RU2745096C1 - Two-channel optoelectronic system - Google Patents
Two-channel optoelectronic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745096C1 RU2745096C1 RU2020126727A RU2020126727A RU2745096C1 RU 2745096 C1 RU2745096 C1 RU 2745096C1 RU 2020126727 A RU2020126727 A RU 2020126727A RU 2020126727 A RU2020126727 A RU 2020126727A RU 2745096 C1 RU2745096 C1 RU 2745096C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- lens
- optoelectronic
- concave mirror
- spherical concave
- Prior art date
Links
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
Description
Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники, а именно, к многоканальным оптико-электронным системам, и может быть использовано в цифровых прицельно-наблюдательных приборах с формированием изображения на матричных фотоприемниках в дневных и ночных условиях эксплуатации в системах охраны, в военной технике, в полиции, а также в других областях деятельности человека.The proposed invention relates to the field of optoelectronic technology, namely, to multichannel optoelectronic systems, and can be used in digital sighting and observation devices with image formation on matrix photodetectors in day and night operating conditions in security systems, in military equipment, in the police, as well as in other areas of human activity.
Известна двухканальная оптико-электронная система (патент США №5161051, опубл. 03.11.1992), первый оптико-электронный канал которой (канал узкого поля зрения) содержит объектив, выполненный в виде главного вогнутого зеркала и вторичного выпуклого зеркала (контррефлектора), второй оптико-электронный канал (канал широкого поля зрения) содержит линзовый объектив, расположенный в зоне центрального экранирования объектива первого канала. Оптические оси первого и второго каналов имеют угловое смещение, за счет которого первое и второе изображения от каналов смещены относительно друг друга и строятся соответственно на верхней и нижней половине участка общего матричного фотоприемника. Вторичное выпуклое зеркало первого канала имеет дихроичное покрытие, отражающее спектральный диапазон первого канала и пропускающее спектральный диапазон второго канала, а перед матричным фотоприемником установлен двойной фильтр, верхняя часть которого пропускает спектральный диапазон первого канала, а нижняя часть пропускает спектральный диапазон второго канала, чем исключается наложение изображений от первого и второго каналов. Таким образом, двухканальная оптико-электронная система обеспечивает получение двух смещенных изображений наблюдаемого объекта, осуществляя его одновременное наблюдение в разных спектральных диапазонах с различным масштабом изображения на одном матричном фотоприемнике.Known two-channel optoelectronic system (US patent No. 5161051, publ. 03.11.1992), the first optoelectronic channel (narrow field of view channel) contains a lens made in the form of a main concave mirror and a secondary convex mirror (counter-reflector), the second optical -electronic channel (channel of a wide field of view) contains a lens objective located in the zone of central shielding of the objective of the first channel. The optical axes of the first and second channels have an angular displacement, due to which the first and second images from the channels are displaced relative to each other and are constructed, respectively, on the upper and lower half of the section of the common matrix photodetector. The secondary convex mirror of the first channel has a dichroic coating that reflects the spectral range of the first channel and transmits the spectral range of the second channel, and a double filter is installed in front of the matrix photodetector, the upper part of which passes the spectral range of the first channel, and the lower part passes the spectral range of the second channel, which eliminates overlap images from the first and second channels. Thus, the two-channel optoelectronic system provides two displaced images of the observed object, carrying out its simultaneous observation in different spectral ranges with different image scales on one matrix photodetector.
Недостатками этой двухканальной оптико-электронной системы являются:The disadvantages of this two-channel optoelectronic system are:
- построение двух изображений на двух разных участках одного фотоприемника, что не позволяет использовать полную разрешающую способность фотоприемника для каждого из двух изображений- construction of two images in two different areas of one photodetector, which does not allow using the full resolution of the photodetector for each of the two images
- использование дихроичного элемента и двойного спектрального фильтра, что увеличивает трудоемкость изготовления;- the use of a dichroic element and a double spectral filter, which increases the complexity of manufacturing;
- применение углового смещения оптических осей первого и второго каналов, что усложняет юстировку системы.- the use of angular displacement of the optical axes of the first and second channels, which complicates the alignment of the system.
Известна двухканальная оптико-электронная система (патент RU №2606699, опубл. 10.01.2017), содержащая первый канал и второй канал, соосный первому и установленный перед ним. Первый канал содержит главное зеркало, вторичное зеркало (ВЗ), отражающее спектральное излучение Δλ1=(8÷12,5) мкм, линзовый компенсатор аберраций (ЛКА) и фотоприемник излучения спектрального диапазона Δλ1. Второй канал содержит главное зеркало, ВЗ, пропускающее спектральное излучение Δλ2=(0,4÷0,7) мкм, ЛКА, установленный в зоне центрального экранирования первого канала, и фотоприемник излучения спектрального диапазона Δλ2. Спектроделительное покрытие нанесено на выпуклую поверхность ВЗ. Использование двух фотоприемников для разных спектральных диапазонов обеспечивает повышение качества изображения по каждому из каналов, а соосное исполнение каналов обеспечивает простую юстировку двухканальной оптико-электронной системы.Known two-channel optoelectronic system (patent RU No. 2606699, publ. 01/10/2017), containing the first channel and the second channel, coaxial with the first and installed in front of him. The first channel contains a main mirror, a secondary mirror (VZ) reflecting spectral radiation Δλ 1 = (8 ÷ 12.5) μm, a lens aberration compensator (LCA) and a photodetector of radiation in the spectral range Δλ 1 . The second channel contains the main mirror, the VZ, transmitting the spectral radiation Δλ 2 = (0.4 ÷ 0.7) μm, the LCA installed in the zone of the central screening of the first channel, and a photodetector of radiation in the spectral range Δλ 2 . Spectral separation coating is applied to the convex surface of the air intake. The use of two photodetectors for different spectral ranges provides an increase in the image quality for each of the channels, and the coaxial design of the channels provides a simple alignment of the two-channel optoelectronic system.
Недостатками этой двухканальной оптико-электронной системы являются:The disadvantages of this two-channel optoelectronic system are:
- использование спектроделительного покрытия, что увеличивает трудоемкость изготовления;- the use of spectrum-splitting coating, which increases the complexity of manufacturing;
- применение материала Ge для линз первого (тепловизионного) канала, что увеличивает стоимость и трудоемкость изготовления системы.- the use of Ge material for the lenses of the first (thermal) channel, which increases the cost and labor intensity of manufacturing the system.
Известен двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив (патент RU №2335790, опубл. 10.10.2008), содержащий зеркально-линзовый канал видимого диапазона и линзовый тепловизионный канал, расположенный в зоне центрального экранирования зеркально-линзового канала, имеющие общую визирную ось. Зеркально-линзовый канал содержит четыре компонента, первый из которых - защитная плоскопараллельная пластинка с вырезанной центральной зоной, второй компонент содержит выпукло-плоскую линзу и склеенный блок из мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображений, и двояковыпуклой линзы. На последней поверхности второго компонента нанесено кольцевое отражающее покрытие. Третий компонент - мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов с отражающим покрытием на второй поверхности и вырезанной центральной зоной. Четвертый компонент состоит из трех одиночных линз первая из которых мениск, вторая и третья -двояковыпуклые. Линзовый тепловизионный канала содержит три мениска, первый и третий из которых обращены к плоскости изображений вогнутыми поверхностями, а второй - выпуклой. Использование двух фотоприемников для разных спектральных диапазонов обеспечивает повышение качества изображения по каждому из каналов, а соосное исполнение каналов обеспечивает простую юстировку коаксиального зеркально-линзового объектива.Known two-channel coaxial mirror-lens objective (patent RU No. 2335790, publ. 10.10.2008), containing a mirror-lens channel of the visible range and a lens thermal imaging channel located in the zone of the central shielding of the mirror-lens channel, having a common sighting axis. The mirror-lens channel contains four components, the first of which is a protective plane-parallel plate with a cut-out central zone, the second component contains a convex-flat lens and a glued block of a meniscus facing the image plane with a convex surface and a biconvex lens. An annular reflective coating is applied to the last surface of the second component. The third component is the meniscus, which is turned by a concave surface towards the space of objects with a reflective coating on the second surface and a cut-out central zone. The fourth component consists of three single lenses, the first of which is the meniscus, the second and the third are biconvex. The lens thermal imaging channel contains three meniscus, the first and third of which are facing the image plane with concave surfaces, and the second - convex. The use of two photodetectors for different spectral ranges provides an improvement in the image quality for each of the channels, and the coaxial design of the channels provides a simple alignment of the coaxial mirror-lens objective.
Недостатками этого двухканального коаксиального зеркально-линзового объектива являются:The disadvantages of this dual channel coaxial mirror lens are:
- расположение тепловизионного канала в зоне центрального экранирования видимого (телевизионного) канала, что ограничивает диаметр тепловизионного объектива и не позволяет повысить основной параметр по дальности для тепловизионного канала;- the location of the thermal imaging channel in the zone of the central screening of the visible (television) channel, which limits the diameter of the thermal imaging lens and does not allow increasing the main parameter in distance for the thermal imaging channel;
- сложность исполнения видимого (телевизионного) канала за счет наличия склеек, зеркальных кольцевых зон, двух оптических линз и зеркала с вырезанными центральными зонами, что увеличивает трудоемкость изготовления объектива;- the complexity of the implementation of the visible (television) channel due to the presence of glues, mirror annular zones, two optical lenses and a mirror with cut out central zones, which increases the complexity of the lens manufacturing;
- необходимость применения материала Ge для линзового тепловизионного канала, что увеличивает стоимость и трудоемкость изготовления системы.- the need to use Ge material for the lens thermal imaging channel, which increases the cost and laboriousness of manufacturing the system.
Наиболее близкой по технической сущности является двухканальная оптико-электронная система (патент на полезную модель RU №44836, опубл. 27.03.2005), каждый из каналов которой содержит объектив и установленный на его оптической оси фотоприемник, при этом объектив первого оптико-электронного канала выполнен зеркально-линзовым с центральным экранированием, второй оптико-электронный канал установлен перед первым и имеет общую с ним оптическую ось, а диаметр каждого из компонентов второго оптико-электронного канала не превышает диаметра зоны центрального экранирования объектива первого оптико-электронного канала. Объектив первого оптико-электронного канала может включать последовательно установленные по ходу лучей первое главное вогнутое зеркало и первый контррефлектор. Первое главное вогнутое зеркало может быть выполнено сферическим, а первый контррефлектор может быть выполнен в виде зеркала Манжена. Объектив второго оптико-электронного канала может быть выполнен зеркально-линзовым и может включать последовательно установленные по ходу лучей положительную линзу, второе главное вогнутое зеркало с отверстием в центральной части, второй контррефлектор. Двухканальная оптико-электронная система может быть выполнена двухполевой (широкое и узкое поля зрения) или двухспектральной. Каждый из каналов может быть выполнен для работы в одном из нескольких диапазонов длин волн. При выполнении оптико-электронной системы двухполевой оба оптико-электронных канала, в частности, могут быть выполнены или телевизионными (0,4÷0,95) мкм или тепловизионными (3÷5) мкм и (8÷12) мкм. При выполнении оптико-электронной системы двухспектральной, в частном случае, первый оптико-электронный канал может быть выполнен тепловизионным (8,0÷12,0) мкм, а второй оптико-электронный канал - телевизионным (0,4÷0,95) мкм. Использование двух фотоприемников для разных спектральных диапазонов обеспечивает повышение качества изображения по каждому из каналов, а соосное исполнение каналов обеспечивает простую юстировку двухканальной оптико-электронной системы.The closest in technical essence is a two-channel optoelectronic system (utility model patent RU No. 44836, publ. 03/27/2005), each of the channels of which contains a lens and a photodetector mounted on its optical axis, while the lens of the first optoelectronic channel is made mirror-lens with central shielding, the second optoelectronic channel is installed in front of the first and has a common optical axis with it, and the diameter of each of the components of the second optoelectronic channel does not exceed the diameter of the central shielding zone of the objective of the first optoelectronic channel. The lens of the first optoelectronic channel can include the first main concave mirror and the first counterreflector installed in series along the path of the beams. The first main concave mirror can be made spherical, and the first counter-reflector can be made in the form of a Mangin mirror. The objective of the second optoelectronic channel can be made as a mirror-lens and can include a positive lens installed in series along the path of the beams, a second main concave mirror with a hole in the central part, and a second counter-reflector. A two-channel optoelectronic system can be made as a two-field (wide and narrow field of view) or two-spectral. Each of the channels can be configured to operate in one of several wavelength ranges. When performing a two-field optoelectronic system, both optoelectronic channels, in particular, can be made either television (0.4-0.95) microns or thermal imaging (3-5) microns and (8-12) microns. When performing a two-spectral optoelectronic system, in a particular case, the first optoelectronic channel can be made thermal imaging (8.0 ÷ 12.0) μm, and the second optoelectronic channel - television (0.4 ÷ 0.95) μm ... The use of two photodetectors for different spectral ranges provides an increase in the image quality for each of the channels, and the coaxial design of the channels provides a simple alignment of the two-channel optoelectronic system.
Недостатками этой двухканальной оптико-электронной системы являются:The disadvantages of this two-channel optoelectronic system are:
- сложность исполнения зеркально-линзового канала, содержащего два зеркальных элемента: главное зеркало с центральным отверстием и контррефлектор, что увеличивает трудоемкость изготовления оптико-электронной системы;- the complexity of the design of the mirror-lens channel containing two mirror elements: the main mirror with a central hole and the counter-reflector, which increases the complexity of manufacturing the optoelectronic system;
- наличие в любом из тепловизионных каналов линзовых элементов, для изготовления которых требуется применение материала Ge, что увеличивает стоимость и трудоемкость изготовления системы;- the presence of lens elements in any of the thermal imaging channels, for the manufacture of which the use of Ge material is required, which increases the cost and labor intensity of manufacturing the system;
- сравнительно узкий спектральный рабочий диапазон (8,0÷12,0) мкм. Задачей настоящего изобретения является построение тепловизионного канала без применения материала Ge с расширением рабочего спектра до диапазона (8,0÷14,0) мкм, а также упрощение оптических трактов первого и второго каналов с сохранением приемлемого качества изображения.- relatively narrow spectral working range (8.0 ÷ 12.0) microns. The objective of the present invention is to construct a thermal imaging channel without the use of Ge material with an expansion of the working spectrum to the range (8.0 ÷ 14.0) μm, as well as to simplify the optical paths of the first and second channels while maintaining an acceptable image quality.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в двухканальной оптико-электронной системе, содержащей в каждом из каналов объектив и установленный на его оптической оси фотоприемник, при этом объектив первого оптико-электронного канала содержит главное сферическое вогнутое зеркало с центральным экранированием, второй оптико-электронный канал установлен перед первым и имеет с ним общую оптическую ось, а диаметр каждого из компонентов второго оптико-электронного канала не превышает диаметра зоны центрального экранирования объектива первого оптико-электронного канала, в отличие от известного, тепловизионный фотоприемник первого оптико-электронного канала установлен в фокальной плоскости главного сферического вогнутого зеркала, диаметр тепловизионного фотоприемника не превышает диаметра зоны центрального экранирования главного сферического вогнутого зеркала, а апертурная диафрагма первого оптико-электронного канала расположена перед главным сферическим вогнутым зеркалом, телевизионный объектив второго оптико-электронного канала содержит четыре компонента, первый и третий из которых - положительные двояковыпуклые линзы, второй - отрицательная двояковогнутая линза, четвертый - отрицательная выпукловогнутая линза, а апертурная диафрагма второго оптико-электронного канала расположена перед первой поверхностью первого компонента телевизионного объектива, при этом выполняется следующее соотношение:The technical result due to the task is achieved by the fact that in a two-channel optoelectronic system containing a lens in each of the channels and a photodetector mounted on its optical axis, while the lens of the first optoelectronic channel contains the main spherical concave mirror with central shielding, the second the optoelectronic channel is installed in front of the first one and has a common optical axis with it, and the diameter of each of the components of the second optoelectronic channel does not exceed the diameter of the zone of the central shielding of the lens of the first optoelectronic channel, in contrast to the known, thermal imaging photodetector of the first optoelectronic channel is installed in the focal plane of the main spherical concave mirror, the diameter of the thermal imaging photodetector does not exceed the diameter of the central screening zone of the main spherical concave mirror, and the aperture diaphragm of the first optoelectronic channel is located in front of the main spherical concave mirror, the television lens of the second optoelectronic channel contains four components, the first and third of which are positive biconvex lenses, the second is a negative biconvex lens, the fourth is a negative convex concave lens, and the aperture diaphragm of the second optoelectronic channel is located in front of the first surface of the first component television lens, while the following ratio is satisfied:
где d - расстояние между главным сферическим вогнутым зеркалом и апертурной диафрагмой первого оптико-электронного канала;where d is the distance between the main spherical concave mirror and the aperture diaphragm of the first optoelectronic channel;
F1 - фокусное расстояние главного сферического вогнутого зеркала первого оптико-электронного канала.F 1 - focal length of the main spherical concave mirror of the first optoelectronic channel.
Такая двухканальная оптико-электронная система при сохранении приемлемого качества изображения в каждом из каналов обеспечивает построение тепловизионного канала без применения материала Ge, так как в качестве тепловизионного объектива используется одно главное сферическое вогнутое зеркало, выполненное без центрального отверстия, что позволяет расширить рабочий спектральный диапазон до (8,0÷14,0) мкм, упрощает конструкцию и обеспечивает повышение технологичности изготовления тепловизионного канала, а простота и технологичность телевизионного канала обеспечивается за счет того, что в качестве материала входящих в него четырех оптических элементов, устанавливаемых в зоне центрального экранирования тепловизионного канала, используются обычные марки оптического стекла.Such a two-channel optoelectronic system, while maintaining an acceptable image quality in each of the channels, ensures the construction of a thermal imaging channel without the use of Ge material, since one main spherical concave mirror is used as a thermal imaging lens, made without a central hole, which makes it possible to expand the working spectral range to ( 8.0 ÷ 14.0) microns, simplifies the design and provides an increase in the manufacturability of the thermal imaging channel, and the simplicity and manufacturability of the television channel is ensured due to the fact that as the material of the four optical elements included in it, installed in the central shielding zone of the thermal imaging channel, common grades of optical glass are used.
Схема двухканальной оптико-электронной системы показана на чертеже (фиг. 1).A diagram of a two-channel optoelectronic system is shown in the drawing (Fig. 1).
Двухканальная оптико-электронная система содержит расположенные на оптической оси оптико-электронный канал I и оптико-электронный канал II. Оптико-электронный канал I содержит защитное окно 1, апертурную диафрагму 2, главное сферическое вогнутое зеркало 3 и тепловизионный фотоприемник 4. Оптико-электронный канал II содержит апертурную диафрагму 5, компоненты 6, 7, 8 и 9 телевизионного объектива и телевизионный фотоприемник 10.The two-channel optoelectronic system contains the optoelectronic channel I and the optoelectronic channel II located on the optical axis. Optoelectronic channel I contains a
Конструктивные параметры варианта исполнения тепловизионного оптико-электронного канала I системы приведены в таблице 1.The design parameters of the version of the thermal imaging optoelectronic channel I of the system are shown in Table 1.
Относительное отверстие оптико-электронного канала I с учетом центрального экранирования составит величину:The relative aperture of the optoelectronic channel I, taking into account the central screening, will be:
Если Dэкр.=12,0 мм, то Dэфф.=20,78 мм, тогда эквивалентная светосила составит 1:1,69, что является приемлемой величиной при простом исполнении канала.If D screen. = 12.0 mm, then D eff. = 20.78 mm, then the equivalent aperture ratio will be 1: 1.69, which is an acceptable value for a simple channel design.
В качестве защитного окна оптико-электронного канала I используется плоскопараллельная пластина с центральным отверстием 1, которая может быть выполнена, например, из материала полиэтилен. Материалы типа плексиглас (полиметилметакрилат) и полиэтилен могут служить материалом для защитных стекол оптико-электронных приборов, обеспечивая хорошее пропускание в инфракрасной области, несмотря на присутствие узких полос поглощения (Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение. М.: Мир, 1988).As a protective window for the optoelectronic channel I, a plane-parallel plate with a
В качестве тепловизионного фотоприемника 4 используется тепловизионный модуль «GST Module 120» производства предприятия Global Sensor Technology, Китай.
Модуль включает в себя фотоприемное устройство и базовую схему обработки изображения, его конструктивные параметры приведены в таблице 2.The module includes a photodetector and a basic image processing circuit; its design parameters are shown in Table 2.
Размер чувствительной площадки тепловизионного модуля «GST Module 120» составляет 2,04×1,53 мм (диагональ 2,55 мм).The size of the sensitive area of the GST Module 120 thermal imaging module is 2.04 × 1.53 mm (diagonal 2.55 mm).
При использовании совместно с главным сферическим вогнутым зеркалом 3 согласно табл. 1 поле зрения тепловизионного оптико-электронного канала I двухканальной оптико-электронной системы составит: - 3,3°×2,5° (ГН×ВН); - 4,15° (диагональ).When used in conjunction with the main spherical
Конструктивные параметры варианта исполнения телевизионного оптико-электронного канала II системы приведены в таблице 3.The design parameters of the version of the television optical-electronic channel II of the system are shown in Table 3.
В качестве телевизионного фотоприемника 10 используется телевизионный модуль от видеокамеры VAM-611 производства предприятия ООО «ЭВС» г. Санкт-Петербург на основе КМОП матрицы типа APTINA MT9V129.As a
В кристалл матрицы встроены схема управления, аналоговый усилитель и цифровое устройство обработки видеосигнала, конструктивные параметры телевизионного модуля приведены в таблице 4.A control circuit, an analog amplifier and a digital video signal processing device are built into the matrix crystal; the design parameters of the television module are given in Table 4.
Размер чувствительной площадки телевизионного модуля составляет 3,6×2,7 мм (диагональ 4,5 мм).The size of the sensitive area of the TV module is 3.6 × 2.7 mm (diagonal 4.5 mm).
При использовании совместно с телевизионным объективом в соответствии с табл.4 поле зрения телевизионного оптико-электронного канала II двухканальной оптико-электронной системы составит: - 12,5°×9,4° (ГН×ВН); - 15,6° (диагональ).When used in conjunction with a television lens in accordance with Table 4, the field of view of the television optical-electronic channel II of the two-channel optical-electronic system will be: - 12.5 ° × 9.4 ° (GN × VN); - 15.6 ° (diagonal).
Принцип действия двухканальной оптико-электронной системы заключается в следующем.The principle of operation of the two-channel optoelectronic system is as follows.
В оптико-электронном канале I поток излучения, пройдя через защитную плоскопараллельную пластину 1 и апертурную диафрагму 2, попадает на главное сферическое вогнутое зеркало 3. Отразившись от главного сферического вогнутого зеркала, поток излучения попадает на тепловизионный матричный фотоприемник 4, на котором формируется тепловое изображение объекта наблюдения. Апертурная диафрагма 2 располагается на удалении от главного сферического вогнутого зеркала 3, величина которого выбирается из следующего соотношения:In the optoelectronic channel I, the radiation flux, having passed through the protective plane-
где d - расстояние между главным сферическим вогнутым зеркалом и апертурной диафрагмой первого оптико-электронного канала;where d is the distance between the main spherical concave mirror and the aperture diaphragm of the first optoelectronic channel;
F1 - фокусное расстояние главного сферического вогнутого зеркала первого оптико-электронного канала.F 1 - focal length of the main spherical concave mirror of the first optoelectronic channel.
Выполнение этого соотношения позволяет обеспечить уменьшение полевых аберраций и сохранить приемлемое качество изображения в зоне и на краю поля зрения оптико-электронного канала I. В варианте исполнения оптико-электронного канала I в соответствии с табл. 1 расстояние d между главным сферическим вогнутым зеркалом и апертурной диафрагмой составляет 55 мм при фокусном расстоянии главного сферического вогнутого зеркала F1=31,155 мм, что находится в рекомендуемых пределах. Контрастные характеристики показывают приемлемое качество изображения варианта исполнения оптико-электронного канала I для частоты Найквиста ~30 штр/мм, определяемой размером пикселя тепловизионного матричного фотоприемника 4 (17 мкм). Графики близки к дифракционному пределу для всего поля зрения и показаны на фигуре 2 (дифракционный предел отмечен на графике пунктирной линией).The fulfillment of this ratio allows to ensure a decrease in field aberrations and maintain an acceptable image quality in the zone and at the edge of the field of view of the optoelectronic channel I. In the embodiment of the optoelectronic channel I in accordance with table. 1, the distance d between the main spherical concave mirror and the aperture diaphragm is 55 mm at the focal length of the main spherical concave mirror F 1 = 31.155 mm, which is within the recommended range. The contrast characteristics show the acceptable image quality of the version of the optoelectronic channel I for the Nyquist frequency of ~ 30 lines / mm, determined by the pixel size of the thermal imaging matrix photodetector 4 (17 μm). The plots are close to the diffraction limit for the entire field of view and are shown in figure 2 (the diffraction limit is indicated by the dashed line in the graph).
В оптико-электронном канале II поток излучения, пройдя через апертурную диафрагму 5 и компоненты 6, 7, 8 и 9 телевизионного объектива попадает на телевизионный матричный фотоприемник 10, на котором формируется телевизионное изображение объекта наблюдения. Расположение апертурной диафрагмы 5 перед первой поверхностью первого компонента телевизионного объектива и исполнение телевизионного объектива из четырех компонентов, два из которых (6 и 8) - положительные двояковыпуклые линзы, один (7) - отрицательная двояковогнутая линза и один (9) - отрицательная выпукловогнутая линза, позволяет обеспечить приемлемое качество изображения в центре и по полю зрения второго оптико-электронного канала II. Контрастные характеристики, приведенные на фигуре 3, показывают приемлемое качество изображения варианта исполнения оптико-электронного канала II для частоты Найквиста ~90 штр/мм, определяемой размером пикселя телевизионного матричного фотоприемника 10 (5,6 мкм). Дифракционный предел отмечен на графике пунктирной линией.In the optical-electronic channel II, the radiation flux, having passed through the
Предлагаемое техническое решение может быть использовано в серийном производстве комбинированных оптических систем, в которых информация от нескольких каналов представляется на различных дисплеях, либо на общем дисплее, а отдельные каналы могут работать совместно или автономно, а также в серийном производстве интегрированных систем, когда отдельные каналы объединены на основе общей оптической системы и системы обработки информации. Двухканальная оптико-электронная система позволяет увеличить вероятность обнаружения, распознавания и идентификации объектов в любое время суток.The proposed technical solution can be used in the serial production of combined optical systems, in which information from several channels is presented on different displays, or on a common display, and individual channels can work together or autonomously, as well as in the serial production of integrated systems when individual channels are combined based on a common optical system and information processing system. The two-channel optoelectronic system increases the likelihood of detecting, recognizing and identifying objects at any time of the day.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126727A RU2745096C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Two-channel optoelectronic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126727A RU2745096C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Two-channel optoelectronic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745096C1 true RU2745096C1 (en) | 2021-03-19 |
Family
ID=74874461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126727A RU2745096C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Two-channel optoelectronic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745096C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU217680U1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | TWO-CHANNEL MIRROR-LENSING SYSTEM |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5161051A (en) * | 1990-12-13 | 1992-11-03 | Hughes Aircraft Company | Simultaneous dual field of view sensor |
| RU44836U1 (en) * | 2004-10-29 | 2005-03-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | TWO-CHANNEL OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM |
| RU2335790C2 (en) * | 2006-11-14 | 2008-10-10 | Институт физики полупроводников СО РАН | Two-channel coaxial catadioptric lens |
| RU2433370C1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-11-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Optoelectronic system for air defence missile system |
-
2020
- 2020-08-10 RU RU2020126727A patent/RU2745096C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5161051A (en) * | 1990-12-13 | 1992-11-03 | Hughes Aircraft Company | Simultaneous dual field of view sensor |
| RU44836U1 (en) * | 2004-10-29 | 2005-03-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | TWO-CHANNEL OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM |
| RU2335790C2 (en) * | 2006-11-14 | 2008-10-10 | Институт физики полупроводников СО РАН | Two-channel coaxial catadioptric lens |
| RU2433370C1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-11-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Optoelectronic system for air defence missile system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU217680U1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | TWO-CHANNEL MIRROR-LENSING SYSTEM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7515345B2 (en) | Compact objective lens assembly | |
| US7369303B2 (en) | Dual band lens system incorporating molded chalcogenide | |
| JP6142467B2 (en) | Imaging optical system, omnidirectional imaging apparatus, and imaging system | |
| US7764440B2 (en) | Dual focal length lens system | |
| US7734169B2 (en) | Camera | |
| US7280273B2 (en) | Method and system for simultaneously imaging in the near infrared and short wave infrared spectrums | |
| CN102789114A (en) | Visible-infrared bi-pass camera | |
| US20120013706A1 (en) | Infrared wide field imaging system integrated in a vacuum housing | |
| US6423969B1 (en) | Dual infrared band objective lens | |
| RU182719U1 (en) | Binoculars for day and night observation | |
| US20190222728A1 (en) | Imaging optical system, image projection apparatus, and camera system | |
| JP2020140155A (en) | Projection optical system, projection image display device, and image capturing device | |
| US6593561B2 (en) | Method and system for gathering image data using multiple sensors | |
| KR100473243B1 (en) | Projection lens and projector provided with the same | |
| RU2745096C1 (en) | Two-channel optoelectronic system | |
| JP2002277741A (en) | Reflection and refraction type macro projection optical system | |
| JP5846275B2 (en) | Optical system and imaging system | |
| JP2019159344A (en) | Imaging system | |
| GB2433608A (en) | Ancillary optical system for imaging optics in the infrared spectral region | |
| RU2548379C1 (en) | Device for controlling laser range-finder | |
| JP2004198386A (en) | Range finding device | |
| Tseng et al. | Color multiplexing method to capture front and side images with a capsule endoscope | |
| GB2578679A (en) | Orthoscopic projection lens | |
| RU2335790C2 (en) | Two-channel coaxial catadioptric lens | |
| RU58231U1 (en) | SPACE MIRROR AND LENS LENS |