SBIR Phase I: Computational Low-cost Arrayed Infrared (CLAIR) Cameras
SBIR 第一阶段:计算低成本阵列红外 (CLAIR) 相机
基本信息
- 批准号:1047405
- 负责人:
- 金额:$ 15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-01-01 至 2011-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project will research a revolutionary approach to the lens and opto-mechanical design, fabrication process, and image signal processing of infrared (IR) imagers with the goal of reducing cost, size, and weight. To date, the high cost of sensors has made IR imagers accessible only in markets where performance -not cost - is the driving factor, allowing expensive and bulky optics to reign. New process improvements are significantly reducing the size and cost of long wave infrared (LWIR) microbolometer sensors, making optics the limiting factor for weight, size, and cost reduction. The research objectives are to investigate computational imaging, integrated athermalization, focus-free assembly, and arrayed lens fabrication for IR imaging; demonstrate feasibility of lens array construction; and test prototype performance and effectiveness of adaptive computational imaging in adverse conditions. The research will be conducted through the cost-model driven design of the complete opto-mechanical LWIR imager, signal processing, and fabrication process. The design will be implemented and tested through arrangements with industry partners. The anticipated result is demonstration of LWIR imaging with 2X reduction in volume, 5X reduction in weight, and a fabrication, assembly, and test model demonstrating a 3X reduction in cost.The broader impact/commercial potential of this project is to extend the sale of IR imagers into cost-sensitive commercial applications. Currently, IR imagers are targeted for expensive military applications, but there is a large need for reduced cost systems in safety, security, and industrial markets where thermal imaging offers enhanced viewing over the visible spectrum. Thermal imagers provide visibility in fog, smoke, and poor lighting, which enables imaging in adverse conditions needed by automotive collision detection and Homeland Security rescue and response. Security applications require identification of humans in conditions of no light, where thermal imagers alone are able to meet the demand. In industrial use, LWIR thermography can improve energy efficiency by identifying thermal leaks and can predict imminent process faults. The impact to society is as ubiquitous as the commercial opportunities and constitutes an increase in emergency search effectiveness, city street safety, and energy conservation. Labor costs are already driving current labor-intensive IR lens fabrication overseas at the detriment to US scientific innovation. The proposed innovations remove the labor-intensive component, establishing the US as the dominate manufacturer in this emerging market while enhancing science in parallel process development, computational imaging, material property innovation, and IR sensor performance.
这个小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目将研究红外成像器的透镜和光学机械设计、制造工艺和图像信号处理的革命性方法,目标是降低成本、尺寸和重量。到目前为止,传感器的高成本使得红外成像仪只能在性能(而不是成本)是驱动因素的市场上才能获得,从而允许昂贵和笨重的光学元件占据主导地位。新的工艺改进显著降低了长波红外(LWIR)微测辐射热计传感器的尺寸和成本,使光学成为重量、尺寸和成本降低的限制因素。研究的目标是研究红外成像的计算成像、综合绝热、无焦组装和阵列透镜制作;论证透镜阵列构建的可行性;以及测试恶劣条件下自适应计算成像的原型性能和有效性。研究将通过成本模型驱动的完整的光机式长波红外成像仪的设计、信号处理和制造工艺进行。该设计将通过与业界合作伙伴的安排进行实施和测试。预计的结果是展示长波红外成像,体积缩小2倍,重量减轻5倍,制造、组装和测试模型展示成本降低3倍。该项目更广泛的影响/商业潜力是将红外成像仪的销售扩展到对成本敏感的商业应用中。目前,红外成像仪的目标是昂贵的军事应用,但在安全、安保和工业市场中,对降低成本的系统有很大的需求,因为在这些市场中,热成像可以增强可见光光谱的查看能力。热像仪在雾气、烟雾和光线不佳的情况下提供可见性,这使得在汽车碰撞检测和国土安全救援和响应所需的恶劣条件下进行成像成为可能。安全应用需要在没有光线的条件下识别人类,而在这种情况下,仅热像仪就能够满足这一需求。在工业应用中,长波红外热像仪可以通过识别热泄漏来提高能源效率,并可以预测迫在眉睫的工艺故障。对社会的影响与商业机会一样无处不在,并构成了紧急搜索效率、城市街道安全和节能方面的增加。劳动力成本已经在推动目前劳动密集型红外透镜的海外制造,损害了美国的科学创新。拟议的创新消除了劳动密集型组件,确立了美国作为这一新兴市场主导制造商的地位,同时加强了并行工艺开发、计算成像、材料特性创新和红外传感器性能方面的科学。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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