機(jī)器視覺行業(yè)雖然在國內(nèi)發(fā)展的晚，但是發(fā)展速度卻異常迅速。制冷技術(shù)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中極其重要的一員，能擁有制冷技術(shù)的相機(jī)叫做制冷相機(jī)，制冷相機(jī)在天文學(xué)、醫(yī)療行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。在各種冷卻技術(shù)中，熱電制冷由于具有體積小、重量輕、作用速度快、可靠性高、壽命長、無噪聲和無需維護(hù)等特點(diǎn)，近年來在國內(nèi)外得到廣泛的重視。另外，熱電制冷屬于固態(tài)制冷，抗震性能優(yōu)良，尺寸精確，特別適合替代超重狀態(tài)下不能使用的常規(guī)制冷方式。目前，熱電制冷器在航空航天領(lǐng)域已開始獲得實(shí)際應(yīng)，并且發(fā)展迅速，有取代機(jī)械制冷的趨勢。
熱電制冷是用電能作動(dòng)力、以珀?duì)柼?yīng)為基礎(chǔ)的能量轉(zhuǎn)換過程，即當(dāng)直流電通過兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時(shí)，結(jié)點(diǎn)上將產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象。由于半導(dǎo)體材料的珀?duì)柼?yīng)特別顯著，因此，目前國內(nèi)外熱電制冷采用的熱電模塊均由半導(dǎo)體材料組成。熱電制冷中的熱電模塊是固體電子元件。在所有的冷卻系統(tǒng)中，熱電制冷系統(tǒng)是唯一一種僅由一個(gè)元件組成的冷卻系統(tǒng)。熱電冷卻不需要象機(jī)械制冷那樣不斷填充化學(xué)消耗品，沒有活動(dòng)部件，也就沒有磨損，因此不需要維護(hù)，無污染，成本低，同時(shí)又具有小功耗的特點(diǎn)。由此可見，熱電制冷是一種理想的制冷方法，在對許多器件的冷卻，比如CCD，有逐漸取代機(jī)械制冷的趨勢。世界著名的工業(yè)相機(jī)廠商，美國QSI相機(jī)就采用了熱電制冷技術(shù)，制成了熱電制冷CCD相機(jī)，銷售業(yè)績非�？捎^。
熱電制冷技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。在武器裝備方面，國外將半導(dǎo)體制冷技術(shù)用于紅外制導(dǎo)的空對空導(dǎo)彈紅外探測器探頭的冷卻，以降低工作噪音，提高靈敏度和探測率。例如，俄羅斯米格戰(zhàn)斗機(jī)配備的AA-8和AA-11系列導(dǎo)彈就采用熱電制冷對紅外探測系統(tǒng)進(jìn)行溫控。由于熱電制冷的抗震性能極好，它還經(jīng)常應(yīng)用于不能采用常規(guī)制冷的地方，如熱電制冷片用于冷卻安裝在噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)翼尖的無線電設(shè)備。
熱電制冷技術(shù)在空間探測方面也有許多應(yīng)用。例如，1995年由多國科學(xué)家組成的小組針對羅塞塔著陸器提出了一個(gè)擁有11個(gè)傳感器分系統(tǒng)的先進(jìn)組件方案，將一個(gè)二級(jí)熱電制冷器直接放在傳感器石英晶體后面，根據(jù)需要對晶體進(jìn)行加熱或冷卻。2005年，美國、英國、意大利和德國共同研制的星載X射線望遠(yuǎn)鏡在其背陽面安裝的熱輻射器也采用了熱電制冷器，使探測器冷卻到-100度以下，從而確保低的暗電流，并且降低了對輻射損傷的靈敏度。衛(wèi)星升空后，如熱電制冷器不能正常工作，就無法達(dá)到規(guī)定的溫度從而無法維持一個(gè)穩(wěn)定的在軌溫度。如果僅采用散熱系統(tǒng)，只能將溫度控制在50度到70度之間，探測器將無法正常工作。
國內(nèi)近年來針對熱電制冷技術(shù)也開展了大量研究。例如，中科院上海技術(shù)物理研究所針對星載紅外探測器需要在低溫下工作，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了紅外探測器溫度控制系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中采用了閉環(huán)反饋的控制方式，利用熱電制冷控制紅外探測器的工作溫度。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在采用熱電制冷提高光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)溫度穩(wěn)定性、迅速達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)方面進(jìn)行了初步探索。
熱電制冷技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在電子、醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及日常生活等各領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，解決了許多特殊場合的制冷難題。尤其是在機(jī)器視覺系統(tǒng)中的運(yùn)用，熱電制冷CCD相機(jī)越來越受到重視。雖然國內(nèi)對熱點(diǎn)制冷技術(shù)也有研究，但是因?yàn)槠鸩椒浅Ｍ�，很多真正的制冷技術(shù)還沒有研究透徹。所以現(xiàn)在，大多的制冷相機(jī)都是由國外進(jìn)口的。
美國QSI公司生產(chǎn)的科學(xué)級(jí)、熱電制冷CCD相機(jī)廣泛應(yīng)用于天文學(xué)、醫(yī)學(xué)和工業(yè)成像等領(lǐng)域。美國QSI相機(jī)有著優(yōu)越的性能，寬動(dòng)態(tài)范圍、良好的線性度、很低的噪聲和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。近二十年來公司在顧客的需求下研制了能在極其艱難條件下應(yīng)用的高質(zhì)量CCD工業(yè)相機(jī)。目前QSI正在其經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上研發(fā)新一代科學(xué)級(jí)數(shù)碼相機(jī)以滿足市場需求。
