伽馬校正電路的製作方法

2023-10-11 23:22:09 1

專利名稱：伽馬校正電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種進行根據圖像信號在電視接收機等顯示
裝置上顯示圖像時的灰度校正的伽馬(gamma)校正電路。
背景技術：
圖6是以往的伽馬校正電路的電路圖。輸入圖像信號Vin被
輸入到NPN電晶體Q1的基極。Ql構成緩沖電路，在Vh較低的 範圍內，在Ql的發射極產生的(比例於Vin)電壓信號通過電阻R2 作為輸出圖像信號V。ut而從輸出端子OUT被取出。在輸出端子 OUT與接地電位GND之間設置由電阻R3和PNP電晶體Q2構成 的電流路徑。Q2在V。ut超過Q2的基極電壓Vb的區域被導通而通 過R3使電流流過R2。由此，當Vin超過某閾值時，通過Q2的導 通而在R2中產生電壓下降，與電壓下降的部分相應地抑制了
V福的上升。其結果，如圖7所示，相對於Vin的V。ut的變化具有
在Vh較高的區域斜率下降的限幅特性。在該電路中，可根據Vb
改變限幅特性，將Vb設定得越低，開始抑制V。ut的上升的Vin越 下降，另外V。ut被抑制為較低的電壓。
這樣，抑制高亮度區域內的圖像信號電平的變化，使用得
到的V。ut進行圖像顯示，由此可實現與顯示裝置的非線性的輸
入輸出特性對應的灰度校正。
專利文獻l:日本特開平7-74984號公才艮

發明內容
發明要解決的問題
在簡單地使用限幅電路來抑制高Vin區域的V。ut的伽馬校正
中，存在使施加的限幅越強、圖像信號的振幅越小的問題、無
法調節在中間電平的灰度的問題。
本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提供一 種通過簡單的電路結構確保圖像信號的振幅並能夠有效地利用 顯示裝置的動態範圍、還能夠再現提高了中間亮度的較佳的圖 像的伽馬才交正電路。
用於解決問題的方案
本發明所涉及的伽馬校正電路具有增強成分生成部，其 生成相對於輸入圖像信號的信號電平的變化、以大於規定的基 準增益的增強增益進行變化的增強成分信號；限幅部，其在上 述增強成分信號超過規定的上限電平時進行動作，生成抑制在 該上限電平以上的上述增強成分信號的變化的抑制增強成分信 號；合成部，其將上述抑制增強成分信號與以上述基準增益與 上述輸入圖像信號的信號電平成比例的基本成分信號相加併合 成，生成輸出圖像信號。
發明的效果
根據本發明，基本成分信號在輸入圖像信號的所有範圍內 以規定的基準增益發生變化，根據輸出圖像信號的所希望的振 幅設定該基準增益，由此確保圖像信號的振幅。通過在輸入圖 像信號的中間區域將具有超過該基本成分信號的值的抑制增強 成分信號與該基本成分信號相加併合成，從而使中間亮度提高。


圖l是表示作為本發明的實施方式的伽馬校正電路的概要 結構的示意性的電路圖。
圖2是表示相對於輸入圖像信號Vh的Ven的變化的示意性的圖。 圖3是表示作為本發明的實施方式的伽馬校正電路的輸入 輸出特性的示意性的圖。
圖4是表示作為本發明的實施方式的伽馬校正電路的具體 結構的一例的電路圖。
圖5是表示在作為本發明的實施方式的伽馬校正電路中由 差動放大電路的輸出電流的增益引起的輸入輸出特性的差異的 示意性的圖。
圖6是以往的伽馬校正電路的電路圖。
圖7是表示以往的伽馬校正電路的輸入輸出特性的圖。
附圖標記說明
2:仂口馬4交正電-各；4:差動》文大電^各；6:卩艮幅電^各；8: 加法電路；10:基準電壓電^各；12:電流產生電^各；14:電壓 源；30:電流源。
具體實施例方式
下面，根據

本發明的實施方式(以下稱為實施方式)。
圖l是表示作為本發明的實施方式的伽馬校正電路的概要 結構的示意性的電路圖。該伽馬校正電路2包括差動放大電路4、 限幅電路6、加法電路8。伽馬校正電路2對被輸入到輸入端子IN
的圖像信號Vin進行轉換信號電平的處理，將得到的圖像信號
V。ut從輸出端子OUT輸出到例如CRT(Cathode Ray Tube:陰極射
線管)等顯示裝置。
差動放大電路4被輸入輸入圖像信號Vin和來自基準電壓電 路10的基準電壓Vp,在Vin超過Vp的狀態下，輸出基本上與其電
壓差(Vin-V"成比例的電流Idf。能夠根據電流產生電路12的驅動 能力對Idf進行增減，根據控制信號Sg切換其驅動能力。另外，
基準電壓電路10構成為能夠根據控制信號Sp來變更Vp。
差動》文大電^各4的輸出端被連接在電阻Rr的一端上。Rr的 該一端的電位Ven被輸入到加法電路8。 Rr的另 一端通過電晶體 Qr被連接在GND上。電晶體Qr基本上維持導通狀態，使Idf流向 GND，並且將與發射極連接的Rr的另 一端的電位設定為與施加 到基極的Vh相應的電位。
另外，在差動》丈大電路4的輸出端連接有限幅電路6。限幅 電路6包括電晶體Qlm和電壓源14。關於Qlm,將發射極與差動 放大電路4的輸出端連接，將集電極與GND連"I妄，從電壓源14 對基極施加規定電壓Vh。 Qlm是PNP電晶體，當差動放大電^各4 的輸出端子的電位超過Vh時被導通，使Idf的一部分分流。此外， 設定Vh高於Vp。
在Vin為Vp以下時，Idf基本上不流動，另外限幅電^各6不進
行動作，因此Ven基本上成為Qr的發射極的電位。即，在輸入圖
像信號Vin為Vi^Vp的區域，Ven成為與Vi。相應的電位。
當Vin超過Vp時，Ven與Qr的發射極電位相比高出W在Rr的 兩端產生的電位差Vr的部分。即，輸入圖像信號Vin為Vin>Vp、
並且在限幅電^各6不進行動作的Ven<Vh的區域，Ven對於Vin的變
化以比Vi^Vp中的斜率更加陡峭的斜率發生變化。
當Ven超過Vh時限幅電路6進行動作，對於Vin的變化的Ven 的變化比在上述的Vin^Vp、並且Ve^Vh的區域更加平緩。
圖2是表示對於Vh的Ven的變化的示意性的圖。在圖2中示
出了對於三種Vp的值的Ven的特性曲線20-1 20-3。特性曲線 20-1 20-3分別表示Vp是a廣a3(a^(X2〈(X3)的情況。如該圖所示， 例如，特性曲線20-l的斜率k在Vi^o^時例如k^1,但是當超過 0^時變為k〉1。構成為直到Ven達到與Vr對應的卩為止維持該斜 率k較大的狀態，當達到卩時限幅電路6開始進行動作，由此斜率
k減小，例如k變得小於l。由此，與Vin較小的區域、較大的區 域相比，在中間區域Ven超過Vin的量變得更大。
加法電路8將Vin與Ven相加併合成，生成輸出圖像信號V福。 加法電路8例如在Vh是最大值Vmajt將Vin與V^相加使得V福也 成為Vmax 。例如，可將加法電路8設為進行如V。ut成為 (1/2)Vin+(l/2)Ven那樣的加法合成的結構，圖3是表示這種情況 下的、對於Vin的V。ut的變化的示意性的圖。在圖3中示出了與圖
2的Ven的特性曲線20-1~20-3對應的V。ut的特性曲線22-1 22-3。 對於Vin的變化的V。ut的變化具有與Ven的變化相同的特徵，在Vin
小於Vp的區域內取基本上相當於Vin的值，當超過Vp時變化率變
高，在達到限幅電路6開始進行動作的點以後成為平緩的斜率。 圖4是表示伽馬校正電路2的具體結構的 一 例的電路圖。差 動放大電路4包括在電源Vec與共用的電流源30之間相互並聯連 接的電晶體Q1、 Q2。對Ql的基極施加Vin,對Q2的基極施加基 準電壓電3各IO產生的Vp。差動;改大電^各4構成為在直線區域進
行動作，在Vin〉Vp的情況下，在Q1側的路徑上產生與Vin-Vp成 比例的電流Idfo。
基準電壓電路10通過電阻分割Vcc而生成Vp。具體地說，基
準電壓電路10包括將一端連接在Vce上的電阻R1 、在R1的另一
端和GND之間相互並聯連接的電阻R2 R4、以及與這些各電阻 R2 R4串聯連接的開關SW1 SW3， Rl的另 一端的電位作為Vp 被施加到Q2上。能夠根據控制信號Sp單獨地控制SWl SW3的斷 開和連接。通過SWl SW3的接通/斷開的組合，基準電壓電路 IO能夠改變RI與GND之間的合成電阻值，乂人而變更Vp。
在Q1與V^之間連接電晶體Q3。 Q3構成電流反射鏡電路的 輸入側，在Q3上分別並聯連接構成該電流反射鏡電路的輸出側 的電晶體Q4 Q6。 Q4 Q6的發射極與Vcc連接，另外各集電極分
別通過開關SW4 SW6與電阻Rr的 一 端連接。
SW4 SW6構成為可根據控制信號Sg單獨地控制接通/斷 開。Q4 Q6在各自對應的SW4 SW6被接通的狀態下，能夠產生
與流過Q3的1柳相應的反射鏡電流Iml Im3 。將所產生的Iml Im3
合成並作為差動it大電^各4的輸出電流Idf而耳又出。即，構成電流 反射鏡電路的輸出側的Q4 Q6相當於電流產生電^各12，可通過 SW4 SW6的接通/斷開的組合切換其驅動能力。
如在圖l的說明中所述的那樣，在電阻Rr的一端連接有限 幅電路6，在另一端連接有Qr。另外，Rr的一端的電位Ven通過 電晶體Q"皮輸入到加法電路8。
加法電路8具有在電晶體Q7、 Q8各自的發射極之間串聯連 接的電阻R7、 R8。該電阻R7、 R8的串聯連4妾體實質上構成進
行Vin與Ven的加法合成的合成部。另一方面，電晶體Q7、 Q8分 別作為緩衝器而發揮功能。具體地說，Q7的集電極與Vee連接，
發射極通過電阻R5與GND連接，基極與輸入端子IN連接。另外， Q8的集電極與Vee連接，發射極通過電阻R6與GND連接，基極 與Rr的 一 端連接。基本上對稱地構成在Vm與GND之間分別形成 的包括Q7的電流^各徑和包括Q8的電流;洛徑。另外，構成為Q7、 Q8基本上成為導通狀態。Q7在發射極產生與施加到基極的Vin 成比例的電位變化，與該Vin相應的發射極電壓信號(基本成分
信號)被輸入到R7的一端。Q8的基極被施加Ven,與該Ven相應的
發射極電壓信號被輸入到R8的一端。在此，通過差動放大電路
4的上述放大功能，當Vin超過Vp時，Ven以比Vin更加急劇的斜率
發生變化，與此對應地，Q8的發射極電壓也以比Q7的發射極電
壓大的增益(增強增益)發生變化。此外，Ven在小於Vh的範圍內 以增強增益發生變化(增強成分信號)，但是在Vh以上，限幅電
路6開始進行動作並抑制增益(抑制增強成分信號)。
R7、 R8的串聯連接體將施加到其兩端的Q7、 Q8的發射極 的電壓信號合成，在R7、 R8的連接點上產生用R7、 R8按比例分割Vjn和Vm得到的電壓。該連接點成為加法電路8的輸出端子，還成為伽馬校正電路2的輸出端子OUT。此外，能夠根據 R7、 R8的電阻值調節Vin與Ven的合成比。例如，通過使R7、 R8的電阻值相等，能夠從輸出端子OUT取出將Vin與Ven以1: l相 加併合成得到的輸出圖像信號V。ut,例如，如上所述那樣可與 圖2的Ven對應地得到如圖3所示的圖像信號的非線性的輸入輸出特性。
通常，構成圖像的像素的亮度值的分布在輸入信號電平比較低的側具有峰值。與該分布相對應地，伽馬4交正電路2設置如 圖3的特性曲線22-1 22-3所示那樣的相對於包括該峰值位置 的比較低的輸入信號電平的範圍具有陡峭的斜率的區域(knee 區域)，另一方面，在比較高的輸入信號電平的範圍內設定較小 的斜率。通過設為在該中間區域使V。ut高於V^、如向上凸出那 樣的特性曲線22-1 22-3,能夠維持圖像信號的振幅，並能夠 得到有效地活用了顯示裝置的動態範圍的再現圖像，另 一方面， 用像素值的分布較高的信號電平實現較大的斜率，能夠較佳地 表現灰度。
聲、暗電流等引起的噪聲成分。與此相對，伽馬校正電路2在 Vi^Vp時能夠抑制特性曲線22-1 22-3的斜率，並能夠抑制噪聲 成分的信號電平波;故大從而S/N(Signal to Noise ratio: SN比)發 生劣化的情形。
圖5是表示通過根據Sg的SW4~SW6的切換來改變相對於 Idfo的Idf的增益的情況下的伽馬校正電路2的輸入輸出特性的示 意性的圖。在圖5中示出了圖3示出的特性曲線22-l和特性曲線
24,其中，上述特性曲線24在與特性曲線22-l相同的基準電壓 Vp下，Idf的增益與特性曲線22-1的情況相比下降。這樣伽馬校 正電路2能夠抑制信號振幅的下降的同時根據Idf的增益來可調 節中間電平的灰度。
此外，在上述實施方式中，Q7根據施加到基極的Vin而在發 射極產生的電壓信號相當於與輸入圖像信號Vin的信號電平成 比例的基本成分信號，但是基本成分信號也可以是Vin本身。
權利要求
1.一種伽馬校正電路，對圖像信號的信號電平進行轉換，其特徵在於，具有增強成分生成部，其生成相對於輸入圖像信號的信號電平的變化、以大於規定的基準增益的增強增益發生變化的增強成分信號；限幅部，其在上述增強成分信號超過規定的上限電平時進行動作，生成抑制了在該上限電平以上的上述增強成分信號的變化的抑制增強成分信號；以及合成部，其將上述抑制增強成分信號與基本成分信號相加併合成，生成輸出圖像信號，其中，上述基本成分信號以上述基準增益與上述輸入圖像信號的信號電平成比例。
2. 根據權利要求l所述的伽馬校正電路，其特徵在於， 上述增強成分生成部在上述輸入圖像信號超過規定的基準電平的狀態下，使上述增強成分信號以上述增強增益發生變化。
3. 根據權利要求1或2所述的伽馬校正電路，其特徵在於，構成為可控制上述基準電平。
4. 根據權利要求l所述的伽馬校正電路，其特徵在於， 構成為可控制上述增強增益。
全文摘要
本發明提供一種能夠確保圖像信號的振幅、並且能夠提高中間亮度的伽馬校正電路。根據輸入圖像信號Vin，生成與Vin成比例的基本成分信號和以比Vin大的增益發生變化的增強成分信號。差動放大電路(4)生成與Vin和基準電壓Vp之差相應的電流Idf作為增強成分信號。當與Idf相應的電阻Rr的端子電壓Ven超過Vh時限幅電路(6)進行動作，抑制Idf的增加，使Ven的變化平緩。加法電路(8)將基本成分信號和Ven相加併合成，生成輸出圖像信號Vout。由此，能夠確保對於最大輸入電平的Vout的振幅，並能夠在Vin的中間電平的範圍增加Vout。
文檔編號H04N5/202GK101360186SQ20081013510
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者別府剛美, 峰 韓 申請人:三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社