选择能使热像仪效果达到最优程度的透镜

选择能使热像仪效果达到最优程度的透镜当我们在为热像仪选择红外透镜的时候，许多因素是必须要考虑的。这包括正在使用的技术知识，以及对于图像的应用知识。对于一个新的热像仪所用的透镜(整套透镜装备)，我们也需要很好地了解不同的价格预算可以达到什么样不同的结果。所以了解红外透镜的一些重要常识可以使得整个选择程序更加简单和容易。今天的热像仪主要运用在三个主要的波段，或者是感光度。第一个是近红外或者是短波红外，大概介于0.9-2.5微米;第二个是中波红外，在3-5微米的范围内;最后是远红外，范围介于8-12微米。尽管一些红外镜头可以在这些波段以外的区域运行，但是大体上，他们在这三个主要波段所表现出来的性能是最好的。事实上，这些热像仪的透镜一般被设计为可以运行于一组波段上，不论是在之前提到的波段中的任意一种，还是多于一种。举个例子，1.5到5或者是3-12微米。当设计为运行于单独的波段的时候，许多因素都决定了它们的性能，包括了原材料的选择，透镜的厚度，空气间隔，表面弯曲，以及镀膜。例如，一个红外镜头可以在长波上达到最优化的同时，在短波3微米的地方也会有些敏感度。对于一个特定的应用，我们可能需要用到镜头感光度的全部范围。如果一个透镜只是被设计为可以运用在远红外的范围，也仅仅只是通过镀不同的膜系去达到它在整个范围内的最大穿透率，那么在8微米以下的波段，成像的品质就会比较不足。为了确保成象的质量，我们可以通过考虑以上列出的种种因素，将透镜设计为在整个3-12微米波段范围内都可以运用的镜头。成像大小透镜需要成像去填充热像仪的焦平面阵列，或者探测器。这些阵列是矩形的或方形的。但是透镜在焦平面上呈现的是圆形的影像。这就需要透镜生成图象的直径等于，或者大于阵列的对角线。如果图象不能填充探测器的区域，所产生的效果通常被归类为渐晕。它们通常出现在模糊的，灰或黑暗的角落，或者是图象的边缘，这取决于渐晕的严重程度。对于这一规则唯一例外的是当我们在处理鱼眼透镜的时候，这种透镜在焦平面阵列的尺寸里产生的是一种半球的影像。如果热像仪的探测器阵列尺寸没有资料说明，它则可以通过简单的三角学定理来进行计算，如果我们知道像素和象元大小。举个例子，320x240像素和50微米的象元尺寸等同于一个20毫米的对角线。后截距从镜头组的后端到焦平面阵列的距离就被称为后截距。透镜必须要安装正确，以至于它的图像和红外镜头里的焦平面阵列在同一位置。一般地，红外镜头在透镜和阵列之间需要一个接头来决定透镜的正确使用。有时候，也可以通过尽可能减小这个接头来减少透镜的大小，使它可以尽可能靠近阵列。在热像仪里，后截距更像代表红外透镜的特征。一个短焦点距离的镜头可以通过使用一个转接器或者隔圈被转化为一个长焦点距离的镜头。例如，一个要求有至少10毫米距离的红外成像仪可以备有一个30毫米后焦点距离的透镜，通过使用一个20毫米的隔圈。然而，反过来却是不可行的。一个成像在10毫米距离的透镜就不可以适当地被安置在一个需要最低30毫米的红外镜头上。光学元件的数量。一般最终消费者是很难知道这些因素的细节的。所以透过率和性能就必需要被测量，去决定这个透镜是否可以用在某种特定的应用。如果一个透镜被设计为在一个宽温度范围内保持聚焦，它将会被认为是绝热的。如果一个应用要求红外透镜能够使用在可以感觉到的温度波动的环境里，那么图象将被需要重新调焦。重新调节焦距的程度会根据不同的透镜而有所不同。长焦距更可能通过温度的变化而被重新调焦。被动式的无热设计采用不同的机械和光学材料来补偿热膨胀效应。主动式的无热设计则采用电子方式驱动电机来移动透镜位置以补偿温度变化的影响。最后要考虑的是怎样将透镜装配到镜头上。为了达到最佳的效果，正确的装配是非常重要的。最常见的三种方式是法兰，螺纹和卡口类型(也可以被认为是扭锁)。一个法兰装配的镜头通过在透镜卡口和摄像机外壳上搭配一个螺栓孔来和镜头一致。当我们需要紧质的密封或者透镜要永久固定在镜头上的时候，我们通常会选择这个方法。对于其它的两种类型，不同的透镜是可以互换的。螺纹接口是一个低成本的途径，卡口类型是最方便的方法，只是简单的一扭就可以把透镜