KR100188242B1 - 비디오 제어 회로 - Google Patents

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크리트먼 어윈 엠
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Abstract

콘트라스트 제어회로(54)는 비디오 신호와 제한 빔 전류를 조정하기 위해서 비디오 신호의 비디오 이득을 연속적으로 변화시키는 비디오 이득 제어신호를 발생시킨다. 콘트라스트 제어회로는 비디오 신호 피크에 응답하는 자동 콘트라스트 제어회로(24), 평균 화상 세기와 관련된 빔 전류 제어신호에 응답하는 콘트라스트 제한기(70)와 수동 제어회로(20)로 구성되어 있다. 명도 변조기 회로(72)는 콘트라스트와는 역으로 비디오 신호의 명도를 연속적으로 조정하기 위한 콘트라스트 제어신호에 응답한다. 명도 변조는 화상 속 화상 비디오 제어회로의 한 부분으로서 유용하며, 삽입 제2 화상을 가지고 있는 일차 화상을 만들기 위해서, 비디오 증폭기(52)에 제1과 제2 비디오 신호들을 교대로 공급하는 선택기(34)와 제1과 제2 비디오 신호들을 위한 비디오 소스들(30,32)을 추가로 포함하고 있다.

Description

비디오 제어 회로
제1도는 본 발명에 따른 화상속 화상(pix-in-pix) 비디오 제어 회로를 도시한 도면.
제2도는 제1도에 도시된 빔 전류 제한 회로(beam current limiting circuitry)를 도시한 회로 개략도.
제3도는 콘트라스트 레벨(contrast level) 제어 전압의 함수로서 명도 변조기(brightness modulator)에 의해 발생된 명도 제어 전압 변화를 설명한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14 : 휘도/색도 처리 회로 18 : 빔 전류 감지 회로
24 : 자동 콘트라스트 제어 회로 38 : 코움(comb) 필터
52 : 휘도 증폭기 72 : 명도 변조기
본 발명은 일반적으로 텔레비젼 수상기, 비디오 모니터 등의 키네스코프(Kinescope)에서 전자 빔 전류를 제한하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 영상 콘트라스트(image contrast) 및 명도 제어(brightness control)와 관련한 전자 빔 전류(beam current) 제한 분야에 관한 것이다.
칼라 텔레비젼 수상기 등의 키네스코프에 의해 재생된 영상 성분은 휘도(luminance) 및 색도 정보(chrominance information)를 포함하고 있다. 휘도 정보는 특히 비디오 신호를 나타내는 영상의 첨두치(peak-to-peak) 진폭(영상 콘트라스트와 관련 있음) 및 비디오 신호의 DC 성분(영상 명도 또는 배경 레벨(background level)과 관련있음)에 의해 한정된다. 영상 명도 또는 배경 레벨은 흑색 레벨(black level)과 관련되어 있다.
키네스코프에 의해 도출된 전자 빔 전류는 키네스코프에 결합된 비디오 신호의 DC 성분 및 진폭 함수이다. 과도한 빔 전류는 수상기 또는 모니터의 휘도 신호 처리 채널에 종종 포함되어 있는 수동으로 조절되는 명도 및 콘트라스트(contrast) 제어 회로들의 조절과 비디오 신호 성분에 의해서 발생될 수 있다. 주로 백색 정보. 최대 위치에서의 수동의 콘트라스트(manual contrsat) 또는 명도 제어 세팅 또는 이들 요소들의 조합을 포함하고 있는 명도 영상(bright images)을 나타내는 비디오 신호들이 존재할 때, 높은 빔 전류가 발생될 가능성은 높아진다.
과도한 피크 빔 전류는 수상기로 하여금 새도우 마스크(shadow mask)의 국소화 블리스터링(localized blistering), 또는 전자 빔 스폿 초점 이탈(defocusing)로 인해 생기는 저하된 영상을 발생시키도록 하며, 칼라 순도(purity)에 나쁜 영향을 미친다. 과도한 평균 빔 전류는 수상기의 편향 시스템 기능에 나쁜 영향을 주며, 초점 번짐(blooming)을 발생하며, 수상기에 손상을 주게된다. 어떤 형태의 자동 콘트라스트 제어 시스템은 종종 신호 및 높은 평균 빔 전류를 발생하지 않는 시청자 조절 상태하에서, 피크 빔 전류를 제한 하기 위해, 수상기에 포함된다. 그러한 시스템은 비디오 신호의 피크값에 대해 최소한 어느 정도로 응답하여 자동적으로 콘트라스트를 감소시킴으로써, 피크 전류를 제한한다. 일반적으로 수상기는 과도한 평균 빔 전류를 방지하기 위해 자동 빔 제한기 회로를 구비한다. 그러한 회로는 빔 전류를 감지하며, 빔 전류가 임계값을 초과할 때, 콘트라스트 또는 명도 중 하나, 둘다를 자동으로 감소시킨다.
자동 빔 전류 제한은 과도하지 않은 빔 전류 레벨에 대해서도 문제를 발생시킨다. 빔 전류 제한기는 빔 제한기(beam limiter) 동작으로 인해 생기는 영상성분의 변화를 시청자가 불필요하게 감지하는 것을 막으면서 동작해야만 한다. 일반적으로 말하면, 시청자는 종종 영상 콘트라스트보다 더 빠르게 영상 명도 변화에 의해 발생된 영상의 배경 조명(background illumination) 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 빔 전류 레벨의 안정한 범위에서 빔 전류 제한은 자동 콘트라스트 제어에 의해 실행된다. 그러나, 빔 전류 제한이 재생된 영상의 색도 및 휘도 정보와 콘트라스트 및 명도 사이의 관계를 무리하게 업셋팅(upsetting)하지 않고 이루어지는 것이 중요한 일이다. 상기 종래 기술은, 예를 들어 콘트라스트 제어의 어떤 범위가 모두 이용된 후에, 명도를 제어할 필요를 인식하게 되었다.
다양한 자동 빔 전류 제한기 시스템은 텔레비젼 수상기 등의 콘트라스트 및 명도 제어 회로와 같이 동작한다. 아래와 같은 미합중국 특허출원에서 상술된 바와 같이, 많은 시스템이 빔 전류의 다른 범위에서, 콘트라스트 및 명도의 제어를 개선하기 위해 제공된다. 샤네릴 2세의 제4,126,884호, 하우드의 제4,253,110호, 아베리의 제4,253,121호, 세라피니의 제4,137,552호.
비디오 이득을 조절함으로써, 명도뿐 아니라 콘트라스트에 영향을 주는 빔 전류 제한 회로가 과도하거나 또는 위험하지 않은 빔 전류 레벨의 범위 내에서 동작할 때, 때때로 특별한 문제가 발생한다. 대부분의 화상 프레임이 아주 밝을 때, 즉 높은 백색 레벨을 가지고 있으나, 영상의 작은 부분이 어두울 때에, 상기 상태가 일반적으로 발생한다. 대부분의 영상에 대한 높은 백색 레벨은 높은 평균 빔 전류 레벨을 발생하는데, 이것은 보상이 필요한 과도한 명도 레벨로서 자동 빔 제한기 회로에 의해 해석되어진다. 따라서, 그러한 자동 회로는 콘트라스트 레벨 또는 명도 레벨 또는 2가시 레벨을 동시에 감소 시킨다. 콘트라스트 또는 명도, 또는 이 둘다의 감소는 상당히 크고 밝은 화질에 대해 인지할 수 있을 정도로 영향을 주지는 않지만, 더 작고 원래 어두운 영상 부분을 더욱 어둡게 만드는 경향이 있다. 상기 더 작은 영상 부분은 감지할 수 없을만틈 어둡게 된다. 여하튼 만약 볼 수 있다면, 화상의 아주 작고 어두운 부분내의 중요한 부분(important detail)은 보기 어려울 수도 있다.
콘트라스트 제어 회로는 일반적으로 비디오 영상에 대해 비디오 증폭기 이득을 변화시키는 제어 신호를 발생시킴으로써 영상 콘트라스트를 변화시킨다. 상기 이득의 변화는 또한 밝기를 변화시키는데, 이 밝기의 변화는 비디오 이득에 의해 직접 감소하고 증가한다. 이것은 오카다 등의 미합중국 특허 제3,873,767호에서의 수동 콘트라스트 제어의 내용에 기록되어 있다. 비디오 신호 제어회로는 신호 전송 채널에 공급된 DC 전위를 변화시키기 위해 수동 동작에 대해 응답하는 콘트라스트 제어회로를 포함하고 있다. 레벨 제어 수단은, 콘트라스트 제어 수단의 수동 조절이 이득 결정 전압을 변화시킬 때, 신호 전송 채널상의 DC 전위의 변화를 보상하기 위해 신호 전송 채널에 연결되어 있다. 상기 회로는 시청자가 콘트라스트 제어를 수동으로 잘못 조절했을 때 발생되는 저하 영향(degrading effects)을 제한하는데 효과적이다. 그러나 음극선관 빔 전류에 응답하는 회로의 명도 제한 양상만이 소정의 값을 초과한 상태에서 동작하며, 콘트라스트 및 밝기 둘다 감소시키기 위해, 비디오 증폭기의 이득과 신호 전송 채널에 공급된 DC 전위를 둥다 동시에 변화시킨다. 이러한 회로는 비디오 신호 레벨 또는 빔 전류 레벨의 동적(dynamic) 변화에 응답하는 콘트라스트 제어 때문에 생기는 명도 레벨 변화를 보상하지 않는다.
어떤 텔레비젼 수상기는 종종 화상속 화상(pix-in-pix)이라는 용어로 표현되는 제2의 화상 영상내에 있는 제1의 화상 영상을 표시하기 위한 성능을 갖는다. 화상속 화상 성능을 갖는 수상기, 또는 비디오 레코더 등은 화상-속-화상 성능이 없는 종래의 수상기처럼 종래의 동작 동안에 단일 영상을 표시할 것이다. 그러나 시청자 명령에 응답하여, 예를들어 제2비디오 소스 통상적으로 다른 방송 채널 또는 유선 텔레비젼 방송 채널로부터 나온 영상은 마이크로프로세서의 제어하에서 제1화상내에 작은 화상으로서 삽입된다. 확상속 화상 텔레비젼 제어 시스템은 크리스토퍼의 미합중국 특허 제4,638,360호, 플링 등의 제4,652,908호, 크리스토퍼의 제4,656,515호, 플링 등의 제4,656,516호에 상술되어 있다. 화상속 화상회로에 관한 상세한 설명을 위하여 이들 특허들이 본원에 참조되어 있다.
화상속 화상 동작을 위한 성능은 종래의 자동 빔 전류 제한기 회로에 대해 특별히 어려운 문제를 발생시킨다. 특히, 상기 삽입된 제2영상의 비디오 성분과 큰 제1 영상의 비디오 영상 사이에 어떤 관계가 있다면, 문제는 거의 없게 된다. 종래의 방법대로 표시된 단일 영상에서는 상당히 작고 어두운 부분과 높은 평균 화상 세기를 가진 크고 밝은 배경사이에 있는 화상 성분면에서 고찰해 본다면, 최소한 어떤 변화가 있을 것이다. 상당히 어두운 부분을 불필요하게 어둡게 하는 것은 귀찮은 일이지만, 지속적이고 커다란 문제가 되지 않는다. 그러나, 화상속 화상 환경에서, 상기 제1 및 제2 비디오 신호 각각의 비디오 성분은 상호간에 전체적으로 관계가 없다. 상기 제1 영상 및 삽입된 영상 간의 경계의 양측상에서 주요한 문제인 두 영상의 변화(transitional)가 있을 가능성은 거의 없다. 그것은 그들이 빔 전류 또는 비디오 선호 변화에 동시에 응답하여 조절되기 때문에, 영상 상이의 명도 및 콘트라스트 레벨의 불일치를 개선시킨다. 화상속 화상 환경에서 제1 및 제2 영상의 영상 성분 사이에 어떤 필요한 상호 관계가 없다면, 상기 제1 영상의 평균 또는 피크 화상 세기(intensity)에 근거하여, 콘트라스트와 명도 감소에 의해 실행되는 자동 빔 전류 제한은 삽입 영상을 저하시킨다. 이것은 종래 기술에 의해 언급되거나 해결되지 않았던 문제이다. 예를 들면, 상당히 높은 평균 화상 세기를 가지는 보다 큰 화상 부분의 화상 성분에 기초하여, 비디오 이득을 변화시킴으로써, 자동 명도 감소에 응답하여, 일반적으로 어두운 영상 부분이 저하문제를 극복하기 위해서, 본 발명은 몇몇 중요한 요소들을 인식하게 되었다.
먼저 짧은 비디오 신호 피크에 대응하는 빔 전류 레벨을 포함하는 제1 빔 전류 레벨 범위가 있다. 상기 범위 내에서는 빔 전류가 변화되지만, 과다하거나 위험할 정도의 빔 전류는 아니다. 두 번째로 비디오 이득을 감소시킴으로써, 콘트라스트를 줄이는 것도 명도를 감소시킨다. 이것은 이미 어둡고, 비교적 작은 영상 부분을 어둡게 한다. 세 번째로, 콘트라스트를 변화시킴으로써, 이루어지는 빔 전류를 제어하는 것을 방해하지 않으면서, 명도 레벨에 대해 비디오 이득 감소가 미치는 바람직하지 못한 영향을 없애기 위해서, 명도 레벨이 상승하게 된다.
본 발명은 처리된 비디오 출력 신호 제공을 위한 출력과 비디오 입력 신호 수신을 위한 입력을 가지는 회로 경로를 포함하며, 이득 제어 가능한 증폭기를 포함하는 비디오 제어회로 내에서 실현된다. 경로에 연결되고 처리된 비디오 출력 신호의 신호 표시에 응답하는 회로 수단은 화상 제어 신호 표시를 발생한다. 상기 회로 수단은 상기 경로에 연결되고 화상 제어 신호에 응답하는 콘트라스트 및 명도 제어 회로를 구비하여 상호 역으로 처리된 비디오 출력 신호의 콘트라스트 및 명도 레벨을 동시에 변회시킨다.
화상속 화상 비디오 제어 회로는 제1도에서는 블록도로 도시되어 있으며, 일반적으로 참고번호(10)으로 표시되어진다. 상기 화상속 화상 비디오 제어 회로(10)는 화상속 화상 회로(12), 휘도/색도 처리 회로(14), 빔 전류 제한기 회로(16), 빔 전류 감지(sensing) 회로(18), 자동 콘트라스트 제어 회로(24), 수동 콘트라스트 제어 회로(20) 및 수동(manual) 명도 제어 회로(22)를 구비한다.
화상속 회상 회로(12)는 제1 비디오 신호 A용 제1 비디오 소스(30)와 제2 비디오 신호 B용 제2 비디오 소스(32)를 포함한다. 상기 비디오 A 신호 및 비디오 B 신호는 각각의 라인(33, 35)에 의해 비디오 소스 스위치(34)에 입력으로서 연결되어 있다. 화상속 화상 제어 회로(36)는 라인(31)상에 있는 상기 제1 및 제2 비디오 소스(30,32)를 동작시키며 라인(37)상에 있는 비디오 소스 스위치(34)를 동작시킨다. 예를 들어 마이크로프로세서에서 나온 라인(29)상의 명령 신호에 응답하여 상기 화상속에 화상 제어 회로(36)는 비디오 소스 스위치와 제1 및 제2 비디오 소스를 동작시켜 비디오 및 비디오 B 신호를 시간 순서대로 라인(39)상의 비디오 증폭기에 교대로 공급하여 비디오 B 소스로부터 나온 삽입된 제2 화상과 더불어, 비디오 A 소스로부터 나온 제1 화상을 형성한다. 바꿔 말하면, 상기 화상속 화상 제어 회로는 비디오 소스 스위치(34)의 출력으로서 상기 비디오 A 및 비디오 B 소스중 하나 또는 다른 하나를 선택하기 위해 마이크로프로세서에 의해 명령을 받는다.
휘도는 광세기량을 표시하는데, 이것은 명도로서 눈에 의해 감지된다. 흑색 및 백색 화상에서, 더 밝은 부분들은 어두운 영역보다 더 밝은 휘도를 가진다. 어떤 칼라들이 다른 칼라들 보다 더욱 밝게 나타나므로, 서로 다른 칼라들은 휘도의 새도우를 가진다. 한편 색도는 칼라의 포화(saturation) 및 색조를 표시한다. 상기 색도는 모든 칼라 정보를 포함하지만, 명도 정보는 없다. 상기 색도 및 명도, 즉 휘도는 모두 화상 정보를 완전히 명시한다. 상기 비디오 소스 스위치(34)의 출력은 휘도/색도 코움 필터(luma/chroma comb filter)(38)에 대한 입력이 된다. 라인(41)상에 있는 코움 필터의 출력은 휘도 정보가 된다. 상기 코움 필터(38)의 출력은 휘도/색도 처리 회로(14)에 대한 입력이 된다. 휘도/색도 처리 회로(14)와 같은 회로는 집접 회로로 실현된다. 그러한 휘도/색도 처리 칩은 미합중국, 인디아나, 인디아나폴리스의 톰슨 컨슈머 일렉트로닉스 RCA 특허출현 번호 제1421882-1호로서 응용된다. 그러한 휘도/색도 칩의 이들 부분은 본 발명에 상술되어 있다.
상기 코움 필터(38)의 색도 출력은 색도 처리 회로(50)에 대한 입력이 된다. 상기 코움 필터(38)의 휘도 출력은 휘도 증폭기(52)에 대한 입력이 된다. 화상 제어 회로(54)는 휘도 및 색도 채널의 비디오 이득을 제어하며, 라인(45,47)상의 출력을 가지며, 상기 출력은 색도 처리 회로(50)와 휘도 증폭기(52)에 대한 각각의 입력이 된다 상기 휘도 증폭기(52)의 출력은 명도 제어 회로(56)에 대한 입력이 된다. 명도 제어 회로(56)는 흑색 레벨이라고 불리우는 명도 레벨을 상승시키고, 하강시킨다. 라인(53)에 있는 명도 제어 회로(56)의 출력과 라인(51)에 있는 색도 처리 회로(50)의 출력은 휘도/색도 매트릭스(matrix)(60)에 대한 입력이 된다. 라인(61,63,65)상에 있는 휘도/색도 매트릭스(60) 출력들은 각각, 적, 녹 및 청색 비디오 신호를 위한 출력을 제공한다. 라인(61,63,65)상의 각각의 출력은 저항기를 통해 통과된다. 그후에는 상기 출력이 종래의 자동 콘트라스트 제어 회로(24)에 대한 입력으로서 합해진다. 이것은 평균 화상세기 뿐만 아니라 비디오 피크세기에 응답하여 빔 전류 제한이 이루어지게 한다. 이것은 새도우 마스크의 국부화 된 초점 이탈 및 블리스터(blister)를 방지한다.
비디오 신호는 일반적으로 OIRE(혼합 비디오 신호의 백 포치(back porch))에서 DC 레벨로 클램프(clamp)되며, 반면에 NTSC 신호내의 흑색 레벨은 보통 대락 7.5IRE이 되도록 조절된다. 백색 레벨은 보통 100IRE이다. 따라서, 비디오 이득이 증가함에 따라, 표시된 흑색 레벨은 보통 100IRE 이다. 따라서, 비디오 이득이 증가함에 따라, 표시된 흑색 레벨을 더욱 밝은 레벨로 이동시키며, 비디오 이득이 감소함에 따라, 표시된 흑색 레벨을 더욱 어두운레벨로 이동시킨다. 또한 빔 전류 제한 회로가 명도를 감소시킴으로써, 즉 흑색 레벨을 낮춤으로써, 빔 전류 레벨들의 증가에 응답할 때, 효과가 나타난다.
상기 화상 제어 회로는 라인(87)상에 입력을 가진다. 상기 명도 제어 회로(56)는 라인(83)상에 입력을 가진다. 명확하게 하기 위해서, 그리고 상기 표시된 집적 회로 칩의 동작에 따라서, 화상제어(54)의 입력 라인(87)에 공급된 전압 레벨의 증가는 비디오 증폭기 이득을 증가시킬 것이다. 그러므로 비디오 이득 증가는 콘트라스트 레벨을 증가시키며 명도 레벨을 증가시키거나 또는 상승시킨다. 라인(87)상의 전압 감소는 비디오 이득을 감소시키며, 이것이 명도 레벨의 감소 및 콘트라스트 레벨의 감소를 초래한다. 유사하게 명도 제어(56)에 대한 입력 라인(83)상의 전압 증가 비디오 신호의 명도 레벨을 상승시키며, 라인(83)상의 전압 감소는 명도 레벨을 하강시킨다. 그러나 명도 제어 회로(56)에 대한 입력 라인(83)상의 전압 레벨 변화는 비디오이득에 영향을 주지 않으며, 콘트라스트 레벨을 변화시키지 않는다.
상술된 휘도/색도 칩을 사용하며, 도면에 도시된 특별한 실시예에서는 빔 제한기 회로(58)가 또한 제공되어 있다. 빔 제한기 회로(58)는 본 발명에는 사용되지 않기 때문에, 가상선으로 그려진 블록에 의해 도시되어 있다. 빔 제한기(58)를 실행시키지 않도록 하기 위해, 라인(59)상의 입력은 실제적으로 균일하고 상승된 전압레벨(+Vcc)에 영구적으로 연결되어 있다. 이것은 가상선으로 도시되어 있지만, 상기 빔 전류가 매우 낮은 것을 나타내고 있다. 빔 제한기 회로(58)에 대한 입력이 높은 상태에 있을 때에는, 화상 제어(54) 및 명도 제어(56) 각각에 대한 라인(55,57)상의 출력은 불변하며, 유용하지 않다. 이와 같이, 상기 수단에서 집적 빔 제한 회로(58)를 동작이 안되도록 하는 것과, 상기 발명의 한 특징이 나타나는 빔 제한기 회로(16)를 대체 시키는 것이 가능하다.
상기 휘도/색도 코움 필터의 특정한 동작, 색도 처리 회로, 휘도 증폭기 및 휘도/색도 매트릭스는 이미 알려져 있다. 따라서 자세히 상술되거나 도시되지 않았다. 바이패스(bypassed)된 빔 제한기 회로(58)의 동작은 종래의 기술에 따라, 동작되며, 종래의 기술은 빔 전류 레벨의 제1 범위내에서는 같은 방향으로 콘트라스트 및 명도를 조절하며, 제1 범위보다 더 높은 빔 전류 레벨의 범위에서는 명도 레벨을 조절하는 것이다. 특히, 화상속 화상 비디오 상태에서 종래 방법은 이러한 빔 제한기를 최적으로 동작시키지 못하기 때문에 본원에 개시된 명도 변조기 회로의 개발을 촉진시켰다.
라인(71)상의 전자 빔 전류는 빔 전류 감지 회로(18)에 의해 모니터된다. 빔 전류 감지 회로(18)는 라인(73)상에 빔 전류 제어 전압을 발생시키며, 이 빔 전류 전압은 콘트라스트 또는 화소(pix) 제한기 회로(70) 및 필터(76)에 대한 입력이 된다. 제2도에 도시된 개략적 회로에 따르면, 상기 빔 전류 제어 신호는 빔 전류가 최소일 때, 최대가 되며, 빔 전류 레벨이 최대일 때, 최소가 되는 전압 신호이다.
상기 화소 제한기 회로(70)는 자동 콘트라스트 제한 회로이며 평균 화상 세기에 관계된 빔 전류의 동적 변화에 응답하여, 콘트라스트 또는 화소중 하나의 성분, 즉 출력 라인(75)상에 제어 전압을 발생시킨다. 상기 회소 제어 전압의 또 다른 성분은 라인(25)상의 자동 콘트라스트 제어(24)의 출력이 되며, 간접적으로 피크 화상 세기에 관계된 빔 전류의 동적 변화에 응답한다. 상기 자동 콘트라스트 제어는 비디오 신호에서 유도된 신호에 직접 응답한다. 상기 화소 제어 전압의 제3의 성분은 라인(85)상의 수동 콘트라스트 제어(20)의 출력이 된다. 라인(75)상의 화소 제어 전압은 명도 변조기 회로(72)와 화상 제어 회로(54)의 입력 라인(87)에 대한 입력이 된다. 어떤 성분 또는 모든 성분으로 인해, 화소 제어 전압이 증가하면, 화상 제어 회로(54)는 비디오 이득을 증가시키게 된다. 이것은, 콘트라스트 레벨을 증가시켜고, 명도 레벨을 상승시킨다. 화소 제어 전압의 순수 감소로 인해, 화상 제어 회로(54)는 비디오 이득을 감소시키고, 그리고 콘트라스트를 감소 시키며, 명도 레벨을 낮추게 한다. 상기 화소 제어 전압은 빔 전류의 함수에 따라서 직접 및 간접 수단을 통해 변화된다.
상기 명도 변조기 회로(72)는 라인(79)상에 출력 제어 전압을 제공하며 이 전압은 제3도에 상술된 바와 같이, 화소 제어 전압과 함께 역으로 변화한다. 상기값들은 제2도에 도시된 특정회로의 동작과 대응한다. 상기 화소 제어 전압이 증가할 때, 라인(79)상의 명도 제어 신호 전압이 감소한다. 이러한 과정에 의해 명도 제어 회로(56)는 명도 레벨을 감소시키게 된다. 바꿔말하면 화소 제어 전압이 강하될 때, 명도 제어 전압이 상승하므로, 명도 제어 회로(56)는 명도 레벨을 상승시킨다. 비디오 이득을 증가시키면, 콘트라스트 레벨이 증가되고, 동시에 명도 레벨이 상승한다. 바꿔말하면 비디오 이득 감소는 콘트라스트 레벨을 감소시키며 명도 레벨을 저하시킨다. 상기 명도 제어 신호는 상기 콘트라스트 레벨이 감소될 때, 명도 레벨을 상승시키기 위해 그리고 콘트라스트 레벨이 증가될 때, 명도 레벨을 저하시키는데 유용하다. 상기 명도 변조기는 상기 콘트라스트가 비디오 신호내에 있는 빔 전류 또는 피크 증가에 응답하여 감소될 때, 명도 레벨이 감소하는 것을 방지한다.
상기 명도 변조기(72)는 일반적으로 안정된 동작 상태와 대응하는 빔 전류 동작 값들의 제1범위에서 실효성이 있다. 그러나, 감지된 영상의 품질이 과도한 빔 전류 레벨의 위험보다 덜 중요시 되어지는 어떤 환경이 존재하게 된다. 따라서 명도 제한기 회로(74)는 일반적으로 불안정한 동작 상태 즉, 자동 콘트라스트 제어(24) 또는 화소 제어 제한기(70)가 불안정한 빔 전류 레벨을 방지할 수 없는 경우에 대응하는 빔 전류 동작값의 제2 범위 내에서 실효성이 있다. 이들 상태하에서, 상기 명도 제한기 회로(74)는 라인(81)상에 빔 전류 과부하 제어 전압 신호를 발행시키며, 이 라인(81)은 명도 제어 회로(56)의 입력 라인(83)에 연결되어 있다. 빔 전류의 어떤 임계값에서 상기 화소 제한기(70)는 전체 조절 범위까지 도달하므로, 명도 변조기 회로에서 생기는 변화들 또는 화상 제어 회로에 대한 입력의 변화들은 발생되지 않는다. 그리고 나서, 상기 빔 전류 과부하 제어 신호는, 불안정한 빔 전류 레벨들을 방기하기 위해서, 제2 범위에서 명도 레벨을 낮추게 된다.
자동 콘트라스트 제어 또는 화소 제한기가 비디오 이득을 제어함으로써, 빔 전류를 제어할 수 있을 때, 명도 제한 회로(74)가 빔 전류 과부하 제어 신호를 발생시키는 것을 방지하기 위해서 빔 전류 제어신호는 AC 성분들 예를 들어 리트레이스(retrace) 펄스들로부터 발생하는 성분을 제거하기 위해서 필터(76)에 의해 처리된다. 이것은 명도 제한기 회로(74)가 상기 화소 제어 전압에 의해 제공된 보상의 전체 범위가 모두 사용되었을 때에만 유용하게 해준다.
대부분 텔레비젼 수상기는 수동 조절 수단을 구비하고 있는데, 이 수단에 의해 시청자는 콘트라스트 및 명도(화상) 세팅을 변경할 수 있다. 상술된 것처럼 상기 수동 콘트라스트 제어 회로(20)의 출력은 명도 변조기(72)의 입력에 연결되어 있으며, 이것은 콘트라스트 수동 증가(maunal increase)에 응답하여 명도 레벨을 감소시키며 그 반대로 명도 레벨을 증기시킨다. 자동 빔 제한기 회로(16)에서 처럼 상기 수동 명도 제어(22)는 비디오 이득과 콘트라스트 레벨에 영향을 주지 않고, 명도 레벨을 상승시키고 감소시킬 수 있다. 그러나 출력 라인(89)상의 전압 레벨은 명도 제어 회로(56)에 대한 입력 성분이 된다. 그리고 너무 무리하게 손으로 조정된 명도 레벨은 화소 제한기 및 명도 변조기, 자동 콘트라스트 제어의 유효범위을 감소시키며, 명도 제한기 회로를 더욱 자주 동작 시키게 된다.
본 발명에 따라 적당한 빔 제한기 회로(16)에 대한 회로 개략도는 제2도에 도시되어 있다. 전자 빔 전류는 라인(71)을 통해서 플라이백(flyback) 변압기 T1의 권선 W으로 흐른다. 빔 전류감지 회로(18)는 저항 R1, R2를 포함하며, 저항기들의 접합부는 빔 전류 제어 전압 Vs가 발생하는 라인(73)에 대응한다. 빔 전류 제어 전압 Vs는 빔 전류와 반대로 변화한다. 다이오드 D1은 예를 들어 +11.2 볼트의 공급 전압과 출력라인(73) 사이에 접속되어 있다. 이것을 대략 +12 볼트로 최대 전압값을 제한한다.
상기 화소 제한기 회로(70)는 트랜지스터 Q1및 Q2를 구비하며, 상기 트랜지스터의 에미터들은 저항 R9를 통해 서로와 연결되 있다. 트랜지스터 Q1의 베이스는 저항 R5, R6, R7을 포함하는 전압 분할기 네트워크에 의해 바이어스된다. 도시된 성분값에 대해서는, 트랜지스터 Q1의 베이스는 저항 R5, R6의 접합부에 연결되어 있으며, 약 +4 볼트의 전압 레벨에서 바이어스된다.
상기 자동 콘트라스트 제어 회로(24)는 본원에 참조된 미합중국 특허 제4,599,643호에 개시된 바와 같이 여러 가지 특정 회로로서 실현된다. 그러한 하나의 실시예는 트렌지스터를 구비한다. 상기트랜지스터는 합해진 3개의 비디오 출력에 연결된 베이스 전극과, 저항성(resistive) 전압 분할기 네트워크에 의해 바이어싱 전압에 연결된 에미터 전극 및 수동 콘트라스트 제어 및 화소 제한기의 출력에 연결된 콜랙터 전극을 가지고 있다. 비디오 구동(진폭)의 증가는 화소 제어 전압을 감소 시킨다.
상기 명도 제한기 회로(74)는 트랜지스터 Q5, Q6를 구비하며, 상기 트랜지스터 에미터들은 저항 RS을 통해 서로 연결되어 있다. 트랜지스터 Q5의 베이스는 또한 저항 Q5, Q6, Q7을 포함하는 전압 분할기 네트워크에 의해 바이어스 된다. 도시된 성분값에 대해서는, 트랜지스터 Q5의 베이스는 저항 Q6, Q7의 접합부에 연결되어 있으며, 대략 +2.7 볼트가 된다. 트랜지스터 Q6의 베이스에 연결되는 필터(76)는 저항 R4및 캐패시터 C2를 포함한다.
상기 명도 변조기 회로(72)는 트랜지스터 Q3및 Q4를 구비한다. 트랜지스터 Q4의 베이스는 저항 R11및 R12를 포함하는 전압 분할기 네트워크에 의해 바이어스 되며 접합부에 연결되어 있다. 트랜지스터 Q3의 에미터 전압은 베이스상의 전압을 추종하고, 본질적으로 화소 제어 전압이 된다. 트랜지스터 Q1의 콜랙터는 화소 제어 회로(70)의 출력이 되며, 출력 라인(75)에 대응한다. 출력 라인(75)은 화상 제어 회로(54)에 대한 입력이 되며, 저항 R10를 통해, 트랜지스터 Q3의 베이스에서, 명도 변조기 회로(72)에 대한 입력이 된다.
트랜지스터 Q5의 콜렉터는 명도 제한기 회로(74)의 출력이 되며, 출력 라인(81)에 대응하며, 이것은 트랜지스터 Q4의 콜렉터에 연결되며, 명도 변조기(72)의 출력이 되며 출력 라인(79)에 대응한다. 다이오드 D2는 명도 제한기 또는 명도 변조기의 부분을 형성하지 않는다. 그러나 수동 명도 제어, 즉 고객에 의한 명도 제어가 비정상적으로 낮을 때에, 트랜지스터 Q4, Q5가 도통되는 것을 방해한다. 전압 분할기 네트워크의 저항 R5, 트랜지스터 Q3의 콜렉터 및 저항 R13의 하나의 단자는 +11.2 볼트의 공급 전압에 연결되어 있다. 저항 R13및 R14는 트랜지스터 Q4의 에미터 전극을 바이싱하기 위해 전압 분할기 네트워크를 형성하며, 상기 에미터 전극은 결합부에 연결되어 있다. 트랜지스터 Q3가 도통되지 않을 때, 상기 트랜지스터 Q4의 에미터는 대략 +85 볼트의 전압 레벨이 된다.
상기 수동 콘트라스트 제어 회로의 출력은 화상 제어 회로에 대해 입력 라인(75)상에서 전압 레벨을 발생한다. 상기 전압은 또한, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 나타나며, 화소 제한기 회로(70)와 자동 콘트라스트 제어(24)들의 출력이 된다. 예를 들어 빔 전류가 최소이고 전압 Vs가 최대라고 가정하자. 그러면 상술된 성분 값에 대해서, 공장에서 설정한 수동 콘트라스트 제어의 공칭 값은 트랜지스터(Q1)의 콜렉터상에서 그리고 화상 제어 회로에 대한 입력에 있는 라인(75)상에서 대략 +7.8 볼트의 전압 레벨을 발생시킨다. 트랜지스터(Q3)는 대략 +5 볼트를 초과한 상태에서 화소 제한기 전압에 응답하여, 도통되도록 바이어스 된다. 따라서 Vs 전압의 레벨로부터 발생하는 어떤 빔 전류 제한이 없는 경우에도, 트랜지스터 Q3는 도통된다. 이를 통해 트랜지스터 Q4가 도통되어, 라인(83)상의 명도 변조기 출력을 약 +6.1 볼트로 설정하게 된다. 이것은 제3도에 도시된 최대 명도 제어 전압에 대응한다.
전압 Vs는 빔 전류가 상승함에 따라서 하강한다. 트랜지스터 Q2를 동작시킬 만큼 충분한 전류가 흐르기 전, 상기 자동 콘트라스트 제어는 효과가 있게 된다. 전압 Vs가 트랜지스터 Q2의 베이스 에미터 접합부를 순방향으로 바이어스할 수 있을 만큼 충분히 낮을 때에는, 즉, 대략 2개의 다이오드가 트랜지스터 Q1의 베이스상의 +4 볼트의 바이어스 전압 이하로 강하하게 될 때에, 트랜지스터 Q1은 도통하기 시작한다. 트랜지스터 Q1이 도통하기 시작할 때, 출력 라인(75)상의 화소 제어전압은 풀다운(pull-down)된다. 상기 회소 제어 전압이 강하될 때, 상기 비디오 이득이 감소되고, 상기 콘트라스트 레벨이 감소한다. 상기 비디오 이득의 감소는 위에서 상술한 바와 같이, 명도 레벨을 저하시킨다. 그러나, 상기 화소 제어 전압이 강하될 때 트랜지스터 Q3베이스의 전압이 강화되어 트랜지스터 Q3의 도전성을 감소시킨다. 트랜지스터 Q3의 도전성 감소는 트랜지스터 Q4의 도전성을 감소시켜 출력 라인(79)상의 콜렉터의 전압 레벨을 증가시키게 된다. 따라서, 명도 제어 신호는 증가하며, 비디오 이득 감소에 대해 보상하기 위해 명도 레벨을 상승시킨다.
화소 제한기 회로가 동작하는 전압 Vs의 값은 저항 R5, R6, R7값에 따라 달라진다. 상기 저항들은, 트랜지스터 Q1의 베이스에서 바이어스 전압을 설정하고나서 트랜지스터 Q2의 에미터에 대한 바이어스 전압을 설정하게 된다. 화소 제한기의 동작 임계값 이하에 있는 평균 빔 전류 값들에 대해서는, 상기 자동 콘트라스트 제어가 상기 비디오 신호에 대해 응답한다. 상기 자동 콘트라스트 제어는 특히, 화소 제어 전압을 변화시키기 위하여 비디오 신호내의 피크(peak)에 응답한다. 상기 명도 변조기는 또한 빔 전류값의 제1범위내에서 자동 콘트라스트 제어 동작에 응답한다. 빔 전류가 증가함에 따라서, 전압 Vs가 강하될 때, 트랜지스터 Q1의 콜렉터상에서 화소 제어 전압은 계속 강화되고, 트랜지스터 Q4의 콜렉터에서의 명도 제어 전압은 계속 증가하게 된다.
상기 전압 Vs가 충분히 작을 때에는, 상기 명도 제한기 회로가 효과적으로 동작한다. 더욱이, 저항 R5, R6, R7에 의해 형성된 전압 분할기는 트랜지스터 Q5의 베이스에서 바이어스 전압을 설정하고 나서 트랜지스터 Q6의 에미터에서 바이어스 전압을 설정한다. 전압 Vs가 강하될 때, 대략 2개의 다이오드가 +2.7볼트 이하로 강화되어, 트랜지스터 Q6가 도통하기 시작하므로서 트랜지스터 Q5를 도통시킨다. 트랜지스터 Q5가 도통하기 시작하면, 명조 변조기 출력에서의 명도 제어 신호 즉, 트랜지스터 Q4의 콜렉터가 풀다운(pull down)된다. 그러므로 명도 제어는 명도 레벨을 낮추어 빔 전류를 감소시킨다. 상기 전압 Vs가 강화되면 될 수록 상기 명도 레벨은 더욱 낮게 풀된다(pulled).
상기 필터(76)는 저항(74) 및 캐패시터 C2를 구비하며, 명도 제한기가 너무 빨리 동작되는 것을 방지한다. 감지된 빔 전류내에는 전압 Vs에 의해 표시된 평균 DC 전압 전위뿐만 아니라, AC 성분이 존재하는데, 상기 AC 성분은, 수평 리트레이스(retrace) 시간동안에, 키네스코프(kinescope) 용량을 재충전하는 수평 편향 회로의 플라이백(flyback) 시스템으로부터 발생된다. 플랫 필드(flat field) 신호와, 적당히 높은 빔 전류에서도 파형은 충분한 부극성(negative) 펄스를 포함한다. 이들 펄스는 트랜지스터 Q2이하로 바이어스 되지 않는 한, 트랜지스터 Q5에서 전류를 흐르게 할 수 있다. 이상적으로, 트랜지스터(Q5)를 적당히 Q1이하로 바이어싱하면, 화소 제한기 회로가 가능한 많은 비디오 이득을 감소시키고, 빔 전류가 더욱 증가함에 따라, 전압 Vs가 더욱 하강할 때에, 명도 제한기는 동작하게 된다. 그러나 트랜지스터 Q5가 트랜지스터 Q1의 훨씬 이하에서 바이어스되지 않는 한 상기 리트레이스 동안에는 부극성 펄스는 요구된 것보다 더 낮은 빔 전류 레벨에서 명도제한기를 도통시킨다. 그러나, 상기 명도 제한기가 충분히 실효성이 없기 때문에, 트랜지스터 Q1레벨의 훨씬 아래에서 트랜지스터 Q5를 바이어스 시키는 것은 가능하지 않다. 저항 R4및 캐패시터 C2에 의해 형성된 필터는 실제적으로 신호 Vs로부터 AC 성분을 제거한다. 명도 제한기 회로의 동작시 상기 필터 네트워크에 발생되는 어떤 시간 지연은 중요하지 않다.
상기 명도 변조기는 넓은 제어 범위에 걸쳐서 화소 제어 전압에 응답하는 비디오 이득의 변화로 인해 생기는 명도 레벨의 모든 바람직하지 못한 변화를 보상한다. 상기 화소 제어 전압은 혼합 신호(composite signal)가 되며, 이 혼합 신호는 자동 콘트라스트 제어, 화소 제한기 및 수동 콘트라스트 제어에 의해 발생된 성분을 가진다. 평균 빔 전류 레벨이 불안정한 값으로 도달할 때에, 제2제어 범위내에서는, 상기 명도 제한기는 빔 전류 과부하로부터의 화상 저하와 손상을 방지하기 위해, 명도 레벨을 현저하게 낮추게 된다.

Claims (10)

  1. 비디오 입력 신호르 수신하기 위한 입력과 처리된 비디오 출력 신호를 제공하기 위한 출력을 가지는 회로 경로와, 상기 회로 경로에 있는 이득 제어가능한 비디오 증폭기(52)와, 상기 경로에 연결되고 상기 처리된 비디오 출력 신호의 신호 표시에 응답하여, 상기 신호 표시에 의해 표시된 화상 세기의 동적 변화에 관련된 화상 제어 신호를 발생시키는 회로 수단을 구비하는 비디오 제어 회로에 있어서, 상기 경로 및 상기 회로 수단에 연결되어 화상 제어 신호를 발생시키는 콘트라스트 및 명도 제어회로(54, 56, 72, 74)를 구비하고 있고, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는 상기 화상 제어 신호에 응답하여, 상기 처리된 비디오 출력 신호의 콘트라스트 및 명도 레벨들을 서로 역으로 동시에 변화시키는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 회로 경로의 출력에 공급된 상기 처리된 비디오 출력 신호의 비디오 이득과 명도 레벨을 각각 조절하기 위해 역으로 관계된 제1과 제2 제어 전압을 발생하기 위한 수단(54, 72)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 증폭기 이득을 변화시킴으로써, 상기 처리된 비디오 출력 신호의 콘트라스트를 조절하기 위해 비디오 이득 제어 신호를 발생시키는 제1회로(54) 및, 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 처리된 비디오 출력 신호의 명도를 변화시키기 위해 상기 콘트라스트 제어 신호와 역으로 변화하는 명도 제어 전압을 발생시키기 위한 제2회로(72)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 상기 비디오 증폭기(52)에 연결되고 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 비디오 증폭기의 이득을 변화시킴으로써 상기 처리된 비디오 출력 신호의 콘트라스트를 조절하기 위하여 비디오 이득 제어 신호를 발생시키는 콘트라스트 제어 회로(54)와, 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 콘트라스트 제어 신호내의 변화와 역으로 상기 처리된 비디오 출력 신호의 명도를 조절하기 위한 명도 변조기(72)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 상기 비디오 증폭기에 연결되고 상기 화상 제어 신호에 응답하여 상기 증폭기의 이득을 변화시킴으로써 상기 처리된 비디오 출력 신호의 콘트라스트를 조절하기 위한 콘트라스트 제어 신호를 발생시키는 콘트라스트 제어 회로(54)와, 상기 화상 제어 신호의 빔 전류값들 중 제1범위에서 응답하여, 상기 콘트라스트 제어 신호의 변화와는 역으로 상기 비디오 출력 신호의 명도를 조절하는 명도 변조기(72)와, 빔 전류 동작값들중 제2범위에서 필터된(76) 빔 전류 제어 신호에 응답하여, 상기 비디오 출력 신호의 명도를 감소시켜 상기 빔 전류를 감소시키는 명도 제한기(74)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 콘트라스트 제어신호를 발생시키는 수단은 구비하여, 상기 수단은 평균 세기내의 변화에 주로 응답하는 제1콘트라스트 제어 수단(18, 70, 54)과, 피크 화상 세기의 변화에 주로 응답하는 제2 콘트라스트 제어수단(24, 25)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 콘트라스트 제어 수단(18)은 상기 처리된 비디오 출력 신호가 공급되는 표시 장치의 빔 전류 레벨에 응답하고 상기 제2 콘트라스트 제어 수단(24)은 상기 처리된 비디오 출력 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  8. 제1항에 있어서, 고주파수 성분들이 제거된 빔 전류 제어 신호를 발생하는 수단(76)을 구비하고 있으며, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로는, 상기 콘트라스트 및 명도 제어 회로에 연결되고 빔 전류 제어 신호에 응답하여 상기 비디오 출력 신호의 명도를 감소시키는 명도 제한기(74)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  9. 제1항에 있어서, 비디오 신호용 제1 및 제2 소스(30, 31)와, 상기 처리된 비디오 출력 신호가, 비디오 소스들 중 하나의 소스로부터 나온 제1차 화상과 다른 비디오 소스로부터 나온 삽입된 제2차 화상을 표시하도록, 상기 소스들에 의해 제공된 제1 및 제2 비디오 신호를 상기 회로 경로의 상기 입력에 선택적으로 공급하는 비디오 소스 선택기(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 화상 제어 신호는 평균 및 피크 화상세기의 동적 변화에 관계되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 제어 회로.
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