JPS6161570A - デジタル・ビデオ信号処理装置 - 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〕 この発明は、デジタル・ビデオ信号処理技術を使用した
ビデオ信号処理装置における画像表示装置駆動用回路に
関するものである。

〔発明の背景〕

インタナショナル−テレホン・アンドｅテレグラフ（Ｉ
ＴＴ）社の国際半導体グループ（西ドイツ、フライプル
ク）が最近提案したデジタル・テレビジョン信号処理方
式が、ＩＴＴ社発行の刊行物「ＶＬＳＩ　　デジタルＴ
Ｖシステヘーデイジット２０００Ｊに紹介されている。

この方式では、カラー・ビデオ信号が、デジタル（２進
数）形式で処理された後１画像表示用映像管に供給され
る前にデジタル−アナログ変換器によってアナログ形式
に変換される。このアナログ・カラー・ビデオ信号は、
アナログ・バッファ増幅器とビデオ出力映像管Ｗ、動増
幅器を介して映像管に供給されるもので、上記駆動増幅
器は映像管の強度制御電極を駆動するに適した高レベル
のビデオ出力信号を生成する。

そこで、出力デジタル−アナログ変換器と映像管駆動器
の両機能が組合わせられていて、それによシアナログ映
１以官駆動増幅器の必要が無くかつアナログ映像管部！
Ｉｔｉ＋段に付帯する種々の問題が無くなるような、デ
ジタル・ビデオ信号処理方式を提供することが望まれて
いる。

〔発明の概を〕

従って、この発明の原理に従って、デジタル・ビデオ信
号処理技術を使用した。テレビジョン受像機または同様
なビデオ信号処理方式における映像管の陰極のような強
度制御電極を直接、駆動し得るビデオ信号用デジタル−
アナログ変換器を、こ＼に提供するものである。こ＼に
開示する駆動段の一実施例においては、高電圧ＶＭＯ８
ＦＥＴ出力装置を使用し、この装置はデジタル・ビデオ
人力で切換えられる定電流源と共に動作して、加算され
た切換えられた定電流信号から映像管の陰極強度制御電
極を直°接駆動するに適した出力高電圧アナログ信号を
発生させるように作用する。

〔詳細な説明と実施例〕

以下、添付の図面を参照して詳細に説明する。

第１図に示すカラーテレビジョン受像機の要部において
、信号源１０から供給されるアナログ・カラーテレビジ
ョン・ビデオ信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤ
Ｃ）　１２によってデジタル（２進′　　　数）形式に
変換され、次いで、輝度およびクロミナンス信号処理回
路と処理された輝度およびクロミナンス信号を合成する
ための回路とを含むデジタル・ビデオ信号処理器１４で
処理されて、複敬の出力カラー画法表示信号ｒ、ｇおよ
びｂとなる。

この例では、各ｒ、ｇおよびｂ信号はそれぞれ２進数の
８ビツト・デジタル信号（２・・・・・・２）で表ワサ
れておシ、デジタル−アナログ変換駆動器（コンバータ
／ドライバ）段２ＯＲ，，２０Ｇおよび２０１３の２進
数人力にそれぞれ供給される。駆動器２０Ｒ１２０Ｂお
よび２０Ｇから供給される高レベルのＲ，ＧおよびＢア
ナログ出力信号は、それぞれ、カラー映像管２５の陰極
強度制御電極に直接印加される。

上記の変換ｆｆｉ動器段はすべて同様な構成および動作
をもつものであるから、駆動器２０Ｒの構成と動作につ
いてのみ詳しく説明する。

この８ビツト（２°・・・・・・２７）ｒデジタル信号
は。

バッファおよびレベルシフト回路を含む人力インタフェ
ース回路３０に結合される。インタフェース３０とこれ
に含まれる上記回路とは変換、駆’ｆＪｊＪ！５段自身
の一部であって、上記含まれている回路は、信号源１４
から供給されるデジタル信号の論理レベルをこの変換駆
動段中の他の回路の要求と両立するような別の論理レベ
ルにシフトすることによって。

論理回路に融通性を与えるものである。

インタフェース３０からのデジタル出力信号はそれぞれ
電子的電流スイッチ５ｏ−８７（簡単化のため電気機械
的スイッチとして図示しである）の制御入力に印加され
る。これらの入力は２進的に重み付けされた定電流源工
０−４７にそれぞれ結合されている。スイッチ５ｏ−８
７は、各々第１と第２の出力を有し、第１出力は共通に
接続されて端子Ｔ１を介して抵抗３２に接続されている
。第２の出力はそれぞれ付属の高電圧ＭＯ８出力トラン
ジスタＱＯ〜Ｑ７のソース電極に別々に接続されている
。これらのトランジスタは、西ドイツの７ライブルク市
のＩＴＴから市販されているＢ５１ｏｑ型装置或いは西
ドイツのミュンヘン市のシーメンス社から市販されてい
るＢ５５９３型装置のよう外、エンハンスメント・モー
ドＶＭＯ８（縦型ＭＯ８）　ＦＥＴ装置であることか好
ましい。

ＶＭＯ８）ランジスタＱｏ　−Ｑ７は、並列結合された
縦型に（横型ではなくて）構成された半導体装置に相当
するもので、これら単独でまたはスイッチＳｏ　−Ｂｑ
、電流源ＩＯ〜エフおよびインタフェース回路３０と一
緒に共通の集積回路基板上に容易に形成することかでき
る。

ＶＭＯＳ装置ＱＯ〜Ｑ７は縦軸に沿って配列されたドレ
ンおよびソース電極を有し、この構造はゲート、ソース
およびドレン素子を同じ面に有する横型装置の構造とは
対照的である。ＶＭＯ８装置の構造に関する情報は、た
とえば、米国特許第４３６４０７．３号明細書中に開示
されている。一つの型式のＶＭＯＳ装置の物理的構造は
、また、１９８４年８月２７日付の米国特許出願第６４
４３９７号明細書にも記載されている。この米国出願に
は、テレビジョン受像機の映像管のような画暉表示装置
の高電圧強度制御電極を直接駆動することのできるＶＭ
Ｏ８デジタル−アナログ信号変換器が開示されている。

特に、この米国出願には、ソース領域の寸法形状が高周
波応答を呈すると共に電力消費を小さくするように形成
されている複数個のＶＭＯＳ出力装曾を持った優れた変
換駆動段中記・１αされている。

このＶＭＯ８出力装置の縦型構造は、映像管の高電圧陰
極を直接駆動できるような、定格降伏電圧の高いこれら
装置の！Ｒ造を容易化する。ＶＭＯ５ＦＥＴ出力装置は
、また、特にバイポーラトランジスタの高電圧スイッチ
ング特性に比較した場合に。

実質的に相等しいターンオンおよびターンオフ遅延を持
つ相互に均一な高電圧高速スイッチング特性を呈する利
点があシまた好ましくないスイッチング過渡現象（グリ
ッチ）が事実上除かれる特徴がある。ＶＭＯ８出力装置
のターンオン時間とターンオフ時間は、被スイッチ電圧
の大きさには実質的に影響を受けないので、高電圧映像
管の駆動ができるのである。更に、ＶＭＯ８技法によれ
ば、共通のゲート電極および共通のドレン電極を持った
低原価の集積ＶＭＯＳ装置アレイを容易に作ることがで
きる。

出力装置Ｑｏ、Ｑ７のゲート電極は基準電位源＋Ｖ讐 に共通に接続され、また出力ドレン電極は出力負荷イン
ピーダンス３５に共通に接続されていて、その負荷イン
ピーダンス３５０両端間には高レベルのアナログ信号比
が発生して出力端子Ｔ２に現われる。

従って、装置ＱＯ〜Ｑ７は、スイッチＳＯ〜Ｓ７を介し
て各ソース電極に流れる電流に対して利得１の電流増幅
器として共通ゲート形に接続されている。

電流源■０〜エフからの電流は、インタフェース３０か
らの２進出力信号（２・・・・・・２）の論理状態によ
って決まるスイッチＳＯ〜Ｓ７の個々のとる位置に従っ
て、このスイッチ群によシ、端子Ｔ１と抵抗３２か出力
装置ＱＯｘ　Ｑ’７の同れかへ導かれる。アナログ映像
管陰極駆動電圧は、負荷抵抗３５の値とこの抵抗３５中
を流れる装置ＱＯ、、、Ｑ７の合成ドレン電流の大きさ
の関数として、端子Ｔ２に生ずる。この出力端子Ｔ２に
生成される信号は、負荷抵抗３５と映像管陰極に付帯す
るキャパシタンスとによって適切な低域通過濾波作用を
受ける。

端子Ｔ１に現われる抵抗３２上に生ずる電圧は、抵抗３
５の両端間に生ずる陰極駆動電圧の相補（逆）位相分に
相当するもので、たとえば陰極、駆動電圧を低電圧点で
モニタする必要があるよりな装置や。

１９８４年８月２７日付米国特許出願第６４４４５３号
明細書中に開示されている形式の高周波補償回路に関連
して信号処理用に相補信号を用いる装置などに七つでは
、有効なものでおる。上記の米国特許出願明細書中に記
載されているように、端子Ｔ２に発生したビデオ出力信
号の−３は抵抗３２の両端間に生じた相補信号と合成さ
れた後、出力回路の寄生キャパシタンス効果のためにビ
デオ出力陰極駆動信号中に不足している高周波数成分を
表わす高周波数信号を生成する。この生成された信号は
駆動段の入力に供給されて、ビデオ出力信号に現われる
高周波数の不足を補なう。

以上説明した高電圧変換駆動装置は、後続する付加増幅
段を必要とせずに映像管の陰極を直接駆動することがで
きると共に集積回路として構成できる利点がある。更に
、この装置は、アナログ映像管駆動段に付帯する多くの
不利を蒙らないという特長もある。たとえば、アナログ
映像管駆動段は、映像管１駆動回路に帰還回路を設けて
補償しない限り非直線性を呈する可能性がある。しかし
、帰還を使用すると特に広帯域の、駆動段では安定性の
点で問題が生ずる。アナログ駆動段は、また、信号振幅
の振れ（エクスカーション）の上昇および下降時間か等
しくなく、更に帰還によシ補償しないと大信号状態のと
きに立上シ速度（スリューレート）に問題を生ずる可能
性がある。

第２ａ図は、第１図に示した電流スイッチのうちの１つ
（たとえば、Ｓ７）でバイポーラ素子温のものを示す。

このバイポーラ型電流スイッチは、エミッタを相互に結
合した差動入力形の構成をとるＮＰＮ　）ランジスタ４
０と４１を具えている。２進情報ビツト２に関係をもち
同ピットから取出される逆相の信号がインタフェース３
０の出力に現われ、トランジスタ４０と４１のベース電
極を駆動して、これらトランジスタのコレクタ出力電流
を互に逆相関係に変化させる。トランジスタ４０と４１
に流れるこの電流は定電流源１７から供給される。トラ
ンジスタ４０のコレクタ出力電流は第１図の出力装置Ｑ
７の人力ソース電極に馬えられ、またトランジスタ４１
のコレクタ出力電流は第１図の端子Ｔ１と抵抗３２に流
される。

第２ｂ図は、第１図の電流スイッチのうちの１つ（たと
えば、Ｓ７）のＭＯＳ　ＦＥＴ　ｆｉのものを示す。

この電流スイッチは、ソースが相互結合された１対のＭ
Ｏ８装置４２と４３を有し、これらは電流源１７から動
作電流の供給を受けるもので、トランジスタ４３のゲー
トに結合されるスイッチング信号を介してシングルエン
デツド形駆動を受ける。スイッチング信号はインタフェ
ース３０からの２進数情報の２ピント出力信号から取出
される。トランジスタ４２と４３のドレン出力電流は、
第１図の出力装置Ｑ７の入力ソース電極に、および３１
図の端子Ｔ１と抵抗３２に、それぞれ供給される。第２
ｂ図の構成では抵抗３２は端子Ｔ１と正電位点間に接続
されている。

第２ｃ図は、第１図における２進重み付けされた電流の
電流源工Ｏ〜エフに適当する構成を示す。各電流源は、
たとえば電流源エフについてはトランジスタ５０である
ようなＮＰＮ　）ランジスタを含み、そのコレクタ出力
を付属電流スイッチに、エミッタ電極を２進重み付けＲ
／２Ｒ抵抗ラダー回路に、結合して込る。これらの電流
源は、ＮＰＮ電流源トラン得制御電圧ＧＣに応じて、利
得制御することもできる。従って、第１図のデジタル−
アナログ変換駆動器段の利得は、たとえば視聴者の手動
コントラスト調節器から取出されるコントラスト制御電
圧を表わすものであるような、制御電圧ＧＣの大きさの
開破として、変化させることかできる。

第３図は、第１図のトランジスタＱＯ〜Ｑ７から成る変
換駆動器段と組合せ使用される出力ＤＣ安定化回路を示
し、第１図と共通の素子には同一参照数字が付されてい
る。このＤＣ安定化回路は、Ｂ＋動作電源電圧の変動と
、他のＢ十変動源の中でもＢ十電源中の垂直周波数リッ
プルと、の補償を行ない、安定化されたＢ＋動作電源電
圧の必要性を除くものである。

このＤＣ安定化回路は、たとえば、各水平消去期間のい
わゆるバンクポーチ部分をカバーするサンプリング・パ
ルスＳＰに応動して各水平画像消去期間の間導通するよ
うにキー制御される、演算相互コンダクタンス増幅器６
２を持っている。コノ増幅器６２は、サンプリング・パ
ルスＳＰＫよりｉ通するようにキー制御されると、基準
電圧源６５からの入力端子と分圧抵抗６０と６１の接続
点から得られる入力電圧とを比較する。上記の両抵抗は
、映隊管陰極信号路と駆動器の負荷抵抗３５とに結合さ
れているので、両抵抗６０と６１の接続点に生ずる電圧
は、ビデオ信号変調が存在しない水平消去期間中のこの
駆動段のＤＣ出力レベルの大きさに関係したものとなる
。増幅器６２への両入力間の大きさの差を表わす誤差信
号はキャパシタ６８に蓄積されて、高電圧ＶＭＯＳ制御
トランジスタＱ８のゲート人力に印加される。この誤差
信号は、負荷抵抗３５中の電流が増幅器６２０両入力端
子間のレベル差を最小に減らすような極性に変化させら
れるように、トランジスタＱ８の導通を変えて、水平消
去レベルと出力一端子Ｔ２のＤＣレベルを安定化させる
。こうして、増幅器６２とトランジスタＱ８を含む安定
化回路は帰還作用によシ増幅器６２の両入力電圧を実質
的に同じレベルに維持する。これは出力端子Ｔ２におけ
る静的ＤＣレベルが実質的に一定の所望状態に相当する
。

分圧抵抗６１は、図示のように可変型として、端子Ｔ２
に生ずる映像管陰極のＤＣバイアスを手動調節する手段
とすることもできる。すなわち、抵抗６１を調節すれば
、帰還ＤＣ安定化回路の動作を通じて映像管陰極バイア
スを所望のレベルに設定することかできる。

画像コントラスト制御と白バランス制御とを。

ｆｓ４図に示すような構成で、各変換駆動器段２ＯＲ１
２０Ｇおよび２０Ｂに対して行なうことかできる。各駆
動段における＋ＶＲと−ｖＲ人力は、第２Ｃ図に示しか
つ説明したように各電流源回路に対属している入力に相
当するものである。視聴者か調節できるポテンシオメー
タ７１はその可動腕にアナログ・コントラスト制御電圧
ＣＣを生成する。このコントラスト制（ＩｉＩＩＴＬ圧
は、バッファ増幅器７０を介し、更に可調整抵抗ワ２ａ
、７２Ｉ）および７２ｃを経て各、駆動器段の電流源の
＋Ｖ几人力に供給される。これらの可調整抵抗は、装置
の調整設定期間に各駆動器段の信号利得を１１＋１別に
調整するための手切白バランス制御器として働き、白画
鎌を表わすビデオ信号の入力かあったとき映像管が適正
な白画像表示を行なうようにする。すなわち、各鹿切器
段の利得は、第２ｃ図に示されるように各駆動６段に対
する電流源■０〜エフの導通を制御することによシ、コ
ントラスト制御ポテンシオメータ７１と各可調整抵抗７
２ａ、？２ｂおよび７２（の設定に従って、アナログ式
に変えることができる。

デジタル・ビデオ信号処理装置におけるこのアナログ利
得制御の仕方は、コントラスト制御と白バランス制御に
必要な付加的なダイナミック範囲に対応させるための１
個またはそれ以上の余分なデジタル情報ビット（たとえ
ば、８ピツトでなく９ピツト）を必要としないという長
所がある。すなわち、こ＼に説明した利得制御機構はデ
ジタル情報ビットを節約して、デジタル処理回路の大き
さと複雑さを不要に増加させることはない。表示される
画像の明るさとコントラストを制御するために視聴者の
操作で生ずる制御信号か、ビデオ信号の大きさを制御す
るためにデジタル形式でなくアナログ形式で利用される
ような、ビデオ出力ＶＭＯ８変換駆肋器段を使用したデ
ジタル・ビデオ信号処理および表示装置に関するこれ以
上の説明は、１９８４年８月２７日付の米国特許出＠第
６４４４００号明細書に記載されている。

第５ａ図と第５ｂ図は任意に選択使用できる出カバソフ
ァ回路で、駆動６段の高周波数応答特性を改善できるも
のである。特に、この図示したバッファ回路によれば、
高周波数信号の応答に余シ大きな損失を生ずることなし
に、駆動６段の負荷インピーダンス３５（第１図の抵抗
３５）の値を増大させることができる。

第５ａ図において、ＮＰＮトランジスタ８０とＰＮＰ　
）ランジスタ８１は、相Ｍｌｉ形エミッタホロワ段とし
て接続されていてその両ベース人力は、駆動６段の出力
端子Ｔ２にまた両エミッタ出力は映塚管の陰極に結合さ
れる。第５ｂ図は、ＮＰＮ　）ランジスク８５とダイオ
ード８６を図示のように接続した能動負荷型出力バッフ
ァである。４５３図の相補形ホロワ段は一層対称的な応
答特性を呈する点で好ましい。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明によるｍ個デシタルーアナログ変換駆
動器を含むカラーテレビジョン受像機の一部輪成を示す
図、第２ａ図乃至第２Ｃ図は第１図に示した変換駆動器
の部分の回路の詳細を示す図、第３図は請１図に示した
変換駆動器の出力ＤＣレベルを安定化させるための構成
を示す図、第４図は第１図に示された変換駆動器に付属
するコントラスト制御および白バランス制御器の構成を
示す図、第５ａ図および第５ｂ図は第１図の変換駆動器
と共に使用することのできる出力回路を示す図である。 １２・・・デジタル・ビデオ信号の信号源、２５・・・
画像表示手段、２０Ｒ１２０Ｑ、　２０Ｂ・・・信号変
換駆動手段。 ３０・・・信号変換駆動手段の入力、　Ｔ２・・・出力
。 特許出願人　アールシーニー　コーポレーション化　理
　人　　清　　水　　　哲　ほか２名才２０図　　　　
　　　才２ｂ図 ＧＣ −■ 才２ｃ図 才３図 へ６０ ０図 十 〒 →喰才虫へ 一部ゴ虫へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタル・ビデオ信号の供給源と、強度制御電極
   に印加されたビデオ信号に応動する画像表示手段と、上
   記デジタル・ビデオ信号に応動する入力と上記デジタル
   ・ビデオ信号のアナログ化信号を上記強度制御電極を直
   接駆動するに適した大きさで上記強度制御電極に供給す
   る出力とを有する信号変換駆動手段と、を具備してなる
   デジタル・ビデオ信号処理装置。