(57)【要約】【課題】ガンマ補正後の階調レベルに対する輝度が赤色、緑色、青色でズレることを抑制する。【解決手段】赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで６４段階で表す階調データを階調電圧に変換する際に、階調電圧生成用の基準電圧を分圧するラダー抵抗部２１における黒レベルに相当する部分の抵抗値を各色に応じて切り換える。具体的には、ＶＩＮ０ラインとＶＩＮ１ラインとの間に赤、緑、青の各色に対応した抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換え可能に並列接続し、階調データの色が赤のときは抵抗ＲＲに切り換え、緑のときは抵抗ＲＧに切り換え、青のときは抵抗ＲＢに切り換える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで一定数の段階で表す階調データを階調電圧に変換するために用いられる基準電圧を分圧するラダー抵抗と、
階調データの色に応じて前記ラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を切り換える切換手段と、
を有することを特徴とするガンマ補正回路。
【請求項２】
前記ラダー抵抗は、黒レベルに相当する部分に赤、緑、青の各色に対応した３つの抵抗を備え、
前記切換手段は、階調データの色に応じて当該３つの抵抗を切り換えることを特徴とする請求項１記載のガンマ補正回路。
【請求項３】
階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整するために前記ラダー抵抗に設けられた可変抵抗と、
当該可変抵抗の値が設定される傾き調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のガンマ補正回路。
【請求項４】
階調電圧の振幅を調整するために前記ラダー抵抗に設けられた可変抵抗と、
当該可変抵抗の値が設定される振幅調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガンマ補正回路。
【請求項５】
階調電圧の大きさを調整するためにラダー抵抗から出力される分圧電圧を選択するセレクタと、
前記セレクタによる選択が設定される微調整レジスタと、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガンマ補正回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置における赤、緑、青の輝度を補正するガンマ補正回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
景色や人物等の被写体自体が有する輝度の対数値を横軸に、液晶表示装置で表示された再生画像の輝度の対数値を縦軸にとって再生特性を表現したときの再生特性曲線の傾斜角をθとした場合、ｔａｎθをガンマという。被写体の輝度が忠実に表示される場合は、再生特性曲線は、傾斜角θが４５°の直線となり、ｔａｎ４５°＝１であるから、ガンマは１となる。すなわち、被写体の輝度を忠実に表示する場合には、ガンマを１に補正する必要がある。このようなガンマ補正の技術としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【特許文献１】特開２００１−１３４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の全てについて同じガンマ補正を行っていたため、各色を黒レベルから白レベルまで一定の階調数で表現したときの輝度が、赤色、青色、青色でズレていた。特に青色のガンマ補正後の輝度は、他の色のものと比べると全体的に白レベル側へズレていた。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガンマ補正後の階調レベルに対する輝度が赤色、緑色、青色でズレることを抑制し得るガンマ補正回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るガンマ補正回路は、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで一定数の段階で表す階調データを階調電圧に変換するために用いられる基準電圧を分圧するラダー抵抗と、階調データの色に応じて前記ラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を切り換える切換手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明にあっては、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで一定数の段階で表す階調データを階調電圧に変換する際に、階調電圧生成用の基準電圧を分圧するラダー抵抗における黒レベルに相当する部分の抵抗値を各色に応じて切り換えるようにしたことで、ガンマ補正が各色毎に適切に行われ、特に青色については輝度が全体的に黒レベル側にシフトさせる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のガンマ補正回路によれば、階調レベルに対する輝度が赤、緑、青でズレることを抑制することができる。特に、黒レベルに相当する部分の抵抗値を最適に設定した場合には、赤、緑、青の輝度をほぼ一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、一実施の形態におけるガンマ補正回路について図面を用いて説明する。
【０００９】
図１は、本ガンマ補正回路１を適用した液晶表示装置の構成を示すブロック図である。同図の液晶表示装置は、ガンマ補正回路１と、メモリ２と、階調制御回路３と、液晶表示回路４と、制御回路５を備えた構成である。
【００１０】
ガンマ補正回路１は、階調アンプ１１と階調調整レジスタ１２を備えており、階調調整レジスタ１２に設定された値に基づいて基準電圧を６４段階に分圧した電圧を階調制御回路３に出力する。このガンマ補正回路１の詳細については後述する。
【００１１】
メモリ２は、262,144色のカラー表示を行うために、一表示データ当り光の３原色である赤色、緑色、青色のそれぞれの階調データについて６bitのデジタルデータを格納する。３色の合計は１８bitである。すなわち、同図に示すように、赤色の階調データについてはＲ０〜Ｒ５の６bit、緑色の階調データについてはＧ０〜Ｇ５の６bit、青色の階調データについてはＢ０〜Ｂ５の６bitを格納するようになっている。このように各階調データは６bitであり、その階調は６４（＝２６）段階に分かれている。
【００１２】
階調制御回路３は、メモリ２から読み出された６４段階の階調データを、ガンマ補正回路１から出力された６４段階の電圧に１対１で対応させ、階調データをその階調に応じた階調電圧に変換して液晶表示回路４へ出力する。階調データは６４段階に分かれているので、階調電圧も６４段階に分かれることになる。
【００１３】
液晶表示回路４は、複数の信号線と複数の走査線とが交差するように配線され、各信号線を駆動する信号線駆動回路、各走査線を駆動する走査線駆動回路、信号線と走査線の各交差部に設けられた画素を備える。階調電圧は、この信号線駆動回路に入力され、信号線を通じて各画素へ送られる。各画素では、走査線を通じて送られてくる走査信号によってオンオフが制御されるスイッチング素子と画素電極を備え、スイッチング素子がオンになったときに信号線を通じて送られてきた階調電圧が画素電極に書き込まれるようになっている。制御回路５は、ガンマ補正回路１、メモリ２等の動作を制御するための各種の制御信号を出力する。
【００１４】
図２の回路図に示すように、ガンマ補正回路１の階調アンプ１１は、ラダー抵抗部２１、セレクタ２５ａ〜２５ｆ、アンプ部２６を備えた構成であり、階調調整レジスタ１２は、傾き調整レジスタ２２、微調整レジスタ２３、振幅調整レジスタ２４を備えた構成である。
【００１５】
ラダー抵抗部２１には、上限電圧ＶＤＨ、下限電圧ＶＧＳによって基準電圧が供給される。ラダー抵抗部２１は、この基準電圧を複数の電圧に分圧するとともにガンマ補正を行うための複数の抵抗を備える。具体的には、可変抵抗ＶＲ０、抵抗ＰＫＨ、可変抵抗ＶＲＨ、抵抗ＰＫＭ、可変抵抗ＶＲＬ、抵抗ＰＫＬ、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１がこの順で直列に接続され、さらに可変抵抗ＶＲ０と抵抗ＰＫＨの間に抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢがスイッチＳＷ１によって切り換え可能に並列に接続される。
【００１６】
可変抵抗ＶＲ０とＶＲ１は、階調電圧の振幅調整のためのものである。抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢの切り換え制御は、制御回路５によって行われる。抵抗ＲＲは、赤色のガンマ補正のときに使用され、抵抗ＲＧは緑色のガンマ補正のときに使用され、ＲＢは青色のガンマ補正のときに使用される。抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢの抵抗値については、それぞれの色のガンマ補正に適した値に予め設定しておくものとする。
【００１７】
抵抗ＰＫＨ、ＰＫＭ、ＰＫＬは、階調データに対する階調電圧の大きさを微調整するためのものである。可変抵抗ＶＲＨ、ＶＲＬは、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整するためのものである。
【００１８】
傾き調整レジスタ２２は、可変抵抗ＶＲＨ、ＶＲＬの抵抗値を定めるための値をそれぞれ３bit分格納する。また、階調データが正極性用と負極性用の場合のレジスタをそれぞれ備え、極性に応じた独立設定が可能となっている。図３の一覧表に示すように、可変抵抗ＶＲＨの抵抗値を定める信号名は正極性用がＰＲＰ０、負極性用がＰＲＮ０であり、可変抵抗ＶＲＬの抵抗値を定める信号名は正極性用がＰＲＰ１、負極性用がＰＲＮ１である。この傾き調整レジスタ２２の値を設定することにより、図４に示すように、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整することが可能となる。
【００１９】
振幅調整レジスタ２４は、可変抵抗ＶＲ０、ＶＲ１の抵抗値を定めるための値をそれぞれ３bit分格納する。図３の一覧表に示すように、可変抵抗ＶＲ０の抵抗値を定める信号名は正極性用がＶＲＰ０、負極性用がＶＲＮ０であり、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を定める信号名は正極性用がＶＲＰ１、負極性用がＶＲＮ１である。この振幅調整レジスタ２４の値を設定することにより、図５に示すように、階調電圧の振幅を調整することが可能となる。
【００２０】
微調整レジスタ２３は、８入力１出力型のセレクタ２５ａ乃至２５ｆを制御する値をそれぞれ３bit分格納する。セレクタ２５ａは、その８個の入力端子が抵抗ＰＫＨに接続されており、微調整レジスタ２３の設定値に基づいて抵抗ＰＫＨにおける８個分の分圧電圧のうちの１つを選択する。セレクタ２５ｂ乃至２５ｅは、それぞれの入力端子が抵抗ＰＫＭに順次接続されており、それぞれが微調整レジスタ２３の設定値に基づいて抵抗ＰＫＭにおける８個分の分圧電圧のうちの１つを選択する。セレクタ２５ｆは、その８個の入力端子が抵抗ＰＫＬに接続されており、微調整レジスタ２３の設定値に基づいて抵抗ＰＫＬにおける８個分の分圧電圧のうちの１つを選択する。図３の一覧表に示すように、セレクタ２５ａによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ０、負極性用がＰＫＮ０である。セレクタ２５ｂによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ１、負極性用がＰＫＮ１であり、セレクタ２５ｃによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ２、負極性用がＰＫＮ２である。セレクタ２５ｄによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ３、負極性用がＰＫＮ３であり、セレクタ２５ｅによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ４、負極性用がＰＫＮ４であり、セレクタ２５ｆによる選択を設定する信号名は正極性用がＰＫＰ５、負極性用がＰＫＮ５である。この微調整レジスタ２３の値を設定することにより、図６に示すように、階調データに対する階調電圧の大きさを微調整することが可能となる。
【００２１】
図２では、可変抵抗ＶＲ０の出力段の電圧をＶＩＮ０、セレクタ２５ａの出力電圧をＶＩＮ１、セレクタ２５ｂの出力電圧をＶＩＮ２、セレクタ２５ｃの出力電圧をＶＩＮ３、セレクタ２５ｄの出力電圧をＶＩＮ４、セレクタ２５ｅの出力電圧をＶＩＮ５、セレクタ２５ｆの出力電圧をＶＩＮ６、可変抵抗ＶＲ１の入力段の電圧をＶＩＮ７としている。すなわち、各セレクタ２５ａ乃至２５ｆは、これらＶＩＮ１乃至ＶＩＮ６における電圧を選択するものである。
【００２２】
アンプ部２６は、ＶＩＮ０乃至ＶＩＮ７の各電圧を増幅して出力する。ＶＩＮ０は、ガンマ補正回路１の６４段階ある出力電圧Ｖ０乃至Ｖ６３のＶ０に対応し、ＶＩＮ１はＶ１に対応し、ＶＩＮ２はＶ８に対応する。Ｖ１ラインとＶ８ラインとの間には抵抗が接続されており、この抵抗により６段階に分圧された電圧がガンマ補正回路１の出力電圧Ｖ２乃至Ｖ７として出力される。同様に、ＶＩＮ３はＶ２０に対応し、Ｖ８ラインとＶ２０ラインとの間に接続された抵抗によって１１段階に分圧された電圧がガンマ補正回路１の出力電圧Ｖ９乃至Ｖ１９として出力される。ＶＩＮ４はＶ４３に対応し、Ｖ２０ラインとＶ４３ラインとの間に接続された抵抗によって２２段階に分圧された電圧がガンマ補正回路１の出力電圧Ｖ２１乃至Ｖ４２として出力される。ＶＩＮ５はＶ５５に対応し、Ｖ４３ラインとＶ５５ラインとの間に接続された抵抗によって１１段階に分圧された電圧がガンマ補正回路１の出力電圧Ｖ４４乃至Ｖ５４として出力される。ＶＩＮ６はＶ６２に対応し、Ｖ５５ラインとＶ６２ラインとの間に接続された抵抗によって６段階に分圧された電圧がガンマ補正回路１の出力電圧Ｖ５６乃至Ｖ６１として出力される。ＶＩＮ７はＶ６３に対応する。このようにしてガンマ補正回路１はＶ０乃至Ｖ６３の電圧を出力する。
【００２３】
電圧Ｖ０は最も輝度が暗い黒レベル、電圧Ｖ６３は最も輝度が明るい白レベルに対応しており、赤、緑、青の色によって切り換わる抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢは、黒レベルに対応する部分のＶＩＮ０ラインとＶＩＮ１ラインとの間に接続された構成となっている。
【００２４】
次に、比較例のガンマ補正回路について説明する。図７に示すように、比較例のガンマ補正回路は、図２に示したスイッチＳＷ１により切換可能な抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢに代えて、抵抗Ｒ０を可変抵抗ＶＲ０と抵抗ＰＫＨとの間に接続した構成である。その他、図２と同一物には同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【００２５】
このような構成により、比較例のガンマ補正回路は、階調データの色によって抵抗Ｒ０を切り換えることなく、各色で同じガンマ補正を行うようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態のガンマ補正回路１と比較例のガンマ補正回路とでのガンマ補正の違いについて説明する。図８は、ガンマ補正前における階調レベルと輝度との関係を示すグラフである。白（Ｗ）の輝度特性に対して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の輝度特性は大幅にズレている。
【００２７】
本ガンマ補正回路１により、抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを適切な抵抗値に予め設定しておき、赤、緑、青の各色に応じて抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換えてガンマ補正をした場合は、図９に示すように、赤、緑、青の各色の輝度特性が白色の輝度特性に一致したグラフが得られる。なお、図９のグラフの縦軸は、階調レベルが６３のときに輝度が１００となるように規格化した規格化輝度である。図９のグラフでは、階調レベルが０のときは輝度が最も低い黒レベルであり、階調レベルが６３のときは輝度が最も高い白レベルである。
【００２８】
これに対して、比較例のガンマ補正回路により、赤、緑、青の各色で抵抗Ｒ０を切り換えることなく同じガンマ補正をした場合には、図１０に示すように、赤、緑、青の輝度特性が白の輝度特性に近づきはするものの、完全一致には至っていない。特に、青色については、黒レベルにおけるズレが大きくなっている。
【００２９】
本ガンマ補正回路１は、黒レベルに相当する部分に抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを並列接続し、赤色のガンマ補正のときには抵抗ＲＲへ切り換え、緑色のガンマ補正のときには抵抗ＲＧへ切り換え、青色のガンマ補正のときには抵抗ＲＢに切り換えることで、黒レベルにおけるガンマ補正が適切に行われるようになっている。
【００３０】
したがって、本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色について黒レベルから白レベルまで６４段階で表す階調データを階調電圧に変換する際に、階調電圧生成用の基準電圧を分圧するラダー抵抗部２１における黒レベルに相当する部分の抵抗値を各色に応じて切り換えるようにしたことで、ガンマ補正が各色毎に適切に行われ、特に青色については輝度が黒レベル側にシフトし、階調レベルに対する輝度の赤、緑、青でのズレを抑制することができる。特に、黒レベルに相当する部分の抵抗値を最適に設定した場合には、赤、緑、青の各色についての輝度をほぼ一致させることができる。
【００３１】
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部２１の黒レベルに相当する部分に赤、緑、青の各色に対応した３つの抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換え可能に並列接続し、階調データの色に応じてこれらの抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換えるようにしたことで、簡易な構成で色に応じた抵抗値の切り換えを行うことができる。なお、３つの抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換え可能に設けることの他、可変抵抗を用いることとして色に応じてその抵抗値が切り換わるようにしてもよい。
【００３２】
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部２１の中央の抵抗ＰＫＭの両端部に可変抵抗ＶＲＨおよびＶＲＬを設けるとともに、これらの可変抵抗ＶＲＨ、ＶＲＬの抵抗値を設定するための傾き調整レジスタ２２を設け、傾き調整レジスタ２２に設定された値に応じて可変抵抗ＶＲＨ、ＶＲＬの抵抗値を調整するようにしたことで、階調データに対する階調電圧の特性を示す特性曲線の傾きを調整することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部２１の両最端部に可変抵抗ＶＲ０、ＶＲ１を設けるとともに、これらの可変抵抗ＶＲ０、ＶＲ１の抵抗値を設定するための振幅調整レジスタ２４を設け、振幅調整レジスタ２４に設定された値に応じて可変抵抗ＶＲ０、ＶＲ１の抵抗値を調整するようにしたことで、階調電圧の振幅を調整することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、ラダー抵抗部２１の中央部の抵抗ＰＫＨ、ＰＫＭ、ＰＫＬにセレクタ２５ａ乃至２５ｆを接続するとともに、セレクタ２５ａ乃至２５ｆによる選択を設定する微調整レジスタ２３を設け、微調整レジスタ２３に設定された値に応じてセレクタ２５ａ乃至２５ｆがラダー抵抗部２１から出力される分圧電圧を選択するようにしたことで、階調データに対する階調電圧の大きさを調整することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、ラダー抵抗部２１の内部で３つの抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢを切り換えるようにしたが、赤、青、緑の各色に応じて抵抗比を定めた３つのラダー抵抗部を設け、各色に応じてこれらのラダー抵抗部を切り換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施の形態におけるガンマ補正回路を備えた液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すガンマ補正回路の構成を示す回路図である。
【図３】階調データに対する階調電圧の特性においてその傾きを調整する様子を示すグラフである。
【図４】階調データに対する階調電圧の特性において階調電圧の振幅を調整する様子を示すグラフである。
【図５】階調データに対する階調電圧の特性において階調電圧の大きさを微調整する様子を示すグラフである。
【図６】図２に示す各レジスタについての信号名と設定内容の一覧を示す表である。
【図７】比較例のガンマ補正回路の構成を示す回路図である。
【図８】ガンマ補正前における階調レベルと輝度との関係を示すグラフである。
【図９】実施例のガンマ補正回路によりガンマ補正をした後の階調レベルと輝度との関係を示すグラフである。
【図１０】比較例のガンマ補正回路によりガンマ補正をした後の階調レベルと輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１…ガンマ補正回路
２…メモリ
３…階調制御回路
４…液晶表示回路
５…制御回路
１１…階調アンプ
１２…階調調整レジスタ
２１…ラダー抵抗部
２２…傾き調整レジスタ
２３…微調整レジスタ
２４…振幅調整レジスタ
２５ａ〜２５ｆ…セレクタ
２６…アンプ部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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