RU94046326A

RU94046326A - Инфракрасная камера и способ считывания изменений удельного сопротивления пассивных принимающих излучение элементов

Info

Publication number: RU94046326A
Application number: RU94046326/09A
Authority: RU
Inventors: Вуд Р.Эндрю
Original assignee: Ханивелл Инк.
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1997-12-20

Claims

1. Инфракрасная камера, имеющая оптический узел (71), который передает световое и инфракрасное излучение на матрицу фокальной плоскости (33) из чувствительных к инфракрасному излучению микроболометров на полупроводниковой подложке (30), причем матрицу фокальной плоскости развертывают для создания выходных сигналов декодером (75), который выбирает адреса конкретных столбца и ряда в матрице посредством подачи на них тока смещения в виде импульсов короткой длительности от источника тока смещения (76), выбор адресов ряда и столбца определяется логическим контроллером (77), который вырабатывает сигналы, устанавливающие ключи в декодере в виде комбинации, требуемой для развертки всей матрицы с соответственной скоростью, температура матрицы фокальной плоскости постоянно поддерживается на какой-то выбранной величине по всему широкому диапазону с помощью термоэлектрического стабилизатора температуры (20), отличающаяся тем, что термоэлектрический стабилизатор температуры операционно связан с контроллером (73), который поддерживает температуру на основании сигнала, принимаемого от термодатчика (27), находящегося в непосредственной тепловой связи с матрицей.

2. Инфракрасная камера по п. 1, отличающаяся тем, что ток смещения, подаваемый в виде импульсов на каждый элемент изображения, по существу больше, чем ток, который может представлять безопасный уровень для каждого элемента изображения, если бы импульс имел большую длительность.

3. Инфракрасная камера по п. 1, отличающаяся тем, что имеет последовательный вывод значений аналоговых сигналов, возвращаемых от развертывания матрицы фокальной плоскости.

4. Инфракрасная камера по п. 3, отличающаяся тем, что последовательный вывод создается после приема отдельных аналоговых выходных данных от последовательного развертывания рядов и столбцов отдельными предварительными усилителями для каждого адреса элемента изображения, выходные данные предварительных усилителей (74) поступают в аналого-цифровой модуль (78), который преобразует каждое аналоговое значение в цифровое представление аналогового значения и затем передает преобразованные значения в блок обработки изображений, который преобразует принятые значения в стандартный выходной видеосигнал.

5. Инфракрасная камера по п. 1, отличающаяся тем, что стабилизированная температура соответствует примерно комнатной температуре.

6. Инфракрасная камера по п. 1, отличающаяся тем, что камера не имеет прерывателя.

7. Инфракрасная камера по п. 1, отличающаяся тем, что термоэлектронный стабилизатор поддерживает температуру матрицы фокальной плоскости настолько постоянной, что прерыватель не требуется.

8. Инфракрасная камера, включающая в себя подложку, имеющую первую и вторую поверхности с образованным в них сквозным отверстием, причем отверстие окружено, наряду с площадью первой поверхности, конструкцией прилегающей стенки, площадь внутри стенки представляет площадь ограниченной поверхности; термоэлектрический стабилизатор температуры, жестко смонтированный на ограниченной поверхности таким образом, чтобы не блокировать отверстие, и имеющий противоположную поверхность; матрицу чувствительных к инфракрасному излучению микроболометров, прикрепленную к противоположной поверхности термоэлектрического стабилизатора температуры, и возбуждаемую короткими импульсами, поступающими от источника тока смещения; датчик температуры, прикрепленный к противоположной поверхности термоэлектрического стабилизатора температуры в тепловой близости к матрице чувствительных к инфракрасному излучению микроболометров, отличающаяся тем, что датчик температуры электрически связан с контроллером, который регулирует стабилизатор температуры на основании сигнала, получаемого с датчика температуры; и тем, что содержит для пропускания некоторого излучения к чувствительному к инфракрасному излучению полупроводниковому устройству, прикрепленному к уплотнению термоэлектрического стабилизатора температуры, датчик температуры и матрицы чувствительных к инфракрасному излучению микроболометров во внутреннем пространстве, определяемом первой поверхностью, окном, предназначенным для пропускания некоторого излучения и конструкции стенки.

9. Инфракрасная камера по п. 8, отличающаяся тем, что к второй поверхности вокруг отверстия прикреплен элемент уплотняемой трубки.

10. Инфракрасная камера по п. 9, отличающаяся тем, что в трубку перед уплотнением размещают газопоглотитель.

11. Инфракрасная камера по п. 8, отличающаяся тем, что матрицу развертывают для создания выходных сигналов посредством декодирующего устройства, которое выбирает конкретные адреса столбцов и рядов в матрице посредством обеспечения на ней тока смещения в виде импульсов небольшой длительности от источника тока смещения, причем выбираемые конкретные адреса столбцов и рядов определяются логическим контроллером, который вырабатывает сигналы, устанавливающие ключи в декодере в комбинацию, необходимую для развертывания всей матрицы с соответствующей скоростью.

12. Инфракрасная камера по п. 11, отличающаяся тем, что уровень импульса тока смещения, подаваемого на каждый элемент изображения, по существу больше уровня, который был бы безопасным для каждого элемента изображения, если бы импульс имел большую длительность.

13. Инфракрасная камера по п. 11, отличающаяся тем, что имеет последовательный вывод значений аналоговых сигналов, возвращаемых от развертывания матрицы фокальной плоскости.

14. Инфракрасная камера по п. 13, отличающаяся тем, что последовательный вывод создается после приема по существу отдельных аналоговых выходных сигналов от последовательного развертывания рядов и столбцов отдельными предварительными усилителями для каждого адреса элемента изображения, выходные сигналы предварительных усилителей поступают на аналого-цифровой модуль, который преобразует каждое аналоговое значение в цифровое представление аналогового значения и затем передает преобразованные значения в блок обработки изображений, который преобразует принятые значения в стандартный выходной видеосигнал.

15. Инфракрасная камера по п. 8, отличающаяся тем, что стабилизация температуры осуществляется примерно до комнатной температуры.

16. Инфракрасная камера по п. 8, отличающаяся тем, что в камере отсутствует прерыватель.

17. Инфракрасная камера по п. 8, отличающаяся тем, что термоэлектрический стабилизатор поддерживает температуру матрицы фокальной плоскости на постоянном уровне так, что прерыватель не требуется.

18. Способ считывания изменений удельного сопротивления пассивных, принимающих излучение элементов в матрице с n х m элементами, включающий в себя: экспонирование принимающей излучение поверхности излучаемой сценой, которую необходимо наблюдать, создавая, таким образом, изменение удельного сопротивления принимающих элементов, связанное с количеством излучения, получаемым от сцены, и развертывание принимающих элементов импульсом малой длительности тока смещения, который нагревает датчики и является слишком большим, чтобы позволить элементам оставаться стабильными, если импульс имеет по существу большую длительность, отличающийся тем, что развертывание выполняют с такой скоростью, что каждый элемент имеет время, чтобы вернуться к температуре стабилизации, прежде чем развертывание выработает второй импульс смещения малой длительности на каждый элемент.