Warmtebeeldtechnologie in een notendop

Kwalitatief hoogwaardige lenzen van germanium zorgen ervoor dat langegolf-warmtestraling op de beeldsensor kan worden geprojecteerd. Als een warmtebeeldcamera wordt gebruikt om door een raam of naar een persoon die een bril draagt te kijken, is goed te zien dat gewoon glas geen langegolf-warmtestraling doorlaat.

Afhankelijk van hoe en waar u de warmtebeeldapparatuur wilt gebruiken, zijn langere of juist kortere brandpuntafstanden geschikt voor u. Warmtebeeldapparatuur met kortere brandpuntafstanden hebben doorgaans een korter bereik, maar wel een groter gezichtsveld en een grotere scherptediepte ofwel een grotere afstand die scherp wordt afgebeeld. Zij zijn bij uitstek geschikt voor het jagen in bosrijke gebieden en bieden een goed overzicht. Warmtebeeldapparatuur met een lange brandpuntafstand onderscheidt zich door het lange bereik en is geschikt voor het jagen op open vlakten, omdat deze apparatuur u in staat stelt om kleine details op grote afstand nauwkeurig te identificeren.

Afhankelijk van het beoogde gebruik moet u kiezen voor een bepaalde brandpuntafstand of gaan voor een warmtebeeldcamera die beschikt over een wisselobjectief.

Hoe werkt een microbolometer (sensor)?
De microbolometer is bij wijze van spreken het hart van de warmtebeeldcamera. De warmtesensor zet warmtestraling om in elektrische signalen.

1. Warmtestraling valt op een afzonderlijke pixel.
2. De straling wordt geabsorbeerd door een speciaal gefabriceerde, uitermate dunne membraan.
3. De warmtestraling zorgt ervoor dat deze membraan warm wordt.
4. Als de temperatuur van het absorberende materiaal verandert, verandert ook de elektrische weerstand ervan.
5. Het weerstandsvermogen wordt gemeten en vervolgens gebruikt om het beeld te genereren.

Wat wordt bedoeld met pixelpitch?
Het aantal pixels komt overeen met het aantal detectorcellen. Als voor een apparaat bijvoorbeeld een pixelresolutie van 640 x 480 wordt aangegeven, zoals voor de ZEISS DTI 6, dan betekent dit dat de detector 640 pixels langs de horizontale as en 480 pixels langs de verticale as heeft. Hoe hoger de waarden, hoe scherper het beeld en hoe beter de zoomkwaliteit die u mag verwachten.

De pixelpitch is de afstand tussen het middelpunt van twee pixels op een microbolometer.
Een kleinere pixelpitch houdt in dat elke pixel kleiner is. Een kleine pixelpitch is echter niet altijd een voordeel. Om tot ideale beeldresultaten te komen, moeten de optische componenten worden afgestemd op de pixelpitch. Het reduceren van de pixelpitch leidt bijvoorbeeld tot een kleiner gezichtsveld, zolang alle andere componenten gelijk blijven. Een verhoging van het aantal pixels leidt tot een hogere resolutie, terwijl het grote gezichtsveld niet verandert. Als de optische componenten niet worden afgestemd, kan dat ten koste gaan van de beeldkwaliteit, zelfs bij een kleine pixelpitch. Het is dus cruciaal dat de onderdelen perfect bij elkaar passen.

Het beeldverwerkingsalgoritme analyseert en verwerkt de warmtebeelden van de microbolometer.

Het algoritme ontleedt hiervoor het beeld tot afzonderlijke pixels en optimaliseert het vervolgens ten aanzien van helderheid, contrast, ruis en randscherpte. In deze context spelen precisie en snelheid een cruciale rol als het gaat om een snelle beeldverwerking zonder artefacten.

ZSIP Pro, het propriëtaire algoritme van ZEISS, zorgt voor een nauwkeurige beeldoptimalisatie in drie fases:

1. Het uitgangssignaal van de sensor wordt ontdaan van ongewenste ruis.
   
2. Het beeld wordt opgedeeld in secties die afzonderlijk worden geoptimaliseerd met betrekking tot contrast en vervolgens op elkaar worden afgestemd.
   
3. De scherpte van die delen van de afbeelding die een warmtebron bevatten wordt geoptimaliseerd, zodat er een beeld ontstaat met duidelijke afbakeningen tussen het wild en de omgeving.
   

Deze optimalisatie compenseert ook het temperatuurverschil tussen de koude lucht en het relatieve warme bos bij het observeren van wild. Dit levert gedetailleerde beelden op waarop doelwitten goed te herkennen zijn.

Bij een LCoS-display (liquid crystal on silicon) wordt licht gereflecteerd door een dunne laag van vloeibare kristallen. Dit levert een bijzonder homogeen beeld op. Een AMOLED-display (active-matrix organic light-emitting diode) vormt het beeld met behulp van lichtgevende diodes en biedt in vergelijking met een LCoS-display een vloeiende en uitermate contrastrijke kijkervaring dankzij de extreem korte latentietijd, zelfs tijdens snelle panningbewegingen. Maar ook hier geldt weer: perfecte compatibiliteit van de onderdelen is cruciaal. Een display met een zeer hoge resolutie heeft geen enkel nut in combinatie met een kleine sensorgrootte.

Om een immersieve kijkervaring te kunnen bieden, ook voor brildragers, moet het oculair perfect passen bij de resolutie van het display.