JPH05153435A - ガンマ補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回路規模を著しく増大させることなく、正確な
ガンマ補正特性を得る。 【構成】ＲＯＭ12は液晶パネルの輝度特性及び送信側の
ガンマ補正を考慮した補正データを出力する。加算器14
は黒レベル検出パターンをＲＯＭ12の出力に加算し、Ｄ
／Ａ変換器５を介してビデオ処理部６に与える。ビデオ
処理部６は入力された映像信号をブライト調整してパネ
ル駆動部７に出力する。パネル駆動部７の出力をリミッ
タ18で映像信号のダイナミックレンジまで制限して黒レ
ベル検出部13に与え、ブライト調整による黒レベルの増
加量を求める。加算器11は、この増加量を示すデータと
入力映像信号のデータとを加算してＲＯＭ12のアドレス
を指定する。これにより、ＲＯＭ12からの補正データは
液晶パネルの実駆動領域に基づくものとなる。ＲＯＭ12
の出力を映像信号のダイナミックレンジの８ビットで構
成することができ、回路規模の増大を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガンマ補正回路に関
し、特に、ディジタル処理を行う液晶テレビジョン受像
機に好適なガンマ補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機等に採用するブラウ
ン管は、ドライブ電圧とアノード電流との関係を示すド
ライブ特性が指数関数的に変化する。両者の対数をとる
と、ドライブ特性は所定の傾斜（ガンマ）を有する直線
によって示すことができる。現在、テレビジョン放送に
おいては、このようなブラウン管のリニアではない輝度
特性（ガンマ特性）を、送信側のテレビカメラシステム
によって補正するようになっている。これにより、受信
側では輝度の良好な再現性を得ている。

【０００３】しかし、現在のテレビジョン放送において
は、受信側の表示装置として液晶パネルを用いることは
考慮されていない。液晶パネルは、図５に示すように、
ブラウン管とは異なる電圧−輝度特性（以下、Ｖ−Ｔ特
性という）を有している。なお、図５はノーマリホワイ
トの例を示している。従って、液晶テレビジョン受像機
では、このＶ−Ｔ特性を補正すると共に、送信側のテレ
ビカメラシステムによるガンマ特性の補正を逆補正する
（以下、両補正を併せてガンマ補正という）必要があ
る。

【０００４】従来、ガンマ補正はアナログ回路を用いて
行うことが一般的であったが、図５に示すように、液晶
パネルのＶ−Ｔ特性曲線は、ブラウン管のガンマ特性と
異なり、１つの関数で表現することができない。このた
め、アナログ回路によるガンマ補正では補正精度が低い
という欠点がある。高精細液晶プロジェクタ等のように
映像信号をディジタル処理する装置では、アナログ回路
に比して高い補正精度を得ることができる、ディジタル
のガンマ補正回路を採用している。

【０００５】図６はこのような従来のガンマ補正回路を
示すブロック図である。

【０００６】入力端子１を介してＲＧＢ信号のうちの所
定の１軸の映像信号を入力する。なお、他の２軸につい
ての処理も同様であり説明を省略する。入力された映像
信号をＡ／Ｄ変換器２に与えて８ビットのディジタル信
号に変換する。ＲＯＭ３は、液晶パネル８のガンマ補正
を行うためのガンマ補正データを格納しており、Ａ／Ｄ
変換器２の出力によってアドレスを指定し、映像信号に
応じたガンマ補正データを出力する。補正データは８ビ
ット以上必要であり、例では８ビットとする。

【０００７】図７は横軸に液晶パネルの駆動電圧をとり
縦軸に補正値をとって、ガンマ補正特性を示す説明図で
ある。図７とともにＲＯＭ３に格納するガンマ補正デー
タを説明する。

【０００８】先ず、図７に示すように、予め液晶パネル
８の駆動領域を決定する。駆動領域内で、駆動電圧Ｖの
最小値Ｖmin を０とし、最大値Ｖmax を２５５として、
駆動電圧を８ビットのディジタル値で表す。また、駆動
電圧Ｖmax に対応する補正値Ｔの最大値をＴmax とし、
駆動電圧Ｖmin に対応する補正値Ｔの最小値をＴminと
して、補正値を８ビットのディジタル値で表す。ＲＯＭ
３にはこの駆動電圧Ｖによって示されるアドレスに、液
晶パネル８のガンマ補正特性に基づく補正値をガンマ補
正データとして格納している。つまり、入力映像信号の
ディジタル値でＲＯＭ３のアドレスを指定することによ
り、ＲＯＭ３からはガンマ補正されたデータを出力させ
ることができる。

【０００９】ＲＯＭ３からのガンマ補正データはディジ
タル信号処理部４において所定のディジタル処理を施し
た後、Ｄ／Ａ変換器５に与える。Ｄ／Ａ変換器５は入力
されたディジタル信号をアナログ映像信号に戻してビデ
オ処理部６に与える。なお、ディジタル信号処理部４
は、例えば、高精細液晶プロジェクタ等においては、倍
速走査のための速度変換等の信号処理を行う。なお、デ
ィジタル信号処理部４は省略することもある。

【００１０】ビデオ処理部６は入力された映像信号に所
定の直流電圧を重畳してブライト調整を行った後、パネ
ル駆動部７に出力する。パネル駆動部７はビデオ処理さ
れた映像信号を所定の電圧に増幅し、交流反転処理して
液晶パネル８に供給する。液晶パネル８はマトリクス状
に配列された画素を有しており、各画素を入力された映
像信号によって駆動することによって映像を表示する。
このように、液晶パネル８には、液晶パネル８のＶ−Ｔ
特性に対する補正及び送信側の補正に対する逆補正が行
われた映像信号が与えられて、輝度の良好な再現性を得
ている。

【００１１】ところで、ＲＯＭ３には予め設定した液晶
パネル８の駆動領域内の駆動電圧に対する補正データを
格納している。ところが、ユーザーがブライト調整を行
うと、液晶パネル８の実際の駆動領域（以下、実駆動領
域という）が変化し、図７に示す予め設定した駆動領域
とずれてしまうことがある。そうすると、ＲＯＭ３によ
るガンマ特性の補正が液晶パネル８のガンマ補正特性に
適合しない。

【００１２】そこで、ブライト調整を行った映像信号に
ついてガンマ補正を行うことが考えられる。しかし、こ
の場合には、ブライト調整により、ＲＯＭ３に入力され
る信号の範囲が広くなり、ＲＯＭ３に予め設定する駆動
領域を広くする必要がある。しかし、広げた駆動領域を
８ビットのディジタル値によって表現しようとすると、
映像信号のダイナミックレンジは８ビット未満のディジ
タル値で表現することになる。すなわち、ＳＮ比が劣化
してしまうという問題がある。

【００１３】逆に、映像信号のダイナミックレンジを８
ビットで表現しようとすると、駆動領域を広げた分だけ
ビット数を増加させる必要がある。例えば、駆動領域を
９ビットで表現すると、Ａ／Ｄ変換器２以降のディジタ
ル信号路を９ビットで構成する必要があり、現在標準で
ある８ビットのディジタル素子を使用することができな
くなる。例えば、ディジタル信号処理部４において使用
する映像メモリ等も８ビットデータ出力を有する標準的
な素子を使用することができず、ハード規模が著しく増
大してしまう。また、９ビット以上のＡ／Ｄ変換器及び
Ｄ／Ａ変換器は極めて高価であり、コストが著しく増加
してしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来のガンマ補正回路においては、ユーザーのブライト
調整によって予め設定した液晶パネルの駆動領域と実駆
動領域とがずれてしまい、ガンマ補正が不適正なものと
なってしまうという問題点があった。また、ユーザーの
ブライト調整を考慮して、予め設定する駆動領域を広く
すると、回路規模及びコストの増大を招来してしまうと
いう問題点があった。

【００１５】本発明は、ユーザーのブライト調整等によ
って液晶パネルの実駆動領域が変化した場合でも、回路
規模及びコストの著しい増大を招くことなく正確なガン
マ補正を行うことができるガンマ補正回路を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガンマ補正
回路は、映像信号に所定レベルの検出パターンを重畳す
る検出パターン重畳手段と、この検出パターン重畳手段
からの映像信号の直流レベルを調整して液晶パネルに供
給するビデオ処理手段と、このビデオ処理手段からの映
像信号に含まれる前記検出パターンを検出して前記液晶
パネルの駆動領域を検出し検出結果のデータ列を出力す
る検出手段と、前記液晶パネルの輝度特性に対する補正
及びブラウン管のガンマ補正に対する逆補正を行うため
の補正データを記憶し入力映像信号のデータ列と前記検
出結果のデータ列とを加算したデータ列によってアドレ
スが指定されて前記入力映像信号のデータ列に基づくビ
ット数の前記補正データを前記検出パターン重畳手段に
出力する記憶手段とを具備したものである。

【００１７】

【作用】本発明において、検出パターン重畳手段は所定
レベルの検出パターンを映像信号に重畳する。ビデオ処
理手段は検出パターン重畳手段からの映像信号の直流レ
ベルを適宜調整して液晶パネルに供給し映像を表示させ
る。検出手段はビデオ処理手段からの映像信号に含まれ
る検出パターンのレベルから液晶パネルの駆動領域を検
出し、検出結果のデータ列を出力する。このデータ列と
入力映像信号のデータ列とを加算したデータ列によっ
て、記憶手段のアドレスを指定する。記憶手段は液晶パ
ネルの輝度特性に対する補正及び陰極線管のガンマ補正
に対する逆補正を行うための補正データを記憶してお
り、アドレスが指定されて補正データを検出パターン重
畳手段に与える。記憶手段のアドレスは液晶パネルの駆
動領域に基づくものとなり、記憶手段は液晶パネルの駆
動領域に対応した適正な補正データを出力する。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係るガンマ補正回路の一実
施例を示すブロック図である。図１において図６と同一
の構成要素には同一符号を付してある。

【００１９】入力端子１にはＲＧＢ映像信号のうちの１
軸の映像信号を入力する。この映像信号をＡ／Ｄ変換器
２に与え、Ａ／Ｄ変換器２は入力した映像信号を８ビッ
トのディジタル信号に変換して加算器11に出力する。Ａ
／Ｄ変換器２からの８ビットの映像信号は、黒レベルが
０であり、白レベルが２５５である。加算器11は後述す
る黒レベル検出部13からブライト調整による直流分の増
加量を示す８ビットの信号も入力しており、２入力を加
算して９ビットの信号をＲＯＭ12に出力する。ＲＯＭ12
は液晶パネル８のＶ−Ｔ特性に対する補正及び送信側の
ブラウン管のガンマ補正に対する逆補正を行うためのガ
ンマ補正データを格納している。

【００２０】図２は横軸に駆動電圧をとり縦軸に補正値
をとって、液晶パネル８に対するガンマ補正特性を示す
説明図である。この図２を用いてＲＯＭ12に格納するガ
ンマ補正データを説明する。

【００２１】ユーザーのブライト調整を考慮して、液晶
パネル８に与える駆動電圧の可変範囲を９ビットのディ
ジタル値で表現する。ＲＯＭ12はこの９ビット分のアド
レスを有している。９ビットの可変範囲のうち、映像信
号のダイナミックレンジに対応した８ビット分のアドレ
スを駆動領域としてＲＯＭ12に設定し、残りの８ビット
分のアドレスはブライト調整を考慮したものとなってい
る。また、ＲＯＭ12に格納する補正値の最小値Ｔmin と
最大値Ｔmax との間の値を０乃至２５５の８ビットで表
現する。すなわち、ＲＯＭ12は図２の横軸の９ビットで
指定されるアドレスに、図２の縦軸の８ビットのガンマ
補正データを格納しており、加算器11出力によってアド
レスが指定されてガンマ補正データを加算器14に出力す
る。

【００２２】ＲＯＭ12より出力される補正データのアド
レスは、ブライト調整電圧により決定される黒レベルの
値をｎとすると、最小値Ｖmin はｎ、最大値Ｖmax は
（２５５＋ｎ）となる。例えば、ブライト調整電圧が０
Ｖで、黒レベルが最も低い場合は、ｎ＝０となり、ＲＯ
Ｍ12が指定されるアドレスは０乃至２５５である。すな
わち、映像信号の黒レベルによってＲＯＭ12のアドレス
０が指定され、白レベルによってＲＯＭ12のアドレス２
５５が指定される。逆にブライト調整電圧で黒レベルを
最も上げた場合はｎ＝２５５となり、ＲＯＭ12が指定さ
れるアドレスは２５５乃至５１１である。加算器11は映
像信号にブライト調整により決定された黒レベルのデー
タを加算してＲＯＭ12のアドレスとしており、例えば、
標準状態において黒レベルの値をｎとし、ブライト調整
によりディジタル値１０だけ黒レベルを上げるとする
と、映像信号の黒レベルによってＲＯＭ12のアドレス
（ｎ＋１０）が指定され、白レベルによってアドレス
（ｎ＋２６５）が指定される。すなわち、ＲＯＭ12は所
定の８ビット分のアドレスが指定されることになり、９
ビットのアドレス入力に対して、８ビットの補正データ
を加算器14に出力する。

【００２３】タイミング発生部15は映像信号の垂直又は
水平帰線期間内の所定の期間にタイミングパルスを発生
する。パターン発生部16はタイミング発生部15からのタ
イミングパルスのタイミングで黒レベル検出パターンを
加算器14に出力する。黒レベル検出パターンの振幅は映
像信号のダイナミックレンジである８ビットで表現可能
な最大値２５５に設定する。加算器14はＲＯＭ12からの
ガンマ補正された映像信号の帰線期間に黒レベル検出パ
ターンを重畳してディジタル信号処理部４に出力する。
ディジタル信号処理部４は倍速走査のための速度変換等
の所定の信号処理を行ってＤ／Ａ変換器５に出力する。
Ｄ／Ａ変換器５は入力されたディジタル信号をアナログ
信号に変換してビデオ処理部６に与える。

【００２４】ビデオ処理部６は、ユーザー操作に基づく
コントラスト調整電圧及びブライト調整電圧が与えられ
ており、入力された映像信号にコントラスト及びブライ
ト調整を施してパネル駆動部７に出力する。すなわち、
ビデオ処理部６はＤ／Ａ変換器５からの映像信号にブラ
イト調整に基づく所定のＤＣ電圧（以下、ブライト調整
電圧という）を付加し、黒レベルを変化させる。パネル
駆動部７は入力された映像信号を液晶パネル８に適した
レベルに増幅すると共に、交流反転させて液晶パネル８
に与える。液晶パネル８は映像信号が各画素の駆動電圧
として供給されて、表示画面に映像を表示するようにな
っている。

【００２５】本実施例においては、パネル駆動部７の出
力は減衰器17にも与えている。減衰器17はパネル駆動部
７の出力を減衰させることにより、パネル駆動部７で増
幅された映像信号のレベルをビデオ処理部６の出力レベ
ルと同一にしてリミッタ18に出力する。ビデオ処理部６
におけるブライト調整によって、減衰器17からの出力映
像信号のダイナミックレンジは８ビットを越えており、
リミッタ18は８ビットを越えた分の振幅を制限してＡ／
Ｄ変換器19に与える。Ａ／Ｄ変換器19はリミッタ18の出
力をディジタルデータに変換して黒レベル検出部13に出
力する。

【００２６】黒レベル検出部13はタイミング発生部15か
らのタイミングパルスのタイミングで、Ａ／Ｄ変換器19
の出力映像信号から黒レベル検出パターンを抽出し、リ
ミッタ18において制限されたレベル、すなわち、ビデオ
処理部６において付加された黒レベルを求めて８ビット
のディジタルデータとして加算器11に出力する。

【００２７】次に、このように構成された実施例の動作
について図３の波形図を参照して説明する。図３（ａ）
はＤ／Ａ変換器５の出力を示し、図３（ｂ）はビデオ処
理部６の出力を示し、図３（ｃ）はパネル駆動部７の出
力を示し、図３（ｄ）は減衰器17の出力を示し、図３
（ｅ）はリミッタ18の出力を示し、図３（ｆ）は黒レベ
ル検出部13の出力を示している。

【００２８】ＲＯＭ12は入力されるアドレスデータに基
づいてガンマ補正した映像信号を加算器14に出力する。
一方、パターン発生部16は、映像信号の帰線期間のタイ
ミングパルスのタイミングで、レベルが０の黒レベル検
出パターンを発生して加算器14に出力する。すなわち、
黒レベル検出パターンの振幅は映像信号のダイナミック
レンジに等しい。加算器14は映像信号の帰線期間に黒レ
ベル検出パターンを重畳してディジタル信号処理部４に
出力する。ディジタル信号処理部４の出力をＤ／Ａ変換
器５によってアナログ信号に変換してビデオ処理部６に
与える。なお、Ｄ／Ａ変換器５の出力は、図３（ａ）に
示すように、黒レベルから白レベルに次第に変化する信
号であるものとする。

【００２９】ビデオ処理部６はＤ／Ａ変換器５の出力に
所定のブライト調整電圧を付加して図３（ｂ）に示す映
像信号をパネル駆動部７に出力し、パネル駆動部７は入
力された映像信号を増幅して、図３（ｃ）に示す映像信
号を液晶パネル８及び減衰器17に供給する。一方、減衰
器17はパネル駆動部７の出力を減衰させてビデオ処理部
６の出力と同一振幅にして、図３（ｄ）に示す信号をリ
ミッタ18に出力する。

【００３０】図３（ｄ）の８ビットのダイナミックレン
ジを越える部分の振幅は、ビデオ処理部６において付加
したブライト調整電圧を示している。リミッタ18はこの
部分（図３（ｅ）の破線部）を制限して、Ａ／Ｄ変換器
19に出力する。Ａ／Ｄ変換器19は入力された信号をディ
ジタル信号に変換して黒レベル検出部13に出力する。黒
レベル検出部13はタイミングパルスによって黒レベル検
出パターンを抽出し、抽出した黒レベル検出パターンの
振幅と８ビットの最大値２５５との差を求めることによ
り、ビデオ処理部６において付加した黒レベルを検出
し、８ビットのディジタルデータとして加算器11に出力
する。

【００３１】加算器11は入力映像信号に８ビットの黒レ
ベルのデータを加算してＲＯＭ12のアドレスとして出力
する。ＲＯＭ12はアドレス入力に対応する補正値を加算
器14を介してディジタル信号処理部４に出力する。ディ
ジタル信号処理部４からのガンマ補正された映像信号
は、上述したように、ビデオ処理部６においてＤＣ電圧
が付加される。これにより、駆動電圧はＤＣ電圧分だけ
シフトし、実駆動領域はＲＯＭ12に設定した駆動領域に
一致する。パネル駆動部７は実駆動領域の映像信号を増
幅して液晶パネル８に与えて映像を表示させる。

【００３２】このように、本実施例においては、映像信
号に基づくＡ／Ｄ変換器２の出力と、ブライト調整に基
づく黒レベルとの和によってアドレスを指定することに
より、ユーザーのブライト調整等によって液晶パネルの
駆動領域を変化させても、その駆動領域に応じた適正な
ガンマ補正が可能となる。また、この構成では、ＲＯＭ
12のアドレス入力は９ビットであるが、出力を８ビット
に設定することができるので、汎用性が劣る９ビットの
Ａ／Ｄ変換器及びメモリ等を使用する必要もなく、回路
規模の著しい増大を防止することができる。

【００３３】図４は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。図４において図１と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。

【００３４】本実施例は、図１と異なり、黒レベルを検
出するフィードバックループを設けていない。すなわ
ち、図１の黒レベル検出部13、加算器14、タイミング発
生部15、パターン発生部16、減衰器17、リミッタ18及び
Ａ／Ｄ変換器19を省略し、ブライト調整回路21及びＡ／
Ｄ変換器22を設ける。ブライト調整回路21は、ユーザー
操作に基づいて、ブライト調整による黒レベルの増加分
を示す８ビットのディジタルデータを発生して加算器11
及びＤ／Ａ変換器22に出力する。Ｄ／Ａ変換器22は入力
されたディジタルデータをアナログ電圧に変換してブラ
イト調整電圧としてビデオ処理部６に与えるようになっ
ている。

【００３５】このように構成された実施例においては、
加算器11にはブライト調整によるＤＣ電圧に応じたディ
ジタルデータを与える。加算器11は映像信号にこの８ビ
ットディジタルデータを加算してＲＯＭ12のアドレスと
して出力する。ＲＯＭ12は、入力映像信号に対して、ビ
デオ処理部６におけるＤＣ電圧の付加分だけシフトした
補正値を出力する。これにより、ビデオ処理部６におい
てＤＣ電圧が付加されると、実駆動領域がＲＯＭ12に設
定する駆動領域と一致する。

【００３６】本実施例においては、図１の実施例と同様
の効果を得ることができると共に、図１の実施例よりも
回路を簡単なものとすることができるという利点があ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ユ
ーザーのブライト調整等によって液晶パネルの実駆動領
域が変化した場合でも、回路規模及びコストの著しい増
大を招くことなく正確なガンマ補正を行うことができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガンマ補正回路の一実施例を示す
ブロック図。

【図２】図１中のＲＯＭ12に格納する補正データを説明
するための説明図。

【図３】実施例の動作を説明するための波形図。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図５】液晶パネルの電圧−輝度特性を示すグラフ。

【図６】従来のガンマ補正回路を示すブロック図。

【図７】図６中のＲＯＭ３に格納する補正データを説明
するための説明図。

【符号の説明】

６…ビデオ処理部、７…パネル駆動部、８…液晶パネ
ル、11，14…加算器、12…ＲＯＭ、13…黒レベル検出
部、16…パターン発生部、17…減衰器、18…リミッタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号に所定レベルの検出パターンを
   重畳する検出パターン重畳手段と、 この検出パターン重畳手段からの映像信号の直流レベル
   を調整して液晶パネルに供給するビデオ処理手段と、 このビデオ処理手段からの映像信号に含まれる前記検出
   パターンを検出して前記液晶パネルの駆動領域を検出し
   検出結果のデータ列を出力する検出手段と、 前記液晶パネルの輝度特性に対する補正及び陰極線管の
   ガンマ補正に対する逆補正を行うための補正データを記
   憶し入力映像信号のデータ列と前記検出結果のデータ列
   とを加算したデータ列によってアドレスが指定されて前
   記入力映像信号のデータ列に基づくビット数の前記補正
   データを前記検出パターン重畳手段に出力する記憶手段
   とを具備したことを特徴とするガンマ補正回路。
2. 【請求項２】 映像信号のブライト調整のためのブライ
   ト調整電圧の電圧値を示すデータ列を出力するブライト
   調整電圧発生手段と、 前記ブライト調整電圧に基づいて映像信号の直流レベル
   を調整して液晶パネルに供給するビデオ処理手段と、 前記液晶パネルの輝度特性に対する補正及びブラウン管
   のガンマ補正に対する逆補正を行うための補正データを
   記憶し入力映像信号のデータ列と前記ブライト調整電圧
   発生手段からのデータ列とを加算したデータ列によって
   アドレスが指定されて前記入力映像信号のデータ列に基
   づくビット数の前記補正データを前記ビデオ処理手段に
   出力する記憶手段とを具備したことを特徴とするガンマ
   補正回路。