Быстродействующий тепловизор

 

Изобретение относится к технике сканирующих тепловизионных приборов. Цель изобретения - усовершенствование тепловизионной системы, повышение четкости тепловизионного изображения за счет уменьшения аберраций. Цель достигается тем, что в оптическую систему быстродействующего тепловизора со строчным сканером в виде зеркальной призмы вводится выпуклое сферическое зеркало, обеспечивающее два отражения. 2 ил.

Изобретение относится к технике сканирующих тепловизионных приборов. Известны быстродействующие тепловизиооные системы [1], где конструктивное исполнение строчного сканера вызывает определенные трудности: необходимо устранение вибраций; обеспечение минимального ослабления; уменьшение аббераций.

Эти трудности в значительной мере могут быть устранены при использовании строчного сканера в виде вращающейся зеркальной призмы. Однако недостатком этих тепловизоров является низкий коэффициент использования из-за эффекта удвоения угла отражения от отворачивающейся грани призмы.

Известны тепловизионные системы ведущих тепловизионных производителей Англии, Швеции и др., где для увеличения коэффициента использования вводятся согласующие вогнутые зеркала [2, 3].

Сканирующая система [2] выбрана в качестве прототипа.

Принцип работы тепловизионной системы изображен на фиг.1.

Здесь параллельный пучок после окуляра 1 телескопа 2, отразившись от плоского зеркала 3 кадрового сканера, попадает на поверхность согласующего сферического зеркала 4, проходит через компенсатор 5, после чего попадает на зеркальный барабан 6, который расположен в плоскости, сопряженной с плоскостью плоского зеркала кадрового сканера. Отраженный пучок от зеркальной грани призмы проекционным объективом 7 направляется на фотоприемник (ФП) 8.

Таким образом, вогнутое зеркало 4 позволяет согласовать широкий угол (фиг.1) строчного сканера с угловым полем зрения оптической системы. Согласующее зеркало существенно увеличивает коэффициент использования строчного сканера, из-за чего увеличиваются полезный тепловизионный сигнал и чувствительность тепловизионной камеры [1]. Однако введение в камеру согласующего сферического зеркала вызывает ряд недостатков: увеличение габаритов камеры; увеличение аберраций. Использование специальных компенсаторов, работающих на пропускание и уменьшающих аберрации, приводит к уменьшению сигнала и снижению температурной чувствительности камеры.

Цель изобретения - усовершенствование тепловизионной системы, т.е. уменьшение габаритов тепловизионной камеры, улучшение качества изображения и повышение четкости тепловизионного изображения за счет уменьшения аберраций.

Цель достигается тем, что в оптическую систему быстродействующего тепловизора со строчным сканером в виде зеркальной призмы и вогнутого фокусирующего сферического зеркала вводится выпуклое сферическое зеркало, обеспечивающее два отражения.

Введение дополнительного сферического зеркала, работающего с двумя отражениями, позволяет скорректировать аберрации, так как двойное отражение повышает коррекционные возможности зеркала, а также позволяет уменьшить габариты тепловизионной системы при сохранении требуемого коэффициента использования путем помещения выпуклого сферического зеркала перед согласующим зеркалом.

На фиг. 1 изображена оптическая система тепловизора. Параллельный пучок после окуляра 1 телескопа 2, отразившись от плоского зеркала 3, попадает на сферическое выпуклое зеркало 9 и расходящимся пучком направляется на согласующее зеркало 4, после которого сфокусированный пучок, вторично отразившись от сферического выпуклого зеркала 9, попадает на призму 6 и далее проекционным объективом 7 направляется на фотоприемник 8.

Уменьшение габаритов является важным моментом при эксплуатации тепловизора. Уменьшение аберраций обеспечивает более качественное воспроизведение тепловизионного изображения и позволяет реализовать увеличение числа строк, что повышает четкость тепловизионного изображения и эксплутационные характеристики работы тепловизора.

Изложенные принципы построения оптической системы положены в основу создания тепловизионной системы, которая может использоваться в народном хозяйстве и медицине. Введение зеркального компенсатора в виде выпуклого сферического зеркала обеспечило тепловизионной системе малые габариты (90x140x250), высокую четкость (265 строк) и высокую температурную чувствительность (0,07oC).

Источники информации.

1. Жуков А. Г. , Горюнов А.Н., Кальфа А.А. Тепловизионные приборы и их применение. М.: Радио и связь, 1983, 168 с.

2. Патент N 1586099 British Company of Caxton Street 3. Проспект фирмы AGEMA, публикация N 556556875, изд.2.- AGEMA Infared Systems AB 1988.

Формула изобретения

Быстродействующий тепловизор со строчным сканером в виде зеркальной призмы и вогнутым сферическим зеркалом, отличающийся тем, что перед вогнутым сферическим зеркалом введено рассеивающее выпуклое сферическое зеркало, расположенное таким образом, что оно обеспечивает два отражения: одно - до вогнутого сферического зеркала, другое - после него, причем рассеивающее сферическое зеркало расположено перед вогнутым сферическим зеркалом и оптически связано с ним зеркальной призмой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области тепловизионной техники и может быть использовано для распознавания формы объекта

Изобретение относится к устройствам для преобразования инфракрасных изображений в видимые и может быть использовано в военной технике, медицинской диагностике, системах охраны, для обнаружения пожаров, промышленном контроле

Изобретение относится к технике формирования и передачи изображений, а точнее к тепловидению, и может использоваться в приборах для дистанционного контроля и измерения температурных полей различных объектов

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано в телевизионных камерах на приборах с зарядовой связью прикладного назначения

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может найти применение в приборах, служащих для получения ИК-изображений

Изобретение относится к полупроводниковой технике, конкретно к технике фоточувствительных приборов, и может быть использовано при проектировании фотоприемных устройств для преобразования изображения в дальней ИК-области (8-14 мкм) спектра электромагнитного излучения в электрический сигнал

Изобретение относится к оптической электронике и может использоваться в телевизионных и тепловизионных системах, измерительных системах, содержащих линейные и матричные фотоприемники

Изобретение относится к тепловизионной технике и может быть использовано в оптико-электронных системах обработки информации и распознавания

Изобретение относится к лазерной телевизионной технике и может быть использовано для воспроизведения телевизионного изображения на проекционных экранах коллективного пользования

Изобретение относится к области тепловизионной техники и может быть использовано для распознавания формы объекта

Изобретение относится к электронному машиностроению и приборостроению, а именно к лазерной технологии, и может быть использовано для размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей, имеющих диэлектрические, полупроводниковые или металлические покрытия, что позволяет получить рисунок в виде рельефа заданного размера и геометрической формы на обрабатываемой поверхности

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить равномерность освещенности

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для применения в прецизионных оптико-электронных системах обработки излбражений и сигналов, в том числе малоразмерных и слабоконтрастных изображений и слабых сигналов , а также автоматизированных контрольно-измерительных комплексах

Изобретение относится к способам передачи двухмерного изображения с помощью волоконной оптики

Изобретение относится к системам передачи оптического изображения на экран и позволяет повысить КПД проекционной системы за счет введения дополнительного оптического канала, использующего экранируемую часть светового потока

Изобретение относится к светотехнике и проекционным оптическим системам и может найти широкое применение в фотолитографии, фото- и кинотехнике
Наверх