JPH02140066A - 撮像装置のアパーチャ補償方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導電型撮像管を用いた撮像装置のビームア
パーチャ補償方法に関する・ 〔従来の技術〕 従来、光導電型撮像管を用いた撮像装置においては、撮
像管の走査ビームのスポット径Ｃζ依存する画（象の解
像度劣下を改善するため、例えば「画像電子回路」（コ
ロナ社、昭和５４年１月２０日発行）の９７〜１００頁
に記載されているように、微分演算と重ね合わせとを行
うビームアパーチャ補償により、撮像管の出力信号（画
像信号）の輪郭部分のレベル（輝度レベル）を強調して
周波数補正し、出力信号の周波数特性（空間周波数特性
）を所望の特性に補償している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のビームアパーチャ補償方法では、位相特性を
考慮せず、周波数補正のみを施すため、以下に説明する
ように、アパーチャ補償によっては、忠実な光電変換特
性の信号を得ることができない問題点がある。

すなわち、光導電型撮像管の出力信号は、走査ビームの
電流密度分布がセルフシャープニング効果等によってガ
ウス分布から歪んで非対称となるため、実際には、前記
「画像電子回路」の９７頁の図３．４３・に記載のよう
な線形位相特性ではない。

そのため、微分演算と重ね合せとにより、位相特性を変
えないようにして周波数補正を施しても、前記電流密度
分布の歪みに依存した位相歪みが補正されず、光電変換
特性が劣化する。

また、この種光導伝型撮像管においては、撮像管のビー
ムアクセプタンス特性にもとづき、実際には、入射光の
明るさＥこ応じて出力信号の振幅が非線形特性で変化し
て歪む。

そして、出力信号の振幅歪みにもとづき、出力信号ｆこ
対するアパーチャ補償の周波数特性が設定された特性か
らずれ、入射光の明るさによっては、最適なアパーチャ
補正を施すことができなくなり、高精度の光電変換特性
の信号を得ることができない問題点がある。

本発明は、走査ビームの電流密度分布の歪みに依存した
位相歪みを補正してアパーチャ補償を施し、光電変換特
性を向上するようｆこした撮像装置のアパーチャ補償方
法を提供することを目的とする。

また、ビームアクセプタンス性に依存した振幅歪み及び
走査ビームの電流密度分布の歪みに依存した位相歪みの
両方を補正してアパーチャ補償を施し、光電変換特性を
高精度にした撮像装置のアパーチャ補償方法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明の撮像装置のアパーチ
ャ補償方法においては、光導電型撮像管の出力信号に、
前記撮像管の走査ビームの電流密度分布の歪みに依存し
た位相歪みを打消す非線形の位相伝達特性で周波数補正
を施し、前記出力信号を線形位相特性の所定の周波数特
性に補償するものである。

また、光導電型撮像管の出力信号ｆこ、前記撮像管のビ
ームアクセプタンス特性ｆこ依存した振幅歪みを打消す
非線形の振幅補正と、前記撮像管の走査ビームの電流密
度分布の歪みｌζ依存した位相歪みを打消す非線形の位
相伝達特性の周波数補正とを順に施し、前記出力信号を
線形振幅特性に補正した後、線形位相特性の所定の周波
数特性に補償するものである。

〔作用〕

以上のようＣζ構成されているため、本発明のアパーチ
ャ補償方法においては、光導電型撮像管の出力信号に、
走査ビームの電流密度分布の歪みに依存した位相歪みを
打消す非線形の位相伝達特性で周波数補正を施すことに
より、前記出力信号が位相歪みを補正して所定の周波数
特性に補償され、忠実な光電変換特性の信号が得られる
。

また、光導電型撮像管の出力信号に、ビームアクセプタ
ンス特性に依存した振幅歪みを打消す非線形の振幅補正
と、走査ビームの電流密度分布の歪みに依存した位相歪
みを打消す非線形の位相伝達特性の周波数補正とを順に
施すことにより、前記出力信号が振幅歪み１位相歪みを
補正して所定の周波数特性に補償さえ、光電変換特性が
極めて高精度にな、る。

〔実施例〕

実施例１こついて、第１図ないし第７図を参照して説明
する。

（ｌ実施例） ｌ実施例について、第１図ないし第３図を参照して説明
する。

第１図において、（１）は光導電型撮像管、（２）は前
置増幅器、（３）はクランプ回路、（４）はアパーチャ
補償用の周波数補正回路である。

そして、ビーム走査にもとづく撮像管（１ンの出力信号
（画像信号）は、広帯域の増幅器（２）で特性を変化す
ることなく増幅された後、クランプ回路（３）で直流ク
ランプされて補正回路（４）に入力される。

このとき、クランプ回路（３）を介した撮像管（１）の
出力信号の応答特性は、走査ビームの電流密度分布のセ
ルフシャープニング効果等にもとづく非対称性にもとづ
き、例えば第２図（ａ）に示すように非対称となる。

そのため、補正回路（４）の入力信号は、走査ビームの
ビーム径に依存して周波数特性が劣化し、かっ、走査ビ
ームのセルフシャープニング効果等に依存して位相特性
が歪む。

そして、補正回路（４）によって位相特性の線形化及び
周波数補正を施すため、補正回路（４）は第３図に示す
非対称の非巡回型トランスバーサルフィルタで形成され
ている。

第３図において、（５）はクランプ回路（３）に接続さ
れた入力端子、（６）　、・・・、（６）は入力端子（
５）に縦列接続されたＮ＠（Ｎ＝２Ｍ（Ｍは整数）〕の
遅延器、（７）、・・・、（７）は入力端子（５）及び
各遅延器（５）の出力端子それぞれに接続されたＮ＋１
個の係数器であり、可変抵抗からなる。（８）は各係数
器（７）の出力信号を加算する加算器、（９）は加算器
（８）に接続された出力端子である。

なお、各遅延器（６）の遅延時間は、それぞれτ（ｓｅ
ｅ）に設定されている。

また、各係数器（７）の係数値は、入力端子（５）から
・・・、に−−＋１．に−一それぞれに設定されている
。

そして、入力端子（５）からＮ個目の遅延器（６）の出
力信号、すなわち前記中央の係数器（７）の入力信号を
Ｘ　（ｔ）とし、加算器（８）から出力端子（９）に出
力される信号をＹ　（ｔ）とすると、クランプ回路（３
）から入力端子（５）に入力される信号が、Ｘ　（ｔ）
より−τ遅れた信号となるため、ｙ　（ｔ）はつぎの（
１）式で示される。

Ｙ（ｔ）＝ＫｏＸ（ｔ）＋Ｋ　、Ｘ（を−τ）−１−−
＋に一号Ｘ（ｔ−−；τ）＋に、Ｘ（ｔ＋τ）＋・・・
モに旦ｘ（ｔ＋ユτ）・・・（１）式 そのため、補正回路（４）の伝達関数Ｈ（Ｚ）は、つぎ
の（２）式で示される。

なお、Ｚ′はｅ−ｊ“′（ωは角速度）の複素数を示す
。

そして、）Ｌｌ＝に、、・・・、に−二＝にヱとしてに
、〜Ｌユを所望の周波数補正の係数Ｆこ設定し、伝達関
数Ｈ（Ｚ）がωの余弦項のみになる対称型に補正回路（
４）を構成すれば、位相伝達特性が線形特性となり、従
来と同様、位相補正を考慮せずに周波数補正のみが施さ
れ、出力信号ｙ（ｔ）が例えば第２図（ａ）と同様の非
対称の信号Ｆζなるが、本発明では、補正回路（４）を
非対称型に構成し、非線形の位相伝達特性で周波数補正
を施す。

すなわち、走査ビームの電流密度分布の歪みに依存した
撮像管（１）の出力信号の位相特性１例えば第２図（ａ
）の応答特性から得られる位相特性にもとづき、所望の
周波数補正特性を有し、かつ、前記電流密度分布の歪み
を打消して撮像管（１ンの出力信号の位相特性を線形特
性に補正するように、各係数値Ｋ　ｎ、−Ｋｎが、例え
ば第２図（ｂ）に示す非対称値Ｔ　　　　′Ｔ に設定され、補正回路（４）が非対称型に構成される。

そのため、クランプ回路（３）を介した撮像管（１）の
出力信号は、補正回路（４）により、非線形の位相伝達
特性で周波数補正が施される。

このとき、撮像管（１）の出力信号は、線形位相の所定
の周波数特性ｌζアパーチャ補償され、例えば第２図（
ｃ）に示すように、同図（、）の非対称性にもとづく位
相歪みを補正して周波数補正が施される。

したがって、補正回路（４）の出力信号は、撮像管（１
）の出力信号の位相歪みを低減して周波数補正した信号
ｆこなり、忠実な光電変換特性の信号が得られる。

なお、前記実施例においては、補正回路（４）を１次元
のトランスバーサルフィルタで構成し、遅延時間τにも
とづき、水平又は垂直方向の補正を施すようにしたが、
補正回路（４）　＆　２次元のトランスバーサルフィル
タで構成し、水平及び垂直方向の補正を施すこともでき
る。

また、補正回路（４）をトランスバーサルフィルタ以外
で構成してもよいのは勿論である。

（他の実施例） 他の実施例について、第４図ないし第７図を参照して説
明する。

第４図において、第１図と異なる点は、クランプ回路（
３）と補正回路（４ンとの間に第５図に示す構成の振幅
補正回路α０を設けた点である。

第５図ｆこおいて、αυはＮＰＮ形のトランジスタであ
り、ベースカヘース入力抵抗（６）を介してクランプ回
路（３）に接続され、コレクタが負荷抵抗曽を介してバ
イアス電源端子（十Ｂ）に接続され、エミッ夕がエミッ
タバイアス抵抗０舶を介してアースされている。

ａｓ　、　ｇ６　、α力、　Ｑ８）　、　四は一端がト
ランジスタαυのエミッタに接続された５個の傾斜設定
用可変抵抗、翰、■υ、（イ）、＠、鱒はアノードが可
変抵抗α９〜０りの他端それぞれの他端に接続された５
個の折線近似用ダイオードであり、カソードが５個のバ
イアス補正用可変電源（ハ）、（イ）、＠、（ハ）、（
４）それぞれテ逆バイアスされている。

そして、クランプ回路（３）を介した撮像管（１）の出
力信号は、補正回路（４）の周波数補正が施される前に
、補正回路ＯＧの非線形特性の振幅補正が施される。

すなわち、撮像管（１）のビームアクセプタンス特性に
もとづき、多くの場合、入射光の明るさ（像面照度）に
対する撮像管（１）の出力信号の振幅（レベル）？！性
は、例えば第６図（ａ）　ｆこ示すように非線形ｆこな
る。

そして、第６図（ａ）の出力信号をそのまま補正回路（
４）に入力すると、例えば入射光の明るい非線形領域の
出力信号【こ対しては、その振幅歪みｆこもとづき、補
正回路（４）の周波数伝達特性が、微小ではあるが最適
な周波数補正の特性からずれ、高精度のアパーチャ補正
が行えなくなり、忠実度の高い力信号を例えば第６図（
ｂ）の非線形特性で増幅し、補正回路（４）の入力信号
の振幅特性を第６図（Ｃ）に示すように線形特性に補正
する。

なお、補正回路ＯＱの増幅特性は、撮像管（１）のビー
ムアクセプタンス特性の測定結果【こもとづき、いわゆ
るダイオード折線近似１こよってビームアクセプタンス
特性の逆になるように、可変抵抗０９〜０、り　、　１
！源（イ）〜翰等を調整して設定される。

そして、補正回路（ＩＱの振幅補正にもとづき、補正回
路（４）の入力信号は振幅歪みが改善され、例えば第７
図（、）に示すように、第２図（ａ）の場合より応答特
性が良好になる。

そのため、補正回路（４）の周波数補正が、入射光の明
るさによらず、最適な特性が行われる。

したがって、補正回路（４）の出力信号は、例えば第７
図（ｂ）に示すように第２図（ｃ）より応答の鋭い特性
になる。

すなわち、補正回路ｑＯを補正回路（４）の前段に設け
ることにより、撮像管（１）の出力信号に、ビームアク
セプタンス特性にもとづく振幅歪みを打消す振幅補正と
、走査ビームの電流密度分布に依存した位相歪みを打消
す非線形の位相伝達特性の周波数補正とが順ｆζ施され
る。

そして、撮像管（１）の出力信号が、線形振幅特性に補
正された後、線形位相特性の所定の周波数特性Ｅこ補正
されるため、入射光の明るさによらず、常に最適なアパ
ーチャ補正が施され、入射光の明るさに依存した解像度
劣化の改善も図られ、極めて忠実な光電変換特性になる
。

なお、前記実施例においては、補正回路（４）をダイオ
ード折線近似の非線形増幅器で構成し１こが、補正回路
（４）をアクティブフィルタ等で構成してもよいのは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、以
下に記載する効果を奏する。

光導電型撮像管の出力信号に、前記撮像管の走査ビーム
の電流密度分布の歪みに依存した位相歪みを打消す非線
形の位相伝達特性で周波数補正を施し、前記出力信号を
線形位相特性の所定の周波数特性に補償したことｆこよ
り、位相歪みを補正して所定の周波数特性に補償するこ
とができ、位相歪みにもとづく解像度劣化も改善して良
好なアパーチャ補償を施し、忠実な光電変換特性の信号
を得ることができる。

また、光導電型撮像管の出力信号に、前記撮像管のビー
ムアクセプタンス特性に依存した振幅歪みを打消す非線
形の振幅補正と、前記撮像管の走査ビームの電流密度分
布の歪みに依存した位相歪みを打消す非線形の位相伝達
特性の周波数補正とを順に施し、前記出力信号を線形振
幅特性に補正した後、線形位相特性の所定の周波数特性
に補償したことにより、入射光の明るさによらず、常に
位相歪みを補正して所定の周波数特性に補償することが
でき、振幅歪み９位相歪みにもとづく解像度劣化を改善
して極めて高精度のアパーチャ補償を施し、極めて忠実
な高精度の光電変換特性の信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

のブロック図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の動作説
明用の特性図、第３図は第１図の要部の詳細な結線図、
第４図は他の実施例のブロック図、第５図は第４図の一
部の詳細な結線図、第６図（ａ）〜（ｅ）は第５図の動
作説明用の特性図、第７図（ａ）　、　Ｏ））は第４図
の動作説明用の特性図である。 （１）・・・光導電型撮像管、（４）・・・周波数補正
回路、ＣＩ（］・・振幅補正回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光導電型撮像管の出力信号に、前記撮像管の走査ビ
   ームの電流密度分布の歪みに依存した位相歪みを打消す
   非線形の位相伝達特性で周波数補正を施し、前記出力信
   号を線形位相特性の所定の周波数特性に補償することを
   特徴とする撮像装置のアパーチャ補償方法。 ２　光導電型撮像管の出力信号に、前記撮像管のビーム
   アクセプタンス特性に依存した振幅歪みを打消す非線形
   の振幅補正と、前記撮像管の走査ビームの電流密度分布
   の歪みに依存した位相歪みを打消す非線形の位相伝達特
   性の周波数補正とを順に施し、前記出力信号を線形振幅
   特性に補正した後、線形位相特性の所定の周波数特性に
   補償することを特徴とする撮像装置のアパーチャ補償方
   法。