JPH0161221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、テレビジヨンカメラ用光導電形撮
像管に関するもので、主として現行の標準テレビ
ジヨン方式よりも本質的に高画質（高解像度、低
残像、画質均一性ならびに高SN比）なライブ撮
像を可能とする高品位用撮像管の製作歩留り向上
と、長寿命化をはかつたものである。 従来、テレビジヨン用光導電形撮像管の電子銃
部は、第１図にその断面を示すように、ニツケル
などを基体金属とするスリーブ１１の上に、酸化
バリウムおよび酸化ストロンチウムなどの電子放
射性物質１２を塗布した陰極電子放射面１が、タ
ングステンの細線上にアルミナの絶縁物を被覆し
て成るヒータ２によつて加熱され、その放射面１
から発生する熱電子が、陰極に対して負にバイア
スされた電極３ａと、陰極に対して正にバイアス
された電極３ｂと３ｃとが作る電界によつて、一
旦、電子がクロスオーバされ細い束状の電子流と
なり、電極３ｃを貫通して設けられたビーム制限
孔５を通して所要の電子ビーム形態４となつた
後、集束部６および偏向部７の作用を受けてター
ゲツト８上に射突するように組み立てられてき
た。通常は電極３ｂと３ｃとは一体の電極を成す
ように組立てられ、電極３ｃは通常は厚さがたと
えば0.04mmのニツケル板で作られ、開孔５はエレ
クトロフオーミングで形成され、その直径は板厚
程度、あるいはそれより大なるものが普通であつ
た。その他の電極３ａおよび３ｂは真空度に悪影
響を与える可能性が少なく、かつ、成形や組み立
てが比較的容易で、非磁性、安価なステンレス鋼
材を用いて作られてきた。 さて、従来の標準的テレビジヨン画質規準を本
質的に上まわる高画質テレビジヨン方式、たとえ
ば、水平走査線数1125本、フイールド周波数60
Hz、映像周波数帯域幅60MHzの方式において使用
される撮像管は、広帯域信号領域を有していても
Ｓ／Ｎを劣化させないようにし、あわせて低残像
化をはかるため、ターゲツトを走査する電子ビー
ムは従来の標準方式用撮像管のそれよりもより多
くの電流たとえば２倍以上を要した。さらに本質
的低残像を図るため、ビーム内電子の速度分散は
クロスオーバ型におけるよれより小さくたとえば
１／２以下でなければならなかつた。またさらに、
高解像度化のため、電子ビームの直径はより小さ
くたとえば1/4以下で、ビーム制限孔５を通過し
た直後のビーム拡がり角度も零に近いことが望ま
しかつた。 このような高密度で、拡がりが少なく、また電
子速度分散の小さい電子ビームを形成するために
は、たとえば本願人らが特開昭55−154043におい
て提案したような、電子ビームがクロスオーバし
ない二極動作の層流型電子銃を備える必要があつ
た。この電子銃構成を第２図において概略説明す
る。 第２図の１および２はそれぞれ陰極電子放射面
および加熱用ヒータである。陰極前面にごく近設
して配設される制御電極３ａは、開孔板３ｃと一
体となり、電子放射面より電子をクロスオーバさ
せないで平行に引き出すために陰極に対してたと
えば20V正に、加速電極３ｂはたとえば300V正
に保たれる。開孔板３ｃの中央部には電子ビーム
を制限して高解像度を保つため細孔５をたとえば
0.01mmないし0.02mmの直径で設けている。この直
径では細孔５の面積は先に述べたクロスオーバ型
電子銃の電子ビーム制限開孔面積の約1/10で、陰
極と制御電極間距離も1/2以下に設計する。そし
て従来の層流型電子銃ではこれら電極構成の材料
はそれ以前のクロスオーバ型と同じくステンレス
が主体であつた。 この層流型電子純がクロスオーバ型に比し機能
的にすぐれている要因は、電子放射面より電子を
クロスオーバさせないで平行に層流状に引き出す
ことにあるが、かゝる構成でターゲツトを走査す
る電子ビーム密度をクロスオーバ型よりより大に
保つためには、陰極電子放射体として公知の高い
電子放射負荷に耐える、たとえばバリウム含浸多
孔質タングステンのブロツク、すなわち含浸型陰
極を使用し、これをタンタルまたはモリブデンを
素材とするスリーブに備えたものでなければなら
なかつた。 以上述べてきた熱電子の層流状引き出しと含浸
型陰極の使用は、ステンレス材料を主体とする従
来形電子銃の構成に以下に述べる欠点を生じてき
た。 この欠点の第一は、電子純動作時に陰極放射面
から発生した熱電子の大部分が、放射面に平行に
ごくく近接しておかれた制御電極すなわちビーム
制限開孔板が正にバイアスされているためこの部
分に射突して異常加熱をおこすことである。過熱
がステンレスなどの電極材料でおこれば、電極材
料の組成が変化し、一部あるいは全部の構成物質
が蒸発し、それから至近距離にある陰極放射面上
にこれら蒸発物質がスパツタ付着をおこしてこの
面を損傷するし、開孔板の制限孔５が周辺金属の
欠落などにより拡がつてしまうことが多かつた。 欠点の第２は陰極電子放射体に含浸型を用いる
ことでおこる。含浸型電子放射体はそれまでの酸
化物被覆型電子放射体に比し、良好な電子放射能
力をうるためには、陰極活性化処理時または活性
化処理に先立ちおこなわれる電子銃部の脱ガス用
加熱時により高温を必要とする。たとえば含浸型
の方が200℃〜300℃高い。従つて陰極面にごく近
接した制御電極および開孔板部が過熱を受け前述
の好ましいからざる現象が屡々発生した。 これら好ましからざる事象を抑制するには、放
射熱電子の射突が最もはげしいビーム制限開孔板
３ｃの材料としてタンタル、モリブデン、白金な
どの高融点金属薄板を用いればよいが、その薄板
を保持する制御電極３ａと材料が異なる場合に
は、開孔板３ｃが熱変形を起して陰極と接触した
り、制御不能の特性変動を生じたりするおそれが
大きかつた。 たとえば、ステンレス製の電極３ａ厚さ0.18mm
上に0.03mm厚の白金製開孔板３ｃを溶接した場
合、陰極活性化時の加熱または電子銃動作時の熱
電子射突の加熱により、白金製開孔板３ｃの中央
部が陰極放射面１の方へ膨れ上がり陰極と接触を
起し、検査のため解体した結果では熱覆歴によつ
て白金板３ｃがうねり変形を起していることが多
かつた。 そこで本発明では、陰極に含浸型放射体を使用
し、電子ビームを形成して信号蓄積ターゲツトを
低速度走査する光導電形撮像管の二極動作層流型
電子銃において、陰極放射面に近接して配設さ
れ、前記電子ビームの形成用ビーム制限開孔を有
する開孔板と、該開孔板と一体成形されまたは該
開孔板に固着された制御電極構成部材の少なくと
も一部とを、同一の単体高融点金属タンタルまた
はモリブデンのいずれか一方で形成し、撮像管動
作時または陰極活性化および電極脱ガスの撮像管
排気製作時に屡々発生した前述の欠点を排除し
て、高品位用撮像管の製作歩留り向上と長寿命化
をはかつた。電極材料としてタンタルまたはモリ
ブデンを選んだのは第１表に示すように融点が高
く、単体であり、非磁性で、熱伝導率が従来例の
ステンレスに比べてよく、また、真空管用材料と
して適していることによる。

【表】 実施例１は以下のようにするが、この例の電極
構成は第２図と全く同じであるから同図を用いて
説明する。制御電極３ａはタンタル板を用い、そ
の厚みは0.1mmないし0.5mmで、プレス成形によつ
て中央のたとえば0.5mm直径の孔とともに形成さ
れる。電極厚みの下限および上限は、電極構造体
としての強度の限界および通常の技術レベルにお
けるプレス成形の可能限界とにそれぞれ対応す
る。ビーム制限開孔５を有する薄いタンタルから
なる開孔板３ｃは、レーザーによる孔あけ加工で
0.01mmないし0.03mm直径の開孔を作るに適した
0.02mmないし0.05mmの厚みを有し、制御電極３ａ
の陰極側に溶接される。 実施例２は第３図によつて説明するが、３ａは
前例と同じく0.1mmないし0.5mm厚を有するタンタ
ル板をプレス成形した部材である。この部材をさ
らにプレス成形作業にかけて中央部のみを薄くす
るか、あるいはエツチングによつて中央部のみを
薄くし、その部分３ｃの厚みをレーザー孔あけ加
工に適したものとし、次に中央にレーザー孔あけ
加工を施してビーム制限開孔５を形成する。 さらに他の一つの実施例３を第４図に示す。図
において３ｄは通常の直空用ステンレス鋼などの
材料を用いて作るカツプ状電極であるが、これは
底面に大きな開孔を備えており、この電極３ｄの
底面にモリブデンを材料とし、適当な厚さたとえ
ば0.3mmの平板３ａをルテニウムろう９ａなどを
用いてとりつけ、この二つの部材３ａと３ｄとを
もつて制御電極構体とする。３ａの中央部にはた
とえば直径0.5mmの開孔を備える。この開孔をふ
さぐようにして、モリブデンを材料とし、厚みた
とえば0.03mmの、中央に0.01mmないし0.03mmのビ
ーム制限開孔５を有する開孔板３ｃを、たとえば
ルテニウムろう９ｂを用いて電極３ａにとりつけ
る。 もう一つの実施例４と第５図に示す。３ｄは第
４図に示したものと同じである。３ａは中央部を
エツチングあるいは切削によつてレーザー孔あけ
加工に適した、たとえば0.03mm程度の厚みの開孔
板３ｃとしてある。３ａはたとえばルテニウムろ
う９ａなどによつて３ｄに固着されて制御電極構
体を構成する。 さらにまた、実施例３（第４図）の変形例を第
６図に示す。第４図のカツプ状電極３ｄの代り
に、同じステンレス鋼材のカツプ状電極３ｄとス
テンレス鋼材の大きな開孔を備えた板状電極３
d′を用意し、これらで図に示す如くモリブデン平
板状電極３ａをはさみこみ、一点鎖線の場所１０
でネジどめし、第４図示のルテニウムろう９ａを
省略することができる。この方法は実施例４にも
適用できる。 上述の諸実施例のタンタルまたはモリブデン材
料からなる制御電極構体を電子銃に有する撮像管
を製作することにより、陰極に含浸型放射体を備
えた二極動作の層流型電子銃で、陰極活性化時ま
たはそれ以前の電子銃電極脱ガス時に、制御電極
部が好ましからざる過熱を受け、その構成物質が
蒸発して陰極放射面を損傷するなどの事故が皆無
となり、撮像管排気製作時の歩留りが著しく向上
した。 また、さらにかゝる撮像管を動作させた場合も
放射熱電子の射突によつても制御電極の異常加熱
がなく管の寿命が改善された。 以上の説明から明らかなように、この発明を実
施することにより、特開昭55−154043において提
案した、電子のクロスオーバのない、陰極に含浸
型放射体を使用した、層流型電子銃を備えた撮像
管の製作歩留り向上と、長寿命化がはかられ、こ
れまでの標準規格よりも本質的に高画質を必要と
するテレビジヨン方式、たとえば、水平走査線数
1125本、フイールド周波数60Hz、映像周波数帯域
60MHzの方式に適応する、ライブ撮像を可能とす
る高品位撮像管の実用化が可能となつた。 また、この発明は、現行の標準テレビジヨン方
式、あるいは他の異なつたテレビジヨン方式にお
いて用いる撮像管に適用して何ら悪影響なく、む
しろ良好な特性を可能とする効果をもつている
し、陰極が含浸型陰極以外の場合にも必要に応じ
て適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来クロスオーバ型電子銃の構成を示
す断面図、第２図は従来および本発明の二極動作
層流型電子銃の構成を示す断面図、第３図より第
６図は本発明撮像管における電子銃の構成例を示
す断面図である。 １は陰極電子放射面、２はヒータ、３ａは制御
電極、３ｂは加速電極、３ｃはビーム制限開孔
板、４は整形された電子ビーム、５はビーム制限
開孔、６は撮像管の電子集束部、７は偏向部、８
はターゲツト、１１は陰極スリーブ、１２は電子
放射材料である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陰極に含浸型放射体を使用し、電子ビームを
   形成して信号蓄積ターゲツトを低速度走査する光
   導電形撮像管の二極動作層流型電子銃において、
   陰極放射面に近接して配設され、前記電子ビーム
   の形成用ビーム制限開孔を有する開孔板と、該開
   孔板と一体成形されまたは該開孔板に固着された
   制御電極構成部材の少なくとも一部とを、同一の
   単体高融点金属タンタルまたはモリブデンのいず
   れか一方で形成したことを特徴とする撮像管。