ДВУХКАНАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, в частности, к наблюдательным приборам для тепловизионного, ночного и дневного наблюдения.
Известен двухканальный зеркально-линзовый объектив (патент РФ №2256205) и двухканальный объектив (патент на полезную модель РФ №44836), содержащий зеркально-линзовый объектив канала ночного видения и второй тепловизионный канал, установленный перед первым, имеющий с ним общую оптическую ось. При таком техническом решении диаметр каждого из компонентов объектива тепловизионного канала не превышает диаметра зоны центрального экранирования объектива канала ночного видения и, следовательно, диаметр входного зрачка объектива тепловизионного канала существенно меньше диаметра входного зрачка зеркально-линзового объектива канала ночного видения. Такое решение тепловизионного канала не позволяет обеспечить необходимую его чувствительность, дальность обнаружения и распознавания объектов.
Задачей полезной модели является создание двухканальной оптической системы с увеличенным входным зрачком объектива тепловизионного канала, повышение дальности обнаружения и распознавания объектов.
Для решения этой задачи предлагается двухканальная оптическая система, содержащая объектив тепловизионного канала и объектив канала видимого излучения, каждый из которых содержит двухкомпонентный объектив, отличающийся тем, что первый компонент объектива является общим для каналов и состоит из положительной и отрицательной линз, малого и большого зеркал и светоделительной призмы, разделяющей общую часть системы на два канала - тепловизионный канал и канал видимого излучения. При этом выполняются следующие соотношения:
, где
- фокусное расстояние первого компонента объектива двухканальной оптической системы,
- фокусное расстояние объектива тепловизионного канала,
- фокусное расстояние объектива канала видимого излучения.
Положительная и отрицательная линзы первого общего для оптических каналов компонента и светоделительная призма выполнены из материала, прозрачного для спектральных диапазонов обоих каналов. Вторые компоненты объективов каждого канала содержат линзовые элементы.
В фокальной плоскости объектива тепловизионного канала установлен приемник инфракрасного излучения.
В фокальной плоскости объектива канала видимого излучения может быть установлен приемник излучения, например, фотоприемная матрица или электронно-оптический преобразователь излучения канала ночного видения. На фиг. 1 представлена оптическая схема двухканальной оптической системы. Двухканальная оптическая система содержит первый компонент объектива 1, второй компонент объектива канала видимого излучения 2, второй компонент объектива тепловизионного канала 3. Первый компонент объектива двухканальной оптической системы содержит положительную линзу 4, отрицательную линзу 5, большое зеркало 6, малое зеркало 7, светоделительную призму 8.
Второй компонент объектива канала видимого излучения содержит положительную линзу 9, отрицательную линзу 10. В фокальной плоскости объектива канала видимого излучения размещен приемник излучения 11. Второй компонент объектива тепловизионного канала содержит отрицательную линзу 12 и положительную линзу 13.
В фокальной плоскости объектива тепловизионного канала размещен приемник инфракрасного излучения 14.
Первая линза 4 первого компонента объектива выполнена с возможностью перемещения вдоль оптической оси первого компонента объектива для фокусирования объективов на объекты, находящиеся на различном расстоянии.
Малое зеркало 7 выполнено на второй поверхности второй линзы первого компонента объектива или на отдельном компоненте.
Второй компонент объектива канала видимого излучения 2 расположен соосно с первым компонентом 1 объектива двухканальной оптической системы, а второй компонент объектива тепловизионного канала 3 расположен таким образом, что его оптическая ось перпендикулярна оптической оси первого компонента 1 объектива двухканальной оптической системы.
Второй вариант компоновки двухканальной оптической системы заключается в том, что второй компонент объектива тепловизионного канала расположен соосно с первым компонентом объектива двухканальной оптической системы, а второй компонент объектива канала видимого излучения расположен таким образом, что его оптическая ось перпендикулярна оптической оси первого компонента объектива двухканальной оптической системы.
Вторые компоненты каналов могут быть выполнены таким образом, что соблюдены следующие условия:
где
- фокусное расстояние объектива тепловизионного канала,
- фокусное расстояние объектива канала видимого излучения,
- фокусное расстояние второго компонента объектива тепловизионного канала,
- фокусное расстояние второго компонента объектива канала видимого излучения.
На основе предложенного технического решения разработана двухканальная оптическая система со следующими характеристиками:
фокусное расстояние объектива тепловизионного канала ;
фокусное расстояние объектива канала видимого излучения ;
фокусное расстояние первого компонента объектива для длины волны 10,5 мкм - 109,9 мм;
фокусное расстояние первого компонента объектива для длины волны 0,75 мкм - 109,3 мм;
фокусное расстояние второго компонента объектива тепловизионного канала ;
фокусное расстояние второго компонента объектива канала видимого излучения ;
поле зрения тепловизионного канала 6,9°×5,2°;
поле зрения канала видимого излучения 8,6°;
диаметр входного зрачка объективов обоих каналов 60 мм.