JPS5922500Y2 - 赤外線検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は赤外線検知器、とくに透光窓の面積を正確に規
定した赤外線検知器の構造に関するものである。

半導体から戊る赤外線検知素子は、応答速度が速い長所
があるため、赤外線映像装置の光電変換部には通常半導
体検知素子を主体とする光量子型赤外線検知器が用いら
れる。

この種の検知素子は一般に常温よりも遥かに低い温度例
えば７ＴＫに冷却しないと良好に動作しないので、上記
素子を用いる赤外線検知器は、冷却容器内に素子が取り
付けられて、接続用リード線が外部に引き出された構造
となっている。

そしてこのことに伴い、赤外線検知素子は冷却容器内で
外気から遮断されており、入射する赤外線は上記冷却容
器の一部に設けられた赤外線透過窓（透光窓）を通して
検知素子に当たる。

ただし、窓ガラスに相当する透光板としては、サファイ
ア又はゲルマニウム等の赤外線透過性物質から成る薄板
を用いる。

該薄板（以下透光板と言う）を支持する支持枠、すなわ
ち窓枠に相当する部分は、通常上記サファイア又はゲル
マニウムと熱膨張率の近似する金属例えばコパールで製
し、従ってこの部分は赤外線を通さないから、赤外線透
過窓の面積は窓枠内部にある透光板の面積に等しい。

上記の赤外線透過性の薄板をコバール等の金属の枠に固
着するには、低融点ガラスを接着剤として用い、加熱に
より該低融点ガラスを溶解させて接着を行なう。

この際に低融点ガラスが金属枠からにじみ出てサファイ
ア等の薄板の表面に流れ出る傾向があるが、低融点ガラ
スは赤外線に対する透過性が悪いために、上述の低融点
ガラスの「にじみ出し」は透光窓から入射する光量を減
らし、見掛は上窓の面積を狭めるこへになる不都合があ
る。

本考案は前述の不都合を無くしたもので、窓枠おの縁の
近傍に接着剤溜めを設けて、この部分において透光板と
窓枠とを接着した、新規なる赤外線検知装置の構造を提
供せんとするものである。

以下図面を用いて説明する。

第１図は従来周知の光量子型赤外線検知装置の一例構造
を断面図として示したもので、本図の装置は液体窒素等
の冷媒によらず、固体のペルチェ効果素子を用いて赤外
線検知素子の冷却を行なうように構成されている。

ゆえに該検知素子は上記ペルチェ効果素子とともに、パ
ワートランジスタのケースとほぼ同形状のケース１内に
気密に封入されている。

ケース１はコバールがら戊るキャップ２と、ステム基板
３とで密閉容器を形成し、その内部に半導体から戒る赤
外線検知素子４を収容していて、キャップ２の上面が透
光窓となっている。

すなわち、キャップ２の頂面はある面積だけ切り抜かれ
、切り抜きにより形成された開口部分の上にサファイア
薄板５が載置されて、低融点ガラス６によりキャップ２
に接着されている。

この低融点ガラス層６は、６ａのごく窓の内側へにじみ
出ている。

このにじみ出た部分６ａが赤外線を吸収するために、窓
を通る赤外線量は上記の部分６ａが無い場合に比し少な
くなり、見掛は上瞼時視野が狭くなったかのごとき効果
を生ずる。

この効果はその程度の予測が困難であるため、完成した
赤外線検知器の特性に予測し得ないバラツキを生ずるこ
とになる。

因みに、第１図において７はペルチェ効果素子、８は放
熱体、９及び１０はそれぞれ検知素子４及びペルチェ効
果素子７に対する給電用外部引出線である。

第２図は本考案に係る赤外線検知装置の一実施例におけ
る透光窓付近の部分を示したもので、第１図と同等の部
分は同一符号を用いて示した。

第２図において、ケース２の開口部の近傍に、凹所２ａ
が設けられ、該凹所２ａとサファイア薄板５との間に低
融点ガラス層６が充填されており、これによりサファイ
ア薄板５とキャップ上面とが接着されている。

ゆえに低融点ガラス６はキャップの開口部の縁２ｂを越
えて流れることなく、透光窓の面積は上記開口部の縁２
ｂによって規定され、開口部の形状が円形とすればその
直径は第２図のＤとなる。

図示のようなキャップの形状は打抜きにより容易に高精
度で形成することができるから、さきに第１図として示
した従来の赤外線検知器におけるごとく検知器の特性に
不測のバラツキを生ずるおそれは無い。

なお第２図のような透光窓を形成するには、凹所２ａ内
に低融点ガラスのペーストを入れ、サファイア板６の辺
縁部にも若干量の上記ペーストを塗付しておいて、サフ
ァイア板６をキャップ２の上面に載置した状態で加熱を
行なえば、上記ペーストは溶融してガラスとなり、爾後
の冷却により固化して接着が完了する。

ゆえに上記凹所２ａをガラス溜めと呼ぶことにする。

このガラス溜めを形成するには、第２図の実施例のよう
にキャップが金属薄板で製されている場合には打抜きに
よればよく、キャップ上面が分厚い金属板又はガラス板
の場合には写真蝕刻法によってガラス溜め（一般的には
接着剤溜め）を形成すればよい。

サファイア薄板５の代わりにゲルマニウム又はシリコン
のウェハを用いてもよく、また必要に応じレンズ状に底
形した透光板を用いても同様に構成可能である。

本考案に係る赤外線検知装置は、その構造に基づき低融
点ガラス等の接着剤が透光窓内に流れ出ることがないか
ら、窓の面積従って瞬時視野の広さを正確に規定するこ
とができる利点がある。

ゆえに高精度の放射温度計等に使用する赤外線検知器に
適用して極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光量子型赤外線検知器の構造を示す断面
図、第２図は本発明に係る赤外線検知器の一実施例の要
部構造を示す断面図である。 １：検知器のケース、２：キャップ、３：ステム基板、
４：半導体赤外線検知素子、５：透光板、６：低融点ガ
ラス層、６ａ：窓内に流れ出た低融点ガラス層、７：ペ
ルチェ効果素子、８：放熱体、９及び１０：外部引出線
、２ａ：接着剤溜め、２ｂ：キャップ開口部の縁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 赤外線不透過物質から戊る窓枠が赤外線検知素子を収容
   する容器の一部に設けられ、上記窓枠の辺縁部近傍に接
   着剤溜めが形成され、赤外線を透す物質から成る透光板
   が上記接着剤溜めの上部において該接着剤溜め内に充填
   された接着剤により上記窓枠に固着され、窓枠の縁によ
   って透光窓の面積を規定したことを特徴とする赤外線検
   知装置。