赤外線レンズを選択する際に考慮すべき要素

新型赤外線サーモメータを開発する際、エンジニア及びその管理者は応用条件、作業周波数帯、最小解像度、画素サイズ、環境適応性、生産能力などの要素を考慮しなければならない。しかし、これらの要素に最も影響を与えるのは赤外線レンズである。

赤外線レンズは赤外線サーモグラフィに不可欠な構成部分である。その役割は、ターゲットの赤外線放射線を赤外線検出器に集光することです。光電変換と画像処理の後、コントラストの良い画像が形成される。赤外線レンズの品質は赤外線サーモグラフィの性能を大きく決定している。

赤外線レンズの帯域

赤外線サーモグラフィは通常、短波、中波、長波の3つの周波数帯で動作します。いくつかの特別な場合には、赤外線サーモグラフィはまた、複数の帯域で動作する必要があります。赤外線レンズは、その性能を最適化するために、動作する帯域に応じて特別に設計されなければならない。異なる帯域に使用される赤外線レンズの赤外線材料も異なる。

赤外線レンズの焦点距離と視野

赤外線レンズは通常、その焦点距離によって識別される。焦点距離が増加すると、レンズの視野が狭くなる。逆に、焦点距離が小さくなるにつれて、視野が広くなります。

赤外線レンズは一般に単視野レンズ、多視野レンズ、連続ズームレンズに分けることができる。赤外線連続ズームレンズは異なる距離目標に対する連続追跡を実現できるため、多くの分野で広く応用されている。

赤外線レンズのF値

赤外線レンズのF値は、目標の放射エネルギーが赤外線サーモグラフィにどれだけ入るかを決定する。F値が小さいほど、同じ焦点距離で赤外レンズのサイズが大きくなります。対応する検出器と整合すると、得られる赤外線放射はより大きく、赤外熱イメージャの感度はより高い。

しかし、重量と体積に厳しい要求がある場合（ドローン光電ハンモックなど）、大型F号赤外線サーモグラフィ装置の使用が一般的になってきている。MWIR F 5.5を用いた機器やレンズを用いた小型光電ハンガーが人気を集めている。

赤外線レンズの被写界深度

被写界深度とは、焦点距離を調整せずにレンズがはっきり見える最も遠い距離と最も近い距離の範囲を指す。被写界深度は、レンズの焦点距離、F数、撮像品質、設定されたアライメント撮像距離だけでなく、検出器の画素サイズにも関係している。一般に、F数が大きいほど焦点距離が短くなり、検出器画素のサイズが大きいほど被写界深度が大きくなる。異なる位置合わせ平面では、被写界深度の範囲が異なります。

レンズの最小結像距離と被写界深度は2つの異なる概念である。最小撮像距離は、焦点調整によりレンズが鮮明に撮像できる最も近い被写体距離である。

赤外線レンズの結像品質

レンズの撮像品質は通常、光学伝達関数、歪み、点拡散関数を用いて評価される。レンズの撮像品質はできるだけ検出器の画素サイズと一致しなければならない。一致していない場合は、赤外熱イメージャが光学的に制限されているか、検出器が制限されているかを判断して、赤外熱イメージャの目標の検出と識別能力を決定する必要があります。一般に、赤外レンズの視野中心の結像品質は、視野エッジの結像品質よりも優れている。

赤外レンズの透過率

ほとんどの赤外材料は屈折率が高い。赤外レンズ中のレンズは、赤外レンズの透過率を高めるために高効率反射防止膜をコーティングする必要がある。レンズ中のレンズ数が増加するにつれて、レンズの透過率は徐々に低下していく。レンズの吸収と残留反射は透過率を下げる2つの主要な要素である。残留反射は干渉を導入し、赤外線サーモグラフィの官能効果と性能に影響を与える。