【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にユーザのニーズに応じて入出力電圧特性を変換するガンマ変換回路に属する。

【０００２】

【従来の技術】ガンマ変換回路は、特にユーザが必要とする特性を実現する為に、入出力電圧を変換する。 このようなガンマ変換回路は、一般的にエミッタ抵抗付き差動増幅回路で直線近似を行っていたが、近年ガンマ変換のゲイン設定を自由に変更できるような回路設計が要求されている。

【０００３】従来、ガンマ変換カーブを３本の直線で近似した場合を考えると、各ブロックはそれぞれ、図１２
に示すようなエミッタ抵抗Ｒ _Ｅ１ｂ ，Ｒ _Ｅ２ｂ付き差動増幅回路で構成されていた。 尚、入力（Ｖｉｎ）から出力（Ｖｏｕｔ）までのブロック構成図は、図１３のように、前述のエミッタ抵抗付き差動増幅回路（図１２）を３段縦続接続したものになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技術には以下に掲げる問題点があった。 各ブロックについては図１２に示すようなエミッタ抵抗付き差動増幅回路であるため、外部設定差電圧Ｖ２を変更しても、図１４
のように、上下左右のオフセットしか調整出来ない。 図１４では３通りのオフセット設定を示しているが、各ブロックの外部設定電圧Ｖ２を調節した場合、図１４の黒点と太線で示したような入出力特性となる。

【０００５】この回路構成（図１２、図１３）の第１の問題点は、ガンマ変換のカーブを近似している直線部分を、エミッタ抵抗付き差動増幅回路で構成していることにある。 これは、色々な外部設定電圧Ｖ２を組み合わせても図１５のような調整範囲にとどまってしまう為、自由なゲインを持つガンマ変換カーブを得ることを困難にする。

【０００６】その理由は、エミッタ抵抗付き差動増幅回路が、外部設定電圧Ｖ２により直線の傾きを変更することが出来ないためである。

【０００７】第２の問題点は、ゲインを抵抗で設定するという回路構成上、製品の抵抗のばらつきによりゲインが変わるため、歩留まりが低下してしまうという事である。

【０００８】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自由なゲインを持つガンマ変換カーブを特徴とし、且つ、製品歩留まりの高いガンマ変換回路を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。 請求項１記載の発明の要旨は、ガンマ変換カーブを擬似的に直線で近似するガンマ変換回路であって、外部から入力された２つの入力電圧の差に応じて出力電圧のゲインが変化する作動増幅回路を備える、可変ゲイン回路を複数段並列接続したことを特徴とするガンマ変換回路に存する。 請求項２記載の発明の要旨は、前記可変ゲイン回路は、入力段に備えられ、前記外部から入力される２つの入力電圧の差に応じて、前記ゲインの単位時間内における増加の割合を制御する傾き制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載のガンマ変換回路に存する。 請求項３記載の発明の要旨は、前記可変ゲイン回路は、エミッタ側に接続され、外部から別個に入力される電圧により、増幅動作領域の中心を制御する中心制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガンマ変換回路に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記傾き制御手段は、差動増幅回路であることを特徴とする請求項２又は３に記載のガンマ変換回路に存する。 請求項５記載の発明の要旨は、前記中心制御手段は、差動増幅回路であることを特徴とする請求項３又は４に記載のガンマ変換回路に存する。 請求項６記載の発明の要旨は、ガンマ変換カーブを擬似的に直線で近似するガンマ変換回路であって、ギルバート型掛算回路外部から入力された２つの入力電圧の差に応じて出力電圧のゲインが変化するギルバート型掛算回路を備える可変ゲイン回路を複数段並列接続したことを特徴とするガンマ変換回路に存する。 請求項７記載の発明の要旨は、前記可変ゲイン回路は、入力段に備えられ、前記外部から入力される２つの入力電圧の差に応じて、前記ゲインの単位時間内における増加の割合を制御する傾き制御手段を備えることを特徴とする請求項６記載のガンマ変換回路に存する。 請求項８記載の発明の要旨は、前記可変ゲイン回路は、エミッタ側に接続され、外部から別個に入力される電圧により、増幅動作領域の中心を制御する中心制御手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のガンマ変換回路に存する。
請求項９記載の発明の要旨は、前記傾き制御手段は、差動増幅回路であることを特徴とする請求項７又は８に記載のガンマ変換回路に存する。 請求項１０記載の発明の要旨は、前記中心制御手段は、差動増幅回路であることを特徴とする請求項８又は９に記載のガンマ変換回路に存する。 請求項１１記載の発明の要旨は、請求項１〜１
０に記載のガンマ変換回路を備えた画像処理回路に存する。 請求項１２記載の発明の要旨は、ガンマ変換カーブを擬似的に直線で近似するガンマ変換方法であって、外部から入力された２つの入力電圧の差に応じて出力電圧のゲインが変化する作動増幅回路を備える可変ゲイン回路を複数段並列接続したことを特徴とするガンマ変換方法に存する。 請求項１３記載の発明の要旨は、ガンマ変換カーブを擬似的に直線で近似するガンマ変換方法であって、外部から入力された２つの入力電圧の差に応じて出力電圧のゲインが変化するギルバート型掛算回路を備える可変ゲイン回路を複数段並列接続したことを特徴とするガンマ変換方法に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、ディスプレイ表示装置におけるガンマ変換回路の部分に、外部からの電圧設定により、出力電圧のゲインを任意に変更することが出来る電圧制御の可変ゲイン回路（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓ：ＶＣＡ回路）を多段接続することにより、自由なガンマ変換カーブが設定可能となるという事を主な特徴としている。

【００１１】図３に示すような画像処理回路２の構成において、ガンマ変換回路５は、本発明に従って、図１に示すようにＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，Ｖ
ＣＡ３が複数並列に接続されて構成される。 ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１は、図５に示す基本回路によって構成されており、ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ２，ＶＣＡ３もＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１の構成と同一構成である。

【００１２】このＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ
２，ＶＣＡ３はそれぞれ、図６に示すように入力Ｖｉｎ
の電圧の一定範囲をカバーしており、外部からのゲイン設定電圧ＶＧ１，ＶＧ２，ＶＧ３によってゲインを任意に変更することが可能である。

【００１３】従って、ガンマ変換カーブを直線近似によって自由に設定することが可能となるという効果が得られる。

【００１４】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図２は、本発明が適用された画像処理工程の一例を表すブロック図である。 図２の映像出力１は、
ＴＶチューナーやパソコン出力等の映像信号出力装置であり、この映像信号が画像処理回路２を経由して、ディスプレイ３に表示される。 ここで、ディスプレイ３の表示に於いては、表示装置の特性や色合い調節が必要となる。

【００１６】図３は本実施の形態における画像処理回路２の構成を表すブロック図であり、入力された映像信号は、クランプ回路４でクランプされ、ガンマ変換回路５
に於いて映像信号の入出力特性変換をされた後、出力バッファ６によりディスプレイに供給される。

【００１７】このガンマ変換回路５の内部接続は、図１
に示すように複数のＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣ
Ａ２，ＶＣＡ３が並列に配置される。 図１に示すように、本実施の形態に係るガンマ変換回路５は、複数のＶ
ＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ３と、それらに共通に接続された負荷Ｒｏを有している。 入力された電圧即ち入力Ｖｉｎは、複数のＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ３に入力されるが、入力Ｖ
ｉｎの入力電圧の範囲によってＶＣＡ回路ブロックＶＣ
Ａ１〜ＶＣＡ３の各ブロックが動作する。 各ブロックのゲインは、ゲイン設定電圧ＶＧ１〜ＶＧ３により設定される。 各ＶＣＡ回路ブロックの出力は共通に接続され、
電源Ｖｃｃとの間に設けられた負荷Ｒｏに接続される。
この負荷Ｒｏから出力される電圧（出力Ｖｏｕｔ）が、
出力バッファ６を介してディスプレイ３に供給される。

【００１８】前述のようにガンマ変換回路５は、ＶＣＡ
回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ３を用いて実現される。 本実施の形態においては、図４のように３段に接続したＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，Ｖ
ＣＡ３によりガンマ変換回路５を構成する。

【００１９】ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，
ＶＣＡ３を構成する内部基本回路を図５に示す。 ここでは簡易化のため、ガンマ変換カーブを３本の直線で近似する場合を考える。

【００２０】図６に示すように、入力電圧Ｖｉｎを横軸として変動させるとき、ディスプレイの場合はγ＝２．
２のカーブで入出力変換（ガンマ変換）を行う必要がある。 ここで、図７に示すように入力電圧範囲の１／３ずつを各ブロックが受け持つよう、図５に示した領域設定用リファレンス電圧Ｖ _Ｒ１ｂを調節する。

【００２１】各ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ
２，ＶＣＡ３はＶＣＡ回路なので、図５の外部設定差のゲイン設定電圧ＶＧ１によって任意のゲインを設定することが出来る。 もし、トランジスタＱ１，トランジスタＱ２が平衡なら、負荷Ｒｏに流れる電流Ｉｏは、Ｉｏ＝
Ｉ _１となる。 ゲイン設定電圧ＶＧ１を変えると、トランジスタＱ１，トランジスタＱ２のベース電圧±ΔＩ変化するので、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のバランスが崩れて、例えば、Ｉｏ＝（１／２）×Ｉ _１となる。 つまり、入力変化に対して （１／２）×Ｉ _１ → （２／３）×Ｉ _１となるので、負荷Ｒｏの電圧降下率が変わる。 ここで、
傾き設定用リファレンス電圧Ｖ _Ｒ１ａ ，Ｖ _Ｒ２ａ ，Ｖ
_Ｒ３ａはゲインの傾きの度合いを決定するものであり、
領域設定用リファレンス電圧Ｖ _Ｒ１ｂ ，Ｖ _Ｒ２ｂ ，Ｖ
_Ｒ３ｂは傾きのゲインの傾きの中心を決定するものであり、ともに外部からの設定が可能である。 図４では、各領域を受け持ったＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ
２，ＶＣＡ３に、３通りのゲインを設定した場合を示しており、全てのブロックが中間のゲインを選択した場合は、図８に示すような黒点と太線で示したような入出力特性となり、希望するガンマカーブの直線近似が可能となる。 このようにしていろいろなゲインを組み合わせた場合の、ガンマ変換カーブの例を図９に示す。

【００２２】実施の形態に係るガンマ変換回路５は上記の如く構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。

【００２３】第１の効果は、従来の傾きが固定されていたガンマ変換回路に比べ、外部からの設定電圧によって、自由な時に自由なガンマ変換が可能となる事である。 その理由は、ガンマ変換カーブの直線近似をＶＣＡ
回路で行うことにより、外部差電圧によりゲインの設定が可能な為である。

【００２４】第２の効果は、製品のばらつきを、外部設定電圧により調整可能な事である。 その理由は、ＶＣＡ
回路ＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ３が外部設定差電圧Ｖ
Ｇ１，ＶＧ２，ＶＧ３によりゲインを調節する事が可能なためである。

【００２５】本発明の実施例では、ガンマ変換カーブを３つのＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ
３を用いて直線近似したが、ブロック数に制限はない。
また、ブロック数の増加により液晶表示等の特殊なガンマ変換カーブを持つ装置等にも応用が可能である。

【００２６】本発明の他の実施例として、その基本的構成は上記の通りであるが、ＶＣＡ回路をギルバート型掛算回路に変更した例を図１０に示す。

【００２７】本図に於いて、その基本動作は同じであるが、ゲインの傾きを図１１に示すように入力電圧範囲の中間点を基準にして変更することが出来る。

【００２８】なお、本実施の形態においては、本発明はそれに限定されず、本発明を適用する上で好適な形態に適用することができる。

【００２９】また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

【００３０】なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているので、自由なゲインを持つガンマ変換カーブを特徴とし、
且つ、製品歩留まりの高いガンマ変換回路を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガンマ変換回路の実施の形態を表す電気回路のブロック図である。

【図２】本発明のガンマ変換回路５を備えた画像処理回路２の画像表示システムへの適用例を表すブロック図である。

【図３】本発明のガンマ変換回路５を備えた画像処理回路２の構成例を表す電気回路のブロック図である。

【図４】本発明のガンマ変換回路５の入出力特性を表すブロック構成図である。

【図５】図１に示したＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１の内部回路構成を表す電子回路図である。

【図６】図１に示したＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１の入力Ｖｉｎに対する出力Ｖｏｕｔの範囲を表すグラフである。

【図７】図１に示したＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，Ｖ
ＣＡ２，ＶＣＡ３の入力Ｖｉｎに対する動作領域及び出力Ｖｏｕｔを表すグラフである。

【図８】全ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，Ｖ
ＣＡ３の中間ゲインでの入出力特性を表すグラフである。

【図９】ＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣ
Ａ３のいろいろなゲインの組み合わせによる入出力特性を表すグラフである。

【図１０】本発明の他の実施の形態であり、ギルバート型掛算回路を適用したＶＣＡ回路ブロックＶＣＡ１，Ｖ
ＣＡ２，ＶＣＡ３の内部回路を表す電子回路図である。

【図１１】ＶＣＡ回路とギルバート型掛算回路の入出力特性を表すグラフである。

【図１２】従来のガンマ変換回路を表す電子回路図である。

【図１３】従来のガンマ変換回路の入出力特性を表すブロック構成図である。

【図１４】従来のガンマ変換回路の各ブロックにおけるゲインの変化の範囲を表すグラフである。

【図１５】従来のガンマ変換回路の入出力特性を表すグラフである。

【符号の説明】 １ 映像出力 ２ 画像処理回路 ３ ディスプレイ ４ クランプ回路 ５ ガンマ変換回路 ６ 出力バッファ Ｉ _ｃ１， Ｉ _ｃ２コレクタ電流 Ｉ 電源電流 Ｉ _０ ，Ｉ _１電流 Ｑ１ｂ，Ｑ２ｂ トランジスタ Ｑ１〜Ｑ６ トランジスタ Ｑ７〜Ｑ１４ トランジスタ Ｒ _Ｅ１ ，Ｒ _Ｅ２エミッタ抵抗 Ｒ _Ｅ１ｂ ，Ｒ _Ｅ２ｂエミッタ抵抗 Ｒｏ 負荷 Ｖ２ 外部設定電圧 ＶＣＡ１，ＶＣＡ２，ＶＣＡ３ ＶＣＡ回路ブロック Ｖｃｃ 電源 ＶＧ１，ＶＧ２，ＶＧ３ ゲイン設定電圧 Ｖｉｎ 入力 Ｖｏｕｔ 出力 Ｖ _Ｒ１ａ ，Ｖ _Ｒ２ａ ，Ｖ _Ｒ３ａ傾き設定用リファレンス電圧 Ｖ _Ｒ１ｂ ，Ｖ _Ｒ２ｂ ，Ｖ _Ｒ３ｂ領域設定用リファレンス電圧