[发明专利]热红外检测器

说明书

本发明涉及一种热红外检测器，包括：热释电传感器；液晶阵列，包括阵列排布的多个像素单元，用于通过像素单元的状态变化使得透过所述液晶阵列到达热释电传感器的红外光线发生变化。上述热红外检测器体积小，成本低且功耗小。

技术领域

本发明涉及热红外成像领域，尤其涉及一种热红外检测器。

背景技术

感测一个人或其它体温高于环境温度的生物存在与否，从光学意义上讲，有两个基本的方法，一个是用一束光持续照射被测物体，探测反射波，从而断定物体存在与否，距离远近，甚至是物体的大小，再根据该物体是否移动来断定是不是目标生物。还有一种办法是直接侦测被测物体的自身红外发射，体温高于环境温度的物体在温度分布图上可以被区分出来。前者被称为主动式感测，后者是被动式探测。常见可见光摄像头或者红外摄像头理论上都是第一种方法。

热释电晶体在一定温度范围内，单位晶胞(晶体内的最小几何单元)内正负电荷中心不重合，形成偶极矩，呈现极性。当温度上升时，晶体结构中的正、负电荷构成的虚拟电偶极子热振动加大，电偶极子自发极化形成的总的平均极化强度变小，外层吸附的电子流出，形成电流。当温度下降的时候，晶体内部的电偶极子热振动变小，电偶极子自发极化形成的总的平均极化强度变大，上表面吸引电子，电压下降。释放的电荷形成了电流，可以用放大器转变成输出电压。如果红外光继续照射，热电晶体的温度升高到新的平衡值，表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释放电荷，也就不再有输出信号。因此热释电晶体仅在温度变化时才产生响应电流，这个特点使得热释传感器区别于其他主要热敏红外传感器。

因此，目前采用热释电传感器形成的热红外检测器通常不能检测活动图像，不能实现分辨率较高的热成像，应用范围有限，性能还有待进一步的提高。能够对静态物体实现温度检测的，往往是基于热电堆的产品，成本高昂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种热红外检测器，用低成本的热释电元器件作为关键组件，实现包括运动和静态物体的热红外成像，显著降低成本，功耗更小。

为了解决上述问题，本发明提供了一种热红外检测器，包括：热释电传感器；液晶阵列，包括阵列排布的多个像素单元，用于通过像素单元的状态变化使得透过所述液晶阵列到达热释电传感器的红外光线发生变化。

可选的，还包括：光学组件，所述液晶阵列位于所述光学组件与所述热释电传感器之间。

可选的，所述液晶阵列的液晶像素单元被设置为以一定周期依次切换对红外光的透光状态与阻隔状态，并且相邻液晶像素单元具有不同的状态。

可选的，所述液晶阵列的液晶像素单元被设置为以一定周期依次切换对红外光的透光状态与阻隔状态，且所有的液晶像素单元具有相同的状态。

可选的，所述液晶阵列的液晶像素单元被设置为至少一行和/或一列为对红外光的阻隔状态。

可选的，所述热释电传感器包括若干阵列排列的传感单元，相邻传感单元之间设置有隔热材料。

可选的，所述传感单元的厚度在10微米以下。

可选的，还包括：滤光片，用于过滤可见光，位于所述液晶阵列的表面或者位于所述光学组件与所述液晶阵列之间。

可选的，还包括：信号处理模块，用于对所述热释电传感器的输出信号进行包含确定周期的积分运算，以消除已知周期干扰信号的影响。

可选的，所述信号处理模块被设置为按照固定周期为20ms或16.666ms对所述热释电传感器的输出信号进行积分运算。

可选的，所述热释电传感器的感应面位于所述光学组件的焦平面上。