JPH0229096A - 自動ホワイトバランス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラーテレビジョン受像機で白黒画像を再生
した場合に、それが本当に白黒らしく見えるように受像
管のバイアス電圧および入力信号の振幅を調整して、明
るい部分から暗い部分にわたって無彩色の画像が得られ
るようにする、所謂ホワイトバランスを自動的に行う自
動ホワイトバランス回路に関するものである。

〔従来の技術〕

カラーテレビジョン受像機に用いられるカラーブラウン
管は、３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂ間のカットオフ電圧のばら
つきやドライブ特性のばらつきがあり、半固定抵抗を調
整することにより、ばらつきを合せていた。

近年、このカットオフ調整やドライブ調整を自動で行う
方式が研究されており、調整を行う回路のＩＣ化も行わ
れている。特開昭６０−１８６１８５号公報に記載の自
動ホワイトバランス調整回路はこの例であり、以下この
回路について説明する。

第２図は、かかる回路の自動ホワイトバランス調整機能
部とその周辺部の主要部を示したブロック図である。同
図において、２０はＩＣ１９０はＲ信号入力端子、９１
はＧ信号入力端子、９２はＢ信号入力端子、３．４．５
はカットオフ・ドライブ検出信号挿入回路、７，８．９
は可変増幅器、３１．３２．３３は直流シフト回路、３
４，３５゜３６は出力増幅回路、３７，３８．３９はカ
ソード電流検出回路、４０は白の基準レベル発生回路、
４１は黒の基準レベル発生回路、７０，７１，７２．７
３．７４．７５はサンプルホールド回路、７６．７７．
７８．７９．．８０．８１は差動増幅器、１００はカラ
ーブラウン管である。

次に動作について説明する。赤の信号Ｒ１緑の信号Ｇ、
青の信号Ｂは各入力端子に入力されるが以下の回路にお
いて同様の動作を行うので、Ｒ信号系回路について記述
し、Ｇ、Ｂ信号系回路の動作説明は省略する。

Ｒ信号入力端子９０より入力されたＲ信号はカットオフ
・ドライブ検出信号挿入回路３に入力される。ここで、
カットオフ期間には黒の基準レベル発生回路４１より基
準電圧が発生し、カットオフ・ドライブ検出信号挿入回
路３で映像信号に挿入される。このカットオフ検出信号
は可変増幅回路７から直流シフト回路３１を通り、出力
増幅回路３４で増幅され、カラーブラウン管１００のカ
ソードに印加される。このカソードに流れる電流をカソ
ード電流検出回路３７で検出する。この検出信号はサン
プルホールド回路７３を通り、差動増幅回路７９で基準
電圧Ｅ１と比較され、この電圧差により直流シフト回路
３１のシフト量を可変させる。このシフト量に応じてカ
ソードに流れる電流が変り、、このカソード電流に流れ
る電流を一定に保つことによりカットオフ調整を行う。

ドライブ期間には白の基準レベル発生回路４０より基準
電圧が発生し、カットオフ・ドライブ検出信号挿入回路
３で映像信号に挿入される。このドライブ検出信号は可
変増幅回路７から直流シフト回路３１を通り、出力増幅
回路３４で増幅されカラーブラウン管１００のカソード
に印加される。

このカソードに流れる電流を力゛ハード電流検出回路３
７で検出する。この検出信号はサンプルホールド回路７
０を通り、差動増幅回路７６で基準電圧Ｅ２と比較され
、この電圧差により可変増幅器７の利得を可変させる。

これによりカラーブラウン管１００に印加される信号の
振幅が変るが、カソード電流を一定に保つことによって
ドライブ調整を行う。以上のようにカットオフ調整、ド
ライブ調整を自動で行なっているゆ また、上記に説明したのと同一回路構成を持つＧ信号系
回路及びＢ信号系回路も同じような動作を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来技術においては、比較的小信号を扱う小信号
回路部としてのＩ　Ｃ２０の内部に、直流シフト回路を
備え、直流分のシフトによりカットオフ調整を行ってい
た。

このように直流シフト回路を小信号回路部の内部に備え
ると、小信号回路部の電源電圧上の制約により、またブ
ランキング信号が映像信号に重畳されていることから、
映像信号の振幅を充分とれないことになり、映像信号の
振幅が充分とれる場合に比較して外部雑音の影響が大き
くなる。

また小信号回路部において映像信号の振幅を充分とれな
いと、小信号回路部（ＩＣ２０）に続く出力増幅回路に
おいて信号増幅率を大きくする必要が生じ、その結果信
号歪が大きくなり、周波数帯域も広くできないという問
題があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、小信号回路部の
ダイナミックレンジを広げ、映像信号の振幅を拡大する
ことを可能にした自動ホワイトバランス回路を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、小信号回路部とそれに続く出力増幅回路の
うち、カットオフ調整を行うための直流シフト回路を出
力増幅回路の方へ移し、直流シフト回路の制御信号だけ
を小信号回路部において作成して出力増幅回路の方へ供
給することにより達成される。また映像信号にブランキ
ング信号を挿入するブランキング回路を出力増幅回路の
方に設けることによっても達成される。

〔作用〕

小信号回路部は直流レベルを可変させる制御信号のみを
出力し、直流シフト自体は行わないので、小信号回路部
のダイナミックレンジが広くなり、その結果映像信号の
振幅を大きくすることができる。出力増幅回路は直流レ
ベルを可変することによって力・ントオフ調整を確実に
行う。

また出力増幅回路でブランキング信号を映像信号に挿入
することにより確実にブランキングを行う。小信号回路
部では映像信号にブランキング信号を含まないので映像
信号振幅を太き（することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。同図において、２はカットオフ・ドライブ検出信号発
生回路、６はカウンタ、１０．１１．１２は出力増幅回
路、１３，１４，１５．１６．１７．１８はコンパレー
タ、１９は基準電圧発生回路、２１はＲ信号入力端子、
２２はＧ信号入力端子、２３はＢ信号入力端子、２４は
水平ブランキング信号（ＨＢＬＫ）入力端子、２５は垂
直ブランキング信号（ＶＢＬＫ）入力端子である。第２
図におけるのと同一部分には同一符号を付している。２
０ａは小信号回路部としてのＩＣである。

次に回路動作を第１Ａ図に示す波形図を併せ用いて説明
する。尚、Ｒ−Ｇ−Ｂの各映像回路は同じ構成であるの
でＲの回路について述べ、Ｂ、Ｃについては省略する。

Ｒ信号入力端子２１より入力されたＲの信号はカットオ
フ・ドライブ検出信号挿入回路３に入力される。カウン
タ６は水平ブランキング信号（ＨＢＬＫ）及び垂直ブラ
ンキング信号（ＶＢＬＫ）が入力され、垂直ブランキン
グ終了後の１水平走査期間であるカットオフ検出期間に
コンパレータ１６をＯＮさせ、その直後の水平走査期間
であるドライブ検出期間にコンパレータ１３をＯＮさせ
る。カットオフ・ドライブ検出信号発生回路２よリカッ
トオフ検出信号、ドライブ検出信号がカットオフ・ドラ
イブ検出信号挿入回路３に入力されている。ここでカッ
トオフ検出期間にはカットオフ検出信号が、ドライブ検
出期間にはドライブ検出信号がカットオフ・ドライブ挿
入回路３より出力される。

カットオフ検出期間にはカットオフ検出信号はカットオ
フ・ドライブ挿入回路３から可変増幅器７を通り、第１
Ａ図（３）のような波形がＩＣ２０ａより出力される。

このカットオフ検出信号は大信号回路部としての出力増
幅回路１０で増幅され、カラーブラウン管１００のカソ
ードに印加される。カラーブラウン管１００に流れるビ
ーム電流によってビーム電流検出電圧が出力増幅回路１
０から出力される。カットオフ期間にはコンパレータ１
６がＯＮしていて、ここでビーム電流検出電圧は基準電
圧発生回路１９より発生した基準電圧Ｅ１と比較され、
この差によってカットオフ制御電圧が出力増幅回路１０
に入力される。出力増幅回路１０ではカットオフ調整を
行う直流可変回路を備え、カットオフ制御電圧に応じて
カラーブラウン管１００のカソードに印加されるカット
オフ検出信号の直流レベルを可変する。このようにビー
ム電流が多くなればカットオフ制御電圧が低くなり、ビ
ーム電流を少なくするように制御がかかり、ビーム電流
が少なければカットオフ制御電圧が高くなりビーム電流
を多くするように制御がかかり、常にビーム電流が同じ
になるようにフィードバックをかけることによってカッ
トオフ調整を行う。このときカラーブラウン管１００の
カソードに印加される電圧をカットオフ電圧という。

非カットオフ期間にはコンパレータ１６より出力される
カットオフ制御電圧は一定にホー・ルドされカラーブラ
ウン管】００のカソードに印加されるカットオフ電圧の
直流分を一定に保つ。Ｇ、Ｂ信号についても同様の動作
を行う。

ドライブ検出期間には、ドライブ検出信号はカットオフ
検出期間と同様に可変増幅器７、出力増幅回路１０を通
り、カラーブラウン管１００のカソードに印加される。

ドライブ検出期間にはコンパレータ１３がＯＮする。出
力増幅回路１０より出力されるビーム電流検出電位はコ
ンパレータ１３で基準電圧Ｅ２と比較されその差に応じ
てドライブ制御電圧がコンパレータ１３より可変増幅器
７に入力される。このドライブ制御電圧によって可変増
幅器７の利得が可変される。こうしてドライブ検出期間
には一定のビーム電流が流れるように利得を可変し、非
ドライブ検出期間にはドライブ制御電圧が一定にホール
ドされ可変増幅器７の利得が一定となる。このようにし
てドライブ調整を行う。Ｇ、　　Ｂ信号について、も同
様の動作をする。

カットオフ検出期間に直流レベルを可変することによっ
てカットオフ調整を行い、ドライブ期間に利得を可変す
ることによってホワイトバランスを自動で調整する。第
１Ａ図（４）はカラーブラウン管１００のカソードにお
ける信号の波形を示したものであるが垂直ブランキング
終了後の水平走査期間にカットオフ検出信号が出力され
、その次の水平走査期間にドライブ検出信号が出力され
る。

その後の水平走査期間には映像信号が出力される。第１
Ａ図（３）のＩＣ２０の出力波形と逆相になっているの
は出力増幅回路１０で反転増幅されたためである。

このような回路構成とすることによって小信号回路部と
してのＩＣ２０ａの出力信号振幅のダイナミックレンジ
を大きくでき、これによってＩＣ２０ａの外部雑音に対
する影響を小さくすることができる。また、大信号回路
部としての出力増幅回路１０の増幅利得を小さくできる
ので出力増幅回路１０の波形歪みを小さくでき、周波数
特性が向上するといった効果がある。

次に、上述の実施例に用いられる出力増幅回路１０の具
体例を第３図を用いて説明する。同図において、１０１
，１０２，１０３，１０４，１０５．１０６，１０７，
１１３はトランジスタ、１５１．１５２，１５３，１５
４，１５５，１５６゜１６０は抵抗、１８２は映像信号
入力端子、１８３は電圧源、１８５はスイッチ切換信号
入力端子、１１４はダイオードである。第１図、第２図
におけるのと同一部分には同一符号を付している。なお
Ｒ−Ｇ−Ｂで同一回路構成であるのでＲ信号についての
み記述し、Ｇ、８ついては省略する。

ＩＣ２０ａより出力された第１Ａ図（３）に示すような
Ｒの映像信号は映像信号入力端子１８２より入力される
。カットオフ検出期間には映像信号入力端子１８２より
カットオフ検出信号が入力される。信号の広帯域化をは
かるため、カスコード接続されたトランジスタ１０２と
トランジスタ１０７は映像信号の増幅を行う出力アンプ
である。

この２つのトランジスタ１０２，１０７と増幅率を決め
る抵抗１５４．１５５によりカットオフ検出信号は反転
増幅され、プツソエプル構成されたトランジスタ１０５
とトランジスタ１０６のベースに入力される。この２つ
のトランジスタ１０６１０５は出力バッファとして動作
をする。増幅されたカットオフ検出信号は出力バッファ
からカラーブラウン管１００のカソードに印加される。

この電圧に応じてビーム電流がビーム電流検出抵抗であ
る抵抗１５６に流れ、ビーム電流検出電圧がトランジス
タ１０６のコレクタより出力される。

一方、カットオフ制御電圧は第１図に示すようにコンパ
レータ１６より出力され、第３図のトランジスタ１０３
のベースに入力される。

このカットオフ制御電圧はトランジスタ１０３、抵抗１
５１，１５２よりなる増幅回路によって増幅され、トラ
ンジスタ１０４および抵抗１５３のエミッタホロワ回路
を通り、トランジスタ１０１のエミッタに電圧を与える
。カットオフ検出期間には力・レトオフ検出信号が映像
信号入力端子１８２より入力され、カットオフ電圧をカ
ラーブラウン管１０００カソードに与える。このとき流
れるビーム電流が多いときはカットオフ制御電圧を低く
することによりカットオフ電圧を高（してビーム電流を
減少させる。

ビーム電流が少ないときにはカットオフ制御電圧を高く
することによりカットオフ電圧を低くしてビーム電流を
増加させる。このフィードバックによりカットオフ調整
を行うことができる。抵抗１６０とダイオード１１４と
トランジスタ１１３はスイッチ回路である。

スイッチ切換信号入力端子１８５より第１Ａ図（５）に
示すような信号が入力され、映像信号が入力されたとき
トランジスタ１１３をオンすることにより、ビーム電流
をビーム電流検出抵抗１５６に流さないようにすること
ができる。

またこの回路によりトランジスタ１０６０ベース・エミ
ッタ間容量とビーム検出抵抗１５６による高域の劣化を
防ぐことができ周波数特性の向上に効果がある。

また、出力抵抗１５４と電源１）３３との間に直流可変
回路を備えることによってトランジスタ１０２の動作点
の変動がなく、ＲＧＢ３系統に同一信号振幅を入力した
ときの高周波特性を均一にできるといった効果がある。

さらに言えば動作点の変動がなくエミッタ電流がばらつ
かないので消費電力のばらつきも少なくなるなどの効果
もある。

次に、本発明の第２の実施例について第４図により説明
する。同図において、１９２はブランキング信号入力端
子であり、第１図及び第２図におけるのと同一部分には
同一符号を付している。回路動作は第１図のそれとほぼ
同じであるが、入力端子２１，２２．２３から入ってく
る映像信号にはブランキング信号がなく、ブランキング
信号入力端子１９２よりブランキング信号を挿入してい
る。

第４Ａ図は第４図の回路動作を示す波形図であるが、第
４Ａ図（３）に示すようにＩＣ２０ｂの出力において映
像信号にブランキング信号が入ってないのでＩＣ２０ｂ
の映像信号振幅を大きくできる。これにより本発明の第
１の実施例で示したように外部雑音の影響を小さくでき
、波形歪の減少や周波数特性の向上という効果がある。

第５図に本発明の第２の実施例に用いる出力増幅回路１
０の具体例を示す。同図において、１０８はトランジス
タ、１８４はブランキング信号入力端子である。第３図
におけるのと同一部分には同一符号を付している。同図
はＲ−Ｇ−Ｂ信号とも同一回路構成であるのでＲ信号に
ついてのみ記述し、Ｇ、Ｂについては省略する。

回路動作は第３図に示す具体例とほとんど同じであるが
、ブランキング信号入力端子１８４よりブランキング信
号を挿入している。Ｒ信号入力端子１８２には第４Ａ図
（３）に示すような信号波形が入力される。この信号に
はブランキング信号が挿入されていない。

第４Ａ図（１）に示す垂直ブランキング信号（ＶＢＬＫ
）と第４Ａ図（２）に示す水平ブランキング信号（ＨＢ
ＬＫ）はブランキング信号入力端子１８４より入力され
、ブランキング期間にはトランジスタ１０２がカットオ
フとなり、トランジスタ１０１は動作しなくなる。

これによりトランジスタ１０７のコレクタ電圧はトラン
ジスタ１０１のベースと等しい電圧となりカラーブラウ
ン管１００は発光しない。非ブランキング期間にはトラ
ンジスタ１０８がカットオフし、カラーブラウン管１０
０のカソードには映像信号が印加され、第４Ａ図（４）
のように映像信号にブランキング信号が重畳される。こ
のようにトランジスタ１０２とトランジスタ１０８によ
るスイッチ回路を用いることによってブランキング信号
を映像信号に挿入でき、本発明の第２の実施例を実現す
ることができる。

第４Ａ図（３）に示すようにＩＣ２０ｂの出力信号はブ
ランキング信号を重畳していないのでＩＣ２０ｂの出力
信号振幅を大きくできる。また本発明の第１の実施例に
用いられる出力増幅回路と同様に同電圧信号をＲ−Ｇ−
Ｂそれぞれに入力した場合等しいエミッタ電流を流すこ
とができるのでＲ−Ｇ−Ｂそれぞれの高周波特性を均一
にでき、消費電力のばらつきも少なくなるといった効果
がある。

次に本発明の第３の実施例を第６図によって説明する。

同図において、２６，２７．２８はブランキング信号挿
入回路であり、第１図１第４図におけるのと同一部分に
は同一符号を付している。

Ｒ−Ｇ−Ｂすべて同様の回路構成なのでＲについて記述
し、Ｃ，Ｂは省略する。第６Ａ図は第６図の回路動作を
示す波形である。

本発明の第１．第２の実施例で説明したのとほとんど同
じ動作をするが、Ｒ信号系回路ではコンパレータ１６の
出力側と出力増幅回路１０との間にブランキング信号挿
入回路２６が入っていて、。

ブランキング信号挿入回路２６の出力波形は第６Ａ図（
４）のようにブランキング信号がカットオフ制御電圧に
挿入される。

このカットオフ制御電圧が出力増幅回路１０に入り、ブ
ランキング期間には確実にブランキングを行うことがで
きる。また、本発明の第１の実施例及び第２の実施例で
示したように、外部雑音の影響を小さくでき、波形歪み
の低域、周波数特性の向上といった効果がある。Ｇ、Ｂ
信号についても同様の動作を行う。

第７図に本発明の第３の実施例に用いるブランキング信
号挿入回路２６の具体例を示す。同図において、１０９
，１１０，１１１．．１１２はトランジスタ、１５７，
１５８，１５９は抵抗である。

非ブランキング期間にはトランジスタ１０９はＯＮして
いるのでカットオフ制御信号がトランジスタ１１０のベ
ースより入力され、エミッタホロワ１１２を通して出力
される。一方プランキング期間にはトランジスタ１０９
はＯＦ　ＦＬ出力電圧は零となる。このようにして第６
Ａ図（４）のようなカットオフ制御電圧がブランキング
信号挿入回路２６より出力される。このカットオフ制御
電圧が第５図で示した出力増幅回路に入力され、ブラン
キング期間にはトランジスタ１０３のベース電圧は零と
なり第６Ａ図（５）のようにカラーブラウン管１００の
カソードには電源電圧Ｖｃｃとほぼ等しい電圧が印加さ
れる。

これによりブランキング期間にはカラーブラウン管１０
０は発光しない。ブランキング挿入回路２７．２８につ
いても同様の回路構成であり、同様の動作を行う。

以上のようなブランキング挿入回路を用いることによっ
て本発明の第３の実施例を実現できる。

上記回路例により、ブランキング期間中にカラーブラウ
ン管１００が発光するという誤動作がなく確実にブラン
キングを行うことができるという効果がある。

なお、説明を行ってきた本発明すべては、テレビジョン
受像機で用いられるだけでなく、Ｒ−Ｇ・Ｂ信号が入力
されるカラーデイスプレィや、投射管などにも使用でき
、同様の効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、カットオフ調整としての直流レベル可
変やブランキング挿入を出力増幅回路で行うことにより
小信号回路部の出力信号を大きくすることができる。こ
れにより外部雑音の影響を小さくできる。また出力増幅
回路の利得を小さくできるので、波形歪の低減や周波数
特性の向上といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第１
Ａ図は第１図の回路の動作波形を示す波形図、第２図は
従来の自動ホワイトバランス回路を示すブロック図、第
３図は本発明の第１の実施例に用いる出力増幅回路の具
体例を示す回路図、第４図は本発明の第２の実施例を示
すブロック図、第４Ａ図は第４図の回路の動作波形を示
す波形図、第５図は本発明の第２の実施例に用いる出力
増幅回路の具体例を示す回路図、第６図は本発明の第３
の実施例を示すブロック図、第６Ａ図は第６図の回路の
動作波形を示す波形図、第７図は本発明の第３の実施例
で用いるブランキング信号挿入回路の具体例を示す回路
図、である。 符号の説明 １０．１１．１２・・・出力増幅回路、３，４．５・・
・カットオフ・ドライブ検出信号挿入回路、２・・・カ
ットオフ・ドライブ検出信号発生回路、７，８゜９・・
・可変増幅器、１３，１４，１５，１６，１７゜１８・
・・コンパレータ、１９・・・基準電圧発生回路、６・
・・カウンタ、１００・・・カラーブラウン管。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 劃Ａｌｌ ｗａＡａ ○ 貴６人図 第７ ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、小信号を扱う第１の信号回路部として、入力される
   映像信号にカットオフ検出信号またはドライブ検出信号
   を挿入して出力する挿入回路と、該挿入回路からのカッ
   トオフ検出信号またはドライブ検出信号を挿入された映
   像信号を入力され増幅して出力する可変利得増幅回路と
   、第１および第２の基準電圧を発生する基準電圧発生回
   路と、第１および第２のコンパレータと、を少なくとも
   含む信号回路部と、 大信号を扱う第２の信号回路部として、直流可変部と増
   幅部と電流検出部を持つ出力増幅回路であって、前記第
   １の信号回路部における可変利得増幅回路から供給され
   る映像信号を入力されてその直流レベルを直流可変部に
   よってシフトさせ、増幅部によって増幅させ、電流検出
   部によって電流検出してからビーム電流としてブラウン
   管に向けて出力する前記出力増幅回路を少なくとも含む
   信号回路部と、 を具備し、第１の信号回路部において、挿入回路により
   映像信号にカットオフ検出信号が挿入されるときは、第
   ２の信号回路部における出力増幅回路の電流検出部によ
   って検出されたビーム電流値を第１の信号回路部に取り
   込み、第１のコンパレータにおいて第１の基準電圧と比
   較しその差によって可変利得増幅回路の利得を制御し、 第１の信号回路部において、挿入回路により映像信号に
   ドライブ検出信号が挿入されるときは、第２の信号回路
   部における出力増幅回路の電流検出部によって検出され
   たビーム電流値を第１の信号回路部に取り込み、第２の
   コンパレータにおいて第２の基準電圧と比較しその差の
   出力を得た後これを第２の信号回路部に送ってそこの出
   力増幅回路の直流可変部を制御して、ブラウン管に向け
   て出力されるビーム電流の直流レベルをシフトさせるこ
   とを特徴とする自動ホワイトバランス回路。 ２、請求項１に記載の自動ホワイトバランス回路におい
   て、前記第２の信号回路部における出力増幅回路にブラ
   ンキング信号入力端子を設け、ここからブランキング信
   号を入力して映像信号に挿入し、前記第１の信号回路部
   では映像信号にブランキング信号を挿入しないようにし
   たことを特徴とする自動ホワイトバランス回路。 ３、請求項２に記載の自動ホワイトバランス回路におい
   て、前記第２の信号回路部における出力増幅回路の電流
   検出部によって検出されたビーム電流値を第１の信号回
   路部に取り込み、第２のコンパレータにおいて第２の基
   準電圧と比較しその差の出力を得た後これを第２の信号
   回路部に送ってそこの出力増幅回路の直流可変部を制御
   する際、該差の出力にも前記ブランキング信号入力端子
   から入力したブランキング信号を挿入することを特徴と
   する自動ホワイトバランス回路。