เมื่อลูกค้าตัดสินใจซื้อกล้องอินฟราเรด ระยะการมองเห็นเป็นคำถามที่สำคัญมากและอธิบายยากมาก
เพื่อให้เข้าใจวิธีการคำนวณระยะทางนี้ เราจำเป็นต้องรู้เกณฑ์ Johnson ก่อน
เกณฑ์ Johnson เป็นมาตรฐานที่ใช้สำหรับ DRI (การตรวจจับ การรับรู้ และการระบุ) คำนวณจากจำนวนพิกเซลที่จำเป็นในการประเมินวัตถุของคุณอย่างถูกต้อง
การตรวจจับ
การตรวจจับถูกกำหนดไว้ดังนี้: หากพบเป้าหมายในขอบเขตการมองเห็น ภาพของเป้าหมายจะต้องมีมากกว่า 1.5 พิกเซลในทิศทางมิติที่สำคัญ
การรับรู้
การรับรู้ถูกกำหนดไว้ดังนี้: สามารถจำแนกเป้าหมายเพื่อระบุว่าเป้าหมายคือรถยนต์ รถบรรทุก หรือบุคคล ซึ่งหมายความว่าภาพของเป้าหมายจะต้องมีมากกว่า 6 พิกเซลในทิศทางมิติที่สำคัญ
การระบุ
คำจำกัดความของการรับรู้คือสามารถแยกแยะแบบจำลองและลักษณะอื่นๆ ของเป้าหมายได้ ตัวอย่างเช่น เพื่อแยกแยะระหว่างศัตรูและพวกเรา ภาพของเป้าหมายจะต้องมีมากกว่า 12 พิกเซลในทิศทางมิติที่สำคัญ
ข้อมูลข้างต้นได้มาภายใต้เงื่อนไขที่ความน่าจะเป็นคือ 50% นั่นคือ สามารถพบเป้าหมายได้ และคอนทราสต์ระหว่างเป้าหมายและพื้นหลังคือ 1 จากเกณฑ์ Johnson ข้างต้น จะเห็นได้ว่าระยะการมองเห็นของเครื่องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดนั้นถูกกำหนดโดยขนาดเป้าหมาย ความยาวโฟกัสของเลนส์ ประสิทธิภาพของตัวตรวจจับ และปัจจัยอื่นๆ
ปัจจัยที่กำหนดช่วง DRI
1. ความยาวโฟกัสของเลนส์
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่กำหนดระยะการตรวจจับของกล้องอินฟราเรดคือความยาวโฟกัสของเลนส์ โดยตรงกำหนดขนาดของภาพที่เกิดจากเป้าหมาย นั่นคือ จำนวนพิกเซลบนระนาบโฟกัส ซึ่งมักจะแสดงในแง่ของความละเอียดเชิงพื้นที่ แสดงถึงมุมของการเปิดพิกเซลแต่ละพิกเซลในช่องว่างของวัตถุ นั่นคือ มุมต่ำสุดที่ระบบสามารถแก้ไขได้ โดยทั่วไปจะมาจากอัตราส่วนของขนาดพิกเซล (d) ต่อความยาวโฟกัส (f) นั่นคือ IFOV=d/f
ภาพของแต่ละเป้าหมายในระนาบโฟกัสใช้พิกเซลหลายตัว ซึ่งสามารถคำนวณได้จากขนาดเป้าหมาย ระยะห่างระหว่างเป้าหมายและเครื่องถ่ายภาพความร้อน และความละเอียดเชิงพื้นที่ (IFOV) อัตราส่วนของขนาดเป้าหมาย (D) และระยะทาง (L) ระหว่างเป้าหมายและเครื่องถ่ายภาพความร้อนคือมุมเป้าหมาย จากนั้นหารด้วย IFOV เพื่อหาจำนวนพิกเซลที่ภาพครอบครอง นั่นคือ n=(D/L)/IFOV=(DF)/(LD) จะเห็นได้ว่ายิ่งความยาวโฟกัสมากเท่าไหร่ ภาพเป้าหมายก็จะใช้พิกเซลมากขึ้นเท่านั้น ตามเกณฑ์ Johnson ระยะการตรวจจับก็จะยาวขึ้น ในทางกลับกัน ยิ่งเลนส์มีความยาวโฟกัสมากเท่าไหร่ มุมมองก็จะยิ่งเล็กลง และต้นทุนก็จะสูงขึ้น
ตัวอย่างเช่น หากขนาดพิกเซลของระนาบโฟกัสของกล้องถ่ายภาพความร้อนคือ 38um และติดตั้งเลนส์ที่มีความยาวโฟกัส 100 มม. ความละเอียดเชิงพื้นที่ IFOV คือ 0.38mrad สังเกตเป้าหมายที่มีขนาด 3.2 ม. ในระยะ 1 กม. และมุมเปิดของเป้าหมายคือ 2.3mrad ภาพของเป้าหมายใช้ 2.3/0.38=6 พิกเซล ตามเกณฑ์ Johnson ระดับการรับรู้จะถึง
2. ประสิทธิภาพของตัวตรวจจับอินฟราเรด
ความยาวโฟกัสของเลนส์กำหนดระยะการตรวจจับของกล้องถ่ายภาพความร้อนในทางทฤษฎี อีกปัจจัยหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในการใช้งานจริงคือประสิทธิภาพของตัวตรวจจับภาพความร้อน ความยาวโฟกัสของเลนส์กำหนดเฉพาะขนาดภาพและจำนวนพิกเซลที่ใช้ ในขณะที่ประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ถ่ายภาพความร้อนกำหนดคุณภาพของภาพ เช่น ระดับการเบลอและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน
3. สภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศ
แม้ว่าการทะลุทะลวงของรังสีความร้อนไปยังชั้นบรรยากาศจะแข็งแกร่งกว่าแสงที่มองเห็นได้ แต่การดูดกลืนและการกระเจิงของชั้นบรรยากาศก็ยังมีผลกระทบต่อคุณภาพของภาพของเครื่องถ่ายภาพความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศที่เลวร้าย เช่น หมอกหนาและฝนตกหนัก ระยะการตรวจจับของเครื่องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดจะได้รับผลกระทบ