Оптическая сканирующая система
Использование: изобретение может быть использовано при разработке тепловизионных и телевизионных систем. Сущность изобретения: система содержит афокальную насадку 1, объектив 2 приемника 3 и зеркальный барабан зонного сканирования, выполненный в виде двух усеченных конических многогранников 5 и 6. Ребра 7 двухгранных углов перпендикулярны к оси 8 вращения барабана 4. Центр 9а входного зрачка Юа афокальной насадки и центр 96 входного зрачка 106 объектива размещены между сканирующими гранями 11 и осью 8 вращения барабана 4 на расстоянии В от оси 8, а изображения зрачков Юа, б совмещены в плоскости ребер 7 двухгранных углов барабана. Угол yi наклона грачей 11 к оси 8 вращения многогранника, сопряженного с объективом 2, составляет 45°, а угол yi наклона граней 11 к оси 8 вращения многогранника , сопряженного с афокальной насадкой , определен по соотношению уг 135° - о , где о - двухгранный угол между гранями разных многогранников, который определяют для каждой пары граней. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5i)5
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
«ааю«ф
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874254/10 (22) 16,10.90 (46) 23.06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова (72) В; П. Митин, Л. M. Блюдников, И. А.
Коробченко, Л. И. Лаврентьева и Л. А. Маргозина (53) 681.41(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N815702,,кл, G 02 В 27/10, 1979.
Заявка Великобритании ¹ 2097145, кл. G 02 В 27/17, 1982.
Авторское свидетельство СССР № 1465858, кл. G 02 В 26/10, 1987.
Заявка Великобритании № 1569879, кл. G 02 В 27/17, 1980. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА (57) Использование: изобретение может быть использовано при разработке тепловизионныхых и телевизионных систем. Сущность изобретения: система содержит афокаль Ы, 1742774 А1 ную насадку 1, объектив 2 приемника 3 и зеркальный барабан зонного сканирования, выполненный в виде двух усеченных конических многогранников 5 и 6. Ребра 7 двухгранных углов перпендикулярны к оси 8 вращения барабана 4. Центр 9а входного зрачка 10а афокальной насадки и центр 9б входного зрачка 10б объектива размещены между сканирующими гранями 11 и осью 8 вращения барабана 4 на расстоянии В от оси 8, а изображения зрачков 10а, б совмещены в плоскости ребер 7 двухгранных углов барабана. Угол у наклона граней 11 к оси 8 вращения многогранника, сопряженного с объективом 2, составляет 45, а угол щ наклона граней 11 к оси 8 вращения многогранника, сопряженного с афокальной насадкой, определен по соотношению
135 — о, где и — двухгранный угол между гранями разных многогранников, который определяют для каждой пары граней. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
1742774
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптикоэлектронным приборам, и может быть использовано при разработке тепло- и телевизионных систем. 5
Известен зеркальный многогранник развертывающей (сканирующей) системы, выполненный в виде двух усеченных пирамид, соединенных меньшими основаниями, а ребра двухгранных углов перпендикуляр- 10 ны к оси вращения многогранника.
Известна оптическая сканирующая система;содержащая многогранный барабан с несколькими парами зеркал, объектив и афокальную насадку (телескоп). 15
Известно сканирующее устройство, содер>кащее афокальную насадку, объектив приемника и поворотный зеркальный многогранник, в котором центр выходного зрачка афокальной насадки размещен на оси 20 вращения многогранника. Такое размещение выходного зрачка афокальной насадки ведет к увеличению габаритов устройства, так как такое размещение ведет к увеличению расстояния между отражающей гранью 25 и входным зрачком обьектива.
Наиболее близким к изобретению является сканирующая система, содержащая афокальную насадку, объектив приемника и зеркальный барабан зонного сканирования 30 в виде двух усеченных конических многогранников, соединенных меньшими основаниями, а ребра двухгранных углов, равных около 90О, перпендикулярны к оси вращения барабана, 35
Известная сканирующая система имеет завышенные габариты и пониженное качество изображения из-за непостоянства совмещения выходного зрачка афокальной насадки и входного зрачка объектива, 40
Целью изобретения является уменьшение габаритов системы.
Указанная цель достигается тем, что в известной сканирующей системе, содер>кащей афокальную насадку, объектив и зер- 45 кальный барабан в виде двух усеченных конических многогранников, соединенных меньшими основаниями, ребра двухгранных углов которого перпендикулярны оси вращения барабана, центры выходного 50 зрачка афокальной насадки и входного зрачка объектива приемника размещены между гранями и осью вращения барабана на расстоянии В от последней (оси барабана), а изображения этих зрачков совмещены 55 в плоскости ребер двухгранных углов барабана, угол наклона граней к оси вращения многогранника, сопря>кенного с объективом, составляет 45, а расстояния С1 и Ср от оптической оси объектива до точек пересечения продолжений граней двухгранных углов с осью вращения барабана удовлетворяют условиям
С = — (1 — ) — B cos (0,860);
А 1
2 tgo
С = А1 1 +В 08601
2 tg o tg y tg y где Ci — расстояние по оси вращения барабана от оптической оси объктива до точки пересечения продолжения грани двухгранного угла многогранника, сопряженного с объективом;
Cz — расстояние по оси вращения барабана от оптической оси объектива до точки пересечения продолжения грани двухгранного угла многогранника, сопряженного с афокальной насадкой;
А — расстояние между центрами выходного зрачка афокальной насадки и входного зра- ";a обьектива;
 — расстояние от оси вращения барабана до центров выходного зрачка афокальной насадки или входного зрачка объектива вдоль их оси; (т — двухгран н ый угол между парами зеркал многогранников;
0 — текущий угол поворота барабана. у< и 1> — углы, под которыми продолжения граней двухгргнных узлов пересекают ось вращения барабана: yi.=-45; in-= 135;
0,86 — коэффициент, определенный экспериментально, при котором величина смещения центра выходного зрачка афокальной насадки минимальна, Кроме того, оптическая ось объектива перпендикулярна оси вращения барабана, а оптическая ось афокальной насадки может составлять угол с оптической осью объектиBG до 6", определенных экспериментально.
На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 и 3— проекции реально осуществленного ск"";íèрующего устройства.
Сптическая сканирующая система содер>кит афокальную насадку 1, обьектив 2 приемника 3, зеркальный барабан 4 зонного
cêaнирования, выполненный в виде двух усеченных конических многогранников 5 (сопря>кенный с афокальной насадкой 1) и 6 (сопряженный с объективом 2), а ребра 7 двухгранных углов а перпендикулярны к оси 8 вращения барабана 4. Центр 9а входного зрачка 10а афокал ьной насадки и центр
9б входного зрачка 10б объектива размещены между сканирующими гранями 11 и осью
8 вращения барабана 4 на расстоянии В от последней (оси 8), а изображения зрачков
10б совмещены в плоскости ребер 7 двухгранных углов о барабана 4, угол yi íàкло1742774
55 на граней 11 к оси 8 вращения многогранника 6, сопряженного с объективом 2, составляет у1 = 45, а угол у наклона граней
11 к оси 8 вращения многогранника 5, со- 5, пряженного с афокальной насадкой, определяют по соотношению: у = 180 — (o +
y<) = 135 — o, где угол o определяют для каждой сканирующей зоны в кадре по за- 10 данному углу Д поля зрения системы по кадру и числу к зон, составляющих полный кадр, по формуле
oi =90 + — (2 i — k — 1 ), 2 где i — номер зоны.
Величины А и В определяют по параметрам оптических систем, в частности по величинам удаления зрачков. Угол Озадается по техническому заданию, На основании всех известных данных определяют расстояние С1 и Сг от оптической оси объектива 2 до точек 12 и 13 пересечения продолжения граней 11, например 11 с осью 8 враще1 11 ния барабана для каждого двухгранного уг- 25 ла о по указанному соотношению.
Уменьшение габаритов системы происходит из-за уменьшения габаритов сканирующего барабана за счет размещения зрачков оптических узлов на расстоянии В от оси 8 вращения и совмещения их в плоскости ребер двухгранных у лов барабана и уменьшения габаритов входной линзы афокальной насадки за счет минимального смещения центра ее выходного зрачка, учитываемого коэффициентом 0,86 в формуле определения С1 и Cz. Последнее обстоятельство ведет и к повышению качества изображени"..
Формула изобретения
1. Оптическая сканирующая система, содержащая афокальную насадку, объектив и зеркальный барабан в виде двух усечен- ных конических многогранников, соединенных меньшими основаниями, ребра 45 двухгранных углов которых перпендикулярны оси вращения барабана, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов, центры выходного зрачка афокальной насадки
50 и входного зрачка объектива размещены между гранями и осью вращения барабана на расстоянии В от последней, а изображения этих зрачков совмещены в плоскости ребер двугранных углов барабана, угол наклона граней к оси вращения многогранника, сопряженного с объективом, составляет
45О, а расстояния от оптической оси объектива до точек пересечения продолжений граней двугранных углов с осью вращения барабана удовлетворяет условию
С1 = — (1 ) — В.cos (0,860);
А 1
2 щп
А(„1 + B cps 0.860 )
2 тц о тц у2 tg y2 где C> — расстояние по оси вращения барабана от оптической оси объектива до точки пересечения продолжения грани двугранного угла многогранника, сопряженного с объективом;
Cz — расстояние по оси вращения барабана от оптической оси объектива до точки пересечения продолжения грани двугранного угла многогранника, сопряженного с афокальной насадкой;
А — расстояние между центрами выходного зрачка афокальной насадки и входного зрачка объектива;
 — расстояние от оси вращения барабана до центра выходного зрачка афокальной насадки или входного зрачка объектива вдоль их оси; о- двугранный угол между парами зе кал многогранников;
6 — текущий угол поворота барабана; 1 и ) 2 — углы, под которыми продол>кения двугранных углов пересекают ось вра.цения.барабана, у = 45", 12 = 135 — о
2, Система по и. 1, отл и ч а ю ща ч с я тем, что оптические оси афокальной насадки и объектива перпендикулярны оси вращения барабана.
3. Система по и. 1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что афокальная насадка размещена под углом к оси вращения барабана, большим
84о
1742774 с
"2Т и, "лЗ
Фиг. 2
Составитель B.Ìèòèí
Техред М,Моргентал
Корректор А.Осауленко
Редактор H.Ðîãóëè÷
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 2284 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН . СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
