BE1023494B1 - Détection d'impulsions d'équipement de désignation laser - Google Patents

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Abstract

Un détecteur d'impulsions d'équipement de désignation laser inclut un photo-détecteur InGaAs configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques. Un circuit intégré de lecture (« Read Out Integrated Circuit » ou ROIC) est fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner des signaux électriques à partir du photo-détecteur InGaAs. Le ROIC peut être fonctionnellement connecté à un dispositif périphérique incluant un ou plusieurs modules configurés pour traiter des signaux à partir du ROIC et fournir une détection, un décodage et une poursuite d'impulsion. Dans un autre aspect, un détecteur d'impulsions d'équipement de désignation laser inclut un réseau bidimensionnel de photo-détecteurs configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques. Un ROIC tel qu'il est décrit ci-dessus est fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photo-détecteurs.

Description

DÉTECTION D’IMPULSIONS D’ÉQUIPEMENT DE DÉSIGNATION LASER
CONTEXTE DE L’INVENTION 1. Domaine de l’invention
La présente divulgation concerne la désignation laser, et plus particulièrement la détection de signatures laser à impulsions à partir d’équipements de désignation laser à impulsions. 2. Description de la technique connexe
Une variété de dispositifs et de procédés sont connus dans la technique pour la poursuite de point laser. Un système de désignation laser classique inclut un équipement de désignation laser, qui est utilisé pour éclairer ou colorer un objet d’intérêt. L’équipement de désignation laser émet des impulsions laser dans un train d’impulsions prédéterminé selon le réglage tel qu’il est désigné par l’utilisateur. Un dispositif de poursuite peut détecter le point laser et le poursuivre.
De tels procédés et systèmes classiques ont généralement été considérés satisfaisants pour leur objectif prévu. Cependant, il existe toujours une nécessité en ce qui concerne une détection améliorée d’impulsions d’équipement de désignation laser. La présente divulgation propose une solution pour cette nécessité.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
Un détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser inclut un photo-détecteur Indium Gallium Arséniure (InGaAs) configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques. Un circuit intégré de lecture (« Read Out Integrated Circuit » ou ROIC) est fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner des signaux électriques à partir du photo-détecteur InGaAs.
Le photo-détecteur InGaAs peut être configuré pour recevoir des longueurs d’onde allant jusqu’à et incluant 1 700 nm. Par exemple, il est envisagé que le photo-détecteur InGaAs puisse être configuré pour détecter de la lumière laser de 1 064 nm de longueur d’onde et/ou de I 550 nm de longueur d’onde,
Le RO IC peut être fonctionnellement connecté à un dispositif périphérique qui inclut un ou plusieurs modules électroniques configurés pour traiter des signaux à partir du ROIC et fournir une détection, un décodage, et une poursuite d’impulsions. Le ROIC peut être configuré pour lire à partir du photo-détecteur InGaAs à une fréquence de 20 kHz. Il est également envisagé que le ROIC puisse être fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner les signaux électriques pour détecter, poursuivre, et décoder de multiples points laser simultanément dans un module séparé. Un ensemble filtre peut être optiquement couplé au photo-détecteur InGaAs pour améliorer le rapport signal/bruit.
Dans un autre aspect, un détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser inclut un réseau bidimensionnel de photo-détecteurs configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques. Un ROIC est fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photo-détecteurs pour conditionner des signaux à partir du réseau bidimensionnel pour détecter, poursuivre, et décoder des codes à impulsions dans les signaux électriques dans un module séparé.
Le réseau bidimensionnel de photo-détecteurs peut inclure une pluralité de rangées et une pluralité de colonnes de photo-détecteurs, Par exemple, le réseau bidimensionnel peut inclure au moins un réseau de 32 par 32 de photo-détecteurs. Le réseau bidimensionnel de photo-détecteurs peut inclure InGaAs. L’InGaAs peut être configuré pour recevoir des longueurs d’onde allant jusqu’à et incluant 1,7 micron. Un ensemble filtre peut être optiquement couplé au réseau bidimensionnel de photo-détecteurs pour améliorer le rapport signal/bruit.
Le ROIC peut posséder une cadence de prises de vues d’au moins 20 000 vues par seconde pour lire des vues à partir du réseau bidimensionnel de photo-détecteurs. Il est envisagé que le ROIC puisse être fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photodétecteurs pour poursuivre et décoder de multiples points laser simultanément.
Celles-ci et d’autres caractéristiques des systèmes et procédés de la présente divulgation deviendront plus évidentes, pour l’homme du métier, à partir de la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés, considérée conjointement avec les dessins.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Afin que l’homme du métier auquel la présente divulgation appartient comprenne facilement la manière de réaliser et d’utiliser les dispositifs et procédés de la présente divulgation sans expérimentation excessive, des modes de réalisation préférés de celle-ci vont être décrits en détail dans les présentes ci-dessous en référence à certaines figures, sur lesquelles : la figure 1 est une vue schématique d’un mode de réalisation illustratif d’un détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser construit conformément à la présente divulgation, représentant un équipement de désignation laser et une cible ; la figure 2 est une vue schématique du détecteur d’impulsions de la figure 1, représentant le réseau de plan focal (« Focal Plane Array » ou FPA) avec un réseau bidimensionnel de pixels ; et la figure 3 est une vue schématique du réseau de plan focal de la figure 2, représentant deux points laser sur le réseau bidimensionnel de pixels.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Référence est à présent faite aux dessins sur lesquels des numéros de référence identiques identifient des caractéristiques ou aspects structuraux similaires de la présente divulgation. Dans les buts d’explication et d’illustration, et non de limitation, une vue partielle d’un mode de réalisation illustratif de détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser conformément à la divulgation est représentée sur la figure 1 et est désignée généralement par le caractère de référence 100. D’autres modes de réalisation de détecteurs d’impulsions conformément à la divulgation, ou des aspects de ceux-ci, sont fournis sur les figures 2 et 3, tels qu’ils seront décrits. Les systèmes et procédés décrits dans les présentes peuvent être utilisés pour détecter et décoder des signaux laser à impulsions.
Une cible 10 peut être éclairée, ou colorée, par un équipement de désignation laser 20.
Sur la figure 1, le faisceau laser incident à partir de l’équipement de désignation laser 20 est identifié avec le caractère de référence 30. Une portion du faisceau 30 est réfléchie à partir de la cible, comme cela est indiqué par la ligne pointillée sur la figure 1. Le détecteur 100 reçoit une portion du laser réfléchi à partir de la cible 10. L’équipement de désignation laser 20 peut appliquer des impulsions sur le faisceau 30 avec un code prédéterminé, et les impulsions reçues par l’équipement de désignation laser 100 peuvent être décodées pour fournir des informations de cible à une personne ou un système utilisant le détecteur 100,
En référence à présent à la figure 2, le détecteur 100 inclut un réseau bidimensionnel 102 de photo-détecteurs, à savoir, des pixels dans un réseau de plan focal (« Focal Plane Array » ou FPA), configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques. Un circuit intégré de lecture (« Read-Out Integrated Circuit » ou ROIC 104) est fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel 102 de photo-détecteurs pour conditionner des tensions et signaux électriques à partir du réseau bidimensionnel 102 pour détecter, poursuivre, et décoder des codes à impulsions dans des signaux électriques à partir du réseau bidimensionnel 102 dans un module séparé.
Le réseau bidimensionnel 102 de photo-détecteurs inclut une pluralité de rangées et une pluralité de colonnes de photo-détecteurs. L’homme du métier appréciera facilement qu’une quelconque géométrie de réseau puisse être utilisée, et que le réseau rectangulaire représenté schématiquement sur les figures 2 et 3 soit seulement un exemple, il est envisagé qu’un réseau bidimensionnel approprié 102 puisse inclure au moins un réseau de 32 par 32 de photodétecteurs, par exemple. Le réseau bidimensionnel 102 est formé d’InGaAs, L’InGaAs peut être configuré, par exemple les quantités relatives d’arséniure d’indium et d’arséniure de gallium peuvent être ajustées, pour recevoir des longueurs d’onde allant jusqu’à et incluant 1,7 micron, tel qu’InGaAs optimisé pour recevoir un rayonnement de longueur d’onde de 1 064 nm, un rayonnement de longueur d’onde de 1 550 nm, ou toute autre longueur d’onde appropriée.
Un ensemble optique 106 est optiquement couplé au réseau bidimensionnel 102, et peut inclure un ou plusieurs ensembles filtres pour améliorer le rapport signal/bruit et/ou ensembles lentilles pour former une image de points laser sur le réseau bidimensionnel 102 à partir d’un rayonnement incident, par exemple, à partir d’un ou de plusieurs équipements de désignation 20 réfléchi à partir d’une ou de plusieurs cibles 10. Par exemple, l’ensemble optique 106 peut inclure une lentille à élément unique ou un réseau de lentilles pour optimiser la collecte d’énergie laser, et un filtre à bande étroite devant le réseau bidimensionnel 102 pour améliorer le signal/bruit de détection laser.
La figure 3 représente schématiquement une image de deux points laser 108 et 110 reçus sur le réseau bidimensionnel 102. Le réseau bidimensionnel 102 et le ROIC 104 peuvent être utilisés pour détecter, poursuivre, et décoder de multiples points laser simultanément. Ceci démontre un avantage considérable par rapport à des décodeurs d’impulsions laser classiques utilisant une configuration en quadrant, car les points laser 108 et 110 peuvent être poursuivis dans un espace bidimensionnel avec une résolution spatiale sensiblement meilleure, permettant à Putilisateur ou au système d’identifier la localisation de l’impulsion dans un espace bidimensionnel avec plus de précision.
En faisant à nouveau référence à la figure 2, le ROIC 104 peut posséder une cadence de prises de vues, par exemple, au moins 20 000 vues par seconde (20 kHz), pour lire des vues d’image séquentielles à partir du réseau bidimensionnel 102. Cette cadence permet au ROIC 104 de détecter des codes d’impulsions dans les points laser imagés sur le réseau bidimensionnel 102. Lorsque l’énergie laser à partir d’un équipement de désignation 20 est incidente sur le réseau bidimensionnel 102, les signaux sont traités à l’intérieur d’un FPGA, ou analogues, pour identifier la localisation sur le réseau bidimensionnel 102 qui a détecté l’impulsion. Des éléments électroniques de support 112, y compris le FPGA, sont connectés pour recevoir de données à partir du ROIC 104, et peuvent inclure des composants de traitement de données supplémentaires et des connecteurs/interfaces de sortie, par exemple, pour commander un système de guidage ou de poursuite, pour superposer des informations de point laser sur une image à partir d’un dispositif d’imagerie séparé, ou analogue.
Les procédés et systèmes de la présente divulgation, telle qu’elle est décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, fournissent des détecteurs d’impulsions laser avec des propriétés supérieures y compris la poursuite et le décodage de multiples points laser avec une haute résolution spatiale. Bien que l’appareil et les procédés de la présente divulgation aient été représentés et décrits en référence à des modes de réalisation préférés, l’homme du métier appréciera facilement que des changements et/ou des modifications puissent y être apportés sans s’éloigner de la portée de la présente divulgation.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser comprenant : un photo-détecteur Indium Gallium Arséniure (InGaAs) configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques ; et un circuit intégré de lecture («Read Out Integrated Circuit» ou ROIC) fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner des signaux électriques à partir du photodétecteur InGaAs dans lequel le ROIC est configuré pour lire à partir du photo-détecteur InGaAs à une fréquence de 20 kHz.
  2. 2. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser comprenant : un photo-détecteur Indium Gallium Arséniure (InGaAs) configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques ; et un circuit intégré de lecture («Read Out Integrated Circuit» ou ROIC) fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner des signaux électriques à partir du photodétecteur InGaAs dans lequel le ROIC est fonctionnellement connecté au photo-détecteur InGaAs pour conditionner des signaux électriques pour détecter, poursuivre, et décoder de multiples points laser simultanément dans un module séparé.
  3. 3. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le photo-détecteur InGaAs est configuré pour recevoir des longueurs d’onde allant jusqu’à et incluant 1 700 nm.
  4. 4. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le photo-détecteur InGaAs est configuré pour détecter de la lumière laser de 1 064 nm de longueur d’onde.
  5. 5. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le photo-détecteur InGaAs est configuré pour détecter de la lumière laser de 1 550 nm de longueur d’onde.
  6. 6. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un ensemble filtre optiquement couplé au photo-détecteur InGaAs pour améliorer le rapport signal/bruit.
  7. 7. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser comprenant : un réseau bidimensionnel de photo-détecteurs configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques ; et un ROIC fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photo-détecteurs pour conditionner des signaux électriques à partir du réseau bidimensionnel pour détecter, poursuivre, et décoder des codes à impulsions dans les signaux électriques dans un module séparé dans lequel le réseau bidimensionnel comprend au moins un réseau de 32 par 32 de photo-détecteurs.
  8. 8. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser comprenant : un réseau bidimensionnel de photo-détecteurs configuré pour convertir des signaux laser en signaux électriques ; et un ROIC fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photo-détecteurs pour conditionner des signaux électriques à partir du réseau bidimensionnel pour détecter, poursuivre, et décoder des codes à impulsions dans les signaux électriques dans un module séparé dans lequel le ROIC a une cadence de prises de vues d’au moins 20 000 vues par seconde pour lire des vues à partir du réseau bidimensionnel de photo-détecteurs.
  9. 9. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le réseau bidimensionnel de photo-détecteurs comprend une pluralité de rangées et une pluralité de colonnes de photo-détecteurs.
  10. 10. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le ROIC est fonctionnellement connecté au réseau bidimensionnel de photodétecteurs pour conditionner les signaux électriques pour détecter, poursuivre, et décoder plusieurs points laser simultanément dans un module séparé.
  11. 11. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le réseau bidimensionnel de photo-détecteurs comprend de l’InGaAs.
  12. 12. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 11, dans lequel l'InGaAs est configuré pour recevoir des longueurs d’onde allant jusqu’à et incluant 1,7 micron.
  13. 13. Détecteur d’impulsions d’équipement de désignation laser selon la revendication 7 ou 8, comprenant en outre un ensemble filtre optiquement couplé au réseau bidimensionnel de photodétecteurs pour améliorer le rapport signal/bruit.
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