FI97006C - Kirkkausmodulaattori mustatason suljetun silmukan kompensointiin - Google Patents

Description

97006

Kirkkausmodulaattori mustatason suljetun silmukan kompensointiin Tämä keksintö liittyy yleisesti elektronisäteen 5 virran rajoitukseen televisiovastaanottimien, videomonito- rien ja vastaavien kineskoopeissa. Tarkemmin, keksintö liittyy elektronisäteen virran rajoitukseen kuvan kontrastin ja kirkkauden säädön yhteydessä.

Televlsiovastaanottimen ja vastaavien kineskoopin 10 tuottaman kuvan sisältö muodostuu valoisuusinformaatiosta ja värikkyysinformaatiosta. Valoisuusinformaation määrittelee erityisesti kuvaa edustavan videosignaalin huipusta-huippuun amplitudi ja videosignaalin tasa- (DC-) komponentti liittyy kuvan kirkkaus- eli taustatasoon. Kuvan 15 kirkkaus- eli taustataso liittyy mustatasoon.

Kineskoopin viemä elektronisädevirta on kineskoop-piin kytketyn videosignaalin amplitudin sekä DC-sisällön funktio. Liiallista sädevirtaa voi aiheuttaa videosignaalin sisällön ja kirkkaus- ja kontrastipiirien manuaalisen 20 säädön, joka usein sisältyy vastaanottimen tai monitorin valoisuussignaalin prosessointikanavaan, yhdistelmä. Korkean sädevirran todennäköisyys lisääntyy kirkkaiden, pääasiassa valkoista informaatiota sisältävien kuvien videosignaalien yhteydessä, kontrastin tai kirkkauden manuaali-25 säädön asetusten ollessa suurimmassa asennossaan tai näiden tekijöiden yhdistelmänä.

Liiallinen huippusädevirta voi saada vastaanottimen tuottamaan heikentynyttä kuvaa erinäisten ilmiöiden vuoksi, kuten elektronisäteen pistedefokusointi tai paikalli-30 nen reikälevyn hilseily haitallisine vaikutuksineen väri-puhtauteen. Liiallinen keskimääräinen sädevirta voi vaikuttaa haitallisesti vastaanottimen poikkeutusjärjestelmän toimintaan, saattaa aiheuttaa kuvan laajenemaa ja aiheuttaa vastaanottimen vaurioitumisen. Jonkin muotoinen auto-35 maattinen kontrastin säätöpiiri kuuluu usein vastaanotti- 2 97006 miin huippusädevirran rajotritämiseksi signaalin ja katsojan suorittaman säädön olosuhteissa, jotka eivät aiheuta suurta keskimääräistä sädevirtaa. Tällaiset järjestelmät toimivat ainakin jossain määrin videosignaalin huippuarvon 5 mukaan ja pienentävät automaattisesti kontrastia rajoittaen tällöin huippuvirtaa. Vastaanottimissa on usein automaattinen säderajoitinpiiri estämässä liiallista keskimääräistä sädevirtaa. Tällainen piiri havainnoi sädevirtaa ja automaattisesti pienentää kontrasti- tai kirkkaustasoja, 10 tai molempia, kun sädevirta ylittää kynnyksen.

Automaattinen sädevirran rajoittaminen voi aiheuttaa ongelmia jopa sädevirran tasoilla, jotka ei välttämättä ole liiallisia. Sädevirran rajoittimen tulisi toimia ilman, että se tarpettomasti lisää katsojan havaitsemia 15 säderajoittimen toiminen aiheuttamia kuvasisällön muutoksia. Yleisesti ottaen, katsoja usein havaitsee helpommin kuvan kirkkauden, eikä kontrastin, muutosten aiheuttamat muutokset kuvan taustavalaistuksessa. Näin ollen turvallisilla sädevirtarasojen alueella sädevirran rajoittaminen 20 suoritetaan kernaasti automaattisella kontrastin säädöllä. On kuitenkin myös tärkeää, että sädevirran rajoittaminen voidaan suorittaa ilman, että aiheettomasti horjutetaan kontrastin ja kirkkauden välistä suhdetta ja tuotetu kuvan valoisuus- ja värikkyysinformaation välistä suhdetta. Tä-25 hänastisissa toteutuksissa on tullut esiin tarve säätää myös kirkkautta esimerkiksi kun tietty määrä kontrastin säätöä on käytetty loppuun.

Tunnetaan useita erilaisia automaattisia sädevirtaa rajoittavia järjestelmiä, jotka toimivat yhdessä televi-30 siovastaanottimen ja vastaavien kontrastin ja kirkkauden säätöpiirien kanssa. Monet järjestelmät suorittavat kontrastin ja kirkkauden jatkuvaa säätöä sädevirran eri alueilla, kuten seuraavissa US-patenteissa on kuvattu: 4 126 884 - Shanley, II; 4 253 110 - Harwood et ai.; 35 4 253 121 - Avery; ja 4 137 552 - Savery.

• t

II

97006 3

Joskus tulee esiin erityinen ongelma kun kirkkauteen sekä kontrastiin, esimerkiksi videovahvistuksen säädöllä, vaikuttavat sädevirtaa rajoittavat piirit toimivat sädevirtatasojen alueilla, jotka eivät välttämättä ole 5 liiallisia tai vaarallisia. Tilanne esiintyy yleensä kun suurin osa kuva-alasta on melko kirkas, toisin sanoen sillä on korkeat valkeatasot, mutta pieni osa kuvasta on melko tumma. Suurimmassa osassa kuvaa olevat korkeat valkea-tasot saavat aikaan korkean keskimääräisen sädevirtatason, 10 jonka automaattinen säteen rajoitin tulkitsee liialliseksi kirkkaustasoksi, joka täytyy kompensoida. Näin ollen tällaiset automaattiset piirit pienentävät kontrastitasoa tai kirkkaustasoa tai molempia tasoja samanaikaisesti. Kontrastin tai kirkkauden tai molempien pienentämisellä on 15 vähän havaittavaa vaikutusta suuremman ja kirkkaamman kuvan laatuun, mutta se pyrkii tekemään pienemmän ja alunperin tummemman kuvan alueen vieläkin tummemmaksi. Pienempi kuvan osa voi tulla niin tummaksi, että menee oleellisesti käsittämättömäksi. Joka tapauksessa tärkeitä yksityiskoh-20 tia kuvan pienemmässä tummemmassa osassa voi olla vaikea nähdä, jos ne ylipäänsä ovat näkyvissä.

Kontrastisäätöpiirit yleensä muuttavat kuvan kontrastia synnyttämällä ohjaussignaalin, joka muuttaa videokuvan videovahvi st imen vahvistusta. Vahvistuksen rauuttami-25 nen aiheuttaa myös vaihtelua kirkkaudessa, joka lisääntyy * ja vähenee suoraan videovahvistuksen myötä. Tämä todettiin manuaalisten kontrastisäätöjen yhteydessä US-patentissa nro 3 873 767 - Okada et ai. Videosignaalin säätöpiiri sisältää kirkkaussäätöpiirin, joka toimii manuaalisen sää-30 dön mukaan ja muuttaa signaalikanavaan vietävää tasapoten-tiaalia, ja kontrastisäätöpiirin, joka toimii manuaalisen säädön mukaan ja muuttaa videovahvistimen vahvistusta. Tason säätövälineet on kytketty signaalilähetyskanavaan signaalikanavan tasapotentiaalissa tapahtuvien vaihtelujen 35 kompensoimiseksi kun kontrastin säätövälineiden manuaali- 4 97006 nen säätö aiheuttaa muutoksen vahvistuksen määräävässä jännitteessä. Tämä piiri rajoittaa tehokkaasti haitallisia vaikutuksia, joita aiheuttaa katsojan manuaalinen kontras-tisäädön virhesäätö. Kuitenkin ainoa kirkkautta rajoittava 5 piirre katodisädeputken sädevirran mukaan toimivassa piirissä toimii ainoastaan ennalta määrätty arvo ylitettäessä ja muuttaa samanaikaisesti sekä signaalilähetyskanavaan vietävää tasapotentiaalia että videovahvistimen vahvistusta sekä kontrastin ja kirkkauden vähentämiseksi. Tälläinen 10 piiri ei kompensoi kirkkaustasossa tapahtuvia muutoksia, jotka aiheuttaa videosignaalitasojen ja tai sädevirta-tasojen dynaamisten muutosten mukaan toimiva kontrastin säätö.

Eräissä televisiovastaanottimissa on nyt mahdolli-15 suus esittää ensimmäinen kuva toisen kuvan sisällä, mitä usein kutsutaan "kuva-kuvassa" -nimellä. Vastaanotin, videonauhuri tai vastaava, jossa on "kuva-kuvassa" -ominaisuus, esittää yhtä kuvaa tavanomaisen toiminnan aikana. Kuitenkin käyttäjän komentojen mukaan ja mikroprosessorin 20 ohjaamana voidaan esimerkiksi kuva toisesta videolähteestä, tavallisesti eri lähetys- tai kaapelikanava, sijoittaa pienenä kuvana pääkuvan sisään. "Kuva-kuvassa" -televisio-ohjausjärjestelmiä on kuvattu huomattavan yksityiskohtaisesti seuraavissa US-patenteissa: 4 638 360 - Christopher, 25 et ai., 4 652 908 - Fling et ai; 4 656 515 - Christopher; ja 4 656 516 - Fling, et ai. Näihin patentteihin voidaan viitata "kuva-kuvassa" piirien yksityiskohtaisen kuvauksen tapauksessa, joita piirejä tässä laajasti kuvataan ja esitetään.

30 "Kuva-kuvassa" -toimintamahdollisuus aiheuttaa eri tyisen hankalan ongelman aikaisempien toteutustem automaattiselle sädevirtarajoitinpiireille. Erityisesti, si-säänlisätyn toisiokuvan videosisällön ja suuren ensiökuvan videosisällön välillä todennäköisesti on vähän jos yhtään 35 yhtäläisyyttä. Tavanomaisesti esitetyssä yksittäisessä

II

97006 5 kuvassa tapahtuu todennäköisesti ainakin jonkinlaista kuvasisällön siirtymää korkean keskimääräisen kuvaintensi-teetin laajan kirkkaan taustan ja sen tummemman ja pienemmän osan välillä. Tummemman osan tarpeeton tummeneminen 5 oli ongelmallista, mutta sen ei odotettu olevan sitkeä ja pysyvä ongelma. Kuitenkaan kuva-kuvassa -ympäristön ensiö-ja toisiovideosignaalien videosisällöillä ei ole mitään yhteyttä toisiinsa. On epätodennäköistä, että esiintyisi mitään siirtymäaihetta kummassakaan kuvassa, kummallakin 10 puolella ensiö- ja toisiokuvien välistä rajapintaa, joka parantaisi kuvien kirkkaus- ja kontrastitasojen välisen yhteensopimattomuuden, kun kuvia voidaan säätää samanaikaisesti videosignaalin tai sädevirran vaihtelujen mukaan. Ensiö- ja toisiokuvien kuvasisällön välttämättömän korre-15 laation puute kuva-kuvassa -ympäristössä tekee todennäköisemmäksi, että automaattinen sädevirran rajoittaminen, joka saadaan aikaan vähentämällä kirkkautta yhdessä kontrastin kanssa ensiökuvan keskimääräiseen tai huippukuvain-tensiteettiin perustuen, saa aikaan sisään lisätyn kuvan 20 huononemisen. Tätä ongelmaa ei ole käsitelty tai ratkaistu aikaisemmissa toteutuksissa.

Jotta ratkaistaisiin yleisesti tumman kuvaosan huo-nonemisongelma automaattisesti kirkkautta vähennettäessä, esimerkiksi muutettaessa videovahvistusta perustuen suu-25 remman, verrattain korkean kuvaintensiteetin kuvaosan kuvasisältöön, tämä keksintö tuo esille useita tärkeitä tekijöitä. Ensiksikin on ensimmäinen sädevirtatasojen alue, joka sisältää lyhyitä videosignaalihuippuja vastaavat tasot, joiden sisällä sädevirta voi vaihdella mutta jolloin 30 sitä ei tarvitse pitää liiallisena tai vaarallisena. Toiseksi, kontrastin vähentäminen videovahvistusta vähentämällä alentaa luontaisesti kirkkautta, mikä ei-toivotta vasti tummentaa jo tummempia, verrattain pieniä kuva-alueita. Kolmanneksi, kirkkaustasoa voidaan nostaa vastus-35 tamaan videovahvistuksen vähentämisen ei-toivottavaa vai- 6 97006 kutusta kirkkaustasoon ilman, että vastustetaan kontrastin muuttamisella aikaan saatua hyödyllistä sädevirran säätöä.

Esillä oleva keksintö on toteutettu videosäätöpii-rillä, joka sisältää piiritien, jossa on tulo videotulo-5 signaalin vastaanottamiseksi ja joka antaa prosessoidun videolähtösignaalin ja joka sisältää säädettävän vahvistuksen vahvistimen. Piirivälineet, jotka on kytketty tiehen ja toimivat prosessoidun videolähtösignaalin signaali-ilmentymän mukaan, synnyttävät kuvasäätösignaali-ilmenty-10 män. Piirivälineet sisältävät kontrasti- ja kirkkaussäätö-piirin, joka on kytketty tiehen ja toimii kuvasäätösignaa-lin mukaan muuttaen prosessoidun videolähtösignaalin kontrasti- ja kirkkaustasoja toisiinsa nähden käänteisesti.

Piirroksisssa: 15 Kuvio 1 on lohkokaavio tämän keksinnön mukaisesta kuva-kuvassa -videosäätöpiiristä;

Kuvio 2 on piirikaavio kuviossa 1 esitetystä säde-virtaa rajoittavasta piiristöstä; ja

Kuvio 3 on käyrä, joka kuvaa kirkkausmodulaattorin 20 tuottaman kirkkaussäätöjännitteen muutosta kontrastitason säätöjännitteen funktiona.

Kuva-kuvassa videosäätöpiiri on esitettu lohkokaa-viomuodossa kuviossa 1 ja on yleisesti merkitty viitenumerolla 10. Kuva-kuvassa videosäätöpiiri 10 sisältää kuva-25 kuvassa -piirin 12, valo/väri -prosessointipiirin 14, sä-devirtarajoitinpiirin 16, sädevirtaa havainnoivan piirin 18, automaattisen kontrastisäätöpiirin 24, manuaalisen kontrastisäätöpiirin 20 ja manuaalisen kirkkaussäätöpii-rin 22.

30 Kuva-kuvassa säätöpiiri 12 sisältää ensimmäisen videolähteen 30 ensimmäiselle videosignaalille A ja toisen videolähteen B toiselle videosignaalille B. Video A signaalia ja video B signaali on kytketty tuloiksi videoläh-dekytkimelle 34 vastaavilla linjoilla 33 ja 35. Kuva-ku-35 vassa säätöpiiri 36 toimii ensimmäiselle ja toiselle vi- *

II

97006 7 deolähteelle 30 ja 32 linjaa 31 pitkin ja toimii videoläh-dekytkimelle 34 linjaa 37 pitkin. Linjalla 29 olevien ko-mentosignaalien mukaan, jotka tulevat esimerkiksi mikroprosessorista, kuva-kuvassa säätöpiiri 36 käyttää video-5 lähdekytkintä ja ensimmäistä ja toista videolähdettä syöttäen vuorotellen video A ja video B signaalit videovahvis-timeen linjalla 39 ajastetussa järjestyksessä ensiökuvan muodostamiseksi esimerkiksi video A lähteestä ja sisään-lisätyn toisiokuvan muodostamiseksi esimerkiksi video B 10 lähteestä. Vaihtoehtoisesti mikroprosessori voi komentaa kuva-kuvassa säätöpiirin valitsemaan vain toinen video A ja video B lähteistä videolähdekytkimen 34 lähdöksi.

Muistetaan, että valoisuus ilmaisee valointensiteetin määrää, jonka silmä käsittää kirkkaudeksi. Mustaval-15 koisessa kuvassa vaaleammilla osilla on enemmän valoisuutta kuin tummilla alueilla. Eri väreillä on kuitenkin myös valoisuussävyjä, koska eräät värit näyttävät kirkkaammilta kuin toiset. Värikkyys toisaalta merkitsee sekä värisävyä ja kylläisyyttä. Värikkyys sisältää kaiken väri-informaa-20 tion mutta ilman kirkkausinformaatiota. Värikkyys ja kirkkaus yhdessä, eli valoisuus, määräävät täydellisesti kuva-informaation. Videolähdekytkimen 34 lähtö on tulona valo/-väri -kampasuodattimelle 38. Kampasuodattimen lähtö linjalla 41 on värikkyysinformaatio ja kampasuodattimen lähtö 25 linjalla 43 on valoisuusinformaatio. Kampasuodattimen 38 lähdöt ovat tuloina valo/väri -prosessointipiirille 14. Piirit, kuten valo/väri -prosessointipiiiri 14, voidaan toteuttaa integroiduilla piireillä. Tälläinen valo/väri -prosessointilastu on saatavilla RCA osanumerona 30 1421882-1, Thomson Consumer Electronics, Indianapolis,

Indiana. Vain ne tälläisen valo/väri -lastun osat on kuvattu, jotka ovat tälle keksinnölle oleellisia.

Kampasuodattimen 38 värikkyyslähtö on tulona väri-prosessointipiirille 50. Kampasuodattimen 38 valoisuusläh-35 tö on tulona valoisuusvahvistimelle 52. Kuvasäätöpiiri 54 97006 8 säätää valoisuus- ja värikkyyskanavien videovahvistusta ja sillä on lähdöt linjoilla 45 ja 47, jotka ovat tuloina vastavasti värikkyysprosessointipiirille 50 ja valoisuus-vahvistimelle 52. Valoisuusvahvistimen 52 lähtö on tulona 5 kirkkaussäätöpiirille 56. Kirkkaussäätöpiiiri 56 kohottaa ja laskee kirkkaustasoa, jota kutsutaan myös mustatasoksi. Kirkkaussäätöpiirin 56 lähtö linjalla 53 ja väriproses-sointipiirin 50 lähtö linjalla 51 ovat tuloina valo/väri -matriisille 60. Valo/väri -matriisin 60 lähdöt linjoilla 10 61, 63 ja 65 muodostavat vastaavasti lähdöt punaiselle, vihreälle ja siniselle videosignaaleille. Kukin lähtö linjoilla 61, 63 ja 65 viedään vastuksen läpi, minkä jälkeen lähdöt summataan tuloiksi tavanomaiseen kontrastisäätöpii-riin 24. Tämä mahdollistaa sädevirran rajoittamisen video-15 huippuintensiteetin sekä keskimääräisen kuvaintensiteetin mukaan. Tämä voi estää paikallista defokusointia ja reikä-levyn hilseilyä.

Videosignaali lukitaan yleensä DC-tasoon 0 IRE:ssä (yhdistetyn videosignaalin jälkiportaaseen), kun taas 20 NTSC-signaalien mustataso säädetään nimellisesti olemaan noin 7,5 IRE. Valkeataso on nimellisesti 100 IRE. Näin ollen videovahvistuksen lisäys saa esitettävän mustatason muuttumaan "kirkkaammaksi" kun videovahvistusta lisätään ja esitettävän mustatason muuttumaan "tummemmaksi” kun 25 videovahvistusta vähennetään. Kun sädevirtaa rajoittavat piirit myös vastaavat sädevirtatasojen lisäykseen vähentämällä kirkkautta, toisin sanoen mustatasoa laskemalla, ilmiö voi olla korostunut.

Kuvasäätöpiirillä on tulo linjalla 87. Kirkkaussää-30 töpiirillä 56 on tulo linjalla 83. Määritelmän vuoksi, ja edellä mainitun integroidun piirilastun toiminnan mukaisesti, kuvasäädön 54 tulolinjalle 87 tuodun jännitetason lisäys lisää videovahvistimen vahvistusta. Videovahvistuksen lisäys lisää siten kontrastitasoa ja lisää, eli kohot-35 taa kirkkaustasoa. Linjalla 87 olevan jännitetason pienenit 9 97006 nys saa aikaan videovahvistuksen pienenemisen, mikä saa aikaan kontrastitason pienenemisen ja kirkkaustason pienenemisen. Samalla tavoin, kirkkaussäädön 56 tulolinjlla 83 tapahtuva jännitteen lisäys kohottaa videosignaalin 5 kirkkaustasoa ja jännitteen pienennys linjalla 83 alentaa kirkkaustasoa. Kuitenkaan kirkkaussäätöpiirin 56 tulolin-jalla 83 tapahtuvat jännitetason muutokset eivät vaikuta videovahvistukseen eivätkä näin ollen muuta kontrasti-tasoa.

10 Piirroksissa esitetyssä erityisessä toteutuksessa, joka käyttää edellä mainittua valo/väri -lastua, on myös säderajoitinpiiri 58. Säderajoitinpiiri 58 on esitetty katkoviivoin piirretyllä lohkolla, koska sitä ei käytetä keksinnössä. Jotta säderajoitin 58 saataisiin toimintaky-15 vyttömäksi, sen tulolinja 59 on kytketty pysyvästi oleellisesti tasaiseen ja kohotettuun jännitetasoon +Vcc. Tämä ilmaisee, tosin väärin, että sädevirta on hyvin alhainen. Kun säderajoitinpiirin 58 tulo on näin sidottu ylös, sen lähdöt linjoilla 55 ja 57 vastavasti kuvasäätöön 54 ja 20 kirkkaussäätöön 56 ovat muuttumattomia eikä niillä ole vaikutusta. Tällä tavoin on mahdollista estää integroidun säderajoitinpiirin 58 toiminta ja korvata se säderajoitin-piirillä 16, johon seikkaan tämä keksintö kohdistuu.

Valo/väri -kampasuodattimen, väriprosesointipiirin, 25 valoisuusvahvistimen ja valo/väri -matriisin tarkka toi minta on tunnettua ja niitä ei täten esitetä tai selosteta yksityiskohtaisesti. Sädevirtarajoitinpiirin 58 toiminta, joka ohitettiin, oli aikaisemmman toimintamallin mukaista, jossa säädettiin kontrastia ja kirkkautta samaan suuntaan 30 ensimmäisellä sädevirtatasojen alueella ja ensimmäistä aluetta korkeammalla sädevirtatasojen alueella säädettiin kirkkaustasoa. Se on alle tälläisen säderajoitinpiirin optimitoiminnan, erityisesti kuva-kuvassa videoympäristön yhteydessä, mikä seikka edisti tässä esitettävän kirkkaus-35 modulaattoripiirin kehittämistä.

10 97006

Elektronisädevirtaa linjalla 71 tarkkailee sädevir-taa havainnoiva piiri 18. Sädevirtaa havainnoiva piiri 18 kehittää sädevirtasäätöjännitteen linjalla 73, joka on tulona kontrasti- eli "pix-" rajoitinpiirille 70 ja suo-5 dattimelle 76. Kuvion 2 piirikaavion mukaisesti sädevir-tasäätösignaali on jännitesignaali, joka on suurimmillaan kun sädevirta on pienimmillään ja on pienimmillään kun sädevirtataso on suurimmillaan.

Pixrajoitinpiiri 70 on automaattinen kontrastia 10 rajoittava piiri, joka kehittää kontrastin säätöjännitteen yhden komponentin, eli pixin, lähtölinjalla 75 sädevirras-sa keskimääräiseen kuvaintensiteettiin nähden tapahtuvien dynaamisten vaihtelujen mukaan. Pixsäätöjännitteen toinen komponentti on automaattisen kontrastisäädön 24 lähtö lin-15 jalla 25, joka toimii epäsuorasti sädevirran huippukuvain-tensiteettiin nähden tapahtuvien dynaamisten vaihtelujen mukaan. Automaattinen kontrastisäätö toimii suoraan videosignaalista johdetun signaalin mukaan. Pix-säätöjännitteen kolmas komponentti on manuaalisen kontrastisäädön 20 lähtö 20 linjalla 85. Pix-säätöjännite linjalla 75 on tulona kirk-kausmodulaattoripiirille 72 kuvasäätöpiiriin 54 tulolin-jalle 87. Pix-säätöjännitteen nettolisäys, jonkin tai kaikkien sen komponenttien vuoksi, saa kuvasäätöpiirin 54 lisäämään videovahvistusta, mikä lisää kontrastitasoa ja 25 kohottaa kirkkaustasoa. Nettovähennys pix-säätö jännitteessä saa kuvasäätöpiirin 54 vähentämään videovahvistusta, pienentäen kontrastia ja alentaen kirkkaustasoa. Pixsäätö-jännite vaihtelee, suorien tai epäsuorien vaikutusten vuoksi, sädevirran funktiona.

30 Kirkkausmodulaattoripiiri 72 antaa lähtösäätöjän nitteen linjalla 79, joka vaihtelee käänteisesti pix-säätö jännitteen kanssa, kuvio 3. Arvot vastaavat kuviossa 2 esitetyn määrätyn piirin toimintaa. Kun pix-säätöjännite kasvaa, linjalla 79 olevan kirkkaussäätösignaalin jännite 35 laskee, mikä saa kirkkaussäätöpiirin 56 alentamaan kirk-

II

97006 11 kaustasoa. Kääntäen, kun plx-säätöjännite putoaa, kirk-kaussäätöjännite kasvaa saaden kirkkaussäätöpiirin 56 nostamaan kirkkaustasoa. Videovahvistuksen lisääminen lisää kontrastitasoa ja samanaikaisesti kohottaa kirkkaustasoa.

5 Kääntäen, videovahvistuksen vähentäminen vähentää kontrastitasoa ja alentaa kirkkaustasoa. Kirkkaussäätösignaali toimii täten kohottaen kirkkaustasoa kun kontrastitaso laskee ja alentaen kirkkaustasoa kun kontrastitaso lisääntyy. Kirkkausmodulaattori siten vastustaa kirkkaustason 10 ei-toivottavaa pienentymistä kun kontrastia vähennetään sädevirran kasvun tai videosignaalin huippujen mukaan.

Kirkkausmodulaattori 72 toimii sädevirtatoiminta-arvojen ensimmäisellä alueella, joka yleensä vastaa turvallisia toimintaolosuhteita. On kuitenkin tiettyjä toi-15 mintaolosuhteita, joissa nähtävän kuvan laatu on vähemmän tärkeä kuin liiallisten sädevirtatasojen aiheuttamat vaarat. Näin ollen kirkkausrajoitinpiiri 74 toimii toisella sädevirtatoiminta-arvojen alueella, joka yleensä vastaa vaarallisia toimintaolosuhteita, toisin sanoen, joissa ei 20 automaattinen kontrastisäätö 24 eikä pix-säätörajoitin 70 ole tehokas estämään vaarallisia sädevirtatasoja. Näissä olosuhteissa kirkkausrajoitinpiiri 74 kehittää linjalla 81 sädevirran ylikuorman säätöjännitesignaalin, joka myös kytketään kirkkaussäätöpiirin 56 tulolinjalle 83. Tode-25 taan, että tietyllä sädevirran kynnysarvolla pix-rajoitin 70 on saavuttanut täyden säätöalueensa, jolloin ei enää tapahdu muutoksia kuvasäätöpiirin tulossa tai kirkkausmo-dulaattoripiiristä. Sädevirran ylikuormasäätösignaali toimii tämän jälkeen toisella aluella alentaen kirkkaustasoa 30 vaarallisten sädevirtatasojen estämiseksi.

Jotta estettäisiin kirkkausrajoitinpiiri 74 synnyttämästä sädevirran ylikuormasäätösignaalia silloin, kun automaattisen kontrastisäädön tai pixrajoittimen tulisi vielä pystyä säätämään sädevirtaa videovahvistusta säätä-35 mällä, sädevirtasäätösignaalia prosessoidaan esimerkiksi 12 97006 suodattimena 76 AC-komponenttien, jotka esimerkiksi aiheutuvat paluujuovapulsseista, poistamiseksi. Tämä auttaa varmistamaan, että kirkkausrajoitinpiiri tulee toimivaksi vain kun pixsäätöjännitteen antama täysi kompensointialue 5 on tullut loppuunkäytetyksi.

Useimmissa televisiovastaanottimissa on manuaalisesti säädettävät välineet, joilla katsoja voivat muuttaa kontrastin ja kirkkauden (kuva-)asetuksia. Kuten todettiin, manuaalisen kontrastisäätöpiirin 20 lähtö on myös 10 kytketty kirkkausmodulaattorin 72 tuloon, joka toimii vähentäen kirkkaustasoa manuaalisen kontrastilisäyksen myötä ja päinvastoin. Kuten automaattisessa säderajoitinpiirissä 16, manuaalinen kirkkaussäätö 22 kohottaa ja alentaa kirkkaustasoa vaikuttamatta videovahvistukseen ja kontrasti-15 tasoon. Kuitenkin jännitetaso lähtölinjalla 89 on kirk-kaussäätöpiirin 56 tulon komponentti ja liian korkea manuaalisesti säädetty kirkkaustaso saa aikaan automaattisen kontrastisäädön, pixrajoittimen ja kirkkausmodulaattorin tehokkaan alueen pienentymisen ja saa aikaan tiheämmän 20 kirkkausrajoitinpiirin toiminnan.

Kuviossa 2 on esitetty piirikaavio tämän keksinnön mukaisesta sopivasta säderajoitinpiiristä 16. Elektroni-sädevirta kulkee linjan 71 kautta ja paluumuuntajan Tl käämiin W. Sädevirtaa havainnoiva piiri 18 sisältää vas-25 tukset Rl ja R2, joiden liitoskohta vastaa linjaa 73, jossa sädevirtasäätöjännite Vs kehitetään. Sädevirtasäätöjännite vaihtelee käänteisesti sädevirran kanssa. Diodi Dl on kytketty lähtölinjan 73 ja syöttöjännitteen, esimerkiksi +11,2 volttia, väliin. Tämä rajoittaa jännitteen Vs suu-30 rimman arvon noin +12 voltiksi.

Pix-rajoitinpiiri 70 sisältää transistorit Q1 ja Q2, joiden emitterit on kytketty toisiinsa vastuksen R9 kautta. Transistorin Q1 kanta saa esijännitteen vastuksista R5, R6 ja R7 muodostuvasta jännitejakoverkosta. Esite-35 tyillä komponenttiarvoilla transistorin Q1 kannalla, joka li 97006 13 on kytketty vastusten R5 ja R6 liitäntäkohtaan, on noin +4 voltin tasolla oleva esijännnite.

Automaattinen kontrastisäätöpiiri 24 voidaan toteuttaa useilla erilaisilla piireillä, esimerkiksi kuten 5 US-patentissa nro 4 599 643, joka on tässä viitteenä. Eräs tälläinen toteutus sisältää transistorin. Transistorin kantaelektrodi on kytketty kolmeen summattuun videoläh-töön, kollektorielektrodi kytketty pix-rajoittimen ja manuaalisen kontrastisäädön lähtöihin ja emitterielektrodi 10 kytketty resistiivisellä jännitejakoverkolla esi jännitteeseen. Video-ohjauksen (amplitudin) lisäys saa aikaan pix-säätöjännitteen pienenemisen.

Kirkkausrajoitinpiiri 74 sisältää transistorit Q5 ja Q6, joiden emitterit on kytketty toisiinsa vastuksen R8 15 kautta. Myös transistorin Q5 kanta saa esijännitteensä vastuksen R5, R6 ja R7 sisältävästä jännitejakoverkosta. Esitetyillä komponenttiarvoilla transistorin Q5 kanta, joka on kytketty vastusten R6 ja R7 liitäntäkohtaanm on noin +2,7 voltissa. Transistorin Q6 kantaan kytketty suo-20 datin 76 sisältää vastuksen R4 ja kondensaattorin C2.

Kirkkausmodulaattoripiiri 72 sisältää transistorit Q3 ja Q4. Transistorin Q4 kanta saa esijännitteen vastusten Rll ja R12 muodostamasta jännitejakoverkosita ja on kytketty niiden liitoskohtaan. Transistorin Q3 emitterillä 25 oleva jännite seuraa sen kannalla olevaa jännitettä ja on oleellisesti pix-säätöjännite. Transistorin Q1 kollektori on pixsäätöpiirin 70 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 75. Läh-tölinja 75 on tulo kuvasäätöpiirille 54 ja, vastuksen RIO kautta, on myös tulo kirkkausmodulaattoripiirille 72 tran-30 sistorin Q3 kannalla.

Transistorin Q5 kollektori on kirkkausrajoitinpii-rin 74 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 81. Tämä on kytketty transistorin Q4 kollektorille, joka on kirkkausmodulaatto-rin 72 lähtö ja vastaa lähtölinjaa 79. Diodi D2 ei muodos-35 ta osaa kirkkausrajoittimesta tai kirkkausmodulaattorista 14 97006 vaan estää transistorien Q4 ja Q5 johtavuuden kun manuaalinen, eli käyttäjän kirkkaustaso on asetettu epänormaalin alas. Jännitejakoverkon vastus R5, transistorin Q3 kollek-tori ja vastuksen R13 yksi liitin on kytketty syöttöjän-5 nitteeseen +11,2 volttia. Vastus R13 ja vastus R14 muodostavat jännitejakoverkon esijännitteen antamiseksi transistorin Q4 emitterielektrodille, joka on kytketty vastusten liitoskohtaan. Kun transistori Q3 ei johda, transistorin Q4 emitter! on jännitetasolla noin +0,85 volttia.

10 Manuaalisen kontrastisäätöpiirin lähtö saa aikaan kuvasäätöpiirin tulolinjäillä 75 jännitetason, joka jännite esiintyy myös transistorin Q1 kollektorilla, joka on automaattisen kontrastisäätöpiirin 24 sekä pix-rajoitin-piirin 70 lähtö. Oletetaan esimerkiksi että sädevirta on 15 pienimmillään ja että jännite Vs on suurimmillaan, manuaalisen kontrastisäädön nimellinen tehdasasetus synnyttää esitetyillä komponettiarvoilla jännitetason noin +7,8 volttia linjalla 75 kuvasäätöpiirin tuloon ja transistorin Q1 kollektorilla. Transistorilla Q3 on esijännite siten, 20 että se johtaa yli noin +5 volttia olevilla pix-rajoitin-jännitteillä. Näin ollen, jopa ilman jännitteen Vs tasosta johtuvaa sädevirran rajoittamista, transistori Q3 johtaa, mikä vuorostaan saa transistorin Q4 johtamaan, mikä asettaa kirkkausmodulaattorin lähdön linjalla 83 noin +6,1 25 volttiin. Tämä vastaa suurinta kirkkauden säätöjännitettä ' kuviossa 3.

Jännite Vs putoaa sädevirran noustessa. Automaattinen kontrastisäätöpiiri toimii ja on hallitseva ennen kuin kulkee tarpeeksi sädevirtaa kytkemään transistori Q2. Kun 30 jännite Vs putoaa tarpeeksi alas päästösuunnatakseen transistorin Q2 kanta-emitteri -liitoksen, mikä on noin kaksi t diodipudotusta transistorin Q1 kannalla olevan +4 voltin esijännitteen alapuolella, transistori Q1 alkaa johtaa. Pixsäätöjännitteen pudotessa videovahvistus pienenee ja 35 kontrastitaso vähenee. Videovahvistuksen väheneminen alen- tl 97006 15 taa myös kirkkaustasoa kuten edellä selostettiin. Kuitenkin kun p-ixsäätöjännite putoaa, transistorin Q3 kannalla oleva jännite putoaa, mikä vähentää transistorin Q3 johtavuutta. Transistorin Q3 vähäisempi johtavuus aiheuttaa 5 transistorin Q4 vähemmän johtavuuden, mikä saa jännitetason Q4:n kollektorilla lähtölinjalla 79 kasvamaan. Näin ollen kirkkaussignaali kasvaa ja kohottaa kirkkaustasoa kompensoiden videovahvistuksen pienenemisen.

Jännitteen Vs arvo, jolla pix-rajoitinpiiri tulee 10 toimivaksi, riippuu vastusten R5, R6 ja R7 arvoista, jotka asettavat esijännitteen transistorin Q1 kannalla, joka vuorostaan asettaa esijännitteen transistorin Q2 emitte-rille. Keskimääräisillä sädevirran arvoilla pix-rajoitti-men toimintakynnyksen alapuolella automaattinen kontrastin 15 säätö vastaa videosignaaliin. Automaattinen kontrastin säätöpiiri vastaa erityisesti videosignaalissa oleviin huippuihin muuttaen pix-säätöjännitettä. Kirkkausmodulaat-tori toimii myös automaattisen kontrastisäädön mukaan sä-devirta-arvojen ensimmäisellä alueella. Jännitteen Vs 20 edelleen pudotessa kasvavan sädevirran myötä transistorin Q1 kollektorilla oleva pix-säätöjännite jatkaa putoamistaan ja transistorin Q4 kollektorilla oleva kirkkauden säätöjännite jatkaa kasvuaan.

Jännitteen Vs tullessa tarpeeksi pieneksi kirkkaus-25 rajoitinpiiri alkaa toimia. Tarkemmin, vastusten R5, R6 ja R7 muodostama jännitejakaja asettaa esijännitteen transistorin Q5 kannalle, joka vuorostaan asettaa esijännitteen transistorin Q6 emitterille. Kun jännite VS putoaa noin kaksi diodipudotusta +2,7 voltin alapuolelle, transistori 30 Q5 alkaa johtaa, kirkkauden säätösignaali kirkkausmodu-laattorin lähdössä, nimittäin transistorin Q4 kollektorilla, vedetään alas. Tämä saa kirkkauden säädön alentamaan kirkkaustasoa sädevirran pienentämiseksi. Mitä alemmas jännite Vs putoaa, sitä alemmaksi kirkkaustaso vedetään.

16 97006

Vastuksesta R4 ja kondensaattorista C2 muodostuva suodatin estää kirkkausrajoittimen ennenaikaisen toiminnan. Keskimääräisen, jännitteen Cs edustaman tasajännite-potentiaalin lisäksi havainnoidussa sädevirrassa on vaih-5 tokomponentti, joka aiheutuu vaakapoikkeutuspiirin paluu-järjestelmästä, joka varaa kineskoopin kapasitanssin vaa-kapaluujuovan aikana. Jopa tasaisella kenttäsignaalilla ja vain kohtuullisen korkealla sädevirralla aaltomuoto voi sisältää merkittäviä negatiivisia pulsseja. Nämä pulssit 10 voivat saada virran kulkemaan transistorissa Q5 ellei sitä esijännitetä paljon transistorin Q2 alapuolelle. Ideaalisesti, transistorin Q5 esijännittämisen vain lievästi Ql:n alapuolelle pitäisi saada kirkkausrajoitin toimimaan kun pixrajoitinpiiri on pienentänyt videovahvistusta niin pal-15 jon kuin mahdollista ja jännite Vs putoaa edelleen säde-virran edelleen kasvaessa. Kuitenkin negatiiviset pulssit paluujuovan aikana saavat kirkkausrajoittimen johtamaan alemmilla sädevirtatasoilla kuin toivottavaa ellei transistoria Q5 esijännitetä paljon transistorin Q1 alapuolel-20 le. Kuitenkaan ei ole käytännöllistä esijännittää transistoria Q5 paljon transistorin Q1 tason alapuolelle, koska kirkkausrajoitin ei olisi riittävän tehokas. Vastuksen R4 ja kondensaattorin C2 muodostama suodatin poistaa oleellisesti vaihtokomponentin signaalista Vs. Suodatinverkosta • 25 aiheutuvalla mahdollisella viiveellä kirkkausrajoitinpii- rin toimintaan ei ole paljoakaan käytännön seurauksia.

Kirkkausmodulaattori kompensoi kaikkia kirkkaus-tason ei-toivottavia muutoksia, jotka aiheutuvat videovah-vituksen muutoksista pixsäätöjännitteen mukaan laajalla 30 säätöalueella. Pixsäätöjännite on yhdistetty signaali, jossa on komponentteja automaattisesta kontrastisäädöstä, pixrajoitimesta ja manuaalisesta kontrastisäädöstä. Keskimääräisten sädevirtatasojen saavuttaessa vaarallisia arvoja toisella säätöalueella kirkkausrajoitin alkaa toimia 35 alentaen merkittävästi kirkkaustasoa sädevirtaylikuormasta aiheutuvien vaurioiden ja kuvan huonemisen estämiseksi.

il

Claims (10)

1. 97006 17
2. 1. Videosäätöpiiri, sisältää piiritien, jossa on tulo videotulosignaalin vas-5 taanottamiseksi ja lähtö prosessoidun videolähtösignaalin antamiseksi; säädettävän vahvistuksen vahvistimen (52) piiri- tiellä; piirivälineet, jotka on kytketty tiehen ja toimi-10 vat prosessoidun videolähtösignaalin signaali-ilmentymän mukaan ja kehittävät kuvasäätösignaalin, joka liittyy signaali-ilmentymän edustaman kuvaintensiteetin dynaamisiin vaihteluihin; tunnettu siitä, että: piirivälineet sisältävät kontrasti- ja kirkkaussää-15 töpiirin (54, 56, 72), joka on kytketty tiehen ja toimii kuvasäätösignaalin mukaan muuttaen prosessoidun videolähtösignaalin kontrasti- ja kirkkaustasoja toisiinsa nähden käänteisesti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet-20 t u siitä, että kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiri sisältää: välineet (54, 72), jotka toimivat kuvasäätösignaalin mukaan ja kehittävät ensimmäisen ja toisen käänteisessä suhteessa olevan säätöjännitteen piiritien lähtöön syö-25 tetyn prosessoidun videolähtösignaalin videovahvistuksen ja kirkkaustason säätämiseksi.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet-t u siitä, että kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiri sisältää: 30 ensimmäisen piirin (54), joka toimii kuvasäätösig naalin mukaan ja kehittää videovahvistuksen säätösignaalin prosessoidun videolähtösignaalin kontrastin säätämiseksi vahvistimen vahvistusta muuttamalla; toisen piirin (72), joka toimii kuvasäätösignaalin 35 mukaan ja kehittää kirkkauden säätöjännitteen, joka vaih- 18 97006 telee käänteisesti kontrastisäätösignaalin kanssa prosessoidun videolähtösignaalin kirkkauden muuttamiseksi.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, t u n n e t -t u siitä, että kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiri sisältää: 5 kontrastisäätöpiirin (54), joka on kytketty video- vahvistimeen (52) ja toimii kuvasäätösignaalin mukaan kehittäen videovahvistuksen säätösignaalin prosessoidun videolähtösignaalin kontrastin säätämiseksi videovahvistimen vahvistusta muuttamalla; ja 10 kirkkausmodulaattorin (72), joka toimii kuvasäätö signaalin mukaan ja säätää prosessoidun videolähtösignaalin kirkkautta käänteisesti kontrastisäätösignaalin muutosten kanssa.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, t u n n e t -t 15 u siitä, että kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiri sisältää: kontrastisäätöpiirin (54), joka on kytketty video-vahvistimeen ja toimii kuvasäätösignaalin mukaan kehittäen kontrastisäätösignaalin prosessoidun videolähtösignaalin kontrastin säätämiseksi vahvistimen vahvistusta muutta-20 maila; kirkkausmodulaattorin (72), joka toimii kuvasäätösignaalin sädevirta-arvojen ensimmäisen alueen mukaan ja säätää prosessoidun videolähtösignaalin kirkkautta käänteisesti kontrastisäätösignaalin muutosten kanssa, 25 kirkkausrajoittimen (74), joka toimii suodatetun (76) sädevirtasäätösignaalin mukaan sädevirran toiminta-arvojen toisella aluella ja vähentää videolähtösignaalin kirkkautta sädevirran pienentämiseksi.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet-30 t u siitä, että kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiri sisältää välineet kontrastisäätösignaalin synnyttämiseksi, joka sisältää: ensimmäisen kontrastisäädön (18, 70, 54), joka ensisijaisesti toimii keskimääräisen kuvaintensiteetin vaih-35 telujen mukaan; ja II 97006 19 toisen kontrastisäädön (24, 54), joka ensisijaisesti toimii huippukuvaintensiteetin vaihtelujen mukaan.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 säätöpiiri, tunnet-t u siitä, että ensimmäinen kontrastisäätö (18) toimii 5 näyttölaitteen, johon prosessoitu videosignaali viedään, sädevirtatasojen mukaan ja toinen kontrastisäätö (24) toimii prosessoidun videolähtösignaalin mukaan.
9. 8. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet- t u 10 välineistä (76) sädevirtasäätösignaalin kehittämi seksi, josta on poistettu suurtaajuiset komponentit; ja kirkkausrajoittimesta (74), joka on kytketty kontrasti- ja kirkkaussäätöpiiriin ja toimii sädevirtasäätösignaalin mukaan vähentäen videolähtösignaalin kirkkautta. 15 9. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet- t u ensimmäisestä (30) ja toisesta (32) videosignaali-lähteestä; ja videolähdevalitsimesta (34), jolla valikoiden vie-20 dään lähteiden antamia ensimmäisiä ja toisia videosignaaleja piiritien tuloon siten, että prosessoitu videoläh-tösignaali edustaa ensiökuvaa yhdestä videolähteestä ja sisään lisättyä toisiokuvaa toisesta videolähteestä.
10. 10. Patenttivaatimuksen 1 säätöpiiri, tunnet-25 t u siitä, että: kuvasäätösignaali liittyy sekä keskimääräisen että kuippukuvaintensiteetin dynaamisiin vaihteluihin. 20 9 7 0 0 6