DE3934999A1 - Infrared target-seeking head - comprises lens arrangement coupled with mirror arrangement and detector to achieve high sample rate - Google Patents

Infrared target-seeking head - comprises lens arrangement coupled with mirror arrangement and detector to achieve high sample rate

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Airbus Defence and Space GmbH
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Abstract

In front of a first lens (41) there is arranged a mirror arrangement (5) e.g. including further lenses (4). The mirror of the mirror arrangement is so directed that a region sought by the head is formed line and/or column-wise on a detector (2). The mirror arrangement 95) may be made of a first mirror (51), pref. rotating, and a further movable mirror, or plural respectively movable and fixed mirrors (52,53). The lens system (4)may comprise plural lenses. The detector may comprise an arbitrary number of line detectors. ADVANTAGE - Highest possible speed and accuracy, with cost-effective structure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zielsuchkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine ähnliche Anord­ nung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 38 34 784 A1 bekannt.The invention relates to a seeker head according to the Preamble of claim 1. A similar arrangement Example is from the published patent application DE 38 34 784 A1 known.

Der Zielsuchkopf der genannten Art wird beispielsweise zum Absuchen des Bodens und des Luftraumes nach Zielobjekten eingesetzt.The target seeker of the type mentioned is, for example Scanning the ground and airspace for targets used.

Aufgrund seiner Einsatzfähigkeit im Infrarotbereich wird er insbesondere in Flugkörpern und Waffenplattformen ver­ wendet.Because of its usability in the infrared range it especially in missiles and weapon platforms turns.

Bei der bekannten Anordnung handelt es sich um eine aktive Entfernungsmeßeinrichtung. Sie besteht aus einem infrarotemittierenden Sendeteil und einem infrarotempfind­ lichen Empfangsteil. Dieses Empfangsteil besteht einer­ seits aus einer Linse, die vor einem Detektor montiert ist, andererseits aus dem genannten Detektor, der durch eine Detektorzeile implementiert ist. Die Detektorzeile ist aus sechs Zeilenelementen, die parallel zueinander an­ geordnet und einzeln ansteuerbar sind, aufgebaut.The known arrangement is an active one Distance measuring device. It consists of one  infrared emitting transmission part and an infrared sensor reception part. This receiving part consists of one partly from a lens that is mounted in front of a detector is, on the other hand from the detector mentioned, which by a detector line is implemented. The detector line is composed of six line elements that are parallel to each other orderly and individually controllable, built.

Mittels des Sendeteiles wird ein Zielobjekt beleuchtet. Die von diesem Zielobjekt reflektierten Strahlen regen in dem Detektor einzelne Zeilenelemente an, die hierauf hin ihren inneren Zustand ändern. Diese Zustandsänderung wird anschließend von einer Auswerteeinheit registriert und ausgewertet.A target object is illuminated by means of the transmitting part. The rays reflected from this target object excite individual line elements to the detector, which point to this change their inner state. This change of state will then registered by an evaluation unit and evaluated.

Mithin ist es einerseits notwendig einen nach Zielobjekten abzusuchenden Bereich auszuleuchten, andererseits wird nur ein Teil der gesamten vom Zielobjekt und seiner Umgebung abgegebenen Bildinformation auswertbar erfaßt.Therefore, on the one hand, it is necessary to search for target objects area to be searched, on the other hand only part of the total of the target object and its surroundings output image information captured evaluable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Bildinformationen, bestehend beispielsweise aus den körpereigenen Strahlungen einzelner Zielobjekte, möglichst genau und schnell zu erfassen, wobei der Zielsuchkopf ins­ gesamt möglichst preiswert realisierbar sein soll.The invention has for its object an arrangement of the type mentioned at the beginning, which makes it possible the image information, consisting for example of the body's own radiation of individual target objects, if possible to be recorded precisely and quickly, with the target seeker ins overall should be possible to realize as inexpensively as possible.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in dem Pa­ tentanspruch 1 beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sowie bevorzugte An­ wendungen der Erfindung aufgeführt. The inventive solution to the problem is described in Pa tent Claim 1 . In the subclaims, advantageous training and further developments and preferred applications of the invention are listed.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufga­ benstellung näher erläutert.In the following the solution of the task setting explained in more detail.

Der erfindungsgemäße Zielsuchkopf besteht aus einem infra­ rotempfindlichen Detektor, vor dem eine erste Linse ausge­ bildet ist. Vor dieser ersten Linse ist eine Spiegelanord­ nung bzw. eine Spiegelanordnung und eine Linsenanordnung ausgebildet. Die Spiegel der Spiegelanordnung sind derart ausgerichtet, daß der vom Zielsuchkopf abgesuchte Bereich zeilen- und/oder spaltenweise auf dem Detektor abgebildet wird.The target seeker head according to the invention consists of an infra red-sensitive detector in front of which a first lens is emitted forms is. In front of this first lens is a mirror arrangement voltage or a mirror arrangement and a lens arrangement educated. The mirrors of the mirror arrangement are of this type aligned that the area searched by the target seeker mapped in rows and / or columns on the detector becomes.

Durch die gegenseitige Ausrichtung der Spiegel jener Spie­ gelanordnung ist eine zeilen- bzw. spaltenweise Abtastung des abzusuchenden Bereiches sowie eine Abbildung auf dem einfach realisierbaren Detektor möglich.Through the mutual alignment of the mirrors of those games Gel arrangement is a row or column scan of the area to be searched as well as an illustration on the easy to implement detector possible.

Mithin ist der Zielsuchkopf einfach realisierbar und kann preiswert implementiert werden, wobei eine hohe Abtastrate ohne wesentliche Verluste an Bildinformationen ge­ währleistet ist.The destination search head is therefore simple and can be implemented be implemented inexpensively, with a high sampling rate without significant loss of image information is guaranteed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2. Show it:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Zielsuchkopf in einem aufge­ schnittenen Flugkörper 1; FIG. 1 is the target seeker head according to the invention in a cut missile 1;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Zielsuchkopfes in dem gleichen aufgeschnittenen Flugkörper 1. Fig. 2 is a further development of the invention OF INVENTION to the invention the homing head in the same cut missile 1.

Der erfindungsgemäße Zielsuchkopf nach Fig. 1 besteht aus der Spiegelanordnung 5, der ersten Linse 41 und dem De­ tektor 2.The target seeker head of the invention according to Fig. 1 consists of the mirror assembly 5, the first lens 41 and the De Tektor. 2

Die Spiegelanordnung 5 ist aus einem ersten Spiegel 51 und einem zweiten Spiegel 52 aufgebaut. Der erste Spiegel 51 ist um eine erste Spiegelachse drehbar gelagert. Der zweite Spiegel 52 ist jeweils um eine erste und eine zweite Spiegelachse drehbar gelagert.The mirror arrangement 5 is constructed from a first mirror 51 and a second mirror 52 . The first mirror 51 is rotatably mounted about a first mirror axis. The second mirror 52 is rotatably mounted about a first and a second mirror axis.

Die erste und zweite Spiegelachse stellen die Achsen eines gedachten Koordinatensystemes dar. Die erste Spiegelachse verläuft auf der Spiegeloberfläche des zweiten Spiegels und liegt in einer Bezugsebene. Die Bezugsebene ist auf übliche Art und Weise durch zwei im Raum beliebig de­ finierte karthesische Vektoren 71 und 72 charakterisiert. Die zweite Spiegelachse ist orthogonal zur ersten Spiegel­ achse ausgerichtet und durchdringt den zweiten Spiegel mittig.The first and second mirror axes represent the axes of an imaginary coordinate system. The first mirror axis runs on the mirror surface of the second mirror and lies in a reference plane. The reference plane is characterized in the usual way by two Cartesian vectors 71 and 72 defined in space as desired. The second mirror axis is aligned orthogonally to the first mirror axis and penetrates the second mirror in the middle.

Der Spiegel 51 schwingt ohne Unterbrechung in seiner Drehachse um eine Nullpunktslage und ermöglicht dem Detek­ tor somit eine zeilenweise Abtastung eines quadratischen bzw. rechteckigen Bildausschnitts.The mirror 51 swings without interruption in its axis of rotation about a zero point position and thus enables the detector a line-by-line scanning of a square or rectangular image section.

Der Spiegel 52 bewegt den Bildausschnitt durch Drehung um beide Drehachsen über den gesamten abzusuchenden Bereich.The mirror 52 moves the image section by rotation about both axes of rotation over the entire area to be searched.

Die Abbildung des auf diese Art und Weise abgesuchten Be­ reiches auf die Detektorzeile 21 erfolgt über eine erste Linse 41. Diese Linse 41 kann starr ausgerichtet sein. Die Anzahl der einzelnen Zeilenelementen ist beliebig. Durch weitere Zeilenelemente die unterhalb der oben ge­ nannten Zeilenelemente angeordnet sind, können Detektor­ flächen ausgebildet werden. The imaging of the area searched in this way on the detector line 21 takes place via a first lens 41 . This lens 41 can be rigidly aligned. The number of individual line elements is arbitrary. Detector surfaces can be formed by further line elements which are arranged below the line elements mentioned above.

Das Material der einzelnen Baugruppen ist für den infraro­ ten Bereich ausgelegt. Durch Verwendung anderer Materia­ lien, so z. B. von Quarzglaslinsen, sind weitere spektrale Bereiche erfaßbar, wobei das System durch die entspre­ chende Materialien wahlweise breit und/oder schmalbandig gemacht werden kann.The material of the individual assemblies is for the infraro area. By using other materia lien, so z. B. of quartz glass lenses are more spectral Areas can be detected, with the system corresponding to the Suitable materials either wide and / or narrow-band can be made.

Durch die vorliegende Anordnung kann der üblicherweise teure Detektor 2 einfach und preiswert implementiert wer­ den, wobei hohe Abtastraten gewährleistet sind. Mithin wird der erfindungsgemäße Zielsuchkopf insgesamt wesentlich preiswerter als technisch gleichwertige Ziel­ suchköpfe.The present arrangement enables the usually expensive detector 2 to be implemented simply and inexpensively, with high sampling rates being guaranteed. Thus, the target seeker according to the invention is overall much cheaper than technically equivalent target seekers.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des erfindungsgemäße Zielsuchkopfes nach Fig. 2 besteht aus der Spiegelanord­ nung 5, der Linsenanordnung 4 und dem Detektor 2. Die Spiegelanordnung 5 ist aus dem ersten Spiegel 51, dem zweiten Spiegel 52 und einem dritten Spiegel 53 aufgebaut. Spiegel sind 52 ist um eine erste und zweite Spiegelachse drehbar gelagert. Der dritte Spiegel 53 ist starr ausgerichtet, wobei er in diesem Falle als Umlenkspiegel dient. Die drei Spiegel sind so ausgerichtet, daß ein bei­ spielsweise nach Zielobjekten abgesuchter Bereich vorzugs­ weise zeilenweise auf der Detektorzeile 21 abgebildet wird.The inventive development of the homing head of the present invention according to FIG. 2 consists of the voltage Spiegelanord 5, the lens assembly 4 and the detector 2. The mirror arrangement 5 is constructed from the first mirror 51 , the second mirror 52 and a third mirror 53 . Mirrors are 52 rotatably mounted about a first and second mirror axis. The third mirror 53 is rigidly aligned, in which case it serves as a deflecting mirror. The three mirrors are aligned in such a way that an area that is searched for example for target objects is preferably imaged line by line on the detector line 21 .

Ist der dritte Spiegel 53 nicht starr ausgelegt, so können mittels dieses dritten Spiegels 53 ausschnittsweise Teil­ bereiche des abzusuchenden Bereiches hervorgehoben und/oder selektiert werden. Um den vorzugsweise schwingen­ den ersten Spiegel 51 geometrisch klein auslegen zu können und damit seine Masse gegenüber den übrigen Spiegeln 52, 53 zu reduzieren, ist zwischen dem ersten Spiegel 51 und dem dritten Spiegel 53 die Linsenanordnung 4, bestehend aus einer zweiten Linse 42 und einer dritten Linse 43, angeordnet. Diese Anordnung hat Teleskopwirkung. Die erste Linse 41, sowie der Detektor 2 und seine Detek­ torzeile 21 sind analog zu Fig. 1 aufgebaut. Ebenso ver­ hält es sich hinsichtlich der verwendeten Materialien.If the third mirror 53 is not designed to be rigid, partial areas of the area to be searched can be highlighted and / or selected by means of this third mirror 53 . In order to be able to design the preferably oscillating first mirror 51 to be geometrically small and thus to reduce its mass compared to the other mirrors 52 , 53 , between the first mirror 51 and the third mirror 53 is the lens arrangement 4 , consisting of a second lens 42 and one third lens 43 arranged. This arrangement has a telescopic effect. The first lens 41 , as well as the detector 2 and its detector line 21 are constructed analogously to FIG. 1. The same applies to the materials used.

Mittels der erfindungsgemäßen Weiterbildung dieses erfin­ dungsgemäßen Zielsuchkopfes ist es möglich, aufgrund der geringen Masse des ersten Spiegels 51, die Abtastrate gegenüber jener nach Fig. 1 weiter zu erhöhen.By means of the development according to the invention of this target seeker head according to the invention, it is possible, due to the small mass of the first mirror 51 , to further increase the sampling rate compared to that according to FIG. 1.

Claims (5)

1. Zielsuchkopf für den Infrarotbereich, bestehend aus einem infrarotempfindlichen Detektor und einer ersten Linse, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - vor einer ersten Linse (41) eine Spiegelanordnung (5) (Spiegelanordnung (5) und eine Linsenanordnung (4)) ausgebildet ist;
  • - die Spiegel der Spiegelanordnung (5) derart ausge­ richtet sind, daß ein vom Zielsuchkopf abgesuchter Bereich zeilen- oder/und spaltenweise auf dem De­ tektor (2) abgebildet ist.
1. Target seeker for the infrared range, consisting of an infrared sensitive detector and a first lens, characterized in that
  • - A mirror arrangement ( 5 ) (mirror arrangement ( 5 ) and a lens arrangement ( 4 )) is formed in front of a first lens ( 41 );
  • - The mirrors of the mirror arrangement ( 5 ) are aligned such that a region searched by the search seeker line or / and column by column on the detector ( 2 ) is shown.
2. Zielsuchkopf für den Infrarotbereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung (5) aus einem vorzugsweise rotierenden Spiegel (51) und einem (mehreren) beweglichen (beweglichen und starren) Spiegel(n) (52) ((52, 53)) aufgebaut ist;2. homing head for the infrared range according to claim 1, characterized in that the mirror arrangement ( 5 ) from a preferably rotating mirror ( 51 ) and a (several) movable (movable and rigid) mirror (s) ( 52 ) (( 52 , 53 )) is constructed; 3. Zielsuchkopf für den Infrarotbereich, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (4) aus der (mehreren) Linse(n) (41) ((41, 42, 43)) aufgebaut ist;3. seeker head for the infrared range, according to claim 2, characterized in that the lens system ( 4 ) from the (several) lens (s) ( 41 ) (( 41 , 42 , 43 )) is constructed; 4. Zielsuchkopf für den Infrarotbereich, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (2) aus in etwa einer Detektorzeile (21) - bestehend aus beliebig vielen Zeilenelementen ausgebildet ist;4. target seeker for the infrared range, according to claim 3, characterized in that the detector ( 2 ) from approximately one detector line ( 21 ) - is formed from any number of line elements; 5. Zielsuchkopf für den Infrarotbereich, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung für den Betrieb im infraroten Bereich und nahen Infrarotbereich konzipiert ist.5. Target seeker head for the infrared range, according to one of the preceding claims, characterized in that the entire arrangement for operation in the infrared range and near infrared is designed.
DE3934999A 1989-09-27 1989-10-20 Infrared target-seeking head - comprises lens arrangement coupled with mirror arrangement and detector to achieve high sample rate Withdrawn DE3934999A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4131429A1 (en) * 1991-09-20 1993-04-15 Bodenseewerk Geraetetech OPTICAL SYSTEM FOR THE DEFINED POSITIONING OF A BEAM
WO1997048998A1 (en) * 1996-06-18 1997-12-24 Heidelberger Druckmaschinen Ag Rotary mirror unit for scanning or recording image information with a covering for the mirror
CN109884790A (en) * 2019-02-22 2019-06-14 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所） A kind of multi-purpose infrared light imaging system

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