JPH09247498A - Dynamic gamma correction circuit for video projector - Google Patents
Dynamic gamma correction circuit for video projectorInfo
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- JPH09247498A JPH09247498A JP5199796A JP5199796A JPH09247498A JP H09247498 A JPH09247498 A JP H09247498A JP 5199796 A JP5199796 A JP 5199796A JP 5199796 A JP5199796 A JP 5199796A JP H09247498 A JPH09247498 A JP H09247498A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願は係属中の出願第0
7/986,108号、1992年12月4日出願、発
明者ジェームス・G・ヘージャーマン(James G. Hagerm
an) の「映像プロジェクタ用のガンマ補正回路(Gamma C
orrection Circuit for Use in Image Projectors)」の
一部継続出願である。FIELD OF THE INVENTION This application is pending
7 / 986,108, filed Dec. 4, 1992, inventor James G. Hagerm
an) `` Gamma correction circuit for video projector (Gamma C
orrection Circuit for Use in Image Projectors) ”.
【0002】この発明は一般に非直線光変調器および映
像プロジェクタに関し、より詳しくは、表示された映像
のグレースケール直線性を訂正する、非直線光変調器お
よび映像プロジェクタ用のガンマ補正回路に関する。The present invention relates generally to non-linear light modulators and video projectors, and more particularly to a gamma correction circuit for non-linear light modulators and video projectors that corrects grayscale linearity of the displayed video.
【0003】[0003]
【従来の技術】ガンマ補正回路は、映像プロジェクタの
グレースケール直線性を訂正するのに用いられる。ガン
マ補正回路を用いないと、映像プロジェクタのグレース
ケール直線性は悪くなり、ビデオ映像が「洗われて」色
が悪くなる。詳しく言うと、グレースケールは非直線的
すなわち不釣り合いになり、このためグレーの陰が少な
くなり、質の良い映像を十分表すことができない。Gamma correction circuits are used to correct the grayscale linearity of image projectors. Without the gamma correction circuit, the image projector would have poor grayscale linearity and the video image would be "washed" and poorly colored. In particular, the gray scale is non-linear or disproportionate, which reduces the shade of gray and is not sufficient to represent a good quality image.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のガンマ補正回路
はダイオード回路を用いている。ダイオードを用いた回
路は、ダイオードの電圧降下を補償するために高電圧を
振らす必要があるのが欠点で、このため帯域幅が狭くな
り、また電力消費が増える。ダイオードを用いた訂正回
路は鋭い区切り点を生じ、このため伝達関数はやや不連
続になる。ダイオードを用いた訂正回路は温度が補償さ
れない。ダイオードの電圧降下は温度によって変化し、
このため区切り点が移動する。またダイオードを用いた
訂正回路は、ダイオードをフィードバック構成に用いた
場合は帯域幅が狭くなる。このようなフィードバック構
成にすると温度ドリフトの問題はなくなるが、区切り点
は一層鋭くなって、伝達関数は不連続になる。A conventional gamma correction circuit uses a diode circuit. Circuits using diodes suffer from the drawback of having to swing a high voltage to compensate for the voltage drop across the diode, which reduces bandwidth and increases power consumption. Correction circuits using diodes produce sharp break points, which makes the transfer function somewhat discontinuous. Correction circuits using diodes are not temperature compensated. The voltage drop of the diode changes with temperature,
Therefore, the break point moves. Further, the correction circuit using the diode has a narrow bandwidth when the diode is used in the feedback configuration. With such a feedback configuration, the problem of temperature drift is eliminated, but the break point becomes sharper and the transfer function becomes discontinuous.
【0005】また従来のガンマ補正回路は、A/D変換
器、メモリ、D/A変換器を用いたディジタル方式であ
る。これらの回路は比較的に製造コストが高く、特に高
速や広帯域の回路が望ましい場合に高価になる。ガンマ
補正回路を動的なしきい値補正に用いると、別の問題が
生じる。ライトバルブがターンオンするのに必要なCR
Tからの光の量はライトバルブの領域によって異なるの
で、またライトバルブの各領域のターンオン点は製造工
程によって変わり得るので、ライトバルブのこの入力面
のいろいろの領域でしきい値訂正を行う必要がある。し
かし異なるしきい値バイアスを用いると、液晶ライトバ
ルブのいろいろの領域がCRT駆動曲線上で動作する点
が異なる。これらの点はゼロすなわち黒レベルとして再
定義されるので、ガンマ補正は本来の開始点からずれて
プロジェクタ出力の質が低下する。ガンマ補正回路のし
きい値訂正電圧の影響は、考慮に入れて訂正する方がよ
い。Further, the conventional gamma correction circuit is a digital system using an A / D converter, a memory, and a D / A converter. These circuits are relatively expensive to manufacture and are expensive, especially when high speed or broadband circuits are desired. Another problem arises when the gamma correction circuit is used for dynamic threshold correction. CR required to turn on the light valve
Since the amount of light from T varies depending on the area of the light valve, and the turn-on point of each area of the light valve may vary depending on the manufacturing process, it is necessary to perform threshold correction on various areas of this input surface of the light valve. There is. However, different threshold biases differ in that different regions of the liquid crystal light valve operate on the CRT drive curve. Since these points are redefined as zero or the black level, the gamma correction deviates from the original starting point and degrades the projector output. The influence of the threshold correction voltage of the gamma correction circuit should be corrected by taking it into consideration.
【0006】したがって、従来のダイオード使用の、ま
たディジタル方式のガンマ補正回路に伴う、上述の問題
をなくすガンマ補正回路を用いれば、映像光プロジェク
タは非常に改良される。Therefore, an image light projector is greatly improved by using a gamma correction circuit which eliminates the above-mentioned problems associated with the conventional diode-based and digital type gamma correction circuits.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、映像プロジ
ェクタのガンマ補正を行う非直線のシステム伝達関数
(ゲイン)、および特に非直線の光変調器を実現する電
子回路である。ガンマ補正回路の非直線性は、光変調器
または映像プロジェクタの非直線性を補償するように設
計する。液晶ライトバルブ映像プロジェクタ用のガンマ
補正回路の一実施態様を作ったが、この特定のガンマ補
正回路の非直線性は、映像プロジェクタに用いた液晶ラ
イトバルブおよび映像源(たとえば陰極線管)の非直線
性を補償した。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an electronic circuit which implements a non-linear system transfer function (gain) for gamma correction of a video projector, and in particular a non-linear optical modulator. The non-linearity of the gamma correction circuit is designed to compensate for the non-linearity of the light modulator or image projector. An implementation of a gamma correction circuit for a liquid crystal light valve video projector was made, but the non-linearity of this particular gamma correction circuit is due to the non-linearity of the liquid crystal light valve and the video source (eg, cathode ray tube) used in the video projector. I compensated for sex.
【0008】一般に、このガンマ補正回路は、非直線制
御を用いる任意のシステムのシステム伝達関数を訂正す
る手段を与える。このようなシステムには、正弦波成形
回路、対数増幅器、液晶使用システム、たとえば熱電対
を用いた変換器などのアナログセンサシステム、直線性
訂正を必要とする偏向回路、直線性制御を必要とするフ
ィードバック回路などがある。このガンマ補正回路は、
たとえば変形可能な薄膜や圧電光変換器などの他の非直
線装置にも用いることができる。In general, the gamma correction circuit provides a means of correcting the system transfer function of any system that uses nonlinear control. Such systems require sinusoidal shaping circuits, logarithmic amplifiers, liquid crystal based systems, analog sensor systems such as converters using thermocouples, deflection circuits requiring linearity correction, linearity control. There is a feedback circuit. This gamma correction circuit
It can also be used in other non-linear devices such as deformable thin films and piezoelectric optical converters.
【0009】より特定すると、この発明のガンマ補正回
路は、互いに結合した複数の増幅器を備え、個々の出力
電流を合計して合成出力電流を与える。複数の増幅器
は、それぞれ一般に第1および第2のエミッタ結合のト
ランジスタ対を備える。複数の増幅器は、それぞれ所定
の伝達関数を実現する。複数の電流源を複数の増幅器の
それぞれに結合して、異なるレベルの電流を各増幅器に
与える。複数の電流源は複数の増幅器と協同して、それ
ぞれ所定の伝達関数を与える。随意の出力抵抗器を設け
て、合成出力電流を、回路の対応する出力電圧に変換す
る。増幅器と電流源の組み合わせを工夫して、陰極線管
と液晶ライトバルブの組み合わせに起因する映像プロジ
ェクタの非直線性を補償する。More specifically, the gamma correction circuit of the present invention comprises a plurality of amplifiers coupled to each other and sums the individual output currents to provide a combined output current. The plurality of amplifiers each typically comprises a first and a second emitter-coupled transistor pair. Each of the plurality of amplifiers realizes a predetermined transfer function. Multiple current sources are coupled to each of the multiple amplifiers to provide different levels of current to each amplifier. The plurality of current sources cooperates with the plurality of amplifiers to respectively provide a predetermined transfer function. An optional output resistor is provided to convert the combined output current to the corresponding output voltage of the circuit. By devising the combination of the amplifier and the current source, the non-linearity of the image projector caused by the combination of the cathode ray tube and the liquid crystal light valve is compensated.
【0010】この発明のガンマ補正回路は主に液晶ライ
トバルブを用いた映像プロジェクタ用として開発した
が、ビデオ映像を投影する他の用途にも用いられる。液
晶ライトバルブプロジェクタに用いた場合は、このガン
マ補正回路の非直線伝達関数は、液晶ライトバルブと、
液晶ライトバルブに映像を入力するのに用いる陰極線管
の応答関数と組み合わさって、陰極線管単独の場合と同
等のシステム伝達関数を生じる。これが、この発明のガ
ンマ補正回路を用いて得られる望ましい結果である。Although the gamma correction circuit of the present invention was developed mainly for an image projector using a liquid crystal light valve, it is also used for other purposes for projecting a video image. When used in a liquid crystal light valve projector, the non-linear transfer function of this gamma correction circuit is
Combined with the response function of the cathode ray tube used to input the image to the liquid crystal light valve, it produces a system transfer function equivalent to that of the cathode ray tube alone. This is the desired result obtained with the gamma correction circuit of the present invention.
【0011】特定すると、この発明は、複数の相互接続
されたエミッタ結合の増幅器対から得られるコレクタ電
流を合計することにより、非直線ゲイン関数を生成す
る。この発明は、これを用いる映像プロジェクタのグレ
ースケール直線性を訂正する。このガンマ補正回路の増
幅器構成はフィードバックを必要としないので、その処
理する帯域幅は従来と同様に広い。またこのガンマ補正
回路は「柔らかい」区切り点を持ち、比較的滑らかな伝
達関数を作る。In particular, the present invention produces a non-linear gain function by summing the collector currents obtained from a plurality of interconnected, emitter-coupled amplifier pairs. The present invention corrects the grayscale linearity of video projectors that use it. Since the amplifier structure of this gamma correction circuit does not require feedback, its processing bandwidth is as wide as the conventional one. The gamma correction circuit also has "soft" break points to create a relatively smooth transfer function.
【0012】この発明のガンマ補正回路は、非直線増幅
器を必要とする用途に有用である。詳しく言うと、この
ガンマ補正回路は、この発明の被譲渡人が製造している
モデル300プロジェクタに用いるのに適している。こ
のガンマ補正回路は、液晶(またはその他の非直線)映
像技術を用いるプロジェクタまたはディスプレイにも用
いられる。The gamma correction circuit of the present invention is useful in applications requiring a non-linear amplifier. In particular, this gamma correction circuit is suitable for use in the Model 300 projector manufactured by the assignee of this invention. The gamma correction circuit is also used in projectors or displays that use liquid crystal (or other non-linear) imaging technology.
【0013】この発明をさらに改良すると、しきい値を
補償して、液晶ライトバルブを用いる映像プロジェクタ
のガンマ補正を動的に行う。この型のプロジェクタで
は、ライトバルブのしきい値点は液晶ライトバルブの入
力面全体で変わる。ターンオンしきい値の違いを補償す
るために、CRT駆動光をより多くする。これをしきい
値バイアスと呼ぶ。また、ターンオンするのに一層多く
の光を必要とする液晶ライトバルブ上の領域は、CRT
駆動曲線上のより高い点で動作する。液晶ライトバルブ
の入力面の或る領域では、ターンオン点はCRT曲線上
の通常の点より実際にさらに高いところにある。この点
をゼロすなわち黒レベルと再定義すると、ガンマ補正曲
線の形は本来の開始点とは異なる。これを補償するた
め、ガンマ補正回路のトランジスタ増幅器の1個のベー
スにしきい値訂正電圧を与えてガンマ補正曲線の形を動
的に変えると、システムの伝達関数は動的なしきい値訂
正を用いたときの望ましい応答に近づく。According to a further improvement of the present invention, the gamma correction of the image projector using the liquid crystal light valve is dynamically performed by compensating for the threshold value. In this type of projector, the light valve threshold point varies across the input surface of the liquid crystal light valve. More CRT drive light is used to compensate for the difference in turn-on threshold. This is called threshold bias. Also, the area on the liquid crystal light valve that requires more light to turn on is the CRT.
It operates at a higher point on the drive curve. In some areas of the input surface of a liquid crystal light valve, the turn-on point is actually higher than the normal point on the CRT curve. Redefining this point as zero or the black level, the shape of the gamma correction curve differs from the original starting point. To compensate for this, a threshold correction voltage is applied to one base of the transistor amplifier of the gamma correction circuit to dynamically change the shape of the gamma correction curve, and the system transfer function uses the dynamic threshold correction. Get closer to the desired response when you were there.
【0014】[0014]
【実施例】図1に、この発明の原理に従うガンマ補正回
路20を用いた、液晶ライトバルブ映像プロジェクタ1
0の主な表示要素を示す。液晶ライトバルブ映像プロジ
ェクタ10を参照してこの発明を説明するが、この発明
は任意の非直線光変調器または映像プロジェクタに用い
ることができるものであって、用途は液晶ライトバルブ
映像プロジェクタだけに限られるものではない。1 shows a liquid crystal light valve image projector 1 using a gamma correction circuit 20 according to the principle of the present invention.
The main display element of 0 is shown. Although the present invention will be described with reference to the liquid crystal light valve image projector 10, the present invention can be used in any non-linear light modulator or image projector, and the application is limited to only the liquid crystal light valve image projector. It is not something that can be done.
【0015】一般に映像プロジェクタ10は陰極線管
(CRT)11を備え、映像プロジェクタ10が表示す
る映像12を与える。リレーレンズ13は、映像12を
液晶ライトバルブ14の入力面上に集束させる。バイア
ス駆動回路22は、液晶ライトバルブ14を駆動してそ
の出力を制御する。Generally, the image projector 10 includes a cathode ray tube (CRT) 11 and provides an image 12 to be displayed by the image projector 10. The relay lens 13 focuses the image 12 on the input surface of the liquid crystal light valve 14. The bias drive circuit 22 drives the liquid crystal light valve 14 to control its output.
【0016】アークランプ16からの光はレンズ16a
により偏向ビームスプリッタ15上に集束し、偏向ビー
ムスプリッタはアークランプ16からの光を液晶ライト
バルブ14の出力面上に送る。この光は液晶ライトバル
ブ14の出力面から反射して、偏向ビームスプリッタ1
5を通って戻る。映像12は、液晶ライトバルブ14に
よってアークランプ16が与えた光に「移された」こと
になる。次に映写レンズ17は反射光を映像画面18上
に描き、映像画面18は映像12の写しを映像19とし
て表し、人はこれを見ることができる。一般に、液晶ラ
イトバルブ14と映像プロジェクタ10の設計と動作は
よく知られている。The light from the arc lamp 16 is a lens 16a.
Is focused on the deflecting beam splitter 15 by the deflecting beam splitter 15 and sends the light from the arc lamp 16 onto the output surface of the liquid crystal light valve 14. This light is reflected from the output surface of the liquid crystal light valve 14, and the deflected beam splitter 1
Return through 5. The image 12 will be “transferred” to the light provided by the arc lamp 16 by the liquid crystal light valve 14. The projection lens 17 then draws the reflected light on the video screen 18, which presents a copy of the video 12 as a video 19 which can be seen by a person. In general, the design and operation of the liquid crystal light valve 14 and the image projector 10 are well known.
【0017】この発明のガンマ補正回路20は入力駆動
信号を受けるが、この入力信号はたとえばビデオテープ
レコーダから得られる入力ビデオ信号から成る。ガンマ
補正回路20は、増幅器21を経て陰極線管11の入力
に結合する。増幅器21は利得段階であって、ガンマ補
正回路20の出力の信号強さを、陰極線管11に与える
前に高める。ガンマ補正回路は、コレクタ同士を結合し
た数個のエミッタ結合の増幅器対を用いて非直線伝達関
数を生成する。これについては、図10を参照して後で
詳細に説明する。エミッタ結合の増幅器対のコレクタを
互いに結ぶことにより、ガンマ補正回路20の出力は各
増幅器段階からの電流の合計になり、合成応答を形成す
る。The gamma correction circuit 20 of the present invention receives an input drive signal, which input signal comprises, for example, an input video signal obtained from a video tape recorder. The gamma correction circuit 20 is coupled to the input of the cathode ray tube 11 via an amplifier 21. The amplifier 21 is in the gain stage and increases the signal strength of the output of the gamma correction circuit 20 before applying it to the cathode ray tube 11. The gamma correction circuit uses several emitter-coupled amplifier pairs with their collectors coupled to generate a non-linear transfer function. This will be described in detail later with reference to FIG. By tying the collectors of an emitter-coupled amplifier pair together, the output of gamma correction circuit 20 is the sum of the currents from each amplifier stage, forming a combined response.
【0018】この発明をよりよく理解するため、次に背
景となる材料を示す。液晶ライトバルブ14の応答は非
直線である。光増幅装置は映像を運ぶ入力を「プログラ
ム」して、この装置の出力側にある可変ミラーを変調す
る。このミラーはアークランプ16から与えられる、量
の変化する映写光を反射するので、光増幅器として働
く。液晶ライトバルブ14の入力側の映像は、陰極線管
11から与える。入力と出力の間の、陰極線管11と液
晶ライトバルブ14の組み合わせが生成する伝達関数を
図2aに示す。図2aに見られるように、伝達関数は非
常に非直線的である。To better understand the present invention, the following background material is provided. The response of the liquid crystal light valve 14 is non-linear. The optical amplifier device "programs" the image-carrying input to modulate the variable mirror at the output of the device. This mirror reflects the varying amount of projection light provided by the arc lamp 16 and thus acts as an optical amplifier. An image on the input side of the liquid crystal light valve 14 is given from the cathode ray tube 11. The transfer function produced by the combination of the cathode ray tube 11 and the liquid crystal light valve 14 between the input and the output is shown in FIG. 2a. As can be seen in Figure 2a, the transfer function is very non-linear.
【0019】陰極線管11と液晶ライトバルブ14の組
み合わせが作る映像プロジェクタ10の伝達関数は訂正
する必要がある。放送用や任意の従来の信号源からのビ
デオ信号は、通常、陰極線管11の応答を予め訂正して
ある。陰極線管11の伝達関数を図2bに示す。伝達関
数はほぼVINの2.5乗(VIN**2.5)であ
る。正しいグレースケール映像を生成するためには、映
像プロジェクタ10は図2bに示す伝達関数を持つ必要
がある。正しい表示特性を持つ映像プロジェクタ10を
作るために、また陰極線管11と液晶ライトバルブ14
の組み合わせを用いる場合には、ガンマ補正を用いる。
再び図1において、ビデオ入力信号は、この発明のガン
マ補正(補償)回路20で実現する非直線増幅器を用い
て補正する。すなわち、ビデオ入力信号を陰極線管11
と液晶ライトバルブ14の組み合わせに与えると、シス
テム全体の伝達関数は補正されて、図2bに示す形にな
る。図2cはこのガンマ補正回路20が与える補正関数
で、図2bのシステム伝達関数を生成するのに必要であ
る。The transfer function of the image projector 10 formed by the combination of the cathode ray tube 11 and the liquid crystal light valve 14 needs to be corrected. Video signals from broadcast sources or from any conventional signal source typically have the cathode ray tube 11 response previously corrected. The transfer function of the cathode ray tube 11 is shown in FIG. 2b. The transfer function is approximately the 2.5th power of VIN (VIN ** 2.5). To produce the correct grayscale image, the image projector 10 needs to have the transfer function shown in Figure 2b. In order to make a video projector 10 having correct display characteristics, the cathode ray tube 11 and the liquid crystal light valve 14 are also provided.
When using the combination of, gamma correction is used.
Referring again to FIG. 1, the video input signal is corrected using the non-linear amplifier realized by the gamma correction (compensation) circuit 20 of the present invention. That is, the video input signal is sent to the cathode ray tube 11.
And the liquid crystal light valve 14 combination, the transfer function of the entire system is corrected to the form shown in FIG. 2b. FIG. 2c shows the correction function provided by this gamma correction circuit 20, which is necessary to generate the system transfer function of FIG. 2b.
【0020】図2bに示すシステム伝達関数を生成する
ためのガンマ補正回路を作る方法は従来いくつかある
が、得られるシステム伝達関数の良さはいろいろであ
る。図3aは簡単なダイオード抵抗器の例で、その非直
線応答を図3bに示す。図4aの回路は別の例で、その
応答曲線を図4bに示す。この2つの回路の問題は、ダ
イオードを用いているので区切り点が温度によって変わ
ることである。また区切り点をVINの低いところにす
る必要がある場合は、最大VINを高くする必要があ
る。ゲルマニウムダイオードすなわちショットキーダイ
オードを用いると、最低の可能なダイオード降下は約
0.3ボルトである。最初の区切り点が10%VINの
場合は、最大信号VINは約3ボルトである。これは速
い増幅器では達成困難である。信号路を速くするには低
インピーダンス装置を用いなければならない。これも、
3ボルトの動作電圧においてかなりの電力を必要とす
る。There are several conventional methods of making a gamma correction circuit for generating the system transfer function shown in FIG. 2b, but the obtained system transfer function has various advantages. Figure 3a is an example of a simple diode resistor, the non-linear response of which is shown in Figure 3b. The circuit of Figure 4a is another example, the response curve of which is shown in Figure 4b. The problem with these two circuits is that the breakpoints change with temperature because they use diodes. When it is necessary to set the break point to a place where VIN is low, it is necessary to increase the maximum VIN. With germanium or Schottky diodes, the lowest possible diode drop is about 0.3 volts. If the first breakpoint is 10% VIN, then the maximum signal VIN is about 3 volts. This is difficult to achieve with fast amplifiers. Low impedance devices must be used to speed up the signal path. This too
It requires significant power at an operating voltage of 3 volts.
【0021】従来用いられている別の方法は、演算増幅
器のフィードバックループにダイオードを入れることで
ある。図5aはこの方式の従来の回路で、その伝達関数
を図5bに示す。この回路の出力は或るしきい値に達す
るまでは一定で、その後のゲインは直線的である。区切
り点は非常に鋭い。これは映像光増幅器プロジェクタ用
として好ましくない。この型の回路は負フィードバック
を用いるので、帯域幅が狭い。Another method conventionally used is to put a diode in the feedback loop of the operational amplifier. FIG. 5a is a conventional circuit of this type, the transfer function of which is shown in FIG. 5b. The output of this circuit is constant until a certain threshold is reached, after which the gain is linear. The break point is very sharp. This is not preferable for a video optical amplifier projector. Since this type of circuit uses negative feedback, it has a narrow bandwidth.
【0022】所望の伝達関数を得るには、いくつかの増
幅器段を用いるとよい。図6aでは3個の演算増幅器で
これを達成している。最初の2個の演算増幅器はフィー
ドバックにダイオードを用いており、図5bと同様な伝
達関数を作る。これらの伝達関数と入力電圧をいろいろ
の割合で合計すると、図6bに示す合成伝達関数が得ら
れる。各段の区切り点とゲインをプログラムして、所望
の形にすることができる。フィードバックを用いると電
圧を大きく振らせる必要がなく、ダイオード電圧特性が
温度によって変わらない。しかしこの回路の主な欠点
は、区切り点が鋭いことと、帯域幅が狭いことである。Several amplifier stages may be used to obtain the desired transfer function. In FIG. 6a this is achieved with three operational amplifiers. The first two operational amplifiers use diodes for feedback, producing a transfer function similar to that of Figure 5b. Summing these transfer functions and the input voltage in various proportions gives the combined transfer function shown in FIG. 6b. The break points and gains for each stage can be programmed to the desired shape. If feedback is used, it is not necessary to swing the voltage largely, and the diode voltage characteristic does not change with temperature. However, the main drawbacks of this circuit are the sharp break points and the narrow bandwidth.
【0023】上に説明した回路の問題をなくすため、こ
の発明のガンマ補正回路20は複数の相互に接続された
エミッタ結合の増幅器対30を備える。このような増幅
器30の最も簡単な形を図7aに示す。ここに示すエミ
ッタ結合の増幅器対30はスイッチとして動作する。エ
ミッタ結合の増幅器対30は第1トランジスタ31と第
2トランジスタ32を備え、そのエミッタを互いに結合
する。電流(IEE)は、エミッタ結合の増幅器対30
のトランジスタ31のコレクタ34か、トランジスタ3
2のコレクタ35を流れる。しかし、コレクタ34と3
5を電流が同時に流れる、直線動作の小さな領域があ
る。VINがVREFと実質的に等しいときは、コレク
タ34と35を流れる電流は等しい(トランジスタ31
と32は適合しているとする)。出力信号はコレクタ3
4か35から、またはコレクタ34と35の両方から取
り、逆の極性の信号を出す。大事な点は、コレクタ34
と35を接続しないことである。コレクタ抵抗器33
(RC)の両端には、コレクタ電流に比例する電圧が生
じる。この回路20の伝達関数を図7bに示す。直線領
域は、ほぼVREF−0.1ボルトからVREF+0.
1ボルトの間である。終点はほぼ滑らかで、あまり鋭く
ない。これがこのガンマ補正回路20の特長である。V
INが直線範囲の外に出ると、出力電流、すなわちコレ
クタ抵抗器33(RC)にかかる電圧は一定である。To eliminate the problems of the circuit described above, the gamma correction circuit 20 of the present invention comprises a plurality of interconnected emitter coupled amplifier pairs 30. The simplest form of such an amplifier 30 is shown in Figure 7a. The emitter-coupled amplifier pair 30 shown here operates as a switch. The emitter-coupled amplifier pair 30 comprises a first transistor 31 and a second transistor 32, the emitters of which are coupled together. The current (IEE) is the emitter-coupled amplifier pair 30.
The collector 34 of the transistor 31 or the transistor 3
2 through the collector 35. However, collectors 34 and 3
There is a small linear motion region in which current flows through 5 simultaneously. When VIN is substantially equal to VREF, the currents flowing through collectors 34 and 35 are equal (transistor 31
And 32 are compatible). Output signal is collector 3
4 or 35, or both collectors 34 and 35, providing signals of opposite polarity. The important point is the collector 34
And 35 are not connected. Collector resistor 33
A voltage proportional to the collector current is generated across (RC). The transfer function of this circuit 20 is shown in FIG. 7b. The linear region is approximately VREF-0.1 volts to VREF + 0.
Between 1 volt. The end point is almost smooth and not very sharp. This is the feature of the gamma correction circuit 20. V
When IN goes out of the linear range, the output current, ie the voltage across the collector resistor 33 (RC), is constant.
【0024】図8aに示す修正ガンマ補正回路20aは
図7aのガンマ補正回路20と同様のもので、その直線
範囲が一層広い。抵抗器36と37をエミッタ34と3
5に結合することにより、このように範囲が広がる。図
8aのガンマ補正回路20aの伝達関数を図8bに示
す。直線範囲はVREF−(IEE)・(RE)−0.
1ボルトからVREF+(IEE)・(RE)+0.1
ボルトである。この直線範囲の外では、出力電圧は一定
である。The modified gamma correction circuit 20a shown in FIG. 8a is similar to the gamma correction circuit 20 of FIG. 7a and has a wider linear range. Resistors 36 and 37 connected to emitters 34 and 3
Coupling to 5 thus widens the range. The transfer function of the gamma correction circuit 20a of FIG. 8a is shown in FIG. 8b. The linear range is VREF− (IEE) · (RE) −0.
1 volt to VREF + (IEE) ・ (RE) +0.1
It is a bolt. Outside this linear range, the output voltage is constant.
【0025】ガンマ補正回路20の別の変形を図9aに
示す。このガンマ補正回路20bは電流源IEE用に抵
抗器38を用いる。負電圧供給の電圧が無限大のとき
は、抵抗器38が供給する電流源は一定である。供給電
圧が低いときは、この電流は一度直線範囲の外に出ると
一定ではなくなる。しかしこれが起こるのはコレクタ3
4と35のうち、回路20bの選択された入力側だけで
ある。図9bは、直線領域の外ではI01は一定である
がI02は一定でないことを示す。VINが低いときは
I02は一定であるが、VINが高くなるとI02はI
EEと等しくなる。しかしIEEは変化する。回路20
bの右側は本質的にエミッタホロワ増幅器であって、エ
ミッタ抵抗はREとREEの和である。これを用いれ
ば、伝達関数の移行領域はさらに滑らかになる。Another variation of gamma correction circuit 20 is shown in FIG. 9a. This gamma correction circuit 20b uses a resistor 38 for the current source IEE. When the voltage of the negative voltage supply is infinite, the current source supplied by the resistor 38 is constant. At low supply voltages, this current becomes non-constant once outside the linear range. But this happens in collector 3
Of 4 and 35, only the selected input side of circuit 20b. FIG. 9b shows that I01 is constant but I02 is not constant outside the linear region. I02 is constant when VIN is low, but I02 is I when VIN is high.
It is equal to EE. But IEE changes. Circuit 20
The right side of b is essentially an emitter follower amplifier and the emitter resistance is the sum of RE and REE. With this, the transition region of the transfer function becomes smoother.
【0026】図10は、この発明の被譲渡人が製造して
いるモデル300映像プロジェクタに用いるガンマ補正
回路20cの一実施態様である。このガンマ補正回路2
0cは3個の増幅器30a、30b、30cを用いて、
図11の伝達関数で示す出力を生成する。3個の増幅器
30a、30b、30cは電圧が整合した出力電流を出
すので、接続すると出力電流は合計される。この合計は
合成出力電流であって、コレクタ抵抗器33(RC)の
両端で電圧に変換される。各増幅器30a、30b、3
0cをプログラムして独自のゲインと、独自の直線範囲
と、抵抗器38a、38b、38cで作る独自の基準電
圧を持たせることができる。このガンマ補正回路20c
は、図2cに示す望ましい伝達関数を持つように作るこ
とができる。FIG. 10 shows an embodiment of the gamma correction circuit 20c used in the model 300 image projector manufactured by the assignee of the present invention. This gamma correction circuit 2
0c uses three amplifiers 30a, 30b, 30c,
The output shown by the transfer function of FIG. 11 is generated. The three amplifiers 30a, 30b, 30c provide voltage-matched output currents, so that when connected, the output currents are summed. This sum is the combined output current, which is converted to a voltage across collector resistor 33 (RC). Each amplifier 30a, 30b, 3
0c can be programmed to have its own gain, its own linear range, and its own reference voltage made by resistors 38a, 38b, 38c. This gamma correction circuit 20c
Can be made to have the desired transfer function shown in FIG. 2c.
【0027】またこれを修正して、選択された増幅器3
0a、30b、30cのどれかの左側のコレクタから取
った電流を選択的に合計することにより、いろいろの異
なる非直線伝達関数を生成することができる。選択され
た増幅器30a、30b、30cの左側の伝達関数は、
選択された増幅器30a、30b、30cの右側の伝達
関数と逆の極性を持つ。これを用いて全体のゲインの一
部を「相殺する」ことができる。たとえば、選択された
増幅器30a、30b、30cの両方のコレクタを結ぶ
と、その出力は一定電流になり、選択された増幅器30
a、30b、30cの両側の寄与を相殺する。増幅器3
0a、30b、30cの1つの左側を用いて、異なる増
幅器30a、30b、30cの右側の伝達関数が生成す
るゲインの一部を積極的に相殺することもできる。この
ようにして、この発明の原理に従って多くの増幅器30
を用いて、事実上どんな伝達関数でも生成することがで
きる。またこの発明は、上に説明した3個の増幅器30
a、30b、30cに限定されるものではない。これも
この発明の核心である。Further, by correcting this, the selected amplifier 3
A variety of different nonlinear transfer functions can be generated by selectively summing the currents taken from the left collector of either 0a, 30b, 30c. The transfer function on the left side of the selected amplifier 30a, 30b, 30c is
It has a polarity opposite to the transfer function on the right side of the selected amplifier 30a, 30b, 30c. This can be used to "cancel" a portion of the overall gain. For example, if the collectors of both selected amplifiers 30a, 30b, 30c are tied together, their output will be a constant current and the selected amplifier 30
Offset the contributions on both sides of a, 30b, 30c. Amplifier 3
The left side of one of 0a, 30b, 30c can also be used to positively offset some of the gain produced by the transfer functions on the right side of different amplifiers 30a, 30b, 30c. Thus, many amplifiers 30 are in accordance with the principles of the present invention.
Can be used to generate virtually any transfer function. The present invention also includes the three amplifiers 30 described above.
It is not limited to a, 30b, and 30c. This is also the core of this invention.
【0028】図10のガンマ補正回路20cは図11a
と図11bに示す出力応答を持つ。個々の増幅器30
a、30b、30cの応答を図11aに示し、その合成
の合計を図11bに示す。したがって、コレクタ抵抗器
33(RC)の両端の出力電圧は、図2cに示す電圧と
正確に同じ形と極性を持つ。また図12はガンマ補正回
路20の出力応答を電圧で示すもので、図2cに示す望
ましい伝達関数に対応する。電流値を計算するのに用い
る式は、IEE=[(ゲイン)(2)(VH−VR)]
/RC、およびRE=(VH−VR−0.1)/IE
E、で与えられる。The gamma correction circuit 20c of FIG. 10 is shown in FIG. 11a.
And the output response shown in FIG. 11b. Individual amplifier 30
The responses of a, 30b, 30c are shown in FIG. 11a and the sum of their synthesis is shown in FIG. 11b. Therefore, the output voltage across the collector resistor 33 (RC) has exactly the same shape and polarity as the voltage shown in Figure 2c. FIG. 12 also shows the output response of the gamma correction circuit 20 in voltage, which corresponds to the desired transfer function shown in FIG. 2c. The formula used to calculate the current value is IEE = [(gain) (2) (VH-VR)]
/ RC, and RE = (VH-VR-0.1) / IE
E, given by.
【0029】伝達関数の望ましい出力形が決まると、直
線で近似するための直線セグメントの本数が決まり、し
たがって区切り点の数と、増幅器30の数が決まる。次
に各直線部分のゲインと各増幅器30の範囲を決める。
ゲインは所望のシステムの伝達関数の傾斜のパラメータ
で、VO/VINに対応する。直線近似が決まると、ゲ
インとVHとVRを決める。次に上述の式を用いて所望
の値を得る。上の式では、VHを直線領域の上端とし
て、またVRをVREFとして用いる。Once the desired output form of the transfer function is determined, the number of straight line segments to be approximated by a straight line is determined, and thus the number of breakpoints and the number of amplifiers 30. Next, the gain of each straight line portion and the range of each amplifier 30 are determined.
Gain is a parameter of the desired system transfer function slope and corresponds to VO / VIN. When the linear approximation is determined, the gain, VH and VR are determined. The desired value is then obtained using the above equation. In the above equation, VH is used as the upper end of the linear region and VR is used as VREF.
【0030】上に説明した増幅器は一般によく知られた
ものであって、この発明の教示に従えば、各種のガンマ
補正回路20を容易に作ることができる。図12は、図
11のグラフの出力応答を電圧で示したものである。ガ
ンマ補正回路20の優れた点は、帯域幅を広くできるこ
と、区切り点を滑らかにできること、温度補償ができる
こと、区切り点の電圧を低くできること、プログラムに
よって多くの異なる伝達関数の形が得られることであ
る。帯域幅を広くできる理由は、異なる各増幅器30の
ゲインが固定しているので設定するのにフィードバック
をかける必要がなく、したがって開ループ増幅器を備え
るからである。また各増幅器に2個のトランジスタ31
と32を用いるので、演算増幅器を用いるより速い。ま
たこの発明は、集積回路の製作にも非常に適している。The amplifiers described above are generally well known and various gamma correction circuits 20 can be readily made in accordance with the teachings of the present invention. FIG. 12 shows the output response of the graph of FIG. 11 in terms of voltage. The advantages of the gamma correction circuit 20 are that the bandwidth can be widened, the breakpoint can be smoothed, the temperature can be compensated, the voltage at the breakpoint can be lowered, and many different transfer function shapes can be obtained by the program. is there. The reason why the bandwidth can be widened is that the gains of the different amplifiers 30 are fixed, so that it is not necessary to give feedback for setting, and therefore an open loop amplifier is provided. There are also two transistors 31 for each amplifier.
Is faster than using an operational amplifier. The invention is also very suitable for integrated circuit fabrication.
【0031】図11aのガンマ補正回路20cを、よく
知られたSPICEシミュレーションプログラムを用い
てシミュレートした。シミュレーションから得られた伝
達関数はほぼ完全なもので、区切り点は非常に滑らかで
あった。SPICEシミュレーションプログラムを用い
て開発したガンマ補正回路20dを作り、テストデータ
を測定した。このガンマ補正回路20dを図13に示
す。この図には、用いた構成要素の抵抗値および容量値
と、トランジスタの型名を示す。実際に作ったガンマ補
正回路20dを用いてテストした結果は、SPICEシ
ミュレーションの出力と事実上同じであった。図13に
示すガンマ補正回路20dは、この発明の被譲渡人が製
造しているモデル300映像プロジェクタ用として適し
ている。The gamma correction circuit 20c of FIG. 11a was simulated using the well known SPICE simulation program. The transfer function obtained from the simulation was almost perfect and the breakpoints were very smooth. The gamma correction circuit 20d developed using the SPICE simulation program was created, and the test data was measured. This gamma correction circuit 20d is shown in FIG. In this figure, the resistance and capacitance values of the components used and the type names of the transistors are shown. The result of the test using the gamma correction circuit 20d actually made was virtually the same as the output of the SPICE simulation. The gamma correction circuit 20d shown in FIG. 13 is suitable for the model 300 image projector manufactured by the assignee of the present invention.
【0032】図14は、この発明のガンマ補正回路20
の一般的な実施態様を示す。図14に示すガンマ補正回
路20は複数の増幅器段階30a−30nを備え、その
選択された左側と右側のトランジスタからの出力を結合
して、随意の出力抵抗器33に、該当する合計電流出力
を与える。各増幅器段階30a−30nの使わない側の
出力を矢印で示す。普通、一般的なガンマ補正回路20
は、これまで他の図面で説明したように、2個のトラン
ジスタと2個の抵抗器と1個の電流源を備える。FIG. 14 shows a gamma correction circuit 20 of the present invention.
2 illustrates a general embodiment of The gamma correction circuit 20 shown in FIG. 14 comprises a plurality of amplifier stages 30a-30n, which combine the outputs from the selected left and right side transistors to provide an optional output resistor 33 with the appropriate total current output. give. The unused side output of each amplifier stage 30a-30n is indicated by an arrow. Normally, a general gamma correction circuit 20
Comprises two transistors, two resistors and one current source, as described in the other figures up to now.
【0033】液晶装置の不均一性に起因するしきい値す
なわち黒レベルを訂正する回路としてガンマ補正回路を
用いる場合、改良されたガンマ補正回路はガンマ伝達関
数を動的に訂正する。When the gamma correction circuit is used as a circuit for correcting the threshold value, that is, the black level due to the non-uniformity of the liquid crystal device, the improved gamma correction circuit dynamically corrects the gamma transfer function.
【0034】液晶の空間輝度は均一ではない。すなわ
ち、液晶の或る部分すなわち領域は他の領域より感度が
高い。このような不均一を生じる1つの理由は装置が出
力光を反射し始めるしきい値点であり、他の理由は完全
ターンオンに必要な光量である。これを黒レベルおよび
白レベルと呼ぶことができる。液晶ライトバルブの表面
領域は比較的大きいので薄膜層は均一でなく、層の厚さ
は部分によって異なる。このためライトバルブの伝達関
数が変化する。これを示すのが図15で、代表的な液晶
ライトバルブの見え方を示す等値図である。中心部35
の方が外周領域36より、少ない光でターンオンする。
これを空間陰影または不均一性と呼ぶことができる。The spatial brightness of the liquid crystal is not uniform. That is, some portions or areas of the liquid crystal are more sensitive than other areas. One reason for this non-uniformity is the threshold point at which the device begins to reflect the output light, and another reason is the amount of light required for full turn-on. This can be called the black level and the white level. Since the surface area of a liquid crystal light valve is relatively large, the thin film layer is not uniform and the layer thickness varies from part to part. Therefore, the transfer function of the light valve changes. This is shown in FIG. 15, which is an isometric view showing how a typical liquid crystal light valve looks. Central part 35
Is turned on with less light than the outer peripheral region 36.
This can be called spatial shading or non-uniformity.
【0035】これを訂正するため、液晶ライトバルブの
書き込み面の入力に対応するビットマップを作る。液晶
ライトバルブ上の書き込み面の各部は、ビットマップ内
に対応する位置を持つ。ライトバルブ上の各位置毎に、
必要なしきい値バイアス電圧を実際の測定で決定する。
液晶ライトバルブの入力面の各領域毎に正しい黒レベル
をいったん決定すると、必要な訂正情報がビットマップ
に記憶されるので、ライトバルブの入力面のその部分に
たとえばCRTからのビームで書き込む度に、この情報
を用いる。図1において、しきい値訂正は増幅器21で
行う。しきい値訂正信号は正しい時点で増幅器21に与
えられる。つまり、CRTのビームが液晶ライトバルブ
の書き込み面を走査するとき、訂正しきい値訂正情報が
ビットマップから増幅器21に与えられる。To correct this, a bit map corresponding to the input of the writing surface of the liquid crystal light valve is created. Each part of the writing surface on the liquid crystal light valve has a corresponding position in the bitmap. For each position on the light valve,
Determine the required threshold bias voltage by actual measurement.
Once the correct black level has been determined for each area of the input surface of the liquid crystal light valve, the necessary correction information is stored in the bitmap so that every time writing on that part of the input surface of the light valve with a beam from, for example, a CRT. , Use this information. In FIG. 1, threshold correction is performed by the amplifier 21. The threshold correction signal is provided to amplifier 21 at the correct time. That is, when the beam of the CRT scans the writing surface of the liquid crystal light valve, the correction threshold correction information is given to the amplifier 21 from the bitmap.
【0036】問題は、このしきい値訂正すなわち動的な
しきい値訂正が、異なるガンマすなわち色バランスに悪
い影響を与えることである。この問題は、しきい値を訂
正するとCRTの伝達関数が変わることから生じる。こ
れを図16に示す。図16のグラフは、通常の入力駆動
電圧に対するCRTの出力光を示す。この曲線は、ほぼ
駆動電圧の2.2乗である。液晶ライトバルブプロジェ
クタでは、画面上の黒レベルとCRT上の黒レベルとは
同じではない。図16において、縦軸はCRTからの光
出力を表し、横軸は入力電圧を表す。ライトバルブの黒
レベルは、CRTの光の量が小さい或る点で起こる。上
の方の軸40は、大幅なしきい値訂正を必要とするライ
トバルブ用である。しきい値を用いてライトバルブを訂
正するときは、曲線上の42をそのライトバルブの黒レ
ベルとして用いる。しかし液晶ライトバルブの書き込み
面上の別の点、たとえば図15の領域41では感度がさ
らに高く、図16に示す曲線上の44で表される低いし
きい値電圧が必要である。これらの3つの伝達関数の差
は、ゼロ付近の傾斜である。CRTでは、駆動曲線の傾
斜は事実上ゼロである。通常の液晶ライトバルブでは駆
動曲線の傾斜は有限であり、液晶ライトバルブの悪い部
分では傾斜はさらに大きい。CRTの伝達関数上のゼロ
点を動かすのはしきい値のこの変化であり、ゼロが定義
されるのは画面上の黒レベルによるのであって、ビーム
電流によるのではない。The problem is that this threshold correction, or dynamic threshold correction, adversely affects the different gamma or color balance. This problem results from the change in the transfer function of the CRT when the threshold is corrected. This is shown in FIG. The graph of FIG. 16 shows the output light of the CRT with respect to the normal input drive voltage. This curve is approximately 2.2 to the driving voltage. In a liquid crystal light valve projector, the black level on the screen is not the same as the black level on the CRT. In FIG. 16, the vertical axis represents the light output from the CRT and the horizontal axis represents the input voltage. The light valve black level occurs at some point where the amount of CRT light is small. The upper axis 40 is for a light valve that requires significant threshold correction. When using a threshold to correct a light valve, 42 on the curve is used as the black level for that light valve. However, at another point on the writing surface of the liquid crystal light valve, for example, the region 41 in FIG. 15, the sensitivity is higher and a low threshold voltage represented by 44 on the curve shown in FIG. 16 is required. The difference between these three transfer functions is the slope near zero. In a CRT, the slope of the drive curve is virtually zero. In a normal liquid crystal light valve, the slope of the drive curve is finite, and in the bad part of the liquid crystal light valve, the slope is even larger. It is this change in threshold that moves the zero point on the transfer function of the CRT, and the zero is defined by the black level on the screen, not by the beam current.
【0037】この発明の方法では、ガンマ伝達関数曲線
を生成するのに用いる増幅器の1つにしきい値訂正信号
を入れ、ガンマ伝達関数を動的に変えてこの歪みを補償
する。In the method of the present invention, a threshold correction signal is placed in one of the amplifiers used to generate the gamma transfer function curve and the gamma transfer function is dynamically changed to compensate for this distortion.
【0038】基本的な発明は、液晶ライトバルブのしき
い値バイアスレベルを決定する信号を取り、これを用い
てガンマ補正伝達関数曲線の傾斜を変えることである。
これは自己補償システムであって、しきい値バイアスが
変化してもガンマ補正は比較的一定のままである。The basic invention is to take a signal that determines the threshold bias level of the liquid crystal light valve and use it to change the slope of the gamma correction transfer function curve.
This is a self-compensating system where the gamma correction remains relatively constant as the threshold bias changes.
【0039】図17は、通常のしきい値訂正を行った場
合と高いしきい値訂正を行った場合の、CRTと液晶ラ
イトバルブの組み合わせの伝達関数を示す。曲線46
は、通常のしきい値訂正を行った場合のCRTとライト
バルブの伝達関数を表し、曲線48は、高いしきい値訂
正を行った場合のCRTとライトバルブの伝達関数を表
す。2つの曲線はやや異なり、したがって異なる補償を
行う必要がある。電気的ガンマ補正回路の形は、直線出
力である所望の出力特性を知り、また入力信号特性を知
って計算する。次に、所望の出力特性を生成するシステ
ムの伝達関数について解いて、所要のガンマ補正回路を
計算する。これを通常および高いしきい値レベルという
2つのケースで行った。これらの曲線は、低いグレーレ
ベルではっきり分かれる。実験的に分かったのは、図1
3に示すガンマ補正回路内のエミッタ結合対の一方の基
準電圧を変えることにより、似た曲線を作ることができ
ることである。図18は、図22に示すガンマ回路の伝
達関数である。横軸はガンマ回路への入力電圧であり、
縦軸はガンマ補正回路からの出力電圧である。FIG. 17 shows the transfer function of the combination of the CRT and the liquid crystal light valve when the normal threshold value correction is performed and when the high threshold value correction is performed. Curve 46
Represents the transfer function of the CRT and the light valve when the normal threshold correction is performed, and the curve 48 represents the transfer function of the CRT and the light valve when the high threshold correction is performed. The two curves are slightly different and therefore need different compensation. The form of the electrical gamma correction circuit is calculated by knowing the desired output characteristic which is a linear output and also knowing the input signal characteristic. Next, the transfer function of the system that produces the desired output characteristics is solved to calculate the required gamma correction circuit. This was done in two cases: normal and high threshold level. These curves are clearly separated at low gray levels. It was experimentally found that
It is possible to make a similar curve by changing the reference voltage of one of the emitter coupled pairs in the gamma correction circuit shown in FIG. FIG. 18 shows a transfer function of the gamma circuit shown in FIG. The horizontal axis is the input voltage to the gamma circuit,
The vertical axis represents the output voltage from the gamma correction circuit.
【0040】この結果を確認するため、既知の通常およ
び高いしきい値CRT/ライトバルブのデータを用いて
2つの曲線をテストした。図19、図20、図21は、
ガンマ補正増幅器回路の一部にしきい値訂正電圧を与え
た結果を示す。図19は、通常のしきい値バイアスを用
いたときのプロジェクタの出力を示す。理想的には、図
19の曲線50は直線である。これは、入力信号の特性
とプロジェクタの全体の伝達関数を考慮に入れるとグレ
ースケールが直線、すなわち全体の伝達関数が直線であ
ったことを示す。To confirm this result, two curves were tested with known normal and high threshold CRT / light valve data. 19, 20, and 21 are
The result of applying a threshold correction voltage to a part of the gamma correction amplifier circuit is shown. FIG. 19 shows the output of the projector when a normal threshold bias is used. Ideally, the curve 50 in FIG. 19 is a straight line. This indicates that the gray scale was linear, ie the overall transfer function was linear, taking into account the characteristics of the input signal and the overall transfer function of the projector.
【0041】図20は、高いしきい値訂正を用いたとき
のプロジェクタの出力のグラフである。比較のために、
曲線50すなわちプロジェクタ出力の通常の特性と、図
1の増幅器21に高いしきい値訂正信号を与えたときの
結果である曲線52とを比べた。図21は、ガンマ補正
増幅器回路の一部にしきい値訂正信号も与えたときのプ
ロジェクタの出力を示す。すなわち、図21の曲線54
で示すプロジェクタ出力である。図21に示すように、
2つの曲線50と54の差は曲線50と52の差よりか
なり小さい。すなわち、通常のしきい値訂正を必要とす
る液晶ライトバルブの領域と、高いしきい値訂正を必要
とする液晶ライトバルブの領域の間で、優れたガンマ補
正が得られる。FIG. 20 is a graph of projector output when high threshold correction is used. For comparison,
Curve 50, the normal characteristic of the projector output, was compared to curve 52, which is the result of applying a high threshold correction signal to amplifier 21 of FIG. FIG. 21 shows the output of the projector when a threshold correction signal is also given to a part of the gamma correction amplifier circuit. That is, the curve 54 in FIG.
Is the projector output. As shown in FIG.
The difference between the two curves 50 and 54 is significantly smaller than the difference between the curves 50 and 52. That is, excellent gamma correction can be obtained between the region of the liquid crystal light valve that requires normal threshold correction and the region of the liquid crystal light valve that requires high threshold correction.
【0042】図22は図13を修正した回路図で、ガン
マ補正増幅器と、ガンマ補正回路にしきい値訂正信号を
与える方法を示す。しきい値訂正信号は線58から抵抗
器56に供給し、抵抗器56はしきい値訂正信号をトラ
ンジスタ60のベースに与える。回路のこの点に与える
と、しきい値訂正電圧は図21に示す曲線を生成する。
すなわち、通常のしきい値訂正を与えると曲線50にな
り、高いしきい値訂正を与えると曲線54になる。図示
のように、これらの2曲線の間の差は、図20に示す曲
線50と52の間の差よりかなり小さい。これにより、
プロジェクタからの映像は改善される。FIG. 22 is a circuit diagram obtained by modifying FIG. 13, and shows a gamma correction amplifier and a method of giving a threshold correction signal to the gamma correction circuit. The threshold correction signal is provided on line 58 to resistor 56, which provides the threshold correction signal to the base of transistor 60. Given this point in the circuit, the threshold correction voltage produces the curve shown in FIG.
That is, the curve 50 is given when the normal threshold correction is given, and the curve 54 is given when the high threshold correction is given. As shown, the difference between these two curves is significantly smaller than the difference between curves 50 and 52 shown in FIG. This allows
The image from the projector is improved.
【0043】非直線光変調器および映像プロジェクタ用
の、表示された映像のグレースケール直線性を訂正す
る、新規の優れたガンマ補正回路を説明した。上に述べ
た実施態様は、この発明の原理の用途を示す多くの特定
の実施態様の幾つかの例を示すに過ぎない。当業者は明
らかに、この発明の範囲から逸れずに多くの他の装置を
容易に考えることができる。A novel and superior gamma correction circuit has been described for correcting grayscale linearity of displayed images for non-linear light modulators and image projectors. The embodiments described above are merely some examples of the many specific implementations that demonstrate application of the principles of the invention. One of ordinary skill in the art will readily appreciate many other devices without departing from the scope of the invention.
【0044】たとえば、このガンマ補正回路は、非直線
制御を用いる任意のシステムのシステム伝達関数を訂正
することができる。このようなシステムには、たとえば
正弦波形成回路、対数増幅器、液晶使用システム、熱電
対を用いた変換器などのアナログセンサ、直線性訂正を
必要とする偏向回路、直線性制御を必要とするフィード
バック回路、変形可能な薄膜、圧電光変換器などがあ
る。For example, the gamma correction circuit can correct the system transfer function of any system that uses nonlinear control. Such systems include, for example, sine wave shaping circuits, logarithmic amplifiers, liquid crystal based systems, analog sensors such as thermocouple converters, deflection circuits requiring linearity correction, feedback requiring linearity control. There are circuits, deformable thin films, piezoelectric optical converters, etc.
この発明のいろいろの特長と利点は、添付の図面を参照
して詳細な説明を読めばすぐ理解できる。図面の同じ番
号は同じ構成要素を示す。Various features and advantages of the present invention can be readily understood by reading the detailed description with reference to the accompanying drawings. Like numbers in the drawings indicate like elements.
【図1】この発明を用いた、液晶ライトバルブ映像プロ
ジェクタの主な表示要素。FIG. 1 is a main display element of a liquid crystal light valve image projector using the present invention.
【図2】aは光出力に対する、図1の映像プロジェクタ
に用いる陰極線管と液晶ライトバルブの組み合わせの電
圧の応答曲線。bは光出力に対する、図1の陰極線管の
電圧の応答曲線。cは光出力に対する、この発明のガン
マ補正回路により与えられる電圧の、望ましい応答曲
線。2A is a voltage response curve of a combination of a cathode ray tube and a liquid crystal light valve used in the image projector of FIG. 1 with respect to light output. b is the response curve of the voltage of the cathode ray tube of FIG. 1 with respect to the light output. c is the desired response curve of the voltage provided by the gamma correction circuit of the present invention to the light output.
【図3】aは図2cに示す伝達関数を作るのに用いる従
来のダイオード抵抗器増幅器回路。bは図3aの回路の
応答。FIG. 3a is a conventional diode resistor amplifier circuit used to create the transfer function shown in FIG. 2c. b is the response of the circuit of FIG. 3a.
【図4】aは図2cに示す伝達関数を作るのに用いる第
2の従来のダイオード抵抗器増幅器回路。bは図4aの
回路の応答。FIG. 4a is a second conventional diode resistor amplifier circuit used to create the transfer function shown in FIG. 2c. b is the response of the circuit of FIG. 4a.
【図5】aは図2cに示す伝達関数を作るのに用いる従
来のフィードバックループ増幅器回路。bは図5aの回
路の応答。FIG. 5a is a conventional feedback loop amplifier circuit used to create the transfer function shown in FIG. 2c. b is the response of the circuit of FIG. 5a.
【図6】aは図2cに示す伝達関数を作るのに用いる従
来の多段増幅器回路。bは図6aの回路の応答。6a is a conventional multistage amplifier circuit used to create the transfer function shown in FIG. 2c. b is the response of the circuit of FIG. 6a.
【図7】aは図1のプロジェクタに用いられる、この発
明の原理に従う第1ガンマ補正回路。bは図7aのガン
マ補正回路の伝達関数。7A is a first gamma correction circuit according to the principle of the present invention, which is used in the projector of FIG. b is the transfer function of the gamma correction circuit of FIG. 7a.
【図8】aは図1のプロジェクタに用いられる、この発
明の原理に従う第2ガンマ補正回路。bは図8aのガン
マ補正回路の伝達関数。8A is a second gamma correction circuit according to the principle of the present invention, which is used in the projector of FIG. b is the transfer function of the gamma correction circuit of FIG. 8a.
【図9】aは図1のプロジェクタに用いられる、この発
明の原理に従う第3ガンマ補正回路。bは図9aのガン
マ補正回路の伝達関数。9A is a third gamma correction circuit according to the principle of the present invention, which is used in the projector of FIG. b is the transfer function of the gamma correction circuit of FIG. 9a.
【図10】この発明の非譲渡人が製造している液晶ライ
トバルブ映像プロジェクタに用いられる、この発明の第
4ガンマ補正回路。FIG. 10 is a fourth gamma correction circuit of the present invention used in a liquid crystal light valve image projector manufactured by the non-assignee of the present invention.
【図11】aは図10のガンマ補正回路の出力応答。b
は図10のガンマ補正回路の出力応答。11A is an output response of the gamma correction circuit in FIG. b
Is the output response of the gamma correction circuit in FIG.
【図12】電圧で表示したガンマ補正回路の出力応答。FIG. 12 is the output response of the gamma correction circuit displayed in voltage.
【図13】この発明の非譲渡人が製造している或る映像
プロジェクタで実現する、この発明のガンマ補正回路の
一実施態様の詳細。FIG. 13 is a detail of one embodiment of the gamma correction circuit of the present invention implemented on an image projector manufactured by the non-assignee of the present invention.
【図14】この発明の一般的な実施態様。FIG. 14 is a general embodiment of the present invention.
【図15】液晶ライトバルブへの入力の等値図。FIG. 15 is an isogram of inputs to a liquid crystal light valve.
【図16】CRTの駆動関数を示すグラフ。FIG. 16 is a graph showing a drive function of a CRT.
【図17】しきい値バイアスを変えたときの、ガンマ補
正の変化を示すグラフ。FIG. 17 is a graph showing changes in gamma correction when the threshold bias is changed.
【図18】しきい値電圧を変えたときの、ガンマ補正回
路の出力の変化を示すグラフ。FIG. 18 is a graph showing changes in the output of the gamma correction circuit when the threshold voltage is changed.
【図19】しきい値訂正を行わないプロジェクタの出力
を示すグラフ。FIG. 19 is a graph showing the output of a projector without threshold correction.
【図20】プロジェクタの出力を比較するグラフ。FIG. 20 is a graph comparing the outputs of projectors.
【図21】この発明を用いたときの、いろいろのしきい
値条件でのプロジェクタの出力を示す別のグラフ。FIG. 21 is another graph showing the output of the projector under various threshold conditions when the present invention is used.
【図22】ガンマ補正回路を動的に修正するのに用い
る、図13に示す回路の修正。22 is a modification of the circuit shown in FIG. 13 used to dynamically modify the gamma correction circuit.
10 映像プロジェクタ 11 陰極線管 13 中継レンズ 14 液晶ライトバルブ 15 偏向ビームスプリッタ 16 アークランプ 16aレンズ 17 映写レンズ 18 映像画面 19 映像 20 ガンマ補正回路 21 増幅器 22 バイアス回路 30 エミッタ結合の増幅器対 31,32 トランジスタ対 33 出力抵抗器 38 電源抵抗器 10 image projector 11 cathode ray tube 13 relay lens 14 liquid crystal light valve 15 deflection beam splitter 16 arc lamp 16a lens 17 projection lens 18 image screen 19 image 20 gamma correction circuit 21 amplifier 22 bias circuit 30 emitter coupled amplifier pair 31, 32 transistor pair 33 Output resistor 38 Power resistor
Claims (19)
ロジェクタ用の動的なガンマ補正装置であって、 互いに結合し、それぞれの出力電流を合計して合成出力
電流を与える複数の増幅器、ただし各増幅器は少なくと
も2個のトランジスタを備え、また前記複数の増幅器は
それぞれ所定の個々の伝達関数を実現し、また前記複数
の増幅器は複数の電流源を備え、前記電流源は異なるレ
ベルの電流を与えて合成出力電流を形成しかつ協同して
それぞれの所定の個々の伝達関数を与えるもの、 少なくとも1個の前記増幅器の一部に接続してガンマ補
正曲線の形を動的に変える信号を持つ動的な補償手段、 前記合成出力電流を前記装置の対応する出力電圧に変換
する出力手段、を備え、 増幅器と電流源の前記組み合わせは、前記映像源と非直
線光変調器の組み合わせに起因する映像プロジェクタの
非直線性を補償するように構成し、 前記増幅器の少なくとも2個はそれぞれ、関連する個々
の増幅器の伝達関数を選択的に変えるための基準電圧を
与える別個の基準電圧入力ノードを備え、また前記複数
の増幅器は、傾斜が正および負に変化する領域を持つ実
質的に滑らかで連続的なガンマ補正伝達関数を生成する
ように構成する、動的なガンマ補正装置。1. A dynamic gamma correction device for a video projector comprising a video source and a non-linear light modulator, wherein the plurality of amplifiers are coupled to each other and sum their respective output currents to provide a combined output current. However, each amplifier comprises at least two transistors, said plurality of amplifiers each realize a predetermined individual transfer function, and said plurality of amplifiers comprises a plurality of current sources, said current sources comprising different levels of current. To form a combined output current and cooperate to provide each predetermined individual transfer function, a signal connected to a portion of at least one of the amplifiers to dynamically change the shape of the gamma correction curve. A dynamic compensating means having, output means for converting the combined output current into a corresponding output voltage of the device, wherein the combination of amplifier and current source comprises the video source and non-linear light Configured to compensate for the non-linearity of the image projector due to the combination of modulators, each of the at least two amplifiers providing a reference voltage for selectively varying the transfer function of the associated individual amplifier. And a plurality of amplifiers, the plurality of amplifiers being configured to generate a substantially smooth, continuous gamma correction transfer function having regions of positive and negative slope variation. Correction device.
第2のエミッタ結合のトランジスタを備える、請求項1
記載のガンマ補正装置。2. The plurality of amplifiers each comprises first and second emitter coupled transistors.
The gamma correction device described.
える、請求項1記載のガンマ補正装置。3. The gamma correction device according to claim 1, wherein each of the plurality of current sources includes a resistor.
える、請求項2記載のガンマ補正装置。4. The gamma correction device according to claim 2, wherein each of the plurality of current sources includes a resistor.
び第2のエミッタ結合のトランジスタから得られる出力
電流を選択的に結合し、選択された特定のトランジスタ
に従って、異なる伝達関数を作ることにより与えられ
る、請求項2記載のガンマ補正装置。5. Different predetermined transfer functions are provided by selectively combining the output currents obtained from said first and second emitter coupled transistors to produce different transfer functions according to the particular transistors selected. A gamma correction device according to claim 2, provided.
タの選択された1個から得られる電流を前記出力抵抗器
に選択的に結合することにより与えられ、前記選択的結
合は選択された特定のトランジスタに従って、異なる伝
達関数を作る、請求項3記載のガンマ補正装置。6. A different predetermined transfer function is provided by selectively coupling a current derived from a selected one of said transistors to said output resistor, said selective coupling being selected. 4. The gamma correction device according to claim 3, which produces different transfer functions according to.
第2のエミッタ結合のトランジスタの選択された1個か
ら得られる電流を前記出力抵抗器に選択的に結合するこ
とにより与えられ、前記選択的結合は選択された特定の
トランジスタに従って、異なる伝達関数を作る、請求項
4記載のガンマ補正装置。7. Different predetermined transfer functions are provided by selectively coupling currents derived from selected ones of said first and second emitter coupled transistors to said output resistor, said selection resistors. The gamma correction device according to claim 4, wherein the static coupling produces different transfer functions according to the particular transistor selected.
を備える、請求項1記載のガンマ補正装置。8. The gamma correction device according to claim 1, wherein the non-linear light modulator comprises a liquid crystal light valve.
像プロジェクタ用の動的なガンマ補正装置であって、 互いに結合し、それぞれの出力電流を合計して合成出力
電流を与える複数の増幅器、ただし各増幅器は少なくと
も2個のトランジスタを備え、また前記複数の増幅器は
それぞれ所定の個々の伝達関数を実現し、また前記複数
の増幅器は複数の電流源を備え、前記電流源は異なるレ
ベルの電流を与えて合成出力電流を形成しかつ協同して
それぞれの所定の個々の伝達関数を与えるもの、 少なくとも1個の前記増幅器の一部に接続してガンマ補
正曲線の形を動的に変える信号を持つ動的な補償手段、 前記合成出力電流を前記装置の対応する出力電圧に変換
する出力手段、を備え、 増幅器と電流源の前記組み合わせは、前記陰極線管と液
晶ライトバルブの組み合わせに起因する映像プロジェク
タの非直線性を補償するように構成し、 前記増幅器の少なくとも2個はそれぞれ、関連する個々
の増幅器の伝達関数を選択的に変えるための基準電圧を
与える別個の基準電圧入力ノードを備え、また前記複数
の増幅器は、傾斜が正および負に変化する領域を持つ実
質的に滑らかで連続的なガンマ補正伝達関数を生成する
ように構成する、動的なガンマ補正装置。9. A dynamic gamma correction device for a video projector, comprising a cathode ray tube and a liquid crystal light valve, wherein the plurality of amplifiers are coupled to each other to sum the respective output currents to provide a combined output current, each The amplifier comprises at least two transistors, said plurality of amplifiers each realizing a predetermined individual transfer function, said plurality of amplifiers comprising a plurality of current sources, said current sources providing different levels of current. Forming a combined output current and cooperating to provide each predetermined individual transfer function, and having a signal connected to a portion of at least one of said amplifiers to dynamically change the shape of the gamma correction curve. Compensating means, output means for converting the combined output current into a corresponding output voltage of the device, wherein the combination of amplifier and current source comprises the cathode ray tube and liquid Configured to compensate for non-linearity of the image projector due to the combination of light valves, at least two of said amplifiers each providing a reference voltage for selectively varying the transfer function of the associated individual amplifier. And a plurality of amplifiers, the plurality of amplifiers being configured to generate a substantially smooth, continuous gamma correction transfer function having regions of positive and negative slope variation. Correction device.
び第2のエミッタ結合のトランジスタを備える、請求項
9記載のガンマ補正装置。10. The gamma correction apparatus according to claim 9, wherein each of the plurality of amplifiers includes a first and a second emitter-coupled transistor.
備える、請求項9記載のガンマ補正装置。11. The gamma correction device according to claim 9, wherein each of the plurality of current sources includes a resistor.
備える、請求項10記載のガンマ補正装置。12. The gamma correction device according to claim 10, wherein each of the plurality of current sources includes a resistor.
よび第2のエミッタ結合のトランジスタから得られる出
力電流を選択的に結合して、選択された特定のトランジ
スタに従って、異なる伝達関数を作ることにより与えら
れる、請求項10記載のガンマ補正装置。13. Different predetermined transfer functions selectively combine the output currents obtained from the first and second emitter coupled transistors to create different transfer functions according to the particular transistors selected. The gamma correction device according to claim 10, provided by:
スタの選択された1個から得られる電流を前記出力抵抗
器に選択的に結合することにより与えられ、前記選択的
結合は選択された特定のトランジスタに従って、異なる
伝達関数を作る、請求項11記載のガンマ補正装置。14. Different predetermined transfer functions are provided by selectively coupling the current drawn from a selected one of said transistors to said output resistor, said selective coupling being selected. 12. The gamma correction device according to claim 11, which produces different transfer functions according to.
スタの選択された1個から得られる電流を前記出力抵抗
器に選択的に結合することにより与えられ、前記選択的
結合は選択された特定のトランジスタに従って、異なる
伝達関数を作る、請求項12記載のガンマ補正装置。15. Different predetermined transfer functions are provided by selectively coupling the current drawn from a selected one of the transistors to the output resistor, the selective coupling being selected. 13. The gamma correction device according to claim 12, which produces different transfer functions according to.
映像プロジェクタ用の動的なガンマ補正装置であって、 複数の増幅器、ただし各増幅器は互いに結合する第1お
よび第2のエミッタ結合のトランジスタを備え、それぞ
れの出力電流を合計して合成出力電流を与え、また前記
複数の増幅器はそれぞれ所定の個々の伝達関数を実現
し、また前記複数の増幅器は複数の電流源を備え、前記
電流源は異なるレベルの電流を与えて合成出力電流を形
成しかつ協同してそれぞれの所定の個々の伝達関数を与
えるもの、 少なくとも1個の前記増幅器の一部に接続して、ガンマ
補正曲線の形を動的に変える信号を持つ動的な補償手
段、 前記合成出力電流を前記装置の対応する出力電圧に変換
する出力手段、を備え、 増幅器と電流源の前記組み合わせは、前記陰極線管と液
晶ライトバルブの組み合わせに起因する映像プロジェク
タの非直線性を補償するように構成し、 前記増幅器の少なくとも2個はそれぞれ、関連する個々
の増幅器の伝達関数を選択的に変えるための基準電圧を
与える別個の基準電圧入力ノードを備え、また前記複数
の増幅器は、傾斜が正および負に変化する領域を持つ実
質的に滑らかで連続的なガンマ補正伝達関数を生成する
ように構成する、動的なガンマ補正装置。16. A dynamic gamma correction device for a video projector comprising a cathode ray tube and a liquid crystal light valve, comprising a plurality of amplifiers, each amplifier comprising first and second emitter coupled transistors coupled together. , The respective output currents are summed to provide a combined output current, the plurality of amplifiers each realize a predetermined individual transfer function, and the plurality of amplifiers comprises a plurality of current sources, the current sources being different. Providing a level of current to form a combined output current and working together to provide each predetermined individual transfer function, connected to a portion of at least one of said amplifiers to dynamically shape the gamma correction curve Dynamic compensating means with a signal that changes the output current, and output means for converting the combined output current into a corresponding output voltage of the device, wherein the combination of amplifier and current source comprises: Configured to compensate for the non-linearity of the image projector due to the combination of the cathode ray tube and liquid crystal light valve, wherein at least two of the amplifiers are each for selectively changing the transfer function of an associated individual amplifier. A separate reference voltage input node for providing a reference voltage is provided, and the plurality of amplifiers are configured to generate a substantially smooth continuous gamma correction transfer function having a region where the slope changes positively and negatively. , Dynamic gamma corrector.
備える、請求項16記載のガンマ補正装置。17. The gamma correction device according to claim 16, wherein each of the plurality of current sources includes a resistor.
よび第2のエミッタ結合のトランジスタから得られる出
力電流を選択的に結合して、選択された特定のトランジ
スタに従って、異なる伝達関数を作ることにより与えら
れる、請求項16記載のガンマ補正装置。18. Different predetermined transfer functions selectively combine the output currents obtained from the first and second emitter coupled transistors to produce different transfer functions according to the particular transistor selected. 17. The gamma correction device according to claim 16, provided by:
び第2のエミッタ結合のトランジスタの選択された1個
から得られる電流を前記出力抵抗器に選択的に結合する
ことにより与えられ、前記選択的結合は選択された特定
のトランジスタに従って、異なる伝達関数を作る、請求
項17記載のガンマ補正装置。19. Different predetermined transfer functions are provided by selectively coupling currents from selected ones of the first and second emitter coupled transistors to the output resistor. 18. The gamma correction device according to claim 17, wherein the static coupling produces different transfer functions according to the particular transistors selected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5199796A JPH09247498A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Dynamic gamma correction circuit for video projector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5199796A JPH09247498A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Dynamic gamma correction circuit for video projector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09247498A true JPH09247498A (en) | 1997-09-19 |
Family
ID=12902498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5199796A Pending JPH09247498A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Dynamic gamma correction circuit for video projector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09247498A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001060058A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Knut Krogstad | Digital correction module for video projector |
JP2002320112A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Sony Corp | Correction circuit and imag display unit using the same |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP5199796A patent/JPH09247498A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001060058A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Knut Krogstad | Digital correction module for video projector |
US7855753B2 (en) | 2000-02-09 | 2010-12-21 | Randi Litleskare, legal representative | Digital correction module for video projector |
JP2002320112A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Sony Corp | Correction circuit and imag display unit using the same |
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Effective date: 20050118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
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