Pencitraan termal. Radiasi infra merah. Lensa bermotor pencitraan termal Lensa untuk pencitra termal

Apakah Anda memerlukan lensa tambahan untuk thermal imager?

Saat membeli thermal imager, semua orang menanyakan pertanyaan ini pada diri mereka sendiri dan menjawabnya sendiri, dipandu oleh informasi yang tersedia. Bagi kami, kami akan mencoba memperluas jumlah informasi tersebut sehingga pilihan pembeli lebih terinformasi.

Lantas, mengapa perlu lensa/lensa tambahan?
Kualitas gambar bergantung pada beberapa parameter, tetapi terutama pada kualitas matriks pencitraan termal, sensitivitas dan ukurannya, serta parameter lensa.
Pertama-tama, karakteristik teknis dari matriks dan lensa pencitraan termallah yang menentukan kualitas gambar. Biasanya, tidak mungkin mengubah matriks ke matriks yang lebih besar, jadi hanya lensa yang dapat diganti atau tambahan yang tersisa untuk meningkatkan kualitas gambar. Saya cukup skeptis terhadap klaim bahwa kekurangan matriks dan lensa dapat diatasi dengan bantuan pemrosesan perangkat lunak tambahan, dan dengan demikian mencapai lebih dari yang mungkin dilakukan berdasarkan perangkat keras.

Misalnya:
Matriks 384x288 dengan lensa 20⁰ memberikan resolusi spasial: 0,91 mrad. Matriks 160x120 dengan lensa 20⁰ yang sama memberikan resolusi 2,2 mrad.
Dengan kata lain, pada jarak 100 meter, thermal imager dengan matriks 384x288 dapat membedakan benda berukuran 9,1x9,1 cm, sedangkan untuk matriks 160x120 minimal benda harus berdimensi minimal 22x22 cm!
Kemungkinan mencapai resolusi 9x9 cm terdengar sangat optimis, padahal kualitas aslinya, bahkan ratusan foto, tidak lebih baik dari 22x22 cm.
Tentu saja, opsi “resolusi super” dapat sedikit meningkatkan kualitas gambar, terutama dalam kasus goyangan tangan “alami”, tetapi kemampuan untuk melakukan keajaiban dengan menggandakan resolusi setidaknya masih diragukan.

Ini menyisakan satu cara alami untuk memperluas jangkauan efektif atau area pemotretan – lensa tambahan. Untuk lensa standar, ditawarkan dua lensa opsional - sudut lebar dan sudut sempit.

Lensa sudut lebar, biasanya digunakan bila diperlukan untuk memotret area yang luas dari jarak yang relatif pendek. Tidak sepopuler lensa sudut sempit, karena Anda selalu dapat menggabungkan serangkaian bidikan standar menjadi gambar panorama, terutama karena lensa sudut lebar memperluas area pemotretan dengan mengurangi detail, dan ini hanya cocok untuk sedikit orang.

Lensa sudut sempit (telefoto). digunakan dalam kasus di mana detail tinggi penting untuk objek yang relatif kecil yang terletak pada jarak yang cukup jauh. Di sini, tidak ada trik perangkat lunak yang dapat menyelesaikan masalah - Anda memerlukan lensa khusus. Dalam praktik saya, ada kasus ketika perlu memotret pipa TEC5 (tinggi lebih dari 200m), dalam hal ini lensa seperti itu hanya diperlukan.

Bangunan (jarak sekitar 150 meter)	Pencitra termal Ti175	Pencitra termal Ti175
	Pencitra termal Ti395	Pencitra termal Ti395 dengan matriks (384x288), lensa sudut sempit 45mm
Atap (jarak sekitar 50 meter)	Pencitra termal Ti175 dengan matriks (160x120), lensa standar	Pencitra termal Ti175 dengan matriks (160x120), lensa sudut sempit 45mm
	Pencitra termal Ti395 dengan matriks (384x288), lensa standar	Pencitra termal

Radiasi infra merah disebabkan oleh getaran muatan listrik yang terdapat pada suatu zat penyusun benda hidup dan benda mati, yaitu elektron dan ion. Getaran ion-ion yang menyusun suatu zat berhubungan dengan radiasi frekuensi rendah (radiasi inframerah) karena banyaknya muatan yang berosilasi. Radiasi yang dihasilkan dari pergerakan elektron juga dapat memiliki frekuensi tinggi, sehingga menimbulkan radiasi pada daerah spektrum tampak dan ultraviolet.

Elektron adalah bagian dari atom dan berada di dekat posisi kesetimbangannya (sebagai bagian dari molekul atau kisi kristal) oleh gaya internal yang signifikan. Setelah digerakkan, mereka mengalami penghambatan yang tidak teratur, dan radiasinya berbentuk pulsa, yaitu. dicirikan oleh spektrum panjang gelombang yang berbeda-beda, di antaranya terdapat gelombang frekuensi rendah yaitu radiasi infra merah.

Radiasi infra merah merupakan radiasi elektromagnetik yang menempati daerah spektral antara ujung daerah merah cahaya tampak (dengan panjang gelombang (λ) sebesar 0,74 μm dan radiasi radio gelombang mikro dengan panjang gelombang 1...2 mm.

Pada rentang inframerah terdapat daerah dimana radiasi IR diserap secara intensif oleh atmosfer karena adanya karbon dioksida, ozon, dan uap air di dalamnya.

Pada saat yang sama, terdapat apa yang disebut “jendela transparansi” (rentang panjang gelombang radiasi optik di mana penyerapan radiasi IR oleh medium lebih sedikit dibandingkan rentang lainnya). Banyak sistem inframerah (termasuk beberapa NVG dan pencitra termal) yang efektif karena adanya “jendela transparansi” tersebut. Berikut adalah beberapa rentang (panjang gelombang ditunjukkan dalam mikrometer): 0,95...1,05, 1.2...1.3, 1.5...1.8, 2.1...2.4, 3.3...4.2, 4.5...5, 8. ..13.

Interferensi atmosfer (kabut, kabut, serta kekeruhan atmosfer akibat asap, kabut asap, dll.) mempengaruhi radiasi infra merah secara berbeda di berbagai bagian spektrum, namun seiring bertambahnya panjang gelombang, pengaruh interferensi ini berkurang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa panjang gelombang menjadi sebanding dengan ukuran tetesan kabut dan partikel debu, sehingga radiasi yang merambat lebih sedikit dihamburkan oleh rintangan dan dibelokkan di sekitarnya karena difraksi. Misalnya, pada wilayah spektral 8...13 mikron, kabut tidak menimbulkan gangguan serius pada perambatan radiasi.

Setiap benda yang dipanaskan memancarkan aliran radiasi infra merah, yaitu radiasi optik dengan panjang gelombang lebih besar dari panjang gelombang radiasi tampak, tetapi lebih kecil dari panjang gelombang radiasi gelombang mikro.

Contoh. Suhu tubuh manusia adalah 36,6°C, radiasi spektralnya berada pada kisaran 6...21 mikron, batang logam yang dipanaskan hingga 300°C memancarkan gelombang dalam kisaran 2 hingga 6 mikron. Pada saat yang sama, spiral filamen tungsten yang dipanaskan hingga suhu 2400°C mempunyai radiasi 0,2...

1. mikron, sehingga mempengaruhi wilayah spektrum yang terlihat, yang memanifestasikan dirinya sebagai cahaya terang.

Area penerapan pencitraan termal sipil

Perangkat pencitraan termal untuk keperluan sipil secara kondisional dibagi menjadi dua kelompok besar - perangkat observasi dan alat ukur. Yang pertama mencakup peralatan untuk sistem keamanan dan keselamatan kebakaran, sistem pencitraan termal untuk keamanan transportasi, perangkat dan pemandangan termal berburu, pencitra termal yang digunakan dalam forensik, dll. Alat ukur pencitra termal digunakan dalam bidang kedokteran, energi, teknik mesin, dan kegiatan ilmiah.

Beberapa contoh. Menurut statistik yang berlaku di sebagian besar wilayah dengan jaringan transportasi yang berkembang, lebih dari separuh kecelakaan fatal terjadi pada malam hari, meskipun sebagian besar pengemudi menggunakan mobil pada siang hari. Bukan suatu kebetulan bahwa dalam beberapa tahun terakhir praktik melengkapi mobil dengan kamera pencitraan termal telah tersebar luas, mentransmisikan gambaran suhu situasi jalan di depan mobil ke tampilan yang terletak di kabin. Dengan demikian, thermal imager melengkapi persepsi pengemudi, yang tidak ideal karena berbagai alasan (kegelapan, kabut, lampu depan) dalam kondisi malam. Dengan cara yang sama, kamera pencitraan termal digunakan dalam pengawasan video keamanan secara paralel dengan kamera digital malam hari (sistem pengawasan video hybrid), yang memberikan gambaran yang lebih lengkap tentang sifat dan perilaku objek dalam bingkai. Kementerian Situasi Darurat menggunakan kamera pencitraan termal jika terjadi kebakaran - dalam kondisi asap di dalam ruangan, pencitraan termal membantu mendeteksi orang dan sumber pembakaran. Pemeriksaan kabel listrik memungkinkan Anda mendeteksi cacat sambungan. Pemindaian pencitraan termal hutan dari udara membantu menentukan sumber api.

Terakhir, pencitra termal portabel yang dapat dipakai berhasil digunakan dalam perburuan (deteksi hewan, pencarian efektif hewan yang terluka tanpa anjing), saat melakukan sensus kuantitatif ternak, dll. Di masa depan, kami akan mempertimbangkan pencitra termal dari kelompok perangkat observasi terutama untuk berburu.

Prinsip pengoperasian pencitraan termal

Dalam praktek keinsinyuran dikenal konsep objek dan latar belakang. Objek biasanya adalah benda-benda yang perlu dideteksi dan diperiksa (orang, kendaraan, hewan, dan lain-lain), latar belakang adalah segala sesuatu yang tidak ditempati oleh objek pengamatan, ruang pada bidang pandang alat tersebut (hutan, rumput, bangunan, dll.)

Pengoperasian semua sistem pencitraan termal didasarkan pada pencatatan perbedaan suhu antara pasangan “objek/latar belakang” dan mengubah informasi yang diterima menjadi gambar yang terlihat oleh mata. Karena kenyataan bahwa semua benda di sekitarnya dipanaskan secara tidak merata, gambaran tertentu tentang distribusi radiasi infra merah berkembang. Dan semakin besar perbedaan intensitas radiasi infra merah antara benda dan latar belakang, maka semakin dapat dibedakan, yaitu kontras, gambar yang diperoleh dengan kamera pencitraan termal. Perangkat pencitraan termal modern mampu mendeteksi kontras suhu 0,015…0,07 derajat.

Sementara sebagian besar perangkat penglihatan malam yang beroperasi berdasarkan konverter elektro-optik (IOC) atau matriks CMOS/CCD, menangkap radiasi inframerah dengan panjang gelombang dalam kisaran 0,78...1 mikron, yang hanya sedikit lebih tinggi dari sensitivitas mata manusia, jangkauan operasi utama peralatan pencitraan termal adalah 3...5,5 mikron (inframerah gelombang menengah, atau MWIR) dan 8...14 mikron (inframerah gelombang panjang, atau LWIR). Di sinilah lapisan permukaan atmosfer transparan terhadap radiasi infra merah, dan emisivitas objek yang diamati dengan suhu -50 hingga +50ºС adalah maksimum.

Pencitra termal adalah perangkat observasi elektronik yang menghasilkan gambar perbedaan suhu di wilayah ruang yang diamati. Dasar dari setiap pencitra termal adalah matriks bolometrik (sensor), yang setiap elemen (piksel) mengukur suhu dengan akurasi tinggi.

Keuntungan dari pencitra termal adalah tidak memerlukan sumber cahaya eksternal - sensor pencitra termal sensitif terhadap radiasi objek itu sendiri. Hasilnya, pencitra termal bekerja dengan baik siang dan malam, termasuk dalam kegelapan total. Seperti disebutkan di atas, kondisi cuaca buruk (kabut, hujan) tidak menimbulkan gangguan yang tidak dapat diatasi pada perangkat pencitraan termal, sekaligus membuat perangkat malam biasa sama sekali tidak berguna.

Secara sederhana, prinsip pengoperasian semua pencitra termal dijelaskan dengan algoritma berikut:

• Lensa pencitraan termal membentuk peta suhu (atau peta perbedaan daya radiasi) pada sensor dari seluruh area yang diamati di bidang pandang.
• Mikroprosesor dan komponen elektronik lainnya dari desain membaca data dari matriks, memprosesnya dan membentuk gambar pada tampilan perangkat, yang merupakan interpretasi visual dari data tersebut, yang dilihat langsung atau melalui lensa mata oleh pengamat.

Tidak seperti perangkat penglihatan malam yang didasarkan pada konverter elektron-optik (sebut saja analog), pencitra termal, seperti perangkat penglihatan malam digital, memungkinkan Anda menerapkan sejumlah besar pengaturan dan fungsi pengguna. Misalnya, mengatur kecerahan dan kontras gambar, mengubah warna gambar, memasukkan berbagai informasi ke dalam bidang pandang (waktu saat ini, indikasi baterai lemah, ikon mode yang diaktifkan, dll.), zoom digital tambahan, gambar- fungsi dalam gambar (memungkinkan untuk memisahkan "jendela" kecil untuk menampilkan di bidang pandang gambar tambahan dari seluruh objek atau sebagian darinya, termasuk yang diperbesar), mematikan sementara tampilan (untuk menghemat energi dan menutupi pengamat dengan menghilangkan cahaya dari tampilan kerja).

Untuk menangkap gambar objek yang diamati, perekam video dapat diintegrasikan ke dalam pencitra termal. Anda dapat menerapkan fungsi seperti transmisi informasi nirkabel (saluran radio, WI-FI) (foto, video) ke penerima eksternal atau kendali jarak jauh perangkat (misalnya, dari perangkat seluler), integrasi dengan pengukur jarak laser (dengan masukan informasi dari pengintai ke bidang pandang perangkat), sensor GPS (kemampuan mencatat koordinat objek yang diamati), dll.

Pemandangan pencitraan termal juga memiliki sejumlah ciri khas dibandingkan dengan pemandangan malam “analog” untuk berburu. Tanda bidik di dalamnya biasanya “digital”, yaitu. Selama pemrosesan sinyal video, gambar tanda ditumpangkan di atas gambar yang diamati pada layar dan bergerak secara elektronik, yang memungkinkan untuk mengecualikan unit mekanis dari penglihatan untuk memasukkan koreksi yang merupakan bagian dari pemandangan optik malam atau siang hari analog dan memerlukan ketelitian yang tinggi dalam pembuatan suku cadang dan perakitan unit-unit tersebut. Selain itu, ini menghilangkan efek paralaks, karena bayangan objek pengamatan dan bayangan reticle bidik berada pada bidang yang sama – bidang tampilan.

Pemandangan pencitraan digital dan termal dapat menyimpan dalam memori sejumlah besar reticle penampakan dengan konfigurasi dan warna berbeda, zeroing yang mudah dan cepat menggunakan fungsi "one-shot zeroing" atau "zeroing in Freeze", dan fungsi memasukkan koreksi secara otomatis saat perubahan jarak tembak, menyimpan koordinat zeroing untuk beberapa senjata, menunjukkan kemiringan (tilt) pandangan dan masih banyak lagi.

Perangkat pencitraan termal.

Lensa. Bahan yang paling umum, tetapi bukan satu-satunya untuk membuat lensa perangkat pencitraan termal, adalah germanium monokristalin. Pada tingkat yang berbeda-beda, safir, seng selenida, silikon, dan polietilen juga memiliki bandwidth dalam rentang MWIR dan LWIR. Kacamata chalcogenide juga digunakan untuk membuat lensa untuk perangkat pencitraan termal.

Germanium optik memiliki throughput yang tinggi dan, karenanya, koefisien penyerapan yang rendah dalam kisaran 2...15 mikron. Perlu diingat bahwa kisaran ini mencakup dua “jendela transparansi” atmosfer (3...5 dan 8...12 mikron). Kebanyakan sensor yang digunakan pada perangkat pencitraan termal sipil beroperasi pada kisaran ini.

Germanium adalah bahan yang mahal, jadi mereka mencoba membuat sistem optik dari komponen germanium dalam jumlah minimum. Terkadang, untuk mengurangi biaya konstruksi lensa, digunakan cermin dengan permukaan bola atau asferis. Untuk melindungi permukaan optik eksternal dari pengaruh eksternal, digunakan lapisan berdasarkan karbon seperti berlian (DLC) atau analognya.

Kaca optik klasik tidak digunakan untuk pembuatan lensa perangkat pencitraan termal, karena tidak memiliki kapasitas transmisi pada panjang gelombang lebih dari 4 mikron.

Desain lensa dan parameternya mempunyai dampak signifikan terhadap kemampuan perangkat pencitraan termal tertentu. Jadi, panjang fokus lensa secara langsung mempengaruhi perbesaran perangkat (semakin besar fokus, semakin besar, semua hal lain dianggap sama, perbesaran), bidang pandang (berkurang seiring dengan meningkatnya fokus) dan jangkauan pengamatan. Bukaan lensa relatif, dihitung sebagai hasil bagi diameter cahaya lensa terhadap titik fokus, mencirikan jumlah energi relatif yang dapat melewati lensa. Indeks bukaan relatif mempengaruhi sensitivitas, serta resolusi suhu perangkat pencitraan termal.

Efek visual seperti vignetting dan efek Narcissus juga disebabkan oleh desain lensa dan umum terjadi pada tingkat yang berbeda-beda di semua perangkat pencitraan termal.

Sensor. Elemen fotosensitif dari perangkat pencitraan termal adalah susunan fotodetektor multi-elemen (FPA) dua dimensi, yang dibuat berdasarkan berbagai bahan semikonduktor. Ada cukup banyak teknologi untuk produksi elemen sensitif inframerah, namun dalam perangkat pencitraan termal untuk keperluan sipil, kita dapat mencatat keunggulan luar biasa dari bolometer (mikrobolometer).

Mikrobolometer adalah penerima energi radiasi IR, yang tindakannya didasarkan pada perubahan konduktivitas listrik elemen sensitif ketika dipanaskan akibat penyerapan radiasi. Mikrobolometer dibagi menjadi dua subkelas, bergantung pada bahan sensitif IR mana, vanadium oksida (VOx) atau silikon amorf (α-Si), yang digunakan.

Bahan sensitif menyerap radiasi infra merah, akibatnya, menurut hukum kekekalan energi, area sensitif piksel (fotodetektor tunggal dalam matriks) mikrobolometer memanas. Konduktivitas listrik internal material berubah, dan perubahan ini dicatat. Hasil akhirnya adalah visualisasi monokrom atau berwarna dari gambar suhu pada tampilan perangkat. Perlu dicatat bahwa warna gambar suhu yang ditampilkan pada layar bergantung sepenuhnya pada pengoperasian bagian perangkat lunak perangkat pencitraan termal.

Di gambar: matriks mikrobolometer (sensor) dari Ulis

Produksi matriks mikrobolometer adalah proses yang padat pengetahuan, berteknologi tinggi, dan mahal. Hanya ada sedikit perusahaan dan negara di dunia yang mampu mempertahankan produksi tersebut.

Produsen sensor pencitraan termal (mikrobolometer), dalam dokumennya yang mengatur kualitas sensor, mengizinkan keberadaan piksel individual dan akumulasinya (kluster) pada sensor, yang memiliki penyimpangan dalam sinyal keluaran selama operasi normal - yang disebut piksel “mati” atau “rusak”. Piksel "mati" umum terjadi pada sensor dari produsen mana pun. Kehadiran mereka dijelaskan oleh berbagai penyimpangan yang dapat terjadi selama pembuatan mikrobolometer, serta adanya pengotor asing pada bahan dari mana elemen sensitif dibuat. Ketika perangkat pencitraan termal beroperasi, suhu piksel itu sendiri meningkat, dan piksel yang tidak stabil terhadap kenaikan suhu (“rusak”) mulai menghasilkan sinyal yang mungkin berbeda secara signifikan dari sinyal dari piksel yang beroperasi dengan benar. Pada tampilan perangkat pencitraan termal, piksel tersebut mungkin tampak sebagai titik putih atau hitam (dalam kasus piksel individual) atau bintik-bintik dengan berbagai konfigurasi, ukuran (dalam kasus cluster) dan kecerahan (sangat terang atau sangat gelap). Kehadiran piksel seperti itu sama sekali tidak mempengaruhi umur panjang sensor dan bukan merupakan alasan penurunan parameternya saat digunakan di masa mendatang. Faktanya, ini hanyalah cacat “kosmetik” pada gambar.

Produsen pencitra termal menggunakan berbagai algoritme perangkat lunak untuk memproses sinyal dari piksel yang rusak guna meminimalkan dampaknya terhadap kualitas dan visibilitas gambar. Inti dari pemrosesan adalah mengganti sinyal dari piksel yang rusak dengan sinyal dari piksel tetangga (terdekat) yang berfungsi normal atau sinyal rata-rata dari beberapa piksel tetangga. Sebagai hasil dari pemrosesan ini, piksel yang rusak biasanya menjadi hampir tidak terlihat dalam gambar.

Dalam kondisi pengamatan tertentu, masih mungkin untuk melihat keberadaan piksel cacat yang telah dikoreksi (terutama cluster), misalnya, ketika batas antara benda hangat dan dingin masuk ke dalam bidang pandang perangkat pencitraan termal, dan dengan demikian ketika batas ini tepatnya berada di antara sekelompok piksel yang rusak dan piksel yang beroperasi secara normal. Jika kondisi ini terjadi bersamaan, sekelompok piksel yang rusak akan terlihat sebagai titik yang berkilauan dalam warna putih dan gelap, dan paling mirip dengan setetes cairan pada gambar. Penting untuk dicatat bahwa adanya efek seperti itu bukan merupakan tanda perangkat pencitraan termal rusak.

Unit pemrosesan elektronik. Biasanya, unit pemrosesan elektronik terdiri dari satu atau beberapa papan (tergantung pada tata letak perangkat), di mana terdapat sirkuit mikro khusus yang memproses pembacaan sinyal dari sensor dan selanjutnya mengirimkan sinyal ke layar, di mana gambar dari distribusi suhu daerah yang diamati terbentuk. Kontrol utama perangkat terletak di papan, dan sirkuit catu daya juga diterapkan, baik untuk perangkat secara keseluruhan maupun untuk sirkuit sirkuit individual.

Microdisplay dan lensa mata. Karena sebagian besar pencitra termal berburu menggunakan layar mikro, lensa mata digunakan untuk mengamati gambar, yang berfungsi seperti kaca pembesar dan memungkinkan Anda melihat gambar dengan nyaman dengan pembesaran.

Layar kristal cair (LCD) yang paling umum digunakan adalah layar tembus cahaya (bagian belakang layar diterangi oleh sumber cahaya) atau layar OLED (bila arus listrik dialirkan, bahan layar mulai memancarkan cahaya).

Penggunaan layar OLED memiliki sejumlah keunggulan: kemampuan untuk mengoperasikan perangkat pada suhu yang lebih rendah, kecerahan dan kontras gambar yang lebih tinggi, desain yang lebih sederhana dan andal (tidak ada sumber untuk penerangan layar, seperti pada layar LCD) . Selain layar LCD dan OLED, layar mikro LCOS (Liquid Crystal on Silicone), yang merupakan jenis layar kristal cair tipe reflektif, dapat digunakan.

PARAMETER UTAMA PERANGKAT GAMBAR TERMAL

MENINGKATKAN.Karakteristik tersebut menunjukkan berapa kali gambar suatu objek yang diamati dengan alat lebih besar dibandingkan dengan mengamati objek dengan mata telanjang. Satuan pengukuran adalah kelipatan (sebutan"x", misalnya, "2x" - "dua kali").

Untuk perangkat pencitraan termal, nilai perbesaran tipikal berkisar antara 1x hingga 5x, karena Tugas utama perangkat malam adalah mendeteksi dan mengenali objek dalam kondisi cahaya redup dan cuaca buruk. Peningkatan perbesaran pada perangkat pencitraan termal menyebabkan penurunan yang signifikan pada keseluruhan bukaan perangkat, akibatnya gambar objek akan menjadi kurang kontras terhadap latar belakang dibandingkan pada perangkat serupa dengan perbesaran lebih rendah. Penurunan rasio apertur dengan meningkatnya perbesaran dapat dikompensasi dengan meningkatkan diameter cahaya lensa, namun hal ini, pada gilirannya, akan menyebabkan peningkatan dimensi keseluruhan dan berat perangkat, dan optik yang lebih rumit, yang mengurangi keseluruhan kemudahan penggunaan perangkat yang dapat dikenakan dan secara signifikan meningkatkan harga perangkat pencitraan termal. Hal ini sangat penting terutama untuk scope, karena pengguna juga harus memegang senjata di tangan mereka. Pada perbesaran tinggi juga timbul kesulitan dalam mencari dan melacak objek pengamatan, terutama jika objek bergerak, karena semakin besar perbesaran maka bidang pandang semakin berkurang.

Perbesaran ditentukan oleh panjang fokus lensa dan lensa mata, serta faktor zoom (K), sama dengan rasio dimensi fisik (diagonal) tampilan dan sensor:

Di mana:

Ftentang- panjang fokus lensa

FOKE- panjang fokus lensa mata

LDengan- ukuran diagonal sensor

LD- menampilkan ukuran diagonal.

KETERGANTUNGAN:

Semakin besar panjang fokus lensa, semakin besar ukuran layarnya peningkatan lebih banyak.

Semakin besar panjang fokus lensa mata, semakin besar ukuran sensornya peningkatannya lebih sedikit.

PANDANGAN. Mencirikan ukuran ruang yang secara bersamaan dapat dilihat melalui perangkat. Biasanya, bidang pandang dalam parameter perangkat ditunjukkan dalam derajat (sudut bidang pandang pada gambar di bawah ditetapkan sebagai 2Ѡ) atau dalam meter untuk jarak tertentu (L) ke objek pengamatan (linier bidang pandang pada gambar ditetapkan sebagai A).

Bidang pandang perangkat night vision digital dan perangkat pencitraan termal ditentukan oleh fokus lensa (fob) dan ukuran fisik sensor (B). Biasanya, lebar (ukuran horizontal) diambil sebagai ukuran sensor saat menghitung bidang pandang, menghasilkan bidang pandang sudut horizontal:

Mengetahui ukuran sensor secara vertikal (tinggi) dan diagonal, Anda juga dapat menghitung bidang pandang sudut perangkat secara vertikal atau diagonal.

Kecanduan:

Semakin besar ukuran sensor atau semakin kecil fokus lensa, makabidang pandang yang lebih besar.

Semakin besar bidang pandang perangkat, semakin nyaman mengamati objek - tidak perlu terus-menerus menggerakkan perangkat untuk melihat bagian ruang yang diinginkan.

Penting untuk dipahami bahwa bidang pandang berbanding terbalik dengan perbesaran - seiring bertambahnya perbesaran perangkat, bidang pandangnya menurun. Ini juga salah satu alasan mengapa sistem inframerah (khususnya pencitra termal) dengan pembesaran tinggi tidak dihasilkan. Pada saat yang sama, Anda perlu memahami bahwa seiring bertambahnya bidang pandang, jarak deteksi dan pengenalan akan berkurang.

TINGKAT PEMBARUAN BINGKAI. Salah satu karakteristik teknis utama perangkat pencitraan termal adalah kecepatan pembaruan bingkai. Dari sudut pandang pengguna, ini adalah jumlah frame yang ditampilkan pada layar dalam satu detik. Semakin tinggi kecepatan refresh bingkai, semakin tidak terlihat efek “lag” gambar yang dihasilkan oleh perangkat pencitraan termal dibandingkan dengan pemandangan sebenarnya. Jadi, saat mengamati pemandangan dinamis dengan perangkat dengan kecepatan refresh 9 frame per detik, gambar mungkin tampak buram, dan pergerakan objek bergerak mungkin tampak tertunda, disertai “sentakan”. Sebaliknya, semakin tinggi kecepatan refresh frame, tampilan adegan dinamis akan semakin halus.

IZIN. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESOLUSI.

Resolusi ditentukan oleh parameter elemen optik perangkat, sensor, tampilan, kualitas solusi sirkuit yang diterapkan pada perangkat, serta algoritma pemrosesan sinyal yang digunakan. Resolusi perangkat pencitraan termal (resolusi) merupakan indikator kompleks yang komponennya adalah suhu dan resolusi spasial. Mari kita lihat masing-masing komponen ini secara terpisah.

Resolusi suhu(sensitivitas; perbedaan suhu minimum yang dapat dideteksi) adalah rasio batas sinyal objek pengamatan dengan sinyal latar belakang, dengan mempertimbangkan kebisingan elemen sensitif (sensor) kamera pencitraan termal. Resolusi suhu tinggi berarti perangkat pencitraan termal akan mampu menampilkan objek bersuhu tertentu dengan latar belakang bersuhu serupa, dan semakin kecil perbedaan antara suhu objek dan latar belakang, maka semakin tinggi pula resolusi suhunya.

Resolusi spasial mencirikan kemampuan perangkat untuk menggambarkan secara terpisah dua titik atau garis yang berjarak dekat. Dalam karakteristik teknis perangkat, parameter ini dapat ditulis sebagai "resolusi", "batas resolusi", "resolusi maksimum", yang pada prinsipnya sama.

Paling sering, resolusi perangkat dicirikan oleh resolusi spasial mikrobolometer, karena komponen optik perangkat biasanya memiliki margin resolusi.

Biasanya, resolusi ditentukan dalam guratan (garis) per milimeter, namun dapat juga ditentukan dalam satuan sudut (detik atau menit).

Semakin tinggi nilai resolusi dalam guratan (garis) per milimeter dan semakin rendah resolusi dalam nilai sudut, maka semakin tinggi resolusinya. Semakin tinggi resolusi perangkat, semakin jelas gambar yang dilihat oleh pengamat.

Untuk mengukur resolusi pencitra termal, peralatan khusus digunakan - kolimator, yang membuat gambar simulasi objek uji khusus - target termal garis. Dengan memeriksa gambar objek uji melalui perangkat, seseorang menilai resolusi pencitraan termal - semakin kecil guratan dunia yang dapat dilihat dengan jelas secara terpisah satu sama lain, semakin tinggi resolusi perangkat.

Gambar: Berbagai pilihan untuk dunia termal (lihat melalui perangkat pencitraan termal)

Resolusi perangkat bergantung pada resolusi lensa dan lensa okuler. Lensa membentuk gambar objek pengamatan di bidang sensor, dan jika resolusi lensa tidak mencukupi, peningkatan resolusi perangkat lebih lanjut tidak mungkin dilakukan. Dengan cara yang sama, lensa mata berkualitas rendah dapat “merusak” gambar paling jelas yang dihasilkan oleh komponen perangkat pada layar.

Resolusi perangkat juga bergantung pada parameter tampilan tempat gambar dibentuk. Seperti halnya sensor, faktor penentunya adalah resolusi layar (jumlah piksel) dan ukurannya. Kepadatan piksel pada layar dicirikan oleh indikator seperti PPI (kependekan dari "piksel per inci") - ini adalah indikator yang menunjukkan jumlah piksel per inci suatu area.

Dalam hal transfer gambar langsung (tanpa penskalaan) dari sensor ke layar, resolusi keduanya harus sama. Dalam hal ini, pengurangan resolusi perangkat (jika resolusi tampilan lebih rendah dari resolusi sensor) atau penggunaan layar mahal yang tidak wajar (jika resolusi tampilan lebih tinggi dari resolusi sensor) dihilangkan.

Parameter sensor mempunyai pengaruh besar terhadap resolusi perangkat. Pertama-tama, ini adalah resolusi bolometer - jumlah total piksel (biasanya ditentukan sebagai produk piksel dalam istilah dan kolom) dan ukuran piksel. Kedua kriteria ini memberikan penilaian dasar terhadap resolusi.

KECANDUAN:

Semakin besar jumlah piksel dan semakin kecil ukurannya, semakin tinggiresolusi.

Pernyataan ini berlaku untuk ukuran fisik yang samasensor. Sensor dengan kerapatan piksel per satuan luaslebih banyak, resolusinya juga lebih besar.

Perangkat pencitraan termal juga dapat menggunakan berbagai algoritme untuk memproses sinyal yang berguna, yang dapat memengaruhi resolusi perangkat secara keseluruhan. Pertama-tama, kita berbicara tentang "pembesaran digital", ketika gambar yang dihasilkan oleh matriks diproses secara digital dan "ditransfer" ke layar dengan beberapa perbesaran. Dalam hal ini, resolusi keseluruhan perangkat menurun. Efek serupa dapat diamati pada kamera digital saat menggunakan fungsi “zoom digital”.

Selain faktor-faktor di atas, perlu disebutkan beberapa faktor lagi yang dapat menurunkan resolusi perangkat. Pertama-tama, ini adalah berbagai macam “noise” yang mendistorsi sinyal yang berguna, dan pada akhirnya menurunkan kualitas gambar. Jenis-jenis kebisingan berikut dapat dibedakan:

Kebisingan sinyal gelap. Penyebab utama kebisingan ini adalah emisi elektron termionik (emisi elektron secara spontan akibat pemanasan bahan sensor). Semakin rendah suhunya, semakin rendah sinyal gelapnya, mis. lebih sedikit kebisingan; untuk menghilangkan kebisingan inilah digunakan penutup (tenda) dan kalibrasi mikrobolometer.

Baca kebisingan. Ketika sinyal yang disimpan dalam piksel sensor dikeluarkan dari sensor, diubah menjadi tegangan, dan diperkuat, derau tambahan, yang disebut derau pembacaan, dimasukkan ke dalam setiap elemen. Untuk memerangi kebisingan, berbagai algoritma pemrosesan gambar perangkat lunak digunakan, yang sering disebut algoritma pengurangan kebisingan.

Selain kebisingan, resolusi dapat dikurangi secara signifikan oleh interferensi yang terjadi karena kesalahan dalam tata letak perangkat (posisi relatif papan sirkuit tercetak dan kabel penghubung, kabel di dalam perangkat) atau karena kesalahan dalam perutean cetakan. papan sirkuit (posisi relatif jalur konduktif, keberadaan dan kualitas lapisan pelindung). Selain itu, kesalahan pada rangkaian kelistrikan perangkat, pemilihan elemen radio yang salah untuk penerapan berbagai filter, dan catu daya dalam sirkuit pada rangkaian listrik perangkat dapat menyebabkan interferensi. Oleh karena itu, mengembangkan sirkuit listrik, menulis perangkat lunak pemrosesan sinyal, dan papan perutean merupakan tugas penting dan kompleks ketika merancang perangkat pencitraan termal.

JANGKAUAN PENGAMATAN.

Jangkauan pengamatan suatu objek menggunakan perangkat pencitraan termal bergantung pada kombinasi sejumlah besar faktor internal (parameter sensor, bagian optik dan elektronik perangkat) dan kondisi eksternal (berbagai karakteristik objek yang diamati, latar belakang, kemurnian. atmosfer, dan sebagainya).

Pendekatan yang paling dapat diterapkan untuk mendeskripsikan rentang observasi adalah pembagiannya, yang dijelaskan secara rinci di berbagai sumber, menjadi rentang deteksi, pengenalan, dan identifikasi sesuai dengan aturan yang ditentukan oleh apa yang disebut. Kriteria Johnson, yang menurutnya rentang pengamatan berhubungan langsung dengan suhu dan resolusi spasial perangkat pencitraan termal.

Untuk mengembangkan topik lebih lanjut, perlu diperkenalkan konsep ukuran kritis suatu objek pengamatan. Penting untuk mempertimbangkan ukuran gambar suatu objek yang dianalisis untuk mengidentifikasi ciri-ciri geometrisnya. Ukuran minimum objek yang terlihat di mana analisis dilakukan sering kali dianggap penting. Misalnya, untuk babi hutan atau rusa roe, ukuran kritis dapat dianggap sebagai tinggi badan, untuk manusia - tinggi badan.

Kisaran di mana ukuran kritis objek pengamatan tertentu sesuai dengan 2 piksel atau lebih dari sensor pencitraan termal dianggap sebagai jangkauan deteksi. Fakta deteksi hanya menunjukkan keberadaan suatu objek pada jarak tertentu, tetapi tidak memberikan gambaran tentang karakteristiknya (tidak memungkinkan kita untuk mengatakan jenis objek apa itu).

Fakta pengakuan objek, kemampuan untuk menentukan jenis objek diakui. Artinya pengamat mampu membedakan apa yang sedang diamatinya - seseorang, binatang, mobil, dan sebagainya. Secara umum diterima bahwa pengenalan dimungkinkan asalkan ukuran kritis objek sesuai dengan setidaknya 6 piksel sensor.

Dari sudut pandang penggunaan berburu, kegunaan praktisnya yang terbesar adalah rentang identifikasi. Identifikasi berarti pengamat tidak hanya mampu menilai jenis suatu benda, tetapi juga memahami ciri-cirinya (misalnya babi hutan jantan dengan panjang 1,2 m dan tinggi 0,7 m). Untuk memenuhi kondisi ini, ukuran kritis objek harus tumpang tindih minimal 12 piksel sensor.

Penting untuk dipahami bahwa dalam semua kasus ini kita berbicara tentang kemungkinan 50% untuk mendeteksi, mengenali, atau mengidentifikasi suatu objek pada tingkat tertentu. Semakin banyak piksel yang menutupi ukuran kritis suatu objek, semakin tinggi kemungkinan deteksi, pengenalan, atau identifikasi.

PENGHAPUS SISWA KELUAR- ini adalah jarak dari permukaan luar lensa okuler terakhir ke bidang pupil mata pengamat, di mana bayangan yang diamati akan paling optimal (bidang pandang maksimum, distorsi minimal). Parameter ini paling penting untuk cakupan di mana keleluasaan mata harus minimal 50 mm (optimal 80-100 mm). Bantuan mata yang besar diperlukan untuk mencegah penembak terluka oleh lensa mata teropong saat mundur. Biasanya, untuk NVG dan pencitra termal, kelegaan mata sama dengan panjang eyecup, yang diperlukan untuk menutupi cahaya tampilan di malam hari.

KALIBRASI SENSOR PERANGKAT GAMBAR TERMAL

Kalibrasi perangkat pencitraan termal dibagi menjadi kalibrasi pabrik dan pengguna. Proses produksi perangkat pencitraan termal menggunakan sensor tanpa pendingin melibatkan kalibrasi pabrik pada perangkat (pasangan sensor lensa) menggunakan peralatan khusus.

Anda dapat mengenal model-model baru pencitra termal PULSAR dan membuat pilihan yang tepat.

Pengembangan, desain dan produksi lensa inframerah (IR) untuk sistem pencitraan termal yang beroperasi dalam rentang 3...5 dan 8...12 mikron, serta untuk sensor optik yang beroperasi dalam rentang IR, merupakan kegiatan penting dari perusahaan. Perusahaan merancang dan memproduksi lensa inframerah (IR) (termasuk lensa atermal), baik secara serial dalam versi standar maupun sesuai spesifikasi pelanggan, dan juga melakukan penghitungan dan pembuatan rakitan optik lainnya untuk peralatan IR, antara lain:

• lensa pencitraan termal untuk kamera pencitraan termal tanpa pendingin berdasarkan matriks mikrobolometrik dalam kisaran 8…12 µm. Ini adalah jenis sistem yang paling umum, karena rentang spektral yang efektif untuk transmisi pencitraan termal, kepraktisan optimal penerima matriks yang tidak memerlukan pendinginan dan diafragma dingin, serta harga perangkat tersebut yang relatif rendah;
• lensa pencitraan termal untuk kamera pencitraan termal berpendingin yang beroperasi dalam kisaran 3…5 mikron. Berdasarkan sistem tersebut, pencitra termal dibuat dengan kombinasi persyaratan karakteristik dan desain yang ditingkatkan. Ini adalah jenis sistem inframerah yang paling kompleks, namun pada saat yang sama memiliki kemampuan terbaik untuk mendeteksi dan mengidentifikasi objek pengawasan;
• Lensa IR untuk sensor elemen tunggal dan multi yang beroperasi pada rentang IR menengah dan dekat, terutama 3...5 µm. Biasanya, ini adalah sistem sederhana yang mencakup optik IR sederhana dan sensor yang tugas utamanya adalah menghasilkan sinyal, bukan mengirimkan gambar.

Lensa inframerah menemukan penerapannya dalam sistem pencitraan termal dari berbagai kelas:

• pertahanan (pencitra termal portabel dan stasioner, pemandangan pencitraan termal, stasiun lokasi optik, perangkat penunjuk target dan pemandangan untuk kendaraan darat);
• teknologi (perangkat kontrol termal untuk keperluan teknologi dan konstruksi, pirometer);
• untuk keamanan (kamera pencitraan termal untuk kontrol perimeter, perbatasan, sistem proteksi kebakaran).

Bergantung pada tugas yang diberikan, kami mengembangkan lensa inframerah (IR) dari semua kelas tertentu, di antaranya lensa IR atermal yang menonjol. Optik IR untuk pencitra termal jarak menengah dan jauh memiliki kekhasan tersendiri, dinyatakan dalam karakteristik termo-optik dari bahan optik yang digunakan, seperti kristal tunggal germanium, silikon, selenida polikristalin dan seng sulfida, kristal tunggal fluorida logam. Dalam kebanyakan kasus, lensa IR berisi lensa yang terbuat dari germanium, yang memiliki koefisien indeks bias suhu tinggi dan nonlinier. Oleh karena itu, optik IR rentan terhadap pengaburan ketika suhu berubah, dan salah satu solusi untuk masalah ini adalah desain kompensasi suhu yang menggerakkan lensa atau sekelompok lensa relatif terhadap penerima tergantung pada suhu. Hanya sedikit perusahaan yang menawarkan lensa atermal karena diperlukannya desain rumit, sering kali digunakan di lingkungan mekanis dan guncangan yang keras. Berdasarkan spesifikasi teknis Anda, kami akan menghitung dan mengembangkan lensa IR atermal yang dibuat khusus. Optik untuk pencitra termal dikembangkan dan diproduksi dalam berbagai desain terutama menggunakan lapisan pelindung keras, versi OEM, dan konstruksi ringan.

Lensa pencitraan termal F50

Lensa pencitraan termal F50 adalah lensa jarak jauh yang dapat dipertukarkan yang dirancang untuk dipasang pada monokuler pencitraan termal Pulsar Helion XP28 dan Pulsar Helion XP38. Panjang fokus 50 mm memberikan kemampuan teknis untuk kenyamanan pengamatan jarak jauh. Saat menggunakan lensa khusus ini, Anda akan dapat mengenali target setinggi 1,7 meter (rusa atau manusia) pada jarak 1800 meter, yang, dalam kondisi visibilitas yang sangat buruk, merupakan keunggulan yang tidak dapat disangkal dibandingkan perangkat optik lainnya.

Perbesaran optik pencitra termal Pulsar Helion XP yang menggunakan lensa F50 adalah 2,5x, namun dengan menggunakan zoom digital halus dalam rentang 2x-8x, Anda dapat mencapai pembesaran maksimum perangkat pada 20x. Bidang pandang pada jarak 100 meter adalah 21 meter. Penggunaan lensa yang dapat diganti pada satu perangkat pencitraan termal secara signifikan memperluas fungsionalitas perangkat. Jadi, jika Anda perlu menemukan objek termal dengan cepat di area yang luas dalam jarak dekat, lebih baik menggunakan lensa fokus pendek yang dapat diganti, dan saat mencari target pada jarak yang cukup jauh, lensa F50 akan mengungkapkan semua kesenangannya. .

Perhatian! Setelah mengganti lensa secara fisik, agar pencitra termal dapat beroperasi dengan benar, Anda perlu memilih nilai “50” yang sesuai di menu perangkat. Sekarang monokuler pencitraan termal Anda akan berfungsi dengan benar, dan gambar objek yang jauh akan berkualitas tinggi.

Lensa pencitraan termal dibuat menggunakan desain dua lensa dengan permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Panjang fokus lensa (20 mm) cukup kecil dan sebagian besar objek yang diamati menggunakan lensa berada pada jarak tak terhingga. Lensa ini tidak memerlukan penyesuaian ketajaman. Ketajaman berdasarkan indikator fungsi transfer terbaik ditetapkan oleh pabrikan dan tidak berubah di masa mendatang. Ketajamannya diatur dengan memutar lensa di sepanjang benang. Lensa ini telah diproduksi massal sejak 2010.

Lensa pencitraan termal aperture tinggi dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan kedap udara ke dalam perangkat menggunakan flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki aperture besar (0,8) dan, karenanya, rasio aperture besar. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Motor listrik ditenagai oleh tegangan 7–12 V. Arah pergerakannya bergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ini telah diproduksi massal sejak 2010.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal aperture tinggi dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki aperture besar dan, karenanya, rasio aperture besar. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah. Apertur yang besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek pada jarak jauh. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Motor listrik ditenagai oleh tegangan 7–12 V. Arah pergerakannya bergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ini telah diproduksi massal sejak 2010.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal aperture tinggi dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki aperture besar dan, karenanya, rasio aperture besar. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah. Apertur yang besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek pada jarak jauh. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ini telah diproduksi massal sejak 2009.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal aperture tinggi dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki aperture besar dan, karenanya, rasio aperture besar. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah. Apertur yang besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek pada jarak jauh. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ini telah diproduksi secara massal sejak tahun 2011.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal apertur tinggi ASTRON-100F14 dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki bukaan yang besar (1,4) dan oleh karena itu, bukaan yang lebih besar dibandingkan dengan yang biasa digunakan. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah pada jarak jauh. Apertur yang besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek dengan kontras rendah. Berkat aperture tinggi, jangkauan deteksi dan pengenalan meningkat, dan karakteristik kontras objek yang diamati meningkat. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ASTRON-100F14 telah diproduksi secara massal sejak tahun 2009.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal apertur tinggi ASTRON-120F14 dibuat menggunakan desain dua lensa dengan dua permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa memiliki bukaan yang besar (1,4) dan oleh karena itu, bukaan yang lebih besar dibandingkan dengan yang biasa digunakan. Lensa dirancang untuk mendeteksi dan mengenali objek dengan kontras rendah pada jarak jauh. Apertur yang besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek dengan kontras rendah. Berkat aperture tinggi, jangkauan deteksi dan pengenalan meningkat, dan karakteristik kontras objek yang diamati meningkat. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ASTRON-120F14 telah diproduksi secara massal sejak tahun 2009.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal apertur tinggi ASTRON-200F14 dibuat berdasarkan desain tiga lensa dengan tiga permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian depan lensa dengan paking penyegel. Lensa ini dirancang khusus untuk menggantikan sistem pencitraan termal berpendingin dengan sistem pencitraan termal tanpa pendingin berdasarkan FPU mikrobolometer. Memungkinkan deteksi objek tipe RF pada jarak lebih dari 5 km, dan pengenalan pada jarak hingga 3 km dengan modul ASTRON-640V17. Apertur yang lebih besar meningkatkan jumlah energi yang dikumpulkan lensa dari objek dengan kontras rendah dan meningkatkan perbedaan suhu minimum yang dapat diatasi. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ASTRON-200F14 telah diproduksi secara massal sejak tahun 2016.

Lensa Bermotor Pencitraan Termal

Lensa pencitraan termal apertur tinggi ASTRON-275F14 dibuat berdasarkan desain tiga lensa dengan tiga permukaan asferis. Desain lensa memungkinkan pemasangan tertutup rapat ke dalam perangkat melalui flensa di bagian tengah lensa dengan paking penyegel. Kursi dapat diubah sesuai permintaan pelanggan. Lensa ini dirancang khusus untuk menggantikan sistem pencitraan termal berpendingin dengan sistem pencitraan termal tanpa pendingin berdasarkan FPU mikrobolometer. Memungkinkan deteksi objek tipe RF pada jarak lebih dari 10 km, dan pengenalan pada jarak hingga 5 km dengan modul ASTRON-640V17. Jangkauan pandang maksimum telah dicapai dengan lensa ini dan melebihi 34 km. Ketajamannya diatur oleh motor roda gigi. Catu daya motor listrik 7–12 VDC. Arah pergerakannya tergantung pada arah kutub tegangan yang diberikan. Lensa ASTRON-275F14 telah diproduksi secara massal sejak tahun 2017.

JSC OKB ASTRON adalah satu-satunya perusahaan di Rusia yang memiliki siklus penuh produksi optik pencitraan termal mulai dari pengembangan kristal tunggal germanium hingga sistem optik jadi. Optik untuk sistem pencitraan termal dirancang untuk rentang spektral dengan panjang gelombang 3–5 μm atau 7–14 μm. Dalam radiasi elektromagnetik gelombang panjang, bahan utama optik adalah kristal tunggal germanium. Kristal tunggal Germanium ditanam menggunakan metode Czochralski. Di Rusia, hanya dua perusahaan yang memiliki teknologi untuk menumbuhkan kristal ini, tetapi hanya perusahaan kami yang menumbuhkan kristal berkualitas optik dengan indikator indeks bias optik yang stabil. Selain itu, OKB ASTRON memiliki teknologi untuk menumbuhkan kristal tunggal germanium dengan indikator dN/dT yang stabil, mengubah indeks bias germanium tergantung pada suhu lingkungan. Tanpa kemampuan teknologi untuk menumbuhkan germanium dengan indikator-indikator ini, mustahil untuk mengembangkan dan memproduksi lensa atermal yang bidang fokusnya tidak berubah posisi ketika suhu berubah di seluruh rentang suhu pengoperasian.

Perusahaan kami adalah satu-satunya produsen serial lensa pencitraan termal untuk penggunaan sipil di Rusia. Output komersial lensa dengan panjang fokus 100 mm ke atas melebihi 1000–1200 unit per tahun.

Desain optik sebagian besar lensa dibuat berdasarkan desain dua lensa tradisional menggunakan satu atau dua permukaan asferis. Penggunaan permukaan lensa asferis memungkinkan pengurangan jumlah lensa pada lensa, meningkatkan kinerja, dan menghilangkan aberasi dan astigmatisme.

JSC OKB ASTRON adalah salah satu dari sedikit perusahaan di Rusia yang mampu memproduksi optik inframerah asferis, dan memiliki jalur otomatis sendiri dari Optoteh GmbH.

Lensa pencitraan termal yang disajikan pada bagian ini telah diproduksi secara massal sejak 2010. Total volume lensa yang dihadirkan di bagian ini melebihi 11 ribu pada akhir tahun 2018.