DE3882203T2 - Vorrichtung zur Erzeugung von Reflexionxbildern. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen und/oder Eichen eines Detektors, z.B. einer thermischen Abbildungsvorrichtung, die an einem Flugkörper oder an einem anderen Geschoß befestigbar ist.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Abbildungsmöglichkeiten einer thermischen Bilderzeugungseinrichtung dadurch zu prüfen, daß standartisierte Prüfszenenplatten für unterschiedliche Prüfwellenlängen vorgesehen werden. Diese Technik ist insofern etwas begrenzt, als die Testszenenplatten für unterschiedliche Wellenlängenbereiche geändert werden müssen, was eine Ungleichförmigkeit auf die Prüfung thermischer Abbildungsvorrichtungen ausüben kann.
• Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, thermische Abbildungsvorrichtungen an Ort und Stelle im Freien zu prüfen, aber auch das ist nicht völlig zufriedenstellend. Zu unterschiedlichen Tageszeiten machen schon geringe Unterschiede in den Bedingungen einen Vergleich einer Anzahl thermischer Bilderzeuger ungenau.
• Gemäß einem dritten Vorschlag wird eine Szene durch einen Computer oder elektronisch simuliert. Da dieses Verfahren mehrere individuell gesteuerte Elemente erfordert, hat es sich sowohl als komplex und kostenaufwendig erwiesen.
• Eine weitere bekannte Vorrichtung zur Überprüfung thermischer Bilderzeugungseinrichtungen ist in der US-A-3 478 211 beschrieben. Diese Vorrichtung benutzt eine Graukeilanordnung, die zusammengesetzt ist aus Tafeln mit unterschiedlichen Emissionen.
• Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine billige und einfache Vorrichtung zu schaffen, die die Möglichkeit schafft, ein reproduzierbar übereinstimmendes Bild oder eine Szene bei jeder Wellenlänge zu benutzen. Dies würde Anlaß sein für eine gute Steuerung, die in betriebssicherer Weise mit irgendeiner thermischen Bilderzeugungseinrichtung jederzeit benutzbar ist.
• Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Prüfung und/oder Eichung eines Detektors vorgesehen, die folgende Merkmale aufweist:
• eine Metallplatte mit einer eingeätzten Szene oder Landschaft derart, daß die auf die Platte fallende Strahlung diffus von den geätzten Bereichen reflektiert und von den ungeätzten Bereichen spiegelnd reflektiert wird;
• wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie weiter folgende Merkmale aufweist:
• - erste optische Mittel zur Projektion einer Strahlung von einer Quelle auf die Platte;
• - zweite optische Mittel zum Sammeln der Strahlung die von der Platte reflektiert wurde und zum Richten dieser Strahlung auf einen Detektor, wobei die Metallplatte auf einer gekühlten Oberfläche montiert ist, um die thermischen Emissionen von der Platte zu vermindern.
• Vorzugsweise umfassen die optischen Mittel zum Richten der Strahlung von einer Quelle auf die Platte und von der Platte auf den zu prüfenden Detektor zwei konkave Kollimatorspiegel.
• Vorzugsweise hat die geätzte Platte die Form eines Teils einer drehbaren Trommel.
• Nachstehend wird auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel Bezug genommen. In der Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Prüfung und Eichung von Detektoren;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung betrachtet in Richtung des pfeiles A gemäß Fig. 1;
• Fig. 3 veranschaulicht drei verschiedene Typen von Reflektionen von unterschiedlichen Oberflächen, d.h.,
• (a) eine spiegelnde Reflektion von einer ebenen Platte;
• (b) eine diffuse Reflektion von einer vollständig angefressenen Platte und
• (c) eine 'frustrierte' Reflektion bei einer geätzten Platte.
• Gemäß Fig. 1 und 2 ist eine polierte Metallplatte 1 mit einer geeigneten Ätzung auf einer kühlen Oberfläche 2 montiert. Die Metallplatte ist beispielsweise mit einer Landschaftsszene geätzt und die Szene wird durch eine Vielzahl kleiner Grübchen 9 in der Platte erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die kühler Oberfläche eine Fläche einer Kammer 3 dar. Durch die Kammer wird ein Fluid geschickt, um Wärme von der Oberfläche 2 abzuziehen und diese irgendwo zu verteilen.
• Eine primäre Strahlungsquelle 4 (z.B. eine Glühlampe, eine IR- Quelle usw.) trifft auf einen Konkavspiegel 5 derart auf, daß ein parallelisiertes Strahlenbündel 6 die geätzte Platte beleuchtet. Die Strahlung wird von dem spiegelnden Teil der Platte reflektiert und durch die Grübchen, welche die Ätzung bilden, gestreut, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die von der Oberfläche reflektierte Strahlung wird unter unterschiedlichen Winkeln gestreut, die eine polare Verteilung der Reflektion bewirken. Wenn die Größe der Grübchen 9 der Platte annähernd gleich der Wellenlänge der Strahlung ist, dann ist die polare Verteilung äquivalent einer Gauß'schen Verteilung. Die von der Platte reflektierte Strahlung wird durch einen zweiten Konkavspiegel 7 wieder parallelisiert, um ein Intensitätsbild der Szene an dem zu prüfenden Detektor 8 zu erzeugen. Durch geringe Neigung der geätzten Platte 1 beleuchtet die Streustrahlung den Spiegel 7 und liefert einen Anstieg nach einem Negativkontrastbild geringer Intensität, das am Detektor 8 aufgenommen wird. Durch Bewegung der Platte 1 innerhalb der eigenen Ebene wird bei dem zu prüfenden Detektor die Abtastung der erzeugten Szene simuliert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann dies dadurch erreicht werden, daß die Platte auf einer nicht dargestellten drehbaren Trommel montiert ist.
• Das obige System dient zur Benutzung im typischen Fall, aber nicht ausschließlich, für Wellenlängenbereiche von weitem UV-Bereich nach dem fernen IR-Bereich. Die Kühloberfläche 2 wird über diesen Bereich benutzt, obgleich dies nur kritisch ist für die benutzten Wellenlängen zwischen dem mittleren Bereich bis nach dem fernen IR-Bereich. Dies ist eine Folge der Tatsache, daß Gegenstände bei Raumtemperatur oder bei ähnlichen Temperaturen von Natur aus im Mittelbereich bis zum fernen IR- Wellenlängenbereich strahlen (nach den Strahlungsgesetzen des schwarzen Körpers) und durch Kühlung der Gegenstände, die Strahlung, die von der parallelisierten Quelle empfangen wird, die teilweise zur Erhitzung der Gegenstände dient, verteilt wird und demgemäß das 'Rauschen' erzeugt.
• Es ist klar, daß irgendwelche Parallelisierungsmittel benutzt werden können anstelle der Spiegel, z.B. können Linsen benutzt werden, jedoch die spektrale Begrenzung der transmissiven Optik beschränkt die Wellenlängen, die durch eine solche Vorrichtung abgedeckt werden könnten.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Prüfung und/oder Eichung eines Detektors, die folgende Teile umfaßt:

- eine Metallplatte (1) mit einer eingeätzten Szene oder Landschaft derart, daß die auf die Platte (1) auffallende Strahlung diffus von den geätzten Bereichen und spiegelnd von den nicht geätzten Bereichen reflektiert wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter folgende Teile umfaßt:

- erste optische Mittel (5) zur Projektion einer Strahlung von einer Quelle (4) auf die Platte (1);

- zweite optische Mittel (7), um die von der Platte (1) reflektierte Strahlung zu sammeln und die Strahlung auf einen Detektor zu richten; wobei die Metallplatte (1) auf einer gekühlten Oberfläche (2) montiert ist, um thermische Emissionen von der Platte (1) zu reduzieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die ersten und zweiten optischen Mittel (5,7) erste bzw. zweite Konkavspiegel (5,7) aufweisen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welcher die Metallplatte (1) auf einer drehbaren Trommel montiert ist.