|
|
(21), (22) Заявка: 2006140202/28, 14.11.2006
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
14.11.2006
(43) Дата публикации заявки: 20.05.2008
(46) Опубликовано: 10.10.2008
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2256205 С2, 10.07.2005. WO 97/11399 A1, 27.03.1997. US 5161051 A, 03.11.1992. RU 2078349 C1, 27.04.1997. SU 767681 A1, 30.09.1980.
Адрес для переписки:
630090, г.Новосибирск, ул. Николаева, 8, Новосибирский филиал Института физики полупроводников СО РАН “Конструкторско-технологический институт прикладной микроэлектроники”
|
(72) Автор(ы):
Хацевич Татьяна Николаевна (RU), Косолапов Геннадий Иванович (RU), Журавлев Петр Васильевич (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Институт физики полупроводников СО РАН (RU)
|
(54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
(57) Реферат:
Зеркально-линзовый объектив содержит зеркально-линзовый канал видимого диапазона и линзовый ТП 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 двояковогнутой 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 ТП канал содержит три мениска, первый и третий из которых обращены к плоскости изображений вогнутыми поверхностями, а второй – выпуклой. Обеспечивается повышение углового поля линзового ТП канала, повышение эффективного относительного отверстия зеркально-линзового канала видимого диапазона при сохранении высокого качества изображения в каждом канале. 4 ил., 5 табл.
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам многоканальных систем, и может быть использовано для работы в двухканальных приборах ночного видения (ПНВ), имеющих один канал для работы совместно с приемниками излучения видимого диапазона (электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) или низкоуровневыми телевизионными камерами (НТК)), а второй – с матричными инфракрасными (ИК) фотоприемными устройствами (ФПУ), для решения задач обнаружения и опознавания объектов в сложных условиях наблюдения и при пониженной освещенности. Предлагаемый двухканальный объектив может быть использован как в пассивных, так и в активно-импульсных двухканальных ПНВ.
Известны двух- (и более) канальные объективы, обеспечивающие формирование изображения объекта по нескольким каналам, имеющим общую визирную ось, в том числе: канал ПНВ с приемником излучения видимого диапазона (например, ЭОП) и тепловизионный (ТП) канал [Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр. 1999, с.262-280]. Объективы различаются по своим конструктивным схемам, оптическим характеристикам, массогабаритным параметрам. Основным недостатком этих объективов является низкая разрешающая способность и большие массогабаритные характеристики. Лучший по качеству из упомянутых выше многоканальных объективов [2, с.267, таблица 19, рис.128, с.265] содержит в канале ПНВ с ЭОП 10 компонентов, имеет фокусное расстояние 225 мм, угловое поле 5° относительное отверстие 1:2, обеспечивает в спектральном диапазоне 0,7÷0,9 мкм коэффициент передачи контраста для пространственных частот 15 и 30 мм-1 соответственно 0,823 и 0,686 (для точки на оси) и 0,638 и 0,411 (для края поля зрения), при этом его габаритные размеры 150×321×284 мм. Объективы ТП каналов состоят из 3-5 линз, фокусные расстояния 130 (габаритные размеры 150×388×280 мм) и 292 мм, относительные отверстия до 1:1,8 и 1:2; информация о качестве изображения ТП канала не приводится.

где f’зл, f’2зл, f’3зл – фокусные расстояния зеркально-линзового канала и его второго и третьего компонентов соответственно;
LЛ – длина вдоль оптической оси от первой поверхности до плоскости изображений линзового ТП канала;
f’л – фокусное расстояние линзового ТП канала.
В примере конкретного исполнения зеркально-линзовый канал имеет фокусное расстояние f’зл=119 мм, геометрическое относительное отверстие 1:1,2; эффективное относительное отверстие 1:1,7; угловое поле в пространстве предметов 2 =8°; линейный размер приемника излучения видимого диапазона 18 мм. При этом фокусные расстояния его компонентов соответственно равны: f’2зл=4,1f’зл; |f’3зл|=1,75 f’зл. Зеркально-линзовый канал обеспечивает для точки на оси для пространственных частот 30 и 50 мм-1 коэффициенты передачи контраста соответственно 0,85 и 0,74, а для точек на краю поля зрения – соответственно 0,69 и 0,43.
В примере конкретного исполнения (второй вариант) линзовый ТП канал имеет фокусное расстояние f’=100 мм; относительное отверстие D:f’=1:1,8; размер чувствительной площадки ИК приемника 2y’=9,6 мм, угловое поле в пространстве предметов 2 =5°30′. Канал рассчитан для работы в спектральном интервале 8-12 мкм. Длина линзового ТП канала составляет 1,66 от его фокусного расстояния (Lл=1,66f’л). Для единой компоновки каналов оптическая ось линзового ТП канала претерпевает излом с помощью поворотных зеркал. Качество изображения линзового ТП канала следующее: для всех точек поля коэффициенты передачи контраста для пространственных частот 15 и 30 мм-1 составляют соответственно 0,6 и 0,3.
Таким образом, основными недостатками прототипа являются малая величина углового поля линзового ТП канала и недостаточное относительное отверстие зеркально-линзового канала видимого диапазона.
Повышение углового поля линзового ТП канала в прототипе неизбежно ведет к виньетированию наклонных пучков либо в зеркально-линзовом канале, либо в линзовом ТП канале и как результат к снижению освещенности на краях поля зрения, что снижает эффективность мер по повышению светосилы каждого канала в двухканальном зеркально-линзовом объективе. Для уменьшения виньетирования необходимо повышать геометрическое относительное отверстие зеркально-линзового канала, а в прототипе это невозможно без ухудшения качества изображения зеркально-линзового канала из-за возрастания аберраций широких пучков – сферической и комы.
Предложен двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив, содержащий зеркально-линзовый канал видимого диапазона и линзовый ТП канал, расположенный в зоне центрального экранирования зеркально-линзового канала видимого диапазона, имеющие общую визирную ось. Зеркально-линзовый канал выполнен в виде четырех компонентов, первый из которых по ходу лучей имеет форму защитной плоскопараллельной пластинки с вырезанной центральной зоной, в состав второго компонента входит выпукло-плоская линза, на последней поверхности второго компонента нанесено кольцевое отражающее покрытие, третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутыми поверхностями к пространству предметов, имеющего внутреннее отражающее покрытие на второй поверхности и вырезанную центральную зону, четвертый компонент состоит из трех одиночных линз, первая из которых по ходу лучей имеет форму мениска. Первый и третий компоненты зеркально-линзового канала выполнены из стекла одной марки с показателем преломления не более 1,52. Линзовый ТП канал выполнен в виде трех одиночных линз в форме менисков, разнесенных вдоль оптической оси на значительное расстояние, первый и третий из которых к плоскости изображений обращены своими вогнутыми поверхностями, а второй – выпуклыми. Один из компонентов линзового ТП канала установлен в отверстии первого компонента зеркально-линзового канала видимого диапазона. Во второй компонент зеркально-линзового канала введен склеенный блок из двух линз, первая из которых имеет форму мениска, обращенного выпуклыми поверхностями к плоскости изображений, вторая имеет двояковогнутую форму, при этом диаметр второй линзы соответствует внешнему диаметру кольцевого отражающего покрытия. Вторая и третья линзы четвертого компонента выполнены двояковыпуклыми. Оптические оси линзового ТП канала и зеркально-линзового канала видимого диапазона совпадают, при этом при выполнении соотношений (1) имеют место следующие соотношения:




где Lзл – длина вдоль оптической оси от первой поверхности до плоскости изображений зеркально-линзового канала видимого диапазона;
Lзл2 – длина вдоль оптической оси от первой поверхности второго компонента до плоскости изображений зеркально-линзового канала видимого диапазона;
f’зл, f’2зл, f’3зл, f’4зл – фокусные расстояния зеркально-линзового канала и его второго, третьего и четвертого компонентов соответственно;
f’10 – фокусное расстояние первого мениска линзового ТП канала;
f’12 – фокусное расстояние третьего мениска линзового ТП канала;
f’11+12 – эквивалентное фокусное расстояние второго и третьего менисков линзового ТП канала, расположенных вдоль оптической оси на расстоянии d11,12.
Предлагаемый двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив позволяет обеспечить более высокие технические характеристики – повысить угловое поле линзового ТП канала, повысить геометрическое и эффективное относительное отверстие зеркально-линзового канала видимого диапазона при сохранении высокого качества изображения в каждом канале.
Более высокие технические характеристики предлагаемого объектива обеспечиваются новой совокупностью отличительных признаков:
– во второй компонент зеркально-линзового канала введен склеенный блок из двух линз, первая из которых имеет форму мениска, обращенного выпуклыми поверхностями к плоскости изображений, вторая имеет двояковогнутую форму, при этом диаметр второй линзы соответствует внешнему диаметру кольцевого отражающего покрытия, вторая и третья линзы четвертого компонента выполнены двояковыпуклыми, при этом имеют место соотношения (2);
– оптические оси линзового ТП канала и зеркально-линзового канала видимого диапазона совпадают, при этом в линзовом ТП канале имеют место соотношения (3), (4) и (5).
Выполнение второго компонента зеркально-линзового канала в виде склеенного блока из двух линз, первая из которых имеет форму мениска, обращенного выпуклыми поверхностями к плоскости изображений, вторая имеет двояковогнутую форму, при этом диаметр второй линзы соответствует внешнему диаметру кольцевого отражающего покрытия, и выполнение второй и третьей линзы четвертого компонента двояковыпуклыми при соблюдении указанных соотношений (2) позволяет улучшить коррекцию аберраций широких осевых и наклонных пучков лучей и тем самым повысить геометрическое относительное отверстие зеркально-линзового канала до 1:0,8, а эффективное относительное отверстие до 1:1,3 при сохранении высокого качества изображения.
Выполнение в линзовом ТП канале компонентов в соответствии с указанными соотношениями (3) и (4) позволяет увеличить угловое поле канала более чем в 2 раза по сравнению с прототипом и одновременно сократить длину линзового ТП канала в соответствии с соотношением (5) при сохранении светосилы и высокого качества изображения, близкого к дифракционному для спектрального интервала 8-12 мкм при соотношении длины линзового ТП канала и его фокусного расстояния не более 1,3. Последнее обстоятельство позволяет в двухканальном объективе расположить коаксиально линзовый ТП канал и зеркально-линзовый канал видимого диапазона без ущерба для массогабаритных характеристик и без дополнительного виньетирования в любом канале.
Авторам не известны оптические системы двухканальных зеркально-линзовых объективов, обладающие признаками, сходными с признаками, отличающими предлагаемую систему от прототипа, поэтому данная система двухканального коаксиального объектива обладает существенными отличиями.
Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
Фиг.1 – оптическая схема двухканального коаксиального зеркально-линзового объектива;
Фиг.2 – частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) зеркально-линзового канала;
Фиг.3 – ЧКХ линзового ТП канала;
Фиг.4 – функция концентрации энергии (ФКЭ) линзового ТП канала.
На фиг.1 изображена предлагаемая оптическая схема двухканального коаксиального зеркально-линзового объектива, каналы которого имеют общую визирную ось.
Оптическая система содержит зеркально-линзовый канал ПНВ с приемником излучения видимого диапазона и линзовый ТП канал с ИК ФПУ, расположенный в зоне центрального экранирования зеркально-линзового канала, при этом каналы расположены коаксиально и их оптические оси совпадают.
Зеркально-линзовый канал содержит установленные по ходу лучей четыре компонента. Компонент 1 – это защитная плоскопараллельная пластинка с вырезанной центральной зоной. Компонент 2 состоит из выпукло-плоской линзы 5 и блока 6, склеенного из двух линз, первая из которых имеет форму мениска, обращенного выпуклыми поверхностями к плоскости изображений, вторая имеет двояковогнутую форму, на последней поверхности которой нанесено кольцевое отражающее покрытие, а ее диаметр соответствует внешнему диаметру кольцевого отражающего покрытия. Компонент 3 выполнен в виде мениска, обращенного вогнутыми поверхностями к пространству предметов, имеющего внутреннее отражающее покрытие на второй поверхности и вырезанную центральную зону. Компонент 4 состоит из трех одиночных линз: мениска 7 и двух двояковыпуклых линз 8 и 9. Компоненты 1 и 3 зеркально-линзового канала выполнены из стекла одной марки с показателем преломления не более 1,52. При этом имеют место вышеприведенные соотношения (2).
Линзовый ТП канал выполнен в виде трех одиночных линз 10, 11, 12 в форме менисков, разнесенных вдоль оптической оси на значительное расстояние, первый и третий из которых к плоскости изображений обращены своими вогнутыми поверхностями, а второй – выпуклыми. Один из компонентов линзового ТП канала установлен в отверстии первого компонента зеркально-линзового канала видимого диапазона. При этом имеют место следующие соотношения (3)-(5).
Излучение, идущее от удаленного объекта, проходя последовательно компоненты 1, 2 зеркально-линзового канала, отражается первый раз от внутреннего зеркального покрытия на второй поверхности мениска 3, второй раз – от кольцевого отражающего покрытия, нанесенного на последней вогнутой поверхности склеенного из двух линз блока 6, далее проходит линзы 7, 8, 9 компонента 4, фокусируется и образует изображение объекта в плоскости, с которой совмещена плоскость чувствительной площадки приемника излучения канала видимого диапазона.
ИК излучение, идущее от удаленного объекта, проходит компоненты 10, 11, 12 линзового ТП канала, фокусируется ими и образует изображение объекта в плоскости приемника излучения ТП канала (ИК ФПУ).
В качестве конкретного примера исполнения двухканального коаксиального зеркально-линзового объектива в таблицах 1-5 приведены конструктивные параметры оптических систем каналов объектива, а также их ЧКХ и ФКЭ, подтверждающие высокое качество изображения, даваемое зеркально-линзовым каналом и линзовым ТП каналом.
| Таблица 1 |
Конструктивные параметры зеркально-линзового канала (f’=71 мм; диаметр входного зрачка D=90 мм; D:f’=1:0,79; Dэф:f’=1,3; угловое поле в пространстве предметов 2 =8°; размер чувствительной площадки приемника излучения 2y’=10 мм; спектральный интервал 0,68-0,88 мкм) |
| Поз. |
№ пов. |
R |
d |
Марка стекла |
| 1 |
1 |
 |
7 |
К8 |
| |
2 |
 |
70 |
|
| 5 |
3 |
181,56 |
10 |
К8 |
| |
4 |
 |
12 |
|
| 6 |
5 |
-115,70 |
9 |
ТФ5 |
| |
6 |
-108,64 |
31,8 |
|
| 3 |
7 |
-21,23 |
9 |
К8 |
| |
8 |
-198,57 |
-9 |
-К8 |
| |
9 |
-121,23 |
-28,28 |
|
| 6 |
10 |
590,38 |
30,68 |
|
| 7 |
11 |
-68,50 |
3 |
ТФ10 |
| |
12 |
-135,28 |
0,5 |
|
| 8 |
13 |
41,35 |
6,5 |
ТК21 |
| |
14 |
-340,34 |
0,5 |
|
| 9 |
15 |
45,00 |
4,5 |
ТК21 |
| |
16 |
-1177,42 |
|
|
| Таблица 2 |
Конструктивные параметры линзового ТП канала (фокусное расстояние f’=80 мм; относительное отверстие D:f’=1:1,6; размер чувствительной площадки ИК приемника 2y’=19,2 мм, угловое поле в пространстве предметов 2 =13°4′; спектральный интервал 8-12 мкм) |
| Поз. |
№ пов. |
R |
d |
Материал |
| 10 |
1 |
66,68 |
5,0 |
Ge |
| |
2 |
81,66 |
56,2 |
|
| 11 |
3 |
-33,11 |
4,3 |
Ge |
| |
4 |
-37,49 |
15,0 |
|
| 12 |
5 |
37,49 |
4,3 |
Ge |
| |
6 |
40,93 |
|
|
| Таблица 3 |
| ЧКХ зеркально-линзового канала |
| Частота, мм-1 |
Точка на оси |
=2° |
=4° |
| |
|
М |
S |
М |
S |
| 5,0 |
0,98 |
0,97 |
0,98 |
0,95 |
0,97 |
| 10,0 |
0,96 |
0,95 |
0,96 |
0,90 |
0,95 |
| 15,0 |
0,94 |
0,92 |
0,93 |
0,86 |
0,92 |
| 20,0 |
0,91 |
0,90 |
0,91 |
0,82 |
0,89 |
| 25,0 |
0,89 |
0,78 |
0,89 |
0,78 |
0,86 |
| 30,0 |
0,87 |
0,85 |
0,86 |
0,74 |
0,84 |
| 35,0 |
0,85 |
0,82 |
0,84 |
0,71 |
0,81 |
| 40,0 |
0,83 |
0,79 |
0,81 |
0,68 |
0,78 |
| 45,0 |
0,81 |
0,76 |
0,78 |
0,65 |
0,75 |
| 50,0 |
0,79 |
0,72 |
0,76 |
0,63 |
0,71 |
| Таблица 4 |
| ЧКХ линзового ТП канала |
| Частота, мм-1 |
Точка на оси |
=3,4° |
=6,8° |
| |
|
М |
S |
М |
S |
| 5,0 |
0,88 |
0,86 |
0,87 |
0,86 |
0,86 |
| 10,0 |
0,76 |
0,72 |
0,74 |
0,73 |
0,70 |
| 15,0 |
0,63 |
0,59 |
0,61 |
0,61 |
0,56 |
| 20,0 |
0,53 |
0,48 |
0,50 |
0,51 |
0,45 |
| 25,0 |
0,44 |
0,39 |
0,41 |
0,42 |
0,36 |
| 30,0 |
0,35 |
0,30 |
0,33 |
0,33 |
0,27 |
| 35,0 |
0,28 |
0,22 |
0,25 |
0,25 |
0,20 |
| 40,0 |
0,20 |
0,15 |
0,17 |
0,18 |
0,14 |
| 45,0 |
0,13 |
0,09 |
0,11 |
0,11 |
0,09 |
| 50,0 |
0,09 |
0,05 |
0,07 |
0,07 |
0,05 |
| Таблица 5 |
| ФКЭ линзового ТП канала |
| Радиус пятна, мкм |
Энергия, отн.ед |
| |
Точка на оси |
=3,4° |
=6,8° |
| 5,0 |
0,22 |
0,19 |
0,17 |
| 10,0 |
0,57 |
0,50 |
0,47 |
| 15,0 |
0,75 |
0,70 |
0,68 |
| 20,0 |
0,80 |
0,78 |
0,77 |
| 25,0 |
0,83 |
0,82 |
0,81 |
В таблице 1 приведены конструктивные параметры зеркально-линзового канала, имеющего фокусное расстояние f’=71 мм; диаметр входного зрачка D=90 мм; геометрическое относительное отверстие D:f’=1:0,79; эффективное относительное отверстие Dэф:f’=1,3; угловое поле в пространстве предметов 2 =8°; размер чувствительной площадки приемника излучения 2y’=10 мм; спектральный интервал 0,68-0,88 мкм. В качестве приемника излучения в конкретном примере исполнения применена низкоуровневая телевизионная камера размером 1/2 дюйма. В таблице 1 позиция линз указана в соответствие с фиг.1; № пов. – номер преломляющей или отражающей поверхности по ходу луча; R – радиус преломляющих или отражающих поверхностей; d – толщины линз и воздушных промежутков. Все линейные размеры приведены в миллиметрах. Апертурная диафрагма совмещена с третьей преломляющей поверхностью. Масса оптических компонентов канала составляет 675 г.
Как следует из таблицы 1, конструктивные параметры зеркально-линзового канала видимого диапазона удовлетворяют следующим соотношениям: Lзл=2,26f’зл, Lзл2=1,18f’зл, f’4зл=0,53f’зл, т.е. соответствуют соотношениям (2).
В таблице 2 приведены конструктивные параметры линзового ТП канала объектива, имеющего фокусное расстояние f’=80 мм; относительное отверстие D:f’=1:1,6; размер чувствительной площадки ИК-приемника 2y’=19,2 мм; угловое поле в пространстве предметов 2 =13°40′; спектральный интервал 8-12 мкм.
Апертурная диафрагма совмещена с первой преломляющей поверхностью.
Масса оптических компонентов канала составляет 100 г.
Как следует из таблицы 2, длина зеркально-линзового канала составляет 1,29 от его фокусного расстояния, при этом конструктивные параметры его компонентов соответственно равны: f’10=1,21f’л; f’11+12=1,06f’л; f’12=0,96f’л; d11,12 0,18f’11+12, т.е. соответствуют соотношениям (3)-(5).
В таблице 3 и на фиг.2 приведены ЧКХ для зеркально-линзового канала. В таблице 3 коэффициенты передачи контраста указаны в относительных единицах для пространственных частот, отнесенных к плоскости чувствительной площадки приемника видимого диапазона, в мм-1, в диапазоне от 0 до 50 мм-1 для точки на оси и для точек на середине и краю поля зрения (для углов наклона внеосевых пучков 2 и 4°). Для внеосевых точек изображения коэффициенты передачи контраста приведены для меридионального (М) и сагиттального (S) сечений. На фиг.2 по оси абсцисс отложены значения пространственных частот, отнесенные к плоскости чувствительной площадки приемника видимого диапазона, в мм-1; по оси ординат – значения коэффициентов передачи контраста, отн.ед. Графики ЧКХ представлены для точки на оси (обозначение “0”), для точек на середине поля (обозначение “2°”) и для точек на краю поля (обозначение “4°”) как для меридионального (м), так и сагиттального сечений (s). Для сравнения на фиг.3 приведена также ЧКХ безаберрационного объектива (обозначение “дифр.”). Из графиков фиг.3 и данных таблицы 4 следует, что для точки на оси коэффициенты передачи контраста для пространственных частот 30 и 50 мм-1 составляют соответственно 0,87 и 0,79, а для точек на краю поля зрения – соответственно 0,74 и 0,63, что не хуже, чем у объектива-прототипа.
В таблице 4 и на фиг.3 приведена ЧКХ линзового ТП канала. Значения коэффициентов передачи контраста приведены для точки на оси, середины и края изображения (для углов наклона 3,4° и 6,8°), остальные обозначения аналогичны таблице 3 и фиг.2. Из графиков фиг.3 и данных таблицы 4 следует, что для всех точек изображения средние коэффициенты передачи контраста для пространственной частоты 15 мм-1 составляют примерно 0,6, а для частоты 30 мм-1 – примерно 0,3, что не хуже, чем у объектива-прототипа.
В таблице 5 и на фиг.4 приведена ФКЭ для линзового ТП канала. Значения энергии в относительных единицах характеризуют, какая часть всей энергии пятна находится в круге указанного радиуса. Из графиков фиг.4 и данных таблицы 5 следует, что в пределах элемента приемника радиусом 0,025 мм сосредоточено до 80% всей энергии, что достаточно близко к дифракционному пределу и не хуже, чем у объектива-прототипа.
Таким образом, предлагаемый двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив, обладающий совокупностью указанных отличительных признаков, в сравнении с прототипом позволяет обеспечить более высокие технические характеристики – повышение углового поля линзового ТП канала, повышение геометрического и эффективного относительного отверстия зеркально-линзового канала видимого диапазона при сохранении высокого качества изображения в каждом канале и отсутствии виньетирования наклонных пучков в двухканальном зеркально-линзовом объективе.
Предлагаемый двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив может быть использован для работы в пассивных и активных двухканальных ПНВ, имеющих один канал для работы совместно с приемниками видимого диапазона, а второй – с матричными ИК ФПУ, для решения задач обнаружения и опознавания объектов при пониженной освещенности и в сложных условиях наблюдения.
Литература
2. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр. 1999. – 286 с.
Формула изобретения
Двухканальный коаксиальный зеркально-линзовый объектив, содержащий зеркально-линзовый канал видимого диапазона и линзовый тепловизионный (ТП) канал, расположенный в зоне центрального экранирования зеркально-линзового канала видимого диапазона, имеющие общую визирную ось, при этом зеркально-линзовый канал выполнен в виде четырех компонентов, первый из которых по ходу лучей имеет форму защитной плоскопараллельной пластинки с вырезанной центральной зоной, в состав второго компонента входит выпукло-плоская линза, на последней поверхности второго компонента нанесено кольцевое отражающее покрытие, третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, имеющего внутреннее отражающее покрытие на второй поверхности и вырезанную центральную зону, четвертый компонент состоит из трех одиночных линз, первая из которых по ходу лучей имеет форму мениска, при этом первый и третий компоненты зеркально-линзового канала выполнены из стекла одной марки с показателем преломления не более 1,52, а линзовый ТП канал выполнен в виде трех одиночных линз в форме менисков, разнесенных вдоль оптической оси на значительное расстояние, первый и третий из которых к плоскости изображений обращены своими вогнутыми поверхностями, а второй – выпуклой, один из компонентов линзового ТП канала установлен в отверстии первого компонента зеркально-линзового канала видимого диапазона, при этом имеют место следующие соотношения:

отличающийся тем, что во второй компонент зеркально-линзового канала введен склеенный блок из двух линз, первая из которых имеет форму мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображений, вторая имеет двояковогнутую форму, при этом диаметр второй линзы соответствует внешнему диаметру кольцевого отражающего покрытия, вторая и третья линзы четвертого компонента выполнены двояковыпуклыми, оптические оси линзового ТП канала и зеркально-линзового канала видимого диапазона совпадают, при этом имеют место следующие соотношения:



где Lзл – длина вдоль оптической оси от первой поверхности до плоскости изображений зеркально-линзового канала видимого диапазона;
Lзл2 – длина вдоль оптической оси от первой поверхности второго компонента до плоскости изображений зеркально-линзового канала видимого диапазона;
Lл – длина вдоль оптической оси от первой поверхности до плоскости изображений линзового ТП канала;
f’зл, f’2зл, f’3зл, f’4зл – фокусные расстояния зеркально-линзового канала и его второго, третьего и четвертого компонентов соответственно;
f10 – фокусное расстояние первого мениска линзового ТП канала;
f12 – фокусное расстояние третьего мениска линзового ТП канала;
f11+12 – эквивалентное фокусное расстояние второго и третьего менисков линзового ТП канала, расположенных вдоль оптической оси на расстоянии d11,12.
РИСУНКИ
|
|