JP2793618B2

JP2793618B2 - 撮像管

Info

Publication number: JP2793618B2
Application number: JP1023670A
Authority: JP
Inventors: 忠明平井; 博文小川; 賢二鮫島; 幸男高崎; 高明雲内; 順一山崎; 節久保田; 健吉谷岡; 栄久晝間
Original assignee: Hitachi Ltd; Nippon Hoso Kyokai NHK
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: EP0381189A2; EP0381189A3; US5218264A; DE69031049T2; JPH02204944A; DE69031049D1; EP0381189B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、撮像管、更に詳しく言えば光導電形撮像管
ならびにＸ線用撮像管等のターゲット部の構造に係り、
特にターゲット電圧を高めて使用する撮像管に好適なタ
ーゲット部の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、光導電形撮像管ないしは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
又は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走査部とから成
り、上記ターゲット部の電子ビームの走査を受けた直後
は、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。かかる撮像管については、例えば、二宮他：撮
像工学、コロナ社（昭50年）第109頁から第116頁、アイ
・イー・イー・イーエレクトロンデバイスレター
ス，イディエル−8,ナンバ−９（1987年）第392頁
から第394頁（IEEE Electron Deuice Letters,EDL−8,N
o.9（1987）pp392−130），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頁から第82頁におい
て論じられている。かかる撮像管では、ターゲットの走
査側表面が走査電子ビームにより２次電子を放出しやす
いと、前述の正常な撮像管動作ができなくなる。走査側
表面の２次電子放出比を小さくする手段としては、例え
ばターゲットの走査側表面に多孔質性Sb₂S₃からなる電
子ビームランデング層を不活性ガス中蒸着法で形成する
方法が提示されている（特公昭52−40809）。

さらにまた、かかる撮像管において、電子ビーム走査
中に、余剰の戻り電子ビームが管内電極で反射し再度タ
ーゲットに入射することによって生ずる疑信号の発生を
抑止して高S/Nの出力信号を得るために、例えばターゲ
ットの走査側表面の電子ビーム走査域外に新たな電極を
設ける方法（特開昭61−131349号）や、ターゲットの光
入射側の透明導電膜を、電子ビームの有効走査領域とそ
れ以外の領域とに対応させて分離し、それぞれ独立の電
源に接続して制御する方法（特開昭63−72037号）が開
示されている。

〔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において、感度向上や容量
性残像の低減をはかるためにターゲット部の光導電膜を
厚くしたり、或いはまた更なる高感度化を実現するため
に光導電膜内でアバランシェ増倍を生じせしめる場合に
は、撮像管のターゲット電極とカソード電極間電圧（以
下単にターゲット電圧と呼ぶ）を高くする必要がある。
かかる撮像管を高いターゲット電圧で使用すると、特に
モニタの再生画像に図形歪やシェーティングが発生した
り、再生画面の周辺部分にさざ波状に変化する異常パタ
ーンが発生する現像（以下、単にさざ波現象と呼ぶ）
や、画面の周辺部分に相当する撮像管の信号出力が極性
の反転を置こす現象（以下、単に反転現象と呼ぶ）など
の不良現象が生じやすくなり、良好な画像を安定に得る
ことが困難であった。

本発明の目的は、ターゲット電圧を高くして動作して
も、上記不良現象の発生が抑止でき、良好な賀詞が安定
に得られるターゲットを具備した撮像管を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、光又はＸ線を通す
基板上に少なくともターゲット電極、光導電膜を順に形
成したターゲットにおいて、電子ビームで走査されるべ
き領域（以下、単に有効走査領域と呼ぶ）以外の領域の
少なくとも一部に、上記ターゲットの有効走査領域外
で、電子ビームで走査される側の面の電位の上昇を阻止
する手段を設けた。

上記電位の上昇を阻止する手段の有効なものの一つは
高抵抗の絶縁性薄膜で実現される。

また、上記“有効走査領域以外の領域の少なくとも一
部”とは、走査ビーム側からみて、上記走査ビームが走
査されない平面領域で、かつ、ターゲットの各構成層方
向では、ターゲット電極と走査側面との間の任意の位置
で良い。絶縁性薄膜で上記手段を構成する場合絶縁性薄
膜は単一又は複数の層状に形成する。絶縁性薄膜はその
抵抗値が高い程効果は顕著であるが、光導電膜の暗抵抗
より高ければ効果があり、それ以外だと効果は少ない。
従って絶縁性薄膜の比抵抗は10¹²−Ωcm以上であること
が望ましい。絶縁性薄膜材料は高抵抗の酸化物、ハロゲ
ン化物、窒化物、炭化物、II−VI族化合物、ないしは有
機材料等である具体的にはMg,Al,Si,Ti,Mn,Zn,Ge,Y,Nb,
Sb,Ta,またはBiの中の少なくとも一つからなる酸化物、
ないしはLi,Na,Mg,Al,K,Ca,Ge,Sr,In,またはBaの中の少
なくとも一つからなる弗化物、B,Al,またはSiの少なく
とも一つからなる窒化物、炭化シリコン、硫化亜鉛、ま
たはポリミイド系絶縁体が有効であり、上記材料の中か
ら選ばれた少なくとも一つからなる単層膜、ないしは２
種以上の上記単層膜を積層した複合膜が使用できる。

又、好ましい実施態様としては、有効走査領域外の表
面層の２次電子放出を少なくするため、上記絶縁性膜、
又は光導電膜自体を多孔質状にしたり、光導電膜上に単
一又は複数の多孔質性膜を設ける。上記多孔質性膜の材
料としてはZn,Cd,Ga,In,Si,Ge,Sn,As,Sb,Biからなる群
の中から選ばれた少なくとも一つと、S,Se,Teの中の少
なくとも一つから成る化合物が使用され、２次電子放出
比は、不活性ガス中蒸着により形成される上記材料から
なる多孔質性薄膜の膜厚、ないしは蒸着時の不活性ガス
圧を可変することにより制御される。

〔作用〕

発明者らは、前述の画像歪、シェーデング、さざ波現
象、反転現象を詳細に検討し、これらの不良現象は以下
の要因によることを明らかにした。

一般に光導電形撮像管は、通常カソードに対してメッ
シュ電極に200〜2000V、ターゲット電極に数Ｖから数10
0Vの電圧を印加して使用する。ターゲットの有効走査領
域の走査側表面は、動作時各フィールド毎に順次電子ビ
ームで走査されて電子の付着を受けるために、走査直
後、上記領域の走査側表面電位はカソード電位にほぼゞ
平衡し、、走査時の余剰電子はカソード側にもどる。こ
れを戻り電子ビームと呼ぶ。光の照射を受けると光導電
膜内に光電流が生じ、有効走査領域の走査側表面電位
は、フィールド期間内に照射光量と光導電膜の静電容量
により決定される電圧分だけカソード電位より高くな
る。この電圧上昇は通常動作では高々数Ｖから10数Ｖ程
度であり、次の電子ビーム走査により表面電位は再びほ
ゞカソード電位にもどる。

上記に対して、撮像管ターゲットの有効走査領域外
は、動作中直接電子ビームの走査を受けないので、この
領域の表面電位は必ずしもカソード電位とはならず、む
しろターゲット電極の電位に平衡しようとする。何故な
らば、有効走査領域外では、光導電膜の両面に電位差が
生じると、暗電流、ないし迷光や管内散乱光の入射によ
り生じた光電流が電位差を消滅させる方向に流れるため
である。従って有効走査領域外の表面電位は、動作時の
ターゲット電圧が増す程高くなり、ターゲット表面の有
効走査領域内外に大きな電位差が生ずる。このために、
特に有効走査領域の境界近傍を走査する電子ビームは、
上記有効走査領域外の表面電位の影響を大きく受けてそ
の軌道がまげられ、ターゲットに垂直入射しずらくな
り、その結果、有効走査領域の境界近傍で画像歪やシェ
ーデング現象が生ずる。

さらにまた、有効走査領域外の表面電位が高い場合に
は、この表面電位は、管内で発生する２次電子や先に述
べた戻り電位ビーム、ないしはこれらが電極壁で反射さ
れた散乱電子等の管内を迷走する電子に作用し、表電電
位が高くなる程これらの迷走電子を引き込んで２次電子
の放出が活発になる。これにより上記有効走査領域外の
表面電位は複雑に変化して不安定となり、その結果さざ
波現象が発生する。上記において２次電子放出比が１を
越えるようになると、上記有効走査領域外の表面電位は
ターゲット電極の電位を越えて加速的に上昇し、ついに
は高電位の領域が有効走査領域内に侵入して反転現象を
引き起こすようになる。

以上述べたように、モニタ画像の周辺で起こる画像
歪、シェーデング、さざ波現象、反転現象等の画像不良
現象は、動作中に有効走査領域外の表面電位が上昇する
ことにより発生する。

本発明では、撮像管のターゲットの、有効走査領域以
外の部分で、光導電膜と他層との界面あるいは光導電膜
の内部の少なくとも一部に高抵抗の絶縁性薄膜をもうけ
るため、動作中にその部分の走査側表面電位が上昇し
て、ターゲット電位に平衡しようとする作用を抑止する
ことが出来、管内迷走電子の付着によって表面電位が下
げられる現象のみとなるため、非走査領域の表面電位は
カソード電位と平衡するようになり、前述の画像歪、シ
ェーデング、さざ波現象、反転現象等の画像不良現象の
発生が抑制される。

更に、有効走査領域外の表面の２次電子放出比を抑え
る多孔質性薄膜を設けた場合は、本発明の効果がより有
効かつ安定に実現できる。

以上、光導電形撮像管を例にとって説明したが、本発
明は、基板にＸ線に対する透過率の高いBeやTi薄板を用
いるＸ線用撮像管にも適用し得る。一般にＸ線用撮像管
では入射Ｘ線の吸収量を高めるために、Ｘ線導電膜（以
下時に区別せず総称して単に光導電膜と呼ぶ）の厚みを
増してターゲット電圧を高くして動作させるので、先に
述べた画像不良現象の発生しやすくなるが、本発明によ
りこれを大幅に抑制することができる。

さらにまた、光導電膜の内部で電荷のアバランシェ増
倍が起こる程にターゲット電圧を高めて使用する電荷増
倍形撮像管に本発明を適用すれば、動作時の画像歪、シ
ェーデング、さざ波現象、反転現象等の画像不良現象の
発生を抑止した状態で量子効率１を越える高い感度が実
現できる。

本発明は、撮像管の光導電膜に何んらの制約を付すも
のではなく、種々の光導電膜を有する撮像管に適用し得
る。中でも光導電膜の少なくとも一部がSeないしはSiを
主体とする非晶質半導体からなる阻止形構造の撮像管に
おける本発明の効果は特に顕著で、この場合先に述べた
画像不良現象の発生を抑止した状態で高感度、高解像
度、低残像の極めてすぐれた画像が実現される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による撮像管の一実施例の構成を示す
図で（ａ）は撮像管ターゲットを電子ビーム走査側から
見た平面図、（ｂ）は撮像管の主要部分の概略断面図で
ある。１は基板、２はターゲット電極、３は光導電膜、
４は絶縁性薄膜、５は電子ビーム走査側の表面層で、こ
の層５は、ターゲット電圧で加速された電子の衝撃を受
けた時に発生する２次電子の放出比が１を越えない様に
する。６は電子ビームの有効走査領域を示す境界線、７
は撮像管の外管、８は基板１を外管７に真空封着するた
めのインジウム、９は金属リング、10はメッシュ電極、
11は走査電子ビーム、12は電子ビームを発射するための
カソード、13は電子ビームを偏向集束するためのコイル
である。

なお、第１図には電磁偏向電磁集束方式の走査電子ビ
ーム発生部を有する撮像管の例を示したが、電子ビーム
の偏向集束方式は必ずしも上記方式に限られるものでは
なく、たとえば電磁偏向静電集束方式、静電偏向電磁集
束方式、或いは静電偏向静電集束方式等が使用し得る。

本実施例では、絶縁性薄膜４は光導電膜３の上で、か
つターゲットの有効走査領域外に相当する位置に設けら
れ、上記絶縁性薄膜４及び光導電膜３の有効走査領域に
相当する位置のビーム走査側面に表面層５が設けられて
いる。

第２図、第３図、第４図、ならびに第５図は、いずれ
も本発明による撮像管のターゲット部の他の実施例の構
造を示す。各図において図（ａ）はターゲット表面を電
子ビーム走査側から見た平面図、図（ｂ）はターゲット
部の断面構造図である。符号１から10までは第１図と同
じである。14はターゲット電極ピンでターゲット電極２
に接続されている。15は有効走査領域外にもうけたガー
ド電極で、ターゲット電極と分離絶縁されている。16は
ガード電極ピンでガード電極に接続されている。いずれ
の場合も、絶縁性薄膜４が、ターゲットの有効走査領域
外の光導電膜３と表面層５の間にもうけてある。そのた
めに、これらの撮像管は、いずれも原理的に第１図に示
した撮像管と同様な動作をする。さらに第２図から第５
図の撮像管では、透光性導電膜のターゲット電極２の面
積を必要最小限にして信号出力をターゲット電極ピン14
から読み取るようにし、ターゲット電極２の静電浮遊容
量を極力減らす構造になっているために、上述の画像不
良現象の抑制の他に第１図の撮像管に比べてSN比を高め
ることができる。

中でも特に、第３図ならびに第５図の実施例に示す撮
像管は、金属リング９またはガード電極ピン16に新たな
別電流を接続して、ガード電極15にターゲット電圧より
低い電圧を印加して動作させることができるので、ター
ゲット電圧やメッシュ電圧をさらに高めて動作させても
先に述べた画像不良現象の発生を抑制することができる
点で極めて有利である。

以上第１図から第５図の実施例では、撮像管ターゲッ
トの有効走査領域外の光導電膜３と表面層５の間に絶縁
性薄膜４をもうけた本発明による撮像管の例について述
べたが、上記絶縁性薄膜４は必ずしも図の位置にもうけ
る必要はなく、有効走査領域外のターゲット領域部であ
れば、第６図に示すように、光導電膜３とターゲット電
極２との間の（第６図（ａ））、もしくは光導電膜３の
内部（第６図（ｂ））にもうけてもよく、また、光導電
膜３の表面もしくは内部に複数層の絶縁性薄膜をもうけ
ても良い（第６図（ｃ））。さらにまた第６図（ｄ）に
示すように有効走査領域外の光導電膜３をすべて絶縁性
薄膜４で置き替えても同様な結果が得られる。

上記絶縁性薄膜４は、必ずしも撮像管ターゲットの有
効走査領域外の全面にわたってもうける必要はなく、例
えば第７図（ａ），（ｂ），（ｃ）の平面図における２
重斜線部４に示すように、有効走査領域外のターゲット
領域の一部にもうけてもそれなりの効果が得られる。

以下、本発明による撮像管のターゲット部の具体的製
造方法実施例について説明する。

製造方法実施例１ 26mmφの透光性ガラスからなる基板上に、スパッタリ
ング法ないし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導電膜を形成する。次に真空蒸着
法により、その上に膜厚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１〜10μｍ
のSeを主体とする非晶質半導体からなる光導電膜を形成
する。

次にその上に、膜厚0.5〜５μｍのAl₂F₃からなる絶縁
性薄膜を真空蒸着法により形成する。その際、金属板製
の蒸着マスクを用いて光導電膜の電子ビーム有効走査領
域に相当する部分にはAl₂F₃が蒸着されない様にする。
次に圧力0.2Torr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、撮像管ターゲットを得る。

製造方法実施例２第８図（ａ）により具体的製造方法の実施例２を説明
する。

第８図（ａ）において、18mmφの透光性ガラスからな
る基板１の実線ａ−ａ′とｂ−ｂ′で囲まれる領域に、
ターゲット電極２として、酸化インジウムを主成分とす
る透光性導電膜を形成する。次に図の斜線部分に、圧力
0.3Torrのアルゴンと酸素からなる混合ガス雰囲気中でB
iO₂を蒸着し、膜厚１〜５μｍの多孔質性絶縁薄膜を形
成する。次に図の打点部分の領域に、実施例１と同様な
方法で酸化セリウム薄膜、Seを主体とする非晶質半導体
膜、多孔質性三硫化アンチモン層を形成し、撮像管ター
ゲットを得る。

製造方法実施例３第８図（ｂ）により製造方法の実施例３を説明する。

第８図（ｂ）において、透光性ガラスからなる基板１
の表面に、ターゲット電極２として酸化錫を主成分とす
る透光性導電膜をCVD法により形成する。次に図の斜線
部分の領域に膜厚0.5〜５μｍの酸化シリコンからなる
絶縁性薄膜をスパッタリング法により形成する。次に図
の斜線部分と打点部分とからなる領域に、グロー放電CV
D法により、ｎ形の水素化アモルファスSiCからなる膜厚
10nmの正孔注入阻止層を形成し、その上に水素化アモル
ファスSiからなる膜厚0.1〜１μｍの光導電膜を形成す
る。次に図の斜線部分に相当するアモルファスSi膜上に
膜厚0.5〜５μｍの酸化シリコンからなる絶縁性薄膜を
形成する。次に図の斜線部分と打点部分とからなる領域
に、真空蒸着法により膜厚１〜５μｍのSeを主体とする
非晶質半導体膜を形成し、さらにその上に圧力0.2Torr
のアルゴンガス雰囲気中でSb₂S₃を蒸着して膜厚0.1μｍ
の多孔質性表面層を形成し、撮像管ターゲットを得る。

製造方法実施例４第９図（ａ）により製造方法の実施例４を説明する。
透光性ガラスからなる基板１に穴をあけ信号電極ピン14
を溶着する。次に上記ガラス基板１の片面に、全面にわ
たって酸化インジウムを主体とする透光性導電膜を形成
する。次に上記透光性導電膜を、通常のケミカルエッチ
ング法により、第９図（ａ）の斜線で示す形状に加工分
離し、ターゲット電極２、ならびにガードで電極15とす
る。次に、光導電膜の境界を示す円17の内側の有効走査
領域を除く部分に、スパッタリング蒸着法により、膜厚
0.5〜５μｍの酸化アルミニウムからなる絶縁性薄膜を
形成する。

次に円17の内側全面に、実施例１と同様な方法で、膜
厚20nmの酸化セリウムからなる正孔注入阻止層、膜厚１
〜10μｍのSeを主体とする非晶質半導体からなる光導電
膜を形成する。その上に、圧力0.4Torrの窒素ガス雰囲
気中でCdTeを蒸着して膜厚0.1μｍの多孔質性表面層を
形成し、撮像管ターゲットを得る。

製造方法実施例５第９図（ｂ）により製造方法の実施例５を説明する。
透光性ガラスからなる基板１の図に示す場所に穴をあ
け、信号電極ピン14ならびにガード電極ピン16に溶着す
る。次にその上に、真空中マスク蒸着法により、Cr−Au
からなるガード電極15を形成する。次に全面に酸化イン
ジウムを主体とする透光性導電膜を堆積し、これをケミ
カルエッチング法により図に示す形状に加工してターゲ
ット電極２とする。次にその上に実施例４と同じ条件で
正孔注入阻止層ならびに光導電膜を形成する。その上に
圧力0.2TorrのArガス雰囲気中でSb₂S₃を蒸着して膜厚0.
1μｍの多孔質性表面層を形成し、撮像管ターゲットを
得る。

製造方法実施例６第10図は本発明による撮像管の、ターゲット部の実施
例を示す概略断面図である。本実施例では基板に導電性
のBe薄板を用い、ターゲット電極の役割をも兼ねさせ
る。第10図（ａ）に示すように、Be薄板からなる基板１
の表面の有効走査域外に、スパッタリング法により、そ
れぞれ膜厚0.5〜５μｍの酸化イットリウムと酸化シリ
コンからなる絶縁性複合薄膜４を形成する。次に、外周
のインジウムシール部を除いた全面に、膜厚20nmの酸化
セリウム正孔注入阻止層（図示せず）、膜厚４〜50μｍ
のSeを主体とする非晶質半導体膜を形成し、さらにその
上に、圧力0.3TorrのArガス雰囲気中でSb₂S₃を蒸着して
膜厚0.1μｍの多孔質性表面層を順次形成し、Ｘ線用撮
像管ターゲットを得る。

製造方法実施例７第10図（ｂ）により製造方法の実施例７を説明する。
ターゲット電極ピン14を貫通させるための穴をあけた導
電性Be薄板18および絶縁性ガラス薄板20とターゲット電
極ピン14を、第10図（ｂ）に示すように絶縁性接着剤19
で接合し、これを基板とする。その上に、全面にわたっ
て膜厚0.02〜0.1μｍのAlを蒸着する。次に、上記Al蒸
着膜を通常のケミカルエッチング法により、第９図
（ａ）の電極形状と同形に加工分離し、ターゲット電極
２、ならびにガード電極15とする。次にこの上に、実施
例６と同じ条件で絶縁性薄膜、正孔注入阻止層、半導体
層、表面層を順次形成し、Ｘ線用撮像管ターゲットを得
る。

製造方法実施例８製造方法実施例１から７により得た撮像管ターゲット
の表面層上の有効走査領域外の部分に、さらに、圧力0.
4Torrのアルゴンガス雰囲気中でSb₂S₃を蒸着し、膜厚0.
2μｍの多孔質性表面層を有効走査領域外に追加形成
し、これを撮像管ターゲットとする。

第11図は、本発明による撮像管を用いる高解像度テレ
ビジョン用の３管式カラーカメラ装置の主要部を示す概
略構成図である。記号R,G,BはそれぞれR,G,Bチャンネル
用の本発明による撮像管、21は電源、22は映像信号増幅
部、23は電子ビーム制御電源部、24はビューファインダ
ー、25はコントロールパネル、26は映像モニタ、27は色
分解プリズム、28はレンズである。本カラーカメラは撮
像管のターゲット電極がカソードに対して正になるよう
に電源21から各撮像管に電圧を供給し、各撮像管の光導
電膜内で電荷のアバランシェ増倍が生ずる程の電界にし
て動作させる。一例として、光導電膜が膜厚２μｍの非
晶質Seを主体とする非晶質半導体からなる本発明の撮像
管を用い、ターゲット電圧を240Vにし、かつ走査線本数
を1125本にして動作させたところ、画像歪、シェーデン
グ、さざ波現象、反転現象等の画像不良現象なしに、従
来のカメラに比べて感度約10倍の良質な超高感度ハイビ
ジョン映像が得られた。

第12図は、本発明によるＸ線用撮像管を用いるＸ線像
解析システムの概略構成図である。31は本発明による撮
像管、32はＸ線被検体、33はＸ線源、34は照射Ｘ線、35
はターゲット電源部、36は映像信号増幅部、37は電子ビ
ーム制御電源部、38はフレームメモリ、39は画像処理装
置、40は画像モニタ、R_Lは負荷抵抗である。

１実施例として、Asを２重量％含有せしめた膜厚10μ
ｍの非晶質Seを光導電膜に用いた実施例７によるＸ線用
撮像管を、第12図のＸ線像解析システムに実装し、ター
ゲット電極に1000V、メッシュ電極に2500Vの電圧を印加
して動作せしめたところ、画像歪、シェーデング、さざ
波現象、反転現象なしに、光導電膜内で電荷のアバラン
シェ増倍を生じせしめることができ、高感度、高S/Nの
Ｘ線像解析処理ができた。

〔発明の効果〕本発明によれば、画像歪、シェーデング、さざ波現
象、反転現象の発生を伴うことなしに、ターゲット電極
ないしはメッシュ電極の電圧を高めて動作し得る撮像管
が得られるので、これによって、撮像管の感度、解像
度、残像等の諸特性が大幅に改善でき、高品質の撮像シ
ステムが実現できる。

本発明による撮像管は、高画質が要求されるテレビジ
ョンカメラ、特にハイビジョン用カメラに最適であり、
また本発明によるＸ線用撮像管をＸ線画像解析システム
に適用すれば、高S/Nの信号処理が可能になる等の効果
が得られる。

前記製造方法の実施例１から８によって得られたター
ゲットを使用した撮像管をテレビカメラに実装し、ター
ゲット電圧を300ボルトにしても、いずれのターゲット
を使用したものでも前述のシェーディング等の不良現象
は全くみられず、中でも、ガード電極をもうけた撮像管
では、ガード電極の電圧を50ボルト以下にした場合、タ
ーゲット電圧を500V以上に設定しても上記画像不良現象
は認められなかった。製造方法実施例５ではガード電極
が不透明であるために上記効果が特に顕著であった。ガ
ード電極を有する上記撮像管では、ターゲット電極の面
積が必要最小限にできるため、ターゲット電極の静電浮
遊容量が小さく、前記の画像不良の発生を抑止した状態
で高S/N化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像管の一実施例の構造図、第２
図、第３図、第４図、第５図はいずれも本発明による撮
像管の実施例のターゲットの図、第６図、第７図、第８
図、第９図、第10図は、いずれも本発明による撮像管の
ターゲットの実施例の構造図、第11図は本発明の撮像管
を用いる高解像度テレビジョン用３管式カラーカメラ装
置の主要部を示す構成図、第12図は本発明によるＸ線用
撮像管を用いるＸ線画像解析システムの構成図である。１……基板、２……ターゲット電極３……光導電膜、４……絶縁性薄膜５……表面層６……有効走査領域を示す境界線 10……メッシュ電極、12……カソード 14……ターゲット電極ピン 15……ガード電極、16……ガード電極ピン 18……Be薄板、20……ガラス薄板 R,G,B……本発明による撮像管 31……本発明による撮像管 35……ターゲット電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鮫島賢二東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者高崎幸男東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者雲内高明千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所茂原工場内 (72)発明者山崎順一東京都世田谷区砧１丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内 (72)発明者久保田節東京都世田谷区砧１丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内 (72)発明者谷岡健吉東京都世田谷区砧１丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内 (72)発明者晝間栄久東京都世田谷区砧１丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−131349（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−37641（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−126237（ＪＰ，Ａ) 特公昭46−4281（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 29/36 - 29/45 H01J 31/26 - 31/49

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にターゲット電極と光導電膜をもつ
ターゲットと上記ターゲットを電子ビームで走査する電
子ビーム走査部を有する撮像管において、上記ターゲッ
トが、電子ビームで走査されるべき有効走査領域外の部
分の少なくとも１部でかつ上記光導電膜と他の層との界
面ないし内部の少なくともいずれかに絶縁性薄膜を有し
て構成されたことを特徴とする撮像管。
【請求項２】請求項第１記載において、上記有効走査領
域外の部分の少なくとも１部の光導電膜が絶縁性薄膜で
置換して構成された撮像管。
【請求項３】請求項第１又は第２記載において、上記絶
縁性薄膜の電気抵抗が光導電膜の暗抵抗より高い撮像
管。
【請求項４】請求項第１、又は第２記載において、上記
絶縁性薄膜の比抵抗が10¹²Ω−cm以上の材料で作られた
撮像管。
【請求項５】請求項第３又は第４記載において、上記絶
縁性薄膜がMg,Al,Si,2Ti,Mn,Zn,Ge,Y,Nb,Sb,Ta,またはB
iの中の少なくとも一つからなる酸化物、ないしはLi,N
a,Mg,Al,K,Ca,Ge,Sr,Ln,またはBaの中の少なくとも一つ
からなる弗化物、ないしはB,Al,またはSiの少なくとも
一つからなる窒化物、ないしは炭化シリコン、硫化亜
鉛、またはポリミド系絶縁物の中から選ばれた少なくと
も一つの単層膜、ないし２種以上の上記単層膜を積層し
てなる複合膜のいずれかからなる撮像管。
【請求項６】請求項第１から第５の一の記載において、
上記基板の少なくとも一部が絶縁性のガラス版からな
り、かつ上記ターゲット電極が上記絶縁性のガラス版面
上に延伸して形成された導電膜からなる撮像管。
【請求項７】請求項第６記載において、上記基板上に延
伸して形成された導電膜が、上記有効走査領域に対応す
る導電膜と有効走査領域外の部分に対応する導電膜の少
なくとも２つに分割絶縁して形成された撮像管。
【請求項８】請求項第７記載において、上記有効走査領
域に対応する導電膜が透光性導電膜からなる撮像管。
【請求項９】請求項第７又は第８記載において、互いに
分割して形成された導電膜が、基板を貫通してもうけら
れた複数の電極ピンに接続して構成された撮像管。
【請求項１０】請求項第１から第７及び第９の一の記載
において、上記基板が入射Ｘ線を透過し得る材料からな
るＸ線用撮像管。
【請求項１１】請求項第10記載において、上記基板の少
なくとも一部がBe又はTi薄板からなるＸ線用撮像管。
【請求項１２】請求項第１から第11の一の記載におい
て、上記ターゲットの走査側表面の有効走査領域外の少
なくとも一部の２次電子放出比を、有効走査領域内の２
次電子放出比よりも小さくされた撮像管。
【請求項１３】請求項第12記載において、有効走査領域
外の少なくとも一部のターゲット走査側表面が多孔質層
からなる撮像管。
【請求項１４】請求項第13記載において、上記多孔質層
の少なくとも一部が、第５項記載の物質、ないしはZn,C
d,Ga,In,Si,Ge,Sn,As,Sb,Pb,Biからなる群の中から選ば
れた少なくとも一つとS,Se,Teの中から選ばれた少なく
とも一つとからなる化合物の中から選ばれた少なくとも
一つからなる物質の単層膜、ないしは２種以上の炭層幕
を積層してなる複合膜のいずれかからなる撮像管。
【請求項１５】請求項第１から第13の一の記載におい
て、上記ターゲット電極から光導電膜への正孔注入、な
いしは走査電子ビーム系から光導電膜への電子注入の少
なくともいずれかが阻止される層を有する撮像管。
【請求項１６】請求項第１から第15の一の記載におい
て、上記光導電膜の少なくとも一部がSeを主体とする非
晶質半導体からなる撮像管。
【請求項１７】請求項第１から第16の一の記載の、上記
有効走査領域に対応する光導電膜内で電荷のアバランシ
ェ増倍が生ずるように上記ターゲット電極に電圧が加え
られる撮像管。
【請求項１８】基板上に延伸して形成されたターゲット
電極と上記ターゲット電極上に光導電膜を持つターゲッ
トと、上記ターゲットの走査面側に走査電子ビームを発
射されるための電子銃を有する撮像管において、ターゲ
ットの有効走査領域内外の表面電位差を、有効走査領域
の標準信号を得るに必要な表面電位上昇分より小さくす
るため、上記ターゲットの有効走査領域外の光導電膜の
内部または界面に高抵抗絶縁性薄膜を設けて構成された
撮像管。
【請求項１９】請求項第１から第18までの一の記載の撮
像管を用いて構成されたテレビジョンカメラ。
【請求項２０】請求項第１から第18までの一の記載の撮
像管を用いたＸ線解析システム。