JP2752020B2 - 液晶表示装置用ガンマ補正回路 - Google Patents

液晶表示装置用ガンマ補正回路

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JP2752020B2 JP6573592A JP6573592A JP2752020B2 JP 2752020 B2 JP2752020 B2 JP 2752020B2 JP 6573592 A JP6573592 A JP 6573592A JP 6573592 A JP6573592 A JP 6573592A JP 2752020 B2 JP2752020 B2 JP 2752020B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の映像信号
処理回路において、液晶表示装置のガンマ補正を行う液
晶表示装置用ガンマ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の入力電圧に対する透過率
特性は図10に示すように非線形であるため、これに対
応して信号処理回路では図4に示すようなガンマ補正を
行う必要がある。また、種々の液晶表示装置の透過率特
性に最適なガンマ補正を行わせるためには、図4に示す
ような入出力電圧特性の変曲点となる第1の電圧VA
び第2の電圧VBを可変するとともに、上記第1及び第
2の電圧VA,VB間の傾きを調整できるようにする必要
がある。
【0003】上記の要求を満たすものとして本発明の開
発途上において、図6に示すガンマ補正回路が開発され
ている。このガンマ補正回路においては、入力電圧VIN
が第1の電圧VAより低いときは電流Ibを引き込まず、
第1及び第2の電圧VA,VB間では第1の電圧VAを超
えた量に比例した電流Ibを引き込み、第2の電圧VB
超えると第2の電圧VBのときの電流値Ib1を保つ電流
引込回路Cを設け、該電流引込回路Cをゲインの調整が
可能なアッテネータ等より成るゲイン調整回路Bを介し
てトランジスタQ1,Q2,Q3、定電流源I1,I2、定
電圧源V1,V2及び抵抗R1,R2より成る差動増幅回路
Aに接続し、差動増幅回路Aからの出力電流Ib’を制
御して入力電圧VINに対する出力電圧VOより成るガン
マ補正特性を得ている。
【0004】この場合、上記第1及び第2の電圧VA
Bは電流引込回路Cに設けた可変電圧源VA,VBの電
圧を調整することにより使用する液晶表示装置のガンマ
補正に適した任意の値に設定することができ、また第1
及び第2の電圧VA,VB間における電流引込回路Cでの
入力電圧に対する出力電流Ibの変化はゲイン調整回路
Bのゲインを調整することにより使用する液晶表示装置
のガンマ補正に適した任意の値に設定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ガンマ補正特性は図4
に示すように、入力電圧VINが第1及び第2の電圧
A,VBの点において傾きが滑らかな曲線であることが
望まれる。従って、上記電流引込回路Cの特性は図8に
示すように入力電圧VINが第1の電圧VAのとき、差動
増幅器Aからの出力電流Ib’の立ち上がりも滑らかな
曲線になるようにする必要がある。
【0006】かかる要求を満たす電流引込回路を備えた
ガンマ補正回路は、例えば図5に示すような構成で実現
させることが考えられる。図5において、上記図6に対
応する部分には同一符号を付し説明を省略する。図5に
おいて、電流引込回路Cにおける定電流源I3,I4,I
5の関係はI3=I4=I5となるように設定しておく。入
力電圧VINが第1の電圧VAより低いときはトランジス
タQ10はオフし、トランジスタQ8のコレクタ電流はI4
となり、I3=I4に予め設定されているので電流Ib
流れない。
【0007】入力電圧VINが第1の電圧VAを超えると
トランジスタQ10がオンし、トランジスタQ9はオフ
し、トランジスタQ10のエミッタの電位が上がり、抵抗
3にはトランジスタQ10からトランジスタQ8のエミッ
タに電流が流れ、トランジスタQ8のコレクタ電流は減
少し電流Ibは抵抗R3に流れた電流と等しい値になる。
【0008】ところが実際には、上記定電流源I3,I4
の関係を全く等しくすることは困難であり、ばらつきが
生じるため定電流源I3より定電流源I4の値の方が大き
めにずれたとき、入力電圧VINが第1の電圧VAになっ
ても電流Ibは流れず、入力電圧VINが更に上昇して始
めて電流Ibが流れ始める。
【0009】この場合、ガンマ補正特性の傾きの変り目
の曲線を滑らかにするのは、トランジスタQ9,Q10
オン,オフする領域であり、これを超えた領域から電流
bが流れ始めると図7に示すように入力電圧VINが第
1の電圧VAになった点から急に電流Ibが立ち上がる
(電流Ib’も同じ)ため、ガンマ補正特性は図9に示
すように第1の電圧VAの点で傾きが滑らかにならない
という問題があった。本発明は上記の問題点を解決する
ためのもので、第1の電圧VAにおけるガンマ補正特性
を滑らかにすることを目的とする。
【0010】なお、図5においてBはトランジスタ
4,Q5より成るカレントミラー回路と、トランジスタ
6,Q7及び定電圧源V3と引込電流Ibを調整するため
の可変電圧源VCより成る設定回路Fと電流引込回路C
で構成されたゲイン調整回路であり、上記電流引込回路
CにはトランジスタQ11,Q12,Q13,Q14、定電流源
7,I8,I9及び上記第1の電圧VBの可変電圧源VB
より成るゲイン復帰回路が設けられている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、入力電圧が液晶表示装置の透過率特性に応
じて設定した第1の電圧VAより低い第1の状態のと
き、一定の初期電流を引き込み、入力電圧が上記第1の
電圧VAと液晶表示装置の透過率特性に応じて設定した
上記第1の電圧VAより高い第2の電圧VB間にある第2
の状態のとき、入力電圧が上記第1の電圧VAを超えた
量に相当する電流を引き込み、入力電圧が上記第2の電
圧VBを超えた第3の状態のとき、入力電圧が上記第2
の電圧VBのときの一定の電流を引き込む電流引込回路
と、上記第2の状態にあるとき上記電流引込回路の出力
電流を液晶表示装置の透過率特性に応じて設定した割合
で減衰させるとともに、上記初期電流及び上記第3の状
態における引込電流を減衰させないようにした設定回路
と、該設定回路の出力により出力電流が制御される増幅
回路とを備え、上記第2の状態にあるとき増幅回路の利
得を下げて所望のガンマ補正特性が得られるように構成
する。
【0012】
【作用】上記の構成であるので、電流引込回路の特性は
図3に示すように、入力電圧VINが第1の電圧VAより
低い場合、予め設定した初期電流IOが流れており、ま
たゲイン調整回路は上記初期電流を減衰させないように
なっている。また入力電圧VINが第1の電圧VAを超え
ると、電流引込回路の引込電流が徐々に増加を始め、滑
らかに立ち上がる。従って、上記引込電流に応じて増幅
器の出力電流も滑らかに変化し、第1の電圧VA付近に
おけるガンマ補正特性のカーブを滑らかにすることがで
きる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図であり、図
2はそのブロック図である。同図において図5及び図6
に対応する部分は同一符号を付す。図1及び図2におい
て、AはトランジスタQ1,Q2(入力トランジスタに相
当する)、定電流源I1,I2等からなる差動増幅回路で
ある。トランジスタQ1のベースには入力電圧VINが、
トランジスタQ2のベースには電圧源V1より生成した定
電圧V1が夫々供給されている。トランジスタQ1とQ2
の各エミッタの間には抵抗R1が、トランジスタQ2のコ
レクタ側にはトランジスタQ3のエミッタ・コレクタ
間,抵抗R2を介して電源ラインが夫々接続されてい
る。
【0014】電源ライン,抵抗R2,トランジスタQ3
コレクタ・エミッタ間,トランジスタQ2のコレクタ・
エミッタ間にかけて流れる電流は、入力電圧VINと定電
圧V1との差を増幅した信号となっている。ただ、この
電流は一部が分岐され次段のゲイン調整回路Bにより引
き込まれるようになっている。差動増幅回路Aの出力V
Oは出力信号としてトランジスタQ3のコレクタから出力
されている。
【0015】図中、トランジスタQ2,Q3の接続点aか
らゲイン調整回路Bに向けて流れる電流は引込電流
b’とし、トランジスタQ3のエミッタからa点に流れ
る電流をIC、a点からトランジスタQ2のコレクタに流
れる電流をIaとする。
【0016】なお、トランジスタQ3はトランジスタQ2
のコレクタに新たにゲイン調整回路Bを接続するための
バッファとして備えられたものである。エミッタ接地さ
れたトランジスタQ3のベースにはバイアス用の電圧源
2が接続されており、バイアス電圧の大きさはトラン
ジスタQ2が飽和しない程度に出力レベルの大きさを考
慮して決定することが望ましい。
【0017】次にゲイン調整回路Bの構成について説明
する。入力電圧VINは後述するゲイン復帰回路Dを介し
てトランジスタQ10のベースに導かれている。トランジ
スタQ10とトランジスタQ8,Q9とはこれで差動増幅回
路を構成しており、トランジスタQ10とQ9の共通エミ
ッタには定電流源I5が接続されている。トランジスタ
9とQ8のベースは共通接続されており、該ベースには
電圧が調整可能な第1の電圧VAを発生する電圧源VA
接続されている。
【0018】トランジスタQ8のエミッタには定電流源
4が接続され、トランジスタQ9のエミッタとの間には
抵抗R3が接続されている。トランジスタQ8のコレクタ
には定電流源I3を介して電源ラインが接続されてい
る。定電流源I3からトランジスタQ8のコレクタにかけ
て流れる電流の一部は分岐し(これを引込電流Ibとす
る)、後述する設定回路Fを介してトランジスタQ4
5から成るカレントミラー回路Eの入力に導かれてい
る。なお、カレントミラー回路Eの出力電流が引込電流
b’となっている。
【0019】次に設定回路F及びゲイン復帰回路Dの構
成を説明する。設定回路FはトランジスタQ15,Q16
17,Q18及び定電流源より成る電流アッテネータ回路
である。トランジスタQ15,Q16のエミッタは共通接続
されて、定電流源I6を介し電源ラインに接続され、ト
ランジスタQ15,Q17のコレクタは共通接続されて上記
カレントミラー回路Eの一方の端子に接続される。
【0020】またトランジスタQ16とQ17のベースは共
通接続されて電圧V3を発生する定電圧源V3に接続され
ている。一方、トランジスタQ15,Q18のベースは共通
接続されて、調整可能な電圧VCを発生する可変電圧源
Cに接続されている。この電圧VCは、上記第1の電圧
A及び第2の電圧VBの場合と同じく外部から供給され
るようになっており、上記引込電流Ib’を調節するた
めの制御信号となる。なお、設定回路Fの入力電流は引
込電流Ibである一方、出力電流はカレントミラー回路
Eの入出力比が1対1に設定されているので、引込電流
b’と等しい値となっている。
【0021】またトランジスタQ16,Q18のコレクタは
共通接続されて接地され、トランジスタQ17,Q18のエ
ミッタは共通接続されて引込電流Ibを引き込むため、
ゲイン調整回路Bの上記トランジスタQ8のコレクタに
接続されている。
【0022】一方、上記ゲイン復帰回路Dはトランジス
タQ12,Q13、定電流源I9から成る差動増幅回路を中
心とした回路である。トランジスタQ12のベースには定
電流源I7及びトランジスタQ11のエミッタが接続され
ている。トランジスタQ11のベースには入力電圧VIN
導入されている。一方、トランジスタQ13のベースには
定電流源I8及びトランジスタQ14のエミッタが接続さ
れている。トランジスタQ14のベースには可変可能な第
2の電圧VBを発生する可変電圧源VBが接続されてい
る。なお、上記第1の電圧VBは第2の電圧VAより大き
な値に設定されている。
【0023】次に上記のように構成した本発明の実施例
の動作を説明する。図1において、定電流源I3,I4
6の関係を次のように設定する。 I6=I3−I4=IO 但し、I3>I4であり、またIOは設定回路Fにおける
アッテネータの出力電流Ib’の初期値である。
【0024】先ず、入力電圧VINが第1の電圧VAより
低いとき、トランジスタQ10はオフしており、設定回路
Fへの引込電流Ibは Ib=I3−I4 となり、Ib=I6となる。次に上記設定回路Fの可変電
圧源VCを制御し、定電流源I6の電流I6がトランジス
タQ15,Q16へα:1−αの割合で、また上記引込電流
bがトランジスタQ17,Q18へ1−α:αの割合で分
流するようにすると、トランジスタQ15のコレクタ電流
dは、Id=αI6となり、トランジスタQ17のコレク
タ電流IfはIf=(1−α)Ibとなる。
【0025】また、設定回路Fの出力電流Ib’は、 Ib’=Id+If=αI6+(1−α)Ib=αI6+(1
−α)I6=I6=IO となり、初期電流IOは減衰されないため出力電流はIO
となり変化しない(図3の領域1参照)。また上記初期
電流IOは一定であるから利得は概ねR2/R1となり、
図4の領域1に示す一定の傾きの入出力電圧特性となる
ガンマ補正特性が得られる。
【0026】即ち、入力電圧VINが第1の電圧VAより
低い図4の領域1では、ゲイン調整回路Bは機能せず、
差動増幅回路Aのゲインは概ねR2/R1となる。
【0027】入力電圧VINが第1の電圧VAより大きく
なると、トランジスタQ10がターンオンし、トランジス
タQ9がターンオフする。入力電圧VINの増加とともに
トランジスタQ10のベース電圧が大きくなると、これに
応じてトランジスタQ10のエミッタから抵抗R3を介し
てトランジスタQ8側に流れる電流が増加し、その結
果、トランジスタQ8のコレクタ電流が減少する。また
同時に、定電流源I3の電流が一定であるため、引込電
流Ibが増加する。即ち入力電圧VINが第1の電圧VA
り大きい領域(第2の電圧VBより小さいとする)で
は、ゲイン調整回路Bが機能し、引込電流Ibが入力電
圧VINに比例(比例定数をKとする)して変化する(図
3の領域2参照)。
【0028】この引込電流IbはトランジスタQ17,Q
18により分配され、トランジスタQ1 7側に分配された電
流Ifと、定電流源I6の電流I6をトランジスタQ15
16で分配したトランジスタQ15側の電流Idとの和が
ゲイン調整回路Bの出力端より導出される引込電流
b’となる。この場合の分配率αはトランジスタ
15,Q1 8のベース電圧、即ち可変電圧源VCの電圧VC
を調整することによって制御される。
【0029】即ち、上記電圧VCの大きさが外部から可
変されることで、分配率αが変化し、引込電流Ib’の
大きさが変化する。これは上記比例定数Kを調節するこ
とができることを意味している。この設定回路Fの機能
により、引込電流Ib’の大きさが調節されると、次に
説明するように差動増幅回路Aのゲインの圧縮される度
合いが変化する。
【0030】今、入力電圧VINの第1の電圧VAからの
増加分をΔVINとすると、ΔVINに対して抵抗R3にΔ
IN/R3の電流が流れ、引込電流Ibの増加分ΔI
bは、 ΔIb=ΔVIN/R3 となる。
【0031】またゲイン調整回路Bから出力される引込
電流Ib’は、 Ib’=αI6+(1−α){Ib+(ΔVIN/R3)}=
O+(1−α)ΔVIN/R3 となる。
【0032】一方、差動増幅回路Aのエミッタ抵抗R1
の電流の増加分はΔVIN/R1であり、トランジスタQ2
のコレクタ電流Iaの増加分はΔIa=−ΔVIN/R1
なり、出力電流の増加分ΔICは、 ΔIC=ΔIb’+ΔIa=(1−α)ΔVIN/R3−ΔV
IN/R1=ΔVIN{(1−α)R1−R3}/R1・R3 となる。従って、出力電圧VOの増加分ΔVOは、 ΔVO=−R2・ΔIC=ΔVIN{R3−(1−α)R1
・R2/R1・R3 となり、利得は1−(1−α)R1/R3に圧縮され、可
変電圧源VCを調整することにより上記分配率αが変化
して、図4の領域1に対する領域2の利得の圧縮率、即
ち入出力電圧特性の傾きを変化させ得ることが判る。こ
の場合、可変電圧源VCの電圧VCを上げると、上記分配
率αの値は小さくなり、圧縮率は大きくなって図4の領
域2におけるbに示すような特性になり、上記可変電圧
源VCの電圧VCを下げると図4のaに示すような特性に
なる。
【0033】次に、入力電圧VINが第2の電圧VBより
大きい領域における回路の動作を説明する。入力電圧V
INが第2の電圧VBより大きくなると、トランジスタQ
12がターンオフする一方、トランジスタQ13がターンオ
ンする。従って、トランジスタQ10のベース電圧は概ね
Bに維持され、これに伴って引込電流Ibが一定値に保
たれる(図3の領域3参照)。つまり入力電圧VINが第
2の電圧VBより大きい領域では、ゲイン復帰回路Dが
機能して、引込電流Ibひいては引込電流Ib’が入力電
圧VINと無関係に一定になり、ΔIa=ΔICとなる結
果、差動増幅回路Aのゲインは再びR2/R1に戻る。
【0034】従って本実施例におけるガンマ補正回路の
入出力特性は図4に示すグラフのようになり、第1及び
第2の電圧VA,VBを調整することによって傾きが変わ
る領域1,2,3の位置を変えることができるととも
に、可変電圧源VCの電圧VCを調整することによって領
域1,2に対する領域2の傾きを変えることができ、入
出力特性を自由に変換することができる。特に可変電圧
源VCの電圧VCが可変にされ分配率αが大きくなると、
ガンマ補正回路の特性は図4に示すグラフのa方向へシ
フトし、これとは反対に分配率αが小さくなると、b方
向にシフトする。なお、本発明にかかる液晶表示装置用
ガンマ補正回路の上記実施例は入力電圧VINと第1及び
第2の電圧VA,VBを比較するようにしているが、入力
電圧VINが決まると出力電圧が決まるので、出力電圧と
第1及び第2の電圧VA,VBとを比較するような構成に
しても同様に実施することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明は以上のような構成であるので、
液晶表示装置に用いるガンマ補正回路の入出力特性曲線
における傾きの変り目を滑らかに連続させることでき、
特性の優れたガンマ補正回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の回路図。
【図2】 本発明のブロック図。
【図3】 本発明の電流引込回路の特性図。
【図4】 本発明の実施例におけるガンマ補正特性図。
【図5】 従来例の回路図。
【図6】 従来例のブロック図。
【図7】 従来例における電流引込回路の特性図。
【図8】 従来例における理想的な電流引込回路の特性
図。
【図9】 従来例におけるガンマ補正特性図。
【図10】 液晶表示装置の入力電圧に対する透過率特
性を示す図。
【符号の説明】
A 差動増幅回路 C 電流引込回路 F 設定回路 VIN 入力電圧 VA 第1の電圧 VB 第2の電圧

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧が液晶表示装置の透過率特性に
    応じて設定した第1の電圧VAより低い第1の状態のと
    き、一定の初期電流を引き込み、入力電圧が上記第1の
    電圧VAと、液晶表示装置の透過率特性に応じて設定し
    た上記第1の電圧VAより高い第2の電圧VB間にある第
    2の状態のとき、入力電圧が上記第1の電圧VAを超え
    た量に相当する電流を引き込み、入力電圧が上記第2の
    電圧VBを超えた第3の状態のとき、入力電圧が上記第
    2の電圧VBのときの一定の電流を引き込む電流引込回
    路と、上記第2の状態にあるとき上記電流引込回路の出
    力電流を液晶表示装置の透過率特性に応じて設定した割
    合で減衰させるとともに、上記初期電流及び上記第3の
    状態における引込電流を減衰させないようにした設定回
    路と、該設定回路の出力により出力電流が制御される増
    幅回路とを備え、上記第2の状態にあるとき増幅回路の
    利得を下げて、所望のガンマ補正特性が得られるように
    したことを特徴とする液晶表示装置用ガンマ補正回路。
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