JPS624817B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単管多電子銃方式カラー撮像管のフオ
ーカス特性改善のための撮像管構造に関するもの
である。

撮像管の一形態としてビジコン管がある。この
ビジコン管は光導電型構造であり、静電収束、電
磁偏向の場合の管構造を第１図に示す。第１図に
おいて、１は信号取り出し口となるターゲツトリ
ング、２は外管、３は透明電極、４はターゲツト
である光導電膜、５は第６グリツドとなるメツシ
ユ、６は第５グリツト、７は第４グリツト、８は
第３グリツト、９はビームアパーチヤ、１０は第
２グリツト、１１はアライメントコイル、１２は
第１グリツトであり、これらのグリツト群が電子
レンズを形成する。１３はカソード、１４はヒー
ター、１５は電極端子、１６は偏向コイル
（DY）である。

ビジコン管も真空管の一種であり、カソード１
３からターゲツト４に向つて飛び出す電子ビーム
によりターゲツト面が走査される。すなわち、カ
ソード１３から出た電子は第１グリツト１２及び
第２グリツト１０のグリツト電位により、その量
が制限されると同時に若干の収束が行なわれ、ア
ライメント・コイル１１により、その位置が調整
される。その後電子ビームはビームアパーチヤ９
によりビーム径が制限され、第３グリツド８、第
４グリツド７、第５グリツド６及び第６グリツド
５のグリツド電位により、加速と同時に収束およ
びコリメーシヨンを受けると共に、偏向コイル１
６により偏向され、ターゲツト４上にラスタを形
成する。ビーム電子はターゲツト４の光のあたつ
ている部分を充電し、これにより周知のように電
気的な映像出力信号を生成する。

一般に、ビジコン管は外管２と同軸状に単一の
電子銃で構成されているが、一部管軸を挾んで反
対側に隔離して配置された多電子銃構造のものが
報告されている（特公昭52−8214）。ほかには米
国特許第2294820号明細書、及び米国特許第
2826632号明細書などにも述べられている。複数
の軸位置の異つた電子銃とフエイスプレート上に
それぞれのターゲツトをもつたビジコン管は、複
数の電子ビームを単一の偏向コイルにより偏向で
き、カラー画像の伝送も可能となる。

前記構造を有するビジコン管の略図を第２図及
び第３図に示す。両図において第１図と同じ内容
のものには同じ番号を付けてある。第２図は電子
銃１７を管軸に対しある角度を持たせて設置した
場合で、複数のビームはある一点で交わり、偏向
されると同時にフエイスプレート上に結像した20
の光学像を電気信号に変換する。第３図は電子銃
軸方向と管軸方向とを一致させた場合である。こ
れらはいずれも単管かつ単一偏向ヨークでカラー
画像の撮影ができる。

しかしながら、前記の構造を有するビジコン管
はレジストレーシヨン特性の劣化を小さくするた
めに、工作精度が要求される電子銃を複数必要と
する上に、各々の電子銃の相対位置の誤差を極力
小さくしなければならないことなどの欠点を有
し、各々の電子ビームに対する電子レンズ径が小
さくなり、次式で示される球面収差係数Ｃ_Sが大
きくなるためフオーカス特性が悪化する。その結
果、解像度が低下し、品位の悪い画像となる。

Ｃ_S∝（ｆ／ｒ）ⁿ ……(1) ｒ；レンズ径、ｆ；焦点距離、ｎ；通常３程度 また、管径は電子銃径の和で決定されるため、
走査面積とは不均合に大きなものとなる（一般の
ビジコン管はレンズの性能をよくするために走査
面積に対して電子レンズ断面積を数倍程度に作
る）。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、一体化電子銃を有し、電子レンズの性能を
向上させ、かつ管径の小さなカラー用単管撮像管
を提供することにある。

本発明は、複数の電子銃の工作精度に対して
は、一体化電子銃とすることにより解決し、同一
カソードから複数の電子ビームを射出する構造と
した。また、電子レンズの収差に対しては、複数
のビームを管軸に対称でかつお互いに接近させる
ことにより、近軸領域で各ビームとも均一に収束
させる構造とした。また、電子レンズを一体化す
ることにより、電子ビームに対応する数の走査画
面で決定される管径いつぱいにレンズ径を大きく
することができるため、前記(1)式の球面収差係数
は著しく小さくなり、フオーカス特性は改善され
る。また、各々接近している電子ビームを必要な
ところまでひろげる方式に電磁プリズム（あるい
は静電プリズム）を利用した。

以下、図面に例示した実施例により、本発明を
具体的に説明する。第４図は本発明の一実施例の
構造を説明する図である。第４図において第１図
〜第３図と同一内容のものには同一番号を付して
ある。第４図の構造は基本的には前記の単管単電
子銃ビジコン管と同様の構造を有する。１個のカ
ソード１３から飛び出た熱電子は複数個の穴を有
する第１グリツド１２及び第２グリツド１０のグ
リツド電位によりビーム量の制限とともに若干の
集束作用を受け、複数個の穴を有するビームアパ
ーチヤ９に達する。ここでそれぞれの電子ビーム
は径を制限される。また、複数の電子ビームはア
ライメントコイル１１（あるいは多極リングマグ
ネツト）により個々の位置を調整されると同時
に、ビーム間の相対的な位置も調整される。ブリ
ツド、ビームアパーチヤの穴は管軸に対し対称で
かつ接近してあけられる。これは電子レンズの作
用が各々のビームに対し均等に及ぶと同時に、収
差の少ないレンズの中央部付近をビームが通過す
るためである。

次に、電子ビームは第３グリツド８、第４グリ
ツド７及び第５グリツド６のグリツド電位により
形成される主レンズを通過し、収斂されながら２
１のプリズム領域を通過し、個々のビームは一様
に管壁方向に広げられ、各々の間隔は大きくなる
と同時に、偏向コイル１６によつて作られる偏向
磁界中を通過し、偏向される。さらに、電子ビー
ムは第５グリツド６及び第６グリツド５の電極電
位により形成されるコリメーシヨンレンズを通過
し、垂直ランデイングを行なう。ターゲツト面に
到達した電子ビームはフエイスプレート上に結像
している光学像に応じて光電変換を行ない、複数
個の映像信号を生成する。

次にプリズム２１について図を使つて説明す
る。第５図はプリズム通過直前の電子ビーム位置
を図示したものである。説明の容易さから電子ビ
ーム１８は３本とし、管軸に対しそれぞれのビー
ムが120゜ずつひらいた△型とする（一平面上に
配置されたインライン型でも実現できる）。２２
の電子レンズ用電極は第１図の６，７などで示さ
れるグリツド電極の断面である。３本の電子ビー
ム１８は電子レンズの中央部付近のみを使用する
ことが本発明により可能となる。従つて、(1)式か
らも明らかなように、電子レンズによる収差を著
しく小さくできる。

第６図はプリズム２１の断面である。プリズム
は磁界中で電子がうけるローレンツ力Ｆ＝evB
（ｅ：電子の電荷、Ｂ：磁界の強さ、ｖ：電子の
速度）を利用し、図中Ｆで示した力で電子ビーム
１８を管壁方向へ一様に屈曲させるものである。
磁界はマグネツト、電磁石などにより与えられ
る。第６図において、２３は２４のマグネツトに
より発生した磁界を効率よく２５の磁気案内板に
導くためのヨークであり、２６はそれぞれの磁界
の相互干渉防止用磁気シールド板である。磁気シ
ールド板２６を除く前記構成部品は電子ビーム１
８に対応するだけの組数が必要であり、磁気シー
ルド板２６は電子ビームの数だけ分割する必要が
ある。磁気案内板２５内における磁界の方向は電
子ビームが管壁方向へ力を受ける方向とする。

また、プリズム２１は第７図による静電プリズ
ムによつても実現できる。以下図に従つて説明す
る。管軸と中心軸が同一であるような円筒電極２
７及び２８の２つを同軸上に配置する。径の大き
な電極２７を高電位とし、径の小さな管軸上電極
２８を低電位とする。この電位分布により、電極
間には電位差に応じた電界Ｅが存在する。この中
を電子ビーム１８が通過する時、個々の電子はＦ
＝eEで表わされるローレンツ力を受けるため、
電子ビーム１８は管壁方向に一様に屈曲する。こ
のローレンツ力によつて電子ビーム１８は各々必
要な距離に至るまで一様に引き離される。２７，
２８の電極に与えられる電位は電子レンズを形成
するためのグリツド電極の中から供給できるの
で、構成が前記の磁界によるプリズムよりも容易
である。

第８図は本発明による撮像管前面を示す。２９
は３０で示したフエイスプレート上での光学的結
像面である。結像面の数及び配置は使用する電子
ビームのそれに対応する。

本発明の単管多電子銃方式撮像管は従来の同種
撮像管と比較して以下のような効果を有する。

(1) 複数ビーム単レンズ電子銃の実現が可能とな
り、ビーム径に対しレンズ径が大きくできるた
め、レンズの球面収差が改善される。

(2) 複数のビームに対しグリツド電極のビーム通
過穴やカソードなどが一体構造であるため、工
作が容易であるとともに精度が向上する。

(3) 微細加工を必要とするコリメーターメツシユ
がビームの数によらず１個で構成できる。

(4) 管径を決定する要素が画面サイズであるた
め、同一画面サイズで従来のものと比較すると
著しく小さくできる。例として画面サイズを2/
３インチサイズとすると、第３図構造で実現し
た場合管径は約38mmφとなるが、本発明による
方式の場合は26mmφ程度となる（いずれも３個
の結像面を△配置とした場合である）。従つて
カメラの小型化を考えた場合大変有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電収束、電磁偏向型ビジコンの一般
的な構造を示す図、第２図及び第３図はそれぞれ
従来の単管多電子銃方式ビジコンの各例の構造
図、第４図は本発明による単管多電子銃方式ビジ
コンの構造を示す図、第５図は第４図の第４グリ
ツド付近の断面図、第６図は第４図のプリズムの
断面図、第７図は本発明による他の実施例の静電
型プリズムの断面図、第８図は第４図のビジコン
前面を示した図である。 ２：外管、４：光導電膜（ターゲツト）、５：
メツシユ（第６グリツド）、６：第５グリツド、
７：第４グリツド、８：第３グリツド、９：ビー
ムアパーチヤ、１０：第２グリツド、１１：アラ
イメントコイル、１２：第１グリツド、１３：カ
ソード、１６：偏向コイル、１８：電子ビーム、
２１：プリズム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電膜ターゲツトと、熱電子を発生するカ
   ソードと、カソードに近接して、順次配列され、
   電子ビームを発生する第１グリツド、第２グリツ
   ド及びビームアパーチヤと、電子ビームを光導電
   膜ターゲツトへ加速し、収束する複数個の電極群
   と、電子ビームを光導電膜ターゲツト上へ走査す
   る偏向コイルと、光導電膜ターゲツト、カソー
   ド、第１グリツド、第２グリツド、ビームアパー
   チヤ及び電極群を収納する外管とを備えた撮像管
   において、 上記第１、第２のグリツド及びビームアパーチ
   ヤには、外管の管軸に近接した位置に、複数個の
   電子ビームが通過する複数個の穴が形成され、上
   記電極群の間には、偏向コイルとカソードの間の
   位置において、磁界もしくは電界により、複数の
   電子ビームを外管の管軸から離して、外管の管壁
   方向に向け屈曲する磁界プリズムもしくは静電プ
   リズムが配置されていることを特徴とする単管多
   電子銃式カラー撮像管。