JPS61187485A - テレビジョンカメラの補正方法 - 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、多管式テレビジョンカメラの光学装置（ズー
ムレンズ、色分解プリズム）の倍率色収差に起因するレ
ジストレーシ璽ンずれの補正に関するものである。

〔発明の背景〕

第１図に３管式カラーテレビジ盲ンカメラの構成を示す
。

第１図に示すように、３管式カラーテレビジ璽ンカメラ
においては、被写体１をズームレンズ２を通して撮像し
、得られた光学偉を色分解プリズム３によって赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の画像に分離した後、各
々個別の撮像管で電気信号に変換する。こうして得られ
た各々の原色信号は信号処理回路７を経て受像側へ送り
出される。終端の受像側ではこの３枚の原色信号を１枚
に重ね合せて再生画像８を得る。

カメラ側での原色信号の重ね合せをレジストレージ百ン
ト呼ぶカ、このレジストレージ冒ンハ一般に下記の原因
によってずれる。（レジストレージ冒ンずれ） （１）ズームレンズ、色分解プリズム等の光学装置で生
じる倍率色収差。

（２）撮像管、偏向コイルの画像歪特性のばらつき。

上記（２）に起因するレジストレージ璽／ずれに対して
は、従来、第１図の偏向回路６の偏向波形に鋸歯状波や
パラボラ波等の補正波形を重畳Ｑ１撮撮像管上の電子ビ
ームの位置を変更することにより補正する方法がとられ
ている。また、最近ではディジタル・レジストレージ璽
ン補正方式と呼ばれる方法特開昭５７−２１６６号公報
）を用いることにより、きわめて高精度な補正が可能と
なりた。

上記（１）に起因するレジストレージ會ンずれについて
は、他の要因が静的型であるのに対し、（１）が動的に
変化する歪であることから、検討はされつつも事実上補
正の対象外とされてきた。

しかし、近年、高品位テレビカメラの開発をはじめとし
たテレビカメラの高性能化に伴って、上記（１）がテレ
ビジランカメラのレジストレージ璽／ずれの主要因とな
ってきた。従って、上記（１）の光学装置の倍率色収差
によるレジストレージ−ｗｙずれを補正することは、い
まやテレビジョンカメラの総合性能向上のために必要不
可欠の味題となっている。

第２図に光学装置の倍率色収差の一般的な特性を示す。

同図に示すグラフの縦軸はレンズを通して撮像した際の
結像面上での光軸Ｏからの距離（画高）ｈであり、横軸
はｈにおける緑色像の結像点を基準とした赤もしくは實
色像の結像点のずれ、すなわち倍率色収差の大きさＥ（
ｈ）を示している。

倍率色収差は一般に光軸を中心に放射状に生じ、その大
きさは光軸を中心とした同心円上で相等しくなる。

また、倍率色収差はレンズの絞り、焦点距離、被写体距
離等の変化に応じて、８２図の特性曲線９〜１２のよう
にさまざまに変化する。

第２図特性曲線９のように倍率色収差が画高りの上昇に
伴い（＋）側へわん曲する特性をもつ場合、それによる
レジストレージ冒ンずれは第３図（ｂ）のようにいわゆ
るピンク、シ曹ノ形となる。

逆に、第２図の特性曲線１１．１２のように（−）側へ
わん曲する特性をもつ場合は第３図（Ｃ）のようにバレ
ル形となる。また、第２図の特性曲線１０のように倍率
色収差が直線的な特性をもつ場合、レジストレージ冒ン
ずれは第３図（ａ）のように画角を縦横等率に拡大（ま
たは縮小）するずれとなる。

ところで、倍率色収差を補正する方法として、従来は第
４図に示すように、倍率色収差の特性曲線１３を破線１
４のような直線で近似し、この直線に対応する補正波形
をつくり、これを偏向回路の電子ビーム偏向波形に重畳
して補正する方法がとられてきたＣ特開昭４９−８７２
３７号公報）。

この場合、補正後のずれの残留量は第４図の一点鎖線１
５のようになる。

上記の方式では、倍率色収差が直線に近い特性をもつ場
合は精度よく補正できるが、第４図の特性曲線１３のよ
うに曲線の曲率が大きい場合は、一点鎖線１５で示すよ
うに、補正後も大きな歪が残り、測い精度がとれないば
かりか、ｖｇ４図の特性曲線１３と一点鎖線１５を比戟
して明らかなように、画高りが小さい点、すなわち光軸
０に近い画像の中央部では補正前よりも補正後の方がか
えってレジストレージ冒ンずれが大きくなる。一般に画
像の中央部は撮像系（レンズ、撮像管）を通じて最も解
像度の高い部分であると同時に、視覚的にも重要な領域
である。従って、この部分でのレジストレージＷ／ずれ
を除去することは重要な課題である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光学装置（ズームレンズ、色分解プリ
ズム）の倍率色収差に起因する画像のレジストレージ嘗
ンずれをより高精度に補正できる機能を有する多管式テ
レビジョンカメラ装置および補正方法を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明のテレビジ璽ンカメ
ラ装置は、第５図に示すように、レンズの倍率色収差（
実線１６）を、光軸（０）からの距！１ｉ（ｈ）に比例
した大きさをもつ線形成分（破線１７）と、それ以外の
非線形成分（破線１８）とに分け、各々に対応して２つ
の独立な補正波形を設け、これらを用い、倍率色収差に
よる画像のレジストレージ菖ンずれを高精度に補正する
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例にて説明する。

第６図に本発明の一実施例を示す。

ｌＥ６図の２７．２８はそれぞれズームレンズ１９の倍
率色収差の線形成分および非線形成分の画面水平方向成
分に対応する補正波形発生回路である。２７．２８で発
生させた補正波形を水平偏向回路２４の水平偏向波形に
重畳し、ズームレンズ１９の倍率色収差に起因する画面
水平方向のレジストレージ冒ンずれを補正する。

第６図の２９．３０はそれぞれ、ズームレンズ１９の倍
率色収差の線形成分および非線形成分の画面垂直方向成
分に対応する補正波形発生回路である。２９．３０で発
生させた補正波形を垂直偏向回路２５の垂直偏向波形に
重畳し、ズームレンズ１９の倍率色収差に起因する画面
垂直方向のレジストレージ田ンずれを補正する。

また、第２図に示したように、倍率色収差はレンズの諸
パラメータ値に応じてさまざまに変化す　′る。そこで
、２ｇ６図の回路ではマイクロプロセッサ３２を用い、
ズームレンズ１９の状態に応じて補正波形発生回路２７
〜３０における各補正波形のレベルを制御する制御信号
を発生させている。

すなわち、マイクロプロセッサ３２においては、ズーム
レンズ１９における絞り値（Ｆ）、焦点距離（ｆ）、被
写体距離（Ｓ）等のパラメータ値をリアルタイムで読み
込み、これらの値に応じてメモリー３１に格納しである
ズームレンズ１９の倍率色収差の測定データからそのと
きの必要な補正量（各補正波形の所要レベル）を算出し
、これをもとに制御信号をつくり、補正波形発生回路２
７〜３０の利得を制御する。

次に、上記補正波形発生回路の一例を第７図に示す。

第７図の３３〜３６は積分回路、３７は加算回路、３８
．３９は乗算回路、４０−４３は利得制御回路である。

ｇａ７図の回路においては、第５図に示した倍率色収差
１６の線形成分１７を光軸０における接線とし、また、
非縁形成分１８を（多種のレンズにおいて画高りについ
ての３次曲線で精度良く近似できる傾向にあるこ七から
、）３次曲線で近似した場合を例にとり、そのときの所
要の補正波形を発生できるようになっている。

すなわち、画高りに対して倍率色収差Ｅ（ｈ）を、 Ｅ　（ｈ）　＝Ａｈ　＋Ｂｈ３（Ｉ） とすると％　　Ｅ（ｈ）の画面水平方向の成分Ｅ（ｘ）
および垂直方向の成分Ｅ（ｙ）は、 Ｅ（ｘ）＝Ａｘ＋Ｂｘ（ｘ”＋ｙ２）　　　　（ＩＩ）
Ｅ（ｙ）＝Ａｙ＋Ｂｙ（ｙ２＋ｘ”　）　　　　（ｍ）
（ｈ＝Ｖ’ｘ２＋ｙ２　） おなる。これら式（Ｉｆ）、（ＩＩＩ）の右辺各項に対
応する波形は＠７図の回路で実現できる。

また、前述のように倍率色収差はレンズの状態に応じて
変化するので、上式（１１〜（１１Ｄの係数Ａ。

Ｂもそれに応じて変化する。そこで、実際にはこれら係
数Ａ、Ｂが第６図に示したマイクロプロセッサによる制
御信号として第７図の波形発生回路の利得制御回路４０
〜４３に与えられる。

なお、第７図の回路の出力ａ　Ｎｄの各出力波形の概略
は第８図に示すようになる。同図中のＨはテレビジョン
カメラの水平走査周期であり、■は垂直走査周期である
。

上記例は倍率色収差の線形成分を光軸における接線とし
た場合であるが、第９図に示すように、倍率色収差４４
に対し、その線形成分を一点鎖線４５のようにとっても
よい。この場合の補正波形発生回路の一例を次に示す。

第９図の倍率色収差４４とぞの線形成分４５との交点Ｐ
における画高をり、とすると、式（１）％式％：） ：） 上記式（Ｖ）、（ＶＩ）の右辺各項に対応する波形は第
１０図の回路で実現できる。

第１０図の回路は第７図の簡略にさらに直流レベルシフ
ト回路４６を付加したものであるが、本実施例における
前記実施例にはない利点は、第９図に示すように、ｈ＝
ｈ、の点において、非線形成分が必ずＯとなり、補正波
形のレベルの初期設定を行う場合にこの点に注目するこ
とで調整を容易に行なえるという点である。

第９図においてり、を画角の最大値にとった場合の第１
０図の回路の出力ａ°　〜ｄ１　　の各出力波形の概略
を第１１図に示す。

上記の２例では、倍率色収差の非線形成分を３次曲線で
近似したが、他の次数（ｎ＝２．４・・・）の曲線でも
近似できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、多管式テレビジ
ョンカメラ装置において、光学装置の倍率色収差に起因
する画像のレジストレーシラ／ずれを、従来の直線で近
似する方法、すなわち線形成分のみを補正する方法に比
較して、非常に高精度で補正できるので、カメラの総合
的なレジストレーション精度を大幅に向上できる。

また、倍率色収差の非線形成分を光軸からの距離に関す
る３次曲線で近似することにより、補正波形発生回路を
きわめて小規模なアナログ回路で実現できるので、この
福生機能が付加される回路系の経済性を新たに損ねるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は３管式カラーテレビジ！１７カメラの構成を示
すブロック図、第２図、第４図、第５図および第９図は
レンズの倍率色収差の特性図、第３図は倍率色収差によ
る画像のレジストレージＷ／ずれの概略図、第６図は本
発明のレジストレーションずれ補正回路のブロック図、
第７図、第１０図は本発明の補正波形発生回路のプロ、
り図、第８図、第１１図は本発明の補正波形の概略図で
ある。 符号の説明 １：被写体、２：ズームレンズ、３：色分解プリズム、
４：撮像管、５：偏向コイル、６：偏向回路、７：画像
信号処理回路、８：再生画像、９〜１３，１６：倍率色
収差の特性曲線、１４゜１７：倍率色収差の線形成分、
１５．１８：倍率色収差の非線形成分、１９：ズームレ
ンズ、２０：色分解プリズム、２１：撮偉管、２２：水
平偏向コイル、２３：垂直偏向コイル、２４：水平偏向
回路、２５：垂直偏向回路、２６：画像信号部。 理回路、２７：倍率色収差の線形成分の画面水平方向の
成分に対する補正波形発生回路、２８：倍率色収差の非
線形成分の画面水平方向の成分に対する補正波形発生回
路、２９：倍率色収差の線形成分の画面垂直方向の成分
に対する補正波形発生回路、３０：倍率色収差の非線形
成分の画面垂直方向の成分に対する補正波形発生回路、
３１：メモリー３２二マイクロプロセ、す、３３〜３６
：積分回路、３７：加算回路、３８，３９：乗算回路、
４０〜４３：利得制御回路、４４：直流レベルシフト回
路。 第２図 ん１ 躬４閲 ん 第夕図 ／ｑ、、、　　　　　　　ぢ７図 叱　　　　　　リ　　　　　−ｏ　　　　　　　″￥７
図 ρｌシンｔノ 第１／区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像用のレンズと、このレンズを通して撮像される
   光学像を色毎に電気信号に変換するための複数個の撮像
   管と、これら撮像管を駆動するための偏向装置とを具備
   し、該レンズの倍率色収差に起因する画像のレジストレ
   ーションずれを、画像の光学的中心（光軸）からの距離
   に比例する大きさをもつ線形成分と、それを差引いた非
   線形成分とに分け、これらの成分に対応して、各々独立
   の補正信号を設け、これらを用いて該偏向装置を制御す
   ることを特徴とするテレビジョンカメラの補正方法。 ２、上記第１項において、該レジストレーションずれの
   非線形成分に対応する補正波形を設ける際に、この非線
   形成分を、光軸からの距離に関する整数次（ｎ＝２、３
   、・・・）の曲線で近似することを特徴とするテレビジ
   ョンカメラの補正方法。 ３、撮像用のレンズと、このレンズを通して撮像される
   光学像を電気信号に変換するための撮像管管と、これら
   撮像管を駆動するための偏向装置とを具備し、偏向のた
   めの水平および垂直同期パルスが与えられているテレビ
   ジョンカメラ装置において、該水平および垂直同期パル
   スを各々積分する第１の積分手段と、この第１の積分手
   段により得られる水平および垂直走査周期の鋸歯状波を
   各々積分する第２の積分手段と、この第２の積分手段に
   より得られる水平および垂直走査周期のパラボラ波を互
   いに加算する加算手段と、この加算手段によって得られ
   る波形と上記水平走査周期の鋸歯状波とを乗算する第１
   乗算手段と、上記加算手段によって得られる垂直走査周
   期の鋸歯状波とを乗算する第２の乗算手段とを有し、上
   記第１、第２の積分手段および第１、第２の乗算手段の
   出力を用いて上記偏向装置を制御することを特徴とする
   テレビジョンカメラの補正装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、上記加算手段の出
   力の直流レベルを変更することを特徴とするテレビジョ
   ンカメラの補正装置。