Способ формирования спектрозонального оптического изображения и система для его осуществления

 

Использование: в оптическом приборостроении , в том числе в кинофотоаппаратуре , в спектральных приборах и т.п. Сущность изобретения: спектральную фильтрацию полихроматического излучения осуществляют при его отражении от селективно-отражающих оптических поверхностей , причем количество отражений N, необходимое для получения заданного соотношения сигнала к шуму, и, соответственно , контраста, может быть определено из зависимости NHg(k+1)/(1-k)x ДАш/ДАс, где k - контраст спектрозонального изображения; ААш - спектральный диапазон шума; ДЯсспектральный диапазон сигнала. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК (Я)5 G 02 В 17/ОО

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Ы

С) (21) 4933365/10 (22) 07.05,91 (46) 30.07,93. Бюл. Рв 28 (71) Московское конструкторское бюро киноаппаратуры (72) К,Н. Афанасьев и Л.П. Шадрина (73) К.H. Афанасьев (56) 1. Патент США N. 4758075, кл. G 02 В 5/22, опубл. 1988.

2. Патент США N. 4588266, кл. G 02 В 5/22, опубл. 1986. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРОЗОНАЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И СИСТЕМАДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в кинофотоаппаратуре. в спектральных приборах и т.д.

Целью изобретения является увеличение соотношения сигнал/шум на выходе оптической системы.

В системе, реализующей способ и содержащей N. оптических поверхностей, где

i N>2, расположенных на одной оптической оси, введены N спектрозональных отражающих фильтров, размещенных на соответствующих оптических поверхностях, причем спектрозональный отражающий фильтр может быть выполнен в виде многослойного покрытия на светопоглощающем материале.

На фиг. 1 приведена схема спектрозональной оптической системы с двумя опти ческими поверхностями: на фиг. 2 приведена схема спектрозональной оптической системы с N>2 оптическими поверхно„„5U„„1831707 АЗ (57) Использование: в оптическом приборостроении, в том числе в кинофотоаппаратуре, в спектральных приборах и т.п.

Сущность изобретения; спектральную фильтрацию полихроматического излучения осуществляют при его отражении от селективно-отражающих оптических поверхностей, причем количество отражений N, необходимое для получения заданного соотношения сигнала к шуму, и, соответственно, контраста, может быть определено из зависимости N-19((М+1)/(1 — k)x Юш/ЛЦ, где

k — контраст спектрозонального изображения; Л4> — спектральный диапазон шума;

h4- спектральный диапазон сигнала. 2 р, и

1 з.п, ф-лы, 3 ил. стями; на фиг. 3 приведена спектральная характеристика спектрозонального отражательного фильтра.

Система для реализации способа содержит источник света 1, оптические элементы

2, 3, спектроэональные отражательные фильтры 4 и 5, линзу 6, экран 8. Оптическая система формирует спектрозональное изображение 6.

При реализации способа в устройстве свет от источника излучения попадает на зеркальные оптические элементы 2 и 3, на которых расположены спектрозональные отражательные фильтры 4 и 5, имеющие заданную спектральную характеристику по отражению. T.ê. свет отражается не менее, чем от двух фильтров 4 и 5, каждый из которых имеет спектрозональное покрытие с идентичными характеристиками. то происходит перемножение спектральных характеристик покрытий столько раз, сколько происходит отражений и. следовательно, 1831707 соотношение сигнал/шум спектроэональной оптической системы качественно улучшается (см, фиг, 3). Например, если покрытие имеет спектральную характеристику с отношением сигнал/шум 10:1, то после двух отражений соотношение сигнал/шум будет 100:1, а после четырех—

10000;1. Следовательно, иэображение от полихроматического источника, сформированное спектрозональной оптической системой будет профильтровано в нужной области спектра без применения дополнительных специальных фильтров.

Кроме того, предложенная система формирования цветного иэображения имеет более высокий контраст и светосилу, т,к. при таком же диапазоне телесных углов прохождения светового потока заявленный Объектив работает периферийной кольцевой зоной большей площади.

Контраст спектрозонального иэображения зависит от отношения сигнала к .шуму согласно формуле

R — 1

R+ 1 где R — отношение сИгнала к шуму, определяемое по формуле

Рвах

В=Фс/Фш х 7-,(— (О, 1 ax) где Ф вЂ” световой поток в спектральной зоне полезного сигнала;

Фш — световой поток в спектральной зоне шума;

pmax — максимальный коэффициент отражения от селективных поверхностей;

N — число отражений;

Л4 — спектрал ьна я зон а сигнала;

Юш — спектральная зона шума;

0,1 — коэффициент, определяющий соотношение между минимальным и максимальным коэффициентами отражения при одиночном отражении (см. кривую 1 на фиг.

3).

Из этой зависимости может быть получена зависимость, определяющая число отражений, которое необходимо осуществить для достижения заданного отношения сигнала к шуму, Формула изобретения

1. Способ формирования спектрозонального оптического изображения. при котором осуществляют пропускание полихроматического излучения через оптические среды, отражение его от оптических поверхностей и спектральную фильтрацию этого излучения, отличающийся тем, что, с целью увеличения соотношения сигнал/шум, спектральную фильтрацию полихроматического излучения осуществляют при его отражении от селективно-отража20 ющих оптических поверхностей,. причем количество отражений определяется зависимостью

К+1 М

М= ц - — — х —,, где К вЂ” контраст спектрозонального оптического изображения;

Л4 — спектральный диапазон длин волн

30 шума: Я вЂ” спектральный диапазон длин волн сигнала.

2, Система для формирования спектрозонального оптического изображения, со35 держащая М Оптических поверхностей, где

N 2, расположенных на одной оптической оси, отличающаяся тем, что, с целью повышения соотношения сигнал/шум, введены N спектрозональных отражающих

40 фильтров, размещенных на соответствующих оптических поверхностях.

3, Система по п,2, отличающаяся тем. что спектроэональный отражающий фильтр выполнен в виде многослойного покрытия на светопоглощающем материале.

1831707

1831707

Составитель К. Афанасьев

Техред М.Моргентэл Корректор Л. ПилийенФо

Редактор Н. Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2551 Тираж, Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5