În inginerie, există noțiunile de obiect și fundal. Obiectele sunt lucruri obișnuite care trebuie detectate și examinate (oameni, vehicule, animale etc.), iar fundalul este tot ceea ce nu este acoperit de obiect în câmpul vizual (pădure, iarbă, clădiri etc.).

Funcționarea tuturor sistemelor de termoviziune se bazează pe percepția diferențelor de temperatură dintre două lucruri, de exemplu, un obiect pe un fundal, și pe conversia acestei diferențe într-o imagine vizibilă. Deoarece toate corpurile nu sunt încălzite în mod egal, apare o imagine a distribuției IR. Cu cât este mai mare diferența dintre intensitatea radiației IR a unui obiect și intensitatea radiației IR a fundalului, cu atât imaginea termică va fi mai clară și cu un contrast mai bun. Dispozitivele contemporane de termoviziune sunt capabile să detecteze diferențe de temperatură de 0,015-0,07°C.

Majoritatea unităților de vedere pe timp de noapte bazate fie pe tuburi intensificatoare de imagine, fie pe senzori CMOS/CCD detectează radiațiile IR în gama de lungimi de undă de 0,78-1 µm, care este doar cu o fracțiune mai mare decât sensibilitatea spectrală a ochiului uman. Unitățile de termoviziune funcționează în gama de lungimi de undă 3-555 µm (MWIR sau infraroșu cu unde medii) și 8-14 µm (LWIR sau infraroșu cu unde lungi). În această bandă de lungimi de undă, straturile atmosferice de la suprafața solului sunt transparente pentru radiația IR, iar emisivitatea obiectelor observate cu temperaturi de -50 – +50°C este cea mai mare.

Aparatul de termoviziune este un dispozitiv electronic de observare, care creează imaginea diferenței de temperatură într-o zonă observată din spațiu. Componenta fundamentală a fiecărui aparat de termoviziune este o matrice microbolometrică (senzor termic), iar fiecare element de imagine al acestei matrice (pixel) poate măsura temperatura cu o precizie ridicată.

Avantajul camerelor de termoviziune constă în faptul că nu au nevoie de surse externe de iluminare, sunt sisteme pasive care funcționează bine atât pe timp de zi, cât și în condiții de întuneric beznă. După cum am menționat anterior, condițiile meteorologice nefavorabile, cum ar fi ceața sau ploaia, nu creează obstacole pentru camerele de termoviziune, aceste condiții ar face ca unitățile obișnuite de vedere pe timp de noapte să fie complet inutile.

Funcționarea tuturor dispozitivelor de termoviziune poate fi descrisă simplu în felul următor:

• Obiectivul obiectivului aparatului de termoviziune modelează o hartă a temperaturii a tot ceea ce se află în câmpul vizual pe suprafața senzorului termic (numită și hartă a diferenței de temperatură).
• Microprocesorul și alte elemente electronice citesc datele de la senzorul termic, le procesează și creează o formă pe ecran, care reprezintă o interpretare vizuală a datelor. Această imagine este apoi vizualizată de un observator printr-un ocular sau direct pe un ecran.

Aparatele de termoviziune au mai multe în comun cu dispozitivele digitale de vedere pe timp de noapte decât cu dispozitivele de vedere pe timp de noapte cu intensificare a imaginii (denumite în mod obișnuit sisteme analogice) și permit un număr mai mare de setări și ajustări definite de utilizator.

De exemplu, setările de luminozitate și contrast, setările de culoare a imaginii, introducerea de informații auxiliare în câmpul vizual (ora curentă, nivelul de încărcare a bateriei, pictogramele modurilor active etc.), zoom digital, imagine în imagine (afișează imaginea mărită a obiectului observat sau a unei părți a acestuia într-o fereastră mică suplimentară) și funcții de dezactivare a afișajului (utilizate pentru economisirea energiei și evitarea expunerii la lumina de fundal).

De asemenea, lunetele cu termoviziune și cele digitale pot avea multe funcții care pot ajuta trăgătorul, cum ar fi reticule multiple selectabile cu diferite forme și culori, funcții de resetare convenabile și rapide, cum ar fi “one-shot zeroing” și “Freeze zeroing”, funcții de corecție automată în funcție de distanță, mai multe profiluri de resetare pentru diferite puști, indicarea înclinării laterale, a unghiului de elevație și multe altele.

În comparație cu lunetele analogice de vedere pe timp de noapte, reticulul din dispozitivele digitale și de termoviziune este, de obicei, “digital”, adică imaginea reticulului este suprapusă peste imaginea scenei prin procesare video. Imaginea obiectului observat și reticulele fiind situate în același plan (planul de afișare), efectele precum paralaxarea sunt eliminate. Reticulul este deplasat electronic, ceea ce permite eliminarea elementelor de corecție mecanică care se găsesc de obicei la lunete analogice. Prin urmare, aceste elemente de corecție mecanică, care necesită un proces costisitor de fabricație și asamblare de precizie, pot fi eliminate complet din dispozitivele digitale și termice.

Aparatele de termoviziune pot avea, de asemenea, înregistratoare video încorporate pentru captarea de imagini și videoclipuri ale obiectelor observate și multe alte funcții auxiliare, cum ar fi transmiterea de date (foto, video) fără fir (canal radio, Wi-Fi) către dispozitive externe, controlul de la distanță al unității (folosind un dispozitiv mobil, de exemplu), integrarea cu un telemetru laser (cu date de la telemetru care apar pe ecranul unității) și integrarea cu senzori GPS (geopoziționare) etc.