JPH0473253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、撮像管など電子ビームを取扱う電子
管内に設けて不所望の反射電子を吸収して除去す
る反射電子除去電極に関し、特に、反射電子を効
率よく除去することにより静電偏向型撮像管に生
じ易い戻りビームによる擬似像の発生を抑止して
鮮明な被写体像を確保し得るようにしたものであ
る。

従来技術 一般に小型テレビジヨンカメラ等に用いるに適
した静電偏向型撮像管としては、例えばIEEE
Transcactions on Electron Devices誌、Vo1.
ED−14、No.３、pp163〜170（1967）“Ａ Mixed
−field Type of Vidicon”に記載のデフレクト
ロンと称する電極を備えた撮像管が代表的なもの
であり、このデフレクトロンとは、第１図に示す
ような形状の模様状電極、すなわち、いわゆるパ
タン電極１の通称である。

しかして、特にこの種の静電偏向型撮像管にお
いては、第２図に示すように、電子銃部２から放
射された電子ビーム３の一部がメツシユ電極４や
ターゲツト５により反射されて戻りビーム６とな
り、電子銃部２の反射位置８に帰還する。その反
射位置８にて戻りビーム６の一部が再度反射され
て２次ビーム７となり、再びターゲツト５に向か
つて進行する。

上述した２次ビーム７が本来の電子ビーム３と
同一位置にて同じ大きさでターゲツト５の面上に
結像すれば、等価的に走査ビームの量が増大した
ことになるので、何ら妨害とはならず、寧ろ好ま
しい。しかしながら、戻りビーム６および２次ビ
ーム７は、ともに静電偏向用電界中を通過する際
に本来の電子ビーム３と同一方向に偏向されるの
で、それらのビーム６，７は、反射の都度、管軸
から更に外れた位置にランデイングすることにな
る。

なお、電磁偏向型撮像管においては、偏向磁界
内を往復する電子ビームは、偏向磁界に対するビ
ーム電流の進行方向が往路と復路とでは逆になる
ので、復路は往路と逆方向に偏向され、原理的に
はつねに同一経路を辿るはずである。しかし、実
際には、電子銃部２における反射位置８と本来の
電子ビーム３のクロスオーバがなす物点９の位置
とのずれなどにより、２次ビーム７による撮像出
力画像には若干のぼけやずれが生ずる。しかしな
がら、電磁偏向型撮像管における２次ビーム７に
よる障害は、静電偏向型撮像管に比すれば極めて
軽微である。

しかして、前述したように、静電偏向型撮像管
においては２次ビーム７と本来の電子ビーム３と
がターゲツト５上の互いに異なつた位置にランデ
イングするので、例えば特開昭57−834号公報に
記載されているように、ターゲツト５上に投影さ
れている被写体像の異なる部分が同時に読出さ
れ、２次ビーム７による妨害像が撮像出力画像中
に混入することになる。

かかる反射電子よりなる２次ビーム７によつて
生ずる妨害像の一例を第３図に示す。前述したよ
うに、２次ビーム７は、静電偏向電界によつて、
本来の電子ビーム３より管軸を離れた外側の位置
にてターゲツト５上にランデイングするのである
から、相対的に、本来の電子ビーム３による撮像
出力画像は中心部に縮小されて現われることにな
る。ターゲツト５上に被写体像が投影されていな
い状態における撮像出力画像としては、同図に示
すように、本来のビームラスタによつてターゲツ
ト５の表面に生じているラスタ焼け等の軽微な損
傷がターゲツト表面像１１として撮像出力画面１
０の中心部に縮小されて現われ、その周囲に、タ
ーゲツト５の近傍の円筒状もしくは円板状の電極
部等を２次ビーム７が走査したことによる円環像
１２が現われる。かかる妨害像を反射像と呼ぶこ
とにする。

かかる反射像の発生を防止するために、従来
は、例えば本願人の出願に係る特開昭56−38742
号、同56−38743号および同57−834号の各公報に
記載されているように、つぎのような種々の反射
電子除去手段が採られていた。

(1) 第４図に示すように、通常の電子銃部２を前
方に延長して、その前端に反射板電極１３を設
け、電子ビーム３の物点９より前方、すなわ
ち、ターゲツト寄りの位置にて戻りビーム６を
反射させることにより、２次ビーム７をぼか
す。しかしながら、かかる反射電子除去手段に
よつては、反射像による妨害は軽減されるが管
長が長大になる欠点があつた。

(2) 第５図に示すように、電子銃部２の前端部形
状を前方に突出した円錐形にし、管軸にほぼ平
行の戻りビーム６を管軸に斜交する方向に反射
させ、さらに、円筒形外管２０の内壁面に配列
した第１図示の形状のデフレクトロン２２によ
り管軸に斜交する２次ビーム７を繰返し反射さ
せて次第にぼけさせる。しかしながら、かかる
手段によつては電極構造の複雑化に比して反射
像をぼかす効果が少なく、反射像による妨害を
十分に防止し得ない、という欠点があつた。

(3) ビーム制限孔１５の内面およびそのビーム制
限孔１５を設けた電極の表面に、金、白金など
２次電子放出比が小さく、射突電子に対する吸
収性のよい金属材料の薄膜を被着させ、戻りビ
ーム６を吸収させるようにしたものもあるが、
通常の蒸着薄膜によつては戻りビーム吸収の作
用が不充分であつた。

(4) 第６図に示すように、電子銃部２の最大外径
１６を管内の内径１８に比して十分に小さくす
るとともに、電子銃部２の前端に細長い円筒電
極１９を付加して、外管２０の内壁面に配列し
た偏向板電極２２による偏向電界から本来の電
子ビーム３を遮蔽することにより、円筒電極１
９の外側を通つて偏向電界の作用を受ける戻り
ビーム６と本来の電子ビーム３との間に偏向感
度の差をつけ、相対的に戻りビーム６が管軸か
ら外れて外管２０の内壁面に向かうようにする
ことによつて、戻りビーム６が電子銃部２の前
端面に射突して反射し、ターゲツト方向に向か
う２次ビームとはならないようにする。しかし
ながら、戻りビーム６の一部が付加円筒電極１
９内に入つて電子銃部２によりターゲツト５の
方向に反射される可能性が残つているばかりで
なく、電子銃部が長大となる欠点があつた。

すなわち、上述した従来の反射電子除去手段(1)
〜(4)のうち、(1)、(2)および(4)によつては、いずれ
も、電子銃部が長大となる欠点があるうえに、充
分な除去効果は得られず、その除去効果を増大さ
せるために、それらの除去手段(1)、(2)、(4)に除去
手段(3)を組合わせて、前述したような各種の反射
板電極に電子の吸収が良好な金、白金などの薄膜
を被着しても、通常の蒸着薄膜とした限りにおい
ては、十分な吸収効果が得られなかつた。

なお、静電偏向型撮像管において電子銃部２が
長大になると、所要長の偏向電界領域２１を確保
するために外管２０の管長自体も長くする必要が
あつた。

発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、撮像管等の電子管における電子銃部に長大な
反射板電極を特に設ける要なく、反射電子除去の
効果を増大させ得るようにした反射電子除去電極
を提供することにある。

すなわち、本発明反射電子除去電極は、基体金
属の不規則な凹凸の粗面をなす表面に小さい２次
電子放出比を有する物質からなる少なくとも前記
凹凸の高低差にほぼ等しい厚さの多孔質層を被着
したことを特徴とするものである。

実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。

まず、本発明反射電子除去電極の基本的構成を
第７図ａに示す。図示の基本的構成は、基体金属
３３の表面３４に顕著な凹凸粗面３６を形成し、
その凹凸粗面３６を覆つて多孔質膜３２よりなる
射突電子吸収用薄層３５を設けたものである。

かかる基本的構成の本発明反射電子除去電極に
ついて詳細に説明すると、基体金属３３上に被着
する多孔質層３２の材料には、耐熱性および耐酸
化性に優れ、しかも、２次電子放出比δが小さく
て射突電子に対する吸収性が良好な材料、例え
ば、炭素Ｃ、金Au、シリコンSi、白金Ptなどを
用い、これらの材料を低真空雰囲気中にて蒸着す
ることにより、多孔質の薄層を形成する。なお、
上述した材料の耐熱性は、電子管を排気する際の
脱ガス等の際の熱処理に耐えるようにするために
必要であり、さらに、耐酸化性は上述した材料が
酸化して絶縁物化し、２次電子放出比δが増大し
て射突電子に対する吸収性が劣化することを防ぐ
ために必要とするものである。また、上述した種
類の材料を数Torr乃至数十Torrの低真空ガス雰
囲気中にて蒸着すれば、充填率１％以下の多孔質
層を容易に形成することができる。このようにし
て形成する多孔質層３２の実質的な膜厚は、後述
する理由により少なくとも数μｍとするのが好適
である。

上述した多孔質層３２の基板となる基体金属３
３には、真空中にて加熱してもガス放出の少ない
金属材料である耐熱真空材、例えば、ステンレ
ス、ニクロム、タンタル、モリブデン等を用い
る。かかる基体金属に多孔質層を被着する前に、
基体金属の表面３４に、エツチングなど化学的な
手法、あるいは、研磨もしくはサンドブラストな
ど機械的な手法によつて高低差が数μｍ以上、好
ましくは十数μｍ以上の不規則な凹凸を形成す
る。なお、通常の圧延金属板、あるいは、旋盤仕
上げの金属板の表面粗さは、第７図ｂに示すよう
に、高低差が精々数μｍ以下である。これに対
し、本発明によれば、第７図ａに示したように、
基体金属板３３の粗面３４を充填率が極めて小さ
い多孔質層３２によつて十分な厚さに覆つてるの
で、ターゲツト方向からの反射電子３１の大部分
は、多孔質層３２の表面３０にては反射されるこ
となく層中に進入する。

しかして、多孔質層３２中に進入した反射電子
３１は、第８図に示すように、多孔質層３２内の
空〓表面にて乱反射を繰返してそのエネルギーを
次第に失い、一部は多孔質材料に吸収されつつ、
層中を通過して基体金属３３の粗面３４に達す
る。基体金属３３の表面には高低差の大きい不規
則な凹凸を形成してあるので、粗面３４に到達し
た電子はその粗面３４によつて乱反射されて多孔
質層３２中に再度進入し、再び乱反射を繰返す。
したがつて、本発明反射電子除去電極において
は、反射電子３１の大部分が、基体金属３３の粗
面における乱反射とその粗面上に被着した２次電
子放出比の小さい物質の多孔質層３２における乱
反射の繰返しとの相乗効果によりほぼ完全に吸収
されて除去されることになる。

すなわち、多孔質層３２中における多孔質材料
との１回の衝突によつて反射電子群３１の１％が
吸収されるものとすれば、第９図に示すように、
100回の衝突によつて36.6％の射突電子が反射さ
れ、また、1000回の衝突によれば射突電子の0.04
％のみが反射されるに過ぎないことになる。

また、多孔質層３２は、２次電子放出比が小さ
い材料を低真空雰囲気中にて蒸着して多孔質に形
成したものであるから、その表面３０からは２次
電子がほとんど放出されず、たとえ多孔質層の表
面３０から２次電子が放出されたとしても、その
大部分は、多孔質層内に進入して、吸収、乱反射
を繰返すので、多孔質表面３０から外部に放出さ
れる２次電子の量は、上述した射突電子３１と同
様に極めてわずかとなる。

なお、以上に説明した本発明反射電子除去電極
の構成例においては、基体金属３３の粗面３４上
に被着して反射電子の吸収除去を行わせる薄層３
５を多孔質層３２としたが、電子反射防止用の薄
層３５は、射突電子反射防止の作用効果を有する
ものであれば、例えば、２次電子放出比の極めて
小さい材料からなる硝子質層乃至非晶質層とする
こともでき、粗面３４との密着性が優れているの
で、熱的、機械的等の強度および耐久性が要求さ
れる場合には有効である。しかしながら、薄層３
５を２次電子放出比の小さい同じ材料の多孔質層
とした場合に比べれば、その反射電子吸収除去の
作用効果は遥に及ばない。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、静電偏向型撮像管等の電子管にて従来著しい
障害を惹起していた反射電子を除去してその障害
の発生を防止するうえで、つぎのような顕著な効
果が得られる。

すなわち、本発明による反射電子除去電極を、
第２図示の静電偏向型撮像管における電子銃部２
の前端に設けた反射板電極１７、第４図示の従来
の反射像防止型撮像管において電子銃部２を前方
に延長して付加した反射板電極１３、あるいは、
第５図示の従来の静電偏向型撮像管において電子
銃部２の前端部に設けた円錐形反射板電極１４等
に適用すれば、ターゲツト５からの戻りビーム６
の再反射をほぼ皆無とすることができ、したがつ
て、第３図に示したような撮像出力画面に従来生
じていた反射像の発生をほぼ完全に防止すること
ができる。

例えば、第２図示の静電偏向型撮像管における
反射板電極１７を第７図ａに示した構成とすれ
ば、つぎのような顕著な効果が得られる。

一般に、第３図に示したような反射電子による
反射像は、本来の電子ビームのビーム電流を増大
させるに従つてコントラストが増大する。いま、
0.2μAmpの信号電流を取出すに必要な最小限の
ビーム電流量をi_bjとすると、従来の無対策の撮像
管においては、ビーム電流i_bを最小値i_bjまで減少
させても、反射像は検知可能のコントラストを有
している。ビーム電流i_bを最小値i_bjの２倍、３倍
と増大させると、反射像のコントラストもほぼ比
例して増大していた。

これに反して、本発明によつて反射電子吸収除
去の作用効果を付与した場合には、ビーム電流i_b
を最小値i_bjの少なくとも５倍に増大させるまで
は、かかる反射像が全く検知されない程度に軽減
される。しかも、この種撮像管におけるビーム電
流i_bは、通例、その最小値i_bjの２〜３倍程度に設
定するので、第２図に示したように特に長大な反
射板電極を設けていない場合においても、本発明
の適用により、反射電子による妨害像の発生防止
について必要にして十分な効果が得られる。ま
た、第４図乃至第６図に示したように、特に長大
な反射板電極を設けた場合に本発明を適用すれ
ば、十分過ぎる反射像発生防止効果が得られる。
なお、本発明は、前述した種類の撮像管のみに限
ることなく、不所望の２次電子の発生防止や反射
電子の抑止を必要とする電極に適用して、上述し
たと同等の効果が得られること勿論であるが、特
に、撮像管に本発明を適用した場合には、電子銃
部をコンパクトに構成したままで反射像のない鮮
明な撮像出力画像が得られるので、テレビジヨン
カメラの小型化に貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電偏向型撮像管におけるデフレクト
ロンの構成を示す線図、第２図は静電偏向型撮像
管における反射像発生の態様を示す線図、第３図
は同じくその反射像の例を示す線図、第４図乃至
第６図は同じくその従来の反射像発生防止の態様
の例をそれぞれ示す線図、第７図ａおよびｂは本
発明反射電子除去電極の基本的構成および従来の
構成をそれぞれ示す断面図、第８図は本発明反射
電子除去電極の動作原理を示す断面図、第９図は
同じくその反射電子除去効果の例を示す特性曲線
図である。 １……デフレクトロン、２……電子銃部、３…
…電子ビーム、４……メツシユ電極、５……ター
ゲツト、６……戻りビーム、７……２次ビーム、
８……反射位置、９……物点、１０……撮像管の
出力画面、１１……ターゲツト表面のビームラス
タ焼付け像、１２……ターゲツト近傍電極の円環
像、１３，１４，１７……反射板電極、１５……
ビーム制限孔、１６……電子銃部最大径、１８…
…外管内径、１９……付加円筒電極、２０……外
管、２１……偏向領域、２２……デフレクトロン
電極、３０……多孔質表面、３１……突射電子、
３２……多孔質層、３３……基体金属、３４……
基体金属表面、３５……反射電子除去用薄層、３
６……凹凸層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体金属の不規則な凹凸の粗面をなす表面に
   小さい２次電子放出比を有する物質からなる少な
   くとも前記凹凸の高低差にほぼ等しい厚さの多孔
   質層を被着したことを特徴とする反射電子除去電
   極。 ２ 前記基体金属の表面が少なくとも10μｍの高
   低差を有する凹凸の粗面をなすことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の反射電子除去電極。 ３ 前記多孔質層の充填率が１％を超えないこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の反射電子除去電極。 ４ 前記多孔質層をなす前記物質を炭素、金、シ
   リコンおよび白金の群から選んだことを特徴とす
   る特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載の反
   射電子除去電極。 ５ 前記基体金属をステンレス、ニクロム、タン
   タルおよびモリブデンの群から選んだことを特徴
   とする特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載
   の反射電子除去電極。