[发明专利]一种红外场景模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外场景模拟装置，特别是一种扩大视场范围的红外成像场景模拟装置。

背景技术

红外成像系统半实物仿真技术是研究和发展红外成像系统的一项先进技术，可以用于评定红外成像系统的性能，确定成像系统的最优参数，为红外成像系统的研制提供一种快速有效而又经济的方法。红外成像场景模拟器作为红外成像半实物仿真中的关键设备，它为被测红外成像探测器提供清晰、可变的目标背景红外图像，来模拟实际被探测目标，其精度和可靠性至关重要。红外成像场景模拟器的光学视场需要与被测红外成像探测器视场匹配，同时为了保证成像质量和精度，红外成像场景模拟器的像素与被测红外成像探测器像素比例至少需要达到2×2:1。目前主流的国产红外成像场景模拟器像素和相应的视场不能满足被测红外成像探测器的需求。为了在满足视场要求的同时保证红外成像场景模拟质量和精度，需要扩大红外成像场景模拟器的背景视场，确保中心视场目标图像的精度。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种红外场景模拟装置，该装置能够满足被测红外成像探测器的大视场要求，同时满足中心视场图像的精度要求。

为解决上述技术问题，本发明一种红外场景模拟装置包括：驱动控制器、底板、红外辐射阵列芯片和冷屏板；所述驱动控制器和红外辐射阵列芯片设置在所述底板上，所述驱动控制器与所述红外辐射阵列芯片电连接；所述底板上设置有凸台，所述冷屏板固定在凸台上，该冷屏板位于所述红外辐射阵列芯片上方，并临近红外辐射阵列芯片，所述冷屏板上设有一开孔，所述开孔的面积比所述红外辐射阵列芯片的面积小，所述冷屏板仅遮挡住所述红外辐射阵列芯片的有效辐射区域以外的区域。

进一步的，所述红外场景模拟装置还包括红外光学投影装置，所述红外光学投影装置设置在所述冷屏板开孔上方，所述红外辐射阵列芯片位于所述红外光学投影装置的中心视场。

进一步的，所述底板的底面上还设置有致冷装置。

进一步的，所述冷屏板与底板凸台的接触表面上涂有导热脂，所述致冷装置使冷屏板和底板的温度保持在0℃。

进一步的，所述驱动控制器与所述红外辐射阵列芯片之间通过引线键合连接。

进一步的，所述底板的材质为紫铜，所述冷屏板的材质为铝合金。

采用上述技术方案后，本发明中的红外辐射阵列芯片所成的动态影像和冷屏板所成的影像相叠加，被红外光学投影装置投射到被测红外成像探测器上。红外辐射阵列芯片在被测红外成像探测器中心形成动态红外影像，冷屏板红外成像模拟了周边低冷环境，从而扩大了场景视场范围，提高了中心视场的精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，红外场景模拟装置包括驱动控制器1、底板2、红外辐射阵列芯片3、冷屏板4和红外光学投影系统5。

红外辐射阵列芯片3通过螺丝连接安装在一块材料为紫铜的底板2的中心，底板2的作用一方面是作为红外辐射阵列芯片3的安装基座，另一方面是将电子器件工作时产生的热量传导至底板2的底面，以便设置在底板上的致冷装置对其进行冷却。红外辐射阵列芯片3外围通过电接口连接安装驱动控制器1，其中铝抛丝6作为红外辐射阵列芯片3外引线的过渡连接机构，利用超声键合技术完成红外辐射阵列芯片3与驱动控制器1之间的电学连接，键合引线的铝抛丝3高度一般为1mm～1.5mm。底板2上设置有凸台21，冷屏板4通过导热螺丝22设置在凸台21上，冷屏板4与底板2形成良好热接触。冷屏板4临近红外辐射阵列芯片3上方，不触碰到红外辐射阵列芯片3四周的铝抛丝6。冷屏板4与红外辐射阵列芯片3相对的位置设有一方孔，该方孔的面积小于红外辐射阵列芯片3的面积。在方孔的上方设置有红外光学投影装置5，冷屏板4遮挡住红外辐射阵列芯片3有效辐射区域以外的区域，以防止杂散辐射进入投射光路，并且扩大低冷背景有效视场。

冷屏板4采用较厚且导热性能良好的铝合金材料，以使冷屏板4具有良好的温度均匀性。冷屏板4、导热螺丝22与底板2之间的接触表面上涂覆有导热脂，致冷装置的冷量通过底板2可以传导至冷屏板4，使冷屏板4的温度始终处在0℃的低温状态。红外辐射阵列芯片3位于红外投影光学装置5的中心视场，冷屏板4位于周边视场内。红外辐射阵列芯片3及周边冷屏板4的红外辐射通过红外投影光学系统5投射出去。