Тепловизоры работают в длинноволновой инфракрасной области и формируют изображение по тепловому излучению объектов. Один из ключевых параметров тепловизионной матрицы — размер пикселя или шаг пикселя (pixel pitch), который представляет собой физическое расстояние между центрами соседних элементов на микроболометре.
Сегодня распространены матрицы с шагом 17 µm, 12 µm и перспективные 8 µm. Размер пикселя напрямую влияет на пространственное и тепловое разрешение, чувствительность, габариты устройства и стоимость. В этой статье мы разберём эту тему подробнее и посмотрим на примеры тепловизоров Sytong.
Что такое размер пикселя и зачем он нужен
Pixel pitch (шаг пикселя) — физическое расстояние между центрами двух соседних чувствительных элементов на инфракрасном сенсоре. Наибольшие шаги (30–50 µm) использовались в первых тепловизорах, однако с развитием технологий шаг уменьшился до 17, 12 и даже 8 µm. Уменьшение пикселя позволяет разместить на том же кристалле больше элементов и получить более высокое разрешение и более точные температурные измерения. Небольшие пиксели также делают систему компактнее и снижают стоимость производства: на одной восьмидюймовой пластине можно разместить больше матриц и повысить выход годной продукции.
Как размер пикселя влияет на изображение
Пространственное разрешение и поле зрения
- Малый пиксель (8–12 µm). Чем меньше шаг, тем больше пикселей помещается на сенсоре заданных размеров; это повышает пространственное разрешение и позволяет различать мелкие детали. Для той же дальности обнаружения производитель может использовать объектив с меньшим фокусным расстоянием, что уменьшает массу и габариты прибора. Например, если два устройства имеют одинаковую дальность, но одно использует матрицу 12 µm и объектив 35 мм, а второе — 17 µm и объектив 50 мм, то прибор с меньшим пикселем будет компактнее и легче.
- Крупный пиксель (17 µm и больше). Сенсор с более крупным пикселем обладает меньшим числом элементов при равной площади, поэтому его базовое оптическое увеличение больше, а угол обзора уже. Для получения такого же поля зрения требуется объектив с большим фокусным расстоянием. Однако крупный пиксель собирает больше тепла, что снижает шум и повышает чувствительность устройства.
Чувствительность и NETD
Чувствительность определяется параметром NETD — минимальной разницей температур, которую способен различить датчик. Большой пиксель имеет большую площадь, собирает больше лучистой энергии и поэтому обеспечивает более низкое значение NETD.
Отдельно отмечается, что чувствительность не влияет на максимальную дальность обнаружения — она определяется комбинацией фокусного расстояния объектива и размера пикселя. Однако при ухудшении погодных условий (туман, дождь, высокая влажность) прибор с более крупным пикселем и низким NETD дольше сохраняет способность распознавать и идентифицировать объект.
Баланс характеристик
Меньшие пиксели дают высокое разрешение и позволяют создавать компактные тепловизоры, но уступают по чувствительности и обычно обладают более высоким NETD, что заметно в условиях слабого теплового контраста. Большие пиксели обеспечивают лучшую чувствительность и качество изображения, но требуют более массивных объективов и приводят к увеличению размеров и веса прибора.
Выбор оптимального пикселя зависит от задач: для мобильных наблюдений и коротких дистанций подойдут 8–12 µm, для стабильной работы на дальних дистанциях и в плохих погодных условиях — 17 µm.
Преимущества и недостатки разных шагов пикселя
Sytong XM06-50 LRF v2.0 — пример 12‑микронного тепловизора
Компания Sytong известна высококачественными тепловизионными прицелами и монокулярами. В качестве примера возьмём модель XM06-50 LRF v2.0. Она оснащена сенсором с разрешением 640×512 и шагом 12 µm, чувствительность которого составляет NETD <18 мК.
Производитель отмечает, что 12‑микронный шаг является новым промышленным стандартом, а возможности детектора дополнительно улучшаются фирменной технологией Sytong Image Detail Boost.
Встроенный лазерный дальномер выдаёт данные о расстоянии, что упрощает поправки при стрельбе, а сенсор с низким NETD обеспечивает обнаружение малейших температурных изменений даже в сложных условиях.
Прицел оснащён объективом 50 мм и обеспечивает обнаружение на дистанции до 2500 м. Дополнительно прибор оборудован AMOLED‑экраном 1024×768, видеорегистратором, встроенным Wi‑Fi и сменным аккумулятором.
Этот пример показывает, как выбор шага пикселя влияет на другие элементы системы. Шаг 12 µm позволяет производителю добиться компактности и высокого разрешения, но для сохранения хорошей чувствительности Sytong использует качественный сенсор (NETD <18 мК) и оптимальный объектив. Для более тяжёлых условий (дальний выстрел, туман) охотники могут предпочесть устройства с шагом 17 µm, но большинство универсальных тепловизоров сегодня строится именно на 12‑микронных сенсорах.
Практическая выборка: как определиться с пикселем
Выбирая тепловизор, стоит учитывать сценарии использования:
- Быстрые выезды и ходовая охота
Здесь важны компактность и широкий угол обзора. Тепловизоры на 12 µm или даже 8 µm прекрасно подойдут, так как дают высокое разрешение и не требуют громоздких объективов. Однако стоит учесть, что при густом тумане или сильной влажности изображение может ухудшаться быстрее, чем у моделей с более крупным пикселем. - Стационарная засада и дальняя стрельба
При наблюдении на дистанциях несколько сотен метров и более решает чувствительность. Тепловизоры с шагом 17 µm и низким NETD показывают более информативную картинку на дальних рубежах и лучше «держат» контраст при плохой погоде. Из‑за большего фокусного расстояния они тяжелее, но это компенсируется качеством изображения. - Универсальное использование
Большинство современных моделей, в том числе тепловизоры Sytong серии XM, LM или AM, используют 12‑микронные матрицы. Они дают достаточно высокую детализацию для идентификации цели и сохраняют приемлемую чувствительность, особенно при использовании хорошей оптики и низкого NETD.
Заключение
Размер пикселя тепловизионного сенсора — это баланс между разрешением, чувствительностью и габаритами прибора. Меньшие пиксели (8–12 µm) увеличивают детализацию и позволяют уменьшить объектив, но страдают от более высокого уровня шума и требуют сложной электроники. Крупные пиксели (17 µm) обеспечивают низкий NETD и лучшее качество изображения в плохую погоду, но делают прибор больше и тяжелее.
Тепловизоры Sytong на примере модели XM06-50 LRF v2.0 демонстрируют, как можно сочетать преимущества 12‑микронного сенсора и современного программного алгоритма для получения чёткого изображения и высокой дальности обнаружения. При выборе тепловизора ориентируйтесь на свои задачи — для мобильной охоты будет достаточно 12 µm.
#тепловизор #ночнаяохота #стрельба #охота #оружие #технологии