DE2942337C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abtastung eines Gesichtsfeldes und zur Sichtbarmachung dieses Feldes der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art. Sie bezieht sich insbesondere auf den für die Zeilenabtastung einer solchen Vorrichtung bestimmten Teil sowie auf die Ausgestaltung neuer Elemente, die an das neue Zeilenabtastsystem angepaßt sind.

Eine Vorrichtung dieser Art ist Gegenstand des diesseitigen älteren deutschen Patentes 26 04 700. In dessen drei Zusätzen (27 55 710, 27 55 711 und 28 02 950) sind Weiterbildungen einer solchen Vorrichtung beschrieben.

Es handelt sich dort um eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines in Bereiche eingeteilten Gesichtsfeldes und zur Sichtbarmachung dieses Feldes, wobei die Abtastung in zwei aufeinander senkrechten Richtungen, nämlich in einer als Zeilenabtastung bezeichneten x-Richtung und in einer als Bild- oder Rasterabtastung bezeichneten y-Richtung erfolgt und die Vorrichtung diese Abtastungen gemäß den von den einzelnen Bereichen ausgehenden Strahlen vornimmt und diese Strahlen auf ein für die in den Strahlen enthaltene Strahlung empfindliches Element (Detektor) konvergieren läßt und in der Reihenfolge des von dem Gesichtsfeld kommenden, einfallenden Medianstrahles im allgemeinen ein Objektiv, Einrichtungen für die Rasterabtastungen in der y-Richtung, ein Ablenksystem für die Umlenkung der durch die Öffnung des Objektivs begrenzten Strahlenbündel in Richtung auf die Zeilenabtasteinrichtungen für das Bildfeld des Objektivs in der x-Richtung und das empfindliche Element enthält und die Zeilenabtasteinrichtungen, das empfindliche Element und gegebenenfalls weitere, mit den vorgenannten in Verbindung stehende Teile zur unmittelbaren Sichtbarmachung des Bildes des analysierten Gesichtsfeldes dienen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß

• - die optische Achse des Objektivs in einer die y-Richtung enthaltenden, zur x-Richtung senkrechten Ebene P liegt, daß das Objektiv auswechselbar ist und daß seine Brennfläche gekrümmt ist und zwar derart, daß der Krümmungsmittelpunkt in der Mitte der Austrittspupille des Objektivs liegt,
• - die Rasterabtasteinrichtungen aus einem ebenen Drehspiegel bestehen, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung um eine zur x-Richtung parallele Achse dreht und im konvergierenden Strahlengang hinter dem Objektiv nahe dem Bildfeld des Objektivs liegt,
• - die Zeilenabtasteinrichtungen einerseits aus einer sich gleichförmig um eine feste in der Ebene P liegende Achse YY′ drehenden Trommel, die eine große Zahl von planen, reflektierenden, regelmäßig über ihren Umfang verteilten Flächen besitzt und andererseits aus einem zur Ebene P symmetrischen Bildtransportsystem bestehen, das ein Bild des empfindlichen Elementes in einen festen Punkt A′ auf der Drehachse YY′ der Trommel erzeugt und die Trommel im konvergierenden Strahlengang des Bildtransportsystems auf der Bildseite des empfindlichen Elementes liegt, wobei der Symmetriepunkt des Punktes A′ in bezug auf jede Fläche der Trommel, wenn erstere senkrecht zur Ebene P steht, nahe dem Symmetriepunkt D des Brennpunktes F des Objektivs in bezug auf den Rasterspiegel in seiner Stellung parallel zur Achse YY′ liegt,
• - das Ablenksystem aus einem konkaven, Feldspiegel genannten Spiegel unter der Annahme, daß die Ebene P die Symmetrieebene ist, besteht, dessen Scheitelpunkt nahe D auf einer durch D verlaufenden, durch YY′ senkrechten Achse ZZ′ liegt, wobei dieser Feldspiegel derart ausgelegt ist, daß er den Mittelpunkt O der Austrittspupille des Objektivs zu einem festen Punkt O′ auf der Achse YY′ konjugiert, der der Symmetriepunkt des Schnittpunktes der optischen Achse des Objektivs mit der Achse ZZ′ in Bezug auf ZZ′ ist, und daß der Feldspiegel in x-Richtung höchstens eine Breite hat, die etwas geringer als die Länge der analysierten Zeile ist, die selbst gleich der Entfernung zwischen den Bildern des Detektors in zwei aufeinanderfolgenden Flächen der Trommel ist, und der Feldspiegel gegebenenfalls eine Bewegung mit kleiner Amplitude und in Phase mit der Bewegung der Rasterablenkeinrichtungen erteilt erhält, welche Bewegung einerseits eine Translation abwechsenden Vorzeichens längs der Achse ZZ′ nahe D und andererseits eine Rotation wechselnden Vorzeichens um eine Achse parallel zur x-Richtung symmetrisch in bezug auf ZZ′ umfaßt, und die Amplitude der translatorischen Bewegung so bemessen ist, daß sie die durch die Rasterabtasteinrichtungen hervorgerufene Defokussierung korrigiert und die Amplitude der rotierenden Bewegung so bemessen ist, daß sie die Konjugierung des Mittelpunktes O der Austrittspupille des Objektivs durch den Feldspiegel in den festen Punkt O′ trotz der abwehrenden Drehung der Rasterabtasteinrichtungen sicherstellt.

Gemäß einer Verbesserung entsprechend dem dritten Zusatz ist die Bewegung des Rasterabtastspiegels in der Weise ausgestaltet, daß seine Drehachse nicht ortsfest gehalten wird und der Spiegel bei seiner hin- und hergehenden Bewegung tangential zu einer Ellipse verbleibt, die in der Ebene P liegt, deren einer Brennpunkt mit dem Zentrum der Austrittspupille des Objektives und deren anderer Brennpunkt mit dem Punkt D zusammenfällt, wobei ihre große Achse gleich dem Krümmungsradius der Brennebene des Objektivs ist. In Verbindung mit dieser Bewegung des Rasterspiegels ist die Bewegung des Feldspiegels eine hin- und hergehende Rotationsbewegung um eine Achse, die durch D parallel zu x verläuft. Die genannte Drehung ist synchron zu der Bewegung des Rasterabtastspiegels. Der mittlere Strahl des Bündels wird in die feste Richtung DO′ reflektiert.

Die Tatsache, daß bei der Vorrichtung gemäß obengenanntem Patent und seinen drei Zusätzen der Detektor A auf der Rotationsachse YY′ in den Punkt A′ abgebildet wird und daß die Abtastzeile (in x-Richtung) auf einem Kreisbogen liegt, der gleichermaßen die Achse YY′ zum Zentrum hat und die Zeile auf diesem Kreis durch zwei Bilder des Punktes A′ begrenzt wird, die zu zwei aufeinanderfolgenden Flächen der Trommel gehören, führt häufig dazu, insbesondere wenn sehr viele Punkte in der Zeile analysiert werden sollen, daß das Abbildungssystem (Bildtransportsystem) mit großen Öffnungswinkeln arbeiten muß. Hieraus folgt eine aufwendige Korrektur der sphärischen Aberrationsfehler des Abbildungssystems. Die Herstellung des Abbildungssystems, insbesondere wenn es sich um ein Linsensystem handelt, für das zur Korrektur der Aberrationen asphärische Linsen verwendet werden müssen, ist daher sehr aufwendig. Das ganze Analysensystem, ebenso wie das Eingangsobjektiv, müssen große Öffnungswinkel aufweisen, was gleichermaßen eine gründliche Korrektur der Aberrationsfehler erforderlich macht. Darüber hinaus sind die zulässigen Toleranzen für den Fokussierungsfehler, der durch den Rasterabtastspiegel hervorgerufen wird, infolge dieser großen Öffnung sehr klein, so daß bei der Koordination der Bewegungen des Rasterabtastspiegels und des Feldspiegels auf die Vermeidung von Defokussierungseffekten großer Wert gelegt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, so daß sie mit geringeren Öffnungswinkeln des Analysensystems und des Eingangsobjektives arbeiten kann. Dabei soll das Auflösungsvermögen der Vorrichtung nicht leiden. Mit anderen Worten soll unter Beibehaltung der Zahl der Analysenpunkte pro Zeile die Ausdehnung des Analysenbündels verringert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben.

Nach dem vorliegenden Vorschlag ist mithin die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art mit einer neuartigen Zeilenabtasteinrichtung (in x-Richtung) und mit einem neuen Abbildungssystem für den Detektor ausgestattet. Die Abtastung erfolgt nach wie vor mit Hilfe einer sich drehenden Trommel, die reflektierende Flächen aufweist. Der Detektor wird nicht mehr notwendigerweise auf die Achse der Trommel, sondern auf einen Punkt außerhalb dieser Achse, insbesondere auf einen Punkt abgebildet, der weiter entfernt von der Optik ist. Die abgetastete Zeile muß im wesentlichen ein Kreisbogen sein. Das Zentrum des Kreisbogens, das mit dem Zentrum der Eingangspupille des Zeilenabtastsystems zusammenfällt, liegt jedoch nicht mehr auf der Drehachse der Trommel, sondern ist von dieser entfernt. Während somit einerseits der Öffnungswinkel des Analysensystems stark reduziert ist und andererseits die Länge der analysierten Zeile vergrößert ist, ist bei geometrischen Ausmaßen, die gleich dem Analysensystem sind, die Zahl der Analysenpunkte erhalten oder die Zahl der Analysenpunkte ist vergrößert, wenn kleinere geometrische Ausmaße zugrundegelegt werden. Diese bauliche Besonderheit des Analysensystems führt zu folgenden weiteren Konsequenzen: es besteht die Möglichkeit, das Rasteranalysensystem und das Objektiv mit kleineren Öffnungswinkeln, beispielsweise F /4 anstelle von F /2 zu versehen, wobei F die Brennweite des Objektives darstellt. Dabei sind die Fehlertoleranzen für die Fokussierungsfehler des Rasterspiegels geringer und der Beugungspunkt des auf dem Detektor gebildeten Bildes ist kleiner.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorgeschlagenen Vorrichtung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in Gegenüberstellung mit einer Skizze zum Stande der Technik gemäß Fig. 1 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zeilenanalysenvorrichtung gemäß dem Stande der Technik,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4a eine Darstellung in orthogonaler Projektion auf eine erste Ebene, die die Symmetrieachse eines Abbildungssystems enthält, das insbesondere für eine Vorrichtung nach der Erfindung gemäß den Fig. 2 und 3 geeignet ist,

Fig. 4b eine Darstellung derselben Vorrichtung wie in Fig. 4a, jedoch in einer Projektion auf eine Ebene, die senkrecht zur Ebene der Fig. 4a ist,

Fig. 5 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur optomechanischen Abtastung (Kamera), bei der ein Abbildungssystem für den Detektor gemäß den Fig. 4a und 4b verwendet wird,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur optomechanischen Abtastung,

Fig. 7a eine schematische Darstellung des langbrennweitigen Teils eines Infrarotobjektes, das für eine Analysevorrichtung gemäß der Erfindung geeignet ist,

Fig. 7b eine Darstellung des gleichen Objektives, das mit seinem kurzbrennweitigen Teil versehen ist.

Fig. 1 zeigt ein Abbildungssystem, das den Detektor auf die Achse der Trommel abbildet gemäß dem Stande der Technik, der durch das Patent 26 04 700 gegeben ist. Das Abbildungssystem ist in einem Schnitt senkrecht zur Achse der Trommel dargestellt. Diese Trommel ist beispielsweise prismatisch und weist die Kontur eines Polygoms mit 12 Flächen auf. Das optische Abbildungselement ist die Linse 11. Die Trommel ist mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet. Die Linse 11 bildet den Detektor A auf einen Bildpunkt A′ ab, der mit dem Zentrum des Polygons 13 zusammenfällt. A₂ und A₃ sind die Bilder von A′, die durch zwei aufeinanderfolgende Flächen 14 und 15 der Trommel entstehen, da diese Flächen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse des Abbildungssystems sind. Die während der Drehung der Trommel analysierte Zeile (in x-Richtung) ist der Kreisbogen A₂, A₃, dessen Zentrum C auf der Drehachse der Trommel im Zentrum des Polygons 13 liegt. Das System weist eine Vergrößerung γ und eine geometrische Abmessung auf, die auf der Seite des Detektors einem Lichtkegel mit dem Halböffnungswinkel u entspricht.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils ein Abbildungssystem nach dem vorliegenden Vorschlag mit einem Detektor, der die gleiche Fläche wie in Fig. 1 aufweist. In diesen Figuren sind die gleichen Elemente (mit den gleichen Bezugszeichen versehen) des Abbildungssystems zu erkennen. Ihre gegenseitige Anordnung ist jedoch unterschiedlich. In Fig. 2 arbeitet das Abbildungssystem mit einer Vergrößerung γ und einer geometrischen Ausdehnung, die auf der Seite des Detektors einem Kegel mit dem Halböffnungswinkel für das nutzbare Lichtbündel von u /2 entspricht. Der Detektor wird nicht mehr in das Zentrum des Polygons abgebildet, sondern auf einen Punkt A′, der auf der Achse 16 im Abstand R vom Zentrum des Polygons auf der den aktiven Flächen gegenüberliegenden Seite liegt. Die analysierte Zeile A₂, A₃ ist im wesentlichen ein Kreisbogen (in Wirklichkeit ein Teil einer Pascalschnecke, deren Zentrum im Punkt C liegt). Dieser Punkt C liegt nicht mehr auf der Drehachse der Trommel 12, sondern in einem Abstand von den aktiven Flächen 14 und 15 der Trommel, der kleiner als der Radius R der Trommel ist. Das in Fig. 3 dargestellte System weist eine Vergrößerung 2γ und eine geometrische Ausdehnung mit einem Halböffnungswinkel u auf. Der Punkt A′ und das Zentrum C der analysierten Zeile liegen auf zu den in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform analogen Positionen. In der nachfolgenden Tabelle sind die Eigenschaften der Zeilenabtastung gemäß den drei Systemen dargestellt, woraus die Vorteile des vorliegenden Vorschlages deutlich werden.

Tabelle

Ein Vergleich zwischen der ersten und zweiten Spalte zeigt, daß es mit dem vorliegenden Vorschlag möglich ist, die Zahl der Analysenprodukte pro analysierter Zeile zu erhöhen und gleichzeitig den Öffnungswinkel des Analysensystems (von 30° auf 15°) und die geometrischen Abmessungen des optischen Systems zu verringern. Der Vergleich zwischen der ersten und dritten Spalte zeigt, daß die Möglichkeit besteht, die Zahl der Analysenprodukte pro analysierter Zeile unter Beibehaltung der geometrischen Ausweitung des Analysensystems konstant zu halten und dabei den Öffnungwinkel des Analysensystems (von 30 auf 15°) zu reduzieren. In der 6. Zeile der Tabelle ist der Winkel zwischen der Tangente zur analysierten Zeile an deren Endpunkt A₂ und der Richtung x′ des Bildes der Richtung x des Detektors, der in dieser Richtung linear angenommen ist, angegeben. Die Tabelle zeigt, daß dieser Winkel in den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung um die Hälfte verringert ist. Dies führt zu einer etwa vierfachen Verkleinerung des Beugungsfleckes des Detektorbildes auf der analysierten Zeile. In der 7. Zeile der Tabelle sind Werte des Winkels angegeben, unter dem die analysierte Zeile vom Punkt C aus gesehen wird. Bei den Ausführungsformen gemäß der Erfindung ist dieser Winkel von 30 auf 45° vergrößert, wodurch das Gesichtsfeld der Vorrichtung vergrößert ist. Gemäß dem neuen Abtastprinzip sind die Eigenschaften der Vorrichtung insbesondere ihr Auflösungsvermögen beibehalten und teilweise verbessert, während der Aufbau des Systems infolge des kleineren Öffnungswinkels der optischen Elemente vereinfacht ist. Beispielsweise ist der Öffnungswinkel des Eingangsobjektives F /4 anstelle von F /2, wodurch andererseits die zulässigen Toleranzen für Fokussierungsfehler vergrößert werden. Diese Fokussierungsfehler entstehen durch die Bewegung des Rasterabtastspiegels. Die Toleranzen können um das Vierfache vergrößert werden, wodurch die Bewegung des Feldspiegels zur Korrektur der Fokussierungsfehler vereinfacht werden kann.

Es ist zu bemerken, daß in den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 der Punkt A′ nicht notwendigerweise in einer Entfernung R vom Zentrum der Trommel liegt, sondern daß er eine beliebige Entfernung hierzu einnimmt, so daß durch Verschieben der Trommel 12 auf der Achse 16 die Länge der gelesenen Zeile A₂A₃ vergrößert oder verkleinert werden kann. Es ist ferner zu bemerken, daß der Wirkungsgrad bei der Zeilenabtastung 100% bleibt wie bei der Vorrichtung gemäß Patent 26 04 700. Diese Bemerkungen gelten auch für die Ausführungsformen, die weiter unten beschrieben werden.

Ebenso wie in dem genannten Patent und seinen Zusätzen ist das Analysensystem nach dem vorliegenden Vorschlag abgestimmt auf die anderen optischen Elemente der Gesamtvorrichtung, so daß sichergestellt ist, daß das Zentrum der Austrittspupille des Objektives mit einem festen Punkt optisch konjugiert ist, der nicht mehr auf der Achse der Trommel liegt, sondern - als Punkt C - im Zentrum der Eingangspupille des Analysensystems ist. Gemäß den Fig. 2 und 3 ist der Punkt C gleichermaßen der Krümmungsmittelpunkt der analysierten Zeile.

Gemäß den Fig. 4a und 4b ist eine optische Abbildungsvorrichtung zu erkennen, die besonders geeignet für die Zeilenabtastung nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip ist. Dieses Abbildungssystem - abgesehen von der Linse L₁, deren Funktion später beschrieben wird - weist eine Symmetrieachse XX′ auf. In Fig. 4a ist die Vorrichtung in Orthogonalprojektion auf eine durch XX′ gehende Ebene, die die Symmetrieebene der optomechanischen gesamten Abtastvorrichtung ist (Ebene T im Patent 26 04 700). Diese Vorrichtung erinnert an ein Schmidt-Fernrohr, das als Spiegelfernrohr ausgebildet ist, indem in seiner Brennfläche ein sphärischer Spiegel angeordnet ist. Es enthält zwei Teile von sphärischen Spiegeln M₁ und M₂, die konzentrisch zu dem Mittelpunkt Ω liegen und die Krümmungsradien R₁ und R₂ aufweisen. Der Spiegel M₁ ist konkav und der Spiegel M₂ ist konvex. Ihre reflektierenden Flächen stehen sich gegenüber. Die Krümmungsradien genügen den folgenden Bedingungen:

R₂ = h /sin 2i (1)
sin i = h / R₁ (2)

wobei h die Entfernung des Mittelpunktes Ω zu den beiden symmetrisch zur Achse XX′ liegenden Punkten A′ und A′′ ist. Diese liegen mit dem Zentrum Ω auf einer Linie. Wenn der nutzbare Öffnungswinkel gering ist, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 10°, wird durch die Verringerung die optische Konjugierung der Punkte A′ und A′′ so vorgenommen, wie dies anhand der Fig. 4a und 4b veranschaulicht ist. In der Fig. 4a ist der Strahl A′′ B′₁ parallel zur Achse XX′ und wird infolge der Bedingungen (1) und (2) auf den Spiegel M₂ bei D₁ reflektiert. Der Punkt D₁ liegt auf der Symmetrieachse XX′. Danach wird der Strahl bei B₁ auf dem Spiegel M₁ reflektiert, so daß die optischen Strahlen A′′B′₁D₁ und D₁B₁A′ gleich und symmetrisch in bezug auf die Achse XX′ sind. In gleicher Weise bildet der Strahl A′′B₂′ parallel zur Achse X₁X₁′ mit der Achse XX′ einen kleinen Winkel u′. Die Achse X₁X₁′ verläuft durch das Symmetriezentrum Ω des Systems. Der Strahl wird bei D₂ auf dem Spiegel M₂, der im wesentlichen auf der Achse X₁X₁′ liegt, reflektiert. Danach erfolgt die Reflexion bei Punkt B₂ auf dem Spiegel M₁ derart, daß die optischen Strahlen A′′B₂′D₂ und D₂B₂A′ gleich und symmetrisch in bezug auf die Achse X₁X₁′ sind. In der Fig. 4b, die eine Projektion des Systems auf die zu P senkrechte durch XX′ gehende Ebene darstellt, ist der Punkt Ω stets Symmetriezentrum. In jeder Ebene, die senkrecht zu der Zeichenebene der Fig. 4b ist, besitzt ein optischer Strahl, wie beispielsweise der Strahl A′B₃D₃B₃′A′′ die gleichen Eigenschaften wie die in Fig. 4a dargestellten Strahlen. Das optische System weist eine Vergrößerung eins zwischen dem Objekt A′ und seinem Bild A′′ auf, und zwar für einen Öffnungswinkel u′ von der Größenordnung von etwa 10°. Darüber hinaus kann gezeigt werden, daß das System aplanatisch für die Punkte A′ und A′′ ist. Das Abbildungssystem mit der Vergrößerung eins kann umgewandelt werden in ein Abbildungssystem mit einer von eins abweichenden Vergrößerung, beispielsweise dadurch, daß die Aplanatlinse L₁ auf der Achse B₁′A′′ angeordnet wird. Diese Linse mit dem Brechungsindex n bildet bei A′′ ein Bild A mit einer Vergrößerung n = (sin u)/(sin u′), wobei u der Öffnungswinkel des Lichtbündels auf der Seite von A ist. Der Detektor A ist für den Fall einer von eins abweichenden Vergrößerung n im Punkt A angeordnet. Des weiteren ist die Linse L₁ aus einem Material mit großem Brechungsindex angefertigt, das infrarotdurchlässig ist. Praktisch erfolgt die Abbildung des Detektors A nach A′ mit Vergrößerungen zwischen 1 und 4, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, in Punkt A sehr kleine Detektoren anzuordnen, die die Strahlung unter einem sehr großen Öffnungswinkel u aufnehmen.

In Fig. 5 ist eine erste Ausführungsform der optomechanischen Abtastvorrichtung (im folgenden Kamera genannt) dargestellt. Diese weist ein Abbildungssystem für den Detektor wie vorstehend beschrieben auf. Das Objektiv L mit der Achse 51 erzeugt ein Bild der zu analysierenden Szene auf der Brennfläche S, deren Krümmungsmittelpunkt - wie im Patent 26 04 700 und seinen Zusätzen ausgeführt ist - mit dem Zentrum der Austrittspupille dieses Objektives im Punkt O zusammenfällt. Der Spiegel M₃ führt die Vertikalabtastung (oder Rasterabtastung oder y-Abtastung) durch. Es kann sich dabei um einen Spiegel handeln, der auf einer Ellipse mit den Brennpunkten O und D abgerollt wird. D ist das Bild des Brennpunktes F des Objektives L im Spiegel M₃. Der Spiegel kann sich auch in einfacher Weise um eine Achse O₁ drehen, die senkrecht zur Zeichenebene ist. Dieser Spiegel bildet nacheinander die Punkte F₁, F, F₂ der Brennfläche S auf dem Feldspiegel M₄ im Punkt D ab. Der Feldspiegel ist sphärisch, so daß er das Zentrum O der Austrittspupille des Objektives L mit dem Zentrum C der virtuellen Eintrittspupille 52 des Zeilenabtastsystems konjugiert. Die Pupille liegt in der Ebene P auf der festen Achse zz′, die parallel zur Achse YY′ der Drehachse der Trommel 12 ist. Die reflektierenden Flächen der Trommel sind beispielsweise parallel zu YY′. Um die optische Konjugierung sicherzustellen, wenn sich der Spiegel M₃ um die Achse O₁ dreht, dreht sich der Spiegel M₄ um einen dem Drehungswinkel des Spiegels M₃ proportionalen Winkel um eine Achse, die senkrecht zur Zeichenebene ist und durch den Punkt D geht. Das Abbildungssystem für die analysierte Zeile entspricht demjenigen der Fig. 4a und 4b mit den Spiegeln M₁ und M₂, die konzentrisch zum Punkt Ω sind, sowie mit der Linse L₁. Dieses Abbildungssystem erzeugt ein vergrößertes Bild des bei Punkt A angeordneten Detektors in dem festen Punkt A′. Nach Reflexion auf der drehenden Trommel wird davon ein Bild erzeugt, das mit dem Punkt D zusammenfällt, wenn die Fläche der Trommel senkrecht zur Zeichenebene P ist. Wenn sich die Trommel dreht, bewegt sich dieses Bild in der Abtasteinrichtung x auf einem Kreisbogen, analog zum Kreisbogen A₂A₃ der Fig. 1, 2 und 3, dessen Zentrum auf der Achse zz′ liegt. Dieser Kreisbogen liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Achse zz′ ist. Zur Erläuterung der Betriebsweise des Systems ist der Weg des Hauptstrahlbündels 51 sowie der Randstrahlen 54 und 53 durch das gesamte System dargestellt. Das Bündel konvergiert bei A auf dem Detektor. Der Feldspiegel M₄ erfüllt - wie im Patent 26 04 700 und seinen Zusätzen beschrieben - zwei Rollen, nämlich einerseits stellt er die Konjugierung der Abtastzeile mit der Brennfläche des Objektives sicher und andererseits bewirkt er die Konjugierung der Austrittspupille des Objektives und der Eintrittspupille des Zeichenanalysators.

Die Vorteile dieses neuen Analysensystems gegenüber dem System nach dem Patent 26 04 700 und seinen Zusätzen sind folgende:

• - für den gleichen Öffnungswinkel u der Kamera (angedeutet bei Punkt A) arbeitet das ganze optische System der Kamera, nämlich das Objektiv, die Raster- und Zeilenabtasteinrichtung und das Abbildungssystem mit einem verringerten Öffnungswinkel u′ (angedeutet in Punkt A′′), mit Ausnahme der aplanatischen Linse L₁, die den Öffnungswinkel von u′ auf u verändert,
• - die ganze Optik kann einen Öffnungswinkel von F/4 anstelle von F/2 aufweisen und dies ohne Einbußen bei den Abbildungseigenschaften; dagegen weist das Objektiv eine Brennweite auf, die zweimal größer ist, um den gleichen Durchmesser der Eingangspupille beizubehalten; diese Verringerung des Öffnungswinkels erleichtert weitgehend die Herstellung des optischen Systems,
• - das Abbildungssystem enthält nur sphärische Flächen und ist folglich einfach herzustellen,
• - der Fokussierungsfehler des Detektors am Ende der Analysenzeile ist um das Vierfache kleiner, gemessen am Durchschnitt des auf den Detektor angebildeten Diffusionsfleckes,
• - die Toleranzen bei den Fokussierungsfehlern beim Feldspiegel sind achtmal größer, woraus folgt, daß der Rasterabtastspiegel M₃ eine einfache Drehung um eine feststehende Achse ausführen kann, was zu einer wesentlichen mechanischen Vereinfachung führt,
• - wenn gewünscht wird, daß der Feldspiegel M₄ außerhalb des Strahlenbündels liegt, das bei A′ konvergiert, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, bildet das durch die Trommel reflektierte Bündel mit der Einfallsrichtung (Winkel zwischen den einfallenden Teilen und den reflektierten Teilen des Strahls 51 auf der Fläche 14 der entsprechenden Trommel) einen Winkel α; die Verringerung dieses Winkels α ermöglicht die Verringerung von gewissen Störungen der Zeilenabtastung, was wiederum umso leichter erreicht wird, je kleiner der Öffnungswinkel u′ ist, da dieser Winkel α proportional zu u′ ist,
• - alle mechanischen Toleranzen werden um das Verhältnis u/u′ verringert,
• - durch Veränderung der Vergrößerung der Linse L₁ kann unter Beibehaltung des Öffnungswinkels u′ des übrigen optischen Systems der Gesamtöffnungswinkel u der Kamera verändert werden; auf diese Weise wird die Dimension des Bildes des Detektors, der das von dem Objektiv gelieferte Bild analysiert, verändert; die analysierte Zeile weist stets die gleiche Länge auf, es kann nach Belieben die Zahl der Analysenpunkte pro Zeile vergrößert oder verkleinert werden, was zu einer Vergrößerung oder Verringerung des Auflösungsvermögens der Kamera führt; lediglich durch Veränderung der Linse L₁ kann folglich der gleiche Analysator an verschiedene Verwendungsbereiche angepaßt werden.

Fig. 6 zeigt in einem Schnitt durch ihre Symmetrieebene P eine zweite Ausführungsform einer Kamera mit einem Abbildungssystem gemäß den Fig. 4a und 4b. Die Elemente der Zeilenabtasteinrichtung sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 5 versehen. Diese Kamera ist besonders zu Thermographieaufnahmen mit großem Blickfeld geeignet. Sie weist ein Spiegelobjektiv von der Art eines Bouwersobjektivs auf. Seine Achse ist mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet. Es enthält eine Korrekturlinse L₂ aus infrarotdurchlässigem Material und einen sphärischen Spiegel M₅. Das Objektiv wird außerhalb der Achse verwendet. Alle Linsenelemente dieses Objektivs sind konzentrisch zum Mittelpunkt E auf der Achse 60. Die Brennfläche des Objektivs ist ebenfalls sphärisch und konzentrisch zum Mittelpunkt E. Der Mittelpunkt E liegt in der Ebene der Eingangspupille 52 mit Mittelpunkt c des Zeilenanalysensystems am Schnittpunkt mit A′D auf der Achse zz′ parallel zur Achse YY′, welche Ebene ebenfalls die Ebene der Eintrittspupille 61 des Bouwers-Objektivs ist, dessen Zentrum C′ gleichermaßen auf der Achse zz′ liegt und zwar so, daß gilt: CE = C′E. Die Brennweite dieses Objektivs ist DE. Aus diesem Grunde fällt die Brennfläche des Objektivs exakt mit der zu analysierenden Zeile des Bildes des Detektors in den Flächen der rotierenden Trommel (Zeile A₂A₃ der Fig. 2 und 3) zusammen. Da darüber hinaus das Bouwers-Objektiv das Zentrum C′ seiner Eingangspupille mit dem Zentrum C der Eingangspupille des Analysensystems konjugiert, und zwar mit einer Vergrößerung von eins, wird der Feldspiegel überflüssig. Die Rasterabtastung kann folglich mit Hilfe des Spiegels M₃ erhalten werden, der sich um eine durch den Punkt O₁ gegen den senkrecht zur Figurenebene liegende Achse dreht. Das Bouwers-Objektiv ermöglicht eine ausgezeichnete Fehlerkorrektur. Seine Qualität ist unabhängig von der Größe des Gesichtsfeldes gleichbleibend, da der Mittelpunkt E dieses Systems sein Symmetriemittelpunkt ist. Die Zeilenabtasteinrichtung ermöglicht in dem in Fig. 6 dargestellten Fall eine Analyse der Zeile, die von dem Punkt C, dem Zentrum der Eingangspupille des Zeilenanalysesystems unter einem Winkel von 45° gesehen wird, für den Fall, daß die Trommel zwölf Flächen aufweist (wie in Fig. 2 dargestellt). Die Kamera kann folglich einen Feldwinkel von 45° in Richtung der Zeile aufweisen. Der Gesichtswinkel in Rasterrichtung ist nicht begrenzt und hängt von dem Spiegel M₃ ab. Der Spiegel M₃ ist sehr nahe an der Eingangspupille 61 mit Zentrum C′ des Objektivs angeordnet, um seine Abmessungen möglichst klein zu halten. Es können auch O₁ und C′ vertauscht werden, um M₃ in der Eingangspupille des Objektivs anzuordnen. Die Vorteile dieses Systems sind die gleichen wie die Vorteile des Systems der Fig. 5. Diesem System mit großem Gesichtsfeld kann gewünschtenfalls ein afokales dioptrisches oder katadioptrisches System vorgeschaltet werden unter der Bedingung, daß die Austrittspupille des afokalen Systems mit der Eintrittspupille C′ des Systems mit großem Gesichtsfeld zusammenfällt. Es ist auf diese Weise möglich, das Gesichtsfeld der Kamera zu verringern und statt dessen die Winkelauflösung zu vergrößern.

Die Fig. 7a und 7b zeigen ein Prinzipschema eines Infrarotobjektives für eine Thermographiekamera, die zur Verwendung in einem Zeilenabtastsystem gemäß den Fig. 4a, 4b und 5 geeignet ist. Damit das Objektiv in einer Thermographiekamera verwendet werden kann und an das Analysensystem angepaßt werden kann, muß es bestimmte Voraussetzungen erfüllen:

• - das Objektiv muß im allgemeinen bifokal sein, so daß ein großes Gesichtsfeld aufgenommen werden kann und auch ein kleines Gesichtsfeld zur Identifikation eines Details betrachtet werden kann; das Verhältnis der beiden Brennweiten ist im allgemeinen etwa drei,
• - da mit dem engen Gesichtsfeld (lange Brennweite) häufig zu Zielzwecken gearbeitet wird, ist es unerläßlich, daß die optische Achse bei langer Brennweite vollkommen stabil ist; die optischen Elemente der großen Brennweite müssen feststehend sein,
• - um das Objektiv dem Analysesystem anzupassen, muß die Brennfläche gekrümmt sein; der ideale Radius muß gleich der Entfernung O₁D (Fig. 5) sein, damit die Drehung des Rasterabtastspiegels M₃ keine Defokussierung hervorruft; in der Praxis geht es an, daß der Krümmungsradius gleich dem Drei- oder Vierfachen der Strecke O₁D ist, ohne daß die Defokussierung störend wirkt,
• - die Austrittspupille des Objektives muß in der Nähe des Krümmungsmittelpunktes der Brennfläche liegen, damit der Feldspiegel gleichzeitig die Bilder und die Pupillen konjugieren kann,
• - der Platzbedarf des Objektives und seine Masse müssen so klein wie möglich sein, was dazu führt, daß die Eingangspupille des Objektives auf der vordersten Linse liegt,
• - schließlich haben die optischen Materialien, die im Infrarotbereich verwendet werden, starke Änderungen ihres Brechungsindexes in Funktion der Temperatur; die Lage der Brennebene ändert sich folglich sehr stark und es ist erforderlich, die Fokussierung für jede Gebrauchstemperatur einzustellen; folglich ist es wünschenswert, die Fokussierung des Objektivs mit Hilfe eines kleinen optischen Elementes, das für beide Brennweiten gleichzeitig wirksam ist, einstellen zu können.

Das anhand der Fig. 7a und 7b beschriebene Objektiv erfüllt diese Bedingungen. Fig. 7a zeigt schematisch einen Schnitt durch eine durch die optische Achse 71 des langbrennweitigen Teils des Objektives verlaufende Ebene. Ein derartiges Objekt wird auch Teleobjektiv genannt. Es enthält eine Gruppe von Konvergenzlinsen Γ₁, die von dem untersuchten Gesichtsfeld ein Bild AB auf der Brennebene erzeugen, sowie eine Gruppe von Divergenzlinsen Γ₂, die ein Bild A′B′ von AB erzeugen. Die Eingangspupille fällt mit Γ₁ zusammen. Ihr Zentrum liegt bei Q. Die Ausgangspupille ist bei 72 dargestellt. Ihr Zentrum ist Q′. Somit wird eine Ausgangspupille erhalten, die ziemlich nahe an der Brennfläche des Objektives liegt. Die Berechnung eines solchen Objektives zeigt, daß es gleichermaßen möglich ist, eine Brennfläche zu erhalten, deren Krümmungsmittelpunkt in der Nähe von Q′ ist. Unter dem Gesichtspunkt des Platzbedarfes wird festgehalten, daß die Gesamtlänge des Objektives stets kleiner als seine Brennweite ist. Fig. 7b zeigt schematisch einen Schnitt durch eine durch die Achse 71 des kurzbrennweitigen Teils des Objektives gehende Ebene. Den Linsengruppen Γ₁, Γ₂ sind zwei weitere Gruppen Γ₃ und Γ₄ hinzugefügt. Die Gruppe Γ₃ ist divergent und weist eine Brechkraft ähnlich der Gruppe Γ₁ auf, so daß die aus Γ₁ und Γ₃ bestehende Einheit eine Brechkraft von etwa Null besitzt. Die Gruppe Γ₄ ist konvergent und so positioniert, daß sie ein Bild von der untersuchten Szene erzeugt, das in der Ebene des Bildes AB der Fig. 7a liegt. Da darüber hinaus die Brennweite dieser Gruppe etwa dreimal kleiner als diejenige der Gruppe Γ₁ ist, ist das Bild der Linie AB dreimal größer bei der Verwendung von Γ₄ anstelle von Γ₁. Die Linsengruppe Γ₂ erzeugt davon ein vergrößertes Bild A′B′, das mit A′B′ der Fig. 7 zusammenfällt. Die Ausgangspupille wird bei Q′ beibehalten, indem die Position der Eingangspupille 73 bei Q geeignet gewählt wird. Das Verhältnis der Brennweiten ist gleich dem Verhältnis der Brennweiten der Konvergenzgruppen Γ₁ und Γ₄. Die Brennweitenumschaltung erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß die beiden Gruppen Γ₃ und Γ₄ zwischen die beiden Gruppen Γ₁ und Γ₂ eingeführt oder von dort entfernt werden. Die Stabilität der optischen Achse bei großer Brennweite ist sichergestellt, da die Gruppen Γ₁ und Γ₂ feststehend sind. Die Brennweitenjustierung des Objektivs, die bei Temperaturänderungen erforderlich wird, kann leicht durch Verschiebung von Γ₂ sowohl nach langen Brennweiten als auch nach kurzen erfolgen. In Anbetracht der starken Vergrößerung von Γ₂ genügt eine kleine Verschiebung zur Erzeugung einer großen Verschiebung des Bildes A′B′. Durch die Tatsache, daß die Fokussierung durch die hintere Gruppe Γ₂ erhalten wird, ist das Objektiv dicht, da die vordere Gruppe Γ₁ feststehend ist. Darüber hinaus ist es erwähnenswert, daß die herausschwenkbare Einheit nicht in ihrer Gesamtheit oder teilweise parallel zur optischen Achse zum Zwecke der Fokussierung verschoben wird. Da die Durchmesser der Linsen Γ₃, Γ₄, Γ₅ klein sind, ist der Platzbedarf und ihre Masse ebenfalls gering.

Es versteht sich von selbst, daß die Vorrichtungen gemäß der Erfindung gleichermaßen mit Geräten zur direkten Betrachtung des analysierten Bildes ausgerüstet sind. Diese enthalten eine Elektrolumineszenzdiode, die symmetrisch zu dem Detektor in bezug auf eine dichroitische Scheibe angeordnet ist, die die sichtbaren Strahlen von den Infrarotstrahlen trennen. Dies ist im Patent 26 04 700 und seinen Zusätzen beschrieben.

In den Systemen der Fig. 4a, 4b, 5 und 6 ist die Linse L₁ eine infrarotdurchlässige Linse, die nur ein geringes Durchlaßvermögen im sichtbaren Bereich aufweist. Es ist vorteilhaft, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Auskopplungsscheibe 55 und eine Elektrolumineszenzdiode 56 symmetrisch zu A′′ in bezug auf 55 und mit gleichen Abmessungen wie A′′ anzuordnen. Diese kann auch bei 57 vor einer Linse 58 angeordnet sein, so daß das durch die Linse 58 erzeugte Bild des Punktes 57 mit 56 hinsichtlich seiner Größe zusammenfällt. In diesem Fall versteht es sich von selbst, daß eine dichroitische Scheibe 59 sowie ein Objektiv 49 im Lichtbündel angeordnet werden, während sich das beobachtende Auge bei 48 befindet.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur optischen Abtastung eines in Bereiche eingeteilten Gesichtsfeldes und zur Sichtbarmachung dieses Feldes, wobei die Abtastung in zwei aufeinander senkrechten Richtungen, nämlich in einer als Zeilenabtastung bezeichneten x-Richtung und in einer als Bild- oder Rasterabtastung bezeichneten y-Richtung erfolgt und die Vorrichtung diese Abtastungen gemäß den von den einzelnen Bereichen ausgehenden Strahlen vornimmt und diese Strahlen auf ein für die in den Strahlen enthaltene Strahlung empfindliches Element konvergieren läßt und in der Reihenfolge des von dem Gesichtsfeld kommenden, anfallenden Medienstrahles im allgemeinen ein Objektiv, Einrichtungen für die Rasterabtastung in y-Richtung, ein Ablenksystem für die Umlenkung der durch die Öffnung des Objektivs begrenzten Strahlenbündel in Richtung auf die Zeilenabtasteinrichtungen zur Abtastung des Bildfeldes des Objektives in der x-Richtung und das empfindliche Element (Detektor) enthält und die Zeilenabtasteinrichtungen, das empfindliche Element und gegebenenfalls weitere, mit den vorhergenannten in Verbindung stehenden Teile zur unmittelbaren Sichtbarmachung des Bildes des analysierten Gesichtsfeldes dienen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die optische Achse des Objektivs (L) in einer die y-Richtung enthaltenden, zur x-Richtung senkrechten Ebene P liegt, und daß seine Brennfläche gekrümmt ist, und zwar derart, daß der Krümmungsmittelpunkt in der Mitte der Austrittspupille des Objektivs liegt,
• - die Rasterabtasteinrichtungen aus einem ebenen Drehspiegel (M₃) bestehen, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung um eine zur x-Richtung parallele Achse dreht und im konvergierenden Strahlengang hinter dem Objektiv (L) nahe dem Bildfeld des Objektivs liegt,
• - die Zeilenabtasteinrichtungen einerseits aus einer sich gleichförmig um eine feste in der Ebene P liegende Achse YY′ drehenden Trommel (12), die eine große Zahl von planen, reflektierenden, regelmäßig über ihren Umfang verteilten, evtl. unter verschiedenen Winkeln gegen die Rotationsachse geneigten Flächen (13) besitzt und andererseits aus einem zur Ebene P symmetrischen Abbildungssystem bestehen, das ein Bild des empfindlichen Elementes (A) in einem festen Punkt A′ der Ebene P außerhalb der Drehachse YY′ der Trommel (12) erzeugt, und die Trommel im konvergierenden Strahlengang des Abbildungssystems auf der Bildseite des empfindlichen Elements (A) liegt, wobei der Symmetriepunkt des Punktes A′ in bezug auf jede Fläche (13) der Trommel (12), wenn erstere senkrecht zur Ebene P steht, in einem Punkt D nahe dem Symmetriepunkt des Brennpunktes F des Objektivs (L) in bezug auf den Rasterspiegel (M₃) in dessen Mittelstellung auf seiner Drehachse liegt,
• - das Ablenksystem aus einem konkaven, Feldspiegel (M₄) genannten Spiegel besteht, der sich symmetrisch zu beiden Seiten der Ebene P erstreckt und dessen Scheitelpunkt nach D liegt, wobei dieser Feldspiegel (M₄) derart ausgelegt ist, daß er zusammen mit dem Rasterspiegel (M₃) den Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektivs (L) zu einem festen Punkt (C) der Ebene P konjugiert, der den Mittelpunkt der Eintrittspupille der Zeilenabtastvorrichtung darstellt, und daß der Feldspiegel (M₄) zur Vermeidung einer eventuellen Totzeit zwischen zwei nacheinander abgetasteten Zeilen in x-Richtung eine Breite hat, die höchstens gleich dem Abstand zwischen zwei Punkten ist, die in bezug auf jeweils zwei aufeinanderfolgende Flächen (13) der Trommel (12) symmetrisch zu dem Punkt A′ sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur x-Richtung parallele Drehachse des Rasterspiegels (M₃) feststeht und daß eine hin- und hergehende Bewegung kleiner Amplitude des Feldspiegels (M₄), die gleichphasig mit derjenigen des Rasterspiegels (M₃) erfolgt, einerseits eine alternierende Verschiebung längs einer zu der Achse YY′ rechtwinkligen Achse ZZ′, die durch D verläuft und in der Ebene P liegt, und andererseits eine alternierende Drehbewegung um eine zur x-Achse parallele Achse umfaßt, wobei die Amplitude dieser Drehbewegung die gleiche maximale Amplitude in bezug auf die Achse ZZ′ hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungssystem des lichtempfindlichen Elements (A), das zu den Zeilenabtasteinrichtungen gehört, zwei sphärische Spiegel mit gemeinsamem Mittelpunkt Ω umfaßt, und zwar einen ersten Konkavspiegel M₁ mit dem Krümmungsradius R₁ und einen zweiten Konvexspiegel M₂ mit dem Krümmungsradius R₂, wobei die beiden Spiegel die gleiche Symmetrieachse XX′ aufweisen und ihre reflektierenden Flächen sich gegenüberstehen und die aus beiden Spiegeln bestehende Einheit eine Vergrößerung von eins aufweist und die optische Konjugierung des Punktes A′ mit einem Punkt A′′ bewirken, daß A′ und A′′ symmetrisch zur Symmetrieachse XX′ sind und in einer Linie mit Ω liegen, so daß R₂ und R₁ folgenden Beziehungen genügen: wobei h der Abstand zwischen A′ und XX′ ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (A) sich im Punkt A′′ befindet.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungssystem des lichtempfindlichen Elements (A) der Zeilenabtasteinrichtung zusätzlich ein optisches Element (L₁) zur Abbildung des lichtempfindlichen Elementes im Punkt A′′ aufweist und daß das optische Element (L₁) eine von eins abweichende Vergrößerung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element eine Aplanatlinse (L₁) ist, deren Achse parallel zu XX′ und durch A′′ verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Rasterspiegel (M₃) sich um eine feststehende, zur Ebene P senkrecht stehende Achse dreht, welche die optische Achse des Objektivs (L) schneidet, so daß im Punkt D die Punkte der Brennfläche des Objektivs entsprechend verschiedenen Richtungen des Medianstrahles des Bündels abgebildet werden und daß der Feldspiegel (M₄) sphärisch ist, einen Scheitel D aufweist und um eine Achse senkrecht zu P durch den Punkt D in eine Winkeldrehung versetzt wird, die proportional zur Winkeldrehung des Rasterspiegels (M₃) ist, so daß die optische Konjugierung des Zentrums O der Austrittspupille des Objektivs mit dem Zentrum C der Eintrittspupille der Zeilenanalysiereinrichtung sichergestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv catadioptrisch und von der Art eines Bouwers-Objektivs ist und eine Linse (L₁) aus infrarottransparentem Material sowie einen sphärischen Spiegel (M₁) aufweist, daß der Spiegel und die Diopter der Linse konzentrisch zu einem Punkt E auf A′D in der Ebene der Eingangspupille des Zeilenanalysiergerätes sind, daß die Brennweite des Objektivs gleich DE ist, daß der Rasterspiegel (M₃) sich um eine feste, senkrecht zu P verlaufende, die optische Achse des Objektivs schneidende Achse dreht und daß der Rasterspiegel (M₃) sehr nahe bei der Eingangspupille des Objektivs angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt der Drehachse des Rasterspiegels (M₃) mit der optischen Achse (60) des Objektivs mit dem Mittelpunkt C′ der Eingangspupille des Objektivs zusammenfällt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die analysierte Zeile vom Punkt C aus unter einem Sehwinkel von etwa 45° erscheint.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv bifokal und infrarotdurchlässig ist, daß es einen ersten Teil mit langer Brennweite und einen zweiten Teil aufweist, der in Verbindung mit dem ersten Teil dem Objektiv eine kurze Brennweite verleiht, daß der erste Teil von der Art eines Teleobjektivs aus einer Konvergenzgruppe Γ₁ und einer Divergenzgruppe Γ₂ besteht, deren Ausgangspupillenzentrum Q′ zwischen den Gruppen Γ₁ und Γ₂ liegt, daß das Zentrum der Brennfläche der aus den beiden Gruppen bestehenden Einheit in der Nähe von Q′ liegt, daß der zweite Teil zwischen Γ₁ und Γ₂ eine Divergenzgruppe Γ₃ aufweist, die in Bezug auf Γ₁ so angeordnet ist und eine solche Brechkraft aufweist, daß die Einheit Γ₁, Γ₃ eine Brechkraft von etwa Null besitzt, daß eine Gruppe Γ₄ vorgesehen ist, die so angeordnet ist und eine solche Brechkraft aufweist, daß die Einheit Γ₁, Γ₂, Γ₄ etwa die gleiche Brennebene wie Γ₁ aufweist, daß die Austrittspupille bei Anwesenheit der Gruppen Γ₃ und Γ₄ mit gleichen Abmessungen bei Q′ gehalten wird, daß die aus den Gruppen Γ₃ und Γ₄ bestehende Einheit ausschwenkbar ist und daß die Gruppe Γ₂ mit einer Verschiebeeinrichtung auf der optischen Achse ausgerüstet ist, so daß die Wiederfokussierung des Objektivs, insbesondere nach einer Verstellung infolge von Temperaturschwankungen, erreicht werden kann.