ПРИЕМНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПАНОРАМНОГО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА (ВАРИАНТЫ)

Приёмная оптическая система паиорамиого оитико-электроииого ирибора (варианты).
Полезная модель относиться к области оптического приборостроения, в частности к панорамным оптико-электронным приборам, преобразующим трехмерное панорамное пространство (360° по азимуту и десятки градусов по углу места) в плоское кольцевое изображение на приёмнике, и предназначено для использования при обнаружении объектов, слежении за объектами и измерении их координат в панорамном пространстве.
Известна оптическая панорамная система преобразования трёхмерного панорамного пространства в плоское кольцевое изображение, описанная в патенте US № 4.566.763, НПК 359/725, МГЖ О02В01/06, опубл. 28.01.1986 г., содержащая симметрично расположенные относительно оптической оси две преломляющие и две отражающие поверхности.
Однако такая система имеет относительно сложную конструкцию.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является приёмная панорамная оптическая система для оптикоэлектронного прибора, описанная в патенте US № 5.473.474, ЕЙШ 359/725, МПК G02B13/06, опубл. 05.12.1995 г. и содержащая последовательно установленные вдоль оптической оси оптический панорамный блок с двумя преломляюпщми и двумя отражающими поверхностями, оптическую систему переноса промежуточного изображения на многоэлементный приёмник излучения и многоэлементный приёмник излучения.
Недостатком такой системы является её сложность, большие габариты и масса , низкий уровень сигнала из-за больших потерь и низкого относительного отверстия, низкое качество изображения и слабая степень устойчивости системы при воздействии динамических нагрузок.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции, уменьшение массы и габаритов системы, повышение технологичности, увеличение относительного отверстия при одновременном улучшении качества изображения, повышения устойчивости системы в условиях динамических нагрузок.
Эта техническая задача достигается тем, что в известной приёмной оптической системе панорамного оптико-электронного прибора, содержащей осесимметричные последовательно установленные вдоль оптической оси оптический панорамный блок с первой выпуклой сферической и второй плоской преломляющими поверхностями, двумя отражающими поверхностями, и многоэлементный приёмник излучения, первая отражающая поверхность блока выполнена сферической выпуклой, вторая отражающая поверхность выполнена сферической вогнутой, при этом все сферические поверхности панорамного блока выполнены с разными радиусами и центрами кривизны, а многоэлементный приёмник излучения расположен за плоской преломляющей поверхностью панорамного блока в его задней фокальной плоскости.
В другом варианте выполнения в известной приёмной оптической системе панорамного оптико-электронного прибора, содержащая осесимметричные последовательно установленные вдоль оптической оси оптический панорамный блок с первой сферической выпуклой и второй плоской преломляющими поверхностями, двумя отражающими поверхностями, и многоэлементный приёмник излучения, первая отражающая поверхность блока выполнена сферической выпуклой, вторая отражающая поверхность выполнена сферической вогнутой, при этом центры кривизны всех сферических поверхностей оптического панорамного блока совпадают, радиусы кривизны первой выпуклой сферической преломляющей и второй вогнутой сферической отражающей поверхностей одинаковые, а приёмник излучения расположен за плоской преломляющей поверхностью панорамного блока в его задней фокальной плоскости.
В третьем варианте выполнения в известной приёмной оптической системе панорамного оптико-электронного прибора содержащей осесимметричные последовательно установленные вдоль оптической оси оптический панорамный блок с первой выпуклой сферической и второй плоской преломляющими поверхностями, двумя отражающими поверхностями, и многоэлементный приёмник излучения, первая отражающая поверхность блока выполнена сферической выпуклой, вторая отражающая поверхность выполнена сферической вогнутой, при этом радиусы и центры кривизны первой выпуклой сферической преломляющей и второй вогнутой сферической отражающей поверхностей выполнены одинаковыми, а приёмник излучения выполнен в виде чувствительного слоя, расположенного на внешней стороне плоской преломляющей поверхности блока.
Существо полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена приёмная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора, на фиг. 2 один показан один из вариантов выполнения оптической системы, на фиг. 3 приведён другой вариант оптической системы.
Приёмная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора содержит последовательно установленные вдоль оптической оси 1 оптический панорамный блок 2, состояпщй из первой сферической выпуклой преломляющей поверхности 3, второй плоской преломляющей поверхности 4, первой сферической выпуклой отражающей поверхностью 5, второй сферической вогнутой отражающей поверхностью 6, многоэлементный приёмник излучения 7, установленный за плоской преломляющей поверхностью панорамного блока 2 в его задней фокальной плоскости 8. Информационный поток 9 вдоль главного луча 10 поступает на первую сферическую выпуклую преломляющую поверхность 3.
В разных вариантах исполнения системы радиусы кривизны первой сферической выпуклой преломляющей поверхности 3 и второй вогнутой сферической отражающей поверхности 6 могут одинаковыми с одним центром
кривизны, совпадающими или несовпадающими с центром кривизны первой выпуклой сферической отражающей поверхности 5.
Многоэлементный приёмник излучения 7 может быть выполнен в виде матрицы или линеек, перекрывающих ширину кольцевого изображения и расположенных по радиусам из точки на оси под углом 120° или 90 друг к другу.
Приёмная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора работает следующим образом.
Узкий пучок информационного потока 9 от произвольной точки поступает вдоль главного луча 10 в панорамный блок 2 на первую сферическую выпуклую преломляющую поверхность 3 с положительной оптической силой, которая направляет информационный поток 9 сходящимся пучком на первую выпуклую сферическую отражающую поверхность 5 с отрицательной оптической силой отразивпшсь от которой расходящимся пучком направляется на вторую сферическую вогнутую отражающую поверхность 6 с положительной оптической силой, отражается от неё сходящимся пучком. Главный луч 10 этого пучка 9 после отражения от неё идёт параллельно оптической оси 1 и не изменяет своего направления после второй преломляющей поверхности 4. Это позволяет на выходе панорамного блока 2 реализовать телецентрический ход главного луча 10. Падающий на плоскую поверхность 4 сходящийся пучок изменяя угол сходимости фокусируется на приёмнике излучения 7 в задней фокальной плоскости 8 панорамного блока 2.
Выполнение первой отражающей поверхности 5 выпуклой и второй отражающей поверхности вогнутой 6 с разными радиусами и центрами кривизны позволяет реализовать панорамный блок с действительной задней фокальной плоскостью, где формируется действительное изображение каждой точки изображаемого пространства.
Подбором радиусов кривизны сферических поверхностей и расстояния между отражающими поверхностями и показателем преломления оптического
материала панорамного блока 2 можно изменять положение задней фокальной плоскости относительно плоской преломляющей поверхности.
В другом варианте выполнение приёмно-оптической системы, экспериментально получено, в случае, когда радиусы кривизны первой выпуклой сферической преломляющей поверхности 3 и второй вогнутой сферической отражающей поверхности 6 выполнены одинаковыми, а центры кривизны всех сферических поверхностей совпадают, при телецентрическом ходе главного луча 10 на выходе панорамного блока 2, обеспечивается повышенное качество изображения и передача контраста в изображении различных точек при повышенной светосиле панорамного блока 2,
В третьем варианте выполнения, как показал эксперимент, где радиусы и центры кривизны первой выпуклой сферической преломляющей поверхности 3 и второй вогнутой сферической отражающей поверхности 6 выполнены одинаковыми, задняя фокальная плоскость 8 панорамного блока 2 совмещена со второй плоской преломляющей поверхностью 4, на внешнюю сторону которой нанесен чувствительный слой приёмника 8, что позволило повысить точность центровки панорамного блока и приёмника излучения и повысить устойчивость всей системы к динамическим нагрузкам.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает высокое качество изображения и качество передачи контраста.