Зум-объективы MWIR для тепловизионной камеры

IR Zoom Lenses — это усовершенствованные оптические блоки, разработанные для обеспечения широкого диапазона переменных фокусных расстояний, в отличие от объективов с фиксированным фокусным расстоянием, которые ограничены одной длиной. IR Continuous Zoom (CZ) Lenses позволяют плавно изменять фокусное расстояние, обеспечивая четкие изображения на различных дистанциях. Инфракрасные зум-объективы обеспечивают плавное и гибкое изменение диапазонов обнаружения без необходимости перемещать тепловизионную камеру, что позволяет наблюдать как близкие объекты, так и удаленные. Эта особенность делает инфракрасные объективы с непрерывным зумом полезными для тепловизионных приложений, таких как промышленный мониторинг, являясь важными компонентами передовых тепловизионных камер. Инфракрасные зум-объективы позволяют пользователям сохранять точность изображения, независимо от того, ведется ли наблюдение за близким оборудованием или за объектами на больших расстояниях.

Компания Hangzhou Shalom EO предлагает готовые и кастомные MWIR зум-объективы для тепловизионных камер, работающие в диапазоне длин волн MWIR 3–5 мкм. Дальнобойные IR зум-объективы — это высокоточные оптические блоки, обеспечивающие превосходное качество изображения на больших расстояниях. Благодаря технической компетенции и упорству, мы разработали 313-004 модуль тепловизионного объектива MWIR с непрерывным зумом 90 мм – 1100 мм f/5.5, обеспечивающий диапазон обнаружения >35 км, вес 4.2 кг, предназначенный для разнообразных задач наблюдения и мониторинга, требующих обнаружения, распознавания и идентификации (DRI) на удаленных дистанциях и при высоком тепловом контрасте. Shalom EO также рекомендует «родственного» 313-004 объектива — 313-010 75–1100 мм f/4.0 Continuous Zoom Long Range Thermal Lenses, который обладает расширенным диапазоном фокусных расстояний, такой же возможностью обнаружения >35 км и большей апертурой f4.0 для увеличения объема излучения. Все модули MWIR зум-объективов обладают максимальным увеличением x20, гибким масштабированием, дифракционно-ограниченной MTF и сохранением фокуса на полном диапазоне зума. Оптические блоки совместимы с охлаждаемыми детекторами, обеспечивают высокое разрешение и наблюдение на широких дистанциях для различных высокотехнологичных приложений. Если у вас есть особые требования, свяжитесь с нами — Shalom EO готов предоставить профессиональные индивидуальные решения.

MWIR тепловизионные объективы Shalom EO — результат передового инженерного интеллекта, с конструкциями, расширяющими границы технических возможностей. Оптический механизм и механические конструкции разрабатываются с учетом рациональных и продуманных требований профессионалов. В процессе проектирования мы учитываем критические факторы, такие как вес, размеры, характеристики MTF, диапазон обнаружения и другие, чтобы достичь оптимального баланса между функциональностью и инженерной точностью, делая наши MWIR тепловизионные объективы с непрерывным зумом надежным выбором для тех, кто ищет сочетание качества и промышленного передового дизайна.

Учебное руководство:

Это базовое и краткое руководство, помогающее понять важные термины, связанные с оптическими объективами и объективами камер, включая размер сенсора и разрешение, глубину резкости (DOF), фокусное расстояние, угол обзора (FOV), число f, пропускание материалов, искажение изображения, функцию передачи модуляции (MTF), сферическую аберрацию и кома при выборе объективов.

Примечание: Эта статья посвящена выбору оптических блоков. Если вы хотите узнать больше о выборе однолинзовых оптических элементов, нажмите здесь для просмотра Руководства по выбору объективов и ознакомьтесь с различными типами линз и их применимостью, а также нажмите здесь для просмотра Руководства по выбору оптических подложек для изучения свойств материалов.

Размер сенсора и разрешение: Размер сенсора — это ширина (горизонтальная длина) и высота (вертикальная длина) сенсора/детектора, обычно измеряемые в мм, дюймах или пикселях. Разрешение относится к количеству пикселей по вертикали и горизонтали. Детектор 1280x1024 имеет 1280 пикселей в каждом горизонтальном ряду и 1024 пикселя в каждом вертикальном ряду. Каждый модуль объектива имеет совместимые сенсоры с определенными размерами и разрешением. Большее количество пикселей означает более высокое разрешение, что обеспечивает лучшее качество изображения. Для тепловизионных объективов Shalom EO указывает ширину и высоту совместимых детекторов в пикселях, а также размер пикселя (расстояние между центрами соседних пикселей). Меньший размер пикселя обеспечивает более высокое разрешение, но снижает светочувствительность или тепловую чувствительность детекторов. Высокое разрешение также называют HD детекторами, что означает плотное расположение пикселей и высокую точность изображения.

Глубина резкости (DOF): DOF — это расстояние между ближайшими и дальними объектами, находящимися в резком фокусе на изображении. Глубину резкости можно рассчитать, используя фокусное расстояние, расстояние до объекта, допустимый круг нерезкости (CoC) и число f. Пусть фокусное расстояние f, расстояние до объекта u, CoC = c, число f = 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 (фокусная точка). Существуют также эффективное фокусное расстояние (EFL) и заднее фокусное расстояние (BFL). Длинные фокусные расстояния позволяют снимать объекты на больших дистанциях с узким углом обзора, а короткие — обеспечивают широкий угол обзора. Объективы с длинным фокусом часто применяются в наблюдении, включая дальнобойные MWIR тепловизионные камеры. Объективы можно разделить на три типа: фиксированные (prime), с двумя фокусными расстояниями (double FOV) и с непрерывным зумом (CZ), у которых фокусное расстояние можно менять в заданном диапазоне.

Угол обзора (FOV): FOV — это максимальный угол, в пределах которого оптический прибор чувствителен к электромагнитному излучению. Определяется фокусным расстоянием и размером сенсора. В спецификациях FOV указывается угловым значением. Формула расчета FOV: AFOV = 2 x tan-1 (H/2f), где H — размер сенсора, f — фокусное расстояние. Соотношение вертикального и горизонтального FOV: vertical FOV (угловой) = 2tan^-1 (высота детектора/2f), horizontal FOV (угловой) = 2tan^-1 (высота x соотношение сторон/2f). Смотреть схему FOV и узнать больше.

Число f: f-число — отношение фокусного расстояния к диаметру входной апертуры. Большое f-число = меньшая апертура, меньше света проходит через объектив. Низкое f-число обеспечивает более резкое изображение. Термин «скорость объектива» также относится к f-числу.

Пропускание материалов: Важно, чтобы объективы были изготовлены из материалов с высокой пропускной способностью на интересующей длине волны. Например, для MWIR тепловизионных объективов часто используют германий (2–12 мкм). Термические свойства материалов также важны, т.к. показатель преломления изменяется с температурой, что влияет на фокус. Для условий с колебаниями температуры лучше использовать ахроматизированные модули. Вес материала также учитывается для чувствительных приложений.

Искажение изображения: Искажение — отклонение от прямолинейной перспективы, при котором прямые линии изгибаются на изображении. Чем больше FOV, тем сложнее исправить искажение. Искажение не влияет на качество изображения, но изменяет сходство с объектом. Особенно важно для широкоугольных объективов, например, fisheye. Существуют алгоритмы коррекции искажения: findChessboardCorners, calibrateCamera, initUndistortRectifyMap, remap.

Функция передачи модуляции (MTF): MTF оценивает способность объектива сохранять контраст между линейными элементами объекта при разных пространственных частотах. Чем выше MTF, тем больше деталей сохраняется в изображении.

Сферическая аберрация и кома: Сферическая аберрация возникает из-за различий в оптических путях лучей на сферической поверхности объектива. Кома проявляется в виде эллиптических пятен при смещении источника света от оси. Подробнее о сферической аберрации и коме.

Хроматическая аберрация: Хроматическая аберрация — неспособность объектива фокусировать все цвета в одной точке. Исправляется ахроматическими двойными линзами и стеклами с низкой дисперсией.

Кривизна поля: Кривизна поля — это отклонение плоскости объекта от плоского изображения, формируя вогнутую форму. Самое резкое изображение формируется на изогнутой фокальной поверхности.

Астигматизм: Астигматизм возникает, когда точка объекта не на оптической оси, влияя на качество изображения по вертикальной и горизонтальной осям. На широкоугольных объективах астигматизм более заметен.

Как выбрать тепловизионные объективы? Тепловизионные объективы работают на основе теплового излучения, а не RGB света. Поэтому при выборе необходимо учитывать особенности работы таких объективов. Для подробного изучения спецификаций перейдите на Resource Tab.