JP5148080B2 - 低コスト平面イメージ増強管構造 - Google Patents

Description

本発明は、暗視装置における、使用される低コスト平面イメージ増強管構造に関する。

暗視装置（ｎｉｇｈｔ ｖｉｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）は、暗い環境において視覚を可能にするために、軍事用、産業用、および住宅用アプリケーションの多くの種類において使用される。例えば、暗視装置は、夜間飛行中に軍飛行士によって利用される。セキュリティカメラは、暗い領域を監視するために暗視装置を用い、医療器機は、色素性網膜炎（夜盲症）のような状態を軽減するために暗視装置を用いる。

イメージ増強デバイスは、暗い環境をビューアによって知覚可能な環境へと変換するために、暗視装置において利用される。より詳細には、暗視装置内のイメージ増強デバイスは、暗い環境におけるほんのわずかの光を集める。ここにおいて、その光とは、人間の目には知覚され得ないが、その暗い環境に存在する赤外線光スペクトルの低周波数部分を含む。デバイスは、光を増強し、それによって、人間の目がイメージを知覚できるようになる。イメージ増強デバイスから出力される光は、カメラ、外部のモニタ、または、直接ビューアの目、のいずれかに届き得る。イメージ増強デバイスは、ビューアに直接出力される光の伝達のために、ユーザの頭に着用される視覚ゴーグルにおいて、通常利用される。したがって、ゴーグルは頭に着用されるために、快適性および利便性の目的のために、コンパクトおよび軽量であるのが望ましい。

イメージ増強デバイスは、ハウジングに装備される３つの基本的な構成要素を含む。それらは、つまり、フォトカソード（通常、カソードと呼ばれる）、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、および、蛍光スクリーン（通常、スクリーン、光ファイバ、またはアノードとして呼ばれる）である。フォトカソードは、光イメージを検出し、その光イメージを対応する電子パターンに変換する。ＭＣＰは、その電子パターンを増強し、蛍光スクリーンは、その増強電子パターンを強化された光イメージに変換し直す。

フォトカソードは、光が照射されると電子を放出する性能を有する感光性プレートである。フォトカソードによって放出された電子数は、プレートに衝突する光の強度に比例する。フォトカソードは、光電効果の原理に基づいて動作する。より詳細には、光子が、フォトカソード材料に入り込み、その光子のエネルギーが、フォトカソードの表面の原子との電子の結合エネルギーを超越する場合、その電子は、フォトカソードの価電子帯から伝導帯へと励起される。次に、電子は、フォトカソードからマイクロチャネルプレートへと放たれる。

ＭＣＰは、薄いガラスプレートであり、そのガラスプレートの一側（入力部）と他の側（出力部）との間に延びるチャネルのアレイを有する。ＭＣＰは、フォトカソードと蛍光スクリーンとの間に位置する。フォトカソードからの入ってくる電子は、ＭＣＰの入力部側に入り、チャンネル壁に衝突する。電圧がＭＣＰを渡って印加された場合、これらの入ってくる電子、すなわち一次電子は、増強され、二次電子を生成する。二次電子は、ＭＣＰの出力部側のチャネルから出て行き、蛍光スクリーンに向かって加速される。

ＭＣＰチャネルを出て行く二次電子は、負に帯電し、したがって、蛍光で覆われ、正に帯電した蛍光スクリーンへ引き付けられる。蛍光が、電子放射において光を放出する任意の材料であり得ることは、理解されるべきである。蛍光スクリーンに衝突する二次電子のエネルギーは、スクリーン上の蛍光が、励起状態に達し、二次電子量に比例して光子を放出するようにさせる。スクリーンの蛍光は、光子の放出の際にグローする。接眼レンズは、そのグローしている蛍光イメージを通常拡大し、コリメートする。対物レンズに隣接して位置する光ファイバインバータ要素は、ゴーグル接眼レンズを介して見るために、蛍光イメージを反転し得る。

イメージ増強デバイスの３つの基本的な構成要素は、排気された（ｅｖａｃｕａｔｅｄ）ハウジング内、または真空エンベロープ内に位置される。真空は、フォトカソードからＭＣＰを介して蛍光スクリーンへの電子の流れを促進する。フォトカソードＭＣＰおよび蛍光スクリーンは、電気的にバイアスされ、それによって、蛍光スクリーンは、フォトカソードよりも高い陽電位にて維持される。さらに、フォトカソード、ＭＣＰ、および蛍光スクリーンは、異なった電位において、それぞれ維持される。全ての３つの構成要素は、真空ハウジング内に保持される一方、お互いから電気的に孤立する。

図１を参照し、Ｒｏａｎｏｋｅ，ＶａのＩＴＴ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｎｉｇｈｔ Ｖｉｓｉｏｎによって現在製造されている型の、従来のＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＩＩＩイメージ増強管１０の断面図が示される。Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＩＩＩイメージ増強管１０は、複数の構成要素の集合による排気されたハウジング１２を含む。ハウジング１２内には、フォトカソード１４’、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）１６、および、蛍光スクリーン２０をサポートする反転光ファイバ要素１８が位置する。真空ハウジング１２の構成は、少なくとも１８の別々の要素を含み、それらは、お互いに積み重ねられ、フォトカソード１４’と光ファイバ要素１８との間において気密エンベロープを形成するようにつながる。

フォトカソードは、傾き部分１５’Ａおよび平面部分２４’を有するフェースプレート１５’に付着し、平面部分２４’は、真空ハウジング１２の一端にて伝導サポートリング２２の上に乗せられる。通常はクロムから成る金属化された層２５は、サポートリング２２と伝導的に係合するように、平面部分２４’の上に位置する。金属化された層２５は、インターフェース１９において、フォトカソード１４’およびフェースプレート１５’の両方と伝導的に係合するために、傾き部分１５Ａ’に沿って継続的に延びる。フォトカソードフェースプレートのサポートリング２２に対する隣接部は、シールを形成し、それによって、真空ハウジング１２の一端が閉まる。サポートリング２２は、フォトカソード１４’のフェースプレート上にて金属化された表面２４’と接触する。同様に、金属化された表面２４’は、真空ハウジング１２の排気された環境内に含まれるフォトカソード１４’上のクローム堆積層２５によって感光性層２６と結合する。そのような場合、電気的なバイアスは、真空ハウジング１２の外部のサポートリング２２に電気的なバイアスを印加することによって、排気された環境内のフォトカソード１４’の光反応層２６に対して印加され得る。

第１の環状セラミックスペーサ２８は、サポートリング２２の下に位置する。第１のセラミックスペーサは、第１の銅ブレージングリング３１によってサポートリング２２につながれ、その第１の銅ブレージングリング３１は、ブレージング動作の間、第１のセラミックスペーサおよびサポートリング２２の両方につながれる。ブレージング動作は、サポートリング２２と第１のセラミックスペーサ２８との間において空気不浸透性シールを形成する。ＭＣＰ上末端部は、サポートリング２２とは反対側の第１のセラミックスペーサにつながる。ＭＣＰ上末端部は、ブレージング動作において、第１のセラミックスペーサにもつながる。その結果、第２のブレージングリング３４は、ＭＣＰ上末端部３２と第１のセラミックスペーサとの間に挿入される。ＭＣＰ上末端部は、真空ハウジング１２へ延び、そこで、金属留めリング３６および金属接触リング３８と伝導的に係合する。留めリングがハウジング内においてＭＣＰを維持する一方、金属接触リングは、ＭＣＰ１６の伝導上面４２と係合する。したがって、電気的バイアスは、真空ハウジング１２の外部のＭＣＰ上末端部に電気的なバイアスを印加することによって、ＭＣＰ１６の上面に印加され得る。

第２のセラミックスペーサ４６は、ＭＣＰ上末端部３２の下に位置し、ＭＣＰ下末端部４８からＭＣＰ上末端部３２を孤立さす。第２のセラミックスペーサ４６は、ＭＣＰ上末端部３２およびＭＣＰ下末端部４８の両方にブレーズされ、そのような場合、第３のブレージングリング５０は、ＭＣＰ上末端部３２と第２のセラミックスペーサ４６との間に挿入され、第４のブレージングリング５２は、第２のセラミックスペーサ４６とＭＣＰ下末端部４８との間に挿入される。ＭＣＰ下末端部は、真空ハウジング１２へ延び、ＭＣＰ１６の伝導下面４４と係合する。そのような場合、ＭＣＰ１６の伝導下面は、真空ハウジング１２の外部の接地電位にＭＣＰ下末端部４８を接続することによって、接地されるように接続され得る。

第３のセラミックスペーサ５６は、ＭＣＰ下末端部４８をゲッタシールド５８から独立させる。第３のセラミックスペーサは、ＭＣＰ下末端部４８およびゲッタシールド５８の両方にブレーズされる。そのような場合、第５のブレージングリング６０は、ＭＣＰ下末端部４８と第３のセラミックスペーサ５６との間に挿入される。同様に、第６のブレージングリング６２は、第３のセラミックスペーサ５６とゲッタシールド５８との間に挿入される。

第４のセラミックスペーサ６４は、ゲッタシールド５８の下に位置し、ゲッタシールドを出力スクリーンサポート６６から独立させる。第４のセラミックスペーサは、ゲッタシールド５８および出力スクリーンサポート６６の両方にブレーズされる。そのような場合、第７および第８のブレージングリング６８および７０は、それぞれ、第４のセラミックスペーサ６４の上、およびその下、に位置する。

真空ハウジング１２の下端は、出力スクリーンフランジ７２の存在によって密閉される。出力スクリーンフランジは、出力スクリーンサポート６６および光ファイバ要素１８の両方につながれる。第１のシール７４は、出力フランジ７２がスクリーンサポート６６につながる点に存在する。第２のシール７６は、フランジ７２が光ファイバ要素１８につながる場所において存在する。３つのシール（７４、７６、および２２）の組み合わせが、したがって、フォトカソード１４と光ファイバ要素１８との間において、真空ハウジング１２によって規定される気密エンベロープを形成し、それによって、真空ハウジング１２が、空気不浸透性チャンバを形成するようにつながった多数の積み重なった構成要素によって構成される。

さらに、図１を参照し、フォトカソード１４’の傾き付きフェースプレート部分が、高解像度イメージをもたらすために、ＭＣＰ１６の近接にカソードを位置する一方、それと同時に、セラミックスペーサ２８および４６、および留め機構（つまり、留めリング３６、接触リング３８、およびＭＣＰサポートリング４８）を介して、独立を維持するように試み、それによって、電圧バイアスが、電圧ブレークダウン、アーク、または漏電を招かずにプレートに提供される。そのような場合、大きな電位差が、サポートリング２２およびＭＣＰ上末端部３２に印加される際、アークまたは他の漏電が、真空ハウジング１２の外側上において第１のセラミックスペーサ２８に渡り起こり得る。同様に、異なる大きな電位差が、ＭＣＰ上末端部３２とＭＣＰ下末端部４８との間に印加される場合、類似したアーク、または他の漏電が、第２のセラミックスペーサ４６に渡り起こり得る。この様な漏電問題は、湿度の高い環境にて真空ハウジング１２の外側に渡り複数の積み上げられた要素を用いる場合、特に、広く認められる。さらに、示されるように、２つのシールは、ハウジング設計において用いられる（参照番号：７４および７６）。複数のシールのために、ユニットは、それらシールのいずれか１つ、またはそれら両方において真空の漏洩に敏感である。さらに、真空ハウジングの長さは、スクリーンサポート６６の長さ６６Ａによって明示されるように延ばされる。ここにおいて、長さ６６Ａは、管の固定具において管を維持するうえに、出力フランジ７２およびセラミックスペーサ６４の両方を密閉するのに必要な長さであり、従って、管の長さＬは、約０．７’’の長さになる。

管１０に統合されるセラミックスペーサの数量、物理的な形、およびそれらの位置は、様々な課題を提示する。特に、イメージ増強管が、セラミックスペーサを渡っての電気的ブレークダウンに対して敏感である故、それらのスペーサのサイズは、電圧差ブレークダウンを避けるために十分な大きさである必要性がある。反対に、それらのスペーサは、軽量およびコンパクトな管を収納するために十分な小ささである必要性がある。さらに、多様なスペーサ、末端部、およびサポート柱は、製造および個別の棚入れに費用がかかる。多様な構成要素の結果、イメージ増強管のアセンブリ処理は、面倒な、複雑で費用のかかる処理である。最後に、各スペーサ、各リング、および各サポート柱の累計の誤差は、管のコンシステントなアセンブリを妨げる。従って、イメージ増強管に統合される構成要素の複雑性を低減することに加えて、構成要素の数を減らすことが望まれる。

２つの異なったイメージ増強管が、反転光ファイバ要素または非反転（ｎｏｎ−ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ）光ファイバ要素のいずれかを収容するために現在用いられている。光ファイバ要素は、イメージ増強管の最終的な用途（すなわち、暗視装置ゴーグルまたはカメラ）に依存する。反転光ファイバ要素または非反転光ファイバ要素のいずれかを収容するように構成され得る単一のイメージ増強管を提供することが有利であり得る。

本発明は、構成要素および棚卸コストを低減し、製造能、およびイメージ増強管の全体的なアセンブリを改善することによってイメージ増強管の全体的な設計を有利に強化する。

本発明の一局面に従い、イメージ増強管が提供される。イメージ増強管は、光ファイバ基板に置かれるマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、フォトカソード、および蛍光スクリーンを有する。第１のスペーサは、マイクロプレートと光ファイバ基板との間に配置される。第２のスペーサは、光ファイバ基板とフォトカソードとの間に配置される。第１および第２のスペーサは協働し、イメージ増強管が効率的に動作するような、ＭＣＰ、蛍光スクリーン、およびフォトカソードの空間的関係を提供する。

本発明の別の局面に従い、イメージ増強管が提供される。イメージ増強管は、光ファイバ基板の上に置かれる蛍光スクリーン、蛍光スクリーンの上に配置され、電気入力接触部および電気出力接触部を有するマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、ならびに、光ファイバ基板を介して提供される導電性ビア（ｖｉａ）を含む。導電性ビアは電位をＭＣＰの入力接触部および出力接触部に提供する。

本発明のさらに別の局面に従い、マイクロチャネルプレートおよび光ファイバを有するイメージ増強管が提供される。イメージ増強管は、マイクロチャネルプレートと光ファイバとの間に配置される単一のスペーサを含む。

本発明のさらなる別の局面に従い、マイクロチャネルプレートおよびフォトカソードを有するイメージ増強管が提供される。イメージ増強管は、マイクロチャネルプレートとフォトカソードとの間に配置される単一のスペーサを含む。

本発明の別の局面に従い、イメージ増強管を組み立てる方法が提供される。本方法は、光ファイバスクリーンアセンブリの上に、直接接触してスペーサを配置するステップを含み、その光ファイバスクリーンアセンブリは、光ファイバ基板上に置かれる蛍光スクリーンを含む。マイクロチャネルプレートは、スペーサの上に直接接触して配置される。

本発明のさらに別の局面に従い、ＭＣＰに隣接して配置される電子検出電気読み出しアノード（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｅｎｓｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｒｅａｄｏｕｔ ａｎｏｄｅ）を有するイメージ増強管が提供される。読み出しアノードは、セラミックヘッダに取り付けられたシリコンイメージャ（ｉｍａｇｅｒ）を含み、導電性ビアはそのセラミックヘッダを介して提供される。導電性ビアは、ＭＣＰの入力接触部および出力接触部へ電位を提供する。

本発明は、簡単に後述される添付の図面と関連して後に続く詳細な記載を読むことによってより良く理解される。

本発明は、特定の実施形態を参照して本明細書中に例示および説明されているが、示される詳細に限定されない。逆に、様々な修正が、本発明から逸脱せずに特許請求の範囲の均等物の範囲および領域内にて行われ得る。

本発明は、例示のために選択された本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面と関連して読まれた場合、以下の詳細な説明によって最も理解される。本発明は、図面を参照して示される。そのような図面は、限定するよりむしろ例示的であるように意図され、ここにおいて、本発明の説明を容易にするために含まれる。

本発明は、さらに、以下の手段を提供する。

（項目１）
光ファイバ基板に置かれるマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、フォトカソード、および蛍光スクリーンを有するイメージ増強管であって、該イメージ増強管は、
該マイクロチャネルと該光ファイバ基板との間に配置される第１のスペーサと、
該フォトカソードと該光ファイバ基板との間に配置される第２のスペーサと
を備え、
該第１および該第２のスペーサは協働し、該イメージ増強管が効率的に動作するように、該ＭＣＰ、該蛍光スクリーン、および該フォトカソードの空間的関係を提供する、
イメージ増強管。

（項目２）
上記第１および上記第２のスペーサのみが、上記イメージ増強管が効率的に動作するように上記空間的関係を提供する、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目３）
上記第１のスペーサが、上記マイクロチャネルプレートと上記光ファイバ基板との間に挟まれる単一の構成要素である、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目４）
上記第２のスペーサが、上記光ファイバ基板と上記フォトカソードとの間に挟まれる単一の構成要素である、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目５）
上記光ファイバ基板と上記フォトカソードとの間に配置されるゲッタをさらに備える、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目６）
上記ゲッタが、上記イメージ増強管の内部空洞内の真空を維持するように構成される蒸発性ゲッタである、項目５に記載のイメージ増強管。

（項目７）
上記ゲッタが、上記イメージ増強管の内部空洞内の真空を維持するように構成される非蒸発性ゲッタである、項目５に記載のイメージ増強管。

（項目８）
上記ゲッタが実質的にフラットな円柱状のリングを備える、項目５に記載のイメージ増強管。

（項目９）
上記ゲッタに隣接し、上記光ファイバ基板と上記フォトカソードとの間に配置されるゲッタシールドをさらに備える、項目５に記載のイメージ増強管。

（項目１０）
上記複数のスペーサが各々実質的にフラットな円柱状のリングである、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目１１）
上記第１のスペーサが、導電性エポキシを用いて上記マイクロチャネルプレートおよび上記光ファイバ基板に固定される、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目１２）
上記第１のスペーサが、はんだ付けプロセスによって上記マイクロチャネルプレートおよび上記光ファイバ基板に固定される、項目１に記載のイメージ増強管。

（項目１３）
光ファイバ基板の表面に置かれる蛍光スクリーンと、
該蛍光スクリーンの上に配置され、電気入力接触部および電気出力接触部を有するマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）と、
該光ファイバ基板を介して提供される導電性ビアと
を備え、
該導電性ビアは電位を、該ＭＣＰの該入力接触部および該出力接触部に提供する、
イメージ増強管。

（項目１４）
上記ＭＣＰから上記蛍光スクリーンを空間的に分離するために、上記光ファイバ基板の上に配置されるスペーサをさらに備える、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目１５）
上記スペーサの表面上に配置された導電性領域が、上記導電性ビアと、上記ＭＣＰの上記入力接触部および上記出力接触部との間に、電気的導通を提供するように配置される、項目１４に記載のイメージ増強管。

（項目１６）
上記スペーサの表面上に配置された上記導電性領域と上記導電性ビアとの間の電気的導通を提供するために、上記光ファイバ基板の表面上に配置された電気接触領域をさらに備える、項目１５に記載のイメージ増強管。

（項目１７）
上記電気接触領域が薄膜の層を含む、項目１６に記載のイメージ増強管。

（項目１８）
上記光ファイバ基板の表面上に配置され、導電的にゲッタに結合されるゲッタ接触部をさらに備える、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目１９）
上記光ファイバ基板を介して提供され、該ゲッタ接触部に導電的に結合される少なくとも一つの導電性ビアをさらに備える、項目１８に記載のイメージ増強管。

（項目２０）
上記ゲッタ接触部が薄膜の層である、項目１８に記載のイメージ増強管。

（項目２１）
上記導電性ビアが、上記光ファイバ基板内に配置された開口部を介して延びるフリットシールアセンブリを備える、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目２２）
上記蛍光スクリーンが上記光ファイバ基板のアクティブ領域に配置される、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目２３）
上記光ファイバ基板が少なくとも部分的にガラスから構成される、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目２４）
上記光ファイバ基板が実質的に平面である、項目１３に記載のイメージ増強管。

（項目２５）
マイクロチャネルプレートおよび光ファイバを有するイメージ増強管であって、該マイクロチャネルプレートと該光ファイバとの間に配置される単一のスペーサのみを含む、イメージ増強管。

（項目２６）
上記マイクロチャネルプレートの上に配置されるフォトカソードをさらに備える、項目２５に記載のイメージ増強管。

（項目２７）
上記光ファイバと上記フォトカソードとの間に配置される第２の単一のスペーサをさらに備える、項目２６に記載のイメージ増強管。

（項目２８）
光ファイバアセンブリの上に、直接接触してスペーサを配置するステップであって、該光ファイバアセンブリが光ファイバ基板に置かれる蛍光スクリーンを備える、ステップと、
該スペーサの上に、直接接触してマイクロチャネルプレートを配置するステップと
を包含する、イメージ増強管を組み立てる方法。

（項目２９）
蝋付け、はんだ付け、またはエポキシによって上記スペーサを上記マイクロチャネルプレートに固定するステップをさらに包含する、項目２８に記載の方法。

（項目３０）
上記光ファイバアセンブリの上に第２のスペーサを配置するステップをさらに包含する、項目２８に記載の方法。

（項目３１）
上記第２のスペーサの上に、直接接触してフォトカソードを配置するステップをさらに包含する、項目３０に記載の方法。

（項目３２）
上記イメージ増強管を実質的に囲むために、上記フォトカソード、上記第２のスペーサ、および上記光ファイバアセンブリの周囲にセンタリングリングを配置するステップをさらに包含する、項目３１に記載の方法。

（項目３３）
上記センタリングリングと上記フォトカソードとの間に、インジウムのデカールを配置するステップと、
該インジウムのデカールに加圧し、上記イメージ増強管を密封して密閉する、ステップと
をさらに包含する、項目３２に記載の方法。

（項目３４）
上記センタリングリングおよび上記光ファイバアセンブリとの間にインジウムのデカールを配置するステップと、
該インジウムのデカールに加圧し、上記イメージ増強管を密封して密閉する、ステップと
をさらに包含する、項目３２に記載の方法。

（項目３５）
電気入力接触部および電気出力接触部を有するマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）と、
該ＭＣＰに隣接して配置される電子検出電気読み出しアノードであって、該読み出しアノードがセラミックヘッダに取り付けられたシリコンイメージャを含む、電子検出電気読み出しアノードと、
該セラミックヘッダを介して提供される導電性ビアと
を備え、
該導電性ビアが、該ＭＣＰの入力接触部および出力接触部に電位を提供する、
イメージ増強管。

（項目３６）
上記シリコンイメージャが相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）である、項目３５に記載のイメージ増強管。

（項目３７）
上記導電性ビアが、上記セラミックヘッダ内に置かれた開口部を介して延びる、上記相補的な酸化金属半導体に導電的に結合されるフリットシールアセンブリを備える、項目３６に記載のイメージ増強管。

（項目３８）
上記シリコンイメージャが電荷結合素子（ＣＣＤ）である、項目３５に記載のイメージ増強管。

（項目３９）
上記導電性ビアが、上記セラミックヘッダ内に置かれた開口部を介して延びる、上記電荷結合素子と導電的に結合されるフリットシールアセンブリを備える、項目３８に記載のイメージ増強管。

（項目４０）
上記マイクロチャネルプレートと上記電子検出電気読み出しアノードとの間に配置された第１のスペーサをさらに備える、項目３５に記載のイメージ増強管。

（項目４１）
上記マイクロチャネルプレートの上に配置されたフォトカソード、ならびに、該フォトカソードと上記電子検出電気読み出しアノードとの間に配置された第２のスペーサをさらに備える、項目４０に記載のイメージ増強管。

（項目４２）
上記第１および上記第２のスペーサは協働し、上記イメージ増強管が効率的に動作するように、上記ＭＣＰ、上記蛍光スクリーン、および上記フォトカソードの空間的関係を提供する、項目４１に記載のイメージ増強管。

（項目４３）
上記第１および上記第２のスペーサが上記セラミックヘッダに組み込まれている、項目４２に記載のイメージ増強管。

（項目４４）
上記電子検出電気読み出しアノードに隣接して配置されるゲッタをさらに備える、項目３５に記載のイメージ増強管。

（項目４５）
上記ゲッタが、上記イメージ増強管の内部空洞内の真空を維持するように構成される蒸発性ゲッタである、項目４４に記載のイメージ増強管。

（項目４６）
上記ゲッタおよび上記電子検出電気読み出しアノードに隣接して配置されるゲッタシールドをさらに備える、項目４４に記載のイメージ増強管。

本発明により、イメージ増強管に統合される構成要素の複雑性を低減することに加えて、構成要素の数が減らされ得る。

また、本発明により、反転光ファイバ要素または非反転光ファイバ要素のいずれかを収容するように構成され得る単一のイメージ増強管が提供され得る。

図２ａおよび図２ｂに示される例示的な実施形態を参照すると、数字１００によって示されるイメージ増強管アセンブリが示される。イメージ増強管アセンブリ１００の詳細な断面側面図が、図２ｂに示される。

示されるように、イメージ増強管アセンブリ１００は、円柱状の形であり、一般的に、３つの主要な構成要素すなわち、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）１０６、およびフォトカソードフェースプレートアセンブリ１０２を含む。マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）スペーサ１１４は、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０の上に配置される。マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）１０６は、ＭＣＰスペーサ１１４の上に配置される。カソードスペーサ１１８は、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０とフォトカソードフェースプレートアセンブリ１０２との間に配置される。センタリングリング１１７およびゲッタ１１９は、カソードスペーサ１１８の反対側に結合される。ゲッタシールド１２０は、ゲッタ１１９よりも半径方向（ｒａｄｉａｌｌｙ）内側であり、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０およびフォトカソードフェースプレートアセンブリ１０２との間に配置される。真空状態は、内部チャンバ１１３内に支えられ、フェースプレートアセンブリ１０２およびスクリーンアセンブリ１１０との間に配置される。

光ファイバスクリーンアセンブリ１１０は、光ファイバ基板１１１、光ファイバ基板１１１の上面に配置される蛍光スクリーン１１２、および光ファイバ基板１１１の厚み寸法を介して延びるフリットシールアセンブリ（１２６，１２９に図示される）を含む。２つのフリットシールアセンブリ（１２６，１２９）は、図２ａに示され、単一のフリットシールアセンブリ（１２９）は、図２ｂに示される。各フリットシールアセンブリは、後により詳細に説明されるフリットビーズ１２２および接点スリーブ１２１を含む。蛍光スクリーンは、スペーサ１１４よりも半径方向内側である光ファイバ基板１１１のアクティブ領域に集中される。

フォトカソードフェースプレートアセンブリ１０２は、入力フェースプレート１０３およびフェースプレート１０３に配置されるフォトカソード１０４を含む。フォトカソード１０４は、フェースプレート１０３の上に熱的に結合され得る。フォトカソード１０４、ＭＣＰ１０６、および蛍光スクリーン１１２の中心軸は、互いに関連して実質的に整列され得る。

図２ａおよび図２ｂを依然として参照すると、光ファイバ基板１１１は、電気接点をＭＣＰ１０６、ゲッタ１１９、および蛍光スクリーン１１２に提供するフリットシールアセンブリに適合する。光ファイバ基板１１１の上面に配置されている蛍光スクリーン１１２は、蒸発、スパッタリング、またはブラッシングによって薄いフィルムであり得る。蛍光スクリーン１１２によって使用される表面積は、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０のアクティブ領域として言及される。光ファイバ基板１１１は、ガラスまたはセラミックのような非導電材料から必要に応じて生成され得る。入力フェースプレート１０３の一般的な形は、夜間視ゴーグル、カメラ、または他の夜間視装置に取り付けるために円柱状になり得るが、全体的な管アセンブリ１００とともに入力フェースプレート１０３の形が、正方形、長方形、六角形、または任意の他の形にもなり得ることが理解されたい。

いくつかの真空互換フリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１の厚み寸法を介して延びている。図３ａ、図３ｂ、および図４に示されるように、５つフリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１の円周のまわりに配置される。フリットビーズ１２２および接点スリーブ１２１を含むフリットシールアセンブリの断面は、図２ｂに示される。フリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１のまわりに形成される開口部を介して挿入される。フリットビーズ１２２は、開口部を光ファイバ基板１１１内にハーメチックシールする、真空互換材料から形成される。

本発明は、内部チャンバ１１３内の真空を損なうことなく個別の電圧を、管アセンブリ１００の外部から管アセンブリ１００の内部構成要素へ適用する方法を提供するために、各フリットシールアセンブリを好都合に使用する。一フリットシールアセンブリから他のアセンブリへの電気的なアークまたはショートを制限するために、図４に最適に示されるように、フリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１のまわりに分布されるにつれて、互いから絶縁される。

アセンブリにおいて、フリットビーズ１２２および接点スリーブ１２１（図２ｂ）は、光ファイバ基板１１１の開口部に配置される。図２ｂに示される一開口部は、通常１２３として示される。光ファイバ基板に組み立てられる接点スリーブ１２１およびフリットビーズ１２２とともに、光ファイバ基板は、予め決定された持続時間の間、予め決定された温度に熱する。フリットビーズ１２２は、開口部１２３内にハーメチックシールを形成するために、接点スリーブ１２１の周囲を溶かす。図２Ｂの例示のために選択されるフリットアセンブリ１２９は、雄の突起部１２１’の理由で雄である。使用においては、電流を運ぶ雌のピン（図示せず）は、電流を雄の接点スリーブ１２１から光ファイバ基板１１１の反対側に配置される接点へと導くために、雄の突起部１２１’に挿入される。雄の突起部１２１’が例示のために選択されるが、雌の接点も代替的に使用され得る。

入力フェースプレート１０３は、フォトカソード１０４のために取付け表面を提供する。入力フェースプレートは、ガラスまたはセラミックのような非導電材料から形成され得る。光ファイバ基板１１１と同様に、入力フェースプレート１０３の通常の形は、円柱状になり得る。

図２ｂに最適に見られるように、ＭＣＰスペーサ１１４は、様々な機能を実行する。ＭＣＰスペーサは、（１）ＭＣＰ１０６とスクリーンアセンブリ１１０とを離し、（２）ＭＣＰ１０６に２つの異なる電位を導き、および（３）ＭＣＰ１０６を蛍光スクリーン１１２から絶縁する。カソードスペーサ１１８とともに、ＭＣＰスペーサ１１４の厚み裕度（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は、ＭＣＰ１０６とフォトカソード１０４との間の距離を効果的に制御し、それによってハロー（後により詳細に説明される）を制限する。ＭＣＰスペーサ１１４は、セラミックまたはガラスのような任意の他の非導電性材料から形成される、非導電性の平らな円柱状のリングになり得る。スペーサ１１４の外面に配置される２つの導電性領域（図５ｂに最適に示される）は、フリットシール接点からＭＣＰ１０６の上面および底面までの電気的接続を提供する。２つの導電性領域以外に、スペーサ１１４は、ＭＣＰ１０６を蛍光スクリーン１１２および光ファイバ基板１１１に配置される他の電気接点から絶縁する。

ＭＣＰスペーサ１１４は、エポキシまたははんだのどちらでもを用いて、ＭＣＰ１０６およびスクリーンアセンブリ１１０の両方に固定され得る。様々なエポキシまたははんだが、構成要素を固定するために使用され得る。エポキシが高温真空互換エポキシになり得るが考慮される。はんだが使用された場合、はんだは、真空ベイクの中の低圧およびリフローにおいて結合可能である低温はんだになり得る。はんだ材料の非限定実施例は、インジウム薄膜または金／錫薄膜である。はんだは、デカール（ｄｅｃａｌ）（例えば、厚さ．０００５”）の形になり得る。デカールの厚み裕度が最小（例えば、約０．０００１”）であるため、デカールは、アセンブリ観点からは都合が良く、それによって比較的連続的なアセンブリ処理を提供する。更に、平らなデカールを有するスペーサ１１４の平らな形は、アセンブリ処理を更に強化する。

カソードスペーサ１１８は、スクリーンアセンブリ１１０とフェースプレートアセンブリ１０２との間に挟まれ、それらを完全に離す。ＭＣＰスペーサ１１４とともに、カソードスペーサ１１８の厚み裕度は、ＭＣＰ１０６とフォトカソード１０４との間の距離を効果的に制御する。単一の平らな円柱状のリングから必要に応じて形成されるカソードスペーサ１１８は、銅、ガラス、またはアルミニウムのような任意の導電性または非導電性材料から形成され得る。更に、光ファイバ基板１１１が非導電性材料から形成され得るため、フォトカソードスペーサ１１８は、蛍光スクリーン１１２およびフォトカソード１０４の電位をショートさせることの心配なしに、導電性材料から形成され得る。カソードスペーサは、管アセンブリ１００の円周のまわりを連続的に延び得る（または延びなくてもよい）。カソードスペーサは、エポキシ、はんだ、溶接、またはその分野で知られる任意の他の接続を用いて、光ファイバ基板１１１および入力フェースプレート１０３の両方に必要に応じて結合される。

図２ｂに示されるセンタリングリング１１７は、管アセンブリ１００を円周的に囲み、光ファイバ基板１１１および入力フェースプレート１０３に隣接し、必要に応じてカソードスペーサ１１８に隣接する。図２ａおよび図２ｂに示されるセンタリングリング１１７は、管アセンブリ１００の円周のまわりを連続的に延びる。構造サポートを提供することに追加して、センタリングリング１１７は、フォトカソード１０４への導電性経路を提供し得る。センタリングリング１１７と、光ファイバ基板１１１と、入力フェースプレート１０３との間のインターフェースは、内部チャンバ１１３の至る所に真空状態を維持するために、望ましくは、気密である。インジウムシールまたは低温ろう付け結合は、必要に応じて上記のインターフェースを結合し得る。非限定実施例として、インジウムシールは、例えば、低圧アプリケーションを介して接着される、厚さ０．００２”のインジウムデカールになり得る。熱シールも、インジウムシールをＲＦエネルギーを用いて熱することによって使用され得る。

代替的に、センタリングリング１１７とカソードスペーサ１１８との間のインターフェースは、真空密になる必要はない。したがって、センタリングリング１１７は、圧入のような任意の機械的な締め付け手段を介してカソードスペーサ１１８に結合され得る。センタリングリングは、エポキシ、ろう付け結合、またはインジウム膜を介して、カソードスペーサ１１８にも結合され得る。カソードスペーサ１１８およびセンタリングリング１１７は、図２ｂにおいて別々の構成要素として示されるが、管アセンブリ構成要素の数を更に減少させるために、それらは、単一の構成要素から全体的に形成され得る。

上述されたように、真空状態は、管アセンブリ１００の内部チャンバ１１３内に存在する。真空は、電子のフォトカソード１０４からＭＣＰ１０６へ、次いで蛍光スクリーン１１２への移動を容易にする。管アセンブリ１００はシールされているが、ガス分子は、管アセンブリのライフタイムに渡って内部チャンバ１１３内に形成し得る。ゲッタ１１９は、内部チャンバ１１３内のガス分子を収集することによって、真空状態を維持する。ゲッタ材料の使用は、その分野において周知であるように、吸着、吸収、または吸蔵によって遊離ガスを収集するために、所定の固体の能力に基づく。

ゲッタは、図２ａおよび図２ｂに示されるように、必要に応じて、円周のまわりに延びる円柱状のリングの形をとる。ゲッタ１１９は、単一の構成要素として示されるが、ゲッタ１１９は、２つ以上の構成要素から形成され得、必要に応じて、円周の一部のまわりに延び得る。更に、ゲッタ１１９は、円柱状のリングに限定されておらず、ワイヤまたは他の構造にもなり得る。ゲッタ１１９は、スクリーンアセンブリ１１０とフェースプレートアセンブリ１０２との間に配置され得、溶接、ろう付け結合、またはエポキシを介して、カソードスペーサ１１８に固定され得る。図２ｂに示されるように、ギャップは、必要に応じて、ゲッタ１１９の上および下に存在する。示されるギャップは、ゲッタ１１９の動作に対して重大ではない。

イメージ増強管アセンブリは、蒸発可能型または蒸発不可能型ゲッタのどちらでも含み得ることが認識される。この例示的な実施形態において、蒸発可能なゲッタ１１９およびその対応するゲッタシールド１２０は、例示のために選択される。動作の進行を通じて、蒸発可能なゲッタ材料は、蒸発し、ゲッタシールド１２０の表面上に集まる。蒸発不可能なゲッタが選択された場合、ゲッタシールドは要求されない場合もある。

ゲッタシールドは、円柱状のリングであり、必要に応じて、円周のまわりに延び、ゲッタ１１９よりも半径方向内側に配置される。ゲッタシールド１２０は円柱状のリングとして示されるが、ゲッタシールド１２０は、そのような形または形式に限定されない。ゲッタシールドは、任意の真空互換および構成的に安定した材料から形成され得る。溶接、エポキシ、または薄膜は、２つの構成要素を一時的または永久的に結合するために、ゲッタシールド１２０および光ファイバ基板１１１のインターフェースにおいて適用され得る。

ハローは、イメージ増強管の性能を制限する要因であり、フォトカソードとＭＣＰとを離す距離に依存する。フォトカソードとＭＣＰとの間の所望の距離の裕度は、数ミクロンのオーダーにおいてあり得る。ハローを制限または最小化するためには、ＭＣＰとフォトカソードとの間の距離が正確であるべきである。図１に示される従来技術の実施例は、ＭＣＰとフォトカソードとの間に配置される少なくとも６つのスペーサ、ターミナル、およびプレートを含み、各々の厚みは対応する裕度を有する。したがって、示される実施例においては、フォトカソードとＭＣＰとの間の距離を制御するために、６つ全ての構成要素の裕度を制御することは非常に困難である。

しかしながら、図２ａおよび図２ｂに示される例示的な実施形態においては、２つの平らなスペーサのみがＭＣＰ１１４とフォトカソード１０４とを離す。より詳細に、カソードスペーサ１１８は、スクリーンアセンブリ１１０とフォトカソード１０４とを離し、ＭＣＰスペーサ１１４は、ＭＣＰ１０６とスクリーンアセンブリ１１０とを離す。したがって、カソードスペーサ１１８およびＭＣＰスペーサ１１４のみが、ＭＣＰ１０６とフォトカソード１０４との間のギャップを規定する。示されていないが、ＭＣＰスペーサ１１４をＭＣＰ１０６およびスクリーンアセンブリ１１０に固定するはんだ、薄膜、またはエポキシ層も、ＭＣＰ１０６とフォトカソード１０４との間のギャップ裕度に影響する。更に、カソードスペーサ１１８をフェースプレートアセンブリ１０２およびスクリーンアセンブリ１１０に固定するはんだ、薄膜、またはエポキシ層も、ＭＣＰ１０６とフォトカソード１０４との間のギャップ裕度に影響する。しかしながら、はんだ、薄膜、デカール、またはエポキシ層の厚さおよびその関連する裕度は、最小である。更に、平らな表面および少数の構成要素は、管アセンブリ１００の正確な裕度および安価なアセンブリを更に容易にする。

フォトカソード１０４、ＭＣＰ１０６、蛍光スクリーン１１２、およびゲッタ１１９の各々は、電力源（図示せず）に別々に接続されている。これらの構成要素の各々は、異なる電位において動作する。特に、蛍光スクリーン１１２は、フォトカソード１０４より高い陽電位において維持される。ＭＣＰ１０６は、フォトカソード１０４より高い陽電位において維持され、蛍光スクリーン１１２より低い陽電位において維持される。したがって、電位を各々の構成要素に導く導電性経路は、導電性経路の電気ショートを抑止するために、互いから絶縁される。

次に図３ａおよび図３ｂを参照すると、ＭＣＰ１０６、ＭＣＰスペーサ１１４、および光ファイバスクリーンアセンブリ１１０が示される。光ファイバスクリーンアセンブリは、光ファイバ基板１１１およびいくつかのフリットシールアセンブリ、すなわち、ＭＣＰ電気入力接点１５０、ＭＣＰ電気出力接点１５２、第１のゲッタ電気接点１２６、第２のゲッタ電気接点１２９、および蛍光スクリーン接点１５３、を含む。各フリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１の厚み寸法を介して延びる接点スリーブ１２１およびフリットビーズ１２２（図２ｂ）を含む。各フリットシールアセンブリは、電気を異なる電気接点に導く。より詳細に、ＭＣＰ入力接点１５０は、電気をＭＣＰ１０６の入力側に導き、ＭＣＰ出力接点１５２は、電気をＭＣＰ１０６の出力側に導き、ゲッタ接点１２６および１２９は、電気をゲッタ１１９に導き、および蛍光スクリーン接点１５３は、電気を蛍光スクリーン１１２に導く。フリットシールアセンブリは、異なる電圧または電位との間の電気ショートを抑止するために、十分に配置される。

次に図４ａを参照すると、光ファイバスクリーンアセンブリ１１０およびＭＣＰスペーサ１１４が示される。示されるように、ＭＣＰスペーサ１１４は、導電性ストリップ１５７のすぐ上に静止する。ＭＣＰスペーサ１１４が絶縁的であるため、ＭＣＰスペーサ１１４は、導電性ストリップ１５７から電気的に絶縁される。蛍光スクリーン１１２は、蒸発、プレーティング、または同様の処理によって、光ファイバ基板１１１の上面に配置される。光ファイバ基板１１１の上面に更に配置またはプレートされる薄い導電性ストリップ１５７は、蛍光スクリーン１１２から蛍光スクリーン電気接点１５３へと延びる。蛍光スクリーン導電性経路は、導電性ストリップ１５７に沿って蛍光スクリーン１１２へと、蛍光スクリーン接点１５３から延びる。動作の間、電流を運ぶ雌の接点（図示せず）は、電力を蛍光スクリーン１１２に提供するために、蛍光スクリーン接点１５３に電気的に接続される。

図３ａおよび図３ｂに戻って参照すると、２つの短い導電性ストリップ１５８および１５９がそれぞれ、ＭＣＰ電気入力接点１５０およびＭＣＰ電気出力接点１５２を導電的に作動させるために、光ファイバ基板１１１の上面に配置またはプレートされて示される。アセンブリにおいては、導電性ストリップ１５８および１５９は、後に説明するように、ＭＣＰスペーサ１１４上に、導電性領域に対して整列され得る。

図２ｂに示される管アセンブリ１００は、ＭＣＰ１０６のために２つの電気接続を要求する。より詳細に、ＭＣＰ１０６の上入力側１０７および底出力側１０８は、異なる電位において維持される。本発明は、２つの個別の導電性経路を、ＭＣＰ１０６の入力側および出力側の両方に規定するために、ＭＣＰスペーサ１１４を使用する。図４ａ〜図４ｃ、図５ａ〜図５ｄ、および図６ａ〜図６ｃに示されるように、ＭＣＰ入力経路１３２およびＭＣＰ出力経路１３０はそれぞれ、電流をＭＣＰ入力接点１５０（図４ａ）およびＭＣＰ出力接点１５２（図４ａ）からＭＣＰ１０６の上側および底側に導くために、ＭＣＰスペーサ１１４およびＭＣＰ１０６の両方の外面上にパターン化される。導電性経路１３０および１３２は、スペーサ１１４およびＭＣＰ１０６の上に、必要に応じて、堆積、蒸発、スパッタ、またはプレートされ得る。

ＭＣＰ入力経路１３２は、複数の導電性領域、すなわち、導電性領域１３２ａから１３２ｅまでを含む。導電性領域１３２ａから１３２ｃは、ＭＣＰスペーサ１１４の外面上に配置され、導電性領域１３２ｄおよび１３２ｅは、ＭＣＰ１０６の外面上に配置される。より詳細に、導電性領域１３２ａは、ＭＣＰスペーサ１１４の底側１１５に配置され、光ファイバ基板１１１上に配置される導電性ストリップ１５８と接触する。導電性領域１３２ｂは、ＭＣＰスペーサ１１４の外面部分に沿って垂直に延び、ＭＣＰスペーサ１１４の底側１１５の導電性領域１３２ａに接続される。導電性領域１３２ｃは、ＭＣＰスペーサ１１４の上側１１６上に環状形に配置され、導電性領域１３２ｂに接続される。導電性領域１３２ｃは、スペーサ１１４の外径に広がり、必要に応じて、スペーサ１１４の全体的な円周のまわりに延びる。領域１３２ｃのサイズは、電流を分配するために十分な任意の寸法になり得る。

ＭＣＰスペーサ１１４の上側１１６は、ＭＣＰ１０６の下側１０８と接触する。さらには、ＭＣＰ１０６の下側１０８に配置される伝導領域１３２ｄは、ＭＣＰスペーサ１１４の上側１１６に配置される伝導領域１３２ｃと実質的に整列され、接続される。伝導領域１３２ｄは、必要に応じて、ＭＣＰ１０６の全周囲に沿って延ばされる。伝導領域１３２ｄは、ＭＣＰスペーサ１１４に配置される環状伝導領域１３２ｃと実質的に同一サイズである。伝導領域１３２ｅは、ＭＣＰ１０６の外面の一部に沿って垂直方向に延び、伝導領域１３２ｄに接続される。図示はされないが、伝導領域１３２ｅは、ＭＣＰ１０６の全周囲に沿って延ばされ得る。ＭＣＰ１０６の上入力側１０７上の伝導領域１０７’は、伝導領域１３２ｅに接続される。伝導領域１０７’は、ＭＣＰ１０６の上入力側１０７を所定の電圧にて維持する金属性面である。

ＭＣＰ入力路１３２の一部分が、明確性のために図３ｂに示される。ＭＣＰ出力接触１５０から延びる伝導ストリップ１５８は、伝導領域１３２ａ（図３ｂにおいて図示せず）に接続され、その伝導領域１３２ａは、ＭＣＰスペーサ１１４の外面の一部分に沿って延びる伝導領域１３２ｂに接続される。図示はされないが、伝導領域１３２ｂは、必要に応じて、伝導領域１３２ｅと整列され得る。

ＭＣＰ入力路１３２と同様に、ＭＣＰ出力路１３０は、複数の伝導領域、つまり、ＭＣＰスペーサ１１４の外部面に配置される伝導領域１３０ａから１３０ｃを含む。より詳細には、伝導領域１３０ａは、ＭＣＰスペーサ１１４の下側１１５に配置され、伝導ストリップ１５９と接触する。伝導領域１３０ａは、伝導領域１３２ａから十分に離され、それによって、それら２つの領域間の電気的なショートを避ける。伝導領域１３０ａのサイズ、形、および位置は、伝導領域１３２ａのそれらに加え、図面に選択された実施形態に限定されない。

伝導領域１３０ｂは、ＭＣＰスペーサ１１４の内部円柱状面に沿って、垂直方向に延び、伝導領域１３０ａに接続される。伝導領域１３０ｂは、図５ｃに示されるように、周囲の一部に沿って延びるが、伝導領域１３０ｂは、ＭＣＰスペーサ１１４の全周囲に沿って垂直方向に延び得る。環状伝導領域１３０ｃは、伝導領域１３２ｃの内部を放射状に、ＭＣＰスペーサ１１４の上側１１６に配置され、ＭＣＰスペーサ１１４の内部円柱状面へ延びる。伝導領域１３２ｃは、伝導領域１３０ｂに接続される。伝導領域１３０ｃおよび１３２ｃは、環状ギャップ「Ａ」によって離され、その環状ギャップは、伝導領域１３０ｃおよび１３２ｃ間の電気的なショートを抑制するのに十分な任意の寸法であり得る。図示はされないが、伝導領域１３０ｃおよび１３２ｃは、長方形であり得（領域１３０ａおよび１３２ａに類似する）、示される環状形に限定されない。

ＭＣＰ１０６の下出力側１０８にパターンされる伝導領域１０８’は、ＭＣＰスペーサ１１４の上側１１６に位置する伝導領域１３０ｃに接続される。伝導領域１０８’および伝導領域１３０ｃの両方の中心は、それら領域間の伝導接触を確実にするために実質的に整列される。伝導領域１０８’は、金属性面であり、所定の電圧にてＭＣＰ１０６の下出力側１０８を維持する。伝導領域１０８’および１３２ｄは、環状ギャップ「Ｂ」によって離され、その環状ギャップは、伝導領域１０８’および１３２ｄ間の電気的なショートを抑制するのに十分な任意の寸法であり得る。

簡単に検討し、電源（図示されず）から延びる、電流を帯びたワイヤ、雄ピン、または雌接触部は、ＭＣＰ電気入力接触部１５０に接続される。電流は、ＭＣＯ電気入力接触部１５０を介して、伝導ストリップ１５８へ伝わる。伝導ストリップ１５８は、ＭＣＰスペーサ１１４の外部面に配置される伝導領域１３２ｃを介して、伝導領域１３２ａと接触する。その後、電流は、ＭＣＰ１０６の外部面に配置される伝導領域１３２ｄおよび１３２ｅを介して伝わる。伝導領域１３２ｅは、伝導領域１０７’と接続され、所定の電圧にてＭＣＰ１０６の上入力側１０７を維持する。

さらに、電源から延びる、電流を帯びたワイヤ、雄ピン、または雌接触部は、ＭＣＰ電気出力接触部１５２に接続される。電流は、ＭＣＰ電気出力接触部１５２を介して、伝導ストリップ１５９へ伝わる。伝導ストリップ１５９は、ＭＣＰスペーサ１１４の外部面に配置される伝導領域１３０ｃを介して、伝導領域１３０ａとリンクされる。その後、電流は、所定の電圧にてＭＣＰ１０６の下出力側１０８を維持する伝導領域１０８’に伝わる。ＭＣＰ１０６の下出力側１０８は、ＭＣＰ１０６の上入力側１０７よりも高い、または、低い電位において維持され得る。

図２ｂおよび図４ａを参照し、この例示的な実施形態の管アセンブリ１００は、ゲッタ１１９のために２つの電気的接続を含む。簡単に、電源（図示されず）は、（例えば、ワイヤまたはピンを介して）ゲッタ接触部１２６および１２９と結合される。図示はされないが、この例示的な実施形態において、２つのワイヤは、ゲッタ接触部１２６および１２９とゲッタ１１９との間へ延び、それらに伝導的に接続される。しかし、本発明が、記載される伝導路に限定されないように、他の様式が、ゲッタを作動するのに存在する。

図２ｂを参照し、本例示的実施形態の管アセンブリ１００は、フォトカソード１０４のために１つの電気的接続を含む。簡単に、電源（図示されず）は、フォトカソード１０４に伝導的に結合されるセンタリングリング１１７に（例えば、ワイヤまたはピンを介して）結合される。複数の様式が、センタリングリング１１７からフォトカソード１０４への伝導路を確立するのに存在する。例えば、センタリングリング１１７は、例えば、単に、圧入、インジウムシール、ブレーズ、はんだ、または溶接を介して、フォトカソード１０４と接触し得る。代替的に、カソードスペーサ１１８が伝導材料より成る場合、センタリングリング１１７は、フォトカソード１０４と伝導的に結合し得るカソードスペーサ１１８と伝導的に結合し得、それによって、伝導路が確立される。さらに、金属性接触領域は、フォトカソード１０４の円柱状面に配置され得、その面は、センタリングリング１１７と物理的に接触する。

本例示的実施形態の管アセンブリ１００のアセンブリに関連し、蛍光スクリーン１１２は、光ファイバ基板１１１の上面に配置、めっき、または結合される。フリットシールアセンブリは、光ファイバ基板１１１に位置する開口部１２３を介して挿入される。フリットシールアセンブリは、ガラスフリットが溶け、必要に応じて、密閉した真空性シールを形成するまで加熱される。ＭＣＰスペーサ１１４は、光ファイバ基板１１１の上に配置され、それによって、伝導領域１３２ａおよび１３０ａのそれぞれは、伝導ストリップ１５８および１５９のそれぞれと整列し、伝導的に係合する。伝導性エポキシ、溶接、はんだ、または膜フィルムは、例えば、ＭＣＰスペーサ１１４を光ファイバ基板１１１に固定するために利用され得る。ＭＣＰ１０６は、ＭＣＰスペーサ１１４の上に配置され、それによって、伝導領域１３２ｄおよび１０８’のそれぞれが、ＭＣＰスペーサ１１４の伝導領域１３２ｃおよび１３０ｃのそれぞれに物理的に接触し、伝導的に係合する。伝導性エポキシ、溶接、はんだ、または膜フィルムは、例えば、ＭＣＰ１０６をＭＣＰスペーサ１１４に付着するために利用され得る。カソードスペーサ１１８は、例えば、プレージング、はんだ付け、伝導性エポキシの塗付を介して、光ファイバ基板１１１に結合され得る。ゲッタ１１９は、カソードスペーサ１１８に隣接して位置し、例えば、必要に応じて、プレージング、はんだ付け、伝導性エポキシの塗付を介して、カソードスペーサ１１８に結合される。ゲッタ１１９が、配置タイプである場合（図２ａおよび図２ｂに示されるように）、ゲッタシールド１２０は、管アセンブリ１００に含まれ得、ゲッタ１１９に隣接して位置される。

入力フェースプレート１０３は、カソードスペーサ１１８の上に位置する。センタリングリング１１７は、光ファイバ基板１１１および入力フェースプレート１０３に結合する。センタリングリング１１７は、必要に応じて、カソードスペーサ１１８に結合される。インジウムシール（選択的に、インジウムデカール）は、センタリングリング１１７と光ファイバ基板１１１とのつがい（ｍａｔｉｎｇ）インターフェースにおいて、および、センタリングリング１１７と入力フェースプレート１０３とのつがいインターフェースにおいて、位置し得る。最低限の圧力が、インジウムシールに印加され、アセンブリの全体が、その後、前述のつがいインターフェースにおいて密閉シールを形成するために、真空ベークにてリフローされる。

本明細書中においてアセンブリステップが記載されるが、アセンブリ処理は、記載されたステップ、またはそのステップの順序に限定されない。それどころか、アセンブリの順序およびアセンブリ構成要素は、前述の記載とは大幅に変化し得る。

図７を参照し、イメージ増強管アセンブリ２００の他の例示的実施形態が示される。管アセンブリ２００は、管アセンブリ１００と類似するが、管アセンブリ２００は、光ファイバインバータ２２０を含む。光ファイバインバータ２２０は、イメージを反転するように構成される。暗視装置の対物レンズ（図示せず）は、通常、第１のイメージを反転するため、光ファイバインバータ２２０は、接眼レンズ（図示せず）を介して見るために、イメージの右側を上へと回転するのに使用される。光ファイバインバータ２２０は、光学セメントを用いて、管アセンブリに結合され得る。光ファイバインバータが図示するために選択されたが、非反転光ファイバが、管アセンブリ２００に結合され得もする。光ファイバ基板２１１の機構設計のために、管アセンブリ２００は、反転または非反転光ファイバのいずれかを収容する。多くの場合、現在の管アセンブリは、反転または非反転光ファイバのいずれかを収容するために、個別の、そのための管アセンブリを必要とする。アセンブリ、コスト、棚卸の観点において、反転または非反転光ファイバのいずれかを収容可能な単一の管アセンブリを提供することが有利であり得る。

図８を参照すると、イメージ増強管アセンブリ３００の別の例示的な実施形態が示される。管アセンブリ３００は、それがスペーサ、フリットシールアセンブリ、ゲッタ、ゲッタ接触部などを組み込んでいるゆえに、管アセンブリ１００に類似している。しかしながら、管アセンブリ３００は、前述した光ファイバアセンブリの代わりにシリコンイメージャアセンブリ３２０を一体化する。シリコンイメージャアセンブリ３２０は、電子検出電気読み出しアノードとしても知られている。シリコンイメージャアセンブリ３２０は、相補的な酸化金属半導体（ＣＭＯＳ）およびセラミックヘッダ、または電荷結合素子（ＣＣＤ）およびセラミックヘッダであり得る。イメージ増強管アセンブリの実施形態の別の利点は、イメージングシステムまたは「管」の多様なスタイルが、管アセンブリ１００、２００、３００と一体化され得ることである。

シリコンイメージャアセンブリ３２０のセラミックヘッダの上部表面は実質的に平面であり得る。比較のために、様々な従来技術のシリコンイメージャアセンブリの実施形態の上部表面は、電気光学的な集光のための、突き出たリブ（ｒｉｂ）部を含む。従って、この例示的な実施形態における突き出たリブ部の除外、より詳細には、突き出たリブ部を作成する製造ステップの削減はコストを節約し得る。あるいは、シリコンイメージャアセンブリのセラミックヘッダは、カソードスペーサおよびＭＣＰスペーサを組み込むために、非平面であり得る。

管アセンブリ３００を組み立てるステップは、シリコンイメージャアセンブリ３２０を組み立てることを除いて、管アセンブリ１００に関連するアセンブリプロセスに類似している。シリコンイメージャアセンブリ３２０の外部周辺の一部は、インジウム密閉、蝋付け、溶接、はんだ付け、エポキシ、または任意の技術的に知られる留める方法を用いて、センタリングリング３１７に結合され得る。シリコンイメージャアセンブリ３２０とセンタリングリング３１７との間のインターフェースは密閉して密封され得、管アセンブリ３００内に真空状態を維持する。

本発明の好ましい実施形態が本明細書において示され、記載されているが、そのような実施形態は例示としてのみ提供されているということが理解される。無数の変形、変更、および代用が、本発明の趣旨から逸れることなく当業者によってなされる。従って、添付された請求の範囲が、本発明の趣旨および範囲内にある全てのそのような変形をカバーすることが意図される。また、図面に示されるために選択された実施形態は縮尺通りに示されておらず、図に示された比率に限定されない。接続手段が本明細書において記載されているが、技術的に知られている任意の接続手段が利用され得ることは理解される。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。

イメージ増強管が提供される。イメージ増強管は、光ファイバ基板に置かれるマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、フォトカソード、および蛍光スクリーンを有する。第１のスペーサは、マイクロプレートと光ファイバ基板との間との間に配置される。第２のスペーサは、光ファイバ基板とフォトカソードとの間に配置される。第１および第２のスペーサは協働し、イメージ増強管が効率的に動作するように、ＭＣＰ、蛍光スクリーン、およびフォトカソードの空間的関係を提供する。

従来のイメージ増強管の断側面図である。 本発明の一局面に従うイメージ増強管の実施形態の断側面図である。 図２ａに示されるイメージ増強管の実施形態の詳細図である。 図３ａは、図２ａに示される光ファイバスクリーンアセンブリ、マイクロチャネルプレートスペーサ、およびマイクロチャネルプレートの透視図であり、図３ｂは、図３ａに示されるサブアセンブリの実施形態の詳細図である。 図４ａは、図２ａに示される光ファイバスクリーンアセンブリおよびマイクロチャネルプレートスペーサの上面図であり、図４ｂは、図４ａには示されないマイクロチャネルプレート、および図４ａに示される光ファイバスクリーンアセンブリおよびマイクロチャネルプレートスペーサの詳細図であり、図４ｃは、図４ａには示されないマイクロチャネルプレート、および図４ａに示される光ファイバスクリーンアセンブリおよびマイクロチャネルプレートスペーサの他の詳細図である。 図５ａは、図２ａに示されるマイクロチャネルプレートスペーサの実施形態の下面図であり、図５ｂは、図５ａに示されるマイクロチャネルプレートスペーサの上面図であり、図５ｃは、図５ａに示されるマイクロチャネルプレートスペーサの断面図であり、図５ｄは、図５ａに示されるマイクロチャネルプレートスペーサの側面図である。 図６ａは、図２ａに示されるマイクロチャネルプレートの実施形態の上面図であり、図６ｂは、図６ａに示されるマイクロチャネルプレートの下面図であり、図６ｃは、図６ａに示されるマイクロチャネルプレートの側面図である。 本発明の一局面に従う、光ファイバインバータを含むイメージ増強管の他の実施形態の断側面図である。 本発明の一局面に従う、イメージ増強管の他の実施形態の断側面図である。

符号の説明

１００ イメージ増強管アセンブリ
１０２ フォトカソードフェースプレートアセンブリ
１０６ マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）
１１０ 光ファイバスクリーンアセンブリ
１１４ マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）スペーサ
１１７ センタリングリング
１１８ カソードスペーサ
１１９ ゲッタ
１２０ ゲッタシールド
１２６、１２９ フリットシールアセンブリ

Claims (12)

1. 光ファイバ基板に置かれるマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、フォトカソード、および蛍光スクリーンを有するイメージ増強管であって、該イメージ増強管は、
   該ＭＣＰと該光ファイバ基板との間に配置される第１のスペーサと、
   該フォトカソードと該光ファイバ基板との間に配置される第２のスペーサと
   を備え、
   該第１および該第２のスペーサは協働し、該イメージ増強管が効率的に動作するように、該ＭＣＰ、該蛍光スクリーン、および該フォトカソードの空間的関係を提供する、
   イメージ増強管。
2. 前記第１および前記第２のスペーサのみが、前記イメージ増強管が効率的に動作するように前記空間的関係を提供する、請求項１に記載のイメージ増強管。
3. 前記第１のスペーサが、前記マイクロチャネルプレートと前記光ファイバ基板との間に挟まれる単一の構成要素である、請求項１に記載のイメージ増強管。
4. 前記第２のスペーサが、前記光ファイバ基板と前記フォトカソードとの間に挟まれる単一の構成要素である、請求項１に記載のイメージ増強管。
5. 前記光ファイバ基板と前記フォトカソードとの間に配置されるゲッタをさらに備える、請求項１に記載のイメージ増強管。
6. 前記ゲッタが、前記イメージ増強管の内部空洞内の真空を維持するように構成される蒸発性ゲッタである、請求項５に記載のイメージ増強管。
7. 前記ゲッタが、前記イメージ増強管の内部空洞内の真空を維持するように構成される非蒸発性ゲッタである、請求項５に記載のイメージ増強管。
8. 前記ゲッタが実質的にフラットな円柱状のリングを備える、請求項５に記載のイメージ増強管。
9. 前記ゲッタに隣接し、前記光ファイバ基板と前記フォトカソードとの間に配置されるゲッタシールドをさらに備える、請求項５に記載のイメージ増強管。
10. 前記複数のスペーサが各々実質的にフラットな円柱状のリングである、請求項１に記載のイメージ増強管。
11. 前記第１のスペーサが、導電性エポキシを用いて前記マイクロチャネルプレートおよび前記光ファイバ基板に固定される、請求項１に記載のイメージ増強管。
12. 前記第１のスペーサが、はんだ付けプロセスによって前記マイクロチャネルプレートおよび前記光ファイバ基板に固定される、請求項１に記載のイメージ増強管。

Images