專利名稱：圖像增強裝置的排氣管座組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
圖像增強(intensifier)裝置用在夜視系統(tǒng)中，從而將黑暗環(huán)境轉(zhuǎn)換成觀察者能 夠察覺的明亮環(huán)境。夜視系統(tǒng)具有工業(yè)、商業(yè)和軍事應(yīng)用。圖像增強裝置采集黑暗環(huán)境中 的微量的光，包括較低部分的紅外光譜，其存在于環(huán)境中但是人眼不能覺察。裝置將光放大 從而人眼可以察覺到圖像。圖像增強裝置的光輸出可以提供給照相機、外部監(jiān)測器或者直 接提供給觀察者的眼睛。
背景技術(shù)：
圖像增強裝置通常包括安裝在抽真空的殼體內(nèi)的三個基本部件，也就是光陰極 (通常稱為陰極)，微通道板(MCP)和陽極。光陰極是光敏板，當(dāng)被光照射時能夠釋放電子。 MCP是薄玻璃板，具有通道的陣列，該通道在玻璃板的一側(cè)(輸入)和另一側(cè)(輸出)之間 延伸。MCP定位在光陰極和陽極之間。 MCP的外表面可以利用離子阻擋膜(ion barrier film)涂覆。與不具有膜的MCP 相比，利用薄膜涂覆MCP的外表面在圖像增強管的性能和使用壽命方面實現(xiàn)了可觀的改 進。將具有膜的MCP結(jié)合到圖像增強管中已經(jīng)產(chǎn)生了新的一組挑戰(zhàn)。這里描述滿足那些挑 戰(zhàn)的方案。 操作中，來自光陰極的輸入電子進入MCP的輸入偵U，并且撞擊通道壁。當(dāng)電壓穿過 MCP施加時，輸入的或者初級電子被放大，產(chǎn)生次級電子。次級電子在MCP的出口側(cè)處離開 通道。離開MCP通道的次級電子帶負電荷，并且因此被吸引到帶正電荷的陽極。陽極可以 是熒光屏，或者硅成像器，例如互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或者電荷耦合器件(CCD)。
圖像增強裝置的三個基本部件定位在抽真空殼體或者真空封套內(nèi)。真空有助于電 子從光陰極穿過MCP并且流動到陽極。不可蒸發(fā)的吸氣劑(getter)定位在抽真空殼體中， 用于通過收集氣體分子來保持真空狀態(tài)。不可蒸發(fā)的吸氣劑裝置，現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，用 于從抽真空的電子管排出不需要的氣體。吸氣劑材料的使用是基于某些固體能夠通過吸 附、吸收或者封閉來收集自由氣體的能力，如現(xiàn)有技術(shù)公知的。提高或者保持圖像增強裝置 殼體內(nèi)的真空是圖像增強裝置制造商的目標(biāo)。為了該目標(biāo)，這里描述的圖像增強裝置使得 吸氣劑材料的使用最大化，并且結(jié)合了密封結(jié)構(gòu)，用于保持殼體內(nèi)的真空狀態(tài)。
—直需要進一步發(fā)展和改進圖像增強裝置的部件和用于裝配圖像增強裝置的方 法，用于性能、可靠性、可制造性以及裝配的成本和簡便性。 下列美國專利整體引為參考Wheel er等的5493111， Suyama等的6586877， Vrescak等的6040657， Benz等的6747258， Iosue的6331753， Wimmer的4039877， Wodecki 等的5510673， Iosue的6483231， Thomas的5994824， Iosue的6847027， Thomas的5994824。 下列美國專利申請整體引為參考:Costello的11/193065， Thomas的11/194865， Yamauchi 等的10/482767， Shimoi等的10/973336。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個方面，公開了一種圖像增強裝置。圖像增強裝置具有微通道板
(MCP)，該微通道板具有施加到其表面的薄膜。陽極組件包括安裝到管座的圖像傳感器(攝
像傳感器)，定位在MCP附近。間隔件限定一安裝表面，緊靠著陽極組件的管座的安裝表面
定位，用于將MCP從陽極組件分開。凹部限定在管座或間隔件中，位于管座和間隔件的交界
處。凹部形成了限定在間隔件和管座之間的通道，有機氣體穿過該通道。 根據(jù)本發(fā)明另一個方面，圖像增強裝置包括抽真空殼體，并且吸氣劑材料沉積在
凹部上用于吸收有機氣體從而保持抽真空殼體內(nèi)的真空狀態(tài)。 根據(jù)本發(fā)明另一個方面，公開了制造圖像增強裝置的方法。該方法包括將圖像傳 感器安裝在陽極組件的管座上的步驟。間隔件的安裝表面定位在陽極組件的管座的安裝表 面上，從而通道限定在間隔件和管座之間的交界處。具有薄膜的MCP定位在間隔件的另一 個表面上，從而間隔件定位在具有薄膜的MCP和圖像傳感器之間，并且空間限定在具有薄 膜的MCP和圖像傳感器之間。真空被施加從而從具有薄膜的MCP和圖像傳感器之間的空間 抽吸有機氣體，并且穿過限定在間隔件和管座之間交界處的通道。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，根據(jù)下列詳細描述，本發(fā)明更好理解。附圖包括
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的圖像增強管的側(cè)面剖視圖。
圖2示出了圖1的管的部分分解子組件的側(cè)面剖視圖。 圖3A示出了圖1的圖像增強管的俯視圖，其中光陰極省略，并且微通道板(MCP) 的一部分被切掉從而露出CMOS成像器。 圖3B是沿著線3B-3B截取的圖3A的部分圖像增強管的側(cè)面剖視圖。 圖4A是圖1的圖像增強管的子組件的頂側(cè)的透視圖，包括CMOS管座，MCP間隔件，
以及內(nèi)部密封構(gòu)件。 圖4B是圖4A的子組件的俯視圖。 圖5示出了圖1的圖像增強管的下部密封結(jié)構(gòu)的詳細視圖。
圖6示出了圖1的圖像增強管的詳細視圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖，根據(jù)下面的詳細描述，本發(fā)明將更好理解，附圖示出了本發(fā)明的典型實 施例，用于說明性目的。這種附圖用于說明，而非限制性，并且這里包括用于有助于解釋本 發(fā)明。本發(fā)明不限于所示的細節(jié)。雖然本發(fā)明這里參考具體實施例而示出和描述，但是在 權(quán)利要求的等效物的范圍內(nèi)，不脫離本發(fā)明，可以作出各種變化。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例的圖像增強管IO(下面稱為管10)的剖視 圖。管IO包括抽真空(evacuated)殼體12，殼體包括前蓋ll，前蓋安裝到后蓋13。在殼體 12內(nèi)，設(shè)置有光陰極(photocathode)14、微通道板(MCP) 16和陽極20 (或者稱為圖像傳感 器20)。 光陰極14連接到面板(fac印late) 15，該面板具有傾斜部分15A和平坦部分24， 該平坦部分24在真空殼體12的一端處支承在傳導(dǎo)支撐環(huán)22上。通常包括鉻的金屬化層(metalized layer) 25沉積在平坦部分24上從而傳導(dǎo)地接合支撐環(huán)22。金屬化層25連續(xù) 地沿著傾斜部分15A延伸以傳導(dǎo)地接合光陰極14和面板15。光陰極面板15抵靠支撐環(huán) 22產(chǎn)生了密封從而封閉真空殼體12的一端。支撐環(huán)22接觸光陰極14的面板上的金屬化 層25。金屬化層25聯(lián)接(couple)到光敏層26。這樣，通過在真空殼體12的外部上施加 電偏壓到支撐環(huán)22，電偏壓可以施加到抽真空環(huán)境內(nèi)的光陰極14的光敏層26。
第一環(huán)形陶瓷間隔件(spacer) 28定位在支撐環(huán)22下面。第一陶瓷間隔件28通 過第一銅焊環(huán)(未示出)連接到支撐環(huán)22，第一銅焊環(huán)在銅焊操作中連接到第一陶瓷間隔 件28和支撐環(huán)22。銅焊操作在支撐環(huán)22和第一陶瓷間隔件28之間產(chǎn)生了不透氣的密封。 上部MCP端子(terminal) 32，以金屬化接觸環(huán)的形式提供，連接到第一陶瓷間隔件28，與支 撐環(huán)22相反。第二銅焊環(huán)(未示出)置于上部MCP端子32和第一陶瓷間隔件28之間。上 部MCP端子32同樣在銅焊操作中連接到第一陶瓷間隔件28。上部MCP端子32延伸到真空 殼體12中，在其處，它傳導(dǎo)地接合金屬化卡環(huán)(sn即ring)38。金屬化卡環(huán)38接合MCP 16 的傳導(dǎo)上表面42。金屬化卡環(huán)38和MCP 16之間的接合下面參考圖5A詳細描述。通過在 真空殼體12的外部上施加電偏壓到上部MCP端子32，電偏壓可以施加到MCP 16的傳導(dǎo)上 表面42。 第二陶瓷間隔件46定位在上部MCP端子32下面，將上部MCP端子32從下部MCP 端子48間隔開。第二陶瓷間隔件46銅焊到上部MCP端子32和下部MCP端子48，這樣，第 三銅焊環(huán)(未示出)置于上部MCP端子32和第二陶瓷間隔件46之間，第四銅焊環(huán)(未示 出)置于第二陶瓷間隔件46和下部MCP端子48之間。下部MCP端子48延伸到真空殼體 12中，并且接合MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44。這樣，通過將下部MCP端子48連接到真空殼 體12外部的地電勢，MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44可以接地。 第三陶瓷間隔件56將下部MCP端子48從吸氣劑(getter)支撐件58分開。第三 陶瓷間隔件56被銅焊到下部MCP端子48和吸氣劑支撐件58。這樣，第五銅焊環(huán)(未示出) 置于下部MCP端子48和第三陶瓷間隔件56之間。類似，第六銅焊環(huán)(未示出)置于第三陶 瓷間隔件56和吸氣劑支撐件58之間。外部密封構(gòu)件64定位在吸氣劑遮蔽件(shield) 58 下面。外部密封構(gòu)件64銅焊到吸氣劑遮蔽件58。這樣，第七銅焊環(huán)(未示出)定位在外部 密封構(gòu)件64上方。 下部MCP端子48的部分69支承在MCP 16和陶瓷管座68之間。CMOS成像器 (imager)管芯(die) 43形式的陽極20安裝到管座68的表面。CMOS成像器的操作對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員是容易理解的?？商鎿Q的，陽極20可以是熒光屏或者另一種類型的硅成像器， 例如電荷耦合器件(CCD) 。 CMOS管芯43在陶瓷管座68上的安裝下面參考圖2A和2B詳細 描述。下部MCP端子48的部分69將MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44從CMOS管芯43的頂面分 開預(yù)定的精確距離。 內(nèi)部密封構(gòu)件66定位在陶瓷管座68的下面。內(nèi)部密封構(gòu)件66被銅焊到陶瓷管 座68。這樣，第八個銅焊環(huán)(未示出)置于陶瓷管座68和內(nèi)部密封構(gòu)件66之間。由于外 部密封構(gòu)件64和內(nèi)部密封構(gòu)件66的存在，真空殼體12的下端被真空密封。密封構(gòu)件64 和66都緊靠著密封杯(seal cup) 70密封。密封構(gòu)件64、66和密封杯70之間的密封接合 下面參考圖5詳細描述。上述銅焊交界部(interface)、灌封材料63以及密封的組合形成 了由真空殼體12限定的不透氣的封套。
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多個電子針腳45穿過陶瓷管座(頭部，header)68的主體定位，用于與電引線(未 示出)導(dǎo)電接觸，所述引線從CMOS管芯43延伸。電能、接地和/或信號通過針腳45分布。 后蓋13包括孔47，用于容納針腳45，從而配合的連接器(未示出)可以連接到針腳45，從 而給CMOS管芯43提供電能和/或從CMOS管芯43接收信號。 下面參考裝配管10的過程，圖像增強管裝配中一個重要步驟是在真空密封所述 管之前從管的內(nèi)部區(qū)域去除有害的有機氣體。有機氣體從管的陽極和/或其它部件散發(fā) 出。在真空密封所述管之前去除有機氣體改善了圖像增強管的性能和使用壽命。對于具有 無薄膜MCP的圖像增強管，有機氣體通過無薄膜MCP中限定的微小通道被真空抽吸，并且通 過部分裝配的管的頂端而排出。之后，光陰極安裝，并且真空密封到管的頂端。
與普通的圖像增強管不同，管10的MCP 16的表面利用離子阻擋膜涂覆。與結(jié)合 了無薄膜MCP的普通圖像增強管相比，離子阻擋膜用于改進圖像增強管10的性能和使用壽 命。雖然具有薄膜的MCP提供了多個性能方面的優(yōu)點，但是具有薄膜的MCP同樣帶來了裝配 圖像增強裝置中的各種問題，下面描述。由于施加到MCP的離子阻擋膜，從CMOS管芯(或 管的其它部件)散發(fā)的有機氣體被限制不能穿過具有薄膜的MCP。有機氣體被捕獲在MCP 和CMOS管芯之間的空間內(nèi)。由于捕獲在MCP和CMOS管芯之間的空間內(nèi)的有機氣體可能降 低管的性能和使用壽命，因此需要排出(即去除)那些氣體。 圖2示出了圖1的部分裝配的管10的側(cè)面剖視圖。圖2示出了裝配管10過程中 的特定裝配步驟。圖2的裝配步驟緊接著裝配子組件77之后進行，并且就在將光陰極14 和環(huán)形密封杯70裝配到子組件77上之前。 根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例，管10包括用于通過管10的下端去除有機氣體的設(shè) 置，如圖2中箭頭所示，該氣體從CMOS管芯43散發(fā)(和/或管10的其它部件)。在圖2所 示的裝配過程中，光陰極14從子組件77的頂端分隔開，并且環(huán)形密封杯70從子組件77的 底端分隔開。 真空源(未示出)通過光陰極14和子組件77頂端之間的間隙H而抽真空，如圖 2的箭頭所示，從而將MCP 16上方捕獲的有機氣體排出。之后，光陰極14被銅焊或者其它 方式安裝到子組件77的頂端，從而密封管10的頂端。真空源(未示出)還通過環(huán)形密封 杯70和子組件77底端之間設(shè)置的間隙G抽真空。從CMOS管芯43發(fā)出的有機氣體通過通 道80被抽吸，該通道限定在管座68和MCP間隔件16之間，從而去除捕獲在MCP 16和CMOS 管芯43之間的空間內(nèi)的有機氣體。之后，環(huán)形密封杯70安裝到子組件77的底端，從而密 封管10的底端。通過管座68和MCP間隔件16之間限定的通道80去除有機氣體對于具有 薄膜MCP(例如MCP 16)的圖像增強管(例如管10)是獨特的。利用無薄膜MCP的圖像增 強管不必須需要硅成像器管座和MCP間隔件之間限定的通道，因為有機氣體可以通過無薄 膜MCP中限定的微通道而排出。 圖3A示出了圖1的圖像增強管的俯視圖，其中，光陰極省略，并且一部分微通道板 (MCP)被切掉從而露出CMOS成像器。圖3B是圖3A的部分圖像增強管沿著線3B-3B的側(cè)面 剖視圖。圖3A和3B示出了通道80，其限定在管座68和MCP間隔件48之間。通道80由管 座68和MCP間隔件48中的一個或兩個中形成的凹部限定，位于管座68和MCP間隔件48 的環(huán)形交叉處。 根據(jù)圖3A-3B的典型實施例，MCP間隔件48的下表面73定位成面對著管座68的
7表面75。銅焊環(huán)(未示出)被夾在MCP間隔件48和管座68之間，用于將MCP間隔件48安 裝到管座68。通道80由一凹部形成，該凹部由管座68中形成的一系列階梯表面82限定， 并且沿著管座68的周邊設(shè)置。每個階梯表面82從管座68的頂面75延伸到管座68的底 面84。如圖4B所示，管座68包括八個階梯表面82，它們沿著管座68的周邊間隔開。每個 階梯表面82的階梯的尺寸、形狀和級數(shù)可以與所示和所述的不同。 吸氣劑材料沉積在管座68的階梯表面82上。如背景部分所描述的，吸氣劑材料 吸收在操作過程和管10的裝配過程中產(chǎn)生的有害有機氣體。將管10內(nèi)的吸氣劑材料的量 最大化有助于保持管10的殼體12內(nèi)的真空狀態(tài)。為此，階梯相對于其它幾何形狀是優(yōu)選 的，因為交替的正交表面使得可利用的表面積最大化，吸氣劑材料可以沉積在該表面上。另 外， 一系列的階梯表面82優(yōu)選用于使得通道80的表面積最大化，吸氣劑材料沉積在該表面 上。 雖然未示出，但是，另一個可替換實施例中，通道80由一凹部形成，該凹部由間隔 件48中形成的一系列階梯表面限定。另一個可替換實施例中，階梯形成在管座68和間隔 件48中，從而在其間形成通道80。然而，雖然階梯形式的交替的正交表面是優(yōu)選的，但是， 表面82可以不同于所示的。根據(jù)本發(fā)明一個方面，表面82可以以任何預(yù)定的角度相對于 管座68的安裝表面75延伸。 根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種制造圖像增強裝置例如管10的方法。制造方法包 括將圖像傳感器例如CMOS管芯43安裝在陽極組件的管座68上的步驟。MCP間隔件48的 表面73定位在陽極組件的管座68的表面75上，從而通道80限定在MCP間隔件48和管座 68之間的交界處。具有薄膜的MCP 16定位在MCP間隔件48的頂面上，從而間隔件48定 位在薄膜MCP 16和CMOS管芯43之間，并且空間"S"限定在薄膜MCP16和CMOS管芯43之 間。真空施加以從薄膜MCP 16和CMOS管芯43之間的空間S抽吸有機氣體，并且通過在間 隔件48和管座68之間的交界處限定的通道80。吸氣劑材料沉積在通道80的表面上用于 吸收有機氣體。 圖4A和4B示出了圖1的圖像增強管10的子組件的分別的透視圖和俯視圖，包括 CMOS管座68、MCP間隔件48和內(nèi)部密封構(gòu)件66。那些部件的另外的細節(jié)下面描述。MCP間 隔件48的下表面73 (見圖3B)定位到管座68的表面75。銅焊環(huán)(未示出)夾在MCP間隔 件48和管座68之間，用于將那些部件不透氣(hermitically)密封在一起。另一個銅焊環(huán) (未示出)被夾在CMOS管座68和內(nèi)部密封構(gòu)件66之間，用于將那些部件不透氣地密封在 一起。 如上所述，CM0S管芯43(見圖1_3B)安裝到管座68的表面。管座68包括矩形凹 陷表面90，用于容納CMOS管芯43的矩形主體。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，CM0S管芯43和 凹陷表面90的形狀可以與所示的不同。CM0S管芯43可以通過粘結(jié)劑例如環(huán)氧樹脂安裝在 凹陷表面90內(nèi)。 一系列通道94設(shè)置在凹陷表面90的拐角中以收集施加到CM0S管芯43 的底面的多余粘結(jié)劑。MCP間隔件48包括凹部95，對應(yīng)于每個通道94。每個通道94延伸 到一高度，其低于凹陷表面90的高度，從而通道94深于凹陷表面90。換句話說，表面75和 通道94分隔的距離大于表面75和凹陷表面90的分隔距離。裝配中，施加到CMOS管芯43 的底側(cè)的多余粘結(jié)劑被匯集(fu皿eled)到通道94中。 —系列表面安裝焊盤(pad)98設(shè)置在管座的表面75上，用于連接到從CMOS管芯43延伸出的引線(未示出)。每個表面安裝焊盤98通過內(nèi)部布線(trace)(未示出)連接 到硅成像組件的針腳45(見圖1)，該布線引導(dǎo)穿過管座68的主體。 參考圖1、4A和4B，硅成像器相對于圖像增強管的其它部件例如MCP、光陰極或例 如管殼體的對齊適合于確保管的正確功能。硅成像器的對齊經(jīng)常會是費力的并且需要很長 時間的過程。普通的圖像增強管組裝過程中，硅成像器安裝到陶瓷管座的表面。其它的管 部件，例如MCP，光陰極或者管殼體，必須相對于硅成像器對齊。裝配人員必須特別地小心來 將管的其它部件相對于硅成像器的位置空間對齊，從而確保圖像增強管的正確工作。需要 將對齊特征結(jié)合到圖像增強裝置中以有助于快速和精確裝配。 管10結(jié)合了獨特的對齊特征以有助于硅成像器20和管10的其它部件之間的快 速和精確空間對齊，所述部件例如殼體10， MCP 16，和光陰極14。具體的，根據(jù)本發(fā)明一個 方面，如圖1所示，管10包括用于將圖像傳感器20相對于管座68對齊的裝置100。根據(jù) 這個典型實施例，圖像傳感器對齊裝置100以管座68的凹陷表面90的形式設(shè)置，其尺寸設(shè) 計成容納圖像傳感器20的框架，從而圖像傳感器20至少部分地保持在凹陷表面90內(nèi)。圖 像傳感器20和凹陷表面90的邊界之間的細微間隙以相對緊密的公差保持，從而圖像傳感 器20相對于管座68的位置以很高的精度獲知。因此，圖像傳感器20相對于管座68的位 置被預(yù)先確定，即獲知。應(yīng)當(dāng)理解，圖像傳感器20在凹陷表面90內(nèi)被限制不能水平移動和 旋轉(zhuǎn)。 參考圖l，管10還包括用于將管座68相對于管10殼體12對齊的裝置102。根據(jù) 這個典型實施例，管座對齊裝置102以凹部49的形式設(shè)置，該凹部形成在管座68的表面 上，其尺寸設(shè)計成容納突起51，該突起從殼體12的后蓋13延伸。突起51可以以表面、銷、 或緊固件或例如任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意其它對齊機構(gòu)的形式設(shè)置。突起51和凹 部49的邊界之間的細微間隙被保持到相對緊密的公差，從而管座68相對于殼體12位置的 位置以精確的程度獲知。因此，管座68相對于殼體12的位置被預(yù)定，即獲知。應(yīng)理解，管 座68的凹部49和殼體12的突起51之間的接合限制了管座68相對于殼體12的水平移動 和旋轉(zhuǎn)。 因為凹陷表面90和凹部49之間的距離被預(yù)先確定，因此，硅成像器20和殼體12 之間的距離同樣被預(yù)先確定。因此，通過將裝置100和102結(jié)合到管10的設(shè)計中，裝配管 10的復(fù)雜性被顯著降低，因為硅成像器20相對于殼體12的位置被預(yù)先確定，導(dǎo)致硅成像器 20相對于管10的其它部件例如MCP 16和光陰極14的快速和精確定位。
MCP 16和光陰極14間接或直接安裝到殼體12。 MCP 16和光陰極14相對于殼體 12的位置也可預(yù)先確定。因此，因為圖像傳感器20相對于殼體12的位置被預(yù)先確定，并且 MCP 16和光陰極14相對于殼體12的位置被預(yù)先確定，因此，MCP 16和光陰極14相對于圖 像傳感器20的相對位置同樣預(yù)先確定。 如圖4A，凹部49和凹陷表面90都從管座68的表面75延伸。通過將凹部49和凹 陷表面90都形成在管座68的相同表面上，與將凹部49和凹陷表面90形成在管座68的不 同表面上相比，凹部49和凹陷表面90之間的相對距離可以較高精度保持，即導(dǎo)致低尺寸公 差?？商鎿Q的，如圖1，凹部49和凹陷表面90可以限定在管座68的相反表面上。
圖像傳感器對齊裝置100可以不同于這里所示和所述的，同時不脫離本發(fā)明的范 圍。通過非限制的實例，圖像傳感器對齊裝置100可包括形成在管座68上的突起，圖像傳感器20的表面緊靠著該突起定位。另外，管座對齊裝置102還可與這里所示和所述的不同，同時不脫離本發(fā)明的范圍。通過非限制實例，管座對齊裝置102可包括從管座68延伸的突起，其尺寸設(shè)計成定位在殼體12上形成的凹部內(nèi)。 對齊裝置100和102不限于結(jié)合到圖像增強裝置中，因為它們可以結(jié)合到任何電子裝置中，該裝置結(jié)合了傳感器，例如長波或短波紅外傳感裝置。另外，傳感器可以是圖像傳感器，例如互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或者電荷耦合器件(CCD)，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的任何其它類型傳感器。 根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種將圖像傳感器20相對于管10殼體12對齊的方法。該方法包括將圖像傳感器20定位在管座68的凹陷表面90上的步驟。管座68定位在殼體12內(nèi)。第二對齊元件，例如管座68的凹部49，與對齊元件對齊，該對齊元件例如突起51，限定或定位在殼體12的表面上。 圖5示出了圖1的管10的環(huán)形密封構(gòu)件64、66的詳細視圖。真空殼體12的下端由于外部密封構(gòu)件64和內(nèi)部密封構(gòu)件66的存在而被真空密封。內(nèi)部密封構(gòu)件66通過銅焊環(huán)(未示出)被銅焊到陶瓷管座68的下表面，并且從其處向下延伸。外部密封構(gòu)件64通過銅焊環(huán)110銅焊到吸氣劑遮蔽件58，并且從其處向下延伸。外部密封構(gòu)件64定位成靠近并且基本平行于內(nèi)部密封構(gòu)件66延伸，從而間隙E限定在密封構(gòu)件64和66之間。
外部密封構(gòu)件64和內(nèi)部密封構(gòu)件66定位成與環(huán)形密封杯70密封接觸以保持殼體12內(nèi)的真空狀態(tài)。密封構(gòu)件64和66可以利用例如Kovar 形成，或者由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它適合材料形成。第一密封74形成在外部密封構(gòu)件64和密封杯70之間的交界處。第一密封74形成在外部密封構(gòu)件64和側(cè)表面112之間和/或密封杯70的中間表面114之間。第二密封76形成在內(nèi)部密封構(gòu)件66和密封杯70之間的交界處。第二密封76形成在內(nèi)部密封構(gòu)件66和內(nèi)側(cè)(medial)表面116之間和/或密封杯70的中間表面114之間。外部密封構(gòu)件64和內(nèi)部密封構(gòu)件66的組合可以稱為雙劍形(dagger)密封構(gòu)件，因為每個密封構(gòu)件64、66結(jié)合了類似劍的形狀。 灌封材料(potting material)63位于在殼體12和管10內(nèi)部部件之間限定的環(huán)形空間中。殼體12的前后蓋11、13定位成基本封裝所述灌封材料63。槽118沿著外部密封構(gòu)件64的外部回轉(zhuǎn)表面形成，灌封材料63位于其內(nèi)。槽118有助于光陰極14的內(nèi)部空間的設(shè)定，從而優(yōu)化管10的性能。灌封材料63、密封74、密封76和參考圖1描述的銅焊交界部的組合形成了由真空殼體12限定的不透氣的封套。 圖5所示的部件的設(shè)置不限于這里所示和所述的。密封構(gòu)件74、76可以從管10的任何部件延伸，例如外部密封構(gòu)件64可以直接或間接從光陰極14延伸。另外，密封構(gòu)件74和76可以延伸到不同的高度，或者相對于彼此以不同角度定位。密封構(gòu)件74、76的總體形狀可以是直的、環(huán)形的(如圖所示)或者任何其它形狀從而與管10的幾何輪廓相符合。
圖6示出了圖1的MCP 16的詳細視圖。上部MCP端子32，以金屬化接觸環(huán)的形式設(shè)置，通過銅焊環(huán)連接到第一陶瓷間隔件28。上部MCP端子32延伸到真空殼體12中，在其處，它與金屬化卡環(huán)38傳導(dǎo)接合。金屬卡環(huán)38接合MCP 16的傳導(dǎo)上表面42。通過在真空殼體12的外部上將電偏壓施加到上部MCP端子32，電偏壓可以施加到MCP 16的上部傳導(dǎo)表面42。 間隔件46定位在上部MCP端子32下面的高度處，將上部MCP端子32從下部MCP端子48間隔開。間隔件46可以利用絕緣材料例如陶瓷形成。間隔件46被銅焊到上部MCP端子32和下部MCP端子48。下部MCP端子48延伸到真空殼體12中并且接合MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44。這樣，通過將下部MCP端子48連接到真空殼體12外部的地電勢，MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44可以接地。雖然沒有明確示出，但是，下部MCP端子48包括傳導(dǎo)區(qū)域用于將MCP 16的下部傳導(dǎo)表面44連接到地電勢。下部MCP端子48下面還可稱為MCP間隔件。 間隔件46包括底面117，底面117定位成面對著下部MCP端子48的頂面。間隔件46的頂面119定位成面對著上部MCP端子32的底面。間隔件46的傾斜表面120至少部分地在間隔件46的頂面119和底面117之間相對于間隔件46的頂面119以預(yù)定角度延伸。表面120的角度影響間隔件46的結(jié)構(gòu)完整性。表面120相對于頂面119的角度可以在大約30度和大約60度之間?？商鎿Q的，表面120相對于頂面119的角度可以大約45度。
傾斜表面120從間隔件46的頂面119延伸并且與中間表面122交叉，其限定在間隔件46的頂面119和底面117之間的高度處。間隔件46的中間表面122、頂面119和底面117基本是平坦的，并且相對彼此平行。在間隔件46的中間表面122和底面117之間測量的間隔件46的厚度尺寸基本等于MCP 16的厚度尺寸，如圖6所示。換句話說，中間表面122和MCP 16的上部傳導(dǎo)表面42定位在基本相同的高度。通過將中間表面122和MCP 16的上部傳導(dǎo)表面42保持在相同高度，金屬卡環(huán)38的下表面定位成沿著單個平面接合MCP16和間隔件46的頂面。 說明書描述了本發(fā)明的最佳實施方式，并且通過提供權(quán)利要求中所述的元件的實例，描述本發(fā)明使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖褪褂帽景l(fā)明。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且包括那些本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的其它實例。 雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的典型實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實施例僅是通過實例提供的。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以做出各種變形修改和替換。例如，本發(fā)明的各個方面不限于圖像增強裝置，因為那些方面也可應(yīng)用于其它光學(xué)或者電子裝置。因此，權(quán)利要求覆蓋所有這些落在本發(fā)明范圍內(nèi)的變形。
1權(quán)利要求
一種圖像增強裝置，包括微通道板(MCP)，具有施加到其表面的薄膜；陽極組件，包括安裝到管座的圖像傳感器，并且定位在MCP附近；間隔件，限定一安裝表面，該安裝表面緊靠著陽極組件的管座的安裝表面定位，用于將所述MCP從陽極組件分開；和凹部，限定在管座中或者間隔件中，位于管座和間隔件的交界處，其中所述凹部形成了限定在間隔件和管座之間的通道，有機氣體穿過該通道。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像增強裝置，其特征在于，所述圖像傳感器是互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或者電荷耦合器件(CCD)。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像增強裝置，其特征在于，還包括沉積在所述凹部的表面上 的吸氣劑材料。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像增強裝置，其特征在于，所述凹部沿著管座的表面限定，并 且凹部相對于管座的安裝表面以預(yù)定角度延伸。
5. 如權(quán)利要求4所述的圖像增強裝置，其特征在于，還包括沉積在所述凹部的表面上 的吸氣劑材料。
6. 如權(quán)利要求4所述的圖像增強裝置，其特征在于，凹部沿著一平面延伸，該平面基本 正交于所述管座的安裝表面。
7. 如權(quán)利要求4所述的圖像增強裝置，其特征在于，所述凹部包括形成在管座上的至 少一個階梯。
8. 如權(quán)利要求1所述的圖像增強裝置，其特征在于，所述凹部沿著間隔件的表面限定， 并且凹部相對于間隔件的安裝表面以預(yù)定角度延伸。
9. 如權(quán)利要求8所述的圖像增強裝置，其特征在于，還包括沉積在凹部表面上的吸氣 劑材料。
10. 如權(quán)利要求8所述的圖像增強裝置，其特征在于，凹部沿著一平面延伸，該平面基 本正交于所述間隔件的安裝表面。
11. 如權(quán)利要求8所述的圖像裝置，其特征在于，所述凹部包括形成在間隔件上的至少 一個階梯。
12. —種圖像增強裝置，包括 抽真空殼體；微通道板(MCP)，定位在殼體內(nèi)，并具有施加到其表面的薄膜；陽極組件，包括安裝到管座的圖像傳感器，并且定位在MCP附近；間隔件，限定一安裝表面，該安裝表面緊靠著陽極組件的管座的安裝表面定位，用于將所述MCP從陽極組件分開；禾口至少一個凹部，限定在陽極組件的管座中，所述凹部相對于所述管座的安裝表面以預(yù) 定角度延伸，其中所述凹部形成了開放的通道，所述通道在間隔件和所述陽極組件的管座之間延伸，有機氣體穿過該通道；禾口吸氣劑材料，沉積在所述凹部的表面上，用于吸收有機氣體，以保持抽真空殼體內(nèi)的真 空狀態(tài)。
13. 如權(quán)利要求12所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述圖像傳感器是互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或者電荷耦合器件(CCD)。
14. 如權(quán)利要求12所述的圖像增強裝置，其特征在于，凹部沿著一平面延伸，該平面基 本正交于所述管座的安裝表面。
15. 如權(quán)利要求12所述的圖像增強裝置，其特征在于，所述凹部包括形成在管座上的 至少一個階梯。
16. 如權(quán)利要求15所述的圖像裝置，其特征在于，所述凹部包括形成在管座上的多個 階梯。
17. —種制造圖像增強裝置的方法，包括下列步驟 將圖像傳感器安裝在陽極組件的管座上；將間隔件的安裝表面定位成面對著陽極組件的管座的安裝表面，從而通道限定在間隔 件和管座之間的交界處；將具有薄膜的MCP定位在間隔件的另一個表面上，從而間隔件定位在具有薄膜的MCP 和圖像傳感器之間，并且一空間限定在具有薄膜的MCP和圖像傳感器之間；禾口施加真空以通過限定在間隔件和管座之間交界處的通道從具有薄膜的MCP和圖像傳 感器之間的空間抽吸有機氣體。
18. 如權(quán)利要求17所述的光學(xué)裝置，其特征在于，還包括將吸氣劑材料沉積在開放通 道的表面上用于吸收有機氣體。
全文摘要
公開了一種圖像增強裝置和制造圖像增強裝置的方法。圖像增強裝置具有微通道板(MCP)，該微通道板具有施加到其表面的薄膜。陽極組件包括安裝到管座的圖像傳感器，定位在MCP附近。間隔件限定一安裝表面，緊靠著陽極組件的管座的安裝表面定位，用于將MCP從陽極組件分開。凹部限定在管座或間隔件中，位于管座和間隔件的交界處。凹部形成了限定在間隔件和管座之間的通道，有機氣體穿過該通道。
文檔編號H01J29/00GK101728198SQ20091020400
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者B·R·布朗, D·A·理查茲, W·E·加里斯 申請人:Itt制造企業(yè)公司