CN102778297A - 一种红外探测器集成光学封装结构 - Google Patents

一种红外探测器集成光学封装结构 Download PDF

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陈鹏杰
胡庆
徐向东
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Abstract

本发明公开了一种红外探测器集成光学封装结构，属于红外探测器领域，它包括封装壳体、固定在封装壳体上的光学窗口，封装壳体内设置有制冷机构和红外探测器芯片，所述红外探测芯片上连接有信号引出端子，信号引出端子一端穿出封装壳体用于与外围电路连接，所述光学窗口为凸透镜。本发明将常规的红外探测器工作方式中光学窗口和红外透镜的功能简并成一体。该封装方式具有结构紧凑、成本低的优势，同时由于减少反射面，器件接收的红外信号大大提高，器件性能也能极大提升。

Description

一种红外探测器集成光学封装结构
技术领域
本发明属于红外探测器领域，具体涉及一种红外探测器集成光学封装结构。
背景技术
制冷型及非制冷型红外探测器通常都需要做真空封装，制冷型真空封装是为了降低制冷机的热耗散，降低整机的能耗，非制冷型是为了降低器件的对流热损失，提高器件性能。两种红外探测器都是通过接受红外信号并将红外信号转化成电信号，通过外围电路的处理来实现对红外信号的探测机成像的，两者在做真空封装时都需要为红外探测器留出红外信号光学窗口，以便探测器能正常工作，即需要在真空封装的器件前面高气密性封接一个平面光学窗口。而器件工作时还需要为其配备红外光学镜头才能将场景的红外信号收集在探测器上，使红外探测器能对探测场景的红外信号并成像。也就是说为了保证器件的正常工作，器件需要有一个平面光学窗口和一个红外透镜系统，这种通用做法有两个弊端，其一，两个光学元件都有一定的反射率，通常各自的反射率为10%～20%，总的红外信号的损失为20%～35%左右，这对于器件性能来说是很大的损失。其二，器件安置两个光学元件导致器件的体积增大，不利于系统的小型化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的红外探测器集成光学封装结构信号损失大且体积较庞大的问题。
本发明的技术方案为：一种红外探测器集成光学封装结构，它包括封装壳体、固定在封装壳体上的光学窗口，封装壳体内设置有制冷机构和红外探测器芯片，所述红外探测芯片上连接有信号引出端子，信号引出端子穿出封装壳体用于与外围电路连接，所述光学窗口为凸透镜。
进一步地，所述凸透镜可以采用球面透镜或非球面透镜。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
将常规的红外探测器工作方式中光学窗口和红外透镜的功能简并成一体。该封装方式具有结构紧凑，成本低的优势，同时由于减少红外光学反射面，器件接收的红外信号大大提高，器件性能也能极大提升。
附图说明
图1为现有技术中的红外探测器集成光学封装结构示意图；
图2为本发明的红外探测器集成光学封装结构示意图。
其中，附图标记分别为：1封装壳体，2光学窗口，3制冷机构，4红外探测器芯片，5信号引出端子，6红外透镜。
具体实施方式
红外探测器是将微弱的红外信号经过红外传感器芯片的转化成电信号输出到外围电路，经过外围电路的处理实现红外信号的探测及成像。红外探测器需要封装在一个密闭的壳体中，同时还需要为探测器留出红外信号的接受窗口。
如图1所示，现有技术中，封装壳体1和光学窗口2组成高气密的器件工作环境，光学窗口2采用的是一平面的透镜，信号引出端子3将红外探测器芯片4的信号引出到外部电路；密闭环境中制冷机构3为探测器工作提供温度环境，红外信号经过红外透镜5聚焦，再经过光学窗口2投射到红外探测器芯片4上，红外探测器芯片4将红外信号转化成电信号，经过信号引出端子5将信号引出，在经过外部电路得到视场的红外图像。
实施例1
如图2所示，一种红外探测器集成光学封装结构，将制冷机构3、红外探测器芯片4固定在封装壳体1内，信号引出端子5与红外探测器芯片4连接并穿出封装壳体1用于与外围电路连接，然后将光学窗口2与封装壳体1真空封装，光学窗口2采用凸透镜，凸透镜可以采用球面透镜或非球面透镜。
与现有技术的结构相比，主要是将现有的平面的透镜制成的光学窗口2换成凸透镜，从而不再需要设置红外透镜6。本发明将常规的红外探测器工作方式中光学窗口2和红外透镜6的功能简并成一体。该封装方式具有结构紧凑，成本低的优势，同时由于减少反射面，器件接收的红外信号大大提高，器件性能也能极大提升。

Claims (2)

1. 一种红外探测器集成光学封装结构，它包括封装壳体、固定在封装壳体上的光学窗口，封装壳体内设置有制冷机构和红外探测器芯片，所述红外探测芯片上连接有信号引出端子，信号引出端子一端穿出封装壳体用于与外围电路连接，其特征在于：所述光学窗口为凸透镜。
2. 根据权利要求1所述的一种红外探测器集成光学封装结构，其特征在于：所述凸透镜为球面透镜或非球面透镜。
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