JPH0472663A - イメージインテンシファイヤ付撮像装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は撮像装置に関し、特に−星光電変換されて得ら
れた電子の数又はエネルギを増倍した後、蛍光面に衝突
させて再び光学像を得るイメージインテンシファイヤを
有する撮像装置に関する。

［従来の技術］ イメージインテンノファイヤは入射光を結像させて得ら
れた光学像を光電変換し、得られた電子を増倍又は加速
して蛍光面に衝突させて再び光学像を得るものであり、
最近かかるイメージインテンシファイヤを用いた撮像装
置が開発されている。

第７図はＮＨＫ　（日本放送協会）が浜松エレクトロニ
クス（株）と共同開発し、特開昭６０−１０１１７７号
公報に発表したイメージインテンシファイヤ付ＣＣＤ超
高感度カメラの主要部の模式的断面図である。被写体３
０からの光はレンズｌＯによって結像し、ガラス板１２
の裏面の光電面１４に光学像が作られ、ここで光電変換
が行われて、電荷が発生する。

光電面１４の背後には反射防止膜１６、メタルバック１
８、蛍光体２０が設けられており、光電面１４と蛍光体
２０との間には約１ｋＶａ高圧がかけであるので、光電
面１４上に発生した電子は加速されて蛍光体２０に衝突
する。この衝突エネルギによって蛍光体２０は強く発光
するので光増幅が行われる。こうして蛍光体２０の発光
によりできた光学像はピントのボケを生じさせず光電変
換素子としてのＣＣＤ２４の受光面へ伝送するために光
ファイバの束からなるライトガイド２２を経て伝送され
る。

なお、イメージインテンシファイヤとしては入射窓から
蛍光面までの間に電子レンズを設けたインバータ型と、
電子レンズを設けずに入射窓と蛍光面を接近させて電子
を加速する構成の近接型が有り、いずれの型においても
電子を増倍させるためのマイクロチャンネルプレート（
ＭＣＰ）を用いることができる。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ かかる従来のイメージインテンシファイヤ付撮像装置に
あっては電子の加速を行うために真空構造とする必要が
あることから、気密性を保つ上でライトガイドとしては
ガラス製のものしか用いることができない。従って従来
は石英ガラス製光ファイバを多数本束ねてライトガイド
を作っていた。

かかる構造のライトガイドは高解像度を得るためには直
径数μｍの石英ガラスファイバを多数用いる必要がある
ことから、極めて高価なものとなっていた。更に多数本
の光ファイバを束ねる製造工程において光ファイバに破
損等の欠損を生じることが多（、かかる欠陥が映像の伝
達に支障をきたしていた。更に光ファイバを束ねている
ため、ライトガイドの断面形状として円形以外のものを
作ることが困難であった。

従って本発明は、かかる石英ガラス製の光ファイバを束
ねて作ったライトガイドを用いることなく簡単な構造で
安価であり、かつ断面形状を任意に選定することのでき
るライトガイドを用いたイメージインテン／ファイヤ付
撮像装置を提供することを目的とする。

［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、ライトガイドとして
感光性有機金属を含浸させてある多孔質ガラスを処理し
たものを用いるようにしており、上記多孔質ガラスに所
定のマスキングをして露光させた後焼成し、露光部分と
非露光部分で屈折率の互いに異なる部分を作り、屈折率
の差によって光を導く細線部を多数設けるようにしたも
のである。

すなわち本発明によれば入射光の結像によって得られる
光学像を光電変換した後、得られた電子を加速して蛍光
面に衝突させることにより増幅された光学像を得るイメ
ージインテンシファイヤと、前記蛍光面の前記光学像を
導くライトガイドと、前記ライトガイドの出射端に設け
られた光電変換素子からなるイメージインテンシファイ
ヤ付撮像装置において、前記ライトガイドが感光性有機
金属を含浸させてある多孔質ガラスに所定のマスキング
をして露光させた後焼成し、露光部分と非露光部分で屈
折率の互いに異なる部分を作り、屈折率の差によって光
を導く細線部を多数設けたものであることを特徴とする
イメージインテン／ファイヤ付撮像装置が提供される。

［作用コ 本発明のイメージインテン／ファイヤ付撮像装置は上記
構成となっているので、上記構成のライトガイド中の細
線部はあたかも多数本の光ファイバと同等に作用して光
伝搬を行う。

〔実施例〕

以下図面と共に本発明の実施例について説明する。第１
図は本発明のイメージインテン／ファイヤ付撮像装置の
１実施例の断面図である。カラス板１２の裏面には光電
面１４が設けられており、その後方には反射防止膜１６
とメタルバックＩ８と蛍光体２０が順次設けられている
。なおガラス板１２の前面にはフレア防止チップ４０が
設けられている。これらの構成は従来から知られている
イメージインテンシファイヤと同様である。本発明の特
徴は蛍光体２０の裏面と光電変換素子としてのＣＣＤ２
４の間に設けられたライトガイド２２Ａの構成にある。

以下このライトガイド２２Ａについて説明する。

このライトガイド２２Ａは多孔質ガラスに感光性有機金
属を含浸させたものを用いて作られる。かかる多孔質ガ
ラスとして−は米国物理学会発行の「応用物理４３（１
）Ｊ（１９８３年１２月発行）のＰ９９２〜Ｐ９９３に
示されているコーニング社のｒＶｙｃｏｒＪなる商標で
知られているものを用いることができる。すなわち、こ
の多孔質ガラスは０．１〜１．０μｍ程度の径であって
不規則な方向にある間隙を多数有するものであり、この
多孔質ガラスを１〜２ｍｍ程度の厚さに切断して用いる
。なお大きさ、すなわち円形とした場合の口径はＣＣＤ
２４が１７３インチサイズの場合７　ｍ　ｍ程度が都合
がよい。この多孔質ガラスに含浸させる感光性有機金属
としては次のような化合物がある。

（１）Ｆｅ　（Ｃｏ）ｓ （２）Ｍ２（Ｃｏ）１（、Ｍ＝Ｍｎ、Ｒｅ（３）Ｍ　（
Ｃｏ）６　　　Ｍ＝Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ（４）Ｔｉ（シクロ
ペンタジェン）２Ｃ１２含浸方法としては、上記化合物
の蒸気に多孔質ガラスを当てるか又は上記化合物の溶液
に浸すことのどちらも用いることができる。このように
感光性有機金属が含浸した多孔質ガラスは所定のマスキ
ングを施して紫外線に近い可視光によって照射される。

所定のマスキングとは第２図及び第３図に示すように厚
さ数μｍのフォトレジスト３２で多数の円形孔を有する
ものが用いられる。上記可視光は第３図に示すように平
行光でありフォトレジスト層３２に垂直に当てられる。

照射後多孔質ガラスを２００℃程度まで加熱して数時間
〜数日この加熱状態下におくと、感光しなかった部分の
有機金属は気化してしまう。−力感光した部分の有機金
属はそのまま残っている。かかる状態の多孔質ガラスを
１．２００°Ｃ程度まで加熱すると、残っていた有機金
属とガラスが共に溶融、焼結し一体となる。

１２００°Ｃ程度の加熱は数時間を要す。

このようにしてできた焼結体はもはや多孔質ではなくな
っており、一体化したものである。但し通常のガラスの
ブロックとは異なり、光を照射した部分と照射しなかっ
た部分とで屈折率に差が生じている。すなわち光を照射
した各円柱部３４の屈折率を０１とし、光を照射しなか
った部分、すなわち各円柱部３４の周囲部３６の屈折率
をｎ２とするとｎｌ＞ｎ２なる関係が−ある。従ってこ
の円柱部３４の一方の端に入射された光は円柱部３４を
コアとし、周囲部３６をクラッドとする光ファイバと同
等の作用をし、第４図及び第５図に示すように円柱部３
４の外周にて屈折を繰り返して伝搬してゆく。

すなわちこの円柱部３４の１つ１つが細線部として光を
伝搬し、あたかも光ファイバの如く作用するものである
。

なお上記焼結体は光の照射された部分が光の照射されな
かった部分より収縮するため、端面に凹凸を生じている
。そこで上下両端面を研磨して平坦にしておく必要があ
る。次にこの焼結体の一方の面中、第４図の円柱３４の
端部に相当する部分、すなわち屈折率の高い部分にのみ
光が入射するように蒸着等によりマスク層３８を形成す
る。蒸着する物質としては本実施例ではクロムを用いた
。これで一応ライトガイド２２Ａが完成する。

次にマスク層３８の上に蛍光物質と活性剤を混ぜたもの
を塗布し更に７００°Ｃ−１３０°Ｃにて焼成する。

焼成によって蛍光膜４０が形成され、その上に不す膜４
２を取り付は電子加速用電極とする。一方、ライトガイ
ド２２Ａの出射端面側にはＣＣＤ２４が取り付けられる
。ＣＣＤ２４は接着剤にてライトガイド２２Ａに接着し
てもよいし、単に密着させた上で、ＣＣＤ２４の支持枠
部材をイメージインテンシファイヤのフレーム等に接着
するようにしてもよい。

なお第４図又は第５図に示される円柱部３４、すなわち
光伝搬のための細線部の径を第６図に１例を示すＣＣＤ
２４の画素２６のサイズと同程度にし、画素数と同数の
円柱部３４を設けることができる。

又、円柱部３４の径を小さくして１画素当り複数の円柱
部３４を設けるようにしてもよい。この場合、ＣＣＤ２
４とライトガイド２２Ａとの間での位置合わせをしなく
てもよいという利点がある。

上記実施例ではライトガイドは第２図に示すように断面
が円形であるが、四角形等任意の断面形状とできること
は言うまでもない。

［発明の、効果コ 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
のイメージインテンシファイヤ付撮像装置によれば、従
来の石英ガーラス製光ファイバを束ねて作ったライトガ
イドと同等の光学性能を有するライトガイドであって非
常に安価なライトガイドを用いた撮像装置が提供される
。又、ライトガイドの細線部の径を小さくして、ＣＣＤ
等の光電変換素子の１画素の面積当りの細線部の数を相
当多（する構成とすれば、ライトガイドの細線部と光電
変換素子の画素との間での位置合わせが不要になり組み
立て工程が極めて容易となる。更に従来のように光ファ
イバを束ねるわけではなくブロックとしての多孔質ガラ
ス体を用いて作るので、ライトガイドの断面形状を任意
に設計することができ、イメージインテンシファイヤの
小型化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイメージインテンシファイヤ付撮像装
置の実施例を示す断面図、第２図乃至第５図は同実施例
に用いられるライトガイドの製造方法を示す図、第６図
はＣＣＤ２４における画素部分の寸法を示す図、第７図
は従来のイメージインテンシファイヤ付撮像装置を示す
断面図である。 １０・・・レンズ、１２・・・ガラス板、１４・・・光
電面、１６・・・反射防止膜、１８・・・メタルバック
、２ｏ・・・蛍光体、２２゜２８・・・ライトガイド、
２４・・・ＣＣＤ、３ｏ・・・被写体、３２・・・フォ
トレジスト層、３４・・・円柱部（コア）、３６・・・
周囲部（クラッド）、３８・・・マスク層、４０・・・
蛍光膜、４２・・・ネサ膜。 発明者　　篠　崎　俊 特許出願人　　日本ビクター株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光の結像によって得られる光学像を光電変換
   した後、得られた電子を加速して蛍光面に衝突させるこ
   とにより増幅された光学像を得るイメージインテンシフ
   ァイヤと、前記蛍光面の前記光学像を導くライトガイド
   と、前記ライトガイドの出射端に設けられた光電変換素
   子からなるイメージインテンシファイヤ付撮像装置にお
   いて、前記ライトガイドが感光性有機金属を含浸させて
   ある多孔質ガラスに所定のマスキングをして露光させた
   後焼成し、露光部分と非露光部分で屈折率の互いに異な
   る部分を作り、屈折率の差によって光を導く細線部を多
   数設けたものであることを特徴とするイメージインテン
   シファイヤ付撮像装置。
2. （２）前記細線部の径を前記光電変換素子の画素の寸法
   より小さくし、１画素当り複数の前記細線部が対応する
   よう構成した請求項１記載のイメージインテンシファイ
   ヤ付撮像装置。