JPH0547829U - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コールドシールドの熱抵抗を大きくし、コー
ルドシールドからの熱侵入量を低減し、赤外線検知素子
を効率よく冷却でき、かつ、コールドシールドの質量を
低減し、耐振性に優れた赤外線検出装置を得る。 【構成】 赤外線検出装置のコールドシールド１０の材
質を熱伝導率が小さく、かつ比重の小さいセラミックに
することにより、コールドシールド１０の熱抵抗を大き
くし、クーラ７への熱侵入量を低減させる。また、コー
ルドシールドの質量を低減させ内筒３の耐振性を向上さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、赤外線を検知して信号を発生する素子を搭載するデュワと上記素 子を冷却するための冷却機を備えた、赤外線検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、従来の赤外線検出装置を示す断面図である。図において１は赤外線検 知素子、２は赤外線検知素子からの信号を中継するためのパッケージ、３は上記 赤外線検知素子１を搭載し、断熱性をもたせるために内部を真空に保つ片持ち梁 の構造をしたデュワの内筒、４は内部を真空に保つデュワの外筒、５は内筒と外 筒をつなぐフランジ、６はデュワの内部を真空に保ち信号光を透過させる窓、７ は赤外線検知素子を極低温まで冷却させるクーラ、８はデュワの内部を真空に保 ち、素子からの熱をクーラに伝えるためのキャップボトム、９はクーラ７によっ て冷却される金属製のコールドシールドである。

【０００３】 従来の赤外線検出装置は上記のように構成される。赤外線検知素子１は常温で は熱雑音が感度に対して悪影響を与えるため、極低温に冷却する必要がある。こ のため赤外線検出装置は、一端に赤外線検知素子１が接合され、もう一方の端は クーラ７を挿入するための開口した内筒３と一端が窓６でふさがれた外筒４、前 記内筒３と外筒４を接合するフランジ５とで密閉された二重円筒構造となってお り、外部からの熱侵入量を低減するために内部を真空にし断熱している。このよ うに構成された赤外線検出装置の内筒３にクーラ７を挿入し、赤外線検知素子１ を冷却することにより、窓６を透過する赤外線を検知する。コールドシールド９ は周囲温度に比べてかなり冷却されており、これから放出される雑音光は無視で きるほど小さい。コールドシールド９の開口は赤外線信号光の開口絞りとなって おり、信号光以外に常温の背景から入射する不要な雑音光を極力低減する構造と なっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来の赤外線検出装置においては、次のような解決すべき課題が あった。すなわち、従来の赤外線検出装置においては、コールドシールド９から の熱はキャップボトム８を経由してクーラ７に吸収される。しかし、コールドシ ールド９の熱抵抗が小さいと、コールドシールド９からの熱が大量にクーラ７に 吸収されることになり、クーラ７の熱負荷が増大する。したがって、クーラ７の 熱負荷を低減させ冷却効率を向上させるためには、コールドシールド９から侵入 する熱を極力小さくしなければならない。

【０００５】 また、内筒３は片持ち梁の構造になっているため、振動に耐えられる強度を確 保するため梁の先端つまり、赤外線検知素子１、パッケージ２、キャップボトム ８、コールドシールド９の質量を極力小さくし、振動による梁の先端の変位を小 さくしなければならない。

【０００６】 この考案は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、従来のコー ルドシールドの材質を変えることによりコールドシールドからの熱を極力少なく し、クーラの熱負荷を低減させ冷却効率の良い赤外線検出装置を得ること及び、 内筒の自由端の質量を低減させ耐振性に優れた赤外線検出装置を得ることを目的 とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る赤外線検出装置は、コールドシールドの材質を熱伝導率の小さ な材料、例えばセラミック等に変更し、コールドシールドの熱抵抗を大きくする 。このことによりコールドシールドからの熱侵入量を小さくし、クーラの熱負荷 を低減させ、冷却効率を向上させるようにしたものである。さらに、コールドシ ールドの材質を比重の小さな材料、例えば上記と同様にセラミック等に変更する ことにより、コールドシールドの質量が小さくなり、耐振性を向上させることが できる。

【０００８】

【作用】

この考案においては、コールドシールドの材質を熱伝導率の大きい金属から熱 伝導率の小さなセラミックに変更することにより、コールドシールドの熱抵抗が 大きくなる。このため、コールドシールドからの熱侵入量が小さくなりクーラの 熱負荷を低減させ冷却効率を向上させることができる。さらに、コールドシール ドの材質を比重の大きい金属製から比重の小さなセラミックに変更することによ り、コールドシールドの質量が小さくなり片持ち梁構造の内筒の耐振性を向上さ せることができる。

【０００９】

【実施例】

実施例１． 図１は、この考案の一実施例を示す断面図である。図において１は赤外線検知 素子、２はパッケージ、３は内筒、４は外筒、５はフランジ、６は窓、７はクー ラ、８はキャップボトムであり、すべて従来の装置と同じである。１０はセラミ ック製のコールドシールドである。

【００１０】 上記のように構成された赤外線検出装置では、コールドシールド１０は熱伝導 率がセラミックを使用することにより０．０２５（Ｗ／ｃｍ・Ｋ）となり、従来 の金属製（チタンを使用）の０．０７５（Ｗ／ｃｍ・Ｋ）に比べて小さくなった ため、コールドシールドの熱抵抗が大きくなる。このため、コールドシールド１ ０からの熱侵入量が小さくなり、クーラ７の熱負荷が低減されることになり、冷 却効率のよい赤外線検出装置を得ることができる。

【００１１】 また、コールドシールド１０はセラミックを使用することにより比重が３．４ （ｇ／ｃｍ³ ）となり、従来の金属製（チタンを使用）の４．５（ｇ／ｃｍ³ ） に比べて小さくなったため、コールドシールド１０の軽量化がはかれ、片持ち梁 構造の内筒の先端の質量を低減させることになり、耐振性に優れた赤外線検出装 置を得ることができる。

【００１２】 なお、上記実施例ではコールドシールド１０をセラミックで形成したが、この 考案はセラミックに限るものではなく熱伝導率及び比重の小さい非金属であれば 良い。

【００１３】

【考案の効果】

この考案によって、赤外線検出装置の構成部品であるコールドシールドの材質 を熱伝導率の小さな非金属材料にすることにより、コールドシールドの熱抵抗が 大きくなり、コールドシールドからの熱侵入量が減少し、クーラの熱負荷を低減 させることになり、冷却効率の良い赤外線検出装置を得ることができる。さらに 、コールドシールドの材質を比重の小さな非金属材料にすることにより、コール ドシールドの質量が小さくなり、片持ち梁構造の内筒の耐振性を向上させること ができ、耐振性に優れた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】この考案の実施例１を示す断面図である。

【図２】従来の赤外線検出装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 赤外線検知素子 ２ パッケージ ３ 内筒 ４ 外筒 ５ フランジ ６ 窓 ７ クーラ ８ キャップボトム ９ コールドシールド（金属製） １０ コールドシールド（非金属製）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出すべき信号光を透過する窓を備え内
   部を真空にしたデュワと、このデュワ内に設置された赤
   外線検知素子、金属製のコールドシールドおよびキャッ
   プボトムと、上記赤外線検知素子及び赤外線検知素子を
   搭載するパッケージと、上記コールドシールドを冷却す
   るクーラとを備えた赤外線検出装置において、上記コー
   ルドシールドを比重及び熱伝導率が共に小さい非金属製
   にしたことを特徴とする赤外線検出装置。