(57)【要約】  電気光学的熱IR(8〜12ミクロン)計測器のための、異なる幾何学的形状を有し、高温−低温遷移を含む熱IR放射を有する角度広がり熱IR源をシミュレートするように設計されている、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置(1)である。装置(1)は、光軸(Z)および焦点面(F)を有するIRコリメータ(2)と、コリメータ(2)の焦点面(F)内に制御可能に配置構成可能で、変位可能であるとともに、コリメータ(2)の方へ熱IR放射線を放射する動作が可能であるようにコリメータ(2)に相対的に移動可能である熱IR源(3)と、熱IR源(3)の前に交換可能に配置構成可能であり、異なる高温−低温遷移を含むように電気光学的計測器上に再現される熱IR放射線がキャリブレーションまたは試験されることを行わせる幾何学的および放射測定特性を有するマスク(4)のキットとを備える。
2020534513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学的熱ＩＲ計測器のための幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置（１）であって、異なる幾何学的形状を有するとともに、異なる高温−低温遷移を含む熱ＩＲ放射を有する異なる角度広がり熱ＩＲ源をシミュレートするように設計された、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置（１）であって、
前記幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置（１）は、
光軸（Ｚ）および焦点面（Ｆ）を有するＩＲコリメータ（２）と、
前記ＩＲコリメータ（２）の焦点面（Ｆ）内に配置可能であるとともに変位可能であるように前記ＩＲコリメータ（２）に対して制御可能に移動可能であり、前記ＩＲコリメータ（２）に向けて熱ＩＲ放射線を放射する動作が可能である、熱ＩＲ源（３）と、
前記熱ＩＲ源（３）の前に交換可能に配置可能なマスク（４）のキットであって、前記熱ＩＲ源（３）からの熱ＩＲ放射線の波面に、電気光学的計測器上に再現される前記熱ＩＲ放射線が異なる高温−低温遷移を含むようにキャリブレーションされるか、または試験されることを行わせるような幾何学的および放射測定特性をもたらすマスク（４）のキットと、
を備える、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置（１）。
【請求項２】
前記ＩＲコリメータ（２）は、テレセントリックとなるようにサイズを決められる、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ＩＲコリメータ（２）は、凹形表面が前記熱ＩＲ源（３）に面し、電気光学的計測器がそれぞれキャリブレーションまたは試験される一対の球面正メニスカスレンズを備える、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記ＩＲコリメータ（２）のメニスカスレンズは、導電性および熱伝導性の高いゲルマニウム光学材料から作られる、請求項３に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記熱ＩＲ源（３）は、前記ＩＲコリメータ（２）の光軸（Ｚ）に沿って、および前記ＩＲコリメータ（２）の光軸（Ｚ）に直角な接線方向（Ｘ）および矢状方向（Ｙ）に沿って移動可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記熱ＩＲ源（３）は、高温側が前記ＩＲコリメータ（２）に面しているペルチェセルを備える、請求項５に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記熱ＩＲ源（３）は、前記熱ＩＲ源において低い放射率を有する正反射凹形表面によって熱的に安定化され、これは熱放散体、および前記ＩＲコリメータ（２）によって放射される前記熱ＩＲ放射線を凝縮するコブレンツ空洞の両方として働き、それにより前記熱ＩＲ源（３）に関してコールドバックグラウンドの形成に寄与する、請求項５または６に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記マスク（４）は、前記マスク（４）が前記熱ＩＲ源（３）とともに前記焦点面（Ｆ）内で移動させられるときに、キャリブレーションまたは試験されるべき前記電気光学的計測器上に投影される前記異なる高温−低温遷移を方向的にアポダイズするような形状を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記マスク（４）は、熱ＩＲ源（３）の異なる形態をシミュレートするように形状を有し、
鋭い高温／低温遷移を表す角度広がり熱ＩＲ源と、
熱ＩＲ点線源と、
コサインタイプの投影関数を有する変調熱ＩＴ源と、
多点線源と、
マルチパターン線源と、
一般的に任意のプロファイルと、
を備える、請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１０】
異なる幾何学的形状を有するとともに、熱ＩＲ放射が電気光学的熱ＩＲ計測器の幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験のための異なる高温−低温遷移を含む、角度広がり熱ＩＲ源をシミュレートするための請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2017年9月8日に出願した欧州特許出願第17425088.6号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、電気光学的熱IR計測器(electro-optical thermal-IR instrument)のための幾何学的および放射測定キャリブレーション（geometric and radiometric calibration）ならびに試験装置であって、異なる幾何学的形状を有するとともに、異なる高温−低温遷移を含む熱IR放射を有する角度広がり熱IR源（angularly-extending thermal-IR sources）をシミュレートするように設計された、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置に関する。
【０００３】
この装置は、Optical Ground Support Equipment (OGSE)として一般的に知られている、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験機器の生産のための改善されたソリューションとなるものである。
【０００４】
このタイプのOGSEは、宇宙/衛星および防衛分野の組立統合試験(AIT)および組立統合検証(AIV)活動のための電気光学的計測器の生産において、独占的ではないけれども、有利であると考えられる。
【背景技術】
【０００５】
現在では、OGSEは、宇宙および防衛の両分野において開発された電気光学的熱IR計測器の幾何学的および放射測定キャリブレーションおよび試験を行うために広く使用されている。
【０００６】
最も知られているOGSEは、オフセットパラボラアンテナに基づくコリメータを使用し、概して、無限大から、一般に線源点と称されるEM点線源(EM point source)を投影することによって動作し、そのEM点線源の像は、次いで、位置固定/画像識別および放射線信号測定のためのアルゴリズムを用いて試験システムによって処理される。実際、線源点は、角度広がり物体がいくつかの線源点の畳み込みによって数学的に表現され得ることを考慮して、基本線源(elementary source)を具体化するものである。
【０００７】
畳み込みアプローチは、原理上正しく、精度に関して著しい効果を有し、試験を仮想的数学的モデリングに変形するものであり、多くの場合に要求されるように、光学的刺激を用いた、したがって現場試験へのパフォーマンスの実際の運用チェックを遅らせる、直接的測定ではない。
【０００８】
線源点を無限大から投影する方法は、数学的観点からは一般的であるけれども、時間に関して、また角度方向において静的であったり変化したりする、非常に複雑な放射測定シナリオを定義するのには実際には使い勝手がよくない。
【０００９】
多くの知られているOGSEは、投影点の異なる角度の下で試験されるユニット(UUT)を走査するために、回転プラットフォームとともに作られた、またはより複雑な場合には、六脚プラットフォームと一体化した、外部走査システムを装備する。
【００１０】
これは、一方では、OGSEおよび／またはUUTの重量およびかさに関して、高価な高精度移動システムを使用することを必要として、他方では、照明器とUUTとの間の相互位置に基づきUUTを再キャリブレーションすることを必要とするが、それは、システムが多くの場合にシステム自体および環境の摂動効果に曝されるからである。
【００１１】
鋭い高温−低温遷移を有する角度広がりIR源を再現するいくつかのOGSEも存在する。
【００１２】
しかしながら、そのようなOGSEは、異なるシナリオに対してほとんど再構成可能でないと同時に動的な状況においてほとんど使用可能でないように見える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
OGSEの分野では、赤外線熱帯域において動作する電気光学的計測器の幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験のために複雑度を増した方法および装置を開発する必要性のあることが感じられる。
【００１４】
実際、数年前まで、電気光学的計測器が納入されるときに試験およびキャリブレーション調査が実施され、一般的には基本的な機能試験に制限されていたが、今日では、競争が激化するシナリオのせいで、ボーダーライン状況の光学的特徴付けの事例が、稼動し現実のものであるとしても、明確に出現している。
【００１５】
いくつか例を挙げると、
−  低高度(400から850kmの間)で一続きの土地の上を通過する衛星の姿勢を決定することを可能にする、衛星、たとえば、オンボード地球低軌道(LEO)衛星で使用するための電気光学的姿勢センサが知られている。この運用シナリオは、既存のOGSEの観察幾何学的形状および放射測定特性の実質的再評価を強いている。実際、低高度では、一続きの土地は幾何学的に広く見え、周囲の冷たい空間とは対照的に、その熱IR放射は、斜視係数によって高く変調される。
−  航空電子工学分野では、監査されたシーン上に重ね合わされる高い温度勾配の存在下で光学的測定を実行するために電気光学的熱IR計測器に複雑な放射測定特徴付け調査が必要になることもあり得る。
【００１６】
一般に、光学的測定方法の限界の動作状態における電気光学的熱IR計測器のパフォーマンスのチェックが要求されるこれらの状況により、出願人は放射測定試験およびキャリブレーション構成を複雑な動作状況に合わせて拡張するために照明方法および関連する機器を再検討することに至った。
【００１７】
本発明の目的は、現実のシナリオにおける1つまたは複数の高温−低温遷移の正確な(幾何学および放射測定の意味で)再現に適した電気光学的熱IR計測器のための革新的な幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、付属の請求項において定義されているように、電気光学的熱IR計測器のための、異なる幾何学的形状を有し、高温−低温遷移を含む放射を有する角度広がり熱IR源をシミュレートするように設計されている、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置に関する限り、本発明によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】高温−低温遷移を含む熱IR放射を有する角度広がり熱IR源の熱放射を示す図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による電気光学的熱IR計測器のための幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置の3D表現である。
【図３】図2に示されている装置の一部を形成するテレセントリックIRコリメータの光ダイヤグラムを示す図である。
【図４】図2に示されている装置の近軸近似の光ダイヤグラムを示す図である。
【図５】図2に示されている装置の一部を形成する交換可能なマスクのキットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次の説明は、当業者が本発明を実装し、使用することができるようにするために提示されている。示されている実施形態に対する様々な修正は、専門家には一見してわかり、本明細書において説明されている一般原理は、付属の特許請求の範囲において定義されているような本発明の保護の範囲から逸脱することなく他の実施形態および応用にも適用され得るであろう。その結果、本発明は、本明細書において述べられている実施形態だけに限定されることを意図されておらず、本明細書で開示され、付属の特許請求の範囲で定義されている原理および特徴と一致する最も広い範囲を適用されるべきである。
【００２１】
図1は、電気光学的計測器上に静的に投影されるか、またはそれに相対的に動的に移動される文脈において角度広がり熱IR源の熱IR放射の概略を示しており、それぞれT高温(Thot)およびT低温(Tcold)として指定される2つ(またはそれよりも多い)異なる温度の間に高温−低温遷移があり、その相対的強度は相対的強度およびそれらの間の遷移の両方に関して変化し得る関係を有し得る。より詳細に述べると、図1は、鋭い(回折)高温−低温遷移(途切れのない線)および変調された高温−低温遷移、特に直線的な遷移(破線)を含む熱IR放射の一例を示している。
【００２２】
本発明は、熱IR(8÷16μm)UUTのための、たとえば、衛星もしくは航空機上に取り付けられることを意図されているもののための、異なる幾何学的形状を有し、高温−低温遷移を含む放射を有する角度広がり熱IR源をシミュレートするように設計されている、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置に関するものである。
【００２３】
この設計は、角度および幾何学的形態、放射測定、および熱IR源の移動に関して柔軟性を有する装置を提供する。
【００２４】
一言で言えば、本発明は、熱IR源が配置構成されている焦点面上にテレセントリック広角コリメータを備える幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置を提供する。線源は、コリメータの焦点面上で位置決め可能で自由に移動可能であるように、また都合よく、線源に相対的にUUTの周囲温度および位置として焦点距離の変動を補償し、さらにUUTが取り付けられているプラットフォームの振動へのUUTの応答をシミュレートするためにコリメータの光軸に沿って移動可能であるように空間的に移動可能である。容易に交換可能なマスクの付属キットも提供され、各々、UUTの入射瞳上に再現される熱IR放射線が異なる高温−低温遷移形態を含むことを引き起こすなどのために幾何学的および放射測定特性を有する熱IR源によって放射される熱IR放射線の波面をもたらす投影対象として働く。
【００２５】
本発明は、したがって、高品質IRプロジェクタに同化できるものであり、熱IR放射の角度広がりはマスクの形状に応じて、また線源移動メカニズムが動的な、すなわち、時間的に変動する、現象の動作状態をシミュレートすることを誘発し得る運動の法則に応じてアポダイズ可能である。
【００２６】
異なる幾何学的形状を有する角度広がり線源の場合、本発明は、既存の点投影プロジェクタの応用分野を著しく広げ、小さな熱的に制御される空間内で動的シナリオを再現することが可能である。
【００２７】
本発明の幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置は放射コントラストおよび関係する軌跡に関して現実のシナリオを再現することを可能にするが、これは点線源の数学的畳み込みの単純な演算に帰着するためには困難で骨が折れる作業である。
【００２８】
次に、電気光学的熱IR計測器、たとえば、防衛部門における衛星または装置に取り付けることが意図されている計測器の生産、キャリブレーション、および試験に対するAIV/AITラインにおける産業用途に適している照明の方法ならびに幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置は、本発明の好ましい、ただし限定しない、実施形態により説明される。
【００２９】
図2、図3、および図4に示されている好ましい実施形態において、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置1は、高温−低温遷移を含む角度広がり熱IR放射線をUUTの、これ以降「入射瞳」という用語で示される、入口開口に照射するように設計されている。
【００３０】
高温−低温遷移を含む角度広がり熱IR放射線をUUTに照射するために、幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置1は、
−  照射されるべきUUTの入射瞳に関してコリメータ2の反対側に配置構成されている光軸Zおよび焦点面Fを有する熱IRコリメータ2(これ以降プロジェクタとも称される)と、
−  コリメータ2の焦点面F上に配置構成可能で、変位可能である、また都合よく、コリメータ2の光軸Zに沿って変位可能でもあり、コリメータ2の方へ熱IR放射線を放射する動作が可能であるようにコリメータ2に相対的に制御可能に移動可能である熱IR源3と、
−  一体となって移動可能であるように、熱IR源3の前に選択的に取り外し可能に配置構成可能であり、UUTの入射瞳上に再現される熱IR放射線が異なる高温−低温遷移を含むことを引き起こすことなど幾何学的および放射測定特性を有する、ターゲットとしても知られている、交換可能なマスク4のキットとを備える。
【００３１】
コリメータ2は、凹形表面が熱IR源3の方へ、およびUUSの入射瞳の方へ面するようにそれぞれ配向された一対の球面正メニスカスレンズを備えるテレセントリック平行光学系を具備する。
【００３２】
メニスカスレンズは、都合よくは、導電性および熱伝導性の高いゲルマニウム光学材料、たとえば、n型ドープ光学グレードゲルマニウム、都合よくは抵抗が3オーム/cm以下で、広帯域非反射処理がなされているものから、作られる。
【００３３】
コリメータ2は有効焦点距離fおよび画角Ωを有し、入射瞳は最も近いレンズの頂点から距離qのところに置かれ、レンズは距離dだけ物理的に隔ててセットされる。XおよびYは、光軸Zの法線となる接線および矢状方向である。
【００３４】
コリメータ2は、テレセントリックとなるようにサイズが決められる、すなわち、焦点面内のすべての放射点が各方向について同じ立体角でUUTの入射瞳上に投影され、それによって画角が変化するときに一定の放射測定フラックスを形成する。
【００３５】
入射瞳の転位の詳細において、光学系の著しく異なる部分は異なる方向で働き、そのような部分はrによって示され、平行光学系の光軸を含む線に関して現在の場の「主光線」の交差点を指す、特定の高さによって識別可能である球体の部分によって構成されることは、理解されるべきである。これは、放射角度の関数として発生する放射線の強度を変化させるであろう空間熱勾配の形成を最小限度に抑えるために熱伝導性および導電性の高いゲルマニウムを使用する特定の要求条件と組み合わされる。
【００３６】
この構成は、8〜16ミクロンの帯域の回折限界の光学特性を有し、半径がR=f*tg(Ω/2)であり、fは選択された構成に基づき、100から1000mmの間で可変であり、100mmの程度の焦点距離に対して最大60°まで、および約1メートルの焦点距離の場合に、全体として最大約20°までの、画角Ωにより使用可能である、円形領域のコリメータとして機能する。
【００３７】
図2に示されているコリメータは、次の一次特性を備える、空間的用途のための電気光学的計測器用に設計されたOGSEの仕様を考慮するようにサイズが決められる。
有効焦点距離−f=203mm、
全画角−Ω=40°(±20°)、および
像面サイズ2*R=約150mm。
【００３８】
上記の数値データは、述べられている概念に対する限界を表現することができず、実施する縮小の一例を表すのみであり、他の数値構成も都合よく使用され得ることは明らかであることは、理解されるべきである。
【００３９】
コリメータ2は、UUTによる放射測定量測定の繰り返し性を確実にするために、0.5℃の範囲内で安定している、周囲温度をちょうど上回った一定の温度に保たれる。
【００４０】
熱IR源3は、次のように設計される。
−  XおよびY方向に、および都合よくは、Z方向に移動可能である、都合よくは電動式の、並進運動プラットフォーム(図示せず)上に載せることができ、これらの方向は局所的直交デカルト基準座標系(専門用語では機械座標系)を定義する。
−  コリメータ2に熱的に分離される。
−  熱的に安定している。
【００４１】
空間的応用事例に適している一実施形態において、特にLEO衛星応用事例において、熱IR源3は、都合よくは、限定はしないが、コリメータ2のメニスカスレンズに面する高温側を有するペルチェセルを用いて作られるものとしてよく、都合よくは、限定はしないが、高熱伝導性ガラスセラミック材料から作られているものとしてよい。
【００４２】
熱IR源3の位置は、都合よくは、適切な専用ソフトウェアプログラムによりプログラムされたコンピュータによって制御され得る。
【００４３】
熱安定性は、たとえば、熱IR源3と一体になっている、適切な熱放散構造を熱IR源3に備えることによって達成され得る。
【００４４】
図4は、熱IR源3の構造の外形を示しており、一緒に移動するように熱IR源3と一体である正反射凹形表面(すなわち、熱IR帯域内で低放射率である)の存在を示している。正反射凹形表面は、熱IR源3に対する熱放散体の二重機能を実行し、とりわけ、凹曲率半径を備える、すなわち、屈折力を備えるという事実により、コリメータ2によって放射される熱IR放射線を凝縮する、したがって、熱IR源3に関して「コールドバックグラウンド」（cold background）の形成に寄与する、コブレンツ空洞（Coblenz cavity）のような働きをする。言い換えると、熱IR源3がコリメータ2に面する高温側およびこの凹形表面に面する低温側を有するペルチェセルを用いて実装されると仮定すると、後者は(これは曲率半径およびセルの低温側に関するその相対位置を意味する)コリメータ2によって放射される熱IR放射線が、この状況では、コールドトラップが観察される単純な「鏡」(すなわち、セルのレンズに面する側)として働く、ペルチェセルの低温側上で凝縮されるようにサイズが決められる。
【００４５】
そのため、光機械システム全体は、都合よくは、適切なバッフルを備える中空壁を具備し、たとえば、外部冷却装置から、照明器のレンズおよび機械的構造を熱調節するための流体を流せるようにしなければならい。
【００４６】
コンピュータおよび専用ソフトウェアは、機器の一体部分であり、熱IR源3を熱的に制御する。
【００４７】
熱IR源3に交換可能に結合されるべきマスク4のキットは、システムによって無限大に投影されるIR波面の角度アポダイゼーションを再現するのに適している幾何学的形状を熱IR源3にもたらすように適切に穿孔された一連の圧延金属板によって形成される。
【００４８】
マスク4は、たとえば、おおよそ150÷200mmの横寸法を有するものとしてよく、たとえば、100〜200μmの薄い金属基板、特に、熱IR源3の対向側に適切に配置構成されている、すなわちコブレンツ空洞に面する、固定用磁石を用いて、熱IR源3に付けやすくするための強磁性体を用いて作られるものとしてよく、したがって、その結果、マスク4を熱IR源3に固定するために必要なアクセサリ機構はコリメータ2からは見えない。
【００４９】
マスクは、角度アポダイゼーションを再現するのに適している任意の幾何学的形状を備え得る。簡単な例をいくつか挙げると、マスク4は、次のようにシミュレートする方法で穿孔され得る。
A:鋭い高温/低温遷移を有する角度広がり線源（angularly-extending source）、
B:点線源（point source）、
C:たとえば、孔の楕円形プロファイルの長い側面の方向に沿って焦点面Fを移動させることによって取得され得るコサインタイプの投影関数を有する変調線源、
D:UUTのFOV(視野)のいくつかの点において同時に、焦点面Fをうまく置くことを可能にする多点線源（multipoint source）、
E:変調伝達関数(MTF)測定、すなわち、異なる空間周波数におけるコントラスト関数に対するマルチパターン線源（multi-pattern source）、
F:より一般に、任意のターゲットの外形を再現するのに適している任意の形態。
【００５０】
マスク4の有用な表面は、熱IR源3の移動が有効UUTのFOV「ω」の範囲内にあることを、マージンを含めて、確実にするような表面である。
【００５１】
マスク4の形態および熱IR源3の移動の結果生じるその可変位置に応じて、知られている遷移変調アポダイゼーション特性を持つ高温−低温遷移を有する熱IR放射が入射瞳上に再現されることを可能にする、装備の柔軟性が強調されるべきである。
【００５２】
これらの遷移は、実際、次のようにしてUUTによって取得され得る。
−  両方とも静止モードで、ただしマスク4は、特定の形態に従って取得時に静止している。
−  制御された動的モードで、ただしマスク4は取得時に運動しており、それにより移動するシナリオにおける遷移の取得の効果を再現する。
【００５３】
いくつかのソリューションが可能であるがとりわけ、好ましくは移動可能なプラットフォームとの安定した機械的界面を伴う幾何学的形状の精度を確実にするフォトリソグラフィ法を用い、強磁性体でマスク4を生産するソリューションは、マスク4の正しいプロファイリング、およびガラスセラミック材料から作られるペルチェセルとの良好な熱接触を確実にするのに最も適しているように見えたソリューションであり、1つまたは複数の永久磁石がマスク4をペルチェセルに安定して解放可能に結合するために光学系と反対の側に配置され(視野から隠され)、それによって、シナリオを変え、UUTのキャリブレーションおよび試験に悪影響を有する可能性のある、ネジ、接着剤などの使用を回避する。
【００５４】
高温部分と低温部分との間の相対的強度の変調は、その代わりに、
−  電流制御を介してペルチェセルの温度を調整することと、
−  マスク4を作るために選択された材料の固有放射特性を調整することによって取得される(たとえば、ほかにもあるがとりわけ、熱IR帯域内で非常に低い放射率(<1%)を示す性質および銅の特性に類似する熱伝導特性を有するフェライト鋼合金が都合よく使用され得る)。
【００５５】
本発明による装置1を含むOGSEのキャリブレーションに関して、通常はプレゼンテーションフェーズにおいて性質/潜在的可能性を説明しようとするときに、キャリブレーション技術または方法および/またはその特徴付けに関して語られることは、多くの場合に、ほとんど、または全くない。
【００５６】
要するに、OGSEは、製造時に、安定した幾何学的放射測定特性を長時間にわたり維持することは常識である。反対に、「標準メートル」、すなわち、放射測定および幾何学的基準として、可動部分および放射部分を有する装置では定期的整備またはキャリブレーションを受けることが必要であり、そのうち最も重要なのは、重要度の順に、放射測定タイプおよび幾何学的タイプである。
【００５７】
放射測定キャリブレーションは、熱IR源3の線源のみに帰され、静的に意図されており、実質的に、キャリブレーションされたIR放射計の使用を通じて実行される。放射素子は、その性質上、劣化、酸化、およびほこりもしくは単純に取り扱いによる汚染の影響を受けやすい。したがって、OGSEは、好ましくは、環境汚染からの保護のための好適なハウジングを装備し、好ましくは、容易に清掃可能、交換可能、および保守可能であるように設計される。
【００５８】
幾何学的キャリブレーションは、その代わりに、熱IR源3が装着されている並進運動プラットフォームの特定の制御されたx/y位置で、試験されるかまたはキャリブレーションされるべき電気光学的計測器の入射瞳上に熱IR源3によって形成される正確な角度配置(たとえば、図5のタイプBの点状のもの)を割り当てるキャリブレーションである。
【００５９】
その性質上、人間の目または従来の検出器には不可視であるEM放射線を発生する赤外線デバイスであれば、可視帯域において作動するキットとして、都合よくは、次のことを意図したものが提供され得る。
−  光軸、およびEM放射線によって形成される角度方向の識別/具体化、
−  慎重に識別されないと致命的にクリティカルである、入射瞳平面の具体化、ならびに焦点面Fを移動することに割り当てられているサーボシステムの並進運動の精度および繰り返し性。
【００６０】
本発明の革新的な態様および技術的利点は、前述の説明から直ちに理解され得るものであり、特に次のとおりである。
−  コリメータ2のテレセントリック特性、すなわち、焦点面の各セクションは同じエネルギーをUUTにUUTのFOV内の放射点の配置とは独立して伝達する。
−  角度広がり熱IR源の任意の種類の形態の事例への応用。
−  静的モードで使用すること、すなわち、UUTのFOVの特定の知られている位置で投影されるマスク4のプロファイル、および動的モードで使用すること、すなわち、焦点面3が時間の経過とともに知られている正確な軌跡に沿って移動することを引き起こし、一時的、繰り返し可能な放射現象をシミュレートするために運動の法則を焦点面Fに与えることに対する適性。
−  従来のOGSEですでに実行されているすべての試験条件を含める可能性を損なうことなく、応用分野および試験構成のかなりの拡張。
−  アクセサリ装置(スクリーン、試験が実施される場所に隣接する領域内のトランジットブロッキング(transit blocking)、照明器とUUTとの間の相対的位置が変化したときの定期的再キャリブレーション、など)を用いることの軽減。実際、コリメータ2は、UUTのFOVに関して角度投影マージンでサイズを決められ、それによって、時間の経過によるバックグラウンド放射の変動を制限し、この方法で、測定を行うときの安定性および繰り返し性を確実にする。
−  UUTの試験を実施するために必要な空間のかなりの縮小。これはオフセットされた鏡システムによって構成される、従来のOGSEに関して光学的によりコンパクトであるからである(選択された焦点距離と比較して)。
【００６１】
本発明による装置1は、角度広がり熱IR源の場合に、既存の点プロジェクタの応用分野を著しく広げ、小さな熱的に制御された空間内に動的シナリオを再現することが可能である、システムを構成する。
【００６２】
実際、装置1は、点線源の数学的畳み込みの単純な演算にトレースバックするのに困難で骨の折れる、放射コントラストおよび関係する軌跡の両方に関する現実のシナリオの再現を可能にする。
【００６３】
本発明による装置1は、したがって、高品質IRプロジェクタのものに同化でき、熱IR源の角度広がりは、マスクに与えられた形態に従って、時間を追って一時的(動的)現象の動作条件を再現するターゲットの運動の法則によって変調され得る。
【００６４】
本発明の応用分野は、UUTの光学的パフォーマンス特性の範囲内で、多数あり、種類も様々である。
【００６５】
主要な応用分野は以下のように要約される。
−  近軸パラメータ(焦点距離、歪み、有効FOVなど)の測定のためのUUT品質試験、
−  変調伝達関数(MTF)およびエンサークルドエネルギー(EE)、すなわち、放射測定またはイメージセンサのピクセルのサイズで外接する(circumscribed)正規化されたエネルギーなどの空間分解能パラメータ、さらには最小可分解温度差(MRTD)などの、放射測定分解能パラメータの測定のためのUUT品質試験、
−  伸長体(シーン)および点体(たとえば、観察されているシーン上に重ね合わされる太陽)によって同時に照射されるときのUUT品質試験、
−  UUT AIT/AIVフェーズにおける「焦点合わせ」動作のための実験室装置、
−  民生、宇宙、および軍事用途のための現実の静的および動的(時間の経過に伴う)放射測定シナリオのシミュレータ、
−  UUTの画像認識アルゴリズムのロバスト性バリデーション。
【００６６】
最後に、本発明が、既存のOGSEのすでに説明されている限界を、そのOGSEの特性を温存し、その既存のすべての機能性を包含しながら、パフォーマンスをかなり伸ばし、パフォーマンス/コスト/サイズに関する利点を伴いつつ、克服していることを強調することが重要である。
【００６７】
結論として、付属の特許請求の範囲において定義されているように本発明の範囲内から逸脱することなく本発明に対して様々な修正が加えられ得ることは明らかである。
【符号の説明】
【００６８】
1  幾何学的および放射測定キャリブレーションならびに試験装置
2  熱IRコリメータ
3  熱IR源
4  交換可能なマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月20日(2019.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
しかしながら、そのようなOGSEは、異なるシナリオに対してほとんど再構成可能でないと同時に動的な状況においてほとんど使用可能でないように見える。
米国特許第5,265,958号明細書では、パターンが切り開かれているパターンプレートを組み込んだサーマルイメージャ試験デバイスを開示している。いくつかのパターンは類似の空間周波数を有するが、他のパターンはそれぞれの比較的高い空間周波数を有する。これらのパターンは類似の構造を有し、類似の配向を有し、それぞれ、黒体の下に置かれる。黒体同士の間の温度差は、温度制御回路によって一定の値に維持される。黒体の温度差は調整可能である。パターンプレートおよび下にある黒体は、試験対象のサーマルイメージャによって観察される。黒体の温度は、パターンがパターンプレートに関して低温であるものとしてちょうど識別可能になるまで調整される。サーマルイメージャのパフォーマンスが許容可能である場合、パターンは、パターンプレートに関して高温であるものとしてちょうど識別可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
コリメータ2は有効焦点距離fおよび画角Ωを有し、入射瞳は最も近いレンズの頂点から距離qのところに置かれ、レンズは距離dだけ物理的に隔ててセットされる。XおよびYは、光軸Zの法線となる接線および矢状方向である。コリメータ2は、テレセントリックとなるようにサイズが決められる、すなわち、焦点面内のすべての放射点が各方向について同じ立体角でUUTの入射瞳上に投影され、それによって画角が変化するときに一定の放射測定フラックスを形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
放射測定キャリブレーションは、熱IR源3のみに帰され、静的に意図されており、実質的に、キャリブレーションされたIR放射計の使用を通じて実行される。放射素子は、その性質上、劣化、酸化、およびほこりもしくは単純に取り扱いによる汚染の影響を受けやすい。したがって、OGSEは、好ましくは、環境汚染からの保護のための好適なハウジングを装備し、好ましくは、容易に清掃可能、交換可能、および保守可能であるように設計される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
本発明の革新的な態様および技術的利点は、前述の説明から直ちに理解され得るものであり、特に次のとおりである。
−  コリメータ2のテレセントリック特性、すなわち、焦点面の各セクションは同じエネルギーをUUTにUUTのFOV内の放射点の配置とは独立して伝達する。
−  角度広がり熱IR源の任意の種類の形態の事例への応用。
−  静的モードで使用すること、すなわち、UUTのFOVの特定の知られている位置で投影されるマスク4のプロファイル、および動的モードで使用すること、すなわち、一時的、繰り返し可能な放射現象をシミュレートするために、時間の経過とともに運動の法則および知られている正確な軌跡を熱IR源3に与えることに対する適性。
−  従来のOGSEですでに実行されているすべての試験条件を含める可能性を損なうことなく、応用分野および試験構成のかなりの拡張。
−  アクセサリ装置(スクリーン、試験が実施される場所に隣接する領域内のトランジットブロッキング(transit blocking)、照明器とUUTとの間の相対的位置が変化したときの定期的再キャリブレーション、など)を用いることの軽減。実際、コリメータ2は、UUTのFOVに関して角度投影マージンでサイズを決められ、それによって、時間の経過によるバックグラウンド放射の変動を制限し、この方法で、測定を行うときの安定性および繰り返し性を確実にする。
−  UUTの試験を実施するために必要な空間のかなりの縮小。これはオフセットされた鏡システムによって構成される、従来のOGSEに関して光学的によりコンパクトであるからである(選択された焦点距離と比較して)。
【国際調査報告】
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