CN113820007A - 一种具有防多余物功能的冷屏及制冷型红外探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有防多余物功能的冷屏，包括冷屏本体，所述冷屏本体内底部布置芯片，冷屏本体内部侧壁上安装有挡光环，所述冷屏本体侧壁上设置有排气孔，且排气孔位于挡光环上方，所述排气孔上设有防止多余物进入冷屏本体内部的阻物结构件。该发明结构简单，通过设计具有阻物结构件的排气孔，既可以实现排净冷屏内部气体的功能，又能通过调整阻物结构件的微型多孔结构的孔径，来抑制大直径颗粒的多余物进入冷屏内部，有效解决了现有多余物进入冷屏内部对探测器造成的图像异常以及电路短路异常的问题。
Description
技术领域
本发明属于红外探测器技术领域，具体涉及一种具有防多余物功能的冷屏及制冷型红外探测器。
背景技术
多余物是指产品技术状态规定以外的一切物质，包括可动与不可动多余物。探测器杜瓦组件内的不可动多余物在器件冲击或振动过程中也会变成可动多余物。现有的杜瓦结构需要排尽冷屏杜瓦及冷屏内部的气体，保持真空环境，通常在冷屏顶部或者侧壁开口，留有较大尺寸的开口，通常≥1mm2，但由于冷屏开口的存在，在杜瓦焊接装配过程、表面处理过程、吸气剂安装以及粘片等过程中，容易将大颗粒多余物引入到冷屏内部。这些多余物进入器件光路，即杜瓦冷屏结构中时，有可能会产生衍射效应，进而影响到焦平面局部光场分布，导致图像上出现“黑斑”或“泊松亮斑”，这些异常斑会严重影响红外探测器对目标信息的提取和分析，降低探测器识别能力，因此，研究探测器杜瓦组件内多余物的光学衍射现象，并控制多余物出现显得十分必要。除上述图像异常外，多余物还会导致其他产品失效问题，比如产生信号串扰、较大尺寸的颗粒跨接器件中不连续的导电部分使电路短路等。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有防多余物功能的冷屏，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有防多余物功能的冷屏，包括冷屏本体，所述冷屏本体内底部布置芯片，冷屏本体内部侧壁上安装有挡光环，所述冷屏本体侧壁上设置有排气孔，且排气孔位于挡光环上方，所述排气孔上设有防止多余物进入冷屏本体内部的阻物结构件。
进一步的，所述阻物结构件为微型多孔结构。
进一步的，所述阻物结构件的微型多孔结构的孔径不大于100μm。
进一步的，所述排气孔有多个，沿冷屏本体侧壁周向间隔分布。
进一步的，所述排气孔为沿冷屏本体侧壁周向一圈形成的环状结构。
进一步的，所述阻物结构件包括浮动封堵塞、弹性连接件和软质密封片，所述浮动封堵塞通过多个沿其周向间隔布置的弹性连接件与排气孔内壁固定连接，所述软质密封片布置于相邻的两个弹性连接件之间，且软质密封片靠近浮动封堵塞的一侧与浮动封堵塞固定连接，软质密封片靠近弹性连接件和排气孔内壁的侧边分别紧贴弹性连接件和排气孔内壁布置。
进一步的，所述排气孔的高度不超过芯片光敏源极限位置D与挡光环边缘位置C连线的延长线与冷屏本体侧壁交点位置。
进一步的，所述冷屏本体侧壁上设有沿其径向向外延伸的凸台，所述排气孔位于凸台上，且排气孔的高度不超过芯片光敏源极限位置D与挡光环边缘位置C连线的延长线与凸台交点位置。
另外，本发明还提供了一种制冷型红外探测器，包括杜瓦组件，所述杜瓦组件包括窗框以及上述的一种具有防多余物功能的冷屏，所述冷屏本体位于所述窗框内部，且与窗框同轴布置。
进一步的，所述冷屏本体上于芯片相对端设有开口，在该开口处设置有滤光片，所述窗框上对应滤光片位置处开设有光学窗口，在该光学窗口处设置有窗片。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的这种具有防多余物功能的冷屏结构简单，通过设计具有阻物结构件的排气孔，既可以实现排净冷屏内部气体的功能，又能通过调整阻物结构件的微型多孔结构的孔径，来抑制大直径颗粒的多余物进入冷屏内部，有效解决了现有多余物进入冷屏内部对探测器造成的图像异常以及电路短路异常的问题。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例中阻物结构件为微型多孔结构的冷屏的结构示意图；
图2是本发明实施例中制冷型红外探测器的结构示意图；
图3是本发明实施例中抗杂散光的冷屏的排气孔极限位置布置示意图；
图4是本发明实施例中抗杂散光的凸台冷屏的排气孔极限位置布置示意图；
图5是本发明实施例中阻物结构件为另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明：1、冷屏本体；2、排气孔；3、芯片；4、窗框；5、滤光片；6、窗片；7、挡光环；8、开口；9、光学窗口；10、凸台；11、微型多孔结构；12、浮动封堵塞；13、弹性连接件；14、软质密封片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1、图3和图4所示，本实施例提供了一种具有防多余物功能的冷屏，包括冷屏本体1，所述冷屏本体1内底部布置芯片3，冷屏本体1内部侧壁上安装有挡光环7，所述冷屏本体1侧壁上设置有排气孔2，且排气孔2位于挡光环7上方，所述排气孔2上设有防止多余物进入冷屏本体1内部的阻物结构件。
一种具体的实施方式，通过在冷屏本体1侧壁上设置排气孔2，以实现排净冷屏本体1内部气体的功能，实现冷屏本体1内部的真空环境，同时如图1所示，在排气孔2上设计微型多孔结构11的阻物结构件，根据实际需求，通过调整微型多孔结构11的孔径，来抑制大直径颗粒的多余物进入冷屏本体1内部，具体的，本实施例中设计排气孔2上的微型多孔结构11的孔径不大于100μm，如采用500目的微型多孔结构11，其孔径为25μm，可以抑制直径大于25μm的颗粒多余物进入冷屏本体1内部，而小直径（即直径不大于25μm）颗粒的多余物进入冷屏本体1内部，对于探测器造成的图像异常以及电路短路异常的风险较小，从而大大降低了现有技术中因多余物所造成的各种危害，提高了探测器识别能力。
在可选的实施方式中，所述排气孔2可以设计为多个，沿冷屏本体1侧壁周向间隔分布。可选的，还可将所述排气孔2设计为沿冷屏本体1侧壁周向一圈形成的环状结构。
另一种具体的实施方式，如图5所示，所述阻物结构件包括浮动封堵塞12、弹性连接件13和软质密封片14，所述浮动封堵塞12通过多个沿其周向间隔布置的弹性连接件13与排气孔2内壁固定连接，所述软质密封片14布置于相邻的两个弹性连接件13之间，且软质密封片14靠近浮动封堵塞12的一侧与浮动封堵塞12固定连接，软质密封片14靠近弹性连接件13和排气孔2内壁的侧边分别紧贴弹性连接件13和排气孔2内壁布置。在本实施方式中，冷屏通过排气孔2排气抽真空时，相邻弹性连接件13之间的软质密封片14在排气压力作用下，其靠近排气孔2一侧向外翻起，以使冷屏本体1内部的气体向外排出，而在冷屏本体1排完内部气体之后，软质密封片14恢复原状，进而封堵排气孔2，达到阻碍多余物进入冷屏本体1内部的目的。优选的，所述软质密封片14的厚度由浮动封堵塞12到排气孔2内壁逐渐减小，有利于软质密封片14靠近排气孔2内壁一侧向外翻起。
由于杜瓦组件的窗框4处于常温环境，为了避免其产生的热辐射通过冷屏本体1的排气孔2直射到芯片3表面，因而在设计排气孔2位置时需要考虑抑制杂散光的结构布置；具体的，如图3所示，连接芯片3的光敏源极限位置D及挡光环7边缘位置C，并延长至窗框4上一点A，A与D的连线即为杂散光的极限光路，该极限光路与冷屏本体1侧壁交于点B，因而微型多孔结构的布置位置不能超过B点，即设计所述排气孔2的高度不超过芯片3光敏源极限位置D与挡光环7边缘位置C连线的延长线与冷屏本体1侧壁交点位置B，否则窗框4杂散光就可以直射到芯片3表面，对芯片3成像造成不良影响。
进一步的，如图4所示，对于设有凸台10的抗杂散光防多余物设计的冷屏，凸台10由所述冷屏本体1侧壁沿其径向向外延伸形成，在设计排气孔2位置时，将所述排气孔2设置于凸台10上，同样设计排气孔2的高度不超过芯片3光敏源极限位置D与挡光环7边缘位置C连线的延长线与凸台10交点位置B，有效避免窗框4杂散光直射到芯片3表面。
另外，如图2所示，本实施例还提供了一种制冷型红外探测器，包括杜瓦组件，所述杜瓦组件包括窗框4以及上述的一种具有防多余物功能的冷屏，所述冷屏本体1位于所述窗框4内部，且与窗框4同轴布置。该制冷型红外探测器在杜瓦组件焊接装配过程、表面处理过程、吸气剂安装以及粘片等过程中，其大直径颗粒的多余物会被冷屏本体1上的微型多孔结构抑制而无法进入冷屏本体1内部，从而避免了大直径颗粒的多余物对器件光路影响，提高了该制冷型红外探测器的识别能力。
进一步的，如图2和图3所示，所述冷屏本体1上于芯片3相对端设有开口8，在该开口8处设置有滤光片5，所述窗框4上对应滤光片5位置处开设有光学窗口9，在该光学窗口9处设置有窗片6。
综上所述，本发明提供的这种具有防多余物功能的冷屏结构简单，通过设计具有阻物结构件的排气孔，既可以实现排净冷屏内部气体的功能，又能通过调整阻物结构件的微型多孔结构的孔径，来抑制大直径颗粒的多余物进入冷屏内部，有效解决了现有多余物进入冷屏内部对探测器造成的图像异常以及电路短路异常的问题。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：包括冷屏本体，所述冷屏本体内底部布置芯片，冷屏本体内部侧壁上安装有挡光环，所述冷屏本体侧壁上设置有排气孔，且排气孔位于挡光环上方，所述排气孔上设有防止多余物进入冷屏本体内部的阻物结构件。
2.如权利要求1所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述阻物结构件为微型多孔结构。
3.如权利要求2所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述阻物结构件的微型多孔结构的孔径不大于100μm。
4.如权利要求2所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述排气孔有多个，沿冷屏本体侧壁周向间隔分布。
5.如权利要求2所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述排气孔为沿冷屏本体侧壁周向一圈形成的环状结构。
6.如权利要求1所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述阻物结构件包括浮动封堵塞、弹性连接件和软质密封片，所述浮动封堵塞通过多个沿其周向间隔布置的弹性连接件与排气孔内壁固定连接，所述软质密封片布置于相邻的两个弹性连接件之间，且软质密封片靠近浮动封堵塞的一侧与浮动封堵塞固定连接，软质密封片靠近弹性连接件和排气孔内壁的侧边分别紧贴弹性连接件和排气孔内壁布置。
7.如权利要求1所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述排气孔的高度不超过芯片光敏源极限位置D与挡光环边缘位置C连线的延长线与冷屏本体侧壁交点位置。
8.如权利要求1所述的一种具有防多余物功能的冷屏，其特征在于：所述冷屏本体侧壁上设有沿其径向向外延伸的凸台，所述排气孔位于凸台上，且排气孔的高度不超过芯片光敏源极限位置D与挡光环边缘位置C连线的延长线与凸台交点位置。
9.一种制冷型红外探测器，包括杜瓦组件，其特征在于：所述杜瓦组件包括窗框以及如权利要求1～8任一项所述的一种具有防多余物功能的冷屏，所述冷屏本体位于所述窗框内部，且与窗框同轴布置。
10.如权利要求9所述的一种制冷型红外探测器，其特征在于：所述冷屏本体上于芯片相对端设有开口，在该开口处设置有滤光片，所述窗框上对应滤光片位置处开设有光学窗口，在该光学窗口处设置有窗片。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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