红外成像系统及热像仪的制作方法

本申请涉及红外设备，尤其是涉及一种红外成像系统及热像仪。

背景技术：

1、红外线是一种电磁波，位于可见光红光外端。在绝对零度(-273℃)以上的物体都向外辐射电磁波，室温物体辐射的电磁波位于红外波段。红外探测器可以探测红外辐射，将物体红外辐射分布图像转换为人眼可见的图像。

2、当探测器探测范围内存在太阳、高温物体或者激光时，太阳、高温物体或者激光发出的高能量辐射会灼伤红外探测器，造成探测器损坏或成像异常。

3、现有技术中，红外探测器防灼伤主要针对太阳光，主要有以下方法：

4、一是使用算法识别成像画面中是否存在高温点目标或高温弧线，从而判断探测器探测范围内是否存在太阳。当识别到太阳等高温物体时，则关闭快门防止太阳灼伤探测器。此方法需要浪费大量的计算资源，成本较高，且关闭快门后，探测器无法继续成像。

5、二是使用滤光片滤除能量较高的短波红外辐射，降低红外探测器接收到的能量，从而避免被太阳灼伤。但此方法对于灵敏度较高的红外探测器而言，剩余的长波红外辐射能量仍然可以灼伤探测器。如果使用滤光片继续滤除长波红外辐射，则会造成红外探测器接收不到需要的红外辐射，使得灵敏度急剧下降。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种红外成像系统及热像仪，以避免红外探测器被太阳等高温物体灼伤，同时不影响红外探测器的正常使用。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本申请实施例提供一种红外成像系统，包括红外镜头、探测器封装结构和探测器感光芯片；所述探测器感光芯片封装于所述探测器封装结构内；所述红外镜头用于接收待测目标物的红外光线，并经过所述探测器封装结构的通光区域后将所述红外光线汇聚于所述探测器感光芯片上；所述探测器封装结构的通光区域设置有相变材料层，所述相变材料层具有绝缘态和金属态，以在低于相变温度时呈绝缘态透射光线使光线进入所述探测器封装结构内、在高于相变温度时呈金属态反射光线以阻止光线进入所述探测器封装结构内。

4、在其中一个实施例中，所述探测器封装结构还包括基底层及设在所述基底层靠近所述红外镜头一端的通光层；所述探测器感光芯片设在所述基底层远离所述红外镜头一端的内侧表面上；所述相变材料层设在所述通光层上。

5、在其中一个实施例中，所述相变材料层设在所述通光层的外表面和/或内表面上。

6、在其中一个实施例中，所述相变材料层为二氧化钒薄膜。

7、在其中一个实施例中，所述相变材料层的厚度范围为10nm～1μm。

8、在其中一个实施例中，所述相变材料层的相变温度范围为40℃～120℃。

9、在其中一个实施例中，所述红外镜头的镜片材料包括znse、zns、锗系玻璃、硅系玻璃或硫系玻璃中的一种或多种。

10、在其中一个实施例中，所述通光层包括本体层和设在所述本体层上的薄膜层，所述本体层的材料包括单晶硅或单晶锗，所述薄膜层包括减反射膜或减反射亚波长微结构中的一种。

11、在其中一个实施例中，所述基底层的材质包括陶瓷或硅。

12、另一方面，本申请实施例提供一种热像仪，包括如上所述的红外成像系统。

13、本申请至少具有以下有益效果：本申请实施例的红外成像系统包括探测器封装结构，该探测器封装结构的通光区域设有相变材料层，当红外镜头接收到太阳等高温物体的光线时使相变材料层的温度高于其相变温度时，则相变材料层能够迅速转变为金属态，从而对光线进行反射，避免红外探测器被灼伤。此时，只有接收到高温光线位置的相变材料层才会转变为金属态，而其它未接收到高温光线位置的相变材料仍保持绝缘态，能够透射光线，从而保证了在不灼伤红外探测器的情况下，保持红外探测器的正常使用功能。当红外镜头接收到的光线温度没有超过相变材料层的相变温度时，则相变材料层整体呈绝缘态，保持正常的透射功能，使红外探测器能够正常使用。本申请实施例的热像仪包括了上述的红外成像系统，因此，也同样具有上述的有益效果。

技术特征：

1.一种红外成像系统，其特征在于，包括红外镜头(1)、探测器封装结构(2)和探测器感光芯片(3)；所述探测器感光芯片(3)封装于所述探测器封装结构(2)内；所述红外镜头(1)用于接收待测目标物的红外光线，并经过所述探测器封装结构(2)的通光区域后将所述红外光线汇聚于所述探测器感光芯片(3)上；所述探测器封装结构(2)的通光区域设置有相变材料层(21)，所述相变材料层(21)具有绝缘态和金属态，以在低于相变温度时呈绝缘态透射光线使光线进入所述探测器封装结构(2)内、在高于相变温度时呈金属态反射光线以阻止光线进入所述探测器封装结构(2)内。

2.如权利要求1所述的红外成像系统，其特征在于，所述探测器封装结构(2)还包括基底层(23)及设在所述基底层(23)靠近所述红外镜头(1)一端的通光层(22)；所述探测器感光芯片(3)设在所述基底层(23)远离所述红外镜头(1)一端的内侧表面上；所述相变材料层(21)设在所述通光层(22)上。

3.如权利要求2所述的红外成像系统，其特征在于，所述相变材料层(21)设在所述通光层(22)的外表面和/或内表面上。

4.如权利要求1所述的红外成像系统，其特征在于，所述相变材料层(21)为二氧化钒薄膜。

5.如权利要求4所述的红外成像系统，其特征在于，所述相变材料层(21)的厚度范围为10nm～1μm。

6.如权利要求1所述的红外成像系统，其特征在于，所述相变材料层(21)的相变温度范围为40℃～120℃。

7.如权利要求1所述的红外成像系统，其特征在于，所述红外镜头(1)的镜片材料包括znse、zns、锗系玻璃、硅系玻璃或硫系玻璃中的一种或多种。

8.如权利要求2所述的红外成像系统，其特征在于，所述通光层(22)包括本体层和设在所述本体层上的薄膜层，所述本体层的材料包括单晶硅或单晶锗，所述薄膜层包括减反射膜或减反射亚波长微结构中的一种。

9.如权利要求2所述的红外成像系统，其特征在于，所述基底层(23)的材质包括陶瓷或硅。

10.一种热像仪，其特征在于：包括如权利要求1至9任意一项所述的红外成像系统。

技术总结本申请提供一种红外成像系统及热像仪，包括红外镜头、探测器封装结构和探测器感光芯片；所述探测器感光芯片封装于所述探测器封装结构内；所述红外镜头用于接收待测目标物的红外光线，并经过所述探测器封装结构的通光区域后将所述红外光线汇聚于所述探测器感光芯片上；所述探测器封装结构通光区域设置有相变材料层，所述相变材料层具有绝缘态和金属态，以在低于相变温度时呈绝缘态透射光线使光线进入所述探测器封装结构内、在高于相变温度时呈金属态反射光线以阻止光线进入所述探测器封装结构内。本申请提供的红外成像系统及热像仪，能够避免红外探测器被高温物体灼伤，同时不影响红外探测器的正常成像功能。技术研发人员：王兴祥受保护的技术使用者：睿创微电子（烟台）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10