JPS6033336B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮像装置に係り、コリメーションを形成する電
圧比を電子ビームの走査位置に応じて変化させることに
より、必要な解像度を保ちつつ、画面周辺部では有効走
査面を大として画面周辺部での画面歪を改善しうる撮像
装置を提供することを目的とする。

静電収束型撮像管は一般に第１図に示すような電極構造
を持っている。

同図中、Ｋは電子ビームを放出するカソード、Ｇ，は電
子ビーム流のコントロールを行なう第１グリッド、Ｇ２
は電子ビームを通過させると共にＧ３以後の電極の高圧
を遮蔽している第２グリッドであり、これらの３電極部
においてカソードＫから放出された電子ビームが一度交
叉してクロスオーバを生ずる。この第２のグリッドＧ２
の孔を出た電子ビームは、第２グリツドと同電位である
ビームデイスのビーム制限孔Ｓを通過し、第３グリッド
Ｇ３、第４グリッド０４、第５グリッドＧ５により形成
される主レンズにより再度集東これターゲット（図示せ
ず）上で最小スポットとなる。また第５グリッドＧ５と
第６グリッドＧ６により形成されるコリメーションレン
ズにより集東された電子ビームは、ターゲット（アノー
ド）上で垂直にランディングするようにコントロールさ
れ、ターゲット上を走査する。このような動作をする静
電収束型撮像管は電磁収束型撮像管に比較して偏向ヨー
クのフオーカスコィルが省略できるため、小型軽量化が
容易であり、最近良く使用されるようになった。また、
カラーテレビジョンカメラの撮像管のように少しでも高
感度を要求される撮像管として用いる場合、必要な解像
度を保ちつつ高感度を実現するために入射光の利用率の
点から撮像管のターゲット面において有効走査面をなる
べく大きくする方が有利となる。しかし、このように有
効走査面を大きくすると、有効走査面のコーナー部で電
子ビームが撮像管のコリメーションを形成する電極に近
付いたりぶつかったりすることにより画面歪が発生し、
極端な場合、モニター画面のコーナー部の画像が得られ
なくなってしまうという欠点があった。なお、電子ビー
ムがターゲットに垂直に入射するようにメッシュ電極の
電圧を選定して、画面歪を発生しなくすることも考えら
れるが、撮像管の必要な解像度を保ちつつ高感度を現実
するための手段としては十分なものではなかった。本発
明は上記欠点を除去するものであり、以下第２図乃至第
６図と共にその一実施例について説明する。

第２図は本発明になる撮像装置の動作の基本原理を説明
するための撮像管電極構造の要部と等電位線を示す。

同図中、Ｇ５，Ｇ６は夫々第５グリッド、第６グリッド
、Ｍはメッシュ、Ｔはターゲットを示す。また第５グリ
ッドＧ５及び第６グリツド○ｓよりなるコリメーション
レンズによる等電位線は、例えば第２図に破線１あるい
は実線０で示す如くになる。すなわち、上記の等電位線
のうち第５グリッドＧ５の印放電圧Ｖ５と第６グリッド
の印加電圧Ｖ６との比拷（ただしＶ６＞Ｖ５）であるコ
リメーションを形成する電圧比を４・とすると、破線１
で示す等電位線が形成され、他方、コリメーションを形
成する電圧比を大とすると実線０で示す等電位線が形成
される。一般に電子ビーム走査面の大きさは水平・垂直
の偏向電圧により決定され、さらに偏向電圧が一定の場
合においてコリメーションを形成する電圧比を変化させ
ることにより、電子ビームは等電位面を直角によぎろう
と運動するので、それに対応して走査面が変化する。こ
こで、主レンズにより集東された電子ビームが第２図に
示す如く入射した場合、電子ビームは上記コリメーショ
ンを形成する電圧比が小のときにはＡで示す範囲内を走
査し、上記コリメーションを形成する電圧比が大のとき
には同図にＡ′で示す範囲内を走査する。有効走査面は
高感度を実現するためにはＡのように大きくとらなけれ
ばならず、他方、必要な解像度を得るには上記のコリメ
ーションを形成する電圧比を大きくとらなければならな
い。

しかし、このコリメーションを形成する電圧比を大きく
とって必要な解像度を得、しかも有効走査面をＡで示す
如くに広くとろうとすると、等電位線が第２図に実線Ｄ
で示される如くに形成されているから、特に画面周辺部
走査時の電子ビームが第２図の場合よりも広い範囲内で
入射しなければならなくなり第５グリッドＧ５の内壁に
ぶつかってしまい、画面歪が生ずる。そこで、本発明は
上記のコリメーションを形成する電圧比を変化させると
上記のように有効走査面が変化することに着目し、画面
の周辺部分（特に画面コーナー）ではコリメーションを
形成する電圧比を小として電子ビームが第５グリッドＧ
５の内壁等にぶつからないようにして画面歪を改善する
と共に、それ以外の画面部分ではコリメーションを形成
する電圧比を大にして必要な解像度を得るようにしたも
のである。第３図は本発明になる撮像装置の一実施例の
回路系統図を示す。

同図中、入力端子１に入来したテレビジョンカメラの水
平同期パルス（ＨＤ）、垂直同期パルス（ＶＤ）はパラ
ボラ波発生回路２に供給される。パラボラ波発生回路２
は、第４図Ｂに示す垂直同期パルスより同図Ａに示す如
く垂直走査周期の始めの部分と終りの部分でピークを有
するパラボラ波を発生すると同時に、同図Ｄに示す入力
端子１よりの水平同期パルスより同図Ｃに示す水平走査
周期のパラボラ波を発生する。なお、第４図Ａに示す垂
直同期パルスに同期したパラボラ波の波形中の縦線部分
が、同図Ｃに示す水平走査周期のパラボラ波を示すご従
つて、この水平走査周期のパラボラ波は、垂直走査周期
の始めの部分と終りの部分に存在し、かつ、その波高値
が第４図Ａに示す波形のェンベロープのように変化する
。このパラボラ波発生回路２の出力パラボラ波（三角波
でもよい）は補正波形発生回路３及３び混合回路４に夫
々供給される。補正波形発生回路３は第５図に示す如き
ブロック構成とされており、入力端子３１に入来した水
平走査同期と垂直走査周期のパラボラ波を混合回路３２
で混合した後スライス回路３３で適当なス４ライスレベ
ルでスライスして台形波に近似した補正波形を得、更に
この補正波形を出力回路３４を通して出力端子３５より
第３図に示す混合回路４、微分回路８に供給される一方
、結合コンデンサＣ，を介して静電収束型撮像管６の第
３グリッドＧ３及び第５グリッドＱに夫々印加される。

上記の糠像管６のアノードには直流電圧Ｖ，が印加され
、またカソードＫにはプランキング信号が印加され、更
に第１乃至第６グリッドＧ，乃至Ｇ６には高圧発生回路
５よりの高圧の直流鰭圧が印加される。また緑像管６の
第５グリッド公には結合コンデンサＣ，を介して補正波
形発生回路３の出力補正波形が印加されるが、これは第
４図０で説明したように垂直走査周期の始めと終り並び
に水平走査周期の始めと終りとで夫々高レベルとなる波
形であるのに対し、第６グリッドＧ６の印加電圧は一定
であるから、前記のコリメーションを形成する電圧比は
垂直走査周期の始めと終り並ょびに水平走査周期の始め
と終りとで夫々小となり、それ以外の期間は大となる。
従って、有効走査面の周辺部分では上記のコリメーショ
ンを形成する電圧比が小なので画面歪が改善されてビー
ムランディングが良くなり、周辺部分以外の有効走査面
部分はコリメーションを形成する電圧比が大なので高解
像度が保たれる。

第６図はモニター画面を示し、前記補正波形がない場合
（従来）は１０で示す如くにモニ夕画面のコーナー部に
おいて画面歪が生じていたが、本実施例によれば１１で
示す如く画面歪が改善される。また、第３図において、
混合回路４より上記の補正波形及びパラボラ波発生回路
２の出力パラボラ波の混合信号が取り出され結合コンデ
ンサＣ２を介して撮像管６の第４のグリッドＧ４に印加
される。これは、混合回路４を設けないで補正波形波発
生回路３の出力信号を撮像管６の第５グリッドＧ５に、
またパラボラ波発生回路２の出力パラボラ波を従来と同
様に所謂ダイナミックフオーカス波形として第４グリッ
ド○４に夫々別個に加えた場合は、上記したように画面
歪は改善されるが、従来のダイナミックフオーカス波形
によるビームスポットの均一性改善の電圧関係が上記の
補正波形の第５グリットＧ５への印加によってくずれる
ために、有効走査面の周辺部分においてビームスポット
が変化して解像度むらが生じてしまうことを防止するた
めである。そのため、浪合回路４を設けることによりダ
イナミックフオーカス波形として用いるパラボラ波に、
コリメーションを形成する電圧比を変化させるための上
記補正波形発生回路３の出力補正波形を混合し、これを
撮像管６の第４グリッドＧ４に印加することにより、第
４グリッド０４と第５グリッドＧ５との相対的な電位差
関係をダイナミックフオーカス波形による変化と同様に
してダイナミックフオーカス条件を満足して有効走査面
の周辺における解像度劣化を改善している。

撮像管６により撮像して得られたビデオ信号は、結合コ
ンデンサＣ３を介してプリアンプ７に供給される。

ここで、コリメーションを形成する電圧比を変化させる
ための上記補正波形を第５グリッド０５に印加した場合
、第５グリッドＧ５と第６グリッド０６、第６グリッド
Ｇ６とターゲットとの間における浮遊容量のために、上
記補正波形が微分されてターゲットに飛び込みビデオ信
号出力に飛び込み信号として現われてしまう。そこで、
本実施例では上記の撮像管６内における電極間の浮遊容
量と撮像管６の負荷抵抗とにより形成される微分回路の
時定数と同じ値の時定数を有する微分回路８により、コ
リメーションを形成する電圧比を変化させるための補正
波形を微分して、上記のビデオ信号出力に飛び込む補正
波形の微分出力と相殺するような極性でプリアンプ７に
供給する。従って、プリアンプ７より出力端子９へ取り
出されるビデオ信号中には上記の微分出力成分が除去さ
れて現われない。このようにして、コリメーションを形
成する電圧比を変化させるために撮像管６の第５グリッ
ドＧ５に補正波形を印加することによる不都合を防止し
得ると共に、コリメーションを形成する電圧比を変化さ
せることによって、有効走査面の周辺部分では画面歪を
改善でき、また周辺部以外の有効走査両部分では高解像
度を得ることができる。

なお、上記の実施例ではコリメーションを形成する電圧
比を変化させるのに第５グリッドＧ５に補正波形を印加
したが、第５グリッドＧ５には一定の直流電圧を印加し
第６グリッドＧ６に補正波形を印加してもよいことは、
コリメーションを形成する電圧比が第５グリッドＧ５と
第６グリッドＧ６との各印加電圧比であることから当然
である。また本発明は電子ビームの走査位置に応じてコ
リメーションを形成する電圧比を変化させるものである
から、電子銃はバィポテンシャル、ュニポテンシャル、
トライポテンシャルを問わず有効である。

なお、以上は静電集東電磁偏向型の撮像管について説明
したが他の型の緑像管でも本発明を適用でき、特にコリ
メーションを形成する電極がフオーカス電極を兼ねる電
磁集東電磁偏向型の撮像管（第７図に１２で示す）につ
いては、フオーカス電極にてコリメーションを形成する
電圧比を変化させる手段と補正信号（ダイナミックフオ
ーカス信号）により均一フオーカスを得る手段とを両立
させることができない。

しかし、第７図に示す如く上記撮像管１２のフオーカス
電極を兼ねるコリメーションを形成する電極○３以外の
コリメーションを形成する電極○４にてコリメーション
を形成する電圧比を変化させることにより、コリメーシ
ョンを形成する電極がフオーカス電極を兼ねる撮像管１
２にも本発明を適用することができる。なお、電磁集東
電磁偏向型撮像管１２の場合、コリメーショソ比を有効
走査面の周辺部分において大に変化させる場合も考えら
れる。上述の如く、本発明になる撮像装置は、被写体を
撮像管の有効走査面を大にして撮像してビデオ信号を高
感度に得る撮像装置であって、コリメーションを形成す
る電極以外にフオーカス電極を持つ構造の撮像管、ある
いはコリメーションを形成する電極がフオーカス電極を
兼ねる構造の撮像管ではフオーカス電極以外のコリメー
ションを形成する電極にてコリメーションを形成する電
圧比を、電子ビームの撮像管ターゲット面上の走査位置
に応じて有効走査面の周辺部分では相対的に小となり、
他の部分では相対的に大となるよう変化させる手段を有
するため、有効走査面の周辺部分では画面歪の発生を抑
えることができると共に他の部分では高解像度を保つこ
とができ、有効走査面全面に亘って先鋭なビームスポッ
トを得ることができ、また上記コリメーションを形成す
る電圧比の変化に応じて電子ビームスポットの均一性改
善のためのダイナミックフオーカス波形を同時に変化さ
せる手段を設けたため、上記コリメーションを形成する
電圧比を変化させることによって生ずる解像度むらを補
正でき、更に上記コリメーションを形成する電圧比の変
化に応じて撮像管の出力ビデオ信号中に混入する飛び込
み信号を、上記コリメーションを形成する電圧比を変化
させるための信号に基づいて打消す回路手段を設けたた
め、上記コリメーションを形成する電圧比を変化させる
ことによって生ずるビデオ信号への不要な飛び込みによ
る悪影響を補正できる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な静電集東型撮像管の電極構造を示す図
、第２図は本発明装置の動作の基本原理を説明するため
の撮像管電極構造の要部と等電位線を示す図、第３図は
本発明装置の一実施例を示す回路系統図、第４図Ａ〜Ｄ
は夫々第３図の動作説明用信号波形図、第５図は第３図
の菱部の一実施例を示すブロック系統図、第６図は従来
装置と本発明装置とのモニター上の画面歪の相違を示す
図、第７図は本発明装置の他の実施例を示す回路系統図
である。 １・・・・・・垂直同期パルス水平同期パルス入力端子
、２・・・・・・パラ発生回路、３・…・・補正波形発
生回路、６・・・・・・撮像管、８・・・・・・微分回
路、Ｋ・・・・・・カソード、Ｇ，〜○６・・・…第１
〜第６グリッド、Ｔ・・・・・・ターゲット。 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を撮像管の有効走査面を大にして撮像してビ
   デオ信号を高感度に得る撮像装置であつて、コリメーシ
   ヨンを形成する電極以外にフオーカス電極を持つ構造の
   撮像管のコリメーシヨンを形成する電圧比を、電子ビー
   ムの撮像管ターゲツト面上の走査位置に応じて有効走査
   面の周辺部分では相対的に小となり、他の部分では相対
   的に大となるよう変化させる手段を有するよう構成した
   ことを特徴とする撮像装置。 ２ 被写体を撮像管の有効走査面を大にして撮像してビ
   デオ信号を高感度に得る撮像装置であつて、コリメーシ
   ヨンを形成する電極がフオーカス電極を兼ねる構造の撮
   像管では、フオーカス電極を兼ねる電極以外のコリメー
   シヨンを形成する電極にてコリメーシヨンを形成する電
   圧比を、電子ビームの撮像管ターゲツト面上の走査位置
   に応じて有効走査面の周辺部分では相対的に小となり、
   他の部分では相対的に大となるよう変化させる手段を有
   するよう構成したことを特徴とする撮像装置。 ３ 被写体を撮像管の有効走査面を大にして撮像してビ
   デオ信号を高感度に得る撮像装置であつて、撮像管のコ
   リメーシヨンを形成する電圧比を、電子ビームの撮像管
   ターゲツト面上の走査位置に応じて有効走査面の周辺部
   分では相対的に小となり、他の部分では相対的に大とな
   るよう変化させる手段と、上記コリメーシヨンを形成す
   る電圧比の変化に応じて電子ビームスポツトの均一性改
   善のためのダイナミツクフオーカス波形を同時に変化さ
   せる手段とを有するよう構成したことを特徴とする撮像
   装置。 ４ 被写体を撮像管の有効走査面を大にして撮像してビ
   デオ信号を高感度に得る撮像装置であつて、撮像管のコ
   リメーシヨンを形成する電圧比を、電子ビームの撮像管
   ターゲツト面上の走査位置に応じて有効走査面の周辺部
   分では相対的に小となり、他の部分では相対的に大とな
   るよう変化させる手段と、上記コリメーシヨンを形成す
   る電圧比の変化に応じて撮像管の出力ビデオ信号中に混
   入する飛び込み信号を、上記コリメーシヨンを形成する
   電圧比を変化させるための信号に基づいて打ち消す回路
   手段とを有するよう構成したことを特徴とする撮像装置
   。