DE68925267T2

DE68925267T2 - Infrarot-Frontsicht-Abbildungssystem

Info

Publication number: DE68925267T2
Application number: DE68925267T
Authority: DE
Inventors: Erwin E Cooper; Franklin L Davis; Stephen F Sagan
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2009-10-25
Also published as: KR900007223A; US4983837A; DE68925267D1; KR0137387B1; EP0367481A2; EP0367481A3; EP0367481B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf nach vorne gerichtete Infrarot-Abbildungssysteme und insbesondere auf Komponenten und Verfahren zum Bilden und Modifizieren solcher Systeme.

Hintergrund

Nach vorne gerichtete Infrarot-Abbildungssysteme (FLIR) enthalten Photodetektorfelder aus lichtempfindlichen Halbleitermaterialien wie Hg1-xCdxTe, die so zusammengesetzt sein können, daß sie auf Wellenlängen in den athmosphärischen Fenstern von 3-5 und 8-12 Mikrometern ansprechen. Sowohl Photodiodenfelder mit PN-Übergang als auch MIS- Photokondensatorenfelder aus Hg1-xCdxTe liefern zufriedenstellende Fokusebenenabbildungen im Infrarotbereich. Diese Systeme erzeugen Standardvideobilder, in denen die thermischen Temperaturen der beobachteten Szene in verschiedenen Grauabstufungen angezeigt werden.
Fortdauernde Anstrengungen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von FLIR-Systemen führten wiederholt sowohl zu neuen Verbesserungen der Photodetektorfelder als auch zu Abwandlungen in bezug auf die Bildverarbeitung sowie zur Einführung zusätzlicher Systemkomponenten. Die praktische Implementierung dieser Verbesserungen bereitet oft Schwierigkeiten in bezug auf den Entwurf. Das liegt daran, daß FLIR-Systeme komplexe und kostspielige elektro-optische- /mechanische Aufbauten darstellen, die individuell konfiguriert werden müssen, um den physikalischen Beschränkungen jeder Anwendung zu begegnen. Z.B. können verschiedene Systeme inkompatibel sein; obwohl sie aus vielen gemeinsamen Modulen hergestellt wurden, da sie für verschiedene Raumgeometrien ausgelegt sind oder jeweils Licht aus verschiedenen Richtungen empfangen müssen. Außerdem werden die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, z.B. an das Blickfeld, die Vergrößerung und die Auflösung, die die Gesamtgröße eines Systems beeinflussen, generell verschieden sein.
Die Implementierung von FLIR-Systemverbesserungen kann vorkommen, wenn ein vollständiges System für eine neue Anwendung entworfen wird, oder als Teil eines Versuchs, ein altes System nachzurüsten. Wenn es kostengünstig ist, ist es eher wünschenswert, alte Systeme zu verbessern oder nachzurüsten, als sie zu ersetzen. Jedoch kann der Neuentwurf, der erforderlich ist, um eine Verbesserung in ein altes System einzubauen, die Substitution von kostspieligeren Komponenten erfordern, die sich bestenfalls lediglich indirekt auf die Verbesserung beziehen.
Zusätzlich zur Eingliederung von verbesserten Detektorfeldern haben neue Verbesserungen der Leistungsfähigkeit von FLIR-Systemen die Einrichtung sowohl von thermischen Referenzquellen als auch von Schaltungen zur Durchführung von Gleichstrom-Wiederherstellung und elektronischen Detektor- Verstärkungsabgleichfunktionen erfordert. Wenn Verbesserungen von FLIR-Abtastsystemen diese Verbesserungen umfassen sollen, ist es erforderlich, den optischen Weg so zu modifizieren, daß das Detektorfeld die thermische Quelle sieht. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß entweder die Abbildungsoptik oder die afokale Optik durch ein Linsensystem ersetzt wird, das eine zusätzliche Bildebene einschließt, so daß die Referenzquelle während der inaktiven Abstastzeit, d.h. wenn die Szene nicht betrachtet wird, eingeführt werden kann. In der Vergangenheit erforderte jede dieser Lösungen beträchtliche Modifikationen des Systems.
Die meisten FLIR-Systeme beinhalten keine wiederabbildenden Bildsensoren, und eswäre zusätzlicher Raum erforderlich, um einen Bildsensor durch einen wiederabbildenden Bildsensor zu ersetzen. Darüberhinaus kann eine thermische Referenzquelle nicht einfach in die Zwischenbildebene eines wiederabbildenden Bildsensors gesetzt werden. Das liegt daran, daß FLIR-Detektoren nicht dafür ausgelegt sind, solche Bildebenen abzutasten. Folglich ist es notwendig, ein optisches/mechanisches Chopperrad in den optischen Weg einzuführen, um die thermische Quelle gesondert von der Strahlung zu betrachten, die ein Bild der Szene erzeugt. Um z.B. ein Bild der thermischen Quelle periodisch zu dem Detektorfeld zu liefern, könnte ein rotierender Spiegel synchronisiert und mit der Abtastvorrichtung in Phase gebracht werden. Mit dieser Anordnung wird während der Perioden, in denen die Abtastvorrichtung keine Bilddaten zum Detektorfeld liefert, ein Bild der thermischen Quelle zum Detektorfeld geliefert. Ein zusätzlicher Spiegel kann erforderlich sein, um den optischen Weg zu vervollständigen, und zwar besonders dann, wenn ein bestehendes System so nachgerüstet wird, daß es eine thermische Referenzquelle enthalten soll. Die Einführung sowohl der Spiegel als auch des elektromechanischen Systems zur Herstellung einer synchronen Rotation kann eine schwierige und kostspielige Aufgabe besonders in bestehenden Systemen sein, da strikte Platzbeschränkungen bestehen, und es erforderlich ist, Teile und Schaltungskomponenten zu bewegen, um ein synchrones Choppen zu bewirken.
Ersatzweise kann ein wiederabbildendes afokales Linsensystem anstelle eines galileischen afokalen Linsensystems eingeführt werden, um eine Bildebene zur Einführung von thermischen Quellen vor der Abtastvorrichtung zu schaffen. Indem das galileische afokale durch ein wiederabbildendes Linsensystem ersetzt wird, können die thermischen Quellen zusammen mit dem Blickfeld abgetastet werden. Verschiedene FLIR- Systeme verlangen jedoch oft verschiedene Blickfelder oder afokale Verstärkungsniveaus. Folglich würde die Einführung der thermischen Referenzquelle für jede einzelne Anwendung einen Neuentwurf erfordern. Ferner sind wiederabbildende afokale Linsensysteme beträchtlich teurer und erfordern mehr Platz als galileische afokale Linsensysteme.
Alles in allem läßt sich sagen, daß die bekannten Verfahren zur Einführung thermischer Referenzquellen in FLIR-Systemen kostspielig sind und für verschiedene Systeme maßgeschneiderte Modifikationen erfordern. Es wäre vorteilhaft, ein Mittel zur Integration thermischer Referenzquellen sowohl in neue als auch bestehende FLIR-Systeme zu schaffen, das einfacher und kostengünstiger als bekannte Verfahren ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Modifizieren eines existierenden nach vorne gerichteten Infrarot- Abbildungssystems, wobei das System ein System des Typs ist, bei dem von einer Szene empfangene Strahlung zur Erzeugung eines Abbildes der Szene verarbeitet wird, wobei das System eine galileische, afokale Linsenkombination, Sensorbaueinheiten einschließlich eines Detektorelementfeldes des Typs, der das Gesichtsfeld längs einer ersten Richtung aufspannt, ein Abbildungslinsensystem, das so angeordnet ist, daß sie kollimierte Strahlung auf den Detektor fokussiert, und eine Abtastvorrichtung zum Verändern des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung zur Erzielung eines zweidimensionalen Bildes enthält, wobei das Verfahren die Schritte enthält:
Bilden eines wiederabbildenden afokalen Linsensystems mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Linse und einer Ebene, auf der dazwischen ein Abbild der Szene erzeugt wird;
Positionieren einer thermischen Referenzquelle in dem wiederabbildenden System; und
Positionieren des wiederabbildenden Systems längs des optischen Weges des existierenden Systems zwischen der galileischen Linsenkömbination und der Abtastvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung schafft ebenfalls ein vorwärtsblickendes Infrarotsystem zum Verarbeiten einer Strahlung, die von einer Szene empfangen wird, um deren Abbild zu erzeugen, enthaltend:
ein Infrarot-Detektorelementfeld des Typs, der das Gesichtsfeld längs einer ersten Richtung aufspannt;
ein Abbildungslinsensystem zum Fokussieren einer kollimierten Strahlung auf den Detektor;
einen Abtastspiegel zum Verändern des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung, zur Erzielung einer zweidimensionalen Abbildung der Szene;
ein galileisches afokales Linsensystem, das so positioniert ist, daß es Strahlung von der Szene empfängt; und
ein wiederabbildendes afokales Linsensystem, das zwischen dem galileischen afokalen Linsensystem und dem Abtastspiegel angeordnet ist, wobei das wiederabbildende System wenigstens eine erste und eine zweite Linse zur Erzeugung eines Abbildes der Szene an einer dazwischenliegenden Wiederabbildungsebene und zur Erzielung einer kollimierten Strahlung auf den Abtastspiegel enthält; und
eine thermische Referenzquelle, die in dem wiederabbildenden System angebracht ist.
Die vorliegende Erfindung schafft darüberhinaus ein Verfahren zum Verarbeiten einer von einer Szene empfangenen Strahlung, bei welchem eine thermische Referenzstrahlung berücksichtigt wird, enthaltend:
Empfangen von Strahlung von der Szene unter Verwendung einer galileischen afokalen Linsenkombination und Lenken der Strahlung längs eines optischen Weges,
Erzeugen eines Zwischenabbildes der Szene auf einer Ebene auf dem optischen Weg,
Liefern einer thermischen Referenzstrahlung bei oder nahe der Ebene des Zwischenabbildes,
Fokussieren der Strahlung von der Szene und Lenken der thermischen Referenzstrahlung auf einen Detektor, der sich längs einer ersten Richtung so erstreckt, daß ein Gesichtsfeld aufgespannt wird, und
Abtasten des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung, so daß der Detektor auf ein zweidimensionales Gebiet anspricht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung verstehen, wenn sie in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
- Fig. 1 eine schematische Teilansicht eines beispielhaften FLIR-Abbildungssystems gemäß der Erfindung zeigt; und
- Fig. 2 eine optische Anordnung zur Entfernung der Unregelmäßigkeiten der thermischen Referenzquelle, die sonst im Blickfeld der einzelnen Detektorelemente liegen würden.
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind hierin offenbart. Es ist jedoch zu erkennen, daß die speziellen optischen Anordnungen lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Ansprüche nicht begrenzen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bisher wurden parallel abtastende FLIR-Systeme, die thermische Referenzquellen einschließen, nicht in großen Stückzahlen hergestellt. In den Fällen, in denen wiederabbildende afokale Linsensysteme verwendet wurden, um thermische Refe renzquellen zu integrieren, wurden die afokalen Systeme individuell gestaltet, um eine Auflösung und ein Blickfeld zu liefern, die für das jeweilige System erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung liefert ein einfachereres und noch kostengünstigeres Verfahren zur Integration thermischer Referenzquellen in FLIR-Systeme. Die Anordnung des FLIR- Systems, die hier offenbart wird, ermöglicht die Nachrüstung von bestehenden FLIR-Systemen und die Herstellung neuer Systeme unter Ausnutzung größerer Skaleneffekte.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Teilansicht ein Beispiel eines parallel abtastenden nach vorne gerichteten Infrarot- Abbildungssystems 10, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Das System enthält einen Infrarot-Hg1-xCdxTe-Detektor 12 mit einem linearen Feld, der sich in einem Dewarschen Gefäß 13 befindet und mit einer kryogenen Kühleinrichtung 14 verbunden ist. Der Detektor umfaßt ein vertikales Feld von Elementen, die lichtempfindlich gegenüber Strahlung sind, die entweder in einem oder beiden Bereichen zwischen 3-5 und 8-12 Mikrometern liegt. Zum Beispiel kann der Detektor 12 eine Spalte von 240 oder 480 Elementen umfassen, oder er kann vielfache parallele Säulen von Elementen einschließen. Der Detektor 12 ist mit der Verarbeitungselektronik 15 verbunden, die in den bevorzugten Ausführungsformen eine Schaltungsanordnung 16 einschließt, die der Durchführung von Gleichstrom-Wiederherstellung und/oder elektronischen Detektor-Verstärkungsabgleichfunktionen dient.
Das Detektorfeld spannt das Blickfeld in einer ersten, z.B. vertikalen Richtung auf. Die einfallende Strahlung wird mit einer Spiegeloptik entlang einer zweiten Richtung abgetastet und auf das Feld reflektiert, um die Information zur Erzeugung eines zweidimensionalen Bildes bereitzustellen. Einschränkungen in der Auflösung des Systems aufgrund der Abstände, die die Detektorelemente trennen, können ein Zeilensprungverfahren zwischen aufeinanderfolgenden Feldern erforderlich machen, um ein Vollbild zu erhalten.
Die Kühleinrichtung kann von der Art mit aufgeteiltem Zyklus sein, wobei der Expandierteil der Kühleinrichtung in dem Dewarschen Gefäß liegt. Der Kompressorteil der Kühleinrichtung (nicht gezeigt) liegt in einer geeigneten Position neben dem Dewarschen Gefäß und ist mit dem Expandierteil über ein Rohr verbunden. Die Elektronik, die im gesamten System verwendet wird, ist nicht Bestandteil der Erfindung und wird daher nicht näher beschrieben.
Der Detektor 12 empfängt die Strahlung von einer Szene entlang einem optischen Weg, der ein Abbildungslinsensystem 18, eine Abtastvorrichtung 20, ein wiederabbildendes afokales Linsensystem 22 und ein galileisches afokales Linsensystem 26 enthält. Der Detektor 12 bildet in Verbindung mit dem Abbildungslinsensystem 18 und der Abtastvorrichtung 20 den optischen Sensorteil des Systems 10.
Das Abbildungslinsensystem 18, das so positioniert ist, daß es parallele Strahlung auf den Detektor 12 fokussieren kann, umfaßt wenigstens ein Paar von Linsen 30 und 32 und kann einen Klappspiegel 34 einschließen, der zwischen den Linsen liegt, um einen Richtungswechsel im optischen Weg zu liefern. Die Abtastvorrichtung 20 wird mechanisch angetrieben, um das Blickfeld in einer Richtung auf zuspannen, die senkrecht zu der Richtung liegt, die vom Detektorfeld aufgespannt wird. Ein Positionssensor (nicht gezeigt) ist mit der Abtastvorrichtung 20 verbunden, um elektrische Signale bei verschiedenen Positionen der Abtastvorrichtung zum Anzeigen des Sensorsignals zu liefern.
Das wiederabbildende afokale Linsensystem 22 liegt vor der Abtastvorrichtung 20, um parallel Strahlung vom galileischen afokalen System 26 zu empfangen. Das wiederabbildende System 22 erfordert wengistens zwei Linsen. In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt es drei Linsen 40, 42 und 44, die eine Kombination zur Farbkorrektur bilden, sowie zwei Klappspiegel 46 und 48, die zwischen den Linsen 40 und 44 liegen.
Eine Zwischenbildebene 50 wird zwischen den Linsen 40 und 44 gebildet. Die Zone 44 der Bildebene 50 entspricht dem Teil, in dem ein Bild der Szene erzeugt wird, wenn das System so eingestellt wird, daß es ein maximales Blickfeld liefert. Vorzugsweise enthält das wiederabbildende System Einstellmöglichkeiten für Entfernung und thermischen Brennpunkt, die durch einen Pfeil 52 längsseits der Linse 44 schematisch gekennzeichnet sind. Der Spiegel 46 kann verwendet werden, um eine Verflechtung durchzuführen.
In einer einfachen Anordnung können eine oder mehrere thermische Referenzquellen, z.B. ein Paar von Quellen 58, beispielsweise thermoelektrische Kühlvorrichtungen, in der Bildebene 50 angebracht werden. Die Referenzquellen 58 liegen außerhalb der Zone 54. Zur Durchführung der Gleichstrom-Wiederherstellungsfunktion ist lediglich eine Referenzquelle erforderlich. Ein Paar von Quellen ist zur Normierung der Verstärkung erforderlich.
Es ist noch besser, wenn die thermischen Quellen 58 jeweils nicht im Brennpunkt positioniert werden, um Ungleichförmigkeiten zu beseitigen und zu jedem Detektorelement den gleichen Temperaturwert zu liefern. Das kann erreicht werden, indem ein Paar von Spiegeln 55 in der Bildebene 50 positioniert wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Paare, die jeweils eine fokussierende Linse 59 und eine Referenzquelle 58 umfassen, sind zur Zusammenwirkung positioniert, um die Strahlung von einer Referenzquelle auf jeden der Spiegel 55 zu konzentrieren. Jede Referenzquelle liegt in einer Pupillen- oder Blendenebene, so daß sie nicht auf den Spiegel 55 fokussiert wird. Diese Anordnung beseitigt Ungleichförmigkeiten, die sonst von den einzelnen Detektorelementen gesehen werden würden.
Zum Stand der Technik gehörende FLIR-Systeme, die ein wiederabbildendes afokales Linsensystem 22 in Verbindung mit einem galileischen afokalen System umfassen, sind nicht bekannt. Eine Funktion des wiederabbildenden Systems 22 ist es, die Verwendung von bestehenden galileischen afokalen Systemen in FLIR-Systemen zu erleichtern, die nachgerüstet werden, um Schaltungsanordnungen zur Gleichstrom-Wiederherstellung oder elektronische Detektor-Verstärkerabgleichfunktionen einzuschließen, wobei die Schaltungsanordnungen den Einschluß einer thermischen Referenzquelle erfordern. Sonst müßten die Modifikationen in bezug auf die Auflösung und das Blickfeld des Systems durch das wiederabbildende afokale System unter viel höheren Kosten durchgeführt werden.
In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt das wiederabbildende System 22 in Standardmaß und mit standardmäßigem optischen Aufbau vor, so daß es in eine große Bandbreite von existierenden, d.h. gängigen Modulen, und neuen Systemen, die ebenfalls ein galileisches afokales System umfassen, integriert werden kann, trotz den verschiedenen geometrischen und physikalischen Zwangsbedingungen und den Differenzen zwischen verschiedenen Systemen in bezug auf die optischen Funktionsparameter. Die Formulierung eines standardisierten wiederabbildenden System erlaubt eine noch wirtschaftlichere Nachrüstung und Herstellung von FLIR-Systemen. Ein Vorteil beispielsweise in der Verwendung wiederabbildender afokaler Systeme mit Standardmaß liegt darin, daß bestehende Systeme nachgerüstet werden können, ohne die galileischen afokalen Systeme und ihre kardanischen Linsenhalterungen zum Ausrichten und zur Stabilisierung auszurangieren. Daher könnte eine von den teuersten Komponenten von FLIR-Systemen, der Aufbau zur Schaltung der afokalen Linsen, beibehalten werden.
Gemäß der Erfindung werden sowohl in neuen als auch bestehenden Systemen Modifikationen in bezug auf die Auflösung und das Blickfeld des Systems in erster Linie durch das galileische afokale Linsensystem 26 durchgeführt. Es wäre bei weitem weniger wünschenswert, die gleichen Leistungsmerkmale ohne das galileische System zu erzielen, da das wiederabbildende afokale System dann größer in der Länge sein und mehr optische Elemente enthalten müßte. Außerdem wäre diese alternative Anordnung neben den höheren Kosten dazu noch schwerer in einer Baugruppe unterzubringen. Darüber hinaus müßte, wenn die Auflösung und das Blickfeld von dem wiederabbildenden afokalen System geschaffen werden sollte, die thermische Referenzguelle 58 für jede Systemanwendung oder jedes Blickfeld neu konfiguriert werden.
Es wurde ein FLIR-Abbildungssystem mit einem galileischen afokalen Linsensystem in Verbindung mit einem wiederabbildenden afokalen Linsensystem dargestellt. Die Kombination schafft ein wirtschaftliches Verfahren zur Modifizierung bestehender FLIR-Systeme und zur Entwicklung neuer FLIR-Systeme, die thermische Referenzguellen einschließen sollen. Insbesondere umfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Ersetzen einer Komponente des optischen Sensors, z.B. des Detektors 12, oder einer elektronischen Komponente in einem bestehenden ersten FLIR-System durch eine Komponente, die eine thermische Referenzquelle erfordert. Die elektronische Komponente kann z.B. eine Schaltungsanordnung zur Durchführung von Gleichstromwiederherstellung und/oder elektronischen Detektor-Verstärkungsabgleichfunktionen einschließen.
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wurden beschrieben. Verschiedene weitere Anordnungen und Gestaltungen der offenbarten Ausführungsformen und verschiedene alternative Komponenten derselben liegen auf der Hand. Z.B. kann der Sensorteil von einer Art sein, die kein Kühlen erfordert, und das dargestellte Linsensystem kann so verändert werden, daß es statt lichtbrechender Linsen reflektierende Linsen enthält. Demgemäß soll der Schutzumfang der Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche begrenzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Modifizieren eines existierenden, nach vorne gerichteten Infrarot-Abbildungssystems (10), wobei das System ein System des Typs ist, bei dem von einer Szene empfangene Strahlung zur Erzeugung eines Abbildes der Szene verarbeitet wird, wobei das System eine galiläische, afokale Linsenkombination (26), Sensorbauemheiten einschließlich eines Detektorelementfeldes (12) des Typs, der das Gesichtsfeld längs einer ersten Richtung auf spannt, ein Abbildungslinsensystem (18), das so angeordnet ist, daß sie kollimierte Strahlung auf den Detektor (12) fokussiert, und eine Abtastvorrichtung (20) zum Verändern des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung zur Erzielung eines zweidimensionalen Bildes enthält, wobei das Verfahren die Schritte enthält:

Bilden eines wiederabbildenden afokalen Linsensystems (22) mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Linse und einer Ebene (50), auf der dazwischen ein Abbild der Szene erzeugt wird;

Positionieren einer thermischen Referenzquelle (58) in dem wiederabbildenden System; und

Positionieren des wiederabbildenden Systems (22) längs des optischen Weges des existierenden Systems (10) zwischen der galiläischen Linsenkombination (26) und der Abtastvorrichtung (20).

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend den Schritt des Ersetzens des Detektorfeldes (12) des existierenden Systems (10) durch ein anderes Detektorfeld.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner enthaltend den Schritt des Einfügens einer Schaltung zur Durchführung von Verstärkungsabgleichfunktionen der Detektorelektronik in das existierende System (10).

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner enthaltend den Schritt des Einfügens einer Schaltung zur Durchführung einer Gleichstrom-Wiederherstellung in das existierende System (10).

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine erste und eine zweite thermische Referenzquelle (58) in dem wiederabbildenden afokalen Linsensystem (22) so positioniert werden, daß gleichmäßigere Temperaturablesungen für jedes Detektorelement des Feldes (12) erzielt werden, wobei das Verfahren ferner die Schritte enthält:

Positionieren eines ersten und eines zweiten Spiegels (55) in der Abbildungsebene (50) des wiederabbildenden afokalen Systems (22);

kooperatives Positionieren einer ersten Fokussierungslinse (59) und der ersten Referenzquelle (58) zum Konzentrieren von Strahlung aus der Referenzquelle (58) auf den ersten Spiegel (55); und

kooperatives Positionieren einer zweiten Fokussierungslinse (59) und der zweiten Referenzquelle (58) zum Konzentrieren von Strahlung aus der Referenzquelle (58) auf den zweiten Spiegel (55).

6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend den Schritt des Ersetzens einer optischen oder elektronischen Komponente im System (10) durch eine Komponente, die die Verwendung der thermischen Referenzquelle (58) ermöglicht.

7, Vorwärtsblickendes Infrarotsystem zum Verarbeiten einer Strahlung, die von einer Szene empfangen wird, um deren Abbild zu erzeugen, enthaltend:

ein Infrarot-Detektorelementfeld (12) des Typs, der das Gesichtsfeld längs einer ersten Richtung aufspannt;

ein Abbildungslinsensystem (18) zum Fokussieren einer kollimierten Strahlung auf den Detektor;

einen Abtastspiegel (20) zum Verändern des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung, zur Erzielung einer zweidimensionalen Abbildung der Szene;

ein galiläisches afokales Linsensystem (26), das so positioniert ist, daß es Strahlung von der Szene empfängt; und

ein wiederabbildendes afokales Linsensystem (22), das zwischen dem galiläischen afokalen Linsensystem und dem Abtastspiegel angeordnet ist, wobei das wiederabbildende System wenigstens eine erste und eine zweite Linse zur Erzeugung eines Abbildes der Szene an einer dazwischenliegenden Wiederabbildungsebene (50) und zur Erzielung einer kollimierten Strahlung auf den Abtastspiegel (20) enthält; und

eine thermische Referenzquelle (58), die in dem wiederabbildenden System (22) angebracht ist.

8. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem die thermische Referenzquelle (58) in der Wiederabbildungsebene (50) des wiederabbildenden afokalen Linsensystems (22) angeordnet ist.

9. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem die relativen Positionen der Linsen des wiederabbildenden afokalen Linsensystems (22) einstellbar sind.

10. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem eine erste und eine zweite thermische Referenzquelle (58) so in dem wiederabbildenden afokalen Linsensystem (22) angeordnet sind, daß gleichmäßigere Temperaturablesungen für jedes Detektorelement erzielt werden, wobei das System ferner enthält:

einen ersten und einen zweiten Spiegel (55) in der Abbildungsebene (50) des wiederabbildenden afokalen Systems (22);

eine erste Fokussierungslinse (59), die so positioniert ist, daß sie Strahlung von der ersten Referenzquelle (58) auf den ersten Spiegel (55) konzentriert; und

eine zweite Fokussierungslinse (59), die so positioniert ist, daß sie Strahlung von der zweiten Referenzquelle (58) auf den zweiten Spiegel konzentriert.

11. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem das galiläische afokale Linsensystem (26) einstellbar ist, damit die Brennweite und das Gesichtsfeld des vorwärtsblickenden Infrarotsystems modifiziert werden.

12. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem das wiederabbildende afokale Linsensystem (22) wenigstens eine dritte Linse mit der ersten und der zweiten Linse enthält.

13. Vorwärtsblickendes Infrarotsystem nach Anspruch 7, bei welchem das wiederabbildende afokale Linsensystem (22) wenigstens einen Umlenkspiegel (46, 48) mit der ersten und der zweiten Linse enthält, damit der optische Weg auf die Ablenkvorrichtung (20) gelenkt wird.

14. Verfahren zum Verarbeiten einer von einer Szene empfangenen Strahlung, bei welchem eine thermische Referenzstrahlung berücksichtigt wird, enthaltend:

Empfangen von Strahlung von der Szene unter Verwendung einer galiläischen afokalen Linsenkombination (26) und Lenken der Strahlung längs eines optischen Weges,

Erzeugen eines Zwischenabbildes der Szene auf einer Ebene (50) auf dem optischen Weg,

Liefern einer thermischen Referenzstrahlung bei oder nahe der Ebene (50) des Zwischenabbildes,

Fokussieren der Strahlung von der Szene und Lenken der thermischen Referenzstrahlung auf einen Detektor (12), der sich längs einer ersten Richtung so erstreckt, daß ein Gesichtsfeld aufgespannt wird, und

Abtasten des Gesichtsfeldes längs einer zweiten Richtung, so daß der Detektor (12) auf ein zweidimensionales Gebiet anspricht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die thermische Referenzstrahlung von einer oder von mehreren Referenzquellen (58) bei oder nahe der Ebene (50) des Zwischenabbildes geliefert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die thermische Referenzstrahlung durch Fokussieren einer oder mehrerer thermischer Referenzquellen (58) auf einen oder mehrere Spiegel (55) bei oder nahe der Ebene (50) des Zwischenabbildes geliefert wird.