[发明专利]用于黑电平闭路补偿的亮度调制器

说明书

本发明一般涉及电视接收机、视频监视器等等的显象管中电子束电流限制问题。更具体地说，本发明涉及与图象对比度和亮度控制有关的电子束电流限制的领域。

由彩色电视接收机等等的显象管再现的图象内容包括亮度信息和色度信息，该亮度信息具体地由与图象对比度有关的表征图象的视频信号的峰一峰振幅以及该视频信号的图象亮度或背景电平有关的直流信息所限定。图象亮度或背景电平与黑电平有关。

由显象管支取的电子束的电流是耦合到该显象管的该视频信号的振幅和直流信息二者的函数。视频信号信息和通常包含在接收机或监视器的亮度信号处理通道中的手动亮度、对比度控制电路的调节相结合，会产生过量的束电流。在以下情况下产生大的束电流的可能性增加了，即，表征亮图象的视频信号主要包含白色信息、手动对比或亮度控制旋钮调到最大值位置、或者这些因素相结合。

由于诸如电子束斑点散焦或荫罩板局部隆起的影响及其必然的对色纯度的有害影响的缘故，过量的峰值束电流可能使接收机产生低质量的图象。过量的平均束电流可能对接收机的偏转系统的性能产生不利的影响、可能导致图象模糊、并且、可能毁坏接收机。通常在接收机中包含某种形式的自动对比度控制系统，以在信号和观众调节状态不引起大的平均束电流的情况下限制峰值束电流。接收机通常备有自动束电流限制电路以防止过量的平均束电流。这种电路感测束电流、并且、当束电流超过阈值时自动降低对比度或亮度电平，或者，同时降低这两者的电平。

即使对于未必是过量的束电流电平来说，自动束电流限制方法也可能存在问题。束电流限制器的工作应当不会由于该束电流限制器的工作而引起不必要地增加观众对图象内容变化的感觉。一般而言，与由图象对比度变化引起的图象背景亮度的变化相比，观众通常会更易于感觉到图象亮度变化引起的图象背景亮度的变化。因此，在束电流电平的安全范围，最好用自动对比度控制的方法来进行束电流限制。但是，同样重要的是：束电流的限制是在不会不适当地扰乱再现的图象的对比度与亮度之间的关系以及亮度与色度信息之间的关系的情况下完成的。例如，先有技术还认识到：在已经试完一定范围的对比度控制之后，还必须控制亮度。

已经知道各种与电视接收机等等的对比度和亮度控制电路协同工作的自动束电流限制系统。许多系统在不同的束电流范围内提供步进的对比度和亮度控制，如以下美国专利中所述：Shanley，11的4，126884;Harwood，et.al的4，253，110;Aiery的4，253，121;以及Serafini的4，137，552。

当影响亮度和对比度（例如，通过调节视频增益）的束电流限制电路工作在并非过量或危险的束电流电平范围内时，有时会出现特殊的问题。通常，在图象帧的大部分非常亮（即，具有高的白色电平）而图象的一小部分却相当黑的情况下出现这种状态。图象的大部分上的高白色电平会导致高的平均束电流电平，而自动束电流限制电路会把这理解成需要补偿的过量的亮度电平。这种自动电路会因此而降低对比度或亮度电平，或者同时降低这两者的电平。所述对比度和亮度（或者两者）的减小对较大面积和较亮的那部分图象的质量的影响几乎看不出来，但却使较小面积的，原来较黑的那部分图象更黑。该较小面积的图象部分可能变得如此黑，以致于基本上看不见细节。在任何情况下，所述小面积的黑色图象部分的重要细节即使看得见也可能难于看清。

通常，对比度控制电路通过产生改变视频图象的视频增益的控制信号来改变图象对比度。改变所述增益还引起直接随视频增益增加和减小的亮度的变化。在Okada等人的美国专利3，873，767中，从手动对比度控制的角度指出了这个问题。视频信号控制电路包括亮度控制电路和对比度控制电路，该亮度控制电路响应亮度控制手动操作而改变加到信号传输通道上的直流电位，而所述对比度控制电路响应对比度控制的手动操作而改变视频放大器的增益。把电平耦合装置耦合到信号传输通道，用于当对比度控制装置的手动调节引起所述增益确定电压的变化时，补偿该信号传输通道上直流电位的变化。该电路在限制由观众对所述对比度控制的手动误调引起的有害影响方面是有效的。但是，该电路的仅有的亮度限制特性仅在阴极射线管束电流超过预定值时响应该电流而起作用，并同时改变加到信号传输通道的直流电位和视频放大器的增益，从而既减小对比度又减小亮度。该电路不会补偿由于对比度控制装置响应视频信号电平或束电流电平而引起的亮度电平的变化。