DE3421693C2

DE3421693C2 -

Info

Publication number: DE3421693C2
Application number: DE3421693A
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Velizy Fr Fouilloy; Fernand Sceaux Fr Loy
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Thomson TRT Defense
Priority date: 1983-06-14
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1992-05-07
Also published as: US5149969A; FR2656182B1; DE3421693A1; GB2241400A; IT8421363A0; FR2656182A1; NL8401618A; IT1235227B; GB2241400B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Abtastung des Gesichtsfeldes eines überwachten Bereiches für ein Infrarot-Thermographiesystem, mit einem ersten optomechanischen Teil, bestehend aus einem Eingangsob jektiv, das über eine Abtastvorrichtung, die wenigstens ein langsames Bildabtastelement umfaßt und den Bereich in aufeinanderfolgenden Zeilen abtastet, die IR-Strah lung auf eine IR-Detektorebene fokussiert, mit einem zweiten optomechanischen Teil, bestehend einerseits aus einem gegen die optische Achse des Eingangsobjektivs geneigten und um diese drehbaren periskopischen Kopf spiegel, andererseits aus einem sich mit der halben Drehzahl des Kopfspiegels drehenden Drehkompensator, und mit elektronischen Einrichtungen, die das Ausgangssignal des Detektors (oder der Detektoren) in ein sichtbares Bild des Gesichtsfeldes umsetzen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur optischen Abtastung, die einen ersten optomechanischen Teil umfaßt, der aus einem Eingangsobjektiv, aus einem ersten Umlenkspiegel, der um eine erste zur optischen Achse des Eingangs objektivs orthogonale Kippachse in Schwingungen ver setzbar ist und dann eine langsame Bild- oder Raster abtastung ausführt, aus einer Feldlinse, aus einer prismatischen Trommel, die sich um eine zu der Achse des Umlenkspiegels orthogonale Achse dreht und eine rasche Abtastung durchführt und aus einer Anordnung aus Linsen und Spiegeln besteht, die die Infrarotstrahlung auf eine Infrarotdetektorenebene fokussiert. Weiterhin betrifft die Erfindung ein IR-Thermographiesystem, das mit diesen optischen Abtastvorrichtungen arbeitet.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere in Geräten zur Sichtbarmachung oder bildlichen Darstellung einer im Infrarotstrahlungsbereich mit einer Wellenlänge von mehr als einem Mikron betrachteten Landschaft oder eines Geländes verwendet. Diese Sichtbarmachung kann bei Tag oder bei Nacht erfolgen, ist jedoch bei Nacht, wenn die direkte Sicht stark vermindert oder unmöglich ist, von größerem Nutzen. Die von diesen Vorrichtungen detektier ten Spektralbänder der Strahlung entsprechen den atmo sphärischen Transparenzfenstern, liegen also zwischen 3 und 5 µ oder zwischen 8 und 12 µ. Dieses letztere Spek tralband ist im Rahmen der Erfindung von besonderem Interesse, da es sich sehr gut zur Sichtbarmachung von auf Umgebungstemperatur befindlichen Körpern eignet, weil ein schwarzer Körper von 300°K sein Strahlungs maximum bei etwa 10 µ hat.

Aus dem Werk "La thermographie infrarouge" von G. GAUSSORGUES, veröffentlicht in "Technique et Documentation" 1989, sind optische Abtastvorrichtungen für IR-Thermographiesysteme bekannt, vergleiche Kapitel 7 "Les systèmes d′analyse spatiale", Seiten 233 bis 248.

Bekanntlich ist es bei der Infrarot-Thermographie nicht möglich, die empfangene Strahlung in ein elektronisches Bild des Gesichtsfeldes umzuwandeln, also den Photo kathoden ähnliche Vorrichtung zu verwenden, uzw. deshalb, weil die empfangene Strahlung zu energiearm ist, um aus einer Elektrode Elektronen herauszureißen. Die Strahlung vermag lediglich eine Photodiode oder einen Photoleiter anzuregen. Es kann mithin kein elektronisches Bild eines überwachten Raum- oder Geländebereiches auf einem Target erzeugt werden, wie dies bei einer Fernsehkamera oder einem Vidikon der Fall ist. Zur Darstellung des Bildes des überwachten Bereiches ist folglich eine optomechani sche Abtastung wie bei den ersten Fernsehkameras not wendig. Hierbei wird der zu überwachende Bereich syste matisch Punkt für Punkt abgetastet, wobei jeder ein Elementarfeld bildende Punkt in ein reelles Bild auf dem Detektor umgewandelt wird. Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf die Abtastung eines etwa recht winkligen Feldes, die im allgemeinen aus der Verbindung einer Zeilenabtastung und einer Bild- oder Rasterabta stung besteht. Bei bekannten Vorrichtungen wie etwa der einleitend angegebenen Art wird die Bildabtastung mit einem Umlenkspiegel durchgeführt, der hinter dem Eingangs objektiv angeordnet ist und pro Bild eine Schwingung um eine erste Kippachse ausführt. Die Zeilenabtastung wird mit einer rotierenden prismatischen Trommel durchge führt, die nach dem Transmissions- oder dem Reflexions prinzip arbeitet und eine Zeile je Drehung um 2π/m abtastet, wobei m die Zahl der Flächen des Prismas ist. Diese bekannten Vorrichtungen enthalten einen oder vorzugsweise mehrere Detektoren, wobei im letzteren Fall mehrere Zeilen gleichzeitig erhalten werden. Die elek trischen Ausgangssignale des Detektors oder der Detekto ren werden weiterverarbeitet, um ein Bild des überwachten Bereiches beispielsweise mittels eines Fernsehempfängers zu gewinnen, bei dem die Ablenkung des Schreibstrahles für den Bildschirm synchron zu und identisch mit der Abtastung des reellen Bildes des überwachten Bereiches auf dem IR-Detektor erfolgt. Diese Art der Wiederge winnung des überwachten Bereiches wird als Bildbetrieb bezeichnet. Für den Bildbetrieb wird die Vorrichtung im allgemeinen an die Fernsehnorm angepaßt, das sind 25 Bilder pro Sekunde, jedes Bild bestehend aus 230 000 Punkten, aufgeteilt auf 575 nutzbare Zeilen zu je 400 Punkten. Die verwendeten Objetive haben im allgemeinen einen kleinen Öffnungswinkel in der Größenordnung von nur wenigen Grad. Dieses kleine Gesichtsfeld ist not wendig, wenn eine hohe Auflösung angestrebt wird, da nur dann eine hinreichende Menge an Strahlungsenergie von weit entfernten Objekten, die erkannt werden sollen, empfangen werden kann. Das zuvor genannte Erfordernis bedingt, daß sich eine solche Vorrichtung schlecht für eine Überwachung eignet, wie sie mit Radar durchführbar ist, das heißt die Überwachung eines Sektors oder eine Panorama- oder Rundsichtüberwachung. Auf dem Gebiet der Infrarot-Überwachung gibt es jedoch zahlreiche Forderun gen, nämlich die Panoramaüberwachung des Himmels, des Landhorizontes oder des Seehorizontes und die Überwachung in einem gegebenen Sektor. Eine derartige Infrarot-Über wachung kann eine Radarüberwachung ersetzen, wenn die Radargeräte gestört sind oder ihr Betrieb zur Feststel lung ihres Standortes und des ausgestrahlten Sendesignals führen könnte. In solchen Fällen empfiehlt es sich, die Infrarot-Vorrichtung im Bildbetrieb arbeiten zu lassen, indem man sie sich um sich selbst drehen läßt. Das sich dann stellende Problem besteht darin, das System sich drehen zu lassen, dabei jedoch die Verbindungen mit den Nebengeräten aufrechtzuerhalten, insbesondere der Kühl vorrichtung für die Detektoren und dem elektronischen Teil der Vorrichtung, die die Kathodenstrahlröhre zur Wiederherstellung des Bildes umfaßt. Läßt man die Kühl vorrichtung ortsfest, ergeben sich fast unlösbare Ab dichtungsprobleme; läßt man die Kühlvorrichtung sich mit der Optik drehen, so wird das Gesamtsystem sehr schwer, was vor allem dann nachteilig ist, wenn das System auf oder in Fahrzeugen mitgeführt wird. Außerdem muß auch eine elektrische Vorrichtung vorgesehen werden, die sich zwischen dem Detektor (oder den Detektoren) und dem ihm (ihnen) nachfolgenden Elektronikteil dreht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, der Vorrichtung einen periskopischen Kopfspiegel vorzusetzen und diesen sich um die optische Achse der Vorrichtung drehen zu lassen, wie dies auf den Seiten 230 und 231 des schon zitierten Werkes von G. GAUSSORGUES beschrieben ist. Da die Drehung des Kopfspiegels eine Bildschiefe erzeugt, muß das Bild mit Hilfe eines Drehkompensators wie etwa einem Wollaston′schen Prisma, einem P´chan′schen Prisma oder einem Räntsch-Drehkompensator korrigiert werden. Der Drehkompensator muß bezogen auf die Strahlachse eine Winkelstellung haben, deren Wert die Hälfte desjenigen des Kopfspiegels beträgt, d. h., wenn der Kopfspiegel gedreht wird, muß die momentane Drehzahl des Drehkompen sators die Hälfte derjenigen des Kopfspiegels betragen. In diesem Fall wird der Bildbetrieb beibehalten, d. h. daß die Bildabtastung durch den Umlenkspiegel und die Zeilen abtastung durch die prismatische Trommel geschieht. Der Bildbetrieb ist jedoch für eine Panoramaüberwachung schlecht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Sektoren- oder Panoramaüberwachung in der Art eines Radargerätes ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Panoramabetrieb die Stellung des Drehkompensators in bezug auf den Kopfspiegel durch Kopplungsmittel in einer ersten vorgegebenen Winkelstellung so festgelegt ist, daß alle erfaßten Linien des Gesichtsfeldes unab hängig von der Orientierung des Kopfspiegels parallel zu einander sind, längs einer zu der scheinbaren Hori zontalen des Gesichtsfeldes geneigten Linie, und daß die langsame Bildabtastbewegung dadurch erhalten wird, daß das langsame Bildabtastelement ortsfest gehalten und der Kopfspiegel und der Drehkompensator auf eine solche Drehzahl gebracht werden, daß die erfaßten Linien des überwachten Bereiches aneinander anschließen.

Im Bildbetrieb ist jede erfaßte oder abgetastete Zeile des überwachten Bereiches parallel zur Kippachse des Umlenkspiegels, d. h. im allgemeinen horizontal. Die Er findung macht sich das Vorhandensein des Kopfspiegels und des Drehkompensators in der Weise zunutze, daß das Bild um vorzugsweise 90° gedreht in bezug auf seine normale Ausrichtung bleibt, d. h., damit jede abgetastete Zeile einer scheinbaren Vertikalen des überwachten Raumes entspricht und die Bildabtastung dann durch Drehung des Kopfspiegels erzeugt wird. Um auf diese Weise ein homogenes Bild zu erhalten, ist es notwendig, daß sich der Kopfspiegel mit einer gleichbleibenden Drehzahl dreht und daß darüber hinaus diese Drehzahl mit der normalen Bildabtastung kompatibel ist, d. h. etwa gleich derjenigen des Umlenkspiegels, wenn letzterer im Bildbetrieb schwingt und daß der Kopfspiegel und der Drehkompensator vorzugsweise ortsfest sind.

Nach einer ersten Ausführungsform sind die Mittel zur winkelmäßigen Kopplung im wesentlichen mechanische Mit tel und die Drehung des Kopfspiegels und des Drehkompen sators erfolgen über Riemen mittels eines einzigen Elektromotors. Diese erste Ausführungsform eignet sich vor allem bei ausschließlichem Arbeiten im Sektor- oder Panorama-Überwachungsbetrieb entsprechend dem Betrieb von Radargeräten.

Nach einer zweiten Ausführungsform bestehen die Mittel zur winkelmäßigen Kopplung im wesentlichen aus elek trischen Mitteln, und der Kopfspiegel und der Drehkompensator werden von einem ersten bzw. einem zweiten Elektromotor angetrieben, deren jeder mit einem Stellungsgeber ver bunden ist, wobei ein elektronisches Steuerorgan die Winkelstellungen und die wechselseitig voneinander ab hängigen Drehzahlen der zwei Motore regelt. Die zweite Ausführungsform ermöglicht ein Arbeiten wahlweise im Überwachungsbetrieb oder im Bildbetrieb.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung nach der Erfin dung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der optischen Abtastvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Vorrich tung mit im wesentlichen mechanischen Mitteln zur winkelmäßigen Kopplung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfin dung mit elektrischen Mitteln zur winkel mäßigen Kopplung,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform, bei der der Kopfspiegel kardanisch montiert ist und

Fig. 5 auf einer Kugel die Arten der Abtastung des Gesichtsfeldes, die mit der dritten Ausführungsform möglich sind.

Fig. 1 zeigt ein Infrarot-Thermographiesystem, dessen Vorrichtung zur optischen Abtastung eines Gesichtsfeldes genauer dargestellt ist. Diese optische Abtastvorrichtung umfaßt in bekannter Weise ein festes Eingangsobjektiv, das durch eine einzige Linse 1 symbolisiert ist, einen Umlenkspiegel 2, der eine hin- und hergehende oder Schwingbewegung um eine Kippachse 3 in den beiden durch den Doppelpfeil 4 angedeuteten Drehrichtungen mit kleiner Amplitude ausführt, eine feste Feldlinse 5, eine prismatische Trommel 6 zur Zeilenabtastung und ein Aus gangsobjektiv, das durch eine einzige feste Linse 7 symbolisiert ist, die die IR-Strahlung auf eine IR-Detek torenebene 8 fokussiert. Die optische Achse 9 des Objek tivs 1 ist orthogonal zu der Kippachse 3 (im vorliegenden Fall rechtwinklig in einem dem Umlenkspiegel 2 angehören den Punkt). Die prismatische Trommel 6 trägt an den Seitenflächen eine große Zahl von reflektierenden Flä chen 11, die vorzugweise gleichmäßig um die Drehachse 12 verteilt sind. Die Trommel kann nach dem Transmissions prinzip arbeiten, in welchem Fall sie für IR-Strahlung transparent ist, oder wie in Fig. 1 dargestellt, nach dem Reflexionsprinzip, in welchem Fall die Flächen 11 reflektierend sind. Während der Spiegel 2 eine langsame Raster- oder Bildabtastung des Gesichtsfeldes in Form eines Bildes je Schwingung durchführt, bewirkt die Trommel 6 eine rasche Zeilenabtastung in einer zur Bild abtastung rechtwinkligen Richtung, uzw. wird eine Zeile (oder mehrere Zeilen, wenn mehrere Detektoren parallel angeordnet sind) für jeden Durchgang einer Fläche vor der Feldlinse 5 abgetastet. Die Zeilen entsprechen im allgemeinen waagerecht übereinanderliegenden Linien des Gesichtsfeldes. Nach Fokussierung durch das Aus gangsobjektiv 7 wandert das reelle Infrarotbild des rechtwinkligen Gesichtsfeldes Punkt für Punkt über einen ortsfesten IR-Detektor 8 oder eine Gruppe solcher Detek toren. Die optische Abtastvorrichtung umfaßt außerdem einen periskopischen Kopfspiegel 13, durch den hindurch die optische Achse 9 verläuft und der in bezug auf diese optische Achse geneigt ist und sich um diese Achse dre hen kann. Zufolge dieser Drehbewegung des Kopfspiegels 13 ist eine Rundumsicht oder Panoramadarstellung der Landschaft möglich, ohne daß die gesamte optische Ab tastvorrichtung gedreht werden muß, jedoch bewirkt die se Drehung des Kopfspiegels eine Bildschiefe, d. h. eine Drehung des Bildes um sich selbst um die Achse 9 herum. Diese Bildschiefe kann für die Bildschirmwiedergabe des Bildes nicht hingenommen werden. Zum Ausgleich dieser Bildschiefe wird in bekannter Weise ein Drehkompensator wie etwa 14 eingefügt, der sich um die optische Achse 9 drehen kann. In Fig. 1 bezeichnen die Linien 10 den Infrarot-Strahlengang durch die optische Abtastvorrich tung. Je nach den Bewegungen, die die Spiegel 12 und 13 und der Drehkompensator 14 relativ zueinander ausführen, sind unterschiedliche Arten der optischen Abtastung des Gesichtsfeldes möglich. Die übliche Betriebsart ist der sogenannte Bildbetrieb, bei dem eine scheinbare Horizontale des Gesichtsfeldes in Form einer waagerechten Linie auf dem Detektor 8 (oder den Detektoren) wieder erscheint. Für diese Betriebsart ist eine bestimmte vor herige Einstellung des Kopfspiegels 13 und des Drehkom pensators 14 relativ zueinander notwendig: Der Kopfspie gel 13 wird als in einer gegebenen festen Stellung be findlich angenommen. Der Drehkompensator 14 muß dann in einer solchen Ausrichtung oder Stellung drehfest mit dem Kopfspiegel 13 gekuppelt werden, daß das bei 8 ent stehende Bild dann, wenn der Umlenkspiegel 2 schwingt und die Trommel 6 sich dreht das gleiche ist wie dasjenige, das man ohne Vorhandensein des Drehkompensators und des Kopfspiegels bei gegenläufiger Drehung der Vorrichtung um 90° in bezug auf ihre in Fig. 1 dargestellte Stellung erhielte. Gewöhnlich entspricht dies der Abbildung von scheinbaren Horizontalen des Gesichtsfeldes in Form von horizontalen Abtastzeilen und scheinbaren Vertikalen des Gesichtsfeldes in Form von vertikalen Punktereihen. Wenn man beginnend mit dieser Ausgangseinstellung den Kopfspiegel 13 um einen gegebenen Winkelwert dreht, muß sich der Drehkompensator 14 um die Hälfte dieses Winkel wertes drehen, damit das bei 8 gewonnene reelle Bild dieselben Eigenschaften der Vertikalität und der Horizon talität beibehält. Die auf diese Weise verwirklichte Ab tastung gestattet die Gewinnung von Bildern mittels elektronischer Einrichtungen die mit 15 bezeichnet sind und einen Bildschirm umfassen, der in bekannter Weise das Ausgangssignal des oder der Detektoren 8, das über die Leitung 16 abgenommen wird, als sichtbare Bilder wiedergibt. Wenn man dem Kopfspiegel 13 eine Drehbewegung ähnlich derjenigen einer üblichen Kino- oder Fernseh kamera erteilt, muß der Drehkompensator 14 ausgehend von der zuvor beschriebenen Anfangsstellung eine Drehung aus führen, die in jedem Augenblick die Hälfte derjenigen des Spiegels 13 beträgt.

Vorstehend wurde der Bildbetrieb beschrieben, bei dem der Umlenkspiegel 2 lediglich die Bildablenkung ausführt, genauso wie bei einer Abtastvorrichtung nach dem Stand der Technik ohne Drehkompensator 14 und ohne Kopfspiegel 13. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Bildablenkung mit Hilfe des Kopfspiegels 13 derart zu verwirklichen, daß eine Panoramaablenkung ähnlich der jenigen eines Radargerätes erzielt wird, um eine Pano rama- oder Sektorüberwachung des Gesichtsfeldes oder des interessierenden Umgebungsbereiches durchzuführen. Hierzu werden der Kopfspiegel 13 und der Drehkompensator 14 relativ zueinander anders ausgerichtet, als zuvor für den Bildbetrieb beschrieben uzw. in der Weise, daß das auf den Umlenkspiegel 2 auftreffende konvergente Strahlenbündel um einen vorbestimmten Winkel, vorzugs weise um 90°, in bezug auf diejenige Lage, die es im Bildbetrieb hat, gedreht wird, was gleichbedeutend damit ist, daß der Umlenkspiegel 2 durch die Feldlinse 5 hin durch auf die prismatische Trommel 6 nun nicht mehr eine scheinbare Horizontale des Gesichtsfeldes sondern eine geneigte, vorzugsweise eine scheinbare vertikale Linie spiegelt. Eine Drehung des Bildes um 90° mittels des Drehkompensators bedeutet, daß dieser eine Winkelver drehung um ±45° bezogen auf 180° im Verhältnis zu der jenigen Winkelstellung hat, die er im vorstehend beschrie benen Bildbetrieb eingenommen hat. Es gibt also vier mögliche Stellungen. Diesen vier Winkelstellungen ent sprechen paarweise zwei mögliche Bilddrehungen, die gegeneinander um 180° verschoben sind. Je nach der für die Darstellung des Bildes bei 15 gewählten Wiedergabe art ist nur eine der zwei Bilddrehungen brauchbar, ent sprechend zwei möglichen Stellungen des Drehkompensators 14, die gegeneinander um 180° verschoben sind. Ausgehend von dieser Anfangseinstellung ergibt sich folgende Ar beitsweise: Der Umlenkspiegel 2 wird ortsfest gehalten, vorzugsweise in seiner Mittelstellung um die Achse 3, und der Kopfspiegel 13 wird in der einen oder anderen Richtung mit konstanter Drehzahl angetrieben. Der Dreh kompensator 14 muß sich dann in der gleichen Richtung wie der Kopfspiegel 13 mit einer Drehzahl drehen, die genau die Hälfte derjenigen des Spiegels 13 beträgt. Man erhält dann eine Ablenkung über den oder die Detektoren 8 in Richtungen, die rechtwinklig zu den Ablenkrichtungen im Bildbetrieb verlaufen, d. h. daß die horizontalen Zeilen bei 8 scheinbaren vertikalen Linien des Gesichtsfeldes entsprechen und daß die Bildabtastung, die im wesentlichen rechtwinklig zur Zeilenabtastung ver läuft, einem horizontalen Vorbeiwandern des Gesichtsfel des entspricht im Gegensatz zu dem vertikalen Vorbeiwan dern im Falle des Bildbetriebes mittels der dem Umlenk spiegel 2 auferlegten Schwingbewegung. Es ist also fest zuhalten, daß das Bild des Gesichtsfeldes um 90° in be zug auf dasjenige gedreht ist, das sich im Bildbetrieb ergibt und daß dann, wenn keine besondere Maßnahme zur Wiedergabe der Information im Panaoramabetrieb getrof fen würde, auf dem einen Bestandteil der elektronischen Einrichtungen 15 darstellenden Bildschirm das horizon tale Panoramabild des Gesichtsfeldes je nach Drehrich tung des Kopfspiegels 13 in der einen oder in der ent gegengesetzten Richtung vertikal durchlaufen oder vor beiwandern würde. Wie jedoch nachstehend beschrieben, werden in diesem Fall für die Wiedergabe besondere Maßnahmen ergriffen, die nötigenfalls eine Aufrichtung des Bildes oder allgemein gesprochen eine Wiedergabe ähnlich derjenigen von Radarechos beinhalten können. Es ist weiterhin festzuhalten, daß die Richtung der bei 15 wiedergegebenen Zeile von der Drehrichtung der prismatischen Trommel 6 abhängt. Je nach Drehzahl des Spiegels 13 können die bei 8 abgebildeten, benachbarten Zeilen sich überlappen, aneinander angrenzen oder von einander getrennt sein. Vorzugsweise grenzen die Zeilen aneinander an. Hierzu muß die Drehzahl des Kopfspiegels 13 gleich derjenigen Drehzahl v_o sein, mit der der Um lenkspiegel 2 für die Bildabtastung im Bildbetrieb während des größten Teils seiner Schwingperiode, während deren er das einzelne Bild abtastet, angetrieben würde. Man erhält auf diese Weise ein kontinuierliches Bild des Gesichtsfeldes: Während im Bildbetrieb der rasche Rücklauf des Umlenkspiegels 2 den Übergang von einem Bild zum folgenden Bild markiert (im allgemeinen das Bild desselben oder etwa desselben Teils des Gesichts feldes), existieren im Gegensatz dazu im Panoramabetrieb nach der Erfindung keine getrennten Bilder mit einer vor gegebenen konstanten Anzahl von Zeilen mehr, da die Drehung des Kopfspiegels 13, der die Bildabtastung durch führt, kontinuierlich sein kann. Wenn diese Drehbewegung kontinuierlich ist, erhält man eine Panoramadarstellung des Gesichtsfeldes über 360°. Es ist jedoch auch möglich, eine sektorielle Überwachung dadurch zu erhalten, daß dem Kopfspiegel 13 irgendeine Drehschwingbewegung zwi schen zwei im vorhinein festgelegten Winkelstellungen erteilt wird, wobei die Rückkehr oder der Rücklauf des Kopfspiegels 13 von der einen Winkelstellung zu der anderen in Gegenrichtung zu der Drehung mit der Ge schwindigkeit v_o vorzugsweise mit einer wesentlich hö heren als der Geschwindigkeit v_o erfolgt und die Rück laufzeit vorzugsweise nicht für die Gewinnung eines sichtbaren Bildes der von dem System empfangenen Infra rotstrahlung ausgewertet wird.

Bei der Rundsichtüberwachung oder der Sektorüberwachung im Panoramabetrieb ergibt sich ein Problem der Dar stellung der Information das auch bei der Darstellung von Radarechos existiert. Dieses Problem ist einerseits auf die sehr große Zahl von je Zeiteinheit zu verar beitenden Bildpunkten oder Punktelementen in Verbindung mit einer geringen Redundanz im Vergleich zu der im Bild betrieb erhaltenen Redundanz, andererseits auf die lange Wiederholperiode des Systems zurückzuführen. Dies be deutet, daß im allgemeinen eine besondere Informations verarbeitung vorgesehen werden muß, die an diese Betriebs art angepaßt ist. Diese Verarbeitung, die im weitesten Sinne bei der Darstellung von Radarbildern bekannt ist, kann in mehreren Formen erfolgen, z. B. unter Entfernung ausgedehnter Bereiche von fadenförmiger Struktur, durch Entfernung von solchen Bildelementen, die im Radarbild Festechos entsprechen, durch Bevorzugung von Punkten oder durch Verwendung von Algorithmen, die auf den statistischen Eigenschaften der Ziele oder des Hinter grundes beruhen, wobei diese Verarbeitungen in Echtzeit oder quasi Echtzeit vorgenommen werden können. Solche Informationsverarbeitungen können auch in Verbindung mit Anordnungen zur Beseitigung von Doppeldeutigkeiten wie dem Rücklauf im Bildbetrieb oder in Verbindung mit der Verwendung eines Telemetriegerätes zur Ermittlung der Geschwindigkeit und der Entfernung des Ziels be nutzt werden.

Nachfolgend wird ein Zahlenbeispiel gegeben, das die Kompatibilität eines Infrarot-Thermographiesystems üb licher Art, das an die Normen von Fernsehempfängern an gepaßt ist, mit Panorama- oder Sektor-Infrarotüberwa chungssystemen zeigt. Das als Beispiel gewählte Infrarot- Thermographiesystem analysiert das Gesichtsfeld im Bild betrieb in Blöcken von mehreren Zeilen gleichzeitig, was eine entsprechende Verringerung der Drehzahl der prismatischen Trommel 6 ermöglicht. Die Analyse ge schieht beispielsweise in 11 Zeilen gleichzeitig, was dem Vorhandensein von 11 übereinander angeordneten Detektorreihen entspricht (in Fig. 1 nicht dargestellt). Weiterhin sind zur Verbesserung der Integrationskapazi tät des Systems vorzugsweise in bekannter Weise mehrere Infrarotdetektoren je Zeile, beispielsweise 4 Detektoren, Seite an Seite längs jeder Zeile angeordnet. Im Betrieb werden die Ausgangssignale der vier Detektoren nach Pha senangleichung summiert, uzw. nach Ablauf jedes Zeit intervalls τ das einem Punkt der sichtbar zu machenden Zeile und einem Winkelbetrag des Gesichtsfeldes, der als Elementarfeld bezeichnet wird, entspricht. Dieses Zeitintervall entspricht aus praktischen Gründen der Zeit, die die von einem Punkt des Gesichtsfeldes ausge hende Infrarotstrahlung für den Übergang von einem De tektor auf den nächst benachbarten Detektor benötigt. Die Phasenangleichung geschieht mittels Verzögerungs leitungen, die drei der vier Detektoren einer Zeile mit einem dieser Zeile zugeordneten Summierglied verbinden. Die Verzögerungswerte betragen 3τ bzw. 2τ bzw. τ in der Reihenfolge, die der Richtung des Überganges der Strah lung über die betreffenden Detektoren entspricht. Man erhält auf diese Weise am Ausgang der 11 Summierglieder 11 parallele Signale, die abwechselnd mit der Zeilen abtastgeschwindigkeit in zwei Parallel/Serien-Registern gespeichert werden, von denen das eine mit einer elf mal höheren Geschwindigkeit über die Leitung 16 die 11 schon gespeicherten Zeilen seriell liefert, während in das andere Register die 11 folgenden Zeilen einge speichert werden, dann dieses Register die 11 Zeilen seriell ausgibt, während die nächsten 11 Zeilen in dem ersten Register gespeichert werden usw. Die Zeilen werden mithin den elektronischen Einrichtungen 15 in serieller Form in regelmäßiger Folge zugeführt. Die Verwendung von vier Detektoren je Zeile verdoppelt die Empfindlichkeit des Systems. Jede Zeile umfaßt beispielsweise 400 Punkte für eine Winkelbreite des Feldes in Zeilenrichtung, die zwischen 2,2° und 45° liegen kann. Diese Winkelbreite R wird vorliegend mit 5° angenommen. Im Bildbetrieb be trägt die Folge 25 Bilder pro Sekunde, also die Schwing periode des Umlenkspiegels 2 20 ms je geradzahligem oder ungeradzahligem Bild und jedes Bild umfaßt 510 nutzbare Zeilen und eine Rücklaufzeit entsprechend der Dauer von 115 Zeilen. Unter Berücksichtigung dessen, daß im Panoramabetrieb kein Bildrücklauf stattfindet, ist die Abtastfolge in Zeilen pro Sekunde gleich:

25(510+115) = 15 625 Zeilen/Sekunde

in zusammenhängenden Blöcken zu 11 Zeilen.

Die Winkelbreite α eines Elementarfeldes, die der Ent fernung zwischen zwei Punkten des Bildes in Zeilenrichtung oder in Bildrichtung entspricht, beträgt, berechnet längs einer Zeile:

Hieraus ermittelt sich die Abtastgeschwindigkeit v_o zu:

Für R = 5° erhält man v_o = 195,3°/s, also eine Umdrehung in 1,84 Sekunden. Für R = 10° erhält man für eine Umdre hung 0,92 Sekunden.

Diese Größenordnungen entsprechen den derzeit bei Über wachungssystemen üblichen Werten.

Bezüglich der Größenordnung der Empfindlichkeit des Infrarot-Überwachungssystems gelten folgende Bemerkungen und Berechnungen: Zur Ermittlung der Empfindlichkeit eines Überwachungssystems gegen Luftziele beispielsweise wird gewöhnlich die äquivalente Rauschstrahlung oder die äquivalente Rauschleistung in W/m² in der Ebene der Eintrittspupille benutzt. Nachfolgend werden die ge bräuchlichen englischen Abkürzungen NEI bzw. NEP (Noise Equivalent Irradiance bzw. Noise Equivalent Power) verwendet. Die einfache Rechnung für ein Infrarot-Thermo graphiesystem bekannter Art, von dem einige Eigenschaf ten zuvor schon genannt wurden, ergibt:

mit
S: Fläche eines Detektors (0,0035)² cm²
n: Anzahl der Detektoren: 4 × 11 = 44
t: Transmission der Optik: 0,7

D* 3,5 10¹⁰ in cm × Hz^1/2 × W^-1

und hieraus:

NEP = 4,77 10^-11W.

Mit einer Pupille von 150 mm Durchmesser, deren Fläche mit S_p bezeichnet wird, erhält man:

Diese Größenordnung ist ebenfalls kompatibel mit Über wachungssystemen. Als Beispiel wird angenommen, daß bei Infrarot-Panoramaüberwachung die minimale Entfernung oder Detektionsreichweite für ein niedrig fliegendes Flugzeug ermittelt werden soll, das I = 100 Watt pro Steradian in einem Band von 8 bis 12 µ abstrahlt. Die Atmosphäre bedingt eine Dämpfung von σ = 0,24 km^-1. Die zulässige Fehlalarmhäufigkeit ist gleich 2,8 × 10^-4 mal s^-1 und die Wahrscheinlichkeit der (automatischen) Detektierung soll gleich 0,9 sein. Die Rechnung ergibt, daß hierfür ein minimales Signal/Rauschen-Verhältnis von S/B = 8 erforderlich ist. Die Mindestempfangsenergie R, die für die Detektierung notwendig ist, kann auf zwei verschiedene Arten errechnet werden:

Aus den zwei vorstehenden Gleichungen erhält man für den Wert von d:

d = 13,3 km.

Für einen Hubschrauber, der 15 Watt pro Steradian ab strahlt, wäre die Detektionsreichweite d = 8,8 km. Mit einer Eintrittspupille von 150 mm Durchmesser ist die Winkelbreite des Gesichtsfeldes in Zeilenrichtung gleich 3,35°. In diesem Fall ist die Analysegeschwindigkeit v_o gleich 130,89°/s entsprechend einer Umdrehung in 2,75 Sekunden.

Je nach Art des Antriebes des Kopfspiegels 13 und des Drehkompensators 14 können die Überwachungsarten im Bild betrieb und im Panoramabetrieb kompatibel oder nicht kompatibel sein, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben wird, in denen der mit 17 bezeichnete Block die Gesamtheit der Elemente 2, 3, 5 bis 8, 11, 12, 15 und 16 symbolisiert und die jeweils eine Ausführungsform der Mittel zur winkelmäßigen Kupplung des Kopfspiegels 13 und des Drehkompensators 14 darstellen.

In Fig. 2 sind im wesentlichen mechanische Mittel zur winkelmäßigen Kupplung dargestellt: Ein Elektromotor 18 treibt über eine gemeinsame Antriebswelle 19 sowohl den Kopfspiegel 13 mit der Geschwindigkeit v_o als auch den Drehkompensator 14 mit der Geschwindigkeit v_o/2 an. Der Antrieb kann über Riemenscheiben und Riemen erfolgen. Die Riemenscheiben 21 und 22 sind über den Riemen 23 verbunden und treiben den Kopfspiegel 13 an. Die Riemen scheiben 24 und 25 sind über den Riemen 26 verbunden und treiben den Drehkompensator 14 an. Das Übersetzungs verhältnis zwischen den Riemenscheiben 21 und 22 einer seits sowie 24 und 25 andererseits ist so gewählt, daß die vorstehend angegebene Drehzahlbedingung erfüllt ist. Wenn beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, die Rie menscheiben 21, 22 und 24 den selben Nutdurchmesser haben, hat die Riemenscheibe 25 den doppelten Nutdurch messer wie die drei anderen Riemenscheiben. Das Verhält nis von 1 zu 2 zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Elemente 14 und 13 muß exakt konstant gehalten werden. Es kann daher vorteilhaft sein, den Antrieb über Zahn räder mit den passenden Zähnezahlverhältnissen vorzu nehmen. Für den Panoramabetrieb oder den sektoriellen Betrieb, die in diesem Falle allein möglich sind, ist es notwendig, die Ausgangsstellungen des Drehkompen sators 14 und des Kopfspiegels 13 relativ zu einander pro 180° (modulo 180°) so einzurichten, daß die Zeilen entsprechend der Analyse im Panoramabetrieb ausgerichtet sind, wie zuvor schon beschrieben wurde. Bei dieser Aus führungsform ist der Umlenkspiegel 2 stillgesetzt und kann, da er für die Raster- oder Bildablenkung keine Funk tion hat, sogar ganz entfallen, sofern die Achsen 9 und 12 so gelegt werden, daß sie sich im Symmetriezentrum der prismatischen Trommel 6 rechtwinklig schneiden. Wird jedoch der Umlenkspiegel 2 beibehalten, so bleibt ein Bildbetrieb möglich, sofern in Kauf genommen werden kann, daß das Bild auf dem Bildschirm um 90° in bezug auf das von dem Spiegel 13 empfangene Bild gedreht ist. Um auf diese Betriebsart überzugehen, muß lediglich dem Spiegel 2 seine Bildabtastschwingung erteilt werden. Der Spiegel 13 kann dann feststehen oder mit einer be liebigen Drehzahl angetrieben werden.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform mit im wesentlichen elektrischen Mitteln zur winkelmäßigen Kupplung darge stellt. Notwendig sind ein Motor 28 für den Antrieb (beispielsweise den Direktantrieb) des Kopfspiegels 13, und ein Motor 29 für den indirekten Antrieb des Drehkom pensators 14 über Riemenscheiben 31, 32 und einen Riemen 33 oder über Zahnräder. In diesem Fall wird die richtige Relativstellung zwischen dem Kopfspiegel und dem Dreh kompensator über ein elektronisches Steuerorgan 34 erzeugt. Dies ermöglicht es, die Richtung der Zeilenab tastung der Landschaft unabhängig von der Stellung des Kopfspiegels 13 festzulegen. Somit kann im Panorama- Überwachungsbetrieb die Richtung der Zeilen vertikal sein und im Bildüberwachungsbetrieb die Richtung der Zeilen horizontal sein, um die Wiedergabe auf einen üb lichen Fernsehempfänger bzw. Fernsehbildschirm zu ver einfachen. Der Aufbau des elektronischen Steuerorgans 34 ist dem Fachmann geläufig. Zur Erzielung der gewünschten, zuvor genannten Betriebsarten enthalten die Motore 28 und 29 je einen Stellungsgeber 35 bzw. 36, der die Re lativstellungen der Elemente 13 und 14 in Form von elek trischen Signalen wiedergibt. Diese Signale werden über Leitungen 37 bzw. 38 dem Steuerorgan 34 zugeführt, in dem sie miteinander verglichen werden. Eine Regelschleife, die den Ist-Wert der Stellungen der Elemente 13 und 14 relativ zueinander und den Soll-Wert dieser Relativ stellung miteinander vergleicht, steuert vorzugsweise den Motor 29 über die Leitung 39 im Sinne einer Ver ringerung des Unterschiedes. Der Motor 28 wird über eine Leitung 41 gesteuert. In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Wellen der Motore 28 und 29 nicht miteinander mechanisch gekuppelt, was es ermöglicht, die Vorrichtung sowohl im Panoramaüberwachungsbetrieb als auch im Bild überwachungsbetrieb arbeiten zu lassen. Geht man davon aus, daß die Vorrichtung im Panoramabetrieb arbeitet, d. h. mit den augenblicklichen Relativstellungen der Elemente 2, 13 und 14 entsprechend den Ausführungen zu Fig. 2, so erfolgt der Übergang auf den Bildbetrieb in dem ein Bild in einer vorgegebenen Richtung geliefert werden soll, gesteuert durch das Steuerorgan 46 in fol gender Weise: Der Kopfspiegel 13 wird in der gewünschten vorgegebenen Richtung stillgesetzt, beispielsweise in der Richtung, in der ein heißes Ziel im Panoramabetrieb detektiert wurde. Der Drehkompensator 14 wird gleich zeitig mit dem Spiegel 13 stillgesetzt und dann um +45° oder -135° bzw. um -45° oder +135° gedreht, je nach der ursprünglichen Drehung, die dem Bild des Gesichtsfeldes für die Überwachung im Panoramabetrieb gegeben wurde, so daß das Bild um 90° gedreht wird. Nun wird der Um lenkspiegel 2 wieder in Tätigkeit gesetzt, um die Raster- oder Bildablenkung durchzuführen. Der Übergang vom Bild betrieb in den Panoramabetrieb geschieht in umgekehrter Reihenfolge.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, die die zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Be triebsarten zuläßt, jedoch zusätzliche Möglichkeiten bietet. In Fig. 4 ist der Kopfspiegel 13 beweglich in einem Kardanrahmen 43 montiert und über einen dritten Elektromotor 44 drehbar, der mit einem Stellungsgeber 45 ausgerüstet ist. Der Motor 44 wird von einem Steuer organ 46 versorgt, das umgekehrt die Angabe der Dreh stellung des Motors 44 von dem Stellungsgeber 45 erhält. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Organen 44, 45 und 46 sind in Fig. 4 sehr schematisch dargestellt. In der Praxis verlaufen diese Verbindungen über nicht dargestellte, mit dem Kardanrahmen 43 fest verbundene Leiter und einen Satz nicht dargestellter Bürsten und Schleifringe auf der Achse des Motors 28 und der Ach se des Motors 44. Es ist auf diese Weise möglich, die Visierlinie in zwei Winkelrichtungen, nämlich einer Höhen- oder Elevationsrichtung und einer Seiten- oder Azimutrichtung auszurichten und einen großen Teil der Kugel abzutasten, die das vollständige scheinbare Ge sichtsfeld bildet, wobei die Visierlinie und die Aus richtung der Vorrichtung vollständig voneinander unab hängig sind. Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 4 läßt die Drehung des Kardanrahmens 43 mittels des Motors 28 die Visierlinie, d. h. die Achse 47 in verti kaler Richtung also in der Elevation drehen, führt jedoch zu einer Bildschiefe, d. h. einer Drehung um seinen Mit telpunkt. Diese Schiefe wird durch eine Drehung des Drehkompensators 14 mittels des Motors 29 kompensiert. Die Drehung des Spiegels über den Motor 44 läßt die Visierlinie in horizontaler Richtung, also in Azimut richtung, drehen, was nicht zu einer Bildschiefe führt. Durch Kombination der Bewegungen des Spiegels, des Kardanrahmens und des Drehkompensators ist es möglich, einen großen Teil der Kugel mit unterschiedlichen Aus richtungen der Zeilen abzutasten.

Fig. 5 gibt einige Beispiele dieser möglichen Über wachungsarten, wobei angenommen ist, daß die Vorrichtung nach Fig. 4 sich im Zentrum 48 der Kugel 49 mit der selben Ausrichtung wie in Fig. 4 befindet. Mit dem Be zugszeichen 51 ist eine Überwachung eines Bandes mit der Breite einer Zeile längs eines Großkreises der Kugel 49 durch Drehung des Kardanrahmens 43 bezeichnet, wobei die abgetasteten Zeilen oder erfaßten Linien pa rallel zur Achse 9 sind. Die Betriebsart ist die gleiche wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben bei der ge gebenen Ausrichtung der optischen Abtastvorrichtung. Durch langsames Neigen des Kopfspiegels 13 mittels des Motors 44, das kontinuierlich oder schrittweise zu je einem Schritt je Umlauf erfolgen kann, ist es möglich, die Kugel streifenweise in Bändern 52, 53 usw. abzutasten, die sich etwa längs der Meridiane erstrecken und vor zugsweise aneinander anschließen, zumindest am Äquator. Es ist außerdem möglich, einen gegebenen Raumwinkel wie 54 oder 55 zu überwachen, der durch 4 Bogen von jeweils paarweise aufeinander rechtwinkelig stehenden Großkrei sen begrenzt ist. Die mit dem Bezugszeichen 54 versehene Überwachungsart wird durch eine begrenzte kontinuierliche Drehung des Kardanrahmens in Verbindung mit einem raschen Rücklauf und nach jedem Rücklauf durch die schrittweise Drehung des Kopfspiegels 13 mittels des Motors 44 erzielt, wobei die Zeilen untereinander parallel und in nicht dar gestellter zylindrischer Projektion parallel zur Achse 9 sind. Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung ermöglicht auch eine mit 55 bezeichnete Überwachungsart, bei der die Bewegungen der Motore 28 und 44 im umgekehrten Sinne wie bei der Überwachung des Bereiches 54 erfolgen. Im letzteren Fall sind die Zeilen auf der Kugel 49 ortho gonal zu der Achse 9. Für die Überwachung von Bereichen wie 54 oder 55 praktisch in jedem Punkt der Kugel mit Ausnahme der durch die optische Vorrichtung selbst abge deckten Stellen begleitet der Drehkompensator die Bewe gungen des Kardanrahmens, um die Zeilen in der richtigen Richtung zu halten.

Der Drehkompensator 14 kann aus einem Dieder, einem P´chan′schen oder einem Wollaston′schen Prisma in einem geeigneten Werkstoff bestehen, aber auch ein System von Zylinderlinsen oder jedes andere bildaufrichtende System sein. Vorzugsweise wird ein Räntsch′sches Prisma ver wendet, wie es aus dem Aufsatz von Dr. D. W. SWIFT "Proceedings of the Technical Programme", erschienen in "Electrooptics 71 International Conference", Seiten 33 bis 43 (BRIGHTON, GB, 23. bis 25.3.1971) bekannt ist. Diese Art von Drehkompensator hat eine sehr geringe op tische Länge und kann daher zwischen das Objektiv 1 und die Ablenkeinheit an einer Stelle eingefügt werden, an der das infrarote Strahlenbündel einigermaßen fokussiert ist, was es erlaubt, einen Drehkompensator sehr kleiner Abmessungen zu verwenden. Es versteht sich jedoch von selbst, daß der Drehkompensator an jedem Ort des Infra rotstrahlenganges vor dem Teil 17 der Vorrichtung ange ordnet werden kann. Die Erfindung ist auch nicht auf Abtastsysteme mit zwei mechanischen Bewegungen (einem schwingenden Umlenkspiegel und einer sich drehenden prismatischen Trommel) beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit Abtastvorrichtungen mit einer einzi gen mechanischen Bewegung verwendet werden, die nur einen Umlenkspiegel und mindestens ebensoviele Detekto ren wie Bildzeilen mit wenigstens einem Detektor je Zeile umfassen.

Claims

1. Vorrichtung zur optischen Abtastung des Gesichts feldes eines überwachten Bereiches für ein Infrarot- Thermographiesystem,

- mit einem ersten optomechanischen Teil, bestehend aus einem Eingangsobjektiv, das über eine Abtast vorrichtung, die wenigstens ein langsames Bildab tastelement umfaßt und den Bereich in aufeinander folgenden Teilen abtastet, die IR-Strahlung auf eine IR-Detektorebene fokussiert,
- mit einem zweiten optomechanischen Teil, bestehend einerseits aus einem gegen die optische Achse des Eingangsobjektives geneigten und um diese drehbaren periskopischen Kopfspiegel, andererseits aus einem sich mit der halben Drehzahl des Kopfspiegels drehenden Drehkompensator, und
- mit elektronischen Einrichtungen, die das Aus gangssignal des Detektors (oder der Detektoren) in ein sichtbares Bild des Gesichtsfeldes umsetzen,

dadurch gekennzeichnet,
daß bei Panoramabetrieb die Stellung des Drehkompensators (14) in bezug auf den Kopfspiegel (13) durch Kopplungsmittel in einer ersten vorgegebenen Winkelstellung so festgelegt ist,
daß alle erfaßten Linien des Gesichtsfeldes unabhängig von der Orientierung des Kopfspiegels (13) parallel zu einander sind, längs einer zu der scheinbaren Hori zontalen des Gesichtsfeldes geneigten Linie, und
daß die langsame Bildabtastbewegung dadurch erhalten wird, daß das langsame Bildabtastelement ortsfest gehalten und der Kopfspiegel (13) und der Drehkompensator (14) auf eine solche Drehzahl gebracht werden, daß die er faßten Linien des überwachten Bereiches aneinander anschließen.

2. Vorrichtung zur optischen Abtastung,

- mit einem ersten optomechanischen Teil, bestehend aus einem Eingangsobjektiv (1), einem Umlenkspiegel (2), der zur langsamen Bildabtastung um eine erste Kippachse (3), die rechtwinklig zu der optischen Achse (9) des Eingangsobjektivs (1) verläuft, in Schwingungen versetzbar ist,
- mit einer Feldlinse (5),
- mit einer prismatischen Trommel (6), die zur raschen Abtastung um eine Drehachse (12) drehbar ist, die rechtwinklig zu der Kippachse (3) des Umlenk spiegels (2) verläuft, und
- mit einer Anordnung aus Linsen und Spiegeln, die die IR-Strahlung auf eine IR-Detektorebene fokussiert, nach Anspruch 1.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur winkelmäßigen Kopplung im wesentlichen mechanische Mittel sind, und daß die Drehung des Kopfspiegels (13) und des Drehkompensators (14) von einem einzigen Elektromotor (18) über Riemen (23, 26) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur winkelmäßigen Kopplung im wesentlichen elektrische Mittel sind, und daß der Kopfspiegel (13) von einem ersten Elektromotor (28), der Drehkompensator (14) von einem zweiten Elektro motor (29) angetrieben werden, die beide mit je einem Stellungsgeber (35, 36) gekuppelt sind, und daß ein elektronisches Steuerorgan (34) die wechselseitigen Stellungen und Drehzahlen der zwei Motore regelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Bildbetrieb das Steuerorgang (34) einer seits die Drehstellung des Kopfspiegels (13) in be zug auf den Drehkompensator (14) in eine zweite Stellung ändert, die sich von der ersten Winkel stellung um 45° (Basis 180°) unterscheidet und an dererseits das Bildabtastelement in Bewegung versetzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan den Kopfspiegel (13) und den Drehkompensator (14) unbeweglich hält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß der Kopfspiegel (13) in einer Kardanaufhängung (43) gehalten ist, deren Achse längs der optischen Achse (9) des Eingangsobjek tivs (1) verläuft, derart, daß der Kopfspiegel (13) um eine zweite, in seiner Ebene enthaltene und zu der optischen Achse rechtwinklige Kippachse kippbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekenn zeichnet, daß ein dritter Elektromotor (44), der mit einem Stellungsgeber (45) verbunden ist und von dem Steuerorgan (46) gesteuert wird, den Kopfspiegel (13) um seine Kippachse kontinuierlich oder schritt weise dreht und das Steuerorgan (46) hierbei den ersten und den zweiten Elektromotor (28, 29) schritt weise oder kontinuierlich drehen läßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkompensator ein Räntsch′scher Drehkompensator zwischen dem Eingangs objektiv (1) und dem Bildabtastelement (2) ist.

10. IR-Thermographiesystem mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Aus gangssignale des (der) Detektors (Detektoren) zur Rückgewinnung eines Bildes im Überwachungs- oder im Panoramabetrieb nach einer zur Radartechnik analogen Technik verarbeitet werden.