過guo去qu十shi年nian
，熱re成cheng像xiang技ji術shu的de使shi用yong和he公gong眾zhong對dui其qi功gong能neng的de認ren識shi都dou得de到dao了le顯xian著zhu提ti升sheng。過guo去qu，紅hong外wai熱re成cheng像xiang隻zhi是shi一yi項xiang昂ang貴gui的de軍jun用yong技ji術shu
，而er如ru今jin
，越yue來lai越yue多duo的de人ren認ren識shi這zhe項xiang技ji術shu及ji其qi所suo具ju備bei的de優you勢shi。紅hong外wai熱re像xiang儀yi能neng夠gou在zai漆qi黑hei的de夜ye晚wan
、薄霧、輕煙以及各種天氣條件下生成清晰的圖像。

通過電視節目（例如“911營救”(Rescue 911)）與其它報道有關消防員

、jingchaheqitajiuyuanrenyuanhuodongdejishijiemu，yuelaiyueduoderenlejiedaohongwairexiangyiheqijuyoudegongneng。xiangxinxuduorendouyijingzaidianshishangkandaoguorechengxiangshiruhebangzhujingchazaiwanquanqiheidehuanjingxiasuodinggenzongyifan。

從邊境處的遠距離監視，卡車和船運集裝箱檢查，到高安全級別裝置的監控，如核電站、機場和水壩，人們對各種安防應用熱成像的興趣也有所提高。但是
，熱成像遠非隻為安防應用提供夜視解決方案這麼簡單。

紅外熱像儀：一項拯救生命的技術

紅hong外wai熱re像xiang儀yi用yong途tu眾zhong多duo
，但dan是shi，無wu論lun是shi在zai火huo災zai中zhong定ding位wei受shou困kun人ren員yuan，在zai完wan全quan漆qi黑hei的de環huan境jing下xia搜sou尋xun疑yi犯fan，或huo是shi幫bang助zhu司si機ji和he船chuan長chang在zai夜ye間jian駕jia駛shi，都dou沒mei有you比bi拯zheng救jiu生sheng命ming的de用yong途tu更geng為wei重zhong要yao。警jing察cha、消防員、救援工作者和安保人員人手一台由電池供電的輕巧型熱像儀也許隻是時間問題。

與yu此ci同tong時shi
，消xiao費fei者zhe如ru今jin越yue來lai越yue容rong易yi接jie觸chu到dao熱re成cheng像xiang技ji術shu。汽qi車che製zhi造zao商shang在zai汽qi車che內nei集ji成cheng夜ye視shi模mo塊kuai來lai擴kuo大da駕jia駛shi視shi野ye。夜ye視shi模mo塊kuai讓rang司si機ji在zai夜ye間jian看kan得de更geng清qing楚chu
，從cong而er避bi免mian事shi故gu的de發fa生sheng。船chuan艇ting配pei備bei熱re像xiang儀yi，用yong於yu夜ye間jian航hang行xing和he其qi他ta海hai事shi應ying用yong，如ru搜sou尋xun落luo水shui人ren員yuan。全quan世shi界jie範fan圍wei內nei對dui熱re像xiang儀yi不bu斷duan增zeng長chang的de需xu求qiu令ling製zhi造zao商shang有you能neng力li大da幅fu降jiang低di生sheng產chan成cheng本ben。隨sui著zhe價jia格ge降jiang低di以yi及ji對dui該gai技ji術shu興xing趣qu的de提ti高gao，眾zhong多duo不bu同tong產chan品pin領ling域yu內nei愈yu來lai愈yu多duo的de製zhi造zao商shang看kan到dao了le熱re像xiang儀yi的de附fu加jia價jia值zhi，並bing願yuan意yi將jiang熱re像xiang儀yi集ji成cheng到dao他ta們men的de產chan品pin中zhong。通tong常chang，熱re像xiang儀yi隻zhi是shi完wan整zheng成cheng品pin的de一yi個ge小xiao部bu件jian，因yin此ci它ta必bi須xu盡jin量liang小xiao巧qiao
、輕盈、便宜。

Photon：FLIR Systems開發的微型紅外熱像儀

微型紅外熱像儀的最新研究進展促成了FLIR Systems Photon紅外熱像儀的問世。Photon是一款具有高靈敏度、高可靠度的非製冷型長波紅外熱像儀。其緊湊的設計、輕巧的重量以及較低的能耗，成為眾多紅外熱成像應用的理想選擇，尤其是涉及電池供電操作的應用。Photon采用基於氧化釩微量熱型探測器技術的紅外傳感器，可生成像素陣列為320x256的圖像，定位為一款商用紅外熱像儀

，現已作為標準產品進行大量生產，同時它還附帶各種可選功能以吸引更廣闊的市場空間。Photon可搭載各種鏡頭
，適用於幾乎所有的應用。

能夠批量高產地製造紅外傳感器是實現低價的關鍵。FLIR Systems已yi基ji於yu商shang業ye矽gui鑄zhu造zao工gong藝yi模mo型xing，開kai展zhan了le高gao度du自zi動dong化hua的de微wei量liang熱re型xing探tan測ce器qi生sheng產chan線xian。該gai生sheng產chan線xian擁yong有you目mu前qian為wei止zhi世shi界jie上shang最zui高gao的de生sheng產chan能neng力li，使shi用yong了le盒he對dui盒he式shi晶jing圓yuan傳chuan送song技ji術shu來lai加jia快kuai生sheng產chan，並bing將jiang計ji量liang融rong入ru生sheng產chan線xian以yi確que保bao連lian續xu工gong藝yi反fan饋kui。

小巧輕便，影像清晰

Photon隻有手掌大小，極其輕便（19mm鏡頭款僅130克），且功耗不到1.6W，外形上與用於可見光成像的緊湊型CMOS攝像頭十分相似。

Photon紅外傳感器為320x256像素焦平麵陣列(FPA)
，在7.5-13.5微米或長波紅外波段內成像。長波紅外波段對於看清黑暗甚至煙霧中的人十分有用。Photon是一款完全集成的熱像儀
，同時擁有模擬視頻和14位數字數據輸出以及RS-232串行通信端口，三者均引入一個單獨的包含功率輸入引腳的15個引腳高密度連接器。

未搭載熱電冷卻器

Photon的FPA無需穩定溫度，因此免去了其它微量熱型探測器攝像機中的熱電冷卻器(TEC)。盡管存在其它搭載少量TEC的熱像儀，但它們均不具備搭載少量TEC的FLIR 熱像儀如此廣的工作溫度範圍（-40°C-+80°C）。FLIR開發了專利讀出電路和全新的非均勻性校正算法，製造出未搭載TEC的熱像儀。這一設計特性帶來了大量搭載TEC的紅外熱像儀所不具備的主要優勢：

Photon可在通電後兩秒內生成圖像，因為其與TE穩定的熱像儀不同

，不需要FPA在(zai)特(te)定(ding)溫(wen)度(du)下(xia)進(jin)行(xing)操(cao)作(zuo)。這(zhe)對(dui)於(yu)消(xiao)防(fang)應(ying)用(yong)有(you)著(zhe)巨(ju)大(da)的(de)優(you)勢(shi)，因(yin)為(wei)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)可(ke)被(bei)開(kai)啟(qi)和(he)關(guan)閉(bi)以(yi)節(jie)省(sheng)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)
，任(ren)何(he)成(cheng)像(xiang)延(yan)遲(chi)均(jun)潛(qian)在(zai)危(wei)險(xian)。

能耗可降低，這對於采用電池供電熱像儀的應用至關重要。其能耗隨著熱像儀外殼與FPA的溫差增大而增加，這種情況在環境空氣溫度可達幾百攝氏度的消防等應用中十分普遍。

紅外熱像儀包裝聚積的熱量大幅減少
，這對於封裝在絕緣和自動加熱外殼內的熱像儀的應用尤為重要。TEC會消耗大量電流
，從而產生大量廢熱。

由於光學組件和FPA外殼的雜散輻射效應降低，Photon的場景動態範圍可通過TE穩定的熱像儀大幅擴展。擴大的動態範圍使熱像儀無需令圖像達到飽和，即可觀察場景內更大的溫度範圍
，這在消防應用中十分常見。

Photon：包含各種產品和應用的卓越熱像儀

若希望在商業市場取得成功，紅外熱像儀則必須適應各種應用。隨著價格的降低，紅外熱像儀的應用數量正在以驚人的速度增加。Photondexianjinxinhaochuliyongtuguangfan
，nenggouyigezhongbutongdefangshijinxingbiancheng
，congershixianzhenduibutongyingyongdezhuanmentezheng。liru，xiaofangshichangtuidongcudianfushejidefazhan，yi2x2像(xiang)素(su)顯(xian)示(shi)觀(guan)察(cha)區(qu)域(yu)的(de)溫(wen)度(du)。軟(ruan)件(jian)采(cai)用(yong)的(de)另(ling)一(yi)消(xiao)防(fang)功(gong)能(neng)是(shi)圖(tu)像(xiang)內(nei)的(de)像(xiang)素(su)偽(wei)彩(cai)色(se)。這(zhe)些(xie)像(xiang)素(su)顏(yan)色(se)與(yu)用(yong)於(yu)快(kuai)速(su)識(shi)別(bie)場(chang)景(jing)內(nei)熱(re)區(qu)的(de)可(ke)調(tiao)閾(yu)值(zhi)內(nei)的(de)溫(wen)度(du)相(xiang)對(dui)應(ying)。

駕駛員視覺增強

夜間駕駛給卡車、gongjiaoheqitazhongxingcheliangdesijidailaileyanzhongdeanquanyinhuan。zhongdashiguduofashengzaiyejianheyuwutianqi
，yinweisijinanyikanqingshiguyuan，wufajishibimianpengzhuang。meinian

，daxingcheliangfashengyejianshigudachengqianshangwanli，youxuduodoushiyinweieliedetianqitiaojian。zaizhezhongqingkuangxia，sijidekuaisujiansunenglixiajiang
，pilaohuiyingxiangfanyingshijian，erqieshilizaiheianzhongyanzhongjiantui。

紅外熱像儀是一個強大的駕駛員視覺增強係統，它顯著降低了夜間駕駛的風險，使司機能夠看到高達車頭燈5倍bei之zhi遠yuan的de距ju離li。它ta在zai任ren何he情qing況kuang下xia都dou不bu需xu要yao光guang線xian進jin行xing操cao作zuo。正zheng因yin為wei有you了le紅hong外wai熱re像xiang儀yi，司si機ji才cai能neng夠gou快kuai速su檢jian測ce並bing識shi別bie潛qian在zai的de危wei險xian，避bi免mian致zhi命ming事shi故gu的de發fa生sheng。紅hong外wai熱re像xiang儀yi還hai能neng幫bang助zhu司si機ji更geng好hao地di看kan清qing道dao路lu邊bian緣yuan
，提ti前qian發fa現xian前qian方fang彎wan道dao，避bi免mian因yin前qian方fang車che燈deng眩xuan光guang造zao成cheng的de瞬shun時shi盲mang區qu
，以yi及ji能neng夠gou穿chuan透tou輕qing煙yan、粉塵
、薄霧和小雨看清前方。

寶馬已開始在其7係、6係、5係轎車中采用了該技術輔助夜間駕駛。與轎車相比，公共汽車和卡車更能夠受益於這項技術。

FLIR Systems出售PathFindIR作為為交通運輸業的嚴苛需求量身定製的專用紅外熱像儀。本質上來說，PathFindIR的機芯是Photon紅外熱像儀，包裝在極其堅硬的外殼中
，可經受嚴苛的駕駛條件。

航空——使飛行更安全

Photon也是FLIR Systems EVS3的核心，它是一款可用於提升飛行員夜視的低成本熱像儀，即使在完全黑暗、薄霧、粉塵和輕煙的環境下
，它仍能通過提高飛行員遠距離觀察地形和其它飛機的能力對其提供幫助。

EVS3用於集成現有多功能顯示器，配有簡單的“電源輸入和標準視頻輸出”接口。Photon采用了FLIR的數字細節增強(DDE)專(zhuan)利(li)技(ji)術(shu)
，無(wu)論(lun)場(chang)景(jing)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)如(ru)何(he)，均(jun)能(neng)確(que)保(bao)卓(zhuo)越(yue)的(de)圖(tu)像(xiang)質(zhi)量(liang)，顯(xian)示(shi)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)製(zhi)造(zao)的(de)價(jia)格(ge)更(geng)昂(ang)貴(gui)的(de)係(xi)統(tong)所(suo)無(wu)法(fa)捕(bu)捉(zhuo)的(de)場(chang)景(jing)細(xi)節(jie)。可(ke)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)鏡(jing)頭(tou)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)寬(kuan)、中
、窄視場角下的飛行剖麵。

消防——穿透煙霧

多年來，為了能夠在完全黑暗中透過煙霧進行觀察，以及探測地板
、qiangbihetianhuabanshangderedian，xiaofangyuanyizhishiyongrexiangyi。yanwuzhonghanyoudaliangweimijitanheikeli，feichangrongyixishoukejianguang。danshi，dangkeliyuanxiaoyuchuanganqisuoshiyongdeguangxiandebochangshi，jiangdadajiangdisanshechengdu，shiyanwuzhongdeshixianbiandeqingxi。changbohongwaixiandebochangyueweikejianguangbochangde20倍
，因而長波熱像儀完美適合該應用。

對(dui)於(yu)通(tong)常(chang)必(bi)須(xu)打(da)開(kai)通(tong)往(wang)火(huo)災(zai)現(xian)場(chang)的(de)大(da)門(men)，或(huo)者(zhe)必(bi)須(xu)快(kuai)速(su)可(ke)靠(kao)地(di)確(que)定(ding)起(qi)火(huo)位(wei)置(zhi)和(he)火(huo)勢(shi)蔓(man)延(yan)情(qing)況(kuang)的(de)消(xiao)防(fang)員(yuan)而(er)言(yan)
，探(tan)測(ce)物(wu)體(ti)溫(wen)差(cha)的(de)能(neng)力(li)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。

由(you)於(yu)以(yi)前(qian)的(de)一(yi)些(xie)用(yong)於(yu)消(xiao)防(fang)係(xi)統(tong)的(de)熱(re)像(xiang)儀(yi)笨(ben)重(zhong)且(qie)使(shi)用(yong)不(bu)便(bian)，在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)缺(que)乏(fa)充(chong)足(zu)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)
，且(qie)對(dui)大(da)多(duo)數(shu)消(xiao)防(fang)部(bu)門(men)而(er)言(yan)過(guo)於(yu)昂(ang)貴(gui)，因(yin)此(ci)，降(jiang)低(di)尺(chi)寸(cun)、重量和成本的同時提高性能，已成為該行業最重要的需求。

礦井安全裝置公司(MSA)（賓夕法尼亞州匹茲堡）將一款Photon熱像儀集成到其Evolution®5200、EvolutionHD2和New Evolution 5600用於消防救火。ThermalTracTM熱像儀中用於執法。消防設施要求熱像儀有較寬的場景動態

範圍，以便定位熊熊烈火的方向，並生成溫度較低的周圍環境或人員的未飽和圖像。Photon擁有14位場景動態範圍，使用非線性直方圖AGC算法將14位範圍映射到8位wei模mo擬ni視shi頻pin顯xian示shi器qi上shang。熱re像xiang儀yi還hai有you兩liang種zhong增zeng益yi狀zhuang態tai，可ke根gen據ju高gao於yu或huo低di於yu閾yu值zhi的de圖tu像xiang的de像xiang素su比bi例li進jin行xing自zi動dong選xuan擇ze。這zhe使shi熱re像xiang儀yi可ke在zai消xiao防fang員yuan經jing常chang遇yu到dao的de兩liang種zhong極ji限xian環huan境jing下xia工gong作zuo，如ru黑hei暗an潮chao濕shi的de地di下xia室shi和he著zhe火huo的de房fang間jian。

無人機（UAV）

無wu人ren機ji在zai軍jun用yong和he民min用yong領ling域yu的de應ying用yong越yue來lai越yue普pu遍bian，尤you其qi是shi專zhuan為wei低di空kong飛fei行xing設she計ji的de小xiao型xing飛fei機ji。這zhe些xie無wu線xian電dian控kong製zhi的de飛fei機ji可ke裝zhuang載zai下xia行xing連lian接jie至zhi地di麵mian站zhan的de攝she像xiang機ji。熱re像xiang儀yi能neng夠gou使shi飛fei機ji在zai完wan全quan漆qi黑hei的de環huan境jing下xia飛fei行xing，並bing穿chuan透tou煙yan霧wu探tan測ce目mu標biao。此ci類lei飛fei機ji還hai可ke以yi用yong於yu森sen林lin火huo災zai等deng類lei似si應ying用yong。溫wen度du高gao於yu周zhou圍wei環huan境jing的de區qu域yu表biao示shi可ke能neng發fa生sheng火huo災zai，並bing能neng在zai熱re圖tu像xiang上shang清qing晰xi地di看kan到dao。

無人機係統領導者AeroVironment（AVAV）（加州西米穀市）將Photon融入其部分產品，包括手動Raven B。由於Raven B是由電池供電的輕型UAV，因此盡量縮小機載設備的重量和尺寸至關重要。Photon通常安裝在飛機的前錐上
，指向前方並向下方呈一定角度以便偵查和航行。該功能使Raven B提供真正的晝夜運行

，成為在各種環境和應用中獲取實時環境感知的強大工具。

熱監視

總部位於英國的Qioptiq是紅外和圖像加強夜視設備設計者和製造商。該公司將Photon集成入其所謂的“VIPIR2-S”手持式熱監視視線產品以及武器安裝式“VIPIR-2”中。

由於該設備需小巧輕便
，以便在戰場上易於攜帶，因此Photon是集成到VIPIR中的最佳儀器。此外
，Photon的低功耗使VIPIR能夠僅靠4節商用AA電池便工作6個多小時。Photon未采用熱電冷卻器，使VIPIR的操作者一旦開啟裝置便立即獲得清晰的圖像。

無處不在的紅外線

FLIR Systems Photon紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)是(shi)將(jiang)經(jing)濟(ji)的(de)微(wei)型(xing)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)打(da)入(ru)技(ji)術(shu)市(shi)場(chang)的(de)重(zhong)要(yao)一(yi)步(bu)。隨(sui)著(zhe)產(chan)量(liang)加(jia)大(da)和(he)價(jia)格(ge)持(chi)續(xu)降(jiang)低(di)，我(wo)們(men)將(jiang)看(kan)到(dao)大(da)量(liang)原(yuan)始(shi)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)在(zai)其(qi)應(ying)用(yong)和(he)打(da)包(bao)方(fang)案(an)中(zhong)結(jie)合(he)Photon等類似產品。

在不久的將來，熱成像將成為像GPS和雷達一樣普遍的技術
，它們最早均由軍事實驗室發明，但今天已被世界各地的消費者所廣泛傳播和接受。

鳴謝本文作者Austin Richards哲學博士，鳴謝B.Terre先生和S.Laband先生提供寶貴資料和建議。