JPH06161384A - 液晶ガンマ補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶表示パネルのＶＴ特性が変化しても単時間
で精度の優れた、完全に適合した補正データを作成して
ガンマ補正を行えるようにする。 【構成】ガンマ補正回路５には、補正データ発生回路３
０から、まずリニアな映像信号に対応する基準信号が加
算器９を通して与えられ、これが液晶表示パネル１７で
表示されたたときの表示輝度信号がセンサ１８で電圧に
変換される。この表示輝度電圧は、補正データ発生回路
３０に帰還され計測データとして格納される。そして、
液晶表示パネルのＶＴ特性が判定される。ＶＴ特性が判
定されれば、前記計測データを用いてガンマ補正データ
を決めることができ、この作成された補正データがガン
マ補正回路５に与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶映像投写装置（以
下、投写装置をＰＪと略す）において、特に液晶表示パ
ネルの電圧−透過率特性（以下、ＶＴ特性と略す）をリ
ニアに補正する液晶ガンマ補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面映像を観賞したいというユ
ーザーが増え、映像信号をスクリーンに投写するＰＪシ
ステム、特にブラウン管を使用したＰＪシステムに比
べ、いかなる所でも容易に設置しやすい液晶型ＰＪシス
テムの普及が進んでいる。液晶ＰＪは、液晶表示パネル
に光源からの光を照射し、当該液晶表示パネルに表示さ
れた映像をスクリーンに拡大投写するシステムである。
この液晶表示パネルにおいてはＶＴ特性をリニアに補正
するガンマ補正回路が必要である。

【０００３】図５（ａ）は、液晶表示パネルのＶＴ特性
を示している。横軸（Ｖ）は一般に駆動電圧と呼ばれる
が、パネルに印加される際の映像信号電圧を表す。縦軸
（Ｔ）は透過率を表し、透過率が高い程輝度が高くなる
ということである。この様に駆動電圧が低いときは透過
率が高く、白色を表し易いというＶＴ特性をノーマリー
・ホワイトと呼び、通常この特性を示す表示パネルが使
われる。このＶＴ特性曲線をリニアに補正しない場合、
映像信号の色階調を忠実に表示パネルに表示することが
できないため、ガンマ補正回路が使用される。

【０００４】ガンマ補正回路にはアナログ方式とデジタ
ル方式があるが、大型画面、高精細画面になると補正精
度の忠実度が求められ、高品位テレビ（ＴＶ）用などの
高精細型液晶ＰＪなどはアナログ方式より補正精度の高
いデジタル方式を搭載している機種が多い。さらに、液
晶表示パネルの駆動電圧が変化していても、それを検知
して補正データを切り替えるものを搭載する機種があ
る。図５（ｂ）にその１例であるシステムのブロック図
を示し説明する。

【０００５】図５（ｂ）において、アナログ映像信号が
入力端子２からＡ／Ｄ変換器３に入力され、デジタル映
像信号４に変換される。該デジタル映像信号４はガンマ
補正回路５に入力される。該ガンマ補正回路５は、図５
（ｃ）に示す様な１０ビットの補正データをＲＯＭ等に
格納している。映像信号４が入力すると、個々の映像信
号のデジタル値（０〜２５５）を、対応する１０ビット
の補正値に変換し、液晶表示パネル１７でリニアなＶＴ
特性が得られるように補正を加える。またガンマ補正回
路５は液晶表示パネル１７の駆動電圧が変化した時に切
り替える補正データを幾つか格納している。

【０００６】基準信号７は、液晶表示パネル１７に適し
た補正データを選択する場合に使用される。即ち、基準
信号７は、黒レベル（値０）を表すものと白レベル（値
２５５）を表すものの２個が有り、タイミング制御回路
２４からのタイミング制御信号２５により、１個につき
１フィールド周期以上の期間、基準信号発生回路８より
出力され、加算器９でガンマ補正を受けたデジタル映像
信号６に重畳される。重畳されたデジタル映像信号１０
は、Ｄ／Ａ変換器１１によりアナログに戻され、映像信
号１２となる。映像信号１２は画質調整回路１３でブラ
イト、コントラスト等の画質調整を受けてパネル表示映
像信号１４となる。パネル表示映像信号１４はパネル駆
動回路１５により増幅、１フィールド反転等を施されパ
ネル駆動電圧１６となり、液晶表示パネル１７に印加さ
れ映像を表示する。ここで、光センサ１８は液晶表示パ
ネル１７の輝度を変換して電圧信号１９を得る。基準信
号検出回路２０は、タイミング制御回路２４からの制御
信号２６により輝度を変換した電圧信号１９を用いて先
の基準信号が液晶表示パネル１７に表示された時の基準
輝度の電圧信号２１を抽出し、切り替え回路２２に入力
する。切り替え回路２２は、２個の基準信号の輝度に対
応する電圧信号２１の電圧値から液晶表示パネル１７の
黒時と白時の駆動電圧を検知して、切り替え信号２３に
よりガンマ補正回路５に格納されている、最も適した補
正データに切り替える。

【０００７】ところで、液晶表示パネル１７のＶＴ特性
が変化する条件はユーザーのコントラスト、プライト調
整等で駆動電圧が変化した時の他、パネルの温度変化等
様々な諸条件が有り、多くの種類の補正データが必要で
ある。しかし、上記の構成のシステムではガンマ補正回
路５で格納できる補正データの数に限りが有るために、
切り替える補正データの数を多くしても全ての条件に完
全に適合した補正をすることができない。また、補正デ
ータを作成するために、様々な条件化での実験データを
用意する必要が有り、手間や労力が増える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のシ
ステムでは、補正データの数に限度があること、さらに
種々の補正データを用意するには多くの手間や労力が必
要なことが問題となっている。

【０００９】そこでこの発明では、いかなる条件下で液
晶表示パネルのＶＴ特性が変化しても、完全にガンマ補
正を行えること、また、補正データを作成する手間や労
力を省くことができる液晶ガンマ補正回路を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、リニアな映
像信号に対応した基準信号を液晶表示パネルに与えての
液晶表示パネルのＶＴ特性を検知し、それに適合した補
正データを自動的に作成する手段を備えるものである。

【００１１】

【作用】上記手段により、様々な条件でＶＴを変化して
も最適なガンマ補正が行うことができ、補正精度が増
し、また、補正データを予め作成し準備しておく手間が
省ける。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１３】図１にこの発明の一実施例を示す。図５
（ｂ）の従来例と同一部分には同じ符号を付して詳細な
説明を省く。図５（ｂ）の回路と異なる部分は、ガンマ
補正回路５に補正データを与え、また、加算器９に基準
信号を与えるための補正データ発生回路３０が設けられ
ている点である。

【００１４】具体的に後述する補正データ発生回路３０
は、タイミング制御回路２４からのタイミング制御パル
ス群２７によりタイミングを制御され、基準信号２８を
加算器９に与えて映像信号６に重畳し、センサ１８の輝
度変換電圧信号１９から、基準信号２８が液晶表示パネ
ル１７に表示された際の輝度を変換した電圧を抽出し、
液晶表示パネル１７のＶＴ特性に完全に適合した補正デ
ータ２９をガンマ補正回路５に送出する。

【００１５】図４には、補正データ発生回路３０が補正
データを自動作成する動作原理を抽象的に示している。
まず、図４（ａ）に示すように、液晶表示パネル１７の
ＶＴ特性を知るために、映像信号８ビットの各レベルが
液晶パネル１７に印加された際の輝度値を１０ビットで
表現したデータＴv0〜Ｔv255の２５６個全てを取得す
る。このデータからガンマ補正曲線を求めるには、図４
（ｂ）に示すようにＶＴ曲線をＶ＝Ｔの直線で折り返し
た、すなわち逆関数のデータを作成すると良いが、ＶＴ
特性曲線を一つの関数で実現することができないため、
計算では正確な補正曲線を知ることはできない。よっ
て、図４（ｃ）に示すように図４（ａ）のデータ列から
階段波を取り除いたなめらかな曲線のＶＴ曲線を作成
し、データＴh0〜Ｔh255を取得すれば、すなわちそれが
図４（ｄ）に示す補正データとなる。上記の動作を実現
する具体的な回路のブロックを図２（Ａ）に示す。

【００１６】図２（Ａ）には、補正データ発生回路３０
内部のブロックを示している。本回路の動作は、ＶＴ特
性計測期間と補正データ発生期間で大きく２つに分かれ
る。まず、図２（Ｂ）のタイミングチャートを参照して
ＶＴ特性計測期間の動作を説明する。なお図２中のタイ
ミングパルスは全て図１のタイミングパルス群２７に含
まれる。１フィールド周期（以下１Ｖと略す）の図２
（Ｂ）（ａ）に示すクロックパルス３１を数える８ビッ
トのカウンタ３２が、図２（Ｂ）（ｂ）に示すデータ信
号３３（ｂ）を出力する。このデータ信号は、１Ｖ（＝
１垂直期間）ごとに１ずつ増え０〜２５５の値をとる。
そのデータ信号３３はバッファ回路３４に入力され、図
２（Ｂ）（ｃ）に示すタイミングパルス３５がＨ（ハ
イ）レベルのとき、図１の加算器９に出力する。すなわ
ちこれが基準信号２８であり、加算器９でデジタル映像
信号６に重畳され（図２（Ｂ）（ｄ））、後段の表示パ
ネル１７の画面の一部で表示される。

【００１７】一方、Ａ／Ｄ変換器３６は光センサ１８の
輝度を変換した電圧信号２０を１０ビットのデジタル値
をもつ信号３７に変換する。そのデジタル信号３７は、
ＲＡＭ３８に入力される。このとき制御信号６１により
ＲＡＭ３８は書き込みモードになっていて、セレクタ６
２は制御信号６１により先のカウンタ３２のデータ信号
３３をアドレス信号としてＲＡＭ３８に送る。従って、
ＲＡＭ３８は図２（Ｂ）（ｅ）に示すように制御信号６
１がＨの時、入力された０番地から順にデジタル信号３
７のデータを書き込んで行き格納する。

【００１８】以上の動作により、０〜２５５の値を持つ
基準信号２８を液晶表示パネル１７に表示したときの輝
度を１０ビットの電圧値に変換してＲＡＭ３８に格納す
ることになる。すなわち、ＲＡＭ３８の番地は８ビット
の映像信号値を表し、その番地に格納されたデータは、
その映像信号値による表示パネル１７の輝度値を表して
いる。よって格納されたデータ３７は図２（Ｂ）（ａ）
のＴv0〜Ｔv255に当たり、液晶表示パネル１７のＶＴ特
性を表す。

【００１９】次に図３も同時に参照して補正データ発生
モードについて説明する。カウンタ４０は、図３（ａ）
に示す１ライン（以下１ライン＝１Ｈとする）周期のパ
ルス３９を数えて１ラインごとに増える０〜２５５の値
をとるデータ４１を出力する。この出力データ４１は、
図３（ｂ）に示すようになる。

【００２０】カウンタ４４は、カウンタ４０からの制御
信号４３がＬ（ロー）レベルの期間クロック４２をカウ
ントを行い、このカウントを繰り返す。クロック４２
は、クロック３９に同期しており周波数がその２５６倍
である。制御信号４２がＬレベルとなるのは、カウンタ
４０がクロック３９を０〜２５５まで数える２５６Ｈの
期間である（図３（ｃ））。カウンタ４４は、高速のク
ロック４２をカウントするので、１Ｈ期間に０〜２５５
をカウントし、これを繰り返すことになる。

【００２１】カウンタ４４の出力データ４５は、セレク
タ６２を通り、制御信号６１によって読み出しモードに
なっているＲＡＭ３８のアドレス信号となり、格納して
おいた先のＶＴ特性データ３７を順に０番地から読み出
す（１Ｈ期間）。その読み出しだしたデータ４６は図３
（ｄ）のようになる。このデータ４６は、Ａ／Ｄ変換器
４７でアナログ電圧波形４８に戻され、さらにローパス
フィルタ（ＬＰＦ）４９により図３（ｅ）のように階段
波が取り除かれた電圧波形５０となる。この電圧波形５
０の曲線は液晶表示パネル１７のＶＴ特性を再現してい
ることになる。一方サンプル・ホールド回路５１は、先
の制御信号４３がＬレベルの期間電圧波形４８のアドレ
ス０番地の電圧を出し続け、制御信号がＨの期間アドレ
ス２５５番地の電圧を出力する。その電圧波形５２は、
図３（ｆ）の様になり、積分器５３によって図３（ｇ）
のような鋸歯状波電圧５４になる。比較器５５は前記電
圧波形５０と鋸歯状波電圧５４を比較し、鋸歯状波電圧
５４の電圧値が大きい時Ｈレベルとなる図３（ｈ）に示
す電圧信号５６を出力する。その電圧信号５６はカウン
タ５７に入力される。カウンタ５７は、先のパルス３９
に同期していてその１０２４倍の周波数を持つクロック
パルス５８を信号電圧５６がＨレベルの期間０〜１０２
３までカウントし、そのデータ５９を出力する。

【００２２】すなわちカウンタ５７は図３（ｅ）に示す
ところのＴh の時間を測定し、それを２５６回繰り返し
ていることになる。このデータ５９はＲＡＭ６０に入力
され、データ信号４１をアドレス信号として用い１回目
の測定データから順に０番地から書き込み始め、最後に
２５６回目のデータを２５５番地に書き込む。よってＲ
ＡＭ６０の番地は８ビットの映像信号値を表し、書き込
まれたデータ５９はその映像信号値に対しての補正デー
タ値となる。

【００２３】以上の動作は図４（ｃ）〜（ｄ）で説明し
たように、図４（ａ）のデータ列から階段波を取り除い
たなめらかな曲線のＶＴ曲線を作成し、データＴh0〜Ｔ
h255を取得したことになる。格納されたデータ５９は後
で読み出され、補正データ２９となり、ガンマ補正回路
に送られる。

【００２４】

【発明の効果】上記したようにこの発明によれば、なん
らかの条件で液晶表示パネルのＶＴ特性が変化しても単
時間で精度の優れた、完全に適合した補正データを作成
してガンマ補正を行うことができる。また、様々な条件
でＶＴ特性が変化したときを想定した補正データを作る
必要がなく時間と労力を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路ブロック図。

【図２】この発明の要部を示す回路ブロック図及びその
動作を説明するための信号波形図。

【図３】さらにこの発明の要部の動作を説明するために
示した信号波形図。

【図４】この発明の装置の動作原理を説明するために示
した説明図。

【図５】液晶表示パネルのＶＴ特性説明図及び従来の液
晶表示装置の構成説明図及びガンマ補正特性の説明図。

【符号の説明】

３…Ａ／Ｄ変換器、５…ガンマ補正回路、９…加算器、
１１…Ｄ／Ａ変換器、１３…画質調整回路、１５…パネ
ル駆動回路、１７…液晶表示パネル、１８…光センサ
ー、２４…タイミング制御回路、３０…補正データ発生
回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネルに光源からの光を照射し
   て該液晶表示パネルの表示像をクリーンに投写する液晶
   プロジェクタにおいて、 リニアな映像信号と同数以上のビット数を持つ基準信号
   を、入力映像信号の表示期間中に前記入力映像信号に重
   畳する手段と、 前記液晶表示パネル若しくは前記スクリーンに表示され
   た前記映像信号の表示輝度を電圧に変換するセンサと、 前記センサの出力電圧の中から前記基準信号に対応した
   表示輝度電圧を抽出する手段と、 前記抽出した表示輝度電圧を用いて前記液晶表示パネル
   の輝度特性を補正するための補正データを自動的に作成
   する補正データ発生手段とを具備したことを特徴とする
   液晶ガンマ補正回路。
2. 【請求項２】 前記補正データ発生手段は、 前記センサから帰還された各表示輝度電圧のデータを格
   納する手段と、 前記格納されたデータを最初から順に全て読み出してそ
   の動作を前記基準信号のビット数回だけ繰り返して電圧
   波形を発生する手段と、 前記動作繰り返し時間で前記電圧波形の最小振幅から最
   大振幅までリニアに増加する鋸歯状波電圧を発生する手
   段と、 前記電圧波形と鋸歯状波電圧を比較する比較手段と、 前記比較手段の出力を用いて、前記電圧波形が前記鋸歯
   状波電圧の振幅を越えるまでの時間を判定しこの時間を
   毎回数え時間軸データを得る手段と、 前記時間軸データを格納しておく手段と、 前記時間軸データを前記補正データとして使用する手段
   とを具備したことを特徴とする請求項１記載の液晶ガン
   マ補正回路。