NL8203284A - Infrarood-waarnemingsinrichting. - Google Patents

Description

if - PHD 81.091 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

" Infrarood-vraarnemingsinr ichting ".

De uitvinding heeft betrekking qp een infraroodwaarnemings-inrichting bevattende een infrarood-objektief, voor het afbeelden van een warmtebeeld-tafereel via een periodiek cm een as been en weer draaiende zwenkspiegel op een volgens een lijn aftastend infra-5 rood-detektiestelsel, waarbij de richting van de lijn parallel met de draaiingsas van de spiegel loopt, een versterkingsinrichtlng waarvan de ingang verbonden is met de uitgang van het detektiestelsel en de uitgang met een lijnvormig weergeefstelsel, en een optisch stelsel voor het afbeelden, bij voorkeur via de achterzijde van de 10 zwenkspiegel, van het weergeefstelsel in een waarnemingsvlak.

Een dergelijke waarnemingsinrichting is onder de naam "Conmon Module" bekend geworden en bijvoorbeeld beschreven in het tijdschrift '’Wehrtechnik" van Oktober 1980, biz . 21 t/m 23. Met een dergelijke waarnemingsinrichting is het mogelijk, een warmte-15 beeldtafereel met relatief groot oplossend verrrogen in een zichtbaar beeld cm te zetten, waarbij het te koelen infrarood-detektiestelsel nog relatief eenvoudig is gekonstrueerd. Het zichtbare beeld woidt opgewekt daar waar zich de infraroodoptiek en het infrarood-detektiestelsel bevinden.

20 Het is echter vaak gewenst, een dergelijk uit een warmte- beeldtafereel cmgezet zichtbaar beeld over grote afstanden over te brengen. Dit kan geschieden, door de uitgangssignalen van de verster-kingsinrichting te gebruiken voor het sturen van een beeldbuis. De versterkte signalen van de detektoren worden dan periodiek berhaald 25 na elkaar afgetast. Deze serieaftasting van de analoge signalen moet echter met een zeer grote snelheld plaatsvinden, waarbij ook grote prohlemen met be trekking tot overspraak optreden, zodat deze mogelijkheid technisch nauwelijks te lealiseren is. Het plaatsen van een TV-opneemkamera voor de kijkopening van het apparaat voor 30 visuele waameming leldt afgezien van de kosten van een dergelijke kamera tot een mechanisch vrij onstabiele inrichting.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een infrarood-waarnemingsinrichting te verschaffen, waarmee op eenvoudige wijze 8203284 PHD 81-091 2 zonder belangrijke veranderingen in het apparaat een elektrisch signaal kan warden verkregen, waaruit een beeld, zoals het voor de beschouwer van het waamemingsvlak verschijnt, op af stand van de waarnemingsinrichting op het beeldschem van een beeldbuis kan warden 5 geproduceerd.

De inrichting volgens de uitvirding vertoont daartoe als kenmerk, dat in de stralingsweg tussen het weergeefstelsel en de zwehkspie_gel een bundeldeler geplaatst is die een deel van de licht-stralen van het weergeefstelsel naar een lijnsensor richt, welke sensor 10 de afbeelding seriegewijs aftast en een analoog elektrisch lijnsignaal opwekt, en dat een de beweging van de zwenkspiegel detekterende synchronisatieinrichting aanwezig is voor het sturen van de sekwentie van de aftastingen van de lijnsensor. De lijnsensor kan net de bijbe-horende elektronlka en met de stralingsverdeler een kleine kompakte 15 eenheid vornen. Er behoeft alleen een bundeldeler in de stralingsweg van het apparaat aangebracht te warden en er zijn geen verdere andere konstruktieve wijzigingen noodzakelijk. Een met het direkt beschouwde beeld gecmetrisch overeenkomend beeld wordt verkregen, doordat de aftasting van de lijnsensor wordt gesynchroniseerd met de beweging van 20 de zwenkspiegel.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding vertoont als kenmerk, dat de lijnsensor als ladingsgekoppelde halfgeleiderinrichting is uitgevoerd. Deze halfgeleiderinrichting kan voordelig een zogenaamd 2 P CCD-element zijn, zoals dit bijvoorbeeld in het tijdschrift 25 Electronic components and applications" vol. 1, Nr. 3, mei 1979 is beschreven. Een dergelijk element kennerkt zich door bijzonder snelle aftasting met geringe verliezen en is zeer kompakt opgebouwd.

Een verdere uitvoeringsvorm vertoont als kenmerk, dat de synchronisatie-inrichting een verdere lijnsensor be vat, die door een 30 voortdurend stralende bron via de zwenkspiegel in hoofdzaak puntvormig wordt bestraald. Cp deze wijze wordt door de verdere lijnsensor de positie van de zwenkspiegel voortdurend afgetast.

Een uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding wordt onderstaand aan de hand van de tekening nader beschreven.

35 Daarin is met 1 een, vereenvoudigd weergegeven, infrarood objektief aangegeven dat het warmtebeeldtafereel 10 via de zwenkspiegel 2 op het detektiestelsel 4 afbeeldt. De zwenkspiegel 2 wordt door een niet weergegeven aandrijfinrichting cm een loodrecht op het 8203284 t t / 1 PHD 81-091 3 vlak van de tokening staande as 3 in snelle opeenvolging been en veer gekanteld. Daardoor wordt de afbeelding van tot warmtetafereel 10 voortdurend been en veer geschoven, ten opzichte van bet detektie-stelsel 4.

5 Dit stelsel bestaat uit een aantal volgens een, loodrecht op bet vlak van de tokening staande, rij gerangschikto afzonderlijke infr arooddetektoren. Door de been en veergaande beweging van tot afgebeelde warmtebeeldtafereel tost deze rij detektoren tot warmte-beeldtafereel lijnsgewijs. af.

10 Het detektiestelsel 4 is verbonden met een versterkings- inrichting 5, die voor elke infrarooddetektor een aparte verstorker be vat. De uitgangen van de versterkers zijn verbonden met een stelsel 6 van zichtbare stealing uitzendende bronnen, bijvoorbeeld dioden.

Deze dioden zijn gerangsehikt in een rij loodrecht op bet vlak van 15 de tokening overeenkomstig de afzonderlijke infrarooddetektoren. De rij licht-uitstralende dioden wordt via een optiek 7 en de reflekterende achterkant van de zwenkspiegel 2 in een waamemingsvlak 8 afgebeeld. Daardoor warden in tot waarnemingsvlak 8 achtereenvolgens verschillende lijnen op versdiillende plaatsen geprojekteerd overeen-20 konstig de bijbehorende afgetaste lijnen van tot warmtebeeldtafereel 10, zodat in het waamemingsvlak 8 een zichtbare afbeelding van tot warmtebeeldtafereel 10 ontstoat.

In de stralengang tussen tot stelsel 6 en de zwenkspiegel 2, in tot weergegeven voorbeeld tussen de : optiek 7 en de zwenkspiegel 2, 25 is een bundeldeler 9 aangebracht, die slechts een deel van de door tot stelsel 6 opgewekte stealing naar de zwenkspiegel 2 en daardoor naar bet waamemingsvlak 8 doorlaat en een deel van deze stealing reflekteert. De gereflekteerde straling doorloopt een extra objektief 10 en valt in op een lijnsensor 11, waar een afbeelding van de rij 30 stralingsbconnen 6 wordt gevanmd.

De lijnsensor be vat een ladingsgekoppelde halfgeleiderinrich- 2 ting, bij voorkeur van bet type P CCD, die de telderteid van de afzonderlijke punten van een lichtlijn in overeenkomstige ladingen ctnzet en deze naar een uitgang 12 transporteert, waar deze ladingen 35 als spanningssignalen aankomen. Qmdat tot stelsel 6 opeenvolgende lijnen van tot warmtebeeldtafereel 10 als elkaar in de tijd opvolgende lichtlijnen weergeeft, verschijnt (¾) de uitgang 12 een kwasi-analoog elektrisch signaal, dat de stralingsintensiteit van tot warmtebeeld- 8203284 PHD 81-091 4 tafereel 10 lijnsgewijs weergeeft en dus overeenkomt met het uitgangs-signaal van bijvoorbeeld een TV-kamera. Het signaal (¾) de uitgang 12 kan op het beeldscherm van een fceeldbuis zichthaar gemaakt worden.

De lijnsgewijze uitlezing van de lijnsensor 11 wordt nu 5 synchroon met de zwenkspiegel door een synchronisatie-inrichting 15 gestuurd. Deze inrichting ontvangt straling die uitgezonden wordt door een kontinue stralende, bij voorkeur in hoofdzaak puntvormige, bron 13, via een afbeeldingsoptiek 14 en de achterkant van de zwenkspiegel 2.

De plaats op de synchronisatie-inrichting 15, waarop de lichtbron 13 10 wordt afgebeeld, is een maatstaf voor de stand van de zwenkspiegel 2.

Als de synchronisatie-inrichting 15 eveneens een lijnsensor bevat, die als ladingsgekoppelde halfgeleiderinrichting is uitgevoerd, kan deze direkt in opeenvolgende tijdsintervallen snel warden gelezen. Op de uitgang van de halfgeleiderinrichting 15 verschijnt in elk. van de 15 tijdsintervallen een elektrisch signaal, waarvan de tijdsafstand vanaf het begin telkens overeenkomt met de plaats van de afbeelding van de lichtbron 13 op de half geleider inrichting 15. Telkens als dit signaal in een bepaalde mate is verschoven, wordt een nieuwe uitlezing van de lijnsensor 11 gestart. In plaats daarvan kan ook de snelheid 20 van de uitlezing van de lijnsensor 11 door de snelheid van de wijziging van het elektrisch signaal op de uitgang van de synchronisatie-inrichting 15 worden gestuurd. Daardoor vindt het uitlezen van de lijnsensor 11 steeds synchroon plaats met de beweging van de zwenkspiegel 2.

25 In de Figuur is duidelijkheidshalve de weg van de door de bron 13 uitgezonden bundel op enige af stand van de weg van de door het stelsel 6 uitgezonden straling getekend. In de praktijk wordt de bron 13 in de buurt van het stelsel 6 geplaatst, zodat de bundel van de lichtbron 13 ongeveer ter plaatse van de draairngsas 3 op 30 de zwenkspiegel 2 invalt en dus de beweging van de zwenkspiegel 2 geen belangrijke verplaatsing van het afbeeldingsvlak van het stelsel gevarmd door de optiek 14 en de zwenkspiegel tot gevolg heeft.

Modifikaties in de in de figuur weergegeven inrichting zijn zonder meer denkbaar. Zo kan de bundeldeler 9 ook tussen het stelsel 6 35 en de optiek 7 zijn geplaatst. Ook voor de uitvoering van de lijnsensor 11 en van de synchronisatie-inrichting 15 kent de vakman verschillende mogelijkheden.

8203284

Claims (4)

1. Infrarood-waarnemingsinrichting bevattende een infrarood-objektief, voor bet afteelden van een warmfceheeldtafereel via een periodiek on een as been en weer draaiende zwenkspiegel qp een volgens een lijn aftastend infrarood-detektiestelsel, waarbij de richting van 5 de lijn parallel loopt met de draaiingsas van de zwenkspiegel, een versterkingsinrichting waarvan de ingang verbonden is met de uitgang van bet detektiestelsel en de uitgang met een lijnvormig weergeef-stelsel, en een optisch stelsel voor bet afbeelden, bij voorkeur * via de achterkant van de zwenkspiegel, van bet weergeefstelsel in een 10 waarnemingsvlak, met bet kenmerk, dat in de stralingsweg tussen bet weergeef stelsel en de zwenkspiegel een bundeldeler geplaatst is die een deel van de lichtstralen van bet weergeef stelsel naar een lijn-sensor richt, welke sensor de afbeelding seriegewijs aftast en een analoog elektrisch lijnsignaal qpwekt, en dat een de beweging van 15 de zwenkspiegel detekterende synchronisatie-inrichting aanwezig is voor bet sturen van de sekwentie van de aftastingen van de lijnsensor.

2. Infrarcx^-waarnaningsinrichting volgens <x>nclusie 1, met bet kenmerk, dat bet detektiestelsel een rij afzonderlijke infrarood-detektoren be vat, dat de versterkingsinrichting voor elke infrarood- 20 detektor een versterker bevat, en dat bet weergeefstelsel een aantal, licht uitstralende elementen bevat, die elk door een afzonderlijke versterker worden gestuurd, waarbij alle elementen in overeenstertming met de bijbebarende infrarooddetektoren qp een rij zijn geplaatst.

3. Infrarood-waarrenurigsinrichting volgens conclusie 1 of 2, 25 met bet kenmerk, dat de lijnsensor als ladingsgekoppelde halfgeleider-2 inrichting (P CCD) is uitgevoerd.

4. Infrarocd-waarneirangsinrichting volgens een der conclusies 1 t/m 3, met bet kenmerk, dat de synchronisatie-inrichting een verdere lijnsensor bevat, die door een voortdurend stralende,- bron 30 via de zwenkspiegel in hoofdzaak puntvormig wordt bestraald. 8203284 35