열화상 기술 요약

고품질 게르마늄 렌즈를 사용하면 이미지 센서에 장파 열복사를 투사할 수 있습니다. 열화상 카메라를 사용하여 창문을 통해 보거나 안경을 쓴 사람을 보면 장파 열복사가 기존 유리는 투과하지 못한다는 사실이 명백해집니다.

열화상 장치를 사용하려는 방법과 장소에 따라 초점 거리를 더 길거나 짧게 조절하는 것이 더 적합할 수 있습니다. 초점 거리가 짧은 열화상 장치는 보통 관촬 거리도 더 짧지만, 시야가 더 넓어지고 피사계 심도가 더 깊어져 선명하게 이미지로 구현되는 거리가 더 길어지는 효과가 있습니다. 이런 열화상 장치는 숲이 우거진 지역에서 사냥할 때 특히 적합하며 전체적인 주변 상황을 파악하기에 좋습니다. 초점 거리가 긴 열화상 장치는 관찰 거리가 길다는 점이 장점으로, 개활지에서 사냥할 때 적합하여 먼 거리에서도 세세한 부분까지 정확하게 식별할 수 있습니다.

의도한 사용 사례에 따라 초점 거리를 결정하거나 렌즈를 교환할 수 있는 열화상 카메라를 선택해야 합니다.

마이크로볼로미터(센서)는 어떻게 작동하나요?
마이크로볼로미터는 말하자면 열화상 카메라의 심장이라 할 수 있습니다. 열 센서는 열복사를 전기 신호로 변환합니다.

1. 열복사가 개별 픽셀에 와 닿습니다.
2. 특수 제작된 극히 얇은 막이 열복사를 흡수합니다.
3. 막이 열복사로 인해 가열됩니다.
4. 흡수체의 온도가 변하면 전기저항도 변합니다.
5. 비저항을 측정하여 이미지 생성에 사용합니다.

픽셀 피치란 무엇을 의미하나요?
픽셀 수는 검출기 셀 수에 해당합니다. 예를 들어 ZEISS DTI 6의 경우에서처럼 장치의 픽셀 해상도가 640 x 480인 것으로 표시되면 검출기에 픽셀이 가로축을 따라 640개, 세로축을 따라 480개 있다는 뜻입니다. 숫자가 높을수록 기대하는 수준보다 이미지가 더 선명하고 줌 품질이 향상됩니다.

픽셀 피치는 마이크로볼로미터에서 두 픽셀의 중심 간 거리를 나타냅니다.
픽셀 피치가 작다는 것은 각 픽셀이 작다는 의미입니다. 하지만 픽셀 피치가 작은 것이 늘 유리한 것만은 아닙니다. 이상적인 이미지 처리 결과를 얻으려면 광학 구성 요소를 픽셀 피치에 맞게 조정해야 합니다. 예를 들어 다른 모든 구성 요소가 동일할 경우 픽셀 피치를 줄이면 시야가 작아집니다. 픽셀 수를 늘리면 넓은 시야를 유지하면서 해상도가 높아집니다. 광학 구성 요소를 수정하지 않으면 픽셀 피치가 작아도 화질이 더 나빠질 수 있습니다. 그래서 구성 요소가 완벽하게 호환되는지 확인하는 것이 중요합니다.

이미지 처리 알고리즘은 마이크로볼로미터의 열화상을 분석하고 처리합니다.

이러한 목적으로, 이 알고리즘은 이미지를 개별 픽셀로 분해하고 밝기, 대비, 노이즈, 가장자리 선명도의 측면에서 이미지를 최적화합니다. 이러한 맥락에서, 신속하게 아티팩트 없이 이미지를 처리하는 문제에 관한 한 정밀도와 속도가 결정적인 역할을 합니다.

ZEISS의 독점 ZSIP Pro 알고리즘은 이러한 이미지를 다음의 3단계로 정밀하게 최적화합니다.

1. 센서의 출력 신호에서 불필요한 노이즈가 제거됩니다.
2. 이미지가 여러 섹션으로 나뉘며, 이들 섹션은 대비와 관련하여 개별적으로
3. 사냥감과 주변 환경 사이의 경계가 분명히 정의된 최적의 이미지를 얻기 위해 열원이 있는 이미지 영역의 선명도가 최적화됩니다.
   

또한 이 최적화에서는 사냥감을 관찰할 때 차가운 하늘과 상대적으로 따뜻한 숲 사이의 온도 차이를 보상합니다. 이를 통해 목표물을 정확하게 식별할 수 있는 상세한 이미지를 얻게 됩니다.

LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 디스플레이에서는 빛이 얇은 액정 층에서 반사됩니다. 그 결과 특히 균일한 이미지가 생성됩니다. AMOLED(액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드) 디스플레이는 발광 다이오드 덕분에 이미지를 형성하며, LCoS 디스플레이에 비해 지연 시간이 극히 짧으므로 빠르게 상하좌우로 움직이는 동안에도 유동적이면서도 특히 고대비 디스플레이로 관찰할 수 있습니다. 그러나 이 경우에도 똑같이 적용됩니다. 즉, 구성 요소의 완벽한 호환성이 모든 차이를 만드는 근원입니다. 센서 크기가 작은 초고해상도 디스플레이는 의미가 없습니다.

안경을 쓴 사람도 몰입형 관찰 경험을 누리도록 하려면 접안렌즈를 디스플레이 해상도에 완벽하게 맞춰야 합니다.