专利名称：Ad变换装置及影像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及把模拟信号变换为规定位数的数字信号后输出的AD变换装置以及影像显示装置。
背景技术：
在电视机等影像显示装置中，根据把由电荷耦合元件(以下，表示为CCD)等图像摄取元件所拍摄的模拟信号经AD变换装置进行了数字化后所得的影像信号来显示影像。在影像显示装置中，作为把模拟的影像信号进行数字化的AD变换装置，一般利用把各个不同电压值的基准电压与模拟输入电压一起进行比较的结构的并联型AD变换装置。
在对总体上暗的影像等这样对比度低的影像进行显示的情况下，对于AD变换后的数字影像信号，进行对比度调整等影像修正。另外，对于AD变换后的数字影像信号进行直方图分析等影像分析，根据分析结果来控制影像修正。在对比度调整中，按照根据影像分析而决定的控制内容，扩展对比度上升的范围的数字影像信号的量化宽度(与1位相对应的电压)，压缩其它范围的数字影像信号的量化宽度。因而，在使用对影像信号进行数字化时在全部范围内将量化宽度作成相等、即具有线性特性的AD变换装置的情况下，在对比度调整后的影像信号中，由于对比度上升范围的量化宽度被拉开，因此在影像显示装置中显示的影像的品质恶化。为了防止这一点，例如，象在日本专利公开2004-48327号公报中公开的那样，使用具有类似以使对比度上升范围的量化宽度比其他范围减少的方式来进行影像信号数字化这样的非线性特性的AD变换装置。
在日本专利公开2004-48327号公报中记载的AD变换装置包括串联连接了多个电阻，并且在其两端施加规定的基准电压，通过在各电阻的连接点对基准电压进行分压，来生成多个参照信号的电阻串；把多个参照信号的电压与模拟影像信号的电压进行比较，变换成逻辑「0」和逻辑「1」中的某一个的比较输出信号的多个比较部；以及根据从比较部输出的比较输出信号，输出规定位数的数字影像信号(数字代码)的编码器。在上述的AD变换装置中，通过使电阻串内的电阻值不同，实现使能够用各电阻变换的模拟影像信号的电压值即量化宽度变的不同的非线性特性。
在日本专利公开2004-48327号公报中记载的AD变换装置中，由于固定了电阻串内的各电阻的电阻值，因此预先固定地设定了变换特性。然而，在对比度调整中，对比度上升范围的数字信号的扩展率根据所输入的模拟影像信号的特性相应变动。因此，存在引起在通过对比度调整而使对比度上升的范围中需要的量化宽度与实际进行数字变换时的量化宽度不一致的问题。
发明内容
本发明一种方式的AD变换装置，具有基准电压发生电路，串联连接多个电阻，并且在其两端施加规定的基准电压，通过在上述各电阻的连接点把上述基准电压分压，来发生多个参照电压；电压比较电路，把上述多个参照电压与模拟输入信号进行比较，变换成规定的比较输出信号；以及可变电压电路，具备连接在上述基准电压发生电路的上述连接点上，用于输入控制信号的控制信号输入端子，并且该可变电压电路根据上述控制信号，把输出到上述连接点的输出电压值设定成规定值。
本发明一种方式的影像显示装置具备AD变换部，该AD变换部包括基准电压发生电路，串联连接多个电阻，并且在其两端施加规定的基准电压，通过在上述各电阻的连接点把上述基准电压分压，来发生多个参照电压；电压比较电路，把上述多个参照电压与模拟影像信号进行比较，变换成规定的比较输出信号；可变电压电路，具备连接在上述基准电压发生电路的上述连接点上，输入控制信号的控制信号输入端子，而且该可变电压电路根据上述控制信号，把输出到上述连接点的输出电压值设定成规定值；影像分析部，分析从上述AD变换部输出的数字影像信号，输出上述控制信号和影像修正控制信号；以及影像修正部，根据上述影像修正信号，修正处理上述数字影像信号。
图1是说明与本发明的实施方式有关的AD变换装置1的结构的电路结构图。
图2是与本发明的实施方式有关的VV＝(VL+VH)/2时的AD变换装置1的变换特性图。
图3是与本发明的实施方式有关的VV＜(VL+VH)/2时的AD变换装置1的变换特性图。
图4是说明使用了与本发明的实施方式有关的AD变换装置1的影像显示装置的结构的一个例子的框图。
图5是与本发明的实施方式有关的表示模拟影像信号与对比度处理后的数字影像信号的对应关系的变换特性图。
图6是说明与本发明的实施方式有关的其它AD变换装置11的结构的电路结构图。
图7表示与本发明的实施方式有关的AD变换装置11的变换特性的一个例子的图。
图8是表示与本发明的实施方式有关的模拟影像信号与对比度处理后的数字影像信号的对应关系的变换特性图。
图9是说明与本发明的实施方式有关的另一AD变换装置21的结构的电路结构图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
首先，使用图1说明与本发明的实施方式有关的AD变换装置1的结构。图1是说明与本发明的实施方式有关的AD变换装置1的结构的电路结构图。如图1所示，本实施方式的AD变换装置1具有发生用于与所输入的模拟影像信号e进行比较对照的参照信号的基准电压发生电路2；把参照信号与模拟影像信号进行比较的比较电路3；根据比较电路3的比较结果生成数字影像信号(数字代码)x的逻辑电路4。
基准电压发生电路2具有相互级联连接的n+1个电阻R1～Rn+1，在高位侧电阻Rn+1的开路端上施加基准电压VH，在低位侧的电阻R1的开路端上施加基准电压VL。电阻R2至电阻Rn的电阻值几乎相等，电阻R1和电阻Rn+1的电阻值为该电阻值的一半。另外，由于存在因个体差而引起的分散性等，电阻R2至电阻Rn的电阻值也可以不是完全相等的值。另外，作为电阻R1～电阻Rn，也可以使用具有几乎相同的值的n+1个电阻。
在各电阻R1～Rn+1的连接点上形成n个参照电压节点N1～Nn。另外，低位侧的电阻R1的开路端与参照电压节点Ni(i是从1到n之间预先设定的数)经由可变电压器5相互连接。作为可变电压电路的可变电压器5的电压值VV通过经电压控制信号输入端子6从外部输入的控制信号而被控制成所希望的值。
从而，从参照电压节点N1～Ni输出由各电阻R1～Ri对基准电压VL～VV进行电阻分压后得到的参照电压Vref1～Vrefi，从参照电压节点Ni+1～Nn输出由各电阻Ri+1～Rn+1对基准电压VV～VH进行电阻分压后得到的参照电压Vrefi+1～Vrefn。
例如，可变电压器5连接到参照电压节点N(n/2)，在VV＝(VL+VH)/2的情况下，参照电压Vref1～Vrefn成为等电位间隔，在VV＜(VL+VH)/2的情况下，参照电压Vref1～Vrefi、参照电压Vrefi+1～Vrefn分别是等电位间隔，而参照电压节点N1～Ni中的邻接的参照节点之间的电位差(＝量化宽度)比参照电压节点Ni+1～Nn中的邻接的参照节点之间的电位差小(参照图2、图3)。图2是VV＝(VL+VH)/2时的AD变换装置1的变换特性图，图3是VV＜(VL+VH)/2时的AD变换装置1的变换特性图。图2、图3以输入到AD变换装置1的模拟影像信号e作为横轴，以由AD变换装置1数字化后输出的数字影像信号(数字代码)x作为纵轴，来图示变换特性。这样，通过由可变电压器5向参照电压节点Ni施加电压值VV，能够以参照电压节点Ni为边界，改变邻接节点之间的参照电压的电位差，通过控制电压值VV，能够调整AD变换装置1的变换特性。
比较电路3由作为电压比较电路的N个比较器C1～Cn构成。在各个比较器C1～Cn的反相输入端(+端子)上输入从参照电压节点N1～Nn输出的参照电压Vref1～Vrefn，在非反相的输入端(-端子)上输入模拟影像信号的输入电压Vin。在各个比较器C1～Cn中，把参照电压Vref1～Vrefn与模拟输入电压Vin一起进行比较，如果模拟输入电压Vin比参照电压Vref1～Vrefn高，则把高位电压“H”输出到逻辑电路4，如果低，则把低位电压“L”输出到逻辑电路4。在逻辑电路4中，根据来自比较电路3的输出生成数字代码，并作为数字影像信号x输出。
下面，使用图4说明使用了本实施方式的AD变换装置1的影像显示装置。图4是说明使用了AD变换装置1的影像显示装置的结构的一个例子的框图。如图4所示，AD变换装置1与影像分析单元11以及影像修正单元12电连接。在AD变换装置1中，把从未图示的CCD等输入的模拟影像信号变换成数字影像信号，并输出到影像分析单元11和影像修正单元12。
在影像分析单元11中，对于从AD变换装置1输入的数字影像信号x实施直方图分析等各种分析，根据分析结果，确定对比度调整等影像修正的内容。另外，影像分析单元11根据所确定的影像修正内容，向影像修正单元12输出影像修正的控制信号。进而，影像分析单元11根据所确定的影响修正内容，向AD变换装置1输出与可变电压器5的电压值VV有关的控制信号。在AD变换装置1中，根据从影像分析单元11输入的控制信号，设定可变电压器5的电压值VV。
例如，在模拟影像信号e集中在低电压的区域的、即暗且对比度低的影像信号经过AD变换装置1输入到影像分析单元11的情况下，在影像分析单元11中，决定进行通过用扩展率a扩展低电压区域的影像信号的量化宽度来提高对比度、用扩展率b压缩除此以外区域的影像信号的量化宽度来降低对比度这样的影像修正。影像分析单元11将对比度上升的区域的扩展率a和对比度下降的区域的扩展率b作为影像修正的控制信号，并输出到影像修正单元12中，并且对AD变换装置1，输出表示用扩展率a’压缩对比度上升的区域的量化宽度、用扩展率b’扩展对比度下降的区域的量化宽度的含义的控制信号。
在AD变换装置1中，根据从影像分析单元输入的控制信号，设定可变电压器5的电压值VV。这种情况下，减小对比度上升的低电压区域的量化宽度，增大除此之外对比度下降的区域的量化宽度，因此VV设定成比(VL+VH)/2小的值。这样，由于在影像分析单元11中立即分析从AD变换装置1输入的数字影像信号，作为其结果，向AD变换装置1顺序反馈用于变更可变电压器5的电压值VV的控制信号，因此AD变换装置1能够动态地变更变换特性，以使得得到适宜于得到良好的画质的数字影像信号。
在影像修正单元12中，根据从影像分析单元11输入的影像修正控制信号，对从AD变换装置1输入的数字影像信号进行对比度修正等影像修正处理。这时，从影像修正单元12输出的影像修正处理后的数字影像信号如图5所示，控制a、a’、b、b’，以使得在对比度上升的范围和对比度下降的范围中量化宽度变得几乎相同，能够显示良好品质的影像。图5是表示模拟影像信号与对比度处理后的数字影像信号的对应关系的变换特性图。另外，图5表示对VV＜(VL+VH)/2的情况下从具有图2所示的变换特性的AD变换装置1中输出的数字影像信号进行了对比度处理时的变换特性。影像修正处理后的数字影像信号从影像修正单元12输出，如果需要则经过未图示的后面阶段的各种处理，显示在监视器等上。
这样，在本实施方式的AD变换装置1中，通过把可变电压器5连接到参照电压节点Ni，并根据来自外部的控制信号变更电压值VV，能够以参照电压节点Ni为边界，改变参照电压节点N1～Ni中的邻接节点之间的电位差和参照电压节点Ni+1～Nn中的邻接节点之间的电位差，能够实现非线性特性，并且能够动态地变更其变换特性。
另外，在上述的实施方式中，通过仅在一个参照电压节点Ni连接可变电压器5并施加规定的电压，来实现具有1个弯曲点的变换特性，而为了实现具有多个弯曲点的变换特性，也可以把多个可变电压器分别连接到多个参照节点上后施加规定的电压。
例如，在实现具有3个弯曲点的变换特性的情况下，如图6所示，在把一端连接到低位侧电阻R1的开路端的3个可变电压器5a、5b、5c的另一端分别连接到3个不同的参照节点Ni1、Ni2、Ni3上，在各个可变电压器5a、5b、5c上施加规定的电压(VV1、VV2、VV3，其中，VL＜VV1＜VV2＜VV3＜VH)那样构成AD变换装置11。图6是说明与本发明实施方式有关的其它AD变换装置11的结构的电路结构图。
通过根据经由电压控制信号输入端子6a、6b、6c输入的来自影像分析单元11等的外部控制，把VV1、VV2、VV3调整成所希望的值，如图7所示，能够增大参照节点N1～Ni1以及Ni3～Nn的量化宽度，减小参照节点Ni2～Ni3的量化宽度。图7表示AD变换装置11的变换特性的一个例子的图。图7以输入到AD变换装置11的模拟影像信号e作为横轴，以由AD变换装置11数字化后输出的数字影像信号(数字代码)x作为纵轴，图示变换特性。
对于按照图7所示的特性进行了AD变换后得到的数字影像信号，在影像修正单元12中，如果实施压缩与参照节点N1～Ni1以及Ni3～Nn相对应的区域的量化宽度来降低对比度，扩展与参照节点Ni2～Ni3相对应的区域的量化宽度来提高对比度的对比度修正处理，则如图8所示，在包含对比度上升的范围、没有变更对比度的范围以及对比度下降的范围的全部范围中，能够使量化宽度几乎相等，能够显示良好品质的影像。图8是表示模拟影像信号与对比度处理后的数字影像信号的对应关系的变换特性图。
另外，即便如图9所示使用级联连接的3个可变电压器5a’、5b’、5c’，把可变电压器5a’的一端连接到低位侧电阻R1的开路端，把可变电压器5a’与5b’的连接点连接到参照节点Ni1，把可变电压器5b’与5c’的连接点连接到参照节点Ni2把可变电压器5c’的另一端连接到参照节点Ni3，来构成AD变换器21，也能够实现具有3个弯曲点的变换特性。图9是说明与本发明实施方式有关的又一AD变换装置21的结构的电路结构图。
如上所述，在上述的实施方式中，举例说明了具有存在1个或者3个弯曲点的非线性变换特性的并联型AD变换装置，而本发明并不限于上述的实施方式，在不改变本发明宗旨的范围内能够进行各种变更、改变等。例如，变换特性中的弯曲点也可以大于等于4个。另外，不仅是并联型，例如在子范围(サブレンジ)型等其它方式的AD变换装置中，也可以构成为使用可变电压器从外部控制输入到比较器中的参照电压。
如上所述，依据本实施方式，能够实现可以动态地变更变换特性的AD变换装置以及影像显示装置。
已参考了附图描述了本发明的实施例，需要理解的是所提出的发明并不限于这些，在不偏离本发明的宗旨和范围下，本领域技术人员进行的各种变形和修改都属于本发明的领域。
权利要求
1.一种AD变换装置，其特征在于，具有基准电压发生电路，串联连接有多个电阻，并且在其两端施加规定的基准电压，通过在上述各电阻的连接点对上述基准电压进行分压而发生多个参照电压；电压比较电路，把上述多个参照电压与模拟输入信号进行比较，并变换成规定的比较输出信号；以及可变电压电路，具备连接在上述基准电压发生电路的上述连接点、用于输入控制信号的控制信号输入端子，并且该可变电压电路根据上述控制信号，把输出到上述连接点的输出电压值设定成规定值。
2.根据权利要求1所述的AD变换装置，其特征在于通过使上述可变电压电路的上述输出电压值可变，而使连接上述可变电压电路的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接上述可变电压电路的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
3.根据权利要求1所述的AD变换装置，其特征在于上述可变电压电路具备多个可变电压器，上述多个可变电压器中的每一个连接在相互不同的上述连接点上。
4.根据权利要求3所述的AD变换装置，其特征在于，通过使上述多个可变电压器中的每一个的上述输出电压值可变，而使连接了上述多个可变电压器中的每一个的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接了上述可变电压器的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
5.根据权利要求3所述的AD变换装置，其特征在于上述多个可变电压器被级联连接。
6.根据权利要求5所述的AD变换装置，其特征在于通过使上述多个可变电压器中的每一个的上述输出电压值可变，而使连接了上述多个可变电压器中的每一个的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接了上述可变电压器的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
7.一种影像显示装置，其特征在于，具备AD变换部，该AD变换部包括基准电压发生电路，串联连接有多个电阻，并且在其两端施加规定的基准电压，通过在上述各电阻的连接点对上述基准电压进行分压而发生多个参照电压；电压比较电路，把上述多个参照电压与模拟影像信号进行比较，并变换成规定的比较输出信号；可变电压电路，具备连接在上述基准电压发生电路的上述连接点上、用以输入控制信号的控制信号输入端子，而且该可变电压电路根据上述控制信号，把输出到上述连接点的输出电压值设定成规定值；影像分析部，分析从上述AD变换部输出的数字影像信号，并输出上述控制信号和影像修正控制信号；以及影像修正部，根据上述影像修正控制信号，修正处理上述数字影像信号。
8.根据权利要求7所述的影像显示装置，其特征在于通过使上述可变电压电路的上述输出电压值可变，而使连接上述可变电压电路的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接上述可变电压电路的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
9.根据权利要求8所述的影像显示装置，其特征在于上述影像分析部输出上述模拟信号在上述高位侧的量化宽度和上述模拟信号在上述低位侧的量化宽度各自的扩展率作为上述影像修正信号。
10.根据权利要求9所述的影像显示装置，其特征在于上述影像分析部输出用以在上述高位侧和上述低位侧，对分辨率上升侧区域的量化宽度进行压缩，而对分辨率下降侧区域的量化宽度进行扩展的上述控制信号。
11.根据权利要求10所述的影像显示装置，其特征在于上述影像修正部进行修正，以使得上述高位侧和上述低位侧各自的区域中的量化宽度相等。
12.根据权利要求7所述的影像显示装置，其特征在于上述可变电压电路具备多个可变电压器，上述多个可变电压器中的每一个被连接到相互不同的上述连接点上。
13.根据权利要求12所述的影像显示装置，其特征在于通过使上述多个可变电压器中的每一个的上述输出电压值可变，使连接上述多个可变电压器中的每一个的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接上述可变电压器的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
14.根据权利要求12所述的影像显示装置，其特征在于上述多个可变电压器被级联连接。
15.根据权利要求14所述的影像显示装置，其特征在于通过使上述多个可变电压器中的每一个的上述输出电压值可变，使连接上述多个可变电压器中的每一个的上述连接点和邻接于上述连接点的高位侧的上述连接点之间的电位差、与连接上述可变电压器的上述连接点和邻接于上述连接点的低位侧的上述连接点之间的电位差之比可变成规定值。
16.根据权利要求13所述的影像显示装置，其特征在于，上述影像分析部输出上述模拟信号在上述高位侧的量化宽度和上述模拟信号在上述低位侧的量化宽度各自的扩展率作为上述影像修正信号。
17.根据权利要求16所述的影像显示装置，其特征在于上述影像分析部输出用以在上述高位侧和上述低位侧，对分辨率上升侧区域的量化宽度进行压缩，而对分辨率下降侧区域的量化宽度进行扩展的上述控制信号。
18.根据权利要求17所述的影像显示装置，其特征在于上述影像修正部进行修正，以使得上述高位侧和上述低位侧各自的区域中的量化宽度相等。
19.根据权利要求14所述的影像显示装置，其特征在于，上述影像分析部输出上述模拟信号在上述高位侧的量化宽度和上述模拟信号在上述低位侧的量化宽度各自的扩展率作为上述影像修正信号。
20.根据权利要求19所述的影像显示装置，其特征在于，上述影像分析部输出用以在上述高位侧和上述低位侧，对分辨率上升侧区域的量化宽度进行压缩，而对分辨率下降侧区域的量化宽度进行扩展的上述控制信号。
全文摘要
本发明提供一种AD变换装置及影像显示装置，其中的AD变换装置具有串联连接有多个电阻、并在其两端施加规定的基准电压，通过在各电阻的连接点对基准电压进行分压而发生多个参照电压的基准电压发生电路；把多个参照电压与模拟输入信号进行比较，并变换成规定的比较输出信号的电压比较电路；具备连接在上述基准电压发生电路的上述连接点上、用以输入控制信号的控制信号输入端子，且根据上述控制信号，把输出到上述连接点的输出电压值设定成规定值的可变电压电路。
文档编号H03M1/36GK1964198SQ200610146338
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月10日 优先权日2005年11月11日
发明者高桥健 申请人:株式会社东芝