KR100225578B1 - 감마 보정 회로 - Google Patents

감마 보정 회로

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KR100225578B1
KR100225578B1 KR1019960064450A KR19960064450A KR100225578B1 KR 100225578 B1 KR100225578 B1 KR 100225578B1 KR 1019960064450 A KR1019960064450 A KR 1019960064450A KR 19960064450 A KR19960064450 A KR 19960064450A KR 100225578 B1 KR100225578 B1 KR 100225578B1
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Abstract

연산 증폭기를 이용하여 입력된 영상 신호를 감마보정하여 직선적인 신호를 출력시키기 위한 감마보정 회로가 개시되어 있다. 상기 감마보정 회로는 영상 신호 보정부가 다수의 연산 증폭기로 구성되어 입력된 영상 신호를 직선적으로 보정한다. 신호 변환부는 영상 신호 보정부에서 출력된 신호를 반전시킨다. 그리고, 출력 신호 선택부는 신호 변환부에서 출력된 신호 중 크기가 가장 큰 신호를 선택하여 출력시킨다. 상기 감마보정 회로는 간단한 구성을 지니며, 적은 비용으로 감마보정이 가능하다.

Description

감마 보정 회로
본 발명은 감마보정 회로에 관한 것으로 특히, 연산 증폭기를 이용하여 입력된 영상 신호를 감마보정하여 직선적인 신호를 출력시키기 위한 감마보정 회로에 관한 것이다.
일반적으로 CRT(Cathode-ray Tube)는 애노드, 캐소드, 그리그, 히터 등으로 구성된다. 이러한 CRT의 캐소드단에 고전압이 인가되면 CRT 내부로 방출되는 전자는 전자적인 특성에 의하여 편향된다. 전자의 편향 현상에 의하여 CRT상의 화상은 물체의 실제 화상에 비하여 왜곡이 발생한다. 결과적으로, 이와 같은 화상 왜곡을 개선시키거나 제거하기 위하여 텔레비전 방송국에서는 감마보정 신호를 송출한다. 감마보정 신호는 CRT내의 전자의 편향 현상(감마 특성)을 보정하여 실제와 같은 화상을 재생시킨다.
제1도는 CRT의 감마 특성을 직선 보정하기 위하여 방송국에서 송축되는 감마보정용 출력 화상 신호를 보여주기 위한 그래프이다.
제1도에서 보는 바와 같이, CRT는 고전압이 인가되면 곡선 C와 같이 전자가 편향하려는 감마 특성을 지닌다. 따라서, 방송국에서는 CRT의 감마 특성을 고려한 곡선 A와 같은 감마보정 신호를 전송한다. 그리고, 실제와 같은 화상을 재생시키기 위하여 방송국으로부터 전송된 감마보정 신호를 전송한다. 그리고, 실제와 같은 화상을 재생시키기 위하여 방송국으로부터 전송된 감마보정 신호는 CRT의 감마 특성에 의하여 곡선 B와 같이 직선적인 특성을 갖는 신호로 변환된다.
그러나, 이와 같은 방송국에서 송신되는 감마보정 신호는 CRT를 제외한 다른 디스플레이 장치 즉, LCD(Liquid Crystal Display; 액정 표시 장치) 투사 장치나 AMA (Actuated Mirror Array; 박막형 광로 조절 장치) 투사 장치에는 적용되지 못하기 때문에, 이와 같은 장치에서 CRT에서와 같은 선명한 화상이 얻어지지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, LCD투사 장치나 AMA투사 장치에서는 각 디스플레이 장치의 특성에 적합한 개별적인 출력 특성 곡선을 제공하게 된다. 즉, LCD투사 장치나 AMA투사 장치는 출력 특성 곡선에 대응하는 디지털 값을 제공하는 감마보정용 ROM과 입력 신호 레벨을 직선 특성을 갖는 출력 신호 레벨로 변환하기 위한 감마역보정 특성값을 가지고 만들어지는 맵(MAP)이 요구된다.
제2도는 일반적인 디지털 방식을 사용하는 감마보정 회로의 구성을 보여주기 위한 블럭도이다.
제2도에서 보는 바와 같이, 일반적으로 LCD투사 장치나 AMA투사 장치에 사용되는 감마보정 회로는 연속적인 아날로그의 영상 신호(R,G,B)를 입력받아 이상적인 디지털값으로 변환하는 A/D변환부(10)의 출력단에 입력 화상 신호에 따라 디지털로 저장된 감마조정용 신호를 출력하기 위한 ROM(Read Only Memory; 읽기 전용 메모리; 이하 ROM)(20)이 접속된다. 상기 ROM(20)의 출력단에는 출력된 디지털 신호를 아날로그의 영상 신호(R', B', G')로 변환하기 위한 D/A변환부(30)가 접속된다.
이러한 감마보정 회로에 아날로그의 영상 신호(R,G,B)가 입력되면 A/D변환부(10)에서는 이를 디지털로 변환하여 ROM(20)으로 출력한다. 상기 ROM(20)에 내장된 각 어드레스에는 상기 A/D변환부(10)에서 입력된 신호에 대응되도록 감마보정된 디지털 신호가 저장되어 있다. ROM(20)은 상기 A/D변환부(10)에서 디지털 신호가 입력되면, 상기입력된 디지털 신호에 대응되어 각 어드레스에 저장된 감마보정된 디지털 신호를 D/A변환부(30)에 출력한다. D/A변환부(30)는 상기 ROM(20)에서 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하게 된다.
따라서, 감마보정이 이루어지지 않은 영상 신호(R,G,B)를 디지털로 변환하고, ROM(20)에서 각 어드레스별로 저장된 감마보정된 디지털 신호를 출력시키고, 이를 다시 아날로그 신호로 변환하면 감마보정된 직선적인 영상 신호(R',G',B')가 출력되는 것이다.
그러나, 이와 같은 ROM을 이용한 감마보정 장치는 AMA나 LCD등 디스플레이 장치에 따라 ROM의 각 어드레스에 특정한 감마보정 값을 저장하고, 이를 검색하여 출력하기 때문에 시간 지연이 발생하여 이를 보상해주기 위한 별도의 장치가 필요하게 되어 구성이 복잡하고, 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 증폭기를 이용하여 입력 영상 신호를 감마보정하여 직선적인 신호로 출력시켜 구성이 간단하고 소요되는 비용을 감소할 수 있는 감마보정 회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
제1도는 CRT의 감마 특성을 직선 보정하기 위하여 방송국에서 송출되는 감마보정용 출력 화상 신호를 보여주기 위한 그래프이다.
제2도는 일반적인 디지털 방식을 사용하는 감마보정 회로의 구성을 보여주기 위한 블럭도이다.
제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로를 보여주기 위한 블럭도이다.
제4도는 제3도의 영상 신호 보정부에서 출력되는 영상 신호의 파형을 보여주기 위한 그래프이다.
제5도는 제4도에서 출력되는 영상 신호가 반전된 파형을 보여주기 위한 그래프이다.
제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로에서 최종적으로 출력된 영상 신호의 파형을 보여주기 위한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 영상신호 보정부 200 : 신호 변환부
300 : 출력신호선택부 OP1∼ OP3 :연산증폭기
I1∼ I3 : 반전증폭기 R1∼ R3 : 저항
RF1∼ RF3 : 궤환저항 D1∼ D3 : 다이오드
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 다수의 연산 증폭기로 구성되어 입력된 영상 신호를 직선적으로 보정하기 위한 영상 신호 보정부; 영상 신호 보정부에서 출력된 신호를 반전시키는 신호 변환부; 그리고, 신호 변환부에서 출력된 신호 중 크기가 가장 큰 신호를 선택하여 출력시키는 출력 신호 선택부로 이루어진 감마보정 회로를 제공한다.
본 발명에 따른 감마보정 회로는 간단한 구성을 지니며, 적은 비용으로 감마보정이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로를 보여주기 위한 블럭도이다.
제3도에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로는, 입력 영상 신호를 보정하기 위한 영상 신호 보정부(100), 상기 영상 신호보정부(100)에서 출력된 신호를 반전시키기 위한 신호 변환부(200) 및 상기 신호 변환부(200)에서 출력된 신호를 선택하여 출력시키기 위한 출력 신호 선택부(300)로 구성된다.
상기 영상 신호 보정부(100)는 제1연산 증폭기(OP1), 제2연산 증폭기(OP2) 및 제3연산 증폭기(OP3)가 병렬로 연결되어 구성된다. 상기 각각의 연산 증폭기 (OP1,OP2,OP3)들은 반전 증폭기로 구성되어 있다. 다시 말하면, 상기 제1연산 증폭기 (OP1)는 입력되는 영상 신호(R,G,B)는 제1저항(R1)을 통하여 반전 단자 (-)로 입력된다. 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 비반전 단자(+)에는 제1설정 전압(V1)이 인가된다. 또한, 상기 제1연산 증폭기(OP1)에서 출력된 신호는 제1궤환 저항(RF1)을 통하여 반전 단자(-)에 궤환된다.
또한, 상기 제2연산 증폭기(OP2)는 상기 제1연산 증폭기(OP1)와 병렬 관계를 갖도록 접속된다. 제2연산 증폭기(OP2)에서는 영상 신호(R,G,B)가 제2저항 (R2)을 통하여 반전 단자(-)로 입력된다. 제2연산 증폭기(OP2)의 비반전 단자(+)에는 제2설정 전압(V2)이 인가된다. 상기 제2연산 증폭기(OP2)에서 출력된 신호는 제2궤환 저항(RF2)을 통하여 제2연산 증폭기(OP2)의 반전 단자(-)에 궤환된다.
마찬가지로, 상기 제3연산 증폭기(OP3)는 상기 제1연산 증폭기(OP1) 및 제2연산 증폭기 (OP2)와 병렬 관계를 갖도록 접속된다. 제3연산 증폭기(OP3)에서는 영상 신호(R,G,B)가 제3저항(R3)을 통하여 반전 단자(-)로입력된다. 상기 제3연산 증폭기(OP3)의 비반전 단자(+)에는 제3설정 전압(V3)이 인가된다. 상기 제3연산 증폭기(OP3)에서 출력된 신호는 제3궤환 저항(RF3)을 통하여 제3연산 증폭기(OP3)의 반전 단자(-)에 궤환된다.
여기서, 상기 제1저항(R1), 제2저항(R2) 및 제3저항(R3)은 각각 상이한 값으로 설정된다. 상기 제1설정 전압(V1), 제2설정 전압(V2) 및 제3설정 전압(V3)도 역시 상이한 값으로 설정된다. 그리고, 상기 제1궤환 저항(RF1),제2궤환 저항(RF2) 및 제3궤환 저항(RF3)도 각각 상이한 값으로 설정된다. 상기 설정되는 값들은 입력된 영상 신호(R,G,B)의 레벨 및 출력 신호 레벨 등을 고려하여 결정된다.
상기 영상 신호 보정부(100)의 출력단에는 신호 변환부(200)가 접속된다. 상기 신호 변환부(200)는 제1반전 증폭기(I1), 제2반전 증폭기(I2) 및 제3반전 증폭기(I3)로 구성된다.
상기 제1반전 증폭기(I1)는 상기 제1연산 증폭기(OP1)의 출력 신호를 제1입력 저항(R11)을 통하여 반전 단자(-)로 입력받는다. 제1반전 증폭기(I1)의 비반전 단자(+)는 접지된다. 상기 제1반전 증폭기(I1)에서 출력된 신호는 제2입력 저항(R12)을 통하여 반전 단자(-)에 궤환된다.
또한, 제2반전 증폭기(I2)는 상기 제2연산 증폭기(OP2)의 출력 신호를 제3입력 저항(R21)을 통하여 반전 단자(-)로 입력받는다. 제2반전 증폭기(I2)의 비반전 단자(+)는 접지된다. 상기 제2반전 증폭기(I2)에서 출력된 신호는 제4입력 저항(R22)을 통하여 반전 단자(-)에 궤환된다.
마찬가지로, 제3반전 증폭기(I3)는 상기 제3연산 증폭기(OP3)의 출력 신호를 제5입력 저항(R31)을 통하여 반전 단자(-)로 입력받는다. 제3반전 증폭기(I3)의 비반전 단자(+)는 접지된다. 상기 제3반전 증폭기(I3)에서 출력된 신호는 제6입력 저항(R32)을 통하여 반전 단자(-)에 궤환된다.
여기서, 상기 제1입력 저항(R11)과 제2입력 저항(R12)은 동일한 값을 지니며, 상기 제3입력 저항(R21)과 제4입력 저항(R22)도 동일한 값을 지닌다. 또한, 상기 제5입력 저항(R31)과 제6입력 저항(R32)도 역시 동일한 값을 지닌다.
상기 신호 변환부(200)의 출력단에는 출력 신호 선택부(300)가 접속된다. 상기 출력 신호 선택부(300)는 제1반전 증폭기(I1)의 출력단에 접속된 제1다이오드(D1), 제2반전 증폭기(I2)의 출력단에 접속된 제2다이오드(D2) 및 제3반전 증폭기(I3)의 출력단에 접속된 제3다이오드(D3)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로의 상세한 동작을 설명하면 다음과 같다.
도4는 도3의 영상 신호 보정부에서 출력되는 영상 신호의 파형을 보여주기 위한 그래프이고, 도5는 도4에서 출력되는 영상 신호가 반전된 파형을 보여주기 위한 그래프이고, 또한, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로에서 최종적으로 출력된 영상 신호의 파형을 보여주기 위한 그래프이다.
방송국 등에서 송출된 영상 신호(R,G,B)는 각각 영상 신호 보정부(100)를 구성하고, 병렬로 접속된 제1연산 증폭기(OP1), 제2연산 증폭기(OP2) 및 제3연산 증푹기(OP3)에 입력된다. 여기서, 영상 신호 보정부(100)의 제1연산 증폭기(OP1)에 입력된 영상 신호(R,G,B)는 제1저항(R1)을 통하여 반전 단자(-)로 입력된다. 제1연산 증푹기(OP1)의 비반전 단자(+)에는 제1설정 전압(V1)이 인가되며, 제1연산 증폭기(OP1)에서 출력된 신호는 제1궤환 저항(RF1)을 통하여 반전 단자(-)에 궤환된다.
제1연산 증푹기(OP1)에 입력되는 영상 신호 S 와 출력 신호Vo의 관계는 다음 식 1과 같다.
[식 1]
이를 정리하면 다음과 식 2와 같이 나타나고,
[식 2]
결국, 제1연산 증폭기(OP1)의 출력 신호 Vo는 다음 식 3과 같이 나타난다.
[식 3]
따라서, 제1연산 증폭기(OP1)의 출력 신호 Vo는 도4에서 보는 바와 같이, 변환점(A)이이고, 기울기가가 되는 직선적인 신호가 얻어진다.
상기의 과정에서 얻어진 출력 신호 Vo는 제1입력 저항(R11)을 통하여 상기 제1반전 증폭기(I1)의 반전 단자(-)로입력된다. 제1반전 증폭기(I1)의 비반전 단자(+)는 접지되어 있기 때문에, 상기 제1반전 증폭기(I1)는 상기 제1연산 증폭기(OP1)에서 출력된 신호(Vo)를 반전시킨다. 즉, 상기 제1반전 증폭기(I1)의 출력 신호V1은 다음의 식 4와 같이 나타난다.
[식 4]
여기서, R11= R12이므로 제1반전 증폭기(I1)의 출력 신호 V1는 다음식 5와 같다.
[식 5]
따라서, 도5에서 보는 바와 같이, 제1반전 증폭기(I1)는 상기 제1연산 증폭기(OP1)에서 출력된 신호를 반전시킨다.
또한, 방송국 등에서 송출된 영상 신호 S가 제1연산 증폭기(OP1)와 병렬로 접속된 제2연산 증폭기(OP2)의 반전 단자(-)에 인가되면 제2연산 증폭기(OP2)의 출력 신호 V2는 다음 식 6과 같이 나타난다.
[식 6]
즉, 제2저항(R2), 제2궤환 저항(RF2) 및 제2연산 증폭기(OP2)의 비반전 단자(+)에 인가되는 제2설정 전압(V2)의 크기에 따라 기울기와 변화점이 결정된다.
상기와 같이 제2연산 증폭기(OP2)에서 출력되는 신호 V2는 제3입력 저항(R21)을 통하여 상기 제2반전 증폭기(I2)의 반전 단자(-)로 입력되어 반전된다.
마찬가지로, 방송국 등에서 송출된 영상 신호 S가 제1연산 증폭기(OP1) 및 제2연산 증폭기(OP2)와 병렬로 접속된 제3연산 증폭기(OP3)의 반전 단자(-)에 인가되면 제3연산 증폭기(OP3)의 출력 신호 V3는 다음 식 7과 같이 나타난다.
[식 7]
즉, 제3저항(R3), 제3궤환 저항(RF3) 및 제3연산 증폭기(OP3)의 비반전 단자(+)에 인가되는 제3설정 전압(V3)의 크기에 따라 기울기와 변화점이 결정되는 것이다.
상기와 같이 제3연산 증폭기(OP3)에서 출력되는 신호 V2는 제5입력 저항(R31)을 통하여 상기 제3반전 증폭기(I3)의 반전 단자(-)로 입력되어 반전된다.
따라서, 도6에서 보는 바와 같이, 상기 제1반전 증폭기(I1), 제2반전 증폭기(I2) 및 제3반전 증폭기(I3)에서는 각각 신호 1, 신호 2및 신호 3가 출력된다. 여기서, 상기 신호 1은 기준점이 A점이고, 신호 2는 기준점이 B점이며, 신호 3은 기준점이 C점인 직선 신호가 출력된다고 가정하면, 상기 제1반전 증폭기(I1), 제2반전 증폭기(I2) 및 제3반전 증폭기(I3)의 출력단에는 각각 접속된 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2) 및 제3다이오드(D3)로 구성된 출력 신호 선택부(300)에서는 상기 신호 1및 신호 2및 신호 3중에서 크기가 가장 큰 신호만을 선택하여 출력한다. 즉, 하나의 출력단과 다수의 입력단을 갖는 다이오드의 병력연결에서는 다수의 입력 중 가장 큰 신호만을 출력시키게 되는 것이다.
결과적으로, 도6에서 보는 바와 같이, 방송국 등에서 송출된 감마보정 전의 편향된 영상 신호(R,G,B)는 연산 증폭기의 출력 특성에 의하여 직선적으로 감마보정된 신호(R',G',B')가 출력되는 것이다. 그러므로, 액정 표시 장치(LCD) 및 박막형 광로 조절 장치(AMA)등 투사형 디스플레이 장치에서도 감마보정된 선명한 화상을 얻을 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마보정 회로는 연산 증폭기의 출력 특성에 의하여 직선적으로 감마보정을 수행하여 구성이 간단하고, 감마보정 회로를 구성하는 데 소요되는 비용이 저렴하다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 일 실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 반전 증폭기만을 사용하여 감마보정 회로를 구성하였으나, 비반전 증폭기로도 상기와 같은 구성 및 작용이 나타날 수 있음은 자명한 일이다.

Claims (10)

  1. 다수의 연산 증폭기(OP1∼OPN)로 구성되어 입력된 영상 신호를 직선적으로 보정하기 위한 영상 신호 보정부(100); 상기 영상 신호 보정부(100)에서 출력된 신호를 반전시키는 신호 변환부(200); 그리고, 상기 신호 변환부(200)에서 출력된 신호 중 크기가 가장 큰 신호를 선택하여 출력시키는 출력 신호 선택부(300)로 이루어진 감마보정 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상 신호 보정부(10010는 영상 신호를 각각 제1, 제2및 제3저항(R1,R2,R3)을 통하여 반전 단자(-)로 입력받고, 비반전 단자(+)에는 각각 제1, 제2 및 제3설정 전압(V1,V2,V3)이 인가되며, 출력 신호를 제1, 제2및 제3궤환 저항(RF1,RF2,RF3)을 통하여 반전 단자(-)로 궤환받도록 이루어진 다수의 연산 증폭기(OP1∼OP3)가 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1저항(R1), 제2저항(R2) 및 제3저항(R3)은 각각 상이한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1설정 전압(V1), 제2설정 전압(V2) 및 제3설정 전압(V3)은 상이한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1궤환 저항(RF1), 제2궤환 저항(RF2) 및 제3궤환 저항(RF3)은 각각 상이한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 신호 변환부(200)는 상기 영상 신호 보정부(100)에서 출력된 신호를 각각 제1, 제3및 제5입력 저항(R11,R21,R31)을 통하여 반전 단자(-)로입력받고, 비반전 단자(+)는 접지되며, 출력 신호를 제2, 제4 및 제6입력 저항(R12,R22,R32)을 통하여 반전 단자(-)로 출력 신호를 궤환받도록 이루어진 다수의 반전 증폭기(I1∼I3)가 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1입력 저항(R11)과 제2입력 저항(R12)은 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제3입력 저항(R21)과 제4입력 저항(R22)은 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제5입력 저항(R31)과 제6입력 저항(R32)은 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호 선택부(300)는 상기 신호 변환부(200)의 출력단에 각각 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2) 및 제3다이오드(D3)가 접속되어 구성되는 것을 특징으로 하는 감마보정 회로
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