JPS6174245A - 撮像管 - 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１！磁集束・静電偏向路撮像管（以下ＭＳ形撮
像管と略す）に係り、特に戻りビームによる偽信号の発
生を低減し得る撮像管に関する。

〔発明の背景〕

ＭＳ形撮像管は偏向収差が少ないため、解＆！の画面内
での一様性が良く、偏向のＩＬＬ＠性が良いこと、電子
ビームのターゲットへの垂直ランディングが得やすいこ
と、管長を短縮しても特性の劣化が少ないこと、等のす
ぐ九た特徴を持っている。

ところが、ＭＳ形撮像管では、戻りビーム像と呼ばれる
偽信号の発生があり、低照度の被写体を撮像する際に重
大な欠点となる。この戻りビーム像について説明するに
、まずＭＳ形撮像管の動作について説明する。

第１は、ＭＳ形撮像管の概略図である。カソード（１０
１）がら放出した電子群は第１格子電極（１０２）、第
２格子電極（１０３）によって加速および制御され、微
小孔（１０４）によって制限され、電子ビームとなる。

この電子ビームを管体（１０５）の外部に設けたソレノ
イド状の集束コイル（１０Ｇ＞が作る磁界の作用により
、光導電ターゲット（１０７）上に集束させる。さらに
この電子ビームを、管体（１０５）の内壁に形成した水
平および重置偏向用の２対の偏向ｔｒｉ（ｌ　Ｏ８）の
作る電界の作用により偏向し、ターゲット（１０７）上
を走査する。

第２図は、管体内壁に形成された偏向電極の形状の１例
を展ＩＪ図で示したものである。２が管軸方向で、θが
方位角方向である。偏向電極は、水平偏向電極Ｈ”　、
Ｈ−、素直偏向電極ｖ”　、ｖ−の４つの電極から１成
されており、各ｆ４極にはバイアス電極Ｅｅｊ　　（Ｖ
）の上にそれぞれ＋ｖ　Ｈ／２、−ｖＨ／２．　＋ｖｖ
／２．−Ｖｖ　／　（Ｖ）の電圧が重畳されて偏向電界
を形成する。ｖ、４゜シフはそれぞれ水平偏向電圧、垂
直偏向電圧と呼ばれる。第２図でＩは、第１図のｆ：３
２格子な梗の？！！極板（１１０）の位置に対応する。

電子ビームによって走査される光導電ターゲット（１０
７）は、ガラＸＪ３［（１０９）　（７）面上に縦横に
密に設置されたコンデンサーの集合とみなすことができ
る。あらかじめ電子ビームの走査によって充電された各
コンデンサーは１次の走査までにガラス基板を透過した
光量にほぼ比例してその電荷を放電し、ターゲット（１
０７）上には光学像に対応した電気的パターンが形成さ
れる０次の走査による充電の際に流れる電流が映像信号
となる。なお、ターゲット（１０７）とガラス！＆仮（
１０９）の間には非常に薄い這明社極が、！２近されで
おり、カソード電位をｏｖとして、透明電極の電位は約
５ｏｖである。したがって、ターゲットの電子銃部に近
い表面の電位は、を子ビームが走査する領域ではカソー
ド電位に近い低電位であり、電子ビームが走査しない領
域では透明ｆ４罹電位に近い値に上昇している。

なお、ｆ４子ビームの低速走査を行なうため、光導電タ
ーゲット（１０７）に而してメツシュ状電１　（１１１
）を１ｌｅｔＬ、ｆｉミツシュを極（１１１）と光導電
ターゲットとの間に減速電界を発生させている。

以上がＭＳ形撮像管の動作である０次にＭＳ形撮像管に
おける戻りビーム像とその発生原理について説明する。

第３図はＭＳ形撮像管におけるで子ビー１１の軌道を模
式的に示したものである。以下の図では、重複説明を省
くため、同一部分には同じ記号をつける。電子ビーム（
３０１）の走委頌域をＡとすると、この領域Ａより外側
の領域ＢにおいてＰ′Ｓ信号を生ずる。

電子銃部よりＪｌ！射された所謂往きビーム（３０１）
は、ターゲット（１０７）のＧＸ　域Ａ上を走査するも
のであるが、その一部は破、線で示すように、電子、境
部側に押し戻されて、これが所謂戻りビーム（３０２）
となる、そして、この戻りビーム（３０２）は主として
１．フ２！８升；（蛋（１０３）の電極板（１１０）に
当り、その一部が所謂反射ビーム（３０３）となり再び
ターゲット上に向う。

この反射ビーム（３０３）のｇｔ＊（Ｚ）方向の速度成
分は小さく、一方、ターゲット（１０７）におけるビー
ムの走査領域Δは、往さビー１．（３０１）の充電によ
りカソード電位のＯＶ近くに保持されているので、この
領域、へには反３（ビーム（３０３）は入射しに（いが
、走査領域Δ外の領域已においては、ビーム（３０＋）
の追究がなされていないために、透明電極の電圧に近い
敬＋Ｖ程度の電位状コにあり、こ二に入射した反射ビー
ム（３０３）による充電電流が偽ご号となる。この偽信
号が。

所謂戻りビーム像の原図となる。

ターゲットに向かう反射ビームの；凛は、往きビームの
数パーセントの微小電流である。したがって通常の照度
での撮像においては、反射ビームによって読み出される
偽信号は、往きビームによって読み出される映像信号に
較べて小さいため。

大きな問題にはならない、しかし、照度の小さい被写体
を撮像した時に、撮像装置の信号増幅器の感度を上げる
と、モニター上にはｆｆ１４１Ｊ！Ｊに示したような所
謂戻りビーム像が現われ１画質劣化となる。なお第４図
において、（４０１）は走査領域に対応した画枠であり
、Ｃｇ＊　（４０２）では反射ビームにより走査領域外
Ｂの部分から読み出されているため、斜線で示した正常
な部分Ｃ４０３）に較べて明るくなっている。

以上がＭＳ形撮像管における戻りビームタ；とその発生
原因である。

従来、この戻りビーム像を回避するために１例えば、特
開昭５５−３８７４２号に述べられている方法が知られ
ている。

これは、往きビームの偏向ｊｌｋ　（Ｒ，）　、　ＦＡ
リビ−Ａ（７１１［４［（１１０）　ヘノ到ｉ１位’！
（Ｒｔ）。

反射ビームのターゲット（１０７）への到達位置（Ｒ１
）の間には、Ｒ，ユ２Ｒ，，Ｒ，よ３Ｒ１゜したがって
、Ｆｌ、ｓ＝　（２／３）Ｒ，の関係があることを考慮
して、゛電子ビーム走査領域の鴫の２／３以上の電極板
（１１０）上の位置に向う戻りビームを吸収ないしは再
びターゲット（１０７）のｆｆ１ｆｉＢ上に向かうこと
を阻止する″方法である。このことは具体的に実現する
ための手法か、特開昭５６−３８７４２号、特開昭５６
−３８７４３号に提案されている。

ｍ１８目は、１極板（１１０）上に戻りビームを吸収あ
るいは散乱させる物質層ないしは表面処理層を形成する
方法、 第２呑目は、電子銃部の径を小さくり、ｆＩ！極抜（１
１０）の径を走査領域Ａの幅の２／３以下とする方法、 第３番目は、メツシュ状電極（１１１）のまわりを走査
領域の形状に合わせた角窓状の開口を持った円板電極（
５０１）でおおい、走査領域外に向う反射ビームを阻止
する方法。

第４番目は、第６図に示したように、！極板（１１０）
に近接して、径の小さい円ｆｉｉ！！！（６０１）　を
配置して、往きビームと戻りビームの偏向感度を異なら
しめて１反射ビームをターゲット（１０７）上の領域Ｂ
以外に向わせる方法、である。

第１１目の方法では、ｆ！１穫板の表面層がはがれて、
光導電ターゲット（１０７）上に付着し、映像信号の一
部が欠損するという可能性がある。

第２番目の方法は、電子銃の小径化により機械的強度が
劣化するという欠点を持つ。

第３番目の方法では、走査領域とメツシュ状電極（１１
１）の角窓との形状・大きさ・配置を一部させることは
製造上困難であるため、角窓を走査領域より大きくする
必要があり、完全に戻りビーム像を消去することができ
ない。

第４番目の方法では、戻りビームを管体（１０５）に向
かって十分に偏向させるには、円ａｍ極（６０１）の電
圧（Ｅ　Ｃ，）に較べて、偏向ｆ１１ｉのバイアス電圧
（Ｅｃ３）をかなり高くしなければならない。

バイアス電圧Ｅｅｌを高くすると、偏向に要する電圧Ｖ
Ｈ＠ＶＶが高くなり、偏向駆動回路の消費電力および回
路、１を模が大きくなるという問題を生じる。

逆に、円ｉ？ｌ！ｔ！ｉ　（６０１）の電圧Ｅｅ、を低
くすると、Ｅｅ□は通常第２＋３子電極（１０３）に等
しくするため、？！１子銃部の加速電圧が低下し。

電子ビームの”Ｉ！ＡＪｉｔの不足、あるいは、電子ビ
ームのが電力の劣化という問題を生じる。

このため１円筒電極（６０１）と偏向電極（１０８）と
の間に十分な電位差を設けることができず、戻りビーム
像のコントラストを十分小さくすることができなかった
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ＭＳ形撮像管における戻すビ　・−ム
像のコントラストを低減することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、従来例の説明で述べた。第４番方法の欠点を
補うため、偏向ｆ！匝（１０８）とは別に補助電極を付
加し、その電極と円１電極（６０１）との間に十分な電
位差を設けることにより戻りビーム像のコントラストを
低減したものである。

〔発明の実施例〕

以下、実施例を参照にして、本発明の詳細な説明する。

第７図は本発明の実施例の１つである０本発明では１円
筒電極（６０１）と偏向電極（１ｏ　８）の間に補助円
筒電極（７０１）を設けることにより、戻りビームに十
分な偏向量を与えることができ、戻りビーム像のコント
ラストを小さくできる。

第８図は、第７図の電極構成で角窓の形状をしたメツシ
ュ状電極を伴用したときの効果と、第６図の従来例の場
合とを比較して示したものである。

従来例を示す（Ａ）では、例えば円筒電極（６０１）の
電圧（ＥＣｔ）を３００ｖ、偏向電極のバイアス電圧（
Ｅｃｓ）を３５０ｖとした時には、戻りビーム（３０２
）と反射ビーム（３０３）は、円筒電極の近くを通過す
る際に十分な偏向を得ることができず、反射ビームは角
窓の形状をしたメツシュ状電極（１１１）を透過し、走
査領域外已に到達し、戻りビーム像の原因となる。

一方１本発明を示すＣＢ）では、例えば、ＥＣ。

を３００Ｖ、Ｅｃ）を３５０Ｖ、補助円筒電極（７０１
）の電位Ｄｏｅｓ’）を４５０ｖとした時には、往きビ
ーム（３０１）は従来例とほぼ同じ曵道を描くが１円ａ
電極（６０１）の近くをビームが通過する際に１円筒電
極と補助円ａＦ！ａとの間に発生した強い電界のため、
大きな偏向を受け、反射ビーム（３０３）は角窓状の開
口を持った円板電極にとらえられターゲット（１０７）
に達することができない。

このように１本発明では、走査領域外已に入射する反射
ビームの量を、従来例に較べて小さくできるため、戻り
ビーム像のコントラストを小さくすることができる。

ところで、本発明では、補助円筒電極（７０１）の径を
小さくするほど、補助円筒電極と円筒電極（６０１）と
の間に発生する電界が強くなり、戻りビーム像のコント
ラストをより効果的に低減できるが、径を小さくしすぎ
ると、第９図に示した補助円筒ｆ４極の先端（Ｓ）で反
射されたビームがターゲット（１０７）に到達するよう
になり、逆に戻りビーム像の原因となる。

補助円筒電極の先端部の内径をφ、とすると。

この径φ、は反射ビームによって約３／２倍となりター
ゲット（ｌ　Ｏ７）上に投影される。したがって、補助
円筒？！！極の先端部Ｓによって２支射されたビームが
ターゲット上に到達できな（するには、メツシュ状電極
の１子ビーム透過可能な最大径φ、、（第５図参照）を
φ５の３７２倍より小さくする必要がある。すなわち、
φ４と９６の間には次の関係が必要である。

φ２≧２／３φ。

上記の実施例では、特に２つの電極（６０１）（７０１
）を円筒電極としたが、必ずしも円筒である必要はなく
、軸対称な電極でありさえすれば良い、第１０図（Ａ）
〜（Ｅ）には上記の実施例の変形例を示す。

（Ａ）は補助円筒電極（７０１）の代りにタ−ゲット側
に広がった円錐台状の１極を、　（Ｂ）はターゲット側
に狭くなった円錐台状のｆｆｉ極を用いた場合である。

（Ｃ）は円筒？ｌ！極（６０１）の代りにターゲット側
に狭くなった円錐台状の電極を、（Ｄ）はターゲット側
に広がった円錐台状のａ極を、（Ｅ）は回転双曲面状の
電極を用いた場合である０以上のいずれの場合にも、同
心的に配置された２つの電極のうち、外側の電極のター
ゲット（１０７）に最も近い部分の内径φ、はメツシュ
状電極の電子ビームの透過可能な最大径φ、の２／３倍
以上でなければならない。

上記の実施例において１円錐台状電極を回転放物面状電
極にする等の変化は、すへて本発明の範囲内にある。

次にもう１つの実施例について説明する。

この実施例では、第７０の補助円筒電極（７０１に対応
するものを管体（１０５）の内壁に形成する。その４１
１成を、第１１図に展開図で示す。

この実施例では、４つの偏向電極（Ｈ−、Ｈ−。

ｖ”　、ｖ−）の電子銃部に近い部分に、補助電極（７
０２）　を挿入されている。この電極にＥｃｘ’の電位
を与えると、第７図の場合とほぼ同じ効果を得ることが
できる。

第１１図の実施例の変形として、例えば第１２図のよう
な構成の電極も容易に考えられるが、このような変形は
すべて本発明の範囲内にある。

以上の電極構成においては、補助電極電圧Ｅｃｓ′は、
その内側にある電極電圧Ｅｃ２より高いものとして説明
したが、逆にＥＣＭ゛　をＥｃ、よりもｐｉ端に小さく
すると、反射電子ビーム（３０３）の一部を走査領域Ａ
内あるいは、円板１１極（Ｓｏｌ）の管軸に対する反対
側に向わせ、戻りビーム像のコントラストを低減するこ
とも可能である。

このように、補助電圧の設定は任意であるが、特にメツ
シュ状電極電圧、あるいはカソードの１圧と等しく１．
、、＊なる電圧を供給するＮｇ数の増加を防ぐこともで
きる。

〔発明の効果〕

以上、説明したごとく１本発明によれば、ＭＳ形撮像管
における戻りビーム像のコントラストを低減でき、ビデ
オ用カメラの高画質化を区ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＭＳ形撮像管の概略図、第２ズは、偏向電極
の展開図、第３図は、ＭＳ形撮像管における電子ビーム
軌道を表わす図、第４図は、戻りビーム像を示す図、第
５図は、角窓メツシュ状電極を表わすズ、第６図、第７
図、第９図、第１Ｏ図は、電子銃部まわりの電極植成を
表わす図、第８１は、電子ビーム軌道を表わすズ、′５
１１図。 第１２２は、管体内壁に形成した。！Ｘ４向？６．極と
補助ＴＬ極の設置を示す図である。 １０１　・・カソード、１０２・・第１格子電極、１０
３−・・第２格子電極、１０４−微小孔、１０５・・・
管体、１０６・・・集束コイル、１０７・・光導電ター
ゲット。 １０８・・・偏向電極、１０９・ガラス基板、１１０・
・・電極板、１１１・・・メソシュ状電極、Ｈ”　、Ｈ
−・・・水平偏向電極、ｖ’　、ｖ−・・垂ＩＩ偏向電
極、Ｚ・・・管軸方向、θ・・・方位角方向、■・・電
極板位置、Ｒ１・・・往きビーム偏向−気、Ｒ１・戻り
ビームの電極板への到達位ｖｔｔ、Ｒ３・・・反射ビー
ムのターゲットへの到達位置、３０１・・・往きビーム
、３０２・・・戻りビーム、３０３・・・反射ビーム、
４０１・・・画枠、４０２・・・戻りビーム像、４０３
・・・正常な部分。 ５０１・・・円板電極、φア・・・電子ビーム透過可能
な最大径、φ、・・・補助円筒？！！唖の内径、Ｓ・・
・補助円筒電極の先端の面、ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・円錐
台状電代理人　弁理士　＆横明天、２／ 第　ｌ　　口 第　２１２］ Ｚ 第３０ ロ耳目ヨ弓＝コ 第４０ 第　５　ロ 第　６　口 ／ふ３ 第　７Ｚ 第　８　口 （Ａ） ｏｔ 第　７０　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器と、その内部に設けられた少くとも、カソ
   ードを有し電子ビームを発生・制御する電子銃部、光学
   像に対応した電気的パターンを形成するターゲット部、
   および上記の電子銃部と上記ターゲット部との間に位置
   し該ターゲット部に近接したメッシュ状電極を有し、上
   記真空容器の外部に設けた電磁石の作る磁界の作用によ
   り上記電子ビームを上記ターゲットに集束し、そのビー
   ムを上記真空容器の内壁に形成した静電偏向電極の電界
   の作用により偏向して、光学像に対応した電気信号を上
   記ターゲット部から取り出す電磁集束・静電偏向形撮像
   管において、上記電子銃部と上記メッシュ状電極との間
   に該電子銃部に近接して、２つの円筒状あるいは回転対
   称状の電極を、撮像管の管軸を中心軸として同心的に設
   け、外側の電極ターゲット部に最も近い部分の最小径を
   、上記メッシュ状電極の電子が透過可能な最大径の２／
   ３以上とし、上記の２つの電極の間に電位差を与えたこ
   とを特徴とする撮像管。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の撮像管において、同
   心的に設置された外側の電極の電位を上記メッシュ状電
   極の電位あるいは上記カソードの電位と等しくしたこと
   を特徴とする撮像管。 ３、真空容器と、その内部に設けられた少くとも、カソ
   ードを有し電子ビームを発生・制御する電子銃部、光学
   像に対応した電気的パターンを形成するターゲット部、
   および上記電子銃部と上記ターゲット部との間に位置し
   該ターゲット部に近接したメッシュ状電極を有し、上記
   真空容器の外部に設けた電磁石の作る磁界の作用により
   上記電子ビームを上記ターゲット上に集束し、そのビー
   ムを真空容器の内壁に形成した静電偏向電極の電界の作
   用により偏向して、光学像に対応した電気信号を上記タ
   ーゲット部から取り出す電磁集束・静電偏向形撮像管に
   おいて、上記電子銃部と上記メッシュ状電極との間に該
   電子銃部に近接して、円筒状あるいは回転対称状の電極
   を設け、上記真空容器の内壁に形成した偏向電極の間に
   同電位に保たれた櫛の歯状の電極を入り込ませ、上記円
   筒状あるいは回転対称状の電極と上記櫛の歯状の電極と
   の間に電位差を与えたことを特徴とする撮像管。 ４、特許請求の範囲第３項記載の撮像管において、上記
   櫛の歯状電極の電位を、上記メッシュ状電極の電位ある
   いは上記カソードの電位と等しくしたことを特徴とする
   撮像管。