Sistema óptico para la proyección de una señal de ensayo IR o UV con orientación óptica del eje de proyección en la región espectral visible.

Sistema óptico para el ensayo de sensores-IR o UV, que comprende una óptica de entrada

(1), una óptica de salida (2) con una marca de objetivo (5) dispuesta sobre el eje óptico correspondiente, una fuente de radiación (4), que emite intensidad de radiación en la zona espectral visible y en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y un divisor del rayo (3) para la visualización simultánea de una escena del objeto iluminada por la fuente de radiación (4) con la marca de objetivo (5) a través de la óptica de salida (2) en el ojo (9) de un observador, en el que la radiación de la fuente de radiación (4) es reflejada desde el divisor del rayo (3) en la óptica de entrada (1) y en el que la radiación reflejada por el sensor a ensayar llega a través de la óptica de entrada (1), a través del divisor del rayo (3) y la marca de objetivo (5) hasta la óptica de salida (2), caracterizado por que la óptica de entrada (1) comprende un objetivo, cuyas propiedades de reproducción en la zona espectral visual son iguales a las propiedades de reproducción en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y el divisor del rayo (3) es un divisor dicroítico del rayo y el objetivo de la óptica de entrada (1) es un objetivo biespectral, que comprende una lente-CaF2 positiva y una lente- LiF negativa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2009/000055.

Solicitante: Airbus Defence and Space GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Willy-Messerschmitt-Strasse 1 85521 Ottobrunn ALEMANIA.

Inventor/es: BARTH,JOCHEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ARMAS > APARATOS DE MIRA; PUNTERIA (aspectos ópticos G02B) > Sistemas de control de la dirección para misiles... > F41G7/30 (Sistemas de guiado por medio de señales eléctricas enlazadas)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Objetivos ópticos especialmente concebidos para... > G02B13/14 (para utilizar con radiaciones infrarrojas o ultravioletas (G02B 13/16 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Telescopios o lentes de aproximación, p. ej. gemelos... > G02B23/12 (con medios para invertir o intensificar la imagen (objetivos para invertir o intensificar la imagen G02B 13/16; convertidores de imagen eléctricos con dispositivos ópticos de entrada y de salida H01J 31/50))

PDF original: ES-2532286_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema óptico para la proyección de una señal de ensayo IR o UV con orientación óptica del eje de proyección en la región espectral visible

La invención se refiere a un sistema óptico para el ensayo de sensores infrarrojos y sensores ultravioleta de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Un número creciente de sensores ópticos utiliza zonas espectrales fuera de la luz visible. Ejemplos son sensores de alarma, que deben descubrir misiles que se aproximan volando con la ayuda de la signatura óptica en el espectro ultravioleta o en el espectro infrarrojo. Tales sensores detectan una zona angular grande del espacio y, en el caso de peligro reconocido, deben indicar también la dirección de la amenaza, para que se puedan iniciar contra medidas de forma selectiva.

Para la verificación de tales sensores se genera una señal de ensayo óptica en la zona espectral correspondiente y se proyecta en la abertura del sensor. En este caso, puede ser necesaria una alineación precisa del eje de proyección, tal vez para determinar la resolución y la exactitud de la información de la dirección emitida o para dirigir una señal de ensayo fuertemente concentrada también desde distancia mayor con precisión sobre la abertura del sensor. Éste último es el caso cuando un sensor en el estado montado fuera del laboratorio debe estimularse debido a la accesibilidad limitada desde mayor distancia para fines de ensayo.

Pertenece al estado de la técnica, conseguir la alineación axial de un proyector de ensayo a través de una disposición óptica "biocular", en la que un proyector y un telescopio están instalados separados uno del otro. Sistemas comerciales para la estimulación de sensor se ofrecen bajo el concepto "Barringas", por ejemplo, por la Firma Cl Systems ( http://wvw.ci-svstems.com/eo/htmls/article.aspx ? C24=12798) o por la Firma Polytec ( http://www.polytec.com/ger/_files/PFI_DS_EO-Test27_6_D.pdf ).

Antes del empleo de un proyector de ensayo de este tipo es necesario alinear paralelos entre sí los dos ejes ópticos del proyector y del telescopio. A tal fin se alinea, en general, el telescopio sobre un sensor instalado a una distancia adecuada, de tal manera que se incrementa al máximo la señal del sensor. La exactitud de la alineación axial conseguida de esta manera es limitada y es insuficiente para un ensayo de la resolución de la dirección de un sensor de alarma.

Se puede conseguir una exactitud más elevada durante el ajuste de los ejes ópticos a través de la auto colimación con la ayuda de un reflector de ensayo adecuado. Pero esto requiere la sustitución de la fuente de radiación en el proyector por un detector adecuado, que es sensible en la zona espectral del proyector. Tales detectores son, en general, muy caros, especialmente cuando es necesario un detector-IR refrigerado. Para este método se limita la exactitud de la alineación por la exactitud del reflector de ensayo, puesto que éste es incidido en dos zona diferentes por las dos trayectorias de los rayos, cuyas superficies reflectantes deben estar idealmente paralelas entre si.

El documento US 4.63.78 publica una disposición electroóptica controlada por ordenador para la preparación de escenas en la zona infrarroja utilizando tres fuentes infrarrojas para la investigación de buscadores de misiles (sensores). El sistema utiliza una simulación de bucle de hardware para representar las diferentes escenas infrarrojas. A través del generador de escenas se proyectan imágenes de objetivos, imágenes de objetos luminosos e imágenes de fondo sobre el sensor a investigar por medio de fuentes-IR y pantallas correspondientes, de manera que el objetivo o bien la imagen del objeto luminoso se combinan por medio de divisores del rayo con la imagen de fondo.

El documento US 5.194.986 publica un sistema para el seguimiento de un misil lanzado, que lleva una lámpara de xenón, que mite un rayo electromagnético en la zona infrarroja - este rayo es detectado por el sistema. El objetivo y el entorno se observan por medio de un sistema telescópico en la zona visible. El sistema comprende un único objetivo, que detecta tanto radiaciones en la zona infrarroja desde la lámpara sobre el misil como también en la zona visible desde el objetivo. La luz visible atraviesa un divisor del rayo (prisma Porro) e incide sobre una marcha de objetivo de una lente ocular, mientras que la luz infrarroja es reflejada por el divisor del rayo a lo largo de una trayectoria, es detectada por una disposición y es representada sobre una pantalla. La lente común de la óptica de entrada es configurada acromática, de tal manera que es posible tanto una imagen de la óptica de entrada del misil como también una imagen visible del objetivo y del misil a través de una única pantalla en lugar de a través de dos pantallas separadas. El documento US 4.38.547 describe un objetivo acromático.

El cometido de la invención es indicar una disposición compacta y fácil de manipular, con la que es posible ensayar la resolución de la dirección de un sensor-IR o sensor-UV y estimular tal sensor también desde mucha distancia con una señal de ensayo en intensidad óptima, de manera que con la disposición es posible una corrección cromática de una óptica-IR, de manera que se puede reproducir la radiación en la zona-IR media y al menos en una parte de la zona espectral visible con estado de corrección comparablemente bueno.

Este cometido se soluciona con el sistema óptico de acuerdo con las características de la reivindicación 1. Las

formas de realización ventajosas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención, el cometido se soluciona por medio de un sistema óptico para el ensayo de sensores- IR o UV, que comprende una óptica de entrada, una óptica de salida con una marca de objetivo dispuesta sobre el eje óptico correspondiente, una fuente de radiación, que emite intensidad de radiación en la zona espectral visible y en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y un divisor del rayo para la visualización simultánea de una escena del objeto iluminada por la fuente de radiación con la marca de objetivo a través de la óptica de salida en el ojo de un observador, en el que la óptica de entrada comprende un objetivo, cuyas propiedades de reproducción en la zona espectral visual son iguales a las propiedades de reproducción en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y el divisor del rayo es un divisor dicroítico del rayo.

La óptica de entrada se divide a través del divisor del rayo en dos trayectorias del rayo separadas con dos planos de a imagen. En el plano de la imagen de una de las trayectorias del rayo (telescopio), la imagen de una escena del objeto observado coincide en la zona espectral visual con la marca de tiempo dispuesta en este plano de la imagen para la marcación del eje óptico y se representa a través de la óptica de salida para consideración por un observador. En la trayectoria de los rayos del otro plano de la imagen (proyector), la fuente de radiación está dispuesta sobre el eje óptico.

De esta manera, la disposición óptica combina las trayectorias de los rayos del proyector y del telescopio sobre el divisor del rayo de tal manera que la óptica de entrada, que está configurada de acuerdo con la invención como un objetivo biespectral, es utilizada en común.

El objetivo biespectral de la óptica de entrada está configurado de manera conveniente como acromato, cuyo estado de corrección cromática reduce al mínimo el espectro secundario en las dos zonas espectrales utilizadas. Cuando además de la zona visual se utiliza para la alineación axial óptica la zona-IR para la proyección de la señal de ensayo, se alcanza este estado de corrección de acuerdo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Sistema óptico para el ensayo de sensores-IR o UV, que comprende una óptica de entrada (1), una óptica de salida (2) con una marca de objetivo (5) dispuesta sobre el eje óptico correspondiente, una fuente de radiación (4), 5 que emite intensidad de radiación en la zona espectral visible y en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y un divisor del rayo (3) para la visualización simultánea de una escena del objeto Iluminada por la fuente de radiación (4) con la marca de objetivo (5) a través de la óptica de salida (2) en el ojo (9) de un observador, en el que la radiación de la fuente de radiación (4) es reflejada desde el divisor del rayo (3) en la óptica de entrada (1) y en el que la radiación reflejada por el sensor a ensayar llega a través de la óptica de entrada (1), a través del divisor del rayo (3) 1 y la marca de objetivo (5) hasta la óptica de salida (2), caracterizado porque la óptica de entrada (1) comprende un objetivo, cuyas propiedades de reproducción en la zona espectral visual son iguales a las propiedades de reproducción en la zona espectral infrarroja o ultravioleta y el divisor del rayo (3) es un divisor dicroítico del rayo y el objetivo de la óptica de entrada (1) es un objetivo biespectral, que comprende una lente-CaF2 positiva y una lente- LiF negativa.

2.- Sistema óptico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la fuente de radiación (4) está formada

por dos fuentes empleadas alternativamente, en el que una fuente emite intensidad de radiación en la zona espectral visual y la otra fuente emite en la zona espectral infrarroja o ultravioleta.

3.- Sistema óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que centralizado sobre el eje óptico de la fuente de radiación (4) está dispuesta una pantalla perforada (6).

4.- Sistema óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema óptico

forma un telescopio, que presenta en la trayectoria de los rayos entre la óptica de salida (1) y la óptica de entrada (2) unos medios ópticos (8) para la reproducción lateral y vertical de la escena del objeto observado.

5.- Sistema óptico de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que entre la óptica de entrada (1) y el divisor del rayo (3) está dispuesto un espejo de desviación (3a) y entre el divisor del rayo (3) y la óptica de salida (2) está 25 dispuesto un prisma Amici (3b) con canto de tejado.