Патент на изобретение №2295796

(54) УСИЛИТЕЛЬ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ ФОТОКАТОДА (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электроники. Усилитель яркости изображения содержит фотокатод с планшайбой. Проводящий слой расположен снаружи от планшайбы. Заземленный провод электрически соединен с проводящим слоем и заземляет проводящий слой. Усилитель снабжен окном, причем проводящий слой осажден снаружи от окна. Технический результат – снижение излучения из катода и упрощение изготовления усилителя. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Область техники

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к области электрооптических систем, а более конкретно, к созданию усилителя яркости изображения (электронно-оптического преобразователя).

Уровень техники

В усилителях яркости изображения, таких как системы ночного видения, может быть использован стробированный (управляемый) источник питания. Однако стробированный источник питания может создавать нежелательное излучение, испускаемое из катода в усилителе яркости изображения.

В патенте США №4924080 раскрыт усилитель яркости изображения, который содержит фотокатод с планшайбой, и оптически прозрачный проводящий слой расположен снаружи от планшайбы. Для снижения излучения, испускаемого из катода усилителя яркости изображения, использовано заземление проводящего слоя. Заземленный провод электрически соединен с проводящим слоем и заземляет его.

Сущность изобретения

В отличие от указанного патента в усилителе в соответствии с настоящим изобретением имеется окно с проводящим слоем, соединенным с катодом.

Техническим преимуществом такого выполнения усилителя является то, что участок окна усилителя яркости изображения не содержит покрытия и поэтому он может быть отполирован без повреждения проводящего слоя. Во время изготовления (в процессе производства) проводящий слой может быть расположен снаружи от окна, причем окно может быть вырезано различной желательной формы.

Указанные выше и другие технические преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных характеристик и преимуществ, обратимся к приведенному далее подробному описанию, данному в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1А и 1В показан первый вариант усилителя яркости изображения.

На фиг.2А и 2В показан первый вариант окна усилителя яркости изображения на фиг.1А и 1В.

На фиг.3 показано поперечное сечение окна на фиг.2.

На фиг.4А и 4В показан другой вариант усилителя яркости изображения.

На фиг.5 показан вариант способа снижения излучения усилителя яркости изображения.

Подробное описание изобретения,

Варианты настоящего изобретения и его преимущества лучше всего могут быть поняты при обращении к фиг.1-4, на которых аналогичные узлы имеют одинаковые позиционные обозначения.

На фиг.1А показан первый вариант усилителя яркости изображения 10 со сниженным излучением. Усилитель яркости изображения 10 может представлять собой, например, усилитель яркости изображения, который может быть использован в системе ночного видения или в не формирующем изображение датчике излучения. Усилитель яркости изображения 10 содержит катод 11, расположенный внутри корпуса 12. Катод 11 может представлять собой фотокатод электровакуумного фотоэлемента, такого как электровакуумный фотоэлемент типа MX-10160B. Корпус 12 может быть главным образом цилиндрическим по форме, с основанием 14 и может содержать заземленный электропроводный материал. Корпус 12 может также содержать входной участок 16 корпуса, который описан более подробно со ссылкой на фиг.1В.

Источник питания 17 с корпусом 18 источника питания может быть встроен в корпус 12. Источником питания 17 может быть стробированный (управляемый) источник питания. Стробированный источник питания может создавать высоковольтный селекторный стробирующий сигнал, который создает излучение электрического поля из катода 11. Испускаемое излучение может быть нежелательным, причем катод 11 может не удовлетворять требованиям на уровень испускаемого излучения. Источник питания 17 может иметь такую форму, что он охватывает катод 11. Например, источник питания 17 может иметь кольцевую форму с внутренним диаметром, который ориентировочно равен внешнему диаметру катода 11. Корпус 12 и/или корпус 18 источника питания может быть заземлен.

На фиг.1В показан более подробно участок усилителя яркости изображения 10 на фиг.1А. В первом варианте катод 11 содержит планшайбу 22. Планшайба 22 может быть изготовлена из стекла или другого подходящего, главным образом прозрачного, материала. В описании настоящего изобретения термин “прозрачный” означает, что материал является прозрачным, например, к инфракрасному излучению, к излучению в видимой области спектра и/или к ультрафиолетовому излучению и имеет, например, коэффициент пропускания по меньшей мере около 95% для длин волн ориентировочно от 360 нм до 900 нм.

Проводящий слой 24 расположен снаружи от планшайбы 22. Проводящий слой 24 может содержать прозрачный проводящий материал, такой как оксид индия и олова. Проводящий слой 24 является заземленным, что позволяет экранировать катод 11 и снижать излучение, испускаемое из катода 11. Окно 26 расположено снаружи от проводящего слоя 24 и может содержать стекло, такое как стекло типа Corning 7056, или другой подходящий прозрачный материал. Окно 26 описано более подробно со ссылкой на фиг.2. Окно 26 и проводящий слой 24 могут быть оптически связаны с планшайбой 22. Окно 26 и планшайба 22 могут иметь главным образом аналогичные характеристики теплового расширения.

Проводящий слой 24 может быть помещен снаружи от планшайбы 22 любым подходящим образом. Например, проводящий слой 24 может быть осажден снаружи от планшайбы 22 (осажден на верхней стороне планшайбы 22. – Прим. переводчика), а окно 26 может быть помещено снаружи от проводящего слоя 24. Альтернативно, проводящий слой 24 может быть осажден снаружи от окна 26 (осажден на внешней поверхности окна 26. – Прим. переводчика), а затем проводящий слой 24 может быть связан с планшайбой 22.

Входной участок 16 корпуса расположен снаружи от участка окна 26. Входной участок 16 корпуса может содержать металл, пластик, металлизированный пластик или любой другой подходящий материал корпуса. В первом варианте поверхность входного участка 16 корпуса может иметь любое число отверстий, например, от четырех до шести отверстий; расположенных ориентировочно на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг входного участка 16 корпуса. Поверхность входного участка 16 корпуса может содержать материал покрытия. В первом варианте проводящая пробка 30 может быть введена в каждое отверстие для того, чтобы электрически подключить проводящий слой 24 к входному участку 16 корпуса, который может служить заземлением для проводящего слоя 24. Термин “каждое” использован в описании настоящего изобретения для обозначения каждого элемента набора или каждого элемента поднабора, входящего в набор. Проводящая пробка 30 может содержать серебросодержащую эпоксидную смолу или любой другой подходящий проводящий материал.

Герметизирующий материал 29 может быть введен между планшайбой 22 и входным участком 16 корпуса. Герметизирующий материал может содержать, например, силикон. Противобликовый экран 32 может быть расположен снаружи от входного участка 16 корпуса. Противобликовый экран 32 может иметь кольцевую форму с внутренним диаметром, ориентировочно эквивалентным диаметру отверстия для окна 26.

В соответствии с первым вариантом провод 34 может обеспечивать электрическую связь проводящего слоя 24 с корпусом 18 источника питания, который может служить заземлением для проводящего слоя 24. В другом варианте провод 36 заземления источника питания 17 может быть электрически соединен с проводящим слоем 24, что может обеспечить заземление для проводящего слоя 24.

На фиг.2А и 2В показан первый вариант окна 26. На фиг.2А показана первая сторона 40 окна 26. Проводящий слой 24 осажден снаружи от первой стороны 40 за счет напыления проводящего слоя 24 на первой стороне 40. Проводящий слой 24 может иметь коэффициент пропускания и характеристику проводимости, подходящие для экранирования излучения, испускаемого из катода 11, например, может иметь коэффициент пропускания, составляющий по меньшей мере 95% на длине волны около 830 нм и удельную проводимость около 1000 Ом на квадрат. Первая сторона 40 может быть связана с планшайбой 22.

На фиг.2В показана вторая сторона 42 окна 26. Проводящий слой 24 может быть осажден снаружи от периферии окна 26 (осажден на внешнем кольцевом участке стороны 42 окна 26. – Прим. переводчика) при экранировании внутреннего участка второй стороны 42 маской за счет напыления проводящего слоя 24 на второй стороне 42. Напыление на первой стороне 40 может быть осуществлено во время первого цикла, а напыление на второй стороне 42 может быть осуществлено во время второго цикла. Площадь окна 26, которая не содержит покрытия, может быть отполирована без повреждения проводящего слоя 24. Связующий слой 28 может быть осажден снаружи от проводящего слоя 24 на второй стороне 42 окна 26. Связующий слой 28 может создать поверхность для сцепления окна 26 с входным участком 16 корпуса. Связующий слой 28 может быть кольцевым по форме и может содержать хром или любой другой материал, подходящий для создания поверхности для сцепления.

На фиг.3 показано поперечное сечение окна 26 на фиг.2. Окно 26 может иметь кромку в виде полного радиуса. Кромка в виде полного радиуса позволяет обеспечить более однородное осаждение проводящего слоя 24 на окне 26. Более однородное осаждение проводящего слоя 24 позволяет обеспечить непрерывную проводимость от передней стороны к задней.

На фиг.4А показан другой вариант усилителя яркости изображения 40 со сниженным излучением. Усилитель яркости изображения 40 может содержать катод 11, расположенный в корпусе 12. Корпус 12 может содержать входной участок 16 корпуса. Источник питания 17 с корпусом 18 источника питания может быть встроен в корпус 12. Испускаемое излучение от источника питания 17 может быть нежелательным, причем катод 11 может не удовлетворять требованиям на уровень испускаемого излучения. Корпус 12 и/или корпус 18 источника питания может быть заземлен.

На фиг.4В показана более детально часть усилителя яркости изображения 40 на фиг.4А. В соответствии с первым вариантом катод 11 содержит планшайбу 22. Окно 42 расположено снаружи от планшайбы 22 и может содержать стекло, такое как стекло типа Corning 7056 или другой подходящий прозрачный материал. Окно 42 может быть оптически соединено с планшайбой 22 с использованием любого подходящего адгезива, такого как отверждаемый ультрафиолетом оптический цемент. Окно 42 может быть электропроводным и имеющим хорошее оптическое пропускание. Окно 42 и планшайба 22 могут иметь главным образом аналогичные характеристики теплового расширения.

Проводящий слой 44 расположен снаружи от окна 42. Проводящий слой 44 может содержать прозрачный проводящий материал, такой как оксид индия и олова. Проводящий слой 44 является заземленным, что позволяет экранировать катод 11 и снижать испускаемое из катода излучение. Проводящая пробка 46 может быть расположена в области, образованной между планшайбой 22, окном 42 и входным участком 16 корпуса. Проводящая пробка 46 может содержать проводящий силиконовый клей и может быть использована для электрического соединения проводящего слоя 44 с входным участком 16 корпуса. Противобликовый экран 32 может быть расположен снаружи от окна 42, проводящей пробки 46 и входного участка 16 корпуса.

Катод 11 может быть изготовлен на завершающем этапе (процесса производства усилителя яркости изображения. – Прим. переводчика). Проводящий слой 44 может быть расположен снаружи от первой стороны 47 окна 42, причем окно 42 может быть вырезано соответствующей формы, что позволяет обеспечить эффективное образование окна 42. Вторая сторона 48 окна 42 может быть соединена с планшайбой 22.

В соответствии с первым вариантом, провод 34 может электрически соединять проводящий слой 44 с корпусом 18 источника питания, который может служить заземлением для проводящего слоя 44. В соответствии с другим вариантом, провод 36 заземления источника питания 17 может быть электрически соединен с проводящим слоем 44, что может обеспечить заземление для проводящего слоя 24.

На фиг.5 показан вариант способа снижения излучения усилителя яркости изображения. Способ начинается операцией 50, в которой используют катод 11 с планшайбой 22. При проведении операции 52 определяют, следует ли изготавливать катод 11 на стадии производственного процесса или на завершающей стадии процесса. На стадии производственного процесса легче провести нанесение покрытия на планшайбу 22. Если катод 11 изготавливают на стадии производственного процесса, то переходят к проведению операции 54. При проведении операции 54 проводящий слой 24 осаждают снаружи от планшайбы 22. Проводящий слой 24 может быть осажден путем напыления проводящего слоя 24 снаружи от планшайбы 22 (путем напыления проводящего слоя 24 на внешней стороне планшайбы 22. – Прим. переводчика), чтобы получить коэффициент пропускания и характеристику проводимости, подходящие для экранирования испускаемого из катода 11 излучения. Затем переходят к проведению операции 62.

Если катод 11 изготавливают на завершающей стадии, то переходят к проведению операции 56. При проведении операции 56 проводящий слой 24 осаждают снаружи от окна 26. Проводящий слой 24 может быть осажден снаружи от окна 26 путем напыления проводящего слоя 24 снаружи от окна 26 (путем напыления проводящего слоя 24 на внешней стороне окна 26. – Прим. переводчика), чтобы получить коэффициент оптического пропускания и характеристику проводимости, подходящие для экранирования испускаемого из катода 11 излучения. Затем переходят к проведению операции 58.

При проведении операции 58 окно 26 соединяют с планшайбой 22. Окно 26 может быть соединено с планшайбой 22 за счет оптического соединения стороны 40 окна 26 с планшайбой 22 с использованием любого подходящего способа соединения линз, чтобы образовать усилитель яркости изображения 10 фиг.1А. Альтернативно, сторона 48 окна 42 может быть оптически соединена с планшайбой 22 с использованием любого подходящего способа соединения линз, чтобы образовать усилитель яркости изображения 40 на фиг.4А. При проведении операции 60 входной участок 16 корпуса соединяют с окном 26. Входной участок 16 корпуса может быть соединен с окном 26 за счет осаждения связующего слоя 28 снаружи от стороны 42 окна 26 и за счет электрического соединения входного участка 16 корпуса со связующим слоем 28.

При проведении операции 62 проводящий слой 24 заземляют, что позволяет экранировать испускаемое из катода 11 излучение. Проводящий слой 24 может быть заземлен за счет соединения проводящего слоя 24 с заземленным проводом (с заземленным элементом. – Прим. переводчика), таким как заземленный корпус или провод заземления. В первом варианте заземленный корпус может содержать входной участок 16 корпуса. Поверхность входного участка 16 корпуса может иметь любое число отверстий, подходящих для осуществления заземления проводящего слоя 24, например, ориентировочно от четырех до шести отверстий. Отверстия могут быть расположены приблизительно на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг входного участка 16 корпуса. Проводящая пробка 30 может быть введена в каждое отверстие для того, чтобы электрически соединять проводящий слой 24 и входной участок 16 корпуса.

В соответствии с другим вариантом заземленный корпус может представлять собой корпус 18 источника питания. Провод 34 может быть использован для электрического соединения проводящего слоя 24 и корпуса 18 источника питания. В другом варианте проводящий слой 24 может быть заземлен с использованием провода 36 заземления от источника питания 17 за счет соединения провода 36 заземления с проводящим слоем 24. После заземления проводящего слоя 24 способ заканчивается.

Различные варианты настоящего изобретения могут обеспечивать различные технические преимущества. Техническим преимуществом первого варианта может быть снижение излучения из катода 11 усилителя яркости изображения 10 за счет использования заземленного проводящего слоя 24. Другим техническим преимуществом первого варианта может быть снижение излучения из катода 11 за счет использования окна 26 с проводящим слоем 24, электрически соединенным с катодом 11.

Техническим преимуществом первого варианта является то, что участок окна 26 усилителя яркости изображения 10 не имеет покрытия и поэтому может быть отполирован без повреждения проводящего слоя 24. Техническим преимуществом второго варианта является то, что в ходе изготовления проводящий слой 44 может быть расположен снаружи от окна 42, которое затем может быть вырезано в соответствии с желательной формой, что позволяет осуществить эффективное образование окна 42.

Формула изобретения

1. Усилитель яркости изображения, содержащий фотокатод, имеющий планшайбу; проводящий слой, расположенный снаружи от планшайбы; заземленный провод, электрически соединенный с проводящим слоем и осуществляющий заземление проводящего слоя, отличающийся тем, что имеет окно, расположенное снаружи от проводящего слоя, причем проводящий слой осажден снаружи от окна.

2. Усилитель яркости изображения, содержащий фотокатод, имеющий планшайбу; проводящий слой, расположенный снаружи от планшайбы; заземленный провод, электрически соединенный с проводящим слоем и осуществляющий заземление проводящего слоя, отличающийся тем, что содержит окно, расположенное снаружи от проводящего слоя, а проводящий слой осажден снаружи от первой стороны окна и снаружи от периферии второй стороны окна.

3. Усилитель яркости изображения по п. 1 или 2, в котором заземленный провод представляет собой входной участок корпуса, причем входной участок корпуса содержит поверхность, имеющую отверстие, при этом в отверстие введена проводящая пробка, которая электрически соединена с проводящим слоем.

4. Усилитель яркости изображения по п.1 или 2, в котором заземленный провод представляет собой корпус источника питания.

5. Усилитель яркости изображения по п.1 или 2, в котором заземленный провод представляет собой провод заземления источника питания.

6. Усилитель яркости изображения по п.1 или 2, в котором заземленный провод образован входным участком корпуса, причем проводящая пробка обеспечивает электрическое соединение проводящего слоя и входного участка корпуса.

7. Усилитель яркости изображения по п.1 или 2, в котором фотокатод представляет собой стробированный фотокатод.

8. Способ снижения излучения из фотокатода, включающий в себя использование фотокатода, имеющего планшайбу и окно; осаждение проводящего слоя снаружи от окна; соединение окна с планшайбой; электрическое соединение проводящего слоя с заземленным проводом, причем операция осаждения проводящего слоя дополнительно включает в себя следующие операции: осаждение проводящего слоя снаружи от первой стороны окна, осаждение проводящего слоя снаружи от периферии второй стороны окна, а соединение окна с планшайбой дополнительно предусматривает соединение первой стороны окна с планшайбой.

9. Способ по п.8, в котором электрическое соединение проводящего слоя с заземленным проводом предусматривает электрическое соединение проводящего слоя с заземленным корпусом, причем поверхность заземленного корпуса содержит отверстие, при этом в отверстие вводят проводящую пробку, которая электрически соединена с проводящим слоем.

10. Способ по п.8, в котором электрическое соединение проводящего слоя с заземленным проводом дополнительно предусматривает электрическое соединение проводящего слоя с проводом заземления источника питания.

11. Способ по п.8, в котором электрическое соединение проводящего слоя с заземленным проводом дополнительно предусматривает электрическое соединение проводящего слоя с заземленным корпусом источника питания.

12. Способ по п.8, в котором электрическое соединение проводящего слоя с заземленным проводом предусматривает электрическое соединение проводящего слоя с заземленным корпусом, с использованием проводящей пробки, электрически соединенной с проводящим слоем и с заземленным корпусом.

13. Способ по п.8, в котором фотокатод представляет собой стробированный фотокатод.

14. Усилитель яркости изображения, содержащий стробированный фотокатод, имеющий планшайбу; проводящий слой, расположенный снаружи от планшайбы; окно, расположенное снаружи от проводящего слоя, причем проводящий слой осажден снаружи от первой стороны окна и снаружи от периферии второй стороны окна; заземленный провод, который электрически соединен с проводящим слоем и осуществляет заземление проводящего слоя, причем заземленный провод содержит входной участок корпуса, содержащий поверхность с отверстием, причем в отверстие введена проводящая пробка, которая электрически соединена с проводящим слоем.

РИСУНКИ