DE1291519B

DE1291519B - Facility for observation and target search

Info

Publication number: DE1291519B
Application number: DEG41922A
Authority: DE
Inventors: Chernoch Joseph Paul
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1964-10-30
Publication date: 1969-03-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beobachtung und Zielsuche mit optischer Abbildung von Zielen, welche sich in einem wählbaren Entfernungsbereich von einen Sender befinden, unter Anwendung eines Lasers als Sender. The invention relates to a device for observation and target search with optical imaging of targets that are within a selectable distance range from a transmitter using a laser as a transmitter.

Es ist allgemein bekannt, zur Beobachtung und Zielsuche Scheinwerfer, insbesondere IR-Scheinwerfer zu verwenden. Bei der Verwendung von IR-Licht ist zusätzlich ein Bildgerät erforderlich, das die das Bild ergebenden Reflexe empfängt und in ein für das menschliche Auge sichtbares Bild umformt. It is well known to use searchlights for observation and targeting, in particular to use IR headlights. When using IR light is additional an image device is required that receives the reflections resulting in the image and in transforms an image visible to the human eye.

Bei einer solchen Einrichtung ergibt sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Bei den bisher verwendeten IR-Scheinwerfern muß das IR-Licht einer Lichtquelle entnommen werden, die auch sichtbares Licht ausstrahlt, so daß die Vorschaltung eines Filters erforderlich ist. Es stehen bei noch vertretbarem technischem Aufwand nur relativ geringe Energiemengen an nicht sichtbarem Licht zur Verfügung. Außerdem ist eine scharfe Bündelung dieses Lichtes sehr schwierig. Aus diesen beiden Gründen ist zunächst die Reichweite eines solchen Scheinwerfers beschränkt. A number of difficulties arise with such an arrangement. In the case of the previously used IR headlights, the IR light must be taken from a light source which also emits visible light, so that a filter is connected in front of it is required. If the technical effort is still justifiable, they are only relative small amounts of energy of invisible light are available. Also is a It is very difficult to focus this light sharply. For these two reasons, first the range of such a spotlight is limited.

Wegen der unzureichenden Bündelung wird außerdem eine starke Vorfeldhelligkeit verursacht, die sehr störend ist, da sie Reflexe in das Bildgerät fallen läßt.Because of the insufficient bundling, there is also a strong apron brightness which is very annoying because it causes reflections to fall into the imager.

Diese Nachteile können im großen und ganzen umgangen werden, wenn als Lichtquelle ein Laser verwendet wird, der sich bekanntlich durch einen scharf gebündelten Strahl und hohe Intensität auszeichnet. Aber eine besondere Schwierigkeit bei der Beobachtung und der Zielsuche wird auch hierdurch nicht umgangen: Die Streuung des Lichtes an Wasserpartikeln in der Atmosphäre, insbesondere bei Nebel. These drawbacks can, by and large, be circumvented if A laser is used as the light source, which is known to be sharp focused beam and high intensity. But a particular difficulty During observation and the search for a target, this also does not circumvent: The scatter of light from water particles in the atmosphere, especially in fog.

Reichweite und Bildkontrast werden durch die Extinktion erheblich beeinträchtigt. Bei starkem Nebel wird der Kontrast schließlich so gering, daß eine Beobachtung auch auf kürzere Entfernungen nicht mehr möglich ist. Daran ändert auch die Verwendung einer Laserlichtquelle wenig.Extinction increases the range and image contrast considerably impaired. In the case of heavy fog, the contrast becomes so low that one Observation is no longer possible even at shorter distances. That also changes the use of a laser light source little.

Es ist bekannt, Objekte durch Aussenden und Wiederempfangen von Impulsen zu erfassen. Das Objekt wird punktweise mit Sendeimpulsen abgetastet und im Empfänger eine Gesamtabbildung durch zeitliche und räumliche Aneinanderreihung von Bildpunkten erreicht (Radarverfahren, Echolot). It is known to detect objects by sending and re-receiving pulses capture. The object is scanned point by point with transmission pulses and in the receiver an overall image through temporal and spatial alignment of image points achieved (radar method, echo sounder).

Es ist ferner bekannt, eine Entfernungsmessung mit Hilfe eines Impulslasers durchzuführen. Die Entfernung stellt sich durch die Laufzeit des Lichtimpulses dar. Auch zur Navigation ist die Verwendung eines im P ulsbetrieb arbeitenden Lasers bekanntgeworden. It is also known to measure distances with the aid of a pulse laser perform. The distance is represented by the transit time of the light pulse. A laser operating in pulse mode is also used for navigation known.

Für eine Reihe dieser Verfahren, sowohl für Echolot- und Radarverfahren als auch für Entfernungsmessung mittels Lichtblitzen, ist nun bekanntgeworden, den Empfänger kurzzeitig nur dann empfindlich zu machen, wenn die erwarteten Impulse unmittelbar bevorstehen. Diese Maßnahme dient dazu, Fehlmessungen durch Echos aus anderen als den gewünschten Entfernungsbereichen auszuschalten. Eine Verbesserung der Erkennbarkeit der Zielechos selbst wird dadurch jedoch nicht erreicht, da Störechos und Zielechos zeitlich getrennt am Empfänger auftauchen und sich nicht überlagern und nicht gegenseitig beeinflussen. For a number of these procedures, both for echo sounding and radar procedures as well as for distance measurement by means of light flashes, has now become known To make the receiver sensitive for a short time only when the expected impulses imminent. This measure serves to prevent incorrect measurements caused by echoes other than the desired distance ranges. An improvement the recognizability of the target echoes themselves is not achieved because of false echoes and target echoes appear at the receiver at separate times and do not overlap and not affect each other.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Beobachtung und Zielsuche mit optischer Abbildung von Zielen zu schaffen, mit deren Hilfe eine Beobachtung auch bei störendem Streulicht im Vorfeld möglich ist. Wei bereits angedeutet, überlagert sich das Störlicht dem Nutzlicht additiv und bedingt eine erhebliche Verschlechterung des Kontrastes. Die Erfindung besteht nun darin, daß der Sender ein Impulslaser ist und daß dem Impulslaser eine an sich bekannte Steuereinrichtung zugeordnet ist, die eine an sich bekannte optische Empfangs- und Wiedergabeeinrichtung nur kurzzeitig zu einem entfernungsbereichsabhängigen Zeitpunkt nach Aussendung eines Sendeimpulses zum Empfang freigibt. The object of the invention is to provide a device for observation and To create a target search with optical imaging of targets, with the help of which an observation even with disturbing stray light in advance is possible. Wei already indicated, superimposed the stray light is additive to the useful light and causes a considerable deterioration of contrast. The invention consists in that the transmitter is a pulsed laser and that the pulsed laser is assigned a control device known per se, the one known per se optical receiving and reproducing device only for a short time at a distance-dependent point in time after a transmission pulse has been sent releases for reception.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein impulsweise betriebener Laser sich ebenfalls gut zur Beobachtung und Zielsuche mit optischer Abbildung von Zielen eignet und daß die Kombination eines gepulsten Lasers mit einer nur kurzzeitig öffnenden optischen Empfangseinrichtung zu einer Verbesserung des Bildkontrastes und der Reichweite führt. Die Unterdrückung des Streulichtes aus Entfernungsabschnitten außerhalb der Zielobjekte bedingt einen verbesserten Kontrast des Zielbildes, weil im Öffnungszeitpunkt keine additive Üb erl agerung von Nutz- und Störlicht stattfindet. The invention is based on the knowledge that a pulsed operated Lasers are also good for observation and target finding with optical imaging Aiming is suitable and that the combination of a pulsed laser with one only for a short time opening optical receiving device to improve the image contrast and the range leads. The suppression of stray light from distance sections Outside of the target objects, an improved contrast of the target image is necessary because no additional transfer of useful and interfering light takes place at the time of opening.

Durch die Wahl des Öffnungszeitpunktes der optischen Empfangseinrichtung wird es möglich, verschiedene, in der Tiefe gestaffelte Bilder zu erhalten. By choosing the opening time of the optical receiving device it becomes possible to obtain different images staggered in depth.

Und da mit Hilfe der Steuereinrichtung eine Laufzeitsteuerung vorgenommen werden kann, kann zugleich auch die Entfernung des Zielobjektes gewonnen werden.And then, with the help of the control device, a runtime control is carried out can be obtained, the distance of the target object can also be obtained at the same time.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist Vorgesehen, der optischen Wiedergabeeinrichtung eine Kamera nachzuschalten, die das Bild aufnimmt und die ebenfalls mit der Steuereinrichtung gekuppelt ist. In one embodiment of the invention it is provided that the optical Playback device to be followed by a camera that takes the picture and the is also coupled to the control device.

Vorteilhaft läßt sich für das vom Laser ausgestrahlte Licht der Frequenzbereich des IR verwenden.The frequency range can advantageously be used for the light emitted by the laser of the IR.

Wenn das vom Impulslaser ausgestrahlte Licht nur ein schmales Band im Spektrum umfaßt, so ist es hierdurch möglich, den Rauschpegel in der optischen Empfangs- und Wiedergabeeinrichtung herabzusetzen. If the light emitted by the pulsed laser is only a narrow band in the spectrum, it is hereby possible to reduce the noise level in the optical Reduce reception and reproduction device.

In der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt. Beim ersten Beispiel in Fig. 1 dient als optische Empfangs- und Wiedergabeeinrichtung ein Superorthicon 10 mit einem nachgeschalteten Monitor 11. Das von einem Impulslaser 12 ausgestrahlte Licht trifft beispielsweise auf ein Ziel 13 und wird dort reflektiert, so daß die reflektierten Impulse auf das Superorthicon 10 fallen. Eine Beobachtung ist am Monitor 11 direkt mit dem menschlichen Auge möglich, es ist jedoch auch denkbar, eine Kamera 14 nachzuschalten. Die ganze Anlage wird gesteuert von einer Steuereinrichtungl5, die einerseits mit Hilfe eines Kurzzeitverschlusses 16 die Aufnahmezeit des Superorthicons 10 vorgibt, durch die entsprechend der Laufzeit der Lichtimpulse auch die Beobachtungsentfernung festgelegt ist. Andererseits steuert die Steuereinrichtung 15 ebenfalls in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Lichtausstrahlung des Impulslasers 12 über einen weiteren Kurzzeitverschluß 17 die Kamera 14, die dann in Tätigkeit tritt, wenn das SuperorthiconlO aufgesteuert ist und der Monitor 11 ein Bild liefert. The drawing shows two exemplary embodiments of the invention shown. The first example in FIG. 1 serves as an optical receiving and reproducing device a Superorthicon 10 with a downstream monitor 11. That of a pulsed laser 12 emitted light hits a target 13, for example, and is reflected there, so that the reflected pulses fall on the superorthicon 10. An observation is possible directly with the human eye on the monitor 11, but it is also conceivable a camera 14 to be connected downstream. The whole system is controlled by a control devicel5, On the one hand, with the help of a short-term shutter 16, the recording time of the superorthicon 10 specifies, by means of which, according to the transit time of the light pulses, also the observation distance is fixed. On the other hand, the control device 15 also controls as a function from the time of light emission from the pulsed laser 12 via a further short-term shutter 17 the camera 14, which then comes into action when the Superorthicon10 is turned on and the monitor 11 provides an image.

In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem als optische Empfangs- und Wiedergabeeinrichtung eine Bildwandlerröhre 18 verwendet ist. Es kann dann die Beobachtung mit dem menschlichen Auge direkt am Bildwandlerl8 erfolgen. Im übrigen arbeitet die Beobachtungseinrichtung mit denselben Elementen und auf dieselbe Art, wie es zu F i g. 1 beschrieben wurde. Die selbstverständlich erforderliche Stromversorgung ist bei der hier gewählten schematischen Darstellung nicht eingezeichnet. In Fig. 2 shows another embodiment in which An image converter tube 18 is used as the optical receiving and reproducing device is. Observation with the human eye can then be carried out directly on the image converter 18 take place. In addition, the observation facility cooperates same Elements and in the same way as in FIG. 1 was described. Of course required power supply is in the schematic representation selected here not shown.

Claims

Claims: 1. Device for observation and target search with optical imaging of targets that are within a selectable distance range from a transmitter, using a laser as a transmitter, marked thereby e t that the transmitter is a pulsed laser (12) and that the pulsed laser (12) has one known control device (15) is assigned, which is a known optical Receiving and reproducing device only for a short time to a distance range-dependent Release time after sending a transmission pulse for reception.

2. Device according to claim 1, characterized in that as an optical Reception and playback device a Superorthicon (10) with a downstream Monitor (11) is used.

3. Device according to claim 1, characterized in that as an optical Receiving and reproducing device an image converter tube (18) is used.

4. Device according to claim 1, characterized in that the optical Reproduction device a camera likewise coupled to the control device (15) (14) is connected downstream.

5. Device according to claim 1, characterized in that the wavelength of the light emitted by the pulsed laser (12) is in the IR range.

6. Device according to claims 1 and 5, characterized in that that the light emitted by the pulsed laser (12) is only a narrow band in the spectrum includes.