一次看个够，拆3个热成像机芯

lichenzc

随着高德艾睿等探测器制造商的技术更新，现在二手市场有很多热成像机芯出售了，而且最近降价也比较快，去年年底384分辨率的机芯大概要4000左右（视镜头尺寸价格有波动），现在只要3000左右就行了，不带镜头的甚至2000块钱就能整一个。不过热成像机芯属于半成品，想要得到图像需要配一些其它的东西，比如屏幕，而且至少还要机芯接口的定义才能驱动机芯输出图像，对这个不了解的建议还是不要碰。

三个机芯型号如图，分别是LB3230，FT384。LB3230是艾睿非常早期的一个型号，从SN号就可以看出来，网络上找不到任何关于这个型号的资料，不过从型号命名可以猜一下，分辨率应该是320*240，像元间距估计是35um（艾睿最早的技术是35um，后来升级25um/20um），帧率是50hz（实测）。

探测器的型号分别是RTD3232，RTD3171MR和RTD311。两个FT384机芯使用了两个不同型号的探测器，RTD311这个型号比较早，而RTD3171MR现在还能在艾睿官网上能找到介绍，属于现役型号，FT384用的两个探测器像元间距都是17um的。

这里科普一下，这三个探测器封装形式都是金属封装，现在还有其它形式的封装比如，陶瓷封装和晶圆级封装。

热成像探测器金属封装是最早的封装形式，优点是技术成熟，性能好，因为内部集成了TEC（半导体制冷），可以控制DIE温度在一个恒定的范围内。陶瓷封装和晶圆级封装属于先进的封装形式，其中陶瓷封装内部集成了控制电路，使用在一些小型化的设备上，可以减少电路体积，比如艾睿的T3就使用了一枚陶瓷封装的热成像芯片。晶圆级封装是目前热成像芯片最新的封装形式，难度很大，但集成度更高，能大幅减少探测器封装体积。热成像探测器所有类型的封装内部都是真空的，DIE并不会直接裸露出来，而是通过镀过膜的单晶锗或单晶硅覆盖保护，DIE在空气中热灵敏度会降低大约1000倍。封装内的真空度对探测器来说是非常重要的，因此内部通常会放置吸气剂，以吸收残余气体，但如果封装漏气的话，探测器就报废了。下面的图是国外的机构拆解艾睿的RTD6171MR探测器实际图，注意一下锗窗镀膜的形状，后面会讲。

三个机芯的接口都各有不同，左边这个是LB3230，只有一个接口，集成了电源/rs232/模拟视频输出等，右上的机芯多了两个变焦/对焦接口，右下的机芯多少了两个数字视频输出接口

下面正式开拆，先拆两个FT384的机芯，下面两块板是用户界面板，可以找厂商定制接口的，实测两个接口板对调，两个机芯都没法工作，可能是厂商有别的限制

用户板的背面和主控板的背面，可以看出主控板是一样的


这是主控板正面的FPGA及内存和闪存，两颗都是来自altera的cyclone系列，左边板子刷了防水漆，闪存里存储了厂家的控制指令和校准数据

这是控制板，主要控制挡片运动，TEC温控等功能，其中左边两条排线是挡片装置，右边两条线是测温热敏电阻

这是拆出来的挡片，材质应该是铝，表面有特殊的涂层。挡片的作用是执行非均匀性校正（NUC），下面是flir对非均匀性校正的解释。

非均匀性校正（NUC）是针对场景和环境变化时发生的微小探测器漂移进行调整。一般情况下，热像仪自身的热量会干扰其温度读数，为了提高精度，热像仪会测量自身光学器件的红外辐射，然后根据这些读数来调整图像。NUC为每个像素调整增益和偏移，生成更高质量、更精确的图像。

在NUC过程中，热像仪快门落在光学和探测器之间，发出咔哒声，瞬间冻结图像流。快门作为一个平面参考源，用于检测器校准自身和热稳定。

楼下是LB3230的拆解，大同小异，不在解释了

qrut

竟然集成了半导体制冷片～

对焦基本靠手

第一次看到热成像的机芯，手里有几台，但是不敢拆，怕搞坏了

sdal

没有效果图吗

lichenzc

惊了，这台机芯上的探测器背面还有一个手写的SN码，而且还写错了型号

lichenzc

sdal 发表于 2022-4-25 18:37
没有效果图吗

有，稍等，还没有传完

lichenzc

探测器锗窗是截止可见光透过红外线的，也意味着，可以通过热成像观察里面的DIE，下面直接看一下吧。这里注意一下，窗口有部分反射红外线非常多，只有DIE上面对应的部分才能投射，这是为了降低传感器及整机其它部分的热辐射对探测器造成杂散光干扰

RTD3232的DIE尺寸明显要比另外两个大很多，可见其像元间距要大。热成像探测器的像元其实跟可见光相机的像素有相似的原理，只是一个是接收热辐射的热敏电阻，一个是接收光子的光电探测器，热成像的像元不同公司的产品是有不同形状的，而且也不是越小越好，像元越小意味着单个像元接收的热量越低，信噪比就越低，但像元减小可以使得传感器尺寸缩小，可以使用更小的镜头来达到相同的视场大小，尤其是热成像镜头需要用极为昂贵的单晶锗，而且还要F1.0甚至更大的光圈来提高热灵敏度

lichenzc

一件有趣的事实，CPU厂商经常使用相同产线下相同的CPU，根据性能测试不同，分出不同的型号，热成像厂家也使用这样方法，比如一条产线下生产的相同分辨率的DIE，根据坏点的多少，封装成两种不同分辨率的探测器，通过屏蔽读出电路，将坏点多的DIE封装成低分辨率的探测器，比如我这里有一个640*512分辨率的RTD611探测器，和上面那个一个RTD311对比，通过加电，活跃的探测器阵列的温度会比非活跃的阵列温度高一些，从而在表面形成一个小的分区

lichenzc

样片50mm镜头，黑热模式，gif压缩太厉害了



拆解艾睿LT384H机芯并改造成蓝牙控制的手持热成像仪
https://www.mydigit.cn/thread-360226-1-1.html

whseen

很强大的科普，原来遮挡校准成像条纹。以前我网上看过MLX90640，百元低成本小传感器，可惜像素结构图做模糊。

wolfson

这个牌子牛,俄乌战争,双方都喜欢用这个牌子,都说好用

aacyxjz

没想到这么贵，买不起

oldeagle

东西是不错，就是价格贵

njnu

最近有点膨胀了，这么高端的也敢点进来看。

悠咏的小鱼

这个价格一般人玩不起

瞳教授

之前1k5买了个UTi260B，分辨率是挺高（相对同价位产品），但刷新率真是惨

sun5320

长见识了，价格太贵，一般人玩不起。

lichenzc

悠咏的小鱼 发表于 2022-4-26 09:01
这个价格一般人玩不起

真的不贵了，他们玩热搜的，分辨率也是384的，价格得六七千。就拿艾睿的T3s来说，同样384分辨率，三年前售价就5000元，现在售价还是5000（搞活动能到4000左右），现在卖二手都三千五六，相当保值了

lichenzc

瞳教授 发表于 2022-4-26 09:20
之前1k5买了个UTi260B，分辨率是挺高（相对同价位产品），但刷新率真是惨

优利德这款芯片也是用的艾睿的，刷新率不是25hz吗，够用了吧

开心的果

好简单的高科技产品。