JP2812452B2 - Channel plate for image intensifier, method of manufacturing channel plate, and image intensifier provided with channel plate - Google Patents
Channel plate for image intensifier, method of manufacturing channel plate, and image intensifier provided with channel plateInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は映像増倍管用チャネルプレートに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a channel plate for an image intensifier.
背景技術 映像増倍管は、光線またはＸ線のような入射放射線の
影響を受けて、電界作用の下で陽極の方向に移動する電
子を放出する陰極を含む。陽極に衝突した電子は知覚可
能な初期画像を形成する。近接焦点型映像増倍管におい
ては陰極と陽極との間に本質的に均等な電界が存在し、
陰極によって放出される電子の焦点を陽極上に結ばせる
焦点電極は存在しない。BACKGROUND ART Image intensifier tubes include a cathode that emits electrons that move under the action of an electric field in the direction of an anode under the influence of incident radiation such as light rays or X-rays. Electrons striking the anode form a perceptible initial image. In near focus type image intensifiers, there is an essentially uniform electric field between the cathode and anode,
There is no focus electrode that focuses the electrons emitted by the cathode on the anode.
最新の近接焦点型映像増倍管においては、映像増倍性
を高めるために大低の場合マルチチャネルプレート（ま
たはMCPと略す）であるチャネルプレートが陰極と陽極
との間に置かれる。このようなチャネルプレートは、入
力面と出力面との間に伸長する一束の中空管たとえば中
空ガラスファイバを含む。これが装着されたとき入力面
は陰極に面するかまたは陰極を支持し、出力面は陽極に
面する。入力面においてチャネルに入った電子が出力面
の方向に移動するような電位差が入力面と出力面との間
に存在し、この過程において二次放出効果により電子の
数が増大される。チャネルを出た後に電子は通常のよう
に陽極の方向に加速される。In the latest near focus type image intensifier, a channel plate, which is a multi-channel plate (or MCP) in most cases, is placed between a cathode and an anode in order to enhance image multiplication. Such a channel plate includes a bundle of hollow tubes extending between an input surface and an output surface, such as hollow glass fibers. When mounted, the input surface faces or supports the cathode, and the output surface faces the anode. A potential difference exists between the input surface and the output surface such that electrons entering the channel at the input surface move in the direction of the output surface. In this process, the number of electrons is increased by the secondary emission effect. After exiting the channel, the electrons are accelerated in the normal direction toward the anode.
チャネルプレートの入力面と出力面とには各々に導電
層が設けられ、導電層は入力面と出力面とを適切な均等
電位にもたらすことが可能である。出力面用の適切な層
としてはたとえばニッケルクローム層が可能であり、こ
れは真空蒸着または他の適切な方法で施工される。出力
面に施工された層は常にチャネル内にわずかに侵入す
る。このようにして得られたチャネルの端部壁のコンダ
クタンスは「エンドスポイリング（end spoiling:端部
汚損）」として知られている。The input surface and the output surface of the channel plate are each provided with a conductive layer, and the conductive layer can bring the input surface and the output surface to an appropriate equal potential. A suitable layer for the output surface can be, for example, a nickel chrome layer, which is applied by vacuum evaporation or any other suitable method. The layer applied to the output surface always penetrates slightly into the channel. The conductance of the end wall of the channel obtained in this way is known as "end spoiling".
チャネルプレートを使用することにより得られる画像
解像度はチャネルの直径に直接関係する。実際の映像増
倍管においては、そのチャネル直径ｄが10μｍでかつそ
の中心間隔が12μｍであるチャネルプレートを用いると
1mmあたり約34ライン対の分離能力を達成可能であるこ
とがわかった。分離能力はチャネル直径を減少すること
により増大可能である。The image resolution obtained by using a channel plate is directly related to the diameter of the channel. In an actual image intensifier, a channel plate having a channel diameter d of 10 μm and a center interval of 12 μm is used.
It has been found that a separation capacity of about 34 line pairs per mm can be achieved. Separation capacity can be increased by reducing the channel diameter.
発明の要約 本発明の目的は、チャネル直径はそのままに保持しな
がらより大なる画像解像度を形成するチャネルプレート
を提供することである。この目的のために、本発明によ
れば、映像増倍管用チャンネルプレートであって、前記
チャンネルプレートが入力面と出力面とを有し、少なく
とも出力面に導電層が設けられており、導電層がチャン
ネル内に少なくとも距離ａ＞2d、ここでｄはチャンネル
の直径、の範囲内で連続しているところの映像増倍管用
チャンネルプレートにおいて、チャンネル内において、
出力面から各距離における導電層の導電率が周方向に実
質的に一定であり、かつ出力面からある距離だけ中の位
置から、出力面からの距離の増加と共に導電層の導電率
がチャンネルの軸方向に次第に減少することを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a channel plate that produces greater image resolution while maintaining the channel diameter. To this end, according to the present invention, there is provided a channel plate for an image intensifier, wherein the channel plate has an input surface and an output surface, and a conductive layer is provided on at least the output surface. In a channel plate for an image intensifier tube which is continuous within at least a distance a> 2d in the channel, where d is the diameter of the channel,
The conductivity of the conductive layer at each distance from the output surface is substantially constant in the circumferential direction, and from a position at a certain distance from the output surface, the conductivity of the conductive layer increases as the distance from the output surface increases. It is characterized in that it gradually decreases in the axial direction.
このように、導電率を次第に減少させることにより、
チャンネル内の電界形状は、出力面から入力面方向に進
むにつれ急激な変化がなく、これによって分離能力を改
善することができる。とくに、導電率を段階的に減少さ
せると、出力面からの距離の関数として導電率をどれだ
け減少させるべきかそのコントロールが容易となる。Thus, by gradually decreasing the conductivity,
The shape of the electric field in the channel does not change abruptly as it goes from the output surface to the input surface, thereby improving the separation ability. In particular, a gradual decrease in conductivity facilitates control over how much conductivity should be reduced as a function of distance from the output surface.
本発明を添付図面によりさらに詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図面の簡単な説明 第１図はチャネルプレートを設けた近接焦点型映像増
倍管の略示図； 第２図は本発明によるチャネルプレートの実施態様の
一実施例の略部分拡大図； 第３図は本発明によるチャネルプレートの実施態様の
第２の実施例の略部分拡大図； 第４図は本発明の実施態様を説明するグラフ図；およ
び 第５図は本発明によるチャネルプレートの実施態様の
第３の実施例の略示図を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a near focus type image intensifier provided with a channel plate; FIG. 2 is a partially enlarged view of one embodiment of a channel plate according to the present invention; FIG. 4 is a schematic partial enlarged view of a second embodiment of the channel plate according to the present invention; FIG. 4 is a graph illustrating an embodiment of the present invention; and FIG. 5 is an embodiment of the channel plate according to the present invention. 3 shows a schematic diagram of a third embodiment of the present invention.
実施例 第１図は近接焦点型映像増倍管の略断面図を示す。管
は入力窓または陰極窓２とおよび出力窓または陽極窓３
とを有する管状ハウジング１を含む。ハウジングは陰極
窓および陽極窓と同様にガラス製とすることが可能であ
る。しかしながら、陽極窓は光ファイバプレートである
こともしばしばである。ハウジングもまた、たとえばオ
ランダ特許出願明細書第79,00878号に記載のように分離
キャリヤを用いることによって陰極およびおそらくは陽
極もハウジング内に絶縁されて配置された場合には金属
製とすることも可能である。映像増倍管がもしＸ線を受
入れるように設計されているならば、陰極窓は薄い金属
製としてもよい。しかしながら、陽極窓は光透過性でな
ければならない。陰極はまた、直接チャネルプレートの
入力面上に設けてもよい。このような変更態様はすべて
それ自身既知であるので詳細には示さない。Embodiment FIG. 1 is a schematic sectional view of a near focus type image intensifier. The tube has an input or cathode window 2 and an output or anode window 3
And a tubular housing 1 having: The housing, like the cathode and anode windows, can be made of glass. However, the anode window is often a fiber optic plate. The housing can also be made of metal if the cathode and possibly the anode are also placed insulated in the housing, for example by using a separate carrier as described in Dutch Patent Application No. 79,00878 It is. If the image intensifier is designed to receive X-rays, the cathode window may be made of thin metal. However, the anode window must be light transmissive. The cathode may also be provided directly on the input surface of the channel plate. All such modifications are known per se and will not be described in detail.
図示の実施例では、実際の陰極４は陰極窓の内側にあ
って入射光線またはＸ線の影響の下に電子を放出する。
放出された電子は、電界（図示なし）の作用下で陽極窓
の内側上に配置された陽極５の方向に推進される。In the embodiment shown, the actual cathode 4 is inside the cathode window and emits electrons under the influence of incident light or X-rays.
The emitted electrons are propelled under the action of an electric field (not shown) in the direction of the anode 5 arranged on the inside of the anode window.
陰極および陽極にほぼ平行に伸長するチャネルプレー
ト６は陰極と陽極との間に配置される。たとえば８−12
μｍのオーダーの直径を有することが可能な多数の管状
チャネルが、陰極に対面するチャネルプレートの入力面
７とおよび陽極に対面するチャネルプレートの出力面８
との間で伸長する。A channel plate 6 extending substantially parallel to the cathode and anode is arranged between the cathode and anode. For example, 8-12
Numerous tubular channels, which can have a diameter on the order of μm, comprise an input face 7 of the channel plate facing the cathode and an output face 8 of the channel plate facing the anode.
And stretch between.
第２図は、入力面７と出力面８との間を伸長しかつ２
つの管状チャネル10を有するチャネルプレート６の一部
を拡大して示す。チャネルの直径は「ｄ」で示される。
出力面８には出力面を適切な電位にもたらすために導電
層11が設けられる。入力面にもまた13で示されるような
導電層が設けられる。FIG. 2 extends between the input face 7 and the output face 8 and
A portion of a channel plate 6 having two tubular channels 10 is shown enlarged. The diameter of the channel is indicated by "d".
The output surface 8 is provided with a conductive layer 11 to bring the output surface to an appropriate potential. The input surface is also provided with a conductive layer as shown at 13.
本発明によれば、チャネルプレートを設けた増倍管の
分離能力は、層11を約2dより大きい距離「ａ」の範囲に
チャネル内へ連続させることによって増大される。これ
のすべてを第２図において12で示す。出力面に施工され
た導電層（エンドスポイリング）でありかつ導電層が3d
ないし4dの範囲にチャネル内へ連続されたところの導電
層を有したチャネルプレートが使用された実際の映像増
倍管においては、約15ないし20％の分離能力の向上が達
成された。In accordance with the present invention, the separation capability of the intensifier with the channel plate is increased by continuing layer 11 into the channel over a distance "a" greater than about 2d. All of this is shown at 12 in FIG. Conductive layer (end spoiling) installed on the output surface and the conductive layer is 3d
In actual image intensifiers using a channel plate with a conductive layer continuous into the channel in the range of 4 to 4d, an improvement in the separation capacity of about 15 to 20% was achieved.
本発明によれば、層12の厚さは、出力面８から入力面
に向かってまたは出力面からある距離だけ中に入った位
置の仮想面から入力面に向かって次第に減少する。In accordance with the present invention, the thickness of the layer 12 gradually decreases from the virtual plane at a location in the distance from the output surface 8 toward the input surface or a distance from the output surface.
これのすべてを第４図に示す。第４図のグラフにおい
て、実戦40はチャネル内の層12のコンダクタンスＧと出
力面８からの距離との間の相関関係を示す。層12の導電
率は距離ａ＝約2dから次第に減少することがわかる。前
述のように、この効果は層の厚さを減少させることによ
って達成可能である。このような効果は以下にさらに詳
細に説明するように他の方法によっても得ることが可能
である。All of this is shown in FIG. In the graph of FIG. 4, combat 40 shows the correlation between the conductance G of layer 12 in the channel and the distance from output surface 8. It can be seen that the conductivity of layer 12 gradually decreases from a distance a = about 2d. As mentioned above, this effect can be achieved by reducing the layer thickness. Such effects can be obtained by other methods as described in more detail below.
通常のチャネルプレートでさえも真空蒸着によって形
成される導電層もまた出力側においてある距離の範囲に
チャネル内に連続することが、研究においてわかったこ
とが指摘される。しかしながらこの距離は（第２図にお
いて入力面に対する例で示すように）比較的短かく、1
1/2ないし2 1/2dの配設である。第４図において、点線4
1は既知のチャネルプレート内で起りうるようなコンダ
クタンスの変化を示す。It is pointed out in the research that even a normal channel plate, the conductive layer formed by vacuum evaporation also continues into the channel for a certain distance on the output side. However, this distance is relatively short (as shown in the example for the input surface in FIG. 2),
The arrangement is 1/2 to 2 1 / 2d. In FIG. 4, dotted line 4
1 indicates a change in conductance as can occur in a known channel plate.
チャネル内へ比較的大きな距離の範囲に連続する導電
層12は、層をいわゆるスパッタリング技術によって施工
することにより得ることが可能である。このような層は
また、分子の自由路程長さ（フリーパスレングス）がチ
ャネル直径ｄより大きくならないように比較的高い圧力
における真空蒸着によっても形成可能である。適切な圧
力値は10-2ミリバールのオーダーとすることが可能であ
る。A conductive layer 12 that is continuous over a relatively large distance into the channel can be obtained by applying the layer by a so-called sputtering technique. Such layers can also be formed by vacuum evaporation at relatively high pressures so that the free path length of the molecules does not exceed the channel diameter d. Suitable pressure values can be on the order of 10 -2 mbar.
たとえば異なる圧力における逐次的な真空蒸着を実施
することにより次第に減少する層12の厚さまたは階段状
に減少する層12の厚さを得ることが可能である。For example, it is possible to obtain a gradually decreasing thickness of the layer 12 or a stepwise decreasing thickness of the layer 12 by performing a sequential vacuum deposition at different pressures.
第３図はこのようにして２つの階段が得られた導電層
を示す。第１の層20は、たとえば10-2ミリバールという
ような比較的高い圧力における真空蒸着によってチャネ
ルプレート６の出力面８に施工される。次に第２の層21
がたとえば10-5ないし10-6ミリバールというようなさら
に低い圧力で施工されるが、この順序は逆にしてもよ
い。FIG. 3 shows a conductive layer in which two steps are thus obtained. The first layer 20 is applied to the output face 8 of the channel plate 6 by vacuum deposition at a relatively high pressure, for example, 10 −2 mbar. Next, the second layer 21
Is applied at a lower pressure, for example 10 -5 to 10 -6 mbar, but the order may be reversed.
もし望ましければ層20および21は異なる材料で形成可
能であることが指摘される。It is pointed out that layers 20 and 21 can be formed of different materials if desired.
導電層はまた、各々異なる圧力で真空蒸着されるかま
たは次第に減少または増加する圧力における連続蒸着法
によって真空蒸着されるかによるところの多数の層で２
段階以上の工程で構成してもよい。たとえば、スパッタ
リング技術を用いてまず１層を所定の厚さに施工し、次
に同一材料または異なる材料からなる１層または多層を
真空蒸着で施工することもまた可能である。The conductive layer may also have two or more layers, each depending on whether they are vacuum deposited at different pressures or by continuous deposition at progressively decreasing or increasing pressures.
It may be composed of more than two steps. For example, it is also possible to first apply one layer to a predetermined thickness using a sputtering technique, and then apply one or more layers of the same material or different materials by vacuum deposition.
代替態様として、まず低い圧力から始めて段階ごとに
圧力を増加させることによる多段蒸着によって導電層を
施工することが可能である。このとき逐次層はチャネル
内への深さを増加させながら伸長する。この場合もまた
異なる部分層に対して異なる材料が使用可能である。As an alternative, it is possible to apply the conductive layer by multi-stage deposition by starting with low pressure and increasing the pressure step by step. At this time, the successive layers extend while increasing the depth into the channel. Again, different materials can be used for different partial layers.
第５図はこのようにして３つの部分層24、25、26から
構成されたエンドスポイリングの略拡大図を示す。この
ような効果は真空蒸着中に圧力を次第に増加することに
よって得ることが可能である。FIG. 5 shows a schematic enlarged view of an end spoiler thus composed of three partial layers 24, 25, 26. Such an effect can be obtained by gradually increasing the pressure during vacuum deposition.
上記のことから、本技術は、まだエンドスポイリング
が設けられてないチャネルプレートに対してもまたは通
常の方法で施工されたエンドスポイリングが既に設けら
れているチャネルプレートに対しても両方に使用可能で
あることがわかる。Based on the above, the technology can be used both for channel plates that have not yet been provided with end spoilers or for channel plates that have already been provided with end spoilers constructed in the usual way. It turns out that it is possible.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−119337（ＪＰ，Ａ) 米国特許3974411（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 9/02 - 9/18 H01J 31/26 - 33/04 H01J 40/00 - 49/48Continuation of front page (56) References JP-A-55-119337 (JP, A) U.S. Pat. No. 3,974,411 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 9 / 02-9 / 18 H01J 31/26-33/04 H01J 40/00-49/48
Claims (14)
前記チャネルプレートが入力面と出力面とを有し、少な
くとも出力面に導電層が設けられており、導電層がチャ
ネル内に少なくとも距離ａ＞2d、ここでｄはチャネル直
径、の範囲内で連続しているところの映像増倍管用チャ
ネルプレートにおいて、チャネル内において、出力面か
ら各距離における導電層の導電率が周方向に実質的に一
定であり、かつ出力面からある距離だけ中の位置から、
出力面からの距離の増加と共に導電層の導電率がチャネ
ルの軸方向に次第に減少することを特徴とする映像増倍
管用チャネルプレート。1. A channel plate for an image intensifier, comprising:
The channel plate has an input surface and an output surface, and a conductive layer is provided on at least the output surface, and the conductive layer is continuous in the channel at least a distance a> 2d, where d is a channel diameter. In the channel plate for an image intensifier, the conductivity of the conductive layer at each distance from the output surface in the channel is substantially constant in the circumferential direction, and from a position at a certain distance from the output surface. ,
A channel plate for an image intensifier tube, wherein the conductivity of a conductive layer gradually decreases in an axial direction of a channel with an increase in a distance from an output surface.
も２つの部分層を含むことを特徴とする請求項１に記載
のチャネルプレート。2. The channel plate according to claim 1, wherein the conductive layer comprises at least two partial layers applied one on top of the other.
囲内でチャネル内に伸長することを特徴とする請求項２
記載のチャネルプレート。3. The channel according to claim 2, wherein the at least two partial layers extend into the channel within different distances.
The described channel plate.
なることを特徴とする請求項２または３記載のチャネル
プレート。4. The channel plate according to claim 2, wherein at least two partial layers are made of different materials.
中の位置から出発して距離の増加と共に減少することを
特徴とする前記請求項１ないし４のいずれかに記載のチ
ャネルブレート。5. The channel according to claim 1, wherein the thickness of the conductive layer decreases with increasing distance starting from a position that is a first distance from the output surface. Brate.
請求項５記載のチャネルプレート。6. The channel plate according to claim 5, wherein the thickness reduction is uniform.
る請求項５記載のチャネルプレート。7. The channel plate according to claim 5, wherein the thickness is reduced stepwise.
において、請求項１ないし７のいずれかに記載のチャネ
ルプレートを含むことを特徴とする近接焦点型映像増倍
管。8. A near focus type image intensifier comprising a cathode and an anode, wherein the channel plate according to claim 1 is included.
し、導電層が少なくとも部分的に真空蒸着によって施工
されることを特徴とする請求項１ないし７のチャネルプ
レートの製造方法において、導電層の少なくとも一部分
の真空蒸着の間に、圧力が比較的低い圧力から比較的高
い圧力に次第に増加されるかまたは階段状に増加される
ことを特徴とするチャネルプレートの製造方法。9. The method according to claim 1, further comprising a conductive layer applied to at least the output surface, wherein the conductive layer is applied at least partially by vacuum deposition. A method of manufacturing a channel plate, characterized in that during vacuum deposition of at least a part of the layer, the pressure is gradually increased from a relatively low pressure to a relatively high pressure or stepwise.
間に、圧力が比較的高い圧力から次第に減少されるかま
たは階段状に減少されることを特徴とする請求項９記載
の方法。10. The method of claim 9, wherein the pressure is gradually reduced or stepped from a relatively high pressure during vacuum deposition of at least a portion of the conductive layer.
-6ミリバールとの間で変化されることを特徴とする請求
項９または10記載の方法。11. A pressure of about 10 -2 mbar and 10 -5 to 10
Method according to claim 9 or 10, characterized in that it is varied between- 6 mbar.
れることを特徴とする請求項９ないし11のいずれかに記
載の方法。12. The method according to claim 9, wherein the conductive layer is formed in a step-like manner by the partial layers.
および第２の型の材料からなる少なくとも他の部分層と
が施工されることを特徴とする請求項９ないし11のいず
れかに記載の方法。13. A method according to claim 9, wherein a first partial layer made of a first type material and at least another partial layer made of a second type material are applied. The method described in Crab.
口内に施工されたチャネルプレートの製造方法におい
て、導電層がスパッタリングすることによって施工され
ることを特徴とする請求項１ないし７のチャネルプレー
トの製造方法。14. A method of manufacturing a channel plate in which a conductive layer is provided at least in an output surface and in a channel opening, wherein the conductive layer is provided by sputtering. Production method.
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