JPH06221915A - 赤外線検知器 - Google Patents
赤外線検知器Info
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- JPH06221915A JPH06221915A JP5026184A JP2618493A JPH06221915A JP H06221915 A JPH06221915 A JP H06221915A JP 5026184 A JP5026184 A JP 5026184A JP 2618493 A JP2618493 A JP 2618493A JP H06221915 A JPH06221915 A JP H06221915A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
- F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 赤外線検知器の筐体設計上の制約を少なく
し、併せてサ−マルインタ−フェイスの構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させる。 【構成】 真空容器１内に配設された赤外線検出素子３
と、赤外線検出素子３を冷却するスタ−リング冷却機２
と、スタ−リング冷却機２のコ−ルドフィンガ８ｂと赤
外線検出素子３との間に設けられたサ−マルインタ−フ
ェイス１１とを備え、サ−マルインタ−フェイス１１を
介してスタ−リング冷却機２によって赤外線検出素子３
を冷却する。サ−マルインタ−フェイス１１は、スタ−
リング冷却機２の先端面１０に設けられるとともに、ス
タ−リング冷却機２の伸縮方向Ｏに対して所定の傾斜角
を有するスライド面１５を備えたスライド部材１１ａ
と、真空容器１の外壁に設けられるとともに、スライド
面１５と面接触するガイド面１７を備えたガイド部材１
１ｂとで構成される。
し、併せてサ−マルインタ−フェイスの構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させる。 【構成】 真空容器１内に配設された赤外線検出素子３
と、赤外線検出素子３を冷却するスタ−リング冷却機２
と、スタ−リング冷却機２のコ−ルドフィンガ８ｂと赤
外線検出素子３との間に設けられたサ−マルインタ−フ
ェイス１１とを備え、サ−マルインタ−フェイス１１を
介してスタ−リング冷却機２によって赤外線検出素子３
を冷却する。サ−マルインタ−フェイス１１は、スタ−
リング冷却機２の先端面１０に設けられるとともに、ス
タ−リング冷却機２の伸縮方向Ｏに対して所定の傾斜角
を有するスライド面１５を備えたスライド部材１１ａ
と、真空容器１の外壁に設けられるとともに、スライド
面１５と面接触するガイド面１７を備えたガイド部材１
１ｂとで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は赤外線検知器に関し、
特に赤外線撮像素子を極低温に冷却して使用する赤外線
検知器に関する。
特に赤外線撮像素子を極低温に冷却して使用する赤外線
検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の赤外線検知器の断面図で
ある。赤外線検知器は、赤外線撮像素子１０３を収容す
る真空容器１０１と、赤外線撮像素子１０３を極低温
（８０Ｋ前後）に冷却するためのスタ−リング冷却機１
０２とで構成されている。真空容器１０１は外筒１０４
と内筒１０５とからなり、外筒１０４の内壁面と内筒１
０５の外壁面とで形成される空間が真空に保たれる。外
筒１０４には被写体からの赤外線を赤外線撮像素子１０
３へ導く窓１０６が設けられている。赤外線撮像素子１
０３は内筒１０５の一部を構成する閉塞端面部１０５ａ
に固定されている。また、赤外線撮像素子１０３へ被写
体からの赤外線以外の光が入射しないように、赤外線撮
像素子１０３をコ−ルドシ−ルド１０７によって包囲し
ている。コ−ルドシ−ルド１０７は赤外線撮像素子１０
３とともに内筒１０５の閉塞端面部１０５ａ上に載置さ
れて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１０７自身か
らの赤外光放射を防いでいる。内筒１０５はガラスやセ
ラミックスなどの熱伝導率の小さい材料で成型されてい
る。
ある。赤外線検知器は、赤外線撮像素子１０３を収容す
る真空容器１０１と、赤外線撮像素子１０３を極低温
（８０Ｋ前後）に冷却するためのスタ−リング冷却機１
０２とで構成されている。真空容器１０１は外筒１０４
と内筒１０５とからなり、外筒１０４の内壁面と内筒１
０５の外壁面とで形成される空間が真空に保たれる。外
筒１０４には被写体からの赤外線を赤外線撮像素子１０
３へ導く窓１０６が設けられている。赤外線撮像素子１
０３は内筒１０５の一部を構成する閉塞端面部１０５ａ
に固定されている。また、赤外線撮像素子１０３へ被写
体からの赤外線以外の光が入射しないように、赤外線撮
像素子１０３をコ−ルドシ−ルド１０７によって包囲し
ている。コ−ルドシ−ルド１０７は赤外線撮像素子１０
３とともに内筒１０５の閉塞端面部１０５ａ上に載置さ
れて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１０７自身か
らの赤外光放射を防いでいる。内筒１０５はガラスやセ
ラミックスなどの熱伝導率の小さい材料で成型されてい
る。
【０００３】スタ−リング冷却機１０２は膨脹機１０８
と圧縮機１０９とで構成され、膨脹機１０８は膨脹機本
体１０８ａと冷却ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ１０
８ｂとからなる。コ−ルドフィンガ１０８ｂは内筒１０
５内に挿入されている。コ−ルドフィンガ１０８ｂの先
端面１１０と内筒１０５の閉塞端面部１０５ｂとの間に
は、冷熱を赤外線撮像素子１０３へ伝えるサ−マルイン
タ−フェイス１１１が配置されている。サ−マルインタ
−フェイス１１１は熱伝導率の大きい金属薄板（銅板）
をＳ字状に形成してなり、常時弾性力が働く収縮状態で
配置される。
と圧縮機１０９とで構成され、膨脹機１０８は膨脹機本
体１０８ａと冷却ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ１０
８ｂとからなる。コ−ルドフィンガ１０８ｂは内筒１０
５内に挿入されている。コ−ルドフィンガ１０８ｂの先
端面１１０と内筒１０５の閉塞端面部１０５ｂとの間に
は、冷熱を赤外線撮像素子１０３へ伝えるサ−マルイン
タ−フェイス１１１が配置されている。サ−マルインタ
−フェイス１１１は熱伝導率の大きい金属薄板（銅板）
をＳ字状に形成してなり、常時弾性力が働く収縮状態で
配置される。
【０００４】スタ−リング冷却機１０２が作動すると、
コ−ルドフィンガ１０８ｂの冷熱がサ−マルインタ−フ
ェイス１１１を介して赤外線撮像素子１０３へ伝わり、
赤外線撮像素子１０３は断熱構造の真空容器１０１内で
冷却される。赤外線撮像素子１０３が８０Ｋ前後になる
と、窓１０６を透過する赤外線を検知し、電気信号に変
換する。また、コ−ルドフィンガ１０８ｂと内筒１０５
との熱膨脹率の違いにより、両者間の寸法は変化する
が、サ−マルインタ−フェイス１１１の弾性作用によっ
て両者間の寸法変化は吸収される。
コ−ルドフィンガ１０８ｂの冷熱がサ−マルインタ−フ
ェイス１１１を介して赤外線撮像素子１０３へ伝わり、
赤外線撮像素子１０３は断熱構造の真空容器１０１内で
冷却される。赤外線撮像素子１０３が８０Ｋ前後になる
と、窓１０６を透過する赤外線を検知し、電気信号に変
換する。また、コ−ルドフィンガ１０８ｂと内筒１０５
との熱膨脹率の違いにより、両者間の寸法は変化する
が、サ−マルインタ−フェイス１１１の弾性作用によっ
て両者間の寸法変化は吸収される。
【０００５】図１１は従来の他の赤外線検知器の一部の
拡大断面図である。この赤外線検知器と図１０の赤外線
検知器とはサ−マルインタ−フェイスだけが異なり、こ
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス３１１は、
熱伝導率の大きい金属薄板を筒状に形成してなり、その
筒の中心軸が内筒１０５の中心軸に対して直交するよう
に配置され、しかも常時弾性力が働く収縮状態で配置さ
れており、図１０のサ−マルインタ−フェイス１１１と
同様の機能を発揮する。
拡大断面図である。この赤外線検知器と図１０の赤外線
検知器とはサ−マルインタ−フェイスだけが異なり、こ
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス３１１は、
熱伝導率の大きい金属薄板を筒状に形成してなり、その
筒の中心軸が内筒１０５の中心軸に対して直交するよう
に配置され、しかも常時弾性力が働く収縮状態で配置さ
れており、図１０のサ−マルインタ−フェイス１１１と
同様の機能を発揮する。
【０００６】ところが、前述したいずれの赤外線検知器
のサ−マルインタ−フェイス１１１，３１１にも、熱の
伝導面積が小さいため、赤外線撮像素子１０３とコ−ル
ドフィンガ１０８ｂとの熱抵抗が大きく、赤外線撮像素
子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとの温度差が大き
くなり、赤外線撮像素子１０３を十分に冷却するには大
きな能力を有する冷却機が必要であるという問題があっ
た。
のサ−マルインタ−フェイス１１１，３１１にも、熱の
伝導面積が小さいため、赤外線撮像素子１０３とコ−ル
ドフィンガ１０８ｂとの熱抵抗が大きく、赤外線撮像素
子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとの温度差が大き
くなり、赤外線撮像素子１０３を十分に冷却するには大
きな能力を有する冷却機が必要であるという問題があっ
た。
【０００７】図１２は従来の他の赤外線検知器の断面図
である。この赤外線検知器と図１０及び図１１の赤外線
検知器とはサ−マルインタ−フェイスだけが異なる。こ
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス２１１は、
銅箔で形成された筒状弾性体２１１ａと、この筒状弾性
体２１１ａの両端に連結された端板２１１ｂ，２１１ｃ
と、筒状弾性体２１１ａ内に収縮状態で収容され、両端
板２１１ｂ，２１１ｃ間に配置された巻きバネ２１１ｄ
とで構成されている。一方の端板２１１ｂはコ−ルドフ
ィンガ１０８ｂの先端面１１０に固定され、他方の端板
２１１ｃは内筒１０５の閉塞端面部１０５ａに押圧され
ている。
である。この赤外線検知器と図１０及び図１１の赤外線
検知器とはサ−マルインタ−フェイスだけが異なる。こ
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス２１１は、
銅箔で形成された筒状弾性体２１１ａと、この筒状弾性
体２１１ａの両端に連結された端板２１１ｂ，２１１ｃ
と、筒状弾性体２１１ａ内に収縮状態で収容され、両端
板２１１ｂ，２１１ｃ間に配置された巻きバネ２１１ｄ
とで構成されている。一方の端板２１１ｂはコ−ルドフ
ィンガ１０８ｂの先端面１１０に固定され、他方の端板
２１１ｃは内筒１０５の閉塞端面部１０５ａに押圧され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図１２の赤外線検知器
のサ−マルインタ−フェイス２１１では、巻きバネ２１
１ｄがコ−ルドフィンガ１０８ｂと内筒１０５との熱膨
脹率の差異による両者間の寸法変化を吸収し、コ−ルド
フィンガ１０８ｂの冷熱は筒状弾性体２１１ａとこの筒
状弾性体２１１ａの両端に連結された端板２１１ｂ，２
１１ｃとを通じて赤外線撮像素子１０３へ伝えられるの
で、熱の伝導面積が大きく、伝導距離が短いため、赤外
線撮像素子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとの熱抵
抗が小さい。したがって、赤外線撮像素子１０３とコ−
ルドフィンガ１０８ｂとの温度差が大きくなならず、赤
外線撮像素子１０３を冷却するために大きな能力を有す
る冷却機を必要としない。
のサ−マルインタ−フェイス２１１では、巻きバネ２１
１ｄがコ−ルドフィンガ１０８ｂと内筒１０５との熱膨
脹率の差異による両者間の寸法変化を吸収し、コ−ルド
フィンガ１０８ｂの冷熱は筒状弾性体２１１ａとこの筒
状弾性体２１１ａの両端に連結された端板２１１ｂ，２
１１ｃとを通じて赤外線撮像素子１０３へ伝えられるの
で、熱の伝導面積が大きく、伝導距離が短いため、赤外
線撮像素子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとの熱抵
抗が小さい。したがって、赤外線撮像素子１０３とコ−
ルドフィンガ１０８ｂとの温度差が大きくなならず、赤
外線撮像素子１０３を冷却するために大きな能力を有す
る冷却機を必要としない。
【０００９】ところが、図１２の赤外線検知器には、サ
−マルインタ−フェイス２１１の構造が複雑であり、そ
の製作・組立が容易ではないとともに、筒状弾性体２１
１ａが傷み易いという問題があった。また、赤外線撮像
素子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとが光軸方向に
沿って配置されているので、その光軸方向に熱膨器本体
１０８ａを配置するためのスペ−スが必要になり、これ
が赤外線検知器の筐体設計上の制約となっていた。
−マルインタ−フェイス２１１の構造が複雑であり、そ
の製作・組立が容易ではないとともに、筒状弾性体２１
１ａが傷み易いという問題があった。また、赤外線撮像
素子１０３とコ−ルドフィンガ１０８ｂとが光軸方向に
沿って配置されているので、その光軸方向に熱膨器本体
１０８ａを配置するためのスペ−スが必要になり、これ
が赤外線検知器の筐体設計上の制約となっていた。
【００１０】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は冷却手段と赤外線撮像素子との熱
抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の小さな冷却
手段で充分な冷却効果を得るとともに、冷却手段を赤外
線検出素子の光軸方向に対して直角方向に配置できるよ
うにして赤外線検知器の筐体設計上の制約を少なくし、
併せて緩衝手段の構造を簡素化して赤外線検知器の製作
コストを低減させることである。
たもので、その課題は冷却手段と赤外線撮像素子との熱
抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の小さな冷却
手段で充分な冷却効果を得るとともに、冷却手段を赤外
線検出素子の光軸方向に対して直角方向に配置できるよ
うにして赤外線検知器の筐体設計上の制約を少なくし、
併せて緩衝手段の構造を簡素化して赤外線検知器の製作
コストを低減させることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の赤外線検知器は、真空容器内に
配設された赤外線検出素子と、該赤外線検出素子を冷却
する冷却手段と、該冷却手段と前記赤外線検出素子との
間に設けられた緩衝手段とを備え、該緩衝手段を介して
前記冷却手段によって前記赤外線検出素子を冷却する赤
外線検知器において、前記緩衝手段は、前記冷却手段の
端部に設けられるとともに、前記冷却手段の伸縮方向に
対して所定の傾斜角を有するスライド面を備えたスライ
ド部材と、前記真空容器の外壁に設けられるとともに、
前記スライド面と面接触するガイド面を備えたガイド部
材とで構成され、前記冷却手段は、前記伸縮方向に交差
する方向に弾性を有する。
め請求項１記載の発明の赤外線検知器は、真空容器内に
配設された赤外線検出素子と、該赤外線検出素子を冷却
する冷却手段と、該冷却手段と前記赤外線検出素子との
間に設けられた緩衝手段とを備え、該緩衝手段を介して
前記冷却手段によって前記赤外線検出素子を冷却する赤
外線検知器において、前記緩衝手段は、前記冷却手段の
端部に設けられるとともに、前記冷却手段の伸縮方向に
対して所定の傾斜角を有するスライド面を備えたスライ
ド部材と、前記真空容器の外壁に設けられるとともに、
前記スライド面と面接触するガイド面を備えたガイド部
材とで構成され、前記冷却手段は、前記伸縮方向に交差
する方向に弾性を有する。
【００１２】また、請求項２記載の発明の赤外線検知器
は、真空容器内に配設された赤外線検出素子と、該赤外
線検出素子を冷却する冷却手段と、該冷却手段と前記赤
外線検出素子との間に設けられた緩衝手段とを備え、該
緩衝手段を介して前記冷却手段によって前記赤外線検出
素子を冷却する赤外線検知器において、前記緩衝手段
は、該冷却手段と前記真空容器との接触部、及び前記緩
衝手段と前記冷却手段との接触部がそれぞれ面接触して
いるとともに、前記接触部どうしを結ぶ前記冷却手段の
伸縮方向と平行な軸に対して交差する方向に複数の切り
欠きを前記伸縮方向に多段に設けた金属部材であり、前
記複数の切り欠きのそれぞれは、該切り欠き方向が前記
軸の周りに所定角度ずつ異なるように回転して設けられ
ている。
は、真空容器内に配設された赤外線検出素子と、該赤外
線検出素子を冷却する冷却手段と、該冷却手段と前記赤
外線検出素子との間に設けられた緩衝手段とを備え、該
緩衝手段を介して前記冷却手段によって前記赤外線検出
素子を冷却する赤外線検知器において、前記緩衝手段
は、該冷却手段と前記真空容器との接触部、及び前記緩
衝手段と前記冷却手段との接触部がそれぞれ面接触して
いるとともに、前記接触部どうしを結ぶ前記冷却手段の
伸縮方向と平行な軸に対して交差する方向に複数の切り
欠きを前記伸縮方向に多段に設けた金属部材であり、前
記複数の切り欠きのそれぞれは、該切り欠き方向が前記
軸の周りに所定角度ずつ異なるように回転して設けられ
ている。
【００１３】
【作用】広い熱の伝導面積を確保でき、冷却手段と赤外
線検出素子との熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高める
ことができるので、能力の小さな冷却手段で充分な冷却
効果を得ることができる。
線検出素子との熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高める
ことができるので、能力の小さな冷却手段で充分な冷却
効果を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１５】図１はこの発明の第１実施例に係る赤外線
検知器の断面図、図２は図１の赤外線検知器のコ−ルド
フィンガの先端部の斜視図である。この赤外線検知器
は、赤外線撮像素子（赤外線検出素子）３を収容する真
空容器１と、赤外線撮像素子３を極低温に冷却するため
のスタ−リング冷却機（冷却手段）２とで構成されてい
る。真空容器１は外筒４と内筒５とからなり、外筒４の
内壁面と内筒５の外壁面とで形成される空間が真空に保
たれる。外筒５には被写体からの赤外線を赤外線撮像素
子３へ導く窓６が設けられている。赤外線撮像素子３は
内筒５の一部を構成する素子載置面部５ａに固定されて
いる。また、赤外線撮像素子３へ被写体からの赤外線以
外の光が入射しないように、赤外線撮像素子３をコ−ル
ドシ−ルド７によって包囲している。コ−ルドシ−ルド
７は赤外線撮像素子３とともに内筒５の素子載置面部５
ａ上に載置されて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド
７自身からの赤外光放射を防いでいる。内筒５は例えば
ガラスやセラミックスなどの熱伝導率の小さい材料で成
型されている。
検知器の断面図、図２は図１の赤外線検知器のコ−ルド
フィンガの先端部の斜視図である。この赤外線検知器
は、赤外線撮像素子（赤外線検出素子）３を収容する真
空容器１と、赤外線撮像素子３を極低温に冷却するため
のスタ−リング冷却機（冷却手段）２とで構成されてい
る。真空容器１は外筒４と内筒５とからなり、外筒４の
内壁面と内筒５の外壁面とで形成される空間が真空に保
たれる。外筒５には被写体からの赤外線を赤外線撮像素
子３へ導く窓６が設けられている。赤外線撮像素子３は
内筒５の一部を構成する素子載置面部５ａに固定されて
いる。また、赤外線撮像素子３へ被写体からの赤外線以
外の光が入射しないように、赤外線撮像素子３をコ−ル
ドシ−ルド７によって包囲している。コ−ルドシ−ルド
７は赤外線撮像素子３とともに内筒５の素子載置面部５
ａ上に載置されて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド
７自身からの赤外光放射を防いでいる。内筒５は例えば
ガラスやセラミックスなどの熱伝導率の小さい材料で成
型されている。
【００１６】前記スタ−リング冷却機２は膨脹機８と圧
縮機９とで構成され、膨脹機８は膨脹機本体８ａと冷却
ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ８ｂとからなる。コ−
ルドフィンガ８ｂは内筒５内に挿入されている。コ−ル
ドフィンガ８ｂの先端面１０と内筒５の素子載置面部５
ａとの間には、冷熱を赤外線撮像素子３へ伝えるサ−マ
ルインタ−フェイス（緩衝手段）１１が配置されてい
る。
縮機９とで構成され、膨脹機８は膨脹機本体８ａと冷却
ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ８ｂとからなる。コ−
ルドフィンガ８ｂは内筒５内に挿入されている。コ−ル
ドフィンガ８ｂの先端面１０と内筒５の素子載置面部５
ａとの間には、冷熱を赤外線撮像素子３へ伝えるサ−マ
ルインタ−フェイス（緩衝手段）１１が配置されてい
る。
【００１７】サ−マルインタ−フェイス１１は、図１に
示すように、コ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０に固定
された楔形のスライド部材１１ａ（図２参照）と、この
スライド部材１１ａにペ−スト１４を介して面接触する
ガイド部材１１ｂとで構成されている。コ−ルドフィン
ガ８ｂの材質としては例えば銅等の熱伝導率の大きいも
のが望ましい。スライド部材１１ａには、コ−ルドフィ
ンガ８ｂの伸縮方向Ｏに対してほぼ４５度傾斜するスラ
イド面１５と、コ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０に固
定される固定面１６とが形成されている。ガイド部材１
１ｂには、スライド面１５に面接触するガイド面１７
と、素子載置面部５ａに固定される冷却面１８とが形成
されている。また、ペ−スト１４としては例えば銀粉末
を含むシリコングリ−スのような熱伝導ペ−スト等があ
り、スライド部材１１ａとガイド部材１１ｂとの接触状
態が悪化したときにも両者の熱的な接触を良好に保つこ
とができる。
示すように、コ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０に固定
された楔形のスライド部材１１ａ（図２参照）と、この
スライド部材１１ａにペ−スト１４を介して面接触する
ガイド部材１１ｂとで構成されている。コ−ルドフィン
ガ８ｂの材質としては例えば銅等の熱伝導率の大きいも
のが望ましい。スライド部材１１ａには、コ−ルドフィ
ンガ８ｂの伸縮方向Ｏに対してほぼ４５度傾斜するスラ
イド面１５と、コ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０に固
定される固定面１６とが形成されている。ガイド部材１
１ｂには、スライド面１５に面接触するガイド面１７
と、素子載置面部５ａに固定される冷却面１８とが形成
されている。また、ペ−スト１４としては例えば銀粉末
を含むシリコングリ−スのような熱伝導ペ−スト等があ
り、スライド部材１１ａとガイド部材１１ｂとの接触状
態が悪化したときにも両者の熱的な接触を良好に保つこ
とができる。
【００１８】スタ−リング冷却機２を作動させると、圧
縮機９が圧縮動作を開始し、冷媒は圧縮され、連通管１
２を通じて高圧の冷媒が膨脹機８へ供給される。膨脹機
８に供給された冷媒は膨脹してコ−ルドフィンガ８ｂ内
の図示しないピストンを押し上げ、ピストンが上死点近
くまで来ると放熱板１３により冷媒が冷却され、コ−ル
ドフィンガ８ｂ内の圧力が低下して温度が下がる。この
ようにしてコ−ルドフィンガ８ｂの温度は下がり、スラ
イド部材１１ａがサ−マルインタ−フェイス１１を介し
て赤外線撮像素子３に冷熱が伝導する。前述のようにス
ライド部材１１ａがコ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０
に固定され、ガイド部材１１ｂが素子載置面部５ａに固
定され、スライド部材１１ａとガイド部材１１ｂとがペ
−スト１４を介して面接触しているので、熱の伝導面積
は大きく、赤外線撮像素子３とコ−ルドフィンガ５ｂと
の熱抵抗が小さい。したがって、赤外線撮像素子３とコ
−ルドフィンガ５ｂとの温度差が大きくなならず、赤外
線撮像素子３を冷却するために大きな能力を有する冷却
機を必要としない。
縮機９が圧縮動作を開始し、冷媒は圧縮され、連通管１
２を通じて高圧の冷媒が膨脹機８へ供給される。膨脹機
８に供給された冷媒は膨脹してコ−ルドフィンガ８ｂ内
の図示しないピストンを押し上げ、ピストンが上死点近
くまで来ると放熱板１３により冷媒が冷却され、コ−ル
ドフィンガ８ｂ内の圧力が低下して温度が下がる。この
ようにしてコ−ルドフィンガ８ｂの温度は下がり、スラ
イド部材１１ａがサ−マルインタ−フェイス１１を介し
て赤外線撮像素子３に冷熱が伝導する。前述のようにス
ライド部材１１ａがコ−ルドフィンガ８ｂの先端面１０
に固定され、ガイド部材１１ｂが素子載置面部５ａに固
定され、スライド部材１１ａとガイド部材１１ｂとがペ
−スト１４を介して面接触しているので、熱の伝導面積
は大きく、赤外線撮像素子３とコ−ルドフィンガ５ｂと
の熱抵抗が小さい。したがって、赤外線撮像素子３とコ
−ルドフィンガ５ｂとの温度差が大きくなならず、赤外
線撮像素子３を冷却するために大きな能力を有する冷却
機を必要としない。
【００１９】また、赤外線撮像素子３が極低温にまで冷
却されたとき、コ−ルドフィンガ８ｂと内筒５との熱膨
脹率の違いにより、コ−ルドフィンガ８ｂが伸縮しよう
とするが、前述のようにスライド部材１１ａがコ−ルド
フィンガ８ｂの先端面１０に固定され、スライド部材１
１ａには伸縮方向Ｏに対してほぼ４５度傾斜するスライ
ド面１５が形成され、スライド部材１１ａのスライド面
１５はガイド部材１１ｂのガイド面１７にペ−スト１４
を介して面接触しているので、スライド部材１１ａはガ
イド部材１１ｂのガイド面１７に沿って案内され、この
ときのコ−ルドフィンガ８ｂの撓みがバネの役目を果た
し、両者８ｂ，５間の寸法差は吸収される。
却されたとき、コ−ルドフィンガ８ｂと内筒５との熱膨
脹率の違いにより、コ−ルドフィンガ８ｂが伸縮しよう
とするが、前述のようにスライド部材１１ａがコ−ルド
フィンガ８ｂの先端面１０に固定され、スライド部材１
１ａには伸縮方向Ｏに対してほぼ４５度傾斜するスライ
ド面１５が形成され、スライド部材１１ａのスライド面
１５はガイド部材１１ｂのガイド面１７にペ−スト１４
を介して面接触しているので、スライド部材１１ａはガ
イド部材１１ｂのガイド面１７に沿って案内され、この
ときのコ−ルドフィンガ８ｂの撓みがバネの役目を果た
し、両者８ｂ，５間の寸法差は吸収される。
【００２０】この実施例の赤外線検知器によれば、熱の
伝導面積が大きいため、赤外線撮像素子３とコ−ルドフ
ィンガ８ｂとの熱抵抗が小さく、赤外線撮像素子３とコ
−ルドフィンガ８ｂとの温度差が大きくならないので、
赤外線撮像素子３を冷却するために大きな能力を有する
冷却機を必要としないとともに、サ−マルインタ−フェ
イス１１の構造が図１２の従来例に較べて単純であるの
で、その製作・組立が容易になる。また、耐久性も向上
するので、コ−ルドフィンガ８ｂを繰り返し出入れして
も壊れにくいということができる。
伝導面積が大きいため、赤外線撮像素子３とコ−ルドフ
ィンガ８ｂとの熱抵抗が小さく、赤外線撮像素子３とコ
−ルドフィンガ８ｂとの温度差が大きくならないので、
赤外線撮像素子３を冷却するために大きな能力を有する
冷却機を必要としないとともに、サ−マルインタ−フェ
イス１１の構造が図１２の従来例に較べて単純であるの
で、その製作・組立が容易になる。また、耐久性も向上
するので、コ−ルドフィンガ８ｂを繰り返し出入れして
も壊れにくいということができる。
【００２１】図３はこの発明の第２実施例に係る赤外線
検知器の断面図、図４は図３の赤外線検知器のサ−マル
インタ−フェイスの拡大断面図である。図１の実施例と
共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。こ
の実施例の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス２
１は、図４に示すように、金属ブロック２１ａの両端に
互いに平行な平坦面２９，３０を形成し、平坦面２９，
３０に対して平行な複数の切込み３１，３２をコ−ルド
フィンガ８ｂの伸縮方向Ｏに沿って多段に設け、切込み
３１，３２に弾性を大きくするための板バネ２１ｂ，２
１ｃを介装してなる。切込み３１，３２の切込み方向は
互いに反対であり、金属ブロック２１ａ自体に弾性をも
たせた。このようして製作されたサ−マルインタ−フェ
イス２１の一方の平坦面３０はコ−ルドフィンガ８ｂの
端面部４０に固定され、他方の平坦面２９は切込み３
１，３２による弾性力によって内筒２５の閉塞端面部２
５ａに付勢されて面接触している。サ−マルインタ−フ
ェイス２１の平坦面２９と内筒２５の閉塞端面部２５ａ
との間には熱伝導ペ−ストが介在している。
検知器の断面図、図４は図３の赤外線検知器のサ−マル
インタ−フェイスの拡大断面図である。図１の実施例と
共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。こ
の実施例の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス２
１は、図４に示すように、金属ブロック２１ａの両端に
互いに平行な平坦面２９，３０を形成し、平坦面２９，
３０に対して平行な複数の切込み３１，３２をコ−ルド
フィンガ８ｂの伸縮方向Ｏに沿って多段に設け、切込み
３１，３２に弾性を大きくするための板バネ２１ｂ，２
１ｃを介装してなる。切込み３１，３２の切込み方向は
互いに反対であり、金属ブロック２１ａ自体に弾性をも
たせた。このようして製作されたサ−マルインタ−フェ
イス２１の一方の平坦面３０はコ−ルドフィンガ８ｂの
端面部４０に固定され、他方の平坦面２９は切込み３
１，３２による弾性力によって内筒２５の閉塞端面部２
５ａに付勢されて面接触している。サ−マルインタ−フ
ェイス２１の平坦面２９と内筒２５の閉塞端面部２５ａ
との間には熱伝導ペ−ストが介在している。
【００２２】この実施例の赤外線検知器よれば、図１の
実施例と同様に、コ−ルドフィンガ８ｂと赤外線撮像素
子３との熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の
小さな冷却機で充分な冷却効果を得ることができるとと
もに、サ−マルインタ−フェイス２１の構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させることができ
る。
実施例と同様に、コ−ルドフィンガ８ｂと赤外線撮像素
子３との熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の
小さな冷却機で充分な冷却効果を得ることができるとと
もに、サ−マルインタ−フェイス２１の構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させることができ
る。
【００２３】図５はこの発明の第３実施例に係る赤外線
検知器の一部の拡大断面図、図６〜図９はこの実施例の
赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイスの製造方法を
説明するための斜視図である。図３の実施例と共通する
部分には同一符号を付して説明を省略する。この実施例
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス４１は、図
９に示すように、Ｘ字形の構造体を一定方向に沿って一
定間隔おきに結合してなる弾性部材４１ａ（図８参照）
と、この弾性部材４１ａの両端に溶接された平板４１
ｂ，４１ｃとで構成されている。
検知器の一部の拡大断面図、図６〜図９はこの実施例の
赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイスの製造方法を
説明するための斜視図である。図３の実施例と共通する
部分には同一符号を付して説明を省略する。この実施例
の赤外線検知器のサ−マルインタ−フェイス４１は、図
９に示すように、Ｘ字形の構造体を一定方向に沿って一
定間隔おきに結合してなる弾性部材４１ａ（図８参照）
と、この弾性部材４１ａの両端に溶接された平板４１
ｂ，４１ｃとで構成されている。
【００２４】このサ−マルインタ−フェイス４１を作る
には、まず図６の半円筒状の金属部材にＹ軸に沿って複
数の切込みを設けて図７に示すようなＶ字形の湾曲部材
を形成し、次に図８に示すように、Ｖ字形の湾曲部材の
底面部と別途作ったＶ字形の湾曲部材の底面部とを溶接
してＸ字形の弾性部材４１ａを形成し、最後に図９に示
すように弾性部材４１ａの両端に平板４１ｂ，４１ｃを
溶接する。
には、まず図６の半円筒状の金属部材にＹ軸に沿って複
数の切込みを設けて図７に示すようなＶ字形の湾曲部材
を形成し、次に図８に示すように、Ｖ字形の湾曲部材の
底面部と別途作ったＶ字形の湾曲部材の底面部とを溶接
してＸ字形の弾性部材４１ａを形成し、最後に図９に示
すように弾性部材４１ａの両端に平板４１ｂ，４１ｃを
溶接する。
【００２５】この実施例の赤外線検知器よれば、図３の
実施例と同様の効果を得ることができるとともに、図８
のＸ，Ｙ，Ｘ軸方向と各軸回りとに弾性が働き得るの
で、コ−ルドフィンガ８ｂから伝わる振動の吸収効果を
高くすることができる。
実施例と同様の効果を得ることができるとともに、図８
のＸ，Ｙ，Ｘ軸方向と各軸回りとに弾性が働き得るの
で、コ−ルドフィンガ８ｂから伝わる振動の吸収効果を
高くすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の赤外線検知器によれば、冷却手段と赤外線検出素子と
の熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の小さな
冷却手段で充分な冷却効果を得るとともに、冷却手段を
赤外線検出素子の光軸方向に対して直角方向に配置でき
るようにして赤外線検知器の筐体設計上の制約を少なく
し、併せて緩衝手段の構造を簡素化して赤外線検知器の
製作コストを低減させることができる。
の赤外線検知器によれば、冷却手段と赤外線検出素子と
の熱抵抗を小さくして熱伝導効率を高め、能力の小さな
冷却手段で充分な冷却効果を得るとともに、冷却手段を
赤外線検出素子の光軸方向に対して直角方向に配置でき
るようにして赤外線検知器の筐体設計上の制約を少なく
し、併せて緩衝手段の構造を簡素化して赤外線検知器の
製作コストを低減させることができる。
【００２７】また、請求項２記載の発明の赤外線検知器
によれば、冷却手段と赤外線検出素子との熱抵抗を小さ
くして熱伝導効率を高め、能力の小さな冷却手段で充分
な冷却効果を得るとともに、緩衝手段の構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させることができ
る。
によれば、冷却手段と赤外線検出素子との熱抵抗を小さ
くして熱伝導効率を高め、能力の小さな冷却手段で充分
な冷却効果を得るとともに、緩衝手段の構造を簡素化し
て赤外線検知器の製作コストを低減させることができ
る。
【図１】図１はこの発明の第１実施例に係る赤外線検知
器の断面図である。
器の断面図である。
【図２】図２は図１の赤外線検知器のコ−ルドフィンガ
先端部の拡大斜視図である。
先端部の拡大斜視図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施例に係る赤外線検知
器の一部を示す断面図である。
器の一部を示す断面図である。
【図４】図４は図３の赤外線検知器のサ−マルインタ−
フェイスの拡大断面図である。
フェイスの拡大断面図である。
【図５】図５はこの発明の第３実施例に係る赤外線検知
器の一部を示す拡大断面図である。
器の一部を示す拡大断面図である。
【図６】図６は図５の赤外線検知器のサ−マルインタ−
フェイスの製造方法を説明するための図であって、半円
筒状の金属部材に切欠きを形成する前の状態を示す斜視
図である。
フェイスの製造方法を説明するための図であって、半円
筒状の金属部材に切欠きを形成する前の状態を示す斜視
図である。
【図７】図７は図５の赤外線検知器のサ−マルインタ−
フェイスの製造方法を説明するための図であって、半円
筒状の金属部材に切欠きを形成した後の状態を示す斜視
図である。
フェイスの製造方法を説明するための図であって、半円
筒状の金属部材に切欠きを形成した後の状態を示す斜視
図である。
【図８】図８は図５の赤外線検知器のサ−マルインタ−
フェイスの弾性部材を示す斜視図である。
フェイスの弾性部材を示す斜視図である。
【図９】図９は図５の赤外線検知器のサ−マルインタ−
フェイスを示す斜視図である。
フェイスを示す斜視図である。
【図１０】図１０は従来の赤外線検知器の断面図であ
る。
る。
【図１１】図１１は従来の他の赤外線検知器の一部の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図１２】図１２は従来の他の赤外線検知器の断面図で
ある。
ある。
１ 真空容器 ２ スタ−リング冷却機 ３ 赤外線検出素子 ８ｂ コ−ルドフィンガ １１ サ−マルインタ−フェイス １１ａ スライド部材 １１ｂ ガイド部材 １５ スライド面 １７ ガイド面
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内に配設された赤外線検出素子
と、該赤外線検出素子を冷却する冷却手段と、該冷却手
段と前記赤外線検出素子との間に設けられた緩衝手段と
を備え、該緩衝手段を介して前記冷却手段によって前記
赤外線検出素子を冷却する赤外線検知器において、 前記緩衝手段は、前記冷却手段の端部に設けられるとと
もに、前記冷却手段の伸縮方向に対して所定の傾斜角を
有するスライド面を備えたスライド部材と、前記真空容
器の外壁に設けられるとともに、前記スライド面と面接
触するガイド面を備えたガイド部材とで構成され、前記
冷却手段は、前記伸縮方向に交差する方向に弾性を有す
ることを特徴とする赤外線検知器。 - 【請求項２】 真空容器内に配設された赤外線検出素子
と、該赤外線検出素子を冷却する冷却手段と、該冷却手
段と前記赤外線検出素子との間に設けられた緩衝手段と
を備え、該緩衝手段を介して前記冷却手段によって前記
赤外線検出素子を冷却する赤外線検知器において、 前記緩衝手段は、該冷却手段と前記真空容器との接触
部、及び前記緩衝手段と前記冷却手段との接触部がそれ
ぞれ面接触しているとともに、前記接触部どうしを結ぶ
前記冷却手段の伸縮方向と平行な軸に対して交差する方
向に複数の切り欠きを前記伸縮方向に多段に設けた金属
部材であり、前記複数の切り欠きのそれぞれは、該切り
欠き方向が前記軸の周りに所定角度ずつ異なるように回
転して設けられていることを特徴とする赤外線検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026184A JPH06221915A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 赤外線検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026184A JPH06221915A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 赤外線検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06221915A true JPH06221915A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12186425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5026184A Withdrawn JPH06221915A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 赤外線検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06221915A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104596647A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种用于红外焦平面杜瓦的局部弹性冷链 |
| CN104748859A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-07-01 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 超长线列探测器与单点冷源的热耦合结构及实现方法 |
-
1993
- 1993-01-21 JP JP5026184A patent/JPH06221915A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104596647A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种用于红外焦平面杜瓦的局部弹性冷链 |
| CN104748859A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-07-01 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 超长线列探测器与单点冷源的热耦合结构及实现方法 |
| CN104748859B (zh) * | 2015-01-21 | 2017-09-26 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 超长线列探测器与单点冷源的热耦合结构及实现方法 |
| CN104596647B (zh) * | 2015-01-21 | 2017-11-21 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种用于红外焦平面杜瓦的局部弹性冷链 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |