BR102019016225B1 - Arquitetura de imageamento multi espectral infravermelho e sensor de iluminação laser com varredura angular combinada - Google Patents

Abstract

ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA. Trata a presente patente de invenção de uma nova e aprimorada arquitetura de imageamento multiespectral, que permite a captura de imagem de uma cena em duas ou mais bandas no infravermelho, e ainda permite que seja combinada com outra captura de imagem produzida por iluminação laser da mesma cena, pelo mesmo sistema óptico, e que ainda permite varredura angular combinada das três ou mais imagens multiespectrais, com emprego de detectores de banda larga. O sistema óptico proposto, combinado com filtros espectrais adequadamente desenhados, permite a formação de duas ou mais imagens de conteúdo espectral distinto sobre um mesmo dispositivo sensor de banda larga, bem como em um detector laser.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma nova e aprimorada arquitetura de imageamento multiespectral, que permite a captura de imagem de uma cena em duas ou mais bandas no infravermelho, e ainda permite que seja combinada com outra captura de imagem produzida por iluminação laser da mesma cena, pelo mesmo sistema óptico, e que ainda permite varredura angular combinada das três ou mais imagens multiespectrais, com emprego de detectores de banda larga. O sistema óptico proposto, combinado com filtros espectrais adequadamente desenhados, permite a formação de duas ou mais imagens de conteúdo espectral distinto sobre um mesmo dispositivo sensor de banda larga, bem como em um detector laser.

ANTECEDENTES DA PRESENTE INVENÇÃO

[002] A visão multiespectral tem sido amplamente empregada tanto em sistemas de defesa quanto em sistemas civis, e tem angariado grande investimento nos tempos atuais. Em sistemas de defesa, é muito comum a necessidade de visão em duas ou mais bandas, para melhor identificar o alvo, e ao mesmo tempo não ser confundido com chamarizes lançadas para atrapalhar o perfeito reconhecimento. Para melhor identificar o alvo, a coleta da imagem deste em diversas bandas espectrais se torna forma sempre requerida no estado atual de desempenho dos sistemas mais avançados. No estado da arte, os sistemas ópticos destes sistemas avançados são desenhados tendo em conta que os sensores para imageamento térmico multiespectral no infravermelho utilizam detectores também multiespectrais, itens sofisticados e de difícil acesso. Esses detectores normalmente apresentam uma superposição de matrizes de elementos detectores sensíveis, onde cada conjunto da matriz de elementos detectores responde a uma faixa espectral diferente, sendo todos montados empilhados em matriz contendo circuitos especializados para a coleta dos sinais de cada pixel em diferentes bandas. Algumas arquiteturas de detectores compõem em uma mesma matriz de plano focal, elementos detectores constituídos por substâncias químicas distintas, e que produzem respostas sensíveis a cores diferentes. Estes sensores são excelentes dispositivos que devido suas características permitem um desenho ópticos simples de arquiteturas muito difundidas no estado na arte.

[003] No entanto, estes sensores, apesar de serem desenhados adequadamente a esta finalidade, normalmente são de difícil aquisição, tanto por terem um custo bastante elevado, quanto, também, por estarem submetidos a rigorosos processos de aquisição, tendo sua distribuição e exportação restringida.

[004] Estes problemas tornam estes detectores de difícil justificação de uso ou implementação quando vistos do ponto de vista estratégico e econômico, por tornarem os sistemas com seu uso sujeitos a embargos e restrições de uso, principalmente quando se pretende serem utilizados por países que não detêm a respectiva tecnologia de fabricação.

[005] Por outro lado, existem sensores mais simples, monocromáticos, e normalmente muito mais baratos que os primeiros, e com relativa facilidade de acesso e facilidade de fabricação. No entanto, por não terem a sofisticação dos primeiros, não permitem o imageamento em distintas bandas, o que limitam sua aplicação. Para o uso destes sensores monocromáticos em arquitetura multiespectral, acabam por exigir sistemas ópticos mais elaborados que por esta razão tem impedido seu uso nas aplicações mais comuns dos primeiros.

[006] Neste cenário, se justifica a presente inovação de invenção, onde será descrita uma arquitetura óptica que permite a realização de imageamento multiespectral utilizando um detector monocromático e, ao mesmo tempo, apresentando aprimoramentos nas técnicas e práticas anteriormente utilizadas, em especial àquelas presentes na PI 1104510-8.

[007] Alguns detectores, como por exemplo, os detectores que utilizam telureto de cádmio e mercúrio (MCT), Antimoneto de Indio, ou Arseneto de Indio Galio, como elemento detector, possuem uma banda espectral de resposta relativamente grande. A arquitetura descrita na presente invenção separa a radiação em duas ou mais faixas espectrais do infravermelho distintas, sendo que estas faixas ficam dentro da banda de resposta do detector, e focaliza cada banda espectral em uma região diferente da matriz de detectores no plano focal. A arquitetura proposta na presente invenção aprimora a técnica descrita originalmente na PI 1104510-8, ao também apresentar solução ao problema anteriormente observado quando da observação em campos extremos da visada lateral, aonde parte de uma imagem de uma banda recai sobre a outra.

[008] Adicionalmente a proposta apresenta inovação adicional onde permite a combinação de mais bandas, em especial aquelas normalmente empregadas na iluminação ou designação de alvos por apontamento empregando laser, constituindo assim em sistema de imageamento combinado infravermelho termal e laser. Esta inovação decorre do fato que mesmo os detectores infravermelhos não são adequados para a recepção laser por estes estarem nos extremos da sensibilidade dos primeiros. A presente invenção permite a correta separação dos feixes e bandas permitindo assim o emprego de múltiplos detectores de banda larga complementares, cobrindo faixas espectrais maiores.

[009] Esta arquitetura possui evidente capacidade de emprego multi- propósito aumentando a capacidade de processamento e identificação correta do alvo na cena. Além, permite o processamento combinado de imagens em vários espectros. Desta forma é possível obter três ou mais imagens de um mesmo campo de visada, com componentes espectrais distintas, utilizando para isto somente detectores monocromáticos. Em decorrência da arquitetura proposta, em uma inovação adicional aquelas mencionadas, o sistema óptico aqui proposto também permite a varredura angular bidirecional, o que torna o sistema apto a realizar busca dentro de campo angular de visada variável, o que o torna apto a ser empregado em sistemas aéreos de imageamento e acompanhamento de cenas e alvos.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO

[010] De acordo com a presente invenção, um novo e aprimorado esquema de aquisição de imagens cobrindo ampla faixa espectral, desde o infravermelho indo até faixas visíveis, destinado para a utilização em sistemas de imageamento multiespectral é proposto.

[011] A presente invenção é um sistema que permite obter duas ou mais imagens do mesmo alvo em faixas distintas do espectro infravermelho, o que o torna capaz de identificar o objeto ou cena por sua resposta diferencial espectral, o que o torna também resistente a alguns tipos de contramedidas, e permite que a imagem seja iluminada por laser e sua imagem também capturada.

[012] Sua principal característica, que o diferencia de outros sistemas semelhantes, advém na sua arquitetura óptica, o que permite utilizar apenas um ou mais detectores infravermelho de banda larga. Portanto o detector utilizado não necessita ser constituído por matrizes multiespectrais, pois o sistema óptico permite fazer imagens separadas em duas ou mais faixas distintas do infravermelho. O sistema óptico aqui proposto é que separa as duas imagens ou mais imagens espacialmente no plano focal. Como a banda de resposta do detector engloba as duas ou mais faixas espectrais de interesse, é possível detectar as duas ou mais imagens de diferentes bandas espectrais em um mesmo dispositivo, permitindo seu processamento.

[013] Para complementar a presente descrição, de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente invenção, e de acordo com uma preferencial realização prática da mesma, acompanha esta descrição um conjunto de desenhos e figuras, onde de maneira exemplificada embora não limitativa, se representa o seguinte:

[014] FIG. 1 - é uma ilustração representando o sistema óptico proposto, em configuração exemplo da versão com duas bandas infravermelhas e uma banda laser;

[015] FIG. 2 - é uma ilustração que apresenta o espelho secundário formando um separador espectral de forma detalhada, tal como contido no exemplo da figura 1;

[016] FIG. 3 - é uma ilustração que mostra a disposição das imagens no detector para o exemplo de duas bandas infravermelhas, e também a imagem no sensor laser, bem como incorporações alternativas para ilustrar o conceito para maior número de bandas;

[017] FIG. 4 - São mostrados os gráficos representando as respostas espectrais dos detectores infravermelhos e laser, as respostas requeridas com relação aos filtros ópticos passa banda, a respectiva banda do laser, os filtros protetores, e configuração do detector laser;

[018] FIG. 5 - é uma ilustração representando o sistema óptico do separador espectral alternativo, refrativo;

[019] FIG. 6 - mostrando o principio de deflexão angular combinado utilizando os dois prismas de entrada, detalhe da figura 1.

[020] Os elementos em cada figura são apontados por sua referência numérica para melhor explicação. Assim por exemplo o item 109 corresponde a um item 09 presente na figura 1, e quando este mesmo elemento é apresentado em outra figura, como a lente convergente do laser (208), menção é feita (109)

[021] A presente invenção é formada pelo arranjo descrito na Fig.1 e complementado pelas demais figuras.

[022] Importante salientar que os detectores aqui utilizados (105) e (110) são arquiteturas disponíveis comercialmente e não fazem parte da invenção, por serem constituídos por qualquer detector de banda larga no infravermelho termal, infravermelho próximo, ou na faixa visível, que possa ser utilizado para a aplicação de interesse. Para tanto basta o redimensionamento do sistema óptico e que sua faixa espectral de resposta seja grande o suficiente para detectar as diversas componentes do espectro de interesse determinadas pelo projeto e aplicação.

[023] Na figura 1, a radiação do alvo (101, 108A e 108B) é capturada e primeiramente passa por um par de prismas, simétricos, ou também conhecidos como cunhas ópticas (112 e 113) que são montados sobre pivôs (111), sendo assim possíveis de serem rotacionados em paralelo ao eixo óptico ou eixo central. A posição angular relativa destes dois prismas permite a coleta de feixes de entrada em diferentes ângulos, conforme será descrito mais adiante. Em seguida, os feixes de entrada incidem em um bloco óptico de captação (117), composto por dois segmentos catadióptricos, sendo, um espelho primário (102), e um secundário, (103). Raios refletidos atingem então o conjunto do espelho secundário, este também fazendo a função de conjunto separador espectral (114, 103) e, depois, passam por uma óptica de adaptação (104), e por fim são focalizados no conjunto do plano focal (116), onde se aloja o detector principal (105).

[024] No espelho secundário (103) as radiações das duas (ou mais) faixas espectrais de interesse são separadas por certo ângulo, como será mostrado na Figura 2 adiante.

[025] Na figura 2, o bloco separador espectral (201) (que corresponde ao 114 na figura 1), é composto por duas metades (209 e 210) separadas pelo suporte (202) e inclinadas pelo ângulo β (206). Esta separação e inclinação são de tal forma calculadas para permitir que a imagem produzida por cada segmento do telescópio formado pelo refletor primário (102) e o respectivo segmento (209 ou 210) formem uma imagem distinta sobre o plano focal (105).

[026] Além disso, em sua parte traseira, depois do espelho secundário (103, 209 e 210), se encontra uma lente de convergência, (208) que também produz uma imagem sobre um sensor complementar (214) ou detector laser. Mediante este artificio, a imagem da cena (101) é focalizada, separadas espacialmente no plano focal (105) e também no detector laser (110 e 214). É importante lembrar que este elemento separador espectral (209 e 210) causa também um obscurecimento efetivo de metade da radiação capturada pela óptica de captação para cada banda, pela separação angular imposta por sua geometria.

[027] Para melhor expor a presente invenção, a configuração típica proposta para o elemento separador espectral das imagens é mostrada na Fig.2, que por clareza de descrição é mostrado como separador de duas bandas e uma terceira dedicada a imagem laser.

[028] O conjunto (201) é um elemento óptico refrativo e reflexivo simultâneo com poder de focalização ajustado que possui a propriedade de separar espacialmente duas ou mais componentes espectrais distintas da região do infravermelho de um alvo, e devido ao arranjo dos seus constituintes espectrais permite também a formação da terceira banda, no caso recepção laser. No exemplo da figura 2 este consiste de dois elementos semicirculares independentes, como mostrado no detalhe em vista frontal (207), em que cada elemento é composto de um sistema catadióptrico, ou seja, que reflete e refrata a radiação ao mesmo tempo, como mostrado nos detalhes (212, 218 e 220).

[029] No detalhe (220), uma das faces da metade superior (209) possui um revestimento de filme óptico de modo a transmitir e bloquear determinadas regiões do infravermelho (217) e a segunda face é uma superfície refletora plana com grande refletividade na região espectral infravermelha (217), que, porém, permite a transmissão da faixa espectral do laser desejado. Este conjunto tem o objetivo de alterar a trajetória da radiação refratada (215) pela primeira superfície na direção da porção da matriz de plano focal correspondente, sendo que cada metade direciona para um segmento do detector, e na sua face traseira, deixa passar a radiação no comprimento de onda do laser desejado.

[030] As faces reflexivas (203, 204) possuem filmes antirreflexo com propriedades passa banda, de modo que um dos semicírculos possa transmitir uma determinada banda do espectro eletromagnético no infravermelho e absorver outras bandas, como será mostrado nos diagramas das figuras 4 adiante. Assim, o conjunto superior (209) com seu filme combinado (217) reflete uma banda e deixa passar tanto a outra quanto a banda do laser (219). A outra metade (210) tem seu filme passa banda combinado (213) e que também deixa passar tanto a outra quanto a banda laser (219), ou seja, outro semicírculo atua de forma similar, mas oposta e complementar ao primeiro. Em resumo o conjunto sintoniza cada hemisfério para ter comportamento seletivo em cada banda, no que diz respeito a comportamentos complementares na transmissão e absorção da radiação.

[031] Já as faces reflexivas traseiras (217 e 213) desenhadas para refletir as bandas informadas acima, sendo superfícies planas e inclinadas (205, 206) com relação ao plano perpendicular ao eixo óptico do sistema (120), porem sendo simultaneamente transmissivas para o comprimento de onda do laser.

[032] Em suma o conjunto dessas faces são refletoras nas bandas do espectro eletromagnético infravermelho de interesse, e transmissoras da banda laser. As inclinações ocasionam um desvio no eixo óptico de cada faixa espectral. Esses desvios são praticamente simétricos e opostos. Os raios oriundos do segmento superior do espelho primário (102) são incidentes no hemisfério inferior (216) e acabam por incidir no detector principal (105) por intermédio do filtro passa faixa (106A). Os raios oriundos do segmento inferior do espelho primário (102) são incidentes no hemisfério superior (217) e acabam por incidir no detector principal (105) por intermédio do filtro passa faixa (106B). Desta forma, a imagem de cada uma das bandas espectrais é focalizada na matriz de plano focal separadas espacialmente uma da outra como ilustra a Fig.3.

[033] A Fig. 2 ilustra também o que acontece quando cada uma das radiações de interesse (215, 216) incide no elemento separador espectral, mostrando sua reflexão (213, 217), e transmissão na banda laser (219). A lente convergente coletor laser (208) possui em sua superfície os filmes passa banda (219) para permitir somente à radiação de interesse incidir sobre o detector laser (214).

[034] Na Fig. 3 temos a representação da matriz de plano focal do detector (301). Cada quadrado representa um pixel da matriz (302). Neste sistema metade da matriz recebe a imagem de uma faixa espectral (303) e a outra metade detecta a segunda imagem (310), de uma porção diferente do espectro infravermelho. A metade superior recebe os feixes oriundos do espelho primário superior (102), refletindo no conjunto separador espectral inferior (218), e passando sobre o filtro espectral passa banda (106A e 309). A metade inferior recebe os feixes oriundos do espelho primário inferior (102), refletindo no conjunto separador espectral inferior (220), e passando sobre o filtro espectral passa banda (106B e 311).

[035] Sobre este detector (301 e 105) são colocados dois filtros máscaras complementares e auxiliares, (307 e 305, e na figura 1, 107 e 108). Servem em conjunto para evitarem que nos campos de visadas extremos, exista a possibilidade de incidência e interferência de sinal de banda não desejada. Constituem na figura 3 o anteparo mecânico (306) bem como mascaras (307 e 305), montadas sobre o detector com o intuito de diminuir ao máximo esta interferência espectral lateral em ângulos de visada extremos.

[036] Ainda na figura 2, conjunto 212, são mostrados os raios que ultrapassam o elemento separador espectral, sendo estes raios aqueles que não pertencem às bandas espectrais que não foram refletidas e, assim, no caso, sintonizados na banda do iluminador laser. Os raios emergentes encontram a lente convergente (208) e acabam por formar um par de imagens no detector laser (214). Este detector (214 e 110), que também possui banda larga, possui filtros sintonizados na banda do laser, o que, assim, acaba por configurar um sistema de observação da cena sendo iluminada por laser.

[037] Na figura 3, observa-se que a imagem do alvo passa a ser representada por uma imagem em uma banda (308) e outra banda (304). Tal configuração sobre o mesmo detector permite rápida descarga do sinal e processamento diferencial, possibilitando a correta interpretação espectral do tipo de alvo presente na imagem. Esta invenção permite o escalamento para mais bandas. O conjunto (312) mostra possível configuração do mesmo separador espectral com quatro bandas (figura 2, conjunto 211) e o seu detector (312), mostrando que a presente invenção pode ser escalada e aprimorada para diversas bandas simultâneas.

[038] Ainda na figura 3, no conjunto (313) é mostrada a configuração com dois conjuntos de detectores laser (314) o que permite o processamento diferencial ou uso de diferentes bandas laser simultâneas.

[039] A Fig. 4, conjunto (401) ilustra a resposta do detector infravermelho (406), do detector para o laser (404) em comparação com as faixas de interesse de observação da imagem na configuração exemplo descrita, as bandas de emissão laser (405), e as bandas termais (402) e (403).

[040] Os filtros espectrais são selecionados de forma a permitirem a correta seleção das radiações que irão incidir sobre os respectivos detectores. Na figura 4, o conjunto (407) mostra a curva necessária para o filme reflexivo a ser depositado sobre os espelhos primários (102). O conjunto (408) mostra o filme refletor (213) a ser depositado na face traseira inferior do segmento (210). O conjunto (409) mostra o filme refletor (217) a ser depositado na face traseira superior do segmento (209). No conjunto (411) são mostrados os conjuntos de filtros passa faixa a ser instalado sobre o detector principal (105), filtro (106A), que possui a curva (411). No conjunto (412) são mostrados os conjuntos de filtros passa faixa a serem instalados sobre o detector principal (105), filtro (106B), que possui a curva (412). Por fim o conjunto (413) mostra o filtro passa faixa a ser instalado sobre a lente (109 e 208), do conjunto separador espectral e convergente laser (219) essenciais para que o detector laser somente enxergue a respectiva faixa do laser desejado.

[041] A Fig. 4, portanto, ilustra as respostas dos filtros e a faixa de detecção do detector laser (405) em comparação com as faixas de interesse do sensor térmico (402 e 403).

[042] Assim, no exemplo da configuração das figuras 1; 2; 3 e 4 configura um sistema coletor de imagens em três bandas, sendo duas termais e uma laser.

[043] Todos os elementos que compõem este sistema podem contribuir para a correção das aberrações ópticas. Os espelhos podem ser espelhos simples ou elementos catadióptricos, ou seja, elementos que apresentam características de reflexão e refração ao mesmo tempo. Na figura 1 é mostrado a montagem para tanto. O espelho primário (102) é montado sobre um suporte fora de eixo (115) da mesma maneira que o conjunto suporte do separador espectral (119). Este arranjo óptico permite que o desenho óptico do conjunto superior produza uma imagem fora do eixo óptico principal (120), sem prejudicar em demasia as aberrações devido ao descentro. Em resumo o sistema é desenhado “no eixo”, porem montado deslocado deste eixo, porém mantendo a orientação relativa. O espelho primário (102), portanto, é composto por duas metades separadas entre si. As duas metades do espelho primário (102) são montadas afastadas pelo separador (115), e isso permite que a óptica de adaptação seja simétrica e produza imagem com aberrações reduzidas sobre o detector (105).

[044] Outra inovação importante da presente configuração se refere aos prismas de entrada, conforme exposto na figura 1. Os prismas (112) e (113) formam sistema de varredura angular, através de seu pivô (111). Este pivô é rotativo no mesmo eixo óptico (120), paralelo no eixo central.

[045] Na figura 6 é detalhado o funcionamento destes prismas cunhas. Ambos prismas (601) e (602) são cunhas ópticas, faces planas, e o ângulo de cunha são iguais e são compostos por materiais refrativos que possuem banda larga o suficiente para permitir a transmissão nas bandas desejadas, tais como Cleartran ou Sulfeto de Zinco multiespectral. Podem também ser compostos por dois materiais formando uma cunha acromática, calculados de forma similar ao “dubletos” acromáticos na óptica convencional, empregando materiais de banda larga. Uma cunha óptica possui ângulo de vértice e materiais que produzem uma refração angular paralela de X graus.

[046] As cunhas A e B da figura 6, conjunto (601) podem ser rotacionadas ao redor do eixo (603). Quando o primeiro prisma se encontra em ângulo rotacional 180° relativo ao segundo, como no conjunto (601), e arranjo vista frontal (604), o feixe de entrada sofre refração complementar (X e -X) mantendo seu ângulo original, que é paralelo ao eixo óptico do detector principal.

[047] Quando estão em ângulo rotacional em 0°, como no conjunto (602) e arranjo vista frontal (605), os desvios angulares se somam, permitindo capturar imagens em ângulo inclinado (X+X) com relação ao eixo de pivô (603).

[048] Quando os dois prismas são rotacionados com relação ao eixo de pivotamento, como na vista frontal (606) o eixo de captura de imagem e sua magnitude são proporcionais a esta rotação combinada. O desvio angular dentre os eixos dos prismas dá a magnitude do desvio, e a direção da bissetriz deste posicionamento indica a direção desta magnitude. Assim, a correta modulação dos ângulos de giro de rotação independente de cada prisma com relação ao eixo do pivô, permite a escolha da direção e do desvio angular do feixe de entrada, permitindo, assim, a cobertura de uma direção rotacional de 360° em desvio ou magnitude angular combinada entre 0 e X+X graus. Dois motores, cada um ligado a um prisma, permitem, portanto, a rotação controlada de cada prisma, e a rotina de processamento permite, assim, pelo controle dos giros relativos, o acompanhamento de cenas e alvos. Esta configuração permite varredura angular sem o uso de complexos arranjos conhecidos por “gimbals”, de alto custo, tornando-se, assim, uma inovação adicional ao estado da arte do sistema.

[049] Em uma incorporação alternativa, e igualmente efetiva, a mesma arquitetura do separador espectral contido na figura 2 pode ser empregada em sistemas completamente refrativos. Embora na descrição contida na Fig. 2 tenham sido utilizados espelhos primário e separador espectral reflexivo como o secundário, a mesma abordagem pode ser composta por óptica refrativa. O separador espectral descrito na figura 5 é refrativo. Desta forma o elemento que faz a separação das bandas (501) apresenta filtros de entrada (502, 503) para selecionar a faixa espectral, depositados em faces com certa inclinação para fazer a separação angular das imagens. Esta separação seria feita neste caso por refração ao invés de reflexão. De certa forma este é um princípio geral em óptica, onde espelhos podem ser substituídos por lentes com o mesmo poder óptico. A escolha de qual elemento será utilizado é baseada em restrições espaciais do projeto e para controlar as aberrações ópticas.

Claims (12)

1 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, caracterizada pelo fato de ser constituída por um sistema que obtém duas ou mais imagens infravermelhas em regiões espectrais distintas de um mesmo alvo ou objeto em uma única matriz de plano focal de banda espectral larga, composto pelo incorporação óptica, para uso em sistemas de imagem termal, quanto sensor de iluminação laser, sendo a correspondente arquitetura óptica composto de uma óptica de captação (117) para a convergência da radiação de entrada, a um conjunto catadióptrico como espelho primário (102), um segundo conjunto catadióptrico (114) com espelho secundário (103) e que tem a função de separador espectral , capaz de gerar separadas espacialmente as duas imagens infravermelhas sobre um detector infravermelho matricial (105) e um sensor laser (110), através uma óptica de adaptação (104) para auxiliar na correção de eventuais aberrações ópticas do sistema;

2 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que no detector de radiação infravermelha matricial (105) existem filtros passa faixa (106A e 106B), contendo ainda máscaras e filtros espaciais (108 e 107) que evitem a interferência de feixes oriundos de ângulos fora do eixo de visada, feixes que interfiram espectralmente entre si, sendo que tais filtros espaciais removem estes raios oriundos de fora do ângulo de visada do conjunto óptico (117) e (114), e que os raios incidentes sobre cada região do detector (105) seja somente oriunda das duas regiões de interesse espectral neste sensor;

3 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1 e 2 caracterizada pelo fato de conter o conjunto separador espectral (114), onde a radiação oriunda da cena e alvo que emita radiação térmica na faixa de interesse do sensor, esta radiação incide no segundo elemento catadióptrico (103), e este cria um ângulo de separação entre as imagens de bandas espectrais distintas dentro da regiões de interesse; sendo este elemento, composto de duas seções semicirculares com poder focal (209 e 210), composto por segmentos catadióptricos montados sobre suporte (202) que produza um ângulo de desvio entre os segmentos ( 205 e 206), onde cada uma destas seções reflete uma das regiões espectrais de interesse, sendo que uma radiação da primeira região de interesse que incida sobre este elemento (210) será absorvida pelo filtro óptico anti-reflexo (204), e refletirá na superfície posterior (213), contendo o filtro reflexivo passa banda (408), sendo a face traseira com inclinação β (206), e sendo, parte da radiação, transmitida para o restante do sistema passando pela lente convergente (208), contendo em sua superfície filtro passa banda laser (219), correspondente ao conjunto filtro de transmissão laser (405), e sendo da mesma forma a radiação refletida na superfície traseira (213) da região de interesse que incida sobre este elemento óptico (210) será transmitida através da óptica corretora (104), e pelo filtro óptico passa banda (106A), contendo o filme passa faixa (411);

4 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2 e 3 caracterizada pelo fato de que no separador espectral 201, sendo que uma radiação da segunda região espectral de interesse que incida sobre a outra metade deste elemento (209) será absorvida pelo filtro óptico anti-reflexo (203), e refletirá na superfície posterior (217), contendo o filtro reflexivo passa banda (409), sendo a face traseira com inclinação β (205), e sendo parte da radiação será transmitida para o restante do sistema passando pelo lente convergente (208), contendo em sua superfície filtro passa banda laser (219), ao conjunto filtro de transmissão laser (413), e sendo da mesma forma a radiação refletida na superfície traseira (217) da região de interesse que incida sobre este elemento óptico (209) será transmitida através da óptica corretora (104), e pelo filtro óptico passa banda (106B), contendo o filme passa faixa (412);

5 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1,2, 3 e 4, caracterizada pelo fato do sistema óptico produzir imagens separadas especialmente sobre o detector, onde as duas imagens infravermelhas são focalizadas na mesma matriz de plano focal (301), onde a imagem de uma região espectral de interesse (402 e 304) é focalizada separadamente da imagem da outra região espectral de interesse (403 e 308), desta forma o sistema pode obter a informação das duas imagens através da leitura de apenas um detector (301), sendo que sobre a região de interesse correspondente a uma banda (403 e 308) é sobreposta com filtro espectral (309 e 106A) correspondente a banda de interesse (403), com curva de transmitância do filtro (411), sendo que sobre a região de interesse correspondente a outra banda (402 e 303) é sobreposta com filtro espectral (311 e 106B) correspondente a banda de interesse (402), com curva de transmitância do filtro (412);

6 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3 e 4, 5, caracterizada pelo fato de poder utilizar um elemento catadióptrico ou reflexivo como espelho primário (102), sendo constituído por dois elementos hemisféricos simétricos, montados sobre ajuste fora de centro (115), permitindo a formação de imagem por um hemisfério em eixo paralelo ao eixo óptico principal, e sendo e elemento de separação espectral (103) composto também por dois elementos hemisféricos , montado sobre correspondente ajuste fora de eixo (119), que permitem a formação de duas imagens simétricas sobre o detector (105);

7 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3, 4, e 5, caracterizado pelo fato de poder utilizar um elemento apenas refrativo como espelho separador espectral, sendo a óptica de separação espectral (501) , composta por segmentos de lentes (502) e (503), respectivamente contendo em suas superfícies os filtros passa bandas (4110 e (412), inclinados de forma a formarem imagens distintas sobre o sensor (505);

8 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3 , 4, 5, e 6 caracterizada pelo fato de possuir separador espectral (114), capaz de formar imagem de terceira banda de interesse (405), sobre detector especializado (214 e 110), dedicado a capturar sinal laser de apontamento de alvo sendo incidido sobre a cena, fazendo esta radiação incidir sobre o detector possibilitando o sistema a decodificar sinais laser de apontamento;

9 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3 , 4, 5, 6 e 7 caracterizada pelo fato de possuir óptica de varredura de deflexão angular (118) constituída por prismas cunhas acromáticos (609) e (610), que quando rotacionados entre si em 180° (604) permitem a entrada da imagem em ângulo nulo, e quando rotacionados entre si em 0° (605) defletem em ângulo correspondente ao poder dióptrico dobrado de uma cunha, e quando rotacionados relativamente entre si, permitindo a escolha do ângulo da deflexão e sua magnitude, podendo serem acionados por motores independentes e assim permitir o ajuste da direção de visada do alvo (101);

10 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3 , 4, 5, 6, 7 e 8, caracterizada pelo fato de poder utilizar dois materiais diferentes na fabricação do elemento óptico catadióptrico (119) que serve de espelho secundário e separador espectral, bem como também o espelho catadióptrico primário (102);

11 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 caracterizada pelo fato de poder utilizar filmes finos com curvas, formado por qualquer método de deposição de material óptico, em combinação adequada para realizar a separação espectral adequada;

12 - ARQUITETURA DE IMAGEAMENTO MULTI ESPECTRAL INFRAVERMELHO E SENSOR DE ILUMINAÇÃO LASER COM VARREDURA ANGULAR COMBINADA, conforme as reivindicações 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10, caracterizada pelo fato dos hemisférios do conjunto óptico (102) e (103) poderem ser separados em quatro quadrantes, ou mais segmentos simétricos, permitindo que o sistema produza 4 ou mais imagens espectrais separadas sobre o sensor principal (105) e também duas ou mais imagens sobre o detector laser (110) e (313).