专利名称：用于多重图像显示的补偿电压发生装置及其视频显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把多个图像同时显示于一个显示器件上的多重图像显示的补偿电压发生装置，尤其涉及一种把多个图像同时显示于一个显示器件上的视频显示装置，以及涉及用于特别是在多重图像显示电视接收机中的视频信号的来保持每个图像亮度为常数的亮度信号调节电路中的自动亮度限制器(ABL)和自动对比度限制器(ACL)以及γ补偿电路和黑色电平展宽补偿电路。
近来，对电视接收机的图像质量要求更高且把多个图像同时显示于阴极射线管(CRT)的多重图像显示装置已在市场中实际地使用了。在这样一种接收机中，此CRT具有很大的屏幕且它的超高压电路有一很大的负载。因此，为对付EHT变化而自动调节亮度信号的最黑的电平和幅度及为减小EHT电路中的负载，特别需要一个ABL/ACL电路。
然而，在叫做“画中画”或“母子图像”等两个图像显示中，如果对于整个屏幕实现自动亮度/对比度限制，那么母图像的亮度变化会影响子图像。即，当母画面为亮时，ABL/ACL影响子图像且子图像变得很暗。
例如，在日本专利公开号为5-167946的专利中提出过为解决上述问题的ABL/ACL电路。
图1是母/子两个图像显示使用母子图像之间具有相反特性曲线的ABL/ACL电路作图像补偿的信号处理电路的方框图。
从ABL/ACL补偿电压发生电路回来的ABL/ACL补偿信号在倒相器108处改变了它的极性并且在第一加法器109上叠加到亮度/对比度电压105上。对用于子图像信号处理电路103提供一子图像信号102，由第一加法器109的信号调节子图像信号的亮度/对比度并同时补偿ABL/ACL特性曲线。
将从ABL/ACL补偿电压发生电路107来的ABL/ACL补偿信号输入第二加法器110而不改变其极性并在第二加法器110上叠加到亮度/对比度调节电压106上。合成电路111对母图像信号101和从用于子图像的信号处理电路103来的经过补偿的子图像信号进行合成。信号处理电路112把第二加法器110来的信号加到视频信号上，其中母图像和子图像合成在一起且从合成电路111传来，并且输出亮度/对比度作了调节且ABL/ACL特性曲线得到补偿的母/子两个图像信号。
依据以上结构，因为由倒相器108把倒相补偿电压加到用于子图像的信号处理电路103，所以当母图像是亮的且加了ABL/ACL补偿时，即使ABL/ACL补偿电压在两个图像合成后从ABL/ACL补偿电压发生电路107加到图像上，也因反向的ABL/ACL补偿加到了子图像上而减小子图像的亮度下跌。
然而，在依据已有技术的上述结构中，当母图像和子图像的图像尺寸没有很大差别时不存在问题，但在母图像具有与子图像几乎相同的尺寸且如图2(a1)所示一个图像是亮的而另一个图像是暗的情况下，ABL/ACL补偿电压变为平均值。
结果，没有给必须加上ABL/ACL补偿的亮图像A加上足够的补偿从而在图像A中发生白色电平饱和或抑制，另一方面，对另一个图像B加了过强的补偿从而黑色图像更深了。此外，更强的对比度引起由EHT改变所导致的偏转宽度畸变。
这也由图2(a1)所示的亮度波形说明了。因为第一图像A和第二图像B都以相同量进行补偿，所以如实线所示，较亮的第一图像A补偿不足则图像中的白色峰值电平会达到饱和，较暗的第二图像B补偿过渡则图像中的黑电平部分降得极低。虚线指未补偿的情况。
考虑到以上问题，在多重图像显示中，本发明旨在通过依据多重图像每个组成图像的平均图像电平(APL)的比值而来分配ABL/ACL补偿、γ补偿和黑色电平扩展补偿等图像质量补偿电路中的补偿电压以及通过依据分得的补偿电压来补偿每个图像以获得最佳图像特性。
根据本发明的多重图像补偿电压发生装置包括用于独立检测每个图像APL值的多个APL检测电路和用于依据APL检测电路的输出改变补偿度的补偿电压分配电路。
在这样的结构中，依据组成图像的APL值来最佳地控制多重图像显示的图像是可能的。即，通过检测每个组成图像的APL值并且依据每个组成图像的APL值分配一个补偿电压，对每个组成图像来说均可抑制白色电平的饱和和黑色电平下降到图像的最小值，获得最佳性能。
图1是依据已有技术的ABL/ACL电路的方框图。
图2(a1)是指依据已有技术的两个图像显示。
图2(a2)是依据已有技术两个图像显示视频信号的亮度波形。
图2(b)是依据本发明一个实施例根据两个图像的APL值的比例分配的一个ABL/ACL补偿电压的分配特性曲线。
图2(c1)是指由图4中所示电路补偿的两个图像的显示。
图2(c2)是依据一个实施例经补偿后的两个图像显示视频信号的亮度波形。
图3是依据本发明的一个实施例APL适配型多重图像补偿电压发生电路的方框图。
图4是依据本发明的一个实施例对APL适配型的多重图像使用ABL/ACL补偿电路的视频显示装置的方框图。
图5是依据本发明的一个实施例用于APL适配型多重图像的补偿电压发生电路中的补偿电压分配电路006的方框图。
图6是依据本发明的一个实施例用于APL适配型多重图像的γ补偿电路的方框图。
图7是依据本发明的一个实施例用于APL适配型多重图像的黑色电平扩展补偿电路的方框图。
图3是依据本发明的一个实施例APL适配型多重图像补偿电压发生电路的方框图。
为简化只对给出两个图像的显示进行说明。
第一APL检测电路003检测第一视频信号(例如，母图像信号)001的APL以及第二APL检测电路004检测第二视频信号(例如，子图像信号)002的APL。补偿电压发生电路005产生如ABL/ACL等补偿电压。补偿电压分配电路006依据分别在第一和第二检测电路003和004检测到的APL值的比例分配从补偿电压发生电路005来的补偿电压并分别输出第一补偿电压007和第二补偿电压008。
由这样的结构，第一视频信号001和第二视频信号002的APL值都得到检测并依据这些检测到的APL值的比例在补偿电压分配电路006中能分配由补偿电压发生电路来的补偿电压。
参考图4说明用于APL适配型ABL/ACL补偿电路的本发明的一个实施例的情况。图4是APL适配型ABL/ACL补偿电路的方框图。
第一APL检测电路013检测第一视频信号(例如，母图像信号)011的APL以及第二APL检测电路014检测第二视频信号(例如，子图像信号)012的APL。ABL/ACL补偿电压在EHT电路015中形成。补偿电压分配电路016依据在第一检测电路013中检测到的APL值和在第二检测电路014中检测到的APL值的比例分配由EHT电路015输出的补偿电压并输出第一补偿电压和第二补偿电压。
第一加法器023把在补偿电压分配电路016中分得的第一补偿电压叠加到第一亮度/对比度调节电压021上并作为与第一ABL/ACL补偿电压叠加的第一亮度/对比度调节电压019输出到第一信号处理电路107。第二加法器024把在补偿电压分配电路016分得的第二补偿电压叠加到第二亮度/对比度调节电压022上并作为与第二ABL/ACL补偿电压叠加的第二亮度/对比度调节电压020输出到第二信号处理电路018。
第一信号处理电路017通过从第一加法器023来的与第一ABL/ACL补偿电压叠加的第一亮度/对比度调节电压019控制第一视频信号011。第二信号处理电路018通过从第二加法器024来的与第二ABL/ACL补偿电压叠加的第二亮度/对比度调节电压020控制第二视频信号012。
从第一信号处理电路017输出的视频信号与从第二信号处理电路018输出的视频信号在多重图像合成电路025中合成在一起且合成的信号在随后的放大电路026中放大并驱动CRT 027。
于是，通过检测第一视频信号011和第二视频信号012的APL值，依据检测到的APL值的比例在补偿电压分配电路016中分配从EHT电路015提供的ABL/ACL补偿电压并将分得的ABL/ACL补偿电压提供给第一信号处理电路017和第二信号处理电路018，就可能对每个图像给出最佳ABL/ACL补偿。
以下参考图2说明运用如图4中所示来构成的APL适配型ABL/ACL补偿电路的视频显示装置的性能(其中，图2(a1)的A指补偿很小，白色电平被抑制；而B指补偿很大，黑色电平降得很低)。在已有技术中，即使如图2(a)所示图像A是亮的而另一图像B是暗的，对它们给出相等的ABL/ACL补偿，即对较亮的图像A来说补偿不充分而使白色电平维持饱和，另一方面对较暗的图像B来说补偿过度使黑色电平下降得太多。
应用本发明的一个实施例，依据如图2(b)的特性曲线所示图像A和B的APL值的比例将从EHT电路提供的ABL/ACL补偿电压分配给图像A和B。
结果，可独立控制对于每个图像的ABL/ACL补偿电压且如图2(c1)和图2(c2)(其中，图2(c1)的A指充分补偿，白色电平不受抑制；B指补偿较小，黑色电平下降少许)所示能减小亮场景的白色电平饱和及暗场景的黑色电平下降。在图2(c2)的亮度波形中，虚线指未补偿的状态而实线指依据本发明的一个实施例进行补偿的状态。
参考图5说明图3所示APL适配型多重图像补偿电压发生电路的具体例子。
分别把在如图4所示第一和第二APL检测电路013和014中检测到的第一和第二图像的APL检测电压031和032输入差分放大器034的两个基极。把从图4的EHT电路015提供的ABL/ACL补偿用的如EHT电路电流等补偿电流提供给差分放大器034的共发射极。方框035是一个镜象电路且第一和第二补偿电压037和038从两个集电极电阻036的每一个输出。在图4中，第一和第二补偿电压037和038分配输入第一和第二加法器023和024。
当用于EHT的补偿电流033用作补偿电流时，APL检测电压031和032在差分放大器034中比较，补偿电流在通过镜象电路035后在用于产生补偿电压的电阻036处转变成电压。当第一APL检测电压031大于第二APL检测电压032时，第一补偿电压输出037大于第二补偿电压输出038且每个图像具有不同的ABL/ACL特性。
运用这样的结构，有可能对每个图像平稳地分配一个补偿电压。
参考图6说明用于γ补偿电路的本发明的一个实施例的情况。图6是依据本发明的一个实施例用于多重图像补偿电压发生电路的γ补偿电压的方框图。
第一APL检测电路043检测第一视频信号(例如，母图像信号)041的APL以及第二APL检测电路044检测第二视频信号(例如，子图像信号)042的APL。补偿电压分配电路046根据在第一APL检测电路043和第二APL检测电路044检测到的APL值的比例分配从γ补偿电压发生电路045输出的γ补偿电压并且将分得的γ补偿电压提供到第一γ补偿电路047和第二γ补偿电路048。第一γ补偿电路047和第二γ补偿电路048把在补偿电压分配电路046中分配的补偿电压分别与第一和第二视频信号041和042相加并且分别输出用于第一图像(母图像)的γ补偿的视频信号051和用于第二图像(子图像)的γ补偿的视频信号052。
第一图像和第二图像的γ补偿的视频信号在图4所示的多重图像合成电路025中合成且合成后的视频信号通过放大器电路026后提供给CRT 027，然后多重图像显示在CRT 027的屏幕上，其中每个图像都经过独立补偿。
依据这样的结构，通过检测第一和第二视频信号041和042的APL值并依据检测到的APL值的比例在补偿电压分配电路046中分配γ补偿电压以及通过ABL/ACL补偿就能对每个图像给出最佳图像质量补偿。
参考图7说明用于黑色电平扩展补偿电路的本发明的一个实施例的情况。图7是依据本发明的一个实施例的用于多重图像补偿电压发生电路的黑色电平扩展补偿电路的方框图。
第一APL检测电路063检测第一视频信号(例如，母图像信号)061的APL以及第二APL检测电路064检测第二视频信号(例如，子图像信号)062的APL。补偿电压分配电路066依据在第一APL检测电路063和第二APL检测电路064检测到的APL值的比例分配从黑色电平扩展补偿电压发生电路065输出的黑色电平扩展补偿电压并将分得的黑色电平扩展补偿电压提供给第一黑色电平扩展补偿电路067和第二黑色电平扩展补偿电路068。第一黑色电平扩展补偿电路067和第二黑色电平扩展补偿电路068分别把在补偿电压分配电路066中分得的补偿电压与第一和第二视频信号061和062相加并分别输出用于第一图像(母图像)的黑色电平扩展补偿视频信号071和用于第二图像(子图像)的黑色电平扩展补偿视频信号072。
第一和第二图像的黑色电平扩展补偿视频信号在图4所示的多重图像合成电路025中合成并且合成的视频信号通过放大器电路后提供给CRT 027及以多重图像显示在CRT 027上，其中每个图像经过独立地补偿。
依据这样的结构，通过检测第一和第二视频信号061和062的APL值和依据检测到的APL值的比例在补偿电压分配电路066中分配黑色电平扩展补偿电压以及通过ABL/ACL补偿和γ补偿可对每个图像给出最佳图像质量补偿。
在上述本发明的实施例中，描述了多重图像显示的一个例子两个图像的显示，但很明显同时在一个CRT上显示的图像数可以是任意的。即使在多于两个图像的情况下通过分配补偿可获得最佳图像质量。
于是，依据本发明的实施例，通过包括多个用于检测构成多重图像的图像的APL值的APL检测电路和用于根据检测APL值的比例分配补偿电压的补偿电压分配电路的结合使每个构成多重图像的图像都可获得如ABL/ACL补偿等最佳补偿特性。
虽然分别对ABL/ACL、γ和黑色电平的补偿已做过描述，但通过共同运用每个APL检测电路及把用于ABL/ACL补偿的信号处理电路同每个第一组和第二组中的第一γ补偿电路和第一黑色电平补偿电路级联起来可形成所有的ABL/ACL补偿，γ补偿和黑色电平补偿。当然，三种补偿可两两组合。
本发明可以在不背离其精神或基本的特性下以其它特殊形式来实施。因此可认为本实施例在各方面都是一种例示而不是一种限制，因此由附加权利要求而不是由以上描述所指定的本发明的范围以及与权利要求等价的意义和范围内的所有变化都包含在其中。
权利要求
1.一种用于多重图像显示的补偿电压发生装置，其特征在于包括用于对多重图像的视频信号中的每一个图像产生图像质量补偿量以在一个图像显示器件上同时显示多个图像的补偿电压发生装置；多个用于检测每个所述图像的平均图像电平的平均图像电平检测装置；以及用于根据在所述多个平均图像电平检测装置中检测到的所述图像的每个平均图像电平分配所述多重图像视频信号的每个图像的图像质量补偿量的补偿电压分配装置。
2.如权利要求1所示的用于多重图像显示的补偿电压发生装置，其特征在于使用一差分放大器并对每个所述图像产生补偿电压的所述补偿电压分配装置分配相应于所述图像的每个平均图像电平的补偿电流。
3.如权利要求1所述的用于多重图像显示的补偿电压发生装置，其特征在于所述补偿电压共用装置的图像质量补偿量是自动控制所述多重图像视频信号黑色电平的自动亮度限制器的补偿量以及是自动控制所述多重图像视频信号振幅的自动对比度限制器的补偿量从而电流比设定的值小。
4.如权利要求1所述的用于多重图像显示的补偿电压发生装置，其特征在于所述补偿电压发生装置的图像质量补偿量是补偿视频信号的γ的γ补偿量。
5.如权利要求1所述的用于多重图像显示的补偿电压发生装置，其特征在于所述补偿电压发生装置的图像质量补偿量是补偿视频信号的黑色电平扩展的黑色电平扩展补偿量。
6.一种视频显示装置包括用于显示多重图像视频信号的图像的阴极射线管；用于依据所述多重图像视频信号驱动所述阴极射线管的驱动装置；用于为了通过由所述驱动装置驱动的所述阴极射线管的电子束显示图像而使所述电子束偏转的偏转装置；用于提供使所述阴极射线管的所述电子束加速的超高压及产生用于自动亮度限制和自动对比度限制的补偿的检测电压的超高压发生装置；以及在权利要求1中所述的补偿电压发生装置。
7.一种视频显示装置包括用于显示多重图像视频信号的图像的阴极射线管；用于依据所述多重图像视频信号驱动所述阴极射线管的驱动装置；用于为了通过由所述驱动装置驱动的所述阴极射线管的电子束显示图像而偏转所述电子束的偏转装置；用于提供使所述阴极射线管的所述电子束加速的超高压及产生用于自动亮度限制和自动对比度限制的补偿的检测电压的超高压发生装置；以及如权利要求3所述的补偿电压发生装置。
8.一种视频显示装置包括用于显示多重图像视频信号的图像的阴极射线管；用于依据所述多重图像视频信号驱动所述阴极射线管的驱动装置；用于为了通过由所述驱动装置驱动的所述阴极射线管的电子束产生图像而使所述电子束偏转的偏转装置；用于提供使所述阴极射线管的所述电子束加速的超高压及产生γ补偿电压的超高压发生装置；用于把所述多重图像视频信号适当地显示于所述阴极射线管上而实施γ补偿的γ补偿装置；以及如权利要求4所述的补偿电压发生装置。
9.一种视频显示装置包括用于显示多重图像视频信号的图像的阴极射线管；用于依据所述多重图像视频信号驱动所述阴极射线管的驱动装置；用于为了通过由所述驱动装置驱动的所述阴极射线管的电子束产生图像而使所述电子束偏转的偏转装置；用于把所述多重图像视频信号适当地显示于所述阴极射线管上而实施黑色电平扩展补偿的黑色电平扩展补偿装置；以及如权利要求5所述的补偿信号发生装置。
全文摘要
本发明揭示了一种用于多重图像显示的补偿电压发生装置和视频显示装置。此补偿电压发生装置包括，对每个图像产生图像质量补偿量的补偿电压发生装置；多个用于检测每个图像的平均图像电平(APL)的APL检测装置；以及根据测到的APL值的比例，分配给每个图像图像质量补偿量的补偿电压分配装置。它用于把多个图像同时显示于一个显示器上，特别是显示于使用它的视频显示装置上，并且使每个图像都获得最佳的补偿特性。
文档编号H04N5/45GK1135140SQ9511933
公开日1996年11月6日 申请日期1995年11月30日 优先权日1995年2月27日
发明者安藤仁, 影山敦久 申请人:松下电器产业株式会社