Elektromekanisk bildstabilisering för IR-kamera

• Main Author: Strömberg, Christoffer
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2008
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-100185

Under senare år har IR-kameror blivigt allt vanligare i kommersiella sammanhang. Detta beror framförallt på att priset på de detektorer som används för att mäta IR-strålning har sjunkigt och därmed även priset på kamerorna. IR-kameror avsedda för termografi har idag många likheter med digitalkameror för visuellt ljus och mycket av den funktionalitet som man finner hos dessa IR-kameror är hämtade från kameraindustrin. I och med det att de handhållna systems som används för termografi genererar bilder med bättre kvalitet börjar effekterna av ofrivilliga vibrationer, som till exempel handskak, att bli märkbara i mätresultaten. Detta märks framförallt när mätningar skall göras med hjälp av system bestyckade med smalvinkliga objektiv. Olika lösningar för optisk bildstabilisering är idag vanligt förekommande inom kameraindustrin. Lösningarna bygger ofta på att ett linselement i objektivet eller att hela bildsensorn kan förflyttas i sina respektive plan. I princip är detta även genomförbart för IR-kameror. Ännu en möjlig teknik är att med hjälp av en plan lins av betydande tjocklek förskjuta strålgången parallellt. Denna skiva placeras företrädelsevis mellan objektivet och bildsensorn och dess normal i förhållande till systemets optiska axel är justerbar. Denna teknik har, inom ramen för detta examensarbete, ej kunnat hittas bland befintliga system på marknaden. Då glas ej är transparent i IR-spektrumet används linser av germanium (Ge) i optiken för IR-kameror. Germaniumets höga brytningsindex gör att det lämpar sig mycket bra för applikationen. Den funktionsprototyp som detta examensarbetet lett fram till vinklar en plan germaniumskiva med hjälp av två DC-motorer baserat på information från två vinkelhastighetssensorer i syfte att motverkar effekterna från ofrivilligt skak av en värmekamera. === During recent years IR cameras have been seen more and more frequently used in commercial contexts. This is an effect of the price of the IR detectors which has been descending making the systems in all less expensive. IR cameras designed for thermography are in many aspects similar to digital cameras for and many of the functions found in theses IR-cameras comes from the camera industry. Since the handheld systems that are used as thermographs generates images with higher and higher resolution, the effects of undesired vibrations, such as hand shakings, are becoming noticeable in the results. This is especially observable for cameras equipped with lenses of a small field of view. Different methods for optical image stabilization are commonly appearing in the camera industry. The solutions are often based on a planar movement of an element within the lens, or the whole image sensor itself. Principally this would also be possible to implement on an IR camera. Another possible solution could be attained by using a planar lens element of significant thickness to get a parallel displacement of the light when the element is tilted. This element would preferably be placed between the lens and the image sensor of the camera. No cameras using this technique have been found on the market. Since glass is not transparent in the IR part of the spectrum lenses made of Germanium are used in thermograph systems. The high indices of refraction of Germanium make it very suitable for the above mentioned application. The prototype that this master thesis has resulted in shows that a planar Germanium lens which can be tilted by two DC motors based on the information from two angular rate sensors can reduce the effects of involuntary vibrations of an IR camera.