DE2121918A1 - Abtastprisma - Google Patents

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, den 27.4.1971

Gesellschaft mit beschränkter B 511 Cz/bk

Haftung 7226 O101Q1Q

München 2 1 2 I 9 I O

"Abtastprisma"

Die Erfindung betrifft ein Abtastprisma zum veränderlichen Ablenken eines parallelen Strahlenbündels mit vier aufeinander senkrecht stehenden Begrenzungsflächen und einer zu den Begrenzungsflächen parallelen und durch den'Schwerpunkt des Abtastprismas laufenden Drehachse, das aus zwei, je zwei der Begrenzungsflächen enthaltenden Einzelprismen besteht.

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Derartige Abtastprismen werden zum zeilenweisen Abtasten von vorgegebenen Gegenständen in einem Aufnahmesystem benutzt; vgl. Naumann, "Optik für Konstrukteure", 2.Auflage 196α, Seite 73. Die beiden Einzelprismen sind jeweils auf ihrer Hypotenusenfläche verspiegelt, so daß bei einer Umdrehung des Abtastprismas um seine Drehachse das austretende Strahlenbündel zweimal gedreht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine neue geometrische Aufteilung des Abtastprismas bei einer Umdrehung vier Abtastungen zu erhalten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einzelprismen zusätzlich symmetrisch mit einem durch die Drehachse laufenden Schnitt geteilt sind und die Grenzschichten zwischen den so entstandenen Prismen einen kleineren Brechungsindex als die Prismen aufweisen.

Durch die Unterteilung des Abtastprismas in vier geometrisch gleiche Prismen kann eine Zeile eines Gegenstandes während einer Umdrehur.g des Prismas um seine Drehachse viermal abgetastet werden.

Da die Grenzschicht zwischen den einzelnen

Prismen einen_:geringen Brechungsindex, vorzugsweise um den Wert 1 aufweist, wird das parallele Strahlenbündel nur dann umgelenkt, wenn der Einfallswinkel den Bedingungen für eine Totalreflexion genügt. Andernfalls wird das Strahlenbündel lediglich seitlich versetzt.

Die Erfindung ist anhand der Figur näher erläutert, die einen zu der Drehachse senkrechten Querschnitt eines Abtastprismas gemäß der Erfindung zeigt.

Auf ein in seinen äußeren Begrenzungen als Würfel ausgebildetes Abtastprisma 1 trifft ein von einem nicht darge-

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stellten Gegenstand ausgehendes paralleles Strahlenbündel 2 auf. Das Abtastprisma 1, das um eine nur schematisch angedeutete Achse 4 drehbar ist, ist aus vier geometrisch gleichen Prismen 11, 12, 13 und 14 mit Begrenzungsflächen 31, 32, 33 und 34 zusammengesetzt.

• Die Grenzschicht 5 zwischen diesen Einzelprismen 11 bis 14 ist als paralleler Luftspalt mit einem Brechungsindex von ungefähr 1 ausgebildet. Der Brechungsindex η des Prismenmaterials kann je nach Verwendungszweck variiert werden und z.B. für die Abtastung eines Gegenstandes im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums zu ungefähr 1,5 gewählt i.'erden.

Zur Aufnahme des abgelenkten parallelen Lichtstrahlenbündels ist ein Objektiv 6 mit einem v/irksamen Durchmesser D vorgesehen, das das abgelenkte Strahlenbündel 2 auf einen Fotoempfänger 7 fokussiert.

Ein Randstrahl 21 des Strahlenbündels 2 trifft in der gezeigten Drehstellung des Abtastprismas 1 unter dem Winkel ß auf die Begrenzungsfläche 31 des Prismas 11 auf, wird in dieses hereingebrochen und trifft nach einer seitlichen Versetzung in der Grenzschicht 5 zwischen dem Prisma 11 und dem Prisma 11 auf die Grenzschicht 5 zv;ischen dem Prisma 14 und dem Prisma 13; hier findet Totalreflexion statt, so daß der Randstrahl 21 parallel zur optischen Achse des Objektives 6 unter dem gleichen Winkel β aus dem Prisma 14 austritt.

Ein in der Figur rechts davon liegender Strahl 22 wird bereits nach einer Brechung in das Prisma 11 an der Grenzschicht 5 zwischen dem Prisma 11 und dem Prisma 12 reflektiert j der Strahl 22 verläßt das Prisma 14 parallel zu dem Strahl 21. Für die übrigen Strahlen, z.B. den Randstrahl 23 gilt entsprechendes.

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Durch die zweifache Spiegelsymmetrie des Äbtastprismas 1 wird bei einer Umdrehung des Abtastprismas um ,seine Achse eine Zeile des Gegenstandes viermal abgetastet.

Selbstverständlich ist es möglich, z.B. zur Aufnahme von infraroter Strahlung den Brechungsindex der Prismen 11 bis 14 höher als 1,5," etwa zwischen den Werten 2 und 5 zu wählen; die Grenzschicht 5 kann dann ebenfalls aus Luft oder z.B. aus Glas mit dem Brechungsindex 1,5 sein. Es ist ersichtlich, daß sich durch die Variierung der Brechungsindizes, des Prismenmaterials und der Grenzschicht und des davon abhängigen Winket für die Totalreflexion der Abtastwinkel den gewünschten Gegebenheiten anpassen läßt.

-Patentansprüche-

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Claims (2)

1. Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn,'den 27.4.1971

   Gesellschaft mit beschränkter B 511 Cz/bk

   Haftung " 7226

   München

   Patentansprüche

   f l.)> Abtastprisma zum veränderlichen Ablenken eines parallelen Strahlenbündels mit vier aufeinander senkrecht stehenden Begrenzungsflächen und einer zu den Begrenzungsflächen parallelen und durch den Schwerpunkt des Abtastprismas laufenden Drehachse, das aus zwei, je zwei der Begrenzungsflächen enthaltenden Einzelprismen besteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Einzelprismen zusätzlich symmetrisch mit einem durch die Drehachse (4) laufenden Schnitt geteilt sind und die Grenzschicht (5) zwischen den so entstandenen Prismen (11-14) einen kleineren Brechungsindex als die Prismen (11-14) aufweist.
2. 2.) Abtastprisma nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Grenzschicht (5) einen Brechungsindex von etwa 1 aufweist.

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   L e e rs e i t e