DE3619679A1

DE3619679A1 - Optical sensor for information gathering

Info

Publication number: DE3619679A1
Application number: DE19863619679
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Phys Dr Bartel; Hans Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1987-12-17
Also published as: DE3619679C2

Abstract

The invention relates to an optical sensor for gathering information from various spatial angle regions with a beam being passed via prism elements or distributor lenses for transmitter or receiver elements of guided missiles which are not only simplified in construction and in terms of electronics but supply relatively high levels of basic information items and have a relatively high performance. Exemplary embodiments are described and sketched. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sensor zur Aufnahme von Informationen aus verschiedenen Raum winkelbereichen gemäß den Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an optical sensor to record information from different rooms angular ranges according to the preamble of the claim 1.

Durch die DE-PS 24 09 563 ist eine optische Zielverfol gungseinrichtung bekannt geworden, bei der das von ei nen Laserstrahl beleuchtete Ziel mittels eines opti schen Systems auf einen lichtempflindlichen Detektor projiziert wird, wobei Mittel zur unscharfen Projektion des Zielbildes auf die Detektoroberfläche dann vorge sehen sind, wenn das Zielbild in der Ebene des opti schen Systems eine bestimmte Größe unterschreitet. Hierzu weist ein Halbleiterdetektor eine lichtempfind liche Oberfläche auf, die in vier Quadranten oder Teil flächen aufgeteilt ist, welche voneinander elektrisch isoliert sind und jeweils ein elektrisches Signal er zeugen, welches proportional zum Lichtstrom ist, der auf die einzelnen Quadranten fällt. Die kreisförmige Detektorplatte der Anordnung ist hier in vier symme trische Quadranten geteilt, die mit den vier Quadranten der Detektorplatte übereinstimmen. Abgesehen vom opti schen Aufwand ist auch der elektronische Aufwand für den einmaligen Verwendungszweck zu groß.DE-PS 24 09 563 is an optical target track supply facility became known, in which the egg NEN laser beam illuminated target using an opti system on a light-sensitive detector is projected, using means for blurred projection of the target image on the detector surface then pre are seen when the target image in the plane of the opti system falls below a certain size. For this purpose, a semiconductor detector has a light sensitivity surface in four quadrants or part areas is divided, which are electrical from each other are isolated and each have an electrical signal testify which is proportional to the luminous flux, the falls on the individual quadrants. The circular The detector plate of the arrangement is here in four symme tric quadrants divided by the four quadrants of the detector plate match. Apart from the opti Effort is also the electronic effort for the one-time use is too large.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der in Aufbau und Elektronik nicht nur ver einfacht ist, sondern höhere Grundinformationen liefert und eine höhere Leistung besitzt.The present invention is based on the object an optical sensor of the type mentioned create who not only ver in construction and electronics is simple, but provides higher basic information and has a higher performance.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst und dadurch für aktive und passive Sensoren Zielinformationen aus einer Vielzahl von defi nierten Raumbereichen gewonnen. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren der Zeichnung skizziert.This object is shown by the claim 1 Measures solved and thereby for active and passive Sensors target information from a variety of defi won areas. In the subclaims advantageous embodiments are specified and in the the following description is an exemplary embodiment explained and sketched in the figures of the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Skizze eines Ausführungsbeispiels einer Strahlführung mit 32-facher Verteilungslinse und Laser-Array, Fig. 1 is a sketch of an embodiment of a beam guidance with 32-fold distribution lens and laser array,

Fig. 2 eine Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Strahlführung mit Reliefring und Signal vorverarbeitung sowie auf der Sendeoptik ange ordneter Prismenelemente. Fig. 2 is a sketch of another embodiment of a beam guide with relief ring and signal preprocessing and prism elements arranged on the transmitting optics.

Das in der Fig. 1 skizzierte Ausführungsbeispiel eines optischen Sensors der eingangs genannten Art verdeut licht den einfachen und wirtschaftlichen Aufbau dessel ben, wodurch er für Lenkflugkörper besonders prädesti niert ist.The sketched in Fig. 1 embodiment of an optical sensor of the type mentioned clarifies the simple and economical structure of the same ben, making it particularly predestined for guided missiles.

Im Innenraum 20 der transparenten Spitze 21 des Lenk flugkörpers ist rotationssymmetrisch in dessen Achse 15 eine Empfangsoptik 11 angeordnet, der in bestimmtem Ab stand ein Reliefring 14 nachgeordnet ist, der den emp fangenen Strahl auf die mit Prismenelemente 12 ver sehene Verteilerlinse 10 lenkt und auf ein Laser-Array fokussiert. Der Reliefring 14 setzt sich aus einen Ring von Photodioden zusammen, deren Anzahl sich nach der Anzahl der Prismenelemente 12 richtet. Von Laser-Array oder der Laserdiode 16 wird das Lasersignal einer Elek tronik 13 zur Auswertung und Verarbeitung zugeführt. In the interior 20 of the transparent tip 21 of the missile is rotationally symmetrical in the axis 15, a receiving optics 11 is arranged, which was in a certain Ab a relief ring 14 is arranged downstream, which directs the received beam to the ver with prismatic elements 12 distribution lens 10 and on Focused laser array. The relief ring 14 is composed of a ring of photodiodes, the number of which depends on the number of prism elements 12 . From the laser array or the laser diode 16 , the laser signal is supplied to electronics 13 for evaluation and processing.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die transparente Flugkörperspitze 21 am Flugkörpervor satzelement 22 aufgeschraubt. In ihrem Innenraum 20 ist die Empfangsoptik 11 rotationssymmetrisch in der Achse 15 des Flugkörpers fest installiert. In einen bestimm ten Abstand von ihr ist der bereits erwähnte Reliefring 14 aus einer entsprechenden Anzahl von Photodioden po sitioniert, der in diesem Beispiel jedoch mit einer Signal-Vorverarbeitungselektronik 13 a versehen ist. Diese Elektronik 13 a ist über Kabel 13 b mit der Flug körper- und Auslöseelektronik 13 verbunden, die im ge zeichneten Ausführungsbeispiel im FK-Aufsatzstück 22 untergebracht ist. Letzteres weist Kabelkanäle auf und in der FK-Achse 15 die Sendeoptik mit den Prismenele menten 12 sowie die Laserdiode oder das Laserarray 16.In the embodiment shown in FIG. 2, the transparent missile tip 21 is screwed onto the missile element 22 . The receiving optics 11 are permanently installed in their interior 20 in a rotationally symmetrical manner in the axis 15 of the missile. At a certain distance from it, the already mentioned relief ring 14 is positioned from a corresponding number of photodiodes, but in this example it is provided with signal preprocessing electronics 13 a . This electronics 13 a is connected via cable 13 b to the flight body and trigger electronics 13 , which is housed in the ge-drawn embodiment in the FK attachment piece 22 . The latter has cable channels and in the FK axis 15, the transmission optics with the prism elements 12 and the laser diode or the laser array 16 .

Hiermit ist eine einfache und aufwandslose jedoch opti mal arbeitende Strahlführung für Sensoren von Flugkör pern geschaffen, bei der Teilprismen oder Verteilerlin sen für die Sender oder Empfänger zur Verwendung kom men, so daß entweder der Sender oder der Empfänger auf definierte Raumwinkel verteilt werden kann. Die Tren nung der Information geschieht jeweils bei dem nicht aufgeteilten System, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht. Hier ist der Sender aufgeteilt, wofür in Fig. 2 ein sehr einfacher und wirtschaftlicher Aufbau skizziert ist. Bei aktiven Sen soren wird also für ein Sender- oder Empfangselement eine Abbildungsaufteilung vorgenommen, wobei jeweils das andere Element direkt abgebildet wird und Struk turen zur separaten Auswertung der Raumwinkelinfor mation enthält. Bei passiven Sensoren, die im wesent lichen gleich aufgebaut sind, erfolgt die Raumwinkelin formation über elektronisch gesteuerte Verschlüsse wie zum Beispiel über eine LCD-Matrix.This creates a simple and effortless but opti mal working beam guidance for sensors of Flugkör bodies, in which partial prisms or distributor lenses come to use for the transmitter or receiver, so that either the transmitter or the receiver can be distributed to defined solid angles. The Tren voltage of the information occurs in each case at the non-divided system, such as in the embodiment of Fig. 1 and Fig. 2 illustrates. The transmitter is divided here, for which a very simple and economical structure is sketched in FIG. 2. When sensors are active, a mapping is carried out for a transmitter or receiver element, the other element being mapped directly and containing structures for separate evaluation of the solid angle information. In the case of passive sensors, which are constructed essentially the same, the solid angle information is provided via electronically controlled closures, such as an LCD matrix.

Claims

1. Optical sensor for recording information from various solid angle areas with a beam guide via partial prisms or distribution lenses for transmitters or receivers, in particular guided missiles, characterized in that for a transmitter ( 10 ) or receiver element ( 11 ) an image distribution of the sight or coverage patterns takes place in defi ned angles using rotationally symmetrically arranged prism elements (12), wherein in the active Sen the receiving element (10) sensors directly elements on the prisms (12) for the separate evaluation of the spatial angle information to the transmitter element (10) is imaged and passive sensors, the solid angle information takes place via closures controlled by electronics ( 13 ) (eg LCD matrix).

2. Optical sensor according to claim 1, characterized in that between the receiving optics ( 11 ) and the transmitting optics ( 10 ) a relief ring ( 14 ) is arranged from photodiodes and all three elements ( 10 , 11 , 14 ) in the radiation axis ( 15 ) a laser diode ( 16 ).

3. Optical sensor according to claims 1 or 2, characterized in that the re liefring ( 14 ) with a device for Signalvorverar processing ( 13 a ) is provided, the signals via Kabelka channels ( 17 ) of the missile electronics or a FK evaluation device ( 13 ) can be supplied.

4. Optical sensor according to claims 1-3, characterized in that the Sen de- and receiving elements ( 10 , 11 ) and the relief ring ( 14 ) in the interior ( 20 ) of the missile tip formed from transparent material ( 21 ) are arranged rotationally symmetrically .

5. Optical sensor according to claims 1-4, characterized in that the imaging division of the visible or radiation areas is carried out by at least eight, sixteen or 32 prism elements ( 12 ).

6. Optical sensor according to claims 1-5, characterized in that the number of photodiodes in the relief ring ( 14 ) corresponds to that of the Pris menelemente ( 12 ).