CN216162789U - 一种三光兼容探测显示成像器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三光兼容探测显示成像器件，包括机壳、镜片、转换基板、CCD和CCD驱动电路，所述转换基板上设置有转换涂层组，每组转换涂层组包括第一转换涂层、第二转换涂层和第三转换涂层，所述转换基板上涂设有半透明薄涂层，本实用新型不仅具有探测宽频谱紫外与日盲紫外光、红外光和可见光的功能，而且具有灵敏度高、响应速度快、性能可靠、造价低廉等优点有利于大规模配制。可应用于红外光线发射器件或宽频谱紫外与日盲紫外光线发射器件在研发时的辅助调试，也可应用于探测不同种武器信号进行军事预警等领域。

Description

一种三光兼容探测显示成像器件

技术领域

本实用新型涉及探测显示成像设备技术领域，特别涉及一种三光兼容探测显示成像器件。

背景技术

现今各个国家所用武器的主要工作波段为紫外-可见-红外光区，紫外探测器、可见光成像器件以及红外探测成像器在各自的应用领域发挥着作用。

红外辐射占据了相当宽的电磁波段。目前在红外光区，红外成像、红外预警、红外监测、红外夜视仪等武器装备多为红外光，因此红外探测技术成为了各国军事技术发展的前沿。应用InGaAs等半导体材料制成的红外探测器因为具有体系稳定、工艺兼容、室温工作和良好的抗辐照特性等优点成为了研究主流，但是这种材料制备困难，价格昂贵，所以应用InGaAs制成的红外探测器仍处于研制阶段。

军事上的导弹预警、制导、紫外通讯、生化分析等方面都有紫外探测的需求。日盲紫外探测技术因其背景噪声小，虚警率低而日益凸显其技术优势。20世纪50年代，美国空军研究发现，波长小于285nm的太阳光在穿透大气层到达海平面的过程中几乎被臭氧层完全吸收，这造成从海平面到海拔20km的范围内几乎探测不到该波段的太阳光，因此人们把该波段称为日盲紫外波段。日盲型紫外探测器主要用来探测飞机等目标的火焰与羽烟。目前常采用的紫外探测器主要是光电倍增管和硅基紫外光电管，硅基紫外光电管需要附带滤光片，光电管需要在高电压下进行工作，笨重的设备并不适用于军事领域；宽带隙半导体固体紫外探测技术在近20年得到了发展，主要以GaN与ZnO材料为主，但制备具有器件结构的材料难度较大。其原因不仅在于传统的MOCVD生长方法中晶格失配大、各种反应过程复杂且难以控制，而且材料禁带宽度变宽、掺杂的激活效率变低，因此尚未被实际应用于军事探测。

基于红外光区与紫外光区的探测需求，除了上述主流的红外探测和紫外探测技术之外，将荧光材料与可见光器件耦合，利用荧光材料的光-光转换特性，可以更经济有效的应用于红外探测与紫外探测。

现有技术中一般是将各自独立的红外波段探测器和紫外波段探测器简单组合而形成红外紫外多色探测器，但其封装复杂,体积大、成本高，不利于系统集成，而且无法对可见光的变化产生响应。所以提出一种轻便经济的三光兼容探测显示成像器件，当荧光材料接收到紫外-红外光照射时，将不可见的光信号转化为可见光信号并由CCD或光阴电极接收，通过光信号采集传递，同时实现紫外与红外探测及可见光的兼容十分有必要，对全谱探测技术的发展具有重要意义。

CCD，中文全称：电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种三光兼容探测显示成像器件，包括机壳、镜片、转换基板、CCD和CCD驱动电路，所述转换基板上设置有转换涂层组，每组转换涂层组包括第一转换涂层、第二转换涂层和第三转换涂层。

优选的是，所述转换基板与镜片的距离为1cm-1.5cm。

优选的是，所述转换基板与CCD的光敏面紧贴。

优选的是，所述第一转换涂层、第二转换涂层和第三转换涂层上分别放置不同的荧光材料。

优选的是，所述CCD为可见光CCD。

本实用新型的有益效果体现在以下方面：

本实用新型不仅具有探测宽频谱紫外与日盲紫外光、红外光和可见光的功能，而且具有灵敏度高、响应速度快、性能可靠、造价低廉等优点有利于大规模配制。可应用于红外光线发射器件或宽频谱紫外与日盲紫外光线发射器件在研发时的辅助调试，也可应用于探测不同种武器信号进行军事预警等领域。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型中转换涂层组结构示意图。

所示附图中，1入射光线，2镜片，3转换涂层组，4转换基板，5CCD， 6CCD驱动电路，7第一转换涂层，8第二转换涂层，9第三转换涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，包括机壳、镜片2、转换基板4、CCD5和CCD驱动电路6，所述CCD5为可见光 CCD，所述转换基板4与镜片2的距离为1cm-1.5cm，所述转换基板4与 CCD5的光敏面紧贴，所述转换基板4上设置有转换涂层组3，每组转换涂层组3包括第一转换涂层7、第二转换涂层8和第三转换涂层9，所述第一转换涂层7、第二转换涂层8和第三转换涂层9上分别放置不同的荧光材料，所述转换基板4上涂设有半透明薄涂层。

入射光线1在经过镜片2后照射在转换基板4上，转换基板4设置有三种不同荧光材料组成的转换涂层组3和玻璃基板，在转换基板4被红外光和宽频谱紫外与日盲紫外光照射后，转换涂层上的三种荧光材料会将不可见光线转化为可见光，照射在CCD5上，CCD5的光敏面与转换基板4 紧贴，并与CCD驱动电路6相连接，在荧光材料发光后，CCD5会将光信号转化为电信号，之后传递给CCD驱动电路6再由其将信号输入电脑或简易报警装置，因为超薄转换涂层具有透光性，可见光也可以照射在CCD5 上。

所述转换涂层组3中：第一转换涂层7上设置有针对日盲紫外响应的下转换荧光材料；第二转换涂层8上设置有针对宽频谱紫外响应的下转换荧光材料；第三转换涂层9上设置有针对当前近红外领域常用的970nm， 980nm，1064nm，1550nm等波长都通用响应的上转换荧光材料，具体的紫外光：通常的紫外-可见转换材料，它们的响应波长大多为不包括日盲紫外波段在内的宽频谱紫外光，为了增加紫外光的通用性，可以再增加一种针对于日盲紫外波段响应的紫外-可见转换材料。也就是说紫外光部分，可以使用2种材料，这样就把紫外光差不多覆盖住、也就是通用了。

红外光：红外光的波段范围很宽，不可能做到全部红外光通用，所谓的红外光通用，是根据目前国防民用领域常用的近红外波长，以这些常用的970nm，980nm，1064nm，1550nm红外波长为目标，使用对上述这些红外波长能够通用、实现红外-可见转换的。

所述第一转换涂层7，第二转换涂层8，第三转换涂层9采用半透明薄涂层，具体的涂布的方法：采用全自动对版丝网印刷的方法，上述粉体一律采用超细颗粒度1μm左右的，薄涂层，丝网印刷3-5遍左右的半透明薄涂层，以此实现可见光背景隐约可见前提下紫外和红外目标同时成像的效果。

为了使三种荧光材料在接收红外光和宽频谱紫外与日盲紫外光后发出的荧光可以最大程度的被CCD5吸收，上述的转换基板4要尽量选择透光性良好，厚度小的玻璃基板，转换基板4要直接与CCD5的光敏面紧贴。

因为所述第一转换涂层7、第二转换涂层8和第三转换涂层9上不同的三种荧光材料将红外光、宽频谱紫外和日盲紫外光转化为可见光，所以上述的CCD5要选择可见光CCD，同理CCD驱动电路6应为可见光CCD 驱动电路，其后面可和监视器或计算机相连。

本实用新型将三种荧光材料与CCD5复合用以探测宽频谱紫外与日盲紫外光、红外光和可见光，技术上具有独特性。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，包括机壳、镜片、转换基板、CCD和CCD驱动电路，所述转换基板上设置有转换涂层组，每组转换涂层组包括第一转换涂层、第二转换涂层和第三转换涂层。

2.根据权利要求1所述的一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，所述转换基板与镜片的距离为1cm-1.5cm。

3.根据权利要求2所述的一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，所述转换基板与CCD的光敏面紧贴。

4.根据权利要求1所述的一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，所述第一转换涂层、第二转换涂层和第三转换涂层上分别放置不同的荧光材料。

5.根据权利要求1所述的一种三光兼容探测显示成像器件，其特征在于，所述CCD为可见光CCD。

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