DE3332463C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3332463C2
DE3332463C2 DE3332463A DE3332463A DE3332463C2 DE 3332463 C2 DE3332463 C2 DE 3332463C2 DE 3332463 A DE3332463 A DE 3332463A DE 3332463 A DE3332463 A DE 3332463A DE 3332463 C2 DE3332463 C2 DE 3332463C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
detector
mask
elements
detector elements
masks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3332463A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3332463A1 (de
Inventor
Jeffrey W. Bethel Conn. Us Grotts
Rene New Fairfield Conn. Us Abreu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Perkin Elmer Corp filed Critical Perkin Elmer Corp
Publication of DE3332463A1 publication Critical patent/DE3332463A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3332463C2 publication Critical patent/DE3332463C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/783Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems
    • G01S3/784Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems using a mosaic of detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft allgemein einen Detektor, und insbesondere einen nichtabbildenden Detektor für die Bestimmung des Einfallswinkels einer Strahlungsquelle in einer senkrecht zum Detektor verlaufenden Ebene, mit einer lichtundurchlässigen, planaren Schlitzmaske mit wenigstens einem schmalen, transparenten geradlinigen Schlitz in der lichtundurchlässigen Ebene der Schlitzmaske, mit einer Detektorgruppe, die in einer Ebene parallel zu und im Abstand von der planaren Schlitzmaske angeordnet ist und mehrere benachbarte Detektorelemente umfaßt, deren Längsmasken jeweils parallel zueinander und senkrecht zu dem transparenten Schlitz angeordnet sind, sowie mit den Detektorelementen zugeordneten, zwischen der Schlitzmaske und den Detektorelementen vorgesehenen Masken.
Ein solcher Strahlungsdetektor zur Bestimmung des Einfallswinkels einer Strahlungsquelle, der beispielsweise in der Raumfahrt zur Ausrichtung von Satelliten gegenüber einem strahlenden Objekt wie der Sonne oder in der Aeronautik beim Orten und Leiten von Flugzeugen verwendet wird, ist beispielsweise aus der DE-AS 21 23 610 bekannt. Bei dem bekannten, den Einfallswinkel bestimmenden Strahlungsdetektor sind den einzelnen Detektorelementen jeweils unterschiedliche Strichcodes zugeordnet. Die Meßdaten aus den einzelnen Detektorelementen werden dann in ein Binärcodesignal umgewandelt. Ein einzelnes fehlerhaftes Detektorsignal kann dabei bereits zu großen Fehlern bei der Ermittlung des Einfallswinkels führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Detektor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der genauer und wirksamer arbeitet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Detektor gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dieser Detektor und seine relativ einfache, zugehörige elektrische Schaltung erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Amplitude, die proportional zu dem Winkel ist, in dem eine Strahlungsquelle, wie beispielsweise die Landungslampen eines Flugzeugs oder das periodisch aufblitzende Licht eines entfernten Flugzeugs, von einer Ebene verschoben ist, die senkrecht zur Oberfläche des Detektors verläuft. Beispielsweise kann der Detektor so angeordnet und ausgerichtet werden, daß er einen Azimut-Winkel von einem bestimmten Bezugspunkt feststellt, wie beispielsweise vom Kopfpunkt der Rollbahn eines Flughafens; wenn ein solcher Detektor dann der Strahlung vom Landungslicht eines Flugzeuges ausgesetzt wird, erzeugt er ein Ausgangssignal, das proportional zu dem Azimut-Winkel des Flugzeugs, gemessen vom Kopfpunkt der Rollbahn aus, ist. Wenn die Messung des horizontalen Annäherungswinkels erforderlich ist, muß ein zweites Detektorsystem verwendet werden, welches entsprechend ausgerichtet ist, um die Flugbahn oder den Höhenwinkel festzustellen. Die Detektoren sind so ausgelegt, daß sie gegenüber Änderungen der Strahlung in der senkrechten Achse vollständig unempfindlich sind, so daß es keine Kreuzstörungen zwischen Detektoren gibt, die in zueinander senkrechten Ebenen arbeiten.
Der noch zu beschreibende Detektor ist unempfindlich gegenüber kurzen Strahlungsausbrüchen oder Änderungen der Strahlungsintensität und liefert kontinuierlich exakte, sich nicht ändernde Ausgangssignale für die Winkelanzeige, solange das sich nähernde Flugzeug manövriert und erfaßt werden kann und der Lichtstrahl auf den Detektor zu und von ihm weg geschwenkt wird. Deshalb können also zwei oder mehr Detektoren mit ihren zugehörigen elektrischen Schaltungen in einem (automatischen) Nachtlandesystem oder für andere Anwendungsfälle verwendet werden, bei denen exakte Angaben über die Richtung einer Lichtquelle erforderlich sind.
Der Detektor und die zugehörigen Schaltungen können bei Bedarf extrem klein ausgelegt und in Massenfertigung zu relativ geringen Kosten durch herkömmliche Ablagerungstechniken hergestellt werden, wie sie auch bei der Fertigung von integrierten elektronischen Schaltungen eingesetzt werden. Die Detektorgruppe besteht aus einer relativ großen Zahl von dünnen, benachbarten, parallelen Streifen aus einem Detektormaterial mit geeigneter Empfindlichkeit für die festzustellende Strahlung. Über jedem parallelen Streifen befindet sich eine Maske, die so abgelagert worden ist, daß sie offende Flächen frei läßt; diese Flächen enthalten dann mehrere, identische, in Reihe geschaltete Detektorelemente mit bestimmter Form auf der Oberfläche des Detektormaterials. In Längsrichtung durch jeden Reihendetektor in einem Detektorstreifen verläuft ein abgelagerter, elektrischer Leiter, um das Photodetektorsignal zu der zugehörigen, externen Schaltung zu übermitteln. Das Maskenmuster ist in jedem benachbarten Streifen umgekehrt; die elektrischen Leiter, die mit den Detektoren jedes dieser abwechselnden Streifen der Gruppe verbunden sind, sind miteinander gekoppelt, so daß in abwechselnden Streifen die lichtelektrischen Photoströme in den Leitern in entgegengesetzten Richtungen fließen.
Im geringen Abstand über der Gruppe von Detektoren, jedoch im Abstand davon, ist eine obere, lichtundurchlässige Schlitzmaske mit mehreren, schmalen, parallelen Schlitzen oder transparenten Linien angeordnet, die senkrecht zur Längsachse jedes parallelen Detektorstreifens ausgerichtet sind. Der gleiche Abstand zwischen jedem Schlitz in dieser Vielzahl von Schlitzen entspricht der Länge jedes Detektorelementes in jedem parallelen Streifen; die Mittellinie jedes Schlitzes ist exakt über und parallel zu einer seitlichen Linie über der Mitte jedes Elementes angeordnet. Damit wird also die Strahlung von der Quelle exakt senkrecht zur Oberfläche der oberen Schlitzmaske als schmale Strahlungsschlitze über die Detektorgruppe projiziert, wobei jede Projektionslinie die Mitte der Detektoren in benachbarten, parallelen Streifen kreuzt.
Wie oben angedeutet wurde, haben die in Reihe geschalteten Detektoren in benachbarten, parallelen Streifen umgekehrte Maskenmuster, so daß ihre jeweiligen Ausgangsströme entsprechend den Musterrichtungen fließen. Wenn die projizierte Strahlung durch die Schlitze der oberen Schlitzmaske auf die Mitten der Detektoren in benachbarten Gruppen fällt, wird jeder Detektor in gleicher Weise erregt, d. h., die lichtelektrischen Photoströme von benachbarten Streifen sind gleich, so daß ihre Differenz zu Null wird. Die Masken in abwechselnden Detektorstreifen haben jedoch eine solche Form, daß sich fortschreitend eine geringere Strahlung und damit geringere Photoströme ergeben, wenn sich die Strahlung durch die obere Schlitzmaske in Längsrichtung von der Mitte der Detektorzellen zu den Enden hin verschiebt. Deshalb erzeugen bei einer Änderung des Winkels der Strahlungsquelle die Detektoren in einem abwechselnden Streifen geringere Ströme, während die anderen, abwechselnden Streifen von Detektoren weiter die gleichen Ströme oder in Abhängigkeit von der Auslegung der Detektormaske größere Ströme erzeugen. Damit nimmt also bei einer Änderung des Strahlungswinkels die Differenz der lichtelektrischen Photoströme von den Detektoren in abwechselnden Streifen zu. Man könnte annehmen, daß es eine leichte Aufgabe wäre, den Winkel der Strahlungsquelle durch Messung der Gesamtströme von den abwechselnden Streifen in der Gruppe zu bestimmen, d. h., die entsprechenden Arbeitsgänge durchzuführen. Unglücklicherweise sind jedoch die Probleme, die mit der Durchführung dieser Teilung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der gewünschten Empfindlichkeit und des dynamischen Bereiches verbunden sind, beträchtlich und nur mit hohem Kostenaufwand zu lösen; außerdem führen sie oft zu Fehlern, die diese Lösung für die Praxis ungeeignet machen.
Im einzelnen enthält die Detektorgruppe nach der vorliegenden Erfindung mehrere, langgestreckte, benachbarte Detektorstreifen, wobei jeder Streifen auf seiner Oberfläche mit einer Maske versehen ist, um nur mehrere, identische, in Reihe geschaltete Detektorelemente freizugeben; ein Leiter für den Photostrom ist in Längsrichtung auf der Oberfläche der Elemente in jedem Streifen ausgerichtet. Die Elemente auf abwechselnden Detektorstreifen sind im Vergleich mit denen der benachbarten Streifen in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet, so daß von jeder Gruppe von abwechselnden Detektorstreifen lichtelektrische Photoströme erhalten werden können, die jeweils in entgegengesetzten Richtungen fließen. Die gesamte Detektorgruppe befindet sich unter und im Abstand von einer parallelen, lichtundurchlässigen Maske in einer Ebene mit schmalen, transparenten Schlitzen, die senkrecht zu einer Längsachse der Detektorstreifen verlaufen und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der gleich der Länge jedes Detektorelementes in den Streifen ist. Die Strahlung von einer Strahlungsquelle, die auf der Maskenebene von einer senkrecht zu der Ebene des Detektors verlaufenden Quelle trifft, passiert die schmalen Querschlitze der Strahlung über den Detektorstreifen und über der Mitte jedes Elementes. Wenn der Einfallswinkel von dieser Senkrechten abweicht, verschieben sich die Querstrahlungsschlitze in Längsrichtung über die Elemente. Die Form jeder Maske, die über den Detektorstreifen liegt und mehrere, identische Elemente bildet, entspricht einer bestimmten expontiellen (Streulicht) Blendenfunktion, welche die direkte Ableitung des Einfallswinkels ermöglicht, indem der Logarithmus der beiden lichtelektrischen Photoströme von jeder Gruppe von abwechselnden Detektoren subtrahiert wird; diese Berechnung läßt sich mit im Handel erhältlichen, integrierten Schaltungen leicht ausführen, ohne daß Einbußen an Empfindlichkeit, Genauigkeit oder Zuverlässigkeit inkauf genommen werden müssen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Detektorgruppe mit der darüber liegenden Schlitzmaske und der elektronischen Schaltung, und
Fig. 2 im stark vergrößerten Maßstab eine perspektivische Ansicht eines Detektorelementes der Gruppe nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Detektorgruppe 10, die mehrere, benachbarte, parallele Streifen 12 bis 20 aufweist; jeder Streifen ist aus einem zweckmäßigen Detektormaterial hergestellt, das empfindlich für den Wellenlängenbereich des festzustellenden Lichtes ist. Jeder parallele Streifen ist mit einer daran befestigten, darüber liegenden, lichtundurchlässigen Maske 21 beschichtet, die mehrere, in Reihe geschaltete, diskrete Detektorelemente freigibt, wie beispielsweise die Elemente 22, 23 und 24 auf dem Detektorstreifen 12. Die unteren Oberflächen aller Detektorstreifen sind mit einem gemeinsamen Leiter 25 gekoppelt; jeder Streifen 12 bis 20 enthält einen oberen, elektrischen Leiter 26, der sich in Kontakt mit der oberen Oberfläche jedes Elementes in dem Streifen befindet, um den lichtelektrischen Strom von jedem der reihengeschalteten Elemente in jedem Streifen abzuleiten.
Wie man in Fig. 1 erkennt, sind die Reihenelemente in benachbarten Detektorstreifen, wie beispielsweise die Streifen 12 und 14 oder 14 und 16, in Musterrichtung umgekehrt angeordnet, wobei die Leiter für den lichtelektrischen Strom der abwechselnden Streifen miteinander verbunden sind. D. h. also, daß die Leiter von abwechselnden Detektorstreifen 12, 16 und 20 mit einer gemeinsamen Leitung 28 und die Leiter von den abwechselnden Streifen 14 und 18 mit dem gemeinsamen Leiter 30 verbunden sind.
Über der Detektorgruppe 10 und parallel dazu ist eine Schlitzmaske 32 angeordnet, die aus einem lichtundurchlässigen Material mit mehreren, transparenten, parallelen Schlitzen 34, 35 und 36 hergestellt ist; die Schlitze 34, 35 und 36 sind senkrecht zu der Achse jedes Detektorstreifens in der Gruppe 10 ausgerichtet. Der Abstand zwischen jedem Schlitz in der Schlitzmaske 32 ist gleich der Länge jedes diskreten Elementes der Detektorstreifen, wobei die Schlitzmaske so angeordnet ist, daß die von einem Punkt senkrecht zur Oberfläche der Schlitzmaske ausgehende Strahlung durch die Schlitze 34 oder 36 zu den seitlichen Mittellinien jedes benachbarten Detektorelementes in benachbarten Streifen durchgelassen wird. D. h. also, daß ein sehr schmaler "Strahlungsbalken", der den Schlitz 35 passiert, wie durch die gestrichelte Linie 38 angedeutet ist, in Querrichtung zu der Gruppe 10 an den Mittelpunkten aller diskreter Detektorelemente in der zweiten Spalte von Elementen liegen wird, wie durch die gestrichelte Linie 40 angedeutet ist.
Alle diskreten Detektorelemente in allen parallelen Detektorstreifen der Gruppe 10 haben eine identische Größe und Form; nur die Ausrichtung der Elemente in irgendeinem Detektorstreifen ist im Vergleich mit der Ausrichtung der Elemente in den benachbarten Streifen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird jedes diskrete Detektorelement, wie beispielsweise das Element 23 in der zweiten Spalte des Detektorstreifens 12, durch die Maske 21 in eine erste Hälfte mit einer über seine gesamte Länge gleichen Breite und in eine zweite Hälfte mit der gleichen Länge aufgeteilt, wobei jedoch die Breite dieser zweiten Hälfte sich exponentiell von der Mitte des Elementes bis zu seinem Ende hin sowie bis zum Beginn des nächsten, in Reihe liegenden Elementes 24 verringert. Die Elemente in den benachbarten Detektorstreifen 14 sind in umgekehrter Richtung ausgerichtet. Damit fällt also der schmale Strahlungsstreifen, der den Schlitz 35 der Schlitzmaske 32 passiert hat und durch die gestrichelte Linie 40 angedeutet ist, auf die Mittelpunkte der Elemente der benachbarten, zweiten Spalte. Da die benachbarten Detektoren an ihren mittleren Bereichen die gleiche Breite haben, werden von ihren jeweiligen Leitern 26 und 27 die gleichen lichtelektrischen Ströme bzw. Photoströme abgegeben.
Wenn sich die Strahlungsquelle in der Y-Richtung verschiebt, wie durch die Pfeile 42 angedeutet ist, bleibt die durch die gestrichelte Linie 40 angedeutete Strahlung in ihrer Lage auf der Mitte der Detektorelemente der zweiten Spalte, so daß die Detektorgruppe unempfindlich gegenüber einer Verschiebung der Strahlung in der Y-Richtung ist. Eine kleine Verschiebung des Einfallswinkels in X-Richtung verschiebt jedoch die durch die gestrichelte Linie 40 angedeutete Strahlung so, daß die Photoströme von den Detektorelementen in einem Detektorstreifen wegen der konstanten Detektorbreite unverändert bleiben, während der Photostrom in benachbarten Streifen wegen der exponentiell kleiner werdenden Breiten der Detektorelemente abnimmt.
Die gesamten Photoströme von allen abwechselnden Detektorstreifen werden in ihren jeweiligen Sammelleitungen 28 und 30 addiert und auf logarithmische Schaltungen bzw. Verstärker sowie Differenz-Schaltungen gegeben, welche die Logarithmus- Werte abziehen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches direkt proportional zu dem Einfallswinkel der Beleuchtungsquelle ist. Die Sammelleitungen 28 und 30 sind also mit dem Eingang von im Handel erhältlichen Schaltungen 46 bzw. 48 verbunden, die eine logarithmische Kompression durchführen, also die Stromwerte in den entsprechenden natürlichen Logarithmus umwandeln; die dadurch gewonnenen logarithmischen Werte werden einem Differenzverstärker 50 und einem geeigneten Umwandler, insbesondere einem Impulsfrequenzteiler zugeführt, der ein Ausgangssignal erzeugt, das direkt proportional zu dem Einfallswinkel der Strahlungsquelle ist und diesen Winkel in geeigneten Geraden anzeigt.
Fig. 2 zeigt im stark vergrößerten Maßstab eine Ansicht eines diskreten Detektorelementes, wie beispielsweise des Detektorelementes 23 auf dem Detektorstreifen 12 in Verbindung mit der Maske 21 und dem in Längsrichtung verlaufenden Leiter 26 für den Photostrom. Die gestrichelte Linie 40 stellt die schmale Strahlungslinie dar, die durch den Schlitz 35 der Schlitzmaske 32 von einer Quelle mit einem Einfallswinkel Null in X-Richtung verläuft; die gestrichelte Linie 40 liegt gemäß der Darstellung über der seitlichen Mittellinie des Elementes 23. Wie oben beschrieben wurde, hat die erste Hälfte des Elementes eine konstante Breite, während sich die Breite der zweiten Hälfte des Elementes 23 exponentiell verringert, um einen kleineren Photostrom zu liefern, wenn die in Querrichtung verlaufende Beleuchtungslinie, d. h., die Linie 40, sich in dieser Richtung längs des Elementes durch eine Änderung des Einfallswinkels in X-Richtung der Strahlungsquelle verschiebt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform soll das Verhältnis der Gesamt-Photoströme I₁/I₂, die von den abwechselnden Detektorstreifen erzeugt werden, die folgende Beziehung erfüllen.
wobei K₁ ein Skalenfaktor und R der Einfallswinkel sind.
Wenn die Breiten der Schlitze 34 bis 36 in der Schlitzmaske 32 sehr schmal sind, dann gilt:
wobei die folgenden Bezeichnungen verwendet werden:
n₁=Brechungsindex des Maskenmaterials,
ne=Brechungsindex von Luft,
X=eine Stelle in X-Richtung längs des Elementes und
H=der Abstand zwischen der Gruppe 10 und der Schlitzmaske 32.
Diese Gleichung definiert den expontiellen Kurvenverlauf der Detektorelemente.
Gemäß Fig. 2 können die seitliche Mitte 52 des Elementes 23, d. h., der Punkt, an dem X=0 ist, wie bei der gestrichelten Linie 40 angedeutet wird, ausgedrückt werden durch:
f(X)=1.
Die Kurve folgt dann der obigen Gleichung bis zu ihrem Ende am Bezugszeichen 54, bei X=Xmax.
Die Gruppe 10, die Detektorelemente und die parallele Schlitzmaske 12 können jede gewünschte Größe haben. Wenn eine Detektorgruppe extrem klein ausgelegt wird, kann die Länge jedes diskreten Detektorelementes, wie beispielsweise des Elementes 23, näherungsweise 0,60 mm und seine Breite maximal 0,10 mm betragen. Die Breite des schmalen Abschnittes des Elementes kann beispielsweise am Punkt 54, d. h., an der Stelle, wo bei der Gleichung für die Definition der Kurve X=Xmax ist, näherungsweise 0,02 mm und die Breite des Leiters 26 für den Photostrom 0,01 mm sein. Bei diesem typischen Detektor kann die gesamte Detektorgruppe 10 insgesamt 100 oder mehr Detektorstreifen, wie beispielsweise die Streifen 12 bis 20 enthalten, während jeder Streifen wiederum 20 oder mehr diskrete Detektorelemente aufweisen kann, wie beispielsweise die Elemente 22 bis 24.
Selbstverständlich werden die obigen Abmessungen eines typischen Detektors nur als besonders zweckmäßige, nicht jedoch als unbedingt erforderliche Merkmale erwähnt, da die physikalische Größe der Gruppe und die Abmessungen der Detektorelemente je nach Wunsch durch Änderung des Wertes des Skalenfaktors in der Gleichung für die Definition der Kurve variiert werden können.

Claims (8)

1. Detektor zur Bestimmung des Einfallswinkels einer Strahlungsquelle in einer senkrecht zu dem Detektor verlaufenden Ebene, mit einer lichtundurchlässigen, planaren Schlitzmaske mit wenigstens einem schmalen, transparenten, geradlinigen Schlitz in der lichtundurchlässigen Ebene der Schlitzmaske, mit einer Detektorgruppe, die in einer Ebene parallel zu und im Abstand von der planaren Schlitzmaske angeordnet ist und mehrere benachbarten Detektorelemente umfaßt, deren Längsachsen jeweils parallel zueinander und senkrecht zu dem transparenten Schlitz angeordnet sind, sowie mit den Detektorelementen zugeordneten, zwischen der Schlitzmaske und den Detektorelementen vorgesehenen Masken, dadurch gekennzeichnet, daß die den Detektorelementen (22, 23, 24) zugeordneten Masken (21) identisch sind, daß die jedem Detektorelement (22, 23, 24) zugeordnete Maske so ausgebildet ist, daß aus der durch den Schlitz (34, 35, 36) und das erste Ende der Maske (21) auf das Detektorelement fallenden Strahlung ein maximaler Detektorphotostrom und aus der durch den Schlitz und das zweite Ende der Maske auf das Detektorelement fallenden Strahlung ein minimaler Detektorphotostrom erzeugt wird, daß jeweils die Masken (21) benachbarter Detektorelemente umgekehrt zueinander angeordnet sind, so daß das erste Ende einer Maske in der Nähe des zweiten Endes der benachbarten Maske liegt, daß die Detektorelemente jeweils abwechselnd mit einem gemeinsamen ersten (28) bzw. zweiten (30) Leiter verbunden sind, daß der erste Leiter (28) mit einem ersten logarithmischen Glied (46) und der zweite Leiter (30) mit einem zweiten logarithmischen Glied (48) zur Erzeugung von ersten und zweiten logarithmischen Signalen entsprechend den durch benachbarte Detektorelemente erzeugten Photoströmen verbunden sind, und daß eine Einrichtung (50) zur Erzeugung eines dem Einfallswinkel (R) entsprechendes Signal aus dem ersten und zweiten logarithmischen Signal vorgesehen ist.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorgruppe (10) mehrere benachbarte Streifen (12 bis 20) aufweist, daß jeder Streifen (12 bis 20) mehrere Detektorelemente (22, 23, 24) bildet, denen jeweils in Reihe gleich angeordnete Masken zugeordnet sind, daß die Detektorelemente (22, 23, 24) in jedem Streifen (12 bis 20) in Reihe mit dem ersten oder dem zweiten Leiter geschaltet sind, und daß die Anordnung der Masken der Detektorelemente in jedem der Streifen im Vergleich mit den Masken der Detektorelemente in den benachbarten Streifen umgekehrt ist.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form jeder Maske jedes Detektorelementes gemäß einer logarithmischhen Funktion so ausgebildet ist, daß die Längsbewegung eines dünnen, in Querrichtung verlaufenden Lichtstrahls über die Maske und das Detektorelement durch den ersten und zweiten Leiter lichtelektrische Photoströme mit einem expontiellen Amplitudenverhältnis erzeugt.
4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Streifen (12 bis 20) von Detektorelementen so ausgebildet ist, daß die zugeordneten Masken auf die Oberseiten der Detektorelemente aufgebracht sind, und daß sich ein den Photostrom jedes Streifens leitender Leiter (26) in Längsrichtung der und von Masken freien Bereiche der Detektorelemente (22, 23, 24) erstreckt.
5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (21) jedes der Detektorelemente (22, 23, 24) erste und zweite, miteinander das darunter liegende Detektorelement freilegende Maskenabschnitte enthält, die jeweils die Hälfte der Länge des Detektorelementes einnehmen, wobei der erste Abschnitt über seine gesamte Länge eine konstante Breite hat, während der zweite Abschnitt an seinem ersten Ende (52) eine Breite hat, die der Breite des damit verbundenen ersten Abschnittes entspricht, und wobei sich diese Breite entsprechend einer Exponentialkurve von diesem Punkt zum zweiten Ende (54) dieses Abschnittes hin verringert.
6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite des zweiten Abschnittes jeder Maske eines Detektorelementes (22, 23, 24) von dem ersten Ende zum zweiten Ende des Abschnittes hin entsprechend einer Kurve nach der folgenden Gleichung verringert:
wobei bedeuten:
n₁=Brechungsindex der darüberliegenden Maske (21),
n₂=Brechungsindex von Luft,
X=in Längsrichtung ein Punkt, gemessen von dem ersten Ende des zweiten Abschnittes aus und
H=der Abstand zwischen der Oberfläche des Detektorelementes und der lichtundurchlässigen, planaren Schlitzmaske (32).
7. Detektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in abwechselnden Streifen (12, 16, 20) von Detektorelementen (22, 23, 24) mit einer ersten Leitung (28) gekoppelt sind, daß mit den übrigen Streifen (14, 18) von Detektorelementen (22, 23, 24) eine zweite Leitung gekoppelt ist.
8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten und zweiten logarithmischen Glied (46, 48) Differenzglieder (50) gekoppelt sind, um die Ausgangssignale des ersten und zweiten logarithmischen Gliedes voneinander zu subtrahieren und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches direkt proportional zu dem Einfallswinkel der Strahlung in einer senkrecht zu dem Detektor verlaufenden Ebene ist.
DE19833332463 1982-10-29 1983-09-08 Nichtabbildendes system zur feststellung des einfallswinkels einer strahlung Granted DE3332463A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/437,721 US4593187A (en) 1982-10-29 1982-10-29 Non-imaging illumination incidence angle detection system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3332463A1 DE3332463A1 (de) 1984-05-03
DE3332463C2 true DE3332463C2 (de) 1993-01-21

Family

ID=23737608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833332463 Granted DE3332463A1 (de) 1982-10-29 1983-09-08 Nichtabbildendes system zur feststellung des einfallswinkels einer strahlung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4593187A (de)
DE (1) DE3332463A1 (de)
GB (1) GB2129245B (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4810870A (en) * 1987-03-30 1989-03-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Sun sensor with periodic pattern reticle and reference phase signal generating means
US4877959A (en) * 1987-09-21 1989-10-31 Rockwell International Corporation Space photon source locator
US4857721A (en) * 1988-03-28 1989-08-15 The Perkin-Elmer Corporation Optical direction sensor having gray code mask spaced from a plurality of interdigitated detectors
US5155355A (en) * 1991-04-25 1992-10-13 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder having a grating substrate with integral light emitting elements
GB2266366B (en) * 1992-04-16 1996-04-24 Rank Taylor Hobson Ltd Angle detection
WO1999006461A1 (fr) * 1997-07-30 1999-02-11 Rhodia Chimie Composition utile pour l'obtention de revetement mat ou satine, utilisation de cette composition et revetement ainsi obtenu
US6291624B1 (en) 1996-07-30 2001-09-18 Rhodia Chimie Composition which is useful for obtaining a matt or satin coating, use of this composition and coating thus obtained
US5771092A (en) * 1997-05-08 1998-06-23 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Wavelength agile receiver with noise neutralization and angular localization capabilities (WARNALOC)
JP3589621B2 (ja) * 2000-07-03 2004-11-17 株式会社ミツトヨ 光電式エンコーダ及びそのセンサヘッドの製造方法
US7145121B1 (en) 2000-08-11 2006-12-05 Cook Jr Koy B Monolithic silicon integrated circuit for detecting azimuth and elevation of incident radiation and method for using same
DE10046785C2 (de) * 2000-09-19 2002-11-21 Jena Optronik Gmbh Anordnung zur Bestimmung des Einfallswinkels von Licht
US7842908B2 (en) * 2007-08-14 2010-11-30 Raytheon Company Sensor for eye-safe and body-fixed semi-active laser guidance
KR101633612B1 (ko) * 2007-10-26 2016-06-27 코닌클리케 필립스 엔.브이. 광각 선택 광 검출기 장치
JP6415447B2 (ja) 2012-12-19 2018-10-31 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 1つ以上の物体を光学的に検出するための検出器
AU2014280335B2 (en) 2013-06-13 2018-03-22 Basf Se Detector for optically detecting an orientation of at least one object
AU2014280332B2 (en) 2013-06-13 2017-09-07 Basf Se Detector for optically detecting at least one object
JP6403776B2 (ja) 2013-08-19 2018-10-10 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 光学検出器
US9599697B2 (en) 2014-04-15 2017-03-21 The Johns Hopkins University Non-contact fiber optic localization and tracking system
EP3167304A4 (de) 2014-07-08 2018-02-21 Basf Se Detektor zur bestimmung der position mindestens eines objekts
JP6578006B2 (ja) 2014-09-29 2019-09-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 少なくとも1個の物体の位置を光学的に求めるための検出器
US11125880B2 (en) 2014-12-09 2021-09-21 Basf Se Optical detector
JP6841769B2 (ja) 2015-01-30 2021-03-10 トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも1個の物体を光学的に検出する検出器
WO2017012986A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Trinamix Gmbh Detector for optically detecting at least one object
JP6755316B2 (ja) 2015-09-14 2020-09-16 トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を記録するカメラ
KR102492134B1 (ko) 2016-07-29 2023-01-27 트리나미엑스 게엠베하 광학 센서 및 광학적 검출용 검출기
KR102431355B1 (ko) 2016-10-25 2022-08-10 트리나미엑스 게엠베하 적어도 하나의 대상체의 광학적 검출을 위한 검출기
US10890491B2 (en) 2016-10-25 2021-01-12 Trinamix Gmbh Optical detector for an optical detection
JP6979068B2 (ja) 2016-11-17 2021-12-08 トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも1つの物体を光学的に検出するための検出器
US11860292B2 (en) 2016-11-17 2024-01-02 Trinamix Gmbh Detector and methods for authenticating at least one object
EP3612805A1 (de) 2017-04-20 2020-02-26 trinamiX GmbH Optischer detektor
KR102568462B1 (ko) 2017-06-26 2023-08-21 트리나미엑스 게엠베하 적어도 하나의 대상체의 위치를 결정하는 검출기

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3033073A (en) * 1959-06-02 1962-05-08 Rose A Shuttleworth Photoconductive locating device
US3084261A (en) * 1960-02-24 1963-04-02 Gen Precision Inc Sun tracker
DE1913399C3 (de) * 1969-03-17 1974-08-22 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zur kontinuierlichen Messung von Verschiebungen oder Verformungen mit Hilfe von Laserstrahlen
US3651252A (en) * 1970-01-22 1972-03-21 Polaroid Corp Image reproduction system which detects subject by sensing intensity ratios
IT961146B (it) * 1971-03-12 1973-12-10 Schlumberger Compteurs Apparecchio permettente di determi nare la direzione di una radiazio ne luminosa
FR2129045A5 (de) * 1971-03-12 1972-10-27 Schlumberger Compteurs
GB1359581A (en) * 1973-01-05 1974-07-10 British Aircraft Corp Ltd Optical trackers
FR2453418A1 (fr) * 1979-04-06 1980-10-31 Thomson Csf Dispositif optoelectrique de localisation de source lumineuse ponctuelle et systemes comportant de tels dispositifs
US4325633A (en) * 1980-06-02 1982-04-20 Hughes Aircraft Company Apparatus for determining of angle of incidence of electromagnetic energy
US4410270A (en) * 1981-04-20 1983-10-18 Litton Systems, Inc. Angle position transducer
GB2111196A (en) * 1981-09-28 1983-06-29 Platon Limited G A Indicating or measuring instruments

Also Published As

Publication number Publication date
GB8328358D0 (en) 1983-11-23
DE3332463A1 (de) 1984-05-03
GB2129245A (en) 1984-05-10
GB2129245B (en) 1986-05-29
US4593187A (en) 1986-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3332463C2 (de)
DE2238413C3 (de) Vorrichtung zum Messen der Verschiebung zweier gegeneinander beweglicher Teile
DE68917346T2 (de) Optischer Sensor zur Richtungsbestimmung eintreffender Strahlung.
DE3941029C2 (de) Elektrostatischer Kapazitätsdetektor des Phasendiskriminierungstyps
DE3606399A1 (de) Messvorrichtung zur lagebestimmung eines objektes
DE3918726C1 (de)
EP0199931A1 (de) Sonnenschutzeinrichtung
CH616508A5 (de)
DE3511757A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung der position eines eine lichtquelle aufweisenden positionsgebers
DE2526110C3 (de) Vorrichtung zum Messen kleiner Auslenkungen eines Lichtbündels
DE4444223C5 (de) Sensor zur Erfassung des Bewegungszustandes eines Fahrzeugs relativ zu einer Bezugsfläche
DE2923799C2 (de) Diffundierter Halbleiterwiderstand
DE1108459B (de) Photokolorimetrischer Lichtabnehmer fuer Oxymeter
DE3879802T2 (de) Optoelektrisches geraet zum detektieren und zur standortbestimmung einer strahlungsquelle.
DE2457877C3 (de) Vorrichtung zur Anzeige von Belichtungswerten im Sucherbild einer einäugigen Spiegelreflexkamera
DE4136089C2 (de)
DE19709311C2 (de) Ortsauflösendes optoelektronisches Sensorsystem
DE3424789C1 (de) Verwendung eines positionsempfindlichen analogen Strahlungsdetektors und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Strahlungsflecks
EP0106200B1 (de) Vorrichtung zum automatischen Schalten und Regeln einer Raumbeleuchtung
DE2166952C3 (de) Photoelektrische Meßvorrichtung
CH612500A5 (en) Length- and angle-measuring instrument having secondary stepped scales
DE3041796A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum beruehrungslosen optischen empfang von ultraschallwellen
CH451531A (de) Beleuchtungseinrichtung
DE19830294C2 (de) Meßvorrichtung
DE3726300C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee