一种小型化的红外成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及红外成像技术领域，具体涉及一种小型化的红外成像装置。
【背景技术】
[0002]红外成像技术，可在全黑的夜空下不用照明就能和白天一样看清周围景物；可将景物本身在常温下的辐射转换成可见的图像信息；红外成像分为制冷成像和非制冷成像，制冷型红外探测器材料的价格昂贵，并且探测器的成品率很低，导致了制冷型红外热成像系统价格昂贵；另外，制冷型红外热成像系统额外需要一套制冷设备，增加了系统成本，降低了系统的可靠性；制冷型系统的功耗大，难以实现小型化。这些缺点限制了其在低成本工商业领域的推广。非制冷红外成像系统由于不需要单独的制冷设备，因此具有价格低、功耗低、重量轻及可靠性高的优点。然而，目前非制冷红外成像装置大多采用DSP(digitalsignal processor，数字信号处理器)加上FPGA (Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)架构，其中DSP主要实现数据运算、数据通信和系统管理等功能主要实现固定的信号处理和时序控制功能；二者相互配合，完成对图像的实时处理。但是在这些系统中，基于总线时分复用的DSP和FPGA需要频繁切换对存储器的控制权，必然会降低整个系统的数据传输效率，增加系统逻辑控制的复杂度，给系统的设计与应用带来诸多不便。更重要的是，采用DSP+FPGA架构的电路体积偏大，难以满足小型化的应用要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种小型化的红外成像装置，该装置提高了自身的信号处理速度、缩小了整体的尺寸大小、增加了可靠性。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所设计的小型化的红外成像装置，它包括红外光学镜头，它还包括探测器接口模块、模数转换及温控模块和信号处理模块，所述探测器接口模块包括偏压单元、非制冷红外焦平面探测器，所述模数转换及温控模块包括半导体致冷(TEC, ThermoelectricCooler)温度控制器和模数转换器，所述信号处理模块包括处理器、存储器、低电压差分信号发送器和串口电平转换器，其中，所述红外光学镜头的光信号输出端对应非制冷红外焦平面探测器的光信号输入端，非制冷红外焦平面探测器的偏压信号输入端连接偏压单元的偏压信号输出端，非制冷红外焦平面探测器的模拟视频信号输出端通过模数转换器连接处理器的数字视频信号输入端，半导体致冷温度控制器的半导体致冷温度控制信号输出端连接非制冷红外焦平面探测器的温度控制信号输入端，非制冷红外焦平面探测器的温度反馈信号输出端连接半导体致冷温度控制器的温度反馈信号输入端，半导体致冷温度控制器的温度控制完成信号输出端连接处理器的温度控制完成信号输入端，处理器的数据存储接口连接存储器，处理器的第一数字红外成像信号输出端连接低电压差分信号(Low Voltage Differential Signaling，LVDS)发送器的信号输入端，处理器的命令通信端连接串口电平转换器的通信接口，处理器的探测器驱动信号输出端连接非制冷红外焦平面探测器的探测器驱动信号输入端。
[0005]本实用新型采用单个高性能的FPGA器件架构(即信号处理模块中的处理器)提高了图像信号处理的速度及数据传输效率，减小了系统逻辑控制的复杂度。在图像信号的传输过程中利用FPGA内部存储器(即信号处理模块内部的存储器)，省去了传统红外成像中需要的外部FIFO(First Input First Output，先入先出队列芯片)或DPRAM(doubleport random memory DPRAM，双端口随机存储器)，另外，信号处理模块的处理器对非制冷红外焦平面探测器直接进行驱动，使得本实用新型具有较高的集成度，省去了传统非制冷红外成像装置中的外部驱动电路，节省了制板空间、缩小了红外成像装置的尺寸，提高了装置的可靠性。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的结构框图。
[0007]其中，I一信号处理模块、1.1一处理器、1.2一存储器、1.3一低电压差分信号发送器、1.4一串口电平转换器、1.5—数模转换器、2—红外光学镜头、3—探测器接口模块、3.1—偏压单元、3.2—非制冷红外焦平面探测器、3.3—有源滤波器、4一模数转换及温控模块、4.1一半导体致冷温度控制器、4.2—模数转换器、4.3—无源滤波器。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0009]如图1所述的小型化的红外成像装置，它包括红外光学镜头2、探测器接口模块3、模数转换及温控模块4和信号处理模块1，所述探测器接口模块3包括偏压单元3.1、非制冷红外焦平面探测器3.2，所述模数转换及温控模块4包括半导体致冷温度控制器4.1和模数转换器4.2，所述信号处理模块I包括处理器1.1、存储器1.2、低电压差分信号发送器1.3和串口电平转换器1.4，其中，所述红外光学镜头2的光信号输出端对应非制冷红外焦平面探测器3.2的光信号输入端，非制冷红外焦平面探测器3.2的偏压信号输入端连接偏压单元3.1的偏压信号输出端，非制冷红外焦平面探测器3.2的模拟视频信号输出端通过模数转换器4.2连接处理器1.1的数字视频信号输入端，半导体致冷温度控制器4.1的半导体致冷温度控制信号输出端连接非制冷红外焦平面探测器3.2的温度控制信号输入端，非制冷红外焦平面探测器3.2的温度反馈信号输出端连接半导体致冷温度控制器4.1的温度反馈信号输入端，半导体致冷温度控制器4.1的温度控制完成信号输出端连接处理器1.1的温度控制完成信号输入端，处理器1.1的数据存储接口连接存储器1.2，处理器1.1的第一数字红外成像信号输出端连接低电压差分信号发送器1.3的信号输入端，处理器1.1的命令通信端连接串口电平转换器1.4的通信接口，处理器1.1的探测器驱动信号输出端连接非制冷红外焦平面探测器3.2的探测器驱动信号输入端。上述串口电平转换器1.4选择为RS422串口电平转换器。上述探测器接口模块3、模数转换及温控模块4和信号处理模块I采用12V电源供电。
[0010]上述技术方案中，所述信号处理模块I还包括数模转换器1.5，处理器1.1的第二数字红外成像信号输出端连接数模转换器1.5的信号输入端。
[0011]上述技术方案中，所述探测器接口模块3还包括有源滤波器3.3，模数转换及温控模块4还包括无源滤波器4.3，所述非制冷红外焦平面探测器3.2的模拟视频信号输出端依次通过有源滤波器3.3