红外摄像机的内部原理

由于红外摄像机被设计成捕获周围环境中的热能，因此其主要部件被设计成处理红外辐射。对于输入单元来说尤其如此，我们谈论的是红外热成像夜视仪的镜头和传感器，红外辐射必须经过的路径。

1、镜头

想想红外热像仪的镜头，就像你的眼皮。如果你的眼皮不睁开，你就看不到周围的环境，就它而言，热像仪必须有一个允许红外线及其各种频率通过的镜头。只有这样，传感器才能处理信号。这就是红外摄像头和标准摄像头(手机上的那个)的区别。与普通相机不同，红外相机的镜头一定不能是玻璃的。请注意，玻璃阻挡长波红外辐射(LWIR)，这是热成像有用的频率。因此，镜片通常由锗、硒化锌、氟化钙或蓝宝石制成。通过这样做，透镜可以满足7到14μm热辐射的电磁频谱范围。由于这些材料大多具有较高的折射率，因此在透镜上涂上抗反射涂层以校正偏转是非常重要的。

2、传感器

热像仪的核心是传感器。这是红外辐射穿过热探测器的地方。这种探测器直接响应吸收入射红外光引起的热量增加。然而，随着时间的推移，有两种比较突出的方式来完成这项工作。目前使用的新和常用的技术是微测辐射热计，另一种方法是热释电材料。传感器阵列是以网格形式排列的数千个探测器像素的家园。知道阵列中的每个像素会对直接击中它的红外辐射做出反应，它会产生一个电阻，然后可以转换成电信号。通过应用数学公式来处理来自每个像素的信号，这形成了所捕获的物体温度的颜色图的基础。然后将后续的彩色图片发送到摄像机的处理单元进行显示。已知每个像素具有微测辐射热计以获得更高的精度。所以相比智能电视或者普通相机，热成像相机的分辨率是相当低的。事实上，640x480已经被认为是热像仪的高分辨率。基于微测辐射热计的热像仪也称为非制冷热像仪，因为微测辐射热计传感器不需要单独的制冷机制来工作。直接的优势是这些红外热像仪比传统的冷却模型更轻。

3.热电材料

这些是使用冷却传感器探测器的热成像仪。一个很好的例子是钽酸锂，这种材料会直接响应温度的变化，产生微小的电压。从这个意义上说，它直接探测红外光子。它是光伏的，不是基于非制冷微测辐射热计利用光电导的热像仪。虽然它们提供了许多优势，如远程红外检测和更精细的温差结果，但冷却的热像仪正逐渐被非冷却设备取代。这主要是因为它们的价格更贵，体积更大。因为它的成像传感器必须与低温冷却器集成，所以根据现在的标准，这些红外探测器非常重。更糟糕的是，随着时间的推移，制冷机中的运动部件很容易磨损。

4.图像处理器

在获取红外辐射后，图像处理器必须处理数据以产生在红外摄像机屏幕上看到的输出。数据处理包括预处理、特征提取和分类。请注意，过滤用于解决噪音或不需要的数据。这里，使用算法或数学方程来生成可见图像。红外线照相机