JPS63892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターゲツトに指向する電子ビームを発
生するための電子銃と、この電子銃とターゲツト
との間に設けられ電子ビームを制限するための開
口を有するダイアフラムと、時間間隔をおいて電
子ビームをダイアフラムの開口に集め、その際電
子ビームを僅かに予備偏向させる手段とを管軸線
に沿つて心立して設けた陰極線管に関するもので
ある。

このような陰極線管は米国特許第3883773号明
細書に開示されている。これはビジコン形の撮像
管を有する装置として記載したものである。

斯かる装置はターゲツトと電子銃とを具え、電
子銃で発生した電子ビームをターゲツト上に向け
るようになつている。電子銃は陰極と制御格子と
加速電極とを具える。制御格子とターゲツトとの
間に電子ビームを制限するダイアフラムを具え
る。更に斯かる陰極線管は収束レンズを具えてい
て電子ビームをターゲツト上に収束させると共
に、偏向手段を具えていて電子ビームによりター
ゲツトを周期的に走査する。更にこの陰極線管は
レンズ電極を具えていて周期的に電子ビームを上
記ダイアフラムの開口に集め、この際特別に設け
た電極により電子ビームを僅かに予備偏向させ
る。

前記米国特許明細書に記載された陰極線管は所
謂「プランビコン」である。これは主成分が一酸
化鉛の光導電層から成るターゲツトを透明な信号
板上に設けたものである。そしてこの光導電層の
自由面を電子銃の方に向ける。

プランビコンの動作は下記の通りである。信号
板を信号抵抗を介して電圧源に接続する。信号板
の電位を零ボルトと称される陰極電位に対して正
にする。撮像したいシーンを信号板を介して光導
電層上に投影する。こうすると信号板には正電圧
が印加されておりターゲツトは光導電性を有する
ため光があたつたターゲツトの自由面の画素領域
の電位が上昇する。この結果ターゲツトの自由面
上に潜像が形成される。各画素領域の電位がそこ
に入射した光の強度に依存するからである。この
ターゲツト上の潜像を通常略々平行な多数のライ
ンから成るフレームに従つて電子ビームで走査す
る。このようにして電子ビームで走査することに
よりターゲツトの画素領域の電位が周期的に陰極
電位に下げられ、その際信号抵抗の両端にこの電
位変化に比例する出力信号が現われる。

入射光束の関数として光導電層の光電流の特性
を求めると略々線形な関係が得られる。この結果
普通程度の光の強度の下では出力信号が照明強度
に線形に依存するという利点が得られる。しかし
電子ビームは過度の強度の光にさらされたターゲ
ツト上の区域を陰極電位に戻すに足るだけの電子
を供給することはできない。このようにして陰極
電位に戻れない画素領域は、例えばキラキラと輝
く光源が運動する場合に生ずるコメツトテール
（彗星の尾）効果のような悪い結果を生ずる。こ
の悪影響を除くため前記米国特許明細書によれば
水平帰線期間中に過度に強い光にさらされ、水平
走査時にその時利用できる比較的少数の電子では
陰極電位に戻せない領域を補助的に陰極電位に戻
すことを行なう。この補助的に陰極電位に戻す動
作の際は陰極電位を高くとり、この補助的な陰極
電位に戻す効果が過度に強い光にさらされた場所
だけにしか作用しないようにする。この水平帰線
期間中の補助的な陰極電位に戻す動作により過度
に強い光にさらされなかつた領域の画像情報が消
し去られることはない。水平走査時にターゲツト
を走査する際には電子ビームは大部分ダイアフラ
ムで抑止され、電子ビームの中心部分だけがター
ゲツトに到達する。これはターゲツトの各区域で
径の細いビームを得るために必要なことである。
しかし前記補助的に陰極電位に戻す動作の際は比
較的多数の電子が必要である。この目的で水平帰
線期間に於てはレンズ電極によりビームの交さ点
が前記ダイアフラムの開口の中心にくるように
し、これにより略々全部のビームがダイアフラム
を通り抜けられるようにする。しかしこのまゝで
は水平帰線期間においてターゲツト上で帰線ビー
ムの中心が略々前の走査ビームの中心に重なるた
め実際にはビーム電流の半分だけが補助的に陰極
電位に戻す効果を有するに過ぎない。この補助的
に陰極電位に戻す効果にもつと多量のビームを使
うため前記米国特許明細書によれば水平走査期間
においてダイアフラムを通り抜けた後電子ビーム
を付加的な偏向手段によりフレーム走査方向に偏
向させている。この付加的な偏向手段として第２
の円筒電極の内側に偏向板を設けている。水平帰
線期間において電圧パルスをこの偏向板に印加
し、前記偏向を行なわせている。

しかしこのようにダイアフラムの後方に余分な
偏向手段を設けると陰極線管の構造が複雑化する
し、水平帰線に前記付加的偏向を与えるためこの
付加的偏向手段に電圧パルスを供給するための手
段を別に設けねばならないことも厄介である。

本発明の目的はもつと構造が簡単で、しかもそ
れによりダイアフラムの開口上に電子ビームを周
期的に集めることができ、その際電子ビームを予
じめ定められた小さい角度だけ偏向させ得る陰極
線管を提供するにある。

この目的を達成するため本発明によれば明細書
冒頭に記載した形式の陰極線管において、前記手
段には３個の管状の電極を設け、それらの対向し
合う端面を相対的に傾斜させて第１の電極と第２
の電極との間および第２の電極と第３の電極との
間にそれぞれ電位差を与えたときに、第１の電極
と第２の電極との間に、電子ビームを管軸から外
方に偏向させる傾斜したレンズ電界が形成され、
第２の電極と第３の電極との間に、電子ビームを
反対方向即ち管軸の方に偏向させ、その際電子ビ
ームがダイアフラムの開口の区域で管軸と交差さ
せる傾斜したレンズ電界が形成され、第１と第２
と第３との電極により電子ビームをダイアフラム
の開口に集束させるレンズが形成されるようにし
たことを特徴とする。

本発明陰極線管の第１の好適な実施例によれば
前記第２の電極の両端面を管軸に対して斜に切
り、前記第１と第３の電極の端面を管軸と直交さ
せたことを特徴とする。

このような陰極線管において、前記第１と第３
の電極を導電的に接続すると共に、前記第２の電
極のターゲツトに対向する側の端面の傾きをター
ゲツトから遠い側の端面の傾きよりも大きくする
と好適である。

本発明陰極線管のもう一つの実施例によれば、
前記第２の電極の両端面を管軸と直交させると共
に、第１と第３の電極の、第２の電極に対向する
端面を管軸に対して斜に切つたことを特徴とす
る。

このような実施例において前記第１と第３の電
極を導電的に接続すると共に、前記第３の前記端
面の傾きを前記第１の前記端面の傾きよりも大き
くすると好適である。

これらの本発明陰極線管を具える装置におい
て、水平帰線期間に於て前記陰極に正極性の電圧
パルスを供給し、同時に前記第２の電極に負極性
の電圧パルスを供給する手段を設けると好適であ
る。

図面につき本発明を詳細に説明する。

第１図に示す陰極線管はガラス製の排気された
円筒容器１を有する。この陰極線管はターゲツト
２を具える。このターゲツト２は信号板３上に蒸
着された主として一酸化鉛から成る層である。信
号板３は円筒容器１の一端に形成された窓４の内
側に設けられた光導電性の透明な酸化スズの非常
に薄い層から成る。円筒容器１の他端には中心を
容器１の軸上に置く回転対称の電子銃を設ける。
この電子銃は陰極５と制御格子６と管状の加速電
極７とから成る。加速電極７とターゲツト２との
間に第２の管状の加速電極８と円筒電極１３と円
筒電極９とその上に設けられた導電メツシユ１０
とを配設する。第２の加速電極８内にこの第２の
加速電極８に導電的に接続された、開口１２を有
するダイアフラム１１を設ける。加速電極７と８
の間に２個の斜に切つた端１５及び１６を有する
管状電極１４を設ける。斜に切つた端１６と陰極
線管の長手方向軸とで形成される鋭角を斜に切つ
た端１５と陰極線管の長手方向軸とでできる鋭角
よりも小さくする。図面を見易くするため各電極
の取付け手段と種々の電源リード線とは図では省
略されている。円筒容器１の周囲に電子ビームを
ターゲツト２上に収束させるための集束コイル１
８を設ける。円筒容器１の外側には更に部分的に
水平偏向コイルと垂直偏向コイル（これらを合わ
せて符号１７で示す）を設ける。このように電子
ビームを磁界により収束させる他に電界により電
子ビームをターゲツト２上に収束させることも可
能である。その際は円筒電極１３内にこの円筒電
極１３を協働する円筒集束電極を設けてこれを収
束レンズとしてもよい。

水平走査時には陰極電位を０ボルトとして各電
極に略々下記の直流電圧を印加する。制御格子
６：−100Vと0Vの間第１の加速電極７：300V 第２の加速電極８：300V 円筒電極１３：475V 円筒電極９及び導電メツシユ１０：750V 信号板３：45V 管状電極１４：300V なおこれらの電圧値は電極の構造と寸法により
変わるものである。信号板３を信号抵抗（図示せ
ず）を介して電圧源（図示せず）の正端子に接続
し、電圧源の他方の端子を接地する。

記録すべきシーンを光学系により窓４と透明な
信号板３とを通してターゲツト２上に投影し、こ
のターゲツト２の自由面を電子銃により発生させ
られた電子ビームで方形に走査する。するとター
ゲツト２の各素領域の電位が順次に陰極５の電位
に下げられるが、その際電気信号が形成され、こ
れが前記信号抵抗からコンデンサ（図示せず）を
介して外部に取り出される。この水平走査に当つ
ては電子ビームは大部分ダイアフラム１１で抑止
され、ダイアフラム１１の開口１２を通り抜ける
電子ビームの中心部分だけがターゲツト２の自由
面を走査する。

この水平走査時には両端を斜に切つた管状電極
１４の電位は互に導電的に接続された加速電極７
及び８の電位、即ち約300Vと略々同一に保つ。
従つてこの水平走査時にはこれらの電極間に何の
電子光学作用も働らかず、それ故この水平走査時
には電子ビームは妨害を受けずに管状電極１４を
通り抜ける。

水平帰線期間に於ては管状電極１４の電位を
8Vと14Vとの間の或る電圧に下げる。この電圧
は管状電極１４の寸法と位置の公差に依存する。
この結果300Vの第１の加速電極と管状電極１４
のターゲツト２から遠い方の斜の端面１５との間
に斜のレンズ電界が形成されると共に、管状電極
１４のターゲツト２に対向する側の斜の端面１６
と300Vの第２の加速電極８との間に斜のレンズ
電界が形成される。前記第１の斜のレンズ電界に
より電子ビームは管軸から外方に偏向させられ、
第２の斜のレンズ電界により反対方向即ち管軸の
方に偏向させられる。なおこれらの管状の電極
７，１４及び８のレンズ作用による偏向があつて
も電子ビームはダイアフラム１１の開口１２の中
心に収束する。而して管状電極１４の端面１６の
傾きが管状電極１４の端面１５の傾きよりも大き
いから水平帰線期間においては電子ビームは或る
角度をなしてダイアフラム１１の開口１２上に入
射する。なお管状電極１４の電位を8Vと14Vと
の間の或る電圧値に下げるのと同時に陰極５の電
位を約４〜6Vに上昇させる。

このようにして電子ビームがダイアフラム１１
の開口１２上に収束させられる結果水平帰線期間
中過度に照明されたターゲツト２の区域を元に戻
すのに補助的な役割を果たすのに必要な大きなビ
ーム電流が得られる。更に電子ビームは２個の斜
のレンズ電界により次の走査線の方向に偏向させ
られ帰線期間の戻りビームはターゲツト２上の次
の走査ビームが当るべき位置と丁度同じ位置に入
射する。この水平帰線期間において陰極５の電位
を例えば5V迄上げたことによりターゲツト２の
各区域は5Vに迄戻されるだけですみ、過度の強
度の光にさらされず電位が０〜5Vの範囲に納ま
つている区域にはこの補助的な陰極電位に戻す作
用は何の影響も及ぼさない。

第２図は第１図の電極７，１４及び８を明瞭な
らしめるため別に示したものである。

管状電極１４の寸法は電極７及び８の相互の位
置関係と電位とに依存する。例えば各電極の電位
を前述した通りにとり、電極７の開口から電極８
のダイアフラム開口１２迄の距離を11.5mmとする
と、管状電極１４は内径3.9mm、肉厚0.5mmの金属
円筒とすることができる。この金属円筒の最小の
長さは3.6mmで最大の長さは４mmとなる。この金
属円筒の端面１５，１６と陰極線管の長手方向軸
とがなす鋭角は夫々70゜と80゜である。この金属円
筒を端面１６を基準面として金属リングの中に溶
接する。電極７のこのリングに対向する端面から
この電極７の開口迄の距離を6.5mmとする。この
ような各種寸法の数値例は一例にすぎず本発明の
範囲内で各電極の構成を多様に変更し得るもので
ある。

第３図は第１図の電極７，１４及び８の動作を
詳細に説明するための説明図である。第１の管状
の加速電極７と管状電極１４と第２の管状の加速
電極８とで形成される電子レンズを略式に主レン
ズ２０で表わす。２個の斜のレンズ電界の作用を
この主レンズ２０の両側に位置する２個のプリズ
ム２１及び２２で表わす。

電子ビームはプリズム２１で角αだけ偏向させ
られる。するとこの電子ビームは現実の交点Ｃに
対して半径方向にずれた仮想交点C′から到来する
かのように見える。この仮想交点C′の主レンズ２
０による像点B′がダイアフラム面２４の開口２
３上に形成されるが、この仮想像点B′も現実の
像点Ｂから半径方向にずれている。実際には電子
ビームは第２のプリズム２２で反対方向に角βだ
け偏向させられる。管状電極１４の第２の加速電
極８の側の端面は第１の加速電極７の側の端面よ
りも垂直方向に対して大きく傾いているから、プ
リズム２２による偏向はプリズム２１による偏向
よりも大きく、結果として電子ビームは或る角度
γをなしてダイアフラム２４の開口２３上に入射
する。この角γは略々偏向角βとαの差に等し
い。管状電極１４の両端面の傾斜の程度をしかる
べく選んで電子ビームの中心がダイアフラムの開
口２３の中心にき、略々全部のビームがダイアフ
ラムの開口２３を通り抜け、ターゲツトの過度に
照明された区域を補助的に陰極電位に戻すのに役
立つようにする。

管状電極１４を正しく位置決めして水平帰線期
間中電子ビームが垂直走査方向に予じめ定められ
た小さい角度だけ偏向するようにする。

第２図の各電極による偏向の方向は以上第３図
につき述べた電子ビームの中心線の偏向方向に対
応する。

このような両端面の傾きを異ならせた管状電極
１４を端面が共に管軸と直交すると共に等電位に
した２個の電極７及び８の間に位置させる第２図
に示すような好適な実施例の他にも本発明の範囲
内で陰極線管電極系の多くの実施例が考えられ
る。

例えば２個の加速電極７と８とを導電的に接続
せずこれらに異なる電位を与えると共に、この２
個の加速電極の所与の電位の下に管状電極の両端
面の傾きをしかるべく選んで水平帰線期間に於い
て電子ビームがダイアフラムの開口１２，２３の
中心に小角度をなして入射するようにすることも
できる。

第４図は本発明を具体化するもう一つの実施例
を示したものである。この実施例では管状電極３
２の両端面を陰極線管の管軸に対して直交させ
る。２個の加速電極３０と３１とは図示してはい
ないが導電的に接続する。水平帰線期間に於て電
子ビームがダイアフラムの開口に小角度をなして
入射するようにするため第２の加速電極３１の端
面３４を第１の加速電極３０の端面３３よりも垂
直方向から大きく傾かせる。

第４図の実施例の２個の加速電極３０と３１と
を導電的に接続せず、これらに異なる電位を与え
ることもできる。この２個の加速電極の所与の電
位の下で２個の端面３３，３４の傾きの程度を決
める条件も矢張り水平帰線期間に於て電子ビーム
がダイアフラムの開口２３の中心に或る小さい角
度をなして収束するということである。

更に他の本発明の実施例も得られる。これは管
状電極の一端面を陰極線管の管軸に対して直交さ
せると共に他方の端面を傾かせ、前者の直交する
端面の側に位置する加速電極の対向する端面を傾
かせ、後者の傾いた管状電極の端面の側に位置す
る加速電極の対向する端面を管軸と直交させるも
のである。

以上述べたような本発明陰極線管では普通の陰
極線管で走査ビームにより精一杯陰極電位に戻せ
る光の強度の32倍も大きな強度の光にさらされた
ターゲツトの素領域でも水平帰線期間中に十分補
助的に陰極電位に戻せることが証明済みである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明陰極線管の長手方向断面図、第
２図は本発明の要部をなす第１図の陰極線管の電
極系の断面図、第３図は第２図の電極系の動作を
説明するための説明図、第４図は本発明陰極線管
の電極系のもう一つの実施例の断面図である。 １……円筒容器、２……ターゲツト、３……信
号板、４……窓、５……陰極、６……制御格子、
７，３０……第１の管状の加速電極、８，３１…
…第２の管状の加速電極、９……円筒電極、１０
……メツシユ、１１……ダイアフラム、１２……
開口、１３……円筒電極、１４，３２……管状電
極、１５，１６，３３，３４……斜に切つた端
面、１７……偏向コイル、１８……集束コイル、
２０……主レンズ、２１，２２……プリズム、２
３……開口、２４……ダイアフラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ターゲツトに指向する電子ビームを発生する
   ための電子銃と、この電子銃とターゲツトとの間
   に設けられ電子ビームを制御するための開口を有
   するダイアフラムと、時間間隔をおいて電子ビー
   ムをダイアフラムの開口に集め、その際電子ビー
   ムを僅かに予備偏向させる手段とを管軸線に沿つ
   て心立して設けた陰極線管において、前記手段に
   は第１、第２および第３の管状の電極を設け、第
   １および第２の電極の対向し合う端面および第２
   および第３の電極の対向し合う端面を相対的に傾
   斜させて、第１の電極と第２の電極との間および
   第２の電極と第３の電極との間にそれぞれ電位差
   を与えたときに、第１の電極と第２の電極との間
   に、電子ビームを管軸から外方に偏向させる傾斜
   したレンズ電界が形成され、第２の電極と第３の
   電極との間に、電子ビームを反対方向即ち管軸の
   方に偏向させ、その際電子ビームがダイアフラム
   の開口の区域で管軸と交差させる傾斜したレンズ
   電界が形成され、第１と第２と第３との電極によ
   り電子ビームをダイアフラムの開口に集束させる
   レンズが形成されるようにしたことを特徴とする
   陰極線管。 ２ 前記第２の電極の両端面を管軸に対して斜に
   切り、前記第１と第３の電極の端面を管軸と直交
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の陰極線管。 ３ 前記第１と第３の電極を導電的に接続すると
   共に、前記第２の電極のターゲツトに対向する側
   の端面の傾きをターゲツトから遠い側の端面の傾
   きよりも大きくしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の陰極線管。 ４ 前記第２の電極の両端面を管軸と直交させる
   と共に、第１と第３の電極の、前記第２の電極に
   対する端面を管軸に対して斜に切つたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。 ５ 前記第１と第３の電極を導電的に接続すると
   共に、前記第３の電極の前面端面の傾きを前記第
   １の電極の前記端面の傾きよりも大きくしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の陰極線
   管。