JP2005202057A - Gamma correction circuit - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置における赤、緑、青の輝度を補正するガンマ補正回路に関する。 The present invention relates to a gamma correction circuit that corrects red, green, and blue luminance in a liquid crystal display device.
景色や人物等の被写体自体が有する輝度の対数値を横軸に、液晶表示装置で表示された再生画像の輝度の対数値を縦軸にとって再生特性を表現したときの再生特性曲線の傾斜角をθとした場合、tanθをガンマという。被写体の輝度が忠実に表示される場合は、再生特性曲線は、傾斜角θが45°の直線となり、tan45°=1であるから、ガンマは1となる。すなわち、被写体の輝度を忠実に表示する場合には、ガンマを1に補正する必要がある。このようなガンマ補正の技術としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
しかしながら、従来は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の全てについて同じガンマ補正を行っていたため、各色を黒レベルから白レベルまで一定の階調数で表現したときの輝度が、赤色、青色、青色でズレていた。特に青色のガンマ補正後の輝度は、他の色のものと比べると全体的に白レベル側へズレていた。 However, since the same gamma correction is conventionally performed for all three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), each color is expressed with a certain number of gradations from the black level to the white level. The brightness of was shifted between red, blue, and blue. In particular, the luminance after blue gamma correction was shifted to the white level as a whole as compared with other colors.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガンマ補正後の階調レベルに対する輝度が赤色、緑色、青色でズレることを抑制し得るガンマ補正回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a gamma correction circuit capable of suppressing the deviation of the luminance with respect to the gradation level after gamma correction between red, green, and blue. It is in.
本発明に係るガンマ補正回路は、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで一定数の段階で表す階調データを階調電圧に変換するために用いられる基準電圧を分圧するラダー抵抗と、階調データの色に応じて前記ラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を切り換える切換手段と、を有することを特徴とする。 The gamma correction circuit according to the present invention includes a ladder resistor that divides a reference voltage used to convert gradation data representing red, green, and blue colors from a black level to a white level in a certain number of steps into a gradation voltage. And switching means for switching the resistance value of the portion corresponding to the black level in the ladder resistor in accordance with the color of the gradation data.
本発明にあっては、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで一定数の段階で表す階調データを階調電圧に変換する際に、階調電圧生成用の基準電圧を分圧するラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を各色に応じて切り換えるようにしたことで、ガンマ補正が各色毎に適切に行われ、特に青色については輝度が全体的に黒レベル側にシフトさせる。 In the present invention, the reference voltage for generating the gradation voltage is divided when the gradation data representing the red, green, and blue colors from the black level to the white level in a certain number of steps is converted into the gradation voltage. By switching the resistance value corresponding to the black level in the ladder resistance to be pressed according to each color, gamma correction is performed appropriately for each color, especially for blue, the luminance is shifted to the black level side as a whole. Let
本発明のガンマ補正回路によれば、階調レベルに対する輝度が赤、緑、青でズレることを抑制することができる。特に、黒レベルに相当する部分の抵抗値を最適に設定した場合には、赤、緑、青の輝度をほぼ一致させることができる。 According to the gamma correction circuit of the present invention, it is possible to prevent the luminance with respect to the gradation level from being shifted between red, green, and blue. In particular, when the resistance value corresponding to the black level is optimally set, the luminances of red, green, and blue can be substantially matched.
以下、一実施の形態におけるガンマ補正回路について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a gamma correction circuit according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、本ガンマ補正回路1を適用した液晶表示装置の構成を示すブロック図である。同図の液晶表示装置は、ガンマ補正回路1と、メモリ2と、階調制御回路3と、液晶表示回路4と、制御回路5を備えた構成である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device to which the present gamma correction circuit 1 is applied. The liquid crystal display device shown in FIG. 1 includes a gamma correction circuit 1, a
ガンマ補正回路1は、階調アンプ11と階調調整レジスタ12を備えており、階調調整レジスタ12に設定された値に基づいて基準電圧を64段階に分圧した電圧を階調制御回路3に出力する。このガンマ補正回路1の詳細については後述する。
The gamma correction circuit 1 includes a gradation amplifier 11 and a
メモリ2は、262,144色のカラー表示を行うために、一表示データ当り光の3原色である赤色、緑色、青色のそれぞれの階調データについて6bitのデジタルデータを格納する。3色の合計は18bitである。すなわち、同図に示すように、赤色の階調データについてはR0〜R5の6bit、緑色の階調データについてはG0〜G5の6bit、青色の階調データについてはB0〜B5の6bitを格納するようになっている。このように各階調データは6bitであり、その階調は64(=26)段階に分かれている。
In order to perform color display of 262,144 colors, the
階調制御回路3は、メモリ2から読み出された64段階の階調データを、ガンマ補正回路1から出力された64段階の電圧に1対1で対応させ、階調データをその階調に応じた階調電圧に変換して液晶表示回路4へ出力する。階調データは64段階に分かれているので、階調電圧も64段階に分かれることになる。
The
液晶表示回路4は、複数の信号線と複数の走査線とが交差するように配線され、各信号線を駆動する信号線駆動回路、各走査線を駆動する走査線駆動回路、信号線と走査線の各交差部に設けられた画素を備える。階調電圧は、この信号線駆動回路に入力され、信号線を通じて各画素へ送られる。各画素では、走査線を通じて送られてくる走査信号によってオンオフが制御されるスイッチング素子と画素電極を備え、スイッチング素子がオンになったときに信号線を通じて送られてきた階調電圧が画素電極に書き込まれるようになっている。制御回路5は、ガンマ補正回路1、メモリ2等の動作を制御するための各種の制御信号を出力する。
The liquid
図2の回路図に示すように、ガンマ補正回路1の階調アンプ11は、ラダー抵抗部21、セレクタ25a〜25f、アンプ部26を備えた構成であり、階調調整レジスタ12は、傾き調整レジスタ22、微調整レジスタ23、振幅調整レジスタ24を備えた構成である。
As shown in the circuit diagram of FIG. 2, the gradation amplifier 11 of the gamma correction circuit 1 includes a
ラダー抵抗部21には、上限電圧VDH、下限電圧VGSによって基準電圧が供給される。ラダー抵抗部21は、この基準電圧を複数の電圧に分圧するとともにガンマ補正を行うための複数の抵抗を備える。具体的には、可変抵抗VR0、抵抗PKH、可変抵抗VRH、抵抗PKM、可変抵抗VRL、抵抗PKL、抵抗R1、可変抵抗VR1がこの順で直列に接続され、さらに可変抵抗VR0と抵抗PKHの間に抵抗RR、RG、RBがスイッチSW1によって切り換え可能に並列に接続される。
A reference voltage is supplied to the
可変抵抗VR0とVR1は、階調電圧の振幅調整のためのものである。抵抗RR、RG、RBの切り換え制御は、制御回路5によって行われる。抵抗RRは、赤色のガンマ補正のときに使用され、抵抗RGは緑色のガンマ補正のときに使用され、RBは青色のガンマ補正のときに使用される。抵抗RR、RG、RBの抵抗値については、それぞれの色のガンマ補正に適した値に予め設定しておくものとする。
The variable resistors VR0 and VR1 are for adjusting the gradation voltage amplitude. Switching control of the resistors R R , R G and R B is performed by the
抵抗PKH、PKM、PKLは、階調データに対する階調電圧の大きさを微調整するためのものである。可変抵抗VRH、VRLは、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整するためのものである。 The resistors PKH, PKM, and PKL are for finely adjusting the magnitude of the gradation voltage with respect to the gradation data. The variable resistors VRH and VRL are for adjusting the slope of the characteristic curve indicating the characteristic of the gradation voltage with respect to the gradation data.
傾き調整レジスタ22は、可変抵抗VRH、VRLの抵抗値を定めるための値をそれぞれ3bit分格納する。また、階調データが正極性用と負極性用の場合のレジスタをそれぞれ備え、極性に応じた独立設定が可能となっている。図3の一覧表に示すように、可変抵抗VRHの抵抗値を定める信号名は正極性用がPRP0、負極性用がPRN0であり、可変抵抗VRLの抵抗値を定める信号名は正極性用がPRP1、負極性用がPRN1である。この傾き調整レジスタ22の値を設定することにより、図4に示すように、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整することが可能となる。
The inclination adjustment register 22
振幅調整レジスタ24は、可変抵抗VR0、VR1の抵抗値を定めるための値をそれぞれ3bit分格納する。図3の一覧表に示すように、可変抵抗VR0の抵抗値を定める信号名は正極性用がVRP0、負極性用がVRN0であり、可変抵抗VR1の抵抗値を定める信号名は正極性用がVRP1、負極性用がVRN1である。この振幅調整レジスタ24の値を設定することにより、図5に示すように、階調電圧の振幅を調整することが可能となる。
The amplitude adjustment register 24
微調整レジスタ23は、8入力1出力型のセレクタ25a乃至25fを制御する値をそれぞれ3bit分格納する。セレクタ25aは、その8個の入力端子が抵抗PKHに接続されており、微調整レジスタ23の設定値に基づいて抵抗PKHにおける8個分の分圧電圧のうちの1つを選択する。セレクタ25b乃至25eは、それぞれの入力端子が抵抗PKMに順次接続されており、それぞれが微調整レジスタ23の設定値に基づいて抵抗PKMにおける8個分の分圧電圧のうちの1つを選択する。セレクタ25fは、その8個の入力端子が抵抗PKLに接続されており、微調整レジスタ23の設定値に基づいて抵抗PKLにおける8個分の分圧電圧のうちの1つを選択する。図3の一覧表に示すように、セレクタ25aによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP0、負極性用がPKN0である。セレクタ25bによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP1、負極性用がPKN1であり、セレクタ25cによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP2、負極性用がPKN2である。セレクタ25dによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP3、負極性用がPKN3であり、セレクタ25eによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP4、負極性用がPKN4であり、セレクタ25fによる選択を設定する信号名は正極性用がPKP5、負極性用がPKN5である。この微調整レジスタ23の値を設定することにより、図6に示すように、階調データに対する階調電圧の大きさを微調整することが可能となる。
The fine adjustment register 23 stores the values for controlling the 8-input 1-
図2では、可変抵抗VR0の出力段の電圧をVIN0、セレクタ25aの出力電圧をVIN1、セレクタ25bの出力電圧をVIN2、セレクタ25cの出力電圧をVIN3、セレクタ25dの出力電圧をVIN4、セレクタ25eの出力電圧をVIN5、セレクタ25fの出力電圧をVIN6、可変抵抗VR1の入力段の電圧をVIN7としている。すなわち、各セレクタ25a乃至25fは、これらVIN1乃至VIN6における電圧を選択するものである。
In FIG. 2, the output voltage of the variable resistor VR0 is VIN0, the output voltage of the
アンプ部26は、VIN0乃至VIN7の各電圧を増幅して出力する。VIN0は、ガンマ補正回路1の64段階ある出力電圧V0乃至V63のV0に対応し、VIN1はV1に対応し、VIN2はV8に対応する。V1ラインとV8ラインとの間には抵抗が接続されており、この抵抗により6段階に分圧された電圧がガンマ補正回路1の出力電圧V2乃至V7として出力される。同様に、VIN3はV20に対応し、V8ラインとV20ラインとの間に接続された抵抗によって11段階に分圧された電圧がガンマ補正回路1の出力電圧V9乃至V19として出力される。VIN4はV43に対応し、V20ラインとV43ラインとの間に接続された抵抗によって22段階に分圧された電圧がガンマ補正回路1の出力電圧V21乃至V42として出力される。VIN5はV55に対応し、V43ラインとV55ラインとの間に接続された抵抗によって11段階に分圧された電圧がガンマ補正回路1の出力電圧V44乃至V54として出力される。VIN6はV62に対応し、V55ラインとV62ラインとの間に接続された抵抗によって6段階に分圧された電圧がガンマ補正回路1の出力電圧V56乃至V61として出力される。VIN7はV63に対応する。このようにしてガンマ補正回路1はV0乃至V63の電圧を出力する。
The
電圧V0は最も輝度が暗い黒レベル、電圧V63は最も輝度が明るい白レベルに対応しており、赤、緑、青の色によって切り換わる抵抗RR、RG、RBは、黒レベルに対応する部分のVIN0ラインとVIN1ラインとの間に接続された構成となっている。 The voltage V0 corresponds to the darkest black level, the voltage V63 corresponds to the brightest white level, and the resistors R R , R G , and R B that switch according to red, green, and blue colors correspond to the black level. It is configured to be connected between the VIN0 line and the VIN1 line.
次に、比較例のガンマ補正回路について説明する。図7に示すように、比較例のガンマ補正回路は、図2に示したスイッチSW1により切換可能な抵抗RR、RG、RBに代えて、抵抗R0を可変抵抗VR0と抵抗PKHとの間に接続した構成である。その他、図2と同一物には同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。 Next, a gamma correction circuit of a comparative example will be described. As shown in FIG. 7, the gamma correction circuit of the comparative example is configured by replacing the resistors R R , R G , and R B that can be switched by the switch SW1 shown in FIG. It is the structure connected between. In addition, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.
このような構成により、比較例のガンマ補正回路は、階調データの色によって抵抗R0を切り換えることなく、各色で同じガンマ補正を行うようになっている。 With such a configuration, the gamma correction circuit of the comparative example performs the same gamma correction for each color without switching the resistor R0 depending on the color of the gradation data.
次に、本実施形態のガンマ補正回路1と比較例のガンマ補正回路とでのガンマ補正の違いについて説明する。図8は、ガンマ補正前における階調レベルと輝度との関係を示すグラフである。白(W)の輝度特性に対して、赤(R)、緑(G)、青(B)の輝度特性は大幅にズレている。 Next, a difference in gamma correction between the gamma correction circuit 1 of the present embodiment and the gamma correction circuit of the comparative example will be described. FIG. 8 is a graph showing the relationship between gradation level and luminance before gamma correction. The luminance characteristics of red (R), green (G), and blue (B) are significantly different from the luminance characteristics of white (W).
本ガンマ補正回路1により、抵抗RR、RG、RBを適切な抵抗値に予め設定しておき、赤、緑、青の各色に応じて抵抗RR、RG、RBを切り換えてガンマ補正をした場合は、図9に示すように、赤、緑、青の各色の輝度特性が白色の輝度特性に一致したグラフが得られる。なお、図9のグラフの縦軸は、階調レベルが63のときに輝度が100となるように規格化した規格化輝度である。図9のグラフでは、階調レベルが0のときは輝度が最も低い黒レベルであり、階調レベルが63のときは輝度が最も高い白レベルである。 The present gamma correction circuit 1, the resistor R R, R G, previously set the R B in the appropriate resistance value, by switching the red, green, resistor R R according to the colors blue, R G, and R B When gamma correction is performed, as shown in FIG. 9, a graph is obtained in which the luminance characteristics of the colors red, green, and blue match the luminance characteristics of white. Note that the vertical axis of the graph of FIG. 9 is the normalized luminance that is normalized so that the luminance is 100 when the gradation level is 63. In the graph of FIG. 9, when the gradation level is 0, the black level has the lowest luminance, and when the gradation level is 63, the white level has the highest luminance.
これに対して、比較例のガンマ補正回路により、赤、緑、青の各色で抵抗R0を切り換えることなく同じガンマ補正をした場合には、図10に示すように、赤、緑、青の輝度特性が白の輝度特性に近づきはするものの、完全一致には至っていない。特に、青色については、黒レベルにおけるズレが大きくなっている。 On the other hand, when the same gamma correction is performed for each of the red, green, and blue colors without switching the resistor R0 by the gamma correction circuit of the comparative example, the luminances of red, green, and blue are as shown in FIG. Although the characteristic approaches the luminance characteristic of white, it does not reach a perfect match. In particular, for blue, the deviation at the black level is large.
本ガンマ補正回路1は、黒レベルに相当する部分に抵抗RR、RG、RBを並列接続し、赤色のガンマ補正のときには抵抗RRへ切り換え、緑色のガンマ補正のときには抵抗RGへ切り換え、青色のガンマ補正のときには抵抗RBに切り換えることで、黒レベルにおけるガンマ補正が適切に行われるようになっている。 This gamma correction circuit 1, the resistance in a portion corresponding to the black level R R, R G, and R B are connected in parallel, when the red gamma correction switched to resistance RR, is switched to the resistor RG when the green gamma correction, In the case of blue gamma correction, the gamma correction at the black level is appropriately performed by switching to the resistor RB.
したがって、本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで64段階で表す階調データを階調電圧に変換する際に、階調電圧生成用の基準電圧を分圧するラダー抵抗部21における黒レベルに相当する部分の抵抗値を各色に応じて切り換えるようにしたことで、ガンマ補正が各色毎に適切に行われ、特に青色については輝度が黒レベル側にシフトし、階調レベルに対する輝度の赤、緑、青でのズレを抑制することができる。特に、黒レベルに相当する部分の抵抗値を最適に設定した場合には、赤、緑、青の各色についての輝度をほぼ一致させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, when converting the gradation data representing 64 levels from the black level to the white level for each color of red, green, and blue into the gradation voltage, the reference voltage for generating the gradation voltage is set. By switching the resistance value of the portion corresponding to the black level in the
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部21の黒レベルに相当する部分に赤、緑、青の各色に対応した3つの抵抗RR、RG、RBを切り換え可能に並列接続し、階調データの色に応じてこれらの抵抗RR、RG、RBを切り換えるようにしたことで、簡易な構成で色に応じた抵抗値の切り換えを行うことができる。なお、3つの抵抗RR、RG、RBを切り換え可能に設けることの他、可変抵抗を用いることとして色に応じてその抵抗値が切り換わるようにしてもよい。
According to the present embodiment, three resistors R R , R G , and R B corresponding to the respective colors of red, green, and blue are connected in parallel to the portion corresponding to the black level of the
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部21の中央の抵抗PKMの両端部に可変抵抗VRHおよびVRLを設けるとともに、これらの可変抵抗VRH、VRLの抵抗値を設定するための傾き調整レジスタ22を設け、傾き調整レジスタ22に設定された値に応じて可変抵抗VRH、VRLの抵抗値を調整するようにしたことで、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整することができる。
According to the present embodiment, the variable resistors VRH and VRL are provided at both ends of the central resistor PKM of the
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部21の両最端部に可変抵抗VR0、VR1を設けるとともに、これらの可変抵抗VR0、VR1の抵抗値を設定するための振幅調整レジスタ24を設け、振幅調整レジスタ24に設定された値に応じて可変抵抗VR0、VR1の抵抗値を調整するようにしたことで、階調電圧の振幅を調整することができる。
According to the present embodiment, the variable resistors VR0 and VR1 are provided at both end portions of the
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部21の中央部の抵抗PKH、PKM、PKLにセレクタ25a乃至25fを接続するとともに、セレクタ25a乃至25fによる選択を設定する微調整レジスタ23を設け、微調整レジスタ23に設定された値に応じてセレクタ25a乃至25fがラダー抵抗部21から出力される分圧電圧を選択するようにしたことで、階調データに対する階調電圧の大きさを調整することができる。
According to the present embodiment, the
なお、本実施の形態においては、ラダー抵抗部21の内部で3つの抵抗RR、RG、RBを切り換えるようにしたが、赤、青、緑の各色に応じて抵抗比を定めた3つのラダー抵抗部を設け、各色に応じてこれらのラダー抵抗部を切り換えるようにしてもよい。 In this embodiment, inside three resistors R R of the ladder resistor portion 21, R G, was to switch to R B, defined red, blue, the resistance ratio in accordance with the respective colors of green 3 Two ladder resistor units may be provided, and these ladder resistor units may be switched according to each color.
1…ガンマ補正回路
2…メモリ
3…階調制御回路
4…液晶表示回路
5…制御回路
11…階調アンプ
12…階調調整レジスタ
21…ラダー抵抗部
22…傾き調整レジスタ
23…微調整レジスタ
24…振幅調整レジスタ
25a〜25f…セレクタ
26…アンプ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
階調データの色に応じて前記ラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を切り換える切換手段と、
を有することを特徴とするガンマ補正回路。 A ladder resistor that divides a reference voltage used to convert gradation data expressed in a certain number of steps from black level to white level for each color of red, green, and blue into gradation voltage;
Switching means for switching the resistance value of the portion corresponding to the black level in the ladder resistor according to the color of the gradation data;
A gamma correction circuit comprising:
前記切換手段は、階調データの色に応じて当該3つの抵抗を切り換えることを特徴とする請求項1記載のガンマ補正回路。 The ladder resistor includes three resistors corresponding to each color of red, green, and blue in a portion corresponding to a black level,
2. The gamma correction circuit according to claim 1, wherein the switching means switches the three resistors according to the color of the gradation data.
当該可変抵抗の値が設定される傾き調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のガンマ補正回路。 A variable resistor provided in the ladder resistor to adjust the slope of the characteristic curve indicating the characteristic of the gradation voltage with respect to the gradation data;
An inclination adjustment register in which the value of the variable resistor is set;
The gamma correction circuit according to claim 1, wherein:
当該可変抵抗の値が設定される振幅調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のガンマ補正回路。 A variable resistor provided in the ladder resistor to adjust the amplitude of the gradation voltage;
An amplitude adjustment register in which the value of the variable resistor is set;
The gamma correction circuit according to claim 1, comprising:
前記セレクタによる選択が設定される微調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のガンマ補正回路。
A selector for selecting a divided voltage output from the ladder resistor in order to adjust the magnitude of the gradation voltage;
A fine adjustment register in which selection by the selector is set;
5. The gamma correction circuit according to claim 1, comprising:
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