DE3332463A1

DE3332463A1 - Nichtabbildendes system zur feststellung des einfallswinkels einer strahlung

Info

Publication number: DE3332463A1
Application number: DE19833332463
Authority: DE
Inventors: Rene 06810 New Fairfield Conn. Abreu; Jeffrey W. 06801 Bethel Conn. Grotts
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3332463C2; GB2129245A; US4593187A; GB2129245B; GB8328358D0

Description

Nichtabbildendes System zur Feststellung des Einfallswinkels einer Strahlung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft allgemein einen Strahlungsdetektor, und insbesondere einen nichtabbildenden Detektor für die direkte Messung des Einfallswinkels der von einer Strahlungsquelle kommenden Strahlung aus einer Ebene senkrecht zum Detektor.

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 kontniuierlich exakte, sich nicht ändernde Ausgangssignale für die Winkelanzeige, solange das sich näherende 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 s ind.

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 offene 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 aen Detektoren jedes dieser abwechselnden Streifen der Gruppe verbunden sind, sind miteinander gekoppelt, so daß in abwechselnden Streifen die lichtelektrischen Photoströme in den Leitern in entge-

gengesetzten 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 seitlich 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 die 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 geringe 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 De-

tektoren weiter die gleichen Ströme oder in Abhängigkeit von der Auslegung der Detektormaske größere Ströme erzeugen. Damit nimmt also bei einer Änderung des Strahlungswin-

_c kels die Differenz der lichtelektrischen Photoströme von ο

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

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A.

Strahlungsquelle, die auf die 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 exponentiellen (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 Berech-

2g nung 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

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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 Reihenelementen 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 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 bis 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 1O 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 umgekehrt 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 4 0 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 (sealer) 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 vergrößertem 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 44 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 4 0 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 2 3 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 /I₀ , die von den abwechselnden Detektrostreifen erzeugt werden, die folgende Beziehung erfüllen.

wobei K- ein Skalenfaktor und θ der Einfallswinkel sind.

Wenn die Breiten der Schlitze 34 bis 36 in der Schlitzmaske 32 sehr schmal sind, dann gilt: 25

-» r\i . X

wobei die folgenden Bezeichnungen verwendet werden:

n- = Brechungsindex des Maskenmaterials, η = Brechungsindex von Luft

X= eine Stelle in X-Richtung längs des Elementes,

und

H = der Abstand zwischen der Gruppe 10 und der Schlitzitiaske 32.

Diese Gleichung definiert den exponentiellen Kurvenverlauf der Detektorelemente.

Gemäß Fig. 2 können die seitliche Mitte 52 des Elementes 23, d.h., der Punkt, an dem X=O ist, wie bei der gestrichelten Linie 4 0 angedeutet wird, ausgedrückt werden durch:

f(X) = 1.

Die Kurve folgt dann der obigen Gleichung bis zu ihrem Ende am Bezugszeichen 54, bei X=X

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 = X__-, ist, näherungsweise 0,02 mm und

IU clX

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

~

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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.

Leerseite

Claims

Nichtabbildendes System zur Feststellung des Einfallswinkels einer Strahlung

Patentansprüche

1J Detektor zur Bestimmung des Einfallswinkels einer Strahlungsquelle in einer senkrecht zu dem Detektor verlaufenden Ebene, gekennzeichnet durch eine lichtundurchlässige, planare Schlitzmaske (32) mit wenigstens einem schmalen, transparenten, geradlinigen Schlitz (34, 35, 36) in der lichtundurchlässigen Ebene der Schlitzmaske (32), und durch eine Detektorgruppe (10), die in einer Ebene parallel zu dem Abstand von der planaren Schlitzmaske (32) angeordnet ist und mehrere, benachbarte, identische Detektorelemente (22, 23, 24), deren Längsachsen jeweils parallel zueinander und senkrecht zu dem transparenten Schlitz (34, 35, 36) sind, weiterhin

einen ersten, mit der ersten Oberfläche der Detektorelement e in der Gruppe (10) gekoppelten Leiter, einen zweiten, mit der zweiten Oberfläche von abwechselnden, benachbarten Detektorelementen gekoppelten Leiter und ein den Detektorelementen (22, 23, 24) zugeordnetes, logarithmisches Glied (46, 48) zur Erzeugung von ersten und zweiten logarithmischen Signalen aufweist, die den durch benachbarte Elemente erzeugten lichtelektrischen Photoströmen ent-

IQ sprechen, wobei die Oberfläche jedes Elementes in der Nähe der Schlitzmaske (32) so geformt ist, daß aus der durch den Schlitz auf das erste Ende der Elementoberfläche fallenden Strahlung ein maximaler Detektor-Photostrom und aus der durch den Schlitz auf das zweite Ende der Elementoberfläche fallenden Strahlung ein minimaler Detektorphotostrom erzeugt wird, und wobei die Musterform an der Oberfläche jedes Detektorelementes im Vergleich mit der auf der Oberfläche des benachbarten Elementes umgekehrt ist, wodurch das erste Ende eines Elementes in der Nähe des zweiten Endes eines benachbarten Elementes liegt.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorgruppe (10) mehrere benachbarte Streifen (12-20) aufweist, daß jeder Streifen (12-20) mehrere Detektorelemente (22, 23, 24) bildet, daß die Elemente (22, 23, 24) in jedem Streifen (12-20) in Reihe mit einem der zweiten Leiter geschaltet sind, und daß die Musterform der Detektorelemente in jedem der Streifen im Vergleich»mit der Musterform der Elemente in den benachbarten Streifen umgekehrt ist.
3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Musterform jedes Detektorelementes das logarithmische Glied enthält, und daß die Längsbewegung eines dünnen, in Querrichtung verlaufenden Lichtstrahls über das Element durch den ersten und zweiten Leiter lichtelektrische Photo-

ströme mit einem exponentiellen Amplitudenverhältnis erzeugt.
4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Streifen (12-20) von Detektorelementen auf einem Detektormaterial mit einer daran befestigten, darüber liegenden, lichtundurchlässigen Maske (21) mit einem Muster ausgebildet ist, das jedes Detek- IQ torelement freigibt, und daß der zweite Leiter längs der oberen, in Längsrichtung verlaufenden Mitte jedes Elementes liegt.
5. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

5 jedes der Elemente, das durch die darüber liegende Maske (21) freigegeben wird, erste und zweite, miteinander verbundene Detektorabschnitte enthält, die jeweils die Hälfte der Länge jedes Elementes einnehmen, wobei der erste Abschnitt über seine gesamte Länge eine konstante Breite

2Q hat, während der zweite Abschnitt an seinem ersten Ende eine Breite hat, die der Breite des damit verbundenen, ersten Abschnittes entspricht, und sich diese Breite entsprechend einer Exponentialkurve von diesem Punkt zum zweiten Ende dieses Abschnittes hin verringert.
6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

sich die Breite des zweiten Abschnittes jedes Detektorelementes von dem ersten Ende zum zweiten Ende des Abschnittes hin entsprechend einer Kurve nach der folgenden Gleichung QQ verringert:

fix)- e

wobei bedeuten:

n1 = Brechungsindex der darüber

liegenden 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, plana^ren Schlitzmaske (32) .
7. Detektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Leiter in abwechselnden Streifen von Detektorelementen eine erste Leitung gekoppelt ist, daß mit den übrigen Streifen von Detektorelementen eine zweite Leitung gekoppelt ist, daß erste und zweite logarithmische Schaltungen vorgesehen sind, die jeweils mit den ersten und zweiten Leitungen gekoppelt sind, um erste und zweite Ausgangssignale zu erzeugen, die proportional zu dem natürlichen Logarithmus der lichtelektrischen Photoströme in der ersten bzw. zweiten Leitung sind, und daß mit den ersten und zweiten logarithmischen Schaltungen Differenzglieder gekoppelt sind, um die ersten und zweiten Ausgangssignale zu subtrahieren und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches direkt proportional zu dem Einfallswinkel der Strahlung in einer senkrecht zu dem Detektor verlaufenden Ebene ist.