短波红外探测器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种短波红外探测器及其控制方法，所述短波红外探测器包括光敏芯片

【技术实现步骤摘要】
短波红外探测器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体电子器件
，特别涉及一种短波红外探测器及其控制方法
。

技术介绍

[0002]红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在
0.75
～
1000
μ
m
之间，通过不断地技术开发和创新，使红外应用从军事国防朝着资源勘探
、
气象预报
、
环境监测
、
医学诊治
、
海洋研究等各个领域扩展
。
在这些应用中红外探测显得尤为重要，其中，铟镓砷线列探测器在短波红外探测中得到广泛的使用，它具有高探测率
、
高可靠性
、
低暗电流等特点
。
[0003]对于现有的铟镓砷线列探测器而言，当光敏芯片的感光面积固定后，为了满足复杂光线场景中的探测，对于强光信号，可通过机械结构调整进光量，如增加滤光片
、
调整光圈等方式，以避免图像出现过曝光，影响光电系统的探测能力；而对于弱光信号，则主要可采用增加积分时间或选择更高增益档位的方式来实现探测
。
但由于铟镓砷线列探测器的感光面尺寸相同，结构单一，难以应对强弱光入射信号频繁切换的场景，导致探测效率较低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中短波红外探测器由于单一感光面积，难以对复杂光线场景中的强弱信号实现高效探测的缺陷，提供一种短波红外探测器其控制方法
。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]作为本专利技术的第一方面，提供一种短波红外探测器，所述短波红外探测器包括光敏芯片
、
读出电路和微透镜阵列模组；
[0007]所述光敏芯片包括
M
组光敏像元，且至少存在两组列方向尺寸相同
、
行方向尺寸不同的光敏像元，每组所述光敏像元均与所述读出电路电连接，其中，
M≥2
且取正整数；
[0008]所述微透镜阵列模组包括若干个分别与所述光敏像元逐一对应设置的微透镜阵列；
[0009]所述读出电路固设于所述光敏芯片的下方，用于获取所述光敏像元采集的探测目标的光电转换信号，并对所述光电转换信号进行光强度分析以获取分析结果，根据所述分析结果确定
N
组光敏像元作为目标光敏像元，并控制选通
N
组所述目标光敏像元；其中，
1≤N
＜
M
且取整数
。
[0010]较佳地，在所述光敏芯片包括两组所述光敏像元时，
N
＝
1。
[0011]较佳地，所述读出电路用于在分析结果表征所述光电转换信号的强度大于或者等于设定阈值时，则生成第一确定信息；所述第一确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较小的光敏像元作为所述目标光敏像元；
[0012]所述读出电路用于在分析结果表征所述光电转换信号的强度小于设定阈值时，则生成第二确定信息；所述第二确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较大的光敏像元作
为所述目标光敏像元
。
[0013]较佳地，若干组所述光敏像元依次平行设置；或，依次平行且等间距设置；
[0014]和
/
或，
[0015]相邻两组的所述光敏像元的感光面列方向中心距大于或者等于一个所述光敏像元的感光面的列方向尺寸且小于预设值
。
[0016]较佳地，在所述短波红外探测器包括两组所述光敏像元时，两组所述光敏像元感光面列方向尺寸相同，且一组所述光敏像元的感光面行方向尺寸为另一组光敏像元的感光面的行方向尺寸的设定倍数
。
[0017]较佳地，所述微透镜阵列模组的每个所述微透镜阵列覆盖设于对应的所述光敏像元上方且中心投影重合；
[0018]或，
[0019]通过支架结构将所述微透镜阵列固设于所述光敏芯片的所述光敏像元上方；
[0020]所述微透镜阵列用于将入射的光信号汇聚至下方的所述光敏像元上
。
[0021]较佳地，所述光敏芯片的每组所述光敏像元上设有第一电极，所述读出电路上对应设置若干与每个所述第一电极对应连接的第二电极；
[0022]和
/
或，
[0023]所述读出电路上设有若干连接端，所述连接端用于与外部接口通信连接
。
[0024]较佳地，所述短波红外探测器包括铟镓砷线列探测器
。
[0025]作为本专利技术的第二方面，提供一种短波红外探测器的控制方法，所述短波红外探测器的控制方法基于上述所述短波红外探测器的实现，所述短波红外探测器的光敏芯片包括
M
光敏像元，其中，
M≥2
且取整数；
[0026]所述控制方法包括：
[0027]获取所述光敏像元采集的目标的光电转换信号；
[0028]对所述光电转换信号进行光信号强度分析得到分析结果；
[0029]根据所述分析结果确定
N
组光敏像元作为目标光敏像元；
[0030]控制选通
N
组所述目标光敏像元；
[0031]其中，
1≤N
＜
M
且取整数
。
[0032]较佳地，在所述短波红外探测器包括两组所述光敏像元时，两组所述光敏像元的感光面列方向尺寸相同，且一组所述光敏像元的感光面行方向尺寸为另一组光敏像元的感光面的行方向尺寸的设定倍数时，所述根据所述分析结果确定
N
组光敏像元作为目标光敏像元的步骤包括：
[0033]在分析结果表征所述光电转换信号的强度大于或者等于第一设定阈值时，则生成第一确定信息；所述第一确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较小的光敏像元作为所述目标光敏像元；
[0034]在分析结果表征所述光电转换信号的强度小于第一设定阈值时，则生成第二确定信息；所述第二确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较大的光敏像元作为所述目标光敏像元
。
[0035]本专利技术的积极进步效果在于：
[0036]本专利技术提供的短波红外探测器及其控制方法，通过优化的光敏像元结构，如在复
杂光线场景中可同时开启两组光敏像元，先对某一物体或场景进行推扫式成像，然后根据获得的图像进行快速分析，以确定入射光信号强度；通过将入射光信号强度与设定阈值比较，以确定当前入射光信号过强还是过弱，选择更适合场景光线的光敏像元进行成像，例如，在进行信号探测时，可根据应用场景需求，将行方向尺寸更小的光敏像元的电信号进行整合输出，进而与弱信号探测时具有相同画幅及分辨率
。
通过根据强弱信号自动进行光敏像元的选通切换，能满足复杂的光线场景中的强弱信号探测需求，从而显著提高系统的探测能力和效率
。
附图说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种短波红外探测器，其特征在于，所述短波红外探测器包括光敏芯片
、
读出电路和微透镜阵列模组；所述光敏芯片包括
M
组光敏像元，且至少存在两组列方向尺寸相同
、
行方向尺寸不同的光敏像元，每组所述光敏像元均与所述读出电路电连接，其中，
M≥2
且取正整数；所述微透镜阵列模组包括若干个分别与所述光敏像元逐一对应设置的微透镜阵列；所述读出电路固设于所述光敏芯片的下方，用于获取所述光敏像元采集的探测目标的光电转换信号，并对所述光电转换信号进行光强度分析以获取分析结果，根据所述分析结果确定
N
组光敏像元作为目标光敏像元，并控制选通
N
组所述目标光敏像元；其中，
1≤N
＜
M
且取整数
。2.
如权利要求1所述的短波红外探测器，其特征在于，在所述光敏芯片包括两组所述光敏像元时，
N
＝
1。3.
如权利要求2所述的短波红外探测器，其特征在于，所述读出电路用于在分析结果表征所述光电转换信号的强度大于或者等于设定阈值时，则生成第一确定信息；所述第一确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较小的光敏像元作为所述目标光敏像元；所述读出电路用于在分析结果表征所述光电转换信号的强度小于设定阈值时，则生成第二确定信息；所述第二确定信息对应确定选通感光面行方向尺寸较大的光敏像元作为所述目标光敏像元
。4.
如权利要求1或2所述的短波红外探测器，其特征在于，若干组所述光敏像元依次平行设置；或，依次平行且等间距设置；和
/
或，相邻两组的所述光敏像元的感光面列方向中心距大于或者等于一个所述光敏像元的感光面的列方向尺寸且小于预设值
。5.
如权利要求2所述的短波红外探测器，其特征在于，在所述短波红外探测器包括两组所述光敏像元时，两组所述光敏像元的感光面列方向尺寸相同，且一组所述光敏像元的感光面行方向尺寸为另一组光敏像元的感光面的行方向尺寸的设定倍数
。6.
如权利要求1所述的短波红外探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙夺，李雪，顾溢，李淘，刘大福，
申请(专利权)人：无锡中科德芯感知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：