JP2010072478A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、液晶パネルの中央部を正面から視聴した場合に、その液晶パネルの全面に対してほぼ均一なガンマ特性で表示映像を視聴することができるようにガンマ特性を補正するようにした液晶表示装置を提供することを目的としている。
【解決手段】液晶パネル（１４）面内の特定の位置に存在する画素に表示させるための信号に対して、視野角が９０°に対応するガンマ特性でガンマ補正処理を施し、特定の位置に存在する画素から液晶パネル面（１４）の端部に至るまでに存在する各画素に表示させるための各信号に対して、画素毎に、視野角が９０°に対応するガンマ特性を順次補正したガンマ特性でガンマ補正処理を施すガンマ補正手段（３９）を備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶パネルを有する液晶表示装置に係り、特にその液晶パネルの全面に対してほぼ均一なガンマ特性で映像を視聴することができるようにしたものに関する。

周知のように、大画面化指向の液晶表示装置において、通常、ユーザは、液晶パネルの中央部を真正面から臨む位置で視聴している。この場合、液晶パネル面に対するユーザの視野角は、液晶パネルの中央部に対して９０°となり、液晶パネルの周縁部にいくほど９０°よりも狭くなる。

このとき、液晶パネル面に対する視野角が９０°のときに映像を最適に視聴することができるようにガンマ特性が設定されていると、液晶パネルの中央部では良好な表示映像を視聴することができるが、液晶パネルの周縁部にいくほど視野角が９０°よりも狭くなるため、ガンマシフト現象により中央部に比較して映像が白茶けて見えるようになる。

特許文献１には、液晶パネルの画素サイズ、特性、表示画面のアスペクト比等を考慮して、所望の視野角設定となるようγ特性設定値と映像信号の状態や信号ソースに応じてγ特性のパターンを選択的に切り替えることにより、画質劣化の少ない視野角制御を実現するようにした液晶表示装置が開示されている。
特開２００１−１４７６７３号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、液晶パネルの中央部を正面から視聴した場合に、その液晶パネルの全面に対してほぼ均一なガンマ特性で表示映像を視聴することができるようにガンマ特性を補正するようにした液晶表示装置を提供することを目的とする。

この発明に係る液晶表示装置は、入力信号に基づいて液晶パネル面に映像表示を行なうものを対象としている。そして、液晶パネル面内の特定の位置に存在する画素に表示させるための信号に対して、視野角が９０°に対応するガンマ特性でガンマ補正処理を施し、特定の位置に存在する画素から液晶パネル面の端部に至るまでに存在する各画素に表示させるための各信号に対して、画素毎に、視野角が９０°に対応するガンマ特性を順次補正したガンマ特性でガンマ補正処理を施すガンマ補正手段を備えるようにしたものである。

上記した発明によれば、視野角が９０°で臨まれる画素から液晶パネル面の端部に至るまでに存在する各画素に表示させるための各信号に対して、画素毎に、視野角が９０°に対応するガンマ特性を順次補正したガンマ特性でガンマ補正処理を施すようにした。このため、液晶パネルの中央部を正面から視聴した場合に、その液晶パネルの全面に対してほぼ均一なガンマ特性で表示映像を視聴することができるようになる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１を正面側から見た状態を示している。このテレビジョン放送受信装置１１は、主として、薄型のキャビネット１２と、このキャビネット１２を支持する支持台１３とから構成されている。

このうち、キャビネット１２には、その正面中央部に薄型の液晶パネル１４が配置されている。また、このキャビネット１２には、その液晶パネル１４の両側に、一対のスピーカ１５，１５、操作部１６及びワイヤレスのリモートコントローラ１７から送出された操作情報を受信するための受信部１８等が配置されている。

一方、上記支持台１３は、キャビネット１２の底面中央部に回動自在に連結されるもので、所定の基台１９の水平面上に載置された状態で、キャビネット１２を起立させて支持するように構成されている。

図２は、上記テレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ２０で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子２１を介して選局復調部２２に供給される。この選局復調部２２は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してデコーダ２３に出力している。

そして、このデコーダ２３は、選局復調部２２から入力された信号にデコード処理を施すことにより、デジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成して、セレクタ２４に出力している。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ２５で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子２６を介して選局復調部２７に供給される。この選局復調部２７では、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成している。

そして、この選局復調部２７で生成されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部２８に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ２４に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２９に供給されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ変換部３０に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ２４に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子３１に供給されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、そのまま上記セレクタ２４に供給される。

ここで、このセレクタ２４は、デコーダ２３、Ａ／Ｄ変換部２８，３０及び外部入力端子３１からそれぞれ供給されるデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒから１組を選択して、映像信号処理部３２に供給している。

この映像信号処理部３２は、詳細は後述するが、入力されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して所定の信号処理を施すことにより、Ｒ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）信号を生成している。そして、この映像信号処理部３２で生成されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が、上記液晶パネル１４に供給されて映像表示に供される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部３３によって統括的に制御されている。この制御部３３は、ＣＰＵ（central processing unit）３３ａ等を内蔵したマイクロプロセッサであり、上記操作部１６からの操作情報、または、上記リモートコントローラ１７から送出され受信部１８で受信された操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、上記制御部３３は、メモリ部３３ｂを利用して処理を行なっている。すなわち、このメモリ部３３ｂは、主として、ＣＰＵ３３ａが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、該ＣＰＵ３３ａに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリとを備えている。

図３は、上記映像信号処理部３２の一例を示している。すなわち、上記セレクタ２４で選択されたデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、入力端子３４ａ，３４ｂを介してＩＰ（interlace progressive）変換・スケーリング処理部３５に供給される。

このＩＰ変換・スケーリング処理部３５は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、液晶パネル１４で映像表示を行なうためにプログレッシブ変換処理及びスケーリング処理を施して、エンハンサ処理部３６に出力している。

このエンハンサ処理部３６は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、垂直及び水平方向の立ち上がりを急峻にしたり、または、シャープネスを変えたりするエンハンサ処理を施して、信号補正部３７に出力している。

この信号補正部３７は、入力された輝度信号Ｙに対して輪郭補正処理を施すとともに、その輪郭補正処理に伴なって色信号Ｃｂ／Ｃｒに振幅制御処理を施し、色空間変換部３８に出力している。

この色空間変換部３８は、入力された輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／ＣｒをＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換し、ＲＧＢガンマ補正部３９に出力している。このＲＧＢガンマ補正部３９は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、ホワイトバランス調整を施すとともに、上記液晶パネル１４に対するガンマ補正処理を施し、ディザ処理部４０に出力している。

そして、このディザ処理部４０が、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して、表現力を増すためにビット数の拡張された高階調のビット表現を、液晶パネル１４に対応した低階調のビット数に変換する圧縮処理を施した後、出力端子４１ａ，４１ｂ，４１ｃを介して液晶パネル１４に出力している。

次に、上記ＲＧＢガンマ補正部３９によるガンマ補正処理について説明する。まず、図４は、液晶パネル１４とそれを視聴するユーザＵとの相対的な位置関係を示している。すなわち、上記液晶パネル１４は、その水平方向の画面サイズがＨで、垂直方向の画面サイズがＶとなっている。

そして、今、ユーザＵが、液晶パネル１４の中央部Ｃを真正面から臨む位置、つまり、液晶パネル１４の水平及び垂直方向で共に中央となる部分Ｃを、距離Ａだけで離れた位置で正面から視聴しているものとする。この場合、液晶パネル１４面の中央部Ｃに対するユーザＵの視野角は９０°となっている。

ここで、液晶パネル１４とユーザＵとの距離Ａに対して、液晶パネル１４の水平及び垂直方向の画面サイズＨ，Ｖが十分に小さい場合、つまり、Ａ≫Ｈ及びＡ≫Ｖの場合、液晶パネル１４の全面についてユーザＵの視野角がほぼ９０°であると言える。このため、ユーザＵは、液晶パネル１４の全面で良好な表示映像を視聴することができる。

これに対し、昨今の液晶パネル１４の大型化により、液晶パネル１４とユーザＵとの距離Ａに対して、液晶パネル１４の水平及び垂直方向の画面サイズＨ，Ｖが十分に小さいとは言えなくなった場合、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅ及び垂直方向の端部Ｆ，ＦにおけるユーザＵの視野角Ｂ，Ｄは、９０°より明らかに小さくなってくる。

この場合、液晶パネル１４面に対する視野角が９０°のときに映像を最適に視聴することができるようにガンマ特性が設定されていると、ユーザＵは、液晶パネル１４の中央部Ｃでは良好な表示映像を視聴することができるが、液晶パネル１４の周縁部にいくほどガンマシフト現象により中央部Ｃに比較して映像が白茶けて見えるようになる。

そこで、この実施の形態では、液晶パネル１４の中央部Ｃの画素に表示されるＲ，Ｇ，Ｂ信号にガンマ補正処理を施すときのガンマ特性に比べて、液晶パネル１４の周縁部の画素になるほど、その画素に表示されるＲ，Ｇ，Ｂ信号にガンマ補正処理を施すときのガンマ特性を順次補正していくことにより、液晶パネル１４の中央部Ｃを正面から視聴した場合に、その液晶パネル１４の全面に対してほぼ均一なガンマ特性で表示映像を視聴することができるようにしている。

すなわち、図５は、上記ＲＧＢガンマ補正部３９で、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号にガンマ補正処理を施す際のガンマ特性を示している。このガンマ特性は、ＲＧＢガンマ補正部３９への入力信号レベルＸを０から１に正規化したときの輝度レベルＹを示している。この場合、視野角９０°の場合に入力信号にガンマ補正処理を施す際のガンマ特性が、図中実線で示すガンマ特性（１）であり、
Ｙ＝Ｘ^α （α：定数）
なる式で示されるものとする。

そして、液晶パネル１４の全ての画素に表示される入力信号Ｘに対して、上記したガンマ特性（１）によるガンマ補正処理が施されているとする。すると、今、液晶パネル１４の中央部Ｃから水平方向のみを考えた場合、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅのように、ユーザＵの視野角Ｂが９０°より明らかに小さい状態では、その部分の画素は、ガンマシフト現象により液晶パネル１４の中央部Ｃに比較して白茶けて見えるようになる。

このことは、液晶パネル１４の中央部Ｃから距離Ａだけ離れた位置で視聴しているユーザＵにとって、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅの画素に表示すべき入力信号Ｘに、図５に点線で示すようなガンマ特性（２）、つまり、
Ｙ＝Ｘ^{（α−β）} （β：定数）
でガンマ補正処理を施したのと等価な見え方となっている。

このため、上記ＲＧＢガンマ補正部３９では、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅの画素に表示すべき入力信号Ｘに対して、図５に一点鎖線で示すようなガンマ特性（３）、つまり、
Ｙ＝Ｘ^{（α＋β）}
でガンマ補正処理を施すようにしている。

これにより、ユーザＵにとっては、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅの画素が、入力信号Ｘに対してガンマ特性（１）、つまり、視野角９０°の場合に対応するガンマ補正処理を施したのと等価な見え方となり、視野角Ｂが９０°より明らかに小さい端部Ｅ，Ｅの画素についても、液晶パネル１４面を視野角９０°で視聴した場合と同様の画質で映像を視聴することができる。

上記したガンマ特性の補正は、液晶パネル１４の中央部Ｃから水平方向の端部Ｅ，Ｅにまで配列されている全ての画素の入力信号に対して施される。すなわち、液晶パネル１４の中央部Ｃから水平方向の端部Ｅ，Ｅまでにｎ個（中央部Ｃの画素を含めず）の画素が存在するとする。

この場合、ユーザＵが液晶パネル１４の中央部Ｃから離れている距離Ａと、液晶パネル１４の水平方向画面サイズＨとにより、液晶パネル１４の水平方向の端部Ｅ，Ｅにおける視野角Ｂが分かるので、例えばユーザＵが距離Ａをメートル単位で入力することができるようにしておけば、上記βが算出可能となる。つまり、ユーザＵがリモートコントローラ１７を操作するなどして、距離Ａを入力できるように構成されていても良い。

このため、液晶パネル１４の中央部Ｃに存在する画素から、水平方向の端部Ｅ，Ｅに存在する画素に至るまでのｎ個の画素に対して、それぞれ、以下の式（１）に示すようなガンマ特性で入力信号Ｘに対するガンマ補正処理を施すことができる。

なお、上記した式（１）では、液晶パネル１４の中央部Ｃに存在する画素から、水平方向の端部Ｅ，Ｅに存在する画素に至るまでのｎ個の画素に対して、それぞれ、順次ガンマ特性をリニアに変化させてガンマ補正処理を施すようにしている。しかしながら、これに限らず、例えば、以下の式（２）または（３）に示すようにガンマ特性を非線形に変化させてガンマ補正処理を施すようにすることもできる。

また、上記した画素単位でのガンマ特性の補正は、液晶パネル１４の中央部Ｃから垂直方向の端部Ｆ，Ｆにまで配列されている全ての画素に対しても施される。これにより、液晶パネル１４の中央部Ｃに対して視野角が９０°となる位置にいるユーザＵが、液晶パネル１４の全面に対してほぼ均一なガンマ特性での表示映像を視聴することができるようになる。

図６は、上記した実施の形態の変形例を示している。図６において、図２と同一部分には同一符号を付して説明すると、上記制御部３３に測距センサ４２が接続されている。この測距センサ４２は、液晶パネル１４とユーザＵとの間の距離Ａを測定するものである。そして、この測距センサ４２で測定された距離Ａを用いて、制御部３３が液晶パネル１４の端部における視野角を算出し、その視野角に基づいて上記βを算出する。これにより、制御部３３は、画素単位で予め設定されたガンマ特性の式を用いて、各画素に対応する入力信号Ｘに対してガンマ補正処理を施すことができる。

上記した実施の形態では、ユーザＵが液晶パネル１４の中央部Ｃを正面から臨む位置に存在するとし、中央部Ｃの画素に対するガンマ特性を基準として、その周縁の画素に対するガンマ特性を補正することについて説明している。しかしながら、これに限らず、液晶パネル１４上においてユーザＵの位置が移動した場合には、その移動先でユーザＵの正面に位置する画素に対するガンマ特性を基準とし、その周縁の画素に対するガンマ特性を補正することも可能である。かかる構成によれば、どんな位置から液晶パネル１４を視聴した場合であっても、各画素に対するガンマ補正を自動的に最適化し、より自然に色が再現された映像をユーザＵは楽しむことができる。かかるガンマ補正処理は、大画面の液晶パネルを備える表示装置に対して特に有効である。

実用上としては、例えば、ユーザＵが、液晶パネル１４との間の距離Ａの入力と、液晶パネル１４面を予め複数に分割した各領域の選択的な指定とができるようにしておき、ユーザＵの指定した領域の中央に位置する画素に対するガンマ特性を基準とし、その周縁の画素に対するガンマ特性を補正していくようにすることができる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。例えば、隣接する単一の画素毎に特性を変えたガンマ補正処理を施すことも可能であるし、ある複数の画素を１つの単位画素として当該単位画素毎に特性を変えたガンマ補正処理を施すことも可能である。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の外観を説明するために示す正面図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を概略的に説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の映像信号処理部を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の液晶パネルとユーザとの相対的な位置関係を説明するために示す図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置のＲＧＢガンマ補正部が行なうガンマ特性の補正を説明するために示す図。 同実施の形態におけるテレビジョン放送受信装置の変形例を説明するために示すブロック構成図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…キャビネット、１３…支持台、１４…液晶パネル、１５…スピーカ、１６…操作部、１７…リモートコントローラ、１８…受信部、１９…基台、２０…アンテナ、２１…入力端子、２２…選局復調部、２３…デコーダ、２４…セレクタ、２５…アンテナ、２６…入力端子、２７…選局復調部、２８…Ａ／Ｄ変換部、２９…外部入力端子、３０…Ａ／Ｄ変換部、３１…外部入力端子、３２…映像信号処理部、３３…制御部、３３ａ…ＣＰＵ、３３ｂ…メモリ部、３４ａ，３４ｂ…入力端子、３５…ＩＰ変換・スケーリング処理部、３６…エンハンサ処理部、３７…信号補正部、３８…色空間変換部、３９…ＲＧＢガンマ補正部、４０…ディザ処理部、４１ａ〜４１ｃ…出力端子、４２…測距センサ。

Claims (7)

1. 入力信号に基づいて液晶パネル面に映像表示を行なう液晶表示装置であって、
   前記液晶パネル面内の特定の位置に存在する画素に表示させるための信号に対して、視野角が９０°に対応するガンマ特性でガンマ補正処理を施し、前記特定の位置に存在する画素から前記液晶パネル面の端部に至るまでに存在する各画素に表示させるための各信号に対して、画素毎に、視野角が９０°に対応するガンマ特性を順次補正したガンマ特性でガンマ補正処理を施すガンマ補正手段を具備することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記ガンマ補正手段は、前記液晶パネル面内の水平方向及び垂直方向の中央に存在する画素に表示させるための信号に対して、視野角が９０°に対応するガンマ特性でガンマ補正処理を施すことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記ガンマ補正手段は、前記液晶パネル面内の特定の位置に存在する画素から、視野角が９０°の状態で所定の距離だけ離れた位置で、前記液晶パネル面の端部を臨んだときの視野角に基づいて、視野角が９０°に対応するガンマ特性を順次補正することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記ガンマ補正手段は、前記液晶パネル面とそれを臨む位置との間の距離を入力可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記ガンマ補正手段は、前記液晶パネル面からそれを臨む位置までの間の距離を自動測定する測距手段を備えることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記ガンマ補正手段は、前記液晶パネル面内のうち、視野角が９０°の状態で臨まれる画素の位置を入力可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記ガンマ補正手段は、
   画素に表示させるための信号レベルをＸ、その画素で表示される輝度レベルをＹ、定数をαとし、視野角が９０°の場合のガンマ特性が
   Ｙ＝Ｘ^α
   である場合、前記液晶パネル面の端部に存在する画素に表示させるための信号に対して、前記液晶パネル面の端部の視野角に基づいて設定される定数をβとして等価的に
   Ｙ＝Ｘ^{（α−β）}
   なるガンマ特性でガンマ補正処理が施されるようになるとすると、前記液晶パネル面の端部に存在する画素に表示させるための信号に対して、
   Ｙ＝Ｘ^{（α＋β）}
   なるガンマ特性でガンマ補正処理を施すことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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