[發明專利]帶制冷器的CCD相機

有效

• 申請號: 201410378007.7
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104104854A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 楊拓;黎小剛;郭力;董旭坤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;G03B17/55
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

技術領域

????本發明涉及一種半導體制冷技術和真空封裝技術，尤其涉及一種帶制冷器的CCD相機。

背景技術

為了保證CCD相機的成像質量，現有技術中普遍采用真空封裝技術來封裝CCD相機，所涉及到的問題是：現有技術在對CCD相機進行真空封裝時，都要在CCD相機的殼體上設置真空閥，真空閥的長度較大并在殼體表面凸起，不僅十分占用空間，而且容易與外部結構發生碰撞、干涉，不利于CCD相機體積的小型化，同時，現有的真空閥結構較為復雜，操作不便。

另外，隨著技術的發展，CCD相機的功能越來越強大，隨之而來的是CCD器件上也集成了越來越多的功能電路，導致CCD器件工作時的發熱量也越來越多，如何有效提高裝置散熱能力也已成為影響CCD器件性能的重要技術問題。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提出了一種帶制冷器的CCD相機，包括殼體、CCD器件、散熱裝置和真空閥，其創新在于：所述殼體由上蓋和底座組成，上蓋和底座拼接在一起形成安裝腔，上蓋和底座的連接處氣密；

所述底座下端面設置有散熱器安裝孔，散熱器安裝孔的直徑小于安裝腔直徑；所述散熱裝置由半導體制冷器、熱沉板、波紋管和散熱器組成；所述散熱器上端面向上隆起形成一凸臺，所述凸臺套接在散熱器安裝孔內，凸臺在安裝腔內的凸出部形成裸露段，散熱器上凸臺以外的區域暴露在安裝腔外；凸臺上端面與熱沉板下端面接觸；熱沉板上端面與半導體制冷器下端面連接；所述波紋管將熱沉板和裸露段套接在內，波紋管上端內壁與熱沉板的側壁焊接固定，波紋管下端內壁與凸臺的側壁焊接固定，波紋管處于預拉伸狀態；所述波紋管采用低導熱率的材料制作；

所述上蓋的側壁上設置有閥芯安裝槽和環形槽；所述環形槽的內徑大于閥芯安裝槽，閥芯安裝槽和環形槽同心設置；閥芯安裝槽的底部設置有通氣孔，通氣孔連通安裝腔與外環境；通氣孔和閥芯安裝槽的交界處形成臺階面二；所述閥芯安裝槽和環形槽之間的結構體形成一環形結構體，環形結構體端面形成密封面一，環形結構體的外壁上設置有螺紋；

所述閥芯安裝槽內設置有一閥芯；所述閥芯的外壁上設置有外螺紋，閥芯的內端面上設置有臺階面一，閥芯的外端面上設置有內凹的螺紋孔，螺紋孔的螺紋螺旋方向與外螺紋的螺旋方向相反，閥芯通過外螺紋與閥芯安裝槽螺紋連接；臺階面一和臺階面二之間設置有密封圈；所述閥芯形成真空閥。

前述方案同時解決了兩個問題，即改善真空封裝結構和提高制冷效果；

針對改善真空封裝結構，本發明的方案是這樣發揮作用的：在本發明中，閥芯采用隱埋式設置方式設置于殼體上，在殼體表面無明顯凸出，有效的縮小了器件體積，而且對閥芯起到了很好的保護，同時，基于本發明閥芯的真空閥，其抽真空操作十分簡單（具體的抽真空操作后文還將介紹）。

針對提高制冷效果，本發明的方案是這樣發揮作用的：現有技術中，CCD相機的殼體一般為整體結構，殼體的一端設置有光窗，殼體的另一端為開口結構，為了便于對內部器件進行安裝操作，殼體上開口處的直徑幾乎與殼體內徑相同，器件安裝好后，由散熱器來將開口部封閉；前述結構存在的問題是：為了使散熱器與半導體制冷器全面接觸以及對開口部形成良好的封閉，散熱器的尺寸一般都比半導體制冷器大，導致散熱器端面僅能被半導體制冷器部分覆蓋，未被半導體制冷器覆蓋的區域與殼體內部空間直接接觸，器件工作時，傳遞到散熱器上的熱量，就會通過未被半導體制冷器覆蓋的區域輻射至殼體內部空間中，從而使得裝置制冷效果降低；在本技術中，為了解決前述問題，發明人采用了如下手段：首先，通過在殼體上設置散熱器安裝孔來縮小殼體上開口部的直徑，從而避免散熱器端面與殼體內部大面積接觸，同時，將殼體設置為上蓋和底座兩部分，解決了內部操作不便的問題，在前述兩點改進的基礎上，本技術進一步地采用波紋管來將熱沉板和裸露段套接，以使散熱器與安裝腔相互隔離，避免了散熱器上的熱量向安裝腔輻射的問題，另外，波紋管具備一定的彈性，利用波紋管的彈力可以使熱沉板與凸臺緊貼在一起保持良好接觸。

優選地，所述波紋管采用不銹鋼材料制作。不銹鋼的導熱率為0.039W/(m·k)，可以在散熱器與安裝腔之間形成較好的熱阻。