KR100338236B1 - 비디오신호처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블랙 레벨 보상 회로(22)를 포함하는 음극선관(14)용 드라이버(12)에 관한 것으로, 상기 보상 회로(22)는 드라이버의 출력단에 흐르는 전류 및 평균 화상 레벨(APL)을 트래킹하는 오프셋 전압(EREF)을 발생한다. 이 오프셋 전압은 출력 전압(EOUT)의 한 성분으로 가산되어 APL 이 증가함에 따라 출력 전압을 블랙 레벨쪽으로 증가시키게 된다. 이에 따라 고 APL 이미지의 어두운 영역의 감지된 세부상 및 선명도의 손실의 야기와는 다른 광산란 효과 및 CRT 감마 비선형성이 보상된다. 상기한 실시예에서, 드라이버는 캐스코드 증폭기(Q2,Q3)를 포함하고, 오프셋 전압 발생 소자는 캐스코드 증폭기의 하부 트랜지스터(Q2) (공통 에미터 구조)의 에미터 회로에 (R4 를 경유하여) 결합된 기준 전압 회로망(R7,R8,Z)에 접속된 용량성 바이패스(C) 저항(R8)을 포함한다.

Description

비디오 신호 처리 장치

본 발명은 음극선관(CRT) 등의 디스플레이 장치를 구동시키는 장치에 관한 것으로서, 특히 재생 이미지의 블랙 레벨(black level)을 재생 이미지의 평균 화상레벨의 함수로서 자동으로 조정할 수 있는 장치에 관한 것이다. 텔레비전 수상기,특히 투사형 텔레비전 수상기에 있어서, 어두운 이미지 부분에서 감지되는 디테일(detail) 및 선명도(sharpness)를 유지하기 위해서는 재생 이미지의 블랙 레벨에 대한 처리가 중요하다. 그러나, CRT 자체의 전기광학적 특성과 투사형 텔레비전 수상기의 광학 시스템 자체의 전기 광학적 특성은 어두운 이미지 부분의 정확한 이미지 재생에 방해가 된다, 이것은 특히 투사형 텔레비전 수상기의 광산란 효과 및 CRT의 비선형성, 즉 "감마"(gamma)에 근본적인 원인이 있다.

감마는 CRT의 광출력에 대한 구동 전압이 비선형적으로 되는 것을 말한다. 텔레비전 전송 표준이 본래 정해져 있는 경우에는, 텔레비전 카메라가 CRT의 감마특성에 대한 상보성(complementary) 감마 기능을 구비하도록 설계되어 카메라 광입력에서 CRT 광출력으로의 전체적인 전송 시스템은 선형성을 가지게 된다. 그러나, 시간이 지남에 따라, CRT는 더 많은 광을 출력하도록 설계되었기 때문에, 종래 CRT의 감마와는 상이한(더 높은) 감마를 가지게 되었다. 한편, 카메라는 텔레비전 카메라를 위한 본래 정해진 감마 특성에 대략적으로 일치되도록 하는 것이 계속되고 있다. 따라서, 현재의 텔레비전 수상기는 텔레비전 카메라에 의해 주사된 원래의 장면에 관하여 비선형성 광출력 특성을 나타낸다. 카메라와 CRT간의 감마 부정합(不整合)으로 인해, 제레벨의 휘도 장면이 원래의 장면보다 저레벨의 콘트라스트로 디스플레이되고, 고레벨의 휘도 장면이 원래의 장면보다 고레벨의 콘트라스트로 디스플레이된다.

화상의 고레벨의 콘트라스트 영역에 대해서는 이상하게도 문제점이 거의 없었다. 그러나, 비정상적인 저레벨의 콘트라스트를 갖는 저레벨의 광영역에서는 감지된 디테일 및 선명도의 손실이 있을 수 있다. 이러한 상황은 텔레비전 수상기에 감마 보정 회로를 부가함으로써 텔레비전 수상기의 실효 감마를 원래의 텔레비전 전송 표준으로 관찰되는 감마에 더욱 가깝게 회복시킴으로써 보정될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 회로의 복잡성 및 비용 때문에 거의 행해지지 않는다. 또한, 감마 보정을 행하지 않는 장치에 비해 감마 보정이 행해진 장치의 경우 재생 이미지의 저레벨 광영역에서 잡음이 증가하는 경향이 있다. 이것은 전송 경로에서 생기는 잡음이 감마 보정기에 의해 증폭되기 때문이다.

감지된 저레벨의 광영역 이미지의 디테일 및 선명도에 역효과를 주는 다른 현상, 즉 광산란은 고레벨의 광영역으로부터 전체 영역으로 흩어지는 광으로 인해 블랙 영역이 덜 검게 보이는 현상이다. 매우 높은 광이미지부를 갖는 이미지, 즉 소위 고레벨의 평균 화상 레벨(APL)을 갖는 이미지에 있어서 광산란으로 어두운 영역에서 디테일의 손실이 생긴다. 광산란은 대체로 투사형 텔레비전 장치에서 그 광학성에 의해 더욱 심각한 문제점이 된다.

본 발명의 제1의 특징에 따르면, CRT의 보정되지 않은 감마 및 광산란으로부터의 역효과를 감소시키기 위한 비교적 간단한 방법은, 이미지가 고레벨의 APL을 가지는 경우 블랙 레벨을 "더 검게"하고 저레벨의 APL을 가지는 경우엔 블랙 레벨을 덜 검게(더 희게)하는 것이다. 이러한 방법은 고레벨의 APL을 갖는 이미지의 어두운 영역에서 감지되는 디테일 및 선명도를 복구하는 효과를 얻고, 그렇지 않으면 광산란에 의해 어두운 영역의 디테일을 "퇴색"시키는 경향이 있다. 또한, 상기 방법은 장면들의 콘트라스트가 CRT의 비선형성 감마 특성에 의해 덜 압축되도록 저레벨의 광이미지를 광레벨로 변위시키는 경향이 있다.

본 발명의 제2의 특징에 따르면, 상기 방법은 제1도의 실시예에 도시된 바와 같이 CRT 구동단에서 간단히 구현될 수 있다.

제1도에 도시된 출력부는 투사형 텔레비전 장치에 채택되는 3개의 출력부 중의 하나이며, 각 출력부는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 비디오 신호 각각에 해당하는 이미지를 발생한다. 도시된 1개의 출력부와 상이한 2개의 출력부는 대체로 동일하므로 도시하지 않는다. 일반적인 구성 소자값 및 전압에 대한 예시값이 도면에 지시되어 있다. 저항값은 별도의 지시가 없는 한 오옴(Ω) 단위이다, 문자 "K"는 킬로오옴을 나타내고, 문자 "MF' 는 마이크로패럿을 나타낸다.

전압 형태로 처리된 비디오 신호(적색, 녹색 또는 청색 중의 한 가지)는 전치 증폭기(10)의 입력단에 인가된다 전치 증폭기(10)는 비디오 입력 전압을 이에 대응하는 출력 전류로 변환하는 전류 증폭기이다. 이 출력 전류는 종단 저항기(R1)에 의해 비디오 출력 증폭기 또는 CRT 드라이버(12)의 입력 전압(EIN)으로 변환된다. CST 드라이버(12)는 비교적 낮은 레벨의 입력 전압(EIN)을 증폭하여 비교적 높은 레벨의 출력 전압(EOUT)을 생성하며, 이 출력 전압(EOUT)은 투사형 음극선관(CRT)(14)의 음극에 인가된다. CRT(14)의 광출력은 광학부(16)를 통해 스크린(18)으로 전송되며 이 광출력은 다른 2개의 출력부에서 나오는 광출력들과 결합하여 합성 칼라 이미지를 디스플레이한다. 고레벨 전압단(20)은 CRT(14)의 다수의 그리드에 비교적 낮은 전압을 공급할 뿐만 아니라 CRT(14)의 양극(anode)에 매우 높은 레벨의 전원 전압을 공급한다.

드라이버(12)는 PNP 트랜지스터(Q1)를 포함하는 이미터 폴로워 증폭기 및 NPN 트랜지스터(Q2, Q3)를 포함하는 캐스코드 증폭기로 구성된다. 입력 전압(EIN)은 저항기(R2)를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되는데, 이 트랜지스터(Q1)의 베이스에서 전압(EIN)이 발생된다. 트랜지스터(Q1)의 이미터는 트랜지스터(Q2)의 베이스에 결합된다. 트랜지스터(Q1)의 이미터와 공급 전압(+VCC)원 사이에 결합된 저항기(R3)는 트랜지스터(Q1)로 형성된 이미터 폴로워 증폭기의 부하 저항으로서 제공된다. 트랜지스터(Q2)는 공통 이미터 증폭기로 구성되어 그 콜렉터에 출력전류를 공급하는데, 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 트랜지스터(Q3)의 이미터에 결합되어 있다. 저항기(R4)는 트랜지스터(Q2)의 이미터와 블랙 레벨 보상 회로망(22) 사이에 결합되는데, 이 블랙 레벨 보상 회로망(22)은 이하 상세히 설명되는 바와 같이 평균 화상 레벨에 따라 기준 전압(EREF)을 발생한다. 트랜지스터(Q3)는 공통 베이스 증폭기로 형성되며, 그 베이스에 인가되어 콜렉터에 출력 전압(EOUT)을 공급하는 공급 전압(+VCC)을 구비한다. 출력 전압(EOUT)은 트랜지스터(Q3)의 콜렉터와 공급 전압(B+)원 사이에 접속된 저항기(R5)로 표시된 부하 양단에서 발생된다. 당업자라면 드라이버(12)의 부하는 더욱 복잡할 수도 있고 능동 소자를 포함할 수도 있음을 용이하게 알 수 있을 것이다. 예컨대, 드라이버(12)의 부하는 각각의 이미터 폴로워 증폭기로 구성되어 "푸쉬-풀" 장치에 접속된 상보형 트랜지스터로 구성될 수 있다. 저항기(R6)는 드라이버(12)의 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 있는 드라이버(12)의 출력단과 트랜지스터(Q1)의 베이스 사이에 결합되며, 저항기(R2)는 드라이버(12)의 입력단에 부귀환을 공급한다. 드라이버(12)의 전체 이득은 기본적으로저항기(R2, R4, R5, R6)에 의해 설정된다.

블랙 레벨 보상 회로망(22)은 공급 전압(+VCC)원과 신호 접지점 사이에 직렬접속된 저항기(R7), 저항기(R8) 및 제너 다이오드(Z)와, 상기 저항기(R8) 및 제너다이오드(Z)의 직렬 결합부에 병렬 접속된 필터 커패시터(C)로 구성된다. 기준 전압(EREF)은 제너 다이오드(Z)에 의해 발생되는 제너 전압과 저항기(R8) 양단에 발생되는 전압의 합이다. 제너 다이오드(Z)에 의해 발생되는 전압은 기준 전압(EREF)의 공칭값을 설정한다. 저항기(R8)를 통해 흐르는 전류는 기본적으로 드라이버(12)의 출력단에서 트랜지스터(Q2, Q3) 및 저항기(R4)를 통해 공급된다. 커패시터(C)는 기준 전압(EREF)으로부터 AC 신호 성분을 제거한다. 드라이버(12)의 출력단에서 공급되어 저항기(R8)를 통해 흐르는 전류는 평균 화상 레벨(APL)이 증가하고 이미지가 더 밝아지면 증가하고, APL이 감소하고 이미지가 더 어두워지면 감소한다. 따라서, 기준 전압(EREF)은 APL이 증가하면 증가하고 APL이 감소하면 감소한다.

출력 전압(EOUT)은 대략 다음과 같이 표현된다.

EOUT = (B+) - (EIN'- EREF)(R5/R4)

따라서, 출력 전압(EOUT)은 APL 및 전압(EREF)이 증가함에 따라서 증가한다.

이에 따라 CRT(14)는 전류 차단이 더욱 용이해 짐으로써 블랙 레벨이 더욱 검어지게 한다. 따라서, 광학부(16) 및 스크린(18)에 의해 생성되는 광산란 및 CRT(14)의 감마 비선형성에 기인한 고레벨 APL 이미지의 어두운 영역에서 감지되는 디테일 및 선명도가 손상될 가능성이 감소된다. 이와 반대로, 전압(EOUT)은 APL 및 전압(EREF)이 감소함에 따라 감소한다. 이에 따라 CRT(14)는 전류 차단이 어렵게됨으로써 블랙 레벨이 덜 검어지게 된다.

블랙 레벨 보상 회로망(22)은 블랙 레벨 오프셋 전압(EREF, R5/R4)을 발생함으로써 동작하는데, 상기 오프셋 전압은 드라이버(12)에 흐르는 전류와 APL에 따라 드라이버(12)의 출력단에 인가되어 출력 전압(EOUT)의 성분이 되도록 한다. 블랙 레벨이 변경되는 동안, 드라이버(12)의 AC 이득상의 대응되는 변동은 없으며 드라이버(12)의 선형성은 유지된다.

본 발명이 투사형 텔레비전 장치에 대해 개시되어 있지만 직시형(direct view) 텔레비전 장치에서도 유용하다, 또한, 상기 실시예에서는 전치 증폭기(10)는 전류 증폭기를 구비하고 있지만, 전압 증폭기를 구비할 수도 있다, 또한, 캐스코드증폭기가 아닌 드라이버로 구성할 수도 있다. 이하 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범주 내에서 다양한 변경이 가능하다.

제1도는 본 발행에 따라 구성된 블랙 레벨 보상 장치를 구비한 투사형 텔레비전 시스템의 비디오 출력부를 도시한 개략도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 전치 증폭기

12 : 드라이버

14 : 음극선관(CRT)

16 : 광학부

18 : 스크린

20 : 고레벨 전압단

22 : 블랙 레벨 보상 회로망

Claims (2)

1. 입력에서 수신된 저레벨의 비디오 입력 신호를 증폭하여 출력에서 음극선관(14)에 직접 인가하기에 적절한 고레벨의 비디오 출력 전압을 생성하는 비디오 출력 증폭기(12)를 갖는 비디오 신호 처리 장치에 있어서,

   비디오 출력 증폭기의 출력 전류 경로에 결합되어 상기 전류 경로에 흐르는 전류와 상기 이미지의 평균 화상 레벨을 나타내는 전류에 따라 기준 전압(EREF)을 생성하는 수단(R8, Z, C)과;

   상기 기준 전압에 따른 오프셋 신호를 상기 비디오 출력 증폭기(12)의 출력에 결합하기 위한 수단(R4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비디오 출력 증폭기(12)는 트랜지스터(Q2)를 구비하며, 이 트랜지스터(Q2)에는 제1 전극과 제2 전극[트랜지스터(Q2)의 이미터와 콜렉터] 사이에 전류 경로가 있고 상기 전류 경로의 도통을 제어하는 제어 전극[트랜지스터(Q2)의 베이스]을 포함하며,

   상기 비디오 입력 신호는 상기 제어 전극에 결합되고,

   상기 제2 전극[트랜지스터(Q2)의 콜렉터]은 상기 비디오 출력 증폭기의 출력에 결합되며,

   상기 기준 전압 생성 수단은 DC 임피던스 소자(R8), 필터 소자(C) 및 상기 DC 임피던스 소자를 상기 제1 전극에 결합시키는 수단(R4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치,