JPS6210842A - 撮像管電子銃 - 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、撮像管用の電子銃に関する。

〔従来の技術〕

本発明による撮像管用電子銃の理解を容易ならしめるた
めに、静電集束型撮像管を例に説明する。

第１図に従来の静電集束−電磁偏向型撮像管の構造を示
す。静電集束型撮像管においては、集束レンズによって
細くしぼりこんだ電子ビームで光導電膜を走査すること
により光信号を電気信号に変換している。静電集束型撮
像管の電子銃は、一般に２つの基本的部分、すなわち（
１）電子ビーム発生部と、（２）電子ビーム集束レンズ
（主レンズ）とをそなえている。第１図において、１は
真空容器、Ｋは陰極、Ｇ、は第１電極、Ｇ２は第２電極
である。陰極に、第１電極Ｇ４＋第２電極Ｇ２は電子ビ
ーム発生部（３極部）２を構成する６　′Ｇ３．Ｇ４．
Ｇ５は電子ビーム集束レンズ（主レンズ）を形成する第
３．第４．第５電極であり、Ｇ６はメツシュ電極である
。電極Ｇ　ｓ　＋　Ｇ　ａ　ｇＧ５およびメツシュ電極
Ｇ６は主レンズ部３を構成する。４は光導電膜ターゲッ
トであり、５は撮像管外部に配置された偏向コイルであ
る。陰極により出た電子ビームは３極部２で形成される
レンズによって集束され、一度クロスオーバーをつくっ
た後、第２電極Ｇ２に設けられたビーム制限孔６を通過
し、７で示した軌道のごとく電極Ｇ　３＋Ｇ４．Ｇ５に
より形成される集束レンズ（主レンズ）によって集束さ
れる。同時に外部に設けた偏向コイル５の磁場により偏
向され、光導電膜４を走査する。８は前記偏向コイルに
より偏向を受けたときの電子ビームの軌道を示したもの
である。

さらに電極Ｇ５とメツシュ電極Ｇ６とで形成されるコリ
メーションレンズは、偏向を受けた電子ビームを光導電
膜４へ垂直にランディングさせている。通常、静電集束
型撮像管においては電極Ｇ３とメツシュ電極Ｇ６は電気
的に接続され、両電極に例えば１６００Ｖ程度の高電位
が与えら九る。

電極Ｇ２には例えば３５０ｖ、電極Ｇ　ａ　、Ｇ　５　
ニはそれぞれ例えば２５０Ｖ、８８０Ｖ程度の電位が与
えられる。したがって、一般の静電集束型撮像管におい
ては、電極Ｇ３．Ｇ４．Ｇ５．ＧＴＩでＵＰＦ型レンズ
を形成する。ビーム制限孔６を通過した電子ビームは主
に電極Ｇ３．Ｇ４．ｃ、で形成される集束レンズによっ
て集束さ九る。電極Ｇ４の電圧を調整することにより、
光導電膜４上でほぼ最小スポットになるようにしている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、ｔｉ像管を特に単管カラーカメラに用いた場合、
画面内のＭａ度の均一性が悪いと色むら発生の原因にな
っていた。

撮像管の解像度は主に集束した電子ビームのスポット径
で決まる。一般に、画面中心の解像度に対し、両面周辺
の解像度は、偏向収差のために数十パーセント劣化する
。解像度は、画面中心では主に電子ビームの熟期速度分
散および球面収差によるスポット径の拡がり、画面周辺
では主に偏向収差によるスポット径の拡がりにより支配
される。

この画面周辺のスポット径を低減するために、静電集束
型撮像管ではダイナミックフォーカスという方式がとら
れている。これはフォーカス電極Ｇ４の電圧を変化させ
、画面周辺にビームを偏向したときでもフォーカスがと
れるようにしたものである。しかし、この方式では、偏
向収差のうち像面彎曲は低減されても、その他の収差が
残り、ある程度以上にはスポット径を小さくできないと
いう問題がある。

偏向収差は、ビーム集束角αに依存し、αが小さい程低
減できることが知られている。したがって、αをホさく
するには集束レンズ内を進行する電子ビームの拡がり径
を小さくおさえる必要がある。

ところが、前記のごとく無偏向時、すなわち画面中心に
おいてはビームスポット径は、熟期速度分散および球面
収差によって支配されるが、熟期速度分散によるスポッ
ト径の拡がりは、像面での電流密度の限界値Ｊｍによっ
て決定される。ＪＴｒｌは ここで、Ｊｏは陰極での電流密度 Ｔは陰極温度 に＝］、３８Ｘ１０−”Ｊ／Ｋ ｅは電子の電荷 φは像点の電位 である。したがって、ビーム集束角αを小さくするとい
うことはＪｍが小さくなり熟期速度分散によるスポット
径の拡がりを増大させることになり、画面中心でのビー
ムスポット径が大きくなってしまう。

以上の点に鑑み、本発明は、ビーム偏向時にビーム制限
孔からのビーム入射角を制御することによりビーム偏向
時にビーム入射角を小さくして電子ビームの拡がりを抑
え、偏向スポット径ならびにダイナミックフォーカス時
のスポット径が小さい電子ビームを得ることのできる撮
像管電子銃を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、撮像管電子銃の電極Ｇ２と電極Ｇ３の間に開
孔を有する円板状中間電極を挿入し、該中間電極に印加
する電圧を制御することにより、ビーム制限孔からのビ
ームの入射角を制御し、偏向収差の低減をはかり画面周
辺の解像度を向上させるものである。

〔作用〕

本発明では、電極Ｇ２と電極Ｇ３との間に中間電極を設
けたことによって、主レンズへのビーム入射角を制御す
ることができる。これによって、偏向収差の低減をはか
り、画面周辺の解像度を向上することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に従って詳細に説明する。

第２図は、本発明による撮像管電子銃の一実施例を示す
断面図である。第１図と同一記号は同−又は均等部分を
示す。第２図においては、真空容器１．偏向コイル５．
光導電膜ターゲット４等は省略しである。

図示のように、本発明では第２電極Ｇ２と第３電極Ｇ３
の間に、開孔を有する円板状中間電極ＧＭを挿入し、電
極Ｇ２．ＧＭ、Ｇ３で形成されるレンズ（以下プリフォ
ーカスレンズと呼ぶ）の強さによってぜ−ム制限孔６か
らの集束レンズ（主レンズ）への入射角を制御し、偏向
時に集束レンズ内を進行する電子ビームの拡がりを小さ
くするものである。

第３図は第２図のプリフォーカスレンズ部の部分拡大断
面図であり、図中９は電子ビーム軌道を表している。ｒ
は電子ビームの拡がり半径、ａはＧＭ電極の開孔径であ
る。

９で示した電子ビーム軌道は、第１図に示したように集
束レンズ（主レンズ）の中央で最大波がり半径ｒｍａｘ
をもち、その後細くしぼりこま九る。具体的寸法は０．
４電極の内径ｄで規格化し、Ｇ２電極と６３電極の間隙
ρ、が０．２　Ｘ　ｄ、Ｇ２電極とＧＭ電極の間隙Ｑ２
が０．ＩＸｄ、ＧＭ電極の板厚ｔが０．０２　Ｘ　ｄで
ある。また、ここでは各電極へ印加する電位を、Ｇ２＠
極に３５０Ｖ、ＧＭ電極に陰極電位と同じＯＶ、Ｇ３電
極に１６００Ｖとした。本実施例について、ビーム制限
孔６から半角１°で出射するビームの軌道計算を行った
。第４図は、ＧＭ電極の開孔径ａを変化したときの電子
ビーム最大波がり半径ｒｍａｘおよび画面の大きさを縦
：０．７２ｘｄ、横：０．９６Ｘｄとしたとき、画面周
辺にビームを偏向して偏向収差によるビームスポット径
Ｄ６、さらにダイナミックフォーカスをかけたときのス
ポット径ＤｄＦＪの値を求めたものである。図には従来
管の場合、すなわち中間電極ＧＭのない場合の値も示し
た。９１は従来管のＤＦＩの値、９２は従来管のｒ　ｍ
　ａ　ｘの値、９３は従来管のＩ）ｄｓの値である。図
から中間電極ＧＭの開孔径ａは、第３電極径ｄの０．５
倍以下にすれば、従来より偏向収差によるスポット径お
よびダイナミックフォーカス時のスポット径を小さくで
きることが分る。

ａ　／　ｄの値が０．１以下では、プリフォーカスレン
ズがさらに強まり、電子ビームが集束レンズへ入射する
前に再びクロスオーバーを形成してしまい収差を大きく
してしまう。したがって、中間電極の開孔径は第３電極
径の０．１倍から０．５倍の範囲に設定するのが望まし
い。図からＧＭの開孔径を０．１２ｘｄにすれば、偏向
収差によるビームスポット径およびダイナミックフォー
カス時のスポット径を従来の約１／１０に小さくできる
ことが分る。

またこの場合、中間電極ＧＭの電圧をＧ２電極と同電圧
すなわち３５０Ｖにすれば、無偏向時の画面中心におけ
るビームの集束角を従来管と同程度にできる。したがっ
て、偏向をしない画面中心においてはＧＭ電極の電圧を
Ｇ２電極と同電圧にすることにより、熱初速度分散によ
るスポット径の拡がりを増大させることはない。すなわ
ち、ビーム偏向動作に同期して、ビームを偏向するに従
い、中間電極ＧＭに、Ｇ２電極の印加電圧と等しい値の
電圧からＯｖまでの電圧を印加しく画面周辺部にビーム
を偏向したときＧ７電極の電圧がＯＶになるようにする
）、さらにそれに伴いダイナミックフォーカスを適用す
るようにすれば良い。

しかしながら、中間電極ＧＭの電圧を陰極と同じＯｖに
しておいても、無偏向時における熱初速度分散によるス
ポット径の拡がりはそれ程大きくなく、偏向時における
偏向収差によるスポット径の増大を抑える効果の方がは
るかに大きいので、中間電極Ｇｙの印加電圧をビーム偏
向動作に同期して変化させなくともよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、偏向収差によるス
ポット径の拡がりを著しく低減できる。

また、偏向動作に同期して中間電極ＧＭの印加電圧を変
化させることにより画面中心の解像度を劣化させること
なく、画面周辺の解像度を著しく向上させることができ
る。さらに、ダイナミックフォーカスを適用することが
できる。特に周波数分離方式の単管カラー撮像管におい
ては、色むらを低減できる。

また、ここでは静電集束型撮像管を例にとり説明してき
たが、それに限らず電磁集束型撮像管の場合にも同様の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静電集束型撮像管の断面図、第２図は本
発明による撮像管電子銃の一実施例を示す断面図、第３
図は本発明による撮像管電子銃のプリフォーカス部を示
す断面図、第４図は本発明における中間電極の開孔径と
電子ビーム拡がり半径、偏向収差によるスポット径およ
びダイナミックフォーカス時のスポット径の関係を示す
図である。 ■・・・真空容器、２・・・３極部、３・・・主レンズ
部、４・・・光導電膜、５・・・偏向コイル、６・・・
ビーム制限孔、７・・・電子ビーム軌道、８・・・偏向
した電子ビーム軌道、Ｋ・・陰極、Ｇ、・・・第１電極
、Ｇ２・・・第２電極、Ｇ３・・・第３電極、ＧＭ・・
・円板状中間電極、ｒ・・・電子ビーム拡がり半径、ａ
・・・電極ＧＭの開孔径、ｄ・・・電極Ｇ３の内径。 第　　１　　図 第　２　図 ￥ＦＪ　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極と第１電極とビーム制限孔を有する第２電極と
   からなる電子ビーム発生部と、少なくとも１個の円筒状
   電極を有し、上記電子ビーム発生部からの電子ビームを
   集束する集束レンズ部と、上記第２電極と上記円筒状電
   極の間に配置され、開孔を有する少くとも１つの円板状
   中間電極とからなり、上記中間電極に印加する電圧を制
   御して、上記ビーム制限孔からのビームの上記集束レン
   ズ部への入射角を制御することを特徴とする撮像管電子
   銃。 ２、上記円板状中間電極の開孔径が、上記同筒状電極の
   内径の０．１倍から０．５倍の範囲にあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項の撮像管電子銃。