JPH10191102A

JPH10191102A - 映像信号増幅回路

Info

Publication number: JPH10191102A
Application number: JP34706296A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Miyamoto; 恒雄宮本
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】映像入力信号をガンマ補正等により補正して
増幅する映像信号増幅回路において、当該映像入力信号
のＡＰＬに依存した白ピーク部の不自然さを改善するこ
とである。【解決手段】映像入力信号をガンマ補正増幅器を用い
て補正する際、補正に先立ち、映像入力信号の直流成分
を除去すると共に、固定バイアス回路によって、固定バ
イアスをガンマ補正回路に印加する。この構成により、
ＡＰＬに応じて、白ピーク部を適応的に制御できる。例
えば、ＡＰＬが５０％のとき１００ＩＲＥがガンマ補正
の動作点になるように、映像入力信号の固定バイアスを
選ぶと、ＡＰＬが０％に近付いたとき、７５ＩＲＥがガ
ンマ補正動作点となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＲＴ等を用い
てテレビジョン信号等を表示する映像機器において、映
像信号を増幅するのに使用される映像信号増幅回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の映像信号増幅回路は、
コンポジット映像入力信号を受けて増幅し、ＣＲＴ等に
よる映像機器に表示するために使用されている。ここ
で、ＣＲＴ等の映像機器に供給されるテレビジョン信号
は、平均ビーム電流がＣＲＴ等の特性により定められて
いる。この場合、映像入力信号の平均輝度レベル、即
ち、平均映像レベル（以下、ＡＰＬと呼ぶ）が高い場
合、自動輝度制限回路（ＡＣＬ）を動作させ、コントラ
ストを下げ、これによって、ＣＲＴにおける平均ビーム
電流を越えないようにしている。

【０００３】この構成を採用した場合、ＡＰＬが低い時
には、自動輝度制限回路（ＡＣＬ）を働かさないため、
コントラストが最大方向となり、小面積に対するビーム
電流の集中によるブルーミングや、ビーム電流が正しく
シャドウマスクに当たらないことによる映像の歪み（ド
ーミング）のような現象が現れる。

【０００４】これらブルールング及びドーミングの問題
が生じないレベルにまで、コントラストを押さえると、
例えば、ＡＰＬが低い場合、暗い部分における階調特性
が得られず、暗い画面となってしまう。

【０００５】このことを考慮して、ＡＰＬが低い時に、
白レベル方向の増幅度を下げたり、前段に、所定レベル
以上のコンポジット映像入力信号レベルを低下させるよ
うなガンマ特性を有するガンマ補正増幅器を設け、これ
によって、ＡＰＬが低いときにおける暗い部分における
階調特性の改善が行なわれている。

【０００６】ここで、上記した階調特性の改善につい
て、従来例１、２、及び３を図４、５、及び６を参照し
て説明する。

【０００７】図４に示された従来例１に示された映像信
号増幅回路は、入力されたコンポジット映像入力信号を
ビデオクロマ処理回路により処理し、色差信号（Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙ、Ｇ−Ｙ）、及び、輝度信号（−Ｙ）を得、
これらの信号の内、直流再生された輝度信号（−Ｙ）の
ガンマ特性による補正をかけた後、マトリクス回路に出
力してＲＧＢ信号を得ている。

【０００８】他方、図５に従来例２として示された映像
信号増幅回路は、従来技術を組み合わせることにより構
成できる回路である。この予測的な回路構成では、コン
ポジット映像入力信号をビデオクロマ処理回路により、
マトリクスして、Ｒ、Ｇ、及び、Ｂ信号を直接、分離し
て取り出した後、それぞれの信号をガンマ補正増幅器に
送出して、ガンマ特性による補正をかけている。

【０００９】更に、図６に示された従来例３は、従来技
術を使用して構成できる他の映像信号増幅回路である。
この例では、ビデオ・クロマ処理回路（ＡＣＬ）の前段
に、コンポジット映像入力信号または輝度映像入力信号
をクランプするクランプ回路と、ガンマ補正回路とをを
備えたガンマ補正増幅器が備えられている。この構成で
は、クランプ回路により、コンポジット映像入力信号ま
たは輝度映像入力信号のペデスタルレベルをクランプし
て、直流再生されたコンポジット信号または輝度信号に
ガンマ特性により補正をかけている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来例１のように、直
流再生された輝度信号（−Ｙ）にのみガンマ特性によっ
て補正をかける映像信号増幅回路は、回路規模が大きく
なると共に、近年の高画質の要求に応えるためには、更
に、複雑化した回路構成が必要となってしまう。このこ
とを考慮して、従来例１の回路構成は、実際上、採用さ
れなくなっており、従来例２のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号
を直接且つ個別に分離する方式が主流となっている。

【００１１】従来例２は、高画質及び回路の小形化の面
においては、従来例１に比較して優れている。しかしな
がら、従来例２のように、分離されたＲ、Ｇ、Ｂ信号の
それぞれにガンマ特性による補正をかける場合、互いに
等しいガンマ補正特性を有するガンマ補正増幅器が必要
である。しかしながら、実際には、特性の一致したガン
マ補正増幅器を得ることは困難である。このため、相互
に一致していない特性を有するガンマ補正増幅器を使用
することも考えられるが、互いに異なる特性のガンマ補
正増幅器を使用したのでは、白ピーク部のホワイトバラ
ンスが変化したり、色相が変わってしまう。

【００１２】更に、従来例３の構成の映像信号増幅回路
を使用した場合、ＡＣＬでコントラストを押さえられる
ようなＡＰＬの高い信号にもガンマ特性がかかってしま
い、明るい画像では、黒が浮いたような画面となる欠点
が見いだされた。

【００１３】本発明の目的は、ＡＰＬに応じて、白ピー
ク部における輝度を適応的に変化させ、視覚的に違和感
のない映像を再生、表示することができる映像信号増幅
回路を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、映像における黒が浮
いた状態に見える現象、ブルーミング、ドーミング、或
いは、階調再現の劣化を防止できる映像信号増幅回路を
提供することである。

【００１５】本発明の更に他の目的は、精度良く、且
つ、簡単な構成で白ピーク部の検出及びガンマ特性の切
り換えを行うことができる映像信号増幅回路を提供する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】ここで、本発明の原理に
ついて説明しておく。まず、映像入力信号は、黒レベル
の基準となるペデスタルレベル（０ＩＲＥ）と、１００
％白レベル（１００％ＩＲＥ）の間にある。このような
映像入力信号の直流成分を敢えて再生しなかった場合、
ＡＰＬが１００％の場合、映像入力信号の直流成分のレ
ベルは、ペデスタルレベルと１００％白レベルとの中間
レベルまで上昇し、他方、ＡＰＬが０％の場合、直流成
分のレベルはペデスタルレベルに近付くことが判明し
た。換言すれば、映像入力信号の直流成分を除去すれ
ば、ＡＰＬの変化に応じて、適応的に映像入力信号のペ
デスタルレベルを変えることができる。

【００１７】本発明では、このことを利用して、直流成
分を除去された映像信号に固定バイアスをかけた後、一
定のガンマ補正特性を有するガンマ補正増幅器に印加す
る。この場合、固定バイアスを選択することにより、例
えば、ＡＰＬが５０％以上のとき、ガンマ補正増幅器を
０ＩＲＥから１００ＩＲＥまで直線的に動作させ、結果
として、ガンマ補正を行わず、他方、ＡＰＬが５０％よ
り低いとき、１００ＩＲＥ付近でのみガンマ補正が行わ
れると共に、ＡＰＬが０％付近では、約７５ＩＲＥ以上
においてガンマ補正がかかるように、設定できる。

【００１８】本発明の一実施の形態によれば、映像入力
信号を受けて、当該映像入力信号の直流成分を除去し、
直流成分を除去した第１の映像信号を得る直流成分除去
手段と、第１の映像信号に固定バイアスを印加して第２
の映像信号として出力するバイアス手段とを備え、当該
バイアス手段からの第２の映像信号を補正処理して、補
正処理された第３の映像信号を出力する補正処理手段と
を備えた映像信号増幅回路が得られる。

【００１９】本発明の更に他の実施の形態によれば、補
正処理手段として、ガンマ補正回路を備え、当該ガンマ
補正回路は、基準電圧を印加する手段と、基準電圧と前
記固定バイアスとを比較し、比較結果に応じて増幅され
た信号を出力する比較増幅手段と、増幅された信号を処
理して第３の映像信号として出力する処理手段とを備え
た映像信号増幅回路が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照して、本発明
に係る映像信号増幅回路の概略構成と、その動作を説明
する。まず、図１に示された映像信号増幅回路は、映像
入力信号ＩＮを受けて、その直流成分を除去する容量Ｃ
のデカップリングコンデンサ１０１に与えられ、直流成
分を除去された映像信号が固定バイアス回路に供給され
る。図示された固定バイアス回路は、電源電圧ＶCCの電
源と、接地間に接続されており、抵抗値Ｒ１の第１の抵
抗１０２と、抵抗値Ｒ２の第２の抵抗１０３との直列回
路によって構成されており、コンデンサ１０１は第１及
び第２の抵抗１０２、１０３との共通接続点に接続され
ており、この共通接続点は矩形形状のブロックで示され
たガンマ補正増幅器１０４にも接続されている。

【００２１】図示されたガンマ補正増幅器１０４の縦線
は、固定バイアス回路から与えられる映像信号に対応し
た直流電圧を示しており、ＶC −ＶD はガンマ補正増幅
器１０４のダイナミックレンジを示している。また、ガ
ンマ補正増幅器１０４はＶC−ＶB の間では、βの増幅
率Ａ１を有し、ＶB −ＶD の間では、αの増幅率Ａ２を
示す。ここで、増幅率Ａ１は増幅率Ａ２より大きく、し
たがって、β＞αの関係がある。尚、ＶA は固定された
バイアス電圧（直流電圧）である。

【００２２】ガンマ補正増幅器１０４は、補正増幅され
た映像信号をビデオ・クロマ処理回路１０５に送出し、
このクロマ処理回路１０５はＲ、Ｇ、及びＢに分けても
ＣＲＴに送出され、映像が表示される。

【００２３】図２（ａ）のをも参照すると、固定バイ
アス回路から供給される映像信号の内、ＡＰＬが１００
％の場合における映像信号を示しており、この場合の映
像信号は、黒レベルのペデスタル（０ＩＲＥ）から、白
ピークレベル（１００ＩＲＥ）まで急激に変化し、１０
０ＩＲＥのレベルを一水平走査期間維持している。この
時、映像信号の直流成分のレベルは５０ＩＲＥ付近に位
置しているが、この直流成分はコンデンサ１０１で除去
されているため、水平同期信号の先端部から、固定バイ
アスＶA との間の電位差は最大となり、且つ、１００Ｉ
ＲＥのレベルは、増幅率が変化する電圧ＶB に達してい
ない。したがって、図２（ａ）のに示された映像信号
は、一定の増幅率Ａ１（β）で増幅され、増幅された映
像信号が出力される。このことは、ＡＰＬが１００％
のときには、何等、ガンマ補正がかけられないことを意
味しており、映像信号は０ＩＲＥから１００ＩＲＥま
で一様に増幅される。したがって、従来のように、輝度
の高い部分に対してガンマ補正がかかることによって、
中間輝度が相対的に高くなって、白けた映像になってし
まうような現象を防止できる。

【００２４】一方、図２（ｂ）のを参照すると、ＡＰ
Ｌが０％に近い場合の映像信号が示されており、この場
合の映像信号からは直流成分は０ＩＲＥ付近に位置して
おり、且つ、この直流成分はコンデンサ１０１により除
去されているため、映像信号のペデスタル（０ＩＲ
Ｅ）は固定バイアスＶA の位置にあり、水平同期信号の
先端部と固定バイアスＶA との間の電位差は小さくな
り、約７５ＩＲＥ以上の電圧は増幅率が変化する電圧Ｖ
B 以上になる。したがって、映像信号レベルの０ＩＲＥ
から約７５ＩＲＥまでの間は増幅率βとなり、約７５Ｉ
ＲＥから１００ＩＲＥの間は増幅率αとなる。このこと
は、ＡＰＬが小さい場合、白ピーク部のみにガンマ補正
がかかり、結果として、白ピーク部のゲインが低下する
ことを示している。したがって、映像信号のＡＰＬが小
さい時には、白ピーク部でのブルーミング、ドーミング
が防止できると共に、輝度の低い部分では、大きな増幅
率で増幅されるため、階調再現の劣化が生じない。

【００２５】図３を参照すると、本発明の一実施の形態
に係る映像信号増幅回路の固定バイアス回路３１１及び
ガンマ補正増幅器３１０の部分がより具体的に示されて
いる。図３において、映像入力信号ＩＮが与えられる固
定バイアス回路３１１は、図１と同様に、容量Ｃのコン
デンサ３０１、抵抗値Ｒ１の第１の抵抗３０２、及び、
抵抗値Ｒ２の第２の抵抗３０３の直列回路によって構成
されており、この直列回路には電源電圧ＶCCが与えられ
ている。ここで、両抵抗３０２、３０３の抵抗値Ｒ１、
Ｒ２の共通接続点は、固定バイアス電圧ＶA となるよう
に、設定されている。

【００２６】他方、ガンマ補正増幅器３１０は、抵抗３
０２、３０３の共通接続点に、ベースを接続され、コレ
クタターを接地されたＰＮＰトランジスタ３０８を備え
ており、当該トランジスタ３０８のエミッタは抵抗値Ｒ
３の抵抗３０４を介して電源電圧ＶCCの電源に接続され
ている。また、トランジスタ３０８のエミッタは、直列
に接続された抵抗値Ｒ４、Ｒ５の抵抗３０５、３０６を
通して、基準電圧比較用ＰＮＰトランジスタ（以下、基
準トランジスタと呼ぶ）３０７のエミッタに接続されて
いる。基準トランジスタ３０７のコレクタは接地されて
おり、且つ、そのベースには、図１に示された増幅率の
変化点に相当する電圧ＶB を与える電源３０９が接続さ
れている。更に、抵抗３０５、３０６の共通接続点は図
１のビデオ・クロマ処理回路１０５に接続されており、
図２に示された映像出力信号が出力される。

【００２７】図において、トランジスタ３０８のベース
バイアス電圧ＶA は電源電圧ＶCCを抵抗値Ｒ１及びＲ２
によって電圧分割することによって決定される。尚、こ
の場合、ベース電流は無視するものとする。ここで、ト
ランジスタ３０８のエミッタ電圧ＶE が、基準トランジ
スタ３０７のベースに印加される電圧ＶB と基準トラン
ジスタ３０７のベースーエミッタ間電圧ＶBEの和、即
ち、（ＶB ＋ＶBE）よりも低いとき、トランジスタ３０
７はカットオフとなり、映像出力信号として、トラン
ジスタ３０８のエミッタ電圧と等しい電圧が出力され
る。このことは、増幅度Ａ１（β）で増幅されることを
意味しており、この例の場合、Ａ１＝１である。

【００２８】逆に、トランジスタ３０８のエミッタ電圧
が、基準トランジスタ３０７の（ＶB ＋ＶBE）よりも高
いときには、基準トランジスタ３０７は能動状態とな
り、映像出力信号として、トランジスタ３０８のエミ
ッタ電圧を分圧した信号が出力される。この場合の分圧
比は（Ｒ４／Ｒ４＋Ｒ５）であらわされ、増幅度Ａ２も
この分圧比に等しい。

【００２９】ここで、実際の電圧関係について説明する
と、映像入力信号のレベルが、１ＶPPであるものとする
と、０ＩＲＥから１００ＩＲＥは０．７１４ＶPPとな
る。ＡＰＬが０％に近いときには、直流成分のレベルは
ほぼペデスタル（０ＩＲＥ）となり、ＶB をＶA ＋０．
５３Ｖに設定すると、７５ＩＲＥ以下はＡ１＝１であ
り、他方、７５ＩＲＥを越えると、Ａ２＝（Ｒ４／Ｒ４
＋Ｒ５）となる。ここで、Ｒ４＝Ｒ５とすれば、Ａ２＝
１／２となり、また、Ｒ４＝２Ｒ５とすれば、Ａ２＝２
／３となることは容易に理解できる。

【００３０】映像入力信号ＩＮがＮＴＳＣ方式の信号で
ある場合、固定バイアス回路は、直流を再生せず、しか
も、６０Ｈｚの最低周波数を十分通過できるようなカッ
トオフ周波数を持つように、構成する必要がある。この
ため、容量Ｃのコンデンサ３０１と、抵抗値Ｒ１、Ｒ２
の第１及び第２の抵抗３０２、３０３との関係は、１／
２πＣ（Ｒ１Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））が６０Ｈｚの１／
１０以下であることが望ましい。

【００３１】以上述べた実施の形態では、ガンマ補正増
幅器の増幅度が２種類の場合について説明したが、３種
類以上の増幅度を有していても良い。この場合には、図
３の基準トランジスタとして、互いにベース電圧の異な
る複数のトランジスタを並列に接続すれば良い。また、
増幅度特性がガンマ特性であっても同じ効果が得られ
る。このとき、ＶB 以下の電圧ではガンマ補正による効
果が小さく、ＶB 以上の電圧で、ガンマ補正による効果
が大きくなるような特性が得られる。このような特性を
持つ回路としては、市販されているものを使用できる。

【００３２】図１〜３に示された映像信号増幅回路に対
する映像入力信号としては、輝度映像入力信号だけでも
良いが、コンポジット映像入力信号が入力されても良
い。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、映像入
力信号に対して、直接、ガンマ特性或いはそれに類似し
た補正をかけることができるため、白ピーク部の色の濃
度が不自然になったり、色相が変化することはなく、白
ピーク部のみの輝度を押さえることができると言う利点
がある。また、ＡＰＬに応じて、適応的に補正のかかる
量を制御できるため、ＡＰＬが高い映像入力信号におけ
る暗い部分が不自然に明るくなってしまうような現象を
防止できる。更に、本発明では、ＡＰＬの検出と、補正
量とのコントロールを簡単な回路構成でスムーズに実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像信号増幅回路の概略構成を示
す図である。

【図２】（ａ）は、図１に示された映像信号増幅回路に
入力される映像入力信号と、出力される映像信号との関
係の一例を示す図である。（ｂ）は、図１に示された映
像信号増幅回路に入力されるコンポジット映像入力信号
と、出力される映像信号との関係の他の例を示す図であ
る。

【図３】本発明の一実施の形態に係る映像信号増幅回路
の具体的構成の一例を示す回路図である。

【図４】従来の映像信号増幅回路の一例を示すブロック
図である。

【図５】従来技術を用いて構成できる映像信号増幅回路
の例を説明するためのブロック図である。

【図６】従来技術を用いて構成できる映像信号増幅回路
の他の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１、３０１コンデンサ１０２、１０３、３０２、３０３第１及び第２
の抵抗１０４、３１０ガンマ補正増
幅器１０５ビデオ・クロ
マ処理回路１０６ＣＲＴ３１１固定バイアス
回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像入力信号を受け、この映像入力信号
を複数の直流電圧レベルを境界として、複数の増幅度で
増幅する映像信号増幅器において、前記映像入力信号の
信号入力部に固定バイアス回路を設けたことを特徴とす
る映像信号増幅回路。
【請求項２】請求項１において、前記映像入力信号は
直流成分を除去し、直流成分を除去した映像信号を出力
する回路を備え、前記固定バイアス回路には、前記直流
成分を除去した映像信号が与えられることを特徴とする
映像信号増幅回路。
【請求項３】請求項１において、前記固定バイアス回
路を介して与えられる映像信号を増幅する増幅部を備
え、当該増幅部はガンマ特性を有していることを特徴と
する映像信号増幅回路。
【請求項４】請求項３において、前記映像入力信号は
直流成分を除去した映像信号を出力する回路を備え、前
記固定バイアス回路には、前記直流成分を除去した映像
信号が与えられることを特徴とする映像信号増幅回路。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
映像入力信号は、輝度映像入力信号及びコンポジット映
像入力信号のいずれかであることを特徴とする映像信号
増幅回路。
【請求項６】映像入力信号を受けて、当該映像入力信
号の直流成分を除去し、直流成分を除去した第１の映像
信号を得る直流成分除去手段と、第１の映像信号に固定
バイアスを印加して第２の映像信号として出力するバイ
アス手段とを備え、当該バイアス手段からの第２の映像
信号を補正処理して、補正処理された映像出力信号を出
力する補正処理手段とを備えていることを特徴とする映
像信号増幅回路。
【請求項７】請求項６において、前記補正処理手段と
して、ガンマ補正回路を備え、当該ガンマ補正回路は、
基準電圧を印加する手段と、基準電圧と前記固定バイア
スとを比較し、比較結果に応じて増幅された信号を出力
する比較増幅手段と、増幅された信号を処理して映像出
力信号として出力する処理手段とを備えたことを特徴と
する映像信号増幅回路。
【請求項８】請求項７において、前記比較増幅手段
は、複数の直流電圧レベルを境界として、互いに異なる
複数の増幅度で増幅する増幅手段を有していることを特
徴とする映像信号増幅回路。
【請求項９】請求項８において、前記増幅手段は、前
記コンポジット映像入力信号のＡＰＬが高いときには、
前記増幅度のうち高い増幅度で増幅し、前記ＡＰＬが低
いときには、前記増幅度の低い方の増幅度でも増幅する
ことを特徴とする映像信号増幅回路。