JPS5838526Y2 - 像増強装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は像増強装置に関し、特に近接集束型イメージ増
強管（近接型ＩＩと略記）において近接型集束に必要な
一様性のある狭い電極間隔を数μｍの近さまで短縮して
解像度の改良を図ったものである。

一般に、近接型ＩＩには光電子を数ｋＶの高い電圧で加
速して螢光面に射突して像増強する基本的なものと更に
それにＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）等の光電子
を二次電子増倍する部分を付加したものとがある。

増幅部をもつ従来の像増強管（ＩＩと略記）の基本的構
造の２例を第１図ＡおよびＢに示す。

第１図ＡおよびＢにおいて、１は光電陰極、２は螢光面
、３はマルチチャンネルプレー１− （ＭＣＰと略記）
、４はセラミックやガラス等による外囲器、５はくさび
形状シール部、５′はステンレスリングにインジウムを
盛り付けて構成したシール部、６はＭＣＰ導線、７は螢
光面２を支持する電極である。

ここで、充電陰極１、螢光面２、ＭＣＰ３の夫々の間隔
は耐圧の許す限り狭くなし、加速による輝度増強をも目
的とし、かつできるだけ高い加速電圧即ち高い電界によ
り光電子或は二次電子の初速（方向、速度）によるボケ
を少なくしている。

例えばＱ、４ｍｍ間隔で５ｋＶ以上の加速電圧とする。

この場合に螢光面２に射突させるためには必然的に高加
速電圧を必要とするが、光電面１とＭＣＰ ３との間そ
の他特に高加速を要せず狭間隔にすれば低電圧での動作
が可能となる（螢光面に低速電子線用螢光体を使用すれ
ば低電圧動作も可能）が、下記の様な理由で狭間隔にで
きず高い電界の状態で使用されている。

従来方法で必要な間隔を精度よく得るには硝子或はセラ
ミックと金属の組合せ等による外囲器４と充電陰極１．
螢光面２等の面板類を精度高く製作し且つ寸法誤差を適
当な組合せで軽減させ、また外囲器５の最終的な封止部
のインジュームシールでは形状とシール方法によって必
要精度を満すように製作される。

しかし、インジュームシール部のインジュームの厚さの
ばらつきや部品精度から数十μｍの狭間隔を再現性よく
得ることは不可能である。

特に外囲器５′のようなビジコン式シールでは狭間隔を
得ることが難しくなる。

それと共に、非常に狭間隔で構成する場合に電極引出し
導線５．６−６．７間の耐圧、漏洩などの問題から第１
図Ａ、Ｂの如く外部電極間隔を広くとる必要があり、従
って大きな外囲器を必要とし、近接集束型ＩＩの小型に
構成できるという有利さを充分に生かすことができなか
った。

更にまた、従来の近接型ＩＩでは、光電面面板１とＭＣ
Ｐ ３との間隔は１００μｍ程度であり、かかる１００
μｍ程度の間隔を高精度に定めないと、電圧変動によっ
て解像度が変化してしまう。

従来は、その最終アセンブリにおいて光電面面板１をシ
ール部５により外囲器４に取り付けるが、この工程は技
術的に困難であって、光電面面板１とＭＣＰ３との１０
０μｍ程度の間隔や平行度等を高精度に定めるのは容易
でない。

そこで上述の間隔や平行度の精度向上を四指して、入力
光電面面板とこの面板と対向するＭＣＰとの間に一定間
隙を保つようにスペーサを配置し、光電面面板を支持す
る一部に、大気圧によって上記光電面面板が上記スペー
サの方向に圧着されるようにフレキシブルな部分を設け
た近接型ＩＩが実願昭５１−４２９９９号（実開昭５２
−１３５０５０号）として提案されている。

しカル、この場合にも上述の間隔を数１０μｍ程度で再
現性よく高精度に得ることは難しく、解像度劣化防止策
の一層の改善が望まれる。

そこで、本考案の目的は、上述した欠点を除去して、電
極間隔を数μｍ程度にまで短縮して解像度の劣化の少な
い像増強装置を提供することにある。

本考案では、セラミックや硝子等の外囲器と組合せる光
電面面板、螢光面面板を支持する気密性の金属部又はＭ
ＣＰ支持材の一部以上を可撓性とし、これら部材間にス
ペーサ（弾力性スペーサ等を含む）を介挿し、排気組立
て後、可撓性電極のばね性および外気圧によりスペーサ
を押え込みまたは弾力性部品でスペーサを押え込み、更
にスペーサ自体を抵抗体とするか、又は外囲器内部に抵
抗層を設けることで、ＭＣＰ組み込みＩＩにおいて電極
間隔を短縮し、しかも電極端子を少なくすることを可能
とする。

また、本考案では、充電面とＭＣＰ入力側を数十μｍ以
下として光電子加速電圧を低くし且つ低速電子線用螢光
体をＭＣＰ出力側に接触して配設し、ＭＣＰ出力側の蒸
着等による電極を省略し、ＭＣＰ電圧を透明電極から螢
光体を通して印加することによりほぼＭＣＰ印加電圧に
近い１〜２ｋＶで動作する２端子のＩＩを得ることもで
きる。

以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。

本考案像増強装置の構造の１例を第２図に示す。

ここで第１図Ａ、Ｂと同様の部分には同一符号を付すも
のとする。

ここで、１１は光電陰極１を密着させた入力窓、１２は
螢光面２を密着させた出力窓である。

対向電極間１−３および３−２にそれぞれスペーサ１３
および１４を挿設し、光電面面板支持枠電極１５を光電
陰極１の面板１１に取り付け、螢光面出力窓支持板電極
１６を出力窓板１２に取り付ける。

これら電極１５および１６を、それぞれ、図示の如くに
、薄板の同心円波状形、あるいは蛇腹状に可撓性のある
材料で形成し、シール時にそれ自体のばね作用および内
外気圧差によりスペーサ１３および１４を押しつける構
造とする。

これによりスペーサ１３．１４の精度と面板１１． Ｍ
ＣＰ ３．１２の平面度だけを高めることによって、電
極間隔精度を高めることができる。

更に、５″はインジウムシール部である。

次に本考案の第２例を第３図に示す。

本例では上記スペーサ１３．１４の代わりに抵抗性スペ
ーサ１３’、 １４’を同様の形態で電極間１−３．３
−２に挿着し、通常はこれら電極間に接続する外付は抵
抗を省略してスペーサ１３’、 １４’の抵抗を用いる
。

本例では外付は抵抗へ接続されるＭＣＰ導線を不要とす
ることができる。

第４図に示す本考案の第３例では、上述した支持電極１
５と１６の代わりに固定光電面面板支持電極１５′と１
６′とを用い、更にＭＣＰ ３に対する支持枠電極１７
をも設ける。

この電極１７も、上述の電極１５．１６と同様に可撓性
材料で薄板の同心円波形状あるいは蛇腹状に形成する。

この支持枠電極１７を、インジウムシール部５“におい
て、ＭＣＰ出力取出電極１８を介して外部に引き出す。

なお、本例では入力窓１１とＭＣＰ ３との間に抵抗性
スペーサ１３′を介挿し、ＭＣＰ３と出力窓１２との間
には通常のスペーサ１４を介挿する。

第５図に示す本考案の第４例では、電極間１−３および
３−２にそれぞれスペーサ１３および１４を挿設し、Ｍ
ＣＰ３に電極導線１９を取り付け、更に外囲器４の内面
に抵抗層２０を被着し、その両端を光電面面板支持電極
１５′と導線１９とに接続する。

ＭＣＰ３にはシール部５″においてＭＣＰ入力供給電極
２１を取り付け、この電極２１を外囲器４の外部へ引き
出す。

本例では抵抗層１９の電極間の長さを長くとることがで
きるので、抵抗値を大きくすることもできる。

本考案においては、ＭＣＰ３への光電子の入射速度は利
得だけを考えれば低くてよく、更に入射速度の多少の変
化は利得への影響が少ない。

光電面１とＭＣＰ３との間の電圧Ｖは、光電子の初速に
よるボケ防止のための加速である。

なお、解像度はＪｉに比例し、光電面１とＭＣＰ３との
間の間隔ｄに反比例する。

この間隔ｄが０．１ｍｍ程度では数百■の加速を要し、
スペーサ１３．１３’がＣ８等の光電面活性化物質に汚
染されることによる漏洩電流の影響を無視できない。

ここで間隔ｄを数十μｍ（ＭＣＰ ３の穴のピッチ以下
；ＭＣＰの分解能はピッチまでであるから間隔ｄはＭＣ
Ｐ ３によって定める）、例えば１０μｍとすると、ｄ
−０，１ｍｍの場合の加速電圧の数百Ｖに比べ数Ｖで同
様の解像力が期待でき、且つ加速電圧は殆んど解像力に
影響しなくなるから、光電面物質による漏洩電流の解像
力への影響も少なく、また高速光電子によるイオンの発
生も少なく、寿命にも好影響となる。

従って、第３図および第４図に示したようにスペーサ１
３’、１４’を抵抗体とするか、第５図に示した如く外
囲器４の内部に抵抗層２０を付加することで、ＭＣＰＢ
自体の抵抗（約１０８．Ｑ ）とブリーダを形成させて
も、その抵抗は１０５〜１０７Ωの広範囲で許されるの
で（ＭＣＰ両端の印加電圧は１０００ Ｖ付近）、ＭＣ
Ｐ組込みＩＩで電極導線数を減少し外囲器構造が簡単小
形になし得る。

また、第４図示の構造において面板支持体１５゜１６を
剛性の高いものとし支持枠１７を可撓性のものとし、ス
ペーサ１４をばね性（弾力性）のあるものにすることに
よって、比較的高電圧を加えるＭＣＰ ３−螢光面２の
間（従ってＭＣＰ ３−光電面１の間に比べて間隔が広
い）で外囲器４の誤差を吸収することができ、製作が容
易になる。

スペーサ１３．１４．１３’、 １４’としては絶縁物
や半導体等で作ることができ、その場合に、面板等に直
接蒸着等で任意の厚み、抵抗値のものを作ることは容易
である。

更に、上述した本考案の４例では、いずれも第６図に拡
大して示すように電極間を構成しており、ＭＣＰ ３は
その各チャンネル２２に入力側電極２３と出力側電極２
４とを被着させているが、第７図ＡおよびＢに示すよう
に導電性螢光体を用いることで出力側電極２４を省略す
ることもできる。

すなわち、第７図ＡおよびＢにおいては、絶縁物とみな
せる通常の螢光体２の代りに、導電性のある低速電子線
用螢光体２５をＭＣＰ３の出力側に密着してＩＩを構威
し、ＭＣＰ３の出力側電極２４を省略して螢光面透明電
極２６から螢光体２５を通してＭＣＰ ３に電圧を印加
することができ、はぼＭＣＰ動作電圧だけで動作するＩ
Ｉを得ることができる。

なお、本例においては、電極間３−２のスペーサ１４ま
たは１４′の有無を問わない。

第７図Ａのシール部はくさび形シール５を示している。

なお、本考案においては、電極間隔精度は、光電面面板
１． ＭＣＰ ３．螢光顔面板２の各々の平面度とスペ
ーサ１３，１４．１３’、１４’の精度によって決まる
が、ここで、光電面面板１． ＭＣＰ ３．螢光顔面板
２については研摩等により螢光面を除き光の波長の範囲
までの平面度を得ることは比較的容易であり、またスペ
ーサ１３，１４．１３’、１４’も研摩、或は蒸着等に
より面板精度に近い均一さが得られる。

本考案では、抵抗性スペーサ１３’、１４’或は抵抗層
２０を外囲器内部に設けることでＭＣＰ組込みＩＩのリ
ード線数あるいは端子数を減らして、光電面とＭＣＰと
の間隔を数μｍ程度の狭間隔に定めることができる。

ＭＣＰ−光電面間の電圧が多少変動しても、本考案によ
る上述の数μｍ程度の間隔の場合には、従来の１００μ
ｍ程度の間隔の場合と異って、解像度への影響は無視で
きるので、数μｍ程度における間隔の多少のばらつきは
解像度の点では問題にはならない。

従って、本考案によれば、解像度劣化が少なく、しかも
構成、動作の簡単なＩＩを実現できる。

これに加えて、一部可撓性の外囲器等を用いることで、
数μｍまでの狭間隔を十分な精度で得ることもできる。

また、光電面１とＭＣＰ３の狭間隔化および低速電子線
用螢光体２５の組合せで比較的低電圧動作で解像度劣化
のない二極型ＩＩを構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ＡおよびＢは従来の近接型ＩＩの２例の説明用断
面図、第２図、第３図、第４図、第５図は本考案像増強
装置の４例を示す断面図、第６図は通常のＭＣＰ形態の
説明図、第７図ＡおよびＢは本考案の他の例の断面図お
よびその拡大図である。 １・・・・・・光電陰極、２・・・・・・螢光面、３・
・・・・・ＭＣＰ、４・・・・・・外囲器、５．５’、
５″・・・・・・シール部、６・・・・・・ＭＣＰ導線
、７・・・・・・螢光面支持電極、１１・・・・・・入
力窓、１２・・・・・・出力窓、１３，１４．１３’、
１４′・・・・・・スペーサ、１５．１５’・・・・・
光電面面板支持電極、ｉ６．１６′・・・・・・螢光画
面板支持電極、１７・・・・・・ＭＣＰ支持電極、１８
・・・・・・ＭＣＰ出力取出電極、１９・・・・・・電
極導線、２０・・・・・・抵抗層、２１・・・・・・Ｍ
ＣＰ入力供給電極、２２・・・・・・チャンネル、２３
・・・・・・入力側電極、２４・・・・・・出力側電極
、２５・・・・・・低速電子線用螢光体、２６・・・・
・・螢光面支持電極。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）光電面面板とマルチチャンネルプレートと出力螢
   光画面板とを有する像増強装置において、前記光電面面
   板とマルチチャンネルプレートとの間にスペーサを介挿
   し、前記光電面面板とマルチチャンネルプレートとの間
   および前記マルチチャンネルプレートと螢光面面板との
   間の少なくとも一方の間に外囲器内において抵抗手段を
   配置したことを特徴とする像増強装置。
2. （２）前記光電面面板と前記マルチチャンネルプレート
   との間および前記マルチチャンネルプレートと前記螢光
   面面板との間の少なくとも一方に抵抗性スペーサーを介
   挿したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の像増強装置。
3. （３）前記外囲器の内面または内部に配設した抵抗薄膜
   または抵抗体を前記光電面面板とマルチチャンネルプレ
   ートとの間および前記マルチチャンネルプレートと前記
   螢光面面板との間の少なくとも一方に電気的に接続した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項または
   第２項記載の像増強装置。
4. （４）前記螢光面面板の螢光体を導電性とし、前記螢光
   面面板の一方の面に透明電極を密着させ、前記螢光面面
   板の他方の面に前記マルチチャンネルプレートを密着さ
   せることにより、前記マルチチャンネルプレートと前記
   螢光面面板との間を電気的に接続したことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項、第２項および第３項の
   いずれかに記載の像増強装置。
5. （５）前記マルチチャンネルプレートを支持する前記ス
   ペーサの少なくとも一方を導電性となしたことを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項。 第２項、第３項および第４項のいずれかに記載の像増強
   装置。