(57)【要約】      （修正有）【課題】縦続接続イメージインテンシファイア装置が提示される。【解決手段】一実施の形態では、この装置は、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分は、（ｉ）第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有し、最後の部分は、第１の値以上の数の光子を出力する。また、開示された縦続接続イメージインテンシファイア装置を用いた方法およびシステムが開示される。【選択図】図１
2007128863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、
前記第１の部分は、（ｉ）前記第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）前記第１の部分から出る光子の数を第１の数から第２の数に低減させるよう構成された低減素子を有し、
前記最後の部分は、前記第１の値以上の数の光子を出力する、
縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項２】
前記低減素子は、前記第１の部分の面ユニットに含まれたバルクシンチレータを有し、前記第１の値は、蛍光面ユニットに関連付けられる、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項３】
前記バルクシンチレータは、略３〜５ミクロンに及ぶ厚さを有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項４】
前記低減素子は、前記第１の部分内の光電陰極ユニットと面ユニットとの間に、略６〜１０ｋＶに及ぶ電位差を与え、前記第１の値は、略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差に関連付けられ、
略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差は、前記第１の部分の後続の部分における光電陰極ユニットと面ユニットとの間に与えられる、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項５】
前記第１の部分および前記後続の部分は、ガリウムヒ素と異なる材料から成る光電陰極ユニットを有し、前記第１の部分および前記後続の部分は、マイクロチャンネルプレートを有しない、
請求項４記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項６】
前記第１の部分は、ガリウムヒ素と異なる材料から成る光電陰極ユニットを有し、前記低減素子は、イオンバリアフィルムを有し、前記第１の値は、前記イオンバリアフィルムの欠如に関連付けられる、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項７】
前記第１の部分は、前記イオンバリアフィルムと前記第１の部分内の前記面ユニットとの間にマイクロチャンネルプレートを有する、
請求項６記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項８】
前記第１の部分の後の少なくとも１つの部分内の光電陰極ユニットは、前記第１の部分内の光電陰極ユニットよりも低い量子効率を有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項９】
前記イメージインテンシファイアの前記最後の部分により出される光子の数は、前記第１の値に略等しい、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１０】
前記イメージインテンシファイアの前記第１の部分の後続の少なくとも１つの部分は、前記低減素子を有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１１】
前記低減素子は、イオンバリアフィルムと、前記第１の部分の面ユニットに含まれたバルクシンチレータとをいずれも有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１２】
前記低減素子は、前記第１の部分の面ユニットに含まれたバルクシンチレータと、前記第１の部分内の面ユニットおよび光電陰極ユニットの間に、略６〜１０ｋＶに及ぶ電位差を与えるよう構成された素子と、をいずれも有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１３】
ある部分の面ユニットと次の部分の光電陰極ユニットとの間の光学結合は、光ファイバプレートを有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１４】
ある部分の面ユニットと次の部分の光電陰極ユニットとの間の光学結合は、薄膜を有する、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１５】
前記薄膜はマイカである、
請求項１４記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１６】
ある部分の光電陰極ユニットは、前の部分のバルクシンチレータ面ユニットに直接接続される、
請求項１記載の縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１７】
縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、
前記第１の部分内の面ユニットは、バルクシンチレータを有し、
前記最後の部分は、前記第１の部分が蛍光面ユニットを代わりに有していれば前記第１の部分により出力されていたであろう光子の数以上の数の光子を出力する、
縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１８】
縦続接続された少なくとも２つの部分と、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有する、
前記第１の部分内の光電陰極ユニットと面ユニットとの間に略６〜１０ｋＶに及ぶ電位差を与えるよう構成され、前記第１の部分の後続の部分内の光電陰極ユニットと面ユニットとの間に略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差を与えるよう構成された少なくとも１つの電圧源ユニットと、を有し、
前記最後の部分は、前記少なくとも１つの電圧源ユニットが前記第１の部分内の前記光電陰極ユニットと面ユニットとの間に略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差を代わりに与えるよう構成されていれば前記第１の部分により出力されていたであろう光子の数以上の数の光子を出力する、
縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項１９】
縦続接続された少なくとも２つの部分と、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、ガリウムヒ素と異なる材料から成り且つ光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、光子を電子に変換するよう構成された面ユニットと、を有する、
前記第１の部分内のイオンバリアフィルムと、を有し、
前記最後の部分は、前記第１の部分がイオンバリアフィルムを有していなければ前記第１の部分から出ていたであろう光子の数以上の数の光子を出力する、
縦続接続イメージインテンシファイア。
【請求項２０】
縦続接続イメージインテンシファイアの寿命を延長する方法であって、
縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、前記第１の部分は、光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるよう構成された低減素子を有する、イメージインテンシファイアを提供するステップと、
前記イメージインテンシファイアに向かって方向付けられた光を受光するステップと、
前記第１の部分が前記低減素子を有していなければ放出されていたであろう光子の数に比べて、前記第１の部分により放出される光子の数を制限するステップと、
前記第１の部分が前記低減素子を有していなければ前記第１の部分により放出されていたであろう光子の数以上の数の光子を前記最後の部分から放出するステップと、
前記第１の部分が前記低減素子を有していなければ前記第１の部分が使用されたであろう期間に比べて、長い期間に亘って前記第１の部分を使用するステップと、
を有する方法。
【請求項２１】
光像を増強するシステムを提供するステップと、前記システムは、縦続接続イメージインテンシファイアを有し、前記縦続接続イメージインテンシファイアは、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、前記第１の部分は、（ｉ）前記第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）前記第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有する縦続接続イメージインテンシファイアを有する、
前記システムを用いて光像を増強するステップと、
前記イメージインテンシファイア内の少なくとも１つの光電陰極ユニットの劣化を認識して、前記イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数を以前よりも少なくするステップと、
前記システムを調整して、前記縦続接続イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数を増加させることにより、前記少なくとも１つの光電陰極ユニットの劣化を補償するステップと、
を有する光像増強方法。
【請求項２２】
前記システムは、集光用光学部品をさらに有し、
前記システムを使用するステップの前に、前記集光用光学部品を減衰するステップと、
前記認識するステップは、前記縦続接続イメージインテンシファイアの第１の部分の光電陰極ユニットの劣化を認識するステップを有し、
前記調整するステップは、前記減衰を低減するステップを有する、
請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記認識するステップは、前記縦続接続イメージインテンシファイアの第１の部分の光電陰極ユニットの劣化を認識するステップを有し、
前記調整するステップは、前記縦続接続イメージインテンシファイア内の少なくとも１つのマイクロチャンネルプレートの電子倍増を調整するステップを有する、
請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記認識するステップは、前記第１の部分と異なる部分の光電陰極ユニットの劣化を認識するステップを有し、
前記調整するステップは、前記縦続接続イメージインテンシファイアの少なくとも１つの部分における電位差を増大するステップを有する、
請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
製造ライン上を進む物品の自動検査に用いられる光学システムであって、
入射電磁放射線に対する物品の光応答を検出する光検出器を有する少なくとも１つの光検出ユニットと、物品から前記光検出器に伝搬する光の光路に収容された縦続接続イメージインテンシファイアと、を有し、前記縦続接続イメージインテンシファイアは、延長された寿命を有することにより製造ラインのスループットの向上を可能にし、前記縦続接続イメージインテンシファイアは、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、前記少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、前記第１の部分は、（ｉ）前記第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）前記第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有し、前記最後の部分は、前記第１の値以上の数の光子を出力する、光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像増強管に関する。
【背景技術】
【０００２】
像増強管（ＩＩＴまたはイメージインテンシファイアとしても知られる）は、低強度の光像を検知して増幅または増強するために広く用いられる。この装置では、関連付けられた光学システムからの光（通常は可視または近赤外のスペクトル）が、光電陰極に導かれ、光電陰極は、この入力された放射線に感応して、ある分布を有する光電子を放出する。
【０００３】
像増強管は、典型的には、一端には光電陰極ユニットを有し他端には面ユニットを有する真空管を有する。光電陰極ユニットは、入射光子を電子に変換子、この電子は、電子を変換して光子に戻す面ユニットに衝突するまで、真空管内の電場（電位差）によって加速される。
【０００４】
イメージインテンシファイアは、半導体産業において集積回路製造に用いられるものを含め、様々な撮像システムおよび検査システムに用いられる。このようなシステムでは、イメージインテンシファイアは、像センサ（例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラ）の前方に適切に配置される。このようなシステムは、例えば、本願の譲受人に譲渡される特許文献１、特許文献２および特許文献３、ならびに特許文献４に開示されている。
【特許文献１】米国特許第６６６１５０８号明細書
【特許文献２】欧州特許第３０５６４４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２１９５１８号明細書
【特許文献４】米国特許第４７５５８７４号明細書
【特許文献５】米国特許第５６３３４９３号明細書
【特許文献６】米国特許第５３１５１０３号明細書
【特許文献７】米国特許第５３１９１８９号明細書
【発明の開示】
【０００５】
本発明によれば、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分は、（ｉ）第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有し、最後の部分は、第１の値以上の数の光子を出力する、縦続接続イメージインテンシファイアが提供される。
【０００６】
本発明によれば、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分内の面ユニットは、バルクシンチレータを有し、最後の部分は、第１の部分が蛍光面ユニットを代わりに有していれば第１の部分により出力されていたであろう光子の数以上の数の光子を出力する、縦続接続イメージインテンシファイアも提供される。
【０００７】
本発明によれば、縦続接続された少なくとも２つの部分と、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有する、第１の部分内の光電陰極ユニットおよび面ユニットの間に、略６〜１０ｋＶに及ぶ電位差を与えるよう構成されるとともに、第１の部分の次の部分内の光電陰極ユニットおよび面ユニットの間に、略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差を与えるよう構成された少なくとも１つの電圧源ユニットと、を有し、最後の部分は、少なくとも１つの電圧源ユニットが第１の部分内の光電陰極ユニットおよび面ユニットの間に略２０〜３０ｋＶに及ぶ電位差を代わりに与えるよう構成されていれば第１の部分により出力されていたであろう光子の数以上の光子を出力する、縦続接続イメージインテンシファイアがさらに提供される。
【０００８】
本発明によれば、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分内の光電陰極ユニットは、ガリウムヒ素と異なる材料から成り、第１の部分はイオンバリアフィルムを有し、最後の部分は、第１の部分がイオンバリアフィルムを有していなければ第１の部分から出ていたであろう光子の数以上の数の光子を出力する、縦続接続イメージインテンシファイアがさらに提供される。
【０００９】
本発明によれば、縦続接続イメージインテンシファイアの寿命を延長する方法であって、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、光子を電子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分は、光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるよう構成された低減素子を有する、イメージインテンシファイアを提供するステップと、イメージインテンシファイアに向かって方向付けられた光を受光するステップと、第１の部分が低減素子を有していなければ放出されていたであろう光子の数に比べて第１の部分により放出される光子の数を制限するステップと、第１の部分が低減素子を有していなければ第１の部分が使用されていたであろう期間に比べて長い期間に亘って第１の部分を使用するステップと、を有する方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、光像を増強するシステムを提供するステップと、システムは、縦続接続イメージインテンシファイアを有し、縦続接続イメージインテンシファイアは、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換するよう構成された光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分は、（ｉ）第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有する、システムを使用して光像を増強するステップと、縦続接続イメージインテンシファイア内の少なくとも１つの光電陰極ユニットの劣化を認識して、縦続接続イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数を以前よりも少なくするステップと、システムを調整して、縦続接続イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数を増加させることにより、少なくとも１つの光電陰極ユニットの劣化を補償するステップと、を有する光像増強方法も提供される。
【００１１】
本発明によれば、製造ライン上を進む物品の自動検査に用いられる光学システムであって、入射電磁放射線に対する物品の光応答を検出する光検出器を有する少なくとも１つの光検出ユニットと、物品から光検出器に伝搬する光の光路に収容された縦続接続イメージインテンシファイアと、を有し、縦続接続イメージインテンシファイアは、延長された寿命を有することにより製造ラインのスループットの向上を可能にするよう構成され、縦続接続イメージインテンシファイアは、縦続接続された少なくとも２つの部分を有し、少なくとも２つの部分のうちの第１の部分および最後の部分の各々は、光子を電子に変換する光電陰極ユニットと、電子を光子に変換するよう構成された面ユニットと、を有し、第１の部分は、（ｉ）第１の部分の光電陰極ユニットのイオンによる劣化を低減させるとともに、（ｉｉ）第１の部分から出る光子の数を第１の値から第２の値に低減させるよう構成された低減素子を有し、最後の部分は、第１の値以上の数の光子を出力する、光学システムがさらに提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を理解し、これが実際に如何にして実施され得るかを知るために、好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら非制限的な例のみによって説明する。
【００１３】
ここでは、縦続接続された（in cascade）少なくとも２つの部分を有するイメージインテンシファイアに関する本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
ここで使用されるように、本発明の例示的な実施を説明する語句「例えば」、「のような」およびその異形は、本質的に一例であり、制限的なものではない。
【００１５】
図面を参照する。図１は、縦続接続された２つの部分１１０、１２０を有するイメージインテンシファイア１００を示す。２つの部分１１０、１２０は、以下により詳しく説明するように、直接、または適当な像伝達手段１５０を介して、光学的に結合されている。第１の部分１１０は、第１の光電陰極ユニット１０２および第１の面ユニット１０４を有する。第１の電圧源ユニット１３０は、適切な電圧Ｖ０、Ｖｘ（Ｖｘ＞Ｖ０）をそれぞれ第１の光電陰極ユニット１０２および第１の面ユニット１０４に印加して、これらの間に電位差を与えて、これにより、光電陰極ユニット１０２にて放出された電子のフローを面ユニット１０４に向かって引き付ける電場を生成するよう動作する。同様に、第２の部分は、第２の光電陰極ユニット１２２および第２の面ユニット１２４を有する。第２の電圧源ユニット１４０は、適切な電圧Ｖｉ、Ｖｙ（Ｖｙ＞Ｖｉ）をそれぞれ第２の光電陰極ユニット１２２および第２の面ユニット１２４に印加して、これらの間に電位差を与えて、これにより、光電陰極ユニット１２２にて放出された電子のフローを面ユニット１２４に向かって引き付ける電場を生成するよう動作する。幾つかの実施の形態では、第１の電圧源ユニット１３０および第２の電圧源ユニット１４０は同じユニットであってもよい。
【００１６】
第１の面ユニット１０４は、第２の光電陰極ユニットに光学的に結合されており、第１の面ユニット１０４により変換された光子を第２の光電陰極ユニット１２２に搬送する。
【００１７】
発明の動機付けを読者に対して明らかにするために、イメージインテンシファイア１００の動作についての簡単な例を提供する。この例は、理解を促すために単純化された数値計算を含むが、典型的なものまたは非常によいものとして解釈されるべきではない。
【００１８】
この例では、次の電圧供給を前提とする。電圧源ユニット１３０は、Ｖ０＝−１０ｋＶ、Ｖｘ＝０ｋＶを与え、電圧源ユニット１４０は、Ｖｉ＝０ｋＶ、Ｖｙ＝１０ｋＶを与える。光電陰極の量子効率（ＱＥ）は、光電陰極ユニットにより電子に変換されたその光電陰極ユニットへの入射光子の割合として表される。この例では、各光電陰極ユニット１０２、１２２のＱＥは、１０％である。面ユニットの利得は、電子あたりおよびｋＶあたり（すなわち、キロ電子ボルトｋｅＶあたり）の、面ユニットにより生成された光子の数として表される。この例では、各面ユニット１０４、１２４に関して利得がｋｅＶあたり５０光子であるとする。
【００１９】
この例では、第１の光電陰極ユニット１０２に入射する光子の信号強度は１０６個の光子とする。したがって、ＱＥが１０％の第１の光電陰極ユニット１０２にて生成される電子は１０５個となる。生成電子は第１の面ユニット１０４に衝突し、５×１０７個の光子を生成する（すなわち、面上エネルギ損失閾値（energy loss on screen threshold）を無視すれば、５０利得×１０ｋＶ×１０５電子）。これらの光子は、第２の光電陰極ユニット１２２に搬送され、ＱＥが１０％の第２の光電陰極ユニット１２２にて生成される電子は５×１０６個となる。これらの電子は第２の面ユニット１２４に衝突し、２．５×１０９個の光子を生成する（すなわち、面上エネルギ損失閾値を無視すれば、５０利得×１０ｋＶ×５×１０６電子）。
【００２０】
この技術において知られているように、ショットノイズ（このようなシステムにおいて支配的なノイズ要因）は、信号量子化の平方根に比例する。したがって、信号対雑音比ＳＮＲは、量子化信号が最も弱いところで最小（最悪）となる。上記の例では、最弱信号は、第１の光電陰極ユニット１０２により生成される電子ストリーム（１０５個の電子）である。したがって、第１の光電陰極ユニット１０２における劣化（すなわち、量子効率の低下）は、イメージインテンシファイア１００内の全体的な信号対雑音比に負の影響を与えるであろう。他のパラメータ（例えば、いずれかの面ユニット１０４および／もしくは１２４の利得、または第２の光電陰極ユニット１２２のＱＥ）の劣化は、その劣化が第１の光電陰極ユニット１０２により放出される信号よりも信号（例えば、ユニット１０４、１２２および／または１２４）を小さくするほど重度なものでなければ、イメージインテンシファイア１００の全体的な信号対雑音比に影響を与えることはないであろう。
【００２１】
ここで、読者にとって明白であるべきことは、上記の例がイメージインテンシファイアに３つ以上の部分を含むことが推定され得ることであり、また、この場合も、第１の部分内の光電陰極ユニットの量子効率の劣化がイメージインテンシファイアの全体的な信号対雑音比に影響を与える一方で、他のパラメータは、イメージインテンシファイア内の如何なる地点においてその劣化が第１の光電陰極ユニットにより放出される信号よりも信号を小さくするほど重度なものでなければ、全体的な信号対雑音比に影響を与えることはないであろう。
【００２２】
光電陰極ユニットの量子効率は、様々な要因によって負の影響を与えられ得る。第１に、電子が面ユニットに衝突する結果として、イオンが生成される。これらのイオンは、逆行して光電陰極に衝突することがあり、これにより光電陰極ユニットを損傷し得る。第２に、ガス、例えば面ユニット１０４内の材料（例えば、蛍光体、ラッカー、アルミニウムおよび／または黒色化材料（blackening material）など）から生じるものは、光電陰極ユニットを損傷し得る。第３に、入射光の光子は、光電陰極ユニットを損傷し得る。
【００２３】
光電陰極ユニットの量子効率は、その光電陰極ユニットの寿命に関係する。光電陰極ユニットが非常に損傷すると、イメージインテンシファイアは、もはや利得および／または信号対雑音比の要件を満たすことはできない。いつ光電陰極ユニットが非常に損傷したとみなすかについての判定は、実施の形態に依存し、例えば、その実施の形態において依然として有用とみなされ得る最小の総利得および／または最小の信号対雑音比に依存する。
【００２４】
本発明の実施の形態は、第１の光電陰極ユニットにフィードバックするイオン（任意にはガス）により生じる損傷を制限することにより、２つ以上の部分（例えば、第１の光電陰極ユニット１０２）を有するイメージインテンシファイア内の第１の光電陰極ユニットの量子効率を保護する方法およびシステムを意図したものである。イオン（および任意にはガス）による損傷を制限するのに用いられるこの方法およびシステムは、本質的に、第１の面ユニットにより放出される光子の信号を、１つの部分を有する旧来のイメージインテンシファイアの標準レベルよりも低くさせるものでもあるが、それでもなお、第１の面ユニットにより放出される光子信号は、第１の部分への（光子）入力信号よりも十分に大きい。したがって、縦続接続された後続の部分の動作は、総信号対雑音比の影響を受けない（それと同様のシステムのようにショットノイズが支配的な雑音であると仮定する）。しかしながら、縦続接続された後続の部分は、縦続接続イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数が十分に多くなるように、第１の部分からの光子信号の低減を補償する。一実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイアの最後の部分から出る光子の数は、本発明の方法およびシステムにより光子数が制限されていなければ第１の面ユニットにより放出されていたであろう光子の数に少なくとも等しい。
【００２５】
図２は、本発明の様々な実施の形態に係る縦続接続イメージインテンシファイアを示す。縦続接続イメージインテンシファイア１００のように、縦続接続イメージインテンシファイア２００は、第１の光電陰極ユニット２０２および第１の面ユニット２０４を有する第１の部分２１０を有し、第１の部分２１０は、第１の部分２１０に適切な電圧を印加するよう動作する第１の電圧源ユニット２３０を有する。第２の部分２２０は、第２の光電陰極ユニット２２２および第２の面ユニット２２４を、第２の電圧源ユニット２４０（幾つかの場合では、第１の電圧源ユニット２３０と同じユニットであってもよい）とともに有する。第１の電圧源ユニット２４０は、第２の部分２２０に適切な電圧を印加するよう動作する。
【００２６】
説明を簡単にするために、イメージインテンシファイア２００は、２つの部分２１０、２２０を有するものとして示されるが、他の実施の形態では、３つ以上の部分があってもよい。また、読者は、第２の部分の説明の大部分は、第２の部分に続く全ての縦続接続された部分にも当てはめられることを理解するべきである。
【００２７】
図示された実施の形態では、第１の面ユニット２０４としてバルクシンチレータ（bulk scintillator）が用いられる。読者は、「バルク」なる語を、粉末状でない形状に言及したものと理解するべきである。使用可能なバルクシンチレータの例は、とりわけ、ＹＡＧ、ＹＡＰ、ＺｎＳｅ、ＣｓＩ、ＮａＩ、ＬＳＯ、ＬＹＳＯを含む。実施の形態によって、例えば光ファイバ（fiber optics）のような基板上で、薄いものでも厚いものでもよい。実施の形態によって、バルクシンチレータは、単結晶でも他のバルク形状でもよい。
【００２８】
例えば、Ｓｕｚｕｋｉらの特許文献５は、面ユニットとして単一のユニタリ固体（single unitary solid）（ＹＡＧ結晶部材）を有するイメージインテンシファイアを開示しており、参照することにより本書に含まれる。
【００２９】
しかしながら、縦続接続イメージインテンシファイア２００の一実施の形態では、面ユニット２０４において用いられるバルクシンチレータは、次の部分の光電陰極ユニット２２２上の焦点に光子をより良好に集束させるために、特許文献５に開示されたもの、例えば約３〜５ミクロンよりも薄い。この特定の厚さは、非常によいものとして解釈されるべきではなく、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したに過ぎない。
【００３０】
この技術において知られているように、バルクシンチレータは、電子ストリームに衝突したときに放出する光子（利得）およびイオンがいずれも、従来用いられていた蛍光面ユニット（典型的には、アルミニウムの裏層を有する蛍光体層を有する）に比べて少ない。蛍光体は粉末状となるため、「蛍光体」なる語は、粉末状の面材料に言及したものである。粉末状のため、典型的な蛍光面ユニットは、バルクシンチレータを有する面ユニットよりも容易に汚染物質を吸収する。この汚染物質は、イオンとなることがあり、面に電子が衝突したときに面から解放されることがある。したがって、第１の面ユニット２０４がバルクシンチレータを有するため、第１の光電陰極ユニット２０２の量子効率は、第１の面ユニットの利得を犠牲にして、劣化から保護される。例えば、一実施の形態では、Ｐ２０のような明るい蛍光体は、ｋｅＶあたり約３５〜６５光子の利得を有し得る一方、ＹＡＧのようなバルクシンチレータは、ｋｅＶあたり約８光子の利得を有し得る。利得についてのこの例は、非常によいものというわけではなく、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものである。
【００３１】
一実施の形態では、第１の面ユニットが蛍光面ユニットであった場合の利得に比べて低減された第１の（バルクシンチレータ）面ユニット２０４の利得は、縦続接続イメージインテンシファイア２００の第２の部分２２０によって補償される（３つ以上の部分がある場合は、第１の部分の後のいずれかの部分または複数部分の組み合わせにおいて補償が生じ得る）。言い換えれば、この実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイア２００の最後の部分いより放出される光は、第１の面ユニットがバルクシンチレータではなく蛍光体を有していれば第１の面ユニットにより放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する。
【００３２】
実施の形態によって、第２の面ユニット２２４（および／または後続）は従来の蛍光面ユニットまたはバルクシンチレータを有することができる。
【００３３】
縦続接続イメージインテンシファイア２００の各部２１０、２２０などは、適宜、任意の世代のイメージインテンシファイアを有することができ、任意の集束方法（focusing method）を使用することができる。
【００３４】
この技術において知られているように、幾つかの世代のイメージインテンシファイアが知られている。いわゆる「第１世代イメージインテンシファイア」は、陰極から陽極（面）に電子を加速させる電位差を１つだけ用いるインテンシファイアダイオードである。「第２世代イメージインテンシファイア」は、電子倍増管を用いる。すなわち、入出力間のエネルギだけでなく電子数も著しく増加する。倍増は、マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）と呼ばれる装置、すなわち、多数の小孔を含む導電ガラスの薄板の使用により達成される。これらの孔では二次電子放出が生じ、これにより倍増率は最大で４桁となる。「第３世代イメージインテンシファイア」は、ガリウムヒ素ＧａＡｓ光電陰極（第１および第２世代のイメージインテンシファイアで通常使用されるＣｓ、Ｓｂ、Ｋ、Ｎａなどのようなマルチアルカリ光電陰極の代わりに、または第１もしくは第２世代のイメージインテンシファイアで時々使用されるバイアルカリもしくはソーラーブラインド（ＣｓＴｓ）の代わりに）を有するＭＣＰインテンシファイアを使用する。ＧａＡｓの使用は、光感度を、マルチアルカリ光電陰極における３００μＡ／ｌｍではなく約１２００μＡ／ｌｍに増大させる。このＧａＡｓ光電陰極は、光スペクトルのＮＩＲ領域においても一層高い感度を有する。フィルムレスの（すなわちイオンバリアフィルムＩＢＦのない）改良型の第３世代イメージインテンシファイアは、時によって「第４世代イメージインテンシファイア」と呼ばれ、または、「第３世代イメージインテンシファイア」なる語の下で分類され得る。
【００３５】
これらのイメージインテンシファイアでは、集束は、３つの技法のうちのいずれかにより達成される。第１の技法は、光電陰極の近傍に面を配置することを含む（近傍集束イメージインテンシファイア）。第２の技法では、電極が、光電陰極から生じた電子を面上の焦点に集束させる（静電イメージインテンシファイアまたはインバータイメージインテンシファイア）。第３の磁気集束技法では、光軸に平行な磁場が、ちょうど１回転（または１の倍の回転）をさせる（磁気集束イメージインテンシファイア）。
【００３６】
幾つかの場合では、ＭＣＰが用いられていれば、イメージインテンシファイア２００の１つ以上の部分が２つ以上の集束を有することができ、これら２つ以上の集束はいずれも、同じ集束技法を用いてもよいし、複数の異なる集束技法を用いてもよい。
【００３７】
実施の形態に応じて、電圧源ユニット２３０、２４０はそれぞれ、縦続接続イメージインテンシファイア２００の第１の部分およびその後続の部分にそれぞれ適切なレベルの１つ以上の電位を与えることができる。例えば、ある部分にＭＣＰが含まれている場合、幾つかの場合では、光電陰極ユニットと面ユニットとの間だけに電位差がある。例えば、一実施の形態では、第１世代イメージインテンシファイアを有する部分は、光電陰極ユニットと面ユニットとの間に従来の約８〜１５ｋＶの電位差を有することができる。例えば、他の実施の形態では、第１世代イメージインテンシファイアを有する部分は、光電陰極ユニットと面ユニットとの間に、より大きな約２０〜３０ｋＶの電位差を有することができる。例えば、一実施の形態では、第２または第３世代のイメージインテンシファイアを有する部分は、慣習的には、光電陰極とＭＣＰとの間に約２００Ｖ（ＩＢＦがあれば約８００Ｖ）を有し、ＭＣＰと面ユニットとの間に約５〜７ｋＶを有し、ＭＣＰにおいて約２００〜１５００Ｖを有する。これらの動作パラメータは、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。
【００３８】
縦続接続イメージインテンシファイア２００の最後の部分以外の面ユニットは、その次の光電陰極ユニットに光学的に結合され、面ユニットにより変換された光子をその次の光電陰極ユニットに搬送するようになっている。例えば、任意の部分（最後の部分を除く）面ユニットは、適当な像伝達手段２５０（例えば、光ファイバプレート、マイカのような薄膜など）を用ることによりその次の部分の光電陰極ユニットに装着することができる。面ユニットがバルクシンチレータを有する幾つかの場合では、その次の部分の光電陰極ユニットは、像伝達手段を用いずにバルクシンチレータに接続され得るが、他の場合では、この接続は、像伝達手段を介するものとなる。例えば、Ｒａｖｅｒｄｙらの特許文献６およびＢｅａｕｖａｉｓらの特許文献７は、シンチレータに光電陰極を直接接続する方法を開示しており、参照することにより本書に含まれる。
【００３９】
実施の形態によって、縦続接続イメージインテンシファイア２００の複数部分２１０、２２０などを、取り外しできるように一緒に装着することも、取り外しできないように一緒に装着することもできる。
【００４０】
本発明の幾つかの実施の形態によれば、縦続接続イメージインテンシファイア２００の最後の部分により放出される光が、第１の面ユニット２０４がバルクシンチレータを有する代わりに蛍光面ユニットを有していれば第１の面ユニット２０４により放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する限り、イメージインテンシファイア２００により放出されるべき光強度を提供するイメージインテンシファイア２００の縦続接続された後続の部分におけるパラメータの任意の組み合わせが、本発明の範囲内となる。光強度に影響し得るパラメータの例は、とりわけ、後続の電圧源ユニット２４０により供給される電圧の差、後続の面ユニット２２４の利得、後続の光電陰極ユニット２２２のＱＥ、後続の部分におけるＭＣＰのような電子倍増管により与えられる二次電子放出、などを含む。
【００４１】
図３は、本発明の幾つかの実施の形態に係る縦続接続イメージインテンシファイア３００を示す。縦続接続イメージインテンシファイア１００のように、縦続接続イメージインテンシファイア３００は、第１の部分３１０を有し、第１の部分３１０は、第１の光電陰極ユニット３０２および第１の面ユニット３０４を有し、第１の部分３１０に適切な電圧を印加するよう動作する第１の電圧源ユニット３３０を有する。第２の部分３２０は、第２の光電陰極ユニット３２２および第２の面ユニット３２４を有し、第２の電圧源ユニット３４０（幾つかの場合では第１の電圧源ユニット３３０と同じユニットであってもよい）を有する。第２の電圧源ユニット３４０は、第２の部分３２０に適切な電圧を印加するよう動作する。説明を簡単にするために、イメージインテンシファイアは２つの部分３１０、３２０を有するものとして説明するが、他の実施の形態では３つ以上の部分があってもよい。読者は、第２の部分についての説明の大部分が第２の部分の後の任意の縦続接続された部分にも当てはめられることを理解するべきである。
【００４２】
図示された実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイア３００の各部分３１０、３２０などは、第１世代イメージインテンシファイアである。第１の部分３１０に存在する加速電圧はより小さい。すなわち、第１の部分３１０内の第１の光電陰極ユニット３０２および第１の面ユニット３０４の間の電位差は、第２の部分３２０内の第２の光電陰極ユニット３２２および第２の面ユニット３２４の間の電位差よりも小さい。例えば、第１の光電陰極ユニット３０２および第１の面ユニット３０４の間の電位差は約６〜１０ｋＶとすることができ、第２の光電陰極ユニット３２２および第２の面ユニット３２４の間の電位差は約２０〜３０ｋＶとすることができる。これらの動作パラメータは、単に、読者に対するさらに説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。本実施の形態では、第２の部分３２０の後の任意の部分も、第１の部分３１０に比べて大きな電位差を有するであろう。
【００４３】
第１の部分３１０内の低加速電圧のため、第１の光電陰極ユニット３０２にフィードバックされるイオンはエネルギがより小さく、したがって、光電陰極ユニット３０２の活性領域に引き起こされる損傷がより小さい（これにより、光電陰極ユニット３０２のＱＥおよび寿命が維持される）。幾つかの場合では、低加速電圧のため、第１の面ユニット３０４にて生成されるイオンもより少ない（衝突電子のエネルギがより小さいため）。しかしながら、低加速電圧のため、第１の面ユニット３０４により放出される光子は、加速電圧がより高かった場合に比べるとより少ない（光子数は、入射電子数×（電位差−面閾値（the potential difference - the screen threshold））×面の利得、に等しいため）。
【００４４】
一実施の形態では、第１の面ユニット３０４により放出される低減信号（lowered signal）（後続の部分内の加速電圧に比べて第１の部分３１０内の加速電圧が低いことによる）は、縦続接続イメージインテンシファイア３００の第２の部分３２０により少なくとも補償される（３つ以上の部分がある場合は、第１の部分の後のいずれかの部分または複数部分の組み合わせにおいてこの補償が生じ得る）。言い換えれば、本実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイア３００の最後の部分により放出される光は、第１の部分３１０内の加速電圧が第２の部分３２０内の加速電圧と同様に高かった場合に第１の面ユニット３０４により放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する。
【００４５】
縦続接続イメージインテンシファイア３００の各部分３１０、３２０などは、任意の１つ以上の集束技法を適宜、図２を参照して前述したように用いることができる。
【００４６】
実施の形態によって、各面ユニット３０４、３２４（および任意には後続）は、従来の蛍光面ユニット（典型的には、ガラス（または光ファイバプレート）基板上の蛍光体層光像）またはバルクシンチレータを有することができる。図２を参照しながら前述したように、縦続接続イメージインテンシファイア３００の最後の部分以外の面ユニットは、任意の適当な像伝達手段３５０を用いることによってその次の光電陰極ユニットに光学的に結合されている。あるいは、面ユニットがバルクシンチレータである幾つかの場合では、その次の光電陰極ユニットは、前述したようにバルクシンチレータに直接接続され得る。実施の形態によって、イメージインテンシファイア３００の複数の部分３１０、３２０などを、取り外しできるように一緒に装着してもよいし、取り外しできないように一緒に装着してもよい。
【００４７】
幾つかの実施の形態によれば、縦続接続イメージインテンシファイア３００の最後の部分により放出される光が、第１の部分３１０内の加速電圧が後続の部分内の加速電圧と同じ高さであった場合に第１の面ユニット３０４により放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する限り、イメージインテンシファイア３００により放出されるべき光強度を提供するイメージインテンシファイア３００の縦続接続された区属の部分におけるパラメータの任意の組み合わせが、本発明の範囲内となる。光強度に影響を与え得るパラメータの例は、とりわけ、後続の電圧源ユニット３４０により与えられる電圧の差、後続の面ユニット３２４の利得、後続の光電陰極ユニット３２２のＱＥ、後続の部分内のＭＣＰのような電子倍増管により与えられる二次電子放出、などを含む。
【００４８】
図４は、本発明の様々な実施の形態に係る縦続接続イメージインテンシファイア４００を示す。
【００４９】
縦続接続イメージインテンシファイア１００のように、縦続接続イメージインテンシファイア４００は、第１の部分４１０を有する。第１の部分４１０は、第１の光電陰極ユニット４０２および第１の面ユニット４０４を有し、第１の部分４１０に適切な電圧を印加するよう動作する第１の電圧源ユニット４３０を有する。第２の部分４２０は、第２の光電陰極ユニット４２２および第２の面ユニット４２４を有し、第２の部分４２０に適切な電圧を印加するよう動作する電圧源ユニット４４０（幾つかの場合では第１の電圧源ユニット４１０と同じユニットであってもよい）を有する。説明を簡単にするために、イメージインテンシファイアは２つの部分４１０、４２０を有するものとして説明するが、他の実施の形態では３つ以上の部分があってもよく、読者は、第２の部分についての説明の大部分が第２の部分の後の任意の縦続接続された部分にも当てはめられることを理解するべきである。
【００５０】
図示された実施の形態では、第１の部分４１０は、バイアルカリ、ソーラーブラインドまたはマルチアルカリの光電陰極ユニット４０２と、従来の第２世代イメージインテンシファイアのようなＭＣＰ４０８と、を有する。しかしながら、この実施の形態においては、ＭＣＰ４０８と第１の光電陰極ユニット４０２との間で、例えばＭＣＰ４０８の対応面に装着されたイオンバリアフィルムＩＢＦ４０９が加えられる。ＩＢＦ４０９は約数十ナノメートル（例えば〜３０ｎｍ）の厚さを有し得る。ＩＢＦ４０９の厚さは、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。ＩＢＦは、イオンフローがＭＣＰ４０８を出て光電陰極ユニット４０２に向かうのを防止するため、ＩＢＦ４０９の使用は有利である。このイオンフローは、高エネルギの電子による衝突の際にＭＣＰ表面近傍の自由ガスがイオン化することの結果かもしれない。ＩＢＦは、真空管内に存在するガスが光電陰極ユニット４０２に到達するのを防止することもできるため、イメージインテンシファイアを２次損傷のメカニズムから保護することができる。
【００５１】
一実施の形態では、電圧源ユニット４３０により供給される動作パラメータは次のとおりである。光電陰極ユニット４０２とＭＣＰ４０８との間の電位差は約８００Ｖであり、ＭＣＰ４０８と面ユニット４０４との間の電位差は５〜７ｋＶであり、ＭＣＰ４０８では約２００〜１５００Ｖである。これらの動作パラメータは、非常によいものとして解釈されるべきものではなく、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものである。
【００５２】
代替的な実施の形態では、ＭＣＰ４０８が除かれ、第１の部分４１０は、従来の第１世代イメージインテンシファイアのような、バイアルカリ、ソーラーブラインドまたはマルチアルカリの光電陰極ユニット４０２を有する。しかしながら、この実施の形態においては、第１の面ユニット４０４と第１の光電陰極ユニット４０２との間にイオンバリアフィルムＩＢＦ４０９を加えることにより、イオンフローが光電陰極ユニット４０２に戻るのを防止する。上記のように、ＩＢＦ４０９は、アルミニウム、カーボン、シリコン、シリコン酸化物などから成る薄膜であり、その厚さは約数十ナノメートル（例えば〜３０ｎｍ）である。ＩＢＦ４０９は、自己支持型のものでもよいし、充填比（fill factor）の低いメッシュまたは他の薄い自己支持材（thin self supporting material）上に載置されたものでもよい。
【００５３】
ＩＢＦ４０９は、好ましくは、真空管の中央領域（middle area）の位置、または光電陰極ユニット４０２に比較的近い（約２００〜５００μｍ離れた）位置に配置される。ＩＢＦ４０９の厚さおよびＩＢＦ４０９の位置は、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。
【００５４】
一実施の形態では、電圧源ユニット４３０により供給される動作パラメータは次のとおりである。ＩＢＦ４０９が真空管の中央部にあると仮定して、光電陰極ユニット４２０とＩＢＦ４０９との間の電位差は８００Ｖ〜５ｋＶであり、ＩＢＦ４０９と面ユニット４０４との間の電位差は６〜３０ｋＶである。
【００５５】
一実施の形態では、ＩＢＦ４０９が真空管の中央部になければ、光電陰極ユニット４０２とＩＢＦ４０９との間の電位差は約８００Ｖであり、ＩＢＦ４０９と面ユニット４０４との間には約６〜３０ｋＶの電位差がある。
【００５６】
これらの動作パラメータは、非常によいものとして解釈されるべきものではなく、単に、読者に対するさらなる説明として提示したものである。
【００５７】
第１の部分４１０は、図２を参照しながら説明した任意の１つ以上の収束手段を用いることができる。
【００５８】
第１の部分４１０についてのより多くの情報は、共に譲渡され現在提出中であり参照することにより本書に含まれる「イメージインテンシファイア装置および方法（Image Intensifier Device and Method）」に提供される。
【００５９】
ＩＢＦ４０９は第１の光電陰極ユニット４２０の量子効率および寿命を、イオンフィードバックを防止することにより保護するが、ＩＢＦ４０９は、第１の部分４１０の面ユニット４０４により放出される光子信号を減らすこともする。この信号の低減は、幾らかの電子のＩＢＦ４０９による吸収に寄与して第１の面ユニット４０４に当たる電子を減らすことがあり得る。例えば、一実施の形態では、第１の面ユニット４０４により生成される光子の数は、第１の部分４１０にＩＢＦ４０９がなかった場合に生成されていたであろう数の約５０〜７０％である。この割合は、ＩＢＦ４０９の材料および厚さに応じて変わり得る。これらの割合は、単に読者に対する説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。
【００６０】
一実施の形態では、ＩＢＦ４０９により従来の第１世代（ＭＣＰ４０８およびＩＢＦ４０９がない従来のもの）または第２世代（ＭＣＰ４０８はあるがＩＢＦ４０９がない従来のもの）のイメージインテンシファイアに比べて低減された、第１の部分４１０により放出される信号は、イメージインテンシファイア４００の第２の部分４２０により少なくとも補償される（３つ以上の部分がある場合は、第１の部分の後の任意のいずれかの部分または複数部分の組み合わせにてこの補償が生じる）。言い換えれば、この実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイア４００の最後の部分により放出される光は、第１の部分４１０が従来の第１／第２世代イメージインテンシファイアであった場合に第１の面ユニット４０４により放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する。
【００６１】
縦続接続イメージインテンシファイア４００における第１の部分４１０の後の各部分、例えば第２の部分４２０などは、任意の世代のイメージインテンシファイアを有することができ、図２を参照しながら前述したように、任意の１つ以上の集束技法を適宜用いることができる。
【００６２】
一実施の形態では、第２の部分４２０に、任意には縦続接続イメージインテンシファイア４００内のその後続の部分に供給される電圧は、次のとおりである。例えば、一実施の形態では、第１世代イメージインテンシファイアを有する部分は、光電陰極ユニットと面ユニットとの間に、従来の電位差である約８〜１５ｋＶを有することができる。例えば、他の実施の形態では、第１世代イメージインテンシファイアを有する部分は、光電陰極ユニットと面ユニットとの間に、より高い電位差である約２０〜３０ｋＶを有することができる。例えば、一実施の形態では、第２または第３世代イメージインテンシファイアを有する部分は、慣習的には、光電陰極ユニットと面ユニットとの間に約２００Ｖ（ＩＢＦがあれば約８００Ｖ）を有することができ、ＭＣＰと面ユニットとの間に約５〜７ｋＶを有することができ、ＭＣＰには約２００〜１５００Ｖを有することができる。これらの動作パラメータは、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。
【００６３】
実施の形態によって、各面ユニット４０２、４２４（および任意には後続）は、従来の蛍光面ユニット（典型的には、ガラス／光ファイバプレートの基板上の蛍光体層構造）またはバルクシンチレータを有することができる。図２を参照しながら前述したように、縦続接続イメージインテイシファイア４００の最後の部分以外の面ユニットは、任意の適当な像伝達手段４５０を用いることによりその次の光電陰極ユニットに光学的に結合される。あるいは、面ユニットがバルクシンチレータである幾つかの場合では、その次の部分の光電陰極ユニットは、前述したようにバルクシンチレータに直接接続され得る。実施の形態によって、イメージインテンシファイア４００の複数の部分４１０、４２０などを、取り外しできるように一緒に装着してもよいし、取り外しできないように一緒に装着してもよい。
【００６４】
幾つかの実施の形態によれば、イメージインテンシファイア４００の最後の部分により放出される光は、第１の部分４１０が従来の第１または第２世代イメージインテンシファイアであって場合に第１の面ユニット４０４により放出されていたであろう光と少なくとも同じ強度を有する限り、イメージインテンシファイア４００により放出されるべき光強度を提供するイメージインテンシファイア４００の縦続接続された後続の部分におけるパラメータの任意の組み合わせは、本発明の範囲内である。光強度に影響を与え得るパラメータの例は、とりわけ、後続の電圧源ユニット４４０により与えられる電圧の差、後続の面ユニット４２４の利得、後続の光電陰極ユニット４２２のＱＥ、後続の部分におけるＭＣＰのような電子倍増管により供給される二次電子放出、などを含む。
【００６５】
本発明の幾つかの実施の形態では、イメージインテンシファイア（例えば、２００、３００、４００）の１つ以上の部分における１つ以上の光電陰極ユニットの量子効率は、低減され、光電陰極ユニットから出る電子の信号がより低くなることがある。
【００６６】
例えば、これらの実施の形態の幾つかでは、縦続接続イメージインテンシファイア（例えば、２００、３００、４００）の（すなわち第１のものの後の）１つ以上の後続の部分における１つ以上の光電陰極ユニットの量子効率は、（第１の部分内の）第１の光電陰極ユニットの量子効率よりも低くされることがある。例えば、幾つかの場合では、バイアルカリ光電陰極は、より優れたロバスト性を有し得るが、より低い量子効率を有し得る。後続の部分の光電陰極ユニットに入射する光子は、第１の部分の光電陰極ユニットよりも十分に多いので、後続の部分の光電陰極ユニットの量子効率が第１の部分の光電陰極ユニットの量子効率と同じ高さであることは、重要ではない。例えば、一実施の形態では、幾つかの場合では、約１０％の量子効率を有するマルチアルカリ光電陰極や、緑色の光で約２０％の量子効率を有するＧａＡｓ光電陰極に比べて、バイアルカリ光電陰極は約３％の量子効率を有し得る。これらの割合は、単に、読者に対するさらなる説明のために提示したものであり、非常によいものとして解釈されるべきものではない。
【００６７】
他の例としては、これらの実施の形態の幾つかでは、縦続接続イメージインテンシファイア（例えば、２００、３００、４００）の光電陰極ユニットの量子効率は、使用に伴って劣化し得る（例えば、イオンフィードバック、光子および／またはガスの衝突による）。縦続接続イメージインテンシファイアの使用可能期間中、縦続接続イメージインテンシファイアからの光子放出を同じレベルに維持することが望ましい実施の形態では、縦続接続イメージインテンシファイアからの初期利得（initial gain）は、始めに（イメージインテンシファイアにより達成可能な最大の利得から）減衰され得る。例えば、これらの実施の形態の１つでは、第１の部分内の第１の光電陰極ユニットの最終的な劣化を補償するために、縦続接続イメージインテンシファイアの前方の集光用光学部品内での減衰が最初にあり得る。この減衰は、第１の光電陰極ユニット（すなわち、縦続接続イメージインテンシファイアの第１の部分内）が劣化するに連れて削除または低減される。集光用光学部品は、とりわけ、１つ以上の偏光器などを有し得る。この例について続けると、この集光用光学部品が複数の偏光器を有する場合、２つ以上の偏光器の間の角度を変更して変更期中の伝達を変更することができる。さらにこの例について続けると、後に削除される光フィルタを最初に挿入することもできる。他の例としては、これらの実施の形態の１つでは、縦続接続イメージインテンシファイアの第１の部分の後の部分内の光電陰極ユニットの劣化を補償するために、縦続接続イメージインテンシファイアの１つ以上の部分内の利得を、最初に最大よりも低く設定し、また、例えば、ある部分内の電子量を（例えばＭＣＰを用いて）増やすことにより、またはある部分内の電位差を増やすことにより、利得を増やすことができる。
【００６８】
一実施の形態では、前述の縦続接続イメージインテンシファイア２００、３００または４００は、延長された寿命を有する。延長された寿命は、例えば製造ライン上を進む物品（例えばウェハ）の自動検査のような様々な用途において重要である。検査システムで用いられるイメージインテンシファイアの寿命は製造ラインのスループットに影響を与える要因の１つである（最大のスループットは継続的な高出力イメージインテンシファイアを要するので寿命の長いイメージインテンシファイアを要する）。
【００６９】
図５は、半導体ウェハＷを検査する自動検査システム（全体を５００で示す）の一例を概略的に示す。自動検査システム５００は、光源ユニット、光検出ユニットおよび適切な導光／集光（light directing/collecting）手段を有する。この例では、自動検査システム５００は、複数の暗視野検出器を用いて暗視野検査モードで動作し、明視野検査モードでも動作するよう構成される。暗視野および明視野の検査の原理自体は知られているため、下記を除いて詳述する必要はない。自動検査システム５００では、全ての検査ユニットが、ウェハ表面上の共通領域から散乱した放射線を集光する。各暗視野検出ユニットは、異なる角度の軸（すなわち、仰角および／または方位角が異なる）に沿って放射線を集光するよう構成される。各検出ユニットは、対応する光検出器の前方に収容された本発明の縦続接続イメージインテンシファイア５１０を有する（すなわち、各縦続接続イメージインテンシファイア５１０は、前述の縦続接続イメージインテンシファイア２００、３００、４００についての様々な実施の形態のいずれかを有し得る）。
【００７０】
本発明を特定の実施の形態について示し説明したが、それ故に限定的であるというわけではない。本発明の範囲内で、数々の修正、変更および改良が読者に生じるであろう。
【００７１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願６０／７１５９２７、米国仮特許出願６０／７１５９００および米国仮出願６０／７１５９０１の利益を要求する。これらの出願はいずれも、２００５年９月８日出願であり、参照することにより本書に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る縦続接続イメージインテンシファイアの構成および動作を概略的に示す。
【図２】本発明の一実施の形態に係る第１の部分の面ユニットがバルクシンチレータを有する縦続接続イメージインテンシファイアの構成および動作を概略的に示す。
【図３】本発明の一実施の形態に係る第１の部分がその次の部分に比べて低い電位差を与えられる縦続接続イメージインテンシファイアの構成および動作を概略的に示す。
【図４】本発明の一実施の形態に係る第１の部分がイオンバリアフィルムとバイアルカリ、ソーラーブラインドまたはマルチアルカリの光電陰極とを有する縦続接続イメージインテンシファイアの構成および動作を概略的に示す。
【図５】本発明の縦続接続イメージインテンシファイアを使用してウェハを検査する自動検査システムを例示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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