
- •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
1.5.Классификация оптических приборов
Наиболее просто и естественно ОП разделяются на две группы:
- приборы дальнего действия (телескопические трубы, фотоаппараты);
- приборы ближнего действия (лупы, микроскопы и др.).
Но кроме этого можно определить ряд общих признаков различных приборов и выделить следующие группы классификации по этим признакам.
По положению предмета и изображения относительно оптической системы прибора:
предмет и изображение на бесконечном расстоянии, входящие и выходящие пучки лучей, несущие информацию о точке предмета, образуются параллельными лучами (телескопические системы);
предмет на конечном расстоянии, изображение в бесконечности, входящий пучок расходящийся, выходящий - параллельный (лупа, микроскоп);
предмет в бесконечности, изображение на конечном расстоянии (фотоаппаратура, киносъемочная аппаратура),
предмет и изображение на конечном расстоянии (репродукционные фотоаппараты, фототрансформаторы, фотоувеличители и др.).
По принципу действия оптических поверхностей системы:
диоптрические приборы (рефракторы), оптическая система образована только преломляющими поверхностями;
катоптрические приборы (рефлекторы), оптическая система образована только отражающими зеркальными поверхностям;
катодиоптические приборы (зеркально-линзовые), состоящие из линз и зеркал,
По типу приемников оптического излучения:
визуальные (приемник - глаз);
оптико-электронные (приемник - фотокатод);
фотографические (приемник - фотоэмульсия),
По использованию диапазона оптического излучения:
для видимой части спектра (380 - 770 нм.);
инфракрасные (770 - 75000 нм.);
ультрафиолетовые (10 - 380 нм.),
От условий, в которых работает прибор:
лабораторные;
полевые;
морские;
авиационные;
космические;
подводные;
работающие в условиях повышенной радиации,
От области применения и решаемой задачи:
астрономические;
геодезические;
аэрофотосъемочная аппаратура;
фотографические;
киносъемочные;
кинопроекционные аппараты;
проекционные аппараты;
аппараты скоростей съемки;
навигационные приборы;
лупы;
микроскопы;
очки;
офтальмологические приборы;
военные ОП;
фотометры, светотехнические приборы;
светильники;
колориметрические приборы;
спектральные приборы;
интерферометры;
контрольно-измерительные приборы;
оптические устройства металлообрабатывающих станков;
оптические датчики систем автоматического управления;
светосигнальные приборы;
прожекторы и фары; оптические устройства маяков.
1.6 Преимущества, даваемые оп наблюдателю
ОП прежде всего позволяет нам расширить информационные возможности нашего зрительного аппарата. Наше зрение имеет определенные ограничения, а именно:
способность видеть только в ограниченней участке спектра оптического излучения;
различать детали определенней величины, т.е. имеет определенную разрешающую способность;
видеть предметы, если они имеют определенный контраст с фоном;
видеть предметы равноудаленными только на определенном расстоянии, равном радиусу стереоскопического зрения;
инерционность зрительного аппарата не позволяет воспринимать детали быстропротекающих процессов,
реагирует только на определенную яркость;
не позволяет регистрировать увиденное;
не позволяет с достаточной (заданной) точностью определять количественно увиденное.
Для расширения или устранения этих ограничений 0П имеют следующие возможности:
1. позволяет применить увеличение, что дает возможность увидеть более мелкие детали видимого изображения, повысить точность визирования на цель;
2. создание пластичности большей единицы дает возможность увеличить радиус стереоскопического зрения;
3. увеличение светосилы расширяет возможности работы при слабой освещенности, а также может повышать контраст по отношению к фону в определенных условиях;
4. устраняет параллакс при использовании OП в качестве визира, благодаря чему повышается точность визирования;
5. позволяет количественно оценить (измерить) различные величины
и параметры, определяемые невооруженным глазом, или приближенно, или только с качественной стороны,
6. позволяет проводить преобразование информации, полученной с помощью ОП, в различного вида сигналы, что дает возможность применять счетно-решающие и другие устройства, автоматизирующие многие функции ОП;
7. позволяет регистрировать полученную информацию путем фотографирования, киносъемки, фотофонографирование, голографической записи;
8. позволяет воспроизводить зарегистрированную информацию;
9. позволяет вести наблюдение пространства, находящегося за непрозрачными преградами, с помощью приборов с изломом оптической оси или в условиях темноты;
10. применение преобразователей дает возможность работать в невидимой части оптического излучения;
11. используя волновую природу света, ОП позволяют исследовать многие явления и оценивать линейные размеры в долях длины световой волны;
12. позволяет измерять некоторые физические величины на расстоянии.