Оптическая система зонного сканирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ц 5 0 02 В 26/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАТЕНТ ненный в виде двух встречно установленных усеченных конических многогранников, один из которых - правильная пирамида, а второй многогранник имеет неправильную форму, т,к. каждая последующая грань отклонена от предыдущей на угол, равный двум углам поля зрения сканирующего устройства по зоне кадра, а число граней в барабане равно числу зон сканирования, уменьшенному вдвое (и/2). Обьектив приемника выполнен из двух компонентов: первого компонента из двух каналов и второго компонента, между которыми размещено. оптическое переключающее устройство и плоские зеркала. Переключающее устройство выполнено в виде диска с отражающими зеркалами и промежутками между ними, а его привод жестко связан с приводом вращения барабана. Оптические оси каналов размещены в плоскости оси под углом поля зрения зоны, а в плоскости сканирования - относительно центра входного зрачка обьектива. 4 ил. трГосударстим. С.И.ВавиОптическа ный барабан 1 полненный конических м ний многогран с наклоном ка барабана 1 в 4 имеет неправи следующая гра на угол; равн сканирующего (2.2 Ъ ) Оптиче ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научный ценвенный оптический институтлова"(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗОННОГОСКАНИРОВАНИЯ(57) Использование: изрбретение относитсяк оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработкетепловизионных средств, Сущность изобретения заключается в том, что оптическаясистема содержит зеркальный барабан длясканирования и зон по высоте кадра, выполИзобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных средств.Цель изобретения - уменьшение габаритов и увеличение коэффициента сканирования оптической системы.На фиг. 1 и 2 показана общая схема оптической системы; на фиг, 3. - схема наклона граней верхнего многогранника; на фиг. 4 - кадр развертки. я система содержит зеркальзонного сканирования, выв виде двух усеченных ногогранников, причем нижник 2 - правильная пирамида ждой грани к оси 3 вращения 50, а верхний многогранник 4льную форму, т.к, каждая понь отклонена от предыдущей ый двум углам поля зренияустройства по зоне кадра ская система, например для8-зонного сканирования (п=8), имеет в барабане 1 четыре двугранных угла, образованных одной гранью, например 4-1, верхнего многогранника и одной гранью, например 2-1, нижнего многогранника, Если первая грань 4-1 верхнего многогранника наклонена к оси 3 вращения барабана 1 под углом у 1= 45, то соседняя вторая грань 4 - 2 имеет наклону 2 =у 1+2/Зз (2 - 1)=45 +4 Рз третья грань 4-3 - наклон уз = 45 + 8 Рз а четвертая грань 4 - 4 имеет угол наклона меньший, чем угол наклона первой грани, поэтому в формуле используется знак "-", а грань 4-4, расположенная рядом с первой гранью 4 - 1, также считается второй, и в формуле подставляется в скобках гп=2, тогда у = 45 - 4 Рз. Если эа первую грань верхнего многогранника принимается грань с наименьшим наклоном, то в формуле для у используется только знак "+", с наибольшим наклоном - только знак " - ". При известности угла поля зрения зоны (2 Рз) определяется конструкция верхнего многогранника.Объектив приемника 5 выполнен из двух компонентов: первого компонента из двух каналов.6 и 7 и второго компонента 8, между которыми размещено оптическое переключающее устройство 9, например в виде зеркального модулятора, и пЛоские зеркала 10 и 11. Переключающее устройство 9 выполнено в виде диска с отражающими зеркалами 12 и промежутками 13 между ними, а его привод жестко связан с приводом вращения барабана 1 (на фиг. не показан), Плоскость зеркал 12 размещена между каналами 6 и 7 первого компонента объектива в плоскости, проходящей через ось 3 вращения барабана 1, Оптические оси 14 и 15 каналов 6 и 7 размещены в плоскости оси 3 под углом 2 рз,а в плоскости сканирования. по строке - под углом 2 ф - относительно центра 16 входного зрачка объектива.Оптическая система работает следующим образом,При вращении барабана 1 оптическая система просматривает местность позонно за счет разных углов наклона граней многогранника 4 к оси 3 вращения барабана 1.Кроме того, смена зон осуществляется дополнительно и за счет смены каналов 6 и 7 первого компонента объектива при отражении лучей от одной пары граней, В результате такого размещения оптических элементов приемник 5 фиксирует поочередно все восемь зон сканирования, Например, лучи 17 от первой эоны К 1, сканируя кружком 18 по двугранному углу с гранями 4 - 1 и 2-1, проходят через канал 7 первого компонента объектива в промежуток 13 переключающего устройства 9 на приемник 5, который в изображении кадра фиксируетпервую зону К 1 (см фиг.4). В это время лучи5 от кружка 19, находясь в стадии перехода сграни на грань, на приемник 5 не пройдут,т.к. они не йопадут в его поле зрения. И кактолько кружок 19 полностью выйдет награнь 4-1, переключающее устройство 9 по 10 вернется и зеркальная плоскость 12 войдетв ход лучей 20, идущих через канал 6 отвторой эоны К 2, приемник в изображениикадра зафиксирует вторую зону. При полном выходе кружка 18 на соседнюю грань15 4-2 снова включится в работу канал 7, нотеперь за счет изменения угла наклона грани верхнего многогранника приемник 5 зафиксирует третью зону Кз. Таким образом,при наличии четырех двуграннцх углов в20 барабане приемником 5 поочередно в кадребудут фиксироваться все восемь зон: К 1-К 2КЗ-К 4-К 5-Кб-К 7-К 8-К 1 и т,д,Использование изобретения по сравнению с прототипом, позволяет повысить ко 25 эффициент сканирования до 0,8-1,0 (вместомаксимально возможного 0,5 у прототипа),уменьшить габариты системы; при неизменном, угле поля зрения системы по высотекадра использовать приемник с умень 30 шенным,вдвое числом чувствительныхэлементов; при неизменном приемникеувеличить угол 2 Д поля зрения системыпо высоте кадра.Формула изобретенияОптическая система эонного сканирования, содержащая зеркальный барабан ввиде двух усеченных конических многогранников с разными двугранными углами длясканирования и зон по высоте кадра и объ 40 ективприемника,отличающаяся тем,что, с целью уменьшения габаритов и увеличения коэффициента сканирования,объектив приемника выполнен из. двухкомпонентов, между которыми размеще 45 но переключающее устройство, причемпервый компонент содержит два канала, оптические оси которых размещены в плоскости оси вращения барабана под углом полязрения зоны 28 з,а в перпендикулярной пло 50 скости - под углом поля зрения сканирования по строке, при этом число двугранныхуглов в барабане вдвое меньше числа и сканируемых зон, а углц у наклона граней верхнего многогранника выбраны из условияуа = у 1 + 2 Ъ2 ( в - 1 ),где гп - номер грани верхнего многогранника, со знаком "+", для грани, отстоящей от1806404 2 Д = - 20 Фя,1 по АА 5первой в сторону увеличения угла наклона, и со знаком "-" в сторону уменьшения этого угла,,.71 - угол наклона первой грани верхнего многогранника, обеспечивающей сканирование первой и второй эоны; 2 Д - угол поля зрения оптической си 5 стемы по высоте кадра,1806404 4-2 ,ФЙР,Зг.4Составитель И, Коробченкоэктор А. Коляда Техред М. Моргентал Корректор Л. Ливринц Заказ 976 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101