Длинноволновые инфракрасные линзы
Введение:
Растущее применение дальних инфракрасных (ИК) объективов, особенно в сферах беспилотных летательных аппаратов и систем наблюдения, вызвало спрос на передовые технологии, способные обеспечивать улучшенные возможности обнаружения на больших расстояниях. В этой статье рассматриваются ключевые требования, особенности и достижения в технологии дальних инфракрасных объективов, с акцентом на упрощение оптических систем, соблюдение ограничений по размеру, весу и энергопотреблению (SWaP), обеспечение устойчивости в экстремальных условиях и достижение впечатляющих дальностей обнаружения.
Растущий спрос на дальние инфракрасные объективы:
Применение в беспилотниках:
Дальние инфракрасные объективы являются незаменимыми компонентами в беспилотных летательных аппаратах, позволяя этим беспилотникам выполнять наблюдение, разведку и другие важные задачи на безопасном расстоянии. Эти объективы дают возможность беспилотникам захватывать тепловые данные с больших высот, что способствует более комплексному и эффективному сбору информации, необходимому для успешной работы беспилотников, таких как мониторинг обширных сельскохозяйственных угодий, проведение поисково-спасательных операций и повышение общей ситуационной осведомленности.
Усиленное наблюдение:
В области наблюдения спрос на дальние инфракрасные объективы вырос из-за необходимости усиления мер безопасности и создания более эффективных систем мониторинга. Операции наблюдения, будь то в городских условиях, на контроле границ или при защите критически важных объектов инфраструктуры, значительно выигрывают от увеличенного радиуса действия и улучшенной видимости, обеспечиваемых дальними ИК объективами. Возможность обнаруживать и идентифицировать объекты, людей или действия на больших территориях, особенно в условиях низкой освещённости, существенно повышает общую эффективность систем наблюдения.
Критические требования к дальним инфракрасным объективам
Критические требования к дальним инфракрасным объективам многогранны и охватывают аспекты, которые имеют решающее значение для оптимальной работы в различных приложениях. По мере роста спроса на эти объективы выполнение данных требований становится обязательным для обеспечения надежности, эффективности и адаптируемости к разнообразным условиям. Основные критические требования включают:
1. Упрощение оптической системы:
Важность:
Упрощенная оптическая система необходима для минимизации сложности, снижения потенциальных точек отказа и повышения общей надежности.
Упрощение облегчает техническое обслуживание и снижает риск сбоев в работе.
Особые соображения:
Эффективность оптического дизайна: использование современных оптических конструкций, которые обеспечивают высокую производительность при минимальном количестве элементов в системе объектива.
Снижение аберраций: минимизация оптических аберраций для сохранения качества изображения и четкости на больших расстояниях.
2. Ограничения SWaP (Размер, Вес и Энергопотребление):
Важность:
Дальние инфракрасные объективы часто используются в ограниченных пространствах, таких как беспилотники, где вес полезной нагрузки, габаритные размеры и энергопотребление являются критическими факторами.
Соблюдение ограничений SWaP важно для поддержания выносливости, маневренности и общей эффективности работы беспилотников.
Особые соображения:
Легкие материалы: использование легких, но прочных материалов для изготовления объективов с целью минимизации веса.
Компактный дизайн: проектирование объективов с компактными форм-факторами для размещения в ограниченном пространстве полезной нагрузки беспилотника.
Энергоэффективные системы: применение энергоэффективных компонентов для оптимизации энергопотребления и увеличения времени полета беспилотника.
3. Устойчивость к экстремальным условиям:
Важность:
Дальние инфракрасные объективы часто эксплуатируются в сложных условиях, включая экстремальные температуры, влажность и воздействие различных погодных факторов.
Устойчивость к воздействию окружающей среды обеспечивает надежность и долговечность объективов в тяжелых условиях эксплуатации.
Особые соображения:
Защита от погодных условий: внедрение эффективной защиты для предотвращения попадания влаги, пыли и других внешних факторов внутрь объектива.
Температурная стойкость: использование материалов, способных выдерживать широкий диапазон температур, обеспечивая надежную работу в различных климатических условиях.
Коррозионная стойкость: применение антикоррозийных покрытий для защиты от разрушения под воздействием окружающей среды.
4. Дальность обнаружения:
Важность:
Основная задача дальних инфракрасных объективов — увеличить дальность обнаружения, обеспечивая четкое и детальное изображение объектов или сцен с большого расстояния.
Достижение значительной дальности обнаружения критично для таких приложений, как наблюдение, разведка и мониторинг.
Особые соображения:
Оптимизация фокусных расстояний: выбор и оптимизация фокусных расстояний для максимального увеличения дальности без потери качества изображения.
Непрерывные возможности зума: внедрение функций непрерывного изменения фокусного расстояния для динамической подстройки под различные дистанции.
Современные технологии: использование передовых технологий в конструкции объективов для повышения общей производительности и расширения возможностей обнаружения.
Рисунок 1. Дальномерный инфракрасный зум-объектив от Shalom EO
Рассмотрения при проектировании и выборе объектива:
Фокусное расстояние и возможность зума:
Выбор подходящего фокусного расстояния и интеграция возможностей инфракрасного зума являются критическими факторами при проектировании дальномерных ИК-объективов. Это обеспечивает адаптивность к различным сценариям, позволяя пользователям приближать конкретные цели или сканировать большие области по необходимости.
Оптические покрытия:
Выбор оптических покрытий влияет на производительность объектива в отношении качества изображения, пропускания света и устойчивости к воздействию окружающей среды. Особенно важны антибликовые покрытия, которые значительно снижают блики и максимизируют пропускание инфракрасного излучения.
Материалы и конструкция:
Оптимальный выбор материалов и технологии изготовления крайне важны для обеспечения долговечности и надежности дальномерных инфракрасных объективов. Материалы, устойчивые к перепадам температур, коррозии и механическим воздействиям, способствуют общей надежности объектива.
Дальномерный ИК-объектив с непрерывным зумом
Разработка и внедрение дальномерных инфракрасных объективов с непрерывным зумом представляет собой значительный шаг вперед в оптических технологиях, обеспечивая беспрецедентную гибкость и адаптивность в таких областях, как наблюдение и дистанционное зондирование. Эта инновация решает задачу оперативной регулировки фокусного расстояния, позволяя операторам плавно переключаться между широкоугольным и телеобъективным режимами без потери качества изображения. В данной статье рассматриваются особенности, преимущества и основные аспекты, связанные с дальномерными ИК-объективами с непрерывным зумом.
Особенности:
Динамическая регулировка фокусного расстояния:
Функция непрерывного зума позволяет операторам плавно и бесступенчато изменять фокусное расстояние.
Обеспечивает возможность приближения и отдаления без фиксированных ступеней, позволяя точно контролировать поле зрения.
Повышенная оперативная универсальность:
Подходит для динамичных сценариев, где условия наблюдения или мониторинга могут быстро меняться.
Идеален для таких применений, как воздушная разведка, контроль границ и защита критической инфраструктуры.
Улучшенное сопровождение целей:
Позволяет операторам удерживать фокус на движущихся объектах без необходимости ручной регулировки.
Повышает способность объектива отслеживать объекты на разных дистанциях в режиме реального времени.
Оптическая стабилизация изображения:
Некоторые дальномерные ИК-объективы с непрерывным зумом оснащены технологиями оптической стабилизации изображения для компенсации вибраций и движений, обеспечивая стабильное и четкое изображение.
Адаптация к меняющимся условиям окружающей среды:
Обеспечивает быструю настройку под различные условия видимости, такие как изменения атмосферных условий или освещения.
Повышает способность объектива захватывать четкие тепловые изображения на больших расстояниях даже в сложных условиях.
Преимущества:
Повышенная ситуационная осведомленность:
Функция непрерывного зума улучшает ситуационную осведомленность операторов, позволяя им адаптироваться к меняющимся сценариям в реальном времени.
Обеспечивает всесторонний обзор без необходимости менять объективы или прерывать работу.
Оптимизированный диапазон обнаружения:
Дальномерные ИК-объективы с непрерывным зумом расширяют диапазон обнаружения благодаря переменному фокусному расстоянию.
Позволяют пользователям приближать для детального осмотра или отдалять для широкого обзора без снижения общей производительности системы.
Снижение нагрузки на оборудование:
Объединение функций непрерывного зума в одном объективе уменьшает необходимость в нескольких объективах с фиксированным фокусным расстоянием.
Оптимизирует нагрузку на полезный груз, что особенно выгодно для приложений с жесткими ограничениями по размеру, весу и потребляемой мощности (SWaP), например, для дронов.
Тепловизионные объективы Shalom EO для дальнего диапазона
С ростом спроса на дальномерные инфракрасные объективы технология их производства должна эволюционировать, чтобы удовлетворять разнообразные и сложные требования таких применений, как дроны и системы наблюдения. Ключевыми задачами являются упрощение оптических систем, соблюдение ограничений SWaP, обеспечение надежности в экстремальных условиях и максимальное увеличение дальности обнаружения.
Рисунок 3. Изображение, снятое с помощью 90 мм – 1100 мм f/5.5 объектив с непрерывным зумом для тепловизионных камер MWIR с охлаждаемыми детекторами на дальности обнаружения 15 км
Рисунок 4. Изображение, снятое с помощью 90 мм – 1100 мм f/5.5 объектив с непрерывным зумом для тепловизионных камер MWIR с охлаждаемыми детекторами на дальности обнаружения 35 км
Рисунки 3 и 4 показывают изображения, снятые с помощью 90 мм – 1100 мм f/5.5 объектива с непрерывным зумом MWIR для тепловизионных камер с охлаждаемыми детекторами от Shalom EO. Сборка объектива обеспечивает превосходную дальность обнаружения до 35 км (см. Рисунок 4), при этом изображение остается четким и ясным. Сделайте шаг в будущее наблюдения с дальностью обнаружения 35 км. Наши тепловизионные объективы расширяют границы, предоставляя вам обширную зону покрытия, идеально подходящую для крупных объектов, охраны границ и защиты критической инфраструктуры.
Наши тепловизионные объективы находят применение в различных сферах. Добивайтесь оптимальных результатов во всех сценариях с объективами, которые адаптируются к вашим требованиям, гарантируя, что вы никогда не пропустите важную деталь.
Рисунок 2. Чертеж 90 мм – 1100 мм f/5.5 объектива с непрерывным зумом MWIR для тепловизионных камер с охлаждаемыми детекторами от Shalom EO
Рисунок 5 демонстрирует MTF-кривые для модуля объектива дальнего обнаружения, на которых как сагиттальная, так и тангенциальная MTF близки к дифракционному пределу.
Рисунок 5. MTF-кривая 90 мм – 1100 мм f/5.5 объектива с непрерывным зумом MWIR для тепловизионных камер с охлаждаемыми детекторами от Shalom EO
Shalom EO является профессиональным поставщиком дальномерных инфракрасных зум-объективов. Благодаря MTF, близкой к дифракционному пределу, гибкому механизму зума, большим апертурам и отличным возможностям DRI, эти объективы повышают общую оперативную эффективность, обеспечивая четкие и ясные изображения, демонстрируют надежную работу в экстремальных погодных условиях, а также обладают легкой конструкцией, большими апертурами и большой дальностью обнаружения. Наши опытные инженеры с уверенностью предлагают инновационные решения, адаптированные под ваши нужды.
Related Articles
Tags: Длинноволновые инфракрасные линзы