JPS5842929B2 - パタ−ン信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パターンが形成されたフォトカソードに光を
照射して前記パターンに対応した電子流を取り出して該
パターンに対応した電気信号を得るパターン信号発生装
置に関する。

文字、数字、記号等のパターン信号を発生する装置とし
てフォトカソード上に文字、数字、記号等のパターンが
形成されたフォトカソードに光照射を行ない該フォトカ
ソードから放出されるパターンに対応した電子流を電磁
界レンズの結像面に設けたピンホール板のピンホールか
ら取り出すようにしたパターン信号発生装置が先に提案
された。

第１図は前述の先に提案されたパターン信号発生装置の
構成を示す図であって、１はパターンが形成され光照射
により光電子を放出するフォトカソード、２は前記フォ
トカソードを照射する光源、３は光学レンズ、４はパタ
ーン信号発生管、５ａ。

５ｂはパターン信号発生管内の長手方向でかつ一様な大
きさの磁界を発生し、フォトカソードに形成されたパタ
ーンに対応した電子像を形成するための磁痒レンズ、６
ａ、６ｂは紙面に垂直方向、つまりＸ方向にフォトカソ
ードからの電子流を偏向させるためのＸ偏向系、７ａ、
７ｂは図の上下方向、つまりｙ方向にフォトカソード１
からの電子流を偏向させるためのｙ偏向系、８は前記磁
界レンズ５ａ、５ｂの結像面に設けられたピンホール板
であってその中心にピンホール９を有する。

１０はマイクロチャンネルプレートであってピンホール
９を通った電子流を受けてこれを増倍して所定の大きさ
の電気信号を変換し、該マイクロチャンネルプレートに
接続された図示しない表示装置にパターン信号として送
る。

第２図は前記フォトカソード１の構造をその要部断面に
ついて示し、光源２の光に対して透明な二酸化シリコン
（Ｓｔ ０２ ）基板Ｓ上に蒸着により形成された金（
Ａｕ）薄膜Ａを遮光体として、パターンが形成されてお
りこの金薄膜パターン上に全面に光電子放出材層Ｐが形
成される。

従ってこのフォトカソード１を二酸化シリコン基板Ｓの
パターンが形成されていない側から矢印で示すように光
照射を行なうと遮光体で覆われていないフォトカソード
面からのみ光電子が放出されることになりこの光電子放
出のパターンは該フォトカソード面上に形成されたパタ
ーケに対応することになる。

次に第１図に示したパターン信号発生装置の動作を説明
する。

光源２からの光は光学レンズ３を通過後平行光線となり
フォトカソード１を均・−な強度で照射する。

上述したようにフォトカソード１からはフォトカソード
に形成されたパターン全部に対応した電子流が得られる
。

このパターンに対応した電子流はパターン信号発生管４
内を磁界レンズ５ａ。

５ｂの作用を受けてピンホール板８に向って進行し、ｘ
、ｙ偏向系６ａ、６ｂおよび７ａ、７ｂに偏向電流が供
給されていない状態ではピンホール板８のピンホール９
に対向するフォトカソード１上の位置のパターンの一部
分からの放出電子が該ピンホール９から取り出されてマ
イクロチャンネルプレート１０に導かれ増幅されて表示
用装置に導かれるがこのま＼ではパターンの一部分のみ
の電気信号が表示用装置に送られるため所望のパターン
信号が得られない。

そこで本装置では上述のＸ偏向系６ａ、６ｂおよびｙ偏
向系７ａ 、７ｂにより所望のパターンに対応する電子
流をピンホール板８のピンホール９から時系列的に取り
出すべく、フォトカソード１から放出される電子流に偏
向作用を与える。

つまりこれらｘ、ｙ偏向系によって選択された所望のパ
ターンに対応した電子流を文字の構成部分に分解して時
系列に取り出す。

例えばフォトカソード１に形成されたパターンのうち“
Ａ１１という文字が前記ｘ、ｙ偏向系によって選択され
た時ピンホール板８のピンホール９からは第３図に示す
文字”Ａ”と同図に付した破線との交叉部に対応した電
子流が得られ、かつその時間的順序は破線に付した番号
順である。

つまりまず破線１０と文字ｅｊ Ａ ＄１の交叉部に対
応したフォトカソード１のパターン部から放出される電
子流が得られ、つづいて破線１２と文字″Ａ′の２つの
交叉部に対応したフォトカソード１上のパターン部から
放出される電子流が得られる。

更に破線１３と文字ｆｌ Ａ ９１の２つの交叉部に対
応したフォトカソード１上のパターン部から放出される
電子流を得る。

以下同様であって最後に破線Ａｎと文字”Ａ”の２つの
交叉部に対応したフォトカソード１上のパターン部から
放出される電子流を得る。

このようにして所望の文字“Ａ′′の時系列信号が得ら
れる。

このような所望の文字の時系列信号を得るためｙ偏向系
７ａ、７ｂに第４図に示すような直流電流に重畳した鋸
歯状偏向電流ｉｙを流す。

フォトカソード１にはマトリックス状にパターンが配列
されているものとし、前記偏向電流ｉｙはフォトカソー
ド１からの電子流をｙ方向に偏向し、直流電流はマトリ
ックス状に配列されたパターンの行選択用に用いられ、
フォトカソード上のパターン配列の第１行、第２行、・
・・・・・・・・第２ｍ−１行、第２ｍ行に属するパタ
ーンを選択する場合それぞれ、直流電流値は（ｍｌ）Ｉ
ｙ、（ｍ−２）Ｉｙ・・・−（−ｍ＋ １ ） Ｉ ｙ
、 −ｍ Ｉ ｙとなる。

Ｔｙは１つのパターンに対応するフォトカソードからの
電子流をピンホール板のピンホールから取り出すための
所要期間である。

他方Ｘ偏向系６ａ、６ｂには第５図に示すような所定の
大きさの直流電流に重畳した鋸歯状電流ｉｘを供給する
。

この鋸歯状電流はフォトカソード１からの電子流をＸ方
向に偏向し、直流電流はマトリックス状配列されたパタ
ーンの列選択用に用いられ、フォトカソード上のパター
ン配列の第１列、第２列、第３列・・・・・・第２ｎ列
に属するパターンを選択する場合、それぞれの直流電流
値は−ｎＩｘ、−（ｎ−１）Ｉｎ、 （ｎ−２） Ｉ
ｎ・・・・・（ｎ−１） Ｉ ｘとなる。

そしてこれら直流電流に重畳した鋸歯状電流は前記Ｘ偏
向系６ａ、６ｂに供給される直流電流値により定まるパ
ターン配列の列と、ｙ偏向系７ａ 、７ｂに供給される
偏句電流ｉｙの値によって定まるフォトカソード１上の
パターン配列の行とに同時に属するパターン部から放出
される電子流を順次第３図に例示したような方法で該パ
ターンをその構成要素に分解して時系列的にピンホール
板８のピンホール９から取り出すためのものである。

このようにしてパターン信号発生装置のピンホール板８
のピンホ・−ル９からはフォトカソード１に形成された
パターンに対応した時系列信号を得る。

しかしながらこのようなパターン信号発生装置では１つ
のピンホールから、フォトカソード上のパターンから放
出される電子流を取り出すために該電子流に偏向を与え
ており、この偏向角が大きい場合、つまりフォトカソー
ドの周辺部に位置するパターンの時系列信号を取り出す
場合にはこの周辺部のパターンから放出される電子流に
大きな偏向角を与えてピンホール板の中心に設けられた
ピンホールを通過させる必要があり、この場合偏向歪み
が生じる。

周知のように電子ビームを偏向した場合偏向角が太きい
と、該電子ビームが拡散するため前述のパターン信号発
生管においてはフォトカソードの中心部に位置するパタ
ーンから放出される電子流をピンホールから取り出して
得られる電気信号により再生されるパターンにはいわゆ
るにじみが生じぼやけたパターンしか得られず特にフォ
トカソードに漢字パターンが形成されている場合、これ
を再生した場合判読不能となる恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、フォトカ
ソードに形成されたパターン部から放出される電子流に
与える偏向角を小さくして偏向歪みを小さくし良質な再
生パターンを与えるパターン信号発生装置を提供するこ
とを目的とし、フォトカソード上に形成されたパターン
に対応して複数個のピンホールを設け、フォトカソード
に部分的に光照射を行ない所望のパターンに対応した電
気信号を得るようにしたことを特徴とする。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例について詳細
に説明する。

第６図は本発明に係るパターン信号発生装置の構成を示
す図である。

第１図と同等部分には同一符号を記した。

第６図において１１はレーザ光源、１２．１３は、コリ
メータレンズ、１４はレーザ光源１１から出されるレー
ザ光に対して不透明な材質からなる平板であってレーザ
光源１１からのレーザビーム光のスポット形状を矩型に
整形するための矩型孔１５が設けられた整形板である。

１６は回転ミラー、１７は回転ミラー１６からの反射光
の光軸をフォトカソード面に垂直になるようにして正確
な照明を行なうための光学レンズである。

またピンホール板９には複数のピンホールＨ１１，Ｈ１
２，Ｈ１３・・・・・・が設けられておりフォトカソー
ドから放出される電子流をマイクロチャンネルプレート
へ導く。

本実施例ではこれらピンホールＨ１１，Ｈ１２゜ＨＩ３
・・・・・・はフォトカソード１に決威されたパターン
（フォトカソード１には文字パターンがマトリックス状
に形成されているものとし以後文字パターンと呼ぶ）の
９個（３×３個）ごとに１つのピンホールが設けられて
おり、第７図にフォトカソード１上の文字パターン配列
と、ピンホール板８に設けられているピンホールＨ１１
，Ｈ１２゜ＨＩ３・・・・・・の対応関係を示す。

同図においてフォトカソード１に形成された３×３個の
文字パターンに対応してピンホール板８に１つのピンホ
ールが設けられていることは前述の通りであって、フォ
トカソード１上の大枠で囲こまれた９個の文字パターン
群Ｇ１１に対応してピンホール板８にはピンホールＨ１
１が設けられている。

つまり、フォトカソード１の前記文字パターン群Ｇ１１
に属する文字パターンから放出される電子流はこのピン
ホールＨ１１から取り出されてマイクロチャンネルプレ
ートへ導かれる。

またフォトカソード１上の大枠で大枠で囲こまれた９個
の文字パターン群Ｇ１２に対応して、ピンホール板８に
はピンホールＨ１２が設けられ、以下同様であって文字
パターン群Ｇ１ｎに対応してピンホール板８にはピンホ
ールＨ１ｎが設けられている。

同様にしてフォトカソード１上の文字パターン群Ｇ２１
．Ｇ２２・・・・・・Ｇ２ｎに対応してピンホール板８
にはピンホールＨ２１，Ｈ２２・・・・・・Ｈ２ｎが設
けられ、フォトカソード１上の文字パターン群Ｇｍ１
、Ｇｍ２・・・・・・Ｇｍｎに対応してビンホール板８
にはピンホールＨｍ１ 、Ｈｍ２・・・・・・Ｈｍｎが
設けられている。

次に第６図に示したパターン信号発生装置の動作につい
て説明する。

レーザ光源１１からのレーザ光はコリメータレンズを通
過するとその光スポツト径が拡大しかつ均一な強度分布
の光スポットとなる。

このレーザ光は矩型孔１５を通過すると、スポット形状
も矩型となりフォトカソード１上の任意の文字パターン
群Ｇｉｊ（ｉ−１〜ｍ１ ｊ＝１〜ｎ）のみを高精度に
照射するのに適している。

回転ミラー１６はフォトカソード１上の照射すべき文字
パターン群を選択して照射するためのものである。

ｙ偏向系には第１図に示した従来のパターン信号発生装
置のｙ偏向系に供給されるのと同じ鋸歯状波形で電流レ
ベルが異なる電流が供給される。

本実施例の場合、第４図において、電流供給期間ｔ１で
フォトカソード１上のそれぞれの文字パターン群Ｇｉｊ
に属する文字パターンの中、第１行に属する文字パター
ン（Ｇｉｊ）１１．（Ｇｉｊ）１２、（Ｇｉｊ）１３か
ら放出される電子流に偏向作用を与えてこれら第１行に
属すと同時にＸ偏向系５ａ 、６ｂに供給される偏向電
流値により選択されるフォトカソード１上のそれぞれ文
字パターン群Ｇｉｊに属する文字パターンの配列の列と
に属する所望の文字パターンの電子像を時系列的にピン
ホール板８のピンホールＨ１ｊから取り出す。

Ｘ偏向系６ａ、６ｂにはこのため第８図に示すような偏
向電流ｉ’ｘを供給する。

つまりフォトカソード１上のそれぞれの文字パターン群
Ｇｉｊに属する文字パターン（Ｇｉｊ）ｋｌのうち、第
１列に属する文字パターン（Ｇｉ ｊ） １１ 、 （
Ｇｉｊ ）２１ 、（Ｇｉ ｊ）３１を選択する場合は
直流電流Ｉ’ｘに重畳した振幅ｆ′の鋸歯状電流をＸ偏
向系６ａ 、６ｂに供給し、それぞれの文字パターン群
Ｇｉｊに属する文字パターン（Ｇｉｊ）ｋｌのうち第２
列に属する文字パターン（Ｇｉｊ）１２゜（Ｇｉ ｊ
）２２ 、（Ｇｉ ｊ）３２を選択する場合は振幅ｆ′
の鋸歯状電流のみをＸ偏向系に供給し、それぞれの文字
パターン群Ｇｉｊに属する文字パターン（Ｇｉｊ）ｋｌ
のうち第３列に属する文字パターン（Ｇｉ ｊ）１３．
（Ｇｉ ｊ）２３゜（Ｇｉｊ）３３を選択する場合、直
流電流Ｉ’ｘに重畳した振幅ｆｌの鋸歯状電流をＸ偏向
系に供給する。

今、例えばフォトカソード１上の文字パターン群Ｇ２１
の第１行第３列に形成された文字パターンが文字”Ａ”
に対応するものとし、この文字パターンの時系列信号を
得る場合はレーザ光源１１からのレーザ光を回転ミラー
１６によって、フォトカソード１の文字パターン群Ｇ２
１上に導いてこの部分のフォトカソードを照射し、この
文字パターン群Ｇ２１からの電子流を、ｙ偏向系７ａ。

７ｂへの偏向電流供給期間ｔ１にＸ偏向系６ａ。

６ｂには直流電流Ｉ’ｘに重畳した振幅ｆ′の鋸歯状電
流を供給すれば、フォトカソード１の文字パターン群Ｇ
２１から放出される電子流のうち、第１行第３列つまり
′Ａ″なる文字に対応した文字パターン部から放出され
る電子流がピンホール板８のピンホールＨ２１からマイ
クロチャンネル１０に導かれ増幅された後表示装置に送
られる。

この場合、文字パターンの時系列信号を得るために設け
られたピンホールは各文字パターン群ととｔこ１つずつ
設けられているためにそれぞれの文字パターン群に属す
る文字パターン部から放出される電子流の偏向角は僅か
であって偏向に伴う偏向歪みが殆んど発生しない。

前述の実施例では文字パターン群はそれぞれ３×３個の
文字パターンで構成されていたが本発明はこれに限定さ
れず偏向歪みの少ない範囲で任意の個数で構成されてよ
く、また正方形マトリックスでなくてもよい。

なおまた前述の実施例においてフォトカソード１からの
文字パターンに対応する電子流の偏向（こは磁界偏向を
用いたが勿論周知の静電偏向を用いてもよい。

なおまたピンホール板にはフォトカソードの１個の文字
パターンのそれぞれに対応して１個ずつピンホールを設
は偏向歪みの極めて少ないパターン電気信号を得るよう
にしてもよい。

前述の実施例ではフォトカソード１を所望のパターンに
応じて部分的に光照射を行なうためレーザ光を、回転ミ
ラーでフォトカソード上の所定の部位に反射し照射した
がフォトカソードの部分照射の方法として液晶のマトリ
ックススイッチを用いてもよい。

すなわち第９図に模式的に示すようにｍ個の帯状透明電
極Ｅ１．Ｅ２・・・・・・・・・Ｅｍが形成されたガラ
ス基板Ｇ１とこれに対向して配置された透明電極が全面
に形成されたガラス基板Ｇ２の間に液晶を封入した液晶
パネルＰ１と該液晶パネルと同様構造であって帯状透明
電極がｎ個Ｆ１ｔＦ２・・・・・・Ｆｎが形成されたガ
ラス基板を有し、他のガラス基板には全面に透明電極が
形成された液晶パネルＰ２とをそれぞれの帯状透明電極
が直交するように配置して液晶マトリックススイッチＬ
Ｓとする前記液晶マｌ−ＩＪツクススイッチＬＳを、第
６図に示したパターン信号発生装置のフォトカソード面
に対向して配置し、第１０図に示すように光源りの光を
該液晶マトリックススイッチにより部分的に透過せしめ
フォトカソード１上の所望の部分を光照射する。

第１０図は液晶マトリックススイッチによるフォトカソ
ードの撰択照明を模式的に示したものであって同図にお
いては、液晶マトリックススイッチＬＳの帯状透明電極
ＥｉとＦｊ（１≧ｉ≧ｍ。

■≧ｊ≧ｎ）に電圧が加えられ、それぞれの液晶パネル
においては、これら電極Ｅｉ 、Ｆｊにより電圧が加え
られている液晶部分は帯状に光透過率が大きくなってい
るためこの光透過率の大きい２条の帯状部の交叉部に対
向するフォトカソード１上のパターン群Ｇｌｊが選択的
に前記光源りにより照明されることになる。

そしてこのフォトカソード１上のパターン群ＧｉＪに属
するパターンのうちから所望のパターンの電気信号を得
るための手順は上述した通りである。

以上の説明から明らかなように本発明に係るパターン信
号発生装置はパターンの時系列信号を得るのにピンホー
ル板を用いるためラインセンサ等を必要とせず構成が簡
単であり、また前記ピンホール板には複数のピンホール
が設けられているためフォトカソード上のパターン部か
らの電子流には偏向歪みが殆んど発生せず高品質な再生
パターン像が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパターン信号発生装置の構造を示す図、
第２図はフォトカソードの要部断面図、第３図は第１図
に示した従来のパターン信号発生装置の動作を説明する
ための図、第４図はＸ偏向系に供給される電流波形図、
第５図はＸ偏向系に供給される電流波形図、第６図は本
発明に係るパターン信号発生装置の構造を示す図、第７
図はピンホール板のピンホール配列の様子を示す図、第
８図はＸ偏向系に供給される電流波形図、第９図は液晶
パネルの概観図、第１０図は液晶マトリックススイッチ
によるフォトカソードの部分照明の様子を示す模式図で
ある。 １：フォトカソード、２：光源、３：光学レンズ、４：
パターン信号発生管、５ａ 、 ５ｂ ：磁界レンズ、
６’ａ ｐ ６ ｂ ： Ｘ偏向系、７ａ、７ｂ：Ｘ偏
向系、８：ピンホール板、９：ピンホール、１０：マイ
クロチャンネルプレート、１１：レーザ光源、１２，１
３：コリメータレンズ、１４：矩型孔が設けられた板、
１５：矩型孔、１６：回転ミラー １７：光学レンズ、
Ｈｌｌ、ＨＩ３゜ＨＩ３・・・・・・：ピンホール、Ｌ
Ｓ：液晶マトリックススイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パターンが形成されかつ光電変換機能を有するフォ
   トカソードに光照射を行なって得られる光電子流をピン
   ホール板に設けたピンホールから時系列的に取り出しパ
   ターンに対応した電気信号を得るようにしたパターン信
   号発生装置において、前記ピンホール板にはフォトカソ
   ードに形成された複数個のパターンに対応して複数個の
   ピンホールを設は前記フォトカソード面に光学系により
   部分的に光を照射し、該部分的に光を照射されたフォト
   カソードのベターン部から放出される電子流を、該部分
   的に光を照射されたフォトカソードのパターン部に対応
   して設けられたピンホールから時系列的に取り出すよう
   にしたことを特徴とするパターン信号発生装置。 ２ 前記フォトカソードに部分的に光照射を行なう光学
   系がレーザ光源と、コリメータレンズと、レーザスポッ
   ト形状の整形板と、フォトカソードの光照射部分を選択
   するための回転ミラーと前記回転ミラーからのレーザ光
   線の光軸をフォトカッ・−ド面に垂直になるようにして
   光の部分照射を行なうための光学レンズから成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパターン信号
   発生装置。 ３ 前記フォトカソードに部分的に光照射を行なう光学
   系が液晶マトリックススイッチと、該液晶マトリックス
   スイッチを全面照射する光源とから戒ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のパターン信号発生装置
   。