Способ формирования спектрозонального оптического изображения и система для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G02B17/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в кинофотоаппаратуре, е спектральных приборах и т.д.

Целью изобретения является увеличение соотношения сигнал / шум на выходе оптической системы.

В системе, реализующей способ и содержащей N оптических поверхностей, где , расположенных на одной оптической оси, введены N спектрозональных отражающих фильтров, размещенных на соответствующих оптических поверхностях, причем слектрозональный отражающий фильтр может быть выполнен в виде многослойного покрытий на светопоглощэющем материале.

На фиг. 1 приведена схема спектрозо- нальной оптической системы с двумя оптическими поверхностями: на фиг. 2 приведена схема спектрозональной оптической системы с оптическими поверхностями; на фиг. 3 приведена спектральная характеристика спектрозонального отражательного фильтра.

Система для реализации способа содержит источник света 1, оптические элементы 2, 3, спектрозональные отражательные фильтры 4 и 5, линзу 6, экран 8. Оптическая система формирует спектрозональное изображение 6.

При реализации способа в устройстве свет от источника излучения попадает на зеркальные оптические элементы 2 и 3, на которых расположены спектрозональные отражательные фильтры 4 и 5, имеющие заданную спектральную характеристику по отражению. Т.к. свет отражается не менее, чем от двух фильтров 4 и 5, каждый из которых имеет спектрозональное покрытие с идентичными характеристиками, то происходит перемножение спектральных харак теристик покрытий столько раз, сколько происходит отражений и. следовательно.

С W

VI

5

со

соотношение сигнал/шум спектрозональ- ной оптической системы качественно улучшается (см. фиг. 3). Например, если покрытие имеет спектральную характеристику с отношением сигнал/шум 10:1, то после двух отражений соотношение сигнал/шум будет 100:1, а после четырех - 10000:1. Следовательно, изображение от полихроматического источника, сформированное спектрозональной оптической системой будет профильтровано в нужной области спектра без применения дополнительных специальных фильтров.

Кроме того, предложенная система формирования цветного изображения имеет более высокий контраст и светосилу, т.к. при таком же диапазоне телесных углов прохождения светового потока заявленный обьек- тив работает периферийной кольцевой зоной большей площади.

Контраст спектрозонального изображения зависит от отношения сигнала к .шуму согласно формуле

К

R - 1

R + 1

одиночном отражении (см. кривую 1 на фиг. 3).

Из этой зависимости может быть получена зависимость, определяющая число отражений, которое необходимо осуществить для достижения заданного отношения сигнала к шуму.

Формула изобретения

1. Способ формирования спектрозонального оптического изображения, при котором осуществляют пропускание полихроматического излучения через оптические среды, отражение его от оптических поверхностей и спектральную фильтрацию

этого излучения, отличающийся тем, что, с целью увеличения соотношения сигнал/шум, спектральную фильтрацию полихроматического излучения осуществляют при его отражении от селективно-отражающих оптических поверхностей,, причем количество отражений определяется зависимостью

25

К+ 1

Ј).

Использование: в оптическом приборостроении, в том числе в кинофотоаппаратуре, в спектральных приборах и т.п. Сущность изобретения: спектральную фильтрацию полихроматического излучения осуществляют при его отражении от селективно-отражающих оптических поверхностей, причем количество отражений N, необходимое для получения заданного соотношения сигнала к шуму, и, соответственно, контраста, может быть определено из зависимости NHg(k+1)/(1-k)x ДАш/ДАс, где k - контраст спектрозонального изображения; ААш - спектральный диапазон шума; ДЯс- спектральный диапазон сигнала. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

где R - отношение сигнала к шуму, определяемое по формуле

/Ртах

(CUxpmaxf

Me ХШш

где Фс - световой поток в спектральной зоне полезного сигнала;

Фш - световой поток в спектральной зоне шума;

/Этах - максимальный коэффициент отражения от селективных поверхностей;

N - число отражений;

ДДс спектральная зона сигнала;

ДЯш - спектральная зона шума;

0,1 - коэффициент, определяющий соотношение между минимальным и максимальным коэффициентами отражения при

где К - контраст спектроэонального оптического изображения;

ДАш спектральный диапазон длин волн шума;

ДЯс - спектральный диапазон длин волн сигнала.

фильтров, размещенных на соответствующих оптических поверхностях.

покрытия на свётопоглощающем материале.

/

Фиг. 1

Фиг.

е-оь о

I

§

0

I «0

5

§Ј

§

4s

$

d

Г.