常规的红外机芯是指不带完整外壳,不带镜头的红外热像仪。
红外窗口
红外窗口的主要作用是保护红外机芯,外形为圆形平面。
红外窗口放置在红外机芯的最外侧,一方面可以放置灰层、水蒸气等其他物质进入红外机芯中,另一方面,可以防止外界硬物划伤红外热像仪。
红外窗口的常规材料是锗材料,外侧镀碳膜,内侧镀增透膜。碳膜的颜色是黑色,因此区分红外窗口的方式内外两侧可以依靠颜色来确定。
开窗模式
红外机芯正常工作时,是按照实际分辨率输出红外视频。如果需要增加红外机芯成像的频率,可以通过开窗的手段,如之前探测器的分辨率为640×480,我们只截取中心区域一部分(320×240),通过降低分辨率,从而减少数据量,这个方式来增加视频的频率。
红外机芯如果处于这种工作模式,就称为开窗模式。
红外镜头
红外镜头是一个光学系统,作用是汇聚能量,常规的参数是镜头口径(F#),焦距(f),F# = f/镜头口径,F#越小,口径越大,能量则越强,常规红外镜头的F# = 1,焦距越大,空间分辨率越高,作用距离越远。
空间分辨率
红外热像仪的一个像素对应到成像空间中,可以分辨出来的大小,有2个维度的描述方式,分别是极坐标系和直角坐标系。
在极坐标系中,空间分辨率对应的单位是mrad(毫弧度),指单位像素对应的角度,这个值与像元尺寸s(单位是微米um),焦距f(单位是毫米mm)有关系,计算公式为。
在直角坐标系中,空间分辨率对应的单位是mm(毫米),指单位像素对应的长度,这个值与目标大小T(单位mm),所占像素的个数N有关系,计算公式为。
用极坐标的方式表述空间分辨率,这个值只与热像仪的基本参数有关系,与实际应用场景无关。属于设备的私有属性。
用直角坐标系表述空间分辨率,这个值不仅跟热像仪的基本参数有关系,还与作用距离有关系。
视场角
视场角包括水平视场角、垂直视场角、斜对角视场角,单位为°(度),比如探测器的分辨率为640×480,空间分辨率为r = 1mrad。
调焦、对焦、大视场、小视场、连续变焦
常规的红外镜头如果按照焦距这个指标作为重点参数,来界定镜头的类型,可以分为三种,分别是定焦镜头、多视场镜头、连续变焦镜头。
定焦镜头:焦距是固定的,不能调焦、可以根据不同的景深进行对焦。
多视场镜头:有两种及以上的焦距,可以在每个焦距之间来回切换,焦距短的,成为大视场,焦距长的称为小视场。这种镜头通常会安装两个电机,分别用来切换视场和对焦。
连续变焦镜头:镜头的焦距是连续的,可以无极进行镜头焦距的调整,从图像效果上面来看,就是无极缩放。这种镜头通常会安装两个电机,分别用来调焦和对焦。