JPH0538539U - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の軽量化を図り、かつ装置内の発熱部品
の冷却を効率良くさせるための赤外線検出装置を得る。 【構成】 ベース２とデュワ３の間に、ベース２のレン
ズユニット係合穴とデュワ３の赤外線取り入れ窓１３の
縁に沿って金属製のベローズ１４をネジ２０によって接
合させ、さらに上記ベローズ１４のフランジ部に沿うよ
うに第２のＯリング１９を配す。また、コールドフィン
ガー５の発熱部より伝熱ブロック８を介してベース２に
熱を伝え、そのベース２に具備された放熱フィン１５を
ファン１６で強制的に放熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は例えば、物体から発せられる赤外線を極低温に冷却した赤外線検出素 子でとらえて、熱画像を作成する赤外線検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の気密構造を持つ赤外線検出装置を示す断面図である。図において １は、レンズユニット。２は、レンズユニット１と係合し、さらに各部品を配置 するベース。３は、赤外線検出装置４を内蔵したデュワ。５は、スターリング冷 凍機のコールドフィンガー。６は、スターリング冷凍機のコンプレッサー。７は 、コールドフィンガー５とコンプレッサー６を連結するコネクティングパイプ。 ８は、コールドフィンガーの放熱を行う伝熱ブロック。９は、赤外線検出装置の 回路基板。１０は、コネクタ。１１は、上記部品を覆うように配されたカバー。 １２は、装置内の気密を保つための第１のＯリング。１３は、赤外線をデュワ内 に取り入れる赤外線取り入れ窓である。

【０００３】 次に動作について説明する。気密構造を持つ本赤外線検出装置で用いるスター リング冷凍機はスプリット式スターリング冷凍機の代表的なものである。コンプ レサー６とコールドフィンガー５はコネクティングパイプ７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封入されている。コ ンプレッサー６内部でピストンが動いて高圧ガスを圧縮、収縮を繰り返すと、コ ネクティングパイプ７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５内のディスプレーサを動かしコールドフィンガー５先端をディスプレー サ断熱膨張による吸熱作用で極低温に冷却する。コールドフィンガー５は内部を 真空にしたデュワ３内部に取付けられた赤外線検出素子４とデュワ壁面を介して 接触してるので、赤外線検出素子４も極低温に冷却される。この時レンズユニッ ト１を通過してきた赤外線は、デュワ３の赤外線取り入れ窓１３を通り、赤外線 検出素子４上で画像を形成し、回路基板９を通って画像信号がコネクタ１０に送 られることとなる。

【０００４】

【考案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以下のような課題が あった。まず、デュワ３の赤外線取り入れ窓１３と、レンズユニット１のレンズ の結露を防ぐために装置全体で気密構造としている。しかし、装置全体を気密構 造とすると、装置壁面の剛性強度を保たなければならず、それに伴い装置の質量 が重くなり携帯用や航空・船舶用として使用するのに問題があった。また、コー ルドフィンガー５の一端を極低温に冷却されるが、コールドフィンガー５の他端 はその反作用で発熱することとなっていた。このため、コールドフィンガー５か らの放熱を行わなければ極低温側へ熱が侵入することとなり冷却不良となる。こ れを防止するため従来の赤外線検出装置では、表面積の小さなコールドフィンガ ー５の発熱部に放熱用の伝熱ブロック８を取付け、ベース２より外部に放熱する ことが必要であった。しかし環境条件の厳しい条件下での使用が困難という問題 があった。

【０００５】 本考案は上記のような課題を解決するためになされたもので、デュワ３の赤外 線取り入れ窓１３と、レンズユニット１のレンズの結露防止を維持しつつ、装置 の質量を軽くすると共に、コールドフィンガー５とコンプレッサー６の発熱を効 率良く放熱して環境温度の高い条件下での使用も可能とする赤外線検出装置を得 ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係わる赤外線検出装置は、ベースとデュワの間に、上記ベースのレン ズユニット係合穴と上記デュワの縁に沿って金属製のベローズをネジによって接 合させ、さらに上記ベローズのフランジ部に沿うように第２のＯリングを配す。 また、スターリング冷凍機のコールドフィンガー放熱部より伝熱ブロックを介し て放熱フィンを具備したベースに接触させると共に、スターリング冷凍機のコン プレッサー発熱部を上記ベースに接触させるように配置することにより熱がベー スに伝わり、そして上記ベースに具備された放熱フィンにファンで送風すること で強制的に放熱する。

【０００７】

【作用】

本考案における赤外線検出装置は、ベースとデュワの間に、上記ベースのレン ズユニット係合穴と上記デュワの赤外線取り入れ窓の縁に沿ってベローズをネジ によって接合させ、さらに上記ベローズのフランジに沿うように第２のＯリング を配すことにより、レンズユニットとデュワ赤外線取り入れ窓間での気密が可能 となり、レンズと窓の結露を防ぐことができる。このように最小範囲での気密構 造をとることで装置の軽量化を可能とする。また、コールドフィンガーの発熱部 より伝熱ブロックを介してベースに熱を伝え、そのベースに具備された放熱フィ ンをファンで強制的に放熱することで、コールドフィンガーの吸熱部への熱侵入 を防ぎ、高い環境温度下での赤外線検出素子の極低温冷却を可能とする。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案による赤外線検出装置の一実施例を示す断面図である。図２は詳 細図である。図において１〜１３は従来の装置と全く同一であるので説明は省略 する。１４は、ベローズ。１５は、ベースに配置する各部品の熱を逃がす放熱フ ィン。１６は、放熱フィンの熱を強制的に放熱するためのファン。１７は、ファ ン１５の送風する風の流路を形成する第２のカバー。１８は、ファン１５の送風 される風の流れを示す。１９は、赤外線取り入れ窓１３とレンズユニット１間の 気密を保つための第２のＯリング。２０は、上記ベローズ１４を取付けるネジを 示す。

【０００９】 上記のように構成された赤外線検出装置では、ベース２とデュワ３の間に、ベ ース２のレンズユニット係合穴とデュワ３の赤外線取り入れ窓１３の縁に沿って ベローズ１４をネジ２０によって接合させ、さらに上記ベローズ１４のフランジ 部に沿うように第２のＯリング１９を配することによりレンズユニット１と、デ ュワ赤外線取り入れ窓１３間での気密が可能となりレンズと窓の結露を防ぐこと ができる。このように最小範囲で気密構造をとることで装置の軽量化を可能とし た。また、コールドフィンガー５の発熱部より伝熱ブロック８を介してベースに 熱を伝え、そのベース２に具備された放熱フィン１５をファン１６で強制的に放 熱する。このように放熱フィンを具備したベースを利用し、さらにファンで強制 的に放熱することにより、高い環境温度下での赤外線検出素子の極低温冷却を可 能とした。

【００１０】

【考案の効果】

以上本考案によれば、レンズとデュワの赤外線取り入れ窓の結露を防ぐために 、最小範囲での気密構造を取ったことにより装置の軽量化を図ることができる。 また、スターリングサイクル冷凍機のコールドフィンガーの発熱部からの熱を放 熱フィンを具備したベースに伝達し、その放熱フィンをファンで強制的に放熱す ることにより高い環境温度での使用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による赤外線検出装置を示
す断面図である。

【図２】図１における金属製のベローズ取付け付近の詳
細図である。

【図３】従来の気密構造を持つ赤外線検出装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ レンズユニット ２ ベース ３ デュワ ４ 赤外線検出素子 ５ コールドフィンガー ６ コンプレッサー ７ コネクティングパイプ ８ 伝熱ブロック ９ 回路基板 １０ コネクタ １１ 第１のカバー １２ 第１のＯリング １３ 赤外線取り入れ窓 １４ ベローズ １５ 放熱フィン １６ ファン １７ 第２のカバー １８ 風の流れ １９ 第２のＯリング ２０ ネジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズユニットと、上記レンズユニット
   が係合されるベースと、上記ベース上に、上記レンズユ
   ニットと同一光軸上に配置されると共に、赤外線検出素
   子を内蔵した円筒状のデュワと、上記デュワと係合しか
   つ赤外線検出素子と一端を接する円柱状のコールドフィ
   ンガーと、上記コールドフィンガーと内部で連結するコ
   の字形をしたコネクティングパイプと内部で連結し、か
   つ外側にフィンを有するコンプレッサーと、上記コール
   ドフィンガーの他端に係合し、上記コールドフィンガー
   の放熱面と接するように配置された伝熱ブロックと、上
   記デュワと平行に配置された回路基板と、上記各部品を
   覆うように配された第１のカバーと、上記ベースと上記
   デュワ間に位置し、上記ベースのレンズユニット係合穴
   と上記デュワの赤外線取り入れ窓の縁に沿って接合され
   た金属性のベローズと、上記ベローズのフランジ部に沿
   うように配された第２のＯリングと、上記カバーに具備
   され外部との信号の授受を行うコネクタと、上記ベース
   の部品配置面と相対する面に具備された放熱フィンと、
   それに送風し強制的に放熱させるファンと、上記ファン
   の送風する風の流路を形成する第２のカバーによって構
   成されることを特徴とする赤外線検出装置。