JPS59134991A - 撮像管のビ−ム電流制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光導電形撮像管のビーム電流をターゲット信
号電流に応じて自動的に制御する回路に係り、特に回路
構成が簡単で部品点数が少くてローコスト化に有利な撮
像管のビーム電流制御回路に関する。

光導電形撮像管のターゲットから得られる信号電流はタ
ーゲツト面に入射する光量に比例する。

すなわち、信号電流をＩ−，ターゲツト面の照度をφと
すれば、 Ｉ、＝Ｋ・φ　　　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（１）なる関係が成立する。（但し、Ｋ：比例定数
）しかして、このとき、次式 ％式％（２） （但し、１１：ターゲツト面を走査するビーム電流）が
要件となり、この（２）式の要件が崩れると、ターゲツ
ト面の照度に比例した信号電流が得られなくなり、いわ
ゆるビーム詰りを起こし、コメットテールと呼ばれる現
象が画面に現われる。なお、この現象は、画面中の輝度
の高い部分を移動させたとき、そこかり星のように尾を
引く現象をいう。

このようなコメツトテールが発生すると、画質が太いに
損われるから、実用上からはビーム詰りか極力発生しな
いようにする必要がある。

ところで、このビーム詰りの発生を防止するためには、
単純にいって、画像のハイライト部でも（２）式の関係
が崩れないように、常時、充分な量のビーム電流を流す
ようにしておけばよい。

しかしなから、ビーム電流を多くするとビームスポット
が広がって解像度が低下し、さらに撮像管の寿命を縮め
易いという欠点がある。

一方、ＡＣ’ｒ（アンチコメツトテール）管と呼ばれる
特殊な撮ｒ象管も開発されており、このＡＣＴを用いれ
ばコメツトテールが発生しない撮１象装置を得ることが
できるが、特殊な撮像管を要するためコストアップが著
しくなるという欠点がある。

そこで、このような欠点を除くため、撮像管のターゲッ
ト信号電流に応じてビーム電流を自動的に制御し、上記
（２）式の関係がターゲツト面の照度と無関係に自動的
に保たれるようにした、例えばＡＨＯ（オートマチック
・ビーム・オブチマイザ）などと呼ばれる自動ビーム電
流制御回路が従来から使用されている。

この自動ビーム電流制御回路では、撮像管のターゲット
信号電流工、を電圧に変換した信号電圧■。

に対して撮像管の第１グリツドに供給すべき制御電圧ｖ
０を第１図に示すように制御するのが一般的であり、そ
のため、従来より第２図に示す回路が用いられている。

なお、第１図でＶ、は信号電圧Ｖ。

に設定したしきい値電圧、　ＶＣＬは同じくクリップ電
圧、■。１−は撮像管ビーム電流の最小値に対応した制
御電圧、ｖｏ、は同じく最大値に対応した制御電圧であ
る。また、このような制御電圧の最小値ｖ０３．最大値
■。、を設定した理由は、ビーム電流の増加に伴なう動
作不安定を除くためである。

第２図の従来例において、１は信号電圧■８の入力端子
、２は撮像管の第１グリツドに供給すべき制御電圧■。

の出力端子、３はクランプパルスＣＰの入力端子、４は
正電源Ｖ。Ｃの端子、５．６は負電源端子、１１１〜１
１９はトランジスタ、１２１〜１３５は固定抵抗、１３
６は可変抵抗、１４１〜１４４はコンデンサである。

次に、この従来例の動作について説明する。

撮像管のターゲットから得られた信号電流■、は、図示
してないプリアンプで信号電圧■、に変換された上で入
力端子１に供給される。

入力端子１の信号電圧Ｖ、＆工）ランジスタ（以下、を トランジスタＡ′ｒｒという）　１１１．　１１２と、
抵抗１２１〜１２５からなる増幅回路で反転増幅され、
Ｔｒｌ１３と、抵抗１２６〜１２９、それにコンデンサ
１４１〜１４３からなるクランプ回路で黒レベルが固定
される。このときの固定レベルは抵抗１２８．　１２９
と端子４に供給されている直流正電源の電圧によって決
められる。

いま、この固定レベルが第１図のｖ職に対応するもので
あり、コンデンサ１４１に現われる信号電圧ｖ１の振幅
をＶ、で表わすと、信号電圧Ｖ、は前段のＴｒｌｌｌで
反転されているから、Ｔｒ　１１４のペースにはＶ、−
ｖ、というレベルの信号が印加されることになる。

このＴｒｌ１４は同じ極性（ＰＮＰ　）のＴｒｌ１５と
エミッタ・コレクタ間が並列に接続され、かつＴ。

１１５ノヘースはアースに接続されているから、Ｔｒ１
１４のエミッタに現われる信号電圧Ｖ・、は、以下に示
すようになる。

Ｉ）ＶＰｖ、≧０　のとき、 このときには、Ｔｒｌ１４は遮断、　Ｔｒ　１１５だけ
が導通するので、 ｖＨ＝Ｖ、、　　　　　　　　　　　曲曲曲（３）但し
、Ｌｍ　　：　Ｔｒ　１１４〜１１８のベース・エミッ
タ間電圧 となる。

ｎ）Ｖｍ−ｖｏ（０のとき、 このときには、Ｔｒ　１１４が導通、Ｔｒ　１１５は遮
となり、 Ｖｍ、　＝　ＶＢ　−ＶＢ　＋　Ｖ□　　　　・・・・
・・・・・・・・（４）このＴｒｌ１４のエミッタに得
られた信号電圧ｖ１はＴｒ　１１６〜１１８　、抵抗１
３１〜１３３　、可変抵抗１３６゜それにコンデンサ１
４４からなるクリップ回路に供給される。

可変抵抗１３６は負電源端子５とアース間に接続されて
いるから、’ｌ’ｒｌｌＢのベース電圧は可変抵抗１３
６の可動端子の位敏によりアース電位と負電源−■、の
電圧との間での任せの負電位となる。

そこで、この可変抵抗１３６によってＴｒｌ１８のベー
スに与えられている電圧が第１図の■ｃＬを与えるもの
であり、’ｌ’ｒｌ１７０ベースに与えられる直流ＷＥ
はＶ　ｅ　Ｌ　＋　Ｖ　−＊となる。

一方、Ｔｒ　１１６と１１７はエミッタ・コレクタ間が
並列に接続されているから、Ｔｒｌ１６０ペースに信号
電圧ｖ、、が供給されたときにそれらのエミッタに得ら
れる信号電圧ｖ、ｔは、以下に示すようになる。

ｉ）ｖ□ン■。＋■１．　　のとき、 このときには、Ｔｒｌ１６は導通、　Ｔｒｌ１７は遮断
するので、 ＶＢ　＝　Ｖ、、　−ｖｌｌｌ　　　　　　　　・・曲
・曲・（５）’　）　ｖａｔ　＜　ＶｃＬ＋　Ｖｍｍ　
　のとき、このときには、Ｔｒｌ１６は遮断、　Ｔｒｌ
１７は導通となり、 ｖ、Ｉ＝■ｃＬ　　　　　　　　　　　・・・・・・・
・・・・・（６）このようにして、クリップ回路を構成
するＴ。

１１６と１１７のエミッタ接続点に得られた信号電圧Ｖ
口は’Ｉ’ｒｌ１９のベースに印加され、その反転出力
がコレクタに現われ、制御電圧ｖ０となる。そして、こ
の制御電圧Ｖ。は次式で示す値となる。

・・・・・・・・・・・・（７） 但し、几１３４：抵抗１３４の抵抗値 ｋＬ１３５：抵抗１３５の抵抗値 ｖ６：端子６の電源電圧 従って、この第２図に示した回路によれば、撮像管のタ
ーゲット信号電流Ｉ、を電圧に変換した信号電圧■、に
対して第１図の特性を有する制御電圧■。を与えること
ができ、この制御電圧■。を撮像管の第１グリツドに供
給してビーム電流制御を行なわせることにより、常に最
適なビーム電流量のもとでの撮像動作が行なわれ、解像
度の低下や撮像管の寿命の短縮を伴わすにコメツトテー
ルを効果的に押土することができる。

しかしながら、この第２図に示した従来例は、回路構成
が比較的複雑で、部品点数をかなり多く要するため、コ
ストアップとなり易く、装置のローコスト化が困難であ
るという欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、簡単
な回路構成と少ない部品点数で従来技術と同等以上の性
能が得られ、装置のローコスト化に役立つ撮像管のビー
ム電流制御（ロ）路を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、信号増幅機能のた
めの共通エミッタ形トランジスタ増幅器によりしきい値
特性とクリップ特性をも併せ持つようにすると共に、温
度補償をダイオードで行なわせるようにした点を特徴と
する。

以下、本発明による撮像管のビーム電流制御回路の実施
例を図面について説明する。

第３図は本発明の一実施例で、図において、２１１〜２
１６はＴｒ（）ランジスタ）　、　　２２１〜２３０は
抵抗。

２３１は可変抵抗、　　２４１．　２４２はコンデンサ
、２５゜はダイオードであり、その他の入力端子１．出
力端子２．入力端子３．正電源端子４．負電源端子５．
６などは第２図の従来例と同じである。

次に、この実施例の動作について説明する。

撮像管のターゲットから得られた信号電流工、は図示し
てないプリアンプで正極性の電圧に変換され、映像信号
として取り出されると共に、それが信号電圧■１として
入力端子１に供給される。

この入力端子１に入力された信号電圧ｖ１はエミッタホ
ロワ回路を構成するＴｒ　２１１によりインピーダンス
変換されてからコンデンサ２４１を介してＴｒ　２１３
のベースに印加される。このＴｒ２１３は、抵抗２２２
．　２２３．　　コンデンサ２４１．　２４２と共にク
ランプ回路を構成し、入力端子３に供給されているクラ
ンプパルスＣＰにより信号電圧ｖ、の黒レベルを共通電
位（アース電位）に固定する働きをする。

こうして黒レベルが固定された信号電圧ｖｌは工ミッタ
ホロワ回路を構成するＴｒ２１３を介して共通エミッタ
増幅回路を構成するＴ、　２１４のベースに印加される
。このとき、’ｖｒ２１３はインピーダンス変換機能を
はだすと共に、Ｔｒ２１４のベース・エミッタ間電圧■
□によるレベル変化を打消し、温度補償機能をはたす。

Ｔｒ２１４は上記したように共通エミッタ増幅回路を構
成しているから、そのベースにＴｒ２１３を介して供給
される信号電圧Ｖ、に対して反転増幅を行ない、その増
幅度は信号電圧Ｖ−と制御電圧Ｖｏとに必要な利得によ
って定められる。この回路で必要な利得は、このトラン
ジスタ増幅段と、さらに別の反転増幅Ｔｒ　２１６　Ｋ
よって与えられるようになっている。さらに、この増幅
回路において、第１図に示すしきい値■１とクリップ値
ｖｃＬによる特性も与えられるようになっている。

そこで、Ｔｒ２１４のエミッタとアースの間には抵抗２
２６が、■ｃｃｔ源端子との間には抵抗２２７がそれぞ
れ接続され、これによりＴｒ２１４のエミッタには抵抗
２２６と２２７の抵抗値Ｒ２２６と几２２７で電圧■、
を分割した電圧がしきい値電圧■ｌ（第１図のｖ、Ｉに
対応）として与えられると共に、このエミッタとアース
間には等価的に抵抗Ｒ３が挿入されることになる。そし
て、これらの電圧■８と等価抵抗Ｒ８の値は次式で与え
られる。

また、Ｔｒ　２１４のコレクタには抵抗２２５と直列に
ダイオード２５０が順方向に挿入され、さらに、この抵
抗２２５とダイオード２５０のアノード側との接続点か
らアースに対して抵抗２２８が挿入される。

ダイオード２５０は’ｒｒ　２１６のベース・エミッタ
間電圧の打消しと温度補償のために用いられ、几２２８
は、トランジスタ２１４が遮断状態のときトランジスタ
２１６にコレクタ電流を流しておくために用いられる。

従って、Ｔｔ　２１４のコレクタには、次式で表わされ
る直流電圧ｖｃ１とコレクタ抵抗ＲｃＩが等価的に与え
られることになる。

但し、■？：ダイオード２５０の順電圧次に、’ｒｒ　
２１４のコレクタには、Ｔｒ　２１５と可変抵抗２３１
からなるクリップ回路が接続され、さらに出力段の共通
エミッタ増幅回路を構成するＴｒ２１６０ベースに接続
されている。

そして、Ｔｒ２１６のエミッタは抵抗２２９を介して正
電源ｖｃｃの端子４に接続され、一方、そのコレクタは
抵抗２３０を介して負電源端子６に接続されている。

そこで、いま、Ｔｒ２１４が導通状態にあると、閾値ｖ
１を越える信号電圧Ｙ、に対する反転増幅動作が行なわ
れ、このときのＴｒ２１４のコレクタ電圧■ｃｍ４は次
式で与えられる。

そして、反転増幅なので（１２）式から明らかなように
、信号電圧Ｖ、が増加すれば’ｒｒ　２１４のコレクタ
電圧■。、４は低下する。

従って、いま、可変抵抗２３１で設定されているＴｒ２
１５のベース電圧をＶｅＬとすれば、Ｔｒ２１４のコレ
クタ電圧■ｃｍ４はＶ、、−ｖ。でクリップされる。

つまり次式が成り立つ。

Ｖｃｔ＋ａ　＝　Ｖｃｂ　　　Ｖｍｍ　　　　　　−四
囲・Ｑ＄但し、Ｖｍｍ　：　Ｔｒ　２１５のベース・エ
ミッタ間電圧 こうしてＴｒ２１４のコレクタに現われた電圧Ｖ（１２
１４は共通エミッタ増幅回路を構成するＴｒ２１６のベ
ースに供給され、反転増幅した信号をそのコレクタに制
御信号■ｏとして発生し、撮像管の第１グリツドに供給
されてビーム電流を制御する。そして、このときの制御
電圧ｖ０は次式で与えられる。

・・・・・・・・・・・・（１７０ 但し、Ｖ□：　Ｔｒ　２１６０ベース・エミッタ間電出 ■６：端子６の負電源電圧 以上の結果、入力された信号電圧■８の変化に対する出
力制御信号■。の変化状態は以下のようになる。

１）Ｖ、＜Ｖ虱のとき このときには、Ｔｒ２１４は遮断しているので、式（１
２）および（１４）　、それにＶＢｌｌ　＝　ＶＦとい
う条件から ・・・・・・・・・・・・０５） となる。

ＩＩ　）　Ｌ　＞　Ｖ−のとき このときにはＴ、　２１４は導通している。そこで、ま
ず、 （ａ）　　Ｔｒ２１４のコレクタ電圧がクリップされな
い範囲では（１０）式、　　（１２）式および（１４）
式により となる。

また、 Φ）　　Ｔｒ２１４のコレクタ電圧がクリップされる領
域では、（１３）式と（１４）式によりとなる。

従って、この第３図の実施例によれば、入力された信号
電圧■、に対して第１図で示す特性の制御電圧Ｖ０を発
生させることができ、第２図の従来例と同等のビーム電
流制御特性を得ることができる上、回路構成は大幅に簡
略化され、部品点数もはるかに少くすることができる。

なお、第３図の実施例で、Ｔｒ２１３のコレクタを負の
電源端子５に接続しているのは、Ｔｒ２１３によるクラ
ンプ動作を充分確実に行なわせるためであり、実用上は
Ｔ、２１３のコレクタをアースしても充分な動作が得ら
れる場合が多く、そのような場合には端子５をアースし
、負電源を省略することができる。

また、この第３図の実施例では、Ｔｒ２１４のエミッタ
にしきい値電圧Ｖ、を与えるために抵抗２２６と２２７
を用い、この結果、（９）式で与えられるエミッタ抵抗
ｌｔ、が等測的に与えられることになっており、このエ
ミッタ抵抗Ｒ１の存在によりＴｒ２１４の増幅度がその
エミック電流に依存した状態になるのが防止され、安定
した動作が得られるという効果がある。

さらに、この第３図の実施例では、抵抗２２８を設け、
これにより’ｌ”ｒ　２１４のコレクタ電流がほとんど
ゼロに近くなったときでもＴｒ２１６のコレクタ電流が
ゼロになることがなく、安定な動作が期待できるように
なっている。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な回路構成
と少ない部品点数によりビーム電流制御回路に必要な特
性を安定確実に与えることができるから、従来技術の欠
点を除き、撮像装置のローコスト化に極めて有効な撮像
管のビーム電流制御回路を容易に提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は撮像管のビーム電流制御回路に必要な特性の一
例を示した説明図、第２図は撮像管のビーム電流制御回
路の従来例を示す回路図、第３図は本発明による撮像管
のビーム電流制御回路の一実施例を示す回路図である。 １・・・・・・信号電圧の入力端子、２・・・・・・制
御電圧の出力端子、３・・・・・・クランプパルスの入
力端子、４〜６・・・・・・電源端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターゲット信号電圧に第１と第２の異なったしきい値を
   設定し、これらしきい値の間でだけ上記ターゲット信号
   電圧にほぼ比例して変化するビーム電流制御用の出力電
   圧を得るようにした撮像管のビーム電流制御回路におい
   て、上記ターゲット信号電圧を、ベース入力とした共通
   エミッタ形増幅回路を形成する第１のトランジスタと、
   該第１のトランジスタのコレクタとコレクタ負荷抵抗器
   との間に接続したダイオードと、上記第１のトランジス
   タのエミッタを所定の第１の直流電位に保つ手段と、上
   記第１のトランジスタのコレクタ電位を上記第１の直流
   電位と異なる第２の直流電位エミッタ形増幅回路を形成
   する第２のトランジスタとを設け、該第２のトランジス
   タのコレクタから上記出力電圧を得るように構成したこ
   とを特徴とする撮像管のビーム電流制御装置。