DE3048809C1

DE3048809C1 - Target procedure and associated device arrangement

Info

Publication number: DE3048809C1
Application number: DE19803048809
Authority: DE
Inventors: Heinrich 6900 Heidelberg Karning; Franz Dipl.-Phys. 6901 Waldhilsbach Prein; Hans Dipl.-Ing. Dr. 6901 Wiesenbach Siebecker
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-09-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zielverfahren unter The invention relates to a target method under

Verwendung eines Wärmebildgerätes mit Lasersender und gemeinsamem Wärmebild/Laser-Empfangskanal, der - in Strahleneinfallsrichtung - im wesentlichen aus IR-Teleskop, Abtastspiegel, IR-Optik und Sensoranordnung mit vorschaltbarem nur die Laserstrahlung durchlassendem Interferenzfilter besteht sowie auf eine Geräteanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.Using a thermal imaging device with a laser transmitter and common Thermal image / laser receiving channel, which - in the direction of incidence of the rays - essentially consisting of an IR telescope, scanning mirror, IR optics and sensor arrangement with an upstream only the interference filter permitting the laser radiation and a device arrangement to carry out this procedure.

Eine solche Anordnung mit einem getasteten Wärmebildempfänger ist aus der DE-PS 24 26 844 bekannt. Sie dient als Beobachtungs- und Zielvorrichtung, bei der die reflektierte Laserstrahlung zur Tomoskopie ausgenutzt wird. In der DE-AS 26 55 520 sind verschiedene optronische Kanäle über Spektralteilerspiegel zusammengefaßt und über einen gemeinsamen, schwenkbaren Umlenkspiegel geleitet. Das Sensorgefäß enthält neben einer Sensorreihenanordnung einen Stabsensor im gleichen Wellenlängenbereich wie das Ortungsgerät, der die Identifizierung eines Hubschraubers übernimmt Die Gefechtsfeldüberwachung erfolgt durch Rotation des als Periskop gestalteten Sensorkopfes. In der DE-OS 2851 205 wird dieser zusätzliche Stabsensor in einem »aktiven« Hubschrauberidentifizierungsverfahren zusammen mit einem gepulsten oder Dauerstrich-Gaslaser verwendet, wobei der Gaslaser über die Visiereinrichtung auf das Ziel gerichtet und das reflektierte Signal ausgewertet wird. One such arrangement with a keyed thermal image receiver is from DE-PS 24 26 844 known. It serves as an observation and target device, in which the reflected laser radiation is used for tomoscopy. In the DE-AS 26 55 520 different optronic channels are combined via spectral splitter mirrors and passed through a common, pivotable deflecting mirror. The sensor vessel In addition to an array of sensors, it contains a rod sensor in the same wavelength range like the tracking device that identifies a helicopter Battlefield monitoring is carried out by rotating the sensor head designed as a periscope. In DE-OS 2851 205 this additional rod sensor is used in an "active" helicopter identification process used together with a pulsed or continuous wave gas laser, the gas laser Aimed at the target via the sighting device and the reflected signal is evaluated will.

Es ist erwähnt, daß als Beleuchtungslaser auch der Sender eines Laserentfernungsmessers Verwendung finden kann.It is mentioned that the transmitter of a laser rangefinder is also used as an illuminating laser Can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße sowie mit einer ganzen Reihe gemeinsamer Baugruppen für den Wärmebild- und den Laserempfangskanal arbeitende Zielverfahren so zu verbessern, daß der Laser auch für eine Entfernungsmessung verwendet werden kann, ohne daß ein bei mit Laserentfernungsmessern ausgestatteten optischen Visieren ansonsten notwendiges gegenseitiges Justieren der diese Kanäle enthaltenden Baugruppen erforderlich würde. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Lasersender mit parallel zur optischen Achse des Wärmebild/Laser-Empfangskanals ausgerichteter optischer Achse verwendet wird und durch den Richtschützen ein über die Rückseite des Abtastspiegels in der Bildebene des Okulars dargestelltes Wärmebild der Szene durch Richten des Visiers so verschoben wird, daß die optische Achse des Wärmebild/Laser-Empfangskanals auf das Ziel ausgerichtet ist, wobei mit Hilfe des Spiegels einerseits Szenenabschnitte fortlaufend und zeitlich nacheinander, andererseits Laserimpulse nur bei definierten Winkelpositionen des Spiegels über einen Knopfdruck ausgelöst auf die Sensoranordnung geleitet werden. Auf diese Weise läßt sich ein optronisches Feuerleitverfahren mit hoher Empfindlichkeit bei geringer Störbarkeit und Hintergrundempfindlichkeit realisieren, das praktisch aus nur einer Baueinheit besteht, bei der - was vor allem für den technisch unbelasteten Richtschützen wesentlich ist - keinerlei Justiervorgänge mehr erforderlich sind. The invention is based on the object of the generic as well as with a whole range of common assemblies for the thermal imaging and laser receiving channel working aiming method so that the laser can also be used for a distance measurement can be used without a laser rangefinder equipped optical sights otherwise necessary mutual adjustment of these channels containing assemblies would be required. This object is achieved according to the invention solved that a laser transmitter with parallel to the optical axis of the thermal image / laser receiving channel aligned optical axis is used and by the gunner an over the back of the scanning mirror in the image plane of the eyepiece shown thermal image the scene is shifted by adjusting the sight so that the optical axis of the Thermal image / laser reception channel is aimed at the target, with the help of the Mirror on the one hand, scene sections continuously and sequentially, on the other hand Laser impulses only at defined angular positions of the mirror at the push of a button triggered on the sensor arrangement. In this way you can get in Optronic fire control method with high sensitivity and low interference and background sensitivity, practically from just one unit exists in which - which is particularly important for the technically unencumbered gunner is - no more adjustments are required.

In vorstehendem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß bei Verwendung eines umschaltbaren IR-Teleskops die Laserentfernungsmessung nur in der Stellung, bei der alle ausschwenkbaren Linsengruppen aus dem Strahlengang ausgeschwenkt sind, das heißt in der Regel bei dem kleinsten Sehfeldwinkel des Wärmebildkanals, durchgeführt wird In diesem Augenblick sind alle beweglichen optischen Glieder zu einer Sehfeldumschaltung aus dem optischen Strahlengang ausge- schwenkt. Außerdem ist eine definierte Harmonisierung der Achsen des Visiers mit dem Laserempfangskanal und dem Lasersender vorhanden. Diese Maßnahmen sind erforderlich, damit das anvisierte Ziel und nicht etwa seine Umgebung vermessen wird. In the above context, it is advantageous that when using of a switchable IR telescope the laser distance measurement only in the position in which all lens groups that can be swiveled out are swiveled out of the beam path, that is, as a rule, carried out at the smallest field angle of the thermal imaging channel At this moment all movable optical elements are switched to a field of view out of the optical beam path pivots. There is also a defined harmonization the axes of the sight with the laser receiving channel and the laser transmitter. These measures are necessary so that the intended goal and not his Environment is measured.

Für eine Laufzeit-Entfernungsmessungim Geradeausempfang ist es hierbei von Vorteil, daß ein im Riesenpulsbetrieb arbeitender COrLaser, eine Zählschaltung für die Laserentfernungsmessung sowie ein im Wellenlängenbereich zwischen 8 und 14 um arbeitendes Wärmebildgerät verwendet werden. Das gleiche Verfahren ist aber auch für einen Heterodyn bzw. It is here for a transit time distance measurement in straight-ahead reception It is advantageous that a COr laser working in giant pulse mode, a counting circuit for laser distance measurement as well as one in the wavelength range between 8 and 14 to working thermal imaging device can be used. The same procedure is however also for a heterodyne resp.

Homodynempfang denkbar. Hierbei kann es sich als zweckmäßig erweisen, daß die Zählschaltung für die Laserentfernungsmessung durch ein elektronisches Signal vom Lasersender oder durch einen direkt aus der Senderoptik in die Empfangsoptik einkoppelbaren Laserimpuls ausgelöst und bei Anzeige der vom Ziel reflektierten Laserstrahlung durch die Sensoranordnung wieder gestoppt wird. In beiden Fällen hat der Detektor für Laserstrahlung unterschiedliche Abmessungen und Positionen in der Bildebene des Empfangskanals.Homodyne reception conceivable. Here it can prove to be useful that the counting circuit for the laser distance measurement by an electronic signal from the laser transmitter or through one directly from the transmitter optics into the receiver optics A laser pulse that can be coupled in is triggered and the reflected from the target is displayed Laser radiation is stopped again by the sensor arrangement. In both cases the detector for laser radiation has different dimensions and positions in the image plane of the receiving channel.

Eine Weiterb;ldung der Erfindung wird in der Anordnung der verwendeten Geräte und ihrer Baugruppen gesehen, und zwar dergestalt, daß das Gehäuse des Lasersenders in dem Gehäuse des Wärmebild/Laser-Empfangskanals sowohl in konstruktiver als auch in einer die zugehörigen optischen Achsen parallel ausrichtenden Weise integriert ist und die in den Empfangskanal einfallende Gesamtstrahlung auf eine Sensoranordnung mit Kühler fällt Dadurch wird neben der an sich bekannten höchstmöglichen Integration gemeinsamer Baugruppen auch eine solche der zugehörigen Geräte bzw. ihrer Gehäuse erreicht Um zu erreichen, daß die Laserwellenlänge im Bereich der maximalen Empfindlichkeit der Detektoren für die Wärmestrahlung zu liegen kommt, ist eine Ausbildung zu bevorzugen, bei der die Gesamtstrahlung auf eine aus zueinander senkrecht verlaufenden Detektoren bestehende einzige Sensoranordnung mit gemeinsamen Kühler fällt. Sofern das Erfordernis besteht, daß der Laserentfernungsmesser auch am Tage mit einem optischen Visier eingesetzt werden soll, ist dagegen eine Ausbildung sinnvoll, bei der die Empfangsoptik aus einem zweigliedrigen Teleskop besteht, hinter dessen erstem oder zweitem Glied ein die Laserstrahlung abspiegelndes Interferenzfilter angeordnet ist, das die Laserstrahlung über eine Laserempfangsoptik auf einen von der Detektoranordnung für Wärmestrahlung getrennte Detektoranordnung für Laserstrahlung fokussiert In diesem Zusammenhang kann es ferner vorteilhaft sein, wenn unmittelbar vor der Detektoranordnung eine die Störstrahlung abhaltende und die vom Ziel reflektierte Laserstrahlung hindurchlassende Lochblende angeordnet ist. A further development of the invention is used in the arrangement of the Devices and their assemblies seen, in such a way that the housing of the laser transmitter in the housing of the thermal image / laser receiving channel in both constructive and integrated in a manner aligning the associated optical axes in parallel and the total radiation incident in the receiving channel on a sensor arrangement with cooler falls common assemblies also one of the associated devices or their housings To achieve that the laser wavelength is in the range of maximum sensitivity the detectors for the thermal radiation come to rest, a training is to be preferred, in which the total radiation on one of mutually perpendicular detectors existing single sensor arrangement with common cooler falls. Unless the requirement is that the laser rangefinder is also equipped with an optical sight during the day is to be used, however, it makes sense to train in which the receiving optics consists of a two-part telescope, behind the first or second part an interference filter that reflects the laser radiation is arranged, which filters the laser radiation Via a laser receiving optics on one of the detector arrangement for thermal radiation separate detector arrangement for laser radiation focused In this context It can also be advantageous if a blocking the interfering radiation and allowing the laser radiation reflected from the target to pass through Pinhole is arranged.

Besondere Bedeutung kommt auch der Ausbildung und der Anordnung des Sensors zu, der vorteilhafterweise aus einer Reihenanordnung von Einzeldetektoren für Wärmestrahlung und einer zu dieser Reihenanordnung vom Bildfeldmittelpunkt aus senkrecht verlaufenden weiteren Anordnung von Einzeldetektoren oder Stabdetektoren für vom Ziel reflektierte Laserstrahlung besteht. Je nachdem, ob die Abtastrichtung von links nach rechts oder umgekehrt verläuft, muß die Detektoranordnung für die Laserstrahlung rechts oder links vom Bildfeldmittelpunkt verlaufen. In diesem Fall muß die Triggerschaltung so ausgelegt werden, daß der Sendeimpuls jeweils nur bei Abtastung in einer bestimmten Richtung erfolgt. Soll dagegen die Entfernungsmessung unabhängig von der jeweiligen Abtastrichtung erfolgen, müssen beiderseits der Reihenanordnung der Detektoren für Wärmestrahlung - vom Bildfeldmittelpunkt ausgehend - Detektoren für Laserstrahlung angeordnet sein. Eine solche Anordnung erbringt den Vorteil der Redundanz. Zweckmäßigerweise weist hierbei der Stabdetektor eine zumindest annähernd rechteckige Oberfläche auf und ist auch in der Schwingebene des Abtastelements angeordnet. The training and arrangement of the Sensor too, which advantageously consists of a series arrangement of individual detectors for thermal radiation and one for this row arrangement from the center of the image field further arrangement of individual detectors or rod detectors running vertically for laser radiation reflected from the target. Depending on whether the scanning direction runs from left to right or vice versa, the detector arrangement for the Laser radiation to the right or left of the center of the image field. In this case the trigger circuit must be designed so that the Transmission pulse only takes place when scanning in a certain direction. On the other hand, should the Distance measurement must take place independently of the respective scanning direction on both sides of the row arrangement of the detectors for thermal radiation - from the center of the image field starting - detectors for laser radiation be arranged. Such an arrangement provides the advantage of redundancy. The rod detector expediently has an at least approximately rectangular surface and is also in the oscillation plane of the sensing element arranged.

Was die geometrischen Abmessungen der Detektoren anbetrifft, so ist es sinnvoll, daß der Stabdetektor eine zumindest annähernd rechteckige Oberfläche aufweist, deren Länge der Winkelgeschwindigkeit oA sowie der Meßentfernung dE und deren Breite der Brennweite des Empfangssystems und Strahldivergenz des Lasersenders (0,3 bis 0,5 mrad) angepaßt ist. Um eine vorstellbare Größe zu benennen, sei angeführt, daß die Breite des Stabdetektors in etwa der Breite der Detektorelemente für die Wärmestrahlung entspricht. As for the geometrical dimensions of the detectors, so is it makes sense that the rod detector has an at least approximately rectangular surface has, the length of which the angular velocity oA and the measuring distance dE and their width, the focal length of the receiving system and beam divergence of the laser transmitter (0.3 to 0.5 mrad) is adapted. To name a conceivable size, it should be mentioned, that the width of the rod detector approximately the width of the detector elements for the Corresponds to thermal radiation.

Die übrigen für Laser- und Wärmestrahlung vorgesehenen Einzeldetektoren dagegen weisen eine zumindest annähernd quadratische Oberfläche und untereinander einen Abstand von einer Detektorbreite auf. Wenn sich auch der Detektor für die Laserstrahlung aus mehreren Einzeldetektoren zusammensetzt bzw. der Stabdetektor in mehrere Einzeldetektoren aufgeteilt ist, können diese Einzeldetektoren auch getrennt rückgestreute Laserstrahlung sowie nur einen ihrer Anzahl entsprechenden Bruchteil der Hintergrundstrahlung des Stabdetektors empfangen und haben darüber hinaus auch ein geringes Eigenrauschen. Dadurch wird das Signal/Rauschverhältnis und damit die Detektionswahrscheinlichkeit des Laserempfängers erhöht Der eingangs erwähnte Vorteil gemeinsamer Baugruppen und Gehäuse für den Empfang beider Strahlungsarten wird noch dadurch unterstützt, daß die gesamte Sensoranordnung in einem Dewargefäß angeordnet ist, in das bodenseitig der Kühlfinger des gemeinsamen Kühlers hineinreicht.The other individual detectors intended for laser and thermal radiation however, have an at least approximately square surface and one below the other a distance of one detector width. If the detector for the Laser radiation composed of several individual detectors or the rod detector is divided into several individual detectors, these individual detectors can also be separated backscattered laser radiation and only a fraction corresponding to their number received the background radiation of the rod detector and also have a low self-noise. This increases the signal / noise ratio and thus the The probability of detection of the laser receiver increased. The advantage mentioned at the beginning common assemblies and housings for the reception of both types of radiation will still be available supported by the fact that the entire sensor arrangement is arranged in a Dewar vessel is, into which the cold finger of the common cooler extends at the bottom.

Aus Platzgründen ist es ferner vorteilhaft, wenn das die Laserstrahlung durchlassende Interferenzfilter direkt auf derOberfläche der zugehörigen Detektoren aufgebracht ist. Darüber hinaus besteht die Sensoranordnung für Laser- und/oder Wärme strahlung zweckmäßigerweise aus ein und demselben Detektormaterial, z. B. aus CdHgTe oder PbSnTe. For reasons of space, it is also advantageous if this is the laser radiation transmitting interference filters directly on the surface of the associated detectors is upset. In addition, there is the sensor arrangement for laser and / or Heat radiation expediently from one and the same detector material, for. B. made of CdHgTe or PbSnTe.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung läßt sich das vorstehend erwähnte Auslösen der Zählschaltung in einfacher Weise dadurch realisieren, daß ein geringer Bruchteil der aus der Senderoptik des Lasersenders austretenden Laserstrahlung über ein die Senderoptik mit der Empfangsoptik des Wärmebild/Laser-Empfangskanals verbindendes Umlenkprisma in diesen Kanal direkt eingespiegelt wird. According to a further feature of the invention, the above can be Realize mentioned triggering of the counting circuit in a simple manner that a small fraction of the laser radiation emerging from the transmitter optics of the laser transmitter via the transmitter optics with the receiving optics of the thermal image / laser receiving channel connecting deflecting prism is reflected directly into this channel.

Im folgenden werden anhand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei in den einzelnen Figuren einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt F i g. 1 die schematische Darstellung einer Visieranlage, bestehend aus der Kombination eines Wärmebildempfangskanals mit einem Laserempfangskanal eines Laserentfernungsmessers mit abgesetztem Lasersender (a), eine perspektivische Darstellung der gleichen Anlage ohne Bildwiedergabe (b) sowie eine perspektivische Darstellung einer Visieranlage mit getrenntem Detektor für die Laserstrahlung (cl Fig. 2 die schematische Darstellung der Bildebene der Kombination Wärmebild/Laserdetektor-AnordnungnachFig. laund 1b a) mit einem stabförmigen Detektor für Laserstrahlung b) mit einer Reihenanordnung von Einzeldetektoren für Laserstrahlung und Fig.3 die schematische Darstellung des optischen Triggers der Laserzählschaltung. In the following, exemplary embodiments of the Invention explained in more detail, with corresponding to one another in the individual figures Parts have the same reference numbers. It shows F i g. 1 the schematic representation a sighting system, consisting of the combination of a thermal image receiving channel with a laser receiving channel of a laser rangefinder with a remote laser transmitter (a), a perspective representation of the same system without image reproduction (b) and a perspective view of a sighting system with a separate detector for laser radiation (cl FIG. 2 shows the schematic representation of the image plane in FIG Combination of thermal image / laser detector arrangement according to Fig. laund 1b a) with a rod-shaped Detector for laser radiation b) with a series arrangement of individual detectors for Laser radiation and FIG. 3 the schematic representation of the optical trigger of the Laser counting circuit.

In F i g. 1 ist eine optronische Visiereinrichtung mit dem Wärmebild/Laser-Empfangskanal 1 in dem Gehäuse 1' und dem Lasersender 2 in dem Gehäuse 2' dargestellt. In Fig. 1 is an optronic sighting device with the thermal image / laser receiving channel 1 in the housing 1 'and the laser transmitter 2 in the housing 2'.

Der kombinierte Wärmebild/Laser-Empfangskanal 1 ist dadurch mit dem Lasersender 2 so gekoppelt, daß die optische Achse 3 des Empfangskanals und die optische Achse 4 des Lasersenders mit Abweichungen unter 0,1 mrad, das heißt also praktisch parallel verlaufen. Die Laserstrahlung 7 wird in dem Resonator 5 erzeugt, durch die als Galilei-Fernrohr ausgebildete Sendeoptik 6 scharf gebündelt und in Pfeilrichtung abgestrahlt Die vom nicht dargestellten Ziel reflektierte Laserstrahlung 8 tritt in Pfeilrichtung durch die als Empfängerteleskop ausgebildete Empfangsoptik 9 hindurch, und zwar - bei guter Harmonisierung zwischen Sender- und Empfangseinheit - parallel zur optischen Achse 3 des Empfangskanals 1. Durch die gleiche Eintrittspupille des Empfängerteleskops 9 tritt auch die Ziel- und Umgebungseigenstrahlung 10, dargestellt durch drei Pfeile, die den verarbeiteten Bildfeldwinkel darstellen. The combined thermal image / laser receiving channel 1 is thereby with the Laser transmitter 2 coupled so that the optical axis 3 of the receiving channel and the optical axis 4 of the laser transmitter with deviations below 0.1 mrad, that is to say run practically parallel. The laser radiation 7 is generated in the resonator 5, sharply bundled by the transmission optics 6 designed as a Galileo telescope and in Direction of arrow emitted The laser radiation reflected from the target (not shown) 8 passes in the direction of the arrow through the receiving optics, which are designed as a receiving telescope 9 through, namely - with good harmonization between transmitter and receiver unit - parallel to the optical axis 3 of the receiving channel 1. Through the same entrance pupil of the receiving telescope 9 also occurs the target and ambient radiation 10, shown by three arrows representing the processed field angle.

Beide Strahlungen, von denen die Laserstrahlung eine Linienstrahlung und die Wärmestrahlung von Ziel und Hintergrund eine Breitbandstrahlung von z. B.Both radiations, of which the laser radiation is a line radiation and the thermal radiation from the target and background is broadband radiation of e.g. B.

8-12 um ist, verlassen das Teleskop als parallele Strahlenbündel, treffen auf den beidseitig verspiegelten Abtastspiegel 11 und werden auf die Sensoranordnung 12 fokussiert, die sich in der Bildebene des IR-Objektivs 13 befindet - umgeben von einem Dewar-Gefäß 14 und abgekühlt durch einen Kühler 15, dessen Kühlfinger 16 die Sensoren auf tiefe Temperaturen abkühlt Die Rückseite des Abtastspiegels wird zur Wiedergabe des Wärmebildes verwendet. Der Abtastspiegel 11 ist für das Wärmebildgerät erforderlich, dessen Sensor eine Reihenanordnung von bis zu 200 Einzeldetektoren 17 besitzt, die nach F i g. 2 senkrecht zur Abtastrichtung angeordnet sind und in der Regel untereinander einen Abstand von einer Detektorbreite besitzen. Dadurch ist es in an sich bekannter Weise möglich, mittels eines Zeilensprungverfahrens mit n Sensorelementen 2n Zeilen zu schreiben, wenn jeweils am Ende des Ausschlags der Abtastspiegel um Detektorbreite gegen die Drehachse 30 gekippt wird. Dadurch sieht jeder Detektor zu jedem Zeitpunkt je nach Stellung einen anderen Teil der in der Bildebene dargestellten Szene, wobei der Vorgang sich mit der Periode der harmonischen Schwingbewegung des Spiegels wiederholt. Die einfallende Laserstrahlung 8 unterscheidet sich von der passiven Wärmestrahlung 10 dadurch, daß sie immer parallel zur optischen Achse 3 einfällt und durch den Abtastspiegel 11 auf der Verbindungslinie AB fokussiert wird, wobei die Punkte A und B die horizontalen Begrenzungspunkte des Bildfeldes darstellen und der jeweilige Fokussierpunkt der Laserstrahlung von der Winkelstellung des Abtastspiegels zur optischen Achse 3 abhängt.8-12 um, leave the telescope as a parallel bundle of rays, meet the scanning mirror 11, which is mirrored on both sides, and become the sensor arrangement 12 focused, which is located in the image plane of the IR lens 13 - surrounded from a Dewar vessel 14 and cooled by a cooler 15, its cold finger 16 cools the sensors to low temperatures The back of the scanning mirror is used to reproduce the thermal image. The scanning mirror 11 is for Thermal imaging device required, the sensor of which is an array of up to 200 individual detectors 17 possesses, according to FIG. 2 are arranged perpendicular to the scanning direction and in usually have a distance of one detector width from one another. Through this it is possible in a manner known per se, by means of an interlace method Write 2n lines with n sensor elements, if at the end of the deflection the scanning mirror is tilted against the axis of rotation 30 by the width of the detector. Through this every detector sees a different part of the at any point in time depending on its position scene shown in the image plane, the process increasing with the period of harmonic oscillating movement of the mirror repeated. The incident laser radiation 8 differs from passive thermal radiation 10 in that it is always parallel incident to the optical axis 3 and through the scanning mirror 11 on the connecting line AB is focused, with points A and B being the horizontal limit points of the image field and the respective focus point of the laser radiation from the angular position of the scanning mirror to the optical axis 3 depends.

Die Zielentfernungen liegen üblicherweise zwischen 300 m und 10 000 m, was einer Impuislaufzeit von 2 bis 70 Us entspricht. Die Triggerzeit bis zum Aussenden des Laserimpulses 7 liegt beim Gaslaser, z. B. einem COrLaser, bei 3 bis 5 lls. Bei diesen Zeiten ist noch ein Zeitintervall zu berücksichtigen, der von der Winkelgeschwindigkeit des Abtastspiegels, dem Abstand des Detektors 18 für Laserstrahlung von der Reihenanordnung 17 und dem Sehfeldwinkel des Wärmebildgerätes beim Entfernungsmessen abhängt. Diese Größen bestimmen die Längenabmessungen des stabförmigen Detektors für Laserstrahlung. In F i g. 2a hat der Stabdetektor 18 für die Entfernungsmessung eine rechteckförmige Oberfläche mit etwa der Breite des Einzeldetektors 17 für die Wärmestrahlung und eine Länge a, die bestimmt wird durch den Entfernungsmeßbereich dE und die Winkelgeschwindigkeit (DA des Abtastspiegels im Schwingungsmittelpunkt. Der Abstand b zwischen Bildfeldmittelpunkt 29 (Visierlinie) und Beginn des Stabdetektors 18 ist in Grenzen frei wählbar. The target distances are usually between 300 m and 10,000 m, which corresponds to a pulse run time of 2 to 70 Us. The trigger time up to Sending out the Laser pulse 7 is the gas laser, z. B. a COr laser, at 3 to 5 lls. A time interval must be taken into account for these times, that of the angular velocity of the scanning mirror, the distance of the detector 18 for laser radiation from the row arrangement 17 and the field of view angle of the thermal imaging device depends on distance measurement. These sizes determine the length dimensions of the rod-shaped detector for laser radiation. In Fig. The rod detector 18 has 2a for distance measurement a rectangular surface with about the width of the Single detector 17 for the thermal radiation and a length a, which is determined by the distance measuring range dE and the angular velocity (DA of the scanning mirror in the center of oscillation. The distance b between the center of the image field 29 (line of sight) and the beginning of the rod detector 18 can be freely selected within limits.

Wenn man jedoch bei anivisiertem Ziel die Position des Abtastspiegels über dem Positionssensor 11a (Fig. lb) zum Triggern wählt, bei der die Reihenanordnung der Einzeldetektoren 17 durch den Bildfeldmittelpunkt geht, dann ist der Abstand b weitgehend durch die Triggerzeit festgelegt Länge a und Abstand b vom Bildfeldmittelpunkt 29 bzw. der Visierlinie sind durch folgende Gleichungen festgelegt: a = bs # # tE # d a0 = bs 2(Emax - Emin) # #a da dt c t# = 2 bs # (Emax - Emin) c - t# bs = Breite eines Einzeldetektors für Wärmestrahlung c = Lichtgeschwindigkeit d aO = oo Winkelgeschwindigkeit der Bildfeldabd t tastung in der Nähe der Visierlinie A e = bs/f = Winkelauflösung des Wärmebildgerätes f = Brennweite des IR-Abbildungssystems t# = Verweilzeit eines Detektors auf einem Punktziel bei der Abtastung mit der Winkelgeschwindigkeit oo Emtlr = maximale Zielentfernung für die E-Messung Emin = minimale Zielentfernung b = da0 # tTr # f = bs # tTr dt T# tTr = Triggerzeit Rechenbeispiel: bs = 50 µm, f= 500 mm, t# = 10 µs, Emin = 300 m, Emax = 10000 m, tTr = 5 µs, #α = 0,1 mrad α = 194 µm b = 25 µm Bei dem gewählten Rechenbeispiel mit einer Triggerzeit von 5 cis würde der Laserdetektor ohne Abstand unmittelbar an den mittleren 50 llm-Wärmebilddetektor anschließen und eine Länge von b=200 µm bei einer Breite von ca. 50 Fm besitzen. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind natürlich auch andere Stückzahlen von Einzeldetektoren, Abmessungen, Wellenlängen und Triggerzeiten möglich, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.If, however, the position of the scanning mirror is used when the target is anivized over the position sensor 11a (Fig. Lb) for triggering selects in which the series arrangement the individual detectors 17 goes through the center of the image field, then the distance is b largely determined by the trigger time length a and distance b from the center of the image field 29 or the line of sight are determined by the following equations: a = bs # # tE # d a0 = bs 2 (Emax - Emin) # #a da dt c t # = 2 bs # (Emax - Emin) c - t # bs = width a single detector for thermal radiation c = speed of light d aO = oo angular speed the image field scanning near the line of sight A e = bs / f = angular resolution of the thermal imaging device f = focal length of the IR imaging system t # = dwell time of a Detector on a point target when scanning with the angular velocity oo Emtlr = maximum target distance for the E-measurement Emin = minimum target distance b = da0 # tTr # f = bs # tTr dt T # tTr = trigger time calculation example: bs = 50 µm, f = 500 mm, t # = 10 µs, Emin = 300 m, Emax = 10000 m, tTr = 5 µs, # α = 0.1 mrad α = 194 µm b = 25 µm In the selected calculation example with a trigger time from 5 cis, the laser detector would be directly attached to the middle 50 .mu.m thermal image detector without any distance connect and a length of b = 200 µm for a Have a width of approx. 50 m. In other exemplary embodiments, of course, other numbers of individual detectors are also possible, Dimensions, wavelengths and trigger times possible without affecting the frame the invention would leave.

Bei einem Abtastsystem nach F i g. 1 muß der Lasersensor 18 bzw. 19 in Abtastrichtung nach Pfeil 20 rechts und bei umgekehrter Abtastrichtung 20' links von der Reihenanordnung der Einzeldetektoren 17 angeordnet werden. Wenn die Entfernungsmessung unabhängig von der jeweiligen Abtastrichtung erfolgen soll, müssen zwei Lasersensoren 18 und 18' bzw. 19 und 19' symmetrisch zur vertikalen Achse angeordnet sein. In a scanning system according to FIG. 1 the laser sensor 18 resp. 19 in the scanning direction according to arrow 20 on the right and in the reverse scanning direction 20 ' be arranged to the left of the row arrangement of the individual detectors 17. If the Distance measurement is to take place independently of the respective scanning direction two laser sensors 18 and 18 'or 19 and 19' arranged symmetrically to the vertical axis be.

Wenn die Ausführungsform mit nur einem Detektor 18 oder 19 bzw. 18' oder 19' für Laserstrahlung gewählt wird, kann die Triggerschaltung so ausgelegt werden, daß der Sendeimpuls nur für den Fall einer Abtastung in Richtung 20 bzw. 20' ausgelöst wird. Die Alternative wird in F i g 2 durch die gestrichelte Linienführung bei den Detektoren 18' und 19' sowie dem Pfeil 20' angedeutet F i g. 2b unterscheidet sich von F i g. 2a dadurch, daß der stabförmige Lasersensor in drei Einzelsensoren 19 bzw. 19' aufgeteilt wird. In beiden Fällen wird der von Natur aus breitbandige Detektor 18 bzw. 19 durch ein optisch vorgeschaltetes schmalbandiges Interferenzfilter 21 bzw. 21' zum Schmalbandempfänger für die Laserstrahlung 8 gemacht Ein solches Filter kann als separater Baustein unmittelbar vor dem zugehörigen Detektor oder auf der Oberfläche dieses Detektors vorgesehen sein.If the embodiment with only one detector 18 or 19 or 18 ' or 19 'is selected for laser radiation, the trigger circuit can be designed in this way that the transmission pulse is only for the case of a scan in direction 20 or 20 'is triggered. The alternative is shown in FIG. 2 by the dashed lines at the detectors 18 'and 19' and the arrow 20 'indicated F i g. 2b differs differ from FIG. 2a in that the rod-shaped laser sensor is divided into three individual sensors 19 or 19 'is divided. In both cases, the will be broadband by nature Detector 18 or 19 through an optically upstream narrow-band interference filter 21 or 21 'made into a narrow band receiver for the laser radiation 8 One such Filter can be used as a separate module directly in front of the associated detector or be provided on the surface of this detector.

Bei einem Laserentfernungsmesser nach dem Prinzip der Laufzeitmessung muß das Zählwerk beim Aussenden des Laserimpulses gestartet, bei Anzeige des reflektierten Impulsanteils durch den Empfänger gestoppt werden. Der Start des Zählers kann elektronisch erfolgen durch Verwendung einer geeigneten Triggerschaltung, er kann aber auch optisch erfolgen, indem nach F i g. 3 ein geringer Bruchteil der austretender. With a laser rangefinder based on the principle of time of flight measurement the counter must be started when the laser pulse is emitted, when the reflected one is displayed Impulse component can be stopped by the receiver. The start of the counter can be electronic take place by using a suitable trigger circuit, but it can also be optically take place by according to F i g. 3 a small fraction of the exiting.

Laserstrahlung 7 über ein Umlenkprisma 22 in den Empfangskanal eingespiegelt wird. Dabei ist es zweckmäßig, die umgelenkte Laserstrahlung über einen Winkel zu streuen, der etwa dem Sehfeldwinkel des Empfangssystems entspricht, so saß der Laserimpuls in jeder Winkelstellung des Abtastspiegels 11 den Lasersensor trifft und den elektrischen Impuls zum Start des Zählwerkes auslöst.Laser radiation 7 is reflected into the receiving channel via a deflecting prism 22 will. It is useful to direct the deflected laser radiation over an angle scatter, which corresponds approximately to the field of view of the receiving system, so sat the laser pulse in every angular position of the scanning mirror 11 hits the laser sensor and the electrical one The impulse to start the counter is triggered.

In Fig. 1c ist zwischen den beiden Gliedern des Empfängerteleskops 9 ein weiteres Interferenzfilter 23 eingeschaltet, das die Laserstrahlung über die Laserempfangsoptik 24 auf eine weitere Detektoranordnung 25 für Laserstrahlung umlenkt Die Anordnung der übrigen Baugruppen entspricht derjenigen von Fig.la und lb, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Sensoranordnung 12 nicht mehr den in F i g. 2a und 2b dargestellten Stabdetektor 18,18', sondern nur noch die Reihenanordnung der Einzeldetektoren 17 für Wärmestrahlung enthält Bei einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Interferenzfilter 23 auch in den optischen Strahlengang zwischen dem zweiten Glied des Empfängerteleskops 9 und dem Abtastspiegel 11 gekoppelt ist In beiden Fällen wird die vom Ziel reflektierte Laserstrahlung 8 von der Wärmestrahlung 10 durch Ab spiegelung selektiert und der Detektoranordnung 25 für Laserstrahlung zugeführt bei dem durch eine Lochblende Störstrahlung abgehalten und nur die vom Ziel reflektierte Strahlung empfangen wird, In Fig. 1c is between the two members of the receiver telescope 9 a further interference filter 23 switched on, which the laser radiation on the Laser receiving optics 24 deflects onto a further detector arrangement 25 for laser radiation The arrangement of the other assemblies corresponds to that of Fig.la and lb, where In this exemplary embodiment, the sensor arrangement 12 is no longer the one shown in FIG. 2a and 2b shown rod detector 18,18 ', but only the row arrangement of the Individual detectors 17 for thermal radiation does not contain another, graphically illustrated embodiment, the interference filter 23 can also in the optical Beam path between the second member of the receiving telescope 9 and the scanning mirror 11 is coupled In both cases, the laser radiation reflected from the target 8 selected from the thermal radiation 10 by reflection and the detector array 25 supplied for laser radiation in which interfering radiation is kept away by a pinhole diaphragm and only the radiation reflected from the target is received,

Claims

Claims: 1. Objective method using a thermal imaging device with laser transmitter and common thermal image / laser receiving channel, which - in the direction of incidence of the rays - Essentially consisting of a scanning mirror, IR optics and sensor arrangement with an upstream and there is only an interference filter that allows the laser radiation to pass through, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that a laser transmitter (2) with parallel to the optical Axis (3) of the thermal image / laser receiving channel (1) aligned optical axis (4) is used and by the gunner (26) one over the back of the scanning mirror (11) thermal image of the scene shown in the image plane of the eyepiece (27) by straightening of the sight is shifted so that the optical axis of the thermal image / laser receiving channel is aimed at the target, with the help of the mirror on the one hand scene sections continuously and sequentially, on the other hand laser pulses (8) only when defined Angular positions of the mirror triggered by pressing a button on the sensor arrangement (12).

2. The method according to claim 1, characterized in that when using of a switchable IR telescope (9) the laser distance measurement only in the position in which all lens groups that can be swiveled out are swiveled out of the beam path, that is, as a rule, carried out at the smallest field angle of the thermal image channel (1) will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a CO2 laser working in giant pulse mode, a counting circuit for laser distance measurement as well as a thermal imaging device operating in the wavelength range between 8 and 11 im be used.

4. The method according to claim 3, characterized in that the counting circuit for laser distance measurement using an electronic signal from the laser transmitter (2) or by one that can be coupled into the receiving optics (9) directly from the transmitter optics (6) Part of the laser pulse triggered and when the laser radiation reflected from the target is displayed (8) is stopped again by the sensor arrangement (12).

5. Device arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (2 ') of the laser transmitter (2) in the housing (1) of the thermal image / laser receiving channel (1) both in terms of construction as well as in a parallel aligning the associated optical axes (3, 4) Is integrated and the total radiation incident in the receiving channel (8, 10) falls onto a sensor arrangement (12) with a cooler (15).

6. Device arrangement according to claim 5, characterized in that the Total radiation (8, 10) on one of mutually perpendicular detectors (17 to 19) existing single sensor arrangement (12) with a common cooler (15) falls (Fig. laundlb).

7. Device arrangement according to claim 5, characterized in that the Receiving optics (9) consists of a two-part telescope, behind the first one or second link a die Laser radiation (8) reflecting interference filter (23) is arranged that the laser radiation via a laser receiving optics (24) on a Detector arrangement (25) separate from the detector arrangement for thermal radiation for Focused laser radiation (Fig. Lc).

8. Device arrangement according to claim 7, characterized in that immediately in front of the detector arrangement (25) one that keeps the interfering radiation and that of the target perforated diaphragm permitting reflected laser radiation (8) is arranged.

9. Device arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor arrangement (12) consists of a series arrangement of individual detectors (17) for thermal radiation (10) and one for this row arrangement from the center of the image field (29) from a further vertical arrangement of individual detectors (19; 19 ') or at least one rod detector (19; 18 ') for laser radiation reflected from the target (8) exists.

10. Device arrangement according to claim 9, characterized in that on both sides of the array of detectors (17) for thermal radiation (10) - from Image field center (29) starting with detectors (18; 18 'or 19; 19') for laser radiation (8) are arranged.

11..Geräteanordnung according to claim 9, characterized in that the rod detector (18; 18 ') has an at least approximately rectangular surface and is arranged in the oscillation plane of the scanning element (11).

12. Device arrangement according to claim 9, characterized in that the length of the rod detector (18; 18 ') has the angular velocity ti) A and the measuring distance dE and in its width the focal length of the receiving system and Beam divergence of the laser transmitter (2) is adapted.

13. Device arrangement according to claim 11, characterized in that the individual detectors (17; 19; 19 ') for laser and thermal radiation at least one approximately square surface and a distance of about one from each other Have detector width.

14. Device arrangement according to claim 5 and 6, characterized in that that the sensor arrangement (12) is arranged in a Dewar vessel (14), in the bottom side the cold finger (16) of the common cooler (15) extends into it.

15. Device arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the interference filter transmitting the laser radiation (8) directly is applied to the surface of the associated detectors (18 to 19 ').

16. Device arrangement according to. one of the preceding claims, thereby characterized in that the sensor arrangement (12) for laser and / or thermal radiation from one and the same detector material, e.g. B. CdHgTe or PbSnTe.

17. Device arrangement according to claim 4, characterized in that a little. Fraction of that emerging from the transmitter optics (6) of the laser transmitter (2) Laser radiation (7) via the transmitter optics with the receiving optics (9) of the thermal image / laser receiving channel (1) connecting deflecting prism (22) is reflected directly into this channel (F. i g. 3).