JPH06258135A - 赤外線検知器 - Google Patents
赤外線検知器Info
- Publication number
- JPH06258135A JPH06258135A JP5075429A JP7542993A JPH06258135A JP H06258135 A JPH06258135 A JP H06258135A JP 5075429 A JP5075429 A JP 5075429A JP 7542993 A JP7542993 A JP 7542993A JP H06258135 A JPH06258135 A JP H06258135A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- cooling
- cold
- cold shield
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
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
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線検出素子の性能を低下させることな
く、赤外線検出素子とコ−ルドシ−ルドとの冷却に費や
す電力をより少なくする。 【構成】 真空容器２内に収容された赤外線検出素子１
と、この赤外線検出素子１を冷却する冷却機３と、赤外
線検出素子１への不要光の入射を阻止するコールドシー
ルド９とを備え、コールドシールド９を赤外線検出素子
１から熱的に分離し、コールドシールド９を冷却する冷
却機８を真空容器２に設け、冷却機８の冷却能力を冷却
機３の冷却能力よりも小さくした。コールドシールド９
は赤外線放射が生じない程度の低温に冷却されれば足り
るので、前述のように構成することにより、単一の冷却
機により赤外線検出素子１とコールドシールド９とを冷
却する場合に較べ、赤外線検出素子１を冷却する側の冷
却機の熱負荷が著しく小さくなり、全体として消費電力
を抑制することができる。
く、赤外線検出素子とコ−ルドシ−ルドとの冷却に費や
す電力をより少なくする。 【構成】 真空容器２内に収容された赤外線検出素子１
と、この赤外線検出素子１を冷却する冷却機３と、赤外
線検出素子１への不要光の入射を阻止するコールドシー
ルド９とを備え、コールドシールド９を赤外線検出素子
１から熱的に分離し、コールドシールド９を冷却する冷
却機８を真空容器２に設け、冷却機８の冷却能力を冷却
機３の冷却能力よりも小さくした。コールドシールド９
は赤外線放射が生じない程度の低温に冷却されれば足り
るので、前述のように構成することにより、単一の冷却
機により赤外線検出素子１とコールドシールド９とを冷
却する場合に較べ、赤外線検出素子１を冷却する側の冷
却機の熱負荷が著しく小さくなり、全体として消費電力
を抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は赤外線検知器に関し、
特に赤外線検出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。
特に赤外線検出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２は従来の赤外線検知器の断面図であ
る。赤外線検知器は、赤外線検出素子１０１を収容する
真空容器１０２と、赤外線検出素子１０１を極低温（−
２００度程度）に冷却するための冷却機１０３とで構成
されている。真空容器１０２は外筒１０４と内筒１０５
とからなり、外筒１０４の内壁面と内筒１０５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検出素子１０１へ導く窓１
０６が設けられている。
る。赤外線検知器は、赤外線検出素子１０１を収容する
真空容器１０２と、赤外線検出素子１０１を極低温（−
２００度程度）に冷却するための冷却機１０３とで構成
されている。真空容器１０２は外筒１０４と内筒１０５
とからなり、外筒１０４の内壁面と内筒１０５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検出素子１０１へ導く窓１
０６が設けられている。
【０００３】また、赤外線検出素子１０１へ被写体から
の赤外線以外の光が入射しないように、赤外線検出素子
１０１をコ−ルドシ−ルド１０９によって包囲してい
る。コ−ルドシ−ルド１０９はコールドプレート１０７
上に載置されて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１
１６自身からの赤外光放射を防いでいる。
の赤外線以外の光が入射しないように、赤外線検出素子
１０１をコ−ルドシ−ルド１０９によって包囲してい
る。コ−ルドシ−ルド１０９はコールドプレート１０７
上に載置されて極低温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１
１６自身からの赤外光放射を防いでいる。
【０００４】冷却機１０３の冷却ヘッドに当たるコ−ル
ドフィンガ１０３ａは、内筒１０５内に挿入されてい
る。コ−ルドフィンガ１０３ａの先端面１０３ｂとコー
ルドプレート１０７との間には、冷熱を赤外線検出素子
１０１へ伝えるサ−マルインタ−フェイス１１０が配置
されている。サ−マルインタ−フェイス１１０は熱伝導
率の大きい金属薄板を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。
ドフィンガ１０３ａは、内筒１０５内に挿入されてい
る。コ−ルドフィンガ１０３ａの先端面１０３ｂとコー
ルドプレート１０７との間には、冷熱を赤外線検出素子
１０１へ伝えるサ−マルインタ−フェイス１１０が配置
されている。サ−マルインタ−フェイス１１０は熱伝導
率の大きい金属薄板を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。
【０００５】冷却機１０３が作動すると、コ−ルドフィ
ンガ１０３ａの冷熱がサ−マルインタ−フェイス１１０
を介してコールドプレート１０７へ伝わり、赤外線検出
素子１０１が冷却される。赤外線検出素子１０１が８０
Ｋ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−ルドシ−ルド１０９は
冷却機１０３により赤外線検出素子１０１とともに極低
温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１０９自身からの赤外
光放射が阻まれる。
ンガ１０３ａの冷熱がサ−マルインタ−フェイス１１０
を介してコールドプレート１０７へ伝わり、赤外線検出
素子１０１が冷却される。赤外線検出素子１０１が８０
Ｋ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−ルドシ−ルド１０９は
冷却機１０３により赤外線検出素子１０１とともに極低
温に冷却され、コ−ルドシ−ルド１０９自身からの赤外
光放射が阻まれる。
【０００６】また、コ−ルドフィンガ１０３ａと内筒１
０５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１１０の弾性作用によ
って両者間の寸法変化は吸収される。
０５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１１０の弾性作用によ
って両者間の寸法変化は吸収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
にコ−ルドシ−ルド１０９を赤外線検出素子１０１とと
もにコールドプレート１０７上に載置し、両者をコ−ル
ドフィンガ１０３ａにより極低温に冷却するようにした
ので、赤外線検出素子１０１だけを極低温に冷却する場
合に較べ、熱負荷が著しく大きく、冷却機１０３の冷却
能力を増大させなければならず、電力消費量が多くなる
という問題があった。
にコ−ルドシ−ルド１０９を赤外線検出素子１０１とと
もにコールドプレート１０７上に載置し、両者をコ−ル
ドフィンガ１０３ａにより極低温に冷却するようにした
ので、赤外線検出素子１０１だけを極低温に冷却する場
合に較べ、熱負荷が著しく大きく、冷却機１０３の冷却
能力を増大させなければならず、電力消費量が多くなる
という問題があった。
【０００８】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は赤外線検出素子の性能を低下させ
ることなく、赤外線検出素子とコ−ルドシ−ルドとの冷
却に費やす電力をより少なくすることができる赤外線検
知器を提供することである。
たもので、その課題は赤外線検出素子の性能を低下させ
ることなく、赤外線検出素子とコ−ルドシ−ルドとの冷
却に費やす電力をより少なくすることができる赤外線検
知器を提供することである。
【０００９】
【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に記載の発明の赤外線検知器は、真空容器内
に収容された赤外線検出素子と、この赤外線検出素子を
冷却する第１の冷却手段と、前記赤外線検出素子への不
要光の入射を阻止するコールドシールドとを備えた赤外
線検知器において、前記コールドシールドを前記赤外線
検出素子から熱的に分離し、前記コールドシールドを冷
却する第２の冷却手段を前記真空容器に設けた。
め請求項１に記載の発明の赤外線検知器は、真空容器内
に収容された赤外線検出素子と、この赤外線検出素子を
冷却する第１の冷却手段と、前記赤外線検出素子への不
要光の入射を阻止するコールドシールドとを備えた赤外
線検知器において、前記コールドシールドを前記赤外線
検出素子から熱的に分離し、前記コールドシールドを冷
却する第２の冷却手段を前記真空容器に設けた。
【００１０】また、請求項２に記載の発明の赤外線検知
器は、前記第２の冷却手段の冷却能力を前記第１の冷却
手段の冷却能力よりも小さくした。
器は、前記第２の冷却手段の冷却能力を前記第１の冷却
手段の冷却能力よりも小さくした。
【００１１】
【作用】コールドシールドは自ら赤外線放射が生じない
程度の低温に冷却されれば足りるので、互いに熱的に独
立した赤外線検出素子とコールドシールドとをそれぞれ
別個の冷却手段を用いて冷却する構成にすることによ
り、単一の冷却手段により赤外線検出素子とコールドシ
ールドとを冷却する場合に較べ、赤外線検出素子を冷却
する側の冷却手段の熱負荷が著しく小さくなり、全体と
して消費電力を抑制することができる。
程度の低温に冷却されれば足りるので、互いに熱的に独
立した赤外線検出素子とコールドシールドとをそれぞれ
別個の冷却手段を用いて冷却する構成にすることによ
り、単一の冷却手段により赤外線検出素子とコールドシ
ールドとを冷却する場合に較べ、赤外線検出素子を冷却
する側の冷却手段の熱負荷が著しく小さくなり、全体と
して消費電力を抑制することができる。
【００１２】
【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。
【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る赤外線検
知器の断面図である。この赤外線検知器は、赤外線検出
素子１を収容する真空容器２と、赤外線撮像素子１を極
低温（−２００度程度）に冷却するための冷却機（第１
の冷却手段）３と、コ−ルドシ−ルド９を低温（−１０
〜０度程度）に冷却するための冷凍機（第２の冷却手
段）８とで構成されている。真空容器２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４には被写体から
の赤外線を赤外線検出素子１へ導く窓６が設けられてい
る。外筒４の側面には後述するコ−ルドシ−ルド９を冷
却するための冷凍機８が固定されている。外筒４の窓６
と対向する内筒５の開口端面５ａには、赤外線検出素子
１を保持し、且つ冷却機３からの冷熱を赤外線検出素子
１へ伝達するコールドプレート７が固定されている。
知器の断面図である。この赤外線検知器は、赤外線検出
素子１を収容する真空容器２と、赤外線撮像素子１を極
低温（−２００度程度）に冷却するための冷却機（第１
の冷却手段）３と、コ−ルドシ−ルド９を低温（−１０
〜０度程度）に冷却するための冷凍機（第２の冷却手
段）８とで構成されている。真空容器２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４には被写体から
の赤外線を赤外線検出素子１へ導く窓６が設けられてい
る。外筒４の側面には後述するコ−ルドシ−ルド９を冷
却するための冷凍機８が固定されている。外筒４の窓６
と対向する内筒５の開口端面５ａには、赤外線検出素子
１を保持し、且つ冷却機３からの冷熱を赤外線検出素子
１へ伝達するコールドプレート７が固定されている。
【００１４】また、赤外線検出素子１へ被写体からの赤
外線以外の光が入射しないように、赤外線検出素子１を
筒状のコ−ルドシ−ルド９によって包囲している。コ−
ルドシ−ルド９は外筒４の内壁面に取り付けられた図示
しない支持部材により支持され、図１に示すように、コ
ールドプレート７から分離されている。コ−ルドシ−ル
ド９は冷凍機８により低温に冷却され、コ−ルドシ−ル
ド９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。
外線以外の光が入射しないように、赤外線検出素子１を
筒状のコ−ルドシ−ルド９によって包囲している。コ−
ルドシ−ルド９は外筒４の内壁面に取り付けられた図示
しない支持部材により支持され、図１に示すように、コ
ールドプレート７から分離されている。コ−ルドシ−ル
ド９は冷凍機８により低温に冷却され、コ−ルドシ−ル
ド９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。
【００１５】前記冷却機３としては例えばスターリング
サイクル式クーラ等があり、冷却機８としては例えばペ
ルチェ効果を利用した電子クーラ等がある。冷却機３の
冷却ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ３ａは、内筒５内
に挿入されている。コ−ルドフィンガ３ａの先端面３ｂ
とコールドプレート７の底面７ｂとの間には、冷熱を赤
外線検出素子１へ伝えるサ−マルインタ−フェイス１０
が配置されている。サ−マルインタ−フェイス１０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。
サイクル式クーラ等があり、冷却機８としては例えばペ
ルチェ効果を利用した電子クーラ等がある。冷却機３の
冷却ヘッドに当たるコ−ルドフィンガ３ａは、内筒５内
に挿入されている。コ−ルドフィンガ３ａの先端面３ｂ
とコールドプレート７の底面７ｂとの間には、冷熱を赤
外線検出素子１へ伝えるサ−マルインタ−フェイス１０
が配置されている。サ−マルインタ−フェイス１０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。
【００１６】冷却機３が作動すると、コ−ルドフィンガ
３ａの冷熱がサ−マルインタ−フェイス１０を介してコ
ールドプレート７へ伝わり、コールドプレート７に固定
された赤外線検出素子１は断熱構造の真空容器２内で冷
却される。コ−ルドシ−ルド９はコールドプレート７か
ら分離しており、コ−ルドフィンガ３ａの冷熱は赤外線
検出素子１にだけ伝わり、コールドプレート７へは伝わ
らない。もっとも、コールドプレート７は冷却機３と同
時に作動を開始する冷却機８によって自ら赤外線放射が
生じない程度の低温に冷却される。
３ａの冷熱がサ−マルインタ−フェイス１０を介してコ
ールドプレート７へ伝わり、コールドプレート７に固定
された赤外線検出素子１は断熱構造の真空容器２内で冷
却される。コ−ルドシ−ルド９はコールドプレート７か
ら分離しており、コ−ルドフィンガ３ａの冷熱は赤外線
検出素子１にだけ伝わり、コールドプレート７へは伝わ
らない。もっとも、コールドプレート７は冷却機３と同
時に作動を開始する冷却機８によって自ら赤外線放射が
生じない程度の低温に冷却される。
【００１７】赤外線検出素子１が８０Ｋ前後になると、
窓６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３ａと内筒５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１０の弾性作用によって両者間の寸法変化は
吸収される。
窓６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３ａと内筒５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１０の弾性作用によって両者間の寸法変化は
吸収される。
【００１８】従来赤外線検出素子１を極低温に冷却する
ためには結果的にコールドシールド９をも極低温に冷却
せざるを得なかったが、この実施例の赤外線検知器によ
れば、赤外線検出素子１を冷却機３で極低温に冷却し、
コールドシールド９を冷却機で低温に冷却するようにし
たので、冷却機３の熱負荷が著しく小さくなり、冷却機
３は大きな冷却能力を必要とせず、全体としての電力消
費量を抑制できる。また、赤外線検出素子１の使用可能
温度への到達時間を短くすることも可能である。更に、
全体の電力消費量を抑制しつつコールドシールド９の大
型化が可能になり、不要赤外線の低減効果を高めること
ができる。
ためには結果的にコールドシールド９をも極低温に冷却
せざるを得なかったが、この実施例の赤外線検知器によ
れば、赤外線検出素子１を冷却機３で極低温に冷却し、
コールドシールド９を冷却機で低温に冷却するようにし
たので、冷却機３の熱負荷が著しく小さくなり、冷却機
３は大きな冷却能力を必要とせず、全体としての電力消
費量を抑制できる。また、赤外線検出素子１の使用可能
温度への到達時間を短くすることも可能である。更に、
全体の電力消費量を抑制しつつコールドシールド９の大
型化が可能になり、不要赤外線の低減効果を高めること
ができる。
【００１９】なお、屋外で使用する場合、電源電圧が低
下したときにはコールドシールド９への電力供給を停止
し、赤外線検出素子１へだけ電力を供給することも可能
である。
下したときにはコールドシールド９への電力供給を停止
し、赤外線検出素子１へだけ電力を供給することも可能
である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の赤外線検
知器によれば、単一の冷却手段により赤外線検出素子と
コールドシールドとを冷却する場合に較べ、赤外線検出
素子を冷却する側の冷却手段の熱負荷が著しく小さくな
り、全体として消費電力を抑制することができる。ま
た、屋外で使用する場合、電源電圧が低下したときには
コールドシールドへの電力供給を停止し、赤外線検出素
子へだけ電力を供給することも可能である。
知器によれば、単一の冷却手段により赤外線検出素子と
コールドシールドとを冷却する場合に較べ、赤外線検出
素子を冷却する側の冷却手段の熱負荷が著しく小さくな
り、全体として消費電力を抑制することができる。ま
た、屋外で使用する場合、電源電圧が低下したときには
コールドシールドへの電力供給を停止し、赤外線検出素
子へだけ電力を供給することも可能である。
【図１】図１はこの発明の一実施例に係る赤外線検知器
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図２は従来の赤外線検知器の断面図である。
１ 赤外線検出素子 ２ 真空容器 ３，８ 冷却機 ３ａ コ−ルドフィンガ ４ 外筒 ５ 内筒 ９ コールドシールド
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内に収容された赤外線検出素子
と、 この赤外線検出素子を冷却する第１の冷却手段と、 前記赤外線検出素子への不要光の入射を阻止するコール
ドシールドとを備えた赤外線検知器において、 前記コールドシールドを前記赤外線検出素子から熱的に
分離し、 前記コールドシールドを冷却する第２の冷却手段を前記
真空容器に設けたことを特徴とする赤外線検知器。 - 【請求項２】 前記第２の冷却手段の冷却能力が前記第
１の冷却手段の冷却能力よりも小さいことを特徴とする
請求項１記載の赤外線検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075429A JPH06258135A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 赤外線検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075429A JPH06258135A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 赤外線検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258135A true JPH06258135A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13575971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5075429A Withdrawn JPH06258135A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 赤外線検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258135A (ja) |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP5075429A patent/JPH06258135A/ja not_active Withdrawn
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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: 20000509 |