JPH04337973A - ガンマ補正回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，ビデオ・カメラに用
いられるガンマ補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のガンマ補正回路の一例を
示している。

【０００３】図１０に示すガンマ補正回路には差動増幅
回路５０，折れ点設定回路６４および６８が含まれてい
る。

【０００４】差動増幅回路５０は，トランジスタ５１お
よび５２，トランジスタ５１および５２にそれぞれ同じ
値の動作電流Ｉｅ　を流す電流源５３ａおよび５３ｂ，
トランジスタ５１のエミッタとトランジスタ５２のエミ
ッタとの間に接続された抵抗Ｒｅ　ならびにトランジス
タ５２のコレクタに接続された負荷抵抗Ｒｃ　から構成
される。トランジスタ５１のコレクタおよび負荷抵抗Ｒ
ｃ　には電源電圧Ｖｃｃが与えられている。

【０００５】折れ点設定回路６４は，ベースとコレクタ
が接続されたトランジスタ６１と，トランジスタ６２と
，抵抗Ｒ８　と，電流源６３とから構成される。トラン
ジスタ６１のエミッタとトランジスタ６２のエミッタと
が接続されており，これらのエミッタが接続された点に
電流源６３が接続されている。抵抗Ｒ８　は差動増幅回
路５０に含まれる負荷抵抗Ｒｃ　とトランジスタ５２の
コレクタとの接続点Ａと，トランジスタ６１のコレクタ
との間に接続されている。トランジスタ６２のコレクタ
には電源電圧Ｖｃｃが，ベースには第１の折れ点設定電
圧Ｖｒ１がそれぞれ与えられる。

【０００６】折れ点設定回路６８は，折れ点設定回路６
４と同じ構成であり，ベースとコレクタが接続されたト
ランジスタ６５と，トランジスタ６６と，抵抗Ｒ９　と
，電流源６７とから構成される。トランジスタ６５のエ
ミッタとトランジスタ６６のエミッタとが接続されてお
り，これらのエミッタが接続された点に電流源６７が接
続されている。抵抗Ｒ９　は接続点Ａと，トランジスタ
６５のコレクタとの間に接続されている。トランジスタ
６６のコレクタには電源電圧Ｖｃｃが，ベースには第２
の折れ点設定電圧Ｖｒ２がそれぞれ与えられる。第２の
折れ点設定電圧Ｖｒ２は第１の折れ点設定電圧Ｖｒ１よ
りも大きく設定されている（Ｖｒ１＜Ｖｒ２）。

【０００７】ガンマ補正回路の入力電圧ＶＩＮは差動増
幅回路５０に含まれる一方のトランジスタ５１のベース
に与えられる。差動増幅回路５０に含まれる他方のトラ
ンジスタ５２のベースには差動増幅回路５０の動作点を
定めるバイアス電圧が与えられる。

【０００８】差動増幅回路５０の出力電圧が負荷抵抗Ｒ
ｃ　とトランジスタ５２のコレクタとの接続点Ａに現わ
れる。 接続点Ａには出力端子３０が接続されており，接続点Ａ
の電圧ＶＡ　がガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　と
して出力される。

【０００９】ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　が第
１の折れ点設定電圧Ｖｒ１より低いとき（ＶＯＵＴ　＜
Ｖｒ１＜Ｖｒ２）には，折れ点設定回路６４に含まれる
トランジスタ６２がオンとなり，トランジスタ６１はオ
フとなる。また折れ点設定回路６８に含まれるトランジ
スタ６６がオンとなり，トランジスタ６５はオフとなる
ので，差動増幅回路５０に折れ点設定回路６４および６
８が接続されていない状態となる。したがって，ガンマ
補正回路の増幅度Ｇ０　は抵抗Ｒｃ　および抵抗Ｒｅ　
の抵抗値をそれぞれＲｃおよびＲｅ　とすると，次式で
表わされる。

【００１０】

【数１】Ｇ０　＝Ｒｃ　／Ｒｅ　　　…式１

【００１１
】ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　が第１の折れ点
設定電圧Ｖｒ１より高く，第２の折れ点設定電圧Ｖｒ２
よりも低いとき（Ｖｒ１＜ＶＯＵＴ　＜Ｖｒ２）には，
折れ点設定回路６４に含まれるトランジスタ６２がオフ
となり，トランジスタ６１がオンとなる。折れ点設定回
路６８のトランジスタ６６はオンで，トランジスタ６５
はオフのまま保持されている。このときには抵抗Ｒ８　
と負荷抵抗Ｒｃ　とが並列に接続されたこととなる。こ
れらの抵抗Ｒ８　と負荷抵抗Ｒｃ　との並列接続合成抵
抗が差動増幅回路５０の新たな負荷抵抗となるので，こ
のときのガンマ補正回路の増幅度Ｇ１　は上記増幅度Ｇ
０　よりも小さくなる。

【００１２】ガンマ補正回路の増幅度Ｇ１　は抵抗Ｒ８
　の抵抗値をＲ８　とすると次式で表わされる。

【００１３】

【数２】Ｇ１　＝Ｒｃ　・Ｒ８　／（Ｒｃ　＋Ｒ８　）
・Ｒｅ　　　…式２

【００１４】さらに第２の折れ点設定電圧Ｖｒ２よりも
出力電圧ＶＯＵＴ　の方が高いとき（Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜
ＶＯＵＴ　）には折れ点設定回路６８のトランジスタ６
６がオフとなり，トランジスタ６５がオンとなる。この
ときには抵抗Ｒ８　，Ｒ９および負荷抵抗Ｒｃ　が並列
に接続されたこととなる。 これらの抵抗Ｒ８　，Ｒ９　および負荷抵抗Ｒｃ　との
並列合成抵抗が差動増幅回路５０の新たな負荷抵抗とな
るので，このときのガンマ補正回路の増幅度Ｇ２　は上
記増幅度Ｇ１　よりもさらに小さくなる。

【００１５】ガンマ補正回路の増幅度Ｇ２　は抵抗Ｒ９
　の抵抗値をＲ９　とすると次式で表わされる。

【００１６】

【数３】 　　Ｇ２　＝（Ｒｃ　・Ｒ８　・Ｒ９　）　　　　　　
　　　　／［（Ｒ８　・Ｒ９　＋Ｒｃ　・Ｒ９　・Ｒ８
　＋Ｒｃ　）・Ｒｅ　］　　…式３

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】差動増幅回路５０の出
力電圧ＶＡ　は，差動増幅回路５０に含まれる電流源５
３ｂの出力電流をＩｅとすると次式で表わされる。

【００１８】

【数４】ＶＡ　＝Ｖｃｃ−Ｒｃ　・Ｉｅ　　　…式４

【
００１９】差動増幅回路５０の入力電圧ＶＩＮとバイア
ス電圧の差電圧の最大値（最大入力振幅）をＶＩ　とす
ると，この差電圧ＶＩ　は次式で表わされる。

【００２０】

【数５】ＶＩ　＝Ｒｅ　・Ｉｅ　　　…式５

【００２１
】式４に式１および式５を代入すると次式が得られる。

【００２２】

【数６】ＶＡ　＝Ｖｃｃ−Ｇ０　・ＶＩ　　　…式６

【
００２３】電源電圧Ｖｃｃの大きさには制約があるので
，式６の右辺第２項Ｇ０　・ＶＩ　の大きさをあまり大
きくすることはできない。このために式１で表わされる
ガンマ補正回路の初期の増幅度Ｇ０　を高くすると差動
増幅回路５０の最大入力振幅ＶＩ　を小さくせざるを得
ない。したがって初期の増幅度Ｇ０　をあまり高くする
ことができなくなる。

【００２４】また最大入力振幅ＶＩ　を小さくすると折
れ点での誤差が顕著に現われガンマ補正回路の増幅度の
設定が極めて難しい。さらにガンマ補正回路のＳ／Ｎも
低下する。さらに折れ点設定回路６４は電流源６３の電
流変動の影響を受け，折れ点設定回路６８は電流源６７
の電流変動の影響を受けるので第１および第２の折れ点
設定点の精度がそれぞれ低下する。

【００２５】このように図１０に示す従来のガンマ補正
回路では，初期の増幅度Ｇ０　は最大入力振幅ＶＩ　に
依存する。

【００２６】この発明は，ガンマ補正回路の初期の増幅
度が最大入力振幅に依存しないようにすることを目的と
する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】第１の発明（請求項１）
によるガンマ補正回路は，一方の入力端子に入力電圧が
与えられる差動増幅回路と，上記差動増幅回路の出力端
子と上記差動増幅回路の他方の入力端子に接続される第
１の帰還回路および第２の帰還回路と，上記差動増幅回
路の出力電圧が折れ点設定電圧よりも小さいときに上記
第２の帰還回路を上記第１の帰還回路から切離しておき
，上記差動増幅回路の出力電圧が折れ点設定電圧よりも
大きいときに上記第２の帰還回路を上記第１の帰還回路
に並列に接続するスイッチ回路とから負帰還増幅回路が
構成され，上記負帰還増幅回路の出力がガンマ補正回路
の出力となることを特徴とする。

【００２８】第２の発明（請求項３）よるガンマ補正回
路は，一方の入力端子に入力電圧が与えられる差動増幅
回路と，上記差動増幅回路の出力端子と上記差動増幅回
路の他方の入力端子に接続される第１の帰還回路および
複数の第２の帰還回路と，複数の異なる折れ点設定電圧
が与えられ，上記差動増幅回路の出力電圧が最も低い折
れ点設定電圧以下のときにすべての上記第２の帰還回路
を切離し，上記差動増幅回路の出力電圧が複数の折れ点
設定電圧を越えるごとに上記第１の帰還回路に並列に接
続される上記第２の帰還回路を１つずつ増加させるスイ
ッチ回路とから負帰還増幅回路が構成され，上記負帰還
増幅回路の出力がガンマ補正回路の出力となることを特
徴とする。

【００２９】上記差動増幅回路の出力端子と上記第１の
帰還回路との間にエミッタ・フォロワ・トランジスタが
接続されていることが好ましい。

【００３０】上記負帰還増幅回路の出力電圧と，基準電
圧と，クランプ・パルスとが与えられ，クランプ・パル
スが与えられている間上記負帰還増幅回路の出力電圧を
上記基準電圧に固定するクランプ回路を備えるとよい。

【００３１】また上記負帰還増幅回路の入力電圧または
出力電圧が所定の設定電圧を越えた範囲において，上記
入力電圧または出力電圧に１以下の係数を乗じるＫｎｅ
ｅ回路をさらに備えていることが好ましい。

【００３２】上記Ｋｎｅｅ回路は，たとえば上記負帰還
増幅回路の出力電圧を分圧する分圧回路と，上記出力電
圧が上記設定電圧以下のときに上記負帰還増幅回路の出
力電圧をそのまま出力させ，上記設定電圧を越えたとき
に上記分圧回路の出力電圧を出力させるスイッチ回路と
から構成される。

【００３３】また上記負帰還増幅回路は電圧負帰還増幅
回路または電流負帰還増幅回路である。

【００３４】

【作用】第１の発明によると，負帰還増幅回路の出力電
圧が折れ点設定電圧よりも小さいと第２の帰還回路は第
１の帰還回路から切離される。第２の帰還回路が第１の
帰還回路から切離されると負帰還回路の動作が行なわれ
，ガンマ補正回路の増幅度は第１の帰還回路の抵抗値と
第２の帰還回路の抵抗値とによって定まる。したがって
ガンマ補正回路の入力電圧は，第１の帰還抵抗の値と第
２の帰還抵抗の値とによって定まる増幅度により増幅さ
れる。

【００３５】帰還増幅回路の出力電圧の大きさが折れ点
設定電圧よりも大きいと，第２の帰還回路は上記第１の
帰還回路と並列にされる。負帰還増幅回路に第１の帰還
回路と第２の帰還回路が並列に接続されるので負帰還増
幅回路はボルテージ・フォロワとなる。したがってガン
マ補正回路の増幅度は１に変化する。

【００３６】第２の発明によると，差動増幅回路の出力
電圧が最も低い折れ点設定電圧よりも小さいとすべての
第２の帰還回路が第１の帰還回路から切離される。差動
増幅回路の出力電圧が複数の折れ点設定電圧を越えるご
とに上記第１の帰還回路に上記第２の帰還回路が１つず
つ増加される。上記第２の帰還回路が増加されるにした
がいガンマ補正回路の増幅度が変化する。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明によると，ガンマ補正回路の
初期の増幅度は，第１の帰還回路の抵抗値および第２の
帰還回路の抵抗値によって定まる。したがって，ガンマ
補正回路の初期の増幅度は最大入力振幅の大きさには依
存しない。従来のガンマ補正回路と異なり，入力電圧と
初期の増幅度とが無関係なので比較的任意に初期の増幅
度を設定することができ，増幅度を高くすることができ
るようになる。また入力ダイナミック・レンジも広くす
ることができる。

【００３８】したがって，入力電圧を比較的大きくする
ことができるので，ガンマ補正回路のＳ／Ｎも向上する
。

【００３９】また，従来のガンマ補正回路と異なりガン
マ補正回路の増幅度は，第１の帰還回路の抵抗値および
第２の帰還回路の抵抗値によって定まり，電源電圧の影
響を受けないので電源電圧を低くすることができる。

【００４０】さらに，折れ点設定値の精度はスイッチン
グ回路の精度によって定まるので，その精度が向上する
。

【００４１】第１の発明のガンマ補正回路をビデオ・カ
メラ等に利用したときには初期の増幅度を上げることが
できるので，低輝度の増幅度を上けることができ，再生
映像の再現性も向上する。

【００４２】第２の発明によると，負帰還増幅回路に第
２の帰還回路が複数接続されており，それらの第２の帰
還回路を差動増幅回路の出力電圧が複数の折れ点設定電
圧を越えるごとに第１の帰還回路に並列に接続される第
２の帰還回路を１つずつ増加させるスイッチング回路が
含まれているので，複数の折れ点を設定することのでき
るガンマ補正回路を得る。

【００４３】したがってほぼ理想に近いγ曲線をもつガ
ンマ補正回路となる。

【００４４】また帰還増幅回路にＫｎｅｅ回路を接続す
ることにより，ガンマ補正回路の増幅度を１以下とする
ことができ，さらに理想に近いγ曲線をもつガンマ補正
回路が得られる。

【００４５】さらに負帰還増幅回路の出力電圧を所定期
間の間基準電圧に固定するクランプ回路をガンマ補正回
路に備えることにより，ガンマ補正回路の出力電圧を所
定期間の間基準電圧に固定することができるようになる
。例えばガンマ補正回路をビデオ・カメラ等に利用した
ときにはガンマ補正回路の出力電圧をペデスタル・レベ
ルに固定することができるようになり，ガンマ補正の折
れ点設定の精度を向上することができる。

【００４６】負帰還増幅回路は電圧負帰還増幅回路，電
流負帰還増幅回路などを用いることができるが，電流負
帰還増幅回路は利得帯域幅積（ＧＢ積）が一定という制
限が無いので負帰還増幅回路に電流負帰還増幅回路を用
いたときにはガンマ補正回路の周波数特性を広げること
ができるようになる。

【００４７】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示すもので，折れ
点が１点のガンマ補正回路の回路図である。

【００４８】ガンマ補正回路には差動増幅回路１０，ト
ランジスタ１１および１２，トランジスタ１３，電流源
５および６ならびにフィードバック・クランプ回路２０
が含まれている。

【００４９】差動増幅回路１０はトランジスタ１１およ
び第１の帰還抵抗Ｒ１　により構成される第１の帰還回
路ならびにスイッチング回路としてのトランジスタ１２
および第２の帰還抵抗Ｒ２　により構成される第２の帰
還回路を有している。これらの帰還回路は差動増幅回路
１０の負入力端子に接続されている。

【００５０】フィードバック・クランプ回路２０には差
動増幅回路２８，スイッチング素子２６，コンデンサ２
５，バッファ２９および電流源２７が含まれている。

【００５１】ガンマ補正回路の入力電圧ＶＩＮは差動増
幅回路１０の正入力端子に与えられる。差動増幅回路１
０の出力電圧ＶＡ　はトランジスタ１１および１２のベ
ースに与えられる。トランジスタ１１はエミッタ・フォ
ロワとされている。

【００５２】トランジスタ１２のエミッタとトランジス
タ１３のエミッタが接続されており，かつトランジスタ
１２のコレクタとトランジスタ１３のコレクタが接続さ
れている。トランジスタ１１，１２および１３のコレク
タにはそれぞれ電源電圧Ｖｃｃが与えられている。トラ
ンジスタ１３のベースには折れ点設定電圧Ｖ１　が与え
られている。

【００５３】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が折れ
点設定電圧Ｖ１　よりも小さいとき（ＶＡ　＜Ｖ１　）
はトランジスタ１２はオフとなり，トランジスタ１３は
オンとなる。したがって抵抗Ｒ２　は帰還回路として動
作しなくなる。またこのとき抵抗Ｒ２　とトランジスタ
１３のエミッタとの接続点Ｂに電圧Ｖ１　−ＶＢＥ（Ｖ
ＢＥはトランジスタ１３のベース−エミッタ間電圧）が
加わるので，差動増幅回路１０は負帰還回路として動作
する。

【００５４】この場合の増幅度ｇ１１は次式で表わされ
る。

【００５５】

【数７】ｇ１１＝１＋Ｒ１　／Ｒ２　　　…式７

【００
５６】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が折れ点設定
電圧Ｖ１　よりも大きくなる（Ｖ１　＜ＶＡ　）と，ト
ランジスタ１２はオンとなり，トランジスタ１３はオフ
となる。 このため差動増幅回路１０は第１の帰還回路と第２の帰
還回路の２つの帰還回路を並列に有したこととなり，ボ
ルテージ・フォロワとして動作する。

【００５７】この場合の増幅度ｇ１２は次のように表わ
される。

【００５８】

【数８】ｇ１２＝１　　…式８

【００５９】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が折れ
点設定電圧Ｖ１　となる点を境に増幅度がｇ１１からｇ
１２に変わるガンマ補正回路を得る。

【００６０】ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　はフ
ィードバック・クランプ回路２０にも与えられる。クラ
ンプ・パルスＣＰがフイードバック・クランプ回路２０
に与えられている期間の間，ガンマ補正回路の出力電圧
ＶＯＵＴ　は所定電圧Ｖｒ　に固定される。ガンマ補正
回路がビデオ・カメラに用いられるときはクランプ・パ
ルスＣＰは１水平走査期間ごとにフィードバック・クラ
ンプ回路２０に与えられる。

【００６１】フィードバック・クランプ回路２０に入力
するガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　は差動増幅回
路２８の負入力端子に与えられる。差動増幅回路２８の
正入力端子には固定すべき所定電圧Ｖｒ　が与えられる
。

【００６２】スイッチング素子２６にクランプ・パルス
が与えられるとスイッチング素子２６がオンして，出力
電圧ＶＯＵＴ　と固定すべき電圧Ｖｒ　との差電圧に相
当する電荷がコンデンサに蓄積される。これよりバッフ
ァ２９を介して電流源２７に動作電圧が与えられ，電流
源２７がオンとされ第１の帰還回路および第２の帰還回
路に電流が流れる。

【００６３】第１の帰還回路および第２の帰還回路に電
流が流れると出力電圧ＶＯＵＴ　が上昇する。したがっ
て差動増幅回路２８に入力するガンマ補正回路の出力電
圧ＶＯＵＴ　と所定電圧Ｖｒ　との電圧の差は徐々に小
さくなり，ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　が所定
電圧Ｖｒ　と等しくなる。

【００６４】フィードバック・クランプ回路２０によっ
て出力電圧ＶＯＵＴ　を所定の基準電圧Ｖｒ　に固定す
ることができるので，出力電圧ＶＯＵＴ　に生じるオフ
セットを除去することができるようになる。

【００６５】図２は図１に示すガンマ補正回路の具体的
な構成例を示す回路図である。図２に示す回路において
，図１に示すものと同一物には同一符号を付して説明を
省略する。

【００６６】差動増幅回路１０はトランジスタ１および
２，電流源３および４ならびにコンデンサ５から構成さ
れる。トランジスタ１のエミッタとトランジスタ２のエ
ミッタとが接続され，これらのトランジスタ１および２
のエミッタは電流源３と接続されている。トランジスタ
１のベースにガンマ補正回路の入力電圧ＶＩＮが与えら
れ，トランジスタ１のコレクタには電源電圧ＶＣＣが与
えられている。トランジスタ２のコレクタは電流源４と
コンデンサ５とから構成される並列回路が接続されてい
る。

【００６７】図２に示すガンマ補正回路においては，ト
ランジスタ１３のベース−エミッタ間の電圧降下を保証
して固定電圧Ｖｒ　を発生するためにトランジスタ１４
が含まれている。トランジスタ１４のコレクタには電源
電圧Ｖｃｃが与えられ，トランジスタ１４のエミッタは
電流源７と接続されている。トランジスタ１４のエミッ
タの電圧が固定電圧Ｖｒ　として差動増幅回路２８に与
えられる。

【００６８】またガンマ補正回路には直列に接続された
抵抗ｒ０　，ｒ１　およびｒ２　が含まれている。抵抗
ｒ１　と抵抗ｒ２　との間の接続点においてトランジス
タ１３のベースが接続されている。トランジスタ１３の
ベースに与えられる折れ点設定電圧Ｖ１は電源電圧Ｖｃ
ｃを抵抗ｒ０　およびｒ１　と抵抗ｒ２　とで分圧され
て作成される。

【００６９】抵抗ｒ０　と抵抗ｒ１　との間の接続点に
発生する電圧をＶ０　とすると電圧Ｖ０　は固定電圧Ｖ
ｒ　を発生するトランジスタ１４のベースに与えられる
。

【００７０】フィードバック・クランプ回路２０に含ま
れる差動増幅回路２８は，トランジスタ２８ａおよび２
８ｂならびにカレント・ミラー回路２８ｃから構成され
ている。トランジスタ２８ａのエミッタとトランジスタ
２８ｂのエミッタとが接続されている。トランジスタ２
８ａのコレクタはカレント・ミラー回路２８ｃを構成す
る一方のトランジスタのコレクタと接続されている。ト
ランジスタ２８ｂのコレクタはカレント・ミラー回路２
８ｃを構成する他方のトランジスタのコレクタと接続さ
れている。

【００７１】スイッチング素子２６にはトランジスタが
用いられている。このトランジスタ２６のコレクタとト
ランジスタ２８ａのエミッタおよびトランジスタ２８ｂ
のエミッタとが接続されている。トランジスタ２６のエ
ミッタには抵抗２１を介して電源電圧Ｖｃｃが与えられ
ている。

【００７２】電流源２７はトランジスタ２７ａと，この
トランジスタ２７ａのエミッタに接続された抵抗２７ｂ
から構成されている。

【００７３】差動増幅回路２８の負入力端子に入力する
ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　はトランジスタ２
８ｂのベースに与えられ，差動増幅回路２８の正入力端
子に入力する固定電圧Ｖｒ　はトランジスタ２８ａのベ
ースに与えられる。

【００７４】トランジスタ２６のベースにクランプ・パ
ルスＣＰが与えられるとトランジスタ２６はオンとなる
。固定電圧Ｖｒ　がガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ
　よりも大きいと，トランジスタ２８ｂがオンであり，
このトランジスタ２８ｂに電流が流れる。トランジスタ
２８ｂに流れる電流に応じてコンデンサ２５に電荷が蓄
積され，動作電圧が生じる。コンデンサ２５により生じ
た動作電圧はバッファ２９を介して電流源２７のトラン
ジスタ２７ａのベースに与えられ，トランジスタ２７ａ
がオンとされる。

【００７５】トランジスタ２７ａがオンとされると，抵
抗２７ｂの抵抗値によって定まる電流がトランジスタ２
７ａに流れ，ガンマ補正回路の出力電圧ＶＯＵＴ　は固
定電圧Ｖｒ　に固定される。

【００７６】図２に示すガンマ補正回路では折れ点の設
定精度はトランジスタ１２および１３のベース−エミッ
タ間電圧の精度によって定まるので，高精度に折れ点を
設定できる。

【００７７】図２に示す回路において電流源３の出力電
流を１００　［μＡ］，抵抗Ｒ１　を７．５［ｋΩ］，
Ｒ２　を２．５　［ｋΩ］，折れ点設定電圧Ｖ１　−Ｖ
０　を２５０　［ｍＶ］とした場合のガンマ補正回路の
入出力特性のグラフが図３（Ａ），（Ｂ）に示されてい
る。図３（Ｂ）は（Ａ）の一部を拡大したグラフである
。図３（Ａ），（Ｂ）から分るように増幅度ｇ１１は４
，ｇ１２は１となり，従来のガンマ補正回路に比べ入力
ダイナミック・レンジを極めて広くとることができた。

【００７８】図４は他の実施例を示すもので，折れ点が
２点のガンマ補正回路の回路図である。図４に示す回路
においても図１および図２に示すものと同一物には同一
符号を付して説明を省略する。

【００７９】図４に示すガンマ補正回路にはトランジス
タ１５および１６が含まれている。トランジスタ１５の
エミッタとトランジスタ１６のエミッタとが接続されて
おり，これらのエミッタは電流源８と接続されている。 トランジスタ１５のコレクタおよびトランジスタ１６の
コレクタには電源電圧Ｖｃｃが与えられている。トラン
ジスタ１５のベースはトランジスタ１２のベースと接続
されている。

【００８０】トランジスタ１５のエミッタが抵抗Ｒ３　
を介してトランジスタ２のベースと接続されている。ト
ランジスタ１５および抵抗Ｒ３　が差動増幅回路１０の
第３の帰還回路を構成する。

【００８１】図４に示すガンマ補正回路において，２つ
の折れ点を設定するために抵抗ｒ１　，ｒ３　およびｒ
４　から構成される直列抵抗回路が含まれている。抵抗
ｒ１　の一端には所定の電圧Ｖ０　が，抵抗ｒ４　の一
端には電源電圧Ｖｃｃがそれぞれ与えられている。また
抵抗ｒ３　とｒ４　との接続点においてトランジスタ１
６のベースが接続されており，抵抗ｒ１　とｒ３との接
続点においてトランジスタ１３のベースが接続されてい
る。

【００８２】第１の折れ点設定電圧Ｖ１　および第２の
折れ点設定電圧Ｖ２　はいずれも電源電圧Ｖｃｃおよび
所定電圧Ｖの大きさならびに抵抗ｒ１　，ｒ３　および
ｒ４　の抵抗値によって定まり，第１の折れ点設定電圧
Ｖ１　は抵抗ｒ１　と抵抗ｒ３　およびｒ４　との分圧
により，第２の折れ点設定電圧Ｖ２　は抵抗ｒ１　およ
びｒ２　と抵抗ｒ４　との分圧によりそれぞれ定められ
る。第１の折れ点設定電圧Ｖ１　の値は第２の折れ点設
定電圧の値よりも低い。

【００８３】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第１
の折れ点設定電圧Ｖ１　よりも低いとき（ＶＡ　＜Ｖ１
　＜Ｖ２　）には，トランジスタ１２および１５がオフ
，トランジスタ１３および１６がオンとなるのでガンマ
補正回路の第１の増幅度ｇ２１は次式で表わされる。

【００８４】

【数９】ｇ２１＝１＋（Ｒ２　＋Ｒ３　）・Ｒ１／Ｒ２
　・Ｒ３　　　…式９

【００８５】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第１
の折れ点設定電圧Ｖ１　よりも高く，第２の折れ点設定
電圧Ｖ２　よりも低いとき（Ｖ１　＜ＶＡ　＜Ｖ２　）
にはトランジスタ１２および１６がオン，トランジスタ
１３および１５がオフとなるのでガンマ補正回路の第２
の増幅度ｇ２２は第１の増幅度ｇ２１よりも低くなり，
次式で表わされる。

【００８６】

【数１０】ｇ２２＝１＋Ｒ１　・Ｒ２　／（Ｒ１＋Ｒ２
　）・Ｒ３　　　…式１０

【００８７】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第２
の折れ点設定電圧Ｖ２　よりも高いとき（Ｖ１　＜Ｖ２
　＜ＶＡ　）にはトランジスタ１２および１５がオン，
トランジスタ１３および１６がオフとなり，差動増幅回
路１０はボルテージ・フォロワとなる。このときの第３
の増幅度ｇ２３は第２の増幅度ｇ２２よりもさらに低く
なり次式で表わされる。

【００８８】

【数１１】ｇ２３＝１　　…式１１

【００８９】図４に示す回路において電流源３の出力電
流を１００　［μＡ］，抵抗Ｒ１　を１４［ｋΩ］，Ｒ
２　を４．５　［ｋΩ］，Ｒ３　を３．５　［ｋΩ］，
第１の折れ点設定電圧Ｖ１　−Ｖ０　を４００　［ｍＶ
］，第２の折れ点設定電圧Ｖ２　−Ｖ０　を７００　［
ｍＶ］とした場合の入出力特性が図５に示されている。 図５から分るように，増幅度ｇ２１は８，ｇ２２は２，
ｇ２３は１となり，２種類の折れ点をもつガンマ補正回
路となる。

【００９０】帰還回路を増やすことにより，変化させる
増幅度の種類をさらに増やすこともできる。

【００９１】図６はさらに他の実施例を示すもので，折
れ点が２点のガンマ補正回路の回路図である。図６に示
すガンマ補正回路は増幅度を１以下とすることができる
。図６においても，図１および図２に示すものと同一物
には同一符号を付して説明を省略する。

【００９２】図６に示すガンマ補正回路にはガンマ補正
回路の増幅度を１以下とするためのＫｎｅｅ回路３５が
含まれている。Ｋｎｅｅ回路３５は抵抗Ｒ５　およびＲ
６　ならびにトランジスタ３６から構成される。またト
ランジスタ１７が含まれており，このトランジスタ１７
のベースはトランジスタ１２のベースと接続され，エミ
ッタは電流源３１を介して接地されている。トランジス
タ１７のコレクタには電源電圧Ｖｃｃが与えられている
。

【００９３】さらに図６に示すガンマ補正回路において
はトランジスタ１８およびベース−コレクタとが接続さ
れたトランジスタ１９が含まれている。トランジスタ１
８のエミッタとトランジスタ１９のエミッタとが接続さ
れている。トランジスタ１９のコレクタが電流源９と接
続されている。トランジスタ１９のコレクタと電流源９
との接続点においてトランジスタ３６のベースが接続さ
れている。またトランジスタ１８のベースは抵抗ｒ３　
とｒ４　との接続点に接続されている。

【００９４】トランジスタ１８はトランジスタ１７のベ
ース−エミッタ間電圧ＶＢＥの電圧降下を保証するもの
で，トランジスタ１９はトランジスタ３６のベース−エ
ミッタ間電圧ＶＢＥの電圧降下を保証するものである。

【００９５】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第１
の折れ点設定電圧Ｖ１　よりも低いとき（ＶＡ　＜Ｖ１
　＜Ｖ２　）にはトランジスタ１２がオフ，トランジス
タ１３および１７がオンとなるのでガンマ補正回路の第
１の増幅度ｇ３１は次式で表わされる。

【００９６】

【数１２】ｇ３１＝１＋Ｒ１　／Ｒ２　　　…式１２

【
００９７】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第１の
折れ点設定電圧Ｖ１　よりも高く，第２の折れ点設定電
圧Ｖ２　よりも低いとき（Ｖ１　＜ＶＡ　＜Ｖ２　）に
はトランジスタ１２および１７がオン，トランジスタ１
３がオフとなるのでガンマ補正回路はボルテージ・フォ
ロワとなる。このときの第２の増幅度ｇ３２は第１の増
幅度ｇ３１よりも低くなり次式で表わされる。

【００９８】

【数１３】ｇ３２＝１　　…式１３

【００９９】差動増幅回路１０の出力電圧ＶＡ　が第２
の折れ点設定電圧Ｖ２　よりも高いとき（Ｖ１　＜Ｖ２
　＜ＶＡ　）にはトランジスタ１２，１７および３６が
オン，トランジスタ１３がオフとなり，Ｋｎｅｅ回路３
５の抵抗Ｒ５　およびＲ６　によりガンマ補正回路の出
力電圧ＶＯＵＴ　は分圧されるのでガンマ補正回路の第
３の増幅度ｇ３３は第２の増幅度ｇ３２よりもさらに低
くなり次式で表わされるように１以下となる。

【０１００】

【数１４】ｇ３３＝Ｒ６　／（Ｒ５　＋Ｒ６　）　　…
式１４

【０１０１】図６に示す回路においてはガンマ補
正回路の増幅度を１以下とすることができるので，理想
に近いγ曲線をもつガンマ補正回路となる。

【０１０２】図６に示す回路においてはＫｎｅｅ回路３
５を差動増幅回路１０の出力側に接続しているが，差動
増幅回路１０の入力側に接続するようにしてもよい。

【０１０３】図６に示す回路において，電流源３の出力
電流を２００　［μＡ］，電流源４，５，６および７の
出力電流を１００　［μＡ］，抵抗Ｒ１　を１２［ｋΩ
］，Ｒ２　を４［ｋΩ］，Ｒ５　を５［ｋΩ］，Ｒ６　
を５［ｋΩ］，第１の折れ点設定電圧Ｖ１　−Ｖ０　を
２００　［ｍＶ］，第２の折れ点設定電圧Ｖ２−Ｖ０　
を３５０　［ｍＶ］とした場合の入出力特性が図７に示
されている。図７から分るように，増幅度ｇ３１は４，
ｇ３２は１，ｇ３３は０．５　となり，１以下の増幅度
を持つガンマ補正回路となる。

【０１０４】図８はさらに他の実施例を示すもので，ガ
ンマ補正回路の回路図である。図８においても，図１お
よび図２に示すものと同一物には同一符号を付して説明
を省略する。

【０１０５】図８に示すガンマ補正回路においては，差
動増幅回路に電流帰還増幅回路４０が用いられている。

【０１０６】電流帰還増幅回路４０はカレント・ミラー
回路４１，トランジスタ４２および電流源３２から構成
されている。

【０１０７】ガンマ補正回路の入力電圧ＶＩＮはトラン
ジスタ４２のベースに与えられる。電流帰還増幅回路４
０には電流電圧変換回路４１が含まれている。この回路
４１によってトランジスタ４２に流れる電流が電圧に変
換されて電流帰還増幅回路４０から出力され，トランジ
スタ１１のベースに与えられる。

【０１０８】電流帰還増幅回路４０の出力電圧ＶＡ　が
折れ点設定電圧Ｖ１　以下か否かによって増幅度が変わ
るのは，図１または図２に示す回路と同じである。

【０１０９】図８に示すガンマ補正回路においては，電
流帰還増幅回路４０が用いられているので電圧帰還増幅
回路と異なり利得帯域幅積（ＧＢ積）が一定という制限
は無くなる。このために周波数特性を広くすることがで
きる。

【０１１０】図８に示す回路において抵抗Ｒ１　を１０
［ｋΩ］，Ｒ２　を２．５　［ｋΩ］，折れ点設定電圧
Ｖ１　−Ｖ０　を２５０　［ｍＶ］とした場合の入出力
特性が図９に示されている。図９に示すように，図８の
回路によっても折れ点を有するガンマ補正特性が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すもので，ガンマ補正回
路の回路図である。

【図２】図１に示すガンマ補正回路の構成例を示す回路
図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は図２に示す回路の入出力
特性を示すグラフである。

【図４】この発明の他の実施例を示すもので，ガンマ補
正回路の回路図である。

【図５】図４に示す回路の入出力特性を示すグラフであ
る。

【図６】この発明のさらに他の実施例を示すもので，ガ
ンマ補正回路の回路図である。

【図７】図６に示す回路の入出力特性を示すグラフであ
る。

【図８】この発明のさらに他の実施例を示すもので，ガ
ンマ補正回路の回路図である。

【図９】図８に示す回路の入出力特性を示すグラフであ
る。

【図１０】従来のガンマ補正回路の回路図である。

【符号の説明】

１０　　差動増幅回路 １１〜１３　　トランジスタ ２０　　フィードバック・クランプ回路３５　　Ｋｎｅ
ｅ回路 ４０　　電流帰還増幅回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方の入力端子に入力電圧が与えられ
   る差動増幅回路と，上記差動増幅回路の出力端子と上記
   差動増幅回路の他方の入力端子に接続される第１の帰還
   回路および第２の帰還回路と，上記差動増幅回路の出力
   電圧が折れ点設定電圧よりも小さいときに上記第２の帰
   還回路を上記第１の帰還回路から切離しておき，上記差
   動増幅回路の出力電圧が折れ点設定電圧よりも大きいと
   きに上記第２の帰還回路を上記第１の帰還回路に並列に
   接続するスイッチ回路とから負帰還増幅回路が構成され
   ，上記負帰還増幅回路の出力がガンマ補正回路の出力と
   なる，ガンマ補正回路。
2. 【請求項２】　　上記差動増幅回路の出力端子と上記第
   １の帰還回路との間にエミッタ・フォロワ・トランジス
   タが接続されている，請求項１に記載のガンマ補正回路
   。
3. 【請求項３】　　一方の入力端子に入力電圧が与えられ
   る差動増幅回路と，上記差動増幅回路の出力端子と上記
   差動増幅回路の他方の入力端子に接続される第１の帰還
   回路および複数の第２の帰還回路と，複数の異なる折れ
   点設定電圧が与えられ，上記差動増幅回路の出力電圧が
   最も低い折れ点設定電圧以下のときにすべての上記第２
   の帰還回路を切離し，上記差動増幅回路の出力電圧が複
   数の折れ点設定電圧を越えるごとに上記第１の帰還回路
   に並列に接続される上記第２の帰還回路を１つずつ増加
   させるスイッチ回路とから負帰還増幅回路が構成され，
   上記負帰還増幅回路の出力がガンマ補正回路の出力とな
   る，ガンマ補正回路。
4. 【請求項４】　　上記差動増幅回路の出力端子と上記第
   １の帰還回路との間にエミッタ・フォロワ・トランジス
   タが接続されている，請求項３に記載のガンマ補正回路
   。
5. 【請求項５】　　上記負帰還増幅回路の出力電圧と，基
   準電圧と，クランプ・パルスとが与えられ，クランプ・
   パルスが与えられている間上記負帰還増幅回路の出力電
   圧を上記基準電圧に固定するクランプ回路を備えた請求
   項１から４のうちいずれか１項に記載のガンマ補正回路
   。
6. 【請求項６】　　上記負帰還増幅回路の入力電圧または
   出力電圧が所定の設定電圧を越えた範囲において，上記
   入力電圧または出力電圧に１以下の係数を乗じるＫｎｅ
   ｅ回路をさらに備えている請求項１から５のうちいずれ
   か１項に記載のガンマ補正回路。
7. 【請求項７】　　上記Ｋｎｅｅ回路が，上記負帰還増幅
   回路の出力電圧を分圧する分圧回路と，上記出力電圧が
   上記設定電圧以下のときに上記負帰還増幅回路の出力電
   圧をそのまま出力させ，上記設定電圧を越えたときに上
   記分圧回路の出力電圧を出力させるスイッチ回路とから
   構成される請求項６に記載のガンマ補正回路。
8. 【請求項８】　　上記負帰還増幅回路が電圧負帰還増幅
   回路または電流負帰還増幅回路である，請求項１または
   ２に記載のガンマ補正回路。