Flag : 플래그
열 검출기는 열 복사에 노출되지 않은 상태에서도 신호를 생성하는데, 이 신호를 “다크 값(dark value)”이라고 합니다. 초점면 어레이(focal plane array) 검출기에서는 각 픽셀이 고유한 다크 값을 가지며, 이로 인해 “다크 이미지(dark image)” 또는 “다크 프레임(dark frame)”이 형성됩니다. 다크 값은 대상에서 방출된 복사로 인해 생성되는 신호에 더해지는 오프셋 성분이므로, 실제 신호를 계산하기 위해서는 이를 반드시 빼주어야 합니다. 검출기의 다크 프레임은 초점면 어레이의 온도에 따라 달라지며, 특히 볼로미터(bolometer)에서 매우 중요합니다. 볼로미터 칩의 온도가 변하면, 동일한 대상 온도 변화에 비해 출력 전압에서 훨씬 큰 변화가 발생합니다.
실제 다크 프레임을 결정하기 위해 열화상 장비는 플래그(flag), 즉 “셔터 플래그(shutter flag)”를 사용합니다. 이 플래그는 전기 구동 장치에 의해 광학 경로로 이동할 수 있는 작은 판입니다. 플래그가 흑체처럼 동작하도록 하기 위해, 검출기를 향한 면은 검게 처리되어 있습니다. 장치 전체의 크기를 줄이기 위해, 플래그는 라멜라(lamella) 구조로 제작될 수도 있습니다.
플래그가 검출기를 가리면, 모든 픽셀의 신호가 현재 유효한 다크 프레임으로 저장됩니다. 이후 플래그가 다시 열리면, 이 값들은 이후에 취득되는 모든 프레임에서 차감됩니다. 특히 예열(warm-up) 구간 동안에는 칩의 온도가 변동하면서 계산된 대상 온도에 큰 드리프트가 발생할 수 있습니다. 따라서 플래그를 주기적으로 동작시켜 이러한 변화를 보정해야 합니다.
또한 셔터 플래그가 닫힌 상태는 레이저나 기타 집속된 복사와 같이 검출기를 손상시킬 수 있는 고강도 복사로부터 검출기를 보호하는 데 매우 효과적이라는 점도 중요합니다.
Thermal detectors generate a signal even when not exposed to thermal radiation. This signal is known as the “dark value”. In focal plane array detectors, each pixel has its own dark value, forming a “dark image” or “dark frame”. The dark value is an offset to the signal caused by radiation from the target and must be subtracted to calculate the real signal. The dark frame of the detector depends on the temperature of the focal plane array and is particularly important for bolometers. A change in the temperature of the bolometer chip results in a much larger voltage difference at the output than the same change in the target temperature.
To determine the actual dark frame, an imager uses a flag, also known as a “shutter flag”. This flag is a small plate that can be moved by an electrical drive into the optical path. To ensure the flag acts like a black body, it is blackened on its side facing the detector. To reduce the size of the whole device, a flag could be built from lamellas.
When the flag covers the detector, the signals from all pixels are stored as the current valid dark frame. Upon reopening the flag, these values are subtracted from any succeeding frame. Specifically during the warm-up time, the chip temperature is drifting, causing a significant drift in the calculated target temperature. This must be corrected by periodically cycling the flag.
It’s important to note that a closed shutter flag is an effective protection against high-level radiation that could damage the detector, such as lasers or other focused radiation.