總所周知,遠距離觀察式熱像儀,與其它的光學設備一樣,需要配備鏡頭。選擇熱像儀時,應該如何判斷其配備的鏡頭的好壞呢?
首先我們需要明白的一點:熱像儀配備的鏡頭鏡片材質為非普通光學玻璃,采用的是鍺玻璃,鍺玻璃價格昂貴,以重量進行計價。
為什么熱像儀要使用價格昂貴的鍺玻璃呢?
這是因為鍺玻璃在2-16um具有很好的透光性能,化學性質也比較穩定,不易與金屬氧化物,酸性物質空氣和水反應。紅外測溫儀器和熱成像儀里面需要用到中遠紅外的濾光片,測溫儀和熱成像儀一般工作波段在2-13um,而鍺玻璃剛好在中遠紅外具有很好的透光性,普通的光學玻璃在這些波段透過率極低,所以很難實現。加上在鍺玻璃上鍍上光學薄膜,可以大大增加它的透過率,減少鍺玻璃表面的反射率。鍺玻璃在可見光波段是不透過的。由于鍺玻璃價格昂貴,稍微大一點的鍺玻璃鏡頭動輒數萬元。
在選購熱像儀時,應該選擇配備多大口徑的熱像儀鏡頭呢?在這之前,需要明白一下幾個光學鏡頭的參數概念:
1. 原理:熱像儀基本光學原理與普通望遠鏡一樣,只不過其內部傳感器只對大約波段在2-13um遠紅外線感光成像。而普通望遠鏡是對可見光成像而已。
2. 焦距: 理論上焦距越大,放大倍率越大。大倍率意味著必須使用長焦鏡頭。這和我們普通數碼相機上的概念是一樣的。
3. 光圈: 光圈計算值為 焦距/通光直徑(也就是鏡頭口徑) 簡稱為F值(也叫焦比)。
F值越大,光圈越小。反之,F值越小,光圈越大。
與傳統相機一樣,光圈越大(F值越小),通光率越好,成像越清晰明亮。
正是由于光圈大小對成像的影響,高倍鏡頭(長焦鏡頭)理論上必須配備大口徑的鏡片,否則會導致F值過大,光圈過小,成像暗淡,嚴重影響成像效果。
不同的光學設備,要求的鏡頭光圈大小略有不同:
1. 普通光學望遠鏡: 望遠鏡術語中叫出瞳直徑=口徑/放大倍率。 與熱像儀和相機的光圈基本類似。 望遠鏡出瞳直徑最好不要小于4,盡量達到5以上。基本可以對應相機的F值,應該小于2.5,最好小于2.0的概念。 這是因為白光強度更強,對光圈要求可以低一些。
2. 微光夜視儀: 微光夜視儀對光圈要求最高。一般要求F值達到最好達到1. 也就是說50左右焦距(大約3倍)的夜視儀,口徑至少達到50mm以上。
3. 熱像儀:對于熱像儀,根據國際慣例,必須使用F1.0的鏡頭。19mm焦距必須使用19mm口徑鏡頭。才能發揮出熱像儀的真正性能。
所以在購買熱像儀可以從以下幾點選擇鏡頭:
1. 根據自身的觀測距離要求選擇適當焦距的鏡頭。市面上常用的鏡頭,19mm-焦距基本可以理解為1倍放大,35mm焦距理解為2倍鏡頭,50MM焦距理解為3倍鏡頭。
2. 最為重要的,必須選F1.0的鏡頭。目前國際知名品牌,比如: 美國知名一線品牌HIC, HIGH-TEK, RNO都采用的是標準的F1.0鏡頭,這三個品牌都是美國軍方熱像儀主要的供貨商,三個品牌基本占據了美國熱像儀80?市場,HIC的Tracker19v, RNO 的DC19, 以及HIGH-TEK的HT19這三款熱像儀現在在美國市場風頭十足。
3. 但國內很多品牌都采用的F1.1或F1.2的鏡頭以節約鍺鏡片成本。
一定要記住一點: F1.0鏡頭的通光能力是F1.2鏡頭的1.44倍。可以想象一下對成
為什么很多品牌在熱像儀參數上只標明鏡頭焦距?
只標明鏡頭焦距,沒有標明鏡頭口徑,光圈的熱像儀,基本上都沒有采用F1.0的鏡頭,大多采用是F1.2的鏡頭,這是他們只敢標焦距的原因,為節約成本鏡頭光圈未達到熱像儀的要求。所以未標明口徑和光圈的熱像儀,盡量不好購買。
對于國際標準F1.0的鏡頭, 19mm焦距鏡頭,口徑就是19mm, 光圈即為F1.0.以此類推。
為什么很多國內品牌及國外的小品牌采用F1.2的鏡頭?
最為基本的原因是熱像儀鏡頭的鍺鏡片造價太高。鍺鏡片是按重量進行計價的。口徑19mm的鏡頭造價就1500元左右。
同樣焦距的F1.0鏡頭,在面積上是F1.2鏡頭的1.44倍,加上鏡片大厚度要增加。其重量至少是F1.2鏡頭的1.5倍以上,也就是說價格是F1.2鏡頭的1.5倍。
19mm焦距的 F1.0鏡頭造價大約1500元,而F1.2鏡頭造價則只有1000元。
50mm焦距的 F1.0鏡頭造價接近9000元,而F1.2鏡頭造價則只有6000元。
為什么國內大多品牌19MM焦距鏡頭采用的都是F1.2光圈?
因為19MM焦距比較小,F1.0的鏡頭鏡片直徑為19mm,而F1.2的鏡頭鏡片直徑為16mm,通過外觀特殊處理,消費者很難發現二者大小的區別。在看起來差不多的情況下,成本可以節約500元,何樂不為呢。
正是由于鏡頭不同的光圈,細心的客戶會發現,同樣焦距的鏡頭,各品牌鏡頭口徑有區別。同樣細心的客戶會發現,某品牌25mm焦距熱像儀,口徑給另外品牌19mm焦距鏡頭口徑一樣。更有甚者,同一品牌停產19mm焦距產品,上調價格主銷25mm焦距產品,但鏡頭口徑是一樣大的,這都只是犧牲圖像品質,以獲得更長焦距,來滿足虛假的放大,提高產品價格。