Präzision in der SWIR-Bildgebung
(Beidseitig) telezentrische Objektive für SWIR-Sensoren
Die Verfügbarkeit von InGaAs-Sensoren im kurzwelligen Infrarot-Bereich (SWIR) hat in den letzten Jahren der IR- und der hyperspektralen Bildgebung einen Schub verliehen. Beleuchtungs- und Optikhersteller sind gefordert, entsprechende Komponenten anzubieten.
Das telezentrische SWIR-Objektiv S5LPJ6835 ermöglicht eine beidseitig telezentrische Abbildung im Wellenlängenbereich von 900 bis 1.700nm. (Bild: Sill Optics GmbH & Co. KG)
Als Spezialist für telezentrische Objektive ermöglicht Sill Optics jetzt Präzisionsmessungen im SWIR-Bereich. Im Gegensatz zu (entozentrischen) Standard-Objektiven entsteht durch die Telezentrie kein Messfehler bei leicht variierenden Arbeitsabständen, bei Objekten mit Tiefenausdehnung oder bei der Messung durch Deck- oder Schutzgläser. Das telezentrische SWIR-Objektiv S5LPJ6835 ermöglicht eine beidseitig telezentrische Abbildung im Wellenlängenbereich von 900 bis 1.700nm. Auch im erweiterten Bereich von 800 bis 1.800nm kann die Optik, je nach Sensorspezifikation, eingesetzt werden. Sowohl für diskrete Beleuchtungslinien, als auch für breitbandige Quellen ist die Auflösung den derzeit verfügbaren InGaAs-Sensoren gewachsen. Ein Nachfokussieren zwischen einzelnen Wellenlängen ist nicht notwendig, da die Optik für den gesamten Wellenlängenbereich die gleiche Fokuslage beibehält. Der Einsatz mit Spektrometern oder speziellen Kameras, bei denen ein kleiner Einfallswinkel auf den Sensor notwendig ist, wird durch die sensorseitige Telezentrie gewährleistet. Das Objektiv hat per Design eine effektive Blendenzahl von F#5,5 – eine für telezentrische Objektive vergleichsweise große Öffnung. Die integrierte, manuell einstellbare Blende ermöglicht darüber hinaus eine Vergrößerung der Blende auf F#2,0 mit Einbußen hinsichtlich Vignettierung und Randabbildung. Das telezentrische Objektiv ist für eine maximale Sensordiagonale von 16mm mit einem Abbildungsmaßstab von 0,33fach ausgelegt. Daraus ergibt sich ein maximales Objektfeld von 48mm Durchmesser. Je nach Anforderungen hinsichtlich Auflösung, Vignettierung und Lichtstärke können mit größeren Sensoren auch größere Bereiche abgedeckt werden. Verzeichnung und Telezentriefehler – wichtige Kriterien bei der Auslegung eines Präzisions-Messystems – sind mit telezentrischen Objektiven im VIS/NIR-Bereich vergleichbar. Die Verzeichnung liegt unter 0,5%, der objektseitige Telezentriefehler unter 0,1°. Eine zweite Ausführung des beidseitig telezentrischen Objektivs für größere Sensoren ist zum Jahresende geplant. Damit kann das gleiche Objektfeld mit einem Abbildungsmaßstab von 0,5fach auf einen SWIR-Sensor mit 24mm Sensordiagonale abgebildet werden, und das unter gleich hoher Abbildungsqualität.
