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    產品應用

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    選擇能使熱像儀效果達到最優程度的透鏡

    發布時間:2019/05/17 點擊量:
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     當我們在為熱像儀選擇紅外透鏡的時候, 許多因素是必須要考慮的。 這包括正在使用的技術知識, 以及對于圖像的應用知識。 對于一個新的熱像儀所用的透鏡 (整套透鏡裝備), 我們也需要很好地了解不同的價格預算可以達到什么樣不同的結果。 所以了解紅外透鏡的一些重要常識可以使得整個選擇程序更加簡單和容易。
      今 天的熱像儀主要運用在三個主要的波段, 或者是感光度。 第一個是近紅外或者是短波紅外,大概介于0.9-2.5微米; 第二個是中波紅外, 在3-5微米的范圍內; 最后是遠紅外, 范圍介于8-12 微米。 盡管一些紅外鏡頭可以在這些波段以外的區域運行, 但是大體上, 他們在這三個主要波段所表現出來的性能是最好的。
      事實上, 這些熱像儀的透鏡一般被設計為可以運行于一組波段上, 不論是在之前提到的波段中的任意一種, 還是多于一種。 舉個例子, 1.5 到 5 或者是 3-12微米。 當設計為運行于單獨的波段的時候, 許多因素都決定了它們的性能, 包括了原材料的選擇, 透鏡的厚度, 空氣間隔, 表面彎曲, 以及鍍膜。
      例如, 一個紅外鏡頭可以在長波上達到最優化的同時, 在短波3微米的地方也會有些敏感度。 對于一個特定的應用, 我們可能需要用到鏡頭感光度的全部范圍。 如果一個透鏡只是被設計為可以運用在遠紅外的范圍, 也僅僅只是通過鍍不同的膜系去達到它在整個范圍內的最大穿透率, 那么在8微米以下的波段, 成像的品質就會比較不足。為了確保成象的質量, 我們可以通過考慮以上列出的種種因素,將透鏡設計為在整個3-12微米波段范圍內都可以運用的鏡頭。

    成像大小
       透鏡需要成像去填充熱像儀的焦平面陣列, 或者探測器。 這些陣列是矩形的或方形的。 但是透鏡在焦平面上呈現的是圓形的影像。 這就需要透鏡生成圖象的直徑等于, 或者大于陣列的對角線。 如果圖象不能填充探測器的區域, 所產生的效果通常被歸類為漸暈。 它們通常出現在模糊的, 灰或黑暗的角落, 或者是圖象的邊緣, 這取決于漸暈的嚴重程度。
      對于這一規則唯一例外的是當我們在處理魚眼透鏡的時候, 這種透鏡在焦平面陣列的尺寸里產生的是一種半球的影像。 如果熱像儀的探測器陣列尺寸沒有資料說明, 它則可以通過簡單的三角學定理來進行計算, 如果我們知道像素和象元大小。舉個例子,320x240像素和50微米的象元尺寸等同于一個20毫米的對角線。

    后截距
       從鏡頭組的后端到焦平面陣列的距離就被稱為后截距。 透鏡必須要安裝正確, 以至于它的圖像和紅外鏡頭里的焦平面陣列在同一位置。 一般地, 紅外鏡頭在透鏡和陣列之間需要一個接頭來決定透鏡的正確使用。 有時候, 也可以通過盡可能減小這個接頭來減少透鏡的大小, 使它可以盡可能靠近陣列。
      在熱像儀里, 后截距更像代表紅外透鏡的特征。 一個短焦點距離的鏡頭可以通過使用一個轉接器或者隔圈被轉化為一個長焦點距離的鏡頭。 例如, 一個要求有至少10毫米距離的紅外成像儀可以備有一個30毫米后焦點距離的透鏡, 通過使用一個20毫米的隔圈。
      然而, 反過來卻是不可行的。 一個成像在10毫米距離的透鏡就不可以適當地被安置在一個需要最低30毫米的紅外鏡頭上。

    焦距
       透鏡一般都是通過焦距來表示的,有時被認為是有效焦距。 當焦距增加的時候, 透鏡的視野會相應的變窄。 相反地, 當焦距減少的時候, 視野會相應的變寬。 當計算的時候, 我們用一半圖像面積的反正切除以焦距, 再乘以2。 例如, 計算一個50毫米透鏡在一個20mm對角焦平面陣列中, 決定全部視的公式如下:

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