(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミング信号に従ってＲＧＢVideo入力信号と基準Video信号を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第１のスイッチと、前記タイミング信号に従ってコントラストボリュームからのコントラスト信号と基準コントラスト信号を切り換えて前記ＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第２のスイッチと、前記タイミング信号に従ってブライトネスボリュームからのブライトネス信号と基準ブライトネス信号を切り換えて前記ＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第３のスイッチと、前記タイミング信号に従って切り換えられかつ基準Video信号のピーク電圧を後記電圧ホールド回路に設定するスイッチと前記基準Video信号のピーク電圧を保持する電圧ホールド回路と保持した前記ピーク電圧をクリップ電圧とするクリップ回路で構成され、かつ前記各基準信号が前記ＲＧＢプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度として前記ＲＧＢプリアンプ増幅器の出力信号をクリップする３組のクリップ手段とを具備することを特徴とするＲＧＢカラーモニター装置。
【請求項２】
超音波診断装置から出力されるＲＧＢVideo信号と基準Video信号をＲＧＢVideo入力信号として前記ＲＧＢプリアンプ増幅器に入力することを特徴とする請求項１記載のＲＧＢカラーモニター装置。
【請求項３】
前記基準Video信号の振幅をコントロールする手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のＲＧＢカラーモニター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＧＢカラーモニター装置に関し、特に、ホワイトバランスが変化しないクリップ機能付きＲＧＢVideo信号増幅器を有するＲＧＢカラーモニター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
市販の安価なＲＧＢカラーモニターにはクリップ機能はない。クリップ機能がない場合は、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、ブライトネスＭａｘや、コントラストＭａｘで、輝度はデフォーカス領域に入る。このようなＲＧＢカラーモニターを超音波診断装置に使用すると、超音波画像の画質が低下する。
【０００３】
クリップ機能があるＲＧＢカラーモニターでは、ＲＧＢ共通のクリップ電圧でクリップを行なうので、図８に示すように、ブラウン管に印加するVideo信号（振り込み電圧）の振幅が一定の電圧でクリップされる。
【０００４】
ホワイトバランスの調整には、ＲＧＢの振り込み電圧の振幅を調整する必要があり、図９に示すように、ホワイトバランス調整後のＲＧＢの振り込み電圧の振幅は同じにはならない。ＲＧＢ共通のクリップ電圧でクリップ機能が動作した場合、図８に示すように、ＲＧＢの振り込み電圧の振幅は同じ電圧でクリップされ、原理的にホワイトバランスが変化する。
【０００５】
ホワイトバランスを変化させないためには、図10に示すように、ＲＧＢの振り込み電圧のクリップ電圧を個別に設定する必要がある。クリップ機能のない安価なＲＧＢカラーモニターでは、ＲＧＢプリアンプ増幅器の回路設計において、図11（ａ）や図11（ｂ）に示すように、過大Video信号入力時にＲＧＢプリアンプ増幅器の出力信号が歪むように回路定数を設定している。このように、歪みをクリップ機能の代替機能として利用することで、過大Video信号入力時にデフォーカスが発生しないようにするか、デフォーカスが気にならない程度に抑えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
超音波診断装置に使用するＲＧＢカラーモニターは、400ｍＶ〜600ｍＶの中間調の信号レベルのVideo信号を最高輝度に調整することができる、可変範囲の広いコントラストボリュームの性能が要求される。可変範囲が広いコントラストボリュームの性能を有するＲＧＢカラーモニターに、白レベル（714ｍＶ）のVideo信号を入力し、コントラストを最大に設定すると、白レベルの輝度は、図７（ｂ）のようにデフォーカスの領域に入り、超音波診断装置の画像品質が低下する。
【０００７】
本発明は、白レベル（714ｍＶ）のVideo入力信号においても、図12（ａ）、図12（ｂ）のように、最高輝度でデフォーカスにならないようにVideo信号をクリップする機能と、図10のように、ＲＧＢ個別のクリップ電圧で動作するクリップ機能により、ホワイトバランスが変化しないカラーモニターを提供することを目的とする。
【０００８】
400ｍＶ〜600ｍＶの中間調のビデオ信号レベルを最高輝度に調整できるＲＧＢカラーモニターを提供できることにより、ユーザーの操作性を向上させ、画像品質のよい超音波診断装置をシステムとして構築することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、ＲＧＢカラーモニター装置に、基準ＲＧＢVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号を設け、ＲＧＢVideo入力信号とコントラストボリューム信号とブライトボリューム信号を、基準ＲＧＢVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号に、所定タイミングにおいてスイッチで切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ入力し、基準ＲＧＢVideo信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号が、ＲＧＢプリアンプ増幅器に接続された時のブラウン管の輝度を最高輝度として、クリップ回路を動作させる構成とした。このように構成したので、ＲＧＢプリアンプ増幅器の出力が、スイッチにより所定タイミングで電圧ホールド回路に接続され、クリップ回路に基準電圧がホールドされ、ホールドされた基準電圧をクリップ電圧としてクリップ機能が働く。
【００１０】
また、ＲＧＢカラーモニター装置に、クリップ機能手段（スイッチ、電圧ホールド回路、クリップ回路）をＲＧＢ各々に設け、ＲＧＢプリアンプ増幅器のＲＧＢ出力間にＲＧＢホワイトバランス調整ボリュームによる差が生じても、ＲＧＢ個別のクリップ電圧をクリップ回路に供給する構成とした。このように構成したので、ＲＧＢVideo入力信号とコントラストボリューム信号とブライトネスボリューム信号の設定条件が変化しても、クリップした最高輝度よりも明るくなることはなく、クリップ機能が働いてもホワイトバランスは変化しない。
【００１１】
また、ＲＧＢカラーモニター装置を、基準Video信号の振幅をコントロールする構成とした。このように構成したので、400ｍＶ〜600ｍＶの中間調のＲＧＢVideo信号が最高輝度になるようにクリップ電圧を設定して、コントラストボリュームの可変範囲を拡大しても、最高輝度でデフォーカスにならない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミング信号に従ってＲＧＢVideo入力信号と基準Video信号を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第１のスイッチと、前記タイミング信号に従ってコントラストボリュームからのコントラスト信号と基準コントラスト信号を切り換えて前記ＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第２のスイッチと、前記タイミング信号に従ってブライトネスボリュームからのブライトネス信号と基準ブライトネス信号を切り換えて前記ＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続する第３のスイッチと、前記タイミング信号に従って切り換えられかつ基準Video信号のピーク電圧を後記電圧ホールド回路に設定するスイッチと前記基準Video信号のピーク電圧を保持する電圧ホールド回路と保持した前記ピーク電圧をクリップ電圧とするクリップ回路で構成され、かつ前記各基準信号が前記ＲＧＢプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度として前記ＲＧＢプリアンプ増幅器の出力信号をクリップする３組のクリップ手段とを具備するＲＧＢカラーモニター装置であり、各基準信号に基づいてＲＧＢごとにクリップレベルを設定して、ホワイトバランスを保ちながら最高輝度の表示をするという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載のＲＧＢカラーモニター装置において、超音波診断装置から出力されるＲＧＢVideo信号と基準Video信号をＲＧＢVideo入力信号として前記ＲＧＢプリアンプ増幅器に入力するものであり、超音波診断装置側で基準Video信号を切り換えて出力することで、切換スイッチなしでＲＧＢごとにクリップレベルを設定するという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＲＧＢカラーモニター装置において、前記基準Video信号の振幅をコントロールする手段を設けたものであり、中間調のＲＧＢVideo信号が最高輝度になるようにクリップ電圧を設定するという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、基準Video信号と、基準コントラスト信号と、基準ブライトネス信号を、所定のタイミングに従って切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続して、３組のクリップ手段に最高輝度を設定し、ＲＧＢVideo入力信号をクリップするクリップ機能部を有する、ホワイトバランスが変化しないＲＧＢカラーモニター装置である。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のＲＧＢカラーモニター装置の機能ブロック図である。図１において、基準Video信号回路１は、最高輝度に対応するVideo入力信号を発生する回路である。基準コントラスト回路２は、基準となるコントラスト信号を発生する回路である。基準ブライトネス回路３は、基準となるブライトネス信号を発生する回路である。スイッチ４、５、６は、各基準信号を接続するスイッチである。クリップ回路７は、基準信号に対応するレベル以上の振り込み電圧をクリップする回路である。スイッチ８は、基準信号に対応するレベルの電圧をホールド回路に設定するスイッチである。電圧ホールド回路９は、クリップ電圧をホールドする回路である。コントラストボリューム10は、コントラスト信号を調整する回路である。ブライトネスボリューム11は、輝度信号を調整する回路である。ＲＧＢプリアンプ増幅器12は、ＲＧＢVideo入力信号を増幅してＲＧＢビデオ信号を生成する増幅器である。表示器13は、ＲＧＢビデオ信号を増幅器してブラウン管に表示する装置である。ＲＧＢホワイトバランス調整ボリューム14は、ホワイトバランスを調整する回路である。ＲＧＢVideo入力信号15は、外部回路から入力されるＲＧＢVideo信号である。タイミングＡ16は、基準信号をクリップ機能部に設定するタイミングを指定する信号である。
【００１８】
スイッチ４でＲＧＢVideo入力信号15と基準Video信号１、スイッチ５でコントラストボリューム10と基準コントラスト２、スイッチ６でブライトネスボリューム11と基準ブライトネス３を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器12に接続している。クリップ機能部は、スイッチ８、電圧ホールド回路９、クリップ回路７で構成され、ＲＧＢ各々にあり、合計３組のクリップ機能部がある。
【００１９】
以上のように構成されたＲＧＢカラーモニター装置の動作を説明する。図２は、ＲＧＢプリアンプ増幅器12の出力とＲＧＢVideo入力信号の関係を示す図である。ＲＧＢホワイトバランス調整ボリューム14で調整後のＲＧＢプリアンプ増幅器12からのＲＧＢの３出力は、図２に示すように、振幅も直流電位もバラツキによる差が発生する。タイミングＡ16で、ＲＧＢプリアンプ増幅器12の出力に、基準Video信号１が出力される。タイミングＡ16でスイッチ８を切り換え、基準Video信号１のピーク電圧を電圧ホールド回路９で保持する。電圧ホールド回路９の電圧がクリップ回路７のクリップ電圧となる。スイッチ４、５、６、８は、一般的なアナログスイッチである。機能と性能を満足するものであれば、何を使用してもよい。
【００２０】
図３は、基準Video信号と基準コントラスト信号と基準ブライトネス信号の切換部の回路図である。図３に示すように、基準Video信号１は、ペデスタルレベルをクランプするクランプパルス18を反転し、１％の抵抗アッテネータで分圧することで、簡単に得られる。また、基準コントラスト信号２と基準ブライトネス信号３は、コントラストボリューム10とブライトネスボリューム11のＭａｘ位置に接続することで簡単に得られる。
【００２１】
図４は、クリップ機能部の回路図である。タイミングＡ16で、スイッチ８を経由して電圧ホールド回路７のＣ1が充電される。充電電圧は、タイミングＡ16で接続された基準Video信号１を入力としたＲＧＢプリアンプ増幅器12の出力電圧値である。スイッチ８がオフしたときのＣ1の放電電圧は、オペアンプ22のオフセット電流とタイミングＡ16の繰り返し周期で決定する。第１の実施の形態の回路で放電電圧を計算すると、
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Ｃ1の放電によるエラー電圧は0.67％になり、垂直同期信号の周波数（60Ｈz）での電圧ホールド回路の出力変化は問題にならない。クリップ回路７のＱ2のベース電圧（クリップ電圧）以上のVideo信号がＱ1のベースに接続されても、Ｑ1のエミッターには出力されないため、クリップ回路７は、図５のクリップ回路出力信号のように、2.5Ｖp-pでクリップ動作を行なう。図４に示した電圧ホールド回路９とクリップ回路７は１つの例であり、同一の機能と性能があれば、どのような回路でも使用できる。
【００２２】
図５は、ＲＧＢカラーモニター装置のタイミング図である。スイッチ４、５、６、８は、図５に示すタイミングＡ16で切り換える。タイミングＡ16は、Video信号のベデスタルレベルをクランプするクランプパルス18のタイミング以外の時間であれば、切り換え時間、切り換え時間幅は任意である。タイミングＡ16は、電圧ホールド回路９が動作すれば、１μｓ以下の短い時間でもよい。基準Video信号１は、タイミングＡ16をカバーできる時間は発生させておく必要がある。必然的に、ペデスタルレベルをクランプするクランプパルスのタイミングでは、基準Video信号１はゼロでなければならない。図５では、タイミングＡ16は、任意の１Ｈを使用して記載している。
【００２３】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、ＲＧＢカラーモニター装置を、基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、タイミングに従ってＲＧＢVideo入力信号と基準Video信号発生手段を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、タイミングに従ってコントラストボリュームと基準コントラストを切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、タイミングに従ってブライトボリュームと基準ブライトネスを切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ接続するスイッチと、各基準信号がＲＧＢプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度としてクリップする、スイッチと電圧ホールド回路とクリップ回路で構成される３組のクリップ手段とを具備する構成としたので、ホワイトバランスを保ってクリップすることができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、超音波診断装置から出力されるＲＧＢVideo信号に、基準Video信号を所定のタイミングで切り換えたＲＧＢVideo入力信号を入力するＲＧＢカラーモニター装置である。
【００２５】
図６は、本発明の第２の実施の形態のＲＧＢカラーモニター装置の機能ブロック図である。図６に示す装置は、超音波診断装置とＲＧＢカラーモニターを１組のシステムとして動作させるものであり、ホワイトバランスを変化させないでＲＧＢVideo信号をクリップする。超音波診断装置から出力されるＲＧＢVideo信号に、基準Video信号１をタイミングＡ16で切り換えて出力することにより、（ＲＧＢVideo入力＋基準Video信号）17を生成する。ＲＧＢカラーモニター内部の基準Video信号１とスイッチ４が不要になる。
【００２６】
基準Video信号１をスイッチ４で切り換えて、ＲＧＢプリアンプ増幅器12に接続する代わりに、超音波診断装置から出力されるＲＧＢVideo出力に、基準Video信号を切り換えて出力することにより（ＲＧＢVideo信号＋基準Video信号）17を生成して、基準Video信号１とスイッチ４の機能を、（ＲＧＢVideo入力＋基準Video信号）17に入れ込んだものである。この点以外は、第１の実施の形態で説明を行なった内容と同じである。
【００２７】上記のように、本発明の第２の実施の形態では、ＲＧＢカラーモニター装置を、超音波診断装置から出力される（ＲＧＢVideo入力＋基準Video信号）に、所定タイミングで、基準Video信号と同じＲＧＢVideo信号を切り換えて出力する手段を設けた構成としたので、基準Video信号に切り換えるスイッチ４が不要になる。
【００２８】
なお、実施の形態１、２では、基準Video信号１の振幅を固定として説明したが、基準Video信号１の振幅により、最高輝度のクリップ機能が動作するので、基準Video信号１の振幅をコントロールする手段を設けることにより、ホワイトバランスを変化させないで最高輝度をコントロールすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、ＲＧＢカラーモニター装置を、基準Video信号発生手段と、基準コントラスト信号発生手段と、基準ブライトネス信号発生手段と、所定のタイミングに従ってＲＧＢVideo入力信号と基準Video信号を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、所定のタイミングに従ってコントラストボリューム信号と基準コントラスト信号を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、所定のタイミングに従ってブライトボリューム信号と基準ブライトネス信号を切り換えてＲＧＢプリアンプ増幅器へ入力するスイッチと、各基準信号がＲＧＢプリアンプ増幅器に接続されたタイミングでのブラウン管の輝度を最高輝度としてクリップする、スイッチと電圧ホールド回路とクリップ回路で構成される３組のクリップ手段とを具備する構成としたので、基準Video信号と基準コントラストと基準ブライトネスで与えられるＲＧＢカラーモニターの輝度に従って、デフォーカスが起こらない輝度にクリップ電圧をＲＧＢ個別に設定することにより、クリップ機能が動作してもホワイトバランスが変化しないという効果が得られる。
【００３０】
また、ＲＧＢカラーモニターに、ホワイトバランスが変化しないクリップ機能を設けた構成としたので、コントラストボリュームの可変範囲を拡大することができ、400ｍＶ〜600ｍＶの中間調のＲＧＢVideo信号を最高輝度に設定してもデフォーカスにならず、操作性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＲＧＢカラーモニター装置の機能ブロック図、
【図２】ＲＧＢプリアンプ増幅器12の出力とＲＧＢVideo入力信号の関係を示す図、
【図３】本発明の第１の実施の形態における、基準ＲＧＢVideo信号、基準コントラスト、基準ブライトネスの切り換え回路図、
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるクリップ機能部の回路図、
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるタイミング図、
【図６】本発明の第２の実施の形態のＲＧＢカラーモニター装置の機能ブロック図、
【図７】従来のクリップ機能がないＲＧＢカラーモニター装置の輝度とＲＧＢVideo信号の関係を示す図、
【図８】従来のＲＧＢカラーモニター装置における振り込み電圧とクリップ電圧の関係を示す図、
【図９】従来のＲＧＢカラーモニター装置における振り込み電圧とＲＧＢVideo入力信号の関係を示す図、
【図１０】振り込み電圧とホワイトバランスの変化しないクリップ回路の関係を示す図、
【図１１】従来のプリアンプ増幅器の歪みを利用したＲＧＢカラーモニター装置における輝度とＲＧＢVideo信号の関係を示す図、
【図１２】クリップ機能がある場合の輝度とＲＧＢVideo信号の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  基準ビデオ信号
２  基準コントラスト
３  基準ブライトネス
４、５、６  切り換えスイッチ
７  クリップ回路
８  切り換えスイッチ
９  電圧ホールド回路
10  コントラストボリューム
11  ブライトネスボリューム
12  ＲＧＢプリアンプ
13  表示器
14  ＲＧＢホワイトバランス調整ボリューム
15  ＲＧＢビデオ入力信号
16  タイミングＡ
17  ＲＧＢビデオ入力＋基準ビデオ信号
18  クランプパルス
19  反転増幅器
20  抵抗器
21  抵抗器
22  オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003647650.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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