JPH0724198B2 - 撮像管タ−ゲツト - Google Patents

撮像管タ−ゲツト

Info

Publication number
JPH0724198B2
JPH0724198B2 JP486987A JP486987A JPH0724198B2 JP H0724198 B2 JPH0724198 B2 JP H0724198B2 JP 486987 A JP486987 A JP 486987A JP 486987 A JP486987 A JP 486987A JP H0724198 B2 JPH0724198 B2 JP H0724198B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
image pickup
pickup tube
layer
amorphous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP486987A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63174245A (ja
Inventor
祥男 石岡
幸男 高崎
和隆 辻
達男 牧島
孝 山下
達郎 河村
健吉 谷岡
正明 愛場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Japan Broadcasting Corp filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP486987A priority Critical patent/JPH0724198B2/ja
Priority to US07/069,156 priority patent/US4888521A/en
Priority to DE3750796T priority patent/DE3750796T2/de
Priority to EP87305906A priority patent/EP0255246B1/en
Publication of JPS63174245A publication Critical patent/JPS63174245A/ja
Priority to US07/420,773 priority patent/US4952839A/en
Priority to US07/561,678 priority patent/US5233265A/en
Publication of JPH0724198B2 publication Critical patent/JPH0724198B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光導電型撮像管ターゲットに係り、特に残像の
増加を抑止した状態で感度を大幅に高めた阻止型構造を
有する撮像管ターゲットに関する。
[従来の技術] 既に知られているように、光導電形撮像管に用いられる
ターゲットには、信号電極側および電子ビーム走査側か
らの電荷の注入を阻止した構造の、いわゆる阻止型ター
ゲット(例えば特許第902189号)と、信号電極側と電子
ビーム走査側の双方、あるいはそれらの一方から電荷が
注入される構造の、いわゆる注入型ターゲットがある。
このうち阻止型ターゲットは残像が小さくできるという
特徴と持っているが、これまでに利得が1より高い感度
を有するものは得られていない。
一方、注入型ターゲットでは、原理的に入射光子数以上
の電子を外部回路に取りだすことができるので、利得1
より大に高感度化できる可能があり、すでにnp構造の単
結晶半導体ターゲット板を用いた高感度撮像管(特許第
571503号)や、光導電層のビーム走査側に、走査電子の
注入および走査電子と正孔の再結合が行われる電子注入
再結合層を設けた高感度撮像管ターゲット(1985年テレ
ビジョン学会全国大会講演予稿集、25−26頁)が提案さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、光導電型撮像管ターゲットの感度を利得1より
大に増加せしめた上記従来技術はいずれも走査電子の一
部を撮像管ターゲットに注入させる方式であるため、原
理上ターゲットの実効蓄積容量が増加し、残像が大きく
なる問題があった。
また、前記特許第571503号明細書に記載されている「半
導体ターゲット板」を有する撮像管では、p型単結晶半
導体層に到達した走査電子がn型単結晶半導体層を通り
信号電極に達する平均走行時間をτt,p型単結晶半導体
層における電子の平均寿命時間をτn,走査電子ビームの
1画素走査時間をτeとするとき、τt<τn≦τeの
条件を要するなどの制約があり、さらにまた、単結晶基
板としてSi単結晶を用いる場合は、基板の比抵抗が低い
ため、前記特許公報にも記載されているように、np構造
をモザイク状に分離させざるを得ず、撮像管の解像度を
高めるうえでは好ましくなかった。
本発明の目的は、これら従来の問題点を除去し、低残
像、高解像度で、感度を大幅に高めた撮像管ターゲット
を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的は、阻止型構造を有する光導電性ターゲット
に、上記半導体層内で電荷の増倍が生じるような電界を
印加し、かつ所定の温度以下で動作させることにより、
達成される。
本発明者等は、Seを主体とする非晶質半導体層に強い電
界をかけると非晶質半導体層の内部で電荷増倍作用が起
こることを発見した。非晶質半導体におけるこのような
増倍現像の確認は、本発明者等によって初めてなされ
た。
上記効果を第2図により具体的に説明する。第2図は、
透光性ガラス基板上に、順次、透光性N型導電層、非晶
質Se層、Sb2S3層を堆積した撮像管タゲットにおける出
力信号電流とターゲット電圧の関係を示した図である。
同図はN型導電層がSb2S3層に対して正電位になるよう
に電圧を印加した状態で、ガラス基板側から光を照射し
た場合の光信号電流と印加電圧の関係を示したものであ
り、ターゲット電圧は電界強度で示してある。
透光性N型導電層と非晶層Se層の界面には正孔の注入を
阻止する向きの整流作用があり、また、Sb2S3層は走査
電子が非晶層Se層に流入するのを防止する作用があるの
で、本撮像管ターゲットは、いわゆる阻止型ターゲット
として動作する。同図から明らかなように、信号電流と
印加電圧の関係はA,B,Cの3つの領域からなっている。
領域Aでは、透光性ガラス基板を通過した入射光はSe層
内で吸収されて電子正孔対を発生し、その一部は印加電
圧により分離され、電子は透明電極側に向い、正孔は電
子注入阻止層に到達し走査電子ビームによって読み取ら
れる。この電界領域では信号電流は電界の増加とともに
増大するが、電子正孔の再結合の影響が大きく、従って
ターゲットの利得は1以下である。
さらにターゲット電圧を領域Bまで高めると、入射光に
より発生した電子正孔対のほとんどが電界により分離
し、それぞれが再結合することなく透明導電膜および電
子注入阻止層に向けて走行する。この領域では、信号電
流が飽和する傾向を示し始めるが、信号電流が最大にな
るのは入射光がすべて電子正孔対に変換され、信号電流
として取だされたときであるから、ターゲットの利得は
最大時でも1である。前述の[従来技術]の項で説明し
た阻止型ターゲットはここに述べた領域AまたはBの範
囲で動作させている。
本発明者等は、光導電膜が非晶質Seの場合、前述の領域
Bからさらにターゲット電界を強めていくと、信号電流
が急激に増加して利得が1より大になる現象が生じるこ
とを見出した。非晶質Seにおけるこの信号電流増加現象
の物理的解釈はまた十分解明されていない。しかし、第
3図に示すターゲット電界と暗電流および残像の関係か
らわかるように、利得が1より大になる本発明の領域C
における残像は領域Bにくらべて全て増加せず、また領
域Cの中でも極端に信号が増大する高電界領域を除いて
は暗電流も極めて少ない。さらに、非晶質Seの膜厚を増
やすと同一印加電界強度に対する信号電流の増倍率が増
大することなどから、本発明の光導電ターゲットにおけ
る電荷増倍作用は、前述の[従来の技術]の項で説明し
た電荷注入による増倍作用でないことは明らかである。
すなわち、これは非晶質Se膜内での従来知られていなか
った電荷増倍作用である。
上記の、非晶質Seに強い電界を印加したときに非晶質Se
膜内で電荷増倍作用が生じる現象を利用し、さらにこの
ような動作を有効に発生させるようなターゲット構造と
することにより、残像を増加させることなく利得が1よ
り大の高い感度を有する撮像管を得ることができる。
さらに、本発明者等が上記の非晶質Seの光導電膜からな
る高感度撮像管の特性を調べたところ、上記高感度撮像
管を電荷増倍現象がおこるような高電界で動作させた場
合には、通常の被写体よりも非常に明るい、たとえば1
万倍以上の高輝度の被写体を撮影したあとに像が残る現
象があることがわかった。以下、この現象をハイライド
焼付と呼ぶ。
発明者等は、詳しい検討を行い、上記のハイライト焼付
はターゲットの温度に依存し、とくにターゲットの温度
を40℃以下に保持すれば、上記現象はSe系撮像管を通常
の電界で動作させた場合とほぼ同等レベルに抑えること
ができ、実用上問題ないことを見出した。第1図に、そ
の効果を示す。
第4図は本発明を実施する場合の光導電ターゲットの原
理的構成図である。透光性基板1、透明導電膜2、非晶
質Se光導電層4、電子注入阻止層5が基本部分である
が、透明導電膜2と非晶質Se光導電層4の間に十分な整
流性接触が得られない場合には、整流性接触補助層3を
介在させて整流性接触の機能を強化する。
[作用] 第4図に示す構造の撮像管ターゲットに[問題点を解決
するための手段]の項で述べたような向きに領域Cに相
当する電界を印加する。この状態でガラス基板側から光
を照射すると、入射光の大部分は、非晶質Se層の主とし
て透明電極側で吸収されて電子正孔対を発生する。この
うち電子は透明電極側へ流れるが、正孔は非晶質Se層内
を電子注入阻止層へむけて走行する。従って、正孔が非
晶質Se層内を高電界下で走行する際に電荷増倍作用を起
こさせ、所望の特性を得るほどに非晶質Seを厚くしてお
けば電荷の増倍がおこり、阻止型ターゲットの低残像性
を維持したままで利得が1より大の高感度を得ることが
できる。
また本発明者が詳しく調べたところでは、非晶質Se中で
の電荷増倍作用は正孔に対しては非常に顕著であるのに
対して、電子に対しては僅かであることがわかった。通
常の光導電型撮像管は光導電膜中を正孔が走行する動作
方式のデバイスである。従って、非晶質Seにおける上記
現象を光導電型撮像管ターゲットに利用すれば、低雑音
で、かつ効率良く電荷の増幅を行うことができる。さら
に、非晶質Seは均質かつ大面積の薄膜形成が容易であ
り、簡便なプロセスで撮像管ターゲット形成が可能であ
るなど、非晶質Seを用いる本発明は撮像管ターゲットと
して極めて有効である。
この第4図に示す撮像管を、ターゲットの温度を低く保
持して動作させると第1図に示すようにハイライト焼付
が抑制できる。なお、第4図において撮像管ターゲット
は、光入射側より透光性基板1、透明導電膜2、整流性
接触補助層3、光導電層4および電子注入阻止層5が順
次積層されている。第1図から明らかなようにターゲッ
トの温度を40℃以下にすればハイライド焼付がすみやか
に消滅し、良好な画像が得られる。なお、40℃以下のタ
ーゲット温度で動作させても電荷増倍作用を損なうこと
はなく、暗電流も低下する傾向があるのできわめて好都
合である。
以上、非晶質Se光導電層における電荷増倍作用をもちい
た撮像管ターゲットの動作方法について述べたが、さら
に詳細に実験をおこなった結果、非晶質Seの熱的安定性
を高める目的で、AsもしくはGeもしくは両者を添加した
り、分光感度を改善する目的でTeを添加した場合にも、
前述の作用効果は保持されることがわかった。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例 ガラス基板上に、酸化スズを主体とする透明導電膜を形
成し、さらに透明導電膜の上にSe−As−Teからなる非晶
質半導体を0.5〜6μmの厚さに真空蒸着する。Se系非
晶質層の上に電子注入阻止層としてSb2S3を2x10-1Torr
の不活性ガス雰囲気中で0.1μmの厚さに蒸着し、阻止
型構造の光導電型撮像管ターゲットを得る。このように
して得た撮像管ターゲットを電子銃を内蔵した撮像管匡
体に組み込み、光導電型撮像管を得る。得られた撮像管
をターゲト部分の温度を制御できる機能を有するTVカメ
ラに組込む。TVカメラ内には、撮像管の偏向コイル、電
子ビームを発生するヒータ、信号処理回路等の発熱体が
組み込まれているので、上記温度制御機構としては冷却
機能をもたせればよい。ターゲット部またはその近傍
に、熱電対もしくはサーミスタ等の温度センサを設け、
ターゲット部が設定温度まで上昇したことを感知した時
小型送風ファンにより外部から取込んだ空気をターゲッ
トに吹きつけることで冷却できる。冷却方法は必ずしも
上記に限ることはなく、ターゲット部近傍に取りつけた
熱電冷却素子を稼働させるなどの方法でも冷却できま
た、ターゲット部との冷却部との間に熱伝導機能を有す
る絶縁性媒介物を挿入することもできる。このような方
法でターゲット部分をたとえば35℃になるように保持し
た状態で、8×107V/m以上のターゲット電界で動作させ
ると非晶質半導体層内で信号層倍が起こり、例えば1.2X
108V/mのとき、ハイライド焼付を低く抑えた状態で、利
得10以上の出力が得られる。
また、上記実施例3において、透明導電膜と非晶質半導
体層の間に整流性接触補助層として例えば膜厚0.03μm
の酸化セリウムの真空蒸着膜を介在せしむることもでき
る。この場合、透明導電膜からの正孔注入阻止機能が向
上するのでより高い電界での動作ができ、さらに高い感
度が得られる。
[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明により、ハイライト焼
付を抑制した状態で、利得が1より大の高感度特性が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Se系光導電ターゲットを高電界動作した時の
ハイライト焼付の大きさとターゲット温度の関係を示す
図、第2図は、ターゲットの信号電流及び利得とターゲ
ット電界の関係を示す図、第3図は、同じくターゲット
電界と残像及び暗電流の関係を示す図、第4図は、阻止
型光導電ターゲットの構造を示す図である。 1……透光性基板、2……透明導電膜、3……整流性接
触補助層、4……光導電層、5……電子注入阻止層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 和隆 東京都国分寺市東恋ヶ窪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 牧島 達男 東京都国分寺市東恋ヶ窪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 山下 孝 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 河村 達郎 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 愛場 正明 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62−176033(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光導電型撮像管ターゲット内で電荷を増倍
    させて感度を高めた阻止型構造の撮像管ターゲットであ
    って、光導電膜がSeを主体とする非晶質半導体層からな
    り、前記光導電型撮像管ターゲット部を40℃以下の温度
    に保持する手段を有することを特徴とする撮像管ターゲ
    ット。
JP486987A 1986-07-04 1987-01-14 撮像管タ−ゲツト Expired - Lifetime JPH0724198B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP486987A JPH0724198B2 (ja) 1987-01-14 1987-01-14 撮像管タ−ゲツト
US07/069,156 US4888521A (en) 1986-07-04 1987-07-02 Photoconductive device and method of operating the same
DE3750796T DE3750796T2 (de) 1986-07-04 1987-07-03 Bildaufnahmeröhre.
EP87305906A EP0255246B1 (en) 1986-07-04 1987-07-03 Image pick-up tube
US07/420,773 US4952839A (en) 1986-07-04 1989-10-12 Photoconductive device and method of operating the same
US07/561,678 US5233265A (en) 1986-07-04 1990-08-01 Photoconductive imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP486987A JPH0724198B2 (ja) 1987-01-14 1987-01-14 撮像管タ−ゲツト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63174245A JPS63174245A (ja) 1988-07-18
JPH0724198B2 true JPH0724198B2 (ja) 1995-03-15

Family

ID=11595679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP486987A Expired - Lifetime JPH0724198B2 (ja) 1986-07-04 1987-01-14 撮像管タ−ゲツト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0724198B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0337939A (ja) * 1989-07-05 1991-02-19 Hitachi Ltd 受光素子及びその動作方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63174245A (ja) 1988-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4032783A (en) Pyroelectric radiation sensor and imaging device utilizing same
US3576392A (en) Semiconductor vidicon target having electronically alterable light response characteristics
EP0600476B1 (en) Image pick-up apparatus and operation method of the same
US6307586B1 (en) Electron bombarded active pixel sensor camera incorporating gain control
US4255686A (en) Storage type photosensor containing silicon and hydrogen
Timothy Optical detectors for spectroscopy
KR20040050897A (ko) 강화 하이브리드 솔리드­스테이트 센서
JPS5836298B2 (ja) ネツテキゾウケイセイソウチ
US3585439A (en) A camera tube with porous switching layer
Shepherd Jr et al. Silicon Schottky barrier monolithic IRTV focal planes
JP4054168B2 (ja) 撮像デバイス及びその動作方法
TANIOKA et al. Ultra-high-sensitivity new super-HARP pickup tube and its camera
JPH0724198B2 (ja) 撮像管タ−ゲツト
US2985783A (en) Thin screen members
US3123737A (en) schneeberger
JPH07192663A (ja) 撮像装置
Takiguchi et al. 128< cd0215f. gif> 96 Pixel FEA Image Sensor with HARP Target
Tanioka et al. Highly sensitive camera tube using avalanche multiplication in an amorphous selenium photoconductive target
US3748523A (en) Broad spectral response pickup tube
US5070272A (en) Photoconductive device and method of operating same
JPH07120768B2 (ja) 光電変換装置
JP2000111653A (ja) 放射線2次元検出器
JPH1054759A (ja) 赤外線画像を可視光線画像に変換する装置
US3182198A (en) Semi-conductor infrared radiation detecting and converting apparatus
JPH0762986B2 (ja) 受光装置

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term