THERMAL IMAGING DEVICE

Abstract: 1. A heat image device comprising a sensor scanner (SA) which projects heat radiation received from observed objects onto detector elements which emit electrical signals, each of which is supplied via at least one amplifier circuit (V1... Vn) to a luminescence diode arrangement (A), from the luminescence diode elements of which a visible image of the objects can be obtained by a reproduction scanner (WA), where the breadth (B) of the active luminescent surface of the individual luminescence diode elements (LD1, LD2...) is smaller in the scanning direction than the length (L) in the direction at right angles thereto, characterised in that the amplifier circuits (V1, V2, ...) each include a correction filter having a phase response which rises partially linearly with the frequency, and an at least approximately constant group delay time.

Description: Wärmebildgerät Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmebildgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Wärmeblldgeräte dieser Art weisen in der Regel einen relativ schlechten Kontrast auf, der nicht ohne weiteres durch bekannte Massnahmen behebbar ist. Aufgabe der vorliegenden Erfhdung Ist es, ein Wärmebildgerät mit einem verbesserten Kontrast anzugeben. Dle Lösung dieser Aufgabe wird durch die Im kennzelchnenden Tell des Patentanspruches 1 angegebenen Massnahmen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben. im folgenden wird ein Ausführungsbelsplel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: Fig.1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Wärmebildgerätes, Fig.2 eine schematische Darstellung der Detektorelemente und der Leuchtdioden- elemente und Flug.3 die Uebertragungscharakteristik des impulsfiiters eines solchen Wärmebildgerätes. Das Wärmebildgerät nach Fig.1 weist einen Sensorabtaster SA mit einem tiefgekühlten Detektor D auf, der eine Anzahl n monolithische Detektorelemente umfasst, wobel jedes Detektorelement über die Relhenschaltung eines Vorverstärkers V1...Vn, elnes Schalters S1...Sn und eines Hauptverstärkers H1...Hn mit einem Treiber verbunden ist. Diese Treiber, die eine Treiberschaltung TR bilden, sind jeweils über eine Lettung aus elner n-Draht-Leltung an je ein monolithisches Leuchtdiodenelement angeschlossen. Solche Leuchtdiodenelemente bilden eine Leuchtdiodenanordnung A, die durch elnen Wiedergabeabtaster WA abgetastet wird. Beide Abtaster SA und WA sind entweder mechanisch oder durch eine Steuerschaltung ST synchronisiert, die zudem die Vorverstärker V1...Vn, die Schalter S1...Sn, die Hauptverstärker H1...Hn und die Treiberschaltung TR steuert und erforderlichenfalls Ihre Arbeitsweise überwacht. Die Hauptverstärker H1...Hn können auch entfallen. In Fig.2 bilden sowohl die monolithischen Detektorelemente DE1, DE2 ... als auch die monolithischen Leuchtdiodenelemente LD1, LD2... je eine Zeile, wobei zwischen den Elementen jeweils eln Abstand L' - F (n) besteht. Dabel bilden die Detektorelemente DE1, DE2 ... Quadrate der Länge L und die Leuchtdiodeneiemente LD1, LD2 Rechtecke der Brelte B L In der Abtastrichtung und der Länge L In der anderen Richtung. Das Wärmebildgerät nach Fig.1 und 2 funktioniert folgendemlassen: Dle abgetastete Wärmestrahlung wird in bekannter Weise auf den Detektor D projiziert, dessen Datektorelemente die einfallende Wärmestrahlung in elektrlsche Signale umwandeln, die durch die Verstärker V1...Vn und H1...Hn verstärkt werden. Diese Slgnale, die zusätzlich durch die Treiber der Trelberschaltung TR verstärkt werden, gelangen schliesslich zu den Leuchtdiodenelementen der Leuchtdlodenanordnung A, die somit zellen- und/oder reihenmässig derart leuchten, dass eln sichtbares Bild durch den Wledergabeabtaster WA wahrnehmbar ist. Dle Schalter S1...Sn unterbrechen die Signalleitung während den horizontalen und/oder gegebenenfalls vertikalen Totzelten der Abtaster. Dadurch, dass die Bedingung B < L erfüllt ist, kann der Spannungsverlauf am Detektorausgang durch die Leuchtdiodenelemente genauer in einen optischen Intensltatsveriauf umgewandelt werden, als wenn die Bedingung B = L erfüllt wäre. Somit wird durch die Bedingung B < L eine grosse Verbesserung des Kontrastes erreicht, wobei die Breite B belsplelswelse bis zu einem Wert B = L/2 ohne merkliche Einbusse der Helllgkeit verringert werden kann. Dasselbe Resultat kann eneicht werden, wenn zwischen den Leuchtdiodenelementen und dem Wiedergabeabtaster WA eine oder mehrere Zylinderlinsen eingefugt werden, durch die eine anamorphotische Verringerung der wirksamen Brelte der monolithischen Leuchtdiodenelemente bewirkt wird. Dle Hauptverstärker H1...Hn sind extem über die Steuerschaltung ST einstellbar. Vorzugsweise sind die Vorverstrarker V1...Vn jeweils durch eine Verstärkerschaitung mit Impulsflltercharakteristik ausgebildet, um ungünstige Pulsformen zu vermeiden (Vgl. z.B. Seite 45 im Buch "Pulse, Digital and Switching Wave?ormes" von Mllman and Taub, Mc Graw-Hill, 1965). Eine solche Verstärkerschaitung kann beispielsweise durch die Relhenschaltung eines Verstärkers und eines lmpuisfiiters realisiert werden, das einen teilweise linear mit der Frequenz anstelgenden Phasengang bzw. eine zumindest angenähert konstante Gruppenlaufzeit aufweist. Ein solcher Impulsfilter kann beispielsweise durch die Reihenschaltung eines Allpasses und eines Tiefpasses realisiert werden, wobei die Tiefpässe eine Anhebung in der Frequenzcharakteristik aufweisen. Dlese Anhebung der Uebertragungsfunktlon kann bei der Grenzfrequenz der resultierenden Uebertragungsfunktion aller anderen Elemente ohne Impulsfilter gewahlt werden. In Fig.3 oben Ist das Eingangssignal und unten das resultierende Ausgangssignal elner solchen Versträrkerschaltung mit Impulsfiltercharakteristik dargestellt, die zusammen mit der Bedingung B C L eine beträchtliche Verbesserung des Kontrastes mit slch bringt.

Claims: PATEN TA N SFR UECHE 1. Wärmebildgerät mit einem Sensorabtaster (SA), der die von beobachteten Objekten einfallende Wärmestrahlung auf Detektorelemente projiziert, welche elektrische Signale abgeben, die jeweils über mindestens elnen Verstärker (V1...Vn) elner Leuchtdiodenanordnung (A) zugeführt werden, deren Leuchtdiodenelementen durch elnen Wiedergabeabtaster (WA) eln slchtbares Bild der Objekte entnehmbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e I c h n e t, dass die Brelte B der wirksamen Leuchtfläche der einzelnen Leuchtdiodenelemente (LD1, LD2 ...) In der Abtastrichtung kleiner als die Länge L in der dazu senkrechten Richtung Ist. 2. Wärmebildgerät nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die wirksame Leuchtfläche derart ausgestaltet ist, dass die Leuchtdlodenelemente (LD1, LD2 ...) selbst Rechtecke der Breite B und der Länge L sind, wobei die Bedingung B < L gilt. 3. Wärmebildgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die wirksame Leuchtfläche anamorphotisch mit optischen Mitteln erzeugt ist. 4. Warmeblldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e I c h n e t, dass die Verstärker (V1, V2, ...) jeweils aus einer Verst rkerschaltung mit Impulsflitercharakteristik aufgebaut sind. 5. Wärmebildgerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die Verstärkerschaltungen jeweils durch die Relhenschaltung eines Verstärkers und eines impuisfiiters gebildet sind. 6. Wärmebildgerät nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Impulsfilter jeweils durch die Reihenschaltung elnes Allpasses und eines Tiefpasses gebildet sind. 7. Wärmebildgerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die Tlefpässe eine Anhebung in der Frequenzcharakteristik gegen die Grenzfrequenz hin aufweisen. 8. Wärmebildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t dass In Reihe mit den elnzelnen Verstärkern (V1, V2 ...) jeweils ein Schalter (S1, 52 ...) vorgesehen Ist, der während der Totzelten der Abtaster den jeweiligen Stromfluss unterbricht.

Inventors: FOSCO, GUIDO
Applicants: SIEMENS-ALBIS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: H04N5
IPC codes: H04N5