JPS59204384A - テレビカメラ装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、テレビジョンカメラ装置に係り、特に３管式
カラーカメラなど複数個の撮１象管を用いたテレビカメ
ラにおいて、ディジタルフジストレージョンを行なうと
さに発生するシェーディングを補正する方法に関するも
のである。

〔発明の背景〕

従来より、放送業務など高品位な画質が要求される用途
では、多数の撮１象管を胴込た多管式カラーカメラが用
いられている。中でも、入力光を赤。

緑、青の三原色に分け、それぞれの色に撮像管を対応さ
せた圧管式カラーカメラが主に用いられている。これら
多管式カラーカメラでは、各撮像管の鑞子銃卵工誤差や
偏向コイルアセンブリの製作誤差さらにこの両者に関係
するが、偏向方式特有の電子光学的な歪によって各種画
像歪を生ずる。

これらの画像歪は、各撮像管によって特性が異なるため
、各画像間でずれを生じる。このため、各撮像管の画像
歪を補正し、画像を重ね合わせることが必要である。各
撮像管の画像を重ね合わせることをレジストレーション
調整という。以下レジストレーション調整の方法につい
て述べる。

撮１象管を用いたテレビカメラでは、撮像管の光導電膜
上に電子ビームを走査（偏向）させ、膜面に蓄積した電
荷を読み出すことにより信号を得ている。電子ビームの
偏向方式は、電界の力による静電偏向と、磁界の力によ
る電磁偏向とがある。

いずれの場合にも、第１図に示すような鋸歯状の電圧あ
るいは電流が作る静電場や磁場によって第２図に示すよ
うな走査線１によって走査面２を作る。この鋸歯状波を
偏向波形という。偏向には水平方向と垂直方向があシ、
前者を水平偏向、後者を垂直偏向という。水平及び垂直
の偏向は、それぞれ同期しているので第２図に示すよう
に常に同じ位置を走置する。このように亀子ビームの走
査は、偏向波形によって、その位置が決定されるので、
偏向波形を変化することにより、各撮像・Ｕの頂金補正
し、画１象が重なり合うようにレジストレーション調整
を行なっている。

偏向を変化する方法としては、偏向ｆ皮形（のこぎり波
）に同期した任意の波形を重畳する方法が主に用いられ
る。この任意の波形は、歪補正のために必要なビームの
移動量に対応した波形であるので、以下補正波形と称す
る。

近年、補正波形をディジタルメモリやＤＡコンバータな
どを用いて、ディジタル的に発生するディジタルレジス
トレーション方式が用いられるようになってきた。以下
ディジタルレジストレーション方式の一列を上げ説明す
る。

第３図に示すように画面を水平及び垂直方向にいくつか
の領域に分割し、各領域で独立に水平及び垂直のレジス
トレーションを調整できるようにしたものである。各領
域の中心点（図中の格子交点）３には、ららかしめ補正
に必要なデータが、ディジタルメモリに入力されており
、このデータを走査に同期して読み出し、ディジタル信
号からアナログ信号に変換して、補正波形を作るように
なっている。第４図にブロック図を示す。パルス発生回
路４から、同期した信号がアドレスカウンタ１１に送ら
れディジタルメモリ９のアト１／スが選択される。各領
域にディジタル的そり９のアドレスが割り当てられてい
るので、走査に同期して、データが読み出される。この
読み出されたデータはＤＡコンバータ８によシディジタ
ルからアｔＯグに変換されスムージング回路７を通すこ
とによってなめらかな補正波形を作る。この補正波形は
、加算回路６によって、偏向波形に重畳され、偏向コイ
ル駆動回路１０に送られる。偏向コイル駆動回路１０は
、偏向波形に比例した電流を偏向コイル１２に流すので
、撮像′管１３の電子ビームは最適の位置に偏向される
。このようにして各撮像管の歪を補正し、レジストレー
ション調整を行なう。

しかし補正データは、各領域に定められた一点にしかな
く、他の点においては、補正データを作る必要がある。

このため以下に述べるような補間が行なわれる。水平方
向に対しては、第５図（ａ）に示すように、ＤＡコンバ
ータからは、補正点における補正量１４に対して、図の
ような補正波形が出力される。この波形をサンプリング
の定理に基づき、サンプリング周波数の１／２のしゃ新
局波数をもフローパスフィルタを通すことにより、同図
（ｂ）の連続した補正波形が得られる。水平方向は上記
の説明のよへに補正点以外の点における補正データとロ
ーパスフィルタにより作り出している。

しかし垂直方向は、走査組構造のため時間的に連続では
ないため、ローパスフィルタによるスムージングができ
ない。そこで垂直方向の補正データ間の補正値は、最も
簡単な直線で補間する直線補間法式が、一般に用いられ
る。以下第６図を用いて、直線補間法について述べる。

第６図（ａ）は、画面の一部をとり出したものであり、
図の横線群は、走査線群１５を表わしている。図中軸２
８は、補正量を、２９．３０は、それぞれ水平方向及び
垂直方向を示している。なお、説明の簡略化のために、
補正データ点に対応した走査線１６，１７゜１８の間の
走査線は、（つまり補間される走査線は、）各々３本と
し、補正点１９〜２７のうち、補正点２３のみが図の矢
印の量を補正する場合を例に上げ説明する。このとき、
補正データをもつ走査線１６，１７．１８では、水平方
向の補間のところで述べたように、ローパスフィルタに
より連続したなめらかな補正波形が出力されている。

補正点２０，２３．２６を結んだ同じ水平位置における
各走査線での補正値は、第６図（ａ）の太線で示したよ
うに、直線的に変化している。つまり、同図Ａ−Ａ’の
断面は、たて軸に補正量をとると同図（ｂ）に示すよう
になる。Ａ−Ａ’以外の水平位置に対しても同様に、補
正データのある走査線間の補正値は、水平方向のスムー
ジングされた補正波形から直線補間されるようになって
いる。ここで補正データをもつ走査線上における補正デ
ータをＸｉ、次の補正データをもつ走査線上におけるｘ
ｌと同じ水平位置のデータをＸｚとすると、補正データ
をもつ走査線から１番目のＸＩ、Ｘ２と同じ水平位ｉｔ
における補正量Ｘ１は、Ｘ１＝Ｘ１＋□１　　・・・・
・・・・・（１）となる。ただしｎは補正データ金もつ
走査線から次の補正データをもつ走査線までの走査線数
である。このように補間された補正データは、−次式で
示すことができるので一次近似補間法とも呼ばれている
。第６図（ａ）に示したように補間された補正波形を偏
向波形に重畳したとき、第７図の撮像管の光導電膜面３
１上には第７図の実線上を走査することになる（点線は
、補正波形を加えないときの走査線位置）。直線補間法
を用いるとある任意の水平位置における走査線間隔は、
補正データをもつ走査線と次の補正データをもつ走査線
との間では、一定間隔になっている。例えば、第７図に
おいて、ＢＢ’における水平位置での走査線間隔は、走
査線１６と走査ａ１７の間では、一定である。これは、
走査線１７と１８の間においても同様である。

しかし、このように画像歪の補正を行なうと、水平方向
に対しては、ビームの鑞荷読み出し速度が、垂直方向に
対しては、走査線間隔（走査線密度）が変化するので、
出力信号が変化する。水平方向の補正波形は、ローパス
フィルタによりなめらかになるので出力信号の変化は、
なめらかになり、あまシ問題とはならない。しかし、垂
直方向に関しては、補正データが一次近似であるために
データをもつ走査線を境にして急激に変化する。

第６図（ａ）に示すように補正を行なった後の出力信号
のようすを第８図に示す。同図の軸３２は、出力信号量
を表わしており、軸２９．３０は第６図（ａ）と同様に
、水平方向及び垂直方向を示している。

図からもわかるように、補正データをもつ走査線１６．
１７．１８を境にして急激に出力信号は変化している。

図中で、太実線の断面上の信号出力を垂直方向に描いて
みると第９図のような波形となる。

このような出力信号の変化は、モニタ画面上では、シェ
ーディングとよばれる輝度むらとなり、非常に目立ちや
すい。圧管式カラーカメラの場合には、色シェープイン
之となシ画面上では一様な色にはならない。

従来は以上のように、−次近似のディジタルレジストン
−ジョンを行なうことによりこのようなシェーディング
が発生するため、その油止ｔを多くとることができない
という欠点があった。

〔発明の目的〕

不発明の目的は、このシェーディングを補正することに
よシレジストレーションの補正範囲を増大することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の原理について詳細に説明する。信号電流は、光
導電膜面上に蓄えられた電荷が電子ビームの走査によっ
て放電されるときに流れる電流である。すなわち、電子
ビームによシ放電される電荷の量が大きいほど出力電流
は大きくなろう以下第１０図を用い、シェーディングの
発生機構について述べる。撮像管の膜面３９上を成子ビ
ーム４０が左から右へ走査する場合を考える。横線群４
１は走査線群を衣わしている。成子ビーム４０の直径は
、実際には広がりをもっているが、説明の簡略化のため
に円筒状とし、かつその直径ａは、走査線間距離ｔより
も大きいものと仮定する。−走査前の電荷は、すでに電
子ビームによって電荷が放電されているので、走査線４
２でよみ出される出力信号直流は、斜線部分で示したー
走査前の走査線４３とで囲まれる部分の電荷が放電する
量になる。

前述のように、補正を行なうと水平方向に対しては、走
査速度が、垂直方向に対しては、走査線密度が変化する
のでシェーディングが発生する。

これを定量的に解析すると次のようになる。とシ出され
る電荷に対する出力゛成流工８は、で与えられる。ただ
しＱは光導電膜面上に蓄積された電荷量である。ここで
光導電膜面上に一様に光が当たっている場合を仮定する
と、単位時間当りによみ出される電荷ｄＱは、 ｄ　Ｑ＝ｌ−ｖ　−Ｑ　ｏ　・ｄ　ｔ　　　　　−、、
、、、、、、（３）となる。（３）式ヲ（２）式に代入
すれば、Ｉｓは、Ｉ　ｓ　＝　ｔ　°ｖ、−Ｑ　ｏ　　
　　　、、、、、、、、、（４）となる。たたし、ｔは
走査線間距離、■はビームの速度、ＱＯは単位面積当９
の電荷量である。よって（４）式よシ、光導電膜よりと
り出される出力信号電流は単位面積当りの電荷量が一定
の場合には、を及びＶに比クリする。

ここで補正を行なったとき出力信号電流に及ぼす影響に
ついて考察する。ビームの変位量は偏向波形に重畳する
適正波形に比例するものと考えれば、補正波形による出
力信号の時間的変化分つまりシェーディングの量は、次
式となる。

（５）式からもわかるように走査線間距離を及びビーム
の走査速度Ｖに比例した量のシェーディングが発生する
。つまりシェーディングの量は、補正波形の微分量に比
例する。よって補正波形により発生子るシェープイン２
を補正するためには、補正波形を微分した波形で出力信
号を変化させれば、シェーディングを補正することがで
きる。

実施例 第１１図は、本実施例を示すブロック図である。

前述の従来の方式と基本的な構成４〜１３は変わらない
が、スムージングされた波形を微分回路５４に入力し、
この出力波形で、増幅４４５の利得を制御すれば、ディ
ジタルレジストレーション調整を行なうことによシ発生
する不要なシェーディングを打ち消す回路を構成できる
。

以下微分回路について説明する。水平方向については、
ＤＡコンバータ８の出力波形をローパスフィルタによシ
スムージングした波形が補正波形となる。つまり時間的
に連続波形であるから、補正波形を、第１２図の（ａ）
あるいは（ｂ）に示す回路で直接微分すればよい。しか
し垂直方向の補正では、時間的に連続波形ではなく、−
水子周期（−走査周期）毎にサンプリングされた波形と
なる。よって、微分回路５４は、水平の場合と異なシ、
現在の水平位置と前の走査線と同じ位置における補正波
形の差を演算して得なければならない。よって、垂直方
向のシェーディング補正波形を作る微分回路は、第１３
図に示す構、成となる。補正波形を、ディレーラインあ
るいはＣＯＤ等の遅延素子による遅延回路４６に通して
１水平期間遅らせ、この波形と補正波形との差を、差動
増幅回路４７によって作り出せば、シェーディング補正
波形を作ることができる。

以下第１４図を用いてディジタルレジストレーションを
行なったときの、垂直方向におけるシェーディング補正
の具体例について述べる。画面を図の点線のように水平
、垂直に３分割し、走査線数が９本の場合を考える。中
心点における補正点４８のみ矢印の方向に電子ビームを
移動するものと仮定する。このときの補正波形は、第１
５図（ａ）のようになる。図中の・印は、第１４図の補
正点４８〜５６にそれぞれ対応している。補正点以外の
点は、点線で示したように垂直成分は、直線的に補間さ
れている。

前述のように、出力信号は、前の走査線と現在の走査線
との距離に比例する。よって直線補間を行なったときの
出力信号、の波形は、第１５図（ｂ）に示す（波形）と
なる。補正波形を遅延させた波形を同図（Ｃ）、また同
図（ａ）の波形より同図（Ｃ）の波形を差し引いた波形
を同図（ｄ）に示す。この波形で第１１図の増幅器５５
の利得を変えれば、第１５図（ｅ）に示すように同図（
ｂ）の補正波形により現われた不要な出力信号を打ち消
すことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ディジタルレジストレーションを行な
うことにより発生する不要なシェーディングを簡単に補
正することができる。よって従来の方法よりディジタル
レジストレーションの補正敞を多くとることができるの
で、撮像管あるいはコイルアセンブリを選別できる範囲
が広がるので経済性、効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏向波形、第２図は走査の説明図、第３図〜第
９図はディジタルレジストレーションを説明するための
図、第１０図〜第１５図は本発明を説明するための図。 ｌ・・・走査線、２・・・走査面、３・・・補正点、４
・・・同期信号発生回路、５・・・偏向波形発生回路、
６・・・加算回路、７・・・スムージング回Ｌ　　８・
・・ＤＡコンバータ、９・・・ディジタルメモリ、１０
・・・偏向コイル駆動回路、１１・・・アドンスカウン
タ、１２・・・閣内コイル、１３・・・撮１家管、１４
・・・補正データ、１５・・・走査線群、１６〜１８・
・・補正データをもつ走査線、１９−７２７・・・補正
点、２８・・・補正量、２９・・・水平方向、３０・・
・垂直方向、３１・・・光導電膜面、３２・・・出力信
号量、３９・・・光導電膜面、４０・・・亀子ビーム、
４１・・・走査線群、４２・・・現在の走査線、４３・
・・−走査前の走査線、４４・・・微分回路、４５・・
・増幅器、４６・・・遅延回路、４７・・・差動増幅回
路、４８〜５６・・・補正点。 代理人　弁理士　高Ｉ未− 第　１　図 爾２　四 （ｂ） ｙ　７　区 第９　図 第　１４　　図 第１頁の続き ■出　願　人　日立電子株式会社 東京都千代田区神田須田町１丁 目２３番２号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像管と同数の成子ビーム走査手段をもう、かつ走査ビ
   ームの移動を補正波形により制御することのできる機能
   と信号レベルを可変できる機能を具備するテレビカメラ
   において、該補正波形を微分するための回路をもち、こ
   の出力波形に比例して１蕗号レベルを変化するようにし
   たことを特徴とするテレビカメラ装置。