JPH0783754A - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲温度変化があっても、光軸ずれを小さく
押えられる赤外線検出装置を得る。 【構成】 デュワを軸対称部材により支持することで、
光軸に対称なバイメタル変形が起こるような構造にし
た。 【効果】 光軸対称の変形は光軸と直角方向のずれを発
生させないので、周囲温度変化があっても光軸ずれが小
さく押えられる赤外線検出装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーザ側距装
置から得られる距離情報と、物体から発せられる赤外光
をとり込むことによって得られる物体の位置情報を組み
合わせることによって、目標物体の三次元追尾を行なう
ようなセンサシステムの中で用いられる赤外線検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０〜１２は従来の赤外線検出装置を
示す図であり、図１０は全体構成図、図１１は外観図、
図１２は温度変化時の状態図である。図において、１は
物体から放射される赤外線を外部空間からとり込むレン
ズユニット、２は上記レンズユニット１と同一光軸上に
配置されると共にその中心に赤外線検出素子３を内蔵し
低熱膨張材料（例えばコバール）又は中熱膨張材料（例
えばステンレス合金）を主材料とする円筒状のデュワ、
４は上記デュワ２をデュワ取付ねじ５で固定する為のデ
ュワはめ合い部６を有するシャシ衝立部、７は上記デュ
ワ２を冷却するコンプレッサ、８はデュワ２に上記コン
プレッサ７からの冷媒を供給するコネクティングパイ
プ、９は上記デュワの赤外線検出素子３の反対面に配さ
れたコールドフィンガー、１０はその前端にフード１１
及び装置窓１２を取付けその内部に上記レンズユニット
１を収納し、その後端に上記レンズユニット１をレンズ
ユニット取付ねじ１３にてかん合取付する筺体後壁１４
を有しその外部に筺体取付足１５を有するレンズユニッ
ト筺体、１６はその前端が上記レンズユニット筺体１０
と筺体取付ねじ１７にて固定されその内部に上記デュワ
２及び上記コンプレッサ７を収納し、その後方外部に放
熱フィン１８とデュワ部筺体取付足１９を有し高熱膨張
材料（例えばアルミニウム合金）から成るデュワ部筺
体、２０は上記コールドフィンガー９からの熱を上記放
熱フィン１８に伝導させるサーマルブロック、２１は上
記サーマルブロック２０の接触部及び上記コンプレッサ
７と放熱フィン１８との間に塗布されたサーマルグリ
ス、２２は上記デュワ部筺体１６にカバー取付ねじ２３
により固定されたカバーである。

【０００３】次に動作について説明する。上記コンプレ
ッサ７とコールドフィンガー９はコネクティングパイプ
８で連結されており、この内部には、例えばヘリウム、
アルゴンなどの高圧ガスが封入されている。上記コンプ
レッサ７の内部でピストンが動いて高圧ガスの圧縮を繰
り返すと、コネクティングパイプ８を通って高圧ガスが
移動し、その圧力変動でコールドフィンガー９内のディ
スプレーサを動かしコールドフィンガー９の先端をディ
スプレーサの断熱膨張による吸熱作用で極低温に冷却す
る。内部を真空にした上記デュワ２の内部に取り付けら
れた赤外線検出素子３も極低温に冷却される。一方、物
体から放射された赤外線は上記装置窓１２、レンズユニ
ット１を通り、上記赤外線検出素子３上で焦点を結ぶよ
うになっている。そして、上記赤外線検出素子３で光電
変換され画像信号として信号処理回路に送られ赤外画像
が形成される。また、上記コールドフィンガー９部分の
熱は上記サーマルブロック２０とサーマルグリス２１を
経由して上記放熱フィン１８まで運ばれる。上記コンプ
レッサ７の熱も上記サーマルグリス２１を通して同様に
上記放熱フィン１８まで運ばれ、図示していない冷却フ
ァンからの冷却風が上記放熱フィン１８を流れることで
外部へ放熱されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線検出装置
は以上のように構成されているので、例えばレーザ側距
装置から得られる距離情報と、赤外線検出装置の赤外画
像から得られる物体の位置情報を組み合わせることによ
って、目標物体の三次元追尾を行なうようなセンサシス
テムの中でこの赤外線検出装置を用いる場合以下に示す
ような課題が生じる。目標物体の三次元追尾の際、例え
ば追尾距離が５〜１０ｋｍ、目標物体の大きさが５ｍ程
度である時、２つのセンサが同一物体から距離情報と位
置情報を確実に得て正常な追尾を実行できる為には、レ
ーザ側距装置のレーザ光軸と赤外線検出装置の赤外光軸
との相対的な光軸の傾き許容値として０．５〜１ｍｒａ
ｄ以下が必要となる。これを２つのセンサに誤差割付け
をすると、例えば赤外線検出装置としては、０．２５〜
０．５ｍｒａｄ以下の光軸の傾きしか許容されないこと
になる。この光軸の傾きを赤外線検出装置の内部で考え
ると、例えばレンズユニット１の焦点距離が８０ｍｍで
あった時、レンズユニット１の光軸に対する赤外線検出
素子の許容軸ずれ量は２０μ〜４０μという値となる。
ところが従来の赤外線検出装置においては、上記デュワ
２がデュワ部筺体１６から直立しているシャシ衝立部４
に固定されている。さらに上記デュワ２は例えばコバー
ルのような低熱膨張材料より成り、一方上記シャシ衝立
部４は一般に軽量化とコストの面から例えばアルミニウ
ム合金のような高熱膨張材料から成っている。この為に
装置の周囲温度範囲が例えば−２０〜＋４０℃まで大き
く変化するような場合周囲温度の変化に対応して、上記
デュワ２の取付部の温度も変化し双方の熱膨張係数の差
により伸びの差が生じ高温側に温度が変化した際には、
上記デュワ２の取付部にて図１２に示すようなバイメタ
ル変形が発生する。もちろん低温側に温度が変化した際
は、反対の上記デュワ２の先端が上方へ持ち上がるよう
な変形が発生する。これは図１２から明かなように上記
デュワ２の内部の赤外線検出素子３が初期位置から図１
２の中のａの分だけずれたことを意味し、この光軸直角
方向の軸ずれ量ａが前記した２０〜４０μより大きな値
である為に赤外線検出装置に割付けられた光軸の傾き許
容量を満足しないことになるという課題があった。ま
た、レンズユニット筺体とデュワ部筺体が分割されてい
る為、レンズユニットとデュワが共通の取付母体を持っ
ていないこと、また、装置の取付足が別筺体から出され
ていること、さらに装置の中央で両筺体の接続部分が存
在していること、以上３つの理由により例えば装置内で
温度分布による各部材間の伸びの差が生じた時に熱変形
が大きく出やすくなり、それが装置の取付足を基準とし
た光軸の傾き増加につながるという課題があった。

【０００５】この発明はかかる課題を解決する為になさ
れたもので、周囲温度変化があっても光軸ずれを小さく
抑えられる赤外線検出装置を提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る赤外線検出
装置の第１の実施例においては、低熱膨張材料（例えば
コバール）又は中間熱膨張材料（例えばステンレス合
金）を主材料とするデュワを、デュワはめ合い部をその
中央に有し高熱膨張材料（例えばアルミニウム合金）か
ら成る軸対称円盤形状のデュワホルダに固定する。そし
て、デュワホルダを固定する為のデュワホルダはめ合い
部をその端面に有し、高熱膨張材料（例えばアルミニウ
ム合金）から成る軸対称円筒状のデュワマウントに上記
デュワホルダを固定したものである。又、従来の赤外線
検出装置ではレンズユニット筺体とデュワ部筺体の２分
割されていた筺体を一体化し、その中央内部にレンズユ
ニット及びデュワマウントを共に固定する為の筺体中央
壁を有し、高熱膨張材料（例えばアルミニウム合金）か
ら成る一体型の装置筺体としたものである。

【０００７】また、本発明に係る赤外線検出装置の第２
の実施例においては、低熱膨張材料を主材料とするデュ
ワを、デュワと同様の低熱膨張材料から成るデュワホル
ダに固定したものである。

【０００８】また、本発明に係る赤外線検出装置の第３
の実施例においては、低熱膨張材料を主材料とするデュ
ワを、デュワの材料と装置筺体の材料の中間の熱膨張係
数を有する中間熱膨張材料（例えばＳｉＣウィスカ混合
のアルミニウム焼結合金複合材料）から成るデュワホル
ダに固定したものである。

【０００９】また、本発明に係る赤外線検出装置の第４
の実施例においては、低熱膨張材料を主材料とするデュ
ワを、中間熱膨張材料を用いかつデュワホルダとデュワ
マウントを一体化した一体型デュワホルダに固定したも
のである。

【００１０】また、本発明に係る赤外線検出装置の第５
の実施例においては、低熱膨張材料を主材料とするデュ
ワを、中間熱膨張材料を用いたデュワホルダに固定し、
一方、デュワマウントはレンズユニットに一体化したも
のである。

【００１１】また、本発明に係る赤外線検出装置の第６
の実施例においては、中間熱膨張材料を主材料とするデ
ュワを、高熱膨張材料を用いたデュワホルダに固定し、
一方、デュワマウントはレンズユニットに一体化したも
のである。

【００１２】また、本発明に係る赤外線検出装置の第７
の実施例においては、デュワホルダをデュワに、デュワ
マウントをレンズユニットにそれぞれ一体化し、デュワ
の固定を直接レンズユニットにて行なうようにしたもの
である。

【００１３】また、本発明に係る赤外線検出装置の第８
の実施例においては、低熱膨張材料を用いたデュワホル
ダの取付穴をテーパ形状とし、そこにスリット付テーパ
座金を係合させ、平座金と共に第５のねじにてデュワマ
ウントに固定したものである。

【００１４】また、本発明に係る赤外線検出装置の第９
の実施例においては、低熱膨張材料を用いたデュワホル
ダの取付穴を球面形状とし、そこにスリット付球面座金
を係合させ、平座金と共にデュワホルダ取付ねじにてデ
ュワマウントに固定したものである。

【００１５】さらに、本発明に係る赤外線検出装置の第
１０の実施例においては、低熱膨張材料を主材料とする
デュワを、デュワと同様の低熱膨張材料を用いたデュワ
ホルダに固定する。一方、高熱膨張材料を用い、その先
端にスリット付テーパ部を有し、その円筒外周面におね
じを有したデュワマウントの先端のデュワホルダはめ合
い部に上記デュワホルダをかん合させる。そして、デュ
ワマウントのスリット付テーパ部に係合するテーパ穴と
デュワマウントのおねじ部に係合するめねじ部を有し、
中間熱膨張材料から成るねじリングをデュワマウントの
外周に取り付けたものである。

【００１６】

【作用】この発明に係る赤外線検出装置の第１の実施例
においては、装置の周囲温度が変化した際、デュワとデ
ュワホルダとの間で熱膨張係数のちがいによる伸びの差
が生じバイメタル変形が発生するが、光軸に対称な変形
である。一方、デュワホルダとデュワマウント及びデュ
ワマウントと装置筺体の間では同材料である為上記のよ
うな変形は発生しない。また、一体化された装置筺体の
筺体中央壁を共通の取付母体としてレンズユニットとデ
ュワが取付けられている為に、装置筺体内で温度分布に
よる変形が発生してもレンズユニットとデュワの相対関
係は変わらない。また取付足も一体化された装置筺体に
設けられていること、及び装置中央部に筺体同士の接続
部分がないことにより、特定箇所に集中したような大き
な熱変形が発生することはない。

【００１７】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
２の実施例においては、デュワホルダとデュワマウント
との間で例えばコバールとアルミニウム合金の熱膨張係
数のちがいによる伸びの差が生じバイメタル変形が発生
するが光軸に対称な変形である。また、デュワとデュワ
ホルダ及びデュワマウントと装置筺体の間では同材料で
ある為上記のような変形は発生しない。

【００１８】また、この発明の係る赤外線検出装置の第
３の実施例においては、デュワホルダが中間熱膨張材料
を用いて作られているので、デュワとの間、及びデュワ
マウントとの間で、それぞれバイメタル変形は発生する
が、光軸に対称な変形であり、かつその変形量が少な
い。

【００１９】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
４の実施例においては、中間熱膨張材料を用いた一体型
デュワホルダとしているので、デュワと一体型デュワホ
ルダとの間、及び一体型デュワホルダと装置筺体との間
でそれぞれバイメタル変形は発生するが、光軸に対称な
変形でありかつその変形量が少ない。また、一体型デュ
ワホルダである為、構造上の分割部分が少なく熱変形発
生の要因を減らしている。

【００２０】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
５の実施例においては、デュワホルダが中間熱膨張材料
を用いて作られているので、デュワとの間、及び装置筺
体との間でそれぞれバイメタル変形は発生するが、光軸
に対称な変形でありかつその変形量が少ない。また、デ
ュワマウントを削除しレンズユニットに一体化している
為、構造上の分割部分が少なく熱変形発生の要因を減ら
している。

【００２１】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
６の実施例においては、デュワが中間熱膨張材料を用い
て作られているので、デュワホルダとの間でバイメタル
変形は発生するが、光軸に対称な変形でありかつその変
形量が少ない。また、デュワマウントを削減しレンズユ
ニットに一体化している為、構造上の分割部分が少なく
熱変形発生の要因を減らしている。

【００２２】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
７の実施例においては、デュワと装置筺体との間でバイ
メタル変形が発生するが光軸に対称な変形である。ま
た、デュワを直接レンズユニットに取り付ける構成であ
る為、構造上の分割部分がなく熱変形発生の要因が最少
となっている。

【００２３】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
８、第９の実施例においては、デュワホルダを固定して
いるデュワホルダ取付ねじの締付力にアンバランスがあ
っても、スリット付テーパ座金及びスリット付球面座金
が熱応力による光軸と直角方向の動きを規制する為、デ
ュワホルダとデュワマウントがかん合しているデュワホ
ルダはめ合い部で光軸と直角方向のずれが発生しない。

【００２４】また、この発明に係る赤外線検出装置の第
１０の実施例においては、デュワマウントのスリット付
テーパ部かん合するねじリングの働きにより、組立時に
おいて、デュワホルダはめ合い部の初期すきまをなくす
ることができる。そして装置の使用時、温度上昇があっ
た時に、低熱膨張材料を用いて作られているデュワホル
ダの伸びと、高熱膨張材料を用いて作られているデュワ
マウントの伸びの差からデュワホルダはめ合い部にすき
まが発生することを、中間熱膨張材料を用いて作られて
いるねじリングの働きにより防止する。

【００２５】

【実施例】

実施例１．図１〜図３はこの発明に係る赤外線検出器の
第１の実施例を示すものであり、図１は全体構成図、図
２は外観図、図３はバイメタル変形を示す図であり、１
〜３、５〜９、１１〜１３、１５、１８、２０〜２３は
上記従来装置と全く同一のものである。２４は上記デュ
ワ２をデュワ取付ねじ５で固定する為のデュワはめ合い
部６をその中央に有し、高熱膨張材料（例えばアルミニ
ウム合金）から成る軸対称円盤形状のデュワホルダ、２
５は上記デュワホルダ２４をデュワホルダ取付ねじ２６
で固定する為のデュワホルダはめ合い部２７をその端面
に有し、高熱膨張材料（例えばアルミニウム合金）から
成る軸対称円筒形状のデュワマウント、２８は高熱膨張
材料から成る装置の外殻を形成する装置筺体であり、そ
の前端に上記フード１１及び装置窓１２を取付け、その
前方内部に上記レンズユニット１を収納し、その中央内
部に上記レンズユニット１及びデュワマウント２５を各
々レンズユニット取付ねじ１３とデュワマウント取付ね
じ２９にてかん合取付する筺体中央壁３０を有し、その
後方内部に上記コールドフィンガー９とコンプレッサ７
を収納し、その後方外部に上記放熱フィン１８を有し、
そしてその側方外部に装置の上記筺体取付足１５を有し
ている。上記のように構成された赤外線検出装置におい
ては、周囲温度が高温側に変化した際、上記デュワより
デュワホルダの熱膨張係数の方が大きい為、図３に示す
ようなデュワホルダを外側にした円弧状のバイメタル変
形が発生する。しかしデュワもデュワホルダも軸対称形
状である為、上記の変形は光軸に対称なものとなり、上
記赤外線検出素子は光軸方向にわずかに移動するのみ
で、光軸直角方向のずれは発生しない。周囲温度が低温
側に変化した際は逆方向のバイメタル変形が発生する
が、同様に光軸直角方向のずれは発生しない。一方、デ
ュワホルダとデュワマウント及びデュワマウントと装置
筺体の間では同材料を用いており各々のかん合部ではほ
とんど温度差がない為に上記のような熱変形は発生しな
い。また、一体化された装置筺体中央壁を共通の取付母
体としてレンズユニットとデュワが取付けられている為
に、装置筺体内で温度分布による変形が発生してもレン
ズユニットとデュワの相対関係は変わらない。よってレ
ンズユニットを基準としたデュワ内赤外線検出素子の光
軸直角方向のずれは発生しない。さらに、筺体取付足が
一体化された装置筺体に設けられていること、及び装置
中央部に筺体同士の接続部分がないことにより、特定箇
所に集中したような大きな熱変形が発生することはな
い。これは筺体取付足を基準としたレンズユニット及び
デュワの軸ずれが極めて小さいものになることを意味し
ている。

【００２６】実施例２．上記実施例１では上記デュワ２
を低熱膨張材料又は中間熱膨張材料、上記デュワホルダ
２４を高熱膨張材料としていたが、本実施例では、双方
共低熱膨張材料としたものであり、上記デュワ２とデュ
ワホルダ２４の間ではバイメタル変形は発生しない。一
方、上記デュワホルダ２４とデュワマウント２５との間
では、周囲温度が高温側に変化した際には、デュワホル
ダ２４を内側にしたバイメタル変形が、又周囲温度が低
温側に変化した際には、デュワホルダ２４を外側にした
バイメタル変形が各々発生するが光軸に対称な変形であ
り、光軸直角方向のずれは発生しない。

【００２７】実施例３．上記実施例１では、上記デュワ
２を低熱膨張材料又は中間熱膨張材料、上記デュワホル
ダ２４を高熱膨張材料としていたが、本実施例では上記
デュワ２を低熱膨張材料とし、上記デュワホルダ２４を
中間熱膨張材料としたものである。このような実施態様
によれば、例えば周囲温度が高温側に変化した際、上記
デュワ２とデュワホルダ２４との間ではデュワホルダ２
４を外側にしたバイメタル変形が発生するが互いの熱膨
張係数差が小さい為その変形量は少ない。一方、上記デ
ュワホルダ２４とデュワマウント２５との間ではデュワ
ホルダ２４を内側にしたバイメタル変形が発生するが、
互いの熱膨張係数差が小さい為その変形量は少ない。そ
して上記各々のバイメタル変形は逆方向に発生するの
で、上記実施例１で説明したような赤外線検出素子３の
光軸方向への移動を打ち消し合う。尚、上記各々のバイ
メタル変形はいずれも光軸に対称なものである為、当然
ながら光軸直角方向のずれは発生しない。

【００２８】実施例４．図４に示される実施例では、低
熱膨張材料から成る上記デュワ２を、中間熱膨張材料か
ら成りデュワホルダとデュワマウントを一体化した一体
型デュワホルダ３１に固定したものである。このような
実施態様によれば、例えば周囲温度が高温側に変化した
際、上記デュワ２と一体型デュワホルダ３１との間では
一体型デュワホルダ３１を外側にしたバイメタル変形が
発生するが互いの熱膨張係数差が小さい為その変形量は
少ない。一方、上記一体型デュワホルダ３１と装置筺体
２８との間では一体型デュワホルダ３１を内側にしたバ
イメタル変形が発生するが互いの熱膨張係数差が小さい
為その変形量は少ない。そして、上記各々のバイメタル
変形は逆方向に発生するので、上記実施例１で説明した
ような赤外線検出素子３の光軸方向への移動を打ち消し
合う。尚、上記各々のバイメタル変形はいずれも光軸に
対称なものである為、当然ながら光軸直角方向のずれは
発生しない。又、上記実施例１〜３にて存在していた上
記デュワホルダ２４とデュワマウント２５を一体化して
いるので、上記実施例１〜３の場合に比べて構造上の分
割部分が１カ所少なく、熱変形発生の要因を減らしてい
る。

【００２９】実施例５．図５に示される実施例では、低
熱膨張材料から成る上記デュワ２を、中間熱膨張材料か
ら成るデュワホルダ２４に固定し、上記実施例１〜３に
て存在していたデュワマウント２５はレンズユニット１
に一体化したものである。このような実施態様によれ
ば、上記デュワ２とデュワホルダ２４、及び上記デュワ
ホルダ２４とレンズユニット１との間で各々バイメタル
変形は発生するが、互いの熱膨張係数差が小さい為その
変形量は少ない。そして、上記各々のバイメタル変形は
送方向に発生するので、上記実施例１で説明したような
赤外線検出素子３の光軸方向への移動を打ち消し合う。
尚、上記各々のバイメタル変形はいずれも光軸に対称な
ものであり光軸直角方向のずれは発生しない。又、上記
実施例１〜３にて存在していた上記デュワマウント２５
はレンズユニット１に一体化しているので、上記実施例
１〜３の場合に比べて構造上の分割部分が１カ所少なく
熱変形発生の要因を減らしている。

【００３０】実施例６．本実施例では、中間熱膨張材料
から成るデュワ２を高熱膨張材料から成るデュワホルダ
２４に固定し、上記実施例１〜３にて存在していたデュ
ワマウント２５はレンズユニット１に一体化したもので
ある。このような実施態様によれば、上記デュワ２とデ
ュワホルダ２４との間でバイメタル変形は発生するが、
熱膨張係数差が小さい為その変形量は少ない。またその
変形は光軸に対称なものであり光軸直角方向のずれは発
生しない。尚、上記デュワホルダ２４とレンズユニット
１は同材料であり熱変形はしない。そして、上記実施例
４、５と同様、構造上の分割部分が１カ所少なく熱変形
発生の要因を減らしている。

【００３１】実施例７．図６に示される実施例では、上
記実施例１〜３にて存在していたデュワホルダ２４をデ
ュワ２に一体化し、上記実施例１〜３に存在していたデ
ュワマウント２５をレンズユニット１に一体化すること
で、上記デュワ２の固定を直接レンズユニット１にて行
なうようにしたものである。このような実施態様によれ
ば、デュワ２とレンズユニット１の間でバイメタル変形
が発生するが光軸に対称な変形であり光軸直角方向のず
れは発生しない。又、デュワ２を直接レンズユニット１
に取り付ける構成である為、構造上の分割部分が上記実
施例４〜６よりもさらに少なく熱変形発生の要因が最少
となっている。

【００３２】実施例８．図７（ａ）（ｂ）に示される実
施例では、低熱膨張材料から成るデュワホルダ２４の取
付穴３２をテーパ形状とし、そこにスリット付テーパ座
金３３を係合させ、平座金３４と共にデュワホルダ取付
ねじ２６にて上記デュワマウント２５に固定したもので
ある。図７（ｂ）はスリット付テーパ座金３３の外観で
ある。この実施態様によれば、上記デュワホルダ取付ね
じ２６を締め込んでゆくと、上記スリット付テーパ座金
３３はテーパ形状を有する上記取付穴３２の働きによっ
てその外径をつぼめられてゆき、同時につぼめられてゆ
くその内径が上記デュワホルダ取付ねじ２６の外径と当
接した時点で締め付けが完了し、ねじ締付部のガタがな
い状態で上記デュワマウント２５に対し上記デュワホル
ダ２４が固定されることになる。よって上記デュワホル
ダ２４を固定している複数のデュワホルダ取付ねじ２６
の各々の締付力にアンバランスがあっても、上記スリッ
ト付テーパ座金３３の働きにより熱応力による上記デュ
ワホルダはめ合い部２７での光軸と直角方向の動きを規
制する。これは上記デュワホルダ取付ねじ２６の締付力
のアンバランスにより、締付力の小さい固定部の座面で
熱応力によるすべりが起こり、上記デュワホルダ２４が
上記デュワマウント２４に対して光軸と直角方向に動い
てしまうという問題を改善するものである。

【００３３】実施例９．図８（ａ）（ｂ）に示される実
施例では、低熱膨張材料から成るデュワホルダ２４の取
付穴３２を球面形状とし、そこにスリット付球面座金３
５を係合させ、平座金３４と共にデュワホルダ取付ねじ
２６にて上記デュワマウント２５に固定したものであ
る。図８（ｂ）はスリット付球面座金３５の外観であ
る。この実施態様によれば、上記デュワホルダ取付ねじ
２６を締め込んでゆくと上記スリット付球面座金３５は
球面形状を有する上記取付穴３２の働きによってその外
径をつぼめられてゆき、同時につぼめられてゆくその内
径が上記デュワホルダ取付ねじ２６の外径と当接した時
点で締め付けが完了し、ねじ締め付け部のガタがない状
態で上記デュワマウント２５に対し、上記デュワホルダ
２４が固定されることになる。よって、上記実施例８と
同様、通常ねじ固定構造における熱応力発生時のねじ座
面でのすべり発生を防止し、上記デュワホルダはめ合い
部２７で光軸と直角方向のずれを発生させない。

【００３４】実施例１０．図９（ａ）（ｂ）に示される
実施例では、低熱膨張材料から成る上記デュワ２を、同
様に低熱膨張材料から成る上記デュワホルダ２４に固定
する。一方、高熱膨張材料から成りその先端にスリット
付テーパ部３６を有し、その円筒外周面におねじ部３７
を有したデュワマウント２５の先端のデュワホルダはめ
合い部２７に上記デュワホルダ２４をかん合させる。そ
して上記スリット付テーパ部３６に係合するテーパ穴３
８と、上記デュワマウント２５のおねじ部３７に係合す
るめねじ部３９を有し、中間熱膨張材料から成るねじリ
ング４０を上記デュワマウント２５の外周に取り付けた
ものである。この実施態様によれば、上記デュワマウン
ト２５に上記デュワホルダ２４をかん合させた時、デュ
ワホルダはめ合い２７には初期すきまが生じている。次
にねじリング４０を締め込んでゆくと上記テーパ穴３８
の働きにより上記デュワマウント２５のスリット付テー
パ部３６がつぼめられ上記の初期すきまをなくすことが
できる。又、装置の使用時例えば周囲温度が上昇した際
は、上記デュワホルダ２４の伸びより上記デュワマウン
ト２５の伸びの方が大きい為、上記デュワホルダはめ合
い部２７にすきまが発生しようとする。ところが、上記
ねじリング４０は、上記デュワマウント２５より熱膨張
係数の小さい中間熱膨張材料により作られているので、
上記デュワマウント２５のスリット付テーパ部３６はね
じリング４０のテーパ穴３８と同じだけしか伸びること
ができず、高熱膨張材料自身の肉厚としての伸びは中心
方向に向かう為、その分上記デュワマウントはめ合い部
２７の内径はつぼめられることになる。よって、デュワ
ホルダはめ合い部２７に発生するすきまは最小限にとど
められ、熱応力による上記デュワホルダ２４の光軸と直
角方向のずれを発生させない。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果がある。

【００３６】第１、第２、第６、第７の実施例において
は、デュワが軸対称部材により支持されているので、バ
イメタル変形が発生しても光軸に対称な変形であり、光
軸と直角方向のずれは発生しない。又、一体化された装
置筺体としているので取付足を基準とした軸ずれが最小
に抑えられる。よって、周囲温度変化があっても光軸ず
れが最小に抑えられる赤外線検出装置を得ることができ
る。

【００３７】第３〜第５の実施例においては、上記第
１、第２、第６、第７の実施例と同様の効果を得ること
ができるだけなく、２カ所で発生するバイメタル変形の
方向が逆である為、赤外線検出素子の光軸方向への移動
が防止され、微少な焦点ずれをも発生させない赤外線検
出装置を得ることができる。

【００３８】第８〜第１０の実施例においては、上記第
１、第２、第６、第７の実施例と同様の効果を得ること
ができるだけではなく、デュワホルダ固定用のねじ部
で、光軸と直角方向の非線形のすべりが発生することを
防止する構造である為、周囲温度変化に対して、上記第
１、第２、第６、第７の実施例以上のより高精度の赤外
線検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による赤外線検出装置
の全体構成図である。

【図２】この発明の第１の実施例による赤外線検出装置
の外観図である。

【図３】この発明の第１の実施例による赤外線検出装置
のバイメタル変形を示す図である。

【図４】この発明の第４の実施例による赤外線検出装置
を示す図である。

【図５】この発明の第５の実施例による赤外線検出装置
を示す図である。

【図６】この発明の第７の実施例による赤外線検出装置
を示す図である。

【図７】この発明の第８の実施例による赤外線検出装置
を示す図である。

【図８】この発明の第９の実施例による赤外線検出装置
を示す図である。

【図９】この発明の第１０の実施例による赤外線検出装
置を示す図である。

【図１０】従来の赤外線検出装置の全体構成図である。

【図１１】従来の赤外線検出装置の外観図である。

【図１２】従来の赤外線検出装置の温度変化時の状態図
である。

【符号の説明】

１ レンズユニット ２ デュワ ３ 赤外線検出素子 ５ デュワ取付ねじ ６ デュワはめ合い部 ７ コンプレッサ ８ コネクティングパイプ ９ コールドフィンガー １１ フード １２ 装置窓 １３ レンズユニット取付ねじ １５ 筺体取付足 １８ 放熱フィン ２０ サーマルブロック ２１ サーマルグリス ２２ カバー ２３ カバー取付ねじ ２４ デュワホルダ ２５ デュワマウント ２６ デュワホルダ取付ねじ ２７ デュワホルダはめ合い部 ２８ 装置筺体 ２９ デュワマウント取付ねじ ３０ 筺体中央壁 ３１ 一体型デュワホルダ ３２ 取付穴 ３３ スリット付テーパ座金 ３４ 平座金 ３５ スリット付球面座金 ３６ スリット付テーパ部 ３７ おねじ部 ３８ テーパ穴 ３９ めねじ部 ４０ ねじリング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体から放射される赤外線を外部空間か
   らとり込むレンズユニットと、上記レンズユニットと同
   一軸上に配置されるとともに、その中心に赤外線検出素
   子を内蔵し、低熱膨張材料又は中間熱膨張材料を主材料
   とする円筒状のデュワと、上記デュワをデュワ取付ねじ
   で固定する為のデュワはめ合い部をその中央部に有し、
   高熱膨張材料から成る軸対称円盤状のデュワホルダと、
   上記デュワホルダをデュワホルダ取付ねじで、固定する
   為のデュワホルダはめ合い部をその端面に有し、高熱膨
   張材料から成る軸対称円筒状のデュワマウントと、上記
   デュワを冷却するコンプレッサと、上記デュワに上記コ
   ンプレッサからの冷媒を供給するコネクティングパイプ
   と、上記デュワの赤外線検出素子の反対面に配置された
   コールドフィンガーと、装置の外殻を形成し、その前端
   にフード及び装置窓を取り付け、その前方内部に上記レ
   ンズユニットを収納し、その中央内部にレンズユニット
   及びデュワマウントを各々レンズユニット取付ねじ、デ
   ュワマウント取付ねじにてかん合取付けする筺体中央壁
   を有し、その後方内部に上記コールドフィンガーとコン
   プレッサを収納し、その後方外部に放熱フィンを有し、
   さらにその側方外部に筺体取付足を有し、高熱膨張材料
   から成る装置筺体と、上記コールドフィンガーからの熱
   を上記放熱フィンに伝導させるサーマルブロックと、上
   記サーマルブロックと上記コールドフィンガー及び上記
   放熱フィンとの間、及び上記コンプレッサと放熱フィン
   との間に各々塗布されたサーマルグリスと、上記装置筺
   体に固定されたカバーによって構成したことを特徴とす
   る赤外線検出装置。
2. 【請求項２】 低熱膨張材料を主材料とするデュワを、
   デュワと同様の低熱膨張材料又はデュワの材料と装置筺
   体の材料の中間の線膨張係数を有する材料から成るデュ
   ワホルダに取付けたことを特徴とする請求項１記載の赤
   外線検出装置。
3. 【請求項３】 低熱膨張材料を主材料とするデュワを、
   中間熱膨張材料から成り、かつデュワホルダとデュワマ
   ウントを一体化した一体型デュワホルダに取り付けたこ
   を特徴とする請求項１記載の赤外線検出装置。
4. 【請求項４】 低（又は中間）熱膨張材料を主材料とす
   るデュワを、中間（又は高）熱膨張材料から成るデュワ
   ホルダに固定し、一方、デュワマウントはレンズユニッ
   トに一体化したことを特徴とする請求項１記載の赤外線
   検出装置。
5. 【請求項５】 デュワホルダをデュワに、デュワマウン
   トとレンズユニットにそれぞれ一体化し、デュワの固定
   を直接装置筺体にて行なうようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の赤外線検出装置。
6. 【請求項６】 低熱膨張材料から成るデュワホルダの取
   付穴をテーパ状又は球面状にし、そこにスリット付テー
   パ又は球面座金を係合させ、平座金とともにデュワホル
   ダ取付ねじにて締め付けたことを特徴とする請求項１記
   載の赤外線検出装置。