JP2000134507A - ガンマ補正回路 - Google Patents
ガンマ補正回路Info
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Abstract
に最適なガンマ補正を行うこと。 【解決手段】 ガンマ補正回路4は、互いに並列接続さ
れた4つの差動増幅回路11〜14の各々に映像信号と
しての原色信号Siを入力すると共に、これらの4つの
差動増幅回路11〜14から出力された複数の出力信号
を混合して、映像信号に対してガンマ補正が行われた映
像信号Soutを出力する。このとき、複数の差動増幅回
路11〜14の各々は、複数の出力信号を混合した信号
が2つの変曲点でゲイン特性が変わるように、入力され
た原色信号Siを異なるゲイン特性で増幅して出力し、
入力された原色信号Siに対して、黒レベル側の信号レ
ベルを下げ、白レベル側の信号レベルを上げるような2
点折れのガンマ補正を行う。
Description
スプレイ装置等の表示装置において、映像信号のガンマ
補正を行うガンマ補正回路に関する。
イ装置の概略の構成を示すブロック図である。この図に
示したコンピュータディスプレイ装置は、赤(R)、緑
(G)、青色(B)の各色信号SR,SG,SB(以下、
これらの三原色信号を総称して信号Siと記す。)から
なる映像信号が入力される映像信号処理回路101と、
水平同期信号Shおよび垂直同期信号Svが入力される偏
向処理回路102と、映像信号処理回路101からの出
力信号と偏向処理回路102からの出力信号とが入力さ
れる陰極線管(以下、CRT;Cathode Ray Tube とい
う。)103とを備えている。CRT103は、図示し
ないが、R,G,Bの各色用のカソードを備えた電子銃
や、カソードから放出された電子ビームを水平、垂直方
向に偏向するための偏向ヨーク等を有している。
原色信号Siを増幅して出力するプリアンプ105と、
プリアンプ105からの出力を更に増幅して出力するメ
インアンプ106とを備えている。なお、図示しない
が、プリアンプ105およびメインアンプ106は、実
際には、R,G,Bの各々の色信号SR,SG,SB毎に
別々の回路が設けられている。また、偏向処理回路10
2は、入力した水平同期信号Shおよび垂直同期信号Sv
に基づいて、CRT103の図示しない偏向ヨークによ
る磁界の発生を制御し、CRT3の図示しない電子銃か
ら放出された電子ビームを水平、垂直方向に偏向させる
ようになっている。
映像信号処理回路101からの出力信号と偏向処理回路
102からの出力信号とに基づいて電子ビームを生成す
ると共に、図示しない蛍光面にその生成した電子ビーム
を照射して映像を表示する。
ンピュータディスプレイ装置等の表示装置においては、
通常、CRT103に表示する映像の明るさの補正を行
うためにガンマ補正回路が設けられている。このガンマ
補正回路は、例えば、映像信号処理回路101のプリア
ンプ105の前段部分に設けられる。ここで、例えば、
従来のコンピュータディスプレイ装置用のガンマ補正回
路では、ある1点(通常は中間輝度に相当する点)を境
にして映像信号の入出力特性のゲインを変化させるいわ
ゆる1点折れによるガンマ補正が行われている。しかし
ながら、この1点折れによるガンマ補正では、変化させ
るべきある1点の中間輝度の信号レベルを持ち上げたと
きに、本来変化させるべきではない他の点の信号レベル
(例えば、グレイに相当する信号レベル)も多少持ち上
がってしまい、これにより、画品位の低下を招く(例え
ば、映像の暗い部分がぼやけて見えるようになる。)と
いう問題点があった。
ガンマ補正回路では、例えば、映像信号の入出力特性が
2次曲線になるようなガンマ補正処理を行う。しかしな
がら、入出力特性を2次曲線になるようなガンマ補正回
路を実現するためには、回路の素子数が多くなると共
に、PNP型トランジスタを使用することによる寄生容
量が発生するため周波数特性が落ちてしまうという問題
がある。ここで、コンピュータディスプレイ装置におい
ては、通常、テレビジョン用の表示装置に比べて高い周
波数(例えば、100MHz以上)の映像信号を含んで
いる。このため、2次曲線になるようなガンマ補正処理
では、高い周波数の映像信号を扱うコンピュータディス
プレイ装置に必要となる充分な周波数特性が得られない
という問題があった。
ので、その目的は、コンピュータディスプレイ装置等の
表示装置に最適なガンマ補正を行うことができるガンマ
補正回路を提供することにある。
回路は、互いに並列接続された複数の差動増幅回路の各
々に映像信号を入力すると共に、これらの複数の差動増
幅回路から出力された複数の出力信号を混合して、映像
信号に対してガンマ補正が行われた映像信号を出力する
ガンマ補正回路であって、複数の差動増幅回路の各々
が、複数の出力信号を混合した信号が2つの変曲点でゲ
イン特性が変わるように、入力された映像信号を異なる
ゲイン特性で増幅して出力するように構成されたもので
ある。
差動増幅回路の各々によって、複数の差動増幅回路から
出力された複数の出力信号を混合した信号が2つの変曲
点でゲイン特性が変わるように、入力された映像信号が
異なるゲイン特性で増幅され、出力される。
て図面を参照して詳細に説明する。
マ補正回路を含む表示装置の一構成例を示すブロック図
である。この図に示した表示装置は、例えば、コンピュ
ータディスプレイ装置として使用されるものである。こ
の図に示した表示装置は、R、G、Bの各色信号S
i(三原色信号SR,SG,SB)からなる映像信号が入力
される映像信号処理回路1と、水平同期信号Shおよび
垂直同期信号Svが入力される偏向処理回路2と、映像
信号処理回路1からの出力信号と偏向処理回路2からの
出力信号とが入力されるCRT3とを備えている。CR
T3は、図示しないが、R,G,Bの各々の色用のカソ
ードを備えた電子銃や、カソードから放出された電子ビ
ームを水平、垂直方向に偏向するための偏向ヨーク等を
有している。
(白と黒の明暗の制御)やブライト制御(画面の明るさ
の制御)等を行う回路である。この映像信号処理回路1
は、原色信号Siが入力されると共に、原色信号Siに対
してガンマ補正処理を行うガンマ補正回路4と、ガンマ
補正回路4から出力された信号を増幅して出力するプリ
アンプ5と、このプリアンプ5からの出力を更に増幅し
て出力するメインアンプ6とを備えている。なお、図示
しないが、ガンマ補正回路4、プリアンプ5およびメイ
ンアンプ6は、実際にはR,G,Bの各々の色信号
SR,SG,SB毎に別々の回路が設けられている。
Shおよび垂直同期信号Svに基づいて、CRT3の図示
しない偏向ヨークによる磁界の発生を制御し、CRT3
の図示しない電子銃から放出された電子ビームを水平、
垂直方向に偏向させるようになっている。CRT3は、
映像信号処理回路1からの出力信号と偏向処理回路2か
らの出力信号とに基づいて電子ビームを生成すると共
に、図示しない蛍光面にその生成した電子ビームを照射
して映像を表示する。
詳細な構成を示す回路図である。
は、並列接続された複数の差動増幅回路11,12,1
3,14と、負荷抵抗素子R2とを備えている。差動増
幅回路11は、トランジスタQ1,Q2と、抵抗素子R
1と、定電流源I1a,I1bとを有している。差動増
幅回路12は、トランジスタQ3,Q4と、抵抗素子R
3と、定電流源I2とを有している。差動増幅回路13
は、トランジスタQ5,Q6と、抵抗素子R4と、定電
流源I3とを有している。差動増幅回路14は、トラン
ジスタQ7,Q8と、抵抗素子R5と、定電流源I4と
を有している。差動増幅回路11,12,13,14の
各増幅率は、それぞれ抵抗素子R1,R3,R4,R5
の抵抗値により調節することができる。なお、差動増幅
回路11,12,13,14が、それぞれ本発明におけ
る第1ないし第4の差動増幅回路に対応する。
Q1のエミッタ端子とトランジスタQ2のエミッタ端子
は、抵抗素子R1を介して互いに接続されている。ま
た、トランジスタQ1のエミッタ端子は、一端が接地さ
れた定電流源I1aに接続されている。トランジスタQ
2のエミッタ端子は、一端が接地された定電流源I1b
にも接続されている。トランジスタQ1のベース端子
は、原色信号Siが入力される入力端子20に接続され
ている。トランジスタQ2のベース端子は、差動増幅回
路11における基準電圧(V1)を生成する定電圧源V
1に接続されている。定電圧源V1の一端は接地されて
いる。トランジスタQ1のコレクタ端子は、電源電圧V
ccに接続されている。トランジスタQ2のコレクタ端
子は、抵抗素子R2を介して図示しない電源電圧Vcc
に接続されている。トランジスタQ2のコレクタ端子
は、また、ガンマ補正回路4の出力端子21に接続され
ている。
Q3のエミッタ端子とトランジスタQ4のエミッタ端子
は、抵抗素子R3を介して互いに接続されている。ま
た、トランジスタQ3のエミッタ端子は、一端が接地さ
れた定電流源I2にも接続されている。トランジスタQ
3のベース端子は、原色信号Siが入力される入力端子
20に接続されている。トランジスタQ4のベース端子
は、基準電圧(V2)を生成する定電圧源V2に接続さ
れている。定電圧源V2の一端は接地されている。トラ
ンジスタQ3のコレクタ端子は、電源電圧Vccに接続
されている。トランジスタQ4のコレクタ端子は、抵抗
素子R2を介して電源電圧Vccに接続されている。ト
ランジスタQ4のコレクタ端子21は、また、ガンマ補
正回路4の出力端子に接続されている。
Q5のエミッタ端子とトランジスタQ6のエミッタ端子
は、抵抗素子R4を介して互いに接続されている。ま
た、トランジスタQ6のエミッタ端子は、一端が接地さ
れた定電流源I3にも接続されている。トランジスタQ
5のベース端子は、原色信号Siが入力される入力端子
20に接続されている。トランジスタQ6のベース端子
は、基準電圧(V2)を生成する定電圧源V2に接続さ
れている。トランジスタQ6のコレクタ端子は、電源電
圧Vccに接続されている。トランジスタQ5のコレク
タ端子は、抵抗素子R2を介して電源電圧Vccに接続
されている。トランジスタQ5のコレクタ端子は、ま
た、ガンマ補正回路4の出力端子21に接続されてい
る。
Q7のエミッタ端子とトランジスタQ8のエミッタ端子
は、抵抗素子R5を介して互いに接続されている。ま
た、トランジスタQ8のエミッタ端子は、一端が接地さ
れた定電流源I4にも接続されている。トランジスタQ
7のベース端子は、原色信号Siが入力される入力端子
20に接続されている。トランジスタQ8のベース端子
は、基準電圧(V3)を生成する定電圧源V4に接続さ
れている。トランジスタQ8のコレクタ端子は、電源電
圧Vccに接続されている。トランジスタQ7のコレク
タ端子は、抵抗素子R2を介して電源電圧Vccに接続
されている。トランジスタQ7のコレクタ端子は、ま
た、ガンマ補正回路4の出力端子21に接続されてい
る。
される信号Soutは、差動増幅回路11,12,13,
14の各々の出力信号が合成された信号となっている。
4の作用および動作について説明する。
ける信号の入出力特性を説明するための特性図である。
なお、図3ないし図6は、それぞれ差動増幅回路11〜
14における信号の入出力特性を示す特性図である。ま
た、図7は、図2に示したガンマ補正回路4における総
合的な信号の入出力特性を示す特性図である。これらの
特性図において、横軸は、入力信号のレベルを表し、縦
軸は、出力信号のレベルを表している。また、これらの
図では入力端子20から入力された原色信号Siの信号
レベルがV1〜V1+Va(Vaは信号振幅)である場
合について示している。これらの図において、出力レベ
ルの低い側が黒レベルに相当し、出力レベルの高い側が
白レベルに相当する。
路11〜14における各トランジスタQ1,Q3,Q
5,Q7のベース端子に原色信号Siを入力すると共
に、4つの差動増幅回路11〜14における各トランジ
スタQ2,Q4,Q5,Q7のコレクタ端子からの出力
信号を混合し、出力端子21からその混合された信号S
outを出力する。
性は、図3に示すように信号レベルV1〜V1+Vaの
範囲において、ゲイン0dBの入出力特性を有してい
る。
出力特性は、図4に示すように定電圧源V2による基準
電圧信号レベルV2(第1の設定値)を変曲点として、
ゲイン特性が変化する。差動増幅回路12においては、
トランジスタQ3およびトランジスタQ4のうち、トラ
ンジスタQ3側にのみ定電流源I2が設けられているた
め、各トランジスタQ3,Q4が基準電圧信号レベルV
2を変曲点として、スイッチング動作をしやすい状態と
なっている。これにより、差動増幅回路12では、信号
レベルV1〜V2まではゲインがゼロまたは正の入出力
特性となり、信号レベルV2〜V1+Vaの範囲では、
信号レベルV1〜V2におけるゲインよりも低いゲイン
で、一定の値の信号を出力するような入出力特性とな
る。
出力特性は、図5に示すように定電圧源V2による基準
電圧信号レベルV2(第1の設定値)を変曲点として、
ゲイン特性が変化する。差動増幅回路13においては、
トランジスタQ5およびトランジスタQ6のうち、トラ
ンジスタQ6側にのみ定電流源I3が設けられているた
め、各トランジスタQ5,Q6が基準電圧信号レベルV
2を変曲点として、スイッチング動作をしやすい状態と
なっている。また、差動増幅回路13は、差動増幅回路
12とほぼ対称的な回路構成となっている。これによ
り、差動増幅回路13では、信号レベルV1〜V2まで
は一定の値の信号を出力するような入出力特性となり、
信号レベルV2〜V1+Vaの範囲では、負のゲインと
なるような入出力特性となる。
うに定電圧源V3による基準電圧信号レベルV3(第2
の設定値)を変曲点として、ゲイン特性が変化する。差
動増幅回路14においては、トランジスタQ7およびト
ランジスタQ8のうち、トランジスタQ8側にのみ定電
流源I4が設けられているため、各トランジスタQ7,
Q8が基準電圧信号レベルV3を変曲点として、スイッ
チング動作をしやすい状態となっている。また、差動増
幅回路14は、差動増幅回路13とほぼ同様の回路構成
となっているが、定電圧源V3における基準電圧値(V
3)が定電圧源V2における基準電圧値(V2)よりも
低く設定されている。これにより、差動増幅回路14で
は、信号レベルV1〜V3までは負のゲインとなるよう
な入出力特性となり、信号レベルV3〜V1+Vaの範
囲では、一定の値の信号を出力するような入出力特性と
なる。
増幅回路11〜14からの出力信号を足し合わせて混合
すると、図7に示したように、2つの変曲点(V3,V
2)でゲイン特性が変わる2点折れの入出力特性(ガン
マ特性)となる。
な入出力特性を方形波によって示した特性図である。入
力された原色信号Siが図の(A)で示したような方形
波であったすると、ガンマ補正回路4により、図の
(B)に示したように補正される。図7および図8に示
したように、本実施の形態におけるガンマ補正回路4で
は、入力された原色信号Siに対して、黒レベル側の信
号レベルを下げ、白レベル側の信号レベルを上げるよう
な2点折れのガンマ補正が行われる。このようなガンマ
補正を行うことにより、CRT3の画面上においては、
見かけ上の画面の明るさが上がり、且つメリハリのある
映像表示が可能となり、見た目の画品位を上げることが
できる。
ガンマ補正回路4では、互いに並列接続された4つの差
動増幅回路11〜14の各々に映像信号としての原色信
号Siを入力すると共に、これらの4つの差動増幅回路
11〜14から出力された複数の出力信号を混合して、
映像信号に対してガンマ補正が行われた映像信号Sout
を出力するようにしている。このとき、複数の差動増幅
回路11〜14の各々が、複数の出力信号を混合した信
号が2つの変曲点でゲイン特性が変わるように、入力さ
れた原色信号Siを異なるゲイン特性で増幅して出力す
るようにしたので、CRT3にかける電圧の最大値を変
えることなく、入力された原色信号Siに対して、黒レ
ベル側の信号レベルを下げ、白レベル側の信号レベルを
上げるような2点折れのガンマ補正を行うことができ、
従来の1点折れのガンマ補正回路のように、グレイのレ
ベルが持ち上がってしまい暗い部分がぼやけて見えると
いう問題点を改善することができると共に、見かけ上の
画面の明るさが上がり、且つメリハリのある映像表示が
可能となり、見た目の画品位を上げることができる。ま
た、ガンマ補正回路4は、基本的に差動増幅回路11〜
14のみの簡単な回路構成なので、寄生容量が少なく、
コンピュータディスプレイ装置に必要な周波数帯域(例
えば、150MHz/−3dB)を得ることができる。
また、ガンマ補正回路4をプリアンプ5の前段に配置
し、映像信号の振幅の小さい段階でガンマ補正処理を行
うようにしたので、ガンマ補正処理による信号の悪影響
を防止することができる。
ピュータディスプレイ装置等の表示装置に最適なガンマ
補正を行うことができる。
れず種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の
形態では、ガンマ補正回路4をプリアンプ5の前段に配
置するようにしたが、例えば、プリアンプ5の後段にガ
ンマ補正回路4を配置し、プリアンプ5の出力信号に対
してガンマ補正処理を行うようにしてもよい。また、本
発明のガンマ補正回路は、コンピュータディスプレイ装
置に限らず、他の表示装置にも適用することが可能であ
る。
のいずれかに記載のガンマ補正回路によれば、複数の差
動増幅回路の各々が、複数の差動増幅回路から出力され
た複数の出力信号を混合した信号が2つの変曲点でゲイ
ン特性が変わるように、入力された映像信号を異なるゲ
イン特性で増幅するようにしたので、コンピュータディ
スプレイ装置等の表示装置に最適なガンマ補正を行うこ
とができるという効果を奏する。
れば、差動増幅回路が、メインアンプとプリアンプとを
備えた表示装置において、プリアンプに入力される前の
映像信号に対してガンマ補正処理を行うようにしたの
で、映像信号の振幅の小さい段階でガンマ補正処理を行
うことができ、ガンマ補正処理による信号の悪影響を防
止することができるという効果を奏する。
含む表示装置の構成例を示すブロック図である。
の詳細な構成を示す回路図である。
動増幅回路の入出力特性を示す特性図である。
動増幅回路の入出力特性を示す特性図である。
動増幅回路の入出力特性を示す特性図である。
動増幅回路の入出力特性を示す特性図である。
特性を示す特性図である。
特性を方形波によって示した特性図である。
構成を示すブロック図である。
T、4…ガンマ補正回路、5…プリアンプ、6…メイン
アンプ、11,12,13,14…差動増幅回路、I1
a,I1b,I2,I3,I4…定電流源、Q1〜Q8
…トランジスタ、R1〜R5…抵抗素子、V1〜V3…
定電圧源。
Claims (4)
- 【請求項1】 互いに並列接続された複数の差動増幅回
路の各々に映像信号を入力すると共に、これらの複数の
差動増幅回路から出力された複数の出力信号を混合し
て、前記映像信号に対してガンマ補正が行われた映像信
号を出力するガンマ補正回路であって、 前記複数の差動増幅回路の各々が、前記複数の出力信号
を混合した信号が2つの変曲点でゲイン特性が変わるよ
うに、前記入力された映像信号を異なるゲイン特性で増
幅して出力するように構成されていることを特徴とする
ガンマ補正回路。 - 【請求項2】 前記複数の差動増幅回路は、 前記映像信号を一定のゲインで増幅する第1の差動増幅
回路と、 前記映像信号が第1の設定値より小さい場合に前記映像
信号をゼロまたは正のゲインで増幅する第2の差動増幅
回路と、 前記映像信号が第1の設定値より大きい場合に前記映像
信号を負のゲインで増幅する第3の差動増幅回路と、 前記映像信号が第2の設定値より小さい場合に前記映像
信号を負のゲインで増幅する第4の差動増幅回路とを有
すること特徴とする請求項1記載のガンマ補正回路。 - 【請求項3】 前記映像信号は、色表示の基本となる3
原色信号からなる信号であることを特徴とする請求項1
記載のガンマ補正回路。 - 【請求項4】 前記複数の差動増幅回路は、入力された
信号を増幅するメインアンプと、このメインアンプによ
って増幅された信号を更に増幅するプリアンプとを備え
た表示装置における前記プリアンプの前段に配置され、
前記プリアンプに入力される映像信号に対してガンマ補
正処理を行うことを特徴とする請求項1記載のガンマ補
正回路。
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