FR2738097A1

FR2738097A1 - Opto-electronic device for aircraft night flying

Info

Publication number: FR2738097A1
Application number: FR9509973A
Authority: FR
Inventors: Christian Pepin
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 1997-02-28
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: FR2738097B1

Abstract

The device includes a matrix detector (1) which is placed in the focal plane of a lens (2) and provides a video signal from an applied control voltage. It comprises two images which are filtered in two narrow spectral bands, one centred on a wavelength not subject to atmospheric attenuation and the other subject to attenuation. First and second shaping circuits (6,7) are coupled to the detector by a switch (5) and apply the video images for each wavelength selectively to the image channels of the monitor. The control voltage generator (9) for the detector is determined by a signal from a calculator circuit (10) to maintain the unattenuated wavelength and to adjust the second attenuated wavelength to maintain a constant mean ratio of the signals.

Description

La présente invention conceme un dispositif optronique d'aide au pilotage de nuit pour aéronef. The present invention relates to an optronic device for assisting piloting at night for aircraft.

Les solutions actuellement mises en oeuvre sur les aéronefs qui permettent de foumir aux pilotes, de nuit, L'image du paysage environnant, sont basées sur l'emploi d'un imageur thermique grand champ. Cet imageur est connu sous la l'abréviation anglosaxonne FLIR de "Forward Looking Infra
Red" .Sa bande spectrale de fonctionnement est comprise entre 8 et 121Jm.11 possède un grand champ angulaire typiquement 1 8x24 et une grande résolution angulaire. Il est également sensible aux émissions propres des objets constituant le paysage ce qui lui permet de fonctionner même lorsque la nuit est très noire, en ciel couvert sans lune.The solutions currently implemented on aircraft which allow pilots to provide the image of the surrounding landscape at night are based on the use of a wide field thermal imager. This imager is known by the Anglo-Saxon abbreviation FLIR of "Forward Looking Infra
Red ". Its operating spectral band is between 8 and 121 Jm. 11 has a large angular field typically 1 8x24 and a high angular resolution. It is also sensitive to the own emissions of the objects constituting the landscape which allows it to function even when the night is very dark, in the overcast sky without moon.

Cependant, avec un tel imageur il n'est pas possible de distinguer tous les éléments d'un paysage et notamment des parties de sol possédant une texture identique même si celles ci sont situées à des distances différentes. En effet, dans la bande spectrale 8 à12 clam, I'émissivité des objets est très forte et dépend surtout de l'état de surface et notamment de la rugosité des objets. However, with such an imager it is not possible to distinguish all the elements of a landscape and in particular parts of the ground having an identical texture even if these are located at different distances. Indeed, in the spectral band 8 to 12 clam, the emissivity of the objects is very strong and depends above all on the surface condition and in particular on the roughness of the objects.

Lorsque les textures des objets sont identiques les contrastes thermiques relatifs sont en effet très faibles et font perdre toute notion de relief. Ainsi un objet en béton et un fond de terre peuvent être distingués facilement même s'ils sont situés à une distance identique de l'imageur. Par contre, une bosse en terre très proche sur un fond de terre plus lointain sera difficile à percevoir.When the textures of the objects are identical the relative thermal contrasts are indeed very weak and make lose any notion of relief. Thus a concrete object and a ground floor can be easily distinguished even if they are located at an identical distance from the imager. On the other hand, a very close bump in the ground on a more distant ground will be difficult to perceive.

Après plusieurs accidents d'hélicoptères dus à ce phénomène, un senseur intensificateur de lumière permettant l'intensification de la lumière résiduelle venant des étoiles par nuit sombre a été adjoint au senseur thermique. Cette intensificateur de lumière permet de voir des objets en utilisant leur pouvoir réflecteur et non plus leur pouvoir émissif, dans une bande spectrale comprenant le visible et le proche infrarouge. Compte tenu de l'écart important entre les bandes spectrales des deux senseurs il est rare que les objets du paysage soient peu contrastés en même temps dans les deux bandes. Ceci permet en fusionnant les informations issues des deux senseurs de fournir au pilote une image toujours contrastée du paysage en utilisant par exemple une visualisation en fausse couleur. After several helicopter accidents due to this phenomenon, a light intensifying sensor allowing the intensification of the residual light coming from the stars on a dark night was added to the thermal sensor. This light intensifier makes it possible to see objects using their reflective power and no longer their emissive power, in a spectral band comprising the visible and the near infrared. Given the large difference between the spectral bands of the two sensors, it is rare for landscape objects to have little contrast at the same time in the two bands. This makes it possible, by merging the information from the two sensors, to provide the pilot with an always contrasting image of the landscape by using, for example, a false color display.

Cette dernière solution qui est actuellement couramment employée présente cependant deux inconvénients majeurs à savoir d'une part, que l'intensification de lumière est d'un domaine d'emploi limité car elle a besoin pour fonctionner qu'il existe toujours un éclairement résiduel sur le paysage d'environ 10 mlux et que d'autre part, la fusion de deux images de senseurs différents n'est réalisable efficacement que si les senseurs présentent d'excellentes qualités de géométrie d'image (absence de distorsions)ce qui conduit à des réalisations coûteuses. Egalement, I'intensification de lumière reste une solution qui est sensible aux éblouissements dus aux sources intenses comme sont les feux, les leurres largués par le système d'auto protection de l'aéronef, etc.... This latter solution, which is currently commonly used, however has two major drawbacks, namely, on the one hand, that the intensification of light is of a limited field of use because it needs to operate that there is always a residual illumination on the landscape of approximately 10 mlux and that on the other hand, the fusion of two images of different sensors is only achievable effectively if the sensors have excellent qualities of image geometry (absence of distortions) which leads to costly achievements. Also, the intensification of light remains a solution which is sensitive to glare due to intense sources such as lights, decoys dropped by the aircraft's self protection system, etc.

Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks.

A cet effet l'invention a pour objet, un dispositif optronique d'aide au pilotage de nuit pour aéronefs comportant un moniteur couleur couplé à une caméra infrarouge par l'intermédiaire de circuits de mise en forme de signaux vidéo fournis par la caméra pour visualiser des images en fausse couleur d'une scène observée, chaque couleur identifiant une distance séparant chaque point de la scène observée de la caméra caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur matriciel à multipuits quantiques disposé dans le plan image de l'objectif et foumissant à partir d'une tension de commande appliquée sur une de ses entrées, des signaux vidéo représentatifs d'une première image et d'une deuxième image de la scène observée, filtrées respectivement dans deux bandes spectrales étroites centrées respectivement sur une première et une deuxième longueur d'onde déterminée la première bande spectrale étant située dans la partie du spectre non atténuée de l'atmosphère et l'autre bande spectrale étant située au bord de la partie atténuée du spectre de la lumière dans l'atmosphère, ainsi qu'un premier circuit de mise en forme et un deuxième circuit de mise en forme couplé à la sortie du détecteur matriciel par l'intermédiaire d'un commutateur pour appliquer sélectivement les signaux vidéo représentatifs de la première et de la deuxième image sur des entrées de canal image respectives du moniteur couleur. To this end, the subject of the invention is an optronic device for assisting piloting at night for aircraft comprising a color monitor coupled to an infrared camera by means of circuits for shaping video signals supplied by the camera for viewing. false color images of an observed scene, each color identifying a distance separating each point of the observed scene from the camera, characterized in that it comprises a matrix detector with quantum multi-wells arranged in the image plane of the objective and providing from a control voltage applied to one of its inputs, video signals representative of a first image and of a second image of the observed scene, filtered respectively in two narrow spectral bands centered respectively on a first and a second determined wavelength the first spectral band being located in the non-attenuated part of the spectrum of the atmosphere era and the other spectral band being located at the edge of the attenuated part of the spectrum of light in the atmosphere, as well as a first shaping circuit and a second shaping circuit coupled to the output of the matrix detector via a switch for selectively applying the video signals representative of the first and second images to respective image channel inputs of the color monitor.

L'invention a principalement pour avantage qu'elle permet une utilisation tout temps de nuit comme de jour de l'imageur; en fournissant au pilote une notion de distance de tous les points de l'image. Le système a également pour avantage d'être entièrement passif c'est à dire qu'il n'émet aucun rayonnement susceptible de révéler sa présence, à la différence par exemple des imageurs à lasers actifs de type LIDAR. D'autre part1 sa consommation en énergie est faible ce qui est une qualité particulièrement appréciable à bord des aéronefs. The main advantage of the invention is that it allows all-weather use both day and night for the imager; by providing the pilot with a notion of distance from all the points of the image. The system also has the advantage of being entirely passive, that is to say that it emits no radiation capable of revealing its presence, unlike for example active laser imagers of the LIDAR type. On the other hand1 its energy consumption is low, which is a particularly appreciable quality on board aircraft.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent:
La figure 1, I'allure de la courbe d'atténuation de la lumière dans l'atmosphère pour une bande de transmission comprise entre 8 et 12clam. Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description which follows given with reference to the appended drawings which represent:
Figure 1, the shape of the light attenuation curve in the atmosphere for a transmission band between 8 and 12clam.

La figure 2, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Figure 2, an exemplary embodiment of a device according to the invention.

Les figures 3, 4 et 5 des courbes représentatives de la transmittance de l'atmosphère pour différentes altitudes et différents climats. Figures 3, 4 and 5 of the curves representing the transmittance of the atmosphere for different altitudes and different climates.

Comme exposé précédemment, I'invention est basée sur l'emploi d'un senseur capable de foumir d'une scène observée, deux images analysées dans deux bandes spectrales fines et proches l'une de l'autre, tout en étant bien distinctes. As explained above, the invention is based on the use of a sensor capable of providing an observed scene, two images analyzed in two fine spectral bands close to each other, while being very distinct.

Le principe de fonctionnement du senseur repose sur l'exploitation du fait que l'atténuation des rayonnements infrarouges des objets dans
I'atmosphère est un phénomène fortement non linéaire ,comme le montre sur la figure 1 la courbe d'atténuation de ces rayons représentée. Selon l'invention, une première image est analysée par le senseur dans une bande de sensibilité étroite centrée sur la longueur d'onde #1 et une deuxième image est analysée dans une bande étroite centrée sur X2. Dans ces conditions l'intensité apparente d'un objet situé à la distance D peut s'écrire: IA(#1)= I0(#1)l-#1D(1)
et IA(X2)=10(X2) l-#2D (2)
lo étant l'intensité intrinsèque de l'objet et ai ,a2 les coefficients d'extinction de l'atmosphère aux longueurs d'ondes hl et A2. The operating principle of the sensor is based on the fact that the attenuation of infrared radiation from objects in
The atmosphere is a highly non-linear phenomenon, as shown in Figure 1 the attenuation curve of these rays shown. According to the invention, a first image is analyzed by the sensor in a narrow sensitivity band centered on the wavelength # 1 and a second image is analyzed in a narrow band centered on X2. Under these conditions the apparent intensity of an object located at distance D can be written: IA (# 1) = I0 (# 1) l- # 1D (1)
and IA (X2) = 10 (X2) l- # 2D (2)
lo being the intrinsic intensity of the object and ai, a2 the extinction coefficients of the atmosphere at wavelengths hl and A2.

Le rapport R entre ces deux grandeurs ,soit:
R=R= IO(#1)l-(#1-#2)D (3)
I0(#2) montre que lorsque les deux raies hl et X2 sont suffisamment proches, on peut considérer que: lo(A1 )=lo(A2)
Ceci est dû au fait que les sources se comportent comme des corps noirs à température proche de l'ambiante et que k1 et A2 sont situées dans l'infrarouge thermique. Dans ces conditions R vaut:
R = W-( 2) (4)
Ainsi pour une atmosphère déterminée R apparaît directement représentatif de la distance de la cible et permet donc de l'estimer. Pour cela, la différence (#1-#2) ne doit pas être trop faible, si non R vaudrait 1 quelque soit la distance D.Ce résultat est obtenu comme le montre la figure 1 en choisissant #1 dans la bande de transmission atmosphérique et X2 en bord de cette bande de transmission, là où l'atténuation commence à être importante.The ratio R between these two quantities, namely:
R = R = IO (# 1) l - (# 1- # 2) D (3)
I0 (# 2) shows that when the two lines hl and X2 are close enough, we can consider that: lo (A1) = lo (A2)
This is due to the fact that the sources behave like black bodies at a temperature close to ambient and that k1 and A2 are located in the thermal infrared. Under these conditions R is worth:
R = W- (2) (4)
Thus, for a determined atmosphere R appears directly representative of the distance from the target and therefore makes it possible to estimate it. For this, the difference (# 1- # 2) must not be too small, if not R would be worth 1 whatever the distance D. This result is obtained as shown in figure 1 by choosing # 1 in the atmospheric transmission band and X2 at the edge of this transmission band, where the attenuation begins to be significant.

Pour obtenir une valeur significative de R la largeur de raie ## est choisie suffisamment faible mais pas trop pour que le flux capté ne soit pas non plus trop faible par rapport au bruit de lecture du détecteur. D'autre part, le filtre déterminant la bande passante Ak doit être "froid" afin de ne pas engendrer du bruit de réémission en dehors de sa bande passante, qui risquerait de masquer le signal utile reçu dans la bande de transmission.To obtain a significant value of R, the line width ## is chosen to be sufficiently small but not too small so that the captured flux is also not too low compared to the reading noise of the detector. On the other hand, the filter determining the passband Ak must be "cold" so as not to generate retransmission noise outside of its passband, which would risk masking the useful signal received in the transmission band.

La solution proposée par l'invention permet de respecter ces diverses contraintes grâce à l'utilisation de détecteurs infrarouge à multi-puits quantiques connus sous la désignation MPQ. Ces détecteurs présentent des caractéristiques intrinsèques qui les rendent en effet très bien adaptés à ce type d'usage. Comme ils sont naturellement sensibles à la lumière dans une bande étroite de longueur d'onde ,ils excluent de ce fait la présence de filtres optiques spécifiques qu'il faudrait refroidir Ils présentent aussi l'avantage que leur bande spectrale de sensibilité peut être modifiée par l'application d'une tension électrique de bas niveau. Ils permettent d'autre part la réalisation de matrices comportant un nombre élevé de points ce qui permet d'obtenir des imageurs de bonne sensibilité malgré la faiblesse du rendement quantique et l'étroitesse de la bande spectrale. The solution proposed by the invention makes it possible to comply with these various constraints thanks to the use of infrared detectors with quantum multi-wells known under the designation MPQ. These detectors have intrinsic characteristics which make them very well suited to this type of use. As they are naturally sensitive to light in a narrow wavelength band, they therefore exclude the presence of specific optical filters which would have to be cooled. They also have the advantage that their spectral band of sensitivity can be modified by the application of a low level electrical voltage. They also allow the production of matrices comprising a high number of points which makes it possible to obtain imagers of good sensitivity despite the weakness of the quantum yield and the narrowness of the spectral band.

Une description de détecteurs à multipuits quantiques peut par exemple être trouvée dans l'article de la revue La Recherche 248 volume 23
Novembre 1992 ayant pour titre "Les puits quantiques et la détection infrarouge".A description of quantum multiwell detectors can for example be found in the article in the journal La Recherche 248 volume 23
November 1992 entitled "Quantum wells and infrared detection".

Ceux ci possèdent une bande de sensibilité étroite comprise entre 0,5 et 1 pu. Ils sont intégrés au détecteur pour éviter une réémission en dehors de la bande de sensibilité , et de façon à être équivalent à ce qui pourrait être obtenu avec un filtre froid. Ils présentent également une très grande résistance aux agressions lumineuses telles que celles produites par les lasers grâce au fait que lorsque le détecteur est saturé celui ci devient transparent. These have a narrow sensitivity band between 0.5 and 1 pu. They are integrated into the detector to avoid re-emission outside the sensitivity band, and so as to be equivalent to what could be obtained with a cold filter. They also have a very high resistance to light aggressions such as those produced by lasers thanks to the fact that when the detector is saturated it becomes transparent.

Le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention qui est représenté à la figure 2 comporte, un détecteur matriciel à puits quantiques 1 disposé dans le plan image d'un objectif infrarouge de caméra.2. Un dispositif d'entrelacement 3 commandé par un séquenceur 4 est disposé entre le détecteur matriciel 1 et l'objectif 2. Un commutateur 5 commandé également par le séquenceur 4 assure le transfert des signaux foumis par le détecteur matriciel 1 alternativement vers un premier et un deuxième étage de mise en forme référencés respectivement 6 et 7. Ces étages de mise en forme transforment les signaux fournis par le commutateur 5 en deux signaux vidéo avant de les appliquer respectivement sur deux entrées de canal couleur ,par exemple vert et rouge ,d'un moniteur de télévision 8. La troisième entrée de canal couleur1 entrée de canal bleu dans l'exemple, reçoit des informations de pilotage du poste de pilotage non représenté de l'aréonef. Le détecteur matriciel 1 est commandé par un générateur de tension 9 en fonction du niveau d'un signal obtenu en sortie d'un dispositif de calcul 10 dépendant du niveau relatif des signaux obtenus en sortie du commutateur 5. The device for implementing the invention which is shown in FIG. 2 comprises a matrix detector with quantum wells 1 arranged in the image plane of an infrared camera lens. 2. An interleaver 3 controlled by a sequencer 4 is disposed between the matrix detector 1 and the objective 2. A switch 5 also controlled by the sequencer 4 ensures the transfer of the signals provided by the matrix detector 1 alternately to a first and a second shaping stage referenced respectively 6 and 7. These shaping stages transform the signals supplied by the switch 5 into two video signals before applying them respectively on two color channel inputs, for example green and red, of a television monitor 8. The third color channel input 1 blue channel input in the example, receives piloting information from the cockpit not shown from the aircraft. The matrix detector 1 is controlled by a voltage generator 9 as a function of the level of a signal obtained at the output of a calculation device 10 depending on the relative level of the signals obtained at the output of the switch 5.

A titre d'exemple, le détecteur matriciel 1 peut être un détecteur comportant une matrice de 288x768 éléments, compatible du standard vidéo
CCIR 625 lignesl50Hz dont la largeur spectrale 0,5 pm est déplaçable dans une bande 8 à 12 pm de large à l'aide d'une tension de commande foumie par le générateur 9. De préférence le détecteur 1 est plaçé à l'intérieur d'un cryostat non représenté, pour être refroidi à une température suffisante d'environ 60 à 77 K
Le dispositif qui vient d'être décrit permet de délivrer des images en fausse couleur à la cadence de 50Hz pour les trames et de 25Hz pour les images complètes. La sélection des trames s'effectue par l'intermédiaire du dispositif d'entrelacement 3 et du commutateur 5. Les trames paires comportent les éléments d'image obtenus par une analyse de la scène observée par l'objectif 2 dans une bande spectrale de 0,5clam de large centrée sur la longueur d'onde A1. Les trames impaires sont constituées par les éléments de l'image de la scène observée par l'objectif 2 dans une bande spectrale centrée sur la longueur d'onde k2. Ces trames sont enregistrées respectivement à l'intérieur des dispositifs de mise en forme 6 et 7 avant d'être visualisées sur l'écran du moniteur 8. L'image qui est ainsi visualisée apparaît en fausse couleur1 les parties proches de la scène apparaissant en vert. Pour les distances intermédiaires la couleur des éléments de la scène résulte d'un mélange de rouge et de vert qui est variable en fonction de la distance.By way of example, the matrix detector 1 can be a detector comprising a matrix of 288 × 768 elements, compatible with the video standard
CCIR 625 linesl50Hz whose spectral width 0.5 pm can be moved in a band 8 to 12 pm wide using a control voltage supplied by the generator 9. Preferably the detector 1 is placed inside '' a cryostat not shown, to be cooled to a sufficient temperature of about 60 to 77 K
The device which has just been described makes it possible to deliver images in false color at the rate of 50 Hz for the frames and 25 Hz for the complete images. The selection of the frames is carried out by means of the interleaver 3 and of the switch 5. The even frames comprise the image elements obtained by an analysis of the scene observed by the objective 2 in a spectral band of 0 , 5clam wide centered on the wavelength A1. The odd fields are formed by the elements of the image of the scene observed by the objective 2 in a spectral band centered on the wavelength k2. These frames are recorded respectively inside the shaping devices 6 and 7 before being displayed on the screen of the monitor 8. The image which is thus displayed appears in false color1 the parts close to the scene appearing in green. For the intermediate distances the color of the elements of the scene results from a mixture of red and green which is variable according to the distance.

En fonction du type d'atmosphère dans laquelle évolue l'aéronef, le niveau de signal mesuré dans les trames par le dispositif de calcul 10 est très variable comme le montrent les courbes de transmission atmosphériques des figures 3, 4 et 5 dans lesquelles A1 a été choisi égal à 9 pm et A2 égal à 8,25 clam. Aussi pour que l'impression de relief reste exploitable par le pilote quelque soit le type d'atmosphère, il est nécessaire que la longueur d'onde hl qui est calée sur la figure 1 au maximum de transmission atmosphérique reste fixe et que le dispositif de mise en forme 6 ajuste le niveau du signal vidéo pour qu'il reste constant en moyenne dans l'image. Cette régulation du signal
VIDEO peut être réalisée par tout moyen connu mettant par exemple en oeuvre une boucle à commande automatique de gain. La longueur d'onde A2 est ajustée pour que le rapport de niveau entre les niveaux des signaux appliqués sur les entrées du dispositif de calcul 10 reste en moyenne constant. II est aussi possible d'ajuster le niveau des signaux de longueur d'onde A2 à partir d'une commande du pilote appliquée sur une entrée du générateur de tension 9 ce qui lui donne ainsi le choix entre une commande manuelle ou automatique.Depending on the type of atmosphere in which the aircraft operates, the signal level measured in the frames by the calculation device 10 is very variable as shown by the atmospheric transmission curves of Figures 3, 4 and 5 in which A1 has was chosen equal to 9 pm and A2 equal to 8.25 clam. Also so that the impression of relief remains exploitable by the pilot whatever the type of atmosphere, it is necessary that the wavelength hl which is calibrated in FIG. 1 at the maximum of atmospheric transmission remains fixed and that the device for shaping 6 adjusts the level of the video signal so that it remains constant on average in the image. This signal regulation
VIDEO can be produced by any known means, for example using an automatic gain control loop. The wavelength A2 is adjusted so that the level ratio between the levels of the signals applied to the inputs of the calculation device 10 remains constant on average. It is also possible to adjust the level of the wavelength signals A2 from a pilot command applied to an input of the voltage generator 9, which thus gives him the choice between manual or automatic control.

Le mode de fonctionnement précédemment décrit est un mode de fonctionnement séquentiel qui demande que des circuits de mémorisation soient prévus dans les dispositifs de mise en forme 6 et 7 pour restituer sur l'écran du moniteur 8 des images vertes et rouges simultanées, alors qu'elles sont prises à des instants différents. Cela peut présenter des inconvénients lorsque notamment l'image évolue rapidement. Mais ce problème peut être résolu si les images de longueur d'onde hl et A2 sont analysées en même temps. Ce résultat peut être atteint par exemple, en utilisant un détecteur matriciel ayant deux fois plus de lignes (576x768) et en commandant indépendamment les tensions de puits quantiques des lignes paires et des lignes impaires et en affectant dans les trames paires les lignes paires à l'image de longueur d'onde hl et les lignes impaires à l'image de longueur d'onde A2 .Les lignes impaires peuvent alors être traitées de façon connue par interpolation ligne à ligne pour foumir un équivalent aux lignes paires d'image à la fréquence A2. Les trames impaires sont traitées de façon similaire à la différence cependant que ce sont les lignes impaires qui forment l'image de longueur d'onde hl, et que les lignes paires forment l'image de fréquence A2 par un procédé d'interpolation ligne à ligne. The previously described operating mode is a sequential operating mode which requires that memory circuits be provided in the shaping devices 6 and 7 to restore simultaneous green and red images on the screen of the monitor 8, while they are taken at different times. This can have drawbacks when, in particular, the image changes rapidly. However, this problem can be resolved if the images of wavelength h1 and A2 are analyzed at the same time. This result can be achieved for example, by using a matrix detector having twice as many lines (576x768) and by independently controlling the quantum well voltages of the even lines and the odd lines and by assigning in the even frames the even lines to the wavelength image hl and the odd lines to the wavelength image A2. The odd lines can then be processed in a known manner by line-to-line interpolation to provide an equivalent to the even lines of image at the frequency A2. The odd fields are treated in a similar way with the difference, however, that it is the odd lines which form the image of wavelength hl, and that the even lines form the image of frequency A2 by a line-to-line interpolation method. line.

Une autre solution peut aussi consister à utiliser comme détecteur matriciel une matrice MPQ de 288 x 768 pixels mais possédant des pixels doubles à détecteurs superposés. II faut dans ce cas que les tensions de commande des deux détecteurs d'un même pixel soient accessibles séparément pour pouvoir ajuster la longueur d'onde A2 comme indiqué précédemment. Une seule tension commune aux deux détecteurs reste toutefois envisageable si l'écart AA=A1-A2 ne varie pas trop dans la zone d'ajustement. Cette solution présente naturellement l'avantage sur la précédente de remplir complètement les conditions de superposition spatiale et temporelle des deux images de longueurs d'onde B1 et A2. Another solution can also consist in using as a matrix detector a MPQ matrix of 288 x 768 pixels but having double pixels with superimposed detectors. In this case, the control voltages of the two detectors of the same pixel must be accessible separately in order to be able to adjust the wavelength A2 as indicated above. A single voltage common to the two detectors remains however possible if the difference AA = A1-A2 does not vary too much in the adjustment zone. This solution naturally has the advantage over the previous one of completely fulfilling the conditions of spatial and temporal superposition of the two images of wavelengths B1 and A2.

Naturellement les différents modes de réalisation de l'invention qui viennent d'être décrits ne sont pas uniques et on conçoit que ceux ci peuvent encore subir certaines modifications sans pour autant sortir du cadre même de l'invention. Ceci vaut par exemple pour le dispositif de visualisation 8 qui peut très bien être formé par un écran monochrome bien qu'un écran de visualisation fausse couleur soit préférable au sens où il procure au pilote un certain confort d'utilisation. II suffit pour cela d'adjoindre un organe de calcul qui va déterminer pour chaque point de l'image le rapport A1/x2, en déduire une échelle de distance et coder le niveau vidéo en fonction de la distance à l'aide d'une table de correspondance qui ne sera pas forcément linéaire. Cette table peut toujours être établie à la suite de calculs et de simulation d'images, ou tout simplement à la suite d'essais et de mesures sur le terrain. Naturally the various embodiments of the invention which have just been described are not unique and it is understood that these can still undergo certain modifications without thereby departing from the very framework of the invention. This applies for example for the display device 8 which can very well be formed by a monochrome screen although a false color display screen is preferable in the sense that it provides the pilot with a certain comfort of use. It suffices for this to add a calculating member which will determine for each point of the image the ratio A1 / x2, deduce therefrom a distance scale and code the video level as a function of the distance using a correspondence table which will not necessarily be linear. This table can always be established following calculations and simulation of images, or quite simply following tests and measurements in the field.

Egalement, la réalisation du dispositif selon l'invention n'est pas non plus limitée au fonctionnement qui vient d'être décrit dans la bande 8-12pm. II est également possible de transposer ce même dispositif pour lui permettre également de fonctionner dans tout autre bande, comme par exemple la bande 3-5 pm comme le montre la figure 5, en choisissant par exemple les longueurs d'onde de fonctionnement B1=4 pm et X2=4,6 pm ce qui reste compatible avec le fonctionnement des détecteurs MPQ. Also, the production of the device according to the invention is also not limited to the operation which has just been described in the 8-12pm band. It is also possible to transpose this same device to also allow it to operate in any other band, such as for example the 3-5 pm band as shown in FIG. 5, by choosing for example the operating wavelengths B1 = 4 pm and X2 = 4.6 pm which remains compatible with the operation of the MPQ detectors.

On conçoit également que les modes de réalisation de l'invention décrits précédemment sont également transposables à n'importe quel autres standards vidéo et notamment aux standards 525 lignes/60HZ format 4 x 3 ou lxi ou TVHD format 4 x 3,1 x 1, 16/9 etc... En effet, le nombre de points de la matrice peut être quelconque, et le système peut fonctionner également avec un détecteur à balayage barrette ou multi barrette. It is also understood that the embodiments of the invention described above can also be transposed to any other video standard and in particular to the 525 line / 60HZ standards format 4 x 3 or lxi or HDTV format 4 x 3.1 x 1, 16/9 etc ... Indeed, the number of points in the matrix can be arbitrary, and the system can also operate with a strip or multi-strip scanning detector.

Claims

1. An optronic device for assisting piloting at night for aircraft, comprising a color monitor coupled to an infrared camera by means of circuits for shaping video signals supplied by the camera for viewing false-color images of a scene. observed, each color identifying a distance separating each point of the observed scene from the camera, characterized in that it comprises a matrix detector with quantum multi-wells (1) arranged in the image plane of the objective (2) and providing from 'a control voltage applied to one of its inputs, video signals representative of a first image and of a second image of the observed scene, filtered respectively in two narrow spectral bands centered respectively on a first and a second length of' determined wave (A1, A2), the first spectral band being located in the non-attenuated part of the spectrum of the atmosphere and the other band spectral being located at the edge of the attenuated part of the spectrum of light in the atmosphere, as well as a first shaping circuit (6) and a second shaping circuit (7) coupled to the output of the matrix detector (1) by means of a switch (5) for selectively applying the video signals representative of the first and of the second image to respective image channel inputs of the color monitor (8).

2. Device according to claim 1 characterized in that it comprises a generator (9) of the control voltage of the quantum well detector (1) controlled by the output of a calculation device (10) of the relative level of the first and second video signals obtained at the output of the switch (5).

3. Device according to claim 2 characterized in that the level of the control voltage applied to the quantum well detector (1) is determined from the calculation device (10) to maintain the first spectral band of the image centered on the first wavelength (X1) and adjust the second wavelength X2 so that the level ratio between the first and second video signals remains approximately constant on average.

4. Device according to any one of claims 1 to 3 characterized in that it comprises an interlacing device (3) interposed between the objective (2) and the matrix detector with quantum well (1).

5 Device according to any one of claims 1 to 3 characterized in that it comprises a sequencer (4) of even and odd frames coupled to a generator (9) for controlling the quantum well detector (1) for independently controlling the voltages of the quantum wells of the even and odd lines by assigning in the even frames the even lines of the first image of wavelength A1 and the odd lines to the image of wavelength A2.

6. Device according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the first spectral band is centered around a wavelength XI of about 9 pm and the second spectral band is centered around a length d wave of about 8.5 pm.

7. Device according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the first spectral band is centered around a wavelength of about 4clam and the second spectral band is centered around a wavelength about 4.6 clam.