FR2833794A1 - MATRIX DETECTION AND DETECTOR SYSTEM - Google Patents
MATRIX DETECTION AND DETECTOR SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- FR2833794A1 FR2833794A1 FR0116241A FR0116241A FR2833794A1 FR 2833794 A1 FR2833794 A1 FR 2833794A1 FR 0116241 A FR0116241 A FR 0116241A FR 0116241 A FR0116241 A FR 0116241A FR 2833794 A1 FR2833794 A1 FR 2833794A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- elementary
- detector
- sensitive
- band
- infrared
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/48—Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
L'invention concerne le domaine des systèmes de détection et les détecteurs matriciels destinés à être intégrés dans un dispositif optique, notamment dans un dispositif d'imagerie.C'est notamment un système de détection comportant un détecteur matriciel dont chaque cellule élémentaire (20) comporte différents types de détecteur élémentaire (40 à 41), comportant un système de microbalayage autour de chaque détecteur élémentaire réalisant des imagettes, comportant un système de formation d'image globale correspondant à une fonction d'une ou de plusieurs images partielles, une même image partielle étant constituée d'imagettes correspondant à un même type de détecteur élémentaire.The invention relates to the field of detection systems and matrix detectors intended to be integrated into an optical device, in particular an imaging device. It is in particular a detection system comprising a matrix detector, each elementary cell of which (20) comprises different types of elementary detector (40 to 41), comprising a micro-scanning system around each elementary detector making thumbnails, comprising a global image forming system corresponding to a function of one or more partial images, the same partial image consisting of thumbnails corresponding to the same type of elementary detector.
Description
<Desc/Clms Page number 1> <Desc / Clms Page number 1>
SYSTEME DE DETECTION ET DETECTEUR MATRICIEL
L'invention concerne le domaine des systèmes de détection et les détecteurs matriciels destinés à être intégrés dans un dispositif optique, notamment dans un dispositif d'imagerie. MATRIX DETECTION AND DETECTOR SYSTEM
The invention relates to the field of detection systems and matrix detectors intended to be integrated in an optical device, in particular in an imaging device.
Les dispositifs d'imagerie sont utilisés dans des applications aéroportées, navales ou terrestres, dans lesquelles les dispositifs d'imagerie réalisent par exemple des fonctions de détection, de reconnaissance et d'identification de cibles, des fonctions de poursuite et de localisation de cibles, des fonctions d'illumination laser et de contre-mesure laser. The imaging devices are used in airborne, naval or land applications, in which the imaging devices perform, for example, target detection, recognition and identification functions, target tracking and location functions, laser illumination and laser countermeasure functions.
Le dispositif d'imagerie comporte préférentiellement une ou plusieurs voies de réception de signal lumineux dont au moins l'un des systèmes de détection et l'un des détecteurs associés sont avantageusement respectivement constitués par le système de détection et le détecteur matriciel qui sont les objets de l'invention. Les voies de réception sont par exemple au nombre d'au moins trois ayant respectivement pour domaine spectral de sensibilité, le proche infrarouge ou bande 1 de l'infrarouge, l'infrarouge moyen ou bande Il de l'infrarouge, l'infrarouge lointain ou bande fit de l'infrarouge. De préférence, la voie proche infrarouge est multitâche, incluant télémétrie, détection de tache laser, imageries passive et active, tandis que les voies infrarouges moyen et lointain sont dédiées à l'imagerie passive. The imaging device preferably comprises one or more light signal reception channels of which at least one of the detection systems and one of the associated detectors are advantageously respectively constituted by the detection system and the matrix detector which are the objects of the invention. The reception channels are for example at least three in number, having respectively the spectral range of sensitivity, the near infrared or band 1 of the infrared, the medium infrared or band II of the infrared, the far infrared or band made infrared. Preferably, the near infrared channel is multitasking, including telemetry, laser spot detection, passive and active imaging, while the medium and far infrared channels are dedicated to passive imaging.
Selon un art antérieur, il est connu de séparer spectralement, à l'aide de séparateurs spectraux, les différentes voies de réception d'un dispositif d'imagerie, à chaque voie de réception étant associés un système de détection et un détecteur matriciel. Un inconvénient de cet art antérieur est la multiplication des systèmes de détection et des détecteurs matriciels associés dès lors que le paramètre à détecter, par exemple la longueur d'onde, couvre une large plage de valeurs, par exemple tout le domaine de l'infrarouge. According to a prior art, it is known to separate spectrally, using spectral separators, the different reception channels of an imaging device, with each reception channel being associated with a detection system and a matrix detector. A drawback of this prior art is the multiplication of detection systems and associated matrix detectors since the parameter to be detected, for example the wavelength, covers a wide range of values, for example the entire infrared range. .
En généralisant le problème précédent, lorsqu'un paramètre doit pouvoir être détecté dans une large plage de valeurs afin de pouvoir extraire un maximum d'informations véhiculées par un paramètre d'un signal lumineux, l'art antérieur ne propose que l'utilisation de plusieurs systèmes de détection et plusieurs détecteurs matriciels, chaque système de détection et By generalizing the previous problem, when a parameter must be able to be detected in a wide range of values in order to be able to extract a maximum of information conveyed by a parameter from a light signal, the prior art only proposes the use of several detection systems and several matrix detectors, each detection system and
<Desc/Clms Page number 2><Desc / Clms Page number 2>
chaque détecteur matriciel étant sensible dans une plage réduite correspondant à une portion de la large plage considérée, ce qui a l'inconvénient de multiplier les systèmes de détection et les détecteurs matriciels associés. Le paramètre peut aussi être par exemple la polarisation de la lumière. On utilise indifféremment dans le texte, sauf mention contraire, lumière et signal lumineux. each matrix detector being sensitive in a reduced range corresponding to a portion of the wide range considered, which has the drawback of multiplying the detection systems and the associated matrix detectors. The parameter can also be for example the polarization of the light. Unless stated otherwise, light and light signal are used interchangeably in the text.
L'invention propose l'utilisation d'un système de détection comprenant un détecteur matriciel de structure particulière permettant d'accéder à différentes informations contenues dans différentes plages de valeurs du paramètre considéré, le détecteur matriciel étant associé à un système de microbalayage formant des imagettes et à un système de formation d'image à partir des imagettes obtenues. L'invention concerne aussi la structure particulière du détecteur matriciel employé, originale en soi, indépendamment du type de système de détection dans lequel ce détecteur matriciel est intégré. The invention proposes the use of a detection system comprising a matrix detector of particular structure making it possible to access different information contained in different ranges of values of the parameter considered, the matrix detector being associated with a micro-scanning system forming thumbnails and an image forming system from the obtained thumbnails. The invention also relates to the particular structure of the matrix detector used, which is original in itself, independently of the type of detection system in which this matrix detector is integrated.
Selon l'invention, il est prévu un système de détection comportant un détecteur matriciel dont chaque cellule élémentaire comporte différents types de détecteur élémentaire, comportant un système de microbalayage autour de chaque détecteur élémentaire réalisant des imagettes, comportant un système de formation d'image globale correspondant à une fonction d'une ou de plusieurs images partielles, une même image partielle étant constituée d'imagettes correspondant à un même type de détecteur élémentaire. Les différents types de détecteurs élémentaires sont de préférence respectivement sensibles dans différentes plages d'un même paramètre, cependant les différents types de détecteurs élémentaires peuvent aussi être respectivement sensibles à différents paramètres. Les différents types de détecteur élémentaire peuvent encore différer entre eux, deux à deux, soit par le paramètre auquel ils sont sensibles soit par la plage du même paramètre dans laquelle ils sont sensibles. According to the invention, there is provided a detection system comprising a matrix detector, each elementary cell of which comprises different types of elementary detector, comprising a micro-scanning system around each elementary detector producing thumbnails, comprising a global image formation system. corresponding to a function of one or more partial images, the same partial image consisting of thumbnails corresponding to the same type of elementary detector. The different types of elementary detectors are preferably respectively sensitive in different ranges of the same parameter, however the different types of elementary detectors can also be respectively sensitive to different parameters. The different types of elementary detector can still differ from each other, two by two, either by the parameter to which they are sensitive or by the range of the same parameter in which they are sensitive.
Selon l'invention, il est plus précisément prévu un système de détection comportant un détecteur matriciel qui est sensible à un paramètre donné et qui comporte plusieurs cellules élémentaires situées dans un même plan de détection, chaque cellule élémentaire comportant plusieurs types de détecteur élémentaire différents, chaque type de détecteur élémentaire étant sensible dans une plage donnée du paramètre, According to the invention, a detection system is more precisely provided comprising a matrix detector which is sensitive to a given parameter and which comprises several elementary cells located in the same detection plane, each elementary cell comprising several different types of elementary detector, each type of elementary detector being sensitive within a given range of the parameter,
<Desc/Clms Page number 3><Desc / Clms Page number 3>
comportant un système de microbalayage disposé de manière à ce qu'à chaque position de microbalayage une imagette soit obtenue pour chaque détecteur élémentaire, comportant un système de formation d'image globale, chaque pixel d'une image globale étant obtenu à partir d'une ou de plusieurs imagettes de manière à ce que chaque image globale corresponde soit à une image partielle soit à une combinaison d'images partielles, les pixels d'une même image partielle étant de taille identique entre eux et étant constitués chacun soit par une imagette soit par une sommation d'imagettes contiguës correspondant à un même type de détecteur élémentaire. comprising a micro-scanning system arranged so that at each micro-scanning position a thumbnail is obtained for each elementary detector, comprising a global imaging system, each pixel of a global image being obtained from a or of several thumbnails so that each global image corresponds either to a partial image or to a combination of partial images, the pixels of the same partial image being of identical size with each other and being each constituted either by a thumbnail or by summing contiguous thumbnails corresponding to the same type of elementary detector.
Selon l'invention, il est également prévu un détecteur matriciel sensible à un paramètre donné comportant plusieurs cellules élémentaires situées dans un même plan de détection, chaque cellule élémentaire comportant plusieurs types de détecteur élémentaire différents, chaque type de détecteur élémentaire étant sensible dans une plage donnée du paramètre. According to the invention, there is also provided a matrix detector sensitive to a given parameter comprising several elementary cells located in the same detection plane, each elementary cell comprising several different types of elementary detector, each type of elementary detector being sensitive within a range given parameter.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints, donnés à titre d'exemples, où : - la figure 1 représente très schématiquement un système de détection selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un premier exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement un deuxième exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement un troisième exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention. The invention will be better understood and other particularities and advantages will appear with the aid of the description below and of the attached drawings, given by way of examples, where: FIG. 1 very schematically represents a detection system according to the invention; - Figure 2 schematically shows a first example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention; - Figure 3 schematically shows a second example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention; - Figure 4 schematically shows a third example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention.
Le système de détection selon l'invention comporte un détecteur matriciel. Le détecteur matriciel est sensible à un paramètre donné, par exemple la polarisation de la lumière ou bien la longueur d'onde de la lumière. Le détecteur matriciel comporte plusieurs cellules élémentaires The detection system according to the invention comprises a matrix detector. The matrix detector is sensitive to a given parameter, for example the polarization of light or the wavelength of light. The matrix detector has several elementary cells
<Desc/Clms Page number 4><Desc / Clms Page number 4>
situées dans un même plan de détection. Chaque cellule élémentaire comporte plusieurs types de détecteur élémentaire différents, chaque cellule élémentaire comporte au moins deux détecteurs élémentaires de type différent l'un de l'autre. Chaque type de détecteur élémentaire est sensible dans une plage donnée du paramètre, par exemple à une orientation donnée de polarisation ou bien à une plage spectrale donnée. located in the same detection plane. Each elementary cell comprises several different types of elementary detector, each elementary cell comprises at least two elementary detectors of different types from each other. Each type of elementary detector is sensitive in a given range of the parameter, for example to a given orientation of polarization or else to a given spectral range.
Le système de détection selon l'invention comporte aussi un système de microbalayage disposé de manière à ce qu'à chaque position de microbalayage une imagette soit obtenue pour chaque détecteur élémentaire. Le système de microbalayage permet un certain nombre de positions de microbalayage donnant chacune autant d'imagettes que de détecteurs élémentaires. Les différentes positions de microbalayage permettent à un type donné de détecteur élémentaire, les détecteurs élémentaires d'un type donné ne couvrant pas tout le plan de détection, d'obtenir suffisamment d'imagettes pour reconstituer une image complète de la scène extérieure dans la plage correspondante du paramètre. The detection system according to the invention also comprises a micro-scanning system arranged so that at each micro-scanning position a thumbnail is obtained for each elementary detector. The micro-scanning system allows a certain number of micro-scanning positions, each giving as many thumbnails as elementary detectors. The different microscanning positions allow a given type of elementary detector, elementary detectors of a given type not covering the entire detection plane, to obtain enough thumbnails to reconstruct a complete image of the outdoor scene in the range corresponding to the parameter.
Le système de détection selon l'invention comporte également un système de formation d'image globale. Chaque pixel d'une image globale est obtenu à partir d'une ou de plusieurs imagettes de manière à ce que chaque image globale corresponde soit à une image partielle soit à une combinaison d'images partielles. Les images partielles ne sont pas nécessairement formées par le système de formation d'image globale, mais l'image globale ou les images globales formées par le système de formation d'image globale soit sont effectivement réduites chacune à une image partielle soit peuvent s'interpréter ou se décomposer virtuellement chacune en une combinaison d'images partielles ; par exemple la soustraction de deux images partielles peut éventuellement être obtenue directement par soustraction de pixels sans former nécessairement les deux images partielles à soustraire l'une de l'autre. Les pixels d'une même image partielle sont de taille identique entre eux et sont constitués chacun soit par une imagette soit par une sommation d'imagettes contiguës correspondant à un même type de détecteur élémentaire. Ne rentrent dans la constitution d'une image partielle, laquelle image partielle n'est pas nécessairement réellement formée, que des imagettes qui correspondent à un même type de détecteur élémentaire. Les pixels d'une image partielle, et par conséquent également les pixels d'une The detection system according to the invention also includes a global image formation system. Each pixel of a global image is obtained from one or more thumbnails so that each global image corresponds either to a partial image or to a combination of partial images. The partial images are not necessarily formed by the global image forming system, but the global image or the global images formed by the global image forming system are either each effectively reduced to a partial image or can be virtually interpret or decompose each into a combination of partial images; for example, the subtraction of two partial images can possibly be obtained directly by subtraction of pixels without necessarily forming the two partial images to be subtracted from one another. The pixels of the same partial image are of identical size to each other and each consist either of a thumbnail or of a summation of contiguous thumbnails corresponding to the same type of elementary detector. Do not enter into the constitution of a partial image, which partial image is not necessarily really formed, that of the thumbnails which correspond to the same type of elementary detector. The pixels of a partial image, and therefore also the pixels of a
<Desc/Clms Page number 5><Desc / Clms Page number 5>
image globale, ont une taille qui est soit la taille d'une imagette, soit la taille d'un groupe d'imagettes spatialement contiguës qui ont été sommées entre elles, le résultat de la sommation donnant un pixel dont la taille correspond à la somme des tailles des imagettes sommées et dont le contenu correspond à la somme des contenus des imagettes sommées entre elles. Le nombre d'imagettes sommées correspond de préférence au nombre de positions de microbalayage prises par le système de microbalayage. global image, have a size which is either the size of a thumbnail or the size of a group of spatially contiguous thumbnails which have been summed together, the result of the summation giving a pixel whose size corresponds to the sum sizes of the thumbnails summed and whose content corresponds to the sum of the contents of the thumbnails summed together. The number of thumbnails summed up preferably corresponds to the number of micro-scan positions taken by the micro-scan system.
La figure 1 représente très schématiquement un système de détection selon l'invention. Les flèches rectilignes représentent des signaux lumineux tandis que la flèche curviligne représente une connexion de type électrique. Un système 1 de microbalayage, par exemple un miroir oscillant, envoie la lumière arrivant d'une scène extérieure sur un détecteur matriciel 2, plus précisément sur son plan de détection. Le détecteur matriciel est constitué par la juxtaposition périodique de cellules 20 élémentaires. La matrice du détecteur matriciel est de préférence bidimensionnelle ; toutefois elle pourrait aussi être monodimensionnelle et associée à un système supplémentaire de balayage pour couvrir une portion substantielle de l'espace. Une liaison de type électrique relie le détecteur matriciel 2 à un système 3 de formation d'image permettant de synthétiser des images à partir des imagettes issues des détecteurs élémentaires composant le détecteur matriciel 2. FIG. 1 very schematically represents a detection system according to the invention. The straight arrows represent light signals while the curved arrow represents an electrical type connection. A microbaying system 1, for example an oscillating mirror, sends the light arriving from an external scene to a matrix detector 2, more precisely on its detection plane. The matrix detector consists of the periodic juxtaposition of elementary cells. The matrix of the matrix detector is preferably two-dimensional; however it could also be one-dimensional and associated with an additional scanning system to cover a substantial portion of the space. An electrical type link connects the matrix detector 2 to an image forming system 3 making it possible to synthesize images from the thumbnails originating from the elementary detectors composing the matrix detector 2.
Dans un type de mode de réalisation, le paramètre auquel le détecteur matriciel est sensible est la polarisation de la lumière et les différentes plages correspondent à des orientations distinctes de la polarisation. Dans ce type de mode de réalisation, chaque cellule élémentaire est de préférence constituée de trois types de détecteur élémentaire différents, chaque type de détecteur élémentaire étant sensible à une direction de polarisation, deux quelconques desdites directions formant entre elles un angle d'environ soixante degrés. Par exemple, chaque type de détecteur élémentaire comporte un polariseur constitué de traits métalliques fins qui sont tous parallèles à une direction donnée et dont la largeur vaut par exemple environ la moitié d'un micron. La manipulation, au niveau du système de formation d'image, des trois types d'imagettes correspondant aux trois types de détecteur élémentaire, permet d'accéder de manière très complète au contenu polarimètrique de la lumière In one type of embodiment, the parameter to which the matrix detector is sensitive is the polarization of the light and the different ranges correspond to distinct orientations of the polarization. In this type of embodiment, each elementary cell is preferably made up of three different types of elementary detector, each type of elementary detector being sensitive to a direction of polarization, any two of said directions forming between them an angle of approximately sixty degrees. . For example, each type of elementary detector comprises a polarizer made up of fine metallic lines which are all parallel to a given direction and whose width is for example approximately half a micron. The manipulation, at the level of the imaging system, of the three types of thumbnails corresponding to the three types of elementary detector, allows very complete access to the polarimetric content of the light
<Desc/Clms Page number 6><Desc / Clms Page number 6>
extérieure, c'est-à-dire issue d'une scène extérieure, arrivant sur le détecteur matriciel. outdoor, that is to say from an outdoor scene, arriving at the matrix detector.
Dans un autre type de mode de réalisation préférentiel, le paramètre auquel le détecteur matriciel est sensible est la longueur d'onde de la lumière et les différentes plages correspondent à des bandes spectrales distinctes. Dans ce type de mode de réalisation, chaque cellule élémentaire est de préférence constituée de plusieurs types de détecteur élémentaire différents, chaque type de détecteur élémentaire étant sensible soit dans au moins une partie de la bande Il de l'infrarouge soit dans au moins une partie de la bande 111 de l'infrarouge. Le plan focal du détecteur matriciel peut par conséquent être considéré comme multispectral, car capable de produire par exemple des images partielles dans différentes bandes spectrales, par exemple une image partielle dans la bande Il de l'infrarouge et une image partielle dans la bande t ! f de l'infrarouge. In another type of preferred embodiment, the parameter to which the matrix detector is sensitive is the wavelength of the light and the different ranges correspond to distinct spectral bands. In this type of embodiment, each elementary cell is preferably made up of several different types of elementary detector, each type of elementary detector being sensitive either in at least part of the band II of the infrared or in at least part of the infrared band 111. The focal plane of the matrix detector can therefore be considered to be multispectral, since it is capable of producing, for example, partial images in different spectral bands, for example a partial image in the infrared band II and a partial image in the t band! f of infrared.
De préférence, pour une bande spectrale inférieure donnée, par exemple la bande Il de l'infrarouge, et pour une bande spectrale supérieure donnée, par exemple la bande ttt de l'infrarouge, la longueur d'onde moyenne de la bande spectrale inférieure étant inférieure à la longueur d'onde moyenne de la bande spectrale supérieure, les pixels de l'image partielle correspondant à la bande spectrale inférieure, par exemple la bande Il de l'infrarouge, sont constitués chacun par une imagette tandis que les pixels de l'image partielle correspondant à la bande spectrale supérieure, par exemple la bande ttt de l'infrarouge, sont constitués chacun par une sommation d'imagettes contiguës correspondant à l'ensemble des positions de microbalayage situées autour d'un détecteur élémentaire, par exemple autour du détecteur élémentaire correspondant qui est sensible dans la bande ttt de l'infrarouge. Pour ce type de détecteur élémentaire, par exemple pour le type de détecteur élémentaire sensible dans la bande ttt de l'infrarouge, une seule lecture du signal stockée par ledit détecteur élémentaire est nécessaire pour chaque cycle complet de microbalayage. De plus, dans ce dernier cas, la taille du pixel pour chacune des images partielles, c'est-à-dire par exemple la dimension du côté du carré que constitue le pixel, par exemple dans le cas d'un microbalayage de type deux fois deux, correspondra à une imagette pour la bande Il de l'infrarouge et à quatre imagettes pour la bande ttt de l'infrarouge, soit une dimension de côté Preferably, for a given lower spectral band, for example the infrared band Il, and for a given higher spectral band, for example the infrared ttt band, the mean wavelength of the lower spectral band being less than the average wavelength of the upper spectral band, the pixels of the partial image corresponding to the lower spectral band, for example the infrared band Il, are each made up of a thumbnail while the pixels of the partial image corresponding to the upper spectral band, for example the infrared ttt band, each consists of a summation of contiguous thumbnails corresponding to all of the microscan positions located around an elementary detector, for example around of the corresponding elementary detector which is sensitive in the infrared ttt band. For this type of elementary detector, for example for the type of sensitive elementary detector in the infrared ttt band, a single reading of the signal stored by said elementary detector is necessary for each complete microbanning cycle. Furthermore, in the latter case, the size of the pixel for each of the partial images, that is to say for example the dimension of the side of the square which the pixel constitutes, for example in the case of a microscanning of type two times two, will correspond to a thumbnail for the infrared band Il and to four thumbnails for the infrared ttt band, one side dimension
<Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7>
de carré deux fois plus importante pour le pixel de l'image partielle en bande fit de l'infrarouge que pour le pixel de l'image partielle en bande Il de l'infrarouge, ce qui correspond approximativement au rapport des longueurs d'onde moyennes de ces bandes spectrales. Ainsi, la taille du pixel de chacune des images partielles, par exemple de l'image partielle en bande Il de l'infrarouge et de l'image partielle en bande i ! ! de l'infrarouge, peut être adaptée à la résolution limite imposée par la diffraction due à l'optique d'entrée du dispositif d'imagerie considéré. Avec une optique d'entrée ouverte à F/5, c'est-à-dire ayant une ouverture numérique N valant 5, le côté du carré que constitue le pixel de l'image partielle en bande Il de l'infrarouge vaudra avantageusement environ entre 20 et 25um tandis que le côté du carré que constitue le pixel de l'image partielle en bande H) de l'infrarouge vaudra avantageusement environ entre 40 et 50um. Ainsi, l'une des images partielles, par exemple celle en bande Il de l'infrarouge, permet d'obtenir une image à résolution élevée, tandis que l'autre image partielle, par exemple celle en bande i ! ! de l'infrarouge, permet d'obtenir une image partielle avec un rapport signal à bruit élevé. twice as large for the pixel of the infrared partial band image made of infrared than for the pixel of the infrared partial band image II of infrared, which corresponds approximately to the ratio of the average wavelengths of these spectral bands. Thus, the pixel size of each of the partial images, for example of the partial image in band II of the infrared and of the partial image in band i! ! infrared, can be adapted to the limit resolution imposed by the diffraction due to the input optics of the imaging device considered. With an input optic open to F / 5, that is to say having a digital aperture N equal to 5, the side of the square formed by the pixel of the partial image in band II of infrared will advantageously be worth approximately between 20 and 25 µm while the side of the square that constitutes the pixel of the partial image in band H) of the infrared will advantageously be worth between 40 and 50 µm. Thus, one of the partial images, for example that in band II of the infrared, makes it possible to obtain an image at high resolution, while the other partial image, for example that in band i! ! infrared, provides a partial image with a high signal-to-noise ratio.
En augmentant le nombre de types différents de détecteur élémentaire par cellule élémentaire, il devient possible de réaliser une détection dite hyperspectrale , c'est-à-dire permettant d'accéder au contenu de plusieurs sous-bandes d'une bande spectrale donnée qui est par exemple la bande 111 de l'infrarouge, ce découpage en sous-bandes étant très utile dans certaines applications. Parmi ces applications, on peut citer la possibilité de distinguer entre un camouflage artificiel et de la verdure, ou bien encore la possibilité de d'identifier un objet, par exemple avion de tel type, même si l'objet apparaît comme un point non résolu sur le détecteur matriciel, grâce à la détermination du contenu spectral précis de la lumière arrivant en provenance de cet objet, et ceci avec un taux de fausses alarmes très réduit. By increasing the number of different types of elementary detector per elementary cell, it becomes possible to carry out a so-called hyperspectral detection, that is to say allowing access to the content of several sub-bands of a given spectral band which is for example the band 111 of the infrared, this cutting into sub-bands being very useful in certain applications. Among these applications, we can cite the possibility of distinguishing between artificial camouflage and greenery, or even the possibility of identifying an object, for example an airplane of such type, even if the object appears as an unresolved point. on the matrix detector, thanks to the determination of the precise spectral content of the light arriving from this object, and this with a very reduced rate of false alarms.
Le système de microbalayage présente préférentiellement quatre positions de microbalayage disposées en carré, c'est un microbalayage dit deux fois deux. Dans un premier mode de réalisation du système de microbalayage, le système de microbalayage consiste en un miroir oscillant monté sur des actuateurs piézoélectriques. Dans un deuxième mode de réalisation du système de microbalayage, le système de microbalayage est The microscan system preferably has four microscan positions arranged in a square, this is a microscan called two times two. In a first embodiment of the micro-scanning system, the micro-scanning system consists of an oscillating mirror mounted on piezoelectric actuators. In a second embodiment of the micro-scanning system, the micro-scanning system is
<Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8>
intégré à la plate-forme portant le détecteur matriciel et le microbalayage est réalisé par une oscillation de ladite plate-forme commandée par des signaux injectés dans la boucle de stabilisation de ladite plate-forme. integrated into the platform carrying the matrix detector and the micro-scanning is carried out by an oscillation of said platform controlled by signals injected into the stabilization loop of said platform.
Dans un premier mode de réalisation préférentiel du détecteur matriciel selon l'invention, chaque cellule élémentaire est constituée de deux détecteurs élémentaires, l'un des détecteurs élémentaire étant sensible dans la bande Il de l'infrarouge, l'autre détecteur élémentaire étant sensible dans la bande iii de l'infrarouge. La figure 2 représente schématiquement un exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention conforme au premier mode de réalisation préférentiel. Le plan de détection est le plan de la figure 2. La cellule élémentaire 20, qui n'est pas nécessairement matérialisée, est représentée en traits pointillés, a une forme carrée de coté b et peut être virtuellement divisée en quatre parties 21,22, 23 et 24 représentées en traits pointillés et de côté a valant b/2. Le côté a vaut environ 25um tandis que le côté b vaut environ 50um. La partie 21 comporte un détecteur élémentaire 40 sensible dans la bande Il de l'infrarouge tandis que la partie 23, diagonalement opposée à la partie 21, comporte un détecteur élémentaire 41 sensible dans la bande i ! i de l'infrarouge. Les détecteurs élémentaires 40 et 41 peuvent être de même taille ou de taille légèrement différente comme sur la figure 2, de manière à ce qu'après sommation de quatre imagettes dans la bande Nt de l'infrarouge, le pixel résultant ait une dimension deux fois et demie plus grande que celle du pixel en bande Il de l'infrarouge correspondant à une seule imagette, ce rapport de deux et demie correspondant alors précisément au rapport des longueurs d'onde moyennes des bandes H) et Il de l'infrarouge. In a first preferred embodiment of the matrix detector according to the invention, each elementary cell consists of two elementary detectors, one of the elementary detectors being sensitive in the infrared band II, the other elementary detector being sensitive in the infrared band iii. FIG. 2 schematically represents an example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention according to the first preferred embodiment. The detection plane is the plane of FIG. 2. The elementary cell 20, which is not necessarily materialized, is represented in dotted lines, has a square shape on side b and can be virtually divided into four parts 21, 22, 23 and 24 shown in dotted lines and on the side a being b / 2. Side a is worth around 25um while side b is worth around 50um. Part 21 comprises an elementary detector 40 sensitive in the infrared band II while part 23, diagonally opposite to part 21, comprises an elementary detector 41 sensitive in band i! i from infrared. The elementary detectors 40 and 41 can be of the same size or of slightly different size as in FIG. 2, so that after summation of four thumbnails in the Nt band of infrared, the resulting pixel has a dimension twice and a half larger than that of the pixel in the infrared band Il corresponding to a single thumbnail, this ratio of two and a half then corresponding precisely to the ratio of the average wavelengths of the bands H) and Il of the infrared.
Dans un deuxième mode de réalisation préférentiel du détecteur matriciel selon l'invention, chaque cellule élémentaire est constituée de quatre détecteurs élémentaires, le premier détecteur élémentaire étant sensible dans la bande Il de l'infrarouge, les trois autres détecteurs élémentaires étant respectivement sensibles dans trois parties distinctes de la bande t ! ! de l'infrarouge. La figure 3 représente schématiquement un exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention conforme au deuxième mode de réalisation préférentiel. Le plan de détection est le plan de la figure 3. La cellule In a second preferred embodiment of the matrix detector according to the invention, each elementary cell consists of four elementary detectors, the first elementary detector being sensitive in the infrared band II, the other three elementary detectors being respectively sensitive in three separate parts of the t-band! ! infrared. FIG. 3 schematically represents an example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention according to the second preferred embodiment. The detection plane is the plane of FIG. 3. The cell
<Desc/Clms Page number 9><Desc / Clms Page number 9>
élémentaire 20 a une forme carrée de coté b et peut être virtuellement divisée en quatre parties 21,22, 23 et 24 de côté a valant b/2. Le côté a vaut environ 25um tandis que le côté b vaut environ 50um. La partie 21 comporte un détecteur élémentaire 42 sensible dans la bande Il de l'infrarouge, tandis que les parties 22 à 24 comportent respectivement, un détecteur élémentaire 43 sensible dans une première sous-bande de la bande III de l'infrarouge, un détecteur élémentaire 44 sensible dans une deuxième sous-bande de la bande lit de l'infrarouge, un détecteur élémentaire 45 sensible dans une troisième sous-bande de ! a bande) t ! de l'infrarouge. Les détecteurs élémentaires 42 à 45 sont de la même taille. Lesdites sous-bandes de la bande Ht de l'infrarouge sont distinctes entre elles et avantageusement disjointes entre elles. elementary 20 has a square shape on side b and can be virtually divided into four parts 21, 22, 23 and 24 with side a being b / 2. Side a is worth around 25um while side b is worth around 50um. Part 21 comprises an elementary detector 42 sensitive in the infrared band II, while parts 22 to 24 comprise respectively, an elementary detector 43 sensitive in a first sub-band of infrared band III, a detector elementary 44 sensitive in a second sub-band of the infrared bed band, an elementary detector 45 sensitive in a third sub-band of! a band) t! infrared. The elementary detectors 42 to 45 are of the same size. Said sub-bands of the infrared Ht band are distinct from one another and advantageously separate from one another.
Dans un troisième mode de réalisation préférentiel du détecteur matriciel selon l'invention, chaque cellule élémentaire est constituée de quatre détecteurs élémentaires qui sont respectivement sensibles dans quatre parties distinctes de la bande lil de l'infrarouge. La figure 4 représente schématiquement un exemple de cellule élémentaire d'un détecteur matriciel d'un système de détection selon l'invention conforme au troisième mode de réalisation préférentiel. Le plan de détection est le plan de la figure 4. La cellule élémentaire 20 a une forme carrée de coté b et peut être virtuellement divisée en quatre parties 21,22, 23 et 24 de côté a valant b/2. Le côté a vaut environ 25um tandis que le côté b vaut environ 50um. In a third preferred embodiment of the matrix detector according to the invention, each elementary cell consists of four elementary detectors which are respectively sensitive in four distinct parts of the lil band of the infrared. FIG. 4 schematically represents an example of an elementary cell of a matrix detector of a detection system according to the invention according to the third preferred embodiment. The detection plane is the plane of FIG. 4. The elementary cell 20 has a square shape on side b and can be virtually divided into four parts 21, 22, 23 and 24 with side a being b / 2. Side a is worth around 25um while side b is worth around 50um.
Les parties 21 à 24 comportent respectivement des détecteurs élémentaires 46 à 49 respectivement sensibles dans quatre sous-bandes de la bande H ! de l'infrarouge. Les détecteurs élémentaires 46 à 49 sont de la même taille. The parts 21 to 24 respectively comprise elementary detectors 46 to 49 respectively sensitive in four sub-bands of the band H! infrared. The elementary detectors 46 to 49 are of the same size.
Lesdites sous-bandes de la bande III de l'infrarouge sont distinctes entre elles et avantageusement disjointes entre elles. Said infrared band III sub-bands are distinct from one another and advantageously separate from one another.
La ou les images globales formées par le système de formation d'images globales correspondent à une fonction d'une ou de plusieurs images partielles, et correspondent de préférence soit à une image partielle soit à une combinaison d'images partielles. Parmi les combinaisons possibles et préférentielles d'images partielles, on peut citer par exemple la différence de deux images partielles correspondant à différents types de détecteur élémentaire ou bien la somme de plusieurs images partielles correspondant à différents types de détecteur élémentaire. The global image or images formed by the global image formation system correspond to a function of one or more partial images, and preferably correspond either to a partial image or to a combination of partial images. Among the possible and preferred combinations of partial images, there may be mentioned, for example, the difference of two partial images corresponding to different types of elementary detector or else the sum of several partial images corresponding to different types of elementary detector.
<Desc/Clms Page number 10> <Desc / Clms Page number 10>
Par exemple dans le cas de la figure 3, un exemple d'image globale correspondrait à la différence entre d'une part une première image partielle obtenue par sommations des quatre imagettes issues des quatre positions de microbalayage de chacun des détecteurs élémentaires 43, chaque sommation constituant un pixel, et par juxtaposition desdites sommations obtenues et d'autre part une deuxième image partielle obtenue par sommations des quatre imagettes issues des quatre positions de microbalayage de chacun des détecteurs élémentaires 44, chaque sommation constituant un pixel, et par juxtaposition desdites sommations obtenues. Toujours dans le cas de la figure 3, un autre exemple d'image globale correspondrait à la somme entre premièrement une première image partielle obtenue par sommations des quatre imagettes issues des quatre positions de microbalayage de chacun des détecteurs élémentaires 43, chaque sommation constituant un pixel, et par juxtaposition desdites sommations obtenues, deuxièmement une deuxième image partielle obtenue par sommations des quatre imagettes issues des quatre positions de microbalayage de chacun des détecteurs élémentaires 44, chaque sommation constituant un pixel, et par juxtaposition desdites sommations obtenues, et troisièmement une troisième image partielle obtenue par sommations des quatre imagettes issues des quatre positions de microbalayage de chacun des détecteurs élémentaires 45, chaque sommation constituant un pixel, et par juxtaposition desdites sommations obtenues. For example in the case of FIG. 3, an example of global image would correspond to the difference between on the one hand a first partial image obtained by summations of the four thumbnails resulting from the four microscanning positions of each of the elementary detectors 43, each summation constituting a pixel, and by juxtaposition of said summations obtained and on the other hand a second partial image obtained by summations of the four thumbnails originating from the four microscanning positions of each of the elementary detectors 44, each summation constituting a pixel, and by juxtaposition of said summations obtained . Still in the case of FIG. 3, another example of global image would correspond to the sum between firstly a first partial image obtained by summations of the four thumbnails resulting from the four microscanning positions of each of the elementary detectors 43, each summation constituting a pixel , and by juxtaposition of said summations obtained, secondly a second partial image obtained by summations of the four thumbnails resulting from the four microscanning positions of each of the elementary detectors 44, each summation constituting a pixel, and by juxtaposition of said summations obtained, and thirdly a third image partial obtained by summations of the four thumbnails from the four microscanning positions of each of the elementary detectors 45, each summation constituting a pixel, and by juxtaposition of said summations obtained.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0116241A FR2833794B1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | MATRIX DETECTION SYSTEM AND SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0116241A FR2833794B1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | MATRIX DETECTION SYSTEM AND SENSOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2833794A1 true FR2833794A1 (en) | 2003-06-20 |
| FR2833794B1 FR2833794B1 (en) | 2005-01-14 |
Family
ID=8870531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0116241A Expired - Fee Related FR2833794B1 (en) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | MATRIX DETECTION SYSTEM AND SENSOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2833794B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009101103A1 (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Thales Holdings Uk Plc | An imaging apparatus |
| WO2009156362A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | Thales Holdings Uk Plc | Imaging apparatus and method |
| EP2214405A2 (en) | 2009-02-02 | 2010-08-04 | L-3 Communications Cincinnati Electronics | Multi-channel imaging devices |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758831A2 (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus using different pixel shifting methods |
| US6075235A (en) * | 1997-01-02 | 2000-06-13 | Chun; Cornell Seu Lun | High-resolution polarization-sensitive imaging sensors |
-
2001
- 2001-12-14 FR FR0116241A patent/FR2833794B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758831A2 (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus using different pixel shifting methods |
| US6075235A (en) * | 1997-01-02 | 2000-06-13 | Chun; Cornell Seu Lun | High-resolution polarization-sensitive imaging sensors |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009101103A1 (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Thales Holdings Uk Plc | An imaging apparatus |
| GB2457306B (en) * | 2008-02-11 | 2013-02-27 | Thales Holdings Uk Plc | An imaging apparatus |
| WO2009156362A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | Thales Holdings Uk Plc | Imaging apparatus and method |
| EP2214405A2 (en) | 2009-02-02 | 2010-08-04 | L-3 Communications Cincinnati Electronics | Multi-channel imaging devices |
| EP2214405A3 (en) * | 2009-02-02 | 2012-04-25 | L-3 Communications Cincinnati Electronics | Multi-channel imaging devices |
| US8300108B2 (en) | 2009-02-02 | 2012-10-30 | L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation | Multi-channel imaging devices comprising unit cells |
| US8687073B2 (en) | 2009-02-02 | 2014-04-01 | L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation | Multi-channel imaging devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2833794B1 (en) | 2005-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2180512B1 (en) | Polarimetric imaging device optimised in relation to polarisation contrast | |
| US20130293871A1 (en) | Sensor for spectral-polarization imaging | |
| EP2567537A1 (en) | Polychromatic imaging method | |
| FR2751761A1 (en) | OBSERVATION OR FOCUSING SYSTEM | |
| WO1998008193A1 (en) | Method and device for air-ground recognition for optoelectronic equipment | |
| EP0645021B1 (en) | Long-range infrared panoramic surveillance device | |
| EP3415949B1 (en) | On-board observation system comprising a lidar for obtaining high-resolution three-dimensional images | |
| WO1993025927A9 (en) | Long-range infrared panoramic surveillance device | |
| FR2833794A1 (en) | MATRIX DETECTION AND DETECTOR SYSTEM | |
| EP0697786B1 (en) | Device for earth sensing for satellite or similar having an array of pyroelectrical detectors | |
| FR3079707A1 (en) | AIRBORNE IMAGE SENSOR PROVIDING MATRIX VIEWS BY TEMPORAL SHIFT AND MULTI-SPECTRAL SUMMIT | |
| US10423122B2 (en) | Lens-free image sensor using phase-shifting hologram | |
| FR2755337A1 (en) | CAMERA SYSTEM | |
| EP3190621A1 (en) | Hybrid multi-spectral detection device using monolithic elements | |
| EP0611454A1 (en) | Device for microscanning and infrared camera provided with such device | |
| FR2762402A1 (en) | INTERFEROMETRIC TELESCOPE SYSTEM | |
| WO2019238950A1 (en) | Device for astronomical positioning by day or night observation of a celestial body | |
| EP2775318B1 (en) | Method and system for image acquisition | |
| EP1867969B1 (en) | Imaging spectrometer | |
| WO2025171938A1 (en) | Compact device for performing imaging of a wavefront by interferometry | |
| FR3081658A1 (en) | PANORAMIC OBSERVATION SYSTEM FOR PLATFORM | |
| EP4553464A1 (en) | Polarimetric camera | |
| EP3165875B1 (en) | Method for acquiring images by a spaceborne or airborne optical instrument with extended field of view | |
| WO2022112688A1 (en) | Multispectral imager with enlarged spectral domain | |
| FR3033935A1 (en) | POLARIMETRIC IMAGE SENSOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20170831 |