ES2216555T3 - Aparato de exploracion. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para explorar radiación de entrada procedente de una escena y para generar una radiación de salida para formar una imagen en un plano de imagen, que comprende: una placa reflectiva giratoria (1), que forma una pupila de entrada al aparato, para recibir y reflejar radiación de entrada, teniendo la placa reflectiva un eje de rotación (50) que atraviesa sustancialmente el centro de la placa, en donde el eje de rotación está inclinado según un ángulo zeta-a no nulo respecto de la placa reflectiva (1) y la normal a la placa reflexiva en el centro de rotación (50), medios (3) para hacer girar la placa reflectiva, medios de enfoque (5; 55) para producir una imagen en el plano de imagen, y un detector (6; 30; 31) situado en el plano de imagen, caracterizado porque el aparato explora radiación de ondas milimétricas o de ondas de radio, porque el detector y el plano de imagen están curvados, y porque los efectos convergentes sobre los medios de enfoque (5; 55) y la placa reflectiva giratoria (1) cooperan con la curvatura del plano de imagen para enfocar la imagen sobre el detector (6; 30; 31).
Description
Aparato de exploración.
La invención se refiere a aparatos de exploración
que se pueden usar en sistemas de formación de imágenes en tiempo
real y, en particular, en sistemas pasivos de formación de imágenes
por ondas milimétricas en tiempo real. El aparato de exploración
también puede emplearse en otros sistemas de radiometría.
La patente británica número 700868 (Febrero
1952-Diciembre 1953) describe un reflector de
torsión que se refiere a un campo similar que el de la presente
invención.
La formación de imágenes por ondas milimétricas
es potencialmente útil como ayuda de vigilancia y guiado en todo
tiempo pero cualquier sistema prácticamente útil debe ser capaz de
formar imágenes en tiempo real. Esto no es posible utilizando los
sistemas existentes. En un formador de imágenes por ondas
milimétricas, la radiación procedente de la escena que se ha de
explorar es recogida por medio de un espejo cóncavo o una lente y
es enfocada sobre una red de receptores de ondas milimétricas.
Actualmente, no están disponibles grandes redes bidimensionales de
receptores que cubran la totalidad de una imagen requerida. En vez
de ello, un número bastante más pequeño de receptores es explorado
a través de la imagen con el fin de componer el cuadro completo. Una
técnica similar se usa en algunos formadores de imágenes por
infrarrojos (por ejemplo, documento EP 0226273).
Los actuales sistemas formadores de imágenes por
ondas milimétricas utilizan una exploración mecánica de uno o
varios canales para sintetizar una imagen. Últimamente, se podrían
desarrollar técnicas de redes de exploración electrónica y de
enfoque fijo para implementar una formación de imágenes por ondas
milimétricas en tiempo real, aunque existen varios problemas
asociados con semejante solución. En primer lugar, dado que la
longitud de onda es necesariamente grande, con el fin de formar
imágenes en condiciones climáticas adversas la abertura del sistema
debe ser grande para obtener una resolución adecuada. En algunos
sistemas de formación de imágenes por ondas milimétricas la
abertura de entrada puede ser del orden de 1 m de diámetro. En
segundo lugar, el coste por canal es alto de modo que cualquier
técnica de redes de exploración electrónica o de enfoque fijo es
cara. Además, en el caso de redes de enfoque fijo de ondas
milimétricas existen problemas fundamentales análogos a los
problemas de blindaje en frío encontrados en sistemas de
infrarrojos.
Otro requisito de un sistema práctico de
formación de imágenes por ondas milimétricas es que debe ser capaz
de funcionar a frecuencias compatibles con la televisión (es decir,
50 Hz para Reino Unido, 60 Hz para los Estados Unidos de América).
En los infrarrojos, los sistemas de exploración son a menudo espejos
planos articulados alrededor de un eje contenido dentro de su
superficie. Esta no es una opción práctica en la banda de ondas
milimétricas dado que se necesitarían espejos de gran abertura para
oscilar hacia atrás y hacia delante a frecuencias compatibles con
la televisión, requiriendo un gran cambio inercial al final de cada
exploración.
En sistemas de formación de imágenes de
infrarrojos, en los que las aberturas de entrada son típicamente de
sólo 10 mm de diámetro, se han usado sistemas giratorios (EP
0226273). Además, en los infrarrojos, es usual emplear telescopios
afocales para emparejar el campo de visión de la escena con el del
polígono giratorio. Esto no es práctico en la formación de imágenes
por ondas milimétricas de alta resolución en donde las aberturas de
entrada tienen diámetros considerablemente mayores y los
telescopios afocales tendrían que ser excesivamente grandes.
Cualquier mecanismo de exploración empleado en un
sistema de formación de imágenes por ondas milimétricas debe
situarse, por tanto, en el objeto o en el plano de imagen. Además,
cualquier mecanismo de exploración situado en el plano de imagen
debe tener un buen rendimiento fuera del eje. Esto es difícil de
lograr utilizando la tecnología existente.
Otro método de exploración conocido utilizado en
formadores de imágenes de infrarrojos es un sistema de dos discos
que giran alrededor de ejes que están ligeramente inclinados
respecto de las normales a sus superficies
(US-A-4923263). La radiación
incidente sobre el primer disco es reflejada oblicuamente desde el
primer disco giratorio y pasa al segundo disco para experimentar
una segunda reflexión. Variando la orientación y la velocidad
relativa de rotación de los discos, se pueden lograr patrones de
exploración variables. Sin embargo, tal sistema de disco giratorio
en dos ejes no sería ideal para uso en la formación de imágenes por
ondas milimétricas dado que el sistema sería inconvenientemente
grande.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un aparato compacto de exploración espacial de objetos
que se pueda utilizar, en particular, para implementar formación de
imágenes por ondas milimétricas en tiempo real, o en sistemas radar.
Es también un objeto de la invención proporcionar un aparato de
exploración que tenga necesidades de alimentación limitadas y una
inercia mínima y proporcione un buen rendimiento fuera del eje.
Un aparato para realizar exploraciones de
radiación de entrada procedente de una escena y para generar una
radiación de salida para formar una imagen en una red de detectores
curvada según la invención aparece expuesto en la reivindicación
1.
La placa reflectiva giratoria puede ser un
reflector sustancialmente plano.
En una realización preferida, el aparato puede
comprender una placa reflectiva giratoria que muestra un perfil
cóncavo para producir una imagen en el detector, incorporando así la
función de los medios de enfoque en la placa reflectiva
giratoria.
Preferiblemente, los medios de enfoque
comprenden
una disposición de lente, capaz de transmitir y
enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de
polarización particular y dispuesta para recibir tanto radiación de
entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada
desde la placa giratoria, comprendiendo la disposición de lente un
primer elemento polarizante, para transmitir selectivamente y
reflejar selectivamente radiación que tiene una dirección de
polarización particular, teniendo el primer elemento polarizante un
primer eje de polarización y teniendo una superficie
sustancialmente plana, un segundo elemento para girar la dirección
de polarización de radiación sustancialmente 45º y un tercer
elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar
selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización
particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje de
polarización y una superficie sustancialmente esférica que tiene un
centro de curvatura, C, y un radio de curvatura, R, formando el
tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente 45º con el
primer eje de polarización, y
en donde (i) el eje de rotación de la placa
atraviesa el centro de curvatura, C, y
(ii) la separación del primer elemento de
polarización y el centro de curvatura a lo largo del eje de
rotación y la separación entre el primer elemento polarizante y el
disco a lo largo del eje de rotación son sustancialmente
iguales,
siendo tal la disposición del aparato que se
minimizan en uso las aberraciones ópticas de la imagen formada en
el detector.
El aparato puede comprender además una red de
bocinas de alimentación, formando parte las bocinas de alimentación
de una superficie esférica que tiene un radio de curvatura
sustancialmente igual a R/2 y que es concéntrica con el tercer
elemento polarizante. El aparato puede comprender además una red de
elementos de detectores.
En una realización preferida, la red de
detectores forma parte de una cámara de formación de imágenes por
ondas milimétricas.
Ventajosamente, el primer elemento polarizante es
una rejilla plana de hilos y el tercer elemento polarizante es una
rejilla sustancialmente esférica de hilos.
El aparato puede comprender dos o más
disposiciones de lente dispuestas en serie.
En una realización preferida adicional, la capa
dieléctrica situada sobre la superficie de la placa reflectiva
giratoria forma una configuración de espejo Mangin giratorio, para
proporcionar una corrección óptica.
En una realización preferida, el aparato
comprende además
una disposición de lente, capaz de transmitir y
enfocar selectivamente radiación que tiene una dirección de
polarización particular, situada entre la placa reflectiva
giratoria y el detector y dispuesta para recibir tanto radiación de
entrada procedente de la escena como radiación de entrada reflejada
desde la placa reflectiva giratoria, comprendiendo la disposición
de lente un primer elemento polarizante, para transmitir
selectivamente y reflejar selectivamente radiación que tiene una
dirección de polarización particular, teniendo el primer elemento
polarizante un primer eje de polarización y teniendo una superficie
sustancialmente plana, un segundo elemento para girar la dirección
de polarización de radiación sustancialmente 45º y un tercer
elemento polarizante, para transmitir selectivamente y reflejar
selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización
particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje
de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana,
formando el tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente
45º con el primer eje de polarización,
siendo tal la disposición del aparato que se
reduce la trayectoria óptica dentro del aparato y se logra una
configuración compacta.
El perfil de la capa dieléctrica puede ser
diferente del perfil de la placa reflectiva giratoria.
La superficie de la capa dieléctrica y la
superficie de la placa reflectiva giratoria son ambas
preferiblemente asféricas.
El aparato puede comprender además una placa
correctora situada entre la placa reflectiva giratoria y el tercer
elemento polarizante para eliminar aberraciones esféricas de una
imagen formada en la red de detectores.
Preferiblemente, placa correctora es un elemento
convergente débil, siendo tal la disposición que el diámetro de la
disposición de lente se puede reducir.
En otra realización, la placa correctora muestra
un perfil convexo asférico.
En una realización preferida, la placa reflectiva
giratoria es un elemento convergente débil para eliminar
aberraciones asféricas de la imagen formada en la red de
detectores.
En una realización preferida adicional, la placa
reflectiva giratoria es un elemento convergente débil, siendo tal
la disposición que se reduce el diámetro de la disposición de
lente.
Preferiblemente, la placa reflectiva giratoria es
una elemento convergente fuerte, siendo tal la disposición que se
reduce la potencia convergente de la disposición de lente. La placa
reflectiva giratoria puede mostrar un perfil cóncavo asférico.
Ventajosamente, el aparato también puede incluir
una receptor de radar.
Preferiblemente, el ángulo de inclinación
\theta_{a} es de entre 1º y 10º.
Para los fines de esta descripción, el término
"elemento polarizante" ha de entenderse como que significa
cualquier elemento que actúa sobre una polarización de radiación
particular, incluyendo elementos que actúan sobre radiación no
polarizada, pero que no producen radiación polarizada.
La invención se describirá ahora, únicamente a
modo de ejemplo, con referencia a las siguientes figuras, en las
que:
La figura 1 muestra un diagrama de un sistema
giratorio convencional de dos discos y dos ejes,
Las figuras 2(a) y 2(b) muestran
ejemplos de los patrones de exploración que se pueden lograr
utilizando el sistema giratorio de dos discos de la figura 1,
La figura 3 muestra el sistema de dos discos de
eje único de la presente invención,
La figura 4 muestra un sistema de exploración de
un solo disco que comprende un reflector de techo,
La figura 5 muestra un reflector de techo,
La figura 6 muestra un sistema compacto de
exploración de un disco que comprende un reflector de techo
polarizante,
La figura 7 muestra un diagrama esquemático de
una lente de reflector que se puede usar en el aparato de
exploración,
La figura 8 muestra un diagrama de un sistema de
exploración de un disco, incluyendo la lente reflectiva sensible a
la polarización de la figura 7,
La figura 9 muestra un sistema de exploración de
un disco que emplea una serie de elementos de reflector de
techo,
La figura 10 muestra un patrón de exploración
abierto casi lineal,
La figura 11 muestra una realización del aparato
que puede usarse para proporcionar un patrón de exploración
cónico,
La figura 12 muestra el patrón de exploración que
se puede lograr utilizando el aparato mostrado en la figura 11,
La figura 13 muestra un diagrama adicional de un
sistema de exploración que proporciona un patrón de exploración
cónico, incluyendo la lente reflectiva sensible a la polarización
de la figura 7,
La figura 14 muestra una realización del aparato
que incorpora una placa correctora para reducir el
sobredimensionamiento de la lente de reflector estática
principal,
La figura 15 muestra un diagrama de una
configuración compacta para la realización de la figura 14,
La figura 16 muestra una realización del aparato
que incorpora un disco de exploración cóncavo corregido para
reducir el sobredimensionamiento de la lente de reflector estática
principal.
La figura 17 muestra una realización del aparato
que incorpora un disco de exploración de espejo de Mangin giratorio
en vez de un disco de exploración y una lente correctora
independientes.
La figura 18 muestra un diagrama de una
configuración compacta para la realización de la figura 14, que
incluye la lente reflectiva sensible a la polarización de la figura
7.
Haciendo referencia a la figura 1, un sistema
giratorio convencional de dos discos comprende dos discos 1a, 1b,
cada uno apoyado en un eje independiente 2a, 2b que está conectado
a un mecanismo de rotor 3a, 3b. Cada eje 2a, 2b está inclinado unos
pocos grados respecto de las normales a las superficies de los
discos 1a, 1b. Típicamente, el ángulo de inclinación es de 5º. A
medida que los discos 1a, 1b giran alrededor de sus ejes
respectivos, la radiación incidente 4 procedente de la escena
incide sobre el primer disco giratorio 1a y es reflejada
oblicuamente hacia el segundo disco giratorio 1b en donde
experimenta una segunda reflexión. Desde el segundo disco giratorio
1b, la radiación puede hacerse pasar a un sistema de formación de
imágenes o de recepción, comprendiendo típicamente una óptica de
recogida 5 y una receptor 6 (o una red de receptores). Por ejemplo,
el receptor 6 puede ser el elemento de receptor de una cámara de
formación de imágenes por ondas milimétricas o el elemento de
receptor de un sistema de radar.
Los dos discos 1a, 1b pueden inclinarse según
ángulos iguales o diferentes respecto de la normal a la superficie
de disco respectivo y pueden girar a la misma o a diferentes
velocidades, dependiendo del patrón de exploración requerido por el
formador de imágenes. Si los dos discos 1a, 1b están inclinados en
ángulos diferentes respecto de sus ejes de rotación y se hacen girar
a velocidades diferentes, se logrará un patrón de exploración
bidimensional. Si los ángulos de inclinación de los dos discos son
los mismos, dos discos girando en la misma dirección dan lugar a un
patrón de exploración de pétalo, según se muestra en la figura 2a.
Si los ángulos de inclinación de los dos discos son los mismos y
los discos giran a la misma velocidad pero en direcciones opuestas,
se puede lograr un patrón de exploración casi lineal, según se
muestra en la figura 2b.
Para funcionamiento en longitudes de onda
milimétricas se necesita que el aparato mostrado en la figura 1 sea
grande y, además, bastante complejo. Por tanto, no es práctico para
uso en estas longitudes de onda. Haciendo referencia a la figura 3,
un aparato de exploración compacto, adecuado para uso en sistemas
de formación de imágenes por ondas milimétricas, comprende dos
placas reflectivas, por ejemplo los discos 1a, 1b, apoyados en un
único eje 7 que atraviesa el centro de la superficie de cada disco
1a, 1b, un mecanismo giratorio 3 y un espejo plano fijo 8. La
radiación 4 procedente de la escena de la imagen cae sobre el
primer espejo giratorio 1a. Cualquier dirección de la radiación
incidente 4 experimenta una exploración cónica durante la reflexión
y cae sobre el espejo plano 8. Desde el espejo 8, la radiación se
refleja hacia el segundo disco giratorio 1b en donde es reflejada
hacia la óptica de recogida 5 del formador de imágenes. Desde la
óptica de recogida, la radiación es enfocada hacia el elemento
receptor 6 del sistema de formación de imágenes situado en el plano
de imagen de la óptica de enfoque 5.
Las normales, n_{a}, n_{b}, a los dos discos
1a, 1b forman un ángulo \theta_{a}, \theta_{b},
respectivamente, respecto al eje de rotación 7. Para la
configuración mostrada en la figura 3, en la que los discos 1a, 1b
están inclinados en direcciones opuestas, la dirección de la
exploración es perpendicular al plano que contiene tanto el eje de
giro 7 como una normal al plano del espejo 8. Si los dos espejos
están inclinados en la misma dirección, en vez de en direcciones
opuestas, la dirección de la exploración está en el plano que
contiene tanto el eje de giro 7 como una normal al plano del espejo
8. Típicamente, los ángulos \theta_{a}, \theta_{b} pueden
estar entre 1º y 10º.
Es ventajoso tener los ángulos de inclinación
(\theta_{a}, \theta_{b}) de los discos giratorios 1a, 1b en
el mismo plano y sustancialmente de la misma magnitud
(\theta_{a} = \theta_{b} = \theta) pero en direcciones
opuestas. En este caso, las fuerzas debidas a la inclinación de los
espejos y su resistencia aerodinámica se cancelan en el eje de
rotación 7. Con la configuración mostrada en la figura 3, el haz
incidente de radiación 4 es explorado a través de un ángulo de
\pm 4\theta (en donde \theta es el ángulo de inclinación de
los espejos respecto de la normal al eje de rotación 7). En
consecuencia, por ejemplo, una inclinación de 4º produce un campo de
visión total de 32º en la escena.
Después de que la radiación 4' ha sido reflejada
desde los dos discos reflectivos 1a, 1b, es enfocada por la óptica
de recogida 5 sobre el receptor 6 del sistema formador de imágenes.
El receptor 6 puede tener típicamente uno o más detectores de ondas
milimétricas en una red. Una forma codificada temporal de la imagen
es registrada por el detector o detectores en el plano de imagen y,
a partir de un conocimiento del patrón de exploración, puede
desplegarse una imagen bidimensional a partir de la señal o señales
codificadas temporales.
Para velocidades y fases angulares particulares
de los discos el patrón de exploración resultante es una
exploración de trama. Por motivos asociados con la manera según la
cual el ojo procesa una imagen en movimiento, una exploración de
trama puse ser la forma más deseable de exploración. Además,
utilizando una exploración de trama se podría usar una red de
detectores, registrando cada detector una o varias líneas de la
imagen. La arquitectura facilita el despliegue de los datos para
formar la imagen requerida.
Por ejemplo, con los dos discos (figura 3)
girando a la misma velocidad, la exploración resultante es una
exploración de líneas en una dimensión. La segunda dimensión de la
imagen puede formarse por una red lineal de detectores posicionados
a 90º respecto de la exploración de líneas. En este caso, el número
de pixeles de imagen en una dirección sería el mismo que el número
de detectores.
En una realización alternativa del aparato de
exploración, los dos discos giratorios pueden reemplazarse por
únicamente un disco giratorio 1, según se muestra en la figura 4,
reduciendo adicionalmente el tamaño de todo el aparato. En esta
configuración, el aparato también comprende un reflector de techo 9
de 90º (\pi/2).
Se describe la construcción del reflector de
techo 9 con referencia a la figura 5. El reflector de techo 9 puede
comprender dos superficies reflectivas planas 10a, 10b que están
inclinadas sustancialmente 90º una con respecto a la otra y que
están en contacto a lo largo de un vértice 11. En la figura, una
línea hipotética 12 está dibujada entre las dos superficies
reflectivas 10a, 10b, en donde la línea 12 es sustancialmente
ortogonal respecto al vértice 11. De ahora en adelante, se hace
referencia a la línea 12 como la línea de intersección de las dos
superficies 10a, 10b.
Haciendo referencia a la figura 4, la radiación 4
procedente de la escena incide sobre el disco 1 y es reflejada al
reflector de techo 9 de 90º (\pi/2), en donde es reflejada de
vuelta hacia el disco giratorio 1 y luego reflejada hacia la óptica
de recogida 5 del sistema formador de imágenes, a través de un
divisor de haz 13 que separa la trayectoria de la radiación
entrante y saliente. Aunque es preferible separar la trayectoria de
la radiación de entrada 4 de la trayectoria de la radiación de
salida 4', en algunas configuraciones operativas esto puede no ser
esencial y el divisor de haz 13 puede omitirse del aparato mostrado
en la figura 4.
Como en el ejemplo anterior, el disco giratorio
está inclinado ligeramente respecto de la normal al eje de rotación
6 en un ángulo \theta. Típicamente, el ángulo de inclinación,
\theta, puede ser de 5º. Utilizando esta configuración, se logra
una exploración angular casi lineal (según se muestra en la figura
2(b)) en un plano paralelo a la línea de intersección 12 de
las dos superficies reflectivas 10a, 10b.
Aunque es preferible usar un reflector de techo
en esta disposición, también pueden usarse dos superficies
reflectivas independientes, en donde las dos superficies
reflectivas están inclinadas de tal manera que están en un ángulo de
sustancialmente 90º una con respecto a la otra, pero no están
necesariamente en contacto. Sin embargo, esta disposición daría
como resultado una pérdida de alguna radiación reflejada desde el
disco hacia las superficies reflectivas.
El divisor de haz 13 puede ser un espejo
polarizante convencional y proporciona un medio para separar la
radiación de salida 4', para su transmisión al sistema de formación
de imágenes, de la radiación de entrada 4. Un espejo polarizante
convencional consta típicamente de una lámina de plástico
transparente plana con unos hilos conductores paralelos delgados
muy próximos. Si los hilos están orientados en un ángulo de 45º
(\pi/4) respecto de la radiación incidente, únicamente se
transmite una radiación polarizada lineal de 45º. Los hilos
conductores paralelos del espejo polarizante están orientados en un
ángulo de 45º respecto de la radiación incidente 4 y, por tanto,
únicamente se propaga una radiación polarizada lineal de 45º hacia
el reflector de techo 9. En consecuencia, la radiación transmitida
incide en el reflector de techo 9 con su polarización inclinada 45º
con respecto a la línea de intersección 12 de las dos superficies
reflectivas 10a, 10b. La radiación 4 experimenta un giro de 90º de
su dirección de polarización durante la reflexión en reflector de
techo 9 y se transmite al disco reflectivo.
Tras la reflexión procedente del disco giratorio
1 durante este segundo tiempo la radiación es, por tanto,
polarizada linealmente en -\pi/4 y es reflejada subsiguientemente
por el espejo polarizante 13 y pasada a la óptica de recogida 5.
Por tanto, el espejo polarizante 13 es transparente para la
radiación entrante polarizada en una dirección perpendicular a la
dirección de los hilos conductores y es reflectivo para radiación
entrante polarizada paralela a la dirección de los hilos
conductores. Consecuentemente, la disposición mostrada en la figura
4 únicamente permitiría que se detectara una polarización única en
el receptor 6.
En esta realización, el disco giratorio 1 tiene
que estar sobredimensionado en comparación con la abertura de la
óptica de recogida 5, en primer lugar porque su eje de rotación
está inclinado respecto de la dirección de los haces incidentes y
reflejados y en segundo lugar porque existe un desplazamiento
significativo del haz respecto de su posición media a medida que el
espejo gira alrededor de su eje.
Estos dos efectos pueden superarse colocando el
disco giratorio 1 cerca del reflector de techo 9, según se muestra
en la figura 6. Como en los ejemplos anteriores, la normal al disco
giratorio 1 está ligeramente inclinada un ángulo, \theta,
respecto del eje de rotación 7. En esta configuración, el aparato de
exploración incluye un reflector de techo polarizante 14 que
comprende dos polarizadores sustancialmente planos 15a, 15b
inclinados sustancialmente 90º uno con respecto a otro. Los dos
polarizadores 15a, 15b ocupan el lugar de las dos superficies
reflectivas 10a, 10b de la figura 5. Los polarizadores 15a, 15b
tiene ejes de polarización orientados para transmitir radiación que
tiene sustancialmente la misma polarización y sustancialmente
paralela o perpendicular a la línea de intersección 12 de los dos
polarizadores 15a, 15b, y, por tanto, sustancialmente perpendicular
o paralela al vértice 11 (véase figura 5). Según se mencionó
anteriormente, también sería posible utilizar dos polarizadores
independientes en vez del reflector de techo polarizante, en donde
los dos polarizadores están inclinados sustancialmente 90º pero no
están necesariamente en contacto.
En esta realización, el aparato de exploración
también comprende un rotor de Faraday 16 para girar la dirección de
polarización de radiación en 45º (\pi/4). La radiación incidente
sobre el rotor de Faraday 16 experimenta un giro en su dirección de
polarización cada vez que lo atraviesa (es decir, un giro de 45º
por pasada). Radiación 4 con una dirección particular de
polarización es hecha entrar a través del reflector de techo 14 en
el rotor de Faraday 16. La radiación es reflejada por el disco
giratorio 1 y, por tanto, su dirección de polarización es hecha
girar en 45º adicionales a medida que es transmitida de vuelta a
través del rotor de Faraday 16. La radiación es reflejada entonces
en el reflector de techo 14 y experimenta un giro total adicional
en su dirección de polarización de 90º a medida que atraviesa hacia
atrás y hacia delante el rotor de Faraday 16, al tiempo que se
refleja una segunda vez en el disco giratorio 1. En este punto, la
dirección de polarización es tal que la radiación 4' es capaz de
atravesar el reflector de techo 14.
Alternativamente, el rotor de Faraday 16 puede
reemplazarse por una superficie birrefringente de ondas
milimétricas, tal como una línea meandriforme. Para una radiación
polarizada plana incidente, que se puede resolver en dos componentes
perpendiculares, cada una de ellas orientada a \pi/4 (45º)
respecto de la dirección de polarización del haz incidente, se
puede construir una línea meandriforme para introducir un
desplazamiento de fase de 90º (\pi/2) entre las dos componentes
perpendiculares. Por tanto, se introduce un desplazamiento de fase
de 90º (\pi/2) en el estado de polarización de radiación cada vez
que la radiación atraviesa la línea meandriforme. Detalles
adicionales relativos a líneas meandriformes pueden encontrarse en
las siguientes referencias; L. Young et al., IEEE Transactions on
Antennas and Propagation, vol AP-21, páginas
376-378, mayo 1973, y R-S Chu et
al., IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol
AP-35, número 6, páginas 652-661,
junio 1987.
Habiendo atravesado el reflector de techo 14, la
radiación polarizada plana incidente sobre la línea meandriforme es
polarizada, por tanto, circularmente. La radiación circularmente
polarizada es reflejada desde el disco giratorio 1 y atraviesa de
vuelta la línea meandriforme hacia el reflector de techo
polarizante 14 en donde es reflejada sobre la primera pasada,
volviendo a través de la línea meandriforme y el disco reflectivo,
pero es transmitida en la pasada siguiente.
En la práctica, puede ser necesario usara
pluralidad de líneas meandriformes en una configuración apilada
para dar el desplazamiento de fase requerido de \pi/2 entre los
dos ejes. Las líneas meandriformes pueden ser más adecuadas para
uso en formación de imágenes por ondas milimétricas en el extremo de
grandes longitud de onda de la banda de ondas (por ejemplo, 35
GHz).
La trayectoria de la radiación de salida 4'
reflejada desde el aparato de exploración es separada de la
radiación de entrada 4 usando un polarizador plano inclinado 17 y
un rotor de Faraday adicional 18 de 45º. La radicación de salida 4'
es separada, por tanto, de la trayectoria de la radiación de entrada
4 y es dirigida hacia la óptica de recogida 5 del sistema de
formación de imágenes. En esta configuración, es esencial que el
polarizador 17 refleje la radiación a sustancialmente 45º respecto
de la dirección de polarización transmitida por los dos
polarizadores 15a, 15b (es decir, 45º respecto del vértice 11).
Cuando se usa este reflector de techo 14, la dirección de la
exploración en el formador de imágenes es paralela a la línea de
intersección 12 de los dos polarizadores 14a, 14b del reflector de
techo 15. En esta configuración, el sistema formador de imágenes
detectará únicamente un solo estado de polarización.
Aunque es preferible separar la trayectoria de la
radiación de entrada 4 de la trayectoria de la radiación de salida
4', en algunas configuraciones operativas esto puede no ser
esencial y el polarizador 17 y el rotor de Faraday 18 pueden, por
tanto, omitirse del aparato mostrado en la figura 6.
La figura 8 es una modificación de la figura 6 e
incluye componentes ópticos alimentados para permitir que la
radiación enfocada pase directamente hacia el receptor 6. Por
ejemplo, la figura 7 muestra una lente 19 de reflector que se puede
incluir en el aparato de exploración. La lente 19 del reflector
comprende tres elementos; dos elementos polarizantes 20, 22
(denominados alternativamente como reflectores polarizantes) y un
rotor de Faraday 21 que gira en 45º el plano de polarización de la
radiación que lo atraviesa. Las flechas 23, 24 indican la dirección
de polarización de la radiación transmitida por los elementos 20 y
22, respectivamente.
Para los fines de esta descripción, los elementos
20, 21, 22 también pueden denominarse como superficies 20, 21, 22.
Aunque las superficies 20, 21, 22 están ilustradas en la figura 7
como superficies curvadas, esto no es esencial. Por ejemplo, al
menos una de las superficies 20, 21, 22 puede tener una superficie
sustancialmente plana.
Las flechas mostradas a lo largo de la
trayectoria de la radiación 4 indican la dirección de polarización
a medida que la radiación es transmitida a través de la lente 19
del reflector. La radiación 4 incide sobre el primer elemento 20 en
donde una dirección de polarización es transmitida (es decir, la
radiación que tiene su dirección de polarización verticalmente en
el plano del papel). La radiación transmitida por el primer elemento
20 atraviesa el segundo elemento 21, que hace girar en 45º la
dirección de polarización. Por ejemplo, el segundo elemento puede
ser un rotor de Faraday de 45º. La polarización de la radiación
incidente en el tercer elemento 22 es perpendicular al estado de
polarización que es transmitido por la superficie 20 y, por tanto,
la radiación es reflejada. En la trayectoria de retorno, la
radiación experimenta un giro adicional de 45º en su dirección de
polarización a medida que atraviesa el segundo elemento 21. La
dirección de polarización es ahora perpendicular al eje de
transmisión del primer elemento 20 e igualmente la radiación es
reflejada. El haz reflejado experimenta un giro adicional de 45º a
medida que atraviesa el segundo elemento 21 y su polarización es
tal que entonces es transmitida, y entregada desde la lente 19 del
reflector, por el tercer elemento 22. Por lo tanto, el
funcionamiento de la disposición de lente 19 es tal que una
polarización atraviesa la lente sin ningún efecto de enfoque, pero
cuando la misma polarización atraviesa una segunda vez, durante la
trayectoria de retorno, es enfocada. La naturaleza no recíproca de
la lente se logra usando un rotor de Faraday dentro de la
disposición.
La figura 8 muestra el aparato de exploración aún
más compacto, que incluye la lente 19 del reflector mostrada en la
figura 7. La lente 19 del reflector está situada directamente
delante del reflector de techo 14. Si las superficies 20, 21 y 22
tienen la forma adecuada, la radiación transmitida a través de la
lente 19 del reflector estará enfocada. La radiación entrante 4,
que tiene la dirección correcta de polarización, es transmitida a
través de la lente 19 del reflector y no experimenta desviación
alguna mientras la radiación saliente 4' está enfocada directamente
hacia el receptor 6.
Cuando se emplea el reflector de techo
polarizante 14, el haz de radiación incidente en el disco giratorio
1 experimenta un desplazamiento considerable a lo largo de la
longitud del disco giratorio 1. Haciendo referencia a la figura 9,
es posible reemplazar el único reflector de techo 14 por una serie
de reflectores de techo 25 de menor dimensión, de modo que tras la
reflexión procedente del disco giratorio 1 la radiación es
desplazada en grado reducido (la trayectoria de la radiación no se
muestra por motivos de claridad), reduciendo así aún más el tamaño
del aparato de exploración. De nuevo, la lente 19 del reflector
puede usarse para enfocar la radiación saliente 4' directamente
hacia el receptor 6.
El disco giratorio 1 de la figura 9 puede ser
ligeramente cóncavo. En este caso, es posible lograr el patrón de
exploración abierto casi lineal mostrado en la figura 10. Este
patrón de exploración abierto permite doblar el número de líneas de
televisión obtenidas con el patrón de exploración de la figura
2(b). Por ejemplo, permite obtener un patrón entrelazado
para una red de detectores que comprende una serie de elementos de
detector separados por una distancia de paso, d, coincidiendo la
anchura, w, del patrón de exploración abierto con la mitad del paso
de detector, d. Por tanto, se puede lograr el máximo rendimiento de
frecuencia espacial. Esto es análogo a la técnica de
microexploración utilizada en la formación de imágenes por
infrarrojos [D.J. Bradley y P.N.J. Denis, "Sampling effects in
HgCdTe focal plane arrays in IR technology and applications" (Ed.
L.R. Baker and A. Manson), Proc. SPIE vol 590 páginas
53-60 (1985)].
El uso de reflectores de techo múltiples en la
disposición de la figura 9 puede introducir cambios de fase que
deterioren la resolución espacial del formador de imágenes. En
consecuencia, puede ser preferible sacrificar el beneficio del
tamaño reducido del aparato de la figura 8 y utilizar solamente un
único tor de techo, como se muestra en la figura 8. Sin embargo, la
configuración mostrada en la figura 8 puede llevar a que la pupila
vague debido al desplazamiento de un haz entrante 4 por el disco 1
y la disposición de reflectores de techo 15a, 15b y, por tanto, se
reduce el área de pupila efectiva del sistema.
El aparato también se puede configurar para
proporcionar un sistema de exploración cónico, en vez de una
exploración de trama. Configuraciones para lograr esto se muestran
en las figuras 11 y 13 a 18. La configuración mejorada mostrada en
la figura 13 proporciona ventajas sobre el aparato mostrado en la
figura 8 porque es más compacta y no da lugar a que vague la pupila.
Asimismo, tiene una resolución espacial muy mejorada frente al
aparato de la figura 9. La disposición mostrada en la figura 13
también proporciona la ventaja de que se minimizan las aberraciones
ópticas de la imagen formada en la red de detectores. Más
específicamente, se minimizan las aberraciones astigmatismo y
coma.
El aparato mostrado en la figura 13 comprende una
red 40 de bocinas de alimentación, que comprende unas bocinas de
alimentación 41, y una red de detectores 30 que tiene una serie de
elementos 31 de detector. Los elementos 31 de detector son
alimentados por las bocinas de alimentación 41 de la red 40 de
bocinas de alimentación. El aparato también comprende una lente 19
de reflector y una placa o disco giratorio 1. El disco 1 gira
típicamente alrededor de un eje que atraviesa su centro bajo un
ángulo de inclinación de unos pocos grados respecto de la normal al
eje, es decir unos 5º, según se describió previamente.
La lente 19 del reflector tiene la estructura
descrita con referencia a la figura 7 y comprende un elemento 20 de
reflector polarizante, por ejemplo una rejilla de hilos verticales,
un rotor de Faraday 21 y un elemento 22 de reflector polarizante,
por ejemplo una rejilla de hilos de 45º. Según se describió
anteriormente, el funcionamiento de la lente 19 del reflector es tal
que la radiación incidente 4 de una polarización, en este caso
polarización horizontal, atraviesa la disposición de lente sin
ningún efecto de enfoque, como se describió anteriormente, mientras
que al atravesar la lente 19 por segunda vez, desde la dirección
opuesta, resulta enfocada.
En la disposición mostrada en la figura 13, la
rejilla 20 de reflector polarizante tiene una superficie
sustancialmente plana y la rejilla 22 de reflector polarizante
tiene una superficie sustancialmente esférica. Esta superficie
esférica tiene un centro de curvatura en C y un radio de curvatura R
y, por tanto, tiene un foco a una distancia R/2 de la superficie
esférica. Las bocinas de alimentación 41 forman parte de una
superficie esférica que tiene la mitad del radio de curvatura de la
rejilla 22 de reflector polarizante (es decir, radio de curvatura =
R/2) y que es concéntrica con la misma. Las bocinas de alimentación
están localizadas, por tanto, a una distancia de sustancialmente
R/2 del centro de la imagen de la pupila de entrada formada en el
centro de curvatura, C. El eje 50 alrededor del cual gira el disco
1 atraviesa el centro de curvatura, C, de la rejilla 22 de
reflector esférica.
Según se ilustra en la figura 13, x es la
distancia entre la red 40 de bocinas de alimentación y la rejilla
20 de reflector plana, L, representa la distancia entre la
rejilla 20 de reflector plana y el plano de imagen, 35, y también
la distancia entre la rejilla 20 de reflector plano y el disco 1. La
distancia y es la distancia, a lo largo del eje de rotación
50 del disco, entre la rejilla 22 de reflector cóncava y el disco.
La distancia y es igual al doble de la distancia x.
Utilizando estas dimensiones, se minimizan las aberraciones de
astigmatismo y coma en la imagen formada en el detector. Si, en vez
de ello, la rejilla 20 de reflector plana tuviera una superficie
cóncava o esférica, las distancias, L, de la figura 13 no tendrían
que ser iguales.
La radiación entra en el aparato desde el lado
derecho de la figura y alcanza el disco 1 en rápida rotación fuera
del eje, formando el disco 1 la pupila de entrada del aparato. La
radiación es reflejada en el disco 1 y se desplaza de vuelta a
través del aparato y es reflejada por la rejilla 20 de reflector
plana. La reflexión procedente de la rejilla 22 de reflector
cóncava enfoca la radiación hacia la red 40 de bocinas de
alimentación.
Existe un ángulo de 45 grados entre las
orientaciones de los hilos de la rejilla 20 de reflector plana y
los hilos de la rejilla 22 de reflector cóncava, y el rotor de
Faraday 21, típicamente un rotor Faraday de ferrita, gira el plano
de polarización en 45 grados. Por tanto, la radiación que entra
desde el lado derecho atravesará la óptica sin resultar enfocada,
mientras que la radiación reflejada desde el disco 1 será enfocada
hacia la red 40 de bocinas de alimentación.
El reflector polarizante plano 20 forma la imagen
del centro de la pupila de entrada (disco 1) en el centro de
curvatura, C, del elemento polarizante esférico 22. Utilizando esta
disposición óptica e minimizan las aberraciones de la imagen en la
red de detectores. Más específicamente, se minimizan las
aberraciones de astigmatismo y coma.
Un único elemento 31 de detector en la red 30 de
detectores traza un patrón de exploración circular. Como los
elementos 31 de detector permanecen adyacentes uno a otro, la
imagen formada es una serie de círculos desplazados, según se
muestra en la figura 12. Dado que la lente 19 del reflector se puede
colocar entre la red 30 de detectores y el disco giratorio 1, el
sistema de exploración es compacto. En disposiciones
convencionales, la óptica de exploración tiene que situarse
separada de los componentes de enfoque, lo que pueden hacer que
tales sistemas resulten inconvenientemente grandes.
Como mejora adicional, puede colocarse una placa
correctora (60) entre el disco giratorio 1 y el elemento
polarizante esférico 22 para eliminar aberraciones esféricas de la
imagen formada en la red 30 de detectores.
Además de corregir aberraciones esféricas, la
placa correctora (60) puede modificarse para permitir la reducción
del sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector estática.
Incorporando algo de potencia positiva en la placa correctora (60),
puede crearse un elemento convergente débil, permitiendo la
reducción del diámetro de la lente (19) de reflector estática.
La figura 14 muestra una forma extendida del
dispositivo explorador que incorpora una lente correctora convexa
asférica convergente y una lente (19) de reflector estática de
diámetro reducido. En esta configuración, la mayoría de la potencia
convergente del dispositivo de exploración permanece en la lente
(19) de reflector, garantizando una aberración de coma,
astigmatismo y esférica mínima. Las aberraciones fuera de eje
causadas por la placa correctora convergente también serán pequeñas
y puede corregirse parcialmente ajustando la deformación asférica
de la placa correctora. Sin embargo, el efecto convergente de la
placa correctora debe mantenerse al mínimo necesario para eliminar
el sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector
estática.
La figura 15 muestra un aparato de exploración
compacto que incluye una lente correctora convexa asférica.
Una configuración alternativa para reducir el
sobredimensionamiento de la lente de reflector estática se muestra
en la figura 16 e incluye un disco giratorio cóncavo (1). La
aplicación de un perfil cóncavo al disco giratorio (1) tiene el
mismo efecto que usar una placa correctora convergente en las
figuras 14 y 15.
Aunque se puede usar una placa correctora
convergente o un espejo de exploración convergente para reducir el
sobredimensionamiento de la lente (19) de reflector estática, en
sistemas de abertura grande o en aquéllos que funcionan en
longitudes de onda más cortas las aberraciones resultantes de este
técnica pueden ser muy bien lo suficientemente grandes, en
comparación con la longitud de onda, como para que sean
inaceptables.
Una técnica alternativa dirigida a eliminar
aberraciones ópticas inaceptables es reducir la potencia
convergente de la lente (19) de reflector estática e incorporar más
o toda la potencia convergente al disco giratorio (1). En esta
configuración los elementos de la lente (19) de reflector estática
son ahora planos o están mucho más cerca de ser planos.
El disco giratorio (1) necesita típicamente
corrección óptica adicional y ésta puede ser proporcionada por una
capa dieléctrica (65) aplicada a la superficie del disco giratorio
(1) en vez de por una placa correctora independiente. La capa
dieléctrica (65) y el disco giratorio subyacente mostraría
típicamente perfiles diferentes, siendo asféricas ambas superficies
del disco giratorio y del dieléctrico. El polietileno de alta
densidad es un material adecuado para la capa dieléctrica (65) en
un dispositivo de exploración de esta clase.
Esta forma de corrección óptica se conoce como
espejo de Mangin y se muestra en la figura 17. En este ejemplo, se
ha eliminado la lente (19) de reflector estática dado que todo la
potencia convergente del aparato de exploración se ha incorporado
al disco giratorio (1).
El espejo de Mangin giratorio ofrece ventajas
frente a una placa correctora estática convencional. Dado que la
capa dieléctrica (65) está fijada al disco giratorio (1), la
radiación incidente o reflejada nunca se produce a más de la mitad
del ángulo de incidencia normal que tal radiación guardaría con un
corrector fijo. En consecuencia, la corrección de aberraciones es
más eficiente que con una placa correctora fija para un diseño
idéntico en cualquier caso. Además, el espejo de Mangin giratorio
forma la pupila de entrada al dispositivo explorador y, por tanto,
no existe ni sobredimensionamiento ni desplazamiento de la
pupila.
Una ventaja adicional de la configuración de
espejo de Mangin es que las bocinas de alimentación (41) en la red
(40) de bocinas de alimentación están ahora apuntando hacia dentro,
permitiendo mayor espacio para colocar tras ellas componentes de
RF.
La figura 18 muestra una configuración compacta
de dispositivo de exploración que utiliza un disco giratorio (1)
que incorpora un espejo de Mangin y una lente (19) de reflector
plana estática. La finalidad principal de la lente de reflector
plana en esta configuración es plegar la trayectoria óptica para
hacer más compacto al sistema.
En cualquiera de las disposiciones mostradas en
las figuras 8, 9, 11, 13-16 o 18, pueden incluirse
en serie dos o más lentes (19) de reflector.
Para algunas aplicaciones, el aparato de
exploración cónico mostrado en las figuras 11 o 13 a 18 puede ser
preferido frente a las configuraciones de las figuras 8 y 9,
incluso a expensas de un patrón de exploración cónico más complejo.
En la práctica, la configuración preferida del aparato dependerá de
la aplicación particular en la cual haya de ser utilizado.
Aunque el aparato de exploración se ha descrito
en particular con referencia a la formación de imágenes por ondas
milimétricas, también puede ser aplicable a otros sistemas
radiométricos. Son bien conocidos la técnica de ondas de radio de
alta potencia transmitidas a una escena y el análisis de la
radiación transmitida de vuelta a un receptor de radar. Por
ejemplo, explorando la radiación transmitida de vuelta al receptor
de radar usando el aparato de exploración, se elimina la necesidad
de grandes elementos receptores móviles empleados en sistemas
radar. La radiación de entrada al aparato de exploración es, por
tanto, la radiación reflejada de la escena que se transmite a la
escena por el transmisor de radar. Para la finalidad de esta
memoria la frase "radiación de una escena" debe considerarse,
por tanto, que significa radiación emitida por una escena,
reflejada desde ella o transmitida desde ella.
Claims (23)
1. Un aparato para explorar radiación de entrada
procedente de una escena y para generar una radiación de salida
para formar una imagen en un plano de imagen, que comprende:
una placa reflectiva giratoria (1), que forma una
pupila de entrada al aparato, para recibir y reflejar radiación de
entrada, teniendo la placa reflectiva un eje de rotación (50) que
atraviesa sustancialmente el centro de la placa, en donde el eje de
rotación está inclinado según un ángulo \theta_{a} no nulo
respecto de la placa reflectiva (1) y la normal a la placa reflexiva
en el centro de rotación (50),
medios (3) para hacer girar la placa
reflectiva,
medios de enfoque (5; 55) para producir una
imagen en el plano de imagen, y
un detector (6; 30; 31) situado en el plano de
imagen,
caracterizado porque el aparato explora
radiación de ondas milimétricas o de ondas de radio, porque el
detector y el plano de imagen están curvados, y porque los efectos
convergentes sobre los medios de enfoque (5; 55) y la placa
reflectiva giratoria (1) cooperan con la curvatura del plano de
imagen para enfocar la imagen sobre el detector (6; 30; 31).
2. El aparato según la reivindicación 1, en el
que la placa reflectiva giratoria (1) es un reflector
sustancialmente plano.
3. El aparato según la reivindicación 1, en el
que la placa reflectiva giratoria (1) muestra un perfil cóncavo
para producir una imagen en el detector (6; 30; 31), incorporando
así la función de los medios de enfoque (55) en la placa reflectiva
giratoria (1).
4. El aparato según la reivindicación 1, en el
que los medios de enfoque (5; 55) comprende
una disposición de lente (19), capaz de
transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una
dirección de polarización particular y dispuesta para recibir tanto
radiación de entrada procedente de la escena como radiación de
entrada reflejada desde la placa giratoria (1), comprendiendo la
disposición de lente un primer elemento polarizante (20), para
transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que
tiene una dirección de polarización particular, teniendo el primer
elemento polarizante un primer eje de polarización y teniendo una
superficie sustancialmente plana, un segundo elemento (21) para
hacer girar la dirección de polarización de radiación en
sustancialmente 45º y un tercer elemento polarizante (22), para
transmitir selectivamente y reflejar selectivamente radiación que
tiene una dirección de polarización particular, teniendo el tercer
elemento polarizante un tercer eje de polarización y una superficie
sustancialmente esférica que tiene un centro de curvatura, C, y un
radio de curvatura, R, formando el tercer eje de polarización un
ángulo sustancialmente de 45º con el primer eje de polarización,
y
en donde (i) el eje de rotación (50) de la placa
atraviesa el centro de curvatura, C, y
(ii) la separación del primer elemento de
polarización y el centro de curvatura a lo largo del eje de
rotación y la separación entre el primer elemento polarizante y el
disco a lo largo del eje de rotación son sustancialmente
iguales,
siendo tal la disposición del aparato que se
minimizan en uso las aberraciones ópticas de la imagen formada en
el detector (6, 31).
5. El aparato según la reivindicación 4, y que
comprende además una red (40) de bocinas de alimentación (41),
formando parte las bocinas de alimentación de una superficie
esférica que tiene un radio de curvatura sustancialmente igual a R/2
y que es concéntrica con el tercer elemento polarizante (22).
6. El aparato según la reivindicación 4 o 5, y
que comprende además una red (30) de elementos (31) de
detector.
7. El aparato según la reivindicación 6, en el
que la red (30) de detectores forma parte de una cámara de
formación de imágenes por ondas milimétricas.
8. El aparato según la reivindicación 4, en el
que el primer elemento polarizante (20) es una rejilla plana de
hilos.
9. El aparato según la reivindicación 4, en el
que el tercer elemento polarizante (22) es una rejilla
sustancialmente esférica de hilos.
10. El aparato según la reivindicación 4, que
comprende dos o más disposiciones (19) de lente montadas en
serie.
11. El aparato según la reivindicación 3, y que
comprende además una capa dieléctrica (65) situada sobre la
superficie de la placa reflexiva giratoria (1) para formar una
configuración de espejo de Mangin giratoria destinada a
proporcionar corrección óptica.
12. El aparato según la reivindicación 11 y que
además comprende
una disposición de lente (19), capaz de
transmitir y enfocar selectivamente radiación que tiene una
dirección de polarización particular, situada entre la placa
reflectiva giratoria (1) y el detector (6; 30, 31) y dispuesta para
recibir tanto radiación de entrada procedente de la escena como
radiación de entrada reflejada desde la placa reflectiva giratoria
(1), comprendiendo la disposición de lente un primer elemento
polarizante (20), para transmitir selectivamente y reflejar
selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización
particular, teniendo el primer elemento polarizante un primer eje
de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana, un
segundo elemento (21) para hacer girar la dirección de polarización
de radiación en sustancialmente 45º y un tercer elemento
polarizante (22), para transmitir selectivamente y reflejar
selectivamente radiación que tiene una dirección de polarización
particular, teniendo el tercer elemento polarizante un tercer eje
de polarización y teniendo una superficie sustancialmente plana,
formando el tercer eje de polarización un ángulo de sustancialmente
45º con el primer eje de polarización,
siendo tal la disposición del aparato que se
reduce la trayectoria óptica dentro del aparato y se logra una
configuración compacta.
13. El aparato según la reivindicación 11 o la
reivindicación 12, en el que el perfil de la capa dieléctrica (65)
es diferente del perfil de la placa reflectiva giratoria (1).
14. El aparato según la reivindicación 13, en el
que la superficie de la capa dieléctrica (65) y la superficie de la
placa reflectiva giratoria (1) son asféricas.
15. El aparato según la reivindicación 4, y que
además comprende una placa correctora (60) situada entre la placa
reflectiva giratoria (1) y el tercer elemento polarizante (22) para
eliminar aberraciones esféricas de una imagen formada en la red
(30) de detectores.
16. El aparato según la reivindicación 15, en el
que la placa correctora (60) es un elemento de convergencia débil,
siendo tal la disposición que se puede reducir el diámetro de la
disposición (19) de lente.
17. El aparato según la reivindicación 16, en el
que la placa correctora (60) muestra un perfil convexo
asférico.
18. El aparato según la reivindicación 4 o la
reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es
un elemento de convergencia débil para eliminar aberraciones
esféricas de la imagen formada en la red (30) de detectores.
19. El aparato según la reivindicación 4 o la
reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es
un elemento de convergencia débil, siendo tal la disposición que se
puede reducir el diámetro de la disposición (19) de lente.
20. El aparato según la reivindicación 4 o la
reivindicación 15, en el que la placa reflectiva giratoria (1) es
un elemento de convergencia fuerte, siendo tal la disposición que
se puede reducir la potencia de convergencia de la disposición (19)
de lente.
21. El aparato según la reivindicación 19 o la
reivindicación 20, en el que la placa reflectiva giratoria (1)
muestra un perfil cóncavo asférico.
22. El aparato según la reivindicación 4 y que
también incluye un receptor de radar.
23. El aparato según la reivindicación 4, en el
que el ángulo de inclinación \theta_{a} está entre 1º y
20º.
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