Brevet FR2565749A1 — publié le 19851213

L'inventiQ ç9RcernRe un procédé d'exploration d'énergie de rayonnement projetée sur un détecteur à infra-rouge composé de plusi'eurs. éléments individuels de détecteur et qui fournit, après transformation opto- électronique, des signaux électriques correspondants, ainsi qu'un dispositif de mise en application de ce procédé. Un proce-tÈd d ce genre fait 1 =t d brevet allemand DE-AS 23 32 245. Les signaux vidéo crA s par une exploration parallèle ne sont utilisables pour la télévision que par un convertisseur de norme relativement compliqué. On connatt par les demandes de brevet allemands DE-PS 22 50 251 et DE-OS 22 24 275 des procédés d'exploration pour les profils de terrain à l'aide d'une série de détecteurs. Dans le premier cas, le miroir d'exploration est remplacé par un mouvement de la série de détecteurs le long du terrain à explorer. Les informations perçues sont transmises - en partie par le biais de commutateurs à boucles - sur des brganes de temporisation. Les documents précités ne donnent pas d'informations relatives à une reproduction compatible à la télévision des informations collationnées. L'objectif de l'invention consiste en une amélioration du procédé permettant que le signal vidéo 2, renu soit reproductible sur un moniteur de manière à être compatible à la télévision sans utilisation d'un conver- tisseur de norme intermédiaire. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que:le rayonnement de la totalité de la zone d'objet horizontale est réalisé à l'aide d'un miroir d'exploration vertical par une ligne de détecteur horizontale en durée de trame, et un mouvement horizontal relativement réduit est pratiqué en durée de ligne télévision à l'aide du deuxième miroir d'exploration; pendant le mouvement d'exploration horizontal 2565749' --2 du deuxième miroir des trames individuelles décalées en ce qui concerne leur position locale sont créées par une lecture électronique des détecteurs individuels tant d'aller (moments d'exploration t1à t8) qu'au retour (moments d'exploration t9 à t16) - ce qui se passe ensuite de manière inversée;et toutes les trames de lignes individuelles sont enregistrées dans une implan- tation de registres à décalage en parallèle ou en série pour être décalées d'une durée de ligne, relues et être mélangées. L'axe de détecteur du premier détecteur voit, par le deuxième miroir d'exploration et ses mouvements relativement restreints, les points d'objet 1 à 2,75; tous les autres détecteurs voient des positions décalées en correspondance. La forme de réalisation de l'invention, d'après laquelle les différentes positions d'objet - mis à part les effets extérieurs - sont lues les unes après les autres par deux détecteurs chaque fois (posi- tion d'objet 3 par exemple par les détecteurs individuels 2 et 1), présente l'avantage que l'éventuelle panne d'un détecteur peut être compensée au moins en partie par un détecteur voisin. L'amplitude de mouvement du miroir horizontal est supérieure à ce à quoi correspond la course des positions d'objet d'une trame de lignes, et elle permet de percevoir les positions d'objet très rapprochées en direction verticale à partir de trames de lignes succes- sives de la course avant ou de la course de retour. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexes qui en illustrent des modes de réalisation: La Fig. 1 montre la trame de lignes (partie inférieure) créée dans le temps successivement.par un détecteur de lignes (partie supérieure de la Fig. 1) -3 lorsque la scène projetée est déroulée relativement lentement par le détecteur en direction verticale pour être déroulée en direction horizontale relativement rapidement et que la lecture des détecteurs a lieu aux moments discrets t1 à t16. Les trames de lignes ne sont esquissées en tant que traits que de manière symbolique et ont été écartées les unes des autres en direction verticale sur le dessin pour permettre une meilleure vision; La Fig. 2 est un diagramme dans le temps des mouvements superposés d'un miroir d'exploration vertical et d'un miroir d'exploration horizontal; La Fig. 3 montre l'implantation à partir des registres à décalage pour la mémorisation et le mélange des trames de lignes individuelles visibles à partir de l'illustration 1; La Fig. 4 illustre une ligne de détecteurs subdivisée en différents paquets avec un registre à décalage CCD interne ou externe en plan focal ( = champ de l'image); La Fig. 5 est un schéma de principe du procédé concernant l'invention avec le registre à décalage CCD Z Sch et les registres à décalage de mélange V uniquement esquissés, et La Fig. 6 est un diagramme de fonctionnement selon la Fig. 3 pour lequel cependant le registre à décalage de mélange V composé de différentes pièces est représenté de manière schématiquement explicite pour le mouvement d'avance. La ligne de détecteurs composée par exemple de 300 détecteurs individuels de la largeur xD à une distance de (xD, est implantée horizontalement selon la Fig. 1. Un miroir d'exploration traditionnel, et de ce fait non représenté, à effet vertical sinusoidal,mène -.4 - l'image de la scène dans la moitié de la durée de la trame TV de 20 ms (= fréquence de trame 50 Hz) par la ligne de détecteurs. Afin d'obtenir en direction horizontale le long d'une ligne plus de points d'explo- -ration que n'en présenterait un éloignement de détecteur AxD, pour donc augmenter la fréquence nyquiste (demi-fréquence d'exploration), fréquence jusqu'à laquelle il est possible de transmettre sans effet moiré, un deuxième miroir d'exploration à effet horizontal qui n'est également pas dessiné, est prévu. Ce miroir que l'on appelle miroir "microscan", réalise une sinusoide supplémentaire superposée à la sinusoide du premier miroir, de telle sorte que par exemple pour le premier mouvement d'avance durant 64 ms la première ligne de l'image de scène soit déplacée sur la ligne de détecteur et que, pour le premier retour durant également 64 ms, la troisième ligne de l'image de scène soit déplacée par la ligne de détecteur. Suivent ensuite les lignes 5 et 7 etc. La Fig. 1 ne repré- sente de manière schématique que les positions hori- zontales des détecteurs qu'au moment d'exploration sans représenter les verticales. Pour une explication plus détaillée du procédé l'on suppose tout d'abord que xD = 1X L'ampli- L tude microscan et les moments de lecture sont choisis de telle sorte que par exemple le premier détecteur lit, pendant le mouvement d'aller, les positions d'image de scène- 1; 1.5; 2; 2.5; 3; J.5; 4; 4.5 comme ceci est visible schématiquement à partir des colonnes de trame obliques par rapport aux 300 positions locales et superposées. Les mêmes positions sont lues par le premier détecteur à l'envers pendant le - 5 retour. A chaque point d'exploration t1 à t8 du mouvement d'aller, une trame de lignes ZR décalée est produite sur toute la ligne de détecteur. Ceci est également valable pour le retour aux moments t9 à t16. L'on reconnaît dans ce cas que, mis à part les éléments de départ, un élément d'image est lu deux fois, à savoir par deux éléments individuels de détecteur différents. De ce fait, une éventuelle panne d'un tel élément individuel de détecteur peut être au moins en partie compensée par un détecteur voisin intact. La Fig. 2 illustre le mouvement de superposition a résultant des deux mouvements sinusoïdaux du premier et du deuxième miroir d'exploration. Du fait que dans ce cas les éléments individuels de détecteurs sont lus dans les positions géométriques correspondantes et que le miroir d'exploration se meut de deux hauteurs de ligne en direction verticale à l'aller, ils perçoivent les trames de lignes de 2 lignes, ce qui mène à une diminution de la disparité verticale. En d'autres termes, les trames de lignes composant une ligne TV doivent être perçues au plus tard pendant la durée de ligne TV de 64 Msec. Du fait que la commande verticale est passée pendant ce temps par exemple de la première à la troisième ligne (procédé par saut de lignes), les différentes trames de lignes qui composent, par mélange, la ligne de TV sont perçues à partir de différentes positions verticales de telle sorte qu'il existe en direction verticale un "effet de gras". C'est le motif pour lequel la course ou le balayage du miroir a été augmentée à un point tel que le mouvement de superposition b a vu le jour. Une comparaison des parties utilisées des deux amplitudes caractérisées par les lignes de limitation discontinues, 256S749 -6 - permet de voir que celui de la courbe b a un parcours beaucoup plus plat et qu'il se rapproche donc étonnamment d'une ligne horizontale. L'affectation des trames de lignes dans les registres à décalage de mélange V peut avoir lieu en principe en parallèle ou en série selon que la ligne de détecteurs de manière conventionnelle est reliée à une ligne ou qu'elle est reliée dans le genre de construction dit" à plan focal " par un- registre à décalage CCD (= dispositif à charge couplée) en série avec l'environnement "Dewar". La Fig. 3 représente le dernier cas. L'affectation des signaux a lieu successivement par le commutateur électronique Sch 4 ou Sch5, le commutateur Sch 6 étant en position "H" ou "R". La lecture a lieu chaque fois une durée de ligne plus tard par rapport à l'écriture. Lors de la lecture, il y a production d'une trame de lignes TV dans la mesure o les trames de lignes individuelles ZR présentent dans le registre à décalage V sont imbriquées les unes dans les autres par la commutation du commutateur Sch 1 présenté sur la Fig. 3. Les chiffres repris dans les différents compartiments du registre à décalage V de mélange correspondent à la numérotation des points d'objet. En position de commutateur "H", l'on obtient la suite de lecture i 17, / 1.57 _27, -27, 2.5 7, /-3 + 3 7, /3.5+3.57, Z-/ 4 + 4 7, Z 4.5 + 4.5_7 etc.., lorsque le commutateur Sch 1 se meut pour passer de la position 1 à la position 4. Il en résulte la même chose pour le retour dans le cas o le commutateur Sch 3 est en position "R" et dans le cas des positions 1 à 4 implantées inversement du commutateur Sch 2. Pour réduire les fréquences de transfert de -7- mémoire principale à mémoire principale du registre à décalage interne du focal plane, il est possible de subdiviser,'dans un exemple de réalisation selon l'illustration 4, la totalité de la ligne de détecteur de N détecteur en p paquets individuels présentant X n éléments. Chaque paquet possède un registre à X décalage CCD à sortie séparée. Ces blocs de registre à décalage lus chacun en série, sont questionnés en parallèle. Ceci permet de prolonger, pour un temps de lecture donné pour la totalité de la ligne de détecteur, le temps de translation de mémoire principale à mémoire principale, ce qui signifie un raccourcissement des fréquences de transfert. La Fig. 5 traite de la fonction d'un appareil à image thermique compatible du point de vue TV avec un miroir "microscan" selon le dernier principe nommé et ce plus en détail: La ligne de détecteurs est subdivisée en p paquets présentant chacun par exemple 10 éléments individuels de détecteur. Les chiffres au-dessus de ladite ligne symbolisent les points d'image dans le volume de l'objet à une position de départ du miroir microscan. Les informations des différents registres à décalage CCD sont lues parallèlement. Pour la course d'aller et du retour du miroir microscan, deux commutations séparées sont prévues pour un mélange judicieux des trames de lignes individuelles ZR par le biais du commutateur S1. La position de commutation S2H ou S2R crée dans ce cas une reprise ordonnée des trames de lignes individuelles: - En position de commutation 1 de S2H, les informations relatives par exemple à la position de départ (positions locales 1, 3, 5, 7) sont enregistrées. - 8 - En position de commutation 2, les positions locales décalées d'une demi-largeur de détecteur (1.5, 2.5, 3.5,...), - etc., jusqu'à la position de commutation 8 dans laquelle les positions locales décalées de 4,5 fois la largeur de détecteur (4.5, 5.5, 6.5,...) sont reprises. Dans un cas d'implantation rationnelle de mémoires CCD externes, le mélange est pratiqué. Une ligne TV bien ordonnée est disponible sur le commutateur de lecture S3H ou S3R. La lecture du mouvement d'aller et de retour a lieu alternativement. Cepen- dant qu'il y a écriture pendant le mouvement d'aller (64 As), l'information du retour directement antérieur peut être lue en 52As, ce qui signifie que la reprise et les cycles de lecture du mouvement d'aller et de retour alternent. Pour une clarification du mélange des différentes trames, l'exemple de réalisation selon la Fig. 6 présente de manière plus détaillée le diagramme connu à partir de la Fig. 5. La commutation pour le retour n'a pas été représentée pour des motifs de clarté. Démontrons tout d'abord le cycle de reprise de la première ligne. Pendant la première demi-période du mouvement de microscan, les registres à décalage CCD des blocs de paquets sont remplis. La mise en ordre des trames individuelles décalées chaque fois dans la ligne CCD prévue à cet effet a lieu de qorte telle que le commutateur s. -est commuté sur les différentes lignes CCD de manière syruthronisée au mouvement microscan. Les chiffres repris dans les champs représentés corres- pondent aux positions locales des trames individuelles. Après le déroulement du premier mouvement d'aller, les mémoires sont remplies des signaux des - 9 - positions locales de la ligne 1 de la manière montrée. Pour le mélange, les informations des différents paquets (1, 2...p) sont poussées parallèlement dans la ligne de lecture successivement tout en étant maintenues dans le paquet. Les impulsions d'horloge t1, t2.... caractérisent chaque fois un pas de la translation. Le déroulement en est le suivant: t1: lère colonne (paquet 1), à savoir les positions locales 1, 1.5, 2, 2.5 arrivent dans la ligne de lecture et sont lues successivement par le commutateur S3H. t2: la 2ème colonne (paquet 1) arrive dans la ligne de lecture et les positions locales 3, 3.5, 4, 4.5 sont ordonnées par le commutateur S3H. Il est possible de reconnaître, dans ce cas, que - compte tenu du maillage transversal - les positions locales 3, 3.5, 4, 4.5 sont disponibles deux fois (donc à partir de deux détecteurs). t21: La dernière colonne du paquet 1 avec les po- sitions locales 21, 21.5, 22, 22.5 arrive dans la ligne de lecture - simultanément la trans- lation dans le paquet 2 a lieu et les positions locales 21, 21.5, 22, 22. 5 du paquet 2 sont ajoutées par le maillage transversal - le paquet 1 est vide. t22: Le commutateur de lecture S3H du paquet 2 entre en action et la ligne TV est poursuivie par les positions locales 23, 23.5 etc. - 10 - - R e v e nd ic a t ion s - 1. Procédé d'exploration d'énergie de rayonnement à l'aide d'un miroir d'exploration à infra-rouge et d'une électronique de lecture pour lequel a) l'énergie de rayonnement est projetée sur un détecteur à infra-rouge composé de plusieurs éléments individuels de détecteur, et qui fournit, après transformation optoélectronique, des signaux électriques correspondants, b) l'axe de rotation du miroir d'exploration est implanté dans un plan vertical pour un mouvement d'exploration dirigeant-l'énergie de développement horizontalement par le biais du détecteur à infra- rouge et c) des moyens sont prévus pour un mouvement d'exploration en direction verticale constitué de plusieurs pas de balayage se suivant les uns les autres de manière permanente, caractérisé en ce ue: d) le rayonnement de la totalité de la zone d'objet horizontale est mené à l'aide d'un miroir d'exploration vertical par une ligne de détecteur horizontale en durée de trame et un mouvement horizontal relativement réduit est pratiqué en durée de ligne TV à l'aide du deuxième miroir d'exploration, e) pendant le mouvement d'exploration horizon- tal du deuxième miroir, des trames individuelles décalées en ce qui concerne leur position locale sont créées par une lecture électronique des détecteurs individuels tant à l'aller (moments d'exploration t1 à t8) qu'au retour (moments d'exploration t9 d t16) - ce qui se passe ensuite de manière inversée et f) toutes les trames de lignes individuelles (ZR) - 11 - sont enregistrées dans une implantation de registres à décalage en parallèle ou en série pour être décalées d'une durée de ligne, relues et être mélangées (Figs. 1 et 3). 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les différentes positions d'objet - mis à part les effets extérieurs - sont lues les unes après les autres par deux détecteurs chaque fois (po- sition d'objet 3 par exemple par les détecteurs individuels 2 et 1) (Fig. 1). 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les quatre premières trames des huit trames de lignes (ZR) ayant vu le jour pendant la course d'aller du miroir d'exploration horizontal sont transférées dans des registres à décalage parallèles de telle sorte que leurs positions de départ (1; 1,5; 2; 2,5) et de ce fait les autres positions correspon- dantes sont superposées, cependant que les autres quatre superposées dans leurs positions de départ (3; 3,5; 4; 4,5), et de ce fait dans les autres positions correspondantes, sont décalées par rapport aux quatre premières trames de lignes d'une position d'emplace- ment de mémoire du registre à décalage, et que pour les quatre premières et les quatre autres trames de lignes du retour présentent la même caractéristique de manière opposée (Fig. 3). 4. Procédé selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce que chaque trame de lignes (ZR) placée dans un registre à décalage de lignes (Z Sch) sont rassemblés en paquets de la même taille (=registre à décalage partiel) pour former chacun nx détecteurs individuels, ces paquets étant simultanément transférés chacun à partir des registres à décalage (V) (Figs. 5 et 6). - 12 - 5. Dispositif pour la mise en pratique du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 précé- dentes, caractérisé en ce que le registre à décalage enregistrant l'information des éléments individuels de détecteur est réalisé en technique CCD (= dispositif à charge couplée), est relié au registre à décalage de mélange (V) après avoir été au besoin subdivisé en paquets et en passant chaque fois par le commutateur à boucles affecté à l'aller et au retour (démultiplexeur) (Fig. 5). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la lecture des registres à décalage de mélange (V) a lieu par des commutateurs à boucles (S3H) (Multiplexer) au rythme t1 à t(2n + 1) ensuite t(2nx +l) t(4n +1)' ensuite t(4n +1) x x x à t(6n +1) et que les sorties sont reliées les unes aux autres - de telle sorte que pendant la première section de rythme les positions d'objet (3+3), (3,5+3,5), etc.., dans la deuxième les positions d'objet (23+23), (23,5+23,5) etc.. et dans la troisième les positions d'objet (43+43), (43,5+43,5) etc.. sont lues ensemble. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé-en ce que l'amplitude de mouvement du miroir horizontal est supérieure à ce à quoi correspond la course des positions d'objet d'une trame de lignes (ZR) (Fig. 2). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trames indi- viduelles sont occupées sur la moitié d'une largeur de détecteur et se recouvrent de ce fait.