專利名稱：一種冷ccd圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CCD圖像傳感芯片及其制冷裝置。 技術(shù)背景CCD (Charge-coupled Device)也就是電荷耦合元件，屬于一種半導(dǎo)體器件，其功 能是將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，其自上世紀(jì)七十年代誕生以來(lái)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè) 行業(yè)。入射光經(jīng)由C⑶處理，激發(fā)出光信號(hào)電荷，并且以電荷包的形式進(jìn)行傳輸，從而將 光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這些電信號(hào)符合一般的視頻播放要求，可以通過(guò)屏幕顯現(xiàn)出來(lái)；由于 CCD具有體積小、光譜響應(yīng)范圍寬、靈敏度高等特點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用于各種高精度的光學(xué)儀 器中?，F(xiàn)有的CXD的成像效果，通常受到環(huán)境溫度以及景物照度的影響，當(dāng)溫度較高、照 度較低時(shí)，圖像上容易形成噪點(diǎn)影響成像質(zhì)量，尤其在夜視時(shí)或熒光成像情況下，此種缺陷 尤為突出。綜上所述，開(kāi)發(fā)一種在普通室溫、低照度環(huán)境下能夠獲取高質(zhì)量圖像的冷CXD圖 像傳感器，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的旨在于提供一種局部制冷CCD圖像傳感 器，能夠在常溫、甚至較高溫度環(huán)境下，保證成像質(zhì)量，其內(nèi)置降溫裝置，減少了各成像單元 上的暗電流，以增進(jìn)CCD在低照度環(huán)境中的敏感性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種冷CXD圖像傳感器，包括光線入射端，以及一 CXD圖像傳感芯片，該冷CXD圖 像傳感器內(nèi)還設(shè)置有與所述CCD圖像傳感芯片熱導(dǎo)通的導(dǎo)熱組件，以及與所述導(dǎo)熱組件熱 導(dǎo)通的半導(dǎo)體制冷塊，以及一散熱裝置。該冷CXD圖像傳感器包括有一外部殼體；所述殼體上設(shè)置有下部?jī)?nèi)腔、上部?jī)?nèi)腔， 所述CCD圖像傳感芯片、導(dǎo)熱組件、半導(dǎo)體制冷塊位于所述下部?jī)?nèi)腔內(nèi)，所述散熱裝置為設(shè) 置于所述上部?jī)?nèi)腔內(nèi)的風(fēng)扇。所述導(dǎo)熱組件包括設(shè)置于所述半導(dǎo)體制冷塊上部的導(dǎo)熱板，以及設(shè)置于所述半導(dǎo) 體制冷塊下部的導(dǎo)熱柱。所述導(dǎo)熱板兩側(cè)分別具有一折彎段，所述折彎段通過(guò)螺栓連接于所述外部殼體內(nèi)壁。。所述導(dǎo)熱組件外部還設(shè)置有保溫層。該冷CXD圖像傳感器內(nèi)置有電路板。所述上部?jī)?nèi)腔與下部?jī)?nèi)腔之間設(shè)置有一導(dǎo)風(fēng)槽。所述C⑶圖像傳感芯片外設(shè)置有防塵裝置，該防塵裝置包括隔離防塵罩以及密封防塵玻璃。所述光線入射端設(shè)置有濾光片。本實(shí)用新型所闡述的冷CXD圖像傳感器，其有益效果在于降低溫度后的CXD圖像傳感芯片，減少了其成像單元上的暗電流，增進(jìn)其在低照 度環(huán)境下的敏感度，并且對(duì)紫外線和可見(jiàn)光的敏感度也隨之提升。

圖1為本實(shí)用新型一種冷CXD圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的冷CCD圖像傳感器做進(jìn)一步 說(shuō)明，以便于更為清楚的理解本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的技術(shù)思想。如圖1所示，為本實(shí)用新型的一種冷CCD圖像傳感器，其外部具有一殼體1，在殼體 1內(nèi)部具有上部?jī)?nèi)腔A和下部?jī)?nèi)腔B，上部?jī)?nèi)腔A中安裝有風(fēng)扇2，殼體1上位于上部?jī)?nèi)腔A 與下部?jī)?nèi)腔B之間具有一導(dǎo)風(fēng)槽14，上部?jī)?nèi)腔A的頂部與外界環(huán)境導(dǎo)通，風(fēng)扇2可以從頂部 吸入空氣，并從殼體1上的導(dǎo)風(fēng)槽將空氣排出，使得殼體1內(nèi)的空氣可以與外界環(huán)境空氣進(jìn) 行循環(huán)，從而讓殼體1降溫；下部?jī)?nèi)腔B中安裝有CCD圖像傳感芯片、半導(dǎo)體制冷6塊及導(dǎo) 熱板5，導(dǎo)熱板5將半導(dǎo)體制冷塊6在制冷過(guò)程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到鋁質(zhì)殼體1上，并由殼 體1將熱量帶走，達(dá)到為半導(dǎo)體制冷塊6散熱的目的；殼體1下端部安裝通用光學(xué)接口作為 其成像光線的入射端。在上述下部?jī)?nèi)腔B中由上至下依次安裝有信號(hào)傳輸電路板31、泡沫保溫隔熱層 41、紫銅導(dǎo)熱板5、半導(dǎo)體制冷塊6、紫銅導(dǎo)熱柱7、泡沫保溫隔熱層42、信號(hào)處理電路板10、 CXD圖像傳感芯片9，在CXD圖像傳感芯片9外圍設(shè)置有隔離防塵罩11，隔離防塵罩11的前 端設(shè)置密封防塵玻璃13 ；此外，為了實(shí)現(xiàn)較好的成像效果，在隔離防塵罩11內(nèi)還裝有濾光 片12 ；如上述，半導(dǎo)體制冷塊6位于導(dǎo)熱板5和導(dǎo)熱柱7之間，并且其發(fā)熱面與導(dǎo)熱板5熱 導(dǎo)通、制冷面與導(dǎo)熱柱7熱導(dǎo)通，半導(dǎo)體制冷塊6工作時(shí)，兩面分別會(huì)發(fā)熱和制冷，制冷面可 以將導(dǎo)熱柱7的溫度降低，從而降低與導(dǎo)熱柱7熱導(dǎo)通的CCD圖像傳感芯片9的溫度，而半 導(dǎo)體制冷塊6在制冷過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，則經(jīng)由導(dǎo)熱板5傳遞到鋁質(zhì)殼體上，并由風(fēng)扇2吸 入的空氣將熱量散發(fā)出去。隔離防塵罩11套在CXD圖像傳感芯片9外，濾光片12和密封 防塵玻璃13則實(shí)現(xiàn)了對(duì)CXD圖像傳感芯片9的感光面的雙層密封隔離同時(shí)又讓可見(jiàn)光通 過(guò)，隔離防塵罩11內(nèi)部需抽真空或充惰性氣體；此外，隔離防塵罩11還起到防塵防霧的作 用。為使得上述冷CXD圖像傳感器達(dá)到更好的效果，其導(dǎo)熱柱7的上端部為一截面較 大的紫銅板狀結(jié)構(gòu)，與半導(dǎo)體制冷塊6的底面大小匹配，以實(shí)現(xiàn)較為流暢的熱導(dǎo)通過(guò)程；并 且，在半導(dǎo)體制冷塊6以及導(dǎo)熱柱7的外圍，沿冷CCD圖像傳感器的高度方向，設(shè)置有泡沫 保溫層42，以實(shí)現(xiàn)較好的隔熱效果；上述導(dǎo)熱板5的截面為C形結(jié)構(gòu)，兩端為折彎段，其兩 端的折彎段沿冷CCD圖像傳感器的高度方向向上延伸，螺栓51穿過(guò)其折彎段將導(dǎo)熱板5與 外部殼體1的內(nèi)壁緊密結(jié)合，導(dǎo)熱板5上部鋪設(shè)的泡沫保溫層41包裹在導(dǎo)熱板5上部，露 出其兩端的折彎段，由此，半導(dǎo)體制冷塊6制冷過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量，經(jīng)由導(dǎo)熱板5兩端部傳遞至下部?jī)?nèi)腔B的上半部，并從此位置將熱量傳遞到殼體，殼體上導(dǎo)風(fēng)槽的空氣通過(guò)風(fēng) 扇與外部環(huán)境中的常溫空氣進(jìn)行對(duì)流置換，使得熱量被排出外部殼體以外。本發(fā)明人選用導(dǎo)熱性能較好的紫銅制作上述導(dǎo)熱板5、導(dǎo)熱柱7，以實(shí)現(xiàn)更為優(yōu)良 的效果。降低溫度后的CXD圖像傳感芯片9，減少了其成像單元上的暗電流，增進(jìn)其在低照 度環(huán)境下的敏感度，并且對(duì)紫外線和可見(jiàn)光的敏感度也隨之提升。上述冷CXD圖像傳感器中位于泡沫保溫層41的上部還設(shè)置有一信號(hào)傳輸電路板 31，在泡沫保溫層42的下部設(shè)置有一信號(hào)處理電路板32，CXD圖像傳感芯片9焊接在信號(hào) 處理電路板32上，信號(hào)傳輸電路板31和信號(hào)處理電路板32通過(guò)多芯插針相互連接，信號(hào) 傳輸電路板31具備將圖像信號(hào)傳遞到外部設(shè)備的功能，其中外部設(shè)備如顯示器等。。在泡沫保溫層42內(nèi)，還鑲嵌設(shè)置有膠木襯板8，用以保持半導(dǎo)體制冷塊6的平行 性。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各 種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種冷CCD圖像傳感器，包括光線入射端，以及一CCD圖像傳感芯片，其特征在于，該冷CCD圖像傳感器內(nèi)還設(shè)置有與所述CCD圖像傳感芯片熱導(dǎo)通的導(dǎo)熱組件，以及與所述導(dǎo)熱組件熱導(dǎo)通的半導(dǎo)體制冷塊，以及一散熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，該冷CCD圖像傳感器包括有一 外部殼體；所述殼體上設(shè)置有下部?jī)?nèi)腔、上部?jī)?nèi)腔，所述CCD圖像傳感芯片、導(dǎo)熱組件、半導(dǎo) 體制冷塊位于所述下部?jī)?nèi)腔內(nèi)，所述散熱裝置為設(shè)置于所述上部?jī)?nèi)腔內(nèi)的風(fēng)扇。
3.如權(quán)利要求2所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)熱組件包括設(shè)置于所述 半導(dǎo)體制冷塊上部的導(dǎo)熱板，以及設(shè)置于所述半導(dǎo)體制冷塊下部的導(dǎo)熱柱。
4.如權(quán)利要求3所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)熱板兩側(cè)分別具有一折 彎段，所述折彎段通過(guò)螺栓連接于所述外部殼體內(nèi)壁。。
5.如權(quán)利要求1所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述導(dǎo)熱組件外部還設(shè)置有保 溫層ο
6.如權(quán)利要求1所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，該冷CCD圖像傳感器內(nèi)置有電 路板。
7.如權(quán)利要求2所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述上部?jī)?nèi)腔與下部?jī)?nèi)腔之間設(shè)置有一導(dǎo)風(fēng)槽。
8.如權(quán)利要求1所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述CCD圖像傳感芯片外設(shè)置 有防塵裝置，該防塵裝置包括隔離防塵罩以及密封防塵玻璃。
9.如權(quán)利要求1所述的冷CCD圖像傳感器，其特征在于，所述光線入射端設(shè)置有濾光片。
專利摘要一種冷CCD圖像傳感器，包括光線入射端，以及一CCD圖像傳感芯片，該冷CCD圖像傳感器內(nèi)還設(shè)置有與所述CCD圖像傳感芯片熱導(dǎo)通的導(dǎo)熱組件，以及與所述導(dǎo)熱組件熱導(dǎo)通的半導(dǎo)體制冷塊，以及一散熱裝置；降低溫度后的CCD圖像傳感芯片，減少了其成像單元上的暗電流，增進(jìn)其在低照度環(huán)境下的敏感度，并且對(duì)紫外線和可見(jiàn)光的敏感度也隨之提升。
文檔編號(hào)H04N5/335GK201717962SQ20102017873
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者夏志堅(jiān) 申請(qǐng)人:夏志堅(jiān)