DE1953352C

DE1953352C - Aiming and observation device with two electro-optical observation devices

Info

Publication number: DE1953352C
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 1000 Berlin; Müller Ernst-August Dr.-Ing. 2000 Hamburg Schütz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1972-05-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Ziel- und Beobachtungseinrichtung mit zwei elektrooptischen Beobachtungsgeräten, von denen das eine eine im sichtbaren und das andere eine im unsichtbaren Bereich liegende Empfindlichkeit zeigt und deren unabhängig voneinander erzeugte rasterförmige Bildsignale zwecks Anzeige auf einer gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung deckungsgleich überlagert werden.The invention relates to a target and observation device with two electro-optical observation devices, one of which is visible and the other shows a sensitivity lying in the invisible range and its independent of one another generated raster-shaped image signals for the purpose of display on a common display device are superimposed congruently.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, auf einer gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung zwei von verschiedenen Beobachtungsgeräten gelieferte Signale deckungsgleich zur Anzeige zu bringen. Das eine Beobachtungsgerät kann in bekannter Weise aus ein- oder mehrstufigen Bildverstärkerröhren und/oder Fernsehaufnahmeröhren bestehen. Das reproduzierte Biid einer Szene, im folgenden das »Lichtbild« genannt, wird entweder auf dem Leuchtschirm der letzten Lichtverstärki_;röhrc oder auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers als Wiedergabeeinrichtupg angezeigt. Bei einem Einsatz derartiger Beobachtungsgerate während der Dunkelheit ist der Infornationsgehalt der erzielbaren Lichtbilder verhältnismäßig gering. Um den Informationsgehalt der Lichtbilder zu erhöhen, kann als zweites BeobacHungsgerät beispielsweise ein Infijrot-Strahlungswandlcr verwendet werden. Bei der Anwendung derartiger Strahlungswandler ergeben sich von einer beobachteten Szene über die Umwandlung der elektrischen Bildsignale in sichtbare optische Signale sogenannte Wärmebilder, die deckungsgleich m't den mit dem erstgenannten Betrachtungsgerät erzielten Lichtbildern derselben Szene auf einer gemeinsame... Wiedergabeeinrichtung überlagert werden. Somit kann die Information, die der gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung entnommen werden kann, erheblich verbessert werden.It has already been proposed to use two of different on a common display device To display the signals supplied to the observation devices in a congruent manner. The one Observation device can consist of single or multi-stage image intensifier tubes and / or in a known manner TV pick-up tubes exist. The reproduced image of a scene, hereinafter referred to as the "light image", is either on the luminescent screen of the last light amplifier or on the screen of a television receiver is displayed as a playback setup. When using such observation devices During the dark, the information content of the photographs that can be obtained is proportionate small amount. In order to increase the information content of the photos, a second observation device can be used, for example an infijrot radiation converter is used will. The use of such radiation converters results from an observed scene By converting the electrical image signals into visible optical signals, so-called thermal images, the congruent m't with the former Viewing device obtained photos of the same scene on a common ... display device are superimposed. Thus, the information shared by the common reproducing device can be taken, can be significantly improved.

Es ist bekannt, das sogenannte Wärmebild dadurch zu gewinnen, daß die Szene durch die Bewegung eines Spiegelpaares abgetastet wird, weiche die Strahlung von den verschiedenen Szenenpunkten im zeitliehen Nacheinander einem feststehenden Strahlungswandler zuführt. Das elektrische Ausgangssignal dieses Strahlungswandlers steuert die Intensität des Elektronenstrahlers der elektronenoptische!! Wiedergaberöhre. Von Vorteil bei diesem Verfahren ist, daß die zweidimensionalc Bildabtastung durch zwei getrennte Spiegelbcwegungen um feste Raumachsen verwirklicht wird und daher auch ein schnelles Abtasten möglich wird. Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß die dabei auftretende im allgemeinen gekrümmtzeilige Abtastung zur Erzielung einer verzerrungsfreien Wiedergabe elektronisch nachgebildet werden muß. Auch der Einsatz einer Detektorzeile an Stelle eines Einzeldetektors verursacht bei der Bilddcirstellung mit einem Einstrahl-Oszillografenrohr einen großen elektronischen Aufwand.It is known that the so-called thermal image can be obtained by moving the scene a pair of mirrors is scanned, soft the radiation from the different scene points in time Successively fed to a stationary radiation converter. The electrical output signal this radiation converter controls the intensity of the electron beam of the electron-optical !! Display tube. The advantage of this method is that the two-dimensional image scanning is carried out by two separate Spiegelbcwegungen is realized around fixed spatial axes and therefore a fast scanning becomes possible. It has been found to be disadvantageous that the generally occurring Curved-line scanning electronically simulated to achieve distortion-free reproduction must become. The use of a detector line instead of a single detector also causes Image display with a single-beam oscilloscope tube a lot of electronic effort.

Außerdem ist bekannt, die zweidimensionale Abtastung durch einen einzigen Spiegel zu verwirklichen und eine lichtoptische Wärmcbildherstellung anzuschließen, bei der das elektrische Ausgangssignal des Strahlungswandlers direkt die Intensität einer Lichtquelle steuert, deren Licht über denselben Abtastspiegel gelenkt schließlich das Wiirmebild schreibt. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in der streng verzerrungsfreien Wiedergabe. Allerdings wird die ßj Spiegelbewegung insofern kompliziert, iils eine Kipnuiig um zwei zueinander senkrechte Achsen erfolgen muH. ίιηΙ damit Coriolis-Kräfte auftreten Aus diesem Grunde sind nur kleine oder langsame Spiegel verwendbar.Two-dimensional scanning is also known to be realized by a single mirror and to connect a light-optical thermal image production, in which the electrical output signal of the radiation converter directly indicates the intensity of a light source controls, whose light is directed via the same scanning mirror and finally writes the Wiirmebild. The advantage of this method is the strictly distortion-free reproduction. However, the ßj Mirror movement is complicated to the extent that it is a tricky one must take place around two mutually perpendicular axes. ίιηΙ so that Coriolis forces occur From this Basically only small or slow mirrors can be used.

Bei einem bekannten, nach diesem Prinzip arbeitenden Infrarot-Sichtgerät mit einer kleinen BiUlfolgefrequenz leitet ein in bestimmter Weise schwingender Spiegel die Strahlung, die aus der Umgebung einfällt, auf eine Fotozelle. Die Fotozelle steuert über einen Verstärker die Intensität einer Lichtquelle, deren Strahlung über den gleichen Abtastspiegel auf einen Bildschirm geworfen wird. Bei diesem Sichtgerät handelt es sich nicht um ein kombiniertes Sichtgerät, so daß eine gemeinsame Wiedergabeeinrichtung für ein Licht- und ein Wärmebild nicht notwendig 1st.In a known one that works according to this principle Infrared vision device with a small sequence frequency a mirror vibrating in a certain way directs the radiation from the environment occurs to a photocell. The photocell controls the intensity of a light source via an amplifier, whose radiation is projected onto a screen via the same scanning mirror. With this display device it is not a combined display device, so that a common display device is not necessary for a light and a thermal image.

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 Aufnahmeeinrichtungen abgebildet wird und die Bilder mit elektronischen Mitteln verstärkt werden. Die Fotoschichten weisen verschiedene spektrale Empfindlichkeitsverteilungen auf. Das vom Objekt kommende Licht wird mit Hilfe von an sich bekannten Farbteilungseinrichtungen derart auf die einzelnen Fotoschichten verteilt, daß jede der Fotoschichten Licht in demjenigen Wellenlängenbereich erhält, für den die Empfindlichkeit der betreffenden Fotoschicht größer als die der anderen Fotoschichten ist. Die Grenzen der Farbteilungseinrichtungen befinden sich bei den Wellenlängen, bei denen sich die Empfindlichkeitskurven der Fotoschichten schneiden.Furthermore, 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 light-sensitive layers of several recording devices is imaged and the images be reinforced by electronic means. The photo layers have different spectral sensitivity distributions on. The light coming from the object is applied to the individual with the help of color splitting devices known per se Photo layers distributed so that each of the photo layers receives light in the wavelength range for because the sensitivity of the photo layer in question is greater than that of the other photo layers. the The limits of the color dividing devices are at the wavelengths at which the sensitivity curves are located cut the photo layers.

Bei einer derartigen Anordnung ist es zwar möglich, geringe und nur in einzelnen Spektralbereichen auftretende Abweichungen der Remissionsgrade zum Erkennen von schwach beleuchteten oder schwach leuchtenden Objekten auszunutzen, jedoch muß hierbei der Aufwand für die mehrfache Anordnung von elektronenoptischen Aufnahmeröhren als nachteilig angesehen werden. Außerdem ist bei dieser Ausführung nicht gewährleistet, daß die auf der gemeinsamen Wiedergabeeinrichtung gebildeten Bilder deckungsgleich überlagert sind, da die beiden elektronenoptischen Aufnahmegeräte und nachgeschalteten Verstärkungseinrichtungen nicht völlig identisch sind. Die bei der elektronenoptischen Verstärkung unvermeidlich auftretenden Verzeichnungen in beiden Aufnahmecinrichtungen erfolgen nicht in gleicher Weise, sondern können zu einer Unscharfe des gemeinsamen Bildes führen.With such an arrangement it is possible to use small and only in individual spectral ranges Occurring deviations in the degree of remission for the detection of weakly lit or weakly To take advantage of luminous objects, but this must be the expense of the multiple arrangement of electron-optical pick-up tubes are regarded as disadvantageous. Also with this one Execution does not guarantee that the images formed on the common display device are superimposed congruently, since the two electron-optical recording devices and downstream Reinforcement devices are not completely identical. The one in electron optical amplification Inevitably occurring distortions in both recording devices do not occur in the same way Wise, but can lead to a blurring of the common image.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Ziel- und Beobachtungseinrichtung mit zwei elektrooptischen Beobachtungsgeräten den Aufwand für die Erzeugung des Wärmcbildes zu verringern und gleichzeitig die Deckungsgleichheit des Wärmebildes und des Lichtbildes auf der gemeinsamen Wiedergabecinrichtung zu gewährleisten. Darüber hinaus soll auch die Möglichkeit bestehen, Wärmeziele, die außerhalb, aber in der Nachbarschaft des jeweiligen Bcobachtungsraumes sich befinden, zumindest ihrer azimutalen Lage nach anzuzeigen. The invention is based on the object with a target and observation device two electro-optical observation devices to reduce the cost of generating the thermal image and at the same time the congruence of the thermal image and the light image on the common To ensure playback device. In addition, it should also be possible to Heat targets that are outside, but in the vicinity of the respective observation room, at least according to their azimuthal position.

Diese Aufgabe wird erfinclungsgemäß dadurch gelöst, daß das im unsichtbaren Bereich arbeitende Ikobachtungsgerät aus einem optischen Abbildungssystem, einem in an sich bekannter Weise einen Strahlungsdetektor, und eine von diesem in ihrer Intensität gesteuerte Lichtquelle aufweisenden Strah-According to the invention, this object is achieved by that the observation device working in the invisible area consists of an optical imaging system, one in a known manner a radiation detector, and one of this in its Intensity-controlled light source having beam

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Imigswaudler und aus einer objeklseitigen Umlenkvnrriehtung besteht, die zwei ar, sieh bekannte, mn senkrecht zueinander stehende Achsen oszillatnrische Bewegungen ausführende Planspiegel enthält, und daß ein weiteres Spiegelsystem vorgesehen ist' über das die von der Lichtquelle ausgehende _U1U| uh_cr j_jc Umlenkvorrichtung parallel zur einfallenden unsichtbaren Strahlung, jedoch seitlieh versetzt geführte sichtbare Lichtstrahlung in die EingangsölTiiung des im sichtbaren Bereich arbeitenden Beobaduiingsgerätes 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-Liehtquelle so zugeordnet sein, daß jede Einzellichiquelle von dem lageentsprechenden Detektor-BleniL-nt gesteuert wird. Von besonderem Vorteil kann es sein, die Lichtquelle ringförmig aui/uhildeii, um (Kis auf der gemeinsamen Wiedergabeeinrich.unt; Mch;!ure Wärmeziel deutlich gegenüber dem Gesanifinh;ii; abzuheben.Imigswaudler and consists of an object-side deflecting device which contains two plane mirrors, known as axes that are perpendicular to one another, performing oscillatory movements, and that a further mirror system is provided via which the _U1U | emanating from the light source uh _cr j _{jc deflection} device parallel to the incident invisible radiation, but laterally offset visible light radiation is directed into the input oil of the observation device working in the visible range. The deflection of the parallel, laterally offset, intensity-controlled light radiation can be carried out with the aid of a triple mirror. When using a multiple detector, a multiple light source could be assigned to it in such a way that each individual light source is controlled by the corresponding detector aperture. It can be of particular advantage to place the light source in a ring shape in order to (Kis on the common display device; Mch;! Ure heat target clearly stand out from the Gesanifinh; ii;).

Win der aus zwei Spiegeln bestehenden Umlenkvorrichtung kann der eine harmonische Schwingung ausführen und während des Hin- und Rücksehwingens die Signallichtquelle für die Aufzeichnung des Wärmebildcs steuern, wobei der andere Spi^gel'wälirend der Umlenkintervalle des erstgenannten derart betulich seiner Anstellung schrittweise veränden wird, daß eine Abtastung mit Zcileusprüngen erfolgt. WV.'.erhin wird vorgeschlagen, das Licht einer gesunüerlen, von allen Detektoren gemeinsam angesteuerten Lichtquelle nur über einen der Spieuel der l.-ni'.enkvorriditung laufen zu lassen, um Wärmeinfo; mationcn aus den dem betrachteten Gesichtsfeld benachbarten Bereichen nur ihrer azimutalen Lage nach zur Ar.zeige zu bringen.Win the deflection device consisting of two mirrors can perform a harmonic oscillation and swing back and forth the signal light source for recording the Control thermal images with the other mirror rolling the diversion intervals of the former so carefully change his employment step by step is that a scan is carried out with cileus jumps. WV. '. It is also suggested that the light of a healthy, Light source controlled jointly by all detectors only via one of the mirrors l.-ni'.enkvorriditung to run to heat info; mationcn from the areas adjacent to the observed field of view only their azimuthal position to bring to the display.

Im zu vermeiden, daß eine Strahlung aus dem Warniehintergrund des beobachteten Gesichtsfeldes die wiedergegebene Information stört, kann das Beobachtiingsgerät für die unsichtbare Strahlung eine einstellbare Lmpfindlichkeitsschwclle aufweisen.I'm to avoid getting radiation from the The observation device can provide a warning background of the observed field of view interfering with the reproduced information have an adjustable sensitivity threshold for invisible radiation.

Schließlich ist aus Gründen aer Wärmeempfindlichkeit die Bildfolgefreqiienz 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 Strahlungsdetektor 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 image sequence frequency should be selected 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 ilern 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 Spicgclstcllung 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 ausgehl, wird über die Umlenkvorrichtung exakt in Richtung der einfallenden Wärmestrahlung gelenkt. Das hat den weiteren Vorteil, daß Licht- und Wärmestrahlung unabhängig von der Spicgrlbeweuung immer parallel laufen. Die im allgemeinen nicht geradlinige Abtastung des Objektfeldes stört dabei nicht die lugegetreue Herstellung ties Wärmebildes, Der verwendete Mehifach-Detektor, der eine entsprechende Mehrfach-I.ichtquelle steuert, führt zu einer Steigerung der Hmplindlichkeit und/oder Reduzierung der optischen ÖIT-nung. 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 außerhalh des Fernsehbildes zur Azimutaian/eige dient.The aiming and observation device according to the invention has some significant advantages over this to learn so far known with themselves. 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 image setting improves the image quality not influenced and the lens only needs to be corrected on the axis. The parallel light beam, the light source controlled by the detector signal is output 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 Spicgrlbeweuung. the In general, non-straight scanning of the object field does not interfere with the production that is true to the eye ties thermal image, the multiple detector used, which controls a corresponding multiple light source leads to an increase in sensitivity and / or reduction of the optical opening. 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 outside of the television picture for azimuth / eige.

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

In der Zeichnung sind Ausführimgsbeispiele nach der F-rfindung dargestellt.In the drawing are exemplary examples of the invention.

F i μ. 1 zeigt einen Grundtsp euvr Wämiekamera.F i μ. 1 shows a basic sp euvr thermal camera.

Fig. 2, 3a und 3b einen anderen Grundtyp undFig. 2, 3a and 3b a different basic type and

Fig. 4a. 4b und 4c eine grafische Darstellung der Bewegung der Spiegel der Umlenkvorrichtung sowie Lkw bilderaufbau undFigure 4a. 4b and 4c a graphic representation of the movement of the mirrors of the deflection device and truck image structure and

Fig. 5 eine Möglichkeit zur Gewinnung einer Azimutalan/.eige.5 shows a possibility of obtaining an azimuthalan / .eige.

Im folgenden wird eine Vorrichtung, als Wärmekamera bezeichnet, beschrieben, die die kongruente Überlagerung einer Wärmebild- und E'ernsehinfoimation 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 Blinkelfekt 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 a thermal image and television information animation guaranteed and by using the existing television electronics the effort on one Minimum size limited. The thermal imaging camera works as an additional one in the observation system discussed here Detectors of heat targets that are in or next to the field of view of the television camera. Heat targets within this field of view whose radiation exceeds a selected threshold value, appear distinguishable by a blinking effect in the correct position in the television picture, while those next to the Heat targets lying in the field of view are only displayed with regard to their azimuthal position. Through the Additional thermal information is intended to draw the observer's attention to targets of interest be steered.

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

Gemäß F i g. 1 erzeugt die aus dem beobachteten Gesichtsfeld einfallende Lichtstrahluii» über das Objektiv 1 auf der lichtempfindlichen Schicht 2 einer speichernden Fernsehaufnahmeröhre 3, die in Verbindung mit e'iiem Fernseh-Monitor als gemeinsame Wiederjuibeeinrichtung, dient, eine entsprechende Information. Gleichzeitig wird die aus dem Gesichtsfeld ausgesandtc Wärmestrahlung von eine»¹ mit 4 bezeichneten Wärmebildkamera empfangen. Der der EingangsöfTiiung der Wärmebildkamera nächste Planspiegel 5 der Utiflenkv'irriclitunuft schwing· beispielsweise um eine senkrecht /111 Bildebene stehende Achse 7 harmonisch mit etwa 3 11/ und einer bestimmten Winkclamplitiiile und bewirkt ilaihiich die Abtastung des Gesichtsfeldes in der Horizontalen. Der /weite Planspiegel H tier Umlenkvorrichtung ft schwingt durch eine in der Bildebene Ιΐι·μι·ιιιΙι· Achse'). Die vom Planspiegel K idicklieru· Wann··According to FIG. 1, the incident light beam from the observed field of view generates corresponding information via the lens 1 on the light-sensitive layer 2 of a storing television recording tube 3 which, in conjunction with a television monitor, serves as a common display device. At the same time ausgesandtc from the field of thermal radiation from a ^"1 is received with 4 designated thermal imaging camera. The plane mirror 5 of the steering mechanism closest to the entrance opening of the thermal imaging camera oscillates, for example, about a vertical axis 7 with about 31 ½ and a certain angular amplitude and also causes the horizontal field of view to be scanned. The / wide plane mirror H tier deflection device ft oscillates through an axis in the image plane Ιΐι · μι · ιιιΙι · axis'). The from the plan mirror K idicklieru when

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strahlung gelangt diiiin auf ein optisches Abbildimgs- rates. Fs sind wieder dieselben Bcz.uuszeichcn versyslcm 10, das durch einen sphärischen Spiegel dar- wendel worden wie in Fig. I.
gestellt ist. Vom Spiepcl 10 wird ein Strahlungs- Fig. 3a zeigt eine mögliche Ausführungsform detektor ti beaufschlag!, der die unsichtbare Strah- einer raumsparenden Anordnung nach I"i μ. 2. Dialling in ein elektrisches Signal umwandelt und über 5 Wärmestrahlung, die von links in die Kamera cineinen nicht dargestellten Verstärker eine Hinfach- fällt, trilfl auf den periodisch schwingenden llori- oder Mchrfacli-I.ichl(|iiellc 12 steuert. Die licht- znntalspicgcl 5, gehl von diesem auf den Vcrlikali|iielle 12 wird durch eine \orgeordnele l.inseuoptik spiegel H über und wird von diesem über einen festen Ii nach unendlich abgebildet und das Parallelliclil- Umlenkspiegel Ifi dem Detektor 11 zugeführt. Der bündel 14 räumlich getrennt neben dem Wärme- to Detektor steuert Über einen nicht dargestellten Verslrahliingsbiindel über die Planspiegel 5 und R einem stärker die Signallichtqucllc 12. Die von dieser Liehl-Tripel-Spiepelstreifcn 15 zugeführt. Fr hat die Auf- quelle ausgehende Strahlung wird über eine Kolligabe, das aus der Wärmcbildkamera austretende malorlinsc 1.1. den Vertikalspicgcl 8. den Horizonlall'arallcllichlbündel um I80 ni drehen und seillich spiegel 5 dem senkrecht zur Zeichenebene stehenden versetzt in die Fingangsoptik I der benachbarten 15 Tripel-Spiegcl-Strcifen 15 zugeführt. Ferner sind in Fcrnsehaufnahmcröhrc zu lenken. dieser Anordnung zwei Lichtquellen 18 und 19 milRadiation reaches an optical image rate. There are again the same drawings versyslcm 10, which are shown by a spherical mirror as in Fig. I.
is posed. From Spiepcl 10, a radiant Fig. 3a shows a possible embodiment of the detector ti beaufschlag !, the invisible radiation of a space-saving arrangement by I "i μ. 2. Dialing into an electrical signal, and 5 thermal radiation from the left in the camera falls into an amplifier, not shown, trilfl on the periodically oscillating llori or mechrfacli-I.ichl (| iiellc 12 controls l.inseuoptik mirror H and is imaged by this over a fixed Ii to infinity and the Parallelliclil- deflecting mirror Ifi is fed to the detector 11. The bundle 14 spatially separated next to the detector controls over a beam bundle, not shown, over the plane mirrors 5 and The signal light source 12 is supplied to a stronger one by this Liehl-Tripel mirror strip 15. For the source, the radiation emanating from the source is transmitted via a Kolligabe, the malorlinsc 1.1 emerging from the thermal imaging camera. 8. Rotate the Horizonlall'arallcllichlbündel by 180 ni and lead mirror 5 to the perpendicular to the plane of the drawing offset into the entrance optics I of the adjacent 15 triple mirror strips 15. Furthermore, in TV recording tubes are to be steered. this arrangement has two light sources 18 and 19 mil

Das Wärmebildgerät weist ein Gesichtsfeld auf. nicht dargestellten Kollimalorlinseii für die Azimutal-The thermal imaging device has a field of view. not shown collimalor lens for the azimuthal

das in seiner horizontalen Ausdehnung größer ist als anzeige vorgesehen, deren Lichtsrahlung ebenfallswhich is larger in its horizontal extent than the display, whose light radiation is also provided

das der Fernsehaufnahnieröhre. Der zentrale Aus- über den Horizontalspiegel 5 dem I ripel-Spiegelthat of the television tube. The central output via the horizontal mirror 5 is the I ripel mirror

schnitt des Wärmebildes wird llächcnhaft und lage- io Streifen 15 zugeführt wird. Durch ein Fenster 20The section of the thermal image becomes flat and stripes 15 are fed in. Through a window 20

gelreu mit dem Fernsehbild gleicher Größe auf der fällt die Wärmestrahlung in die Kamera ein. dasTrue to the television picture of the same size on which the thermal radiation falls into the camera. that

Fotokathode bzw. dem Target der Bildröhre über- zugleich die optischen Bauelemente schützt,Photocathode or the target of the picture tube - at the same time protects the optical components,

lagert. Die I.ageinforntation von Wärmczielen in den Der weitere Verlauf der Lichtstrahlung gehl auscamps. The information of heat targets in the The further course of the light radiation is sufficient

seitlichen Gesichlsfeklberciclicn des Wilrmebild- Fig. Mi hervor, die eine Schnitfdarslcllung nach derLateral facial area of the Wilrmebild- Fig. Mi emerges, which shows a sectional view after the

gerätes außerhalb des Gesichtsfeldes der Feriiseh- 15 iM'kX-Y der F ig. .1« darstellt. Im oberen Teil dieseidevice outside the field of view of the holiday 15 iM'kX-Y of the Fig. .1 «represents. In the upper part this one

aufnatimeröhn. wird auf eine, nämlich die azimutale Fig. .1b sind das Alulcckfenster 20, der Vertikal-recording. is on one, namely the azimuthal Fig. 1b are the aluminum corner window 20, the vertical

Infornintion reduziert und ebenfalls der Bildröhre spiegel 8 und der Horizonlalspicgcl 5 sowie die Licht-Infornintion reduced and also the picture tube mirror 8 and the Horizonlalspicgcl 5 as well as the light

eingcschrieben. z. B. ober- und unterhalb des zcn- quelle 18 und 19 für die Azimutalanzeige und deiinscribed. z. B. above and below the zcn- source 18 and 19 for the azimuthal display and dei

traten WüMiiebildaiissdinittcs. Das gesamte Gesichts- Tripel-Spicgel 15 zu sehen. Aus dem unteren Hndeentered WüMiiebildaiissdinittcs. The entire face triple mirror 15 can be seen. From the lower hands

feld der Wärmebildkameia wird mit einem Finfach- 30 des senkrecht stehenden Tripcl-Spicgcl-Streifcns 15The field of thermal imagery is created with a fin compartment of the vertically standing Tripcl-Spicgcl-Streifcns 15

oder Mehrfaeh-Dcteklor. beispielsweise einem Zehn- trilTl die Strahlung auf einen Planspiegel 21. wirdor multiple decore. For example, a ten-trilTl the radiation on a plane mirror 21

Hleinenl-Reilien-Delcktor. in z. B. sechs horizontalen von diesem zu einem sphärischen Spiegel 22 um·Hleinenl-Reilien-Delcktor. in z. B. six horizontal ones from this to a spherical mirror 22 µm

Zeilen abgetastet. Fs hat sich herausgestellt, daß die gelenkt und von diesem der lichtempfindlichenLines scanned. It has been found that the steered and from this the photosensitive

sich dann ergebende Bildfolgefieqtienz von 1 Hz Schicht 2 der Röhre 3 zugeführt. Das Licht der Licht -The resulting image sequence efficiency of 1 Hz is fed to layer 2 of the tube 3. The light of light -

zweckmäßig ist. 35 quelle 18 und 19. deren Strahlen mit 23 und 24 bc-is appropriate. 35 source 18 and 19. whose beams with 23 and 24 bc-

Der t 'mlcnkspiepel 5 schwingt, wie bereits erwähnt Zeichnet sind, fällt in die zellenförmigen Öffnungen wurde, harmonisch mit etwa 3 Hz und einer bc- 25 und 26 einer Bildfcldblendc 27 vor dem Target stimmten Winkelampliludc und bewirkt dadurch die der Röhre 3. Die Strahlung aus dem sichtbaren Bc-Abtastung in der Horizontalen. Der Hin- und Kiiek- reich tritt durch ein Schutzfenster 28 in die Fcrnschjnuf des Spiegels werden zur Abtastung ausgenutzt. 40 kamera ein und wird ebenfalls der lichtempfindlichen Während des ObeiM-hwingens und Umkchrcns wird Schicht der Aufnahmeröhre 3 zugeführt. Der Hinder zweite Umlenkspiegel 8 in seinem Anstellwinkel fachheil halber ist die Zuführung der Lichtstrahlung gegenüber der Vertikalen verändert. Während der zur Aufnahmeröhre nicht dargestellt.
Abtastintcrvnllc bleibt der Höhenspiegel 8 in Fs ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen. Ruhe. 45 daß die Signaliichlqucllc 12 zur Herstellung desThe mirror 5 vibrates, as has already been mentioned, falls into the cell-shaped openings, harmoniously with about 3 Hz and a correct angle amplitude 25 and 26 in front of the target and thereby causes the radiation of tube 3. The radiation from the visible Bc scan in the horizontal. The to-and-fro area passes through a protective window 28 into the window of the mirror and is used for scanning. 40 camera and is also fed to the light-sensitive layer of the pick-up tube 3 while swinging and turning. The angle of incidence of the second deflecting mirror 8 is, for the sake of technical expertise, changed in the way the light radiation is fed in with respect to the vertical. Not shown during the for the pickup tube.
In this context, the level mirror 8 remains in Fs. Quiet. 45 that the Signaliichlqucllc 12 for the production of the

Das optische IR-Systcm besteht nur aus einem flächenhaftcn Wärmebifdcs der Geo-'jctric desThe optical IR system consists only of a two-dimensional thermal beam of the geo-optical system

einzigen sphärischen Spiegel 10. dessen Brennweite Reihcndetektors ti angepaßt sein muß. Line Licht-single spherical mirror 10. whose focal length series detector ti must be adapted. Line light

diirch die gegebenen Abmessungen der kleinsten quelle etwa von der Ausdehnung des Reihen-Detek-diirch the given dimensions of the smallest source approximately from the extent of the row detection

Deteklor-Hlemcntc und die optische Auflösung fest- lors kann aus Lichtleitern und MiniattiiglimmlampcuDeteklor-Hlemcntc and the optical resolution fest- lors can from fiber optics and miniattiiglimmlampcu

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

Jeder Detektor 11 bei Ve:wendung eines Mehr- /einen Hlementcn der Signallichtquelle ziigcführteiiEach detector 11 when using a multiple / one element of the signal light source ziigcführteii

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

iincl steuert das ihm zugeordnete Flcment der Signal- mulalanzeigc.iincl controls the module of the signal display assigned to it.

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

Verstärker gemeinsam einstellbare Ansprcchwelle 55 wachsen proportional mit der geforderten VersetzuiiizAmplifiers commonly adjustable threshold 55 grow proportionally with the required offset

durch die einfallende IR-Strnhlung überschritten ist. des reflektierenden Strahles und den zu vcrarbciten"-is exceeded by the incident IR radiation. of the reflecting beam and the to be vcrarbciten "-

Die Bildcinzcichming in die lichtempfindliche Schicht den Winkelablenkungen. Daher ist der I ripel-Spiegel-The image cinzcichming in the photosensitive layer is the angular deflections. Hence the I ripel mirror

dcr Bildröhre geschieht durch verschiedene Licht- Streifen möglichst nahe vor dem HorizonlaNpicgclThe picture tube takes place through various light strips as close as possible in front of the horizon picture

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

die Alnastimg in der Fcmsehaiifnahmcrohre in jedem 60 gleichzeitig als Hlevationsspicgel eingesetzt wird undthe maintenance in the tube is used in every 60 at the same time as an elevation spicgel and

Fall naclieinaiidei und nicht synchron mil dem Fin- damit sehr große Ablenkwinkcl aufcefaßl werdenCase naclieinaiidei and not synchronously with the fin so that very large deflection angles are perceived

schreÜTcn erfolgt und deshalb eine Speiclienviikiuii: müssen, wird /ur Vermeidung von Vigp.ettienmuenSchreÜTcn takes place and therefore a Speiclienviikiuii: must, will / ur avoidance of Vigp.ettienmuen

in der Aufnahmeröhre \orauspeselzl wird. eventuell eine Mitfiihrung des Tripel Spieuds zurin the receiving tube \ orauspeselzl becomes. Possibly a transport of the Triple Spieud to the

Wiihreiul in I'ig. I eine geradsichtigc. bezogen aul Richtung der einfallenden IR-Strahhinn erforderlich,Wiihreiul in I'ig. I a straightforward c. related to the direction of the incident IR beam required,

die Längsaiisdchming des Gerätes. Wümiekamera 65 Diese Mitfiihrung unterliegt keinen optischen Gc- the longitudinal aisle of the device. Wümiekamera 65 This Mitfiihrung not subject to any optical Gc

dargestelll ist. zeigt Fig. 2 cine W -sichtige Aus- naiiii'keitsanforderungen. da die ISO -ÜcP-jklion ;iinis shown. FIG. 2 shows a vision for accuracy requirements. since the ISO -ÜcP-jklion; iin

liihriingstoim dei Kamera. Dieser Typ der Wärme- Tiipd-Spicgel unabhängig von seiner AusriehtunuWe’re going to the camera. This type of heat mirror regardless of its configuration

kamera geslallel einc kompakleie Bauweise des (ie- skis exakt ei folgt.The camera is parallel to the compact construction of the (ie-ski exactly follows.

F i g. 4 zrigt im oberen Teil die Bewegung der Ablenkspiege! und im unteren Teil den Bildaufbau. F i g. 4 annoys the movement of the deflecting mirror in the upper part! and in the lower part the image structure.

In Fig. 4a ist die Winkelauslenkung η : <\_mas des objektnahen Spiegels, in den Ausführungsbeispielen z'i-o des Horizontalspiegels, über der Zeitachse I auf-Betragen. In FIG. 4a, the angular deflection η: <\ _{mas of} the mirror close to the object, in the exemplary embodiments z'i-o of the horizontal mirror, is on the time axis I up.

In Fig. 4b ist die Winkelauslenkung fi: fi_m„_x des objektfernen Spiegels, also des Vf rtikalspiegels, über der Zeitachse t aufgetragen. Der Horizontalspiegel δ der Umlenkvorrichtung 6 führt harmonische Schwingungen 29 aus. Während des Hin- und Rückschwingens 30 und 31 wird für die Aufzeichnung des Wärmebildes die Signallichtquelle mit Strahlung beaufschlagt. In den Umkehrintervallen des Horizontalspiegels wird der Vertikalspiegel in seinem Anstell- winkel gegenüber der Vertikalen verändert. Die Abtastung erfolgt daher mit Zeilensprüngen, die in Fi g. 4 b mit 32 bis 37 bezeichnet sind. Während der Abtastintervalle bleibt der Vertikalspiegel in Ruhe. In FIG. 4b , the angular deflection fi: fi _m " _{x 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 δ 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 angle of incidence of the vertical mirror is changed with respect to the vertical. The scanning is therefore carried out with line jumps, which are shown in FIG. 4 b with 32 to 37 are designated. The vertical mirror remains at rest during the scanning intervals.

In Fig. 4c ist die lichtempfindliche Schicht der Bildröhre wieder mit 2 bezeichnet. Durch eine Bildfeldblende 27 wird aus dem Gesichtsfeld des Wärmebildgerätes nur ein zentraler Ausschnitt flächenhaft mit dem Fernsehbild gleicher Größe überlagert und die Information zur Azimutalanzeige von einigen Graden rechts und links dieser Blende abgeschnitten. 38 stellt das Bild der Signallichtquelle dar. Das gesamte Gesichtsfeld kann mit einem Einfach- oder Mehrfach-Detektor in z. B. sechs horizontalen Zeilen, die mit 39 bis 44 bezeichnet sind, in der eingezeichneten Pfeilrichtung abgetastet werden. Die Bildfolgefrequen7 ist möglichst klein im Hinblick auf die Empfindlichkeit /u wählen. Jedoch darf sie nicht so klein werden, daß bewegte Objekte falsch 7ur Anzeige kommen und das Wärmesignal nicht mehr als Blinksignal erscheint. Damit würde die Unterscheidbarkeit gegenüber einem Störsignal verlorengehen.The light-sensitive layer of the picture tube is again designated by 2 in FIG. 4c. By means of an image field diaphragm 27, only a central section of the field of view of the thermal imaging device becomes flat superimposed with the television picture of the same size and the information for azimuthal display of some Degrees cut off to the right and left of this aperture. 38 shows the image of the signal light source. The entire field of view can be displayed with a single or Multiple detector in z. B. six horizontal lines, which are denoted by 39 to 44, are scanned in the direction of the arrow. The image repetition frequencies7 is as small as possible with regard to the Select sensitivity / u. However, it must not be so small that moving objects are displayed incorrectly and the heat signal is no more than A flashing signal appears. This would mean that it would no longer be possible to distinguish it from 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 Fig. 3b mit 18 und 19 bezeichnet wurde. Von der Signallichtqueile 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 ungeordnet, daß ihr Licht, ausschließlich über den Horizontalspiegel gelenkt, nur bei der Abtastung des jeweilieen Seitenfeldes in die zellenförmigen öffnungen 45~bzw. 46 der Bildfeldblende 27 fällt. Die zeitliche Folge von vv\zimutalanzcige links», »zentrales WärmebUd«. Azimutalanzeige rechts«, »zentrales Wärmebild·. * Azimutanzeige links« usf. erfolgt allein durch die periodische Spiegelbewegung. F.ine Umschaltung zwischen den Azimutal-Lichtquellen und den Elementen der Signallichtquelle ist nicht erforderlich. Alle Lichtquellen arbeiten ständig. Ihr Licht fallt allerdings nur zeitweilig in die BiIdblendenölTnung der Aufnahmeröhre. The azimuthal display according to FIG. 5 of a thermal target lying to the left or right of the thermal image shown occurs above or below the thermal image in one line 45 and 46 each by a separate light source with an associated collimator lens, as shown in FIG. 3b at 18 and 19 was designated. The area 47 is swept over by the signal light source. In contrast, the light sources 18 and 19 illuminate the areas 48 and 49 for the azimuth display. These light sources are so disordered that their light, directed exclusively via the horizontal mirror, only enters the cell-shaped openings 45 or, respectively, when the respective side field is scanned. 46 of the field stop 27 falls. The chronological sequence of vv \ zimutalanzcige left »,» central heat pool «. Azimuthal display on the right «,» central thermal image ·. * Azimuth display on the left «etc. occurs solely through the periodic mirror movement. It is not necessary to switch between the azimuthal light sources and the elements of the signal light source. All light sources work constantly. However, its light only falls temporarily into the aperture oil of the pickup tube.

Claims

Patent claims:

I. / ic! - and observation device with two electro-optical observation devices. of which one cmc in the mchibaren and the other one in the invisible area I mpi'imlliclikcii / unites and ilcicn tinabhiinin ·! \ onciuuiuk-r cr / ciii! te rastcriformc image signals are superimposed congruently for the purpose of display on a common display device, characterized in that the observation device (4) operating in the invisible area consists of an optical imaging system (10), a radiation detector known per se (11) and a light source (12) which is controlled in its intensity by the radiation converter and consists of an object-side deflecting device (6) which has two plane mirrors (7, 9) which are known per se and which are perpendicular to each other and which carry out oscillatory movements ( 5, 8), and that a further mirror system (15) is provided, via which the visible light radiation (14) emanating from the light source (12) and via the deflection device (6) parallel to the incident invisible radiation, but laterally offset, is guided visible light radiation (14) the entrance opening (1) of the observation device (2. 3) operating in the visible area is steered.

2. Ziel- und Beobachtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung der parallelen, seitlich versetzt geführten sichtbaren Lichtstrahlung (14) mit Hilfe eines Tripel-Spiegels (15) erfolgt.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. Ziel- und Beobachtungseinrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch die Verwendung eines Mehrfach-Detektors und einer diesem zugeordneten Mehrfach-Lichtquelle, derart, daß jede Einzel-Lichtquelle (12) von dem lageentsprechenden Detektorelement (11) gesteuert wird.3. Aiming and observation device according to claim 1, characterized by the use of a multiple detector and one of these associated multiple light source, in such a way that each individual light source (12) is controlled by the detector element (11) corresponding to its position will.

4. Ziel- und Beobachtungseinrichtung nach Anspruch !. gekennzeichnet durch die Verwendung einer ringförmig ausgebildeten Lichtquelle (12).4. Aiming and observation device according to claim! characterized by the use of a ring-shaped light source (12).

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

6. Aiming and observation equipment Claim 1. characterized in that a 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 β. 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 deflecting device (6).

S. target and observation device according to claims 5 and 6, characterized in that for the a / imutale Orientierunc light sources (18, 19) of different training can be used.

<). Target and observation university; vcinri _c | " _un! , _{n;) dl} claim I. characterized. duB da-Bv -nachtungsueriit (4) for the imsjclnkue Sirah-

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an adjustable sensitivity threshold having.

K). Aiming and observation device according to claim 1, characterized by an image sequence frequency selected in such a way that one of the two items of information presented on a common display device (i, 3) clearly stands out from the other.

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

12. Ziel- und Beobachtungseinrichtung; nach12. Aiming and observation device; after

Claim 1, characterized by a deflection of the beam path via an additional one Festi> piegel (16).

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

14. Aiming and observation device according to claim 2 and 12, characterized in that, in order to avoid vignetting, the cube-corner mirror (15) is roughly carried along during the elevation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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