
- •Часть 1
- •О.В. Круглов "оптико-электронные приборы и системы" конспект лекций
- •1. Введение в изучение курса
- •1.1 Краткий исторический обзор оптического приборостроения
- •1.2 Развитие оптического приборостроения в России
- •1.3 Понятие об оптическом приборе
- •1.4 Общая структурная схема оэПиС.
- •1.5.Классификация оптических приборов
- •1.6 Преимущества, даваемые оп наблюдателю
- •1.7. Преобразование информации в oп.
- •2. Основные понятия и соотношения теории оптических систем, геометрической и прикладной оптики.
- •2.1 Геометрическая оптика.
- •2.2 Идеальные оптические системы.
- •2.3 Параксиальная или гауссова оптика.
- •2.4 Реальные оптические системы.
- •2.5 Аберрации оптических систем
- •2.6 Глаз человека как оптическая система.
- •3. Оптические детали пиборов
- •3.1 Линзы.
- •3.2 Плоскопараллельные пластинки (пп)
- •3.3 Призмы
- •3.3.1 Отражательные призмы
- •Призма Дове ар-0°
- •3.3.2 Поляризационные призмы
- •3.3.3 Спектральные призмы
- •3.4 Зеркала
- •3.4 Оптический клин
- •3.5 Светофильтры
- •3.6 Дифракционные решётки
- •4.Оптическикие, оптикоэлектронные приборы и системы
- •4.1 Телескопические системы и их характеристики
- •4.1.1 Зрительные трубы.
- •4.1.2 Основные оптические характеристики телескопической системы.
- •4.1.3 Объективы телескопических систем
- •– Главное зеркало, 4 – фокальная точка
- •4.1.4 Окуляры телескопических систем
- •4.1.5 Оборачивающие системы – линзовые и призменные
- •4.1.6 Коллектив в телескопической системе
- •4.1.7 Зрительная труба с внутренней фокусировкой
- •4.1.8 Сложные телескопические системы.
- •4.1.8.1 Артиллерийская панорама
- •4.1.8.2 Перископ
- •4.1.8.3 Телескопические системы с переменным увеличением
- •4.1.8.4 Панкратические системы
- •4.1.8.5 Бинокулярные зрительные трубы
- •4.1.8.6 Призменный бинокль
- •4.2 Осветительные и проекционные системы
- •4.2.1 Виды осветительных систем и их характеристики
- •4.2.1.1 Прожекторы.
- •4.2.1.2 Конденсоры.
- •4.2.1.3 Проекционные системы
- •4.2.1.4 Цифровые кинопроекторы
- •Проекторы с полупроводниковыми источниками света
- •Светодиодная проекция.
- •Проблемы и перспективы
- •4.3 Цифровая фото и видео техника
- •4.3.1 Основные оптические характеристики фотографического объектива
- •4.3.2 Классификация фотографических объективов
- •По диапазону значений
- •По назначению (съёмочные объективы).
- •Министерство культуры российской федерации
- •«Санкт-петербургский государственный университет кино и телевидения»
- •Часть 2
- •О.В. Круглов "оптико-электронные приборы и системы" конспект лекций Часть 2
- •4.3 Телевизионные системы
- •Телевизионные системы
- •Прикладное тв Вещательное тв
- •Измерительные системы Визуальные Системы Автоматизированные системы
- •4.3.1. Виды параметров и характеристик тс
- •4.3.2 Представление сигналов в тс
- •4.3.4. Автоматизированные телевизионные системы наблюдения
- •4.3.4.1 Способы организации взаимодействия телевизионных датчиков с вычислительным устройством
- •4.3.4.2 Устройство предварительной обработки видеосигнала
- •4.3.4.2 Буферное запоминающее устройство
- •4.3.4.3 Способы и средства сопряжения вычислительного устройства с другими функциональными узлами атсн. Понятие интерфейса
- •4.4 Газоаналитические приборы и системы
- •4.4.1 Обобщенная схема газоаналитического прибора
- •4.4.2 Основные характеристики измерительных преобразователей газоанализаторов
- •Порог чувствительности
- •Градуировочная характеристика
- •Стабильность измерительного преобразователя
- •Избирательность
- •Надежность
- •Помехоустойчивость
- •Метрологические характеристики
- •Динамические характеристики
- •Особенности работы устройства обработки информации
- •4.4.3.2 Газоанализаторы на основе хемилюминесценции
- •Физические основы процесса поглощения углекислым газом инфракрасного излучения
- •4.4.3.4 Газоанализаторы на основе оптико-акустического эффекта
- •4.4.3.5 Спектрофотометрические газоанализаторы на примере икс-29
- •4.5. Микроскопы
- •4.5.1 История развития микроскопов
- •4.4.2 Классификация микроскопов
- •4.4.3 Оптические микроскопы
- •4.4.4 Стереомикроскопы
- •4.4.5 Металлографические микроскопы
- •4.4.6 Поляризационные микроскопы
- •4.4.7 Люминесцентные микроскопы
- •4 .4.8 Электронные микроскопы
- •Сканирующие зондовые микроскопы
- •4.6 Приборы. Ночного видения. Тепловизоры.
- •4.6.1 Принцип работы пнв
- •4.6.2 Характеристики пнв
- •4.6.3 Принцип работы тепловизора
- •4.7 Лазерные дальномеры, локационные системы слежения, наведения, высокоточных геофизических измерений (Лидары).
- •Исследования атмосферы
- •Строительство и горное дело
- •Морские технологии
- •Промышленные и сервисные роботы
- •Военные технологии
- •4.8 Интерферометры
4.6 Приборы. Ночного видения. Тепловизоры.
Как мы уже отмечали, глаз человека видит в узкой полосе частот оптического диапазона электромагнитного излучения. Для существенного расширения возможностей зрительного аппарата человека был разработан целый перечень приборов ночного видения.
В широком понимании прибор ночного видения (ПНВ) — вакуумный фотоэлектронный прибор для преобразования невидимого глазом излучения (в инфракрасном, ультрафиолетовом или рентгеновском спектре) в видимое либо для усиления яркости видимого изображения.
ПНВ имеют две основные классификации по которым они делятся:
пассивные (работают в условиях естественной ночной освещённости);
активные (работают с подсветкой, обычно в ближнем ИК-диапазоне);
активно-импульсные (работают с подсветкой в стробирующем режиме работы фотокатода).
а также на: усиливающие (усиление яркости видимого изображения); преобразующие (преобразование ИК, УФ излучения в видимое).
Одним из первых ПНВ стал разработанный М.В. Ломоносов прибор «для сгущения света», названный им «ночезрительной трубой», предназначенный для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время или, как говорится в его статье «Физическая задача о ночезрительной трубе» (1758) — служившую возможности «различать в ночное время скалы и корабли».
Б
ольшую
роль в развитии ПНВ сыграли и продолжают
играть вооружённые силы. Так применение
во всех возрастающих объемах авиации
для борьбы с немецкими
танками
во второй мировой войне свело возможность
передвижения танковых частей днем
практически к нулю. Остро встал вопрос
об оснащении танков приборами ночного
видения, работа над которыми велась
фирмой AEG
с 1936
года.
Такие устройства требовали активной
подсветки инфракрасными
прожекторами. В ноябре 1944
года
панцерваффе
получили 63 «Пантеры», оснащенные
активными приборами ночного видения
Sperber FG 1250. Но чтобы вести ночью и огонь,
требовался более мощный осветитель.
Для этого на полугусеничном
бронетранспортере Sd
Kfz 250/20
был установлен инфракрасный прожектор
Uhu мощностью 6 кВт, обеспечивавший работу
прибора ночного видения на дистанции
700 метров. Испытания его прошли удачно,
и фирма Leitz-Wetzlar изготовила 800 комплектов
оптики для ночных приборов. В 1944 году
была выпущена опытная партия из 300
инфракрасных прицелов Zielgerat
1229 (ZG.1229) «Vampir»,
которые устанавливались на автоматы
МР-44/1.
Комплект состоял собственно из прицела
весом 2,25 кг, батареи в деревянном корпусе
(13,5 кг), питающей ИК-прожектор, и небольшой
батареи питания прицела, помещённой в
противогазную сумку. Батареи подвешивались
за спиной солдата на разгрузке.
Рисунок 128 Первые приборы ночного видения.
Вес прицела вместе с аккумуляторами достигал 35 кг, дальность не превышала ста метров, время работы — двадцать минут. Тем не менее немцы активно использовали эти приборы во время ночных боёв. Надо отметить что советская сторона не уступала и даже превосходила немецких разработчиков. Так ещё в 1937 году, на полигоне был испытан прототип прибора ночного видения и инфракрасного прожектора подсвета для танка БТ-7. Параллельно с разработкой ПНВ советские конструктора проводили первые работы по наведению снарядов получу. И уже к началу войны только Черноморский флот располагал 15-ю комплектами корабельных систем ночного видения. К середине осени моряки-черноморцы получат еще 18. Осенью 43-го сотрудники Всероссийского электротехнического института на основе бинокля «Гамма-ВЭИ» сделали ночной прицел для стрелкового оружия. В середине 1944 года были начаты испытания инфракрасных наблюдательных приборов для танка Т-34. Первым был доведен прибор ночного видения ИКН-8, предназначенный для механика водителя. По окончании Великой Отечественной войны советские инженеры и ученые получили возможность сравнить свои разработки и их немецкие аналоги. Как оказалось, хваленая немецкая аппаратура по своим показателям практически не отличалась от отечественной.