La tecnologia dei visori termici spiegata in breve

Pregiate lenti al germanio fanno in modo che la radiazione termica a onde lunghe possa essere proiettata su un sensore di immagine. Guardando con il visore termico attraverso una finestra o le lenti degli occhiali risulta evidente che il vetro classico non lascia penetrare i raggi termici a onde lunghe.

A seconda dello scenario di osservazione sono maggiormente adatte distanze focali maggiori o minori. Le ottiche termiche con distanze focali minori hanno in genere un raggio di azione minore, ma in cambio un campo visivo più grande e una nitidezza maggiore, dunque un intervallo di distanza maggiore che viene raffigurato in modo nitido. Esse sono particolarmente adatte per la caccia nella fitta vegetazione e creano una buona visuale. Un visore termico con grande distanza focale si caratterizza per un raggio di azione elevato ed è adatto per la caccia all’aperto e per il riconoscimento di dettagli ad ampie distanze.

A seconda dell’ambito di applicazione si tratta di decidersi per una distanza focale o di optare per visori termici che offrono un obiettivo intercambiabile.

Come funziona un microbolometro (sensore)?
Il microbolometro è, per così dire, il cuore del visore termico. Il sensore termico traduce la radiazione termica in segnale elettrico.

1. La radiazione termica colpisce un singolo pixel.
2. Essa viene assorbita da una membrana apposita molto sottile
3. Tale membrana si riscalda per effetto della radiazione termica
4. Al cambiare della temperatura dell’assorbitore, cambia anche la sua resistenza elettrica
5. La resistenza specifica viene misurata e utilizzata per la generazione dell’immagine.

Che cosa significa pixel pitch?
I pixel rappresentano il numero di celle nel rilevatore. Se un pixel viene indicato con risoluzione 640x480, come nel caso dello ZEISS DTI 6, ciò vuol dire che il rilevatore possiede 640 punti immagine nell’orizzontale e 480 nella verticale. In caso di un numero maggiore, si presuppongono un’immagine più nitida e una qualità dello zoom migliore.

La distanza tra i pixel (pixel pitch) è la distanza tra i punti centrali di due pixel di un microbolometro.
Un pixel pitch più piccolo significa che ogni singolo pixel è più piccolo. Una distanza tra i pixel inferiore non rappresenta, tuttavia, sempre un vantaggio. Per ottenere risultati ottimali, l’ottica deve essere adattata alla distanza dei pixel. Ad esempio, una riduzione della distanza dei pixel comporta un campo visivo più piccolo, a condizione che tutti gli altri componenti rimangano uguali. Un aumento del numero di pixel determina una maggiore risoluzione, mentre il grande campo visivo viene mantenuto. Se le ottiche non vengono adattate, la qualità dell’immagine potrà essere peggiore, pur con una distanza tra i pixel inferiore. Tutto dipende, quindi, dal perfetto bilanciamento dei componenti.

L’algoritmo di elaborazione delle immagini analizza ed elabora le riprese del visore termico del microbolometro.

L’algoritmo scompone l’immagine in singoli pixel e la ottimizza per quanto concerne luminosità, contrasto, rumore e nitidezza dei bordi. A tale proposito, precisione e velocità rivestono un ruolo decisivo per elaborare immagini con velocità e senza artefatti.

Lo ZSIP Pro sviluppato da ZEISS ottimizza precisamente queste riprese in tre livelli:

1. Il segnale di uscita viene depurato del rumore di disturbo.
   
2. L’immagine viene suddivisa in sottosezioni che vengono ottimizzate individualmente sotto il profilo del contrasto e successivamente adeguate tra loro.
   
3. Segue un’ottimizzazione della messa a fuoco delle sezioni dell’immagine con fonti termiche. In questo modo si ottiene un’immagine ottimale, in cui il selvatico si stacca dall’ambiente circostante in maniera nitida.
   

Grazie a quest’ottimizzazione, nell’osservazione viene anche compensata la differenza di temperatura tra il cielo freddo e il bosco proporzionalmente caldo. Si ottengono così riprese ricche di dettagli e un riconoscimento sicuro.

In un display LCoS (Liquid Crystal on Silicon) la luce viene riflessa da uno strato sottile di cristalli liquidi. In questo modo si ottiene un’immagine particolarmente uniforme. Un display AMOLED (Active Matrix Organic Light Emiting Diode) raffigura l’immagine grazie ai suoi diodi luminosi e, rispetto al display LCoS, consente, grazie alla sua ridotta latenza, un’esperienza di osservazione fluida e particolarmente ricca di contrasti persino con movimenti oscillatori rapidi. Tuttavia, anche qui vale la regola per cui è il bilanciamento perfetto dei componenti a fare la differenza. Un display a risoluzione estremamente alta con una grandezza esigua dei sensori non avrebbe senso.

Per consentire un’esperienza visiva del tipo immersivo anche per chi porta gli occhiali, l’oculare deve essere perfettamente coordinato con la risoluzione del display.