Filtro multiespectral para sensor de imágenes, dispositivo de detección de imágenes mejorado para un generador de imágenes multiespectral y generador de imágenes multiespectral que comprende este filtro.

Filtro multiespectral para dispositivo de detección de imágenes,

caracterizado porque comprende una láminaprismática (85) que comprende una primera cara interna (86) y una segunda cara externa (87), estando la primera yla segunda cara (86, 87) inclinadas la una respecto de la otra con un ángulo β y porque comprende al menos dosbandas espectrales diferentes (91, 92, 93, 94) depositadas de manera indistinta en la primera o la segunda cara (86,87) de la lámina prismática (85), encontrándose las diferentes bandas espectrales (91, 92, 93, 94) separadas entresí por una distancia (D) predeterminada y optimizándose el ángulo de prisma β mediante un equilibrio entre elrechazo de los ecos parásitos y la minimización de la dispersión espectral en la lámina prismática.

Filtro multiespectral para sensor de imágenes, dispositivo de detección de imágenes mejorado para un generador de imágenes multiespectral y generador de imágenes multiespectral que comprende este filtro La presente invención se refiere a un filtro multiespectral para dispositivo de detección de imágenes, a un dispositivo de detección de imágenes mejorado que permite la supresión de las imágenes fantasma en el plano focal de un generador de imágenes multiespectral y a un generador de imágenes multiespectral que comprende este filtro. Esta se aplica en particular en el campo de los telescopios reflectores del tipo « Off Axis » para los cuales el haz de luz captado por el sistema óptico del telescopio y reflejado por el sistema óptico del telescopio está angularmente desplazado con respecto al plano focal del generador de imágenes.

Un telescopio Off Axis, como por ejemplo un telescopio del tipo Korsch u otro, es un sistema óptico, con simetría de revolución alrededor del eje longitudinal, que comprende una multitud de espejos dispuestos de acuerdo con el eje longitudinal, cuya pupila de salida (no representada) y/o el campo de la toma de imagen es excéntrico. La figura 1a representa un esquema de un ejemplo de sistema óptico de un telescopio Off Axis, de acuerdo con un plano de corte YZ. En esta figura, el sistema óptico 20 del telescopio comprende tres espejos asféricos M1, M2, M4 centrados en el eje longitudinal 10 del sistema óptico 20 y un cuarto espejo M3, espejo plano inclinado (a 45º en la figura) . Los dos espejos M1, M2 están dispuestos perpendicularmente al eje longitudinal 10 de tal modo que el segundo espejo M2 está dispuesto aguas arriba del primer espejo M1 con respecto al trayecto de un haz de luz incidente. El espejo M3 es un espejo plano inclinado con respecto al eje 10 y tiene una cara reflectante dispuesta frente al espejo Off Axis M4. Un haz de luz incidente procedente de una escena observada por el telescopio lo refleja una primera vez el

primer espejo M1 en dirección al segundo espejo M2 dispuesto aguas arriba, a continuación lo refleja una segunda vez el segundo espejo M2 en dirección al tercer espejo M3 situado aguas abajo del espejo M1. El espejo M3 refleja el haz de luz procedente del espejo M2 en dirección al espejo Off Axis M4 que devuelve el haz focalizado 40 en un plano focal 30, paralelo al eje longitudinal 10 y separado transversalmente con respecto a dicho eje longitudinal 10, siendo el plano focal 30 el foco óptico del telescopio. El haz focalizado 40 no es perpendicular al plano focal 30 del

telescopio sino que llega al plano focal 30 con un ángulo de incidencia oblicuo Q. La detección de las imágenes captadas por el telescopio se puede realizar por tanto situando unos sensores en el plano focal 30 del telescopio. Los sensores se asocian a unos filtros de entrada o a un filtro multiespectral que permite observar las imágenes en diferentes ventanas espectrales. El documento EP 1 801 553 describe un ejemplo de estructura multicapa situada en la entrada de un sensor, sin embargo este tipo de estructura tiene una función de dispersor espectral y no resulta fácil definir las ventanas espectrales con precisión. La invención no se refiere a este tipo de estructura, sino a unos filtros de banda cuyas bandas están separadas por una distancia predefinida y cuyo espectro está predeterminado.

La figura 1b muestra un zoom, en una vista desde arriba, de un ejemplo de disposición de los sensores de acuerdo con un plano XY paralelo al plano focal. En esta figura, a título de ejemplo no excluyente, están representadas cinco regletas 60 de sensores, dispuestas por ejemplo al tresbolillo. Cada regleta puede comprender varias líneas de sensores, por ejemplo cuatro líneas, estando cada línea asignada a una banda espectral. Los sensores pueden disponerse en forma de regletas o de matrices.

Como el haz de luz focalizado que llega a los sensores por medio de los filtros no es perpendicular a los filtros, sino que tiene un ángulo de incidencia oblicuo Q, este tipo de generador de imágenes presenta el inconveniente de generar unos ecos parásitos causados por las reflexiones múltiples del haz de luz 40 en las diferentes interfaces entre las caras de los filtros y los sensores. En las interfaces del filtro, las reflexiones múltiples tienen lugar a la vez en el interior de las bandas del filtro y entre las bandas del filtro. Estos ecos parásitos son responsables de la aparición de imágenes parásitas, denominadas « imágenes fantasma » que alteran la interpretación de las imágenes de la escena observada.

El documento US 2003/117621 describe una tapa de caja de sensor en forma de lámina prismática para eliminar las 45 imágenes fantasma, no obstante la lámina no tiene ninguna función espectral.

Para resolver este problema, es habitual utilizar un filtro multiespectral que comprende una lámina con caras paralelas en la cual están depositadas, en forma de capas delgadas, diferentes bandas espectrales, encontrándose la lámina asociada a varios diafragmas que delimitan el filtro y las bandas espectrales del filtro. Las figuras 2a y 2b muestran un zoom, en una vista en sección de acuerdo con un plano XZ, de una regleta de sensores 60 que 50 comprende un filtro multiespectral 70 en la entrada. Los diafragmas pueden ser de tipo mecánico o realizarse mediante unos absorbentes dispuestos entre las bandas espectrales del filtro y a ambos lados del filtro. Sin embargo, esta solución, que se describe con más detalle a continuación, no permite rechazar todas las imágenes fantasma. Además, esta exige, tras la realización de unos depósitos de capas delgadas para obtener las diferentes bandas espectrales del filtro, realizar un depósito de un material absorbente entre las bandas espectrales, lo que 55 resulta muy difícil de llevar a cabo.

La presente invención tiene como objetivo resolver estos inconvenientes proponiendo un filtro multiespectral que permite eliminar de forma más eficaz todas las reflexiones múltiples en el interior de las bandas del filtro y entre las bandas del filtro.

Otro objetivo de la invención es proponer un filtro que permite prescindir de la realización de un depósito de un material absorbente entre las bandas espectrales del filtro y, por lo tanto, es más sencillo de realizar.

Otro objetivo de la invención es realizar un dispositivo de detección de imágenes mejorado, que permite la supresión de todas las imágenes fantasma en el plano focal de un generador de imágenes multiespectral.

Para ello, la invención tiene como objeto un filtro multiespectral para dispositivo de detección de imágenes de acuerdo con la reivindicación 1.

De manera ventajosa, el filtro carece de material absorbente y de diafragma entre las diferentes bandas espectrales.

De manera ventajosa, cada banda espectral está constituida por un depósito de al menos un material que deja pasar unas longitudes de onda comprendidas dentro de dicha banda espectral y que rechaza todas las demás longitudes de onda.

La invención también se refiere a un dispositivo de detección de imágenes mejorado para un generador de imágenes multiespectral, que comprende una multitud de sensores y al menos un filtro multiespectral dispuesto en la entrada de los sensores, encontrándose la primera cara interna de la lámina prismática dispuesta frente a los sensores.

De manera ventajosa, el ángulo de prisma º puede estar comprendido entre 0, 1 y 20º, y de manera preferente entre 1º y 10º.

De manera ventajosa, los sensores están dispuestos de acuerdo con al menos dos líneas paralelas entre sí y separadas por una distancia D igual a la distancia que separa las bandas espectrales del filtro y la cara interna de la lámina prismática está dispuesta a una distancia H de los sensores. La distancia H puede estar comprendida entre 0, 2 mm y 30 mm, y la distancia D puede estar comprendida entre 0, 2 mm y 2 mm. De manera preferente, la distancia H está comprendida entre 1 mm y 15 mm, y la distancia D está comprendida entre 0, 5 mm y 2 mm.

Cada banda espectral pues estar constituida por un depósito de al menos un material que deja pasar unas longitudes de onda comprendidas dentro de dicha banda espectral y que rechaza todas las demás longitudes de onda.

La invención también se refiere a un generador de imágenes multiespectral que comprende al menos un dispositivo de detección de imágenes mejorado.

De manera ventajosa, el generador de imágenes multiespectral comprende unos medios ópticos para captar unos haces de luz incidentes y unos medios ópticos para reflejar los haces de luz incidentes y focalizar los haces reflejados en un plano focal situado en el foco óptico del generador de imágenes,... [Seguir leyendo]

1. Filtro multiespectral para dispositivo de detección de imágenes, caracterizado porque comprende una lámina prismática (85) que comprende una primera cara interna (86) y una segunda cara externa (87) , estando la primera y la segunda cara (86, 87) inclinadas la una respecto de la otra con un ángulo y porque comprende al menos dos bandas espectrales diferentes (91, 92, 93, 94) depositadas de manera indistinta en la primera o la segunda cara (86, 87) de la lámina prismática (85) , encontrándose las diferentes bandas espectrales (91, 92, 93, 94) separadas entre sí por una distancia (D) predeterminada y optimizándose el ángulo de prisma º mediante un equilibrio entre el rechazo de los ecos parásitos y la minimización de la dispersión espectral en la lámina prismática.

2. Filtro multiespectral según la reivindicación 1, caracterizado porque el filtro carece de material absorbente y de diafragma entre las diferentes bandas espectrales (91, 92, 93, 94) .

3. Filtro multiespectral según la reivindicación 2, caracterizado porque cada banda espectral (91, 92, 93, 94) está constituida por un depósito de al menos un material que deja pasar unas longitudes de onda comprendidas dentro de dicha banda espectral y que rechaza todas las demás longitudes de onda.

4. Dispositivo de detección de imágenes mejorado para un generador de imágenes multiespectral, que comprende una multitud de sensores (81, 82, 83, 84) y al menos un filtro multiespectral (88) según una de las reivindicaciones anteriores, encontrándose el filtro multiespectral dispuesto en la entrada de los sensores (81, 82, 83, 84) , encontrándose la primera cara interna (86) de la lámina prismática dispuesta frente a los sensores (81, 82, 83, 84) .

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el ángulo de prisma º es optimizado mediante un equilibrio entre el rechazo de los ecos parásitos y la minimización de la dispersión espectral en la lámina prismática.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el ángulo de prisma º está comprendido entre 0, 1º y 20º.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el ángulo de prisma º está comprendido entre 1º y 10º.

8. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los sensores están dispuestos según al menos dos líneas paralelas entre sí y separadas por una distancia D igual a la distancia que separa las bandas espectrales del filtro y porque la cara interna de la lámina prismática está dispuesta a una distancia H de los sensores.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque la distancia H está comprendida entre 0, 2 mm y 30 mm, y la distancia D está comprendida entre 0, 2 mm y 2 mm.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la distancia H está comprendida entre 1 mm y 15 mm, y la distancia D está comprendida entre 0, 5 mm y 2 mm.

11. Generador de imágenes multiespectral caracterizado porque comprende al menos un dispositivo de detección de imágenes mejorado según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10.

12. Generador multiespectral según la reivindicación 11 que comprende unos medios ópticos (20) para captar los haces de luz incidentes y unos medios ópticos (M1, M2, M3, M4) para reflejar los haces incidentes y focalizar los haces reflejados en un plano focal (30) situado en el foco óptico del generador de imágenes, presentando los haces focalizados en el plano focal un ángulo de incidencia oblicuo (50) con respecto al plano focal (30) , caracterizado porque el dispositivo de detección de imágenes mejorado está situado en el plano focal (30) del generador de imágenes multiespectral.

13. Generador de imágenes multiespectral según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque es un generador de imágenes Off Axis.