Darpa: Winzige Pixel für thermische Kamerasensoren

Das US-Militär nutzt Wärmebildkameras, um Menschen oder Fahrzeuge in der Nacht zu erkennen. Normalerweise werden diese Kameras, die im langwelligen Infrarotbereich arbeiten, aufgrund ihrer Größe und der hohen Kosten nur in Fahrzeugen verbaut. Die Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) hat nun Sensoren entwickelt, die mit winzigen Pixeln eine hohe Auflösung ermöglichen und die Technik preiswerter machen könnten, so dass sie auch einzelnen Soldaten zur Verfügung gestellt werden könnte.

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Kamera für langwellige Infrarotstrahlung (Bild: Darpa)

Die Darpa-Forscher haben die Pixelgröße der Sensoren für langwelliges Infrarotlicht auf das Niveau von normalen Digitalkameras gebracht. Ein Pixel ist 5 Mikrometer groß. Ähnlich wie auch bei Handykameras können damit die optischen Komponenten wie das Objektiv verkleinert werden. Der Sensor erreicht nach Angaben der Wissenschaftler eine Auflösung von 1.280 x 720 Pixeln. Das ist für Wärmebildkameras ein ansehnlicher Wert.

Die für das menschliche Auge unsichtbare, langwellige Infrarotstrahlung (LWIR, long-wave infrared) wird von den Sensoren aufgenommen und elektronisch aufbereitet visualisiert. Das geschieht beispielsweise durch farbliche Hervorhebung von warmen Bereichen und der Differenzierung unterschiedlicher Temperaturniveaus mit verschiedenen Helligkeitswerten.

Die Forscher haben bislang drei funktionsfähige Prototypen der Kameras bauen lassen, die auch in Situationen getestet wurden, bei denen die Sicht durch aufgewirbelten Staub etwa bei Hubschrauberlandungen (Brownout) verschlechtert wurde. Dabei zeigte sich, dass die kleineren Pixel gegenüber größeren Versionen keine Nachteile mit sich brachten. Wann die Sensortechnik in Serie geht, ist noch nicht bekannt.