JPH0749266A

JPH0749266A - 赤外線検知器

Info

Publication number: JPH0749266A
Application number: JP5195041A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yoshida; 幸広吉田; Hiroyuki Tsuchida; 浩幸土田; Shigeki Hamashima; 茂樹濱嶋; Tomoshi Ueda; 知史上田; Koji Hirota; 耕治廣田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はデュア構造の真空断熱容器及びジュー
ル・トムソン型の冷却器を備えた赤外線検知器の改良に
関し、冷却温度の安定化を目的とする。【構成】内筒２及び外筒４を含むデュア構造の真空断熱
容器と、該外筒４に設けられた赤外線透過窓６に対向し
て上記内筒２の真空スペース側に設けられた赤外線検知
素子８と、上記内筒２内に挿入されたジュール・トムソ
ン型の冷却器１０とを備えた赤外線検知器において、上
記内筒２の上記冷却器１０が挿入された側を気密に封止
する手段をさらに備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デュア構造の真空断熱
容器及びジュール・トムソン型の冷却器を備えた赤外線
検知器の改良に関する。

【０００２】二元又は三元化合物半導体よりなる赤外線
検知素子（赤外線検知用の光電変換素子）は、液体窒素
温度（７７Ｋ）程度まで冷却した状態で使用されるのが
通例である。このため、この種の検知素子を用いてなる
赤外線検知器にあっては、内筒及び外筒からなるデュア
構造の真空断熱容器を用い、外筒の一部に赤外線透過窓
を設けるとともに透過窓に対向した内筒壁上に検知素子
を設置し、このような構成の断熱容器の内筒内にジュー
ル・トムソン型の冷却器等の冷却手段を設けて検知素子
を所定温度に冷却して動作させる構成がとられている。

【０００３】この種の赤外線検知器において、検知素子
等の温度が変動すると出力信号レベルが変動し、安定し
た赤外線画像が得られなくなるので、検知素子の冷却温
度は安定に保たれていることが要求される。

【０００４】

【従来の技術】従来、図５に示されるように、内筒２及
び外筒４を含むデュア構造の真空断熱容器と、外筒４に
設けられた赤外線透過窓６に対向して内筒２の真空スペ
ース側に設けられた赤外線検知素子８と、内筒２内に挿
入されたジュール・トムソン型の冷却器１０とを備えた
赤外線検知器１２が知られている。

【０００５】図５において、符号１４は冷却器１０にア
ルゴン等の高圧ガスを供給する高圧ガス導入管を示し、
符号１６は冷却器１０に供給された高圧ガスを放出する
ノズルを示している。また、符号１８は赤外線検知器１
２が固定される基板、符号２０は高圧ガス導入管１４を
支持する冷却器固定金具をそれぞれ示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ジュール・トムソン型
の冷却器１０は、ノズル１６から高圧ガスが放出する際
の膨張による熱の吸収を冷却に用いたものであり、ノズ
ル１６及びその近傍の洗浄度が冷却器１０の安定動作に
直接の影響を与える。このため、従来は冷却器１０に供
給する高圧ガスとして高純度ガスを使用していた。

【０００７】しかし、赤外線検知器１２の非動作時に内
筒２の冷却器１０挿入部分と外部との気圧差で赤外線検
知器１２と基板１８の間の隙間や基板１８と冷却器固定
金具２０との間の隙間から内筒２の内部に大気が侵入
し、冷却器１０の安定動作が阻害されることがあった。

【０００８】冷却器１０の安定動作が阻害されると、赤
外線検知素子８の冷却温度が不安定になり、検知素子の
信号出力が変動して信号出力を映像化したときに輝度変
動が生じることになる。

【０００９】よって、本発明の目的は、赤外線検知素子
の冷却温度の安定化を図り、もって出力変動に起因する
映像の輝度変動を防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、内筒及
び外筒を含むデュア構造の真空断熱容器と、該外筒に設
けられた赤外線透過窓に対向して上記内筒の真空スペー
ス側に設けられた赤外線検知素子と、上記内筒内に挿入
されたジュール・トムソン型の冷却器とを備えた赤外線
検知器において、上記内筒の上記冷却器が挿入された側
を気密に封止する手段をさらに備えた赤外線検知器が提
供される。

【００１１】

【作用】本発明の赤外線検知器にあっては、内筒の冷却
器が挿入された側を気密に封止する手段を設けているの
で、外部から内筒内に侵入した大気中のゴミや水分によ
って冷却器の安定動作が阻害されることが防止され、赤
外線検知素子の冷却温度が安定化される。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図１は本発
明の第１実施例を示す赤外線検知器の断面図である。符
号４は外筒、符号６は外筒４の端部に封着されたゲルマ
ニウム等からなる赤外線透過窓、符号２は外筒４の他端
に該他端から外筒４の内部に挿入する形で封着されたガ
ラス製の内筒を示す。

【００１３】これら外筒４、赤外線透過窓６及び内筒２
により郭成される空間は真空に排気されている。例えば
多素子型の赤外線検知素子８は、赤外線透過窓６に対向
して内筒２の真空スペース側に取り付けられている。

【００１４】内筒２の真空スペース側の側面には金等か
らなる図示しない導体パターンが形成されており、その
一端には赤外線検知素子８のそれぞれの素子出力リード
線が接続される。

【００１５】外筒４の下部には、各導体パターンの他端
に接続したリード線２２を個別に外筒２の外部に導出す
るための導電パターンを有する環状円板型のセラミック
端子板２４が、外筒４を横断する形で設けられている。

【００１６】外筒４の内部の真空スペースにはゲッタ２
６が設けられており、リード線２８を介してゲッタ２６
を駆動することによって、真空スペースの真空度の劣化
に対処し得るようになっている。

【００１７】この赤外線検知器１２は、内筒２に対応す
る位置に開口１８Ａを有する基板１８に固定される。基
板１８の赤外線検知器１２の固定面と反対側の面には、
冷却器１０の高圧ガス導入管１４が貫通する冷却器固定
金具２０が固定されている。冷却器固定金具２０におけ
る高圧ガス導入管１４の貫通部は金属ロー材等によって
気密に封止される。

【００１８】この実施例では、赤外線検知器１２の基板
１８側に内筒２と同心円状の概略円形の溝３０を設け、
この溝３０にゴム等からなるＯリング３４を着座させて
おくことで、赤外線検知器１２と基板１８との間を気密
に封止している。また、基板１８の冷却器固定金具２０
の側に同じく内筒２と同心円状の概略円形の溝３２を形
成し、この溝３２にＯリング３６を着座させることで、
基板１２と冷却器固定金具２０との間を気密に封止して
いる。

【００１９】また、この実施例では、冷却器固定金具２
０に気密弁３８を設けている。この気密弁３８は、内筒
２の内部から外部へは気体を流通し、外部から内部へは
気体の流通を阻止するように機能する。気密弁３８の構
成例については後述する。

【００２０】この赤外線検知器の動作時には、高圧ガス
導入管１４を介してアルゴン或いは窒素等の高圧ガスが
冷却器１０に供給され、この供給された高圧ガスはノズ
ル１６から放出される。そして、高圧ガス放出時の断熱
膨張により周囲の熱が吸収され、赤外線検知素子８等が
冷却される。

【００２１】ノズル１６から放出されたガスは、冷却器
１０と内筒２の間に設けられた図示しないガス流通路を
通って内筒２内において図中の下方向に進行し、気密弁
３８を介して外部に放出される。

【００２２】赤外線検知器の非動作時には、ノズル１６
から高圧ガスは放出されない。従って、環境温度の変化
等によって内筒２内の気圧が外部の気圧よりも低くなる
ことがある。

【００２３】本実施例では、赤外線検知器１２と基板１
８の間をＯリング３４により気密に封止し、基板１８と
冷却器固定金具２０との間をＯリング３６により気密に
封止し、冷却器固定金具２０に前述の特定機能の気密弁
３８を設けているので、内筒２の内部が外部の大気圧よ
りも低くなったとしても、内筒２内に大気が流入するこ
とが防止され、ノズル１６等が汚染されることがない。

【００２４】従って、赤外線検知器の動作時に赤外線検
知素子の冷却温度を安定化することができ、検知素子の
信号出力変動に起因する映像の輝度変動を防止すること
が可能になる。

【００２５】図２及び図３はそれぞれ本発明の第２実施
例及び第３実施例を示す赤外線検知器の断面図である。
第２実施例では、内筒２の冷却器１０が挿入された側を
気密に封止するために、Ｏリング３４及び３６をそれぞ
れ基板１８及び冷却器固定金具２０に形成された溝に着
座させている。

【００２６】一方、図３の第３実施例では、赤外線検知
器１２と基板１８の間を気密に封止するためのＯリング
３４′を赤外線検知器１２の下面に設けるのではなく、
赤外線検知器１２の下部フランジ１２Ａの側部に形成し
た溝に着座させている。これに伴い、赤外線検知器１２
のフランジ１２Ａを嵌合するための窪み４０を基板１８
に形成している。

【００２７】尚、第２実施例及び第３実施例ともにＯリ
ングを設ける位置以外の部分については第１実施例と同
じである。第２実施例又は第３実施例によっても、第１
実施例におけるのと同じように、赤外線検知器の非動作
時における内筒２内への大気の流入を防止することがで
き、赤外線検知器の動作時に安定した冷却温度を得るこ
とができる。

【００２８】図４は以上説明した実施例における気密弁
３８の構成例を示す断面図である。気密弁３８は、可動
部材４２とスプリング４４とＯリング４６とからなる。
可動部材４２は、冷却器固定金具２０に形成された大気
流通孔２０Ａに貫通する小径部４２Ａと、小径部４２Ａ
の両端に形成された大径部４２Ｂ及び４２Ｃとからな
る。大径部４２Ｂ及び４２Ｃの径は大気流通孔２０Ａの
径よりも大きい。

【００２９】スプリング４４は、内筒側の大径部４２Ｂ
と冷却器固定金具２０との間に設けられ、それ自身が伸
びる方向に可動部材４２を付勢している。Ｏリング４６
は大径部４２Ｃの冷却器固定金具２０側に設けられる。

【００３０】この構成によると、赤外線検知器の非動作
時にはスプリング４４の付勢力によって大径部４２Ｃと
冷却器固定金具２０の間にＯリング４６が介在し、内部
及び外部間で気密封止が達成される。また、赤外線検知
器の動作時には、内部圧力が高くなり、スプリング４４
の付勢力に抗して内部から外部にガスが放出される。

【００３１】このように、図４に示されるような気密弁
を用いることによって、内筒の内部から外部へは気体を
流通し、外部から内部へは気体の流通を阻止することが
できるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線検
知器によると、赤外線検知素子の冷却温度を安定化する
ことができるようになるという効果が生じる。その結
果、赤外線検知素子の信号出力変動に起因する映像の輝
度変動を防止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す赤外線検知器の断面
図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す赤外線検知器の断面
図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す赤外線検知器の断面
図である。

【図４】本発明の各実施例における気密弁の断面図であ
る。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

２内筒４外筒６赤外線透過窓８赤外線検知素子１０ジュール・トムソン型の冷却器１２赤外線検知器３４，３４′，３６，４６Ｏリング３８気密弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上田知史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者廣田耕治神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内筒(2) 及び外筒(4) を含むデュア構造
の真空断熱容器と、該外筒(4) に設けられた赤外線透過
窓(6) に対向して上記内筒(2) の真空スペース側に設け
られた赤外線検知素子(8) と、上記内筒(2) 内に挿入さ
れたジュール・トムソン型の冷却器(10)とを備えた赤外
線検知器において、上記内筒(2) の上記冷却器(10)が挿入された側を気密に
封止する手段をさらに備えたことを特徴とする赤外線検
知器。
【請求項２】請求項１に記載の赤外線検知器におい
て、該赤外線検知器(12)は上記内筒(2) に対応する位置に開
口(18A) を有する基板(18)に固定され、該基板(18)の上記赤外線検知器(12)の固定面と反対側の
面には上記冷却器(10)の高圧ガス導入管(14)が貫通する
冷却器固定金具(20)が固定され、上記気密に封止する手段は、上記赤外線検知器(12)、上
記基板(18)及び上記冷却器固定金具(20)の少なくともい
ずれかに形成された概略円形の溝に着座するＯリング(3
4,34′,36)を含むことを特徴とする赤外線検知器。
【請求項３】請求項２に記載の赤外線検知器におい
て、上記冷却器固定金具(20)は気密弁(38)を有し、該気密弁(38)は、上記内筒(2) の内部から外部へは気体
を流通し、外部から内部へは気体の流通を阻止すること
を特徴とする赤外線検知器。