DE2145959A1 - Sichtanzeige und Meßsystem für entfernte Wärmequellen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zur Fernanalyse von Strahlungsemission und insbesondere Systeme zum Abtasten und Messen thermischer Energiequellen.

Es sind verschiedene Systeme und Verfahren bekannt und in Gebrauch, mit denen entfernte Strahlungsquellen abgetastet werden können, die keine sichtbare Strahlung liefern. Die meisten dieser Systeme arbeiten auf dem Gebiet der Infrarotemission und verwenden Fokussierungs- und Abtastanlagen, die auf Infrarotenergie ansprechen. Solche Systeme reichen von relativ einfachen Punktradiometern bis zu komplexen Infrarotabtastanlagen, die eine fernsehähnliche Bildanzeige eines abgetasteten Felds liefern.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann Oppenauer BOro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Gerät zum Erzeugen einer Informationsanzeige, die wesentlich größere Bandbreite aufweist und eine inhaltsreichere Darstellung der Anzeigeinformation liefert als bisherige elektronische Abtastsysteme für thermische Energiequellen.

Bei bisherigen Abtastsystemen sind hoher Kontrast und Empfindlichkeit praktisch unvereinbar mit einem Bild, das große Bandbreite aufweist und reich an Einzelheiten ist. Für eine große Bandbreite ist eine hohe Abtastgeschwindigkeit erforderlich; je höher jedoch die Abtastgeschwindigkeit liegt, um so begrenzter ist der dynamische Bereich und um so niedriger ist der Kontrast. Für eine Anzeige, in der thermische Gradienten deutlich wiedergegeben werden, ist deshalb eine niedrige Abtastgeschwindigkeit erforderlich, etwa 4 Einzelbilder pro Sekunde oder weniger. Eine solche Anzeige flimmert jedoch erheblich, und ihr praktischer Gebrauch ist im wesentlichen auf eine statische Betrachtung der entfernten Wärmequelle beschränkt.

Für industrielle Zwecke, in denen zahlreiche elektronische oder elektrische Gerätekomponenten überwacht und abgetastet werden sollen, wodurch jene Komponenten identifiziert werden können, die eine ausgewählte Temperatur überschreiten, kann eine solche Anordnung nicht verwendet werden. Wenn die Abtastgeschwindigkeit auf 30 Bilder pro Sekunde erhöht wird, was für Fernsehwiedergaben manchmal der Fall ist, geht der Kontrast verloren, und ein Objekt, das beispielsweise um 10 ⁰F (um 5° 0) heißer als seine Umgebung ist, könnte nicht identifiziert werden. Für viele Verwendungszwecke, insbesondere in der Elektronik, ist es außerordentlich wichtig, Temperaturdifferenzen von nur wenigen Grad abtasten zu können. Die bekannten Systeme erbringen diese Leistung nur durch langsame und sorgfältige Heihenmesaungen, bei denen die zu untersuchenden Objekte langsam abgetastet werden.

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Die gegenwärtigen Infrarotabtastsysteme sind in ihrer Flexibilität und Vielseitigkeit beschränkt, da sie im allgemeinen auf feste Abtastgeschwindigkeiten festgelegt sind und einen beträchtlichen Geräteaufwand erfordern. Kennzeichnend ist auch, daß ein erster Bedienungsmann erforderlich ist, der den Sichtmechanismus lenkt und steuert, während ein zweiter Bedienungsmann die Sichtanzeige überwacht. Bei Verwendung dieses Systems sind im allgemeinen speziell hergerichtete Fahrzeuge mit spezifisch ausgelegten, komplizierten Einrichtungen und Spannungsversorgungen erforderlich.

Aufgabenstellung und Zweck der vorliegenden Erfindung werden durch ein System erfüllt, bei dem eine relativ kontrastarme aber breitbandige Anzeige eines Sichtfelds von einer kontrastreichen charakteristischen zweiten Anzeige überlagert wird. Die überlagerte Anzeige wird elektronisch erzeugt und gibt Objekte mit speziellen Eigenschaften wieder, etwa Wärmequellen mit einer spezifischen Temperatur, und zwar mindestens innerhalb eines Teils des erwähnten Sichtfelds. Ein einziger Bedienungsmann hat, wenn er durch dieses System hindurchschaut, sowohl körperliche wie räumliche Bezugswerte für die zu untersuchenden entfernten Quellen und erhält eine fehlerfreie und eindeutige Darstellung solcher Quellen mit bestimmten Strahlungseigenschafteη.

In einem spezifischen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage sind ein optisches Sichtsystem und ein Infrarotabtast- und Anzeigesystem längs im wesentlichen paralleler und benachbarter optischer Bahnen innerhalb eines kompakten Gehäuses vorgesehen. Das optische Sichtsystem liefert eine Anzeige eines ausgewählten Sichtfelds, wobei nach Wunsch neutrale Filter und Farbfilter verwendet werden können, was ein kontrastarmes Bild hoher Bandbreite darstellt. Das Infrarotabtastsystem tastet zumindest einen ausgewählten Teil

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dieses Sichtfelds ab, wobei das Signal von einer Kryogen-Kältezelle abgetastet wird, die den Bildeingang einer Abtast-Kathodens trahlr öhre steuert, die sich ebenfalls in dem Gehäuse befindet und die eine Bildwiedergabe in einer Kontrastfarbe erzeugt. Das elektronische Abtastsystem umfaßt bewegliche Elemente, die das Bildraster erzeugen. In dem hier erwähnten speziellen Beispiel tasten diese Elemente in zueinander senkrechten Richtungen ab und werden durch unabhängig voneinander veränderbare Antriebssysteme angetrieben. Die Abtastung wird an der Kathodenstrahlröhre durch die unabhängigen Antriebssysteme individuell gesteuert und erzeugt eine entsprechende Bildwiedergabe bei beliebig wählbaren Abtastgeschwindigkeiten.

Das Bildreflexionssystem, das wahlweise Licht hindurchlassende und reflektierende Elemente enthält, ist so angebracht, daß es das Bild der Anzeigeröhre dem optischen Bild überlagert, und zwar mit Punktübereinstimmung zwischen dem optischen und dem elektronisch abgetasteten Sichtfeld. In einem Bild, das Einzelheiten wiedergibt und in einem einheitlichen Farbton, etwa Rot, gehalten ist, können daher Punktquellen, die eine ausgewählte Temperatur überschreiten, als leuchtend blaue Punkte oder Flächen erscheinen. Obwohl das Infrarotabtastsystem hochempfindlich sein kann, liefern die einen Kontrast bildenden Anzeigen und das räumliche Verhältnis zwischen dem Gesamtbezugsfeld und den in der Wiedergabe erleuchteten Punkten eine außerordentlich übersichtliche Darstellung für den Betrachter. Der Bedienungsmann kannviele potentielle Quellen mit hoher Geschwindigkeit abtasten und spezielle Objekte mit bekanntem Emissionsvermögen mittels ihrer Strahlungsenergie bequem identifizieren, die von der Temperatur abhängt.

Eine Reihe weiterer Merkmale der erfindungsgemäßen Anlage sind von besonderer Bedeutung. Die Anlage ist in einem einzigen Gehäuse kompakt untergebracht und umfaßt Systemelektronik

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und Bildwiedergabe, so daß die Anlage auf einem Stativ, in einem Fahrzeug oder auf ihrer eigenen Bedienungshalterung angebracht werden kann.

Nicht nur die Abtastgeschwindigkeiten können von dem Bedienungsmann unabhängig gesteuert werden, sondern die Anlage enthält auch Verstärker-, Modus- und Schwellenwertsteuerkreise, die eine ausführliche Untersuchung der Emissionseigenschaften eines Sichtfelds oder Objekts erlauben. Hierfür sieht ein weiteres E_rfindungsmerkmal ein Bildverstärkersystem vor, das eine erste, variable Verstärkerstufe und eine zweite, variable Schwellenwert-Verstärkerstufe mit hohem Verstärkungsfaktor umfaßt. Bei der Anwendung der vorliegenden Anlage kann der Bedienungsmann gleichzeitig die lineare Verstärkung und einen von mehreren vorgegebenen Verstärkungswerten auswählen, wodurch eine Temperaturgradientenanzeige oder ein Bild erzeugt wird, das einen bestimmten Temperaturbereich umfaßt. Für eine genaue Analyse der !Temperatur einer gegebenen Quelle kann Jedoch die zweite Verstärkerstufe verwendet werden, so daß nur solche Wärmequellen, die über einem ausgewählten Temperaturniveau liegen, angezeigt werden, und zwar im wesentlichen mit gleicher Intensität. Diese eindeutige und im wesentlichen digitale Anzeige, die lediglich ja/nein-Aussagen liefert, wird für außerordentlich genaue Temperaturmessungen an entfernten Quellen verwendet.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal betrifft eine eingebaute Anzeige der Temperatur. Die vom Bedienungsmann betätigte Schwellenwertsteuerung steuert eine erleuchtete Skala, die in einer Lichtbahn vorgesehen ist, so daß ihr Bild in einen ausgewählten Teil des optischen Sichtfelds reflektiert wird und dadurch dem Bedienungsmann eine direkte Anzeige der Temperatur liefert, ohne daß er seine Blickrichtung ändern muß.

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Außerdem sind gemäß der Erfindung verbesserte Infrarotabtastsysteme vorgesehen, die hohe Empfindlichkeit und Linearität aufweisen und in ihrer Konstruktion wirtschaftlich sind. Bei Verwendung von mechanischen Abtastelementen und einer Kryogen-Kältezelle können interne Reflexionen und Streuung das Bildsignal beeinflussen. Die optische Bahn des Systems enthält ein geneigtes Siliziumfenster längs der Hauptabtastachse. Außerdem kann in die optische Bahn wahlweise ein Bandpaßfilter für das Infrarotspektrum eingeschoben werden, um den Einfluß starker äußerer Strahlung zu verringern. Außerdem kann der optische Spalt auf jener Seite eines rotierenden Lichtabtastprismas vorgesehen säin, die fern von der Detektorzelle liegt, und eine innere Reflexion des von der Zelle fern von den Prismenflächen wiedergegebenen Kaltdetektorbildes wird in den Bildverstärkern durch einen getriggerten, variablen Wellenformgenerator elektronisch unterdrückt.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal betrifft die Abtaststeuerung des Anzeigesystems. Der lineare Positionswandler ist mit einem oszillierenden Spiegel gekoppelt, der den Hauptreflektor in der Abtastbahn darstellt, und liefert ein Signal für die Abtaststeuerung in der entsprechenden Richtung der Bildwiedergabe. Die Abtaststeuerung für die andere Richtung wird durch einen getriggerten Kippgenerator gesteuert, der von einem optischen Abtastsystem betrieben wird, das auf die momentane Winkelstellung des rotierenden Prismas anspricht. Außerdem wird die Licht-Reflexionseigenschaft des Prismas genutzt, indem die Lichtquelle so angebracht wird, daß sie einen Strahl erzeugt, der dann abtastet, wenn sich die Prismenfläche verschiebt; dadurch werden Signale erzeugt, die den Anfang und das Ende einer gegebenen Zeilenabtastung durch das Prisma festlegen;

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Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen: Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Analysieren der Temperatur und anderer Strahlungseigenschaften entfernter Strahlungsquellen und umfaßt sowohl ein optisches Sichtsystem mit einem ausgewählten Sichtfeld als auch ein Abtastsystem und elektronisches Anzeigesystem, das mindestens einen T_eil des ausgewählten Sichtfelds erfaßt. Das optische System liefert eine relativ breitrandige Informationsanzeige, die ein optisches Bild mit vielen Einzelheiten aber niedrigem Kontrast darstellt, während das Abtast- und Anzeigesystem eine relativ schmalbandige Informationsanzeige liefert, die ein elektronisch erzeugtes Bild mit außerordentlich hohem Kontrast darstellt, wie es für Infrarotquellen mit bestimmten Energiewerten typisch ist. Das elektronisch erzeugte Bild weist vorzugsweise eine von dem optischen Bild abweichende Farbe auf. Die Bilder werden zur Betrachtung durch einen Bedienungsmann so einander tiberlagert, daß sie eine deutliche Anzeige und räumliche Beziehung liefern.

Es folgt nun eine Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Figur 1 ist ein kombiniertes Schaubild und Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anlage.

Figur 2 ist ein kombiniertes Blockdiagramm und Schaltschema und zeigt ausführlicher Einheiten und Elemente der Schaltung der in Figur 1 dargestellten Anlage.

Figur 3 ist ein kombiniertes Blockdiagramm und Schaltschema spezieller Schaltkreise, die in der Anordnung aus Figur 2 verwendet werden können.

Figur 4- ist eine vereinfachte Bilddarstellung einer als Beispiel dienenden Wiedergabe, wie sie die Anlage aus Figur 1 einem Beobachter liefert.

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Figur 5 ist eine vereinfachte Bilddarstellung einer anderen, als Beispiel dienenden Wiedergabe, wie sie die Anlage aus Figur 1 einem Beobachter liefert.

Figur 6 ist eine schaubildliche Darstellung eines speziellen Systemaufbaus der Erfindung.

Man "betrachte nun Figur 1, die eine Anlage für eine Bildwiedergabe ausgewählter Objekte zeigt, die sich innerhalb eines gegebenen Sichtfelds befinden.

Die Anlage verwendet zwei elektromagnetisch arbeitende Betrachtungs- oder Sichtsysteme, und zwar ein optisches System und ein elektromagnetisches Abtastsystem. Die beiden Sichtsysteme und das Anzeigesystem sind in einem Gehäuse 10 untergebracht, das ähnlich einem Fernsehkamaragehäuse ist und das aufgehängt, auf einem Fahrzeug fest oder beweglich angebracht oder aber auf einem Stativ oder seiner eigenen Halterung montiert sein kann. Die Anordnung aus Figur 1 zeigt als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein tragbares Gerät, das mit einer Signalverarbeitung, Anzeigeelektronik und tragbarer Spannungsversorgung (nicht dargestellt) versehen ist.

Ein erstes, optisches Sichtsystem befindet sich grundsätzlich innerhalb des oberen Abschnitts des Gehäuses 10. Zur Vereinfachung der Beschreibung habe das Gehäuse ein vorderes Ende, das auf das zu untersuchende Sichtfeld gerichtet ist, und ein hinteres Ende, an dem ein Bedienungsmann in einen abgeschirmten Sucher 12 durch zwei Suchokulare 13 und 14 blickt. Das erste Sichtsystem befindet sich auf einer optischen Achse, die sich vom vorderen zum hinteren Ende erstreckt. Das Sichtsystem enthält ein durchsichtiges Frontfilter 16, das zusammen mit dem Sucher ein Sichtfeld von etwa 15° x 20° überdeckt. Im vorliegenden Beispiel umfaßt die durchsichtige Frontfilterplatte 16 ein rechteckiges Rotfilter, das verschiebbar in zwei

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Schlitzen 18 auf den senkrechten, gegenüberliegenden Seiten einer rechteckigen vorderen Sichtöffnung im Gehäuse 10 vorgesehen ist. Das Filter 16 ist so gewählt, daß es sowohl die Beleuchtungsstärke als auch den Kontrast des optischen Sichtfelds verringert. Zusätzlich oder anstelle von Filter 16 können auch neutrale Filter oder andere Farbfilter verwendet werden. Das optische Sichtsystem umfaßt also ein Informationsanzeigesystem außerordentlich hoher Bandbreite, die mindestens eine Größenordnung breiter als die nominale Bandbreite von 3,58 MHz eines typischen Fernsehbilds ist. Der Betrachter sieht in dem 15° x 20° Feld sämtliche Einzelheiten, die jedoch in verschiedenen Rotschattierungen und etwas gedämpft erscheinen.

Ein zweites Sichtsystem ist ein elektronisches Abtast- und Anzeigesystem, das nur auf Infrarotstrahlung thermischer Energiequellen anspricht, die sich in einem Teil des zu untersuchenden Sichtfelds befinden. Das zweite Sichtsystem befindet sich auf einer Strahlenachse, die allgemein parallel zur optischen Achse des ersten Sichtsystems verläuft. Da die meisten der zu untersuchenden Objekte sich in ziemlicher Entfernung zum Abtaster befinden, ist diese relativ geringe seitliche Verschiebung zwischen den beiden Achsen unbedeutend. In der Praxis sind jedoch Vorrichtungen für einen Parallaxenausgleich für nahen Fokussierungsabstand eingebaut, die jedoch zur Vereinfachung der Darstellung in den Zeichnungen nicht angegeben sind. Das Sichtfeld des Infrarotabtastsystems überdeckt etwa 4° x 5° und liegt vorzugsweise in der Mitte des optischen Sichtfelds.

Die aus dem.Infrarotabtastbereich aufgenommene elektromagnetische Strahlungsenergie gelangt längs der Sichtachse durch ein Siliziumfenster 19, das sich in einem schrägen Abschnitt der Vorderseite des Gehäuses 10 befindet. Das Siliziumfenster

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wirkt als Bandpaßfilter für das gesamte IR-Spektrum (Infrarotspektrum) und filtert alle Wellenlängen aus, die außerhalb des Durchlaßbereichs von etwa 1,2-10,0 Mikron liegen. Außerdem kann der Strahlengang nach Wunsch durch ein drehbares Filter von 4 Mikron geleitet werden, das durch einen außen angebrachten Griff 21 wahlweise in den Strahlengang eingeschoben werden kann; der Handgriff 21 ist am Gehäuse 10 drehbar befestigt und enthält eine herkömmliche Arretierungsvorrichtung (nicht dargestellt). Das 4-Mikron-Filter 20 läßt nur Wellenlängen von mehr als 4 Mikron hindurch und wird dann eingeschoben, wenn hell erleuchtete Bereiche betrachtet werden, um den hierbei auftretenden Rauschpegel zu erniedrigen. Das Filter 20 befindet sich, wie dargestellt ist, längs einem reflektierten Abschnitt des IR-Strahls, so daß die, Filterfläche kleiner sein kann, als wenn sich das Filter neben dem Siliziumfenster 19 befinden würde. Ersichtlicherweise sind herkömmliche Halterungen und Montierungen sowie optische Abschirmvorrichtungen zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung der Anordnung aus Figur 1 nicht dargestellt.

Die durch das Fenster 19 hindurchtretende IR-Strahlung wird an einem Konkavspiegel 22 reflektiert, der auf einer senkrechten Stütze 24 montiert ist, die in einem Lager (nicht dargestellt) ruht, so daß der Spiegel 22 waagerecht in Querrichtung schwingen kann. Die Schwingbewegung des Spiegels 22 ist auf maximal einige Grad beschränkt und wird durch eine Schwingungs-Antriebsvorrichtung 26 hervorgerufen. Die Antriebsvorrichtung 26 enthält geeignete Nocken- oder Gestängeanordnungen, die eine Schwingbewegung erzeugen können. Der Antrieb 26 wird vorzugsweise über einen Riemenantrieb 30 mit ausgewählter Geschwindigkeit durch einen ersten Gleichstrommotor betrieben,, dessen Geschwindigkeit über einen Geschwindigkeitsregler 31 geregelt wird. Der Geschwindigkeitsregler 31 dient in herkömmlicher W_eise zur .Einstellung der Motorantriebsge-

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schwindigkeit. Die Abtastgeschwindigkeit des Spiegels 22 "beträgt in dem hier gewählten Ausfiihrungsbeispiel 10 Schwingungen pro Sekunde, erzeugt also pro Sekunde 10 entgegengesetzte Bewegungen in jeder Richtung oder insgesamt 20 waagerechte Abtastungen pro Sekunde.

Das im Infrarotabtastsystem am Konkavspiegel 22 reflektierte licht wird von einem ersten Planarspiegel 32 empfangen, der sich am vorderen Ende der Sichtachse befindet und um einen solchen Winkel geneigt ist, daß er den gebündelten Abtaststrahl im wesentlichen senkrecht zur Sichtachse ablenkt. Der Strahl wird auf einen zweiten Spiegel 34 gelenkt, der sich unter einem Winkel von etwa 45° zum Strahlengang befindet und den Strahl durch einen optischen Spalt 36 ablenkt. Zwischen dem Spiegel 34 und dem Spalt 36 können zweckmäßigerweise wegen des in diesem Bereich stark gebündelten Strahls Filterelemente (nicht dargestellt) ähnlich dem Filter 20 wahlweise eingeschoben werden. Der Spiegel 22 reflektiert ein Feldbild, das seitlich im Raum oszilliert. Das nach Durchgang durch den Spalt 36 resultierende Bild ist ein Zeilenstrahl, der aufeinanderfolgende Abschnitte des Felds darstellt.

Das rotierende achteckige Prisma 38 liefert eine Punktabtastung längs des durch den Spalt 36 gelieferten Zeilenstrahls. Dieses Prinzip wird schon seit Jahren für Hochgeschwindigkeits-Fotografie und andere Zwecke verwendet, weshalb hier auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann. Es ist jedoch ersichtlich, daß bei Änderung der momentanen Winkelstellung des Prismas 38, während eine gegebene Prismenfläche dem Spalt 36 gegenüberliegt, verschiedene Segmentlängen des Zeilenstrahls unter demjenigen speziellen Winkel gebrochen werden, der einer gewählten Ausgangsachse durch das Prisma entspricht. Auf diese Weise wird also der Zeilenstrahl abgetastet und in einen gebündelten Punktstrahl umgewandelt.

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Das achteckige Prisma wird durch einen zweiten Gleichstrommotor 40 angetrieben. In einem praktischen Ausführungsbeispiel läuft der Motor 40 mit 200 U/Sekunde und liefert 1600 Abtastungen pro Sekunde längs aufeinanderfolgender Zeilen. Ein Geschwindigkeitsregler 41 dient zur selektiven Einstellung der Geschwindigkeit des'Gleichstrommotors 40 durch Verwendung einer geeigneten Motorantriebsspannung. Wenn die Schwingungsrichtung des Spiegels 22 als waagerechte Abtastung bezeichnet wird, liefert das Prisma 38 die senkrechte Abtastung, obwohl hier die Ausdrücke "waagerecht" und "senkrecht" relativ sind und nur zur Vereinfachung der Beschreibung dienen, da das System ersichtlicherweise im beliebiger Stellung verwendet werden kann und auch die Abtastrichtungen und Bewegungen variiert werden können. Bei 20 waagerechten Abtastungen pro Sekunde am Spiegel 22 liefert dieser Abtastvorgang die Grundlage für eine Bildanzeige aus 20 Sichtfeldbildern pro Sekunde, wobei jedes Sichtfeld aus 80 Zeilen besteht.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Abtastsystem mit einer Winkelauflösung von 0,025 mm (1 mil) geschaffen. Mr Fachleute ist ersichtlich, daß auch eine Abtastung in Polarkoordinaten oder andere Formen gekrümmter oder rechtwinkliger Abtastmuster wahlweise verwendet werden können, jedoch liefert die vorliegende Anordnung ein zweckmäßiges und praktisches Abtastsystem. Insbesondere können, wie noch näher erläutert wird, die Abtastgeschwindigkeiten vollständig unabhängig gewählt werden, um eine Auswahlmöglichkeit für Bandbreite, Kontrast und Auflösung zu schaffen.

Eine Fokussierungslins.e 42 und eine Detektorzelle 44 befinden sich hintereinander längs der ausgangsseitigen optischen Achse hinter dem rotierenden Prisma 38, so daß die Detektorzelle 44,

die im vorliegenden Beispiel eine Indium/Antimon-Zelle ist,

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einen Punktstrahl empfängt. Die Zelle 44 steht mit einer Kältequelle in Wärmeaustausch, die aus einem Dewar-Gefäß 46 besteht, das flüssigen Stickstoff enthält. Bekanntermaßen wird das Eigenrauschen einer tiefgekühlten Zelle 44 beträchtlich erniedrigt und die Ansprechempfindlichkeit erhöht. Eine optische Abschirmung gegen Umgebungslicht und andere interne Lichtquellen oder Infrarotstrahlung ist normalerweise vorgesehen, aus Gründen der Vereinfachung hier jedoch nicht eingezeichnet.

Die von der Detektorzelle 44 erzeugten Signale werden an eine Folge von Bildverstärkern 48 angelegt, für die Steuervorrichtungen 50 zur Steuerung des Verstärkungsfaktors, Modus und Schwellenwerts vorgesehen sind. Die für ein bequemes Umschalten vorgesehenen Steuerhandgriffe 51 und 52, die in vereinfachter Form dargestellt sind, ragen aus dem Gehäuse 10 heraus und erlauben eine Auswahl des Verstärkungsfaktors und Modus. Ein getrennter Steuerhandgriff 54 dient zur Steuerung des Schwellenwerts. Spezielle Ausftihrungsbeispiele der Verstärker 48 und Steuerkreise 50 werden später erläutert.

Die Modus- oder Betriebsartsteuerung ermöglicht einen nichtlinearen oder linearen Betrieb; die Verstärkungssteuerung erlaubt eine Einstellung des dynamischen Bereichs.des Systems und die Schwellenwertsteuerung ermöglicht die Auswahl eines Schwellenwerts, oberhalb dem die Videokreise ansprechen. Das Ausgangssignal der Bildverstärker 48 wird an Intensitatssteuerkreisa 56 angelegt, die eine Intensitätsmodulation der Bildwiedergabe einer kleinen Kathodenstrahlröhre 58 erlauben. Der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 58 enthält einen blau leuchtenden P11 Phosphor und stellt ein getrenntes Sichtfeld dar, das dem optischen Sichtfeld überlagert wird.

Das Abtastsynchronisierungs- und Steuersystem für die Kathodenstrahlröhre 58 enthält senkrechte Abtastschaltungen 60 und

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waagerechte Abtastschaltungen 62, wobei ersichtlicherweise die verallgemeinerte Darstellung aus Figur 1 Funktionen, wie Zeitgebung, Austastung, Verstärkung und Ablenkung für das Abtasten in waagerechter und senkrechter Richtung umfaßt. Die Abtastschaltungen 60 und 62 werden unabhängig voneinander betrieben, laufen jedoch synchron mit den entsprechenden waagerechten und senkrechten Abtastmechanismen im Infrarotabtastsystem. Die tatsächliche Stellung der Abtastelemente wird festgestellt und dient zur Abtaststeuerung. Ein linearer Wandler 64 enthält einen Achsschenkel 66, der drehbar mit einem Arm 68 verbunden ist, der seinerseits an der Stütze 24 des Spiegels 22 befestigt ist. Der lineare Wandler 64 erzeugt ein Signal gemäß der jeweiligen Winkelstellung des Spiegels 22, wobei höhere Frequenzkomponenten des Signals im Filterkreis 70 eliminiert werden. Das gefilterte Signal wird an die waagerechten Abtastschaltungen 62 angelegt. Vorverstärker, die in Verbindung mit dem Wandler verwendet werden können, sind zur Vereinfachung nicht dargestellt.

Die senkrechten Abtastschaltungen sprechen auf die Signale "Ein" und "Aus" an, die zur Festlegung der Winkelstellungen für Abtastanfang und Abtastende erzeugt werden, und zwar jedesmal dann, wenn eine Prismenfläche des Prismas 38 an einer ausgewählten Abtastposition vorbeiläuft. Eine Lichtquelle 72, die durch eine hier als Batterie 73 dargestellte Spannungsquelle betrieben wird, ist über einen Spalt 76 und eine Sammellinse 78 auf einen geneigten Spiegel 74 gerichtet. Der Spiegel 74 bildet mit der Ebene des Prismas 38 einen Winkel von 45° und lenkt das Licht der Quelle 72 auf die benachbarte Fläche des Prismas 38. Wenn die benachbarte Prismenfläche parallel zum Spiegel 74 verläuft, wird das Licht an der Fläche reflektiert und auf dem gleichen Weg zurückgelenkt. Die Reflexion tritt dadurch auf, daß das Prisma, das zwar durchlässig für Infrarotstrahlung ist, praktisch sämtliche Strahlungsenergie im sichtbaren Spektrum jedoch reflektiert. Wenn sich die

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Winkelstellung des Prismas' 38 so ändert, daß Licht vom Spiegel 74 nicht direkt auf die benachbarte Fläche in genau senkrechter Richtung auftr.i.f f't, wLrd das Licht durch die Neigung der reflektierenden Prismenoberfläche zur einen oder anderen Seite des Spiegels 74 abgelenkt. Die nach rechts und links gerichtete Verschiebung des Lichtstrahls erregt seitlich angebrachte Photozellen 80 und 82, die beide in einer gemeinsamen Ebene mit dem Spiegel 74 und der Lichtquelle 72 liegen, wobei sich das Prisma 38 in der eingezeichneten Richtung dreht. Das in der Anordnung aus Figur 1 nach links reflektierte Licht fällt auf die erste Photozelle 80, und zwar unter einem ausgewählten Winkel, den die Stellung des optischen Unterbrecherspalts 84 festlegt. Der Spalt 84 kann selbstverständlich seitlich zur Sichtbahn verschoben werden, wodurch die Position geändert wird, bei der das Signal "Ein" erzeugt wird. Die gegenüberliegende Photozelle 82 ist daher für das "Aus"-Signal zuständig. Ein dazwischen befindlicher optischer Spalt 86 ist in ähnlicher W_eise justierbar, um die genaue Stellung festzulegen, in der ein Signal an der Photozelle 82 erzeugt wird. Diese Ein- und Aussignale werden den Senkrechten Ablenkschaltungen 62jzugeführt, wie noch näher erläutert wird.

Das Anzeigesystem überlagert die Anzeige der Kathodenstrahlröhre 58 einem optischen Bild, das nur im rechten Suchokular erscheint. Obwohl die Anzeige durch weitere Vorrichtungen beiden Augen dargeboten werden könnte, ist diese Anordnung, da das rechte Auge im allgemeinen vorherrscht, bequem und ausreichend. Auch hier sind Abschirmvorrichtungen für die durch die Kathodenstrahlröhre 58 dargestellte Lichtquelle und weitere interne Strahlungsquellen und optische Sensoren nach Wunsch vorgesehen, wurden jedoch zur Vereinfachung der Beschreibung fortgelassen. Das von der Röhre 58 erzeugte Bild nacheinander durch zwei geneigte Spiegel 88 und 90 über dazwischen befindliche Kollimatorlinsen 89 in eine Bahn abgelenkt, die sich

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auf gleicher Ebene mit dem Sucher 12, jedoch senkrecht zur optischen Achse des ersten Sichtsystems befindet. Die Kollimatorlinsen 89 verschieben den Bildschirm der Röhre 58 scheinbar nach Unendlich. Ein zweifarbiges Element 92 liegt unter einem Winkel von 45° im Strahlengang
tet zum rechten Suchokular 14.

Winkel von 45° im Strahlengang des Bildes, und zwar ausgerich-

Das zweifarbige Element 92 ist ein Gelbfilter, das rotes Licht vom ersten Sichtsystem hindurchläßt, aber blaues Licht der Kathodenstrahlröhre 58 reflektiert, Ein zur Kompensation dienendes zweifarbiges Element 93 befindet sich als Ausgleich für die Lichtpegel im Strahlengang des linken Okulars 13. Der Beobachter sieht also eine blaue Bildwiedergabe der Kathodenstrahlröhre 58, die einem roten Bild überlagert ist, das vom ersten Sichtsystem geliefert wird. Die Sichtsysteme, deren Gebrauch noch im einzelnen erläutert wird, sind so zueinander in Beziehung gesetzt, daß eine direkte Positionsübereinstimmung zwischen Punkten im Sichtfeld des optischen Systems und des Abtast- und Anzeigesystems herrscht.

Außerdem wird eine getrennte Bezugsanzeige im Sucher erzeugt, und zwar wiederum im rechten Okular allein. Diese Bezugsanzeige stellt eine Markierung auf einer Skala 94 dar, die durch den Handgriff 54 zur Schwellenwertsteuerung eingestellt wird, wenn die Bedienungsperson den Handgriff betätigt. Wenn der Griff 54 gedreht wird, ändert die dadurch erzeugte Verstellung eines Schwellenwert-Potentiometers oder eines anderen Justierelements, das mit dem Griff 54 verbunden ist, die Position der Skala relativ zu einer zentralen Bezugsnadel (nicht dargestellt) oder einem anderen geeigneten Zeiger. Die Skala 94 wird durch eine Lampe 96 erleuchtet, die durch eine Batterie 98 betrieben wird. Die Lampe 96 ist so zum ersten schrägen Spiegel 100 angebracht, daß ihr Licht in senkrechter Richtung zur Betrachtungsachse des Okulars 14 durch die KoIliniatorlinse

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101 hindurchfällt. Ein zweiter, kleiner Spiegel 102 befindet sich so im Sichtfeld des Okulars 14, daß das Bild der Skala als separate Anzeige dem optischen Bild überlagert wird, so daß die Temperatur oder eine andere Meßgröße dem Bedienungsmann direkt und deutlich angezeigt wird.

Weitere Einzelheiten eines speziellen elektronischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es für die Anlage aus Figur 1 verwendet werden kann, ist in dem kombinierten Blockdiagramm und Schaltschema aus Figur 2 gezeigt. Einheiten aus Figur 2, die direkt den in Figur 1 gezeigten Elementen entsprechen, tragen die gleichen Bezugsziffern, jedoch zeigt Figur 2 wesentlich mehr Komponenten und Funktionseinheiten. Elemente der Spannungsversorgung sind nur in Verbindung mit speziellen schematischen Schaltkreisen gezeigt.

In der Bildsignalkette werden die an der Detektorzelle 44 abgenommenen Signale zuerst einem Vorverstärker 104 und dann nacheinander einem ersten Bildverstärker- und Schwellenwertkreis 106 und einem zweiten Bildverstärker 108 eingespeist. Von dort gelangen sie zum Strahlintensitätseingang 110 der Intensitätssteuerung 56, die mit der Kathodenstrahlröhre 58 verbunden ist. Am ersten Bildverstärker 106 kann vom Bedienungsmann eine Auswahl verschiedener Funktionen und gegenseitiger Beziehungen durch Betätigen eines Modusschalters 112, eines Verstärkungsschalters 114 und eines Schwellenwert-Steuerschalters 116 getroffen werden. Der Modusschalter 112 und der Verstärkungsschalter 114 haben in der hier gezeigten, vereinfachten Darstellungsweise nur einen Einzelleiter, in Wirklichkeit wird jedoch eine von mehreren verschiedenen Einstellungen gewählt. Die in vereinfachter Form dargestellte Schwellenwertsteuerung 116 ist ein getrennt einstellbarer Widerstand, obwohl ersichtlicherweise jedes geeignete andere einstellbare Gerät verwendet werden kann. Wie in dem noch näher zu erläuternden spezifischen

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Beispiel angeführt ist, kann die Schwellenwertsteuerung 116 in der Praxis ein in der Schaltung 106 enthaltenes Element sein.

Der erste Bildverstärker- und Schwellenwertkreis 106 spricht außerdem auf ein Signal von einem getriggerten Wellenformgenerator 117 an, der die waagerechten Austastsignale empfängt. Einzelheiten dieses Generators 117 werden noch näher erläutert.

Allgemein kann das Bildsignal vom Detektor 44 sowohl in geeigneten Breitbandgeräten verstärkt werden, und zwar linear oder nicht-linear, als auch variabel bezüglich Schwellenwert und Verstärkungsfaktor eingestellt werden. Im nicht-linearen Abschnitt oder "Schwellenwertbetrieb" und bei gegebener Einstellung der Schwellenwertsteuerung 116 werden sämtliche Eingangssignale mit einer niedrigeren Amplitude als ein aufgestellter Bezugswert effektiv abgeblockt. Signale oberhalb dieses Amplitudenwerts werden nicht-linear verstärkt, und zwar mit einem hohen Verstärkungsfaktor auf einen ausgewählten maximalen Wert. Auf diese Weise erzeugt im nicht-linearen Betriebsmodus jedes abgetastete Signal oberhalb des Schwellenwerts eine hohe Strahlintensität an der Kathodenstrahlröhre, wogegen der lineare Betriebsmodus eine Anzeige mit abgestuften Intensitäten schafft.

Das vom linearen Wandler 64 erzeugte waagerechte Abtastsignal wird nach Durchgang durch die Filterschaltung 70 an den waagerechten Ablenkverstärker 118 angelegt, der die waagerechten Abtastelemente 119 steuert, die sich in den waagerechten Abtastschaltungen 60 befinden. Die waagerechten Abtastelemente 119 können elektrostatische oder magnetische Ablenkelemente für die Kathodenstrahlröhre 58 sein. Eine waagerechte Ablenkung des Strahls der Kathodenstrahlröhre 58 ist deshalb direkt von der momentanen Winkelstellung des Spiegels 22 abhängig. Es sollte erwähnt werden, daß die Bezeichnung "waagerecht" sich

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auf die Plazierung der aufeinanderfolgenden Abtastzeilen und nicht auf die Abtastung längs der Zeilen selbst bezieht, die hier als senkrechte Abtastung bezeichnet ist. Das Positionssignal von der Filterschaltung 70 wird außerdem an Bildaustastungs- und Ablenktaktzeitschaltungen 120 angelegt, die die Ablenksignale für die einzelnen Zeilen und die waagerechten und senkrechten Austastsignale erzeugen.

Das Signal von der Filterschaltung 70 wird beispielsweise an die eine Seite eines zweipoligen ersten Operationsverstärkers angelegt, der beispielsweise ein Verstärker "Motorola Typ MC 11CG" sein kann. Der lineare Wandler 64 kann beispielsweise ein Gerät sein, das bei einer zentralen Position ein Nullsignal liefert und bei Abweichungen in den beiden Richtungen Signale entgegengesetzter Polarität erzeugt. Andererseits kann der Wandler auch amplituden- oder frequenzmodulierte Signale erzeugen, die dann durch Demodulatoren (nicht dargestellt) in Phase gebracht v/erden. Die Eingangsleiter sind daher sowohl mit dem Plus ( + ) als auch mit dem Minus (-) Eingang des einen Endes des ersten Operationsverstärkers 122 verbunden, während die (+) und (-) Eingänge des anderen Endes an einen Bezugssignalkreis angeschlossen sind, der ein Widerstandsnetzwerk 124 aus zwei Potentiometern 125 und 126 enthält.

Die Potentiometer 125 und 126 sind er. ihrem Mittelabgriff geerdet und an ihren gegenüberliegenden Enden mit Spannungsquellen entgegengesetzter Polarität verbunden. Die Einstellungen der Potentiometer 125 und 126 bestimmen daher die Bezugswerte für positive und negative Eingänge. Der erste Operationsverstärker 122 liefert also keinen Ausgang, wenn das Eingangssignal am ersten Ende im mittleren Amplitudenbereich liegt, den die Grenzbezugswerte definieren. An den Grenzen maximaler Auslenkung des Spiegels 22 oder auf Wunsch an anderen Grenzwerten, die durch die Einstellung der Bezugs-

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potentiometer 125 und 126 "bestimmt werden, übersteigt das Eingangssignal am ersten Ende des Verstärkers 122 den Bezugswert, wodurch das waagerechte Austastsignal für den zweiten Bildverstärker 108 erzeugt wird.

Die Bildaustastungs- und Taktzeitablenkschaltung 120 enthält ebenfalls einen "Einsehalt"-Signalkanal 130,der schematisch dargestellt und mit einer "i3inschalt"-Photozelle 80 verbunden ist, und einen "Ausschalt"-Signalkanal 132, der gleich dem Kanal 130 sein kann. Der Kanal 132 ist in vereinfachter Darstellungsweise mit der "Ausschalf'-Photozelle 82 verbunden.

Ein .Einschaltpuls vom Signalkanal 130 setzt einen bistabilen Multivibrator 134, der das Abtastintervall einleitet, wogegen ein Ausschaltpuls vom Signalkanal 132 den bistabilen- MuItivibratoi 134· riicksetzt, und zwar über eine Diode 136, die in einem ODER-Kreis verwendet wird, wie noch näher erläutert wird.

Der bistabile Multivibrator 134 kann ein Gerät "Motorola Typ MC 802G" sein, der im rückgesetzten Zustand ein positives Ausgangssignal liefert, das als Haüptausgangssignal für die senkrechte Abtastung verwendet wird. Eine ausführliche Beschreibung der Schaltung und ihrer Punktionen ist hier zur Vereinfachung fortgelassen, außerdem sind für diesen Zweck zahlreiche andere und ähnliche Schaltungen erhältlich. Das Eingangssignal für den Multivibrator läuft zuerst durch zwei Transistorverstärker 135 und 136 an den einen Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 138, dessen zweiter Eingang auf einem Bezugspotential liegt. Das Eingangssignal wird in einer geeigneten Schaltung, die einen Widerstand 140 und einen Kondensator 141 enthält, differenziert, wodurch ein scharfer Eingangspuls hoher Amplitude erzeugt wird. Das Ausgangssignal vom Verstärker 138 wird dem Setzeingang des bistabilen Multivibrators 134 eingespeist.

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Der Ausgang des bistabilen Multivibrators 134, der dem Rücksetzeingang entspricht, ist mit "Q bezeichnet und wird als senkrechtes Austastsignal an den zweiten Bildverstärker 108 angelegt. Das gleiche Signal wird außerdem dem Ablenkgeneratorkreis 144 zugeführt und läuft in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Inverter 146, der hauptsächlich dazu dient, das Ablenksignal von dem senkrechten Austastsignal zu unterscheiden (dabei ist ersichtlich, daß der Ablenkgeneratorkreis 144 auch dann freigegeben werden kann, wenn das senkrechte Austastsignal ausgeschaltet ist).

Der Ablenkgeneratorkreis 144 erzeugt eine übliche Dreieckwelle, die von einem Anfangsniveau aus linear bis auf einen Endwert ansteigt, der von der Dauer des Ablenktaktzeitsignals abhängt. Um zu verhindern, daß das Ablenksignal ohne Unterbrechung andauert, falls der Ausschaltpuls nicht abgetastet wird oder nicht richtig eingestellt ist, wird das Ablenksignal über eine Zenerdiode 148 und eine Steuerdiode 150 zum Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 134 rückgeführt. Der Ausgangssignalpegel des Ablenkgeneratorkreises 144, der den Sperrwiderstand der Zenerdiode 148 überwindet, schafft einen positiven Puls, der den Multivibrator 134 rücksetzt und die Ablenkung beendet. Das Ablenksignal wird außerdem an einen senkrechten Ablenkverstärker 152 und an senkrechte Ablenkkomponenten 154 angelegt, die sich in der mit der Kathodenstrahlröhre 58 verbundenen senkrechten Abtastschaltung 60 befinden.

Der Wellenformgenerator 117, der erste Bildverstärker- und Schwellenwertschaltkreis 106, der Modusschalter 112, der Verstärkungsschalter 114 und die Schwellenwertsteuerung 116 sind schematisch in Figur 2 gezeigt. Wenn die Schaltung in einer Anordnung verwendet wird, wie sie Figur 6 zeigt, werden die vom Photozellenvorverstärker 104 und vom Wellenformgenerator 117 abgenommenen Signale über entsprechende Summierwiderstände 162 und 164 an eine Summierverzweigung 160 angelegt.

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Im ersten Bildverstärker- und Schwellenwertkreis 106 dient ein Vierpoliger Fünffacheehalter 166, dessen Pole mit 166A, 166B, 166C und 166D bezeichnet sind, dazu, die Schaltungsverbindungen für die Betriebsarten Testversuch, linearer Betrieb und nicht-linearer Betrieb (auch Schwellenwertmodus genannt) zu schaffen. Ein Bildverstärkungsschalter 168 im Rückkopplungszweig des ersten Operationsverstärkers 170 erlaubt einen Betrieb bei verschiedenen Ansprechempfindlichkeiten für die Temperatur. Das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers 170 dient entweder als Ausgangssignal vom Schaltkreis 106 oder aber als Eingang für einen zweiten Operationsverstärker 172, der einen mit einem herkömmlichen Hückkopplungskreis verbundenen einstellbaren Widerstand 174 enthält. Beide Operationsverstärker 170 und 172 können ECA-integrierte Schaltkreise vom Typ CA 3030 sein mit doppelten Eingängen + und - . Einfachheits- und vollständigkeitshalber sind die tatsächlichen Verbindungen jeder dieser verschiedenen Verbindungsklemmen (2, 3, 4, 6, 10, 11, 12 und 13) dieser Schaltung speziell eingezeichnet. Verschiedene !Compensations- und Schutzschaltungen, die in Verbindung mit dieser Anordnung verwendet werden, sind ebenfalls dargestellt. Der erste Operationsverstärker 170 liefert je nach Einstellung des Bildverstärkerschalters 168 für ein Eingangssignal eine im wesentlichen lineare Verstärkung mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren, um einen speziellen Temperaturbereich zu überdecken. Die Bezeichnung "im wesentlichen linear" bedeutet nicht, daß exakte Linearität erreicht wird, zumal auf getrennte Eichkurven für jede Verstärkungseinstellung Bezug genommen wird, wenn spezifische Temperaturmessungen gemacht werden sollen.

Wenn der zweite Operationsverstärker 172 mit dem ersten Verstärker 170 in Serie geschaltet ist, werden solche Signale der ersten Stufe, die über einem ausgewählten Schwellenwert liegen, den die Einstellung des Schwellenwertpotentiometers

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174 festlegt, mit hohem Verstärkungsfaktor verstärkt. Ein Bedienungsmann kann somit die Schwellenwerteinsteilung justieren, während er eine spezielle Anzeige betrachtet, so daß er, wenn eine plötzliche Änderung zwischen "beleuchteten und nicht "beleuchteten Objekten auftritt, die Temperatureinsteilung im Sucher ablesen kann.

Diese verschiedenen Zwischenverbindungen der Operationsverstärker 170 und 172 werden in jeder der fünf Betriebsarten verwendet, die vom Modusschalter 166 eingestellt werden können.

In der Schalterstellung Nr.1 des Modusschalters wird die Verbindung für das von dem Photozellenverstärker und der Summierverzweigung 160 abgenommene Eingangssignal am ersten und am zweiten Pol 166A und 166B unterbrochen. Der Signaleingang für den ersten Operationsverstärker 170 ist über zwei Serienwiderstände geerdet, wobei der Eingang auf einem Bezugswert gehalten wird. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers 170 wird über einen dritten Pol 166C über einen zweipoligen Doppelschalter 176 an einen "Bildtesf'-Ausgang angelegt, wobei der Schalter 176 in dieser Betriebsart auf "Test" eingestellt ist, um ein Signal für Eichungs- und Justierzwecke zu erhalten.

Bei der zweiten Positionseinstellung des Modusschalters 166 wird das Eingangssignal über den ersten Pol 166A an den Signaleingang des ersten Operationsverstärkers angelegt, dessen Ausgangssignal über den dritten Pol 166C über die auf "Betrieb" geschaltete Stellung des Schalters 176 dem zweiten Bildverstärker 108 zugeführt wird. In dieser Betriebsart wird das Bildeingangssignal an den negativen Eingang angelegt, und das eine "heiße" thermische Energiequelle darstellende Signal wird invertiert, so daß es in der Anzeige dunkel erscheint. Das Bildsignal wird mit einer als "normal" zu bezeichnenden Verstärkung verstärkt, wobei der Verstärkungsbereich über die Einstellung

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des Bildverstärkungssehalters 168 gewählt wird. Für die nicht angeschlossene Verstärkungsposition dieses Schalters beträgt der Verstärkungsfaktor etwa 4. Bei nacheinander abnehmenden Widerstandswerten betragen die Einstellungen, wie der Bildverstärkerschalter 168 zeigt, nacheinander die Werte 8, 25, 50, 100, 225 und 400.

Bei der dritten Einstellung des Modusschalters 166 wird der zweite Operationsverstärker 172 mit dem ersten Verstärker in Serie geschaltet, ohne daß der zweite Operationsverstärker 172 invertiert wird, so daß die heiße thermische Energiequelle wiederum dunkel erscheint. Diese Betriebsart ist jedoch nichtlinear, d. h. Schwellenwertmodus, so daß die Verstärkung erheblich größer ist und der ausgewählte Schwellenwert definiert wird. Die Ausgangssignale des vierten Pols 166D werden zum dritten Pol 166C zurückgeführt und dann über die "Betrieb-Stellung des Schalters 176 dem zweiten Bildverstärker eingespeist,

Die vierte und fünfte Position des Schalters 166 entsprechen der schon für die Betriebsart zwei und drei beschriebenen normalen und verstärkten Betriebsart, jedoch werden hier die Eingangssignale einer Klemme für den zweiten Pol 166B zugeführt und an den + Eingang des ersten Operationsverstärkers 170 angelegt, so daß die Signale invertiert werden und eine heiße thermische Energiequelle als heller Punkt auf der Anzeige erscheint.

In den Wellenform-Kompensationskreisen 117 wird das senkrechte Austastsignal als Eingang für einen ersten Transistorverstärker 180 verwendet, der einen Abstimmkreis 182 mit einer einstellbaren Spule 184 parallel zu einem Kondensator 185 und Widerstand 186 in der Kollektorbahn enthält. Der Abstimmkreis 182 arbeitet in Verbindung mit dem Transistor 180 als Blockieroszillator und erzeugt einen Sinuswellenausgang mit einer

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halben Sinuswelle, deren Periode durch die Einstellung der Spule 184 "beschränkt wird. Die Dauer dieser Halbsinuswelle wird so gewählt, daß sie im wesentlichen der Abtastzeit für eine einzelne Zeile entspricht. Das Signal wird dann in zwei Serientransistoren 188 und 190 verstärkt und an einen Ausgangstransistor 192 angelegt, der ein Schwellenwertpotentiometer 194 im Basiskreis und ein Amplitudenpotentiometer 196 im Emitterkreis enthält. Eine Begrenzerdiode I98 ist mit dem Schwellenwertpotentiometer 194 in Serie geschaltet, das durch einen Kondensator 199 nebengeschlossen wird.

Die Sinuswellen des zweiten Serien-Transistorverstärkers werden durch einen integrierenden Kondensator 199 zu einer etwa dreieckigen Wellenform linearisiert. Die Einstellung des Schwellenwertpotentiometers 194 bestimmt die Betriebsgröße der Begrenzerdiode I98 und das Abschneiden der Spitze der Wellenform. Der Ausgangstransistor 192 ist als Emitterfolger geschaltet, und die Einstellung des Amplitudenpotentiometers 196 sorgt für die Beibehaltung der allgemeinen Form des Eingangssignals, stellt jedoch die Amplitude der Ausgangswelle auf einen gewünschten Wert ein.

Die kompensierende Wellenform wird in Verbindung mit der in Figur 1 gezeigten Anordnung des Infrarotabtastsystems verwendet. Wie im Zusammenhang mit jenem System schon beschrieben wurde, befindet sich der Spalt 36 auf jener Seite der Indium/Antimon-Zelle 44, die vom Siliziumprisma 38 fort gerichtet ist. Die optische Bahn durch das Prisma 38 zur Zelle 44 liegt normalerweise in der Ebene einer der Prismenflächen, jedoch nur während eines kurzen Augenblicks, solange eine gegebene Prismenfläche durch den Lichtstrahl bewegt wird. In diesem Augenblick "sieht" jedoch die Zelle 44, die auf einer tiefen Temperatur gehalten wird, tatsächlich ihr eigenes Bild. Während anderer Stellungen der gegebenen Prismenfläche außerhalb der Normalstellung

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sieht die Zelle einen geringeren Anteil ihres eigenen Bildes. Daraus ergibt sich eine relative langzeitabweichung oder Ablenkung des Eingangs!)ildsignals, die mit einer Verschiebung des Gleichspannungsniveaus verglichen werden kann, und zwar mit einer Spitze in der Mitte einer Abtastzeile. Es sind Systeme bekannt, bei denen für nötig befunden wurde, in Bezug auf die Detektorzelle ein Prisma vor dem Spalt zu verwenden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die wiederholte Ablenkung des Bildsignals für jede Zeilenabtastung effektiv durch den getriggerten Wellenformgenerator 117 kompensiert, der eine Wellenform geeigneter Amplitude und mit geeigneter Zeitkonstante erzeugt, die an der Summierverzweigung 160 (Figur 3) mit dem Eingangssignal kombiniert wird.

Zur Einstellung des Wellenformgenerators 117 aus Figur 2 richtet der Bedienungsmann das Abtastsystem auf eine im wesentlichen konstante Energiequelle und beobachtet die Zeilenabweichung auf der Fläche der Kathodenstrahlröhre 58. Dann kann jede Zeilenabtastung linearisiert werden, ohne das Eingangsbildsignal zu beeinflussen, indem die Dauer der von dem Abstimmkreis 182 in Verbindung mit dem Transistor 180 erzeugten Sinuswelle, sowie der vom SchwBllenwertpotentiometer 194 gesteuerte Begrenzerwert und das vom 'Amplitudenpotentiometer 196 bestimmte Ausgangsniveau eingestellt werden.

Die Arbeitsweise der Anlage aus Figur 1 und 2 liefert eine deutliche Informationsanzeige der thermischen Energieverteilung eines gegebenen Sichtfelds. Wenn die Abtast-Antriebsmotoren und 40 (Figur 1) auf eine Abtastgeschwindigkeit von 20 Feldern pro Sekunde und 80 Zeilen pro Feld eingestellt sind und wenn der Schwellenwert-Steuerhandgriff 54 (Figur 1) eingestellt ist, dann liefern die Schwellenwertsteuerung 116 für den ersten Bildverstärker und die Schwellenwertschaltung 106 (Figur 2) eine bestimmte Bezugstemperatur. Außerdem soll die Anlage im Schwellenwertmodus arbeiten. Der durch den Sucher 12 blickende

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Bedienungsmann kann dann ein optisches Sichtfeld untersuchen, dem vorzugsweise im Zentrum ein Infrarotfeld überlagert ist. Die Verstärkung der waagerechten und senkrechten Ablenkverstärker 118 und 152 wird so eingestellt, daß eine Punktquelle im Infrarotfeld an der gleichen Stelle wie im optischen Feld erscheint. Bei der Betrachtung durch den Sucher liefert also die im optischen PeId dargebotene breitbandige und an Einzelheiten reiche· Informationsanzeige einen räumlichen Bezug und Hintergrundinformation. Der durch das Filter 16 eingebrachte rote Farbton verringert nicht die Bildfeinheit, obwohl das optische Feld bei einer beträchtlichen Verringerung der Intensität visuell nicht vorherrscht. Dafür kennzeichnet der kontrastierende helle Blauton, der in der Anzeige des Infrarotabtastsystems erzeugt wird, alle thermischen Energiequellen, deren Strahlungsniveau über einem ausgewählten Schwellenwert liegt.

Der Bedienungsmann beobachtet durch die Suchokulare 13 und das optische Sichtfeld, das über das Rotfilter 16 übertragen wird. Die elektromagnetische Energie im Infrarotbereich innerhalb des kleinen Sichtfelds wird über das Siliziumfenster 19 und wahlweise über das 4-Mikron-Filter 20 übertragen. Das kleine zentrale Sichtfeld wird durch die Kombination aus dem Spiegel 22 und dem Prisma 38 waagerecht und senkrecht abgetastet. Es sollte erwähnt werden, daß das Bildraster kein übliches Fernsehraster ist, sondern daß aufeinanderfolgende Felder abwechseln, wobei die Anzeigezeilen in dem einen Feld nach rechts und dann im nächsten Feld nach links wandern, was mit der oszillierenden Bewegung des Spiegels 22 zusammenhängt. Es können auch Polarkoordinaten und gekrümmte oder andere Abtastsysteme verwendet werden. Bei 20 Feldern pro Sekunde und bei Verwendung eines Phosphors mit mäßigem Nachleuchten erscheint die Anzeige auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 58 flimmerfrei. Diese Anzeige wird über die Spiegel

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88 und 90 und dann über das zweifarbige Element 92 in den Sucher reflektiert und dort dem optischen Bild überlagert, das in der Praxis auf Unendlich eingestellt ist. Gleichzeitig wird die Einstellung des Schwellenwert-Steuerhandgriffs 54 durch Einblenden des Bezugsabschnitte der Skala 94 im rechten Suchokular 14 überlagert.

Typische Anzeigen, wie sie dem Beobachter dargeboten werden, sind in Figur 4 und 5 gezeigt. In dem einen Abschnitt des optischen Felds erkennt man den Temperatursucher, der die Ablesung der Schwellenwerteinstellung wiedergibt, die zur Temperaturabtastung gewählt wurde. Das auf der Kathodenstrahlröhre 58 dargestellte Infrarotfeld hat keine bestimmten Grenzen, ist jedoch für Vergleichszwecke durch gestrichelte Linien eingezeichnet. In diesem Feld erscheinen thermische Energiequellen, deren Strahlungsniveaus über dem Schwellenwert liegen, als erleuchtete Objekte. Wenn die Anlage im nicht-linearen Betrieb arbeitet, haben alle Teile des "heißen" Körpers praktisch die gleiche Beleuchtungsstärke, um die "Suchfunktion" bequemer ausführen zu können. Bei linearer Verstärkung sind die Temperaturabstufungen erheblich linearer. Ein Ausfiltern des Infrarotbandes und die nicht-lineare Betriebsart werden bevorzugt, wenn hohe Umgebungsstrahlung herrscht.

Die Ansicht aus Figur 4 zeigt eine typische Gruppe dreier öl- oder wassergekühlter Transformatoren in Verbindung mit einer herkömmlichen Hochspannungsleitung, wobei die beiden linken Leiter in der Zeichnung stark erhitzt sind und daher über dem gewählten Schwellenwert liegen. Diese Transformatoren sind daher im Sichtfeld erleuchtet (und erscheinen in Figur leer). Diese Transformatoren stehen im Gegensatz zum rechten Transformator, der im Hintergrund unterzutauchen scheint.

Wie weiterhin Figur 5 zeigt, kann das Ausströmen aus zwei Schornsteinen abgetastet werden, und die Darstellung aus Figur

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zeigt den sich dabei ergebenden Bildausschnitt in einer erfindungsgemäßen Anlage. Die Temperatur der ausströmenden Gase kann gemessen werden, und Leckpunkte längs der Schornsteine können durch Sichtuntersuchungen festgestellt werden.

JEs sollte hier erwähnt werden, daß Anlagen gemäß der vorliegenden Erfindung eine vorteilhafte Kombination aus einer relativ breitbandigen optischen Anzeige und einer relativ schmalbandigen elektronisch erzeugten Anzeige des gleichen Felds verwenden, wodurch die Nachteile bisheriger Infrarotabtastsysteme beseitigt und eine deutliche Information geschaffen werden kann.

Im Gegensatz zur Bandbreite eines typischen Pernsehsystems, die sich nominell etwa auf 4 MHz beläuft, besitzt das kontrastarme, aber an Einzelheiten reiche optische Sichtfeld eine erheblich größere Informationsbandbreite. Infrarotabtastsysteme haben Bandbreiten von etwa 160 kHz oder weniger und liefern Bilder mit begrenztem Informationsinhalt. Mit dem vorliegenden System kann ein Bedienungsmann jedoch wichtige Objekte sehr rasch orten und abtasten, während er gleichzeitig eine informationsreiche Infrarotanzeige beobachtet. Thermische Energiequellen sind im optischen Gesichtsfeld räumlich orientiert und können deshalb bequem identifiziert werden, insbesondere durch starken Farbkontrast. Außerdem lassen sich die ausgewählten thermischen Energiequellen in binärer oder unzweideutiger Weise identifizieren und anzeigen, d. h. sie werden entweder als vorhanden oder nicht vorhanden dargestellt, was von dem eingestellten Schwellenwert abhängig ist. Daher kann eine relativ niedrige Abtastgeschwindigkeit von 30 pro Sekunde oder weniger im Infrarotabtastsystem.verwendet werden, wodurch hohe Empfindlichkeit erreicht wird, ohne durch Änderung des Sichtfelds eingeschränkt zu sein.

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Bekanntermaßen messen Infrarotinstrumente, die auf Strahlung innerhalb einer gegebenen Bandbreite ansprechen, die gesamte Strahlungsemission der innerhalb des Sichtfelds befindlichen Objekte. Die Strahlungsemission ändert sich in direktem Verhältnis mit dem Emissionsvermögen des Objekts bei der betreffenden Wellenlänge und ist eine Funktion der Temperatur des Objekts. Wenn das Emissionsvermögen eines Objekts bekannt ist, kann die Temperatur durch Messung der Strahlungsemission bestimmt werden. Wenn zwei oder drei ähnliche Objekte nahe beieinander liegen und jedes Objekt angenähert das gleiche Emissionsvermögen hat, läßt sich ein Unterschied in ihrer Strahlungsemission als ein Temperaturunterschied deuten. Im allgemeinen kann sich ein Bedienungsmann mit den Emissionsvermögen einiger wesentlicher Objekte rasch vertraut machen: z. B. Fleisch, mit Farbe gestrichene Flächen, blankes Metall etc. Diese Kenntnis erlaubt einem Bedienungsmann eine Beurteilung, die ihm auf alle Fälle die Möglichkeit gibt, die Temperatur dieser Objekte mit guter Annäherung zu bestimmen. Wenn das Emissionsvermögen eines Objekts vollständig unbekannt ist, läßt sich trotzdem die relative T_emperatur mehrerer gleichartiger Objekte noch bestimmen. Wenn das genaue Emissionsvermögen bekannt ist, läßt sich auch die Temperatur genau messen.

In einem praktischen Anwendungsbeispiel einer speziellen Ausführungsform der Erfindung beträgt die Bandbreite des Infrarotabtastsystems etwa 160 kHz, wobei die Winkelauflösung des Systems bei etwa 0,025 mm (1 mil) liegt. Eine solche Auflösung ist größer als die mit typischen Kathodenstrahlröhren erreichbare. Die besondere Anordnung dieses Systems innerhalb eines einzigen Gehäuses erlaubt einem Bedienungsmann, ein weites Feld abzutasten oder sich auf ein bestimmtes Objekt zu konzentrieren, wobei geeignete Werte für Verstärkung, Schwellenwert und Betriebsart ausgewählt werden können, und sämtlichen fraglichen oder zweideutigen Objekte im Sichtfeld zu untersuchen.

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Obwohl in der vorliegenden Beschreibung die Verwendung der nicht-linearen Betriebsart hervorgehoben wurde, stellt die Betriebsart mit linearer Verstärkung, die eine breite Intensität sabstufung der Anzeige schafft, eine wichtige Ergänzung dar, da hierdurch ein thermisches Bild erzeugt wird. Diese Betriebsart zum Erzeugen eines thermischen Bildes wird dann verwendet, wenn beispielsweise Wärmeverluste an isolierten Aufbauten und Behältern oder die Temperaturverteilung beim menschlichen Körper untersucht werden soll.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Anlage betrifft die vollständige Unabhängigkeit der beiden Abtastsysteme und die Verwendung eines Anzeigerasters, das direkt durch die Abtastungen gesteuert wird. Im Zusammenhäng mit Figur 1 wurde schon darauf hingewiesen, daß die Gleichstrommotoren 28 und 40, die zur Steuerung des Spiegels 22 und des Prismas 38 dienen, in ihrer Geschwindigkeit leicht dadurch geändert werden können, daß die anliegende Spannung geändert wird. Der Bedienungsmann kann diese Änderungen gemäß dem jeweils zu betrachtenden Objekt anpassen. Durch Erhöhung der Abtastgeschwindigkeiten wird die Informationsbandbreite des Infrarotabtastsystems vergrößert, wobei jedoch eine Verringerung des Kontraste und geringere Einzelheiten des abgetasteten Bilds inkauf genommen werden müssen. Die Abtastgeschwindigkeiten können auch erheblich verringert werden, wodurch mehr Einzelheiten eines gegebenen Sichtfelds erfaßt werden können. Außerdem können die Abtastgeschwindigkeiten vollkommen unabhängig voneinander geändert werden. So kann also die waagerechte Abtastung bei 20 Feldern pro Sekunde belassen werden, während die senkrechte Abtastung so geändert wird, daß der im vorliegenden Beispiel angenommene Wert von 80 Zeilen pro Feld erheblich unter- oder überschritten wird. Wenn größere oder andersartige Kathodenstrahlröhren verwendet werden oder wenn der Elektronenstrahl letztlich gebündelt wird, kann das Auflösungsvermögen des Infrarotabtastsystems gegebenenfalls besser ausgenutzt werden.

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Figur 6 zeigt die vollständige -Einrichtung der erfindungsgemäßen Anlage, wobei hier ihre Bedienung durch einen einzigen Bedienungsmann unter typischen Bedingungen gezeigt ist. Wie dargestellt ist, enthält das Gehäuse 10 einen in perspektivischer Verkürzung gezeigten oberen Abschnitt, der an einer Frontplatte 200 eine Vertiefung besitzt. In dieser .Frontplatte befindet sich das Rotfilter 16. Das Filter 16 befindet sich längs einer optischen Sichtachse, auf der ein Bedienungsmann ein ausgewähltes Sichtfeld betrachtet, wenn er durch den Sucher 12 blickt. Die für den unteren Abschnitt des Gehäuses 10 als Frontplatte 202 dienende Fläche ist geneigt, um interne Reflexion zu vermeiden, wie schon erwähnt wurde. Der Bedienungsmann erfaßt die Steuerhandgriffe 51 und 52 (die anderen Steuerschalter sind nicht eingezeichnet) auf der Unterseite des Gehäuses 10 neben dessen vorderem Abschnitt, wodurch er einerseits das Gehäuse 10 handhaben und gleichzeitig Verstärkung, Betriebsart und Schwellenwerteinstellung steuern kann. Das Gehäuse 10 ist mechanisch mit einer Stützenanordnung 204 und einem Gegengewicht 206 verbunden und an einem Drehstuhl 208 befestigt, in dem der Bedienungsmann sitzt.

Aufgrund dieser mechanischen Anordnung und der kompakten Bauweise innerhalb des Gehäuses 10 kann der Bedienungsmann die Anlage schwenken, um kontinuierlich abzutasten, oder aber auf jedes gewünschte, entfernte Objekt richten, um ein ausgewähltes Sichtfeld zu beobachten. Der kompakte innere Aufbau des Systems und die Überlagerung der optischen Anzeige mit der intern erzeugten Infrarotanzeige bietet einem einzelnen Mann die Möglichkeit, eine maximale Anzahl von in Betracht kommenden Objekten zu lokalisieren und zu analysieren.

Eine Reihe abgewandelter Anordnungen und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems werden Fachleuten ersichtlich sein.

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Sin wichtiger Verwendungszweck eines solchen Systems "betrifft die Möglichkeit, spezifische Strahlungsquellen zu orten und zu verfolgen. Zur Messung von Luftverunreinigungen wird es möglich, quantitative Messungen entfernter spezifischer Verunreinigungsquellen vorzunehmen. Die Emission eines fahrenden Fahrzeugs "beispielsweise ist ein gasförmiger Körper verschiedener bekannter Bestandteile bestimmter Konzentrationen, etwa Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide. Zuerst kann die Temperatur sämtlicher Bestandteile insgesamt gemessen werden. Dann kann ein Bandpaßfilter in das System eingeschoben werden, das die charakteristische Wellenlänge der Emission eines bestimmten Bestandteils umfaßt, wobei eine Amplitudenablesung des betreffenden Bestandteils erreicht wird. Da die Temperatur des Bestandteils, die der Temperatur der gesamten .firnissionsmasse entspricht, bekannt ist, läßt sich die Konzentration des betreffenden Bestandteils feststellen. Diese Eigenschaft ist nicht nur für Fernmessungen an bewegten Fahrzeugen, was bisher nicht möglich war, sondern auch für Messungen der Temperatur und Bestandteile von Rauch oder Gase ausstoßenden Schornsteinen oder anderen stationären Quellen von Bedeutung. Ersichtlicherweise können auch andere Anzeige- und Betrachtungsverfahren und Anordnungen verwendet werden. Wenn hohe Beleuchtungsstärke herrscht, können Standardfilter zur Intensitätsverringerung mit einem Rotfilter oder einem anderen Filter in die optische Bahn eingebracht werden. Bei geringen Intensitätswerten sind keine Farbfilter oder Filter zur Intensitätsverringerung erforderlich. Außerdem ist es zweckmäßig, wie schon beschrieben wurde, die elektronische Abtastungsanzeige im Mittelpunkt des Sichtfelds einzublenden; sie kann jedoch auch an anderen Stellen überlagert werden oder es können Detailbild- und Aufspaltungsverfahren verwendet werden. Außerdem kann das optische Sichtsystem für spezielle Verwendungszwecke durch eine Breitbandfernsehkamara und -Anzeigesystem ersetzt werden. Eine solche Anordnung ist jedoch wirtschaftlich nur begrenzt zu. rechtfertigen,

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da das optische Betrachtungssystem einfach und wenig aufwendig ist. lür Fachleute ist ersichtlich, daß eine Reihe weiterer Möglichkeiten zur Ergänzung und Austauschbarkeit von Komponenten bestehen, die im Rahmen der Erfindung liegen.

Obwohl im vorstehenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde, das als besonders geeignet und praktisch gilt, ist ersichtlich, daß eine Reihe von Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, soweit sie in den Bereich der Erfindung fallen.

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Claims (29)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1J Anlage für ein Energieanzeigesystem, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die auf Energiestrahlung aus einem bestimmten ersten Wellenlängenbereich ansprechen und ein erstes visuelles Bild eines ersten Sichtfelds liefern; Vorrichtungen, die auf Energiestrahlung aus einem zweiten bestimmten Wellenlängenbereich, der sich von dem ersten W_ellenlängenbereich unterscheidet, ansprechen und ein zweites visuelles Bild eines zweiten Sichtfelds liefern, das zumindest einen Teil des ersten Sichtfelds umfaßt, und Vorrichtungen zur gleichzeitigen Wiedergabe des ersten und zweiten viaagilen BJJari, ■}.■■.(! zwar im wesentlichen in jener Beziehung, die zwischen den zugehörigen Sichtfeldern herrscht.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiestrahlung des bestimmten ersten Wellenlängenbereichs vom ersten Sichtfeld reflektiert wird, während die Energiestrahlung des bestimmten zweiten Wellenlängenbereichs vom zweiten Sichtfeld emittiert wird.

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3. 3· Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bild ein elektronisch erzeugtes Bild ist.
4. 4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste visuelle Bild ein optisches Bild ist und der zweite "bestimmte Wellenlängenbereich außerhalb des normalen sichtbaren Bereichs liegt.
5. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bestimmte Wellenlängeribereich iir Infrarotbereich liegt und die Vorrichtung zum Erzeugen des zweiten visuellen Bilds eine Infrarotabtastvorrichtung zum Abtasten des zweiten Sichtfelds mit ausgewählter Abtastgeschwindigkeit und eine Kathodenstrahlröhrenanzeigevorrichtung (58) enthält, die durch die Abtastvorrichtung gesteuert wird, um ein sichtbares Bild des zweiten Sichtfelds zu liefern.
6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einstellbare Schwellenwert-Hochleistungsverstärker (50) enthält, die im wesentlichen konstante Intensitätsniveaus für die Anzeige solcher -Energiequellen liefern, die im Bereich der Infrarotabtastvorrichtung liegen und thermische Energien aufweisen, die höher als der gewählte Schwellenwert sind.
7. 7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die das erste visuelle Bild liefert, ein optisches Filter (16) mit einer ausgewählten Farbe enthält, während die Kathodenstrahlröhrenanzeigevorrichtung eine Anzeige mit einer bestimmten anderen Farbe liefert."
8. 8. Anlagenach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotabtastvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie thermische iinergie quell en innerhalb des zweiten Sichtfelds abtasten kann, und zwar mit einer Abtastgeschwindigkeit, die beträchtlich unter etwa 30 Feldern pro Sekunde liegt.

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9. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotabtastvorrichtung einstellbare Schwellenwert-Hochleistungssteuerverstärker enthält, die auf Energieniveaus innerhalb des Abtastfelds ansprechen, um zur Y/idergabe ausgewählte Lichtintensitäten für solche thermischen ^Inergieniveaus zu liefern, die oberhalb einer ausgewählten Amplitude liegen.
10. 10. Anlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Schwellenwertvorrichtung Vorrichtungen (54) enthält, die von einem Bedienungsmann betätigt werden können, \m die Schwellenwerteinsteilung zu ändern, wobei die Anlage weiterhin optische Anzeigevorrichtungen (94) enthält, die mit dieser einstellbaren Vorrichtung (54) gekoppelt sind und die Schwellenwerteinstellung wiedergeben; weiterhin sind optische Wiedergabevorrichtungen (100, 101) vorgesehen, die den jeweils gültigen Abschnitt der Anzeigevorrichtung in das Sichtfeld des Suchers (12) einblenden.
11. 11. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotabtastvorrichtung mindestens zwei voneinander unabhängige Abtaster (22, 38) enthält, um das zweite Sichtfeld in einem ausgewählten Raster abzutasten, wobei die Kathodenstrahlröhre (58) mindestens zwei Ablenksysteme (119, 154) enthält, die unabhängig voneinander durch die beiden Abtaster gesteuert werden.
12. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung einen oszillierenden Konkavspiegel (22) als den einen Abtaster und ein rotierendes Prisma (38) als zweiten Abtaster enthält, wobei die Anlage weiterhin zwei einstellbare ' Gleichstrommotoren (28, 40) enthält, die je einen der beiden Abtaster betreiben.

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13. 13· Anlage nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch Wandlervorrichtungen (64), die die momentane Winkelstellung des Spiegels (22) abtasten, und optische Vorrichtungen (74), die die momentane Winkelstellung des Prismas (38) abtasten, wobei die Anzeigevorrichtung weiterhin Taktzeitablenkvorrichtungen (144) enthält, die mit dem Wandler verbunden sind und auf diesen ansprechen, wobei optische Vorrichtungen zum Erzeugen von Austastsignalen und Bildverstärkervorrichtungen (48) vorhanden sind, die auf die Abtastvorrichtung und auf die Austastsignale ansprechen, um die Strahlintensität der Kathodenstrahlröhre zu steuern.
14. 14. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite visuelle Bild in Kontrastfarben dargestellt wird.
15. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wellenlängenbereich eine Bandbreite /on mehr als etwa 4 MHz und der zweite Wellenlängenbereich eine Bandbreite von größenordnungsmäßig 160 kHz aufweist.
16. 16. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines zweiten visuellen Bilds folgende Komponenten umfaßt: ein optisches Abtastsystem mit einem rotierenden Prisma (38), das sich längs einer optischen Achse befindet und eine Abtastung längs aufeinanderfolgender Zeilen in ausgewählter Richtung liefert; eine neben dem rotierenden Prisma vorgesehene Lichtquelle (72) mit Vorrichtungen (74), um einen Lichtstrahl auf die Prismenoberflächen unter verschiedenen Winkeln, abhängig von der momentanen Winkelstellung der Prismenfischen, zu reflektieren; elektronische Anzeigevorrichtungen mit einem getriggerten Ablenkgenerator (144) und Vorrichtungen mit zwei Lichtsensoren (80, 82), die räumlich getrennt neben der reflektierten Lichtbahn der Lichtquelle liegen und so angebracht sind, daß sie den Beginn und das Ende

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    der Abtastung durch die einzelnen Oberflächen des rotierenden Prismas abtasten können, wobei jeder dieser Sensoren zur Steuerung des getriggerten Ablenkgenerators mit diesem verbunden ist.
17. 17· Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abtastsystem ein Infrarotabtastsystem enthält, wobei das Prisma durchlässig für Infrarotstrahlung ist, während Energie aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise reflektiert wird, wobei die elektronische Anzeigevorrichtung eine Kathodenstrahlröhre (58) enthält und der Ablenkgenerator die Abtastung der Kathodenstrahlröhre längs aufeinanderfolgender Zeilen steuert.
18. 18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abtastsystem einen oszillierenden Spiegel (22) enthält, der eine Abtastung in ausgewählter Richtung liefert und dadurch aufeinanderfolgende Abtastungszeilen für das rotierende Prisma schafft, wobei das Abtaststeuersystem einen Wandler (64) enthält, der mit dem Spiegel verbunden ist und ein Signal erzeugt, das die momentane Winkelstellung des Spiegels wiedergibt, wobei die Kathodenstrahlröhre Vorrichtungen enthält, die auf den Wandler ansprechen, um den Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre in Richtung der aufeinanderfolgenden Zeilen zu steuern.
19. 19. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen des ersten visuellen Bilds Vorrichtungen enthält, die ein Bild der thermischen Energie mit der im ersten Sichtfeld vorhandenen Jühergieverteilung entlang einer optischen Bahn liefern, wobei die Vorrichtung zum Erzeugen des zweiten visuellen Bilds zwei mechanische Abtastsysteme (22, 38) enthält, die sich hintereinander längs der optischen Bahn befänden, wobei das erste dieser Abtastsysteme eine aufeinanderfolgende FeIdabtastung längs einer ersten Richtung und mit einer ersten unabhängig gewählten Geschwindigkeit liefert,

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    während das zweite Abtastsystem so angebracht ist» das es senkrecht zur ersten Richtung abtastet und somit Punkt ab tastungen längs aufeinanderfolgender Zeilen jedes Felds mit einer zweiten, unabhängig wählbaren Geschwindigkeit liefert, die beträchtlich höher als die erste Geschwindigkeit ist, wobei Detektorvorrichtungen (44) vorgesehen sind, die auf die längs der optischen Bahn durch die Abtastsysteme gelenkte Energie ansprechen, wobei die Vorrichtung zur gleichzeitigen Bildanzeige Anzeigevorrichtungen enthält, die mit dem Detektor verbunden sind und eine Planaranzeige erzeugen, wobei diese Anzeigevorrichtung senkrechte und waagerechte Ablenkvorrichtunge-n enthält, die jede für sich, unabhängig von der anderen, auf die Winkelstellung eines der Abtästsysteme anspricht und hierzu synchronisiert ist.
20. 20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mechanischen Abtastsysteme einen Antriebsmotor (28_t 40) variabler Geschwindigkeit enthält.
21. 21. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiestrahlung aus dem zweiten Wellenlängen^ereich einen Strahl thermischer Energie enthält, der längs einer Bahn abgelenkt wird, wobei die Vorrichtung zum Erzeugen des zweiten visuellen Bilds folgende Komponenten enthälti ein optisches Prisma in der Strahlenbahn, das eine zeilenweise Strahlabtastung liefert} Strahldetektorvorrichtungen (44)» die längs der Btrfchlenbahn an einem Punkt hinter dem optischen Prisma vorgesehen sind und ein zeitvariables Strahlintensitätssignal liefern} Signalverstärkervorrichtungen, die mit dem Detektor verbunden sind und Summierverzweigungs-Eingangsvorrichtungen enthalten, wobei ein Eingang der Summierverzweigung (160) mit dem Detektor verbunden ist} Wellenformgeneratorvorrichtungen (144), die durch Triggern die ausgewählte Wellenform liefern und deren Ausgang mit einem zweiten Eingang der Summierverzweigung verbunden ist}

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    lind Vorrichtungen, die auf die Winkeleijellung des Prisman ansprechen, um den Wellenf ormgenerator zu triggern.
22. 22. Anlage nach. Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen optischen Spalt (76) im Strahlengang vor dem optischen Prisma, ' wobei der^Strahldetektor eine Kryogen-Kältevorrxchtung enthält.
23. 23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenfqrmgenerator einstellbare Abstimmkreise, sowie Schwellenwert- und Amplitudeneinstellvorrichtungen enthält.
24. 24· Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10) mit einer optischen Betrachtungsachse zwischen vorderem und hinterem Ende des Gehäuses und mit einem Sichtabschnitt (12) am hinteren Ende des Gehäuses, wobei optische Betrachtungsvorrichtungen länjgg. der optischen Sichtachse des Gehäuses vorgesehen sind, »und wobei diese optischen Sichtvorrichtungen das erste Sichtfeld definieren; wobei die Vorrichtung zum Erzeugen' des zweiten visuellen Bilds thermische Energieabtastvorrichtüngen enthält, die innerhalb des Gehäuses grundsätzlich längs einer zweiten Achse vorgesehen sind, die parallel zur optischen Sichtaehse verlauft und^das zweite Sichtfeld erfaßt, wobei die Vorrichtung zur gleichzeitigen Bildanzeige eine Anzeigevorrichtung enthält, die mit der. Abtastvorrichtung verbunden ist und eine sichtbarej im wesentlichen planare Bildwiedergabe des entsprechenden Abschnitts des Sichtfelds liefert, wobei Lichtbildreflexlonsvorrichtungen vorgesehen sind, die teilweise neben der Anzeigevorrichtung liegen, und deren Anzeige auf die optische Sichtachse ablenken,- damit,sie, an der, Sichtstelle (12) betrachtet werden kann..; ..,.■■ , ■-. ._ . ....._r .. . ...
25. 25. Anlage nach Anspruch 24,_: dadurch gekennzeichrti, daß die Anzeigevorrichtung eine-^athodenstrahlrflhre (58) enthält, wobei die Lichtbildreflexionsvorrichtung selektiv reflektierende Vorrichtungen längs ji^er opt is.chea Sicht achse enthält.

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26. 26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung Filtervorrichtungen (16) längs der optischen Sichtachse enthält und ein relativ kontrastarmes Bild im Sichtfeld liefert, wobei die Kathodenstrahlröhre eine Anzeige in einer ausgewählten Farbe erzeugt und wobei die Lichtbildreflexionsvorrichtung mindestens ein zweifarbiges Element längs der optischen Sichtachse enthält, das um einen bestimmten Winkel geneigt ist und das Bild vom ausgewählten Sichtfeld hindurchläßt, während das Bild der Kathodenstrahlröhre reflektiert wird.
27. 27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung ein Rotfilter (16) enthält und daß die Kathodenstrahlröhre und das zweifarbige Element mit einer Kombination der Farbtöne Blau und Gelb arbeiten.
28. 28. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsystem ein vorderes Fenster (19) im vorderen Abschnitt des Gehäuses (10) längs der zweien Achse enthält, wobei das vordere Fenster um einen Winkel gegenüber der Senkrechten zur zweiten Achse geneigt ist, wobei ein Infrarotfilter längs dieser zweiten Achse vorgesehen ist.
29. 29. Anlage nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch Steuervorrichtungen (51, 52, 54), die aus dem Gehäuse hervorstehen, um zumindest einen Parameter der Anzeigevorrichtung einstellen zu können, mit Anzeigevorrichtungen (94) innerhalb des Gehäuses, die so angebracht sind, daß sie durch die Steuervorrichtung (54) gesteuert werden können, und Lichtbildvörrichtungen einschließlich Reflexionsvorrichtungen und Lichtquellen, die eine Lichtbahn von der Anzeigevorrichtung bis zur optischen Betrachtungsachse schaffen, um dort vom Bedienungsmann beobachtet zu werden.

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