[發明專利]一種探測范圍增強的紅外探測器

在審

• 申請號: 201911081196.0
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110749937A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 呂國皎;趙百川;劉洋
• 申請（專利權）人: 成都工業學院
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G02B3/00;G02B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種探測范圍增強的紅外探測器。該探測范圍增強的紅外探測器由探測器、第一透鏡陣列、調制散射板、第二透鏡陣列構成，所述探測器用于接收紅外線，并將其轉化為電信號，第一透鏡陣列、調制散射板、第二透鏡陣列前后依次放置，用于增大紅外線的接收面積并將其匯聚到探測器所在位置，因其可增加紅外線的入射面積，從而能夠探測到較遠位置的紅外目標，從而增大探測范圍。

技術領域

本發明涉及傳感器技術，更具體地說，本發明涉及紅外傳感技術。

背景技術

紅外探測器可在一定范圍內進行紅外源的探測，如人類等帶有一定熱量的物體因釋放紅外線，均可被探測器偵測到。傳統紅外探測器由紅外傳感器及菲涅爾透鏡耦合而成。菲涅爾透鏡可通過對紅外線進行聚焦，將紅外線匯聚至紅外傳感器之上。紅外傳感器接收到紅外線照射后，將紅外信號轉化為電信號，從而完成紅外探測。然而，傳統紅外探測器其菲涅爾透鏡的尺寸有限，當紅外探測目標距離較遠時，難以收集到足夠的紅外線，從而導致無法偵測到目標。因此本發明提出了一種探測范圍增強的紅外探測器。

發明內容

本發明提出了一種探測范圍增強的紅外探測器。附圖1為該探測范圍增強的紅外探測器的結構示意圖。該探測范圍增強的紅外探測器由探測器、第一透鏡陣列、調制散射板、第二透鏡陣列構成。

所述探測器由紅外傳感器及菲涅爾透鏡組成。紅外傳感器用于接收紅外線，并將其轉化為電信號。菲涅爾透鏡用于將紅外線匯聚于紅外傳感器上。

所述第一透鏡陣列、調制散射板、第二透鏡陣列前后依次放置，用于增大紅外線的接收范圍，其物理尺寸大于所述探測器上的菲涅爾透鏡。

第一透鏡陣列由大量凸透鏡在二維平面內排列而成。所述第一透鏡陣列上的所有凸透鏡均可將被探測目標發射的紅外線匯聚后投射至調制散射板，形成紅外光斑。因此，被探測目標發射的紅外光可由第一透鏡陣列投射后，于調制散射板位置形成二維紅外光斑陣列。

調制散射板由掩模板和散射層構成。掩模板上具有透光圖形，掩模板上的透光圖形部分允許紅外線通過，其余部分不允許紅外線通過。掩模板上的透光圖形用于在空間中形成周期性檢測區域。當被檢測目標發生移動時，可不斷交替進入檢測和非檢測區域，從而使探測器接收到周期性紅外信號。散射層緊貼掩模板放置，用于將通過掩模板的紅外線散射到各個方向。

所述第二透鏡陣列也由大量凸透鏡在二維平面內排列而成。所述第二透鏡陣列上的所有凸透鏡均可將被探測目標在調制散射板上所成光斑的紅外線投射至探測器的菲涅爾透鏡位置。

菲涅爾透鏡將紅外線再次聚焦后投射至紅外傳感器上，紅外傳感器將紅外信號轉變成電信號，從而完成紅外目標的檢測。

可選地，第一透鏡陣列可替換為柱透鏡光柵。

可選地，第二透鏡陣列可替換為柱透鏡光柵。

綜上所述，當被探測物較遠時，因常規紅外探測器的菲涅爾透鏡尺寸有限，故被探測物發射的紅外線難以使探測器做出響應。而本發明中，被探測目標發射的紅外線可由本發明中的第一透鏡陣列、調制散射板、第二透鏡陣列收集后投射至探測器的菲涅爾透鏡上，且其物理尺寸大于菲涅爾透鏡，故其可增加紅外線的入射面積，從而能夠探測到較遠位置的紅外目標，從而增大探測范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明進行被探測目標檢測的示意圖。

圖3為本發明檢測區域的示意圖。