JPS6053514B2

JPS6053514B2 - くし形フイルタ

Info

Publication number: JPS6053514B2
Application number: JP49052036A
Authority: JP
Inventors: 文夫井上; 晃柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1985-11-26
Also published as: JPS50145045A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はＮ’ＹＳＣ方式カラーテレビジョン受信機な
どに用いられるくし形フィルタの過渡応答特性を改善し
、かつ不要な小振幅リンギングをなくす手段に関するも
のである。

ドット妨害、クロスカラー妨害を除去し、高解像度の
カラー画像を得る手段としてくし形フィルタを用いる方
法がある。

第１図にくし形フィルタの構成原理図を示し、くし形フ
ィルタについて簡単に説明する。ＮＴＳＣ方式標準の
複合映像信号は輝度信号成分ど搬送色信号成分とが互い
に水平周波数の１’２の間隔で周波数間挿されている。

また色副搬送周波数は第１の走査線と第２の走査線とで
色副搬送波が互いに逆極性になるように水平周波数の１
１２の周波数の奇数倍に選ばれている。これらの性質を
利用して、非遅延信号と一水平期間遅延信号（ＩＨ遅延
信号）とを加算または減算することにより、複合映像信
号から輝度信号成分だけを、または搬送色信号成分だけ
を抽出する回路をくし形フィルタと呼ぶ。第１図にお
いて、入力端子１には複合映像信号が印加され、この信
号は３分されて、その１つは一水平期間の遅延装置（Ｉ
ＨＤＬ）２に、他の１つは加算器３に、残りの１つは減
算器４に加えられる。

加算器３および減算器４にはＩＨＤＬによつてＩＨ期間
遅れた信号も加えられる。ＮＴＳＣ方式標準の複合映像
信号は前述した性質を持つているので、出力端子６には
搬送色信号成分の除去された映像信号が得られ、減算器
４の出力には高域輝度信号成分の除去された映像信号が
得られる。ただし、ＩＨＤＬの入出力信号の極性は同じ
であり、■ＤＬの通過帯域は３．５８±Ｏ、５ＭＨ２程
度であると仮定している。減算器４の出力信号はさらに
帯域通過フィルタ５を経ることにより、低域輝度信号成
分も除去され、搬送色信号成分だけが出力端子７に得ら
れる。なお、第１図では輝度信号および搬送色信号の両
方をくし形フィルタ出力から取り出した輝度信号だけ、
または搬送色信号だけを取り出すこともできる。以上述
べたくし形フィルタをカラーテレビジョン受信機などに
適用すると、高域輝度信号成分が搬送色信号に混入する
ことによつて生ずるクロスカラー妨害および搬送色信号
成分が高域輝度信号に混入することによつて生ずる３．
５８ＭＨｚドット妨害を除去することができる。

また、くし形フィルタが適用されていない場合には、３
．５８！ｌ！４Ｈｚドット妨害を軽減するために輝度信
号回路中に３．５８ＭＨｚトラップを挿入する必要があ
り、これにより高域輝度信号成分も減衰してしまうのに
対し、くし形フィルタが適用された受信機ではこの欠点
もなく、高解像度のカラー画像を再現することができ、
画質向上に大きな効果がある。くし形フィルタには上記
したような長所があるが、現在輝度信号用のくし形フィ
ルタはまだ量産実用化はされていない。

これの最も大きな理由は１ＨＤＬの過渡応答特性が悪い
ことであつた。一般に、１ＨＤＬは超音波遅延線が用い
られ、第２図に示すように入出力回路を接続して使用さ
れる。この入出力回路は１ＨＤＬと外部回路とのインピ
ーダンスマッチングをとるためのものであり、一般に抵
抗８および抵抗１０は１ＨＤＬ単体の入出力インピーダ
ンスを測定し、その測定値にほぼ等しい値ないしは測定
値の１．５倍程度の抵抗値のものを使用している。測定
値の１５倍程度の抵抗値を用いるのは、必要十分な通過
帯域幅を得るためである。また、コイル９およびコイル
１１は挿入損失を小さくし、通過帯域幅を広くとるため
、色副搬送波周波数（３．関ＭＨｚ）において１ＨＤＬ
の電気一超音波変換器の入力容量と共振するようにそ−
の値が選ばれている。しかし、このように入出力回路の
定数を選ぶと、第３図の破線Ａで示すように１ＨＤＬの
帯域内遅延時間特性が一定にならず、中心周波数３．５
７９５４５ＭＨｚに対して周波数が低くなるに従つて．
遅延時間が短かくなる。

このため例えば、第４図ａに示す信号を第２図の入力端
子１に印加すると、出力端子１２における信号の過渡応
答特性は第４図ｂに示す如く、プリシュートに比べてオ
ーバシュートが大きくなりすぎてしまい、オ−バーーシ
ュート後には大きなリンギングが生ずる。このような特
性の１ＨＤＬを第１図に示すくし形フィルタに用いると
、端子６に得られる信号、すなわち第４図ａに示す非遅
延信号と第４図ｂに示す遅延信号を加算したものは、第
４図Ｃに示す如く、オーバシュートがプリシュートに比
べて大きくなりすぎ、またオーバシュート直後に大きな
リンギングが生ずるという重大な欠点があつｊこ。この
欠点をなくするために、第２図の入出力回路のコイルの
値を従来の約２倍に選ぶという方法がある。すなわち、
１ＨＤＬの過渡応答特性の劣化が第３図Ａに示した帯域
内遅延時間特性が一定でないことに起因し、かつこの帯
域内遅延時間特性ｊは第２図に示した入出力回路のコイ
ルの値のみによつて左右されることに着目して、入出力
回路のコイルの値を従来の約２倍に選ぶことによつて帯
域内遅延時間特性を第３図破線Ｂのように一定にし、出
力信号過渡特性を第４図ｄに示すようにプリシュートと
オーバシュートがバランスするように改善する方法であ
る。この方法によれば過渡応答特性が改善され、帯域内
の遅延時間特性が一定になるため、帯域内のくし形フィ
ルタ特性（１′２Ｈ周期ごとの山谷特”性）も改善され
る。

これによる画質の改善効果は大きなものが認められる。
しかし、入出力回路のコイルの値を大きくすると１ＨＤ
Ｌの通過帯域の振幅特性が第５図ａから第５図ｂに示す
ようになる。すなわち、通過帯域の振幅特性において、
頭の平担部分がなくなり、中心周波数（３．５８ｒ！４
ＨＺ）から離れるに従つて利得が漸次小さくなり、また
特に低域周波数側の通過帯域は１ＭＨｚにも達する。こ
のため第４図ｄに示すように、１ＨＤＬを通過した映像
信号に小振幅の低域周波数のリンギングが生じ、これが
長時間持続するという問題が生ずる。このリンギングは
振幅が映像信号振幅の５％程度とかなり小さいため、受
像管画面上において高輝度部分ではほとんど目立たない
が、低輝度部分ではよく目立ち、画質劣化に及ぼす影響
は大きい。本発明の目的は上記した１ＨＤＬにおける過
渡特性の劣化をなくし、かつ低周波リンギングの問題も
解決することによつて、くし形フィルタ本来のメリット
に加え、過渡特性の優れたくし形フィルタを提供するに
ある。

本発明には２つの特徴がある。その第１は、従来の過渡
応答特性改良くし形フィルタにおける低周波の持続リン
ギングが１ＨＤＬの通過帯域振幅特性に影響され、この
振幅特性は入出力回路のコイルの値に影響されることに
着目し、低周波リンギングが生じない通過帯域振幅特性
を与え、かつ１ＨＤＬの出力信号過渡応答特性において
プリシュートとオーバシュートがほぼバランスするよう
に入出力回路のコイルの値を選んだことである。あるガ
ラス遅延線について実験したところ、コイルの値は中心
周波数（３．５８ＭＨｚ）において１ＨＤＬの電気超音
波変換器の入力容量とちようど共振するように選んだ値
の約１ｎ程度に選べば良いという結果を得ている。

このときの１Ｅ）Ｌ出力の過渡応答特性は第４図ｆに示
したように入力信号に対し、極性が反転しており、かつ
同図にｔで示した時間約１３０〜１５０ナノ秒だけ遅れ
ている。なお、これと同等の出力信号過渡応答特性を得
るためには、入出力側のコイルをそれぞれ１′２の値に
選ぶ他にも種々の組み合せが考えられる。第２の特徴は
、上記の状態で非遅延信号ム遅延信号との時間差を１Ｈ
期間（６３．５５６マイクロ秒）から色副搬送波のちよ
うど半周期分に相当する時間（０．１４０マイクロ秒）
だけ短かくしたことである。

このため後述するように、色の境界部前後において色副
搬送波の半周期に相当する期間はくし形フィルタとして
の効果を発揮しないが、これによる妨害度は従来の過渡
応答特性の劣化および低周波リンギングによる画質劣化
に比べて極めて小さく、全体として大きな画質改善効果
が得られるものである。入出力回路のコイルの値を３．
５８ＭＨｚにおいて１ＨＤＬの電気・超音波変換器の入
力容量と共振するように選んだ場合およびその約２倍に
コイルの値を選んだ場合の１ＨＤＬ出力信号過渡応答特
性は前述したとおりである。

またそれぞれの場合の通過帯域の振幅特性も第５図に述
べたとおりである。ここでまず、過渡応答特性について
本発明を説明する。

入出力回路のコイルの値を大きくすると低周波リンギン
グが生ずることに着目すれば、コイルの値を小さくする
ことによつてこの問題が解決できることが予想される。
実際コイルの値を３．５８ＭＨｚにおいて電気超音波変
換器の入力容量と共振する値の約１１２に選ぶと、１Ｈ
ＤＬの通過帯域の振幅特性は第５図ｃのように、中心周
波数に対して低域周波数側で必要な５００ＫＨｚ以上の
帯域幅は十分に持ち、かつそれ以下の周波数ではすみや
かに利得が減衰するようになる。このため低周波のリン
ギングはほとんど生じなくなる。一方、コイルの値を１
１２程度に選んだときの１ＨＤＬの出力信号過渡応答特
性は第４図ｆに示したようになる。第４図ｆにおいて、
実際にはＢで示したものが入力信号に対応する１Ｈ遅延
信号であり、ＡおよびＣはそれぞれプリシュートおよび
オーバシュートである。入出力回路のコイルの値を小さ
くしたため、第４図ｂの場合に比べてプリシュートとオ
ーバシュートのアンバランスの度合が大きくなつている
。しかし、第４図ｆに示した信号を第４図ａの入力信号
に対し第４図ｆに示した時間ｔだけ相対的に進めて、入
力信号から減算すれば、第４図ｇに示すようにリンギン
グがなく、良好な過渡応答特性が得られる。

すなわち、第４図ｆにおいて、Ｃの信号が主信号であり
、ＢおよびＤの信号はそれぞれプリシュートおよびオー
バシュートであると取扱うことができる。１ＨＤＬの帯
域内遅延時間特性は前述したように、くし形フィルタ特
性の点から言えば一定であることが望ましいが、この場
合の帯域内遅延時間特性は第３図の実線ｃに示すように
、従来の場合の遅延時間特性第３図のＡ，Ｂに比べて最
も大きな傾斜を持つている。

第３図ｃの場合、３．５８ＭＨｚに対し搬送色信号帯域
の下限である３．０８ＭＨｚにおいて約３０ナノ秒進ん
でいる。このため、くし形フィルタ特性に換算して遅延
時間特性が一定である第３図Ｂの場合には１〔己〕の減
衰度が得られるべきところが、この場合には約１０ｄＢ
の減衰度しか得られなくなる。

しかし、従来の３．５８ＭＨｚトラップを使用している
場合は３．０８ＭＨｚで約６〜７ｄＢ程度の減衰度を取
つており、かつこれで十分なドット抑圧効果が得られる
ことが実証されている。したがつて、本発明の場合亀Ｂ
程度の減衰度が取れていることから、ドット・クロスカ
ラー妨害抑圧の点で十分な効果を持つと考えられる。な
お、３ＭＨｚ−４ＭＨｚの通過帯域幅を有する１ＨＤＬ
の出力信号は、第４図ｆのｔで示した期間が約１３０〜
１５０ナノ秒になる。次に遅延時間について本発明を説
明する。くし形フィルタ本来の目的は、前述したように
第１の走査線の複合映像信号と第２の走査線の複合映像
信号とを加算または減算することにより色副搬送波だけ
を抑圧または抽出することである。くし形フィルタにお
いて遅延信号と非遅延信号間の遅延時間差は、ＮＴＳＣ
方式の一水平期間である６３．５５６マイクロ秒だけに
限らず、色副搬送波の周期の１′２または１１２の整数
倍だけ６３．５５６マイクロ秒から離れていても、くし
形フィルタの目的をほぼ達成することができる。すなわ
ち、色副搬送波の周期の１１２は０．１４０マイクロ秒
であるため、遅延線の遅延時間は（６３．５５６＋ｎ×
０．１４０マイクロ秒）でも、くし形フィルタの目的は
ほぼ達成することができる。（ｎは０または整数）本発
明に相当するｎ＝ー１の場合を考えると、非遅延信号と
遅延信号との時間差は６３．５５６−０．１４０＝６３
．４１６マイクロ秒となる。

１ＨＤＬの遅延時間は６３．５５６マイクロ秒であるの
で、従来のこの１ＨＤＬを用いてこの６３．４１６マイ
クロ秒の時間差を得ることを考えると、第６図の参考図
に示すように非遅延信号のバス中に０．１４０マイクロ
秒に相当する遅延線１３および１４を挿入することによ
りｎ＝ー１の場合が実現できる。

この参考図を用いて本発明の詳細を説明する。一水平期
間遅延した第１の走査線における色副搬送波の位相が第
７図ａに示すものであるとすると、ｎ＝０の場合は第２
の走査線における色副搬送波の位相は第７図ｂに示すよ
うにちようど極性が反転する。したがつて、一水平期間
遅れた第１の走査線における信号と第２の走査線におけ
る信号を加算すると色副搬送波は打ち消され、減算する
と強調される。またこの参考図に示した構成の場合は、
一水平期間遅延した第１の走査線における色副搬送波の
位相が第７図ｃに示すものであるとすると（第７図ａと
まつたく同じ）、遅延線１３および１４を経た第２の走
査線における色副搬送波は第７図ｄのようになる。した
がつて第７図ｄの信号からｃの信号を減算すると、第７
図ｅに示すように大部分の色一副搬送波が打消され、加
算すると第７図ｆに示すように大部分の色副搬送波が強
調され、くし形フィルタの目的をほぼ達成することがで
きる。ただし、この場合は第７図ｅおよびｆに示すよう
に、最初と最後の半周期分の搬送波は打消されず、また
強調されないので、ドットまたはクロスカラー妨害とし
て画面上に再生されることになるが、半周期分のドット
，クロスカラーはほとんど目立たなく、大部分のドット
，クロスカラー妨害が抑圧されるため、くし形フィルタ
としての実用上の価値は大きく、通常のくし形フィルタ
とほとんど差異はない。また、第４図ｆに示す１Ｅ）Ｌ
の出力信号で示したｔの値が約１３０〜１５０ナノ秒で
あるため、第６図の回路により０．１４０マイクロ秒遅
れた第４図ａに示す入力信号から第４図ｆの信号を減算
することにより、第４図ｇに示したようにプリシュート
とオーバシュートが良くバランスした出力信号が得−ら
れる。

また、この場合は通過帯域の振幅特性が第５図ｃに示す
ようになるので、従来のように低周波のリンギングは生
じない。なお、くし形フィルタにおいて、色副搬送波の
抑圧度の点からは両信号間の遅延時間差は中心周波数に
おいて±５ナノ秒程度以下の精度で一致することが望ま
しい。

一方、過渡応答特性については、２０〜３０ナノ秒程度
の遅延時間のずれは合成した後の形があまり変らないた
め、ほぼ許容できる程度のものである。したがつて、第
４図ｆに示した１■ル出力信号のｔで示した時間が１３
０〜１５０ナノ秒程度にばらついても、第６図１３およ
び１４の遅延線の遅延時間はちようど１４０ナノ秒とし
て、過渡応答特性的にも全く問題とならない。また、ｎ
＝１，ｎ＝２，ｎ＝ー２などの場合にも色副搬送波の抑
圧または強調という点からだけ考えれば、ｎ＝ー１の場
合とほぼ同様な効果が得られるが、低域周波数のリンギ
ングが抑圧でき、かつプリシュートとオーバシュートが
良くバランスする第４図ｆの過渡応答特性と両立するの
は、ｎ＝ー１の場合だけである。このように２つの信号
径路間の時間差を一水平期間より０．１４０マイクロ秒
短かくすることによつて優れた効果が得られるが、これ
を具体的な回路で構成する場合、第６図の参考図に示す
構成をそのまま実現させると次のような問題がある。

すなわち、図から明らかなように遅延線２のほかにさら
に遅延線１３あるいは１４を設けなければならない。こ
の場合、単純にこの遅延線のコストが増加するばかりで
なく、遅延時間のばらつきも当然増大するので、遅延時
間の管理が余分になり生産上不利となる。この問題を解
消するため、本発明では、１ＨＤＬの遅延時間を初めか
ら０．１４０マイクロ秒分だけ短かくすることを特徴と
するものである。

第８図は、これを具体的に実現する本発明の一実施例を
示す回路構成図であり、第６図の遅延線２，１３，１４
の代りに遅延線１５のみを用い、この１ＨＤＬの遅延時
間を６３．５５６マイクロ秒でなく６３．４１６マイク
ロ秒とするものである。このようにすれば、第６図の２
つの遅延線１３，１４を用いないで、同様の効果を得る
ことができる。すなわち、この実施例は、先に述べたｎ
＝ー１に相当し、かつ、最も簡単、低価格で構成できる
くし形フィルタが実現できる。この第８図に示した実施
例の動作は第４図〜第７図を用いて説明した動作と全く
同様である。ただし、第６図の参考図と異る構成のため
厳密には、第７図のｃｍｆに示した波形は、第８図の回
路の動作では全体が色副搬送波の１１２周期分だけＡ，
ｂの波形に比べて時間軸を早めた形とすれば良い。普通
１ＨＤＬには超音波遅延線が用いられるが、０．１４０
マイクロ秒程度の遅延時間の変更はガラス部分を少し削
るだけで容易にでき、かつ遅延時間精度も通常の場合と
全く変らない。

また、第６図の参考図に示した遅延線１３，１４は低周
波数成分から高周波数成分までの全ての映像信号を通過
させる必要があるため、広帯域（０〜４．２ＭＨｚ）遅
延線となり高価格である。しかし、第８図に示した遅延
線１５は、搬送色信号を通過させる狭帯域（３．０８〜
４．０８Ｉ１！４Ｈｚ）遅延線で済むため、低価格であ
る。したがつて、本発明の実施例によれば、第６図に示
した構成をそのまま具体化するよりも経済的かつ小形軽
量となる。以上述べた本発明によるくし形フィルタによ
り、過渡応答特性の劣化あるいは低周波リンギングなど
の重大な副作用が解決され、輝度信号回路にもくし形フ
ィルタを使用することができるようになつた。

これによりくし形フィルタ本来のメリットが充分発揮で
き、大きな画質改善効果が期待できる。また、輝度信号
回路にもくし形フィルタが使用できるようになると、１
個の１ＨＤＬで色信号用と輝度信号用のくし形フィルタ
が構成できることは第１図，第６図および第８図に示し
た通りであり、１個の１Ｅ）Ｌで色信号だけのくし形フ
ィルタを構成するのに比べほとんど価格を上げることな
く、さらに高性能なくし形フィルタが構成できる。

なお、本発明によるくし形フィルタは、第７図で説明し
たように、色の境界前後の副搬送波の半周期に相当する
期間はくし形フィルタとしての効果を発揮しないが、こ
の期間は例えば２０インチのカラーテレビジョン受信機
の場合、画面上で約１？程度であり、ドットおよびクロ
スカラーの妨害度は極めて小さく、くし形フィルタ本来
のメリットは通常のくし形フィルタに比べて全く遜色な
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はくし形フィルタの構成原理図、第２図は１ＨＤ
Ｌとその入出力回路の結線図、第３図は１ＨＤＬの入出
力回路の選び方により変化する帯域内遅延時間特性を示
す図、第４図は１ＨＤＬおよびくし形フィルタの入出力
信号の過渡応答特性の例を示す図、第５図は１ＨＤＬの
通過帯域振幅特性の例を示す図、第６図は本発明の詳細
を説明するためのくし形フィルタの構成を示す参考図、
第７図は本発明によるくし形フィルタの効果を色副搬送
波を用いて説明した波形図、第８図は本発明の一実施例
を示す回路構成図である。２・・・・・・１ＨＤＬ１３・・・・・・加算器、４・
・・・・・減算器、１３，１４・・・・・・０．１４０
マイクロ秒に相当する遅延線、１５・・・・・・（１Ｈ
−１１２８，副搬送波周期）の遅延線。

Claims

【特許請求の範囲】

１ＮＴＳＣ方式カラーテレビジョン信号を処理する回
路に用いられるくし形フィルタにおいて、複合映像信号
の入力信号を（１水平期間−１／２色副搬送波周期）の
時間遅延する遅延線と、該遅延線によつて遅延された信
号と前記入力信号とを混合して色副搬送波を抑圧した信
号を得る混合回路とを備えたことを特徴とするくし形フ
ィルタ。