小型非制冷红外相机

FLIR LEPTON 3®160×120高分辨率微型红外热成像相机
FLIR Lepton 3是FLIR迄今为止推出的分辨率最高的长波红外微型红外热成像相机，具有160×120的热分辨率 — 是之前Lepton版本的4倍。

革命性的FLIR L epton是首款完整配置的长波红外相机，尺寸小巧，可轻松集成到智能手机和其它移动设备中使用。

全新的FLIR Lepton 3功能强大、紧凑小巧、质量轻盈且分辨率更高，能为用户提供更丰富的图像细节，即可用作热像仪也可用作检测传感器，使其在商业应用环境中拥有更大的用武之地。

FLIR Lepton 3质量优异、极其便携，其机身不足一角硬币大小，价格不及传统红外热像仪的十分之一。

增强型红外探测器
其分辨率和灵敏度高于普通的热电堆探测器
• 160×120有效像素
• 热灵敏度＜50 mK
• 运行功率较低 — 典型值为140 mW、使用快门期间为650 mW • 低功率待机模式
微型红外热像仪
使用小型电子元件的非制冷型红外热像仪
• 56°镜头
• 一体式数字热图像处理
• 集成快门
• 成像时间快(＜0.5 秒)
轻松集成
简化了热成像设备的开发与生产过程
• 包装尺寸小，仅为11.8×12.7×7.2 mm
• SPI视频接口
• 采用标准的手机兼容电源
• 双线式串行控制接口
• 32针插座接口与连接器相连
技术参数
170828 L e p t o n 3 D a t a s h e e t S C N。

10微米非制冷红外焦平面阵列芯片
10微米非制冷红外焦平面阵列芯片是一种用于红外光学成像
的核心元件。

它由许多微小的像素组成，每个像素可以感测并记录其对应区域的红外辐射。

这些芯片的像素尺寸为10微米，说明每个像素的尺寸仅为10微米，非常微小。

与制冷红外焦平面阵列芯片不同，10微米非制冷红外焦平面
阵列芯片无需冷却，可以直接在室温下工作。

这使得它在成本和实用性方面都具有优势。

这种芯片通常由硅基材料制成，并采用特殊的红外感测器技术，使其能够在红外波段范围内工作。

10微米非制冷红外焦平面阵列芯片广泛应用于军事、安防、
工业检测、医疗和消费电子等领域。

它们可以用于红外夜视设备、红外热成像仪、红外热测温仪等设备中，帮助人们观察红外辐射并获取相关信息。

总的来说，10微米非制冷红外焦平面阵列芯片是一种重要的
红外光学成像技术，具有较低的成本和更广泛的应用领域。

通过非制冷技术，它们可以在常温下工作，并在多个行业中发挥关键作用。

便携式非制冷红外热成像系统的总体设计本章首先分析便携式非制冷红外热成像系统的需求和红外热成像系统原理，在此基础上设计热成像系统的总体框架，最后根据便携式应用要求，选择低功耗、小体积的芯片。

2.1 便携式非制冷红外热成像系统需求分析系统需求是整个设计的基础，只有在清楚系统需求之后，才能进行后续工作，设计出满足要求的产品。

2.1.1 系统功能分析用户使用红外热成像系统获取目标物体的图像，可以观察、保存图像数据，结合便携式设备的功能需求和红外系统的特点得到本系统的功能需求。

具体的功能和说明如表3.1所示。

表0.1 便携式非制冷红外热成像系统功能系统功能说明显示功能方便用户观察图像人机交互用户可根据需要修改参数数据存储功能保存重要的数据充电功能提高电池重复使用率电量检测用于提示用户剩余电量，主要保存重要数据实时时钟时间日期维护功能语音注释功能方便用户说明图像环境温湿度采集获取环境参数，用于校正图像便携式非制冷红外热成像系统的目的是：让用户可以像使用可见光设备一样，可以简单、方便的观察到物体的红外图像，所以需要LCD显示红外图像，以供用户查看；用户根据实际需要可能会设置一些环境参数和保存重要数据，所以需要按键来完成人机交互和非易失性存储器来保存参数；便携式设备肯定会使用电池为系统提供电源，所以需要充电功能和电量检测功能方便用户的使用；时钟功能和注释功能为用户提供一些辅助，提高便携性能；环境温湿度参数用于校正红外图像。

2.1.2 系统性能分析随着红外技术的发展，红外成像关键器件红外探测器国产化和批量生产，价格越来越低，红外热成像系统开始在民用领域得到应用和推广，但越来越多的应用场合对红外成像系统提出了越来越高的应用要求，如实时性更好、待机时间更长、重量更轻等，为此，本文提出研制便携式非制冷红外热成像系统。

系统要求如下：1 非制冷红外焦平面。

该器件是非制冷红外热成像系统的核心器件，直接决定最终的成像质量。

便携式设备要求体积小，利于携带，所以选取体积小的非制冷型红外焦平面；根据维恩位移定律，常温物体发出的红外辐射峰值集中在8～14μm之间，故红外探测器响应波长区域在8～14μm较为合适。

《非制冷红外热成像系统研究》篇一一、引言非制冷红外热成像系统（Uncooled Infrared Thermal Imaging System）以其无需制冷、高灵敏度、低功耗等优点，在夜视、安全监控、火灾探测等领域具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展，红外热成像技术已成为现代科技领域的研究热点之一。

本文旨在探讨非制冷红外热成像系统的基本原理、技术发展及研究现状，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、非制冷红外热成像系统基本原理非制冷红外热成像系统利用红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号，再通过图像处理技术将电信号转换为可见的图像。

其基本原理包括红外辐射的传播、探测器的响应以及图像处理三个部分。

首先，红外辐射是一种不可见的光辐射，具有较高的能量。

当物体发出或反射红外辐射时，红外探测器通过感知物体发出的红外辐射变化，将其转换为电信号。

其次，非制冷红外探测器是一种无需冷却的探测器，通过热敏材料将接收到的红外辐射转换为电阻变化或电压变化等电信号。

这些电信号反映了物体表面的温度分布，从而形成红外图像。

最后，图像处理技术将探测器输出的电信号进行数字化处理，并通过算法对图像进行增强、滤波等操作，以获得更清晰的图像。

三、非制冷红外热成像系统技术发展及研究现状随着材料科学、微电子技术及计算机技术的不断发展，非制冷红外热成像系统的性能得到了显著提升。

在技术发展方面，主要表现在以下几个方面：1. 探测器材料：新型热敏材料的研发和应用，如微测辐射热计等，提高了探测器的灵敏度和响应速度。

2. 图像处理技术：数字信号处理技术的发展，使得图像处理更为迅速和准确，提高了图像的质量。

3. 系统集成：将红外探测器、光学系统、电路及软件进行高度集成，使非制冷红外热成像系统更加紧凑、可靠。

在研究现状方面，各国研究人员不断探索新的技术手段和方法来提高非制冷红外热成像系统的性能。

例如，通过优化探测器结构、改进图像处理算法等手段，提高系统的分辨率、灵敏度和动态范围。

制冷和非制冷红外探测器区别配备制冷型探测器的红外热像仪比配备非制冷型探测器的红外热像仪具有更多优势。

然而，这类热像仪价格更昂贵。

新款的制冷型红外热像仪带有集成冷却器的成像传感器，该冷却器可将传感器温度降至低温。

通过降低传感器温度可将热感应噪声降至低于成像场景信号的噪声等级，这是十分必要的。

冷却器中的运动部件具有极其精密的机械公差，它们会随着时间的推移而磨损，而且氦气也会慢慢地渗过气体密封件。

最终，冷却器在运行了10,000-13,000小时后必须进行返修。

非制冷型红外热像仪存在以下问题：研发应用中，何时更应该使用制冷型红外热像仪？答案是：取决于用途。

如果您想掌握细微的温差，需要最佳的图像质量，或应用于快捷/高速的场合，如果您想看清极小目标的热特征或测量其温度，如果您想对电磁波谱中一个非常具体部分的热现象进行可视化，或如果您想将热像仪和其它测量设备同步使用等，制冷型红外热像仪无疑是您的理想选择。

实例对比高速这些红外图像对比了以20 mph速度旋转的轮胎的拍摄效果。

左边这张是用制冷型红外热像仪拍摄的。

您可能会觉得轮胎并未在转动，但这是制冷型红外热像仪在极其高速条件下的拍摄结果，它会“定格”轮胎的转动。

非制冷型红外热像仪的拍摄速度太慢，无法捕捉到轮胎旋转时使得轮辐显得透明的瞬间。

空间分辨率上述热图像对比了采用制冷型和非制冷型热像仪系统可实现的最佳特写放大效果。

左边的红外图像是用带4倍近焦镜头和像元间距13μm制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为3.5μm。

右边的红外图像是用带1倍近焦镜头和像元间距25μm非制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为25μm。

由于传感红外波长较短，制冷型红外热像仪通常具有比非制冷型红外热像仪更强的放大功能。

由于制冷型红外热像仪的灵敏度更高，因此可使用带更多光学元件或更厚元件的镜头而不降低信号噪声比，从而提升了放大功能。

灵敏度制冷型红外热像仪灵敏度改善带来的价值往往并不显而易见。

非制冷红外热成像系统研究非制冷红外热成像系统研究一、引言近年来，红外热成像技术在军事、安防、医学、工业等领域得到了广泛的应用。

传统的红外热成像系统主要基于制冷红外探测器，这些探测器需要高昂的成本、复杂的维护和制冷设备。

然而，随着红外技术的不断发展，非制冷红外热成像系统逐渐成为了研究的热点。

二、非制冷红外热成像系统原理非制冷红外热成像系统基于热辐射现象，通过探测目标物体发出的红外辐射，将其转化为图像信号，实现对目标物体表面温度的测量与显示。

与制冷红外探测器不同，非制冷红外热成像系统采用了无需制冷的探测器，大大降低了设备的成本和维护的复杂性。

三、非制冷红外热成像系统的关键技术1. 探测器技术非制冷红外热成像系统的关键技术之一是探测器技术。

当前非制冷红外探测器主要包括未冷却红外探测器和热电偶阵列探测器。

未冷却红外探测器是利用红外辐射热量改变电阻、电容或电压等特性的材料进行测量，具有工作温度较高、成本较低等特点；热电偶阵列探测器则是利用热电效应，在一定温度范围内实现红外辐射的探测。

2. 图像处理技术非制冷红外热成像系统中图像处理技术的重要性不言而喻。

图像处理技术包括图像增强、辐射校正、噪声处理等。

图像增强技术主要用于增强图像的对比度、细节和边缘；辐射校正技术主要用于获得准确的目标表面温度；噪声处理技术主要用于抑制图像中的噪声。

3. 热画面分析技术非制冷红外热成像系统的最终目标是对目标物体的热画面进行分析。

热画面分析技术主要包括目标检测、目标识别以及温度测量等。

目标检测技术主要用于在图像中自动检测目标物体；目标识别技术主要用于识别目标物体的类别；温度测量技术主要用于测量目标物体的表面温度。

四、非制冷红外热成像系统的应用领域1. 军事应用非制冷红外热成像系统在军事领域有着广泛的应用。

它可以用于军事目标的侦查与追踪、目标的识别与瞄准、夜视装备等方面，提高了战场的情报获取和打击能力。

2. 安防应用非制冷红外热成像系统在安防领域也有着重要的应用。

大视场小型无热化长波红外镜组设计
肖纳川;孙拓;胡力允;赵永权;王双保;徐智谋;张学明
【期刊名称】《红外技术》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。

系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12mm。

系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺寸更小,总长仅为6.96mm。

主镜头仅用3片镜片,通过两种红外光学材料的搭配以及6面非球面实现像差的校正和光学系统的无热化,工作温度范围覆盖-40~60℃。

仿真结果表明,在空间频率15lp/mm处,全视场的调制传递函数大于0.5,空间频率30lp/mm处,全视场调制传递函数大于0.15。

同时为了增大红外探测器的填充因子,提高能量利用率,在系统中搭配设计了放置于红外传感器前的微透镜阵列。

实现了红外光学系统的小型化,为红外热像仪在智能手机上的应用提供了解决方案。

【总页数】7页(P20-26)
【作者】肖纳川;孙拓;胡力允;赵永权;王双保;徐智谋;张学明
【作者单位】华中科技大学光学与电子信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN216
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制冷型和非制冷型的红外成像仪原理Infrared imaging cameras, also known as thermal imaging cameras, are an important tool in various industries. They are used to detect and visualize the temperature of objects and materials by capturing the infrared radiation emitted by them. The two main types of infrared imaging cameras are refrigerated (cryogenic) and uncooled.红外成像仪，也称为热成像仪，在各行各业中都是重要的工具。

它们通过捕获物体和材料发射的红外辐射来检测和可视化它们的温度。

红外成像仪主要有两种类型，即制冷型（冷却型）和非制冷型。

Refrigerated infrared cameras, also known as cryogenic cameras, use a cooling system to maintain the detector at a very low temperature, typically around -320°F (-196°C). This cooling process allows the detector to be more sensitive to the infrared radiation and produce higher resolution images. The cryogenic cooling system usually involves using a mechanical refrigeration system or a Stirling cooler to achieve the low temperatures required for optimal performance.制冷型红外相机，也称为冷却型相机，采用冷却系统将探测器保持在非常低的温度，通常约为-320°F（-196°C）。

非制冷型红外探测器原理非制冷型红外探测器是一种用于探测红外辐射的设备，它利用红外辐射与物体的热量之间的关系来测量物体的温度。

与传统的制冷型红外探测器相比，非制冷型红外探测器具有更大的优势，如更低的成本、更小的尺寸、更长的使用寿命等。

非制冷型红外探测器的工作原理基于一个重要的物理现象，即红外辐射是物体在室温下释放的热量。

任何物体都会发出一定波长的红外辐射，而这些辐射的强度与物体的温度密切相关。

非制冷型红外探测器利用这个特性来测量物体的温度。

非制冷型红外探测器通常由红外探测器、光学系统和信号处理电路组成。

红外探测器是器件的核心部件，它负责将红外辐射转换为电信号。

常见的红外探测器有热电偶和热释电型。

热电偶是最早被使用的红外探测器之一，它基于热电效应。

当红外辐射照射到热电偶上时，偶极子材料会因温差产生电压信号。

这个信号随着红外辐射的强度变化而变化，从而实现红外辐射的探测。

热电偶的优点是简单、灵敏度高，但其响应时间较长。

热释电型红外探测器则是利用热释电效应来工作的。

它通常由一块热敏材料和一对电极组成。

当红外辐射照射到热敏材料上时，材料的温度会上升，导致电极之间的电荷变化。

这个电荷变化被转换为电压信号并进行放大处理，从而实现红外辐射的探测。

热释电型红外探测器的优点是快速响应和高灵敏度，但其相对复杂，制造工艺要求较高。

除了红外探测器，光学系统也是非制冷型红外探测器不可或缺的部分。

它负责将红外辐射聚焦到探测器上。

光学系统通常由透镜和反射镜组成，它们能够对红外辐射进行聚焦和反射，使探测器能够接收到更多的红外辐射，从而提高探测器的灵敏度和性能。

信号处理电路是非制冷型红外探测器另一个重要的组成部分。

它负责接收、放大和处理探测器输出的电信号，并将其转换为可用的红外温度信息。

信号处理电路通常包括滤波器、放大器和模数转换器等，可根据需求进行设计和组合。

非制冷型红外探测器在许多领域中得到广泛应用。

例如，在工业领域，它可以用于检测设备运行状况、监测热量分布等。

小型非制冷红外相机
吴挂英
【期刊名称】《光机电信息》
【年(卷),期】1998(015)002
【摘要】热成像相机是检验和环境监视的有用工具。

以前这些热成像相机的探测器要求在低温下工作,因此,制冷系统增加了相机的重量和体积。

现用的非制冷红外辐计进行工业检验,如炼钢、自动生产线、发电厂以及半导体制造用的辐射计热成像的质量很高。

美国加州Goleta的Raytheon Amber公司与日本航空电子工业公司合作研制的Hotshot相机的成像器是由一个非制冷式微热敏电阻辐射计焦面阵列和液晶显示、用户接口窗口、PC存储板组成。

工作波长8—14μm。

相机可测量温度范围—20℃—300℃的辐射热数据。

【总页数】2页(P19-20)
【作者】吴挂英
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TB853.29
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非冷却型红外相机
日经
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2006(000)012
【摘要】日本三菱电机公司推出可将红外图像制成影像的非冷却型红外相机。

该非冷却型相机在红外线图像传感器上采用了MEMS技术。

在MEMS技术中，为了用温度传感器精确地检测吸收到的红外线所带来的温度变化，微小构造部分缩小至25μm见方，在单芯片上集成了640-480个这种微小构造．提高了感光度。

【总页数】1页(P27)
【作者】日经
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】V474.26
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