JP4670172B2

JP4670172B2 - Image display device

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Publication number: JP4670172B2
Application number: JP2001123517A
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Inventors: 信胤千葉
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Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2011-04-13
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置、例えば、ＣＲＴ装置の電光変換特性を補正する補正回路を備えた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置（以下、デバイスまたは表示デバイスともいう）を用いて映像信号を表示する場合、デバイスの種類によって異なる電光変換特性を示す。また、同じ種類のデバイスであってもデバイス毎に異なる変換特性を示すことがある。
【０００３】
このため、映像を表示する場合、同じ映像信号の表示画面の明るさがデバイスによって異なって見えることがある。映像の画質などの諸特性を評価する場合にデバイス毎に明るさが異なってしまうと、正確な評価に支障を来してしまう場合もある。また複数のデバイスを使用する場合、補正回路を設けるなどして個々のデバイスの電光変換特性を合致させようとするが、特に信号レベルの低い暗い部分（カットオフ側）の特性を合わせるのは難しく、これを実現するには大規模な補正回路を用いる必要がある。
【０００４】
図９は、デバイスの光電変換特性の非線形性及びこの非線形特性を補正するため映像信号増幅回路の利得を示すグラフである。
図９（ａ）は、デバイスの光電変換特性を示している。図示のように、デバイスにおいて、入力される映像信号のレベルに対して、表示される画像の明るさが非線形特性を示す。
【０００５】
デバイスの光電変換特性の非線形性を補正するため、映像信号を増幅する増幅回路の利得特性を図９（ｂ）に示すように制御される。図示のように、増幅回路の利得が入力信号レベルの低いとき大きく、入力信号レベルの高いとき低く制御される。このような利得特性を持つ増幅回路を用いて映像信号を増幅したあと表示デバイスに供給することによって、デバイスの電光変換特性の非線形性が補正され、入力映像信号のレベルに対して、明るさが線形的に変化する表示画像が得られる。
【０００６】
図１０は、上述した補正を実現するための補正回路を含む表示回路の構成を示すブロック図である。図示のように、この表示回路は、増幅回路（アンプ）１０と補正回路２０によって構成されている。
補正回路２０は、入力される映像信号Ｓ_inの信号レベルに応じて、利得制御信号Ｓ_GCを生成して増幅回路１０に出力する。
増幅回路１０の利得を補正回路２０から出力される利得制御信号Ｓ_GCに応じて制御することによって、例えば、図９（ｂ）に示す利得特性が得られる。
【０００７】
図１１は、補正回路の他の例を示す回路図である。
図示のように、この補正回路は、掛け算器３０、減算器４０、増幅回路５０及び加算器６０によって構成されている。
掛け算器３０は、入力信号Ｓ_inに対して、その二乗（Ｘ² ）の電圧レベルを持つ乗算信号Ｓ_M を出力する。
減算器４０は、入力信号Ｓ_inと乗算信号Ｓ_M との差Ｓ_B を求め、増幅回路５０に出力する。
増幅回路５０は、入力される信号Ｓ_B の反転信号Ｓ_A を出力する。
【０００８】
増幅回路５０の出力信号Ｓ_A を補正信号として、加算器６０によって入力される映像信号Ｓ_inに加算される。このため、補正された映像信号Ｓ_out には、図示のように、図９（ｂ）に示す非線形特性に近い特性を持つ。この補正後の映像信号Ｓ_out をデバイスに表示させることで、図９（ａ）に示すデバイスの光電変換特性の非線形性がほぼ打ち消される。
【０００９】
なお、図１１に示す補正回路では、アナログ回路によってデバイスの光電特性の非線形性に対して補正を行うが、図１２には、ディジタルの信号処理によって補正を行う補正回路の一例を示している。
【００１０】
図１２に示すように、この補正回路は、Ａ／Ｄコンバータ７０、ディジタル信号処理回路８０、変換テーブルメモリ９０及びＤ／Ａコンバータ１００によって構成されている。
【００１１】
Ａ／Ｄコンバータ７０は、入力される映像信号Ｓ_inをディジタル信号Ｓ_D に変換する。これによって、入力信号Ｓ_inの信号レベルに応じた映像データが得られる。
Ａ／Ｄ変換された映像データＳ_D がディジタル信号処理回路８０に供給される。ディジタル信号処理回路８０において、映像データの値に応じて、変換テーブルメモリ９０からその値に対応する補正後のデータＳ_E を見つける。
Ｄ／Ａコンバータ１００は、ディジタル信号処理回路８０によって補正されたデータＳ_E をアナログ信号Ｓ_out に変換して出力する。
【００１２】
図１２に示すような補正回路において、補正後信号の特性は変換テーブルメモリ９０に格納されている変換データによって決まる。この変換テーブルの変換データは、予め表示デバイスの光電変換特性に従って作成されるので、デバイスの光電変換特性に対して補正精度を高く制御することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の補正回路では、それぞれ回路規模の増加が避けられない。例えば、図１１に示す補正回路の例では、アナログ掛け算器、反転増幅回路、さらにアナログの加算器と減算器を必要とし、回路規模が大きくなる。また、補正信号を元の映像信号に加えるので、補正後の信号のＳＮＲが悪化してしまうことが考えられる。
【００１４】
一方、図１２に示すディジタル方式の補正回路では、ディジタル信号処理回路及びメモリの他、Ａ／ＤコンバータとＤ／Ａコンバータがそれぞれ必要である。補正の精度を高めるには、変換テーブルのデータ量を増やす必要があり、大容量のメモリが要求される。また、映像信号の広帯域に対応できる高速のメモリ及び高速のＡ／ＤコンバータとＤ／Ａコンバータが必要である。さらに、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータの変換特性に非線形性が存在する場合、これらの変換特性を含めて変換テーブルのデータを作成する必要があり、補正データの作成に要する工数が多くなり、コストの増加が避けられないという不利益がある。
【００１５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模を大幅に増加させることなく、また、原信号への悪影響を抑制でき、さらに補正量及び補正するレベルをそれぞれ簡単に設定可能な補正回路を備えた画像表示装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点の画像表示装置は、入力信号のレベルに応じて表示画像の明るさを制御する受像管と、上記入力信号を反転増幅し、増幅信号を上記受像管のカソードに出力する増幅回路と、上記入力信号を入力し、当該入力信号に応じてベース・エミッタ間電圧が制御され、当該ベース・エミッタ間電圧とコレクタ電流との所定の非線形関係に応じて電流を出力するバイポーラトランジスタと、上記バイポーラトランジスタの出力電流に応じて、上記受像管の入力信号レベルに対する明るさの非線形性を打ち消すように、上記バイポーラトランジスタの出力電流に対して非線形性をもつ補正信号を生成し、当該補正信号に応じて、上記受像管のグリッドと上記カソード間のバイアス電圧を制御する制御回路とを有する。
【００１８】
また、本発明では、好適には、上記バイポーラトランジスタのベースに基準電圧が印加され、エミッタに上記入力信号に応じた電圧信号が印加される。
【００１９】
また、本発明では、好適には、上記制御回路は、上記バイポーラトランジスタのコレクタ電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段の検出結果に応じて、上記バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを有する。
【００２０】
また、本発明では、好適には、上記電流検出手段は、上記バイポーラトランジスタのコレクタ電流に応じた電流を出力するカレントミラー回路と、上記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する抵抗素子とを有する。
【００２４】
さらに、本発明の第２の観点の画像表示装置は、入力信号のレベルに応じて表示画像の明るさを制御する受像管と、上記入力信号を反転増幅し、増幅信号を上記受像管のカソードに出力する増幅回路と、上記入力信号を入力し、当該入力信号に応じてベース・エミッタ間電圧が制御され、当該ベース・エミッタ間電圧とコレクタ電流との所定の非線形関係に応じて電流を出力するバイポーラトランジスタと、上記バイポーラトランジスタの出力電流に応じて、上記受像管の入力信号レベルに対する明るさの非線形性を打ち消すように、上記出力電流に対して非線形性をもつ補正信号を生成し、当該補正信号に応じて、上記増幅回路の出力信号のバイアス電圧を制御する制御回路とを有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１は本発明に係る画像表示装置の第１の実施形態を示す構成図である。
図示のように、本実施形態の画像表示装置は、補正回路１１０、バイアス制御回路１２０、増幅回路１３０及び表示デバイス（受像管）１４０によって構成されている。
【００２６】
補正回路１１０は、入力される映像信号Ｓ_inに応じて、受像管１４０の非線形特性を補正するための補正信号Ｓ_A を生成する。
バイアス制御回路１２０は、補正回路１０から得られた補正信号Ｓ_A に応じて、受像管１４０のバイアス電圧、例えば、図１に示すように、受像管１４０のグリッド１４４とカソード１４２との電圧差を制御する。
【００２７】
増幅回路１３０は、映像信号Ｓ_inを必要なレベルまでに増幅し、増幅出力信号Ｓ_out を受像管１４０のカソード１４２に入力する。
受像管１４０は、映像信号Ｓ_out に応じて画像を表示する。受像管１４０では、映像信号Ｓ_out の信号レベルに応じて表示画像の明るさが制御される。さらに、バイアス制御回路１２０によって受像管のグリッド１４４とカソード１４２との電圧差（以下、グリッド・カソード間電圧、または受像管のバイアス電圧とも表記する）を制御することによって、受像管の光電変換特性の非線形性を補正することができる。
【００２８】
上述した構成を有する本実施形態の画像表示装置において、補正回路１１０によって入力映像信号Ｓｉｎの信号レベルに応じた補正信号ＳＡを生成し、バイアス制御回路１２０に出力される。また、入力映像信号Ｓｉｎが増幅回路１３０によって増幅され、増幅信号Ｓｏｕｔが受像管１４０のカソードに供給される。これに応じて、受像管１４０において、映像信号のレベルに応じて蛍光面に入射される電子の量が制御されるので、蛍光面に信号レベルに応じた明るさの画素が表示される。
【００２９】
補正回路１１０において、入力信号Ｓ_inのレベルに応じた補正信号が生成される。例えば、映像信号Ｓ_inのレベルが所定の基準電圧以下になると、その信号レベルに対して、受像管の非線形特性を打ち消すように、例えば、指数特性の補正信号が生成される。
バイアス制御回路１２０において補正信号Ｓ_A に従って、受像管１４０のグリッド・カソード間電圧、即ち、受像管１４０のバイアス電圧を制御することで、受像管の光電変換特性の非線形性を打ち消し、映像信号のレベルに応じた明るさの画素を表示することができる。
【００３０】
即ち、本実施形態の画像表示装置において、入力信号に補正信号を加える通常の補正方法と異なり、入力信号のレベルに応じて生成した補正信号を用いて、表示デバイスのバイアス電圧を制御することにより、その光電変換特性の非線形性を補正するので、映像信号自身を変化させることなく、補正処理によって映像信号のＳＮＲの劣化を回避できる。
【００３１】
以下、図２を参照しつつ、本実施形態の補正回路１１０の構成について説明する。
図２は、本実施形態の画像表示装置を構成する補正回路の一構成例を示す回路図である。
図示のように、本実施形態の補正回路１１０は、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、可変抵抗素子ＶＲ１、抵抗素子Ｒ２、Ｒ３、基準電圧源Ｖ１、及び電流検出回路１１２にによって構成されている。また、図示のように、電流検出回路１１２によって補正信号Ｓ_A が生成され、バイアス制御回路１２０に出力される。
【００３２】
本実施形態の補正回路において、トランジスタＱ１は指数特性の補正電流を生成する補正用回路素子であり、トランジスタＱ２とＱ３はトランジスタＱ１のコレクタ電流を電流検出回路１１０に出力するためのカレントミラー回路を構成する。以下、図２を参照しつつ、本実施形態の補正回路の構成及び動作について説明する。
【００３３】
トランジスタＱ１は、例えば、ｎｐｎトランジスタであり、トランジスタＱ２とＱ３は、例えば、ｐｎｐトランジスタである。
トランジスタＱ１のベースに基準電圧源Ｖ１によって生成される基準電圧Ｖ_Rが印加される。また、トランジスタＱ１のコレクタがトランジスタＱ２のコレクタ側に接続されている。
映像信号Ｓ_inは可変抵抗素子ＶＲ１を介してトランジスタＱ１のエミッタに入力される。
【００３４】
トランジスタＱ２とＱ３のエミッタがそれぞれ抵抗素子Ｒ２とＲ３を介して電源電圧Ｖ_CCに接続され、また、トランジスタＱ２とＱ３のベース同士が接続され、その接続点がトランジスタＱ２のコレクタとともにトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。
トランジスタＱ３のコレクタが電流検出回路１１２に接続されている。
【００３５】
上述のように、トランジスタＱ２とＱ３によってカレントミラー回路が構成されている。このカレントミラー回路によってトランジスタＱ１のコレクタ電流がトランジスタＱ３のコレクタ側に出力される。即ち、トランジスタＱ３のコレクタ電流Ｉ_C2がトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_c1によって決まる。
【００３６】
電流検出回路１１２は、トランジスタＱ３のコレクタから出力される電流Ｉ_C2を検出し、電流Ｉ_C2に応じて補正信号Ｓ_A を出力する。なお、この補正信号Ｓ_Aは、例えば、電流Ｉ_C2の大きさを示す電流信号または電圧信号である。
ここで、一例として、例えば、電流検出回路１１２は、トランジスタＱ３のコレクタと接地電位ＧＮＤとの間に接続されている抵抗素子によって構成される。この場合、電流Ｉ_C2によって抵抗素子の電圧が制御されるので、抵抗素子に生じた電圧降下を補正信号Ｓ_A として出力される。
【００３７】
図２に示すように、補正信号Ｓ_A がバイアス制御回路１２０に出力される。バイアス制御回路１２０において、当該補正信号Ｓ_A に応じて図１に示す受像管１４０のバイアス電圧を制御する。
受像管１４０において、グリッド・カソード間電圧、即ち、バイアス電圧によって蛍光面に当たる電子の量が制御される。例えば、このバイアス電圧が大きくなると、電子銃によって放出した電子がより多く蛍光面に入射するので、蛍光面に表示される画素が明るくなる。逆に、バイアス電圧が低くなると、電子銃によって放出した電子のうち、蛍光面に入射する数が少なくなるので、蛍光面に表示される画素が暗くなる。
【００３８】
このため、受像管１４０においてバイアス電圧を制御することによって、表示される画素の明るさを制御できる。即ち、補正回路１１０から出力される補正信号Ｓ_A に応じてバイアス電圧を制御することによって、受像間１４０の光電変換特性の非線形性を補正できる。
【００３９】
図３は、受像管の光電変換特性の一例を示すグラフである。なお、この光電変換特性は、例えば、ＣＲＴの光電変換特性である。
図示のように、受像管は入力される信号レベルに応じて表示される画素の明るさが変化する。入力信号レベルが大きくなるにつれて画素の明るさが増していく。
しかし、図示のように、画素の明るさと入力信号のレベルは線形関係ではなく、特に信号レベルが低くなる領域では、明るさが入力信号レベルに対して指数関係を示す。
【００４０】
図４は、補正用素子として図２に示す補正回路１１０に設けられているトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_C とベース・エミッタ間電圧Ｖ_beとの関係を示している。図示のように、トランジスタのコレクタ電流は、ベース・エミッタ間電圧Ｖ_beのレベルが低いとき、指数関係を示す。
【００４１】
このように、バイポーラトランジスタのコレクタ電流とベース・エミッタ間電圧との関係は、近似的に表示デバイスの信号レベルと明るさとの関係に一致する。このため、バイポーラトランジスタのコレクタ電流を用いて補正信号を生成し、当該補正信号を用いて表示デバイスの明るさを調整するバイアス電圧を制御することによって、表示デバイスの光電変換特性の非線形性を打ち消すことができる。
【００４２】
図５は、図２に示す補正回路１１０に入力される映像信号Ｓ_inの一例を示す波形図である。また、図６は、バイアス電圧を制御することによって受像管１４０の明るさを制御する場合の状況を示す概念図である。以下、図５と図６を参照しながら、本実施形態の補正回路及びこの補正回路を用いた画像表示装置の動作について説明する。
【００４３】
図５において、比較のため補正回路１１０のトランジスタＱ１のベースに入力される基準電圧Ｖ_R のレベルを点線で示している。
トランジスタＱ１において、入力信号Ｓ_inがそのエミッタに入力されているので、ベース・エミッタ間電圧Ｖ_beは基準電圧Ｖ_R と入力信号Ｓ_inの差によって決まる。このため、入力信号Ｓ_inのレベルが基準電圧Ｖ_R より高いとき、トランジスタＱ１が遮断し、コレクタ電流Ｉ_c1が０になる。一方、入力信号Ｓ_inのレベルは基準電圧Ｖ_R 以下になると、トランジスタＱ１が導通し、ベース・エミッタ間電圧Ｖ_beに対して、指数関数で決まるコレクタ電流Ｉ_c1が流れる。
【００４４】
トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_c1がトランジスタＱ２とＱ３で構成されているカレントミラー回路によってトランジスタＱ３のコレクタ側に折り返される。即ち、トランジスタＱ３のコレクタ電流Ｉ_C2は、トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_c1にほぼ等しくなるか、または電流Ｉ_c1に対して所定の比率で決められる。このため、電流検出回路１１２によって出力される補正信号Ｓ_A はトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_c1に対して、指数関係を示す。
【００４５】
バイアス制御回路１２０によって、補正信号Ｓ_A に応じて受像管１４０のバイアス電圧が制御される。
図６は、受像管のバイアス電圧とそれに応じて画素の明るさの変化を示している。
【００４６】
受像管において、映像信号がカソードに入力されるので、信号レベルが低いときカソードとグリッド間の電位差が大きく、蛍光面により多くの電子が入射されるので、画面が明るくなる。逆に、信号レベルが高くなると、カソードとグリッド間の電位差が低く、蛍光面に入射される電子の量が少なくなるので、画面が暗くなる。このため、信号レベルに応じた明るさを表示するために、映像信号が増幅回路によって反転増幅され、受像管のカソードに入力される。
【００４７】
図６に示すように、例えば、図５の映像信号Ｓ_inに対して、その反転増幅信号が受像管のカソードに供給される。受像管の電光変換特性の非線形性によって、映像信号のレベルの低い信号領域において、表示画面の明るさが信号レベルに比例しなくなる。本実施形態において、補正回路１１０によって生成された補正信号Ｓ_A に応じてバイアス電圧を制御することで、受像管の表示画面の明るさを調整する。
【００４８】
上述したように、受像管においてバイアス電圧が低く制御されると、表示画面が暗くなり、逆にバイアス電圧が高く制御されると、表示画面が明るくなる。このため、図６（ｂ）に示すように、補正信号Ｓ_A に応じて、バイアス制御回路１２０によってバイアス電圧を低く制御することで、映像信号の所定の領域、例えば、映像信号レベルが基準電圧Ｖ_R より低くなっている低レベルの期間中に、表示画面を暗く制御できる。逆に、同図（ｃ）に示すように、補正信号Ｓ_A に応じて、バイアス制御回路１２０によってバイアス電圧を高く制御することで、映像信号の所定の領域、例えば、映像信号レベルが基準電圧Ｖ_R より低くなっている低レベルの期間中に、表示画面を明るく制御できる。
【００４９】
このように、バイアス電圧の制御は、補正回路１１０から得られた補正信号Ｓ_A に従って行われるので、バイアス電圧に付加される補正成分が入力信号Ｓ_inの信号レベルに対して、指数関数の関係を示す。このため、バイアス電圧を調整することにより、受像管の光電変換特性の非線形性を打ち消すことができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ベース・エミッタ間電圧に対して指数関数のコレクタ電流を出力するバイポーラトランジスタを補正用回路素子として用いて、当該トランジスタのベースに基準電圧Ｖ_R を印加し、エミッタに映像信号Ｓ_inを入力するとき、そのコレクタ電流を取り出し、当該コレクタ電流に応じた補正信号Ｓ_A を生成する。補正信号Ｓ_A に応じて表示デバイスのバイアス電圧を制御することによって、表示デバイスの光電変換特性の非線形性を補正できる。さらに、基準電圧Ｖ_R のレベルを調整することによって、補正する信号レベル、即ち補正動作点を容易に制御でき、また、補正用トランジスタのエミッタ側に接続されている抵抗素子の抵抗値を変えることによって、補正信号Ｓ_A のレベル、即ち補正量を容易に制御できる。さらに、本実施形態の補正回路及び画像表示装置において、補正信号を直接入力信号に加えるのではなく、信号のＳＮＲの悪化を防止できる。
【００５１】
以上説明した本発明の実施形態において、補正回路で生成した補正信号に応じて、画像表示装置のグリッド電圧を制御することによって、グリッド・カソード間電圧、即ち表示装置のバイアス電圧を制御し、その光電変換特性の非線形性を補正することができる。なお、本発明はこのような構成に限定されることなく、例えば、受像管のカソードに供給する映像信号のバイアス電圧レベルを制御することによって、同様な補正効果が得られる。
以下、カソードに供給する映像信号の直流バイアス電圧を制御することで、表示デバイスの光電変換特性の非線形を補正する本発明の第２の実施形態を説明する。
【００５２】
第２実施形態
図７は本発明に係る画像表示装置の第２の実施形態を示す回路図である。
図示のように、本実施形態の画像表示装置は、補正回路１１０、バイアス制御回路１２０ａ、増幅回路１３０及び受像管１４０によって構成されている。
【００５３】
上述した本発明の第１の実施形態の画像表示装置では、補正信号に応じてバイアス制御回路１２０によって受像管１４０のグリッド電圧を制御することで受像管のバイアス電圧を制御し、受像管の光電変換特性の非線形性を補正する。これに対して、本実施形態の画像表示装置では、補正信号に応じて受像管１４０のカソードに供給する映像信号Ｓ_out のバイアス電圧を制御することによって、受像管の光電変換特性の非線形性を補正する。なお、この場合受像管１４０のグリッドが、例えば、一定の電圧に保持されている。
【００５４】
以下、本実施形態の画像表示装置の各部分について説明する。
補正回路１１０は、上述した本発明の第１の実施形態における補正回路と同様に、入力される映像信号Ｓ_inに応じて、受像管１４０の非線形特性を補正するための補正信号Ｓ_A を生成する。
【００５５】
バイアス制御回路１２０ａは、増幅回路１３０の入力側に設けられている。バイアス制御回路１２０ａによって、入力される映像信号Ｓ_inの直流バイアス電圧を補正信号Ｓ_A に応じて制御し、直流バイアスが変えられた映像信号を増幅回路１３０に出力する。
【００５６】
増幅回路１３０は、バイアス制御回路１２０ａによってバイアス電圧が変えられた映像信号を反転増幅し、増幅出力信号Ｓ_out を受像管１４０のカソード１４２に出力する。即ち、増幅回路１３０によって、映像信号の振幅とともに直流バイアス電圧も増幅され、その結果が受像管１４０のカソード１４２に供給される。
【００５７】
本実施形態の映像表示装置において、入力映像信号Ｓ_inに応じて補正回路１１０によって補正信号Ｓ_A が生成され、バイアス制御回路１２０ａに供給される。バイアス制御回路１２０ａにおいて、補正信号Ｓ_A に従って映像信号Ｓ_inの直流バイアス電圧が制御され、増幅回路１３０に出力される。増幅回路１３０によって、映像信号を増幅して受像管１４０のカソード１４２に出力される。
このため、受像管のグリッドの電圧が一定とすれば、カソード１４２に供給される映像信号Ｓ_out の直流バイアス電圧が変化すると、グリッド・カソード間電圧がそれに従って変化するので、表示画像の明るさが補正信号Ｓ_A によって制御される。
【００５８】
本実施形態における補正回路１１０は、例えば、図２に示すような構成を有する。即ち、補正回路１１０において、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧に応じて、非線形関数、例えば、指数関数に従ったコレクタ電流Ｉ_c1が得られる。当該コレクタ電流が電流検出回路１１２によって検出され、検出結果に応じて補正信号Ｓ_A が生成される。このため、例えば、トランジスタＱ１のベースに印加する基準電圧Ｖ_R の電圧レベルを適宜制御することによって、映像信号Ｓ_inの信号レベルが当該基準電圧Ｖ_R 以下になると、信号レベルに応じて、例えば、指数関数の特性を持つ補正信号Ｓ_A が得られる。バイアス制御回路１２０ａを用いて当該補正信号Ｓ_A に従って映像信号Ｓ_inの直流バイアス電圧を制御することによって、受像管１４０のカソード１４２に入力する映像信号Ｓ_out の直流バイアス電圧が補正されるので、受像管１４０の光電変換特性の非線形性を打ち消すことができ、入力信号レベルに応じた明るさの画像が得られる。
【００５９】
図８は、本実施形態の画像表示装置の他の構成例を示す回路図である。
図示のように、この例では、増幅回路１３０の出力側にバイアス制御回路１２０ｂが接続され、バイアス制御回路１２０ｂによって直流バイアス電圧が調整された映像信号Ｓ_out が受像管１４０のカソード１４２に供給される。
【００６０】
図７に示す例では、バイアス制御回路１２０ａによって直流バイアス電圧が調整された映像信号が増幅回路１３０に入力され、増幅した結果が受像管１４０のカソード１４２に供給される。これに対して、本回路例では、増幅回路１３０によって増幅した結果に対して、バイアス制御回路１２０ｂによって直流バイアス電圧が制御され、受像管１４０に供給される。
【００６１】
なお、図８に示す回路例において、補正回路１１０は、図７に示す回路例の補正回路とほぼ同じ構成を有するものでよい。また、受像管１４０において、グリッドが例えば、一定の電圧に保持される。このため、バイアス制御回路１２０ｂによって、受像管１４０のカソード１４２に供給される映像信号の直流バイアス電圧を補正信号Ｓ_A に従って制御することによって、受像管１４０の光電変換特性の非線形性を打ち消すことができ、入力映像信号のレベルに応じた明るさの画像が得られる。
【００６２】
このように、本実施形態の画像表示装置では、受像管のグリッド電圧が一定に保持されている場合、カソードに入力される映像信号の直流バイアス電圧を制御することによって、グリッド・カソード間電圧を制御でき、表示画像の明るさを調整することができる。カソードに供給される映像信号のバイアス電圧を制御する方法として、図７に示すように、バイアス制御回路１２０ａによってバイアス電圧を調整した結果を増幅回路１３０に入力し、増幅結果を受像管のカソードに供給する方法と、図８に示すように、増幅回路１３０によって増幅した結果に対して、バイアス制御回路１２０ｂによってバイアス電圧を制御し、受像管のカソードに供給する方法がある。何れの方法でも受像管におけるグリッド・カソード間電圧を補正信号Ｓ_A に応じて制御することで表示画像の明るさを調整し、受像管の光電変換特性の非線形性を補正できる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態の映像表示装置によれば、受像管のグリッド電圧が一定に保持されているとき、補正回路によって生成した補正信号Ｓ_A に従ってバイアス制御回路で受像管のカソードに供給する映像信号の直流バイアス電圧を制御することによって、受像管の光電変換特性の非線形性を補正することができる。また、上述した本発明の第１の実施形態と同様に、本実施形態の画像表示装置において、映像信号に補正信号を直接加えて補正を行うことをせず、増幅処理に伴って映像信号のバイアス電圧を制御することで表示画像の明るさを補正するので、映像信号のＳＮＲの悪化を防止できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の補正回路及びそれを用いた画像表示装置によれば、入力電圧に対する出力電流が非線形特性を持つ回路素子、例えば、バイポーラトランジスタを用いて補正信号を生成し、当該補正信号に応じて画像表示装置のバイアス電圧、または増幅信号のバイアスを制御することにより表示画面の明るさを調整することによって、画像表示装置の光電変換特性の非線形性を補正できる。
また、本発明によれば、補正回路の回路構成を簡素化でき、小規模の回路を用いて画像表示装置の非線形性を補正でき、補正回路を設けることによる回路コストの増加を抑制できる。
さらに、本発明によれば、補正信号を用いてバイアス電圧を調整することで補正を行うので、元の映像信号に変化を与えることなく画像表示装置の非線形性を補正でき、映像信号のＳＮＲの劣化を防ぐことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】本実施形態の画像表示装置に用いられる補正回路の一構成例を示す回路図である。
【図３】画像表示装置の光電変換特性の非線形性を示すグラフである。
【図４】トランジスタのコレクタ電流とベース・エミッタ間電圧との関係を示すグラフである。
【図５】入力信号及び基準電圧を示す波形図である。
【図６】バイアス電圧を制御することによって表示画像の明るさを制御する様子を示す概念図である。
【図７】本発明に係る画像表示装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【図８】本発明に係る画像表示装置の第２の実施形態の他の構成例を示す回路図である。
【図９】表示デバイスの光電変換特性の非線形性及びそれを補正するための増幅回路の利得特性を示すグラフである。
【図１０】補正回路を含む画像表示装置の一例を示す構成図である。
【図１１】アナログ信号処理を行う補正回路の一構成例を示す回路図である。
【図１２】ディジタル信号処理を行う補正回路の一構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０…増幅回路（アンプ）、２０…補正回路、３０…掛け算器、４０…減算器、５０…増幅回路、６０…加算器、７０…Ａ／Ｄコンバータ、８０…ディジタル信号処理回路、９０…変換テーブルメモリ、１００…Ｄ／Ａコンバータ、１１０…補正回路、１１２…電流検出回路、１２０，１２０ａ，１２０ｂ…バイアス制御回路、１３０…増幅回路、１４０…受像管、Ｖ_CC…電源電圧、ＧＮＤ…接地電位。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a correction circuit for correcting the electro-optic conversion characteristics of an image display device, for example, a CRT device.The roadThe present invention relates to an image display apparatus provided.
[0002]
[Prior art]
When a video signal is displayed using an image display device (hereinafter also referred to as a device or a display device), electro-optical conversion characteristics that differ depending on the type of device are shown. In addition, even the same type of device may exhibit different conversion characteristics for each device.
[0003]
For this reason, when displaying a video, the brightness of the display screen of the same video signal may look different depending on the device. When evaluating various characteristics such as image quality of video, if the brightness differs for each device, accurate evaluation may be hindered. Also, when using multiple devices, it is tried to match the electro-optic conversion characteristics of each device by providing a correction circuit, etc., but it is difficult to match the characteristics of the dark part (cutoff side) where the signal level is low. In order to realize this, it is necessary to use a large-scale correction circuit.
[0004]
FIG. 9 is a graph showing the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristic of the device and the gain of the video signal amplifier circuit for correcting this nonlinear characteristic.
FIG. 9A shows the photoelectric conversion characteristics of the device. As shown in the figure, the brightness of the displayed image exhibits nonlinear characteristics with respect to the level of the input video signal in the device.
[0005]
In order to correct the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristic of the device, the gain characteristic of the amplifier circuit that amplifies the video signal is controlled as shown in FIG. 9B. As shown in the figure, the gain of the amplifier circuit is controlled to be large when the input signal level is low and low when the input signal level is high. By amplifying the video signal using an amplifier circuit having such a gain characteristic and supplying it to the display device, the nonlinearity of the electro-optic conversion characteristic of the device is corrected, and the brightness is reduced with respect to the level of the input video signal. A linearly changing display image is obtained.
[0006]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a display circuit including a correction circuit for realizing the above-described correction. As shown in the figure, this display circuit includes an amplifier circuit (amplifier) 10 and a correction circuit 20.
The correction circuit 20 receives the input video signal S._inIn accordance with the signal level of the gain control signal S_GCIs output to the amplifier circuit 10.
A gain control signal S output from the correction circuit 20 for the gain of the amplifier circuit 10_GCFor example, the gain characteristic shown in FIG. 9B is obtained.
[0007]
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating another example of the correction circuit.
As shown in the figure, this correction circuit includes a multiplier 30, a subtractor 40, an amplifier circuit 50, and an adder 60.
The multiplier 30 receives the input signal S_inIs its square (X² Multiplication signal S having a voltage level of_M Is output.
The subtractor 40 receives the input signal S_inAnd multiplication signal S_M Difference S_B Is output to the amplifier circuit 50.
The amplifier circuit 50 receives the input signal S._B Inverted signal S_A Is output.
[0008]
Output signal S of amplifier circuit 50_A As a correction signal, the video signal S input by the adder 60._inIs added to For this reason, the corrected video signal S_out As shown in the figure, it has a characteristic close to the nonlinear characteristic shown in FIG. This corrected video signal S_out Is displayed on the device, the non-linearity of the photoelectric conversion characteristic of the device shown in FIG.
[0009]
In the correction circuit shown in FIG. 11, the non-linearity of the photoelectric characteristics of the device is corrected by an analog circuit. FIG. 12 shows an example of a correction circuit that performs correction by digital signal processing.
[0010]
As shown in FIG. 12, the correction circuit includes an A / D converter 70, a digital signal processing circuit 80, a conversion table memory 90, and a D / A converter 100.
[0011]
The A / D converter 70 receives the input video signal S._inTo the digital signal S_D Convert to As a result, the input signal S_inVideo data corresponding to the signal level is obtained.
A / D converted video data S_D Is supplied to the digital signal processing circuit 80. In the digital signal processing circuit 80, in accordance with the value of the video data, the corrected data S corresponding to the value is converted from the conversion table memory 90._E Find out.
The D / A converter 100 uses the data S corrected by the digital signal processing circuit 80._E Analog signal S_out Convert to and output.
[0012]
In the correction circuit as shown in FIG. 12, the characteristics of the corrected signal are determined by the conversion data stored in the conversion table memory 90. Since the conversion data of the conversion table is created in advance according to the photoelectric conversion characteristics of the display device, the correction accuracy can be controlled to be high with respect to the photoelectric conversion characteristics of the device.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the conventional correction circuit described above, an increase in circuit scale is unavoidable. For example, the example of the correction circuit shown in FIG. 11 requires an analog multiplier, an inverting amplifier circuit, an analog adder and a subtracter, and the circuit scale increases. Further, since the correction signal is added to the original video signal, the SNR of the corrected signal may be deteriorated.
[0014]
On the other hand, the digital correction circuit shown in FIG. 12 requires an A / D converter and a D / A converter in addition to the digital signal processing circuit and the memory. In order to increase the accuracy of correction, it is necessary to increase the data amount of the conversion table, and a large-capacity memory is required. In addition, a high-speed memory capable of supporting a wide band of video signals, a high-speed A / D converter, and a D / A converter are required. Furthermore, when there is nonlinearity in the conversion characteristics of the A / D converter and the D / A converter, it is necessary to create conversion table data including these conversion characteristics, which increases the number of steps required to create correction data. There is a disadvantage that an increase in cost is inevitable.
[0015]
  The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is not to significantly increase the circuit scale, and to suppress adverse effects on the original signal, and to further simplify the correction amount and the level to be corrected. Correction times that can be set toWith roadAn object is to provide an image display device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an image display device according to a first aspect of the present invention is a picture tube that controls the brightness of a display image in accordance with the level of an input signal.An amplification circuit that inverts and amplifies the input signal and outputs the amplified signal to the cathode of the picture tube; and the input signal is input, and the base-emitter voltage is controlled according to the input signal, and the base Bipolar transistor that outputs current according to a predetermined non-linear relationship between emitter voltage and collector currentAnd aboveBipolar transistorDepending on the output current ofIt has nonlinearity with respect to the output current of the bipolar transistor so as to cancel the nonlinearity of brightness with respect to the input signal level of the picture tube.A control circuit that generates a correction signal and controls a bias voltage between the grid of the picture tube and the cathode in accordance with the correction signal;
[0018]
  In the present invention, preferably, the abovebipolarA reference voltage is applied to the base of the transistor, and a voltage signal corresponding to the input signal is applied to the emitter.
[0019]
  In the present invention, it is preferable that the control circuit includes the above-described control circuit.bipolarCurrent detection means for detecting the collector current of the transistor, and a bias control circuit for controlling the bias voltage according to the detection result of the current detection means.
[0020]
  In the present invention, it is preferable that the current detection means isbipolarA current mirror circuit that outputs a current corresponding to the collector current of the transistor; and a resistance element that converts the output current of the current mirror circuit into a voltage.
[0024]
  Furthermore, an image display device according to a second aspect of the present invention is a picture tube that controls the brightness of a display image in accordance with the level of an input signal.When,An amplification circuit that inverts and amplifies the input signal and outputs the amplified signal to the cathode of the picture tube;A bipolar transistor that receives the input signal, controls a base-emitter voltage according to the input signal, and outputs a current according to a predetermined nonlinear relationship between the base-emitter voltage and a collector currentAnd aboveBipolar transistorDepending on the output current ofHas nonlinearity with respect to the output current so as to cancel out the nonlinearity of brightness with respect to the input signal level of the picture tube.And a control circuit that generates a correction signal and controls the bias voltage of the output signal of the amplifier circuit in accordance with the correction signal.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image display apparatus according to the present invention.
As shown in the figure, the image display apparatus of this embodiment includes a correction circuit 110, a bias control circuit 120, an amplifier circuit 130, and a display device (picture tube) 140.
[0026]
The correction circuit 110 receives the input video signal S._inIn accordance with the correction signal S for correcting the nonlinear characteristic of the picture tube 140._A Is generated.
The bias control circuit 120 includes a correction signal S obtained from the correction circuit 10._A Accordingly, the bias voltage of the picture tube 140, for example, the voltage difference between the grid 144 and the cathode 142 of the picture tube 140 is controlled as shown in FIG.
[0027]
The amplifying circuit 130 receives the video signal S_inIs amplified to the required level, and the amplified output signal S_out Is input to the cathode 142 of the picture tube 140.
The picture tube 140 receives the video signal S._out The image is displayed according to. In the picture tube 140, the video signal S_out The brightness of the display image is controlled according to the signal level. Further, the bias control circuit 120 controls the voltage difference between the grid 144 and the cathode 142 of the picture tube (hereinafter also referred to as the grid-cathode voltage or the bias voltage of the picture tube), thereby the photoelectric conversion characteristics of the picture tube. Can be corrected.
[0028]
  In the image display apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the correction circuit 110 generates a correction signal SA corresponding to the signal level of the input video signal Sin and outputs the correction signal SA to the bias control circuit 120. The input video signal Sin is amplified by the amplifier circuit 130 and the amplified signal Sout is supplied to the cathode of the picture tube 140. Accordingly,Picture tubeIn 140, the amount of electrons incident on the phosphor screen is controlled according to the level of the video signal, so that pixels with brightness corresponding to the signal level are displayed on the phosphor screen.
[0029]
In the correction circuit 110, the input signal S_inA correction signal corresponding to the level is generated. For example, the video signal S_inFor example, an exponential characteristic correction signal is generated so as to cancel out the nonlinear characteristic of the picture tube with respect to the signal level.
In the bias control circuit 120, the correction signal S_A Accordingly, the grid-cathode voltage of the picture tube 140, that is, the bias voltage of the picture tube 140 is controlled to cancel the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube, and the pixel having the brightness corresponding to the level of the video signal is corrected. Can be displayed.
[0030]
That is, in the image display apparatus of this embodiment, unlike the normal correction method of adding a correction signal to the input signal, the bias voltage of the display device is controlled by using the correction signal generated according to the level of the input signal. Since the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristic is corrected, the SNR of the video signal can be prevented from being deteriorated by the correction process without changing the video signal itself.
[0031]
Hereinafter, the configuration of the correction circuit 110 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a correction circuit constituting the image display apparatus of the present embodiment.
As shown in the figure, the correction circuit 110 according to this embodiment includes transistors Q1, Q2, and Q3, a variable resistance element VR1, resistance elements R2 and R3, a reference voltage source V1, and a current detection circuit 112. Further, as shown in the figure, the current detection circuit 112 corrects the correction signal S._A Is generated and output to the bias control circuit 120.
[0032]
In the correction circuit of this embodiment, the transistor Q1 is a correction circuit element that generates a correction current with an exponential characteristic, and the transistors Q2 and Q3 are current mirror circuits for outputting the collector current of the transistor Q1 to the current detection circuit 110. Constitute. Hereinafter, the configuration and operation of the correction circuit of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0033]
The transistor Q1 is, for example, an npn transistor, and the transistors Q2 and Q3 are, for example, pnp transistors.
A reference voltage V generated by a reference voltage source V1 at the base of transistor Q1._RIs applied. The collector of the transistor Q1 is connected to the collector side of the transistor Q2.
Video signal S_inIs input to the emitter of the transistor Q1 via the variable resistance element VR1.
[0034]
The emitters of transistors Q2 and Q3 are connected to power supply voltage V through resistance elements R2 and R3, respectively._CCThe bases of the transistors Q2 and Q3 are connected to each other, and the connection point is connected to the collector of the transistor Q1 together with the collector of the transistor Q2.
The collector of the transistor Q3 is connected to the current detection circuit 112.
[0035]
As described above, the transistors Q2 and Q3 constitute a current mirror circuit. By this current mirror circuit, the collector current of the transistor Q1 is output to the collector side of the transistor Q3. That is, the collector current I of the transistor Q3_C2Is the collector current I of transistor Q1_c1It depends on.
[0036]
The current detection circuit 112 has a current I output from the collector of the transistor Q3._C2Current I_C2Depending on the correction signal S_A Is output. The correction signal S_AFor example, the current I_C2It is a current signal or a voltage signal indicating the magnitude of.
Here, as an example, for example, the current detection circuit 112 is configured by a resistance element connected between the collector of the transistor Q3 and the ground potential GND. In this case, the current I_C2Since the voltage of the resistive element is controlled by the correction signal S,_A Is output as
[0037]
As shown in FIG. 2, the correction signal S_A Is output to the bias control circuit 120. In the bias control circuit 120, the correction signal S_A Accordingly, the bias voltage of the picture tube 140 shown in FIG. 1 is controlled.
In the picture tube 140, the amount of electrons striking the phosphor screen is controlled by the grid-cathode voltage, that is, the bias voltage. For example, when this bias voltage is increased, more electrons emitted by the electron gun are incident on the phosphor screen, so that the pixels displayed on the phosphor screen become brighter. Conversely, when the bias voltage is lowered, the number of electrons emitted from the electron gun that are incident on the phosphor screen is reduced, so that the pixels displayed on the phosphor screen are darkened.
[0038]
Therefore, the brightness of the displayed pixels can be controlled by controlling the bias voltage in the picture tube 140. That is, the correction signal S output from the correction circuit 110._A By controlling the bias voltage in accordance with the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the image receiving interval 140 can be corrected.
[0039]
  FIG. 3 is a graph showing an example of photoelectric conversion characteristics of the picture tube.is there. In addition, this photoelectric conversion characteristic is a photoelectric conversion characteristic of CRT, for example.
  As shown in the figure, the brightness of the pixels displayed on the picture tube changes according to the input signal level. As the input signal level increases, the brightness of the pixel increases.
  However, as shown in the figure, the brightness of the pixel and the level of the input signal are not in a linear relationship, and particularly in a region where the signal level is low, the brightness has an exponential relationship with the input signal level.
[0040]
FIG. 4 shows the collector current I of the transistor Q1 provided in the correction circuit 110 shown in FIG. 2 as a correction element._C And base-emitter voltage V_beShows the relationship. As shown, the collector current of the transistor is the base-emitter voltage V_beWhen the level of is low, an exponential relationship is shown.
[0041]
As described above, the relationship between the collector current of the bipolar transistor and the base-emitter voltage approximately matches the relationship between the signal level and the brightness of the display device. Therefore, the correction signal is generated using the collector current of the bipolar transistor, and the bias voltage for adjusting the brightness of the display device is controlled using the correction signal, thereby canceling the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the display device. be able to.
[0042]
FIG. 5 shows the video signal S input to the correction circuit 110 shown in FIG._inIt is a wave form diagram which shows an example. FIG. 6 is a conceptual diagram showing the situation when the brightness of the picture tube 140 is controlled by controlling the bias voltage. Hereinafter, the operation of the correction circuit of the present embodiment and the image display apparatus using the correction circuit will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
[0043]
In FIG. 5, the reference voltage V input to the base of the transistor Q1 of the correction circuit 110 for comparison._R The level is indicated by a dotted line.
In transistor Q1, the input signal S_inIs input to the emitter, the base-emitter voltage V_beIs the reference voltage V_R And input signal S_inIt depends on the difference. For this reason, the input signal S_inLevel is the reference voltage V_R When higher, transistor Q1 shuts off and collector current I_c1Becomes 0. On the other hand, the input signal S_inLevel is the reference voltage V_R In the following case, the transistor Q1 becomes conductive and the base-emitter voltage V_beCollector current I determined by an exponential function_c1Flows.
[0044]
Collector current I of transistor Q1_c1Is folded back to the collector side of the transistor Q3 by a current mirror circuit composed of the transistors Q2 and Q3. That is, the collector current I of the transistor Q3_C2Is the collector current I of transistor Q1_c1Approximately equal to or the current I_c1Is determined at a predetermined ratio. Therefore, the correction signal S output by the current detection circuit 112_A Is the collector current I of transistor Q1_c1Shows the exponential relationship.
[0045]
By the bias control circuit 120, the correction signal S_A Accordingly, the bias voltage of the picture tube 140 is controlled.
FIG. 6 shows the bias voltage of the picture tube and the change in pixel brightness accordingly.
[0046]
In the picture tube, since the video signal is input to the cathode, the potential difference between the cathode and the grid is large when the signal level is low, and more electrons are incident on the phosphor screen, so the screen becomes bright. Conversely, when the signal level is high, the potential difference between the cathode and the grid is low, and the amount of electrons incident on the phosphor screen is reduced, resulting in a dark screen. For this reason, in order to display the brightness according to the signal level, the video signal is inverted and amplified by the amplifier circuit and input to the cathode of the picture tube.
[0047]
As shown in FIG. 6, for example, the video signal S in FIG._inOn the other hand, the inverted amplified signal is supplied to the cathode of the picture tube. Due to the nonlinearity of the electro-optic conversion characteristics of the picture tube, the brightness of the display screen is not proportional to the signal level in the signal region where the level of the video signal is low. In the present embodiment, the correction signal S generated by the correction circuit 110._A The brightness of the display screen of the picture tube is adjusted by controlling the bias voltage according to the above.
[0048]
As described above, when the bias voltage is controlled low in the picture tube, the display screen becomes dark, and conversely, when the bias voltage is controlled high, the display screen becomes bright. For this reason, as shown in FIG._A Accordingly, by controlling the bias voltage to be low by the bias control circuit 120, a predetermined region of the video signal, for example, the video signal level becomes the reference voltage V_R The display screen can be dimly controlled during the lower, lower level periods. On the contrary, as shown in FIG._A Accordingly, the bias voltage is controlled to be high by the bias control circuit 120, so that a predetermined area of the video signal, for example, the video signal level becomes the reference voltage V_R The display screen can be brightly controlled during the lower, lower level periods.
[0049]
As described above, the bias voltage is controlled by the correction signal S obtained from the correction circuit 110._A Therefore, the correction component added to the bias voltage is the input signal S._inThe relationship of the exponential function to the signal level of Therefore, by adjusting the bias voltage, it is possible to cancel the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube.
[0050]
As described above, according to the present embodiment, a bipolar transistor that outputs an exponential collector current with respect to the base-emitter voltage is used as the correction circuit element, and the reference voltage V is applied to the base of the transistor._R And the video signal S to the emitter_inIs extracted, and the correction signal S corresponding to the collector current is extracted._A Is generated. Correction signal S_A By controlling the bias voltage of the display device according to the above, the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the display device can be corrected. Furthermore, the reference voltage V_R The signal level to be corrected, that is, the correction operating point can be easily controlled by adjusting the level of the correction signal S, and the correction signal S can be controlled by changing the resistance value of the resistance element connected to the emitter side of the correction transistor._A Level, that is, the correction amount can be easily controlled. Furthermore, in the correction circuit and the image display apparatus of this embodiment, the correction signal is not directly added to the input signal, but the SNR of the signal can be prevented from deteriorating.
[0051]
In the embodiment of the present invention described above, the grid-cathode voltage, that is, the bias voltage of the display device is controlled by controlling the grid voltage of the image display device in accordance with the correction signal generated by the correction circuit. The nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics can be corrected. The present invention is not limited to such a configuration. For example, the same correction effect can be obtained by controlling the bias voltage level of the video signal supplied to the cathode of the picture tube.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in which the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the display device is corrected by controlling the DC bias voltage of the video signal supplied to the cathode.
[0052]
Second embodiment
FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the image display apparatus according to the present invention.
As shown in the figure, the image display apparatus of the present embodiment includes a correction circuit 110, a bias control circuit 120a, an amplifier circuit 130, and a picture tube 140.
[0053]
In the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention described above, the bias voltage of the picture tube 140 is controlled by the bias control circuit 120 in accordance with the correction signal, thereby controlling the bias voltage of the picture tube, and the photoelectric conversion of the picture tube. Correct non-linearity of conversion characteristics. On the other hand, in the image display apparatus of the present embodiment, the video signal S supplied to the cathode of the picture tube 140 in accordance with the correction signal._out By controlling the bias voltage, the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube is corrected. In this case, the grid of the picture tube 140 is held at a constant voltage, for example.
[0054]
Hereinafter, each part of the image display apparatus of this embodiment will be described.
The correction circuit 110 receives the input video signal S in the same manner as the correction circuit in the first embodiment of the present invention described above._inIn accordance with the correction signal S for correcting the nonlinear characteristic of the picture tube 140._A Is generated.
[0055]
The bias control circuit 120 a is provided on the input side of the amplifier circuit 130. The video signal S input by the bias control circuit 120a._inDC bias voltage of the correction signal S_A And the video signal with the DC bias changed is output to the amplifier circuit 130.
[0056]
The amplifier circuit 130 inverts and amplifies the video signal whose bias voltage has been changed by the bias control circuit 120a, and outputs the amplified output signal S._out Is output to the cathode 142 of the picture tube 140. That is, the amplifying circuit 130 amplifies the DC bias voltage together with the amplitude of the video signal, and the result is supplied to the cathode 142 of the picture tube 140.
[0057]
In the video display device of the present embodiment, the input video signal S_inIn accordance with the correction signal 110, the correction signal S_A Is generated and supplied to the bias control circuit 120a. In the bias control circuit 120a, the correction signal S_A According to the video signal S_inThe DC bias voltage is controlled and output to the amplifier circuit 130. The amplifying circuit 130 amplifies the video signal and outputs it to the cathode 142 of the picture tube 140.
Therefore, if the voltage of the grid of the picture tube is constant, the video signal S supplied to the cathode 142_out When the DC bias voltage changes, the grid-cathode voltage changes accordingly._A Controlled by.
[0058]
The correction circuit 110 in the present embodiment has a configuration as shown in FIG. 2, for example. That is, in the correction circuit 110, the collector current I according to a non-linear function, for example, an exponential function, according to the base-emitter voltage of the transistor Q1._c1Is obtained. The collector current is detected by the current detection circuit 112, and the correction signal S is determined according to the detection result._A Is generated. Therefore, for example, the reference voltage V applied to the base of the transistor Q1_R By appropriately controlling the voltage level of the video signal S,_inIs the reference voltage V_R In the following, the correction signal S having, for example, an exponential function characteristic according to the signal level_A Is obtained. The correction signal S using the bias control circuit 120a._A According to the video signal S_inThe video signal S input to the cathode 142 of the picture tube 140 is controlled by controlling the DC bias voltage._out Therefore, the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube 140 can be canceled, and an image with brightness corresponding to the input signal level can be obtained.
[0059]
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration example of the image display apparatus of the present embodiment.
As shown in the figure, in this example, a video signal S in which a bias control circuit 120b is connected to the output side of the amplifier circuit 130 and the DC bias voltage is adjusted by the bias control circuit 120b._out Is supplied to the cathode 142 of the picture tube 140.
[0060]
In the example shown in FIG. 7, the video signal whose DC bias voltage has been adjusted by the bias control circuit 120 a is input to the amplifier circuit 130, and the amplified result is supplied to the cathode 142 of the picture tube 140. On the other hand, in the present circuit example, the DC bias voltage is controlled by the bias control circuit 120 b for the result amplified by the amplifier circuit 130 and supplied to the picture tube 140.
[0061]
In the circuit example shown in FIG. 8, the correction circuit 110 may have substantially the same configuration as the correction circuit in the circuit example shown in FIG. In the picture tube 140, the grid is held at a constant voltage, for example. For this reason, the DC bias voltage of the video signal supplied to the cathode 142 of the picture tube 140 is corrected by the bias control circuit 120b._A By controlling according to the above, it is possible to cancel the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube 140, and an image having brightness according to the level of the input video signal can be obtained.
[0062]
As described above, in the image display device according to the present embodiment, when the grid voltage of the picture tube is held constant, the voltage between the grid and the cathode is controlled by controlling the DC bias voltage of the video signal input to the cathode. The brightness of the display image can be adjusted. As a method of controlling the bias voltage of the video signal supplied to the cathode, as shown in FIG. 7, the result of adjusting the bias voltage by the bias control circuit 120a is input to the amplifier circuit 130, and the amplification result is input to the cathode of the picture tube. As shown in FIG. 8, there is a method of supplying the voltage to the cathode of the picture tube by controlling the bias voltage by the bias control circuit 120b for the result amplified by the amplifier circuit 130, as shown in FIG. In either method, the correction signal S is applied to the grid-cathode voltage in the picture tube._A The brightness of the display image can be adjusted by controlling according to the above, and the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube can be corrected.
[0063]
As described above, according to the video display apparatus of the present embodiment, the correction signal S generated by the correction circuit when the grid voltage of the picture tube is held constant._A Accordingly, the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the picture tube can be corrected by controlling the DC bias voltage of the video signal supplied to the cathode of the picture tube by the bias control circuit. Similarly to the first embodiment of the present invention described above, in the image display device of the present embodiment, the correction is not performed by directly adding the correction signal to the video signal, and the video signal is amplified along with the amplification process. Since the brightness of the display image is corrected by controlling the bias voltage, the SNR of the video signal can be prevented from deteriorating.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the correction circuit of the present invention and the image display apparatus using the correction circuit, a correction signal is generated using a circuit element having a nonlinear characteristic of an output current with respect to an input voltage, for example, a bipolar transistor, and By adjusting the brightness of the display screen by controlling the bias voltage of the image display device or the bias of the amplified signal in accordance with the correction signal, the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the image display device can be corrected.
Further, according to the present invention, the circuit configuration of the correction circuit can be simplified, the non-linearity of the image display apparatus can be corrected using a small circuit, and an increase in circuit cost due to the provision of the correction circuit can be suppressed.
Furthermore, according to the present invention, since the correction is performed by adjusting the bias voltage using the correction signal, the nonlinearity of the image display apparatus can be corrected without changing the original video signal, and the SNR of the video signal can be corrected. There is an advantage that deterioration can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an image display apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a correction circuit used in the image display device of the present embodiment.
FIG. 3 is a graph showing nonlinearity of photoelectric conversion characteristics of the image display device.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a collector current and a base-emitter voltage of a transistor.
FIG. 5 is a waveform diagram showing an input signal and a reference voltage.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing how the brightness of a display image is controlled by controlling a bias voltage.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the image display device according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration example of the second embodiment of the image display apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a graph showing nonlinearity of photoelectric conversion characteristics of a display device and gain characteristics of an amplifier circuit for correcting the nonlinearity.
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an example of an image display device including a correction circuit.
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a correction circuit that performs analog signal processing;
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a correction circuit that performs digital signal processing;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Amplification circuit (amplifier), 20 ... Correction circuit, 30 ... Multiplier, 40 ... Subtractor, 50 ... Amplification circuit, 60 ... Adder, 70 ... A / D converter, 80 ... Digital signal processing circuit, 90 ... Conversion Table memory, 100 ... D / A converter, 110 ... correction circuit, 112 ... current detection circuit, 120, 120a, 120b ... bias control circuit, 130 ... amplification circuit, 140 ... picture tube, V_CC... power supply voltage, GND ... ground potential.

Claims

A picture tube that controls the brightness of the display image according to the level of the input signal ;
An amplification circuit that inverts and amplifies the input signal and outputs the amplified signal to the cathode of the picture tube;
A bipolar transistor that receives the input signal, controls a base-emitter voltage according to the input signal, and outputs a current according to a predetermined nonlinear relationship between the base-emitter voltage and a collector current ;
In accordance with the output current of the bipolar transistor, so as to cancel the brightness nonlinearity with respect to the input signal level of the picture tube, generates a correction signal having a non-linearity to the output current of the bipolar transistor, the correction signal And a control circuit for controlling a bias voltage between the grid of the picture tube and the cathode.

Said bipolar base reference voltage of the transistor is applied, the image display apparatus according to claim 1, wherein the voltage signal corresponding to the input signal to the emitter is applied.

The control circuit is
Current detection means for detecting the collector current of the bipolar transistor;
The image display apparatus according to claim 2 , further comprising: a bias control circuit that controls the bias voltage according to a detection result of the current detection unit .

The current detection means includes
A current mirror circuit that outputs a current corresponding to the collector current of the bipolar transistor;
The image display device according to claim 3 , further comprising: a resistance element that converts an output current of the current mirror circuit into a voltage .

A picture tube that controls the brightness of the display image according to the level of the input signal ;
An amplification circuit that inverts and amplifies the input signal and outputs the amplified signal to the cathode of the picture tube;
A bipolar transistor that receives the input signal, controls a base-emitter voltage according to the input signal, and outputs a current according to a predetermined nonlinear relationship between the base-emitter voltage and a collector current ;
In accordance with the output current of the bipolar transistor, a correction signal having nonlinearity with respect to the output current is generated so as to cancel the brightness nonlinearity with respect to the input signal level of the picture tube , and in accordance with the correction signal And a control circuit for controlling the bias voltage of the output signal of the amplifier circuit.