一种红外图像与波前双模一体化成像探测芯片

摘要

本发明公开了一种红外图像与波前双模一体化成像探测芯片，包括：陶瓷外壳、金属支撑与散热板、驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜，驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜同轴顺序设置于陶瓷外壳内，陶瓷外壳后部设置于金属支撑与散热板顶部，驱控与预处理模块设置于陶瓷外壳后部与金属支撑与散热板连接处，面阵非制冷红外探测器设置于驱控与预处理模块顶部，面阵红外折射微透镜设置于面阵非制冷红外探测器顶部，并通过陶瓷外壳面部开孔其光入射面裸露出来，面阵红外折射微透镜包括M×N个单元微透镜。本发明结构紧凑，使用方便，易与常规红外光学系统兼容或耦合，目标和环境适应性好。

主权项

一种红外图像与波前双模一体化成像探测芯片，包括：陶瓷外壳、金属支撑与散热板、驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜，其特征在于，驱控与预处理模块、面阵非制冷红外探测器、以及面阵红外折射微透镜同轴顺序设置于陶瓷外壳内；陶瓷外壳后部设置于金属支撑与散热板顶部；驱控与预处理模块设置于陶瓷外壳后部与金属支撑与散热板连接处；面阵非制冷红外探测器设置于驱控与预处理模块顶部；面阵红外折射微透镜设置于面阵非制冷红外探测器顶部，并通过陶瓷外壳面部开孔其光入射面裸露出来；面阵红外折射微透镜包括M×N个单元微透镜，其中M和N均为正整数；面阵非制冷红外探测器被划分为M×N个子面阵红外探测器，该子面阵红外探测器的数量与面阵红外折射微透镜中微透镜的数量相同；每个子面阵红外探测器包括P×Q个光敏元，其中P和Q均为正整数；面阵红外折射微透镜用于接收来自目标的红外光波，并将该红外光波离散汇聚到面阵非制冷红外探测器中不同子面阵红外探测器的特定光敏元上；驱控与预处理模块用于为面阵非制冷红外探测器提供驱动和调控信号；光敏元用于在驱动和调控信号的作用下对红外光执行光电转换为电信号，并将该电信号传送到驱控与预处理模块；驱控与预处理模块还用于对电信号进行预处理，以生成图像和波前数据，并将该图像和波前数据输出；陶瓷外壳的侧面设置有驱控信号输出端口，用于输出驱控与预处理模块提供给面阵非制冷红外探测器的驱动和调控信号；陶瓷外壳的侧面设置有第一指示灯，该灯接通用于显示驱控与预处理模块处在正常工作状态；陶瓷外壳的侧面设置有探测器驱控信号输入端口，用于输入面阵非制冷红外探测器的驱动和调控信号；陶瓷外壳的侧面设置有第二指示灯，该灯接通用于显示面阵非制冷红外探测器处在正常工作状态；陶瓷外壳的底面设置有第三指示灯，该灯接通用于显示面阵红外折射微透镜处在正常工作状态；陶瓷外壳的底面设置有红外光电响应信号输入和红外图像与波前数据输出端口，用于将面阵非制冷红外探测器的光电响应信号输入驱控与预处理模块，以及将序列红外图像与波前数据从驱控与预处理模块输出；陶瓷外壳的底面设置有第四指示灯，用于显示面阵非制冷红外探测器处在正常的信号输出状态；陶瓷外壳的底面设置有红外光电响应信号输出端口，用于将面阵非制冷红外探测器的光电响应信号引入驱控与预处理模块；陶瓷外壳的底面设置有第四指示灯，用于显示驱控与预处理模块处在正常的数据输入状态；陶瓷外壳的侧面设置有电源端口，用于接入电源线以与外部电源连接；陶瓷外壳的侧面设置有第五指示灯，用于显示电源已接通；操作时，首先用并行信号线连接驱控信号输出端口、探测器驱控信号输入端口；用并行数据线连接红外光电响应信号输出端口，以及红外光电响应信号输入和红外图像与波前数据输出端口；电源线连接到电源端口上，然后通过并行通讯线送入电源开启指令，芯片开始自检，此时第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯、第四指示灯、第五指示灯接通闪烁，自检通过后第三指示灯，以及第四指示灯熄灭，芯片进入工作状态，通过并行通讯线送入工作指令后，芯片开始进行光电响应信号测量，光电响应信号由红外光电响应信号输出端口、以及红外光电响应信号输入和红外图像与波前数据输出端口，送入驱控与预处理模块，此时第四指示灯、以及第五指示灯再次接通闪烁，经驱控与预处理模块处理后的红外图像与波前数据，由红外光电响应信号输入和红外图像与波前数据输出端口输出。