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(dāng)探測器探測范圍內(nèi)存在太陽、高溫物體或者激光時(shí)，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(diǎn)目標(biāo)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(dāng)識別到太陽等高溫物體時(shí)，則關(guān)閉快門防止太陽灼傷探測器。此方法需要浪費(fèi)大量的計(jì)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(shí)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(shí)不影響紅外探測器的正常使用。

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

3、一方面，本申請實(shí)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(biāo)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(shí)呈絕緣態(tài)透射光線使光線進(jìn)入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)、在高于相變溫度時(shí)呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進(jìn)入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)。

4、在其中一個(gè)實(shí)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(yuǎn)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，所述相變材料層為二氧化釩薄膜。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述相變材料層的厚度范圍為10nm～1μm。

8、在其中一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(shí)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(shí)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(dāng)紅外鏡頭接收到太陽等高溫物體的光線時(shí)使相變材料層的溫度高于其相變溫度時(shí)，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(jìn)行反射，避免紅外探測器被灼傷。此時(shí)，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(dāng)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(shí)，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(shí)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(biāo)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(shí)呈絕緣態(tài)透射光線使光線進(jìn)入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)、在高于相變溫度時(shí)呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進(jìn)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(yuǎn)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(xiàng)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(biāo)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(shí)呈絕緣態(tài)透射光線使光線進(jìn)入所述探測器封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)、在高于相變溫度時(shí)呈金屬態(tài)反射光線以阻止光線進(jìn)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(shí)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(hù)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