RU178354U1 - Двухканальная зеркально-линзовая система - Google Patents
Двухканальная зеркально-линзовая система Download PDFInfo
- Publication number
- RU178354U1 RU178354U1 RU2017137889U RU2017137889U RU178354U1 RU 178354 U1 RU178354 U1 RU 178354U1 RU 2017137889 U RU2017137889 U RU 2017137889U RU 2017137889 U RU2017137889 U RU 2017137889U RU 178354 U1 RU178354 U1 RU 178354U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- mirror
- concave
- convex
- lens
- Prior art date
Links
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 13
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 101000623895 Bos taurus Mucin-15 Proteins 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
- G02B23/04—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors for the purpose of beam splitting or combining, e.g. fitted with eyepieces for more than one observer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Полезная модель может быть использована в многоканальных оптико-электронных системах, предназначенных для обнаружения и распознавания объектов наблюдения в видимой и инфракрасной области спектра. Двухканальная зеркально-линзовая система состоит из тепловизионного канала, содержащего первый компонент в виде главного вогнутого зеркала с центральным отверстием и вторичного зеркала, второй компонент, содержащий две положительные выпукло-вогнутые линзы и приемник излучения, и телевизионного канала, расположенного в зоне центрального экранирования тепловизионного канала, имеющего с ним общую оптическую ось и содержащего положительную линзу, главное вогнутое зеркало с центральным отверстием и приемник излучения. В тепловизионном канале в первом компоненте зеркала выполнены асферическими, во втором компоненте между двумя положительными выпукло-вогнутыми линзами введены положительная и отрицательная вогнуто-выпуклые линзы, а между первым и вторым компонентами формируется промежуточное изображение. В телевизионном канале главное зеркало выполнено асферическим, а положительная линза выполнена вогнуто-выпуклой с отражающим покрытием в центральной зоне выпуклой поверхности. Технический результат - повышение качества изображения при расширении спектрального диапазона работы тепловизионного канала и уменьшении числа элементов в телевизионном канале. 1 ил., 4 табл.
Description
Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использована в многоканальных оптико-электронных системах, предназначенных для обнаружения и распознавания объектов наблюдения в видимой и инфракрасной области спектра.
Известен двухканальный зеркально-линзовый объектив (см. патент RU 2 256 205 С2, МПК7 G02B 17/08, 13/16, публ. 10.07.2005, Бюл. №19), содержащий зеркально-линзовый канал прибора ночного видения с электронно-оптическим преобразователем и линзовый тепловизионный канал, расположенный в зоне центрального экранирования зеркально-линзового канала. Зеркально-линзовый канал состоит из четырех компонентов, первый из которых выполнен в виде плоскопараллельной пластины с вырезанной центральной зоной, второй - в виде выпукло-плоской линзы с кольцевым отражающим покрытием на плоской поверхности, третий - в виде мениска, обращенного вогнутыми поверхностями к пространству предметов, с внутренним отражающим покрытием на второй поверхности и вырезанной центральной зоной, четвертый - в виде трех одиночных линз в форме менисков, при этом первый и второй мениски обращены к плоскости изображения вогнутыми поверхностями, а третий мениск - выпуклыми. Линзовый тепловизионный канал состоит из двух компонентов, разнесенных на значительное расстояние для возможности установки поворотного зеркала. Первый компонент линзового тепловизионного канала установлен в отверстии первого компонента зеркально-линзового канала. Спектральный диапазон работы зеркально-линзового канала 0,68...0,88 мкм; фокусное расстояние f'=119 мм; диаметр входного зрачка D=100 мм; эффективное относительное отверстие 1:1,7; угловое поле зрения в пространстве предметов 2ω=8°; линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=18 мм. Длина зеркально-линзового канала составляет 1,3 от его фокусного расстояния. Спектральный диапазон работы линзового тепловизионного канала 8...12 мкм; фокусное расстояние f'=96,64 мм, относительное отверстие 1:1,67; угловое поле зрения в пространстве предметов 2ω=5°50'; линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=9,6 мм; длина линзового тепловизионного канала составляет l,45f'.
Недостатками этого двухканального зеркально-линзового объектива являются большие габаритные размеры, поскольку между первым и вторым компонентами под углом к оптической оси установлено зеркало большого диаметра, а также большой коэффициент центрального экранирования в зеркально-линзовом канале, существенно снижающий эффективное относительное отверстие.
Также известна двухканальная теплотелевизионная система (см. Dual-band dual field-of-view TVWS prototype // Proc. SPIE 6206, Infrared Technology and Applications XXXII, 620610, date published 17 May 2006, Fig. 2), содержащая зеркально-линзовый телевизионный канал и зеркально-линзовый тепловизионный канал, расположенный в зоне центрального экранирования телевизионного канала и имеющий с ним общую оптическую ось. Тепловизионный канал состоит из двух компонентов: первый выполнен в виде асферической линзы с небольшой оптической силой, второй - в виде двух зеркал, первое из которых вогнутое, с центральным отверстием, а второе - выпуклое. Конструкция телевизионного канала отличается тем, что содержит дополнительно третий компонент, выполненный в виде одиночной линзы с небольшой оптической силой. Спектральный диапазон работы тепловизионного канала 8…12 мкм; фокусное расстояние f'=52 мм, относительное отверстие 1:1,07; коэффициент центрального экранирования kэк=0,5; угловое поле зрения в пространстве предметов 2ω=12,8°; линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=11,66 мм; длина тепловизионного канала составляет 60,9 мм. Спектральный диапазон работы телевизионного канала 0,3…0,9 мкм; фокусное расстояние f'=73 мм, относительное отверстие 1:1,07; коэффициент центрального экранирования kэк=0,75; угловое поле зрения в пространстве предметов 2ω=6°; линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=7,65 мм; длина телевизионного канала составляет 146,1 мм. Тепловизионный канал с широким полем зрения служит для обнаружения цели, телевизионный со сравнительно узким полем - для распознавания.
К недостаткам этой теплотелевизионной системы можно отнести большое значение коэффициента центрального экранирования, что приводит к снижению контраста изображения и ухудшает его качество.
Наиболее близкой к заявляемой системе по технической сущности и количеству совпадающих признаков является двухканальная оптико-электронная система (см. патент RU 44836, МПК7 G02B 17/08, публ. 27.03.2005, Бюл. №9), каждый из каналов которой содержит объектив и установленный на его оптической оси фотоприемник. Объектив первого канала выполнен зеркально-линзовым и состоит из двух компонентов, первый из которых содержит главное вогнутое сферическое зеркало с центральным отверстием и вогнуто-выпуклую линзу с отражающим покрытием на вогнутой поверхности, выполняющей функцию вторичного зеркала, а второй (компенсатор полевых аберраций) содержит две положительные выпукло-вогнутые линзы. Объектив второго канала выполнен зеркально-линзовым и состоит из двух компонентов, первый из которых содержит положительную выпукло-вогнутую линзу с закрепленным в центральной части вторичным зеркалом, а второй содержит вогнуто-выпуклую линзу с кольцевым отражающим покрытием на выпуклой поверхности и приклеенные к ее вогнутой и выпуклой поверхностям две линзы компенсатора аберраций. Диаметр каждого из компонентов второго канала не превышает диаметра зоны центрального экранирования объектива первого канала.
В данной двухканальной системе предусмотрена возможность нескольких вариантов работы. В одном варианте оба канала могут быть выполнены телевизионными (0,4…0,95 мкм), в другом - тепловизионными (8…12 или 3..5 мкм), в третьем варианте первый канал может быть выполнен тепловизионным (8…12 мкм), а второй - телевизионным (0,4…0,95 мкм). Для варианта, при котором оба канала выполнены телевизионными или тепловизионными, система может работать с двумя угловыми полями зрения: первый канал - с узким полем зрения, второй - с широким.
Недостатками данной двухканальной системы являются использование сферических поверхностей в главных зеркалах обоих каналов и выполнение двухлинзовым компенсатора аберраций первого канала, что обеспечивает невысокое качество изображения, а также наличие большого числа элементов во втором канале.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества изображения двухканальной зеркально-линзовой системы при расширении спектрального диапазона работы тепловизионного канала и уменьшении числа элементов в телевизионном канале.
Поставленная задача решается за счет того, что в двухканальной зеркально-линзовой системе, состоящей из тепловизионного канала, содержащего первый компонент, выполненный в виде главного вогнутого зеркала с центральным отверстием и вторичного зеркала, второй компонент, содержащий две положительные выпукло-вогнутые линзы и приемник излучения, и телевизионного канала, расположенного в зоне центрального экранирования тепловизионного канала, имеющего с ним общую оптическую ось и содержащего положительную линзу, главное вогнутое зеркало с центральным отверстием и приемник излучения, в тепловизионном канале в первом компоненте главное зеркало и вторичное зеркало выполнены асферическими, во втором компоненте в пространство между двумя положительными выпукло-вогнутыми линзами дополнительно введены положительная и отрицательная вогнуто-выпуклые линзы, причем между первым и вторым компонентами формируется промежуточное изображение, в телевизионном канале главное зеркало выполнено асферическим, а положительная линза выполнена вогнуто-выпуклой с отражающим покрытием в центральной зоне выпуклой поверхности.
А также за счет того, что в тепловизионном канале положительная вогнуто-выпуклая линза выполнена асферической.
А также за счет того, что в телевизионном канале положительная линза выполнена асферической.
На фигуре 1 представлена оптическая схема двухканальной зеркально-линзовый системы с ходом лучей.
Двухканальная зеркально-линзовая система, состоит из тепловизионного канала, содержащего первый компонент I, выполненный в виде главного вогнутого асферического зеркала 1 с центральным отверстием и вторичного выпуклого асферического зеркала 2, второй компонент II, выполненный в виде положительных выпукло-вогнутой 3 и вогнуто-выпуклой 4 линз, отрицательной вогнуто-выпуклой линзы 5 и положительной выпукло-вогнутой линзы 6, причем между первым и вторым компонентами формируется промежуточное изображение, и приемник излучения 7, и, расположенного в зоне центрального экранирования тепловизионного канала и имеющего с ним общую оптическую ось, телевизионного канала, содержащего положительную вогнуто-выпуклую линзу 8 с отражающим покрытием в центральной зоне выпуклой поверхности, главное вогнутое асферическое зеркало с центральным отверстием 9 и приемник излучения 10. Положительная вогнуто-выпуклая линза 4 тепловизионного канала и положительная вогнуто-выпуклая линза 8 телевизионного канала выполнены асферическими. В тепловизионном канале дополнительно показаны два сменных оптических фильтра 11 и 12.
В таблице 1 приведены технические характеристики заявляемой двухканальной зеркально-линзовой системы.
В таблице 2 приведены конструктивные параметры примера конкретного исполнения тепловизионного канала заявляемой системы, в таблице 3 - телевизионного канала.
1), 2), 3) - асферические поверхности.
4), 5) - асферические поверхности.
В таблице 4 приведены расчетные значения функции концентрации энергии (ФКЭ), характеризующие качество изображения двухканальной зеркально-линзовой системы (диаметр пятна рассеяния лучей составляет 30 мкм в тепловизионном канале и 11 мкм в телевизионном канале).
Как следует из таблицы 1, оба канала системы работают с одинаковым угловым полем зрения, позволяющим формировать в разных спектральных диапазонах изображение одного масштаба, что обеспечивает оператору удобство наблюдения.
Приведенные в таблице 4 значения ФКЭ свидетельствуют о том, что оба канала системы имеют качество изображения, близкое к дифракционному пределу в центре поля зрения и достаточно высокое на краю поля зрения. В тепловизионном канале качество изображения в расширенном спектральном диапазоне достигается выбором конструктивного исполнения, при котором в главном и вторичном зеркалах первого компонента используются асферические поверхности, что обеспечивает высокое качество изображения в центре поля зрения. Во втором компоненте вводом положительной и отрицательной вогнуто-выпуклых линз с различной дисперсией материалов (0,0127 для германия и 0,0295 для селенида цинка) обеспечивается коррекция аберраций широких наклонных пучков в пределах всего спектрального диапазона. В телевизионном канале высокое качество изображения в пределах всего поля зрения обеспечивается за счет выполнения главного зеркала и одной из поверхностей положительной линзы асферическими, при этом, по сравнению с прототипом, уменьшено общее число элементов.
Двухканальная зеркально-линзовая система работает следующим образом. В тепловизионном канале излучение от бесконечно удаленного объекта отражается последовательно от главного 1 и вторичного 2 зеркал первого компонента I и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, после чего линзами 3,4,5,6 второго компонента II переносится в плоскость чувствительных элементов приемника излучения. Для выделения из спектрального диапазона работы канала 5…11 мкм участков спектра 8…11 или 5…8 мкм предназначены два оптических фильтра 11 и 12, установленные с возможностью ввода/вывода в оптический тракт.
В телевизионном канале излучение от бесконечно удаленного объекта проходит линзу 8, отражается от главного вогнутого зеркала 9 и попадет на центральную часть выпуклой поверхности линзы 8, отражается от нее и фокусируется в плоскости чувствительных элементов приемника излучения 10.
Изображение, сформированное на выходах тепловизионного и телевизионного каналов, выводится либо на общий монитор, либо на два отдельных.
Таким образом, выполнение двухканальной зеркально-линзовой системы в соответствии с предлагаемым техническим решением позволяет повысить качество изображения при расширении спектрального диапазона работы тепловизионного канала и уменьшении числа элементов в телевизионном канале, что позволяет использовать его при создании многоканальных оптико-электронных систем.
Claims (3)
1. Двухканальная зеркально-линзовая система, состоящая из тепловизионного канала, содержащего первый компонент, выполненный в виде главного вогнутого зеркала с центральным отверстием и вторичного зеркала, второй компонент, содержащий две положительные выпукло-вогнутые линзы и приемник излучения, и телевизионного канала, расположенного в зоне центрального экранирования тепловизионного канала, имеющего с ним общую оптическую ось и содержащего положительную линзу, главное вогнутое зеркало с центральным отверстием и приемник излучения, отличающаяся тем, что в тепловизионном канале в первом компоненте главное зеркало и вторичное зеркало выполнены асферическими, во втором компоненте в пространство между двумя положительными выпукло-вогнутыми линзами дополнительно введены положительная и отрицательная вогнуто-выпуклые линзы, причем между первым и вторым компонентами формируется промежуточное изображение, в телевизионном канале главное зеркало выполнено асферическим, а положительная линза выполнена вогнуто-выпуклой с отражающим покрытием в центральной зоне выпуклой поверхности.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в тепловизионном канале положительная вогнуто-выпуклая линза выполнена асферической.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в телевизионном канале положительная линза выполнена асферической.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137889U RU178354U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Двухканальная зеркально-линзовая система |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137889U RU178354U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Двухканальная зеркально-линзовая система |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU178354U1 true RU178354U1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=61867840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137889U RU178354U1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Двухканальная зеркально-линзовая система |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU178354U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217680U1 (ru) * | 2023-01-09 | 2023-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Двухканальная зеркально-линзовая система |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU877458A1 (ru) * | 1980-02-22 | 1981-10-30 | Предприятие П/Я В-8450 | Двухканальное оптическое устройство |
RU2091834C1 (ru) * | 1995-06-20 | 1997-09-27 | Галина Ивановна Лебедева | Светосильный зеркально-линзовый объектив |
RU44836U1 (ru) * | 2004-10-29 | 2005-03-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Двухканальная оптико-электронная система |
CN202024818U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-11-02 | 浙江大学 | 一种具有卡塞格林型前端的共视场共孔径多光谱成像系统 |
RU136198U1 (ru) * | 2013-06-27 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "ГИРООПТИКА" (ОАО "ГИРООПТИКА") | Трёхканальная зеркально-линзовая оптическая система |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137889U patent/RU178354U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU877458A1 (ru) * | 1980-02-22 | 1981-10-30 | Предприятие П/Я В-8450 | Двухканальное оптическое устройство |
RU2091834C1 (ru) * | 1995-06-20 | 1997-09-27 | Галина Ивановна Лебедева | Светосильный зеркально-линзовый объектив |
RU44836U1 (ru) * | 2004-10-29 | 2005-03-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Двухканальная оптико-электронная система |
CN202024818U (zh) * | 2011-01-27 | 2011-11-02 | 浙江大学 | 一种具有卡塞格林型前端的共视场共孔径多光谱成像系统 |
RU136198U1 (ru) * | 2013-06-27 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "ГИРООПТИКА" (ОАО "ГИРООПТИКА") | Трёхканальная зеркально-линзовая оптическая система |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217680U1 (ru) * | 2023-01-09 | 2023-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Двухканальная зеркально-линзовая система |
RU219141U1 (ru) * | 2023-03-31 | 2023-06-30 | Игорь Михайлович Фроимсон | Двухканальная оптическая система |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10509210B2 (en) | Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form | |
CN112180572B (zh) | 一种制冷型中波红外消热差光学镜头 | |
RU156006U1 (ru) | Атермализованный объектив для ик области спектра | |
RU2365952C1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2672703C1 (ru) | Двухканальная зеркально-линзовая система | |
RU2606699C1 (ru) | Двухканальная оптико-электронная система | |
RU2570055C1 (ru) | Инфракрасный зеркально-линзовый объектив | |
RU2630194C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU191911U1 (ru) | Проекционный светосильный объектив | |
RU178354U1 (ru) | Двухканальная зеркально-линзовая система | |
RU2348953C1 (ru) | Инфракрасный светосильный трехлинзовый объектив | |
RU2678957C1 (ru) | Широкоугольный светосильный инфракрасный объектив | |
RU170736U1 (ru) | Светосильный объектив для инфракрасной области спектра | |
GB2531726A (en) | Compact multispectral wide angle refractive optical system | |
CN108345095A (zh) | 一种宽幅低杂光全天时星跟踪器光学结构 | |
RU2646405C1 (ru) | Инфракрасная зеркально-линзовая система | |
RU182711U1 (ru) | Оптическая система оптико-электронного координатора | |
RU2630031C1 (ru) | Двухканальная зеркально-линзовая система | |
RU2650743C1 (ru) | Широкоугольный инфракрасный объектив | |
CN108152241B (zh) | 长波红外成像光学系统 | |
RU2629887C1 (ru) | Светосильный трёхлинзовый объектив для ИК-области спектра | |
RU2779740C1 (ru) | Инфракрасный объектив | |
RU157161U1 (ru) | Объектив | |
RU171187U1 (ru) | Двухканальная зеркально-линзовая система | |
RU174738U1 (ru) | Инфракрасная зеркально-линзовая система |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MG9K | Termination of a utility model due to grant of a patent for identical subject |
Ref document number: 2672703 Country of ref document: RU Effective date: 20181119 |