FR2748125A1

FR2748125A1 - DAY AND NIGHT REFERENCE DEVICE

Info

Publication number: FR2748125A1
Application number: FR9705126A
Authority: FR
Inventors: Gunther Riedl
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1996-04-27
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1997-10-31
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: FR2748125B1; GB9708110D0; DE19616982C1; GB2312585B; GB2312585A

Abstract

Dispositif de visée pour fonctionnement jour et nuit, qui se compose d'un viseur jour et d'un appareil de vision nuit et qui est muni d'un appareil infrarouge additionnel rapporté restituant dans le visible, à l'échelle 1:1, l'image prise en infrarouge, les axes optiques de la partie infrarouge et de la partie de restitution dans le visible étant orientés de façon exactement parallèle. Dans l'appareil additionnel rapporté est disposé, en vue de la restitution d'image, un tube à rayons cathodiques dans le champ image TV restitué duquel sont insérées électroniquement des marques (4, 5) dont la position est détectée par un senseur associé qui reçoit l'image du tube à rayons cathodiques et qui est réglé de façon mécaniquement rigide par rapport à la partie infrarouge. Application: Notamment en combinaison avec des caméras à infrarouge à détecteurs matriciels.Sighting device for day and night operation, which consists of a day sight and a night vision device and which is fitted with an additional infrared device added to reproduce in the visible, on a scale of 1: 1, the image taken in infrared, the optical axes of the infrared part and of the visible restitution part being oriented exactly parallel. In the additional attached apparatus is arranged, with a view to image reproduction, a cathode ray tube in the restored TV image field of which are electronically inserted marks (4, 5), the position of which is detected by an associated sensor which receives the image of the cathode ray tube and which is mechanically rigidly adjusted with respect to the infrared part. Application: Particularly in combination with infrared cameras with matrix sensors.

Description

DISPOSITIF DE VISEE JOUR ET NUITDAY AND NIGHT REFERENCE DEVICE

La présente invention se rapporte à un dispositif de visée jour et nuit qui se compose d'un viseur jour et d'un appareil de vision nuit et qui est muni d'un appareil infrarouge additionnel rapporté restituant dans le visible, à l'échelle 1:1, l'image prise en infrarouge, les axes optiques de la partie infrarouge et de la partie de restitution dans le visible étant orientés de façon The present invention relates to a sighting device day and night which consists of a day viewfinder and a night vision device and which is provided with an additional infrared device reported rendering in the visible, scale 1 : 1, the image taken in infrared, the optical axes of the infrared part and the part of restitution in the visible being orientated so

exactement parallèle.exactly parallel.

On connalt divers modes de réalisation de lunettes de visée qui sont équipées d'un appareil infrarouge additionnel en vue d'un fonctionnement nuit. On connalt ainsi par exemple par le document DE-A-33 38 496 de la demanderesse, un appareil additionnel pour un viseur optique, dans lequel la partie de prise de vue et la partie de restitution présentent ensemble un rapport de reproduction de 1:1, les axes optiques étant orientés parallèlement. Toutefois, cet appareil nécessite une marque sous forme de trait dans sa partie infrarouge, dont la Various embodiments of sighting glasses are known which are equipped with an additional infrared apparatus for night operation. For example, it is known from DE-A-33 38 496 of the Applicant, an additional device for an optical viewfinder, in which the shooting part and the restitution part together have a reproduction ratio of 1: 1. , the optical axes being oriented parallel. However, this device requires a mark in the form of a line in its infrared part, whose

réalisation s'est avérée difficile. realization proved difficult.

Par le document DE-A-32 47 261, on connait un autre appareil additionnel nuit qui doit utiliser un réticule produit dans le viseur jour, ce qui implique de nouveau une modification spéciale du viseur jour utilisé, de sorte que DE-A-32 47 261 discloses another additional night device which must use a reticle produced in the day viewfinder, which again involves a special modification of the day viewfinder used, so that

cet appareil ne peut pas être considéré comme autonome. this unit can not be considered standalone.

Dans le cas o on veut obtenir, non seulement une vision (observation), mais également une visée nuit, il est nécessaire que les axes optiques de la lunette de visée jour et de l'appareil infrarouge additionnel soient exactement parallèles car ce n'est qu'ainsi qu'il est possible de viser à la fois en jour et en nuit des objectifs identiques, exception faite du décalage parallactique. Or, les nombreux modes de réalisation correspondant à l'état de la technique montrent que l'orientation parallèle des deux axes et la conservation du In the case where we want to obtain not only a vision (observation), but also a night vision, it is necessary that the optical axes of the day-vision telescope and the additional infrared device are exactly parallel because it is so that it is possible to aim at the same time in the day and at night identical objectives, except for the parallactic shift. However, the numerous embodiments corresponding to the state of the art show that the parallel orientation of the two axes and the conservation of the

parallélisme en utilisation sont difficiles & réaliser. Parallelism in use are difficult to achieve.

Une solution attractive est offerte par l'utilisation d'un appareil infrarouge additionnel qui restitue dans le visible, à l'échelle 1:1, l'image prise en infrarouge, les axes optiques de la partie infrarouge et de la partie de restitution dans le visible devant, & An attractive solution is offered by the use of an additional infrared device which reproduces in the visible, on a scale of 1: 1, the image taken in infrared, the optical axes of the infrared part and the part of restitution in the visible in front, &

l'intérieur de cet appareil, être exactement parallèles. inside this unit, be exactly parallel.

L'appareil réalisé pour différents systèmes d'armes peut être rapporté sur le viseur jour existant, sans dispositions concernant la mise en parallèle des axes, mais uniquement à condition que des moyens soient prévus pour insérer l'image restituée dans l'optique du viseur jour. Le parallélisme nécessaire des axes jour et nuit est alors automatiquement assuré. Toutefois, la nécessité de respecter avec une grande précision le rapport de reproduction 1:1 et le parallélisme interne de l'axe infrarouge et de l'axe de vision optique a fait que l'on était jusqu'à présent obligé d'utiliser des rangées de diodes luminescentes pour produire les images de vision optique. L'image est produite à l'aide d'un dispositif d'exploration (analyse) et est rouge. Toutefois, la couleur rouge est défavorable du point de vue physiologique, sans parler du fait que la luminosité des images produites n'est pas particulièrement élevée et que la fréquence relativement faible de l'exploration est très gênante. Par ailleurs, il est possible de faire valoir que le procédé n'est pas logique dans le cas d'appareils & infrarouge à The device made for different weapons systems can be attached to the existing day viewfinder, without provisions for the paralleling of the axes, but only provided that means are provided for inserting the image restored in the viewfinder optics day. The necessary parallelism of the day and night axes is then automatically ensured. However, the need to respect the 1: 1 reproduction ratio and the internal parallelism of the infrared and optical axes of vision with great precision meant that until now it was necessary to use rows of light emitting diodes to produce optical vision images. The image is produced using an exploration device (analysis) and is red. However, the red color is physiologically unfavorable, not to mention the fact that the brightness of the images produced is not particularly high and that the relatively low frequency of the exploration is very troublesome. Moreover, it is possible to argue that the process is not logical in the case of devices & infrared to

détecteurs matriciels.matrix detectors.

La présente invention a pour but de créer un dispositif de visée du type défini en préambule qui non seulement fournit une image TV claire, ergonomiquement favorable, mais en plus ne nécessite plus de mécanique de restitution et peut être utilisé également pour des caméras The present invention aims to create a sighting device of the type defined in the preamble which not only provides a clear, ergonomically favorable TV image, but in addition no longer requires a restitution mechanism and can also be used for cameras

à infrarouge & détecteurs matriciels. infrared & matrix detectors.

Selon l'invention, ce but est atteint, dans le cas d'un dispositif de visée pour fonctionnement jour et nuit qui se compose d'un viseur jour et d'un appareil de vision nuit et qui est muni d'un appareil infrarouge additionnel rapporté restituant dans le visible, à l'échelle 1:1, l'image prise en infrarouge, les axes optiques de la partie infrarouge et de la partie de restitution dans le visible étant orientés de façon exactement parallèle, par le fait que l'appareil additionnel rapporté comprend, pour la restitution d'image, un tube à rayons cathodiques dans le champ image TV restitué duquel sont insérées électroniquement des marques dont la position est détectée par un senseur associé qui reçoit l'image du tube à rayons cathodiques et qui est réglé de façon mécaniquement rigide According to the invention, this object is achieved, in the case of a sighting device for day and night operation which consists of a day viewfinder and a night vision device and which is provided with an additional infrared device reported in the visible, on a scale of 1: 1, the image taken in infrared, the optical axes of the infrared part and the part of restitution in the visible being oriented exactly parallel, in that the add-on apparatus includes, for image reproduction, a cathode-ray tube in the restored TV-picture field of which are inserted electronically marks whose position is detected by an associated sensor which receives the image of the cathode-ray tube and which is mechanically rigid

par rapport à la partie infrarouge. compared to the infrared part.

De préférence, le senseur comprend un détecteur à dispositif à couplage de charges avec une optique de restitution et un miroir de déviation en forme de diviseur Preferably, the sensor comprises a charge-coupled device detector with rendering optics and a divider-shaped deflection mirror.

de rayons.of rays.

Les marques peuvent être générées à la cadence des pixels de la partie infrarouge, & un intervalle de temps fixe et être projetées à proximité directe à l'extérieur du The marks can be generated at the rate of the pixels of the infrared part, at a fixed time interval and projected in close proximity outside the

champ image infrarouge.infrared image field.

Les marques peuvent de préférence être insérées à des intervalles de temps plus grands et aux angles Marks can preferably be inserted at larger time intervals and at angles

diagonalement opposés du champ image. diagonally opposite of the image field.

De préférence, un ou plusieurs détecteurs de température peuvent être associés & l'objectif de la partie Preferably, one or more temperature sensors can be associated with the objective of the part

infrarouge.infrared.

En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif du dispositif conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une représentation schématique concernant la disposition des marques sur le champ image TV; la figure 2 représente schématiquement la structure d'un exemple de réalisation du dispositif conforme à Referring to the attached schematic drawings, will be described below in more detail an illustrative embodiment and not limiting the device according to the invention; in the drawings: Figure 1 is a schematic representation of the arrangement of the marks on the TV picture field; FIG. 2 diagrammatically represents the structure of an exemplary embodiment of the device according to FIG.

l'invention.the invention.

Suivant la présente invention, un tube & rayons cathodiques 1 est prévu pour la restitution d'image. La According to the present invention, a cathode ray tube 1 is provided for image restitution. The

description ci-après indiquera la manière suivant laquelle description below will indicate the manner in which

cette restitution d'image est possible, compte tenu des conditions marginales existantes, car le problème lors de la restitution à l'aide d'un tube à rayons cathodiques consiste dans le fait que la position des images sur l'écran et la taille des images dépendent beaucoup des tensions de fonctionnement et des phénomènes de dérive dans les amplificateurs, et qu'il est très difficile de monter un tube à rayons cathodiques de façon suffisamment rigide dans une structure mécanique. Il est donc nécessaire de trouver des moyens pour conserver le parallélisme de l'axe infrarouge et de l'axe de vision ainsi que l'échelle de this image restitution is possible, taking into account the existing marginal conditions, because the problem when restoring with the aid of a cathode ray tube consists in the fact that the position of the images on the screen and the size of the images. The images depend greatly on operating voltages and drift phenomena in the amplifiers, and it is very difficult to mount a cathode ray tube sufficiently rigidly in a mechanical structure. It is therefore necessary to find ways to maintain the parallelism of the infrared axis and the axis of vision as well as the scale of

restitution 1:1.restitution 1: 1.

Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que des marques 4, 5 sont insérées électroniquement dans l'image restituée, marques dont la position est détectée par un senseur 6 recevant l'image du tube à rayons cathodiques 1. Ce senseur est réglé avec une rigidité mécaniquement suffisante par rapport à la partie infrarouge de l'appareil. Il comprend de préférence un détecteur 7 à dispositif à couplage de charges (CCD) avec une optique de reproduction ainsi qu'un diviseur de rayon 8 qui laisse passer une partie de la lumière du tube & rayons According to the invention, this result is obtained by the fact that marks 4, 5 are inserted electronically into the restored image, marks whose position is detected by a sensor 6 receiving the image of the cathode ray tube 1. This sensor is adjusted with a mechanically sufficient rigidity compared to the infrared part of the apparatus. It preferably comprises a charge coupled device (CCD) detector 7 with reproduction optics as well as a beam divider 8 which passes a portion of the light of the tube and spokes.

cathodiques 1 et l'envoie par l'objectif 9 au détecteur 7. 1 and sends it through the lens 9 to the detector 7.

Les marques 4, 5 sont générées à la cadence des pixels de la partie infrarouge, à un intervalle de temps fixe par rapport au contenu d'image et se trouvent de préférence & proximité à l'extérieur de l'image infrarouge restituée, de sorte que l'information pour l'utilisateur n'est pas altérée ou gênée. En cas de besoin, les marques peuvent également être insérées uniquement à des intervalles de The marks 4, 5 are generated at the rate of the pixels of the infrared part, at a fixed time interval with respect to the image content and are preferably located near the outside of the restored infrared image, so that the information for the user is not altered or hindered. In case of need, the marks may also be inserted only at intervals of

temps plus ou moins grands.more or less big times.

Suivant un exemple de réalisation (voir figure 1), les marques 4, 5 sont produites à proximité des angles diagonalement opposés de l'image, de sorte que leur distance sur le détecteur 7 permet de déterminer l'échelle de reproduction. En cas d'écarts de l'échelle 1:1, il est produit une tension de régulation qui rétablit l'échelle 1:1 en passant par la tension de l'amplificateur de According to an exemplary embodiment (see FIG. 1), the marks 4, 5 are produced near the diagonally opposite angles of the image, so that their distance on the detector 7 makes it possible to determine the reproduction scale. In the case of deviations from the 1: 1 scale, a control voltage is produced which restores the 1: 1 scale via the amplifier voltage.

déviation 10 du tube à rayons cathodiques 1. deflection of the cathode ray tube 1.

A partir de leur position sur le détecteur 7 qui, suivant l'invention, avec ses composants additionnels, est relié rigidement à la partie infrarouge, il est possible de déterminer la position du centre de l'image sur le détecteur 7 et donc la position de l'axe optique par rapport & l'axe infrarouge et ainsi d'agir sur la From their position on the detector 7 which, according to the invention, with its additional components, is rigidly connected to the infrared part, it is possible to determine the position of the center of the image on the detector 7 and therefore the position of the optical axis with respect to the infrared axis and thus to act on the

composante continue de l'amplificateur de déviation 10. DC component of the deflection amplifier 10.

De plus, il est maintenant possible de compenser, en passant par la variation de la taille de l'image restituée sur le tube à rayons cathodiques 1, la modification que la distance focale que l'objectif infrarouge 11 subit en fonction de la température, afin de pouvoir respecter le plus précisément possible l'échelle de reproduction 1:1 également en cas de variation de température. Il est en effet très difficile d'accorder ou d'ajuster l'une à l'autre les dérives de l'objectif infrarouge 11 et de l'objectif de restitution en fonction de la température. C'est la raison pour laquelle il est plus simple de disposer sur l'objectif infrarouge 11 un ou plusieurs détecteurs de température 12 et d'enregistrer la variation de la distance focale de l'objectif infrarouge 11 en fonction de la tension de sortie de ce détecteur de température 12 et de la mémoriser par exemple dans une Moreover, it is now possible to compensate, by passing through the variation of the size of the image restored on the cathode ray tube 1, the modification that the focal distance that the infrared lens 11 undergoes as a function of the temperature, in order to be able to respect as accurately as possible the reproduction scale 1: 1 also in case of temperature variation. It is indeed very difficult to tune or adjust to each other the drifts of the infrared lens 11 and the objective of restitution as a function of temperature. This is the reason why it is easier to place on the infrared lens 11 one or more temperature detectors 12 and to record the variation of the focal distance of the infrared objective 11 as a function of the output voltage of this temperature detector 12 and to store it for example in a

mémoire 13 du type EPROM.memory 13 EPROM type.

A partir des températures mesurées pendant le fonctionnement à l'aide des détecteurs de température 12 et de la caractéristique mémorisée, il est possible de calculer une valeur de correction dans un microprocesseur 14 et de commander, par l'amplificateur 10, les tensions de déviation du tube à rayons cathodiques 1 de manière que l'image sur le tube à rayons cathodiques 1 soit reproduite & la taille qui est nécessaire pour le maintien de From the temperatures measured during operation by means of the temperature sensors 12 and the stored characteristic, it is possible to calculate a correction value in a microprocessor 14 and to control, by the amplifier 10, the deflection voltages of the cathode ray tube 1 so that the image on the cathode ray tube 1 is reproduced & the size which is necessary for the maintenance of

l'échelle 1:1.the 1: 1 scale.

Sur la figure 2, le viseur jour 15 est représenté en tirets, le couplage s'effectuant par la fenêtre de sortie 16 et un miroir de déviation 17. La référence 18 désigne le détecteur infrarouge de la caméra infrarouge 19 et la référence 20 désigne l'unité de traitement vidéo de In FIG. 2, the day viewfinder 15 is shown in broken lines, the coupling being effected by the exit window 16 and a deflection mirror 17. The reference 18 designates the infrared detector of the infrared camera 19 and the reference 20 designates the video processing unit

cette caméra.this camera.

Claims

1. A sighting device for day and night operation, consisting of a day viewfinder and a night vision device, and equipped with an additional visible-viewing infrared device, at a scale of 1: 1 , the image taken in infrared, the optical axes of the infrared part and the part of restitution in the visible being oriented in exactly parallel manner, characterized in that in the reported additional apparatus is arranged, for the purpose of restitution image, a cathode ray tube (1) in the TV image field restored from which are inserted electronically (4, 5) whose position is detected by an associated sensor (6) which receives the image of the tube & rays cathodic (1) and which is so

mechanically rigid with respect to the infrared part.

Sighting device according to Claim 1, characterized in that the sensor (6) consists of a charge-coupled device detector (7) with a reproduction optics and a deflection mirror (8).

realized as a ray divider.

3. A sighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the marks (4, 5) are generated at the rate of the pixels of the infrared portion at a fixed time interval and are projected in the vicinity.

direct & outside the infrared image field.

4. Aiming device according to any one of

claims 1 to 3, characterized in that the

marks (4, 5) are inserted at a longer time interval

large and diagonally opposite angles of the image field.

5. A sighting device according to any one of

claims 1 to 4, characterized in that one or

a plurality of temperature detectors (12) are associated with

the objective (11) of the infrared part.