Тепловизионный прибор

Изобретение относится к тепловизионным приборам, которые обеспечивают наблюдение как в видимой, так и в инфракрасной области. В указанном приборе инфракрасный объектив формирует тепловое изображение в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации, расположенного в фокальной плоскости окуляра, в соответствии с формируемым тепловым изображением. Коллимированный пучок лучей, сформированный окуляром, отражается зеркалом и спектроделителем и попадает в глаз наблюдателя одновременно с видимым изображением наблюдаемой сцены. Блок управления фокусировкой служит для компенсации расфокусировки изображения инфракрасного объектива в результате изменения температуры окружающей среды. Технический результат заключается в повышении углового разрешения тепловизионного прибора и расширении эксплуатационных возможностей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано при изготовлении тепловизионных приборов, предназначенных для наблюдения и распознавания объектов.

Известна оптическая система для тепловизора (см. US 2005/0103999 A1, МПК7 G01J 5/02, публ. 19.05.2005 г.), которая содержит короткофокусный инфракрасный объектив, охлаждаемое фотоприемное устройство и позволяет наблюдать изображение объектов на экране монитора. Недостатками этой системы являются малое разрешение и ограниченность функциональных возможностей, обусловленных необходимостью использования дополнительных устройств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому тепловизионному прибору является тепловизионный наблюдательный прибор (см. патент на полезную модель RU 125734 U1, МПК7 G02B 23/12, публ. 10.03.2013 г.), содержащий последовательно установленные инфракрасный объектив, матричное фотоприемное устройство, блок обработки информации, блок формирования видеоизображения с экраном и окуляр, а также блок памяти, подключенный к входу блока обработки информации. Инфракрасный объектив состоит из четырех положительных менискообразных линз, причем первая, третья и четвертая германиевые линзы выполнены выпукло-вогнутыми, а вторая, из селенида цинка, выполнена вогнуто-выпуклой. Инфракрасный объектив выполнен с возможностью небольшого перемещения вдоль оптической оси, позволяющего компенсировать смещение плоскости изображения вследствие изменения окружающей температуры (терморасфокусировку изображения). Блок обработки информации позволяет измерять температуру чувствительных элементов матрицы и вычислять коэффициенты коррекции на основе заданных и содержащихся в блоке памяти коэффициентов. Окуляр содержит первую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу, вторую положительную плоско-выпуклую линзу и склейку из третьей отрицательной выпукло-вогнутой и четвертой положительной выпукло-плоской линз. Окуляр выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

Указанный тепловизионный прибор используется для обзорных целей, поскольку фокусное расстояние инфракрасного объектива не превышает 50 мм. Кроме того, в приборе отсутствует возможность одновременного наблюдения теплового изображения, сформированного инфракрасным объективом и окуляром, и видимого изображения рассматриваемой сцены. Компенсация терморасфокусировки изображения в инфракрасном объективе осуществляется перемещением всего объектива. В случае увеличения фокусного расстояния инфракрасного объектива, при котором существенно возрастают диаметры линз и его длина, этот способ компенсации является неприемлемым.

Целью изобретения является повышение углового разрешения тепловизионного прибора для обеспечения распознавания объектов при улучшении эксплуатационных возможностей тепловизионного прибора за счет одновременного наблюдения теплового изображения, сформированного инфракрасным объективом и окуляром, и видимого изображения рассматриваемой сцены.

Указанная цель достигается тем, что в тепловизионном приборе, содержащем последовательно установленные инфракрасный объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей первой положительной выпукло-вогнутой линзы, второй линзы и третьей положительной выпукло-вогнутой линзы, матричное фотоприемное устройство, блок обработки информации, устройство отображения информации и окуляр, состоящий из расположенных по ходу лучей первой вогнуто-выпуклой линзы, второй положительной линзы и склейки из третьей отрицательной выпукло-вогнутой и четвертой положительной линз, введены зеркало и спектроделитель, установленные в параллельном пучке лучей, сформированном окуляром, под углом к его оптической оси, а также блок управления фокусировкой, подключенный к управляющему выходу блока обработки информации, в инфракрасном объективе вторая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой и установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, в окуляре первая линза выполнена положительной, вторая линза выполнена вогнуто-выпуклой, а четвертая линза выполнена двояковыпуклой.

На чертеже представлена оптическая схема тепловизионного прибора.

Тепловизионный прибор содержит последовательно установленные инфракрасный объектив I, содержащий расположенные по ходу лучей первую положительную выпукло-вогнутую линзу 1, вторую отрицательную выпукло-вогнутую линзу 2, установленную с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и третью положительную выпукло-вогнутую линзу 3, матричное фотоприемное устройство 4, блок обработки информации 5, устройство отображения информации 6 и окуляр II, содержащий расположенные по ходу лучей первую положительную вогнуто-выпуклую линзу 7, вторую положительную вогнуто-выпуклую линзу 8 и склейку из третьей отрицательной выпукло-вогнутой 9 и четвертой положительной двояковыпуклой 10 линз, зеркало 11 и спектроделитель 12, установленные в параллельном пучке лучей, сформированном окуляром II, под углом к его оптической оси. Тепловизионный прибор также содержит датчик температуры окружающей среды 13 и блок управления фокусировкой 14, подключенные ко второму входу и управляющему выходу блока обработки информации 5 соответственно.

Тепловизионный прибор работает следующим образом: тепловое излучение от бесконечно удаленного объекта проходит через линзы 1-3 инфракрасного объектива I и фокусируется в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемного устройства 4, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации 5, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации 6 в соответствии с формируемым тепловым изображением. Излучение от устройства формирования изображения 6 проходит через линзы 7-10 окуляра II, отражается зеркалом 11 и спектроделителем 12 и попадает в глаз наблюдателя. Наблюдатель видит тепловое изображение, поступающее от устройства формирования изображения 6, наложенное на видимое изображение наблюдаемой сцены, рассматриваемое сквозь спектроделитель 12. Фокусное расстояние инфракрасного объектива I составляет 125 мм, относительное отверстие 1:1,1, угловое разрешение при этом увеличивается как минимум в 2,5 раза, что позволяет улучшить распознавание объектов. Для компенсации терморасфокусировки изображения инфракрасного объектива I служит блок управления фокусировкой 14. Компенсация терморасфокусировки изображения осуществляется перемещением одной линзы 2 механическим способом (вручную) или электроприводом по сигналам от блока обработки информации 5 в соответствии с показаниями датчика температуры окружающей среды 13.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет увеличить фокусное расстояние инфракрасного объектива, повысив тем самым угловое разрешение тепловизионного прибора как минимум в 2,5 раза и расширить его эксплуатационные возможности за счет одновременного наблюдения теплового изображения и видимого изображения рассматриваемой сцены с осуществлением компенсации терморасфокусировки путем перемещения одной линзы.

Тепловизионный прибор, содержащий последовательно установленные инфракрасный объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей первой положительной выпукло-вогнутой линзы, второй линзы и третьей положительной выпукло-вогнутой линзы, матричное фотоприемное устройство, блок обработки информации, устройство отображения информации и окуляр, состоящий из расположенных по ходу лучей первой вогнуто-выпуклой линзы, второй положительной линзы и склейки из третьей отрицательной выпукло-вогнутой и четвертой положительной линз, отличающийся тем, что в него введены зеркало и спектроделитель, установленные в параллельном пучке лучей, сформированном окуляром, под углом к его оптической оси, а также блок управления фокусировкой, подключенный к управляющему выходу блока обработки информации, в инфракрасном объективе вторая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой и установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, в окуляре первая линза выполнена положительной, вторая линза выполнена вогнуто-выпуклой, а четвертая линза выполнена двояковыпуклой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам захвата изображений. Техническим результатом является предоставление элемента захвата изображения и устройства захвата изображения, которые уменьшают время переноса данных и устраняют потерю качества изображения.

Сайдоскоп // 2560247
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно телескопам. Телескоп содержит корпус, входной объектив, фильтр, параболическое зеркало и приемник излучения, расположенный в стороне от оптической оси телескопа, защитный экран с приемным окном, фильтр расположен на пути излучений перед главным зеркалом, приемник излучения включает приемную резисторную матрицу, расположенную в приемном окне так, чтобы лучи, отраженные от зеркала, фокусировались бы только на приемной резисторной матрице, состоящей из N столбцов и M строк, N-канальный аналоговый ключ, M малошумящих дифференциальных усилителей, M цифроаналоговых преобразователей, источник опорного напряжения, М аналого-цифровых преобразователей, M цифровых сумматоров, M-входовый регистр сдвига, микроконтроллер, персональный компьютер, приемник спутниковой навигационной системы, устройство синхронизации, цифровой датчик температуры, конструктивно связанный с подложкой резисторной матрицы, и вентилятор воздушного охлаждения, конструктивно связанный с обратной стороной резисторной матрицы, питание на который поступает от микроконтроллера через устройство синхронизации.

Изобретение относится к тепловизионным устройствам с матричным фотоприемным устройством. Техническим результатом является повышение скорости обработки цифровых видеоданных без существенного увеличения потребляемой мощности и усложнения конструкции устройства, а также снижение задержки прохождения видеосигнала.

Изобретение относится к области цветного телевидения с высокой разрешающей способностью. Техническим результатом является улучшение качества восстановления отсутствующих значений пикселей сигналов цветовых составляющих, увеличение четкости изображений, уменьшение искажений и сохранение цветности.

Изобретение относится к устройству формирования цветного изображения, которое подавляет генерацию цветовых комбинационных искажений (цветного муара). Техническим результатом является подавление генерации ложного цвета высокочастотной секции путем простой обработки изображения.

Изобретение относится к устройствам на основе инфракрасного видикона, служит для низкоуровневых применений, т.е. для регистрации сигналов малой интенсивности, таких, что уровень сигнала может быть сравним с уровнем шумов.

Изобретение относится к устройству формирования цветного изображения, которое подавляет формирование цветного муара (цветовых комбинационных искажений). Техническим результатом является подавление формирования ложного цвета высокочастотного сегмента посредством простой обработки изображения.

Изобретение относится к области телевизионной техники. Техническим результатом является обеспечение устройства, позволяющего производить точную коррекцию уровня черного и усиление для разных каналов фотоприемника, используя лишь в качестве априорных данных захваченное изображение.

Изобретение относится к устройству формирования изображения, такому как датчик изображения CMOS, и к системе камеры. Техническим результатом является формирование изображений или измерение при низкой интенсивности, с низким уровнем шумов, даже при низкой освещенности и с широким динамическим диапазоном.

Изобретение относится к формирователям сигналов изображения. Техническим результатом является уменьшение эффективной емкости затвора усиливающего транзистора без изменения площади затвора для значительного уменьшения общей паразитной емкости.

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и касается оптико-электронного прицела. Прицел содержит объектив, электронный блок и окуляр.

Изобретение относится к области обнаружения инфракрасного излучения низколетящих объектов. Комплекс аппаратуры для воздушного наблюдения включает размещение тепловизионной камеры на привязном аэростате с возможностью кругового вращения камеры вокруг вертикальной оси и изменения угла наклона камеры к вертикальной оси за счет размещения ее на горизонтальном валу.

Прибор может быть использован в системе управления огнем объектов бронетанковой техники. Прибор содержит головную часть, состоящую из защитных стекол и двух призм-кубиков, два вертикально расположенных канала: однократный оптический и многократный оптико-электронный, и канал импульсного лазерного дальномера, который имеет излучающее и приемное устройства.

Изобретение относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, в частности, к наблюдательным приборам для тепловизионного и ночного наблюдения. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для прицеливания из стрелкового оружия. .

Изобретение относится к технике формирования изображений, в частности, к системам оптико-электронных приборов формирования и обработки инфракрасных изображений (ИК), в которых актуальна задача коррекции тепловизионного изображения, связанная с компенсацией неоднородности постоянной составляющей сигнала фоточувствительных элементов, и может быть использовано для разработки и создания тепловизионных систем и приборов различного назначения с матричными фотоприемными устройствами (МФПУ).

Изобретение относится к технике формирования изображений, в частности к оптическим системам оптико-электронных приборов формирования и обработки инфракрасных изображений (ИК), в которых актуальна задача коррекции тепловизионного изображения, связанная с компенсацией постоянной составляющей сигнала фоточувствительных элементов, и может быть использовано для разработки и создания тепловизорных систем и приборов различного назначения с матричными фотоприемными устройствами (МФПУ).

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптико-электронным приборам, и может быть использовано, например, в тепловизионных приборах и системах, построенных на основе матричных приемников теплового излучения и обеспечивающих анализ изображений объектов в различных полях зрения.

Оптический прицел переменного увеличения предназначен для ведения стрельбы из стрелкового оружия. Прицел содержит установленные в корпусе объектив, окуляр, тубус, в котором размещены оборачивающая система и система смены увеличения в подвижной оправе, сетка, механизм смены увеличения, механизмы выверки, тубус кинематически связан с механизмами выверок и имеет продольный паз. Конец тубуса со стороны объектива выполнен сферическим и сопряжен с корпусом, между тубусом и объективом установлена втулка, сопрягаемая с внутренней сферической поверхностью тубуса. Перед объективом установлено резьбовое кольцо, на другой конец тубуса установлено второе резьбовое кольцо, на которое опираются рабочие торцы выверочных механизмов, механизм смены увеличения выполнен из кинематически связанных толкателя, рычага и рукоятки, а толкатель соединен с оправой системы смены увеличения. Технический результат - уменьшение габаритных размеров и упрощение конструкции устройства за счет упрощения конструкций и совмещения механизмов смены эквивалентного фокусного расстояния объектива и смены увеличений и выверки прицела. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к тепловизионным приборам, которые обеспечивают наблюдение как в видимой, так и в инфракрасной области. В указанном приборе инфракрасный объектив формирует тепловое изображение в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации, расположенного в фокальной плоскости окуляра, в соответствии с формируемым тепловым изображением. Коллимированный пучок лучей, сформированный окуляром, отражается зеркалом и спектроделителем и попадает в глаз наблюдателя одновременно с видимым изображением наблюдаемой сцены. Блок управления фокусировкой служит для компенсации расфокусировки изображения инфракрасного объектива в результате изменения температуры окружающей среды. Технический результат заключается в повышении углового разрешения тепловизионного прибора и расширении эксплуатационных возможностей. 1 ил.

Наверх