JPS6043986A - カラ−・テレビジヨン・カメラのレジストレ−シヨン補正回路 - 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、カラー・プレビジョン・カメラのレジストレ
ーション刊ｉ、正回路に関シフ、特にシエ〜ディング〃
：兄生ぜず、補正１囲が広いレジストレーション補正回
路に関するものである。

〔発明の背景〕

従来よシ、テレビジョン放送や、＾品質の画像が要求さ
れる場合には、第１図に示すような各原色（ｎ、（）、
　Ｂ　）にそれぞれ撮像管を対応させた、いわゆる３管
式カラー・カメラが用いられている。

第１１３１　Ｋ　＄−いて、１１はテーキング・レンズ
、１２は３色分解光学系、１３，１．４．１５は■（、
。

（］、Ｂの名原色に対応した撮像管であり、これらの撮
像管１３，１４．１５の各出力を増幅し、信号処」・Ｉ
！、ヲ行って最終的なテレビジョン信号を作シ出してい
る。上記の３管式カラー・カメラの他には、輝度信号を
１本の撮像管から取シ出し、色信号ケもう１本のＪｆ！
ｉ像管から取り出すようにした２管式カラー・カメラや
、Ｒ，Ｇ、Ｂ谷原色の信号の他に輝度信号全検出するた
めの第４の撮像管全役けた４管式カラー　・カメラ等が
ある。これらの多管式カラー・カメラに共通の技術とし
て、各撮像管の画像ヶ重ね合わせ巳、いわゆるレジスト
レーション調整がある。一般に、撮像管上用いたプレビ
ジョン・カメラは、ｊ岐像管の電子銃加工誤差、偏向コ
・「ル・アセンブリの製作誤差、あるいはこれら（／こ
関係するが閤向方式特廟の電子光学的な歪等により、各
７ｔ■の図形歪が発生する。

従来の多管式カラー・カメラ・や、竹に図形歪を問題と
する計＋！’ｌ用カメラでは、上記の図形歪を補正する
方法として、第２図（１）に示すように、偏向電流（′
−！たは・回向電圧）の波形２１にパラボラＵ形２２や
鋸歯状波２４等の補正波ノｅを這ｊ＆シ／ヒリ、補正波
形で偏向波形２１ｉ変調したりしている。

すなわち、偏向電流（電圧）波形２１に、補正波形とし
てバラボン状波形２２を重管することにより、２３に示
すような波形を得ることができ、これにより、偏向の直
線性ケ変化することができる。

−また、２４の波形は、テレビジョン・カメラにおける
水平偏向電流（電ＥＥ）波形全垂直走査周期のパラボラ
波形２２で変調した例である。これらの方法により、第
２図（１１）に示すように、テレビ画面上では、水平方
向の樽形歪全矢印方向に変化させて補正することができ
る。

このように、従来の偏向による図形歪の補正方法では、
図形歪のうち低次の歪のみが補正されていた。しかし、
近年、多管式カラー・カメラ等においては、よす精度の
高いレジストレーション調整が望捷れており、従来のよ
うな低次の歪のみの補正では、これらの要求に対応でき
なくなっている。特に、矩介線数が現行の５２５本より
多い高梢細テレビジョン・カメラにおいては、レジスト
レーションの要求精度は高イ。

そこで、この要求に答えて、゛最近、高次の歪１でを補
正するため、コンピュータとメモリを用いたテアジタル
・レジストレーション回路が開発されている（特開昭５
７−２１６６号公報参照）。

このテイジタル・レジストレーション方式は、第３図に
示すように、テレビジョンの画面葡水平方向にａ分割、
垂直方向にｂ分割して、これらの升目ごとに補正値を与
える方法である。

この升目ごとに与えた補正値は、走査の周期にあわせて
１唄番に読み出されなければならず、かつ１度補正値が
決１つだならば、フレームもり、＜はフィールド周波数
ごとに同一の値全読み出さなければならない。したがっ
て、升目ごとの補正値全記憶する非破壊メモリが必要で
ある。捷だ、この方式では、升目に１つの補正値を与え
ることになるので、水平・垂直方向の隣接補正値の間の
走査では、補間によシ補正値を得なければならない。

第４図は、この補間方法の説明図である。い捷、画面の
水平方向をＩ−■、垂直方向をＶとし、第４図における
升目の交点Ｐごとに補正値を与えるものとする。補正値
８７　ｋ　Ｚ軸方向に示すと、第４図に示すように、補
正量は各交点を結ぶ曲面で表すことができる。交点ｐＨ
と交ａ、ＰｚＩＯ間、交点Ｐ２１と交点Ｐ３１の間、・
・・・・・はぞれぞれ１本の水平走査線Ｌ４１〜ＬＮ−
１・・・・・で分割さｎているが、補正量としては各交
点の値のみが与えられているので、実際の走査に合わせ
て読み出される補正値は、水平・垂直の各方向について
算出する必要がある。い１、これを補間操作と呼ぶこと
にする。垂直方向の補間操作について、先ず説明する。

従来、垂直方向の補間操作は、各交点間、例えば交点Ｐ
１１と交点Ｐ２１の間の場合、これを垂直方向に直線で
近似している。すなわち、交点Ｐ＋ｔと交点Ｐ２１の間
の１１本の走査線での補正値は、交点Ｐ’ｌ　Ｉと交点
Ｐ３ｒｋ結ぶ直線上の値を使用する。第１走査線Ｌｏ　
では、Ｐ　ＩＩ　＋　Ｐ　１２　＋　Ｐ　１３　”””
とで直′ｆ：読み出し、第２走査線Ｌｌ以後でｔユ、次
の演算全行いながらＪじみ出す。

・・・・・・・・・（１） ここで、１（は走査線ナンバー（ｋ：０．１，２゜・・
・・・・Ｎ−１）、ｎは定数である。

次に、水平方向の補間操作を説明する。

第１番目の走査線Ｌｏでは、Ｐｉ　＊　ＰＩ３　＋　Ｐ
Ｉ３・・・・・・と読み出され、嬉２番目の走査線Ｌ１
では、上式（１）にしたがって補間値が読み出される。

すなわち、水平方向では、Ｐ　ｕ　＋　Ｐ　１２　Ｉ　
Ｐ　Ｉｓ・・・・・・の読み出し周期’＆Ｔとすると、
第５図（１）に示すように、補正情報が周期Ｔでサンプ
リングされている。

したがって、サンプリング定理により、サンプリングの
ナイキスト限界、すなわち１／２Ｔの周Ｍ、数までの情
報を表し得ることは周知のことである。そして、周期Ｔ
のサンプリングでは、１／２Ｔの低域フィルタ全通すこ
とにより、簡単に第５図（１１）に示す連続信号を得る
ことができる。このように、水平方向の補間操作は、単
にサンプリング周波数の１／２以下のカットオフ周波数
を持つ低域フィルタを通づ−ことにより、容易に実現で
きる。

以上のように、水平方向ａ１垂直方向すに分割し、升目
ごとに水平、垂直の補正値を与える方法では、垂直方向
の補間ができれば、水平方向については各点の情報を拳
にスムージングすることにより得られる。そして、得ら
れた補正波形を用いて升目ごとに細り・く図形歪の補正
を行い、Ｒ，Ｇ。

Ｂ容管の間のレジストレーション補正を行うには１第６
図に示すように、水平鋸歯状波発生回路５１および垂直
鋸歯状波発生回路５６で発生した水平、垂直の各鋸歯状
波に％　＋ｔ＋ｉ正波形発生回路５４から得られる垂直
・水平走査に対応した補正波形を、そ扛ぞれ加算回路５
３．５５で加算し、その出カケ水半偏向回路５２、垂直
偏向回路５７に加え、偏向回路出力をもって偏向コイル
５８を駆動し、撮像管５９０′直子ビ一ム位置を制御す
ればよい。

この操作を１（１，Ｇ、Ｂ容管について行えば、レジス
トレーション紮従来に比べてよシ細かく合致させること
ができる。

しかしながら、このような垂直方向に直線補間を行った
ディジタル・レジストレージョン方式においては、レジ
ストレーション補正を行った升目で、撮像管出力が異な
る現象、いわゆるシェープインクが発生Ｊ−るという欠
点がある。レジストレーション補正値は、Ｉ（、Ｇ、Ｂ
容管で当然のことながら異なるため、このシェープイン
クは色ムラや１４度むらとなって現われ、画質を著しく
劣化させるっこのため以下に述べる方法が提案されてい
る。

先ず、直線補間のディジタル・レジストレーション方式
におけるシェーディングの発生原因について述べる。

第７図は、横軸に撮像管における垂直方向の走倉時間ケ
とり、縦軸に垂直偏向電圧、ビーム位置をとった場合の
関係曲線図であり、第８図は第７図における信号レベル
七時間の関係図である。

垂直偏向回路が第７図の実線■のように正電であっても
、実際のピ〜ム位置はレジストレーション誤差のため、
実線■のように歪を持っている場合、このときの信号レ
ベルに第８図の実線■に示すように、直線的に減少する
。これは、撮像管内での電子ビームの走査線密度が板切
は粗く、徐々に密、になるためである。これに対して、
時間Ｙ１で直線補間全行うと、垂直偏向電圧は第７図の
実線■で示すような折線となる。このときのビーム位置
は、紀７図の実線■のように、ａ点がｂ点に＋１ｔｉ正
されるが、その他の点は上方に凸状となって補正されな
い。そして、このときの信号レベルは、第８図の実線■
のようにＹ＋　において段差を持つω１り歯状になる。

信号レベルが隣接しＰｃ走査線においで１＠、識に変１
ヒすると、入間の目にはきわめて不自然に感じられ、見
苦しい画面になる。このような現象が起きるのは、実際
の画像の歪は不規則的ではあるが、７目らかな変化であ
るのに対して、直線補間操作ケ行うと、その折点におい
て急激な変化をＩＦうたぬである。次に、モニタ画面上
の表示図形紫堝察する。

第９図（１）はモニタ画面上のレジストレーション誤差
の一例盆示した図であり、説明の都合上、実際よりも歪
計を誇張して示しである。

実線の基準パターン７１に対し、撮像管出力では点線の
、しりに歪んだパターン７２が得られる。

歪の性質は、第９図（１）に示すように、滑らかに変化
する」場合が殆んどである。すなわち、極端に冒次の歪
はきわめて少なく、通常は、２〜４次程度の歪であると
考えられる。

笑９図（１１）は、第９図（ｉ）における一部拡大図で
あり、第９図（ｉｉＤは横軸にミスレジストレーション
飼Ｄ１縦軸に走査線の位置Ｖをとった曲線図である。

第９図（１１）で、モニタ画面上で点線のように歪んだ
パターンが現われた場合、ミスレジストレーション量を
上から］）１　、Ｉ）＊　、　Ｄ３・・・・・・とする
と、この量は下方に向う（・１と小さくなる。このミス
レジストレーションｉＤを横軸にとり、走査線の位置Ｖ
を縦軸にとると、第９図０１１）に示すようになり、通
常は、点線で示すように、レジストレーション誤差に滑
らかな曲線を描いて変化している。

従来の方法では、前述のようにこの曲線を、紀９図Ｇｉ
Ｄに示す実線で示すように、１Ｍ線で補間している。す
なわち、第９図曲）のＶ＋　、Ｖ２　、Ｖ３を補正値を
設定する升目の交点と仮定すると、実線で示すように直
線で補間操作を行うことになり、Ｖ２の点およびｖ３の
点で急に折れ曲る。

第１０図は、撮像管のビーム変化によるシェーディング
の発生原理を示す図である。

第１０図により、撮像管の図形歪と出力電流の関係ケ説
明する。電子ビームの形状は説明の都合上円形とし、画
商の場所によって径ｄは一定であると仮定する。電子ビ
ーム８１は、撮像管面上ケ水半方向には左から右へ、垂
直方向には上から下に走査しているものとする。

ノ１ｕ常の１インチや２／３インチの撮１政管では、電
子ビームの径ｄに対して走査線間距離Ｗは、次の関係に
ある。

ｄ＞Ｗ　・・・・・・・・・（２） すなわち、インターレース走査をしていても、■フィー
ルドで走査面の全電荷を読み出している。

い−土、ビームの速ｉｔＶとして、単位面積当りの電荷
量を△Ｑとすれば、出力信号′電流１ｓは、次式で表す
ことができる。

Ｉｓ−ΔＱ−Ｗ−ｖ　川・・・・・・（３）い斗、△Ｑ
および△Ｖを一定とし、位置Ｐに対−Ｊ−なわち、信号
電流変化は、走査線間距離Ｗの微分となる。一方、モニ
タ画面上では、第９図（１１）の点線で示すように、上
方に伸びているのであるから、撮像管面上では、逆に走
査線間距離が狭くなっていることケ意味する。したがっ
て、Ｖ４→Ｖ３−”Ｖｚ→■１の方向に進むに伴って信
号電流は第８図の実線■に示すように減少することにな
る。通常、歪の大きさは、最大でも１〜２％であり、ま
た変化も、前述のようにシェーディングは滑らかに起っ
ているため、人間の目ではそれほど気になる量にはなら
ない。しかし、このレジストレーション誤差金第９図（
ｉｉｉ）に示したように、直線で補正した場合にはＶ２
　、ＶａＯ点の前後で微分係数が急激に変化することに
なり、こｒしに応じて信号電流も第９図０１１の実線７
３で示すように階段状に変化することになる。点線７４
は補正前のシェープインクであり、これを階段状に補正
すると、人間の目にはこの階段の境目が不自然に感じら
れる。

このように、レジストレーションのずれを直線補間で補
正した場合には、上記のシェーディングが目゛立たない
範囲でしか補正音かけることができず、実用的な補正範
囲が狭くなる。したがって、ディジタル・レジストレー
ション補正を効果的に行うためには、各補正データ間の
垂直補間をできる限り滑らかに行う必要がある。

このように垂＋Ｕ方向の補間信号を作るために、低域通
過フィルタを用いることにより、極めて自然なレジスト
レーション補正を行なうことができる。しかしながら本
方式ヶ実際のカメラで動作させてみると、以下に述べる
問題のあることがわかつ１〜 第１０図においてＹｆｉ、即ち最下段のデータは低域通
過フィルタのため次のフィールドのＹＯ２即ち最上級に
影響を与える。

即ち本来の目的であるテレビジョンの画面全水平、垂直
方向に適当数分割し、各々のます目に任意のデータを与
えることによって、各々のます１毎に独立にレジストレ
ーション補正を行なうことができなくなる。

〔発明の目的」 本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、シ
ェーディングが発生ヒす、かつすべての捷す目の補正が
独立に行なえる、実用性の高いカラーテレビジョンカメ
ラのレジストレーション補正回路を提供することにある
。

〔発明の概襞〕

本発明によるカラーテレビジョンカメラのレジストレー
ション補正回路は、撮像管等の画面を水平および垂直方
向に分割した交点の歪補正新をディジタル値で記憶する
手段と、その記憶手段から読み出したディジタル信号を
アナログ信号に変換する手段と、そのアナログ信号の低
域成分を取シ出す低域通過フィルタと、その低域通過フ
ィルタの通過特性音制御して、画面の最下段のデータの
影響が最上段に及ばないようにする機能を有し、その低
域通過フィルタの出力で定食線間の補間値を得ることに
特徴がある。

〔発明の実施例〕

先ず、なぜ画面最下段のデータの影響が最上段にあられ
れるかを考えてみると、テレビジョンの一画面は垂直帰
線期の次に筐だ次の一画面に続いている。このフィール
ド周波数は現行テレビ方式では６０１−１ｚ″′ｃあり
、垂直帰線期間はフィールドｊυ１間の約７．６％であ
るっ従って補間信号を作るた（１１２）以上であれば、
垂直帰線期間をはさんだデータの間では何らかの影響も
ないことになる。

ところが前述の画面分割数は垂直方向に１０〜２０程度
か適当と考えられる。今仮に２０分割と６ｏ０（Ｉｌｚ
）以下とすることが必要である。実際蔽は４００１−Ｉ
　Ｚ程度が適当である。従って垂直帰線期間では帰線期
間直前のデータの影響が残ることになる、 上述の現象を図で説明する。

第７図の低域通過フィルタ５の実施例として、第１２図
に示すアクティブフィルタで構成するとすれは、入力端
２３と用力端２８の周波数特性で示きれる。

一方、第１０図の捷す目の内、ＸｎからＸ、ｖのうち、
任意の一つ′ｆｉ：選択し、垂直方向に、ながめにデー
タの様子が、第１１図、１８のように階段状によってい
るとすれは、これケなめらかな波形にするためには、上
述のアクティブフィルりにより高域成分を除去し、必要
な低域成分ケ進過させればよい。どころか、ＹｏとＹｏ
Ｑ間には何らのデータもないため、第１１図の１９のよ
うにＹ。

の影響がＹｏに及び、Ｙｏの独立性が保てなくなる。

そこで本発明では、帰線期間、即ち￥９とＹ６の間で前
記低域通過フィルタの通過特性を変化させ、Ｙｆｉの影
響がＹｏに及ばないようにし１−その方法は例えば第１
’を図に示すようなアクティブフィルタの：ＥＬ＋　、
　Ｒ２の両端を短絡することにより、周波数特性をほぼ
フラットにすることができる。これは、アクティブフィ
ルター内のコンデンサＣ，Ｃ，に蓄えられているＹ００
情報を放電させることになシ新しい情報を入れるのに都
合がよい。

従って、１０１１図においてＹ、からＹ。の間は第１２
図のＩｔ、と１ｔ２ｆ：短絡しておき、信号源２３には
例えば電位ケＯとし、Ｙｏのタイミングでは、信号源２
３にデータとしてＹ。の値を入力す石。その直後に％　
Ｒ＋　、Ｒ２の短絡状態全開放すれば、　Ｃ）Ｉ　Ｇ２
にはＹｏのデータが誉込まれる。

これらの結果アクティブフィルタの出力には、第１１図
（１））の如（Ｙ、までのテークに対してなめらかな出
力２０と、帰線期間には電位Ｏである２１とＹ。から始
まるデータに対するなめらかな出力２２がイ」Ｊられる
。

〔発明の効果〕

以」−のごとく本発明は、アナログ低域フィルタを用す
ても２個のデータについて夫々の低域通過フィルタの特
性を変化させることにより前のデータの影響を後のデー
タに及ぼすことなく独立性を保りよ取構成したため、特
にカラーテレビジョンカメラのディジタルレジストレー
ション＋ｉｔｆ正に用いると極めて、なめらかな波形特
性”２得ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は３管式カラー・カメラの４念図、第２図は従来
の偏向電流補正波形を示す図、第３図はディジタル・１
／ジストレージヨン・踊正に２けるテＶピジョ／画面内
の分割補正の炊念図、第４図。 第５図は補正点間の補間方法を示す概念図、第６図はＬ
／ジストレソーョ／補正の一般１１”ｌイ；口止方法の
説明図、第７図は垂直偏向電圧およびビー人泣置と時間
との関係を示す図、第８図は信号レベルと時間の関係盆
示す図、第９図は図形歪の一例および従来のレジストレ
ーション補正方法の説明図、第１．）図はテレビジョン
画面の分割金示す図、第１１図は第１Ｏ図におけるデー
タの様子を示す図、第１２図は本発明の一実施例になる
レジストレーション補正回路を示す図である。 ■・、”）’ドＶス・カウンタ、２・・・メモリ、３・
・・ラッチ、４・・司）、／Ａコンバータ、５・・・低
域通過フィルタ、６・・・１ぎ号切侯器、７・・・デー
タ・バス、８，９・・・アドレス・バス、１０・・・ア
ナログ・メ七り、１７・・・スイッチ、１８・・・メモ
リからのテーク、１９・・・低域通過フ・イルタの出力
、２０・・・低域通過フィルタり出力、２１・・・接地
電位、２２・・・制御した低域通過フィルタ・二）出力
、２３・・・低域通過フィルタの人力信号、２４・・・
低域通過フィルタの制御＋４”Ｉハ　２５，２６・・・
ス・ｆツチ、２７・・・増幅器、２８・・出カー瑞。 ｉ　ノ　■）くＩ Ｒ 第　２　図 （Ｉ） 第　４　凹 乙 第　５　図 ６、　第　°　図 「 早　７　図 Ｂ１間（Ｌ蚤線散り 第　９　日 第１頁の続き ＠発明者児玉　琢磨； 満浜市戸塚区吉田町２９旙地　日立ビデオエンジニア１
ノング株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　撮像管等の画面を水平および垂直方向に分割した交
   点の歪補正量をディジタル値で記憶する手段と、該記１
   ．ば手段から読み出したディジタル（Ｆ３号をアナログ
   信号に変換する手段と、該アナログ１ぎ号の低域成分を
   取り出す低域通過フィルタとを有し、該低域通過フィル
   タの通過特性全ｆｌｉ制御し、垂直帰線期間の前後のデ
   ータが互いに干渉しない構成の低域通過フィルタの出力
   で走査線間の補間飴を得ることを特徴とするカラー・テ
   レビジョン・カメラのレジストレーション補正回路。 ２、撮像管等の画面全水平および垂直方向に分割した交
   点の歪補正ｔ１．Ｌヲデイジタル値で記憶する手段と、
   該記憶手段から読み出したディジタル信号をアナログ信
   号に変換する手段と、該アナログ信号の低域成分ケ取り
   出す低域通過フィルタの通過特性を制御し、垂直帰線期
   間の前後のデータが互いに干渉しない構成の低域通過フ
   ィルタと全有し、上記ディジタル・アナログ信号変換手
   段および少なくとも上記水平方向の分割数に等しい数の
   低域通過フィルタを設けて、上記低域通過フィルタの出
   力を水平定食タイミングに合わせて切ｐ換えることを特
   徴とするカラー・テレビジョン・カメラのレジストレー
   ション補正回路６゜ ３、撮像管等の（１′！Ｉｉ面を水平および垂直方向に
   分割した交点の歪補正量全ディジタル直で記憶する手段
   と、該記憶手段から読み出したディジタル信号をアナロ
   グ信号に変換する手段と、該アナログ信号の低域成分を
   取り出す低域通過フィルタと、該低域通過フィルタの通
   過特性を制御し垂直帰線期１Ｈ１の前後のデータが互い
   に干渉しない構成の機能と、該低域通過フィルタの出力
   を再びアナログ・ディジタル変換する手段と、該変換手
   段の出力’ｋｔｆｅ憶するメモリと、該メモリをプレビ
   ジョン走査に同期して読み出す手段と紫有し、走査線間
   の補間値を得ることを特徴とするカラー・テレビジョン
   ・カメラのレジストレーション補正回路。