автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Принципы построения малогабаритных панорамных оптических систем без темнового поля для фотометрических приборов

/

0034Э01В8

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

НЯНБ20Ю

Москва -2009

003490188

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

Ринкевнчюс Бронюс Симович кандидат технических наук Филонов Александр Сергеевич

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский,

проектно-конструкторский и технологический светотехнический институт им. СИ. Вавилова. (ООО «ВНИСИ»)

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 кз 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 а = 360° по азимуту и десятки градусов по углу места а> 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 2со > 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 2а> > 180° и а = 360° по азимутальному углу, и могут быть реализованы не только в видимом, но и в ИК диапазоне, включая область 8 -Н4 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 2со = 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 2а> > 180° при сохранении разрешающей способности на уровне известных конструкций.

Для достижения сформулированной цели были решены следующие задачи:

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

- разработка принципов построения ОПБ с впеосевыми поверхностями и ПОС на их основе, позволяющих устранить темповое 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. Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Предложены принципы построения многоканальных ПОС на базе ОПБ без темнового поля по углу места, состоящие:

- в выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм каждого канала внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов а и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места без

темнового поля и а < 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом а;

- в совмещении переднего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.

2 И соответствии с принципами, изложенными в пункте 1, разработана и реализована методика расчета ОПБ с внеосевыми поверхностями, когда исходные варианты ОПБ выбираются в приближении аберраций третьего порядка, по которой получены разнообразные конструкции ОПБ из различных материалов и предложены многоканальные ПОС на их основе, обеспечивающие разрешающую способность на уровне известных систем и достигающую в ИК области спектра дифракционного предела при относительных отверстиях Лвк// от 1/2 до 1/2,5, но отличающиеся от последних:

- отсутствием темнового поля относительно оптической оси по углу места, при си > 90°;

- меньшим отношением светового диаметра ОПБ к диаметру приемника излучения (¡т, доходящим до значения от 1,13 до 1,50.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Принципы построения многоканальной ПОС без темнового поля по углу места на базе ОПБ в каждом канале.

2. Принципы построения ОПБ с угловым полем со > 90° по углу места и а < 180° по азимуту.

3. Методика расчета ОПБ в соответствии с предложенными принципами.

4. Результаты расчета полученных ОПБ и ПОС на их основе. 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 "2етах" и сравнением с опубликованными результатами других авторов.

Практическая значимость. Разработанная методика расчета конструктивных параметров ОПБ с внеосевыми поверхностями 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 без темнового поля для фотометрических приборов.

Основные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе МЭИ (ТУ).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях в период с 2006 по 2009 гг.:

- XII Международная научно-техническая конференция студентов и

аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", МЭИ (ТУ),

2006 г.

- VII, VIII Международные конференции «Прикладная оптика - 2006»

«Прикладная оптика - 2008», Санкт-Петербург, 2006, 2008 гг.

- Научно-техническая конференция «Молодые светотехники России»,

Москва, 2008 г.

Публикации. По результатам работы было опубликовано 7 печатных работ, из них 2 статьи - в рецензируемых журналах, без соавторов - 2 работы. На предложенные схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 58 рисунками, 5 таблицами, включает 5 приложений на 19 страницах. Список литературы содержит 60 наименований.

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 оптических систем для обзора панорамного пространства. Особое внимание уделено анализу известных конструкций центрированных ОПБ и ПОС на их основе. Этот анализ показал необходимость развития методики расчета оазличных типов конструкций ОПТ» с янепсевыми поверхностями и создания на их основе новых схем ПОС без темпового поля для фотометрических приборов.

Во второй главе рассмотрены и предложены принципы построения малогабаритных ПОС без темнового поля на базе ОПБ с внеосевыми поверхностями для фотометрических приборов, а также методика их расчета по этим принципам.

Для сравнительного анализа различных конструкций ОПБ и выбора основных параметров оптической системы (относительного отверстия Dm/f и фокусного расстояния f, предложенных в работе отношения диаметра приемника излучения к фокусному расстоянию dmlf и расчетного параметра — диаметра приемника излучения dmi), при разработке дисторзирующих ПОС при линейной зависимости y\ro), dmi=2y'a_AÜ„ и 2си = 7Г были получены следующие соотношения:

— из приближенного уравнения для освещенности на приемнике излучения

в световой трубе конечных размеров:

где Е'о - освещенность в центре приемника излучения; /, - яркость предмета; г - коэффициент пропускания среды и оптической системы; р - расстояние от входного зрачка ПОС до объекта; - площадь объекта.

(1)

— из дифракционного критерия углового разрешения оптической системы ] пространстве предметов и линейного разрешения на МОИ Ау'диф :

(¿пиУ Г 1_ Я- А ,

[/'лА*,! 1.221 ^

(2)

— из условия, при котором одинаково эффективно используются угловые разрешения в пространстве предметов безаберрационной оптической

системы адифр и МПИ ат

\

Г

л

д.

= 2 лК,К„

(3)

где А'| определяется соотношением а' = 2А4-Л-К,, а' — линейный размер элемента разложения МПИ, К2 определяется соотношением адиф = Кгат,

Результаты влияния параметров оптической системы и МПИ на угловое разрешение системы показаны на рис. 1 и рис. 2

А

ее 1:1

/

1:5

ЯщЛ^'Г1) «пи (^"2)

\ \ \ \

/ 34

/

1:2

1:5

\ «п,ЛкГо

а „ ,

Г ' /

О 0,2 0,4 0,6 0.8 1.0

10

И

20

а) б)

Рис. 1. Зависимость углового дифракционного разрешения ад:,ф от относительного отверстия Взх// для ОГЕБ с разными значениями Л»/Г (а - в видимой области; б - в ИК области)

Рис. 2. Зависимости отношения//О«, от отношения при адЧф„ -а„„ ■

Анализ формул (1) - (3) и графиков (рис. I, рис. 2) позволил заключить:

1, ПОС фотометрического прибора, обеспечивающую угловое разрешение в пространстве предметов, близкое к дифракционному, можно реализовать на базе современных ОПБ и МГШ как в видимом, так и в ИК диапазонах при относительных отверстиях соответственно 1/6,28 1/3,6 и 1/3,14 + 1/1,8.

2. Уменьшение отношения б?га;//' в равной степени, как и увеличение относительного отверстия, способствует повышению углового разрешения системы б пространстве предметов, а также освещенности и линейного разрешения безаберрационной системы на МПИ.

На основании проведенного анализа предлагается разрабатывать ПОС с исправленной сферической аберрацией в зрачках и телецентрическим ходом главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ, способствующими уменьшению 1пи1Г.

Одной из неприятных особенностей ПОС, построенных на базе центрированных двухзеркальных, является наличие темнового поля по углу места при отсутствии виньетирования и экранирования в зрачках, которое можно уменьшить но нельзя устранить полностью, поэтому ПОС на базе ОПБ с уг ловым полем, близким к полусфере, без темнового поля по углу места может быть только многоканальной.

Предложен новый способ формирования изображения панорамного пространства многоканальной оптической системой, когда каждый канал, построенный на базе отдельного ОПБ, формирует изображение сектора панорамного пространства в угловом поле а < 180° по азимуту иш> 90° по углу места без темпового поля в виде сектора с центром на оптической оси канала и с таким же центральным углом а < 180° на МПИ.

Найдены и предлагаются принципы построения ОПБ, формирующих изображения сектора панорамного пространства без искажения по азимуту при отсутствии виньетирования в зрачках, направленные на уменьшение отношения d„u If, габаритов и повышение разрешающей способности системы, и состоящие в следующих:

- центры всех поверхностей ОПБ, нолевой и апертурной диафрагм должны быть на оптической оси ОПБ;

- все поверхности ОПБ, апертурной и полевой диафрагм должны быть выполнены внеосевыми, а их световые отверстия в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов а < 180° и вершинами этих углов на оптической оси;

- апертурная диафрагма должна быть размещена на оправе первого зеркала;

- ОПБ должен формировать действительное изображение панорамного пространства на МПИ;

- обеспечить телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ;

- устранить сферическую аберрацию в зрачках.

На основе предложенных принципов разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходных вариантов ОГ/Б с внеосевыми поверхностями в приближении аберрации третьего порядка, когда система считается центрированной.

Поиск исходных вариантов двухзеркальных композиций ОПБ предлагается осуществлять с использованием разработанного автором на кафедре светотехники

МЭИ каталога центрированных двухзеркальных композиций из сферических поверхностей, конструктивные параметры которых для различных значений линейного увеличения сведены в таблицы и представлены графически.

Графическое представление результатов расчета заключается в том, что в результате габаритного расчета установлено, что все многообразие двухзеркальных композиций для каждого значения линейного увеличения /}0 можно отобразить на плоскости (на "странице") с координатами к и ри где к — коэффициент экранирования, который определяется как отношение высот падения первого параксиального луча на второе и первое зеркала к = Ь2/Ьь р\ — приведенная кривизна первого зеркала р\ ~ IV,-¡, где каждая течка соответствует одной конструкции двухзеркальной композиции (рис. 3)

Ркс. 3. Типовые конструкции двухзеркальных композиций при Д,= 0.

На основании графического представления выделение двухзеркальных конструкций с отличительными конструктивными или аберрационными признаками осуществляется по установленной зависимости между к и р, для этих признаков.

Рис. 4. Выделение двухзеркальных композиций. В соответствии с общепринятыми рекомендациями по нормировке координат параксиальных лучей для нахождения конструкций исходных вариантов двухзеркальных композиций для создания новых ОПБ были получены уравнения:

- из условия устранения сферической аберрации в зрачках при телецентрическом ходе главных лучей на выходе (8^= 0 при со' = 0):

1й г,

к = х--иР1=Т7-(4)

- из условия совмещения апертурной диафрагмы с первым зеркалом и передним фокусом двухзеркальной композиции (вр= 0):

к = 2р,+1, (5) - из условия формирования действительного изображения на МПИ

(8Г+Й?>0):

' -1г

О

2/?, '

(6)

На рис. 3 представлены 12 типовых конструкций двухзеркальных композиций при ра = О (для удаленного объекта), а рис. 4 — результат поиска исходных вариантов двухзеркальных композиций для разработки новых ОПБ. Найдена единственная типовая конструкция двухзеркальных композиций, на базе хохорых можно создать ОПБ с Внсоссвыми поверхностями, отвечающие всем установленным требованиям.

В настоящей работе предложены два способа стыковки полученных двухзеркальных композиций с преломляющими поверхностями ОПБ. При первом способе стыковки центр первой преломляющей поверхности совпадает с вершиной первого зеркала двухзеркальной композиций, а при втором - с центром второго зеркала. Оба способа обеспечивают изображение всех точек поля без виньетирования в зрачках при относительных отверстиях, доходящих до значения 1/2, и отличаются технологичностью, возможностью коррекции аберраций и максимальным угловым полем (сомж > 90° — второй способ, сомж < 90° — первый способ). В результате стыковки рабочих поверхностей получены две типовые конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями, которые представлены на рис. 5.

г-4-

и ----- 1

N

а) б)

Рис. 5. Типовые конструкции ОПБ. а - по первому способу стыковки, б - по второму способу стыковки

Расчеты показали, что полученные по предложенной и разработанной методике расчета ОПБ с внеосевыми поверхностями могут быть выполнены из различных материалов с показателем преломления п от 1,4 до 4,0 и соответственно работать в различных спектральных диапазонах от УФ до ИК.

Третья глава посвящена исследованию характеристик полученных ОПБ, оптимизации их конструктивных параметров и разработке некоторых схем двухканадьных ПОС, построенных на базе ОПБ с внеосевыми поверхностями.

В результате проведенных расчетов и исследований исходных вариантов найдены способы управления такими характеристиками ОПБ как максимальная величина изображения панорамного пространства и характер зависимости от углового поля со, удаление плоскости действительного изображения и угловое разрешение в пространстве предметов аберрационной системы за счет подбора конструкции двухзеркальной композиции, способа стыковки рабочих поверхностей и выбора материала ОПБ.

Найдены конструкции ОПБ, отличающиеся:

- близкой к линейной зависимостью у\со) от углового поля со для ОПБ при первом способе стыковки независимо от пкк, при п ~ (2,4 2,5) при втором способе стыковки;

- минимальным отношением й?т,// = 2,57 при близкой к синусоидальной зависимостиу'(а>) когда п = 4 при втором способе стыковки поверхностей:

- максимальным угловым полем сомах= 100°;

- максимальным удалением плоскости изображения при втором способе стыковки поверхностей ОПБ з'Р= (1,33 ^ 2,5)/* при к = 3-- 4,2 и и = 1,5 +1,8;

- максимальным угловым разрешением в пространстве предметов, близким к дифракционному пределу, при втором способе стыковки поверхностей ОПБ си = 2,5 - 4,0.

Все полученные конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями отличаются меньшим в несколько раз по сравнению с известными конструкциями световым диаметром Дв и в большинстве меньшей толщиной ОПБ ¿1тй.

Установлено расчетным путем, что при допустимом темновом поле относительно оптической оси (2шт < 10°) увеличивается площадь входного зрачка приблизительно в 2 раза при сохранении конструкции, габаритов и разрешающей способности системы.

По результатам оптимизации конструктивных параметров и характеристик полученных ОПБ в соответствии с назначением ПОС для фотометрических приборов получены следующие результаты:

- в ИК области при оптимизации можно повысить и относительное отверстие, и разрешающую способность системы и добиться линейной зависимости v'(со) Няедение я с < b с р и ч с к и х поверхностей позволяет увеличивать относительное отверстие до значения Dm/f = 1/2 при кружках рассеяния, соизмеримых с размером элемента разложения современных МПИ (Ду'Мак = 29,78 мкм, а' = 25 мкм);

- получены конструкции ОПБ как со сферическими, так и с асферическими поверхностями с практически линейной зависимостью у'(со);

~ получены конструкции ОПБ с минимальным отношением dmJf = 2,11, близким к теоретическому пределу, при угловом поле со = 90° в ИК области;

- в видимом диапазоне спектра конструкции ОПБ, обеспечивающие наилучшее разрешение на МПИ по всему полю Ау'м^ = 32,3 мкм при а>мак = 100°, при оптимизации достигают относительного отверстия D&x/f = 1/5 за счет введения дифракционной решетки на отражающие поверхности. Предложенны конструкции малогабаритных технологичных двухканальных

ПОС для фотометрических приборов с различной компоновкой каналов (рис. 6), в которых информация о распределении яркости (температуры) в угловом поле 360° по азимуту и ±90° и более по углу места без темпового поля одновременно передается на два (возможно на один) МПИ с угловым разрешением в пространстве предметов, близким к дифракционному, при достаточно высоких относительных отверстиях.

1-первый канал, Н-второй канал 1-ОПБ, 2-апертурная диафрагма, 3-полевая диафрагма, 4-МГ1И

В заключении кратко сформулированы основные результаты, полученные

в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что на базе современных ОПБ и МПИ можно реализовать по новым принципам построения многоканальную ГЮС фотометрического прибора без темпового поля, обеспечивающую угловое разрешение в пространстве предметов, близкое к дифракционному как в видимом, так и в ИК диапазонах.

2. Установлено, что уменьшение отношения с1т// в равной степени, как и увеличение относительного отверстия, способствует повышению углового разрешения системы в пространстве предметов, а также освещенности и линейного разрешения безаберрационной системы на МПИ. Для уменьшения отношения ¿/т,//7 предлагается разрабатывать ПОС с исправленной сферической

аберрацией в зрачках и телецентрическим ходом главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ.

3. Предлагаются принципы построения нового ОПБ, обеспечивающего изображение панорамного пространства в угловом поле а < 180° по азимуту и со > 90° по углу места без темнового поля, которые состоят в:

—выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов а и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места без темнового поля и а < 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом а;

—совмещении перенего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.

4. Предложена и реализована методика расчета таких ОПБ с внеосевыми поверхностями с использованием разработанного автором каталога двухзеркальных композиций при выполнении следующих условий:

—устранение сферической аберрации в зрачках при телецентрическом ходе главных лучей после ОПБ;

—размещение апертурной диафрагмы на оправе первого зеркала, вершина которого совпадает с передним фокусом двухзеркальной композиции; —получение действительного изображения на выходе ОПБ.

5. Найдены по предложенной методике расчета конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями, отличающиеся от всех известных конструкций меньшими

габаритами и отсуствием темнового поля по углу места при со > 90° (до 100°) и а < 180° по азимуту и имеющие разрешающую способность на уровне известных систем при относительных отверстиях, доходящих до значения Овх// = 1/2 без виньетирования в зрачках.

6. При расчете исходных вариантов ОПБ найдены способы управления зависимостью у'(со), отношением йт^ и положением изображения з'р за счет подбора двухзеркальных композиций (к), материала (и) и способа стыковки поверхностей ОПБ, реализуя которые получены:

— ОПБ с близкой к синусоидальной зависимостью >''(со) при минимальном отношения йтч ~ 2,57;

— ОПБ с максимальным угловым полем сотк = 100°;

— ОПБ с удалением плоскости изображения э'р = (1,33 ^ 2,5У;

— ОПБ с почти линейной зависимостью у'(а>) при п ~ (2,4 ^ 2,5) по второму способу стыковки поверхностей.

7. В ИК области при оптимизации конструктивных параметров ОПБ можно повысить и относительное отверстие, и разрешающую способность системы и добиться линейной зависимости у'(со). Введение асферической поверхности четвертого порядка на первое зеркале позволило увеличить относительное отверстие до значения От// = 1/2 при кружках рассеяния, соизмеримых с размером элемента разложения современных МПИ {&.у'шх = 29,78мкм, а'= 25мкм).

8. В видимом диапазоне спектра конструкции ОПБ, обеспечивающие наилучшее разрешение на МПИ по всему полю Ду'= 32,3 мкм при о>мак= 100°, получены при относительном отверстии Овх//= 1/5 за счет введения дифракционной решетки на отражающие поверхности ОПБ.

9. На базе ОПБ с внеосевыми поверхностями, формирующими действительное изображение панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места и а < 180° по азимуту непосредственно на отдельный МПИ, предложены различные схемы компоновки двухканальных ПОС для фотометрических приборов, отличающихся простотой конструкции, технологичностью и меньшими габаритами по сравнению с известными ПОС, построенными на базе ОПБ с оптикой переноса изображения на МПИ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Расчет и исследование двухзеркальных композиций. // Изв. вузов. Приборостроение. 2009. Т. 52 №3. С. 60-66.

2. Нгуен Куанг Хиеп. Эффективность использования внеосевых поверхностей для создания панорамных оптических систем без темнового поля. // Вестник МЭИ. 2009. №4. С. 107-111.

3. Григорьев A.A., Якушенкова Т.И., Урусова М.В., Нгуен Куанг Хиеп. Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора. Заявка на изобретение, № 2007148645/28 от 28.12.2007. Положительное решение о выдаче патента на изобретение.

4. Нгуен К.Х., Потапова М.В. Представление и анализ результатов габаритного расчёта двухзеркальных систем различного назначения. // Двенадцатая международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Тезисы докладов. Том 1. МЭИ. 2006. С. 227.

5. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Каталог исходных вариантов двухзеркальных композиций различного назначения. // Сборник трудов «Прикладная Оптика - 2006». С.Пб., 2006. Т. 3. С. 163-167.

6. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Принципы построения составной панорамной . оптической системы на базе оптических панорамных блоков с внеосевыми поверхностями. // Сборник трудов «Прикладная Оптика - 2008». С.Пб., 2008. Т1. С. 156-160.

7. Нгуен Куанг Хиеп. Выбор двухзеркальных композиций для построения панорамного объектива с угловым полем, близким к полусфере без темнового ноля. // Сб. тез. докл. научн.-техн. конф. «Молодые светотехники России» под ред. проф. А.Е. Атаева. М.: ВИГМА, 2008. С.46-49.

Подписано в пачатьЖ Зак. № Тир .100 Пл.

Полиграфический центр МЭИ(ТУ) Красноказарменная ул.,д.13

Содержание.

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ.

1.1 Многоканальные панорамные оптические системы.

1.2 Панорамные оптические системы.

1.2.1 Концентрические панорамные оптические системы.

1.2.2 Дисторзирующие панорамные оптические системы.

1.2.2.1 Многолинзовые дисторзирующие панорамные оптические системы.

1.2.2.2 Зеркально-линзовые дисторзирующие панорамные оптические системы.

1.2.3 Современные панорамные оптические системы.

1.2.4 Построение панорамных оптических систем на базе оптических панорамных блоков.

1.3 Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ПОС БЕЗ ТЕМНОВОГО ПОЛЯ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПБ С ВНЕОСЕВЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ.

2.1 Основные параметры панорамных оптических систем. Выбор типа и основных параметров оптических панорамных блоков.

2.2 Принципы построения многоканальных панорамных оптических систем без темнового поля на базе оптических панорамных блоков.

2.3 Принципы построения оптических панорамных блоков с внеосевыми поверхностями.

2.4 Методика расчета двухзеркальных композиций оптических панорамных блоков с внеосевыми поверхностями. лиишиопцпп.

ТЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПАНОРАМНЫХ БЛОКОВ ПОВЕРХНОСТЯМИ. ПОСТРОЕНИЕ ПАНОРАМНЬ МСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ.<

Типичной для фотометрии в видимой области является задача управления освещенностью в туннелях, где по рекомендации международного комитета по освещению для обеспечения безопасности и создания комфортного условия для водителя различные участки туннеля должны иметь различные уровни освещенности. Уровни освещенности в различных участках туннеля контролируются различными фотометрическими приборами — яркомерами. Эффективность управления уровнем освещенности определяется полнотой информации о распределении яркости для всех точек туннеля. Значит, кроме яркомера, стоящего перед входом туннеля и контролирующего уровень освещенности въездной зоны, нужно установить несколько яркомеров в различных участках туннеля или перемещать их по всей трассе. Если яркомеры оснащены оптической системой, позволяющей одновременно получить изображения всех точек исследуемого пространства, то они могут контролировать распределение яркости различных прямолинейных участков туннеля, и таким образом, их использование позволяет повысить точность регулирования яркости и определить энергоэффективность работы всей системы управления освещением в туннелях.

В ИК области одной из важных задач фотометрии является получение карты распределения температуры замкнутого пространства, близкого к полусфере, без темновой области. Особенность этой задачи на современном этапе развития фотометрии заключается в необходимости одновременно получения информации о температуре для всех точек исследуемого пространства.

В фотометрии до сих пор не разработаны ни методики, ни приборы для одновременного измерения и контроля распределения яркости (температуры) для всех точек панорамного пространства в угловом поле а = 360° по азимуту и десятки градусов по углу места со.

Активное развитие панорамных оптических систем (ПОС) в смежной и близкой к фотометрии области оптотехники позволяет успешно решать не только задачи наблюдения, обнаружения, мониторинга, целеуказания, исследования внутренних полостей и т. д. в оптико-электронном приборе (ОЭП), но и может быть использовано для решения поставленных задач в фотометрии.

Появление и развитие современных многоэлементных приемников излучения (МПИ) как в видимом, так и в конце 90-х годов XX века в инфракрасном диапазоне спектра, открыло широкие возможности проектирования ПОС с повышенной разрешающей способностью как для ОЭП, так и для фотометрических приборов.

Обзор трехмерного панорамного пространства в угловом поле 360° по азимуту и десятки градусов по углу места может осуществляться путем оптико-механического сканирования, путем создания многоканальных устройств со стыковкой угловых полей, перекрывающих заданное пространство, и, наконец, путем использования ПОС.

Первый способ заключается в использовании сканирующего элемента, который последовательно проецирует мгновенное угловое поле (часть панорамного пространства) на приемнике излучения. За период работы эти мгновенные поля перекрывают все поле обзора. Достоинством этого метода является высокое разрешение при достаточно простой конструкции самой оптической системы, но присутствие подвижной части в системе снижает стабильность и надежность работы системы. Кроме этого, система со сканирующими элементами достаточно громоздка и она не позволяет одновременно просматривать все поле обзора, значит, нет возможности одновременного получения информации о распределения яркости для всех точек исследуемого панорамного пространства.

Второй способ — использование многоканальной оптической системы. Принцип получения изображения панорамного пространства в этих системах заключается в том, что угловое поле условно разделится на множество узких полей, каждый из которых является угловым полем одного отдельного канала с отдельным приемником излучения. Объединение узких полей в единое целое поле происходит в процессе обработки сигналов. Системы такого типа отличаются сложностью конструкции и очевидной дороговизной.

Третий способ — использование панорамной оптической системы. В этих системах панорамное пространство одновременно проецируется на плоском МПИ. До настоящего времени эти системы уже прошли долгий путь развития. Были разработаны концентрические, сложные многолинзовые, сложные зеркально-линзовые панорамные системы и системы с использованием зеркальных насадок. Обычно эти системы довольно сложны в конструкции и для достижения желаемого качества изображения требуется использовать несколько асферических поверхностей, что затрудняет и ограничивает их применение для решения поставленных задач.

Современные панорамные оптические системы, отличающиеся максимальным угловым полем 2со > 180° по углу места, 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 панорамных оптических систем на базе ОПБ [1, 2, 3, 4, 5], а также несколько российских разработок, осуществлённых в МИИГАиК [6] и МЭИ [7, 8, 9, 10].

Обеспечивая достаточно высокую разрешающую способность в плоскости изображения, оптические панорамные системы на базе ОПБ отличаются от сложных многолинзовых систем простотой конструкции, технологичностью, устойчивостью к динамическим нагрузкам, одновременно обеспечивают максимальное угловое поле по углу места 2со > 180° и а — 360° по азимутальному углу, и могут быть реализованы не только в видимом, но и в ИК диапазоне, включая область 8-^14 мкм. Поэтому в настоящее время самым перспективным направлением развития ПОС является разработка панорамных оптических систем на базе ОПБ.

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 2со = 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 особенностей ПОС, построенных на базе центрированных ОПБ, является наличие темнового поля по углу места сот. Значения темнового поля различны для различных конструкций ПОС и составляют от 32° до 70°. Наличие темнового поля по углу места не позволяет использовать такие ПОС для одновременного обзора панорамного пространства в угловом поле, близком к полусфере.

В настоящее время область применения панорамных систем значительно расширилась, и к ней относятся новые задачи фотометрии, среди которых следует отметить необходимость создания компактных малогабаритных панорамных систем, исключающих темновое поле относительно оптической оси. Для решения задачи устранения темнового поля в последних публикациях намечается переход к многоканальным системам. Однако полностью еще не раскрыты все предельные возможности ОПБ при построении ПОС на их основе.

Поэтому при разработке ПОС для фотометрических приборов очень важно сохранить преимущества, создаваемые компактным ОПБ, и найти способы устранения темнового поля по углу места при их использовании.

Необходимость развития методики расчета ОПБ и разработки новых конструкций ПОС без темнового поля по углу места 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 2со > 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 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. Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Предложены принципы построения многоканальных ПОС на базе ОПБ без темнового поля по углу места, состоящие:

- в выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм каждого канала внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов а и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места без темнового поля и а < 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом а;

- в совмещении переднего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.

2. В соответствии с принципами, изложенными в пункте 1, разработана и реализована методика расчета ОПБ с внеосевыми поверхностями, когда исходные варианты ОПБ выбираются в приближении аберраций третьего порядка, по которой получены разнообразные конструкции ОПБ из различных материалов и предложены многоканальные ПОС на их основе, обеспечивающие разрешающую способность на уровне известных систем и достигающую в ИК области спектра дифракционного предела при относительных отверстиях D&Jf от 1/2 до 1/2,5, но отличающиеся от последных:

- отсутствием темнового поля относительно оптической оси по углу места, при со > 90°;

- меньшим отношением светового диаметра ОПБ к диаметру приемника излучения dm, доходящим до значения от 1,13 до 1,50.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Принципы построения многоканальной ПОС без темнового поля по углу места на базе ОПБ в каждом канале.

2. Принципы построения ОПБ с угловым полем со > 90° по углу места а < 180° по азимуту.

3. Методика расчета ОПБ в соответствии с предложенными принципами.

4. Результаты расчета полученных ОПБ и ПОС на их основе.

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 'Щеглах" и сравнением с опубликованными результатами других авторов.

Практическая значимость. Разработанная методика расчета конструктивных параметров ОПБ с внеосевыми поверхностями 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 без темнового поля для фотометрических приборов.

Основные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе МЭИ (ТУ).

Публикации. По результатам работы было опубликовано 7 научно-технических работ, в том числе 2 - в издании, включённом в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ, без соавторов — 2 работы. На предложенные схемы построения приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ с внеосевыми поверхностями получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста,

Основные результаты, полученные в настоящей диссертации, сводятся к следующему:

1. Установлено, что на базе современных ОПБ и МПИ можно реализовать по новым принципам построения многоканальную ПОС фотометрического прибора без темнового поля, обеспечивающую угловое разрешение в пространстве предметов, близкое к дифракционному как в видимом, так и в РЖ диапазонах.

2. Установлено, что уменьшение отношения dnu/f в равной степени как и увеличение относительного отверстия DBX/f способствует повышению углового разрешения системы в пространстве предметов, а также освещенности и линейного разрешения безаберрационной системы на МПИ. Для уменьшения отношения dnu/f предлагается разрабатывать ПОС с исправленной сферической аберрацией в зрачках и телецентрическим ходом главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ.

3. Предлагаются принципы построения нового ОПБ, обеспечивающего изображение панорамного пространства в угловом поле а < 180° по азимуту и со > 90° по углу места без темнового поля, которые состоят в: выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов а и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места без темнового поля и а < 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом а; совмещении переднего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.

4. Предложена и реализована методика расчета таких ОПБ с внеосевыми поверхностями с использованием разработанного автором каталога двухзеркальных композиций при выполнении следующих условий: устранение сферической аберрации в зрачках при телецентрическом ходе главных лучей после ОПБ; размещение апертурной диафрагмы на оправе первого зеркала, вершина которого совпадает с передним фокусом двухзеркальной композиции; получение действительного изображения на выходе ОПБ.

5. Найдены по предложенной методике расчета конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями, отличающиеся от всех известных конструкций меньшими габаритами и отсуствием темнового поля по углу места при со > 90° (до 100°) и а < 180° по азимуту и имеющие разрешающую способность на уровне известных систем при относительных отверстиях, доходящих до значения D^Jf— 1/2 без виньетирования в зрачках.

6. При расчете исходных вариантов ОПБ найдены способы управления зависимостью у'(со), отношением dmi/f и положением изображения s'F- за счет подбора двухзеркальных композиций (к), материала (<п) и способа стыковки поверхностей ОПБ, реализуя которые получены:

ОПБ с близкой к синусоидальной зависимостью у'(со) при минимальном отношении d,mlf— 2,57;

ОПБ с максимальным угловым полем сомак=100°;

ОПБ с удалением плоскости изображения s'F-= (1,33 ^ 2,5у7;

ОПБ с почти линейной зависимостью у'(со) при п ~ (2,4 2,5) по второму способу стыковки поверхностей.

7. В ИК области при оптимизации конструктивных параметров ОПБ можно повысить и относительное отверстие, разрешающую способность системы и добиться линейной зависимости у'(со). Введение асферической поверхности четвертого порядка на первое зеркало позволило увеличить относительное отверстие до значения DBJf = 1/2 при кружках рассеяния, соизмеримых с размером элемента разложения современных МПИ (Лу'мак = 29,78 мкм, а' = 25 мкм).

8. В видимом диапазоне спектра конструкции ОПБ, обеспечивающие наилучшее разрешение на МПИ по всему полю Ду мак= 32,3 мкм при сомзк= 100°, получены при относительном отверстии Dm/f = 1/5 за счет введения дифракционной решетки на отражающие поверхности ОПБ.

9. На базе ОПБ с внеосевыми поверхностями, формирующих действительное изображение панорамного пространства в угловом поле со > 90° по углу места и а < 180° по азимуту непосредственно на отдельный МПИ, предложены различные схемы компоновки двухканальных ПОС для фотометрических приборов, отличающихся простотой конструкции, технологичностью и меньшими габаритами по сравнению с известными ПОС, построенными на базе ОПБ с оптикой переноса изображения на МПИ.

Заключение

1. U. S. Pat. Doc. 359/725 5.473.474 05. 1995/ Ian Powell et al.

2. U. S. Pat. Doc. 359/725 6.175.454 B1 2001/Hoogland et al.

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

4. U. S. Patent Application 359/725 US2005/0117227 А1/ Gai et al.

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

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

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

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

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

10. Григорьев A.A., 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.

11. Design and analysis of apposition compound eye optical sensors /J. S. Sanders, C.E. Halford //Optical engineering. January 1995. / Vol. 34 № 1.

12. Елизаров A.B., Куртов A.B., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Обзорно-панорамные оптико-электронные системы // Изв. вузов. Приборостроение. — 2002. Т. 45 №2. - С. 37-45.

13. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. — М.:Искусство, 1978. 543 с.

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

15. Саттаров Д.К. Волоконная оптика. — Д.: Машиностроение, 1973. — 280 с.

16. Swain P., Mark D. Curved CCD Detector Devices and Arrays for Multi-Spectral Astrophysical Applications and Terrestrial Stereo Panoramic Cameras // SPIE Proc., V. 5499, 2004, P.281 -301.

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

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

19. Greguss P., Kertesz A., Kertesz V. PALIMADAR a PAL-optic based imaging module for all round data acquisition and recording // SPIE V. 1771, 1992, P. 567573.

20. 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. 585590.

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

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

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

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

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

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

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

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

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. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы "смотрящего" типа. М., Логос, 2004. - 452 с.

32. Губель Н.Н. Аберрации децентрированных оптических систем. Л., Машиностроение, 1975. — 272 с.

33. Русинов М.М. Композиция нецентрированных оптических систем. — Л., Машиностроение, 1995. — 195 с.

34. Запрягаева Л. А., Свешникова И. С. Расчет и проектирование оптических систем. М., Логос, 2000. - 584 с.

35. Справочник по инфракрасной технике / Ред. У. Волф, Г. Цисис. В 4-х тт. Т. 2. Проектирование оптических систем. — М., Мир, 1998. — 347 с.

36. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука, 1973 г. - 721 с.

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

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

39. 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. 2759-2767.

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

41. Carrieri A.H. Panoramic infrared-imaging spectroradiometer model with reverse phase-modulated beam broadcasting // Appl. Optics, 1997 V. 36, No. 9. P. 19521964.

42. 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.

43. Григорьев A.A., Потапова M.B., Якушенкова Т.И. Конструкции однокомпонентных оптических панорамных блоков.// Изв. вузов. Приборостроение. С.-Пб., 2004. -т. 47, №8. -С. 44-53.

44. 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.

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

46. 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.

47. 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.

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

49. 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.

50. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Каталог исходных вариантов двухзеркальных композиций различного назначения // Сборник трудов «Прикладная 0птика-2006». С.-Пб., 2006. -Т. 3. - С. 163-167.

51. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Принципы построения составной панорамной оптической системы на базе оптических панорамных блоков с внеосевыми поверхностями // Сборник трудов «Прикладная 0птика-2008». С.-Пб., 2008. Т1.-С. 156-160.

52. Нгуен К.Х., Потапова М.В. Представление и анализ результатов габаритного расчета двухзеркальных систем различного назначения. 12-я МНТК студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» Тезисы докладов. Том 1. МЭИ. 2006. С. 228.

53. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Расчет и исследование двухзеркальных композиций. // Изв. вузов. Приборостроение. С.-Пб., 2009. -Т. 52, №3.-С. 60-66.

54. Нгуен Куанг Хиеп. Эффективность использования внеосевых поверхностей для создания панорамных оптических систем без темнового поля. // Вестник МЭИ. 2009. №4. С. 107-111.