Принципы построения малогабаритных панорамных оптических систем без темнового поля для фотометрических приборов – Часть 1

Физика      Постоянная ссылка | Все категории

На правах рукописи

Нгуен Куанг Хиеп

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ПАНОРАМНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ БЕЗ ТЕМНОВОГО ПОЛЯ ДЛЯ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Специальность 05.09.07 – Светотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре светотехники Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Григорьев Андрей Андреевич

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Ринкевичюс Бронюс Симович

кандидат технических наук

Филонов Александр Сергеевич

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский светотехнический институт им. С. И. Вавилова им. С. И. Вавилова.

Защита состоится «12» февраля 2010 г. в 14 часов 00 минут в аудитории Е – 603 на заседании диссертационного совета Д 212.157.12 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Автореферат разослан «21» декабря 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета _______________ Буре И. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важных задач фотометрии является получение карты распределения яркости в видимом спектральном диапазоне или распределения температуры в ИК-области замкнутого пространства, близкого к полусфере. Особенность этой задачи на современном этапе заключается в необходимости одновременного получения информации о яркости (температуре) для всех точек панорамного пространства с достаточно высоким угловым разрешением в пространстве предметов и одновременно высоким уровнем освещенности и линейного разрешения на приемнике излучения. Решение этих задач требует разработки новых фотометрических приборов, малогабаритных по условию их применения.

Активное развитие панорамных оптических систем (ПОС) и технологии производства современных многоэлементных приемников излучения (МПИ) как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне спектра позволяет успешно решать не только задачи наблюдения, обнаружения, мониторинга, целеуказания и т. д. в оптико-электронных приборах (ОЭП) в смежной или близкой к фотометрии области оптотехники, но и может быть использовано для решения поставленных задач в фотометрии.

Обзор трехмерного панорамного пространства в угловом поле α = 360° по азимуту и десятки градусов по углу места ω может осуществляться путем последовательной передачи излучения от различных участков поля на один приемник излучения за счет оптико-механического сканирования, одновременно на разные приемники излучения путем создания многоканальных устройств, и, наконец, путем использования ПОС. Первые два способа для разработки малогабаритных приборов неприемлемы вследствие их сложности и громоздкости.

Современные ПОС, отличающиеся максимальным угловым полем по углу места 2ω ≥ 180°, построены на новом оптическом элементе ― зеркально-линзовом оптическом панорамном блоке (ОПБ).

ОПБ представляет собой линзу-монолит сложной конфигурации с преломляющими и отражающими поверхностями, преобразующую панорамное пространство в плоское кольцевое изображение, которое либо формируется непосредственно на приёмнике излучения, либо переносится на приёмник с помощью дополнительной оптической системы переноса изображения. В настоящее время известен ряд зарубежных разработок ПОС на базе ОПБ, а также несколько российских разработок, осуществлённых в МИИГАиК и МЭИ.

Обеспечивая достаточно высокую разрешающую способность в плоскости изображения, ПОС на базе ОПБ отличаются от сложных многолинзовых систем простотой конструкции, технологичностью, устойчивостью к динамическим нагрузкам, одновременно обеспечивают максимальное угловое поле по углу места 2ω ≥ 180° и α = 360° по азимутальному углу, и могут быть реализованы не только в видимом, но и в ИК диапазоне, включая область 8 ÷ 14 мкм.

Из условия повышения освещенности и линейного разрешения на МПИ на кафедре светотехники МЭИ была разработана методика расчета ОПБ, где предложено в качестве одного из основных параметров отношение диаметра приемника излучения при 2ω = 180° к фокусному расстоянию. Однако не рассмотрен комплексный подход к расчету ОПБ когда учитываются одновременно угловое разрешение системы в пространстве предметов, линейное разрешение и уровень освещенности на МПИ, что затрудняет выбор известных и разработку новых ОПБ.

Кроме того, одной из неприятных особенностей ПОС, построенных на базе центрированных ОПБ, является наличие темнового поля по углу места. Значения темнового поля различны для различных конструкций ПОС и составляют от 32° до 70°, что не позволяет получать информацию от всех точек панорамного пространства одновременно и требует создания многоканальной системы.

Для решения задачи устранения темнового поля в последних публикациях намечается переход к сложным многолинзовым системам и многоканальным на их основе. Однако полностью еще не раскрыты все предельные возможности ОПБ и не использованы их преимущества для построения даже многоканальной ПОС на их основе.

Необходимость развития методики расчета ОПБ и разработки новых конструкций ПОС без темнового поля для фотометрических приборов определяет актуальность темы диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка принципов построения и конструкций малогабаритных многоканальных ПОС на базе ОПБ без темнового поля по углу места при 2ω ≥ 180° при сохранении разрешающей способности на уровне известных конструкций.

Для достижения сформулированной цели были решены следующие задачи:

− установление влияния параметров оптической системы и МПИ на угловое разрешение системы в пространстве предметов, а также на освещенность изображения и линейное разрешение системы на МПИ;

− разработка принципов построения ОПБ с внеосевыми поверхностями и ПОС на их основе, позволяющих устранить темновое поле при одновременном сохранении разрешающей способности и формирующих действительное изображение непосредственно на МПИ;

− разработка методики расчета ОПБ на основании разработанных принципов;

− разработка новых конструкций ОПБ и ПОС на их основе и исследование влияния параметров ОПБ и МПИ на выходные характеристики системы.

Физика      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника