JPH0622249A - 液晶表示用映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶画面に対する視聴者の視線の角度が変わ
った場合でも、黒つぶれや白つぶれといった画質劣化を
生じることなく、その視角における最良画面品位を容易
に得ることができる液晶表示用映像信号処理回路を実現
すること。 【構成】 映像信号の黒信号レベルを変化させるブライ
トネス調整回路６と、映像信号の振幅を変化させるコン
トラスト調整回路７とを具備した液晶表示装置におい
て、液晶パネルの画面に対する、視聴者の視角に対応し
た調整量を指示する調整ボリューム１３と、このボリュ
ームの調整量に応じブライトネス調整回路６とコントラ
スト調整回路７が相反する方向に連動して動作するよう
制御する制御信号発生回路１４とを設けたことを特徴と
するものである。ボリューム調整によって、例えばブラ
イトネスが上がればコントラストが下がるように２つの
調整が相反する方向に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、視聴者の視角により液
晶表示画面の品位が悪化することのないようにした液晶
表示用映像信号処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネル等に使用する液晶としては、
液晶分子配列がツイスト配列のものが用いられる。この
種の液晶は偏光板を用いることによって光の偏光方向を
９０度変換して光を透過させることが可能であり、液晶
に加える電圧によってその施光方向を変え光の透過量を
制御することができる。

【０００３】液晶パネルは、図４(a) に示すように透明
板２１，２２間に液晶２５を挟んでパネルとしその両面
に偏光板２６，２７を配置し、透明板２１，２２の内面
に配した表示電極２３，対向電極２４間に電圧を印加す
ることにより、透過光量を制御する構成となっている。

【０００４】ノーマリーホワイトの液晶パネルでは、パ
ネル両面には互いに９０°偏光角の異なる偏光板２６，
２７を配し、液晶に電圧を加えない状態で光を透過する
構造となっている。入力側の偏光板２６にはＳ偏光光を
透過するＳ偏光板が用いられ、出力側の偏光板２７には
Ｐ偏光光を透過するＰ偏光板が用いられる。Ｓ偏光とＰ
偏光は互いに９０°偏光角の異なる偏光である。

【０００５】図４(b) は印加電圧に対する透過光の輝度
の関係を示している。ノーマリーホワイトの場合は電圧
無印加時にＰ偏光板２７を光が透過でき、印加電圧増加
に伴って透過光量が減少する。透過光は入射光に対して
直角なＰ偏光光である。

【０００６】従って、液晶パネルは、図５に示すように
表示電極電圧（映像信号電圧）と対向電極電圧の電位差
Ｖを変化させることにより、液晶を透過する光量を変化
させ、画像を再現することができる。図５において、電
位差Ｖの最小値Ｖ1 は映像信号の白レベルに対応し、最
大値Ｖ2 は映像信号の黒レベルに対応している。

【０００７】図６は上記のようなノーマリーホワイトの
液晶パネルを用いた液晶テレビジョン受像機を示すもの
である。図６において、アンテナ１に受信されたテレビ
ジョン信号はチューナ２にて選局及び周波数変換された
後、映像中間周波増幅回路３に入り、さらに映像検波回
路４で映像検波され、ベースバンドの複合映像信号とな
って次段の映像増幅回路５，色信号再生回路１０，及び
同期分離回路１１に供給される。映像増幅回路５は内部
に、映像信号の黒レベルを変化させるブライトネス調整
回路６と、映像信号の振幅を変化させるコントラスト調
整回路７を含んでおり、出力としてブライトネス調整及
びコントラスト調整された映像信号が得られる。ブライ
トネス調整回路６，コントラスト調整回路７には、それ
ぞれブライトネス調整ボリューム８，コントラスト調整
ボリューム９が接続されており、各調整ボリューム８，
９からのブライトネス制御信号，コントラスト制御信号
が供給されるようになっている。色信号再生回路１０
は、映像検波回路４からの映像信号と映像増幅回路５か
らの映像信号を入力し、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色信号を復調
し、液晶パネル１２に入力する。また、液晶パネル１２
には、同期分離回路１１にて映像信号から分離された垂
直同期信号及び水平同期信号が入力される。

【０００８】上記の回路において、コントラスト調整回
路７では、図７に示すように映像信号ＳY の信号振幅
（黒信号レベルＢL に対する最大白信号レベルＷmax ）
を変化させて調整を行う。点線は最大白信号レベルＷma
x を電位差Ｖc だけ変化させてレベルＷL に圧縮した
（コントラストを小さくした）映像信号を示している。

【０００９】また、ブライトネス調整回路６では、図８
に示すように映像信号ＳY の黒信号レベルを独立に変化
させて調整を行っている。点線は黒信号レベルＢL1を電
位差ＶB だけ変化させてレベルＢL2に下げ、ブライトネ
スを下げるように調整した映像信号を示している。この
とき、最大白信号レベルも同様にＶB だけレベルが下が
りＷL となっている。

【００１０】ところで、上記のような液晶テレビジョン
受像機を車載用テレビに使用した場合、図９に示すよう
に視聴者１５が座席１６を倒して視聴したり、起こして
視聴したりというように、受像機１７の画面に対する視
角が変わると［座席の角度を予め設定した状態での視角
φ＝０°（液晶画面に対する視聴者の視線の角度が直角
になっているとき）から、例えば上方に１０°，下方に
１０°視角を変えると］、その視角で見た液晶画面のブ
ライトネスやコントラストが変わるので、最適状態で見
るために、前記ブライトネス調整用ボリューム８，コン
トラスト調整用ボリューム９を適宜に調整してブライト
ネスやコントラストを調整する必要があった。

【００１１】図１０は、視聴者の各視角φにおける電位
差Ｖと液晶透過率（又は画面輝度）と映像信号電圧の関
係を示すものである。この図に示すように、液晶画面の
視角φにより、電位差Ｖと液晶透過率との関係は変化す
る。即ち、視角φが上方に１０°上がった場合の特性Ｐ
2 は、φ＝０°の場合の特性Ｐ1 から右方向にずれ、同
じ電位差Ｖに対して液晶透過率が増し、同じ映像信号電
圧のままでは最大白信号レベルＷmax が液晶の最大白レ
ベル（液晶透過率が１００％となる電圧レベル）を越え
てしまい、その結果映像信号の液晶最大白レベルを越え
る信号部分は階調性をもって表現できなくなり、所謂白
つぶれを起こしてしまう。又、視角φが下方に１０°下
がった場合の特性Ｐ3 は、φ＝０°の場合の特性Ｐ1 か
ら左方向にずれ、同じ電位差Ｖに対して液晶透過率が減
少し、同じ映像信号電圧のままでは黒信号レベルが液晶
の最大黒レベル（液晶透過率が数％一定となる最小電圧
レベル）を越えてしまい、その結果映像信号の液晶最大
黒レベルを越える信号部分は階調性をもって表現できな
くなり、所謂黒つぶれを起こしてしまう。

【００１２】このように、ある視角φ＝０°における電
位差Ｖと液晶透過率の特性（実線）に合わせた映像信号
電圧を標準状態とした場合、視角φを上方又は下方に変
えると、映像信号の黒信号レベルと信号振幅を変えて最
適状態とする必要がある。従って、従来の回路では、ブ
ライトネス調整による映像信号振幅調整とコントラスト
調整による黒信号レベル調整とを行うことによって、視
聴者の視角における最適な液晶画面を得るようにしてい
る。

【００１３】しかし、この方法では、視聴者が座席を倒
して視聴したり、座席を起こした状態で視聴したりとい
うような、視線の角度が変わる度に画面品位を向上させ
るために黒信号レベルと映像信号振幅とを最適調整状態
にすることは容易てなく、画面品位を最良の状態にする
ことは事実上不可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来は、
視聴者の視線の角度が変わるごとに、ブライトネス調
整、コントラスト調整を行って最良の画面品位を得るこ
とは困難であった。

【００１５】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、視聴
者の視角による液晶画面調整の簡素化を図り、視聴者が
容易に最適な液晶画面品位を得ることができる液晶表示
用映像信号処理回路を提供することを目的とするもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示用
映像信号処理回路は、映像信号の黒レベルを変化させる
ブライトネス調整回路と、映像信号の振幅を変化させる
コントラスト調整回路と、これらの回路にて処理された
映像信号を用いて、液晶パネルを駆動するための回路手
段と、前記液晶パネルの画面に対する、視聴者の視角に
対応した調整量に応じて、前記ブライトネス調整回路と
前記コントラスト調整回路の２つの調整を相反する方向
に連動して動作させるための制御信号を発生する制御信
号発生手段とを具備したことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】本発明においては、視聴者による外部操作によ
って、ブライトネス調整とコントラスト調整の２つの調
整が連動して逆方向に作用（ブライトネスを高くすると
コントラストは低く、ブライトネスを低くするとコント
ラストは高くなるように作用）し、視聴者の各視角にお
いて最良な画面品位が容易に得られる。

【００１８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例の液晶表示用映像信号処理回路を
示すブロック図である。図６と同一部分には同一符号を
付して説明する。

【００１９】図１において、図６の構成と異なる点は、
従来は図６ではブライトネス調整回路６及びコントラス
ト調整回路７をそれぞれブライトネス調整用ボリューム
８とコントラスト調整用ボリューム９の各調整ボリュー
ムで制御していたものを、本実施例では１つの調整ボリ
ューム１３を操作することによって視聴者の視角方向に
見合ったブライトネス調整用及びコントラスト調整用の
各制御信号を同時に連動して発生する制御信号発生回路
１４を設けて、２つの調整回路６，７を制御するもので
ある。

【００２０】アンテナ１に受信されたテレビジョン信号
はチューナ２にて選局及び周波数変換された後、映像中
間周波増幅回路３に入り、さらに映像検波回路４で映像
検波され、ベースバンドの複合映像信号となって次段の
映像増幅回路５，色信号再生回路１０，及び同期分離回
路１１に供給される。映像増幅回路５は内部に、映像信
号の黒レベルを変化させるブライトネス調整回路６と、
映像信号の振幅を変化させるコントラスト調整回路７を
含んでおり、出力としてブライトネス調整及びコントラ
スト調整された映像信号が得られる。ブライトネス調整
回路６，コントラスト調整回路７には、前記制御信号発
生回路１４からの２つの調整を相反する方向に連動して
制御を行うためのブライトネス制御信号，コントラスト
制御信号が供給されるようになっている。制御信号発生
回路１４には、液晶パネル１２の液晶画面に対する、視
聴者の視角に対応した調整量を指示する調整ボリューム
１３が接続しており、このボリューム１３にて指示され
た調整量に応じた（即ち、視聴者の視角に対応した）ブ
ライトネス制御信号及びコントラスト制御信号を出力す
る。色信号再生回路１０は、映像検波回路４からの映像
信号と映像増幅回路５からの映像信号を入力し、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３原色信号を再生して液晶パネル１２に入力す
る。また、液晶パネル１２には、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの３原
色信号が入力されると共に同期分離回路１１にて映像信
号から分離された垂直同期信号及び水平同期信号が入力
される。なお、液晶パネル１２には、ノーマリーホワイ
トのパネルが使用されている。

【００２１】上記の構成において、調整ボリューム１３
の調整位置が正常な映像が得られる視角（液晶画面に対
する視聴者の視線が直角になっている場合）に対応した
位置に調整されている時、映像増幅回路５からの映像信
号ＳY は図２の実線に示すような波形になっているとす
る。ここで、液晶画面に対する視聴者の視角を正常な映
像が得られる視角から例えば下方に移動した場合には、
視聴者は調整ボリューム１３の調整位置をその視角に対
応した位置に調整することにより、映像信号ＳY は図２
の点線に示すように最大白信号レベルＷmax はほぼ一定
のまま黒信号レベルだけが白信号側へ上がった波形に変
化する。このとき、映像信号ＳY は、黒レベルが上がる
と同時に信号振幅はＶBC1 からＶBC2 と小さくなるよう
に変化するので、ブライトネスが上がりコントラストが
小さくなるように変化する。

【００２２】図３は、本実施例において、視聴者の視線
の角度を変化させた場合の、表示電極電圧（映像信号電
圧）と対向電極電圧との電位差Ｖと液晶透過率（または
画面輝度）の関係、及びそのときの映像信号電圧の関係
を示している。

【００２３】図３において、電位差Ｖと液晶透過率との
関係より、電極間の電位差Ｖを徐々に上げていった場
合、電位差Ｖが所定の値Ａまでは液晶透過率は１００％
であり、視角φ＝０°の場合に電位差Ｖが値Ｂに達する
と液晶透過率は数％にまで下がり、ほぼ一定となる。Ａ
点は液晶の最大白レベルで、Ｂ点は液晶の最大黒レベル
であり、Ａ点とＢ点間の電位差が映像信号Ｓ1 の振幅
（最大白信号レベルと黒信号レベル間の信号振幅）をそ
のまま透過させることができるダイナミックレンジであ
る。このときの特性を実線Ｐ1 にて示す。この状態か
ら、視角φ＝１０°に変えた場合、電位差Ｖと液晶透過
率の関係は点線Ｐ2 となり、また視角φ＝−１０°に変
えた場合、電位差Ｖと液晶透過率の関係は点線Ｐ3 とな
る。特性Ｐ2 はＰ1 に対してダイナミックレンジが広が
り、特性Ｐ3 はＰ1 に対してダイナミックレンジが狭く
なる。このように視聴者が視角を変えると、液晶の特性
が変化する。本実施例では、このような視角の変化によ
る特性の変化Ｐ2 又はＰ3 に対応して、調整ボリューム
１３を視角に対応した各調整量（予め定めた量）だけ操
作すると、映像信号電圧波形はＳ1 の状態からＳ2 又は
Ｓ3 の状態に変化する。即ち、調整ボリューム１３の各
調整量に応じ制御信号発生回路１４からブライトネス制
御信号及びコントラスト制御信号を発生し、映像信号電
圧をその最大白信号レベルは液晶の最大白レベル（透過
率１００％のレベル）に固定したまま、黒信号レベルを
視角に応じて上下に変化させる。このように、最大白レ
ベルは固定したまま黒信号レベルを変化させると、同時
に信号振幅も変化することになる。視角φが正常な映像
が得られる値（φ＝０°）より大きくなると、映像信号
はその黒信号レベルが液晶の最大白レベルに対して下が
り信号Ｓ1 となるので、ブライトネスは低くなりコント
ラストは高くなる。視角φが正常な映像が得られる値
（φ＝０°）より小さくなると、映像信号はその黒信号
レベルが液晶の最大白レベルに対して上がり信号Ｓ3 と
なるので、ブライトネスは高くなりコントラストは低く
なる。

【００２４】以上のように、ノーマリーホワイトの液晶
パネルでは、視聴者のある視角の電位差Ｖと液晶透過率
の特性（図３の実線）において、液晶パネルのダイナミ
ックレンジをＡ点からＢ点まで用いるとすると、視角を
変えた場合はその視角における電位差Ｖと液晶透過率の
特性（図３の点線）に合わせて、映像信号の黒信号レベ
ルの調整が成され同時に信号振幅の調整も成される。従
って、視聴者の視角による液晶画面の調整が簡素化さ
れ、視聴者が容易に最適な液晶画面品位を得ることがで
きる。

【００２５】尚、上記実施例では、液晶テレビジョン受
像機について述べているが、本発明は液晶テレビジョン
受像機に限らず、液晶表示を行うワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータ等の画像表示装置に応用すること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、視聴
者の視線の角度に応じコントラストとブライトネスを相
反する特性で調整する手段を設けたので、視聴者が簡単
な調整によって各視角における最良画面品位を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示用映像信号処理回
路を示すブロック図。

【図２】図１における調整ボリュームの操作によって変
化する映像信号波形を示す説明図。

【図３】図１における各視角に対応した電位差Ｖと液晶
透過率の関係，及びそのときの映像信号電圧の関係を示
す説明図。

【図４】ノーマリーホワイトの液晶パネルを説明する説
明図。

【図５】表示電極電圧と対向電極電圧との関係（電位差
Ｖ）の関係を示す説明図。

【図６】従来の液晶テレビジョン受像機を示すブロック
図。

【図７】図６の受像機におけるコントラスト調整による
映像信号波形の変化を示す説明図。

【図８】図６の受像機におけるブライトネス調整による
映像信号波形の変化を示す説明図。

【図９】車載用液晶テレビジョン受像機において、座席
がリクライニングすることによる視聴者の視角の変化を
示す説明図。

【図１０】視聴者の各視角に対応した電位差Ｖと液晶透
過率の関係，及び映像信号電圧の関係を示す説明図。

【符号の説明】

４…映像検波回路 ５…映像増幅回路 ６…ブライトネス調整回路 ７…コントラスト調整回路 １０…色信号再生回路 １１…同期分離回路 １３…調整ボリューム １４…制御信号発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号の黒レベルを変化させるブライト
   ネス調整回路と、 映像信号の振幅を変化させるコントラスト調整回路と、 これらの回路にて処理された映像信号を用いて、液晶パ
   ネルを駆動するための回路手段と、 前記液晶パネルの画面に対する、視聴者の視角に対応し
   た調整量に応じて、前記ブライトネス調整回路と前記コ
   ントラスト調整回路の２つの調整を相反する方向に連動
   して動作させるための制御信号を発生する制御信号発生
   手段とを具備したことを特徴とする液晶表示用映像信号
   処理回路。