DE2508989A1

DE2508989A1 - Isotherm imager producing thermal picture of stationary objects - includes optomechanical scanner with IR camera and beam compensation to avoid flicker

Info

Publication number: DE2508989A1
Application number: DE19752508989
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Zschau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1976-09-09

Abstract

The isotherm imager, for producing a thermal picture of stationary objects, has an optomechanical system (2, 5, 6) between the objective lens (1) and the target of the IR camera tube (4). The optomechanical system periodically moves the incident radiation over the target so that as far as the camera is concerned the temperature of the object is constantly changing and it produces an output video signal whose amplitude is proportional to the rate of change of the temperature thereby enabling an object of constant temperature to be viewed without the relatively fast decay of the video signal that would occur without this scanning motion. The electron beam is moved to compensate for this motion so that picture flicker is eliminated.

Description

System zur Erzeugung von Wärmebildern nicht bewegter Objekte.System for generating thermal images of stationary objects.

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erzeugung von Wärmebildern nicht bewegter Objekte mit einer infrarotempfindlichen Fernsehaufnahmeeinrichtung, bei welcher das auf ein Target projizierte optische Bild mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird.The invention relates to a system for generating thermal images immobile objects with an infrared-sensitive television recording device, in which the optical image projected on a target with an electron beam is scanned.

Aus der Zeitschrift "IEEE Transaction on Electron Devices", Vol. ED-21, Nr. 8, Aug. 74, S. 462 bis.469 ist eine pyroelektrische Fernsehaufnahmerohre bekannt, bei welcher die Amplitude des abnehmbaren Videosignals proportional der Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur ist. Die Amplitude des Videosignals klingt nach etwa 10 Sekunden Belichtungszeit ab. Um auch bei thermisch konstanten Objekten ein brauchbares Videosignal zu erzeugen, sind zwei verschiedene Betriebsarten bekannt. Bei der ersten Betriebsart wird die Kamera bewegt und bei der zweiten wird die einfallende lnfrarotstrahlung durch eine im optischen Strahlengang der Aufnahmeröhre angeordnete Umlaufblende zerhackt. Die erste Betriebsart hat den Nachteil, daß die Kameraführung nicht konstant ist, d.h., daß auf einem Bildschirm wiedergegebene Wärmebilder nicht stillstehen. Bek der zweiten Betriebsart wird die Lichtempfindlichkeit herabgesetzt. Ferner muß die Umlaufblende auf einer konstanten Temperatur gehalten werden.From the journal "IEEE Transaction on Electron Devices", Vol. ED-21, No. 8, Aug. 74, p. 462 to 469, a pyroelectric television pickup tube is known, at which the amplitude of the removable video signal is proportional to the rate of change the temperature is. The amplitude of the video signal sounds after about 10 seconds Exposure time from. In order to have a usable video signal even with thermally constant objects to generate, two different modes of operation are known. In the first operating mode the camera is moved and in the case of the second, the incident infrared radiation is by a rotating diaphragm arranged in the optical beam path of the receiving tube chopped up. The first operating mode has the disadvantage that the camera guidance is not constant i.e. that thermal images displayed on a screen do not stand still. The second mode of operation reduces the sensitivity to light. Furthermore must the rotating screen can be kept at a constant temperature.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, welche die vorgenannten Nachtetne vermeidetç Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine optisch-mechanische Einrichtung im optischen Strahlengang der Aufnahmeeinrichtung die einfallende Infrarotstrahlung periodisch in der Lage verschoben wird und daß die im optischen Strahlengang bewirkte Lageverschiebung durch eine entsprechende elektrische Lageverschiebung des Elektronenstrahls kompensiert wird.The object of the present invention is therefore to provide a system of the initially indicate the type mentioned, which avoids the aforementioned night tones These The object is achieved according to the invention in that by an opto-mechanical Device in the optical beam path of the recording device the incident infrared radiation periodically in the position is shifted and that caused in the optical beam path Shift in position through a corresponding electrical shift in position of the electron beam is compensated.

Vorteilhafte Weiterbildung und Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sind in den Kennzeichen der Unteransprüche angegeben.Advantageous further development and embodiment of the invention Systems are indicated in the characteristics of the subclaims.

Das erfindungsgemäße System weist den Vorteil auf, daß weder die Empfindlichkeit der Aufnahmeanordnung herabgesetzt wird nach daß die Betrachtung der auf einem Bildschirm wiedergegebenen Wärmebilder beeinträchtigt wird.The system according to the invention has the advantage that neither the sensitivity the recording arrangement is lowered after viewing the on a screen reproduced thermal images is impaired.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße System anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert und erklärt.In the following, the system according to the invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained and explained in more detail.

Durch ein Objektiv 1 und eine planparallele Scheibe 2 wird die Infrarotstrahlung eines Objektes (nicht dargestellt) auf das Target 3 einer Fernsehaufnahmeröhre 4 projiziert.The infrared radiation is transmitted through an objective 1 and a plane-parallel disk 2 an object (not shown) onto the target 3 of a television pickup tube 4 projected.

Die planparalelle Scheibe 2 liegt geneigt im optischen Strahlengang und ist dazu zentrisch bzw. kardanisch gelagert. Von einem Motor 5 wird die drehbar gelagerte Scheibe 2 in eine TaumeDewegung versetzt. Durch diese Taumelbewegung wird die einfallende Infrarotstrahlung entsprechend der Taumelbewegung der planparallelen Scheibe verschieden gebrochen und erfährt somit auf dem Target der Aufnahmeröhre 4 eine kreisförmige Bewegung In der Zeichnung ist diese Kreisbewegung ein-dimensional dargestellt. Zunächst sei angenommen, daß die einfallende Infrarotstrahlung direkt durch das Objektiv 1 und auf das Target 3 fällt (durchgezogene Linien).The plane-parallel disk 2 is inclined in the optical beam path and is mounted centrally or cardanically for this purpose. A motor 5 makes it rotatable mounted disc 2 in a TaumeDewbewegung. This tumbling motion will the incident infrared radiation corresponding to the wobbling motion of the plane-parallel Disc broken differently and thus experiences on the target of the pickup tube 4 a circular movement In the drawing, this circular movement is one-dimensional shown. Let us first assume that the incident infrared radiation falls directly through the objective 1 and onto the target 3 (solid lines).

In der Stellung A der planparallelen Scheibe 2 wird die einfallende Infrarotstrahlung nach unten verschoben (strichpunktierte Linien). In-der Stellung B der planparallelen Scheibe 2 wird dagegen die Infrarotstrahlung nach oben verschoben (gestrichelte Linien). Die Kreisfrequenz der so erzeugten Lageverschiebungen der Infrarotstrahlung auf dem Target 3 der Aufnahmeröhre 4 ist proportional der Drehbewegung der Scheibe 2 durch den Motor 5. Der Motor 5 wird durch einen Generator 6 synchronisiert. In the position A of the plane-parallel disk 2, the incident Infrared radiation shifted downwards (dash-dotted lines). In-the position B of the plane-parallel disk 2, on the other hand, the infrared radiation is shifted upwards (dashed lines). The angular frequency of the positional shifts generated in this way Infrared radiation on the target 3 of the pickup tube 4 is proportional to the rotational movement of the disk 2 by the motor 5. The motor 5 is synchronized by a generator 6.

Das so auf dem Target projizierte Ladungsbild wird mit einem Elektronenstrahl, der durch Vertikalablenkspulen 7 und Horizontalablenkspulen 8 abgelenkt wird, abgetastet. Der durch die Vertikalablenkspulen 7 fließende vertikalfrequente Ablenkstrom wird in einem Vertikal-Ablenkgenerator 9 erzeugt und der in den Horizontalen-Ablenkspulen 8 erzeugte Strom in einem Horizontal-Generator 10. Den Ablenkstromen werden in den Addierstufen 11 und 12 sinusförmige Signale des Generators 6 überlagert. Die den Addierstufen 1t und 12 zugeführten sinusformigen Signale'sind durch einen Phasenschieber 13 um 900 in der Phase verschoben. Durch Uberlagerung der Ablenksignale mit sinusförmigen Signalen wird die optische Lageverschiebung der Infrarotstrahlung auf dem Target 3 der Aufnahmerbhre 4 durch elektrische Maßnahmen wieder kompensiert. An Klemme 14 ist ein Videosignal abnehmbar, welches bei Darstellung auf einem Sichtgerät zu keiner Bewegung des Wärmebildes führt. The charge image projected on the target is generated with an electron beam, which is deflected by vertical deflection coils 7 and horizontal deflection coils 8, is scanned. The vertical frequency deflection current flowing through the vertical deflection coils 7 becomes generated in a vertical deflection generator 9 and that in the horizontal deflection coils 8 generated current in a horizontal generator 10. The deflection currents are in the Adding stages 11 and 12 superimposed sinusoidal signals from the generator 6. The den Adding stages 1t and 12 supplied sinusoidal signals are through a phase shifter 13 postponed by 900 in phase. By superimposing the deflection signals with sinusoidal ones Signals the optical displacement of the infrared radiation on the target 3 of the Aufnahmerbhre 4 compensated again by electrical measures. At the terminal 14, a video signal is detachable, which when displayed on a display device does not result in any movement of the thermal image.

Die im optischen Strahlengang angeordnete planparallele Scheibe muß ebenso wie die Optik 1 infrarotdurchlässig sein.The plane-parallel disk arranged in the optical beam path must just like the optics 1 be infrared-permeable.

Yorzusgweise wird deshalb die planparallele Scheibe 2 aus Germanium bestehen. Yorzusgweise therefore the plane-parallel disk 2 is made of germanium exist.

Claims

öi to system for generating thermal images of non-moving objects with an infrared-sensitive television recording device in which the on a target projected optical image is scanned with an electron beam, characterized in that an opto-mechanical device (2, 5 and 6) the incident infrared radiation in the optical beam path of the recording device (4) periodically in the position is shifted and that caused in the optical beam path Shift in position through a corresponding electrical shift in position of the electron beam is compensated.

2. System according to claim 1, characterized in that the optically mechanical device from a centrally arranged in the optical beam path plane-parallel, infrared-permeable disc (2), which is driven by a motor (5) is set in a tumbling motion.

9. System according to claim 1 and 2, characterized by a generator t6) to generate sinusoidal signals that correspond to the horizontal and vertical frequency Deflection signals of the recording tube (4) are superimposed and used for synchronization of the motor (5) are used.

4. System according to claim 2, characterized in that the plane-parallel, Infrared permeable pane (2) consists of germanium.