автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Принципы построения панорамных оптических систем оптико-электронных приборов на базе оптических панорамных блоков

На правах рукописи

Урусова Мария Валерьевна

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ НА БАЗЕ ОПТИЧЕСКИХ ПАНОРАМНЫХ БЛОКОВ

05 11 07 - оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иио*и58Э4Э

Москва - 2007

003058949

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

Научный руководитель

доктор технических наук, проф Григорьев Андрей Андреевич Официальные оппоненты

доктор технических наук Колосов Михаил Петрович кандидат технических наук Обидин Геннадий Иванович

Ведущая организация

Федеральное государственное унитарное предприятие «Альфа»

Защита состоится «25» мая 2007 г в 12-00 на заседании диссертационного совета Д212 157 12 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу 111250, Москва, Красноказарменная у л , д 17, ауд Е-603

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

Автореферат разослан «_ ¿О >> О^Ьр ОЛл5{_2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета ^ 'УТ^У^ ^ Буре И Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время системы панорамного обзора, работающие в угловом поле 360° по азимуту и десятки градусов по углу места при возможном центральном темповом поле применяются при решении задач мониторинга, целеуказания и обнаружения объектов в наземных оптико-электронных приборах (ОЭГ1) различного назначения, в ОЭП ориентации космических аппаратов, для исследования структуры и формы внутренних полостей, в машиностроении, в робототехнике и др

Появление и развитие широкоформатных многоэлементных приемников изчучения (МПИ) как в видимом, так в инфракрасном диапазоне спектра, открыло широкие возможности проектирования панорамных ОЭП с использованием панорамных оптических систем (ПОС), позволяющих одновременно формировать плоское изображение всего панорамного пространства на МПИ и использовать различные способы анализа такого изображения и его допроцессорной обработки (задержки, интегрирования, масштабирования, фильтрации)

Известны сложные дисторзируюшие линзовые и зеркально-линзовые ПОС, обеспечивающие высокое разрешение при относительных отверстиях, доходящих до 1/2, однако их сложность и наличие асферических поверхностей высших порядков не всегда оправдано и офаничивает область их применения

Стремление упростить конструкцию ПОС привело к появпению зеркальной панорамной насадки, устанавливаемой чаще всего на значительном расстоянии перед объективом, однако форма такой насадки остается сложной, ее рабочая поверхность оказывается незащищенной от воздействия окружающей среды Конструкция самой насадки приводит к экранированию части панорамного пространства

Современные ПОС, как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне строятся на базе дисторзирующего элемента — оптического панорамного 5тока (ОПБ), состоящего из двух преломляющие и двух отражающих поверхностей,

отличающегося простотой и технологичностью конструкции, при этом обеспечивающего максимальное угловое поле, превышающего 180° при отсутствии виньетирования в зрачках при относительных отверстиях от 1/5 и более и высокое качество изображения, доходящее до дифракционного в инфракрасном диапазоне спектра (от 3 мкм и выше)

Потребность в разработке ПОС, построенных на базе ОГТБ особенно остро наблюдается при работе в инфракрасном диапазоне спектра 8-16 мкм, при обнаружении объектов малой яркости и низкого контраста (например, в космических системах ориентации, в системах регистрации отраженного лазерного излучения), что требует повышения освещенности и разрешения по сравнению с известными системами, где эта задача решается только усложнением конструкций ОПБ и введением асферических поверхностей

Отсутствие методики расчета конструктивных параметров новых типов ОПБ, исследование условий формирования панорамного изображения при возможном попадании внеинформационных пучков на МПИ не позволяет не только рассчитывать новые конструкции, но и анализировать и совершенствовать уже имеющиеся

Все это крайне затрудняет разработку новых систем, построенных на базе

ОПБ

Нерешенность обозначенных проблем определяет актуальность темы диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка принципов построения дисторзир\ющих ПОС на базе ОПБ и ОЭП с их использованием, где обеспечиваются условия повышения освещенности и разрешения на МПИ по сравнению с известными конструкциями ОПБ

Для достижения сформулированной цели были решены следующие

~ Поиск дополнительных параметров и условий, определяющих повышение как разрешения так и освещенности в плоскости МПИ

- Разработка принципов построения ПОС на основе ОПБ и схем ОЭП, позволяющих повысить разрешение и освещенность на МПИ, разработка и реализация методики расчета ОПБ, отвечающей этим принципам

- Разработка новых конструкций ОПБ и исследование их характеристик Научная новнзна диссертации заключается в том, что впервые

1 Установлено, что при фиксированном угловом поле (2со = const) в дисторзирующей системе уменьшение отношения диаметра приемника к фокусному расстоянию dmJf в равной степени как и увеличение относительного отверстия Dm/f приводит к увеличению освещенности и уменьшению дифракционного кружка рассеяния на МПИ

2 Предчожены принципы построения дисторзирующей ПОС, состоящие в

- расположении выходного зрачка ПОС в бесконечности,

- устранении сферической аберрации в зрачках,

- устранении отступления от условия синусов в зрачках,

и обеспечивающие достижение dmJf при Ico = 180° равным установленному в работе теоретическому пределу dm/f = 2, и одновременно выравнивание освещенности и разрешающей способности по полю

3 В соответствии с принципами, изложенными в п 2, разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходного варианта дисторзирующего ОПБ в приближении аберраций третьего порядка, по которой получены разнообразные конструкции ОПБ, отличающиеся от известных

- минимальным отношением d4Jf = 2 при 2со = 180°,

- повышенным относительным отверстием (1/2 5 - 1/3), при котором в угловых полях 2со > 180° в инфракрасном спектральном диапазоне максимальные кружки рассеяния по всему полю соизмеримы с размером элемента разложения МПИ, доведенным до дифракционного предела

4 Предложены принципы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП, состоящие в

- обеспечении телецентрического хода главных лучей не только на выходе ОПБ, но и перед МПИ,

- ограничении относительного оаверстия, при котором на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и одновременно обеспечивается необходимая разрешающая способность

5 Предложены схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП, включающие ОПБ с полеЕой диафрагмой в плоскости его действительного изображения, в которых предложенные принципы реализованы одним из следующих способов

- путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ,

- с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ,

- с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ Достоверность результатов работы подтверждается проведенным

анализом значительного количества оптических систем путем расчета параксиальных и действительных лучей от различных точек панорамного пространства при различных относительных отверстиях в различных спектральных диапазонах с использованием программы для оптических расчетов "2ешах' и сравнением с опубликованными результатами других авторов

Практическая значимость. Разработанная методика расчета конструктивных параметров ОПБ доведена до конкретных алгоритмов расчета, практических рекомендаций Проведенные расчеты обобщены в виде таблиц и графиков, которые позволяют определять конструктивные параметры ОПБ по заданным значениям диаметра приемника излучения и углового поля, что повышает эффективность разработки новых ПОС ОЭП

Основные результаты диссертационной работы использованы ФГУП НПП «Геофизика-Космос», а также при проведении НИР и в учебном процессе МЭИ (ТУ)

За создание панорамного объектива для приборов широкого применения кафедра светотехники МЭИ (ТУ) награждена дипломом как победитель конкурса инновационных проектов И Международного Форума «0птика-2006», автор награжден медалью «ЛАУРЕАТ ВВЦ» (удостоверение № 2108)

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит введения, трех глав и заключения Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 55 рисунками, 7 таблицами, включает 13 приложений на 65 страницах Список литературы включает 64 наименования

Публикации. По результатам работы было опубликовано 18 научно-технических работ На предложенные схемы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ получено два патента РФ на полезную модель и один патент РФ на изобретение

На защиту выносится:

1 Обоснование использования отношения диаметра приемника излучения к фокусному расстоянию d.Jf при 2со = 180° в качестве основного параметра дисторзирующей ПОС наряду с относительным отверстием, угловым полем и фокусным расстоянием

2 Формула управления размером изображения при изменении положения зрачков в дисторзирующей ПОС Установленный теоретический предел отношения djf = 2 при 2со = 180° Принципы построения дисторзирующей ПОС и принципиальная схема ОПЬ, где отношение d„Jf равно установленному теоретическому пределу

3 Методика и результаты расчета различных типовых конструкций ОПБ

4 Принципы построения приемной оптической системы панорамного ОЭП, схемы ОЭП, построенные на базе ОПБ, в которых предложенные принципы реализуются различными способами

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определена цель исследований, показана практическая значимость и научная новизна результатов работы, тезисно раскрывается содержание

В первой главе рассматриваются основные способы построения ПОС, представлен анализ современных дисторзирующих ПОС Особое внимание уделено анализу известных конструкций ОПБ и приемных оптических систем с их использованием

Анализ характеристик известных ОПБ и способов построения приемных оптических систем с их использованием показал необходимость разработки принципов построения новых ПОС на базе ОПБ и современных МПИ, разработки методики расчета различных типов конструкций ОПБ, создания новых схем ОЭП, построенных на их основе

Вторая глава диссертации посвящена разработке принципов построения дисторзирующей ПОС, разработке и реализации методики определения конструктивных параметров различных типов конструкций ОПБ, анализу результатов расчета конструкций по разработанной методике

Установлено влияние отношения диаметра приемника изпучения к фокусному расстоянию с!т// в дисторзирующей системе на освещенность и разрешение на МПИ и угловой размер элемента разложения МПИ в пространстве предметов, которое показано в табп 1

С использованием известных соотношений в световой трубке конечных размеров, для центрированной дисторзирующей ПОС с приемником излучения в плоскости идеального изображения была получена формула для освещенности на МПИ

си.

50г,г7Л,ч,Т)2

(1)

1де Ь - яркость объел 1а,

гатч - пропускание атмосферы,

гос - пропускание оптической системы,

S0б - площадь объекта,

DB., - диаметр входного зрачка,

I - расстояние от входного зрачка до объекта

Для дисторзирующей системы определен средний линейный размер дифракционного предела разрешения на МПИ

а среднее значение углового размера элемента разложения МПИ а' в пространстве предметов в дисторзирующей системе определено как

«а = а —--(3)

"пи

Получена формула для вычисления относительного отверстия ПОС, при котором «а' = аДИфР в пространстве предметов

/>„//' = 122--^—% (4)

которая показывает, что значение относительного отверстая прямо пропорционально

Анализ результатов табл 1 и формул (1) - (4) позволит заключить

1 Уменьшение отношения с1ш//' в дисторзирующей ПОС при фиксированном угловом поле приводит к увеличению освещенности на МПИ, уменьшению линейного размера дифракционного кружка на МПИ, уменьшению относительного отверстия, при котором «а = аДИфР (достигается оптимальное разрешение в дифракционно-ограниченной системе)

2 Увеличение с]т приводит к повышению разрешения в пространстве предметов, но к увеличению габаритов системы

Таблица 1

№ djf dni't мм А мм Djf MM Е' (отн ) ^лифр» угл мин (вид /ИК) «а', угл мин (вид /ИК) Djf

1 4 10 25 1/5 05 0 25 4 2784' 1 32726 35' 1/1 57

2 2 5 1/5 1 1 2 1742' 1 32726 35' 1/3 14

3 4 20 5 1/5 1 0 25 2 1742' 0 66713 18 1/1 57

4 2 20 10 1/5 2 1 1 05721' 0 66713 18' 1/3.14

5 2 10 5 1'2 5 2 4 1 05721' 1 32726 35' 1/3 14

Установлено, что характер зависимости у'(со) определяет распределение по полю Е' и разрешения на МПИ Ду 'д,ЛфР и аа>

Поэтому при разработке принципов построения дисторзирующей ПОС кроме принятых характеристик (f, D,, Jf\ 2со) в качестве основных параметров предлагается ввести

1 Отношение d„Jf = 2y'max/T при угловом поле 2со---- 180° (дня сравнительного анализа различных конструкций ПОС)

2 Зависимость у \ш)

Для обеспечения требуемого значения dUK!f при фиксированном значении углового поля, а также характера зависимостиу'(со) были исследованы способы управления у'(со) (дисторсией) в ПОС

Анализ опыта разработок известных ОПБ, основные выводы из теории аберраций, а также собственный опыт расчетов ОПБ позволил установить, что

- При отсутствии сферической аберрации в зрачках создается реальная возможность достижения 2со > 180° при DJj' от 1/5 при отсутствии виньетирования в зрачках

— Одновременное устранение сферической аберрации и от ступ ггения от условия синусов в зрачках гарантирует постоянное увеличение в зрачках Д,р, что обеспечивает монотонно возрастающею зависимость у'(со) при отсутствии наложения изображений от различных точек поля,

благоприятно влияет на уменьшение полевых аберраций, способствует уменьшению световых диаметров при отсутствии виньетирования В диссертационной работе предлагается принцип построения дисторзирующих ПОС при исправлении и сферической аберрации, и отступления от условия синусов в зрачках, а управдять величиной изображения предлагается выбором положения зрачков ПОС

Вх зр Бых зр

Рис 1 К выводу завис имостп у'(со) для ПОС

Для такой системы, определена зависимость величины изображения от положения зрачков ПОС - формула управления размером изображения и характером зависимости у '(со) (обозначения см на рис 1)

,, . , usmu

У (и) = Р-ПТ~• (5~)

cos tv'n'j3p ^

а для удаленных объектов при р' ~ f'fi ф получено

, пыпи> У И = / --; (6)

n'ms/.r '

Показано, что при расположении выходного зрачка в бесконечности, обеспечивающем гелецентрический ход 1лавных лучей на выходе ПОС, величина изображения при о: ~ 90° и п = п', оказывается минимальной и равной

фокусному расстоянию Это минимальное отношение dmlf = 2 предлагается рассматривать как теоретический предел при 2со = 180°

Далее отмечено благоприятное влияние телецентрического хода главных лучей на выходе ПОС на выравнивание по полю освещенности и дифракционного предела на МПИ, на уменьшение астигматизма и кривизны поля изображения

В работе сформулированы принципы построения дисторзируюшей ПОС, состоящие в

- расположении выходного зрачка ПОС в бесконечности,

- устранении сферической аберрации в зрачках,

- устранении отступления от условия синусов в зрачках

Предложена реализующая эти принципы схема ОПБ, где передний фокус

двухзеркалыюй композиции совпадает с центром кривизны первой выпуклой преломляющей поверхности, а на выходе установлена плоская преломляющая поверхность

Разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходных вариантов ОПБ из решения известных аберрационных уравнений третьего порядка, из которых получена зависимость коэффициента Кю от кривизны первой поверхности р\ 0брх и первой суммы Зейделя в зрачках Shp (при расчете ОПБ в обратном ходе лучей)

к _ 45] jp - ^ х " (l-2/)íü6pO(l-4/^6px)

Экспериментальным путем на основе расчетов по предложенной методике выделено пять типов двухзеркальных композиций (рис 2, зоны А -Е), где при 2сутзх > 180° отсутствует виньетирование в зрачках при относительных отверстиях от 1/5 и более, при продольной сферической аберрации в зрачках |А5Ш ,р| < 0 075/', где характер зависимости у\си), определяемый отступлением от условия синусов, — монотонно возрастающий

Соединение двухзеркальных композиций с преломляющими поверхностями позволило получить пять типов конструкций ОПБ (рис 3) По результатам расчетов и иссчедований характеристик ОПБ составлена таблица исходных вариантов (более 100), выполненных из различных материалов, работающих в различных спектральных диапазонах для всех типов конструкций, выделены базовые в каждом типе, примеры которых приведены в табл 2

Рис 2 Графики зависимости Ка (р\ 0бР х) для двухзеркальных композиций при

|А5ш,р|<0 075/'

Таблица 2

№ п мм 2у'(90°)// ^пип ^пах ^ггмн ММ 5У/ Ав //' х ¿Г ДУ шах ДУ лип МКМ

1 40 5 0 | 1/2 4 2 40 45 -90° 6 0-12 0 -0 82 19 0^7 6 12-55

2 40 5 0 1/2 9 1.97 55 -100° 8 0-10 0 0 03 4 6x1 9 30-38

3 40 50 1/2 5 2 00 25 -90° 4 0-10 0 -0 96 2 1x70 12-54

4 4 0 4 1 1/2 0 2 43 35 -90" 4 8-10 0 -0 70 14x74 10-25

5 40 49 1/3 1 2 57 50-90° 8 0-12 6 1 10 8x2 5 12-70

6 I 5 50 1/5 0 2 25 [ 55 -90° 8 4-115 0 30 2 4x2 2 100-130

По результатам оптимизации параметров и характеристик ОПБ получены следующие результаты

- отношение с/пи//' доведено до теоретического предела (табл 2, № 2, 3),

— максимальные кр> жки рассеяния по всему по.ью соизмеримы с размером элемента разложения современных МПИ при огностельных отверстиях 1/3-1/2 в спектральном диапазоне 8-12 мкм (например, табт 2 Л1" 2, 4),

- Обеспечена линейная зависимость у '(со) (табл 2, № 1, 5)

Путем расчета широких пучков (в угловом поле 2сотт) определены условия попадания внеинформапионных пучков пространства предметов на действительное изображение, сформированное ОПБ типа В Установлено, что в рекомендуемых к применению базовых конструкциях типа Б внеинформационные пучки не попадают в плоскость изображения

- в видимом диапазоне при относительном отверстии, меньшим 1/1,

- в инфракрасном диапазоне спектра (от 8 до 12 мкм) при относительных

отверстиях, меньших 1/2 5

Третья глава посвящена разработке принципов построения и схем приемных оптических систем панорамных ОЭП, построенных на базе ОПБ

Для обеспечения необходимой разрешающей способности и одновременной защиты МПИ от попадания на него внеинформационного излучения пространства предметов в соответствии с результатами проведенных в главе 2 исследований, предложены принципы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП, состоящие в

- обеспечении телеценгрического хода главных лучей не только на ОПБ, но и перед МПИ,

- ограничении относительного отверстия, при котором на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и обеспечивается необходимая разрешающая способность

В соответствии с этими принципами разработаны схемы приемных оптических систем ОЭП на базе ОПБ предложены схемы ОЭП,

включающие ОПБ с полевой диафрагмой в плоскости его действительного изображения, в которых предложенные принципы реализованы одним из следующих способов

- путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ (один из вариантов такой схемы представлен на рис 4, а), примеры выходных характеристик таких схем в спектральном диапазоне 8-12 мкм = 5 мм, Д,х// = 1/2 4, 2о>=180°,

Ду'абер=25 мкм, ¿4„ = 12 мм, в видимом спектральном диапазоне при /' = 5 мм, £>вх//' = 1/5, 2со=190°, Ду'абср= 330 мкм, й?п„ = 12 мм

- с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ (рис 4, б),

- с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ (рис 4, в), ступенчатая входная поверхность диска позволяет дополнительно устранять

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Показано, что уменьшение отношения с1ш,//' при фиксированном угловом поле в ПОС приводит к увеличению освещенности и уменьшению дифракционного предета разрешения в равной степени, как и увеличение относительного отверстия

2 Предложены принципы построения дисторзирующей ПОС, состоящие в

- расположении выходного зрачка ПОС в бесконечности,

- устранении сферической аберрации в зрачках,

- устранении отступления от условия синусов в зрачках,

и обеспечивающие достижение с/пи// при 2ы = 180° равным установленному в работе теоретическому преде чу с)т1/ - 2 и одновременно выравнивание освещенности и разрешающей способности по полю

3 В соответствии с предложенными принципами разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходных вариантов различных типов конструкций ОПБ в различных спектральных диапазонах. По результатам проведенных расчетов и исследований выделено пять типов конструкций рекомендованных к применению

4 Определены условия формирования панорамного изображения при возможном попадании внеинформационных пучков на МПИ В рекомендуемых к применению базовых конструкциях, формирующих действительное изображение, внеинформационные пучки не попадают в плоскость изображения

- в видимом диапазоне при относительном отверстии, меньшем 1/1,

- в инфракрасном диапазоне спектра (8—12 мкм) при относитетьныч отверстиях, меньших 1/2 5

5 Разработанные и исследованные конструкции дисторзирующих ОПБ создают реальную возможность построения панорамных ОЭП на их основе, особенно в инфракрасном спектральном диапазоне, где достигается отношение

= 2 (теоретический предел), кружок рассеяния, сравнимый с элементом разложения современных МПИ при относительных отверстиях 1/2 5 - 1/3 в спектральном диапазоне 8-12 мкм при отсутствии внеинформационных засветок

о Предложены принципы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП, состоящие в

- обеспечении телецентрического хода главных лучей как на выходе ОПБ так и перед МПИ,

- ограничении относительного отверстия, при коюром на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и одновременно обеспечивается необходимая разрешающая способность

7 Предложены схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП, включающие ОПБ с полевой диафрагмой в плоскости его действительного изображения, в которых предложенные принципы реализованы одним из следующих способов

- путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ,

- с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ,

- с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Г'рш орьев А А, Потапова М В, Якушенкова Т И Использование однокомпонентных панорамных блоков в современных обзорно-панорамных оптико-электронных приборах с многоэлементными приемниками излучения // Сб трудов «Прикладная 0птика-2002» -С-Пб,2002 -т 3 -с 124

2 Потапова М В Оптимальные сочетания поверхностей в панорамном блоке-объекшве // Тез докл девятой Межд научн -техн конф студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» - М , 2003 - с 167- 168

3 Потапова МВ Анализ современных панорамных оптико-электронных приборов с испочьзованием современных панорамных блоков // Тез докл девятой Межд научи -техн конф студентов и аспирантов ^Радиоэлектроника, электротехника и энергетика4) -М.2003 -с 168-170

4 Потапова М В Анализ современных зеркально-линзовых оптических панорамных блоков // Межд научн -техн конф «Люкс юниор 2003» -Арншгадт, 2003 - с 46 (на английском языке)

5 Григорьев А А, Потапова МВ, Якушенкова ТИ Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты) патент РФ на полезную модель №34260, 03 06 2003 г

6 Григорьев А А, Потапова М В , Якушенкова Т И Мартынов В Н Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на полезную модель № 37238, 18 12 2003 г

7 Потапова М В Ограничение пучков при формировании изображения в панорамном объективе МЭИ // Тез докл десятой Межд научн -техн конф студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» -М , 2004 -с 189- 190

8 Конструкции однокомпонентных оптических панорамных блоков / Григорьев А А, Потапова М В, Якушенкова Т И // Изв вузов, Приборостроение - С -Пб , 2004 - т 47, №8 - с 44-53

9 Потапова М В Методика расчета оптического панорамного блока МЭИ -дисторзирующего объектива // Сб труд Межд научн -техн конф, посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение» - М, 2004 -с 90 -95

10 Григорьев А А, Потапова МВ. Якушенкова ТИ Новые принципы построения и конструкции оптических систем обзорно-панорамных оптико-электронных приборов // Сб груд Межд научн -техн конф , посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение» . - М , 2004 - с 20-25

11 Григорьев А А , Мартынов В Н, Потапова М В , Якушенкова Т И Панорамные оптические системы на базе оптических панорамных блоков в ИК-диапазоне спектра // Сб материалов 7 Межд конф «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» - Курск, 2005 - с 76-78

12 Потапова МВ Основные характеристики оптических панорамных блоков Анализ конструкций И Сборник материалов 7 Межд конф «Оптико-

электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» - Курск, 2005 -с 100101

13 Потапова М В Расчет и исследование двухзеркалышх композиций при разработке оптических панорамных блоков Н Тез докл одиннадцатой Межд научн -техн конф студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» - Москва, 2005 - с 203

14 Потапова МВ Формирование изображения в оптическом панорамном блоке - дисторзирующем объективе, // Тез докл двенадцатой Межд научн -техн конф студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» - М , 2006 - с 230

15 Нгуен ХК, Потапова МВ Представление и анализ результатов габаритного расчета двухзеркальных систем различного назначения // Тез докл двенадцатой Межд научн -техн конф студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» . - М , 2006 - с 228

1 б Григорьев А А , Потапова М В , Якушенкова Т И Приемно-оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на изобретение №2283506, 2004 г

17 Григорьев А А, Мартынов В Н, Потапова М В , Якушенкова Т И Повышение качества изображения в обзорно-панорамных оптико-электронных приборах // Сб трудов «Прикладная 0пгика-2006» - С-Пб , 2006 - т 1 - с 320 -325

18 Григорьев А А , Мартынов В Н, Потапова М В , Якушенкова Т.И Обзорно-панорамные оптико-электронные системы визуализации и преобразования изображений // Сб статей «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» - М , 2007 - вып 2, ОАО «Циклон» -с 38-52

Подписано в печать С1 За к. //? Тир. ¡0^ д.л. /, ¿Ь Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

Содержание.

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Два основных принципа построения панорамных объективов.

1.2 Линзовые и зеркально-линзовые дисторзирующие объективы.

1.3 Современные дисторзирующие ПОС.

1.3.1 Панорамные насадки.

1.3.2 Оптические панорамные блоки.

1.3.3. Построение панорамных оптико-электронных приборов на базе ОПБ и МПИ.

1.4 Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ПОС. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДИСТОРЗИРУЮЩЕГО ОПБ

2.1 Расчетная схема формирования панорамного изображения и выбор основных параметров ПОС.

2.1.1. Расчётная схема формирования панорамного изображения ПОС.

2.1.2 Выбор основных параметров ПОС.

2.2 Принципы построения дисторзирующей ПОС.

2.2.1 Управление размером изображения и характером зависимости^^) в ПОС.

2.2.2 Телецентрический ход главных лучей на выходе как фактор повышения качества изображения в ПОС.

2.3 Методика расчёта и конструкции ОПБ.

2.3.1 Принципиальная схема ОПБ.

2.3.2 Выбор основных уравнений и методика расчёта.

2.3.3 Разработка конструкций ОПБ.

2.4 Исследование характеристик ОПБ.

2.4.1 Основные параметры и их влияние на характеристики

2.4.2 Оптимизация и результаты расчета конструкций ОПБ.

2.4.3 Внеинформационные засветки в ОПБ.

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ПАНОРАМНЫХ ОЭП НА БАЗЕ ОПБ И МПИ

3.1 Принципы построения приемной оптической системы панорамного ОЭП на базе ОПБ.

3.2 Приемная оптическая система панорамного ОЭП с апертурной диафрагмой и линзовой оптикой переноса.

3.3 Новый способ построения приемной оптической системы панорамного ОЭП при ограничении относительного отверстия непосредственно перед МПИ.

3.4 Выводы.

В настоящее время системы панорамного обзора применяются при решении технических и научно-исследовательских задач с целями мониторинга, целеуказания и обнаружения объектов в наземных оптико-электронных приборах (ОЭП) различного назначения, в ОЭП ориентации космических аппаратов, для исследования структуры и формы внутренних полостей (туннелей, шахт, труб и т.д.), в машиностроении (например, при контроле взаимного расположения деталей при сборке), в робототехнике и др.

Для решения этих задач применяются системы обзора, работающие в угловом поле 360° по азимуту и более 90° по углу места при возможном наличии темнового поля (десятки градусов по углу места относительно оптической оси), и формирующие плоское изображение на приемнике излучения.

Среди таких систем панорамного обзора — сканирующие и многоканальные системы, которые широко применяются на настоящий момент, однако имеют ряд существенных недостатков. Для системы с механическим (оптико-механическим) сканированием это, прежде всего, наличие движущихся частей, сложность механической части, инерционность привода, громоздкость, невозможность одновременного обзора всего панорамного пространства, что затрудняет использование таких систем для наблюдения быстропротекающих процессов. Современные многоканальные системы (с составным угловым полем) строятся с использованием нескольких многоэлементных приемников излучения (МПИ) и нескольких оптических каналов для формирования изображений различных областей пространства на МПИ. Механическое сканирование при этом отсутствует, однако оптический блок отличается громоздкостью, возникают проблемы совмещения каналов и сведения изображения в единое целое.

Появление и развитие широкоформатных современных МПИ как в видимом, так и в конце 90-х годов XX века в инфракрасном диапазоне спектра, открыло широкие возможности проектирования панорамных ОЭП с использованием панорамных оптических систем, отличающихся наличием одного оптического канала, позволяющего одновременно формировать изображение всего панорамного пространства на МПИ. Достоинства такого способа построения панорамного ОЭП: отсутствие механического сканирования, единый оптический канал, возможность различных способов анализа изображения и его допроцессорной обработки (задержки, интегрирования, масштабирования, фильтрации) на базе применения МПИ.

Среди панорамных оптических систем (ПОС), формирующих плоское изображение панорамного пространства на МПИ прежде всего следует отметить сложные дисторзирующие линзовые и зеркально-линзовые ПОС. Отличаясь большим количеством рабочих элементов, а зачастую наличием сложных асферических поверхностей, такие системы наиболее востребованы в системах видимого диапазона, где требуется высокое разрешение при относительных отверстиях, доходящих до 1/2 (например, в фотографической оптике). Однако, далеко не все задачи требуют ПОС высокой сложности, особенно в инфракрасном диапазоне спектра.

Стремление упростить конструкцию ПОС привело к появлению нового подхода при разработке — построению ПОС на базе панорамного дисторзирующего элемента, работающего в панорамном пространстве и формирующего плоское изображение конечных размеров, которое затем с помощью дополнительной оптики переноса проецируется на МПИ.

Среди таких панорамных элементов можно выделить зеркальную панорамную насадку — одиночное зеркало сложной формы, которое, как правило, устанавливается перед стандартным объективом, который используется в качестве оптики переноса. Невысокое качество изображения (даже сложная поверхность не может удовлетворить одновременно всем требованиям, предъявляемым к системе панорамного обзора), большие габариты такой системы, незащищенность рабочей поверхности такой насадки от воздействий окружающей среды, необходимость закрепления такого зеркала, связанная с экранированием части панорамного пространства — все это затрудняет применение таких систем, прежде всего в полевых условиях.

Ряд современных ПОС строится на базе дисторзирующего элемента — оптического панорамного блока (ОПБ), представляющего собой линзу-монолит, имеющую в своем составе две преломляющие и две отражающие поверхности, центрированные относительно оптической оси. На настоящий момент известно три основных типа ОПБ, на базе которых строятся системы как в видимом, так и в инфракрасном спектральном диапазоне (3-5 мкм).

Анализ литературных данных показал, что ОПБ обеспечивают максимальное угловое поле, значительно превышающее 180° при отсутствии виньетирования в зрачках при относительных отверстиях от 1/5 и более, при этом обеспечивается высокое качество изображения, доходящее до дифракционного в инфракрасном диапазоне спектра (от 3 мкм и выше). ОПБ отличаются простотой и технологичностью конструкции — большинство известных ОПБ реализуется с использованием только сферических поверхностей, известно использование в составе ОПБ асферических поверхностей второго порядка.

В ряде областей техники имеется потребность в ПОС, построенных на базе ОПБ. Особенно остро эта потребность наблюдается при работе в инфракрасном диапазоне спектра 8-16 мкм, при обнаружении объектов малой яркости и низкого контраста (например, в космических системах ориентации, в системах регистрации отраженного лазерного излучения), что требует разработки систем с повышенным уровнем освещенности и разрешения.

Анализ литературных данных показал, что на настоящий момент задача повышения относительного отверстия при одновременном повышении разрешения решается только усложнением известных конструкций ОПБ — введением дополнительных рабочих поверхностей, введением асферических поверхностей. Существующие методы анализа и расчета ОПБ не дают возможности поиска новых типов конструкций ОПБ.

Кроме того, отсутствие методики расчета конструктивных параметров различных типов ОПБ не позволяет не только рассчитывать новые конструкции, но и анализировать уже имеющиеся. В литературе не исследованы условия формирования изображения ОПБ при возможном попадании внеинформационных лучей в плоскость изображения. Это не , позволяет определить рабочее относительное отверстие, разработать средства защиты от попадания внеинформационных лучей на МПИ.

Все это крайне затрудняет разработку новых систем, построенных на базе

ОПБ.

Нерешенность обозначенных проблем определяет актуальность темы диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка принципов построения дисторзирующих ПОС на базе ОПБ и ОЭП с их использованием, где обеспечиваются условия повышения освещенности и разрешения на МПИ по сравнению с известными конструкциями ОПБ.

Для достижения сформулированной цели были решены следующие задачи:

- Поиск дополнительных параметров и условий, определяющих повышение как разрешения так и освещенности в плоскости МПИ.

- Разработка принципов построения ПОС на основе ОПБ и схем ОЭП, позволяющих повысить разрешение и освещенность на МПИ, разработка и реализация методики расчёта ОПБ, отвечающей этим принципам.

- Разработка новых конструкций ОПБ и исследование их характеристик. Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Установлено, что при фиксированном угловом поле (2со = const) в дисторзирующей системе уменьшение отношения диаметра приемника к фокусному расстоянию dnJf в равной степени как и увеличение относительного отверстия DBK/f приводит к увеличению освещенности и уменьшению дифракционного кружка рассеяния на МПИ.

2. Предложены принципы построения дисторзирующей ПОС, состоящие в

- расположении выходного зрачка ПОС в бесконечности;

- устранении сферической аберрации в зрачках;

- устранении отступления от условия синусов в зрачках; и обеспечивающие достижение dm/f при 2со = 180° равным установленному в работе теоретическому пределу dxJf = 2, и одновременно выравнивание освещенности и разрешающей способности по полю.

3. В соответствии с принципами, изложенными в п. 2, разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходного варианта дисторзирующего ОПБ в приближении аберраций третьего порядка, по которой получены разнообразные конструкции ОПБ, отличающиеся от известных:

- минимальным отношением dnJf = 2 при 2со = 180°;

- повышенным относительным отверстием (1/2.5 - 1/3), при котором в угловых полях 2(0 > 180° в инфракрасном спектральном диапазоне максимальные кружки рассеяния по всему полю соизмеримы с размером элемента разложения МПИ, доведенным до дифракционного предела.

4. Предложены принципы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП, состоящие в

- обеспечении телецентрического хода главных лучей не только на выходе ОПБ, но и перед МПИ;

- ограничении относительного отверстия, при котором на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и одновременно обеспечивается необходимая разрешающая способность.

5. Предложены схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП, включающие ОПБ с полевой диафрагмой в плоскости его действительного изображения, в которых предложенные принципы реализованы одним из следующих способов:

- путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ;

- с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ;

- с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ. Достоверность результатов работы подтверждается проведенным анализом значительного количества оптических систем путем расчета параксиальных и действительных лучей от различных точек панорамного пространства при различных относительных отверстиях в различных спектральных диапазонах с использованием программы для оптических расчетов Zemax и сравнением с опубликованными результатами других авторов.

Практическая значимость. Разработанная методика расчета конструктивных параметров ОПБ доведена до конкретных алгоритмов расчета, практических рекомендаций. Проведенные расчеты обобщены в виде таблиц и графиков, которые позволяют определять конструктивные параметры ОПБ по заданным значениям диаметра приемника излучения и углового поля, что повышает эффективность разработки новых ПОС ОЭП.

Основные результаты диссертационной работы использованы ФГУП НПП «Геофизика-Космос», а также при проведении НИР и в учебном процессе МЭИ (ТУ).

За создание панорамного объектива для приборов широкого применения кафедра светотехники МЭИ (ТУ) награждена дипломом как победитель конкурса инновационных проектов II Международного Форума «0птика-2006», автор награжден медалью «ЛАУРЕАТ ВВЦ» (удостоверение № 2108).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит введения, трех глав и заключения. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 55 рисунками, 7 таблицами, включает 13 приложений на 66 страницах. Список литературы включает 64 наименования.

В первой главе проводится анализ литературных данных, рассматриваются основные способы построения панорамных оптических систем, представлен анализ известных ПОС.

В первом параграфе анализируются два основных принципа построения ПОС. Показано, что на настоящий момент наиболее востребованы именно дисторзирующие системы, формирующие плоское изображение и обеспечивающие возможности работы в широком угловом поле с современными МПИ.

Во втором параграфе рассматривается ряд сложных линзовых и зеркально-линзовых ПОС, выделяются конструкции, которые можно назвать прототипами ПОС, построенных на базе ОПБ, анализируются базовые принципы построения таких конструкций.

В третьем параграфе приводится краткий обзор, а затем анализ панорамных насадок, который показывает, что такие системы отличаются рядом существенных недостатков, среди которых сложность конструкции, большие габариты невозможность использования таких систем в полевых условиях. Приводится обзор известных типов конструкций ОПБ и панорамных ОЭП на их основе. Показано, что ОПБ отличаются возможностью формирования высокого качества изображения особенно в инфракрасном диапазоне спектра, простотой и технологичностью конструкции, возможностью обеспечения угловых полей, значительно превышающих 180°. Отмечено, что отсутствие методик расчета различных типов ОПБ затрудняет расчет и анализ различных типов конструкций ОПБ. Показано, что на настоящий момент не сформулированы основные принципы построения приемных оптических и систем на базе ОПБ, что затрудняет внедрение ОПБ в панорамные приборы широкого назначения.

Вторая глава посвящена разработке принципов построения ПОС, а также методике расчета ОПБ. Исследованы конструкции ОПБ, рассчитанные по разработанной методике.

В первом параграфе представлена расчетная схема формирования панорамного изображения, проводится выбор основных параметров ПОС. Выведенные выражения и представленные результаты расчета известных конструкций ОПБ позволили предложить приведенное значение dm!f' при 2со = 180°и зависимость размера изображения от углового поля у'(со) в качестве основных параметров ПОС. Показано, что уменьшение djf в ПОС ведет к повышению уровня освещенности в плоскости изображения, повышению дифракционного разрешения.

Во втором параграфе исследуются способы управления величиной изображения и характером зависимости^'^) с целью уменьшения отношения dmif. Показано, что управлять размером изображения в дисторзирующей ПОС можно именно выбором положения выходного зрачка. Определяется теоретический предел отношения dmff = 2 при 2со = 180° при расположении выходного зрачка в бесконечности при устранении сферической аберрации в зрачках и выполнении условия синусов в зрачках. Показано благоприятное влияние телецентрического хода главных лучей (выходной зрачок в бесконечности) и устранения сферической аберрации и отступления от условия синусов в зрачках на основные характеристики ПОС. Сформулированы принципы построения ПОС, состоящие в обеспечении телецентрического хода главных лучей на выходе ПОС, устранении сферической аберрации в зрачках и отклонения от условия синусов в зрачках.

В третьем параграфе, на основании предложенных принципов разработана принципиальная схема построения ОПБ и методика расчета ОПБ в приближении аберраций третьего порядка. По результатам расчета конструктивных параметров исходных вариантов ОПБ выделено пять различных типов конструкций ОПБ, рекомендованных к применению.

В четвертом параграфе проведено исследование основных параметров ОПБ и их влияние на выходные характеристики. Представлены результаты расчета конструкций ОПБ. Проведено исследование возможностей попадания внеинформационных лучей в плоскость изображения ОПБ, формирующего действительное изображение. Результаты расчета представлены в виде таблиц, графиков. Ряд рассчитанных конструкций обеспечивает равенство размера изображения теоретическому пределу, разрешение, близкое к дифракционному при относительных отверстиях 1/2.5 - 1/3 в спектральном диапазоне 8-12 мкм.

В третьей главе предлагаются принципы построения приемной оптической системы ОЭП на базе ОПБ и схемы, реализующие эти принципы.

В первом параграфе анализируются условия работы ОПБ, формирующего действительное изображение с МПИ. Проведенный анализ позволяет сформулировать основные принципы построения приемной оптической системы ОЭП, состоящие в обеспечении телецентрического хода главных лучей как на выходе ОПБ, так и на входе МПИ и в ограничении относительного отверстия, при котором на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и одновременно обеспечивается необходимая разрешающая способность.

Во втором параграфе предлагаются схемы, реализующие эти принципы путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ, в плоскость промежуточного действительного изображения, сформированного ОПБ, устанавливается полевая диафрагма для дополнительного снижения уровня фоновой засветки на МПИ. Приведены результаты расчета и анализа таких систем.

В третьем параграфе предлагаются схемы, реализующие сформулированные принципы построения приемной оптической системы ОЭП с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ, а также с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ.

В конце каждой главы приведены основные выводы по соответствующей главе.

Заключение представляет собой основные выводы по диссертационной работе.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [32 - 34, 41, 49-50, 53-64].

Публикации. По результатам работы было опубликовано 18 научно-технических работ. На предложенные схемы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ получено два патента РФ на полезную модель и один патент РФ на изобретение.

На защиту выносится;

1. Обоснование использования отношения диаметра приемника излучения к фокусному расстоянию d„Jf при 2со = 180° в качестве основного параметра дисторзирующей ПОС наряду с относительным отверстием, угловым полем и фокусным расстоянием.

2. Формула управления размером изображения при изменении положения зрачков в дисторзирующей ПОС. Установленный теоретический предел отношения djf - 2 при 2со = 180°. Принципы построения дисторзирующей ПОС и принципиальная схема ОПБ, где отношение dm/f равно установленному теоретическому пределу.

3. Методика и результаты расчета различных типовых конструкций ОПБ.

4. Принципы построения приемной оптической системы панорамного ОЭП, схемы ОЭП, построенные на базе ОПБ, в которых предложенные принципы реализуются различными способами.

Основные результаты, полученные в диссертации, сводятся к следующему:

1. Показано, что уменьшение отношения dmlf' при фиксированном угловом поле в ПОС приводит к увеличению освещенности и уменьшению дифракционного предела разрешения в равной степени, как и увеличение относительного отверстия.

2. Предложены принципы построения дисторзирующей ПОС, состоящие в

- расположении выходного зрачка ПОС в бесконечности;

- устранении сферической аберрации в зрачках;

- устранении отступления от условия синусов в зрачках; и обеспечивающие достижение dnJf при 2со = 180° равным установленному в работе теоретическому пределу d,Jf = 2 и одновременно выравнивание освещенности и разрешающей способности по полю.

3. В соответствии с предложенными принципами разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходных вариантов различных типов конструкций ОПБ в различных спектральных диапазонах. По результатам проведенных расчетов и исследований выделено пять типов конструкций, рекомендованных к применению.

4. Определены условия формирования панорамного изображения при возможном попадании внеинформационных пучков на МПИ. В рекомендуемых к применению базовых конструкциях, формирующих действительное изображение, внеинформационные пучки не попадают в плоскость изображения:

- в видимом диапазоне при относительном отверстии, меньшем 1 /1,

- в инфракрасном диапазоне спектра (8-12 мкм) при относительных отверстиях, меньших 1/2.5.

5. Разработанные и исследованные конструкции дисторзирующих ОПБ создают реальную возможность построения панорамных ОЭП на их основе, особенно в инфракрасном спектральном диапазоне, где достигается отношение dnJf = 2 (теоретический предел), кружок рассеяния, сравнимый с элементом разложения современных МПИ при относительных отверстиях 1/2.5 - 1/3 в спектральном диапазоне 8-12 мкм при отсутствии внеинформационных засветок.

6. Предложены принципы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП, состоящие в

- обеспечении телецентрического хода главных лучей как на выходе ОПБ, так и перед МПИ;

- ограничении относительного отверстия, при котором на МПИ не попадает внеинформационное излучение пространства предметов и одновременно обеспечивается необходимая разрешающая способность.

7. Предложены схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП, включающие ОПБ с полевой диафрагмой в плоскости его действительного изображения, в которых предложенные принципы реализованы одним из следующих способов:

- путем установки апертурной диафрагмы вне ОПБ внутри афокальной оптики переноса изображения на МПИ;

- с помощью волоконно-оптических дисков различной конфигурации, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ;

- с помощью микроканальных пластин с поглощающим покрытием, выходная плоская поверхность которых совмещена с МПИ.

Заключение

1. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Обзорно-панорамные оптико-электронные системы // Изв. вузов. Приборостроение. -2002.-Т. 45 №2.-с. 37-45.

2. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г., Инфракрасные системы «смотрящего» типа. М.:Логос, 2004. - 444 с.

3. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М.: Искусство, 1971670 с.

4. Заказнов Н. П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.

5. Саттаров Д.К. Волоконная оптика. Л.: Машиностроение, 1973.- 280 с.

6. Swain P., Mark D. Curved CCD Detector Devices And Arrays For Multi-Spectral Asrophisical Applications And Terrestrial Stereo Panoramic Cameras // SPIE Proc., V. 5499, 2004, P.281-301.

7. Barrios S.R., Kwok R., McMullen J.D., Teague J.R. Staring infrared panoramic sensor (SIRPS) for surveillance and threat detection // SPIE V. 3061, 1997, P. 585-590.

8. U. S. Pat. Doc. 348/36 6.356.296 2002/ Driscoll, Jr. et al.

9. Chahl J.S., Srinivasan M.V. Filtering and processing of panoramic images obtained using a camera and a wide-angle-imaging reflective surface II J. Opt. Soc. Am., V. 17, No. 7, 2000.

10. Kumler J., Bauer M. Fisheye Lens Designs And Their Relative Performance // SPIE Proc., V. 4093, 2000, P. 360-369.

11. Гончаренко E.H., Беляков Г.Ф. Широкоугольный зеркально-линзовый объектив, патент №275451, 03.07.1970, Бюл. №22.

12. U.S. Pat. Doc. 350/198 4.012.126 1977/Rosendahl et al.

13. Powell I. Design study of an infrared paniramic optical system // Appl. Optics, 1996 V.35,No. 31. P. 6190-6194.

14. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.028.719 2000/ Beckstead et al.

15. Peng W., Zaili D., Maoxiang S. Implementation Of Spherical Mirror Based Panoramic Vision // SPIE V. 5253, 2003, P. 187-190.

16. U. S. Pat. Doc. 6.424.377 B1 2002/ Driscoll, Jr. et al.

17. U. S. Pat. Doc. 396/21 6.594.448 2003/ Herman et al.

18. U. S. Pat. Doc. 348/36 5.790.181 1998/ Chahl etal.

19. Demande de brevet d'invention №2508183 1982/ Alain Zachary.

20. Kweon G., Kim K., Kim G., Kim H. Folded catadioptric panoramic lens with an equidistance projection scheme // Appl. Optics, V. 44, No. 14, 2005, P. 27592767.

21. Takeya A., Kuroda Т., Nishiguchi K., Ichikawa A. Omnidirectional Vision System Using Two Mirrors // SPIE V. 3430, 1998, P. 50-60.

22. Kweon G., Kim K., Choi Y., Kim G., Yang S. A Catadioptric Double-Panoramic Lens With The Equi-Distance Projection For A Rangefinder Application // SPIE Proc, V. 5613,2004, P. 29-42.

23. Barton G.G., Feldman S., Beckstead J.A., Nordhauser S.R. A Versatile 360 Degree Panoramic Optical System For Autonomous Robots // SPIE Proc. V. 3525, 1998.

24. Greguss P., Kertesz A., Kertesz V. PALIMADAR a PAL-optic based imaging modul for allround data acquisition and recording // SPIE V. 1771, 1992, P. 567-573.

25. U. S. Pat. Doc. 359/725 4.566.763 01. 1986/ Greguss Pal et al.

26. Powell I. Panoramic lens//Appl. Optics, 1994 V. 33, No. 31. P. 7356-7361.

27. U. S. Pat. Doc. 359/724 5.631.778 1997/ Powell.

28. Куртов A.B., Соломатин B.A. Панорамный зеркально-линзовый объектив. Патент РФ RU 2185645,20.07.2002, Бюл. № 20.

29. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А. Оптико-электронная система контроля полостей // Сб. трудов «Прикладная 0птика-2002» ». С-Пб., 2002. -т. 1. — с. 78.

30. Елизаров А.В. Выбор параметров сканирующей оптико-электронной системы контроля полостей // Изв. вузов, Геодезия и аэрофотосъемка. 2003. -№2. - с. 131.

31. Григорьев А.А., Якушенкова Т.И. Приёмная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на полезную модель №25947,27.10.2002 г.

32. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.175.454 В1 2001/Hoogland etal.

33. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.373.642 B1 2002/ Wallerstein et al.

34. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.597.520 B2 2003/ Wallerstein et al.

35. U. S. Patent Application 359/725 US2004/0252384 А1/ Wallerstein et al.

36. U.S. Patent Application 359/725 US2005/0117227 A1 / Gal et al.

37. U. S. Pat. Doc. 348/36 6.611.282 2003/ Trubko et al.

38. Конструкции однокомпонентных оптических панорамных блоков / Григорьев А.А., Потапова М.В., Якушенкова Т.И. // Изв. вузов, Приборостроение. С.-Пб., 2004. -т. 47,№8. -с. 44-53.

39. U. S. Pat. Doc. 359/724 5.631.778 1997/1. Powell.

40. Carrieri A.H. Panoramic infrared-imaging spectroradiometer model with reverse phase-modulated beam broadcasting // Appl. Optics, 1997 V. 36, No. 9. P. 1952-1964.

41. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.115.193 2000/ Shu.

42. DE 43 96 177 C2, П 02 И 13/06 1992/ Т. Kuroda и др.

43. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.646.818 2003/ Doi.

44. Dietzsch E. Telecentric Relay Lens Systems Having Distortion And Their Application In Endoscopes // SPIE V. 2774, 1996, P.276-282.

45. Pate M.A. Optical Design And Specification Of Telecentric Optical Systems // SPIE V. 3482, 1998.

46. Потапова M.B. Формирование изображения в оптическом панорамном блоке дисторзирующем объективе, // Тез. докл. двенадцатой Межд. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» . - М., 2006. - с. 230.

47. Fallah H.R., Maxwell J. Higher Order Pupil Aberrations in Wide Angle and Panoramic Optical Systems // SPIE V. 2774,1996, P. 342-351.

48. Борн M., Вольф Э. Основы оптики. Наука, 1973 г. - 721 с.

49. Григорьев А.А., Мартынов В.Н, Потапова М.В., Якушенкова Т.Н. Повышение качества изображения в обзорно-панорамных оптико-электронных приборах // Сб. трудов «Прикладная 0птика-2006». С-Пб., 2006. - т. 1.-е. 320 -325.

50. Потапова М.В. Оптимальные сочетания поверхностей в панорамном блоке-объективе // Тез. докл. девятой Межд. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М., 2003. - с. 167- 168.

51. Потапова М.В. Формирование изображения в оптическом панорамном блоке дисторзирующем объективе, // Тез. докл. двенадцатой Межд. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» . - М., 2006. - с. 230.

52. Потапова М.В. Анализ современных зеркально-линзовых оптических панорамных блоков // Межд. научн.-техн. конф. «Люкс юниор 2003». -Арнштадт, 2003. с. 46 (на английском языке).

53. Потапова М.В. Методика расчета оптического панорамного блока МЭИ -дисторзирующего объектива // Сб. труд. Межд. научн.-техн. конф., посвященной 225-летию МИИГАиК, «Оптическое приборостроение» . М., 2004. -с. 90 -95.

54. Потапова М.В. Ограничение пучков при формировании изображения в панорамном объективе МЭИ // Тез. докл. десятой Межд. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». -М., 2004.-с. 189- 190.

55. Григорьев А.А., Потапова М.В., Якушенкова Т.И. Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на полезную модель №34260, 03.06.2003 г.

56. Григорьев А.А., Потапова М.В., Якушенкова Т.Н. Приемно-оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на изобретение №2283506, 2004 г.

57. Григорьев А.А., Потапова М.В., Якушенкова Т.Н. Мартынов В.Н. Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора (варианты), патент РФ на полезную модель №37238, 18.12.2003 г.