DE3619679A1 - Optischer sensor zur informationsaufnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sensor zur Aufnahme von Informationen aus verschiedenen Raum­ winkelbereichen gemäß den Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-PS 24 09 563 ist eine optische Zielverfol­ gungseinrichtung bekannt geworden, bei der das von ei­ nen Laserstrahl beleuchtete Ziel mittels eines opti­ schen Systems auf einen lichtempflindlichen Detektor projiziert wird, wobei Mittel zur unscharfen Projektion des Zielbildes auf die Detektoroberfläche dann vorge­ sehen sind, wenn das Zielbild in der Ebene des opti­ schen Systems eine bestimmte Größe unterschreitet. Hierzu weist ein Halbleiterdetektor eine lichtempfind­ liche Oberfläche auf, die in vier Quadranten oder Teil­ flächen aufgeteilt ist, welche voneinander elektrisch isoliert sind und jeweils ein elektrisches Signal er­ zeugen, welches proportional zum Lichtstrom ist, der auf die einzelnen Quadranten fällt. Die kreisförmige Detektorplatte der Anordnung ist hier in vier symme­ trische Quadranten geteilt, die mit den vier Quadranten der Detektorplatte übereinstimmen. Abgesehen vom opti­ schen Aufwand ist auch der elektronische Aufwand für den einmaligen Verwendungszweck zu groß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der in Aufbau und Elektronik nicht nur ver­ einfacht ist, sondern höhere Grundinformationen liefert und eine höhere Leistung besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst und dadurch für aktive und passive Sensoren Zielinformationen aus einer Vielzahl von defi­ nierten Raumbereichen gewonnen. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren der Zeichnung skizziert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Skizze eines Ausführungsbeispiels einer Strahlführung mit 32-facher Verteilungslinse und Laser-Array,

Fig. 2 eine Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Strahlführung mit Reliefring und Signal­ vorverarbeitung sowie auf der Sendeoptik ange­ ordneter Prismenelemente.

Das in der Fig. 1 skizzierte Ausführungsbeispiel eines optischen Sensors der eingangs genannten Art verdeut­ licht den einfachen und wirtschaftlichen Aufbau dessel­ ben, wodurch er für Lenkflugkörper besonders prädesti­ niert ist.

Im Innenraum 20 der transparenten Spitze 21 des Lenk­ flugkörpers ist rotationssymmetrisch in dessen Achse 15 eine Empfangsoptik 11 angeordnet, der in bestimmtem Ab­ stand ein Reliefring 14 nachgeordnet ist, der den emp­ fangenen Strahl auf die mit Prismenelemente 12 ver­ sehene Verteilerlinse 10 lenkt und auf ein Laser-Array fokussiert. Der Reliefring 14 setzt sich aus einen Ring von Photodioden zusammen, deren Anzahl sich nach der Anzahl der Prismenelemente 12 richtet. Von Laser-Array oder der Laserdiode 16 wird das Lasersignal einer Elek­ tronik 13 zur Auswertung und Verarbeitung zugeführt.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die transparente Flugkörperspitze 21 am Flugkörpervor­ satzelement 22 aufgeschraubt. In ihrem Innenraum 20 ist die Empfangsoptik 11 rotationssymmetrisch in der Achse 15 des Flugkörpers fest installiert. In einen bestimm­ ten Abstand von ihr ist der bereits erwähnte Reliefring 14 aus einer entsprechenden Anzahl von Photodioden po­ sitioniert, der in diesem Beispiel jedoch mit einer Signal-Vorverarbeitungselektronik 13 a versehen ist. Diese Elektronik 13 a ist über Kabel 13 b mit der Flug­ körper- und Auslöseelektronik 13 verbunden, die im ge­ zeichneten Ausführungsbeispiel im FK-Aufsatzstück 22 untergebracht ist. Letzteres weist Kabelkanäle auf und in der FK-Achse 15 die Sendeoptik mit den Prismenele­ menten 12 sowie die Laserdiode oder das Laserarray 16.

Hiermit ist eine einfache und aufwandslose jedoch opti­ mal arbeitende Strahlführung für Sensoren von Flugkör­ pern geschaffen, bei der Teilprismen oder Verteilerlin­ sen für die Sender oder Empfänger zur Verwendung kom­ men, so daß entweder der Sender oder der Empfänger auf definierte Raumwinkel verteilt werden kann. Die Tren­ nung der Information geschieht jeweils bei dem nicht aufgeteilten System, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht. Hier ist der Sender aufgeteilt, wofür in Fig. 2 ein sehr einfacher und wirtschaftlicher Aufbau skizziert ist. Bei aktiven Sen­ soren wird also für ein Sender- oder Empfangselement eine Abbildungsaufteilung vorgenommen, wobei jeweils das andere Element direkt abgebildet wird und Struk­ turen zur separaten Auswertung der Raumwinkelinfor­ mation enthält. Bei passiven Sensoren, die im wesent­ lichen gleich aufgebaut sind, erfolgt die Raumwinkelin­ formation über elektronisch gesteuerte Verschlüsse wie zum Beispiel über eine LCD-Matrix.

Claims (6)

1. Optischer Sensor zur Informationsaufnahme aus verschiedenen Raumwinkelbereichen mit einer Strahlfüh­ rung über Teilprismen oder Verteilerlinsen für Sender oder Empfänger, von insbesondere Lenkflugkörpern, da­ durch gekennzeichnet, daß für ein Sen­ der- (10) oder Empfängerelement (11) eine Abbildungs­ aufteilung der Sicht- bzw. Abstrahlbereiche in defi­ nierte Raumwinkel über rotationssymmetrisch angeordnete Prismenelemente (12) erfolgt, wobei bei aktiven Sen­ soren das Empfangselement (10) direkt auf die Prismen­ elemente (12) zur separaten Auswertung der Raumwinkel­ information auf den Senderelement (10) abgebildet wird und bei passiven Sensoren die Raumwinkelinformation über von einer Elektronik (13) gesteuerte Verschlüsse (z.B. LCD-Matrix) erfolgt.

2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Emp­ fangsoptik (11) und der Sendeoptik (10) ein Reliefring (14) aus Photodioden angeordnet ist und alle drei Ele­ mente (10, 11, 14) in der Strahlungsachse (15) einer Laserdiode (16) liegen.

3. Optischer Sensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Re­ liefring (14) mit einer Einrichtung zur Signalvorverar­ beitung (13 a) versehen ist, deren Signale über Kabelka­ näle (17) der Lenkflugkörperelektronik oder einer FK-Auswerteeinrichtung (13) zugeführt werden.

4. Optischer Sensor nach den Ansprüchen 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sen­ de- und Empfangselemente (10, 11) sowie der Reliefring (14) im Innenraum (20) der aus transparentem Material gebildeten Flugkörperspitze (21) rotationssymmetrisch angeordnet sind.

5. Optischer Sensor nach den Ansprüchen 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abbil­ dungsaufteilung der Sicht- bzw. Abstrahlungsbereiche durch mindestens acht, sechzehn oder 32 Prismenelemente (12) erfolgt.

6. Optischer Sensor nach den Ansprüchen 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Photodioden im Reliefring (14) derjenigen der Pris­ menelemente (12) entspricht.