
- •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
4.6.2 Характеристики пнв
Дальность обнаружения (ДО) и дальность распознавания (ДР)
Дальность обнаружения объекта - дальность, при которой наблюдатель отличает нечто на фоне, не классифицируя его как конкретный объект. Дальность распознавания объекта - дальность, на которой наблюдаемый объект классифицируется как конкретный объект: лошадь, олень и т.д. Эти параметры зависят от характеристик ЭОПа, оптики (фокусного расстояния объектива и его светосилы), состояния атмосферы, дымки, влажности, цвета фона, цвета наблюдаемого объекта. Зная характеристики ЭОПа, оптики трудно говорить о преимуществе того или иного прибора без их испытаний и сравнений одновременно в одинаковых условиях. Например, если объект движется, дальность обнаружения может быть в 1,5 раза больше по отношению к неподвижному объекту.
Дальность обнаружения определяется характеристиками ЭОПа и оптикой. Чем выше поколение ЭОПа, тем усиление ЭОПа больше и ДО и ДР больше. Чем фокусное расстояние объектива, с которым связано увеличение ПНВ, и его относительное отверстие больше, тем ДО и ДР будет больше. Обычно в качественных ПНВ используется объектив с относительным отверстием не менее 1:1,5. Однако в связи с тем, что ДО и ДВ также зависят от состояния атмосферы и фона, то они, как правило, даются ориентировочно. Дальность наблюдения для ПНВ с использованием ЭОПов различных поколений приведена в таблице.
|
Полная луна 0,1 люкс (м) |
Половина луны 0,05 люкс (м) |
Четверть луны 0,01 люкс (м) |
Звездное небо 0,001 люкс (м) |
Облачное небо 0,0001 люкс (м) |
Без прибора ночного видения |
230 |
130 |
45 |
– |
– |
1–е поколение |
300 |
200 |
150 |
100 |
50 |
2–е поколение |
630 |
630 |
590 |
390 |
145 |
3–е поколение |
810 |
810 |
770 |
530 |
200 |
Увеличение
Увеличение прибора в большинстве случаев определяется тремя составляющими:
фокусным расстоянием объектива, мм;
коэффициентом увеличения ЭОПа фокусным расстоянием окуляра, мм.
В связи с тем, что фокусное расстояние окуляра выбирается из условий обеспечения наиболее комфортного наблюдения и в соответствии с характеристиками ЭОП у большинства производителей, для аналогичных по классу приборов фокусные расстояния окуляров близки по значению. Поэтому фокусное расстояние объектива можно считать определяющим для характеристики увеличения ПНВ определенного класса (типа). Чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение и больше ДО при условии, что не уменьшается светосила объектива.
Угол зрения
Измеряется в градусах. Показывает сектор, в котором наблюдаются объекты. Например, для очков угол зрения составляет примерно 40° при кратности 1. Так при увеличении фокусного расстояния объектива в 4 раза угловое поле зрения уменьшиться в 4 раза.
Диапазон фокусировки
Показывает расстояние, предел расстояний от наблюдателя до объекта, в котором возможно четкое наблюдение объекта. Осуществляется фокусировкой, т.е. перемещением объектива либо отдельных компонентов объектива.
Диапазон диоптрийной настройки
Производится перемещением окуляров до получения четкого наблюдения изображения на экране ЭОПа или другого индикатора. Позволяет учитывать особенности зрения наблюдателя.
Разрешающая способность
Способность ПНВ различать два близко расположенных объекта и измеряется в штрихах на миллиметр для ЭОПа и в циклах на миллирадиан в целом для прибора. Для ПНВ это величина, зависящая от характеристик ЭОПа, оптики и уровня ночной освещенности. Чем больше величина, указанная в штрихах на миллиметр, тем более мелкие детали различает ПНВ.
Вес прибора
Это также важная характеристика, особенно при непрерывном длительном пользовании им. Стремление снизить вес, например, прицелов, менее 1 кг, не ухудшая другие характеристики проблематично и неоправданно дорого.
Высококачественная оптика, без которой нельзя реализовать потенциальные характеристики ЭОПа, - это многолинзовая система, вносящая большую часть в вес прибора. С учетом того, что многие прицелы разработаны для использования при ударных нагрузках > 500g, конструктивно корпус, механические соединения, оптика, система выверки должны обеспечить надежность работы прибора в целом. Оптимальные комплексное решение требований ко всем характеристикам ПНВ и определяет их вес. Например, высококачественный профессиональный прицел F7000 фирмы ITT, США с увеличением 4Х весит 1,7 кг, а прицел производства России ПН-15К с увеличением 4Х весит 1,5 кг.