JPH0731238B2 - 目標物体の選別検出装置 - Google Patents

目標物体の選別検出装置

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JPH0731238B2
JPH0731238B2 JP63504893A JP50489388A JPH0731238B2 JP H0731238 B2 JPH0731238 B2 JP H0731238B2 JP 63504893 A JP63504893 A JP 63504893A JP 50489388 A JP50489388 A JP 50489388A JP H0731238 B2 JPH0731238 B2 JP H0731238B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、航空機、ミサイル、ヘリコプタ等の目標物体
から放射される光線、特に赤外線により、目標物体を選
別して検出する装置に関し、少なくとも1個のセンサユ
ニットを備え、装置と目標物体とを結ぶ照準線に交差し
て所要間隔で配設された、少なくとも2個の光入射窓を
通して、放射光線を受光するもので、センサユニット
は、該光線を少なくとも1つの対応する結像面に結像さ
せる少なくとも1つの結像手段と、結像面に設置された
少なくとも1個の放射線検出器とを備えており、検出器
は、入射する放射線に対応する信号を出力するように構
成され、かつ、装置は、水平方向及び/又は上下方向
に、ある角度範囲ごとに種々に走査するように構成さ
れ、さらに、装置には、前記信号を受け入れる評価ユニ
ットを設けたものである。
本発明は、次に概要を記述する公知技術を基礎としてい
る。
目標物体から放射される赤外線によって、飛行物体を検
出するスキャナと呼ばれる装置は公知である。かかるス
キャナは、センサユニット、評価ユニット、及び表示並
びに制御ユニットで構成されている。
センサユニットは、立体角を連続的に走査しながら、目
標物体からの赤外線を受光してして検出するものであ
る。センサユニットは、関連する信号を評価ユニットに
伝送し、評価ユニットは、信号を処理して、目標物体、
すなわち軍事的環境や標的を確実に検出し、方向座標値
を含む関連信号を、表示並びに制御ユニットに伝送す
る。収集された出力データから、軍事的環境の一部は、
スクリーンに可視映像として表示され、また、信号の一
部は、オンラインで伝送されて、たとえば対空火器制御
システムを誘導するために使用される。
評価ユニットは、センサユニットから伝送された信号を
選別し、重要なもの、すなわちセンサユニットの走査範
囲内の標的を指示し、標的が現われた時に表示し、か
つ、通常は標的の座標値を表示する。評価ユニットは、
あらかじめ選定された機能及びプログラムされた基準に
したがって機能し、目標物体が重要なもの、すなわち標
的であることを判定する。
評価ユニットの機能の1つは、フィルタ機能と決定機能
とに分離することである。フィルタは、(方向関数とし
て信号量を測定する)センサユニットから入力した信号
により起動し、標的の固有の信号を強調するように設計
されている。フィルタリングの間、方向情報は保持され
る。ある方向についてのフィルタの出力信号が、ある可
能性のある計測値を示す場合には、その方向に標的が存
在することになる。
具体的な事例では、全方向形式のフィルタにより、、特
定方向における計測値と、二次元全周方向の平均計測値
との差が求められる。この場合の典型的なフィルタは、
特に、当該方向内及びその付近のある角度範囲における
フィルタの入力信号に重みづけをしたものを、特定方向
の出力信号とする。
重要な目標物体、すなわち標的を選別する目的のスキャ
ナには、フィルタに加えて決定機能も要求される。この
機能は、重要な目標物体が存在するか否かを決定するた
めに必要である。最も普通の決定機能は、フィルタの出
力信号をある閾値と比較することである。出力が閾値を
超えれば、重要な目標物体、すなわち標的が指示され
る。また、閾値レベルを選定する機構は、決定機能の中
に含まれる。閾値は、時として全走査範囲であり得る大
きい範囲におけるフィルタの出力信号を、ある種の統計
的評価をすることにより決定される。この閾値レベル
は、重要な目標物体、すなわち標的が存在しないときに
許容される低周波数(偽警報周波数)を超え、かつ、標
的が実際に出現したときよりも高くないレベルに定めら
れる。
ここに記述するスキャナは、波長3〜5ミクロン及び7
〜13ミクロンの赤外線スペクトル領域で作動し、放射赤
外線スペクトルを透過させる「窓」がある。センサユニ
ットの結像装置は、レンズ又はミラーを備えており、現
実のスペクトル領域に応じて、たとえば3〜5ミクロン
の波長領域に対してはシリコンレンズを7〜13ミクロン
の波長領域に対してはゲルマニウムレンズを選択する。
放射線検出器の現況を考慮して、評価ユニットにおい
て、標的を充分な精度で検出できるだけの信号をセンサ
ユニットが出力し得るように、レンズは比較的大型のも
のとするべきである。
このようなスキャナは、比較的近距離にある鳥(非重要
目標)と、遠距離にある航空機(重要目標)とを区別す
ることができず、序文に記述したような周知のスキャナ
では、鳥によって偽警報が出される原因となる。
本発明の目的は、序文に記述したような装置において、
放射線を発生する比較的近距離の目標と、より遠距離に
あって同程度の立体角を示す目標との区別を、可能にす
ることである。
本発明では、評価ユニットは、遠距離にある航空機など
の大型目標と、近距離にある鳥などの小型目標との、装
置の位置から測定される視角が同じ大きさに見える目標
物体を選別するように、走査される比較的大きい範囲の
方位角あるいは上下角の関数としての大きさの信号を、
より小さい範囲の信号と比較して、圧縮するように構成
されている。
本発明の1実施例の装置においては、少なくとも2個の
センサユニットを備え、目標物体から放射される光線を
受光するその光入射窓は、照準線と交差して所要の間隔
で配置される。この場合、各センサユニットは、それぞ
れが完全なユニットとして機能する。本来、評価ユニッ
トでは関連する信号の処理が要求されており、センサユ
ニットからの信号は、評価ユニットにおける信号処理の
効果に先だって、加えられるべきである。
センサユニットの好適な構成では、各光入射窓にミラー
などの光偏向手段を備えて、対応する結像手段に入射光
を偏向させる。偏向手段として、光入射窓ごとに1個の
ミラーを使用する場合には、各ミラーからの放射線が結
像手段に到達できるように、ミラーを、入射光に対して
45度の角度で配置する。
このような構成とすると、光入射窓のアパーチャは、装
置の機能の1つの条件である照準線に関して、1つの次
元方向のみならず、それに直交する第2の次元方向にも
偏位させられる。また、ミラーを、実際の放射線に対す
る半透過鏡とすることも考えられる。
光入射窓を2つのグループに構成することが望ましい場
合には、各グループごとに、1個の追加ミラーを設け
て、放射線を導き、各グループから結像手段に投射させ
る。赤外線用には、たとえばゲルマニウム製のレンズを
使用し、また、たとえばカセグレン系のような凹面鏡も
適用可能である。その他の光偏向手段、たとえば全反射
型プリズムも使用することができる。各光入射窓の光軸
は、平行に設定するべきである。
本発明の装置は、単一の検出素子を備えるものでもよい
が、複数個の検出素子を列設したアレイを使用するのが
好ましい。それらの検出素子を、面状に、すなわち二次
元的に配列することもできる。
装置を、水平方向及び上下方向についての小角度あるい
は大角度を走査するように構成することができる。セン
サユニットの検出素子は、単一あるいは複数個の素子を
一次元あるいは二次元アレイに配置し、水平方向あるい
は上下方向の視角を種々の広さに構成する。
本発明の好適な実施例は、実質的に垂直な軸回りに全周
回転可能な装置であり、該垂直軸から所要距離を置い
て、複数個の光入射窓を仮想目標物体に対する照準線に
交差させて配置してある。さらに装置は、上下方向に
も、たとえば段階的に可動とし、それによって、たとえ
ば、ほぼすべての選択された上下位置に回動する。上下
方向の回動は、連続的なものとすることもできる。
走査範囲は、大きくも小さくも任意に設定でき、それに
よって、目標物体と少なくとも2個の光入射窓とが位置
する平面内に含まれる、少なくとも1つの方向における
目標物体を、走査することができる。
当然ながら、方位角及び上下角についての角度位置変換
器が必要であり、これは、すべての測定した方向につい
て、刻々の位置信号を評価ユニットに出力する。
装置を回転させる代わりに、たとえば前後に移動させる
ようにしてもよい。
また、装置を完全に固定し、その代わりに、センサユニ
ットあるいは適当な光走査手段を備えるセンサユニット
が、ある光学的角度を種々に走査するようにし、さらに
関連する検出素子により、その角度を、水平方向及び/
又は上下方向について、走査できるように構成すること
もできる。
これを実施する1つの手法は、前述の偏向手段、たとえ
ばミラーを可動に構成することである。極端な事例で
は、センサユニットを単一の検出素子で構成し、付設し
た走査手段を、偏向手段として機能する1つのミラーと
して、そのミラーを互いに直交する2つの軸回りに駆動
するようにすることもできる。しかし、この構成は実用
性が限定され、関連する評価ユニットも同様である。か
かる装置では、検出素子を面状アレイ、すなわち二次元
に構成することにより、より良好な結果を得ることがで
きる。
本発明の好適な実施例においては、光入射窓を複数個の
グループで構成する。これらのグループは、好ましくは
2個ずつの光入射窓を備えている。1つのグループにお
ける光入射窓の間隔は、他のグループの2個ずつの光入
射窓との距離よりも短くする。この構成により、比較的
小さく、かつ、比較的近距離の目標物体から発生し、現
出する信号の一層の圧縮が行なわれる。
以下、本発明を、赤外線技術による軍事用に設計された
スキャナである1実施例を示す図面に基づいて、詳細に
説明する。図面において、 第1図は、スキャナのブロック図、 第2図は、スキャナ中のセンサユニットの斜視図、 第3図は、センサユニットの光学系、 第4図は、結像装置と検出素子、 第5図は、線状アレイの検出素子、 第6図は、装置の走査方法を示す概略図、 第7図は、センサユニットのブロック図、 第8図は、評価ユニットのブロック図、 第9図は、センサヘッドを上方から見た概略図、 第10図は、第9図示の4個の光入射窓からの、方位角の
関数としての信号量を示すグラフ、 第11図は、それぞれ4個及び1個の光入射窓による検出
器の出力信号を示すグラフ、 第12、第13、第14各図は、それぞれ500m,130m及び10km
の距離における、それぞれ4個及び1個の光入射窓によ
る検出器とフィルタの出力信号を示すグラフ、 第15図及び第16a,b図は、フィルタの機能を示す概略図 である。
第1図において、(1)はセンサユニット、(2)は評
価ユニット、(3)は表示及び制御ユニットである。
(4)は、走査範囲にある目標物体から入射する赤外
線、(5)は、センサユニットから評価ユニットへの対
応する信号、(6)は、重要目標についての評価信号
で、表示及び制御ユニット(3)に伝送される。(7)
は、このユニットの収集された出力データで、スクリー
ン上に可視像を表示し、また、たとえば対空防御用火器
管制システムを誘導する信号となる。(8)は、起動及
び停止命令を伝送する導線である。
第2図に示すセンサユニットは、4個の光入射窓のアパ
ーチャ(10)を設けたセンサヘッドを備えている。セン
サヘッドは、俯仰用サーボ(11)に支承されて、水平軸
回りに回転し、種々の仰角位置に段階的に調節される。
俯仰用サーボ(11)は、基台(13)に支承された垂直軸
(12)に固着してある。さらに、信号を電線(14)を介
して他のユニットに伝送するために、角度変換器及びス
リップリングが付設されている。
第3図は、センサヘッド(9)の光学系を示し、(15)
は、レンズ形式の結像手段である。結像面には、多数の
検出素子を列設したアレイ(16)を、その軸(17)をレ
ンズの水平な光軸(18)と直交させて配置してある。レ
ンズ(15)の反対側には、4個の長方形の平面ミラー
(19)を、各ミラーの短辺と平行な対称軸(20)が光軸
(18)に交差し、かつ、検出器アレイ(16)の軸(17)
と平行となるように配置する。
各ミラーは、互いに平行で、かつ、軸(17)と(18)で
決まる面に対してミラー面のなす角度を45度に配置す
る。ミラー(19)は、対称軸(20)に沿って互いに離間
し、基本的にレンズの領域と同じで、かつ、センサユニ
ットの窓の有効サイズの一部をなす大きさであり、ま
た、部分的には、全部のミラーで窓と同じ大きさになっ
ている。
センサヘッドの光軸(21)(以下、軸と言う)は、レン
ズに最も近いミラーにおける軸(18)及び(20)と直角
に交わっている。光軸(21)上の遠距離にある目標物体
は、検出器アレイ(16)の中心に点状に投影されること
が理解されると思う。
第4図は、結像手段、すなわちレンズ(15)及び検出器
アレイ(16)を、実際の寸法関係で示したものである。
(l)は検出器アレイの長さで、(f)はレンズの焦点
距離である。同図には、遠距離にある3個の異なる小さ
な目標物体からの光線が示され、それらが検出器アレイ
の両端部及び中心部に、それぞれ結像している。
図示平面におけるセンサユニット(1)の視角(αe)
は、次式で現わされる。
この例では、αe=0.16ラジアンあるいは160ミリラジ
アン(mrad)である。
第5図は、検出器アレイの外観を、より詳細に示すもの
である。この例では、64個の「a×b」の大きさの検出
素子があり、a=0.2mm,b=0.5mmである。したがつて、
検出器アレイの長さは、64×0.5=32mmである。レンズ
の焦点距離が200mmであるので、各検出素子は、2.5×1m
radの立体角をカバーする。
上述第2図ないし第5図から明らかなように、センサユ
ニットは、垂直面における入射光の強度を、それぞれ2.
5mradずつの64方向で同時に計測し、上下方向の解像度
は、2.5mradである。
センサヘツドを第2図示の垂直軸(12)回りに回転させ
ることによって、方位角を、全周にわたって1.0mradの
解像度で計測できる。角回転ごとに、俯仰用サーボ(1
1)によりセンサヘツドの仰角が変えられる。全体の走
査を、たとえば3回転で構成すると、上下方向の走査範
囲は、480mrad、すなわち約28度とすることができる。
第6図は、この走査サイクルを示す。
第7図は、センサユニットのブロック図である。この図
で、(9)はセンサヘツド、(22)は水平方向回転モー
ター、(11)は俯仰用サーボ、(23)は方位角変換器、
(19)はミラー、(15)はレンズ、(16)は検出器アレ
イ、(24)は増幅器、(25)はマルチプレクサ、(26)
はA/D変換器である。センサユニットは、出力信号(2
7)(28)を発生する。
出力信号(27)は、一定のシーケンスでの直列形式の、
各検出素子で計測された入射光強度を指定するスケール
のディジタル信号である。出力信号(28)はセンサヘッ
ドの光軸の方位角を示す。俯仰用サーボ(11)は、信号
(29)によって制御される。3回転の完全走査サイクル
の間を通じて、信号(27)(28)及び(29)は、全体の
走査された立体角範囲、すなわちこの事例では前述のよ
うに、上下方向には480mrad、水平方向には全周の範囲
について、計測された放射強度を、方向の関数として描
写する。
センサユニットで作られた計測値は、1走査サイクル中
に評価ユニットに送られ、入射光計測値を、素子aijを
備えるマトリックス(A)に、所定の基準方向に対する
下記の方向値として、数学的に書き込む。
方位角=i×0.5ミリラジアン 上下角=j×2.5ミリラジアン 上記マトリックスについては、フィルタの機能の例示と
ともに、後述する。
各検出素子からの信号は、検出素子の角度幅の半分、す
なわち0.5mradに等しい方位角の幅で読みとられる。そ
こで全体として多数の計測値が、ディジタル信号の形式
で、検出素子から評価ユニットに出力して、メモリに記
憶され、たとえば陰極線管に走査範囲をカバーする平面
画像として、視認可能に表示される。表示画面における
ある点の明るさは、その点の方向に相当する計測方向か
らの入射赤外線強度の測定値である。
第8図は、評価ユニット(2)のブロック図を示す。こ
れにはメモリ(30)(以下、画像メモリという)、フィ
ルタ(31)、閾値計算器(32)、比較手段(33)及び標
的メモリ(34)が含まれる。
検出素子からのディジタル信号は、センサユニットを介
して入力する。画像メモリ(30)において、検出素子か
らの種々の組み合わせのディジタル信号は、走査角度範
囲の各部分を示すものとして、所定のシーケンスにした
がって一時的に記憶され、 走査サイクルを通じて、フィルタ(31)により周知の手
法で計算され、所要方向の信号強度とその周囲における
信号強度との差が、走査範囲の区域ごとに計算処理され
る。
重要な目標物体が計測されたか否かを決定するために、
決定機能が使用される。これは、閾値計算器(32)と、
フィルタ(31)にも直結されている比較手段(33)で構
成されている。
決定機能を、2つの適用例によって説明する。
第9図は、ミラー(19)、レンズ(15)、検出素子(1
6)、目標物体(36)、各光入射窓の光軸(37〜40)、
及び目標物体から光入射窓への光線(41〜44)を、上方
から見たものである。この図では、スキャナの走査位置
β=0、すなわち方位角の位置を0として示している。
走査は、時計回り方向、すなわち矢印(45)の方向に回
転することによって行なわれる。レンズの直径をDopt、
また、各ミラー間の間隔をd12,d23,d34とする。各光軸
と目標物体との角度は、β12及びβであり、
また、目標物体までの距離はRである。目標物体の大き
さは、Dobjである。
後出のグラフは、計測結果の1例によって、装置の機能
を説明するものである。
この事例における装置のデータは、次のとおりである。
Dopt=0.20m d12=0.25m d23=0.50m d34=0.25m β=2.00mrad 距離Rが、90mから10kmまで変化した場合に得られるい
くつかのグラフを、すべて信号量を縦軸にとって示す。
この事例では、d12,d23及びd34の値から明らかなよう
に、ミラーは、それらの間隔に関して2組に分けて配置
してある。各組のミラーの間隔は、0.25mである。組の
間隔、すなわち4個の中の中央の2個の間隔は、0.50m
である。各ミラーをこの特別な手法で配置することによ
り、ミラーの効果が明らかになる。
各データの選定に際して、他種のスキャナの事例と同様
に、上記のデータが最善の解決手段というわけではな
く、単に本発明の説明のための1例にすぎないものであ
る。
以下に説明する第10図から第14図は、装置、すなわちセ
ンサユニットの光入射窓から見た目標物体が、同等な立
体角と同等な放射強度を示すもの、すなわち、比較的近
距離にある鳥と、遠距離にある航空機とである事例を示
す。
まず、第10図は、90mの距離から4個のミラーを介して
検出器に達する4つの光学的信号(1〜4)を示す。第
10図における信号の番号は、第9図示のミラーの番号に
対応するものである。検出器の出力信号は、これらの4
つの光学的信号の和と等しくなることは明らかであろ
う。検出器の出力信号は、第11図に「a」として示され
ている。
第11図の「b」は、光入射窓が1個のみの場合の検出信
号である。第11図は、第10図と同じ90mの距離の場合で
ある。
フィルタ(31)の機能を、第15図によって説明する。こ
の図は、マトリツクス(A)の一部分を示したもので、
マトリックスの各素子は、格子状に配列されている。
格子状パターン中に2個の領域があり、それぞれ中核部
及び外枠部と称する。中核部には、3個のマトリックス
素子があり、中央のものは素子aijである。外枠部は、
中核部に隣接してそれを取り囲むマトリックス素子を備
えている。フィルタ機能は、中核部の素子の最大値と、
外枠部の素子の最大値との差を計算することである。こ
の計算は、マトリツクス(A)のすべての位置(i,j)
について行なわれる。その計算結果は、フィルタの出力
信号である素子bijで構成される新たなマトリックス
(B)である。
フィルタ(31)の機能は、第16a図及び第16b図に示され
ている。ここでは、マトリックス(A)における素子の
数値が書きこまれている。第16a図において、中核部で
の最大値が「3」で、外枠部の最大値が「3」であるの
で、フィルタの出力信号は「0」となる。第16b図で
は、最大値が中核部で「3」、外枠部で「1」であるの
で、出力信号は「2」となる。これは、フィルタの強調
効果、すなわちマトリックス(A)の中核部の広がりよ
り小さい目標物体に対しては、大きい出力信号を与え、
また、より大きい目標物体は圧縮して、すなわちフィル
タから小さい出力信号を与える。
好ましい機能として、フィルタを、目標物体と光入射窓
とを含む平面からの信号のみを同時に計量するように使
用することが指摘できる。図示の事例では、フィルタ
は、第1番目の列で示されている。
第15図において、フィルタの中核部の寸法は、それぞれ
の方向におけるサンプリング間隔が、0.5ミリラジアン
及び2.5ミリラジアンであるために、方位角で1.5ミリラ
ジアン、上下角で2.5ミリラジアンとして与えられる。
ここで理解されるべきことは、スキャナから10kmの距離
にある航空機の視角は、一般に1.0ミリラジアン以下で
あり、したがって、航空機はフィルタの中核部の範囲に
おさまり、フィルタによって強調されることになる、と
いうことである。
90mの距離についての第11図から明らかなように、検出
器信号の大きさは、1個のみの光入射窓によるものに比
して、4個の光入射窓によるものが、はるかに小さい。
検出器に受光される放射エネルギは、いずれも同じてあ
るが、4個の光入射窓の場合は、エネルギがより大きい
角度範囲で、すなわち、一定の走査速度で、より長時間
にわたって受光されるために、低レベルとなる。
検出器の出力信号、あるいはより正確には出力電圧のボ
ルト値は、各瞬間ごとに入射パワーのワット値に比例す
る。第11図の各曲線より下方の面積は、受光エネルギを
示す。
また第11図は、平行で、かつ横方向に分離した4個の光
入射窓を使用して、スキャナからある距離にある目標物
体から、スキャナの光入射窓に分岐的に到達する光線に
よる信号を、圧縮した結果を示すものである。分岐され
た各光線の入射角度は、同じか、あるいはこの場合では
1ミリラジアンである解像角度より小さすぎない、より
大きい角度差をとる。
第12図は、500mの距離における検出器信号(1)と出力
信号(2)とを、部分的に示すものである。第12図で、
(a)は4個の光入射窓の場合、(b)は1個のみの光
入射窓の場合である。第12図は、一方では4個の光入射
窓を組み合わせたものの機能を示し、他方ではフィルタ
の機能を示している。この図から明らかなように、フィ
ルタは、1個のみの光入射窓の場合よりも、4個の光入
射窓の場合に、信号レベルを著しく減少させる。この理
由は、4個の横方向に分離した光入射窓は、信号パルス
の幅を拡張し、かつ、フィルタは、入力信号が広い場合
には、より低い出力信号を発生するように構成されてい
るからである。
第13図は、130mの距離における、第12図と同じ信号を示
すものである。この場合、4個の光入射窓により、1組
のミラーごとに2個の信号パルスが得られる。第13図
は、前述したような、互いに間隔を設けて配置した2組
のミラーの機能を示すものである。このように、ミラー
を間隔を設けて配置することにより、フィルタで圧縮さ
れた2つの広幅のパルスが得られる。
第14図は、10kmの距離における、第12図と同じ信号を示
すものである。第14図から明らかなように、フィルタの
出力信号は、4個の光入射窓の場合も、1個のみの場合
と同様に大きい値を示す。その理由は、ミラーが配置さ
れている間隔に対して、目標物体までの距離がきわめて
大きいので、目標物体からスキャナに到達する光線が、
基本的に平行であるからである。かくして、遠距離にあ
る標的は、4個の横方向に分離した光入射窓によって
も、1個のみの光入射窓と同様な状態で検出されること
になる。
上述の本発明の実施例の説明は、1例に過ぎないもので
ある。「請求の範囲」の記載及び上述説明から明らかな
ように、本発明の装置には、無数の変形応用がある。
たとえば、センサユニットおける1個又は複数個の光入
射窓を、垂直方向に配置することもできる。
信号をディジタルで処理することが有利ではあるが、信
号をサンプリングせず、あるいはディジタル形式としな
いことも考えられる。フィルタは、他の形式でも構成で
きる。たとえば、アナログ・フィルタとすることもでき
るし、また、角度の代わりに時間的に機能するものでも
よい。
フィルタの変換機能としては、ある所定角度より大きい
広がり角度を示す目標物体からの信号を圧縮し、もしく
は、より小さい角度として、所定角度より小さい角度を
示すように、センサの位置から、センサのスペクトル範
囲内で観察される目標物体もしくは目標物体の部分から
の信号を強調するような構成であれば、上述実施例以外
の構成とすることができる。
フィルタの変換機能は、固定的なもののみならず、たと
えば目標物体に関する実際条件に対応した、調節可能な
ものとすることができる。
スペクトル範囲は、赤外線以外に、たとえば紫外線領
域、可視光領域、あるいはmm波領域を適用することがで
きる。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】目標物体から放射される放射線によって、
    その目標物体を選択的に検出する装置であって、 少なくとも1個のセンサユニット(1)を備え、このセ
    ンサユニット(1)は、前記放射線を、少なくとも1つ
    の対応する焦点面に結像させるための少なくとも1つの
    結像手段(15)を有すると共に、焦点面に配置されて、
    入射する放射線に対応する信号を出力する少なくとも1
    個の放射線検出素子(16)を備え、かつ、 装置は、方位方向及び仰角方向の角度範囲を種々走査で
    きるように構成され、さらに、信号を選別して受信する
    ための評価ユニット(2)を備え、 前記評価ユニット(2)は、前記センサユニットによっ
    て得られた各方向の出力信号のそれぞれについて、注目
    する方向を少なくとも含む予め定めた第1の広がりに含
    まれる各方向についての信号と、前記第1の広がりの外
    側の予め定めた第2の広がりに含まれる各方向について
    の信号とを比較して、当該注目する方向についての出力
    信号を、第1の広がりに含まれる信号の最大値と第2の
    広がりに含まれる信号の最大値との偏差に応じた大きさ
    に抑圧して出力することにより、センサユニット(1)
    からの出力信号について、装置の位置から測定される視
    角が同等に見える、遠距離にある大形の目標物体と近距
    離にある目標物体とを区別して選別する手段を備えるこ
    と を特徴とする目標物体の選別検出装置。
  2. 【請求項2】前記センサユニットは、少なくとも2個の
    光入射窓を有し、これらの光入射窓は、装置から目標物
    体への照準線に交差させて所要間隔で配置されるもので
    ある請求項1記載の目標物体の選別検出装置。
  3. 【請求項3】それぞれの光入射窓(10)を、前記照準線
    に交差させて所要の間隔で配置した、少なくとも2個の
    センサユニット(1)を備える請求項1又は2記載の目
    標物体の選別検出装置。
  4. 【請求項4】各光入射窓(10)に、好ましくはミラー
    (19)である1個の偏向手段を備え、入射する光線を対
    応する結像手段(15)に向けて偏向させるようにしてな
    る請求項1ないし3のいずかに記載の目標物体の選別検
    出装置。
  5. 【請求項5】センサユニット(1)が、一次元に配列し
    た複数個の検出素子(16)を備える請求項1ないし4の
    いずれかに記載の目標物体の選別検出装置。
  6. 【請求項6】センサユニット(1)が、二次元に配列し
    た複数個の検出素子(16)を備える請求項1ないし4の
    いずれかに記載の目標物体の選別検出装置。
  7. 【請求項7】装置を、光入射窓の固有の視野に加えて、
    水平方向の走査のために、回転させるように構成した請
    求項1ないし6のいずれかに記載の目標物体の選別検出
    装置。
  8. 【請求項8】装置を、上下方向の走査のために、段階的
    に可動に構成した請求項1ないし7のいずれかに記載の
    目標物体の選別検出装置。
  9. 【請求項9】センサユニット(1)は、方位方向及び仰
    角方向の角度範囲を種々操作するための手段として、少
    なくとも1個の光学走査手段を備え、対応する検出素子
    による方位方向及び仰角方向のうち少なくとも1の方向
    における走査可能な視野に加えて、種々の角度範囲を走
    査できるようにした請求項1ないし8のいずれかに記載
    の目標物体の選別検出装置。
  10. 【請求項10】光学走査手段が、可動の偏向手段を備え
    る請求項9記載の目標物体の選別検出装置。
  11. 【請求項11】少なくとも1個のセンサユニット(1)
    が、単一の結像手段を備える請求項1ないし10のいずれ
    かに記載の目標物体の選別検出装置。
  12. 【請求項12】単一の結像手段を備える請求項11記載の
    目標物体の選別検出装置。
  13. 【請求項13】装置が、グループに構成された複数個の
    光入射窓を備える請求項1ないし12のいずれかに記載の
    目標物体の選別検出装置。
  14. 【請求項14】各グループが、それぞれ2個の光入射窓
    を備える請求項13記載の目標物体の選別検出装置。
  15. 【請求項15】前記選別する手段は、注目する方向の出
    力信号として、前記偏差を出力することにより、当該出
    力信号を偏差に応じた大きさに抑圧することを特徴とす
    る請求項1ないし14のいずれかに記載の目標物体の選別
    検出装置。
  16. 【請求項16】前記目標物体は、飛行物体であり、航空
    機、ミサイルおよびヘリコプタのうちの少なくとも1種
    である請求項1ないし14のいずれかに記載の目標物体の
    選別検出装置。
  17. 【請求項17】前記放射線は、赤外線である請求項1な
    いし14のいずれかに記載の目標物体の選別検出装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304244B1 (ko) * 2012-02-23 2013-09-06 한국표준과학연구원 이중 적외선 센서를 이용한 시각 장애인용 안내 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5528038A (en) * 1991-05-07 1996-06-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Temperature distribution measurement apparatus and its application to a human body detecting system
US5283551A (en) * 1991-12-31 1994-02-01 Aritech Corporation Intrusion alarm system
JP3010459B2 (ja) * 1992-08-03 2000-02-21 松下電器産業株式会社 温度分布測定装置および人体検知システム
FR2695731B1 (fr) * 1992-09-11 1994-10-28 Thomson Csf Dispositif de poursuite optronique multicible.
US5660471A (en) * 1993-02-26 1997-08-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Temperature distribution measuring device and measuring method
EP1026521B1 (en) * 1995-04-12 2004-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for detecting an object
USD409928S (en) 1998-04-30 1999-05-18 Peter Horsley Laser rangefinder
FR2805350B1 (fr) * 2000-02-18 2003-07-11 Scertab Soc Civ Ile D Etudes E Equipement de telemetrie pour la cartographie bi- ou tri-dimensionnelle d'un volume
JP4136858B2 (ja) * 2003-09-12 2008-08-20 キヤノン株式会社 位置検出装置、及び情報入力装置
US7498576B2 (en) * 2005-12-12 2009-03-03 Suren Systems, Ltd. Temperature detecting system and method
RU2676856C2 (ru) * 2016-06-07 2019-01-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4312326A (en) * 1980-05-30 1982-01-26 Lajet Energy Company Electro-magnetic radiation reflective concentrator
US1343393A (en) * 1919-04-08 1920-06-15 Albert Abrams Method of and apparatus for detecting and observing objects in the dark
US2972924A (en) * 1958-02-26 1961-02-28 John E Clemens Optical comparator and range finder
US3736057A (en) * 1971-04-12 1973-05-29 Eastman Kodak Co Zone range finder apparatus
US4004852A (en) * 1975-06-30 1977-01-25 Rockwell International Corporation Integrated automatic ranging device for optical instruments
JPS5385454A (en) * 1977-01-06 1978-07-27 Canon Inc Distance detecting method
DE2904654A1 (de) * 1979-02-07 1980-08-14 Heimann Gmbh Optische anordnung fuer einen passiven infrarot-bewegungsmelder
JPS5669606A (en) * 1979-11-09 1981-06-11 Seiko Koki Kk Focus detector
GB2213019B (en) * 1980-08-19 1989-10-25 Elliott Brothers London Ltd Head-up display systems
FR2554612B1 (fr) * 1983-11-04 1988-07-08 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procede et dispositif de guidage automatique de mobiles en particulier de chariots automoteurs sans conducteur
US4667090A (en) * 1985-06-10 1987-05-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Synthetic aperture multi-telescope tracker apparatus
US4675532A (en) * 1985-11-06 1987-06-23 Irvine Sensors Corporation Combined staring and scanning photodetector sensing system having both temporal and spatial filtering
US4719350A (en) * 1986-01-30 1988-01-12 Hughes Aircraft Co. Radiation imaging enhancement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304244B1 (ko) * 2012-02-23 2013-09-06 한국표준과학연구원 이중 적외선 센서를 이용한 시각 장애인용 안내 장치

Also Published As

Publication number Publication date
DE3885017T2 (de) 1994-02-24
DE3885017D1 (de) 1993-11-25
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ES2045188T3 (es) 1994-01-16
EP0298059B1 (en) 1993-10-20
US5008522A (en) 1991-04-16
AU610202B2 (en) 1991-05-16
SE462999B (sv) 1990-09-24
SE8702247L (sv) 1988-11-30
FI97915C (fi) 1997-03-10
JPH02503824A (ja) 1990-11-08
FI895620A0 (fi) 1989-11-24
FI97915B (fi) 1996-11-29
EP0362276A1 (en) 1990-04-11
AU1935388A (en) 1988-12-21
ATE96232T1 (de) 1993-11-15
EP0298059A1 (en) 1989-01-04
WO1988009513A1 (en) 1988-12-01

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