Классификация тепловизорных систем наблюдения

Обзор тепловизорных систем

Тепловизорные системы являются системами визуализации, позволяющими генерировать изображения наблюдаемых пейзажей с использованием теплового излучения, излучаемого наблюдаемым пейзажем. Эти тепловизорные системы можно условно разделить на несколько различных групп:

  • Первая группа, по способу создания двумерного изображения наблюдаемого пейзажа тепловизорные системы делятся на тепловизорные камеры и тепловизорные сканеры;
  • Вторая группа, по области использования тепловизоных систем: тепловизорные системы наблюдения и измерительные тепловизорные системы;
  • Третья группа, по типу используемой при работе спектральной частоте: средневолновые инфракрасные тепловизорные системы (MW), длинноволновые тепловизорные системы (LW) и коротковолновые тепловизорные системы (SW);
  • Четвертая группа, по используемой в работе тепловизорной системы технологии ИК-детектора (IR FPA): поколения, II поколения и III поколения.

Условное деление тепловизорных систем

  Условное деление тепловизорных систем

Тепловизорные камеры и тепловизорные сканеры

Тепловизорная камера представляет собой тепловизорную систему, которая позволяет создавать двумерное тепловое изображение наблюдаемого пейзажа независимо от того, является ли тепловизорная система или наблюдаемые пейзажи подвижными или стационарными.

Тепловизорный сканер представляет собой тепловизорную систему, который позволяет создавать двумерное тепловое изображение наблюдаемого пейзажа только в том случае, когда тепловизор или объекты наблюдаемого пейзажа движутся.

Тепловизорные камеры составляют порядка более 99% всех существующих тепловизорных систем, представленных на международном рынке. Тепловизорные сканеры распространены почти только в качестве бортовых систем, которые используются для наглядности, поскольку они предлагают очень широкое поле обзора (обычно составляющее 120°), в отличии от тепловизорных камер, имеющих поле зрения обычно составляющее 30°. Из-за различий в конструкции этих двух типов тепловизорных систем и узкого специализированного рынка, тепловизорные системы являются достаточно дорогими системами. Однако из-за более массового применения тепловизорных камер их стоимость значительно ниже стоимости тепловизорных сканеров.

Так как тепловизорные камеры занимают почти весь рынок тепловизорных систем, то далее будут описаны методы тестирования, предлагаемые для тестирования тепловизорных камер. Далее термины "тепловизорная камера" и "тепловизор" будут считаться эквивалентными.

Области использования тепловизорных систем

В зависимости от назначения и использования тепловизорных систем их можно разделить на обнаружительные тепловизорные системы наблюдения и тепловизорных систем измерения. Обнаружительные тепловизорные системы наблюдения в основном используются в военных целях для наблюдения за полем боя в темноте или в сложных атмосферных условиях, работающее за счет визуализации температурного излучения исходящего от наблюдаемого в тепловизорную камеру пейзажа.

Измерительные тепловизорные камеры используются в гражданских целях в научных изысканиях и промышленности для бесконтактного измерения распределения температуры на поверхности тестируемых объектов. Однако в настоящее время граница между этими двумя группами тепловизорных систем размываются, поскольку появляется всё больше камер, которые можно использовать и в качестве наблюдательный тепловизорных систем и в качестве измерительных тепловизорных систем. Но в настоящее время такие камеры всё ещё являются достаточно редкими и в большинство тепловизорных систем, выпускаемых в мире, относятся к классу обнаружительных тепловизорных систем наблюдения и не позволяют измерять температуру наблюдаемых пейзажей, а качество картинки, поступаемой от измерительных тепловизорных систем уступает качеству картинки, поступаемой от обнаружительных тепловизорных систем.

Качество, генерируемого тепловизорной системой изображения, является наиболее важным критерием, позволяющим оценить эффективность обнаружительных теплвизорных камер наблюдения, используемых в военных целях. При оценки эффективности тепловизорных камер, используемых в гражданских целях, используются более сложные критерии их оценки.

Использование измерительные тепловизорных систем можно условно разделить на две общие группы:

использование тепловизорных систем только для относительного измерения температуры и использование тепловизорных систем для абсолютного измерения температуры наблюдаемых нагретых объектов. Несмотря на то, что новые тепловизорные камеры могут использоваться для решения обеих задач, существуют разные критерии оценки пригодности тепловизорной системы для их использования для решения каждой из этих задач. Если тепловизорная камера используется для только решения задачи относительного измерения температуры то используются "неразрушающие" тепловые методики тестирования (NDTT), при которых качество генерируемого системой теплового изображения является наиболее важным критерием обнаружительных тепловизорных систем наблюдения. Если тепловизорная камера используется для решения задачи абсолютного измерение температуры объекта на наблюдаемом пейзаже, то критерий точности результатов измерения температуры является для неё наиболее важным критерием.

Спектральная полоса

В основном на Земле спектральная частота нагретых объектов находиться в диапазоне ориентировочно от 3 мкм до 15 мкм. Тепловое излучение этих объектов доминирует над отраженными ими излучениями в этом спектральном диапазоне, потому что излучение, излучаемое солнцем, луной, звездами и стандартными искусственными источниками света слабее спектральной длины волны более 3 мкм. В вышеупомянутом диапазоне от 3 мкм до 15 мкм имеется два «атмосферных окна»: в диапазоне от 3 мкм до 5 мкм и в диапазоне от 8 мкм до 12 мкм. Поэтому существуют в основном два основных типа тепловизорных систем: тепловизорные системы со средней рабочей длиной волны (MW), находящейся в диапазоне спектра от 3 мкм до 5 мкм и тепловизорные системы с длинной рабочей длиной волны (LW), находящейся в диапазоне спектра от 8 мкм до 12 мкм. Также на рынке имеются коммерчески доступные коротковолновые тепловизорные системы работающие в диапазоне спектра от 1 мкм до 3мкм.

Тепловизорные системы с частотой спектра MWIR и LWIR существенно отличаются от изображения фона, характеристик пейзажа, температурного контраста и атмосферной передачи в различных погодных условиях. Необходимо учитывать факторы, которые благоприятствуют использованию тепловизорных систем MWIR диапазона, такие как: высокая контрастность, благоприятные погодные условия (отсутствие осадков, сильного ветра) соответствующие большинству стран Азии и Африки, позволяют этим системам обеспечить более высокий коэффициент пропускания волны при высокой влажности, а также иметь более высокое разрешение из-за примерно в 3 раза меньшего оптического искажения. Тепловизорные системы LWIR диапазона обладают лучшей производительностью в условиях тумана, пыли и зимы, соответствующие странам Западной Европы, Северной Америке, Канаде. У этих систем выше устойчивость к атмосферным изменениям, снижена чувствительность к солнечным бликам и открытым очагам огня (например факелам). Возможность достижения улучшенного параметра "отношение шум/сигнал" благодаря увеличенному уровню излучения в частоте спектра LWIR не является достоинством, поскольку фоновый фотонный поток в этом случае становиться также выше, а также из-за ограничения их считывания. Теоретически, при старении массивы заряда могут быть интегрированы в полное время кадра, но из-за существующих ограничений в емкости ячейки для обработки заряда оно намного меньше по сравнению с временем кадра, особенно касаемо тепловизорных систем LWIR диапазона, для которых фоновый фотонный поток превосходит полезные сигналы на порядок.

Резюмируя, использование тепловизорных камер LWIR является более предпочтительным для обеспечения высокой производительности тепловой визуализации из-за его повышенной чувствительности к температуре окружающих объектов, а также обеспечение лучшей передачи при наличии тумана и дыма. Однако рабочий диапазон спектра темпловизорных систем MWIR в диапазоне
от 3 мкм до 5 мкм может быть более подходящим для наблюдения за более горячим объектом или в случае, когда чувствительность тепловизорной камеры менее важна, чем контраст. Также возникают дополнительные различия: например преимущество от используемой частоты спектра системы MWIR меньше, чем диаметр оптики, необходимый для получения определенного разрешения, а также что некоторые детекторы
MWIRдиапазона способны работать при более высоких температурах (при использовании охлаждаемых термоэлектрических детекторов), чем для обычных детекторов LWIR диапазона, которым для этого потребуется криогенное охлаждение (около 77K). Поэтому не существует определенного надежного ответа, какую тепловизорную систему (LWIR или MWIR диапазона) необходимо использовать. Оба типа тепловизорных систем имеют свои преимущества и свои недостатки.

Поколения тепловизорных систем

В основном тепловизорные системы обычно делятся на три поколения. Тепловизорные сканеры построены с использованием дискретных детекторов, простых не мультиплексированных фотопроводящих линейных массивов (обычно это PbSe, InSb или HgCdTe), число элементов которых не превышает одной сотни или детекторов SPRITE, которые являются тепловизорными камерами первого поколения. Такие тепловизорные камеры первого поколения обычно работают в спектральном диапазоне от 8 мкм до 12 мкм и используют оптику с диафрагмой F/2 или F/4, характеризуемые разрешением температуры коэффициента NETD (эквивалентной шуму разности температур) около 0,2К. Эти камеры первого поколения впервые появились для военных целей в 1970 годах, в 1980 годах их было выпушено достаточно большое количество. В настоящее время тысячи этих систем по-прежнему находятся в военной службе и запасные части для обеспечения их безаварийной работы будут ещё доступны в течение многих лет. Американский модуль на основе HgCdTe, которые используют массивы с 60, 120 или 180 фотопроводящих элементов и являются примером тепловизорной камеры первого поколения.

Тепловизорная система первого поколенияТепловизорные системы первого поколения
Пример тепловизорной камеры первого поколения LORIS производства FLIR Inc.

Тепловизорные сканеры построенные с использованием линейных или плоских (2D) матриц фокальной плоскости (FPA) элементов с числом элементов выше 100 но не более 10 000 являются тепловизорными системами второго поколения. Разрешение температуры коэффициента NETD (эквивалентное шуму разность температур) улучшено и составляет около 0,1К. Также системы второго поколения характеризуются меньшим весом, более компактными размерами и улучшенной надежностью. В середине 1980 годов большинство выпускаемых систем второго поколения использовалось для военных целей. В настоящее время эти системы наиболее распространенные среди тепловизорных систем, используемых в военных целях. Новая версия этих FPA конструктивно состоит в виде единого чипа, с полностью интегрированной электроникой считывания, которые являются более привлекательным решением для использования их в обнаружительных тепловизорных систем наблюдения. Такие тепловизорные камеры с улучшенными линейными FPA часто называют поколением 2+. Разрешение температуры коэффициента NETD (эквивалентное шуму разность температур) улучшена до уровня около 0,05K. Часто такие тепловизорные системы поколения 2+  имеют детектор HgCdTe с многоматричным массивом размером 288х4, изготавливаемым компанией Sofradir как в диапазоне спектра от 3 мкм до 5мкм, так и в диапазоне от 8 мкм до 10,5 мкм и имеющих обработку сигнала в области фокальной плоскости (интегрирование фототока, скимминг, разбиение на разделы, функция TDI (интегрирование с временной задержкой), предусиление на выходе и некоторые другие).

Тепловизорные системы третьего поколения - это не сканирующие тепловизорные камеры, построенные с использованием детекторов 2D-массива (охлаждаемый FPA на основе детекторов, производимых по технологии InSb, HgCdTe, QWIP или неохлаждаемый FPA на основе микроболометра или пироэлектрической / сегнетоэлектрической технологии), имеющие не менее 106 элементов в фокальной плоскости. Эти просматриваемые массивы сканируются электроникой с использованием цепей, интегрированных в массивы. Эти считывающие интегральные схемы (ROIC) включают в себя, например: отмену выбора пикселей, антибликовое покрытие на каждом пикселе, формирование подкадра, выходные предусилители и некоторые другие функции. Оптомеханический сканер в данном случае уже не требуется и единственной задачей оптики в тепловизорной системе является проведение фокусировки ИК-изображения на матрице её чувствительного элемента.

Тепловизорные системы второго поколения
Пример тепловизорной системы Sophie второго поколения производства Thales Optronique.

Теловизорные системы третьего поколения
Пример тепловизорной системы Catherine XP третьего поколения производства Thales Optronique.

Тепловизорные системы третьего поколения были предложены с самом начале 1990 годов, для конкуренции с системами поколения 2+. Во-первых, они были предложены как охлаждаемые MWIR системы (с использованием технологий InSb или HgCdTe), чувствительные к атмосферным воздействиям в диапазоне от 3 мкм до 5 мкм, позволяющие их использовать в большинстве географических условий и заменить тепловизорные системы LWIR, которые ранее были более предпочтительны. Охлаждаемые тепловизорные камеры LWIR диапазона третьего поколения на основе технологии QWIP стали коммерчески доступны в конце 1990 годов. Почти в тоже самое время неохлаждаемые тепловизорные камеры на основе микроболометра и пироэлектрической/сегнетоэлектрической технологии стали полностью коммерчески доступными.

Качество изображения, генерируемого тепловизорными системами с неохлаждаемыми детекторами уступает качеству изображения, генерируемого тепловизорными системами с охлаждаемыми детекторами, но оно достаточно хорошее для использование систем с неохлаждаемыми детекторами в системах работающих с реднем и длинном спектральном диапазоне. Благодаря более низкой стоимости в 2-4 раза, относительно систем с охлаждаемыми детекторами, использование таких тепловизорных систем с неохлаждаемыми детекторами значительно выросло не только в военной, но и в гражданской отрасли.

Параметры тепловизорных камер одного и того же поколения могут значительно различаться. Поэтому не возможно сформировать единую таблицу, которая бы точно сравнивала параметры тепловизорных камер разных поколений. Таблица, приведенная ниже, составлена на основе анализа параметров тепловизорных систем, относящихся к обнаружительным тепловизорным системам наблюдения, которые предлагаются в течение последних 30 лет, но её следует рассматривать как оценку сложной ситуации, распространенной на международном рынке.

Параметры наиболее распространенных тепловизорных камер

Поколение

Примеры тепловизорных систем

Разрешение температуры коэффициента
NETD, К

Разрешение
изображения

Тип
используемого
охлаждения

Масса,
кг

1

60 или 120 пикселей CMT

 8 или 14 пикселей CMTSPRITE

0,2

250х190

- жидкий азот

- Джоуля Томсона

- Стирлинга

более 20

2

94х4 пикселей CMTOphelios

 288х4 пикселей CMTSynergy, Catherine, Sophie, Iris

0,1

640х288

- Джоуля Томсона

- Стирлинга

более 4

3

320х240 HgCdTe MWIR

(Opal, Spike, Matiz)

 320х240 QWIP LWIR

(Thermovision 2000, Catherine

QWIP)

0,05

320х240

 

640х480
(с микро сканированием)

Стирлинга

более 2

640х512 HgCdTe MWIR

( High Definition POD)

640х512

Стирлинга

320х240 сегнетоэлектрической (Lion)

320х240 микроболометр (Elvir)

0,15-0,3

320х240

неохлаждаемые

Тепловизорные системы третьего поколения 

Пример тепловизорной системы ELVIRтретьего поколения с неохлаждаемым детектором производства Thales Angenieus.

Как Вы можете видеть в таблице выше тепловизорные системы второго поколения характеризуются значительно лучшим тепловым и пространственным разрешением, относительно тепловизорных камер первого поколения. Это означает что качество генерируемого теплового изображения и чувствительность у тепловизорных систем первого поколения значительно хуже. Однако при рассмотрении тепловизорных камер второго и третьего поколения с охлаждаемыми детекторами ситуация не столь однозначна. Тепловая чувствительность тепловизорных систем третьего поколения с охлаждаемым детектором обычно незначительно выше, теплового разрешения тепловизорных систем второго поколения. Однако разрешение генерируемого изображения современными тепловизорными системами второго поколения выше разрешения генерируемого изображения тепловизорными системами третьего поколения с неохлаждаемыми сенсорами 320х240 пикселей FPA, особенно в горизонтальной плоскости. Эта "неполноценность" тепловизорных систем третьего поколения может быть легко устранена с использованием технологии микросканирования, позволяющая улучшить разрешение изображения в горизонтальной и вертикальной плоскости до двух раз. Однако метод микросканирования имеет и свои недостатки, заключающиеся в более высоких издержках в производстве, а также уменьшение надежности. Низкое качество изображения, генерируемое распространенными тепловизорными системами третьего поколения по сравнению с тепловизорными камерами второго поколения, может быть устранено при использовании детектора размером 640х512 пикселей FPA или более.

Поколение тепловизорной системы строго говоря не связано с качеством генерируемого изображения, поколение тепловизорной системы связано с габаритными размерами, массой, производственными затратами и надежностью тепловизорной системы. Поколение тепловизорной системы указывает на потенциал модуля детектора, но не описывают качество тепловизорной камеры. Для правильной оценки тепловизорной системы не достаточно оценить только качество генерируемого изображения, влияющего на возможности обнаружения, распознавания и диапазонов идентификации, но также необходимо определить другие параметры тепловизорой системы, такие как масса, габаритные размеры, устойчивость к суровым атмосферным условиям, а также удобство использования ею. В настоящее время на международном рынке все чаще встречаются тепловизорные системы с интегрированными в них дополнительными модулями, такими как GPS модуль, лазерный дальномер, гониометр, ТВ камера, работающая в дневных условиях и лазерная указка. Использование таких дополнительных модулей значительно увеличивают возможности тепловизорной камеры. Проведение оценки и сравнения тепловизорных систем является довольно сложной и рискованной задачей, решение которой требует учета ряда факторов, которые варьируются в зависимости от нужд конечного пользователя.

Тепловизорные системы третьего поколения
Пример тепловизорной системы SophieMFс интегрированными лазерным дальномером, гениометром, ТВ камерой видимого диапазона производства Thales Optronique.

Детекторы 1 поколения, 2 поколения и 3 поколения, используемые в тепловизорных системах, требуют принудительного охлаждения, обычно до температуры, равной 77 К. Тепловизорные системы первого поколения охлаждались с использованием охладителей дьюара. Охладитель дьюара является «вакуумной бутылкой», заполненной хладагентом. В качестве хладагента могут использоваться различные сжиженные газы. Однако наибольшее распространение в сосудах дьюара получил сжиженный азот. Криогенное охлаждение характеризуется несколькими существенными недостатками, такими как необходимость обеспечения источником подачи сжиженного азота, ограничение по времени работы сосуда дьюара после его заполнения и необходимость сохранения строго горизонтального положения тепловизорной системы. Поэтому в более поздних тепловизорных системах чаще используются охладители Стирлинга и реже охладители Джоуля-Томсона.

Охладитель Стирлинга является холодильником закрытого типа и не имеющего клапанов, вместо них он имеет регенератор. Регенератор представляет из себя трубку, выполненную из пористого материала с низкой теплопроводностью, позволяющая поддерживать градиент температуры и высокую теплоемкость, что позволяет ей работать в качестве эффективного теплообъемника. В основном охладители Стирлинга работают с герметичным зарядом гелия, который механически сжимается, а затем расширяется около охлаждаемого сосуда дьюара. Это расширение гелия охлаждает детектор, а гелий затем «рециркулируется» через компрессор охладителя.

Охладители Стирлинга позволяют охлаждать детектор тепловизорной системы до требуемой температуры, обычно через 3-5 минут после его включения. Такие типы охладителей Стирлинга требуют периодической подзарядки и обслуживания у его производителя с требуемой периодичностью, обычно составляющей от 1000 до 10000 часов. Размер и масса этих охладителей зависят от требуемой мощности охлаждения. Мощности от 0,2 до 0,6 Вт обычно достаточно для охлаждения небольшого одиночного детектора и в несколько раз выше необходимой для охлаждения детектора состоящего из массива FPA.

Охладитель Джоуля Томсона - это охладитель, открытого цикла, который преобразует сжатый газ (обычно азот, аргон или СО2) в криогенный сжиженный газ. Газ под высоким давлением охлаждается за счет его расширения на дроссельном клапане, протекая обратно через противотоковый теплообменник и обдувает поступающий газ до тех пор, пока этот газ не будет сжижен при выходе из дроссельной заслонки. Поскольку охладители Джоуля Томсона требуют для своей работы подачи сжатого газа, они редко используются в тепловизорных камерах. Эти охладители в основном используются в ИК системах наведения, где требуемое время работы относительно маленькое.

Оба типа охладителей (Стирлинга и Джоуля Томсона) являются достаточно дорогостоящими компонентами, стоимость который составляет значительную часть стоимости всей тепловизорной системы. Разработка и внедрение нового неохлаждаемого детектора FPA в основе которого находиться микроболометр и пироэлектрическая/сегнетоэлектрическая технология позволила отказаться от дорогостоящей части тепловизорной системы - её охлаждения, что позволило значительно удешевить стоимость всей тепловизорной системы. Однако необходимо обратить внимание, что для так называемых неохлаждаемых детекторов FPA требуется стабилизация температуры, в качестве которых обычно используются термоэлектрические охладители в охлаждаемых тепловизорных камерах. Термоэлектрические охладители при своей работе используют так называемый эффект Пельтье, который позволяет генерировать изменение температуры с использованием потоков тока в схеме, состоящей из двух разнородный проводников. Большим недостатком термоэлектрических охладителей является их неспособность охлаждать детекторы до очень низких температур, достигаемая разность температур не может быть больше -50...-70°С относительно температуры окружающей среды. Однако их низкая стоимость, относительно дорогих охладителей Стирлинга и Джоуля Томсона, является весомым аргументов для их выбора.

Помимо тепловизорных систем MWIR и LWIR диапазона, встречаются также тепловизорные системы SWIR диапазона, работающего в спектральном диапазоне от 1 мкм до 3 мкм. Существует мнение, являются ли камеры SWIR диапазона тепловизорными системами, так как в рабочем спектральном диапазоне отраженное излучение доминирует над излучением, излучаемым от объектов наблюдаемого пейзажа с температурой в диапазоне примерно до 100°С. Однако эти камеры SWIR диапазона относят к группе тепловизорных систем из-за их очень схожей конструкции с тепловизорными системами MWIR и LWIR диапазона.

В настоящее время тепловизорные системы SWIR являются лишь незначительной группой тепловизорных систем. SWIR камеры стали коммерчески доступны на международном рынке не более 10 лет. Эта ситуация возникла из-за того, что тепловизорные системы SWIR диапазона не были интересны для их использования в военных и гражданских целях на протяжении многих десятилетий. Из-за наличия преобладающего испускаемого теплового излучения и атмосферных окон, военные службы были в основном заинтересованы в использовании тепловизорных камер диапазона MWIRи LWIR, а гражданские службы были заинтересованы в использовании камер видимого и видимого в ближней инфракрасной области из-за диапазона чувствительности человеческого зрения и хорошо развитой кремниевой технологии.

Отсутствие значительного интереса от конечного пользователя создало ситуацию, при которой до конца 90 годов развитие технологии производства доступных матриц детектора для SWIR диапазона не получило. Сейчас при производстве матриц детектора SWIR камер используют технологию InGaAs, позволяющую более широко использовать тепловизорные системы SWIR. Камеры диапазона SWIR набирают популярность на рынке устройств наблюдения за счет более высокого разрешения генерируемого изображения, чем камерами MWIRи LWIR диапазона, более высокой производительности при ограниченных условиях видимости, в отличии от телевизионных камер основанных на технологии CCDи CMOS. Также тепловизорные системы SWIR диапазона оказались более востребованные в телекоммуникационном секторе, позволяющим точно соединять оптическое волокно, работающее на длине волны 1,53 мкм; в музеях для проведения процедуры рефлектографии картин.

Развитие технологии

Тепловизорные системы генерирования теплового изображения являются одной из тех технологий, которая является первостепенной для её развития и использования в военных целях и целях по обеспечению безопасности. Также тепловая визуализация нашла свое применение и в гражданском секторе. Это послужило толчком для развития новых и улучшения уже существующих технологий по изготовлению этих тепловизорных систем.

Теоретически можно выделить несколько направлений в тепловизорной технологии:

1. Тепловизоные системы низкой стоимости низкого и среднего разрешения;

2. Тепловизорные системы высокого разрешения и улучшенными возможностями по их использованию в системах наблюдения;

3. Двухдиапазонные тепловизорные системы;

4. Многосенсорные системы

Технология неохлаждаемого детектора в тепловизорных системах наиболее быстро развивалась в последнее десятилетие. Параметры неохлаждаемых детекторов улучшились настолько, что в настоящее время они доминируют на рынке тепловизорных систем наблюдения на коротких расстояниях как в военных так и в гражданских целях. Наиболее критическим фактором для этого рынка является конечная стоимость тепловизорной системы. Поэтому сейчас все усилия направлены на снижение производственных затрат, но в тоже время при сохранении и даже улучшении надежности работы и качества получаемого теплового изображения. Наиболее важные области неохлаждаемых детекторов это: инфракрасный фокус и инфракрасная оптика.

Наиболее продвинутые неохлаждаемые детекторы тепловизорных систем позволяют достичь разрешения генерируемого изображения 680x480 пикселей и востребованы в основном в более требовательной военной области. Тепловизорные системы с неохлаждаемыми детекторами имеющие разрешение 320х240 пикселей и как правило предназначены для их использования в общих системах наблюдения и использования их в радиометрических целях (системах безопасности, автомобильной промышленности, бесконтактного измерения температуры и т.д.). Тепловизорные системы с неохлаждаемыми детекторами имеющие разрешение 160х120 пикселей или ниже предназначены для их массового использования в недорогих системах по обнаружению несанкционированного проникновения на контролируемый объект или в качестве бесконтактных термометров.

В последнее время на технологию производства охлаждаемых детекторов тепловизорных систем влияет технология производства неохлаждаемых детекторов. Это происходит из-за необходимости использования более дорогого модуля охлаждения, которая значительно влияет на конечную стоимость охлаждаемых детекторов. Именно поэтому производители охлаждаемых детекторов ориентируются на рынок тепловизорных систем, работающих в диапазоне MWIR и LWIR и используемых в системах наблюдения или в устройствах, требующих наблюдение в динамики за быстроменяющимся пейзажем. Работы ведутся по четырем направлениям:

  •     Первое, снижение затрат на изготовление тепловизорных систем с охлаждаемыми детекторами второго и третьего поколения, имеющих среднее разрешение (до 640х480 пикселей);
  •    Второе, ведется разработка тепловизорных систем более высокого разрешения и имеющих более высокое качество генерируемого теплового изображения, которое сопоставимо с качеством изображения, предлагаемого тепловизорными системами высокого разрешения (HighDefinition) с минимально используемым разрешением 1280х720 пикселей);
  •    Третье, развитие многополосных охлаждаемых детекторов тепловизорных систем, способных использовать спектральное явления в качестве эффективного инструмента для использования их в системах наблюдения и системах по измерению;
  •    Четвертое, разработка поляризационно-чувствительной тепловизорной системы, позволяющей значительно улучшить возможности технологии охлаждаемых детекторов.

Еще более заметная тенденция появилась в области объединения тепловизорных систем с другими системами генерирования изображения и системами не с связанными с генерированием изображения. Такое объединение позволяет считать объединенные системы многосенсорными, обычно включающие в себя: тепловизорные системы, телевизионные камеры видимого диапазона, лазерные дальномеры и системы целеуказания, и которые долгое время использовались в авиапромышленности в военных целях. Современные многосенсорные системы, используемые в авиапромышленности, состоят из большего числа разнообразных датчиков, таких как: обычно двух тепловизорных систем различного (широкого и узкого) поля зрения, широкоугольной цветной камеры высокого разрешения,цветной камеры высокого разрешения с сверх узким полем зрения, телевизионной камеры с узким уровнем освещенности (LLLTV), лазерного дальномера, лазерной указки, лазерного целеуказателя и лазерной подсветки. Также в настоящее время почти все переносные тепловизорные системы оснащаются дополнительными модулями, такими как: модуль GPS, лазерный дальномер,  гониометр, телевизионная камера видимого диапазона и лазерная указка. В некоторых авиационных, морских или наземных устройствах тепловизорные системы интегрированы с обычными радиоволновыми радарами или радарами, работающими в миллиметровом диапазоне. В любом случае такая интеграция тепловизорных систем значительно увеличивает возможности системы в целом.