JPH0324835B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷転送素子（CCD）等による感
光マトリクスを有するテレビジヨン画像の形成装
置に関する。

現在、テレビジヨン画像はマトリクスの飛び越
し走査によつて解析される。即ち、１つの画像
が、マトリクスの１行おきの順次走査によつて得
られる２つのフイールド画像に分割される。すぐ
れた画面解像度を得るためには、マトリクスの行
と列との交点により形成される画素（絵素）、即
ち単位素子の数を増加する必要がある。

単位素子、即ち画素の寸法を縮小することは不
可能とは言えないにしても難しく、従つて画素の
数の増加は必然的に半導体表面積の拡大を招くた
め、エラー存在の確率が高くなる。その結果、製
造効率が低下し製造コストが高くなる。

本発明によれば、所与の画面解像度を得るため
に必要なマトリクスの画素の数を半分以下に低減
し得る。

このため、本発明においては、等間隔の行及び
列の系を有しこれら行及び列の交点に単位素子を
具備する感光マトリクスと、画像変換管の陰極発
光スクリーン上に衝突する電子ビームによつて得
られる電子画像の複写である光学画像をマトリク
ス上に形成する手段と、単位素子上に入力する画
像の複数点に関する信号を、画像の第１フイール
ドの複数点が形成されその後第２フイールドの複
数点が第１フイールドと互い違いの行によつて形
成される飛び越し走査モードに従つて処理する手
段と、第１フイールドの処理後、この画像を単位
素子の幅の1/2に等しい距離だけマトリクスに関
して相対移動させ、これに続くフイールドの処理
の間に上述の相対移動位置を維持し、処理後に初
期位置に戻すための手段とを備えており、マトリ
クスは陰極発光スクリーンに対して機械的に固着
されて固定されており、相対移動が電子ビームの
偏向によつて生じせしめられるように構成されて
いる。

本発明では、マトリクスを光学画像に関して例
えば１つの走査線に等しい距離だけ相対移動させ
ている。即ち、従来方法では第１フイールドの走
査における走査線の間の走査線を走査して第２フ
イールドを得ているが、本発明では、第１フイー
ルドの走査における走査線をマトリクスの垂直方
向ピツチの1/2に等しい距離だけ移動させ、同じ
走査線を使用して第２フイールドを得るようにし
ている。この結果、得られるマトリクスの垂直方
向解像度は、従来のマトリクスよりかなり高い
（２倍まで）。

本発明の装置は、また、マトリクスを水平方向
に移動せしむべく構成してもよい。

本発明の装置は、画像の最初の形成方法、さら
に、読み取り素子の空間的に周期性を有する構造
体又はマトリクスによつて得られる各点の情報が
最終画像まで転送されるときの経路に関わり無
く、システムの点の走査によつて画像の形成を行
なう全てのシステムに通常は使用され得る。ま
た、本発明は、テレビジヨン画像と称される画像
の全てに使用され得る。

１つの実施例としては、Ｘ線、可視光線、又は
赤外線の輝度増倍管を用いたものがあり、その具
体的な例は詳細に後述されている。

この場合、画像は（Ｘ線の場合は可視光線に変
換後）ホトカソードによつて検出され電子によつ
て蛍光スクリーン又は読み取りターゲツトに転送
される。スクリーンの場合は、従来の光学系、又
は光フアイバフラツトコイルによつて光画像が捕
捉され、ターゲツトを有するビジコン、又はホト
ダイオードもしくは電荷転送感光マトリクスに誘
導される。

本発明の装置は、交点に単位素子を形成する等
間隔行列系から形成された感光マトリクス、例え
ば電荷転送感光マトリクスと、このマトリクスに
対応してマトリクス上に光学画像を形成する手段
とを含む。本発明の装置の特徴は、装置がさら
に、光学画像に対してマトリクスを相対移動せし
める手段を含んでおり、この相対移動距離が、移
動方向に定義された単位素子の寸法の1/2に等し
いことである。

以下、添付図面に示すこれに限定されない実施
例に基いて本発明をさらに詳細に明する。

本発明は、特に、交互に配列された感光列とメ
モリ列とから成るラインメモリマトリクスに使用
され得る。感光列の素子は１フイールドの終端で
メモリ列の対応する素子に放電する。メモリ列の
素子は次の１フイールドの間にマトリクス出力ラ
インに順次放電する。

本発明は、また、感光素子から形成された上半
部とメモリ素子から形成された下半部とを含むフ
レームメモリマトリクスに使用され得る。感光素
子により検出された情報は垂直方向でメモリ素子
に転送され、次にマトリクスの出力ラインに転送
される。

第１図の例では、理解を容易にするためにマト
リクスの１つの行及び１つの列のみを示す。以下
の記載は、ラインメモリマトリクス及びフレーム
メモリマトリクスの双方に通用する。

マトリクスをそのマトリクス平面内で垂直方
向、即ち画面の垂直方向に移動させ得る手段は、
電気機械的手段、例えばリニア電磁モータ、双安
定システム又はマトリクスを移動せしめる他のい
かなる手段でもよい。この手段は、１フイール
ド、例えば20ミリ秒（ヨーロツパ標準である毎秒
25画面に対応する時間）の間マトリクス静止維持
し、帰線期間中に１行だけ即ち1/2画素の高さだ
けマトリクスを垂直方向に移動させ、次の１フイ
ールドの間マトリクスを静止維持し、帰線期間中
にマトリクスを初期位置に戻し、次いで上述のサ
イクルを再び開始する。これらの移動振幅は極め
て小さく約10〜15μｍである。その速度は数セン
チメートル／秒であり、加速はｇの分数を越えて
はならない。必要な出力レベルも小さい。

この第１図の例における移動は、感光マトリク
スに対する光学画像の移動である。この場合、上
述の如き移動を生起する手段は、電気機械的手
段、例えば振動ミラー、プリズム、オプチカルフ
ラツト等により起動され光学手段であつてもよ
く、又は、例えば強誘電性材料を光路に挿入した
純光学的手段であつてもよい。これらの材料の伝
送特性は、電気信号又は電界もしくは磁場に直接
依存する。

第１図の手段は、感光マトリクスを光学画像に
対して相対移動せしめる電磁モータ型の電気機械
的手段である。

同図において参照符号１は、感光素子の行２と
列３と出力ライン５とを含む感光マトリクスを示
す。行と列との交点が単位素子、即ち画素４を形
成する。

感光マトリクスは、部材７によつて案内される
機械的サポート６に包囲されている。部材７は、
また、マトリクスの移動を１走査フイールドに制
限する行程ストツプとして機能する。サポート６
はバネ８によつて押戻されている。バネ８の剛性
と移動質量とがシステムの共振周波数を決定す
る。この周波数は、約2μs以内でマトリクスの移
動を生起し得るに十分な高さでなければならな
い。

サポート６はさらに、電磁石１０により生成さ
れ磁気回路１１により集束される放射磁場に配置
された可動コイル９の励起力の作用を受ける。図
示しない方形波信号発生器がシステムを制御す
る。素子７，８，９，10及び11のアセンブリが電
気機械的手段100を構成している。

上述の如きシステムの繰返し周波数は画面の繰
返し周波数と同じである。即ちヨーロツパ標準で
は25画面／秒であり、米国標準では30画面／秒で
ある。従つて、垂直列に沿つたサンプリング点の
数は従来技術の２倍になり、これによりエイリア
スがかなり減少する。このエイリアスは、サンプ
ルの数が少ないためサンプルに基く原画像の復元
が不可能なときに生じる。

第１図の例はさらに、光学画像に対して感光マ
トリクスを水平方向に相対移動せしむべく構成さ
れている。

しかしながら、連続する２つのフイールドの信
号を水平方向でインターレースすることはできな
いので水平方向の精密度は元のままである。しか
しながら人間の眼は、水平方向の相対移動で得ら
れる補足的情報を或る程度まで有利に捕えること
が可能である。画面に対してマトリクスを1/2セ
ル寸法だけ水平に移動せしめるためには、得られ
るフイールドを1/2セルの走査時間だけ遅れた線
超同期信号に対応させるのみでよく、この結果、
より安定なちらつかない画像が復元される。２種
の移動ベクトルを合成して垂直方向移動と水平方
向移動とを組合せる。実際には、隣り合う４つの
画素に対角線方向にモータを斜めに配置して２種
の移動ベクトルの合成を行う。

輝度増幅管（画像増倍管）の場合、情報の経路
に存在する素子の１つは前述の如く規則的な二次
元の周期的構造を有する。このような構造として
例えば、シリコンターゲツトの場合のダイオード
アレイから成る読取ターゲツト、フラツトコイル
の場合の光フアイバ列、感光マトリクス等があ
る。

前述の説明では、画面と周期的構造体との相対
移動が、画面を固定しておきマトリクスを機械的
手段で移動させることにより得ている。しかしな
がら、周期的構造体が装置の別の部分に固着され
ているときは、このような相対移動は、不可能と
は言えないまでも極めて難しい。例えば、管のケ
ーシング３０内で輝度増幅管の陰極発光スクリー
ンに取付けられており、従つて輝度増幅管に固定
的に連結されている光フアイバボードを有するご
とき場合である。この場合には、ボードに対して
電子ビームを移動させる方がはるかに容易であ
る。

第２図及び第３図はこのような構成を有する本
発明の実施例を夫々示している。

第２図及び第３図において、参照符号２０は、
画像変換器／輝度増幅管全体を示しており、ホト
カソードは２１、陰極発光スクリーンは２２で示
されている。入射光線を変換するために図示しな
いシンチレータを必要に応じてホソカソードの手
前に配置し得ることは公知である。スクリーンに
取付けられた光フアイバフラツトコイル２４は、
図の下部の管の前方に配置された図示しない別の
周期的構造体に、スクリーン２２に形成された画
像を伝送する。この画像は、図の上部に到着する
入射光線からホトカソード２１を介して与えられ
る電子画像の複写である。

第２図の例では、偏向板システム２３の端子に
成立する電界によつて、各フイールド終了毎にス
クリーン２２上での入射電子ビームの衝突する領
域が所望量だけ交互に移動する。衝突領域は、同
図において斜めの実線及び点線で図示されてい
る。

第３図の例では、コイル２５により生成される
磁場によつて、実線位置と点線位置との間の移動
が生起される。

双方の場合に、偏向部材２３，２５は、発生器
２６より方形パルスを受容する。必要な偏向幅
が、1/2単位素子、即ち数ミクロンという小さな
値であるから、ビームの移動による有意収差は通
常生じない。

本発明は、高解像度が必要なテレビジヨン画像
を生成するといかなる装置にも使用され得る。

以上詳細に説明したように本発明によれば、単
位素子上に入力する画像の複数点に関する信号
を、画像の第１フイールドの複数点が形成されそ
の後第２フイールドの複数点が第１フイールドと
互い違いの行によつて形成される飛び越し走査モ
ードに従つて処理する手段と、第１フイールドの
処理後、この画像を単位素子の幅の1/2に等しい
距離だけマトリクスに関して相対移動させ、これ
に続くフイールドの処理の間に上述の相対移動位
置を維持し、処理後に初期位置に戻すための手段
とを備えており、マトリクスは陰極発光スクリー
ンに対して機械的に固着されて固定されており、
相対移動が電子ビームの偏向によつて生じせしめ
られるように構成されているため、所望の画面解
像度をマトリクスの画素の数を半分以下に低減し
つつ得ることができ、しかもその場合に、機械的
移動が行われないため、構成が簡単であると共に
感光マトリクスが発光スクリーンに機械的に固定
されているような場合にも容易に適用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、及び第３図は電荷転送マトリ
クスを含む本発明のテレビジヨン画像形成装置の
種々の実施例の部分図である。 １……感光マトリクス、４……画素、５……出
力ライン、６……サポート、８……バネ、９……
コイル、１０……電磁石、１１……磁気回路、２
０……画像変換管／輝度増幅管、２１……ホトカ
ソード、２２……スクリーン、２３……偏向板、
２４……光フアイバフラツトコイル、２５……偏
向コイル、２６……発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 等間隔の行及び列の系を有し該行及び列の交
   点に単位素子を具備する感光マトリクスと、画像
   変換管の陰極発光スクリーン上に衝突する電子ビ
   ームによつて得られる電子画像の複写である光学
   画像を前記マトリクス上に形成する手段と、前記
   単位素子上に入力する画像の複数点に関する信号
   を、画像の第１フイールドの複数点が形成されそ
   の後第２フイールドの複数点が第１フイールドと
   互い違いの行によつて形成される飛び越し走査モ
   ードに従つて処理する手段と、第１フイールドの
   処理後、前記画像を前記単位素子の幅の1/2に等
   しい距離だけ前記マトリクスに関して相対移動さ
   せ、これに続くフイールドの処理の間に前記相対
   移動位置を維持し、処理後の初期位置に戻すため
   の手段とを備えており、前記マトリクスは前記陰
   極発光スクリーンに対して機械的に固着されて固
   定されており、前記相対移動が前記電子ビームの
   偏向によつて生じせしめられることを特徴とする
   テレビジヨン画像形成装置。 ２ 前記感光マトリクスが電荷転送素子（CCD）
   である特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記画像変換管がＸ線による画像増倍管であ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装
   置。 ４ 前記画像変換管が赤外線による画像増倍管で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装
   置。 ５ 前記画像変換管が可視光線による画像増倍管
   である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   装置。