JP2739956B2

JP2739956B2 - ガンマ補正修正回路

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Publication number: JP2739956B2
Application number: JP63137486A
Authority: JP
Inventors: 勝金沢
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH01307369A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、投写型表示装置における映像信号の処理
回路に係り、特にガンマ補正されて伝送されてきた映像
信号のガンマ補正修正回路に関するものである。

（発明の概要）この発明は、投写型表示装置のガンマ補正された入力
映像信号の修正回路に関し、通常の受像機の直視型CRT用にガンマ補正されて伝送
されてきた映像信号で投写型表示装置を駆動するにあた
り、前記伝送されてきた映像信号を二次曲線の形態で修
正している。

これにより従来回路よりもより少ない調整箇所を有す
る修正回路で入力映像信号を修正し、投写型表示装置の
画質を向上させることができる。

（従来の技術）従来のこのような回路で、特に投写型表示装置用に開
発されたガンマ補正修正回路は存在しないが、テレビジ
ョンカメラなどの送像装置では受像管のガンマ特性を送
像側で事前に補償しておくためのガンマ補正回路は使用
されている。

（発明が解決しようとする課題）現行のテレビジョン放送では、受像側受像機のガンマ
特性を補償するため、送像側でガンマ補正を行なってい
る。この時受像側の受像機として想定されているのは通
常の直視型CRT（陰極線管）であり、この場合の入出力
特性をそれぞれ対数で表示すると第９図示のガンマ特性
21のごとくほぼ直線となり、この直線の傾きは2.2乃至
2.8程度である。

最近では受像機として直視型CRTだけではなく、より
大画面に表示できる投写型表示装置も使用されている。
投写型表示装置は高輝度のCRTを用いるのがほとんどで
あるが、直視型CRTと同じCRTとはいえ、蛍光体に流す電
流が大きいため蛍光体の光出力が飽和してしまうなどの
ため、そのガンマ特性は第９図示投写型表示装置の特性
例22のように直視型CRTの特性21とは異なっている。

このように受像機で通常の直視型CRT以外のものを用
いる時は、ガンマ特性が異なってくるので、良好な画質
を得るためには、第10図示のように入力映像信号１をガ
ンマ補正修正回路２を介して投写型表示装置３に送る必
要がある。このガンマ補正修正回路２によってこの表示
装置３のガンマ特性を直視型CRTの特性21と同一にして
画質を良好にする。このガンマ補正修正回路として必要
な修正曲線の例を第11図に実線23で示す。同図の破線24
は無修正の場合の特性である。実線23はCRTを用いた投
写型表示装置の修正曲線でそれほど大きな修正を必要と
はしない。

この修正曲線23を実現するために、従来より使用され
ている回路で適用できそうな回路に、テレビジョンカメ
ラなどの送像装置で使用されているガンマ補正回路があ
り、第12図にその回路構成例、第13図に第12図示回路に
よるガンマ補正曲線の例25を示す。このガンマ補正曲線
25は前述の修正曲線23とは修正の方向が逆の特性ではあ
るが、回路定数などを若干変更することにより使用は可
能となる。

しかしこの従来の回路は主に折れ線近似であり、調整
する箇所も第13図示曲線のように３点の折れ線とする
と、第12図示回路で電源電圧E₁,E₂,E₃、抵抗R_O,R₁,R₂,R
₃とそれぞれ７箇所あり、修正回路を受像側に設けねば
ならぬことを考えると調整箇所が多すぎる。

そこで本発明の目的は、受像側受像機で直視型CRTを
使用するのに対応して送像側でガンマ補正されて伝送さ
れてきた映像信号を使用し、受像側で直視型CRT以外の
表示装置を駆動しても、画質が直視型CRTに比し遜色の
ない画像が得られるよう、受信された映像信号を修正す
るガンマ補正修正回路を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため本発明ガンマ補正修正回路
は、直視型CRTのガンマ特性と異なり、かつ該直視型CRT
用にガンマ補正され伝送されてきた映像信号により駆動
される投写型表示装置のガンマ特性を、ガンマ補正され
た直視型CRTのそれにほぼ近似させて修正するガンマ補
正修正回路であって、乗算器とバイアスおよびセットア
ップ調整器とバイアス設定器とレベル調整器とを具え、
前記修正が、ｘを入力映像信号としたときｘ×（ax＋
ｂ）＋ｃの形態の２次曲線に従い、前記係数ａ、係数ｂ
および定数ｃがそれぞれ前記レベル調整器、前記バイア
ス設定器および前記バイアスおよびセットアップ調整器
により設定されることを特徴とするものである。

また本発明ガンマ補正修正回路は、前記修正がｘ＋
｛ax²＋（ｂ−１）ｘ＋ｃ｝の形態でなされることを特
徴とするものである。

さらにまた本発明ガンマ補正修正回路は、前記修正回
路がさらに前記修正のためクリップ回路を具えることを
特徴とするものである。

（実施例）実施例の説明にはいる前に本発明の前提となる説明を
記載する。CRTを用いた投写型表示装置などでは、直視
型CRTとガンマ特性は左程大きくはずれていないから、
必要なガンマ特性の修正曲線は例えば第11図示曲線23の
ようになる。

CRTを用いた投写型表示装置について測定したとこ
ろ、使用される蛍光体や投写管によって異なるものの、
必要なガンマ補正修正曲線の特性はほぼ２次曲線に近
い。すなわち、入力映像信号をｘとすると、回路の出力
ｙは、ｙ＝ax²＋bx＋ｃ（１）の形になっていればよい。これはまた、ｙ＝ｘ・（ax＋ｂ）＋ｃ（２）と表わすことができ、これは入力映像信号ｘとそれの振
幅および直流値を補正した信号（ax＋ｂ）との積に直流
分ｃを加えたものである。

このように直視型CRTとの相違が少ない場合は、乗算
回路と可変抵抗器を使用してガンマ補正の修正を行なう
ことができる。第１図に示す本発明ガンマ補正修正回路
構成例では、乗算器５の入力信号６は式（２）のｘに相
当し、入力信号７は式（２）の（ax＋ｂ）に相当する。
バイアスおよびセットアップ調整器８の作用は式（２）
ではｃに相当し、これによって乗算器５の出力映像信号
４は式（２）で与えられる形になる。

入力信号７の系を説明すると、入力映像信号１がまず
増幅器12を介した後レベル調整器10でレベル調整を受け
る。これが式（２）のaxに対応する。その後クランプ回
路13で同期信号11によりクランプされるが、このクラン
プの値はバイアス設定器９で与えられこれが式（２）の
＋ｂに対応する。第１図示回路でクランプ回路13は既知
の回路であり、乗算器５も例えば第２図示構成例のごと
く簡単に構成できる。

第１図示回路を観察するに、この回路での調整箇所は
バイアスおよびセットアップ調整器８、バイアス設定器
９とレベル調整器10の３箇所のみであり、回路全体のレ
ベル調整を考慮にいれても４箇所であり、第12図示の従
来のガンマ補正回路よりも調整箇所が少ない。しかもそ
の修正特性は折れ線近似ではなく連続波形曲線という利
点もある。

第１図示回路構成をとった場合、バイアスおよびセッ
トアップ調整器８は黒レベルの調整に関連し、バイアス
設定器９とレベル調整器10とで修正曲線の波形が決定さ
れる。またレベル調整器10による補正要素axはバイアス
設定器９による補正要素ｂに比べ通常小さいので（ａは
０に近く、ｂは１に近く設定できる）、実際の操作上は
ａとｂ、さらにｃをほぼ独立に調整することができる。

また第１図示構成の場合、本線系信号経路は増幅器12
→乗算器５→増幅器12を通過し、それに掛け合わされる
係数系信号経路は増幅器12→レベル調整器10→クランプ
回路13→乗算器５→増幅器12という通過のしかたをす
る。この係数系については映像信号帯域が本線系の有す
る映像信号帯域より低くても、例えば1/3以下でも十分
な修正効果を有することが実験で確認された。従ってこ
こで使用されるレベル調整器10とクランプ回路13とは本
線系よりも帯域の狭い回路で十分である。

さて前述の式（２）を書き直すと修正曲線は、 ax²＋bx＋ｃ＝ｘ＋｛ax²＋（ｂ−１）ｘ＋ｃ｝（３）と表現され、右辺の第１項は原信号ｘ、第２項はいはば
修正項となる。この修正項は、受像側の投写型表示装置
に投写管を使用する場合は、その投写管が基本的にCRT
型であるからあまり大きくはない。ここでこの修正項に
よる修正信号の周波数特性を考察する。

１例としてＲ（赤）、Ｇ（緑）が理想的な特性で、Ｂ
（青）のみがずれており式（３）の修正が必要だとす
る。式（３）の修正とは第３図のような曲線（実線）14
であるとする。もし式（３）の修正を行わないと入力信
号がｄより小さいときは、レベルが黒に近く、Ｂ（青）
はレベルを大きくする修正が必要なのにそれをしないた
め、黄色っぽく表示され、ｄよりも大きい時は、逆に青
っぽいという映像になる。

第３図の点ｄは説明上の便宜的なもので固定的な値で
はなく、ａの値に応じて変化する。すなわち曲線14の縦
方向の位置（ｃの値）は、修正曲線14と破線の理想的ガ
ンマ特性15の各上端を一致させるよう自由に選択するこ
とができる。

このように色あいの変化に対して修正項をつけること
によって修正するため、修正項の修正信号の周波数特性
は、色信号程度の周波数特性を有すればよく、通常の映
像信号成分より低い周波数特性で良い。修正項の修正信
号成分の周波数特性が色信号の周波数程度の場合、高い
周波数成分を有する映像信号に対しては修正されないた
め、修正としては不十分であるが、修正項の修正成分は
もともと大きくないことにより、式（３）で原信号と修
正項の成分の比のみしか影響しない。このことより式
（３）を回路構成する時、第４図示のような回路構成に
した場合は、修正項を作る修正信号作成回路16は低い周
波数特性のもので十分である。

例えばハイビジョンの場合、入力映像信号は20MHz以
上の帯域を有する広帯域信号であるが、掛算などを行い
修正信号を作り出す第４図示の修正信号作成回路16はせ
いぜい8MHz位の帯域があれば十分である。これによりガ
ンマ補正修正回路の設計ですべての部分を20MHz以上の
帯域で行うよりはずっと簡単になり、価格の安価な狭帯
域用のオペアンプなどの使用が可能となる。

ここで修正信号作成回路16すなわち信号ax²＋（ｂ−
１）ｘ＋ｃのための回路構成例としては、第１図示ガン
マ補正修正回路２すなわち信号ax²＋bx＋ｃのための回
路構成と同様のものでよい。ただし０＜ｂ＜１でｂは１
に近い値なので、ｂ−１＜０しかも零に近いためバイア
ス設定値が異なり極性が逆になる。

ここで式（３）および第３図示修正曲線14の係数a,b,
c,d間の限定条件などを一寸考察してみる。

修正項ｙ−ｘ＝ax²＋（ｂ−１）ｘ＋ｃ＝ａ（ｘ−ｄ）（ｘ−１）（４）と正規化されていれば（すなわちｘ＝１でｙ＝１、第５
図（ａ）参照）、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、ｃ＝adすなわちａ
（１＋ｄ）＝１−ｂとなる。ここでａは主に輝度飽和の
修正に関係するから０≦ａ、またはｂは主に直視型CRT
と比較した投写型表示装置投写管のガンマ値の修正に関
係するから０＜ｂ＜１でしかもｂは１に近い。また０≦
ｃ、０≦ｄ＜１故にａは零に近くａ＜ｂ、ｃ＜ｄとな
る。

特にｃ＝０（すなわちｄ＝０）の時にはａ＋ｂ＝１だ
からｙ−ｘ＝ax²＋（ｂ−１）ｘ＝ax（ｘ−１）（５）となり（第５図（ｂ）参照）、これはａのみで制御が可
能となる。

さて第１図示の回路構成例で第２図示構成の乗算器を
用いた場合、係数系を直流のみに構成してしまった第６
図示の構成例は、現在投写型表示装置で使用されている
コントラスト、ブライトネス（輝度）の調整回路にほぼ
等しい。このように本発明のガンマ補正修正回路は、現
在投写型表示装置で用いられている既成の回路に、多少
の部品を追加するのみで構成でき、さらにコントラス
ト、ブライトネス調整をかねることもできる。

さらに第７図のごとく理想のガンマ特性18に対し曲線
17のような特性を修正する場合を考える。曲線17では入
力信号がレベルｄ以下では修正の要はないが、ｄ以上で
は２次式の修正が必要となる。従って修正回路として
は、ｙ＝ｘ（ｘ＜ｄ）（５）ｙ＝ｘ｛ａ（ｘ−2d）＋１｝＋ad²（ｘ＞ｄ）（６）であればｘ＝ｄでｙ＝ｄ、かつdy/dxも連続になる。し
かしdy/dx連続の条件を外すと、例えばｙ＝｛ａ（ｘ−ｄ）＋１｝（ｘ＞ｄ）（７）も可能である。これと式（５）を比較するとａ（ｘ−
ｄ）の項がｘ＜ｄで零になっていればよく、この条件で
ガンマ補正修正回路を構成すれば第８図示の構成図とな
り、第１図示構成例と比較すれば、クリップ回路19が付
加され、このクリップ回路はｘ＜ｄの時出力は零、ｘ＞
ｄの時（ｘ−ｄ）を出力するものであればよい。

（発明の効果） CRTを用いた投写型表示装置のガンマ特性が通常の直
視型CRTと異なっている問題に対し、一応従来送像側で
使用されていたガンマ補正回路を適用することもできる
が、調整箇所が多いなど利用上の不便さのため従来受像
側では用いられていなかった。

本発明修正回路によればわずかな調整箇所でその目的
を達成することができる。投写型表示装置の場合、通常
R,G,Bの３本の投写管を用いており、それぞれ異なった
修正波形を必要とするが、２次曲線で近似できるので本
発明の修正回路による手法を使用することができる。

第１図実施例の回路の場合調整箇所はそれぞれほぼ独
立に修正波形のパラメータに関連しており、比較的容易
に必要とする修正曲線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ガンマ補正修正回路の一実施例構成図
を示し、第２図は、第１図示乗算器の構成例を示し、第３図は、本発明修正曲線の一例を示し、第４図は、ガンマ補正修正項を考慮した本発明修正回路
例を示し、第５図（ａ），（ｂ）は、正規化された修正項（ｙ−
ｘ）の例を示し、第６図は、コントラスト、ブライトネス調整回路を示
し、第７図は、ガンマ特性の他の例を示し、第８図は、本発明ガンマ補正修正回路の他の実施例構成
図を示し、第９図は、表示装置のガンマ特性の例を示し、第10図は、本発明に必要なガンマ補正修正の手順を示
し、第11図は、必要とするガンマ特性の修正例を示し、第12図、第13図はそれぞれカメラで使用している通常の
ガンマ補正回路とその補正特性を示す。１……入力映像信号、２……ガンマ補正修正回路３……投写型表示装置、４……出力映像信号５……乗算器８……バイアスおよびセットアップ調整器９……バイアス設定器、10……レベル調整器 11……同期信号、12……増幅器 13……クランプ回路、16……修正信号作成回路 19……クリップ回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直視型CRTのガンマ特性と異なり、かつ該
直視型CRT用にガンマ補正され伝送されてきた映像信号
により駆動される投写型表示装置のガンマ特性を、ガン
マ補正された直視型CRTのそれにほぼ近似させて修正す
るガンマ補正修正回路であって、乗算器（５）とバイアスおよびセットアップ調整器
（８）とバイアス設定器（９）とレベル調整器（10）と
を具え、前記修正が、ｘを入力映像信号としたときｘ×
（ax＋ｂ）＋ｃの形態の２次曲線に従い、前記係数ａ、係数ｂおよび定数ｃがそれぞれ前記レベル
調整器、前記バイアス設定器および前記バイアスおよび
セットアップ調整器により設定されることを特徴とする
ガンマ補正修正回路。
【請求項２】請求項１記載の修正回路において、前記レ
ベル調整器と前記バイアス設定器を含む係数系信号経路
の信号帯域が本線系信号経路の信号帯域に比しより狭帯
域であることを特徴とするガンマ補正修正回路。
【請求項３】請求項１記載の修正回路において、前記修
正がｘ＋｛ax²＋（ｂ−１）ｘ＋ｃ｝の形態でなされる
ことを特徴とするガンマ補正修正回路。
【請求項４】請求項１または２記載の修正回路におい
て、前記修正回路がさらに前記修正のためクリップ回路（1
9）を具えることを特徴とするガンマ補正修正回路。