Fattori da considerare quando si sceglie un obiettivo a infrarossi

Nello sviluppo di nuove telecamere a infrarossi, gli ingegneri e i loro manager devono tenere conto di fattori quali le condizioni di applicazione, la banda di lavoro, la risoluzione minima, le dimensioni dei pixel, l'adattabilità ambientale e la capacità produttiva. Tuttavia, il fattore che più influenza questi elementi è l'obiettivo a infrarossi.

L'obiettivo a infrarossi è un componente indispensabile della termocamera a infrarossi. La sua funzione è quella di raccogliere la radiazione infrarossa del bersaglio sul rivelatore a infrarossi. Dopo la conversione fotoelettrica e l'elaborazione delle immagini, si formano immagini con un buon contrasto. La qualità dell'obiettivo a infrarossi determina in gran parte le prestazioni della termocamera.

Livelli a infrarossi.

Le termocamere a infrarossi funzionano in genere in tre bande: onde corte, onde medie e onde lunghe. Per alcune occasioni speciali, le telecamere termiche a infrarossi devono anche funzionare in più bande. Gli obiettivi a infrarossi devono essere specificamente progettati in base alla loro banda di lavoro per ottimizzare le loro prestazioni. Anche i materiali infrarossi utilizzati dalle lenti a infrarossi utilizzate in diverse bande sono diversi.

Lunghezza focale e campo visivo della lente a infrarossi

L'obiettivo a infrarossi è solitamente identificato dalla sua lunghezza focale. Quando la lunghezza focale aumenta, il campo visivo dell'obiettivo si riduce. Al contrario, con la diminuzione della lunghezza focale, il campo visivo si allarga.

Lenti a infrarossi possono essere generalmente suddivisi in obiettivi a campo singolo, obiettivi a campo multiplo e obiettivi a zoom continuo. Poiché lo zoom continuo a infrarossi può realizzare il monitoraggio continuo di obiettivi a distanze diverse, è ampiamente utilizzato in molti campi.

Il numero di apertura della lente a infrarossi

Il numero F dell'obiettivo a infrarossi determina la quantità di energia di radiazione del bersaglio che entra nella termocamera. Più piccolo è il numero F, maggiore è la dimensione dell'obiettivo a infrarossi con la stessa lunghezza focale. Quando corrisponde al rilevatore corrispondente, la radiazione infrarossa ottenuta è maggiore e la sensibilità della termocamera infrarossa è maggiore.

Tuttavia, in alcune occasioni in cui i requisiti di peso e volume sono severi (come le cabine fotovoltaiche dei droni), l'uso di alcune telecamere termiche a infrarossi di grandi dimensioni è sempre più comune. Le piccole lampade optoelettroniche che utilizzano dispositivi e obiettivi MWIR F5.5 stanno diventando sempre più popolari.

Profondità di visione a infrarossi

La profondità di campo è l'intervallo di distanze più lontane e più vicine che l'obiettivo può vedere chiaramente senza regolare la lunghezza focale. La profondità di campo è correlata non solo alla lunghezza focale dell'obiettivo, al numero F, alla qualità dell'immagine e alla distanza di allineamento impostata, ma anche alle dimensioni dei pixel del rivelatore. In generale, maggiore è il numero F, più breve è la lunghezza focale, maggiore è la dimensione del pixel del rivelatore e maggiore è la profondità di campo. Per i diversi piani di allineamento, la profondità di campo è diversa.

La distanza di immagine minima e la profondità di campo dell'obiettivo sono due concetti diversi. La distanza di imaging minima è la distanza più vicina a cui l'obiettivo può ottenere un'immagine nitida con la regolazione della lunghezza focale.

Qualità dell'immagine della lente a infrarossi

La funzione di trasferimento ottico, la distorsione e la funzione di diffusione del punto sono comunemente utilizzate per valutare la qualità dell'immagine della lente. La qualità dell'immagine della lente deve corrispondere il più possibile alle dimensioni dei pixel del rivelatore. In caso di mancata corrispondenza, è necessario determinare se la termocamera a infrarossi è otticamente limitata o il rivelatore è limitato per determinare la capacità di rilevamento dell'obiettivo della termocamera a infrarossi. In generale, la qualità dell'immagine al centro del campo visivo dell'obiettivo a infrarossi è migliore rispetto al bordo del campo visivo.

Trasmissione della lente a infrarossi

La maggior parte dei materiali a infrarossi hanno un indice di rifrazione elevato. Le lenti nell'obiettivo a infrarossi devono essere placcate con un film permeabile ad alta efficienza per migliorare la trasmissione dell'obiettivo a infrarossi. Con l'aumento del numero di lenti nella lente, il rapporto di trasmissione della lente diminuisce gradualmente. L'assorbimento della lente e la riflessione residua sono i due fattori principali che riducono la trasmissione. I riflessi residui possono introdurre interferenze che influenzano l'effetto sensoriale e le prestazioni della termocamera a infrarossi.