测量视场 (MFOV)

测量视场 (MFOV) 定义了获得准确温度读数所需的最小目标尺寸。它通常定义为 3 x 3 或 4 x 4 像素的目标尺寸，在此尺寸下可获得目标 90% 的能量。红外热像仪的 MFOV 相当于高温计设备的测量点。由于像素排列的原因，它包含离散的单个像素数，因此与瞬时视场相联系。 瞬时视场[mrad]≈（像素尺寸）/f

瞬时视场（IFOV）定义了成像系统可探测到的最小目标尺寸。瞬时视场相当于传感器阵列的一个像素，决定了可分辨物体的最小尺寸。它与定义 MFOV 的像素数 m 有关。减小像素尺寸（从而减小中景视场）会增加实现中景视场所需的像素数量，但并不一定能获得更好的中景视场。

为了更详细地理解，我们可以使用瞬时视场，并将 MFOV 与光学参数（如成像热像仪的焦距 f）联系起来： MFOV [mrad]≈m ∙ 像素尺寸/f

在这种情况下，IFOV 和 MFOV 是空间分辨率的一种，必须加以考虑，以明确小物体的温度测量。虽然像素大小和焦距已明确定义，但像素 m 的数量似乎是任意的。要精确测量温度，像素 m 的大小与包围能量值的 90% 一样大。由于 90% 的能量受到衍射的限制，我们可以检查光斑尺寸（Airy 圆盘）的直径：d_0,91=4.5∙λ∙N

其中，λ 是应用波长，N 是光学器件的 F 数。. 与只包含 84% 能量的标准定义（Airy 分布的第一个零点）相比，这个 Airy 圆盘直径几乎是标准定义的两倍。让我们计算一下典型值的艾里直径，为了简单起见，假设 和 .0。我们得到：d_0,91=4.5∙λ∙N=45 µm

从这一直径可以看出，光斑尺寸远大于像素尺寸（通常为 17 微米、12 微米或未来的 8.5 微米）。问题是：我们需要组合多少个像素，才能使传感器的直径达到 45 微米，从而获得 90% 以上的能量？

根据这一要求，我们可以得出 MFOV 的像素数量。对于 17 微米，我们需要 3×3 像素的 MFOV，对于 12 微米，我们需要 4×4 像素，而对于 8.5 微米，我们必须包括 6×6 像素作为最小目标尺寸。

这一计算是在恒定 F 值 N=1.0 的情况下进行的，但需要注意的是，热成像技术的光学器件具有截然不同的 F 值。F 值越小，传感器上的光斑直径就越小。在实际应用中，红外热像仪的实际性能非常重要。虽然艾里直径设定了最佳情况下的极限，但光学器件的实际性能也会限制红外热像仪的光学分辨率。

测量单个像素的环绕能量是一种可能的方法，或者在像素间距的维度上检查目标输入的 MTF 值也能提供定量反馈。随着传感器尺寸越来越小，像素尺寸也逐渐缩小。在光斑直径不变的情况下（这是由衍射极限引起的），IFOV 的性能会随着像素尺寸的减小而降低。虽然光斑直径（Airy 盘）保持不变，但像素却越来越小。在这种情况下，像素尺寸越小，对图像质量的要求越高，需要改进光学性能。

用户通常会对某个特殊距离感兴趣，希望知道以毫米或米为单位的视场，并希望确保物体大小至少等于视场。FOV 计算器可以输入所使用的热像仪/光学器件，并显示所有必要的 FOV 数据，如 HFOV、VFOV、IFOV 和 MFOV。

热像仪 FOV 的选择与热像仪的光学分辨率密切相关，光学分辨率是指热像仪分辨小细节的能力。光学分辨率（或空间分辨率）高的热像仪可以分辨出更精细的细节，这在检查小物体或远处物体时至关重要。这种光学分辨率通常在视场较窄的相机中较高。因此，视场和光学分辨率之间的权衡是热成像技术的一个关键考虑因素，会影响热成像结果的质量和可用性。