JP2740211B2 - 映像信号補正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶テレビジヨン受像機等に設けられ、映
像信号を逆ガンマ補正して増幅出力する映像信号補正回
路に関する。

〔従来の技術〕

従来、CRTの代わりに液晶表示器を用いて画像表示を
行う液晶テレビジヨン受像機等においては、CRTと液晶
表示器との特性の違いにもとづき、CRTの発光特性にし
たがつてガンマ補正されたテレビジヨン信号等の映像信
号に逆ガンマ補正を施し、ガンマ補正にもとづく映像信
号の非線形を元に戻して増幅する必要がある。

そして、折れ線近似で逆ガンマ補正を施す従来の映像
信号補正回路は第３図に示すように構成され、入力端子
（１）のガンマ補正された映像信号が直流再生回路
（２）を介して増幅用のトランジスタ（３）のベースに
入力され、このとき、トランジスタ（３）の入力電圧Ei
が第４図のa₁，a₂，a₃それぞれ以上になるときに、トラ
ンジスタ（３）のコレクタのスイツチ（4a），（4b），
（4c）が順次又は選択的にオンし、トランジスタ（３）
のコレクタ負荷抵抗が元の抵抗（５）に抵抗（6a），
（6b），（6c）を順次又は選択的に並列付加した抵抗に
変化し、映像信号が折れ線近似の出力電圧Eoに逆ガンマ
補正されて出力端子（７）から出力される。

なお、第３図の（＋Ｂ），（８）は電源端子，エミツ
タ抵抗それぞれを示し、第４図のb₁，b₂，b₃はa₁，a₂，
a₃に対応する出力電圧Eoを示す。

また、映像信号が３原色信号の場合は、第３図の回路
が原色信号毎に設けられる。

ところで、前記第３図のように折れ線近似で補正を施
す場合は、トランジスタ（３）のバイアス抵抗（５），
（6a）〜（6c），（８）の抵抗値等の多数の回路定数を
正確に設定する必要があり、しかも、原色信号毎に補正
を施す場合、原色信号毎のバラツキの調整も要する。

そこで、逆ガンマ補正に第５図に示すトランジスタの
ベース，エミツタ間電圧Vbeとコレクタ流Icとの指数関
数変化する入出力特性を利用し、回路定数の設定，調整
等を少なくすることが望まれ、差動増幅器のトランジス
タ入出力特性を利用した場合、映像信号補正回路を第６
図に示すように構成することが考えられる。

第６図において、（Ａ）はトランジスタ（９），（1
0）及び抵抗（11），（12）からなるレベルシフト回
路、（Ｂ）はトランジスタ（13），（14），（15），ス
イツチング型の定電流源（16）及び抵抗（17），コンデ
ンサ（18）からなる比較器、（Ｃ）はトランジスタ（1
9），（20），（21），定電流源（22）及び抵抗（2
3），（24），（25），（26），（27）からなる差動増
幅器、（28），（29）は映像信号の入，出力端子、（3
0）は後述の基準信号の入力端子、（31）は電源端子で
ある。

そして、入力端子（28）の入力映像信号はトランジス
タ（９），抵抗（11）を介してトランジスタ（14），
（19）のベースに入力される。

また、入力端子（30）にはペデスタルレベル設定用の
基準電圧Vrefに設定された基準信号が入力され、該基準
信号がトランジスタ（13）のベースに入力される。

そして、トランジスタ（13），（14）の共通エミツタ
路の定電流源（16）が、映像信号のペデスタル期間毎に
動作し、映像信号のペデスタル期間のトランジスタ（1
4），（19）のベースの電圧Vxと基準信号の電圧Vrefと
の差に応じてトランジスタ（15）がベースバイアスさ
れ、電圧Vxが電圧Vrefになるように、ホールド用のコン
デンサ（18）が充電される。

さらに、コンデンサ（18）のホールド電圧でトランジ
スタ（10）がベースバイアスされ、このとき、トランジ
スタ（18）の充電電圧の逆に電圧Vxが変化する。

したがつて、レベルシフト回路（Ａ），比較器（Ｂ）
により、入力映像信号は、ペデスタル期間の電圧Vxが電
圧Vrefになるように直流再生されて増幅器（Ｃ）に入力
される。

そして、増幅器（Ｃ）は、トランジスタ（19）のベー
ス電圧Vxと、抵抗（26）で設定されたトランジスタ（2
0）のベース電圧Vyとの差で動作し、このとき、電圧Vy
にもとづくトランジスタ（19），（20）のベースバイア
スのオフセツトにより、電圧Vxに対して、トランジスタ
（19），（20）が第５図の指数関数的に変化するVbe
（≒０〜0.7V）の範囲で動作し、電圧Vxが逆ガンマ補正
されて増幅される。

さらに、逆ガンマ補正された電圧Vxがトランジスタ
（21）で増幅され、逆ガンマ補正して増幅した出力映像
信号が出力端子（29）に出力される。

そして、第６図の場合は、増幅器（Ｃ）の指数関数変
化するトランジスタ入出力特性を利用して逆ガンマ補正
を行うため、前記第３図の折れ線近似で補正する場合よ
り、回路定数の調整箇所等が少なくなる。

また、第３図の直流再生回路（２）にレベルシフト回
路（Ａ），比較器（Ｂ）に相当する複雑な回路が必要で
あるため、回路構成の面からも、第３図の補正回路より
第６図の補正回路の方が有利である。

一方、特公昭62−16068号公報（H04N 5/66）には、ク
ランプ回路，逆ガンマ補正用のスイツチングトランジス
タ回路，差動増幅器を組合わせ、クランプ回路でシンク
チツプクランプした映像信号を、トランジスタのスイツ
チングによつてガンマ補正した後、差動増幅器で増幅し
て出力することが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記第６図の補正回路の場合、電圧Vyによつてトラン
ジスタ（19），（20）のベースバイアスをオフセツト補
正し、ペデスタル期間の電圧Vxにもとづく増幅器（Ｃ）
の動作点をほぼカツトオフ点とし、電圧Vxによつて増幅
器（Ｃ）がトランジスタ入出力特性の指数関数変化する
逆ガンマ補正の範囲で動作するように設定する必要があ
る。

しかし、電圧Vx,Vyの差が増幅器（Ｃ）の差動入力電
圧となり、電圧Vyの誤差がそのまま差動入力電圧範囲の
ずれとなり、電圧Vyの設定誤差，すなわちオフセツト誤
差が増幅器（Ｃ）の動作範囲に極めて大きな影響を与
え、電圧Vyの簡単なオフセツト調整では精度の高い補正
が行えない問題点がある。

なお、前記公報に記載の映像信号処理回路を用いて逆
ガンマ補正する場合は、逆ガンマ補正に専用のスイツチ
ング回路を要し、しかも、逆ガンマ補正後に差動増幅器
を用いて増幅するため、第６図の補正回路のように逆ガ
ンマ補正と増幅とを差動増幅器（Ｃ）で同時に行う場合
より、構成が複雑化する問題点がある。

本発明は、逆ガンマ補正と増幅とを差動増幅器で同時
に行う逆ガンマ補正回路において、簡単なオフセツト調
整で精度の高い逆ガンマ補正が行えるようにすることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の逆ガンマ補正回
路は、映像信号をペデスタルレベルが一定になるように
直流再生して増幅し、前記映像信号を逆ガンマ補正して
増幅出力する逆ガンマ補正回路において、 入力映像信号の直流レベルをホールド電圧に応じてレ
ベルシフトするレベルシフト回路と、 前記レベルシフト回路の出力信号，ペデスタルレベル
調整用の所定の基準信号が差動対を構成する１対のトラ
ンジスタのベースそれぞれに入力され，前記入力映像信
号を増幅して出力する差動増幅器と、 前記増幅器の出力映像信号と前記基準信号とをペデス
タル期間毎に比較し，前記出力映像信号のペデスタルレ
ベルと前記基準信号のレベルとの差の前記ホールド電圧
を形成し，前記入力映像信号のペデスタルレベルを前記
基準信号のレベルに制御する比較器と、 前記両トランジスタのコレクタ電流を制限して前記両
トランジスタのベースバイアスのオフセツトを設定し，
前記増幅器の動作範囲をトランジスタ入出力特性の指数
関数変化する逆ガンマ補正の範囲に設定するバイアスオ
フセツト手段とを備える。

〔作用〕

前記のように構成された本発明の映像信号補正回路の
場合、差動増幅器の出力映像信号と基準信号との差に応
じたホールド電圧にもとづき、ペデスタルレベルが基準
信号のレベルになるように入力映像信号が直流再生され
る。

さらに、直流再生された入力映像信号と基準信号とが
差動増幅され、このとき、差動増幅器の１対のトランジ
スタのコレクタ電流の制限にもとづき、差動増幅器が逆
ガンマ補正の範囲で動作し、逆ガンマ補正して増幅され
た出力映像信号が形成される。

そして、差動増幅器の１対のトランジスタのベースバ
イアスのオフセツトが、両トランジスタのコレクタ電流
の制限で設定され、オフセツト誤差にもとづく差動増幅
器の差動入力範囲のずれが増幅器の増幅率の逆数で減少
するため、オフセツト誤差による補正特性のずれが少な
くなり、簡単なオフセツト調整で高精度の逆ガンマ補正
が行える。

〔実施例〕 １実施例について、第１図及び第２図を参照して以下
に説明する。

第１図において、第６図と同一記号は同一もしくは相
当するものを示し、異なる点は、トランジスタ（14），
（20）のベースを出力端子（29），入力端子（30）それ
ぞれに接続し、トランジスタ（19），（20）の共通コレ
クタ路にオフセツト調整用のトランジスタ（32）を設
け、トランジスタ（32）のベースに入力端子（33）のオ
フセツト調整用の所定バイアス電圧Vzを印加した点であ
る。

なお、トランジスタ（32）がバイアスオフセツト手段
を形成している。

そして、ペデスタル期間の出力端子（29）の電圧Vo,
すなわちトランジスタ（14）のベース電圧がトランジス
タ（13）のベース電圧Vrefより高くなると、トランジス
タ（14）のコレクタ電流にもとづく抵抗（17）の電圧降
下が両電圧Vo,Vrefの差だけ増加し、トランジスタ（1
5）のコレクタ電流が増加してコンデンサ（18）のホー
ルド電圧が上昇し、レベルシフト回路（Ａ）のシフト量
が増加して電圧Vxが低下する。

逆に、電圧Voが電圧Vrefより低くなると、抵抗（17）
の電圧降下が減少してコンデンサ（18）のホールド電圧
が低下し、レベルシフト回路（Ａ）のシフト量が減少し
て電圧Vxが低下する。

そして、前記のホールド電圧の増，減にもとづき、電
圧Vxは電圧Vrefに一致し、入力映像信号が直流再生され
る。

このとき、トランジスタ（32）のコレクタ電流を
I₃₂，抵抗（25）の抵抗値をR₂₅とし、かつ、能動領域で
動作するトランジスタ（21），（32）のベース，エミツ
タ間電圧をVf（≒0.7V）とすれば、つぎの（１）式が成
立する。

Vref＝Vx＝Vz−２・Vf−R₂₅・I₃₂ …（１）式 さらに、トランジスタ（19），（20）のベース電圧V
x,Vrefの差が０になるとき、トランジスタ（19），（2
0）のベース電圧にオフセツトがかけられていなけれ
ば、定電流源（22）の電流をIoとすると、トランジスタ
（19），（20）のコレクタ電流が共にIo/2になる。

このとき、電圧Vzはつぎの（２）式で設定される。

Vz＝Vref＋２・Vf＋R₂₅・（Io/2） …（２）式 一方、トランジスタ（19），（20）の差動対の伝達特
性は第２図の実線に示すようになり、逆ガンマ補正を施
すため、非線形変化する図のａ点〜ｂ点の範囲を用いる
には、電圧VxがVrefに等しくなるペデスタル期間に、ト
ランジスタ（19），（20）の差動対がカツトオフ点とし
てのａ点で動作するように、（２）式の条件からずらす
必要がある。

そして、ペデスタル期間の電圧Vx＝（Vref）にもとづ
き、ａ点で動作するときのトランジスタ（19）のコレク
タ電流をI₁₉aとすると、トランジスタ（20）のコレクタ
電流I₂₀は、I₂₀a＝Io−I₁₉aとなる。

さらに、第２図の差動入力電圧０の点とａ点との間の
差動入力電圧の範囲をＶαとすると、Ｖαのオフセツト
をかけるための電圧Vzはつぎの（３）式で示される。

Vz＝Vo＋２・Vf＋R₂₅・I₂₀a …（３）式 したがつて、電圧Vref,電圧Vzは（１）式，（３）式
それぞれを満足するように設定され、その結果、コレク
タ電流の制限にもとづき、トランジスタ（19），（20）
がベースバイアスにＶαのオフセツトをかけてずらした
状態で動作し、第２図のａ点〜ｂ点の特性を利用して入
力映像信号は逆ガンマ補正されて増幅される。

そして、例えば、Ｖα＝0.2V,Io＝0.4mAとし、かつ、
R₂₅＝10KΩとしたときに、ａ点のコレクタ電流I₂₀aが0.
02mAになり、（Io/2）−I₂₀a＝0.18mAになつたとする
と、このとき、差動入力電圧の範囲Ｖαは、見かけ上1.
8Vに拡大する。

すなわち、電圧Vzにもとづくオフセツト電圧Ｖαで動
作するａ点でのトランジスタ（19），（20）の差動対の
電圧増幅率をGaとすると、このときの電圧Vo＝Voaは、
つぎの（４）式に示すように、ＶαのGa倍となる。

Voa＝Ga・Ｖα …（４）式 そして、電圧Vzの設定誤差にもとづく差動入力電圧の
範囲Ｖαのいずれが、電圧Vzの誤差の1/Gaに減少するた
め、電圧Vzの設定誤差，すなわちオフセツト誤差にもと
づく増幅器（Ｃ）の動作範囲のずれが極めて小さくな
り、簡単なオフセツト調整で高精度の逆ガンマ補正が行
える。

なお、前記（３）式から明らかなように、電圧Vzが温
度に依存するベース，エミツタ間電圧Vfの関数となるた
め、電圧Vzの形成に２個のダイオード等を用いて２・Vf
の温度補償を行うことが望ましい。

また、トランジスタ（21）の代わりにPNP型のトラン
ジスタを用いれば、当該トランジスタとトランジスタ
（32）とで温度補償が行われ、電圧Vzを形成する際の温
度補償が省ける。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、
以下に記載する効果を奏する。

差動増幅器の出力映像信号と基準信号との差にもとづ
くホールド電圧により、ペデスタルレベルが基準信号の
レベルになるように入力映像信号を直流再生し、直流再
生した入力映像信号と基準信号とを前記差動増幅器の１
対のトランジスタのベースそれぞれに入力し、かつ、両
トランジスタのコレクタ電流の制限にもとづき、ベース
バイアスのオフセツトを、前記差動増幅器の動作範囲が
両トランジスタの逆ガンマ補正の範囲になるように設定
したことにより、オフセツト誤差にもとづく補正特性の
ずれを極めて小さくすることができ、差動増幅器を用い
て逆ガンマ補正と増幅とを同時に行う簡単な構成の逆ガ
ンマ補正回路において、簡単な調整で高精度の逆ガンマ
補正を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の映像信号補正回路の１実施例の結線
図、第２図は第１図の動作説明用の特性図、第３図は従
来の折れ線近似の映像信号補正回路の結線図、第４図は
第３図の動作説明用のブロツク図、第５図はトランジス
タのベース，エミツタ間電圧とコレクタ電流との関係
図、第６図は参考としての映像信号補正回路の結線図で
ある。 （Ａ）…レベルシフト回路、（Ｂ）…比較器、（Ｃ）…
差動増幅器、（19），（20）…差動対を構成する１対の
トランジスタ、（32）…バイアスオフセツト手段を形成
するトランジスタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号をペデスタルレベルが一定になる
   ように直流再生して増幅し、前記映像信号を逆ガンマ補
   正して増幅出力する映像信号補正回路において、 入力映像信号の直流レベルをホールド電圧に応じてレベ
   ルシフトするレベルシフト回路と、 前記レベルシフト回路の出力信号，ペデスタルレベル調
   整用の所定の基準信号が差動対を構成する１対のトラン
   ジスタのベースそれぞれに入力され，前記入力映像信号
   を増幅して出力する差動増幅器と、 前記増幅器の出力映像信号と前記基準信号とをペデスタ
   ル期間毎に比較し，前記出力映像信号のペデスタルレベ
   ルと前記基準信号のレベルとの差に比例した前記ホール
   ド電圧を形成し，前記入力映像信号のペデスタルレベル
   を前記基準信号のレベルに制御する比較器と、 前記両トランジスタのコレクタ電流を制限して前記両ト
   ランジスタのベースバイアスのオフセツトを設定し，前
   記増幅器の動作範囲をトランジスタ入出力特性の指数関
   数変化する逆ガンマ補正の範囲に設定するバイアスオフ
   セツト手段と を備えたことを特徴とする映像信号補正回路。