JP6600244B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮像素子は、例えば、撮像対象となる画像を複数の画素に区画し、画素毎に受光した光を電気信号（電流）に変換する光電変換装置である。例えば、特許文献１には、光導電膜及びターゲット電極を含む撮像管ターゲット部と、当該撮像管ターゲット部に対向して配備されたメッシュ電極と、当該撮像管ターゲット部及びメッシュ電極間に設けられた第３の電極とを有する撮像管が開示されている。特許文献２には、ターゲットの表面、メッシュ電極及びガード電極で形成される電位分布によりビーム走査期間の周辺の戻りビームをターゲット表面の走査範囲外にランディングさせる撮像管の駆動方法が開示されている。また、特許文献３には、光導電型撮像管をオーバースキャンさせ、読出停止期間中でもオーバースキャン期間では電子ビームを射出させるようにした撮像管が開示されている。

特許第3161746号 特開平10-23289号公報 特開平7-38794号公報

一般に、光電変換部材は、受光された光の強度に応じた電荷（例えば正孔）を生成する。また、例えば、撮像装置は光電変換部材に電子を供給する電子源を有し、この電子及び正孔によって電気信号が生成される。例えば、撮像装置は、この電気信号を画素毎に取り出して階調表現を行う。

また、一般に、撮像装置における光電変換部材は膜状に設けられる。また、光電変換膜には、撮像領域（例えば画像化される領域）よりも大きな受光領域（光電変換領域）が設けられる。例えば、当該受光領域の中央部は画像化される領域（画像化領域）であり、周辺部は画像化されない領域（非画像化領域）である。また、撮像時には電子源によって光電変換膜の画像化領域に電子を照射する。

ここで、例えば撮像感度を高めることを考慮すると、光電変換膜には比較的高い電圧が印加される。このため、光電変換膜の非画像化領域は、撮像時において電子が照射されず、高電位状態が保持される。従って、非画像化領域に隣接する画像化領域の部分においては、この高電位領域の影響を受けて電子ビームのランディング特性が低下し、画像欠陥が生じやすい。例えば、撮影された画像の周縁部に歪やさざ波現象が生じることが一例として挙げられる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、画像の周縁部における画質の低下が抑制され、高画質な撮像装置を提供することを課題の１つとしている。

請求項１に記載の発明は、画像領域及び非画像領域を有し、光を受けて電荷に変換する変換膜と、変換膜に電子を供給する複数の電子放出部を含む電子源と、変換膜と電子源との間に配置され、画像領域に対応し、電子源から放出された電子を画像領域に誘導する第１の誘導領域と、非画像領域に対応し、電子源から放出された電子を第１の誘導領域よりも多く非画像領域に誘導する第２の誘導領域と、を有する誘導電極と、を有することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、画像領域及び非画像領域を有し、光を受けて電荷に変換する変換膜と、変換膜に電子を供給する複数の電子放出部を含む電子源と、変換膜と電子源との間に配置され、画像領域に対向する第１の透過領域と、非画像領域に対向する第２の透過領域とを有する透過電極と、を有し、透過電極は、第２の透過領域の少なくとも変換膜側の表面に第１の透過領域よりも大きな２次電子放出係数を有する被膜を有することを特徴としている。

実施例１に係る撮像装置の模式的な断面図である。 実施例１に係る撮像装置の動作説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施例１に係る撮像装置の電子源及び駆動回路の詳細構造を示す断面図である。 実施例１に係る撮像装置における光電変換膜、電子源及びメッシュ電極の配置関係を示す断面図である。 （ａ）は実施例１に係る撮像装置の模式的な上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ実施例１に係る撮像装置のメッシュ電極及び電子源の模式的な上面図である。 実施例１に係る撮像装置内における電子の挙動を模式的に示す図である。 実施例２に係る撮像装置の模式的な断面図である。 実施例２に係る撮像装置内における電子の挙動を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は、実施例１に係る撮像装置１０の模式的な断面図である。図１においては、一部の構成要素を記号又はブロック図で示している。撮像装置１０は、光を受けて電荷に変換する光電変換膜（変換膜）２０と、光電変換膜２０に電子を供給する電子源３０と、光電変換膜２０及び電子源３０間に設けられたメッシュ電極（透過電極）４０とを有する。光電変換膜２０は、例えば、ＨＡＲＰ（High-gain Avalanche Rushing amorphous Photoconductor）光電変換膜からなる。

本実施例においては、光電変換膜２０、電子源３０及びメッシュ電極４０は、ハウジングＨＳ内に収容されている。ハウジングＨＳは、例えば、本体ＢＤ及びカバーＣＶからなる。本体ＢＤは、例えば、ガラスやセラミックスなどの絶縁材料からなる。また、カバーＣＶは、例えば、硼ケイ酸ガラス、金属ベリリウム、石英などからなる。

本実施例においては、図１に示すように、カバーＣＶは平板形状を有する。また、カバーＣＶは、その外周部によって本体のＢＤの開口部を閉塞するように構成されている。カバーＣＶが本体ＢＤに固定されることによって、ハウジングＨＳは光電変換膜２０、電子源３０及びメッシュ電極４０を収容する空間を形成する。また、カバーＣＶの一方の主面は外部から光を受ける受光面として機能し、他方の主面には光電変換膜２０が形成されている。カバーＣＶは、透光性を有する。なお、本明細書においては、透光性とは、少なくとも一部の光子を透過させる特性をいう。

撮像装置１０は、電子源３０を駆動する駆動回路５０を有する。本実施例においては、電子源３０は、スイッチ回路ＳＷによって個別駆動可能な複数の電子放出素子を含む電子放出素子アレイである。駆動回路５０は、スイッチ回路ＳＷに接続され、スイッチ回路ＳＷは電子源３０に接続されている。スイッチ回路ＳＷは、例えば、複数のＭＯＳＦＥＴからなる。スイッチ回路ＳＷは、例えばハウジングＨＳ内に収容されている。

本実施例においては、光電変換膜２０は、抵抗Ｒを介して電源Ｖ１に接続されている。また、光電変換膜２０は、キャパシタＣを介して増幅器ＡＭに接続されている。より具体的には、抵抗Ｒの一端は光電変換膜２０及びキャパシタＣの一端に接続されている。抵抗Ｒの他端は電源Ｖ１の高電位側端子に接続されている。キャパシタＣの他端は増幅器ＡＭの入力端に接続されている。電源Ｖ１の低電位側端子は接地されている。

また、本実施例においては、電子源３０は、電源Ｖ２に接続されている。より具体的には、電子源３０の一方の電極は電源Ｖ２の高電位側端子に接続され、他方の電極はスイッチ回路ＳＷに接続されている。また、メッシュ電極４０は、電源Ｖ３の高電位側端子に接続されている。電源Ｖ２及びＶ３の低電位側端子はそれぞれ接地されている。

図２は、撮像装置１０の撮像動作を模式的に示す図である。図２は、図１と同様の断面図であるが、図の明確さのため、ハッチングを省略している。図２を用いて、撮像装置１０の撮像動作の概略について説明する。まず、カバーＣＶを介して光電変換膜２０に光（光子ＰＨ）が入射する。光電変換膜２０は、光子ＰＨを受けて正孔ＨＯを生成する。一方、電子源３０から放出された電子ＥＬは、メッシュ電極４０を透過し、光電変換膜（ターゲット）２０に入射する。ここで、光電変換膜２０内では、電子ＥＬ及び正孔ＨＯの結合によって中和電流が発生する。

この中和電流は、増幅器ＡＭによって増幅され、信号電流ＳＣとして外部に取出される。駆動回路５０は、光電変換膜２０の各画素領域において順次電子ＥＬが照射されるように電子源３０を駆動する。そして、撮像装置１０は、光電変換膜２０における各画素領域に対して順次中和電流を取り出し、信号電流ＳＣを得る。これによって、画素毎の電流パルスのシーケンスである画像データが生成される。なお、増幅器ＡＭの出力端には画像化回路（図示せず）が接続され、画像化回路によって画像データが生成される。

図３（ａ）は、電子源３０及び駆動回路５０の詳細構成を示す図である。図３（ａ）においては、電子源３０及びスイッチ回路ＳＷを模式的な上面図として示し、駆動回路５０をブロック図として示している。図３（ａ）に示すように、電子源３０は、マトリクス状に（本実施例においてはｍ行ｎ列で）配置された複数の電子放出素子（電子放出部）３１を有する。電子放出素子３１は、例えば、ＨＥＥＤ（High-efficiency Electron Emission Device）構造の冷陰極型電子放出素子である。すなわち、電子源３０は、ＨＥＥＤ冷陰極アレイ（フィールドエミッタアレイ）を含む。

また、本実施例においては、駆動回路５０は、電子放出素子３１の各々をアクティブマトリクス駆動によって駆動するように構成されている。駆動回路５０は、駆動制御回路ＣＯと、駆動制御回路ＣＯに接続されたＸ走査ドライバ（水平走査回路）ＤＸ及びＹ走査ドライバ（垂直走査回路）ＤＹとを有する。

また、スイッチ回路ＳＷは、複数の電子放出素子３１にそれぞれ対応する複数のスイッチ素子Ｓ１を有する。本実施例においては、Ｘ走査ドライバＤＸには、ｎ本のＸ走査線Ｘ₁〜Ｘ_nが接続されている。また、Ｙ走査ドライバＤＹには、Ｘ走査線Ｘ₁〜Ｘ_nの各々に直交するｍ本のＹ走査線Ｙ₁〜Ｙ_mが接続されている。Ｘ走査線Ｘ₁〜Ｘ_nの各々及びＹ走査線Ｙ₁〜Ｙ_mの各々の交差部の各々にはスイッチ素子Ｓ１が形成されている。

図３（ｂ）は、スイッチ素子Ｓ１及び電子放出素子３１の構造を示す断面図である。図３（ｂ）に示すように、スイッチ素子Ｓ１は、例えば、Ｘ走査ドライバＤＸに接続されたゲート電極Ｇ、Ｙ走査ドライバＤＹに接続されたソース電極Ｓ及び電子放出素子３１に接続されたドレイン電極Ｄを含むＭＯＳＦＥＴからなる。

電子放出素子３１は、例えば、スイッチ素子Ｓ１に接続された下部電極ＢＥ、シリコン（Ｓｉ）層Ｌ１、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）層Ｌ２、例えばタングステン（Ｗ）からなる上部電極ＵＥ、炭素（Ｃ）層Ｌ３が積層されたＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）型の冷陰極電子放出素子である。

例えば、１つの電子放出素子３１が１つの画素に対応した光電変換膜２０の領域に向けて電子ＥＬを放出する。電子放出素子３１の表面部には、電子放出のための開口部であるエミッションサイトＥＳが設けられている。電子源３０は、各電子放出素子３１のエミッションサイトＥＳによって電子源３０の電子放出面を構成し、この電子放出面は光電変換膜２０（メッシュ電極４０）に対向して配置されている。電子ＥＬは、エミッションサイトＥＳから放出され、メッシュ電極４０によって加速されて光電変換膜２０に入射する。

図４は、光電変換膜２０、電子源３０及びメッシュ電極４０の配置関係を模式的に示す断面図である。図４は、図１と同様の断面図であるが、図の明確さのため、一部のハッチングを省略している。図４に示すように、光電変換膜２０は、画像化される領域である画像領域（第１の領域）Ｒ１と、画像化されない領域である非画像領域（第２の領域）Ｒ２とを有する。例えば、画像領域Ｒ１は光電変換膜２０の中央部に設けられており、非画像領域Ｒ２は画像領域Ｒ１の外側に設けられている。光電変換膜２０は、画像領域Ｒ１及び非画像領域Ｒ２の両方において光を受けて電荷（正孔ＨＯ）を生成する。

電子源３０は、画像領域Ｒ１の全体及び非画像領域Ｒ２の一部に対向して配置されている。すなわち、本実施例においては、電子源３０は、画像領域Ｒ１よりも広い電子放出領域Ｒ３を有する。従って、本実施例においては、画像領域Ｒ１の外側にも一定量の電子ＥＬが照射される。

また、メッシュ電極４０は、電子源３０と光電変換膜２０との間に設けられている。メッシュ電極４０は、電子源３０からの電子ＥＬを光電変換膜２０に誘導する。電子ＥＬは、メッシュ電極４０の開口部を通過し、光電変換膜２０に到達する。メッシュ電極４０は、光電変換膜２０の画像領域Ｒ１及び非画像領域Ｒ２の全体に対向して配置されている。また、図４に示すように、メッシュ電極４０の非画像領域Ｒ２に対向する部分は、画像領域Ｒ１に対向する部分よりも大きな開口サイズ又は平均開口率を有する。

図５（ａ）は、撮像装置１０の上面を模式的に示す図である。なお、図１や図２は、図５（ａ）におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。例えば、図５（ａ）に示すように、カバーＣＶは、円形の上面形状を有する。すなわち、カバーＣＶの主面は円形状を有する。また、図５（ａ）に示すように、光電変換膜２０は、全体として円形状の受光面を有する。

本実施例においては、光電変換膜２０は、矩形の画像領域Ｒ１と、画像領域Ｒ１の外側に形成され、円形の外形を有する非画像領域Ｒ２とを有する。非画像領域Ｒ２は、画像領域Ｒ１の周辺部において画像領域Ｒ１に隣接して設けられている。また、非画像領域Ｒ２は、光電変換膜２０の周辺領域として設けられている。なお、図５（ａ）に示すように、電子源３０の電子放出領域Ｒ３は、矩形の形状を有し、画像領域Ｒ１の全体と画像領域Ｒ１の周辺部に設けられた非画像領域Ｒ２の一部の領域とを含む。

図５（ｂ）は、メッシュ電極４０の模式的な上面図である。メッシュ電極４０は、円形のフレーム４１と、フレーム４１内に設けられたメッシュ部（電子透過部）４２とを含む。本実施例においては、フレーム４１及びメッシュ部４２は導電性を有する。メッシュ部４２は、例えば、メッシュ構造の銅線からなる。電子ＥＬは、メッシュ部４２の開口部を通過して光電変換膜２０に到達する（供給される）。

また、図５（ｂ）に示すように、メッシュ部４２は、画像領域Ｒ１に対向する第１のメッシュ領域（第１の透過領域）Ｍ１と、非画像領域Ｒ２に対向しかつ第１のメッシュ領域Ｍ１よりも大きな開口率を有する第２のメッシュ領域（第２の透過領域）Ｍ２とを有する。メッシュ部４２は、本実施例においてはメッシュ構造を有する。例えば、メッシュ部４２は、粗さの異なるメッシュ部分を有するように金属メッシュを形成することで、作製することができる。

第２のメッシュ領域Ｍ２は第１のメッシュ領域Ｍ１よりも大きな電子透過率を有する。従って、第２のメッシュ領域Ｍ２を通過する電子量は、第１のメッシュ領域Ｍ１を通過する電子量よりも多い。換言すれば、第２のメッシュ領域Ｍ２は、第１のメッシュ領域Ｍ１よりも多くの電子ＥＬを光電変換膜２０に誘導する。従って、メッシュ電極４０は、電子源３０から放出された電子ＥＬを画像領域Ｒ１に誘導する第１のメッシュ領域Ｍ１と、電子源３０から放出された電子ＥＬを第１のメッシュ領域Ｍ１よりも多く非画像領域Ｒ２に誘導する第２のメッシュ領域Ｍ２とを有する。

なお、図５（ｂ）においては、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ１及びＭ２の開口部は矩形形状を有する場合について示しているが、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ１及びＭ２は、菱形や三角形の形状を有していてもよい。

図５（ｃ）は、電子源３０の模式的な上面図である。電子源３０は、上記したように、複数の電子放出素子３１がマトリクス状に配置された構造を有する。また、図５（ｃ）に示すように、電子源３０は、画像領域Ｒ１に対向し、電子放出素子３１のうちの中央部に配置された複数の第１の電子放出素子（第１の電子放出部）３１Ａと、非画像領域Ｒ２に対向し、電子放出素子３１のうちの周辺部に配置された複数の第２の電子放出素子（第２の電子放出部）３１Ｂとを有する。換言すれば、電子源３０を構成する電子放出素子３１（図３（ａ）などを参照）は、第１及び第２の電子放出素子３１Ａ及び３１Ｂに区別されることができる。

なお、電子源３１は、第１及び第２の電子放出素子３１Ａ及び３１Ｂの全体で電子放出領域Ｒ３を形成する。本実施例においては、電子放出素子３１のうち、中央部の電子放出素子３１が第１の電子放出素子３１Ａであり、周辺部の電子放出素子３１が第２の電子放出素子３１Ｂである。従って、第２の電子放出素子３１Ｂの外縁が電子放出領域Ｒ３の外縁を構成する。また、電子源３１は全体として矩形の形状を有する。従って、電子放出領域Ｒ３は矩形の形状を有する。

また、本実施例においては、非画像領域Ｒ２が画像領域Ｒ１を取り囲むように形成され、第２のメッシュ領域Ｍ２が第１のメッシュ領域Ｍ１を取り囲むように形成されている場合について説明した。また、第２の電子放出素子３１Ｂが第１の電子放出素子３１Ａを取り囲むように配置されている場合について説明した。しかし、画像領域Ｒ１及び非画像領域Ｒ２の配置関係、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ２の配置関係、並びに第１及び第２の電子放出素子３１Ａ及び３１Ｂの配置関係はこれに限定されない。また、光電変換膜２０、電子源３０及びメッシュ電極４０の外形は図示した形状に限定されない。例えば、光電変換膜２０は、円形状ではなく、矩形又は楕円形状、多角形状を有していてもよい。

図６は、撮像装置１０の画像領域Ｒ１及び非画像領域Ｒ２における電子ＥＬの挙動を模式的に示す図である。図６は、図１と同様の断面図であるが、図の明確さのため、ハッチングを省略している。まず、概略として、光電変換膜２０において生成される正孔ＨＯの量は入射した光の量によって決まる。一方、電子源３０は、一般に、設計上の最大量の正孔ＨＯよりも多くの電子ＥＬを放出するように構成されている。従って、多くの場合、光電変換膜２０に到達した電子ＥＬのうち、正孔ＨＯと結合しなかった余剰電子ＥＬは、ハウジングＨＳ内においてメッシュ電極４０を中心として往復することとなる。

まず、例えば、電子源３０の第１の電子放出素子３１Ａ（図５（ｃ）参照）から放出された電子ＥＬ０は、第１のメッシュ領域Ｍ１を透過して画像領域Ｒ１に到達する。画像領域Ｒ１に到達した電子ＥＬ０のうち、正孔ＨＯと結合しなかった余剰電子ＥＬ０は、メッシュ電極４０側（電子源３０側）に引き戻され、いわゆる戻り電子ＥＬ０となる。この戻り電子ＥＬ０は、一定の確率でメッシュ電極４０の第１のメッシュ領域Ｍ１に衝突し、消滅する。

一方、例えば電子源３０の第２の電子放出素子３１Ｂ（図５（ｃ）参照）から放出された電子ＥＬ１は、第２のメッシュ領域Ｍ２を透過して非画像領域Ｒ２に到達する。非画像領域Ｒ２に到達した電子ＥＬ１のうち、正孔ＨＯと結合しなかった余剰電子ＥＬ１は、余剰電子ＥＬ０と同様に、メッシュ電極４０側に引き戻され、戻り電子ＥＬ１となる。ここで、第２のメッシュ領域Ｍ２は、第１のメッシュ領域Ｍ１よりも大きな開口率（電子透過率）を有する。従って、戻り電子ＥＬ１は、戻り電子ＥＬ０よりも高い確率で第２のメッシュ領域Ｍ２を透過する。

すなわち、非画像領域Ｒ２の近傍における戻り電子ＥＬ１は、画像領域Ｒ１の近傍における戻り電子ＥＬ０よりも消滅しにくい。従って、例えば、図６に示すように、戻り電子ＥＬ１においては、ハウジングＨＳ内において往復を繰り返し、より多くの戻り電子ＥＬ１が再度光電変換膜２０（非画像領域Ｒ２）に到達することとなる。これによって、非画像領域Ｒ２における光電変換膜２０の表面電位が下がる。

また、画像領域Ｒ１の近傍における戻り電子ＥＬ０が非画像領域Ｒ２の近傍に到達した場合、この戻り電子ＥＬ０の消滅する確率も戻り電子ＥＬ１と同様に低下する。従って、画像領域Ｒ１近傍における戻り電子ＥＬ０の一部も非画像領域Ｒ２の面電位低下に寄与することとなる。

このように、メッシュ電極４０が、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ１及びＭ２を有することで、画像領域Ｒ１の外周部近傍における非画像領域Ｒ２の表面電位を確実に下げることができる。従って、画像領域Ｒ１の非画像領域Ｒ２に隣接する部分（例えば画像の周辺部に対応する部分）における電子ビームのランディング特性が向上する。従って、画像周縁部における画質が向上する。

なお、例えば、光電変換膜２０には数百〜数千ボルトの電圧が印加される場合がある。この場合でも、例えば戻り電子ＥＬ１を多く非画像領域Ｒ２に誘導させることで、非画像領域Ｒ２（すなわち画像領域Ｒ１の外周部）の表面電位を戻り電子ＥＬ１の到達によって数十ボルト程度に下げることができる。

本実施例においては、光電変換膜２０及び電子源３０間に設けられたメッシュ電極４０は、第１のメッシュ領域Ｍ１と第２のメッシュ領域Ｍ２とを有し、第２のメッシュ領域Ｍ２は、第１のメッシュ領域Ｍ１よりも大きな電子透過率（開口率）を有する。従って、画像領域Ｒ１の周辺部における光電変換膜２０の表面電位を下げることができ、画像周辺部の画質が向上する。また、通常、メッシュ電極の電子透過率（開口率）は、解像度などの観点から最適な値に設定される。本実施例においては、第１のメッシュ領域Ｍ１の電子透過率（開口率）は当該最適値に設定されているため、第１のメッシュ領域Ｍ１に対向する画像領域Ｒ１の解像度、すなわち画質を低下させることはない。従って、高画質な画像を撮像することが可能な撮像装置１０を提供することができる。

なお、本実施例においては、メッシュ電極４０が互いに異なる開口率（電子透過率）を有するメッシュ構造の電極からなる場合について説明したが、メッシュ電極４０の構造はこれに限定されない。

例えば、メッシュ電極４０は、電圧の印加によって電子ＥＬ（並びに戻り電子ＥＬ０及びＥＬ１を画像領域Ｒ１よりも非画像領域Ｒ２に多く誘導するように構成されていればよい。換言すれば、光電変換膜２０と電子源３０との間に配置され、画像領域Ｒ１に対応し、電子源３０から放出された電子ＥＬを画像領域Ｒ１に誘導する第１の誘導領域（第１のメッシュ領域Ｍ１に相当する領域）と、電子源３０から放出された電子ＥＬ（戻り電子ＥＬ０及びＥＬ１や二次電子などの副次的に生じた電子を含む）を第１の誘導領域よりも多く非画像領域Ｒ２に誘導する第２の誘導領域（第２のメッシュ領域Ｍ２に相当する領域）とを有する誘導電極が設けられていればよい。

また、例えば、メッシュ電極４０は、電子が透過する透過領域を有していれば、メッシュ形状を有する場合に限定されない。換言すれば、第１のメッシュ領域Ｍ１（第１の誘導領域）に相当する第１の透過領域と、第２のメッシュ領域Ｍ２（第２の誘導領域）に相当し、第１の透過領域よりも大きな電子透過率を有する第２の透過領域とを有する電子透過部を有する電極が設けられていればよい。また、各透過領域は、例えば円形や矩形の開口部（貫通孔）など、電子ＥＬが透過する部分が設けられていればよい。

また、本実施例においては、電子源３０が非画像領域Ｒ２（第２のメッシュ領域Ｍ２）に対向する第２の電子放出素子（第２の電子放出部）３１Ｂを有する場合について説明したが、電子源３０は第２の電子放出素子３１Ｂを有する場合に限定されない。例えば、電子源３０が画像領域Ｒ１に対向する第１の電子放出素子３１Ａのみからなる場合であっても、第２のメッシュ領域Ｍ２によって戻り電子ＥＬ０及びＥＬ１を非画像領域Ｒ２に誘導することができる。従って、電子源３０は、光電変換膜２０に電子ＥＬを供給する複数の電子放出素子（電子放出部）３１Ａを有していればよい。

図７は、実施例２に係る撮像装置６０の構造を示す模式的な断面図である。図７は、撮像装置６０における図４と同様の断面図である。撮像装置６０は、メッシュ電極７０の構成を除いては、撮像装置１０と同様の構成を有している。メッシュ電極７０は、フレーム７１とメッシュ部７２とを有する。フレーム７１は、メッシュ電極４０のフレーム４１と同様の構成を有する。メッシュ部７２は、光電変換膜２０の画像領域Ｒ１に対向する第１のメッシュ領域Ｍ３と、第１のメッシュ領域Ｍ３を取り囲むように形成され、非画像領域Ｒ２に対向する第２のメッシュ領域Ｍ４とを有する。

本実施例においては、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ３及びＭ４は、同程度の開口率（電子透過率）を有する。一方、第２のメッシュ領域Ｍ４は、第２のメッシュ領域Ｍ３よりも大きな２次電子放出係数を有する。より具体的には、本実施例においては、第１及び第２のメッシュ領域Ｍ３及びＭ４は、同様の材料からなる。一方、第２のメッシュ領域Ｍ４は、第１のメッシュ領域Ｍ３の表面よりも大きな２次電子放出係数を有する被膜ＣＴを有する。例えば、被膜ＣＴは、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗなどからなる。

図８は、撮像装置６０の非画像領域Ｒ２における電子ＥＬの挙動を模式的に示す図である。図８は、図７と同様の断面図であるが、図の明確さのため、ハッチングを省略している。本実施例においても、画像領域Ｒ１及び非画像領域Ｒ２において、光電変換膜２０に到達した電子ＥＬは、その一部が余剰電子としてハウジングＨＳ内を電子源３０に向かって戻ることとなる。

従って、図８に示すように、例えば、光電変換膜２０に到達した後にメッシュ電極７０に向かって引き戻された戻り電子ＥＬ１は、一定の確率で第２のメッシュ領域Ｍ４に衝突する。ここで、本実施例においては、非画像領域Ｒ２に対向する第２のメッシュ領域Ｍ４には、２次電子放出係数の高い被膜ＣＴが設けられている。従って、被膜ＣＴによって、２次電子ＥＬ２が発生する。この２次電子ＥＬ２の一部は、再度変換膜２０（非画像領域Ｒ２）に到達する。

このように、第２のメッシュ領域Ｍ４が被膜ＣＴを有することによって、第２のメッシュ領域Ｍ４において非画像領域Ｒ２の表面電位を下げるための２次電子ＥＬ２を生成することができる。従って、画像領域Ｒ１の周辺部における非画像領域Ｒ２の表面電位を確実に下げることができる。従って、画像領域Ｒ１の周縁部における電子ビームのランディング特性を向上させることができる。従って、画像の周縁部での画質が向上し、高画質な撮像装置６０を提供することができる。

なお、本実施例は、実施例１と組み合わせることができる。例えば、実施例１における第２のメッシュ領域Ｍ２に被膜ＣＴが設けられていてもよい。

また、本実施例においては、メッシュ電極７０が第２のメッシュ領域Ｍ４の両面に被膜ＣＴを有する場合について説明したが、被膜ＣＴは第２のメッシュ領域Ｍ４の両面に形成される場合に限定されない。被膜ＣＴは、少なくとも第２のメッシュ領域Ｍ４の光電変換膜２０に面する表面に形成されていればよい。

また、本実施例においても、メッシュ電極７０は、電子が透過する透過領域を有していれば、メッシュ形状を有する場合に限定されない。換言すれば、第１のメッシュ領域Ｍ３に相当する第１の透過領域と、第２のメッシュ領域Ｍ４に相当し、被膜ＣＴが設けられた第２の透過領域とを有する電子透過部（メッシュ部７２に相当する部分）を有する電極が設けられていればよい。

また、本実施例においても、電子源３０は第２の電子放出素子３１Ｂを有する場合に限定されない。すなわち、電子源３０は、光電変換膜２０に電子ＥＬを供給する複数の電子放出素子（電子放出部）３１Ａを有していればよい。

また、上記においては、光電変換膜２０がＨＡＲＰ膜からなる場合について説明し、電子源３０がＨＥＥＤ構造を有する場合について説明したが、これらは一例に過ぎない。例えば、電子源３０は、スピント型の電子源であってもよく、また、表面伝導型電子放出素子から構成されていてもよい。

１０、６０ 撮像装置
２０ 光電変換膜（変換膜）
３０ 電子源
３１ 電子放出素子（電子放出部）
４０ メッシュ電極（電極）
Ｍ１ 第１のメッシュ領域（誘導領域、透過領域）
Ｍ２ 第２のメッシュ領域（誘導領域、透過領域）
ＣＴ 被膜

Claims (8)

1. 画像領域及び非画像領域を有し、光を受けて電荷に変換する変換膜と、
   前記変換膜に電子を供給する複数の電子放出部を含む電子源と、
   前記変換膜と前記電子源との間に配置され、前記画像領域に対応し、前記電子源から放出された電子を前記画像領域に誘導する第１の誘導領域と、前記非画像領域に対応し、前記電子源から放出された電子を前記第１の誘導領域よりも多く前記非画像領域に誘導する第２の誘導領域と、を有する誘導電極と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の誘導領域は、前記画像領域に対向して配置された第１の透過領域であり、
   前記第２の誘導領域は、前記非画像領域に対向して配置され、前記第１の透過領域よりも大きな電子透過率を有する第２の透過領域であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の透過領域は、メッシュ構造を有する第１のメッシュ領域からなり、
   前記第２の透過領域は、前記第１のメッシュ領域よりも大きな開口率を有する第２のメッシュ領域からなることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記非画像領域は、前記画像領域の周辺部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記電子源は、前記複数の電子放出部がマトリクス状に配置された構造を有し、
   前記複数の電子放出部は、前記画像領域に対向し、前記複数の電子放出部のうちの中央部に配置された複数の第１の電子放出部と、前記非画像領域の少なくとも一部に対向し、前記複数の電子放出部のうちの周辺部に配置された複数の第２の電子放出部とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の撮像装置。
6. 画像領域及び非画像領域を有し、光を受けて電荷に変換する変換膜と、
   前記変換膜に電子を供給する複数の電子放出部を含む電子源と、
   前記変換膜と前記電子源との間に配置され、前記画像領域に対向する第１の透過領域と、前記非画像領域に対向する第２の透過領域とを有する透過電極と、を有し、
   前記透過電極は、前記第２の透過領域の少なくとも前記変換膜側の表面に前記第１の透過領域よりも大きな２次電子放出係数を有する被膜を有することを特徴とする撮像装置。
7. 前記第２の透過領域は、前記第１の透過領域よりも大きな電子透過率を有することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記電子源は、前記複数の電子放出部がマトリクス状に配置された構造を有し、
   前記複数の電子放出部は、前記画像領域に対向し、前記複数の電子放出部のうちの中央部に配置された複数の第１の電子放出部と、前記非画像領域の少なくとも一部に対向し、前記複数の電子放出部のうちの周辺部に配置された複数の第２の電子放出部とを有することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像装置。

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