Sistema de puntería de un láser.

Sistema de puntería de un haz láser, que se caracteriza porque comprende:



- al menos una fuente láser de tratamiento (S1) que permite emitir un haz láser de tratamiento (FS1, FS2) haciaun blanco (C1), dicho haz de tratamiento (FS1) transmitiéndose a través de una zona no reflectante (z1) de unprimer espejo (M1), dicho espejo (M1) permitiendo el reenvío hacia un sistema de formación de imágenes (CA)que recibe un haz de iluminación reflejado (FR2) por el blanco, dicha zona 5 (z1) con un bajo coeficiente dereflexión del primer espejo (M1) induciendo una zona de sombra (ZA) hacia el sistema de formación deimágenes (CA);

- un segundo espejo (M2) que recibe dicho haz de tratamiento, destinado a orientarlo y reflejarlo hacia el blanco;

- una fuente de iluminación (E1) que permite iluminar dicho blanco por medio del haz de iluminación (FE1);

- un primer circuito de control (CC) que permite controlar la puntería de dicho sistema de puntería hacia elblanco;

- un segundo circuito de control (CT) que permite distanciar angularmente el haz de tratamiento (FS1) con unángulo determinado, medir a partir de una imagen obtenida por el sistema de formación de imágenes ladistancia (D2) que separa la posición de una zona (P1) del blanco con respecto a la posición del foco del haz detratamiento, a continuación distanciar en sentido contrario el haz de tratamiento con un ángulo que correspondea dicha distancia medida (D2), la distancia angular del haz de tratamiento teniendo una amplitud tal que lamedición de la posición del blanco no se vea perturbada por la zona de sombra;

- el segundo espejo (M2) garantizando una doble función de estabilización precisa de la puntería a través dedicho segundo circuito de control (CT) y a partir de las señales procedentes del sistema de formación deimágenes (CA) y de desplazamiento del haz de tratamiento con el fin de evitar la perturbación que aporta lazona de sombra.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/066926.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY-SUR-SEINE FRANCIA.

Inventor/es: DOITTAU, FRANCOIS-XAVIER, POCHOLLE,Jean-Paul.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G02B27/14 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 27/00 Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos (medios para producir efectos ópticos especiales en las vitrinas o en los escaparates A47F, p. ej. A47F 11/06; juguetes ópticos A63H 33/22; dibujos o pinturas caracterizados por efectos de luz especiales B44F 1/00). › que funcionan únicamente por reflexión.

PDF original: ES-2386396_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema de puntería de un láser.

La invención se refiere a un sistema de puntería de un láser y, en particular, de un láser con una alta potencia media. También tiene por objeto un sistema láser de formación de imágenes y un sistema de puntería de varias fuentes ópticas.

Estado de la técnica

En los sistemas de tratamiento mediante haces ópticos láser, puede ser necesario dirigir de forma precisa el haz láser de tratamiento sobre el blanco que hay que tratar. Puede ser, por lo tanto, necesario conocer con precisión el punto de impacto del haz de tratamiento sobre el blanco.

Para ello, es habitual utilizar unos sistemas de formación de imágenes que permiten tener una imagen del blanco y del punto de impacto del haz de tratamiento sobre el blanco. El sistema puede entonces modificar la orientación del haz de tratamiento en función de la imagen que se obtiene.

Para realizar esta formación de imágenes, los sistemas conocidos emiten de manera general hacia el blanco un haz de iluminación. Un sistema de formación de imágenes recibe la luz que refleja el blanco e identifica la posición del blanco.

Sin embargo, las transmisiones del haz de tratamiento y del haz de iluminación utilizan a menudo los mismos circuitos ópticos. La recepción por el sistema de formación de imágenes se puede, por lo tanto, ver perturbada por el sistema de transmisión del haz de tratamiento, en particular cuando el blanco es de pequeñas dimensiones.

La invención permite resolver este inconveniente.

La invención se puede aplicar, de manera más particular, en unos sistemas visores en los que un sistema de reflexión permite utilizar las mismas ópticas para la transmisión del haz de tratamiento y para la formación de imágenes.

Resumen de la invención

La invención tiene, por lo tanto, por objeto un sistema de puntería de un haz láser, que se caracteriza porque comprende:

- al menos una fuente láser de tratamiento que permite emitir un haz láser de tratamiento hacia un blanco, dicho haz de tratamiento transmitiéndose a través de una zona no reflectante de un primer espejo, dicho espejo permitiendo el reenvío hacia el sistema de formación de imágenes de la luz reflejada por el blanco, dicha zona con un bajo coeficiente de reflexión del primer espejo induciendo una zona de sombra hacia el sistema de formación de imágenes;

- un segundo espejo que recibe dicho haz de tratamiento, destinado a orientarlo y reflejarlo hacia el blanco; -una fuente de iluminación que permite iluminar dicho blanco por medio del haz de iluminación; -un sistema de formación de imágenes que recibe un haz de iluminación reflejado por el blanco; -un primer circuito de control que permite dirigir la orientación de dicho sistema de puntería hacia el blanco; -un segundo circuito de control que permite distanciar angularmente el haz de tratamiento con un ángulo

determinado, medir a partir de una imagen obtenida por el sistema de formación de imágenes la distancia que separa la posición de una zona del blanco con respecto a la posición del foco del haz de tratamiento, a continuación distanciar en sentido inverso el haz de tratamiento con un ángulo que corresponde a dicha distancia medida, la distancia angular del haz de tratamiento teniendo una amplitud tal que la medición de la posición del blanco no se vea perturbada por la zona de sombra.

El espejo M2 garantiza una doble función: estabilización precisa de la puntería a través de CT y a partir de las señales procedentes de CA y desplazamiento del haz de tratamiento con el fin de evitar la perturbación que aporta la zona de sombra.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, dicho haz de tratamiento se transmite a través de una zona no reflectante de un primer espejo, dicho espejo permitiendo el reenvío hacia el sistema de formación de imágenes de la luz reflejada por el blanco. Esta zona con un bajo coeficiente de reflexión del primer espejo induce una zona de sombra hacia el sistema de formación de imágenes.

De acuerdo con esta forma de realización, dicho ángulo con el cual está distanciado angularmente el haz de tratamiento corresponde, en el dispositivo de formación de imágenes, al diámetro de dicha zona de sombra.

De acuerdo con otra variante de realización, el sistema de la invención comprende un tercer espejo destinado a reflejar hacia el blanco la luz que recibe del segundo espejo, o de manera inversa en reflejar hacia el segundo espejo la luz que recibe del banco, este tercer espejo permitiendo ajustar la focalización del haz que recibe del segundo espejo.

De acuerdo con otra variante de realización, el sistema de la invención comprende un cuarto espejo que recibe la luz recibida del primer espejo y que la refleja hacia el sistema de formación de imágenes.

De acuerdo con una forma ventajosa de realización de la invención, dicho haz de tratamiento está en una primera longitud de onda o gama de longitudes de onda, dicho haz de iluminación está en una segunda longitud de onda o gama de longitudes de onda distintas de la primera longitud de onda o gama de longitudes de onda. El sistema comprendiendo, además, un filtro espectral situado entre el primer espejo y el sistema de formación de imágenes y que permite la transmisión de la segunda longitud de onda o gama de longitudes de onda únicamente al sistema de formación de imágenes.

De manera ventajosa, la fuente láser de tratamiento comprende una fibra óptica emisora o un conjunto de varias fibras ópticas emisoras de las cuales un extremo asoma a dicha cara reflectante. La superficie de dicho extremo constituyendo dicha zona poco o no reflectante. La cara reflectante y la superficie de dicho extremo están en un mismo plano y están inclinadas con respecto al eje de la fibra óptica emisora o del conjunto de fibras ópticas emisoras.

De acuerdo con una variante de realización dicho primer espejo comprende una cara revestida con una red de difracción de volumen, que comprende un orificio en dicha zona para el paso de dicho haz de tratamiento y que utiliza la conservación del carácter casi monocromático de la radiación emitida por el láser de iluminación tras la reflexión sobre el blanco para separar angularmente la vía de tratamiento de la vía de formación de imágenes.

Breve descripción de las figuras

Se mostrarán de forma más clara los diferentes objetos y características de la invención en la descripción que se da a continuación y en las figuras que se anexan, que representan:

la figura 1, un ejemplo de realización de un sistema óptico de formación de imágenes al cual se puede aplicar la invención;

las figuras 2a y 2e, un ejemplo del procedimiento de puntería óptico de acuerdo con la invención;

las figuras 3 y 4, unos ejemplos de realización de espejos que se pueden aplicar en el procedimiento y en el sistema de la invención;

la figura 5, un sistema de puntería óptico que aplica el procedimiento de acuerdo con la invención.

Descripción detallada

Haciendo referencia a la figura 1, se va describir, en primer lugar, un ejemplo de sistema de puntería de un haz láser al que se aplica la invención.

De acuerdo con este ejemplo, una fibra óptica 2 atraviesa un espejo M1. La superficie reflectora 1 del espejo M1 está provista de una zona z1 no reflectora (o poco reflectora comparada con el conjunto de la superficie 1) por la cual la fibra 2 puede emitir un haz luminoso de tratamiento FS1 hacia una zona localizada de un blanco C1. En estas condiciones una fuente óptica puede emitir un haz luminoso a través de esta zona z1, pero, en cambio, parte de la luz que incide sobre el espejo M1 la refleja la superficie reflectora 1, salvo la zona z1.

Por otra parte, al blanco C1 lo ilumina un haz luminoso de formación de imágenes FE1. A cambio, el blanco C1 refleja un haz FR1. A este lo refleja la superficie 1 del espejo M1 en forma de haz FR2 hacia un sistema de formación de imágenes o dispositivo de filmación 3. La imagen mostrada 4 es, por lo tanto, la imagen del blanco. Además, a la porción del haz FR1 que llega al espejo en la zona z1 no (o prácticamente no) la refleja el espejo M1. Tenemos, por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de puntería de un haz láser, que se caracteriza porque comprende:

- al menos una fuente láser de tratamiento (S1) que permite emitir un haz láser de tratamiento (FS1, FS2) hacia un blanco (C1) , dicho haz de tratamiento (FS1) transmitiéndose a través de una zona no reflectante (z1) de un primer espejo (M1) , dicho espejo (M1) permitiendo el reenvío hacia un sistema de formación de imágenes (CA) que recibe un haz de iluminación reflejado (FR2) por el blanco, dicha zona (z1) con un bajo coeficiente de reflexión del primer espejo (M1) induciendo una zona de sombra (ZA) hacia el sistema de formación de imágenes (CA) ; -un segundo espejo (M2) que recibe dicho haz de tratamiento, destinado a orientarlo y reflejarlo hacia el blanco; -una fuente de iluminación (E1) que permite iluminar dicho blanco por medio del haz de iluminación (FE1) ; -un primer circuito de control (CC) que permite controlar la puntería de dicho sistema de puntería hacia el blanco; -un segundo circuito de control (CT) que permite distanciar angularmente el haz de tratamiento (FS1) con un ángulo determinado, medir a partir de una imagen obtenida por el sistema de formación de imágenes la distancia (D2) que separa la posición de una zona (P1) del blanco con respecto a la posición del foco del haz de tratamiento, a continuación distanciar en sentido contrario el haz de tratamiento con un ángulo que corresponde a dicha distancia medida (D2) , la distancia angular del haz de tratamiento teniendo una amplitud tal que la medición de la posición del blanco no se vea perturbada por la zona de sombra; -el segundo espejo (M2) garantizando una doble función de estabilización precisa de la puntería a través de dicho segundo circuito de control (CT) y a partir de las señales procedentes del sistema de formación de imágenes (CA) y de desplazamiento del haz de tratamiento con el fin de evitar la perturbación que aporta la zona de sombra.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque dicho ángulo con el cual está distanciado angularmente el haz de tratamiento (FS1) corresponde, en el dispositivo de formación de imágenes (CA) , al diámetro de dicha zona de sombra (ZA) .

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza porque comprende un tercer espejo (M3) destinado a reflejar hacia dicho blanco (C1) la luz que recibe del segundo espejo (M2) , o de manera inversa a reflejar hacia el segundo espejo la luz que recibe del blanco, este tercer espejo (M3) permitiendo ajustar la focalización del haz que recibe del segundo espejo (M2) .

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 3, que se caracteriza porque comprende un cuarto espejo (M4) que recibe la luz recibida del primer espejo (M1) y que la refleja hacia el sistema de formación de imágenes (CA) .

5. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque dicho haz de tratamiento (FS1) está en una primera longitud de onda o gama de longitudes de onda, dicho haz de iluminación (FE1) está en una segunda longitud de onda o gama de longitudes de onda distintas de la primera longitud de onda

o gama de longitudes de onda, el sistema comprendiendo, además, un filtro espectral (F1) situado entre el primer espejo (M1) y el sistema de formación de imágenes (CA) y que permite la transmisión de la segunda longitud de onda o gama de longitudes de onda únicamente al sistema de formación de imágenes.

6. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque la fuente láser de tratamiento (S1) comprende una fibra óptica emisora o un conjunto de varias fibras ópticas emisoras de las cuales un extremo asoma a dicha cara reflectante (1) , la superficie de dicho extremo constituyendo dicha zona (z1) poco o no reflectante, la cara reflectante y la superficie de dicho extremo estando en un mismo plano y estando inclinadas con respecto al eje de la fibra óptica emisora o del conjunto de fibras ópticas emisoras.

7. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza porque dicho primer espejo (M1) comprende una cara revestida con una red de difracción de volumen, que comprende un orificio en dicha zona (z1) para el paso de dicho haz de tratamiento (FS1) cuya eficiencia de difracción está establecida para desviar la radiación casi monocromática del láser de iluminación que refleja el blanco.


 

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