[发明专利]用于检测特殊的红外电磁辐射的部件

说明书

技术领域

本发明涉及检测电磁辐射、特别是红外辐射的部件。

背景技术

尤其是这样一种部件被用于安装成例如红外摄像机中的光学成像部件，所述部件在环境温度下工作以便构成所讨论领域中的所谓“电红外成像视网膜”。

在红外成像中，需要把所谓的检测器放在大致高真空的腔内部，以便所使用的检测器能正确地工作和获得对所观察景物温度变化的最大敏感度。

经常需要小于10^-2mbar的压力，以便使这样一种检测器满意地工作。因此检测器被密封在气密室中，在室内部已生成所需的真空或负压环境。

因而，如同环境温度下红外成像领域中常有的情况，当使用了生物检测器时，也需要稳定住所述检测器的温度，以便获得较好的性能以及有关所观察景物温度的精度方面的所需敏感度。

这种温度稳定在传统上通过使用热电模块来实现，所述热电模块例如是：与PID(Proportional Integral Derivative-比例集成导数)控制器以及热传感器相连的珀尔帖式(peltier-type)热电模块，所述热传感器布置成靠近或在检测器内部，所述检测器是欲要被稳定而因此位于上述盒体限定的室内部。

下面联系图1来描述根据现有技术的辐射热检测器的密封外壳，图1是简略的视图。

这主要包括基板1，基板1由陶瓷材料或金属或甚至是这两种形式材料的结合物制成。在此情况下，基板1构成外壳的底部。它具有侧壁2并利用在其上表面上的盖3而被气密地密封。盖3具有窗户4，窗户4对于要检测的辐射是可透过的，在红外辐射的情况下，以及例如对于具有波长8-12μm或3-5μm的通常检测波长的辐射是可透过的。

由此限定了内部具有真空或负压的腔或室5，所述真空或负压一 般小于10^-2mbar。构成这个腔5的元件被密封，使得氦的泄漏率小于10^-12mbar.1/s。

在这个腔内部，基板1容纳了有效的检测器，特别是一个或多个位于窗户4下的辐射热检测器。这个或这些辐射热计6与连接电路7相连接，这个组件或芯片被连接于热电模块8，热电模块8例如通过钎焊或环氧树脂粘接而连接于基板1。如已经陈述的，这个模块用于保证芯片温度的控制，以便特别是用作由检测器6分析的变量方面的参考，和以便在此基础上保证所作的测量的某种程度的可重复性。

这个微辐射热计及连接电路组件6，7通过带导线的接头9在电路上还连接于其外部环境，带导线的接头9连接于穿过所述基板1的标准的输入/输出端10，并且通过互连及工作电路11连接于装在装置内的电子仪器，所述电子仪器例如是摄像机。

热电模块8产生的热利用散热片12扩散，散热片12被布置成靠着基板1的下表面，并被布置得在所述模块下方基本成垂直。

为了保持腔5内部的真空，在腔的内部安装了能够吸收和一般地说是泵吸使用检测元件期间释放的气体分子的装置，这种装置称为“吸气器”。

这个吸气器13连接于穿过基板1的电源输入端14，所述输入端还被连接于互连电路11。

为达到热控制方面的最佳效率，传统上热电模块被布置在具有真空或负压环境的盒体内部。

尽管如此，曾考虑过把这个模块布置在盒体外部的可能性，由此使得更易于制造盒体和在其内部获得真空，但是，首先它恶化了辐射热检测器的热控制的效率，而其次使所述热电模块的功率消耗恶化(例如见文件US-A-5 914 488，它描述了应用加热模块替代热电模块的等效原理)。

含有在盒体限定的腔5内部的热电模块、而一般说是热稳定装置的缺点，主要是：事实上它使盒体更加复杂。

事实上，首先需要使盒体的高度通常增加1.5-4.5mm，而因此增加了这样一种装置的总体尺寸。

其次，还必须备有专用的电源插头，以便在电路上连接热稳定装置。

最后，组件及排气的温度必须被限制至热稳定装置能经受住的最高温度。

另一方面，在稳定装置或热控制装置被置于盒体外部的结构的情况下，所述装置的功率消耗是过多的，而包含盒体及热稳定装置的整个系统的总体尺寸是较大的。这也使得把盒体组装在PCB上的过程(连接于PCB的方法，记录温度等)更复杂。

此外和不管温度控制装置布置在何处，即盒体内部或外部，特别是由于制造有效的控制装置的成本，以及还有因为把这个装置装入盒体中引起的成本，和为容纳这样一种控制装置而与特别设计的盒体特点有关的成本，使它与盒体集成起来是昂贵的。

发明内容