Объективы MWIR Dual FOV для тепловизионных камер

Инфракрасная оптика.

Инфракрасный диапазон длин волн означает диапазон длин волн выше 700 нм, его можно разделить на четыре меньших спектра: ближний инфракрасный диапазон (NIR) в диапазоне 700–900 нм, коротковолновый инфракрасный диапазон (SWIR) в диапазоне 900–2300 нм, средневолновой инфракрасный диапазон (MWIR) в диапазоне 3000 нм -5000нм и длинноволновый инфракрасный (LWIR) на 8000нм-16000нм. Инфракрасная или ИК-оптика часто используется в инфракрасной спектроскопии прямого обзора (FLIR), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), визуализации SWIR, тепловизионном изображении и обнаружении MWIR и LWIR, а также лазерах CO2. 

Photonics Cloud предлагает не только одиночные ИК-оптические линзы, ИК-оптические окна и куполообразные окна, но и собранные модули линз, предназначенные для тепловизионных камер MWIR (3-5 микро) и LWIR (8-12 микро). Доступны различные специальные материалы для инфракрасной оптики: германий, селенид цинка (ZnSe), сульфид цинка (ZnS), халькогенидное стекло, кремний, сапфир и фториды (CaF2, BaF2, MgF2 и LiF). Наши методы изготовления включают обычную полировку и алмазную токарную обработку, наши типы оптики включают плоскую поверхность, сферическую и асферическую поверхность оптики.

Объективы для тепловизионных камер MWIR.

MWIR (средневолновые инфракрасные) тепловизионные объективы для камер объективы, ориентированные на работу в диапазоне длин волн 3-5 микрон. Поскольку тепловой контраст сильнее в области MWIR, чем в области LWIR, а излучение MWIR менее восприимчиво к термодифракции, объективы MWIR в сочетании с охлаждаемыми детекторами FPA в тепловизионной камере MWIR в большей степени способны генерировать изображения с высоким разрешением и четкость, способствуя революционным общим качествам изображения. Объективы MWIR отличаются оптимизированной функцией передачи модуляции (MTF) и исключительными функциями обнаружения, распознавания, идентификации (DRI). Объективы с широким набором различных спецификаций поддерживают обнаружение в условиях плохой атмосферы/освещения (например, в тумане/полной темноте) и даже позволяют захватывать невидимые объекты (например, утечку газа). Объективы MWIR компании являются отличной альтернативой для тепловидения в различных областях, включая промышленность, науку, наблюдение и внутреннюю безопасность.

Photonics Cloud предлагает готовые и индивидуальные линзы для тепловизионных камер. Для модулей объектива MWIR доступен широкий ассортимент объективов, в том числе объективы MWIR с одинарным полем зрения с заданным фокусным расстоянием и полем обзора для каждого, объективы MWIR с двойным полем зрения с двумя выбираемыми фокусными расстояниями и объективы MWIR с непрерывным масштабированием в сборе, которые обеспечивают непрерывное смещение фокусных расстояний, обеспечивая гибкое наблюдение в широком диапазоне расстояний и обнаружение в реальном времени. Материалы с высоким коэффициентом пропускания MWIR, включая германий, ZnSe, халькогениды, сульфид цинка, GaAs и кремний, используются в качестве материалов подложки, а антибликовые (AR) покрытия, алмазоподобное углеродное (DLC) покрытие могут быть предоставлены в соответствии с вашими требованиями. 

Наша линия по производству линз включает в себя передовые процессы, такие как изготовление на станках с CNC и полировку точечной алмазной токарной обработкой (SPDT) в соответствии со строгими процедурами контроля качества. Уплотнения групп линз имеют класс защиты IP67, пыленепроницаемость и водонепроницаемость. Встроенные ручные и моторизованные механизмы фокусировки интегрированы в модули объективов с переменным фокусным расстоянием, а по запросу могут быть разработаны компактные механические конструкции для облегчения задач. Кроме того, атермализованные линзовые модули для компенсации температурных колебаний также доступны как в нашем каталоге, так и в качестве индивидуальных продуктов.

Объективы MWIR Dual FOV для тепловизионных камер.

• Два фокусных расстояния: 40 мм и 240 мм.
• Оптимизированные качества MTF
• Высокая передача MWIR и низкое искажение изображения
• Совместимость с охлаждаемыми детекторами InSb FPA

Поле зрения (FOV) измеряется с точки зрения максимального угла, при котором оптическое устройство формирования изображения реагирует на электромагнитное излучение. Фокусное расстояние линз и размер датчика/детектора определяют поле зрения модуля объектива. Поскольку размер детектора неизменен, фокусное расстояние линз является единственным фактором, определяющим FOV. Набор линз с двойным полем зрения, который имеет надуманный встроенный механизм, который переключается между двумя разными фокусными расстояниями, создавая двойное поле зрения (FOV).

В диапазоне длин волн длинноволнового инфракрасного излучения 8–12 микрон двойные линзы FOV являются довольно распространенными конфигурациями для тепловизионных камер. Эти объективы с двойным полем зрения обеспечивают два трансформируемых режима поля зрения: режим с более широким углом и меньшим фокусным расстоянием для наблюдения в более широком диапазоне и режим с более узким полем зрения, режимом большего увеличения с большим фокусным расстоянием для захвата близких объектов и просмотра деталей.

Этот модуль объектива с двойным полем зрения (FOV) 40 мм/ 240 мм f /4,0 от Photonics Cloud предназначен для охлаждаемых детекторов (InSb FPA) с конфигурацией 640x512-15 мкм для длины волны MWIR, охватывающей 3,5 ~ 5,0 мкм, и детекторов с конфигурацией 320x256. -30 мкм длины волны MWIR, охватывающей 4,7–7,8 мкм. Оптические характеристики линз оптимизированы благодаря высокому коэффициенту пропускания в ориентированном диапазоне, выдающимся качествам MTF (функция передачи модуляции) и низкому искажению изображения. Спецификации могут быть настроены и изменены по запросу.

Поле зрения (FOV) определяется как максимальный угол, при котором оптика чувствительна к электромагнитному излучению при бесконечном расстоянии до объекта. Фокусное расстояние объектива и размер датчика/детектора определяют FOV. Размер детектора фиксирован, поэтому поле зрения определяется только фокусным расстоянием. Набор объективов MWIR с одинарным полем зрения имеет фиксированное фокусное расстояние и, следовательно, определенное поле зрения. Фактически, большинство тепловизионных объективов представляют собой объективы с одним полем зрения.

Однако в реальных случаях для тепловизионных объективов с одним FOV, разработанных с одним определенным фокусным расстоянием, производители часто включают в объективы некоторый механизм фокусировки, регулировки незначительны, но позволяют пользователям калибровать прицел и регулировать визуальное расстояние, будь то объекты прицеливания находятся близко или далеко, пользователи могут сфокусировать объекты, предназначенные для наблюдения. Теоретически фокусное расстояние по-прежнему остается «фиксированным», а FOV прежним, но изменяется в весьма незначительной степени. Есть два механизма регулировки фокусного расстояния, ручная фокусировка и моторизованная. Объективы с ручной фокусировкой — это объективы с механизмами ручной фокусировки, предлагающие пользователям возможность манипулировать формированием соответствующих изображений. В то время как моторизованные линзы позволяют пользователям настраивать камеру с удаленных расстояний без ручного управления.

Photonics Cloud предлагает серию объективов с одинарным полем зрения для тепловизионных камер MWIR. Каждая линза в сборе имеет определенное фокусное расстояние, обеспечивающее определенное поле зрения, а выборочное фокусное расстояние для линзовых модулей находится в диапазоне от 13 мм до 400 мм. Для удобства использования в большинстве стандартных модулей с одним объективом MWIR сконфигурированное фокусное расстояние каждого модуля объектива регулируется в незначительной степени либо с помощью механизма ручной фокусировки, либо с помощью моторизованного механизма. Тем не менее, объективы MWIR с абсолютным неизменным фиксированным фокусным расстоянием в дополнение к атермализованной конструкции для повышения термостойкости также доступны по вашему желанию. Тем не менее, объективы MWIR с абсолютным неизменным фиксированным фокусным расстоянием также доступны, если вы предпочитаете. Помимо готовых продуктов, также могут быть изготовлены индивидуальные тепловизионные ИК-объективы произвольной конструкции.

Руководство:

При выборе объективов для тепловизионных камер вам может потребоваться учитывать следующие основные параметры:

Размер сенсора и разрешение： Размер сенсора – это ширина (длина по горизонтали) и высота (длина по вертикали) сенсора/детектора, часто измеряемые в миллиметрах, дюймах или пикселях. Для объективов тепловизионных камер указывает ширину и высоту соответствующих детекторов в пикселях. Разрешение — это мера качества изображения, часто выражаемая в ppi, то есть в количестве пикселей на дюйм. Для объективов тепловизионных камер разрешение указывается в виде шага пикселя, измеряемого в мкм.

Глубина резкости: Глубина резкости (ГРИП(DOF)): ГРИП — это расстояние между ближайшим и самым дальним объектами, которые находятся в резком фокусе на изображении. Глубину резкости можно рассчитать, предоставив фокусное расстояние, расстояние до объекта и допустимый кружок нерезкости (CoC, размытое пятно, возникающее в результате несовершенной фокусировки точечных источников света, а числовое значение приемлемого CoC относится к диаметру размытого пятна) пятно, которое терпимо) и f-число. Предположим, что фокусное расстояние равно f, расстояние до объекта равно u, CoC равно c, а число f равно n, тогда: DOF=2u^2nc/f^2

Фокусное расстояние: Фокусное расстояние — это расстояние от оптического центра до точки, в которой сходятся лучи, параллельные оптической оси линз (т. е. фокусной точки). Существует также эффективное фокусное расстояние (EFL), которое представляет собой расстояние от главной точки и фокусной точки, и заднее фокусное расстояние (BFL), которое представляет собой расстояние от вершины задней линзы до задней фокусной точки.

Поле зрения (FOV): Поле зрения — это максимальный угол, в пределах которого оптический инструмент чувствителен к электромагнитному излучению. Он описывает визуальный диапазон камеры и определяется фокусным расстоянием и размером сенсора детектора. В формах спецификаций указанное поле зрения измеряется как угловые значения.

f-число: f-число, иногда называемое диафрагмой фокусного расстояния, представляет собой отношение фокусного расстояния к диаметру входного зрачка (апертуры). Число f указывает соотношение излучений, попадающих в объектив, чем больше число f, тем меньше апертура и, следовательно, тем меньше излучений передается. Кроме того, линзы с более низким числом f кажутся более четкими, поскольку пятно размытия становится менее заметным на плоскости изображения при сужении диафрагмы. Термин «светосила» также относится к числу f линз.

Пропускание материалов: важно, чтобы линзовые модули были изготовлены из материалов, обладающих высоким коэффициентом пропускания на интересующей вас длине волны. Например, в случае тепловизионных линз MWIR германий является обычным материалом из-за его широкого оптического диапазона пропускания от 2 до 12 мк. Еще одним вопросом, который следует учитывать, являются тепловые свойства, поскольку показатель преломления оптических материалов меняется при изменении температуры, что приводит к расфокусировке линз. Поэтому для условий работы с колебаниями температуры более подходящими являются атермализованные линзовые модули. Вес материала также должен быть оценен для приложений, чувствительных к весу.

Искажение изображения: Искажение изображения определяется как отклонение от прямолинейной перспективы, результатом которого является искривление прямых линий в изогнутые линии на изображении. Чем больше FOV, тем сложнее преобразовать сферические изображения в прямолинейную перспективу. Объективы типа «рыбий глаз», как правило, имеют довольно значительное искажение изображения.

Функция передачи модуляции (MTF): функция передачи модуляции — это комплексное измерение для оценки способности оптической линзы поддерживать контраст между парой линий реального объекта на разных пространственных частотах, где распределение света от объекта рассматривается как синусоидальная функция. с определенными частотами. Чем больше значение MTF, тем лучше камера способна сохранять детали реальной сцены на изображении.

Оптические параметры:

Результаты испытаний и кривые:

1. Передаточная функция модуляции/MTF (WFOV@171p/мм)

2. Передаточная функция модуляции/MTF (NFOV@171p/мм)

3. Точечная диаграмма (WFOV)

4. Точечная диаграмма (NFOV)

5. Кривизна поля и искажение (WFOV)

6. Кривизна поля и искажение (NFOV)

7. Виньетирование (WFOV)

8. Виньетирование (NFOV)