Качество снимка тепловизионной камеры, как и у камеры видимого диапазона, в первую очередь зависит от фоточувствительной матрицы и объектива. И если замена матрицы сопряжена с определенными затруднениями, то объектив заменить намного проще.
На стоимость и возможности системы тепловизионного наблюдения влияют множество факторов, но в первую очередь нужно обратить внимание на: материал, из которого изготовлена оптика, разрешение, фокусное расстояние и угол зрения оптической системы.
Материал
Обычное стекло экранирует излучение среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Поэтому для работы на типичных для тепловизоров длинах волн (3-5 и 8-12 мкм) необходима оптика из редких и дорогих элементов: германия (Ge), селенида цинка (ZnSe), сернистого цинка (ZnS) и других.
Самым распространенным вариантом являются германиевые линзы, спектр пропускания которых находится в диапазоне 1-23 мкм. Однако содержание германия в руде составляет сотые доли процента, а большинство залежей находится в Китае. По совокупности факторов германиевая оптика — самый дорогой из вариантов.
Селенид цинка более устойчив к высоким температурам, чем германий, и не подвержен воздействию влаги, что позволяет использовать его практически в любых средах. Диапазон его прозрачности лежит между 0,5 и 22 мкм. Стоимость оптики из селенида цинка сравнима с германиевой.
Более доступной альтернативой являются халькогенидные стекла. Они изготавливаются на основе веществ, содержащих серу, селен, теллур. Их спектр пропускания несколько уже двух предыдущих вариантов: 2-10 мкм, но за счет более простого процесса изготовления стоимость линз из этих материалов ниже.
Разрешающая способность
В технических характеристиках объектива всегда указывается разрешение матрицы, с которой он может использоваться. Если в тепловизионную камеру установить оптику, предназначенную для работы с детектором меньшего размера, то в углах изображения появятся замутненные участки.
Кроме того, у фоточувствительных матриц есть особенность: по мере удаления от центра чувствительность снижается. Поэтому при выборе объектива уточните, насколько высокую разрешающую способность он способен обеспечить на удалении от оптической оси.
Фокусное расстояние и угол зрения
Эти два параметра напрямую влияют на функциональные возможности вашей системы видеонаблюдения. Для оценки ее эффективности используют критерий Джонсона, позволяющий оценить дальность выполнения задач обнаружения, распознавания и идентификации.
Для определения наиболее оптимального варианта объектива вам необходимо определиться, какие из этих задач должны решаться и на каком расстоянии.
Предположим, тепловизор вам нужен для определения факта пересечения человеком границы охраняемой территории на расстоянии 500 метров от места установки прибора. Для этого достаточно решить задачу обнаружения.
В качестве вводных данных возьмем средний рост человека 1,7 м, размер элемента матрицы – 17 мкм, количество пикселей, необходимых для выполнения задачи с 95% вероятностью в хороших погодных условиях — 3.
Тогда фокусное расстояние объектива, способного справиться с этой задачей: 500*3*0,017/1,7=15 мм.
Поле зрения обратно пропорционально фокусному расстоянию, и для его увеличения фокусное расстояние необходимо уменьшить, что сразу же сократит дистанцию обнаружения.
Компенсировать узкое поле зрения можно программными методами, формируя панорамное изображение из нескольких снимков.
Заключение
За счет использования при изготовлении оптики дорогостоящих материалов объективы для тепловизоров имеют высокую цену. Можно сэкономить, используя в конструкции оптику на основе халькогенидных стекол, но ее эксплуатационные характеристики будут несколько ниже.
Оптические характеристики объектива, такие как: разрешение, фокусное расстояние и поле зрения напрямую влияют на его способность справиться с поставленными задачами. В статье был приведен простейший расчет, который позволит вам подобрать подходящий вариант.
Представленные в нашем каталоге объективы для камер среднего и дальнего инфракрасного диапазона способны справляться с широким спектром задач.
Например, инфракрасный объектив H5150A предназначен для работы с матрицами 640х512 в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Фокусное расстояние составляет 18-275 мм с возможностью плавного зума. Высокая степень защиты (IP67) позволяет использовать объектив в сложных климатических условиях. Управление осуществляется через интерфейсы RS232 или USB.
Объектив H5157A предназначен для работы в среднем инфракрасном диапазоне 3-5 мкм с матрицами разрешением 640х512. Он также имеет функцию плавного зума, изменяемое фокусное расстояние 15-300 мм и высокую степень защиты.
Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех обновлений нашего ассортимента!