(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のガンマカーブが得られるように入力映像信号の階調値を変換して出力するガンマ補正部を備えた表示装置であって、
前記所定のガンマカーブを表示する表示手段と、
該表示手段に表示したガンマカーブを変更する操作を受け付ける操作入力手段と、
前記ガンマカーブを調整するガンマ調整手段とを有し、
該ガンマ調整手段は、前記操作入力手段に対する操作入力に従って、前記ガンマカーブ上の調整範囲の最大入力階調値をとる最大点と、前記調整範囲の最小入力階調値をとる最小点と、前記最大点と最小点との間の入力階調値における調整点とを設定し、
前記操作入力手段に対する操作入力に従って前記調整点の出力階調値を変更することにより、前記ガンマカーブを調整することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記ガンマ調整手段は、前記最大点、前記最小点、及び前記調整点の入力階調値を、前記操作入力手段に対する操作入力に従って自在に設定可能としたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、前記ガンマ調整手段は、設定した前記最大点、前記最小点、及び前記調整点を曲線補間して前記ガンマカーブを再計算することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の表示装置において、前記調整点は、前記ガンマカーブ上で前記最大点と前記最小点との間に複数設定が可能であって、該複数設定されたそれぞれの前記調整点に対して前記出力階調値の変更を可能としたことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
所定のガンマカーブが得られるように入力映像信号の階調値を変換して出力するガンマ補正部を備えた表示装置における光学階調特性の調整方法であって、
前記所定のガンマカーブを表示するステップと、
前記ガンマカーブ上の調整範囲の最大入力階調値をとる最大点、及び前記調整範囲の最小入力階調値をとる最小点を設定するステップと、
前記最大点と最小点との間の入力階調値における調整点を設定するステップと、
前記調整点の出力階調値を変更することにより、前記ガンマカーブを調整するステップとを有することを特徴とする光学階調特性の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び光学階調特性の調整方法、より詳細には、表示装置で表示させる画像の光学的階調特性（ガンマ特性）をユーザ操作によって調整できるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶テレビなどの液晶パネルを表示手段として用いる表示装置では、画像をより自然に表示するため、あるいはユーザの好みに応じた品位で表示するために、入力されるデジタル画像データに対してガンマ補正を行うガンマ補正回路が設けられている。
このような表示装置に使用されるガンマ補正回路の一例においては、例えば使用される液晶パネル等のガンマ特性に応じて設定される適切な変換データが、ＲＯＭ等に設定されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）に予め記憶されている。そしてガンマ補正回路は、入力されるデジタル画像データの階調値に対応した変換データを上記ＬＵＴから読み出すことによりガンマ補正を行うようにしている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ガンマ補正を行うガンマ補正回路で用いられるガンマカーブを調整するための調整装置が開示されている。ここでは、ガンマカーブ上に複数の調整ポイントを設定し、隣り合う調整ポイントの入力階調値の差分がガンマカーブ上で異なるように設定することで、ガンマカーブを細かく調整する部分と、短時間で調整可能とする部分とを作成している。
【特許文献１】特開平８−５１５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、ＬＵＴを用いて入力映像信号の階調値を変換して出力する構成では、表示装置の製造時に予め所定の変換データを有するＬＵＴがＲＯＭなどの不揮発性メモリに設定され、そのＬＵＴに設定された変換データを用いてガンマ補正が行われるようになっている。つまり、ＬＵＴに記憶された変換データをソフトウェアが処理することで、液晶パネルなどの光学階調特性（ガンマ特性）が最適になるように設定している。
【０００５】
しかしながら、液晶パネルなどの表示手段には、そのハードウェアの特性に起因するばらつきがあり、ガンマ特性においても出力映像信号の階調のばらつきが生じる。例えば、ハードウェアのばらつきに起因して、出力映像信号の黒側（低階調側）の階調が沈んでしまい（つまり出力映像信号の階調値が相対的に低くなってしまい）、黒側の階調が表現できずにつぶれて見えてしまう不具合が生じる。
【０００６】
このような不具合の問題に対して、従来では、例えば異なる変換データを持つ複数のＬＵＴを予め用意しておき、任意のＬＵＴを選択して使用できるようにしていた。しかしながら、予め用意した複数のＬＵＴのなかから実際にガンマ調整に使用するＬＵＴを選択する構成であっても、限られた特性のＬＵＴから選択する必要があり、常に所望の品位の出力映像信号を得られないケースがあった。
【０００７】
例えば、上記のように出力映像信号における黒側の階調が沈んで黒がつぶれた映像になってしまうような場合、これを解決するためには、入力映像信号に対して出力映像信号の輝度の出力値を引き上げるようなＬＵＴを選択することになる。しかしながらこの場合、当初の出力映像信号において黒側の階調がつぶれているものの、例えば白側では映像出力信号が沈むことなく、白側の一定の階調領域で最大階調値のレベルとなっている場合（所謂、白当たり）、ＬＵＴを選択して全体の出力映像信号の輝度レベルを引き上げると、黒側では映像品位が改善されるものの、白側ではさらに白当たりが顕著になって白側の映像品位が悪化してしまう、という問題が生じ得る。
【０００８】
上記のような問題を解決するためには、黒側の出力映像信号の輝度レベルのみを引き上げるようにＬＵＴを用意しなければならない。このようにガンマ特性の一部分だけを変化させたい、というような要望に応えるためには数多くの複雑なパターンのＬＵＴを持つ必要が生じる。このためにはメモリの資源を多く必要とし、しかも多くのパターンのＬＵＴが存在することでユーザの混乱を招くという問題が生じる。
【０００９】
これに対して特許文献１の技術では、ガンマカーブ上の複数の調整点において出力階調値を増減可能とすることで、ユーザによるガンマカーブの調整を可能としている。しかしながら、特許文献１には調整点の位置や数をユーザが任意に設定することはできず、予め定められた調整点に従ってガンマカーブを調整する必要があるため、調整位置や調整範囲の設定の自由度が充分ではなく、常に所望のガンマカーブを設定できるとは限らない。
【００１０】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、任意の階調範囲においてガンマカーブを任意に変更できるようにすることで、自由な設定のガンマカーブによる映像表現を容易に実行できるようにした表示装置、及び光学階調特性の設定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、所定のガンマカーブが得られるように入力映像信号の階調値を変換して出力するガンマ補正部を備えた表示装置であって、所定のガンマカーブを表示する表示手段と、表示手段に表示したガンマカーブを変更する操作を受け付ける操作入力手段と、ガンマカーブを調整するガンマ調整手段とを有し、ガンマ調整手段は、操作入力手段に対する操作入力に従って、ガンマカーブ上の調整範囲の最大入力階調値をとる最大点と、調整範囲の最小入力階調値をとる最小点と、最大点と最小点との間の入力階調値における調整点とを設定し、操作入力手段に対する操作入力に従って調整点の出力階調値を変更することにより、ガンマカーブを調整することを特徴としたものである。
【００１２】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、ガンマ調整手段が、最大点、最小点、及び調整点の入力階調値を、操作入力手段に対する操作入力に従って自在に設定可能としたことを特徴としたものである。
【００１３】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、ガンマ調整手段が、設定した最大点、最小点、及び調整点を曲線補間してガンマカーブを再計算することを特徴としたものである。
【００１４】
第４の技術手段は、第２または３の技術手段において、調整点が、ガンマカーブ上で最大点と最小点との間に複数設定が可能であって、複数設定されたそれぞれの調整点に対して出力階調値の変更を可能としたことを特徴としたものである。
【００１５】
第５の技術手段は、所定のガンマカーブが得られるように入力映像信号の階調値を変換して出力するガンマ補正部を備えた表示装置における光学階調特性の調整方法であって、所定のガンマカーブを表示するステップと、ガンマカーブ上の調整範囲の最大入力階調値をとる最大点、及び調整範囲の最小入力階調値をとる最小点を設定するステップと、最大点と最小点との間の入力階調値における調整点を設定するステップと、調整点の出力階調値を変更することにより、ガンマカーブを調整するステップとを有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、任意の階調範囲においてガンマカーブを任意に変更できるようにすることで、自由な設定のガンマカーブによる映像表現を容易に実行できるようにした表示装置、及び光学階調特性の設定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る表示装置の一実施形態の構成例を説明するためのブロック図で、本発明の表示装置を液晶テレビに適用した例を示すものである。
表示装置１のＡＶセレクタ１３には、アンテナ１０で受信してチューナ部１１で選局され復調された放送映像信号や、外部機器等から外部入力端子１２に外部入力信号が入力され、ＡＶセレクタ１３によってその出力信号が選択される。
分離部１４では、ＡＶセレクタ１３から出力された信号を映像信号、データ信号、音声信号等に分離する。デコーダ部１５では、分離された信号に対してデコード処理を行う。データ信号には、ＥＰＧ（電子番組表）の番組情報や、ＯＳＤ（on screen display）表示用のコード信号などが含まれる。
【００１８】
デコーダ部１５でデコード処理された音声信号は、音声処理部１６で音声処理され、スピーカ１７から音声出力される。
またデコーダ部１５でデコード処理された映像信号やデータ信号は、ビデオプロセッサ１８に入力する。ビデオプロセッサ１８は、映像信号処理部１８１とガンマ補正部１８２とを有している。映像信号処理部１８１は、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換処理）、ＹＣ分離処理、ＩＰ変換処理、マトリクス変換処理、あるいはその他映像処理を適宜必要に応じて実行し、ＲＧＢ信号を出力する。
【００１９】
ガンマ補正部１８２は、映像信号処理部１８１から出力された映像のＲＧＢ信号を入力し、ガンマ調整処理を実行する。また不揮発性メモリ１９には、ガンマ補正を行うための変換データを有するＬＵＴが記憶保持されている。不揮発性メモリ１９に保持されているＬＵＴの変換データは、ビデオプロセッサ１８のガンマ補正部１８２におけるガンマ補正処理、つまり所定のガンマカーブが得られるように入力映像信号の階調値を変換して出力する処理に用いられる。
【００２０】
また表示装置１では、ユーザ操作によって上記のガンマカーブを変更できる機能を備えている。ここではユーザは、表示装置１の液晶モジュール２０に表示された調整ＵＩ（ユーザインタフェース）を確認しながら、図示しないリモコンなどの操作入力手段を使用してＬＵＴのガンマカーブを任意に変更して調整を行うことができる。ガンマカーブが変更されると、そのガンマカーブを得るための新たな変換データがＬＵＴに記憶され、ガンマ補正部１８２では、その新たな変換データを用いて入力映像信号の階調値の変換処理を行う。またＬＵＴに記憶した変換データに基づくガンマカーブを更に呼び出して、ガンマカーブに調整を加えることもできる。さらに当初のＬＵＴの変換データを保持しておき、所定のユーザ操作（例えばリセットボタンの操作等）に応じて当初のＬＵＴの変換データに戻すことができるようにする。ガンマカーブの具体的な調整方法については後述する。
【００２１】
表示装置１は、表示手段として液晶モジュール２０を備えている。液晶モジュール２０は、液晶パネルによる表示デバイスとバックライトとを備えている。液晶パネルは、ガンマ補正部１８２から出力された映像信号に従って液晶を駆動することにより映像を表示する。またバックライトは駆動回路と発光体とを備え、駆動回路によって発光体を駆動する。発光体としては、一般的な蛍光管（ＣＣＦＬ）やＬＥＤ、あるいは蛍光管とＬＥＤを併用したハイブリッドタイプのものが適用される。
【００２２】
上記の構成において、表示したガンマカーブを変更する操作を受け付ける操作入力手段は、図示しないリモコンや表示装置に設けられた操作入力ボタンと、それらの操作入力により生成された操作信号を認識して処理を行う図示しないマイコンなどにより実現される。またガンマカーブを変更する操作入力に従ってガンマカーブを計算するガンマ調整部も図示しないマイコンなどの制御部により実現される。
【００２３】
図２は、本発明に係る表示装置により実行可能なガンマカーブの調整例について説明するための図である。ユーザがガンマカーブを調整する場合、不揮発性メモリ１９に記憶保持されているＬＵＴの変換データに基づくガンマカーブを液晶モジュールに表示させ、リモコン等の操作入力手段を使用して任意にそのガンマカーブの調整を行うことができる。そして調整されたガンマカーブに応じた変換データをＬＵＴに記憶させる。
【００２４】
ここではまずユーザは、リモコン等の操作入力手段を使用して、所定の調整ＵＩ（ユーザインタフェース）画面を呼び出し、図２に示すような調整用のガンマカーブを表示させる。ガンマカーブの呼び出しや調整、及び調整後の記憶等を行う操作入力手段としてリモコンを使用する場合、例えばリモコンに備えられた十字キーや決定キーによるポインタの移動や決定操作を用いる。
【００２５】
ここでユーザは、表示されているガンマカーブ上の任意の最小点（Ｍｉｎ）１０１と最大点（Ｍａｘ）１０２とを設定する。この最小点１０１と最大点１０２は、ガンマカーブを調整する範囲を定めるもので、最小点１０１は調整範囲の最小入力階調値をとり、最大点１０２は調整範囲の最大入力階調値をとる。これにより、ユーザが調整したい入力階調範囲を任意に設定することができる。
そして任意の最小点１０１と最大点１０２とを設定した後、ユーザは、最小点１０１から最大点１０２までの調整範囲内におけるガンマカーブ上の任意の調整点１０３を設定する。調整点１０３は、その入力階調値に対する出力階調値を変更するための点として設定するものである。本実施形態では、これら最小点１０１，調整点１０３，及び最大点１０２を設定するときの入力階調値をユーザ操作に応じて自在に設定が可能である。
【００２６】
そしてユーザは、リモコン等の操作入力手段を用いて調整点１０３の出力階調値を上下させて、任意のガンマカーブを生成する。例えば調整点１０３の出力階調値を上げて調整点１０３´を設定する。あるいは同様に調整点１０３の出力階調値を下げて調整点１０３´´を設定することができる。そしてこのときに、表示装置１では、ユーザ操作に応じて調整点１０３の出力階調値を上下させるとともに、最小点１０１、調整点１０３（１０３´，１０３´´）、最大点１０２の３点を曲線補間して滑らかなカーブを生成する。３点の曲線補間に用いる補間理論については、特定の補間理論に限定されることなく、公知の補間理論を適宜適用することができる。
【００２７】
生成したガンマカーブに組み込まれて表示され、かつ不揮発性メモリ１９のＬＵＴにそのガンマカーブに応じた変換データが記憶される。そして記憶した変換データを用いて入力映像信号の階調を変換して出力し、表示画面に反映させる。
この場合、例えば受信した放送番組の映像や、外部機器から入力させた映像を表示装置で表示しているときに、調整ＵＩの画面をＯＳＤによって表示させ、ガンマカーブの調整結果をその表示画面に反映させるようにする。これによりユーザは、視聴中の映像によってガンマカーブの調整結果を確認することができる。
【００２８】
図３は、本発明に係る表示装置により実行可能なガンマカーブの他の調整例について説明するための図である。上記図２の調整例では、ユーザ操作に応じて１点の調整点１０３を設定し、その調整点１０３の出力階調値を上下させてガンマカーブを調整していた。これに対して本例では、調整点１０３を複数設定し、各調整点１０３についてそれぞれ出力階調値を上下させてユーザ任意のガンマカーブを生成できるようにする。
【００２９】
例えば図３の例では、任意の最小点１０１と最大点１０２との間の調整範囲内に任意の２つの調整点１０３を設定してガンマカーブを調整している。ここでは図２の例と同様に、ユーザはまず調整範囲を定める最小点（Ｍｉｎ）１０１及び最大点（Ｍａｘ）１０２を設定し、その後調整範囲内で２つの調整点１０３を設定する。そして各調整点１０３において、出力階調値を上下させて任意の出力階調値に設定する。これに対して表示装置１では、最小点１０１、最大点１０２、及び２つの調整点１０３（１０３´，１０３´´）を曲線補間し、得られたガンマカーブを表示画面に反映させてユーザに確認させる。
なお本例では、調整点１０３を２点設定してガンマカーブの調整を行っているが、さらに３点以上の調整点を設定できるようにしてもよい。
【００３０】
図４は、ガンマカーブを調整するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。表示装置１では、ユーザによるメニュー選択に応じて、図４に示すような映像調整用の設定画面１００をユーザインタフェース画面として表示させることができる。
ここで設定画面１００に表示されている選択項目１１０の中から、ユーザの操作によって“ガンマ調整”１１１が選択されると、任意点選択画面１２０が表示される。任意点選択画面１２０には、調整範囲（最小点、最大点）の移動、調整点の追加及び移動を選択する項目を含む調整点選択メニュー１２１と、現在使用されているガンマカーブ１２２とが表示される。
【００３１】
そしてユーザは、リモコンなどの操作入力手段を使用して、調整点の設定処理を行う。例えば“調整範囲Ｍｉｎ点移動”１３１を選択すると、ガンマカーブ１２２上の最小点（Ｍｉｎ）１０１の移動調整が可能となる。ユーザはリモコンの十字キーなどを操作することで最小点１０１の位置をガンマカーブ上の任意の位置に移動させることができる。
同様にユーザが“調整範囲Ｍａｘ点移動”１３２を選択すると、最大点（Ｍａｘ）１０２をガンマカーブ１２２上の任意の位置に移動させることができる。
【００３２】
さらに“新規調整点追加”１３３を選択した場合には、現在設定されている調整点１０３に加えてさらに新たな調整点を追加することができる。図４の例では、調整点１０３は１つ設定されているが、“新規調整点追加”１３３を選ぶことによりさらに調整点を１つ追加することができる。同じ操作を繰り返せば、さらに複数の調整点の追加も可能となる。
また“調整点移動”１３４を選択することにより、現在設定されている調整点１０３のガンマカーブ上の位置を移動させることができる。調整点１０３が複数設定されている場合には、それぞれの調整点１０３についてそのガンマカーブ上の位置を移動させることができる。
【００３３】
“選択完了”１３４を選択すると、調整範囲と調整点の設定が終了し、後述する図５の調整画面に移行する。また“リセット”１３６を選択することにより、ユーザにより変更されたガンマカーブの変換データをリセットし、表示装置１が初期値として保持しているガンマカーブの変換データに戻す処理を行うことができる。
【００３４】
図５は、ガンマカーブを調整するためのユーザインタフェース画面の他の例を示す図である。図４の画面において調整点の選択が完了すると、図５に示すような調整画面１４０が表示される。調整画面１４０では、調整点の出力階調値を調整する項目を含む調整メニュー１５１が表示され、ガンマカーブ１２２も同時に表示される。ここでユーザは、“調整”１６１を選択することにより、ガンマカーブ１２２上に設定されている調整点１０３の出力階調値を上下方向に任意に移動させることができる。
【００３５】
そして表示装置１では、ユーザによる調整点１０３の調整に応じて、最小点（Ｍｉｎ）１０１、調整点１０３、及び最大点（Ｍａｘ）１０２を曲線補間し、得られたガンマカーブを表示する。そしてユーザが“調整完了”１６２を選択すると、表示装置１では調整後のガンマカーブに応じた変換データをＬＵＴに保存し、以後の映像調整にそのＬＵＴの変換データを用いる。ここでは、上述したように設定画面１００と調整画面１４０を通常表示画面に対してＯＳＤ表示し、調整後のガンマカーブを反映させて表示を行うことで、ユーザは調整結果を画面上で確認することができる。
【００３６】
図６は、本発明に係る光学階調特性の調整方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。ここでは図１の表示装置１を例としてその処理例を説明する。まず表示装置１では、ユーザ操作によってガンマ調整が選択された場合（ステップＳ１−ＹＥＳ）、上記図４に示したような任意点調整画面を表示する（ステップＳ２）。
そして任意点調整画面に対してユーザによる任意点（最大点、最小点、調整点）を選択する作業が終了すると（ステップＳ３−ＹＥＳ）、図５に示すような調整画面を表示する（ステップＳ４）。調整画面では調整用のガンマカーブを表示させる。
【００３７】
ここで調整画面に対して任意の調整点の出力階調値が変更されると（ステップＳ５−ＹＥＳ）、表示装置１では、任意点間の曲線補間の計算を行う（ステップＳ６）。ここでは設定された最小点、最大点、及び調整点について曲線補間を行ってガンマカーブを再計算する。そしてユーザ操作により任意点調整の作業終了が指示されると（ステップＳ７−ＹＥＳ）処理を終了し、調整したガンマカーブに応じた変換データを階調値の変換に用いる変換データとして不揮発性メモリに記憶させる。任意点調整の作業が終了していない場合、及び上記ステップＳ５で調整点の変更が行われていない場合には、ステップＳ４の調整画面表示を維持する。
【００３８】
上記のような処理により、ユーザは、予め設定されているガンマカーブをさらに任意に調整することができる。ここではユーザ任意の階調範囲について、ユーザ任意の調整点の出力階調値を設定することができ、ユーザ所望のガンマカーブを容易に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施形態の構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明に係る表示装置により実行可能なガンマカーブの調整例について説明するための図である。
【図３】本発明に係る表示装置により実行可能なガンマカーブの他の調整例について説明するための図である。
【図４】ガンマカーブを調整するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図５】ガンマカーブを調整するためのユーザインタフェース画面の他の例を示す図である。
【図６】本発明に係る光学階調特性の調整方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１…表示装置、１０…アンテナ、１１…チューナ部、１２…外部入力端子、１３…ＡＶセレクタ、１４…分離部、１５…デコーダ部、１６…音声処理部、１７…スピーカ、１８…ビデオプロセッサ、１９…不揮発性メモリ、２０…液晶モジュール、１００…設定画面、１０１…最小点、１０２…最大点、１０３…調整点、１１０…選択項目、１２０…任意点選択画面、１２１…調整点選択メニュー、１２２…ガンマカーブ、１４０…調整画面、１５１…調整メニュー、１８１…映像信号処理部、１８２…ガンマ補正部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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