Brevet FR2877769A1 — publié le 20060512

La présente invention concerne des améliorations pour ou concernant des détecteurs et concerne plus particulièrement bien que pas exclusivement des détecteurs à quadrant. Les détecteurs à quadrant sont utilisés dans de nombreuses applications mais leur utilité peut être limitée par leur longueur d'ondes de fonctionnement qui dépend du matériau de semi-conducteur qui est utilisé pour les éléments du détecteur. Par exemple, les détecteurs fonctionnant à une longueur d'onde laser de 1, 064 pm ont une tendance à comprendre des matériaux à base de silicium qui sont utilisés à proximité de leur limite de longueur d'ondes longue. II est également connu d"'étendre" la plage de longueur d'ondes laser d'un détecteur à base de silicium en chauffant le détecteur vers environ 70 C. Ceci réduit "de manière thermique" la bande interdite. II sera facilement compris de la discussion précédente que l'on ne peut pas étendre l'utilisation des détecteurs à base de silicium à des longueurs d'onde laser "sûres pour l'oeil" de 1,5 pm comme il est maintenant requis et on aura besoin d'utiliser d'autres matériaux de détecteur par exemple SI:GE, InGaAs et d'autres matériaux du groupe IIIN. En outre, produire un détecteur qui fonctionne à deux ou plus de longueurs d'ondes simultanément, par exemple à 1,064 pm et 1,5 pm nécessitera des matériaux et des dispositifs spéciaux tels que des structures en sandwich qui sont difficiles et coûteuses à mettre en oeuvre pour des géométries à quadrant. Un but de la présente invention est donc de fournir un agencement de détecteur qui surmonte les problèmes discutés précédemment. Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un procédé de 25 détection de radiation d'une scène en utilisant un détecteur à quadrant, le procédé comprenant: - la fourniture de fonctions de séparation de quadrant et de fonction de détection optique séparées. Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un détecteur 30 à quadrant comprenant: - des moyens pour fournir une fonction de séparation de quadrant et - des moyens pour fournir une fonction de détection optique, les moyens pour fournir une fonction de détection optique étant séparés des moyens pour fournir la fonction de séparation de quadrant. On comprendra que les termes "fonction de séparation de quadrant" concernent la division de radiation entrante pour produire quatre signaux de sortie et le terme "fonction de détection optique" concerne le processus de réception de radiation sur un détecteur et sa conversion ultérieure en un signal électrique par le détecteur. De manière avantageuse, la fonction de séparation de quadrant est mise en oeuvre par un élément optique holographique et la fonction de détection optique par une pluralité d'éléments de détecteur, chaque élément de détecteur étant associé à un quadrant formé par l'élément optique holographique. De préférence, l'élément optique holographique a une capacité de longueurs d'ondes multiple. Dans ce cas, un ensemble d'éléments de détecteur sont prévus pour chaque longueur d'ondes et chaque élément de détecteur est associé à un quadrant. Pour une meilleure compréhension de la présente invention on se 15 référera maintenant, à titre d'exemple uniquement, aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre un mode de réalisation d'un détecteur à quadrant à base holographique en accord avec la présente invention; et - la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'un détecteur à 20 quadrant à base holographique ayant une capacité de longueurs d'ondes multiple en accord avec la présente invention. Selon la présente invention, un détecteur à quadrant est prévu dans lequel la fonction de séparation de quadrant est séparée de la fonction de détection optique électrique. Ceci est obtenu en utilisant un élément optique holographique (HOE) qui "focalise" ou dirige la lumière incident sur le HOE sur des détecteurs physiquement séparés. Ceci est représenté sur la figure 1. La figure 1 montre un élément optique holographique (HOE) 10 qui comprend des quadrants 12, 14, 16, 18 comme représentés. Un détecteur respectif 22, 24, 26, 28 est associé à chaque quadrant 12, 14, 16, 18. Chaque détecteur 22, 24, 26, 28 est un détecteur à longueur d'ondes unique et est séparé de chaque autre détecteur. Chaque détecteur 22, 24, 26, 28 est connecté à son propre processeur individuel (non représenté) qui reçoit les signaux de son détecteur associé et délivre un signal de sortie indicatif de la radiation reçue par le quadrant associé 12, 14, 16, 18 du HOE 10. Les signaux de sortie reçus de chaque détecteur 22, 24, 26, 28 sont traités en utilisant des techniques de traitement conventionnelles afin de fournir des informations concernant l'endroit où un objet est situé dans une scène par rapport aux quadrants 12, 14, 16, 18. Par exemple, une différence entre les sommes de la paire de quadrants verticaux 12, 14 et de la paire de quadrants 16, 18 fournit des informations sur l'azimut concernant l'objet par rapport au centre de l'élément 10 et une différence entre les sommes de la paire de quadrants horizontaux 12, 18 et la paire de quadrants 14, 16 fournit une information sur l'élévation de l'objet par rapport au centre de l'élément 10. On notera que le HOE 10 fournit une fonction de séparation de quadrant qui pourrait être déduite par exemple d'une structure de générateur informatique. On notera qu'en séparant la fonction de séparation de quadrant du mécanisme de détection optique électrique, c'est-à-dire la détection optique et la conversion ultérieure en un signal électrique, chaque détecteur et son processeur associé peut être optimisé sans compromettre les autres détecteurs. Naturellement, bien que des processeurs individuels soient décrits cidessus, un processeur unique ayant quatre régions séparées pourrait également être utilisé. Le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1 fonctionne à une longueur d'ondes unique. Cependant le HOE peut être réalisé de manière à fonctionner à plus d'une longueur d'onde. Un tel HOE est représenté sur la figure 2. La figure 2 représente un HOE 30 similaire au HOE 10 de la figure 1 mais qui a des capacités de longueur d'ondes multiples. Le HOE 30 a des quadrants 32, 34, 36, 38, chacun d'entre eux ayant un premier détecteur 42, 44, 46, 48 fonctionnant à une première longueur d'ondes 21 et un deuxième détecteur 52, 54, 56, 58 fonctionnant à une deuxième longueur d'ondes 22 associée à ce HOE. Par exemple, 2 i peut être 1,064 pm et 2 2 peut être 1, 5 pm. Comme représentés, les deuxièmes détecteurs 52, 54, 56, 58 sont séparés spatialement des premiers détecteurs 42, 44, 46, 48. A nouveau, chacun des premiers et deuxièmes détecteurs 42, 44, 46, 48, 52, 54, 56, 58 peuvent être optimisés sans inclure aucun des autres détecteurs. Le HOE 30 représenté sur la figure 2 présente l'avantage que des images à deux longueurs d'ondes différentes 21 et 22 peuvent être formées. On notera qu'un HOE peut être conçu pour fonctionner à plus de deux longueurs d'ondes et qu'un ensemble de détecteurs est fourni avec chaque longueur d'ondes supplémentaire. Les éléments optiques holographiques peuvent être réalisés à de grande taille et pour un coût modique et sont par conséquent des alternatives 5 valables aux détecteurs à quadrant connus. En dehors de l'utilisation des détecteurs à quadrant tel que décrit cidesus, les HOE peuvent également avoir des applications dans d'autres systèmes électro-optiques. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de radiation d'une scène en utilisant un détecteur à quadrants, le procédé comprenant: la fourniture d'une fonction de séparation de quadrants et de fonction de détection optique séparées. 2. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre un élément optique holographique pour la fonction de séparation de quadrants et une pluralité d'éléments de détecteur pour la fonction de détection optique, chaque élément de détecteur étant associé à un quadrant formé par l'élément optique holographique. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel l'élément optique holographique a une capacité de longueur d'ondes multiple. 4. Procédé selon la revendication 3 comprenant en outre la fourniture d'un ensemble d'éléments de détecteur pour chaque longueur d'ondes. 5. Détecteur à quadrants comprenant: des moyens pour fournir une fonction de séparation de quadrants; et des moyens pour fournir une fonction de détection optique, les moyens pour fournir la fonction de détection optique étant séparés des moyens pour fournir la fonction de séparation de quadrants. 6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel les moyens pour fournir la fonction de séparation de quadrants comprennent un élément optique holographique. 7. Détecteur selon la revendication 6 dans lequel les moyens pour fournir la fonction de détection optique comprennent une pluralité d'éléments de détecteur, chaque élément de détecteur étant associé à un quadrant formé par l'élément optique holographique. 8. Détecteur selon la revendication 6 dans lequel l'élément holographique a une capacité de longueur d'onde multiple. 9. Détecteur selon la revendication 8 dans lequel les moyens pour fournir une fonction de détection optique comprennent une pluralité d'éléments de détecteur agencés en ensembles pour chaque longueur d'ondes, chaque élément de détecteur étant associé à un quadrant formé par l'élément optique holographique. 10. Procédé de détection de radiation d'une scène essentiellement tel que décrit précédemment en référence aux dessins annexés. 11. Détecteur à quadrants essentiellement tel que décrit précédemment en référence aux dessins annexés.