JP2001319604A - Circuit for protecting photoelectric cathode of image intensifier - Google Patents

Circuit for protecting photoelectric cathode of image intensifier

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JP2001319604A
JP2001319604A JP2001074214A JP2001074214A JP2001319604A JP 2001319604 A JP2001319604 A JP 2001319604A JP 2001074214 A JP2001074214 A JP 2001074214A JP 2001074214 A JP2001074214 A JP 2001074214A JP 2001319604 A JP2001319604 A JP 2001319604A
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JP
Japan
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circuit
photocathode
intensifier
photoelectric cathode
current
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Application number
JP2001074214A
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Japanese (ja)
Inventor
Louis R Gabello
アール ガベロ ルイス
Dennis J Whipple
ジェイ ホウィップル デニス
Lawrence A Ray
エイ レイ ローレンス
Kenneth J Repich
ジェイ レピチ ケネス
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/96One or more circuit elements structurally associated with the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/96Circuit elements other than coils, reactors or the like, associated with the tube
    • H01J2229/962Circuit elements other than coils, reactors or the like, associated with the tube associated with the HT

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for protecting intensifier that has a low power consumption and an appropriate cost by protecting the intensifier from overdriving and directly measuring a low current in the photoelectric cathode. SOLUTION: The protecting circuit that protects the photoelectric cathode of an image intensifier from being overdriven during operation has a high voltage supply that supplies a photoelectric cathode potential to the photoelectric cathode, a measuring circuit that measures current supplied to the photoelectric cathode, and a logic circuit that interrupts the photoelectric cathode potential fed to the photoelectric cathode when the measured current shows the photoelectric cathode is overdriven. In more specified manner, the measuring circuit contains a resistor connected between the high voltage supply and photoelectric cathode of the image intensifier, and a sensing circuit to sense a voltage on the resistor. As another property, the measuring circuit and the logic circuit are constituted so as to float with respect to the circuit ground, g.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージ増倍の分
野、特に、管に損害を与える又は管の寿命を著しく短く
させ得る照度レベルからインテンシファイアを保護する
保護回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of image intensification, and more particularly to a protection circuit for protecting an intensifier from illumination levels that can damage the tube or significantly shorten the life of the tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】イメージインテンシファイアは、市販
用、研究用、及び、軍事的用途を含み多数の用途に使用
される。一つの例は、観察者によって観察されるよう低
レベルの光を増幅させるためにインテンシファイアが使
用される夜光用適用であり、この用途の良い例は夜光双
眼鏡である。別の用途は、非常に速い、ストップ動作、
シャッタリングが要求される高速イメージ捕捉に関わ
り、インテンシファイアの高速ゲーティングがこの機能
を提供する。しかしながら、高速ゲーティングにより、
露光時間が減少される。これは、50,000:1辺り
の範囲にある(照度電力の増幅は100のオーダの範囲
にある)非常に高い検出された電流増幅を提供するイン
テンシファイアの能力によって補償される。別の用途
は、入来する変調された光信号を用いてヘテロダイン
(混合)効果を提供するためにインテンシファイアのマ
イクロチャネルプレートの変調を使用する。これは、Sa
ndia National Laboratories(米国特許第4,93
5,616号参照)によって開発されるLADAR(レ
ーザ検出及びレーダ)において使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION Image intensifiers are used in a number of applications, including commercial, research, and military applications. One example is a night light application where an intensifier is used to amplify low levels of light to be viewed by an observer, and a good example of this application is night light binoculars. Another application is very fast, stop action,
Involving high speed image capture where shuttering is required, fast gating of intensifiers provides this functionality. However, with fast gating,
The exposure time is reduced. This is compensated for by the intensifier's ability to provide very high detected current amplification in the range of 50,000: 1 (illumination power amplification is on the order of 100). Another application uses the modulation of an intensifier microchannel plate to provide a heterodyne (mixing) effect with an incoming modulated optical signal. This is Sa
ndia National Laboratories (U.S. Pat.
5,616) used in LADAR (Laser Detection and Radar).

【0003】動作中、オーバードライブされることから
イメージインテンシファイアを活性的に保護することが
望ましい。インテンシファイアをオーバードライブさせ
ることは、本願では、光電陰極とマイクロチャネルプレ
ート(MCP)入力との間で標準電圧電位差を与える高
入力照度によって発生される過度の光電陰極電流として
定義される。インテンシファイアをオーバードライブさ
せることは、費用がかかる置き換えを必要とさせる、寿
命の終わりの早まりを生じさせ得る。インテンシファイ
アを活性的に保護する様々な方法は、動作中にモニタの
スクリーンへの電流をモニタすることに基づき既に存在
し、インテンシファイアは選択されたスクリーン電流レ
ベルを超えると「ゲート」オフされる。スクリーン電流
をモニタすることは、スクウリーン電流がMCP利得に
よる光電陰極電流に間接的に関係するため推測される保
護方法である。これは、低いスクリーン電流があるが過
度の光電陰極電流がある異常な状態を表わし得る。低い
スクリーン電流は、低いMCP利得又は不正確なスクリ
ーン電圧の結果により得る。光をオンにするような瞬間
的な状態は、インテンシファイアを劣化させ管の寿命を
著しく短くさせ得る。
In operation, it is desirable to actively protect the image intensifier from being overdriven. Overdriving the intensifier is defined herein as excessive photocathode current generated by high input illumination that provides a standard voltage potential difference between the photocathode and the microchannel plate (MCP) input. Overdriving the intensifier can cause an end of life to be reached, requiring costly replacement. Various methods of actively protecting the intensifier already exist based on monitoring the current to the monitor's screen during operation, and the intensifier turns off the "gate" when the selected screen current level is exceeded. Is done. Monitoring the screen current is a possible protection method because the screen current is indirectly related to the photocathode current due to the MCP gain. This may represent an abnormal situation where there is low screen current but excessive photocathode current. Low screen current is obtained as a result of low MCP gain or incorrect screen voltage. Instantaneous conditions, such as turning on the light, can degrade the intensifier and significantly reduce tube life.

【0004】他の受動的な方法は、光電陰極電流がある
レベルを超える場合に光電陰極電圧が基準電圧にクラン
プされる場所に存在する。これは、基準電圧を発生さ
せ、非分離回路構造を有する追加の高電圧供給電流を要
求する。この方法は、光電陰極電流の測定と干渉するM
CPのストリップ電流による不正確さを伴う。更に、光
電陰極のゲーティング動作を妨げる。このような技法の
例は、米国特許第5,146,077号に開示され、こ
の特許では、管に対するクランプレベルを示す所定値を
超える光電陰極によって引き出される電流に応答して、
イメージインテンシファイア用の「ブライト源の保護回
路」が管の光電陰極に供給される電圧を変調させる。こ
の回路によって取り組まれる問題は、高い光レベルにお
ける解像度の減少であり、管を保護するよりも一定の輝
度を得ることを目的とする。本文脈における「ブライト
源の保護」は、管自体の保護よりもブライト源の条件下
で解像度を改善させることに関わる。実際に、開示され
る回路は管に損害を与えても良い悪影響の光条件下で光
電陰極に供給電流が送られることを可能にさせる。
[0004] Another passive approach exists where the photocathode voltage is clamped to a reference voltage if the photocathode current exceeds a certain level. This generates a reference voltage and requires an additional high voltage supply current with a non-isolated circuit structure. This method uses M M that interferes with the photocathode current measurement.
Inaccuracy due to CP strip current. Further, it hinders the gating operation of the photocathode. An example of such a technique is disclosed in U.S. Pat. No. 5,146,077, which discloses that in response to a current drawn by a photocathode above a predetermined value indicating a clamp level on the tube,
A "bright source protection circuit" for the image intensifier modulates the voltage supplied to the photocathode of the tube. The problem addressed by this circuit is the loss of resolution at high light levels, with the goal of obtaining a constant brightness rather than protecting the tube. "Protecting the bright source" in the present context involves improving the resolution under the conditions of the bright source rather than protecting the tube itself. Indeed, the disclosed circuit allows the supply current to be delivered to the photocathode under adverse light conditions that may damage the tube.

【0005】本発明は、動作中、特に、管に損害を与え
る又はその寿命を短くさせてもよい悪影響な光条件下
で、オーバードライブされることからイメージインテン
シファイアを活性的に保護する技法を説明する。これに
より本発明において説明する技法は、上述の制約を回避
する。
The present invention is a technique for actively protecting an image intensifier from being overdriven during operation, especially under adverse light conditions that may damage the tube or shorten its life. Will be described. Thereby, the technique described in the present invention circumvents the constraints described above.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、管の寿命を
保存することを意図しインテンシファイアがオーバード
ライブされることから保護することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to preserve the life of a tube and to protect the intensifier from being overdriven.

【0007】本発明は、インテンシファイアのスクリー
ン電流を測定する推測される方法を使用する代わりにイ
ンテンシファイアの光電陰極の中に流れる低い電流を直
接的に測定することを更なる目的とする。
It is a further object of the present invention to directly measure the low current flowing through the intensifier photocathode instead of using a presumed method of measuring the intensifier screen current. .

【0008】本発明は、低電力消費量及び適当な費用を
目的とするインテンシファイア保護方法を提供すること
を目的とする。
It is an object of the present invention to provide an intensifier protection method for low power consumption and reasonable cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、一つ以上の上
記問題を克服することに向けられる。簡単に要約する
と、本発明の一面によると、動作中にオーバードライブ
されることからイメージインテンシファイアの光電陰極
を保護する保護回路は、光電陰極に光電陰極電位差を供
給する高電圧電源と、光電陰極に供給される電流を測定
する測定回路と、光電陰極がオーバードライブされてい
ることを測定された電流が示すとき光電陰極に供給され
る光電陰極電位差を中断する論理回路とを有する。より
特定的には、測定回路は、高電圧電源とインテンシファ
イアの光電陰極の間に接続される抵抗器、及び、抵抗器
上の電圧を感知する感知回路を含む。別の重要な特性で
は、測定回路及び論理回路は、グラウンドに対してフロ
ートするように構成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to overcoming one or more of the problems set forth above. Briefly summarized, in accordance with one aspect of the present invention, a protection circuit that protects a photocathode of an image intensifier from being overdriven during operation includes a high voltage power supply that supplies a photocathode potential difference to the photocathode, A measurement circuit for measuring the current supplied to the cathode and a logic circuit for interrupting a photocathode potential difference supplied to the photocathode when the measured current indicates that the photocathode is overdriven. More specifically, the measurement circuit includes a resistor connected between the high voltage power supply and the photocathode of the intensifier, and a sensing circuit for sensing the voltage on the resistor. In another important aspect, the measurement and logic circuits are configured to float with respect to ground.

【0010】本発明は、更に、電池と、回路グラウンド
に対してフロートされる回路供給電圧を発生させるため
に電池に接続される切換調整器と、グラウンドから分離
され電源をオン/オフにするために切換調整器に接続さ
れる電源オン/オフ部分とを有する電源を更に含む。こ
の電源は、非常に低い電池電力を用いて前述の陰極保護
回路に供給するために特に適合される。
The present invention further provides a battery, a switching regulator connected to the battery to generate a circuit supply voltage that is floated with respect to circuit ground, and a power supply isolated from ground for turning on / off the power supply. And a power supply on / off portion connected to the switching regulator. This power supply is particularly adapted to supply the aforementioned cathode protection circuit with very low battery power.

【0011】本願による方法及び装置は、MCP利得又
はスクリーン電流に関係なく光電陰極電流を直接的に測
定する手段を設ける。この利点は、光電陰極電流を測定
する際の難問、即ち、800ボルトのオーダ上の高電
圧、ピコアンペアのオーダ上の低電流、ユニットを保護
するのに十分な速さ、低コスト、低電力、漏れ電流を防
止するために分離、及び、最後に、過度の構成要素電圧
を克服する点である。
The method and apparatus according to the present application provide a means for directly measuring the photocathode current regardless of the MCP gain or screen current. This advantage is a challenge when measuring photocathode currents: high voltage on the order of 800 volts, low current on the order of picoamps, fast enough to protect the unit, low cost, low power, Isolation to prevent leakage current and, finally, overcoming excessive component voltages.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の面、目的、
特徴、及び、利点は、添付の図面を参照して好ましい実
施例の以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を読
むことでより明確に理解され認識される。
The above and other aspects, objects, and features of the present invention
The features and advantages will be more clearly understood and appreciated from a reading of the following detailed description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings and the appended claims.

【0013】保護回路を使用するイメージ増倍装置が周
知であるため、本発明の説明は特に本発明による装置の
一部をなす、又は、協働する素子に向けられる。本願に
おいて特に図示しない又は説明しない素子は当業者によ
って選択されてもよい。
[0013] The description of the invention is directed in particular to elements which form part of or cooperate with the device according to the invention, since image intensifiers using protection circuits are known. Elements not specifically shown or described herein may be selected by one of ordinary skill in the art.

【0014】図1は、ゲーティング高電圧電源12及び
イメージインテンシファイア14を含む回路装置中の光
電陰極を保護する構成要素10を示す。公知のインテン
シファイアの適用法におけるように、ゲーティング高電
圧電源12は、インテンシファイア14の内部素子を動
作させるために必要な高電圧を発生させる。図3に示す
ように、インテンシファイア14の内部素子は、感光性
の光電陰極16、多数のマイクロチャネルを有するマイ
クロチャネルプレート(MCP)18、及び、燐光性ス
クリーン20を含む。ゲーティング高電圧電源12は、
線21a上で光電陰極16に光電陰極電位差、線21b
上でMCPの入力面22に電位差MCP_イン、線21
上でMCP18の出力面に電位差MCP_アウト、及
び、線21d上でスクリーン20にスクリーン電位差を
提供する。光電陰極16は、入力照度によって生じられ
る電子を出射させる機能を担う。放たれた電子は、光電
陰極16に光電陰極電位差を印加することで加速され、
マイクロチャネルプレート18上の入力面に印加される
入力電位差MCP_インに対して電位差を生成させ、こ
のゲート−オン電位差は典型的には−800ボルトのオ
ーダである。入力電位差MCP_インに対して光電陰極
16に正の光電陰極電位差を印加させることは、入力面
22への電子の加速を防止させ、それにより、インテン
シファイア14を「ゲート」オフにさせ、典型的なゲー
ト−オフ電位差は+40dcである。通常の動作では、
インテンシファイア14のゲーティングは、インテンシ
ファイアのオン/オフ状態を制御するために使用され
る。ゲーティングは、所与の期間(即ち、パルス幅変
調)中にオンタイムのデューティサイクルを変化させる
ことで輝度制御の効果的な手段となることが知られてい
る。
FIG. 1 shows a component 10 for protecting a photocathode in a circuit arrangement including a gating high voltage power supply 12 and an image intensifier 14. As in known intensifier applications, the gating high voltage power supply 12 generates the high voltage required to operate the internal elements of the intensifier 14. As shown in FIG. 3, the internal elements of the intensifier 14 include a photosensitive photocathode 16, a microchannel plate (MCP) 18 having a number of microchannels, and a phosphorescent screen 20. The gating high voltage power supply 12
A photocathode potential difference is applied to the photocathode 16 on the line 21a,
The potential difference MCP_in, line 21
Provide the potential difference MCP_out to the output surface of the MCP 18 above and the screen potential difference to the screen 20 on line 21d. The photocathode 16 has a function of emitting electrons generated by input illuminance. The emitted electrons are accelerated by applying a photocathode potential difference to the photocathode 16,
A potential difference is created for the input potential difference MCP_IN applied to the input surface on the microchannel plate 18, which gate-on potential difference is typically on the order of -800 volts. Applying a positive photocathode potential difference to the photocathode 16 with respect to the input potential difference MCP_in prevents the acceleration of electrons to the input surface 22, thereby causing the intensifier 14 to "gate" off and typically The typical gate-off potential difference is +40 dc. In normal operation,
The gating of the intensifier 14 is used to control the on / off state of the intensifier. Gating is known to be an effective means of brightness control by varying the on-time duty cycle during a given period (ie, pulse width modulation).

【0015】MCP18内のマイクロチャネルに入る電
子は、チャネル設計及びMCP18上の高電圧電位差、
即ち、MCP_インとMCP_アウトの間の電位差によ
って生じられる二次電子出射を用いて増幅される。この
入力面22と出力面24の間の電位差は、利得制御及び
輝度制御の手段を提供する。結果となる電子の流れ(電
流)は、スクリーンに印加される高電位差(典型的には
MCP出力面に対して+4000+乃至6000ボル
ト)を用いて蛍光コーティングされたスクリーン20の
方向に更に加速される。スクリーン20の蛍光体に対す
る衝撃は、蛍光体のタイプによって決定される分光分布
を含む光電子放出を生じさせる。スクリーン20からの
結果となる出力輝度は、受信される入力イメージの増幅
されたイメージを現す。
The electrons that enter the microchannels in MCP 18 are the channel design and the high voltage potential difference on MCP 18,
That is, it is amplified using secondary electron emission caused by a potential difference between MCP_in and MCP_out. This potential difference between input surface 22 and output surface 24 provides a means for gain and brightness control. The resulting electron flow (current) is further accelerated in the direction of the fluorescent coated screen 20 using a high potential difference applied to the screen (typically +4000+ to 6000 volts relative to the MCP output surface). . Impact of the screen 20 on the phosphor causes photoemission including a spectral distribution determined by the type of phosphor. The resulting output luminance from screen 20 represents an amplified image of the received input image.

【0016】スクリーン電流は、MCP18がその線形
の領域において動作されるとき100ナノメートル乃至
200ナノメートルのオーダにある。MCP18によっ
て与えられる利得を考慮すれば、光電陰極16からの電
流はピコアンペアのオーダにある。このような低い光電
陰極電流のため、より高い出力スクリーン電流がオーバ
ードライブ状態を示す手段として典型的に使用される。
しかしながら、結果として、低いMCP電圧従って低い
スクリーン電流を有する一方で高い照度が過度の光電陰
極電流を生じさせることが可能である。インテンシファ
イアの寿命の終わりが早められ得、示される徴候は、低
い出力強度、高い強度スポット及び/又は出力イメージ
における不均一性である。
The screen current is on the order of 100 nanometers to 200 nanometers when the MCP 18 is operated in its linear region. Considering the gain provided by MCP 18, the current from photocathode 16 is on the order of picoamps. Because of such low photocathode currents, higher output screen currents are typically used as a means to indicate an overdrive condition.
However, as a result, it is possible that high illumination can cause excessive photocathode current while having a low MCP voltage and thus a low screen current. The end of the life of the intensifier can be advanced, and the indications are low power intensity, high intensity spots and / or non-uniformity in the output image.

【0017】本発明は、管の寿命を保存することを意図
してインテンシファイアをオーバードライブになること
から保護する技法を説明する。このアプローチ法は、光
電陰極16に流れ込む低電流の直接的な測定を含み、こ
れはスクリーン電流を測定する推測される方法を使用す
る代わりである。本実施例は、低い電力消費量及び適当
な費用を目的とするアプローチ方法も説明する。
The present invention describes a technique for protecting the intensifier from being overdriven with the intention of conserving tube life. This approach involves a direct measurement of the low current flowing into the photocathode 16, instead of using a putative method of measuring the screen current. This embodiment also describes an approach aimed at low power consumption and reasonable cost.

【0018】図1に完全に示され、図2に部分的に示さ
れるゲーティング高電圧電源の構成要素12は、既知の
インテンシファイア回路に現在存在する回路構成要素で
ある。その結果、ゲーティング高電圧電源12は、標準
高電圧供給発生構成要素26、標準スクリーン電流感知
構成要素28、及び、標準ゲーティング構成要素30を
含む。スクリーン電流を感知する構成要素28は、高電
圧供給発生構成要素26にモニタリング信号を提供する
スクリーン電流が所定値を超える場合、MCP電圧が減
少される(しかしながら、これは、本発明に関係して説
明される方法で光電陰極を保護せず、従って、インテン
シファイアがオーバードライブされることからインテン
シファイアを保護しない)。図1に更に示されるよう
に、本発明は、イメージインテンシファイア14とゲー
ティング高電圧電源12内のゲーティング構成要素30
との間で直列に配置される光電陰極保護構成要素10を
含む。図2は、光電陰極保護構成要素10及び高電圧電
源12中のゲーティング構成要素30とのその相互接続
をより詳細に示す図である。既知のゲーティング構成要
素30では、切換器32がインテンシファイア14の最
初のターンオン時間中に(抵抗Rを有する)抵抗器34
をバイパスさせるために一瞬閉じられ、第2の切換器3
6が正の電位を印加することでインテンシファイア14
をオフにさせるために閉じられる。これは従来のゲーテ
ィング処理である。
The components 12 of the gating high voltage power supply, shown fully in FIG. 1 and partially in FIG. 2, are the circuit components that currently exist in known intensifier circuits. As a result, the gating high voltage power supply 12 includes a standard high voltage supply generating component 26, a standard screen current sensing component 28, and a standard gating component 30. The screen current sensing component 28 provides a monitoring signal to the high voltage supply generation component 26. If the screen current exceeds a predetermined value, the MCP voltage is reduced (however, this is not related to the present invention). It does not protect the photocathode in the manner described, and therefore does not protect the intensifier from overdriving the intensifier). As further shown in FIG. 1, the present invention provides a gating component 30 within the image intensifier 14 and the gating high voltage power supply 12.
And a photocathode protection component 10 arranged in series between FIG. 2 shows the photocathode protection component 10 and its interconnection with the gating component 30 in the high voltage power supply 12 in more detail. In the known gating component 30, the switch 32 switches the resistor 34 (with resistance R) during the initial turn-on time of the intensifier 14.
Is momentarily closed to bypass the second switch 3
6 applies a positive potential to the intensifier 14
Closed to turn off. This is a conventional gating process.

【0019】インテンシファイア14の最初の活性化に
続き、切換器32が開けられ、光電陰極16への全ての
電流が負の高電圧源(例えば、−800ボルト)から非
常に高い値(例えば、2G−オーム)にある抵抗Rを通
じて流れる。この説明における電流に対する規則は電子
の流れに関連する。抵抗器34を流れる光電陰極電流
は、抵抗R上で図示される極性を有する電位差を発生さ
せ、この電位差が光電陰極保護構成要素10によって感
知される。MCP利得が10000:1であり制限チャ
ネル電流が500ナノアンペアであるとして、入力光電
陰極電流は約50ピコアンペアとなる。制限された値に
使用される抵抗R上で発生される電位差は、100ミリ
ボルトとなる。抵抗器34は、2つの高電圧リード線5
0及び52を用いて光電陰極構成要素10の入力に接続
され、これらリード線は本発明の目的のために高電圧電
源12に特に追加される。
Following the initial activation of intensifier 14, switch 32 is opened and all current to photocathode 16 is switched from a negative high voltage source (eg, -800 volts) to a very high value (eg, -800 volts). , 2G-ohm). The rules for current in this description relate to the flow of electrons. The photocathode current flowing through resistor 34 generates a potential difference having the polarity shown on resistor R, which is sensed by photocathode protection component 10. Assuming an MCP gain of 10000: 1 and a limited channel current of 500 nanoamps, the input photocathode current will be about 50 picoamps. The potential difference developed on the resistor R used for the limited value will be 100 millivolts. The resistor 34 has two high voltage leads 5
Connected to the input of the photocathode component 10 using 0 and 52, these leads are specifically added to the high voltage power supply 12 for the purposes of the present invention.

【0020】光電陰極保護構成要素10の電流測定部分
は、比較器46によって評価される出力を生成する差動
増幅器44上で接続されるスケーラ42を含む。スケー
ラ42は、抵抗Rを外部的に調節する高インピーダンス
手段を提供し、減少が必要であれば簡単な分圧によって
入力電圧レベルを減少することを可能にさせる。スケー
ラ42は、抵抗Rと並列であり、グラウンドに対して負
荷を形成しないことに注意する。抵抗器Tに関して典型
的に1G−オーム乃至5G−オームのオーダにある高抵
抗値がスケーラ42に対して選択される。このような抵
抗値を有する抵抗器は、Vishay−Daleのよう
な製造者/供給業者から自由市場において入手可能であ
る。
The current measuring portion of the photocathode protection component 10 includes a scaler 42 connected on a differential amplifier 44 that produces an output that is evaluated by a comparator 46. The scaler 42 provides a high impedance means for adjusting the resistance R externally, allowing the input voltage level to be reduced by simple voltage division if reduction is required. Note that scaler 42 is in parallel with resistor R and does not create a load with respect to ground. A high resistance value for resistor T, typically on the order of 1 G-ohm to 5 G-ohm, is selected for scaler 42. Resistors having such resistance values are available on the free market from manufacturers / suppliers such as Vishay-Dale.

【0021】光電陰極保護構成要素10は、グラウンド
に対してフローティングされる。これは、接続リード線
50及び52が高電位(800ボルトdcのオーダー)
であるとしても、抵抗器34上で発生される小さい電位
差の測定を可能にさせる。差動増幅器44は、電流負荷
による著しいエラー又はグラウンドgndに対して高い
入力電位であることによる漏れを生じさせることなく抵
抗R上の電圧降下の測定を可能にさせる非常に高いイン
ピーダンス増幅器である。差動増幅器44は、回路グラ
ウンドgndに対してフロートして示される(フロート
を示すために文字Fを含む逆三角形として示される)。
差動増幅器44の利得Gは、入力レベルをブーストさせ
るのに十分であり、より小さいレベルの電流検出に更な
る感度を提供する機能を担う。
Photocathode protection component 10 is floated with respect to ground. This means that the connecting leads 50 and 52 are at a high potential (on the order of 800 volts dc).
, Allows the measurement of small potential differences generated on the resistor 34. The differential amplifier 44 is a very high impedance amplifier that allows measurement of the voltage drop across the resistor R without causing significant errors due to current loading or leakage due to the high input potential relative to ground gnd. Differential amplifier 44 is shown floating relative to circuit ground gnd (shown as an inverted triangle containing the letter F to indicate float).
The gain G of the differential amplifier 44 is sufficient to boost the input level and is responsible for providing additional sensitivity to lower level current sensing.

【0022】2つの調節及びフィルタ処理段54及び5
6が比較器46の入力側に設けられる。第1の段54
は、差動増幅器44からの信号の振幅の調節及びフィル
タ処理を提供する。調節された信号は、比較器46の入
力に接続され、この比較器46も回路グラウンドに対し
てフローティングして示される。比較器46は、調節さ
れた信号を閾値電圧Vthと比較させる。第2の段56
は、比較器46によって提供される調整された基準電圧
refをスケーリング及びフィルタ処理することで閾
値電圧Vthを導き出す。閾値電圧が超えられると比較
器出力はオプトカプラ58中のLED57を通じて電流
を導き出し、LEDは回路グラウンドgndに対してフ
ローティングしている。オプトカプラ58の出力は、線
60a上でゲートオン/オフを生成するために外部のオ
プトカプラ増幅器及び論理段60に供給するトランジス
タ59を含む。オーバードライブ状態が存在すると考え
られるとき、このゲートオン/オフ信号が以下に説明す
る3つの方法で使用され得る。
Two adjustment and filtering stages 54 and 5
6 is provided on the input side of the comparator 46. First stage 54
Provides adjustment and filtering of the amplitude of the signal from the differential amplifier 44. The conditioned signal is connected to the input of a comparator 46, which is also shown floating relative to circuit ground. The comparator 46 compares the adjusted signal with a threshold voltage Vth . Second stage 56
Derives a threshold voltage Vth by scaling and filtering the adjusted reference voltage Vref provided by comparator 46. When the threshold voltage is exceeded, the comparator output draws current through LED 57 in optocoupler 58, which is floating with respect to circuit ground gnd. The output of optocoupler 58 includes a transistor 59 that feeds an external optocoupler amplifier and logic stage 60 to generate a gate on / off on line 60a. When an overdrive condition is considered to exist, this gate on / off signal can be used in three ways, described below.

【0023】第1に、ゲートオン/オフ信号をゲーティ
ング高電圧電源12上のゲート制御入力に帰還させるこ
とは、光電陰極電圧を単にオフにさせ得る。所定の時間
遅延を考慮して、インテンシファイア14は再活性化さ
れ得る。これは、イメージの異常性を生じさせる可能性
が高いが過度の光電陰極電流によるインテンシファイア
への損害を最小にさせる。ゲートオン/オフ信号の第2
の使用は、既知のクロック周波数、即ち、パルス幅変調
の所与の期間の残りのためにインテンシファイアをオフ
に「ゲート」させるためである。各期間の終わりに続い
て管が再活性化される。オプトカプラ増幅器及び論理構
成要素60のゲート制御論理入力64に印加されるゲー
ト論理制御信号を使用して強制動作もあり得る。ゲート
制御信号のデューティサイクルは、所望の出力輝度の平
均レベルに従って変化され得る。これも実施例によって
可能となるパルス幅変調方法である。ゲートオン/オフ
信号の第3の使用は、フレーム捕捉システムに適用され
る。インテンシファイアは、次のフレームが捕捉される
まで「ゲート」オフされ得る。
First, feeding the gate on / off signal back to the gate control input on the gating high voltage power supply 12 may simply turn off the photocathode voltage. Given a predetermined time delay, the intensifier 14 may be reactivated. This minimizes damage to the intensifier due to excessive photocathode current, which is likely to cause image anomalies. Second of gate on / off signal
Is used to "gate" the intensifier off for the remainder of a given period of the known clock frequency, ie, pulse width modulation. Following the end of each period, the tubes are reactivated. There may also be forced operation using a gate logic control signal applied to the gate control logic input 64 of the optocoupler amplifier and logic component 60. The duty cycle of the gate control signal can be varied according to the desired average level of output brightness. This is also a pulse width modulation method enabled by the embodiment. A third use of the gate on / off signal applies to frame capture systems. The intensifier may be "gated" off until the next frame is captured.

【0024】本発明の不可欠な部分は電源である。分離
を提供し従ってグラウンドへの回路構成要素上の非常に
高い電位差を回避するために電池70が使用される。単
一セル電池だけが必要とされる。電池に対する別の使用
は、高分離及び直流電力が得られ得る低電力交流信号を
提供し得る音響変成器の使用である。電池の設計は、現
在利用できるような低電流/低動作電圧装置を使用する
ことで長い電池の寿命が実現され得るような設計であ
る。更に、使用されないとき供給がパワーダウンされ得
る。電池70は、1.55ボルトの一貫した公称電圧を
提供するために銀酸化物タイプである。電池の寿命の終
わりは、一日当たり24時間動作されるとき0.238
ミリアンペアの負荷の下で電池電圧が1.3ボルト(カ
ットオフ電圧)に達するときの時間として定義され、こ
れらの条件下での推定される寿命は734時間である。
好ましい実施例を一日当たり5時間使用する場合の予期
される電池の寿命は、約6時間乃至1年である。
An integral part of the present invention is the power supply. A battery 70 is used to provide isolation and thus avoid very high potential differences on circuit components to ground. Only a single cell battery is needed. Another use for batteries is the use of acoustic transformers that can provide low power AC signals from which high isolation and DC power can be obtained. The battery design is such that long battery life can be achieved using low current / low operating voltage devices as currently available. Further, the supply can be powered down when not in use. Battery 70 is of the silver oxide type to provide a consistent nominal voltage of 1.55 volts. The end of battery life is 0.238 when operated for 24 hours per day
Defined as the time when the battery voltage reaches 1.3 volts (cut-off voltage) under a milliamp load, the estimated lifetime under these conditions is 734 hours.
The expected battery life when using the preferred embodiment for 5 hours per day is about 6 hours to 1 year.

【0025】切換ブースト調整器72は、(フロートを
示すために文字Fを含む逆三角形によって示される)回
路グラウンドに関して3.3Vdcの回路供給電圧+V
を発生させるために使用され、この供給電圧Vは増
幅器44及び比較器46に供給される。回路供給は、電
力オン/オフコマンドを使用してオフにされ得、このコ
マンドは、受信増幅器76に接続されるオプトカプラ7
4を用いてグラウンドから分離される。受信増幅器76
の出力は、切換調整器72をオフにし従って回路電力を
オフにするために使用される停止信号である。オプトカ
プラ74及び受信増幅器76は、切換供給へのコマンド
を生成するために電力に電池供給+Vを直接使用する
よう設計されることに注意する。
The switching boost regulator 72 has a circuit supply voltage + V of 3.3 Vdc with respect to circuit ground (indicated by the inverted triangle containing the letter F to indicate float).
is used to generate c, the supply voltage V c is supplied to the amplifier 44 and the comparator 46. The circuit supply can be turned off using a power on / off command, which is connected to the optocoupler 7
4 to separate from ground. Receive amplifier 76
The output of is a stop signal used to turn off the switching regulator 72 and thus the circuit power. Note that optocoupler 74 and receive amplifier 76 are designed to use battery supply + Vb directly for power to generate commands to the switching supply.

【0026】電池−低構成要素78は、回路が動作され
ているとき電池レベルをモニタする。Vminによって
示される低レベルの事象において、電流はオクトカプラ
80中のLEDに伝播される。LEDは、回路グラウン
ドgndに対してフローティングして示され(グラウン
ドに対してフローティングしていることを示すために文
字Fを含む逆三角形によって示される)。出力は、オプ
トカプラ増幅器82に結合され、低電池警報をシグナリ
ングするためにこのオプトカプラ増幅器から制御信号が
生成される。警報インジケータは、単にオンボードの低
電流LEDでよい。
Battery-low component 78 monitors the battery level when the circuit is operating. In the event of a low level, indicated by Vmin, current is propagated to the LEDs in octocoupler 80. The LEDs are shown floating relative to circuit ground gnd (indicated by an inverted triangle containing the letter F to indicate floating above ground). The output is coupled to an optocoupler amplifier 82 from which a control signal is generated to signal a low battery alarm. The alarm indicator may simply be an onboard low current LED.

【0027】本発明は、好ましい実施例を参照して説明
された。しかしながら、本発明の範囲から逸脱すること
無く変化及び変更態様が当業者によって行われ得ること
が理解される。
The invention has been described with reference to the preferred embodiment. However, it is understood that changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電源に接続される光電陰極保護回
路を一般に示すイメージインテンシファイア用の電源を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a power supply for an image intensifier, generally showing a photocathode protection circuit connected to a power supply according to the present invention.

【図2】図1に示す光電陰極保護回路の詳細図である。FIG. 2 is a detailed diagram of the photocathode protection circuit shown in FIG.

【図3】イメージインテンシファイアの内部素子を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing internal elements of an image intensifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光電陰極保護構成要素 12 ゲーティング高電圧電源 14 イメージインテンシファイア 16 光電陰極 18 マイクロチャネルプレート(MCP) 20 スクリーン 21a−d 線 22 入力面 24 出力面 26 高電圧供給発生構成要素 28 スクリーン電流感知構成要素 30 ゲーティング構成要素 32 切換器 34 抵抗器 36 第2の切換器 42 スケーラ 44 差動増幅器 46 比較器 50 第1の高電圧リード線 52 第2の高電圧リード線 54 第1の調節及びフィルタ処理段 56 第2の調節及びフィルタ処理段 57 LED 58、74、80 オプトカプラ 59 トランジスタ 60 オプトカプラ増幅器及び論理段 62 ゲート制御入力 64 ゲート論理入力 70 電池 72 切換ブースト調整器 76 受信増幅器 78 電池低構成要素 82 オプトカプラ増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photocathode protection component 12 Gating high voltage power supply 14 Image intensifier 16 Photocathode 18 Microchannel plate (MCP) 20 Screen 21a-d line 22 Input surface 24 Output surface 26 High voltage supply generation component 28 Screen current sensing Component 30 Gating Component 32 Switch 34 Resistor 36 Second Switch 42 Scaler 44 Differential Amplifier 46 Comparator 50 First High Voltage Lead 52 Second High Voltage Lead 54 First Adjustment and Filtering Stage 56 Second Conditioning and Filtering Stage 57 LED 58, 74, 80 Optocoupler 59 Transistor 60 Optocoupler Amplifier and Logic Stage 62 Gate Control Input 64 Gate Logic Input 70 Battery 72 Switching Boost Regulator 76 Receive Amplifier 78 Low Battery Configuration Element 82 Optocoupler Amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス ジェイ ホウィップル アメリカ合衆国 ニューヨーク 14615 ロチェスター グレントホーン・ロード 101 (72)発明者 ローレンス エイ レイ アメリカ合衆国 ニューヨーク 14610 ロチェスター エルムウッド・アヴェニュ ー 3861 (72)発明者 ケネス ジェイ レピチ アメリカ合衆国 ニューヨーク 14450 フェアポート カントリー・ダウンズ・サ ークル 106 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Dennis J. Whipple USA New York 14615 Rochester Grenthorn Road 101 (72) Inventor Lawrence A. Ray United States of America New York 14610 Rochester Elmwood Avenue 3861 (72) Inventor Kenneth Jay Repichi United States New York 14450 Fairport Country Downs Circle 106

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動作中にオーバードライブされることか
らイメージインテンシファイアの光電陰極を保護する保
護回路であって、 上記光電陰極に光電陰極電位差を供給する高電圧電源
と、 上記光電陰極に供給される電流を測定する測定回路と、 上記光電陰極がオーバードライブされていることを上記
測定された電流が示すとき上記光電陰極に供給される上
記光電陰極電位差を中断する論理回路とを有する保護回
路。
1. A protection circuit for protecting a photocathode of an image intensifier from being overdriven during operation, comprising: a high-voltage power supply for supplying a photocathode potential difference to the photocathode; And a logic circuit for interrupting the photocathode potential difference supplied to the photocathode when the measured current indicates that the photocathode is overdriven. .
【請求項2】 上記測定回路及び上記論理回路は、回路
グラウンドgに対してフローティングするよう構成され
る請求項1記載の保護回路。
2. The protection circuit according to claim 1, wherein the measurement circuit and the logic circuit are configured to float with respect to a circuit ground g.
【請求項3】 上記測定回路は、上記高電圧電源と上記
インテンシファイアの上記光電陰極との間に接続される
抵抗器、及び、 上記抵抗器上の電圧を感知する感知回路を含む請求項1
記載の保護回路。
3. The measurement circuit includes a resistor connected between the high voltage power supply and the photocathode of the intensifier, and a sensing circuit for sensing a voltage on the resistor. 1
Protection circuit as described.
【請求項4】 上記論理回路は、上記感知された電圧が
閾値を超えるとき上記光電陰極電位差を中断する請求項
3記載の保護回路。
4. The protection circuit of claim 3, wherein said logic circuit interrupts said photocathode potential difference when said sensed voltage exceeds a threshold.
JP2001074214A 2000-03-30 2001-03-15 Circuit for protecting photoelectric cathode of image intensifier Pending JP2001319604A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014197539A (en) * 2013-03-06 2014-10-16 エクセリス インコーポレイテッド Power supply device for performance-adjusted image intensifier

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977465B2 (en) * 2002-06-17 2005-12-20 Litton Systems, Inc. Image intensifier with improved electromagnetic compatibility
US9136085B2 (en) 2012-05-30 2015-09-15 Hvm Technology, Inc. Shock-resistant image intensifier
CN104931974A (en) * 2015-06-15 2015-09-23 中国科学院上海光学精密机械研究所 Light source modulation and demodulation-based ICMOS high-speed 3D imaging laser radar
US10734183B2 (en) * 2018-12-18 2020-08-04 Elbit Systems Of America, Llc Digital shutter control for bright flash recover in night vision equipment

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3543095A (en) * 1968-11-05 1970-11-24 Us Navy Photocathode protection circuit
US4037132A (en) * 1976-01-06 1977-07-19 International Telephone And Telegraph Corporation Image tube power supply
US4134009A (en) * 1977-06-13 1979-01-09 International Telephone & Telegraph Corp. Magnetic focused microchannel plate image intensifier having dynamic range enhancement
US4166213A (en) * 1977-07-08 1979-08-28 International Telephone And Telegraph Corporation Single power supply multiple image intensifier apparatus and method with independently adjustable low light gain and high light saturation level
US4839569A (en) * 1987-12-08 1989-06-13 Varo, Inc. Method and apparatus for providing gain control for an image intensifier tube
US5146077A (en) * 1991-03-19 1992-09-08 Itt Corporation Gated voltage apparatus for high light resolution and bright source protection of image intensifier tube
US5883381A (en) * 1997-07-28 1999-03-16 Saldana; Michael R. Night vision device having series regulator in power supply for MCP voltage control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014197539A (en) * 2013-03-06 2014-10-16 エクセリス インコーポレイテッド Power supply device for performance-adjusted image intensifier

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