🤱 🍍 ⛅️ ऑप्टिकल अटैचमेंट - टेलीकॉनरेटर 4x 🧗🏻 🏴 🔭

परिचय

डिजिटल इमेज प्रोसेसिंग के लिए तकनीकी साधनों और गणितीय तरीकों और एल्गोरिदम दोनों के तेजी से विकास के कारणों के लिए, अशांत वातावरण के माध्यम से देखने के मुद्दों में लगातार बढ़ती रुचि तेजी से दिख रही है। किसी वस्तु की छवि को बेहतर बनाने के लिए, कई तरीके हैं। सैद्धांतिक अध्ययन के आधार पर, विशेष उपकरण और संबंधित सॉफ़्टवेयर दोनों विकसित और कार्यान्वित किए जाते हैं।

पिछले 10 वर्षों में, रूस और विदेशों में, दूर की वस्तुओं की दृश्यता में सुधार के लिए अधिक से अधिक तरीकों का विकास किया जा रहा है। एक नियम के रूप में, 100 मिमी से अधिक के एपर्चर के साथ प्रकाशिकी का उपयोग सतह के वातावरण में संकल्प के संबंध में कोई लाभ नहीं देता है, क्योंकि फ्राइड त्रिज्या, जो वातावरण में रिज़ॉल्यूशन निर्धारित करता है, आमतौर पर काफी कम मूल्य होता है।

दूसरी ओर, 5-10 माइक्रोन के पिक्सेल आकार के साथ एक विशिष्ट मैट्रिक्स पर एक विशिष्ट मैट्रिक्स पर विस्तार से जांच करने के लिए बिंदु स्रोत की छवि में वातावरण द्वारा पेश की गई विकृतियों के लिए, सिस्टम की एक बड़ी फोकल लंबाई की आवश्यकता होती है। इस तरह के अवलोकनों के लिए, लेंस में 100 मिमी एपर्चर पर 1:40 - 1:60 के क्रम का सापेक्ष एपर्चर होना चाहिए। इस तरह के सापेक्ष एपेरचर्स को लागू करने के लिए, टेलीफोटो लेंस के साथ ऑप्टिकल नोजल का उपयोग करना आवश्यक है, जो फोकल लंबाई को कई गुना (टेलकनेक्टर्स) बढ़ाता है।

हमारा कार्य 4x कनवर्टर के ऑप्टिकल डिजाइन और डिजाइन की गणना करना था। एमटीओ 1000 ए (मेंसुतोव के मेनिस्कस टेलीफोटो लेंस) को एक प्रायोगिक लेंस के रूप में चुना गया था। यह टेलीफोटो लेंस 4 किमी तक की दूरी पर अशांत माध्यम से दूरस्थ छोटी वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए एक वीडियो सिस्टम के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है। अंजीर में नीचे। 1 MTO 1000A टेलीफोटो लेंस का दृश्य दिखाता है।

चरण विकृति के प्रभाव के तहत सूचना का विनाश

समस्या को हल करने के तरीके को समझने के लिए, आपको सबसे पहले साहित्य की ओर रुख करना होगा और चित्रों में सूचना के विनाश के तंत्र को समझना होगा।

इसलिए, जब वे एक उच्च कोणीय संकल्प के साथ एक उपकरण का उपयोग करके एक दूर की वस्तु की जांच करते हैं, तो वे आमतौर पर इसकी छवि को प्राप्त करते हैं, अर्थात, निर्देशांक के कार्य के रूप में चमक। इस मामले में चमक माप की सटीकता विभिन्न यादृच्छिक कारकों द्वारा सीमित है, जो शोर की अवधारणा के साथ संयुक्त हैं। यह शोर छवि की सूचना सामग्री को कम करता है। इसे शोर द्वारा सूचना के विनाश के रूप में जाना जाता है। विशिष्ट प्रकार के शोर जो वायुमंडलीय वस्तुओं के अवलोकन में हस्तक्षेप करते हैं, पंजीकरण शोर और वायुमंडलीय शोर हैं। वे ऑब्जेक्ट की छवि को चिह्नित करने वाली मात्राओं के मूल्यों में पर्यवेक्षक विकृतियों के लिए यादृच्छिक, अज्ञात का परिचय देते हैं, और इस तरह उनके माप की सटीकता को कम करते हैं, अर्थात, इन मूल्यों के बारे में जानकारी को नष्ट करते हैं।

: हम समन्वय प्रतिनिधित्व, तो में संबंध (3) लिखते हैं तो

जम्मू (एक्स, वाई) = ∫G (x'-एक्स, y'-y) जम्मू (एक्स ', वाई') dx 'डाई ', (3)

जहाँ G (x'-x, y'-y) वायुमंडलीय है - एपर्चर कोर (हार्डवेयर फ़ंक्शन, पॉइंट स्कैटरिंग फ़ंक्शन), फूरियर - जिसकी छवि मध्यम-लेंस सिस्टम की आवृत्ति प्रतिक्रिया (3) में शामिल है।
इस प्रकार, यादृच्छिक अनियमितताओं के साथ एक माध्यम के माध्यम से किसी वस्तु का अवलोकन करते समय पंजीकृत एक छवि, यादृच्छिक वायुमंडलीय - एपर्चर कर्नेल जी।

इन के साथ वस्तु की एक सच्ची छवि का एक आक्षेप है। चित्रा 2 विशिष्ट मामले में ऐसे नाभिक के अहसास के उदाहरण दिखाता है जब चरण विरूपण क्षेत्र examples (ξ, real) एक गाऊसी सहसंबंध समारोह के साथ एक स्थिर गाऊसी प्रक्रिया का कार्यान्वयन है और माध्य-वर्ग विरूपण q के विभिन्न मूल्य (संख्यात्मक सिमुलेशन का उपयोग करके परिणाम प्राप्त किए गए थे)।

चित्र एक। मामले में एक अघुलनशील स्टार की छवियों के उदाहरण जब अशुभता का आकार एपर्चर के आकार की तुलना में बहुत छोटा होता है, a (q = 1, b) q = π, c) q = 2π

सूत्र द्वारा वर्णित वस्तु की छवि का विरूपण (3) मनाया वस्तु के बारे में जानकारी का एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है। । यह उन त्रुटियों में वृद्धि में व्यक्त किया जाता है जिनके साथ छवि के फूरियर घटक के चरणों को मापना संभव है, और फिशर मैट्रिक्स के तत्वों में इसी कमी, और इसलिए, छवि की स्केलर जानकारी सामग्री। जैसा कि किसी अन्य प्रकृति के शोर के मामले में, संकेत संचय बचाव में आ सकता है, अर्थात्, अवलोकन के दौरान प्राप्त छवियों की समग्रता से सही छवि का अनुमान।

आमतौर पर, चरण विरूपण क्षेत्र δ (the, ortion) भी समय पर निर्भर करता है। समय में विभिन्न बिंदुओं पर छवि के पंजीकरण को दोहराते हुए, आप ऑब्जेक्ट के बारे में अधिक जानकारी जमा कर सकते हैं और बेहतर गुणवत्ता की छवि प्राप्त कर सकते हैं। यह रेडियो इंजीनियरिंग अस्थायी संकेत संचय में एक प्रसिद्ध है। छवियों के साथ काम करते समय, स्थानिक संकेत संचय भी संभव है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि जब अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं से देखा जाता है, तो चरण विकृतियां अलग-अलग होंगी। छवियों के साथ काम करते समय सिग्नल संचय का सिद्धांत अभी भी खराब विकसित है।

अस्थायी संचय का सबसे सरल प्रकार छवियों को सिंक करने की विधि है, संभवतः उनमें से सबसे अच्छा विकल्प है। यह संचय स्थानिक शोर को कम करता है, लेकिन उच्च स्थानिक आवृत्तियों को दबाता है, जिसके परिणामस्वरूप कोणीय संकल्प का नुकसान होता है। संचय के अधिक परिष्कृत तरीके मौजूद हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश तकनीकी रूप से जटिल हैं और अतिरिक्त सैद्धांतिक और प्रायोगिक अध्ययन की आवश्यकता है।

डिजाइन परिणाम

दरअसल, यह कार्य 4-गुना कनवर्टर को 0.38 माइक्रोन से 0.7 माइक्रोन तक दृश्यमान रेंज में विकसित करने के लिए निर्धारित किया गया था। सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक गोलाकार विपथन, स्थिति क्रोमैटिज़म और कोमा को कम करना था। कन्वर्टर्स के डिजाइन के लिए एक सॉफ्टवेयर वातावरण के रूप में, "जून 2009" संस्करण के ZEMAX एप्लिकेशन प्रोग्राम के विदेशी पैकेज को चुना गया था।

एक महत्वपूर्ण डिजाइन चरण कन्वर्टर्स के डिजाइन मापदंडों और सिस्टम के ऑप्टिकल घटकों के लिए ग्लास ग्रेड की पसंद का निर्धारण था। स्थिति और माध्यमिक स्पेक्ट्रम के रंगीन विपथन को खत्म करने के लिए, मूल्य में करीब एक रिश्तेदार आवृत्ति आवृत्ति फैलाव वाले चश्मे के जोड़े चुने गए थे। इष्टतम समाधान खोजने के लिए, achromatization के दृष्टिकोण से, चश्मे को घरेलू कैटलॉग LZOS (Lytkarinsky ऑप्टिकल ग्लास प्लांट) से चुना गया था।

डिजाइन प्रक्रिया के दौरान, दोनों प्रणालियों के ऑप्टिकल मापदंडों को शुरुआती लोगों से थोड़ा विचलन के साथ प्राप्त किया गया था। यह इस तथ्य के कारण है कि इस प्रकार के कनवर्टर को बनाने में मुख्य कार्य मौजूद सिस्टम एब्रेशन को कम करना था। इस प्रकार, 4x कनवर्टर की फोकल लंबाई 4025.7 मिमी तक पहुंच गई, जबकि कोणीय क्षेत्र 2.5 से 0.625 डिग्री तक कम हो जाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि 4x कनवर्टर की परिणामी फोकल लंबाई मूल रूप से गणना किए गए मानों से 3.69% कम से थोड़ी अलग है, लेकिन दिए गए मापदंडों से यह विचलन प्रणाली को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है।

कन्वर्टर्स के ऑप्टिकल सर्किट का उपयोग करके प्राप्त की गई छवि की गुणवत्ता का अनुमान अनुमान लगाने वाले स्थानों (RMS रेडियस) के आरएमएस त्रिज्या और स्थानिक आवृत्तियों पर स्ट्रोक के मध्याह्न और धनु अभिविन्यास के लिए पॉलीक्रोमैटिक मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन (एमपीएफ) के मान का उपयोग करके लगाया गया था। फ़्रीक्वेंसी के रूप में, आरटी -1000 वीडियो कैमरा के रिज़ॉल्यूशन फ़्रीक्वेंसी के संगत मानों को एक अलग फोटोसेंसिटिव सेल (पिक्सेल) के आयामों के साथ 12.8 x 12.8 माइक्रोन चुना गया था।

ऑप्टिकल स्कीम द्वारा प्राप्त छवि गुणवत्ता मुख्य रूप से विवर्तन द्वारा सीमित है: स्कैटरिंग स्पॉट का रूट-माध्य-वर्ग त्रिज्या 1.4 माइक्रोन तक पहुंचता है, जो कि वीडियो कैमरा मैट्रिक्स और पिक्सेल सर्कल के पिक्सेल आकार (छवि 3 देखें) से बहुत छोटा है। सिस्टम (ओपीडी) के तरंग अपघटन का अनुमानित कार्य अंजीर में प्रस्तुत किया गया है। 4. बाएँ ग्राफ को अक्ष पर एक बिंदु के लिए दिखाया गया है, दाएँ ग्राफ़ को अक्ष पर रखा गया है।

अंजीर। 3. teleconverter 4x के प्रकीर्णन स्थान का आरेख (आरएमएस त्रिज्या - बिखरने स्थान का मतलब वर्ग त्रिज्या, माइक्रोन)।

अंजीर। 4. 4x कन्वर्टर का विक्षेपण और गोलाकार विपथन।

ज़ेमेक्स कार्यक्रम में निर्मित डिज़ाइन किए गए कनवर्टर के विपथन रेखांकन को देखकर और निम्नलिखित आंकड़ों में प्रस्तुत किए गए, उन्मूलन सुधार की एक पूरी तस्वीर प्राप्त की जा सकती है:

अंजीर। 5. क्षेत्र की वक्रता और विकृति।

अंजीर। 6. बिखरने वाली जगह में ऊर्जा सांद्रता का पॉलीक्रोमैटिक विवर्तन समारोह।

अंजीर। 0.4 0.7 करने के लिए माइक्रोन से तरंगदैर्य रेंज के लिए 7. MPF कनवर्टर 4x।

निष्कर्ष

नतीजतन, डिजाइन परिणामों के अनुसार, दृश्यमान रेंज में सापेक्ष आंशिक फैलाव के सर्वोत्तम अनुपात के साथ चश्मे के इष्टतम विकल्प की समस्या हल हो गई थी। इसने धुरी और क्षेत्र के किनारे पर 1.3 से 16.9 तक के बिंदुओं के लिए एक SLE स्पॉट आकार प्राप्त करना संभव बना दिया, जो प्राप्त वीडियो कैमरा के पिक्सेल आकार से मेल खाता है।

कन्वर्टर्स के पहले से जारी संस्करणों की तुलना में, परिणामस्वरूप कन्वर्टर्स में तुलनीय छवि गुणवत्ता के साथ तीन घटक कम होते हैं।

यह उपलब्धि 4x कनवर्टर बनाने के लिए संभव बनाती है, जो पहले असंतोषजनक परिणामों के कारणों के लिए इससे अधिक ध्यान नहीं दे सकती थी।
फिलहाल, अब एक धन उगाहने वाली कंपनी हैकई प्रतियों के निर्माण के लिए। शायद भविष्य में हम अधिक से अधिक गुणा के कन्वर्टर्स देखेंगे, जबकि वे छवि गुणवत्ता को बहुत नुकसान नहीं पहुंचाएंगे।

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