JPH0766992A

JPH0766992A - Ｌｃｄ画像再生装置

Info

Publication number: JPH0766992A
Application number: JP21162693A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Umetani; 一之梅谷
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】演算装置の出力画像の他に、テレビ画像をも
選択して映像を再生できるＬＣＤ画像再生装置に関し、
再生画像の立体感や解像感を改善したＬＣＤ画像再生装
置を提供することを目的とする。【構成】画像信号のガンマ特性を手動調整可能な手動
設定手段１３と、演算装置の出力画像とテレビ画像の区
別を入力する切替え信号に基づいてガンマ特性調整手段
１１のガンマ特性を制御し、テレビ画像が選択されてい
る場合に手動設定手段１３によるガンマ特性の手動調整
を可能にする制御手段１４と、を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演算装置の出力画像の
他に、テレビ画像をも選択して映像を再生できるＬＣＤ
画像再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】微小な電極を格子状に配置した透明基板
で液晶層を挟み込んだ液晶画像素子が実用化され、ま
た、液晶画像素子を用いてテレビ放送やコンピュータ画
面を表示する種々のＬＣＤ画像再生装置が実用化されて
いる。

【０００３】ＬＣＤ画像再生装置は、従来のＣＲＴ（ブ
ラウン管）画像再生装置に比較して薄型軽量に形成で
き、消費電力が格段に低い等の利点を有する。そして、
携帯用パソコンの画像出力部、携帯用ビデオ撮影機のモ
ニター画像再生部、携帯用または車載用の液晶テレビ等
に応用されている。

【０００４】しかし、テレビ放送やビデオソースの映像
信号は、ＣＲＴ画像再生装置による再生を前提として形
成されており、ＬＣＤ画像再生装置を用いてテレビ放送
やビデオソースを再生する際には、入力された画像信号
のガンマ特性を調整する必要がある。

【０００５】すなわち、ＣＲＴ画像再生装置の画素は、
映像信号（〜に応じた電子ビーム）のレベルが低い領域
では、高い領域に比較して発光強度の変化が緩慢であ
り、緩慢さの度合いも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
三原色でそれぞれ異なる。

【０００６】従って、テレビ放送やビデオソースの映像
信号は、送出側の形成段階で、低い輝度比の領域で映像
信号を伸長し、高い輝度比の領域で映像信号を圧縮する
ことにより、ＣＲＴを通じた自然な輝度表現を確保して
いる。この映像信号に付与された特性をガンマ特性と呼
ぶ。

【０００７】一方、ＬＣＤ画像再生装置の輝度特性は、
入力された画像信号の電圧レベルに対してほぼ直線的に
変化するから、液晶テレビ等では、入力されたテレビ映
像信号等に対して、ガンマ特性を中和する特殊な関数の
逆ガンマ特性を乗算して、テレビ映像信号からガンマ特
性をわざわざ解除している。

【０００８】つまり、ＬＣＤ画像再生装置では、高輝度
領域でも、低輝度領域でも画像信号の差がほぼ等しい輝
度差に相当するため、通常のテレビ映像信号等をそのま
ま用いると、ＣＲＴによる再生に比較して、高い輝度比
の領域（明るい画面）で輝度比の変化が不足した不自然
な再生画像となる。

【０００９】これに対して、元々ＬＣＤ画像再生装置に
よる画像再生を前提とした機器、例えば、携帯用パソコ
ンの画像出力部や、ナビゲーション装置に使用される車
載用のＬＣＤモニター等では、ＬＣＤ画像再生装置によ
る画像再生を前提とした画像信号が使用されている。こ
の場合の画像信号は、形成段階で既におおむね輝度比に
比例しており、ガンマ特性とは無関係である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】テレビ放送では、搬送
信号の帯域幅や、画像信号の振幅の制限から、高性能の
ＣＲＴ画像再生装置を用いても、映像信号比０％から１
００％の間で表現できる輝度段階はせいぜい数百に過ぎ
ない。従って、自然界や映画のスクリーン上で人間が明
らかに識別できる輝度差であっても、ＣＲＴ画像再生装
置で再生された映像では、同一の輝度に表現されること
になり、画面の奥行き（立体感）や見掛け上の解像感が
損なわれている。この傾向は、特に、画面上の隣接部分
で色調の変化が乏しい場合やモノトーン画像で顕著であ
り、再生画像を平坦で解像度の低いものにしている。

【００１１】そして、ＬＣＤ画像再生装置では、自らは
発光しない液晶の特性やカラーフィルターの透過率の制
約から、ＣＲＴ画像再生装置に比較して、さらに、輝度
差を確保しにくい問題がある。つまり、ＬＣＤ画像再生
装置を通じて再生されたテレビ画像は、ＣＲＴ画像再生
装置に比較しても、輝度表現の段階数がさらに不足して
おり、映像がのっぺりして立体感が致命的なまでに喪失
している。

【００１２】例えば、時代劇のテレビ放送をＬＣＤ画像
再生装置を通じて再生した場合、夜間のシーンで背景の
夜闇に対する黒や青の衣装の輪郭があやふやとなり、中
継放送された晴天下の雪山の映像では山肌の凹凸感が喪
失する。

【００１３】ところで、携帯用パソコンの画像出力部
や、ナビゲーション装置に使用される車載用のＬＣＤモ
ニター等において、テレビ映像等の再生をも可能にする
ことが望まれている。例えば、運転中、ナビゲーション
装置に使用される車載用のＬＣＤモニターに関して、停
車中に限り、車載されたテレビチューナーで再生したテ
レビ放送画像を再生し、車載されたオーディオ装置で音
声再生してテレビ番組を楽しむことが望まれている。

【００１４】しかし、昼間の明るい車内で再生されたテ
レビ画像は、視感的にさらに輝度表現が不足したものと
なり、魅力に乏しいものとなる。従って、ニュース番組
やアニメ放送等、元々輝度表現の狭いテレビ放送では視
聴に耐え得るが、映画や屋外中継等は、視聴に相当な我
慢を強いられる結果となる。

【００１５】また、テレビ画像に関して特殊な信号変換
を実施すると、ナビゲーション装置の地図表示に戻した
際に、地図表示に対しても特殊な信号変換がなされ、運
転中は一々画質調整を行うことが面倒なことから、地図
表示を不自然で見づらい状態で利用することになる。

【００１６】本発明は、再生画像の立体感や解像感が改
善され、画質調整の容易なＬＣＤ画像再生装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の基本的
な構成の説明図である。図１において、請求項１のＬＣ
Ｄ画像再生装置は、入力された画像信号のガンマ特性を
可変するガンマ特性調整手段１１と、ガンマ特性を調整
された画像信号に基づいて映像を再生する液晶画像表示
手段１２と、を有し、前記画像信号として、演算装置の
出力画像の他に、テレビ画像をも選択可能なＬＣＤ画像
再生装置において、前記画像信号のガンマ特性を手動調
整可能な手動設定手段１３と、前記演算装置の出力画像
とテレビ画像の区別を入力する切替え信号に基づいて前
記ガンマ特性調整手段１１のガンマ特性を制御し、前記
テレビ画像が選択されている場合には、前記手動設定手
段１３によるガンマ特性の手動調整を可能にするが、前
記演算装置の出力画像が選択されている場合には、前記
手動調整を不可能にする制御手段１４と、を設けたもの
である。

【００１８】請求項２のＬＣＤ画像再生装置は、入力さ
れた画像信号のレベルに対応させて液晶画像表示手段の
輝度表現に相当する画像信号を形成するガンマ特性調整
手段、を有するＬＣＤ画像再生装置において、前記入力
された画像信号の特定電圧領域を拡大し、該特定電圧領
域以外の領域を圧縮する特殊なガンマ特性を、拡大され
る特定電圧領域を複数種類に異ならせて予め記憶させた
記憶手段と、操作者の任意の選択操作に応じて、前記記
憶手段から必要なガンマ特性を選択して呼び出し、前記
ガンマ特性調整手段に設定可能な制御手段と、を設けた
ものである。

【００１９】

【作用】従来のＬＣＤ画像再生装置では、ガンマ特性を
付与された映像信号に逆ガンマ特性を機械的に乗算する
のみで、ＬＣＤ画像再生装置の出荷段階で、基準画面等
を用いて逆ガンマ特性の調整が行われた後は、「入力さ
れた画像信号のレベルに対応させて液晶画像表示手段の
輝度表現に相当する画像信号を形成する」部分におけ
る、操作者による自由な調整は不可能であった。従っ
て、入力された画像信号と輝度表現の関係が絶対的で固
定されており、明るい画面や暗い画面では可能な輝度表
現のごく一部だけしか利用できなかった。

【００２０】しかし、本発明のＬＣＤ画像再生装置で
は、テレビ画像の持つガンマ特性を調整することによ
り、画像信号と輝度表現の関係が相対的で、操作者が任
意に選択可能である。従って、明るい画面や暗い画面、
すなわち、輝度が一方に偏在した画面の場合には、偏在
した側に可能な輝度表現の多くの部分を割り当てること
により、見掛け上の輝度表現を拡大できる。

【００２１】図１において、請求項１のＬＣＤ画像再生
装置では、ガンマ特性調整手段１１は、単に入力された
画像信号のガンマ特性を解除する（単に逆ガンマ特性を
乗算する）のではなく、テレビ画像の持つガンマ特性
を、再生画像の輝度表現の実情に合わせて、選択可能な
特殊なガンマ特性の１つに変換する。

【００２２】ガンマ特性調整手段１１における特殊なガ
ンマ特性の選択は、操作者による手動設定手段１３を通
じた選択に基づいて、制御手段１４がガンマ特性調整手
段１１に設定することにより実行される。

【００２３】ただし、演算装置の出力画像が選択されて
いる場合には、制御手段１４は、手動設定手段１３を通
じた操作者による選択を不可能にし、ガンマ特性調整手
段１１に対してある特定の特性、例えば、画像信号に比
例して輝度表現が直線的に変化する特性を自動的に設定
する。

【００２４】請求項２のＬＣＤ画像再生装置では、記憶
手段に予め記憶された複数種類のガンマ特性（正確には
種々に変形された逆ガンマ特性）の中から、操作者が任
意の１つを選択して、ガンマ特性調整手段に設定でき
る。

【００２５】

【実施例】図２は実施例のＬＣＤ画像再生装置の構成の
説明図、図３は実施例のガンマ特性の説明図である。図
２中、(a) はテレビ画像再生時、(b) はＥＣＵ画像再生
時を示す。ここでは、車載されたＬＣＤ画像再生装置の
画面に、車載されたテレビチューナのテレビ画像、また
は、ナビゲーション表示のＥＣＵ画像の一方を選択して
カラー表示させる。

【００２６】図２において、車載されたテレビチューナ
から送出されるビデオコンポジット信号は、テレビ画像
入力２１Ａに入力され、車載されたナビゲーション装置
からＥＣＵ（Electric Control Unit ：１種の操作／処
理端末）を経由して送出されるＲＧＢの画像信号は、Ｅ
ＣＵ画像入力２１Ｂに入力される。テレビ／ＥＣＵ切換
信号入力２１Ｃには、ＥＣＵからの選択信号が入力され
る。

【００２７】画面切替え回路２５は、ＥＣＵからの選択
信号に応じて、テレビ画像またはＥＣＵ画像の一方を選
択して、ガンマ特性切替え手段２３に入力させる。テレ
ビ画像のＲＧＢ信号は、ＲＧＢデコーダ２２で形成され
る。

【００２８】ＲＧＢデコーダ２２は、ビデオコンポジッ
ト信号から、輝度信号と、色信号の２つの差信号とを再
生し、色信号の２つの差信号からＲＧＢ三原色の色信号
を復調し、さらに、ＲＧＢの色信号と輝度信号とからＲ
ＧＢの映像信号をそれぞれ形成する。ＲＧＢデコーダ２
２は、また、輝度信号から同期信号を分離して、同期回
路２４に入力する。

【００２９】ガンマ特性切替え回路２３は、テレビ画像
が選択されている場合には、ＲＧＢの画像信号のそれぞ
れについて、画像信号レベルに対する輝度比の関係を補
正して、ＣＲＴ画像再生装置による再生を前提とした画
像信号をＴＦＴ液晶パネル２９による再生に適合させ、
さらに、操作者が任意に選択できる図３(a) のような特
殊な輝度表現を付加する。しかし、ＥＣＵ画像が選択さ
れている場合には、図３(b) のような、単なる増幅器と
して作用する。

【００３０】コントローラ２６は、画像信号を反転する
極性切換え部を含む。コントローラ２６は、同期回路２
４から得た同期信号に同期させて、ＲＧＢの画像信号の
送出と、ソースドライバー２８、３０およびゲートドラ
イバー２７を通じたＴＦＴ液晶パネル２９の表示タイミ
ングを制御する。

【００３１】ソースドライバー２８、３０は、コントロ
ーラ２６から送出されたＲＧＢの画像信号のそれぞれに
基づいて、１本の走査線ごとにＴＦＴ液晶パネル２９上
の多数の画素の駆動条件を設定し、コントローラ２６か
ら同期信号が出力されるたびにＴＦＴ液晶パネル２９に
駆動条件を転送する。ゲートドライバー２７は、コント
ローラ２６から同期信号が出力されるたびに、１つずれ
た走査線のゲートを開き、コントローラ２６からフレー
ム同期信号が入力されると、最初の走査線の列に戻る。

【００３２】ＴＦＴ液晶パネル２９は、一対のガラス板
で液晶層を挟み込んで形成され、ガラス板の表面にマト
リックス配置した多数の画素のそれぞれには、ＲＧＢの
カラーフィルターと透明な駆動電極が形成されている。
ＴＦＴ液晶パネル２９の裏面側には、バックライト機構
が配置され、駆動電極に印加した駆動条件が液晶層の透
過率を変化させる。液晶層の透過率の変化は、バックラ
イトの照射光の透過率を変化させ、各画素の色相と輝度
を変化させて、画面にＲＧＢの画像信号どおりのカラー
画像を再生する。

【００３３】ガンマ特性切替え部２３における特性の切
替えは、ＤＡコンバータ３４から出力される電圧レベル
に応じて実行される。ＤＡコンバータ３４から出力され
る電圧レベルは、マイコン回路３３からＤＡコンバータ
３４に出力されるデジタルデータに応じて変化する。

【００３４】メモリ３５は、複数種類のデジタルデータ
を記憶している。複数種類のデジタルデータのうちの１
つは、図３(b) のような直線的な関係をガンマ特性切替
え回路２３に設定するためのもので、テレビ／ＥＣＵ切
換信号入力２１ＣにＥＣＵ画像出力の信号が入力されて
いる場合に、マイコン回路３３に呼び出され、ＤＡコン
バータ３４に送出される。

【００３５】複数種類のデジタルデータのうちの他のも
のは、図３(a) のような曲線的な関係をガンマ特性切替
え回路２３に設定するためのもので、テレビ／ＥＣＵ切
換信号入力２１Ｃにテレビ画像出力の信号が入力されて
いる場合に、スイッチ３６、３７の操作に応じてマイコ
ン回路３３に呼び出され、ＤＡコンバータ３４に送出さ
れる。

【００３６】すなわち、テレビ画像出力が選択されてい
る場合、何も操作をしなければ、図３(a) の逆ガンマ特
性がガンマ特性切替え回路２３に設定され、ガンマ特性
切替え回路２３は、放送側で付与した画像信号のガンマ
特性を解除するだけの処理を実行する。しかし、操作者
がＴＦＴ液晶パネル２９に表示された画像の輝度表現に
不満を持つ場合には、スイッチ３６、３７を操作して、
操作者の好みの輝度表現に変更できる。

【００３７】すなわち、スイッチ３６を１回押すごと
に、ガンマ特性切替え回路２３における変換特性は、図
３(a) のＤＯＷＮ方向に順次変化する。すると、画像信
号レベルの高い領域（明るい画面）の輝度変化がより誇
張され、画像信号レベルの低い領域（暗い画面）の輝度
変化がその分抑制される。操作者は、ＴＦＴ液晶パネル
２９の画像に暗い表現があまり出てこない場合にこの特
性を選択する。

【００３８】一方、スイッチ３７を１回押すごとに、ガ
ンマ特性切替え回路２３における変換特性は、図３(a)
のＵＰ方向に順次変化する。すると、画像信号レベルの
低い領域（暗い画面）の輝度変化がより誇張され、画像
信号レベルの高い領域（明るい画面）の輝度変化がその
分抑制される。操作者は、ＴＦＴ液晶パネル２９の画像
に明るい表現があまり出てこない場合にこの特性を選択
する。

【００３９】図３(a) において、ＬＣＤ画像再生装置の
操作者は、屋外中継番組等では、スイッチ３７を操作
し、時代劇等ではスイッチ３６を操作して、ＴＦＴ液晶
パネル２９で可能な輝度表現の大部分を同時に出力させ
る。つまり、逆ガンマ特性による輝度表現で切り捨てら
れていた輝度表現をＴＦＴ液晶パネル２９で利用できる
ようにする。

【００４０】従って、誇張から漏れた画像信号レベルの
特定の範囲では輝度の変化がその分だけ圧縮されるが、
この特定の範囲は、画面上のあまり重要でない部分や、
一時的または部分的な表現に出ることが多いから、操作
者にひどい違和感を与えないで済む。

【００４１】図４は、別の実施例のＬＣＤ画像再生装置
の説明図である。図中、(a) は部分的な構成、(b) はガ
ンマ特性を示す。ここでは、図２の実施例の一部を置き
換えて別の実施例が構成され、操作者は、４種類の輝度
表現（変換特性）から任意の１つを選択できる。

【００４２】図４(a) において、別の実施例では、図２
のガンマ特性切替え回路２３は、図４(b) に示されるよ
うに、ＤＡコンバータ３４の出力電圧に応じて、通常の
逆ガンマ特性の他に、３種類の特殊な変換特性を設定で
きる。

【００４３】通常の逆ガンマ特性と３種類の特殊な変換
特性は、デジタルデータの形式でメモリ４５に記憶さ
れ、マイコン回路４４に呼び出されてＤＡコンバータ３
４に送出されることにより、図２のガンマ特性切替え回
路２３にその変換特性を実現させる。４種類の変換特性
は、スイッチ４６、４７、４８、４９にそれぞれ対応し
ている。

【００４４】すなわち、図４(b) に示されるように、ス
イッチ４６〜４９を全く操作しない最初の時点や、スイ
ッチ４７〜４９を操作した後にスイッチ４６を操作した
場合には、通常の逆ガンマ特性が設定される。一方、ス
イッチ４７を操作した場合には低輝度強調モード、スイ
ッチ４８を操作した場合には中間輝度強調モード、スイ
ッチ４９を操作した場合には高輝度強調モードがそれぞ
れ選択される。

【００４５】図３(a) に示された特殊な変換特性では、
部分的な誇張はしても、ともかくも画像信号レベルの全
域を輝度再生したのに対して、図４(b) の３種類の特殊
な変換特性では、強調される範囲の画像信号レベルの外
側は、ほとんど輝度表現に反映されない、換言すれば、
輝度表現上、画像信号が切捨てられることになる。

【００４６】例えば、低輝度強調モードでは、画像信号
レベル７０％以上の領域が一様な白表現（輝度１００
％）とされ、高輝度強調モードでは、画像信号レベル３
０％以下の領域が一様な黒表現（輝度０％）とされる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１のＬＣＤ画像再生装置によれ
ば、輝度表現が一方に偏在した再生画面であれば、表現
可能な輝度段階の多くをその偏在範囲に割り当て、再生
画面の中で実際に利用できるから、従来の逆ガンマ特性
による固定した信号変換が行われる場合に比較して、再
生画面内の部分間の輝度差が拡大し、見掛けの立体感や
解像感が改善される。

【００４８】そして、コンピュータ画面が選択された場
合には、直ちに、自動的に、コンピュータ画面に適した
輝度表現が設定され、テレビ画面を視聴していた際に選
択されていた調整による影響を受けることもない。従っ
て、例えば、コンピュータ画面とテレビ画面の一方を任
意に選択して画像表示する液晶モニターの操作が簡略化
され、操作者に画質調整の負担を与えないで済む。

【００４９】従って、自動車のナビゲーション装置とテ
レビチューナーで１つのＬＣＤ画像再生装置を共用する
場合、地図表示とテレビ画像の両方をそれぞれ最適な輝
度表現で再生できる。

【００５０】請求項１のＬＣＤ画像再生装置によれば、
また、ＣＲＴ画像再生装置に比較して輝度表現の幅が狭
いＬＣＤ画像再生装置でも、ＣＲＴ画像再生装置並みの
優れた立体感や解像感を確保できる。

【００５１】そして、逆ガンマ特性を乗算して液晶テレ
ビに画像再生する従来技術が確立されているから、従来
の液晶テレビ用のガンマ特性調整用ＩＣを、１〜２の端
子に電圧調整回路を追加するだけで、そのままガンマ特
性調整手段として活用することも可能である。さらに、
複雑な制御を行う場合でも従来のガンマ特性調整用ＩＣ
を含む少数の部品の置き換えと最小限の回路追加で構成
できるから、画像再生装置の部品点数の増加や筐体の大
型化を伴わずに実施できる。

【００５２】また、従来、暗い画面の見掛けの解像度を
改善させるために、コントラスト調整によって明るくす
ることもできたが、白っぽい画面になると画面全体が白
潰れしてしまう可能性があった。しかし、ガンマ特性の
調整で見掛けの解像度を改善する方法によれば、このよ
うな白潰れを引き起こすことなく、暗い画面の見掛けの
解像度を改善できる。

【００５３】請求項２の画像再生装置によれば、記憶手
段に予め記憶した変換特性の中から１つを選択するか
ら、変換特性を演算して毎回求める等、複雑な演算操作
を制御手段で行わないで済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。

【図２】実施例のＬＣＤ画像再生装置の構成の説明図で
ある。

【図３】実施例のガンマ特性の説明図である。

【図４】別の実施例のＬＣＤ画像再生装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ガンマ特性調整手段１２液晶画像表示手段１３手動設定手段１４制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された画像信号のガンマ特性を可変
するガンマ特性調整手段（１１）と、ガンマ特性を調整された画像信号に基づいて映像を再生
する液晶画像表示手段（１２）と、を有し、前記画像信
号として、演算装置の出力画像の他に、テレビ画像をも
選択可能なＬＣＤ画像再生装置において、前記画像信号のガンマ特性を手動調整可能な手動設定手
段（１３）と、前記演算装置の出力画像とテレビ画像の区別を入力する
切替え信号に基づいて前記ガンマ特性調整手段（１１）
のガンマ特性を制御し、前記テレビ画像が選択されてい
る場合には、前記手動設定手段（１３）によるガンマ特
性の手動調整を可能にするが、前記演算装置の出力画像
が選択されている場合には、前記手動調整を不可能にす
る制御手段（１４）と、を設けたことを特徴とするＬＣ
Ｄ画像再生装置。
【請求項２】入力された画像信号のレベルに対応させ
て液晶画像表示手段の輝度表現に相当する画像信号を形
成するガンマ特性調整手段、を有するＬＣＤ画像再生装
置において、前記入力された画像信号の特定電圧領域を拡大し、該特
定電圧領域以外の領域を圧縮する特殊なガンマ特性を、
拡大される特定電圧領域を複数種類に異ならせて予め記
憶させた記憶手段と、操作者の任意の選択操作に応じて、前記記憶手段から必
要なガンマ特性を選択して呼び出し、前記ガンマ特性調
整手段に設定可能な制御手段と、を設けたことを特徴と
するＬＣＤ画像再生装置。