DE2339333B2 - VISION DEVICE - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sichtgerät, das im wesentlichen ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre mit Leuchtschirm oder eine Femsehaufnahmeröhre aufweist.The invention relates to a viewing device that is essentially a lens, an image intensifier tube with a fluorescent screen, or a TV pickup tube.

Es sind Sichtgeräte bekannt, hei denen 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 Femsehaufnahme- und -wiedergaberöhren auf. Das reproduzierte Bild einer Szene kann dabei entweder aut 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. Es sind Laser-Entfernungsmeßgeräte bekannt, die heute bevorzugt mit Neodym-Glas- oder Yitrium-Aluminium-Granat-Stäben mit einer typischen Wellenlänge von ca. 1060nm arbeiten und eine exakte Entfernungsmessung 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 erfor- SS derlich, 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 Impulslaser 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 interessie- *5 renden 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 werdea In dem Sichtgerät muß zwangsläufig eine Bildaufnahmeröhre verwendet werdea die bei ca. 1060 mn ausreichend empfindlich ist wofür heute praktisch nur Röhren mit Fotokathoden vom Typ S1 in Frage kommen, deren Empfindlichkeit bis ca. 1200 nm reichtThere are vision devices known, namely the image an observed scene by a combination of light-optical and electro-optical processes Devices are used, for example, as a target and observation device and have, inter alia. Image intensifier or Image converter tubes and / or television recording and display tubes. The reproduced image A scene can either be shown on the last fluorescent screen of an image intensifier tube or on a Monitor can be viewed. An image intensifier targeting device is given as an example of such a viewing device. which contains a bright lens, an image intensifier tube with a cathode of the type S 25 and a magnifying glass This device does not require an additional headlight, but it uses that in a target or observation area existing moon or night light off. There are laser distance measuring devices known today preferably with neodymium-glass or yitrium-aluminum-garnet rods with a typical wavelength of approx. 1060nm and an exact distance measurement enable. Since, in practice, such a distance measurement often involves a number of distance information (Echoes from objects in front of and behind the targeted target, also from the laser beam additional equipment is required in addition to the laser distance measuring device that is, with the help of which the distance belonging to the targeted target from a series of distance information can be selected. Such an additional device could be an optical rangefinder, however, this route appears to be very laborious. The well-known gated viewing process, in which, in addition to A vision device with a very fast acting shutter is used with a pulsed laser, offers during the day and benefits at night. The shutter can only be opened when the laser light is out of interest Renden target range arrives in front of the vision device so that in such a vision device the laser appropriate and illuminated scene details are made visible. Repeated measurements can reduce the Echoes are associated with scene details and the target of interest can then be selected in the display device an image pickup tube must necessarily be used which is sufficiently sensitive at approx. 1060 mn is for what now practically only tubes with photocathodes of the type S1 come into question, their sensitivity up to approx. 1200 nm

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein im wesentlichen aus einem Objektiv, einer Bildverstärkerröhre mit Leuchtschirm oder einer Femsehaufnahmeröhre bestehendes Sichtgerät so einzurichten, daß es mit einem Laser-Entfernungsmeßgerät nach dem Gated-Viewing-Verfahren zusammenwirken kann. Um diese Aufgabe iu 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 Verfugung.The invention is based on the object of setting up a viewing device consisting essentially of a lens, an image intensifier tube with a fluorescent screen or a television receiver tube so that it can interact with a laser distance measuring device according to the gated viewing method. In order to solve this task, special efforts are required, since the S 25 cathode of the image intensifier tube of the viewing device is only sensitive for 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 bii Betrieb des Sichtgerätes nach dem Gated-Viewing-Verfahren in den Strahlengang zwischen 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 und ein Objektiv der Bildverstärkerröhre lagerichtung zugeführt und auf deren Leuchtschirm abgebildet wird.The object is achieved according to the invention by operating the viewing device according to the gated viewing method mirror switchable in the beam path between the lens and the image intensifier tube, the image of the scene illuminated by a pulsed laser on a working as a short-term shutter tube Image converter tube directs its fluorescent screen image via optical deflection means and a lens of the image intensifier tube direction and is shown on the luminescent screen.

Das erfindungsgemäße Sichtgerät kann vorteilhafterweise sowohl als passives als auch als aktives Sichtgerät verwendet werden. Im ersten Fall ist zwischen dem Objektiv und der Bildverstärkerröhre kein Spiegel angeordnet so daß der beobachtete Gegenstand von dem Objektiv direkt auf der Fotokathode der Bildverstärkerröhre abgebildet wird. Sollte die Qualität des Bildes auf dem Leuchtschirm der Bildverstärkerröhre für den Beobachter nicht ausreichend sein, so ist es möglich, das Sichtgerät auf aktive Beobachtung umzuschalten. Hierzu erfolgt die Zwischenschaltung des Spiegels in den Strahlengang, der dann das Bild einer, jetzt von einem Laserscheinwerfer beleuchteten Szene zunächst auf die Bildwandlerröhre lenkt Der Laserscheinwerfer ist vorzugsweise näherungsweise achsparallel zur optischen Achse des Sichtgerätes angeordnet Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Sichtgerät nach dem Gated-Viewing-Verfahren betrieben werden kann. Hierbei arbeitet die Bildwandlerröhre als Kurzzeitschlußröhre, während als Laserscheinwerfer ein Impulslaser verwendet wird.The display device according to the invention can advantageously be used both as a passive and as an active display device be used. In the first case there is no mirror between the lens and the image intensifier tube arranged so that the object observed by the lens is directly on the photocathode of the image intensifier tube is mapped. Should be the quality of the image on the fluorescent screen of the image intensifier tube not be sufficient for the observer, it is possible to switch the viewing device to active observation. For this purpose, the mirror is interposed in the beam path, which then shows the image of a, The scene now illuminated by a laser headlight initially directs it onto the image converter tube is preferably arranged approximately axially parallel to the optical axis of the viewing device Another advantage of the invention is that the viewing device according to the gated viewing method can be operated. Here, the image converter tube works as a short-term circuit tube, while as Laser headlights a pulsed laser is used.

Ein weiterer 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 zu sehen, daß für die beiden Funktionen des Sichtgerätes nur eine Bildverstärkerröhre benötigt wird.Another advantage of the invention is that the viewing device is cheap and very compact can be produced, since the proposed arrangement is not very expensive and very space-saving Another advantage is that there is only one image intensifier tube for the two functions of the viewing device is needed.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Umlenkung des Leuchtschirmbildes der Bildwandlerröhre über ein Prisma, ein Objektiv, ein weiteres Prisma und die verspiegelte Rückseite des Spiegels erfolgt Hierdurch wird eine weitere Raumersparnis erreicht.In one embodiment of the invention it is proposed that the deflection of the luminescent screen image the image converter tube via a prism, a lens, another prism and the mirrored back of the This results in a further saving of space.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nachIn the drawing is an embodiment according to

»!er 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 mit 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 1 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. R 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 1 aufgenommenen, von einem zeichnerisch nicht dargestellten Ziel reflektierten Laserimpulse aus einem ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellten Laserimpulsgerät über die Vorderseite des Spiegels auf eine Bildwandlerröhre 6 gelenkt werden. Diese Röhre weist eine Fotokathode vom Typ S1 auf, deren Empfindlichkeit bis ca. 1200nm reicht Sie wird als Verschlußröhre betrieben, z. B. durch zeitgerechtes Anlegen von Hochspannungsimpulsen an eine Röhre vom Diodentyp, so daß die Röhre nur d?nn 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 Leuchtschinnbild der Bildwandlerröhre 6 wird daan 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.He invention is shown, namely the beam path when operating the viewing device according to the gated viewing method evident. 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. If the viewing device is used for passive observation of an object, the object is from the lens 1 imaged on the photocathode of the image intensifier tube 2 The image intensifier tube 2 supplies a visible image with increased luminance, which is observed by means of the viewing system 3 can be. In the case of gated viewing operations between the lens 1 and the image intensifier tube 2, a mirror 4 is placed in the beam path, which has both The introduction of the mirror 4 into the mirror is mirrored on its front and back Beam path can, for. R 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 recorded by the input lens 1, by a drawing Target, not shown, reflected laser pulses from a target, also not shown in the drawing Laser pulse device can be directed to an image converter tube 6 via the front of the mirror. This tube has a photocathode of type S1, the sensitivity of which reaches up to approx. 1200nm. It is used as a shutter tube operated, e.g. B. by timely investment of high voltage pulses to a tube of the diode type, so that the tube is only opened thinly, when the laser pulse light arrives from the target range of interest in front of the vision device It is It is advisable to adapt the cathode size of the image converter tube to the scene area illuminated by the laser. In practice, this leads to small image converter tubes. The illuminated image of the image converter tube 6 is then via a prism 7, an objective 8 and a further prism 9 via the mirrored rear side of the mirror 4 the image intensifier tube 2 is fed in the correct position and displayed on its luminescent screen instead of the prisms 7 and 9 mirrors can also be used. It is also possible to close the double mirror 4 with two mirrors substitute. In order to avoid loss of contrast when further intensifying the gated viewing image, this is done The luminescent screen image of the image converter tube 6 is preferably shown with an image scale greater than 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: _t. 1. Sichtgerät das im wesentlichen ein Objektiv, eine Bildverstärkerröhre mit Leuchtschirm oder S eine Fernsehaufnabmeröhre aufweist, gekennzeichnet durch einen bei Betrieb des Sichtgerätes nach dem Gated-Viewing-Verfahren in den Strahlengang zwischen das Objektiv (1) und die Bildverstärkerröhre (2) schaltbaren Spiegel (4), der das Bud der von einem Impulslaser beleuchteten Szene auf eine als Kurzzeitverschlußröhre arbeitende Bildwandlerröhre (6) lenkt, deren Leuchtschinnbild über optische Umlenkmittel (7,9 und 4) und ein Objektiv (E) der Bildverstärkerröhre (2) lagerichtig zugeführt und auf deren Leuchtschirm abgebildet wird. _t . 1. Display device which essentially has an objective, an image intensifier tube with a fluorescent screen or S a television receiver tube, characterized by a mirror which can be switched into the beam path between the objective (1) and the image intensifier tube (2) when the display device is operated using the gated viewing method (4), which directs the bud of the scene illuminated by a pulse laser onto an image converter tube (6) operating as a short-term shutter tube, the luminous image of which is fed to the image intensifier tube (2) in the correct position via optical deflection means (7, 9 and 4) and an objective (E) is shown on the luminescent screen. 2. 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 Spiegeis (4) erfolgt2. 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), a Objective (8), another prism (9) and the mirrored back of the mirror (4) takes place