[发明专利]一种高分辨率制冷型红外热像仪

说明书

本发明涉及一种高分辨率制冷型红外热像仪，红外光学系统的输入端接收红外辐射信号，输出连接红外焦平面探测器，红外焦平面探测器的输出端连接探测器驱动模块的模拟信号读出单元，其输出端连接ADC转换模块，ADC转换模块的输出端连接信号处理及成像模块，信号处理及成像模块输出视频信号，同时输出端连接探测器驱动模块的数字驱动信号单元；电源模块的输出端连接各模块的电源端口。本发明具有稳定性好、结构紧凑、功耗小、成本低等优势，能实时完成对图像数据的各种运算、切换、并输出到显示系统。配合显示系统和按键实现人机交互：对探测器阈值的控制和实现拍照、录像、播放、存储、传输等功能。

技术领域

本发明属于红外成像仪，涉及一种高分辨率制冷型红外热像仪。

背景技术

红外成像系统在军事和民用领域都有广泛的应用前景。在军事上，该系统主要用于红外预警、红外侦察、红外制导、生化分析等；在民用领域，该系统可用于生物医药分析、海上油监、太阳照度监测、刑事侦察、森林防火、空间观测、染病谷物剔除、和灾害天气监测及预报等。

1024×768红外探测器具有稳定性好、结构紧凑、功耗小、成本低等优势，但红外热像仪的距离不够远，不能达到非接触、快速准确探测红外辐射的高分辨率制冷型红外热像仪成像。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高分辨率制冷型红外热像仪。

技术方案

一种高分辨率制冷型红外热像仪，其特征在于包括红外光学系统、红外焦平面探测器、探测器驱动模块、ADC转换模块、信号处理及成像模块及电源模块；红外光学系统的输入端接收红外辐射信号，输出连接红外焦平面探测器，红外焦平面探测器的输出端连接探测器驱动模块的模拟信号读出单元，其输出端连接ADC转换模块，ADC 转换模块的输出端连接信号处理及成像模块，信号处理及成像模块输出视频信号，同时输出端连接探测器驱动模块的数字驱动信号单元；电源模块的输出端连接各模块的电源端口，探测器驱动模块内的探测器供电VDD单元、探测器偏压供给DIG单元和探测器偏压供给PRV单元为探测器提供驱动电源；信息流程为：辐射源所发出的红外光通过红外光学系统，照射到红外焦平面探测器上，产生光电转换从而将红外光图像转换成电荷图像；然后经探测器驱动模块对探测器输出的模拟信号流进行负载匹配、阻抗匹配以及电平转换，使得成为A/DDC转换能够接受的信号特性；ADC转换模块将模拟数据流转换为数字信号流，信号处理及成像模块将ADC转换模块输出的数字信号流进行处理输出视频信号。

所述红外光学系统包括三个透镜，按光路走向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；第一透镜和第三透镜为弯月正透镜，第二透镜为弯月负透镜，第二透镜和第三透镜前表面均采用非球面；各透镜间隔为：第一透镜与第二透镜间隔4.3mm、第二透镜与第三透镜间隔27.2mm、第三透镜与探测器间隔8.2mm。

所述第一透镜和第三透镜的材料为锗，第二透镜的材料为锗。

所述红外焦平面探测器选用分辨率为1024×768制冷探测器、像元尺寸16μm，模拟输出通道为8路，斯特林式制冷机。

所述探测器供电VDD单元包括采用AD8028ARM的D2和外围电路；以L2电感、L3 电感、B2电感、C8电容、C9电容、C5电容组成的电源滤波电路，对D2的电源供电管脚进行去耦合滤波，以R3电阻、R4电阻和C13电容组成低通滤波信号为D2的正输入端，C15电容跨接D2的负输入端和输出端,起零点补偿作用；R14电阻和R15电阻为 D2负输入端偏值电阻，1+R14/R15为此电路的电压放大倍数，D2的输出端通过D3二极管的负极连接三极管Q1的输入极，R1电阻、R5电阻和R10电阻组成三极管Q1的扩流电路，为探测器提供电流为120mA，5.95V的输出电压。