열화상. 적외선. IR 렌즈 제조 열화상 렌즈
F50 열화상 렌즈
F50 열화상 렌즈는 Pulsar Helion XP28 및 Pulsar Helion XP38 열화상 단안경에 설치하도록 설계된 가장 긴 범위의 교환 가능한 렌즈입니다. 50mm의 초점 거리는 먼 거리에서도 편안하게 관찰할 수 있는 기술적 능력을 제공합니다. 이 특정 렌즈를 사용하면 1800m 거리에서 높이 1.7m의 대상(사슴이나 사람)을 인식할 수 있으며, 이는 가시성이 극도로 좋지 않은 조건에서 다른 광학 장치에 비해 부인할 수 없는 이점입니다.
F50 렌즈를 사용하는 Pulsar Helion XP 열화상 카메라의 광학 배율은 2.5x이지만 부드러운 렌즈를 사용하는 경우 전자식 확대 2x-8x 내에서 장치의 최대 배율 20x를 달성할 수 있습니다. 100미터 거리에서의 시야는 21미터입니다. 하나의 열화상 장치에 교환식 렌즈를 사용하면 장치의 기능이 크게 확장됩니다. 따라서 짧은 거리에서 넓은 영역에 걸쳐 열 물체를 빠르게 찾아야 한다면 단초점 교환 렌즈를 사용하는 것이 좋으며, 상당한 거리에서 대상을 검색할 때는 F50 렌즈가 모든 즐거움을 드러낼 것입니다. .
주목!렌즈를 물리적으로 교체한 후 열화상 장비가 올바르게 작동하려면 장치 메뉴에서 적절한 값 "50"을 선택해야 합니다. 이제 열화상 단안경이 올바르게 작동하고 멀리 있는 물체의 이미지도 고품질로 표시됩니다.
3~5 및 8~12 마이크론 범위에서 작동하는 열화상 시스템과 IR 범위에서 작동하는 광학 센서용 적외선(IR) 렌즈의 개발, 설계 및 생산은 중요한 활동입니다. 회사의. 이 회사는 적외선(IR) 렌즈(무열 렌즈 포함)를 표준 버전과 연속으로 설계 및 제조합니다. 기술 사양고객을 대상으로 다음을 포함한 IR 장비용 기타 광학 어셈블리의 계산 및 생산도 수행합니다.
- 8~12 µm 범위의 마이크로볼로메트릭 매트릭스를 기반으로 하는 비냉각식 열화상 카메라용 열화상 렌즈입니다. 이는 열화상 전송에 효과적인 스펙트럼 범위, 냉각 및 콜드 다이어프램이 필요하지 않은 매트릭스 수신기의 최적의 실용성 및 이러한 장치의 상대적으로 저렴한 가격으로 인해 가장 일반적인 유형의 시스템입니다.
- 3~5 미크론 범위에서 작동하는 냉각식 열화상 카메라용 열화상 렌즈. 이러한 시스템을 기반으로 열화상 장비는 특성과 설계에 대한 요구 사항이 더욱 다양하게 조합되어 만들어졌습니다. 이것은 가장 복잡한 유형의 적외선 시스템이지만 동시에 최고의 기회감시 대상의 탐지 및 식별에 관한 것입니다.
- 주로 3~5 µm의 중적외선 및 근적외선 범위에서 작동하는 단일 및 다중 요소 센서용 IR 렌즈입니다. 보통 이 간단한 시스템, 여기에는 간단한 IR 광학 장치와 센서가 포함되며, 주요 작업은 이미지 전송이 아닌 신호 생성입니다.
적외선 렌즈는 다양한 등급의 열화상 시스템에 적용됩니다.
- 국방(휴대용 및 고정식 열화상 장비, 열화상 조준경, 광학 위치 관측소, 표적 지정 장치 및 지상 차량용 조준경);
- 기술 (기술 및 열 제어 장치 건설 목적, 고온계);
- 보안용(경계 통제, 국경, 화재 방지 시스템용 열화상 카메라)
할당된 작업에 따라 당사는 지정된 모든 등급의 적외선(IR) 렌즈를 개발하며, 그중에서도 무열 IR 렌즈가 눈에 띕니다. 중장거리 열화상 장비용 IR 광학은 게르마늄 단결정, 실리콘, 다결정 셀렌화물 및 황화아연, 금속 불화물 단결정과 같이 사용되는 광학 재료의 열광학 특성으로 표현되는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 대부분의 경우 IR 렌즈에는 굴절률 온도 계수가 높고 비선형적인 게르마늄으로 만들어진 렌즈가 포함되어 있습니다. 이 때문에 IR 광학 장치는 온도 변화에 따라 초점이 흐려지기 쉬우며, 문제에 대한 한 가지 해결책은 온도에 따라 수신기에 대해 렌즈 또는 렌즈 그룹을 이동시키는 온도 보상 설계입니다. 복잡한 설계가 필요하고 종종 열악한 기계 및 충격 환경에서 사용되는 무열 렌즈를 제공하는 회사는 거의 없습니다. 귀하의 기술 사양을 기반으로 맞춤형 무열 IR 렌즈를 계산하고 개발해 드립니다. 열화상카메라용 광학장치는 특히 단단한 재료를 사용하여 다양한 디자인으로 개발, 제조됩니다. 보호 코팅, OEM 버전, 경량 디자인.
적외선은 진동으로 인해 발생합니다. 전기 요금, 생명체와 무생물, 즉 전자와 이온의 물체를 구성하는 모든 물질의 구성에 포함됩니다. 물질을 구성하는 이온의 진동은 상당한 양의 진동 전하로 인해 저주파 방사선(적외선 방사선)에 해당합니다. 전자의 이동으로 인해 발생하는 방사선도 다음과 같습니다. 고주파, 이는 스펙트럼의 가시광선 및 자외선 영역에서 방사선을 생성합니다.
전자는 원자의 일부이며 상당한 내부 힘에 의해 평형 위치 근처(분자 또는 결정 격자의 일부)에 유지됩니다. 일단 움직이면 불규칙한 억제를 경험하고 방사선은 펄스의 특성을 갖습니다. 다양한 파장의 스펙트럼이 특징이며 그중에는 저주파, 즉 적외선이 있습니다.
적외선은 가시광선의 빨간색 영역 끝(파장(λ)이 0.74μm에 해당)과 파장이 1~2mm인 마이크로파 라디오 방사선 사이의 스펙트럼 영역을 차지하는 전자기 방사선입니다.
적외선 범위에는 이산화탄소, 오존 및 수증기가 존재하기 때문에 IR 복사가 대기에 집중적으로 흡수되는 영역이 있습니다.
동시에, 소위 "투명도 창"(다른 범위에 비해 매체에 의한 IR 복사 흡수가 적은 광학 복사 파장 범위)이 있습니다. 많은 적외선 시스템(일부 NVG 및 열화상 카메라 포함)은 이러한 "투명창"이 있기 때문에 효과적입니다. 다음은 일부 범위입니다(파장은 마이크로미터로 표시됨): 0.95...1.05, 1.2...1.3, 1.5...1.8, 2.1...2.4, 3.3...4.2, 4.5...5, 8. ..13.
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대기 간섭(안개, 연무 및 연기, 스모그 등으로 인한 대기의 불투명도)은 적외선 복사에 다르게 영향을 미칩니다. 다른 부분들스펙트럼이지만 파장이 증가하면 이러한 간섭의 영향이 감소합니다. 이는 파장이 안개 방울 및 먼지 입자의 크기와 비슷해 전파 방사선이 장애물에 의해 덜 산란되고 회절로 인해 장애물 주위로 구부러지기 때문입니다. 예를 들어, 8...13 미크론의 스펙트럼 영역에서 안개는 방사선 전파에 심각한 간섭을 일으키지 않습니다.
가열된 물체는 적외선 복사 스트림, 즉 가시 복사선의 파장보다 크고 마이크로파 복사선의 파장보다 작은 파장을 갖는 광학 복사선을 방출합니다.
예.인체 온도는 36.6°C이고 스펙트럼 방사는 6~21 마이크론 범위에 있으며, 300°C로 가열된 금속 막대는 2~6 마이크론의 파장 범위를 방출합니다. 동시에 2400°C의 온도로 가열된 텅스텐 필라멘트의 나선은 0.2...
- 미크론으로 인해 스펙트럼의 가시 영역에 영향을 미치고 밝은 빛으로 나타납니다.
열화상 활용 분야
민간용 열화상 장비는 일반적으로 두 가지로 구분됩니다. 대규모 그룹- 관찰 장치 및 측정 장비. 첫 번째에는 보안 시스템 및 화재 안전용 장비, 교통 보안용 열화상 시스템, 열화상 장치 및 조준경 사냥, 법의학에 사용되는 열화상 장비 등이 포함됩니다. 측정용 열화상 장비는 의학, 에너지, 기계 공학 및 과학 활동에 사용됩니다.
몇 가지 예. 교통망이 발달한 대부분의 지역에서 유효한 통계에 따르면, 대부분의 운전자가 낮 시간에 자동차를 사용한다는 사실에도 불구하고 치명적인 사고의 절반 이상이 밤에 발생합니다. 최근 몇 년 동안 자동차에 열화상 카메라를 장착하여 차량 앞 도로 상황의 온도 사진을 실내에 있는 디스플레이로 전송하는 관행이 널리 보급된 것은 우연이 아닙니다. 따라서 열화상 카메라는 운전자의 인식을 보완하는데, 이는 야간 조건에서 여러 가지 이유(어두움, 안개, 다가오는 헤드라이트)로 인해 이상적이지 않습니다. 마찬가지로, 열화상 카메라는 야간 디지털 카메라(하이브리드 비디오 감시 시스템)와 병행하여 보안 비디오 감시에 사용되며, 이는 프레임에 있는 물체의 특성과 동작을 훨씬 더 완벽하게 보여줍니다. 비상상황부에서는 화재 발생 시 열화상 카메라를 사용합니다. 실내에 연기가 자욱한 상황에서 열화상 카메라는 사람과 연소원을 감지하는 데 도움이 됩니다. 전기 배선을 검사하면 연결 결함을 감지할 수 있습니다. 공중에서 숲을 촬영하는 열화상 스캔은 화재 원인을 파악하는 데 도움이 됩니다.
마지막으로, 휴대용 웨어러블 열화상 장비는 사냥(동물 탐지, 개가 없는 부상당한 동물의 효과적인 검색), 가축의 정량적 인구 조사 등에서 성공적으로 사용됩니다. 앞으로 우리는 주로 사냥을 위한 관찰 장치 그룹의 열화상 장비를 고려할 것입니다.
열화상 카메라의 작동 원리
공학 실무에는 사물과 배경이라는 개념이 있습니다. 물체는 일반적으로 감지하고 검사해야 하는 물체(사람, 차량, 동물 등)이고, 배경은 관찰 물체가 차지하지 않는 모든 것, 장치 시야의 공간(숲, 잔디, 건물 등)
모든 열화상 시스템의 작동은 "물체/배경" 쌍 사이의 온도 차이를 기록하고 수신된 정보를 눈에 보이는 이미지로 변환하는 것을 기반으로 합니다. 주변의 모든 신체가 고르지 않게 가열된다는 사실로 인해 적외선 분포에 대한 특정 그림이 나타납니다. 그리고 물체와 배경의 적외선 강도 차이가 클수록 열화상 카메라로 얻은 이미지의 구별, 즉 대비가 더 커집니다. 최신 열화상 장치는 0.015~0.07도의 온도 대비를 감지할 수 있습니다.
전기 광학 변환기(IOC) 또는 CMOS/CCD 매트릭스를 기반으로 작동하는 대부분의 야간 투시 장치는 0.78...1 미크론 범위의 파장으로 적외선을 캡처하지만 이는 적외선보다 약간 더 높습니다. 열화상 장비의 작동 범위는 3~5.5미크론(중파 적외선 또는 MWIR)과 8~14미크론(장파 적외선 또는 LWIR)입니다. 대기의 표면층은 적외선 복사에 투명하며 온도가 -50 ~ +50ºС인 관측 물체의 방사율이 최대입니다.
열화상 장비는 관측된 공간 영역의 온도 차이 이미지를 생성하는 전자 관측 장치입니다. 모든 열화상 장비의 기본은 볼로메트릭 매트릭스(센서)이며, 각 요소(픽셀)는 매우 정확하게 온도를 측정합니다.
열화상 카메라의 장점은 필요하지 않다는 것입니다. 외부 소스조명 - 열화상 카메라 센서는 물체 자체의 방사선에 민감합니다. 결과적으로 열화상 장비는 완전한 어둠 속에서도 밤낮으로 동일하게 작동합니다. 위에서 언급한 바와 같이, 악천후(안개, 비)는 열화상 장치에 극복할 수 없는 간섭을 일으키지 않는 동시에 일반 야간 장치를 완전히 쓸모 없게 만듭니다.
단순화된 모든 열화상 카메라의 작동 원리는 다음 알고리즘으로 설명됩니다.
- 열화상 카메라 렌즈는 시야에서 관찰되는 전체 영역의 온도 맵(또는 방사능 차이 맵)을 센서에 형성합니다.
- 디자인의 마이크로프로세서 및 기타 전자 부품은 매트릭스에서 데이터를 읽고 처리한 후 장치 디스플레이에 이미지를 형성합니다. 이는 관찰자가 직접 또는 접안렌즈를 통해 볼 수 있는 이 데이터의 시각적 해석입니다.
전자-광학 변환기(아날로그라고 부르자)를 기반으로 하는 야간 투시 장치와 달리 디지털 야간 투시 장치와 같은 열화상 장비를 사용하면 다양한 사용자 설정과 기능을 구현할 수 있습니다. 예를 들어 이미지의 밝기 및 대비 조정, 이미지 색상 변경, 시야에 다양한 정보 입력(현재 시간, 배터리 부족 표시, 활성화된 모드 아이콘 등), 추가 디지털 줌, 사진- 화면 내 기능(별도의 작은 "창"을 사용하여 전체 물체 또는 확대된 물체의 일부에 대한 추가 이미지를 시야에 표시할 수 있음), 일시적으로 디스플레이 끄기(에너지 및 마스크 절약) 작업 디스플레이의 빛을 제거하여 관찰자).
관찰된 물체의 이미지를 캡처하기 위해 비디오 레코더를 열화상 카메라에 통합할 수 있습니다. 정보(사진, 비디오)를 외부 수신기로 무선(라디오 채널, WI-FI) 전송하거나 장치 원격 제어(예: 모바일 장치), 레이저 거리계와의 통합(거리계의 정보를 장치의 시야에 입력), GPS 센서(관측된 물체의 좌표를 고정하는 기능) 등과 통합됩니다.
열화상 조준경은 사냥용 "아날로그" 야간 조준경과 관련하여 여러 가지 특징을 가지고 있습니다. 그 안의 조준 표시는 일반적으로 "디지털"입니다. 비디오 신호 처리 중 마크 이미지는 디스플레이에서 관찰되는 이미지 위에 겹쳐지고 전자적으로 이동하므로 야간 아날로그 또는 주간 입력 장치의 일부인 기계적 보정 입력 장치를 시야에서 제외할 수 있습니다. 광학 명소그리고 이러한 장치의 부품 제조 및 조립에 높은 정밀도가 요구됩니다. 또한 이는 시차와 같은 효과를 제거합니다. 관찰 물체의 이미지와 조준 레티클의 이미지는 동일한 평면, 즉 디스플레이 평면에 있습니다.
디지털 및 열화상 조준경에 메모리 저장 장치 구현 가능 많은 분량다양한 구성과 색상의 조준 레티클, "원샷 영점 조정" 또는 "동결 모드 영점 조정" 기능을 사용한 편리하고 빠른 영점 조정, 발사 거리 변경 시 자동 보정 기능, 여러 무기에 대한 영점 좌표 저장, 기울기(기울기) 표시 시력과 훨씬 더.
열화상 장치.
렌즈.열화상 장치용 렌즈를 만드는 데 유일한 재료는 아니지만 가장 일반적으로 사용되는 재료는 단결정 게르마늄입니다. 정도는 다양하지만 사파이어, 셀렌화 아연, 실리콘 및 폴리에틸렌도 MWIR 및 LWIR 범위의 대역폭을 갖습니다. 칼코게나이드 유리는 열화상 장치용 렌즈를 만드는 데에도 사용됩니다.
광학 게르마늄은 처리량이 높기 때문에 흡수 계수가 2~15 마이크론 범위로 낮습니다. 이 범위에는 두 개의 대기 "투명도 창"(3...5 및 8...12 마이크론)이 포함된다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 민간 열화상 장비에 사용되는 대부분의 센서는 이 범위에서 작동합니다.
게르마늄은 고가의 재료이기 때문에 최소한의 게르마늄 성분으로 광학 시스템을 만들려고 노력하고 있습니다. 때로는 렌즈 구성 비용을 줄이기 위해 구면 또는 비구면 표면을 가진 거울이 사용됩니다. 외부 영향으로부터 외부 광학 표면을 보호하기 위해 DLC(다이아몬드 유사 탄소) 또는 유사체 기반 코팅이 사용됩니다.
기존 광학 유리는 4미크론 이상의 파장에서 투과 용량을 갖지 않기 때문에 열화상 장치용 렌즈 제조에 사용되지 않습니다.
렌즈의 설계와 그 매개변수는 특정 열화상 장치의 기능에 상당한 영향을 미칩니다. 그래서, 초점 거리렌즈장치의 배율(초점이 클수록 커지고, 다른 모든 조건이 동일할 경우 배율도 커짐), 시야(초점이 증가함에 따라 감소) 및 관찰 범위에 직접적인 영향을 미칩니다. 상대 렌즈 조리개초점에 대한 렌즈의 발광 직경의 몫으로 계산되는 는 렌즈를 통과할 수 있는 에너지의 상대적인 양을 나타냅니다. 상대 조리개 지수는 열화상 장치의 감도뿐만 아니라 온도 분해능에도 영향을 미칩니다.
비네팅 및 수선화 효과와 같은 시각적 효과 역시 렌즈 설계에 따라 발생하며 모든 열화상 장치에서 정도에 따라 공통적으로 나타납니다.
감지기.열화상 장치의 감광 요소는 다양한 반도체 재료를 기반으로 만들어진 2차원 다중 요소 광검출기 어레이(FPA)입니다. 적외선 감지 요소를 생산하는 기술은 상당히 많지만 민간용 열화상 장치에서는 볼로미터(마이크로볼로미터)가 압도적으로 우수하다는 점을 알 수 있습니다.
마이크로볼로미터는 IR 방사선 에너지를 수신하는 장치로, 그 작용은 방사선 흡수로 인해 가열될 때 민감한 요소의 전기 전도성 변화를 기반으로 합니다. 마이크로볼로미터는 IR에 민감한 물질, 즉 산화바나듐(VOx) 또는 비정질 실리콘(α-Si)이 사용되는지에 따라 두 가지 하위 클래스로 나뉩니다.
민감한 물질은 적외선을 흡수하여 에너지 보존 법칙에 따라 마이크로볼로미터 픽셀의 민감한 영역(매트릭스의 단일 광검출기)이 가열됩니다. 재료의 내부 전기 전도도가 변하고 이러한 변화가 기록됩니다. 최종 결과는 장치 디스플레이의 온도 그림을 흑백 또는 컬러로 시각화한 것입니다. 온도 사진이 디스플레이에 표시되는 색상은 전적으로 열화상 장치의 소프트웨어 부분 작동에 따라 달라진다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
사진에서 : Ulis의 마이크로볼로미터 매트릭스(센서)
마이크로볼로미터 매트릭스의 생산은 지식 집약적이고 첨단 기술이며 비용이 많이 드는 공정입니다. 이러한 생산을 유지할 수 있는 기업과 국가는 전 세계적으로 소수에 불과합니다.
열화상 센서(마이크로볼로미터) 제조업체는 센서 품질을 규제하는 문서에서 정상 작동 중에 출력 신호에 편차가 있는 개별 픽셀과 그 축적(클러스터)이 모두 센서에 존재하도록 허용합니다. "죽은" 또는 "깨진" 픽셀. "죽은" 픽셀은 모든 제조업체의 센서에 공통적으로 나타납니다. 그 존재는 마이크로볼로미터 제조 중에 발생할 수 있는 다양한 편차와 민감한 요소를 만드는 재료에 이물질이 존재하기 때문에 설명됩니다. 열화상 장치가 작동하면 픽셀 자체의 온도가 상승하고 온도 상승에 불안정한("깨진") 픽셀이 올바르게 작동하는 픽셀의 신호와 크게 다를 수 있는 신호를 생성하기 시작합니다. 열화상 장치의 디스플레이에서 이러한 픽셀은 흰색 또는 검은색 점(개별 픽셀의 경우) 또는 다양한 구성, 크기(클러스터의 경우) 및 밝기(매우 밝거나 매우 어두움)의 점으로 나타날 수 있습니다. 이러한 픽셀의 존재는 어떤 식으로든 센서의 수명에 영향을 미치지 않으며 향후 센서를 사용함에 따라 매개변수가 저하되는 이유도 아닙니다. 사실 이것은 이미지의 "외관적인" 결함일 뿐입니다.
열화상 카메라 제조업체는 결함이 있는 픽셀의 신호를 처리하기 위해 다양한 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 이미지 품질과 가시성에 미치는 영향을 최소화합니다. 처리의 핵심은 결함이 있는 픽셀의 신호를 인접(가장 가까운) 정상적으로 작동하는 픽셀의 신호 또는 여러 인접 픽셀의 평균 신호로 대체하는 것입니다. 이러한 처리의 결과로 결함 픽셀은 일반적으로 이미지에서 거의 보이지 않게 됩니다.
~에 특정 조건관찰을 통해 수정된 결함 픽셀(특히 클러스터)의 존재를 확인할 수 있습니다. 예를 들어 따뜻한 물체와 차가운 물체 사이의 경계가 열화상 장치의 시야에 들어가고 이 경계가 정확히 두 물체 사이에 있을 때 결함이 있는 픽셀과 정상적으로 작동하는 픽셀의 클러스터입니다. 이러한 조건이 일치하면 결함이 있는 픽셀 클러스터가 흰색과 어두운 색상으로 반짝이는 점으로 표시되며 이미지의 액체 방울과 가장 유사합니다. 이러한 효과가 있다고 해서 열화상 장치에 결함이 있다는 징후는 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
전자 처리 장치.일반적으로 전자 처리 장치는 하나 또는 여러 개의 보드(장치 레이아웃에 따라 다름)로 구성되며, 이 보드에는 센서에서 읽은 신호를 처리하고 추가로 신호를 디스플레이로 전송하는 특수 마이크로 회로가 있습니다. 관찰된 영역의 온도 분포가 형성됩니다. 장치의 주요 제어 장치는 보드에 있으며 장치 전체와 개별 회로 회로 모두에 대해 전원 공급 회로도 구현됩니다.
마이크로디스플레이와 접안렌즈.대부분의 사냥용 열화상 장비는 마이크로디스플레이를 사용하기 때문에 접안렌즈를 사용하여 이미지를 관찰하는데, 이는 돋보기 역할을 하며 확대하여 이미지를 편안하게 볼 수 있습니다.
가장 일반적으로 사용되는 액정(LCD) 디스플레이는 반투명형(디스플레이 뒷면이 광원에 의해 조명됨) 또는 OLED 디스플레이(투과될 때)가 있습니다. 전류디스플레이 재료가 빛을 방출하기 시작합니다).
OLED 디스플레이를 사용하면 낮은 온도에서 장치를 작동할 수 있는 능력, 이미지의 더 높은 밝기와 대비, 더 간단하고 안정적인 디자인(LCD 디스플레이처럼 디스플레이를 백라이트할 소스가 없음) 등 여러 가지 장점이 있습니다. . LCD, OLED 디스플레이 외에 반사형 액정 디스플레이의 일종인 LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 마이크로 디스플레이도 사용할 수 있다.
열화상 장치의 주요 매개변수
증가하다.이 특성은 육안으로 물체를 관찰하는 것과 비교하여 장치에서 관찰된 물체의 이미지가 몇 배 더 큰지를 나타냅니다. 측정 단위 - 다중(지정"x"(예: "2x" - "두 번").
열화상 장치의 경우 일반적인 배율 값은 1x ~ 5x입니다. 야간 장치의 주요 임무는 조명이 낮고 열악한 조건에서 물체를 감지하고 인식하는 것입니다. 기상 조건. 열화상 장치의 배율이 증가하면 장치의 전체 조리개가 크게 감소하여 그 결과 물체의 이미지가 배율이 낮은 유사한 장치보다 배경에 비해 덜 대비됩니다. 배율이 증가함에 따라 조리개 비율이 감소하는 현상은 렌즈의 발광 직경을 증가시켜 보상할 수 있지만, 이로 인해 장치의 전체 크기와 무게가 증가하고 광학 장치가 더욱 복잡해져서 전체 크기가 감소합니다. 웨어러블 장치의 사용 용이성과 열화상 장치의 가격이 크게 상승합니다. 사용자가 추가로 무기를 손에 쥐고 있어야 하기 때문에 이는 조준경의 경우 특히 중요합니다. 고배율에서는 관찰 대상을 찾고 추적하는 데 어려움이 있습니다. 특히 물체가 움직이는 경우 배율이 증가할수록 시야가 감소하기 때문입니다.
배율은 렌즈와 접안렌즈의 초점 거리뿐만 아니라 디스플레이와 센서의 물리적 치수(대각선) 비율과 동일한 줌 계수(K)에 의해 결정됩니다.
어디:
에프~에 대한- 렌즈 초점 거리
에프좋아요- 접안렌즈의 초점 거리
엘와 함께- 센서 대각선 크기
엘디- 대각선 크기를 표시합니다.
종속성:
렌즈의 초점거리가 클수록, 디스플레이의 크기가 클수록, 더 증가합니다.
접안렌즈의 초점거리가 길수록, 센서의 크기가 클수록, 증가폭은 적습니다.
시선.장치를 통해 동시에 볼 수 있는 공간의 크기를 특성화합니다. 일반적으로 장치 매개변수의 시야는 관찰 대상(선형)까지의 특정 거리(L)에 대해 각도(아래 그림의 시야 각도는 2Ѡ로 지정됨) 또는 미터 단위로 표시됩니다. 그림의 시야는 A)로 지정됩니다.
디지털 나이트 비전 장치 및 열화상 장치의 시야는 렌즈(fob)의 초점과 센서(B)의 물리적 크기에 따라 결정됩니다. 일반적으로 시야를 계산할 때 너비(수평 크기)를 센서의 크기로 사용하여 수평 각도 시야를 얻습니다.
수직(높이) 및 대각선으로 센서의 크기를 알면 장치의 수직 또는 대각선으로 시야각을 계산할 수도 있습니다.
탐닉:
센서 크기가 크거나 렌즈 초점이 작을수록더 넓은 시야.
장치의 시야가 클수록 물체를 관찰하는 것이 더 편안해집니다. 관심 있는 공간의 일부를 보기 위해 장치를 지속적으로 이동할 필요가 없습니다.
시야는 배율에 반비례한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 장치의 배율이 증가하면 시야가 감소합니다. 이는 고배율의 적외선 시스템(특히 열화상 카메라)이 생산되지 않는 이유 중 하나이기도 합니다. 동시에, 시야가 증가할수록 감지 및 인식 거리가 감소한다는 것을 이해해야 합니다.
프레임 업데이트 속도.열화상 장치의 주요 기술적 특징 중 하나는 프레임 업데이트 속도입니다. 사용자 입장에서는 1초 안에 디스플레이에 표시되는 프레임 수입니다. 프레임 새로 고침 빈도가 높을수록 실제 장면과 관련하여 열화상 장치에서 생성된 이미지의 "지연" 효과가 눈에 띄게 줄어듭니다. 따라서 초당 9 프레임의 새로 고침 빈도를 가진 장치로 역동적인 장면을 관찰할 때 이미지가 흐릿하게 나타날 수 있으며 움직이는 물체의 움직임이 "저크"와 함께 지연되어 나타날 수 있습니다. 반대로, 프레임 새로 고침 빈도가 높을수록 동적 장면의 표시가 더 부드러워집니다.
허가. 해상도에 영향을 미치는 요소.
해상도는 장치, 센서, 디스플레이의 광학 요소 매개변수, 장치에 구현된 회로 솔루션의 품질, 사용된 신호 처리 알고리즘에 따라 결정됩니다. 열화상 장치의 해상도(해상도)는 온도와 공간 해상도로 구성되는 복잡한 지표입니다. 각 구성요소를 개별적으로 살펴보겠습니다.
온도 분해능(감도, 감지 가능한 최소 온도차)는 열화상 카메라의 민감한 요소(센서)의 노이즈를 고려한 관찰 대상의 신호와 배경 신호의 경계 비율입니다. 높은 온도 분해능이란 열화상 장치가 특정 온도의 물체를 비슷한 온도의 배경에 대해 표시할 수 있다는 것을 의미하며, 물체와 배경의 온도 차이가 작을수록 온도 분해능이 높아집니다.
공간 해상도두 개의 밀접하게 간격을 둔 점이나 선을 별도로 표시하는 장치의 기능을 특징으로 합니다. 안에 기술 사양장치에서 이 매개변수는 "해상도", "해상도 제한", "최대 해상도"로 쓸 수 있으며 원칙적으로는 동일합니다.
대부분의 경우 장치의 광학 구성 요소에는 일반적으로 해상도 여유가 있기 때문에 장치의 해상도는 마이크로볼로미터의 공간 해상도로 특징 지어집니다.
일반적으로 분해능은 밀리미터당 스트로크(라인)로 지정되지만 각도 단위(초 또는 분)로 지정할 수도 있습니다.
밀리미터당 스트로크(라인) 단위의 해상도 값이 높고 각도 값의 해상도가 낮을수록 해상도는 높아집니다. 장치의 해상도가 높을수록 관찰자가 보는 이미지가 더 선명해집니다.
열화상 카메라의 해상도를 측정하기 위해 특수 장비(특수 테스트 대상의 시뮬레이션 이미지를 생성하는 콜리메이터), 즉 라인 열 타겟이 사용됩니다. 장치를 통해 테스트 대상의 이미지를 검사하여 열화상 카메라의 해상도를 판단합니다. 세계의 작은 스트로크를 서로 별도로 명확하게 볼 수 있을수록 장치의 해상도가 높아집니다.
영상:열의 세계를 위한 다양한 옵션(열화상 장비를 통해 관찰)
장치의 해상도는 렌즈와 접안렌즈의 해상도에 따라 달라집니다. 렌즈는 센서면에 관찰 물체의 상을 형성하는데, 렌즈의 해상도가 부족하면 기기의 해상도를 더 이상 향상시킬 수 없습니다. 마찬가지로, 품질이 낮은 접안 렌즈는 디스플레이의 장치 구성 요소에 의해 형성된 가장 선명한 이미지를 "망칠" 수 있습니다.
장치의 해상도는 이미지가 형성되는 디스플레이의 매개변수에 따라 달라집니다. 센서와 마찬가지로 결정 요인은 디스플레이 해상도(픽셀 수)와 크기입니다. 디스플레이의 픽셀 밀도는 PPI("인치당 픽셀 수"의 약어)와 같은 표시기로 특징 지어집니다. 이는 영역의 인치당 픽셀 수를 나타내는 표시기입니다.
센서에서 디스플레이로 이미지를 직접 전송(스케일링 없이)하는 경우 두 해상도 모두 동일해야 합니다. 이 경우 장치의 해상도 감소(디스플레이 해상도가 센서 해상도보다 낮은 경우) 또는 값비싼 디스플레이의 부당한 사용(디스플레이 해상도가 센서 해상도보다 높은 경우)이 제거됩니다.
센서 매개변수는 장치의 해상도에 큰 영향을 미칩니다. 우선, 이것은 볼로미터의 해상도, 즉 총 픽셀 수(일반적으로 용어와 열의 픽셀의 곱으로 지정됨)와 픽셀 크기입니다. 이 두 가지 기준은 해결에 대한 기본적인 평가를 제공합니다.
탐닉:
픽셀 수가 많을수록 크기가 작을수록 더 높아집니다.해결.
이 진술은 동일한 물리적 크기에 적용됩니다.센서. 단위 면적당 픽셀 밀도를 갖는 센서더 나아가 해상도도 더 높습니다.
열화상 장치는 유용한 신호를 처리하기 위해 다양한 알고리즘을 사용할 수도 있으며, 이는 장치의 전체 해상도에 영향을 줄 수 있습니다. 가장 먼저 우리 얘기 중이야매트릭스에 의해 생성된 이미지가 디지털 처리되어 일부 배율로 디스플레이로 "전송"되는 경우 "디지털 줌"에 대해 설명합니다. 이 경우 장치의 전체 해상도가 감소합니다. 유사한 효과가 다음에서도 관찰될 수 있습니다. 디지털 카메라디지털 줌 기능을 사용할 때.
위의 요소들과 함께 장치의 해상도를 줄일 수 있는 몇 가지 요소를 더 언급할 필요가 있습니다. 우선, 이는 유용한 신호를 왜곡하고 궁극적으로 이미지 품질을 저하시키는 다양한 종류의 "노이즈"입니다. 당신은 선택할 수 있습니다 다음 유형소음:
어두운 신호 잡음. 이 소음의 주요 원인은 열이온 전자 방출(센서 재료를 가열한 결과로 발생하는 전자의 자발적인 방출)입니다. 온도가 낮을수록 어두운 신호가 낮아집니다. 소음이 적습니다. 이 소음을 제거하기 위해 셔터(텐트)와 마이크로볼로미터 교정이 사용됩니다.
소음 읽기. 센서 픽셀에 저장된 신호가 센서에서 출력되어 전압으로 변환되고 증폭되면 판독 노이즈라고 하는 추가 노이즈가 각 요소에 도입됩니다. 노이즈를 방지하기 위해 노이즈 감소 알고리즘이라고도 하는 다양한 소프트웨어 이미지 처리 알고리즘이 사용됩니다.
노이즈 외에도 장치 레이아웃 오류(인쇄 회로 기판 및 장치 내부 연결 와이어, 케이블의 상대적 위치) 또는 인쇄 라우팅 오류로 인해 발생하는 간섭으로 인해 해상도가 크게 저하될 수 있습니다. 회로 기판(전도성 트랙의 상대적 위치, 차폐층의 존재 및 품질). 또한 장치 전기 회로의 오류, 다양한 필터 구현을 위한 무선 요소의 잘못된 선택, 장치 전기 회로의 회로 내 전원 공급 장치로 인해 간섭이 발생할 수 있습니다. 따라서 개발 전기 다이어그램, 글쓰기 소프트웨어신호 처리 및 보드 라우팅은 열화상 장치 설계에 있어 중요하고 복잡한 작업입니다.
관찰 범위.
열화상 장치를 사용하는 물체의 관찰 범위는 수많은 내부 요인(센서 매개변수, 장치의 광학 및 전자 부품)과 외부 조건(관측된 물체의 다양한 특성, 배경, 대기의 순도 등).
관찰 범위를 설명하는 가장 적용 가능한 접근 방식은 소위 정의된 규칙에 따라 다양한 소스에서 자세히 설명된 감지, 인식 및 식별 범위로 구분하는 것입니다. 관찰 범위가 열화상 장치의 온도 및 공간 분해능과 직접적인 관련이 있다는 존슨 기준.
을 위한 추가 개발주제에서는 관측 물체의 임계 크기 개념을 소개해야 합니다. 특징적인 기하학적 특징을 식별하기 위해 물체의 이미지를 분석하는 크기를 고려하는 것이 중요하다고 간주됩니다. 분석이 수행되는 대상의 최소 가시 크기는 종종 중요한 것으로 간주됩니다. 예를 들어, 멧돼지나 노루의 경우 임계 크기는 신체 높이, 사람의 경우 키로 간주될 수 있습니다.
특정 관찰 물체의 임계 크기가 열화상 카메라 센서의 2개 이상의 픽셀 내에 들어가는 범위는 다음과 같이 간주됩니다. 감지 범위. 탐지 사실은 단순히 특정 범위에서 이 물체의 존재를 보여줄 뿐, 그 특성에 대한 아이디어를 제공하지 않습니다(어떤 종류의 물체인지 말할 수 없습니다).
사실 인식물체의 종류를 판별하는 능력이 인정됩니다. 이는 관찰자가 자신이 관찰하고 있는 내용을 분별할 수 있음을 의미합니다. 이 순간- 사람, 동물, 자동차 등. 일반적으로 물체의 임계 크기가 센서의 최소 6픽셀에 맞는 경우 인식이 가능하다고 인정됩니다.
사냥용으로 볼 때 실용성이 가장 크다. 식별 범위. 식별이란 관찰자가 물체의 유형을 평가할 수 있을 뿐만 아니라 물체의 특징(예: 길이 1.2m, 높이 0.7m의 수컷 멧돼지)도 이해할 수 있음을 의미합니다. 이 조건을 충족하려면 물체의 임계 크기가 최소 12개의 센서 픽셀과 겹쳐야 합니다.
이 모든 경우에서 우리는 주어진 수준의 물체를 탐지, 인식 또는 식별할 확률이 50%에 대해 이야기하고 있다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 물체의 임계 크기를 포괄하는 픽셀이 많을수록 감지, 인식 또는 식별 가능성이 높아집니다.
학생 제거 종료- 마지막 접안 렌즈의 외부 표면에서 관찰자의 동공 평면까지의 거리로, 관찰된 이미지가 가장 최적이 됩니다(최대 시야, 최소 왜곡). 이 매개변수는 아이 릴리프가 최소 50mm(최적으로는 80-100mm)여야 하는 스코프에 가장 중요합니다. 반동 중에 사수가 스코프의 접안 렌즈로 인해 부상을 입는 것을 방지하려면 이러한 큰 눈 릴리프가 필요합니다. 일반적으로 NVG 및 열화상 카메라의 경우 아이 릴리프는 밤에 디스플레이 빛을 가리는 데 필요한 아이컵의 길이와 같습니다.
열화상 장치의 센서 교정
열화상 장치의 교정은 공장 교정과 사용자 교정으로 구분됩니다. 제조공정비냉각식 센서의 열화상 장치는 특수 장비를 사용하여 장치(렌즈-센서 쌍)를 공장에서 교정해야 합니다.
PULSAR 열화상 장비의 새로운 모델에 대해 알아보고 현명한 선택을 하실 수 있습니다.