Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2646436C2 - Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger - Google Patents

Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger Download PDF

Info

Publication number
RU2646436C2
RU2646436C2 RU2016133828A RU2016133828A RU2646436C2 RU 2646436 C2 RU2646436 C2 RU 2646436C2 RU 2016133828 A RU2016133828 A RU 2016133828A RU 2016133828 A RU2016133828 A RU 2016133828A RU 2646436 C2 RU2646436 C2 RU 2646436C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
optical system
range finder
angle
range
Prior art date
Application number
RU2016133828A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016133828A (en
Inventor
Александр Владимирович Медведев
Александр Васильевич Гринкевич
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ") filed Critical Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ")
Priority to RU2016133828A priority Critical patent/RU2646436C2/en
Publication of RU2016133828A publication Critical patent/RU2016133828A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646436C2 publication Critical patent/RU2646436C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/06Aiming or laying means with rangefinder
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04Systems determining the presence of a target
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: single-pupillary multispectral optical system with built-in laser ranger contains a common input channel, a spectro-dividing plate reflecting the spectral range of optical channel and transmitting the spectral range of thermal imaging channel. Wherein, reflected channel is made televisional of two components between which the second spectro-dividing plate is installed, reflecting spectral range of television channel and bypassing the spectral range of range channel that contains the flat mirror with axial hole located at an angle to the optical axis, performing apertural division for the branches of light-sensitive detector and semiconductor of laser emitter.
EFFECT: simplification of design, providing the possibility of measuring range.
2 cl, 2 dwg, 2 tbl

Description

Патентуемая однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером может быть применена для тепло и телевизионных приборов и прицелов с функцией измерения дальности, используемых в самых разнообразных условиях эксплуатации.The patented single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder can be used for heat and television devices and sights with a range measurement function used in a wide variety of operating conditions.

Известна оптическая система однозрачкового прицела с лазерным дальномером (патент RU 2560347 С1, опубл. 20.08.2015), содержащая визуальный и дальномерный каналы прицела с общей входной оптикой, содержащей спектроделительный кубик, формирующий канал встроенного лазерного дальномера, содержащий отрицательную линзу, четвертьволновую фазовую пластинку, поляризационный сплиттер, разветвляющий дальномерный канал на излучающую и приемную часть, каждая из которых содержит фокусирующие линзы.A known optical system of a single-pupil sight with a laser range finder (patent RU 2560347 C1, publ. 08/20/2015), containing visual and range finder channels of the sight with a common input optics containing a spectro-dividing cube, forming a channel of the built-in laser range finder, containing a negative lens, quarter-wave phase plate, a polarizing splitter branching a rangefinder channel into a radiating and receiving part, each of which contains focusing lenses.

Недостатками этой оптической системы являются невозможность ночного наблюдения и сложность исполнения дальномерного канала прицела.The disadvantages of this optical system are the impossibility of night observation and the complexity of the execution of the range-finding channel of the sight.

Наиболее близкой по технической сущности является однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером (патент RU 2581763 С2, опубл. 20.04.2016), содержащая общий входной канал, спектроделительную пластинку, отражающую спектральный диапазон телевизионного канала и пропускающую спектральный диапазон тепловизионного канала, два оптических канала для каждого из спектральных диапазонов, причем отраженный телевизионный канал выполнен двухкомпонентным, между компонентами которого установлен спектроделительный кубик, пропускающий спектральный диапазон телевизионного канала и отражающий длину волны дальномерного канала, содержащего коллимирующую двухкомпонентную оптику, четвертьволновую фазовую пластинку, поляризационный сплиттер, разветвляющий дальномерный канал на излучающую и приемную части, каждая из которых содержит двухкомпонентный объектив сопряжения.The closest in technical essence is a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder (patent RU 2581763 C2, publ. 04/20/2016) containing a common input channel, a spectrodividing plate reflecting the spectral range of the television channel and transmitting the spectral range of the thermal imaging channel, two optical channels for each of the spectral ranges, and the reflected television channel is made two-component, between the components of which there is a spectrodividing a cube that transmits the spectral range of the television channel and reflects the wavelength of the rangefinder channel containing the collimating two-component optics, a quarter-wave phase plate, a polarizing splitter branching the rangefinder channel into the emitting and receiving parts, each of which contains a two-component pairing lens.

Недостатком этой оптической системы является сложность исполнения телевизионного и дальномерного каналов прицела.The disadvantage of this optical system is the complexity of the television and rangefinder channels of the sight.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение количества оптических компонентов и упрощение мультиспектральной оптической системы с сохранением качества оптического изображения и возможности измерения дальности через единую входную оптику оптической системы.The objective of the present invention is to reduce the number of optical components and simplify the multispectral optical system while maintaining the quality of the optical image and the ability to measure range through a single input optics of the optical system.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в однозрачковой мультиспектральной оптической системе со встроенным лазерным дальномером, содержащей общий входной канал, спектроделительную пластинку, пропускающую спектральный диапазон тепловизионного канала и отражающую спектральные диапазоны дальномерного и телевизионного каналов, из которых телевизионный канал выполнен двухкомпонентным, а между его компонентами установлен спектроделитель, в отличие от известного, между компонентами телевизионного канала установлена вторая спектроделительная пластинка, отражающая спектральный диапазон телевизионного канала и пропускающая дальномерный канал, содержащий плоское зеркало с осевым отверстием, расположенное под углом к оптической оси, и две ветви - фотоприемника и полупроводникового лазерного излучателя, оптически связанных с первым компонентом телевизионного канала, при этом выполняются следующие соотношения:The technical result due to the task is achieved by the fact that in a single-pupil multispectral optical system with a built-in laser range finder containing a common input channel, a spectrodividing plate that transmits the spectral range of the thermal imaging channel and reflects the spectral ranges of the rangefinder and television channels, of which the television channel is made of two-component, and between its components a spectrum splitter is installed, in contrast to the known, between the components of a television of the second channel, a second spectrodividing plate is installed, which reflects the spectral range of the television channel and transmits a rangefinder channel containing a flat mirror with an axial hole, located at an angle to the optical axis, and two branches - a photodetector and a semiconductor laser emitter, optically coupled to the first component of the television channel, this holds the following relationship:

dли<dфп≤10⋅dли d li <d fp ≤10⋅d li

αпзо≥αсп2,α pzo ≥α cn2 ,

где dфп - размер чувствительной площадки фотоприемника дальномера;where d fp - the size of the sensitive area of the photodetector of the range finder;

dли - максимальный размер излучающей площадки лазерного диода дальномера; whether l is the maximum size of the emitting area of the laser diode of the range finder;

αпзо - угол наклона плоского зеркала с осевым отверстием к оптической оси;α PZO - the angle of inclination of a flat mirror with an axial hole to the optical axis;

αсп2 - угол наклона второй спектроделительной пластинки к оптической оси.α sp2 - the angle of inclination of the second spectrodividing plate to the optical axis.

Такая оптическая система обеспечивает уменьшение количества оптических компонентов и упрощает мультиспектральную оптическую систему с сохранением качества оптического изображения и возможности измерения дальности через единую входную оптику оптической системы.Such an optical system reduces the number of optical components and simplifies the multispectral optical system while maintaining the quality of the optical image and the ability to measure range through a single input optics of the optical system.

Сущность изобретения по второму варианту заключается в том, что в однозрачковой мультиспектральной оптической системе со встроенным лазерным дальномером, в отличие от известной, в одной из ветвей лазерного дальномера содержится плоское отражающее зеркало, расположенное под углом к оптической оси.The essence of the invention according to the second embodiment is that in a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder, in contrast to the known one, one of the branches of the laser range finder contains a flat reflecting mirror located at an angle to the optical axis.

Такая оптическая система обеспечивает уменьшение габаритных размеров ветвей лазерного дальномера.Such an optical system reduces the overall dimensions of the branches of the laser rangefinder.

Оптическая схема однозрачковой мультиспектральной оптической системы со встроенным лазерным дальномером по варианту 1 показана на фигуре 1.The optical scheme of a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder according to option 1 is shown in figure 1.

Однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером содержит общий входной канал, состоящий из менисковой линзы 1 и спектроделительной пластинки 2 с дихроичным покрытием, пропускающим один спектральный диапазон (например, 8÷14 мкм) и отражающим другие спектральные диапазоны (например, 0,6÷0,95 мкм и 1,5÷1,6 мкм).A single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder contains a common input channel consisting of a meniscus lens 1 and a spectrodividing plate 2 with a dichroic coating, passing one spectral range (for example, 8–14 μm) and reflecting other spectral ranges (for example, 0.6 ÷ 0.95 μm and 1.5 ÷ 1.6 μm).

Оптический канал в проходящем через спектроделительную пластинку 2 с дихроичным покрытием направлении состоит из положительной линзы 3 и положительной линзы 4, защитного стекла 5 и фотоприемника 6.The optical channel in the direction passing through the dividing plate 2 with a dichroic coating consists of a positive lens 3 and a positive lens 4, a protective glass 5 and a photodetector 6.

Оптический канал в отраженном от пластинки 2 с дихроичным покрытием направлении содержит отрицательную линзу 7, положительную линзу 8 и вторую спектроделительную пластинку 9 с дихроичным покрытием, пропускающим один спектральный диапазон (например, 1,5÷1,6 мкм) и отражающим другой спектральный диапазон (например, 0,6÷0,95 мкм).The optical channel in the direction reflected from the dichroic coated plate 2 contains a negative lens 7, a positive lens 8 and a second dividing spectrometric plate 9 with a dichroic coating that transmits one spectral range (e.g., 1.5-1.6 μm) and reflects a different spectral range ( e.g. 0.6 ÷ 0.95 μm).

Оптический канал в отраженном от второй спектроделительной пластинки 9 с дихроичным покрытием направлении состоит из положительной линзы 10, отрицательной линзы 11, положительной линзы 12, отрицательной линзы 13, защитного стекла 14 и телевизионного фотоприемника 15.The optical channel in the direction reflected from the second dividing plate 9 with a dichroic coating consists of a positive lens 10, a negative lens 11, a positive lens 12, a negative lens 13, a protective glass 14 and a television photodetector 15.

Оптический канал в проходящем через вторую спектроделительную пластинку 9 с дихроичным покрытием направлении состоит из плоского зеркала 16 с осевым отверстием, расположенного под углом к оптической оси, фотоприемника 17 и полупроводникового лазерного излучателя 18.The optical channel in the direction passing through the second spectro-dividing plate 9 with a dichroic coating consists of a flat mirror 16 with an axial hole located at an angle to the optical axis, a photodetector 17 and a semiconductor laser emitter 18.

Конструктивные параметры варианта исполнения оптической системы приведены в таблице 1.The design parameters of the optical system embodiment are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Параметры такого варианта исполнения оптической системы для оптического канала спектрального диапазона (8,0÷13,5) мкм:The parameters of this embodiment of the optical system for the optical channel of the spectral range (8.0 ÷ 13.5) μm:

Параметры такого варианта исполнения оптической системы для оптического канала спектрального диапазона (0,6÷0,95) мкм:The parameters of this embodiment of the optical system for the optical channel of the spectral range (0.6 ÷ 0.95) μm:

- расчетная длина волны- estimated wavelength 0,7 мкм;0.7 microns; - рабочий спектральный диапазон- working spectral range (0,6÷0,95)мкм;(0.6 ÷ 0.95) μm; - фокусное расстояние- focal length 45,0 мм;45.0 mm; - линейное поле зрения- linear field of view 16,0 мм;16.0 mm; - относительное отверстие- relative hole 1:1,281: 1.28

Параметры такого варианта исполнения оптической системы для дальномерного канала на длине волны лазерного диода 1,54 мкм:The parameters of this embodiment of the optical system for a rangefinder channel at a wavelength of a laser diode of 1.54 μm:

- расчетная длина волны- estimated wavelength 1,54 мкм;1.54 microns; - фокусное расстояние- focal length 119,4 мм;119.4 mm; - диаметр входного зрачка- diameter of the entrance pupil 35,0 мм;35.0 mm; - эквивалентный диаметр входного зрачка- equivalent diameter of the entrance pupil 24 мм (излуч);24 mm (radiation); 24,5 мм (ф/п);24.5 mm (f / p); - эквивалентное относительное отверстие- equivalent relative aperture 1: 4,8;1: 4.8; - апертурный угол- aperture angle 0÷11,5° (излуч);0 ÷ 11.5 ° (radiation); 11,5÷16,7° мм (ф/п);11.5 ÷ 16.7 ° mm (f / p);

- вариант предполагает одинаковое эквивалентное фокусное расстояние для излучающей и приемной ветвей дальномерного канала. Выбор другого значения эквивалентного фокусного расстояния осуществляется перерасчетом значений R13, R14,R15, R16.- the option assumes the same equivalent focal length for the radiating and receiving branches of the rangefinder channel. The choice of another value of the equivalent focal length is carried out by recalculating the values of R13, R14, R15, R16.

Оптическая схема однозрачковой мультиспектральной оптической системы со встроенным лазерным дальномером по второму варианту показана на фигуре 2.The optical scheme of a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder according to the second embodiment is shown in figure 2.

Здесь в дальномерный канал введено плоское зеркало 19, ломающее оптическую ось излучающей ветви дальномера. Конструктивные параметры второго варианта исполнения оптической системы приведены в таблице 2.

Figure 00000005
Here, a flat mirror 19 is introduced into the rangefinder channel, breaking the optical axis of the radiating branch of the rangefinder. The design parameters of the second embodiment of the optical system are shown in table 2.
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Принцип действия однозрачковой мультиспектральной оптической системы со встроенным лазерным дальномером заключается в следующем.The principle of operation of a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder is as follows.

Первый компонент 1, выполненный в виде мениска, в сочетании со вторым компонентом 2, выполненным в виде спектроделительной пластинки с дихроичным покрытием на первой поверхности, является единым входным окном для четырех каналов - тепловизионного, телевизионного, излучающего дальномерного и приемного дальномерного, работающих в различных спектральных диапазонах.The first component 1, made in the form of a meniscus, in combination with the second component 2, made in the form of a dividing plate with a dichroic coating on the first surface, is a single input window for four channels - thermal, television, emitting rangefinder and receiving rangefinder, operating in different spectral ranges.

Оптический канал в проходящем через пластинку 2 с дихроичным покрытием направлении содержит два компонента 3 и 4, выполненные в виде положительных менисковых линз, чем обеспечивается необходимая коррекция аберраций на фоточувствительной площадке 6 фотоприемника с защитным стеклом 5 в спектральном диапазоне (8,0÷13,5) мкм.The optical channel in the direction passing through the dichroic coated plate 2 contains two components 3 and 4, made in the form of positive meniscus lenses, which ensures the necessary correction of aberrations on the photosensitive area 6 of the photodetector with protective glass 5 in the spectral range (8.0 ÷ 13.5 ) μm.

Телевизионный канал в отраженном от пластинки 2 с дихроичным покрытием направлении выполнен двухкомпонентным, первый компонент которого состоит из двухлинзовой силовой части 7 и 8, которая создает необходимую оптическую силу и для телевизионного, и для дальномерного каналов, второй компонент телевизионного канала состоит из четырехлинзового компенсатора полевых аберраций 10, 11, 12 и 13, компенсирующего кривизну поверхности изображения в спектральном диапазоне (0,6÷0,95) мкм.The television channel in the direction reflected from the dichroic coated plate 2 is two-component, the first component of which consists of a two-lens power part 7 and 8, which creates the necessary optical power for both television and rangefinder channels, the second component of the television channel consists of a four-lens field aberration compensator 10, 11, 12 and 13, compensating for the curvature of the image surface in the spectral range (0.6 ÷ 0.95) μm.

Между двумя компонентами отраженного от пластинки 2 телевизионного канала установлена вторая спектроделительная пластинка 9, отражающая спектральный диапазон телевизионного канала (0,6÷0,95) мкм и пропускающая спектральный диапазон дальномерного канала (1,5÷1,6) мкм, который содержит плоское зеркало 16 с осевым отверстием, расположенное под углом к оптической оси, и которое осуществляет апертурное разделение, пропуская через осевое отверстие центральную часть входного зрачка для излучателя дальномера 18 и отражая кольцевую внешнюю зону входного зрачка для фотоприемника 17 дальномера, при этом выполняются следующие соотношения:Between the two components of the television channel reflected from the plate 2, a second spectro-dividing plate 9 is installed, which reflects the spectral range of the television channel (0.6 ÷ 0.95) μm and transmits the spectral range of the range-finding channel (1.5 ÷ 1.6) μm, which contains a flat a mirror 16 with an axial hole, located at an angle to the optical axis, and which carries out aperture separation, passing through the axial hole the central part of the entrance pupil for the range finder emitter 18 and reflecting the annular external entrance zone th pupil of the photodetector 17 EDM, with the following relations:

dли<dфп≤10⋅dли d li <d fp ≤10⋅d li

αпзо≥αсп2,α pzo ≥α cn2 ,

где dфп - размер чувствительной площадки фотоприемника дальномера;where d fp - the size of the sensitive area of the photodetector of the range finder;

dли - максимальный размер излучающей площадки лазерного диода дальномера; whether l is the maximum size of the emitting area of the laser diode of the range finder;

αпзо - угол наклона плоского зеркала с осевым отверстием к оптической оси;α PZO - the angle of inclination of a flat mirror with an axial hole to the optical axis;

αсп2 - угол наклона второй спектроделительной пластинки к оптической оси.α sp2 - the angle of inclination of the second spectrodividing plate to the optical axis.

Выполнением этих соотношений обеспечивается гарантированное превышение поля зрения фотоприемника 17 над угловой расходимостью пучка от излучателя 18 и минимизация габаритных размеров приемной ветви лазерного дальномера.The fulfillment of these relations ensures a guaranteed excess of the field of view of the photodetector 17 over the angular divergence of the beam from the emitter 18 and minimization of the overall dimensions of the receiving branch of the laser range finder.

Принцип действия однозрачковой мультиспектральной оптической системы со встроенным лазерным дальномером по второму варианту заключается в том, что одна из ветвей лазерного дальномера, например, излучающая, содержит плоское отражающее зеркало 19, расположенное под углом к оптической оси, чем осуществляется минимизация габаритных размеров излучающей ветви лазерного дальномера.The principle of operation of a single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder according to the second embodiment is that one of the branches of the laser range finder, for example, radiating, contains a flat reflecting mirror 19, located at an angle to the optical axis, thereby minimizing the overall dimensions of the radiating branch of the laser range finder .

В излучающей ветви дальномерного канала обеспечивается максимальная величина кружка рассеяния ~ 83,92 мкм, что дает увеличение изображения пятна излучения на цели с ~ 1,5 м до ~ 2,2 м при дистанции до цели 1000 метров, что вполне допустимо при измерениях дальности.In the radiating branch of the rangefinder channel, the maximum value of the scattering circle is ~ 83.92 μm, which gives an increase in the image of the radiation spot on the target from ~ 1.5 m to ~ 2.2 m at a distance to the target of 1000 meters, which is quite acceptable for range measurements.

В приемной ветви дальномерного канала обеспечивается максимальная величина кружка рассеяния ~ 195 мкм, что для фотоприемника с размером чувствительной площадки 0,35 мм обеспечивает нормальное качество приема отраженного сигнала.In the receiving branch of the rangefinder channel, the maximum value of the scattering circle is ~ 195 μm, which for a photodetector with a sensitive area of 0.35 mm ensures normal reception quality of the reflected signal.

Для каналов наблюдения задаемся критерием качества - величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) и учитываем:For observation channels, we set the quality criterion - the value of the polychromatic contrast transfer coefficient (CPC) and take into account:

- толщины защитного стекла фотоприемников 5 и 15, равные 1,0 мм;- the thickness of the protective glass of the photodetectors 5 and 15, equal to 1.0 mm;

- спектральную эффективность по длинам волн с учетом чувствительности фотоприемника и светопропускания объектива - 1,0 на длине волны 0,6 мкм, 1,0 на длине волны 0,7 мкм, 0,8 на длине волны 0,8 мкм, 0,3 на длине волны 0,9 мкм и 0,15 на длине волны 0,95 мкм (для телевизионного канала), 1,0 на длинах волн 8,0 мкм, 10,6 мкм и 13,5 мкм (для тепловизионного канала);- spectral efficiency according to wavelengths taking into account the sensitivity of the photodetector and the light transmission of the lens - 1.0 at a wavelength of 0.6 μm, 1.0 at a wavelength of 0.7 μm, 0.8 at a wavelength of 0.8 μm, 0.3 at a wavelength of 0.9 μm and 0.15 at a wavelength of 0.95 μm (for a television channel), 1.0 at wavelengths of 8.0 μm, 10.6 μm and 13.5 μm (for a thermal imaging channel);

- пространственную частоту ~ 50 лин/мм (частота Найквиста для фотоприемника (0,6÷0,95) мкм с размером чувствительного элемента, равным 9,7 мкм);- spatial frequency ~ 50 lin / mm (Nyquist frequency for the photodetector (0.6 ÷ 0.95) μm with a sensitive element size equal to 9.7 μm);

- пространственную частоту ~ 30 лин/мм (частота Найквиста для фотоприемника (8,0÷13,5) мкм с размером чувствительного элемента, равным 17 мкм).- spatial frequency ~ 30 lin / mm (Nyquist frequency for the photodetector (8.0 ÷ 13.5) μm with a sensitive element size equal to 17 μm).

Получаем следующие расчетные значения качественных характеристик оптической системы:We obtain the following calculated values of the qualitative characteristics of the optical system:

Для телевизионного канала:For a television channel:

- для точки на оси- for a point on the axis КПК М=48%PDA M = 48%

- для точки поля 5,0 мм от центра- for the field point 5.0 mm from the center изображенияImages КПК М=35%PDA M = 35% КПК С=42%PDA C = 42% - для точки поля 7,75 мм от центра- for a field point of 7.75 mm from the center изображенияImages КПК М=26%PDA M = 26% КПК С=35%PDA C = 35%

Для тепловизионного канала:For thermal imaging channel:

- для точки на оси- for a point on the axis КПК М=48%PDA M = 48% КПК С=51%PDA C = 51% - для точки поля 4,0 мм от центра- for a field point 4.0 mm from the center изображенияImages КПК М=33%PDA M = 33% КПК С=47%PDA C = 47% - для точки поля 6,8 мм от центра- for a field point of 6.8 mm from the center изображенияImages КПК М=31%PDA M = 31% КПК С=50%PDA C = 50%

Как видно из расчетов, оптическая система, при простоте ее конструкции, обеспечивает хорошее качество изображения для однозрачковых оптико-электронных приборов, использующих: телевизионный канал высокого разрешения (формата не менее 1280×1024 пикселей) с ПЗС матрицей спектрального диапазона (0,6÷0,95) мкм с размером пикселя 9,7 мкм; - тепловизионный канал высокого разрешения (формата не менее 640×480 пикселей) с микроболометрической матрицей спектрального диапазона (8,0÷13,5) мкм с размером пикселя 17 мкм; - встроенный канал лазерного дальномера.As can be seen from the calculations, the optical system, with its simplicity of design, provides good image quality for single-pupil optoelectronic devices using: a high-resolution television channel (format of at least 1280 × 1024 pixels) with a CCD matrix of the spectral range (0.6 ÷ 0 , 95) microns with a pixel size of 9.7 microns; - high resolution thermal imaging channel (at least 640 × 480 pixels) with a microbolometric matrix of the spectral range (8.0 ÷ 13.5) microns with a pixel size of 17 microns; - built-in channel of a laser range finder.

Claims (8)

1. Однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером, содержащая общий входной канал, спектроделительную пластинку, пропускающую спектральный диапазон тепловизионного канала и отражающую спектральные диапазоны дальномерного и телевизионного каналов, из которых телевизионный канал выполнен двухкомпонентным, а между его компонентами установлен спектроделитель, отличающаяся тем, что между компонентами телевизионного канала установлена вторая спектроделительная пластинка, отражающая спектральный диапазон телевизионного канала и пропускающая дальномерный канал, содержащий плоское зеркало с осевым отверстием, расположенное под углом к оптической оси, и две ветви - фотоприемника и полупроводникового лазерного излучателя, оптически связанных с первым компонентом телевизионного канала, при этом выполняются следующие соотношения:1. A single-pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder, containing a common input channel, a spectrodividing plate that transmits the spectral range of the thermal imaging channel and reflects the spectral ranges of the rangefinder and television channels, of which the television channel is made two-component, and a spectrodivider is installed between its components, characterized in that between the components of the television channel there is a second spectrodividing plate reflecting the spectral the first range of the television channel and the transmission rangefinder channel, containing a flat mirror with an axial hole, located at an angle to the optical axis, and two branches - a photodetector and a semiconductor laser emitter, optically coupled to the first component of the television channel, the following relationships are true: dли<dфп≤10⋅dли d li <d fp ≤10⋅d li αпзо≥αсп2,α pzo ≥α cn2 , где dфп - размер чувствительной площадки фотоприемника дальномера;where d fp - the size of the sensitive area of the photodetector of the range finder; dли - максимальный размер излучающей площадки лазерного диода дальномера; whether l is the maximum size of the emitting area of the laser diode of the range finder; αпзо - угол наклона плоского зеркала с осевым отверстием к оптической оси;α PZO - the angle of inclination of a flat mirror with an axial hole to the optical axis; αсп2 - угол наклона второй спектроделительной пластинки к оптической оси.α sp2 - the angle of inclination of the second spectrodividing plate to the optical axis. 2. Однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером по п. 1, отличающаяся тем, что одна из ветвей лазерного дальномера содержит плоское отражающее зеркало, расположенное под углом к оптической оси.2. A single pupil multispectral optical system with an integrated laser range finder according to claim 1, characterized in that one of the branches of the laser range finder contains a flat reflecting mirror located at an angle to the optical axis.
RU2016133828A 2016-08-17 2016-08-17 Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger RU2646436C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133828A RU2646436C2 (en) 2016-08-17 2016-08-17 Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133828A RU2646436C2 (en) 2016-08-17 2016-08-17 Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016133828A RU2016133828A (en) 2018-02-22
RU2646436C2 true RU2646436C2 (en) 2018-03-05

Family

ID=61258692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016133828A RU2646436C2 (en) 2016-08-17 2016-08-17 Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646436C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572625A (en) * 1983-05-17 1986-02-25 Contraves Ag Optical system for a sighting device
EP0515334A2 (en) * 1991-05-13 1992-11-25 CelsiusTech Electronics AB Sight
RU2560347C1 (en) * 2014-04-07 2015-08-20 Открытое Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Single-pupil laser-ranging sight
US20160004073A1 (en) * 2014-05-13 2016-01-07 Leica Geosystems Ag Geodetic instrument with diffractive optical elements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572625A (en) * 1983-05-17 1986-02-25 Contraves Ag Optical system for a sighting device
EP0515334A2 (en) * 1991-05-13 1992-11-25 CelsiusTech Electronics AB Sight
RU2560347C1 (en) * 2014-04-07 2015-08-20 Открытое Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Single-pupil laser-ranging sight
US20160004073A1 (en) * 2014-05-13 2016-01-07 Leica Geosystems Ag Geodetic instrument with diffractive optical elements

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016133828A (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7672049B2 (en) Telescope and panfocal telescope comprising planoconvex of planoconcave lens and deflecting means connected thereto
US8839526B2 (en) Sighting device, in particular telescopic sight, for a geodetic measuring apparatus and optical objective unit assembly for such a sighting device
US10119815B2 (en) Binocular with integrated laser rangefinder
ES2959259T3 (en) Optical configuration for a compact day/night viewing system and integrated laser rangefinder
US10509210B2 (en) Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form
RU2615162C1 (en) Four-mirror-lens optical system
CN109765685B (en) Double-view-field transmission type multi-sensor single-aperture optical system
RU2593524C1 (en) Scanning multi-wave lidar for atmospheric objects probing
RU2581763C2 (en) Single-pupil multispectral optical system with built-in laser range finder (versions)
RU2646436C2 (en) Single-pupilary multispectral optical system with built-in laser ranger
RU2606699C1 (en) Two-channel optoelectronic system
RU2570055C1 (en) Infrared catadioptric lens
RU2572463C1 (en) Optical laser range-finder sight
RU2664380C1 (en) Optical system of a single-lens thermal imaging sight with an integrated laser rangefinder
RU2505844C2 (en) Method of forming images of different fields of view
RU2655051C1 (en) Optical system of the observation device
TW201626044A (en) Range finder using binoculars
RU2700033C2 (en) Double-spectral optical system
US10782509B2 (en) Orthoscopic projection lens
RU2630031C1 (en) Two-channel mirror-lens system
RU2699125C1 (en) Surveillance device-sights with built-in laser range finder
RU2646405C1 (en) Infrared mirror-lens system
JP2017072709A (en) Imaging optical member and optical system of surveying instrument
RU2706391C1 (en) Surveillance-sighting device with combined optical axes of input pupils of working channels and with built-in laser range finder
EP4222450B1 (en) Method for operating a geodetic instrument, and related geodetic instrument

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180818

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200429