JPS61501804A - 中間赤外線イメ−ジ管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 中間赤外線イメージ管 本発明の技術分野 本発明は中間赤外線イメージ管に関するものである。

本発明の背景 現在の直視、夜間−透視、イメージ管は主たる光検知プロセスのために光電子放 出を用いており、かつこのため、例えば、光電子放出に必要なエネルギー金得る ため、月光又は星光によって供給される可視又は１ミクロンより長くない近赤外 線波長に制限されている。これらの装置においては、電子を増倍するのに典型的 にはマイクロチャンネルプレートが用いられており、該電子は次に可視像を提供 するため、螢光体スクリーンに与えられる。

光電子放出のためには不十分なエネルギーを有する、中間−赤外線（即ち、熱か ら出たもの）用の画像システムは、間接的で、複数のワイヤーによって表示装置 に接続された光導電体アレーを用いている。従って、これらのシステムは複雑で 、大きく、重くかつ高価である。

本発明の要約 私は、中間−赤外線によって作動される光導電体を備えた入力面を有する像形成 マイクロチャンネルプレート、低速電子をマイクロチャンネルプレマドの入力面 に隣接した領域に流出するための手段、及び中間−赤外線がその上に投射するＭ ＣＰのチャンネル中で電子を増倍するためマイクロチャンネルプレートを作動さ ぜるための手段、によって中間赤外線イメージ管が提供され得るということを発 見した。

好ましい実施例においては、マイクロチャンネルプレートは周期的に作動及び不 作動とな、す、一方、光導電体は周期的に、電子がマイクロチャンネルプレート のチャンネルに入らない低電圧、及びそれから中間−赤外線が投射され、電子が チャンネルに入りかつ増倍されるのを許容する電圧に昇圧、し得るようになって おり；電子を流出するための手段はチャンネル電子マルチプライヤであり；マイ クロチャンネルプレートに隣接した領域は、入力面上を被覆した電子のエネルギ ーを制限するため一定電圧に保持される導電層を有する入力窓によって一部が区 画形成されており；かつ光導電体はテルル化カドミウム水銀であって、かつ、イ メージ管を約８０＠Ｋに保持する冷却系が設けられている。

好ましい実施例の説明 本発明の現在における好ましい実施例の構造及び動作は、まず最初に図面の簡単 な説明した後、次に説明されよう。

図面 第１図は本発明による夜間透視装置の模式的な側面図である。

第２図は第１図の装置の中間−赤外線イメージ管の模式的垂直断面図である。

第２Ａ図は第２図のイメージ管のマイクロチャンネルプレートの一部の拡大した 模式的垂直断面図である。

第３図は第２図のイメージ管の一要素の模式的垂直面図である。

第４図は、第１図の装置の動作中における異なった位相での第２図のイメージ管 の各要素に印加される電圧を示すグラフである。

構造 第１図を参照すると、円筒状でかつ水平な縦軸を有する、夜間透視装置ｌＯが示 されている。装置ｌＯは、Ｉ・ウジフグ１４中に同心状かつ円筒状のイメージ管 １２、及び液体窒素又はジュールトムソン冷却原理に基づいて管１２の製置を約 ８０＠Ｋに保つためのドーナツ形の冷却系１１を含んでいる。入力窓１３及び出 力窓１５は絶縁のために排気された領域によって管１２から分離されている。

第２図を参照すると、イメージ管１２は、円形の入力窓１６、円形の出力窓１８ 及びその間の円筒状ハウジング２０を含んでおり、それらは全てガラスでできて おりかつ互いにシールされている。入力窓１６の内面には中間−赤外線−透明、 導電性フィルム２１が設けられている。出力窓１８の内面には螢光スクリーン２ ｚが被覆されている。螢光スクリーン２２の前にはマイクロチャンネルプレー） ２４が取付けられており、その入力面ｚ６にはその上に入射する中間−赤外線に よって活性化される光導電体であるテルル化カドミウム水銀材が被覆されている （第２Ａ図）。（中間−赤外線は１と２０ミクロンの間の波長を有する輻射を意 味している。例えばテルル化カドミウム水銀は約１０ミクロンの波長に対して極 めて高い感度を有している。）マイクロチャンネルプレート２４の出力面２９は 螢光スクリーン２２に面してそれに電子を指向させるようになっている。第２Ａ 図は、マイクロチャンネルプレート２４の壁３１間のチャンネル３３への入口部 の材料２７を示している。

チャンネル電子マルチプライヤ２８は、ハウジング２０の近傍に位置されている 。（チャンネル電子マルチプライヤ２８は第２図の最上部及び底部に位置された 状態で概略的に示されており：好ましい実施例においては、円筒状の）・ウジン グｚＯの内側の回りで等間隔で配置された３個のチャンネル電子マルチプライヤ が設けられている。）電子の主供給源であるフィールドエミッタ３０はチャンネ ル電子マルチプライヤ２８と共働する。マイクロチャンネルプレート２８の近傍 におけるチャンネル電子マルチプライヤ２８の端部には第３図で詳細に示された アノード３２が設けられている。各アノード３２は二つのセグメントを含んでい る：即ち、スロット開口３６を通して低エネルギー電子を供給するため高い２次 放出比を有する低抵抗表面材が被覆された第１のセグメント３４及びセグメント ３４で反射された１次電子をトラップするよう位置付は及び成形された、低い２ 次放出比を有する材料が被覆された第２のセグメント３８を含んでいる。

夜間透視装置１０は、第４図に概略的に示されたＩＪ−ド線４０によりイメージ 管１２０種々の要素に対して電圧を供給する、以下でより詳しく説明される電源 スイツチ手段（図示せず）ｔ−も含んでいる。

動作 動作中、見ようとする中間−赤外線画像は永久レンズ系（図示せず）を通してマ イクロチャンネルプレートｚ４の入力面２６上にピント合せされ、かつ管１２は 、螢光スクリーン２２上にフリッカ（ちらつき）の無い可視像を形成する電子を 供給するために、１秒間に５０サイクルの割合で各々１ｏｙ７Ｌａ継続する二つ の位相により周期的に動作される。第４図に示すように、フィルムｚ１、入力面 ２６、出力面２９及び螢光スクリーンｚ２に印加される電圧は、位相■及び位相 ■で異なり、一方、フィールドエミッタ３０、チャンネル電子マルチプライヤ３ ８の入口及び出口及びチャンネル電子マルチプライヤの７ノード３ｚに印加され る電圧は、両位相■及び■中で同じ１厘に保持されている。

両位相Ｉ及び■中で流出電子はチャンネル電子マルチプライヤｚ８によって入力 面２６の近傍の領域に供給される。電子は通常、数電子ボルトから約１００電子 ボルトの範囲のエネルギーを持った状態でチャンネル電子マルチプライヤ２８か ら離れるため、アノード３２＃″ｉ光導電体中に生じる電圧変化に有効な低レベ ルまでその電子エネルギースイクトルを狭めるのに用いられている。第１セグメ ント３４は高い２次電子放出比を有しており、マルチプライヤ２８からの１次電 子はそれによって吸収され、低エネルギーの電子（１５電子ボルトまでのエネル ギー）が放出されかつ孔３６を通して供給される。セグメント３８は、セグメン ト３４０表面で反射された高エネルギーの１次電子をトラップするファラデーカ ップとして働く。

位相Ｉ中において、アノード３２からの流出電子は光導電材２７上に集収されて 、そのためプレート２４に入射する赤外線のレベルに係わりなく、光導電材の下 側のマイクロチャンネルプレート面の電位よりも１０ボルト低い電位が生じる。

これは、アノード３２が一１０００ボルトに保持されているためであって、かつ 光導電材の下側面は一９９０ボルトに保たれてい蔦。位相■において、マイクロ チャンネルプレート２４の出力面２９は入力面２６のところの光導電材の下側の 面と同じ電圧（−９９０ボルト）に保たれる。従って、マイクロチャンネルプレ ート２４中においては、電子の増倍は生じず、電子は位相Ｉにある間は螢光スク リーン２２に指向されない。

位相■においては、マイクロチャンネルプレート２４の電位は、共働する光導電 体上に入射する中間−赤外線によって開放されたチャンネル３３中に流出電子が 入れるように変えられる。その電位は第４図に示すように変化する。フィルム２ １は一１０１５ボルトから、７ノード３ｚの電位よりも５ボルト低い一１００５ ボルトまで１０ボルト上昇し、それによって、５電子ボルト以上のエネルギーを 持った電子をそれに集めるようにし、一方、５電子ボルトのエネルギーよりも低 い電子はフィルム２１の手前のところでマイクロチャンネルプレート２１に向っ て逆方向に偏向される。面ｚ６のところの光導電材の下側の面が一９９０ボルト から一１０００ボルトまで電位が１０ボルト降下することによって、光導電材２ ７もまた最初に一１０００ボルトからアノード３２よりも１０ボルト低い一１０ １０ボルトまで降下する。光導電材ｚ７のところにおけるこの降下電圧によって 入力面２６の近傍の領域の電子（この電子は５電子ボルトのエネルギーよりも低 い）が、位相■の最初の部分においてチャンネル３３中に入るのを防いでいる。

中間−赤外線が入射する光導電材２７の部分は、位相■甲に電位が上昇し、かつ その結果ある部分においては、電子が共働するチャンネル３３甲を通るに十分な エネルギーを持つようになる。位相■においては、マイクロチャンネルプレート ２４の出力面ｚ９はゼロボルトにセットされ、かつプレー）２４に印加される１ ０００ボルトの電位差によって照射されたチャンネル中において電子の増倍が生 じ、螢光スクリーン２２への電子の衝突が生じる。画像は螢光スクリーンｚｚ上 に現われ、その画像の明るさは光導電材２７上の中間−赤外線のレベルによって 変化す他の実施例 本発明の他の実施例は以下の特許請求の範囲中に含まれる。例えば、中間−赤外 線によって活性化される他の光導電体を用いることができ、光導電体が室温で適 正に機能する場合は冷却系は必要でない。

ＦＩＧ、４ 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．中間ー赤外線画像を受取るための入力面及び出力面を有する画像ー形成マイ クロチャンネルプレートであって、上記入力面に入射する中間ー赤外線によって 活性化する光導電材料を、上記入力面のところにおける上記マイクロチヤンネル プレートヘのチヤンネルヘの入口部に担持している上記プレート、 低速電子を上記光導電材の上記入力面に隣接した領域に流出させるための手段、 上記マイクロチャンネルプレートの上記出力面からの電子を受入れるよう位置付 けられた電子ー感知光ー放出スクリーン、及び その入口のところで中間ー赤外線が光導電材に当たる部分で上記マイクロチヤン ネルプレートのチャンネルに電子を供給しかつその中で電子を増倍するため上記 マイクロチヤンネルプレートを活性化し、それによって上記スクリーン上に上記 中間ー赤外線画像の可視像を提供する、手段、 を包含する中間ー赤外線イメージ管。
2. ２．電子を流出させるための上記手段はアノードを含み、活性化させるための上 記手段は上記光導電材のところの全ての入口のための電位を上記アノードのそれ よりも低く駆動するための手段及び上記光導電材に当たる上記中間赤外線画像の 中間ー赤外線によって、上記光導電材の電位が選択的に上昇されることを許容し て、電子が上記チャンネル中に入るのを許容するための手段とを含んでいる特許 請求の範囲１の中間ー赤外線イメージ管。
3. ３．活性化するための上記手段は上記マイクロチヤンネルプレートを周期的に活 性化及び非活性化するための手段及び上記光導電材の下側の上記入力面の上記表 面の電位よりも低い電位を提供するために上記光導電材上に電子を集めることを 許容するため、上記マイクロチヤンネルプレートが非活性の状態にある際に、上 記光導電材の下側の面を上記アノードの電位よりも高い第１の電位に保つための 手段を含み、かつ上記駆動のための手段は、上記マイクロチヤンネルプレートが 非活性状態にある際に上記入力面の上記光導電材の下側の上記表面の電位を、上 記アノードの電位に対して周期的に降下させるための手段である、特許請求の範 囲２の中間ー赤外線イメージ管。
4. ４．上記許容のための手段は、上記入力面に隣接した流出電子が光導電材の電位 が上昇されていない間にチヤンネルに入る十分なエネルギーを持たないように、 そのエネルギーを制限するための手段を含んでいる、特許請求の範囲３の中間ー 赤外線イメージ管。
5. ５．流出のための上記手段は、チヤンネル電子マルチプライヤを含み、かつ制限 するための上記手段は、高い２次放出特性を有する表面で上記チヤンネル電子マ ルチプライヤからの電子を受けるよう位置付けられ、それによって上記面から放 出される電子がそれに衝突するもののエネルギーよりも低いエネルギーで出てい くようにした多数のアノードを含んでいる、特許請求の範囲４の中間ー赤外線イ メージ管。
6. ６．上記制限のための手段は、上記マイクロチヤンネルプレートが活性化されて いる際に、上記電子のエネルギーを更に制限するための手段を含んでいる、特許 請求の範囲５の中間ー赤外線イメージ管。
7. ７．更に入力窓を包含しており、かつ上記更に制限するための手段は、上記入力 窓の内面上に、中間ー赤外線によって上昇されるのに先立って上記光導電材の電 位よりも高い電位になるフィルムを含んでいる、特許請求の範囲６の中間ー赤外 線イメージ管。
8. ８．上記光導電材がテルル化カドミウム水銀であり、更に上記光導電材を約８０ ゜Ｋに保つための冷却系を包含している、特許請求の範囲１の中間ー赤外線イメ ージ管。