JPS63169892A - カラ−撮像装置 - 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 本発明はカラー撮像装置に係り、特にセルフシャープニ
ング効果の影響を低減するような所定構成とした光学的
色分解縞状フィルタ（ストライプフィルタ）を通して被
写体からの光を１１像管の光導電面（又は光電面）に結
像させ、このｍ像管より取り出される信号からカラーテ
レビジョ５信号を得るカラー撮像装置に関する。

従来の技術 本出願人は先に特公昭５９−３５５５０号にて、所定構
成のストライブフィルタを使用した［カラーテレビジョ
ン信号発生装置」を提案した。このものは、加色法の３
原色のうちいずれか１つの原色の光のみを透過させる第
１のフィルタ細条と、第１のフィルタ細条を透過する原
色光と他の２つの原色の光のうちいずれか１つの原色の
光との混合色光のみを透過させる第２のフィルタ細条と
、白色光を透過させる第３のフィルタ細条とを一定の順
序に、かつ、各フィルタ細条の長手方向が水平走査方向
と直交するように規則正しく配列してなる構成のストラ
イブフィルタを通して被写体からの光を撮像管の光導電
面（又は光電面）に与え、このｍ像管より取り出される
信号のうち、上記ストライブフィルタにおける３種類の
フィルタ細条の繰り返し周期で定まる空間周波数値を有
する搬送波の基本波成分と、この搬送波の第２次高調被
成分とより所定の２原色信号を分離発生するに際し、上
記第２次高調被成分は位相成分のみ使用し、その振幅成
分を用いないよう構成したものである。

この本出願人の提案になるカラーテレビジョン信号発住
装置によれば、撮像管のターゲツト面の中心部分と周辺
部分とで異なる変調度に起因する色シェーディングの影
響を基本波成分のみで決定することができるので、第２
次高調被成分の振幅成分をも使用して色分離する従来装
置に比べて色シェーディングの影響を小にすることがで
き、また平均飴検波によって所定の２原色信号を分離発
生することができるので、包絡線検波する装置に比し色
誤差を少なくすることができ、更に第２次高調波帯のノ
イズの影響を殆ど受けることがなく、良好な画質のカラ
ーテレビジョン信号を発生することができるなどの優れ
た特長を有する。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の本出願人の提案装置によれば、第４図に
示す周波数スペクトラムにおいて、搬送波ｆＩの前記基
本波成分Ａと搬送波ｆ２（＝２ｆｔ　）の第２次高調波
帯分Ｂとを用いて所定の２原色信号を分離発生するので
、輝度信号の帯域は同図にＹで示す如く、基本波成分Ａ
と帯域が重ならないように、所定分光特性の光学ローパ
スフィルタによって帯域制限されていた。

このため、より高解像度を得るには、ストライブフィル
タのフィルタ細条の一周期分の長さ（ピッチ）をより細
かくし、かつ、それに対応して前置増幅器の帯域を拡げ
ることが必要になるが、前置増幅器のノイズ分布は第５
図に示す如く、高周波数になるほどノイズが非直線的に
増加する傾向を示すため、ストライブフィルタのピッチ
を細かくして高解像度化を図ろうとしても、第２高周波
成分のＳ／Ｎが劣化してしまうので、所定値以上の解像
度の向上は困難であるという問題点があった。

また、低速ビームランデングを用いた撮像管では、周知
の如く、走査電子ビームにセルフシャープニング効果が
付随するという欠点があった。

セルフシャープニング効果とは、低速度の走査電子ビー
ムによってターゲット表面の電荷パターンを読み出す際
、ビームスポットの萌縁がより効率的に吸収されるため
に、ビームスポットの形が実効的に三日月状に変形する
現象をいう（テレビシＥ　ン学会誌ＶＯ１，３７、Ｎ１
１５　（１９８３）　（７）ｌ）、４０１参照）。

ここで、上記ビームスポットの形状は、電子ビームの静
止時には例えば第６図（Ａ）に示す如く円形であるが、
電子ビームの走査時には例えば第６図（Ｂ）に示す如く
三日月状に変形してしまう。

これは、低速度の電子ビームが！ｌ１ｍ管のターゲツト
面に蓄積された信号電荷を読み出す際に、既に走査が行
なわれた部分、すなわち、第６図（Ｂ）において現在の
ビームスポットの上側部分く垂直走査方向とは反対方向
の部分）及び左側部分（水平走査方向とは反対方向の部
分）には電荷が蓄積されていないため、本来破線で囲ま
れた円形部分の電荷を読み出そうとしても実質的には実
線で囲まれた部分の電荷しか読み出せないために起こる
のである。この場合、三日月状のビームスポットは、垂
直走査方向に対して傾斜角θ（但し、０゜くθ〈９０°
）だけ傾斜したような形状を有する。

従って、各フィルタ細条の長手方向が水平走査方向と直
交するよう配列してなる構成のストライプフィルタを用
いた従来のカラー８１装置では、上記セルフシャープニ
ング効果により、読み出される信号の変調度が、実効的
なビームスポット形状の傾斜方向によって大きく左右さ
れてしまうという問題点もあった。

そこで、本発明は、ストライブフィルタの各フィルタ細
条の長手方向をセルフシャープニング効果による実効的
なビームスポット形状の変形に応じて傾斜させることに
より、上記問題点を解決したカラー８１装置を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明のカラー撤像装茸は、所定の第１乃至第３のフィ
ルタ細条を一定の順序で、かつ、走査線方向に対して各
フィルタ細条の長手方向が傾斜する如くに配列すると共
に、走査線に直交する方向における第１乃至第３のフィ
ルタ細条のピッチに対する走査線を選定ルで構成したス
トライブフィルタを通して被写体からの光を搬像管の光
導電面（又は光電面）による、少なくとも２水平走査線
の囮ａ管出力信号の垂直相関性を利用して、輝度信号と
、輝度信号帯域内の基本波成分信号とを夫々分離出力す
る。

作用 前記第１のフィルタ細条は加色法の３原色のうちいずれ
か１つの原色の第１の原色光のみを透過させ、前記第２
のフィルタ細条は第１の原色光の原色以外の他の２つの
原色のうちのいずれか１つの原色の第２の原色光と第１
の原色光との混合色光のみを透過させ、前記第３のフィ
ルタ細条は白色光を透過させる。

ここで、セルフシャープニング効果により実効的に三日
月状に変形したビームスポットの変形形状に基づいて、
変形形状のビームスポットが同一のフィルタ細条におい
て占める面積を最大とするように、走査方向と第１乃至
第３のフィルタ細条の長手方向とのなす傾斜角が選定さ
れる。

これにより、撮像管出力信号はこの傾斜により相隣る２
本の走査線の出力信号中の基本波成分信号間で位相差を
与えられる。この位相差は走査線に対して直交する方向
に見たストライブフィルタのピッチに対して走査線数を
どのように設定するかで決まる。

そこで、少なくとも２水平走査線のＨＥＩ管出力出力信
号直相関性を利用すると、基本波成分と輝度信号とを分
離できることになる。このため、基本波成分は従来では
不可能であった輝度信号帯域内にその帯域を設定するこ
とが可能となる。

実施例 第１図は本発明の第１実施例のストライプフィルタ構造
を示す。第１図において、Ｆｌは加色法の３原色のうち
のいずれか１つの原色の第１の原色光のみを透過させる
第１のフィルタ細条であり、またＦ２はＦｌを透過する
第１の原色光とこの原色光の原色以外の他の２つの原色
のうちいずれが１つの原色の第２の原色光との混合色光
のみを透過させる第２のフィルタ細条で、更にＦ３は白
色光を透過させる第３のフィルタ細条である。ここでは
、−例として、第１のフィルタ細条Ｆ丁を緑色光のみを
透過するフィルタ細条とし、また第２のフィルタ細条Ｆ
２をシアン色光のみを透過するフィルタ細条として以下
説明する。

第１乃至第３のフィルタ細条Ｆ１〜Ｆ３は第１図に示す
如く、一定順序で規則正しく配列されており、かつ、そ
の長手方向が垂直走査方向に対して傾斜角θだけ傾斜す
るように配置されたストライブフィルタを構成している
。

上記傾斜角θは、第１図に斜線部で示す三日月状の実効
的なビームスポットの傾斜に基づいてセルフシャープニ
ング効果による変調度の変化が低減されるように予め定
められる。

本実施例では、−例として第１乃至第３のフィルタ細条
Ｆ１〜Ｆ３の走査線に直交する方向のピッチ（第１図に
Ｐで示す）に対して、丁度２本の走査線が位置するよう
に、傾斜角θ、各フィルタ綱条の幅等が選定されている
。これにより、基本波成分信号の走査線間の位相差は１
８０°となる。

又、第２ｍ周波底分信号の走査線間の位相差は、基本波
成分信号のそれの常に２倍となるから、３６０＃となる
。

次に本発明の一実施例の構成について第２図のブロック
系統図と共に説明するに、第２図中、被写体（図示せず
）からの光は、光学ローパスフィルタ１により空間周波
数が帯域制限された後、ストライプフィルタ２を透過し
てｍｓ管３の光導電面に結像され、ここで光電変換され
る。ストライプフィルタ２はｍ機力３に内蔵されており
、第１図に示す如き構造とされている。撮像管３の信号
電極より取り出された電気信号は前置増幅器４に供給さ
れ、ここで適宜のレベルに増幅された後、本発明の要部
をなす分離回路５に供給される。

いま、前置増幅器４の出力信号を８１とすると、Ｓｌは
次式で示す如くになる。

±Ａｓ１ｎ（ωｔ＋ψ） ここに、 であり、ｉ（＝、ｉＢ、ｉＲは緑色光、青色光、赤色光
による電流信号であり、またｆｌはストライプフィルタ
２のフィルタ細条Ｆ＋〜Ｆ３の水平走査線方向の繰り返
し周期により定まる空間周波数である。また、奇数次高
周波成分信号及び基本波成分信号の位相は（１）式から
れかるように、１水平走査期間に位相反転する（１８０
°の位相差を有する）。

この出力信号Ｓ！は（１）式かられかるように、加色法
の３原色の混合信号である直流信号及び輝度信号と、上
記空間周波数ｆ＋の搬送波及びこの空間周波数ｆ１の整
数倍の搬送波などが、第１のフィルタ細条Ｆ１を透過す
る緑色光以外の他の２原色光（赤色及び青色光）による
混合信号によって夫々撮幅変調及び位相変調された形態
の被変調色信号とからなる。

第３図（Ａ）はこの出力信号Ｓ＋の周波数スペクトラム
を示す。同図（Ａ）中、■１及びＩｎｎはｎ番目とｎ＋
１番目の各走査期間の基本波成分で、■η及びＩＦ　ｎ
＋＋はｎ番目とｎ＋１番目の各走査期間の基本波成分信
号の側波帯を示す。また、ｌｌＩｎ。

■η＋１はｎ番目とｎ＋１番目の各走査期間の搬送波ｆ
ｚ　　（−２ｆ＋　）の第２次高調波成分信号で、■η
、■佃はその側波帯を示す。

第３図（Ａ）かられかるように、相隣６２本の走査線に
おいて、基本波成分信号は互いに逆相であり、後述する
如く、垂直相関を利用できるので、輝度信号はＶで示す
如く周波数ｆ２までの広帯域になるように、光学ローパ
スフィルタ１の特性が設定されている。すなわち、従来
は輝度信号の帯域は第４図にＹで示す如く、基本波成分
信号Ａよりも低域を占有していたが、本実施例では、基
本成分信号は輝度信号の帯域Ｖ内に設定されており、従
来の２倍の広帯域となる。

第２図において、上記の出力信号Ｓ１はＩＨｉｉ延回路
６により１水平走査期間（１Ｈ）！延されて減り黒７及
び加算器８に夫々供給される一方、直接に減算ＰＪ７及
び加算器８に夫々供給される。

前記したように、輝度信号及び第２次高調波成分信号は
各水平走査期間において同相であるのに対し、基本波成
分信号は１水平走査期間毎に位相反転するから、減算器
７からは第３図（Ｂ）に実線で示す如く輝度信号と第２
次高調波成分及びその側波帯が除去され、基本成分信号
工及びその側波帯■のみよりなる信号Ｓ２が取り出され
る。

他方、加算器８からは第３図（Ｃ）に実線で示す如く、
基本波成分信号及びその側波帯が除去された、輝度信号
Ｖと第２次高調波成分信号■及びその側波帯■とからな
る信号Ｓ３が取り出される。

信号Ｓ２は第３図（Ｂ）に破線■で示す所要通過帯域幅
の帯域フィルタ９により基本波成分信号Ｓ４をＰ波され
る。また一方、信号Ｓ３は第３図（Ｃ）に破線■で示す
所要通過帯域幅の帯域フィルタ１０により第２高調波成
分信号Ｓ５をＰ波される一方、低域フィルタ１１に供給
され、ここで第３図（Ｃ）にＶで示した輝度信号が分離
Ｐ波され、出力端子２１へ出力される。なお、図示は省
略したが、信号Ｓ３は低域フィルタにより（１）式の右
辺第１項の直流信号をＰ波されて色分離用マトリクス回
路（図示せず）に供給される。ここで、８４．８ｓは次
式で表わされる。

８４−Ａ　５ｉｎ（ωｔ＋ψ）　　　　　　　　■上記
の信号Ｓ５は振幅制限ｒＡ１２により一定の振幅の信号
とされた後、掛算回路１３に供給され、ここで前記信号
Ｓ４と掛算され、更に基本波成分信号のみを通過させる
帯域フィルタ１４を通して加算器１５及び減算器１６に
夫々供給される。

加算器１５の出力信号は検波回路１７を通して出力端子
１９へ出力される。また減算器１６の出力信号は検波回
路１８を通して出力端子２０へ出力される。分離回路５
の出力側以降の回路は前記本出願人の提案になるカラー
テレビジョン信号発生装置に開示されており、加算器１
５及び減算器１６からは、いずれも単一の搬送波で色に
よって振幅が変る信号が取り出されるので、検波回路１
７及び１８は包絡線検波、２乗検波は勿論のこと、平均
値検波によっても検波が行なわれる。検波回路１７．１
８の出力検波信号からマトリクス回路により青色信号と
赤色信号が得られる。また、前記正流の３色混合信号と
これらの原色信号とをマトリクスすることにより、緑色
信号が得られる。

なお、第２高調波成分信号は、１ＨＭ延回路６を使用せ
ずに、帯域フィルタで分離抽出することもできる。

また、傾斜角θは、ビームスポットの変形形状に基づい
て決定されるものであるため、第１図に示したものに限
定されるものではなく、また電子ビームの走査方向が逆
になれば、フィルタ細条の傾斜方向も第１図に示したも
のとは逆になることは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明は、ストライブフィルタの各フィル
タ細条の長手方向をセルフシャープニング効果による実
効的なビームスポット形状の変形に応じて傾斜させたの
で、撮像管から読み出される信号におけるセルフシャー
プニング効果による変調度の変化を補正することができ
、また、Ｉｌｉ度信号帯域内に基本波成分信号を配置す
るようにし、垂直の相関性を利用してその基本波成分信
号と輝度信号とを夫々分離するようにしたので、従来と
同じ色多重周波数とした場合、輝度信号帯域を従来の２
倍に広帯域化することができ、これにより従来に比し解
像度を大幅に向上することができ、また基本波成分信号
周波数は従来装置と同じでよいから、前置増幅器の帯域
を広くしなくともよく、第２高周波成分信号はＳ／Ｎ良
く得られるので、色信号のＳ／Ｎも向上することができ
る等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のストライブフィルタ構造の
説明図、第２図は本発明の一実施例のブロック系統図、
第３図は第２図図示ブロック系統の動作説明用周波数ス
ペクトラム図、第４図は本出願人が先に提案した装置で
用いられる信号の周波数スペクトラムを示す図、第５図
は装置増幅器のノイズ分布を示す図、第６図はセルフシ
ャープニング効果を説明するための図である。 １・・・光学ローパスフィルタ、２・・・ストライブフ
ィルタ、３・・・撮像管、５・・・分離回路、Ｆｌ・・
・第１のフィルタ細条、Ｆ２・・・第２のフィルタ細条
、Ｆ３・・・第３のフィルタ細条。 特許出願人　日本ビクター株式会社 嬉４図 ７１　　　　　　　　　７２　　用液Ｊ（第５図 第６図 （Ｂ） 】＝自声ξ３じｐＨ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加色法の３原色のうちのいずれか１つの原色の第１の原
   色光のみを透過させる第１のフィルタ細条と、該第１の
   原色光の原色以外の他の２つの原色のうちのいずれか１
   つの原色の第２の原色光と該第１の原色光との混合色光
   のみを透過させる第２のフィルタ細条と、白色光を透過
   させる第３のフィルタ細条とを一定の順序で、かつ、走
   査線方向に対して各フィルタ細条の長手方向が傾斜する
   如くに配列すると共に、走査線に直交する方向における
   該第１乃至第３のフィルタ細条のピッチに対する走査線
   数を選定して構成したストライプフィルタを通して被写
   体からの光を撮像管の光導電面（又は光電面）に与え、
   該撮像管より取り出される輝度信号と、上記第１乃至第
   ３のフィルタ細条の走査線方向の繰り返し周期で定まる
   空間周波該基本波成分信号の高調波成分信号とのうち、
   該基本波成分信号を該輝度信号の帯域内に設定し、該基
   本波成分信号と輝度信号とを、少なくとも２水平走査線
   の撮像管出力信号の垂直相関性を利用して夫々分離出力
   するカラー撮像装置であって、セルフシャープニング効
   果により実効的に三日月状に変形したビームスポットの
   該変形形状に基づいて、該変形形状のビームスポットが
   同一のフィルタ細条において占める面積を最大とするよ
   うに、走査方向と該第１乃至第３のフィルタ細条の長手
   方向とのなす傾斜角を選定したことを特徴とするカラー
   撮像装置。