特許 7315210 光検出装置、及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】光検出装置、及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20230719BHJP

【ＦＩ】

G01J1/02 D

G01J1/02 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019175013

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021051035

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】511140194

【氏名又は名称】株式会社フォブ

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(74)【代理人】

【識別番号】100129953

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 康弘

(72)【発明者】

【氏名】大出 孝博

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３１１３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５１２３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０４５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１５３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７９１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８０９３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ １／００－Ｇ０１Ｊ １／６０

Ｇ０１Ｊ １１／００

Ｇ０２Ｂ ６／２６－Ｇ０２Ｂ ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－Ｇ０２Ｂ ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－Ｇ０２Ｂ ６／４３

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－Ｈ０１Ｌ ２３／４７３

Ｈ１０Ｋ ３０／６０－Ｈ１０Ｋ ３０／６５

Ｈ１０Ｋ ３９／３０

Ｈ０１Ｓ ５／００－Ｈ０１Ｓ ５／５０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸中心線と直交する断面において円形であり、軸中心線に対して一定の傾斜角度で傾斜したテーパ状の内周面を有する外周器と、
前記外周器の内部に配置され、軸中心線と直交する断面において円形であり、軸中心線に対して一定の傾斜角度で傾斜したテーパ状の外周面を有する内周器と、
前記内周器の内部に配置された受光素子と、
前記内周器と前記外周器との間に複数配置された一定の厚さを有する板状の放熱素子であって、それぞれが前記軸中心線に対して傾斜して配置された放熱素子と、
前記外周器と前記放熱素子との間、又は前記内周器と前記放熱素子との間に設けられたグリースと、を備え、
前記複数の前記放熱素子が、前記軸中心線と直交する断面において、前記円形の周方向に沿って等間隔に並んで配置されている光検出装置。

【請求項2】

前記放熱素子と前記内周器との間、及び前記放熱素子と前記外周器との間にグリースが設けられている請求項１に記載の光検出装置。

【請求項3】

前記放熱素子が接着剤により前記内周器又は前記外周器に固定されている請求項１、又は２に記載の光検出装置。

【請求項4】

軸中心線と直交する断面において円形であり、軸中心線に対して一定の傾斜角度で傾斜したテーパ状の内周面を有する外周器と、
前記外周器の内部に配置され、軸中心線と直交する断面において円形であり、軸中心線に対して一定の傾斜角度で傾斜したテーパ状の外周面を有する内周器と、
前記内周器の内部に配置された受光素子と、
前記内周器と前記外周器との間に複数配置された一定の厚さを有する板状の放熱素子であって、それぞれが前記軸中心線に対して傾斜して配置された放熱素子と、
前記外周器と前記放熱素子との間、又は前記内周器と前記放熱素子との間に設けられたグリースと、を備え、
前記複数の放熱素子が、前記軸中心線と直交する断面において、前記円形の周方向に沿って等間隔に並んで配置されており、
前記外周器内に前記内周器を挿入するステップと、
前記内周器を挿入した後に、前記外周器の一端にフロントプレートを取り付けるステップと、を備えた光検出装置の製造方法。

【請求項5】

前記フロントプレートが取り付けられた内周器の内部空間をパージ又は排気するステップをさらに備えた請求項４に記載の光検出装置の製造方法。

【請求項6】

前記外周器と前記放熱素子との間に前記グリースが設けられており、
前記放熱素子が固定された前記内周器が、前記外周器に挿入される請求項４、又は５に記載の光検出装置の製造方法。

【請求項7】

前記内周器と前記放熱素子との間に前記グリースが設けられており、
前記放熱素子が固定された前記外周器に、前記内周器が挿入される請求項４、又は５に記載の光検出装置の製造方法。

【請求項8】

前記放熱素子と前記内周器との間、及び前記放熱素子と前記外周器との間にグリースが設けられている請求項４～７のいずれか１項に記載の光検出装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光検出装置、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光電子増倍管、フォトダイオードなどの受光素子を用いた光検出装置では、受光素子を冷却する需要がある。従来は受光素子全体を冷却していたが、最近では光電面を集中的に冷却しているものもある．この場合よく使われるのは穴あき電子冷却素子（ペルチェ素子）である。

【0003】

しかしながら、光電面の大きな受光素子では、光電面からの熱の流入が大きくなる。このため、ペルチェ素子は光電面の小さな受光素子の場合と比べ、より多くの熱量を移動させなければ同程度の冷却ができなくなってしまう。このためペルチェ素子の発熱量が増える。一般にペルチェ素子は吸熱量の３倍程度発熱することが知られている。

【0004】

また光検出器の胴（外径）が太くなるので外周ケースから受光素子への熱帰還量も増加してしまい、冷却を効率良く行うことが困難である。そこで光電面の大きな受光素子では、光電面冷却のみならず素子全体を冷却する必要がある。

【0005】

特許文献１には、光電陰極を有する装置が開示されている。特許文献１の図６では、イメージ増倍管の側面と冷却箱との間にペルチェ素子が配置されている。複数のペルチェ素子がイメージ増倍管の側面に当たるように配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開昭６２－１８０９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

受光素子全体を冷却するために、ペルチェ素子を効率的に配置することが望まれる。特許文献１の図６では、受光素子とペルチェ素子と冷却箱（放熱器）とが同一方向にアライメントされている。したがって、受光素子の外形公差、ペルチェ素子の厚み公差、放熱器の内径公差等を考慮すると、各素子間に間隔（隙間）が必要となる。

【0008】

また熱媒体（放熱グリース等）は「ちょう度」が高いため、間隔を広げなければ組立時に受光素子を滑り込ませることが難しくなる。上記から、放熱グリースの厚みを許容せざるを得なくなる。放熱グリースの厚みが大きくなるほど、大きな熱抵抗となってしまう

【0009】

非特許文献１は一般市販の放熱グリースの資料である．これによると、放熱グリースの熱伝導度は０．８Ｗ／ｍＫと、放熱器などに良く使用される銅(４０１Ｗ／ｍＫ)やアルミ(２５０Ｗ／ｍＫ)と比べ、かなり低い。また一般的に熱伝導度の高い放熱グリースはちょう度も高い。組み立てが容易で、かつ熱伝導度の高い放熱グリースを用意することは困難である。

【0010】

本開示は、このような事情を背景としてなされたものであり、冷却性能が高く、かつ組み立てが容易な光検出装置、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本実施形態の一態様にかかる光検出装置は、軸中心線に対して傾斜したテーパ状の内周面を有する外周器と、前記外周器の内部に配置され、軸中心線に対して傾斜したテーパ状の外周面を有する内周器と、前記内周器の内部に配置された受光素子と、前記内周器と前記外周器との間に配置され、前記軸中心線に対して傾斜して配置された放熱素子と、を備えている。

【0012】

上記の光検出装置において、前記外周器と前記放熱素子との間にグリースが設けられていてもよい。

【0013】

上記の光検出装置において、前記内周器と前記放熱素子との間にグリースが設けられていてもよい。

【0014】

上記の光検出装置において、前記放熱素子が接着剤により前記内周器又は前記外周器に固定されていてもよい。

【0015】

本実施形態の一態様にかかる光検出装置の製造方法は、軸中心線に対して傾斜したテーパ状の内周面を有する外周器と、前記外周器の内部に配置され、軸中心線に対して傾斜したテーパ状の外周面を有する内周器と、前記内周器の内部に配置された受光素子と、前記内周器と前記外周器との間に配置され、前記軸中心線に対して傾斜して配置された放熱素子と、を備え、前記外周器内に前記内周器を挿入するステップと、前記内周器を挿入した後に、前記外周器の一端にフロントプレートを取り付けるステップと、前記フロントプレートが取り付けられた内周器の内部空間をパージ又は排気するステップと、を備えている。

【0016】

上記の製造方法において、前記内周器と前記放熱素子との間にグリースが設けられている請求項５に記載の光検出装置の製造方法。

【0017】

上記の製造方法において、前記外周器と前記放熱素子との間にグリースが設けられていてもよい。

【0018】

上記の製造方法において、前記放熱素子が固定された前記内周器が、前記外周器に挿入されていてもよい。あるいは、前記放熱素子が固定された前記外周器に、前記内周器が挿入されていてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、冷却性能が高く、かつ組み立てが容易な光検出装置、及びその製造法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】光検出装置の構成を示す側面断面図である。

【図2】光検出装置のＸＹ断面図である。

【図3】光検出装置の構成を示す正面図である。

【図4】組立て時の光検出装置の主要部分を模式的に示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。

【0022】

本実施の形態にかかる光検出装置１００の構成について、図１～図３を用いて説明する。図１は、光検出装置の構成を示す側面断面図である。図２は、光検出装置の構成を示すＸＹ断面図である。図３は、光検出装置１００の構成を示す正面図である。図２は、光検出装置１００の光が入射する入射面側の構成を、３のフロントプレートを外した状態で入射光方向から観察した図であり、受光側の構成を示している。図３は、３のフロントプレートを示している。

【0023】

図では、説明の明確化のため、ＸＹＺ３次元直交座標系を示している。光検出装置１００は、円筒形状を有しており、その軸方向をＺ方向とする。軸方向と直交する平面がＸＹ平面となる。光検出装置１００の受光面は、ＸＹ平面と平行になっている。また、－Ｚ側が光検出装置１００の受光側となる。光検出装置１００の－Ｚ側が前面側となり、＋Ｚ側が背面側となる。

【0024】

また、光検出装置１００の機械中心線を軸中心線ＯＸとする。軸中心線ＯＸは、Ｚ方向と平行な直線である。軸中心線ＯＸは、後述する受光素子１４の受光面の中心を通っている。光検出装置１００の基本的な構成は軸対象になっている。したがって、以下の説明では、ＸＹ平面において、軸中心線ＯＸの位置を原点とする円の円周方向を周方向とし、当該円の半径方向を径方向とする。

【0025】

光検出装置１００は、アウタースリーブ１、インナースリーブ２、フロントプレート３、リアプレート４、ペルチェ素子１３、受光素子１４等を有している。アウタースリーブ１は、光検出装置１００の最も外周側に位置する外周器であり、その内部に受光素子１４等が配置される。具体的にはアウタースリーブ１の中空部分にインナースリーブ２、ペルチェ素子１３、受光素子１４が配置される。アウタースリーブ１は、放熱器となる円筒であり、各素子を収容するためのケースとなる。アウタースリーブ１は、金属製の円筒である。アウタースリーブ１は、例えば、銅により形成されている。アウタースリーブ１の表面にはクロムメッキなどが施されていてもよい。

【0026】

アウタースリーブ１の＋Ｚ側の底面には、リアプレート４が設けられており、－Ｚ側の底面にはフロントプレート３が設けられている。つまり、円筒状のアウタースリーブ１の両端面がフロントプレート３、リアプレート４で覆われている。フロントプレート３、及びリアプレート４は、ボルトなどで、アウタースリーブ１に固定されている。また、フロントプレート３とアウタースリーブ１との間には、Ｏリング１１が配置されている。フロントプレート３の背面側、及びリアプレート４の前側には、熱の回り込みを抑制するための断熱フェルト１２、２１が設けられている。断熱フェルト１２、２１は厚さ３ｍｍのウールで形成されている。なお、断熱フェルト１２、２１の代わりにアクリル等を用いてもよい。

【0027】

フロントプレート３には、アウターウィンドウ５が設けられている。アウターウィンドウ５は検出光を透過するよう透明な材料で形成されている。アウターウィンドウ５は、例えば、ＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）に形成されている。また、アウターウィンドウ５の表面には反射防止コーティングなどが施されていてもよい。

【0028】

フロントプレート３、リアプレート４は、例えば、銅により形成されている。フロントプレート３、リアプレート４の表面にはクロムメッキなどが施されていてもよい。アウタースリーブ１、フロントプレート３、リアプレート４、アウターウィンドウ５等で囲まれた空間は、パージ空間となる．パージ空間は、Ｋｒガス、Ａｒガス、又はＸｅガスなどのパージガスでパージされている。パージガスを用いて、パージ空間をガス置換することで、外周器から内周器への伝熱を低化させるとともに放電を防ぐことができる。パージ空間に、ペルチェ素子１３、受光素子１４、インナースリーブ２等が配置されている。

【0029】

インナースリーブ２はアウタースリーブ１よりも小さい内周器となる。インナースリーブ２は、金属製の円筒である。インナースリーブ２は鉄又は銅などで形成されていてもよい。インナースリーブ２の材料を鉄とすることで、磁気シールド作用を持たせることができる。例えば、インナースリーブ２として、電磁軟鉄を用いることができる。軟鉄の熱伝導率は７３Ｗ／ｍＫである。インナースリーブ２の表面にはクロムメッキなどが施されていてもよい。

【0030】

インナースリーブ２は、受光素子１４を保持する。つまり、インナースリーブ２の中空部分に受光素子１４が配置されている。受光素子１４は、光電子増倍管であるが、フォトダイオードやイメージインテンシファイアであってもよい。インナースリーブ２と受光素子１４との間に放熱グリースを塗布してもよい。これにより、受光素子１４をインナースリーブ２の内部に滑り込ませることができる

【0031】

より詳細には、インナースリーブ２の内周面には、凸部２ａが設けられている。凸部２ａは、インナースリーブ２の内周面において軸中心側に突出した突起である。受光素子１４が背面側から凸部２ａに当接することで受光素子１４が固定される。受光素子１４はインナースリーブ２内に挿入されている。なお、受光素子１４は少なくともその一部がインナースリーブ２内に配置されていればよい。

【0032】

受光素子１４は、例えば、円筒状の光電子増倍管である。受光素子１４は受光量に応じた検出信号を出力する。受光素子１４の受光面がインナーウィンドウ６側に配置されている。受光素子１４の受光面は、直径数ｍｍ～数十ｍｍ程度の円形となっている。ＸＹ平面における受光素子１４の外形は円形であってもよく、角形となっていてもよい。つまり、受光素子１４の形状は円筒形に限らず、直方体形状となっていてもよい。受光素子１４を収容するように、インナースリーブ２の内周面が加工されていればよい。受光素子１４には受光面側の温度を検出するためのサーミスタ２２が取り付けられている。サーミスタ２２で検出した温度に応じて、ペルチェ素子１３の放熱を制御してもよい。

【0033】

インナースリーブ２の前面側には、インナーウィンドウ６が取り付けられている。インナーウィンドウ６は、隙間を隔てて、受光素子１４の前面に配置される。インナーウィンドウ６は検出光を透過するよう透明な材料で形成されている。インナーウィンドウ６は、例えば、ＰＭＭＡに形成されている。また、インナーウィンドウ６の表面には反射防止コーティングなどが施されていてもよい。

【0034】

インナースリーブ２と、アウタースリーブ１との間には、ペルチェ素子１３が配置されている。図２に示すように、周方向に沿って、複数のペルチェ素子１３が並んでいる。ここでは、８個のペルチェ素子１３が同じ大きさとなっている。ペルチェ素子１３が、長方形の薄板状になっている。例えば、ペルチェ素子１３のサイズは、２２ｍｍ×１１ｍｍ×３．２７ｍｍである。また、厚さの公差は３．２７ｍｍ±０．０１ｍｍとなっている。

【0035】

図２に示すように、８個のペルチェ素子１３が周方向に等間隔に配置されている。周方向において、８個のペルチェ素子１３が一定の角度で配置されている。ＸＹ平面において、８個のペルチェ素子１３が同心円上に配置される。なお、ペルチェ素子１３は、接着剤などによりインナースリーブ２の外周面に固定されていてもよい。なお、隣接するペルチェ素子１３同士をワイヤなどで固定していてもよい。

【0036】

ペルチェ素子１３は、放熱素子であり、一方の面で吸熱した熱を反対側の面に移動させる。ペルチェ素子１３の吸熱面は、インナースリーブ２に対向する面となっており、放熱面はアウタースリーブ１側の面となっており。つまり、ペルチェ素子１３は、インナースリーブ２の熱をアウタースリーブ１に放熱する。これにより、受光素子１４の持つ熱を外部に放熱し、受光素子１４の温度を下げることができる。

【0037】

リアプレート４には、ポート１６が設けられている。ポート１６には、信号を取り出すためのコネクタが接続される。さらに、リアプレート４には、ガス蓋１９が取り付けられている。ガス蓋１９は、パージ空間をパージするためのガス穴（不図示）を塞ぐ。つまり、パージ空間をパージした後に、ガス蓋１９がリアプレート４に取り付けられる。なお、ガス蓋１９とリアプレートとの間にはＯリング２０が設けられている。

【0038】

受光素子１４の背面側には、プリント基板１５が設けられている。プリント基板１５の厚さは、１．６ｍｍとなっており、その両面に配線が形成されている。プリント基板１５には、信号線や電源線等の配線が形成されている。受光素子１４の背面側に突出したピン１４ａが、プリント基板１５に挿入されている。これにより、受光素子１４とプリント基板１５との配線が電気的に接続される。さらに、プリント基板１５には、ペルチェ素子１３やサーミスタ２２に接続される配線が形成されている。同様に、プリント基板１５の配線がピンなどを介して、ペルチェ素子１３、サーミスタ２２と接続される。

【0039】

また、プリント基板１５とインナースリーブ２との間には、スペーサリング７が介在している。よって、スペーサリング７の厚みに応じた隙間が、受光素子１４とプリント基板１５との間に設けられる。

【0040】

プリント基板１５の背面側には、ギャップリング８、ヒートシールド９、ギャップリング１０が設けられている。ヒートシールド９はＸＹ平面に沿った板状の部材である。ギャップリング８、ギャップリング１０は、中空部分を有するリング状の部材である。ギャップリング８、ヒートシールド９、及びギャップリング１０は、例えば、ＰＭＭＡで形成されている。
さらに、ギャップリング１０の背面側には、断熱フェルト２１が配置されている。なお、図示を省略するが、断熱フェルト２１には、ケーブル又はコネクタを通すための貫通穴が設けられていてもよい。

【0041】

ヒートシールド９は、背面側からの熱の回り込みを防ぐために設けられている。ギャップリング８、ギャップリング１０は、ギャップを形成するために設けられている。ギャップリング８の厚みに応じたギャップが、ヒートシールド９とプリント基板１５と間に形成されている。ギャップリング１０の厚みに応じたギャップが、ヒートシールド９と断熱フェルト１２と間に形成されている。

【0042】

また、プリント基板１５の背面側には、コネクタ２５が取り付けられている。コネクタ２５は、プリント基板１５上に設けられた配線に接続されている。また、コネクタ２５からポート１６までケーブル（不図示）が引き出されている。ポート１６を介して、受光素子１４からの検出信号を光検出装置１００の外部に取り出すことができる。また、コネクタ２５を介して、外部の電源を受光素子１４に供給することができる。なお、図１では１つのコネクタ２５のみが図示されているが、サーミスタ２２やペルチェ素子１３と接続するためのコネクタを別途設けてもよい。コネクタとしては、ＳＨＶコネクタやＳＭＡコネクタを用いることができる。

【0043】

なお、図１に示すパージ空間内の構成、及び素子は、光検出装置１００の一例を示すものであり、図に示す構成に限定されるものではない。

【0044】

以下、図４を参照して、光検出装置１００の主要部の構成について説明する。図４は、組立て時における光検出装置１００の主要部の構成を模式的に示している。ここでは、主要部として、ペルチェ素子１３、受光素子１４、インナースリーブ２、アウタースリーブ１、インナーウィンドウ６等を示しており、その他の構成については適宜省略している。

【0045】

図４において、アウタースリーブ１のペルチェ素子１３に対向する側面を内周面１ｉとする。また、インナースリーブ２のペルチェ素子１３に対向する側面を外周面２ｏとする。内周面１ｉと外周面２ｏが軸中心線に対して傾いている。内周面１ｉがテーパ状になっているため、－Ｚ方向に向かうにつれて円筒状のアウタースリーブ１の内径が徐々に小さくなっていく。よって、アウタースリーブ１の＋Ｚ側の端面において、アウタースリーブ１の外径が最も大きくなっている。同様に外周面２ｏがテーパ状になっているため、－Ｚ方向に向かうにつれて円筒状のインナースリーブ２の外径が徐々に小さくなっていく。

【0046】

軸中心線ＯＸに対する内周面１ｉの傾斜角度θは、例えば、５°となっている。同様に、軸中心線ＯＸに対する外周面２ｏの傾斜角度は、５°となっている。つまり、内周面１ｉと外周面２ｏは平行になっている。内周面１ｉと外周面２ｏとが同じ傾斜角度になっている。このため、インナースリーブ２をアウタースリーブ１内に挿入すると、内周面１ｉと外周面２ｏとを互いに平行な状態で対向する。厚さが一定のペルチェ素子１３をアウタースリーブ１とインナースリーブ２との間に介在させることができる。

【0047】

さらに、アウタースリーブ１の内周面１ｉには、放熱グリース３１が塗布されている。放熱グリース３１は、例えば、シリコーン樹脂である。例えば、放熱グリース３１として、サンハヤト株式会社製ＳＣＨ－２０を用いることができる。この場合、放熱グリース３１の熱伝導率０．８４Ｗ／ｍ・Ｋであり、ちょう度は２９０となる。なお、アウタースリーブ１の内周面１ｉではなく、ペルチェ素子１３に放熱グリース３１を塗布してもよい。

【0048】

上記のように、インナースリーブ２の外周面２ｏには、接着剤などにより、ペルチェ素子１３が固定されている。また、インナースリーブ２の内部には、受光素子１４が取り付けられている。インナースリーブ２に受光素子１４とペルチェ素子１３が取り付けられた構成を挿入ユニット３０とする。なお、図４では挿入ユニット３０には、インナーウィンドウ６、スペーサリング７、プリント基板１５、及びコネクタ２５が設けられているが、これらは、挿入後に取り付けられていてもよい。

【0049】

光検出装置１００の組立て時には、挿入ユニット３０をアウタースリーブ１の内部に挿入する。つまりアウタースリーブ１の＋Ｚ側の端面を挿入口として、アウタースリーブ１の内部に挿入ユニット３０を－Ｚ方向に押し込んでいく。内周面１ｉには、放熱グリース３１が塗布されているため、挿入ユニット３０を内周面１ｉに沿って滑り込ませていくことができる。そして、挿入ユニット３０が動かなくなる位置まで－Ｚ方向に挿入ユニット３０を押し込んでいく。つまり、内周面１ｉの径が小さっていく方向に、挿入ユニット３０が移動していくため、挿入ユニット３０がアウタースリーブ１に内部に嵌め込まれる。

【0050】

上記のように、内周面１ｉ、及び外周面２ｏがテーパ面となっているため、アウタースリーブ１の外径公差、インナースリーブ２の内径公差、ペルチェ素子１３の厚さ公差がある場合でも組立てを容易に行うことができる。さらに、放熱グリース３１の厚さを薄くすることができるため、放熱特性を向上することができる。

【0051】

内周面１ｉ、及び外周面２ｏが平行なテーパ面となっているため、厚さが一定のペルチェ素子１３を用いることができる。つまり、厚さが一定のペルチェ素子１３が軸中心線ＯＸから傾いて配置される。厚さが一定のペルチェ素子１３は、安価で入手が容易であるため、部品コストを低減することができる。よって、製造コストを低減することができる。なお、内周面１ｉと外周面２ｏとは平行となっていなくてもよい。

【0052】

また、放熱器となるアウタースリーブ１がペルチェ素子１３、及びインナースリーブ２等を含む挿入ユニット３０から分離されている。つまり、挿入ユニット３０を軸中心線ＯＸに沿って挿入することで、光検出装置１００を組立てることができる。よって、組立を容易に行うことができる。さらに、アウタースリーブ１が分離されているため、容易にガス置換することができる。

【0053】

インナースリーブ２と受光素子１４との間には放熱グリースを塗布してもよい。つまり、受光素子１４をインナースリーブ２に挿入する際に、受光素子１４を横滑りさせるようにしてもよい。なお、インナースリーブ２と受光素子１４との間では熱の移動量が少ないので、挿入しやすいように隙間を広めに設定しても問題無い。同様の理由で、インナースリーブ２には熱伝導率の低い電磁軟鉄を使用できるので、磁気シールド作用を持たせることも可能である。

【0054】

なお、上記の説明では、アウタースリーブ１とペルチェ素子１３との間に放熱グリース３１を設けていたが、インナースリーブ２とペルチェ素子１３との間に放熱グリース３１を設けてもよい。この場合、接着剤などを用いて、アウタースリーブ１の内周面１ｉにペルチェ素子１３を固定した状態として、インナースリーブ２を横滑りさせてもよい。この場合、挿入ユニット３０がペルチェ素子１３を含んでいない構成となる。つまり、インナースリーブ２を含む挿入ユニット３０を、ペルチェ素子１３が取り付けられたアウタースリーブ１に挿入すればよい。

【0055】

あるいは、ペルチェ素子１３の放熱面と吸熱面の両面に放熱グリース３１が設けられていてもよい。つまりアウタースリーブ１とペルチェ素子１３との間、及びペルチェ素子１３とアウタースリーブ１との間に、放熱グリース３１を配置してもよい。例えば、複数のペルチェ素子１３を一体化して、アウタースリーブ１に挿入する。そして、複数のペルチェ素子１３に内部に、インナースリーブ２を挿入する。

【0056】

また、放熱素子として、ペルチェ素子１３の代わりに、フレキシブルな熱電変換モジュールを用いることも可能である。これにより、外周面２ｏに沿って放熱素子を配置することができる。

【0057】

本実施の形態にかかる光検出装置１００の製造方法では、アウタースリーブ１内にインナースリーブ２を挿入する。例えば、図４に示すように、インナースリーブ２を含む挿入ユニット３０を、アウタースリーブ１内に挿入する。そして、インナースリーブ２（挿入ユニット３０）の挿入後に、ギャップリング８、ヒートシールド９、ギャップリング１０、断熱フェルト２１をアウタースリーブ１に順次挿入する。その後アウタースリーブ１の一端にリアプレート４を取り付ける。そして、リアプレート４を取り付けた後に、アウタースリーブ１の内部空間をパージ又は排気する。これにより、放熱特性の高い光検出装置１００を容易に組立てることができる。

【0058】

また、アウタースリーブ１内にインナースリーブ２を挿入する場合、接着剤でペルチェ素子１３が固定されたインナースリーブ２をアウタースリーブ１に挿入するようにしてもよい。つまり、ペルチェ素子１３とインナースリーブ２とが一体化した挿入ユニット３０を軸中心線ＯＸに沿ってアウタースリーブ１内に挿入すればよい。

【0059】

内周面１ｉ、及び外周面２ｏは、その全体がテーパ形状となっていなくてもよい。つまり、内周面１ｉ、及び外周面２ｏの少なくとも一部がテーパ形状となっていればよい。換言すると、内周面１ｉ、及び外周面２ｏは、軸中心線ＯＸと平行な部分を有していてもよい。内周面１ｉのテーパ部分と、外周面２ｏのテーパ部分とが対向配置されていればよい。

【0060】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0061】

１００ 光検出装置
１ アウタースリーブ
２ インナースリーブ
３ フロントプレート
４ リアプレート
５ アウターウィンドウ
６ インナーウィンドウ
７ スペーサリング
８ ギャップリング
９ ヒートシールド
１０ ギャップリング
１１ Ｏリング
１２ 断熱フェルト
１３ ペルチェ素子
１４ 受光素子
１５ プリント基板
１６ ポート
１９ ガス蓋
２０ Ｏリング
２１ 断熱フェルト
２２ サーミスタ
２５ コネクタ
３０ 挿入ユニット
３１ 放熱グリース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】