ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 1995 года по МПК G01J1/04 G02B27/00 

Изобретение относится к оптотехнике и может найти применение, например, в тепловизорах.

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.

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).

Данное изобретение позволяет повысить качество изображения, а также получить двумерные изображения, расширить поле зрения.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Расширение поля зрения дает возможность удлинения линейки фотоприемника и тем самым уширение растра. Выполнение криволинейного зеркала вогнутым дает возможность получать двухмерные изображения.

Использование: в оптотехнике и, например, в тепловизорах. Сущность изобретения: в оптическую систему введено двояковогнутое зеркало с отверстием на оптической оси объектива, установленного в этом отверстии, при этом в случае выполнения поверхностей двояковогнутого зеркала сферическими в оптическую систему введены коррекционные пластины, жестко связанные с плоскими наклонными зеркалами с возможностью поворота вокруг оптической оси объектива. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая объектив, по разные стороны которого на оптической оси расположены первое и второе плоские наклонные зеркала, криволинейное зеркало, установленное со стороны первого плоского зеркала, и приемник излучения, установленный со стороны второго плоского зеркала, отличающаяся тем, что в оптическую систему введено двояковогнутое зеркало с отверстием на оптической оси объектива, установленного в этом отверстии. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что криволинейное зеркало выполнено в виде вогнутого зеркала. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в него введены коррекционные пластины, при этом поверхности двояковогнутого зеркала выполнены сферическими и каждая из указанных поверхностей оптически сопряжена с соответствующей коррекционной пластиной, расположенной на двойном фокусном расстоянии от поверхности двояковогнутого зеркала. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что коррекционные пластины жестко связаны с плоскими наклонными зеркалами с возможностью поворота вокруг оптической оси объектива.