专利名称：包括使自动控制装置停用的设备的视频系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电视系统中使用的使自动控制装置停用的设备，更准确地说，涉及使作为用户控制设置功能的自动控制装置停用的设备。
在现代电视接收机中，最好例如通过自动控制重显图象的对比度来防止“白光点发晕”。一般，对比度受自动电子束限流系统控制，该系统检测显象管吸引的电子束电流并在电子束电流超过预定束流电平时降低对比度。这种系统在1979年9月4日授权给D.H.Willis、题为“自动电子束限流器”的美国专利4167026中已作描述。对比度也可由自动白峰控制系统控制，该系统检测视频信号的峰幅，例如亮度信号，并在视频信号幅度超过预定阈值电平时降低对比度。当在对应于例如信息字符或电视演播室或诸如带“屏上”显示特征的VCR一类其它信号源提供的文本的小区域中图象包含过大白色峰值时，白峰响应自动对比度控制设备禁止光点发晕。在1990年12月25日授权给W.A.Lagoni题为“电视系统的控制信号发生器”的美国专利4980756中描述了这种系统。
已认识到对比度衰减可降低重显图象的对比度和主观亮度，更具体说来，已认识到虽然当重显图象包括超过相应于例如字符的预定电平的白向峰值时最好提供自动对比度控制来降低亮度信号的幅度，中间范围的亮度幅度也被降低。这导致对比度和主观亮度衰减。为了克服上述问题，已知利用与对比度控制单元级联耦合的非线性幅度控制部分相对于作为亮度信号平均值函数的大幅度亮度电平动态强调中间范围幅度亮度电平。结果，对于包含过量白向峰值但平均亮度电平低的图象而言，白向峰值的幅度下降而中间范围亮度电平的幅度同时上升。因此，使“白色光点发晕”(以及显象管荧光粉和驱动器饱和)最小，同时形成主观尖锐的、亮的图象。在1990年12月25日授权给W.A.Lagoni题为“包括自动对比度和白色扩展处理部分的动态视频系统”的美国专利5003394中详细描述了这种系统。
尽管以上提到的动态视频系统有效禁止归因于过大峰值白色信号的光点发晕而未过度影响中间电平亮度信号，在某些情况下，自动对比度控制设备可工作以限制该系统的最大可获得的操作。例如，在投影电视系统中，自动降低对比度的装置在一定环境下可以与在最大对比度设置处产生最大光输出的用户要求相反的方式操作。从另一方面看来，购买投影系统的用户可能并不特别关心光点发晕而代之以关心投影电视系统操作以在最大对比度设置时提供最大光输出。
按照本发明的一个方面，为了按用户偏爱操作电视系统，提供设备用来检测对比度控制设置并根据该设置当其在例如对应于最大对比度设置的预定电平上或超过该预定电平时使自动对比度控制设备停用。以这种方式，显示器的最大光输出将不受自动对比度控制部分的限制。
按照本发明的另一方面，提供用来使象自动对比度控制设备之类的自动控制设备无效的电路。该电路包括用于产生表示诸如与用户对比度控制设备和自动控制设备的相互作用而产生的电平无关的对比度控制电平一类的实际用户控制电平的信号的检测元件，以及用于判定用户控制电平代表信号何时达到预定阈值的比较元件。
本发明的这些方面以及其它方面以下结合附图作更为详细的描述。
图1示出其中利用了本发明的一种典型投影型电视系统的方框图;
图2示出表示图1所示电视系统中本发明特别关心的某些部分的电路实施的原理图;以及图3示出表示图1所示电视接收机中本发明特别关心的另外一些部分的电路实施的原理图。
在各附图中，相同标号表示相同或类似元件。
在图1所示电视系统中，将由例如梳状滤波器(未示出)从合成视频信号导出的独立亮度(Y入)和色度(C入)信号分量耦合到为了重显图象而对它们进行处理的视频信号处理部分的相应输入端1和3。
在包括“白色扩展”部分5、脉冲峰化部分7、对比度部分9及亮度部分11的级联亮度处理部分中处理亮度输入信号分量(Y入)，以产生已处理亮度输出信号(Y出)。简而言之，白色扩展部分5提供非线性增益控制函数，该函数放大亮度信号的较低幅度部分多过亮度信号的较大幅度部分。在图1所示电视系统中，响应已处理亮度输出信号(Y出)的平均电平动态地控制白色扩展函数。因此，由白色扩展控制单元6响应已处理的亮度输出信号Y出产生白色扩展部分5的白色扩展控制电压。在上述美国专利5003394中详细描述了白色扩展部分5和白色扩展控制单元6的功能和操作。峰化、对比度和亮度部分7、9、11是常规设计和功能，如在电视机领域中已知的，它们分别控制相应于图象渡越或边缘清晰度的亮度输出信号(Y出)的高频成份，对应于图象对比度的Y出幅度，以及对应于图象亮度的Y出的DC分量。
配备峰化，对比度和亮度用户控制单元13、15和17，以允许用户手动调整流图象的相应特性。每一用户控制单元13、15及17产生相应亮度处理部分的DC控制电压，且在该应用场合下可包括一相应电位器。此外，如在现代电视系统中更为常见的，每一用户控制单元可包括由微处理器所控制的各个数/模转换器，如图2和3所示。微处理器接收用户由键盘发出的相应于图象特征的命令。键盘可安装在遥控发射器上。
由包括彩色解调器、饱和度(幅度)处理单元(未示出)及色度或色调(相位)处理单元(未示出)的彩色处理部分19来处理色度输入信号分量(C入)，以产生低电平红、绿和蓝色差信号(r-Y，g-Y和b-Y)。另外，色差信号可为I和Q型。饱和度和色度处理可用未示出的元件手动和/或自动地控制。色差信号(r-Y，b-Y和g-Y)，以及已处理的亮度输出信号(Y出)耦合到矩阵变换电路21使它们组合产生低电平红、绿和蓝色信号(r，g和b)。
诸如对比度、亮度、彩色处理部分9、11及19以及矩阵变换电路21一类的电视系统部分可包括在由框23表示的单片集成电路(IC)内。用小圆圈表示各信号输入和输出端。
由相应驱动放大器(DR)25r、25g和25b放大低电平r、g和b彩色信号以产生适于用来驱动诸如包含各红、绿和蓝显象管29R、29G和29B、投影光学器件(未示出)和屏幕(未示出)的投影装置一类的显示器27的高电平R、G和B彩色信号。尽管参考投影型电视系统描述了本发明，它也可应用于直接观看的电视系统。在直接观看情况下，高电平R.G、和B彩色信号耦合到公用显象管的各阴极。
虽然为了简化起见未示出，该电视系统还包括用于导出亮度输入信号(Y)中包含的水平和垂直同步脉冲的同步处理部分。同步脉冲由偏转和高电压部分31进行处理，以产生显象管29R、29G和29B的偏转信号，以及必要的最高阳极的工作电压。还对同步脉冲进行处理以导出水平和垂直回扫消隐脉冲，该水平和垂直回扫消隐脉冲例如在矩阵变换电路21之内被插入低电平r、g和b信号的各回扫间隔，因此在水平和垂直回扫间隔期间显示器24将“消隐”从便避免产生可视回扫线。
如前面所指出的，为了避免“白色光点发晕”最好限制电子束电流。一般，这是通过检测显象管从相联高压电源吸引的平均电流并产生用于降低重显图象的对比度和亮度之一或二者的束流控制电压来实现的。在图1所示电视系统中，这借助于电子束电流限制器33来实现，该电子束限流器33可用上述1979年9月4日授权给D.H.Willis题为“自动峰值电子束限流器”的美国专利4167025中公开的方式来加以设置。通常，电子束限流操作是一种顺序操作，首先降低对比度，然后降低亮度，或者与对比度一起或者独立地。由图1的二极管35和37表示的阈值器件确定对比度和亮度下降的电平，所述阈值器件耦合在电子束限流单元33与IC23的相应对比度和亮度控制输入端之间。二极管35和37通常是非导通的，而当电子束限流器33产生的束流控制电压分别下降到比对比度和亮度控制电压低约0.7伏时，它们转为导通。一旦二极管35和37之一导通，各图象特性随束流控制信号下降。
除电子束限流器33提供的电子束限流功能之外，将显象管29R、29G及29B的峰值驱动电平限制为预定值，因为电子束光点尺寸在较大电子束电流幅度非线性扩展。特别地，如以下参照图3更为详细描述的，这是由自动对比度控制单元39实现的，该单元39检测由级联的峰化、对比度及亮度处理部分7、9和11产生的已处理亮度输出信号Y出的瞬时峰值幅度，以产生自动对比度控制电压。利用已处理亮度输出信号Y出而非未经处理的亮度输入信号Y入，因为Y出受到峰化、对比度及亮度用户控制的影响。这种类型的自动对比度控制(也可称它为“自动图象(outo-pix)”)防止因发晕带来的高亮度(白色)区的细节清晰度损失，同时当信号峰值在发晕阈值以下时允许高对比度(因此主观亮)的图象。这种类型自动对比度控制装置在上述1990年12月25日授权给W.A.Lagoni题为“电视的系统控制信号发生器”的美国专利4980756中已作详细描述。
按照本发明的一个方面，还提供有当用户将用户对比度控制设置增加到超过相应于最大对比度的阈值时使“自动图象”功能无效的设备。更具体地说，图1所示电视系统包括耦合在用户对比度控制单元15与自动对比度控制单元39之间的单元41，用来当用户要求设置对比度控制以最大光输出操作电视系统时使自动对比度或“自动图象”功能无效或禁止。如上所述，在投影电视系统中，例如如图1所示，用户可发现投影电视系统最好在最大用户对比度控制设置下提供最大光输出而不管因光点发晕带来的散焦可能性。当然从投影电视系统完全删去自动对比度控制设备是可能的，以确保在最大对比度控制设置下产生最大光输出。然而，这意味着自动对比度控制设备的抗光点发晕好处不可能在任何对比度控制设定点上获得。因此，为了保持正常对比度设置上的图象清晰度，最好检测用户对比度控制设置并有选择地使作为用户控制设置函数的自动对比度控制功能不起作用。正如本领域技术人员将会理解的，存在多种使自动对比度控制功能停用的方法，其中某些将参照图2和3进行描述。
在图2所示装置中，对比度控制单元15包含响应数字控制字产生模拟直流控制信号的数/模(D/A)转换器。该D/A转换器包括用于控制象峰化、对比度和亮度之类的各种功能的普通控制微处理器43。包括以脉宽或二进制速率调制的方式编码以表示对比度控制设置的脉冲的脉冲信号在微处理器43的控制下由开关45表示的开关元件产生，并耦合到缓冲放大器47的输入端。缓冲放大器47的输出耦合到由串联电阻51和旁路电容53表示的低通滤波器49。滤波器49对放大器47产生的脉冲信号滤波以产生直流用户对比度控制电压。对于所示实施例来说，假定已处理亮度输出信号Y出的白向部分是正的，增加直流对比度控制信号相应于增加增益，因此增加对比度，以及减小对比度控制信号相当于减小增益和对比度。
如图2所示，自动对比度控制单元39包括对已处理亮度输出信号Y出的白向部分的峰值检波的峰值检波器55。白峰检波器55的直流输出电压耦合到放大器/比较器57的一个输入端。相应于超过了可能发生图象模糊的峰值电平的参考电压VRP耦合到放大器/比较器57的另一输入端。设置峰值检波器55和放大器/比较器57在峰值超过基准电压VRP时降低随亮度输出信号的峰幅而变的对比度控制电压。
在图2所述布局中，正如图1所示，自动电子束限流器通过二极管35耦合到对比度部分9。
低通滤波器49的电容器53被共享来滤波和存储由用户对比度控制单元15、自动电子束限流器33和自动对比度控制单元39产生的各控制电压。电容器53两端产生的控制电压是控制单元15、33及39产生的控制电压的组合。
如图2所示，使自动对比度控制停用的单元41包括另一低通滤波器59，该低通滤波器包含耦合到缓冲放大器47输出端的串联电阻61和旁路电容器63，用于导出相应于用户设定的实际手动对比度控制设置的DC电压。应注意到低通滤波器49的电容器53两端产生的对比度控制电压不对应于用户设定的实际手动对比度控制设置，因为它是由于用户对比度控制单元15与自动对比度控制单元39以及电子束限流器33相互作用的结果而产生的。缓冲放大器47最好是低输出阻抗放大器，例如射极跟随器放大器，以便有助于将低通滤波器59与低通滤波器49隔离。滤波器59产生的直流电压耦合到比较器65的一个输入端。对应于对比度控制设置在其上将使自动对比度控制单元39停用的基准电压VRC被耦合到比较器65的另一输入端。在本发明的最佳实施例中，基准电压VRC对应于最大对比度设置。比较器65的输出端耦合到自动对比度控制单39。如图2中用虚线所示出的，比较器39的输出端可耦合到自动对比度控制单元39的不同部分以禁止其操作。这样，例如比较器65的输出端可耦合到峰值检波部分55或放大器/比较器部分57。
当在低通滤波器59的输出端产生DC电压(表示用户希望的对比度控制设置超过了基准电压VRC)时比较器65产生使自动对比度控制单元39停用的信号。如果基准电压VRC对应于最大对比度设置，自动对比度控制单元39在最大对比度设置处将被禁止。如果基准电压VRC对应于低于最大对比度设置的对比度设置，自动对比度控制单元39将在较低电平被禁止并且在对应于基准电压VRC与最大用户对比度控制电压之间的电压差的范围内将获得对比度控制而无来自自动对比度控制39的干扰。以这种方式，电视系统将由于自动对比度控制单元39在第一对比度控制范围上的作用而无白峰光点发晕地工作，并且如果在超过第一对比度控制范围的第二控制范围内调节对比度，该电视系统能够操作产生引入注目的峰值白色图象分量(无归因于自动对比度控制单元39的限制)。
如前文所指出的，可用多种不同的方式来禁止自动对比度控制功能。一种方式是防止已处理亮度输出信号(Y出)耦合到白峰检波器55。另一方式是改变(提高)自动对比度控制比较器/放大器57的基准电压VRP。再一途径是防止比较器/放大器57输出端产生的控制电压耦合到IC27的对比度部分9。还有一途径是防止峰值检波器部分55耦合到比较器/放大器57。图3示出了实施该技术的装置的原理图。
在图3所示装置中，构造为射极跟随放大器的PNP晶体管67和69作为缓冲器耦合到自动对比度控制单元39的白峰检波器55和比较器/放大器57的相应输出端。自动对比度去激励单元41的比较器65包含PNP晶体管71，该晶体管基极耦合到低通滤波器59的输出端，发射极连接到工作电位电源(+Vcc)，其集电极连接到电阻器73的一端。电阻器73的另一端连接到与自动对比度控制单元55的白峰检波器55输出端相连的射极跟随结构PNP晶体管67的发射极。电阻器73和晶体管71的集-射极导通路径用作射极跟随器构造PNP晶体管67的发射极负载阻抗。
在操作中，晶体管71通常导通，因此形成射极跟随器构造晶体管67的发射极电流通路。因此，晶体管67导通，白峰检波器55的输出信号耦合到比较器57。当晶体管71基极的电压近似等于发射极电压时，晶体管71是非导通的。在图3所示装置中，电源电压+V近似对应于最大对比度控制设定。当晶体管71变为非导通时，射极跟随器构造的PNP晶体管67的发射极电流通路中断，并且白峰检波器55的输出端与比较器/放大器57的输入端断开。因此自动对比度控制单元39的操作被禁止。
在前述描述中已在适当处指出了所述实施例的各种改型，应理解本领域技术人员还可作出各种其它改型。例如，用户对比度控制设定可由表示微处理器中存储的对比度设定的数字字确定。而且，尽管所述实施例中的自动对比度控制装置响应视频信号的峰值幅度，本发明也可应用于其它自动对比度控制装置。此外，虽然图1所示电视系统的视频处理部分是设置来执行对亮度信号的白色扩展、峰化、对比度和亮度控制功能，也对红、绿、蓝色信号单独执行这些功能之一或多种。可用从Toshiba公司购得的TA7730IC实现对红、绿和蓝色信号的对比度及亮度功能，并适用于上述目的。TA7730IC还产生亮度代表信号，通过组合已处理红、绿和蓝色信号其适用于自动对比度控制功能以及白色扩展控制功能。这些及其它改型均在下列权利要求限定的本发明范围内。
权利要求
1.一种设备，包含用于处理所述信息承载信号、包括用于响应控制信号连续控制所述信息承载信号的特性的装置(9)的通道；响应用户的手动调节产生手动控制信号的装置(15)；响应所述信息携带信号产生自动控制信号的装置(39)，以及用于将所述手动和自动控制信号耦合到所述控制装置以使所述控制装置响应所述手动和自动控制信号的组合控制所述信息承载信号的所述特性的装置；其特征在于响应所述手动控制信号用于改变当所述手动控制信号对应于预定手动控制电平时产生所述自动控制信号的所述装置(39)的操作的装置(41)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于当所述手动控制信号对应于所述预定手动控制电平时所述改变装置(41)使所述自动控制信号发生装置(39)停用。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于当所述用于产生所述自动控制信号的装置(39)的操作被禁止时用于耦合的所述装置继续将所述手动控制信号耦合到所述控制装置(9)因此所述控制装置继续响应所述手动控制信号。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于所述处理通道包括在电视系统内，所述信息承载信号是视频信息，所述控制装置(9)控制所述视频信号的幅度特性。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于所述控制装置(9)控制所述视频信号的峰幅以便响应所述视频信号控制重显图象的对比度特性;以及用于产生所述自动控制信号的所述装置(39)响应所述视频信号的峰值幅度;以及用于产生所述手动控制信号的所述装置(15)包含手动对比度控制装置。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于所述预定手动控制电平对应于最大对比度控制电平。
全文摘要
一种投影电视系统包括响应表示亮度的图象分量信号的峰值控制亮度信号幅度以便防止白色光点发晕的自动对比度控制部分(39)。提供有电路(41)以便当用户设置(15)对比度控制电平高于给定阈值电平例如对应于最大对比度控制电平时使自动对比度控制部分(39)不起作用。结果白色光点发晕被禁止以便确保给定阈值电平以下对比度控制范围的清晰图象，同时允许当按照用户偏爱将对比度控制电平设置在阈值电平以上时产生最大白色图象分量(以白色光点发晕为代价)。
文档编号H04N5/00GK1070783SQ9211019
公开日1993年4月7日 申请日期1992年8月28日 优先权日1991年8月30日
发明者W·A·拉戈尼, R·L·奥布赖恩 申请人:汤姆森消费电子有限公司