JPS5890870A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は画像表示手段として液晶表示／母ネルを用い
たいわゆる液晶テレビジ嘗ン表示装置に係如、特に表示
素子としてダストホスト形箪晶勢の交流駆動液晶を用い
る場合の映倫信号処理回路に関する。

発明の技術的背景 液晶エレクト冒二りスの進歩によシ、近年、液晶を表示
素子として用いたいわゆる液晶テレビジｌン表示装置が
できるようになった。こＯ液晶テレビジ冒ン表示装置は
液晶の光学的な偏光性中散乱性を利用するもので、この
ような液晶の性質を利用した表示方法は一般には時計、
電車などの表示部にも見られる。液晶テレビジ冒ン表示
装置は液晶に印加すを電圧が低くて良く、消費電力も少
なく、また薄形にで自る等の多く利点を有しておシ、こ
の為、超小形、いわゆる−ヶ、タプルなテレげジ冒ン受
儂機を実現可能である・上述しえよりな液晶テレビジ箇
ン表示！ＩＩの表示−ぐネルを構成する液晶としては、
動的散乱Ｄ！１ｇ液晶、ツイストネコティｔりＴＮ［液
晶、ダストホストｍｗａ勢種々参る・Ｄ！［ｌ［ｌ［晶
はコントテストが大きくとれるが、視野角が狭く、壕九
、駆動電圧か高く、直流駆動になり寿命が短かいなどの
欠点がある。これＫｍし、ＴＮｆｌｉあるーはｒストホ
スト飄液晶は低電圧で動作でき、低消費電力であり、交
流駆動によりて駆動されるので寿命も長い等の利点があ
〉、乾電池駆動Ｏ傍帯用テレビジ冒ン受像機を構成する
のに好適である。

稜者の交流駆動方式の液晶を表示素子として用いるには
、印加する信号（電圧）は＃Ｉ１図に示すようにして供
給される。同図に於いて、１１は例えばダストホスト蓋
の液晶である。

１１９１１１は液晶１１をサントイ、テ状にはさんだ両
極電極であゐ＊１４１ｄ交流信号源である。

このような構成に於いては、電極１１．１１間に信号が
印加され１い場合は光は透過しない。

電極１１．１１間に交流信号（例えば数ｉＨｚ　（Ｄパ
ルス）を印加すると、光は液晶層を透過し、印加電圧に
応じて透過光量が変化する。この特性を利用してテンビ
ジ璽ン画儂償号を表示しようというものである参 テレビゾーン−像を表示するには一般に第３図に示すよ
うなアクティ１マトリタス形Ｏ表示パネルを用ｉゐ方法
が考えられている・ζＯ形ＯＡネルハＭＯ８（メタルオ
命すイドセ電；ン〆クタ）集積回路技術にようてシリ；
ン基板上にアタテイツマトリタス回路を形成している。

第２１％ｌｌはそＯ回路図て′ｈゐ・同図で、ＹｌｅＹ
ｌ・・り一はｒ−計電極（アドレスライン）％Ｘ１１Ｘ
璽−，Ｘｎはソース電極（データツイン）、１１はスイ
ッチングトランジスタ、Ｊ−“は信号蓄積；ンデンｔで
ある・信号蓄積＝ンデンサＪ−はトツンジスＩＪＩＩＩ
Ｃ対して液晶ＪＪと並列に接続してあ６．１フイ一ルド
期、関画曽信奇を記憶する為ＫＩＩＩＥＩ／ｋｊＪの容
量成分を補うものでＪｌｌゐ。

１）０液晶ＩＩが１ｉｌｉ素に相轟する。＊晶１１の選
択は各画素毎に設ＪＩｆｆＩ−スイ、チンダトランジス
タ１５をスイ、チンダすることによりて行なう・トラン
ジスタＪ５のスイッチングはｒ−計電極Ｙ　１ｅ　Ｙ　
＠・・・、Ｙｌを行単位で行ない、ある行のスイッチン
グトランジスタがＯＮ状態の時、Ｘ　＊　　＊　Ｘ　＠
、・・・Ｘｌのソース電極を通して対応画素の映像信号
電圧を供給すれば映像信号電圧は一方ｏｖ１極１１と信
号蓄積コ／デンナ１＃に印加され、次の新たな映像信号
が来るまで＠偉信号電圧を保持する。他方の電＆ＸＳは
共通接続さ■ れ、所定の電圧＜　　ＤＤＩ）が印加される。上述のよ
うな−ｗＬ晶表示ノ豐ネルを交流駆動するには例えは第
３図（ａ＞ＶＣ示すような映画信号を用いる。

Ｘ１＋Ｘ１ｓ・・・Ｘユのソース電極（データ・ライン
とも呼ぶ）を駆動するためのＸ駆動回路（図示せず）電
源電圧をｖＤＤ、とじ、画素電極のうち共通電極Ｊ１に
一秒上の電圧を印加する。このような状−でＸ駆動回路
に供給する映像信号の極性をフィールド毎にＶｔ）０１
を中心に反転させる。この結果各画素の液晶１１に印加
される電圧（電界）は１フイールド毎に正負反転し、交
流駆動が実現できる。なお、第３１伽）は同図（ａ）に
示す信号の一部（−水平走査期間）（Ａ）を拡大して示
す図である・ このような駆動信号を得るには第４図に示すような映画
信号処理回路が考えられる。第４図において、映像検波
された映倫信号は所定のレベル及び極性でガンマ補正回
路１に供給される。

ガンマ補正回路２Ｊは送られて来る映像信号のガンマ（
ｒ−２，２）を表示ノ臂ネルに使用する液晶のがンマに
補正する回路である。このガンマ補正出力は両極性映像
信号発生回路１２に供給され、所定振幅の正負極性の°
映像信号が生成される。これらの映像信号はそれぞれピ
ークジ２フフ回路ＩＳで同期信号の先端を所定の直流レ
ベルにフラングされ、ｒ−ト回路２４に供給される。こ
のｒ−）回路１４は１フイールド毎に正又は負の映倫信
号を交互に取シ出す。ｒ−）出力の映像信号は負荷回路
を十分駆動できるように緩衝増幅回路（以後ｚ４　ｖフ
ァ回路と称する）１５を介して低インピーダンスで表示
パネルに供給される。

第５図及び第６図は、第４図に示した映像信号処理回路
の具体回路例である。ｔｆ第５図はガン！補正回路２１
と両極性信号発生回路２Ｊの具体回路例である。Ｃ１１
は結合コンデンサＱｌｌ　　ｅ　　Ｑｔｍ　　ｅ　　Ｒ
ｔｔ　　ｅ　　Ｒｔ冨　−Ｉｔｔｓ　　−Ｒ１４＠Ｒ１
１はバイアス部を構成する。Ｑｘｓはピークフラング用
トツンジスタ、Ｑ１４　　ｅ　Ｑｔｓはパ、ファ用工に
、タフォロワであるｅ　Ｒｌｆ　　＊　Ｒ１＠　　＊Ｒ
ｓｅ　　＊Ｑｔｓ　　ＩＱＩ・はガンマ補正部を構成す
る。

結合コンデンサＣ１ｌを介して負極性で入力され丸鉄偉
信号は所定の直流レベルにピーククランｆ（同期信号先
端）された後、ガンマ補正され、トランジスタＱｓｙの
ペースに供給される０両極性信号発生回路２１はトラン
ジスタＱ　１ｒ　　ｅＱ　ｔｓ、抵抗Ｒ１・　・Ｒ１１
＊　Ｉｔ■　＋　Ｒｓｌによって差動増幅器構成とされ
、トランジスタＱｔｖの；ネクタからは正極性の映像信
号が得られ、一方、トランジスタＱｉ先のコネクタから
は負極性の映倫信号が得られる。これらはトランジスタ
Ｑｓ・。

Ｑｌ１％抵抗Ｒ雪４　　＊　Ｒ１１から成る１ンツタ７
オロワを介して出力される拳 第６図はビーククランプ回路２Ｂ、？’−）回路２４、
パ、ファ回路２５の具体回路例である・第６図において
Ｃａｔ及びＣｓ、は結合コンデンｆｓ　Ｒｓｔ　　Ｉ　
Ｒ１１＋　Ｄｓ、　　ｔ　Ｄｌｍはクランプレベルを設
定する・々イアス部である。トランジスタＱ■は負の同
期信号の先端を前記バイアス部で決まる電圧にクランプ
するり２ング用トランジスタ、同じくトランジスタＱｍ
４は正の同期信号先端をクランプするためのクラｙノ用
トツンゾスタである・トランジスタＱｓｍ　　、Ｑｓｍ
及びＱｌ１５Ｑｓｓｔ’ｊ工きツタフォロワトランジス
タである・ 以上の構成に於いて、入力信号としては前記両極性映像
信号発生回路２１の出力が供給される。この場合、正の
映倫信号・１は結合；ンデンサＣｓｓを介して供給され
、負の映像信号・ｌは結合コンデン？Ｃｓｓを介して供
給される。ここで、Ｉ４イアス部の抵抗Ｒ１１とａＳＳ
の抵抗値を尋しく選べば、トランジスタＱｓｓのペース
電位ｖ、、は次式（１）となる。

従ってトランジスタＱ■の工建、タ電位ｖＩ、は次式（
２）となる。

ここで、■、：／イオードＤ１１＃Ｄ口の順方向降下電
圧またはトランジスタ Ｑｌｌのペース・工建、タ間順方 向降下電圧 Ｒ１：抵抗Ｒｓ＊＊Ｒｓｍの抵抗値 この工電、タ電位ｖ１１が正の入力映像信号・１のクラ
ンプレベルとなシ、映像信号・ｉは同期信号の先端でク
ラン！される。クランプされた映像信号は工々ツタフォ
ロワトランジスタＱ　１ｍＩＱｍｓを介して堆シ出すが
、正極性の映像信号の場合、結合コンデンサＣ１１を充
電する電流経路は入力端からトランジスタｑ■のペース
に向う方向であるから、二電、タフオロワとしてのトラ
ンジスタＱｓｓにはＮＰＮ　）ランジスタを用いなけれ
ば正常なりラング動作をしない、ここで、工建ツタフォ
ロワトランジスタＱ事富だけはその出力のクランプレベ
ル、つｔ！ｌ）、）ラング１１９口のエミ、り電位ｖ、
２が ＤＤ１ Ｈｌ　　２　　　Ｆ　　　　　””””“−°−−−−
−−−°−（３）となりてしまうので、ＰＮＰ　）ラン
ゾスタＱｍｓのエミッタフォロワで補正し、出力のクラ
ンプレベル、つｔｂトランジスタＱｓｍの工（、夕電位
Ｖ□が　％Ｄ　１　　となるようにしている、このよう
にすれば、■、の項が消える為、温度変化によるＶ、の
ドリフトの影醤を受けず、安定なりうｙ）動作が得られ
る。

同様に負極性の映像信号ｉｉは結合コンデンサＣ口を介
してトランジスタＱｓｓのペースに入力される。この場
合のクランプレベルを求めるとトランジスタＱ１４のペ
ース電位ｖ１４は次式（４）となる。

従ってクランプレベルであるトランジスタＱ釦４のエン
、り電位ｖ、４は次式（５）となる。

ｖ−ｖ＋ｖ＝■ＤＤ１８００．１０００００００１０１
１００．１．（５）腸４　　　ロ　　　ｌ　　　　２ となる、このレベルに入力映倫信号・ｉｏｍ期信号先端
（正極性）がクランプされる・この時の結合コンデン４
Ｉ″Ｃ１ｍの充電電流はトランジスタＱｓｓのペースか
ら入力端子側向う方向であるのでエン、タフォロワトラ
ンジスタＱｓＩとしてはＰＮＰ　）ランジスタを用いて
そのペース電ａを充電電流とする必要がある。トランジ
スタＱｓｉのペース・工電、タ関Ｉ１１方向降下電圧Ｖ
、をトランジスタＱｓ−のペース−エン、り間層方向降
下電圧Ｖ、で打ち消すことによシ、入力状像信号讐ｉの
同期信号の先端はトランジスタＱ■のエンψりとこて、
電圧Ｖ□、が変動した場合を考えると、上述の如く、ク
ランプレベルは５胆であるか゛ら、ｖＤＤ、が変動しよ
うとクランｌレベルはたえず、を中心にクランプされた
正負両極性の信号として取抄出される。

更にダイナ電νクレンゾについて考えると、今例えばｖ
Ｌ）Ｄ、を８ｖとすればクラ／ブレ４ルビーク値）ｔで
入力可能であシ、この入力信号映像信号・ｉ　＊　’；
ｉはフラング後エイツタ７オロワト２ンジスタＱｓ雪　
参Ｑｓｓ及びＱｍｉ＋Ｑｓ＠の好適な組み合わせによジ
飽和することなく堆シ出すれ、ＳＶ、、のダイナミ、ク
レンゾが得られる・このようにクランｌされた映像信号
は一例としてＣＭＯＢ双方向アナログスイッチで構成さ
れるｒ−）回路２４に於いて、外部から供給されるフィ
ールド周期のダート／４ルスＰ、によルフィールド毎に
正負の映像信号が交互に取シ出される。ｒ−ト／４ルス
Ｐ０が”Ｈ”レベルのＩＩ、）２ンジスタＱｓｙ　　参
ＱＩＩＩＱ４１がオンし、正極性の映像信号が出力され
、“Ｌ＃レベルの時、トランジスタＱｓｅ＋Ｑ４・　、
Ｑ４１がオンし、負極性の映像信号が出力される。この
ようなｒ−ト回路ｊ４では直流的ロスが７＃１とんどな
い状態で入力状像信号が出力されるので、ピーククラン
プ１ｇＩ絡２３でのクランｌレベルはｆ−）（ロ）路１
４の出力端でも変化しないψゲート回路２４の出力は負
荷回路、つま９表示パネルを十分駆動できるようにパ、
７７回路２５に導かれる・バッファ回路２ｊはメイナ建
ツクレンジを十分広く取るため初段はＰＮＰ　）ランゾ
スタＱ４１％抵抗ａＳＳから成るエミッタフォロワで構
成され、次段はエミッタフォロワトランジスタＱ４４と
その定＊ｇ源を成すトランジスタＱ４１．〆イオードＤ
ｓｍ、抵抗ａＳＶで構成されている。初段のエンＶり７
オロワの電源電圧ｖＤＤ、はｖＩ）Ｄｌよシ高く設定さ
れている。このような構成によれば、ｆ−４回路２４６
出力である鍛大８■（ｖＤＤ１Ｐ　　２ を中心にした±４Ｖｐ、）Ｏ映像信号を飽和することな
く低インピーダンスを出力できる。また、クランプレペ
ルは■ｏｏ１／　２に維持できる・これは工＜ｙタ７オ
四ワトラ／ジスメＱ４ｍとＱ４４でＶ、の項を打ち消し
ているためで、これによシ温反ドリフ）Ｋ対しても強い
回路となる・以上のような回路構成によれば第３図に示
すような交流電動式の液晶に必要な映像信号（交番状映
像信号）が得られる。

背景技術の問題点 しかしながら、業際に使用する液晶セルＦｉ第７図に示
すような伝送特性を有しているのが一般的である。同図
において、横軸は液晶駆動電圧Ｖ、縦軸は明るさＰ）で
あシ、駆動電圧を上げ°ていくと明るさが増加していく
が、スレ、シ。

ｔ−ルドレペル■□を持っている。従りて、液晶に印加
するＷｋ＊信号の黒レベルは、このスレッシ、ホールド
レベル■、に合わせるのが最も嵐好な画像表示の条件で
ある。黒レベルとスレ、シュホールドレベルＶ□がずれ
ると表示両像は浮いたシあるいは沈みすぎたルする。つ
ｔｂ第３図において、黒レベルをスレ、シュホールドレ
ベルｖＴＭに調整するのが望ましい。

発明の目的 この発明は上記事情に対処すべくなされたもので、従来
の良好な回路構成及び特性を変えることなく、簡単な構
成により、映像信号の黒レベルを液晶の伝送特性上のス
レ、シュホールドレベルｖ７に容易に設定することがで
きる映像信号処理回路を提供することを目的とする。

発明概賛 そこで、この発明はガンマ補正回路の入力部に工々ツタ
抵抗の抵抗値を変えることが可能なエイ、タフォロワを
設けるように構成し九４のである・ 発明の実施例 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。第８図はこの発明の一実施例を示す回路図で、第
５図と同様、ガンマ補正回路２Ｊと両極性映像信号発生
回路２２を示すものである・ｔｓ８図に於いて、第５図
と異なる点はガンマ補正回路２１の入力部にエイヅタ抵
抗を可変自在な二ン、夕７オロワを設けた点であシ、他
の部分は同一部には同一符号を付す。すなわち、二き、
夕７オロワを成すトランジスタＱ１４の二さ、夕には抵
抗Ｒ，・に対して可変抵抗器Ｒｖが直列に挿入されてい
る。

上記構成に於いて、動作を説明する。

入力信号として、負極性の映像信号が結合ランデンｆＣ
口を介してトランジスタＱ１４のペースに供給される。

入力された映像信号はピークフラング用トランジスタＱ
１ｍによって所定の直流レベルに同期信号の先端がフラ
ングされる・トランジスタＱ１のエイ、りにおける映倫
信号の波形を第９図に示す。ここで映像信号の黒レベル
（−４デスタルレベル）をｖＰ１同期信号のビーク・ピ
ーク値をＶ、としている、映像信号が黒レベルあるいは
黒に近いレベルの期間はトランジスタＱｓｉｅＱｔ・は
ＯＮしてあシ、ガン！補正部の等価回路は第１０凶のよ
うになる。トランジスタＱ１４の工ンヅタ亀流を！８、
抵抗Ｒ１丁を流れる電流をＩｏ、抵抗Ｒｘ５ｔ流れる電
流を！１、抵抗Ｒ１−を流れる％流を！。とする・この
場合、Ｉ０＝　１．−）　Ｉ、である、今！、＝０とす
ると、ＩＣは次式（６）で表わされる。

・・・・・・・・−・・・・・・・−・・（６）但し、
ＲＢ　＊　Ｒ，：それぞれ抵抗Ｒ１畠−Ｒ１會の抵抗値 Ｒｏ：抵抗Ｒ１＠　ｒ　Ｒｙ＋　ＲＩｆの抵抗値の和 Ｅｔ　、Ｎ２：それぞれトランジスタＱ１１＃Ｑｓ＠の
コレクタ・エイ、り 関飽和電圧 この時のトランジスタＱ１４のエイ、り電圧Ｖ。

は次式（７）で表わせる。

■Ｉ＝ｖＤＤ１−Ｉｏ（Ｒ，１＋Ｒ−０）　　　　・＝
−・”・＝（７）但し、Ｒ，ｌ　Ｒｏ：それぞれ抵抗Ｒ
１＠　＊　Ｒｖの抵抗値 この電位Ｖ、、Ｕ）？ンゾスタＱ１４がオフするレベル
を示すものであシ、式（７）より可変抵抗器Ｒｖの抵抗
値を変えることによシ任意の値に設定することかで龜る
。健つて第９図に示す映像信号がトランジスタＱｔａの
工室、夕に現れた場合、上述した電位■、のレベルを越
える点で映像信号はスライスされる。このスライスレベ
ル（＃Ｉ９図に示すレベル■ｘ）は電位Ｖ、を変えるこ
とによりて、−ｐｉシ可変抵抗器Ｒ７の抵抗値を変える
ことによって任意に選ぶことができる。映像信号をその
同期信号の先端でスライスして同期信号のビーク・ビー
ク４＆ｖ、を変えることによシ、映像信号処理回路から
出力されるｔｔｔｍ信号の黒レベルを適宜−整すること
ができ、これを前述したようなスレＶシ、ホールドレベ
ルｖ０に合わせることができる。

以上詳述したこの実施例によれに、回路構成に大幅な改
嵐を加えることなく、ガンマ補正回路ＩＪの人カパッフ
ァ用二ｉ、タフオロワトツンゾスタＱ　１ａｏエミ、り
抵抗にＷｌ変抵抗器Ｒ１を用いるだけの簡単な構成でし
かも従来の良晶路構成及び回路特性に何ら悪影譬を及ぼ
すことなく、可変抵抗器Ｖ、の抵抗値を変えるだけの簡
単な操作によシ映像信号の黒レベルを液晶のスレダシ、
ホールドレベルＶ□に合わせることができる。

発明の効果 このようにこの発明によれば、従来の＆好な回路構成及
び回路特性を変えることなく、簡単な構成によ）、映像
信号の黒レベルを液晶の伝送特性上のスレ、シュホール
ドレベルｖ？Ｉに害鳥に合わせることかで龜る映像信号
処理回路を提供することかで龜る。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流駆動方式液晶の動作原理を説明する為の（
ロ）略図、第２図はアクティブマトリックス形の表示ノ
譬ネルに於けるアクティブマトリックス回路の等価同略
図、第３図−）　、　（ｂ）は交流駆動方式の液晶表示
パネルに供給する映像信号を説明する丸めの信号波形図
、第４図は＊ａテレ、ビジ箇ン表示妓置に於ける映像信
号処理回路を示すプロ、り図、第５図は第４図に示す回
路の一部の具体的構成の一例を示す回路図、８１６図は
同じく他の部分の具体的構成の一例を示す回路図、第７
図れ一般的な液晶の伝送特性を示す特性図、１１８図は
この発明に係る映像信号処理回路の一実施例を示す回路
図、第９図は第８図の動作を説明するための信号波形図
、第１０図は同じく第８図の要部の等価回略図である。 ２Ｊ・・・ガン！補正回路、２２・・・両極性映倫信号
発生回路、２３・・・ピーククランプ回路、２４・・・
ｒ−）回路、２５・・・パ、７１回路、Ｑ１４・・・エ
ミッタフォロワトランジスタ、Ｒｖ・・・可変抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 映像検波された映倫信号のガンマを液晶表示素子の表示
   特性に合わせて補正するガン！補正回路と、とのＩンマ
   補正回路の出力映像信号を用いて極性の真なる２つ０ｒ
   ＩｋｆＩＩｉ信号を導出する両極性映像信号発生回路と
   、この両極性映像信号発生回路の出力映像信号の同期信
   号の先端を所定ｏ＊ｔｉｔレベルにフラングするフラン
   グ回路と、このフラング回路によりてクランｌされ九極
   性の異なる２つの映像信号をフィールド毎に交互に選択
   して堆シ出すｒ−）回路と、とのｒ−ト回路から出力さ
   れる交書状映像信号を前記液晶表示素子によって形成さ
   れる表示／４ネルに供給する緩衝増幅器とを具備し丸鉄
   像信号処理回路に於いて、前記ガン！補正回路の入力部
   に工電、り抵抗の抵抗値を変えることが可能な工建、タ
   フォｐワを設けたことを特徴とする映倫信号処理回路。