CN1153397A

CN1153397A - 平板真空摄像器件

Info

Publication number: CN1153397A
Application number: CN 95112824
Authority: CN
Inventors: 吕永积; 王群伟; 李英杰; 邵佑军; 付军; 马安晶
Original assignee: Broadcasting Sci Inst Ministry Of Radio Film & Television
Current assignee: Broadcasting Sci Inst Ministry Of Radio Film & Television
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1997-07-02

Abstract

平板真空摄像器件可由电子枪、光导层、导电层和外壳组成，电子枪采用场致发射的微尖陈列和栅极构成，栅极位于微尖陈列与光导层之间，外壳的端面为玻璃面板，面板内侧为导电层和光导层，外壳内各电极通过芯柱与外电路连接，控制时钟脉冲可实现微尖发射电子的扫描，具有结构简单、分辨率和灵敏度高、体积小、功耗低和寿命长等优点，既可用于慢扫描，也可用于快扫描模式，不仅可用于高清晰度广播电视，还可用于医学及其它领域。

Description

平板真空摄像器件

本发明是一种用于摄像系统的平板真空摄像器件，属于真空摄像器件技术领域。

现有的真空摄像器件采用热阴极电子枪发射电子，通过电磁偏转线圈实现电子束扫描。由于热阴极发射需灯丝加热，功耗和体积大，其扫描需有电磁偏转系统，结构复杂，四角分辨率低，无法制成平板型结构，往往不能满足高分辨率电视的要求。

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高分辨率的平板真空摄像器件，它可以满足高分辨电视的要求。

本发明可以由电子枪、光导层、导电层和外壳组成，其特点是电子枪采用场致发射微尖结构，可以由微尖陈列和栅极构成，栅极位于微尖陈列与光导层之间。外壳的端面为玻璃面板，玻璃面板的内侧为导电层和光导层，外壳内各电极可通过芯柱与外电路连接。

本发明与现有技术相比，具有分辨率和灵敏度高、体积小、功耗低和寿命长等优点。由于阴极采用场致发射微尖结构，而不需要有现有技术中的热阴极灯丝。由于微尖可以做得很小，发射电子的路程很短，不需要聚焦系统，可有效地提高摄像器件的分辨率，特别是四角的分辨率几乎与其它区域相同，这是传统真空摄像器件无法达到的性能。采用电子学的方法控制微尖的电子发射强度与次序，可以省去现有技术中的扫描系统，有利于做成平板型结构，既可用于慢扫描模式，也可用于快扫描模式。为了进一步提高灵敏度，降低惰性，可以与微通导板组合，以便能应用于微光摄像领域。本器件不仅可以用于高清晰度广播电视，还可用于医学及其它领域。

图1为分立式微尖的摄像器件结构示意图；图2为整体式微尖的摄像器件结构示意图；图3为条形微尖的摄像器件结构示意图。

本发明可采用附图所示的方案实现。微尖可采用钼Mo、钨W、钛Ta等金属材料制成，也可采用a-Si、多晶硅Si、单晶硅Si、砷化全镓GaAs、磷化铟InP等半体材料制成，还可采用金属镍Ni制成。微尖间距可取0.3～100μm，整个器件的直径可为3～100mm、厚度为1～20mm。每个象素可由一个微尖构成，也可采用多个微尖(例如2～1000个微尖)构成。玻璃面板内侧的导电层可以通过蒸上一层半透明金属制成，光导层可以在导电层上再蒸上一层具有光电效应的材料构成。由多个分立式微尖构成微尖陈列的摄像器件如图1所示，微尖陈列5采用钨丝制成，每个象素可由一个或一组微尖构成，方格形结构的栅极可用钨、钼、镍或其他合适的金属制成；微尖电子发射的驱动电路可采用薄膜晶体管，例如图中所示的场效应晶体管，当某场效应管的栅极G和源极S均加上电压时，该管导通，源极S和漏极D之间的电压VsD可加到某个微尖上，采用适当的行、帧时钟脉冲，可实现电视扫描。由整体式微尖陈列构成的摄像器件如图2所示，整体式微尖陈列可以在硅片上刻蚀而成，此时栅极G由帧栅G1和行栅G2两个栅极构成，当两列帧栅和两行行栅均加上正电压时，处于此帧栅和行栅所构成的栅孔中的微尖或微尖组因受正电场作用而发射电子。由条形微尖陈列构成的摄像器件如图3所示，采用金属或半导体材料制成条形微尖，例如采用竖状条形微尖，而栅极G则采用水平条状结构，当在相邻两条栅极上加正电压，在微尖陈列的某一条微尖上加负电压，其余微尖的电压为零，使交叉点的微尖所处电场达到场致发射所需的场强，该微尖即可发射电子，采用栅极时仲脉冲与微尖陈列时钟脉冲按一定规律变化，即可达到电子扫描的目的。图3所示的结构也可以采用水平条状结构微尖，栅极采用竖直条状结构。

Claims

1.一种用于摄像系统的平板真空摄像器件，由电子枪、光导层、导电层和外壳组成，其特征在于电子枪采用场致发射微尖结构，由微尖陈列和栅极构成，栅极位于微尖陈列与光导之间。

2.根据权利要求1所述的平板真空摄像器件，其特征在于微尖陈列中的每个微尖都是独立的，栅极采用方格形结构。

3.根据权利要求1所述的平板真空摄像器件，其特征在于微尖陈列中的各个微尖均连在一起而构成一个整体，栅极采用由行栅和帧栅构成的双栅极结构，行栅和帧栅均采用条形结构。

4.根据权利要求1所述的平板真空摄像器件，其特征在于微尖陈列中的每一列微尖连在一起，各列微尖之间相互独立，栅极采用条形结构，条形栅极与列状微尖相互垂直。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的平板真空摄像器件，其特征在于微尖采用金属或半导体材料构成。

6.根据权利要求5所述的平板真空摄像器件，其特征在于微尖陈列中的微尖间距为0.3～100μm。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的平板真空摄像器件，其特征在于器件的直径为3～100mm，厚度为1～20mm。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的平板真空摄像器件，其特征在于每个象素由1～1000个微尖构成。