JP3647650B2 - Rgbカラーモニター装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、RGBカラーモニター装置に関し、特に、ホワイトバランスが変化しないクリップ機能付きRGBVideo信号増幅器を有するRGBカラーモニター装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
市販の安価なRGBカラーモニターにはクリップ機能はない。クリップ機能がない場合は、図7(a)や図7(b)に示すように、ブライトネスMaxや、コントラストMaxで、輝度はデフォーカス領域に入る。このようなRGBカラーモニターを超音波診断装置に使用すると、超音波画像の画質が低下する。
【0003】
クリップ機能があるRGBカラーモニターでは、RGB共通のクリップ電圧でクリップを行なうので、図8に示すように、ブラウン管に印加するVideo信号(振り込み電圧)の振幅が一定の電圧でクリップされる。
【0004】
ホワイトバランスの調整には、RGBの振り込み電圧の振幅を調整する必要があり、図9に示すように、ホワイトバランス調整後のRGBの振り込み電圧の振幅は同じにはならない。RGB共通のクリップ電圧でクリップ機能が動作した場合、図8に示すように、RGBの振り込み電圧の振幅は同じ電圧でクリップされ、原理的にホワイトバランスが変化する。
【0005】
ホワイトバランスを変化させないためには、図10に示すように、RGBの振り込み電圧のクリップ電圧を個別に設定する必要がある。クリップ機能のない安価なRGBカラーモニターでは、RGBプリアンプ増幅器の回路設計において、図11(a)や図11(b)に示すように、過大Video信号入力時にRGBプリアンプ増幅器の出力信号が歪むように回路定数を設定している。このように、歪みをクリップ機能の代替機能として利用することで、過大Video信号入力時にデフォーカスが発生しないようにするか、デフォーカスが気にならない程度に抑えるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
超音波診断装置に使用するRGBカラーモニターは、400mV〜600mVの中間調の信号レベルのVideo信号を最高輝度に調整することができる、可変範囲の広いコントラストボリュームの性能が要求される。可変範囲が広いコントラストボリュームの性能を有するRGBカラーモニターに、白レベル(714mV)のVideo信号を入力し、コントラストを最大に設定すると、白レベルの輝度は、図7(b)のようにデフォーカスの領域に入り、超音波診断装置の画像品質が低下する。
【0007】
本発明は、白レベル(714mV)のVideo入力信号においても、図12(a)、図12(b)のように、最高輝度でデフォーカスにならないようにVideo信号をクリップする機能と、図10のように、RGB個別のクリップ電圧で動作するクリップ機能により、ホワイトバランスが変化しないカラーモニターを提供することを目的とする。
【0008】
400mV〜600mVの中間調のビデオ信号レベルを最高輝度に調整できるRGBカラーモニターを提供できることにより、ユーザーの操作性を向上させ、画像品質のよい超音波診断装置をシステムとして構築することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、RGBカラーモニター装置に、基準RGBVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号を設け、RGBVideo入力信号とコントラストボリューム信号とブライトボリューム信号を、基準RGBVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号に、所定タイミングにおいてスイッチで切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ入力し、基準RGBVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号が、RGBプリアンプ増幅器に接続された時のブラウン管の輝度を最高輝度として、クリップ回路を動作させる構成とした。このように構成したので、RGBプリアンプ増幅器の出力が、スイッチにより所定タイミングで電圧ホールド回路に接続され、クリップ回路に基準電圧がホールドされ、ホールドされた基準電圧をクリップ電圧としてクリップ機能が働く。
【0010】
また、RGBカラーモニター装置に、クリップ機能手段(スイッチ、電圧ホールド回路、クリップ回路)をRGB各々に設け、RGBプリアンプ増幅器のRGB出力間にRGBホワイトバランス調整ボリュームによる差が生じても、RGB個別のクリップ電圧をクリップ回路に供給する構成とした。このように構成したので、RGBVideo入力信号とコントラストボリューム信号とブライトネスボリューム信号の設定条件が変化しても、クリップした最高輝度よりも明るくなることはなく、クリップ機能が働いてもホワイトバランスは変化しない。
【0011】
また、RGBカラーモニター装置を、基準 Video信号の振幅をコントロールする構成とした。このように構成したので、400mV〜600mVの中間調のRGBVideo信号が最高輝度になるようにクリップ電圧を設定して、コントラストボリュームの可変範囲を拡大しても、最高輝度でデフォーカスにならない。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の発明は、基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミング信号に従ってRGBVideo入力信号と基準Video信号を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続する第1のスイッチと、前記タイミング信号に従ってコントラストボリュームからのコントラスト信号と基準コントラスト信号を切り換えて前記RGBプリアンプ増幅器へ接続する第2のスイッチと、前記タイミング信号に従ってブライトネスボリュームからのブライトネス信号と基準ブライトネス信号を切り換えて前記RGBプリアンプ増幅器へ接続する第3のスイッチと、前記タイミング信号に従って切り換えられかつ基準 Video 信号のピーク電圧を後記電圧ホールド回路に設定するスイッチと前記基準 Video 信号のピーク電圧を保持する電圧ホールド回路と保持した前記ピーク電圧をクリップ電圧とするクリップ回路で構成され、かつ前記各基準信号が前記RGBプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度として前記RGBプリアンプ増幅器の出力信号をクリップする3組のクリップ手段とを具備するRGBカラーモニター装置であり、各基準信号に基づいてRGBごとにクリップレベルを設定して、ホワイトバランスを保ちながら最高輝度の表示をするという作用を有する。
【0013】
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載のRGBカラーモニター装置において、超音波診断装置から出力されるRGBVideo信号と基準Video信号をRGBVideo入力信号として前記RGBプリアンプ増幅器に入力するものであり、超音波診断装置側で基準Video信号を切り換えて出力することで、切換スイッチなしでRGBごとにクリップレベルを設定するという作用を有する。
【0014】
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のRGBカラーモニター装置において、前記基準Video信号の振幅をコントロールする手段を設けたものであり、中間調のRGBVideo信号が最高輝度になるようにクリップ電圧を設定するという作用を有する。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6を参照しながら、詳細に説明する。
【0016】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、基準 Video信号と、基準コントラスト信号と、基準ブライトネス信号を、所定のタイミングに従って切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続して、3組のクリップ手段に最高輝度を設定し、RGBVideo入力信号をクリップするクリップ機能部を有する、ホワイトバランスが変化しないRGBカラーモニター装置である。
【0017】
図1は、本発明の第1の実施の形態のRGBカラーモニター装置の機能ブロック図である。図1において、基準Video信号回路1は、最高輝度に対応するVideo入力信号を発生する回路である。基準コントラスト回路2は、基準となるコントラスト信号を発生する回路である。基準ブライトネス回路3は、基準となるブライトネス信号を発生する回路である。スイッチ4、5、6は、各基準信号を接続するスイッチである。クリップ回路7は、基準信号に対応するレベル以上の振り込み電圧をクリップする回路である。スイッチ8は、基準信号に対応するレベルの電圧をホールド回路に設定するスイッチである。電圧ホールド回路9は、クリップ電圧をホールドする回路である。コントラストボリューム10は、コントラスト信号を調整する回路である。ブライトネスボリューム11は、輝度信号を調整する回路である。RGBプリアンプ増幅器12は、RGBVideo入力信号を増幅してRGBビデオ信号を生成する増幅器である。表示器13は、RGBビデオ信号を増幅器してブラウン管に表示する装置である。RGBホワイトバランス調整ボリューム14は、ホワイトバランスを調整する回路である。RGBVideo入力信号15は、外部回路から入力されるRGBVideo信号である。タイミングA16は、基準信号をクリップ機能部に設定するタイミングを指定する信号である。
【0018】
スイッチ4でRGBVideo入力信号15と基準Video信号1、スイッチ5でコントラストボリューム10と基準コントラスト2、スイッチ6でブライトネスボリューム11と基準ブライトネス3を切り換えてRGBプリアンプ増幅器12に接続している。クリップ機能部は、スイッチ8、電圧ホールド回路9、クリップ回路7で構成され、RGB各々にあり、合計3組のクリップ機能部がある。
【0019】
以上のように構成されたRGBカラーモニター装置の動作を説明する。図2は、RGBプリアンプ増幅器12の出力とRGBVideo入力信号の関係を示す図である。RGBホワイトバランス調整ボリューム14で調整後のRGBプリアンプ増幅器12からのRGBの3出力は、図2に示すように、振幅も直流電位もバラツキによる差が発生する。タイミングA16で、RGBプリアンプ増幅器12の出力に、基準Video信号1が出力される。タイミングA16でスイッチ8を切り換え、基準Video信号1のピーク電圧を電圧ホールド回路9で保持する。電圧ホールド回路9の電圧がクリップ回路7のクリップ電圧となる。スイッチ4、5、6、8は、一般的なアナログスイッチである。機能と性能を満足するものであれば、何を使用してもよい。
【0020】
図3は、基準 Video信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号の切換部の回路図である。図3に示すように、基準Video信号1は、ペデスタルレベルをクランプするクランプパルス18を反転し、1%の抵抗アッテネータで分圧することで、簡単に得られる。また、基準コントラスト信号2と基準ブライトネス信号3は、コントラストボリューム10とブライトネスボリューム11のMax位置に接続することで簡単に得られる。
【0021】
図4は、クリップ機能部の回路図である。タイミングA16で、スイッチ8を経由して電圧ホールド回路7のC1が充電される。充電電圧は、タイミングA16で接続された基準Video信号1を入力としたRGBプリアンプ増幅器12の出力電圧値である。スイッチ8がオフしたときのC1の放電電圧は、オペアンプ22のオフセット電流とタイミングA16の繰り返し周期で決定する。第1の実施の形態の回路で放電電圧を計算すると、
C1の放電によるエラー電圧は0.67%になり、垂直同期信号の周波数(60Hz)での電圧ホールド回路の出力変化は問題にならない。クリップ回路7のQ2のベース電圧(クリップ電圧)以上のVideo信号がQ1のベースに接続されても、Q1のエミッターには出力されないため、クリップ回路7は、図5のクリップ回路出力信号のように、2.5Vp-pでクリップ動作を行なう。図4に示した電圧ホールド回路9とクリップ回路7は1つの例であり、同一の機能と性能があれば、どのような回路でも使用できる。
【0022】
図5は、RGBカラーモニター装置のタイミング図である。スイッチ4、5、6、8は、図5に示すタイミングA16で切り換える。タイミングA16は、Video信号のベデスタルレベルをクランプするクランプパルス18のタイミング以外の時間であれば、切り換え時間、切り換え時間幅は任意である。タイミングA16は、電圧ホールド回路9が動作すれば、1μs以下の短い時間でもよい。基準Video信号1は、タイミングA16をカバーできる時間は発生させておく必要がある。必然的に、ペデスタルレベルをクランプするクランプパルスのタイミングでは、基準Video信号1はゼロでなければならない。図5では、タイミングA16は、任意の1Hを使用して記載している。
【0023】
上記のように、本発明の第1の実施の形態では、RGBカラーモニター装置を、基準 Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミングに従ってRGBVideo入力信号と基準 Video信号発生手段を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、タイミングに従ってコントラストボリュームと基準コントラストを切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、タイミングに従ってブライトボリュームと基準ブライトネスを切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、各基準信号がRGBプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度としてクリップする、スイッチと電圧ホールド回路とクリップ回路で構成される3組のクリップ手段とを具備する構成としたので、ホワイトバランスを保ってクリップすることができる。
【0024】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、超音波診断装置から出力されるRGBVideo信号に、基準Video信号を所定のタイミングで切り換えたRGBVideo入力信号を入力するRGBカラーモニター装置である。
【0025】
図6は、本発明の第2の実施の形態のRGBカラーモニター装置の機能ブロック図である。図6に示す装置は、超音波診断装置とRGBカラーモニターを1組のシステムとして動作させるものであり、ホワイトバランスを変化させないでRGBVideo信号をクリップする。超音波診断装置から出力されるRGBVideo信号に、基準 Video信号1をタイミングA16で切り換えて出力することにより、(RGBVideo入力+基準Video信号)17を生成する。RGBカラーモニター内部の基準 Video信号1とスイッチ4が不要になる。
【0026】
基準 Video信号1をスイッチ4で切り換えて、RGBプリアンプ増幅器12に接続する代わりに、超音波診断装置から出力されるRGBVideo出力に、基準Video信号を切り換えて出力することにより(RGBVideo信号+基準Video信号)17を生成して、基準 Video信号1とスイッチ4の機能を、(RGBVideo入力+基準Video信号)17に入れ込んだものである。この点以外は、第1の実施の形態で説明を行なった内容と同じである。
【0027】上記のように、本発明の第2の実施の形態では、RGBカラーモニター装置を、超音波診断装置から出力される(RGBVideo入力+基準Video信号)に、所定タイミングで、基準 Video信号と同じRGBVideo信号を切り換えて出力する手段を設けた構成としたので、基準Video信号に切り換えるスイッチ4が不要になる。
【0028】
なお、実施の形態1、2では、基準 Video信号1の振幅を固定として説明したが、基準 Video信号1の振幅により、最高輝度のクリップ機能が動作するので、基準 Video信号1の振幅をコントロールする手段を設けることにより、ホワイトバランスを変化させないで最高輝度をコントロールすることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、RGBカラーモニター装置を、基準 Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、所定のタイミングに従ってRGBVideo入力信号と基準 Video信号を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、所定のタイミングに従ってコントラストボリューム信号と基準コントラスト信号を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、所定のタイミングに従ってブライトボリューム信号と基準ブライトネス信号を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、各基準信号がRGBプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度としてクリップする、スイッチと電圧ホールド回路とクリップ回路で構成される3組のクリップ手段とを具備する構成としたので、基準 Video信号と基準コントラストと基準ブライトネスで与えられるRGBカラーモニターの輝度に従って、デフォーカスが起こらない輝度にクリップ電圧をRGB個別に設定することにより、クリップ機能が動作してもホワイトバランスが変化しないという効果が得られる。
【0030】
また、RGBカラーモニターに、ホワイトバランスが変化しないクリップ機能を設けた構成としたので、コントラストボリュームの可変範囲を拡大することができ、400mV〜600mVの中間調のRGBVideo信号を最高輝度に設定してもデフォーカスにならず、操作性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のRGBカラーモニター装置の機能ブロック図、
【図2】RGBプリアンプ増幅器12の出力とRGBVideo入力信号の関係を示す図、
【図3】本発明の第1の実施の形態における、基準RGBVideo信号、基準コントラスト、基準ブライトネスの切り換え回路図、
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるクリップ機能部の回路図、
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるタイミング図、
【図6】本発明の第2の実施の形態のRGBカラーモニター装置の機能ブロック図、
【図7】従来のクリップ機能がないRGBカラーモニター装置の輝度とRGBVideo信号の関係を示す図、
【図8】従来のRGBカラーモニター装置における振り込み電圧とクリップ電圧の関係を示す図、
【図9】従来のRGBカラーモニター装置における振り込み電圧とRGBVideo入力信号の関係を示す図、
【図10】振り込み電圧とホワイトバランスの変化しないクリップ回路の関係を示す図、
【図11】従来のプリアンプ増幅器の歪みを利用したRGBカラーモニター装置における輝度とRGBVideo信号の関係を示す図、
【図12】クリップ機能がある場合の輝度とRGBVideo信号の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 基準ビデオ信号
2 基準コントラスト
3 基準ブライトネス
4、5、6 切り換えスイッチ
7 クリップ回路
8 切り換えスイッチ
9 電圧ホールド回路
10 コントラストボリューム
11 ブライトネスボリューム
12 RGBプリアンプ
13 表示器
14 RGBホワイトバランス調整ボリューム
15 RGBビデオ入力信号
16 タイミングA
17 RGBビデオ入力+基準ビデオ信号
18 クランプパルス
19 反転増幅器
20 抵抗器
21 抵抗器
22 オペアンプ
Claims (3)
- 基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミング信号に従ってRGBVideo入力信号と基準Video信号を切り換えてRGBプリアンプ増幅器へ接続する第1のスイッチと、前記タイミング信号に従ってコントラストボリュームからのコントラスト信号と基準コントラスト信号を切り換えて前記RGBプリアンプ増幅器へ接続する第2のスイッチと、前記タイミング信号に従ってブライトネスボリュームからのブライトネス信号と基準ブライトネス信号を切り換えて前記RGBプリアンプ増幅器へ接続する第3のスイッチと、前記タイミング信号に従って切り換えられかつ基準 Video 信号のピーク電圧を後記電圧ホールド回路に設定するスイッチと前記基準 Video 信号のピーク電圧を保持する電圧ホールド回路と保持した前記ピーク電圧をクリップ電圧とするクリップ回路で構成され、かつ前記各基準信号が前記RGBプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度として前記RGBプリアンプ増幅器の出力信号をクリップする3組のクリップ手段とを具備することを特徴とするRGBカラーモニター装置。
- 超音波診断装置から出力されるRGBVideo信号と基準Video信号をRGBVideo入力信号として前記RGBプリアンプ増幅器に入力することを特徴とする請求項1記載のRGBカラーモニター装置。
- 前記基準Video信号の振幅をコントロールする手段を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のRGBカラーモニター装置。
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