JP3829432B2 - 映像表示装置の白ツブレ防止回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力映像信号を利得可変アンプで増幅した後にA/D変換回路でディジタルの映像信号に変換し、このディジタル映像信号を映像信号処理回路で信号処理し表示パネルへ出力することによって映像を表示する映像表示装置において、規格標準値(例えば、ビデオ信号におけるピークtoピーク電圧の1ボルト)より振幅の大きな映像信号が入力したときに、白ツブレ(輝度飽和)が生じるのを防止する白ツブレ防止回路に関するものである。ディジタル入力の表示パネルには、PDP(プラズマディスプレイパネル)やLCD(液晶ディスプレイ)パネルがある。
【0002】
【従来の技術】
PDPやLCDパネルはディジタル入力のディスプレイパネルであり、従来のCRT表示管式のテレビ技術だけでは対応できない問題が多くある。このような問題を解決すべくLSI(大規模集積回路)を搭載した映像入力処理技術が開発され、入力側の映像信号処理回路もディジタル化が進み、ブライト調整、コントラスト調整の機能もディジタル化された。
ディジタル化する前の信号レベルのバラツキが以前から問題視されていたが、ディジタル処理化が進むにつれて大きな問題となってきた。PDPはCRTと比べて発光輝度が暗く、コントラスト比も低いので、少しでもコントラスト比を上げるために入力処理側で限界までコントラスト比を上げていた。しかし、入力信号レベルのバラツキによりその能力を100%出し切れていないという問題点があった。
【0003】
具体的には、規格標準値より振幅の大きな信号入力があると白ツブレ(輝度飽和)現象が起きてしまうため、実際には規格標準値よりも小さな振幅となるように利得可変アンプ(例えば入力アンプ)で利得制御した後にA/D変換回路でディジタル信号に変換していた。
また、PDPはCRTと比べてコントラスト比が低いので、映像レベルが低い映像源(暗い映像シーン)では入力利得を高く設定し、コントラスト比を上げた方が見やすい映像になることが知られているが、従来提案されているAGC(自動利得制御)回路は利得を100%に調整するのみで、別途コントラスト調整回路を付加してコントラスト比を上げるようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来例ではつぎのような問題点があった。
(1)規格標準値より振幅の大きな信号入力があると白ツブレ現象が起きてしまうため、実際には規格標準値よりも小さな振幅となるように利得可変アンプで利得を制御した後にA/D変換回路でディジタル信号に変換していたので、規格標準値とほぼ同じ振幅の映像信号が入力した場合、入力処理側で意図した輝度が出力できずにコントラスト比の低下を招くという問題点があった。
【0005】
(2)また、PDPはコントラスト比が低いので、映像レベルが低い映像源(暗い映像シーン)では入力利得(入力ゲイン)を高く設定してコントラスト比を上げた方が見やすい映像になることが知られているが、従来提案されているAGC(自動利得制御)回路は利得を100%に調整するのみで、別途コントラスト調整回路を付加してコントラスト比を上げるようにしていたので、回路構成が複雑になるとともに雑音を拾いやすいという問題点があった。
【0006】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、規格標準値とほぼ同じ振幅の映像信号が入力した場合にコントラスト比の低下を招くことがなく、しかも規格標準値より振幅の大きな映像信号が入力したときに白ツブレが生じるのを防止することを目的とするものである。さらに、コントラスト調整回路を付加することなく白ツブレ監視レベルLmを小さく設定するだけで、入力映像信号が暗い映像シーンに対応した信号のときに、利得可変アンプの利得を増加してコントラスト比を上げることができるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の白ツブレ防止回路は、入力映像信号を利得可変な利得可変アンプで増幅した後にA/D変換回路でディジタルの映像信号に変換し、このディジタル映像信号を映像信号処理回路で信号処理し表示パネルへ出力することによって映像を表示する映像表示装置において、A/D変換回路から出力するディジタル映像信号の映像レベルLvを予め設定した監視レベルLm及び飽和レベルLs(Ls>Lm)と比較し、Ls>Lv≧Lmのときに白ツブレ監視信号を出力し、Lv≧Lsのときに白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号を出力する入力監視回路と、この入力監視回路から白ツブレ監視信号のみが出力しているときには利得可変アンプへ利得を増加させるための利得制御信号を出力し、入力監視回路から白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号が出力しているときには利得可変アンプへ利得を減少させるための利得制御信号を出力する制御回路とを具備してなることを特徴とする。
【0008】
A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが監視レベルLm以上、飽和レベルLs未満(Ls>Lv≧Lm)のときには、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力し制御回路に入力するので、この制御回路から利得可変アンプへ利得を増加させるための利得制御信号が出力する。このため、規格標準値とほぼ同じ振幅の映像信号が入力した場合にコントラスト比の低下を招くことがない。
しかも、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが飽和レベルLs以上(Lv≧Ls)のときには、入力監視回路から白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号が出力し制御回路に入力するので、この制御回路から利得可変アンプへ利得を減少させるための利得制御信号が出力する。このため、規格標準値より振幅の大きな映像信号が入力したときに白ツブレが生じない。
【0009】
さらに、白ツブレの監視レベルLmを小さく設定することによって、回路構成が複雑になって雑音を拾いやすいコントラスト調整回路を付加することなく、暗い映像シーンの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。すなわち、白ツブレ監視レベルLmを小さいLm1(例えばA/D変換回路の出力信号を8ビットとした場合のフルレンジ256の1/4の64)に設定することによって、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが小さいとき(ただしLm1以上)にも白ツブレ監視状態として制御回路から利得可変アンプへ利得を増加させるための利得制御信号が出力するので、、暗い映像シーンのような入力映像信号の輝度レベルが満遍なく小さいときに、利得可変アンプでの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、制御回路の構成を簡単にするため、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力しているか否かに応じて積分値の増減と保持とを行うとともに、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているか否かに応じて積分値の減少と増加を行う積分回路と、この積分回路の積分値に応じてパルス幅を変化させた信号を出力するパルス幅変調回路と、このパルス幅変調回路の出力信号を復調し利得制御信号として利得可変アンプへ出力する低域フィルタとで構成する。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、積分回路の構成を簡単にするために、積分回路は、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力している白ツブレ監視状態において、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているときには現在の積分値から映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値を新たな積分値とし、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力していないときには現在の積分値に映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値を新たな積分値とし、予め設定したコントラスト調整レベルLcを積分値の飽和値となるように構成する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による映像表示装置の白ツブレ防止回路の一実施形態例を図面を用いて説明する。
図1において、10は利得制御信号によって利得が可変する入力アンプ(増幅器)で、この入力アンプ10は、例えば、利得制御信号が高いレベルであれば大きな利得を得、逆に低いレベルであれば小さな利得を得る特性をもっている。前記入力アンプ10は、映像信号入力端子12に入力した映像信号を増幅してA/D(アナログ/ディジタル)変換回路14へ出力するように構成されている。
【0013】
16は映像処理回路で、この映像処理回路16は、A/D変換回路14から出力したディジタル映像信号に画素数変換やガンマ補正などの信号処理をし、出力端子18を介してPDPへ映像信号を出力し映像を表示せしめるように構成されている。20、22は本発明に特有の入力監視回路、制御回路である。
【0014】
前記入力監視回路20は、前記A/D変換回路14から出力したディジタル映像信号の映像レベルLvを、予め設定レベル入力端子24、26にシステムから与えられた白ツブレ監視レベルLm、白ツブレ飽和レベルLs(Ls>Lm)と比較し、監視レベル以上飽和レベル未満(Ls>Lv≧Lm)のときに一方の出力線OL1にのみ白ツブレ監視信号を出力し、飽和レベル以上(Lv≧Ls)のときに一方の出力線OL1に白ツブレ監視信号を出力するとともに他方の出力線OL2に白ツブレ検出信号を出力するように構成されている。
【0015】
前記制御回路22は、積分回路28、PWM(パルス幅変調)回路30及びLPF(低域フィルタ)32で構成されている。
前記積分回路28は、前記入力監視回路20の一方の出力線OL1に白ツブレ監視信号が出力しているか否かに応じて、現在の積分値Eの増減を行う監視状態と積分値Eの保持(維持)を行う非監視状態になるとともに、その監視状態において、前記入力監視回路20の出力線OL2に白ツブレ検出信号が出力しているときには現在の積分値Eから映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値E1(=E−(Lv−Ls))を新たな積分値とし、前記入力監視回路20の出力線OL2に白ツブレ検出信号が出力していないときには現在の積分値Eに映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値E2(=E+(Lv−Lm))を新たな積分値とするように構成されている。
前記積分回路28は、さらに、その積分値E、E1、E2、…の値が、予め設定レベル入力端子34にシステムから与えられたコントラスト調整レベルLcで飽和(オーバーフロー)し、このLcを超えないように構成されている。
【0016】
前記PWM回路30は、前記積分回路28の積分値E、E1、E2、…の値に応じてパルス幅を変化させたパルス幅変調信号を出力するように構成されている。 前記LPF32は、例えばRC積分回路で形成され、前記PWM回路30の出力信号をPWM復調し、利得制御信号として前記入力アンプ10へ出力するように構成されている。
【0017】
つぎに、図1の作用につき図2を併用して説明する。
説明の便宜上、A/D変換回路14から出力するディジタル映像信号が8ビット、その映像レベルLvの最大値が255、最小値が0で、システムによって設定レベル入力端子24、26、34に設定された白ツブレ監視レベルLm、白ツブレ飽和レベルLs、コントラスト調整レベルLcがそれぞれ253、254、255であるとし、入力アンプ10の初期設定の利得が、規格標準値より振幅の大きい信号入力のときに白ツブレが生じないように制御されているものとする。
【0018】
(1)入力端子12への入力映像信号が規格標準値より振幅の小さい映像信号で、A/D変換回路14から出力するディジタル映像信号の映像レベルLvが白ツブレの監視レベルLmに達していない(Lv<Lm)ような場合には、入力監視回路20の出力線OL1、OL2に白ツブレの検出信号、監視信号がともに出力していないので、図2に示すように、Lv<Lmのような場合、積分回路28は現在の積分値E(例えば初期値)を保持して変化しない。このため、積分値Eに応じてパルス幅を変化させた信号を出力するPWM回路30の出力も変化せず、PWM回路30の出力信号をPWM復調した信号を出力するLPF32の出力も変化しないので、入力アンプ10の利得は変化しない。
【0019】
(2)入力端子12への入力映像信号が規格標準値の振幅とほぼ等しいか、より大きい映像信号で、A/D変換回路14から出力するディジタル映像信号の映像レベルLvが白ツブレの監視レベルLm以上(Lv≧Lm)となるような場合には、入力監視回路20の一方の出力線OL1に白ツブレ監視信号が出力し、白ツブレ監視状態になる。
この白ツブレ監視状態においては、積分回路28は、入力監視回路20の他方の出力線OL2に白ツブレ検出信号が出力しているか否か応じて現在の積分値Eに対して所定の映像レベル差を減算又は加算した値を新たな積分値とする。
【0020】
(2−1)入力監視回路20の出力線OL2に白ツブレ検出信号が出力しているときには、すなわち映像レベルLvが白ツブレ飽和レベルLs以上(Lv≧Ls)のときには、積分回路28は、現在の積分値Eから映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値を新たな積分値E1(=E−(Lv−Ls))とする。このため、PWM回路30の出力信号が積分値E1(≦E)に応じてパルス幅を変化させた信号に変化し、これに伴ってLPF32の出力信号レベルが低下し、入力アンプ10の利得が小さくなる。
【0021】
(2−2)入力監視回路20の出力線OL2に白ツブレ検出信号が出力していないときには、すなわち映像レベルLvが白ツブレの飽和レベルLs未満(Ls>Lv≧Lm)のときには、積分回路28は、現在の積分値Eに映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値E2(=E+(Lv−Lm))がコントラスト調整レベルLcを超えなければ、このE2を新たな積分値とし、E2がLcを超えた場合はLcを新たな積分値とする。このため、PWM回路30の出力信号が積分値E2(≧E)に応じてパルス幅を変化させた信号に変化し、これに伴ってLPF32の出力信号レベルが上昇し、入力アンプ10の利得が大きくなる。また、積分値をLcで制限し、入力アンプ10の利得が大きくなり過ぎるのを防いでいる。
【0022】
(2−3)上記のように、映像レベルLvが監視レベルLm以上(Lv≧Lm)となる白ツブレ監視状態においては、映像レベルLvが飽和レベルLs以上のときには映像レベルLvが飽和レベルLs未満となるまで入力アンプ10の利得が減少していき、映像レベルLvが飽和レベルLs未満のときには映像レベルLvが飽和レベルLs以上となるまで入力アンプ10の利得が増加していく。このため、入力端子12への入力映像信号が規格標準値より振幅の大きな信号のときは、映像レベルLvが飽和レベルLs未満となるまで入力アンプ10の利得が減少して白ツブレを防止することができる。しかも、入力端子12への入力映像信号が規格標準値とほぼ同一振幅の信号のときは、映像レベルLvが飽和レベルLs以上となるまで入力アンプ10の利得が増加してコントラスト比を向上させることができる。
【0023】
前記実施形態例では、A/D変換回路から出力するディジタル映像信号が8ビット、その映像レベルLvの最大値が255、最小値が0で、白ツブレ監視レベルLm、白ツブレ飽和レベルLs、コントラスト調整レベルLcがそれぞれ253、254、255の場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、飽和レベルLsが監視レベルLmより大きく(Ls>Lm)なる条件が満足されるものであればよい。
【0024】
例えば、白ツブレ監視レベルLmのみを小さな値Lm1(例えばLm1=64)に変更した場合には、A/D変換回路から出力するディジタル映像信号の映像レベルLvがLm1以上であれば、白ツブレ監視状態になって積分回路の積分値を増加させ入力アンプの利得を大きくすることができるので、入力映像信号が満遍なく小さいとき(暗い映像シーンのとき)に入力アンプでの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。
【0025】
前記実施形態例では、積分回路の構成を簡単にするために、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力している白ツブレ監視状態において、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているときには、現在の積分値から映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値を新たな積分値とし、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力していないときには、現在の積分値に映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値を新たな積分値とし、予め設定したコントラスト調整レベルLcが積分値の飽和値となるように、積分回路を構成した場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力しているか否かに応じて積分値の増減と保持を行うとともに、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているか否かに応じて積分値の減少と増加を行うものであればよい。
【0026】
前記実施形態例では、制御回路の構成を簡単にするために、制御回路を積分回路、パルス幅変調回路及び低域フィルタで構成した場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、制御回路は、入力監視回路から白ツブレ監視信号のみが出力しているときには利得可変アンプ(例えば入力アンプ)へ利得を増加させるための利得制御信号を出力し、入力監視回路から白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号が出力しているときには利得可変アンプへ利得を減少させるための利得制御信号を出力するものであればよい。
【0027】
【発明の効果】
本発明による映像表示装置の白ツブレ防止回路は、入力監視回路と制御回路を具備し、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが監視レベルLm以上、飽和レベルLs未満(Ls>Lv≧Lm)のときには、入力監視回路から白ツブレ監視信号が制御回路に入力し、制御回路から利得可変アンプへその利得を増加させるための利得制御信号が出力するように構成したので、規格標準値と略同じ振幅の映像信号が入力した場合にコントラスト比の低下を招くことがない。
しかも、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが飽和レベルLs以上(Lv≧Ls)のときには、入力監視回路から白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号が制御回路に入力し、制御回路から利得可変アンプへその利得を減少させるための利得制御信号が出力するように構成したので、規格標準値より振幅の大きな映像信号が入力したときに白ツブレが生じるのを防止できる。
【0028】
さらに、白ツブレの監視レベルLmを小さく設定することによって、回路構成が複雑になって雑音を拾いやすいコントラスト調整回路を付加することなく、暗い映像シーンの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。すなわち、白ツブレ監視レベルLmを小さいLm1(例えばA/D変換回路のフルレンジの1/4の64)に設定することによって、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが小さいとき(ただしLm1以上)にも白ツブレ監視状態として制御回路から利得可変アンプへ利得を増加させるための利得制御信号が出力するので、、暗い映像シーンのような入力映像信号の輝度レベルが満遍なく小さいときに、利得可変アンプでの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。
【0029】
入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力しているか否かに応じて積分値の増減と保持とを行うとともに、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているか否かに応じて積分値の減少と増加を行う積分回路と、この積分回路の積分値に応じてパルス幅を変化させた信号を出力するパルス幅変調回路と、このパルス幅変調回路の出力信号を復調し利得制御信号として利得可変アンプへ出力する低域フィルタとで制御回路を構成した場合には、制御回路の構成を簡単にすることができる。
【0030】
入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力している白ツブレ監視状態において、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているときには現在の積分値から映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値を新たな積分値とし、入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力していないときには現在の積分値に映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値を新たな積分値とし、予め設定したコントラスト調整レベルLcが積分値の飽和値となるように、積分回路を構成した場合には、積分回路の構成を簡単にすることができる。
【0031】
この場合、コントラスト調整レベルLcを大きく、白ツブレ監視レベルLmを小さく(例えばA/D変換回路のフルレンジの1/4の64)設定することによって、コントラスト調整回路を付加することなく暗い映像シーンの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。すなわち、コントラスト調整レベルLcを大きく、白ツブレ監視レベルLmを小さく(例えばLvの最大値の1/4の64)設定することによって、A/D変換回路から出力する信号の映像レベルLvが小さいときにも白ツブレ監視状態として積分回路の積分値を上げることができるので(コントラスト調整レベルLcで飽和するが)、暗い映像シーンのような入力映像信号の輝度レベルが満遍なく小さいときに、利得可変アンプでの入力映像信号の増幅度を上げてコントラスト比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による映像表示装置の白ツブレ防止回路の一実施形態例を示すブロック図である。
【図2】図1の積分回路の作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
10…入力アンプ(利得可変アンプの一例)、 12…映像信号の入力端子、14…A/D(アナログ/ディジタル)変換回路、 16…映像処理回路、 18…PDPやLCDパネルへ映像信号を出力する出力端子、 20…入力監視回路、 22…制御回路、 24、26、34…設定レベル入力端子、 28…積分回路、 30…PWM(パルス幅変調)回路、 32…LPF(低域フィルタ)、 Lc…コントラスト調整レベル、 Lm…白ツブレ監視レベル、 Ls…白ツブレ飽和レベル、 Lv…ディジタル映像信号の映像レベル、 OL1、OL2…入力監視回路20の出力線。
Claims (3)
- 入力映像信号を利得可変アンプで増幅した後にA/D変換回路でディジタルの映像信号に変換し、このディジタル映像信号を映像信号処理回路で信号処理し表示パネルへ出力することによって映像を表示する映像表示装置において、前記A/D変換回路から出力するディジタル映像信号の映像レベルLvを予め設定した監視レベルLm及び飽和レベルLs(Ls>Lm)と比較し、Ls>Lv≧Lmのときに白ツブレ監視信号を出力し、Lv≧Lsのときに白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号を出力する入力監視回路と、この入力監視回路から白ツブレ監視信号のみが出力しているときには前記利得可変アンプへ利得を増加させるための利得制御信号を出力し、前記入力監視回路から白ツブレ監視信号及び白ツブレ検出信号が出力しているときには前記利得可変アンプへ利得を減少させるための利得制御信号を出力する制御回路とを具備してなることを特徴とする映像表示装置の白ツブレ防止回路。
- 制御回路は、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力しているか否かに応じて積分値の増減と保持とを行うとともに、前記入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているか否かに応じて積分値の減少と増加を行う積分回路と、この積分回路の積分値に応じてパルス幅を変化させた信号を出力するパルス幅変調回路と、このパルス幅変調回路の出力信号を復調し利得制御信号として利得可変アンプへ出力する低域フィルタとからなる請求項1記載の映像表示装置の白ツブレ防止回路。
- 積分回路は、入力監視回路から白ツブレ監視信号が出力している白ツブレ監視状態において、前記入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力しているときには現在の積分値から映像レベル差(Lv−Ls)を減算した値を新たな積分値とし、前記入力監視回路から白ツブレ検出信号が出力していないときには現在の積分値に映像レベル差(Lv−Lm)を加算した値を新たな積分値とし、予め設定したコントラスト調整レベルLcを積分値の飽和値としてなる請求項2記載の映像表示装置の白ツブレ防止回路。
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