红外成像装置的制作方法

本发明涉及红外成像技术，特别涉及一种红外成像装置。

背景技术：

1、红外成像装置可以包括红外探测器，该红外探测器可以基于出现在成像光路中的目标对象产生的目标辐射生成红外图像，其中，红外图像中的像素信息与目标辐射的辐射能量关联，因此，红外图像可以呈现目标对象的热度分布，即，红外图像也可以称为红外热度图。

2、红外探测器通常封装在红外成像装置的机芯组件的机芯内腔中。由于温度高于绝对零度(-273℃)的物体都会产生辐射，因此，机芯组件也会在机芯内腔中产生腔内辐射。从而，在红外探测器对目标对象成像的期间内，红外探测器除了能够接收目标辐射之外，还会即接收机芯内腔中的腔内辐射，进而，导致红外图像中进一步包括由腔内辐射引发的图像噪声，例如，该图像噪声可能会导致红外图像中与目标辐射的辐射能量关联的像素信息的对比度失真。其中，引发图像噪声的腔内辐射属于被错误传播至红外探测器的非目标辐射，因此，该腔内辐射通常被称为杂散辐射。

3、由此可见，如何减少杂散辐射对红外图像的图像质量的影响，成为现有技术中有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供了一种红外成像装置，有助于减少杂散辐射对红外图像的图像质量的影响。

2、在本技术的一个实施例中，一种红外成像装置可以包括：

3、机芯组件，所述机芯组件包括机芯内腔、内置于所述机芯内腔中的红外探测器和遮光挡片、以及为所述红外探测器提供成像光路的光学镜头，其中，所述遮光挡片在避让所述成像光路的第一状态、以及阻挡所述成像光路的第二状态之间可控制地切换，所述红外探测器在所述遮光挡片处于所述第一状态时生成被输出校准的所述红外图像，所述红外图像包括与出现在所述成像光路中的目标对象产生的目标辐射关联的像素信息、以及在所述遮光挡片处于所述第一状态时从所述机芯内腔传播至所述红外探测器的第一杂散辐射引发的图像噪声，所述输出校准用于抑制所述第一杂散辐射在所述红外图像中引发的图像噪声，并且，所述输出校准利用在所述遮光挡片处于所述第二状态时从所述机芯内腔传播至所述红外探测器的第二杂散辐射确定所述图像噪声；

4、温控组件，所述温控组件用于通过控制所述机芯内腔中的内腔温度分布，促使所述第一杂散辐射与所述第二杂散辐射之间的辐射能量差小于或等于预先设定的目标能量差。

5、在一些示例中，可选地，所述红外图像中的像素信息由所述红外探测器在所述遮光挡片处于所述第一状态时的成像输出电压确定；所述输出校准用于校准所述成像输出电压，并且，所述输出校准用于校准所述成像输出电压，并且，所述输出校准将所述成像输出电压约束为：与所述目标辐射和所述第一杂散辐射的辐射能量之和扣除所述第二杂散辐射的辐射能量之后的校正辐射能量成正比。

6、在一些示例中，可选地，所述输出校准将所述成像输出电压具体约束为：所述校正辐射能量和预设增益系数的乘积，与，大于0的预设偏移系数之和。

7、在一些示例中，可选地，所述第一杂散辐射的辐射能量包括：所述机芯内腔的第一结构单元集合中的各结构单元分别产生的第一局部杂散辐射在所述红外探测器处汇聚形成的第一聚合能量；所述第二杂散辐射的辐射能量包括：所述机芯内腔的第二结构单元集合中的各结构单元分别产生的第二局部杂散辐射在所述红外探测器处汇聚形成的第二聚合能量；所述第一结构单元集合中的各结构单元与所述红外探测器之间具有在所述遮光挡片处于所述第一状态时连通的辐射传播路线，并且，所述第二结构单元集合中的各结构单元与所述红外探测器之间具有在所述遮光挡片处于所述第二状态时连通的辐射传播路线；所述温控组件通过控制各结构单元的局部温度，实施对所述内腔温度分布的控制。

8、在一些示例中，可选地，所述机芯组件还包括镜头底座、挡片底座以及基板，其中：所述光学镜头和所述基板固定装设于所述镜头底座的相反两端，所述机芯内腔包括在所述光学镜头的光学透镜与所述基板之间被所述镜头底座包围的内部连通空间；所述红外探测器固定装设在所述基板朝向所述机芯内腔的内表面，并且，所述红外探测器位于贯穿所述光学镜头的所述成像光路中；所述挡片底座固定装设在所述基板的所述内表面，并且，所述遮光挡片活动装设于所述挡片底座；所述第一结构单元集合中的各结构单元分布在所述光学镜头、所述镜头底座以及所述挡片底座中的至少之一；所述第二结构单元集合中的各结构单元分布在所述遮光挡片和所述挡片底座中的至少之一。

9、在一些示例中，可选地，每个结构单元产生的所述第一局部杂散辐射或所述第二局部杂散辐射的辐射能量，被如下的参数约束：该结构单元的辐射干扰能力；以及，该结构单元的辐射传播能力；其中，所述辐射能量差被所述温控组件对各结构单元的局部温度的控制、以及各结构单元的辐射干扰能力和辐射传播能力的参数约束协同抑制。

10、在一些示例中，可选地，每个结构单元产生的所述第一局部杂散辐射或所述第二局部杂散辐射的辐射能量与该结构单元的辐射干扰能力、以及该结构单元的辐射传播能力成正比。

11、在一些示例中，可选地，每个结构单元的辐射干扰能力与下述参数中的至少之一关联：该结构单元的红外发射率；该结构单元在所述机芯内腔中面向所述红外探测器暴露的辐射表面的面积；以及，该结构单元相对于所述红外探测器的空间位置关系。

12、在一些示例中，可选地，每个结构单元相对于所述红外探测器的空间位置关系包括下述参数中的至少之一：该结构单元与所述红外探测器之间的空间距离；该结构单元的辐射表面的法线方向相对于所述空间距离的延伸方向的第一空间夹角；以及，所述红外探测器的入光面的法线方向相对于所述空间距离的延伸方向的第二空间夹角。

13、在一些示例中，可选地，每个结构单元的红外发射率、辐射表面的面积、以及所述第一空间夹角和所述第二空间夹角的余弦值，均与该结构单元产生的所述第一局部杂散辐射或所述第二局部杂散辐射的辐射能量成正比；每个结构单元的所述空间距离与该结构单元产生的所述第一局部杂散辐射或所述第二局部杂散辐射的辐射能量成反比。

14、在一些示例中，可选地，每个结构单元的辐射传播能力与该结构单元的局部温度关联；所述辐射能量差被各结构单元的辐射干扰能力的参数约束、所述温控组件对各结构单元的局部温度的控制、以及所述温控组件对各结构单元的辐射传播能力的关联控制协同抑制。

15、在一些示例中，可选地，每个结构单元的辐射传播能力与该结构单元的局部温度具有同向的单调性；每个结构单元的辐射传播能力还与所述成像光路的红外透过率关联，并且，每个结构单元的辐射传播能力还与所述成像光路的红外透过率关联，并且，每个结构单元的辐射传播能力与所述成像光路的红外透过率具有同向的单调性。

16、在一些示例中，可选地，所述辐射能量差被抑制为小于或等于预先设定的目标能量差。

17、在一些示例中，可选地，所述目标能量差与所述第二杂散辐射的辐射能量之比小于1。

18、在一些示例中，可选地，所述目标能量差与所述第二杂散辐射的辐射能量之比小于或等于0.1。

19、在一些示例中，可选地，所述温控组件具体用于将所述机芯内腔中的最高腔内温度和最低腔内温度之间的内腔温差抑制为小于或等于预设目标温差，其中，所述预设目标温差促使所述辐射能量差小于或等于所述目标能量差。

20、在一些示例中，可选地，所述预设目标温差小于或等于3℃。

21、基于上述实施例，红外成像装置的机芯组件具有内置于机芯内腔的红外探测器，并且，该红外探测器在遮光挡片避让成像光路时生成的红外图像中的图像噪声可以被该红外探测器的输出校准抑制。其中，遮光挡片避让成像光路时与目标辐射混合传播的第一杂散辐射可能引发红外图像中的图像噪声，输出校准对图像噪声的抑制则是以机芯内腔在目标辐射被遮光挡片屏蔽时独立传播的第二杂散辐射为依据，并且，基于温控组件对机芯内腔中的内腔温度分布的控制，第一杂散辐射和第二杂散辐射之间的辐射能量差可以被抑制，以减少红外图像中由于该辐射能量差的存在而无法被输出校准抑制的残留图像噪声，从而有助于提升红外图像的图像质量。