I sistemi optoelettronici possono essere utilizzati in diversi campi, tra cui la sorveglianza, la difesa, l'industria, l'agroalimentare, la sanità, ecc. È quindi essenziale caratterizzarli in laboratorio.

Introduzione

In questo articolo si illustra come caratterizzare un sistema optronico (sensori termici e visibili) in laboratorio. L'obiettivo è quantificare le prestazioni di una telecamera. Quando parliamo di una telecamera, in realtà parliamo dell'intera catena dell'immagine: ottica, sensore, elettronica di acquisizione e conversione, elaborazione delle immagini, schermo e persino l'occhio dell'osservatore!

Si noti che non entreremo nel dettaglio dei parametri misurati, poiché non è lo scopo di questo articolo. Tuttavia, saranno documentati per coloro che desiderano saperne di più.

Apparecchiature utilizzate per la caratterizzazione di un sistema optronico

Per caratterizzare un sistema optronico è generalmente necessario un banco ottico composto dai seguenti componenti:

• un tavolo ottico, montato su 4 piedini ammortizzatori
• un collimatore con una lunga lunghezza focale (tipicamente F=1000 mm) e un grande diametro della pupilla d'uscita (per esempio D=145 mm)
• una ruota per bastoni motorizzata a sei posizioni con i seguenti bastoni:
  • due mire a foro con diametro di 0,3 e 1 mrad per la misurazione dell'asse ottico
  • due mirini inclinati verticali e orizzontali a mezza luna per la misurazione della MTF
  • un modello di prova quadrato 15×15 mrad per la misura della NETD
  • un modello di prova MRTD con diverse frequenze di 0,5, 1, 1,5, 2,5 e 4 cy/mrad
• un blackbody assoluto e differenziale comprendente una testa trasmittente e un controllore per la gestione dei setpoint di temperatura
• un armadio elettronico per controllare e alimentare tutte le apparecchiature elettriche

Metodi e misure effettuate sul banco ottico

Il principio è lo stesso per tutti i parametri: il collimatore viene utilizzato per ottenere un'immagine di un bersaglio sul sensore (considerato all'infinito). Il modello è illuminato da una sorgente luminosa omogenea per i sensori visibili, o dal corpo nero per i sensori a infrarossi. L'elaborazione digitale viene quindi utilizzata per elaborare automaticamente le immagini ed estrarre i dati necessari per l'interpretazione standard dell'operatore, in base al segnale percepito.

Su questo tipo di banco ottico è utile misurare un certo numero di parametri in funzione della banda spettrale, come :

• NETD(differenza di temperatura equivalente al rumore)
• FOV(campo visivo)
• MTF(Funzione di trasferimento della modulazione)
• MRTD(Differenza minima di temperatura risolvibile)
• NUC(Correzione di non uniformità)
• RMS(quadrato medio)
• distorsione ottica
• allineamento ottico e meccanico

In genere, quando si caratterizza un sistema optronico, tutte queste misure vengono eseguite in successione per affinare la comprensione del sistema e determinarne le specifiche precise. Ad esempio, quando si risponde a un bando di gara basato sulle specifiche, questo è il modo migliore per giustificare gli aspetti tecnici del sistema proposto.

Le curve sperimentali possono quindi essere confrontate con quelle teoriche. Ad esempio, il grafico seguente mostra le curve MTF teoriche per un sistema, le sue ottiche e il rivelatore. È quindi facile sovrapporre la misura sperimentale della MTF e confrontarla con la curva gialla. In questo modo, è possibile giudicare la qualità del sistema in base ai suoi parametri intrinseci.

Conclusione

Spero che ora siate convinti che queste misure sono essenziali per caratterizzare un sistema optronico che opera nello spettro della luce visibile o dell'infrarosso.

Nel campo della sorveglianza e della difesa militare, le misure MRTD possono essere utilizzate per stimare sperimentalmente le distanze di rilevamento, ricognizione e identificazione (DRI) sulla base di un obiettivo specifico.

Se siete interessati a un servizio di caratterizzazione dei sistemi optronici, sappiate che disponiamo delle attrezzature e del know-how necessari. Perché non contattarci?

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