DE2517406C2 - Apparatus for generating images with a detector arrangement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zui Bilderzeugung mit einer aus einer Anzahl von Detektorelementen bestehenden Detektoranordnung eine Einrichtung zum optischen Abtasten eines Blickfeldes nach einem zwcidimensionalen Muster und Projizieren der empfangenen Strahlung auf die Detektoranordnung und einer zur Abtasteinrichtung synchronisierten Einrichtung zur bildlichen Wiedergabe der fin die Intensität der ihnen zugeführten Strahlungsenergie charakteristischen Ausgangssignale der Detektoranordnung. The invention relates to a device zui Image generation with a detector arrangement consisting of a number of detector elements a device for optically scanning a field of view according to a two-dimensional pattern and projecting the received radiation to the detector arrangement and a synchronized to the scanning device Means for pictorial reproduction of the fin the intensity of the radiant energy supplied to them characteristic output signals of the detector arrangement.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DTPS 22 24 27^ bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung findet eine Summierung der aus dem gleichen Abschnitt des Blickfeldes stammenden Ausgangssignale der einzelnen Detektorelemente statt, und es werden die summierten Signale der Einrichtung zur bildlichen Wiedergabe zugeführt. Zu diesem Zweck werden die Ausgangssignale der Detektorelemente als Funktion der Abtastgeschwindigkeit und der Relativsiellung der Deiektorelemente in der Anordnung verzögert, und es werden die derart verzögerten Signale summiert. Für eine einwandfreie Funktion dieser bekannten Vorrichtung ist ein erhebliche elektronischer Aufwand erforderlich. Da die Verzögerungszeiten nicht ohne weiteres variiert werden können, ist eine einwandfreie Funktion der bekannten Vorrichtung nur dann gegeben, wenn die Abtastgeschwindigkeit mit hoher Genauigkeit eingehalten werden kann, damit sie den Verzögerungszeiten entspricht und tatsächlich einander entsprechende Bildclemente summiert werden.Such a device is from DTPS 22 24 27 ^ known. In this known device there is a summation of those from the same section of the field of view Originating output signals of the individual detector elements take place, and there are the summed signals supplied to the device for image reproduction. For this purpose the output signals of the detector elements as a function of the scanning speed and the relative position of the detector elements delayed in the arrangement, and the signals delayed in this way are summed. For a flawless The function of this known device requires a considerable amount of electronics. There the delay times cannot easily be varied is a proper function of the known The device is only given if the scanning speed is maintained with high accuracy can be so that it corresponds to the delay times and actually corresponding image elements can be summed up.

Es ist ferner aus der US-PS 36 26 091 eine Vorrichtung zur Bilderzeugung bekannt, die von einer Detektoranordnung und einer Anordnung von Leucin dioden (LED) Gebrauch macht, die mit einer gemeinsamen Abtasteinrichtung zusammenarbeiten. Diese bekannte Vorrichtung, die mit einer Parallelabtastung arbeitet, ist für manche Anwendungen geeignet. Wenn jedoch die Anforderungen an eine solche Vorrichtung gesteigert werden, beispielsweise hinsichtlich eier Entfernung, der Auflösung und des Blickfeldes, gibt es manche Probleme, die darauf zurückzuführen sind, daß bei dieser Vorrichtung ti ic verschiedenen Detektorelemcnle ausschließlich zugeordnete Abschnitte des Blickfeldes erfassen und daß eine relativ große Anzahl an Detektorelementen erforderlich ist, um das Blickfeld nach einem verschachtelten Muster kleiner Ordnung abzutasten. Beispielsweise sind bei diesel' VorrichtungIt is also from US-PS 36 26 091 a device known for imaging by a detector array and an array of leucine Diodes (LED) makes use, which work together with a common scanning device. This well-known Device that works with parallel scanning, is suitable for some applications. However, if the requirements for such a device can be increased, for example in terms of distance, the resolution and the field of view, there are some problems that can be attributed to that in this device there are various detector elements capture only assigned sections of the field of view and that a relatively large number of Detector elements is required to order the field of view according to a nested small pattern to feel. For example, in diesel 'device

j Signal-Rausch-Verhältnis, das Blickfeld und die Anrdnung der Detektorelemente so miteinander verkopneit daß bei der Konstruktion einer solchen Vorrichtung der vorhandene Spielraum sehr eingeengt ist. Da weiterhin für jeden Detektor ein getrennter Verarbeitungskanal erforderlich ist und viele Detektoren benö- - _{t w}erden, kann die wünschenswerte Anwendung einer hochentwickelten Signalverarbeitungstechnik sehr kostspielig werden, weil sie in vielen Kanülen >neewendet werden muß. Solche Signalverarbeitungsfechniken können beispielsweise zur Unterdrückung von Lichtflecken, Wiederherstellung es Gleichspannungspegels und Apertureinstellung dienen. Da weiterhin eine wesentliche Voraussetzung für eine gute Erkennbarkeit des Bildes eine Gleichförmigkeit des Übertraeungsverhaltens ist, muß das Übertragungsverhalten Her verschiedenen Kanäle fortlaufend abgeglichen werden Weiterhin muß die Anzahl von Kanälen mit »totem Ende« auf einem Minimum gehalten werden. Die Beschränkung auf eine tolcrierbare Anzahl von loten Kanälen bildet ein erhebliches Problem hinsichtlich der Ausbeute bei der Delektorherstellung sowie bei der Wartungsfreundlichkeit des Systems. Ein weiterer Nachteil von Systemen mit Parallelabtastimg besteht darin daß eine wirksame Detektorkühlung schwierig ist weil ein großes Blickfeld eine große Deiektoranordnung erfordert.j The signal-to-noise ratio, the field of view and the arrangement of the detector elements are linked to one another in such a way that the scope available in the construction of such a device is very limited. Furthermore, since a separate processing channel is required for each detector and many detectors benö- - Earth _tw, the desirability of employing an advanced signal processing technique can be very expensive because they must be neewendet many cannulas>. Such signal processing techniques can be used, for example, to suppress light spots, restore the DC voltage level and adjust the aperture. Since uniformity of the transmission behavior is also an essential prerequisite for a good perceptibility of the image, the transmission behavior of different channels must be continuously compared. Furthermore, the number of channels with a "dead end" must be kept to a minimum. The restriction to a measurable number of solderable channels creates a considerable problem with regard to the yield in the production of the detector and the ease of maintenance of the system. Another disadvantage of parallel scanning systems is that effective detector cooling is difficult because a large field of view requires a large detector array.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs beschriebenen Art so /u verbessern, daß es ohne Einrichtungen zur Signalverzögerung auskommt und das auch nicht die Nachteile aufweist, die bei einem System mit Parallclablastung angetroffen werden.The invention is based on the object of a system of the type described at the outset so / u that it can do without devices for signal delay and that does not have the disadvantages encountered in a system with parallel loading will.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Muster der optischen Abtastung während jedes Abtastzyklus eine Anzahl miteinander verschachtelter Abtastungen des Blickfeldes umfaßt, daß die Detektorelemente eine solche geometrische Verteilung aufweisen, daß jedes Detcktorelcmcnt während jedes Abtastzyklus von jedem Punkt des Blickfeldes Strahlungsenergie empfängt, und daß die Einrichtung zur Bildlichen Wiedergabe eine Anordnung von Leuchielementen, welche die gleiche geometrische Verteilung aufweisen wie die Delektorelemenie und in Abhängigkeit von den ihnen zugeführten Ausgangssignalen des entsprechenden Detektorelementes sichtbares Licht mit einer der Intensität der empfangenen Strahlung entsprechenden Intensität erzeugen, und bilderzeugende Mittel umfaßt, die das von den Lcuchtclemcnten emittierte Licht empfangen und gemäß einem zwcidimensionalen Muster aussenden, das zu dem Muster der optischen Abtastung synchron ist. Bei diesem System bildet das von den bildcrzcugenden Mitteln während eines Abtastzyklus ausgesandte Licht eine Anzahl aufgenommener Bilder, von denen jedes Tür die Verteilung der empfangenen Strahlungsenergie im Blickfeld charakteristisch ist und deren Anzahl der Anzahl der Paare von Detektor- und Lcuchtelcmenten entspricht.This object is achieved according to the invention by that the pattern of the optical scan is interleaved a number of times during each scan cycle Scans of the field of view include that the detector elements have such a geometric distribution have that each Detcktorelcmcnt radiant energy from each point of the field of view during each scan cycle receives, and that the device for the visual display an arrangement of light elements, which have the same geometric distribution as the Delektorelemenie and depending visible light from the output signals of the corresponding detector element fed to them with an intensity corresponding to the intensity of the received radiation, and image-generating Comprises means which receive the light emitted by the lamp clemcnten and according to a two-dimensional Send out pattern that is synchronous with the pattern of the optical scan. With this system the light emitted by the image forming means during a scanning cycle forms a number of light recorded Images of which each door characteristic of the distribution of the received radiant energy in the field of vision and the number of which corresponds to the number of pairs of detector and light elements.

Zur Rekonstruktion des Bildes kann vorteilhaft die gleiche Abtasteinrichtung Anwendung finden, die auch zur Abtastung des Bildfeldes benutzt wird. Auf diese Weise wird mit Sicherheit eine einwandfreie Synchronisation der Bildabtastung und Bildwiedergabe erzielt.The same scanning device can advantageously be used for reconstructing the image is used to scan the image field. To this In this way, a perfect synchronization of the image scanning and image reproduction is achieved with certainty.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der ErI indung findet eine neuartige, afokale und anastigmaiische Abtasteinrichtung Anwendung. Diese Abtasteinrichtung umfaßt für die Azimutabtastung eine Trommel, die mn eine Achse drehbar gelagert ist, und zwei Elevationsspiegel, die um eine Achse schwenkbar gelagert sind, die zu der Achse der Trommel senkrecht steht. Die Elevationsspiegel stehen einander entgegengesetzten Flächen der Trommel gegenüber, so daß ein Eievalionsspiegel mit der Trommel zur Abtastung des Blickfeldes und der andere Elevationsspiegel mit der Trommel zur Rekonstruktion des abgetasteten Bildes zusammenwirkt. Die Abtastung des Blickfeldes kann vorzugsweise im Infrarotbereich stattfinden, während die Rekonstruktion des Bildes dann für die Intensität der empfangenen Wärmestrahlung charakteristisch ist. Die Elevationsspiegel sind an entgegengesetzten Enden eines gemeinsamen Joches befestigt, so daß sie gegenphasig~bewegt werden. Die Befestigung der Elevationsspiegel an einem gemeinsamen Joch führt zu einem verbesserten Antrieb und einer Vereinfachung des gesamten opiischmechanischcn Systems.In a preferred embodiment of the invention a novel, afocal and anastigmatic scanning device is used. This scanning device comprises a drum for azimuth scanning, which is rotatably mounted on an axis, and two elevation mirrors, which are pivotably mounted about an axis which is perpendicular to the axis of the drum. The elevation mirrors face opposite surfaces of the drum, so that an Eievalionsspiegel with the drum for scanning the field of view and the other elevation mirror with the drum cooperates to reconstruct the scanned image. The scanning of the field of view can preferably take place in the infrared range, while the reconstruction of the image then for the intensity of the received thermal radiation is characteristic. the Elevation mirrors are attached to opposite ends of a common yoke so that they move out of phase will. Attaching the elevation mirrors to a common yoke leads to a improved drive and a simplification of the entire optical-mechanical system.

Demgemäß wird durch die Erfindung eine verbesserte und kostengünstig herstellbare Vorrichtung zur BiIderzeugung geschaffen, die insbesondere dazu geeignet ist, für die Intensität von Wärmestrahlung charakteristische, sichtbare Bilder zu erzeugen.Accordingly, the invention provides an improved device for image generation that can be manufactured at low cost created, which is particularly suitable for the intensity of thermal radiation characteristic, generate visible images.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von hoher Zuverlässigkeit und vielseitig anwendbar. Ein besonderer Vorteil ist, daß Auflösungsbetrachiungcn weitgehend unabhängig von der Bemessung des Blickfeldes und der Wahl der Abtastgeschwindigkeit ist. Es besteht keine Notwendigkeit, das Übertragungsverhalten von Signalverarbeitungskanälcn abzugleichen, und es kann die Detektoranordnung allein hinsichtlich des Gesamt-Empfangsverhaltens ausgewählt werden.The device according to the invention is of high reliability and versatile. A particular advantage is that the resolution ratios are largely is independent of the dimensioning of the field of view and the choice of scanning speed. There is none Necessity of the transmission behavior of Signalververarbeitungkanälcn to be adjusted, and the detector arrangement can only be used with regard to the overall reception behavior to be chosen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das von der gesamten Detektoranordnung in jedem Augenblick erfaßte Blickfeld relativ klein, so daß eine wirksame Wärmeabschirmung möglich ist und die Anforderungen an die Kühlvorrichtung vermindert werden können. Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Anzahl getrennter Signalvcrarbeiiungskanäle relativ klein, so daß bei Bedarf hochentwickelte Verarbeitungsschaltungen angewendet werden können, ohne daß die Kosten vernünftige Grenzen überschreiten. In the case of the device according to the invention, this is the case for the entire detector arrangement at every instant detected field of view is relatively small, so that effective heat shielding is possible and the requirements can be reduced to the cooling device. Furthermore, in the device according to the invention also the number of separate signal processing channels relatively small so that sophisticated processing circuitry can be used if necessary, without the costs exceeding reasonable limits.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielcs näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing described and explained. The features that can be found in the description and the drawing can be found in other embodiments of the invention can be used individually or collectively in any combination Find. It shows

F i g. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bilderzeugung,F i g. 1 shows the schematic representation of a device for image generation,

F i g. 2 ein funktionell Blockschaltbild der Vorrichtung nach F i g. 1,F i g. 2 is a functional block diagram of the device according to FIG. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Detektor- und Leuchtdiodenanordnungen der Vorrichtung nachF i g. 3 shows a schematic representation of the detector and light emitting diode arrangements of the device according to FIG

F i g. 4 eine Darstellung des bei der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Abtastmusters,F i g. 4 shows a representation of the in the device according to FIG. 1 scanning pattern used,

F i g. b eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Abtasteinrichtung der Vorrichtung nach F i g. 1,F i g. b a schematic plan view of part of the scanning device of the device according to FIG. 1,

F i g. 6 eine schematischc Seitenansicht der Anordnung nach F-" i g. 5.F i g. 6 is a schematic side view of the arrangement according to F- "i g. 5.

F-" i g. 7 eine mehr detaillierte Seitenansicht von Teilen der Abtasteinrichtung der Vorrichtung nach F i g. I 65 zur Veranschaiilichung von deren Antrieb.Figure 7 is a more detailed side view of parts the scanning device of the device according to FIG. I 65 to illustrate their drive.

F i g. H einen Schnitt längs der Linie 8-8 durch die Anordnung nach F i g. 7.F i g. H shows a section along the line 8-8 through the arrangement according to FIG. 7th

F i g. 9 eine schematische Darstellung der optischenF i g. 9 a schematic representation of the optical

Einrichtungen der Vorrichtung nach I" i g. 1 undDevices of the device according to I "i g. 1 and

Fig. 10 das Blockschaltbild eines in Detektorelcmcnt mit einer Leuchtdiode verbindenden Verarbeitungskanals. 10 shows the block diagram of a detector element with a light emitting diode connecting processing channel.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung empfängt ein Objektivglied 30 Wärmeenergie oder IR-Strahlung und überträgt sie über ein Fokussierglicd 32 und ein Richinrisma 34 auf ein Schaltglicd 36 zur Blickfcldveränderung. Das Schaltglicd 36 ist mit ausgezogenen Linien in einer von seinen beiden möglichen Stellungen dargestellt. Die andere Stellung ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Zwischen diesen beiden Stellungen ist das Schaltglied 36 verschwenkbar. In der einen Stellung des Schaltgliedes, und zwar in der gestrichelt angedeuteten, hat das zum Empfang der Strahlung dienende Fernrohr ein enges Blickfeld, während in der anderen Stellung, die das Schaltglied in F i g. 1 einnimmt, das Fernrohr ein großes Blickfeld hat. In beiden Stellungen überträgt das Schaltglied 36 die empfangene Strahlung auf ein IR-Zwischenglicd 38 und dann auf eine zur Azimutabtastung dienende Trommel 40 einer Abtasteinrichtung 42.In the case of the in FIG. 1, an objective member 30 receives thermal energy or IR radiation and transmits it via a focusing glicd 32 and a rectifying mirror 34 to a switching glicd 36 for changing the field of view. The Schaltglicd 36 is shown in solid lines in one of its two possible positions shown. The other position is indicated by dashed lines. Between these two positions the switching element 36 is pivotable. In one position of the switching element, namely in the dashed line indicated, the telescope used to receive the radiation has a narrow field of view, while in the other position that the switching element in F i g. 1, the telescope has a large field of view. In both Positions the switching element 36 transmits the received radiation to an IR intermediate member 38 and then on a drum 40 of a scanning device 42 serving for azimuth scanning.

Die von einer Fläche der Trommel 40 reflektierte Wärmestrahlung wird einem Elevationsspicgel 44 zugeführt und von diesem auf eine Detektorlinsc 46 reflektiert, welche die Strahlung auf eine Delcktoranordnung 48 fokussiert, die sich in einem Dewar 50 befindet. Das Dewar 50 wird mit Hilfe eines Kryostaten 52 gekühlt, der aus einer Flasche 54 über ein Kühlvcnti! 56 mit einem gasförmigen Kühlmittel versorgt wird.The thermal radiation reflected from a surface of the drum 40 is fed to an elevation spicgel 44 and reflected by this onto a detector lens 46, which focuses the radiation onto a Delcktor assembly 48, which is located in a Dewar 50. The Dewar 50 is cooled with the aid of a cryostat 52, from a bottle 54 via a cooling vat! 56 is supplied with a gaseous coolant.

Die Ausgangssignalc aller Delckiorclemcntc der Detektoranordnung 48 werden in einer elektrischen Einheit 58 parallel verarbeitet und dienen einzeln zur Steuerung jeweils einer Leuchtdiode (LED) einer LED-Anordnung 60. Der von der LED-Anordnung 60 erzeugte Lichtstrahl wird mittels einer Linse 62 parallel)-siert und dann von einem Elevationsspiegcl 64 auf eine benachbarte Fläche der Trommel 40 reflektiert. Nach der Reflexion von dieser Fläche gelangt das Licht in eine für sichtbares Licht eingerichtete Optik, welche mehrere Glieder 66. 67 und 68 umfaßt, die das Licht einem Betrachter oder einem Bildwandclsystem, wie beispielsweise einer nicht dargestellten Vidicon-Einheit zuführen. Das mittlere Glied 67 der Optik kann mit einer geeigneten, beispielsweise durch Ätzen erzeugten Strichmarke verschen sein.The output signals of all Delckiorclemcntc of the detector arrangement 48 are processed in parallel in an electrical unit 58 and are used individually to control one light-emitting diode (LED) of an LED arrangement 60. The light beam generated by the LED arrangement 60 is paralleled by means of a lens 62 and then reflected from an elevation mirror 64 onto an adjacent surface of the drum 40. After reflection from this surface, the light passes into an optics set up for visible light, which optics comprise a plurality of members 66, 67 and 68 which feed the light to a viewer or a screen system such as a vidicon unit (not shown). The middle link 67 of the optics can be given away with a suitable line mark, for example produced by etching.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 ist in F i g. 2 nach Art eines funktionalen Blockschaltgebildcs. dargestellt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, umfaßt die Abtasteinrichtung 42 einen Raumabtastteil 41 und einen Bildrekonstruktionsteil 43. Der Raumabtastteil 41 tastete ein Blickfeld nach einem zweidimensionalen Muster derart ab, daß eine vorbestimmte Anzahl miteinander verschachtelter Abtastungen während jedes Abtastzyklus entsteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind es vier verschachtelte Teilbilder pro Abtastzyklus. Die empfangene Wärmeenergie wird einer Detektoranordnung- 48 zugeführt, die aus einer Anzahl IR-Detektorelementen besteht. Die Ausgangssignale jedes Detektorelementes werden von einem zugeordneten Vorverstärker- und Hauptverstärkerkanal verarbeitet und dann als Steuersignal einer zugeordneten Leuchtdiode der LED-Anordnung 60 zugeführt so daß es das von dieser Leuchtdiode emittierte, sichtbare Licht moduliert. The device according to FIG. 1 is in FIG. 2 in the manner of a functional block diagram. shown. As shown in FIG. 2, the scanning device 42 comprises a spatial scanning portion 41 and an image reconstruction portion 43. The spatial scanning portion 41 scanned a field of view according to a two-dimensional pattern such that a predetermined number of interleaved scans is produced during each scanning cycle. In the illustrated embodiment there are four interlaced fields per scanning cycle. The received thermal energy is fed to a detector arrangement 48 which consists of a number of IR detector elements. The output signals of each detector element are processed by an assigned preamplifier and main amplifier channel and then fed as a control signal to an assigned light-emitting diode of the LED arrangement 60 so that it modulates the visible light emitted by this light-emitting diode.

Die einzelnen Elemente der Detektoranordnung 48 bilden eine vorbestimmte geometrische Gestalt, die für das behandelte Ausführungsbeispiel in F i g. 3 dargestellt ist Diese Gestalt ist so ausgewählt, daß jedes De- tektorclcment während jedes Abtastzyklus von jedem Punkt des abgetasteten Blickfeldes Wärmestrahlung oder IR-Hnergic empfängt. Jede der Leuchtdioden der LLD-Anordnung 60 hat die gleiche Lage in bezug auf die Anordnung wie das zugeordnete Dclektorclemeni in bezug auf die Dctcktorannrdnung 48. The individual elements of the detector arrangement 48 form a predetermined geometric shape, which for the exemplary embodiment discussed in FIG. 3 is shown. This shape is selected in such a way that each detector element receives thermal radiation or IR energy from each point of the scanned field of view during each scanning cycle. Each of the light-emitting diodes of the LLD arrangement 60 has the same position with respect to the arrangement as the associated Dclektorclemeni with respect to the Dctcktorannordnung 48.

Der von der LED-Anordnung 60 erzeugte Lichtstrahl wird über den Bildkonstruktionsteil 43 der Abtasteinrichtung 42 ausgesendet und dann über die DarStellungsoptik 65 einem Beobachter oder einer nicht dargestellten Bildwandlercinhcit zugeführt. Wie später an Hand der F i g. 7 bis 9 beschrieben weiden wird, sind der Raumabtastteil 41 und der Bildrekonstruktionsteil 43 der Abtasteinrichtung 42 so ausgebildet, daß die Abtastmustcr für die Raumabtastung und die Bildrekonstruktion synchronisiert und anastigmaliseh sind. Demgemäß bildet das von dem Bildkonstruktionsteil 43 ausgesandte Licht eine Anzahl aufgezeichneter Bilder, von denen jedes einzelne für die Verteilung der Wärme-The light beam generated by the LED array 60 is transmitted over the image construction part 43 of the scanning device 42 sent out and then via the display optics 65 is fed to an observer or an image converter unit (not shown). How later on the basis of FIG. 7 to 9 are described the space scanning part 41 and the image reconstruction part 43 of the scanning device 42 are formed so that the scanning pattern for spatial scanning and image reconstruction are synchronized and anastigmalized. Accordingly the light emitted from the image construction part 43 forms a number of recorded images of each of which is responsible for the distribution of heat

ϊο energie in dem abgetasteten Blickfeld charakteristisch ist. Die Anzahl dieser Bilder entspricht der Anzahl der von je einem Dctektorclemcnt und einer Leuchtdiode gebildeten Paar.ϊο energy in the scanned field of view characteristic is. The number of these images corresponds to the number of each of a Dctektorclemcnt and a light emitting diode educated couple.

Wie bereits erwähnt, zeigt F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Dctcktoranordnung 48 und einer LED-Anordnung 60. Wie ersichtlich, umfaßt die Dctcktoranordnung 48 sechs Gruppen aus je drei Delcktorclcmcnlcn. Die Dctcktorclcmenic. die eine Gruppe bilden, sind im wesentlichen in Richtung der Azimutabtastung angeordnet, während die verschiedenen Gruppen in der dazu senkrechten Richtung der Elcvationsabtastung gegeneinander versetzt sind. Die in F i g. 3 dargestellte Anordnung führt zu einer 50%igen Überlappung. Beispielsweise wird das untere Drittel der Detektorclcmente 1 bis 3 bei der Abtastung von dem gleichen Abschnitt des Blickfeldes überstrichen wie das obere Drittel der Detcktorelemente 4 bis 6.As mentioned earlier, Fig. 3 shows a preferred embodiment of a door assembly 48 and an LED assembly 60. As can be seen, the door assembly 48 comprises six groups of three door assemblies each. The Dctcktorclcmenic. which form a group are arranged essentially in the direction of the azimuth scan, while the various groups are offset from one another in the direction of the elcvation scan perpendicular thereto. The in F i g. The arrangement shown in FIG. 3 leads to a 50% overlap. For example, the lower third of the detector elements 1 to 3 is scanned by the same section of the field of view as the upper third of the detector elements 4 to 6.

Es ist festzustellen, daß bei der Anordnung nach F i g. 3 die Dcicktorelementc einer Gruppe in Richtung der Azimutabtastung aufeinander ausgerichtet sind. Infolgedessen ist die Vorrichtung für die Integrationstechnik durch Signalverzögerung geeignet, die in der obenerwähnten DT-PS 22 24 275 behandelt ist. In diescm Fall wurden die Ausgangssignalc der Detektorclcmente einer Gruppe gemäß der Integralionstechnik durch Signalverzögerung verarbeitet. Das resultierende zusammengesetzte Signal könnte entweder einer LED-Anordnung zugeführt werden, in der jeweils eint Leuchtdiode einer Gruppe von Detektorelementen zugeordnet ist oder es könnte das resultierende zusammengesetzte Signal jeder Gruppe einer Parallel-Serien Abtastumsetzung unterworfen und einem entferntei Darstellungsgerät zugeführt werden. It should be noted that in the arrangement according to FIG. 3 the Dcicktorelementec of a group are aligned in the direction of the azimuth scan. As a result, the device is suitable for integration technology through signal delay, which is dealt with in the above-mentioned DT-PS 22 24 275. In this case, the output signals of the detector components of a group were processed by signal delay according to the integral ion technique. The resulting composite signal could either be fed to an LED arrangement in each of which a light-emitting diode is assigned to a group of detector elements, or the resulting composite signal of each group could be subjected to a parallel-serial scan conversion and fed to a remote display device.

Das Abtastmuster für die 18 Detektorelemente de in F i g. 3 dargestellten Detektoranordnung ist ii F i g. 4 veranschaulicht Während jeder Azimut-Abtast zeile wird die Detektoranordnung in Elevationsrich tung, also quer zur Richtung der Azimutabtastung, ur die Breite der Detektoranordnung in Elevationsrich tung verschoben. Es versteht sich, daß die Detektorar Ordnung tatsächlich körperlich stationär gehalten un mittels der Abtasteinrichtung 42 optisch abgetastt wird und daß die oben verwendete Ausdrucksweise bi züglich einer »Verschiebung der Detektoranordnung nur verwendet wird, um die grundsätzliche Erläuterur der Arbeitsweise der Vorrichtung zu vereinfachen. B dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das AntriebThe scanning pattern for the 18 detector elements in FIG. 3 detector arrangement shown is ii F i g. 4 illustrates. During each azimuth scan line, the detector array is in elevation tion, i.e. transversely to the direction of the azimuth scanning, ur the width of the detector arrangement in elevation direction postponed. It goes without saying that the detector order is actually kept physically stationary is optically scanned by means of the scanning device 42 and that the terminology used above is bi plus a »shifting of the detector arrangement is only used to provide the basic explanation to simplify the operation of the device. B in the illustrated embodiment is the drive

verhältnis /wischen der Trommel für die A/imulabtastung und die Elevationsspiegel so gewühlt, daß ein Teilbild 43.75 Abtastungen durch Spiegelflächen der Trommel oder 2b2,5 Bild/eilen umfaßt, nämlich 43.75 Abtastungen durch Spiegelflächen der Trommel mal b Detektoigiuppen.ratio / wipe of the drum for A / imule scanning and the elevation mirror chosen so that a partial image 43.75 scans through mirror surfaces of the Drum or 2b2.5 image / lines, namely 43.75 scans through mirror surfaces of the drum sometimes b detective groups.

Am Ende eines Teilbildes, also einer vollständigen Verschiebung ein Elcvutionsrichtung. wird die Anordnung zur FJcvationsablasUing so eingestellt, daß das Teilbild Nr. 2 um 1,5 Zeilen gegenüber dem Teilbild I nach unten versetzt ist. Dadurch findet eine Verschachtelung mit den Abtastzcilen des vorhergehenden Teilbildes statt.At the end of a partial image, i.e. a complete shift, an elcvution direction. becomes the arrangement for FJcvationsablasUing so that the sub-image no. 2 by 1.5 lines compared to the sub-image I. is offset downwards. As a result, there is an interleaving with the scanning lines of the previous partial image instead of.

Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform wird zur Erzeugung eines vollständigen Teilbildes '/jo s benötigt. Dieses Teilbild genügt der Fernsehnorm, denn es entspricht 262,5 Zeilen pro Teilbild und es bilden jeweils z.wci Teilbildcr 5b5 verschachtelte Zeilen.In the illustrated preferred embodiment, '/ jo s needed. This sub-picture complies with the television standard because it corresponds to 262.5 lines per sub-picture and it forms each e.g. sub-images 5b5 nested lines.

Nach der vollständigen Abtastung des Tcilbildes Nr. 2 wird die Anordnung zur Elevationsabtastung so eingestellt, daß die Azimutabtasiungcn für das Teilbild Nr. 3 von einem Punkt ausgehen, der gegenüber dem Ausgangspunkt des Teilbildes Nr. 2 um 1.5 Zeilen nach unten versetzt ist. In gleicher Weise beginnt das Teilbild Nr. 4 in einem Punkt, der gegenüber den Zeilen des Teilbildes Nr. 3 um 1.5 Zeilen nach unten versetzt ist.After the complete scanning of the partial image no. 2, the arrangement for elevation scanning is set so that the azimuth scanning for the partial image no. 3 start from a point which is offset from the starting point of the partial image no. 2 by 1.5 lines downwards. In the same way, partial image no. 4 begins at a point which is offset downwards by 1.5 lines compared to the lines of partial image no.

Bei Vollendung des Teilbildes Nr. 4 ist auch ein Abtast-Vollbild oder ein Abtastzyklus vollendet und es wird die gerade beschriebene Folge von vier verschachtelten Teilbildern pro Vollbild fortlaufend wiederholt. Es sei erwähnt, daß der Ausdruck »Vollbild« hier eine Gruppe aufeinanderfolgender Teilbildcr, bei diesem Beispiel von 4 Teilbildcrn, bezeichnet, während denen jedes Dctcktorelement den gesamten Objektraum des Bildfeldes »sieht«. Es sei erwähnt, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel mit vier Teilbildern pro Vollbild sich als guter Kompromiß zwischen der Forderung, daß die Bildzeile ausreichend kurz. ist. um zu gewährleisten, daß der Betrachter das von jedem Dctektorelcmcnt-Leuchtelement-Paar gelieferte Gesamtbild erfaßt, und der Forderung bildet, das gleichzeitig der Leistungsbedarf für den Motor der Abtasteinrichtung und die Bandbreitcnforderungcn für die Verarbeitungskanäle klein gehalten werden.Upon completion of field # 4, a scan frame or cycle is also completed and it the sequence just described of four interlaced fields per frame becomes continuous repeated. It should be noted that the term "full screen" here a group of successive sub-images, in this example of 4 sub-images, denoted while each of which "sees" the entire object space of the image field. It should be noted that the illustrated embodiment with four fields per frame turns out to be a good compromise between the Requirement that the image line be short enough. is. to ensure that the viewer sees this from everyone Dctektorelcmcnt-luminous element pair delivered overall picture detected, and the requirement forms the same time the power requirement for the motor of the scanning device and the bandwidth requirements for the processing channels are kept small.

Die Überlappung zwischen den verschiedenen Detektorgruppen, wie beispielsweise zwischen den Gruppen mit den Dctcktorelementcn 1 bis 3 und 4 bis 6. ist in F i g. 4 nicht dargestellt. Das gleiche gilt für die Ver schiebung der Gruppen in Richtung der Azimutabtastung. Diese beiden Merkmale sind in die Darstellung der F i g. 4 nur deshalb nicht aufgenommen worden, um die Klarheit der Darstellung bezüglich der Erläuterung der Abtastmuster zu erhöhen. The overlap between the different detector groups, such as between the groups with the detector elements 1 to 3 and 4 to 6, is shown in FIG. 4 not shown. The same applies to the shifting of the groups in the direction of the azimuth scan. These two features are shown in the illustration of FIG. 4 has not been included in order to improve the clarity of the illustration with regard to the explanation of the scanning patterns.

Zu der außerordentlich hohen Leistungsfähigkeit und den guten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt auch die anastigmatische und ohne Bilddrehung erfolgende Arbeitsweise der Abtasteinrichtung sowohl bei der optischen Abtastung des Bildfeldes als auch bei der Biidrekonstruktion bei. Eine geeignete Abtasteinrichtung ist in der DT-OS 24 21 721 behandelt. Die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Abtasteinrichtung 42 ist eine verbesserte Ausführungsform der in der DT-OS 24 21 721 beschriebenen und dargestellten Abtasteinrichtung.The anastigmatic mode of operation of the scanning device, which takes place without image rotation, both in the optical scanning of the image field, also contributes to the extraordinarily high performance and the good properties of the device according to the invention as well as in image reconstruction. A suitable one Scanning device is dealt with in DT-OS 24 21 721. The scanning device 42 used in the exemplary embodiment shown here is an improved embodiment of the scanning device described and shown in DT-OS 24 21 721.

Bei der Beschreibung der in den F i g. 5 bis 9 näher dargestellten Abtasteinrichtung 42 wird die Abtastung einer Bildzeile in Horizontalrichtung öfter als Azimutabtastung und die vertikale Verschiebung der Abta stung von Bild/eile zu Bildzeile als Elevationsabtastimg bezeichnet. Es versteht sich, daß diese relativen Ausdrücke lediglich dazu benutzt werden, um zwei zueinander senkrechte Abtastcinrichtungen zu bezeichnen, 5 ohne daß damit eine Aussage über die absolute Lage der Vorrichtung im Raum gemacht werden soll. In the description of the FIGS. 5 to 9, the scanning of an image line in the horizontal direction is often referred to as azimuth scanning and the vertical displacement of the scanning from image / line to image line is referred to as elevation scanning. It goes without saying that these relative expressions are only used to designate two scanning devices which are perpendicular to one another, without any statement being made about the absolute position of the device in space.

Wie in den F i g. 5 und 6 dargestellt, wird die empfangene IR-Strahlung an der Trommel 40 und am Elevalionsspicgcl 44 reflektiert und durch die Dctektorlinsc 46 der Detckloranordnung 48 zugeführt. Das von der LED-Anordnung 60 erzeugte, sichtbare Licht wird durch eine Linse 62 übertragen und dann von dem EIevation&spiegcl 64 und der Trommel 40 der Darstellungsoptik zugeführt.As shown in Figs. 5 and 6, the received IR radiation is reflected on the drum 40 and on the elevation mirror 44 and fed through the detector lens 46 to the detector arrangement 48. The visible light generated by the LED array 60 is transmitted through a lens 62 and then fed from the elevation & mirror 64 and drum 40 to the display optics.

Die mehrere Spiegelflächen aufweisende Trommel 40 ist um eine 'Xzimutachsc drehbar gelagert, die bei der gewählten Darstellung sich in senkrechter Richtung erstreckt. Die Trommel 40 umfaßt eine gerade Anzahl Spiegelflächen, die im wesentlichen gleichförmig um die Drehachse der Trommel verteilt und parallel zu dieser Drehachse angeordnet sind. Die Größe, die Form und der geometrische Ort des von den Spiegelflächen reflektierten Strahles im Empfangsweg ist durch die Apertur und durch Blenden des Objektivsystems bestimmt, das normalerweise eine Fernrohr-Vergrößerung aufweist. Der nominelle Drehpunkt des festen Strahles, der von der umlaufenden Spiegelfläche erzeugt wird, wird hier als »Pupille« bezeichnet und liegt normalerweise auf der optischen Mittellinie des Blickfeldes und ist auf jeder Spiegelfläche der Trommel zentriert, wenn die Spiegelfläche zu der optischen Mittellinie des Blickfeldes senkrecht steht. Die Pupille ist derjenige Punkt oder feste Bereich, von dem die Azimutbzw. Elevationsabtastung auszugehen scheint.The drum 40, which has a plurality of mirror surfaces, is rotatably mounted about a 'Xzimutachsc, which at the selected representation extends in the vertical direction. The drum 40 comprises an even number Mirror surfaces which are substantially uniformly distributed around the axis of rotation of the drum and parallel to it Rotation axis are arranged. The size, shape and location of the mirror surfaces reflected beam in the receiving path is determined by the aperture and the diaphragms of the objective system, which usually has a telescope magnification. The nominal pivot point of the fixed The ray that is generated by the revolving mirror surface is referred to here as the »pupil« and lies usually on the optical center line of the field of view and is centered on each mirror surface of the drum when the mirror surface is to the optical centerline of the field of view is vertical. The pupil is that point or fixed area from which the azimuth or Elevation scan seems to go out.

Die Elevationsspiegel 44 und 64 sind an entgegengesetzten Enden eines schwenkbar gelagerten Joches 70 befestigt, so daß die reflektierenden Flächen der Elevationsspiegel 44 und 64 in einer parallelen Beziehung einander und entgegengesetzten Seiten der Trommel 40 gegenüberstehen. Die die Elevationsabtastung erzeugende Spiegelanordnung mit dem Joch 70 ist um einen gewissen Winkel um eine Achse schwenkbar, die zu einer Ebene parallel verläuft, die senkrecht auf der Azimutachse steht und die einen kritischen Ort von Zentren bildet. Die Stellung der Schwenkachse für die Spiegelanordnung zur Elevationsabtastung ist kritisch hinsichtlich der Anordnung der Pupille, um einen scheinbar im wesentlichen festen Ausgangspunkt für die eine in der Elevation und im Azimut eine Abtastbcwegung ausführenden Strahlen zu erzielen. The elevation mirrors 44 and 64 are attached to opposite ends of a pivoted yoke 70 so that the reflective surfaces of the elevation mirrors 44 and 64 face each other and opposite sides of the drum 40 in a parallel relationship. The mirror arrangement with the yoke 70 generating the elevation scan can be pivoted through a certain angle about an axis which runs parallel to a plane which is perpendicular to the azimuth axis and which forms a critical location of centers. The position of the pivot axis for the mirror arrangement for elevation scanning is critical with regard to the arrangement of the pupil in order to achieve an apparently essentially fixed starting point for the one beam executing a scanning movement in elevation and azimuth.

Bei der in der obenerwähnten DT-OS 24 21 721 be schriebenen Anordnung werden zwei benachbarte Abschnitte eines einzigen Elevationsspiegels, der an einen" um eine Elevationsachse schwenkbaren Arm befestigIn the arrangement described in the above-mentioned DT-OS 24 21 721 be two adjacent sections of a single elevation mirror, which is attached to a " attached arm pivotable about an elevation axis ist. dazu benutzt, den allgemeinen Fall einer Elevations Abtastanordnung zu erläutern. Bei der verbesserter Anordnung nach den F i g. 5 bis 9 sind getrennte Eleva tionsspiegel 44 und 64 an den entgegengesetzten Endet des Joches 70 befestigt, das von zwei Armen gebildeis. used the general case of an elevation To explain scanning arrangement. In the improved arrangement according to FIGS. 5 to 9 are separate Eleva tion mirror 44 and 64 attached to the opposite end of the yoke 70 formed by two arms wird, die im Elevations-Schwenkpunkt zu einem Bautei miteinander verbunden sind. Die optischen Prinzipiei und Konstruktionsgrundsätze, die in der DT-Oi 24 21 721 dargelegt sind, sind jedoch in gleicher Weisi zur Festlegung der Eievations-Schwenkachse für di(that are connected to one another in the elevation pivot point to form a component. The optical principles and design principles set out in the DT-Oi 24 21 721 are set out, but are in the same way to determine the leveling pivot axis for di ( hier beschriebene Abtasteinrichtung geeignet, und e: sind die optischen Mittellinien, die in der DT-O! 24 21 721 beschrieben sind, in die F i g. 5 und 6 einge zeichnet. Es versteht sich, daß die Schwenkachse fühere described scanning device suitable, and e: are the optical center lines, which in the DT-O! 24 21 721 are described in the F i g. 5 and 6 are drawn. It goes without saying that the pivot axis fü

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das )och 70 im Schnittpunkt der geometrischen Orte liegen muß, die den beiden Spiegeln 44 und 64 zugeordnet sind.that 70 must lie at the point of intersection of the geometrical locations which are assigned to the two mirrors 44 and 64.

Die dargestellte Vorrichtung erlaubt einen geraden Durchblick für das auf Wärmestrahlung ansprechende Abbildungssystem, was bisher nur durch die Anwendung zusätzlicher Umlenkspiegel. Umkehrprismen u.dgl. möglich war. Diese Eigenschaft ist ohne weiteres bei Betrachtung der F i g. 1 und 9 erkennbar, die zeigen, wie die durch das IR-Objektivglied 30 einfallende Wärmestrahlung an der Trommel 40 auf den Elevationsspiegel 44 und das von der LED-Anordnung 58 erzeugte sichtbare Licht vom Elevationsspiegel 64 auf die entgegensetzte parallele Fläche der Trommel 40 und dann über die Glieder 66, 67 und 68 zu einem Ausgang reflektiert wird. Der Weg des sichtbaren Lichtes ist eine geradlinige, parallele Forlsetzung des Eingangsweges für die IR-Energie. Hierdurch wird eine fernrohrartige Beobachtung oder Betrachtung mit einem Minimum an optischen Hilfsglicdern möglich. Die Ausführungsform nach den F i g. 5 und 9, bei der die beiden Elevationsspiegel an einem in seiner Mitte gelagerten loch befestigt sind, hat Vorteile gegenüber einer Elcvationsspiegelanordnung. bei der ein einziger Spiegel an einem an seinem Ende gelagerten Arm befestigt ist. weil bei Verwendung eines symmetrischen Joches ein besseres dynamisches Verhalten zeigt und zu einer besseren optischmcchanischen Anordnung in der gesamten Vorrichtung führt. Beispielsweise hat die gegenphasige Bewegung der Elevationsspiegel. welche durch die Anordnung der Spiegel an dem Joch bedingt ist. nicht nur zur Folge, daß die Notwendigkeit für Hilfsprismen zur Bildumkehr entfällt, sondern es werden durch die Ausnutzung einander gegenüberliegender Quadranten der Trommel 42 Konstruktionsbeschränkungen hinsichtlich des Einfallswinkels aufgehoben, so daß bei vereinfachter mechanischer Anordnung ein größerer Abtastwinkel erreichbar ist.The device shown allows a straight line of sight for the imaging system responding to thermal radiation, which so far has only been achieved through the use of additional deflecting mirrors. Erecting prisms and the like was possible. This property is readily apparent when considering FIG. 1 and 9, which show how the thermal radiation incident through the IR lens element 30 on the drum 40 on the elevation mirror 44 and the visible light generated by the LED arrangement 58 from the elevation mirror 64 on the opposite parallel surface of the drum 40 and then is reflected through members 66, 67 and 68 to an exit. The path of visible light is a straight, parallel continuation of the entry path for IR energy. This enables telescope-like observation or viewing with a minimum of optical auxiliary members. The embodiment according to FIGS. 5 and 9, in which the two elevation mirrors are attached to a hole mounted in its center, has advantages over an elcvation mirror arrangement. in which a single mirror is attached to an arm supported at its end. because when using a symmetrical yoke shows a better dynamic behavior and leads to a better optical-mechanical arrangement in the entire device. For example, the anti-phase movement of the elevation mirror. which is due to the arrangement of the mirrors on the yoke. Not only does it eliminate the need for auxiliary prisms to invert the image, but by utilizing opposing quadrants of the drum 42, construction restrictions with regard to the angle of incidence are eliminated so that a larger scanning angle can be achieved with a simplified mechanical arrangement.

Die Abtast- und Darstcllungsmustcr nach Fig.4 werden durch eine Antriebseinrichtung verwirklicht, die in den F i g. 7 und 8 im einzelnen dargestellt ist. Wie ersichtlich, treibt ein Motor 72. der beispielsweise für eine Drehzahl von bOOO U/min ausgelegt sein kann, die Trommel 40 mittels eines Azimut-Zahnrades 74 und eines Azimut-Ritzels 76 an. Die Elevationsspiegel sind um die Achse 71 mittels eines Elcvations-Ritzcls 78. eines Elevations-Zahnrades 80 und einer Nockenscheibe 82 schwenkbar. Die Nockenscheibe 82 treibt ein Folgeglied 84 an. das an einem Arm des |oches 70 gelagert ist. Das Folgeglied wird mit der Oberfläche der Nockenscheibe durch eine nicht dargestellte Federanordnung in Berührung gehalten. Wenn das Azimut-Zahnrad 74 35 Zähne und das Azimut-Ritzel 16 Zähne aufweist, wird die Trommel 40 mit einer Drehzahl von 125 U/min angetrieben. Hat weiterhin das Elevations-Ritzel 15 Zähne und das Elevations-Zahnrad 80 Zähne, so erhält die Nockenscheibe 82 eine Drehzahl von 1800 U/min. Infolgedessen finden pro Teilbild 43.75 Abtastungen durch Spiegelflächen statt, denn es werden an einem Elevationsspiegel 43.75 Flächen der Trommel während der Zeit vorbeigeführt, während der der Abtastspiegel einen Zyklus ausführt. Die vier verschachtelten Teilbilder, die an Hand F i g. 4 behandelt worden sind, beruhen auf dem gebrochenen Verhältnis zwischen den Perioden der Azimut- und Elevationsabastungen, so daß vier Teilfelder benötigt werden, be-JOT sich die Azimut- und Elevationsbeziehungen vicderholen. The scanning and presentation patterns according to FIG. 4 are implemented by a drive device which is shown in FIGS. 7 and 8 is shown in detail. As can be seen, a motor 72, which can for example be designed for a speed of 100 rpm, drives the drum 40 by means of an azimuth gear 74 and an azimuth pinion 76. The elevation mirrors can be pivoted about the axis 71 by means of an elcvation scoring 78, an elevation gear 80 and a cam disk 82. The cam disc 82 drives a follower member 84 . which is mounted on one arm of the hole 70. The follower is held in contact with the surface of the cam by a spring arrangement (not shown). When the azimuth gear 74 has 35 teeth and the azimuth pinion has 16 teeth, the drum 40 is driven at a speed of 125 rpm. Furthermore, if the elevation pinion has 15 teeth and the elevation gearwheel 80 teeth, the cam disk 82 receives a speed of 1800 rpm. As a result, 43.75 scans through mirror surfaces take place per partial image, because 43.75 surfaces of the drum are moved past an elevation mirror during the time during which the scanning mirror is executing a cycle. The four nested sub-images that are shown in FIG. Have been treated 4, based on the fractional ratio between the periods of the azimuth and elevation Abas obligations so that four sub-fields are required, JOT loading the azimuth and elevation relationships vicderholen.

Im folgenden wird noch der zur elektrischen Signalverarbeitung dienende Teil der beschriebenen Vorrichtung an Hand Fig. 10 näher erläuten, die einen von achtzehn gleichen, parallelen Verarbeiiungskanälcn veranschaulicht. Das Ausgangssignal eines Deleklorelements 86, welches eines der achtzehn Detektorclemenie ist, welche die Dctekioranordnung 48 nach F- ig. 1 bilden, und das von einem HG-CD-TE-Festkörper-Infrarotdetektor sein kann, wird einem Vorverstärker 87 zugeführt. Der Vorverstärker 87 kann ein üblicher Transistorverstärker sein, der eine Differenz-Eingangsstufe und eine Rückkopplung von seinem Ausgang zu seinem Eingang aufweist, um eine .Stromverstärkung zu erzielen. Die Funktion des Vorverstärkers besteht darin, die schwachen Signalströme auf einen ausreichend hohen .Spannungspegel anzuheben, so daß eine weitere Verstärkung ohne Signalverschlechterung durch zusätzliches Verstärkerrauschen crfolecn kann. iJcr folgende Verstärker 88 ist dem Vorverstärker in· sofern gleich, als er einen Differenz-Eingansskrcis aufweist, der am positiven Eingang angesteuert wird, und von cncr einfachen Wiederstands-Rückkopplung Ge-Draiich macht, um einen bestimmten Verstärkungsfaktor, beispielsweise 10, einzustellenIn the following, the part of the described device used for electrical signal processing will be explained in more detail with reference to FIG. 10, which illustrates one of eighteen identical, parallel processing channels. The output of a decorating element 86, which is one of the eighteen detector assemblies that make up the decorating assembly 48 of FIG. 1, and which may be from an HG-CD-TE solid state infrared detector, is fed to a preamplifier 87. The preamplifier 87 can be a conventional transistor amplifier having a differential input stage and feedback from its output to its input in order to achieve current amplification. The function of the preamplifier is to raise the weak signal currents to a sufficiently high voltage level so that further amplification can crfolecn without signal deterioration due to additional amplifier noise. The following amplifier 88 is the same as the preamplifier in that it has a differential input circuit that is driven at the positive input and uses simple resistance feedback to set a specific gain factor, for example 10

Qn^An ΐ" ^Verstärkcr schließt sich ein Dämpfungsglied w an. das aus einem einfachen Wiederstands-Diodcnleiernctzwerk besteht, so daß das Eingangssignal gemab dem Wechsclsiromwiderstand der Diode gedampft w.rd. die ihrerseits durch die Größe des ihr zugcluhnen Gleichstroms gesteuert wird. Das Dämpfungsglied kann beispielsweise einen Diimpfungsbci eich von 0 bis 60 db habenQn ^An ΐ closes an attenuator w to ^{"Verstärkcr.} For one simple recovery prior Diodcnleiernctzwerk is, so that the input signal gemab the Wechsclsiromwiderstand the diode evaporated w.rd. the turn of their zugcluhnen direct current is controlled by the size. The attenuator can For example, have a Diimpfungsbci calibration of 0 to 60 db

Der Verstärker 92 ist dem Verstärker 38 deich und , „ΓοΓ 'Λ^{01 ldenti}*-'hcn nichtlinearen Verstärkern 94 und 95 gefolgt. Diese Verstärker haben für kleine Ein-,.ngss.gnale eme lineare Charakteristik, werden ic^dOi ^be' «^rößc|·«--» Signalen plötzlich nichtlinear. ' wir ι ^A.^usg"ⁿg«'gnal des nichllinearcn Verstärkers 95 Imn ^W,^C''^erhln ·" einer Treiberstufe 96 verstärkt und die oi ?^CU?^{rsignal eincr} Leuchtdiode 97 zugeführt. (Ti TnJu ^Lcuchtc'cniente der LFD-Anordnung 60 LFD Λ α ^{Llnd dcrcn} Rclat'vstellung innerhalb der elelt «?^l:ng,⁶° ^{dCP R}«*"ivstcllung des Dc.ektor-^Inr^{der Dct}<*«oranordnung 48 entspricht. ? ^{% Sprichl ;iUch :ulf} ™ Oleichstrom-Bild frnn ^{lgniil an}· ^{das da/u bc}"""l wird, den LED- Z₁ π" ""Τ"' ^{und auf ein} Ausiastsiunal. das alle stun« au« hⁿ,^{WährCnd dcr >>To}·™·« der Azimutabta- de Funk η ^T-ν ^{mc Solche} Austastung ist zwar für Ä Y^orricht"ng ""nötig, führt jedoch zu The amplifier 92 is followed by the amplifier 38 and , “ΓοΓ 'Λ ^{01 ldenti} * -' hcn non-linear amplifiers 94 and 95. These amplifiers have a small - ,. ngss.gnale eme linear characteristic can be ic ^dO i ^be '' ^{rößc |} · «-» signals suddenly non-linear. 'we ι ^{A. output} " ⁿ g"'gnal of the nonlinear amplifier 95 I mn ^W , ^C '' ^get a driver stage 96 amplified and the oi? ^CU ? ^{rsignal a} light emitting diode 97 is supplied. (Ti TnJu ^Lcuchtc 'cniente of the LFD arrangement 60 LFD Λ α ^{Llnd dcrcn} Rclat'vstellung within the elelt «? ^{L: ng} , ⁶ ° ^{dCP R} « * "adjustment of the Dc.ektor- ^In r ^{the Dct} <*« or arrangement 48 corresponds ^{Sprichl%; iuch.? ulf} ™ Oleichstrom image frnn ^{lgniil at} · ^{the da / u bc} """l, the LED Z ₁ π""" Τ "^{'and a} Ausiastsiunal the all stun" au. «H ⁿ , ^{while the >> To} · ™ ·« of the azimuth scan radio η ^ T-ν ^{mc Such} blanking is necessary for Ä Y ^orricht "ng "", but leads to

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WS _m! ^deHi.f^g? zeuei HiP u J ^{e von} kapazitiven Fühlern er- WS _m! ^de Hi.f ^g ? zeuei HiP u J ^{e of} capacitive sensors

dw Ab«»nH^a5^{e TrOmmel 4}O ^geordnet sind Da gnale dI α ^VO" ^{den Fühlern} aufgenommenen Si-'ee^Un Μ"³"^{1000 bCStimmt}· ^is« »^e aulom.li«ch Die Wirf ^Motorgeschwindi_gkeit synchronisiert. ne kann "^{ngSWeiSe der erfin}dungs_gemäßen VorrichilZ T^^{mmCngeiaßx dn}· ^d^ ™c zwei-From dw "" nH ^a 5 ^{e drum 4} O ^ are ordered Since gnale d I α ^{L "the sensors} recorded Si'ee ^U n Μ" ^{3 "1000 is bCStimmt} ·"^"eaulom.li" ch The Toss ^Mot orgeschwindi _g synchronized ness. ne ^{"ngSWeiSe, the} manure ^{oF INVENTION} _g emäßen Vorrichil Z ^ T ^{mmCngeiaßx dn} · ^d ^ ™ c two-

Ob,ektraum desWhether, ectraum des

Γ,^{d daS abgetasiete Bild durch eine Infrarot}-Detektorelementen unterteiltΓ, ^{the scanned image is} subdivided ^{by an infrared detector element}

* ^Verstärk^kanäle speisen. Die ver_{n P}S^M^^{ale der} Detektore.emente wernung Z₁ Ά 7*J ?^comelnsch gleichen Anord-Leu?htdK>den ^{dlOdcn 7u}g^eführt. Das von den * ^{Feed amplification} channels. The ver _{n P} S ^M ^ ^{ale of the} Detektore.emente wer tion Z ₁ Ά 7 * J ? ^comel nsch same Anord-Leu? htdK> the ^{dlOdcn 7u} g ^ef ührt. That of the

tels der "Ehen'AT' ^{SiChtbare Lidit wird dann mlt}" formt so dTß in ^Abta _u ^stelnri^tung zu einem Bild ge- ° ^{daß In SI}^tbarem Licht ein Ausgangssignalmeans of the "Ehen'AT ^{'visible Lidit mlt is then"} shapes so DTSS in ^Abta _u ^ ^stelnri overall processing to an image ° ^{In that SI} ^ tbarem light an output signal

entsteht, welches für die relative Verteilung von Wärmeenergie innerhalb des abgetasteten Blickfelds charakteristisch ist. Die 1 : !-Abbildung der Detektorelememe auf die l.euclildioden in Verbindung mit der Verwendung der gleichen Ablasleinrichtung sowohl /um Abtasten des lnfrarot-Objektraiims als auch des im sichtbaren Bereich liegenden ßildruums gewährleistet. :laß das wiedergegebene Bild kohärent aufgebaut wird, unabhängig von der genauen Gestalt des Dctcktor- und LED-Anordnungen oder der genauen Einzelheiten der Abtastung. Die Verwendung von Detektor- und LED-Anordnungen mit paarweise zugeordneten Kiementen läßt eine erhebliche Freiheit bei der Gestaltung der Anordnungen zu, um solche Kriterien /u berücksichtigen wie Einfachheit der Herstellung, eine günstige optische Abbildung. Abführen tier Leitungen usw. Die Hrfindung ist keineswegs auf lineare Anordnungen beschränkt, sondern vielmehr bei einer Vielzahl verschiedenartiger Anordnungen anwendbar. Beispielsweise können kreisförmige Anordnungen oder Anordnungen mit einer Anzahl kreisförmiger Gruppen bei manchen Anwendungen erwünscht sein. Beispielsweise haben kreisförmige Gruppen eine nahezu ideale Gestalt für die Leitungsführung, weil dann alle Leitungen von den entsprechenden Detcktorelementen radial fortgeführt werden können.arises, which is responsible for the relative distribution of thermal energy is characteristic within the scanned field of view. The 1:! Illustration of the detector elements on the l.euclildioden in connection with the use the same reading device to scan both the infrared object space and the im visible area of lying ßildruums guaranteed. : let the reproduced image be built up coherently, regardless of the exact shape of the Dctcktor- and LED arrangements or the exact details the scanning. The use of detector and LED arrays with associated Kiementen in pairs allows considerable freedom in the design of the arrangements in order to take such criteria / u into account like simplicity of manufacture, favorable optical imaging. Discharge animal lines, etc. The Hearing is by no means restricted to linear arrangements, rather, it can be used in a variety of different arrangements. For example may be circular arrays or arrays with a number of circular groups in some Applications are desirable. For example, circular groups have a nearly ideal shape for the line routing, because then all lines are continued radially from the corresponding detector elements can be.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch bedeutende Vorteile hinsichtlich der Gleichförmigkeit des Bildes und Toleranzen hinsichtlich eines Kanalausfalls aus. Da jedes Detektorelement jeden Punkt des Blickfelds erfaßt und das Bild ims der Summe der Ausgangssignale aller Dctcktorelemente gebildet wird, können Unterschiede zwischen den einzelnen Kanülen keine Ungleichförmigkcit des erzeugten Bildes von Zeile zu Zeile oder Bereich zu Bereich zur Folge haben. Wenn beispielsweise die Hälfte der Deiektorkanälc ausfiele, würde bei einem erfindungsgemäßen System das Signal-Rausch-Verhältnis nur um den Faktor = 2 vermindert. Im Gegensatz dazu würde bei bekannten Vorrichtungen, bei denen das Blickfeld in ebenso viel Bereiche unterteilt ist, wie Detektoren vorhanden sind, und jeder Detektor nur seinen Bereich abtastet, der Ausfall der Hälfte der Detektorkanäle zur Folge haben, daß nur noch die Hälfte des Blickfeldes erfaßt wird. Tatsächlich hat bei diesen bekannten Vorrichtungen schon das Versagen einiger weniger Verarbeilungskanälc das Entstehen einer Anzahl »toter Zeilen« in der Darstellung zur Folge, die den Betrachter ablenken, und es kann nur ein geringer Bruchteil solcher »toter Zeilen« als tolericrbar betrachtet weiden.The device according to the invention is characterized by significant advantages in terms of uniformity the image and tolerances with regard to a channel failure. Since every detector element every Point of the field of view detected and the image ims the sum the output signals of all Dctcktorelemente is generated, there may be differences between the individual cannulas does not result in any unevenness of the generated image from line to line or area to area to have. For example, if half of the Deiektorkanälc fail, in a system according to the invention the signal-to-noise ratio would only be increased by the factor = 2 decreased. In contrast, in known devices in which the field of view is in the same way a lot of areas is subdivided as there are detectors, and each detector only scans its area, the failure of half of the detector channels have the consequence that only half of the field of view is covered will. Indeed, in these known devices even the failure of a few processing channels the creation of a number of "dead lines" in the representation, which distract the viewer, and there can only be a small fraction of such »dead Lines «are regarded as tolerable.

Die Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für funktionsunfähige Kanäle ist von großer Bedeutung für die Ausbeute und infolgedessen für die Kosten von Detektor- und LED-Anordnungen. Bei dem bekannten System mit Parallelabtasumg müssen im wesentlichen alle Dctcktorelemente gut sein, um brauchbare Bilder zu erzeugen. Gewöhnlich wird für diejenigen Elemente, die dem zentralen Teil des Blickfeldes zugeordnet sind, eine hundertprozentige Betriebsfähigkeit verlangt. Im Gegensatz dazu hat bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Anteil von zehn Prozent gestörter Kanäle keine merkliche Verschlechterung der Betriebseigenschaften zur Folge, weil das einzige bedeutende Maß der Dctektorcigenschaften das akkumulierte Empfangsvermögen ist. Weilerhin ist bei der crfindungsgcmiißcn Vorrichtung nicht nur die tatsächliche Anzahl funktionsfähiger Kanäle von untergeordneter Bedeutung, sondern es ist auch die Verteilung der guten Kanäle innerhalb der Gruppe selbst unwesentlich, so daß eine sonst brauchbare Anordnung nicht zuriickgewicr.cn werden muß, weil ein oder zwei tote Kanäle sich im zentralen Bereich der Anordnung befinden. In gleicher Weise sind defekte Leuchtclemente für die Gesamleigerischaften der Vorrichtung nicht kritisch. Nicht funktionierende Kanäle können von vornherein berücksichtigt werden, indem von vornherein eine Anzahl von Kanälen vorgesehen wird, die die zu erwartende Ausbcule an brauchbaren Detektorelcmcnten und Leuchtdioclcn von vornherein in Rechnung ziehen.The insensitivity of the device according to the invention to inoperative channels is great Significance for the yield and consequently for the costs of detector and LED arrangements. at the known system with parallel scanning essentially all of the detector elements will be good to produce usable images. Usually for those elements that are assigned to the central part of the field of view, a hundred percent operability required. In contrast, the device according to the invention has a proportion of ten Percent of disturbed channels do not result in a noticeable deterioration in the operating characteristics, because the only significant measure of the detector properties is the accumulated receptivity. Weiler, however, is not only that in the device of the invention actual number of functioning channels is of minor importance, so is distribution of the good channels within the group itself insignificant, so that an otherwise useful arrangement Doesn't have to be turned back because one or two dead channels are located in the central area of the arrangement. Defective light elements are in the same way not critical to the overall characteristics of the device. Channels that are not working can come from be taken into account from the outset by a number of channels is provided from the outset that the Expected development of usable detector elements and light-emitting diodes take into account from the start.

Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Bilderzeugung mit einer aus einer Anzahl von Detektorelementen bestehenden Detektoranordnung, einer Einrichtung zum optischen Abtasten eines Blickfeldes nach einem zweidimensionalen Muster und Projizieren der empfangenen Strahlung auf die Detektoranordnung und einer zur Abtasteinrichtung synchronisierten Einrichtung zur bildlichen Wiedegabe der iür die Intensität der ihnen zugefiihrten Strahlungsenergie charakteristischen Ausgangssignale der Detektoranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der optischen Abtastung während jedes Abt.astzyklus eine Anzahl miteinander verschachtelter Ablastungen des Blickfelds, umfaßt, daß die Deiekiorelememe eine solche geomelrische Verteilung aufweisen, daß jedes Detektorelement während jedes Abtastzyklus von jedem Punkt des Blickfeldes Strahlungsenergie empfängt und daß die Einrichtung zur bildlichen Wiedergabe eine Anordnung von Leuchtelenienten, welche die gleiche geometrische Verteilung aufweisen wie die Detektorelemente und in Abhängigkeit von den ihnen zugefiihrten Ausgangssignalen des entsprechenden Detektorelements sichtbares Licht mit einer der Intensität der empfangenen Strahlung entsprechenden Intensität erzeugen, und bilderzeiigende Mittel umfaßt, die das von den Lcuchtelementen emittierte Licht empfangen und gemäß einem zweidimensionalcn Muster aussenden, das zu dem Muster der optischen Abtastung synchron ist.1. Apparatus for image generation with a detector arrangement consisting of a number of detector elements, a device for optically scanning a field of view according to a two-dimensional pattern and projecting the received radiation onto the detector arrangement and a device synchronized with the scanning device for the visual reproduction of the intensity of the radiation supplied to them Radiant energy characteristic output signals of the detector arrangement, characterized in that the pattern of the optical scanning during each scanning cycle comprises a number of interleaved scans of the field of view, that the deical elements have such a geomelrical distribution that each detector element during each scanning cycle from every point of the field of view Receives radiant energy and that the device for reproducing an image includes an arrangement of light elements which have the same geometric distribution as the detector elements and the like nd generate visible light with an intensity corresponding to the intensity of the received radiation as a function of the output signals supplied to them from the corresponding detector element, and comprise image-displaying means which receive the light emitted by the lamp elements and emit it in accordance with a two-dimensional pattern that corresponds to the pattern of the optical Sampling is synchronous. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung (48) aus mehreren, jeweils mehrere Detektorelemente umfassenden Gruppen besteht und die Detektorelemente jeder Gruppe in einer ersten Richtung angeordnet sind, die einer der Richtungen der optischen Abtastung entspricht, wogegen die Gruppen in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung derart angeordnet sind, daß beim Abtasten der Gruppen in der ersten Richtung ein Überlappen stattfindet.2. Device according to claim I, characterized in that that the detector arrangement (48) comprises several, each comprising several detector elements Groups consists and the detector elements of each group are arranged in a first direction corresponding to one of the directions of optical scanning, whereas the groups in one second, perpendicular to the first direction are arranged such that when scanning the groups in the first direction overlaps. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorelemente jeder Gruppe in der ersien Richtung gleichförmig angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the detector elements of each group are uniformly arranged in the first direction. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (42) zur Erzeugung anastigmatischer und synchronisierter Muster für die optische Abtastung des Blickfeldes und die Rekonstruktion des Bildes eingerichtet ist, die für ein afokalcs optisches Vergrößerungssystem geeignet sind.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning device (42) for generating anastigmatic and synchronized patterns for optical scanning the field of view and the reconstruction of the image is set up for an afocalcs optical Magnification system are suitable. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (42) für die Azimutabtastung eine drehbar gelagerte Trommel (40) mit einer geraden Anzahl Spiegelflächen, die gleichmäßig um die Drehachse der Trommel (40) verteilt und parallel zur Drehachse angeordnet sind, und für die Elcvationsabiastung eine schwenkbar gelagerte Spiegelanordnung umfaßt, deren Schwenkachse (71) in einer zur Drehachse der Trommel (40) senkrecht stehenden Ebene liegt und clic zwei Elcvalionsspiegel (44 und 64) aufweist, die an den entgegengesetzten Enden eines schwenkbar gelagerten Joches (70) in parallel zur Schwenkachse (71) verlaufenden Ebenen angeordnet sind und einander an entgegengesetzten Seiten der Trommel (40) gegen überstehen, derart, daß die durch D^rehen der Troni mel (40) und Verschwenken der Elevationsspiege (44,64) erzeugten orthogonalen Abtastungen für je den der beiden Elevalionsspiegcl (44 und 64) voi einem festen Bereich an der Oberfläche der T rom mel (40) auszugehen scheinen.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the scanning device (42) for the azimuth scanning is a rotatably mounted drum (40) with an even number of mirror surfaces which are evenly distributed around the axis of rotation of the drum (40) and are arranged parallel to the axis of rotation, and for the elcvation basting comprises a pivotably mounted mirror arrangement, the pivot axis (71) of which lies in a plane perpendicular to the axis of rotation of the drum (40) and has two elcvalion mirrors (44 and 64) which are attached to the opposite ends of a pivotably mounted yoke (70 ) are arranged in parallel to the pivot axis (71) extending planes and each other on opposite sides of the drum (40) are facing, such that the (44,64) orthogonal generated by D ^r of Troni mel (40) and pivoting around the Elevationsspiege Samples for each of the two elevation mirrors (44 and 64) start from a solid area on the surface of the drum (40) seem to be. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß zum Verschwenken des Joches (70 eine angetriebene Nockenscheibe (82) mit einen Folgeglied (84) und zum Drehen der Trommel (40 ein Antrieb vorgesehen sind und die Nockenscheibi (82) mit dem Antrieb für die Trommel (40) so syn chronisiert ist. daß während jedes Abtastzyklus die gewünschte Ar.zahl miteinander verschachtelte! Abtastungen des Blickfeldes erzeugt wird.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that for pivoting the yoke (70 a driven cam (82) having a follower (84) and for rotating the drum (40 a drive are provided and the Nockenscheibi (82) with the drive for the drum (40) so syn is chronized. that during each scanning cycle the desired number of arrows is interleaved with one another! Scans of the field of view is generated.