本申請涉及紅外設(shè)備，尤其是涉及一種紅外成像系統(tǒng)及熱像儀。

背景技術(shù)：

1、紅外線是一種電磁波，位于可見光紅光外端。在絕對零度(-273℃)以上的物體都向外輻射電磁波，室溫物體輻射的電磁波位于紅外波段。紅外探測器可以探測紅外輻射，將物體紅外輻射分布圖像轉(zhuǎn)換為人眼可見的圖像。

2、當探測器探測范圍內(nèi)存在太陽、高溫物體或者激光時，太陽、高溫物體或者激光發(fā)出的高能量輻射會灼傷紅外探測器，造成探測器損壞或成像異常。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，紅外探測器防灼傷主要針對太陽光，主要有以下方法：

4、一是使用算法識別成像畫面中是否存在高溫點目標或高溫弧線，從而判斷探測器探測范圍內(nèi)是否存在太陽。當識別到太陽等高溫物體時，則關(guān)閉快門防止太陽灼傷探測器。此方法需要浪費大量的計算資源，成本較高，且關(guān)閉快門后，探測器無法繼續(xù)成像。

5、二是使用濾光片濾除能量較高的短波紅外輻射，降低紅外探測器接收到的能量，從而避免被太陽灼傷。但此方法對于靈敏度較高的紅外探測器而言，剩余的長波紅外輻射能量仍然可以灼傷探測器。如果使用濾光片繼續(xù)濾除長波紅外輻射，則會造成紅外探測器接收不到需要的紅外輻射，使得靈敏度急劇下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本申請?zhí)峁┮环N紅外成像系統(tǒng)及熱像儀，以避免紅外探測器被太陽等高溫物體灼傷，同時不影響紅外探測器的正常使用。

2、為達到上述目的，本申請實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一方面，本申請實施例提供一種紅外成像系統(tǒng)，包括紅外鏡頭、探測器封裝結(jié)構(gòu)和探測器感光芯片；所述探測器感光芯片封裝于所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述紅外鏡頭用于接收待測目標物的紅外光線，并經(jīng)過所述探測器封裝結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域后將所述紅外光線匯聚于所述探測器感光芯片上；所述探測器封裝結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域設(shè)置有相變材料層，所述相變材料層具有絕緣態(tài)和金屬態(tài)，以在低于相變溫度時呈絕緣態(tài)透射光線使光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)、在高于相變溫度時呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)。

4、在其中一個實施例中，所述探測器封裝結(jié)構(gòu)還包括基底層及設(shè)在所述基底層靠近所述紅外鏡頭一端的通光層；所述探測器感光芯片設(shè)在所述基底層遠離所述紅外鏡頭一端的內(nèi)側(cè)表面上；所述相變材料層設(shè)在所述通光層上。

5、在其中一個實施例中，所述相變材料層設(shè)在所述通光層的外表面和/或內(nèi)表面上。

6、在其中一個實施例中，所述相變材料層為二氧化釩薄膜。

7、在其中一個實施例中，所述相變材料層的厚度范圍為10nm～1μm。

8、在其中一個實施例中，所述相變材料層的相變溫度范圍為40℃～120℃。

9、在其中一個實施例中，所述紅外鏡頭的鏡片材料包括znse、zns、鍺系玻璃、硅系玻璃或硫系玻璃中的一種或多種。

10、在其中一個實施例中，所述通光層包括本體層和設(shè)在所述本體層上的薄膜層，所述本體層的材料包括單晶硅或單晶鍺，所述薄膜層包括減反射膜或減反射亞波長微結(jié)構(gòu)中的一種。

11、在其中一個實施例中，所述基底層的材質(zhì)包括陶瓷或硅。

12、另一方面，本申請實施例提供一種熱像儀，包括如上所述的紅外成像系統(tǒng)。

13、本申請至少具有以下有益效果：本申請實施例的紅外成像系統(tǒng)包括探測器封裝結(jié)構(gòu)，該探測器封裝結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域設(shè)有相變材料層，當紅外鏡頭接收到太陽等高溫物體的光線時使相變材料層的溫度高于其相變溫度時，則相變材料層能夠迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賾B(tài)，從而對光線進行反射，避免紅外探測器被灼傷。此時，只有接收到高溫光線位置的相變材料層才會轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賾B(tài)，而其它未接收到高溫光線位置的相變材料仍保持絕緣態(tài)，能夠透射光線，從而保證了在不灼傷紅外探測器的情況下，保持紅外探測器的正常使用功能。當紅外鏡頭接收到的光線溫度沒有超過相變材料層的相變溫度時，則相變材料層整體呈絕緣態(tài)，保持正常的透射功能，使紅外探測器能夠正常使用。本申請實施例的熱像儀包括了上述的紅外成像系統(tǒng)，因此，也同樣具有上述的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，包括紅外鏡頭(1)、探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)和探測器感光芯片(3)；所述探測器感光芯片(3)封裝于所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)；所述紅外鏡頭(1)用于接收待測目標物的紅外光線，并經(jīng)過所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)的通光區(qū)域后將所述紅外光線匯聚于所述探測器感光芯片(3)上；所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)的通光區(qū)域設(shè)置有相變材料層(21)，所述相變材料層(21)具有絕緣態(tài)和金屬態(tài)，以在低于相變溫度時呈絕緣態(tài)透射光線使光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)、在高于相變溫度時呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)還包括基底層(23)及設(shè)在所述基底層(23)靠近所述紅外鏡頭(1)一端的通光層(22)；所述探測器感光芯片(3)設(shè)在所述基底層(23)遠離所述紅外鏡頭(1)一端的內(nèi)側(cè)表面上；所述相變材料層(21)設(shè)在所述通光層(22)上。

3.如權(quán)利要求2所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料層(21)設(shè)在所述通光層(22)的外表面和/或內(nèi)表面上。

4.如權(quán)利要求1所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料層(21)為二氧化釩薄膜。

5.如權(quán)利要求4所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料層(21)的厚度范圍為10nm～1μm。

6.如權(quán)利要求1所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料層(21)的相變溫度范圍為40℃～120℃。

7.如權(quán)利要求1所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外鏡頭(1)的鏡片材料包括znse、zns、鍺系玻璃、硅系玻璃或硫系玻璃中的一種或多種。

8.如權(quán)利要求2所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述通光層(22)包括本體層和設(shè)在所述本體層上的薄膜層，所述本體層的材料包括單晶硅或單晶鍺，所述薄膜層包括減反射膜或減反射亞波長微結(jié)構(gòu)中的一種。

9.如權(quán)利要求2所述的紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述基底層(23)的材質(zhì)包括陶瓷或硅。

10.一種熱像儀，其特征在于：包括如權(quán)利要求1至9任意一項所述的紅外成像系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N紅外成像系統(tǒng)及熱像儀，包括紅外鏡頭、探測器封裝結(jié)構(gòu)和探測器感光芯片；所述探測器感光芯片封裝于所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述紅外鏡頭用于接收待測目標物的紅外光線，并經(jīng)過所述探測器封裝結(jié)構(gòu)的通光區(qū)域后將所述紅外光線匯聚于所述探測器感光芯片上；所述探測器封裝結(jié)構(gòu)通光區(qū)域設(shè)置有相變材料層，所述相變材料層具有絕緣態(tài)和金屬態(tài)，以在低于相變溫度時呈絕緣態(tài)透射光線使光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)、在高于相變溫度時呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)。本申請?zhí)峁┑募t外成像系統(tǒng)及熱像儀，能夠避免紅外探測器被高溫物體灼傷，同時不影響紅外探測器的正常成像功能。

技術(shù)研發(fā)人員：王興祥
受保護的技術(shù)使用者：睿創(chuàng)微電子（煙臺）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10