JP2007272144A - ガンマ補正および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガンマ補正装置において、ガンマテーブルを記憶している記憶部のサイズを減らすことができ、チップ面積を減らすことを可能とし、また本来のガンマカーブ特性に近づけて、高品位なガンマ補正を行うことを可能とする。
【解決手段】本実施形態のガンマ補正装置は、入力信号の数階調ごとに応じた出力階調を有するガンマテーブルと、出力階調に対して加算あるいは減算することで準備されていない出力階調を得ることができる差分データを格納している記憶部１と、記憶部１からガンマテーブルと差分データを読み出し、ガンマブロック３にて、前記ガンマテーブルに基づく階調に差分データに基づく階調を加算あるいは減算することで用意されていないガンマ補正値を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置のガンマ補正、およびそれを備えた表示装置に関するもの。

近年、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの表示パネルは、電子機器、一般電化製品、パソコンなどあらゆる商品に搭載されるようになった。

商品に搭載されているＣＰＵからの階調データを液晶パネルに出力するが、液晶の材質の特性として、階調データの入力電圧と光の透過率（表示パネルの輝度）とが比例関係にならない。そのため、液晶パネルにＣＰＵからのデータを正しく表示させるには、階調データの入力電圧と表示パネルの輝度が比例関係になるような補正をする必要がある。この補正をガンマ補正といい、画像の階調の応答特性を表わすときに使われる「ガンマ（γ）」という数値が１に近づくような補正を行う。ガンマ補正を行うためのガンマブロックが液晶コントローラや液晶パネルを制御するＩＣに含まれている。

従来のガンマブロックは1階調1データ出力に対応しており、入力されてきた階調データ信号に対して、ガンマテーブル（１．０、１．８、２．２、２．５）からガンマ値を選択した後、その入力階調の１つ１つに対応する出力階調を選択しパネル側へ出力する。

ガンマ補正を行うために、明るい部分の強調、暗い部分の強調などの目的に応じたガンマテーブルが複数用意されていて、その複数のガンマテーブルから選択して画像の輝度を調整する。

ガンマ補正方法の１例として、特開２００３−２８８０６０号公報（特許文献１）がある。このガンマ補正は、1階調に対し1出力の定点ではなく、数階調に対し1出力の定点を持ち、定点における出力データ以外の他の出力階調は固定点間の値を等分割することにより直線補正する手法を提案している。こうすることによって、内部の記憶装置内に保持しておくデータ数を減らす事が可能となる。

さらに、ガンマ補正方法の一例として、特開平２−２３０８７３号公報（特許文献２）がある。このガンマ補正は、入出力データの変化が大きい領域と小さな領域に分けて、それぞれ異なったガンマ補正を行うが、その前者に対してはＲＯＭに全ての補正データを用意しておき、後者に対しては直線補正を行う手法を提案している。

さらに、ガンマ補正方法の一例として、特開平１０−３１３４１８号公報（特許文献３）がある。このガンマ補正もまた、入出力データの変化が大きい領域と小さな領域に分けて、それぞれ異なったガンマ補正を行う。前者に対しては、基準直線と最終補正データとの差分を予めＲＡＭに格納し、その基準直線とその差分との加算あるいは減算することによって、ガンマカーブを得る。後者に対しては、ハードウエアによって補正用の直線の傾きデータを複数作成し、そのうちの１つによる直線近似から補正データを求める。また、別の手段として、直線近似を行うための基準データをＲＡＭに格納し、レジスタに格納されている差分データをいくつかの直線近似区間を設け、その近似区間内を数階調単位で分け、その近似区間内ごとに基準データからレジスタに格納されている差分データを数階調単位で入力階調ごとに繰り返し加算あるいは減算の演算を行い、直線近似区間の境目のみ専用の差分データで入力階調ごとに繰り返し加算あるいは減算の演算を行うことで補正データを得る方法が提案されている。
特開２００３−２８８０６０号公報 特開平２−２３０８７３号公報 特開平１０−３１３４１８号公報

従来の回路ではパネルの表示階調の数だけ対応した出力データが必要になってくる。例えるなら２５６階調なら２５６×２（正極、負極）×４（テーブルの種類数）＝２０４８もの出力データを保持しておく巨大なガンマブロックを記憶装置に保持しておくことが必要となるため、チップ面積の低減化が困難となり、コスト低減化に支障をきたす。また、各テーブル数分に対してそれぞれ全てにデータバスの配線がつながっているため、消費電力も多大なものになる。

特許文献１では、数階調に対して１つの定点を設定し、それ以外の階調は直線補正を行うため、ガンマ曲線の変化が大きな箇所では、ガンマ特性の曲線領域の近似誤差が大きくなり過ぎ、画質の劣化を招くことになりかねない。

また、特許文献３では、ガンマ特性の曲線領域の近似誤差を一定に保つには、基準点以外の入力階調に対する個数分の差分データが全て必要になるため、メモリ面積の縮小に限界がある。

上記課題を解決するため、請求項１にかかるガンマ補正装置は、入力階調をガンマ補正して出力階調を得るガンマ補正装置において、所定の入力階調に対する出力階調を定点として記憶しているガンマテーブルと、定点の間に少なくとも１つ設けられた仮想定点と定点との差分を定点の出力階調のビット数よりも小さなビット数で記憶された差分データと、が保持された記憶部と、記憶部から出力されたガンマテーブルと差分データとを用いて演算することによって出力階調を得る補正処理を行う演算部とを有することを特徴としている。

このように仮想定点を用いることで、大きなビット数で記憶する定点の数を減らすことができるため、定点の出力階調を記憶している記憶部の面積を減らすことができ、チップ面積を減らすことが可能となる。なお、上記演算部の行う補正処理は、ガンマテーブルに出力階調が記憶されている入力階調について、演算せずに記憶している値をそのまま出力する場合も、演算を行った後に所定値を出力する場合も含まれる。

また、請求項２にかかわるガンマ補正装置は、請求項１に記載のガンマ補正装置において、前記仮想定点が、前記定点間の中間にある中点を含むことを特徴としている。これによって、大きなビット数で記憶する定点の数を減らすことができるため、定点の出力階調を記憶している記憶部の面積を減らすことができ、チップ面積を減らすことが可能となる。また、中点を仮想定点としているので、誤差の少ない高精度なガンマ補正を実現しうる。なお、中点を示す値を差分データで記憶しているため、差分データを用いて演算して補正処理を行えばより高速な演算が可能である。

また、請求項３にかかわるガンマ補正装置は、請求項１あるいは請求項２に記載のガンマ補正装置において、仮想定点の出力階調は、記憶部から出力されるガンマテーブルの出力階調のうち少なくとも１つから、差分データのうちの少なくとも１つを、加算あるいは除算することによって得られることを特徴としている。これによって、差分を演算に用いることにより、改めて差分を演算することなくガンマ補正可能であり、また差分で与えているので定点と同じ精度が実現できるため、正確なガンマ補正を簡易な論理回路で演算可能となる。

また、請求項４にかかわるガンマ補正装置は、請求項３に記載のガンマ補正装置において、演算部は、入力階調に対して互いに隣り合う定点と仮想定点、或は互いに隣り合う２つの仮想定点どうしから直線近似を行うことで求められることを特徴としている。これによって、差分データを演算に用いることによって得られた仮想定点を用いて、直線近似を行っているため、正確なガンマ補正を簡易な論理回路で演算可能となる。

また、請求項５にかかわるガンマ補正装置は、請求項３あるいは請求項４に記載のガンマ補正装置において、計算部は、入力階調の上位ビットによってどの定点間を選択するか決定し、選択された定点間にある全ての入力階調に対する補正処理を行い、入力階調の残りの下位ビットによって該当する１入力階調分を選択して、出力することを特徴としている。これによって、補正エリア単位でガンマ補正を行うことができるため、正確なガンマ補正を簡易でかつ高速動作が可能な論理回路で演算可能となる。

また、請求項６にかかわるガンマ補正装置は、請求項５に記載のガンマ補正装置において、ガンマブロックは、組み合わせ回路であることを特徴としている。これによって、複雑な順序回路やラッチ回路が不要となり、回路が簡略化され、かつ高速動作が可能となる。

また、請求項７にかかわる液晶表示装置は、請求項４から請求項６のいずれかに記載のガンマ補正装置を備えることを特徴としている。これによって、チップ面積を減らすことによるコスト削減と、高品位なガンマ補正による高画質化が同時に達成される。

本発明のガンマ補正装置は、全ての入力階調にわたって本来のガンマ特性の曲線領域との近似誤差を少なく保つと共に、ガンマテーブルを記憶している記憶部のサイズを減らすことができるため、チップ面積を減らすことが可能となる。

さらに、本発明のガンマ補正装置を備えた表示装置を構成すれば、チップ面積を減らすことによるコスト削減と、高品位なガンマ補正による高画質化が同時に達成される。

本実施形態のガンマ補正装置の構成を、図１を用いて説明する。

本実施形態のガンマ補正装置は、入力信号の数階調ごとに応じた出力階調を有するガンマテーブルと、出力階調に対して加算あるいは減算することで準備されていない出力階調を得ることができる差分データを格納している記憶部１と、記憶部１からガンマテーブルと差分データを読み出し、前記ガンマテーブルに基づく階調に差分データに基づく階調を加算あるいは減算することで用意されていないガンマ補正値を得ることができるガンマ補正装置である。

すなわち、出力階調が与えられている場合の入力階調を定点と称するものとすると、定点についてはガンマテーブルから読み出した値を出力階調として用い、定点以外の入力階調に対しては、差分データを加算或は減算して出力階調を演算するガンマ補正装置ということができる。

このガンマ補正装置は具体的には記憶部１と、レジスタ２と、ガンマブロック３とから構成される。

記憶部１には、定点に対する出力階調が対応付けられたガンマテーブルが複数記憶されている。ガンマテーブルの数は、ガンマ値の数に液晶パネルのソース側に入力する信号の極性（正極／負極）の数（通常は２つ）をかけた数である。ガンマテーブルは、少なくとも２つ（好ましくは3以上）の階調の領域に分けられていることが望ましい。ガンマカーブの変化に合わせて複数の領域を定点として設定することで、補間時の誤差が少なくなるためである。

また、記憶部１は、各ガンマテーブルの定点の間に少なくとも１つの仮想定点を記憶している。仮想定点は、定点と仮想定点との差分を定点の出力階調を記憶する際のビット数よりもビット数が小さい差分データとして記憶している。差分データを定点のビット数よりも小さいビット数で記憶させることで、記憶容量を低減することが可能となる。

記憶部１に記憶される複数のガンマテーブルとしては、ガンマ値１．０、１．８、２．２、２．５の正負極の8テーブル分が例示できる。また、ガンマテーブルに記憶させるデータの具体例としては、入力階調を８ビット（２５６階調）とした場合の値を１０ビット精度（１０２４階調）に変換するものがある。記憶部１を実現するハードウェアとしては、記憶電源が切れたとしても記憶状態を保持しておくため、フラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの不揮発性の記憶装置が望ましい。

レジスタ２は、ガンマ補正装置の起動後に記憶部１は複数のガンマテーブルと複数の差分データを読み出して記憶し、ガンマブロック３に出力する機能を有する。なお、レジスタ２は、記憶部１に含めてもかまわない。

ガンマブロック３は、レジスタ２に保持されたガンマテーブルから１種類のガンマテーブルを選択して、定点と差分データとに基づく演算によって出力階調を得る補正処理を行い出力階調として出力する。

ガンマブロック３は、レジスタ２から出力した複数のガンマテーブルのうち１種類を選択するセレクタと、ガンマ補正の計算を行うための計算回路が含まれている。そのセレクタ３１からはユーザーが指定した選択信号とＰ／Ｎ信号により複数のガンマテーブルのうちの１つが選択されるようになっている。

そして計算部３２は、セレクタ３１で選択されたガンマテーブルと当該ガンマテーブルに対応する差分データを用いて出力階調を演算する。この演算はＲＧＢそれぞれについて行われ、入力階調が入力された際に演算され出力階調として出力される。なお、この選択信号は、ガンマ補正回路外部にあるホストＩＦ（図示せず）に、ユーザーがコマンドを書き込むことで生成される信号であり本実施例では2ビットである。Ｐ／Ｎ信号は、正極か負極かのガンマカーブを選択する1ビットの信号である。

このガンマ補正装置は次のとおり動作を行う。なお以下には既にセレクタ３１によって一つのガンマテーブルとそれに対応する差分データが選択されていることを前提とし、その後の動作について図２及び図３を用いて説明する。

入力階調が計算部３２に入力されると、セレクタ３１から選択し出力されるガンマテーブルのうち、入力階調がガンマテーブル上の定点に該当する場合は、そのまま出力されるが、該当しない場合は入力階調の上位ビットから当該入力階調を挟む定点を選択すると共に、当該定点間に設定されている仮想定点を差分データとして用いて演算する。

図２は、Ｎｏｒｍａｌｙ−Ｗｈｉｔｅの液晶パネルに対し、８ビットの入力階調（２５６階調）に対して１０ビットの出力階調（１０２４階調）に変換する正極ガンマカーブを表している。ガンマカーブは、ガンマ値が１．０よりも大きな値の場合に近いガンマカーブとなるが、本例では代表例として２．２のものを示す。液晶の電圧印加特性により、入力階調が大きい領域（２５０〜２５５階調目）では、１階調変化に対して出力電圧の変化が大きくなるため、非線形的となっているのに対し、入力階調が小さい領域（２〜２４９階調目）では、直線的になっている。従って、ガンマカーブは２〜２４９階調までの線形領域（領域２）と、２５０階調〜２５５階調の非線形領域（領域１）に分けて計算を行う。この領域１と領域２の境目はユーザーが設計上決めておく。これによって、領域１と領域２の境目を計算する回路が必要なくなり、チップ面積の増大を防ぐことができる。

非線形領域（領域１）については、１階調ごとの出力階調の変化が激しいので定点を２階調に１点配置する。そして、定点間の階調については差分データを記憶しておき、図３に示す計算式を用いて仮想定点を計算する。

この計算式は図３に例示されるとおりである。図３は、液晶パネルの駆動が対向正極時と対向負極時の双方の条件で、領域１と領域２のそれぞれの計算式を示す。

この計算式を用いて求められるガンマカーブは図４に示されるとおりになる。図４において定点は黒点で表され、その出力階調は１０ビットである。この定点は、領域の境目が２４８階調目と、その階調から２階調ごとに２５０階調目と２５２階調目と２５４階調目と、最後の２５５階調目である。また、仮想定点は白ヌキ点で表され、これに対しては隣接する定点との差分が差分データとして記憶されている。仮想定点に対しては、定点の出力階調から差分データを加減算して出力階調が求められる。

差分データは、定点の出力階調を与えるデータに使用されるビット数よりも小さいビット数で与えられている。図４の例では、定点が１０ビットに対して差分データは７ビットで与えられている。これにより、領域１の仮想定点については一つの仮想定点につきビット差の分だけ記憶部１とレジスタ２が小規模で済むようになる。

図４において、それぞれの定点をA１、Ｃ１、Ｅ１、F１とし、仮想定点をＢ１、Ｄ１、と定義する。Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１はそれぞれ、入力階調が２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５の順で定義されている。また、Ａ１〜Ｈ１の出力階調をそれぞれａ１〜ｈ１として記載する。２５１階調の出力階調を求める場合には、２５０階調に対する定点の出力階調値から差分データを減算する。このようにして、２５１階調の仮想定点の値を求める。

具体的な数値で例を挙げると、Ａ１の出力階調ａ１が９００（２進数表示では、１１１００００１００）とし、Ｂ１の出力階調ｂ１を８５０（２進数表示では、１１０１０１００１０）とした時、ａ１−ｂ１＝５０（２進数表示では、１１００１０）は、６ビットであるため、差分データの値は余裕をもって７ビットと設定すればよい。Ｂ１はＡ１の出力階調ａ１からＢ１に対応する差分データを減算し、９００−５０＝８５０と計算される。

線形領域（領域２）については、８階調ごとに定点が与えられていて、３１個の補正エリアに分割できる。８階調（３ビット分）ごとに定点を与えたので、データの上位５ビットを定点が存在する入力階調が該当するように設定しておけば、上位５ビットの階調を読み込むことによって定点が存在する階調であるか否かを振り分けることができる。このように、定点が存在する階調を上位ビットに併せて設定するようにすれば、下位ビットを読まなくても読み込むべき定点を決定できるため処理を高速化できる。

このように定点を与える場合には２のべき乗に該当する階調ごとに分けると上位ビットを読めば定点を決定できる構成とできるため、ラッチやフリップフロップを含まない組み合わせ回路で形成できて望ましい。この場合は、補正処理の高速化と回路面積の削減を考慮した構成とすることができる。そして、下位３ビットを用いて領域２の出力階調を求める。

この演算は具体的には、図３に示す計算式をもつ計算部３２によって演算され、該当する出力階調が出力される。図３においてｒは、定点Ａ２に対する中点Ｅ２との差分データを示している。すなわち、本実施形態では中点を仮想定点として与えている。この仮想定点は、定点間に一つのみであることに限られず複数あっても良いが、まず、仮想定点が定点間の中間に１つずつ与えられる場合を説明する。

なお、仮想定点は定点間を複数等分の一にする形で与えられることが望ましい。このように複数等分の１する形で与えることによって、より正確な直線補間を可能とする。図２及び図３に示す例においては、８階調ごとに設定された定点を２等分するよう、４階調ごとに仮想定点が与えられている。

定点と仮想定点との間の入力階調に対する出力階調は、定点と仮想定点との間に含まれる階調の個数に１を加えた値で差分データを等分して（この例では４等分）出力階調を演算する。この結果、定点に隣接する点を仮想定点として与えて傾きを求めるような場合に比較して出力階調の誤差が小さくなる。また、全階調に対して出力階調を差分で与えるような場合と比較してメモリ容量が小さくてよい。

なお、仮想定点を求めるための差分データは、ガンマテーブルに与えられている定点の出力階調よりも小さいビット数で与えられる。例えば本実施の形態では、定点は１０ビットで与えられ、差分データは５ビットで与えられる。このように、差分データを定点よりも小さいビット数で記憶するようにすれば、全てを１０ビットで与える場合に比べて仮想定点の数×５ビット分記憶容量を低減しても仮想定点を配置した分だけ定点を配置する場合に比べて容量を低減することができる。

本実施形態における実際の演算は、８階調単位で定点を除く出力階調を一度に計算し、そのうちの１階調を入力階調の下位３ビットで選択し出力する。

ここで、隣接する定点のうち、その出力階調が大きい方を第1定点、小さい方を第2定点とすると、定点間にある入力階調は中点を挟んで、２つに別れる。第1定点と中点の間にある入力階調に対応する出力階調は、差分データを定点と中点との間に含まれる階調の個数に１を加えた値で等分して求めた値に第１定点と出力階調を求める階調との入力階調の差を乗して計算された値を、定点の出力階調から減算して求める。

このようにして求められるガンマカーブは図５に示されるようになる。ガンマカーブ上にある定点は黒点、中点を三角形、それ以外の点は白ヌキ点である。入力階調が０と１の時は、ガンマカーブの特性上変化が大きいため定点とする。

２階調目以降で複数階調に1点の定点を持ち、決められた補正エリアごとに行う。一例として８階調に１点の定点をもつものとし、２〜１０階調を補正エリア１、１０〜１８階調を補正エリア２、最終の２４２〜２５０階調を補正エリア３１とする。

まず、補正エリア１での補正について説明する。ガンマカーブ上の２階調目〜１０階調目の点を順にそれぞれ点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、Ｉ２とする。その時の出力階調をａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｉ２とし、いずれも１０ビットで出力階調が記憶されている。定点は、点Ａ２（第1定点）、点Ｉ２（第２定点）であり、また定点の中間にある点Ｅ２が中点となる。点Ａ２〜Ｅ２間にある入力階調に対する点は、順に点Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２となる。また、点Ｅ２〜Ｉ２間にある入力階調に対する点は、順に点Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２となる。

ここで図３の領域２の計算式に示されているように、中点Ｅ２の出力階調ｅ２は、第１定点A２の出力階調ａ２から差分データｒを引いた計算で求める事ができる。また、ｂ２、ｃ２、ｄ２については、差分データｒを４等分し、計算する。同様にｆ２、ｇ２、ｈ２に関してもｅ２からｉ２を引いた差分を４等分し、ｅ２を基準に計算する。つまり、その差分は、ｅ２−ｉ２＝ａ２−ｒ−ｉ２ということになる。これは、領域２がほぼ直線系かつ、前の階調の出力より次の階調の出力が小さいため、近似的に求めることができるからである。

具体的な一例として、第1定点Ａ２の出力階調ａ２が１５０（２進数表示では、００１００１０１１０）、第２定点Ｉの出力階調ｉ２が１００（２進数表示では、０００１１００１００）とし、中点Ｅ２の出力階調ｅ２を１２６（２進数表示では、０００１１１１１１０）になるように設計するものすると、ａ２とｅ２との差分２４（２進数表示では、１１０００）を差分データｒに設定しておく。また、この時の点Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の出力階調は定点Ａ２と中点Ｅ２の間で、ｒの４等分された値（ｒ／４）を間隔とする並びとなる。

よって、
ｂ２＝ａ２−ｒ／４＝１５０−２４／４＝１４４、
ｃ２＝ａ２−（ｒ／４）×２＝１５０−（２４／４）×２＝１３８、
ｄ２＝ａ２−（ｒ／４）×３＝１５０−（２４／４）×３＝１３２、
となる。

同様に入力階調Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２は次のように計算する。中点Ｅ２と定点Ｉ２のそれぞれの出力階調の差分は、ｅ２−ｉ２＝ａ２−ｒ−ｉ２＝１５０−２４−１００＝２６（２進数表示では、１１０１０）となる。その値を４等分し、余りは切り捨てると、２６／４＝６となることから、
ｆ２＝ｅ２−（ｅ２−ｉ２）／４＝１２６−２６／４＝１２０、
ｇ２＝ｅ２−（ｅ２−ｉ２）／４×２＝１２６−２６／４×２＝１１３、
ｈ２＝ｅ２−（ｅ２−ｉ２）／４×３＝１２６−２６／４×３＝１０８
となる。（余りは切捨てて計算している。）

上記には補正エリア１について詳細に説明したが、補正エリア２〜補正エリア３１についても同様に演算することにより、定点の入力階調以外の入力階調について求めることができる。

こうすることにより、そもそも１０ビット×２５６階調×２×４=２０４８０ビットを必要としていたテーブルが、本発明では、｛（出力階調のビット数）×（（領域１での定点の数）＋（領域２での定点の数））＋（領域１での差分のビット数）×（領域１での仮想定点の個数）＋（領域２での差分のビット数）×（領域２での仮想定点の個数）｝×２×４＝｛１０ビット×（３４＋３）＋７ビット×２＋５ビット×３１｝×２×４＝４３１２ビットまで減らすことが可能となり、その面積は単純計算で約１／５倍となる。

ここで、上記実施の形態と特許文献１と特許文献３のそれぞれの技術で、同一のガンマカーブを得る場合に、必要とされるメモリのビット数の比較を行う。

上記実施の形態は８階調に１つの定点を持つ例を挙げたが、特許文献１と特許文献３では、仮想定点をもつという考えがないそのため、特許文献１と特許文献３は、定点よりもビット数が小さい差分データを一部で用いているものの、定点を等分する点を配置するものではない。この場合、定点を等分する点を配置する場合と同等の精度でガンマカーブを与えるためには、定点の数が増やす必要がある。その結果、メモリのビット数が増えることになる。

そのメモリのビット数を計算すると、特許文献１では、｛１０ビット×（１＋（６２＋３））｝×２×４＝５２８０ビットである。特許文献３では、｛１０ビット×（６＋（６２＋３））＋２ビット×６２｝×２×４＝６６７２ビットである。これらの計算結果から、同等の精度でガンマカーブを与えるためには、定点を等分する点を配置する方がメモリ（記憶部）のビット数削減の効果が大きいといえる。なお、特許文献２については、ガンマカーブとの近似誤差が大きく、定点を等分する点を配置する手法と同様の精度が出せないため、単純にメモリ容量を比較することはできない。

以上には、領域１での仮想定点が単数の場合の実施の形態について説明したが、仮想定点は単数に限られない。以下に、仮想定点が複数の場合について示す。

領域２での定点の間が、２つ以上の仮想定点をもつ場合については、以下のような計算方法をもったガンマブロック３を設計すればよい。まず、仮想定点の出力階調を求めるには、定点から差分データを加算あるいは減算を行い、またはその求めた仮想定点から差分データを加算あるいは減算する。そして、定点−仮想定点間、仮想定点−仮想定点間にある入力階調に対する出力階調は、それぞれの直線近似によって求められ、出力される。

その一例として、領域２での定点を８階調に１点、その定点間にある仮想定点を２点とした時の出力階調の計算方法について、図７に示すガンマカーブを用いて説明する。

図７は図４における説明と同様に、ガンマカーブ上の定点を黒点、仮想定点を三角形、その他の入力階調を白ヌキ点で示している。また、入力階調が０と１の時は、ガンマカーブの特性上変化が大きいため定点とする。２階調目以降については複数階調に1点の定点を持たせているため、複数の補正エリアに分割される。図７に示す例では、８階調ごとに定点を配置しているので、補正エリアは３１個できる。

第一の補正エリア１に注目して、２階調目〜１０階調目の入力階調に対する出力階調を順にそれぞれ点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、Ｉ２と定義する。その時の出力階調をａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｉ２とし、いずれも１０ビットで示されるべき値である。

定点は、点Ａ２（以下、第1定点）、点Ｉ２（以下、第２定点）であり、また定点の中間にある点Ｄ２と点Ｇ２は、いずれも仮想定点となり、それぞれを第1仮想定点、第２仮想定点とする。第１定点Ａ２〜第1仮想定点Ｄ２間にある入力階調は、順に点Ｂ２、Ｃ２となる。また、第１仮想定点Ｄ２〜第２仮想定点Ｇ２間にある入力階調は、順に点Ｅ２、Ｆ２となる。また、第２仮想定点Ｇ２〜第２仮想定点Ｉ２にある入力階調は、点Ｈ２となる。

ここで領域２の計算方法を図８に示す。第1仮想定点D２の出力階調ｄ２は、ａ２から差分データｔを引いた計算で求める事ができる。ｂ２とｃ２は、第1定点A２と第1仮想定点D２との直線近似によって計算される。これは上記した例における演算と同様であるので説明は繰り返さない。

さらに、第２仮想定点Ｇ２の出力階調ｇ２は、第１仮想定点Ｄ２の出力階調ｄ２から差分データuを引いた計算で求めることができる。ｅ２とｆ２は、第１仮想定点Ｄ２と第２仮想定点Ｇ２との直線近似によって計算される。つまり、仮想定点同士を上記した例の定点と仮想定点に見立てて演算すればよい。同様に、ｈ２は、第２仮想定点Ｇ２と第２定点Ｉ２との直線近似によって計算される。

このように、定点間に複数個の仮想定点を設けることによっても、記憶部１の面積を減らしつつ、高画質なガンマ補正が実現できる。この複数個の仮想定点を設ける場合は、上記のとおり定点間を不等間隔に分割するように設けても良いし、等間隔に設けても良い。

以上には、Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅのパネルにおける対向正極の場合を例に説明したが、上記の実施形態は対向負極に対しても同様に適用できる。図６は対向負極の場合のガンマカーブであり、図１と比べてもわかるように、Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅのパネルにおける対向正極のガンマカーブを水平軸（階調）に対して上下反転したものが負極のガンマカーブになる。よって、計算式も＋／−が反転したものになり、差分データｒの極性が反転したような計算式になる。

また、上記の実施形態は、Ｎｏｒｍａｌｙ−ｂｌａｃｋのパネルにおける正極側のテーブル（Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅのパネルにおける対向正極側のガンマテーブルが左右反転となるような定点の集まり）と、負極側のテーブル（Ｎｏｒｍａｌｙ−ｂｌａｃｋのパネルにおける対向正極側のガンマテーブルの＋／−反転となるような定点の集まり）にも、それぞれ同様に適応可能である。

以上のようなガンマ補正装置によれば、ガンマテーブルを記憶している記憶部サイズを減らすことができ、チップ面積を減らすことが可能となる。

さらに、本発明のガンマ補正装置を備えた表示装置を構成すれば、チップ面積を減らすことによるコスト削減が達成される。

本発明のガンマ補正装置の構成図である。 Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅパネルの正極ガンマカーブである。 Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅパネルの正極と負極の上記ガンマカーブ計算式一覧である。 上記ガンマカーブの非線形領域（領域1）の算出概念図である。 上記ガンマカーブの線形領域（領域２）の算出概念図である。 Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅパネルの負極側ガンマカーブである。 上記ガンマカーブの非線形領域（領域２）で、定点間に２つの仮想定点がある場合の算出概念図である。 Ｎｏｒｍａｌｙ−ｗｈｉｔｅパネルの正極と負極の上記ガンマカーブ計算式一覧である。

符号の説明

１ 記憶部
２ レジスタ
３ ガンマブロック
３１ セレクタ
３２ 計算部

Claims (7)

1. 入力階調をガンマ補正して出力階調を得るガンマ補正装置において、
   所定の入力階調に対する出力階調を定点として記憶しているガンマテーブルと、前記定点の間に少なくとも１つ設けられた仮想定点と前記定点との差分を前記定点の出力階調のビット数よりも小さなビット数で記憶された差分データと、が保持された記憶部と、
   該記憶部から出力された前記ガンマテーブルと前記差分データとを用いて演算することによって出力階調を得る補正処理を行う演算部とを有する
   ことを特徴とするガンマ補正装置。
2. 前記仮想定点は、前記定点間の中間にある中点を含むことを特徴とする請求項１に記載のガンマ補正装置。
3. 前記仮想定点の出力階調は、前記記憶部から出力される前記ガンマテーブルの出力階調のうち少なくとも１つから、前記差分データのうちの少なくとも１つを、加算あるいは除算することによって得られることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のガンマ補正装置。
4. 前記演算部は、入力階調に対して互いに隣り合う定点と仮想定点、或は互いに隣り合う２つの前記仮想定点どうしから直線近似を行うことで求められることを特徴とする請求項３に記載のガンマ補正装置。
5. 前記計算部は、入力階調の上位ビットによってどの定点間を選択するか決定し、選択された該定点間にある全ての入力階調に対する補正処理を行い、前記入力階調の残りの下位ビットによって該当する１入力階調分を選択して、出力することを特徴とする請求項４に記載のガンマ補正装置。
6. 前記計算部は、組み合わせ回路を用いて形成されていることを特徴とする請求項５に記載のガンマ補正装置。
7. 請求項４から請求項６にいずれかに記載のガンマ補正装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
   
   

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