Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr Durchblick dank Infrarotkamera

02.07.2010
Infrarotkameras sehen mehr als das bloße Auge und können beispielsweise den Straßenverkehr sicherer machen. Bei Kameras für den fernen infraroten Wellenlängenbereich muss der Sensor jedoch ständig gekühlt werden, was aufwändig und kostspielig ist. Ein neuartiger Detektor funktioniert nun auch bei Raumtemperatur.

Nachts unterwegs auf der unbeleuchteten Landstraße: Die kurvige Strecke ist schwer einzusehen, noch dazu ist es nebelig. Dementsprechend vorsichtig fährt der Autofahrer – und sieht das Reh auf der Straße dennoch erst, als es fast zu spät ist. Mit einer Vollbremsung verhindert er im letzten Moment einen Zusammenprall mit dem Tier. Infrarotkameras könnten in einer solchen Situation für mehr Sicherheit sorgen. Denn Objekte, die ungefähr Körpertemperatur haben, leuchten im fernen infraroten Wellenlängenbereich von 10 Mikrometern von sich aus. Detektoren in der Kamera nehmen diese Wärmestrahlung auf und orten so die Wärmequelle. Dadurch könnte der Fahrer Menschen oder Tiere erkennen, lange bevor das Abblendlicht sie erfasst. Andere Verkehrsteilnehmer würden durch die unsichtbare Infrarotstrahlung nicht beeinträchtigt.


Dieses Foto wurde mit einer Infrarotkamera aufgenommen, die mit einem temperaturabhängigen Detektor ausgestattet ist. Das Bild zeigt die unterschiedlichen Temperaturfelder.
© Fraunhofer IMS

Das Problem: Infrarotkameras für den Wellenlängenbereich oberhalb von fünf Mikrometern mögen es frostig – der Sensor muss ständig auf etwa minus 193 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Zwar gibt es auch heute schon ungekühlte Imager für den fernen Infrarotbereich, allerdings werden diese überwiegend im militärischen Bereich eingesetzt und sind am europäischen Markt kaum verfügbar. Das soll sich nun ändern: Forschern aus dem Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg ist es gelungen, einen bildgebenden Sensor für den fernen Infrarotbereich zu fertigen, der bei Raumtemperatur funktioniert. »In Deutschland wären wir die ersten, die eine solche Technologie anbieten«, sagt Dr. Dirk Weiler, Wissenschaftler am IMS.

Herzstück des IRFPA-Sensors (Infrared Focal Plane Array) ist ein Mikrobolometer – ein temperaturabhängiger Detektor, der langwelliges Infrarotlicht absorbiert. Um ein zweidimensionales Bild zu erzeugen, sind mehrere Mikrobolometer auf einem Array zusammengefasst. Nimmt nun der Mikrobolometer Licht von einer Wärmequelle auf, führt das zu einem Temperaturanstieg in seinem Inneren und ändert seinen elektrischen Widerstand. Ein Auslesechip wandelt diesen Widerstandswert dann direkt in ein digitales Signal um. Auch das war bisher nicht ohne einen weiteren Zwischenschritt möglich: Normalerweise wird der elektrische Impuls zuerst in ein analoges Signal übersetzt und anschließend mit Hilfe eines Analog/Digital-Konverters digitalisiert. »Wir setzen bei unserem Imager einen ganz spezifischen Konverter, einen Sigma-Delta-Wandler, ein. So ist es uns gelungen, direkt ein digitales Signal zu erzeugen«, erklärt Weiler.

Da die aufwändige und kostenintensive Kühlung nicht mehr nötig ist, eröffnen sich neben dem Einsatz im Automobil noch weitere Anwendungsfelder. »Vor allem im Bereich von mobilen Geräten dürfte sich durch die neue Entwicklung einiges tun«, ist sich Weiler sicher. Denn ohne Kühlmechanismus lässt sich nicht nur Gewicht sparen. Auch die Akkuleistung und damit die Betriebszeit des mobilen Geräts erhöht sich, da die Energieversorgung für die Kühlung wegfällt. Ein potenzielles Einsatzgebiet für mobile Infrarotkameras ist der Brandschutz, etwa um versteckte Glutnester aufzuspüren oder Personen in verrauchten Gebäuden zu lokalisieren.

Erste Labortests mit dem neuen Sensorelement waren erfolgreich: Die Forscher konnten bereits einige Infrarotbilder aufnehmen.

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/07/infrarotkamera.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Speiseröhrenkrebs einfacher erkennen
06.03.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise