RU2028582C1

RU2028582C1 - Optical system

Info

Publication number: RU2028582C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Яковлевич Кариженский
Original assignee: Евгений Яковлевич Кариженский
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: optical engineering. SUBSTANCE: optical system has biconcave mirror with a hole at optical axis of the objective, which is mounted in this hole. In case when surfaces of biconcave mirror are made spherical, the correction plates are introduced into the system which are connected rigidly with flat sloped mirrors for rotation about optical axis of the objective. EFFECT: improved reliability. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оптотехнике и может найти применение, например, в тепловизорах. The invention relates to optical equipment and may find application, for example, in thermal imagers.

Известны оптико-электронные приборы, энергетические и частотные свойства которых, например тепловизоров, определяются прежде всего параметрами входной оптической системы (1). В этих приборах при выбранном фотоприемнике и заданном темпе сканирования обнаружительная способность прибора зависит от диаметра и относительного отверстия объектива. Однако увеличению этих параметров препятствуют трудности аберрационной коррекции оптики и ограничения габаритного характера, что является недостатком этих приборов. Optoelectronic devices are known, the energy and frequency properties of which, for example, thermal imagers, are determined primarily by the parameters of the input optical system (1). In these devices, with the selected photodetector and the specified scanning rate, the detecting ability of the device depends on the diameter and relative aperture of the lens. However, the increase in these parameters is hampered by the difficulties of aberration correction of optics and dimensional limitations, which is a drawback of these devices.

Известна оптическая система с двумя оптическими каналами и одним линзовым объективом, в котором увеличение достигнуто без изменения диаметра объектива, что относится к преимуществам этой системы. Однако этой системе свойственны и недостатки. Во-первых, это невысокое качество изображения, свойственное простой линзе, которая по сравнению со сферическим зеркалом такого же диаметра обладает большей сферической аберрацией. Во-вторых, это невозможность получения двухмерных изображений из-за того, что по одной координате (в плоскости чертежа) изображение одного канала перевернуто по отношению к изображению другого канала (2). A known optical system with two optical channels and one lens lens, in which the increase is achieved without changing the diameter of the lens, which relates to the advantages of this system. However, this system also has disadvantages. Firstly, this is a low image quality characteristic of a simple lens, which, in comparison with a spherical mirror of the same diameter, has greater spherical aberration. Secondly, it is the impossibility of obtaining two-dimensional images due to the fact that along one coordinate (in the plane of the drawing) the image of one channel is inverted relative to the image of another channel (2).

Данное изобретение позволяет повысить качество изображения, а также получить двумерные изображения, расширить поле зрения. This invention allows to improve image quality, as well as to obtain two-dimensional images, expand the field of view.

Это достигается благодаря тому, что в оптической системе, содержащей линзовый объектив, по обе стороны от которого на оптической оси расположены фотоприемник и криволинейное зеркало, а также первого и второе с отверстием плоские наклонные зеркала, линзовый объектив установлен в отверстии двояковогнутого зеркала, криволинейное зеркало выполнено вогнутым и установлено за отверстием в первом плоском, наклонном зеркале, двояковогнутое зеркало выполнено со сферическими поверхностями и на двойном фокусном расстоянии от ее поверхности установлены две коррекционные пластинки. This is achieved due to the fact that in an optical system containing a lens, on both sides of which a photodetector and a curved mirror are located on the optical axis, as well as the first and second flat inclined mirrors with an aperture, the lens is mounted in the biconcave mirror hole, the curved mirror is made concave and installed behind the hole in the first flat, inclined mirror, the biconcave mirror is made with spherical surfaces and at a double focal distance from its surface Two correction plates have been updated.

На фиг.1 показана схема данного устройства; на фиг.2 - схема устройства с коррекционными пластинами; на фиг.3 - растр правого канала; на фиг.4 - растр, левого канала; на фиг.5 - растр, образованный в результате действия каналов. Figure 1 shows a diagram of this device; figure 2 is a diagram of a device with correction plates; figure 3 is a raster of the right channel; figure 4 is a raster of the left channel; figure 5 is a raster formed as a result of the action of the channels.

На фиг. 1 схема устройства включает: линзовый объектив 1, n-элементный фотоприемник 2, плоские наклонные зеркала 3, 4 с отверстиями, криволинейное (вогнутое) зеркало 5, двояковогнутое зеркало 6 с отверстием, корпус 7, установленный в подшипниках с возможностью вращения (колебания) вокруг оси 0-0₁.In FIG. 1 diagram of the device includes: a lens 1, an n-element photodetector 2, flat inclined mirrors 3, 4 with holes, a curved (concave) mirror 5, a biconcave mirror 6 with a hole, a housing 7 mounted in bearings with the possibility of rotation (oscillation) around axis 0-0 ₁ .

Схема устройства на фиг.2 отличается от схемы на фиг.1 наличием коррекционных пластинок 8 и 9, расположенных на оси двойном фокусном расстоянии от поверхности двояковогнутого зеркала 6. The device diagram in figure 2 differs from the scheme in figure 1 by the presence of correction plates 8 and 9 located on the axis of the double focal distance from the surface of the biconcave mirror 6.

Рассмотрим действие устройства. Поток излучения (фиг.1) от достаточно удаленной предметной плоскости проходит к фотоприемнику 2 по двум параллельным ветвям. Наличие вогнутого зеркала 5 обеспечило совпадение соответствующих лучей в обоих каналах, благодаря чему в предметной плоскости образуется изображение линейки фотоприемника 2. При колебаниях корпуса вокруг оси 0-0₁, образуется растр (фиг.5), почти прямоугольный, соответствующий принятому телевизионному стандарту, которому не соответствуют растры на фиг.3 и 4, отвечающие в данном случае закону сканирования.Consider the action of the device. The radiation stream (Fig. 1) from a sufficiently remote subject plane passes to the photodetector 2 along two parallel branches. The presence of a concave mirror 5 ensured the matching of the corresponding rays in both channels, due to which the image of the photodetector line 2 is formed in the object plane. When the case vibrates around the axis 0-0 ₁ , a raster is formed (Fig. 5), almost rectangular, corresponding to the accepted television standard, which the rasters in FIGS. 3 and 4 do not correspond, corresponding in this case to the scanning law.

Следовательно, совмещение двух растров позволяет уменьшить геометрические искажения изображения в приборах, при его восстановлении в стандартных регистрирующих блоках, что является преимуществом данной системы. Наличие зеркала 6, сокращение диаметра, изменение схемы объектива 1 и сужение его апертуры позволили уменьшить аберрации в оптической системе и улучшить качество изображения. Хорошее улучшение достигается в устройстве по схеме фиг. 2 за счет использования коррекционных пластинок, что позволило расширить поле зрения и устранить сферическую аберрацию. Therefore, the combination of two rasters allows you to reduce the geometric distortion of the image in the devices when it is restored in standard recording units, which is an advantage of this system. The presence of mirror 6, a reduction in diameter, a change in the design of lens 1 and a narrowing of its aperture made it possible to reduce aberrations in the optical system and improve image quality. Good improvement is achieved in the apparatus of FIG. 2 due to the use of correction plates, which allowed to expand the field of view and eliminate spherical aberration.

Расширение поля зрения дает возможность удлинения линейки фотоприемника и тем самым уширение растра. Выполнение криволинейного зеркала вогнутым дает возможность получать двухмерные изображения. The expansion of the field of view makes it possible to lengthen the line of the photodetector and thereby broadening the raster. Performing a curved mirror concave makes it possible to obtain two-dimensional images.

Claims

1. OPTICAL SYSTEM, comprising a lens, on different sides of which on the optical axis there are first and second flat inclined mirrors, a curved mirror mounted on the side of the first flat mirror, and a radiation receiver mounted on the side of the second flat mirror, characterized in that in the optical The system introduced a biconcave mirror with a hole on the optical axis of the lens mounted in this hole.

2. The system according to claim 1, characterized in that the curved mirror is made in the form of a concave mirror.

3. The system according to claims 1 and 2, characterized in that correction plates are introduced into it, while the surfaces of the biconcave mirror are spherical and each of these surfaces is optically coupled to a corresponding correction plate located at a double focal distance from the surface of the biconcave mirror.

4. The system according to claim 3, characterized in that the correction plates are rigidly connected with flat inclined mirrors with the possibility of rotation around the optical axis of the lens.