IRC900 Series MWIR-camera’s

De keuze hangt vooral af van wat prioriteit heeft: beeldsnelheid, arraygrootte, pixelpitch of thermische gevoeligheid. De IRC906 combineert een resolutie van 640 × 512, pixels van 20 µm, full-frame werking op 119 Hz en 18 mK NEdT, terwijl de IRC906HS dezelfde resolutie van 640 × 512 behoudt maar overstapt op 12 µm pixels en 475 Hz. De IRC910 biedt een vierkante array van 1024 × 1024, 25 µm pixels, werking op 76 Hz en een well-capacity van 10 miljoen elektronen. De IRC912 heeft de grootste array met 1280 × 1024, 12 µm pixels en 119 Hz. In de praktijk kiest u de IRC906HS voor hoge eventsnelheid, de IRC912 voor een hoger aantal pixels, de IRC910 voor wetenschappelijke beeldvorming in vierkant formaat of de IRC906 voor 18 mK gevoeligheid in een kleinere array.

NEdT geeft aan in hoeverre de camera kleine schijnbare temperatuurverschillen kan onderscheiden onder gedefinieerde meetomstandigheden. De IRC906 en IRC910 hebben een NEdT van 18 mK, terwijl de IRC906HS en IRC912 onder 30 mK blijven. Een lagere NEdT ondersteunt doorgaans een fijner thermisch contrast, al hangt het uiteindelijke resultaat ook af van de optiek, integratietijd, filtering, kalibratie en de straling van de scène. De well-capacity bedraagt 7 miljoen elektronen voor de IRC906, 2 miljoen voor de IRC906HS en IRC912, en 10 miljoen voor de IRC910. Een grotere well kan meer signaalcapaciteit bieden voordat verzadiging optreedt, dus bij de modelkeuze moeten zowel de thermische gevoeligheid als het verwachte intensiteitsbereik van de scène worden meegewogen.

Alle vier de modellen ondersteunen door de gebruiker gedefinieerde vensters in stappen van 4 × 1 pixel, met een minimale breedte van 320 pixels en een minimale hoogte van 32 pixels. Door het actieve uitleesgebied te verkleinen kan de acquisitiesnelheid toenemen, hoewel specifieke beeldsnelheden voor kleinere vensters niet zijn vastgelegd. Integratietijden onder 150 ns zijn mogelijk wanneer de straling van de scène en de optische doorvoer voldoende signaal leveren voor zulke korte belichtingen. Er kan ook een 13-bits modus worden gekozen om de beeldsnelheid bij kleine vensterformaten te verhogen, terwijl 14-bits werking de volledige opgegeven digitale diepte behoudt. Engineers moeten vóór de keuze van de bedrijfsmodus de vereiste region of interest, het belichtingsbudget en de databandbreedte bevestigen.

De camera’s leveren gelijktijdig beelddata via Camera Link en GigE, zodat de acquisitiearchitectuur kan worden gekozen op basis van bandbreedte, kabelrouting en hosthardware. Seriële communicatie verloopt via Camera Link en GigE, terwijl platformonafhankelijke besturing het GenICam-interfacemodel volgt. Sync I/O en een integratie-uitgang zijn aanwezig voor afstemming met externe triggers, verlichting, bewegingssystemen of meetinstrumenten. In snapshot-modus wordt het brandvlak op hetzelfde moment vastgelegd, wat nuttig is wanneer de inhoud van de scène tijdens een frame verandert. Bij de integratieplanning moet rekening worden gehouden met de gekozen full-frame beeldsnelheid, de verwerkingsprestaties van de host, de opslagdoorvoer en de timingvereisten van aangesloten apparatuur.

De standaard f-nummers van de camera zijn f/2,3, f/3,0 en f/4,0, met aangepaste cold shields beschikbaar voor toepassingsspecifieke configuraties. De standaardopties voor cold filters zijn een band van 3,0 tot 5,0 µm of geen cold filter, terwijl ook CO₂-, SWIR- en maatwerkfilteropties beschikbaar zijn. Een gemotoriseerd warm filterwiel met vier posities accepteert filters met een diameter van 25,4 mm en een dikte van 1,0 mm, waardoor gecontroleerd tussen spectrale banden kan worden geschakeld. De IRC906, IRC906HS en IRC912 gebruiken lensvattingen met bajonetsluiting, terwijl de IRC910 een boutgatpatroon gebruikt. De gekozen detector, het f-nummer, de filtertransmissie en de lens moeten daarom gezamenlijk worden beoordeeld en niet als losse componenten.

Elk model werkt op 24 V DC, maar het opgegeven vermogensverbruik varieert van 20 W voor de IRC906 tot 35 W voor de IRC910. De IRC906, IRC906HS en IRC912 meten 5,1 × 5,8 × 8 in en wegen minder dan 7 lb, terwijl de IRC910 6 × 6 × 9 in meet en minder dan 10 lb weegt. De bedrijfstemperatuur loopt van -40 tot +55 °C, met opslag toegestaan van -55 tot +80 °C. De IP51-classificatie moet worden gezien als een beperkte beschermingsgraad tegen binnendringing en niet als vervanging voor een volledig weerbestendige behuizing. In het systeemontwerp moet ook ruimte worden voorzien voor de lens, kabels, luchtstroom, montagemateriaal en toegang tot eventuele filterwielmechanismen.

De serie kan spectroscopie- en procesanalysesystemen ondersteunen waar gekoelde MWIR-detectie, korte integratietijden en configureerbare filtering vereist zijn. De InSb-detectoren reageren van onder 1,0 µm tot 5,3 µm, terwijl de standaard cold-filterband 3,0 tot 5,0 µm afdekt. Optionele CO₂-, SWIR- en maatwerkfilters maken het samen met het filterwiel met vier posities mogelijk om de optische configuratie af te stemmen op geselecteerde spectrale kenmerken. Camera Link- en GigE-interfaces ondersteunen aansluiting op acquisitie- en analysesystemen, en externe synchronisatie kan beeldvorming coördineren met een gestuurd proces. De uiteindelijke spectrale resolutie en kwantitatieve nauwkeurigheid hangen ook af van de externe optiek, de kalibratiemethode en de analyseapparatuur.

De IRC906HS biedt met 475 Hz de hoogste full-frame beeldsnelheid in deze serie, terwijl de andere modellen afhankelijk van het arrayformaat op 76 of 119 Hz werken. Snapshot integration helpt temporele verschuivingen over het beeld te beperken, en met sync I/O kan de belichtingstiming worden afgestemd op een externe gebeurtenis. De camera’s kunnen kiezen tussen de modi integrate-while-read en integrate-then-read, wat flexibiliteit biedt in duty cycle en acquisitietiming. Voor de IRC910 ondersteunt SuperFraming wijzigingen van frame tot frame in integratietijd wanneer een scène snel veranderende signaalniveaus of een groot dynamisch bereik bevat. Bij de keuze moet worden bepaald of temporele resolutie, ruimtelijke resolutie, gevoeligheid of het dynamisch bereik van de scène de doorslag geeft.