Сканирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я 5 602 В 26 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТВ Од О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Ллойд Дж. Системы тепловидения.М., 1978, с. 271-275.Авторское свидетельство СССРпо заявке М 4243664, кл. О 02 В 26/10, 1987.(54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к приборам инфракрасной тепловизионной техники, Цель - уменьшение потерь из-за сокращения отражения на гранях, Устройство содержит объектив 1 и окуляр 2 телескопической системы, вращающиеся сканирующие изображения пирамиды, объектив 11 и приемник 12. Телескопическая система и пирамиды расположены так, что ось 14 вращения пирамид пересекается с осью 13 системы в центре 0 ее выходного зрачка. Ось 18 объектива 11 пересекается с осью 14 и лежит в одной плоскости с осью 13, Ребра двухгранных отражателей пирамид лежат в плоскости 16, перпендикулярной оси 14 вращения и деля 1 Ж 1642430 А 1 щей отрезок ОО этой оси между точками пересечения с осями 13 и 18 телескопической системы и объектива 11 пополам. Ребро каждого из отражателей совпадает с линией пересечения плоскости 16 с плоскостью 17, проходящей через точку О под углом к оси 14 вращения, равным половине угла между осью 18 и ее отрезком, лежащим между телескопической системой и гранями пирамид, при расположении его главного сечения параллельно оси 14 вращения и оси 13, Такое конструктивное решение обеспечивает неподвижность выходного зрачка телескопической системы при вращении пирамид. Если оси телескопической системы и объектива 11 пересекаются с осью 14 под углом 90 О, то в однокординатном устройстве пирамиды одинаковы, их вершины совпадают, а оси симметрии совмещены с осью вращения. В двухкоординатном устройстве ближайшие к телескопической системе грани соседних двухгранных отражателей наклонены к оси 14 на углы, отличающиеся друг от друга на половину углового размера приемника излучения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к приборостроению, в частности к оптико-электроннымприборам со сканированием изображения,Цель изобретения - уменьшение потерьпутем сокращения отражений на гранях.На фиг, 1 показана принципиальнаясхема сканирующего устройства; на фиг, 2 -варианты расположения граней зеркальныхпирамид и их конструкция в однокоординатном сканирующем устройстве при различномвзаимном расположении телескопическойсистемы, объектива и пирамид: на фиг. 5 принципиальное расположение пирамид вустройстве, сканирующем по двум координатам,На фиг. 1 телескопическая система, состоящая из объектива 1 и окуляра 2, имеетвыходной зрачок АОБ, центр которого обозначен точкой О. На пути лучей, выходящихиз телескопической системы, расположенызеркальные пирамиды, выполненные в видедвухгранных отражателей, составлвнных изпар скрепленных между собой зеркал 3 и 4,5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, За пирамидами по ходулуча установлены фокусирующий обьектив11 и приемник 12. Ось 13 телескопическойсистемы пересекается с осью 14 вращенияпирамид в точке О. Выходной зрачок АОБтелескопической системы в результате отражения лучей от зеркала 3 строится имимежду зеркалами 3 и 4 и обозначен А О Б.Его изображение в зеркале 4, рассматриваемое со стороны объектива 11, обозначеноА О Би расположено так, что центр изображения О совпадает с точкой пересеченияоси 18 объектива с осью 14 вращения пира,мид. Для обеспечения этого условия ребро15 отражающих граней пирамиды, состоящей из зеркал 3 и 4, совмещено с линиейпересечения плоскости 16, которая перпендикулярна оси 14 и проходит через середину отрезка ООф, с плоскостью 17,пересекающейся с осью 14 в точке О и на 0клоненной к этой оси под углом , где а -угол между осью 18 фокусирующего объектива и ее отрезком, лежащим между телескопической системой и отражающимигранями пирамид, при расположении егоглавного сечения параллельно оси 14 вращения пирамид и оси 13 телескопическойсистемы. В однокоординатном сканирующем устройстве этот отрезок совпадает сосью 13 телескопической системы,Положение ребер двухгранных отражателей, состоящих из зеркал 5 и 6, 7 и 8, 9 и10, в однокоординатном сканирующем устройстве совпадает с положением ребра 15,Когда эти отражатели занимают место отражателя, состоящего из зеркал 3 и 4. Каждая из пар зеркал 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8,9 и 10 как единое целое может быть повернута вокруг своего ребра; положение изображения А" Оф Б выходного зрачка телескопической системы при этом не изменятся.Когда оси 13 и 18 телескопической системы и объектива 11 наклонены к оси 14 вращения пирамид под разными углами (фиг. 2) для минимизации габаритов все отражающие грани пирамид, состоящих из зеркал 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, повернуты вокруг своих ребер так, что их ближайшие к объективу грани зеркал 4, 6, 3 и 10 наклонены к оси вращения многогранника на одинаковый угол 3 . При выполнении этого условия пирамиды имеют осесимметричную форму. Они имеют минимальные габариты, если зеркала 6, 8 и 10, когда они занимают положение зеркала 4, образуют с биссектрисой 19 угла между осью 18 объектива и осью 14 вращения пирамид углы90,Конструкция однокоординатного сканирующего устройства упрощается, если телескопическая система, объектив установлены так, что их оси 13 и 18 образуют с осью 14 вращения пирамид равные углы в(фиг, 3), Если при этом углы у одинаковы и равны 90, то все зеркала отражателей образуют с осью 14 равные углы Р, а первая 20 и вторая 21 пирамиды одинаковы и их оси симметрии совмещены с осью 14 вращения.Минимальные габариты однокоординатное сканирующее устройство имеет при в =90 (фиг, 4). Пирамиды 22 и 23 в этом случае одинаковы, а их вершины совмещены.На фиг. 5 показана конструкция пирамид, позволяющая при минимальных габаритах превратить устройство в сканирующее по двум координатам. На фиг. 5 двухгранные о ражатели 5 и 6, 7 и 8 изображены штрихпунктирной и пунктирной линиями в положении, которое они занимают, занимая место отражателя 3, 4. Отражатель, состоящий из зеркал 5 и 6, сканирует пространство предметов в плоскости, перпендикулярной оси 14 вращения многогранника и проходящей через ось 13 телескопической системы. В двухкоординатном сканирующем устройстве зеркала 4, 6 и 8 соседних двухгранных отражателей наклонены к оси 14 вращения пирамид на углы, отличающиеся друг от друга на величину, равную половине угловогоразмера приемника излучения,Положение изображения б центра О выходного зрачка телескопической системы остается неизменно на оси 14, Положениеребер всех двугранных отражателей определено линиями пересечения плоскостей 17 с плоскостью 16.Сканирующее устройство работает следующим образом. 5Телескопическая система, состоящая иэ объектива 1 и окуляра 2, совместно с объективом 11 формирует изображение пространства предметов в плоскости приемника 12. Зеркальные пирамиды, со стоящие из двухгранных отражателей, образованных попарно скрепленными зеркалами 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, при вращении вокруг оси 14 обеспечивают перемещение (сканирование) изображения 15 относительно приемника 12. За один оборот пирамид происходит повторяющееся перемещение изображения, причем число повторений равно числу двухгранных отражателей, из которых составлены пирамиды 20 (в данном случае их четыре), При однокоординатном сканировании угол между гранями всех отражателей одинаков и сканирование осуществляется только в плоскости, проходящей через ось 13 телескопи ческой системы перпендикулярно плоскости чертежа (фиг, 1 - 4).При сканировании по двум координатам (фиг, 5) отражатель, состоящий из зеркал 5 и 6, осуществляет сканирование в 30 плоскости, проходящей через ось 13 перпендикулярно плоскости чертежа. Соседний отражатель, состоящий из зеркал 3 и 4, осуществляет сканирование в плоскости, повернутой по отношению к предыдущей на 35 угол Лв 1, а отражатель, состоящий иэ зеркал 7 и 8, - в плоскости, повернутой на угол Лйа, В зависимости от угловых размеров поля зрения прибора и приемника 12, а также в зависимости от конструкции приемни ка пирамиды могут содержать то или иное количество двухгранных отражателей, обеспечивающее построение за один оборот целого количества кадров.Формула изобретения 45 1. Сканирующее устройство, содержащее телескопическую систему, последовательно установленные за ней пирамиду с возможностью вращения, объектив и приемник излучения, размещенные так, что точка пересечения оси вращения пирамиды и 50 оси телескопической системы совмещена с центром выходного зрачка, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения потерь эа счет сокращения отражений на гранях, за пирамидой дополнительно введена вторая пирамида, при этом линия пересечения граней пирамид совмещена с линией пересечения плоскости перпендикулярной оси вращения пирамид и размещенной на равном расстоянии от точек пересечения осей телескопической системы и объектива с осью вращения пирамиды, с плоскостью, проходящей через центр выходного зрачка телескопической системы под углом к оси вращения пирамид, равным половине угла между осью объектива и ее отрезком, лежащим между телескопической системой и сгражающими гранями пирамид, при расположении его главного сечения параллельно оси вращения пирамид и оси телескопической системы.2. Устройство по и. 1, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью уменьшения габаритов, ближайшие к объективу грани пирамиды установлены под одинаковым углом к оси вращения пирамид и перпендикулярно биссектрисе угла между осью объектива и осью вращения пирамид,3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, оси телескопической системы и объектива установлены под равным углом с осью вращения пирамид, а пирамиды одинаковы.4. Устройство по пп, 1 - 3, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, телескопическая система и объектив установлены так, что их оси перпендикулярны оси вращения пирамид, а вершины их совмещены.5. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности сканирования по второй координате, ближайшие к телескопической системе грани пирамиды установлены к оси вращения пирамид под углами, отличающимися друг отдруга на величину Лсо, определяемую из соотношеният 9 Лв= 1/21,где- линейный размер приемника;- фокусное расстояние объектива.% / / ри 8 Составитель В.СячиновТехред М.Моргентал . Корректор И.Муска Редактор А.О зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1146 Тираж 331 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5