KR100209901B1 - 가변감마보정회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 등의 휘도신호처리에 사용되는 감마보정회로에 관한 것으로, 감마보정된 휘도신호와 감마보정되지 않은 휘도신호의 감마밸런스를 자동으로 조정할 수 있도록 한 가변감마보정회로에 관한 것이다. 본 발명의 가변 감마보정회로는 입력휘도신호를 적절한 크기로 증폭하고, 이를 비선형 및 선형적인 특성으로 각각 증폭한 후 피크를 검출하여 적분하며 이를 입력측으로 출력하고, 비선형 및 선형적으로 증폭된 신호를 합성하여 적절한 중간값으로 출력하도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 선형증폭된 휘도신호와 비선형증폭된 휘도신호의 피크를 자동적으로 일치시켜서 수동조정으로 인한 불편함을 해소하고 조정요소를 줄이면서 보다 정확하게 감마밸런스를 조정할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

가변감마보정회로

본 발명의 목적은 피크검출기 및 적분기를 이용하여 감마보정된 휘도신호와 감마보정이 되지않은 휘도신호의 피크레벨을 검출하고, 두 휘도신호의 감마밸런스를 자동으로 조정함으로써 감마보정회로의 조정요소를 줄이고 좀더 정확한 감마밸런스 조정이 이루어지도록 한 가변감마보정회로를 제공함에 있다.

본 발명은 카메라 등의 휘도신호처리에 사용되는 감마보정회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 감마보정된 휘도신호와 감마보정되지 않은 휘도신호의 감마밸런스(γ-balance)를 자동으로 조정할 수 있도록 한 가변감마보정회로에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼 카메라에서 출력되는 영상신호는 수신단의 브라운관의 특성 때문에 감마보정이 필요하다. 일반적인 브라운관에서는 휘도신호 전압이 화면의 밝기 즉, 휘도에 직선으로 비례하지 않는다. 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 대한 휘도의 변화가 작고 휘도신호 전압이 높을 때에는 단위 전압변화에 대한 휘도의 변화가 크게 되어 지수곡선의 형태를 나타낸다. 즉, 브라운관에서 나오는 광량은 브라운관을 구동하는 전압에 비례하지 않는다. 따라서, 텔레비젼 카메라에서 화상의 휘도에 비례하는 휘도신호를 별도의 보정을 하지않고 텔레비젼으로 보내면 브라운관에서 나타나는 휘도는 실제의 휘도와 다르게 표시된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라에서 브라운관의 특성에 반대되는 특성으로 휘도신호를 보정하여 텔레비젼으로 보내게 되는데 이러한 보정을 하는 장치를 일반적으로 감마보정회로라고 한다. 이와같은 감마보정을 하는 회로 중에서 감마보정된 휘도신호와 감마보정이 되지 않은 휘도신호를 합성하여 그 중간의 특성으로 감마보정하는 회로를 가변감마보정회로라고 하는데 이러한 종래의 가변감마보정회로를 도 1에 도시하였다.

도 1은 종래의 가변감마보정회로를 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 입력단(IN)으로 입력 휘도신호를 인가받으며 제 1, 제 2저항(R1,R2) 및 제 1트랜지스터(Q1)로 된 전류증폭기(11)와, 제 1가변저항(VR1)과 제 4 내지 제 7저항(R4∼R7)과 제 1, 제 2다이오드(D1,D2) 및 제 2트랜지스터(Q2)를 구비하여 감마밸런스를 조정하는 감마밸런스조정부(12)와, 제 4, 제 5다이오드(D4,D5)와 제 8, 제 9저항(R8,R9) 및 제 3트랜지스터(Q3)로 구성되어 감마보정된 휘도신호(e_N)를 출력하는 비선형증폭기(13)와, 제 6, 제 7다이오드(D6,D7)와 제 11, 제 12저항(R11,R12) 및 제 4트랜지스터(Q4)를 구비하여 감마보정되지 않은 휘도신호(e_L)를 출력하는 선형증폭기(14), 및 제 2가변저항(VR2)을 구비하여 감마보정된 휘도신호(e_N)와 감마보정되지 않은 휘도신호(e_L) 사이의 적절한 값을 최종의 감마보정된 신호로서 출력단(OUT)으로 출력하는 감마조정부(15)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 회로에서, 입력단(IN)으로 입력 휘도신호가 인가되면, 전류증폭기(11)에서는 npn형의 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스단으로 입력 휘도신호가 인가되고 콜렉터단의 제 1저항(R1) 및 에미터단의 제 2저항(R2)의 값에 의해 입력신호가 적절한 값의 전류로 증폭된다. 또한, 감마밸런스조정부(15)의 출력신호 즉 npn형의 제 2트랜지스터(Q2)의 에미터에서 발생되는 전압은 제 3저항(R3)을 통하여 전류증폭기(11)의 제 1트랜지스터(Q1)의 에미터 입력에 접속된다. 이들을 입력신호로 한 전류증폭기(11)의 출력신호는 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에서 발생되고 출력전류(2I_L)는 제 3다이오드(D3)를 통하여 비선형증폭기(13)와 선형증폭기(14)에 각각 공급된다. 즉, 전류증폭기(11)는 입력신호의 전류원으로서 작용한다. 휘도신호 전류(2I_L)는 비선형증폭기(13)의 제 4, 제 5다이오드(D4,D5) 및 제 8저항(R8)으로 구성된 라인(line)과 선형증폭기(14)의 제 6, 제 7다이오드(D6,D7) 및 제 11저항(R11)으로 구성된 라인으로 각각 동등하게 분배된다. 분배된 전류는 각 라인에 있는 선형소자, 즉 저항과 비선형소자, 즉 다이오드가 직렬로 연결된 회로를 통하면서 이들의 소자에서 전압이 발생하게 된다. 이들 소자의 전압강하에 의해 생기는 출력전압인 비선형출력전압(e_N)과 선형출력전압(e_L)은 제 3, 제 4트랜지스터(Q3,Q4)의 각 에미터단에 나타나고 이들 전압은 제 2가변저항(VR2)에 접속된다. 제 2가변저항(VR2)의 조정에 의해 γ=1인 값에서 비선형증폭기(13)의 출력전압(e_N) 사이의 값으로 가변된다. 또한, 감마밸런스조정부(15)의 제 1가변저항(VR1)의 조정에 의해 휘도신호 전류의 직류 바이어스전류가 변하게 되고, 결과적으로 다이오드소자의 비선형임피던스특성에 의해 비선형출력전압(e_N)과 선형출력전압(e_L)의 화이트피크레벨도 변하게 되어 감마밸런스 조정이 이루어진다.

하지만, 위와 같은 종래의 가변감마보정회로는 비선형특성을 가지는 비선형증폭기(13)의 출력전압(e_N)과 선형특성을 가지는 선형증폭기(14)의 출력전압(e_L)을 합성하여 그 중간의 감마특성을 얻기 위해서는 e_N과 e_L의 화이트피크레벨(white peak level)을 일치시켜야 하고, 그러기 위해서는 제 1가변저항(VR1)을 이용하여 감마밸런스를 수동으로 조정해야 하는 불편함이 있었다. 또한, 수동으로 조작하므로 이에 따른 부정확성도 문제가 된다.

도 1은 종래 가변감마보정회로를 나타낸 회로도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변감마보정회로를 나타내는 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 각부의 입출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 전류증폭기 22 : 비선형증폭기

23 : 선형증폭기 24 : 감마조정부

25,26 : 피크검출부 27 : 적분기

따라서, 본 발명의 가변감마보정회로는 입력되는 휘도신호를 감마보정하는 회로에 있어서, 휘도신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기로부터 출력되는 신호를 비선형적인 특성으로 증폭하는 비선형증폭기와, 상기 증폭기로부터 출력되는 신호를 선형적인 특성으로 증폭하는 선형증폭기와, 상기 비선형증폭기로부터 출력되는 신호의 피크를 검출하는 제 1피크검출부와, 상기 선형증폭기로부터 출력되는 신호의 피크를 검출하는 제 2피크검출부와, 상기 제 1피크검출부의 출력신호를 제 1입력단으로 인가받고 상기 제 2피크검출부의 출력신호를 제 2입력단으로 인가받아 적분하여 상기 증폭기로 출력하는 적분기, 및 상기 비선형증폭기의 출력신호를 제 1입력단으로 인가받고 상기 선형증폭기의 출력신호를 제 2입력단으로 인가받아 감마보정된 신호를 출력하는 감마조정부를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 가변감마보정회로를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 가변감마보정회로는 제 1입력단(IN1)으로 휘도신호를 입력받으며 npn형의 트랜지스터(Q1)로 된 전류증폭기(21)와 비선형증폭기(22) 및 선형증폭기(23)를 구비하고 있다. 여기에서 전류증폭기(21) 대신에 전압증폭기를 사용할 수도 있다. 전류증폭기(21)의 출력단은 다이오드(D3)에 의해 비선형증폭기(22)와 선형증폭기(23)의 입력단과 각각 연결된다. 비선형증폭기(22)의 출력단은 감마보정부(24)의 제 1입력단에 연결되고, 선형증폭기(23)의 출력단은 감마조정부(24)의 제 2입력단에 연결된다. 또한, 비선형증폭기(22)의 출력신호(e_N)는 제 1피크검출부(25)의 입력으로, 선형증폭기(23)의 출력신호(e_L)는 제 2피크검출부(26)의 입력으로 각각 인가된다. 제 1피크검출부(25)의 출력은 연산증폭기(OP)로 구성된 적분기(27)의 제 1입력단에 공급되고, 제 2피크검출부(26)의 출력은 적분기(27)의 제 2입력단에 공급된다. 적분기(27)의 출력단은 제 2저항(R22)을 통해 전류증폭기(21)의 트랜지스터(Q1) 에미터단과 연결되고, 이 에미터단과 적분기(27)의 출력단 사이에 제 1저항(R21)이 병렬로 연결된다. 제 1저항(R21)의 다른 한쪽은 피크값을 검출하기 위한 신호를 인가받는 제 2입력단(IN2)에 연결되도록 구성된다.

도 3은 도 2의 가변감마보정회로의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 가변감마보정회로에 대한 동작을 도 3을 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 감마보정하기 위한 휘도신호가 제 1입력단(IN1)을 통해 입력되어 전류증폭기(21)내 npn 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가된다. 이때 제 2입력단(IN2)으로는 휘도신호의 불랭크(blank)기간 동안 화이트레벨(white l-evel)을 나타내는 피크전압이 입력된다. 이 전압은 제 1저항(R1)을 통해 도 3b에 도시된 것과 같은 전류값(Ip)으로 전환된다. 이 피크전류(Ip)는 트랜지스터(Q1)의 에미터단으로 인가되는데, 이에 따라 전류증폭기(21)의 출력에 나타나는 전류(2I_L)는 입력 휘도신호 전류와 피크전류(Ip) 및 제 2저항(R22)을 통해 트랜지스터(Q1)의 에미터단으로 공급되는 전류(I_DC)가 합성되어 도 3c에 도시된 바와 같이 출력된다. 전류증폭기 (21)의 출력(2I_L)은 다이오드(D3)를 통해 비선형증폭기(22)와 선형증폭기(23)로 각각 인가된다. 비선형증폭기(22)는 입력신호를 도 3d에 도시된 것과 같이 비선형적인 특성으로 증폭하여 출력하고, 선형증폭기(23)는 입력신호를 도3e에 도시된 것과 같이 선형적인 특성으로 증폭하여 출력한다. 감마조정부(24)는 가변저항(VR)으로 구성되는데, 비선형증폭기(22)의 출력신호(e_N)를 가변저항(VR)의 한쪽단자로 인가받고 선형증폭기(23)의 출력신호(e_L)를 가변저항(VR)의 다른 한쪽단자로 인가받아 가변저항(VR)을 조정함에 따라서 생기는 e_N과 e_L의 합성비율에 의해 감마조정이 이루어지게 된다. 감마보정된 휘도신호는 가변저항(VR)의 조정단자(OUT)를 통해 출력된다. 제 1피크검출부(25)는 비선형증폭기(22)의 출력신호(e_N)를 인가받아 피크값을 검출하고, 제 2피크검출부(26)는 선형증폭기(23)의 출력신호(e_L)를 인가받아 피크값을 검출한다. 적분기(27)는 연산증폭기(OP)와 콘덴서(C21) 및 제 3저항(R23)으로 구성되는데 제 1피크검출부(25)의 출력은 제 3저항(R23)을 통해 연산증폭기(OP)의 제 1입력단(-)으로 인가되고, 제 2피크검출부(26)의 출력은 연산증폭기(OP)의 제 2입력단(+)으로 인가된다. 따라서 적분기(27)의 출력은 e_N과 e_L의 피클레벨에 따라서 변화하게 되는데, e_L의 피크레벨(e_LP)이 e_N의 피크레벨(e_NP) 보다 큰 경우에는(e_LP＞e_NP) 적분기(27)의 출력이 증가하고 e_L의 피크레벨이 e_N의 피크레벨보다 작은 경우에는(e_LP＜e_NP) 적분기(27)의 출력이 감소하게 된다. 그러므로 적분기(27)의 출력전압으로 제어되는 전류(I_DC)에 의해 비선형증폭기(22)와 선형증폭기(23)에 공급되는 전류(2I_L)의 직류성분이 변화되고, 비선형증폭기(22)의 전달특성을 제어하게 된다. 이와 같이 적분기(27)의 출력변화로 인한 I_DC의 증감작용에 의해 비선형증폭기(22)와 선형증폭기(23)의 출력신호의 피크레벨이 같아지게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 감마보정된 신호와 감마보정되지 않은 신호를 합성하여 그 중간의 특성으로 감마보정하기 위해 상술한 두 신호의 피크레벨을 일치시키기 위해서 수동으로 감마밸런스를 조정해야 했던 종래에 비해서, 상술한 두 신호의 피크를 검출하고 적분기를 이용하여 두 신호의 피크값을 자동적으로 일치시킴으로써 수동조정으로 인한 불편함을 해소하고 조정요소를 줄이면서 보다 정확하게 감마밸런스를 조정할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 입력되는 휘도신호를 감마보정하는 회로에 있어서,

   휘도신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭기;

   상기 증폭기로부터 출력되는 신호를 비선형적인 특성으로 증폭하는 비선형증폭기;

   상기 증폭기로부터 출력되는 신호를 선형적인 특성으로 증폭하는 선형증폭기;

   상기 비선형증폭기로부터 출력되는 신호의 피크를 검출하는 제 1피크검출부;

   상기 선형증폭기로부터 출력되는 신호의 피크를 검출하는 제 2피크검출부;

   상기 제 1피크검출부의 출력신호를 제 1입력단으로 인가받고 상기 제 2피크검출부의 출력신호를 제 2입력단으로 인가받아 적분하여 상기 증폭기로 출력하는 적분기; 및

   상기 비선형증폭기의 출력신호를 제 1입력단으로 인가받고 상기 선형증폭기의 출력신호를 제 2입력단으로 인가받아 감마보정된 신호를 출력하는 감마조정부를 포함하는 가변감마보정회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 증폭기는 입력 휘도신호를 휘도신호의 피크치와 상기 적분기의 출력신호에 상응하여 증폭하는 것을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
3. 제 2항에 있어서, 상기 증폭기는 전류증폭기임을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
4. 제 2항에 있어서, 상기 증폭기는 전압증폭기임을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
5. 제 1항에 있어서, 상기 비선형증폭기는 입력 휘도신호 전압이 작을 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 크고, 입력 휘도신호 전압이 클 때에는 단위 전압변화에 대한 출력 휘도신호의 변화가 작게 되도록 증폭도를 가변시켜서 증폭하는 것을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
6. 제 1항에 있어서, 상기 적분기는 상기 제 1피크검출부의 출력신호와 상기 제 2피크검출부의 출력신호를 비교연산하는 것을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
7. 제 1항에 있어서, 상기 적분기는 상기 제 1피크검출부의 출력신호와 상기 제 2피크검출부의 출력신호를 비교하여 피크레벨이 같아지도록 출력이 가감되는 것을 특징으로 하는 가변감마보정회로.
8. 제 5항에 있어서, 상기 선형증폭기와 상기 비선형증폭기는 블랭크기간에 피크검출을 위한 펄스신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 가변감마보정회로.