[发明专利]用于同时实时麻醉剂和呼吸气体浓度检测和测量信号处理的具有集成多光谱镶嵌带通滤波器/聚焦透镜阵列的微测辐射热计焦平面阵列

摘要

一种气体监测装置(10)识别目标麻醉剂或呼吸气体种类并确定其浓度。气体监测器包括多光谱镶嵌滤波器和透镜阵列(12)、复合热感测焦平面阵列(26)和信号处理器(32)。所述镶嵌滤波器和透镜阵列(12)包括分别具有设置在相邻透镜结构和/或滤波器元件之间的第一表面(20)和/或第二表面(24)上的图案化热反射金属沉积层(18、22)的透镜结构(14)和长波红外(IR)带通滤波器元件(16)的2D阵列。复合焦平面阵列(26)包括多个个体热感测焦平面阵列(28)，其具有输出相应的感测通道数据(36)的集成的读出集成电路(ROIC)。所述信号处理器(32)接收感测通道数据输出(36)，并基于在逐帧基础和/或图像堆叠基础上对吸收信号的过采样来生成指示目标气体的标识(50)和/或浓度(52)的输出。

主权项

1.一种麻醉剂和呼吸气体监测装置(10)，其适于(i)识别目标麻醉剂或呼吸气体种类并且(ii)确定所识别的目标麻醉剂或呼吸气体种类的浓度，所述装置包括：多光谱镶嵌滤波器和透镜阵列(12)，其包括透镜结构(14)和长波红外(IR)带通滤波器元件(16)的二维阵列，所述多光谱镶嵌滤波器和透镜阵列被配置为接收宽带红外(IR)能量光束并将所接收的宽带IR能量光束聚焦和光谱滤波成多个聚焦和光谱滤波的IR光束(48)，所述镶嵌滤波器和透镜阵列(12)还具有以下中的至少一个：(i)覆盖至少在相邻透镜结构(14)之间的第一表面(20)的图案化热反射金属层(18)，以及(ii)覆盖至少在相邻滤波器元件(16)之间的第二表面(24)的图案化热反射金属层(22)；复合热感测焦平面阵列(26)，其包括具有集成的读出集成电路的多个个体热感测焦平面阵列(28)，其中，为所述镶嵌滤波器和透镜阵列(12)的每个相应的成对的透镜结构和滤波器元件(14、16)提供至少一个个体热感测焦平面阵列(28)，并且其中，所述多个聚焦和光谱滤波的IR光束(48)中的每个由相应的个体热感测焦平面阵列(28)接收，并且，响应于接收到所述聚焦和光谱滤波的IR光束，对应的个体热感测焦平面阵列(28)的每个相应的集成的读出集成电路(ROIC)输出相应的感测通道数据(36)；以及信号处理器(32)，其可操作地耦合以接收对应的个体热感测焦平面阵列(28)的每个相应的集成的读出集成电路(ROIC)的感测通道数据输出(36)，其中，所述信号处理器(32)适于基于在(i)逐帧基础和(ii)所述感测通道数据输出(36)的图像堆叠基础中的至少一个或多个上对吸收信号的过采样来生成指示选自包括一种或多种麻醉剂和呼吸气体种类的组中的目标气体的标识(50)和浓度(52)中的至少一个的输出信号。