JPS597809Y2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は撮像管のターゲットの温度変化に対応してター
ゲット電位を制御し適正なターゲット動作電位に設手す
る温度補正機構を備えた撮像装置に関するものである。

第１図は光導電型撮像管を用いた撮像装置の要部の簡略
図であって、撮像管のフェースプレート１の管内面側に
は透明導電膜３及び光導電膜４からなるターゲット２が
形或され、一方管の他端側には電子銃構体５による電子
ビーム発生装置が配置されている（電子ビームの発生制
御機構は省略してある）。

光導電膜は光の入射しない状態では非常に高い抵抗を有
しており、直流電源から負荷抵抗ＲＬを通してターゲッ
ト電位Ｅが印加される透明導電膜の走査側との間には分
布定数的に一定の容量が生じている。

しかしながら光導電膜の面に沿う抵抗値は非常に高いた
め、画素ごとに独立した容量が生じていると考えてよい
。

そこでこの光導電膜には第１図の部分拡大図に示す如く
、画素ごとにＣＲ回路ができていると見做し得る。

但し固体シリコンを基体とする光導電膜の類では予め各
画素を絶縁分離したものもある。

このような光非照射時に於でＮＴＳＣ方式では走査電子
ビームは１フレーム１／３０秒ごとに同一画素地点に復
帰し、光導電膜の走査側表面は電子銃の陰極電位と略一
致して平衡し、信号出力端子には設定したターゲット電
位に依存する暗電流分のみが流れる。

光学レンズを通して光導電膜に光が入射すると、光導電
膜中に於で入射光量子に対応するキャリアが励起されて
抵抗Ｒの値が低下し、容量Ｃの走査側表面電位が上昇す
る。

このように走査直後は一様に略陰極電位であった光導電
膜の表面には入射光量に対応した電荷パターンが形或さ
れ、次の走査ビームによって各画素の光量に対応する電
流Ｉｓが出力信号として取り出される。

ところでこのような光導電膜は元素周期律表の第ＩＩ，
ＩＶ， Ｖ，■族、すなわちＺｎ， Ｃｄ， Ｓｉ，
Ｇｅ， Ｐｂ， Ａｓ， Ｓｂ， Ｓ，Ｓｅ， ＴＩ
等からなる複合化合物或は酸化物が主として用いられる
が、之等の材料からなる光導電膜は一種の半導体として
見た場合、その周囲温度の変化によって各種トラップレ
ベルや再結合中心等を含むエネルギーバンド構造が変化
するためにこれを画像伝達としての撮像管の充電変換部
に適用する場合、周囲温度の変化によって種々の特性変
化を生ずる。

すなわち光カット時に流れる暗電流の値、光入射及びカ
ット時に対応する信号出力の瞬時的な遅れ即ち残像の値
、一定時間パターンを撮像後パターンを移動した時の元
のパターンの残留映像即ち焼付の種類と程度及び映像伝
送に付ずいする各種映像欠陥等の諸特性は温度の変化に
応じて変化する。

一般に上記諸特性はターゲット電位によっても大きく変
化するので実際の動作に際しては之等諸特性が最も満足
し得る範囲、即ち適正ターゲット電位に設定される。

この適正ターゲット電位は用いる光導電膜によっても異
なるが一点だけではなくて一定の巾を有する範囲が見込
まれることが多い。

従って周囲温度が変化した場合この適正ターゲット電位
及びその範囲の巾も又変化する。

第２図はセレン化カドミウムを母体とする光導電膜を使
用した撮像管の周囲温度変化に対する適正ターゲット電
位の変化を示すもので（図の斜線の範囲内）、温度上昇
と共に適正ターゲット電位は低下しその範囲の巾は狭く
なることがわかる。

今温度Ｔが室温２５゜Ｃでターゲット電位Ｅ１をＡに設
定した状態から温度Ｔが−ｉｏ’ｃ或は＋５０゜Ｃに変
化した場合、このＡ点は明らかに適正ターゲット電位の
範囲外となり適正な映像を得るためにはターゲット電位
Ｅ１を温度に応じて夫々Ｃ点或はＢ点に設置し直す必要
がある。

従って安定な温度環境の下での撮像が望めない場合、即
ち冬季厳寒下或は夏季炎天下又は人工的な温度変化に対
応して常に適正な映像を望む場合は使用する光導電膜の
温度変化に対応してターゲット電位を適正な範囲内に再
設定することが必要となる。

これをターゲット電位の温度補正又は温度補償と称して
おり、この温度補正が不充分であれば殊にカラー映像の
場合甚々しく画質を低下させる。

そこでこのような温度補正に関して多くの提案が為され
ており、例えば第３図に示すような温度補正回路を有す
る撮像装置が特開昭５１−４０８１２号公報に於て提案
されている。

第３図に於で、信号電極となる透明導電膜及び光導電膜
からなるターゲット１２の横層されたフェースプレート
１１の近傍に配置されるサーミスタ１３はフェースプレ
ート近傍の温度変化を受けて抵抗変化を生ずる。

信号電極に印加されるターゲット電位は定電圧電源１４
の負荷抵抗１５とトランジスタ１６による分圧回路で得
られているために、トランジスタ１６の動作点を制御す
ることによって変動する。

従って定電圧電源１７の負荷抵抗１８とサーミスタ１３
による分圧回路の分圧点１９の電圧変化により、トラン
ジスタ１６のベース電圧２０を制御すればトランジスタ
１６はサーミスタ１３の抵抗変化に応じてターゲット印
加電圧を制御することができる。

このように第３図に示す温度補正回路はサーミスタ１３
を主体とする温度検知素子とトランジスタ１６を主体と
する変換制御素子とから構或されている。

しかしながらこのような温度補正装置では温度検出素子
としてのサーミスタの温度による抵抗変化が直線的では
なく指数関数的に変化するために用いる光導電膜の温度
による適正ターゲット電位特性に合致させることが困難
であり微妙な調整が期し難いこと、補正曲線のバラツキ
が大であること、温度変化に対する応答があまり早くな
いこと等の問題があった。

エミツタ接地のトランジスタに於て、ベース〜エミツタ
間の飽和電圧は一定の温度特性を有している。

第４図は東芝製トランジスタ２ ＳＣ ５０５の温度Ｔ
によるベース〜エミツタ間の飽和電圧ＶＢ−６の特性変
化を示すもので−５０゜Ｃから１００’ Ｃに至る温度
範囲でほぼ直線的な変化を示している。

従ってこのようなトランジスタの温度による特性変化が
電圧の変化としてプロットされ且つ撮像管の適正ターゲ
ット動作電位範囲の温度による変化特性と相関合致させ
得れば特に従来のような別個の温度検知素子は不要とな
る。

第５図は温度補正機構の原理を示すもので、温度補正機
構は撮像管のフェースプレート３１の一面に形或された
透明導電膜及び光導電膜からなるターゲット３２とター
ゲット電位供給源である定電圧電源３４との間に挿入さ
れ、その最小構或要素としては、トランジスタ１個、固
定抵抗２個、可変抵抗２個からなるものである。

トランジスタ３３は東芝製２３Ｃ ５０５を使用しエミ
ツタ接地方式で動作する。

またＲＡは固定バイアス抵抗、ＲＢはベース抵抗、ＲＬ
は固定負荷抵抗、ＲＥはエミツタ抵抗であり、撮像管と
しての信号出力は結合コンデンサＣを通して端子３５よ
り増巾器（図示せず）へ導かれる。

このような撮像管ターゲットの温度補正機構に於て、例
えば室温２５゜Ｃを基準としベース抵抗ＲＢを可変して
撮像管のターゲット電位を適正動作範囲内に設定する。

この状態は第４図の温度Ｔとベース〜エミツタ間飽和電
圧ＶＢ−Ｅ特性に於るＡ点に相当し、この状態から温度
が５０’Ｃに上昇した場合エミツタ〜ベース間の飽和電
圧ＶＢ−１はＢ点まで下がる。

従ってこれに伴ってコレクタ電流は増加しコレクタ電圧
は低下する。

逆に温度が−１０゜Ｃに下がった場合は上記と全く逆の
現象でエミツタ〜ベース間の飽和電圧ＶＢ−９はＣ点ま
で上昇し、コレクタ電流は減少しコレクタ電圧は上昇す
る。

また之等Ａ点を中心とするＢ−Ｃ間はほぼ直線的に変化
する。

撮像管のターゲット電位はこのコレクタ電圧を入力して
いるためこの入力電圧の変化分はそのまま撮像管のター
ゲット電極へ伝達される。

ここで第２図に示すような温度による適正ターゲット電
位動作範囲の特性がほぼ直線的であれば第４図に示すよ
うなトランジスタ３３の温度Ｔによるエミツタ〜ベース
間飽和電圧Ｖ，，の特性と方向的に一致し、従って撮像
管の適正ターゲット電位動作範囲の温度による補正力巾
動的に実施される。

しかしながら第２図に示す両者の特性が直線的であって
も各Ｃ−Ａ−Ｂ点を結ぶ線の傾きが異なる場合は適正な
温度補正が行なわれなくなる。

この傾きの差異はトランジスタ側の調整、すなわち第５
図のエミツタ抵抗ＲＥを可変することによって調整され
る。

第６図は第５図におけるターゲット電位Ｅ１の変化を示
すもので、エミツタ抵抗ＲＥを変化させた時の温度Ｔに
よるターゲット電位ＥＴの変化を示したものである。

第６図から明らかなようにエミツタ抵抗ＲＥを可変調整
して第２図に示すような温度による適正ターゲット電位
動作範囲の特性の傾きと略一致させることができる。

次に第２図に示す温度による適正ターゲット電位動作範
囲特性が直線的ではなくある曲線を有する場合は第５図
に示すような装置では適正な温度補正を行なうことは困
難である。

即ちトランジスタ３３を中心とする第６図に示す特性は
何れもほぼ直線的な特性であって、これが第２図に示す
適正ターゲット電位動作範囲内と必らずしも一致しなく
なる問題を本考案者らは確認した。

本考案は以上の点に鑑みてなされたもので、本考案の撮
像装置の各トランジスタは温度変化に対応しエミツタ〜
ベース間の飽和電圧の特性が直線的に変化するものであ
るから、温度変化による適正ターゲット電位動作範囲特
性が直線的でなくある曲線を有する場合にも、撮像管の
ターゲット電位が温度変化に対して多段状に変化し、適
正な温度補正を行なうことができる撮像装置を提供する
ことにある。

すなわち第５図に示すような温度補正機構を一単位とし
て例えば直列に２段接続することにより一つの偏曲点を
有する特性を得ることができる。

要するに本考案は、第６図のエミツタ抵抗ＲＥにより基
準点を中心として傾きが変化することを利用するもので
、第７図に示すように基準点を同じく室温２５゜ＣのＡ
点に設定し一方の補正機構によって温度Ｔによるターゲ
ット電位Ｅ１特性にイの如き傾きを与え、他のもう一方
の補正機構によって口の如き傾きを与えると結果として
之等両者は合或されて点線の八で示すような基準点Ａを
偏曲点とする補正特性を得ることができる。

第８図は本考案の実施例を示すものであって、第１のト
ランジスタ４０及び第２のトランジスタ４１を２段直列
に接続した温度補正機構である。

第８図において、例えば室温２５゜Ｃを基準として固定
バイアス抵抗ＲＡ１と可変ベース抵抗ＲＢと等からなる
可変バイアス電源回路即ち第１のトランジスタ４０の可
変ベース抵抗ＲＢを調整して適正ターゲット動作電位に
設定する。

次いで第１のトランジスタ４０の第１の可変エミツタ抵
抗ＲＥ８及び第２のトランジスタ４１の第２の可変エミ
ツタ抵抗ＲＥ２を夫々調整すれば之等両者の積により第
７図に示すような基準温度を偏曲点とする特性が得られ
る。

従ってこの特性が使用するターゲットすなわち光導電膜
の温度による適正ターゲット電位動作範囲特性の範囲内
に合致するように調整すれば適正ターゲット電位の温度
補正が行なわれることになる。

第８図に於て、エミツタ抵抗は夫々約数ＫΩの可変抵抗
であれば殆んどの光導電膜に充分適用できることが確認
された。

本考案の温度補正機構を有する撮像装置は従来の例えば
第３図に示すような．温度補正機構を有する撮像装置と
比較して以下のような効果を有する。

すなわち夕一ゲットの温度変化に対応するターゲット電
位の変換制御機構が温度検知機構を兼ねて同一的に構或
されており従って従来のような温度検知素子としてのサ
ーミスタは不要であり装置が非常に簡単であること、温
度特性がサーミスタのような指数関数的ではなく温度に
比例する直線的でありまたその傾き及び偏曲特性等も調
整できるので使用する光導電膜に応じて微妙な調整が可
能であること、さらに各トランジスタは温度変化に対応
しエミツタ〜ベース間の飽和電圧の特性が直線的に変化
するものであるから、温度変化による適正ターゲット電
位動作範囲特性が直線的でなくある曲線を有する場合に
も、撮像管のターゲット電位が温度変化に対して多段状
に変化し適正な温度補正を行なうこと、温度変化に対す
る応答が早い等の実用的価値極めて大なる効果を有する
。

従って本考案の温度補正装置を有する撮像装置によれば
、周囲温度の変化に対して常にターゲット電位の適正動
作範囲内で動作させることができる。

また、第８図において可変ベース抵抗ＲＢ、第１の可変
エミッタ抵抗ＲＥ１、及び第２の可変エミツタ抵抗ＲＥ
２は共通端子例えばアースに接続されている。

さらに、固定バイアス抵抗ＲＡ１、第１の固定負荷抵抗
ＲＬ０、及び第２の固定負荷抵抗ＲＬ２はターゲット電
位供給源である定電圧電源の出力端子に接続し、コンデ
ンサは出力端子即ち出力信号取出端子に接続している。

尚、本考案の撮像装置を実際に適用するに際しては、場
所による温度変化の相関性が得られれば温度補正機構は
必らずしも光導電膜の近辺に位置？せる必要はない。

例えば光導電膜と撮像管をとり囲むコイルアセンブリ装
置との温度は約５゜Ｃ異なって相対的に変化することが
確認されている。

従って本考案の温度補正機構がテレビカメラ内のどの位
置に配置されていても、使用するテレビカメラの対応部
と光導電膜の温度とが相対的に変化する限りこれに合致
するように調整することができ、従って常に適正ターゲ
ット電位動作範囲内で動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光導電型撮像管の動作を説明するための簡略図
、第２図は光導電膜の温度Ｔによる適正夕−ゲット動作
電位Ｅ１の範囲の変化を示す特性図、第３図は従来の温
度補正機構を示す簡略図、第４図は本考案の実施例に係
わりエミッタ接地トランジスタ２ ＳＣ ５０５の温度
Ｔによるエミッタ〜ベース間飽和電圧ｖ１．−Ｂの変化
を示す特性図、第５図は温度補正機構の原理図を示す簡
略図、第６図は第５図に於でエミツタ抵抗ＲＥを変化さ
せた時の温度Ｔによるターゲット電位ＥＴの変化を示す
特性図、第７図は本考案の実施例を示すものであって第
６図に於る温度Ｔによるターゲット電位Ｅの変化の組合
せを説明するための簡略図、第８図は本考案の実施例を
示す簡略図である。 ３１・・・フェースプレート、３２・・・ターゲット、
３３・・・トランジスタ、３４・・・定電圧電源、３５
・・・出力信号取出端子、４０・・・第１のトランジス
タ、４１・・・第２のトランジスタ、ＲＡ１・・・固定
バイアス抵抗、ＲＢ・・・可変ベース抵抗、ＲＬ１・・
・第１の固定負荷抵抗、ＲＬ・・・第２の固定負荷抵抗
、Ｒ８・・・第１の可変エミツタ抵抗、ＲＥ２・・・第
２の可変エミツタ抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の固定負荷抵抗を介して定電圧電源の出力端子に接
   続されたコレクタ、可変バイアス電圧回路に接続された
   ベース、第１の可変エミツタ抵抗を介して前記定電圧電
   源の共通端子に接続されたエミツタからなる第１のトラ
   ンジスタと、前記第１のトランジスタのコレクタに接続
   されたベース、第２の固定負荷抵抗を介して前記出力端
   子に接続されかつターゲットにターゲット電圧を供給す
   るように接続されたコレクタおよび第２の可変エミツタ
   抵抗を介して前記共通端子に接続されたエミツタを有す
   る第２のトランジスタとを具備し、前記第１のトランジ
   スタおよび前記第２のトランジスタとによりターゲット
   電圧を温度に対して実質的に直線的に変化するように補
   正してなることを特徴とする撮像装置。