Принципы построения панорамных оптических систем оптико-электронных приборов на базе оптических панорамных блоков

• Автор: Урусова, Мария Валерьевна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Два основных принципа построения панорамных объективов

1.2 Линзовые и зеркально-линзовые дисторзирующие объективы

1.3 Современные дисторзирующие ПОС

1.3.1 Панорамные насадки

1.3.2 Оптические панорамные блоки

1.3.3. Построение панорамных оптико-электронных приборов

на базе ОГТБ и МПИ

1.4 Выводы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ПОС.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДИСТОРЗИРУЮЩЕГО ОПБ

2.1 Расчетная схема формирования панорамного изображения и
выбор основных параметров ПОС
2.1.1. Расчётная схема формирования панорамного изображения ПОС
2.1.2 Выбор основных параметров ПОС
2.2 Принципы построения дисторзирующей ПОС
2.2.1 Управление размером изображения и характером зависимости у'(со) в ПОС
2.2.2 Телецентрический ход главных лучей на выходе как фактор повышения качества изображения в ПОС
2.3 Методика расчёта и конструкции ОПБ
2.3.1 Принципиальная схема ОПБ
2.3.2 Выбор основных уравнений и методика расчёта
2.3.3 Разработка конструкций ОПБ
2.4 Исследование характеристик ОПБ
2.4.1 Основные параметры и их влияние на характеристики

2.4.2 Оптимизация и результаты расчета конструкций ОПБ
2.4.3 Внеинформационные засветки в ОПБ
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ПАНОРАМНЫХ ОЭП НА БАЗЕ ОПБ И МПИ
3.1 Принципы построения приемной оптической системы панорамного ОЭП на базе ОПБ
3.2 Приемная оптическая система панорамного ОЭП с апертурной диафрагмой и линзовой оптикой переноса
3.3 Новый способ построения приемной оптической системы панорамного ОЭП при ограничении относительного отверстия непосредственно перед МПИ
3.4 Выводы
Заключение
Список литературы

В настоящее время системы панорамного обзора применяются при решении технических и научно-исследовательских задач с целями мониторинга, целеуказания и обнаружения объектов в наземных оптикоэлектронных приборах (ОЭП) различного назначения, в ОЭП ориентации космических аппаратов, для исследования структуры и формы внутренних полостей (туннелей, шахт, труб и т.д.), в машиностроении (например, при контроле взаимного расположения деталей при сборке), в робототехнике и др.
Для решения этих задач применяются системы обзора, работающие в угловом поле 360° по азимуту и более 90° по углу места при возможном наличии темнового поля (десятки градусов по углу места относительно оптической оси), и формирующие плоское изображение на приемнике излучения.
Среди таких систем панорамного обзора — сканирующие и многоканальные системы, которые широко применяются на настоящий момент, однако имеют ряд существенных недостатков. Для системы с механическим (оптико-механическим) сканированием это, прежде всего, наличие движущихся частей, сложность механической части, инерционность привода, громоздкость, невозможность одновременного обзора всего панорамного пространства, что затрудняет использование таких систем для наблюдения быстропротекающих процессов. Современные многоканальные системы (с составным угловым полем) строятся с использованием нескольких многоэлементных приемников излучения (МПИ) и нескольких оптических каналов для формирования изображений различных областей пространства на МПИ. Механическое сканирование при этом отсутствует, однако оптический блок отличается громоздкостью, возникают проблемы совмещения каналов и сведения изображения в единое целое.
1.4 Выводы

1. Разработка приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ и МПИ — одно из перспективных направлений развития панорамных ОЭП, что объясняется следующими преимуществами элементной базы:
- возможностью реализации ОПБ в различных спектральных диапазонах, включая инфракрасный (до 16 мкм и более)
- возможностью обеспечения максимального углового поля, значительно превышающего 180° при отсутствии виньетирования в зрачках при относительных отверстиях от 1/5;
- возможностью формирования резкого изображения, а в инфракрасном диапазоне (3 - 16 мкм) доходящего до
дифракционного при относительных отверстиях ОПБ от 1/5;
- простотой и технологичностью, точностью и стабильностью расположения рабочих поверхностей в ОПБ.
2. Известные конструкции ОПБ отличаются друг от друга сложностью и габаритами и являются отдельными техническими решениями, где повышение освещенности и разрешения на МПИ осуществляется усложнением каждой конструкции и введением асферических поверхностей, а не поиском новых принципов построения ОПБ. Отсутствие некоторых выходных характеристик не позволяет провести достаточно полный анализ и затрудняет их использование при разработке приемных оптических систем панорамных ОЭП.
3. В литературе отсутствует методика, позволяющая рассчитывать конструктивные параметры различных, как известных, так и новых типовых конструкций ОПБ, отличающихся не только конфигурацией и габаритами, но и согласованием параметров оптической системы и МПИ для решения различных задач.
4. Некоторые ОПБ (МЭИ, Повелл) рассчитаны для телецентрического хода главных лучей на выходе с целью повышения аберрационного