JPH04112432A - 撮像管およびその動作方法 - 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、撮像管およびその動作方法に係り、特に、タ
ーゲット電極を基板上の電子ビーム走査領域に相当する
部分に限定して設けた低ノイズの光導型彫撮像管および
その動作方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、光導型彫撮像管またはＸ線用撮像管（以下これ
らを総称して単に撮像管と呼ぶ）は、入射した光像また
はＸ線像を電荷パターンに変換してこれを蓄積するため
のターゲット部と、蓄積された電荷パターンを信号電流
として読み取るための走査電子ビーム発生部とから成り
、上記ターゲット部が電子ビームの走査を受けた直後は
、電子ビーム走査側表面電位がカソード電位に平衡する
ように動作する。このような撮像管については、例えば
、二宮他・撮像工学、コロナ社（昭５０年）第１０９〜
１１６頁、アイ・イー・イー・イーエレクトロンデバイ
ス　レターズ、イー・デイ−・エル−８，ナンバー９　
　（１９８７年）第３９２〜３９４頁（ＩＥＥＥ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　ＥＤ
Ｌ−８，Ｎｏ、９（１９８７）　ｐｐ３９２−３９４）
　、および河村他：テレビジョン学会全国大会講演予稿
集（昭５７年）第８１〜８２頁において論じられている
。このような撮像管において、ターゲット電極を基板上
の電子ビーム走査領域に相当する部分に限定して設ける
と、ターゲット電極の浮遊容量が減少するので、アンプ
ノイズが減少し、高画質の映像が得られることが知られ
ている（例えば、特開昭５５−１９７１４）。

第４図（ａ）は、従来技術による撮像管ターケラトの電
子ビーム走査側から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ
−Ｂ’切断断面図である。ｌはカラス基板、２はターゲ
ット電極、３は光導電膜、４は信号取り出し用の電極ビ
ン、４５はターゲット電極２と電極ビン４を接続するた
めの導電層である。Ａ（点線）は電子ビームの有効走査
領域を示す。

従来の撮像管では、第４図（ａ）に示すように、ターゲ
ット電極２の信号取り出し部の電極ビン４と導電層４５
が、電子ビーム走査線方向と直交する方向に設けられて
いた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術による撮像管では、ターゲット電極２の浮
遊容量の減少に伴って低ノイズの優れた映像が得られる
ものの、使用中に電子ビーム走査領域内の信号取り出し
部近傍に図形歪が発生しやすい問題があった。また、上
記図形歪は、特にターゲット電圧を高めて使用する撮像
管において発生しやすい問題があった。

本発明の目的は、上記図形歪の発生を抑止し、低ノイズ
の良好な画質を実現する撮像管およびその動作方法を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の撮像管は、ターゲ
ット電極を基板上の電子ビーム走査領域に相当する部分
に限定して形成した撮像管において、信号取り出し部を
基板上の電子ビーム走査線の延長方向に配置することを
特徴とする。

また、上記の電子ビーム走査線の延長方向に設けた信号
取り出し部を、基板に植設した電極ビンと、該電極ビン
をターゲット電極に接続するための導電層により形成す
る。

また、上記信号取り出し部を電子ビーム走査領域のほぼ
中央を通る電子ビーム走査線の延長方向に設けたことも
特徴とする。

さらに、上記光導電膜を構成する材料としては、その少
なくとも一部にＳｅを主体とする非晶質半導体を用いる
。

また、本発明の撮像管の動作方法は、上記Ｉｎリングの
電圧を上記電極ビンの電圧より低くして動作させること
を特徴とする。

さらに、少なくとも一部がＳｅを主体とする非晶質半導
体からなる上記光導電膜内で電荷のアバランシェ増倍が
生じる電界を印加して動作させる。

〔作用Ｊ 上記のようにターゲット電極の信号取り出し部を設ける
ことにより、電子ビーム走査領域内の信号取り出し部近
傍に発生する図形歪を抑制することができる。その原因
については、現在必ずしも明確ではないが、次のように
考えられる。一般に、光導型彫撮像管は、通常カソード
に対してターゲット電極に数ＩＯ〜数１００Ｖの電圧を
印加して使用する。光導電膜の電子ビームで走査される
領域の表面は、動作時各フィールド毎に電子の付着を受
けるために、走査直後、該領域の表面電位はカソード電
位にほぼ平衡し、電子ビーム走査領域内の光導電膜にタ
ーゲット電圧が印加される。これに対して、信号取り出
し部の光導電膜表面は直接電子ビームの走査を受けない
ので、この部分の表面電位はカソード電位とはならず、
全く電子の入射がなければその表面はターゲット電位に
平衡することになる。しかし、撮像管内には２次電子や
余剰の走査電子やこれらが反射・散乱した電子が迷走し
ており、これら迷走電子の空間分布は、走査電子ビーム
の周辺程高いものと思われる。迷走電子は表面電位の高
い部分に吸い込まれやすい。信号取り出し部の光導電膜
表面も迷走電子の振りかぶりを受けて表面電位が変化す
ることになるが、その度合いは、走査電子ビームが近く
を通過する時程大きくなるであろう。このような状況の
もとで、従来技術の撮像管では信号取り出し部が電子ビ
ームの走査線と垂直方向に設けであるために、迷走電子
の振りかぶりの度合いがフィールド期間内で変化するの
に対して、本実施例の構造ではほぼｌ走査線期間毎に小
刻みに迷走電子の振りかぶりを受けることになり、信号
取り出し部の光導電膜表面電位が低く抑えられることに
なると思われる。その結果、従来技術の撮像管ターゲッ
トでは、信号取り出し部の表面電位変化の影響を受けて
、その近傍を通過する走査電子ビームの軌道が曲げられ
て図形歪が発生し、ターゲット電圧か高くなる程顕著に
なるものと思われる。これに対して、本発明による撮像
管ターゲットでは」１記理由により信号取り出し部の表
面電位変化が少なく、かつ低く抑えられているため、上
記図形歪の発生か抑制されるものと考えられる。

〔実施例］ 第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例の撮像管ターゲ
ットの電子ビーム走査側から見た平面図、（ｂ）は、（
ａ）のＢ−Ｂ’切断断面図である。

１はガラス基板、２はターゲット電極、３は光導電膜、
４は信号取り出し用の電極ビン、１５はターゲット電極
２と電極ビン４を接続するための導電層である。Ａ（点
線）は電子ビームの有効走査領域、矢印Ｃは電子ビーム
の走査方向を示す。

本実施例では、先に述べた電子ビーム走査領域内の信号
取り出し部近傍に発生する画像歪を抑止するために、電
極ビン４と導電層１５を、第１図（ａ）に示すように、
基板１上の電子ビーム走査線の延長方向の電子ビーム走
査領域外に相当する部分に設ける。電極ビン４および導
電層１５は電気的な接触が取れる範囲で面積を小さくす
ることが望ましく、また、光導電膜３への突呂をできる
だけ小さくすることが望ましい。

また、信号取り出し部の電極ビン４は、電子ビーム走査
領域のほぼ中央を通る電子ビーム走査線上に設けること
が望ましい。

本実施例が第４図（ａ）に示した従来技術と大きく異な
る点は、信号取り出し部を９０度回転した位置に設けた
ことである。

本発明により、上記のような作用により、電子ビーム走
査領域内の信号取り出し部近傍に発生する図形歪を抑制
することができ、低ノイズで高感度特性を有する撮像管
が実現できる。

以下、本発明の具体的実施例について説明する。

実施例　１ 直径０．８ｍｍのコバルール金属を貫通して溶着した直
径２６ｍｍのガラス面板上に、溶着マスクを用いてスパ
ッタリング法または電子ビーム蒸着法により酸化インジ
ウムを主成分とする透光性のターゲット電極２ならびに
帯状の電極接続用導電膜１５を第１図のように形成する
。次に、その上に真空蒸着法により直径２０ｍｍ、膜厚
２０ｎｍの酸化セリウムからなる正孔注入阻止層を形成
し、さらにその上に膜厚２〜４μｍのＳｅを主体とする
非晶質半導体からなる光導電膜３を形成する。次に、圧
力０．２　Ｔ　ｏｒｒのＡｒガス雰囲気中で、三硫化ア
ンチモンを全面に蒸着し、膜厚０．１μｍの多孔質性表
面層を形成して電子注入阻止層を形成し、第１図に示し
た撮像管ターゲットを得る。

本実施例により得られた撮像管ターゲットを電子銃を内
蔵した撮像管匡体にＩｎリングを介して圧着し、内部を
真空に排気封止して撮像管を得た。

このようにして得られた撮像管のターゲット電極にカソ
ードに対して２００〜４５０ｖの電圧を印加して動作さ
せたところ、低ノイズで図形歪のない良好な画像が得ら
れた。また、該撮像管を、光導電膜の電界強度がｌｏ’
Ｖ／ｃｍ以上となるターゲット電圧で動作させた場合に
は膜内で電荷のアバランシェ増倍が起こり、極めて高い
感度が得られた。

また、本実施例による撮像管では、Ｉｎリングをカソー
ド電位とすることで極めて安定した良質の画像が実現し
た。さらに、電極間の容量が小さいので、高ＳＮ比が得
られた。

実施例　２ 第２図（ａ）は、本発明の第２の実施例のターゲットの
電子ビーム走査側から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）の
Ｂ−Ｂ′切断断面図である。実施例１と同様な方法によ
り、ターゲットを極２、導電層２５を形成し、さらにそ
の上に実施例１と同様な方法でＣｅＯ，、Ｓｅを主体と
する光導電膜３、および三硫化アンチモン層を順次形成
し、第２図（ａ）、　（ｂ）に示すような撮像管ターゲ
ットを得る。

本実施例により得られた撮像管ターゲットを電子銃を内
蔵した撮像管匡体にＩｎリングを介して圧着し、内部を
真空に排気封止して撮像管を得た。

二のようにして得られた撮像管のターゲット電極に実施
例１と同様にしてカソードに対して２００〜４５０■の
電圧を印加して動作させたところ、低ノイズで図形歪の
ない良好な画像が得られた。また、該撮像管を、光導電
膜の電界強度が１０“■／ｃｍ以上となるターゲット電
圧で動作させた場合には膜内で電荷のアバランシェ増倍
が起こり、極めて高い感度が得られた。さらに、本実施
例による撮像管でも、Ｉｎリングをカソード電位とする
ことで極めて安定した良質の画像が実現した。実施例１
と異なる点は、ターゲット電極接続用の導電層２５を第
２図（ａ）に示すように、三角形状に形成することであ
る。このような形状とすると、電子ビーム走査領域と信
号取り出し用電極ビン４間の抵抗を減少させることがで
きるので、高ＳＮ比を得ることができた。

実施例　３ 第３図（ａ）は、本発明の第３の実施例のターゲットの
電子ビーム走査側から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）の
Ｂ−Ｂ’切断断面図である。２６ｍｍの透光性カラス基
板からなる基板１上に、基板の温度２００　’Ｃ１圧力
５ＸＩＯ−”Ｔｏｒｒの酸素ガス雰囲気中で、膜厚２５
ｎｍのＩｎを同ｅｌＵ　（ａ）に示すような形状に蒸着
して、透光性導電膜を得る。これをターゲット電極２お
よび導電層３５とする。その上に、実施例１と同様にし
て、正孔注入阻止層、光導電膜、電子注入阻止層を形成
し、撮像管ターゲットを得る。なお、本実施例では、信
号取り出し用電極ビンの代わりに、Ｉｎリングを用いる
。

本実施例により得られた撮像管ターゲットを電子銃を内
蔵した撮像管匡体にＩｎリングを介して圧着し、内部を
真空に排気封止して撮像管を得た。

このようにして得られた撮像管のターゲット電極に実施
例１と同様にしてカソードに対して２００〜４５０　Ｖ
の電圧を印加して動作させたところ、低ノイズで図形歪
のない良好な画像が得られた。また、該撮像管を、光導
電膜の電界強度が１０°Ｖ／ｃｍ以上となるターゲット
電圧で動作させた場合には膜内で電荷のアバランシェ増
倍が起こり、極めて高い感度が得られた。さらに、ター
ゲット電極２を２方向から取り出したので、抵抗が小さ
くなり、高ＳＮ比を得ることができた。

以上本発明を上記実施例に基づいて具体的に説明したが
、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は勿論である。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明では、図形歪のない低ノイ
ズで高感度特性を有する撮像管が実現できる。従って、
特に、高画質が要求されるハイビジョン用カメラに好適
な撮像管を提供し得る等、その効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例の撮像管ターゲ
ットの電子ビーム走査側から見た平面図、第１図（ｂ）
は、第１図（ａ）のＢ−Ｂ’切断断面図、第２図（ａ）
は、本発明の第２の実施例のターゲットの電子ビーム走
査側から見た平面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の
Ｂ−Ｂ’切断断面図、第３図（ａ）は、本発明の第３の
実施例のターゲットの電子ビーム走査側から見た平面図
、第３図（ｂ）は、第３図（ａ）のＢ−Ｂ′切断断面図
、第４図（ａ）は、従来技術による撮像管ターゲットの
電子ビーム走査側から見た平面図、第４図（ｂ）は、第
４図（ａ）の１３−Ｂ’切断断面図である。 ｌ・・・ガラス基板 ２・・・ターゲット電極 ３・・光導電膜 ４・・・電極ビン １５．２５．３５．４５・・導電層 Ａ・・電子ビーム走査領域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と、上記基板上の電子ビーム走査領域に相当す
   る部分に限定して設けたターゲット電極と、該ターゲッ
   ト電極に接続された信号取り出し部と、上記ターゲット
   電極上に設けた光導電膜とを少なくとも有する撮像管タ
   ーゲットを、撮像管匡体にＩｎリングを介して対向させ
   て設けた撮像管において、上記信号取り出し部を上記基
   板上の電子ビーム走査線の延長方向に配置したことを特
   徴とする撮像管。 ２、上記信号取り出し部が、基板に植設された電極ピン
   と、上記電極ピンと上記ターゲット電極を接続する導電
   層からなることを特徴とする請求項１記載の撮像管。 ３、上記信号取り出し部が電子ビーム走査領域のほぼ中
   央を通る電子ビーム走査線の延長方向に設けたことを特
   徴とする請求項１または２記載の撮像管。 ４、上記光導電膜を構成する材料の少なくとも一部がＳ
   ｅを主体とする非晶質半導体であることを特徴とする請
   求項１、２または３記載の撮像管。 ５、上記Ｉｎリングの電圧を上記電極ピンの電圧より低
   くして使用することを特徴とする請求項１、２、３また
   は４記載の撮像管の動作方法。 ６、少なくとも一部がＳｅを主体とする非晶質半導体か
   らなる上記光導電膜内で電荷のアバランシェ増倍が生じ
   る電界を印加して使用することを特徴とする請求項１、
   ２、３または４記載の撮像管の動作方法。