お客様が赤外線カメラの購入を決定する際、どれだけ遠くまで見えるかは非常に重要で、説明が難しい質問です。
この距離の計算方法を理解するには、まずジョンソン基準を知る必要があります。
ジョンソン基準は、DRI（検出、認識、識別）に使用される標準です。これは、オブジェクトを正確に評価するために必要なピクセル数に基づいて計算されます。
検出
検出とは、視野内にターゲットが見つかった場合、ターゲットの画像が重要な次元方向で1.5ピクセル以上を占めることと定義されます。
認識
認識とは、ターゲットが車、トラック、または人物であるかを分類できることと定義されます。つまり、ターゲットの画像が重要な次元方向で6ピクセル以上を占める必要があります。
識別
識別の定義は、ターゲットのモデルやその他の特徴を区別できることです。たとえば、敵と味方を区別するには、ターゲットの画像が重要な次元方向で12ピクセル以上を占める必要があります。
上記のデータは、確率が50％、つまりターゲットがちょうど見つかり、ターゲットと背景のコントラストが1である条件下で得られています。上記のジョンソン基準から、赤外線サーマルイメージャーがどれだけ遠くまで見えるかは、ターゲットのサイズ、レンズの焦点距離、検出器の性能、その他の要因によって決定されることがわかります。
DRI範囲を決定する要因
1. レンズの焦点距離
赤外線カメラの検出距離を決定する最も重要な要因は、レンズの焦点距離です。これは、ターゲットによって形成される画像のサイズ、つまり焦点面上のピクセル数を直接決定します。これは通常、空間分解能で表されます。これは、オブジェクト空間における各ピクセル開口部の角度、つまりシステムが解決できる最小角度を表します。これは一般的に、ピクセルサイズ（d）と焦点距離（f）の比率から導き出されます。つまり、IFOV=d/fです。
焦点面上の各ターゲットの画像はいくつかのピクセルを占めており、これはターゲットのサイズ、ターゲットとサーマルイメージャー間の距離、および空間分解能（IFOV）から計算できます。ターゲットのサイズ（D）とターゲットとサーマルイメージャー間の距離（L）の比率はターゲット角度であり、次にIFOVで割ると、画像が占めるピクセル数が得られます。つまり、n=(D/L)/IFOV=(DF)/(LD)です。焦点距離が長いほど、ターゲット画像が占めるピクセル数が多くなることがわかります。ジョンソン基準によれば、その検出距離は長くなります。一方、レンズの焦点距離が長いほど、視野角は小さくなり、コストも高くなります。
たとえば、サーマルカメラの焦点面のピクセルサイズが38umで、100mmの焦点距離のレンズが装備されている場合、空間分解能IFOVは0.38mradです。1kmで3.2mのサイズのターゲットを観察すると、ターゲットの開口角は2.3mradです。ターゲットの画像は2.3/0.38=6ピクセルを占めます。ジョンソン基準によれば、認識レベルに達します。
2. 赤外線検出器の性能
レンズの焦点距離は、サーマルイメージングカメラの検出距離を理論的に決定します。実際のアプリケーションで重要な役割を果たすもう1つの要因は、サーマルイメージング検出器の性能です。レンズの焦点距離は、画像のサイズと占有ピクセル数のみを決定しますが、サーマルイメージングセンサーの性能は、ぼやけの程度や信号対雑音比など、画質を決定します。
3. 大気環境
熱放射の大気への透過は可視光よりも強力ですが、大気の吸収と散乱は、サーマルイメージャーの画質に一定の影響を与えます。特に、濃霧や豪雨などの過酷な気象環境では、赤外線サーマルイメージャーの検出距離が影響を受けます。