(SCLK)顺序移位输送，将对应矩阵面板1的各个元件的驱动数据串行并行变换并输出。然后，锁存器6闩锁通过与水平同步信号同步的装载信号LD的上升沿而进行串并变换后的驱动数据，到下一装载信号LD输入之前，保持输出数据。
以装载信号LD的时刻为基准，驱动电路7与PCLK同步地按上述方法驱动列布线(X1～X480)。
图10中VX1(3)、VX1(1023)括号内的数字表示驱动数据的一个例子。
扫描驱动器8如图10所示通过与水平同步信号(HD)同步地顺序输送决定扫描开始时刻的信号(YST)来驱动行布线。然后顺序扫描行布线，形成图像。
本实施例中，扫描驱动器8与HD同步地按选择电压-Vss(例如-7.5v)从第1(Y1)到第240(Y240)的顺序驱动行布线。此时，扫描驱动器8将未选择的其他行布线的电压驱动为非选择电压0V。
扫描驱动器8选择了的行布线中，且向驱动电路7输出脉冲宽度调制信号的列的冷阴极元件1001中对应流过Ie。并且，对应于驱动电路7没有输出驱动信号的列布线的元件不流过电流If，因此不流过放电电流Ie，从而不发光。并且，扫描驱动器8与HD同步地通过选择电压顺序从第1到第240顺序驱动行布线，在对应的行布线上，驱动电路7由对应驱动数据的调制信号S17驱动，形成图像。
另外，扫描驱动器8同时选择2根以上的行布线、对于提高亮度的扫描方式中也适用本发明。
本实施例中，由于用240根的扫描布线的矩阵图像显示面板1显示NTSC信号，按每一场将隔行有效扫描线的485根内的480根重叠写入矩阵图像显示面板1上并进行驱动。NTSC信号的1场在矩阵图像显示面板1中被处理为1帧。即，将矩阵图像显示面板1驱动为帧频60Hz、扫描线240根的图像信号。
此时，1扫描线的显示需要的时间在NTSC信号中大约为63.5微秒(μSec)，将该时间内的约56.5微秒(μSec)确定为列布线的驱动脉冲的最大时间。因此，PCLK将驱动脉冲宽度的最大长度选择为时隙1023，因此PCLK的脉冲数为1023个时选择约56.5微秒(μSec)的频率。PCLK的频率如上所述决定。即，实现图6b)中所示的特性。图6b)中，纵轴表示输入的驱动数据，横轴表示亮度。
例如PCLK的频率在驱动数据0～255中将频率决定为72.48MHz、在驱动数据256～383中将频率决定为36.24MHz、在驱动数据为384～767中将频率决定为18.12MHz、在驱动数据为768～1023中将频率决定为9.06MHz。
如图6b)所示，此时的亮度在驱动数据0～255中由于PCLK的频率高，因此表现为亮度增加量相对驱动数据少、曲线上的斜率大(fd1直线)。驱动数据255～383中用fd2直线表现特性、驱动数据为383～767中用fd3直线表现特性、驱动数据为767～1023中用fd4直线表现特性。
驱动数据变换部30的特性是前面的图6a)的特性。
如上所述，驱动数据变换部30的特性决定(ft1的直线)为：使得相对亮度数据为0～255，驱动数据为0～255；决定(ft2的直线)为：使得相对亮度数据为255～511，驱动数据为255～383；决定(ft3的直线)为：使得相对亮度数据为511～2047，驱动数据为383～767；决定(ft4的直线)为：使得相对亮度数据为2047～4095，驱动数据为767～1023。
如上所述，通过线性特性的亮度数据换算可顺序从低亮度开始实现相当于12bit、11bit、10bit、9bit的灰度等级数。
扫描驱动器8与水平同步信号(HD)同步地按选择电压-Vss(例如-7.5v)依次从第1(Y1)到第240(Y240)地顺序驱动行布线。此时，扫描驱动器8将未选择的其他行布线的电压驱动为非选择电压0V。图10中，施加到列布线的电压用VX1，VX2，...表示、施加到行布线的电压用VY1，VY2，VY3...表示。
观察图10可知，在驱动脉冲宽度的最长(时隙1～1023)的时间中，扫描驱动器8需要将选择的行保持在选择电压。
如上所述，本发明的第一实施例中，用10bit宽的驱动数据进行脉冲宽度调制的驱动电路7中，在低亮度中可用线性特性的相当于12bit灰度等级的亮度分解能力进行显示。
如上所述，利用人类的感觉特性，可按少的亮度等级实现高灰度等级特性。并且，通过作为线性特性的一般的脉冲宽度调制进行比较时，10bit脉冲宽度调制器中可大体上得到大概相当于12bit脉冲宽度调制的特性。具有大像素数的矩阵面板中，驱动电路，尤其是调制电路的制造成本很大。因此可以用少的驱动数据宽度实现高灰度等级的(即便是同样识别的总灰度等级数，可减少调制器的bit宽)本发明有利于图像形成装置的低成本化。
根据本发明的方法，在进行颜色调整的信号处理、校正行布线的电压下降的影响的信号处理的情况下也可实现良好的灰度等级显示。
(第二实施例)
说明本发明的第二实施例。首先说明本发明的第二实施例的驱动方法的基本动作。与第一实施例同样，说明图2的矩阵面板中基本的动作。图2的构成要素、一般的驱动方法的说明从略。
第二实施例中，使用与第一实施例不同的调制方法。说明列布线的调制方法。本发明的第二实施例的调制方法是组合脉冲宽度调制(PWM)和波峰值调制的调制方式。作为组合脉冲宽度调制和波峰值调制(振幅调制)的调制方式，有多种方式。作为其中之一，有作为波峰值调制优先于脉冲宽度调制进行的方式的波峰值调制优先型组合调制。它是这样调制的：在设定规定脉冲宽度的状态下，对应驱动数据的增加增大波峰值，在切除使用可利用的波峰值范围的阶段中，对于更大的驱动数据，使脉冲宽度增加，通过该脉冲宽度的增加而根据驱动数据的进一步增加来增大可利用更大的波峰值部分的波峰值。
作为脉冲宽度调制优先于波峰值调制进行的方式，有脉冲宽度调制优先型组合调制。它是这样调制的：在设定规定的波峰值的状态下，对应驱动数据的增加增大脉冲宽度，在切除可利用的脉冲宽度范围的阶段，对于更大的驱动数据，使波峰值增加，对应更大的驱动数据的增加增大该增加后的波峰值部分的脉冲宽度。
在上述波峰值调制优先型组合调制或脉冲宽度调制优先型组合调制中，对可利用的波峰值范围或可利用的脉冲宽度范围附加规定条件。例如，在波峰值调制优先型组合调制中，为限制调制信号的波峰值变化的部分中波峰值的急剧变化，可附加限制可利用的波峰值范围的条件。具体而言，在调制信号的上升沿或下降沿部分中，调制电路并非将可作为调制信号的波峰值输出的所有波峰值范围作为可利用的波峰值范围，而是最好采用如下的条件：在调制信号的上升沿部分或下降沿部分将可利用的波峰值范围设定为比调制电路可作为调制信号的波峰值输出的波峰值小，而使调制信号波形的上升沿或下降沿部分具有台阶形状。
另外，例如在脉冲宽度调制优先型组合调制中，为限制调制信号的波峰值变化部分中的波峰值的急剧变化，可附加限制可利用的脉冲宽度范围的条件。具体而言，在各个波峰值中，并非将可利用的脉冲宽度的范围设为相同的，而是最好采用如下的条件：在规定的波峰值中将可利用的脉冲宽度范围设定为比该规定的波峰值小的波峰值中可利用的脉冲宽度范围小，而使调制信号波形的上升沿或下降沿部分具有台阶形状。这种条件的设定例子在欧洲专利申请公开1267319中公开。
第二实施例的调制方法采用波峰值调制优先型组合调制。在波峰值调制优先型组合调制中，与第一实施例同样，最好可采用使调制信号的脉冲宽度的增加量不均匀、使亮度等级不均等的结构。作为调制信号的脉冲宽度增加量不均匀的结构，与第一实施例同样，可采用使成为基准的时钟(PCLK：为决定脉冲宽度而计数的时钟)为不均匀周期的结构。本实施例中，采用前面所述的调制信号的上升沿和下降沿部分为台阶状的条件。输出的调制信号波形的一个例子在图12表示。
图12中表示PCLK和调制信号波形(OUT)。调制信号波形的长方形内的数字(1～1023)指驱动数据，例如驱动数据为12时，为写入长方形内的数字为12以下的数字的调制信号波形。为说明方便，表示灰度等级的长方形也简称为块。将为脉冲宽度的控制单位的时间宽度叫作时隙。各时隙的波峰值与作为基准时钟的PCLK的上升沿波形同步地决定。波峰值为V2，V3，V4之一的时隙由多个块构成，但并非多个决必须分别输出。
这种调制信号波形的控制是对应基准时钟的频率确定的时隙宽度单位的脉冲宽度控制和按时隙宽度单位的波峰值控制，但如上所述，本实施例中，采用在调制信号的上升沿和下降沿部分中信号波形为台阶状的条件。该条件也可如下表达。即，各时隙的波峰值至少按A1～An的n个阶段(其中n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，并且可表现为具有依次至少每经过1个时隙将从波峰值A1到波峰值Ak-1的各波峰值上升到规定波峰值Ak(其中k是2以上n以下的整数)的部分、和依次至少每经过1个时隙从上述波峰值Ak-1到波峰值A1的各波峰值从规定波峰值Ak下降(其中k是2以上n以下的整数)的部分的波形的控制。在此，调制信号是电压波形，该电压由V1～V4的4阶段的波峰值构成。
图13中用点表示出相对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。图13中纵轴表示输入的10bit宽的驱动数据，横轴表示亮度。严格讲，对于离散的驱动数据亮度也是离散的，但用实线表示的直线代表特性。
第二实施例中，调制电路可输出的波峰值是作为对应OFF状态的基准电位的GND、和分别对应不同的ON状态的4个波峰值的V1，V2，V3，V4。
本实施例中，这些波峰值可设定为：通过驱动数据从某值增加1，将规定宽度的时隙的波峰值从GND增加到V1时的亮度增加量(亮度等级)、上述规定宽度的时隙的波峰值从V1增加到V2时的亮度增加量(亮度等级)、上述规定宽度的时隙的波峰值从V2增加到V3时的亮度增加量(亮度等级)、上述规定宽度的时隙的波峰值从V3增加到V4时的亮度增加量(亮度等级)彼此相等。
即，本实施例中，波峰值的差分设定为相对驱动数据亮度等级为等间隔。即，本实施例的亮度等级的不等间隔与第一实施例同样，可通过脉冲宽度增加量的不等间隔进行。
图14中表示本发明使用的表面传导型电子发射元件的特性和各电压。荧光体未饱和时，如图14所示，由V1，V2，V3，V4决定的放电电流Ie(即亮度)的间隔可设定为等间隔。计算亮度来设定V1，V2，V3，V4也是适当的。
本实施例中，作为调制基准电压，使用GND，V1，V2，V3，V4，但只要是使用对应彼此不同的2个以上的ON状态的波峰值的结构，同样可在本发明的第二实施例中使用。作为波峰值，公开了将电位设定在规定值的电压驱动结构，但不限定于此。
第二实施例的驱动方法也与第一驱动方法同样。
使用第一实施例说明中使用的图2所示的矩阵面板来进行说明。
关于图2的细节，在第一实施例中进行了说明，因此说明从略。
第二实施例中与第一实施例同样，改变PCLK的周期，通过使对应驱动数据的亮度特性为非线性的，与第一实施例同样，是用有限的驱动数据的总灰度等级数进行高灰度等级化的方法。
图15中与时隙一起表示出调制信号波形(OUT)。与第一实施例同样，改变PCLK的周期。如上所述，实现为了使人类可感觉到的特性良好(为了高灰度等级化)的上述灰度等级特性。即，设定为并非亮度等级等间隔、而是人类感觉到的明亮度等间隔这样的亮度等级。
图16b)中表示相对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。图16b)中纵轴表示输入的10bit宽的驱动数据，横轴表示亮度。
例如，选择PCLK的频率，使得在PCLK数为1～67时其选择为fPWM的频率，在PCLK数为68～129时其选择为fPWM的频率的一半，在PCLK数为130～225时其选择为fPWM的频率的1/4，在PCLK数为226～258时其选择为fPWM的频率的1/8。
此时的亮度如图16b)所示，在驱动数据0～约255时PCLK的频率高，因此表现为相对驱动数据，亮度增加量少、曲线上斜率大(gd1的直线)。驱动数据为约255～约383时用gd2的直线表示特性、驱动数据为约383～约767中用gd3的直线表示特性、驱动数据为约767～约1023中用gd4的直线表示特性。
在此，“约”是由于为了观察图15所示的时隙的大小，各块的面积(该面积的大小对应驱动能的大小)不是均匀的，PCLK切换时，亮度的增加量相对驱动数据的增加量有偏差地变化。
图17表示出容易获知、说明亮度的增加量相对驱动数据的增加量的图。图17与图16b)同样，纵轴表示输入的驱动数据，横轴表示亮度。并且，表示出驱动数据为256附近的扩大图。实际上，已知亮度的增加量相对驱动数据的增加量有偏差地变化。后述的驱动数据变换部的特性最好也考虑图17所示的该特性决定。
通过以上的驱动条件的变更，大体上可接近人类的视觉特性。当然，为简化硬件构成，减少PCLK的频率种类也是有效的。另外使用ROM、VCO连续改变PCLK的周期时更是适当的。作为实现不均匀周期的PCLK的实际的硬件结构，可采用特开2000-29425号公报公开的结构，因此在此省略说明。
该实施例中，将希望的特性，例如线性特性的亮度数据变换为驱动数据、决定驱动条件(PCLK周期)使得提高低亮度区域的灰度等级特性这一点是一大特征。作为希望的特性，在例如色处理等中，线性特性是适当的。
接着图16a)表示出从作为希望特性的例如亮度线性特性的亮度数据变换为驱动数据的驱动数据变换部的特性。图16a)中横轴表示输入的12bit宽的亮度数据，纵轴表示变换后的10bit宽的驱动数据。输入的亮度数据是线性特性(数据值指示应显示亮度的数据)的，因此，图16a)中，决定驱动数据变换部的变换，使得输入的亮度数据变换为驱动数据，而且通过驱动数据调制而显示的亮度与亮度数据结果上是成比例的。即，决定(gt1的直线)，使得相对亮度数据为0～255、驱动数据为0～255。决定(gt2的直线)，使得相对亮度数据为255～511、驱动数据为255～383。决定(gt3的直线)，使得相对亮度数据为511～2047、驱动数据为383～767。并且，决定(gt4的直线)，使得相对亮度数据为2047～4095、驱动数据为767～1023。在驱动数据变换部的特性的改变点附近，设定表，使得输出校正上述偏差后的值时更好。
以上说明了例如输入亮度数据1024(亮度为全范围的1/4)的情况下的动作。亮度数据1024由驱动数据变换部变换，成为驱动数据512(gp1)。宽度调制器输入驱动数据512，输出标准化亮度0.25(gp2)。据此，得到与亮度数据对应的亮度。观察图16a)、图16b)可知，即便驱动数据是10bit灰度等级的调制方式，可顺序通过线性特性的亮度数据从低亮度开始换算实现相当于12bit、11bit、10bit、9bit灰度等级数。
图18表示说明本实施例的驱动方法的基本结构的框图。图18中，M71是调制器，输入调制基准电压：GND，V1，V2，V3，V4并输出上述调制信号。其他构成要素与第一实施例同样，说明从略。
与第一实施例同样，亮度数据变换器M4变换TV信号这样的进行了伽马校正的数字图像数据(Sa1)，变换为线性特性的图像数据(Sa2)。变换了的图像数据(Sa2)由信号处理部M20进行例如颜色调整等的信号处理。信号处理部M20输出作为进行信号处理结果的亮度数据(Sa3)。驱动数据变换部M30将输入的亮度数据(Sa3)变换为驱动数据(Sa4)。该变换中，进行与输入的亮度数据(Sa3)的总灰度等级数相比，输出的驱动数据(Sa4)的总灰度等级数变少的变换。例如，本实施例中，亮度数据(Sa3)的bit宽是12bit(4096灰度等级)、驱动数据的bit宽是10bit(1024灰度等级)的数据。
据此，如上所述，以少的驱动数据的灰度等级数实现高灰度等级特性。
本发明的第二实施例的整体结构与上述第一实施例的结构(图8)相同，说明从略。定时除驱动信号(S17)外也相同，因此省略图示。但是，第二实施例的PCLK的频率与第一实施例相比变为约1/4，容易进行硬件化。
本发明的第二实施例中，按10bit宽的驱动数据进行调制的驱动电路7中，在低亮度中可按线性特性的相当于12bit灰度等级的亮度分解能力进行显示。
并且，利用人类的感觉特性，可按少的亮度等级实现高灰度等级特性。通过作为线性特性的一般的调制进行比较时，10bit脉冲宽度调制器中得到可大概相当于12bit宽调制的特性。具有多像素数的矩阵面板中，驱动电路，尤其是调制电路的制造成本大，但用少的驱动数据宽度实现高灰度等级的(即便是同样识别的总灰度等级数，可减少调制器的Bit宽)本发明有利于低成本化。
另外，根据本发明的方法，可对应于进行颜色调整的信号处理、校正行布线的电压下降的影响的信号处理。
(第三实施例)
说明本发明的第三实施例。首先说明本发明的第三实施例的驱动方法的基本动作。与第一实施例同样，说明图2的矩阵面板中基本的动作。图2的构成要素、一般的驱动方法的说明从略。
第三实施例中，使用与第一实施例和第二实施例不同的调制方法。说明列布线的调制方法。本发明的第三实施例的调制方法与第二实施例同样是组合脉冲宽度调制(PWM)和波峰值调制的调制方式。
但是，与第二实施例为波峰值调制优先型组合调制相反，第三实施例中采用脉冲宽度调制优先型组合调制。
图19a)表示所输出的调制信号波形的一例。
图19a)中表示PCLK和调制信号波形(OUT)。信号波形的长方形内的数字(1～1024)指驱动数据，例如驱动数据为9时，为写入长方形内的数字为9以下的数字的调制信号波形。为说明方便，将长方形也简称为块。各时隙的波峰值与作为基准时钟的PCLK的上升波形同步地决定。
这种调制信号的控制是对基准时钟计数，通过计数值和驱动数据按时隙宽度□t为单位进行脉冲宽度控制，并且各时隙的波峰值至少按A1～An的n个阶段(其中n是2以上的整数，0＜A1＜A2＜...An)进行波峰值控制，并且表现为对调制信号的规定波形增加灰度等级的波形是具有如下形状的波形：将由波峰值An-An-1，...或A2-A1或波峰值A1与为发光元件的驱动阈值的波峰值的波峰值差和时隙宽度□t所确定的单位波形块优先附加在包含k＝1的最大波峰值Ak较低并且最大波峰值连续的位置上，用该波形进行控制。在此在此，调制信号是电压波形，该电压由V1～V4的4阶段的波峰值构成。
图20中表示出对输入的驱动数据标准化的亮度的特性例子。图20中纵轴表示输入的驱动数据，横轴表示亮度。严格地讲，对于离散的驱动数据亮度也是离散的，但用实线表示的直线(hd0)代表特性。图20所示的是通过选择电压(调制基准电压：GND，V1，V2，V3，V4)变为线性特性的例子。与第二实施例同样，使用图14的V1，V2，V3，V4的情况下，为线性特性。
采用脉冲宽度调制优先型组合调制的本实施例中，并非这种设定，各波峰值的设定并非设定为通过驱动数据从某值增加1，将某时隙的波峰值从GND变更到V1时的亮度与该变更前的亮度的亮度增加量(亮度等级)、某时隙的波峰值从V1变更到V2时的亮度与该变更前的亮度的亮度增加量(亮度等级)、某时隙的波峰值从V2变更到V3时的亮度与该变更前的亮度的亮度增加量(亮度等级)、某时隙的波峰值从V3变更到V4时的亮度与该变更前的亮度的亮度增加量(亮度等级)彼此相等，而是设定为这些亮度等级彼此不同。
尤其可设定为相当于追求人类视觉上细小亮度等级的低灰度等级区域的波峰值的亮度等级非常精细。具体说，设定为与低灰度等级区域对应的波峰值V1的亮度等级比与高灰度等级区域对应的波峰值V4的亮度等级更精细。
图21中表示本发明的第三实施例中使用的表面传导型电子发射元件的特性和各电压。荧光体未饱和时，如图21所示，由V1，V2，V3，V4决定的放电电流Ie(即亮度)的间隔相对于由V4电压驱动时的亮度，在由同一脉冲宽度驱动时选择为例如，
V1∶V4的亮度的1/16亮度；
V2∶V4的亮度的1/4亮度；
V3∶V4的亮度的1/2亮度。
图22b)中表示对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。最好是计算亮度，设定V1，V2，V3，V4，使其得到希望的特性。
本实施例中，作为调制基准电压，使用GND，V1，V2，V3，V4，但只要是使用对应彼此不同的ON状态的2个以上的波峰值的结构，同样可在本发明的第三实施例中使用。调制基准电压选择为可输出低灰度等级的分解能力，则可进行高灰度等级化。即，设定为低亮度的灰度等级数增加的电压值，具体说，将V1，V2，V3的电压设定为亮度相对线性特性小的电压，从而得到的特性曲线除本实施例所示以外，也有提高灰度等级的效果。
第三实施例中，与第一、第二实施例不同，不改变PCLK的周期。因此，也是不会由于PCLK的频率上升产生半导体的动作频率限制等问题的方法。第三实施例中，通过如上所述决定调制基准电压GND，V1，V2，V3，V4，可将与驱动数据对应的亮度特性变为非线性，与第一、第二实施例同样，是用有限的驱动数据的总灰度等级数进行高灰度等级化的方法。
本实施例中关于调制基准电压GND，V1，V2，V3，V4，使之由线性特性来改变电压值，。并且，如上所述，实现为了使人类可感觉到的特性良好(为了高灰度等级化)的上述灰度等级特性。即，为使“亮度等级等间隔”接近“人类感觉到的明亮度等间隔”这样的亮度等级。
图22b)中表示对输入的驱动数据标准化的亮度的特性。图22b)中纵轴表示输入的驱动数据，横轴表示亮度。
如上所述，如果选择调制基准电压GND，V1，V2，V3，V4，此时的亮度如图22b)所示，在驱动数据0～256时，表现为相对驱动数据，亮度增加量少、曲线上斜率大(hd1的直线)。驱动数据为256～512时用hd2的直线表示特性、驱动数据为512～768时用hd3的直线表示特性、驱动数据为768～1024时用hd4的直线表示特性。
通过以上的驱动条件的变更，可大致接近人类的视觉特性。当然，为简化硬件构成，如前所述，减少调制基准电压GND，V1，V2，V3，V4种类也是有效的。
该实施例中，将希望的特性，例如线性特性的亮度数据变换为驱动数据、决定驱动条件(调制基准电压GND，V1，V2，V3，V4)使得相对驱动数据的人类感觉到的明亮度的间隔接近等间隔的这一点是一大特征。作为希望的特性，在例如色处理等中，线性特性是适当的。
接着图22a)表示出从作为希望特性的例如亮度线性特性的亮度数据变换为驱动数据的驱动数据变换部的特性。图22a)中横轴表示输入的12bit宽的亮度数据，纵轴表示变换后的驱动数据。在此输入的亮度数据采用线性特性，因此，图22a)中，决定驱动数据变换部的特性，使得输入的亮度数据变换为驱动数据，而且通过驱动数据调制而显示的亮度与亮度数据结果上是成比例的。
即，决定(ht1的直线)，使得相对亮度数据为0～256、驱动数据为0～256。决定(bt2的直线)，使得相对亮度数据为257～1024、驱动数据为257～512。
决定(bt3的直线)，使得相对亮度数据为1025～2048、驱动数据为513～768。并且，决定(ht4的直线)，使得相对亮度数据为2049～4095、驱动数据为769～1023。在此，横轴为输入的12bit宽的亮度数据，驱动数据为10bit宽时，亮度数据4096、驱动数据1024不存在。
以上说明了例如输入亮度数据1024(亮度为全范围的1/4)的情况下的动作。亮度数据1024由驱动数据变换部变换，成为驱动数据512(hp1)。脉冲宽度调制器输入驱动数据512，输出标准化亮度0.25(hp2)。据此，得到与亮度数据对应的亮度。观察图22a)、图22b)可知，与第一、第二实施例同样，即便驱动数据是10bit灰度等级的调制方式，可顺序通过线性特性的亮度数据从低亮度开始换算实现相当于12bit、11bit、10bit、9bit灰度等级数。
图23表示说明本实施例的驱动方法的基本结构的框图。图23中，M72是调制器，输入调制基准电压：GND，V1，V2，V3，V4并输出上述的调制信号。M41是PCLK发生部，在第三实施例中产生固定频率的PCLK。其他构成要素与第一实施例同样，说明从略。
与第一实施例同样，亮度数据变换器M4变换TV信号这样的进行了伽马校正后的数字图像数据(Sa1)，变换为线性特性的图像数据(Sa2)。变换后的图像数据(Sa2)由信号处理部M20进行例如颜色调整等的信号处理。信号处理部M20输出作为进行信号处理的结果的亮度数据(Sa3)。驱动数据变换部M30将输入的亮度数据(Sa3)变换为驱动数据(Sa4)。该变换中，进行与输入的亮度数据(Sa3)的总灰度等级数相比，输出的驱动数据(Sa4)的总灰度等级数变少的变换。例如，本实施例中，亮度数据(Sa3)的bit宽是12bit(4096灰度等级)、驱动数据的bit宽是10bit(1024灰度等级)的数据。
据此，如上所述，以少的灰度等级数实现高灰度等级特性。
本发明的第三实施例的整体结构除驱动电路7以外与上述第一实施例的结构(图8)相同，说明从略。定时如图24所示。定时图中，除PCLK、驱动信号VX1，VX2，...(S17)的形状外与第一实施例相同，说明从略。
图19b)表示第三实施例的调制方式的其他实施例子。基本上，如上所述，是脉冲宽度调制优先型组合调制，是在对称为基准的时钟(称为PCLK)计数、决定与驱动数据对应的脉冲宽度和波峰值的方法中，在时间方向上拉伸调制信号波形、在不拉伸的情况下在波峰值方向上堆积的调制方式。第三实施例的调制方式的其它实施例子中，还为了减少矩阵面板内驱动波形的阻尼振荡等目的，分阶段控制调制信号波形的上升沿、下降沿。这种调制信号的波形控制除图19a)所示的情况外，在对设最大时隙数为S、作为最大波峰值Ak的时隙数为S-2(k-1)的波形附加单位波形块后再增加1灰度等级所得到的波形可表现为控制成具有从Ak向Ak+1变更第k+1～第S-k时隙中的任意时隙的波峰值的形状的波形。在此，S＝259。即，该例子中，在各个波峰值中可利用的脉冲宽度并不相同，为使调制信号波形的上升沿或下降沿部分具有台阶形状，设定如下的条件：将规定波峰值中可利用的脉冲宽度范围设定得小于比该规定的波峰值小的波峰值中可利用的脉冲宽度范围。
本实施例中，如上所述，设定调制基准电压：GND，V1，V2，V3，V4。
但是，由于驱动波形与上述的调制信号不同，如下设定更好。
即，设亮度数据为12bit宽、驱动数据为10bit宽。并且，决定成相对亮度数据为0～259、驱动数据为0～259。即，按1∶1使亮度数据与驱动数据对应。决定为相对亮度数据为260～1030、驱动数据为260～516。即，从亮度数据减去259后再除以3并加上259来设为驱动数据。决定为相对亮度数据为1031～2050、驱动数据为517～771。即，从亮度数据减去1030后再除以4并加上516来设为驱动数据。并且，决定为相对亮度数据为2051～4095、驱动数据为772～1023。即，从亮度数据减去2050后再除以8.11并加上771来设为驱动数据。此外，决定为相对亮度数据为2051～4073、驱动数据为772～1023。即，从亮度数据减去2050后再除以8并加上771来设为驱动数据，即便限制4074以上的亮度数据也几乎不对画质产生影响，除法通过位移动运算进行，因此不使用ROM等，可用逻辑电路作成硬件，降低电路成本。亮度数据变换器M4的这种变换处理当然也可对应ROM表。
在此更严格讲，调制基准电压：GND，V1，V2，V3，V4通过标准化亮度设定为：
驱动数据为259时，为259/4096
驱动数据为516时，为1030/4096
驱动数据为771时，为2050/4096
驱动数据为1023时，为4095/4096
本发明的第三实施例中，用以10bit宽数据进行调制的驱动电路7可在低亮度中以线性特性的相当于12bit灰度等级的亮度分解能力进行显示。
并且，利用人类的感觉特性，可按少的亮度等级实现高灰度等级特性。并且，通过作为线性特性的一般的脉冲宽度调制进行比较时，10bit宽度调制器中大致可得到大概相当12bit宽度调制的特性。具有多像素数的矩阵面板中，驱动电路，尤其是调制电路的制造成本大，因此用少的驱动数据宽度实现高灰度等级的(即便是同样识别的总灰度等级数，可减少调制器的位(bit)宽)本发明有利于低成本化。根据本发明的方法，也可对应在进行颜色调整的信号处理、校正行布线的电压下降的影响的信号处理。
(其它实施例)
本发明，其特征是通过变更驱动条件(PCLK、调制基准电压)来使得亮度相对输入调制器的驱动数据为非线性的，可从人类的感觉特性出发，以少的驱动数据的总灰度等级数进行识别为高灰度等级的显示。换言之，通过变更驱动条件(PCLK、调制基准电压)，使提供给显示元件的驱动能量(驱动量)变化，其结果是通过亮度相对输入调制器的驱动数据为非线性的，可表现从人类的感觉特性出发，以少的驱动数据的总灰度等级数进行识别为高灰度等级的显示的特征。因此，其他调制方式中，也可采用本发明，得到效果。并且，通过驱动数据变换部将作为希望特性(尤其是线性特性)的亮度数据变换为驱动数据，亮度数据与亮度为希望的特性(尤其是线性特性)。另外，可使驱动数据的总灰度等级数比亮度数据的总灰度等级数少。
线性的亮度数据适合于颜色调整等的信号处理，增多bit宽度的本发明中，可高精度地进行计算。如上所述，信号处理当然可以是其他处理。
第二实施例、第三实施例中，与第一实施例同样，根据需要对作为驱动数据变换部M30的输出的驱动数据(Sa4)进行明度调整(偏置相加)等的处理适合于输出到，调制器M71、M72。
本发明就冷阴极型放电元件说明了其结构，当然也可以使用表面传导型电子发射元件或FE型放电元件或MIM型放电元件等各种放电元件。另外，除了放电元件之外，还可以使用进行单纯矩阵驱动的EL元件等各种图像显示元件。
根据本申请所涉及的发明，就可以实现良好的显示。