Инфракрасная оптика
Современный этап в развитии тепловизионных приборов характеризуется совершенствованием входящих в него модулей и элементов, разнообразием моделей тепловизионных приборов, создаваемых с целью удовлетворения специальным требованиям и условиям конкретного применения. Основная нагрузка в проектировании и создании новой модели тепловизионного прибора (модуля) переносится на решение научно-технической задачи по оптимальному сопряжению параметров и характеристик оптики, приемника излучения и модулей электронной обработки изображения и регистрирующего устройства, а эффективность применения новой модели ТП во многом определяется специальным программным обеспечением по обработке термоизображений и видеосигналов, отражающим специфику применения изделия для решения конкретных задач.
Характеристики объектива в тепловизионном приборе играют важнейшую роль для обеспечения требуемой дальности обнаружения и распознавания объектов.
ОРБ имеет в своем арсенале большое число оптических систем инфракрасных объективов в LWIR (8-14 мкм) и MWIR (3-5 мкм) диапазонах длин волн, а также наработки по перспективным DWIR-объективам, обеспечивающим возможность построения изображений в двух диапазонах спектра на одном приемнике, без необходимости подфокусировки.
Примеры объективов тепловизионных приборов, успешно реализованных нашими заказчиками в своих изделиях
Пример тепловизионного объектива с zoom 10 крат
Диапазон фокусных расстояний - от 30 до 300 мм
Относительное отверстие 1:4
Поля зрения от 1,8х1,4 до 18х14 градусов
Спектральный диапазон 3,7-4,8 мкм
Длина вдоль оптической оси 175 мм
Наибольший диаметр линз 80 мм
Пример тепловизионного объектива с дискретной сменой фокусного расстояния
| Количество ступеней смены фокусного расстояния | 2 | |
| Количество подвижных компонентов для смены фокусного расстояния | 1 | |
| Фокусное расстояние, мм | 68 | 34 |
| Относительное отверстие | 1:1 | |
| Угловое поле в пространстве предметов, градус | 9x7 | 18x14 |
| Спектральный диапазон, мкм | 8-12 | |
| Наибольший диаметр линз х длина, мм | 70х100 | |
| Коэффициент передачи контраста на частоте 30 лин/мм, не менее | ||
| - в центре поля зрения | 0,57 | 0,61 |
| - по полю | 0,46 | 0,50 |
| Дисторсия, не более, % | 0,4 | 2,7 |
| Характер компенсации терморасфокусировки | внутренняя, активная | |
Примеры тепловизионных объективов с постоянными характеристиками
Объективы тепловизоров с фиксированными характеристиками - самая многочисленная группа ИК оптических систем, ориентированная на сопряжение как с неохлаждаемыми, так и охлаждаемыми приемниками излучений.
Основная часть тепловизионных объективов ОРБ для неохлаждаемых матричных приемников излучений имеет фокусные расстояния от 20 до 100 мм. Относительные отверстия преимущественно 1:1,0…1:1,2. Угловые поля от нескольких градусов до 60 градусов. Использование современных асферических профилей оптических поверхностей позволяет уменьшить число линз в объективе, повысить коэффициент пропускания и, соответственно, физическую светосилу объектива.
Фокусное расстояние 100 мм
Относительное отверстие 1:1
Угловое поле 6,2х4,7°
Масса оптики 570 г
Габаритные размеры оптики Ø103х130 мм
Оптическая система тепловизионного объектива обеспечивает дифракционное качество изображения по всему полю, формирует ортоскопическое изображение и обеспечивает перпендикулярное падение сфокусированных пучков лучей на каждый пиксель приемной матрицы.
Тепловизионный объектив 100/F1
Фокусное расстояние 25 мм
Относительное отверстие 1:0,9
Угловое поле 25,2х18,8°
Масса оптики 45 г
Габаритные размеры оптики Ø32х47 мм
Оптическая система тепловизионного объектива обеспечивает по всему полю качество изображения, близкое дифракционному, наибольшее значение дисторсии вдоль горизонтального поля не превышает 3 %, в пространстве перед матричным приемником излучений ход главных лучей близок к телецентрическому.
Тепловизионный объектив 25/F0.9
Спектральный диапазон 8-12 мкм
Фокусное расстояние 21 мм
Относительное отверстие 1:1,2
Угловое поле 78х44° (90° по диагонали кадра)
Габаритные размеры опткии Ø70х191 мм
Оптическая система тепловизионного объектива обеспечивает по всему полю качество изображения, близкое к дифракционному, нормальное падение сфокусированных пучков лучей на каждый пиксель приемной матрицы. В объективе отсутствует геометрическое виньетирование. Характер зависимости радиальной координаты изображения от угла поля – линейный, отступление от F-Theta закона не превышает 0,5%.
Мы обеспечиваем в оптических системах тепловизионных приборов высокое качество изображения в заданном диапазоне пространственных частот, используя интегральные оценки по ЧКХ, ФКЭ, Штрелю, Гопкинсу, волновому фронту и др.
Успешный опыт реализации заказчиками разработанных специалистами Оптического Расчетного Бюро инфракрасных объективов дает нашей компании уверенность в том, что наши специалисты могут выполнить для вас разработку оптических систем объективов инфракрасных приборов и модулей SWIR, MWIR LWIR, DWIR, учитывающих специфические требования технического задания - с постоянными характеристиками, с дискретной сменой угловых полей, панкратических.
