Sistema y método detector de infrarrojos (IR).

Un sistema detector de infrarrojos, IR, para la localización de objetivos hostiles,

que comprende un detector deconjunto geométricamente ordenado en el plano focal, FPA, susceptible de hacerse funcionar para observar una escena y captar una imagen representativa de esa escena en forma de datos de punto de imagen o píxel,mantenidos en el conjunto geométricamente ordenado, de tal manera que los datos son localizables y accesiblesuna fila de cada vez, o fila por fila, y convertidos y suministrados como salida de una forma digital, por comparacióncon un nivel o magnitud de referencia predeterminada, a través de medios comparadores adecuados, caracterizadopor que dichos medios comparadores comprenden al menos un comparador en el que se proporciona un comienzouna vez por cada fila, de tal manera que dicho al menos un comparador puede restituirse, y dicho al menos uncomparador está configurado para apagarse o desactivarse una vez que el dato digital relevante para una fila dadaes suministrado como salida a un circuito de retención de salida, con lo que se hace posible que los datos de píxelde una fila subsiguiente sean convertidos y suministrados como salida mientras los datos previamente suministradoscomo salida están siendo procesados o tratados.

Sistema y método detector de infrarrojos (IR) .

La invención se refiere a un sistema y un método detector de infrarrojos (IR) . Más específicamente, pero no de forma exclusiva, esta se refiere a un sistema y un método detector de IR para la detección de objetivos hostiles, en los que un generador de coordenadas está integrado con un sistema detector de señales de IR con el fin de reducir los requisitos de procesamiento o tratamiento ulterior de las señales, mejorar la velocidad y reducir la latencia de detección.

Existen sistemas detectores de IR convencionales para la detección de objetivos hostiles. La mayoría de las técnicas se basan en el tratamiento de señal de datos para localizar y generar datos de coordenadas de objetivo mediante métodos numéricos. Tal sistema se divulga en el documento US 7.397.019, en el que se describe un sistema detector de IR para la localización de objetivos hostiles, el cual comprende un detector de conjunto geométricamente ordenado de planos focales (“focal plane array”) , susceptible de hacerse funcionar para observar una escena y captar una imagen representativa de esa escena en forma de datos de punto de imagen o píxel mantenidos en el conjunto geométricamente ordenado.

Constituye un problema con tales sistemas el hecho de que el funcionamiento del sistema requiere recursos de tratamiento significativos, puede ser lento e introducir una latencia significativa.

De acuerdo con la invención, se proporciona un sistema detector de IR caracterizado por que los datos de píxel son localizables y accesibles una fila de cada vez, o fila por fila, y convertidos y suministrados como salida de una forma digital, por comparación con un nivel o magnitud de referencia predeterminada, a través de medios comparadores adecuados, de tal modo que dichos medios comparadores comprenden al menos un comparador en el que se proporciona un comienzo una vez por cada fila, de tal manera que dicho al menos un comparador puede restituirse, y dicho al menos un comparador se apaga o desactiva una vez que el dato digital relevante para una fila dada es suministrado como salida a un circuito de retención de salida, con lo que se hace posible que los datos de píxel de una fila subsiguiente sean convertidos y suministrados como salida mientras los datos previamente suministrados como salida están siendo procesados o tratados.

De esta manera, el presente sistema genera datos de coordenadas físicas X-Y para píxeles que contienen datos de objetivo detectados en el detector de FPA, por lo que se incrementa la velocidad de funcionamiento del sistema.

Ventajosamente, este reduce el subsiguiente tratamiento ulterior de señales que se requiere para generar los mismos datos utilizando técnicas de tratamiento numérico en programación o software, así como la latencia que ello introduce.

Por otra parte, una forma de la presente invención permite que se hagan disponibles, concurrentemente con la lectura, datos de coordenadas del objetivo.

La invención se describirá a continuación con referencia a los dibujos siguientes, en los cuales:

La Figura 1 es una trayectoria de objetivo típica que está siendo detectada, la cual muestra un buen ajuste de curva para extraer datos de coordenadas de píxeles del objetivo (Nota: los píxeles no están a escala) ; La Figura 2a es una arquitectura o estructura típica o convencional de ROIC en 2D, y la 2b es un ROIC en 2D convencional, con circuitos de detección de señal digitales; La Figura 3 es un diagrama esquemático que muestra una forma de lógica de generación de datos coordenados de filas y columnas para la presente invención; La Figura 4 es una sección esquemática que muestra una forma de conjunto geométricamente ordenado de puntos de imagen o píxeles, la cual muestra píxeles de objetivo y datos coordenados de filas y columnas X-Y extraídos, de acuerdo con la presente invención; La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra un dispositivo convencional de registro intermedio de almacenamiento con estructura de Primero en entrar-Primero en salir (FIFO –“First In First Out”) , para inscribir la secuencia temporal para los datos coordenados de filas y columnas X-Y extraídos; y La Figura 6 es un diagrama esquemático que muestra una secuencia de regulación temporal de lectura de FIFO convencional para acceder a los datos de objetivo, de acuerdo con la presente invención.

Para el propósito de describir la presente invención, se describe un sistema típico o convencional realizado utilizando circuitos integrados con un ROIC de formato de conjunto geométricamente ordenado de TV completo, equipado con una detección de señal de objetivo dentro de los píxeles.

La Figura 1 muestra una trayectoria de objetivo típica que está siendo detectada, la cual muestra un buen ajuste de curva para extraer datos coordenados de píxeles de objetivo (Nota: los píxeles no están a escala) . La imagen de la trayectoria de un objetivo infrarrojo balístico típico ha sido captada previamente utilizando un técnica de detección de

señales dentro de los píxeles tal como la que se divulga en la Solicitud de Patente anteriormente descrita. Existen entonces datos de objetivo dentro del conjunto geométricamente ordenado de píxeles, y estos se ilustran como los datos de mapa de bits de píxeles sombreados según se indica en la Figura 1. Ha de apreciarse que múltiples objetivos generan trazas adicionales que de ningún modo impiden el funcionamiento o desempeño de la invención. Las coordenadas generadas para cada elemento detectado son tratadas exactamente de la misma manera, y se requerirán otras técnicas de tratamiento para discriminar entre los diferentes objetivos.

En la Figura 2 (a) se ha mostrado una arquitectura o estructura de ROIC detector en 2D de infrarrojos convencional, y esta comprende un conjunto geométricamente ordenado de formación de imagen de píxeles, una dirección de fila y columna y una estructura de salida. Tales diseños son ampliamente conocidos y se han descrito en detalle en otros lugares. El conjunto geométricamente ordenado se hace funcionar de manera que observa la escena y capta una imagen en forma de datos mantenidos en el conjunto geométricamente ordenado de píxeles. Los datos de píxel son suministrados como salida utilizando una técnica de barrido de exploración total en X-Y convencional, bajo el control de la Entrada de Reloj de Píxel. La lógica de control regula el reloj de la fila y la columna para encaminar y suministrar como salida el conjunto geométricamente ordenado de datos de píxel, fila por fila. Se localiza y accede a la primera fila, y los datos de píxel son suministrados como salida desde el conjunto geométricamente ordenado, en una o más salidas. El hecho de proporcionar más salidas permite que la anchura de datos del detector se aumente. El detector de infrarrojos de formato de TV completo de 640 x 512 tiene, por lo común, 8 salidas. Los datos del conjunto geométricamente ordenado de píxeles son, por tanto, una salida de 8 columnas de cada vez por cada batido del reloj de píxel. Las filas son suministradas como salida una de cada vez en secuencia, hasta que todos los datos de píxel se han suministrado como salida de esta manera. El conjunto geométricamente ordenado de píxeles es entonces restablecido de modo que esté listo para obtener la imagen de la siguiente trama.

La detección de señal dentro de los píxeles puede también conseguirse utilizando la arquitectura que se muestra en la Figura 2 (b) , una estructura de muestreo y mantenimiento que proporciona una Integración Durante la Lectura (“Integrate While Read”) , que se hace funcionar utilizando una técnica de SKIM según se ha descrito en la invención anteriormente expuesta. Es posible conseguir velocidades de datos de señal detectada extremadamente altas mediante el uso de los píxeles para detectar objetivos de interés.

De una manera similar a lo que se ha descrito con referencia a la Figura 2a, el conjunto geométricamente ordenado se hace funcionar de manera que observa la escena y capta una imagen en forma de datos que son mantenidos en el conjunto geométricamente ordenado de píxeles. La información del objetivo se determina utilizando la técnica de detección dentro de los píxeles. Los datos de píxel son suministrados como salida utilizando una técnica de barrido de exploración total en X-Y convencional en virtud de la cual los datos son encaminados una fila de cada vez y unos comparadores comparan estos datos de objetivo frente a un nivel o magnitud de usuario (Vref) para su transferencia al dominio digital, y los datos son retenidos en el Registro de Datos de Salida cuando se hace funcionar una señal de Carga Paralela (PL –“Parallel... [Seguir leyendo]

1. Un sistema detector de infrarrojos, IR, para la localización de objetivos hostiles, que comprende un detector de conjunto geométricamente ordenado en el plano focal, FPA, susceptible de hacerse funcionar para observar una 5 escena y captar una imagen representativa de esa escena en forma de datos de punto de imagen o píxel, mantenidos en el conjunto geométricamente ordenado, de tal manera que los datos son localizables y accesibles una fila de cada vez, o fila por fila, y convertidos y suministrados como salida de una forma digital, por comparación con un nivel o magnitud de referencia predeterminada, a través de medios comparadores adecuados, caracterizado por que dichos medios comparadores comprenden al menos un comparador en el que se proporciona un comienzo una vez por cada fila, de tal manera que dicho al menos un comparador puede restituirse, y dicho al menos un comparador está configurado para apagarse o desactivarse una vez que el dato digital relevante para una fila dada es suministrado como salida a un circuito de retención de salida, con lo que se hace posible que los datos de píxel de una fila subsiguiente sean convertidos y suministrados como salida mientras los datos previamente suministrados como salida están siendo procesados o tratados.

1.

2. Un sistema detector de IR de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los datos coordenados de objetivo generados por el detector son generados en el detector de conjunto geométricamente ordenado de plano focal.

3. Un sistema detector de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual los datos coordenados de objetivo son generados por unos medios de generación a partir de datos de detección de objetivo, de tal manera que dichos datos coordenados son generados en el detector de conjunto geométricamente ordenado de plano focal.

4. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el detector de conjunto geométricamente ordenado de plano focal es un circuito integrado de salida de lectura, ROIC.

2.

5. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los datos de objetivo detectado generados por el sistema controlan el flujo de datos al interior de un dispositivo de almacenamiento.

6. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un dispositivo de almacenamiento con estructura de Primero en entrar-Primero en salir, FIFO, para almacenar temporalmente datos generados para un sistema externo en un detector de FPA de IR.

7. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un dispositivo de almacenamiento, de tal manera que el dispositivo de almacenamiento proporciona datos de forma concurrente con la salida de lectura de los datos de objetivo generados por el detector de FPA.

8. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un conjunto geométricamente ordenado de comparadores, de tal manera que el uso de dicho conjunto geométricamente ordenado simplifica el rendimiento dinámico del sistema detector de IR.

9. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente al menos un contador para generar datos coordenados para la detección de objetivos.

10. Un sistema detector de IR de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente elementos de circuito digital para mejorar la velocidad de funcionamiento del sistema.