DE2224217C3 - Vorrichtung zum optischen Abtasten eines Bildfeldes - Google Patents

Description

Hing senkrechten zweiten Richtung«, /u sprachen Weiterhin wird d^von die Rede sen:, daß die beweglichen Spiegel um Azimut- und Elevationsuchsen drehbar sind. Auch dies»;- Bezeichnungen sind nur der Einfachheit haiber gewählt. Bei typischen Anwendungen der crfindungsgv'mäßen Vorrichtung wird es sieh bei der sogenannten Azimutachse tatsächlich um eine Azimutachse und hei der sogenannten EIeiationsachse tatsächlich um eine Elevations;,:!™:· handeln. Das bedeutet, daß die Azimuiachse vertikal ausgerichtet sur· wird und eine Schwenkung um diese Achse zu eint" Horizontalablenkung führt, während die Elevatiunsachse horizontal gerichtet ist und eiiv Vertikalablenkung ents:--h;r. läßt. Es \ ersteht sich jedoch, daß sich die Beschreibung auch auf solche Vorrichtungen bezieh'., .-ie im Vergleich zu der beschriebenen Vorrichtung auf die Seite gelegt sind.

Wie aus den Fig. 1, 3, ^r; und 7 ersichtlich, fällt das Licht einer irr. wesentlichen punktförmigen LiehtikLt sonstigen 'strahlungsquelle 32 auf dr-; Bk'nde 31 und wird dann, voa einer KolIimatorljnsL- 30 parallelisiert. Der piraflek Lichtstrahl wird dann \or ii,nem Spiegel 28 auf die Spiegelflächen einer rotierenden Spiegelanordnung IO geworfen. Ein Motor !1 dreht die Spiegelanordnung 10 mit hoher Geschwindigkeit. Die Spiegelanordnung 10 hai eine Vielzahl im wesentlichen ebener Spiegelflächen 10a, IQb, 10 c, ..., die gleichmäßig um die Drehachse 307 der Spiegelanordnung 3<J verteil' sind und senkrecht zu Radialstrahlen it.h-;r.. dia -.on der Achse de^r Spiegelanordnung aasißher.. Die rotierende Spiegelanordnung 10 erzeug'. ¹Ii Zeüen des Rasters Ein Zahnrad, beispielsweise eic Spir'Jrzd J 2. treibt ein damit in Eingriff sielendes Zahnrad !4, dessen Drehachse senkrecht zur Achse der Spiegelanordnung 10 steht Eine mit dem Ζώπ^'ί 14 ·. erbundene Welle 16 trägt eine Nockenschr'~e 18, zr. deren Umfang ein Folgeglied 24 anliegt, das urr. r.ne Achse 25 schwenkbar ist, die auf der Drehachse der Spiegelanordnung 10 senkrecht steht. Das Fclgeglied 24 weist eine Rolle 26 auf, die auf dem Umfang der Nockenscheibe 18 aufsitzt. Auf derr. anderen Ende des Folgegliedes 24 ist der obencrwlhnte Spiegel 28 befestigt Die Spiegel 10a, 10Λ, JJ j, ... der Spiegelanordnung 10 werden im folgenden als AzjrniH-Abtastspiegel bezeichnet, wogegen der auf atm Folgeglied 24 befestigte Spiegel 28 Elevations-Abtastspiegel genannt wird.

Bei der Nock ;a^cbeibe 18 handelt es sich um einen im wesentlichen !ir.ear.2n Nocken, was bedeutet, daß die Nockenscheibe das Fcigaglied 24 veranlaßt, eine zur Drehung der Nockenscheibe im wesentlichen proportionale Drehung auszuführen, bis eine Umkehrstelb erreicht ist Der linear.- Abschnitt der Nockenscheibe 18 erstreckt sich üb?r etwa 85 °o der Nockenflache. Die übrzen l^<n'i der Nockenfläche werden dazu benötigt, dir, FcizegUtJ in seine Ausgangsstellung zurückzubringen. D:t Linearität der Nockenscheibe kann be·. Bedirf ^c.o korruitrt werden, daß geringe Variationen ir. Zeüenabstand des Rasters kompensiert werden Das erzeugte Raste ist in dem Bereich 34, 2>d 38, 40 d;r Fig. 1 dargestellt.

Die Geometrie des optischen Systems lassen .π*" besten die Fig ti und 7 erkennen. Mit Hilfe der punktförmigen Strahlungsquelle 32 und der Kollimatorlinse 30 Wird ein paralleler Lichtstrahl erzeugt, dessen Querschnittsdimensionen durch die Blende 31 bestimmt werden Der eine Schwingbewegung ausführende Elevations-Abtaslspiegel 28 ist in Fig. 6 in seinen Extremstellungen Bestriche'* und in s Mittelstellung durch eine cnirch^-iho ule Linie dargestellt. Die Mittelstellung des Schwingspiegel« 2ft wird für Konstruktionszwecke ben"it und is win das optische System so aufgebaut, daß das System bei der Mittelstellung des Schwinsr-'pie-gels 28 geny· justiert is·:, wogegen in den Fxiremstellungcn de Schwingspiegel 28 geringe Abweichungen von der genau richtigen Position vorliegen, so daß Vcrxc

ίο rungen oder NiohUinearitäten bei dor Abtasmn;.' ii nerhalb gegebener Toleranzen bleiben. Wenn a\ h die Wahl der Mittelstellung für den Scbwingspk·! 28 für die Konstruktion de optischen Systems v·· zuziehen ist, liegt es im Rahmen der Erfindung, jei..

andere Stellung des Schwingspiegels 28 als Griinu stellung für Konstruklionszwecke mi* den Nichtlinoarität^n zu wählen, die sich bei der Schwingbewegung des Spiegels aus dessen Abweichung von der Grundstellung ergeben. Nachdem eine solche Grundstellung ge\'.;ihk ist. müssen die resultierenden Nichtlitieariläter. des Systems innerhalb der Toleranzen bleiben die für den speziellen Anv.ndungszweok erforderlich sind.

Weiterhin beträgt der Einfallswinkel ß, mu de:,

α? das von der Kollimatorlinsf; 30 ausgehende parallele Licht den Schwingspiegel 28 trifft venn er sich in seiner Grundstellung befindet, gewöhnlich 45°. In der Zeichnung ist ein von 45' abweichender Winkel dargestellt, um den allgemeinen Charakter der Erfindung zu veranschaulichen.

Wenn der Schwingspiegel 28 in seiner Grundstellung ist, u-ftt das von der Kollimatorlinse 3C ausgehende parallele Licht den Schwingspiegel 28 unter einem Einfallswinkel /1. Der Reflexionswinkel ist dem Einfallswinkel /f gleich. Die Drehachse 307 der Spiegelanordnung 10 steht senkrecht auf dem am Schwingspiegel 28 reflektierten parallelen Licht, wenn der Schwingspiegel 28 seine Grundstellung einnimmt. Das von dem Schwingspiegel 28 reflektierte Licht

trifft die Spiegelflächen IQa'iQb, 10c, ... der rotierenden Spiegelanordnung 10.

Es existiert eine Gerade 301, auf der mehrere Zentren liegen und die den Hauptstrahl 303, der von dem seine Grundstellung einnehmenden Schwingspiegel 28 reflektiert wird, in einem Abstand IA von dem Punkt schneidet, in dem der Hauptstrahl 303 auf den Schwingspiegel 28 auftrifft. Die Gerade 301 bildet den Ort von Zentren, von denen eines als Rotationszentrum für den Spiegel 28 ausgewählt werden kann.

Diese Gerade 301 ist gegenüber dem Hauptstrahl 303 um den Winkel P in der gleichen Richtung verdreht, in der der Hauptstrahl 303 gegenüber dem Schwingspiegel 28 verdreht ist. Das Rotationszentrum für den Schwingspiegel 28 kann in jedem Punkt der Geraden 301 liegen, beispielsweise in einem der Punkte 300. 302, 304 306 oder 308. Der Punkt 300 hat den Vorteil, daß er den kleinsten Schwenkradius für den Schwingspiegel 28 bietet, sr> daß auch der Schwingspiegel 28 selbst die geringste Auslenkung rfäh.

ic und zur Überdeckung de«·· eewiinsc'iten BHcK. das kleinste Trägheitsmoment entste¹ .

Das voa dem Schwingspiegel 28 reflektierte pa. aüele Licht trifft die Spiegelflächen der ro ■ .rndc. Spiegelanordnung 10. Wie in Fig f befcpieisweis.

dargestellt, trifft das in Form des ' thles 30.J

dargestellte parallele Licht die Spie^, !fläche 10a und wird von ihr durch ein Fenster 70 reflektiert. Es ist zweckmäßig, einen Nenn-Einfallswinkel d zu definie-

ren unter dem der Hauptstrahl 303 auf die Spiegel- lieh ist die Drehachse 3·7 gegenüber der zweiten STchelOa auftrifft, wenE dieser Hauptstrahl 303 im Achse 303 versetzt Die fünfte Achse 3«9 schneidet wesentlichen auf die Mitte der Abtastlinie reflektier die zweite Achse 3«3 in einem Abstand A von dem wird wie es in Fig. 7 durch den Strahl 309 darge- Schnittpunkt zwischen den beiden Achsen 315 und stellt ist Für diesen Nennwinkel ist die Optik genau. 5 303. Die fünfte Achse 3β9 liegt in einer Ebene die Ist der Nennwinkel so gewählt, daß der Strahl 309 zu der Ebene der eisten drei Achsen senkrecht steht, m wesentlichen auf die Mitte der Abtastzeile fällt, und bildet mit der zweiten Achse 3·3 einen Wmsind die Nichtlinearitäten, die unter einem Winkelt kel b, wenn sich die Spiegelanordnung lim ihrer /u beiden Seiten der Mitte entstehen, auf ein Mini- Grundstellung befindet. Der brauchbare Abschnitt mum reduziert. Es versteht sich jedoch, daß auch ein io der Abtastbewegung jeder der Spiegelflächen 10a, anderer Winkel als der Nennwinkel für die Konstruk- 106,10c ... liegt innerhalb eines Wmkelbere.ches 2* tion gewählt werden kann, so daß dann die Nicht- um die fünfte Achse 309. Wenn sich die Spiegelanlinearitäten in einer Extremstellung der Abtastzeile Ordnung 10 um einen Winkel Ii dreht, erfolgt die optzrößer und in der anderen Extremstellung kleiner tische Abtastung über einen Winkelbereich 2a. Ebensind als bei der dargestellten Anordnung. Es ist J₅ so findet eine optische Abtastung in einem WinkeJ-daher nicht wesentlich, auch wenn es vorzuziehen bereich Iy statt, wenn der Schwingspiegel 28 um ist daß der Nennwinkel h für einen Strahl gilt, der einen Winkel -/ verschwenkt wird. Der Schwingspiezur Mitte der Abtastzeile geht. Der Winkel <\ wird gel 28 schwenkt um eine Achse, welche die dritte groß genug gewählt, um die gewünschte nutzbare Achse schneidet und zu der durch die ersten drei Zeileniänge abtasten zu können, und klein genug, 20 Achsen defiinierten Ebene senkrecht steht. Vorzugsum eine Überschneidung mit dem Schwingspiegel 28 weise liegt die Schwenkachse des Schwingspiegel 28 zu vermeiden ^{so nane w}'^e rnöglich am Schwingspiegel 28, um das

Auf der Nockenscheibe 18 ist ein leitender Stift Trägheitsmoment des Schwingspiegels 28 so klein 20 angebracht und es ist neben der Nockenscheibe 18 wie nur möglich zu halten.

eine stationäre Elektrode 22 angeordnet, um Syn- 25 Weiterhin ist es zweckmäßig, bei der bevorzugten d.ronisationsimpulse zu erzeugen. Wenn der Stift 20 Ausführungsform der Erfindung die Spiegelanorddi'e Nähe der stationären Elektrode 22 erreicht, wird nunglO als polygonalen Zylinder auszubilden. Bei ein elektrischer Impuls erzeugt. Dieser Impuls kann einem solchen polygonalen Zylinder bilden die Seiten beispielsweise durch die Änderung der elektrischen ein Polygon und es erstrecken sich die Flächen der Kana/ität zwischen dem Stift 20 und der Elektrode 30 Seiten parallel zur Drehachse 307. Weiterhin handelt 22 erzeugt werden, wenn an diese beiden Glieder es sich bei der bevorzugten Ausführungsform um eine Spannung angelegt ist. Eine hierfür geeignete einen geraden Zylinder, bei dem die Endflächen scnk-Snannungsquelle ist in der Zeichnung nicht darge- recht zur Drehachse 307 stehen. j_t'_ell_t Das längs der ersten Achse315 auf den Schwing-

In gleicher Weise kann eine Elektrode 42 neben 35 spiegel 28 projizierte parallele Licht wird dann durch der rotierenden Spiegelanordnung 10 angeordnet die Schwenkung des Schwingspiegels 28 über einen werden. Indem wenigstens ein Abschnitt der Spie- Winkel 2·/ abgelenkt. In gleicherweise wird die auf gelanordnunglO. der den Spiegelflächen benachbart die Spiegelflächen 10a, !06, 10c ... der Spiegclanist, aus einem leitenden Material hergestellt wird. Ordnung 10 gerichtete Strahlung um einen Winkel werden der Elektronik 60 elektrische Impulse züge- 40 abgelenkt, der wenigstens die Größe 2 λ hat. Das Abführt, wenn sich die Ecken der Spiegelanordnung 10 lenken um den Winkel 2\ erzeugt eine Rasteive 'e. «η άι·τ Stnßstelle zwischen zwei benachbarten Spie- wogegen das Verschwenken im Winkelbereich 2 ■ öelflächen der Elektrode 42 nähern. Einzelheiten der eine schrittweise Verschiebung der Rasterzeilen zur Elektronik 60 sind nicht dargestellt. Vorzugsweise Folge hat.

wird die Spiegelanordnung 10 vollständig aus Metall 45 Es versteht sich ferner, daß das Fenster 70 nicht hergestellt, auch wenn eine solche Maßnahme nicht bei allen Ausführungsformen der Erfindung noiwen erforderlich ist. dig ist. Bei manchen Ausführungsformen der F.rfin-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann afc eine dung, insbesondere wenn Infrarotstrahlung abgelenkt Anordnung charakterisiert werden, die wenigstens wird, ist es wichtig, daß das Innere der Vorrichtuni! fünf definierte Achsen aufweist, von denen die erste 50 entweder evakuiert ist oder eine vorbestimmte Alrnc-Achse 315 einen Einfallswinkel β und die zweite sphäre enthält. Unter solchen Bedingungen wird cm Achse 303 einen Reflexionswinkel β in bezug auf den Fenster 70 benutzt. Wenn ein Fenster 70 vorhanden Schwingspiegel 28 aufweist, wenn der Schwingspiegel ist, insbesondere bei der Ablenkung von Infrarot-28 seine Grundstellung einnimmt. Die Beziehung strahlung, steht das Fenster 70 nicht notwendig senkzwischen der zweiten Achse 303 und der ersten Achse 55 recht zur fünften Achse 309, sondern ist vorzugsweise 315 kann auch so ausgedrückt werden, daß die gegenüber dieser Achse um einen Winkel von beizweite Achse gegenüber der ersten Achse um einen spielsweise etwa 18° oder mehr gekippt, um den Winkel von 180 —Iß gedreht ist. Die dritte Achse sogenannten »Narziß-Effekt« zu vermeiden, der darin 301 liegt in der gleichen Ebene wie die erste und die besteht, daß Reflexionen eines Strahlungsdetektors zweite Achse 315 bzw. 303. Die dritte Achse 301 60 am Fenster 70 wiederum erfaßt werden. Durch Kipschneidct die zweite Achse 303 in einem Abstand IA pen des Fensters 70 werden Reflexionen des-Strahvnr. dem Schnittpunkt zwischen der ersten und der lungsdetektors nicht mehr festgestellt. zweiten Achse. Die dritte Achse 301 ist gegenüber Die Erfindung wurde an Hand einer Vorrichtung

der zweiten Achse 303 um einen Winkel/? in dem zum Projizieren eines parallelen Lichtstrahles bcgk: hen Sinn verdreht, wie die zweite Achse gegen- 65 schrieben. Umgekehrt kann sie zum Empfang von über der ersten Achse verdreht ist. DieDrehacbse 307 parallelem Licht dienen. Es sei angenommen, daß das der Spiegelanordnung 10 verläuft parallel zu der Licht in einem Blickfeld einfällt, das durch das Raster Ebene, in der dit ciMen drei Achsen liegen. Gewöhn- in Fig. 1 veranschaulicht wird, in der die Abtast-

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flächen 34, 36, 38 und 40 in den Ecken des Blickfei- und zusammen rotieren. Die beiden Sätze von Spiedes dargestellt sind. Die erfindungsgemäße Vorrich- gelflächen sind vorzugsweise um die halbe Lan«! tung gestattet das Abtasten von Bereichen der ein- einer Spiegelfläche gegeneinander verdreht, so daß fallenden Strahlung in Form von Strahlenbündeln die Stoßstelle zwischen zwei benachbarten Spieecl- oder Bleistiftstrahien wie sie an den Stellen 34, 36, 5 flächen l!2a und 112fr des einen Satzes etwa mit der 2!· y?^⁴? dargestellt sind, und es wird dann das Mittellinie der benachbarten Spiegelfläche 119b Blickfeld in Form eines Rasters abgetastet. Die ein- fluchtet. Jedem Satz Spiegelflächen II·« 119b fallende Strahlung trifft die rotierende Spiegelanord- HOc ... und 112a, lilb, 112c ist ein eigenes nung 1· und wird von deren Spiegelflächen 10a, lOft, Linsensystem und ein eigener Strahlungsdetektor zu-Hc . -auf den Schwingspiegel 28 und dann auf die .. geordnet. Beispielsweise richten die Spiegelflächen Linse3· reflektiert, von der sie durch die Blende31 II·«, If b, life ... das von dem Schwinwnieael auf einem anstatt der Strahlungsquelle 32 angeoriinc- 28 einfallende Licht auf die Linse 13· und dtnn auf ,ten Strahlungsdetektor fokussiert wird, der ein für den Detektor 132. Die Spiegelflächen 112a 112Ä ,die Strahlungsintensität charakteristisches Signal an 112r... des anderen Satzes richten das vom Schwingte Elektronik 60 liefert Die von den Elektroden 22 ._s spiegel 28 eintreffende Licht auf die Linse 130 und und 42 gelieferten Signale werden von der Elektronik den Detektor 133 «-*·«» unu «0 dazu benutzt, auf einen Kathodenstrahloszillogra- Bei der Ausführungsform nach Fi e 2 ist die Elek phen 62 ein Bild zu erzeugen das für die Intensität tronik so eingerichtet, daß dann, wenn der Detektor der eintreffenden Strahlung in dem gerade abgelaste- 132 ausgetastet ist, der Detektor 133 arbeitet und umten Bereich charakteristisch ist. .„ gekehrt. Im übrigen ist die Vorrichtung nach Fig. 2

Die Zeitdiagramme nach den Fig. 4 und 5 sollen mit der Vorrichtung nach Fig I im wesentlichen

veranschaulichen, wie die von den Elektroden 22 und identisch. Es versteht sich jedoch, daß wegen der ver-

42 gelieferten Impulse dazu benutzt werden, die Elek- setzten Anordnung der beiden Sätze von Snieeel

tronik 60 zu steuern. Eine zur Verwendung mit der flächen IiOα, 11·ft HOc und 112α 112Λ

erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignete Elektronik .5 112r ... die Elektrode 42 die doppelte Anzahl Svn

ist in einer gleichrangigcn Palentanmeldung behan- clironisationssignale erzeugt und die SvnchroniV

delt. Wie in F i g. 4 dargestellt, werden von der Elek- tionssignale beispielsweise zur Steuerung eines Flin-"

trode22 Ablastimpulse 201 erzeugt, die dazu vcr- flop verwendet werden können, dessen AuseanX

wendet werden, Synchronisationsimpulse 204 fur den signale das Austasten der Detektoren 132 und IT»

Kathodenstrahloszillographen 62 zu erzeugen. Die ₃o steuern. Die geometrischen Beziehungen zwischen

Signale 203 und 205 sind Sperrimpulse, die vcrhin- den Detektoren 132 und 133 den linsen 130Γ,,ηΗ

dem, daß das Ausgangssignal des Strahlungsdctek- 131, dem Schwingspiegel 28'und den Säuvn v™

tors vom Kath^enstrahloszillograph 62 dargestellt Spiegelflächen der Spifgelanoidnung 1 »ω Tm

wird. Die zeit ,ehe Lage der Spemmpulsc 203 und wesentlichen identisch zu denen, die an Hand dTr

205 stimmt mit der Ruckbewegung des Folgcgliedes 35 Fig. 6 und 7 beschrieben worden sind

24 überein, also mit der Rückkehr des Schwingspie- Bei einer typischen Ausführungsform der Erf.n-

gels 28 in seine Ausgangsstellung, was dem Zurück- dung, bei der die Spiegelanordnung sieben Rächen

springen von der untersten zur obersten Zeile des aufweist oder zwei Sätze von jeweils sieben SpS

Rasters oder umgekehrt übereinstimmt je nachdem, flächen vorhanden sind, wie bei der AusfühninSrm

in welcher Richtung die Abtastung erfolg! ₄o nach Fi g. 2. hat der Motor 11 eine typisch" S

Die in tier Ausiünrungsmrm nach üeri r . g. 1 _zahl von 67 500 Umdrehungen pro Minute Fin".«

und J von der Elektrode 42 erzeugten Impulse 206 pisclicr Wert für den Winkel" ist 65 Sm η T

sind in Fig S dargestellt. Diese Impulse 206 werden Winkel , einen WeS ZlI 2,6?■, der WinkelTeinc"

dazu benuUi, Verzogcningsi...puSse 2Φ9 zu erzeugen. Wert von 45^f und der Winkel γ einen Wert von

Diese Veraögerungsimpulsc 209 dienen dazu, der ₄₅ 16.2 aufweist Bei einer Drehzahl des Motor*™

Flrktronik eine ausreichende Zeit zum Beginn des 67 500 U/min und sieben Spiegelflächen auf der SdT

Arbeitszyklus /u erteilen Am Ende der Verzöge- gclanordnung 10 wird ein Wirkungsgrad der I₇ ^P ,'

rungsimpulsc 209 wird ein Austaslsignal 210 erzeugt. abtastung von 42·'„ erzielt und es werden ο? α ·

welches das Ausgangssignal des Strahlungsdetektors mutabtastungcn pro Bildfeld und 60

unterdrückt Nach einer vorgegebenen Zeilspanne, 50 ablastungen pro Sekunde bei einem W

die es den Spiegelflächen !Oa, !Oft. !Or ermüg- der Hlcvaiionsabtastung von 85<"„ erreicht ,„„ _H .,,

licht sich in die /ur Abtastung richtigen Siellung zu folge beträgt 15 Bilder'scc die F-idbederlnn« Z a'

bewegen, wird das Austastsignal 210 beendet und es auf 43,2 und die Überlappung finterlaced 4

kann das Abtasten einer Zeile beginnen. Es ist wün- F_n dem Diagramm nach Fie 4 betr" t A- ^ ■

sehenswert, daß dem Kathodenstrahloszillographen 55 zwischen den Abtastimpulsen 201 \&{% 7?·'¹

zur Zeit des R üeksprungcs nach Abtasten einer Zeile zeitliche Verzögerung zwischen dem Pr'

ein Synchroni.salionsimpuls2J2 zugeführt wird. Da Abtastimpulse und dem Ende der Sn -^P ,^{g dcr}

der Rücksprung eine bestimmte Zeitspanne andauert, beträgt 205 ns. Die Aktivzeit ή P.^nmP^{uIsc 2fl5}

muß der Synchronisationsimpuls einer für den Rück- 14,167 ms. Die Länge des <iZ ■ ι ^5ε'^Γ^

sprang ausreichenden Zeit vor Ende des Auslast- 6₀ 2500 ms. Die La η »e des Svn^h · ^P" ^Bt

signals 2JO auftreten. Das Verzögerungssignal 211 204 beträgt 210 _(lS. " ^"^ronisationsimpulscs

ist so eingestellt, daß der Synchronisationsimpuls 212 In dem Diagramm nach Fio τ f

zur rechten Zeit erscheint. Abtastimpulsen 206 eine Ζβίβοωηΐ^{8 ZW}'^{Schen den}

Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausfüh- Die Dauer der Austastverzöceni

rungsforrn der Erfindung weist die rotierende Spiegel- 6₅ Die Dauer der SperrimotiUp -m^u^^Fii'Ve

anordnuna 110 zwei Sätze Spiegelflächen 1!0 a, 110 ft. Die Zeildauer einer füctiwn L?«hhÄ- *i-

IWc. . und 112a UIb, 112c... auf, die in Axial- trägt 53.33 „s. Die UnS d V^labf.^astu

ric^ltn,; der Spf^lanordnung nebeneinander liegen 211 betrag! 4,47 ₍is. Die Unge^c^Synchrl

Ί09 Ml/222

impulse 212 ist 2 μβ. Diese Zeitgebting wird erzielt, mdem eine Reduktion der Elevationsgeschwindigkeit in bezug auf die Aziimitgeschwindigkeit im Verhältnis von 18,75 angewendet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lenkt demnach die voa der Linse 3· und der Blende 31 gebildete Pu pille in solcher Weise ab, daß eia paralleles Strahlungsbündel ein Raster beschreibt Umgekehrt kanrf die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Feld parallel len Lichtes rasterfönnig abtasten und die in dem gerade abgetasteten Abschnitt einfallende Strahlung einem Strahlungsdetektor zuführen. ' '

Hierzu 3 3latt Zeichnungen

Claims (1)

! 2 '/.ubilden, daß bei ihrer Verwendung in afoknlen Ver-Patentansprüche: größcrungssysiemen solche astigmatischen Verzenun- gcii nicht auftreten.

1. Vorrichtung /um optischen Abtasten eines Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

Bildfeldes mit einer um eine Drehachse drehbaren 5 gelöst, daß die Schwenkachse in einem Punkt einen prismatischen Spiegelanordnung, deren Spiegel Ort von Schwingungszeniren senkrusht schneide!, der auf von der Drehachse ausgehenden und senk- in der Ebene der Zentralstrahlen liegt, die auf den recht dazu gerichteten, miteinander gleiche Win- Schwingspiegel einfallen und von ihm reflektiert wcrkel einschließenden Radialstrahlen senkrecht ste- den, und mit dem reflektierten Zentralstrahl einen hen, und einem im Lichtweg zwischen der Spie- io Winkel bildet, der gleich dem Winkel ist, mit dem gelanordnung und dem Bildfeld angeordne- der einfallende Zentralstrahl auf den Schwingspiegel ten Schwingspiegel, der um eine zur Drehachse auftrifft, wenn der Schwingspiegel seine nominelle der Spiegelanordnung senkrechte Schwenkachse Mittelstellung einnimmt.

schwenkbar gelagert und synchron zur Drehbewe- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vor-

gung der Spiegelanordnung angetrieben ist, da- 15 richtung wird erreicht, daß die zueinander orlhogodurch gekennzeichnet, daß die Schwenk- nalen Abtastbewegungen, die von der drehbaren Spieachse in einem Punkt (300) einen Ort (301) von geianordnung und dem Schwingspiegel en-eugt wer-Schwingungszentren senkrecht schneidet, der in den, im wesentlichen von dem gleichen Punkt auf der Ebene der Zentralstrahlen (315 und 303) einer Fläche der drehbaren SpiegsLnordnung auszuliegt, die auf den Schwingspiegel (28) einfallen 20 gehen scheinen. Damit ist die Voraussetzung dafür j und von ihm reflektiert werden, und mit dem re- erfüllt, daß auch bei der Verwendung einer solchen

1 flektierten Zentralstrahl (303) einen Winkel (ß) Vorrichtung in einem afokalen System ein-.· verzet-

j bildet, der gleich dem Winkel ist, mit dem der rungsfreie Abbildung stattfindet ur.d auch kein; BiId-

I einfallende Zentralstrahl (315) auf den Schwing- drehung erfolgt.

' spiegel (28) auftrifft, wenn der Schwingspiegel 25 Der Winkel, mit dexr, der einfallende Zentralstrah!

; seine nominelle Mittelstellung einnimmt. auf den Schwingspiegel auftrifft, so!! wenigstens an-

j 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- nähernd 45° betragen. Dagegen ist es zweckmäßig,

1 kennzeichnet, daß der Winkel (ß), mit dem der wenn der Winkel zwischen dem auf eine Fläche der

j einfallende Zentralstrahl (315) auf den Schwing- Spiegelanordnung einfal'enden und dem von dieser

I spiegel (28) auftrifft, wenigstens annähernd 45^C 30 Fläche reflektierten Zentralstrah! etwa 65 ^J beträgt.

I beträgt. Bei dieser Anordnung ergeben sich optimale Abbil-

I 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- dungsverhältnisse.

1 durch gekennzeichnet, daß der Winkel (<5) zwi- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in

I sehen dem auf eine Fläche der Spiegelanordnung der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele

j (10) einfallenden und dem von dieser Fläche re- 35 näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

ί flektierten Zentralstrahl (303 bzw. 306) etwa 65° Fig. 1 eine schematische Darstellung der wirk-

I beträgt. samen Teile einer ersten Vorrichtung nach der Er-

i findung,

t F i g. 2 teilweise in Seitenansicht und teilweise im

I 40 Schnitt eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

I Fig. 3 teilweise in Seitenansicht und teilweise im

I Schnitt eine mehr ins einzelne gehende Darstellung

% der Vorrichtung nach Fig. 1,

f' F i g. 4 ein Zeitdiagramm einer Vertikalabiaslung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 45 bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 3,
zum optischen Abtasten eines Bildfeldes mit einer um Fig. 5 ein Zeitdiagramm einer Horizontalabta-

eine Drehachse drehbaren prismatischen Spiegel- stung bei dtr Ausführungsform nach den Fig I ; anordnung, deren Spiegel auf von der Drehachse aus- und 3 und

gehenden und senkrecht dazu gerichteten, miteinan- Fig. 6 und 7 zur weiteren Erläuterung der Erfinder gleiche Winkel einschließenden Radialstrahlen 50 dung dienende Diagramme des Strahlenvveges.
senkrecht stehen, und einem im Lichtweg zwischen Da die erfindungsgemäße Vorrichtung reziprok ist,

j der Spiegelanordnung und dem Bildfeld angeordneten kann sie entweder als Strahlungsprojektor oder als * Schwingspiegel, der um eine zur Drehachse der Spie- Strahlungsempfänger beschrieben werden, was be-₍ gelanordnung senkrechte Schwenkachse schwenkbar deutet, daß sie als Vorrichtung beschrieben werden ; gelagert und synchron zur Drehbewegung der Spie- 55 kann, die Licht oder Infrarotstrahlung in Form eines gelanordnung angetrieben ist. parallelen Strahles aussendet, der ein Raster be-

Eine solche Vorrichtung ist aus der französischen schreibt, oder aber als Vorrichtung, die ein von par-ί Patentschrift 742 243 bekannt. Die bekannte Vor- allelem Licht gebildetes Strahlungsfeld rasterförmig S richtung ist Teil eines Fernsehsystems mit optischer abtastet. Der Einfachheit halber wird die Vorrich- '] Bildzerlegung und nicht dazu bestimmt, in einem 60 tung im folgenden als Projektor beschrieben.

afokalen Vsrgrößerungssystem eingesetzt zu werden. Es se! ferner darauf hingewiesen, daß das Abiast-

Der Einsatz einer solchen Vorrichtung in einem raster mit im wesentlichen horizontalen Zeilen beafokalen Vergrößerungssystem ist jedoch nicht ohne schrieben wird, die in Vertikal richtung einen im weweiteres möglich, weil in einem afokalen Vergroße- sentlichen gleichen Abstand haben. Es versteht sich, rungssystem durch astigmatische Verzerrungen be- 65 daß die Bezeichnungen »horizontal« und »vertikal« dingte Probleme auftreten. nur zum Zwecke der Erläuterung verwendet werden,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weil ihre Verwendung einfacher ist als ständig von Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so aus- »einer ersten Richtung und einer auf der ersten Rieh-