JPH1138936A

JPH1138936A - 表示装置

Info

Publication number: JPH1138936A
Application number: JP19108997A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shinohara; 尋史篠原; Toshio Oonawa; 登史男大縄; Takeshi Terasawa; 毅寺沢; Masaru Nishimura; 優西村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の表示装置の階調対透過率特性は、階調
電圧設定回路の出力電圧や液晶材料の特性により一意に
決定され、ユーザが変更したり、バラツキ補償のための
調整を工場で実施することができなかった。【解決手段】列駆動回路２から供給される階調信号に
応じた輝度を発生する行列配置された画素回路１を有
し、外部から入力される第一の画像データの階調を変更
可能な変換特性により変換して第二の画像データとする
階調変換回路６を備え、列駆動回路２は、この階調変換
回路６によって変換された第二の画像データを用いて画
素回路１に階調信号を供給するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタル化され
た映像・画像データを表示する液晶やプラズマディスプ
レイパネル等の表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の６４階調カラー液晶表示
装置の構成を示すブロック図である。図において、１は
行列配置された画素回路、２、３は画素回路１を駆動す
る列駆動回路、行駆動回路である。４は外部から入力さ
れる信号を受けて、列駆動回路２、行駆動回路３へ信号
を供給するタイミングコントローラ、５は各階調の電圧
を発生して列駆動回路２へ供給する階調電圧設定回路で
ある。図７は、従来の階調対輝度特性を示すグラフであ
る。

【０００３】つぎに動作について説明する。映像・画像
信号は、ＲＧＢ３原色の各６ビットのデジタル画像デー
タＲｉ＜５：０＞、Ｇｉ＜５：０＞、Ｂｉ＜５：０＞に
符号化されており、クロック信号ＣＬＫｉ、各種同期信
号ＳＮＫｉとともにタイミングコントローラ４に入力さ
れる。タイミングコントローラ４は、これらの信号をも
とに列駆動回路２、行駆動回路３用のクロック信号ＣＬ
Ｋｏ、各種同期信号ＳＮＫｏを発生し出力するととも
に、それに同期してデジタル画像データＲｏ＜５：０
＞、Ｇｏ＜５：０＞、Ｂｏ＜５：０＞を出力する。

【０００４】列駆動回路２、行駆動回路３は、タイミン
グコントローラ４のこれら出力に応じて、行列配置され
た画素回路１を１行ずつ駆動する。ここで列駆動電圧
は、デジタル画像データＲｏ＜５：０＞、Ｇｏ＜５：０
＞、Ｂｏ＜５：０＞を列駆動回路２におけるＤＡ変換回
路でデジタル／アナログ変換したもので、各階調の電圧
は、０階調と６３階調を含む代表的階調については階調
電圧設定回路５で発生され、その他の階調については列
駆動回路２内部で代表的階調の電圧を補間して発生され
る。階調電圧設定回路５は、プリント基板上に形成さ
れ、プリント基板上に実装される部品の抵抗値などを変
更することにより、代表的階調の階調電圧は変更が可能
である。但し、この場合はハードウェアの変更となり、
手間がかかる。画素回路１は、列駆動電圧と参照電圧と
の電位差を液晶に印可し、液晶の配向方向を変化させる
ことにより、画素回路１の開口部を通過する光の透過率
を変化させる。したがって、透過率と比例関係にある輝
度が変化する。階調対輝度特性の一例を図７に示す。ま
た、この階調対輝度特性に関連して、例えば特開平４−
３２０２９６号公報に、液晶の電圧−透過率特性の非直
線性を修正するための補正回路が示されているが、階調
対輝度特性を調整するためのものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６のような従来のカ
ラー液晶表示装置では、デジタル画像データＲｏ＜５：
０＞、Ｇｏ＜５：０＞、Ｂｏ＜５：０＞は、タイミング
コントローラ４でタイミング調整されただけで、内容は
入力デジタル画像データＲｉ＜５：０＞、Ｇｉ＜５：０
＞、Ｂｉ＜５：０＞から何ら変更されていない。このた
め階調対透過率特性は、階調電圧設定回路５の出力電圧
や液晶材料の特性により一意に決定され、これをユーザ
が変更したり、バラツキ補償のための調整を工場で実施
することはできなかった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、階調対輝度特性の調整を可能に
することにより、ユーザの利便性を高め、光学特性のバ
ラツキの小さい表示装置を得ることを第一の目的として
いる。また、ホワイトバランスの調整を可能にした表示
装置を得ることを第二の目的にしている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる表示装
置においては、行列配置された画素回路を有し、階調信
号に応じた輝度を発生する表示部、第一のデジタル画像
信号の階調を変更可能な変換特性により変換して第二の
デジタル画像信号とする階調変換回路、この階調変換回
路によって変換された第二のデジタル画像信号を用いて
表示部に階調信号を供給する駆動回路を備えたものであ
る。また、行列配置された画素回路を有し、階調信号に
応じた輝度を発生する表示部、複数の階調基準電圧を発
生する階調電圧設定回路、第一のデジタル画像信号の階
調を変更可能な変換特性により変換して第二のデジタル
画像信号とする階調変換回路、この階調変換回路によっ
て変換された第二のデジタル画像信号に対応した階調電
圧設定回路の発生する階調基準電圧により、または階調
基準電圧を第二のデジタル信号により補間した電圧によ
り、表示部に階調信号を供給する駆動回路を備えたもの
である。

【０００８】また、階調変換回路の変換特性は、第二の
デジタル画像信号が、複数の階調基準電圧間を直線的ま
たは曲線的に補間するものである。さらに、階調変換回
路の変換特性は、単調関数であるものである。また、階
調変換回路は、加算器と乗算器により構成されているも
のである。また、階調変換回路は、書き換え可能なメモ
リを用いて構成されているものである。

【０００９】さらにまた、階調変換回路は、加算器と乗
算器により構成される第一の回路と、書き換え可能なメ
モリを用いて構成される第二の回路を有し、第一の回路
と第二の回路を切替えるスイッチを有するものである。
また、階調変換回路は、赤、緑、青の各色毎に設けられ
ているものである。

【００１０】また、赤、緑、青の各色毎に設けられた階
調変換回路は、それぞれ独立した変換特性を有している
ものである。加えて、階調変換回路の変換する階調の数
は、入力、出力共６４より大であるものである。また、
駆動回路は、第二のデジタル画像信号をデジタル／アナ
ログ変換するＤＡ変換回路を備えているものである。ま
た、階調変換回路は、外付けであるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
２５６階調カラー液晶表示装置を示すブロック図であ
る。図において、１〜５は上記従来装置と同一のもので
あり、その説明を省略する。６は階調変換回路で、３原
色Ｒ、Ｇ、Ｂごとに６Ｒ、６Ｇ、６Ｂとしてタイミング
コントローラ４内に設けられている。３原色Ｒ、Ｇ、Ｂ
の階調が各８ビット（２⁸＝２５６）でデジタル表現さ
れた入力デジタル画像データＲｉ＜７：０＞、Ｇｉ＜
７：０＞、Ｂｉ＜７：０＞は、階調変換回路６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂでそれぞれ入力とは異なる階調の第２デジタル
画像データＲｃ＜７：０＞、Ｇｃ＜７：０＞、Ｂｃ＜
７：０＞に変換される。図２は、この発明の実施の形態
１による階調変換回路の変換特性を示す図である。図３
は、この発明の実施の形態１による赤色の階調変換回路
を示す回路図である。図において、７は乗算器、８は加
算器である。

【００１２】赤色の階調変換回路６Ｒの変換特性は、図
２（ａ）〜（ｇ）に示すように単調関数である。図２
（ａ）では、０階調近傍の黒側と２５５階調近傍の白側
で急峻になっており、黒や白の輝度が飽和して区別がつ
かなくなるのを防ぐことが出来る。図２（ｂ）では、逆
に中間調で急峻になっており、中間調が区別しやすくな
るとともに、中間調以外では白黒がはっきりする表示特
性となる。図２（ｃ）は、ｋ倍（ｋ＜１）して一様に暗
くしたもの、図２（ｄ）は、ｊ倍（ｊ＞１）して明るく
したもの、図２（ｅ）は、図２（ａ）と図２（ｃ）の積
であり両者の特性をもつ。これまでは折れ線特性のもの
を示したが、図２（ｆ）のように曲線であってもよい。
曲線の例としては両端を含むｎ点を通るｎ−１次曲線や
スプライン曲線がある。また、図２（ｇ）のように負関
数にするとネガ映像が得られる。

【００１３】緑色、青色の階調変換回路６Ｇ、６Ｂの特
性も赤色の階調変換回路６Ｒと同様である。通常は赤、
緑、青の階調変換回路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの変換特性は同
じであるが、一部を図２（ｃ）、図２（ｂ）、図２
（ｅ）のように互いに異なるようにするとホワイトバラ
ンスを調節することができる。ホワイトバランスが調節
できると、表示データの内容によってユーザの好みの色
調に変えたり、カラーフィルタやバックライトのばらつ
きによる色調のばらつきを補償して、ばらつきの小さな
表示装置を得る効果がある。

【００１４】赤色の階調変換回路６Ｒの構成例は、図３
に示すとおりで、図３は、乗算器７と加算器８を備え、
係数ｐ、ｑを階調変換特性と入力値域に応じて適当に設
定することにより、折れ線を表現することが出来る。図
２（ｃ）、図２（ｄ）のようにｋ倍、ｊ倍するだけであ
れば乗算器７だけでよいし、定数を加えるだけであれば
加算器８だけでよい。

【００１５】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２による階調変換回路を示す回路図である。図にお
いて、９は２５６ワード８ビット構成の２ポートメモリ
である。実施の形態２の表示装置は図１と、階調変換回
路の変換特性は図２と同じである。図４は、階調変換回
路を２５６ワード８ビット構成のメモリ９で実現したも
のであり、階調変換特性に応じてあらかじめ計算した値
をメモリに保持させておくと、毎回計算しなくても、メ
モリのアドレスにＲｉ＜７：０＞を入力すると出力にＲ
ｃ＜７：０＞が得られる。メモリ方法は、階調変換特性
が式で表せないような場合や計算が複雑な場合に適して
いる。ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭなどのように書き換えが可
能なメモリの場合、カラー液晶表示装置の１台毎にデー
タを書き換えて色バラツキを補正したり、ユーザの手許
で設定を変更できる利点がある。またＲＡＭの場合は、
図４のように読み出しと書き込みの２ポートを有するＲ
ＡＭを使用すると、表示動作中にも書き込みポートから
階調変換特性を書き換えることが簡単にできる。

【００１６】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３による階調変換回路を示す回路図である。図にお
いて、７〜８は図３におけるものと、９は図４における
ものと同一のものである。１０はセレクタである。実施
の形態３の表示装置は図１と、階調変換回路の変換特性
は図２と同じである。図５は、無変換も変換の一つとし
て、何種類かの変換方法をセレクタ１０で切り替えるよ
うにしたもので、最適な変換方法を選ぶことができる。

【００１７】なお、上記実施の形態１〜３では、２５６
階調のものを用いて示したが、１２８階調以下や、５１
２階調以上でも同様の構成で同様の効果が得られる。た
だし階調変換を行うと、微視的には隣り合う階調で差が
なくなったり、逆に飛びが生じる場合が存在する。この
ため１階調の違いが視認し得る６４階調以下で階調変換
を行うと、これら階調つぶれや階調とびが不自然な表示
として視認される。従って、１階調の違いを視認するの
が困難な１２８階調望ましくは２５６階調以上で、この
発明による階調変換を適用する方が好ましい。

【００１８】また、実施の形態１〜３では、階調変換回
路６をタイミングコントローラ４内に設けた例を示した
が、画像データがデジタル表現されていれば他の部分、
例えば液晶モニタの制御ボード、ノートブックパソコン
のマザーボード、デスクトップあるいはタワー型コンピ
ュータのグラフィックコントローラボード内に設けても
よい。

【００１９】また、実施の形態１〜３では、表示デバイ
スとして液晶表示装置を例にとって示したが、デジタル
化された映像・画像データを入力とするものであれば、
プラズマディスプレイパネルやその他の表示デバイスで
も同様の構成で同様の効果が得られることは明らかであ
る。

【００２０】なお、この発明は、階調電圧設定回路を有
するものに適用する場合を示したが、これを有せず画像
データの表す２進数に比例した電圧を列駆動回路が発生
するものに適用しても同様の効果が得られる。ただし、
階調電圧設定回路を有する場合にはデジタル表示装置に
求められる階調対輝度特性の大部分を、階調電圧設定回
路で規定することが出来るので、階調変換回路は微調整
的役割を果たすだけで良く、より少ない回路やビット数
できめの細かい設定変更が可能である。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。行列配
置された画素回路を有し、階調信号に応じた輝度を発生
する表示部、第一のデジタル画像信号の階調を変更可能
な変換特性により変換して第二のデジタル画像信号とす
る階調変換回路、この階調変換回路によって変換された
第二のデジタル画像信号を用いて上記表示部に階調信号
を供給する駆動回路を備えたので、階調対輝度特性の調
整を行うことができる。また、行列配置された画素回路
を有し、階調信号に応じた輝度を発生する表示部、複数
の階調基準電圧を発生する階調電圧設定回路、第一のデ
ジタル画像信号の階調を変更可能な変換特性により変換
して第二のデジタル画像信号とする階調変換回路、この
階調変換回路によって変換された第二のデジタル画像信
号に対応した階調電圧設定回路の発生する階調基準電圧
により、または階調基準電圧を第二のデジタル画像信号
により補間した電圧により、上記表示部に階調信号を供
給する駆動回路を備えたので、きめの細かい階調対輝度
特性の調整を行うことができる。

【００２２】また、階調変換回路の変換特性は、第二の
デジタル画像信号が、複数の階調基準電圧間を直線的ま
たは曲線的に補間するので、好みに応じてきめの細かい
階調対輝度特性の調整を行うことができる。また、階調
変換回路は、加算器と乗算器により構成されているの
で、係数の設定を変えるだけで階調変換回路の変換特性
を変えることができる。また、階調変換回路は、書き換
え可能なメモリを用いて構成されているので、複雑な変
換特性にも対応できると共に、メモリの内容を書き替え
ることにより、簡単に階調変換回路の変換特性を変える
ことができる。

【００２３】さらにまた、階調変換回路は、加算器と乗
算器により構成される第一の回路と、書き換え可能なメ
モリを用いて構成される第二の回路を有し、第一の回路
と第二の回路を切替えるスイッチを有するので、階調変
換回路の変換特性を切り替えて使用することができる。
また、赤、緑、青の各色毎に設けられた階調変換回路
は、それぞれ独立した変換特性を有しているので、色毎
に変換特性を変えることにより、ホワイトバランスを調
整することができる。

【００２４】加えて、階調変換回路の変換する階調の数
は、入力、出力共６４より大であるので、階調つぶれや
階調とびなどの発生がない。また、駆動回路は、第二の
デジタル画像信号をデジタル／アナログ変換するＤＡ変
換回路を備えているので、階調対輝度特性の調整を行い
得るデジタル表示装置を得ることができる。また、階調
変換回路は、外付けであるので、設置の自由度が大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１、２、３によるカラ
ー液晶表示装置を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１、２、３における階
調変換回路の変換特性を示すグラフである。

【図３】この発明の実施の形態１による階調変換回路
を示す回路図である。

【図４】この発明の実施の形態２による階調変換回路
を示す回路図である。

【図５】この発明の実施の形態３による階調変換回路
を示す回路図である。

【図６】従来のカラー液晶表示装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】従来の階調対輝度特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１画素回路、２列駆動回路、３行駆動回路、４
タイミングコントローラ、５階調電圧設定回路、６
階調変換回路、７乗算器、８加算器、９メモリ、
１０セレクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村優東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】行列配置された画素回路を有し、階調信
号に応じた輝度を発生する表示部、第一のデジタル画像
信号の階調を変更可能な変換特性により変換して第二の
デジタル画像信号とする階調変換回路、この階調変換回
路によって変換された第二のデジタル画像信号を用いて
上記表示部に階調信号を供給する駆動回路を備えたこと
を特徴とする表示装置。
【請求項２】行列配置された画素回路を有し、階調信
号に応じた輝度を発生する表示部、複数の階調基準電圧
を発生する階調電圧設定回路、第一のデジタル画像信号
の階調を変更可能な変換特性により変換して第二のデジ
タル画像信号とする階調変換回路、この階調変換回路に
よって変換された第二のデジタル画像信号に対応した階
調電圧設定回路の発生する階調基準電圧により、または
階調基準電圧を第二のデジタル画像信号により補間した
電圧により、上記表示部に階調信号を供給する駆動回路
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】階調変換回路の変換特性は、第二のデジ
タル画像信号が、複数の階調基準電圧間を直線的または
曲線的に補間するものであることを特徴とする請求項２
記載の表示装置。
【請求項４】階調変換回路の変換特性は、単調関数で
あることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一
項記載の表示装置。
【請求項５】階調変換回路は、加算器と乗算器により
構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の
いずれか一項記載の表示装置。
【請求項６】階調変換回路は、書き換え可能なメモリ
を用いて構成されていることを特徴とする請求項１〜請
求項４のいずれか一項記載の表示装置。
【請求項７】階調変換回路は、加算器と乗算器により
構成される第一の回路と、書き換え可能なメモリを用い
て構成される第二の回路を有し、第一の回路と第二の回
路を切替えるスイッチを有することを特徴とする請求項
１〜請求項４のいずれか一項記載の表示装置。
【請求項８】階調変換回路は、赤、緑、青の各色毎に
設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７の
いずれか一項記載の表示装置。
【請求項９】赤、緑、青の各色毎に設けられた階調変
換回路は、それぞれ独立した変換特性を有していること
を特徴とする請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】階調変換回路の変換する階調の数は、
入力、出力共６４より大であることを特徴とする請求項
１〜請求項９のいずれか一項記載の表示装置。
【請求項１１】駆動回路は、第二のデジタル画像信号
をデジタル／アナログ変換するＤＡ変換回路を備えてい
ることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一
項記載の表示装置。
【請求項１２】階調変換回路は、外付けであることを
特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載の
表示装置。