JPH0418418B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0418418B2 JPH0418418B2 JP56173004A JP17300481A JPH0418418B2 JP H0418418 B2 JPH0418418 B2 JP H0418418B2 JP 56173004 A JP56173004 A JP 56173004A JP 17300481 A JP17300481 A JP 17300481A JP H0418418 B2 JPH0418418 B2 JP H0418418B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- cathode
- electron gun
- image pickup
- pickup tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/488—Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes
Landscapes
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、撮像管電子銃に係り、特に電子ビー
ムを形成する電子群の速度分布の拡大を小さく抑
えた電子銃の電極構成に関するものである。
ムを形成する電子群の速度分布の拡大を小さく抑
えた電子銃の電極構成に関するものである。
ビジコン形撮像管では、被写体照度に対応した
電荷パターンを光導電膜上に発生させ、電子銃で
発生させた電子ビームで光導電膜上を走査するこ
とにより、電荷パターンを順次放電し、この放電
に対応した充電電流を信号として外部に取り出し
ている。被写体により１度発生した電荷は、通常
は１回のビーム走査でその全量が放電されること
はなく、この為に被写体がなくなつても、次回以
降の走査において残留電荷に対応した偽信号が残
像として発生し、動く被写体の画質を劣化させ
る。
電荷パターンを光導電膜上に発生させ、電子銃で
発生させた電子ビームで光導電膜上を走査するこ
とにより、電荷パターンを順次放電し、この放電
に対応した充電電流を信号として外部に取り出し
ている。被写体により１度発生した電荷は、通常
は１回のビーム走査でその全量が放電されること
はなく、この為に被写体がなくなつても、次回以
降の走査において残留電荷に対応した偽信号が残
像として発生し、動く被写体の画質を劣化させ
る。
特に、阻止形光導電膜を使用した撮像管におい
ては、光導電膜の有する静電容量と、走査電子ビ
ームの有するビーム抵抗との積で定まる時定数を
持つ残像が主体であり、これは通常容量性残像と
呼ばれる。ビーム抵抗は電子ビームを形成する電
子群の速度分布と等価であり、低残像を実現する
電子ビームは、電子群の速度分布が狭いことが必
要条件となる。
ては、光導電膜の有する静電容量と、走査電子ビ
ームの有するビーム抵抗との積で定まる時定数を
持つ残像が主体であり、これは通常容量性残像と
呼ばれる。ビーム抵抗は電子ビームを形成する電
子群の速度分布と等価であり、低残像を実現する
電子ビームは、電子群の速度分布が狭いことが必
要条件となる。
陰極から放出された電子群はマツクスウエル分
布をした速度分布をしているが、細いビームを形
成する過程においてビームの電流密度が上昇し、
電子相互のクーロン力に与えるエネルギ緩和現象
により速度分布が拡大されることが知られてい
る。この現象はベージユ効果と呼ばれ、速度分布
の拡大率は、軸上電流密度Ｊ（ｚ）と軸上電位Ｖ
（ｚ）に対しＪ（ｚ）1/3／Ｖ（ｚ）1/2にほぼ比例する
事が知られている。
布をした速度分布をしているが、細いビームを形
成する過程においてビームの電流密度が上昇し、
電子相互のクーロン力に与えるエネルギ緩和現象
により速度分布が拡大されることが知られてい
る。この現象はベージユ効果と呼ばれ、速度分布
の拡大率は、軸上電流密度Ｊ（ｚ）と軸上電位Ｖ
（ｚ）に対しＪ（ｚ）1/3／Ｖ（ｚ）1/2にほぼ比例する
事が知られている。
このような低残像を目的する電子銃では、でき
る限りビームの電流密度上昇を抑える必要があ
り、陰極に対向する第１格子を陰極に対し正電位
で動作させる２極形電子銃が提案されている。
る限りビームの電流密度上昇を抑える必要があ
り、陰極に対向する第１格子を陰極に対し正電位
で動作させる２極形電子銃が提案されている。
理想的な低残像電子銃は、陰極から軸に平行に
電子を放出させ、電流密度の高いクロスオーバを
形成しない、いわゆる層流ビームを有するもので
ある。しかしながら従来の２極形電子銃では高照
度の被写体に対してもビーム不足を生じないよう
に、ビーム電流量のダイナミツクレンジを広くす
る必要性からクロスオーバ形の構成となつてお
り、しかもクロスオーバ点が第１格子に近い軸上
電位の低い位置に形成されるために、速度分布幅
拡大の抑制が十分ではなかつた。
電子を放出させ、電流密度の高いクロスオーバを
形成しない、いわゆる層流ビームを有するもので
ある。しかしながら従来の２極形電子銃では高照
度の被写体に対してもビーム不足を生じないよう
に、ビーム電流量のダイナミツクレンジを広くす
る必要性からクロスオーバ形の構成となつてお
り、しかもクロスオーバ点が第１格子に近い軸上
電位の低い位置に形成されるために、速度分布幅
拡大の抑制が十分ではなかつた。
本発明は、従来の２極形電子銃を改善し、より
低残像で、しかも低い陰極負荷（陰極放出電流密
度）でより大きなビーム電流を発生せしめること
ができる電子銃を提供することを目的とする。
低残像で、しかも低い陰極負荷（陰極放出電流密
度）でより大きなビーム電流を発生せしめること
ができる電子銃を提供することを目的とする。
本発明に係る２極形電子銃においては、陰極に
対向して配置され陰極に対し正の電圧を印加した
第１格子の微小開口部近傍に発散電子レンズを形
成し、この発散レンズによつて第１格子開口を通
過した電子ビームを１度発散させ、クロスオーバ
点を第１格子開口から離れた軸上電位の高い位置
に形成させることにより、電子群の速度分布幅拡
大をより小さく抑え、同時に第２格子に設けられ
た微小開口を通過するビーム電流を増大せしめる
ことを基本原理としている。
対向して配置され陰極に対し正の電圧を印加した
第１格子の微小開口部近傍に発散電子レンズを形
成し、この発散レンズによつて第１格子開口を通
過した電子ビームを１度発散させ、クロスオーバ
点を第１格子開口から離れた軸上電位の高い位置
に形成させることにより、電子群の速度分布幅拡
大をより小さく抑え、同時に第２格子に設けられ
た微小開口を通過するビーム電流を増大せしめる
ことを基本原理としている。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図はビジコン形撮像管の概略構成を示し、
１は陰極、２はヒータ、３は第１格子、４は第２
格子、５は第３格子、６はメツシユ状電極を有す
る第４格子、７は光導電膜ターゲツト、８は集束
コイル、９は偏向コイルであり、陰極１から放出
された電子ビーム１０は、第１格子３、第２格子
４で構成される。電子銃で細く成形され、集束コ
イル８で発生する磁界レンズによりターゲツト７
上に結像され、偏向コイル９で発生する磁界によ
り走査される。ここでは電磁集束・電磁偏向形撮
像管を例として示したが、本発明は陰極１から第
２格子４までの電子銃部に係るものであり、以降
のビーム集束、偏向方式には関係なく、どのよう
な方式の撮像管にでも適用できる。
１は陰極、２はヒータ、３は第１格子、４は第２
格子、５は第３格子、６はメツシユ状電極を有す
る第４格子、７は光導電膜ターゲツト、８は集束
コイル、９は偏向コイルであり、陰極１から放出
された電子ビーム１０は、第１格子３、第２格子
４で構成される。電子銃で細く成形され、集束コ
イル８で発生する磁界レンズによりターゲツト７
上に結像され、偏向コイル９で発生する磁界によ
り走査される。ここでは電磁集束・電磁偏向形撮
像管を例として示したが、本発明は陰極１から第
２格子４までの電子銃部に係るものであり、以降
のビーム集束、偏向方式には関係なく、どのよう
な方式の撮像管にでも適用できる。
第２図は従来の２極形電子銃の要部を示す拡大
断面図であり、１は陰極面、３は第１格子、１３
は第１格子に設けられた微小開口、４は第２格
子、１４は第２格子４に設けられた微小開口、１
０は陰極面１の中心から放出された電子軌道を示
す。
断面図であり、１は陰極面、３は第１格子、１３
は第１格子に設けられた微小開口、４は第２格
子、１４は第２格子４に設けられた微小開口、１
０は陰極面１の中心から放出された電子軌道を示
す。
第１格子開口１３を通過した電子ビームは開口
を通過後直ちに集束され、第１格子３に近い位置
にクロスオーバ１５を形成する。
を通過後直ちに集束され、第１格子３に近い位置
にクロスオーバ１５を形成する。
第３図及び第４図はそれぞれ本発明に係る２極
形電子銃の要部を示す拡大断面図である。第３図
の実施例では第１格子３を構成する平板電極３１
の厚さを厚くし、この平板電極３１の中心部に形
成する凹部の内径d1に対しその窪み深さl1をd1／
２以上にする。窪みが深くなることにより、第２
格子４により生じる電界を遮へいする効果が生
じ、第１格子開口１３近傍に発散レンズが形成さ
れ、開口１３を通過する電子ビーム１２は１度発
散し、第１格子開口１３から離れた点にクロスオ
ーバ１５を形成する。
形電子銃の要部を示す拡大断面図である。第３図
の実施例では第１格子３を構成する平板電極３１
の厚さを厚くし、この平板電極３１の中心部に形
成する凹部の内径d1に対しその窪み深さl1をd1／
２以上にする。窪みが深くなることにより、第２
格子４により生じる電界を遮へいする効果が生
じ、第１格子開口１３近傍に発散レンズが形成さ
れ、開口１３を通過する電子ビーム１２は１度発
散し、第１格子開口１３から離れた点にクロスオ
ーバ１５を形成する。
第４図に示した実施例では、第１格子３と第２
格子４の間に開口を有する中間格子２０を設け、
この中間格子２０には第１格子３と等しいか、も
しくはより低い電圧を印加して、第１格子開口１
３近傍に発散レンズを形成している。特に中間格
子２０の電位を陰極１と同電位とすれば、ステム
リード線を増すことがなく好適である。
格子４の間に開口を有する中間格子２０を設け、
この中間格子２０には第１格子３と等しいか、も
しくはより低い電圧を印加して、第１格子開口１
３近傍に発散レンズを形成している。特に中間格
子２０の電位を陰極１と同電位とすれば、ステム
リード線を増すことがなく好適である。
第５図と第６図は、陰極からの軸上距離ｚに対
する軸上電位Ｖ（ｚ）及び軸上電流密度Ｊ（ｚ）を
第２図に示した従来例と第４図に示した実施例に
ついて各々示したものである。第５図に示した従
来例の特性に比べ第６図に示した実施例の特性
は、軸上電位Ｖ（ｚ）（実線で図示）の陰極近傍の
立上りがゆるやかであり、軸上電流密度Ｊ（ｚ）
（点線で図示）のピーク値（クロスオーバ点に相
当する）は陰極からより遠方の軸上電位が高い位
置に形成されており、電子群の速度分布幅拡大の
抑制がより強くなつている。
する軸上電位Ｖ（ｚ）及び軸上電流密度Ｊ（ｚ）を
第２図に示した従来例と第４図に示した実施例に
ついて各々示したものである。第５図に示した従
来例の特性に比べ第６図に示した実施例の特性
は、軸上電位Ｖ（ｚ）（実線で図示）の陰極近傍の
立上りがゆるやかであり、軸上電流密度Ｊ（ｚ）
（点線で図示）のピーク値（クロスオーバ点に相
当する）は陰極からより遠方の軸上電位が高い位
置に形成されており、電子群の速度分布幅拡大の
抑制がより強くなつている。
第７図は、第１格子３の電圧EC1に対して、第
２格子開口１４を通過するビーム電流iBと、陰極
中心点の電流速度（陰極負荷）ρCとを第２図に示
した従来例と第４図に示した実施例とについて
各々示したものである。
２格子開口１４を通過するビーム電流iBと、陰極
中心点の電流速度（陰極負荷）ρCとを第２図に示
した従来例と第４図に示した実施例とについて
各々示したものである。
ここで第４図に示した実施例の電極寸法につい
て２つの具体例を示す。具体例１は第２格子開口
１４の直径が30μm、具体例２は20μmであり、他
の寸法は全く同一である。第１格子３の板厚、第
１格子開口１３の直径、陰極１と第１格子３の間
隙は第２図の従来例と同一であり、各々0.18mm、
200μm、0.15mmである。中間格子２０の板厚、第
２格子４の板厚、第１格子３と中間格子２０の間
隙、中間格子２０と第２格子４の間隙は各各0.25
mm、1.0mm、0.2mm、0.2mmである。中間格子２０の
開口部の径と、第１及び第２格子３，４の凹部の
内径はすべて0.65mmである。
て２つの具体例を示す。具体例１は第２格子開口
１４の直径が30μm、具体例２は20μmであり、他
の寸法は全く同一である。第１格子３の板厚、第
１格子開口１３の直径、陰極１と第１格子３の間
隙は第２図の従来例と同一であり、各々0.18mm、
200μm、0.15mmである。中間格子２０の板厚、第
２格子４の板厚、第１格子３と中間格子２０の間
隙、中間格子２０と第２格子４の間隙は各各0.25
mm、1.0mm、0.2mm、0.2mmである。中間格子２０の
開口部の径と、第１及び第２格子３，４の凹部の
内径はすべて0.65mmである。
各電極への印加電圧は、陰極１は0V、第２格
子４は300V、中間格子２０は陰極と同一の0V、
第１格子３は第７図に示すごとく数Ｖ〜数10Vで
ある。
子４は300V、中間格子２０は陰極と同一の0V、
第１格子３は第７図に示すごとく数Ｖ〜数10Vで
ある。
第７図において、実線で示される曲線７１，７
２及び７３はそれぞれ、本発明に係る具体例１具
体例２及び従来例のビーム電流iBを示し、点線で
示される曲線７４及び７５はそれぞれ本発明電子
銃（具体例１及び具体例２）及び従来例の陰極負
荷ρCを示す。第７図については、本発明に係る電
子銃の特性を従来例と比較すると、曲線７１，７
２と曲線７３から明らかなように本発明電子銃
は、同一のEC1に対してビーム電流iB値が従来例
より大きく、しかもEC1に対するiBの立上りが従
来例より急になつている。これは発散レンズ系を
有する本発明電子銃がより鋭いビーム集束をして
いることを示している。一方陰極負荷ρCについて
比較すると（曲線７４及び７５参照）、本発明電
子銃は同一のEC1に対しより低い値となつており、
Child−Langmuirの式で与えられる理論値にほぼ
一致しており、ρC∝EC1 3/2の関係となつている。
これは、本発明電子銃では第１格子開口部の近傍
は電位変化がゆるやかであり、第２格子の電位で
形成される電界の効果が遮へいされているためで
ある。これに対し従来例では、第１格子開口の近
傍での電位変化が大きく、陰極中心部には第２格
子電位で形成される電界の効果により、より強い
電界が作用し負荷が上昇する。特にEC1が小さい
時にこの効果が顕著となり理論値から大きくずれ
てしまう。
２及び７３はそれぞれ、本発明に係る具体例１具
体例２及び従来例のビーム電流iBを示し、点線で
示される曲線７４及び７５はそれぞれ本発明電子
銃（具体例１及び具体例２）及び従来例の陰極負
荷ρCを示す。第７図については、本発明に係る電
子銃の特性を従来例と比較すると、曲線７１，７
２と曲線７３から明らかなように本発明電子銃
は、同一のEC1に対してビーム電流iB値が従来例
より大きく、しかもEC1に対するiBの立上りが従
来例より急になつている。これは発散レンズ系を
有する本発明電子銃がより鋭いビーム集束をして
いることを示している。一方陰極負荷ρCについて
比較すると（曲線７４及び７５参照）、本発明電
子銃は同一のEC1に対しより低い値となつており、
Child−Langmuirの式で与えられる理論値にほぼ
一致しており、ρC∝EC1 3/2の関係となつている。
これは、本発明電子銃では第１格子開口部の近傍
は電位変化がゆるやかであり、第２格子の電位で
形成される電界の効果が遮へいされているためで
ある。これに対し従来例では、第１格子開口の近
傍での電位変化が大きく、陰極中心部には第２格
子電位で形成される電界の効果により、より強い
電界が作用し負荷が上昇する。特にEC1が小さい
時にこの効果が顕著となり理論値から大きくずれ
てしまう。
第１格子に正の電位を印加する２極形電子銃で
は、陰極の寿命、信頼性が最も重要な点である
が、本発明によれば、従来例に比べ、より低い陰
極負荷でより大きなビーム電流を発生することが
でき、上述した寿命信頼性の点から極めて有利と
なる。
は、陰極の寿命、信頼性が最も重要な点である
が、本発明によれば、従来例に比べ、より低い陰
極負荷でより大きなビーム電流を発生することが
でき、上述した寿命信頼性の点から極めて有利と
なる。
又、上記の具体例１、及び２から明らかなよう
に、本発明電子銃では第２格子開口１４の径を小
さくしてもビーム電流iBの低下が少ないので、従
来例よりも小さな開口を使用することが可能とな
り、撮像管の解像度向上に対しても有利となる。
に、本発明電子銃では第２格子開口１４の径を小
さくしてもビーム電流iBの低下が少ないので、従
来例よりも小さな開口を使用することが可能とな
り、撮像管の解像度向上に対しても有利となる。
以上説明したごとく本発明によれば、クロスオ
ーバ点を軸上電位の高い位置に形成し電子群の速
度分布拡大をより抑えることができ、しかもより
低い陰極負荷で大きなビーム電流を発生でき、陰
極の寿命信頼性、撮像管の解像度向上、残像の低
減の点から極めて有利な電子銃を実現できる。
ーバ点を軸上電位の高い位置に形成し電子群の速
度分布拡大をより抑えることができ、しかもより
低い陰極負荷で大きなビーム電流を発生でき、陰
極の寿命信頼性、撮像管の解像度向上、残像の低
減の点から極めて有利な電子銃を実現できる。
第１図は撮像管の概略構成を示す図、第２図は
従来の２極形電子銃の要部を示す拡大断面図、第
３図及び第４図はそれぞれ本発明に係る２極形電
子銃の要部を示す拡大断面図、第５図、第６図、
及び第７図は、本発明と従来例のビーム特性を比
較して示す図である。 １…陰極、２…ヒータ、３…第１格子、４…第
２格子、５…第３格子、６…第４格子、７…光導
電膜、８…集束コイル、９…偏向コイル、１０，
１１，１２…電子ビーム、１３…第１格子微小開
口、１４…第２格子微小開口、１５…クロスオー
バ、２０…中間格子。
従来の２極形電子銃の要部を示す拡大断面図、第
３図及び第４図はそれぞれ本発明に係る２極形電
子銃の要部を示す拡大断面図、第５図、第６図、
及び第７図は、本発明と従来例のビーム特性を比
較して示す図である。 １…陰極、２…ヒータ、３…第１格子、４…第
２格子、５…第３格子、６…第４格子、７…光導
電膜、８…集束コイル、９…偏向コイル、１０，
１１，１２…電子ビーム、１３…第１格子微小開
口、１４…第２格子微小開口、１５…クロスオー
バ、２０…中間格子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも、電子を放出する陰極と、その後
段に配置され該陰極に対し正の電圧を印加した第
１の微少開口を有する第１格子と、その後段に配
置され上記第１格子に対し正の電圧を印加した第
２の微少開口を有する第２格子とからなり、上記
第１格子と上記第２格子との間で上記第１格子の
微少開口の近傍に発散電子レンズを形成し、該発
散電子レンズによつて、上記第１格子と上記第２
格子との間で、かつ、上記第２格子近傍にクロス
オーバー点を生ぜしめるように構成したことを特
徴とする撮像管電子銃。 ２ 前記第１格子は、前記第１の微少開口を中心
とした凹部を有する平板電極を含み、上記凹部の
深さがその内径の1/2以上であり、上記凹部によ
つて前記第２格子により生ずる電界を遮蔽するこ
とにより前記発散電子レンズを形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮像管電子
銃。 ３ 前記撮像管電子銃は、前記第１格子と前記第
２格子との間に配置され、上記第１格子の印加電
圧に等しいかもしくは低い電圧を印加した開口を
有する中間格子を具備し、上記中間格子により上
記発散電子レンズを形成することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の撮像管電子銃。 ４ 前記中間格子に印加する電圧を、前記陰極に
印加する電圧と等しくしたことを特徴とする特許
請求の範囲第３項記載の撮像管電子銃。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17300481A JPS5875743A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 撮像管電子銃 |
| US06/437,335 US4540916A (en) | 1981-10-30 | 1982-10-28 | Electron gun for television camera tube |
| DE8282110023T DE3272757D1 (en) | 1981-10-30 | 1982-10-29 | Electron gun for television camera tube |
| KR8204883A KR860000816B1 (ko) | 1981-10-30 | 1982-10-29 | 촬상관 전자총 |
| EP82110023A EP0078523B1 (en) | 1981-10-30 | 1982-10-29 | Electron gun for television camera tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17300481A JPS5875743A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 撮像管電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875743A JPS5875743A (ja) | 1983-05-07 |
| JPH0418418B2 true JPH0418418B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=15952401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17300481A Granted JPS5875743A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 撮像管電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5875743A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8302754A (nl) * | 1983-08-04 | 1985-03-01 | Philips Nv | Kathodestraalbuis. |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154043A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Image pickup tube |
| NL7905440A (nl) * | 1979-07-12 | 1981-01-14 | Philips Nv | Inrichting voorzien van een televisiekamerabuis en te- levisiekamerabuis voor een dergelijke inrichting. |
| JPS5669755A (en) * | 1979-11-08 | 1981-06-11 | Sony Corp | Electron gun |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP17300481A patent/JPS5875743A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5875743A (ja) | 1983-05-07 |
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