JPS6048859B2

JPS6048859B2 - 撮像管

Info

Publication number: JPS6048859B2
Application number: JP56172614A
Authority: JP
Inventors: 輝夫畫馬
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1981-10-27
Publication date: 1985-10-29
Also published as: JPS5873945A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、フェイスプレートに設けられた透明電極の面
積抵抗を利用して、映像信号の光電変換面上の位置を出
力として映像信号と同時に取り出すことができる撮像管
に関する。

従来の撮像装置においては映像信号の発生した画面内の
位置は電子ビームで走査を行なう側の信号から得ている
。

すなわち映像信号は、時系列的に取り出されるものであ
るから特定の映像信号について、その信号が存在する走
査線と走査線上の時間的位置により画面内の位置を推定
することができる。この考え方は走査線ごとに位置は不
変であり、水平走査の掃引波形の再現性が完全に保たれ
ていることを前提にするものである。なお、掃引波形に
再現性がない場合、信号から位置を導き出す方法は複雑
となる。

この方式は、前記前提が成立する限りにおいて、画像内
の映像信号の相対位置は特定されるので画像処理、解析
の手法として広く用いられている。

本発明の目的は電子ビームの掃引から映像信号の位置の
情報を得るのてはなく、光が入射する側に設けられた透
明電極層に設けられた信号取出電極から映像信号ととも
に、その信号の発生した位置の情報を取り出すことがで
きる撮像管を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による撮像管は、透
明なフェイスプレートを有する真空容器Ｊと、前記透明
なフェイスプレートの内面に形成された均一な面積抵抗
を有する透明電極層と、前記透明電極層の中心を囲むよ
うに４辺にそれぞれ独立して設けられた２対の取出電極
と、前記２対の取出電極て囲まれた前記透明電極層の表
面に形成ｉされた光導電層と、前記光導電層を走査する
電子ビームを放出する電子銃と、前記電子銃と前記光導
電層間で前記電子ビームを集束する集束手段と、前記電
子ビームが前記光導電面を掃引するように偏向する走査
手段と、前記一対の取出電極の出力から映像信号と、そ
の映像信号の発生した位置の情報を取り出す信号処理回
路から構成されている。

以下図面等を参照して、本発明による撮像管をさらに詳
しく説明する。

第１図は本発明による撮像管の実施例を示す縦断面図、
第２図Ａは撮像管の前端面を切断して示した断面図、同
図Ｂは透明電極と、取出電極の関係を示す図てある。

この撮像管１の円筒状の気密容器２の前面の透明な窓（
以下フエイスプレート３という。）内側には均一な面積
抵抗を有する透明電極４に第２図Ｂに示すように対向す
る二対の取出電極４１，４２および４３，４４が形成さ
れている。前記透明電極４は酸化錫または酸化インジウ
ム層で形成され、前記取出電極は銅またはアルミニウム
等の金属により形成される。前記透明電極４は後述する
ように映像信号を取り出すためには充分低い抵抗値を持
ち、電子ビームの位置を決定するためには相当な抵抗値
であるような面積抵抗が与えられている。

光導電層５は透明電極および取出電極４１〜４４の上に
形成され、三硫化アンチモン、酸化鉛などから成り、光
の照射によつて、電気抵抗値が低下させられる。

７は加速電極であり、電子銃６から放出された電子を前
記光導電層５に向けて加速する。

加速電極７および電子銃６のリード線は後端面のステム
部から後方に取り出されている。１０，１０は電子ビー
ムで前述した光導電層を走査するためめ偏向コイルであ
る。

これらのコイルに偏向電流を供給して、偏向磁界を形成
する。

前記電子ビームにより走査される部分を第２図Ｂの示す
破線４ａて囲んで示してある。４ａの領域を走査面また
は走査の領域ということにする。

なお走査の領域を前記取出電極に極端に近接させると、
後述する演算式で表わされる座標と現実のビームの入射
点の間に誤差が発生する。

そのため各取出電極により、囲まれ、かつ取出電極に極
端に接近していない領域をかりに走査領ｌ域４ａとする
。

この領域内の特定の領域のみを走査することもできる。
もつとも前記ずれの量は点ごとに確定できるから計算値
を補正することができる。

次に、前記構成による撮像管の動作例を信号処理回路と
ともに説明する。

第３図は前記撮像管１から信号を取り出す回路の実施例
を示す回路図である。

各取出電極４１，４２，４３および４４はそれぞれ抵抗
８１，８２，８３および８４を介して、電源８に接続さ
れており数十ボルトの正電圧が印加されている。

抵抗と電極の接続点はそれぞれコンデンサ８５，８６，
８７および８８を介して出フカ端子に接続されている。
取出電極４３と４４間には加算器１１、減算器１２が接
続され、加算器１１および減算器１２の出力は割算器１
３に接続されている。また取出電極４１と４２間には同
様に加算器１・４、減算器１５が接続され、それぞれの
出力端は割算器１６の入力端子に接続されている。

理解を容易にするために光導電層５上の位置を第４図に
示すようなＸ，ｙ座標により定義するものとする。Ｘ軸
は電極４３，４４に平行で、かつそれらから等距離にあ
る。ｙ軸は電極４１，４２に平行で同様にそれらから等
距離にある。今走査領域４ａ中のＰの示す点に電子ビー
ムがあたり、各電極から図示のような信号電流Ｉ，，Ｉ
。

，ｌ。およびＬが出力されているとする。ここで前記Ｐ
点の座標Ｘ，ｙ）および輝度が以下の各式で与えられる
ことを説明する。ｘ＝Ｋ，（Ｉ。

−１．）／（Ｉ３＋１４）ｙ＝Ｋ。

（Ｉ，−Ｉ。）／（Ｉ，＋Ｉ２）輝度＝Ｋ。

（Ｉ，＋Ｉ。＋Ｉ。＋１．）Ｐ点の輝度に対応して、当
該部分の光導電層５の抵抗が変わり、透明電極４に到達
する電荷は光導電層５の抵抗値によつて変わる。

透明電極に到達した電荷は取出電極４１〜４４を介して
Ｉ，＋Ｉ。

＋Ｉ。＋Ｉ，として、取り出されるから、Ｉ，＋Ｉ２＋
１ａ＋１．は輝度に対応する量になる。電極４１と電極
４２間の距離を２１とすると、電極４１と点Ｐ間の距離
はｌ−ｘ）電極４２と点Ｐ間の距離はｌ＋ｘである。Ｐ
点の電荷は取出電極４１〜４４に分流することになる。

そのうちＸ方向の電流に着目し、電流値は電極までの抵
抗値に反比例するので、次の関係が成立する。（ｌ−ｘ
）／（１ｆｘ）＝１３／Ｉ，Ｐ点がｙ軸上にあるときはＩ。

／１．である。前記式をＸについて解くと、ｘ＝（Ｉ。

−Ｉ。）・ｅ／（Ｉ。＋Ｉ。）同様にして、Ｐ点のｙ座
標は次式で与えられる。

ｙ＝（Ｉ，−１２）・ｌ’／（Ｉ，＋Ｉ２）電流Ｉ，
は加算器１１、減算器１２および抵抗４８に分流する。
それぞれの電流をＫ，Ｉ，，ｋ２Ｉ，，ｋ３Ｉ，とする
と、Ｉ，＝Ｋ，Ｉ，＋Ｋ。

Ｉ，＋Ｋ。Ｉ，が成立する。他の信号電流Ｉ。，ｌ３，
ｌ４についても同様に、１２＝ＫｌＩ２＋Ｋ２Ｉ２＋Ｋ
３＋Ｉ。，ｌ３＝Ｋ，Ｉ３＋Ｋ２Ｉ。＋Ｋ３Ｉ。，Ｉ。
＝Ｋ，Ｉ。＋Ｋ２Ｉ．＋Ｋ３Ｉ。が成立する。なお、前
記定数Ｋ，〜Ｋ。

は加算器１１と加算器１４の入カインピ−タンス、減算
器１２と減算器１５の入力インピーダンス、および抵抗
８１〜８４の抵抗値、コンデンサ８５〜８８の容量が等
しいことを前提としている。加算器１１ではＫ，（Ｉ，
＋Ｉ。）、減算器１２ではＫ，（Ｉ，−Ｉ。）が演算さ
れ、割算器１３から下式に示す出力が得られる。（Ｋ，
／Ｋ。

）・（Ｉ，−Ｉ。）／（Ｉ，＋Ｉ。）・・・１同様に
して割算器１６からは下式に示す出力が得られる。（Ｋ
，／Ｋ。

）・（Ｉ。−Ｉ。）／（Ｉ。＋Ｉ。）・・・２１式
に示す信号は、点Ｐ（７）ｙ座標に相当する信号であり
、２式に示す信号は点Ｐ（７）ｘ座標を示す信号である
。抵抗８１〜８４の抵抗値を等しいとして、それぞれの
端子間にＩ。，Ｉ。，Ｉ。，Ｉ，に比例する電圧が発生
する。コンデンサ８５〜８８の容量を等しくしてあるか
ら映像信号出力端子に接続されている負荷に次の式で表
わされる出力が得られフる。ｖ＝Ｋｎ（Ｉ，＋Ｉ。

＋Ｉ。＋１．）・・・３ただしＫｎは定数である。３
式に示すｖは前記Ｐ点の輝度に対応する電圧である。

このようにして走査にしたがつて光導電層から映像信号
とその映像信号発生の個所の位置に関する信号が順次同
時に出力される。以上説明したように、本発明による撮
像管を用いれば光導電層上に形成された映像の輝度の対
応する信号と、その位置に関する信号を同時に光導電層
から取り出すことが可能となる。

すなわち本発明による撮像管を用いれば、新規な画像処
理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像管の実施例を示す断面図、第
２図Ａは前記撮像管のフエイスプレートを切断して示し
た断面図、第２図Ｂは透明電極と取出電極の関係を示す
図、第３図は本発明による、撮像管を用いた撮像装置の
実施例を示す図、第４図は取出電極と撮像面中の位置を
規定する座標との関係を示す説明図である。１・・・光導電形撮像管、２・・・円筒状気密容器
、３・・・透明窓（フエイスプレート）、４・・・透
明電極、５・・・光導電層、６・・・電子銃、７・
・・加速電極、８・・・電源、９・・・コンデンサ、
１０・・・偏向コイル、１１・・・アナログ加算器、１
２・・・アナログ減算器、１３・・・割算器、１６・・
・割算器、１７・・・ステム、４１，４２，４３，４４
・・・取出電極、８１，８２，８３，８４・・・抵抗、
８５，８６，８７，８８・・・コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】１透明なフェイスプレートを有する真空容器と、前記
透明なフェイスプレートの内面に形成された均一な面積
抵抗を有する透明電極層と、前記透明電極層の中心を囲
むように４辺のそれぞれ独立して設けられた２対の取出
電極と、前記２対の取出電極で囲まれた前記透明電極層
の表面に形成された光導電層と、前記光導電層を走査す
る電子ビームを放出する電子銃と、前記電子銃と前記光
導電層間で前記電子銃を集束する集束手段と、前記電子
ビームが前記光導電面を掃引するように偏向する走査手
段と、前記一対の取出電極の出力から映像信号と、その
映像信号の発生した位置の情報を取り出す信号処理回路
から構成した撮像管。２前記信号処理回路は対向する電極にそれぞれ得られ
る電流の差を和で除した値により位置の情報を、各取り
出し電極の電流の和から映像信号を演算する回路である
特許請求の範囲第１項記載の撮像管。