JPH05276424A - テレビジョンカメラの偏向波形発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネサ膜をもつ撮像管を用いたテレビジョンカ
メラにおける撮像管ターゲットのスキップ走査に好敵な
偏向波形発生回路を提供することを目的とする。 【構成】 撮像管の光導電ターゲット面における有効走
査領域の外側周辺の過走査領域（以下、オーバースキャ
ン領域と称す）を上記有効走査領域における偏向波形の
傾斜よりも急傾斜の波形で偏向する偏向波形信号を発生
するテレビジョンカメラの偏向波形発生回路において、
上記偏向波形信号の映像ブランキング期間内のビームブ
ランキング期間の前後に形成される上記オーバースキャ
ン領域における偏向波形の各々の幅を逆比例的に増減す
る手段を設け、偏向波形の振幅値を変えずに、上記光導
電ターゲット面上の走査領域の位置および大きさを変更
できる構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラの
撮像管および撮像管のビーム偏向回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に撮像管の光導電ターゲット（以
下、単にターゲットと称す）の構造および動作原理を示
す。図４に示すように、ターゲット１は厚さ数μｍの光
導電膜からなり、その背面の光の入射側に設けられた信
号取り出し用のネサ膜３、フェースプレート７から構成
されている。ネサ膜３と撮像管のカソード電極８の間
に、バイアス電圧Ｅｔが印加されている。ここで、ター
ゲット１上のある画素に注目すると、カソード８からの
電子ビーム１０による走査直後のこの画素の表面電位
（ターゲット１のビーム走査面１１の電位）はカソード
８と同電位（０Ｖ）となっている。この後、入射光１２
を受け、光導電効果により信号電荷１３がビーム走査面
１１に蓄積される。この信号電荷１３の蓄積により、画
素の表面電位は上昇する。そして、次回のビーム走査に
よりこの信号電荷１３を取り出し、その際のターゲット
１とカソード８との間に流れる信号電流を映像信号とし
て読み出している。上記のように、このビーム走査によ
り画素の表面電位は再びカソード８と同電位となる。

【０００３】次に、ターゲット１の走査領域内と走査領
域外の電位関係を見てみると、走査領域内の電位は、周
期的に繰り返すビーム走査により、平均的にはほぼカソ
ード８と同電位とみなせる。一方、走査領域外において
は、入射光１２により生成される信号電荷がビーム走査
を受けることなく取り出されずに蓄積されていくため、
表面電位が極めて高くなっている。よって、図５に示す
ように、ターゲット１の表面電位はビーム走査領域４の
内外で極めて大きな電位差をもつ。故に、ビーム走査領
域４の外縁部で電子ビームのランディング乱れを生じ、
画面の周辺部に画像歪やシェーディングを生じる。

【０００４】前述のビーム走査領域の外縁部における不
具合を考慮すると、ターゲットのネサ膜はビーム走査領
域だけに限定して設けることが最も理想的である。ター
ゲットのネサ膜の無い部分では、バイアス電圧が印加さ
れてないため、光導電効果による電荷の生成および蓄積
がなく、表面電位の上昇もない。ここでターゲットのネ
サ膜をビーム走査領域よりもやや広い角型の領域に限定
して作られた撮像管について考えてみると、テレビジョ
ンカメラの撮像管ターゲット上の結像位置は、レンズ等
の機械的ずれや、撮像管取付け時の誤差によりばらつく
ため、その分余裕をみてネサ膜をビーム走査領域よりも
やや広めにせざるを得ない。よって、上記ネサ膜をやや
広めにした撮像管においても前述の不具合は避けられな
い。

【０００５】図６に角型のネサ膜を用いた撮像管のビー
ム走査領域およびターゲット出力信号の関係を示す。図
６（ａ）に示すように、撮像管のターゲット１のネサ膜
３の内側の規定のビーム走査領域４を鋸歯状のビーム偏
向波形５で走査すると、このビーム走査領域４に対応し
て信号が出力されるが、実際に映像として用いるのは、
映像ブランキング期間を除く有効走査領域（以下、映像
領域と称す）２の部分であり、この映像領域２に対応し
て映像信号波形６が得られる。

【０００６】ところが、この映像信号波形６は、前述の
ターゲットのビーム走査領域外縁部における電子ビーム
のランディング乱れにより、走査の始めと終わりにシェ
ーディングを生じる。このような歪を取り除くために
は、電子ビームのランディング乱れの原因となるビーム
走査領域内外の電位差を小さくする必要がある。このた
め、角型のネサ膜をもつ撮像管を用いたテレビジョンカ
メラにおいては、図６（ｂ）に示すようにビーム偏向波
形５の傾きを映像ブランキング期間内に含まれる部分の
み局所的に大きくし、映像領域２の外側のネサ膜全体を
走査（以下、スキップ走査と称す）するようにして、こ
の部分の表面電位を下げるようにしている。よって、ス
キップ走査することにより映像信号波形は、図６（ｂ）
の波形６’のようになり、スキップ走査しない図６
（ａ）の波形６に比べ、画面の周辺部におけるシェーデ
ィングが改善され、同時に、画像歪も改善されるといえ
る。

【０００７】上記スキップ走査可能な偏向波形発生回路
の従来例を図７に示す。図７について説明すると、トラ
ンジスタＱ１のベースは定電圧源Ｖccとアース間の抵抗
Ｒ１、Ｒ２によりバイアスされている。よって、電源Ｖ
ccとトランジスタＱ１のエミッタ間の電位差Ｖｅが決ま
り、トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ側へ
（１）式のように直流電流Ｉが流れる。 Ｉ≒Ｖｅ／（Ｒ４＋Ｒ５） ・・・（１） この電流ＩによりコンデンサＣの端子間電圧Ｖｏは
（２）式のように変化して行く。 Ｖｏ＝（Ｉ／Ｃ）ｔ （ｔ：時間） ・・・（２） Ｘ＝Ｉ／Ｃ （Ｘ：傾き） ・・・（３）

【０００８】また、コンデンサＣの端子間にはスイッチ
ング素子Ｑ２が並列に接続されており、スイッチング素
子Ｑ２は入力パルスＰ１により撮像管のビーム走査のブ
ランキング期間のみオン状態になるように駆動され、こ
の時コンデンサＣの端子間は短絡され、コンデンサＣの
端子間電圧Ｖｏは急激に下降し０Ｖとなる。このビーム
ブランキング期間を過ぎるとスイッチング素子Ｑ２はオ
フ状態となり、コンデンサＣの端子間電圧Ｖｏは再び上
記（２）式従い上昇し始める。以上のような動作を繰り
返すことにより、鋸歯状のビーム偏向波形Ｖｏが得られ
る。

【０００９】そして、前述のようにスキップ走査を行な
うためには、映像ブランキング期間内（スキップ走査期
間）において上記ビーム偏向波形Ｖｏの傾きＸを一時的
に大きくしてやればよい。すなわち、電流Ｉを大きくす
ればよい。故に、図７に示すように、トランジスタＱ１
のエミッタ側の抵抗Ｒ４の端子間にはスイッチング素子
Ｑ５が並列に接続されており、入力パルスＰ２によりス
キップ走査期間でのみスイッチング素子Ｑ５がオン状態
になるよう駆動されるようになっている。これにより、
スキップ走査期間においては、抵抗Ｒ４の端子間は短絡
され、この時トランジスタＱ１を流れる電流をＩ’とす
ると、 Ｉ’≒Ｖｅ／Ｒ５＞Ｉ ・・・（４） となり、この時のビーム偏向波形Ｖｏの傾きＸ’は、 Ｘ’＝Ｉ’／Ｃ＞Ｘ ・・・（５） となり、所要のスキップ走査を行なうこととなる。

【００１０】図７のＰ１、Ｐ２、Ｖｏの各信号の相互関
係を図８に示す。図７のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ５は
各々図８中の入力パルスＰ１、Ｐ２のオン期間、すなわ
ちＴ１、Ｔ２においてオン状態になるようになってい
る。Ｔ１はビームブランキング期間であり、言うまでも
なく、Ｔ１はＴ２に含まれ、かつ、これらはテレビジョ
ンカメラのブランキング期間内に含まれる。また、ビー
ム走査の始めと終わりのスキップ走査期間、すなわち図
８のＴｓ、Ｔｅは等しいものとする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】撮像管を用いたテレビ
ジョンカメラでは、撮像管ターゲット上の映像領域は、
レンズ等のカメラ光学系の機械的ずれや、撮像管取付け
時の取付誤差等によりばらつくため、必ずしも図６
（ｂ）のように映像領域２がネサ膜３の中心に位置する
とは言えない。むしろ、中心にくることのほうが少な
い。よって、図８のように、映像領域２の位置がネサ膜
３に対して片寄った場合、映像領域２の中心０の位置に
応じてビーム偏向波形５の直流レベルを変えるととも
に、前述のように、ネサ膜３の全体を走査する必要があ
るため、ビーム偏向波形５のオーバースキャン領域にお
ける傾きを変える必要がある。ゆえに、図７に示した従
来の偏向波形発生回路では、前述のように抵抗Ｒ４、Ｒ
５の値を変えることとなる。

【００１２】ところが、図７の回路構成では、ビーム偏
向波形の偏向の始めと終わりの２つのオーバースキャン
領域における波形の傾き、すなわち図８のＴｓとＴｅの
期間の波形の傾きは互いに等しくなる。よって、図８の
ようにネサ膜３に対して映像領域２の位置がどちらかに
片寄った場合、ネサ膜３の全体を走査するようにビーム
偏向波形のオーバースキャン領域での傾きを変えると、
ビーム偏向波形は図８の５のようになり、斜線で示した
ようにネサ膜３の外側の不要な領域まで走査してしまう
こととなる。図８の斜線部の走査は全く無意味であり、
むしろビーム偏向波形のレベルを不必要に大きくしてし
まうことなるため、偏向波形発生回路やその後段の回路
のダイナミッレンジに影響を及ぼし、その結果、回路の
消費電力が大きくなる等の問題が生じる。本発明は前述
の従来技術の欠点を除去し、ネサ膜をもつ撮像管を用い
たテレビジョンカメラにおける撮像管ターゲットのスキ
ップ走査に好敵な偏向波形発生回路を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、撮像管の光導電ターゲット面における有効
走査領域の外側周辺の過走査領域（以下、オーバースキ
ャン領域と称す）を上記有効走査領域における偏向波形
の傾斜よりも急傾斜の波形で偏向する偏向波形信号を発
生するテレビジョンカメラの偏向波形発生回路におい
て、上記偏向波形信号の映像ブランキング期間内のビー
ムブランキング期間の前後に形成される上記オーバース
キャン領域における偏向波形の各々の幅を逆比例的に増
減する手段を設け、偏向波形の振幅値を変えずに、上記
光導電ターゲット面上の走査領域の位置および大きさを
変更できる構成としたものである。

【００１４】

【作用】この結果、ネサ膜をもつ撮像管を用いたテレビ
ジョンカメラにおいて、撮像管ターゲットのネサ膜上の
映像領域の位置がどちらかに片寄った場合でも、それに
応じて２つのオーバースキャン領域の位相を任意に変え
ることで最適に調整できるので、これにより、撮像管タ
ーゲットのネサ膜の全体を過不足なく走査でき、ビーム
偏向波形のレベルも必要最小限に抑えられ、偏向波形発
生回路やその後段の回路のダイナミックレンジも小さく
できるので、回路の消費電力を小さくできる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を一実施例を用いて説明する。
図１に角型のネサ膜をもつ撮像管におけるスキップ走査
可能な偏向波形発生回路の一実施例を示す。図１におい
て、トランジスタＱ１のベースは電源Ｖccとアース間の
抵抗Ｒ１、Ｒ２によりバイアスされている。よって電源
ＶccとトランジスタＱ１のエミッタ間の電位差Ｖｅが決
まり、トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ側へ
（６）式のように直流電流Ｉが流れる。 Ｉ≒Ｖｅ／Ｒ３ ・・・（６） この電流ＩによりコンデンサＣの端子間電圧Ｖｏは
（７）式のように変化して行く。 Ｖｏ＝（Ｉ／Ｃ）ｔ （ｔ：時間） ・・・（７） Ｘ＝Ｉ／Ｃ （Ｘ：傾き） ・・・（８）

【００１６】また、コンデンサＣの端子間にはスイッチ
ング素子Ｑ２が並列に接続されており、スイッチング素
子Ｑ２は入力パルスＰ１により撮像管のビーム走査の帰
線期間のみオン状態になるように駆動され、この時コン
デンサＣの端子間は短絡され、コンデンサＣの端子間電
圧Ｖｏは急激に下降し０Ｖとなる。帰線期間を過ぎると
スイッチング素子Ｑ２はＯＦＦ状態となり、コンデンサ
Ｃの端子間電圧Ｖｏは再び（７）式従い上昇し始める。
以上のような動作を繰り返すことにより、鋸歯状のビー
ム偏向波形Ｖｏが得られる。上記動作に加えてスキップ
走査を行なうため、図１のトランジスタＱ１のエミッタ
側にはスイッチグ素子Ｑ３および抵抗Ｒ４が接続され、
スイッチグ素子Ｑ３には任意に位相を変えられる位相回
路Ｐｈが接続されている。なお、前述の本発明の構成要
素の１つである定電流供給回路は、図１の実施例におい
てはトランジスタＱ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により構
成される回路にあたる。

【００１７】従来例では、スイッチグ素子Ｑ３はスキッ
プ走査用の入力パルスＰ２により駆動され、この入力パ
ルスＰ２とビーム偏向波形Ｖｏおよびビーム走査領域と
の関係は図８のようになるが、このままだとターゲット
のネサ膜全体を走査せずにどちらかに片寄って走査して
しまい、前述の不具合がでてしまう。ゆえに、入力パル
スＰ２を図１の位相回路Ｐｈに入力し、図２に示すよう
に、入力パルスＰ１に対する入力パルスＰ２の位相を変
え、ビーム走査の始めと終りのスキップ走査期間（２つ
のオーバースキャン領域）Ｔｓ，Ｔｅの幅を変えた入力
パルスＰ２’でスイッチグ素子Ｑ３のスイッチングを行
うことで、ターゲットのネサ膜全体を最適に走査できる
ようになる。

【００１８】したがって、図２のように撮像管ターゲッ
ト１上のネサ膜３に対して映像領域２の位置がどちらか
に片寄った場合でも、本実施例によれば、入力パルスＰ
１に対する入力パルスＰ２の位相を位相回路Ｐｈにより
最適に調整することで、ターゲットのネサ膜全体を過不
足なくスキップ走査できることになる。よって、ビーム
偏向波形のレベルも必要最小限に抑えられ、偏向波形発
生回路やその後段の回路のダイナミックレンジを小さく
できるので、回路の消費電力も小さくできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、ネサ膜をもつ撮像管を用
いたテレビジョンカメラにおいて、撮像管ターゲットの
映像領域外のオーバースキャン領域、すなわちネサ膜全
体を過不足なく走査できるので、これに用いるビーム偏
向波形のレベルを必要最小限に抑えられ、偏向波形発生
回路やその後段の回路のダイナミックレンジを従来より
も小さくできるので、回路の小電力化が行なえ、経済性
に優れたカメラが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した偏向波形発生回路の一実施例
の回路図。

【図２】本発明における各入力パルス，ビーム偏向波
形，ビーム走査領域との関係を示す図。

【図３】本発明の動作を説明する図。

【図４】撮像管ターゲットの構造および動作原理を説明
する図。

【図５】ビーム走査とターゲットの表面電位との関係を
説明する図。

【図６】ターゲット上のビーム走査と出力信号の関係を
説明する図。

【図７】従来の偏向波形発生回路を示す回路図。

【図８】従来の動作を説明する図。

【符号の説明】 １：ターゲット、２：映像領域、３：ネサ膜、４：ビー
ム走査領域、５：ビーム偏向波形、Ｑ１：トランジス
タ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：抵抗、Ｃ：コンデンサ、
Ｑ２，Ｑ３：スイッチング素子、Ｐｈ：位相回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像管の光導電ターゲット面における有
   効走査領域の外側周辺の過走査領域（以下、オーバース
   キャン領域と称す）を上記有効走査領域における偏向波
   形の傾斜よりも急傾斜の波形で偏向する偏向波形信号を
   発生するテレビジョンカメラの偏向波形発生回路におい
   て、上記光導電ターゲット面上の走査領域の位置および
   大きさを変更する手段を有する構成としたことを特徴と
   するテレビジョンカメラの偏向波形発生回路。
2. 【請求項２】 撮像管の光導電ターゲット面における有
   効走査領域の外側周辺の過走査領域（以下、オーバース
   キャン領域と称す）を上記有効走査領域における偏向波
   形の傾斜よりも急傾斜の波形で偏向する偏向波形信号を
   発生するテレビジョンカメラの偏向波形発生回路におい
   て、上記偏向波形信号の映像ブランキング期間内のビー
   ムブランキング期間の前後に形成される上記オーバース
   キャン領域における偏向波形の各々の幅を逆比例的に増
   減する手段を設け、上記光導電ターゲット面上の走査領
   域の位置および大きさを変更できる構成としたことを特
   徴とするテレビジョンカメラの偏向波形発生回路。
3. 【請求項３】 定電流供給回路と、該定電流供給回路の
   出力端とアースもしくは定電圧源との間に接続されたコ
   ンデンサと、該コンデンサの蓄積電荷を撮像管の電子ビ
   ーム走査のビームブランキング期間毎に放電するスイッ
   チング回路により構成され、上記定電流供給回路より供
   給される直流電流による充電と上記スイッチング回路に
   よる放電との繰返しにより上記コンデンサの端子間に生
   ずる鋸歯状の電圧波形を上記撮像管の電子ビームの偏向
   波形とする方式の偏向波形発生回路において、上記定電
   流供給回路を当該テレビジョンカメラの走査周期で制御
   し、上記定電流供給回路より上記コンデンサに供給され
   る充電電流の供給期間を、上記テレビジョンカメラの走
   査期間のうち映像ブランキング期間内のビームブランキ
   ング期間の前後に形成される各々のオーバースキャン領
   域において逆比例的に増減制御する手段を設け、上記撮
   像管ターゲット上の走査領域の位置および大きさを任意
   に変更できる構成としたことを特徴とするテレビジョン
   カメラの偏向波形発生回路。