JPH06189171A - 撮像管の電子ビーム制御方法 - Google Patents

撮像管の電子ビーム制御方法

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JPH06189171A
JPH06189171A JP43A JP35509192A JPH06189171A JP H06189171 A JPH06189171 A JP H06189171A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35509192 A JP35509192 A JP 35509192A JP H06189171 A JPH06189171 A JP H06189171A
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JP
Japan
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image pickup
pickup tube
blanking
screen
voltage
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JP43A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Nakamura
和彦 中村
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Kokusai Denki Electric Inc
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Hitachi Denshi KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高感度ではあるが、入射光量が多いと画面
左端の信号出力の立上りが低下するアバランシェ増倍型
(以下、APDと称す)撮像管を用いた高感度テレビジ
ョンカメラの自動ビーム最適制御(以下、ABOと称
す)の画面左端の立上り低下を改善し、調整時間の短縮
とAPD撮像管の歩留まりの向上を目的とする。 【構成】 APD撮像管を用いた高感度テレビジョンカ
メラにおいて、システムブランキングの内側でベースビ
ーム量が増加し、システムブランキングの外側には過渡
現象が生じない様に、撮像管の抑制電極にカソードブラ
ンキングパルスの微分波形を印加する構成としたもの
で、超高感度ではあるが、入射光量が多いと画面左端の
映像信号出力の立上りが低下するAPD撮像管を用いて
も、システムブランキングが3.77μsと短いハイビ
ジョン方式でも、同一画面内の輝度の範囲が広い条件で
も撮影可能な、小形のテレビジョンカメラが実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像管を用いたテレビ
ジョンカメラの大光量入射時の特性の改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、アバランシェ増倍作用を利用した
アバランシェ増倍型撮像管(以下、APD撮像管と称す
…例えば、特開昭63−174475号公報等)が開発
され、このAPD撮像管を用いた高感度テレビジョンカ
メラが実用化されている。一般に、映像信号を増幅する
と雑音も増幅されるが、このAPD撮像管ではアバラン
シェ増倍による雑音の増加はほとんどない。APD撮像
管の増倍率は、抵抗を介したアノード(ターゲット)電圧
Esjにより可変される。APD撮像管ではターゲット電
圧Esjは、一般に200V〜1200Vである。また、
撮像管を用いた撮像装置の大光量入射時の、特性改良の
従来技術としては、遮光時に定格信号の約2倍の撮像管
の電子ビーム(以下、ベースビームと称す)を流してお
き、定格信号の得られる入射光量時の撮像管の電子ビー
ムを細く保ち、撮像管の第1グリッド(抑制)電極(以
下、G1電極と称す)の電圧または電流を撮像管の信号
電流に(非線形)に比例させ、定格信号の約8〜16倍
の入射光量でも電子ビームを撮像管の信号電流よりも多
く保つ、撮像管の電子ビーム制御方法(自動電子ビーム
最適制御方法:以下、ABOと称す)が行われている。
ここで、撮像管の信号電流を撮像管のG1電極の電圧ま
たは電流に変換する増幅部の増幅度が大きければ、電子
ビームの不足は起きにくいが、撮像管の信号電流が入射
光量と無関係に変動する現象(以下、ABO発振と称
す)が起き易くなる。なお、テレビジョンカメラでは、
帰線期間は撮像管のカソード電圧を上げて、電子ビーム
を止めて帰線を消去する方法(以下、カソードブランキ
ングKBLと称す)を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図2は、前述の従来技
術のカソード電圧Ekと、G1電極の電圧(以下、G1
電圧と称す)Ec1と、映像信号電圧Viと、映像信号出
力電圧Voと、システムブランキングBLの波形図であ
る。前述の従来の技術では、図2の様にカソード電圧E
kのブランキング波形が撮像管のG1電圧Ec1に飛び込
むと、カソードブランキングKBLの終了時、図2の右端
に示すように撮像管の信号電流が立ち上がる画面左端で
は、G1電圧Ec1が低下しベースビーム量が低下し、大
光量入射時に画面左端の電子ビームの立上りが低下し、
電子ビームの不足が強調される。そのため、大光量入射
時でも画面左端の電子ビーム量を撮像管の信号電流より
も多くするためには、ベースビーム量を多めにするか、
ABOの増幅度を大きくした上で、ABO発振を起こさ
ないようにABOの非線形処理を再調整していた。とこ
ろが、超高感度のアバランシェ増倍撮像管の様に撮像管
のターゲット電圧が(約400V以上に)高くなると、
ビームベンディングにより大光量入射時に画面左端の信
号の立上りは低下する。そのため、画面左端でG1電圧
Ec1が低下しベースビーム量が低下すると、大光量入射
時に画面左端の電子ビームの立上りが更に低下し、電子
ビームの不足が更に強調され、図2の右端に示すの様に
映像信号出力電圧Voの立上り不足がシステムブランキ
ングBLの外に現われてしまい、画面の左端部にその影
響が出ることになる。また、システムブランキングBL
が、3.77μsと短いハイビジョン方式では、画面左
端の映像信号の立上りの低下があまり多くなくとも、映
像信号出力電圧Voの立上り不足がシステムブランキン
グBLの外に現われてしまう。従って、前述の従来技術
では、大光量入射時でも画面左端部の電子ビーム量を撮
像管の信号電流よりも多くするため、ベースビーム量を
多めにしすぎるか、ABOの増幅度を大きくしすぎるこ
ととなり、撮像管の特性にわずかな個体差があっても
(画面左端から少し内側で電子ビーム立上り終えた位置
が特に)、ABO発振を起こし易くなり、ベースビーム
量やABOの再調整が非常に難しくなり、調整に時間が
かかり過ぎていた。さらに、カソードブランキングKBL
の外でシステムブランキングBLの内側(の画面外)の
み電子ビームを矩形波状に増加することも試されたが、
システムブランキングBL後端(の画面内)に過渡現象
(リンギング)が生じるため、実用化されなかった。そ
のため、従来は撮像管のドライブ特性(抑制電極の電圧
または電流と電子ビームの特性)や大光量入射時の光電
変換特性の許容差が狭くなり、撮像管の歩留まりが低下
し、撮像装置の原価が上昇していた。本発明は、これら
の欠点を除去し、アバランシェ増倍撮像管の歩留まりの
向上と、ベースビーム量やABOの調整時間の短縮を目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、撮像管を用いた撮像装置において、シス
テムブランキングの内側でベースビーム量が増加し、シ
ステムブランキングの外側には過渡現象が生じない様
に、撮像管の抑制電極にカソードブランキングパルスの
微分波形を印加する構成としたものである。図1は本発
明の全体構成を示すブロック図、図3はその各部の波形
図である。図1において、パルス電源EKBLで発生した
カソードブランキングパルスKBLは、カソードブランキ
ング出力回路(以下、KBL出力回路)A6で(一般に、
反転)増幅されカソード電圧Ekとなり、帰線期間の撮
像管の電子ビームをカットオフさせる。また、ターゲッ
ト電圧Esjは抵抗R1を介してターゲットに供給され
る。入射光Linは、レンズ11により、APD撮像管1
のターゲットに結像し、映像信号電流Isjに変換され
る。映像信号電流Isjは、容量C1で結合された前置増
幅器A1と帰還抵抗R2により、映像信号電圧Viに変
換される。ここで、Vi=Isj×R2 である。映像信
号電圧Viは、信号処理回路A4により黒レベルと白レ
ベルとガンマを揃えられて、映像信号出力Voとなる。
また、信号処理回路A4は、パルス電源EBLで発生した
システムブランキングパルスBLに基づき、映像信号出
力Voをブランキングする。なお、信号処理回路A4で
は、一般にNTSC方式等の複合映像信号への変換も行
われることもあるが、本発明とは関係ないので省略す
る。また、映像信号電圧ViはABO処理回路A2で非
線形に増幅されABO信号電圧Vaになる。ABO出力
回路A3はABO信号電圧Vaにより撮像管の抑制電極
の(トライオードガン撮像管なら電圧をダイオードガン
撮像管なら電流を)制御し、定格信号の約8〜16倍の
入射光量でも電子ビームを撮像管の信号電流よりも多く
保つ。さらに、ABO出力回路A3でブランキングパル
スの微分波形を混合することにより、図3の様に撮像管
のG1電極電圧Ec1に帰線消去パルスの微分波形を印加
している。図3の実線は、カソードブランキングパルス
KBLのみの微分波形を混合した場合であり、図3の点線
は、カソードブランキングパルスKBLの微分波形とシス
テムブランキングパルスBL内のパルスEpの微分波形
とを混合した場合である。
【0005】
【作用】その結果、APD撮像管を用いた高感度テレビ
ジョンカメラにおいて、画面中央のベースビーム量は定
格信号電流の約2倍で、画面左端のベースビーム量は定
格信号電流の約4倍と逆に増加する。そのため、画面中
央でABO発振もビーム不足も起こさない様に調整され
ていれば、超高感度のアバランシェ増倍撮像管の様にビ
ームベンディングにより大光量入射時に画面左端の信号
の立上りが低下しても、撮像管の特性(ドライブ特性や
大光量入射時の光電変換特性)に多少個体差があって
も、ABO特性は改善され、画面左端でもABO発振も
ビーム不足も起こしにくく、図3の右端に示すように、
映像信号出力電圧Voの立上り不足はシステムブランキ
ングBLのブランキング内で収まる。また、システムブ
ランキングが3.77μsと短いハイビジョン方式で
も、画面左端でもビーム不足が起こりにくい。したがっ
て、撮像管の歩留まりが向上し、ベースビーム量やAB
Oの調整時間も短縮する。さらに、図3のG1電極電圧
Ec1の点線部分のように、カソードブランキングパルス
KBLの微分波形とシステムブランキングBLから作成し
たパルスEpの微分波形とを混合すれば、ビームベンデ
ィングにより画面外の入射光による不要電荷も中和で
き、戻りビーム像等の異常信号が低減できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明のABO出力回路A3と微分回
路A5の一実施例を図3と図4により説明する。ここ
で、図4のABO出力回路A3は周知のエミッタフォロ
ワとエミッタ接地増幅回路を組み合わせた回路であり、
図4の微分回路A5は周知の論理バッファアンプとモノ
マルチバイブレータとCR微分回路であるため、詳細な
説明は省略し、以下、回路の動作について簡単に説明す
る。図4の微分回路A5において、Vccは正電源であ
る。モノマルチバイブレータIC2は、システムブラン
キングパルスBLの立下がりから抵抗R7と容量C4と
で定まる幅のパルスEpを発生する。IC1は論理バッ
ファアンプであり、カソードブランキングパルスKBLの
出力インピーダンスが低ければ省略できる。図4のAB
O出力回路A3において、Vccは正電源である。負電源
Veeが可変抵抗RV1と抵抗R6で分圧され、エミッタ
フォロワトランジスタQ2でバッファされた電圧V1o
と、負荷抵抗R5に流れるアイドリング電流により、撮
像管のベースビーム量(トライオードガン撮像管なら電
圧、ダイオードガン撮像管なら電流)は定まる。 ベー
スビーム時のG1電極の電圧Ec1oは、ベースビーム量
とG1電極のインピーダンスで定まる。(しかし、ダイ
オードガン撮像管でもベースビーム時のG1電極の電流
は負荷抵抗R5に流れるアイドリング電流と大差ないの
で、ベースビーム時のG1電極の電圧Ec1oは電圧V1o
に近い)。トランジスタQ1はベースに抵抗R7を介し
て入力されたABO信号電圧Vaに比例し、エミッタイ
ンピーダンスに反比例したコレクタ電流を出力するとと
もに、カソードブランキングパルスKBLとパルスEpに
比例し、微分回路A5のインピーダンスに反比例したコ
レクタ電流を出力する。その結果、G1電圧Ec1は図3
の波形図のような動作となる。ここで、容量C3はエミ
ッタピーキング容量であるが、微分回路A5の容量C2
と抵抗R3と容量C5と抵抗R8とで代用させて、容量
C3はオープンでもエミッタピーキングは簡易的に動作
する。
【0007】なお、前述の実施例では、エミッタピーキ
ング回路にブランキングパルスの微分波形を混合した
が、本発明はこれに限定されず、例えば、差動増幅回路
でブランキングパルスの微分波形を混合する等、ABO
信号電圧Vaにブランキングパルスの微分波形を電流混
合してもよいことは言うまでもない。また、図4におい
て、微分回路A5のモノマルチバイブレータIC2と論
理バッファアンプIC1の出力を反転し、ABO出力回
路A3のトランジスタQ1のエミッタではなくベースに
容量C3と容量C5とを接続させても、ABO信号電圧
Vaにブランキングパルスの微分波形を電圧混合でき
る。ただし、ABO信号電圧Vaが、抵抗R7に対する
容量C2と抵抗R3と容量C5と抵抗R8との合成イン
ピーダンスで分圧され、高域が減衰し、ABO出力の立
上りが劣化することを低減するため、容量C2と抵抗R
3と容量C5と抵抗R8とを高インピーダンスとし、正
電源Vccの電源電圧を高くし、モノマルチバイブレータ
IC2と論理バッファアンプIC1の反転出力の振幅を
大きくする必要がある。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、映像信号の画面上の位
置に対応して非線形処理を可変する特殊なABOプロセ
ス回路を新たに追加することなく、既存のABO出力回
路を工夫する(エミッタ接地増幅トランジスタのエミッ
タに帰線消去パルスを容量結合させる)のみで、安定な
ABO特性を得ることが可能である。そのため、超高感
度ではあるが、入射光量が多いと画面左端の映像信号出
力の立上りが低下するAPD撮像管を用いても、システ
ムブランキングが3.77μsと短いハイビジョン方式
でも、同一画面内の輝度の範囲が広い条件でも撮影可能
な、小形のテレビジョンカメラが実現できる。また、高
価なAPD撮像管の特性のバラツキを吸収できるため、
選別基準をゆるめたAPD撮像管を使用でき、超高感度
なテレビビジョンカメラの低価格化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図。
【図2】従来の技術の波形図。
【図3】本発明の波形図。
【図4】本発明のABO出力回路と微分回路の一実施例
を示す回路図。
【符号の説明】
1:撮像管、A1:前置増幅器、A2:ABO処理回
路、A3:ABO出力回路、A4:映像信号処理回路、
A5:微分回路、A3:KBL出力回路、G1:第1グリ
ッド電極、IC1:論理バッファアンプ、Vcc:正電
源、Vee:負電源。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像管を用いたテレビジョンカメラにお
    いて、該撮像管の抑制電極に帰線消去パルスの微分波形
    を印加することを特徴とする撮像管の電子ビーム制御方
    法。
  2. 【請求項2】 撮像管の抑制電極の電圧または電流を該
    撮像管の信号電流に(非線形)に比例させるテレビジョ
    ンカメラにおいて、上記撮像管の抑制電極に印加する信
    号を増幅する回路で帰線消去パルスの微分波形を電流加
    算することにより、上記撮像管の抑制電極に帰線消去パ
    ルスの微分波形を印加するすることを特徴とする撮像管
    の電子ビーム制御方法。
  3. 【請求項3】 撮像管の抑制電極の電圧または電流を該
    撮像管の信号電流に(非線形)に比例させる撮像装置に
    おいて、上記撮像管の抑制電極に印加する信号をエミッ
    タ接地増幅するトランジスタのエミッタに帰線消去パル
    スを容量結合させることにより、上記撮像管の抑制電極
    に帰線消去パルスの微分波形を印加するすることを特徴
    とする撮像管の電子ビーム制御方法。
JP43A 1992-12-17 1992-12-17 撮像管の電子ビーム制御方法 Pending JPH06189171A (ja)

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