NO334240B1 - Flerfarge missilsensorsystem - Google Patents
Flerfarge missilsensorsystem Download PDFInfo
- Publication number
- NO334240B1 NO334240B1 NO20021671A NO20021671A NO334240B1 NO 334240 B1 NO334240 B1 NO 334240B1 NO 20021671 A NO20021671 A NO 20021671A NO 20021671 A NO20021671 A NO 20021671A NO 334240 B1 NO334240 B1 NO 334240B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- color
- detector
- shape
- scene image
- sensor system
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 35
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 17
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 8
- 238000013507 mapping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
- G01J3/36—Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Image Input (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Denne oppfinnelse relaterer seg til et sensorsystem og mer spesielt til et sensorsystem som brukes for å detektere trusler fremsatt av missiler som avfyres mot luftfartøy.
Generelt blir missiler som avfyres mot fly eller luftfartøyer vanligvis styrt enten ved hjelp av en lyssøker eller ved hjelp av radar. Av de forskjellige typene søkere representerer infrarøde lyssøkere noen av de største problemene ved forsvar av luftfartøy. Til forskjell fra radarsøkere er infrarøde søkere passive og sender ikke ut et detekterbart signal før avfyringen av missilet. Piloter har derfor liten eller ingen varsling om deres tilstedeværelse før avfyringen av missilet. Infrarødtstyrte missilsystemer er relativt rimelige og enheter som kan bæres av mennesker er bredt tilgjengelige.
Det har vært kontinuerlige forsøk på å utvikle sensorsystemer som bæres av et luftfartøy og blir brukt til å detektere missiltrusler, spesielt infrarødtstyrte missiler. Sensorsystemet må være effektivt for å detektere den infrarøde signaturen til et relativt lite missil og så stor avstand som mulig, for å kunne gi piloten mest mulig tid til å foreta unnvikelseshandling eller å utløse mottiltak. I et forsøk har det vært foreslått et vidvinkel, tofargers stirresensorsystem som spesielt effektivt for å detektere trusler. Dette forsøket bruker en tofarge "sandwich" detektor i sensoren. Teknologien til en slik tofargedetektor er kompleks, fremdeles under utvikling, og forventes å være relativt kostbar når den sluttelig er ferdigstilt. I tillegg forventes den å ha begrenset oppløsning, sensitivitet og birefleksawisningsegenskap, spesielt når den er montert på en hurtiggående flyplattform hvor det er en tendens at digitale bilder blir utsmørt i noen observasj onsorienteringer.
Publikasjonen DE3932845A1 angår et kamera for registrering av et bilde generert fra røntgenstråler og omfatter en bildesensor, hvor bildet blir overført dit vi en fiberoptikk. Fiberoptikken omfatter et flertall av optiske enkeltfibre.
Publikasjonen DE4433545A1 omhandler en innretning for transformering av båndformet røntgenstrålebildeinformasjon til et samlebilde. Et kamerahode som omfatter en CCD-sensor og et avbildende element som omfatter et flertall av optiske fibre tilveiebrakt som en optisk fiberbunt. De optiske fibrene tjener til å overføre et bilde dannet på en skjerm til CCD-sensoren.
Publikasjonen US4323925 beskriver en bildesensor som er egnet for oppløsning av et høyoppløsningsbilde, og US5303373 angår en anamorf, avsmalnet, sammensmeltet fiberoptikkbunt for å kople avbildingsinnretninger.
Det er et pågående behov for et forbedret sensorsystem for bruk i et luftfartøy, spesielt for detektering av missiltrusler. Den foreliggende oppfinnelsen imøtekommer dette behovet, og videre tilveiebringes relaterte fordeler.
Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer sensorsystemet angitt ved de trekk som fremgår av det vedfølgende patentkrav 1, og sensorsystemet angitt ved de trekk som fremgår av det vedfølgende patentkrav 7. Utførelsesformer av oppfinnelsens sensorsystemer er angitt ved trekk som fremgår av de vedfølgende patentkravene 2 til 6, henholdsvis patentkravene 8 til 14.
Energien til et scenebilde avføles, spesielt i det infrarøde området. Sensorsystemet anvender en "stirrende" sensor, slik at det ikke er noen deler som beveger seg som kan redusere dens pålitelighet. Den kan være laget i en enkelt farge eller mangefargefunksjonalitet. Sensorsystemet oppnår utmerket oppløsning samtidig som sensitiviteten maksimaliseres ved hjelp av en kort bildeintegrasjonstid som også reduserer utsmøring eller utflyting av bildet. Detektoren er en enkelfargedetektorstruktur, uansett om sensoren har en enkeltfarge eller multifargefunksjonalitet, slik at utviklingen, kompleksiteten og kostnader i forbindelse med en tofargedetektor ikke er tilstede. Sensorsystemet er forpakket i en lettvekts, liten pakke som er hensiktsmessig ved mange applikasjoner.
Et sensorsystem for å observere lysenergi fra et scenebilde omfatter en detektor som omformer innfallende lysenergi til et elektrisk signal; et optisk matrise som fokuserer lysenergien fra scenebildet; og en optisk fiberbunt som har en inngangsende som mottar lysenergien fra den optiske matrisen og en utgangsende som retter lysenergien på detektoren. Detektoren er fortrinnsvis en avbildende detektor som har en detektorpikselmatrise. Den optiske fiberbunten omfatter et mangfold optiske fibre hvor hver fiber har en inngangsform og -størrelse på dens inngangsende og en utgangsform og -størrelse på dens utgangsende, og hvor utgangsformen og -størrelsen er forskjellig fra inngangsformen og -størrelsen.
I en foretrukket utførelse blir lysenergien fra det optiske toget avbildet ikke-lineært på detektoren. Det er ønskelig at inngangsformen til hver fiber i hovedsaken har formen som et rektangel, og at utgangsformen i hovedsaken er kvadratisk. Fiberutgangsstørrelsen til hver respektive optiske fiber er fortrinnsvis større enn fiberutgangsstørrelsen til hver respektive optiske fiber. Sensorsystemet innbefatter også vanligvis en elektronisk anordning som kan drives for å lese det elektriske signalet til detektoren, og bildebehandlingselektronikk. Etter valg er det et fargefilter anordnet mellom scenebildet og detektoren. Detektoren kan ha en enkeltfarge eller mangefargefunksj onalitet.
Sensorsystemet kan bruke en multippel, side ved side detektorkonfigurasjon, hvor hver av detektorene er en enkelfargedetektor og således er enklere å produsere enn en multifargedetektor. Et slikt sensorsystem omfatter en detektor, som fortrinnsvis har en avbildende detektormatrise, som omformer innfallende lysenergi til et elektrisk signal. Detektoren har et første fargeområde og et andre fargeområde. Et førstefargebildebehandlingssystem omfatter et første fargefilter anordnet mellom scenebildet og det første fargeområdet til detektoren, et førstefarge optisk matrise som fokuserer førstefargescenebildeenergien på førstefargeområdet til detektoren, og en førstefarge optisk fiberbunt som har en første fargeinngangsende som mottar førstefargescenebildeenergien fra den optiske førstefargematrisen og en førstefargeutgangsende som retter førstefargescenebildeenergien på førstefargeområdet til detektoren. Den førstefargeoptiske fiberbunten omfatter et mangfold førstefargeoptiske fibre hvor hver av førstefargeoptiske fibrene har en førstefargefiberinngangsform og -størrelse ved dens førstefargeinngangsende og en førstefargeutgangsform og -størrelse ved dens førstefargeutgangsende. Førstefargeutgangsformen og -størrelsen er forskjellig fra førstefargeinngangsformen og -størrelsen. Et andrefargebildebehandlingssystem omfatter et andrefargefilter anordnet mellom scenebildet og andrefargeområdet til detektoren, et andrefargeoptisk matrise som fokuserer andrefargescenebildeenergien på andrefargeområdet til detektoren, og en andrefargeoptisk fiberbunt som har en andrefargeinngangsende som mottar andrefargescenebildeenergien fra andrefargeoptiskmatrisen og en andrefargeutgangsende som retter den andrefargescenebildeenergien på andrefargeområdet til detektoren. Den andrefargeoptiske fiberbunten omfatter et mangfold andrefargeoptiske fibre hvor hver av andrefargeoptiske fibrene har en andrefargefiberinngangsform og -størrelse ved dens andrefargeinngangsende og en andrefargeutgangsform og -størrelse ved dens andrefargeutgangsende. Andrefargeutgangsformen og -størrelsen er forskjellig fra andrefargeinngangsformen og -størrelsen. Det ytterligere og/eller foretrukne trekk beskrevet ovenfor for enkeltfargesensorsystemet kan være tilveiebragt med et eller begge bildebehandlings systemene til tofargesensorsystemet. Ytterligere fargebildebehandlingssystemer kan tilføyes dersom dette er ønskelig. Detektoren kan isteden ha en flatplankonfigurasjon hvor fargene blir overlagret i en "sandwich" geometri.
Den foreliggende fremgangsmåten tilveiebringer således et enkeltfarge eller multifarge (to eller flere farger) "stirrende" sensorsystem. Det kan brukes en enkelt detektor, selv for multifargesensorer, hvilket forenkler problemene med fysisk bilderegistrering og tidsregistrering. Det er god oppløsning så vel som god sensitivitet og korte integrasjonstider.
Andre trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen vil bli tydeliggjort av den etterfølgende mer detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelsen, sammen med de medfølgende tegningene, som illustrerer, som eksempel, prinsippene for oppfinnelsen. Rammen for oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset av denne foretrukne utførelsen.
Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningene der
Fig. 1 er et skjematisk systemdiagram over sensorsystemet; Fig. 2 er en perspektivtegning av en optisk fiber i en optisk fiberbunt; Fig. 3 er en skjematisk avbildning av ikke-lineær avbildning av den fiberoptiske pixelstrukturen til detektormatrisepixelstrukturen; og
Fig. 4 er en perspektivtegning av en forpakket linse og detektormontasje.
Fig. 1 viser et sensorsystem 20 for å observere lysenergi fra et scenebilde. Sensorsystemet 20 innbefatter en detektor 22 som omformer innfallende lysenergi til et elektrisk signal 23. Detektoren 22 omfatter fortrinnsvis en digital fokalplanmatrise (FPA) bildebehandling som er sensitiv for en valgt bølgelengde eller et område av bølgelengder av interesse. Den primære interessen til oppfinnerne gjelder lys i det infrarøde området, og detektoren 22 er sensitiv for lys i dette området. Avbildningsdetektorer 22 som kan drives i det infrarøde området er kjent på området. I et vanlig tilfelle har avbildningsdetektoren 22 en 512 x 512 detektormatrise av pixeller eller bildeelementer.
I en foretrukket utførelse har detektoren 22 et førstefargeområde 24 og et andrefargeområde 26. Slik det skal forklares mer detaljert er denne foretrukne utførelsen et tofargesensorsystem 20. Ønskeligheten av å bruke tofargesensor i sensorsystemer kjent på området, enn den foreliggende anordningen tilveiebringer en fordelaktig måte å implementere tofargefremgangsmåten. Den foreliggende fremgangsmåten kan drives med et hvilket som helst par farger innenfor området til detektoren 22, og valget av de to spesifikke fargene som skal analyseres er ikke en del av den foreliggende oppfinnelsen. Dersom sensorsystemet 20 isteden er en enkelfargeutførelse, er hele detektoren viet til denne enkeltfargen; og dersom sensorsystemet 20 arbeider med flere enn to farger, har detektoren 22 områder som korresponderer med antallet farger. I de fleste tilfellene er det ikke nødvendig eller ønskelig at sensorsystemet 20 drives med flere enn to farger.
Sensorsystemet 20 innbefatter et førstefargeavbildningssystem 28 som omfatter et førstefargefilter 30 anordnet mellom scenebildet og førstefargeområdet 24 til detektoren 22. Et førstefargeoptisk matrise 32 fokuserer førstefargescenebildeenergi på en førstefargeinngangsende 38 av en førstefarge optisk fiberbunt 36 til førstefargeområdet 24 til detektoren 22. Den førstefargeoptiske matrisen er tilformet av linser og/eller speil slik at det oppnås den ønskede fokuseringen av førstefargescenebildeenergien. Slike linser og/eller speil er valgt i samsvar med etablerte optiske prinsipper. I illustrasjonen er førstefargefilteret 30 anordnet mellom den førstefargeoptiske matrisen 32 og førstefargeoptiske fiberbunten 36, men dette behøver ikke å være tilfellet og andre mulige posisjoneringer eller anordninger kan brukes.
Den førstefargeoptiske fiberbunten 36 har førstefargeinngangsenden 38 som mottar førstefargescenebildeenergien fra den førstefargeoptiske matrisen 32, og en førstefargeutgangsende 40 som retter førstefargescenebildeenergien på førstefargeområdet 24 til detektoren 22. Den førstefargeoptiske fiberbunten 36 er tilformet av et mangfold førstefargeoptiske fibre 42.
En av de førstefargeoptiske fibrene 42 er illustrert på fig. 2. (Denne beskrivelsen kan brukes like gjerne på enkelttypen optisk fiber i et enkelfargesensorsystem og de multiple typene optiske fibere i et multifargesensorsystem). Hver av de førstefargeoptiske fibrene 42 har en førstefargeinngangsform og -størrelse, nr. 44, ved dens førstefargeinngangsende 38a og en førstefargeutgangsform og -størrelse, nr. 46, ved dens førstefargeutgangsende 40a. Førstefargefiberutgangsformen og -størrelsen 46 er forskjellig fra førstefargefiberinngangsformen og -størrelsen 44.1 utførelsen på fig. 2 er førstefargefibeirnngangsformen 46 i hovedsaken rektangulær med et forhold mellom lengde og bredde på omtrent 8:1, og førstefargefiberutgangsformen 46 er hovedsakelig kvadratisk med et sideforhold på omtrent 1:1. Førstefargeinngangsstørrelsen er følgelig omtrent 8 ganger størrelsen til førstefargeutgangsstørrelsen. De førstefargeoptiske fibrene 42 er således avtagende fra den store inngangsenden 38a til den mindre utgangsenden 40a. Fordelene med denne transformasjonen av pixel eller bildeelementform slik det brukes med en rommelig reorientering, slik at en typisk kvadratisk pixel eller bildeelementdetektor kan brukes, hvilket skal forklares i det etterfølgende.
Den rektangulære formen til de førstefargeoptiske fiberne 42 medfører forbedret oppløsning i en dimensjon for å maksimalisere sensitiviteten til sensorsystemet 20. På grunn av det potensielle målet (for eksempel et missil) i scenebildet har en liten rommelig utstrekning, oppnås birefleksfjerning ved rommelig å filtrere objekter i bildet som er større enn det potensielle målet. Ideelt da er oppløsningscellen ikke større enn den maksimale potensielle vinkelstørrelsen til den potensielle målet. Små kvadratiske fiberinngangsformer, den vanlige utførelsen ved bildeelementavbildninger vil imidlertid kreve en stor fokalplanmatrisedetektor enn det som kan oppnås for tiden for et bredfeltobservasjonssystem. I tillegg vil denne oppløsningen være bedre enn nøyaktigheten som kreves. Ved å skape større rektangulære samleelementer på inngangsenden oppnås den nødvendige høye rommelige oppløsningen med færre bildeelementer enn det som ellers ville vært nødvendig. Vinkelnøyaktigheten til sensorsystemet 20 er bestemt av den lange dimensjonen til inngangsenden 38a til de optiske fiberne, mens oppløsningen til målets rommelige tilpassede filtrering bestemmes av den smale dimensjonen. I et eksempel, anta en 512 x 512 pixel eller bildeelementfokalplanmatrise og et 120 graders synsfelt, er nøyaktigheten 11,6 milliradianer og oppløsningen er 1,45 milliradianer.
De avtagende fiberne øker også energisamlearealet betydelig sammenlignet med arealet til en konvensjonell fokalplanmatrisedetektor. I eksempelet på fig. 2, med en 8 x 1 inngangsende og en 1 x 1 utgangsende, muliggjør det økte arealet, med en faktor på 8 i innløpsåpningen, en korresponderende minskning av integrasjonstiden. Sensorsystemet 20 er derfor mer resistent overfor at bildet blir uklart enn et konvensjonelt sensorsystem.
Pixellene eller bildeelementene som er definert av den førstefargeinngangsenden 38a til den førstefargeoptiske fiberen 42 blir avbildet eller rettet på valgte bildeelementer til førstefargeområdet 4 til detektoren 22. Ved konvensjonell avbildningspraksis blir pixellene eller bildeelementene avbildet lineært. Dvs. (n,m) bildeelementet til scenebildet blir nødvendigvis rettet til (n,m) bildeelementet til detektoren (hvor n og m er rad og søylemerkene til hvert bildeelement). Den foreliggende fremgangsmåten er en ikke-lineær fremgangsmåte hvor (n,m) bildeelementet til scenebildet ikke nødvendigvis blir rettet til (n,m) bildeelementet til detektoren.
Fig. 3 illustrerer den foretrukne avbildningsfremgangsmåten brukt på et spesifikt tilfelle som illustrasjon. Denne ikke-lineære avbildningsfremgangsmåten er valgt for å tillate bruk av en standard detektormatrise med rektangulære inngangsbildeelementer. I denne illustrasjonen blir en 128 x 1024 matrise av førstefargescenebildeenergi ved førstefargeinngangsenden 38 avbildet på en halvdel av en 512 x 512 detektormatrise (den andre halvdelen mottar andrefargebildet). (Xl Yl) bildeelementet til førstefargesceneenergien blir avbildet til (XF YF) bildeelementet til det første fargeområdet 24 på detektoren 22. Førstefargebildet bruker alle radene til detektoren 22 og søylene 1-256 i dette eksempelet. De følgende regionene beskriver den foretrukne avbildningsfremgangsmåten:
hvor
Sensorsystemet 20 innbefatter videre et andrefargeavbildningssystem 48 som omfatter et andrefargefilter 50 anordnet mellom scenebildet og det andre fargeområdet 26 til
detektoren 22. En andrefarge optisk matrise 52 fokuserer andrefargescenebildeenergien på en frontflate 58 av den andrefargefiberoptiske bunten 56 til andrefargeområdet 26 på detektoren 22. Den andrefargeoptiske matrisen 52 er tilformet av linser og/eller speil for å oppnå den ønskede fokuseringen av andrefargescenebildeenergien. Slike linser og/eller speil er valgt i samsvar med etablerte optiske prinsipper, og er fortrinnsvis i hovedsaken identiske med linsene og/eller speilene til den førstefargeoptiske matrisen 32.1 illustrasjonen er andrefargefilteret 50 anordnet mellom den andrefargeoptiske matrisen 52 og den andrefargefiberoptiske bunten 56, men dette behøver ikke å være tilfellet og andre mulige driftsanordningen kan brukes.
Den andrefargeoptiske fiberbunten 56 har den andrefargeinngangsenden 58 som mottar andrefargescenebildeenergien fra den andrefargeoptiske matrisen 52, og en andrefargeutgangsende 60 som retter andrefargescenebildeenergien på andrefargeområdet 26 til detektoren 22. Den andrefargeoptiske fiberbunten 56 er tilformet av et mangfold andrefargeoptiske fibre 62.
De andrefargeoptiske fibrene 62 er fortrinnsvis avtagende på samme måte som beskrevet for førstefargeoptiske fiberne 42. Fig. 2 og beskrivelsen av fig. 2 er innlemmet som naturen eller typen til de andrefargeoptiske fiberne 62.
Den andrefargescenebildeenergien på den andrefargeoptiske matrisen 52 blir avbildet ikke-lineært på det andrefargeområdet 26 til detektoren 22 på samme måte som beskrevet tidligere når det gjelder førstefargescenebildeenergien. Den tidligere beskrivelsen er innlemmet som referanse her.
Avbildningen av andrefargescenebildeenergibildeelementer på andrefargeområdet 26 til detektoren 22 følger fremgangsmåten beskrevet ovenfor, som er innlemmet her, unntatt for at XF er forskjøvet med 256 for å bruke søylene 257 til 512 av detektoren 22.
Detektoren 22 omformer den innfallende lysenergien til elektriske signaler, som blir behandlet av dens tilordnede elektronikk 70 for å bli kompensert for detektoruregelmessigheter, utføre kalibrering og utføre relaterte funksjoner. De behandlede elektriske signalene blir tilveiebragt til et datamaskinsystem som analyserer de elektriske signalene for tilstedeværelsen av et trekk, spesielt en missiltrussel. Tilstedeværelsen av et trekk blir ført bestemt, nr. 72, av passende digital filtrering. Ethvert slikt trekk blir så analysert når det gjelder dets natur, nr. 74, ved bruk av etablerte kriterier. Denne informasjonen blir så brukt til å styre detektoren 22, nr. 76. Dataene vedrørende et trekk som bedømmes til å være en trussel blir tilveiebragt til annen behandlingselektronikk (ikke vist), slik som et avfyringskontrollsystem. Anordninger og fremgangsmåter vedrørende disse elementene 70, 72,74 og 76 er kjent på området.
Fig. 4 illustrerer den fysiske forpakningen av de ikke-elektroniske delene av linse/detektormontasjen 80 (dvs. innbefattende elementene 70,72,74 og 76) til sensorsystemet 20, i en applikasjon som er under utvikling av oppfinnerne. Linse/detektormontasjen er rommet i en sylinder som har en diameter på omtrent 10,8 cm (4 lA tomme) og en lengde på omtrent 12 cm (4 % tomme). Det er to observasjonsåpninger 82 og 84 for henholdsvis førstefargeavbildningssystemet 28 og andrefargeavbildningssystemet 48.
Selv om en bestemt utførelse av oppfinnelsen er beskrevet detaljert for illustrasjonsformål, kan forskjellige modifikasjoner og endringer utføres uten å forlate rammen for oppfinnelsen. Følgelig er oppfinnelsen kun begrenset av de medfølgende patentkravene.
Claims (14)
1.
Sensorsystem for å observere lysenergi fra et scenebilde, hvilket scenebilde er inndelt i n x m piksler, det omfatter: en detektor (22) som omformer innfallende lysenergi til et elektrisk signal (23), hvilken detektor innbefatter en avbildende detektormatrise inndelt i n x m piksler, en optisk matrise (32, 52) som fokuserer lysenergien til scenebildet, og en optisk fiberbunt (36, 56) som har en inngangsende (38, 58) som mottar scenebildet fra den optiske matrisen og en utgangsende (40, 60) som retter energien til scenebildet på detektormatrisen, hvor den optiske fiberbunten (36, 56) omfatter et mangfold fibre (41,62),karakterisert vedat hver fiber (41, 62) har en inngangsform og -størrelse (44) ved dens inngangsende (38, 58) og en utgangsform og -størrelse (46) ved dens utgangsende (40, 60), hvor utgangsformen og -størrelsen er forskjellig fra inngangsformen og -størrelsen, og scenebildepikslene blir avbildet på detektormatrisepikslene slik at forholdet mellom scenebildepikselmerkene og detektormatrisemerkene er ikke-lineært.
2.
Sensorsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat sensorsystemet videre innbefatter et fargefilter (30,50) anordnet mellom scenebildet og detektoren.
3.
Sensorsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat inngangsformen til hver fiber (41, 62) i hovedsaken har form som et rektangel og utgangsformen i hovedsak har formen som et kvadrat.
4.
Sensorsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat fiberinngangsstørrelsen til hver respektiv optiske fiber (41, 62) er større enn fiberutgangsstørrelsen til den optiske fiberen(41,62).
5.
Sensorsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat sensorsystemet videre innbefatter en elektronisk anordning (70) som kan drives for å lese det elektriske signalet (23) til detektoren, og bildebehandlingselektronikk (72, 74, 76).
6.
Sensorsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat forholdet mellom scenebildepikselmerkene (xl, yl) og detektormatrisemerkene (xf, yf) er som følger:
hvor
7.
Sensorsystem for å observere lysenergi fra et scenebilde, hvilket scenebilde er inndelt i n x m piksler,karakterisert vedat det omfatter en avbildende detektor (22) inndelt i n x m piksler som omformer innfallende lysenergi til et elektrisk signal, hvilken avbildende detektor har et førstefargeområde (24), og et andrefargeområde (26),
et førstefargeavbildningssystem (28) som omfatter: et førstefargefilter (30) anordnet mellom scenebildet og førstefargeområdet (24) til den avbildende detektoren, en førstefarge optisk matrise (32) som fokuserer førstefargescenebildeenergi på førstefargeområdet (24) til den avbildende detektoren, og en førstefarge optisk fiberbunt (36) som har en førstefargeinngangsende (38) som mottar førstefargescenebildepikslene fra den optiske førstefargematrisen og en førstefargeutgangsende (40) som retter førstefargescenebildepikslene på førstefargeområdet (24) til den avbildende detektoren, hvor den førstefargeoptiske fiberbunten (36) omfatter et mangfold førstefargeoptiske fibre (41) hvor hver av førstefargeoptiske fiberne har en førstefargefiber inngangsform og -størrelse (44) ved dens førstefargeinngangsende (38) og en førstefargeutgangsform og -størrelse (46) ved dens førstefargeutgangsende (40), hvor førstefargeutgangsformen og -størrelsen er forskjellig fra førstefargeinngangsformen og -størrelsen, hvori førstefargescenebildepikslene fra den førstefargeoptiske matrisen eller følgen (32) avbildes på pikslene til førstefargeområdet (24), og
et andrefargebildebehandlingssystem (48) som omfatter: et andrefargefilter (50) anordnet mellom scenebildet og andrefargeområdet (26) til den avbildende detektoren, en andrefargeoptisk matrise (52) som fokuserer andrefargescenebildeenergi på andrefargeområdet (26) til den avbildende detektoren, og en andrefarge optisk fiberbunt (56) som har en andrefarge inngangsende (58) som mottar andrefargescenebildepikslene fra den andrefargeoptiske matrisen (52) og en andrefargeutgangsende (60) som retter andrefargescenebildepikslene på andrefargeområdet (26) til den avbildende detektoren, hvor andrefargeoptiskfiberbunten (56) omfatter et mangfold andrefargeoptisk fibre (62) hvor hver av andrefargeoptisk fiberne (62) har en andrefargefiberinngangform og -størrelse (44) ved dens andrefargeinngangsende (58) og en andrefargeutgangsform og -størrelse (46) ved dens andrefargeutgangsende (60), hvor andrefargeutgangsformen og -størrelsen (46) er forskjellig fra andrefargeinngangsformen og -størrelsen (44), hvori andrefargescenebildepikslene fra den andrefargeoptiske matrisen er avbildet på pikslene til andrefargeområdet slik at forholdet mellom scenebildepikselmerkene og detektormatrisemerkene er ikke-lineært.
8.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat førstefargeområdet (24) til den avbildende detektoren er sensitiv for lysenergi som passerer gjennom førstefargefilteret (30) og lysenergi som passerer gjennom andrefargefilteret (50), og andrefargeområdet (26) til den avbildende detektoren er sensitivt for lysenergi som passerer gjennom førstefargefilteret (30) og lysenergi som passerer gjennom andrefargefilteret (50).
9.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat førstefargeområdet (24) og andrefargeområdet (26) er i det samme planet.
10.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat hver førstefargefiber (41) har dens førstefargefiberinngangsform (44) hovedsakelig i formen av et rektangel og dens førstefargefiberutgangsform (46) hovedsakelig i formen av et kvadrat.
11.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat hver andrefargefiber (62) har dens andrefargefiberinngangsform (44) hovedsakelig i formen av et rektangel og dens andrefargefiberutgangsform (46) hovedsakelig i formen av et kvadrat.
12.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat førstefargefiberinngangsstørrelsen (44) til de førstefargeoptiske fiberne (41) er større enn førstefargefiberutgangsstørrelsen (46) til de førstefarge optiske fiberne.
13.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat andrefargefiberinngangsstørrelsen (44) til andrefargeoptiske fiberne (62) er større enn andrefargefiberutgangsstørrelsen (46) til andrefargeoptiske fiberne.
14.
Sensorsystem ifølge krav 7,karakterisert vedat det videre innbefatter en elektronisk anordning (70) som kan drives for å lese det elektriske signalet (23) til den avbildende detektoren, og bildeprosesseringselektronikk (72, 74, 76).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/636,100 US6946647B1 (en) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | Multicolor staring missile sensor system |
PCT/US2001/024967 WO2002039726A2 (en) | 2000-08-10 | 2001-08-08 | Multicolor staring sensor system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20021671D0 NO20021671D0 (no) | 2002-04-09 |
NO20021671L NO20021671L (no) | 2002-05-22 |
NO334240B1 true NO334240B1 (no) | 2014-01-20 |
Family
ID=24550426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20021671A NO334240B1 (no) | 2000-08-10 | 2002-04-09 | Flerfarge missilsensorsystem |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6946647B1 (no) |
EP (1) | EP1308029B1 (no) |
JP (1) | JP4965056B2 (no) |
KR (1) | KR100508846B1 (no) |
AT (1) | ATE444648T1 (no) |
AU (1) | AU754292B2 (no) |
CA (1) | CA2387623C (no) |
DE (1) | DE60140061D1 (no) |
DK (1) | DK1308029T3 (no) |
IL (2) | IL148952A0 (no) |
NO (1) | NO334240B1 (no) |
TR (1) | TR200200956T1 (no) |
TW (1) | TW495604B (no) |
WO (1) | WO2002039726A2 (no) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7795577B2 (en) * | 2004-08-25 | 2010-09-14 | Richard Ian Olsen | Lens frame and optical focus assembly for imager module |
US7916180B2 (en) * | 2004-08-25 | 2011-03-29 | Protarius Filo Ag, L.L.C. | Simultaneous multiple field of view digital cameras |
US7564019B2 (en) | 2005-08-25 | 2009-07-21 | Richard Ian Olsen | Large dynamic range cameras |
CN101427372B (zh) | 2004-08-25 | 2012-12-12 | 普罗塔里斯菲洛有限责任公司 | 用于多个相机装置的设备和操作该设备的方法 |
US8124929B2 (en) | 2004-08-25 | 2012-02-28 | Protarius Filo Ag, L.L.C. | Imager module optical focus and assembly method |
US20070102622A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-05-10 | Olsen Richard I | Apparatus for multiple camera devices and method of operating same |
US20070258006A1 (en) * | 2005-08-25 | 2007-11-08 | Olsen Richard I | Solid state camera optics frame and assembly |
US7964835B2 (en) | 2005-08-25 | 2011-06-21 | Protarius Filo Ag, L.L.C. | Digital cameras with direct luminance and chrominance detection |
ATE472078T1 (de) * | 2006-08-25 | 2010-07-15 | Abb Research Ltd | Flammendetektor mit kamera |
JP2008096153A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ビームプロファイル計測装置及びレーザ加工装置 |
US7718968B1 (en) * | 2007-01-16 | 2010-05-18 | Solid State Scientific Corporation | Multi-filter spectral detection system for detecting the presence within a scene of a predefined central wavelength over an extended operative temperature range |
JP4713532B2 (ja) | 2007-03-29 | 2011-06-29 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 通信端末及びそのプログラム |
JP4582205B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
US20160124124A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | SUNMOON UNIVERSITY Industry-University Cooperation | Optic apparatus |
US11067884B2 (en) * | 2018-12-26 | 2021-07-20 | Apple Inc. | Through-display optical transmission, reception, or sensing through micro-optic elements |
US10838556B2 (en) | 2019-04-05 | 2020-11-17 | Apple Inc. | Sensing system for detection of light incident to a light emitting layer of an electronic device display |
US11611058B2 (en) | 2019-09-24 | 2023-03-21 | Apple Inc. | Devices and systems for under display image sensor |
US11527582B1 (en) | 2019-09-24 | 2022-12-13 | Apple Inc. | Display stack with integrated photodetectors |
US11592873B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-02-28 | Apple Inc. | Display stack topologies for under-display optical transceivers |
US11295664B2 (en) | 2020-03-11 | 2022-04-05 | Apple Inc. | Display-synchronized optical emitters and transceivers |
US11327237B2 (en) | 2020-06-18 | 2022-05-10 | Apple Inc. | Display-adjacent optical emission or reception using optical fibers |
US11487859B2 (en) | 2020-07-31 | 2022-11-01 | Apple Inc. | Behind display polarized optical transceiver |
US11839133B2 (en) | 2021-03-12 | 2023-12-05 | Apple Inc. | Organic photodetectors for in-cell optical sensing |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4099833A (en) * | 1974-03-08 | 1978-07-11 | Galileo Electro-Optics Corp. | Non-uniform fiber optic imaging system |
JPS5939321B2 (ja) * | 1979-01-19 | 1984-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | デイスクホイ−ル |
JPS56168608A (en) * | 1980-03-29 | 1981-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Aberration correcting method of imaging optical system for image fiber |
US4323925A (en) * | 1980-07-07 | 1982-04-06 | Avco Everett Research Laboratory, Inc. | Method and apparatus for arraying image sensor modules |
JPS58113729A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Toshiba Corp | 一次元検出器 |
JPS6058521A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-04 | Hitachi Cable Ltd | 炎センサ− |
US4701624A (en) * | 1985-10-31 | 1987-10-20 | Santa Barbara Research Center | Fire sensor system utilizing optical fibers for remote sensing |
JPS62197104A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-31 | Mitsubishi Metal Corp | 偏平型ミキサセトラ |
EP0324147A3 (en) * | 1988-01-11 | 1990-07-04 | Seiko Epson Corporation | Light guide type display apparatus |
US4896965A (en) * | 1988-09-14 | 1990-01-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Real-time alkali monitoring system |
US4932747A (en) * | 1989-09-07 | 1990-06-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber bundle homogenizer and method utilizing same |
DE3932845A1 (de) | 1989-10-02 | 1991-04-18 | Emda Dental Systeme Gmbh | Aufnahmeteil einer zahnaerztlichen videokamera |
JP2857228B2 (ja) * | 1990-06-12 | 1999-02-17 | 株式会社たからセルロイド | 遊技機用化粧版 |
US5153932A (en) * | 1990-10-01 | 1992-10-06 | Blyler Jr Lee L | Optical couplers with thermoformed fibers |
US5257085A (en) * | 1991-04-24 | 1993-10-26 | Kaman Aerospace Corporation | Spectrally dispersive imaging lidar system |
US5303373A (en) * | 1992-10-16 | 1994-04-12 | Schott Fiber Optics, Inc. | Anamorphic fused fiber optic bundle |
JPH06163864A (ja) * | 1992-11-19 | 1994-06-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JPH06331540A (ja) * | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
DE4433545C2 (de) | 1994-09-20 | 1997-11-20 | Luecken Hans Joerg Von | Vorrichtung zur Umsetzung von zeitlich veränderbaren streifenförmigen Röntgenstrahlen-Bildinformationen in ruhende Gesamtbilder |
US5715345A (en) * | 1995-02-27 | 1998-02-03 | Hughes Danbury Optical Systems, Inc. | Optical beam regeneration by optical fiber remapping |
US5943463A (en) * | 1996-06-17 | 1999-08-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color image sensor and a production method of an optical waveguide array for use therein |
JP3417222B2 (ja) * | 1996-08-07 | 2003-06-16 | 松下電器産業株式会社 | 実時間レンジファインダ |
JPH10242551A (ja) | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Nikon Corp | 光学素子及びこれを用いたレーザ装置 |
JP3387783B2 (ja) * | 1997-07-04 | 2003-03-17 | 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 | スキャナ装置 |
US5930433A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Waveguide array document scanner |
US6112003A (en) * | 1998-08-28 | 2000-08-29 | Hewlett-Packard Company | Optical scanner having multiple resolutions |
JP2000093389A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Toshiba Corp | 内視鏡装置 |
JP2000111398A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-18 | Hamamatsu Photonics Kk | 火炎自発光計測装置 |
US6618530B1 (en) * | 1998-12-02 | 2003-09-09 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus for transporting and distributing light using multiple light fibers |
US6271510B1 (en) * | 1998-12-18 | 2001-08-07 | Izzie Boxen | Fiber optic gamma camera having scintillating fibers |
JP2000187077A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-04 | Japan Atom Energy Res Inst | 2次元放射線イメージ検出装置及びその検出方法 |
US6175678B1 (en) * | 1999-05-12 | 2001-01-16 | The United States Of Americas As Represented By The Secretary Of The Navy | Infrared fiber imager |
US6292608B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-09-18 | Agilent Technologies, Inc. | Line scan camera |
-
2000
- 2000-08-10 US US09/636,100 patent/US6946647B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-08 IL IL14895201A patent/IL148952A0/xx active IP Right Grant
- 2001-08-08 AU AU37644/02A patent/AU754292B2/en not_active Expired
- 2001-08-08 EP EP01986447A patent/EP1308029B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-08 DK DK01986447.9T patent/DK1308029T3/da active
- 2001-08-08 KR KR10-2002-7004563A patent/KR100508846B1/ko active IP Right Grant
- 2001-08-08 JP JP2002542121A patent/JP4965056B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-08 DE DE60140061T patent/DE60140061D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-08 CA CA002387623A patent/CA2387623C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-08 WO PCT/US2001/024967 patent/WO2002039726A2/en active IP Right Grant
- 2001-08-08 AT AT01986447T patent/ATE444648T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-08-08 TR TR2002/00956T patent/TR200200956T1/xx unknown
- 2001-08-10 TW TW090119836A patent/TW495604B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-03-31 IL IL148952A patent/IL148952A/en unknown
- 2002-04-09 NO NO20021671A patent/NO334240B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE444648T1 (de) | 2009-10-15 |
CA2387623A1 (en) | 2002-05-16 |
JP2004518948A (ja) | 2004-06-24 |
NO20021671L (no) | 2002-05-22 |
EP1308029B1 (en) | 2009-09-30 |
EP1308029A2 (en) | 2003-05-07 |
WO2002039726A2 (en) | 2002-05-16 |
IL148952A0 (en) | 2002-11-10 |
US6946647B1 (en) | 2005-09-20 |
JP4965056B2 (ja) | 2012-07-04 |
TW495604B (en) | 2002-07-21 |
KR20020065481A (ko) | 2002-08-13 |
IL148952A (en) | 2006-08-01 |
AU3764402A (en) | 2002-05-21 |
WO2002039726A3 (en) | 2003-01-03 |
CA2387623C (en) | 2005-06-14 |
DE60140061D1 (de) | 2009-11-12 |
TR200200956T1 (tr) | 2003-02-21 |
DK1308029T3 (da) | 2010-01-18 |
KR100508846B1 (ko) | 2005-08-18 |
NO20021671D0 (no) | 2002-04-09 |
AU754292B2 (en) | 2002-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO334240B1 (no) | Flerfarge missilsensorsystem | |
US5001348A (en) | Method and apparatus for recognizing the start and motion of objects | |
EP0628780B1 (fr) | Système de visée pour aéronef | |
US20070228259A1 (en) | System and method for fusing an image | |
US8575527B2 (en) | Vehicle having side portholes and an array of fixed EO imaging sub-systems utilizing the portholes | |
US5568186A (en) | Focal plane filtered multispectral multidetector imager | |
US9448107B2 (en) | Panoramic laser warning receiver for determining angle of arrival of laser light based on intensity | |
US8502128B1 (en) | Dual-mode electro-optic sensor and method of using target designation as a guide star for wavefront error estimation | |
US9300866B2 (en) | Method for image processing and method that can be performed therewith for the automatic detection of objects, observation device and method for high-precision tracking of the course followed by launched rockets over large distances | |
JPH07255006A (ja) | 走査光バルブセンサシステム | |
US5200622A (en) | Self-checked optronic system of infra-red observation and laser designation pod including such a system | |
US20240167787A1 (en) | Telescopic sight | |
KR20230004572A (ko) | 초분광 이미징 장치 | |
JP4287794B2 (ja) | 多画面分光撮影装置 | |
US9804251B1 (en) | Fiber optic directional sensor with wide-field optical field expanding element and method | |
KR102488919B1 (ko) | 무기용 확대배율 원적외선 조준경 | |
Chevrette et al. | Wide-area-coverage infrared surveillance system | |
Armstrong | Dual-waveband MWIR/visible three-axis stabilized sensor suite for submarine optronics masts | |
Miller Jr | Sensor fusion approach to optimization for human perception: an observer-optimized tricolor IR target locating sensor | |
US20140152842A1 (en) | Wavefront sensor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |