JPS63284981A - コントラスト制御装置 - 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 本発明は、周辺光に応答して手動および自動的にビデオ
信号の大きさを制御する画像のコントラスト制御装置に
関する。

発明の背景 テレビジョン受像機のようなビデオ信号処理および表示
のシステムは、通常、そのシステムの画像再生用受像管
によシ表示される画像に関するコントラストの所望のレ
ベルを実現するために、ビデオ信号のピークからピーク
の大きさを手動で制御するための視聴者による調整装置
（例えば、ポテンシオメータ−あるいは遠隔制御装置）
を含んでいる。また或る種のビデオ表示システムは、表
示された画像が見ている環境における周辺光の状態の関
数として画像のコントラストを自動的に制御する装置を
含んでいる。これは、典型的には、光依存性抵抗器に当
たる周辺光の債が受像管の表示スクリーンに当たる光の
量に比例するように、受像管の表示スクリーンの表面に
十分近く配置される光依存性抵抗器（ＬＤＲ）もしくは
同等の装置のような光に感応する可変導電装置によシ実
現される。光依存性抵抗器のインピーダンスは、典型的
には周辺光のレベルに反比例して変化するから、画像の
コントラストは周辺光のレベルが増減するのに応じて増
減する。

ディジタル語制御システムが、テレビジョン受像機にお
いて、しばしば都合よく使われる。例えば、テレビジョ
ン受像機がディジタルのビデオ信号処理を行なっていな
くても、コントラスト制御のためにディジタルの制御シ
ステムが使われると便利である。ディジタルの制御シス
テムは種々の方法で実現することができる。−例をあげ
ると、２進のレート乗算器（ＢＲＭ　）　、例えば、ア
ールシーニー　コーポレーション（ＲＣＡ　Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ　）のソリッド　ステイト　ディビジョン
（５ｏｌｉｄＳｔａｔｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　）から市
販され入手可能なタイプＣＤ４０８９Ｂ　　ＢＲＭある
いはテキサス　インスッルメンツ　コーポレーション（
Ｔｅｘａｓ　ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＣｏｒｐｏｒａｔ
ｉｏｎ　）から市販され入手可能なタイプＳＳＮ３４９
７ＢＲ、もしくは、パルス幅変調器（ＰＷＭ　）を含ん
でいるディジタル・アナログ変換！　（ＤＡＣ）の手段
を用いることにより実現できる。２進のレート乗算器あ
るいは・ぐルス幅変調器は、制御レベルを表わすディジ
タル語に応答してパルス信号を発生する。このｉ９ルス
信号は直流（ＤＣ）の制御信号を発生するように濾波さ
れる。このパルス信号の平均値は、パルス信号の衝撃係
数を変化させることにより変えられる。２進のレート乗
算器の場合、単位時間当たりのパルス数が変えられ、・
母ルス幅変調器の場合は、パルス唱が変えられる。

このようなディジタル・アナログ変換器による制御装置
は、コントラスト制御（しばしば画像制御と呼ばれる）
の目的の場合のようにビデオ信号の振幅を制御するため
の有用な装置である。この制御装置は、比較的高価なポ
テンシオメータ−の必要性を無くし、繰り返えしの実行
ができるので便利である。さらに、所望の値を有する或
る関数に関連するメモリ・ロケーションをプログラムす
ることによシ、工場におけるノリセット調整を容易にか
つ安価に実行することができる。

周辺光の状態に応じてコントラスト制御を行なう手段を
含むシステムにおいて、環境は、手動によるコントラス
ト制御の設定および周辺光の関数としてのコントラスト
制御の相互作用によシ、表示画像がほとんどあるいは完
全に消えるほどビデオ信号を減衰させるようなものであ
シ得ることが知られている。このようなことは、例えば
、視聴者によって操作される手動によるコントラスト制
御が低い周辺光の状′況において最大の設定より低いと
きに起こる。この状態は、混乱させるものであり、視聴
者はテレビジョン受像機が動作しなくなったものと思い
、不必要なサービスを要求する電話をかけることになる
。

最後に述べた状態は、例えば、ディジタル・アナログ変
換器を使う周辺光に応答するコントラスト制御システム
の場合に見られる。このような場合、コントラスト制御
の観点からは望ましいものであるが、ディジタル・アナ
ログ変換器の広い動作範囲は、変換器が低い周辺光の状
態の下で制御範囲の低い方の端の近くで動作するとき表
示画像が消えてしまうほど広いものである。ディジタル
・アナログ変換器の動作範囲を制限することは、コント
ラスト制御の解像度を許容できないほど低下させること
になるので望ましくない。

発明の概要 本発明の原理に従って、ビデオ信号の過度の減衰に起因
して表示画像が消えないようにするために、コントラス
ト制御電圧を制限する制限回路を含み、周辺光に応答す
るコントラスト制御装置が開示される。開示された本発
明の好ましい実施例において、“ソフト（ｓｏｆｔ）″
制限回路は、制限回路の閾値に達した後、ある程度コン
トラスト制御を許容し、視聴者が制限回路の動作に気づ
く可能性を減少させるために使われる。

実施例 第１図において、ビデオ信号は、ビデオ信号源１０から
画像表示受像管１５を駆動するのに適した大きさにビデ
オ信号を増幅するビデオ信号処理回路１２に供給される
。ビデオ信号の最高−最低の振幅、それ故表示された画
像のコントラストは、制御信号源２０からの制御信号に
応答して最終的に制御される。この例において、制御信
号源２０は視聴者が操作する遠隔制御装置の一部を構成
する。視聴者によって選択されるコントラストのレベル
に応答して、制御信号源２０は受像機に取り付けられる
インターフェース装置２１によシ受け取られる２進形式
の符号化信号を伝送する。例えば、制御信号源２０が赤
外線遠隔制御装置の場合、インターフェース２１は受け
取った２進の赤外線信１−マイクロプロセッサ２２によ
り処理されるのに適した２進の電気信号に変換する。イ
ンターフェース装置２１は、受け取った２進信号を符号
化情報を含む直列あるいは並列の２進信号に変える。こ
れにより、コントラスト関数に関連づけられるメモリに
蓄積されたディジタル語を増減するのに適した命令がマ
イクロプロセッサ２２に供給される。

マイクロプロセッサ２２は、後で更に詳細に説明するよ
うに、２進の信号出力を既知構成の２進のレート乗算器
（ＢＲ）Ａ　）に供給する。２進のレート乗算器２４か
らの２進出力信号は、抵抗２８および抵抗３１とフィル
タ・コンデンサ３３を含む積分回路網すなわち低域通過
フィルタ回路網３０を介して伝達される。２進のレート
乗算器２４からの出力信号は、マイクロプロセッサ２２
から供給されるコントラスト制御情報によシ決まるパル
ス幅（衝撃係数）を有し、はぼ一定の振幅の・ぐルスで
構成される。２進のレート乗算器から発生されるパルス
信号の衝撃係数は、２進のレート乗算器２４の出力Ａ？
ルス信号が回路３０によって積分されるときコンデンサ
３３に発生する直流電圧を決定する。この直流電圧は、
ビデオ信号の大きさを制御するため、従って再生画像の
コントラストを制御するためにビデオ信号処理回路１２
のコントラスト制御（利得制御）入力に供給される。

抵抗２８は２進のレート乗算器２４の出力電流を制限し
、また所定の周辺光の状態に対して低い方の範囲の制限
装置としても動作する。抵抗３１の値は、コンデンサ３
３と組み合わさって、２進のレート乗算器の出力信号の
適当な低域通過濾波を与えるように選択される。コンデ
ンサ３３の充電および放電の時、定数は、主に抵抗３１
の値によって決まる。抵抗２８の値も放電時定数に影響
を与える。抵抗３１および抵抗４２の値にょシ決定され
るようなコンデンサ３３の充電時定数および、抵抗２８
および抵抗３１の値にょシ決定されるような放電時定数
は、実質的に等しいかあるいは互いの１０％以内にある
ことが望ましい。このためには、典型的には抵抗３１の
値が抵抗２８および抵抗４２の値よシ相当大きいもので
あることが必要である。

周辺光の状態に応答する補助のコントラスト（利得）制
御は、電圧源５０、フィルタ・コンデンサ４５、抵抗４
１、エミッタ・ホロワ−・トランジスタ４０およびグル
・アップ抵抗４２を含む回路網によシ与えられる。電圧
源５０は、周辺光に応答する光依存性抵抗器（ＬＤＲ）
　５２および正の直流（ＤＣ）動作電位源（＋）と大地
基準電位間に分圧器として配置される抵抗５３および抵
抗５４を有する可変インピーダンス回路網を含んでいる
。

光依存性抵抗器５２は、光依存性抵抗器５２に当る光の
量が受像管の表示スクリーンに肖る光の蛍に比例するよ
うに受像管１５の表示スクリーンの近くに配置される。

電圧源５０からの補助のコントラスト制御電圧ＶＡは、
周辺光の強さに応じて変化する光依存性抵抗器５２のイ
ンピーダンスに応じて変化スる。

制御電圧ＶＡは、抵抗４１、エミッタ・ホロワ−・トラ
ンジスタ４０および抵抗４２を介して、２進のレート乗
算器の出力信号が発生するノードＡに伝達される。制御
電圧ＶＡは、周辺光の状態に応答して一ノードＡにおけ
る２進のレート乗算器の出力信号に関連づけられる直流
唾を変更する。これは、周辺光の状態に応答して表示画
像のコントラストを制御する補助の手段を与える。

抵抗５３の値は、光依存性抵抗器５２の抵抗の所定の変
化に対して発生する画像コントラスト中における変化の
量を制御するように選択される。

特に、抵抗５３は、光依存性抵抗器５２の感度を減じる
。抵抗５３を用いると、抵抗５３を用いないときより周
辺光度の所定の変化に対して、より小さなコントラスト
の変化が発生する。従って、光依存性抵抗器の特性にお
けるユニットからユニットの変化はあまり目立たない。

抵抗４２は、２進のレート乗算器２４の出力のためのプ
ル・アップ抵抗であシ、ノードＡおよびトランジスタ４
０の低インピーダンスのエミッタ間に接続される。

トランジスタ４０は、２進のレート乗算器のためのプル
・アップ電圧の低インピーダンス源および補助のコント
ラスト制御電圧源の両方を表わす。

第２図は、第１図に示される２進のレート乗算器を更に
詳細に示すものである。

第２図において、マイクロゾロセッサ２２からの周期的
なりロック・タイミング信号Ｃ（例えば、Ｉ　ＭＨｚ　
）は、同様なフリッノフＣ１ｙ　ｆ　６２−６４に縦続
接続されている２で割るフリツプフロツプ６１の入力に
供給される。入力波形により示されるように、クロック
信号Ｃは、例示した期間Ｔ内に一連の１６個の周期）Ｊ
？ルスから或る。クロック信号Ｃの分周された変形信号
は、フリップフロラｆ６１−６４の出力からアンド論理
ゲート６５゜６６．６７および６８の各々の第１の入力
に結合される。アンド論理グー）６５−６８の第２の各
入力はシフトレジスタ６９の各出力から２進信号を受け
取る。シフトレジスタ６９の出力からの２進信号は、第
１図のコントラスト制御信号源２０から受け取られるコ
ントラスト制御指令に応答してマイクロプロセッサ２２
から供給されるコントラスト制御信号（１００１）を表
わす。

アンド論理ダート６５−６８からの２進出力信号はオア
論理ダート７０の各入力に結合される。

例示した２進のコントラスト制御信号（１００１）Ｋ応
答して発生するオア論理ゲート７０からの２進出力信号
は波形で図示されている。周期的クロック信号Ｃと比較
して、オアダート７０からの出力信号は、シフトレジス
タ６９からの２進コントラスト制御信号で決まる衝撃係
数を有する一定振幅のパルス信号を構成する。オアグー
ドア０からの出力信号は、シフトレジスタ６９からの２
進信号中のコントラスト制御情報の関数である直流成分
を表わす。これは、先に説明したように、周辺光の状態
に関連する補助のコントラスト制御直流清報によりノー
ドＡにおいて変更される。

ノードＡにおける信号の直流値は、積分回路３０により
コントラスト制御をするために復元される。積分回路３
０により時間積分されると、２進のレート乗算器２４の
出力信号は次式に従ってコンデンサ３３に直流電圧を供
給する。

−ｘ　　ｖｐ ｎ ここでＮ＃は２進のレート乗算器の出力数（時間単位当
たシの・ぐルス数）であシ、“ｎ”は２進のし一ト乗算
器の２進ピツトの段数（この例では４）であり、’ｖｐ
’は、トランジスタ４ｏのエミッタにおけるプル・アッ
プ電圧の大きさである。Ｎは０と２ｎの間で変化し、例
示された４ビツトの２進のレート乗算器２４の場合は０
と１６の間で変化する。２進のレート乗算器２４は、１
７１６倍の２進入力が掛けられたクロック入力・ぐルス
周波数である出力パルス周波数を発生する。例えば、２
進の入力数（マイクロプロセッサ２２を介してシフトレ
ジスタ６９からの）が１３の場合、１６個の入力ノクル
スごとに１３個の出力パルスが存在する。この点に関す
る追加の情報についてはアールシーニー　コーポレーシ
ョンのソリッド　ステイト　ディビジョンから市販され
入手可能なタイプＣＤ４０８９　Ｂの２進レート乗算器
用の技術データシートを参照されたい。

シフトレジスタ６９の２進出力信号の情報内容は、視聴
者によりコントラストの変更指令が行なわれるまで変わ
らない。従って、所定のコントラスト制御設定について
、シフトレジスタ６９の２進出力信号（例えば、１００
１）は連続して発生し、最終的には積分回路３０によシ
対応する直流コントラスト制御電圧に変換される。視聴
者がコントラスナ変更を開始すると、マイクロゾロセッ
サ２２は、新しい２進出力信号（例えば、１１０１）が
発生し、次のコントラスト制御変更が行なわれるまでそ
の状態のままでいるようにレジスタ６９に新しいコント
ラスト情報を供給する。

周辺光の変動に因るゾル・アップ電圧（トランジスタ４
０のエミッタにおける）の変化は、２進レート乗算器の
任意の所定出力信号について予測可能な対応するコント
ラスト変更を有利に発生する。例えば、ゾル・アップ電
圧の大きさの５０チの変化は、２進のレート乗算器の出
力信号の形式（すなわち、衝撃係数）に関係なく画像の
コントラストに５０％の変化を発生させる。

再び第１図を参照して、本発明の原理による制限回路８
０は、コントラスト制御装置に含まれる。

制限回路８０は、正の直流電位源および大地間に結合さ
れる分圧抵抗８２および８５を含んでいる。

通常、非導通のりミツター・ダイオード８４は、抵抗８
２および８５の結合点と、利得制御電圧が発生するコン
デンサ３３の端子との間に、図示されるように接続され
る。ダイオード８４の所望の閾値動作状態は、抵抗８２
および８５の接続点からダイオード８４のアノードに供
給されるバイアス電圧によシ設定される。後述するよう
に、コンデンサ３３に加わる電圧が、減少した画像コン
トラストに関連する方向に十分に減少するとき、リミッ
タ−・ダイオードは導通状態になる。導通状態の時、ダ
イオード８４は、第３図に関連して説明されるように、
ダイオード８４のオフセット電圧降下よシ小さい、抵抗
８２および抵抗８５の接続点に発生する直流電圧に関連
する値にコンデンサ３３にかかる電圧を制限する。

第３図のコントラスト応答特性は、２進のレート乗算器
２４の出力からの制御信号およびビデオ信号処理回路１
２に供給されるコントラスト制御電圧ＶＣとの間の関係
を表わす。２進のレート乗算器２４からの制御信号は、
２進のレート乗算器の出力数の項で表わされる、すなわ
ち、２進のレート乗算器の出力信号におけるＯから２ｎ
までの“ステップ”の数である。コントラスト応答特性
は、最小のコントラストが発生する点Ｐ１、最大のコン
トラストが発生する点Ｐ２および中間の点Ｐ３を含んで
いる。

点Ｐ３および点２２間のコントラスト応答特性は、この
例においては、およそ１（１：１）の非零の変化の割合
を有する第１のほぼ線形の特性を示す。点Ｐ３および点
２１間のコントラスト応答特性は、異なる（よシ平坦な
）非零の変化の割合を有する第２のほぼ線形の特性を示
す。点Ｐ３および点Ｐ１の間の応答特性は、後述するよ
うに、制限回路８０の１ソフト”制限動作による。先に
説明したようにリミッタ−・ダイオード８４がコンデン
サ３３に生じる制御電圧に応答して導通するとき、ソフ
ト制限領域が点Ｐ３において始まる。

点Ｐ３および点２４間の破線は、回路８０の制限動作が
ない場合に現われる点Ｐ２および点Ｐ３の間の応答特性
の延長を表わす。

制限回路８０の動作は、点Ｐ１における最小のコントラ
スト電圧が、特に低い周辺光の状態の下で表示画像を実
質上消すのに十分なほどビデオ信号を減衰させる電圧（
４，０，ｊ＝’ルト以下）よりも十分に大きい状態に留
まることを確実にする。この場合、周辺光が減少するに
つれて、光依存性抵抗器５２の動作は、それが無い場合
に生じる最小のコントラスト終点Ｐ４を比例して下方に
シフトさせ、それによって表示画像を消すのに十分低い
制御電圧の所に終点Ｐ４を位置づける。この作用は、低
い周辺光の状態に対して制限回路８０が無い場合に発生
する応答特性Ｐ　２’　−Ｐ　４’で示される。この効
果は、表示画像が消えるのを防止するのに十分な電圧に
最小コントラスト終点Ｐ１を保持する制限回路８０の動
作によシ最小コントラスト終点に関して起こる。

制限回路８０のソフト制限動作は、制限回路８０の動作
が視聴者によって気づかれないようにするために、制限
領域ＰＩ−Ｐ３における変化の非零割合を発生する。従
って、領域ＰＩ−Ｐ３におけるコントラスト制御の変化
の割合は、非制限領域Ｐ３−Ｐ２における変化よシも小
さいが、視聴者の指令に応じて、小さいが知覚できるコ
ントラストの変化を発生させるには十分である。

制限回路８０によシ発生される”ソフト”制限の程度は
、第１図の点Ａにおける有効な駆動源インピーダンスに
対する抵抗８２および８５のテブナン（Ｔｈｅｖａｎｉ
ｎ　）の等価インピーダンスの値の関数である。名目上
のソフト制限、非常にソフトな制限あるいはハードな制
限は、テプナンの等価インピーダンスの値が駆動源イン
ピーダンスの値にほとんど等しいか、はるかに大きいか
、あるいははるかに小さい場合にそれぞれ発生する。制
限閾値および制限動作の滑らかさの両方は、抵抗８２お
よび抵抗８５の値を適合させることによって調整するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるコントラスト制御装置ヲ含ムチ
レビジョン受像機のビデオ信号処理システムの一部を示
す。 第２図は、第１図の装置の一部の回路の詳細を示す。 第３図は、第１図のコントラスト制御装置の制御特性を
示す。 ２０・・・制御信号源、２１・・・インターフェース装
置、２２・・・マイクロプロセッサ、２４・・・２進の
レート乗算器、３０・・・積分回路網（低域通過フィル
タ回路網）、４０・・・エミッタ・ホロワ−・トランジ
スタ、５０・・・電圧源、５２・・・光依存性抵抗器、
８０・・・制限回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリーンを有する画像表示装置を含んでいるビ
   デオ信号処理システムにおけるコントラスト制御装置で
   あって、 ビデオ信号を受け取る信号入力、前記ビデオ信号の大き
   さを制御するために利得制御信号を受け取る制御入力、
   および出力を有するビデオ信号処理手段と、 第１の利得制御信号を発生する第１の手段と、第２の利
   得制御信号を発生する第２の手段であって、周辺光を受
   け取るように配置されて周辺光に感応する可変導電手段
   を含んでいる前記第２の手段と、 前記制御入力に合成された利得制御信号を発生するため
   に、前記ビデオ信号処理手段の前記制御入力に前記第１
   および第２の利得制御信号を伝達する伝達手段と、 前記伝達手段に結合され、前記合成された利得制御信号
   の大きさを制限し、前記ビデオ信号の減衰が前記ビデオ
   信号の予め定められるレベルを越えさせる前記合成され
   た利得制御信号の或る方向における遷移を防止する閾値
   導電手段とを含む、前記コントラスト制御装置。