Способ получения изображений и устройство для реализации способа

Способ получения изображений и устройство для реализации способа

Реферат

 

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может найти применение в телевидении и тепловидении, например, при разработке системы телевидения высокой четкости с широкоформатным или стереоцветным изображениями. Достигаемый технический результат - улучшение качественных и информационных характеристик изображений, расширение функциональных возможностей приборов. Сущность изобретения в том, что в двухканальной телевизионной системе при воспроизведении одного кадра другой, предварительно задержанный, воспроизводят повторно и одновременно производят арифметическую обработку сигнала. При этом поток модулируют синхронно с частотой смены кадров, которые располагают в одном случае рядом, образуя широкоформатный кадр, а в другом кадры совмещают друг с другом, образуя стереоскопическое изображение. В случае тепловизионной системы модулируют потоки различного спектрального состава, регистрируя разностные синхронно-демодулированные сигналы, получая при этом изображения повышенного качества. 5 с. и 57 з.п.ф-лы, 33 ил.

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может найти применение в телевидении и тепловидении.

Известны различные средства получения изображений, характерные для низкоуровнего телевидения и для тепловидения, при которых изображение предмета проектируют на мозаичный приемник излучения (мишень передающей трубки, двумерная мозаика чувствительных элементов), в котором осуществляется развертка (анализ) этого изображения с целью получения последовательности электрических сигналов (1 - с.209, 210, 259). Если приемная мозаика одномерна (в виде линейки), то развертку производят как в пространстве предметов, так и в плоскости изображения, используя различные оптико-механические и электронные развертывающие устройства, которые применяются также и в процессе воспроизведения (синтеза) изображений (1 - с. 203-208).

К недостаткам указанных разверток при получении сигналов, близких к пороговым, относится возникновение структурного (геометрического) шума, сильно ухудшающего показатели качества и обнаружительной способности прибора, что связано с разбросом чувствительности и шумов в приемнике и требует принятия специальных мер борьбы с этим явлением, которое связано с модуляцией потока (2 - с, 194-197). Но модуляция потока снижает КПД приемной системы, ее обнаружительную способность, что следует учитывать.

Известен иммерсионный приемник излучения, позволяющий улучшить энергетические характеристики системы (3 - с. 108), однако наличие только одного чувствительного элемента, находящегося в контакте с массивной линзой, не позволяет обойтись без криогенной системы, которая в этом случае сильно усложняется, делая прибор неэффективным (2 - с. 9-26).

В известных системах, создающих широкоформатные изображения, таких как кино или система телевидения высокой четкости, повышение информационной содержательности картин за счет увеличения формата кадра с 4:3 до 2:1 влечет за собой либо снижение обнаружительной способности, либо качества изображения. Кроме того, в тепловизорах это может быть связано с невысокой величиной коэффициента использования зеркальной грани (эффективность развертки) = 0,5. Известна сканирующая система (4), обеспечивающая получение двух разномасштабных изображений, что повышает качество изображений и возможности тепловизора. Однако система имеет сравнительно большие габариты. Известен биспектральный тепловизор о блоком вычитания сигналов, обеспечивающий регистрацию "точечных" горячих объектов при сравнительно низкой разрешающей способности прибора (5). Известно устройство с установленными на турели оптическими фильтрами (1 - с. 305). Известно устройство для получения изображений с оптико-механической разверткой (6) и электрической разверткой (7 - с. 379 - прототип), которые содержат блоки индикации с двумя развертывающими (электронно-лучевыми) системами, в которых производится передача (воспроизведение) двух кадров одновременно.

К недостаткам указанных технических решений следует отнести влияние структурного шума, ограниченные функциональные возможности, сравнительно большие габариты индикаторного блока и плохое использование его возможностей.

Целью изобретения является увеличение продуктивности, улучшение качественных и информационных характеристик изображений, расширение функциональных возможностей приборов, улучшение их энергетических и габаритных показателей.

Указанная цель достигается благодаря тому, что в способе получения в приборах изображений, заключающемся в строчной развертке и в периодической смене двух кадров, при воспроизведении одного кадра другой воспроизводят повторно, при этом производят арифметическую обработку сигналов; синхронно со сменой кадров модулируют поток, направляемый к приемнику; изменяют формат кадра путем увеличения числа строк по горизонтали; синхронно со сменой кадров изменяют спектральный состав излучения; смену одного и другого кадров производят с различной частотой; синхронно со сменой кадров производят облучение предмета от источника, спектр излучения которого предварительно приводят в соответствие со спектральной характеристикой приемника излучений; прибор перемещают и одновременно циклически поворачивают установленное перед прибором зеркало, сохраняя направление прибора на предмет в течение каждого цикла неизменным, при этом частоту циклов устанавливают в зависимости от параметров оптики и движения прибора; частоту смены кадров делают равной или кратной частоте циклов, синхронно с которой производят фиксацию сигналов изображения; частоту модуляции выбирают ниже частоты смены кадров; синхронно с воспроизведением кадров производят чересстрочную развертку изображения.

В устройстве для реализации способа, содержащем приемный блок с объективом и мозаичным приемником излучения, выходом связанным через усилитель электронного блока с входом индикаторного блока, имеющим две развертывающие системы, синхрогенератор, связанный со средством развертки изображения в составе приемного и индикаторного блоков, установлен блок памяти, связанный с приемным блоком, а также с индикаторным блоком через переключатель, управляемый от синхрогенератора; в приемном блоке установлен модулятор потока, связанный с синхрогенератором; модулятор выполнен зеркальным с дихроичным покрытием; приемный блок снабжен установленным на оси вращения набором различных светофильтров; светофильтры выполнены на гранях N-гранного зеркала; ось вращения светофильтров связана с механизмом прерывистого движения мальтийской системы; электронный блок снабжен средством для арифметической обработки сигналов; в приемном блоке по обе стороны объектива, наклонно к оптической оси, расположены первое и второе плоские зеркала с отверстиями на пересечении с осью, а за вторым плоским зеркалом расположен второй объектив; модулятор расположен вблизи отверстия в плоском зеркале; модулятор выполнен в виде растра кольцевой формы с прозрачной серединой, при этом радиальный размер растра связан с размером изображения, создаваемым объективом; модулятор выполнен жидкокристаллическим, совмещенным с криволинейным зеркалом, электрически проводящая поверхность которого связана с генератором переменного напряжения; второй объектив установлен на турели, содержащей ряд объективов с различным фокусным расстоянием; средство для электрической развертки изображения в приемном блоке дополнено сканирующим N-гранным зеркалом; ось вращения N-гранного зеркала направлена под углом к параллельным осям двух объективов; снабжено сферическим зеркалом, центр которого расположен вблизи оси вращения N-гранного зеркала, которое установлено между сферическим зеркалом и двумя объективами, при этом между сферическим и N-гранным зеркалами расположена непрозрачная сферическая поверхность с двумя щелевыми диафрагмами; непрозрачная сферическая поверхность связана с термостабилизатором; ось вращения (N-гранного зеркала направлена через объектив и его фокус, при этом зеркальная поверхность грани обращена в сторону оси вращения, с которой совмещен приемник излучения; с осью вращения совмещен второй приемник излучения; приемный блок снабжен средством для дискретного, циклического отклонения оси объектива; средство выполнено в виде расположенного на оси вращения плоского зеркала, привод которого связан с синхрогенератором, при этом объектив содержит вогнутое и плоское с отверстием зеркало, с которым сопряжен фокус вогнутого зеркала, а также приемник излучения; средство снабжено источником излучения, направленным через отверстие в плоском зеркале и связанным с синхрогенератором; приемник излучения выполнен в виде передающей трубки, снабженной линзой, на которой расположена мишень; средство содержит N-гранное зеркало, обращенное к оси вращения, при этом грани имеют различный угол наклона к этой оси, на которой установлен в фокусе объектива приемник излучения; средство выполнено в виде плоского зеркала, расположенного на оси вращения, направленной перпендикулярно к оси вращения N-гранного зеркала, при этом привод плоского зеркала связан с синхрогенератором; имеется средство для расширения угла обзора, которое содержит оптический элемент, расположенный на пересечении оси объектива с осью вращения N-гранного зеркала, совпадающей с осью поворота этого элемента, механически связанного с объективом и приемником излучения; оптический элемент выполнен в виде плоского зеркала; оптический элемент выполен в виде окулярной части телескопической системы; само устройство установлено на летательном аппарате, при этом перед приемным блоком установлено плоское зеркало, связанное с приводом для вращения, управляемым от датчика импульсов, пропорциональных отношению V/H, где V и H, соответственно скорость и высота полета летательного аппарата; развертывающие электронно-лучевые системы установлены параллельно друг другу внутри баллона с общим экраном, наклонно к экрану и параллельно друг другу расположены зеркало и светоделительное зеркало; средство для развертки изображения в составе индикаторного блока содержит систему вертикального отклонения двух лучей, связанную с генератором строчных импульсов, и систему горизонтального отклонения лучей, связанную с генератором кадровых импульсов.

Способ и устройство для его реализации поясняются чертежами.

На фиг. 1 показан двухканальный прибор (схема) с электронной разверткой изображения.

Фиг. 2 - прибор с одноканальным электронным блоком и качающимся плоским зеркалом на входе.

Фиг. 3 - прибор с одним входным объективом и поворотным двухпозиционным плоским зеркалом.

Фиг. 4 - иммерсионный приемник излучения в виде передающей трубки.

Фиг. 5 - прибор с блоком светофильтров и сумматором сигналов.

Фиг. 6 - блок светофильтров в сочетании с мальтийской системой.

Фиг. 7 - вариант двухканальной оптической системы с зеркальным модулятором, имеющим дихроичное покрытие.

Фиг. 8 - сканирующая система с плоским зеркалом.

Фиг. 9 - сканирующая система с N-гранным зеркалом.

Фиг. 10 - вариант системы со светофильтрами, выполненными на гранях зеркала, Фиг. 11 - вариант системы с двойным объективом Шмидта.

Фиг. 12 - схема, поясняющая работу зеркала 22 на фиг. 2.

Фиг. 13 - I-й вариант 2-х канальной системы с модулятором, установленным в одном канале.

Фиг. 14 - II-й вариант системы с модулятором.

Фиг. 15 - I-й вариант схемы электронного и индикаторного блоков.

Фиг, 16 - II-й вариант схемы электронного и индикаторного блоков.

Фиг. 17 - III-й вариант системы с модулятором.

Фиг. 18 - схема жидкокристаллического модулятора.

Фиг. 19 - вариант схемы с набором объективов на турели и сканером.

Фиг. 20 - III-й вариант схемы такого же назначения, что и фиг. 15.

Фиг. 21 - схема прибора с N-гранным зеркалом, обращенным к оси вращения.

Фиг. 22 - вариант со сканирующим зеркалом, имеющим разнонаклонные грани, и с приемным блоком, изображенным в двух проекциях.

Фиг. 23: а) оптическая система с N-гранным и сферическим зеркалами в двух проекциях; б) вариант непрозрачной сферической поверхности с 4-мя щелевыми диафрагмами; в) схема подключения второго приемника излучения.

Фиг. 24 - вид растров с вертикальным и горизонтальным расположением строк.

Фиг. 25 - иммерсионный приемник с твердотельной матрицей и развертывающей схемой.

Фиг. 26 - вариант оптической системы с 2-х линзовым иммерсиоинным приемником; Фиг. 27 - вариант сочетания иммерсионного приемника с N-гранным зеркалом.

Фиг. 28 - иммерсионный приемник с линзой, имеющей зеркальное покрытие.

Фиг. 29 - иммерсионный приемник с линзой, имеющей 2-х стороннее зеркальное покрытие.

Фиг. 30 - схема индикаторного блока с усилителями-ограничителями.

Фиг. 31 - схема прибора с одноканальным приемным и 2-х канальным индикаторным блоками.

Фиг. 32 - модуляционная характеристика двухканального индикатора с графиком сигналов.

Фиг. 33 - схема прибора с двухканальным сигнальным трактом.

Представленные на чертежах схемы содержат следующие элементы (компоненты).

Фиг. 1: 1, 2 - объективы, 3, 4 - приемники излучения (передающие трубки), 5, 6 - отклоняющая система, связанная с блоком генератора импульсов отклонения 7, 8 - модулятор (обтюратор), изображенный в двух проекциях, связанный с приводом 9; 10, 11 - видеоусилители, 12, 13 - блоки памяти, 14 - переключатель с контактами, 15 - индикатор изображения, 16, 17 - отклоняющая система, связанная с блоком генератора импульсов 18, 19 - синхрогенератор, 20 - стереозона, 21 - плоское зеркало, 22 - светоделительное зеркало.

Фиг. 2: 1, 2, 3, 5, 8, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19-то же, что и на фиг.1; 4, 6 - окулярные линзы, 13, 20 - плоские зеркала, 10 - линза приемника, 22 - плоское качающееся зеркало, связанное с приводом 23 и датчиком импульсов 24, для управления частотой качания пропорционально величине V/H, 21 - зеркальная призма.

Фиг. 3: 1, 2 - вогнутое и плоское зеркала, 4 - коррекционная пластинка, 3, 5, 7 - то же, что и на фиг.1; 6 - плоское поворотное двухпозиционное зеркало, связанное с приводом 9, включающим в себя и синхродатчик, 8 - место расположения модулирующей заслонки, 10 - источник излучения, связанный с блоком управления 12, 11 - рефлектор.

Фиг, 4: передающая трубка 3 c линзой 13, образующие иммерсионный приемник.

Фиг, 5: 1-12, 14, 19 - то же, что и на фиг. 1; 13 - сумматор, связанный с видеоусилителем 16; 15 - второй переключатель, 17 - выключатель.

Фиг. 6; 1 - турель с окнами для светофильтров 2, связанная с валом "мальтийского креста" 3, в прорезь которого вошел палец 5, расположенный на эксцентрике 4 с фиксирующей шайбой 6, который связан с двигателем (не показан), 7 - наклонное зеркало, 8 - источник эталонного излучения, связанный с блоком управления 9.

Фиг. 7: 1, 2 - плоские зеркала с отверстиями; 3, 4, 5, 6, 7, 9 - первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой объективы, 8 - модулятор (с возможностью иметь дихроичное покрытие на ламелях), 10, 11 - приемники излучения, 12 - проекция лучей, направленных из предметной плоскости.

Фиг. 8; 6, 10, 11 - то же, что и на фиг. 7; 12 - плоское сканирующее зеркало.

Фиг. 9: 1 - объектив, 2 - N-гранное сканирующее зеркало, 3 - преемник излучения.

Фиг, 10: 1, 2, 3, 4, 5, 6 - то же, что и на фиг.7; 7, 9 - плоские зеркала, 8 - N-гранное зеркало с дихроичным покрытием 11 и 12, 10 - приемник излучения, 13 - входное окно.

фиг. 11: а) 1, 2, 3, 4, 5, 8 - то же, что и на фиг. 7; 6, 7, 9, 10 - плоские зеркала; 11, 13 - объективы, 12 - двухгранное зеркало 14, 15 - приемники; 16, 17 - коррекционные пластины; б) 12 - двухгранное сканирующее зеркало (вариант установки).

Фиг. 12: 1 - объектив, 2 - плоское качающееся зеркало.

Фиг. 13: 1, 2, 3, 4 - объективы телескопических систем, 5, 6 - плоские зеркала, 7 - N-гранное, связанное с приводом 16 зеркало, 8 - обтюратор, 9 - объектив приемника 10, который связан с электронным коммутатором, имеющим блок ключей 11 и распределитель импульсов 15, 12 - переключатель вида синхроимпульсов, направляемых к передатчику (ПЕР), который связан также и с видеоусилителем 14, 13 - синхродатчик, угол разведения объективов с углом поля зрения Фиг. 14: 1, 4, 5, 8 - то же, что и на фиг. 7, 6 - приемник излучения, 7 - отклоняющая система, 9 - видеоусилитель, связанный с передатчиком сигналов, 10, 11 - генераторы строчных и кадровых, синхронизированных между собой импульсов, 12 -переключатель, 13 - синхродатчик, 15 - график синхроимпульсов, 14 - привод модулятора 8.

Фиг. 15: 1-2 - переключатель, связанный с выходом приемника сигналов (Пр), 3, 4, 5 - второй переключатель, 6, 7 - блоки памяти, 8 - вычитающее устройство, 9, 10 - видеоусилители, 11 - переключатель синхроимпульсов, связанный с генераторами развертки 12, 13, между собой синхронизированными, 14 - отклоняющая система, 15 - индикатор изображения, 16 - форма растра на экране индикатора, 17 - стереоскопические очки, используемые только в режиме стереопередачи.

Фиг. 16: 1-8 - то же, что и на фиг. 15, 9 - второй вычитающий блок, 10, 11 - видеоусилители, 12 - переключатель синхроимпульсов, 13, 14 - блок генераторов кадровых и строчных импульсов, 15 - отклоняющая система; 16, 17 - индикаторы изображения; 18, 19 - проекционные объективы, 20 - общий экран.

Фиг. 17: 1, 2 - плоские зеркала, 3 - линзовый, а 4 -зеркальный с отверстием - компоненты первого объектива, 5 - второй объектив (вариообъектив), 6 - приемник излучения, 7 - модулятор жидкокристаллический, 8, 9 - коррекционные пластины, 10 - блок управления модулятором, 11 - задающий генератор, 12 - синхрогенератор, 13, 14 - формирующий и оконечные блоки, связанные с передатчиком, куда направлен полный телевизионный сигнал, включая синхроимпульсы.

Фиг. 18: 1 - прозрачная пластина, 2 - прозрачный электрод, 3 - жидкий кристалл, 4 - криволинейное (выпуклое) зеркало, металлизированная поверхность которого находится в контакте с жидким кристаллом, выполняя роль электрода, 5 - герметизирующая прокладка.

Фиг. 19: 1, 2 - объективы (включая второй), установленные на турели, 3 - плоское сканирующее зеркало, 4, 5 - сопряженные друг с другом объектив и приемник.

Фиг. 20: 1-9 - то же, что и на фиг. 16; 10, 11 - блоки формирования цветовых сигналов; 12 - индикатор изображения (2-х канальный 3-х лучевой кинескоп).

Фиг. 21: 1 - зеркальный объектив, 2 - средство в виде плоского зеркала, служащее для дискретного отклонения оси объектива, 3 - приемник, 4 - привод плоского зеркала 2; 5 - блок обработки сигнала, 6 - N-гранное зеркало, связанное с приводом 16; 7 - видеоусилитель, 8 - блок памяти и инверсии структурной помехи, управляемый переключателем 9 и синхрогенератором 19; 11 - сигнальный блок памяти, связанный через переключатель 14 с индикатором 15; 13 - синхродатчик, 12 - блок генераторов импульсов развертки, связанный с отклоняющей системой 18; на поз. 17 показан примерный график, содержащий двуполярные и однополярные широкие и узкие импульсы для управления блоками 4, 8, 9 и 7 от блока 19.

Фиг. 22: 1 - зеркальный объектив с коррекционной пластиной 4 и плоским зеркалом 15 с отверстием (объектив Шмидта); 6 - N-гранное сканирующее зеркало, 7 - конденсор, 3 -приемник, 8 - сферическое зеркало, образующее с окуляром 2 телескопическую систему. Элементы 1, 2, 3, 4, 5, 7 механически связаны и могут быть повернуты вокруг оси, совпадающей с осью вращения сканирующего элемента 6.

Фиг. 23а: 1, 2, 4 - объективы, 3, 3₁, 3₂ - приемники излучения, 5 - блок обработки сигнала, 6 - N-гранное зеркало (барабан), связанное с приводом для вращения 16, 7 - сферическое зеркало, 8 - плоское зеркало (возможно поворачиваемое), 9 - термостабилизатор, 10 - непрозрачная сферическая поверхность с 2-мя щелевыми диафрагмами. Фиг.23б - то же, с 4-мя щелевыми диафрагмами. Фиг. 23в - вариант схемы с двумя приемниками.

Фиг. 24: 1, 2 - примеры растров на экране индикатора при вертикальном и горизонтальном расположении строк.

Фиг. 25: 1 - линза, 2 - мозаичный (матричный) приемник излучения, 3 - генератор строчной развертки, 4 - выходной регистр, 5 - генератор кадровой развертки.

Фиг. 26: 1 - линза, 2 - приемник, 3, 4, 5 - плоские зеркала, 6, 7 - объективы.

Фиг. 27: 1-4, 6, 7 - то же, что и на фиг. 26; 5 - N-гранное сканирующее зеркало.

Фиг. 28: 1 - линза, 2 - преемник в контакте с линзой, 3 - отражающая (зеркальная) поверхность, выполненная на линзе.

Фиг. 29: 1-3 - то же, что и на фиг. 28; 4 - зеркальное покрытие, выполненное на передней поверхности линзы.

Фиг. 30: 15, 16, 17 - то же, что и на фиг.1; 21, 22, 25 - плоские зеркала; 27, 28 - усилители-ограничители.

Фиг. 31: 4 - предусилитель, 6 - ограничитель сигналов сверху, 2-регулятор уровня, 8 - регулятор смещения, связанный с модулирующими электродами ЭЛТ; 16, 17 - отклоняющая система, остальные элементы - те же, что и на фиг. 1. Фиг. 32: модуляционная характеристика 2-х канального индикатора изображения.

Фиг. 33: 1,2 - плоские наклонные зеркала с отверстиями, 3 - объектив /симметричный/, в срединной плоскости которого расположен модулятор потока в виде затвора обратного действия /отвора/, с блоком управления 20; 4, 5 - конденсоры, 6, 7 - передающие трубки, 8, 9, 16, 17 - отклоняющие системы, связанные с блоком строчной и кадровой развертки 18; 10, 11 - предусилители сигналов, выходом связанные через контакты переключателей 21 и 22 с блоками вычитания 23 и 24, либо с блоками памяти 12 и 13, управляемыми от синхрогенератора 19; 25, 26 - усилители-ограничители низкого усиления, 27, 28 - то же, высокого усиления; 29, 30 - блоки суммирования сигналов, 14 - блок переключателей с управляемыми контактами "а", "б", которые связаны перемычками с управляющими электродами индикатора 15; 31 - тумблер ручного управления работой переключателя 14; 32 - примерный график напряжения, вырабатываемого синхрогенератором 19.

Рассмотрим способ и устройство в рабочих условиях.

Вариант системы на фиг. 1, служащий для реализации способа, может быть использован в нескольких случаях: при расположении предмета в стереозоне 20, когда получают его стереоизображение; или при расположении предмета на удаленном расстоянии, когда влиянием базы между осями объективов 1 и 2 можно пренебречь и получить одно суммарное изображение. Предположим, что в данной момент обтюратор перекрывает поток, направленный к приемнику 4, а к приемнику 3 поток от предмета проходит через объектив 1. Тогда сигнал, включающий и помеху, с выхода приемника 3 направится через усилитель 11, контакт переключателя 14 и далее к управляющему электроду первого канала индикатора 15. Параллельно сигнал проходит в блок памяти 12, задерживаясь на 0,5T_к (T_к - период кадра). Одновременно с выхода приемника 4 ко второму каналу через второй выход видеоусилителя 10 и контакт переключателя 14 направляется помеха с отрицательным знаком вместе с сигналом из блока памяти 13. В следующий полупериод обтюратор 8 перекрывает поток к приемнику 3 и направляет поток к приемнику 4, а контакты переключателя 14 под действием синхроимпульсов переходят во второе положение, и описанный выше цикл повторяется с переменой каналов индикатора. При этом под действием элементов 5, 6, 7 и 16, 17, 18, управляемых от синхродатчика 19, на мишенях приемников 3 и 4 и на экранах индикаторов производится развертка электронных лучей и образуются изображения предметов. За время T_к в каждом из каналов происходит наложение друг на друга двух стационарных позитивных изображений предмета и помехи и одного негативного изображения помехи, величину которого можно регулировать с целью полной компенсации помехи. При этом учтем, что для отдельного приемника величина структурной помехи во времени изменяется незначительно. С помощью элементов 21 и 22 производится совмещение левого и правого изображения, которые, так же как и в прототипе, могут затем рассматриваться с помощью разноцветных или поляризационных очков (предполагается, что в одном случае экран покрывают разноцветными пленками, а в другом - пленками ортогональной поляризации). Устранение структурной помехи существенно повышает качество и улучшает восприятие изображения вообще и стереоскопического в частности, что составляет преимущество по сравнению с прототипом. С другой стороны, по сравнению с известной одноканальной системой данная двухканальная система почти в два раза эффективнее использует поток и соответственно более чувствительна (2 - с. 197).

При работе во втором из описанных выше случаев на экране получают два одинаковых изображения предмета и при их наложении друг на друга величина С/Ш возрастает примерно в раз (8 - с, 131). Такое изображение может визуализироваться только с помощью элементов 21 и 22 (спектроделительная или полупрозрачная пластина), при этом приходится терять около 50% света. Этого можно избежать, если оптическое суммирование заменить электрическим суммированием сигналов без использования элементов 21, 22, Для этого два выхода переключателя 14 подводят к одному из каналов индикатора 15 (что эквивалентно одному индикатору). Возможен и третий случай использования системы (фиг. 1), который связан с направлением осей объективов 1 и 2 под углом друг к другу и с изменением формата кадра, но об этом будет речь ниже. На фиг. 24 показаны примерные растры, которые могут быть получены на экране индикатора 15. Предпочтение следует отдать первому растру, так как при вертикальном расположении строк граница между растрами первого и второго каналов на экране становится незаметной. Это облегчает формирование одного кадра формата 2:1 из двух-форматов 1:1 или, в общем случае, кадра 2в:а из двух полукадров формата a:a.

Рассмотрим возможность более простой реализации отмеченных выше преимуществ, а также расширения функциональных возможностей приборов.

На фиг. 2 при открытом объективе 6 и закрытом объективе 4 поток от предмета к приемнику 3 пройдет по элементам 1-6-13-21-10, В результате преобразования на выходе приемника образуется сигнал, направленный через элементы 11-12 и 14 к двум каналам индикатора 15. В следующий полупериод модуляции, которая синхронизирована с разверткой лучей по кадру, в элементах 3 и 15 поток пройдет по элементам 2-4-20-21-10-3, а сигнал - по элементам: 11-12 и 14 - к индикатору 15. Поскольку через элемент 12 сигнал проходит с задержкой на время 0,5T_к, то за период сигналы образуют на экране два рядом расположенных изображения при двухкратном наложении кадров друг на друга, или кадр формата 2в:а. Благодаря этому достигается, во-первых, повышение величины С/Ш и, во-вторых, повышение частоты мельканий кадров до значения телевизионного стандарта (50 Гц). Элементы 5, 7, 9, 14, 11, 17, 18, 19 работают аналогично таковым в схеме фиг. 1, по сравнению с которой число элементов здесь сокращено. В случае использования подобных схем в бортовом варианте прибора дальнейшее повышение величины С/Ш возможно за счет искусственного увеличения времени накопления сигнала, используя следящее плоское зеркало 22, работу которого иллюстрирует фиг. 12. За время t_к, когда самолет с прибором, летящий со скоростью V_с на высоте H_с, пройдет расстояние A, произойдет K кадровых разверток на мишени, т.е.

t_к = A/V_с = K T_к (1) где A - высота изображения на местности стороны "а" мишени трубки.

Зная фокусное расстояние объектива f, найдем угловой размер кадра _к где K= F_к/F_з; F_к = 1/T_к - частота смены кадров, F_з - частота циклов качания зеркала 22, которую можно выразить как _з - угловая скорость зеркала, При изменениях V_с/H_с изменяется число наложений кадров друг на друга, а следовательно, и время накопления сигнала глазом при наблюдении экрана. Таким образом, отслеживание зеркалом предмета приближает условия работы бортового прибора к стационарным, что существенно повышает отношение С/Ш. Забегая вперед, отметим, что такого же результата можно достичь, используя имеющиеся зеркала, как, например зеркала 5, 6 (фиг. 13), где качание производят в пределах поля зрения объективов 1 и 2, если имеется такая возможность, или используя зеркало 6 (фиг. 3). В этом случае при его отклонении вместе с приводом 9 вокруг оси O₂ одновременно совершаются дискретные отклонения зеркала 6 вокруг оси O₁, о чем речь пойдет ниже.

Сравнивая рассмотренную систему с известной системой переднего обзора типа FLTR (8 - с. 17), отметим, что там визирование предметов, во-первых, должно производиться по наклонной трассе, более длинной по сравнению с визированием в надир, что увеличивает ослабление сигнала в атмосфере и, во-вторых, там не соблюдается условие станционарности, что ограничивает возможности накопления сигнала и связанные с этим возможности улучшения приборов. Визуализация стереоскопических изображений в схеме фиг. 2 может выполняться аналогично схеме фиг. 1 с помощью элементов, подобных 21 и 22.

Путь к дальнейшему упрощению определяет устройство, показанное на фиг. 3, которое позволяет получать широкоформатные изображения при одном объективе. Для этого служит плоское зеркало 6, способное поворачиваться на угол, определяемый размерами приемника 3. Оно принимает одно из двух фиксируемых положений с частотой смены полукадров. Здесь используется объектив Шмидта, преимущества которого хорошо известны (9 - с. 47, 58). Поток от предмета следует к приемнику 3 по элементам 6-2-1. Развертка изображения на мишени приемника 3 осуществляется с помощью элементов 5 и 7. Для улучшения энергетических характеристик прибора здесь используются три метода. По первому из них приемник выполняют иммерсионным, но в отличие от известного случая он является мозаичным, содержащим N чувствительных элементов, находящихся в контакте с линзой, которая служит окном передающей трубки (фиг. 4). Поскольку обнаружительная способность системы возрастает при этом в раз (у трубки N = 10⁵ - 10⁶), то это намного увеличивает эффективность системы (2 - с. 18). При втором методе используется подсветка предмета от источника света 10, управляемого блоком 12, который связан с синхрогенератором (10 - с. 68, 73, 297). Если в качестве источника использовать лазер, то этот метод позволяет использовать прибор одновременно и в качестве дальномера, но об этом речь будет ниже. Если мозаика является одномерной (линейка), то устройство дополняется сканирующей системой, например такой, которая показана в устройстве фиг. 21. При этом отметим, что электронный и индикаторный блок в этом устройстве могут работать и со схемами фиг. 3 и 23, если их соединить в точках "а", "б", "в". Рассмотрим работу устройства. Поток от предмета направляется к приемнику 3 по цепи 2-6-1. Благодаря вращению элемента 6, связанного с приводом 16, изображение линейки в предметной плоскости образует растр. Плоское зеркало 2 вместе с приводом 4 действует аналогично зеркалу 6 на фиг. 3, благодаря чему происходит периодическое смещение растра и удвоение ширины поля изображения. Сигналы с выхода приемника следуют в блок 5, где производится предварительное усиление и коммутация сигналов, в результате чего многоканальный выход в приемнике преобразуется в одноканальный выход из блока 5 (3 - с. 58). С циклами коммутации сигналов синхронизируется строчная развертка изображения в индикаторе, для чего блоки 5 и 12 связаны между собой в точке "в". Далее от точки "а" через контакт переключателя 9 сигналы, содержащие также и помеху, проходят в видеоусилитель 7, в который поступает и напряжение помехи, но в противофазе, в результате чего на выходе блока 7 действует только сигнал. Учитывая относительную стабильность структурной помехи, ее направляют в блок 8 периодически с частотой модуляции F_м < F_к = 1/T_к.

Выполнение этого условия, а следовательно, и снижение энергетических потерь, способствует дальнейшему увеличению отношения С/Ш. Модуляцию в этом случае производят с помощью привода 4 и зеркала 2 согласно графику 17 путем поворота зеркала на 180^o стороной, на которой имеется светопоглощающее покрытие. Частота поворотов и срабатывания блока 9 в данном случае определяется последовательностью широких однополярных импульсов, которые селектируются в блоках 4 и 9, тогда как колебание зеркала 2, определяющее смещение растра, производится с частотой двуполярных импульсов, заключенных между широкими импульсами. На фиг. 3 модуляцию потока производят с частотой F_м при помощи заслонки 8, управляемой подобно зеркалу 2 на фиг. 21. Сигналы к индикатору 15 поступают через переключатель 14, начиная от точки "а", в порядке, описанном для схемы фиг. 2.

Рассмотрим два случая работы с другим вариантом сканирующей системы, показанной на фиг. 22, у которой грани имеют разные углы наклона к оси вращения зеркального барабана 6 (3 - с. 81). В первом случае осуществляется чересстрочная развертка, сокращающая число чувствительных элементов приемника, что выгодно. При этом согласно кратности этой развертки увеличивают число оборотов барабана 6. Во втором случае остается построчная развертка, и угол наклона между соседними гранями устанавливают равным угловому размеру линейки приемника. В процессе вращения барабана 6 происходит как образование растров, так и их периодическое смещение в поле изобретения, в силу чего за зеркалом 2 (фиг. 21) остается только функция модуляции потока. Дополнительно устройство фиг. 22 способно выполнять функцию расширения угла обзора. Для этого систему связанных между собой элементов поворачивают по команде вокруг оси, совпадающей с осью вращения барабана 6, на некоторый угол в ту или другую сторону. При этом поток излучения от предмета к приемнику 3 проходит по элементам: 8-2-6-4-15-1-7.

Следует отметить еще одно преимущество описанных систем, которое заключается в уменьшении влияния такого отрицательного фактора как междустрочное мерцание и сползание строк (8 - с. 137). Если в устройстве фиг. 22 чересстрочную развертку выполнять, например, с кратностью m₁ = 2 и одновременно действовать зеркалом 2 (фиг. 21), то образуется растр, размер которого эквивалентен растру, полученному с тем же числом чувствительных элементов при кратности развертки M₂ = 4. Однако отрицательный фактор здесь не проявляется, так как смещение строк за время T_к происходит на величину одной строки, а не 4 - х строк, как в известном случае. При этом качество изображения повышается. Наряду с этим, в указанных сканирующих системах имеется общий недостаток, связанный со сравнительно низкой эффективностью сканирования 0,5 (8 - с. 28). Таким же недостатком обладает известное устройство (2 - с. 95), которое возмем за прототип предлагаемого, более совершенного устройства (фиг. 23).

Сначала рассмотрим более простой случай с построчной разверткой. Поток от предмета фокусируется сферическим зеркалом 7 на поверхности 10, вблизи щелевой диафрагмы и на приемник 3 не проходит, что соответствует положению барабана 6, указано на фиг. 23а. Это момент привязки сигнала к уровню излучения, определяемому состоянием поверхности 10. В процессе вращения барабана 6 поток проходит к приемнику 3 сначала через левую, а через 0,5T_к - правую диафрагму по цепи: после чего цикл повторяется. Момент привязки к постоянному уровню имеет величину (0,03-0,05)T_стр (длительность строки), что определяет собой эффективность сканирования 1 т.е. близкую к максимальной. Прохождение сигналов с выхода блока 5 аналогично описанному для схемы фиг. 21 с тем отличием, что длительность момента привязки в блоке 9 определяется короткими импульсами t_и, соответствующими, благодаря настройке, времени срабатывания блоков 9 и 8 (фиг. 21). При этом происходит и задержка помехи в блоке на время T_к с целью ее последующего вычитания из смеси сигнал+помеха в блоке 7. Короткие импульсы t_и используются также для управления блоком 12 и источником излучения 10 (фиг. 3) с целями, о которых говорилось выше, т. е. для определения расстояния до предмета фазовым или время-импульсным способами (13). При этом на экране индикатора 15 (фиг. 21) поверх изображения на одной из строк образуются две яркостные отметки, соответствующие отраженному и неотраженному импульсам, расстояние между которыми пропорционально дальности до предмета, которую определяют, пользуясь соответствующей шкалой. Возвращаясь к схеме фиг, 23, отметим, что по аналогии со схемой, фиг. 22, в сочетании с зеркалом 8, она также способна обеспечить сокращение числа чувствительных элементов приемника или рас