DE4335618A1 - Method and device for generating a simulation of an infrared image and a simulated infrared image obtained thereby - Google Patents
Method and device for generating a simulation of an infrared image and a simulated infrared image obtained therebyInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Simulation von Infrarotbildern, auf ein hierfür ausgelegtes Gerät und auf hierdurch erzielte simulierte Infrarotbilder.The present invention relates to a method for Generate a simulation of infrared images on one for this designed device and on simulated thereby achieved Infrared images.
Verfahren zum Erzeugen von simulierten Infrarotbildern sind bekannt. Nachstehend werden einige den Stand der Technik beschreibende Schriften kurz diskutiert.Methods of generating simulated infrared images are known. Below are some of the prior art descriptive writings briefly discussed.
In der US-PS 4 760 267 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Infrarot-Intensitätsmuster eines ausgewählten Wellen längenbandes erfaßt und ein diesem entsprechendes Intensitätsmuster aus sichtbarem Licht erzeugt wird. Das durch sichtbares Licht gebildete Muster wird auf einen photographischen Film projiziert, der lediglich eine Rückseitenschicht und eine Emulsionsschicht besitzt. Der Film wird verarbeitet, wodurch sich ein spiegelartig reflektieren des Silbermuster ergibt, das dem ursprünglichen Infrarotmuster entspricht. Eine oder beide Seiten des Films werden durch Strahlung mit ausgewählter Wellenlänge beleuchtet, was zu einem neuen Infrarotmuster führt, das dem ursprünglichen Infrarotmuster entspricht.U.S. Patent 4,760,267 describes a method in which an infrared intensity pattern of a selected wave length band recorded and a corresponding Intensity pattern is generated from visible light. That through visible light is formed on a pattern projected photographic film that is only one Has back layer and an emulsion layer. The film is processed, which reflects a mirror-like of the silver pattern that corresponds to the original infrared pattern corresponds. One or both sides of the film are going through Radiation with selected wavelength illuminates what to a new infrared pattern that matches the original Corresponds to infrared pattern.
In der US-PS 4 679 910 ist ein dynamischer Sichtbar/Infrarot- Bildwandler beschrieben, der zwei Flüssigkristalle auf beiden Seiten eines photoleitenden Substrats, eine Spannungs versorgung, einen dem ersten Kristall benachbarten Drahtgitter-Polarisator und einen dem zweiten Kristall benachbarten Spiegel aufweist. Die beiden Flüssig kristallschichten modulieren einen einfallenden Infrarotstrahl durch Polarisationsdrehung beziehungsweise Drehung der Po larisationsrichtung in räumlicher Hinsicht. Die Pola risationsrichtungsdrehung wird durch Anlegen von Spannung zwischen die beiden Flüssigkristallschichten variiert. Das photoleitende Substrat empfängt und absorbiert ein sichtbares Bild und moduliert die Spannung zwischen den beiden Flüssigkristallschichten in räumlicher Hinsicht in Übereinstimmung mit der sich räumlich verändernden Bildintensität. Der einfallende Infrarotstrahl wird durch einen Spiegel durch die Flüssigkristallschichten hindurch zurückreflektiert und seine Polarisation wird proportional zum sichtbaren Bild gedreht. Der Polarisator wandelt die Polarisationsdrehung des Infrarotstrahls in eine Modulation der Ausgangsintensität um und erzeugt hierdurch ein Infrarotbild.In US-PS 4,679,910 a dynamic visible / infrared Image converter described the two liquid crystals on both Sides of a photoconductive substrate, a voltage supply, one adjacent to the first crystal Wire grid polarizer and a second crystal neighboring mirror. The two liquid crystal layers modulate an incident infrared beam by polarization rotation or rotation of the Po direction of spatialization. The pola risk direction is determined by applying voltage varies between the two liquid crystal layers. The photoconductive substrate receives and absorbs a visible one Image and modulates the tension between the two Spatially liquid crystal layers in Agreement with the spatially changing Image intensity. The incident infrared beam is through a mirror through the liquid crystal layers reflected back and its polarization becomes proportional to visible image rotated. The polarizer changes that Polarization rotation of the infrared beam into a modulation the output intensity around and thereby generates a Infrared image.
In der US-PS 4 299 864 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Sichtbar/Infrarot-Wandlers unter Abscheidung eines Strah lungsabsorbers auf einen dünnen, thermisch isolierenden Film in einem weichen beziehungsweise schwachen inerten Vakuum beschrieben.U.S. Patent 4,299,864 discloses a method of making a Visible / infrared converter with separation of a beam on a thin, thermally insulating film in a soft or weak inert vacuum described.
In der US-PS 4 723 077 ist ein Sichtbar/Infrarot-Bildwandler offenbart, der eine Infrarotlichtquelle und einen Polarisationsstrahlenteiler aufweist, der das Infrarotlicht in zwei polarisierte Strahlen auftrennt, deren Polaritäten rechtwinklig zueinander orientiert sind. Beide Bildwandler empfangen und modulieren jeweils die beiden polarisierten Strahlen unter Heranziehung identischer sichtbarer Information. Die modulierten Infrarotstrahlen werden analysiert und wieder zu einem einzigen Strahl zusammengefaßt. In U.S. Patent No. 4,723,077 there is a visible / infrared imager discloses an infrared light source and one Has polarization beam splitter that the infrared light in separates two polarized beams, their polarities are oriented at right angles to each other. Both imagers receive and modulate the two polarized ones Rays using identical visible Information. The modulated infrared rays are analyzed and combined again into a single ray.
In der US-PS 4 820 929 ist eine Vorrichtung zum Umsetzen von sichtbaren Bildern in Infrarotbilder unter Heranziehung einer photoleitenden Schicht beschrieben, die zwischen leitende Schichten sandwichartig eingefügt ist, durch die Strom hindurchgeleitet wird. Eine der sandwichartig angeordneten, leitenden Schichten ist transparent und besitzt einen spezifischen Widerstand, der in Relation zur einfallenden sichtbaren Strahlung moduliert ist.In U.S. Patent 4,820,929 there is an apparatus for converting visible images in infrared images using a described photoconductive layer between conductive Layers sandwiched through the stream is passed through. One of the sandwiched, conductive layers is transparent and has one specific resistance, in relation to the incident visible radiation is modulated.
In der US-PS 4 767 122 ist ein 3D-Wärmezielsimulator offenbart. Orthogonale Thermographien eines Ziels werden auf einem Plastik- beziehungsweise Kunststoffmedium reproduziert und auf einem Modell des Ziels ausgebildet beziehungsweise aufgebracht, das gegenüber von internen Quellen stammender Strahlung transparent ist. Die Thermographien werden durch ein Filter abgedeckt, das lediglich einen vorbestimmten Anteil des Spektrums der sichtbares Licht abgebenden Quellen hindurchläßt. Das Modell wird von außen mit sichtbarem Licht beleuchtet. Eine für sichtbares Licht ausgelegte Fernsehkamera mit einem Filter, das den vorab ausgewählten Spektralanteil hindurchläßt, erzeugt eine Simulation des Ziels aus sichtbarem Licht. Eine zusätzliche, für sichtbares Licht empfindliche Fernsehkamera ohne das Filter gibt ein Signal ab, das als ein Infrarotbild auf einem Fernseh-Monitor erscheint.U.S. Patent No. 4,767,122 is a 3D thermal target simulator disclosed. Orthogonal thermographs of a target are displayed reproduced in a plastic or plastic medium and trained on a model of the target respectively upset, the one from internal sources Radiation is transparent. The thermographs are represented by a Filter covered that only a predetermined proportion of the Spectrum of visible light sources lets through. The model is visible from the outside with visible light illuminated. A television camera designed for visible light with a filter that contains the preselected spectral component lets through, creates a simulation of the target from visible Light. An additional, sensitive to visible light TV camera without the filter emits a signal that as a Infrared image appears on a television monitor.
In der US-PS 4 824 374 sind ein Bildschirm, auf dem ein Gelände dargestellt ist, ein Zielprojektor, der das Bild eines sich bewegenden Ziels auf den Bildschirm projiziert, eine Waffe, die einen Infrarotpunkt auf den Schirm projiziert, und eine Kamera beschrieben, die für den Infrarotpunkt empfindlich ist. Wenn eine zu schulende Person die Waffe aktiviert, erzeugt die Kamera ein Videosignal, das die Position des in die Mitte des Ziels projizierten Infrarotpunkts repräsentiert. Das Videosignal steuert einen Projektor, der einen sichtbaren Punkt auf dem Schirm erzeugt, der die Position des Punkts repräsentiert. In U.S. Patent No. 4,824,374 there is a screen on which a Terrain is depicted, a target projector, the image of a projected moving target on the screen, a Weapon that projects an infrared point on the screen, and described a camera that is sensitive to the infrared point is. When a person to be trained activates the weapon, the camera generates a video signal that indicates the position of the in represents the center of the projected infrared point. The video signal controls a projector that has a visible one Point on the screen that represents the position of the point represents.
In der GB-A-2 081 049 ist ein Simulator für ein Infrarotstrahlung emittierendes Ziel beschrieben, der ein UV- beleuchtetes, auf einer Geländetafel montiertes Ziel und eine Fernsehkamera zum Abtasten der Geländetafel und des Ziels enthält. Das Ziel ist zumindest teilweise durch eine Substanz gebildet, die als Reaktion auf UV-Beleuchtung fluoresziert, wodurch ein infrarotemittierendes Ziel simuliert wird.In GB-A-2 081 049 there is a simulator for one Infrared radiation emitting target described, the UV illuminated target mounted on a terrain board and one TV camera to scan the terrain board and the target contains. The goal is at least partially through a substance formed, which fluoresces in response to UV lighting, which simulates an infrared emitting target.
In der GB-A-2 067 273 ist ein Schwachlichtpegel-Simulator offenbart, der einen Projektor mit einem einstellbaren Filter, der ein Bildschirmbild mit Infrarot- und sichtbaren Komponenten erzeugt, und eine Waffe aufweist, die mit einem Bildverstärker ausgestattet ist, der auf Infrarotstrahlung anspricht und ein sichtbares Bild erzeugt. Die durch das Bildschirm-Zielbild emittierte Strahlung simuliert ein schwach beleuchtetes oder schlecht sichtbares Ziel.In GB-A-2 067 273 there is a low light level simulator discloses a projector with an adjustable filter, which is a screen image with infrared and visible Components produced, and has a weapon that with a Image intensifier is equipped, which is based on infrared radiation appeals and creates a visible image. The through that Screen target image emitted radiation simulates a weak illuminated or poorly visible target.
Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine verbesserte Simulation von Infrarotbildern zu erreichen.The present invention strives to achieve a to achieve improved simulation of infrared images.
In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird folglich ein Verfahren zum Bereitstellen beziehungsweise Erzeugen einer Simulation eines Infrarotbilds geschaffen, das die Schritte der Erzeugung eines Transparentbilds eines optischen Bilds einer im sichtbaren Band beziehungsweise Wellenlängenbereich liegenden Szene, des Durchstrahlens des Transparentbilds durch Infrarotstrahlung, des Erfassens der durch das Transparentbild hindurchgegangenen Infrarotstrahlung und des Erzeugens einer sichtbaren Ausgabe beziehungsweise Wiedergabe der erfaßten Infrarotstrahlung umfaßt.In accordance with a preferred embodiment the present invention thus provides a method for Providing or generating a simulation of a Infrared image created, the steps of generating a Transparent image of an optical image in the visible Band or wavelength range of the scene Radiation of the transparent image by infrared radiation, the detection of those that have passed through the transparent image Infrared radiation and creating a visible output or reproduction of the detected infrared radiation includes.
In weiterer Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält das Verfahren darüberhinaus den Schritt des Kollimierens der Infrarotstrahlung vor ihrer Erfassung. In keeping with a preferred one Embodiment of the present invention includes this The method further includes the step of collimating the Infrared radiation before it is detected.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Simulation eines Infrarotbilds geschaffen, die ein Transparentbild eines optischen Bilds einer im sichtbaren Band beziehungsweise Bereich liegenden Szene, eine Infrarotquelle, die Infrarotstrahlung durch das Transparentbild richtet beziehungsweise strahlt, und einen Infrarotbilddetektor beziehungsweise eine Infrarot- Abbildungseinrichtung aufweist, die durch das Transparentbild hindurchgehende Infrarotstrahlung erfaßt und eine sichtbare Ausgabe beziehungsweise Wiedergabe der erfaßten Infrarotstrahlung erzeugt.In accordance with a preferred embodiment of the The present invention also provides an apparatus for Generating a simulation of an infrared image created that a transparent image of an optical image one in the visible Band or area lying scene, one Infrared source, the infrared radiation through the Transparent image directs or shines, and one Infrared image detector or an infrared Imaging device through the transparent image infrared radiation passing through and a visible Output or reproduction of the recorded Generates infrared radiation.
In weiterer Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung ferner einen Kollimator, der auf die Infrarotstrahlung vor ihrer Erfassung einwirkt.In keeping with a preferred one Embodiment of the present invention includes the The device further includes a collimator that acts on the Infrared radiation before it is detected.
Darüberhinaus wird in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein simuliertes Infrarotbild geschaffen, das ein Substrat und ein Bild umfaßt, das auf dem Substrat mittels Durchstrahlung eines ein optisches Bild im sichtbaren Band tragenden Transparentbilds mit Infrarotstrahlung ausgebildet ist. In weiterer Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Bild durch Erfassung von kollimierter Strahlung gebildet, die durch das Transparentbild hindurchgehend empfangen wird.In addition, in accordance with a preferred Embodiment of the present invention a simulated Created an infrared image comprising a substrate and an image, that on the substrate by irradiating a optical image in the visible band carrying transparent image is formed with infrared radiation. In another In accordance with a preferred embodiment of the present invention the image by capturing collimated radiation formed by the transparent image is received continuously.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Fig. 1 näher beschrieben. In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der Vorrichtung zur Erzeugung einer Simulation eines Infrarotbilds dargestellt, die in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet. The present invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying FIG. 1. In Fig. 1 is a simplified block diagram of the device is shown an infrared image for generating a simulation, which is constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention and operating.
Die Vorrichtung 10 weist ein Infrarot-Transparentbild 20 einer Szene auf, das sich dadurch auszeichnet, daß es gegenüber Infrarotstrahlung transparent ist. Das Infrarot- Transparentbild 20 kann durch Vornahme der nachfolgenden Schritte erzeugt werden:The device 10 has an infrared transparent image 20 of a scene, which is characterized in that it is transparent to infrared radiation. The infrared transparent image 20 can be generated by performing the following steps:
- a) Photographieren einer Szene 22 unter Benutzung einer herkömmlichen, sichtbares Licht erfassenden Kamera 24 wie etwa einer Canon A1, deren Gesichtsfeld alpha ist, unda) photographing a scene 22 using a conventional visible light sensing camera 24 such as a Canon A1 whose field of view is alpha, and
- b) Drucken des aus dem Schritt (a) resultierenden verarbeiteten negativen Films in positiver Weise auf einem gegenüber Infrarotstrahlung transparenten Substrats wie etwa einem geeigneten Kunststoff.b) printing the resultant from step (a) processed negative film in a positive way on a substrate transparent to infrared radiation such as a suitable plastic.
Das Transparentbild 20 ist in oder nahe bei der Brennebene eines Infrarot-Kollimators 30 angeordnet. Das abgedeckte bzw. erfaßte Gesichtsfeld liegt nahe bei alpha. Ein schwarzer Körper 34 wie etwa ein differentieller schwarzer Körper CI-SR8 mit ausgedehnter Fläche ist so angeordnet, daß er der gegenüberliegenden Seite des Dias zugewandt ist und eine Infrarotbestrahlung des Dias bewirkt. Die Infrarotstrahlung, die durch die transparenten Abschnitte des Transparentbilds 20 hindurchtritt, fällt auf den Kollimator 30 auf.The transparent image 20 is arranged in or near the focal plane of an infrared collimator 30 . The field of view covered or detected is close to alpha. A black body 34, such as an extended area differential black body CI-SR8, is arranged to face the opposite side of the slide and cause infrared exposure of the slide. The infrared radiation that passes through the transparent sections of the transparent image 20 is incident on the collimator 30 .
Eine FLIR beziehungsweise Vorwärts-Infrarotausrüstung (FLIR = Forward Looking Infra Red) 36 betrachtet das Transparentbild 20 und erzeugt ein elektronisches Bild 38, das dem Bild ähnelt, das die Vorwärts-Infrarotausrüstung als Reaktion auf eine direkte Betrachtung der durch das Transparentbild 20 repräsentierten Szene erzeugt haben würde. Das Gesichtsfeld (field of view) der Vorwärts-Infrarotausrüstung 36 übersteigt alpha nicht und die Abmessungen ihrer Apertur beziehungsweise Blende überschreiten diejenigen des Kollimators 30 nicht. Eine geeignete Vorwärts-Infrarotausrüstung ist ein im Handel von RAFAEL, Armament Development Authority, Haifa, Israel erhältliches Abbildungssystem TD32. Forward looking infra red (FLIR) 36 looks at the transparent image 20 and produces an electronic image 38 that is similar to the image that the forward infrared equipment produces in response to direct viewing of the scene represented by the transparent image 20 would have. The field of view of the forward infrared equipment 36 does not exceed alpha and the dimensions of its aperture or aperture do not exceed those of the collimator 30 . Suitable forward infrared equipment is a TD32 imaging system commercially available from RAFAEL, Armament Development Authority, Haifa, Israel.
Das durch die Vorwärts-Infrarotausrüstung erzeugte elektronische Bild 38 wird in ein visuell sensibles beziehungsweise sichtbares Bild 40 unter Einsatz eines Videoprinters wie etwa des Typs CP-200 (von Mitsubishi hergestellt) umgesetzt.The electronic image 38 generated by the forward infrared equipment is converted to a visually sensitive image 40 using a video printer such as the CP-200 (manufactured by Mitsubishi).
Wie für den Fachmann ersichtlich ist, ist vorliegende Erfindung nicht auf die im einzelnen gezeigten und beschriebenen Merkmale beschränkt.As is apparent to those skilled in the art, this is Invention not shown in detail on and described features limited.
Claims (8)
Bereitstellen eines Transparentbilds (20) eines optischen Bilds einer Szene im sichtbaren Wellenlängenbereich,
Durchstrahlen des Transparentbilds (20) mit Infrarotstrahlung,
Erfassen der Infrarotstrahlung, die durch das Transparentbild (20) hindurchtritt und
Bereitstellen einer sichtbaren Ausgabe (40) der erfaßten Infrarotstrahlung.1. A method for generating a simulation of an infrared image, comprising the steps:
Providing a transparent image ( 20 ) of an optical image of a scene in the visible wavelength range,
Irradiation of the transparent image ( 20 ) with infrared radiation,
Detecting the infrared radiation that passes through the transparent image ( 20 ) and
Providing a visible output ( 40 ) of the detected infrared radiation.
einem Transparentbild (20) eines optischen Bilds einer Szene (22) im sichtbaren Wellenlängenbereich,
einer Infrarotquelle (34), die Infrarotstrahlung durch das Transparentbild (20) richtet beziehungsweise strahlt, und
einem Infrarotbild beziehungsweise einer Infrarot- Abbildungseinrichtung (36), die die Infrarotstrahlung erfaßt, die durch das Transparentbild (20) hindurchgetreten ist, und
eine sichtbare Ausgabe (40) der erfaßten Infrarotstrahlung erzeugt. 3. Device for generating a simulation of an infrared image, with
a transparent image ( 20 ) of an optical image of a scene ( 22 ) in the visible wavelength range,
an infrared source ( 34 ) which directs or radiates infrared radiation through the transparent image ( 20 ), and
an infrared image or an infrared imaging device ( 36 ) that detects the infrared radiation that has passed through the transparent image ( 20 ), and
produces a visible output ( 40 ) of the detected infrared radiation.
einem Substrat und
einem Bild, das auf dem Substrat dadurch erzeugt ist, daß Infrarotstrahlung durch ein Transparentbild (20), das ein optisches Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich trägt, hindurchgerichtet ist.7. A simulated infrared image ( 40 ), with
a substrate and
an image which is produced on the substrate in that infrared radiation is directed through a transparent image ( 20 ) which carries an optical image in the visible wavelength range.
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