车载红外夜视系统发展概述

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夜视仪的工作原理

夜视仪的工作原理

夜视仪的工作原理夜视仪是一种能够在低光环境下观察和识别目标的设备,它在军事、安防、狩猎和夜间观测等领域有着广泛的应用。

夜视仪的工作原理主要依赖于光电转换技术,下面我们将详细介绍夜视仪的工作原理。

1. 光电转换技术夜视仪的核心技术是光电转换,它能够将光能转换成电能,从而实现在低光环境下的观察和识别。

光电转换技术主要包括光电倍增管、光电二极管和红外探测器等。

光电倍增管是夜视仪中常用的光电转换器件,它能够将光子转换成电子,并通过电子倍增的方式放大光信号,从而增强低光环境下的图像亮度。

光电倍增管具有高增益、快速响应和低噪声等特点,能够有效地提高夜视仪的观测性能。

光电二极管是另一种常用的光电转换器件,它能够将光子直接转换成电子,并产生电流信号。

光电二极管具有快速响应、高灵敏度和低功耗等优点,适用于夜视仪中的图像采集和传输。

红外探测器是夜视仪中用于接收红外辐射的器件,它能够将红外光转换成电信号,并通过信号处理实现夜间观测和识别。

红外探测器具有高灵敏度、宽波长范围和长工作寿命等特点,适用于夜视仪中的红外成像和热成像。

2. 光学系统夜视仪的光学系统是实现光电转换的重要组成部分,它主要包括目镜、物镜和滤光片等。

目镜用于观察和放大目标,物镜用于接收外部光信号,滤光片用于滤除杂散光和增强特定波段的光信号。

目镜是夜视仪中的观测窗口,它能够放大目标并提供清晰的图像。

目镜具有大口径、长焦距和低色散等特点,能够有效地提高夜视仪的观测分辨率和透光率。

物镜是夜视仪中的光学接收器,它能够接收外部光信号并将其聚焦到光电转换器件上。

物镜具有高透光率、低散射和广角视场等特点,能够有效地提高夜视仪的光学传输效率和成像质量。

滤光片是夜视仪中的光学调节器,它能够滤除杂散光和增强特定波段的光信号。

滤光片具有高透射率、低反射率和宽波长范围等特点,能够有效地提高夜视仪的光学性能和成像效果。

3. 信号处理夜视仪的信号处理是实现光电转换和图像增强的关键环节,它主要包括信号放大、滤波和数字处理等。

红外热成像仪在军事中的应用

红外热成像仪在军事中的应用

红外热成像仪在军事中的应用我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。

通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。

自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。

自然界所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体都会发出红外线,红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。

大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。

因此,这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。

我们利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的恶劣环境,能够清晰地观察到前方的情况。

正是由于这个特点,红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。

同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。

随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展,安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。

随着军用的需求的增加,现代高新技术几乎在军队系统中都有应用或即将应用。

现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术在军内系统中也开始得到了应用。

红外热成像我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。

通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。

自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。

同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

红外灯基础知识

红外灯基础知识

红外灯基础知识红外夜视技术分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术。

主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术。

被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术,它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。

其装备为热像仪。

热成像仪具有不同于其它夜视仪的独特优点,如可在雾、雨、雪的天气下工作,作用距离远,能识别伪装和抗干扰等,已成国外夜视装备的发展重点,并将在一定程度上取代微光夜视仪。

监控领域的夜视系统主要采用主动红外夜视技术,其主要产品为红外灯和日夜转换摄像机。

红外灯的原理及其特性光是一种电磁波,它的波长区间从几个纳米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。

人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红外光长的称为红外光。

通常人们将红外光划分为近、中、远红外三部分。

近红外指波长为0.75~3.0微米;中红外指波长为3.0~20微米;远红外则指波长为20~1000微米。

红外灯有不同的功率及715Nm、830nM两种波长,波长的不同决定了红外灯照明距离和效果:1.715nM的红外灯由于其照明距离远,效果好,但是会产生红暴情况(现在家用数码相机的补光用的就是这种红外灯);2.使用830nM的红外灯基本没有红暴现象或是红暴很少,但在实际应用中应选用低照度摄像机。

红外灯的照射距离红外灯的最大照明范围取决于天气条件、物体的反光率和周围的光照水平,红外聚光灯最远的投射范围基本如下:500W =150至200米300W =80至120米50 W =15至30米30 W =5至15米红外灯管介绍目前监控领域中使用的红外灯主要为半导体固体发光(红外发光二极管)红外灯。

红外发光二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。

微光与红外成像技术 教学课件 ppt 作者 邸旭 微光与红外成像技术(1)

微光与红外成像技术 教学课件 ppt 作者 邸旭 微光与红外成像技术(1)

第一章夜视技术概论1.1 引言在我们生活的世界中,光不只是生命赖以繁衍生息的主要能源,也是人类认识客观世界的重要信息源。

人类通过自身的眼、耳、鼻、舌、身(触觉)去认识自然界,其中,通过人眼视觉给出的图像信息所占的比例最大。

曾有人做过统计,在人类获得的信息中由视觉获取的信息占60%,由听觉获取的信息占20%,触觉占15%,味觉占3%,嗅觉占2%。

而在当今飞速发展的信息时代,利用电视、互联网、卫星通信等光电技术手段,使得视觉信息在人类认识世界的过程中所起的作用早已超过90%。

可以想像,如果没有光,没有各种先进的光电技术手段,人类就不会有今天这种绚烂多彩、盛况空前的文明。

但应该注意到,现今光电技术中所论述的光,就其物理本质而言,包括了从高能粒子(α、β、γ射线)、X射线、紫外线、可见光、红外线,以至短波、中波和长波的无线电波等所构成的整个波谱的电磁辐射。

产生或反射这些电磁波以供人眼观察的景物信息的光谱、强度、速度以及时空分布会千差万别,很显然,单靠人的裸眼,无法直接感知上述全部光信息。

这是因为尽管人眼结构精巧、功能齐全是任何其他单一光学或光电仪器所无法比拟的,然而就整体而言,人眼却天生地具有有限的空间、时间、光谱和能量的分辨能力。

为了克服人眼的上述缺陷,人类先后发明了各种光学和光电仪器。

例如,我国古代天文学家利用简单的“窥管”,斩除四周杂散光,改善了观察星体的视觉分辨率;望远镜、显微镜的发明,又把人眼的视野扩展到了遥远的星空和物质的微观世界。

科学技术的飞速发展创造了近代的高度文明,给人类提供了更为有效、动态范围更宽和光谱适应性更强的各类光电观察、瞄准、显示仪器,如各种激光、微光、红外仪器。

各类成像技术的发展离不开社会需求,尤其是军事需求的牵引和相关基础技术进步的推动。

作为光电子技术重要组成部分的光电子成像技术发展的强大推动力是军用夜视、夜瞄装备的迫切需求。

出其不意、攻其不备是军事上出奇制胜的策略之一,而夜间或其他能见度不良的天候条件是实现上述作战方针的最佳时机,因此,作为指战员耳目的各类夜视器材的发展自然会受到各国高度重视。

红外检测技术第七章__红外技术在军事上的应用

红外检测技术第七章__红外技术在军事上的应用

此后德国首先研制出主动式红外夜 视仪等几种红外探测仪器,但它们都 未能在第二次世界大战中实际使用。
几乎同时,美国也在研制红外夜视 仪,虽然试验成功的时间比德国晚, 但却抢先将其投入实战应用。
1945年夏,美军登陆进攻冲绳岛,隐 藏在岩洞坑道里的日军利用复杂的地形, 夜晚出来偷袭美军。于是美军将一批刚刚 制造出来的红外夜仪紧急运往冲绳,把安 有红外夜视仪的枪炮架在岩洞附近,当日 军趁黑夜刚爬出洞口,立即被一阵准确的 枪炮击倒。洞内的日军不明其因,继续往 外冲,又糊里糊涂地送了命。红外夜视仪 初上战场,就为肃清冲绳岛上顽抗的日军 发挥了重要作用。
目前,能够与山田的夜视镜配合使用 的这款手机━━V602-SH只在日本销售。沃 达丰公司的一名发言人称,这款手机配件 在日本之外使用也没有什么问题。她说, 由于山田是第三方供应商,沃达丰公司的 约束力有限。该发言人指出,我们从来没 有在市场上推出过能够穿透衣服的拍照手 机。拍照手机已经引起人们的担忧,一些 场所已经禁止用户使用拍照手机。韩国政 府规定,在使用拍照手机拍摄照片时,必 须使照片不能太清晰。
红外点源制导系统已广泛应用于空空、地 空、岸舰和舰舰导弹等数十种战术导弹上。 预计到90年代初,点源制导系统仍将是上 述战术导弹的主要制导方式之一。
红外成像制导系统的研制工作始于70年代 中期,它比红外点源制导系统提供的信息 丰富,具有更强的识别能力和更高的制导 精度。80年代初,已在“小牛”空地导弹 上使用。随着焦面阵列器件的研制成功, 红外成像制导系统将进一步提高识别能力, 并使导弹具有自主攻击能力。
主动式红外夜视仪具有成像清晰、制作简 单等特点,但它的致命弱点是红外按照灯 的红外光会被敌人的红外探测装置发现。 60年代,美国首先研制出被动式的热像仪, 它不发射红外光,不易被敌发现,并具有 透过雾、雨等进行观察的能力。

简述红外夜视视觉传感器的工作原理及特点

简述红外夜视视觉传感器的工作原理及特点

简述红外夜视视觉传感器的工作原理及特点一、红外夜视视觉传感器的概述红外夜视视觉传感器是一种能够在低光环境下工作的传感器,其利用红外线技术实现对目标的探测和成像。

它主要由红外探测器、光学透镜、信号处理电路和显示装置等组成。

二、红外探测器的工作原理红外探测器是红外夜视系统中最核心的部件之一。

它能够将目标发出的热辐射转化为电信号,从而实现目标的探测和成像。

常见的红外探测器主要有热电偶、焦平面阵列和量子阱等。

1. 热电偶热电偶是最早被应用于红外夜视系统中的传感器。

它利用材料在温度变化时产生电势差的原理,将目标发出的热辐射转化为电信号。

但是,由于其灵敏度低、响应速度慢等缺点,已经逐渐被其他类型的红外探测器所取代。

2. 焦平面阵列焦平面阵列是当前应用最广泛的红外探测器之一。

它由多个微小的探测单元组成,每个单元都能够将目标发出的热辐射转化为电信号。

这些信号被整合后,就能够形成目标的图像。

与热电偶相比,焦平面阵列具有灵敏度高、响应速度快等优点。

3. 量子阱量子阱是一种新型的红外探测器,其灵敏度和分辨率都比焦平面阵列更高。

它利用半导体材料中的量子效应实现对红外线辐射的探测和成像。

由于其制造工艺复杂、价格昂贵等原因,目前还没有被广泛应用于红外夜视系统中。

三、光学透镜的工作原理光学透镜是红外夜视系统中另一个重要组成部分。

它主要负责将目标发出的光线聚焦到红外探测器上,并对图像进行调节和矫正。

1. 聚焦光学透镜通过改变其曲率来实现对光线的聚焦。

当光线经过凸透镜时,会向透镜中心汇聚;当光线经过凹透镜时,会从透镜中心散开。

通过调节透镜的曲率,就能够将目标发出的光线聚焦到红外探测器上。

2. 调节和矫正光学透镜还可以通过调节其位置和角度来实现对图像的调节和矫正。

例如,在夜视系统中,由于红外辐射的波长比可见光短很多,因此需要使用特殊的光学透镜来实现对图像的调整和矫正。

四、信号处理电路的工作原理信号处理电路是红外夜视系统中最重要的部分之一。

红外夜视监控基本常识

红外夜视监控基本常识

红外夜视监控基本常识红外夜视监控需要掌握的要点:随着安防监控逐渐成为社会的需求,安防技术的发展也越来越受到社会各方面的重视,人们对监控的要求已由以前的可见光监控逐渐向夜间无光监控的方向发展。

由此,对夜视红外产品的选择已成为工程商采购器材时主要考虑的问题。

现今,大量的红外产品充斥着整个安防市场,影响着人们购买时的选择。

因为红外产品好与不好,除了公司规模、设计、外观包装外,即便是图像效果也不一定是眼睛看见的就是好的。

因为红外灯和我们看到的摄像机图像还不一样,好就是好,清晰就是清晰。

但红外灯不一样,有的红外灯你可以把它电压调高(因红外灯对电源电压很敏感),短时间内效果就会很好,但是红外灯的寿命却是大大缩短了,基本上也就半年到一年的寿命,过了一年故障率会明显提高,效果也会大打折扣。

现在有很多红外灯新兴厂家看见红外灯近几年利润不错,找到个LED卖家就开始自己组装红外灯。

还有一些当年很领先的早期红外灯企业,抱着暴利不放,还是几年前的销售思想,技术上也固步自封,已被快速发展的市场竞争抛在后面。

年前,在深圳安防展会上,看到一个很专业的红外灯厂家,做了一个很大的类似大锅形的红外灯,标称可以达到几千米,咨询他配套什么样的摄像机,什么样的镜头,在什么环境下可以达到标称的效果,则说不清。

那么多的红外灯制造商都信誓旦旦地标称自己的红外灯100米或200米等等,从而误导工程商。

而不管厂家如何宣传,工程商就是不信,100米灯能勉强用到50米就不错了,很多负责任的工程商,更是买了无数的红外灯也达不到用户要求。

那么,红外灯的照射距离就是夜间监控的红外距离吗?红外夜视监控就是单指红外灯技术吗?客观地说,红外灯要想达到效果,需要感红外性能出众的摄像机和性能优良的红外镜头,最好是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机,最好是黑白的,配置特别的红外镜头,红外透光率达到百分之九十五以上。

问题是,这种摄像机大多价格昂贵,而真正红外透光率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难找。

在黑暗中更早探测危险——海拉主动式红外线前照系统ADILIS

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车载红外夜视辅助系统发展概述一、前言随着汽车车速的不断提高,汽车交通事故经常发生,特别是在夜间、下雨、下雪、雾霭等低能见度的天气下行驶,更是造成交通事故贫乏的主要原因。

据统计,虽然夜间行车在整个公路交通中只占四分之一,但有55%的交通事故却是在夜间发生的。

当汽车以时速100千米行驶时,如遇到突发事件需要紧急刹车,汽车大约需要滑行110米才能完全停下来。

然而夜间汽车远光灯的照射范围只有50米,以这样速度,司机无法对此做出及时的反应。

车载夜视系统指的是采用一些方法,拓宽司机裸眼可见范围的一种新系统,可以在天黑、雾天、烟尘、雨雪、对面车灯眩光等一切能见度低的情况下产生清晰图像,提前知道前方路面状况,大大增加行车安全性。

目前车载夜视系统已成功从原来的军用领域转入民用领域。

二、夜视技术背景夜视技术是借助于光电成象器件实现夜间观察的一种光电技术,主要包括微光夜视和红外夜视两方面。

微光夜视技术又称像增强技术,是通过带像增强管的夜视镜,对夜天光照亮的微弱目标像进行增强,以供观察的光电成像技术。

红外夜视技术分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术;主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术;被动红外(热成像)技术它采用一种内光电效应半导体器件作探测器,将景物的辐射图像转换成电荷图像,经信息处理后,由显示器件转换成可见图像。

车载夜视技术分类汽车夜视产品根据成像原理的不同可分为:红外热成像汽车夜视仪,微光汽车夜视仪,主动红外汽车夜视仪。

红外热成像汽车夜视仪主要是看到人和物体的轮廓,看不清物体的真实面目,它能够使黑夜(即使没有任何灯光照明的情况下)也能像白天那样,能有效防止对向车辆的眩光干扰(如例图1、2),尤其是在雾、烟、尘天气的条件下,可以清晰准确的观察到危险,也可以看到前大灯照射不到的区域,能够观察到比普通汽车前大灯远3倍至5倍的距离,甚至可以达到10倍以上的距离。

微光汽车夜视仪需要一定的月光、星光或开启车大灯才能看到物体,如果完全没有光就什么也看不到,无透雾功能,但此类产品成本造价较低。

主动红外汽车夜视仪是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视仪,此类夜视主要缺点是要受对向车辆的眩光干扰,而且受红外光照射却与影响所看区域遥远效益前大灯所照射到的区域。

从成本、性能角度看,基于非制冷焦平面探测技术的红外热成像仪是普及车载夜视系统的唯一可行备选。

主动式红外夜视仪成像画面存在手电筒效应,红外光束有效距离短(由于红外光束的散射,有效距离内的物体才清晰可见),功率和散热很大;红外热成像技术虽然制作工艺复杂,生产维护成本高,但与微光成像技术相比在作用距离、图像质量、昼夜共用、可应用领域等方面具有明显优势;非制冷焦平面探测技术使热成像仪在体积、成本方面大幅改善,从而将其大规模带入民用领域,也是目前车载夜视系统的主流技术。

三、远红外车载夜视系统的国内外发展现3.1 微光民用车载视觉增强系统的国内外发展现状微光车载夜视系统出现较早,国外的微光夜视技术从 20 世纪 40 年代开始研究以来得到非常迅猛的发展,现在已研发出四代产品。

我国的微光夜视技术经过 30 多年的发展,对第一代,第二代,超二代的微光产品有批量生产的能力,第三代微光产品仍处于实验室研究阶段。

微光夜视系统的产品主要以夜视镜的形式出现。

微光车载夜视系统最早出自军用产品,以头盔式夜视镜或电视式的形式辅助夜间巡逻、驾驶车辆、单兵武器的发射和瞄准等活动[5]。

美国DRS公司生产的微光双筒夜视镜、美国特种部队使用的AN/PVS-17 夜视镜和俄罗斯YUKON 生产的微光双筒夜视镜为目前国外夜视系统中比较有代表性的产品。

国内的微光车载夜视系统研究始于1981 年,由国营北京长城光学仪器厂开始“被动式坦克微光驾驶仪”的研制工作, 1982 年完成样机,于用于第一、二代坦克。

之后,北方工业公司,北方夜视技术分别研制了GW89-200 和WDC81-1 等产品,在扩大系统视场角,提高性能方面取得进展。

微光车载夜视系统主要为电视式,但尚处于起步阶段,目前只有少数车辆安装了该系统。

国内的微光车载夜视系统产品主要有新星光电的RC系列产品。

3.2近红外民用车载视觉增强系统的国内外发展现状由于近红外民用车载视觉增强系统需要光源的原因,在军事领域的应用很少。

在民用领域,主要厂家是保千里视像科技。

2.3 远红外民用车载视觉增强系统的国内外发展现状远红外车载夜视系统在国内外都有非常多的研究和应用。

国外Raytheon、FLIR 和DRS等公司都制作了专门的军用和民用产品[7-9]。

2008年,美国的FLIR公司率先推出了车载夜视系统,这个系统很快应用于宝马车上,之后美国DRS公司也推出了车载夜视系统,这个系统有着更大的视场角。

德国的Carl Zeiss公司和美国的Raytheon公司等都制造了很多军用远红外车载视觉增强系统,这些系统都拥有更广阔的视场和更优秀的性能。

在国内,浙江大立,武汉高德,广州飒特等都相继推出了车载夜视系统。

浙江大立科技的车载夜视系统EX-IV性能同FLIR的PathFind IR系统性能相似,在军用方面,结合自身的优势,推出的系列有EX-25、EX-35等产品。

四、红外热成像技术的产生及原理1.1.红外线辐射的发现1672 年,人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成,同时,牛顿做出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论。

使用分光棱镜就把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。

1840 年,英国物理学家F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,发现了红外线。

他在研究各种色光的热量时,有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住,并在板上开了一个矩形孔,孔内装一个分光棱镜。

当太阳光通过棱镜时,便被分解为彩色光带,并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。

为了与环境温度进行比较,赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。

试验中,他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一支温度计,比室内其他温度的批示数值高。

经过反复试验,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面。

于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的“热线”,这种看不见的“热线”位于红色光外侧,叫做红外线。

红外线是一种电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质,红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃,对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。

1.2.电磁波谱电磁波谱根据产生和探测辐射的方法,可以分为许多波长范围,这些波长范围称为“波段”。

电磁波谱的不同波段辐射具有相同的本质,全部遵循相同的法则,存在波动性和粒子性等性质,唯一的区别仅在于波长不同。

一般所说的红外线光谱波段,波长范围为0.75μm ~ 1000μm。

红外线波段通常可以进一步划分为四个更小的波段,这四个波段是:近红外线波段(0.75μm~ 3μm)、中红外线波段(3μm ~ 6μm)、远红外线波段(6μm ~ 15μm)和极远红外线波段(15μm ~ 1000μm)。

自然界中一切温度高于绝对零度(即零下273℃)的物体均可向外辐射红外线。

通常温度越高的物体其红外辐射越强,典型的红外辐射源包括人体、含有发动机的汽车、飞机等。

也正因此,红外辐射不受昼夜的影响,同时由于红外波长较可见光波长长,因此穿透烟、雾的能力远远强于可见光,因此,开发利用这个重要的光谱波段具有极大的实用价值。

下图为夜间、雾、烟情况下可见光与红外成像的对比:汽车上的车载红外夜视辅助系统采用被动式红外热成像技术更具优势。

它并不发出任何信号,而是通过一般放在汽车前格栅的后面安装的,一个摄像机作用的热像仪传感器来探测前方物体热量。

五、非制冷红外焦平面发展历史1.1源于美国的VOx技术非制冷红外焦平面的概念从1970年代开始提出,但限于当时技术发展水平,未能做出真正的产品。

到1980年代初,在美国军方的大力支持下,霍尼韦尔和德州仪器(TI)两家公司分别对氧化钒微测辐射热计(VOx)技术和钛酸锶钡热释电(BST)技术投入研究。

到1990年代初期,研制完成后正式对外公开以上两种非制冷焦平面探测器技术。

从1990年代至今,美国国内从事非制冷焦平面技术的公司经历多次并购重组。

并且,霍尼韦尔也把VOx技术向日本、以色列等少数国家有限制地授权。

目前,全球得到源于美国的VOx探测器技术授权的公司包括FLIR、DRS、BAE、Raytheon、LumaSense、NEC、SCD等几家。

VOx焦平面也从1990年度初的50um 像元间距、320×240阵列技术水平,发展到目前的17um像元间距、1024×768阵列规模,并且在热分辨率(NETD)方面也大幅改善,普遍达到60mK以下。

而源自TI的BST技术由于像元间距难以缩小、像元间存在热串扰、无法实现单体集成制造等缺点,最终在2009年在L-3公司宣布停产。

1.2源于法国的非晶硅(a-Si)技术法国的原子能机构(CEA)下属的LETI实验室从1990年代前后开始在法国国防部的支持下开展了非晶硅(a-Si)非制冷红外焦平面的研发,并在2000年左右推出第一款45um、320×240产品。

之后成立了ULIS公司,并在2003年前后正式在ULIS实现35um探测器的批量生产。

法国的a-Si技术在过去10年内取得了飞速发展,先后推出25um、640×480面阵,25um、384×288面阵,17um、640×480面阵,17um、1024×768面阵等产品。

目前a-Si焦平面在灵敏度、阵列规模、像元尺寸、成像质量等各个方面都已达到或赶超美国的VOx技术。

而且由于a-Si技术本身的一些特点和优势,在25um、17um等先进工艺代的产品制造方面比VOx技术更有优势,在成本和可靠性方面将超过VOx探测器。

2、非晶硅与氧化钒技术的比较从上述总结可以看出,目前到未来相当长的时间内,非制冷市场将是VOx 技术与a-Si技术两者竞争的舞台。

由于VOx发展时间长,并且美国是全球最大的红外市场,所以VOx探测器目前占据的市场份额处于领先地位(约70%)。

但是,a-Si探测器在短短的10几年时间内,已占领了近30%的全球市场,在美国以外特别是中国市场取得绝对优势。

(1)从技术特点来看,a-Si探测器的性能已经达到VOx探测器同等水平。

首先,从分辨率来看,a-Si探测器具有160×120、384×288、640×480、1024×768多种规格。

VOx也同样有160×120、320×240、640×512、1024×768等产品。

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