Leica Wärmebildkameras.

Jeder Körper gibt permanent elektromagnetische Strahlen ab. Diese setzen sich aus der reflektierten Strahlung von Lichtquellen und der Wärmestrahlung zusammen. Unser Auge kann jedoch nur die reflektierte Strahlung verarbeiten, und zwar im Bereich des sichtbaren Lichts. Ein großer Teil der reflektierten Strahlung im ultravioletten und im infraroten Bereich kann vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Klassische Jagdoptiken wie Ferngläser und Zielfernrohre sind für die möglichst verlustarme Weitergabe des sichtbaren Lichts optimiert. Der prädestinierte Linsenwerkstoff hierfür ist Glas, da es das sichtbare Spektrum zu weit über 90 % transmittiert.

In der Nacht sind nur sehr schwache Lichtquellen verfügbar, sodass kaum Licht durch die Umwelt reflektiert wird. Hier ist das Auge durch das Spektrum des sichtbaren Lichts an seiner Leistungsgrenze angelangt, sodass ein detailliertes Sehen nicht mehr möglich ist.

An dieser Stelle setzt die Wärmebildtechnik an. Wärmebildgeräte arbeiten nicht mit reflektierter elektromagnetischer Strahlung, sondern mit der von jedem Körper abstrahlenden Wärme. Sogar Eis strahlt Wärme ab, so wie jeder Körper mit einer Temperatur, die höher als –273 °C liegt. Damit ist die Wärmebildtechnik völlig unabhängig vom Tageslicht oder von künstlichen Strahlungsquellen. Insbesondere nimmt das Wärmebildgerät sehr feine Temperaturunterschiede von zum Teil nur 0,01 °C wahr, die in ein sehr kontrastreiches Bild im sichtbaren Spektrum umgewandelt werden. Je höher die Temperatur eines Körpers, umso mehr Energie wird von jedem Pixel des Wärmebildsensors aufgenommen. Als Resultat der Wärmeeinstrahlung aller Einzelpixel ergibt sich ein Schwarz-Weiß-Bild mit vielen Graustufen. Jede Graustufe steht für einen Temperaturunterschied von wenigen Hundertstel Grad Celsius. Dieses Schwarz-Weiß- Bild kann dann durch digitale Bildverarbeitung im Gerät in verschiedene Farbskalierungen umgewandelt werden, z. B. in Regenbogenfarben, White Hot, Black Hot oder Red Hot.

Auch Wärmebildgeräte haben, wie eine Videokamera, ein Objektiv, das die einfallenden Strahlen (hier Wärme) bündelt und auf den Sensor fokussiert. Jedoch bestehen die Linsen hier nicht aus Glas, sondern aus Germanium, Zinksulfid, Zinkselenid oder Siliziumwerkstoffen. Diese Werkstoffe transmittieren die Wärmestrahlung optimal, während Glas nur einen Bruchteil dieses Spektrums weitergibt. Die Fertigung von Germaniumlinsen ist jedoch sehr aufwendig und teuer, was sich auch im Preis von Wärmebildgeräten niederschlägt.