DE68917346T2

DE68917346T2 - Optischer Sensor zur Richtungsbestimmung eintreffender Strahlung.

Info

Publication number: DE68917346T2
Application number: DE68917346T
Authority: DE
Inventors: Rene Abreu; David S Dunavan; Stephen Messelt; Edward Siebert
Original assignee: Hughes Danbury Optical Systems Inc
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2009-03-15
Also published as: US4857721A; EP0336152B1; DE68917346D1; EP0336152A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Nachweisen und Herausfinden der Richtung einer Optischen Strahlungsquelle in Gegenwart von Hintergrundstrahlung und insbesondere einen Sensor zur Richtungsbestimmung zum Festellen und Nachweisen des Winkels von einfallender Strahlung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.
Ein Sensor zur Einfallsrichtungsbestimmung dieser Art ist aus der Druckschrift D1, der GB-A-1380144, bekannt. Die aus D1 bekannte Vorrichtung verwendet eine Vielzahl von Detektorelementen, wobei die Detektorelemente eine längliche Form aufweisen und im allgemeinen senkrecht zu dem in der Schlitzmaske ausgebildeten transparenten Schlitz gelegen sind, und wobei jedes der Detektorelemente von einem jeweiligen Teil eines Kodierungsmusters bedeckt ist. Die Kodierungsmuster umfassen in Längsrichtung sich erstreckende Strukturen, die der Dimension der Detektoren in Längsrichtung entsprechen, wobei jede Kodierungsstruktur lichtundurchlässige und durchlässige Bereiche umfaßt. Wenn ein Bild des Schlitzes aus dem auf die Schlitzmaske einfallenden Licht auf die Kodiermaske der nach D1 bekannten Vorrichtung projiziert wird, werden die darunterliegenden Detektoren jeweils nur dann ein elektrisches Signal erzeugen, wenn das Bild des Schlitzes auf einen transparenten Bereich der Maskenstruktur fällt. Wenn jedoch die Intensität des Bildes des Schlitzes entlang seiner Längsrichtung sich verändert, werden sich die durch unterschiedliche Detektoren erzeugten Signale gemäß einer solchen Veränderung unterscheiden, was zu einer verringerten Verläßlichkeit einer entsprechenden Messung führt.
Verschiedene weitere Systeme zur Einfallswinkelbestimmung nach dem Stand der Technik sind bisher vorgeschlagen worden.
Typischerweise sind die Systeme relativ komplex, teuer und sie verwenden ein analoges Meßverfahren, das Einschränkungen in der Linearität aufweist. Die Druckschrift FR-A-2 172 828 offenbart eine Vorrichtung zum Nachweis und zur Lagebestimmung eines Gegenstands. Es wird dort eine Ausführungsform einer Detektorvorrichtung offenbart, bei der entsprechende Paare von Detektorelementen ausgebildet sind, die durch ein spaltenförmiges Schachbrettmuster maskiert sind, deren Ausgabesignale in einen Differenzverstärker eingespeist werden.
Eine Maske mit einem Graycode, die Vorrichtungen mit P-N- Übergängen abdeckt, die als Strahlungsdetektoren verwendet werden, ist aus Electronics and Communications in Japan, Bd. 62, Nr. 6, Juni 1979, Seiten 90 bis 98, Scripta Publishing Co., Silverspring Maryland, US, von T. Katoda et al "Develepment and flight test of a spacecraft digital sunaspect sensor" bekannt.
Gemäß der EP-A-0329147, bei der es sich um ein Dokument gemäß Art. 54 (3) EPÜ handelt, ist ein Sensor zur Bestimmung der Einfallsrichtung offenbart, der zusätzlich zu den von dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannten Merkmalen das Merkmal einer gepaarten Detektoranordnung umfaßt, wobei die beiden Detektoren in einer derartigen gepaarten Detektoranordnung angrenzend aneinander und aufeinanderfolgend in einer Längsrichtung senkrecht zu dem in der Schlitzmaske ausgebildeten transparenten Schlitz angeordnet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Sensorvorrichtung zur Einfallsrichtungsbestimmung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Detektor mit interdigitalen Strukturen für ein System zum Nachweisen des Lichteinfallswinkels zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Kodier- und Detektorvorrichtung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Detektor zu schaffen, der ein integriertes oder integrales Kodierschema aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Detektor mit interdigitalen Strukturen zu schaffen, der ein integrales Graykode Kodierungsschema zum Feststellen des Winkels von einfallendem Licht und zum Schaffen eines dies darstellenden Signals aufweist.
Die vorhergehenden Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Sensor zur Einfallsrichtungsbestimmung gemäß Anspruch 1 und 6 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Sensor zur Einfallsrichtungsbestimmung, der ein Kodierschema und einen Detektor zum Schaffen einer Vielzahl von Differenzsignalen verwendet, die in ein digitales Einfallswinkelwortsignal umgewandelt werden. Das Interdigitalisierung der Sensorelemente verbessert das Verhalten und schließt im wesentlichen lokale atmosphärische Störungen aus, wodurch eine verbesserte Genauigkeit beim Feststellen einer entfernten Lichtquelle ermöglicht wird. Das Differenzsignalverfahren ermöglicht einen Betrieb mit relativ breitem dynamischen Bereich.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, die bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Ähnliche Bezugszeichen beziehen sich durchwegs auf ähnliche Teile. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Sensors zur Einfallsrichtungsbestimmung;
Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Detektors mit einem integralen Kodierschema; und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Detektors mit einem integralen Kodierschema.
In Bezug nun auf die Fig. 1 ist ein optischer Sensor 10 zur Einfallsrichtungsbestimmung dargestellt. Ganz allgemein umfaßt der Optische Sensor 10 zur Einfallsrichtungsbestimmung eine obere Maske 11, eine Kodierungs- oder Graycodemaske, eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden parallelen Detektorstreifen 13 bis 20 und eine Verarbeitungselektronik 21 bis 24.
Die obere Maske 11 kann aus jedem geeigneten Material, beispielsweise aus einer Glas- oder Plastikplatte 25, gebildet sein und ist so beschichtet, daß sie eine undurchlässige Oberfläche 26 mit einem oder mehreren länglichen schmalen transparenten Schlitzen 27 aufweist. Die obere Maske 11 ist als die obere Wand eines Gehäuses (nicht gezeigt) angebracht, wobei die Graycodemaske 12 und die Detektorstreifen 13 bis 20 innerhalb des Gehäuses angebracht sind und von der oberen Maske 11 im Abstand und im allgemeinen parallel dazu sich befinden. Der Schlitz 27, der senkrecht zu einer Längsachse der Detektorstreifen 13 bis 20 ausgerichtet ist, ist entlang der mittleren Querachse A-A der Kodiermaske 12 ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine von einem Punkt senkrecht zu der Oberfläche der Schlitzmaske 11 ausgehende Strahlung durch den Schlitz 27 zu einer lateralen Mittellinie eines jeden nebeneinanderliegenden Detektorelements in den nebeneinanderliegenden Streifen 13 bis 20 transmittiert werden.
Somit wird ein sehr schmaler Streifen 28 (strichliert gezeigt) aus durch den Schlitz 27 hindurchtretender Strahlung, wie sie durch die strichlierte Linie 29 gezeigt ist, in einer Querrichtung über der Kodiermaske 12 liegen.
Alle diskreten Detektorelemente oder Streifen 13 bis 20 sind im wesentlichen in Form und Größe identisch.
Ein Graycode-Muster ist durch lichtundurchlässiges Maskieren 12 komplementärer Abschnitte von abwechselnden Detektorstreifen 12 geschaffen. Beispielsweise wird der Detektorstreifen 20 derart maskiert, daß ungefähr eine Hälfte, die sich von der Mittellinie A-A zu einem ersten Ende 30 erstreckt, lichtundurchlässig 31 maskiert ist, und daß seine andere Hälfte mit einer transparenten Maske 32 überzogen ist. Der Detektorstreifen 19 ist auf ähnliche Weise in im allgemeinen gleiche Abschnitte unterteilt, wobei seine lichtundurchlässig 33 und transparent 34 maskierten Abschnitte in bezug auf die Maskierung des Detektorstreifens 20 umgekehrt oder abgewechselt sind. Der Detektorstreifen 18 ist in drei Abschnitten 35, 36 und 37 maskiert, wobei die mittlere Maske 36 transparent ist und die Endmasken 35 und 37 lichtundurchlässig sind. Der Detektorstreifen 17 ist ebenfalls in drei Abschnitten 38, 39 und 40 maskiert, wobei die mittlere Maske 39 lichtundurchlässig ist und die Maskenendabschnitte 38 und 40 transparent sind. Der Detektorstreifen 16 ist so maskiert, daß fünf Abschnitte 41 bis 45 gebildet sind, wobei der mittlere und die beiden Maskenendabschnitte 43, 41 und 45 lichtundurchlässig sind und die dazwischenliegenden Maskenabschnitte 42 und 44 transparent sind. Der Detektorstreifen 15 ist so maskiert, daß fünf Abschnitte 46 bis 50 gebildet sind, wobei der mittlere und die beiden Maskenendabschnitte 48, 46 und 50 transparent sind und die dazwischenliegenden Maskenendabschnitte 47 und 49 lichtundurchlässig sind. Der Detektorstreifen 14 ist so maskiert, daß neun Abschnitte 51 bis 59 gebildet sind, wobei der in der Mitte liegende, die beiden End- und die zwei dazwischenliegenden Maskenabschnitte 55, 51, 59, 53 und 57 jeweils lichtundurchlässig sind und die dazwischenliegenden Maskenabschnitte 52, 54, 56 und 59 transparent sind. Der Detektorstreifen 13 ist ebenfalls so maskiert, daß neun maskierte Detektorabschnitte 60 bis 68 gebildet sind, wobei der in der Mitte liegende und zwei End- und die zwei dazwischenliegenden Maskenabschnitte 64, 60, 68, 62 und 66 jeweils transparent sind und dazwischenliegende Maskenabschnitte 61, 63, 65 und 67 lichtundurchlässig sind.
Das oben beschriebene Muster stellt lediglich eines der möglichen Binärcodemuster dar, die verwendet werden könnten. Das Muster kann ausgeweitet werden, um soviele Paare von Elementen zu schaffen, wie notwendig ist, um die gewünschte Winkelauflösung für eine gegebene Anwendung zu erzielen (Anzahl der Auflösungselemente = 2N, wobei N = Anzahl der Elementepaare und deshalb die Anzahl der Bits in einem Ausgabewortsignal ist).
Die verarbeitende Elektronik kann eine Vielzahl von Differenzverstärkern 21 bis 24 umfassen, deren Ausgänge 70 - 73, jeweils über Kopplungskondensatoren 78 - 81 mit den Eingängen 74 - 77 von Komparatoren 82 - 85 verbunden sind.
Der invertierende (-) Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 21 ist über eine Leitung 86 funktionell mit dem Detektor 13 gekoppelt, und dessen nichtinvertierender (+) Eingang ist über Leitung 87 funktionell mit dem Detektor 14 gekoppelt. Der invertierende (-) Eingang des Differenzverstärkers 22 ist über Leitung 88 funktionell mit dem Detektor 15 gekoppelt und dessen nichtinvertierender (+) Eingang ist funktionell über Leitung 89 mit dem Detektor 16 gekoppelt. Der invertierende (-) Eingang des Differenzverstärkers 23 ist über Leitung 90 funktionell mit dem Detektor 17 gekoppelt und dessen nichtinvertierender (+) Eingang ist über Leitung 91 funktionell mit dem Detektor 18 gekoppelt. Der invertierende (-) Eingang des Differenzverstärkers 24 ist über Leitung 92 funktionell mit dem Detektor 20 gekoppelt und dessen nichtinvertierender Eingang ist über Leitung 93 funktionell mit dem Detektor 20 gekoppelt.
Jeder Komparator 82 bis 85 ist funktionell mit einem Referenzpotential, wie zum Beispiel einer Schaltkreismasse 94 bis 97 und einem Markierungssignal 98 gekoppelt, was ermöglicht, daß die jeweilige Ausgabe eine binäre Null oder eine binäre Eins anzeigt.

Betriebsweise

Die grundlegende Betriebsweise des erfindungsgemäßen optischen Sensors 10 zur Einfallsrichtungsbestimmung wird nun in bezug auf die Fig. 1 und die folgende Tabelle 1 erläutert. Die Tabelle 1 betrifft die festgestellten Einfallswinkel von eintreffender Strahlung und den dies darstellenden digitalen Code oder das Wortsignal. Tabelle 1 Winkel
Des leichteren Verständnisses wegen und um Weitschweifigkeit zu vermeiden, sei hier im einzelnen nur eine ausgewählte Anzahl von nachgewiesenen Winkeln der Einfallsrichtung diskutiert. Es ist klar, daß sich das digitale Signal entsprechend so wie in der Tabelle 1 über den Betriebsbereich verändern wird, wie der Einfallswinkel der einfallenden Strahlung oder des Lichts sich ändern.
Unter Annahme einer im wesentlichen kollimierten Quelle für einfallende Strahlung unter ungefähr einem positiven Drei- Grad-Winkel relativ zu der oberen Maske 11 tritt ein schmaler Lichtstreifen 29 durch den Schlitz 27 hindurch und trifft als ein querverlaufender Lichtstreifen 28 auf die Maske 12.
Da der Lichtstreifen 29 durch die transparenten Maskenabschnitte 64 und 48 hindurchtritt und durch die lichtundurchlässigen Maskenabschnitte 55 und 43 abgeblockt wird, schaffen die Detektoren 13 bis 16 Signale an den Eingängen der Differenzverstärker 21 und 22, die einen binären oder digitalen Bitcode mit den Werten Null (0) und Null (0) jeweils an den Ausgängen G3 und G2 der Komparatoren 82 und 83 bewirken, wenn ein Markierungspuls / Signal 98 an die Komparatoren angelegt wird. Der Strahl 28 wird durch den undurchlässigen Maskenabschnitt 39 abgeblockt und durch den transparenten Maskenabschnitt 36 transmittiert, was bewirkt, daß die Detektoren 17 und 18 jeweils ein NEIN-Signal und einen Signalzustand an dem invertierenden und nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 23 schaffen. Dies wiederum bewirkt einen digitalen (1) Code, der an dem Ausgang G1 des Komparators 84 bei einem Markierungspuls 98 an dem Komparator 84 erzeugt wird. Bei dem positiven (+) Drei-Grad-Winkel, wie er für den Strahlstreifen 28 in der Fig 1 dargestellt ist, kann man sehen, daß wesentlich mehr Lichtstrahlung / Energie auf den transparenten Maskenabschnitt 34 als auf den transparenten Maskenabschnitt 32 auftrifft, was dazu führt, daß ein größeres Signal an dem invertierenden (-) Eingang geschaffen wird, als an dem nichtinvertierenden (+) Eingang des Differenzverstärkers 24 geschaffen wird. Dies wiederum bewirkt das Erzeugen eines digitalen (0) Null (Bit)-Code während des Markierungspulses 98 an dem Ausgang G0 des Komparators 85.
Die Ausgangssignale an G0 - G3, das sind ein Vier-Bit- Digitalcode, umfassen ein digitales Wortsignal, das den Winkel der wie in der Fig.1 gezeigt nachgewiesenen einfallenden Strahlung darstellt.
Bei periodischen Anwendung des Markierungspulses 98 kann eine Reihe von digitalen Wortsignalen erzeugt werden, um die relativen Positionen zwischen einem optischen Sensor zur Einfallsrichtungsbestimmung beispielsweise in einem Flugzeug und der erzeugenden Quelle für die einfallende Strahlung zu verfolgen.
In Bezug auf die Strahlen 100 und 101 wird ein positiver /negativer 45-Grad-Winkel des Einfalls gegen die Senkrechte dargestellt. Bei diesem Winkel werden digitale Bits 0000 und 1000 während einer jeweiligen Markierungspulsdauer durch die Komparatoren 82 - 85 erzeugt.
Es sollte aus dem oben gesagten klar sein, daß die mit dem Gray-Code 12 maskierten Detektoren 13 bis 20 ein bestimmtes digitales Einfallswinkelwortsignal 140 für alle 6-Grad- Änderung des Winkels des einfallenden Laserstrahls erzeugen, beispielsweise "0100" bei einem +3-Grad-Winkel und "0101" bei einem +9-Grad-Winkel (vgl. Tabelle). Unterschiedliche Auflösungsgrade können durch eine Veränderung der Gray-Code- Maske 12 und/oder die Schlitzgröße 27 erzielt werden.
Es sei nun noch darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung relativ gesehen genauer ist und über einen breiteren Bereich von optischen Intensitäten betreibbar ist. Die Differenzsignale aus nebeneinanderliegenden gepaarten Detektoren 13-14 und 15-16 und 17-18 und 19-20 ermöglichen einen relativ großen dynamischen Betriebsbereich. Die Interdigitaliserung der fühlenden Elemente verbessert weiter das relative Verhalten des optischen Sensors 10 zur Einfallsrichtungsbestimmung, während im wesentlichen atmosphärische Störungen ausgeschlossen werden. Auf diese Weise wird ein Differenzsignal von angepaßten Paaren von fühlenden (Detektor-) Elementen verwendet, wodurch der Sensor 10 im wesentlichen oder nahezu gegen große Schwankungen im Hintergrund-(Umgebungs-)Licht und in den einfallenden Strahlungsintensitäten unempfindlich wird, was zu einer wesentlich genaueren Sensorvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik führt.
Bezugnehmend nun auf die Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform des in der Fig. 1 gezeigten maskierten Detektors 12 - 20 dargestellt. Alle anderen Komponenten und die Betriebsweise bleiben im wesentlichen die gleiche. Der Detektor 102 umfaßt einen Siliziumwafer 103, der beispielsweise dotiert ist, um ein "N-Typ"-Substrat und eine Vielzahl von "P-Typ"-Bereichen 105 - 123 zu bilden. Die "P- Typ"-Bereiche 105 - 123 sind in einem interdigitalen Code angeordnet, beispielsweise einem Gray-Code. Jeder Sensor-(P- Typ-) Bereich 105 - 109, 110 - 113, 114 - 116, 117 - 118, 119 - 120, 122 und 123, die in einer Spalte 124 - 131 ausgerichtet sind, ist beispielsweise durch eine Verbindung 132 - 138 jeweils mit einer Schaltkreiszuleitung 86 - 92 verbunden. Der Abschnitt 123 kann direkt mit der Schaltkreisleitung 93 verbunden sein. Somit besteht jeder Detektor aus einem N-Typ Siliziumwafer mit einem eindiffundierten P-Typ-Muster. Es sind keine aktiven Detektorbereiche abgeblockt oder abgeschattet, wodurch das insgesamte Detektorrauschen verringert wird. Auf diese Weise ist ein Gray-Code-Muster als ein integriertes P-N- Übergangsmuster auf dem Detektorsubstrat oder Wafer ausgebildet, wodurch die Notwendigkeit für eine separate kodierende Maske ausgeschaltet wird und der Leckstrom wesentlich minimiert wird.
Es sei in bezug auf die Fig. 3 hervorgehoben, daß das Detektorfeld 141 eine Interdigitalisierung der Detektorbereiche 105 bis 123 schafft, um im wesentlichen einen Ausschluß von verschwendeter oder nicht verwendeter Oberfläche 142 des Substrats 103 im Vergleich zu dem Kodierungsmusterlayout, wie es in den Fig. 2 gezeigt ist, zu bewirken. Auf diese Weise kann ein verbesserter Wirkungsgrad gegenüber den Detektoranordnungen, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, erzielt werden.
Es sei hervorgehoben, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen Anwendungen des erfindungsgemäßen Prinzips darstellen. Andere Anordnungen können von dem Fachmann entworfen werden, ohne von dem Grundgedanken und Bereich der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
Die Anzahl der Bits in dem Ausgangswortsignal kann verändert werden, um die gewünschte Auflösung zu schaffen und das Kodierungsmuster kann wie gewünscht verändert werden, solange wie die sich ergebende Abfolge für das Ausgangswortsignal mit einer Gray-Code-Abfolge übereinstimmt; d.h., wenn das Ausgangswort von einem Zustand sich ändert zu einem Zustand, der ein unmittelbar angrenzendes Auflösungselement anzeigt, ändert sich nur ein Bit in dem Ausgangswortsignal.

Claims

1. Ein Einfallsrichtungssensor zum Feststellen und Bestimmen des Winkels von einfallender Strahlung mit:

einer Schlitzmaske (11) mit wenigstens einem schmalen transparenten Schlitz (27);

einer Vielzahl von Detektorelementen (13-20), die zu der Schlitzmaske (11) im Abstand stehen und auf einfallende, durch den transparenten Schlitz (27) hindurchtretende Strahlung ansprechen;

einer codierenden Maskenvorrichtung (12), die zwischen der Schlitzmaske (11) und den Detektorelementen (13-20) angeordnet ist, und

einer Differenzvorrichtung (21-24), dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Detektorelementen (13-20) aus Paaren von ersten und zweiten Detektoren besteht;

daß die codierende Maskenvorrichtung Muster mit gepaarten komplementären Abschnitten umfaßt, wobei jedes Paar von Maskenmustern einem jeweiligen Paar der ersten und zweiten Detektoren zugeordnet ist;

daß die Differenzvorrichtung (21-24) mit jedem der Paare der ersten und zweiten Detektoren gekoppelt ist, um ein die Differenz zwischen den zwei Eingangssignalen aus den ersten und zweiten Detektoren anzeigendes Ausgangssignal zu schaffen; und

daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die auf die Ausgangssignale aus der Differenzvorrichtung (21-24) anspricht, um ein digitales Signal zu schaffen, das den Einfallswinkel der einfallenden Strahlung anzeigt.

2. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 1, wobei die Schlitzmaske (11) eine undurchlässige ebene Maske ist, und der transparente schmale Schlitz (27) gerade ist und in der undurchlässigen Ebene (26) der Schlitzmaske liegt.

3. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Detektorelementen (13-20) eine Vielzanl von nebeneinanderliegenden identischen Detektorelementen in einer Ebene umfaßt, die parallel zu der Schlitzmaske ist und zu dieser im Abstand steht, wobei die Längsachsen eines jeden der Vielzahl von Detektorelementen (13-20) parallel zueinander und senkrecht zu dem transparenten Schlitz (27) sind, und wobei die codierende Maskenvorrichtung (12) einen oder mehrere transparente Maskenabschnitte (32, 34, 36 ... 66, 68) und einen oder mehrere undurchlässige Maskenabschnitte (31, 33, 35 ... 65, 67) umfaßt, die auf der Oberfläche auf einem jeweiligen Dedektorelement aus der Vielzahl von Detektorelementen (13-60) ausgebildet sind, wobei eine komplementäre Maskierung eines jeden der beiden Detektoren in den Paaren aus ersten und zweiten Detektoren bewirkt wird.

4. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 1, wobei die Differenzvorrichtung (21-24) eine Vielzahl von Differenzverstärkern enthält, von denen jeder einen ersten und zweiten Eingang aufweist, die jeweils funktionell mit einem jeweiligen Detektorelement aus den Paaren aus ersten und zweiten Detektoren gekoppelt sind, und deren Ausgang funktionell mit einer jeweiligen Komparatorschaltung aus einer Vielzahl von entsprechenden Komparatorschaltungen (82, 83, 84, 85) gekoppelt ist.

5. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 1 bis 4, wobei die codierende Maskenvorrichtung eine Gray-Code-Maske ist.

6. Ein Einfallsrichtungssensor zum Feststellen und Bestimmen des Winkels einer einfallenden Strahlung mit:

einer Vielzahl von Detektorelementen (13-20), die zu der Schlitzmaske (11) im Abstand stehen und auf die durch den transparenten Schlitz (27) hindurchtretende einfallende Strahlung ansprechen, und

einer Differenzvorrichtung (21-24), dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Detektorelementen (13-20) ein Codemuster aus strahlungsempfindlichen und Strahlungsunempfindlichen Bereichen umfaßt, wobei je zwei aus der Vielzahl von Detektorelementen (13-20) jeweils komplementäre Bereiche umfassen, die ein Paar aus ersten und zweiten Detektoren bilden, wobei die strahlungsempfindlichen Detektorbereiche aus integrierten P-N-Übergängen auf einem Siliziumwafer oder aus photoempfindlichen Bereichen einer jeglichen anderen Art von licht- oder infrarotstrahlungsempfindlichen Vorrichtung gebildet sind,

daß die Differenzvorrichtung (21, 24) mit jedem der Paare aus ersten und zweiten Detektoren gekoppelt ist, um ein die Differenz zwischen den zwei Eingangssignalen aus den ersten und zweiten Detektoren anzeigendes Ausgangssignal zu schaffen; und

7. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 6, wobei die Schlitzmaske (11) eine undurchlässige ebene Maske ist und der schmale transparente Schlitz (27) gerade ist und in der undurchlässigen Ebene (26) der Schlitzmaske liegt.

8. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 6, wobei die Detektorvorrichtung einen Halbleiterwafer (103) eines ersten Typs und eine Vielzahl von Halbleiterbereichen (105-123) eines zweiten Typs umfaßt, wobei jeder der Halbleiterbereiche des zweiten Typs in elektrischem Kontakt mit dem Halbleiterwafer des ersten Typs ist, um eine Vielzahl von P-N-Übergangsdetektoren zu bilden, die in einem vorbestimmten Codemuster angeordnet sind und die jeweils auf einen Einfall der einfallenden Strahlung zum Erzeugen eines Signals ansprechen.

9. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 8, wobei der Halbleiterwafer des ersten Typs ein N-Typ-Siliziumhalbleitermaterial umfaßt;

die Halbleiterbereiche des zweiten Typs ein P-Typ-Siliziumhalbleitermaterial umfassen, wobei die Halbleiterbereiche des zweiten Typs ein sogenanntes Gray-Code-Muster bilden.

10. Ein Einfallsrichtungssensor nach Anspruch 6, wobei die Differenzvorrichtung eine Vielzahl von Verstärkern (21-24) umfaßt, die jeweils auf einen entsprechenden Satz von gepaarten Signalen zum Schaffen einer Differenzsignalausgabe ansprechen

und die mit einem jeweiligen aus einer Vielzahl von Komparatorschaltkreisvorrichtungen (82-85) gekoppelt sind zum Schaffen eines entsprechenden, das jeweilige Differenzsignal darstellenden Binärcodesignals, wodurch eine Vielzahl von Binärcodesignalen periodisch geschaffen wird, die ein digitales Einfallswinkelwort umfassen, das den Einfallswinkel der einfallenden Strahlung auf die Detektorvorrichtung (102) in bezug auf den Schlitz (27) anzeigt.