[发明专利]带制冷器的CCD相机

说明书

技术领域

    本发明涉及一种半导体制冷技术和真空封装技术，尤其涉及一种带制冷器的CCD相机。

背景技术

为了保证CCD相机的成像质量，现有技术中普遍采用真空封装技术来封装CCD相机，所涉及到的问题是：现有技术在对CCD相机进行真空封装时，都要在CCD相机的壳体上设置真空阀，真空阀的长度较大并在壳体表面凸起，不仅十分占用空间，而且容易与外部结构发生碰撞、干涉，不利于CCD相机体积的小型化，同时，现有的真空阀结构较为复杂，操作不便。

另外，随着技术的发展，CCD相机的功能越来越强大，随之而来的是CCD器件上也集成了越来越多的功能电路，导致CCD器件工作时的发热量也越来越多，如何有效提高装置散热能力也已成为影响CCD器件性能的重要技术问题。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种带制冷器的CCD相机，包括壳体、CCD器件、散热装置和真空阀，其创新在于：所述壳体由上盖和底座组成，上盖和底座拼接在一起形成安装腔，上盖和底座的连接处气密；

所述底座下端面设置有散热器安装孔，散热器安装孔的直径小于安装腔直径；所述散热装置由半导体制冷器、热沉板、波纹管和散热器组成；所述散热器上端面向上隆起形成一凸台，所述凸台套接在散热器安装孔内，凸台在安装腔内的凸出部形成裸露段，散热器上凸台以外的区域暴露在安装腔外；凸台上端面与热沉板下端面接触；热沉板上端面与半导体制冷器下端面连接；所述波纹管将热沉板和裸露段套接在内，波纹管上端内壁与热沉板的侧壁焊接固定，波纹管下端内壁与凸台的侧壁焊接固定，波纹管处于预拉伸状态；所述波纹管采用低导热率的材料制作；

所述上盖的侧壁上设置有阀芯安装槽和环形槽；所述环形槽的内径大于阀芯安装槽，阀芯安装槽和环形槽同心设置；阀芯安装槽的底部设置有通气孔，通气孔连通安装腔与外环境；通气孔和阀芯安装槽的交界处形成台阶面二；所述阀芯安装槽和环形槽之间的结构体形成一环形结构体，环形结构体端面形成密封面一，环形结构体的外壁上设置有螺纹；

所述阀芯安装槽内设置有一阀芯；所述阀芯的外壁上设置有外螺纹，阀芯的内端面上设置有台阶面一，阀芯的外端面上设置有内凹的螺纹孔，螺纹孔的螺纹螺旋方向与外螺纹的螺旋方向相反，阀芯通过外螺纹与阀芯安装槽螺纹连接；台阶面一和台阶面二之间设置有密封圈；所述阀芯形成真空阀。

前述方案同时解决了两个问题，即改善真空封装结构和提高制冷效果；

针对改善真空封装结构，本发明的方案是这样发挥作用的：在本发明中，阀芯采用隐埋式设置方式设置于壳体上，在壳体表面无明显凸出，有效的缩小了器件体积，而且对阀芯起到了很好的保护，同时，基于本发明阀芯的真空阀，其抽真空操作十分简单（具体的抽真空操作后文还将介绍）。

针对提高制冷效果，本发明的方案是这样发挥作用的：现有技术中，CCD相机的壳体一般为整体结构，壳体的一端设置有光窗，壳体的另一端为开口结构，为了便于对内部器件进行安装操作，壳体上开口处的直径几乎与壳体内径相同，器件安装好后，由散热器来将开口部封闭；前述结构存在的问题是：为了使散热器与半导体制冷器全面接触以及对开口部形成良好的封闭，散热器的尺寸一般都比半导体制冷器大，导致散热器端面仅能被半导体制冷器部分覆盖，未被半导体制冷器覆盖的区域与壳体内部空间直接接触，器件工作时，传递到散热器上的热量，就会通过未被半导体制冷器覆盖的区域辐射至壳体内部空间中，从而使得装置制冷效果降低；在本技术中，为了解决前述问题，发明人采用了如下手段：首先，通过在壳体上设置散热器安装孔来缩小壳体上开口部的直径，从而避免散热器端面与壳体内部大面积接触，同时，将壳体设置为上盖和底座两部分，解决了内部操作不便的问题，在前述两点改进的基础上，本技术进一步地采用波纹管来将热沉板和裸露段套接，以使散热器与安装腔相互隔离，避免了散热器上的热量向安装腔辐射的问题，另外，波纹管具备一定的弹性，利用波纹管的弹力可以使热沉板与凸台紧贴在一起保持良好接触。

优选地，所述波纹管采用不锈钢材料制作。不锈钢的导热率为0.039W/(m·k)，可以在散热器与安装腔之间形成较好的热阻。