DE2339333A1 - OPTRONIC VISION DEVICE - Google Patents

Description

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. Frankfurt / Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

HH 73/24 31. JuIi 1973HH 73/24 July 31, 1973

"Optronisches Sichtgerät""Optronic display device"

Die Erfindung betrifft ein optronisches Sichtgerät, das im wesentlichen ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre und ein Betrachtungssystem aufweist.The invention relates to an optronic viewing device, which essentially comprises an objective, an image intensifier tube and has a viewing system.

Unter einem optronischen Sichtgerät ist ein Gerät zu verstehen, bei dem die Abbildung einer beobachteten Szene durch Kombination lichtoptischer und elektrooptischer Verfahren erfolgt. Diese Geräte werden beispielsweise als Ziel- und Beobachtungsgerät verwendet und weisen u. a. Bildverstärkeroder Bildwandlerröhren und/oder Fernsehaufnähme- und -wiedergaberöhren auf. Das reproduzierte Bild einer Szene kann dabei entweder auf dem letzten Leuchtschirm einer Bildverstärkerröhre oder auf einem Monitor betrachtet werden. Als Beispiel für ein derartiges Sichtgerät sei ein Bildverstärkerzielgerät angeführt, das ein lichtstarkes Objektiv, eine Bildverstärkerröhre mit einer Kathode vom Typ S 25 und eine Lupe enthält. Dieses Gerät erfordert keinen zusätzlichen Scheinwerfer, sondern es nutzt das in einem Ziel- bzw. Beobachtungsgebiet vorhandene Mond- bzw. Nachtlicht aus.An optronic viewing device is to be understood as a device in which the image of an observed scene is carried out Combination of light-optical and electro-optical processes takes place. These devices are, for example, called target and Observation device used and have inter alia. Image intensifier or image converter tubes and / or television pick-up and display tubes on. The reproduced image of a scene can either be displayed on the last luminescent screen of an image intensifier tube or viewed on a monitor. An example of such a viewing device is an image intensifier targeting device that is a fast lens, an image intensifier tube with a cathode of the type S 25 and a magnifying glass contains. This device does not require an additional headlight, but it uses it in a target or observation area existing moon or night light off.

- 2 509809/0417 - 2 509809/0417

- 2 HH 73/24-- 2 HH 73 / 24-

Es sind Laser-Entfernungsmeßgeräte bekannt, die heute bevorzugt mit Neodym-Glas- oder Ytfcrium-Aluminiuia-Granat-Stäben mit einer typischen Wellenlänge von ca. 1060 mn arbeiten und eine exakte Entfex-nungsmessung ermöglichen. Da in der Praxis bei einer derartigen Entfernungsmessung häufig mehrere Entfernungsangaben (Echos) von Gegenständen vor und hinter dem anvisierten Ziel, die auch von dem Laserstrahl getroffen werden, erhalten werden, ist eine Zusatzeinrichtung neben dem Laser-Entfernungsmeßgerät erforderlich, mit deren Hilfe die zum anvisierten Ziel gehörende Entfernung aus einer Reihe von Entfernungsangaben ausgewählt werden kann. Eine solche Zusatzeinrichtung könnte ein optischer Entfernungsmesser sein, jedoch erscheint dieser Weg sehr aufwendig. Das bekannte Gated-Viewing-Verfahren, bei dem neben einem Impulslager ein Sichtgerät mit sehr schnell arbeitendem Verschluß verwendet wird, bietet am Tage und nachts Vorteile. Der Verschluß wird einstellbar nur dann geöffnet, wenn das Laserlicht aus der interessierenden Zielentfernung vor dem Sichtgerät eintrifft, so daß in einem solchen Sichtgerät das vom Laser angemessene und beleuchtete Szenendetail sichtbar gemacht wird. Durch wiederholte Messungen können den Echos Szenendetails zugeordnet und das interessierende Ziel kann dann ausgewählt werden. In dem Sichtgerät muß zwangsläufig eine Bildaufnahmeröhre verwendet werden, die bei ca. 1060 mn ausreichend empfindlich ist, wofür heute, praktisch nur Röhren mit Potokathoden vom Typ S 1 infrage kommen, deren Empfindlichkeit bis ca. 1200 mn reicht.There are laser distance measuring devices known today preferably with neodymium-glass or ytfcrium-aluminum-garnet rods work with a typical wavelength of approx. 1060 mn and enable an exact distance measurement. Since, in practice, such a distance measurement often involves a number of distance information (echoes) from objects are obtained in front of and behind the aimed target, which are also hit by the laser beam, is one Additional device next to the laser distance measuring device required, with the help of which the distance belonging to the targeted target from a series of distance information can be selected. Such an accessory could be an optical rangefinder, but it appears this way very laborious. The well-known gated viewing method, in which, in addition to a pulse bearing, a viewing device with very fast acting closure is used, offers advantages during the day and night. The closure becomes adjustable only opened when the laser light from the target distance of interest arrives in front of the viewing device, so that in Such a viewing device makes the scene detail appropriate and illuminated by the laser visible. Through repeated Measurements can be assigned scene details to the echoes and the target of interest can then be selected. An image pickup tube that is sufficiently sensitive at approx. 1060 mn must be used in the viewing device is, what for today, practically only tubes with potocathodes from Type S 1 come into question, the sensitivity of which extends up to approx. 1200 mn.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein optronisches, im wesentlichen aus einem Objektiv, einer Bildverstärkerröhre und einem Betrachtungssystem bestehendes Sichtgerät so ein- ·The invention is now based on the object of providing an optronic, essentially consisting of an objective, an image intensifier tube and a viewing system in such a way that

- 3 -509809/0417- 3 -509809/0417

— 3 —
HH 73/24- 3 -
HH 73/24

zurichten, daß es mit einem Laser-Entfernungsmeßgerät nach dem Gated-Viewing-Verfahren zusammenwirken kann. Um diese Aufgabe zu lösen, bedarf es besonderer Anstrengungen, da die S 25-Kathode der Bildverstärkerröhre des Sichtgerätes nur für einen Spektralbereich von ca. 400 900 nm empfindlich ist, während Laser-Entfernungsmeßgeräte mit einer typischen Wellenlänge von ca. 1060 nm arbeiten. Hochempfindliche und rauscharme Fotokathoden in dem Wellenlängenbereich von ca. 400 bis mindestens 1060 nm stehen heute nicht zur Verfügung.prepare it with a laser range finder can cooperate according to the gated viewing process. In order to solve this task, special efforts are required, because the S 25 cathode of the image intensifier tube of the Vision device is only sensitive to a spectral range of approx. 400 900 nm, while laser distance measuring devices work with a typical wavelength of approx. 1060 nm. Highly sensitive and low-noise photocathodes in the wavelength range from approx. 400 to at least 1060 nm are not available today.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen bei Betrieb des Sichtgerätes nach dem Gated-Viewing-Verfahren in den Strahlengang zvlschen das Objektiv und die Bildverstärkerröhre schaltbaren Spiegel, der das Bild der von einem Impulslaser beleuchteten Szene auf eine als Kurzzeitverschlußröhre arbeitende Bildwandlerröhre lenkt, deren LeuchtSchirmbild über optische Umlenkmittel der Bildverstärkerröhre lagerichtig zugeführt und auf deren Leuchtschirm abgebildet wird.The object is achieved according to the invention by an operation of the viewing device according to the gated viewing method The objective and the image intensifier tube are placed in the beam path Switchable mirror that shows the image of the scene illuminated by a pulsed laser onto a short-term shutter tube working image converter tube directs its luminous screen image via optical deflection means Image intensifier tube is fed in the correct position and displayed on the luminescent screen.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Sichtgerät billig und in sehr kompakter Bauform hergestellt werden kann, da die vorgeschlagene Anordnung wenig aufwendig und sehr raumsparend ausgeführt ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zusehen, daß für die beiden Funktionen des Sichtgerätes nur eine Bildverstärkerröhre benötigt wird. Die Funktionen des Sichtgerätes können uneingeschränkt optimiert werden.One advantage of the invention is that the viewing device can be manufactured cheaply and in a very compact design can, since the proposed arrangement is designed to be inexpensive and very space-saving. Another benefit is ensure that only one image intensifier tube is required for the two functions of the viewing device. the Functions of the display device can be optimized without restriction.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Umlenkung des Leuchtschirmbildes der BildwandlerröhreIn one embodiment of the invention it is proposed that the deflection of the luminescent screen image of the image converter tube

_ i\ -509809/0417 _ i \ - 509809/0417

— 4 —
HH 73/24- 4 -
HH 73/24

über ein Prisma, ein Objektiv, ein weiteres Prisma und die verspiegelte Rückseite des Spiegels erfolgt. Hierdurch wird eine weitere Raumersparnis erreicht.takes place via a prism, a lens, another prism and the mirrored back of the mirror. This will a further space saving is achieved.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß anstelle der Bildverstärkerröhre eine Fernsehaufnahmeröhre vorzusehen ist.A development of the invention is that instead of the image intensifier tube is to be provided with a television pickup tube.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar ist der Strahlengang bei Betrieb des Sichtgerätes nach dem Gated-Viewing-Verfahren ersichtlich. Das Sichtgerät besteht aus einem Objektiv 1, einer Bildverstärkerröhre 2 ait einer Kathode vom Typ S 25, die im Spektralbereich von ca. 400 bis 900 nm arbeitet, und einem Betrachtungssystem 3· Wird das Sichtgerät zur passiven Beobachtung eines Gegenstandes verwendet, so wird der Gegenstand von dem Objektiv i auf der Fotokathode der Bildverstärkerröhre 2 abgebildet. Die Bildverstärkerröhre 2 liefert ein in seiner Leuchtdichte angehobenes, sichtbares Bild, das mittels des Betrachtungssystems 3 beobachtet werden kann. Bei Gated-Viewing-Betrieb wird zwischen das Objektiv 1 und die Bildverstärkerröhre 2 ein Spiegel 4 in den Strahlengang gebracht, der sowohl auf seiner Vorder- als auch auf seiner Rückseite verspiegelt ist. Die Einbringung des Spiegels 4 in den Strahlengang kann z. B. dadurch erfolgen, daß der Spiegel mit Hilfe eines zeichnerisch nicht dargestellten Motors um eine Achse 5 geschwenkt wird. Die Endstellung des Spiegels ist dadurch bestimmt, daß die vom Eingangsobjektiv Λ aufgenommenen, von einem zeichnerisch nicht dargestellten Ziel reflektierten Laserimpulse aus einem ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellten Laserimpulsgerät über die Vorderseite des Spiegels auf eineThe drawing shows an exemplary embodiment according to the invention, namely the beam path can be seen when the viewing device is operated using the gated viewing method. The viewing device consists of an objective 1, an image intensifier tube 2 with a cathode of the type S 25, which works in the spectral range from approx. 400 to 900 nm, and a viewing system 3 imaged by the lens i on the photocathode of the image intensifier tube 2. The image intensifier tube 2 supplies a visible image with increased luminance which can be observed by means of the viewing system 3. In gated viewing mode, a mirror 4 is brought into the beam path between the objective 1 and the image intensifier tube 2 and is mirrored both on its front and on its rear. The introduction of the mirror 4 into the beam path can, for. B. be done in that the mirror is pivoted about an axis 5 with the aid of a motor, not shown in the drawing. The end position of the mirror is determined by the fact that the laser pulses recorded by the input lens Λ and reflected by a target (not shown in the drawing) from a laser pulse device, also not shown in the drawing, are directed over the front of the mirror to a

- 5 -509809/0417- 5 -509809/0417

- 5 -HH 73/24 - 5 - HH 73/24

Bildwandlerröhre 6 gelenkt worden. Diese Röhre weist eine Fotokathode vom Typ S 1 auf, deren Empfindlichkeit bis ca. 1200 nm reicht. Sie wird als Verschlußröhre betrieben, z. B. durch zeitgerechtes Anlegen von Hochspannungsimpulsen an eine Röhre vom Diodentyp, so daß die Röhre nur dann geöffnet wird, wenn das Laserimpulslicht aus der interessierenden Zielentfernung vor dem Sichtgerät eintrifft. Es ist zweckmässig, die Kathodengröße der Bildwandlerröhre der vom Laser beleuchteten Szenenfläche anzupassen. Dies führt in der Praxis zu kleinen Bildwandlerröhren. Das Leuchtschirmbild der Bildwandlerröhre 6 wird dann über ein Prisma 7» ein Objektiv 8 und ein weiteres Prisma 9 über die verspiegelte Rückseite des Spiegels 4· der Bildverstärkerröhre 2 lagerichtig zugeführt und auf deren Leuchtschirm abgebildet. Anstelle der Prismen 7 und 9 können auch Spiegel verwendet werden. Auch ist es möglich, den Doppelspiegel 4 durch zwei Spiegel zu ersetzen. Um Kontrastverluste bei der Weiterverstärkung des Gated-Viewing-Bildes zu vermeiden, wird das , Leuchtschirmbild der Bildwandlerröhre 6 vorzugsweise mit einem Abbildungsmaßstab größer als 1 abgebildet.Image converter tube 6 has been directed. This tube has a photocathode of the type S 1, the sensitivity of which is up to approx. 1200 nm is sufficient. It is operated as a sealing tube, e.g. B. by timely application of high voltage pulses to a tube of the diode type so that the tube is opened only when the laser pulse light emits from the point of interest Distance arrives in front of the vision device. It is useful to adjust the cathode size of the image converter tube from the Laser-lit scene area to adapt. In practice, this leads to small image converter tubes. The fluorescent screen the image converter tube 6 is then via a prism 7 »an objective 8 and a further prism 9 via the mirrored Back of the mirror 4 · of the image intensifier tube 2 in the correct position fed and displayed on their luminescent screen. Instead of the prisms 7 and 9, mirrors can also be used will. It is also possible to replace the double mirror 4 with two mirrors. About loss of contrast during further amplification Avoiding the gated viewing image will The luminescent screen image of the image converter tube 6 is preferably shown with an image scale greater than 1.

509809/0417509809/0417

Claims (3)

- 6 HH 73/24- 6 HH 73/24 Pa tentansprüchePatent claims 1JOptronisches Sichtgerät, das im wesentlichen ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre und ein Betrachtungssystem aufweist, gekennzeichnet durch einen bei Betrieb des Nachtsichtgerätes nach dem Gated-Viewing-Verfahren in den Strahlengang zwischen das Objektiv (1) und die Bildverstärkerröhre (2) schaltbaren Spiegel (4), der das Bild der von einem Impulslaser beleuchteten Szene auf eine als Kurzzeitverschlußrohre arbeitende Bildwandlerröhre (6) lenkt, deren LeuchtSchirmbild über optische Umlenkmittel (7» 8, 9 und 4) der Bildverstärkerröhre (2) lagerichtig zugeführt und auf deren Leuchtschirm abgebildet wird.1 J Optronic vision device, which essentially has an objective, an image intensifier tube and a viewing system, characterized by a mirror ( 4), which directs the image of the scene illuminated by a pulse laser onto an image converter tube (6) that works as a short-term shutter tube, the luminous screen image of which is fed to the image intensifier tube (2) in the correct position via optical deflection means (7 »8, 9 and 4) and displayed on its luminous screen . 2. Optronisches Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung des Leuchtschirmbildes der Bildwandlerröhre (6) über ein Prisma (7)> ein Objektiv (8), ein weiteres Prisma (9) und die verspiegelte Rückseite des Spiegels (4) erfolgt.2. Optronic viewing device according to claim 1, characterized in that that the deflection of the luminescent screen image of the image converter tube (6) via a prism (7)> an objective (8), another prism (9) and the mirrored back of the mirror (4) takes place. 3. Optronisches Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Bildverstärkerröhre (2) eine Fernsehaufnahmeröhre vorgesehen ist.3. Optronic viewing device according to claim 1, characterized in that that instead of the image intensifier tube (2) a television pickup tube is provided. LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H.LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. 509809/0417509809/0417