JPH0541383Y2 - - Google Patents
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- JPH0541383Y2 JPH0541383Y2 JP1988083635U JP8363588U JPH0541383Y2 JP H0541383 Y2 JPH0541383 Y2 JP H0541383Y2 JP 1988083635 U JP1988083635 U JP 1988083635U JP 8363588 U JP8363588 U JP 8363588U JP H0541383 Y2 JPH0541383 Y2 JP H0541383Y2
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
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Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
この考案は、物体の温度や位置の測定等に広く
用いられている赤外線検出素子冷却装置に関する
もので更に述べると、スターリングサイクル冷凍
装置を利用した赤外線検出素子冷却装置に関する
ものである。[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention relates to an infrared detection element cooling device that is widely used for measuring the temperature and position of objects. This invention relates to a detection element cooling device.
従来の技術
赤外線検出素子は、ゲルマニウムなど赤外線に
敏感な材料で形成されているが、この検出素子
は、極低温、例えば、77K程度まで冷却すると、
感度を高くし応答速度を速くする性質がある。Prior Art Infrared detection elements are made of materials sensitive to infrared rays, such as germanium, but when cooled to an extremely low temperature, for example, about 77K,
It has the property of increasing sensitivity and speeding up response speed.
そこで、従来、赤外線検出素子をスターリング
サイクル冷凍装置を用いて極低温に冷却し、該赤
外線検出素子の性能向上を図つている。 Therefore, in the past, infrared detection elements have been cooled to extremely low temperatures using a Stirling cycle refrigeration system in an attempt to improve the performance of the infrared detection elements.
この冷凍装置は、圧縮ピストンにより圧縮器内
のヘリウムガスを圧縮した後、このガスを蓄冷器
のシリンダ内に圧入し、膨脹ピストン内を通しな
がら膨張させ、気化熱により蓄冷器を極低温に冷
却するものである。（昭和63年実開第32268号公報
参照）
考案が解決しようとする課題
従来例のスターリングサイクル冷凍装置は、通
常のエンジンの構造と同じであるため、駆動によ
り振動が発生する。 This refrigeration system uses a compression piston to compress the helium gas in the compressor, then presses this gas into the cylinder of the regenerator, expands it while passing through the expansion piston, and uses the heat of vaporization to cool the regenerator to an extremely low temperature. It is something to do. (Refer to Utility Model Application Publication No. 32268 of 1988) Problems to be solved by the invention Since the conventional Stirling cycle refrigeration system has the same structure as a normal engine, vibrations are generated when it is driven.
そのため、該装置に固定されている影像部が振
動し、その振動成分が赤外線検出素子に入力す
る。 Therefore, the image section fixed to the device vibrates, and the vibration component is input to the infrared detection element.
ところが、この赤外線検出素子の入力信号は、
もともと微小信号であるため、前記振動成分即
ち、雑音成分の影響を受けやすいので、正確な測
定は不可能となる。 However, the input signal of this infrared detection element is
Since it is originally a minute signal, it is susceptible to the vibration component, that is, the noise component, making accurate measurement impossible.
この考案は、上記事情に鑑み、正確な測定がで
きる赤外線検出素子冷却装置を提供することを目
的とする。 In view of the above circumstances, the object of this invention is to provide an infrared detection element cooling device that can perform accurate measurements.
課題を解決するための手段
この考案は、スターリングサイクル冷凍装置の
真空室内に蓄冷器を設け、該蓄冷器の冷却ヘツド
に赤外線検出素子を設け、該赤外線検出素子と対
向する前記真空室の壁部に窓を設け、該壁部の外
側に真空シール部を形成して前記窓を覆い、前記
冷却装置から分離して影像部を設け、フレキシブ
ルオプテイカルガイドの一端を該影像部に接続
し、他端を前記真空シールド部に接続したことを
特徴とする影像部・検出素子分離型赤外線検出素
子冷却装置、により前記目的を達成しようとする
ものである。Means for Solving the Problems This invention provides a regenerator in a vacuum chamber of a Stirling cycle refrigeration system, an infrared detecting element in the cooling head of the regenerator, and a wall of the vacuum chamber facing the infrared detecting element. a window is provided in the wall, a vacuum seal is formed on the outside of the wall portion to cover the window, an imaging portion is provided separate from the cooling device, one end of the flexible optical guide is connected to the imaging portion; This object is achieved by an infrared detection element cooling device of a separate type for imaging part and detection element, characterized in that an end thereof is connected to the vacuum shield part.
作 用
影像部を被測定対象物と対向させて固定し、ス
ターリングサイクル冷凍装置を駆動させると、該
装置に振動が発生するが、この振動は、フレキシ
ブルオプテイカルガイドにより吸収され、影像部
に伝達されることはない。Operation When the image section is fixed facing the object to be measured and the Stirling cycle refrigeration device is driven, vibrations are generated in the device, but this vibration is absorbed by the flexible optical guide and transmitted to the image section. It will not be done.
従つて、前記冷凍装置から分離されている影像
部は、常に静止状態において被測定対象物を測定
するので、影像部において振動成分、即ち、雑音
成分が発生することがない。 Therefore, the imaging section, which is separated from the freezing device, always measures the object in a stationary state, so that vibration components, that is, noise components, are not generated in the imaging section.
実施例
この考案の実施例を添付図面により説明するが
同一図面符号は、その名称も機能も同じである。Embodiment An embodiment of this invention will be described with reference to the accompanying drawings, where the same reference numerals have the same names and functions.
外筒１に囲まれた真空室２の中に蓄冷器３が配
設されている。蓄冷器３の内部には、ロツド６を
介してクランク室４のクランク５と接続する膨張
ピストン７が設けられ、又、蓄冷器３の上端部に
は、冷部ヘツド８が設けられている。この冷却ヘ
ツド８は、銅製であり、かつ、固定具８ａを介し
て外筒１のキヤツプ１ａに固定され、又、その上
面には、赤外線検出素子９が設けられている。 A regenerator 3 is disposed in a vacuum chamber 2 surrounded by an outer cylinder 1. Inside the regenerator 3, an expansion piston 7 is provided which is connected to the crank 5 of the crank chamber 4 via a rod 6, and at the upper end of the regenerator 3, a cold head 8 is provided. The cooling head 8 is made of copper and is fixed to the cap 1a of the outer cylinder 1 via a fixture 8a, and an infrared detecting element 9 is provided on its upper surface.
この検出素子９として、例えば、波長範囲が１
〜３、8μmのゲルマニウム検出素子が用いられ
る。 This detection element 9 has a wavelength range of 1, for example.
A ~3.8 μm germanium detection element is used.
赤外線検出素子９と対向するキヤツプ１ａに赤
外線の通孔１０が形成されているが、この通孔１
０は、シリコン製の窓１１により封鎖されてい
る。 An infrared through hole 10 is formed in the cap 1a facing the infrared detecting element 9;
0 is closed by a window 11 made of silicon.
この窓１１の外側には、真空シールド部１２が
設けられ、また、該シールド部１２の中央には、
前記窓１１と対向するフレキシブルオプテイカル
ガイド１３の後端部１３ａが固定されている。こ
のガイド１３は、例えば、光フアイバであり、そ
の先端部１３ｂは、影像部１４に接続されてお
り、この影像部１４には、集光レンズ１５と干渉
ガラス板１６とが直列に配列されている。 A vacuum shield section 12 is provided on the outside of the window 11, and at the center of the shield section 12,
A rear end portion 13a of the flexible optical guide 13 facing the window 11 is fixed. This guide 13 is, for example, an optical fiber, and its tip 13b is connected to an image section 14, in which a condensing lens 15 and an interference glass plate 16 are arranged in series. There is.
尚、１７は、クランク１８と接続する圧縮ピス
トン、１９は、クランク室４内の潤滑用油、２２
は、引出線２０の引出口、を夫々示す。次に、こ
の実施例の作動について説明する。被測定対象物
２９、例えば、人体に対向するように影像部１４
を固定し静止させる。 In addition, 17 is a compression piston connected to the crank 18, 19 is lubricating oil in the crank chamber 4, and 22
indicate the outlet of the leader line 20, respectively. Next, the operation of this embodiment will be explained. The image section 14 is placed opposite the object to be measured 29, for example, a human body.
to be fixed and stationary.
スターリングサイクル冷凍装置２５の回転シヤ
フト２６を回転させ圧縮ピストン１７を往復運動
させると、圧縮工程即ち圧縮器２７内のヘリウム
ガスを圧縮し蓄冷器３に圧入する工程と、吸入工
程即ち蓄冷器３のヘリウムガスを圧縮器３内に吸
収させる工程とが繰り返される。 When the rotating shaft 26 of the Stirling cycle refrigeration system 25 is rotated and the compression piston 17 is reciprocated, the compression process, that is, the process of compressing the helium gas in the compressor 27 and pressurizing it into the regenerator 3, and the suction process, that is, the process of compressing the helium gas in the regenerator 3, The process of absorbing helium gas into the compressor 3 is repeated.
蓄冷器３に圧入されたヘリウムガスは、膨張ピ
ストンのシリンダ下部で第１回目の膨張を行つた
後、膨張ピストン内に入り第２回目の膨張が行わ
れる。 The helium gas pressurized into the regenerator 3 undergoes a first expansion in the lower part of the cylinder of the expansion piston, and then enters the expansion piston and undergoes a second expansion.
そして、これらの膨張に伴うヘリウムガスの気
化熱により冷却ヘツド８が極低温、例えば、77K
になり、赤外線検出素子９は極低温に冷却され
る。 The heat of vaporization of the helium gas accompanying these expansions causes the cooling head 8 to reach an extremely low temperature, for example, 77K.
The infrared detection element 9 is cooled to an extremely low temperature.
ところで、前述のようにスターリングサイクル
冷凍装置２５の圧縮ピストン１７や膨張ピストン
等が作動すると振動が発生し、その振動はキヤツ
プ１ａにも伝達される。 By the way, as mentioned above, when the compression piston 17, expansion piston, etc. of the Stirling cycle refrigeration system 25 operate, vibrations are generated, and the vibrations are also transmitted to the cap 1a.
しかし、このキヤツプ１ａの振動は、フレキシ
ブルオプテイカルガイド１３により吸収されるの
で、影像部１４には伝達されない。 However, this vibration of the cap 1a is absorbed by the flexible optical guide 13 and is therefore not transmitted to the image section 14.
そのため、影像部１４は、振動せず静止状態を
維持する。 Therefore, the image section 14 does not vibrate and maintains a stationary state.
このような静止状態において測定が行われるの
で、被測定対象物２９の発する赤外線だけが干渉
ガラス１６、集光レンズ１５を介してフレキシブ
ルオプテイカルガイド１３の先端部１３ｂに入力
しその後端部１３ａから出力する。 Since the measurement is performed in such a stationary state, only the infrared rays emitted by the object to be measured 29 enters the tip 13b of the flexible optical guide 13 via the interference glass 16 and the condensing lens 15, and is transmitted from the rear end 13a. Output.
そのため、赤外線検出素子９には、赤外線成分
だけが入力し、雑音成分（ノイズ成分）が入力す
ることはない。 Therefore, only the infrared component is input to the infrared detection element 9, and no noise component is input.
なお、赤外線検出素子９の出力は、前置増幅器
２１で増幅された後Ａ／Ｄ変換器３０で信号変換
されコンピータ３１により認識される。 The output of the infrared detection element 9 is amplified by a preamplifier 21, converted into a signal by an A/D converter 30, and recognized by a computer 31.
考案の効果
この考案は、以上のように、スターリングサイ
クル冷凍装置から分離して影像部を設け、該赤外
線検出素子と影像部とをフレキシブルオプテイカ
ルガイドを介して接続したので、該冷凍装置から
発生する振動はフレキシブルオプテイカルガイド
により吸収され、影像部に伝達されない。Effects of the invention As described above, in this invention, an image section is provided separately from the Stirling cycle refrigeration system, and the infrared detection element and the image section are connected via a flexible optical guide. These vibrations are absorbed by the flexible optical guide and are not transmitted to the image area.
従つて、前記冷凍装置から分離されている影像
部は、振動の無い静止状態で被測定対象物を測定
するので、従来例と異なり影像部において振動成
分が発生することが無い。 Therefore, since the imaging section separated from the freezing device measures the object to be measured in a static state without vibration, no vibration component is generated in the imaging section, unlike the conventional example.
それ故、赤外線検出素子には、赤外線成分のみ
が入力するので正確な測定をすることが出来る。
また、赤外線検出素子と対向する真空室の壁部に
窓を設け、該壁部の外側に真空シール部を形成し
て前記窓を覆い、フレキシブルオプテイカルガイ
ドの他端を前記真空シール部に接続したので、窓
の両側が真空状態となる。 Therefore, since only the infrared component is input to the infrared detection element, accurate measurements can be made.
Further, a window is provided on the wall of the vacuum chamber facing the infrared detection element, a vacuum seal is formed on the outside of the wall to cover the window, and the other end of the flexible optical guide is connected to the vacuum seal. This creates a vacuum on both sides of the window.
そのため、破損しやすい材料で形成されている
窓を薄くしても差圧による破損事故が発生しない
ので、該窓を薄くして赤外線の透過率を良くする
ことができる。 Therefore, even if the window made of a material that is easily damaged is made thinner, breakage accidents due to differential pressure will not occur, so that the window can be made thinner to improve the transmittance of infrared rays.
また、影像部からの赤外線は順次、前記ガイ
ド、真空シール部、窓、真空室を通り空気と接触
することなく赤外線検出素子に到達する。 Further, the infrared rays from the image section pass through the guide, the vacuum seal section, the window, and the vacuum chamber in order and reach the infrared detecting element without coming into contact with air.
そのため、該赤外線は空気により乱反射される
ことなく赤外線検出素子に全て到達するので、検
出精度を向上させることができる。 Therefore, all of the infrared rays reach the infrared detection element without being diffusely reflected by the air, so that detection accuracy can be improved.
第１図は、この考案の実施例を示す一部断面正
面図、第２図は第１図の要部拡大図である。
３……蓄冷器、９……赤外線検出素子、１３…
…フレキシブルオプテイカルガイド、２５……ス
ターリングサイクル冷凍装置。
FIG. 1 is a partially sectional front view showing an embodiment of this invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1. 3...Regenerator, 9...Infrared detection element, 13...
...Flexible optical guide, 25... Stirling cycle refrigeration device.
Claims (1)
冷器を設け、該蓄冷器の冷却ヘツドに赤外線検出
素子を設け、該赤外線検出素子と対向する前記真
空室の壁部に窓を設け、該壁部の外側に真空シー
ル部を形成して前記窓を覆い、前記冷却装置から
分離して影像部を設け、フレキシブルオプテイカ
ルガイドの一端を該影像部に接続し、他端を前記
真空シール部に接続したことを特徴とする影像
部・検出素子分離型赤外線検出素子冷却装置。 A regenerator is provided in the vacuum chamber of the Stirling cycle refrigeration system, an infrared detection element is provided in the cooling head of the regenerator, a window is provided in the wall of the vacuum chamber facing the infrared detection element, and a window is provided on the outside of the wall. A vacuum seal portion is formed to cover the window, an image portion is provided separated from the cooling device, one end of the flexible optical guide is connected to the image portion, and the other end is connected to the vacuum seal portion. Features: An infrared detection element cooling device that separates the imaging section and detection element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988083635U JPH0541383Y2 (en) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988083635U JPH0541383Y2 (en) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026232U JPH026232U (en) | 1990-01-16 |
| JPH0541383Y2 true JPH0541383Y2 (en) | 1993-10-20 |
Family
ID=31308349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988083635U Expired - Lifetime JPH0541383Y2 (en) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541383Y2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62218823A (en) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Fujitsu Ltd | Infrared image pickup device |
| JPS6332268B2 (en) * | 1982-09-10 | 1988-06-29 | Toshiba Ceramics Co |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643649Y2 (en) * | 1986-08-14 | 1994-11-14 | 森川産業株式会社 | Stirling cycle refrigeration equipment |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP1988083635U patent/JPH0541383Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6332268B2 (en) * | 1982-09-10 | 1988-06-29 | Toshiba Ceramics Co | |
| JPS62218823A (en) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Fujitsu Ltd | Infrared image pickup device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH026232U (en) | 1990-01-16 |
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