Situato all'interno dell'occhio, dietro la retina, il tapetum lucidum è uno strato di tessuto che riflette la luce incidente. Questo tipo di effetto si nota quando le pupille di un gatto reagiscono alla luce diretta dei fari di un'auto: i suoi occhi sembrano illuminarsi come delle lampadine. Per l'animale, il riflesso significa che la luce passa due volte attraverso la retina e viene quindi percepita più intensamente.
Bombardamento di elettroni o immagine termica
Per vedere bene al buio, gli esseri umani hanno bisogno di assistenza tecnica come quella fornita, ad esempio, da un amplificatore di luce residua. Quest'ultimo cattura la luce residua, la dirige verso un tubo elettronico e, grazie agli elettroni accelerati, produce una maggiore densità luminosa su uno schermo fluorescente. Il risultato sono le immagini notturne verdi che siamo soliti vedere nei film d'azione e nei documentari.
Come suggerito dal nome, un amplificatore di luce residua necessita di un minimo di luce incidente. Può essere sufficiente anche lo scintillio delle stelle. Quando però ci si trova nell'oscurità totale, come una notte con il cielo coperto da una coltre di nubi o durante un intervento dei vigili del fuoco in un ambiente al chiuso e non illuminato, questa tecnologia serve a ben poco. È in queste situazioni che entra in gioco la radiazione a infrarossi dipendente dal calore. Solitamente le termocamere sfruttano la luce infrarossa a onde medie e lunghe per produrre immagini degli oggetti. In linea di principio, non differiscono molto dalle tradizionali fotocamere digitali a luce visibile, se non per il fatto che i loro sensori fotosensibili sono progettati per la parte infrarossa dello spettro luminoso. Nelle loro immagini «l'intensità della luce» corrisponde a un profilo di temperatura: più l'oggetto è caldo, più è vivido e visibile. Immagini di questo tipo possono essere utilizzate anche per identificare eventuali fonti di dispersione termica negli edifici.
Varie tecnologie per l'imaging a infrarossi
Accanto al processo analogo alla fotografia convenzionale, esistono altri metodi fisici per valutare la radiazione infrarossa. Il cosiddetto «imaging termico» o IR serve ad individuare le differenze di temperatura tra lo sfondo e il primo piano di un oggetto e chiaramente tra zone con temperature diverse. Il microbolometro, ad esempio, è un sensore termico in grado di rilevare uno spettro molto ampio che spazia dalle onde millimetriche ai raggi X passando per i raggi UV e quelli infrarossi. Nell'imaging termico si utilizza principalmente per rilevare le radiazioni a infrarossi con onde medie e lunghe superiori ai tre millimetri.
Il fotorilevatore a infrarossi a pozzo quantico (QWIP - quantum well infrared photodetector) è costituito da sottili strati alternati di semiconduttori. Questi strati limitano gli stati quantomeccanici che una particella può assumere. Quando le onde infrarosse raggiungono il rilevatore, questo reagisce generando immagini significative. Queste ultime sono particolarmente dettagliate e hanno un'alta risoluzione paragonabile a quella dei colori. Questa tecnologia viene utilizzata in diversi campi, tra cui la ricerca atmosferica e spaziale.
Un'ulteriore applicazione è quella dell'illuminazione attiva, dove oltre alla termocamera troviamo una sorgente di luce a infrarossi. Analogamente a una normale lampada fotografica viene impiegata come sorgente luminosa per illuminare la scena, che può poi essere osservata con un visore notturno adeguato. Questo metodo si utilizza, ad esempio, per riuscire a vedere all'interno di stanze buie.
Ottimizzazione dell'imaging grazie al mix di tecnologie
Spesso occorre combinare i vari approcci tecnici per ottenere risultati ottimali. Mettendo insieme l'amplificazione della luce residua, la tecnologia di imaging termico e l'illuminazione attiva si generano più informazioni sulle immagini, si aumenta la risoluzione e si migliora la profondità di fuoco delle immagini. Le possibili fonti di interferenze che potrebbero avere ripercussioni negative su uno dei metodi vengono compensate dagli altri. In ogni caso, per generare delle immagini è necessario catturare, raggruppare e dirigere le onde luminose. Fondamentalmente questo processo è analogo a quello della fotografia convenzionale nella gamma di luce visibile all'occhio umano. Per questo motivo, anche qui si impiegano gli stessi componenti ottici come gli obiettivi per la messa a fuoco e lo zoom, i diaframmi per regolare la quantità di luce, i filtri per effettuare le regolazioni e gli otturatori per controllare l'esposizione.
Dotati di commutazione in metallo prezioso, i micromotori DC a spazzole delle serie 1516...SR e 1524...SR vengono spesso utilizzati per la messa a fuoco e lo zoom sia nelle telecamere convenzionali che nei visori notturni. Anche i micromotori DC a spazzole della serie SR con diametro da 10 o 13 mm godono di grande apprezzamento. Grazie al loro volume minimo riescono ad entrare in obiettivi di piccole dimensioni garantendo valori prestazionali elevati senza perdite. In combinazione con una vite filettata, i motori passo-passo del tipo AM1020 sono particolarmente adatti al posizionamento di filtri e diaframmi.
Grazie all'ampia gamma di modelli e alle numerose combinazioni possibili offerte dai componenti di azionamento FAULHABER è possibile di trovare la soluzione ottimale per qualsiasi applicazione ottica.
