Оптическая система зонного сканирования

 

Использование: изрбретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных средств. Сущность изобретения заключается в том, что оптическая система содержит зеркальный барабан для сканирования п зон по высоте кадра, выполненный в виде двух встречно установленных усеченных конических многогранников, один из которых - правильная пирамида, а второй многогранник имеет неправильную форму, т.к. каждая последующая грань отклонена от предыдущей на угол, равный двум углам поля зрения сканирующего устройства по зоне кадра, а число граней в барабане равно числу зон сканирования, уменьшенному вдвое (п/2). Объектив приемника выполнен из двух компонентов: первого компонента из двух каналов и второго компонента, между которыми размещено оптическое переключающее устройство и плоские зеркала. Переключающее устройство выполнено в виде диска с отражающими зеркалами и промежутками между ними, а его привод жестко связан с приводом вращения барабана. Оптические оси каналов размещены в плоскости оси под углом поля зрения зоны, а в плоскости сканирования - относительно центра входного зрачка объектива . 4 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 G 02 В 26/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ы (21) 4918752/10 (22) 13.03.91 (46) 30,03,93. Бюл. М 12 (71) Всесоюзный научный центр Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова" (72) В.П.Митин, Л.M. Блюдников, И.А.Коробченко, С.И.Кокорев и Д.Ю.Жуковский (73) Товарищество с ограниченной ответственностью "ОМЭП" (оптические материалы, элементы, приборы) (56) Заявка Великобритании hL 1569879, кл. G 02 В 27/17, 1980. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗОННОГО

СКАНИРОВАНИЯ (57) Использование: изрбретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных средств, Сущность изобретения заключается в том, что оптическая система содержит зеркальный барабан для сканирования и зон по высоте кадра, выполИзобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных средств.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и увеличение коэффициента сканирования оптической системы.

На фиг. 1 и 2 показана общая схема оптической системы; на фиг. 3. — схема наклона граней верхнего многогранника; на фиг. 4 — кадр развертки.

„,. Ж„„18064О4 АЗ ненный в виде двух встречно установленных усеченных конических многогранников, один из которых — правильная пирамида, а второй многогранник имеет неправильную форму, т.к. каждая последующая грань отклонена от предыдущей на угол, равный двум углам поля зрения сканирующего устройства по зоне кадра, а число граней в барабане равно числу зон сканирования, уменьшенному вдвое (и/2). Объектив приемника выполнен из двух компонентов: первого компонента из двух каналов и второго компонента, между которыми размещено. оптическое переключающее устройство и плоские зеркала. Переключающее устройство выполнено в виде диска с отражающими зеркалами и промежутками между ними, а его привод жестко связан с приводом вращения барабана. Оптические оси каналов размещены в плоскости оси под углом поля зрения зоны, а в плоскости сканирования—

- относительно центра входного зрачка обьектива. 4 ил.

Оптическая система содержит зеркальный барабан 1 зонного сканирования, выполненный в виде двух усеченных конических многогранников, причем нижний многогранник 2 — правильная пирамида с наклоном каждой грани к оси 3 вращения барабана 1 в 450, а верхний многогранник 4 имеет неправильную форму т.к. каждая последующая грань отклонена от предыдущей на угол; равный двум углам поля зрения сканирующего устройства по зоне кадра (2.2Д ) Оптическая система, например для

1806404 8-зонного сканирования (п=8), имеет в барабане 1 четыре двугранных угла, образованных одной гранью, например 4-1, верхнего многогранника и одной гранью, например

2-1, нижнего многогранника, Если первая грань 4-1 верхнего многогранника наклонена к оси 3 вращения барабана 1 под углом = 45, то соседняя вторая грань 4 — 2 имеет наклон р =y1 +2/3з (2 — 1)=45 + 4 Ps третья грань 4 — 3 — наклон yz = 45 + 8 Рз а четвертая грань 4 — 4 имеет угол наклона меньший, чем угол наклона первой грани, поэтому в формуле используется знак "-", а грань 4-4, расположенная рядом с первой гранью 4 — 1, также считается второй, и в формуле подставляется в скобках m=2, тогда yp = 45 — 4 /3з. Если эа первую грань верхнего многогранника принимается грань с наименьшим наклоном, то в формуле для у используется только знак "+", с наибольшим наклоном — только знак "— ". При известности угла поля зрения зоны (2Рз ) определяется конструкция верхнего многогранника.

Объектив приемника 5 выполнен из двух компонентов: первого компонента из двух каналов.6 и 7 и второго компонента 8, между которыми размещено оптическое rieреключающее устройство 9, например в виде зеркального модулятора, и плоские зеркала 10 и 11. Переключающее устройстso 9 выполнено в виде диска с отражающими зеркалами 12 и промежутками 13 между ними, а его привод жестко связан с приводом вращения барабана 1 (на фиг. не показан). Плоскость зеркал 12 размещена между каналами 6 и 7 первого компонента объектива в плоскости, проходящей через ocb 3 вращения барабана 1, Оптические оси 14 и

15 каналов 6 и 7 размещены в плоскости оси

3 под углом 2рз,а в плоскости сканирования . по строке — под углом 2 Pc — относительно центра 16 входного зрачка объектива.

Оптическая система работает следующим образом, При вращении барабана 1 оптическая система просматривает местность позонно за счет разных углов наклона граней многогранника 4 к оси 3 вращения барабана 1.

Кроме того, смена зон осуществляется дополнительно и за счет смены каналов 6 и 7 первого компонента объектива при отражении лучей от одной пары граней, В результате такого размещения оптических элементов приемник 5 фиксирует поочередно все восемь эон сканирования, Например, лучи 17 от первой эоны К>, сканируя кружком 18 по двугранному углу с гранями 4 — 1 и

2-1, проходят через канал 7 первого компонента объектива в промежуток 13 переключающего устройства 9 на приемник 5, который в изображении кадра фиксирует первую зону К1 (см; фиг.4). В это время лучи от кружка 19, находясь в стадии перехода с грани на грань, на приемник 5 не пройдут, т.к. они не йопадут в его поле зрения. И как только кружок 19 полностью выйдет на грань 4-1, переключающее устройство 9 по10 вернется и зеркальная плоскость 12 войдет в ход лучей 20, идущих через канал 6 от второй эоны К, приемник в изображении кадра зафиксирует вторую зону. При полном выходе кружка 18 на соседнюю грань

15 4-2 снова включится в работу канал 7, но теперь за счет изменения угла наклона грани верхнего многогранника приемник 5 зафиксирует третью зону Кз. Таким образом, при наличии четырех двугранных углов в барабане приемником 5 поочередно в кадре будут фиксироваться все восемь зон: К<-Кг.КЗ-К4-К5-Кб-К7-К8-К1 и т,д, Использование изобретения по сравнению с прототипом .позволяет повысить ко25 эффициент сканирования до 0,8-1,0 (вместо максимально возможного 0,5 у прототипа); уменьшить габариты системы; при неизменном, угле поля зрения системы по высоте кадра использовать приемник с умень30 шенным. вдвое числом чувствительных элементов; при неизменном приемнике увеличить угол 2 Д поля зрения системы по высоте кадра.

Формула изобретения

Оптическая система эонного сканирования, содержащая зеркальный барабан в виде двух усеченных конических многогранников с разными двугранными углами для сканирования и зон по высоте кадра и объ40 ективприемника,отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и увеличения коэффициента сканирования, объектив приемника выполнен из . двух компонентов, между которыми размеще45 но переключающее устройство, причем первый компонент содержит два канала, оптические оси которых размещены в плоскости оси вращения барабана под углом поля зрения зоны 2Pg,а в перпендикулярной пло50 скости — под углом поля зрения сканирования по строке, при этом число двугранных углов в барабане вдвое меньше числа и сканируемых зон, а углы у наклона граней верхнего многогранника выбраны из условия

ym =ye 2)Ъ 2 (m — 1), где m — номер грани верхнего многогранника, со знаком "+", для грани, отстоящей от

1806404

2(4 =

ФигЛ по АА

5 первой в сторону увеличения угла наклона, и со знаком "-" в сторону уменьшения этого угла; ,. 1 - угол наклона первой грани верхнего многогранника, обеспечивающей сканирование первой и второй эоны;

2Д вЂ” угол поля зрения оптической си5 стемы по высоте кадра, 1806404

4-2

ФиР,З

Фиг.4

Составитель И, Коробченко

Техред М. Моргентал Корректор Л. Ливринц

Редактор А. Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 976 - Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5