JPH0718672B2 - 誘導ミサイルの光学的テレビジョン画像システム - Google Patents
誘導ミサイルの光学的テレビジョン画像システムInfo
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- JPH0718672B2 JPH0718672B2 JP4166371A JP16637192A JPH0718672B2 JP H0718672 B2 JPH0718672 B2 JP H0718672B2 JP 4166371 A JP4166371 A JP 4166371A JP 16637192 A JP16637192 A JP 16637192A JP H0718672 B2 JPH0718672 B2 JP H0718672B2
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- JP
- Japan
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- optical image
- missile
- optical
- iris diaphragm
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/22—Homing guidance systems
- F41G7/2253—Passive homing systems, i.e. comprising a receiver and do not requiring an active illumination of the target
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/24—Beam riding guidance systems
- F41G7/26—Optical guidance systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
- H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
- H04N7/185—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source from a mobile camera, e.g. for remote control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改良された目標コント
ラストと誘導の信頼性を与える誘導ミサイル又は類似の
装置のテレビジョン画像システムに関する。
ラストと誘導の信頼性を与える誘導ミサイル又は類似の
装置のテレビジョン画像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】マ−ベリックミサイルのような空対地ミ
サイル（ＡＧＭ）は指示された目標にミサイルを誘導す
るためにテレビジョンシステムを使用する。テレビジョ
ンカメラはミサイル前面に取付けられ、ミサイル前面の
視野の複合ビデオ画像を生成する。この画像は最初に機
体のコックピット内の陰極線管（ＣＲＴ）に表示され
る。パイロット又は兵器システムオペレ−タはＣＲＴ上
の十字線を指示される目標の真上に位置づけ、自動追跡
を開始し、ミサイル発射のボタンを押す。ミサイルの誘
導電子システムはテレビジョンカメラからの複合したビ
デオ画像をディジタル画像に変化させ、このディジタル
画像は自動的にミサイルを目標に誘導するために重心追
跡又は他のアルゴリズムを用いて分析される。目標への
指示路からのミサイルの飛行路の偏差は探知され、可動
の昇降舵または方向舵を偏向するために使用される誤差
信号が生成され、昇降舵または方向舵は指示路方向にミ
サイルを誘導する。
サイル（ＡＧＭ）は指示された目標にミサイルを誘導す
るためにテレビジョンシステムを使用する。テレビジョ
ンカメラはミサイル前面に取付けられ、ミサイル前面の
視野の複合ビデオ画像を生成する。この画像は最初に機
体のコックピット内の陰極線管（ＣＲＴ）に表示され
る。パイロット又は兵器システムオペレ−タはＣＲＴ上
の十字線を指示される目標の真上に位置づけ、自動追跡
を開始し、ミサイル発射のボタンを押す。ミサイルの誘
導電子システムはテレビジョンカメラからの複合したビ
デオ画像をディジタル画像に変化させ、このディジタル
画像は自動的にミサイルを目標に誘導するために重心追
跡又は他のアルゴリズムを用いて分析される。目標への
指示路からのミサイルの飛行路の偏差は探知され、可動
の昇降舵または方向舵を偏向するために使用される誤差
信号が生成され、昇降舵または方向舵は指示路方向にミ
サイルを誘導する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＡＧＭに使用されたテ
レビジョンカメラは従来、ビジコン（商標）カメラ管を
用いており、このカメラは当初は、ＲＣＡによって1940
年代後半に製造されていた。ＡＧＭの変形ビジコンはも
ともとゼネラルエレクトリック社より製造され、現代、
ケンタッキ−州オウェンスボロのＭＰＤ社によって製造
されている。ビジコン管は感光性のターゲット層を具備
しており、このターゲット層にはミサイル視野の光画像
がレンズ構造により焦点を結ばれる。感光性層は三硫化
アンチモン（Ｓｂ2 Ｓ3 ）からなり、スペクトルの感度
または波長は肉眼と近似し、すなわち約400 〜800 ナノ
メ−トルの範囲の波長を有する。
レビジョンカメラは従来、ビジコン（商標）カメラ管を
用いており、このカメラは当初は、ＲＣＡによって1940
年代後半に製造されていた。ＡＧＭの変形ビジコンはも
ともとゼネラルエレクトリック社より製造され、現代、
ケンタッキ−州オウェンスボロのＭＰＤ社によって製造
されている。ビジコン管は感光性のターゲット層を具備
しており、このターゲット層にはミサイル視野の光画像
がレンズ構造により焦点を結ばれる。感光性層は三硫化
アンチモン（Ｓｂ2 Ｓ3 ）からなり、スペクトルの感度
または波長は肉眼と近似し、すなわち約400 〜800 ナノ
メ−トルの範囲の波長を有する。
【０００４】ビジコン管は文献（“TELEVISION ENGINEE
RING HANDBOOK ”k. Benson 編集、McGraw Hill, 1985,
section 11.4 “Vidicon Type Camera Tubes ” 11.26
〜11.28 頁）に記載されている。ビジコン管は誘導ミサ
イルへの応用には、低感度、低ガンマ、動作温度範囲の
制限、高暗電流、高画像遅延、低いスペクトル応答特性
等で理想からほど遠い。ビジコン管における低感度、低
ガンマ、スペクトル反応の制限は目標と周辺物との間の
低いコントラストを与え、不充分な目標追跡と確実性の
低いミサイル誘導という結果を生む。このような欠点に
よって北欧の冬季日中の約40％の間はミサイルシステム
が利用不可能にされてしまう。
RING HANDBOOK ”k. Benson 編集、McGraw Hill, 1985,
section 11.4 “Vidicon Type Camera Tubes ” 11.26
〜11.28 頁）に記載されている。ビジコン管は誘導ミサ
イルへの応用には、低感度、低ガンマ、動作温度範囲の
制限、高暗電流、高画像遅延、低いスペクトル応答特性
等で理想からほど遠い。ビジコン管における低感度、低
ガンマ、スペクトル反応の制限は目標と周辺物との間の
低いコントラストを与え、不充分な目標追跡と確実性の
低いミサイル誘導という結果を生む。このような欠点に
よって北欧の冬季日中の約40％の間はミサイルシステム
が利用不可能にされてしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるテレビジョ
ン誘導ミサイルシステムはミサイルと、ミサイル前方の
視野の電子画像を生成するためにミサイルに取付けられ
たテレビジョンカメラと、および電子画像に応じてミサ
イルの飛行を誘導するために誘導制御信号を生成するミ
サイル内部に取付けられた誘導装置を備えている。
ン誘導ミサイルシステムはミサイルと、ミサイル前方の
視野の電子画像を生成するためにミサイルに取付けられ
たテレビジョンカメラと、および電子画像に応じてミサ
イルの飛行を誘導するために誘導制御信号を生成するミ
サイル内部に取付けられた誘導装置を備えている。
【０００６】テレビジョンカメラは監視のようにミサイ
ル誘導以外にも使用されるが、この場合、特定の対象物
と周囲物との間に高いコントラストが与えられることが
好ましい。テレビジョンカメラは視野の光画像をカメラ
管のような光電子画像変換器の感光性ターゲット層に焦
点を結ばせるレンズ構造を有する。本発明のミサイルシ
ステムに使用する適切なカメラ管はニュービコン（商標
名）でフィリップス社で製造されているが、電荷結合素
子（ＣＤＤ）アレイやシリコンターゲット管のような他
のタイプの光電子変換器も使用されることができる。ニ
ュービコン管は前述の文献（“TELEVISION ENGINEERING
HANDBOOK ”, section 11.4.6の“ZinkSelenide Phtoc
onducer” 11.32〜11.33 頁）に記載されている。ニュ
ービコンはセレン化亜鉛（ZnSe）およびテルル化カドミ
ウム（CdTe）／テルル化亜鉛（ZnTe）の層を含み、スペ
クトル感度範囲が約400 〜900 ナノメ−トルの感光性ヘ
テロ構造ターゲット層を備えている。赤色フィルタは光
画像の約600 ナノメ−トルより短い波長を減衰させるた
めに設けられ、レイリ−とエアロゾル散乱によって生成
された青色背景光の減少によって目標コントラストを増
加させる。900 ナノメ−トル以上の波長に対するカメラ
管の無反応は土壌と植物からの背景放射を減少すること
により目標コントラストをさらに増加する。目標コント
ラストの改良は誘導システムが広範囲の自動追跡をする
ことを可能にし、発射台の生存能力を高める。
ル誘導以外にも使用されるが、この場合、特定の対象物
と周囲物との間に高いコントラストが与えられることが
好ましい。テレビジョンカメラは視野の光画像をカメラ
管のような光電子画像変換器の感光性ターゲット層に焦
点を結ばせるレンズ構造を有する。本発明のミサイルシ
ステムに使用する適切なカメラ管はニュービコン（商標
名）でフィリップス社で製造されているが、電荷結合素
子（ＣＤＤ）アレイやシリコンターゲット管のような他
のタイプの光電子変換器も使用されることができる。ニ
ュービコン管は前述の文献（“TELEVISION ENGINEERING
HANDBOOK ”, section 11.4.6の“ZinkSelenide Phtoc
onducer” 11.32〜11.33 頁）に記載されている。ニュ
ービコンはセレン化亜鉛（ZnSe）およびテルル化カドミ
ウム（CdTe）／テルル化亜鉛（ZnTe）の層を含み、スペ
クトル感度範囲が約400 〜900 ナノメ−トルの感光性ヘ
テロ構造ターゲット層を備えている。赤色フィルタは光
画像の約600 ナノメ−トルより短い波長を減衰させるた
めに設けられ、レイリ−とエアロゾル散乱によって生成
された青色背景光の減少によって目標コントラストを増
加させる。900 ナノメ−トル以上の波長に対するカメラ
管の無反応は土壌と植物からの背景放射を減少すること
により目標コントラストをさらに増加する。目標コント
ラストの改良は誘導システムが広範囲の自動追跡をする
ことを可能にし、発射台の生存能力を高める。
【０００７】モ−タ駆動可変の虹彩絞りは光画像の強度
を自動的に調節するためにレンズ構造に設けられ、その
結果、テレビジョン管は視野の変動した輝度にかかわら
ず、一定の輝度を有する電子画像を生成する。絞りは画
像の広範囲の輝度に適合するために800:１程度の高い減
衰度を有する。濃度勾配フィルタは光密度を有してお
り、この光密度は中心から周辺へ放射状に減少し、絞り
構造のダイナミック・レンジを増加するために虹彩絞り
に近接して取付けられている。
を自動的に調節するためにレンズ構造に設けられ、その
結果、テレビジョン管は視野の変動した輝度にかかわら
ず、一定の輝度を有する電子画像を生成する。絞りは画
像の広範囲の輝度に適合するために800:１程度の高い減
衰度を有する。濃度勾配フィルタは光密度を有してお
り、この光密度は中心から周辺へ放射状に減少し、絞り
構造のダイナミック・レンジを増加するために虹彩絞り
に近接して取付けられている。
【０００８】上限が約800 ナノメ−トルの従来技術のビ
ジコン管と比較して、約900 ナノメ−トルまで延びるニ
ュービコン管の増加したスペクトル感度はほぼスペクト
ルの赤外部に近接した本システムの応答を増加させ、霞
透過性およびカムフラ−ジュ目標を探知を改善する結果
となる。
ジコン管と比較して、約900 ナノメ−トルまで延びるニ
ュービコン管の増加したスペクトル感度はほぼスペクト
ルの赤外部に近接した本システムの応答を増加させ、霞
透過性およびカムフラ−ジュ目標を探知を改善する結果
となる。
【０００９】ミサイルの性能はニュービコン管の高感度
と動作温度範囲の増加によりさらに改良される。高感度
は太陽の角度が−５°（ほぼ日没後）の北欧の冬季およ
び曇り日でも１日中動作することを可能にし、砂漠地帯
ではより長時間動作できる。本発明のその他の特徴と利
点は後述の詳細な説明および図面から当業者に明白であ
る。図面の同じ参照数字は同じ部分を示している。
と動作温度範囲の増加によりさらに改良される。高感度
は太陽の角度が−５°（ほぼ日没後）の北欧の冬季およ
び曇り日でも１日中動作することを可能にし、砂漠地帯
ではより長時間動作できる。本発明のその他の特徴と利
点は後述の詳細な説明および図面から当業者に明白であ
る。図面の同じ参照数字は同じ部分を示している。
【００１０】
【実施例】図１はレイリ−散乱およびエアロゾル散乱に
より生じる大気中の光の海面減衰を示している。このよ
うなタイプの散乱はテレビジョン誘導ミサイルにより追
跡されている目標と背景との間のコントラストを減少さ
せる青色光を生成する。レイリ−散乱の効果は約600 ナ
ノメ−トル以上の波長で極僅かのレベルまで低下するこ
とが認められる。エアロゾル散乱の効果は波長が約600
ナノメ−トルまで上昇するにつれて比較的急速に減少
し、それ以上の波長では低率で減少する。
より生じる大気中の光の海面減衰を示している。このよ
うなタイプの散乱はテレビジョン誘導ミサイルにより追
跡されている目標と背景との間のコントラストを減少さ
せる青色光を生成する。レイリ−散乱の効果は約600 ナ
ノメ−トル以上の波長で極僅かのレベルまで低下するこ
とが認められる。エアロゾル散乱の効果は波長が約600
ナノメ−トルまで上昇するにつれて比較的急速に減少
し、それ以上の波長では低率で減少する。
【００１１】図２は晴天日の平面において大気中を60°
の角度で傾斜した目標距離をシュミレ−トする２つの気
団を通じての太陽放射照度を示している。曲線は大気中
の水蒸気によるこれらの波長での光の吸収によって約92
0 ナノメ−トルで急激に低下する。ＣＣＤ又は他のタイ
プのカメラ管は約1100ナノメ−トルの波長範囲のスペク
トル感度を具備しているが、水蒸気の吸収帯はこれらの
装置の利用を920 ナノメ−トル以上で制限する。
の角度で傾斜した目標距離をシュミレ−トする２つの気
団を通じての太陽放射照度を示している。曲線は大気中
の水蒸気によるこれらの波長での光の吸収によって約92
0 ナノメ−トルで急激に低下する。ＣＣＤ又は他のタイ
プのカメラ管は約1100ナノメ−トルの波長範囲のスペク
トル感度を具備しているが、水蒸気の吸収帯はこれらの
装置の利用を920 ナノメ−トル以上で制限する。
【００１２】図３は様々なタイプの土壌と植物の背景放
射を反射のパ−センテ−ジで示したものである。テレビ
ジョン誘導ミサイルによって追跡される目標の背景にお
ける他の要素を形成しているこの放射は通常、波長と共
に増加していることが認められる。 図１〜３に示され
ている情報に基づいて考慮すると、ミサイル誘導に用い
られるテレビジョンカメラの目標と背景の間に最大コン
トラストを与える最適の光スペクトル感知幅は図４に示
されている。感度は基本的に約600 ナノメ−トル以下の
波長ではゼロであり、図１で示されているようなレイリ
−散乱により生じた青色光又はエアロゾル散乱により生
じた青色光の大部分を完全に除去する。感度はまた約90
0 ナノメ−トル以上の波長でも基本的にゼロであり、図
２に示されている水蒸気吸収帯により生じる太陽放射に
おける急激な減少と、図３に示されている土壌、植物か
らの高値の背景放射を減少する。
射を反射のパ−センテ−ジで示したものである。テレビ
ジョン誘導ミサイルによって追跡される目標の背景にお
ける他の要素を形成しているこの放射は通常、波長と共
に増加していることが認められる。 図１〜３に示され
ている情報に基づいて考慮すると、ミサイル誘導に用い
られるテレビジョンカメラの目標と背景の間に最大コン
トラストを与える最適の光スペクトル感知幅は図４に示
されている。感度は基本的に約600 ナノメ−トル以下の
波長ではゼロであり、図１で示されているようなレイリ
−散乱により生じた青色光又はエアロゾル散乱により生
じた青色光の大部分を完全に除去する。感度はまた約90
0 ナノメ−トル以上の波長でも基本的にゼロであり、図
２に示されている水蒸気吸収帯により生じる太陽放射に
おける急激な減少と、図３に示されている土壌、植物か
らの高値の背景放射を減少する。
【００１３】さらに、図４で示されているようにミサイ
ル誘導の応用のためのテレビジョンカメラの最適の光ス
ペクトル感知範囲は約600 〜900 ナノメ−トルの波長域
内で最大で一定した値を有し、この波長域外でゼロの感
度を有する。
ル誘導の応用のためのテレビジョンカメラの最適の光ス
ペクトル感知範囲は約600 〜900 ナノメ−トルの波長域
内で最大で一定した値を有し、この波長域外でゼロの感
度を有する。
【００１４】図５はフィルタなしのニュービコンカメラ
管のスペクトル感度を示している。感度は約400 〜900
ナノメ−トルの感知幅があることが理解できる。波長上
限は900 ナノメ−トルの最敵値にほぼ等しい。しかし、
600 ナノメ−トル以下の波長に対する感度は望ましくな
い。それはカメラ管を図１に示されているようなレイリ
−散乱およびエアロゾル散乱により生じる青色光に感知
させてしまうからである。
管のスペクトル感度を示している。感度は約400 〜900
ナノメ−トルの感知幅があることが理解できる。波長上
限は900 ナノメ−トルの最敵値にほぼ等しい。しかし、
600 ナノメ−トル以下の波長に対する感度は望ましくな
い。それはカメラ管を図１に示されているようなレイリ
−散乱およびエアロゾル散乱により生じる青色光に感知
させてしまうからである。
【００１５】約600 ナノメ−トル以下の波長に対するこ
のカメラ管のスペクトル反応は本発明に従い、ミサイル
前方の視野の光画像を形成するレンズ構造中に赤色フィ
ルタを設けることにより除去される。この応用における
理想的なフィルタのスペクトル伝達特性は図６に示され
ている。フィルタは約600 ナノメ−トル以上の波長の光
を事実上100 ％伝達し、約600 ナノメ−トル以下の波長
の光を事実上100%減衰する。このようなフィルタは“シ
ャ−プカットオン”フィルタとして知られ、商業的に入
手可能である。前記カメラ管と組合わせて用いる本発明
の実施に適切なフィルタはペンシルベニア州のSchott G
lass Technologies 社が製造している商品番号RG610 の
ものである。
のカメラ管のスペクトル反応は本発明に従い、ミサイル
前方の視野の光画像を形成するレンズ構造中に赤色フィ
ルタを設けることにより除去される。この応用における
理想的なフィルタのスペクトル伝達特性は図６に示され
ている。フィルタは約600 ナノメ−トル以上の波長の光
を事実上100 ％伝達し、約600 ナノメ−トル以下の波長
の光を事実上100%減衰する。このようなフィルタは“シ
ャ−プカットオン”フィルタとして知られ、商業的に入
手可能である。前記カメラ管と組合わせて用いる本発明
の実施に適切なフィルタはペンシルベニア州のSchott G
lass Technologies 社が製造している商品番号RG610 の
ものである。
【００１６】このフィルタと組合わせて用いた前記カメ
ラ管のスペクトル感度は図７で示されており、図４で示
されている光域と類似している。比較すると、黄色Scho
tt GG495フィルタと組合わせて使用した従来技術のビジ
コン管のスペクトル感度は約460 〜800 ナノメ−トルと
いうより不所望な範囲にあることが図に示されている。
ラ管のスペクトル感度は図７で示されており、図４で示
されている光域と類似している。比較すると、黄色Scho
tt GG495フィルタと組合わせて使用した従来技術のビジ
コン管のスペクトル感度は約460 〜800 ナノメ−トルと
いうより不所望な範囲にあることが図に示されている。
【００１７】本発明の技術的範囲は１つ以上の光学フィ
ルタと組合わせて使用するテレビジョンカメラ管を提供
することを含んでおり、カメラ管が約600 〜900 域の波
長範囲内で感光性ターゲット層に焦点を結んだ光画像の
スペクトル部分に応答して画像信号を生成するように、
それぞれ予め定められ、選択されたスペクトル通過帯域
を備えている。900 ナノメ−トルより相当長い波長範囲
のスペクトル感度を有するカメラ管を使用する応用で
は、赤外線フィルタ（図示せず）は約900 ナノメ−トル
以上の波長を減衰するために設けられる。
ルタと組合わせて使用するテレビジョンカメラ管を提供
することを含んでおり、カメラ管が約600 〜900 域の波
長範囲内で感光性ターゲット層に焦点を結んだ光画像の
スペクトル部分に応答して画像信号を生成するように、
それぞれ予め定められ、選択されたスペクトル通過帯域
を備えている。900 ナノメ−トルより相当長い波長範囲
のスペクトル感度を有するカメラ管を使用する応用で
は、赤外線フィルタ（図示せず）は約900 ナノメ−トル
以上の波長を減衰するために設けられる。
【００１８】図８は本発明を実施したテレビジョン誘導
ミサイルシステムを示しており、この誘導ミサイルシス
テムは全体を10で示され、空対地ミサイル（ＡＧＭ）12
を含んでいる。テレビジョンカメラ構造14はジンバル16
によりミサイル12内で支持されており、透明ド−ム18の
方向に向いており、その結果、20に示されているように
ミサイル12の前方の視野に応じて電子画像信号が生成さ
れる。電子画像信号はカメラ構造14からビデオ増幅装置
22へ送信され、このビデオ増幅装置22は電子の複合ビデ
オ信号、すなわち視野20のテレビジョン画像を生成す
る。
ミサイルシステムを示しており、この誘導ミサイルシス
テムは全体を10で示され、空対地ミサイル（ＡＧＭ）12
を含んでいる。テレビジョンカメラ構造14はジンバル16
によりミサイル12内で支持されており、透明ド−ム18の
方向に向いており、その結果、20に示されているように
ミサイル12の前方の視野に応じて電子画像信号が生成さ
れる。電子画像信号はカメラ構造14からビデオ増幅装置
22へ送信され、このビデオ増幅装置22は電子の複合ビデ
オ信号、すなわち視野20のテレビジョン画像を生成す
る。
【００１９】電子画像は目標追跡装置24に適用され、こ
の装置24は電子画像を分析し、目標の位置（図示せず）
に応じてＸおよびＹ位置指令を生成する。誘導システム
26は誘導制御信号を昇降舵又は方向舵指令の形で生成
し、この信号はミサイル12を目標まで飛行誘導するため
に移動可能な昇降舵又は方向舵（図示せず）を偏向する
ために供給される。誘導システム26は適切な目標追跡の
ためにジンバル16を位置づける信号も生成する。
の装置24は電子画像を分析し、目標の位置（図示せず）
に応じてＸおよびＹ位置指令を生成する。誘導システム
26は誘導制御信号を昇降舵又は方向舵指令の形で生成
し、この信号はミサイル12を目標まで飛行誘導するため
に移動可能な昇降舵又は方向舵（図示せず）を偏向する
ために供給される。誘導システム26は適切な目標追跡の
ためにジンバル16を位置づける信号も生成する。
【００２０】図９に示されているようにテレビジョンカ
メラ構造14はレンズ構造30を備えており、このレンズ構
造30は前部光学系を形成している複数のレンズ素子34,3
6,38,40 と、後部光学系を形成しているレンズ素子42,4
4,46,48 が取付けられている一般的には円筒体のハウジ
ング32を具備している。レンズ構造30は視野20の光画像
をテレビジョンカメラ管52のような光学電子画像変換器
の感光性ターゲット層表面50に焦点を結ばせる。本発明
ではそれに制限されるものではないが、テレビジョンカ
メラ管52はニュービコンカメラ管が好ましい。電荷結合
素子（ＣＣＤ）アレイ又は要求されるスペクトル特性を
有するシリコンターゲット管のような他のタイプの光学
電子の画像変換器も使用できる。
メラ構造14はレンズ構造30を備えており、このレンズ構
造30は前部光学系を形成している複数のレンズ素子34,3
6,38,40 と、後部光学系を形成しているレンズ素子42,4
4,46,48 が取付けられている一般的には円筒体のハウジ
ング32を具備している。レンズ構造30は視野20の光画像
をテレビジョンカメラ管52のような光学電子画像変換器
の感光性ターゲット層表面50に焦点を結ばせる。本発明
ではそれに制限されるものではないが、テレビジョンカ
メラ管52はニュービコンカメラ管が好ましい。電荷結合
素子（ＣＣＤ）アレイ又は要求されるスペクトル特性を
有するシリコンターゲット管のような他のタイプの光学
電子の画像変換器も使用できる。
【００２１】ニュービコンカメラ管は従来技術のビジコ
ン管では可能な信号電極電圧の規制による自動的な感度
制御が不可能である。このため、虹彩絞り構造54はレン
ズ構造30によってカメラ管52に焦点を結んだ光画像の強
度を調節するためにハウジング32に取付けられている。
虹彩絞り構造54は虹彩絞り56を回転させるために多重リ
−フ可変虹彩絞り56と円筒形のトルクモータ58を備えて
おり、それによって開口を変化させている。トルクモー
タ58は固定子60と中空円筒形回転子62を備えており、こ
の回転子62は固定子60内部で同軸に回転可能で、中空の
トルクモータ管64によって虹彩絞り56に接続されてい
る。固定子60は電気巻線（図示せず）を有しており、こ
の電気巻線は線66を通じて回転子62を回転させるために
増幅装置22から電気的絞り制御信号を受信する目的で結
合されており、それに応答して、虹彩絞り56の孔を変化
させる。
ン管では可能な信号電極電圧の規制による自動的な感度
制御が不可能である。このため、虹彩絞り構造54はレン
ズ構造30によってカメラ管52に焦点を結んだ光画像の強
度を調節するためにハウジング32に取付けられている。
虹彩絞り構造54は虹彩絞り56を回転させるために多重リ
−フ可変虹彩絞り56と円筒形のトルクモータ58を備えて
おり、それによって開口を変化させている。トルクモー
タ58は固定子60と中空円筒形回転子62を備えており、こ
の回転子62は固定子60内部で同軸に回転可能で、中空の
トルクモータ管64によって虹彩絞り56に接続されてい
る。固定子60は電気巻線（図示せず）を有しており、こ
の電気巻線は線66を通じて回転子62を回転させるために
増幅装置22から電気的絞り制御信号を受信する目的で結
合されており、それに応答して、虹彩絞り56の孔を変化
させる。
【００２２】図６に示されているようなスペクトル通過
帯域を有する赤色フィルタ68は後部光学系のレンズ46の
後方に備えられており、図７で示されているようにテレ
ビジョンカメラ構造14に最適の光スペクトル感度を与え
ている。赤色フィルタ68の位置は臨界的ではなく、フィ
ルタ68はレンズ構造30の光路における都合のよい位置に
取付けられることに注意すべきである。濃度勾配フィル
タ70は絞り56のダイナミック幅を増加するために、虹彩
絞り56の正面に近接してハウジング32中に取付けられて
いる。
帯域を有する赤色フィルタ68は後部光学系のレンズ46の
後方に備えられており、図７で示されているようにテレ
ビジョンカメラ構造14に最適の光スペクトル感度を与え
ている。赤色フィルタ68の位置は臨界的ではなく、フィ
ルタ68はレンズ構造30の光路における都合のよい位置に
取付けられることに注意すべきである。濃度勾配フィル
タ70は絞り56のダイナミック幅を増加するために、虹彩
絞り56の正面に近接してハウジング32中に取付けられて
いる。
【００２３】ニュービコンカメラ管52は図10に示されて
おり、真空ガラス容器72を具備している。感光性のター
ゲット層50は容器52の面板（図の左端）の内部表面に形
成されており、ピン74は容器72の後部（右）端に設けら
れ、カメラ管52とシステムの他の装置との電気的結合を
可能にする。ターゲット層50はセレン化亜鉛（ZnSe）お
よびテルル化カドミウム（CdTe）／テルル化亜鉛（ZnT
e）の層を具備しており、ヘテロ接合を形成し、図５で
示されているスペクトル感度帯域を有する。前述のScho
tt RG610フィルタであることが好ましい赤色フィルタ68
はフィルタ68と組合わされたカメラ管52が図７で示され
ているようなスペクトル感度帯域を有するようにニュー
ビコン管52と組合わされて設けられている。
おり、真空ガラス容器72を具備している。感光性のター
ゲット層50は容器52の面板（図の左端）の内部表面に形
成されており、ピン74は容器72の後部（右）端に設けら
れ、カメラ管52とシステムの他の装置との電気的結合を
可能にする。ターゲット層50はセレン化亜鉛（ZnSe）お
よびテルル化カドミウム（CdTe）／テルル化亜鉛（ZnT
e）の層を具備しており、ヘテロ接合を形成し、図５で
示されているスペクトル感度帯域を有する。前述のScho
tt RG610フィルタであることが好ましい赤色フィルタ68
はフィルタ68と組合わされたカメラ管52が図７で示され
ているようなスペクトル感度帯域を有するようにニュー
ビコン管52と組合わされて設けられている。
【００２４】虹彩絞り56は図11で示されており、レンズ
構造30のハウジング32内部で固定されている外部リング
76を備えている。複数のリ−フ78はピン80によって半径
方向外部端でリング76に回転可能に固定されている。典
型的な設計の内部構造（図示せず）は外部リング76中に
設けられており、トルク管64の回転によりリ−フ78が各
ピン80の回りで回転させ、絞り56の孔又は開口82の直径
を変化させるようにトルク管64に接続している。
構造30のハウジング32内部で固定されている外部リング
76を備えている。複数のリ−フ78はピン80によって半径
方向外部端でリング76に回転可能に固定されている。典
型的な設計の内部構造（図示せず）は外部リング76中に
設けられており、トルク管64の回転によりリ−フ78が各
ピン80の回りで回転させ、絞り56の孔又は開口82の直径
を変化させるようにトルク管64に接続している。
【００２５】ビデオ増幅装置22は電気絞り制御信号を生
成し、この信号はテレビジョンカメラ構造14からの電子
画像信号の平均振幅に応じて変化する。視野20の輝度が
高まると、電子画像信号の振幅は増加する。それに応じ
てビデオ増幅装置22はトルクモータ58が絞り56を付勢
し、その結果、孔82を減少し、レンズ構造30によってカ
メラ管52に焦点を結んだ光画像の発光強度を減少するよ
うに電子絞り制御信号を変化する。それによってカメラ
管52に低い振幅の電子画像信号を生成させる。反対の動
作が視野20の輝度の減少に応じて生じる。絞り制御ル−
プは、視野20の輝度が広範囲にわたって変化する場合に
も、テレビジョンカメラ構造14によって生成された複合
ビデオ画像が一定の輝度を有するように設計されてい
る。
成し、この信号はテレビジョンカメラ構造14からの電子
画像信号の平均振幅に応じて変化する。視野20の輝度が
高まると、電子画像信号の振幅は増加する。それに応じ
てビデオ増幅装置22はトルクモータ58が絞り56を付勢
し、その結果、孔82を減少し、レンズ構造30によってカ
メラ管52に焦点を結んだ光画像の発光強度を減少するよ
うに電子絞り制御信号を変化する。それによってカメラ
管52に低い振幅の電子画像信号を生成させる。反対の動
作が視野20の輝度の減少に応じて生じる。絞り制御ル−
プは、視野20の輝度が広範囲にわたって変化する場合に
も、テレビジョンカメラ構造14によって生成された複合
ビデオ画像が一定の輝度を有するように設計されてい
る。
【００２６】最新のＡＧＭ計画案に適合するために絞り
構造54は10,000ftL 〜１ftL 範囲内で画面発光範囲（視
野20の輝度）以上の一定の強度の光画像を生成するよう
に設計されている。このことは約800:1 光学減衰範囲に
相当する。虹彩絞りは孔82の極小値での回折によって生
じる変調移動装置（ＭＴＦ）における急激な減少なしで
22:1の範囲の減衰を与える能力がある。さらに、勾配フ
ィルタ70は有害な回折が生じない程の充分大きな値で最
小絞り孔82を維持する一方で、減衰範囲を拡大するため
に設けられている。
構造54は10,000ftL 〜１ftL 範囲内で画面発光範囲（視
野20の輝度）以上の一定の強度の光画像を生成するよう
に設計されている。このことは約800:1 光学減衰範囲に
相当する。虹彩絞りは孔82の極小値での回折によって生
じる変調移動装置（ＭＴＦ）における急激な減少なしで
22:1の範囲の減衰を与える能力がある。さらに、勾配フ
ィルタ70は有害な回折が生じない程の充分大きな値で最
小絞り孔82を維持する一方で、減衰範囲を拡大するため
に設けられている。
【００２７】絞り56は16〜18個のリ−フ78を有すること
が好ましく、外側の直径に充分高い開口比を与えてい
る。孔82の好ましい最大値と最小値はそれぞれ19ｍｍと
４ｍｍである。
が好ましく、外側の直径に充分高い開口比を与えてい
る。孔82の好ましい最大値と最小値はそれぞれ19ｍｍと
４ｍｍである。
【００２８】勾配フィルタ70は図12に示されている。フ
ィルタ70の光密度は中心から外部へ、放射方向に、好ま
しくは線形に、連続して減少する。フィルタ70の密度勾
配は必要な800:1 の減衰範囲を与えながらも、最小限の
ＭＴＦ損失と共に挿入損失を最小限にするように最も効
率的に活用される。
ィルタ70の光密度は中心から外部へ、放射方向に、好ま
しくは線形に、連続して減少する。フィルタ70の密度勾
配は必要な800:1 の減衰範囲を与えながらも、最小限の
ＭＴＦ損失と共に挿入損失を最小限にするように最も効
率的に活用される。
【００２９】本発明の実施例について説明したが、種々
の変形および別の実施例は添付の請求項に記載されてい
る本発明の技術的範囲から逸脱することなく当業者によ
って行われることができる。例えば、ＣＣＤアレイがニ
ュービコンカメラ管の代わりに使用されると、ＣＣＤア
レイに自動強度制御が与えられることができるため、虹
彩絞り構造は必要ではない。従って、本発明は記載され
た特定の例示的な実施例のみに限定されるものではな
い。
の変形および別の実施例は添付の請求項に記載されてい
る本発明の技術的範囲から逸脱することなく当業者によ
って行われることができる。例えば、ＣＣＤアレイがニ
ュービコンカメラ管の代わりに使用されると、ＣＣＤア
レイに自動強度制御が与えられることができるため、虹
彩絞り構造は必要ではない。従って、本発明は記載され
た特定の例示的な実施例のみに限定されるものではな
い。
【図１】レイリ−とエアロゾル散乱により生じた海面に
おける光減衰係数を示したグラフ。
おける光減衰係数を示したグラフ。
【図２】晴天日の平面において傾斜した目標距離をシュ
ミレ−トする２つの気団を通じての大気中の太陽放射照
度を示したグラフ。
ミレ−トする２つの気団を通じての大気中の太陽放射照
度を示したグラフ。
【図３】土壌と植物からのスペクトルの可変背景放射を
示したグラフ。
示したグラフ。
【図４】本発明によるテレビジョンカメラ管の光スペク
トル反応を示したグラフ。
トル反応を示したグラフ。
【図５】本発明で使用するニュービコン管のスペクトル
反応を示したグラフ。
反応を示したグラフ。
【図６】ニュービコン管に使用する赤色フィルタのスペ
クトル伝達を示したグラフ。
クトル伝達を示したグラフ。
【図７】赤色フィルタを有するニュービコン管のスペク
トル反応を従来技術のビジコン管と比較して示したグラ
フ。
トル反応を従来技術のビジコン管と比較して示したグラ
フ。
【図８】本発明による誘導ミサイルシステムを簡単に示
した略図。
した略図。
【図９】ミサイルシステムにおけるテレビジョンカメラ
のレンズ構造の断面図。
のレンズ構造の断面図。
【図１０】テレビジョンカメラのカメラ管の側面図。
【図１１】レンズ構造の虹彩絞りの正面図。
【図１２】レンズの濃度勾配フィルタの正面図。
Claims (11)
- 【請求項１】 ミサイルと、 ミサイル前方の視野の電子画像を生成するためにミサイ
ル上に取付けられたテレビジョンカメラと、 前記電子画像に応答してミサイルの飛行を誘導するよう
に誘導制御信号を生成するためにミサイルに取付けられ
た誘導手段とを備えており、 テレビジョンカメラは、 前記視野の光画像を形成するレンズ構造と、 前記光画像に対応する電子画像信号を生成するために、
レンズ構造によって前記光画像が焦点を結ぶ光電子画像
変換器手段と、 前記光画像に従って、前記電子画像を生成する信号処理
手段と、 光画像の光路に配置され、変換器手段が約600 〜800 ナ
ノメ−トルの波長範囲内の前記光画像のスペクトル部分
のみに応答して電気信号を生成するように選択された、
予め定められたスペクトル通過帯域を有する光フィルタ
手段とを備えていることを特徴とするテレビジョン誘導
ミサイルシステム。 - 【請求項２】 変換器手段が600 ナノメ−トルより相当
短い波長を含むスペクトル感度範囲を備えており、 光フィルタ手段が約600 ナノメ−トル以下の波長を含む
光画像のスペクトル部分を急激に減衰するように設計さ
れている請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 レンズ構造が光画像の強度変化のためモ
−タ−駆動虹彩絞り構造を備え、 信号処理手段は前記画像信号の振幅を感知して虹彩絞り
構造を調節する自動絞り制御手段を備え、前記振幅がほ
ぼ予め定めらられた値で維持される請求項１記載のシス
テム。 - 【請求項４】 感光性ターゲット表面を有する光電子画
像変換器手段と、 ターゲット表面に光画像の焦点をむすばせるレンズ構造
と、 光画像の光路に配置され、変換器手段が約600 〜800 ナ
ノメ−トルの波長範囲内の前記光画像のスペクトル部分
のみに応答して電気信号を生成するように選択された予
め定められたスペクトル通過帯域を有する光フィルタ手
段とを備えていることを特徴とするテレビジョンカメラ
装置。 - 【請求項５】 レンズ構造が供給された電気制御信号に
応答して光画像の強度を変更するためにモ−タ−駆動虹
彩絞り構造を有している請求項４記載のカメラ装置。 - 【請求項６】 虹彩絞り構造が可変虹彩絞りと、 前記制御信号に反応して虹彩絞りを調節する円筒形トル
クモータを有する請求項５記載のカメラ装置。 - 【請求項７】 虹彩絞り構造が可変虹彩絞りと、 中心から周辺へ連続的に減少する光密度の濃度勾配フィ
ルタを有する請求項５記載のカメラ装置。 - 【請求項８】 勾配フィルタの光密度が中心から周辺ま
で線形に減少する請求項７記載のカメラ装置。 - 【請求項９】 虹彩絞り構造が約800:1 以上の光減衰範
囲を有する請求項８記載のカメラ装置。 - 【請求項１０】 変換器手段が前記ターゲット表面を形
成するターゲット層を有するカメラ管からなり、セレン
化亜鉛（ＺｎＳｅ）およびテルル化カドミウム（ＣｄＴ
ｅ）またはテルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）の層を含んでいる
請求項４記載のカメラ装置。 - 【請求項１１】 カメラ管が600 ナノメ−トルよりはる
かに短い波長から約900 ナノメ−トルまでの波長範囲の
スペクトル感度を有し、 光フィルタ手段が約600 ナノメ−トル以下の波長を含む
光画像のスペクトル部分を急激に減衰するように設計さ
れている請求項10記載のカメラ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US720054 | 1991-06-24 | ||
| US07/720,054 US5144422A (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Optimal television imaging system for guided missile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203397A JPH05203397A (ja) | 1993-08-10 |
| JPH0718672B2 true JPH0718672B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=24892454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4166371A Expired - Lifetime JPH0718672B2 (ja) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | 誘導ミサイルの光学的テレビジョン画像システム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144422A (ja) |
| EP (1) | EP0520647A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0718672B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012345B1 (ja) |
| AU (1) | AU655992B2 (ja) |
| CA (1) | CA2066391A1 (ja) |
| IL (1) | IL101994A0 (ja) |
| NO (1) | NO922465L (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6965396B1 (en) * | 1995-06-28 | 2005-11-15 | The Johns Hopkins University | Video-centroid integrated circuit |
| US6753909B1 (en) | 1999-04-20 | 2004-06-22 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Camera with spatially adjustable variable density optical filter and method for controlling the same |
| KR20030034336A (ko) * | 2001-10-22 | 2003-05-09 | 주식회사 만도 | 차량용 디스크브레이크 |
| US20040075585A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Kaiser Kenneth W. | Tactical surveillance sensor projectile system |
| US8314374B2 (en) | 2005-06-20 | 2012-11-20 | Aurora Flight Sciences Corporation | Remotely-guided vertical take-off system and method for delivering an ordnance to a target |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1206401A (en) * | 1966-12-05 | 1970-09-23 | Pavelle Ltd | Improvements in or relating to colour correction filters in or for photographic colour printing or enlarging apparatus |
| US3571649A (en) * | 1969-01-21 | 1971-03-23 | David N Bush Jr | Optical filtration for underwater viewing, photography, and the like |
| US3885091A (en) * | 1973-10-24 | 1975-05-20 | Halliburton Co | Method and apparatus for pipeline inspection |
| GB2079093B (en) * | 1980-06-20 | 1984-07-04 | British Aerospace | Infra-red sensor array |
| FR2502875B1 (fr) * | 1981-03-30 | 1985-11-29 | Tugaye Jean | Procede et dispositif de cadrage et de stabilisation d'image de camera electro-optique |
| US4563089A (en) * | 1983-03-14 | 1986-01-07 | Miles Laboratories, Inc. | Method and apparatus for converting spectral and light intensity values directly to digital data |
| DE3339182C1 (de) * | 1983-10-28 | 1985-04-18 | Schäfter + Kirchhoff, 2000 Hamburg | Vorrichtung zum UEberwachen eines Schweissvorganges |
| FR2554999B1 (fr) * | 1983-11-15 | 1986-01-17 | Thomson Csf | Dispositif photosensible pour l'infrarouge |
| DE3485543D1 (de) * | 1984-05-09 | 1992-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | Beleuchtungsvorrichtung im nahen infrarot und verwendung einer derartigen vorrichtung. |
| US4615496A (en) * | 1985-01-03 | 1986-10-07 | The Boeing Company | Hybrid semi-strapdown infrared seeker |
| US4814868A (en) * | 1987-10-02 | 1989-03-21 | Quadtek, Inc. | Apparatus and method for imaging and counting moving particles |
| US5013917A (en) * | 1988-07-07 | 1991-05-07 | Kaman Aerospace Corporation | Imaging lidar system using non-visible light |
| DE3837842C1 (en) * | 1988-11-08 | 1990-05-10 | Eltro Gmbh, Gesellschaft Fuer Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg, De | Method and sensor system for attacking helicopters |
| NL8901380A (nl) * | 1989-02-14 | 1990-09-03 | Heuft Qualiplus Bv | Simultane dubbele inspectie. |
-
1991
- 1991-06-24 US US07/720,054 patent/US5144422A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-16 CA CA002066391A patent/CA2066391A1/en not_active Abandoned
- 1992-05-25 IL IL101994A patent/IL101994A0/xx unknown
- 1992-06-10 EP EP92305299A patent/EP0520647A1/en not_active Withdrawn
- 1992-06-22 NO NO92922465A patent/NO922465L/no unknown
- 1992-06-23 AU AU18487/92A patent/AU655992B2/en not_active Expired
- 1992-06-23 KR KR1019920010887A patent/KR950012345B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-24 JP JP4166371A patent/JPH0718672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO922465L (no) | 1992-12-28 |
| KR930001698A (ko) | 1993-01-16 |
| EP0520647A1 (en) | 1992-12-30 |
| AU1848792A (en) | 1993-01-21 |
| AU655992B2 (en) | 1995-01-19 |
| CA2066391A1 (en) | 1992-12-25 |
| KR950012345B1 (ko) | 1995-10-17 |
| NO922465D0 (no) | 1992-06-22 |
| IL101994A0 (en) | 1992-12-30 |
| US5144422A (en) | 1992-09-01 |
| JPH05203397A (ja) | 1993-08-10 |
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