Оптическая система зонного сканирования Советский патент 1993 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных и телевизионных средств.

Цель изобретения - повышение пороговой температурной чувствительности путем увеличения коэффициента сканирования.

Повышение коэффициента сканирования осуществлено за счет более полного использования времени восприятия сигналов

приемником излучения. Это осуществлено за счет того, что в оптической системе объектив приемника дополнен вторыми компонентами, установленными под углом поля зрения системы по строке развертки относительно входного зрачка объектива прием- ника, за каждым дополнительным компонентом установлено плоское зеркало, а между ними размещено переключающее устройство в виде зеркального диска с прорезями, привод которого жестко связан с

00

о о о

со

GJ

приводом вращения барабана, при этом угол между осями дополнительных компонентов в плоскости оси вращения барабана равен углу поля зрения системы по зоне кадра. Кроме того, зеркальная плоскость диска размещена в плоскости, проходящей через ось вращения барабана и совмещенный задний фокус вторых компонентов объектива приемника.

На фиг.. 1 и 2 показана общая схема оптической системы; на фиг. 3-6 - фазы рабочего цикла сканирования.

Оптическая система содержит афокаль- ную насадку 1, зеркальный барабан 2 зонного сканирования, выполненный в виде двух усеченных конических многогранников с разными двугранными углами, и объектив приемника 3, выполненный из первого компонента б и двух вторых компонентов 4 и 5. За каждым дополнительным компонентом 4 и 5 установлено..плоское зеркало 8 и 9, а между ними размещено переключающее устройство в виде зеркального диска 7 с зеркалами 10 и прорезями 11. Привод вращения диска 7 жестко связан с приводом вращения барабана 2. Плоскость зеркал 10 диска 7 размещена в плоскости, проходящей через ось 12 вращения барабана 2 и совмещенный задний фокус вторых компонентов объектива приемника. Оптические оси 13 и 14 компонентов 4 и 5 установлены под углом 2 рс относительно центра 15 входного зрачка объектива приемника, а и плоскости оси 12 вращения барабана 2 - под углом 2 j33

где 2 вз угол поля зрения сканиру- п

ющего устройства по зоне кадра (зона кадра - ширина сканируемой полосы, соответствующая длине линейки многоэлементного приемника);

2 рк. - угол поля зрения сканирующего устройства по высоте кадра;

п - число зон кадра по его высоте (число сканируемых полос, укладывающихся в поле зрения 2$);

- угол поля зрения сканирующего устройства по строке развертки. .

Оптическая система работает следующим образом.

При вращении барабана 2 оптическая система позонно просматривает местность за счет разных углов наклона граней верхнего многогранника к оси вращения барабана. Кроме того, смена зон осуществляется дополнительна) и за счет смены компонентов 4 и 5 при отражении лучей от одной пары граней. В результате такого размещения оптических элементов приемник 3 работает практически постоянно, поочерёдно воспринимая сигналы от всех зон кадра. Например, лучи 16(см.доп, фиг. 3 и 4) от первой

зоны кадра Кч, сканируя кружком 17 по грани 18, проходят через компонент 5 в прорезь 11 на приемник 3, который в изображении кадра фиксирует первую зону Ki. В это время лучи от кружка 19 на приемник не попадают, т.к. они проходят через диск 7 в сторону от приемника 3; но как только кружок 19 полностью выйдет на грань 18, в это время диск 7 повернется, и одно из зеркал 10 войдет в ход лучей 21

(см.доп. фиг. 5 и 6), идущих от второй зоны Ка, приемник в изображении кадра зафиксирует вторую зону. При полном выходе кружка 17 на грань 22 (фиг. 6 и 3) снова включится в работу компонент 5, но теперь за счет

изменения угла наклона грани верхнего многогранника приемник снова зафиксирует вторую зону Ка. Таким образом, приемником 3 поочередно в кадре будут фиксироваться зоны: К1-К2-К2-Кз-Кз-К4-К4Ki-Ki... и т.д. При заполнении кружками 17 и 19 всего пути сканирования по грани (см.фиг.2) коэффициент сканирования будет близким к 1,0.

Формула изобретения

1. Оптическая система зонного сканирования, содержащая последовательно установленные афокальную насадку, зеркальный барабан в виде двух усеченных конических многогранников с разными

двугранными угламиг И объектив приемника, от л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения пороговой температурной чувствительности путем увеличения коэффициента сканирования, объектив приемника

снабжен компонентами, установленными под углом 2 относительно входного зрачка объектива приемника, за каждым дополнительным компонентом установлено плоское зеркало, а между ними размещено

переключающее устройство, в виде зеркального диска с прорезями, привод которого жестко связан с приводом вращения барабана, при этом угол между осями дополнительных компонентов в плоскости оси

вращения барабана равен 2$з где - угол поля зрения по зоне кадра, a 2/k - угол поля зрения по строке развертки.

2. Система по п.1, отл и ча ю ща я с я тем, что зеркальная плоскость диска с прорезями размещена в плоскости, проходящей через ось вращения барабана и совмещенный задний фокус вторых компонентов объектива приемника.

Фиг.З

Фиг.4

Использование: изобретение может быть использовано при разработке теплови- зионных и телевизионных средств. Сущность изобретения: оптическая система содержит афокальную насадку, зеркальный барабан зонного сканирования, выполненный в виде двух усеченных многогранников с разными двугранными углами, и объектив приемника, выполненный из первого компонента и двух вторых компонентов. За каждым дополнительным компонентом установлено плоское зеркало, а между ними размещен зеркальный диск с зеркалами и прорезями. Привод вращения диска жёстко связан с приводом вращения барабана. Зеркала размещены в плоскости, проходящей через ось вращения барабана и совмещенный задний фокус вторых компонентов объектива приемника. Оптические оси компонентов размещены в плоскости оси вращения барабана под углом поля зрения сканирующего устройства по зоне кадра, а в плоскости сканирования - под углом поля зрения сканирующего устройства по стрелке развертки относительно центра входного зрачка объектива приемника. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. ел С