JP3251086B2 - ガンマ補正回路 - Google Patents

ガンマ補正回路

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JP3251086B2 JP04660793A JP4660793A JP3251086B2 JP 3251086 B2 JP3251086 B2 JP 3251086B2 JP 04660793 A JP04660793 A JP 04660793A JP 4660793 A JP4660793 A JP 4660793A JP 3251086 B2 JP3251086 B2 JP 3251086B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受信機等
の映像信号処理回路に係わり、特に、映像信号の階調補
正のためのガンマ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のガンマ補正回路としては、ダイオ
ードの順方向の電圧−電流特性を利用したものが一般的
であり、例えば、実開昭59−166563号公報に記
載のビデオ信号の白圧縮回路などが知られている。
【0003】図6は従来のガンマ補正回路を示す回路図
である。
【0004】図6において、入力端子1より入力された
映像信号Vinは、ボルテージフォロア2でインピーダ
ンス変換され、抵抗器3を通過する。一方、電圧制御形
電圧源8には、折れ点制御電圧源9の電圧Vcが印加さ
れているため、抵抗器7には、折れ点制御電圧源9とほ
ぼ等しい電圧Vcが印加されている。
【0005】この時、ダイオード6の導通状態となるア
ノード−カソード間の電圧をVfとすると、Vin<V
c+Vfの時は、ダイオード6はカットオフ状態である
ため、映像信号Vinはそのままボルテージフォロア4
を通過して、出力端子5に出力される。しかし、Vin
≧Vc+Vfのときは、ダイオード6が導通状態となる
ため、映像信号Vinは抵抗器3及び抵抗器7で分圧、
振幅圧縮され、1次折線で近似される非線形特性とな
り、出力端子5に出力される。これにより、一般に言わ
れる、ガンマ補正曲線を実現している。
【0006】なお、上記した実開昭59−166563
に記載の回路は、前述の1次折線を更に2次折線化する
ものであり、図6の回路に構成要素がさらに追加される
が、回路動作は同様であるため、ここではその説明は省
略する。
【0007】図7は図6の回路の入出力特性を示す特性
図である。
【0008】図7のグラフaは、入力映像信号のペデス
タルレベルVinpが直流的なレベル変動を持たず、0
Vで出力される場合の入出力特性を示すものであり、入
力映像信号が電圧Vc+Vfを越えると、前述したよう
にダイオード6が導通状態となり、抵抗器3及び抵抗器
7の抵抗比で分圧された1次折線の振幅特性(入出力特
性)を示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のガンマ補正回路は、単純に抵抗器による分圧と、ダイ
オードの電圧−電流特性を利用しているため、入力映像
信号のペデスタルレベルVinpが変動すると、その変
動はそのまま折線の折れ点位置の変動となってしまうと
いう問題があった。
【0010】図7のグラフb、グラフcは、それぞれ、
入力映像信号のペデスタルレベルVinpが映像信号成
分の15%、30%に相当する直流的なレベル変動を持
った場合の入出力特性を示すものである。これによる
と、ペデスタルレベルVinpの変動は、折線の折れ点
位置(入力軸上での位置)の変動となり、延いては、等
価的に映像信号の振幅レベルの変動となることがわか
る。
【0011】なお、図7において、各グラフは、入力映
像信号のペデスタルレベルVinpの変動の如何に関わ
らず、入力軸についてはペデスタルレベルVinpを基
準として揃えて、描いてある。
【0012】また、上記した従来のガンマ補正回路で
は、ダイオード6の導通状態となるアノード−カソード
間の電圧Vfの温度特性(−2mV/℃)が補償されて
いないため、前述の入力映像信号のペデスタルレベルi
npの変動が無くても、周囲温度の変動すると、上記し
たのと同様の弊害をもたらしてしまうという問題があっ
た。
【0013】このことは、テレビジョン等の黒レベルの
基準となるブライト回路等へ影響を直接与えることとな
り、このままの回路構成では、実用上問題がある。
【0014】そこで、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、入力映像信号のペデスタルレベル
の変動や周囲温度の変動があっても、入出力特性の折れ
点位置の変動や映像信号の振幅レベルの変動を招くこと
のないガンマ補正回路を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、一端より映像信号が入力され他端より出力さ
れる第1の抵抗器と、該第1の抵抗器の前記他端にその
一端が接続される第2の抵抗器と、折れ点制御電圧を入
力とする電圧制御形電圧源装置と、 前記第2の抵抗器の
他端電圧と前記電圧制御形電圧源装置の出力電圧とを取
込み、取り込んだ両電圧の大小関係に依存して導通又は
非導通状態となって、前記電圧制御形電圧源装置の出力
側を前記第2の抵抗器の他端側へ導通させ又は非導通と
する非線形素子手段と、を備え、 前記第1の抵抗器の一
端より入力される入力映像信号と、その他端より出力さ
れる出力映像信号と、の間の入出力特性が非線形な折線
特性を実現するようにしたガンマ補正回路において、
記電圧制御形電圧源装置に、前記折れ点制御電圧のほ
か、前記入力映像信号のそれと同等のペデスタルレベル
を、それぞれ抵抗器を介して入力することにより、前記
電圧制御形電圧源装置からの出力電圧を前記ペデスタル
レベルに追従して変化させ、その結果前記入出力特性上
の折れ点位置を、入力映像信号のペデスタルレベルの大
小にかかわらず、入力映像信号の座標軸上の一定位置に
維持し、かつ前記非線型素子手段が、該素子手段を取り
巻く周囲の温度にかかわらず、所定値において導通、又
は非導通となる温度補償特性を備えるようにした。
【0016】
【作用】本発明では、ガンマ補正回路に入力される映像
信号のペデスタルレベル等を基準電圧とし、ガンマ補正
のための折れ点を制御しているため、直流的なレベル変
動の影響を受けず、安定に動作する。
【0017】また、折れ点動作を行う非線形素子手段
温度特性を補償しているため、周囲温度の変動による折
れ点位置の変動を抑圧し、階調補正を安定に行うことが
できる。
【0018】また、本発明のガンマ補正回路は、テレビ
ジョン信号等の黒レベル(ペデスタルレベル)に追従す
る形で動作するため、ブライト回路等へ影響を与えるこ
となく、階調補正動作を安定に実現することが可能とな
る。
【0019】また、テレビジョンのビデオ信号処理の最
終段にガンマ補正回路を挿入することにより、このガン
マ補正回路によって、送信側を含めたビデオ信号処理系
と最終表示を行うブラウン管とのガンマ特性の差を吸収
することができるため、階調を忠実に再現することがで
きる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図5により
説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す回路図で
ある。
【0021】図1において、図6と同一のものは同一の
符号を付してある。その他、10はペデスタル電圧入力
端子、11、12、13、14は抵抗器、15はNPN
トランジスタ、16は定電流源、17はPNPトランジ
シタ、である。なお、図1においては、図6に示したイ
ンピーダンス変換を行うボルテージフォロア2は省略し
てある。
【0022】図1において、入力端子1より入力された
映像信号Vinは、抵抗器3を通過する。一方、オペア
ンプ8の+側入力端子には、ペデスタル電圧(ペデスタ
ルレベル)Vinpを抵抗器11、12で分圧して得ら
れた電圧Vpが、オペアンプ8の−側入力端子には、オ
ペアンプ8の出力電圧Vsと折れ点制御電圧源9の電圧
Vcntを抵抗器13、14にて帰還して得られた電圧
Vn(Vn≒Vp)が、それぞれ、入力される。つま
り、オペアンプ8の出力電圧Vsは、ペデスタル電圧V
inpと折れ点制御電圧源9の電圧Vcntとの差電圧
により決定される。ここで、抵抗器11、14の抵抗値
をRa、抵抗器12、13の抵抗値をRbとすると、オ
ペアンプ8の出力電圧Vsは、数1によって表わされ
る。
【0023】
【数1】
【0024】すなわち、数1は、折れ点制御電圧源9の
電圧Vcntをある値とした場合、オペアンプ8の出力
電圧Vsが入力映像信号のペデスタルレベルVinpに
追従した電圧となることを示している。
【0025】図1において、後段の回路は、このオペア
ンプ8の出力電圧Vsを基準として、NPNトランジス
タ15、PNPトランジスタ17が動作するので、1次
折線の折れ点電圧はほぼVsとなる。この時の映像信号
の振幅の分圧レベルGsは、抵抗器3及び抵抗器7の抵
抗比にて決まる値となり、抵抗器3、7の抵抗値をそれ
ぞれRx、Ryとすると、数2に示す如く表わせる。
【0026】
【数2】
【0027】温度特性については、NPNトランジスタ
15とPNPトランジスタ17とが、互いに温度特性を
キャンセルしているため、折れ点電圧は、折れ点制御電
圧源9の電圧Vcntを一定とした場合、周囲温度の影
響を受けず、Vsで安定している(以下、Vsを折れ点
電圧ということがある。)。
【0028】なお、PNPトランジスタ17は、NPN
トランジスタ等のベース−コレクタ間を接続したダイオ
ード等に置き換えることもできる。
【0029】図2は図1の回路における入出力特性を示
す特性図である。図2のグラフdは、入力映像信号のペ
デスタルレベルVinpが直流的なレベル変動を持た
ず、0Vで出力される場合の入出力特性を示すものであ
り、図2のグラフe、fは、図7のグラフの条件と同様
に、入力映像信号のペデスタルレベルVinpが変動し
た場合の入出力特性を示すものである。これによると、
ペデスタルレベルVinpの変動に、折れ点電圧Vsが
Vs1、Vs2、Vs3と追従しているので、ペデスタ
ルレベルVinpの変動によっては、折線の折れ点位置
(入力軸上での位置)が変動せず、その結果、映像信号
の振幅レベルも変動せずに安定している。
【0030】図3は本発明の第2の実施例を示す回路図
である。
【0031】本実施例が、図1に示した第1の実施例と
構成上相違する点は、18の電圧源、19のPNPトラ
ンジスタ、20の抵抗器が更に追加された点のみであ
る。
【0032】よって、オペアンプ8の出力電圧Vsは図
1の場合と同様にして、数3に示す如く決定される。
【0033】
【数3】
【0034】図1の場合と同様にして、得られたオペア
ンプ8の出力電圧Vsにて折れ点電圧が決定され、この
電圧をVsaとすると、この電圧VsaではPNPトラ
ンジスタ17が導通状態となり、この時の映像信号の振
幅の分圧レベルGaは、抵抗器3及び抵抗器7の抵抗比
によって決まる。また、PNPトランジスタ19につい
てはVs+Vdの電圧で導通状態となり、この電圧をV
sbとすると、この時の映像信号の振幅の分圧レベルG
bは、抵抗器3と抵抗器7、20の合成抵抗との抵抗比
によって決まる。すなわち、抵抗器3、7、20の抵抗
値をそれぞれ、Rx、Ry、Rzとすると、上記の電圧
Vsa、Vsb、分圧レベルGa、Gbは数4に示す如
く表わせる。
【0035】
【数4】
【0036】図4は図3の回路における入出力特性を示
す特性図である。図4のグラフgは、入力映像信号のペ
デスタルレベルVinpが直流的なレベル変動を持た
ず、0Vで出力される場合の入出力特性を示すものであ
り、図4のグラフh、iは、図7のグラフの条件と同様
に、入力映像信号のペデスタルレベルVinpが変動し
た場合の入出力特性を示すものである。これによると、
ペデスタルレベルVinpの変動に、第1の折れ点電圧
Vsaと第2の折れ点電圧Vsbが追従しているので、
ペデスタルレベルVinpの変動によっては、折線の折
れ点位置(入力軸上での位置)が変動せず、その結果、
映像信号の振幅レベルも変動せずに安定している。
【0037】また、本実施例によれば、図4に示すよう
に、折れ点を1点から2点化することにより、より滑ら
かなガンマ特性を得ることができる。また、折れ点を3
点以上の複数個にすることで、より滑らかでより複雑な
ガンマ特性を実現することも可能である。
【0038】図5は本発明の第3の実施例を示す回路図
である。
【0039】本実施例は、実際にビデオ/クロマIC等
に内蔵化するための実施例である。なお、本実施例は信
号振幅の大きな反転輝度信号処理においてガンマ補正を
実現しているので、図1に示した第1の実施例や図3に
示した第2の実施例が出力軸上における或るレベル以上
を折線化していたのに対し、本実施例は出力軸上におけ
る或るレベル以下を折線化する回路構成となっている。
また、本実施例の構成要素としては、図1に示した回路
構成に加えて、ペデスタルクランプのために、差動アン
プ21、22、クランプフィルタ23、クランプパルス
入力端子24、ブライト制御電圧源25、及び基準電圧
源26が設けられている本実施例では、図5に示すよう
に、入力された映像信号は、点線内のペデスタルクラン
プアンプにて、ペデスタルレベルがブライト制御電圧源
25の電圧にクランプされる。
【0040】一方、ガンマ補正の折れ点電圧Vsはブラ
イト制御電圧源25の電圧と折れ点制御電圧源9の電圧
とにより決まり、NPNトランジスタ15が導通状態と
なる電圧(ほぼVs)にて折れ点が決まり、分圧レベル
は、図1に示した第1の実施例の場合と同様に、抵抗器
3、7の抵抗比で決まる。
【0041】また、この回路では、ブライト制御電圧源
25の電圧が、ペデスタルクランプアンプの基準電圧と
折れ点電圧とを同時に制御しているため、ブライトレベ
ルを可変した際でも、ブライト可変レベルと同じ量だ
け、折れ点電圧も変動する。よって、常に、折線の折れ
点位置や、映像信号の振幅レベルが変動しないため、ビ
デオ/クロマIC等へ内蔵した場合でも、安定してガン
マ補正動作を行うことができる。
【0042】これにより、テレビジョン等の信号処理に
おいては、送信側を含めたビデオ処理系と最終表示を行
うブラウン管のガンマ特性との差を補正することができ
るので、階調を忠実に再現することができる。この場合
においても、折れ点制御回路を複数個用いることは可能
である。
【0043】なお、以上の各実施例においては、折れ点
制御のための基準電圧を入力映像信号のペデスタルレベ
ルとしたが、例えば、同期信号の同期尖頭値を基準電圧
とすることも可能である。
【0044】
【発明の効果】従来のガンマ補正回路では、入力映像信
号のペデスタルレベル等が変動した場合、それに伴い、
入出力特性の折れ点位置の変動や映像信号の振幅レベル
の変動があり、また、周囲温度の変動に対しても同様の
弊害があり、実用上、問題があったが、本発明によれ
ば、上記問題は発生せず、安定なガンマ補正動作を行う
ことが可能である。
【0045】また、本発明の実施に必要な回路規模は、
極めて小さく、ビデオ/クロマIC内に内蔵化すれば、
コストアップ無しに階調補正のためのガンマ補正回路を
実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】図1の回路における入出力特性を示す特性図で
ある。
【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図4】図3の回路における入出力特性を示す特性図で
ある。
【図5】本発明の第3の実施例を示す回路図である。
【図6】従来のガンマ補正回路を示す回路図である。
【図7】図6の回路の入出力特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1…入力端子、2…ボルテージフォロア、3…抵抗器、
4…ボルテージフォロア、5…出力端子、6…ダイオー
ド、7…抵抗器、8…電圧制御形電圧源、9…折れ点制
御電圧源、10…ペデスタル電圧入力端子、11…抵抗
器、12…抵抗器、13…抵抗器、14…抵抗器、15
…NPNトランジスタ、16…定電流源、17…PNP
トランジスタ、18…電圧源、19…PNPトランジス
タ、20…抵抗器、21…差動増幅器、22…差動増幅
器、23…クランプコンデンサ、24…クランプパルス
入力端子、25…ブライト制御電圧源、26…基準電圧
源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−37171(JP,A) 特開 平3−186071(JP,A) 実開 昭57−200965(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/202

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端より映像信号が入力され他端より出
    力される第1の抵抗器と、該第1の抵抗器の前記他端に
    その一端が接続される第2の抵抗器と、折れ点制御電圧
    を入力とする電圧制御形電圧源装置と、 前記第2の抵抗器の他端電圧と前記電圧制御形電圧源装
    置の出力電圧とを取込み、取り込んだ両電圧の大小関係
    に依存して導通又は非導通状態となって、前記電圧制御
    形電圧源装置の出力側を前記第2の抵抗器の他端側へ導
    通させ又は非導通とする非線形素子手段と、を備え、 前記第1の抵抗器の一端より入力される入力映像信号
    と、その他端より出力される出力映像信号と、の間の入
    出力特性が非線形な折線特性を実現するようにしたガン
    マ補正回路において、 前記電圧制御形電圧源装置に、前記折れ点制御電圧のほ
    か、前記入力映像信号のそれと同等のペデスタルレベル
    を、それぞれ抵抗器を介して入力することにより、前記
    電圧制御形電圧源装置からの出力電圧を前記ペデスタル
    レベルに追従して変化させ、その結果前記入出力特性上
    の折れ点位置を、入力映像信号のペデスタルレベルの大
    小にかかわらず、入力映像信号の座標軸上の一定位置に
    維持し、かつ前記非線型素子手段が、該素子手段を取り
    巻く周囲の温度にかかわらず、所定値において導通、又
    は非導通となる温度補償特性を備えていることを特徴と
    するガンマ補正回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のガンマ補正回路におい
    て、前記第2の抵抗器と非線形素子手段とから成る組
    を、少なくとも2組並列に有することを特徴とするガン
    マ補正回路。
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