Принцип формирования изображения тепловизионного прибора ночного видения

1. Принцип действия инфракрасного излучения

Все объекты будут излучать инфракрасные лучи, пока их температура выше абсолютного нуля (-273,15 ℃). Чем выше температура объекта, тем больше инфракрасной энергии он излучает. Тепловизионные приборы ночного видения работают по этому принципу и формируют изображения, улавливая инфракрасные лучи, испускаемые объектами.

2. Рабочий процесс детектора

Поглощение инфракрасных лучей: основным компонентом тепловизионных приборов ночного видения является инфракрасный детектор, который может поглощать инфракрасные лучи, излучаемые целевыми объектами. Детекторы обычно состоят из множества крошечных детекторных блоков, которые могут быть изготовлены из таких материалов, как теллурид кадмия-ртути (HgCdTe), инфракрасные детекторы с квантовыми ямами (QWIP) или сверхрешеточные детекторы типа II. Когда инфракрасный свет попадает на детектор, материал в детекторе претерпевает физические изменения, такие как создание пар электрон-дырка или изменение электрических свойств материала.

Преобразование сигнала: Детектор преобразует поглощенную инфракрасную энергию в электрический сигнал. Это преобразование основано на фотоэлектрическом эффекте или других физических механизмах. Например, в детекторе, работающем на эффекте фотопроводимости, поглощение инфракрасного света приводит к изменению проводимости материала детектора, тем самым генерируя электрический сигнал, соответствующий интенсивности инфракрасного света. Величина и изменения этих электрических сигналов отражают различия в интенсивности инфракрасных лучей, излучаемых различными частями целевого объекта.

3. Обработка сигналов и визуализация

Усиление и обработка сигнала: Электрический сигнал, генерируемый детектором, обычно очень слаб и его необходимо усиливать и обрабатывать. В тепловизионном приборе ночного видения имеется специальная схема обработки сигнала, которая может усиливать, фильтровать, подавлять шумы и выполнять другие операции с электрическими сигналами. Усиленный сигнал может более точно отражать тепловую информацию целевого объекта. В то же время схема обработки сигнала может также оцифровывать сигнал для последующей обработки и отображения изображения.

Обработка изображений: Обработанный сигнал отправляется в блок обработки изображений, где с помощью определенных алгоритмов преобразуется в изображение. Тепловые изображения обычно отображаются с использованием псевдоцветового кодирования, при котором инфракрасные сигналы разной интенсивности (соответствующие разным температурам) представлены разными цветами. Например, более горячие области могут быть представлены красным или белым цветом, а более холодные — синим или черным. Это позволяет пользователям интуитивно видеть тепловые контуры и распределение температуры целевого объекта.

4. Оптическая система помощи

Тепловизионные приборы ночного видения также оснащены оптической системой, функция которой заключается в сборе инфракрасных лучей, излучаемых целевым объектом, и фокусировке их на детекторе. Оптические системы обычно включают оптические компоненты, такие как линзы и отражатели. Материалы и конструкции этих компонентов должны быть способны эффективно передавать инфракрасные лучи. С помощью оптической системы можно повысить эффективность приема детектором целевого объекта, а также повысить четкость и точность изображения.

• Предыдущий: Какие прорывы произойдут в детекторной технологии тепловизионных приборов ночного видения в будущем?
• Следующий: Какие факторы влияют на цену тепловизионных очков ночного видения?