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DE2614377A1 - Optoelektrischer detektor mit einem objektiv und einer modulationsvorrichtung - Google Patents

Optoelektrischer detektor mit einem objektiv und einer modulationsvorrichtung

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DE2614377A1
DE2614377A1 DE19762614377 DE2614377A DE2614377A1 DE 2614377 A1 DE2614377 A1 DE 2614377A1 DE 19762614377 DE19762614377 DE 19762614377 DE 2614377 A DE2614377 A DE 2614377A DE 2614377 A1 DE2614377 A1 DE 2614377A1
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DE
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optical
radiation
channel
detector according
detector
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DE19762614377
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DE2614377C3 (de
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Georges Couderc
Serge Ediar
Francis Jourdan
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
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    • GPHYSICS
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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Description

26U377
PATENTANWÄLTE
DIETRICH LEWINSKY
HEiNZ-JOACHiMHUBER 2, April 19/6
REINER PRiETSCH
MÖNCHEN 21 888l-IV/He.
GOTTHARDSTR.81
Thomson - CSF, BId. Haussmann 173, Paris (Prankreich)
"Optoelektrischer Detektor mit einem Objektiv und einer Modulationsvorrichtung"
Priorität vom 7. April 1975 aus der französischen Patentanmeldung 75 10741
Die Erfindung betrifft einen optoelektrischen Detektor mit einem Objektiv zur Bündelung der von dem überwachten Feld kommenden Strahlung, einer Vorrichtung zur Modulation der gebündelten Strahlung mittels Gittern, die abwechselnd lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Bereiche aufweisen und sich annähernd in der Brennebene des Objektivs in einer Richtung quer zu dessen optischer Achse verschieben, einer optischen Weiche zur Erzeugung zweier optischer Kanäle, einem ersten optischen Filter mit einem Durchlaßbereich gleichflem Auswerte- oder Nutzspektralbereich im ersten Kanal, einem zweiten optischen Filter mit einem Durchlaßbereich außerhalb desjenigen des ersten optischen Filters in dem zweiten Kanal, Mittel zur Photodetektierung der modulierten und gefilterten Strahlung und einer Verarbeitungsschaltung für die detektierten Signale.
Bei solchen Detektoren oder Lichtempfängern tritt häufig das Problem auf, daß neben der erwarteten Nutζstrahlung, die beispielsweise von einem in dem überwachten Feld befindlichen Ziel
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ORIGINAL INSPECTED
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stammt, eine unerwünschte Strahlung einfällt, die entweder direkt oder nach Reflexion von Störlichtquellen kommt. Die unerwünschte Strahlung wird von dem Detektor oder Lichtempfänger unter Umständen wie eine Nutzstrahlung empfangen und verarbeitet, sofern nicht gewisse Vorkehrungen zur Unterscheidung der Nutzstrahlung von der Störstrahlung getroffen sind.
Die Nutzstrahlung ist im allgemeinen sowohl hinsichtlich spektraler als auch räumlicher Verteilung bekannt, d.h., daß sie sich einerseits in einem für die Auswertung vorgesehenen Wellenlängenbereich befindet und daß andererseits das Bild des fraglichen Nutzobjektes, das durch das Eingangsobjektiv des Empfängers auf der photoempfindlichen Fläche eines Detektors gebildet wird, bestimmte Größenabmessungen besitzt.
Die Quellen unerwünschter Strahlung oder Störstrahlung können im Gegensatz zum Nutzsignal verschiedener Art sein. Sie umfassen beim Tagbetrieb insbesondere das Umgebungslicht großer Helligkeit, das entweder direkt oder nach Reflexion von der Sonne stammt. Die spektrale und räumliche Verteilung der Störlichtquellen sind im allgemeinen deutlich verschieden von der spektralen und räumlichen Verteilung der Strahlung, die dem Nutzobjekt entspricht.
Es ist bekannt, die einfallende Strahlung einer spektralen Filterung zu unterwerfen, um diejenige Strahlung zu beseitigen, die außerhalb der Auswertebandbreite liegt, die im allgemeinen schmal gewählt ist. Die spektrale Filterung kann mit Hilfe von im optischen Strahlengang liegenden Filtern erzielt werden.
Es ist darüber hinaus bekannt, die einfallende Strahlung mittels Gittern zu modulieren, die lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Bereiche unterschiedlicher Formen und Abmessungen
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aufweisen, wobei diese Formen und Abmessungen jedoch stets bestmöglich an die Form des Nutzbildes angepaßt sind, um eine geeignete räumliche Filterung zu erzielen. Die Gitter und das Bild werden relativ zueinander verschoben und zwar entweder indem man die Gitter vor dem festen Bild des Feldes vorbeiwandern läßt oder indem man umgekehrt das Bild des Feldes durch Verschiebung der Feldachse wandern läßt, während die Gitter feststehen. Diese Relativbewegung erzeugt eine bestimmte Modulation der detektierten Signale und die Empfangsschaltung hinter dem Detektor umfaßt eine geeignete Verarbeitungsschaltung, um eine zeitliche Filterung durchzuführen, die an die zeitliche Form der Nutzsignale angepaßt ist. Die angepaßte Filterung kann mittels selektiver Verstärker oder mittels Korrelatoren erfolgen.
Bei solchen optoelektrischen Detektoren wird der größte Teil der unerwünschten Signale auf diese Weise entfernt; jedoch wird eine Störstrahlung, die auf die Bildebene auffällt und ein Bild mit denselben Abmessungsmerkmalen wie sie das Nutzbild aufweist, in derselben Weise/ein Nutzsignal detektiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optoelektrischen Detektor zu schaffen, der diesen Nachteil vermeidet und praktisch sämtliche Fehldetektierungen, die auf verschiedene StorStrahlungen zurückgehen könnten, ausschließt.
Die Lösung dieser Aufgabe sowie vorteilhafte Ausführungsformen eines optoelektrischen Detektors nach der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.
In der Zeichnung ist ein optoelektrischer Detektor nach der Erfindung anhand von beispielsweise gewählten Ausführungsformen und erläuternden Diagrammen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Detektors nach
. der Erfindung,
-M-
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Pig. 2 und 3 eine räumliche Darstellung eines Nutzsignales und eines Störsignales in Höhe der Gitterebene,
Fig. k und 5 Diagramme der im Fall der Fig. 2 und 3 detektierten Signale,
Fig. 6 die spektrale Verteilung der Signale und der verwendeten optischen Vorrichtungen,
Fig. 7 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Detektors, Fig. 8 und 9 Ausführungsbeispiele für Filtervorrichtungen,
Fig.10 und 11 Schemazeichnungen einer zweiten Ausführungsform des Detektors,
Fig.12 ein Schema einer dritten Ausführungsform des Detektors,
Fig.13 und 14 Diagramme von Signalen, wie sie bei der Ausführungsform nach Fig. 12 auftreten und
Fig.15 und 16 Ausführungsbeispiele für die Modulationsgitter.
In dem vereinfachten Blockdiagramm der Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile des optoelektrischen Detektors der in Rede stehenden Art dargestellt, der einen optischen Empfänger 1 in Verbindung mit einem planen Photodetektor 2, Modulationseinrichtungen für die empfangene Strahlung mit Hilfe der Gitter 3 und Verarbeitungseinrichtungen 4 für die detektierten, modulierten Signale umfaßt.
Ein solcher optoelektrischer Detektor arbeitet wie folgt. Der optische Empfänger 1 umfaßt mindestens ein Objektiv 10 und eine Filteranordnung 11. Das Empfangsfeld wird durch den Empfän-
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ger 10 und die Detektorvorrichtung 2 festgelegt, wobei die Randstrahlen des Feldes in der Pigurenebene mit Rl und R2 bezeichnet sind. Die optische Achse Z bildet die Richtachse oder Peldachse. Die Ziele oder Objekte, die sich im überwachten Feld befinden, sind im allgemeinen hinreichend weit entfernt, um die entsprechende, empfangene Strahlung als paralleles Bündel ansehen zu können und die Gitter 3 liegen etwa in der Bildbrennebene des Objektives 10, auf die die einfallenden Strahlen fokussiert werden. Somit wird das Bild eines in dem Feld beispielsweise in der angegebenen Richtung Dl liegenden, strahlenden Zieles in der Ebene der Gitter 3 abgebildet. Die Filtervorrichtung 11 umfaßt ein selektives optisches Filter, dessen Bandbreite oder Durchlassbereich der beabsichtigten Auswertung entspricht, d.h. derjenigen der voraussichtlich von dem oder den erwarteten Zielen kommenden Strahlung. Der Mittelpunkt der Detektorebene 2 liegt im allgemeinen auf der optischen Achse Z und die Detektorebene 2 selbst liegt in einer Parallelebene zu derjenigen der Gitter 3 und nahe den letzteren. Der Durchmesser des Bildfleckes auf der Ebene 3 steht in Beziehung zu den Abmessungen der lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereiche längs der Verschiebungsachse Y zur Erzielung der gewünschten Modulation. Der Einfachheit halber wird im folgenden davon ausgegangen, daß die Gitter aus untereinander parallelen Streifen bestehen, die in der Y-Achse der Verschiebung, rechtwinklig zur Achse Z, aneinandergrenzen, was aber keineswegs notwendig so sein muß. Bei dieser Auslegung besitzen die Streifen eine Breite P in der Y-Richtung, die etwa gleich dem Durchmesser des Nutzbildes festgelegt ist. In den Fig. 2 und 3 sind abwechselnd lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Streifen dargestellt, die das Äquivalent einer sinuidalen Modulation erzeugen; ein liehtundurchlässiger Streifen folgt auf einen lichtdurchlässigen Streifen äquivalent einer Sinuide und die entsprechende Abmessung 2P in der Y-Richtung wird daher als Gitterweite oder Raster der Gitter bezeichnet. Selbstverständ-
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lieh kann die Verteilung der Streifen eine andere sein und insbesondere können zur Erzeugung einer einem pseudo-zufälligen Kode folgenden Modulation mehrere lichtundurchlässige Streifen oder mehrere lichtdurchlässige Streifen der Breite P unmittelbar aneinandergrenzend aufeinanderfolgen. Die Relativbewegung zwischen den Gittern und dem Bild wird im allgemeinen durch Verschiebung der Gitter in der Y-Richtung ihrer Ebene mittels symbolisch dargestellten Antriebseinrichtungen 5 erzeugt; eine andere Lösung besteht darin, die Achse Z durch Drehung des optischen Empfängers 1 um eine zur Ebene der Figur senkrechte Achse abwechselnd zu neigen. Die Verarbeitungsschaltung umfaßt Verstärkerschaltungen 6 und Filterschaltungen 7· Die Filterung ist an die erzeugte Modulation angepaßt. Die Detektorvorrichtung 2 kann mehrere Detektorelemente in Verbindung einer Gitteranordnung oder gegebenenfalls ein Detektorelement in Verbindung mit mehreren Gitteranordnungen umfassen. Die angepaßte Filterung kann durch Anwendung optoelektrischer Korrelationsverfahren erzielt werden. Das bei 8 erzeugte Nutzsignal wird einer Auswertungsschaltung 9 zugeführt, die in Abhängigkeit vom beabsichtigten Anwendungsfall ausgelegt ist. Die Auswertungsschaltung 9 kann beispielsweise für die Sichtbarmachung, die winkelmäßige Ortung oder die automatische Verfolgung ausgelegt sein.
Der optische Empfänger 1 ist so ausgebildet, daß er zwei Bilder des beobachteten Feldes erzeugt, die in der Y-Richtung in der Ebene der Gitter um einen Betrag gleich der Abmessung P oder dem halben Rastermaß der Gitter, wie es zuvor definiert wurde, erzeugt, welche Bilder jeweils eine ganz bestimmte Helligkeit haben, je nachdem, ob sie dem erwarteten Strahlungsspektrum entsprechen oder nicht. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen jeweils den Fall eines Nutzbildes und denjenigen eines Störbildes gleicher AbemessüQg.Das Nutzbild Il (Fig. 2), das von einem erwarteten Ziel stammt, wird durch den optischen Empfänger 1 verdoppelt, der ein zweites Bild 12 entwirft, das eine
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geringe Helligkeit besitzt, so daß das entsprechende, detektierte Signal Sl (Fig. 4) im wesentlichen von demjenigen gebildet wird, das sich aus dem Bild II, moduliert durch die Gitter 3, ergibt. Im Fall einer Störstrahlung gemäß Fig. 3 wird das Bild 13 durch den optischen Empfänger zu 14 verdoppelt und diese Bilder besitzen etwa die gleiche Helligkeit, so daß das entsprechende, detektierte Signal S2 (Fig. 5) praktisch keine Modulation besitzt. Der optoelektrische Detektor ist auf diese Weise in der Lage, den Stör- oder Nutzcharakter von Bildern zu unterscheiden, die dieselbe räumliche Verteilung besitzen, d.h. die dieselben Abmessungseigenschaften haben.
Dieses Ergebnis wird durch optische Filterung in jedem der beiden zur Erzielung der zwei Bilder erzeugten optischen Kanäle erreicht, wobei der eine Kanal als Nutzkanal und der andere als Hilfskanal bezeichnet werden und eine bestimmte Dämpfung für die den Hilfskanal durchlaufende Strahlung erzeugt wird. Die Kurven der Fig. 6 veranschaulichen diese Arbeitsweise. Fig. 6a zeigt die Spektralverteilung SU der erwarteten Nutzsignale und die voraussichtliche Spektralverteilung SP der vorherrschenden StörStrahlungen wie etwa der Sonnenstrahlung im Fall eines Tagbetriebes. Die Kurven 6b und 6c sind die Durchlaßkurven Cl und C2 der in die zwei Kanäle eingefügten Filter, von denen das eine den Durchlaßbereich dAl für die Auswertung und entsprechend dem Nutzspektrum SU mit der Mittenwellenlänge Al hat, während das andere den Durchlaßbereich άλ2 mit der Mittenwellenlänge Ä2 hat. Der Durchlaßbereich αλ2 ist außerhalb des Durchlaßbereiches αλί des Nutzsignales in einem Spektralbereich gewählt, in dem das Nutzsignal praktisch keine Strahlung besitzt. Eine Dämpfungseinrichtung ist in dem Hilfskanal eingefügt. Die Breite des Durchlaßbereiches dA2 des Filters in dem Hilfskanal und die Dämpfung der Dämpfungsvorrichtung sind so festgelegt, daß sich ein Gleichgewicht der Hellig-
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keiten oder Lichtintensitätspegel im Hilfskanal und im Nutzkanal für die Störstrahlung des Spektrums SP ergibt.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des optoelektrischen Detektors. Die Mittel zur Erzeugung einer optischen Trennung in zwei Kanäle bestehen aus einem Ablenkprisma 15, das in einen Teil der Eintrittspupille des optischen Empfängers eingeschoben ist. Die einfallende, auf das Prisma treffende Strahlung bildet den Hilfskanal; sie wird durch das Prisma abgelenkt und durch das Objektiv 10 fokussiert und besitzt in Höhe der Gitter 3 den gewünschten Abstand P. Die optische Filterung umfaßt ein Filter 11a für den Hilfskanal und ein Filter 11b für den Nutzkanal, deren Durchlaßbereiche den Kurven C2 bzw. Cl entsprechen. Fig. 8 zeigt diese Filter gesehen in Richtung der Z-Achse. Die Teile lla und 11b sind in geeigneter Weise gehaltert, z.B. mittels eines nichtdargesteilten, am Umfang angeordneten mechanischen Trägers. Im dargestellten Beispiel nimmt das Filter lla die Hälfte der Eintrittspupille ein; der überdeckte Bereich kann jedoch größer oder kleiner sein, wie im zweiten Beispiel der Fig. 9 dargestellt, wobei dann natürlich das zugeordnete Prisma entsprechend dimensioniert sein muß. Die Dämpfungsmittel bestehen aus einer im Strahlengang des Hilfskanals liegenden Glasplatte 16, die auf einer Fläche eine Schicht oder einen Belag 17 mit einem ganz bestimmten Absorbtiönskoeffizienten hat. Der Belag 17 kann durch Niederschlag nach bekannten Verfahren erzielt werden. Dieser Belag kann aber auch ebenso gut auf einer der beiden Großflächen des im Strahlengang befindlichen Prismas 15 aufgebracht sein und die Glasplatte 16 entfällt dann. Der Durchlaßbereich dA2 des Filters lla des Hilfskanals ist im allgemeinen *hinreichend klein gewählt. Demzufllge dispergiert das Prisma die Wellen im Durchlaßbereich d^2 nicht und wirkt daher nur als Ablenkorgan.
Die Fig. 10 und 11 veranschualichen eine zweite Ausführungsform des opt©elektrischen Detektors. Hier sind zwei Objektive
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10a und 10 b vorgesehen, deren jedem ein Filter 11a bzw. 11b zugeordnet ist. Der Hilfskanal umfaßt die Elemente 10a,11a, einen reflektierenden Spiegel 20 und einen dichroitischen Spiegel 21. Die optische Achse Zl des Hilfskanal ist parallel zur optischen Achse Z des Nutzkanals. Die Ebenen der Spiegel 20, 21 verlaufen parallel und in einer Neigung von 45° (Fig. 10) gegen die Richtung der entsprechenden optischen Achsen und sind längs dieser optischen Achsen zur Erzielung der gewünschten Verschiebung^ verschoben. Der Spiegel 21 läßt die von den Elementen 10b und 11b kommende, auf seine erste Fläche auffallende Strahlung durch und reflektiert die nach Durchlaufen der Elemente 10a, 11a und Reflexion an dem Spiegel 20 auf seine zweite Fläche auftreffende Störstrahlung. Ganz ähnlich ist die in Fig. 11 dargestellte Ausführungsform, bei der die Verschiebung durch eine von der Neigung des Spiegels 21 gegen die Achse Z abweichende Neigung des Spiegels 20 gegen die Achse Zl erhalten wird. Die Dämpfung in dem Hilfskanal kann mittels einer Absorbtionsschicht 17 (Fig. 11) wie im Fall der Fig. 7 oder unter Verwendung einer Blende 22 (Fig.10) erzielt werden. Die Objektive 10a und 10b sind so ausgelegt, daß sie in Verbindung mit dem Photodetektor 2 dasselbe Gesichts- oder Empfangsfeld erfassen.
Eine dritte Ausführungsform ist in Fig. 12 dargestellt, bei der die beiden optischen Kanäle getrennt erzeugt werden, wobei der Photodetektor 2 und die Gitter 3 in doppelter Anzahl vorhanden sind und die Anordnung so gewählt ist, daß sich zwischen dem Gitter 3a des Hilfskanales und dem Gitter 3b des Nutzkanales eine Lageverschiebung gleich P ergibt. Die detektierten Signale werden einer Summierschaltung 25 zugeführt. Sofern die Photoelemente 2a und 2b jeweils aus mehreren Einzelphotodetektoren zusammengesetzt sind, sind ebensoviele Summierschaltungen vorgesehen. Die Arbeitsweise veranschaulichen die Kurven der Fig.13 und Ik jeweils für den Fall eines Störsignales und den Fall eines
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Nutzsignales; die Fig. 13a und l4a entsprechen dem in dem Nutzkanal detektierten Signal, die Kurven 13b und l4b entsprechen dem in dem Hilfskanal detektierten Signal und die Kurven 13c und l4c dem entsprechenden, vom Ausgang der Summierschaltung 25 gelieferten Signal. Es ergibt sich, daß unter den Bedingungen eines durch das Dämpfungsglied 16, 17 erzielten guten Gleichgewichts, also einer Gleichverteilung, die Modulation zufolge der verschobenen Gitter praktisch unverändert im Fall - eines Nutzsignales bestehen bleibt und im Fall eines Störsignales wegen der Phasenverschiebung der Signale 13a> 13b praktisch beseitigt ist.
Die Gitter 3 des optoelektrischen Detektors können in bekannter Weise z.B. mittels optischer Spuren auf einer sich drehenden Scheibe oder Trommel verwirklicht werden. Fig. 15 zeigt als Beispiel eine Spur 30 auf einer Scheibe 31» die in gleichmäßige Drehung in Richtung des Pfeiles F um ihre Achse versetzt wird. Die gegeneinander verschobenen Gitter 3a und 3b können in diesem Fall durch Auswahl von zwei Detektionsbereichen 32 und 33, die gegeneinander um den gewünschten Betrag P verschoben sind, erzeugt werden. Wenn beispielsweise die Spur 30 einen pseudozufälligen, sich mindestens einmal wiederholenden Kode wiedergibt, dann entspricht die Verschiebung der Bereiche 32 und 33 gegeneinander längs der optischen Spur einer Kodelänge, vermehrt um die Länge P eines Binärwertes bzw. einer Binärziffer des Kodes.
Selbstverständlich sind auch noch andere Formen der Streifen zur Bildung der verschiedenen Gitterbereiche als in Fig. 15 dargestellt, möglich. Fig. 16 zeigt beispielsweise eine fischgrätartige Ausführung, die die Unterscheidung von langen Störsignalen von einem Nutzsignal erlaubt, wenn diese Störsignale ein Bild 40 erzeugen, das länger als das Bild 4l des Nutzsignales in der X-Richtung ist, das jedoch dieselbe Abmessung wie das Bild des Nutzsignales in der Y-Richtung hat.
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Die Filter und die Dämpfungsvorrichtung können in der Eintritt spupille wie in Fig. 7 dargestellt angeordnet oder auch hinter dem entsprechenden Objektiv gemäß Fig. 11 vorgesehen sein.
Die Unterscheidung der Störstrahlung basiert auf dem Spektrum SP der erwarteten, vorherrschenden Störstrahlung (Fig. 6a), im allgemeinen dem Sonnenspektrum. Man könnte aber auch den in der Praxis außerordentlich seltenen Fall annehmen, daß eine Störquelle in einem außerhalb des Durchlaßbereiches dA2 (Fig. 6a) liegenden, jedoch den Durchlaßbereich dAl des Nutzspektrums überdeckenden Spektrum strahlt und die Abmessungen des Nutzbildes besitzt. Eine solche Quelle entspricht den Detektionskriterien eines Nutzsignales. Um eine entsprechende Fehldetektierung zu vermeiden, kann der optoelektronische Detektor mit zusätzlichen Filter- und Dämpfungsmitteln versehen werden oder es kann die Zahl der Kanäle vervielfacht werden. Beispielsweise können mehrere Filter zur Bildung des Hilfskanales verwendet werden, von denen eines die Charakteristik der Fig. 6c hat und eines oder mehrere anderen Bereichen des Wellenlängenspektrums entsprechen. Bei einem Aufbau der in Fig. dargestellten Art beispielsweise kann der rechte, obere Quadrant einen Filter mit dem Durchlaßbereich dÄ2 (Fig. 6c) und der linke, obere Quadrant ein Filter mit einem außerhalb des Durchlaßbereiches dAl des Nutzsignales liegenden Durchlaßbereich mit einer Mittenwellenlänger größer als A4 (Fig. 6a) entsprechen*.
Unter Berücksichtigung dessen, daß der ausgewertete Spektralbereich αλί schmal ist und daß die verschiedenen, vorhersehbaren Störstrahlungsquellen ein sehr breites Spektrum besitzen, sind derartige Ergänzungen praktisch kaum erforderlich.
Insgesamt sind zahlreiche Ausführungsformen möglich, die stets darauf beruhen, das Bild des beobachteten Feldes zu verdoppeln,
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wobei die zwei Bilder um einen bestimmten Betrag in der Verschiebungsrichtung verschoben sind und die Lichtenergiepegel für eine erwartete Störstrahlung angeglichen werden oder ins Gleichgewicht gebracht werden, wobei diese Störstrahlung eine dimensionsmäßige Verteilung analog derjenigen des Nutzbildes in der Verschiebungs- oder Ablaufrichtung aufweist und die
spektrale Verteilung der Störstrahlung die selektiven Durchlaßbereiche jedes der zwei erzeugten optischen Kanäle überdeckt
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Claims (10)

  1. 26H377
    PATENTANWÄLTE *S « ...
    DIETRICH LEWtNSKY t *· npni UT/ö
    HcINZ-JOACHiMHUBER 888l Iv/H
    REINER PRIETSCH
    MÖNCHEN 2 1
    GOTTHARDSTR.81
    Thomson - CSF
    Patentansprüche:
    Optoelektrischer Detektor mit einem Objektiv zur Bündelung der von dem überwachten Feld kommenden Strahlung, einer Vorrichtung zur Modulation der gebündelten Strahlung mittels Gittern, die abwechselnd lichtdurchlässige und lichtundruchlässige Bereiche aufweisen und sich annähernd in der Brennebene des Objektivs in einer Richtung quer zu dessen optischer Achse verschieben, einer optischen Weiche zur Erzeugung zweier optischer Kanäle, einem ersten optischen Filter mit einem Durchlaßbereich gleich dem Auswerte- oder Nutzspektralbereich im ersten Kanal, einem zweiten optischen Filter mit einem Durchlaßbereich außerhalb desjenigen des ersten optischen Filters in dem zweiten Kanal, Mittel zur Photodetektierung der modulierten und gefilterten Strahlung und einer Verarbeitungsschaltung für die detektierten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Weiche in Verbindung mit dem Objektiv (10) zwei Bilder des Feldes erzeugt, nämlich eines für jeden optischen Kanal, die in der Ebene der Gitter (3) in der Richtung (Y) quer zur optischen Achse um einen Betrag (P), der annähernd gleich dem Durchmesser des erwarteten Nutzbildes ist, gegeneinander verschoben sind, und daß die lichtdurchlässigen und die lichtundurchlässigen Bereiche in derselben Richtung eine Abmessung gleich einem ganzzahligen Vielfachen, mindestens jedoch gleich dem Einfachen dieses Durchmessers haben und daß Einrichtungen zur Herstellung eines Gleichgewichts der Lichtintensitätspegel in den zwei Kanälen für eine einfallende Strahlung mit einer jeden der beiden Durch-
    - 2 609843/0797
    laßberelche der Filter überdeckenden, spektralen Verteilung vorgesehen sind, wobei das Objektiv (10) die Filter (11a und lib) und die Gleichgewichtseinrichtungen einen optischen Empfänger (1) im Strahlengang vor dem Modulator (3 bis 5) bilden.
  2. 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Weiche ein Ablenkprisma (15) im Strahlengang der einfallenden Strahlung zum Auffangen eines Teiles dieser Strahlung und zur Erzeugung eines abgelenkten Strahlenbündels entsprechend dem zweiten optischen kanal umfaßt, und daß die Mittel zur Photodetektierung einen planen Photodetektor (2) hinter der Gitterebene umfassen (Fig. 7)·
  3. 3. Detektor nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv und die optische Weiche gemeinsam aus zwei Linsen (10a, 10b) zur Erzeugung zweier paralleler Kanäle, einem reflektierenden Planspiegel (20) im zweiten Kanal und einem dichroitischen Planspiegel (21) im ersten Kanal annähernd parallel zu dem reflektierenden Planspiegel bestehen.
  4. 4. Detektor insbesondere nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Objektive (1Oa3 10b) zur optischen Aufteilung in zwei Kanäle vorgesehen sind, daß jedem Objektiv eine Gitterebene (3a, 3b) und ein Photodektor (2a, 2b) zugeordnet sind, daß die Gitterebenen gegeneinander um einen Betrag
    (P) annähernd gleich der minimalen Bildabmessung verschoben sind und daß die Photodetektoren mit einer Suramierschaltung (25, Pig· 12) verbunden sind.
  5. 5. Detektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung eines Gleichgewichtes eine Schicht (17) bestimmter Absorbtion in dem zweiten optischen Kanal umfassen.
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    26U377 ff
  6. 6. Detektor nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (17) auf einer Platte (16) aus transparentem Werkstoff aufgebracht ist.
  7. 7. Detektor nach Anspruch 2 und dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf einer Fläche des Ablenkprismas aufgebracht ist.
  8. 8. Detektor nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (lib) und das zweite (lla) Filter jeweils einen bestimmten Teil der Eintrittspupille des Objektivs bedecken.
  9. 9. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter aus in der Verschiebungsrichtung aneinandergrenzenden Streifen zur Erzeugung mindestens einer Modulationsspur bestehen und die Mittel zur Photodetektierung mindestens ein Photodetektorelement umfassen.
  10. 10. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignal einer an das Anwendungsgebiet angepaßten Auswertungsschaltung (9) zugeführt wird.
    • 609843/079 1
DE2614377A 1975-04-07 1976-04-02 Optoelektrischer Detektor mit einem Objektiv und einer Modulationsvorrichtung Granted DE2614377B2 (de)

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DE2614377A1 true DE2614377A1 (de) 1976-10-21
DE2614377B2 DE2614377B2 (de) 1978-08-17
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