DE1953352B2

DE1953352B2 - AIM AND OBSERVATION DEVICE WITH TWO ELECTRO-OPTICAL OBSERVATION DEVICES

Info

Publication number: DE1953352B2
Application number: DE19691953352
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing 1000 Ber lin Muller Ernst August Dr Ing 2000 Hamburg Schutz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1969-10-23
Filing date: 1969-10-23
Publication date: 1971-10-14
Also published as: BE757543A; DE1953352A1; CH520338A; NL7015454A

Description

gerät, so daß eine gemeinsame Wiedergabeeinrichtung für ein Licht- und ein Wärmebild nicht notwendig ist.device, so that a common display device for a light and a thermal image is not necessary is.

Weiterhin ist eine Anordnung zur Verbesserung der Erkennbarkeit von schwach beleuchteten und/ oder leuchtenden Objekten bekannt, bei welcher das zu beobachtende Objekt mittels eines Objektivs auf den lichtempfindlichen Schichten mehrerer AufFurthermore, an arrangement to improve the visibility of weakly lit and / or luminous objects known, in which the object to be observed by means of a lens the photosensitive layers of several layers

meinsamen Wiedergabeeinrichtung zwei von ver- io einen Bildschirm geworfen wird. Bei diesem Sichtschiedenen Beobachtungsgeräten gelieferte Signale gerät handelt es sich nicht um ein kombiniertes Sichtdeckungsgleich zur Anzeige zu bringen. Das eine
Beobachtungsgerät kann in bekannter Weise aus ein-
oder mehrstufigen Bildverstärkerröhren und/oder
Fernsehaufnahmeröhren bestehen. Das reproduzierte 15
Bild einer Szene, im folgenden das »Lichtbild« genannt, wird entweder auf. dem Leuchtschirm der
letzten Lichtverstärkerröhre oder auf dem Bildschirm
eines Fernsehempfängers als Wiedergabeeinrichtungcommon display device two is thrown from ver io a screen. The signals delivered by this visual observation device are not a combined visual congruence to display. The one
Observation device can be made in a known manner from
or multi-stage image intensifier tubes and / or
TV pick-up tubes exist. The reproduced 15
Image of a scene, hereinafter referred to as the »photograph«, is either on. the luminescent screen of the
last light amplifier tube or on the screen
a television receiver as a reproducing device

angezeigt. Bei einem Einsatz derartiger Beobachtungs- 20 nahmeeinrichtungen abgebildet wird und die Bilder gerate während der Dunkelheit ist der Informations- mit elektronischen Mitteln verstärkt werden. Die gehalt der erzielbaren Lichtbilder verhältnismäßig Fotoschichten weisen verschiedene spektrale Empgering. Um den Informationsgehalt der Lichtbilder findlichkeitsverteilungen auf. Das vom Objekt komzu erhöhen, kann als zweites Beobachtungsgerät bei- mende Licht wird mit Hilfe von an sich bekannten spielsweise ein Infrarot-Strahlungswandler verwendet 25 Farbteilungseinrichtungen derart auf die einzelnen werden. Bei der Anwendung derartiger Strahlungs- Fotoschichten verteilt, daß jede der Fotoschichten wandler ergeben sich von einer beobachteten Szene Licht in demjenigen Wellenlängenbereich erhält, für über die Umwandlung der elektrischen Bildsignale den die Empfindlichkeit der betreffenden Fotoschicht in sichtbare optische Signale sogenannte Wärme- größer als die der anderen Fotoschichten ist. Die bilder, die deckungsgleich mit den mit dem erst- 30 Grenzen der Farbteilungseinrichtungen befinden sich genannten Beobachtungsgerät erzielten Lichtbildern bei den Wellenlängen, bei denen sich die Empfindlichderselben Szene auf einer gemeinsamen Wiedergabe- keitskurven der Fotoschichten schneiden, einrichtung überlagert werden. Somit kann die Infor- Bei einer derartigen Anordnung ist es zwar mög-displayed. When such observation devices are used, the images are mapped During the darkness the information is amplified by electronic means. the content of the achievable photos relative to photo layers have different spectral reception. To the information content of the photos sensitivity distributions on. That of the object komzu Increase can be used as a second observation device with the help of light that is known per se For example an infrared radiation converter uses 25 color splitting devices in such a way on the individual will. When using such radiation photolayers distributed that each of the photolayers transducers result from an observed scene receiving light in the wavelength range for By converting the electrical image signals, the sensitivity of the photo layer concerned in visible optical signals so-called heat is greater than that of the other photo layers. the images that are congruent with the first 30 limits of the color dividing devices said observation device obtained light images at the wavelengths at which the sensitivities thereof Cut a scene on a common reproduction curve of the photo layers, facility to be superimposed. Thus, the information can be In such an arrangement it is possible

mation, die der gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung lieh, geringe und nur in einzelnen Spektralbereichen entnommen werden kann, erheblich verbessert 35 auftretende Abweichungen der Remissionsgrade zum werden. Erkennen von schwach beleuchteten oder schwachmation that borrowed the common display device, small and only in individual spectral ranges can be seen, significantly improved 35 occurring deviations in the degree of remission will. Detect dimly lit or dim

Es ist bekannt, das sogenannte Wärmebild dadurch leuchtenden Objekten auszunutzen, jedoch muß zu gewinnen, daß die Szene durch die Bewegung hierbei der Aufwand für die mehrfache Anordnung eines Spiegelpaares abgetastet wird, welche die Strah- von elektronenoptischen Aufnahmeröhren als nachhing von den verschiedenen Szenenpunkten im zeit- 40 teilig angesehen werden. Außerdem ist bei dieser liehen Nacheinander einem feststehenden Strahlungs- Ausführung nicht gewährleistet, daß die auf der gewandler zuführt. Das elektrische Ausgangssignal meinsamen Wiedergabeeinrichtung gebildeten Bilder dieses Strahlungswandlers steuert die Intensität des deckungsgleich überlagert sind, da die beiden elek-Elektronenstrahlers der elektronenoptischen Wieder- tronenoptischen Aufnahmegeräte und nachgeschalgaberöhre. Von Vorteil bei diesem Verfahren ist, daß 45 teten Verstärkungseinrichtungen nicht völlig identisch die zweidimensionale Bildabtastung durch zwei ge- sind. Die bei der elektronenoptischen Verstärkung trennte Spiegelbewegungen um feste Raumachsen unvermeidlich auftretenden Verzeichnungen in beiverwirklicht wird und daher auch ein schnelles Ab- den Aufnahmeeinrichtungen erfolgen nicht in gleitasten möglich wird. Als nachteilig hat sich heraus- eher Weise, sondern können zu einer Unscharfe des gestellt, daß die dabei auftretende im allgemeinen 5° gemeinsamen Bildes führen.It is known to use the so-called thermal image by illuminating objects, but it must to gain that the scene by the movement here the effort for the multiple arrangement a pair of mirrors is scanned, which the beam of electron-optical pick-up tubes as lagged can be viewed in parts from the various points in the scene. Also with this one Lent one after the other a fixed radiation version does not guarantee that the transducer on the feeds. The electrical output signal common display device formed images this radiation converter controls the intensity of the superimposed congruent, since the two elec-electron guns the electron-optical re-tron-optical recording devices and downstream delivery tube. The advantage of this method is that 45 ended amplification devices are not completely identical the two-dimensional image scan by two. The one in electron optical amplification separated mirror movements around fixed spatial axes inevitably occurring distortions in realized and therefore also a rapid removal of the receiving devices are not carried out in sliding keys becomes possible. It has been found to be disadvantageous - rather wise, but can lead to a blurring of the placed that the resulting generally 5 ° common image.

gekrümmtzeilige Abtastung zur Erzielung einer ver- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,Curved-line scanning to achieve a different The invention is now based on the object

zerrungsfreien Wiedergabe elektronisch nachgebildet bei einer Ziel- und Beobachtungseinrichtung mit werden muß. Auch der Einsatz einer Detektorzeile zwei elektrooptischen Beobachtungsgeräten den Aufan Stelle eines Einzeldetektors verursacht bei der wand für die Erzeugung des Wärmebildes zu ver-Bilddarstellung mit einem Einstrahl-Oszillografen- 55 ringern und gleichzeitig die Deckungsgleichheit des rohr einen großen elektronischen Aufwand. Wärmebildes und des Lichtbildes auf der gemein-distortion-free reproduction electronically reproduced with a target and observation device must become. The use of a line of detectors makes two electro-optical observation devices easier The place of an individual detector causes the wall for the generation of the thermal image to be too distorted with a single-beam oscilloscope 55 and at the same time the congruence of the tube a large electronic expense. Thermal image and the light image on the common

Außerdem ist bekannt, die zweidimensionale Ab- samen Wiedergabeeinrichtung zu gewährleisten. Dartastung durch einen einzigen Spiegel zu verwirklichen über hinaus soll auch die Möglichkeit bestehen, und eine lichtoptische Wärmebildherstellung anzu- Wärmeziele, die außerhalb, aber in der Nachbarschließen, bei der das elektrische Ausgangssignal des 60 schaft des jeweiligen Beobachtungsraumes sich be-Strahlungswandlers direkt die Intensität einer Licht- finden, zumindest ihrer azimutalen Lage nach anquelle steuert, deren Licht über denselben Abtast- zuzeigen.It is also known to ensure the two-dimensional playback device. Dart palpation to be realized by a single mirror beyond that there should also be the possibility of and to create a photo-optical thermal image - thermal targets that close outside but in the neighbor, in which the electrical output signal of the shaft of the respective observation room is radiation converter Find directly the intensity of a light source, at least its azimuthal position according to the source controls to show their light over the same scanning.

spiegel gelenkt schließlich das Wärmebild schreibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-mirror steered finally writes the thermal image. This object is achieved according to the invention

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in der streng löst, daß das im unsichtbaren Bereich arbeitende verzerrungsfreien Wiedergabe. Allerdings wird die 65 Beobachtungsgerät aus einem optischen Abbildungs-Spiegelbewegung insofern kompliziert, als eine Kip- system, einem in an sich bekannter Weise einen pung um zwei zueinander senkrechte Achsen erfolgen Strahlungsdetektor und eine von diesem in ihrer muß und damit Coriolis-Kräfte auftreten. Aus die- Intensität gesteuerte Lichtquelle aufweisenden Strah-The advantage of this method consists in the strictly solving that working in the invisible area distortion-free playback. However, the 65 observation device consists of an optical imaging mirror movement Complicated insofar as a tilting system, one in a manner known per se ping around two mutually perpendicular axes takes place radiation detector and one of this in their must and thus Coriolis forces occur. From the intensity controlled light source having beam

lungswandler und aus einer objektseitigen Umlenkvorrichtung besteht, die zwei an sich bekannte, um senkrecht zueinander stehende Achsen oszillatorische Bewegungen ausführende Planspiegel enthält, und daß ein weiteres Spiegelsystem vorgesehen ist, über das die von der Lichtquelle ausgehende und über die Umlenkvorrichtung parallel zur einfallenden unsichtbaren Strahlung, jedoch seitlich versetzt geführte sichtbare Lichtstrahlung in die Eingangsöffnung des im sichtbaren Bereich arbeitenden Beobachtungsgerätes gelenkt ist. Die Umlenkung der parallelen, seitlich versetzten, in ihrer Intensität gesteuerten Lichtstrahlung kann dabei mit Hilfe eines Tripel-Spiegels vorgenommen werden. Bei Verwendung eines Mehrfach-Detektors könnte diesem eine Mehrfach-Lichtquelle so zugeordnet sein, daß jede Einzellichtquelle von dem lageentsprechenden Detektor-Element gesteuert wird. Von besonderem Vorteil kann es sein, die Lichtquelle ringförmig auszubilden, um das auf der gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung sichtbare Wärmeziel deutlich gegenüber dem Gesamtinhalt abzuheben.Lungswandler and consists of an object-side deflection device, the two known to Axes perpendicular to one another contain planar mirrors executing oscillatory movements, and that a further mirror system is provided over which the outgoing from the light source and over the Deflection device parallel to the incident invisible radiation, but guided laterally offset visible light radiation into the entrance opening of the observation device working in the visible range is steered. The redirection of the parallel, laterally offset, controlled in their intensity Light radiation can be done with the help of a triple mirror. Using a multiple detector could have a multiple light source be assigned so that each individual light source from the corresponding detector element is controlled. It can be of particular advantage to design the light source in a ring shape, the heat target visible on the shared display device is clear compared to the overall content take off.

Von der aus zwei Spiegeln bestehenden Umlenkvorrichtung kann der eine harmonische Schwingung ausführen und während des Hin- und Rückschwingens die Signallichtquelle für die Aufzeichnung des Wärmebildes steuern, wobei der andere Spiegel während der Umlenkintervalle des erstgenannten derart bezüglich seiner Anstellung schrittweise verändert wird, daß eine Abtastung mit Zeilensprüngen erfolgt. Weiterhin wird vorgeschlagen, das Licht einer gesonderten, von allen Detektoren gemeinsam angesteuerten Lichtquelle nur über einen der Spiegel der Umlenkvorrichtung laufen zu lassen, um Wärmeinformationen aus den dem betrachteten Gesichtsfeld benachbarten Bereichen nur ihrer azimutalen Lage nach zur Anzeige zu bringen.The deflection device, which consists of two mirrors, can produce a harmonic oscillation and while swinging back and forth, the signal light source for recording the Control thermal image, the other mirror during the deflection intervals of the former in such a way is changed with respect to its employment step by step, so that scanning takes place with interlaced lines. It is also proposed that the light be a separate one that is controlled jointly by all detectors Light source only to run over one of the mirrors of the deflecting device in order to obtain heat information from the areas adjacent to the observed field of view only their azimuthal position to bring to the display.

Um zu vermeiden, daß eine Strahlung aus dem Wärmehintergrund des beobachteten Gesichtsfeldes die wiedergegebene Information stört, kann das Beobachtungsgerät für die unsichtbare Strahlung eine einstellbare Empfindlichkeitsschwelle aufweisen.In order to avoid that radiation from the thermal background of the observed field of view the reproduced information interferes with the observation device have an adjustable sensitivity threshold for invisible radiation.

Schließlich ist aus Gründen der Wärmeempfindlichkeit die Bildfolgefrequenz so zu wählen, daß sich eine der beiden auf der gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung dargebotenen Informationen deutlich gegenüber der anderen abhebt. Dabei ist zu beachten, daß die Integrationszeit für den Strahlungs-Detektor möglichst groß ist. Hiermit ist sichergestellt, daß der Beobachter ein Wärmeziel bei der Wiedergabe einerseits durch sein Blinken vom Lichtbild, andererseits auch von einem einmaligen Störsignal unterscheiden kann.Finally, for reasons of heat sensitivity, the frame rate should be chosen so that one of the two items of information presented on the common display device clearly stands out against the other. It should be noted that the integration time for the radiation detector is as large as possible. This ensures that the observer has a heat target during playback on the one hand can be distinguished from the light image by its blinking, and also from a one-off interference signal can.

Das Ziel- und Beobachtungsgerät nach der Erfindung bringt einige wesentliche Vorteile gegenüber dem bisher bekannten mit sich. Die Abtastung des Objektfeldes mit Hilfe eines Paares beweglicher Planspiegel vor dem Objektiv im parallelen Strahlengang hat zur Folge, daß die Spiegelstellung die Abbildungsgüte nicht beeinflußt und das Objektiv nur auf der Achse korrigiert zu sein braucht. Das Parallellichtbündel, das von der durch das Detektorsignal gesteuerten Lichtquelle ausgeht, wird über die Umlenkvorrichtung exakt in Richtung der einfallenden Wärmestrahlung gelenkt. Das hat den weiteren Vorteil, daß Licht- und Wärmestrahlung unabhängig von der Spiegelbewegung immer parallel laufen. Die im allgemeinen nicht geradlinige Abtastung des Objektfeldes stört dabei nicht die lagegetreue Herstellung des Wärmebildes. Der verwendete Mehrfach-Detektor, der eine entsprechende Mehrfach-Lichtquelle steuert, führt zu einer Steigerung der Empfindlichkeit und/oder Reduzierung der optischen Öffnung. Weiterhin können Wärmeziele auf verschiedene Weise zur Anzeige gebracht werden, z. B. dadurch, daß sie einmal innerhalb des Fernsehbildes lagerichtig in Azimut und Höhe liegt und zum anderen außerhalb des Fernsehbildes zur Azimutalanzeige dient.The aiming and observation device according to the invention has some significant advantages over this the previously known with itself. The scanning of the object field with the help of a pair of movable plane mirrors in front of the objective in the parallel beam path has the consequence that the mirror position improves the image quality not influenced and the lens only needs to be corrected on the axis. The parallel light beam, which emanates from the light source controlled by the detector signal is transmitted via the deflection device steered exactly in the direction of the incident thermal radiation. This has the further advantage that light and heat radiation always run parallel regardless of the mirror movement. the In general, non-straight scanning of the object field does not interfere with the production of the correct position of the thermal image. The multiple detector used, which has a corresponding multiple light source controls, leads to an increase in sensitivity and / or reduction of the optical aperture. Furthermore, heat targets can be displayed in various ways, e.g. B. by that on the one hand it is correctly positioned in azimuth and height within the television picture and on the other hand serves for azimuthal display outside the television picture.

Schließlich bringt die optische Kupplung zwischen dem Wärmebildgerät und der Fernsehaufnahmeanordnung über einen sogenannten Tripel-Streifen den Vorteil, daß die Deckungsgleichheit von Fernseh- und Wärmebild völlig unabhängig von den bewegten optischen Elementen ist.Finally, the optical coupling brings between the thermal imager and the television pickup assembly a so-called triple stripe has the advantage that the congruence of television and thermal image is completely independent of the moving optical elements.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.In the drawing, exemplary embodiments according to the invention are shown.

F i g. 1 zeigt einen Grundtyp einer Wärmekamera, F i g. 2, 3 a und 3 b einen anderen Grundtyp undF i g. 1 shows a basic type of thermal camera, FIG. 2, 3 a and 3 b a different basic type and

Fig. 4a, 4b und 4c eine grafische Darstellung der Bewegung der Spiegel der Umlenkvorrichtung sowie den Bilderaufbau und4a, 4b and 4c are a graphical representation of the Movement of the mirror of the deflection device as well as the image structure and

Fig. 5 eine Möglichkeit zur Gewinnung einer Azimutalanzeige.5 shows a possibility for obtaining an azimuthal display.

Im folgenden wird eine Vorrichtung, als Wärmekamera bezeichnet, beschrieben, die die kongruente Überlagerung einer Wärmebild- und Fernsehinformation gewährleistet und durch Ausnutzung der vorhandenen Fernsehelektronik den Aufwand auf ein Mindestmaß begrenzt. Die Wärmebildkamera arbeitet in dem hier behandelten Beobachtungssystem als zusätzlicher Melder von Wärmezielen, die sich im oder neben dem Gesichtsfeld der Fernsehkamera befinden. Wärmeziele innerhalb dieses Gesichtsfeldes, deren Strahlung einen gewählten Schwellwert überschreiten, erscheinen durch einen Blinkeffekt unterscheidbar lagerichtig im Fernsehbild, während die neben dem Gesichtsfeld liegenden Wärmeziele nur bezüglich ihrer azimutalen Lage angezeigt werden. Durch die zusätzliche Wärmeinformation soll die Aufmerksamkeit des Beobachters auf ihn interessierende Ziele gelenkt werden.In the following a device, referred to as a thermal camera, is described, which the congruent Overlay of thermal image and television information is guaranteed and by using the existing information Television electronics limits the effort to a minimum. The thermal imager is working in the observation system dealt with here as an additional detector of heat targets that are in the or next to the field of view of the television camera. Heat targets within this field of view, their Radiation exceeding a selected threshold value appear distinguishable by a blinking effect in the correct position in the television picture, while the heat targets lying next to the field of view are only related to their azimuthal position are displayed. The additional heat information is intended to attract attention the observer can be directed to targets of interest to him.

Die Sichtbarmachung der Wärmeinformation auf einem Fernsehmonitor, der hier als Wiedergabeeinrichtung dient, setzt eine Informationsspeicherung im Target der Bildaufnahmeröhre als notwendig voraus. Die Wärmekamera kann jedoch ebensogut mit einem Bildverstärkersystem zusammenarbeiten.The visualization of the thermal information on a television monitor, which is used here as a display device serves, requires information storage in the target of the image pickup tube as necessary. However, the thermal camera can just as well work together with an image intensifier system.

Gemäß Fig. 1 erzeugt die aus dem beobachteten Gesichtsfeld einfallende Lichtstrahlung über das Objektiv 1 auf der lichtempfindlichen Schicht 2 einer speichernden Fernsehaufnahmeröhre 3, die in Verbindung mit einem Fernseh-Monitor als gemeinsame Wiedergabeeinrichtung dient, eine entsprechende Information. Gleichzeitig wird die aus dem Gesichtsfeld ausgesandte Wärmestrahlung von einer mit 4 bezeichneten Wärmebildkamera empfangen. Der der Eingangsöffnung der Wärmebildkamera nächste Planspiegel 5 der Umlenkvorrichtung 6 schwingt beispielsweise um eine senkrecht zur Bildebene stehende Achse 7 harmonisch mit etwa 3 Hz und einer bestimmten Winkelamplitude und bewirkt dadurch die Abtastung des Gesichtsfeldes in der Horizontalen. Der zweite Planspiegel 8 der Umlenkvorrichtung 6 schwingt durch eine in der Bildebene liegende Achse'9. Die vom Planspiegel 8 reflektierte Wärme-According to FIG. 1 generated from the observed Light radiation incident through the lens 1 on the light-sensitive layer 2 of a field of view storing television pick-up tube 3, which is in connection with a television monitor as common Playback device is used, a corresponding information. At the same time it is out of the field of vision emitted thermal radiation received by a thermal imaging camera labeled 4. The the Entrance opening of the thermal imaging camera next plane mirror 5 of the deflecting device 6 oscillates, for example about an axis 7 perpendicular to the image plane, harmoniously with about 3 Hz and a specific one Angular amplitude and thereby effects the scanning of the field of view in the horizontal. The second plane mirror 8 of the deflecting device 6 swings through a mirror lying in the image plane Axis'9. The heat reflected by the plane mirror 8

5 65 6

strahlung gelangt dann auf ein optisches Abbildungs- rätes. Es sind wieder dieselben Bezugszeichen versystem 10, das durch einen sphärischen Spiegel dar- wendet worden wie in Fig. 1. gestellt ist. Vom Spiegel 10 wird ein Strahlungs- Fig. 3a zeigt eine mögliche Ausführungsform detektor 11 beaufschlagt, der die unsichtbare Strah- einer raumsparenden Anordnung nach F i g. 2. Die lung in ein elektrisches Signal umwandelt und über 5 Wärmestrahlung, die von links in die Kamera eineinen nicht dargestellten Verstärker eine Einfach- fällt, trifft auf den periodisch schwingenden Hori- oder Mehrfach-Lichtquelle 12 steuert. Die Licht- zontalspiegel 5, geht von diesem auf den Vertikalquelle 12 wird durch eine vorgeordnete Linsenoptik spiegel 8 über und wird von diesem über einen festen 13 nach unendlich abgebildet und das Parallellicht- Umlenkspiegel 16 dem Detektor 11 zugeführt. Der bündel 14 räumlich getrennt neben dem Wärme- io Detektor steuert über einen nicht dargestellten Verstrahlungsbündel über die Planspiegel 5 und 8 einem stärker die Signallichtquelle 12. Die von dieser Licht-Tripel-Spiegelstreifen 15 zugeführt. Er hat die Auf- quelle ausgehende Strahlung wird über eine Kolligabe, das aus der Wärmebildkamera austretende matorlinse 13, den Vertikalspiegel 8, den Horizontal-Parallellichtbündel um 180° zu drehen und seitlich spiegel 5 dem senkrecht zur Zeichenebene stehenden versetzt in die Eingangsoptik 1 der benachbarten 15 Tripel-Spiegel-Streifen 15 zugeführt. Ferner sind in Fernsehaufnahmeröhre zu lenken. dieser Anordnung zwei Lichtquellen 18 und 19 mitRadiation then reaches an optical imaging device. Again, the same reference numerals are used 10, which has been represented by a spherical mirror as in FIG. 1. is posed. From the mirror 10 a radiation Fig. 3a shows a possible embodiment applied to detector 11, the invisible beam a space-saving arrangement according to FIG. 2. The treatment is converted into an electrical signal and via 5 thermal radiation that enters the camera from the left amplifier, not shown, a single falls, meets the periodically oscillating hori- or multiple light source 12 controls. The light zontal mirror 5 goes from this to the vertical source 12 is through an upstream lens optics mirror 8 and is from this over a fixed 13 imaged to infinity and the parallel light deflecting mirror 16 fed to the detector 11. Of the Bundle 14 spatially separated next to the heat detector controls via a radiation bundle (not shown) Via the plane mirrors 5 and 8 a stronger signal light source 12. The light triple mirror strips from this 15 supplied. It has the radiation emanating from the swell, via a collation, the transformer lens 13 emerging from the thermal imaging camera, the vertical mirror 8, the horizontal parallel light bundle to rotate 180 ° and the side mirror 5 standing perpendicular to the plane of the drawing offset into the input optics 1 of the adjacent 15 triple mirror strips 15. Furthermore, in To direct television pickup tube. this arrangement has two light sources 18 and 19

Das Wärmebildgerät weist ein Gesichtsfeld auf, nicht dargestellten Kollimatorlinsen für die Azimutaldas in seiner horizontalen Ausdehnung größer ist als anzeige vorgesehen, deren Lichtsrahlung ebenfalls das der Fernsehaufnahmeröhre. Der zentrale Aus- über den Horizontalspiegel 5 dem Tripel-Spiegel schnitt des Wärmebildes wird flächenhaft und lage- 20 Streifen 15 zugeführt wird. Durch ein Fenster 20 getreu mit dem Fernsehbild gleicher Größe auf der fällt die Wärmestrahlung in die Kamera ein, das Fotokathode bzw. dem Target der Bildröhre über- zugleich die optischen Bauelemente schützt, lagert. Die Lageinformation von Wärmezielen in den Der weitere Verlauf der Lichtstrahlung geht aus seitlichen Gesichtsfeldbereichen des Wärmebild- Fig. 3b hervor, die eine Schnittdarstellung nach der gerätes außerhalb des Gesichtsfeldes der Fernseh- 25 Linie X^Y der F i g. 3 a darstellt. Im oberen Teil dieser aufnahmeröhre wird auf eine, nämlich die azimutale F i g. 3 b sind das Abdeckfenster 20, der Vertikalinformation reduziert und ebenfalls der Bildröhre spiegel 8 und der Horizontalspiegel 5 sowie die Lichteingeschrieben, z. B. ober- und unterhalb des zen- quelle 18 und 19 für die Azimutalanzeige und der tralen Wärmebildausschnittes. Das gesamte Gesichts- Tripel-Spiegel 15 zu sehen. Aus dem unteren Ende feld der Wärmebildkamera wird mit einem Einfach- 30 des senkrecht stehenden Tripel-Spiegel-Streifens 15 oder Mehrfach-Detektor, beispielsweise einem Zehn- trifft die Strahlung auf einen Planspiegel 21, wird Element-Reihen-Detektor, in z. B. sechs horizontalen von diesem zu einem sphärischen Spiegel 22 umZeilen abgetastet. Es hat sich herausgestellt, daß die gelenkt und von diesem der lichtempfindlichen sich dann ergebende Bildfolgefrequenz von 1 Hz Schicht 2 der Röhre 3 zugeführt. Das Licht der Lichtzweckmäßig ist. 35 quelle 18 und 19, deren Strahlen mit 23 und 24 be- The thermal imaging device has a field of view, collimator lenses (not shown) for the azimuthal that is larger in its horizontal extent than the display, the light radiation of which is also that of the television pickup tube. The central section of the thermal image via the horizontal mirror 5 and the triple mirror section is planar and layered strips 15 are supplied. Through a window 20 true to the television picture of the same size on which the thermal radiation falls into the camera, which protects the photocathode or the target of the picture tube and at the same time protects the optical components. The position information of thermal targets in the The further course of the light radiation is evident from the lateral field of view areas of the thermal image Fig. 3b, which is a sectional view of the device outside the field of view of the television line X ^ Y of FIG. 3 represents a. In the upper part of this receiving tube is on one, namely the azimuthal F i g. 3 b are the cover window 20, the vertical information is reduced and also the picture tube mirror 8 and the horizontal mirror 5 and the light inscribed, z. B. above and below the central source 18 and 19 for the azimuthal display and the central thermal image section. The entire face triple mirror 15 can be seen. From the lower end of the field of the thermal imaging camera is a single 30 of the vertical triple mirror strip 15 or multiple detector, for example a ten-hits the radiation on a plane mirror 21, element row detector, in z. B. scanned six horizontal lines from this to a spherical mirror 22. It has been found that the layer 2 of the tube 3 is guided and fed from this to the light-sensitive image repetition frequency of 1 Hz which then results. The light that is fit for purpose. 35 source 18 and 19, the beams of which are 23 and 24

Der Umlenkspiegel 5 schwingt, wie bereits erwähnt zeichnet sind, fällt in die zellenförmigen Öffnungen wurde, harmonisch mit etwa 3 Hz und einer be- 25 und 26 einer Bildfeldblende 27 vor dem Target stimmten Winkelamplitude und bewirkt dadurch die der Röhre 3. Die Strahlung aus dem sichtbaren BeAbtastung in der Horizontalen. Der Hin- und Rück- reich tritt durch ein Schutzfenster 28 in die Fernsehlauf des Spiegels werden zur Abtastung ausgenutzt. 40 kamera ein und wird ebenfalls der lichtempfindlichen Während des Überschwingens und Umkehrens wird Schicht der Aufnahmeröhre 3 zugeführt. Der Einder zweite Umlenkspiegel 8 in seinem Anstellwinkel fachheit halber ist die Zuführung der Lichtstrahlung gegenüber der Vertikalen verändert. Während der zur Aufnahmeröhre nicht dargestellt. Abtastintervalle bleibt der Höhenspiegel 8 in Es ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, Ruhe. 45 daß die Signallichtquelle 12 zur Herstellung desThe deflection mirror 5 oscillates, as already mentioned, falls into the cell-shaped openings was, harmoniously with about 3 Hz and a loading 25 and 26 of a field stop 27 in front of the target correct angular amplitude and thereby causes that of the tube 3. The radiation from the visible scanning in the horizontal. The to and fro enters the television run through a protective window 28 of the mirror are used for scanning. 40 camera and is also sensitive to light During the overshoot and reversal, film is supplied to the take-up tube 3. The one second deflection mirror 8 in its angle of incidence for the sake of simplicity is the supply of the light radiation changed compared to the vertical. Not shown during the for the pickup tube. The level 8 remains at sampling intervals. In this context, it should be mentioned that Quiet. 45 that the signal light source 12 for producing the

Das optische IR-System besteht nur aus einem flächenhaften Wärmebildes der Geometrie desThe optical IR system consists only of a flat thermal image of the geometry of the

einzigen sphärischen Spiegel 10, dessen Brennweite Reihendetektors 11 angepaßt sein muß. Eine Licht-single spherical mirror 10, the focal length of the row detector 11 must be adapted. A light

durch die gegebenen Abmessungen der kleinsten quelle etwa von der Ausdehnung des Reihen-Detek-due to the given dimensions of the smallest source, approximately from the extent of the

Detektor-Elemente und die optische Auflösung fest- tors kann aus Lichtleitern und MiniaturglimmlampenDetector elements and the optical resolution fixed gate can consist of light guides and miniature glow lamps

liegt. 50 zusammengefügt sein. Außerdem steuern die den ein-lies. 50 be joined together. In addition, they control the

Jeder Detektor 11 bei Verwendung eines Mehr- zelnen Elementen der Signallichtquelle zugeführtenEach detector 11 is fed to the signal light source when a single element is used

fach-Detektors arbeitet auf einen eigenen Verstärker Steuerimpulse zugleich gemeinsam auch die Azi-fold detector works on its own amplifier control pulses at the same time also the azimuth

und steuert das ihm zugeordnete Element der Signal- mutalanzeige.and controls the element of the signal mutal display assigned to it.

Lichtquelle 12 hell, sobald eine für alle Detektor- Die Abmessungen des Tripel-Spiegel-Streifens 15Light source 12 bright as soon as one for all detector The dimensions of the triple mirror strip 15

Verstärker gemeinsam einstellbare Ansprechwelle 55 wachsen proportional mit der geforderten VersetzungAmplifier jointly adjustable response wave 55 grow proportionally with the required offset

durch die einfallende IR-Strahlung überschritten ist. des reflektierenden Strahles und den zu verarbeiten-is exceeded by the incident IR radiation. of the reflecting beam and the

Die Bildeinzeichnung in die lichtempfindliche Schicht den Winkelablenkungen. Daher ist der Tripel-Spiegel-The image drawing in the light-sensitive layer corresponds to the angular deflections. Hence the triple mirror

der Bildröhre geschieht durch verschiedene Licht- Streifen möglichst nahe vor dem HorizontalspiegelThe picture tube happens through different light strips as close as possible in front of the horizontal mirror

elemente, gegebenenfalls auch gleichzeitig, während anzuordnen. In dem Falle, daß der Horizontalspiegelelements, possibly also at the same time, while to be arranged. In the event that the horizontal mirror

die Abtastung in der Fernsehaufnahmeröhre in jedem 60 gleichzeitig als Elevationsspiegel eingesetzt wird undthe scanning in the television pick-up tube is used simultaneously as an elevation mirror in each 60 and

Fall nacheinander und nicht synchron mit dem Ein- damit sehr große Ablenkwinkel aufgefaßt werdenFall one after the other and not synchronously with the input so that very large deflection angles are perceived

schreiben erfolgt und deshalb eine Speicherwirkung müssen, wird zur Vermeidung von Vignettierungenwriting takes place and therefore a memory effect is required to avoid vignetting

in der Aufnahmeröhre vorausgesetzt wird. eventuell eine Mitführung des Tripel-Spiegels zuris assumed in the pickup tube. possibly carrying the triple mirror with you

Während in F i g. 1 eine geradsichtige, bezogen auf Richtung der einfallenden IR-Strahlung erforderlich, die Längsausdehnung des Gerätes, Wärmekamera 65 Diese Mitführung unterliegt keinen optischen Gedargestellt ist, zeigt Fig. 2 eine 90°-sichtige Aus- nauigkeitsanforderungen, da die 180°-Reflektion am führungsform der Kamera. Dieser Typ der Wärme- Tripel-Spiegel unabhängig von seiner Ausrichtung kamera gestattet eine kompaktere Bauweise des Ge- stets exakt erfolgt.While in FIG. 1 a straight line, based on the direction of the incident IR radiation, is required, the longitudinal extension of the device, thermal camera 65 This entrainment is not subject to any visual representation Fig. 2 shows a 90 ° -viewed accuracy requirements, since the 180 ° -reflection at guide form of the camera. This type of thermal triple mirror regardless of its orientation camera allows a more compact design that always takes place exactly.

F i g. 4 zeigt im oberen Teil die Bewegung der Ablenkspiegel und im unteren Teil den Bildaufbau.F i g. 4 shows the movement of the deflecting mirror in the upper part and the image structure in the lower part.

In Fig. 4a ist die Winkelauslenkung <%: <x_max des objektnahen Spiegels, in den Ausführungsbeispielen also des Horizontalspiegels, über der Zeitachse t aufgetragen. In FIG. 4a, the angular deflection <%: <x _{max of} the mirror close to the object, that is to say of the horizontal mirror in the exemplary embodiments, is plotted over the time axis t.

In Fig. 4b ist die Winkelauslenkung ß:ß_max des objektfernen Spiegels, also des Vertikalspiegels, über der Zeitachse t aufgetragen. Der Horizontalspiegel 5 der Umlenkvorrichtung 6 führt harmonische Schwingungen 29 aus. Während des Hin- und Rückschwingens 30 und 31 wird für die Aufzeichnung des Wärmebildes die Signällichtquelle mit Strahlung beaufschlagt. In den Umkehrintervallen des Horizontalspiegels wird der Vertikalspiegel in seinem Anstellwinkel gegenüber der Vertikalen verändert. Die Abtastung erfolgt daher mit Zeilensprüngen, die in Fig.4b mit 32 bis 37 bezeichnet sind. Während der Abtastintervalle bleibt der Vertikalspiegel in Ruhe. «In FIG. 4b, the angular deflection β: β _{max of} the mirror remote from the object, that is to say of the vertical mirror, is plotted over the time axis t. The horizontal mirror 5 of the deflecting device 6 carries out harmonic oscillations 29. During the back and forth oscillation 30 and 31, radiation is applied to the signal light source for recording the thermal image. In the reversal intervals of the horizontal mirror, the vertical mirror is changed in its angle of incidence with respect to the vertical. The scanning is therefore carried out with line jumps, which are denoted by 32 to 37 in FIG. 4b. The vertical mirror remains at rest during the scanning intervals. «

In F i g. 4 c ist die lichtempfindliche Schicht der 20.;! Bildröhre wieder mit 2 bezeichnet. Durch eine Bild- | feldblende 27 wird aus dem Gesichtsfeld des Wärme- || bildgerätes nur ein zentraler Ausschnitt flächenhaft \j mit dem Fernsehbild gleicher Größe überlagert und ,\ die Information zur Azimutalanzeige von einigen 25 [ Graden rechts und links dieser Blende abgeschnitten. j 38 stellt das Bild der Signallichtquelle dar. Das gesamte Gesichtsfeld kann mit einem Einfach- oder < Mehrfach-Detektor in z. B. sechs horizontalen Zeilen, i die mit 39 bis 44 bezeichnet sind, in der eingezeich- 30' neten Pfeilrichtung abgetastet werden. Die Bildfolge- j frequenz ist möglichst klein im Hinblick auf die Empfindlichkeit zu wählen. Jedoch darf sie nicht so klein werden, daß bewegte Objekte falsch zur Anzeige kommen und das Wärmesignal nicht mehr als Blinksignal erscheint. Damit würde die Unterscheid- ; barkeit gegenüber einem Störsignal verlorengehen.In Fig. 4 c is the photosensitive layer of the 20th;! The picture tube is again designated by 2. Through a picture | Field diaphragm 27 is made from the field of view of the heat || imager only a central cutout areally \ j superimposed and with the TV picture of the same size, \ cut the information to the azimuth Alan index of some 25 [degrees right and left of this panel. j 38 represents the image of the signal light source. The entire field of view can be measured with a single or <multiple detector in e.g. B. six horizontal lines, i denoted by 39 to 44, are scanned in the direction of the arrow drawn 30 '. The image sequence frequency should be selected as small as possible with a view to sensitivity. However, it must not be so small that moving objects are displayed incorrectly and the heat signal no longer appears as a flashing signal. This would make the difference; ability to be lost in relation to an interfering signal.

Die Azimutalanzeige gemäß Fig. 5 eines links bzw. rechts neben dem dargestellten Wärmebild liegenden Wärmezieles erfolgt ober- bzw. unterhalb des Wärmebildes in je einer Zeile 45 und 46 durch '; jeweils eine separate Lichtquelle mit zugehöriger ' Kollimatorlinse, wie sie in F i g. 3 b mit 18 und 19 bezeichnet wurde. Von der Signallichtquelle wird \ der Bereich 47 überstrichen. Die Lichtquellen 18 und 19 leuchten dagegen für die Azimutalanzeige die ; Bereiche 48 und 49 aus. Diese Lichtquellen sind so ^: angeordnet, daß ihr Licht, ausschließlich über den Horizontalspiegel gelenkt, nur bei der Abtastung des jeweiligen Seitenfeldes in die zellenförmigen Öffnungen 45 bzw. 46 der Bildfeldblende 27 fällt. Die zeitliche Folge von »Azimutalanzeige links«, »zentrales Wärmebild«, »Azimutalanzeige rechts«, »zentrales Wärmebild«, »Azimutalanzeige links« usf. erfolgt allein durch die periodische Spiegelbewegung. Eine Umschaltung zwischen den Azimutal-Lichtquellen und den Elementen der Signallichtquelle ist nicht erforderlich. Alle Lichtquellen arbeiten ständig. Ihr Licht fällt allerdings nur zeitweilig in die Bildblendenöffnung der Aufnahmeröhre.The azimuthal display according to FIG. 5 of a thermal target lying to the left or right of the thermal image shown takes place above or below the thermal image in a line 45 and 46 by '; each have a separate light source with an associated ' collimator lens, as shown in FIG. 3 b was designated by 18 and 19. From the signal light source is swept \ the area 47th The light sources 18 and 19, however, light up for the azimuth display; Areas 48 and 49 off. These light sources ^are: disposed so that its light directed exclusively via the horizontal mirror image field diaphragm drops only when scanning of the respective side panel in the cellular openings 45 and 46, 27th The chronological sequence of "azimuthal display left", "central thermal image", "azimuthal display right", "central thermal image", "azimuthal display left" and so on takes place solely through the periodic mirror movement. Switching between the azimuthal light sources and the elements of the signal light source is not required. All light sources work constantly. However, its light only falls temporarily into the image aperture of the pickup tube.

Claims

Patent claims:

1. Aiming and observation device with two

electro-optical observation devices of which

■ one sensitivity in the visible and the other one in the invisible range shows and their independently generated raster-shaped image signals for the purpose of display are superimposed congruently on a common playback device, characterized in that that the observation device (4) working in the invisible area an optical imaging system (10), a radiation detector in a manner known per se (11) and having a light source (12) controlled by this in terms of its intensity Radiation converter and an object-side deflection device (6), the two per se known, about mutually perpendicular axes (7, 9) executing oscillatory movements Contains plane mirror (5, 8), and that a further mirror system (15) is provided over the one emanating from the light source (12) and via the deflecting device (6) parallel to the incident one invisible radiation, but visible light radiation (14) guided laterally offset in the entrance opening (1) of the observation device (2, 3) operating in the visible area is guided is.

2. target and observation device according to claim 1, characterized in that the Deflection of the parallel, laterally offset, visible light radiation (14) with the aid a triple mirror (15) takes place.

3. aiming and observation device according to claim 1, characterized by the use a multiple detector and a multiple light source associated therewith, such that each individual light source (12) controlled by the corresponding detector element (11) will.

4. target and observation device according to claim 1, characterized by the use a ring-shaped light source (12).

5. target and observation device according to claim 1, characterized in that the a mirror (5) of the deflection device (6) carries out harmonic oscillations and during the back and forth swinging the signal light source (12) for recording the thermal image controls and that the employment of the other mirror (8) during the reversal intervals of the first mirror (5) is changed step-by-step in such a way that interlaced scanning (32 to 37) takes place.

6. target and observation device according to claim 1, characterized in that one Heat information from the areas adjacent to the observed field of view only theirs azimuthal position according to the display.

7. target and observation device according to claim 6, characterized in that the Light from a separate light source (12) controlled jointly by all detectors (U) runs only over one of the plane mirrors (5 or 8) of the deflection device (6).

8. Aiming and observation device according to claims 5 and 6, characterized in that that for the azimuthal orientation light sources (18, 19) of different training are usable.

9. target and observation device according to claim 1, characterized in that the Observation device (4) for the invisible beam

109 542/266

treatment has an adjustable sensitivity threshold.

10. aiming and observation device according to claim 1, characterized by such selected frame rate that one of the two is on a common display device (2, 3) clearly stands out from the others.

11. Aiming and observation device according to claim 1, characterized by the choice of one such a frame rate that the integration time for the radiation detector (11) as possible is great.

12. Aiming and observation device after

Claim 1, characterized by a deflection of the beam path via an additional one Fixed mirror (16).

13. target and observation device according to claim 12, characterized in that for Change of the mean direction of observation with respect to the horizontal an additional tilt of the oscillating horizontal mirror (5) is made.

14. target and observation device according to claim 2 and 12, characterized in that to avoid vignetting of the cube-corner mirrors (15) roughly carried along during the elevation will.

1 sheet of drawings