德国海曼热电堆阵列 如何获得最佳热成像视觉效果

空间辐射度测量的基本专业知识：如何为您的红外图像获得最佳视觉效果

红外相机光学系统通常使用与可见光谱光学系统相同的参数来描述两者之间的主要区别在于材料：对于红外光学器件，通常使用锗、硅、锌使用硫化物或硫属化物，因为这些材料在红外光谱中表现出良好的透明度。 最常见的是锗（Ge）和硅（Si），其中锗表现出更好的透明度，但代价是更高的（成本/价格）价格。
描述光学系统的两个主要参数是焦距和光圈值。焦距长度（f）与焦平面区域（FPA）的尺寸共同决定了视场相机的视场（FOV）。光圈值（N）是焦距与光圈直径的比值入射光瞳（D）。由于它被定义为N=f/D，因此入射光瞳越大，f数就越小光圈越小，f值越小，红外敏感芯片接收到的辐射就越多，从而获得更好的信噪比（SNR）。当然，低光圈值需要配备一个镜头系统直径更大，导致系统价格更高。此外，光圈值也有对红外相机动态范围（温度测量区间）的影响：越低光圈值越大，在相同物体下，红外敏感像素检测到的辐射越多温度，导致物体温度测量范围较小。物体温度通过光学滤波器可以扩展测量范围，这些滤波器会滤除红外（IR）的某些部分频谱。这使得在较低物体温度下也能获得良好的信噪比，并提高测量精度范围。
芯片的像素间距和光学系统的视场是决定（某事物）的主要参数被测物体的空间分辨率。通常，我们的标准光学系统设置为无限远，这这意味着，如果物体与主平面之间的距离适当，每个物体都会生成清晰的图像光学器件，且物体足够大。如果物体的图像（或者更精确地说，是……的图像）当物体的特定特和细节小于像素间距时，像素会检测到物体与背景的温度混合。

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图片：

有两个像素，其中狗的填充因子显示了与背景的对比。对于100%像素摄像头将检测特定部位的温度狗，但对于50%填充的像素，相机将
测量狗头部温度的叠加以及背景。例如：如果狗的头温度为30°C，背景为20°C，相机将检测25°C。因此可以看出，物体的小特征可能在某些情况下无法可靠检测。这是当然，对于每台红外相机来说都是如此。此外，移动对象可能会显著改变读数，如下所示：

光线定律可以粗略地确定相机的视场：

P等于像素间距，n为对应像素中的元素数量方向。这意味着FOV可以在x和y方向上变化，如果元素在两个方向上并不相等。例如：海曼heimann 80x64热电堆阵列的像素间距为90µm。结合17mm焦距光学元件FOV将导致24°x 20°。

请注意，此公式不适用于宽视场光学元件，因为可以不考虑系统的像差。为了确定一张图像是否大到足以实现100%的填充系数，还可以运用射线定律:图像大小/可以轻松计算得出，公式为:l=(0*f)/d，其中0代表物体大小，f为焦距，d为物体距离。将图像大小除以像素间距，即可得出被照亮的像素数。例如:一个肩宽为50厘米的人与海曼传感器HTPA32x31L10的距离为1.5米。因此，f=0.01米，0=0.5米，d=1.5米，I=3.33E-3米。若像素间距为220微米，则照亮的像素数为15个。