DE2755951C3 - Vorrichtung zur Festzeichenunterdrückung (MTI) - Google Patents
Vorrichtung zur Festzeichenunterdrückung (MTI)Info
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- DE2755951C3 DE2755951C3 DE2755951A DE2755951A DE2755951C3 DE 2755951 C3 DE2755951 C3 DE 2755951C3 DE 2755951 A DE2755951 A DE 2755951A DE 2755951 A DE2755951 A DE 2755951A DE 2755951 C3 DE2755951 C3 DE 2755951C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Festzeichenunterdrückung
(MTI) bei Empfangseinrichtungen für aus einem definierten Raumbereich einfallende
elektromagnetische Strahlung, mit mehreren auf die Strahlung ansprechenden Detektoren, die Bildpunkten
einer Abbildung des Raumbereiches zugeordnet sind, insbesondere Infrarot-Detektoren, mit Speichereinrichtungen,
die mit den Detektoren gekoppelt und zur Aufnahme von mindestens zwei von den Detektoren in
aufeinanderfolgenden Zeitintervallen gelieferten Signalen eingerichtet sind, und mit Einrichtungen zum
Vergleich der von den einzelnen Detektoren gelieferten, gespeicherten Signale.
Aus »Electronics«, Band 47, Heft 22, Oktober 1974. Seiten 4E, 6E, ist es bekannt, die bei Impuls-Radargeräten
verwendeten Verzögerungsleitungen durch ein CCD-Schieberegister zu ersetzen. Die Aufgabe der
Verzögerungsleitungen und demgemäß auch der nun verwendeten CCD-Schiebertgister besieht darin, die
nach dem Aussenden eines Radarimpulses eintreffenden Empfangssignale um die Dauer einer Impulsperiode zu
verzögern, damit die von zwei nacheinander ausgesendeten Radarimpulsen erhaltenen Empfangssignale miteinander
verglichen werden können. Bei solchen Impuls-Radargeräten sind zeitlich aufeinanderfolgende
Abschnitte des Empfangssignals verschiedenen Entfernungsintervallcn
zugeordnet. Die den verschiedenen Entfernungsintervallen zugeordneten und miteinander
zu vergleichenden Signale fallen demgemäß seriell at, und können paarweise nacheinander verarbeitet werden.
Außer zur Verzögerung des einen der beiden zu vergleichenden Signale um die Dauer einer Impulsperiode
werden bei Impuls-Radaranlagen für die Fcstzei-
chenunterdrückung keine Speicher benötigt.
Im Gegensatz dazu ist bei Empfangseinrichtungen der eingangs genannten Art eine Vielzahl von
gleichzeitig auftretenden Signalen zu verarbeiten und mit einer Vielzahl entsprechender Signale, die wiederum
gleichzeitig zu einem späteren Zeitpunkt auftreten, paarweise zu vergleichen. Hierzu ist eine Zwischenspeicherung
erforderlich, die sich von derjenigen bei Inipuls-Radareeräten grundsätzlich unterscheidet. Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu
vereinfachen und zugleich die Zuverlässigkeil einer solchen Vorrichtung zu vei bessern.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Detektoren jeweils mit einer von
mehreren ausgewählten und durch die gleiche Anzahl Zwischen-Bitpositionen getrennten Bitpositionen eines
CCD-Speicherregisters verbunden sind, denen von den einzelnen Detektoren in den aufeinanderfolgenden
Zeitintervallen Signale zugeführt werden, daß mit dem Speicherregister eine Schaltungsanordnung gekoppelt
ist welche die Verschiebung der Signale, von den ausgewählten Bitpositionen zu den Zwischen-Bitpositionen
und nach Speicherung mindestens zweier zeitlich aufeinanderfolgender Signale in den ausgewählten
Bitpositionen und den Zwischen-Bitpositionen die serielle Übertragung aller im CCD-Speicherregister
enthaltenen Signale auf eine Ausgangseinrichtung bewirkt, mit der eine Differenzschaltung gekoppelt ist,
welche im CCD-Speicherregister aufeinanderfolgende Signale miteinander vergleicht und bewegliche Ziele
anzeigende Differenzsignale bildet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält also das CCD-Speicherregister in den ausgewählten Bitpcsitionen
und den Zwischen-Bitpositionen mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Signale, und es werden
diese Signale dann seriell gemeinsam auf eine Ausgangseinrichtung übertragen, mit der die Differenzschaltung
gekoppelt ist. Auf diese Weise werden umfangreiche Speicher für die Vielzahl der gleichzeitig
empfangenen Signale vermieden. Außerdem haben alle Signale die gleichen Signalwege zu durchlaufen, so daß
die miteinander zu vergleichenden Signale nicht auf unterschiedlichen Wegen unterschiedlich beeinflußt
werden können, was zu Fehlern beim Vergleich dieser Signale führen würde.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Signalverarbeitung in der Fokalebene der Detektoren.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Signalverarbeitung außerhalb der Fokjlebene.
Hierbei ist es möglich, die Detektoren mit einer Geschwindigkeit abzutasten, die sehr viel größer ist als
die Folgegeschwindigkeit der Halbbilder. Hierdurch wird eine große Signalbandbreite erzielt, die eine
zusätzliche Signalverarbeitung erlaubt, bevor die abgetasteten Signale integriert und der Differenzbildung
zugeführt werden. Bei der außerhalb der Fokalebene liegenden Anordnung werden die Signale,
welche von einer oder mehreren Detektorreihen stammende Teilbilder darstellen, parallel in einen
CCD-Multiplexer eingegeben und dann mittels einer
Zwischenverarbeitung einem außerhalb der Fokalcbene angeordneten CCD-Registcr gleich-η Aufbaus zugeführt.
Die Teilbildsignale werden dann pirallel in Speicherregister eingegeben, welche die aufeinanderfolgenden
Teilfeldsignale zu einem Halbbildsignal integrieren. Nach der Integra'ion beider Halbbilder wird der
Inhalt der Integrationsregister durch den Diffcrcnzbildner ausgelesen, um die Differenz oder MTI-Signale /u
bilden.
Es ist ersichtlich, dall durch die Erfindung eine
vereinfachte und zugleich mit höchster Genauigkeit ι arbeitende Vorrichtung zur Festzeichenunierdrückung
geschaffen wird, die von ladungsgekoppelt^! Bauelementen
in Verbindung mit passiven eleklro-optischen Sensoren Gebrauch macht. Dabei kann die Vorrichtung
entweder in der Brennebene der Detektoranordnung ι» oder entfernt von dieser Brennebene angebracht
werden. Von Vorteil ist ferner, daß die Vorrichtung eine große Bandbreite bei der Signalverarbeitung ermöglicht
und mit anderen ladiingsgekoppelten Schaltungsunordnungen
zur Signalverarbeitung kompatibel ist. ι . Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und
der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für
jii sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination
Anwendung finden. Es zeigt
Fig. la, Ibund lcschemaiische Blockschaltbilder,die
das Prinzip der Erfindung anhand einer Detektorreihe und eines CCD-Speicherregisters erläutern, der in der
.·'■ Brennebene der Detektoren angeordnet werden kann,
Fig. 2 das schematische Blockschaltbild einer Vorrichtung
nach der Erfindung für eine Detektorgruppe, die in der Brennebene der Detektorgruppe angeordnet
sein kann,
.i Fi g. 3 eine schematis-jhe Darstellung der Elektroden
der CCD-Register der Vorrichtung nach F i g. 2,
Fig. 3a ein Diagramm der Potentiale der Anordnung
nach F i g. 3,
F i g. 4a einen schematischen Querschnitt durch eine :. einem Detektor zugeordneie Intcgrutions-Einrichtung.
F i g. 4b ein Diagramm der Oberflächenpotentiale, die
in der Vorrichtung nach Fig. 3 bei der Integration auftreten,
Fig. 5 ein Diagramm von Signalen, die in der >■■■ Vorrichtung nach F i g. 2 auftreten.
Fig.fi ein Diagramm zur weiteren Erläuterung der Funktion der Vorrichtung nach F i j». 2.
Fig. 7 eine schematische Draufsicht der Ausbildung
einer Anordnung zur Ladungsübertragung im rechten ι Winkel, wie sie bei Vorrichtungen narh der Erfindung
verwendbar ist,
F i g. 8 das schematische Blockschaltbild einer von der Fokalebene entfernten Vorrichtung nach der Erfindung
zur Verarbeitung der von einer Detektorreihe gcliefer-• ten Signale,
F i g. 9 das schefnatische Blockschaltbild einer in der
Fokalebene angeordneten Einrichtung zur Übertragung der von einem Deteklorfeld gelieferten Signale auf
jiner außerhalb der Fokalebene angeordneten Vorrich-
; lung zur Signalverarbeitung nach der Erfindung,
Fig. 10 das schematische Blockschaltbild der zu der Anordnung nach Fig.9 gehörenden, außerhalb der
Fokalebene angeordneten Vorrichtung,
Fig. 11 ein sehematisches Biockschaltbild zur weiteren
Erläuterung der Vorrichtung nach den Fig.9 und
10,
Fig. 12 ein Diagramm von Signalen, die in der Vorrichtung nach den Fig. 10 und 11 auftreten,
Fig. 13 ein Zeitdiagramm zur weiteren Erläuterung
der Signalübertragung in der sich in der Fokalebene befindenden Schaltungsanordnung nach F i g. 9 und
Fig. 14 ein Zeitdiagramm zur weiteren Erläuterung
der Wirkungsweise der Vorrichtung nach den F i g. 9
und 10.
Von den Fig. la bis Ic zeigt Cig. la den Zustand der
Integration des Halbbildes I und der Übertragung des integrierten Signals von jedem Detektor in einen
Speicher. Die Bezeichnung »Halbbild« sowie »Teilbikl«
bezieht sich für die erfindungsgemiiße Vorrichtung auf
Zeitintervalle, während denen Sensoren oder Detektoren, wie insbesondere passive Deleklorcn. Signale aus
einem beobachteten Rnumabschnitl oder von einer Szene empfangen. Die Detektoren 10, 12 und 14. die
auch mit A. B und C bezeichnet sind, können erfindiingsgcmäü mit integrierenden lOtenliallöpfen
oder CCD-Ladungsspeicherplätzen kombiniert sein, l-'ür
das erste Halbbild, welches die während eines eisten Zeiliniervalls aus dem beobachteten Raum empfangenen
Signale umfaßt, wird eins integrierte Alisgangssignal
der Deleklorcn 10, 12 und 14 Speicherplätzen 16,18 und
20 in einem CCD Speicher- und l.escregisler 22 zugeführt. Nach der Erfindung sind sowohl CCDRegi
sier mit p- und η Kanal verwendbar, so dall der
Ausdruck »Ladungen« sowohl Elektronen als auch I.öcher bezeichnen kann. Hei der dargestellten Ausführungsform
der !{rfindung u erden für jeden dargestellten C CD-Speicherplatz zwei Mils verwendet, so dall also die
Speichereinheiten lh, 18 und 20 jeweils zwei Bitpositioneu
enthalten. Nachdem das integrierte Halbbild I auf das Register 22 übertragen und darin gespeichert
worden ist. wie es I■'i g. Ib zeigt, wird der Inhalt der
Speicherplätze 16, 18 und 20 um zwei Bilposüionen in
die Speicherplätze 24. 2h und 28 verschoben. Nach der Integration werden dann die Signale des Halbbildes 2
von den Detektoren 10, 12 und 14 auf die Speicherplätze lh, 18 und 20 übertragen und darin gespeichert. Wie
I ι g. Ic zeigt, besteht die nächste Operation dann, die in
dem Register 22 enthaltenen und an aufeinanderfolgenden Speicherplätzen angeordneten .Signalladungen, die
lüi die Halbbilder I und 2 charakteristisch sind und
lewetls durch ein Isolationsbit voneinander getrennt
sind, auszulesen, indem sie durch Verschieben in dem
Register nacheinander einem Differenzbildnet 12
zugeführt werden, bei dem es sich beispielsweise um
einen Dilferenzverstärker 34 handeln kann, der mit benachbarten Speicherplätzen lies Registers Il verbunden
ist i:nd ein Alisgangssigna! liefert, das der Differenz
des Inhalts der beiden Speicherplätze proportional ist. An Stelle eines Differenzverstärkers kann als Differenzhildner
auch eine geeignete CCD-Anordnung verwendet werden, wie sie beispielsweise in der deutschen
Patentanmeldung P 27 5b 526.4 beschrieben ist. In
Cig. Ic sind die Detektoren 10, 12 und 14 während des
Aiislesevorgangs von dem Register 22 getrennt
dargestellt. Die Atisgangssignalc des Differenzbildners
32 sind 2 V-1 /V.....2C-1C.IB-1Bund2,4■ 1.4.
Cig. 2 veranschaulicht die Verwirklichung des anhand
Fig. 1 erläuterten Prinzips bei einer 32 χ 32 Detektoren umfassenden Detektorgruppe durch eine
sich in der Fokalebene befindende Anordnung. Für die Detektorreihen i bis 32 ist jeweils ein Speicher- und
Leseregister vorhanden, das 128 CCD-Bitpositionen umfaßt und die Ladungen der 32 Detektoren der
zugeordneten Reihe aufnimmt. Die den Detektoren zugeordneten Übertragungs-Positionen sind durch
jeweils vier Bitpositionen voneinander getrennt. Am Kingang jedes Speicher- und Leseregisters, wie
beispielsweise des Registers 39 für die erste Reihe, befindet sich eine Nuiisignal- oder FZ-Queiie 40. wie sie
in der Technik bekannt ist (FZ = fat zero). |edes der Speicherregister überträgt seine Ladungen auf ein
ebenfalls 128 ßitpositiorien umfassendes CCD Multi
plcx-Rcgistcr 42. das wieder an einem ersten !{tide eine
CZ-Quelle 42 und am anderen linde eine Anordnung zur
l.adungsverniehtung aufweist, wie es in der Technik der CCD-Register bekannt ist jedes der Reihen-Speicherregister
empfängt bei der dargestellten Anordnung zwei integrierte Halbbilder mit jeweils einem Isolationsbit
dazwischen, so daß vier Bits für jede Detektorzellc benutzt werden. Isolalionsbits reduzieren die Auswirkungen
einer unvollkommenen Ladungsübertragung beim CCD-Betrieb. Demgemäß umfaßt die Anordnung
52 Reihen Register mil jeweils 128 Bits. Das Ausgangs Multiplex-Register umfaßt 128 Bits zur
Aufnahme der beiden Halbbilder I und 2 und führt die Signalladungen einer Halbbild-Differenzschaltung 44
zu. die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als
Differenzverstärker 46 dargestellt ist. der an zwei Bitstellungen angeschlossen ist, die durch ein Isolations
bit getrennt sind, um ein Differeiiz-AusEangssiKnal einer
Ausgangsleitung 48 zuzuführen. Die Differenzschaltung 44 kann jeden geeigneten Aufbau haben und insbesondere
auch ein CCD-Differenzierer sein, wie er oben erwähnt worden ist.
C i g. i zeigt einen Querschnitt durch die CZ-Quelle 40. das Speicher- und Leseregister 39 für die Reihe I.
einen Abschnitt des Multiplex-Registers 42 sowie den Detektor und den Integrator, deren Wirkungsweise
nunmehr ·πι einzelnen erläutert wird. Das Speicherregisler
39 empfängt in Betrieb integrierte Ladungen von allen Detektoren für ein erstes Halbbild, verschiebt die
Halbbild-Daten um zwei Bitpositionen, empfängt die integrierten Daten für das Halbbild 2 und überträgt die
Daten des ersten und des zweiten Halbbildes des Detektors I) 32 in einem vier Bits umfassenden Paket
auf das Multiplex-Register 42. Zu diesem Zweck kann jede beliebige elektroden- und Kanalsleuerung verwendet
werden. Bei der dargestellten Anordnung findet ein Zweiphasen-Antrieb statt, bei dem zwei gegenphasige
Taktsignale '/>, und ·/'.· Anwendung finden. Die C/Quel-Ie
für ein CCD-Register mit η-Kanal umfaßt einen !'•-Diffusionsbereich 50. der auf einen Impuls '/';>.
anspricht, und Elektroden, welche die Potentiale "f'/v.
■/';\: 11110 f/»/\, empiangen. nei aenen es sicn um
Gleichspannungspotentiale handeln kann. Die elektrode '/'/st wird von einem Φ:-Elektrodenpaar gefolgt. Wie
aus Cig. 3a ersichtlich, wird der '/»/^Impuls, der ii,
C i g. 3a durch die Kurve 54 dargestellt ist. von solchen Gleichspannungspotentialen gefolgt, daß unter der
'/•/syElektrode ein Potentialtopf 56 aufrechterhalten
wird und ein Ladungsüberfluß unter der Elektrode Φ/ν,
erfolgt, wenn das Potential '/>>
hoch ist, wie es b 58 angedeutet ist. Wenn das Potential des Signals <1>:
niedrig wird, wie es bei 60 gestrichelt angedeutet ist. wird eine Ladung zum Potentialtopf 62 übertragen, die
als Null- oder FZ-Wert einem Potentialtopf 64 zugeführt wird, wenn das Signal Φ\ niedrig wird. Die
FZ-Ladung 64 wird durch alle Stufen des Registers transportiert, und es werden die von den Detektoren
gelieferten Ladungen mit dieser FZ-Ladung kombiniert.
Zur Signalintegration führt ein Detektor, beispielsweise Di, seinen Strom unmittelbar einem p+-Diffusionsbereich
54 zu. wobei der Strom unter Elektroden 56 und 58 gelangt, die mit Voc\ und Vqci bezeichnet
sind und schließlich in Abhängigkeit von einem positiven Impuls Φ$ unter einer Speicherelektrode 60
gespeichert wird. Es versteht sich, daß andere Anordnungen benutzt werden können, um das Detektorsignal
auszulesen, wie beispielsweise ein CCD-Modu-
lationscingang. und daß die crfindungsgcmäßcn Syslemc
nicht auf die dargestellten Anordnungen mit direkter Injektion beschränkt sind. Die Integrations- und
Speicherperiode für den vom Detektor D I gelieferten Strom ist eine Punktion der Zeitdauer zwischen den
Übertragungen an einer Elektrode 62, die auf ein Signal ΦjRx anspricht, um die gebildete Ladung in den
Reihenkanal unter die dargestellte Elektrode /u bringen, der das Φι-Signal zugeführt wird. Wie die
F i g. 4a und 4b zeigen, die eine mögliche Ausführungsfotm einer Delcktor-Eingabeschaltung und das entsprechende
Oberflächenprofil veranschaulichen, ist das Obcrtragungspotenlial bei 66 während der Ladungs-Inlegralionszcit
positiv, und es wird die Ladung in den Hatiplkanal unter eine Φ,-Elektrode übertragen, wenn
das Signal «/»r«i negativ wird, wie es bei 68 dargestellt
ist. Das Übertragungstor 62 kann ein Elekirodenpaar umfassen, wie es Fig.4a zeigt, oder aus einer einzigen
Elektrode bestehen.
Die Ladungen werden alle längs der Reihe verschoben, jeweils durch ein Isolationsbit getrennt, bis sie eine
Φ ir 2- Elektrode 70 erreichen, die dem Multiplex-Register
benachbart ist, das durch eine Linie 72 angedeutet ist. In Abhängigkeit von einem positiven ΦΓΒ'-Impuls
wird die Ladung dem Platz unter einer Elektrode 74 zugeführt, während ein Signal ΦΊ niedrig ist. Wenn ΦΊ
einen hohen Wert und Φ'; einen niedrigen Wert annimmt, wird die Ladung durch das Multiplex-Register
42 transportiert, wie es durch einen Pfeil 76 angedeutet ist. Während der Übertragung jedes Pakets von vier Bits
in das Multiplex-Register werden die Bits in dem Multiplex-Register in Abhängigkeit von den Taktsignalen
Φ'\ und Φ'ι der gleichen Frequenz in Stellungen
übertragen, daß die Ladungen in dem Multiplex-Register mit einem Abstand von einem Isolationsbit
verschoben werden.
Anhand Fig. 5 werden die Übertragungs-Operationen
näher erläutert. Wie die Kurven 100 und 102 zeigen,
welche die Signale Φ\ und Φι darstellen, beschließt das
Paket der Zelle 1 dip Übertragung der Daten der Halbbilder 1 und 2 in das Multiplex-Register, das mit
Integrationszeit für das Halbbild 2 übertragen die Impulse nach den Kurven 106 und 108 das zweite
Halbbild in die zugeordneten Bitstellungen aller Reihen des Detektorfeldes. Es sei erwähnt, daß während der
ί Integration des Halbbildes 2 weder in den den Detektoren zugeordneten Speicherregistern noch in
dem nachgcschaltcten Multiplex-Register eine Datenübertragung
stattfindet. Nachdem nun die Reihenregisler mit den Daten zweier Halbbilder geladen sind,
ι» werden zunächst die Daten der Zelle 32 durch ein Paket
von vier Impulsen auf das nachgeschaltctc Multiplex-Register
42 übertragen, wie es die Kurven 100 und 102 zeigen, worauf eine Periode 118 folgt, während der 128
Bits im Multiplex-Register übertragen werden, während
ι ί der die Halbbilder im Multiplexer 42 der Differenzschaltung
44 in Abhängigkeil von den Signalen '/'Ί und Φ'>
zugeführt werden. Es sei erwähnt, daß die Taktsignale gemäß den Kurven 103 und 104 für das Multiplex-Register
kontinuierlich durchlaufen und die gleiche Frequenz
-><> haben wie die Taktsignale gemäß den Kurven 100 und
102, so daß die abwechselnden Halbbilder dem Multiplex-Register mit einem Abstand von einem
Isolationsbit zugeführt und dann aus diesem Register ausgegeben werden. Nach der Übertragung der Daten
der Zelle 32 aus dem Multiplex-Register 42 werden durch ein neues, vier Bits umfassendes Paket der Signale
100 und 102 die Daten der Zelle 31 für die beiden Halbfelder in das Multiplex-Register 42 übertragen,
worauf wiederum eine 128 Bits umfassende Übertra-
i<> gungsperiode zur Ausgabe der Daten aus dem
Multiplex-Register folgt. Wenn die Daten aller 32 Zellen in das Multiplex-Register 42 eingegeben und aus diesem
wieder ausgegeben sind, werden die integrierten Daten des Feldes 1 wieder in die Reilienregister übertragen.
)i und es wird der Vorgang wiederholt. Bei der Ausgabe
der Reihendaten werden die Nullsignale oder FZ-Ladungen in Abhängigkeit von den Impulsen Φ*\ der
Kurve 110 ständig gebildet.
Zur weiteren Erläuterung der Gesamtoperation wird
Zur weiteren Erläuterung der Gesamtoperation wird
4(i nunmehr auf F i g. 6 Bezug genommen, welche die
Verarbeitung der Signale von mehreren Bildern trn>"inrnUoiilinUt (,„J .».rtl
-« f\w rllr-, Π!Γ(π>ηη->··, η — * η ti', — Λ ^r-
die gleiche Frequenz haben und durch Kurven 103 und 104 dargestellt sind. Es sei erwähnt, daß das der Zelle 1
zugeordnete linke Paket der Kurven 101 und 102 die letzte Übertragung bei der Ausgabe der Daten der
Halbbilder I und 2 aus den Reihenregistern darstellt. Jedes Paket von vier Impulsen, das den Reihenregistern
zugeführt wird, wird von einem Intervall von 128 Bits Länge getrennt, da die Daten von jeweils 32 Zellen
durch das nachgeschaltete Multiplex-Register 42 transportiert werden müssen, um an dessen Ausgang die
Differenzbildung mittels der Differenzschaltung 44 zu ermöglichen. Nach Abschluß der Übertragung der
Daten der ersten Zellen aller Reihen, welcher die Übertragung der Daten der Zellen 32 bis 2 vorausgegangen
ist, überträgt ein Impuls Φ$ gemäß Kurve 106,
der mit einem Impuls Φτκι nach Kurve 108 zusammenfällt,
die integrierten Ladungen des Halbbildes 1 an allen Detektorpositionen in die den Detektorreihen zugeordneten
Speicherregister. Dann werden in Abhängigkeit von den Impulsen Φι und Φ2 nach den Kurven 100 und
102 die Ladungspakete in den Speicherregistern um zwei Bitstellungen verschoben, wie es die Impulse 110
und 112 anzeigen. Dieser Verschiebung folgt eine Zeit während der die Daten des Halbbildes 2 in den
Speichertöpfen an den Detektoren integriert werden, wie es bei 114 angedeutet ist Am Ende der
gesamte Bild jeweils während der Dauer des ersten Halbbildes gelesen werden. Die Halbbild-Dauer ist
durch die Detektorgruppe bestimmt. Für das Bild η wird das erste Halbbild in den den Detektoren zugeordneten
Speicherplätzen integriert, während das MTI-BiId n— I.
also das Bild /?—1, in welchem durch die Bildung der
Differenz zwischen den Halbbildern die von Festzielen stammenden Signale unterdrückt worden sind, am
Ausgang des nachgeordneten Multiplex-Registers 42 ausgelesen werden. In Abhängigkeit von dem die
Übertragung der Signale von den Detektoren auf die Speicherregister bewirkenden Impuls Φ™ ι nach Kurve
116 werden die das erste Halbbild bildenden Signale am
Ende der Halbbildzeit in die Speicher- oder Reihenregister übertragen. Zu dieser Zeit werden die dem Halbbild
1 zugeordneten Ladungen durch Impulse 130 gemäß Kurve 118 um zwei Bitstellungen längs der Speicherregister
verschoben. Während der Dauer des zweiten Halbbildes werden die dem zweiten Halbbild zugeordneten
Signale in den Speichertöpfen integriert Am Ende des zweiten Halbbildes des Bildes π wird das
zweite Halbbild in die Speicherregister in Abhängigkeit von einem Impuls der Kurve 116 eingegeben. Während
der Dauer des ersten Halbbildes des Bildes n+1 werden
in Abhängigkeit von dem Lesetakt gemäß Kurve 118 Pakete von vier Taktimpulsen den P.eihenregistern
/ugeliihrt, während gleichzeitig der Ausgabetakt für das
Multiplex-Register nach Kurve 120 fortlaufend vorliegt. Der Übertragung von jeweils vier Bitpositionen von den
Reihenregistern in das nachgeschaltete Multiplex-Register 42 folgen anschließend 28 Bitperioden zur
Übertragung der jeder Detektorspalte zugeordneten Signale auf die Differenzschaltung 44. Demgemäß wird
der Reihentakt nach dem Zuführen von vier Überiragungsbits jeweils unterbrochen, bis 128 Bits des
Ausgabetaktes dem Multiplex-Register zugeführt worden sind, wonach wiederum ein Paket von vier BiIs des
Signals 118 den Kcihcnrcgislcrn zugeführt werden, um
die Signale der Detektoren 31 in das Ausgabe-Register 42 zu übertragen. Danach folgen wieder 128 Bits des
Ausgabetaktes des Multiplex-Registers. Auf diese Weise wird die Übertragung von vier Bits nacheinander
forlgesetzt, bis die Signale der Detektoren I jeder Reihe auf das Multiplex-Register übertragen und von dort der
Differenzschaltung zugeführt worden sind. Während uci iviuici ucs ciSici'i iijiüüiiucS ucs miuc>
// -f- i
integrieren die Detektoren die Daten, die dem neuen ersten Halbbild zugeordnet sind, die dann am Ende der
Dauer des ersten Halbbildes in die Reihenregister übertragen werden, wie es die Kurve 116 zeigt.
Demgemäß ist die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 2 kontinuierlich, da die Integration der abwechselnden
Halbbilder fortlaufend stattfindet und während der Dauer des ersten Halbbildes die Reihenregister auf
Pakete von vier Taktimpulsen ansprechen, die jeweils von einer 128 Bits umfassenden Datenübertragung von
dem Multiplex-Register 42 auf die Differenzschaltung 44 gefolgt werden.
F i g. 7 veranschaulicht einen Ladungsübergang im rechten Winkel, wie er bei Anordnungen nach der
Erfindung benutzt werden kann. F i g. 7 zeigt einen Abschnitt des CCD-Speicherregistcrs der Reihe I, eine
dem Detektor D 32 zugeordnete Eingabe-Diffusionszone
sowie Elektroden </>i und '/»>
zur Übertragung der Ladungen der Reihe I auf das Multiplex-Ausgaberegister 42. Ein Block 134 veranschaulicht die Diffusionszone,
die mit dem Detektor D 32 gekoppelt ist. während Elektroden 136, 138 und 140 die Potentiale V1x ,, V1x ■_>
iinrl ff).- ffihrpn Hip /win jnlpariprpn rjpr I '.t/jimir
erforderlich sind, die vom Detektor D 32 geliefert werden. Die Elektroden 142 und 144 des Kanals der
Reihe I sprechen auf die Signale Φι und Φι an und
dienen zum Ladungstransport längs des Speicherregisters, wie es vorher erläutert wurde. Neben dem
Multiplex-Register 42 sind Elektroden 146 und 148 angeordnet, welche die Signale Φι und Φτκ2 empfangen
und dazu dienen, die Ladungen in den Topf zu überführen, der mittels der Elektroden 150 und 152 vom
Signal ΦΊ gesteuert wird, denen Elektroden 154 und 156 folgen, welche das Signal ΦΊ empfangen. Die Anordnung
nach F i g. 7 kann für alle Übergänge verwendet werden, die in Vorrichtungen nach der Erfindung
vorkommen. Ein Übergang zwischen Registern, wie der dargestellte Übergang im rechten Winkel, ist in der
Technik bekannt und braucht daher hier nicht weiter erläutert zu werden.
In Fig.8 ist ein einziger CCD-Kanal dargestellt, um
einen von der Fokalebene getrennten Aufbau einer MTI-Vorrichtung nach der Erfindung zu erläutern.
Detektoren 140 und 142 empfangen Energie und bewirken eine Ladungsintegration in Speichertöpfen,
wie es vorher erläutert wurde. Ein CCD-Leseregister 144, das in jedem Abschnitt oder Speicherplatz ?.wei Bits
enthält empfängt die Ladungen von den Detektoren
und überträgt bei der dargestellten Ausführungsform die einem ersten Teilbild zugeordneten Daten, taklet
diese Daten des ersten Teilbildcs aus, wonach die Daten eines zweiten Tcilbildes empfangen und wieder aus dem
Register ausgetaktet werden. Wenn zwei Teilbilder benutzt werden, um ein Halbbild zu bilden, würden die
nächsten beiden Teilbilder, die aus dem Register ausgegeben werden, das zweite Halbbild erzeugen. An
einem von der Fokalebene entfernten Platz werden die Signale durch eine Einheit 146 zur Signal-Zwischenverarbeitung
einem von der Fokalebene entfernten CCD-Multiplex-Registei 148 zugeführt. In der Einheit
146 können spezielle Vorarbeitungsschrittc durchgeführt
werden, wie beispielsweise eine Unterdrückung von Rauschspitzen und eine Subtraktion von Hintergrundsignalen.
Eine solche Verarbeitung wird am besten an einer von der Fokalebene entfernten Stel'.r;
vorgenommen. Die abgetasteten Ladungen können dann vom Multiplex-Register 148 parallel in ein
C^CVx ln<n»i.^l.r>nr D nrvii· * ««c I CA nmnnirnknn **t**rrirtn riir
»_<~i_» iin<.giuii.uii., 1.^6I-I1.. ._r„ ΐ.···6..6<. ν..·· »ν. »m, u«.,
bei manchen Vorrichtungen nach der Erfindung dazu benutzt wird, um aufeinanderfolgenden Teilbildern
zugeordnete Signale über die Dauer eines Halbbildes zu integrieren. Nach der Integration des ersten Halbbildes
werden die angesammelten Halbbildsignale dem benachbarten Speicherplatz des Integrations-Registers
150 zugeführt, der zwei Bitpositionen umfaßt, und es werden die folgenden Teilbild-Signale zu einem zweiten
Halbbild integriert. Der Inhalt des Integrations-Registers 150, der die Signale der Halbbilder I und 2 enthält,
die durch Isolationsbits getrennt sind, wird dann durch eine Differenzschaltung 152 ausgelesen, bei der es sich
wiederum um eine beliebige Anordnung, insbesondere um einen CCD-Differenzbildner oder, wie dargestellt,
um einen Differenzverstärker 154 handeln kann. Es sei erwähnt, daß in dem Register 150 jeder Speicherplatz
oder jede Einheit zwei Bits umfaßt, so daß zwischen den einzelnen Signalladungen Isolationsbits vorhanden sind.
Die Ausgangssignale für die Differenz-Schaltung 142 werden demnach von der letzten und der drittletzten
Bitposition des Registers abgenommen, welche Positionen durch ein Isolierbit getrennt sind.
Fic.9 zeiet eine 32 χ 32 Detektoren umfassende
Detektorgruppe für eine von der Fokalebene entfernt angeordnete MTI-Vorrichtung nach der Erfindung. In
der Detektorgruppe sind jeweils 32 Detektoren D i bis D32 in 32 Reinen angeordnet. Die Detektorgruppe
kann beispielsweise die Detektoranordnung eines passiven Infrarot-Sichtgerätes bilden. Jeder Detekiorreihe
ist ein Reihen- oder Speicherregister zugeordnet, das an einem Ende ein Nullsignal FZ von einer
Nullsignal- oder FZ-Quelle 160 in der gleichen Weise empfängt, wie es oben bereits erläutert worden ist leder
Detektor ist mit jeder zweiten Bitposition des Registers gekoppelt, so daß zwischen den Daten, die auf die
Reihenregister übertragen werden, ein Isolationsbit vorhanden ist Bei einer Vorrichtung, bei der die
MTI-Signalverarbeitung an einer von der Fokalebene
entfernten Stelle erfolgt, werden alle Daten des Halbbildes 1 zunächst den Reihenregistern zugeführt
und dann aus den 32 Registern ausgegeben, während das Halbbild 2 an den Speicherplätzen integriert wird.
Anschließend wird das Halbbild 2 auf die Reihenregister übertragen und dann in ein nachgeschaltetes Multiplex-Register
164 getaktet Auch das nachgeschaltete Multiplex-Register 164 ist an seinem Eingang mit einer
FZ-Quelle 166 und an seinem Ausgang mit einer Ladungssenke 168 versehen. Die Ladungssenke kann
von iinem relativ großen Kondensator oder einer
ρ ' Diffusions/one gebildet werden, die an ein geeignetes Potential angeschlossen ist. Es sei erwähnt, daß die
Reihenregister ihre Ladungen in alle zweiten Bitpositionen
des nachgcschaltcten Multiplex-Registers 164 übertragen, das mil der gleichen Taktfrequenz wie die
Reihenregister arbeilet, se daß die Signalladungen in
dem Register /64 mit einem dazwischenliegenden Isolationsbit bewegt werden. Das Multiplex-Register
164 umfaßt 64 Dispositionen. Die letzte Bitposition ist mit einem Ausgangsverstärker 180 gekoppelt, der
seinerseits die Daten einer Einheit 146 zur Signal ?.wi schenveraibeitung zuführt. Von dort gelangen die
Signale auf einer Leitung 181 zu dem von der Fokalebenc entfernt angeordneten MTI-Prozessor.
Fig. IO zeigt den Prozessor, der entfernt von der
Fokalcbene die von dor Anordnung nach Fig. 9
gelieferten Daten verarbeitet. Der Prozessor nach F i g. 10 weist einen 64 Bits umfassenden Eingangs-Mul-
! ipiCXCT
Verarbeitung der Daten der geradzahligen Detektorreihen und zu uessen rechten Reihe zur Verarbeitung der
Signale der ungeradzahligen Detektorreihen angeordnet sind. Die Daten einer Deleklorspalte, beginnend mit
den Daten der Detektoren 32 für das erste Halbbild. werden als erstes über die Leitung 181 dem F.ingangs-Multiplexer
172 zugeführt. Danach folgt die Übertragung der Daten der Detektoren 32 für die 16
geradzahligen Reihen nach links und für die Ib ungeradzahligen Reihen nach r.'chts. Die jeder Detek-Orreihe
zugeordneten Ladungen werden von dem Eingangs-Multiplexer 172 Demultiplex-Registern zugeführt,
beispielsweise die den Detektorreihen 32 und 30 zugeordneten Ladungen den Demultiplex-RcgisUrn
178 und 180, bei denen es sich um 64 Bits umfassende Teilbild-Register handelt, die zwei Bitpositionen für
jede Detektorladung umfassen. Wenn die Ladungen in den Eingangs-Multiplexer 172 eingegeben worden sind,
werden zwei Taktimpulse den Demultiplex-Registern zugeführt, um die Ladungen in die Endpositionen der
Demultiplex-Register zu übertragen. Danach werden die Daten des ersten Halbbildes, die von der
Dplpktorsnriltp Γ) λί «lammen in rjpn Fingnhp-Miiltinlpxer
172 gebracht und anschließend auf die Demultiplex-Register
178 und 180 übertragen. Zur gleichen Zeit werden die der Detektorspalte D32 zugeordneten
Ladungen des ersten Halbbildes um zwei Bitsiellungen in den Demultiplex-Registern nach links verschoben.
Nachdem die Übertragung der Daten alier Detektorspalten bis zur Detektorspalle D 1 vollendet ist, werden
die Teilbilddaten des ersten Halbbildes von dei.
Demultiplex-Registern auf die Teilbild-Integrations-Register übertragen, also beispielsweise von den Demultiplex-Registern
178 und 180 auf die Integrations-Register 182 bzw. 184. Anschließend werden die Daten des
nächsten Teilbildes, das zur Bildung des Halbbildes 1 dient, in den Eingabe-Multiplexer 172 übertragen, von
dort in die Demultiplex-Register und schließlich in die Integrations-Register, um die Bildung des Halbbildes 1
zu vollenden, wenn das Halbbild aus zwei Teilbildern besteht. Die dem Halbbild 1 zugeordneten Ladungen
werden dann in die Speicher- und Leseregister, beispielsweise 187 und 188 übertragen, und es werden
die Ladungen in diesen Leseregistern :im zwei Bitpositionen verschoben.
Anschließend werden dann die integrierten Daten von den Detektorspalten für das erste Teilbild des
ersten Halbbildes in Demultiplex-Registern der Reihen I bis 32 zugeführt und von dort in die Intcgraiidtis-Rc^ister
übertragen. Nach Empfang des /weiten Teilbildes werden die Daten für das zweite Halbbild von ilen
Integrations-Registern, wie beispielsweise 182 und 184, auf die Leseregister, wie beispielsweise 187 und 188.
übertragen. Die Daten in den Lesercgisterr 187 und 188
für die Halbbilder 1 und 2 werden dann Ausgabe-Multiplex-Registern
190 und 192 in Paketen von vier Bits übertragen, so daß die Daten beider Halbbilder in den
Ausgabe-Multiplex-Registern. jeweils durch ein Isolationsbit getrennt, erscheinen. Das Taktsignal für die
Ausgabc-Multiplex-Registcr 190 und 192 ist fortlaufend, und es werden die Differcnzsignale für die geraden
Reihen, Detektorspalte nach Detektorspalte, einer Differenzschaltung 185 zugeführt, die einen Differenzverstärker
187 oder eine CCD-Differenzanordnung enthalten kann. In gleiche; Weise wird das Ausgangjsignal
des Ausgangs-Multiplex-Registcrs 192 einer Differenzschaltung 189 zugeführt, welche die Bild-Diffc-
_>() i'i-ri/.udicii für die ungeladen Zeilen, und rwai
Detektorspalte nach Detektorspalte, liefert.
Die Verarbeitung der Daten wird anhand von F i g. 11
weiter erläutert. Die in der Fokalebene gewonnenen Teilbilddaten werden während der zur Integration d?r
>-> Teilbilder benötigten Zeit nacheinander spaltenweise
über die Leitung 181 dem Eingangs-Multiplexer 172
zugeführt, so daß der Eingangs-Multiplexer 172 jeweils die Signale von allen einer bestimmten Spalte
zugeordneten Detektoren aller Reihen aufnimmt. Die
tu den einzelnen Reihen zugeordneten Detektordaten werden dann in die verschiedenen Demultiplex-Register
übertragen. Nach der Integration der Teilbilder in den
Integrations-Registern und die Übertragung der den beiden Halbbildern zugeordneten Daten in die I.csere
ii gister befinden sich die der Detektorspalte 32
zugeordneten Daten jeweils in den äußeren Positionen
der Register. Die Daten der beiden Felder werden dünn in die Ausgangs-Multiplex-Register übertragen, beginnend
mit der Detektorspalte 32 und endend mit der
ίο Detektorspalte I. Demgemäß bilden die Daten der
Spalte ^2, die als erste aus den Reihenregistern der
Fokalebene ausgegeben worden sind, die ersten Diffprpn7u/prtp ptnp·* RiMo« u-iihr*-»!iit Hip Π:ιιοη rt.M-Spalte
I die letzten Differenzwerte ergeben.
-H Fi g. 12 zeigt die Signale, die zur Steuerung Jer in der
Fokalebene angeordneien Register nach Fig. 9 erforderlich
sind. Das Teilbild 1 eines Halbbildes 1 wird an den Detektoren links von einem Impuls 193 einer Kurve
194 integriert. In Abhängigkeit von Impulsen Φν und
>o Φ tr ι der Signale 194 und 195 werden die Ladungen auf
die Reihenregister übertragen. Das Teilbiid I wird dann
in das nachgeschaltete Multiplex-Register 164 durch Gruppen von zwei Bits übertragen, wie es die Signale
1% und 197 zeigen. Die Signale der Detektorspalte 32 werden als erste übertragen. Nach jeder Gruppe von
zwei Impulsen bringen 64 Taktimpulse der kontinuierlichen Impulssignale 198 und 199 die den Detektorreihen
zugeordneten Daten aus dem Register 164 hinaus. Die Impulse Φ/,ν des Signals 200 führen dabei den
M) Reihenregistern Nullsignale (fat Zero charges) zu.
Während der dem Impuls 193 folgenden Periode wird das Teilbild 2 des Halbbildes 1 an den Detektoren
integriert, und es wird zur Zeit des Impulses 201 das Teilbiid 2 in die Reihenregister übertragen. Zu diesem
t>5 Zeitpunkt sind alle vorher in den Reihenregistern und
dem Multiplex-Register enthaltenen Teilbilddaten aus diesen Registern ausgegeben worden. Erneut werden
durch Gruppen von zwei impulsen, die durch die
Kurven 1% und 197 wiedergegeben werden, die Daten der Spalten 32 bib I in das Multiplex-Register 164
eingegeben, wobei jede Gruppe von zwei Impulsen von
fa4 Takiimjpulsen nach den Kurven 198 und 199 gefolgt
werden. Während dieser Periode werden nach dem Impuls 20Ii die Daten des Teilbildes 1 des Halbbildes 2
an den Detektoren integriert und zur Zeit des Impulses 202 in die Reihenregister übertragen. Die weiteren
Operationen erfolgen in gleicher und fortlaufender Weise.
Anhand der Fig. I3und 10 soll nun die Wirkungsweise der von der Fokalebcne entfernt angeordneten
Register einschließlich der Teilbild-Integration näher erläutert werden. Die Übertragung der Teilbilder von
den Demultiplex-Registern wie beispielsweise 178 in die Teilbild-Integrations-Register wie 180 erfolgt durch die
Impulse de- Signals 208. Das Teilbild 2 wird in die Integrations-Register übertragen, nachdem das Teilbild
I in die Integrations-Register Obertragen worden ist,
- und es werden dann die Daten des Halbbildes 1 von einem impuls des Signals 209 in die Leseregister
übertragen, wie beispielsweise 186. Zwei Taktinipulse 211 des Signals 210 verschieben dann die Daten um itvei
Bitpositionen in dem Leseregister. bevor die Daten des
Halbbildes 2 nach der Integration der Teilbilder empfangen werden. Nachdem beide Teilbilder des
Halbbildes 2 zugeführt und in dien Integrations-Registern wie beispielsweise 180 summiert worden sind, wird
das Halbbild 2 in die Leseregister. wie beispielsweise 186, durch einen Impuls 212 des Signals 209 übertragen.
Die Halbbilder I und 2 werden dann aus den l.eseregisiern in Abhängigkeit von vier Impulse
umfassenden Impulspaketen ausgegeben, beginnend mit der Detektorspalte 32 und endend mit der Detektorspalte
1. Zwischen jedem Paket von vier Impulsen, die den Leseregistern zugeführt werden, werden den
Ausgangs-Multiplex-Registern, wie beispielsweise 190 und 192, 64 Impulse zugeführt, um die Ladungen der
Halbbilder 1 und 2 der Differenz-Schaltung zuzuführen. Die Operation wird in gleicher Weise mit der
Integration des Halbbildes I. der Übertragung des
Halbbildes I in das Leseregister. der Verschiebung der Daten des Feldes I um zwei Bitstellungen in dem
Lcseregister.der folgenden Integralion des Halbbildes 2
und der Übertragung des Halbbildes 2 in das Leseregister forlgesetzt, wonach beide Halbbilder den
Ausgangs-Multiplex-Rcgistern in Abhängigkeit von vier Impulse umfassenden Paketen übertragen werden.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich,umfaßt die Realzeit-Ausgangsfunktion
der Dctektorzellen für jedes der Bilder
n— I bis/» + 2 zunächst die Integration der Teilbilder des
Halbbildes I und dann die Integration der Teilbilder des Halbbildes 2, wie es anhand Fig. 12 erläutert wurde.
Das durch die Nummern der Halbbilder und Bilder definierte Ausgangssignal der Reihenregister ist während
der Integration der Teilbilder des Halbbildes 1 das ausgetesene Signal für die Teilbilder des Halbbildes 2
des Bildes n— I. Während der Zeit, während die
Detektorzellen die Integration zur Bildung der Teilbildcr des Halbbildes 2 ausführen, ist das ausgelesene
Signal dasjenige des Halbbildes I für das Bild n. Die Ausgangssignale der Ausgangs-Multiplex-Rcgister 190
und 192 treten nur während der Integrationszeit des Halbbildes 2 jedes Bildes auf, während das Auslesen
eines Differerizsignals nicht während der Zeil der
Integration dc:s Halbbildes I stattfindet. Das Eingangs· Multiplex-Register 172. chis fortlaufend Daten von dem
Multiplex-Register 164 erhält, das den Reihenregistern
nachgeschaltet ist, ist durch ein Signal 220 mit gedehnter Zeitskala für die Hälfte der Bilder η und n+\
dargestellt, und es ist ersichtlich, daß während des Auslesens der Halbbilder 1 und 2 aus den Reihenregistern
Folgen von 64 Bits für jede Detektorspalte, beginnend mit der Detektorspalte 32, fortlaufend
erzeugt werden. Die Eingabe-Multiplex-Übertragung vom Register 172 zu den Demultiplex-Registern, wie
beispielsweise 178. die durch das Signal 222 veranschaulicht
ist, erfolgt einmal für die jeder Detektorspalte zugeordneten Daten, wobei jeweils die gesamte Spalte
in die Demultiplex-Register wie 178 übertragen wird.
Die Übertragung der Teilbilder auf die Integrations-Register wie 182 erfolgt in Abhängigkeit von den Impulsen
des Signals 224, so daß alle Teilbilder nacheinander zugeführt werden. Die Eingabe-Übertragung der
Halbbilddaten auf die Leseregister wie 186 und 188 erfolgt in Abhängigkeit der Impulse des Signals 226. Das
Taktsignal für die Demultiplex-Register wie 178 und 180
wird durch die Impulse des Signals 230 veranschaulicht, da jede Spalte von Detektordaten vom Eingabe-Multiplex-Register
172 zugeführt wird. Die Leseregister-Taktimpulse gemäß Kurve 232 zeigen, daß
nach der Übertragung des Halbbildes 1 in die Leseregister die Daten um zwei Bitpositionen verschoben
werden, was durch die Impulse 234 und 235 angezeigt wird. Die Daten des Halbbildes 1 werden
dann festgehalten, und es wird kein Differenz-Ausgangssignal geliefer·. Die Daten des Halbbildes 2
jo werden nach der Übertragung in die Speicherregister
wie 186 in Gruppen oder Paketen von vier Bits auf die Ausgangs-Multiplex-Register übertragen, was in Abhängigkeit
von den Impulsen des Signals 238 kontinuierlich erfolgt, so daß die Daten des Halbbildes 1 und des
Halbbildes 2 abwechselnd in den Registern angeordnet und durch ein Isolationsbit getrennt sind. Diese Daten
werden dann den Differenz-Schaltungen 200 und 206 zugeführt.
Es ist demnach ersichtlich, daß ein kontinuierlicher Betrieb stattfindet und die Teilbilddaten in den
Demultiplex-Registern 178 und 180 derart neu geordnet werden, daß sie mit einem Bit Abstand zwischen den
einzelnen Ladungsdaten in den Speicherregistern 186 und 188 vorliegen und dann den Ausgangs-Multiplex-Registern
190 und 192 zugeführt werden. Die Halbbilder 1 und 2 sind abwechselnd angeordnet und durch
Isolationsbits getrennt, um gemäß der Erfindung eine
vereinfachte Differenzbildung zu ermöglichen.
Obwohl das Prinzip der Erfindung anhand von Vorrichtungen erläutert wurde, die eine Subtraktion der
Signale von zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern bewirkten (Differenzen erster Ordnung), kann das
Prinzip der Erfindung auch bei einer Differenzbildung höherer Ordnung verwendet werden, indem eine
größere Anzahl von Bits in den Speicher- und Leseregistern vorgesehen wird. Beispielsweise kann für
eine Differenzbildung zweiter Ordnung eine erste Differenz zwischen Detektorsignalen Fi und Fl und
eine zweite Differenz zwischen Detektorsignalen Fl und Fi gebildet werden. Die Differenz zweiter
Ordnung wird dann durch einen Vergleich, der in einem Ausgangs-Verstärker stattfinden kann, zwischen der
ersten Differenz FX-Fl und der zweiten Differenz
F2-F3 gebildet. Für eine Differenzbildung höherer
hi Ordnung wird eine Bitübertragung mit zusätzlichen ßits
in den Speicher- und Leseregistern und mit zusätzlichen gcwichtcten Differenzverstärkern am Ausgang vorgesehen.
Für eine Differenzbildung zweiter Ordnung
müssen drei Teilbilder gespeichert werden. Eine Differenzbildung höherer Ordnung kann verwendet
werden, um die Unterdrückung bei niedrigen Frequenzen
bei einem sich langsam bewegenden Hintergrund der beobachteten Szene zu verbessern.
Es wurde vorstehend eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Festzeichen oder zur Auswahl der von
bewegten Zielen stammenden Signale beschrieben, das von ladungsgekoppelten Bauelementen Gebrauch
macht und insbesondere für eine passive Beobachtung mittels elektro-optischer Sensoren geeignet ist An den
Detektoren zugeordneten Speichereinrichtungen kann eine Signalintegration während vorbestimmter Zeiten
erfolgen. Diese Zeiten bestimmen die Dauer eines Teiloder Halbbildes. Die einem Teil- oder Halbbild
zugeordneten Signale werden von den Speichereinrichtungen CCD-Speicherregistern zugeführt, von denen
die Signale auf Demultiplex-Register übertragen werden, so daß die Signale verschiedener Teil- oder
Halbbilder nebeneinander angeordnet einer geeigneten Differenz-Schaltung zugeführt werden können. Das
Prinzip der Erfindung ist sowohl bei einer Signalverarbeitung in als auch außerhalb der Fokalebene
anwendbar. Außerhalb der Fokalebene angeordnete Einrichtungen erlauben eine zusätzliche Signalverarbeitung
und eine Integration von Teilbild-Signalen in Verbindung mit einer Umordnung, durch die wiederum
die Daten aufeinanderfolgender Halbbilder zur Differenzbildung oder Festzeichenunterdrückung nebeneinander
zu liegen kommen. Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung waren de einzelnen
Signalladungen durch jeweils ein !solationsbit getrennL Es versteht sich, daß jede beliebige Anzahl von
Isolationsbits verwendet werden kann und auch ein Arbeiten ohne Isolationsbits im Rahmen der Erfindung
liegt Das Prinzip der Erfindung ist bei allen zur Ladungsübertragung geeigneten Anordnungen anwendbar,
insbesondere bei CCD-Bauelementen mit p- oder n-KanaL Es versteht sich ferner, daß das Prinzip
der Erfindung nicht auf die dargestellten CCO-Strukturen
beschränkt ist, sondern alle Arten von Ladung übertragenden Einrichtungen umfaßt insbesondere
Eimerketten-Anordnungen.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Festzeichenunterdrückung
(MTI) bei Empfangseinrichtungen für aus einemdefinierten
Raumbereich einfallende elektromagnetische Strahlung, mit mehreren auf die Strahlung
ansprechenden Detektoren, die Bildpunkten einer Abbildung des Raumbereiches zugeordnet sind,
insbesondere Infrarot-Detektoren, mit Speichereinrichtungen, die mit den Detektoren gekoppelt und
zur Aufnahme von mindestens zwei von den Detektoren in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen
gelieferten Signalen eingerichtet sind, und mit Einrichtungen zum Vergleich der von den einzelnen
Detektoren gelieferten, gespeicherten Signale, d a durch gekennzeichnet, daß die Detektoren
jeweils mit einer von mehreren ausgewählten und durch die gleiche Anzahl Zwischen-Bitpositionen
getrennten Bitpositionen eines CCD-Speicherregisters verbunden sind, denen von den einzelnen
Detektoren in den aufeinanderfolgenden Zeitintervallen Signale zugeführt werden, daß mit dem
Speicherregister eine Schaltungsanordnung gekoppelt ist, welche die Verschiebung der Signale von den
ausgewählten Bitpositionen zu den Zwischen-Bitpositionen und nach Speicherung mindestens zweier
zeitlich aufeinanderfolgender Signale in den ausgewählten Bitpositionen und den Zwischen-Bitpositionen
die serielle Übertragung aller im CCD-Speicherregister enthaltenen Signale auf eine Ausgangseinrichtung
bewirkt, mit der eine Differenzschaltung gekoppelt ist, welcKe im CCD-Speicherregister
aufeinanderfolgende Signale miteinander vergleicht und bewegliche Ziele anzeige de Diffcrenzsignale
bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren in mehreren Reihen
angeordnet und jeder Detektorreihe ein Speicherregister zugeordnet ist und daß die Ausgangseinrichtung
ein CCD-Schieberegister mit einer Anzahl ausgewählter Bilpositionen umfaßt, von denen jede
mit einem der Speicherregisler verbunden und von den benachbarten Bitpositionen durch eine bestimmte
Anzahl von Zwischen-Bitpositionen getrennt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen jedem Detektor und der zugeordneten, ausgewählten Bilposition des CCD-Spcicherregisters
ein Integrationsglicd in Form eines CCD-Potentialiopfcs angeordnet ist, daß mit
den Speicherregistern eine CCD-Demulliplex-Einrichtung,
mit der Demultiplex-Einrichtung eine CCD-Intcgrationseinrichiung und die Differenzschaltung
mit der Intcgnitionscinrichtung gekoppelt lsi und daß die zur Verschiebung der Signale
dienende Schaltungsanordnung die Übertragung der einem Teilbild zugeordneten Signaldaten auf die
Demulliplcx-Einrichtung und die Integralion der
Tcilbilder zu einem Halbbild in den einzelnen Detektoren zugeordneten Rilposilioncn und endlich
die Übertragung der Halbbilder zur Differenzschaltiitig
bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Spcichcrrcgistcr ein weiteres
CCD-Register und mit dem weiteren CCD-Rcgisler mehrere'C'CD-Reihen-Rcgistcranordnung'-n gekoppelt
sind, von denen jede ein Integrationsregislcr und ein Leseregister umfaßt,daß mit den Reihen-Registeranordnungen
eine CCp-Ausgangs-Registeranordnung gekoppelt ist, die die für ein erstes und ein
zweites Halbbild charakteristischen Signale von jedem der Detektoren empfangen, und daß die
Differenzschaltung mit uer Ausgangs- Registeranordnung gekoppelt ist und die von den Detektoren
für die beiden Halbbilder gelieferten Daten miteinander vergleicht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen den Detektoren und den
Speicherregistern Integrationsglieder angeordnet sind.
6. Vorrichtung n;:ch Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verschiebung der
Signale dienende Schaltungsanordnung die aufeinanderfolgende Übertragung von Teilbilddaten gemäß
Spalten, die von den in Reihen angeordneten Detektoren gebildet werden, von den Speicherregistern
auf das CCD-Schieberegister und daß weitere CCD-Register, die Integration der Teilbilder in den
Integrationsregistern zu Halbbildern, die Übertragung der Halbbilder auf das Leseregister, wobei die
von jedem Detektor gelieferten beiden Halbbilder aufeinanderfolgen, und die Übertragung der Halbbilder
zu der Ausgangs-Registeranordnung und der Differenzschalmng bewirkt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherregister
und das CCD-Schieberegister zusammen mit den Detektoren in deren Fokalebene angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2755951C3 true DE2755951C3 (de) | 1980-10-09 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57100361U (de) * | 1980-12-12 | 1982-06-21 | ||
GB2122833B (en) * | 1982-06-24 | 1985-06-26 | Ferranti Plc | Radiation detecting apparatus |
GB2124446A (en) * | 1982-07-16 | 1984-02-15 | Philips Electronic Associated | Moving target indication system |
US4521106A (en) * | 1982-08-18 | 1985-06-04 | Eastman Kodak Company | Image sensor and rangefinder device with background subtraction using interlaced analog shift register |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3851096A (en) * | 1972-11-03 | 1974-11-26 | Texas Instruments Inc | Surveillance system |
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1977
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