JPS62239695A - 多色陰極線管のためのガンマ補正装置及び補正方法 - 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】 技術分野 本発明は多色陰極線管におけるガンマ補正のための方法
及び装置に関し、特に、該多色陰極線管のコントラスト
調整における全作動範囲に亘ってスクリーン上に表示さ
れた色彩の色度を維持することができるガンマ補正方法
及び装置に関する。

背景技術 従来の３色陰極線管においては、各色彩絵素は赤、緑及
び青からなる３原色が並置された発光要素からなること
が一般的に知られている。かかる発光要素は該３原色に
対して各々割り当てられた３つの電子銃からの電子の流
れによって励起される。

観察者によって確認できるように、像点の色は該３原色
の合成からなり且つ該発光要素輝度ＬＲ。

ＬＧ、Ｌｅの相対的な比率に依存する。

該３つの電子銃によって発生せしめられる輝度は、式： ％式％（） によって表わされ、鎖式においてＲ，Ｇ、Ｂは色彩を示
し、Ｍは陰極変調を表わし、γはガンマ指数（２と３の
間の数字）を表わし、Ｋは定数である。

変位関数Ｌ−ｆ（Ｍ）は各電子銃毎に異なることがわか
っている。

更に、該コントラスト調整は該３つのビデオチャネルの
変調に対して同時に作用し、その結果、該コントラスト
調整を変化させると、該輝度の相対的比率は該電子銃の
変位関数の相異によって変調せしめられる。従って、該
色度が該コントラスト調整に依存して変化することが確
認される。

かかる欠点は、大きなコントラスト調整が必要であり且
つ色彩が表示内容の一部を担い、極めて重大な意味を持
つ多くの応用領域において特に重要である。特に、航空
学における場合がこれに相当する。

かかる欠点を解消するために、１／γタイプの補正（ガ
ンマ補正）を各ビデオチャネルに導入して各電子銃の変
位曲線−ｆ　（Ｍ）を直線化することが提案されてきた
。

しかしながら、該方法は次に示す限定事項を含んでいる
。すなわち、該ビデオチャネル内に直接配設された補正
回路は広い通過帯域を有しなければならない点、高い補
正幅（Ｍ・１／γ）を得るためには、必要とされる精度
と安定性を得るための高価な技術を用いなければならな
い点、該陰極線管によって放射される輝度は該コントラ
スト調整に比例し、一方、視感度は対数的に変化するの
で低レベルでの感度の損失が有り、結果的に、該ビデオ
信号及び該コントラスト調整信号は補償されなければな
らない点及び該コントラスト調整に接続されたカメラを
含む組立体内においては、該陰極線管の応答を直線化す
ることによって該カメラから灰色レベルの復元が損われ
、該灰色レベルの変位関数（ガンマ分析）は補正されな
い陰極線管における灰色レベルの逆になる点等の限定を
受ける。

発明の目的 従って、本発明の目的はかかる欠点を解消することを目
的としている。

発明の要点 本発明は、特に、該陰極線管の電子銃のうちの１つに対
する変位関数Ｌ　ｒｅｆ−Ｋ　ｒｅｆ’　（Ｍ　ｒｅｆ
）　７ｒｅｌ’を基準とし、他の電子銃に対しては、差
からなる補正量を適用して他の電子銃の変＄１　Ｍ　Ｌ
をＭｉ　・γｒｅｒ　／γｉに変更して該電子銃の変位
関数を該基準とされた電子銃の変位関数に比例せしめ、
その結果、いかなるコントラストの調整レベルに対して
も該輝度の比率が一定に保たれるようになされた多色陰
極線管のためのガンマ補正方法を提供しており、ここで
γｉは補正さるべき電子銃に対も するガンマ指数に相当する。

かかる構成による補正は、通常採用される１／γｉタイ
プの補正よりもかなり小さい補正幅を有も する。

該補正方法は、該変調信号の変化する範囲に対する補正
曲線の数学的モデルを直線線分を用いて作成し且つこの
ようにして作成された直線線分からなる補正曲線モデル
に対応する傾きに依存する利得によって該変調信号を増
幅することによって実行され、かかる目的のために用い
られる技術は傾斜スイッチング装置（ｓｌｏｐｅ　ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ）におけるものと同一で
ある。

該解決方法は該補正増幅率が低いほど増々有効である（
スロープの数が少ないほど補゛正精度が向上する）こと
が知られている。更に、該解決方法は温度に対して極め
て安定しているという利点を有する。

上記の補正方法のもう１つの利点は変調Ｍｉに対してな
される補正を該ビデオチャネルに直接適用したり該陰極
線管コントラスト調整に適用したりできる点である。

また、本発明は上記の方法を用いたガンマ補正装置にも
関することは言うまでもない。

実施例 第１図に示す回路は３原色に対する３つの画像信号ライ
ンＲ，Ｇ、Ｂ、すなわち赤色に対するラインＲ１緑色に
対するラインＧ及び青色に対するラインＢとを有する。

かかる３つのラインＲ，Ｇ。

Ｂは、コントラスト調整装置４から発生された同一の制
御信号に応じてコントラストの変化を惹起すべくなされ
た３つの回路１．２．３を介して３色電子管Ｔの３つの
電子銃に各々接続されている。

回路１、２、３は電気変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢを供給
し、電気変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢは電子管Ｔによって
輝度信号ＬＲ，ＬＧ、ＬＢに各々変換され、該輝度信号
は各々、式：％式％ によって表わされる。

従来のガンマ補正方法は該画像信号ラインにおいて該変
調信号ＭＲ，ＭＧ、Ｍｅを各々１／γ　。

１／γ　、１／γ　乗する補正回路５．６．７を用いる
ことからなる（第２図）。

従って、輝度ＬＲ，ＬＧ、ＬＢを表わす式はＬ日−ＫＲ
（ＭＲ１１γＲ）γＲ−ＫＲＭＲＬ（、−ＫＧ　（Ｍｅ
ｌ１７ｅ）　７ｅ＝ＫＧＭｃ。

Ｌｅ　＝Ｋｓ　（ＭＢ　１１７Ｂ　）　７Ｂ−Ｋｓ　Ｍ
ｅとなり、この式によって該変位曲線の補正がなされる
。

上記した補正方法は第３図及び第４図に示す回路によっ
て示された原理からなる本発明の補正方法を用いて解消
することができる。

第３図に示す回路においては、画像チャネルにおける３
つの画像信号ラインのうちの２つのライン、すなわちラ
インＲ及びＧにおいて補正が実行される。　　　　゛ 該補正方法は該電子銃のうちの１つの変位関数、ここで
は青色に対する電子銃を基準とし且つ他の電子銃の変調
ＭＲ及びＭｅを補正回路８，９によって補正することか
らなり、補正回路８．９は変調ＭＲをγ　／γ　乗し且
つ変調ＭＧをγ　／γＢＲ８ ０乗する。

従って、スクリーン上において得られる輝度は式： ％式％） によって表わされる。

すなわち、ラインＲ，Ｇの変位関数はラインＢの変位関
数に関係する。

従って、いかなるコントラスト調整レベルにおいても輝
度比率は一定に保持される。

実際、該変調と該コントラスト調整Ｃとの関係は、式： ％式％ によって表わされ、ここで、Ｒ＊、Ｇ＊、Ｂ＊は回路１
．　２．　３の上段における赤、緑、青に対す信号ライ
ンＲ，Ｇ、Ｂに対応する情報を各々表わしている。

従って、該輝度に対する式は ＬＢ　＝Ｋｅ　　（ＣＸＢ＊）　７Ｂ ＬＲ−ＫＲ（ＣｘＲ”）　７Ｒ Ｌｅ−ＫＧ　（ＣｘＧ＊）　７（。

となる。

また、輝度ＬｓとＬＲとの関係は ＬＢ／ＬＲ−に８　・（ＣｘＢ”）”ｓ／ＫＲ（ＣＸＲ
＊）　７ｅ となり、コントラスト調整電圧Ｃがいかなる値であって
も該輝度比は一定に保たれることが明らかである。

更に、従来のガンマ補正装置と異なり、コントラスト調
整量Ｃの直線的変化は眼によって直線的に知覚される。

対数的に変化する眼の感度は該陰極線管の指数的な応答
特性によって補償される。

更に、単色ビデオカメラによって発生された信号は、式
： ％式％ によって表わされ、ここで、■は発生される電圧を示し
、Ｌａは該カメラによって受光された輝度を示し、γ　
は回折ガンマ（〜０．４）を示し、ａ　　　　　　　　
　　　　　　　− Ｋａは定数である。

該カメラが本発明による補正回路を含む画像処理回路を
介して陰極線管に接続されることによって、式； ％式％ によって表わされる復元輝度（ａ　ｒｅｓｔｏｒｅｄ　
ｌｕｍｌｎａｎｃｅ）　ＬＲＥ　Ｓが得られ、ここで、
γ　　　は該ＥＳ 陰極線管のガンマ指数を示し、ＫＲＥ　Ｓは定数である
。

従って、該陰極線管によって復元せしめられた輝度ＬＲ
ＥＳは該カメラ（灰色レベルの正しい復元）によって分
析された輝度Ｌａに比例する。該条件はγ　　　−１／
γ　のときに満足される。

ＲＥＳ　　　　　　　　　　ａ 実際、分析ガンマ指数のγ　は陰極線管のガンマ指数の
逆数であり、従って、該条件は自動的に満足され且つ、
該分析ガンマ指数の値の逆数を該陰極線管に対する基準
ガンマ指数値とすることによって適応せしめられる。

該陰極線管の変位関数を直線化することを目的とする１
／γＬタイプの従来の補正方法の場合には、該条件を得
ることはできない。従って、該カメラからの信号を個々
にあらかじめ補正する必要があり、このことは比較的重
大な欠点となる。

第４図に示す構成の実施例においては、該補正はもはや
該陰極線管内の画像チャネル内で行なわれず、該コント
ラスト調整回路内で行なわれる。

該実施例においては、コントラスト変更回路１゜２とコ
ントラスト調整装置４との間のコントラスト制御信号Ｃ
に作用する２つの補正装置１０，１１によって補正がな
される。

補正装置１０．１１は、コントラスト制御信号Ｃを赤色
画像信号ラインＲに対する０７Ｂ／７Ｒで表わされるコ
ントラスト制御信号及び緑色画像信号ラインに対する０
７８／７Ｇで表わされるコントラスト制御信号に変換す
る。

既に述べたように、輝度信号は、式： ％式％） から得られる。

該補正方法は既に述べた方法に対してもう１つの利点を
有する。すなわち、補正回路１０．１１は低速制御回路
内に配設されるので高い通過帯域（〜ビデオ帯域）を有
する必要がないことである。

かかるタイプの応用例においては、該変位関数は入力変
数がコントラスト制御信号Ｃであるか画像信号Ｒ，Ｇ、
であるかによって異なる。

従って、入力変数がパラメータとして信号Ｒ１Ｇ、Ｂを
有する信号Ｃである場合には、該変位関数はＬＬ　−Ｋ
ｔ　（Ｍｔ）γＲＥＦの形で表わされ、ここでγ　　　
は基準電子銃の係数である。

ＥＦ 一方、入力変数がパラメータとして信号Ｃを有する画像
信号Ｒ，Ｇ、Ｂである場合には、該変位関数はＬｔｌ−
Ｋｔ　（Ｍｔ）γシの形で表わされ、γｉは捕正さるべ
き電子銃のガンマ係数である。

第５図のグラフに示す曲線は、本発明による装置８，９
，１０．１１によってなされる補正幅Δｙが従来の１／
γｉタイプによる補正幅よりも極も めで小さいままであることを示している。

これらの曲線は基準ガンマ指数がｌ　　　であＲ＋２ す、他の電子銃に対するガンマ指数がγｉ−２゜５であ
り、陰極変調Ｍｉ（該陰極線管の「フル・オン（ｆ’ｕ
ｌｌ　ｏｎ）　Ｊに対応する）がＭｔｍ３である実施例
に対してプロットされたものである。

該グラフは、更に、式ｙ−Ｍｉ　　（ガンマが１に等し
い）に対応する曲線２０と、式： ％式％ によって表わされ且つ前記指示値を代入した場合０．８ ｙ■Ｍｉ　　　に対応する曲線２１と、式：％式％ すなわち、ＹｍＭｉ０・４に対応する曲線２２とを含ん
でいる。

本発明１こよって提供された補正方法に対応する曲線２
１の場合においては、関数Ｙ−ＭｔＯ°８の微分係数（
ｄｒｉｆ’ｔ）が直線ＯＡの傾斜に等しいとき補正量Δ
ｙは最大幅となり、点Ａの座標はＭＣ−３、Ｙ−３°”
−２，４１となる。

直線０’Ａ（７）傾斜はＹ／ＭＬ　−２，４１／３−０
．８１：等しく、該関数の微分係数はｄｙ／ｄＭｉ−０
．８Ｍｔ−０°２と書くことができる。

従って、該最大補正幅に対応するＭＣの値を求めること
ができる。すなわち、０．８Ｍｔ’−２−０．８からＭ
シー１となり、ｙｌ及びｙｌは曲線２１及び直線ＯＡ上
のＭｔの値に相当し、Ｙ、−Ｍｔ’°８−１ ｙｌ−０，８Ｍｔ−０，８ となる。

従って、該補正幅の最大値はｙｌとｙｌとの差を取るこ
とによって得られ、ｙ、−ｙｌ−Δｙ−０，２となる。

１／γｉタイプの補正（曲線２２）における最も 大補正幅は類推的に決定される。すなわち、点Ａ′の座
標はＭｔ−３，Ｙ’　−３”’−１，５５に等しく、線
分ＯＡ’の傾斜はｙ′／Ｍｔ■０．。

５２に等しく、変化率ｄＹ’　／ｄＭεは、−〇、６ ｄＹ’　／ｄＭｔ−０，４Ｍｉ　　−０．５２となり、
最大補正幅に対応するＭｔの値はＭｔ−〇、６５となり
、Ｙ、／及びｙ２′の値は、Ｙ＋　’−０．６５”’　
＝０．８４ Ｙ２’−０，６５ＸＯ，５２−０，３４となる。

従って、最大補正幅はｙ＋　’　−Ｙ２　’　”０．　
５となる。

明らかに、この最大補正幅は既に求めた値、すなわち、
ｙ＋　−Ｙ２−０．２よりもか°なり大きい。

上記の特徴に依り、スイッチング装置を第６図に示すよ
うな傾斜を有する曲線の補正用として用いることができ
る。該スイッチング装置は通常演算器Ａ１と抵抗Ｒｌ　
＊　Ｒ２とからなる増幅−加算器回路を含み、該増幅器
の入力端子は抵抗Ｒ３と、演算増幅器Ａ２及び抵抗Ｒａ
　、Ｒ５、Ｒ６を含む第１閾値供給装置（閾値Ｓ＋）と
、演算増幅器Ａ３及び抵抗Ｒｙ　、Ｒ６、Ｒｇを含む第
２閾値供給装置（Ｓ＋よりも大きい閾値Ｓ２を有する）
とを介して信号Ｍｔを供給される。

従って、該補正装置によって、第７図に示す３つの直線
からなる補正曲線の数学的モデルを作成することができ
る。すなわち、該補正曲線は、点Ｏと第１閾値供給装置
による閾値に対応するＭｉの値との間に含まれ且つ増幅
回路Ａ＋　、Ｒ＋　、Ｒ２、Ｒ３の利得に相当する傾き
を有する第１の直線線分２３と、２つの閾値供給装置の
閾値Ｓ＋。

Ｓ２に対応するＭｔの値との間に含まれ且つ増幅回路Ａ
＋　、Ｒ＋　、Ｒ２，Ｒ３の利得と第１閾値供給装置の
利得とを合成した利得に相当する傾きを有する第２の直
線線分２４と、第２閾値Ｓ２と前述の点Ａに対応するＭ
ｔの値との間に含まれ且つ該増幅回路の利得と該２つの
閾値供給装置の利得とを合成した利得に相当する傾きを
有する第３の直線線分２５とからなる。

以上の如く、該補正装置の原理は極めて簡単である。更
に、該補正曲線の数学的モデルは極めて少数の線分を使
って作成できるにもかかわらず優れた補正精度を得るこ
とができる。更に、該補正装置は温度に対して安定して
いるという利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は３色陰極線管が装備されたビデオ回路を示すブ
ロック図であり、第２図は通常使用されるガンマ補正回
路を有する第１図と同様のブロック図であり、第３図は
第１図及び第２図と同様の回路において本発明による補
正方法が使用され且つ画像信号に対して直接に補正がな
されるビデオ回路を示すブロック図であり、第４図は補
正がコントラスト調整信号に対して行なわれる本発明の
他の実施例を示すブロック図であり、第５図は本発明に
従ってなされた補正幅を従来のガンマ補正と対比させて
示したグラフであり、第６図は直線ビデオ回路を示すブ
ロック図であり、第７図は直線線分によって補正曲線の
数学的モデルを作成する方法を示すグラフである。 主要部分の符号の説明 １、２．　３・・・・・・変調信号供給回路５、６．７
．８．９．　１０．　１１・旧・・補正回路４・・・・
・・コントラスト調整装置 Ｔ・・・・・・陰極線管

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極線管の電子銃の陰極変調信号に対して同時に
   作用するコントラスト制御回路を具備する多色陰極線管
   のためのガンマ補正方法であり、前記陰極線管の電子銃
   のうちの１つを基準電子銃として前記基準電子銃の変位
   関数、すなわち前記基準電子銃から発生される輝度をＬ
   ｒｅｆとし且つ前記基準電子銃のガンマ指数をγ＿ｒ＿
   ｅ＿ｆとするとＬｒｅｆ＝Ｋｒｅｆ（Ｍｒｅｆ）＾（γ
   ＿ｒ＿ｅ＿ｆ）として表わされる関数を基準とすること
   と、前記基準電子銃以外の他の電子銃の陰極変調信号Ｍ
   ｉを前記他の電子銃の前記ガンマ指数をγ＿ｉとすると
   Ｍ＿ｉ＾（γ＿ｒ＿ｅ＿ｆ）＾／＾（γ＿ｉ）によって
   表わされる値に変更するための補正値を前記他の電子銃
   に供給して前記他の電子銃の変位関数を前記基準電子銃
   の前記変位関数に対して比例せしめることによって、前
   記陰極線管のコントラスト制御信号レベルの如何にかか
   わらず前記輝度の比率を一定に保つことからなるガンマ
   補正方法。
2. （２）前記補正が直線線分を用いて補正曲線ｙ＝Ｍ＿ｉ
   ＾（γ＿ｒ＿ｅ＿ｆ）＾／＾（γ＿ｉ）の数学的モデル
   を作成することによって実行されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のガンマ補正方法。
3. （３）前記補正が前記画像チャネル内において前記電子
   銃の陰極変調信号に対して直接適用されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のガンマ補正方法。
4. （４）前記補正が前記コントラスト制御信号に対して適
   用されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ガンマ補正方法。
5. （５）前記補正が補正さるべき各電子銃毎に、前記陰極
   変調信号に対してなされる補正曲線を決定することと、
   前記変調信号の変動範囲に対応する直線線分を用いて前
   記補正曲線の数学的モデル作成をすることと、前記変動
   範囲の各範囲において前記数学的モデルによる曲線の対
   応する直線線分の傾きに依存する利得によって前記変調
   信号を増幅することとからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のガンマ補正方法。
6. （６）ｎ個の電子銃を有する多色陰極線管が用いられる
   場合において、基準とされたｎ番目の電子銃のガンマ指
   数をγ＿ｒ＿ｅ＿ｆとし且つ補正さるべき電子銃のガン
   マ指数をγ＿ｉとすると、（ｎ−１）個の電子銃の各々
   に対して各電子銃の陰極変調信号をγ＿ｒ＿ｅ＿ｆ／γ
   ＿ｉ乗すべくなされた補正回路を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のガンマ補正方法を実施した
   補正装置。
7. （７）前記補正回路が前記（ｎ−１）個の対応する電子
   銃に対してコントラスト変更回路を接続する赤色及び緑
   色ビデオ回路内に配設されてなることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の装置。
8. （８）前記補正回路が前記コントラスト調整装置を前記
   （ｎ−１）個の電子銃に対して割り当てられたコントラ
   スト変更回路に接続する回路内に配設されてなることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項記載の補正装置。
9. （９）前記補正回路が傾斜スイッチング回路（Ｓｌｏｐ
   ｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ）からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。
10. （１０）前記補正回路は補正さるべき信号が直接若しく
    は少なくとも１つの閾値供給装置を介して供給される増
    幅−加算回路を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    ６項記載の装置。