JPH09284799A

JPH09284799A - ビデオプロジェクタ用のホワイトバランス補正装置

Info

Publication number: JPH09284799A
Application number: JP11111296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sano; 和彦佐野
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-10-31
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3707864B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラウン管の高輝度化、高解像度化に対して
も、良好なホワイトバランスを保つことのできる、ビデ
オプロジェクタ用のホワイトバランス補正装置を提供す
ることにある。【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のからなるＣＲＴで構
成するビデオプロジェクタにおいて、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色の内、少なくても１つの色に対して所定レベルより
大きいレベルの入力信号に対しガンマ補正と逆傾向の非
線形に増幅してＣＲＴに入力するように構成した。その
際、非線形に増幅するための構成として、ＬＥＤと可変
抵抗器ＶＲ１とを含む回路を、トランジスタＱ２の負荷
Ｒ１に並列に接続し、ＶＲ１の調整によって非線形増幅
領域を調整できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）の各色成分に分解された画像信号を
各ＣＲＴで単色の画像として画面上に表示し、これらの
画像をスクリーン上に拡大投写して合成しカラー画像と
して映し出すビデオプロジェクタにおいて、そのホワイ
トバランスを実現するためのホワイトバランス補正装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤、緑及び青の３色が一つのブラウン管
（ＣＲＴ）で映出される通常の直視形テレビジョン受像
機の場合には、そのブラウン管のドライブ電圧と光出力
との間には、直線的な比例関係はなく、光出力の強さは
ブラウン管のグリッドに加えた信号電圧（カソード電圧
固定）の大体２．２乗（ガンマ）に比例しているものと
されている。このため、撮像した映像信号をそのまま入
力すると、実際の輝度とは異なる輝度で表示されてしま
う。そこで、直線的な比例関係に戻すためには、信号電
圧（輝度信号）を、ブラウン管に加える前に、出力信号
の電圧が入力信号の電圧の約０．４５（２．２の逆数）
乗であるような補正回路でガンマ補正してから、ブラウ
ン管に加えるようにすればよいことになる。

【０００３】現行のＮＴＳＣ方式による映像信号では、
テレビ局側で予め映像信号に上記の約０．４５乗を施し
ているので、通常の直視形テレビジョン受像機の場合に
は、テレビジョン受像機の側で上記のような補正回路を
設ける必要はなく、そのままで良好な画質が得られるよ
うになっている。

【０００４】ところで、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
毎に独立した小型ブラウン管を用い、これらの画像を合
成してカラー画像を得るようにした装置、特に、これら
の画像をスクリーン上に拡大投写して合成する投写形デ
ィスプレイ、すなわちビデオプロジェクタにおいては、
画質の向上を図るために、直視型に比べてブラウン管に
表示される画像の高輝度化、高解像度化を必要としてい
る。

【０００５】しかしながら、高輝度化のためには、ブラ
ウン管の電子ビーム電流の増加を、高解像度のために
は、電子ビームスポット径の小径化を行うことが必要で
あり、これらを行なうと、単位面積当りの蛍光体への投
入電力密度が増加し、その結果として、蛍光体の輝度飽
和傾向が強くなる。なお、ここで蛍光体の輝度飽和と
は、電子ビーム電流に対する蛍光体の発光輝度の増加率
が大電流では飽和状態になることをいう。この蛍光体の
輝度飽和は、緑色蛍光体に比べ、赤色の蛍光体において
若干、青色の蛍光体においては特に著しい。

【０００６】このため、直視型テレビジョン受像機にお
いては問題にならなかった青、赤色の蛍光体の飽和が問
題になってくる。つまり、ＮＴＳＣ方式による映像信号
では、赤、緑、青いずれの信号にも上記の約０．４５乗
のガンマ補正が施されているが、赤、青色の蛍光体の輝
度飽和ということが問題になってくると、飽和という問
題のない緑に比較して、赤、青色の信号、特に青色につ
いては飽和を補償するに足るガンマ値にしないと、バラ
ンスのとれた良好な画質は得られないことになる。

【０００７】そこで、この問題点の解決を図ることを目
的としたホワイトバランス補正装置が、特開平６−１８
９３３２号に示されている。この装置は、飽和傾向にあ
る色のブラウン管への入力信号を、飽和特性を補償する
ような複数の折れ線特性からなる増幅特性を備えた増幅
回路によって増幅してブラウン管に加えるようにしたも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、同じ色のブ
ラウン管といえども、製品によるばらつきが大きいため
特性は個々に異なる。従って、上記補正装置のように補
正特性が固定されていると、使用するブラウン管によっ
ては補正ができない場合もあり、最終的に装置となるビ
デオプロジェクタに対するばらつきが大きくなって、複
数台並べて使用する場合にそのばらつきが一層顕著に目
立つという問題が発生する。

【０００９】また、上記補正装置では補正を折れ線特性
の線形増幅回路によって行っているが、ブラウン管の蛍
光体の飽和特性は非線形であるので正確に補正を行うの
が困難でもある。

【００１０】本発明は上述課題を解決するためになされ
たものであって、その目的とするところは、ブラウン管
の高輝度化、高解像度化に対しても、正確なガンマ補正
を可能とし、低輝度から高輝度まで良好なホワイトバラ
ンスを保ち、特に高輝度域における蛍光体の輝度飽和を
非線形的に補償でき、かつブラウン管個々の特性の相違
に対応することのできるビデオプロジェクタ用のホワイ
トバランス補正装置の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のビデオ
プロジェクタ用のホワイトバランス補正装置は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色成分に分解された画像信号を増幅して対応
する各ＣＲＴに入力し単色の画像として画面上に表示す
るとともに、これらの画像をスクリーン上に拡大投写し
て合成しカラー画像として映し出すビデオプロジェクタ
において、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の内、少なくても１つ
の色に対して所定レベルより大きいレベルの入力信号に
対しガンマ補正と逆傾向の非線形に増幅してＣＲＴに入
力するように構成したことを特徴としている。

【００１２】この構成によれば、蛍光体の特性により、
入力信号の大きさが所定レベルより大きな領域において
輝度飽和が生じるようなＣＲＴに対し、その領域の入力
信号を送信側のガンマ補正と逆傾向の非線形に増幅する
ようにしているので、そのＣＲＴの輝度飽和傾向が補正
される。このため、ビデオプロジェクタ用として使用す
る高輝度の領域も各色のＣＲＴの画像で合成されるカラ
ー画像のホワイトバランスがとれ色彩を忠実に再現する
ことができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１の発明
において非線形に増幅するための構成は、ダイオードと
可変抵抗器とを含む回路を、増幅回路の負荷に並列に接
続した構成からなることを特徴としている。

【００１４】この構成によれば、入力信号の増幅をガン
マ補正と逆傾向の非線形増幅する際に、可変抵抗器を調
整することによって増幅回路の負荷とダイオードと可変
抵抗器で構成する負荷回路の非線形特性を調整すること
ができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２の発明
において、ダイオードの一端に、前記可変抵抗器により
調整可能なバイアス電圧をかけ得るように構成したこと
を特徴としている。

【００１６】この構成によれば、可変抵抗器を介してバ
イアス電圧をダイオードの一端にかけ、かつ、この電圧
を調整することによって、ダイオードのオン・オフ時点
を制御し、増幅回路が非線形性になる領域を制御するこ
とが可能となる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項２又は３
の発明において、ダイオードは、ＬＥＤからなることを
特徴としている。

【００１８】この構成によれば、ＬＥＤの点灯・消灯に
よって非線形増幅が行われる輝度領域に入っているか否
かが、目視によってわかることになるとともに、通常の
ダイオードを使用するとすれば、複数個を直列にしなけ
ればならないところを１個で済むので、コストが低いと
いう利点がある。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るホ
ワイトバランス補正装置を適用したビデオプロジェクタ
のブロック図である。図において、１はビデオ増幅回路
で、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の映像信号を入力するための端子である。１Ｒ、
１Ｇ及び１Ｂから入力された映像信号はビデオ増幅回路
１で増幅される。増幅された映像信号から同期分離回路
５により同期分離された同期信号は、偏向・高圧回路６
にて、所定の駆動パルスに生成され、３Ｒ、３Ｇ及び３
Ｂからなる各色のＣＲＴに加えられる。

【００２０】また、ビデオ増幅回路１より出力された映
像信号は、ＣＲＴに表示するため、Ｒ、Ｇ及びＢにそれ
ぞれ対応するビデオ出力回路２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂに入力
される。各ビデオ出力回路２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂは、ＣＲ
Ｔ用のレベル変換回路である。ビデオ出力回路２Ｒ、２
Ｇ及び２Ｂのより出力された信号は、各色にそれぞれ対
応するＣＲＴ３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂに入力され、光出力に
変換されて、投写レンズ４Ｒ、４Ｇ及び４Ｂを通してス
クリーン上に投写される。

【００２１】次に、図２を参照して、ビデオ出力回路２
Ｒ、２Ｇ及び２Ｂについて説明する。ビデオ出力回路２
Ｒ、２Ｇは、図２（ａ）に示すように構成されており、
図において、１０は映像信号入力端子、１１はＣＲＴカ
ソード出力端子、１２は高圧レベル変換回路、Ｒ１は抵
抗器、Ｑ１，Ｑ２はトランジスタである。

【００２２】一方、ビデオ出力回路２Ｂは、図２（ｂ）
に示すように構成されており、図において、１０は映像
信号入力端子、１１はＣＲＴカソード出力端子、１２は
高圧レベル変換回路、Ｒ１，Ｒ２は抵抗器、ＬＥＤ１は
発光ダイオード、ＶＲ１は可変抵抗器、Ｑ１，Ｑ２はト
ランジスタである。直列に接続された発光ダイオードＬ
ＥＤ１、可変抵抗器ＶＲ１、抵抗器Ｒ２が、トランジス
タＱ２のエミッタの負荷抵抗Ｒ１に対し、並列に接続さ
れた構成となっている。

【００２３】これらの回路に映像信号入力端子１０か
ら、図３（ａ）に示すような単調に増加する波形を入力
すると、ビデオ出力回路２Ｒ、２ＧのＣＲＴカソード出
力端子１１の出力電圧波形は、図３（ｂ）に示すよう
に、図３（ａ）と同様の波形が得られる。すなわち、線
形に増幅されている。これに対し、ビデオ出力回路２Ｂ
のＣＲＴカソード出力端子１１の出力電圧波形は、図３
（ｃ）に示すようにＡ点からの増幅率が非線形になる。
これは、Ｑ２のエミッターの電圧がある大きさになる
と、ＬＥＤ１がオンとなりＲ１と並列に接続された、Ｒ
２、ＬＥＤ１、ＶＲ１によって形成された非線形回路が
働くためである。すなわち、ＬＥＤ１が、図３（ｄ）に
示すような非線形特性を有することによって、結果とし
て合成された回路が非線形特性を有するからである。

【００２４】Ａ点の値は、ＶＲ１の調整によってＬＥＤ
１の一端に加えるバイアス電圧により決定するが、この
値は、使用するＣＲＴにより、若干蛍光体の特性が異な
るために、調整時、基準信号を入力して投写スクリーン
を見てＶＲ１をセットすることになる。また、非線形の
傾きは、使用された蛍光体の輝度飽和の度合いを考慮し
て、ＬＥＤ１の非線形性とＲ１，Ｒ２，ＶＲ１の抵抗値
を調整して行う。なお、具体的には、Ｒ１＝１００Ω、
Ｒ２＝１２０Ω、ＶＲ１＝２００Ωの抵抗値であり、Ｌ
ＥＤ１としてＴＬＲ１３３Ａを用い、Ｖｃｃは＋５ｖと
した。

【００２５】このように、ビデオ出力回路２Ｂの入力信
号が、Ａ点を基準に、Ａ点よりも大きいレベルの映像信
号が入力すると、ＬＥＤ１はオンされつづけ、その時点
灯し、かつ増幅特性がガンマ補正と逆傾向の非線形とな
って輝度飽和を補正し、他のＲ，Ｇを表示するＣＲＴ３
Ｒ，３Ｇとバランスして合成された画像はホワイトバラ
ンスがとれ、色彩を忠実に再現することができる。な
お、Ａ点よりも小さい信号が入力されると、ＬＥＤ１
は、オフのままとなり、ビデオ出力回路２Ｂは他のビデ
オ出力回路２Ｒ，２Ｇと同様線形増幅になるが、その領
域ではＣＲＴ３Ｂの輝度は飽和しない範囲なので、他の
ＣＲＴ３Ｒ，３Ｇと輝度バランスがとれる。

【００２６】また、本実施形態では、非線形回路を構成
する素子として、可視光を発光する発光ダイオードＬＥ
Ｄ１を使用したので、ホワイトバランス補正がかかった
か否かを目視により確認することができる。また、発光
ダイオードは、通常のダイオードに比べ、順降下電圧が
一般に大きいために、通常のダイオードを数個直列に使
用したと同等の効果を得ることができ、コストパフォー
マンスも高くなる。

【００２７】なお、本実施形態例では、Ｂ（青）のビデ
オ出力回路にのみ補正回路を設けたが、Ｒ（赤）の回路
にも設けるようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、輝度飽和が生じるようなＣＲＴに対し、その入
力信号をガンマ補正と逆傾向の非線形に増幅するように
しているので、そのＣＲＴの輝度飽和傾向が補正され
る。このため、ビデオプロジェクタ用として使用する高
輝度の領域も各色のＣＲＴの画像で合成されるカラー画
像のホワイトバランスがとれ、色彩を忠実に再現するこ
とができる。

【００２９】請求項２の発明によると、ダイオードと可
変抵抗器とを含む回路を、増幅回路の負荷に並列に接続
して非線形増幅構成としたので、可変抵抗器を調整する
ことによって非線形性を調整することができるととも
に、構成が簡単なので低コストで目的を達成することが
できる。

【００３０】請求項３の発明によると、ダイオードの一
端に、可変抵抗器により調整可能なバイアス電圧をかけ
得るように構成したので、この電圧を調整することによ
って、ダイオードのオン・オフ時点を制御し、増幅回路
が非線形性になる領域を制御することができる。

【００３１】請求項４の発明によると、ダイオードを、
ＬＥＤで構成したので、ＬＥＤの点灯・消灯によって非
線形増幅が行われる輝度領域に入っているか否かが目視
できるようになり、便利であるとともに、複数のダイオ
ードを直列接続するのに対しコストパフォーマンスがよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るホワイトバランス補正装置を適用
したビデオプロジェクタの回路ブロック図である。

【図２】非線形増幅回路の回路例である。

【図３】（ａ）は入力波形図、（ｂ）は補正回路がない
場合のビデオ出力回路の出力波形図、（ｃ）は補正回路
がある場合のビデオ出力回路の出力波形図、（ｄ）はＬ
ＥＤの特性を示す図である。

【符号の説明】

１ビデオ増幅回路２ＲＲ（赤）のビデオ出力回路２ＧＧ（緑）のビデオ出力回路２ＢＢ（青）のビデオ出力回路３ＲＲ（赤）のＣＲＴ３ＧＧ（緑）のＣＲＴ３ＢＢ（青）のＣＲＴ４ＲＲ（赤）の投写レンズ４ＧＧ（緑）の投写レンズ４ＢＢ（青）の投写レンズ５同期分離回路６偏向・高圧回路１０映像信号入力端子１１ＣＲＴカソード出力端子１２高圧レベル変換回路ＬＥＤ１発光ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分に分解された画像
信号を増幅して対応する各ＣＲＴに入力し単色の画像と
して画面上に表示するとともに、これらの画像をスクリ
ーン上に拡大投写して合成しカラー画像として映し出す
ビデオプロジェクタにおいて、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の内、少なくても１つの色に対し
て所定レベルより大きいレベルの入力信号に対しガンマ
補正と逆傾向の非線形に増幅してＣＲＴに入力するよう
に構成したことを特徴とするビデオプロジェクタ用のホ
ワイトバランス補正装置。
【請求項２】前記非線形に増幅するための構成は、ダ
イオードと可変抵抗器とを含む回路を、増幅回路の負荷
に並列に接続した構成からなることを特徴とする請求項
１に記載のビデオプロジェクタ用のホワイトバランス補
正装置。
【請求項３】前記ダイオードの一端に、前記可変抵抗
器により調整可能なバイアス電圧をかけ得るように構成
したことを特徴とする請求項２に記載のビデオプロジェ
クタ用のホワイトバランス補正装置。
【請求項４】前記ダイオードは、ＬＥＤからなること
を特徴とする請求項２又は３に記載のビデオプロジェク
タ用のホワイトバランス補正装置。