用于对正图像传感器的装置和方法

专利名称：用于对正图像传感器的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于对正图像传感器的装置和方法。
背景技术：
图像增强装置被用于夜视系统，用于将暗背景转化成可被观看者感知的亮背景。 夜视系统被应用于工业、商业和军事。图像增强装置收集暗背景中微量的光线，包括下部红 外光谱，其存在于背景中，但人眼不可被感知。装置放大光，以使得人眼能够感知图像。从 图像增强装置输出的光可以被供应至照相机或摄像机，外部监视器，或直接供应至观看者 的眼睛。 图像增强装置通常包括安装在抽真空壳体中的三个基本元件，S卩，光阴极 (photocathode，通常称作阴极)，微通道板(MCP)和阳极。光阴极是感光板，其能够在被光 照亮时释放电子。MCP是薄玻璃板，具有在玻璃板一侧(输入侧)和另一侧(输出侧)之间 的延伸一个阵列的通道。MCP被安置在光阴极和阳极之间。 MCP的外表面可以被涂覆离子屏蔽膜。在MCP的外表面上涂覆薄膜可实现同无膜 MCP时的情况相比的图像增强管的性能和使用寿命的显著改进。在图像增强管中采用带膜 MCP引起了新的一组挑战。下面描述为应对这些挑战所采取的措施。 在操作中，来自光阴极的射入电子进入MCP输入侧并且撞击通道壁。当电压被施 加在MCP两侧时，射入或初级电子被放大而产生二级电子。二级电子在MCP的输出侧离开通 道。离开MCP通道的二级电子被充负电荷并且因此而附着于充正电荷的阳极。举例来说，阳 极可以是荧光屏，或硅成像器例如互补性氧化金属半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)。
图像增强装置的三个基本元件安置在抽真空壳体内或真空封壳内。真空促进了电 子从光阴极流动通过MCP并且到达阳极。非蒸散型吸气剂被安置在抽真空壳体中，用于通 过收集气体分子维持真空状态。在本领域中公知的非蒸散型吸气剂装置被用于从抽真空电 子管排放不希望有的气体。使用吸气剂材料是基于某些固体通过吸附、吸收或吸留而收集 自由气体的能力，如本领域中所公知。在图像增强装置壳体内促进和维持真空是图像增强 装置制造商的目标之一。考虑到这一目标，这里描述的图像增强装置将最大化吸气剂材料 的使用，并且采用密封结构，以便在壳体中维持真空状态。 有一个持久的需求是进一步研制和改进图像增强装置中的组成元件和用于组装 图像增强装置的方法，以有助于改进性能、可靠性、可制造性、成本和组装容易性。
下面的美国专利被整体上以引用方式并入本申请授予Wheeler等的5， 493， 111， 授予Suyama等的6， 586， 877，授予Vrescak等的6， 040， 657，授予Benz等的6， 747， 258， 授予Iosue的6， 331， 753，授予Wimmer的4， 039， 877，授予Wodecki等的5， 510， 673，授 予Iosue的6， 483， 231，授予Thomas的5， 994， 824，授予Iosue的6， 847， 027，和授予 Thomas的5， 994， 824。下面的美国临时申请被整体上以引用方式并入本申请Costello 的11/193,065， Thomas的11/194,865， Yamauchi等的10/482,767，和Shimoi等的 10/973， 336。

发明内容
根据本发明的一个方面，一种成像装置被公开。成像装置包括壳体和图像传感器 组件，所述图像传感器组件包括管座和安装在管座上的图像传感器。图像传感器组件的管 座连接至壳体。设有用于将图像传感器相对于管座对正的对正构件。还设有用于将管座相 对于成像装置的壳体对正的对正构件。图像传感器的对正构件与管座的对正构件之间分开 的距离被预先确定，以将图像传感器与成像装置的壳体之间的距离预先确定。
根据本发明的另一个方面，图像传感器组件包括管座，其连接至壳体，和图像传感 器，其安装在限定于管座中的凹入安装表面中。凹槽形成在管座的表面中，其中壳体上的突 起部被安置在所述凹槽中，以使得管座被安置在壳体上。管座的凹槽和管座的凹入安装表 面之间的距离被预先确定，以将图像传感器与成像装置的壳体之间的距离预先确定。
根据本发明的另一个方面，一种将图像传感器相对于成像装置的壳体对正的方法 被公开。所述方法包括下述步骤将图像传感器定位在管座的安装表面上。图像传感器与 限定或安置在管座的安装表面上的第一对正元件对正。管座被安置在壳体中。管座的第二 对正元件与限定或安置在成像装置的壳体的表面上的对正元件对正。


结合附图阅读下面的向下描述，本发明可以被更好地理解。在附图中
图1描绘了根据本发明的一个示例性实施方式的图像增强管的侧向剖视图。
图2描绘了图1中的管的子组件的部分分解的侧向剖视图。 图3A描绘了图1中的图像增强管的俯视图，其中光阴极被省略，并且微通道板 (MCP)的一部分被剖开以展现CMOS成像器。 图3B是图3A中的部分图像增强管沿着线3B-3B所作的侧向剖视图。 图4A是图1中的图像增强管的子组件从顶侧所作的透视图，其包括CMOS管座、
MCP间隔件和内部密封件。 图4B是图4A中的子组件的俯视图。 图5描绘了图1中的图像增强管的下部密封结构的局部放大图。
图6描绘了图1中的图像增强管的局部放大图。
具体实施例方式
结合附图阅读下面的详细描述可以最佳地理解本发明，图中示出了出于解释的目 的选择的本发明的代表性实施方式。这些图是为了阐述而非限制，并且包含在此以便于解 释本发明。本发明不应理解为局限于所示的细节。尽管这里参照特定的实施方式展示并描 述了本发明，但在不脱离权利要求的范围和等同替换所涵盖的范围并且在不脱离本发明的 前提下，可以对这些细节作出各种修改。 图l描绘了根据本发明的一个示例性实施方式的图像增强管(image intensifier tube)10(以下称作管10)的剖视图。管10包括抽真空壳体12，其包括前罩11，所述前罩被 安装至后罩13。在壳体12内，安置着光阴极14、微通道板(MCP)16和阳极20(或被称作图 像传感器20)。
光阴极14附着至面板15，所述面板具有倾斜部分15A和平坦部分24，所述平坦部 分在真空壳体12的一端支靠在导电支撑环22上。大致由铬构成的金属化层25沉积在平 坦部分24上，以便导电接合支撑环22。金属化层25沿着倾斜部分15A连续延伸，以便导电 接合光阴极14和面板15这二者。光阴极面板15抵靠着支撑环22产生密封以便封闭真空 壳体12的一端。支撑环22接触光阴极14的面板上的金属化层25。金属化层25连接至感 光层26。这样，通过在真空壳体12的外部施加外加电压至支撑环22，外加电压可以在抽真 空环境中施加至光阴极14的感光层26。 第一环形陶瓷间隔件28被安置在支撑环22下面。第一陶瓷间隔件28通过第一铜 焊环(未示出)结合至支撑环22，所述第一铜焊环在钎焊操作中结合至第一陶瓷间隔件28 和支撑环22。钎焊操作在支撑环22和第一陶瓷间隔件28之间产生不透空气的密封。以金 属接触环的形式提供的上部MCP端子32结合至第一陶瓷间隔件28，与支撑环22相对。第 二焊环(未示出)内置于上部MCP端子32和第一陶瓷间隔件28之间。上部MCP端子32 还在钎焊操作中结合至第一陶瓷间隔件28。上部MCP端子32延伸进入真空壳体12，在此 其导电接合金属卡环38。金属卡环38接合MCP 16的导电上表面42。金属卡环38和MCP 16之间的接合将被参照图5A详细描述。通过在真空壳体12的外部施加外加电压至上部 MCP端子32，外加电压可以施加至MCP16的导电上表面42。 第二陶瓷间隔件46被安置在上部MCP端子32下方，以将上部MCP端子32与下部 MCP端子48隔离。第二陶瓷间隔件46被钎焊至上部MCP端子32和下部MCP端子48，这样， 第三焊环(未示出)内置于上部MCP端子32和第二陶瓷间隔件46之间，第四焊环(未示 出)内置于第二陶瓷间隔件46和下部MCP端子48之间。下部MCP端子48延伸进入真空 壳体12，并且接合MCP 16的下部导电表面44。这样，通过连接下部MCP端子48至真空壳 体12外部的地电势，MCP16的下部导电表面44可以被接地。 第三陶瓷间隔件56将下部MCP端子48与吸气剂支撑件58分隔。第三陶瓷间隔 件56被钎焊至下部MCP端子48和吸气剂支撑件58。这样，第五焊环(未示出)内置于下 部MCP端子48和第三陶瓷间隔件56之间。类似地，第六焊环(未示出)内置于第三陶瓷 间隔件56和吸气剂支撑件58之间。外部密封件64被安置在吸气剂屏蔽件58下方。外部 密封件64被钎焊至吸气剂屏蔽件58。这样，第七焊环(未示出)被安置在外部密封件64 上方。 下部MCP端子48的区段69支靠在MCP 16和陶瓷管座68之间。阳极20，其形式 为CMOS成像晶片43，被安装至管座68的表面。CMOS成像器的操作是本领域技术人员能理 解的。或者，举例来说，阳极20可以是荧光屏或其它类型的硅成像器，例如电荷耦合器件 (CCD)。将CMOS晶片43安装到陶瓷管座68上将被参照图2A和2B详细描述。下部MCP端 子48的区段69将MCP 16的下部导电表面44与CMOS晶片43的顶表面分开预定的精确距 离。 内部密封件66被安置在陶瓷管座68下面。内部密封件66被钎焊至陶瓷管座68。 这样，八个焊环(未示出)内置于陶瓷管座68和内部密封件66之间。通过提供外部密封 件64和内部密封件66，真空壳体12的下端被真空密封。密封件64和66都密封抵靠在密 封杯70上。密封件64和66和密封杯70之间的密封接合将被参照图5详细描述。前述钎 焊界面、灌封材料63和密封件的组合形成了由真空壳体12限定的气密性封罩。
多个导电销45被安置成穿过陶瓷管座68的本体，用于实现与从CMOS晶片43延 伸的电引线(未示出)之间的导电接触。供电、接地和/或信号传输分配给销45。后罩13 包括开口 47，用于容纳销45，以使得匹配连接器(未示出)可连接至销45，以向CMOS晶片 43供电和/或从CMOS晶片43接收信号。 现在参看组装管10的过程，组装图像增强管中的重要步骤是在真空密封管之前 从管的内部区域去除破坏性有机气体。有机气体从阳极和/或管的其它组成元件放出。在 真空密封管之前去除有机气体，改进了图像增强管的性能和使用寿命。对于具有无膜MCP 的图像增强管，有机气体通过限定在无膜MCP中的微通道真空抽出，并且通过部分组装的 管的顶端排放。此后，光阴极被安装和真空密封至管顶端。 与传统图像增强管不同，管10的MCP 16的表面被涂覆离子屏蔽膜。同采用无膜 MCP的传统图像增强管相比，离子屏蔽膜被用于改进图像增强管10的性能和使用寿命。尽 管带膜MCP提供了多个性能益处，但带膜MCP也为图像增强装置的组装提出了一些挑战，如 后面描述的。作为离子屏蔽膜施加至MCP的结果，从CMOS晶片(或管的其它组成元件)放 出的有机气体被限制而不能穿过带膜MCP。有机气体被俘获在MCP和CMOS晶片之间的空间 内。由于俘获在MCP和CMOS晶片之间空间中的有机气体可能潜在地降低管的性能和使用 寿命，因此希望排放(即，去除)这些气体。 图2描绘了部分组装的图1中的管10的侧向剖视图。图2旨在显示在组装管10 的过程中的特定组装步骤。描绘于图2的组装步骤发生在紧邻组装子组件77之后和紧邻 将光阴极14和环形密封杯70组装到子组件77上之前。 根据本发明的一个示例性实施方式，管IO包括用于通过管10的下端将从CM0S晶 片43(和/或其它组成元件管10)产生的有机气体去除的措施，如图2中的箭头所示。在 描绘于图2的组装过程中，光阴极14与子组件77的顶端分开，环形密封杯70与子组件77 的底端分开。 真空源(未示出)通过提供在光阴极14和子组件77的顶端之间的间隙〃 H〃抽 真空，如图2中的箭头所示，以便排放俘获在MCP 16上方的有机气体。之后，光阴极14被 钎焊或以其它方式安装至子组件77的顶端，以便密封管10的顶端。真空源(未示出)还 通过提供在环形密封杯70和子组件77的底端之间的间隙〃 G〃抽真空。从CM0S晶片43 放出的有机气体通过限定在管座68和MCP间隔件16之间的通路80抽出，从而去除俘获在 MCP 16和CMOS晶片43之间的空间中的有机气体。之后，环形密封杯70被安装至子组件 77的底端，以便密封管10的底端。通过限定在管座68和MCP间隔件16之间的通路80去 除有机气体可能对于具有带膜MCP(例如MCP 16)的图像增强管(例如管10)而言是专用 的措施。使用无膜MCP的图像增强管可能不要求在硅成像器管座和MCP间隔件之间限定通 路，这是由于有机气体可以通过限定在无膜MCP中的微通道逃逸。 图3A描绘了图1中的图像增强管的俯视图，其中光阴极被省略，微通道板(MCP) 的一部分被剖开，以展现CMOS成像器。图3B是图3A中的部分图像增强管沿着线3B-3B所 作的侧向剖视图。图3A和3B描绘了限定在管座68和MCP间隔件48之间的通路80 。通路 80由凹槽限定，所述凹槽在管座68和MCP间隔件48之间的环形交界处形成在中管座68和 MCP间隔件48之一或二者中。 根据显示于图3A-3B的代表性实施方式，MCP间隔件48的下表面73被安置成面对着管座68的表面75。焊环(未示出)叠夹在MCP间隔件48和管座68之间，以将MCP间隔 件48安装至管座68。通路80由凹槽形成，所述凹槽由形成在管座68中并且沿着管座68 的外周分布的一组台阶表面82限定。每个台阶表面82从管座68的顶表面75延伸至管座 68的底表面84。如最佳显示于图4B，管座68包括八个台阶表面82，它们沿着管座68的外 周分隔布置。每个台阶表面82的尺寸、形状和台阶数量可以与这里显示和描述的不同。
吸气剂材料沉积在管座68的台阶表面82上。如背景技术部分中所描述，吸气剂材 料吸收管10的操作和组装中产生的破坏性有机气体。使得管10中的吸气剂材料的量最大 化有益于维持管10的壳体12中的真空状态。出于这一原因，同其它几何形状相比，台阶形 状是优选的，这是由于交错的正交表面使得可沉积吸气剂材料的可用表面面积最大化。因 此，一组台阶表面82是优选的，以使得用于沉积吸气剂材料的通路80的表面面积最大化。
尽管未示出，在另一替代性实施方式中，通路80由凹槽形成，所述凹槽由形成在 间隔件48中的一组台阶表面限定。在又一替代性实施方式中，台阶形成在管座68和间隔 件48 二者中，以在它们之间形成通路80。另外，虽然采用台阶形式的交错正交表面是优选 的，但表面82可以不同于图中所示的。根据本发明的一个方面，表面82可以以相对于管座 68的安装表面75的任何预定的角度延伸。 根据本发明的一个方面，制造图像增强装置例如管10的方法被提供。制造方法包 括下述步骤将图像传感器，例如CMOS晶片43，安装在阳极组件的管座68上。MCP间隔件 48的表面73被安置在阳极组件的管座68的表面75上，以使得通路80被限定在MCP间隔 件48和管座68之间的界面处。带膜MCP 16被安置在MCP间隔件48的顶表面上，以使得间 隔件48被安置在带膜MCP 16和CMOS晶片43之间，并且空间〃 S〃被限定在带膜MCP 16 和CMOS晶片43之间。真空被施加，以便从带膜MCP 16和CMOS晶片43之间的空间〃 S〃 通过限定在间隔件48和管座68之间界面处的通路80抽取有机气体。吸气剂材料沉积在 通路80的上表面上以便吸收有机气体。 图4A和4B分别是图1中的图像增强管10的子组件的透视图和俯视图，所述子组 件包括CMOS管座68、MCP间隔件48和内部密封件66。这些元件的额外细节将在下面描述。 MCP间隔件48的下表面73 (见图3B)被安置成面对着管座68的表面75。焊环(未示出) 叠夹在MCP间隔件48和管座68之间，用于将这些元件气密性地密封在一起。另一焊环(未 示出)叠夹在CMOS管座68和内部密封件66之间，用于将这些元件气密性地密封在一起。
如前所述，CM0S晶片43(见图l-3B)被安装至管座68的表面。管座68包括矩形 形状的凹入表面90，用于容纳CMOS晶片43的矩形本体。本领域技术人员可以理解，CMOS 晶片43的和凹入表面90形状可以不同于图中所示的。举例来说，CMOS晶片43可以通过 粘合剂例如环氧树脂安装在凹入表面90中。 一组通道94设在凹入表面90的角部中，用于 收集施加至CMOS晶片43的下表面的额外粘合剂。MCP间隔件48包括对应于每个通道94 的凹槽95。每个通道94延伸至低于凹入表面90高度的高度，以使得通道94深于凹入表面 90。换言之，表面75和通道94之间分开的距离大于表面75和凹入表面90之间分开的距 离。在组装时，施加至CMOS晶片43底侧的额外粘合剂漏入通道94中。
—组表面安装垫98设在管座的表面75上，用于连接至从CI0S晶片43延伸的引 线(未示出)。每个表面安装垫98通过穿过管座68的本体布置的内部迹线(未示出)被 连接至硅成像器组件的销45(见图1)。
现在参看图1、4A和4B，举例来说，硅成像器相对于图像增强管其它组成元件例如 MCP、光阴极或管壳体的对正，对于确保管正确发挥功能来说可能是优选地。硅成像器的对 正通常可能是一种费力且耗时的过程。在标准图像增强管组装过程中，硅成像器被安装至 陶瓷管座的表面。其它管元件，例如MCP、光阴极或管壳体必须相对于硅成像器对正。组装 人员必须特别专心来将管的其它组成元件相对于硅成像器的位置的空间定位，以确保图像 增强管正确发挥功能。可能希望在图像增强装置中采用对正特征，以便于实现快速且精确 的对正。 管10采用独特的对正特征，举例来说，以便于在硅成像器20和管10的其它组成 元件例如壳体10、MCP 16和光阴极14之间实现快速和精确的空间对正。更具体地讲，根据 本发明的一个方面，并且如最佳显示于图1，管10包括用于将图像传感器20相对于管座68 对正的构件100。根据这种代表性实施方式，图像传感器的对正构件100是以管座68的凹 入表面90的形式提供的，其尺寸被设置成适于容纳图像传感器20的框架，以使得图像传感 器20至少部分地保持在凹入表面90内。图像传感器20和凹入表面90的边界之间的微小 间隙被维持在相对紧密公差，以使得图像传感器20的位置相对于管座68的位置以精确程 度已知。因此，图像传感器20相对于管座68的位置被预先确定，即已知。可以理解，图像 传感器20被限制而不能在凹入表面90中水平平移和转动。 还请参看图1，管10还包括相对于管10的壳体12对正管座68的构件102。根据 这种代表性实施方式，管座的对正构件102是以形成在管座68的表面上的凹槽49的形式 提供的，其尺寸被设置成适于容纳从壳体12的后罩13延伸的突起部51。举例来说，突起部 51可以以突出表面、销或紧固件的形式提供，或本领域技术人员已知的任何其它对正机构。 突起部51和凹槽49的边界之间的微小间隙被维持在相对紧密公差，以使得管座68的位置 相对于壳体12的位置以精确程度已知。因此，管座68相对于壳体12的位置被预先确定， 即已知。可以理解，管座68的凹槽49和壳体12的突起部51之间的接合限制了管座68相 对于壳体12的水平平移和转动。 由于凹入表面90和凹槽49之间的水平距离被预先确定，因此硅成像器20和壳体 12之间的水平距离也被预先确定。因此，通过在管10的设计中采用构件100和102，组装 管10的复杂性显著减小，这时由于硅成像器20相对于壳体12的水平位置被预先确定导致 硅成像器20相对于管10的其它组成元件例如MCP 16和光阴极14快速和精确的定位。
MCP 16和光阴极14被间接或直接地安装至壳体12。 MCP 16和光阴极14相对于 壳体12的位置也可以预先确定。因此，由于图像传感器20相对于壳体12的水平位置被预 先确定，并且MCP 16和光阴极14相对于壳体12的水平位置是预先确定的，因此MCP 16和 光阴极14相对于图像传感器20的相对水平位置也是预先确定的。 如最佳显示于图4A，凹槽49和凹入表面90都从管座68的表面75延伸。通过在 管座68的相同表面上形成凹槽49和凹入表面90，凹槽49和凹入表面90之间的相对水平 距离可以被高精度地维持，即同在管座68的不同的表面上形成凹槽49和凹入表面90相比 导致更小的尺寸公差。或者，如示于图1，凹槽49和凹入表面90可以限定在管座68的相反 表面上。 在不脱离本发明范围和精神的前提下，图像传感器的对正构件100可以不同于图 中所示和这里描述的。作为非限定性实施例，图像传感器的对正构件100可以包括形成在管座68上的突起部，图像传感器20的表面抵靠着该突起部安置。此外，在不脱离本发明的 范围和精神的前提下，管座的对正构件102可以不同于这里显示和这里描述的。作为非限 定性实施例，管座的对正构件102可以包括从管座68延伸的突起部，其尺寸被设置成适于 安置在形成在壳体12上的凹槽内。 对正构件100和102并不局限于在图像增强装置中采用，因为举例来说它们可被 用于任何采用传感器例如长波或短波红外传感装置的电子装置中。另外，传感器可以是图 像传感器，例如互补性氧化金属半导体(CIOS)或电荷耦合器件(CCD)，或本领域技术人员 已知的任何其它类型的传感器。 根据本发明的一个方面，将图像传感器20相对于管10的壳体12对正的方法被提 供。该方法包括下述步骤将图像传感器20定位在管座68的凹入表面90上。管座68被 安置在壳体12中。第二对正元件，例如管座68的凹槽49，与限定或安置在壳体12的表面 上的对正元件例如突起部51对正。前述步骤并不是以任何特定次序实施的。
还请参看图l，MCP 16的下部导电表面44与CMOS晶片43的顶表面之间分开的竖 直距离被保持在紧密公差(例如，+/_0.001英寸)。为了实现这样的紧密公差，管10的组 装以下述次序进行间隔件48被钎焊(或以其它方式安装)至管座68 ;间隔件48的顶表 面的空间位置被确定；以及相对于间隔件48的顶表面的位置将凹入表面90形成在管座68 中。通过以上述次序执行这些步骤，间隔件48的顶表面与凹入表面90之间分隔的竖直距 离可以保持在紧密公差，并且因此，MCP 16的下部导电表面44与CMOS晶片43的顶表面之 间分开的竖直距离也可以被保持在紧密公差。 图5描绘了图1中的管10的环形密封件64和66的局部放大图。通过提供外部 密封件64和内部密封件66，真空壳体12的下端被真空密封。内部密封件66通过焊环(未 示出)被钎焊至陶瓷管座68的下部表面并且从其向下延伸。外部密封件64通过焊环110 被钎焊至吸气剂屏蔽件58并且从其向下延伸。外部密封件64被安置成靠近并且基本上平 行于内部密封件66延伸，以使得间隙〃 E〃限定在密封件64和66之间。
外部密封件64和内部密封件66被定位成密封接触环形密封杯70，以便在壳体12 中维持真空状态。举例来说，密封件64和66可以由KovarTM，或本领域技术人员已知的任 何其它适宜的材料形成。第一密封件74出现在外部密封件64和密封杯70之间的界面处。 第一密封件74形成在外部密封件64与密封杯70的横向表面112和/或中间表面114之 间。第二密封件76出现在内部密封件66和密封杯70之间的界面处。第二密封件76形成 在内部密封件66与密封杯70的中间表面116和/或中部表面114之间。外部密封件64和 内部密封件66的组合可以称作双剑形密封件，因为每个密封件64和66采用了剑状外形。
灌封材料63安置在限定壳体12和管10的内部元件之间的环形空间中。壳体12 的前后罩11和13被安置成基本上包封灌封材料63。凹槽118沿着外部密封件64的外部 回旋表面形成，灌封材料63充入凹槽中。凹槽118有助于设定光阴极14的内部空间以有 助于使得管10的性能最佳。参照图1描述的灌封材料63、密封件74、密封件76和钎焊界 面的组合形成了由真空壳体12限定的气密性包封。 示于图5的各个元件的配置并不局限于这里显示和描述的。密封件74和76可以 从管10的任何元件延伸。举例来说，外部密封件64可以从光阴极14间接或直接延伸。此 外，密封件74和76可以延伸至不同的高度或被安置在相对于彼此的不同角度。密封件74和76的总体形状可以是直的、环形的(如图所示)或任何其它形状，以符合于管10的几何 形状。 图6描绘了图1中的MCP 16的局部放大图。以金属接触环的形式提供的上部MCP 端子32通过焊环结合至第一陶瓷间隔件28。上部MCP端子32延伸进入真空壳体12，在此 其导电接合金属卡环38。金属卡环38接合MCP 16的导电上表面42。通过在真空壳体12 的外部施加外加电压至上部MCP端子32，外加电压可以施加至MCP 16的上部导电表面42。
间隔件46被安置在低于上部MCP端子32的高度，将上部MCP端子32与下部MCP 端子48隔离。间隔件46可以由绝缘材料例如陶瓷形成。间隔件46被钎焊至上部MCP端 子32和下部MCP端子48这二者。下部MCP端子48延伸进入真空壳体12并且接合MCP 16 的下部导电表面44。这样，通过将下部MCP端子48连接至真空壳体12外部的地电势，MCP 16的下部导电表面44可以被接地。尽管未专门示出，下部MCP端子48包括导电区域，用于 将MCP 16的下部导电表面44连接至地电势。下部MCP端子48以下也可称作MCP间隔件。
间隔件46包括底表面117，其被安置成面对着下部MCP端子48的顶表面。间隔 件46的顶表面119被安置成面对着上部MCP端子32的底表面。间隔件46的斜角表面120 以相对于间隔件46的顶表面119的预定角度延伸(至少部分地)于间隔件46的顶表面 119和底表面117之间。表面120的角度对间隔件46的结构整体性有作用。举例来说，表 面120相对于顶表面119的角度可以在大约30度和大约60度之间。或者，表面120相对 于顶表面119的角度可以为大约45度。 斜角表面120从间隔件46的顶表面119延伸并且与限定在间隔件46的顶表面119 和底表面117之间高度处的中间表面122相交。间隔件46的中间表面122、顶表面119和 底表面117是大致平面的并且彼此平行。在间隔件46的中间表面122和底表面117之间 测量的间隔件46的厚度尺寸基本上等于MCP 16的厚度尺寸，如最佳显示于图6。换言之， 中间表面122和MCP 16的上部导电表面42被安置在基本上相同的高度。通过将中间表面 122和MCP 16的上部导电表面42维持在相同高度，金属卡环38的下表面被安置成沿着同 一平面接合MCP16和间隔件46 二者的顶表面。 通过提供权利要求中提到的各个元件的例子，这里的说明书揭示了本发明的最佳 实施方式，并且对本发明的描述是为了使得本领域技术人员能够制作和使用本发明。本发 明的专利范围由权利要求书限定，并且可能包括本领域技术人员能够理解的其它实施例。
虽然这里仅显示和描述了本发明的代表性实施方式，但可以理解，这些实施方式 是仅以示例的方式提供的。在不脱离本发明的精神的前提下，本领域技术人员可以做出各 种修改、变化和替换。举例来说，本发明的各个方面并不局限于图像增强装置，因为这些方 面还可以应用于其它光学或电子装置。因此，权利要求书可以解读为覆盖落在本发明精神 和范围内的所有这些变化。
权利要求
一种成像装置，包括壳体；图像传感器组件，其包括管座和安装在管座上的图像传感器，其中管座连接至壳体；用于将图像传感器相对于管座对正的对正构件；以及用于将管座相对于成像装置的壳体对正的对正构件；其中，图像传感器的对正构件与管座的对正构件之间分开的距离被预先确定，以使得图像传感器与成像装置的壳体之间的距离被预先确定。
2. 如权利要求1所述的成像装置，其中，图像传感器的对正构件包括形成在管座中的 凹入表面，用于容纳图像传感器的本体，以使得图像传感器至少部分地保持在凹入表面内。
3. 如权利要求1所述的成像装置，其中，图像传感器的对正构件包括形成在管座的安 装表面上的突起部，图像传感器的表面抵靠着所述突起部安置。
4. 如权利要求3所述的成像装置，其中，突起部选自突出表面，销，和紧固件。
5. 如权利要求1所述的成像装置，其中，管座的对正构件包括限定在管座中的凹槽，其 尺寸被设置成适于容纳形成在壳体上的突起部。
6. 如权利要求5所述的成像装置，其中，突起部选自突出表面，销，和紧固件。
7. 如权利要求1所述的成像装置，其中，管座的对正构件包括形成在管座上的突起部， 其尺寸被设置成适于被安置在形成在壳体上的凹槽内。
8. 如权利要求7所述的成像装置，其中，突起部选自突出表面，销，和紧固件。
9. 如权利要求1所述的成像装置，其中，图像传感器的对正构件包括形成在管座中的 凹入表面，用于容纳图像传感器的本体，以使得图像传感器至少部分地保持在凹入表面内， 以及其中，管座的对正构件包括限定在管座中的凹槽，其尺寸被设置成适于容纳形成在壳 体上的突起部。
10. 如权利要求l所述的成像装置，其中，图像传感器是互补性氧化金属半导体(CMOS) 或电荷耦合器件(CCD)。
11. 如权利要求1所述的成像装置，其中，成像装置为图像增强装置。
12. —种成像装置，包括 壳体；图像传感器组件，其包括连接至壳体的管座和安装在管座的凹入安装表面中的图像传 感器；凹槽，其形成在管座的表面中，其中，壳体上的突起部被安置在所述凹槽中，以使得管 座被安置在壳体上；其中，管座的凹槽与管座的凹入安装表面之间的距离被预先确定，以使得图像传感器 与成像装置的壳体之间的距离被预先确定。
13. 如权利要求12所述的成像装置，其中，管座的凹槽和管座的凹入安装表面限定在 管座的不同表面上。
14. 如权利要求13所述的成像装置，其中，管座的凹槽和管座的凹入安装表面限定在 管座的相同表面上。
15. 如权利要求12所述的成像装置，其中，图像传感器是互补性氧化金属半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)。
16. 如权利要求12所述的成像装置，其中，成像装置为图像增强装置。
17. 如权利要求16所述的成像装置，还包括微通道板(MCP)，其直接或间接安装至壳体，其中，微通道板的位置相对于图像传感器的位置被预先确定。
18. 如权利要求17所述的成像装置，还包括MCP间隔件，其叠夹在MCP和管座之间，其 中，MCP间隔件包括MCP安装表面，MCP安装在该MCP安装表面上，并且，管座的凹入安装表 面与MCP间隔件的MCP安装表面之间分开的竖直距离被预先确定。
19. 如权利要求16所述的成像装置，还包括光阴极，其直接或间接安装至壳体，其中， 光阴极的位置相对于图像传感器的位置被预先确定。
20. —种将图像传感器相对于成像装置的壳体对正的方法，包括以下步骤 将图像传感器定位在管座的安装表面上；将图像传感器与限定或安置在管座的安装表面上的第一对正元件对正； 将管座定位在壳体中；以及将管座的第二对正元件与限定或安置在成像装置的壳体的表面上的对正元件对正。
全文摘要
公开了用于对正图像传感器的装置和方法。一种成像装置包括壳体和图像传感器组件，该图像传感器组件具有管座和装于该管座中的图像传感器。所述管座连接着所述壳体。用于将图像传感器相对于管座对正的对正构件被提供。还提供了用于将管座相对于壳体对正的对正构件。图像传感器的对正构件与管座的对正构件之间的距离被预先确定，从而预先确定图像传感器和壳体之间的距离。
文档编号H01J31/50GK101728199SQ20091020911
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者W·E·加里斯 申请人:Itt制造企业公司