DE102013212097A1 - Collimator device and method for testing and adjusting at least one optical device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kollimatorvorrichtung (1) zur Prüfung und Justierung wenigstens eines optischen Geräts (9) in wenigstens einem Nutzwellenlängenbereich mittels wenigstens eines Testmusters (2), wenigstens umfassend: – ein Gehäuse (3), welches Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich wenigstens annähernd absorbiert und welches, wenigstens einen für Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich zumindest teilweise transparenten Bereich (4, 5) aufweist, wobei wenigstens ein zumindest teilweise transparenter Bereich (5) das wenigstens eine Testmuster (2) aufweist, und wobei wenigstens ein zumindest teilweise transparenter Bereich ein Eintrittsbereich (4) ist, – wenigstens ein Kollimatorelement (6) zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs, und – einen optischen Strahlengang (7), welcher das wenigstens eine Testmuster (2) über das wenigstens eine Kollimatorelement (6) durch wenigstens einen Eintrittsbereich (4) virtuell in das Unendliche abbildet, wobei ein Kontrast des wenigstens einen Testmusters (2) durch eine außerhalb des Gehäuses (3) vorhandene Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich erzeugt wird.The invention relates to a collimator device (1) for testing and adjusting at least one optical device (9) in at least one useful wavelength range by means of at least one test pattern (2), comprising at least: - a housing (3) which at least approximates radiation in the at least one useful wavelength range and at least one region (4, 5) which is at least partially transparent for radiation in the at least one useful wavelength range, at least one at least partially transparent region (5) having the at least one test pattern (2), and at least one at least partially transparent Area an entrance area (4), - at least one collimator element (6) for generating a parallel beam path, and - an optical beam path (7), which at least one test pattern (2) on the at least one collimator element (6) through at least one inlet region (4) virtually in the une a contrast of the at least one test pattern (2) is generated by an outside of the housing (3) existing radiation in the at least one Nutzwellenlängenbereich.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kollimatorvorrichtung sowie ein Verfahren zur Prüfung und Justierung wenigstens eines optischen Geräts in wenigstens einem Nutzwellenlängenbereich mittels einer Kollimatorvorrichtung.The invention relates to a collimator device and to a method for testing and adjusting at least one optical device in at least one useful wavelength range by means of a collimator device.
Um die Leistungsfähigkeit der optischen Abbildung und/oder der optischen Aufnahme von optischen Geräten, insbesondere Kameras oder Wärmebildgeräten, messen bzw. überprüfen zu können, muss ein geeignetes Testmuster, ein sogenanntes Target, zur Bildaufnahme bereitgestellt werden. Da derartige Tests der geometrischen Auflösung nicht bei einer Fokussierung im Nahbereich, sondern im Bereich der Beobachtung in großer Entfernung durchgeführt werden, muss die Darstellung des Testmusters ebenfalls dort bzw. im Unendlichen erfolgen. Eine dadurch bedingte Platzierung des Testmusters in großer Entfernung würde jedoch ein überdimensianal großes Testmuster erfordern und wäre daher logistisch sehr aufwändig bzw. nicht möglich.In order to be able to measure or check the performance of the optical imaging and / or the optical recording of optical devices, in particular cameras or thermal imaging devices, a suitable test pattern, a so-called target, must be provided for image acquisition. Since such geometric resolution tests are not carried out with a focus in the near field, but in the area of observation at a great distance, the representation of the test pattern must also take place there or at infinity. However, a resulting placement of the test pattern at a great distance would require an oversimplified large test pattern and would therefore be logistically very complicated or not possible.
Zur Lösung dieses Problems ist der Einsatz von sogenannten Kollimatoren bekannt, welche zur Darstellung von derartigen Testmustern kleine Targets optisch so erscheinen lassen, als ob sie in sehr großer Entfernung positioniert wären. Die Baulänge derartiger Kollimatoren ist trotzdem relativ gering. Die zu überprüfenden optischen Geräte sind häufig in großen Anlagen bzw. Fahrzeugen verbaut, so dass ein einfacher Transport zu einer Messeinrichtung in der Regel nicht möglich ist. Um trotzdem eine Überprüfung zu ermöglichen, werden transportable bzw. mobile Kollimatoren, insbesondere sogenannte Feldkollimatoren, verwendet, die einfach an ein optisches System angebaut werden können und somit eine Messung vor Ort ermöglichen, ohne dabei die optischen Geräte ausbauen zu müssen. Da oftmals Tagsichtkameras zusammen mit Wärmebildgeräten gemeinsam in einem optischen System eingebaut sind, ist eine flexible Einsetzbarkeit des Kollimators in mehreren Wellenlängenbereichen wünschenswert. Neben dem visuellen Bereich, dem UV-Bereich und dem Bereich der Wärmestrahlung bzw. Infrarotbereich sind auch alle dazwischenliegenden Wellenlängenbereiche von Bedeutung.To solve this problem, the use of so-called collimators is known, which make the appearance of such test patterns small targets visually appear as if they were positioned at a very great distance. The length of such collimators is nevertheless relatively low. The optical devices to be checked are often installed in large systems or vehicles, so that a simple transport to a measuring device is usually not possible. In order to still allow a review, portable or mobile collimators, especially so-called field collimators, used that can be easily attached to an optical system and thus allow a measurement on site, without having to expand the optical devices. Since day vision cameras are often installed together with thermal imagers in an optical system, flexible use of the collimator in several wavelength ranges is desirable. In addition to the visual range, the UV range and the range of heat radiation or infrared range, all intervening wavelength ranges are also important.
Bekannte Kollimatoren, welche insbesondere für mehrere Wellenlängenbereiche geeignet sind, benötigen eine eigenständige Energieversorgung und sind darüber hinaus kostspielig. Bei Einsätzen im Feld bzw. vor Ort kann die Bereitstellung einer Energieversorgung schwierig oder sogar unmöglich sein. Häufig müssen dabei vor allem logistische Probleme gelöst werden.Known collimators, which are particularly suitable for several wavelength ranges, require an independent power supply and are also expensive. Field or field deployments can make it difficult or even impossible to provide a power supply. Often logistical problems have to be solved first of all.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kollimatorvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere transportabel, flexibel an unterschiedliche optische Geräte anpassbar und ohne eine Energieversorgung auch für unterschiedliche Wellenlängenbereiche einsetzbar ist.The present invention is therefore based on the object to provide a collimator of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art, in particular portable, flexible adaptable to different optical devices and can be used without a power supply for different wavelength ranges.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kollimatorvorrichtung zur Prüfung und Justierung wenigstens eines optischen Geräts in wenigstens einem Nutzwellenlängenbereich mittels wenigstens eines Testmusters gelöst, welche wenigstens umfasst:
- – ein Gehäuse, welches Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich wenigstens annähernd oder gänzlich absorbiert und welches wenigstens einen für Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich zumindest teilweise transparenten Bereich aufweist, wobei wenigstens ein zumindest teilweise oder ganz transparenter Bereich das wenigstens eine Testmuster aufweist, und wobei wenigstens ein zumindest teilweise transparenter Bereich ein Eintrittsbereich ist,
- – wenigstens ein Kollimatorelement zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs, und
- – einen optischen Strahlengang, welcher das wenigstens eine Testmuster über das wenigstens eine Kollimatorelement durch den Eintrittsbereich virtuell in das Unendliche abbildet, wobei ein Kontrast des wenigstens einen Testmusters, insbesondere zur Erfassung des wenigstens einen Testmusters durch das wenigstens eine optische Gerät, durch eine außerhalb des Gehäuses vorhandene Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich erzeugt wird.
- A housing which at least approximately or completely absorbs radiation in the at least one useful wavelength range and which has at least one region which is at least partially transparent to radiation in the at least one useful wavelength range, at least one at least partially or completely transparent region having the at least one test pattern, and at least one at least partially transparent area is an entry area,
- - At least one collimator element for generating a parallel beam path, and
- An optical beam path which virtually images the at least one test pattern via the at least one collimator element through the entry region into the infinite, wherein a contrast of the at least one test pattern, in particular for detection of the at least one test pattern by the at least one optical device, by an outside the Housing existing radiation is generated in the at least one Nutzwellenlängenbereich.
Die erfindungsgemäße Kollimatorvorrichtung kann in vorteilhafter Weise in mehreren Nutzwellenlängenbereichen, insbesondere zumindest zwischen dem visuellen Bereich und dem Bereich der Wärmestrahlung eingesetzt werden. Durch die Nutzung der außerhalb des Gehäuses vorhandenen Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich zur Erzeugung des Kontrasts ist ein Betrieb ohne separate Energieversorgung möglich. Im Vergleich zu bekannten verfügbaren Kollimatorsystemen ist die erfindungsgemäße Kollimatorvorrichtung wesentlich kostengünstiger in der Herstellung. Des Weiteren ist ein einfacher Austausch des Testmusters zur Adaption an verschiedene Auflösungen, Sehfelder und Wellenlängenbereiche der zu prüfenden optischen Geräte möglich. Aufgrund der nicht benötigten Energieversorgung ergibt sich auch ein geringerer Wartungsbedarf und eine kompaktere Bauweise. Die Messungen sind unabhängig von der Witterung bzw. der Atmosphäre durchführbar und werden von dieser nicht beeinflusst. Die erfindungsgemäße Kollimatorvorrichtung kann modular an nahezu allen verbauten optischen Geräten, insbesondere Kameras, befestigt werden.The collimator device according to the invention can advantageously be used in several useful wavelength ranges, in particular at least between the visual range and the heat radiation range. By using the radiation present outside the housing in the at least one useful wavelength range for generating the contrast, operation without a separate power supply is possible. In comparison with known available collimator systems, the collimator device according to the invention is considerably less expensive to produce. Furthermore, a simple replacement of the test pattern for adaptation to different resolutions, fields of view and wavelength ranges of the optical devices to be tested is possible. Due to the unnecessary power supply also results in a lower maintenance and a more compact design. The measurements are independent of the weather or the atmosphere feasible and are not affected by this. The collimator device according to the invention can be modular to almost all built-optical devices, especially cameras, are attached.
Durch den Verzicht auf eine Wärmequelle bzw. einen sogenannten Black Body (Schwarzkörper) entfällt auch die Energieversorgung sowie eine aufwändige Ansteuerung derselben. Die erfindungsgemäße Kollimatorvorrichtung kann daher transportabel bzw. mobil ausgeführt sein. Der zur Erfassung des wenigstens einen Testmusters durch das wenigstens eine optische Gerät bzw. die Kamera benötigte Kontrast wird in einfacher Weise durch eine außerhalb des Gehäuses vorhandene Strahlung in dem wenigstens einen Nutzwellenlängenbereich erzeugt. Das Testmuster wird zunächst auf ein Kollimatorelement abgebildet, welches das Testmuster dann wiederum in virtuell unendlicher Entfernung auf das zu überprüfende optische Gerät abbildet. Das Testmuster besitzt durchsichtige Bereiche, die bei bekannten Kollimatoren normalerweise zu der Wärmequelle bzw. dem Black Body führen. Dies erfordert jedoch eine Energieversorgung sowie eine aufwändige Ansteuerung. Im Gegensatz dazu führt der weitere Strahlengang bei der erfindungsgemäßen Kollimatorvorrichtung durch den wenigstens einen transparenten Bereich, insbesondere nach oben aus der Kollimatorvorrichtung heraus. Da sich beim Blick nach oben zumeist der kalte Himmel abbildet, wird durch diese Methode eine Temperaturdifferenz für ein Wärmebildtarget erzeugt. Falls das System beispielsweise innerhalb von Gebäuden verwendet wird, so kann durch einen geeigneten Blick auf die Raumdecke bzw. durch ein geeignetes Abdecken des Strahlengangs durch einen beispielsweise kalten oder warmen Gegenstand die benötigte Temperaturdifferenz bzw. der benötigte Kontrast in vorteilhafter Weise sichergestellt werden. Da die Polarität der Temperaturdifferenz, d. h. ob das Testmuster wärmer oder kälter als der Hintergrund ist, bei der Messung keine Rolle spielt, sind grundsätzlich beide Varianten denkbar.By dispensing with a heat source or a so-called black body (black body) eliminates the power supply and a complex control of the same. The collimator device according to the invention can therefore be designed portable or mobile. The contrast required for detecting the at least one test pattern by the at least one optical device or the camera is generated in a simple manner by a radiation present outside the housing in the at least one useful wavelength range. The test pattern is first imaged onto a collimator element, which then in turn images the test pattern at virtually infinite distance onto the optical device to be checked. The test pattern has transparent areas, which normally lead to the heat source or the black body in known collimators. However, this requires a power supply and a complex control. In contrast, the further beam path in the collimator device according to the invention leads out of the collimator device through the at least one transparent region, in particular upwards. As the cold sky is mostly visible when looking up, this method generates a temperature difference for a thermal image target. If the system is used, for example, inside buildings, the required temperature difference or the required contrast can be ensured in an advantageous manner by a suitable view of the ceiling or by a suitable covering of the beam path by, for example, a cold or warm object. Since the polarity of the temperature difference, i. H. whether the test pattern is warmer or colder than the background, does not play a role in the measurement, basically both variants are conceivable.
Handelt es sich also um ein Tagsicht-Testmuster, so kann bereits der helle Himmel zum Erzeugen des benötigten Kontrasts verwendet werden. Bei Einsatz in Räumen kann die dort befindliche Beleuchtung zum Erzeugen eines Kontrasts dienen. Im Falle eines nächtlichen Einsatzes kann auch eine einfache Beleuchtung, beispielsweise durch eine Taschenlampe oder dergleichen, diese Aufgabe übernehmen. Sollte der Temperaturunterschied bzw. der visuelle Kontrast zu hoch sein, so kann zum Beispiel mittels zusätzlicher Streuscheiben oder Graufiltern der Kontrast entsprechend angepasst werden.So if it is a day vision test pattern, the bright sky can already be used to generate the needed contrast. When used in rooms, the lighting located there can serve to create a contrast. In the case of a night use even a simple lighting, for example by a flashlight or the like, take on this task. If the temperature difference or the visual contrast is too high, for example, the contrast can be adjusted accordingly by means of additional lenses or gray filters.
Da sich bei der erfindungsgemäßen Kollimatorvorrichtung – anders als bei der bekannten Prüfung mittels großer Testmuster in der Szene – zwischen der Kamera und dem Kollimator keine nennenswerten Strecken durch die Atmosphäre befinden, ist eine Messung unabhängig von den atmosphärischen Bedingungen in vorteilhafter Weise möglich.Since there are no significant distances through the atmosphere between the camera and the collimator in the collimator device according to the invention-unlike the known test using large test patterns in the scene, a measurement is advantageously possible regardless of the atmospheric conditions.
Es handelt sich um einen rein passiven Aufbau, weshalb der Betrieb ohne Energieversorgung sichergestellt ist und der Wartungsaufwand auf das Sauberhalten der Kollimatorvorrichtung beschränkt ist. Durch das Fehlen eines Black Body und entsprechender Steuerungselektronik sowie durch die Verwendbarkeit von kommerziell verfügbaren Spiegeln ist ein kostengünstiger Aufbau realisierbar. Der optische Strahlengang kann länger als die doppelte Baulänge der Kollimatorvorrichtung ausgeführt werden. Dadurch ist eine kompakte Bauform realisierbar. Da das Testmuster seinen Kontrast durch einen lichtdurchlässigen Teil erzeugt, ist auch hier eine Wellenlängenunabhängigkeit gewährleistet, wenn insbesondere darauf geachtet wird, dass das eingesetzte Abschlussfenster für die benötigten Wellenlängen durchlässig ist.It is a purely passive structure, which is why the operation is ensured without power supply and the maintenance is limited to keeping clean the collimator. Due to the lack of a black body and corresponding control electronics as well as the availability of commercially available mirrors a cost-effective design is feasible. The optical beam path can be made longer than twice the length of the collimator device. As a result, a compact design can be realized. Since the test pattern generates its contrast through a translucent part, a wavelength independence is ensured here, in particular, is taken to ensure that the used completion window for the required wavelengths is permeable.
Da sich das zu überprüfende optische Gerät sozusagen im parallelen Strahlengang des Kollimators befindet, ist der Abstand zum Eintrittsfenster unkritisch. Aus diesem Grund kann ein mechanisches Interface an dem Kollimator angeordnet werden, das an alle verfügbaren und zukünftigen Kameras modular über ein geeignetes Adaptersystem angebracht werden kann.Since the optical device to be checked is located, so to speak, in the parallel beam path of the collimator, the distance to the entrance window is not critical. For this reason, a mechanical interface can be placed on the collimator that can be modularly attached to all available and future cameras via a suitable adapter system.
Vorteilhaft ist es, wenn der optische Strahlengang wenigstens ein optisches Umlenkelement aufweist, mittels welchem das wenigstens eine Testmuster auf das wenigstens eine Kollimatorelement und von dort aus durch den wenigstens einen Eintrittsbereich virtuell in das Unendliche abgebildet wird.It is advantageous if the optical beam path has at least one optical deflection element, by means of which the at least one test pattern is imaged virtually on the at least one collimator element and from there through the at least one entry region into the infinite.
Dadurch kann eine kompakte Bauform der Kollimatorvorrichtung realisiert werden.As a result, a compact design of the collimator device can be realized.
Der wenigstens eine zumindest teilweise transparente Bereich und/oder der Eintrittsbereich kann eine Öffnung oder ein Fenster sein. Das Fenster bzw. das Eintrittsfenster kann aus einem für den jeweiligen Nutzwellenlängenbereich geeigneten Material bestehen. Für den thermischen Bereich können z. B. Germanium oder Silizium verwendet werden. Darüber hinaus kann eine kostengünstigere Lösung durch die Verwendung von Polyethylen (PE) zum Beispiel in Form einer Folie oder einer Platte realisiert werden.The at least one at least partially transparent region and / or the inlet region may be an opening or a window. The window or the entrance window can consist of a material suitable for the respective wavelength range of use. For the thermal range z. As germanium or silicon can be used. In addition, a more cost effective solution can be realized by the use of polyethylene (PE), for example in the form of a film or a plate.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der Eintrittsbereich ein Eintrittsfenster ist, wobei das wenigstens eine Testmuster auf einer dem Inneren des Gehäuses zugewandten Rückseite des Eintrittsfensters angeordnet ist. Das Testmuster kann auf der Rückseite des Eintrittsfensters platziert werden und der Strahlengang vom Umlenkelement aus zurück auf das Eintrittsfenster abgebildet werden. Da sich das Testmuster dann gegebenenfalls direkt vor der Frontlinse des optischen Geräts bzw. dessen Eintrittspupille befindet, wird es von dieser nicht direkt abgebildet. Dies vereinfacht in vorteilhafter Weise den Aufbau, da kein zweites Fenster bzw. kein zweiter transparenter Bereich nötig ist. Allerdings wird die Bereitstellung eines ausreichenden Kontrasts dadurch erschwert, da nur die Temperaturdifferenz zwischen dem Eintrittsfenster der Kollimatorvorrichtung und dem Gehäuse des zu prüfenden optischen Geräts zur Erzeugung des Kontrasts beiträgt.According to the invention, it may further be provided that the entry region is an entry window, wherein the at least one test pattern is arranged on a rear side of the entry window facing the interior of the housing. The test pattern can be placed on the back of the entrance window and the beam path from the deflection element can be imaged back onto the entrance window. There if the test pattern is then optionally directly in front of the front lens of the optical device or its entrance pupil, it is not directly imaged by this. This advantageously simplifies the structure, since no second window or no second transparent area is necessary. However, the provision of sufficient contrast is made more difficult because only the temperature difference between the entrance window of the collimator and the housing of the optical device to be inspected contributes to the generation of the contrast.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Struktur des Testmusters in dem wenigstens einen zumindest teilweise transparenten Bereich durch eine Kombination von mehreren Materialien mit unterschiedlichen Emissionskoeffizienten gebildet ist. Als Variante kann ein Testmuster verwendet werden, welches nicht durchbrochen ist, sondern dessen Struktur durch die geeignete Auswahl von Materialien mit unterschiedlichen Emissionskoeffizienten (ε) erreicht wird. In vorteilhafter Weise kann bei dieser Ausführungsform des Testmusters auf Temperaturdifferenzen verzichtet werden, da der benötigte Kontrast lediglich durch die unterschiedliche Wärmestrahlungsemission der verwendeten Materialien erreicht wird.It is advantageous if a structure of the test pattern in the at least one at least partially transparent region is formed by a combination of a plurality of materials having different emission coefficients. As a variant, a test pattern can be used, which is not broken through, but whose structure is achieved by the appropriate choice of materials with different emission coefficients (ε). In this embodiment of the test pattern, it is advantageously possible to dispense with temperature differences, since the required contrast is only achieved by the different heat radiation emission of the materials used.
Das wenigstens eine Kollimatorelement kann wenigstens einen Teil eines insbesondere außeraxialen Parabolspiegels sein. Als Kollimatorelement kommt ein sogenannter außeraxialer bzw. Off-Axis-Parabolspiegel, wie er aus der Fernsehtechnik bekannt ist, mit einer entsprechenden Brennweite f in Frage. Der Parabolspiegel kann sozusagen außeraxial als Teil eines größeren Parabolspiegels ausgebildet sein, um nachteilhafte Abschattungen zu vermeiden. Die Mittelachse des Parabolspiegels kann demzufolge entsprechend verschoben sein.The at least one collimator element may be at least part of a paraxial mirror, in particular off-axis. As Kollimatorelement comes a so-called off-axis or off-axis parabolic mirror, as it is known from television technology, with a corresponding focal length f in question. The parabolic mirror can be formed as it were off-axis as part of a larger parabolic mirror to avoid adverse shadowing. The central axis of the parabolic mirror can therefore be moved accordingly.
Die Baulänge des Parabolspiegels kann auf etwa die halbe Brennweite (f/2) ausgelegt werden. Der Parabolspiegel kann mit einer reflektierenden Transferfolie beschichtet werden, wodurch die Oberfläche des Spiegels hinsichtlich der Reflexion und der Oberflächenbeschaffenheit verbessert wird. Eine derartige Folie kann in einfacher Weise in einem Wasserbad aufgebracht werden. Es sind jedoch auch andere Varianten wie z. B. Thermotransfer oder dergleichen denkbar.The overall length of the parabolic mirror can be designed for about half the focal length (f / 2). The parabolic mirror can be coated with a reflective transfer film, which improves the surface of the mirror in terms of reflection and surface finish. Such a film can be applied in a simple manner in a water bath. However, there are other variants such. B. thermal transfer or the like conceivable.
Selbstverständlich können als Kollimatorelement auch andere optische Elemente, wie z. B. Linsen oder dergleichen, verwendet werden.Of course, as a collimator also other optical elements such. As lenses or the like can be used.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass das wenigstens eine optische Umlenkelement als reflektierendes Spiegelelement ausgebildet ist. Durch den Einsatz von Spiegeln als optische Umlenkelemente kann in vorteilhafter Weise eine Wellenlängenunabhängigkeit erzielt werden. Zum Beispiel können Glasspiegel verwendet werden, wodurch im thermischen und im visuellen Nutzwellenlängenbereich eine hohe Reflektivität garantiert ist.According to the invention, it may further be provided that the at least one optical deflecting element is designed as a reflective mirror element. By using mirrors as optical deflection elements, wavelength independence can advantageously be achieved. For example, glass mirrors can be used, which guarantees a high reflectivity in the thermal and visual Nutzwellenlängenbereich.
Der Eintrittsbereich der Kollimatorvorrichtung kann bei der Prüfung und Justierung einem Eintrittsbereich des wenigstens einen optischen Geräts, insbesondere einer Frontlinse, einem Objektiv und/oder einer Eintrittspupille des wenigstens einen optischen Geräts, zugewandt sein und/oder im Bereich bzw. in der Nähe des Eintrittsbereichs des wenigstens einen optischen Geräts anordenbar sein.In the examination and adjustment, the entry region of the collimator device can face an entry region of the at least one optical device, in particular a front lens, an objective and / or an entrance pupil of the at least one optical device, and / or in the region or in the vicinity of the entry region of the at least one optical device can be arranged.
Durch diese Maßnahmen befinden sich keine nennenswerten Strecken durch die Atmosphäre zwischen der Kollimatorvorrichtung und dem zu prüfenden optischen Gerät. Hierdurch wird die Messung unabhängig von vorhandenen atmosphärischen Bedingungen, wie beispielsweise Regen, Nebel, Schnee, Rauch, Staub oder dergleichen.By these measures, there are no significant distances through the atmosphere between the collimator and the optical device under test. As a result, the measurement is independent of existing atmospheric conditions, such as rain, fog, snow, smoke, dust or the like.
Das wenigstens eine optische Gerät kann mittels eines Ringspanners oder mittels Flanschflächen adaptierbar sein.The at least one optical device can be adaptable by means of a ring tensioner or by means of flange surfaces.
Das wenigstens eine optische Gerät kann ein Wärmebildgerät oder eine Kamera, insbesondere im visuellen Wellenlängenbereich oder eine Kombination daraus sein. Mit entsprechend geeigneten Rahmenbedingungen und Maßnahmen kann die erfindungsgemäße Kollimatorvorrichtung bei Kameras sowohl im visuellen und/oder im Wärmebildbereich, beispielsweise im langwelligen Infrarotbereich (LWIR), mittelwelligen Infrarotbereich (MWIR), sehr langwelligen Infrarotbereich (VLWIR), fernen Infrarotbereich (FIR), im kurzwelligen Infrarotbereich (SWIR) und im nahen Infrarotbereich (NIR) als auch im ultravioletten Bereich angewendet werden.The at least one optical device may be a thermal imaging device or a camera, in particular in the visual wavelength range or a combination thereof. With appropriately suitable framework conditions and measures, the collimator device according to the invention can be used in cameras both in the visual and / or thermal imaging region, for example in the long-wave infrared range (LWIR), medium-wave infrared range (MWIR), very long-wave infrared range (VLWIR), far-infrared range (FIR), short-wave Infrared range (SWIR) and in the near infrared (NIR) as well as in the ultraviolet range.
Vorteilhaft ist es, wenn im Bereich des Testmusters ein optisches Streuelement, insbesondere eine Streuscheibe oder ein Diffusor angeordnet ist. Dadurch kann eine homogene Verteilung der Temperatur bzw. der Helligkeit erreicht werden. Das optische Streuelement kann für den jeweiligen Nutzwellenlängenbereich geeignet ausgebildet sein. Dementsprechend wird das Streuelement in Strahlrichtung der außerhalb des Gehäuses vorhandenen Strahlung vor dem Testmuster angeordnet, um eine Streuung dieser Strahlung zu erzielen.It is advantageous if an optical scattering element, in particular a diffusing screen or a diffuser, is arranged in the region of the test pattern. As a result, a homogeneous distribution of the temperature or the brightness can be achieved. The optical scattering element can be designed to be suitable for the respective Nutzwellenlängenbereich. Accordingly, the scattering element is arranged in the beam direction of the radiation present outside the housing in front of the test pattern in order to achieve a scattering of this radiation.
In Anspruch 12 ist ein Verfahren zur Prüfung und Justierung wenigstens eines optischen Geräts in wenigstens einem Nutzwellenlängenbereich mittels der erfindungsgemäßen Kollimatorvorrichtung angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend sind anhand der Zeichnung prinzipmäßig Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims. Below are based on the drawing principle described embodiments of the invention.
Es zeigen:Show it:
In
Das Kollimatorelement
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die zumindest teilweise transparenten Bereiche bzw. das Eintrittsfenster
Eine Struktur des Testmusters
Wie aus
Das optische Gerät
Wie aus
Wie aus
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Die in den
Bei einem Verfahren zur Prüfung und Justierung des optischen Geräts
Nachfolgend sind anhand der
In
Die Adaption gemäß den
In den
Das optische Gerät
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
- Kollimatorvorrichtungcollimator
- 2, 2''2, 2 ''
- Testmustertest pattern
- 33
- Gehäusecasing
- 3a3a
- SchnittstellenflächeInterface surface
- 3b3b
- Tragegriffhandle
- 4, 4''4, 4 ''
- transparenter Bereich/Eintrittsfenstertransparent area / entrance window
- 4a''4a ''
- Rückseite des EintrittsfenstersRear of the entrance window
- 55
- transparenter Bereich/Fenstertransparent area / window
- 66
- Kollimatorelementcollimator
- 7, 7', 7''7, 7 ', 7' '
- optischer Strahlengangoptical beam path
- 8, 8.1,8, 8.1,
- 8.28.2
- Umlenkelementedeflecting
- 99
- optisches Gerätoptical device
- 9a9a
- Frontlinsefront lens
- 1010
- Streuscheibediffuser
- 1111
- RingspanneradapterRing clamp adapter
- 11a11a
- erste Schnittstellenfläche des Ringspanneradaptersfirst interface surface of the ring tensioner adapter
- 11b11b
- zweite Schnittstellenfläche des Ringspanneradapterssecond interface surface of the ring tensioner adapter
- 1212
- modulare Schnittstelle des RingspanneradaptersModular interface of the ring tensioner adapter
- 1313
- Ringspannerring Spanner
- 1414
- FlanschflächenadapterFlanschflächenadapter
- 14a14a
- erste Flanschflächefirst flange surface
- 14b14b
- zweite Flanschflächesecond flange surface
- 1515
- modulare Schnittstelle des FlanschflächenadaptersModular interface of the flange surface adapter
- 20, 20'20, 20 '
- TestmusterbeispieleTest pattern examples
- 20a, 20a'20a, 20a '
- Strukturenstructures
Claims (12)
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