DE3242867A1

DE3242867A1 - Optisch-mechanischer abtaster

Info

Publication number: DE3242867A1
Application number: DE19823242867
Authority: DE
Inventors: Herbert Morrison Glasgow Runciman
Original assignee: Thales Optronics Ltd
Current assignee: Thales Optronics Ltd
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-06-01
Also published as: NO823943L; SE8206453L; YU262782A; CH662432A5; IT1157091B; BE895114A; SE450426B; IT8268367A0; IN156676B; NL8204594A; GB2115174B; FR2517078A1; GB2115174A; US4461534A; SE8206453D0; FR2517078B3

Description

OPTISCH-MECHANISCHER ABTASTER

Beschreibung:

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein optisch-mechanischer Abtaster mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solcher Abtaster ist durch die DE-OS 30 22 365 bekannt geworden. 5

Für viele Zwecke wie z.B. für die optische Schriftzeichenerkennung, für die Laser-Abtastung oder für das Erzeugen von Wärmebildern benötigt man optischmechanische Abtaster, welche eine Szene oder ein Objekt rasch und wiederholt abtasten können. Gewöhnlich benutzt man dafür einen Rotor mit am Umfang verteilten Spiegelflächen, welcher derart in den Strahlengang eingefügt wird, daß jede der aufeinanderfolgenden Spiegelflächen (Facetten) das auftreffende Strahlenbündel infolge der Rotordrehung entlang derselben Ortskurve ablenkt; wenn aber die Pyramidalwinkel (Neigungswinkel gegen die Rotorachse) der Spiegelflächen unterschiedlich sind, bewegt sich das vom Rotor abgelenkte Strahlenbündel nicht nur entlang einer Zeile, sondern entlang unterschiedlicher Zeilen, sodaß nicht nur eine Zeile, sondern eine Fläche abgetastet wird. Der Wirkungsgrad eines solchen Abtasters, ausgedrückt als Verhältnis der Zeitspanne, in welcher eine Abtastung erfolgt, zu der totalen Zykluszeit des Abtasters, ist meist auf recht bescheidene Werte beschränkt, denn

ein hoher Wirkungsgrad verlangt einen großen Rotor, welcher aber unpraktisch ist, weil sich mit ihm keine hohen Abtastgeschwindxgkeiten erreichen lassen und weil er hohe Energieverluste durch die bei der Rotordrehung auftretende Luftreibung

aufweist. Der beschränkte Wirkungsgrad der bekannten Rotoren hat seine Ursache darin, daß sich die Spiegelflächen des Rotors an dem einfallenden Strahlenbündel vorbeibewegen, welches im Gegensatz zum Rotor ruht. In der Zeitspanne, innerhalb der der eigentliche Abtastvorgang erfolgt, muß das gesamte einfallende Strahlenbündel von ein- und derselben Facette des Rotors reflektiert werden, so» daß die Erstreckung einer jeden Facette den Querschnitt des Strahlenbündels übertreffen muß, und zwar in einem Ausmaß, welches von dem geforderten Wirkungsgrad des Autasters abhängt.

Optisch-mechanische Abtaster, mit denen diese Beschränkung des Wirkungsgrades überwunden werden soll, sind in der DE-OS 30 22 365 und in der GB-PS 1 419 beschrieben worden; in beiden Fällen hat man zur Lösung des Problems vorgesehen, das auf den Rotor auftreffende Strahlenbündel der jeweils wirksamen Spiegelfläche des Rotors so nachzuführen, daß es während der gesamten Abtastperiode dieser Spiegelfläche auf eben diese Spiegelfläche zentriert bleibt. Am Ende einer jeden Abtastperiode muß das Strahlenbündel dann

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sehr rasch zurückgeschwenkt werden, um für den Beginn der nächsten Abtastperiode gerüstet zu sein, in welcher das Strahlenbündel auf die nächstfolgende Spiegelfläche zentriert sein muß. Man erreicht dies dadurch, daß man das Strahlenbündel an einem sich synchron mit dem Rotor drehenden Reflektor reflektiert, ehe es auf den Rotor mit den Spiegelflächen für die Zeilenablenkung trifft. Man hat ferner optische Elemente vorgesehen, die dafür sorgen, daß das einfallende Strahlenbündel bei seiner ersten Reflexion an dem sich synchron mitdrehenden Reflektor so dünn wie möglich ist, und daß es bei seiner zweiten Reflexion, welche danach am Rotor erfolgt, einen der Größe der Rotorfacetten entsprechende Dicke hat.

Diese Abtaster mit zweifacher Reflexion haben zwei wesentliche Nachteile: Zum ersten ist jenes rotierende optische Bauteil, welches die erstmalige Reflexion des Strahlenbündels bewirkt, derart angeordnet, daß es beinahe konzentrisch zur Drehachse liegende gekrümmte Spiegelflächen benötigt, um dem reflektierten Strahlenbündel eine Winkelbewegung aufzuzwingen, welche mit der Winkelbewegung des Rotors, dessen Spiegelflächen das Strahlenbündel nachgeführt werden soll, übereinstimmt; dies hat zur Folge, daß es schwierig und kostenaufwendig ist, dieses die erstmalige Reflexion bewirkende rotierende optische Bau-

teil mit der nötigen Oberflächengüte herzustellen. Der zweite und grundlegendere Nachteil besteht darin, daß man hohe Bildqualität nur mit einem punktförmigen Detektor bzw. (bei umgekehrtem Strahlengang) mit punktförmiger Lichtquelle erreichen kann. Dies liegt daran, daß das Zwischenbild des Detektors (oder - bei umgekehrtem Strahlengang - der Lichtquelle) auf oder sehr nahe der gekrümmten Spiegelfläche gebildet wird, an welcher das Strahlenbündel - von Detektor bzw. von der Lichtquelle ausgehend - als erstes reflektiert wird. Die Krümmung dieser spiegelnden Oberfläche bewirkt zweierlei: Sie bewirkt eine Bildkrümmung im Detektorbild und sie bewirkt, daß die von unterschiedlichen Detektrorelementen ausgehenden Hauptstrahlen divergieren. Je größer das Detektorfeld ist, desto größer ist auch die Bildkrümmung und die Divergenz der Hauptstrahlen, und für alle nicht punktförmigen Detektorfelder müssen die hieraus resultierenden Abbildungsfehler durch Hinzufügen von komplexen optischen Bauelementen kompensiert werden; bei größeren Detektorfeldern wird eine Kompensation jedoch praktisch undurchführbar, weil die Divergenz so groß ist und auch asymmetrisch sein kann, sodaß es nicht möglich ist, den Strahlengang im Abtaster durch Umlenkung so zu führen, daß der Strahlendurchgang durch den Abtaster ungehindert ist.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Abtaster der eingangs genannten Art mit Zweifachreflexion dahingehend zu verbessern, daß er die

vorerwähnten Nachteile nicht oder nicht mehr in dem Ausmaß aufweist, insbesondere einfachen Aufbau mit hohem Wirkungsgrad der Abtastung und hoher Abbildequalität verbindet.
5

Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Abtaster mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Abtaster die spiegelnden Facetten der ersten reflektierenden Zone plan ausgebildet sind, sind sie einfach und kostengünstig mit hoher Oberflächengüte herzustellen; eine ßildkrümmung im Zwischenbild de3 Detektorfeldes (bzw. des Lichtquellenfelde3 anstelle des Detektorfeldes) tritt nicht mehr auf und auch die Divergenz der den verschiedenen Detektorelementen bzw. Lichtquellen des daraus gebildeten Feldes zugehörigen Hauptstrahlen wird selbst bei großen Feldern vermieden, sodaß die beim Stand der Technik zur Kompensation der darauf beruhenden Abbildungsfehler*beim erfindungsgemäßen Abtaster nicht mehr benötigt werden.

Die Facetten der ersten reflektierenden Zone sind erfindungsgemäß plan; dasselbe muß jedoch keineswegs für die Facetten der zweiten reflektierenden Zone gelten, vielmehr kann es für besondere Anwendungen nötig oder zumindest nützlich sein, die Facetten der zweiten reflektierenden Zone sphärisch oder zylind-

benötigten optischen Bauelemente

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risch zu gestalten. Die im Gegensatz zum Rotor statische übertragungsoptik, welche die Strahlenbündel von der einen reflektierenden Zone kommend auf die andere reflektierende Zone leitet,kann so angeordnet und aufgebaut werden, daß sie sich zum übertragen von divergenten oder konvergenten oder parallelen Strahlenbündeln eignet, welche von der zweiten reflektierenden Zone auf diese statische Optik reflektiert werden.

In Ausführung der Lehre der Erfindung kann man zu= nächst die Winkel (X und /ψ vorwählen und anschließend die Fokussiereinrichtung relativ zum Rotor so anordnen, daß der Winkel /4 der erfindungsgemäß geforderten Beziehung genügt. Insbesondere ist es möglich, die einander zugeordneten Facetten der ersten und der zweiten reflektierenden Zone paarweise zu einheitlichen ebenen Spiegelflächen zu vereinen (Anspruch 3; in diesem Falle si-nd natürlich auch die Facetten der zweiten reflektierenden Zone notwendigerweise eben), wodurch die Herstellung des Rotors nochmals wesentlich vereinfacht wird. Diese besondere Anordnung ist insbesondere möglich mit einer Anordnung der einheitlichen Spiegelflächen parallel zur Rotorachse, doch ist das keine zwingende Bedingung? es ist ein Vorteil der Erfindung, daß diese besondere Anordnung auch verwirklicht werden kann mit Spiegelflächen, die nicht parallel zur Rotorachse verlaufen=

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Abtastvorrichtung und einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt eine bekannte Abtastvorrichtung,

Figur 2 zeigt eine erste erfindungsgemäföe Abtastvorrichtung,

Figur 3 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Abtastvorrichtung,

Figur H zeigt eine erste Abwandlung der Abtastvorrichtung in Fig. 2 in Verbindung mit einem Abtaster für die Bildabtastung, und

Figur 5 zeigt eine zweite Abwandlung der Abtastvorrichtung in Fig. 2 mit einem großen, aus mehreren Detektorelementen gebildeten Detektor.

Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Abtastvorrichtung enthält einen um eine Achse 11 drehbaren Rotor 10 mit zwei in Achsrichtung benachbarten reflektierenden

Zonen 12 und 13. Die erste reflektierende Zone 12 besteht aus einer Folge von den Rotor 10 umgebenden gekrümraten Facetten 12A, 12B, 12C etc., wohingegen die zweite reflektierende Zone 13 aus einer Folge von den Rotor 10 umgebenden ebenen Facetten 13A, 13B, 13C etc, besteht. Ein paralleles Strahlenbündel 9A, welches auf eine Sammellinse 14 fällt, wird von dieser auf die erste reflektierende Zone 12 des Rotors 10 fokussiert und von dort reflektiert, wobei der reflektierte Strahlenkegel 9B infolge der Rotordrehung um seine auf dem Rotor 10 liegende Auftreffstelle (Brennpunkt) verschwenkt wird. Der reflektierte Strahlenkegel 9B trifft auf einen länglichen Hohlspiegel 15, dessen Hauptbrennpunkt mit dem Scheitel des reflektierten Strahlenkegels 9B zusammenfällt, und wird von diesem deshalb in Gestalt eines parallelen Strahlenbündels reflektiert, welches auf den Rotor 10 im Bereich seiner zweiten reflektierenden Zone 13 trifft und von dieser wiederum als paralleles Strahlenbündel 9C reflektiert wird , wobei letzteres infolge der Rotordrehung über eine Ortskurve 16 hinwegbewegt wird.

Art und Aufbau dieser bekannten Abtastvorrichtung werden durch eine Reihe von praktischen Überlegungen bestimmt, von denen einige auch auf herkömmliche Abtastvorrichtungen mit einmaliger Reflexion anwendbar sind. So ist z.B. die mit der Abtastvorrichtung übertragbare Informationsmenge dem Durchmesser D der

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reflektierenden Zone direkt proportional und dem Quadrat der Facettenanzahl N umgekehrt proportional, wohingegen die bei der Rotordrehung zu überwindenden Energieverluste durch Luftreibung der fünften Potenz des Durchmessers (D) proportional sind. Zur Erzielung eines vernünftigen Kompromisses zwischen geringen Energieverlusten durch Luftreibung einerseits und hoher Informationsübertragungskapazität andererseits besitzen bekannte Abtastvorrichtungen einen Rotor mit nur mäßig großem Durchmesser und mit einer geringen Anzahl N von Facetten; gewöhnlich ist N in der Größenordnung von zehn oder darunter.

Für den Aufbau der Abtastvorrichtung in Fig. 1 mit zweimaliger Reflexion ist eine weitere Überlegung von Bedeutung, welche an der Ablenkbewegung ansetzt, welche dem Strahlenkegel 9B durch die rotierende reflektierende Zone 12 aufgezwungen wird. Wenn man den halben öffnungswinkel des von der Sammellinse 14 gebildeten Strahlenkegels (also den Winkel zwischen

der Achse und den Randstrahlen dieses Strahlenkegels) mit o< bezeichnet, dann vollführt der Hauptstrahl des an der reflektierenden Zone 12 refPaktierten Strahlenkegels 9B eine Schwenkbewegung um den Winkel ²^ ' Z OC > sofern man die Facetten 12A, 12B, 12C etc. als ebenflächig annimmt, und weil der halbe Öffnungswinkel des Strahlenkegels 9B ebenfalls die Größe O^ besitzt, muß der Hohlspiegel 15 - vom Scheitel des

* ■«

* * no

Λ QA ο

0 ·

- 13 -

Strahlenkegels 9B aus betrachtet - in Schwenkrichtung des Strahlenkegels 9B eine Ausdehnung von 4©^ besitzen. Der theoretische Höchstwert- für den halben Konuswinkel OC ist deshalb -π-—' oder 90° entsprechend einer Winkelausdehnung des Hohlspiegels 15 von 2 TC oder 360°. in der Praxis kann der Hohlspiegel 15 sich aber nicht über einen Winkel von 360° erstrecken, sondern herstellungsbedingt über einen Winkel von ca. Sk- oder weniger, und die Sammellinse 14 kann praktisch nur so groß hergestellt werden, daß sie einen Konuswinkel von maximal rund -ΐ=- überdeckt; diese theoretischen und praktischen Einschränkungen führen dazu, daß bei Verwendung von ebenflächigen Facetten 12A, 12B, 12C etc. 0< einen Wert von höchstens ungefähr ~g—annehmen kann.

Wie jedoch in der DE-OS 30 22 365 erläutert wurde, hängt ein erfolgreiches Verfolgen der sich bewegenden Facetten 13A, 13B, 13C etc. mit den von den Facetten 12A, 12B, 12C etc. reflektierten Strahlen davon ab, daß die Krümmung der Facetten 12A, 12B, 12C etc. einer vorgegebenen Beziehung genügt; die sich aufgrund dieser Beziehung und unter den oben erwähnten praktischen Einschränkungen ergebende Lösung für ebene Facetten 12A, 12B, 12C etc. ist jedoch nicht praktikabel, Folglich besitzen auf den Lehren der DE-OS 30 22 und der GB-PS 1 419 940 basierende Abtastvorrichtungen aus praktischer Notwendigkeit heraus keine ebenen, sondern gekrümmte Facetten 12A, 12B, 12C etc., und diese

weisen die vorn erwähnten Beschränkungen und Nachteile auf (komplizierte Herstellung, hohe Kosten, Bildkrümmung).

Der Erfinder hat nun herausgefunden, daß man diese Beschränkungen überwinden und die Forderungen der Praxis doch mittels ebener Facetten erfüllen kann, wenn deren Neigung gegen die Drehachse in bestimmter Welse mit dem halben Konuswinkel des auf die Facette einfallenden Strahlenkegels und mit dem Einfallswinkel des Hauptstrahls dieses Strahlenkegels in Beziehung gesetzt wird.

Figur 2 illustriert in schematischer Darstellung die gegenseitige Orientierung der Komponenten des Abtasters, wie die Erfindung sie vorsieht. Wie beim Stand der Technik ist eine Sammellinse 14 vorgesehen und derart angeordnet, daß sie die einfallenden Strahlen auf die erste reflektierende Zone 12 fokussiert, deren ebene, spiegelnde Facetten 12A, 12B etc. jeweils eine Normale 17 besitzen, die mit der Drehachse 11 des Rotors 10 einen Winkel Ύ* einschließen. Der halbe Öffnungswinkel des auf die Facetten 12A, 12B etc. auftreffenden Strahlenkegeis ist mit OC bezeichnet und die Hauptstrahlen dieses Strahlenkegels und des von den Facetten 12A, 12B etc. reflektierten Strahlenkegels schließen beide einen Winkel /3/2 mit der im Auftreffpunkt des

Strahlenkegels auf den Facetten 12A, 12B etc= er= richteten Normale 17' ein, sofern diese Normale 17' in derselben Ebene wie die beiden Hauptstrahlen liegt-Erfindungsgemäß soll zwischen den Winkeln die folgende Beziehung gelten:

sin fy . cos

' 2 360°

wobei oC in Grad einzusetzen ist. Wenn man voraussetzt, daß die Facetten 12A, 12B etc. parallel zur Drehachse 11 liegen, sodaß ^ = 90° ist, und wenn man für oC und N praxisnahe Werte wählt, nämlich

· " ~

N = 8 ,

dann folgt aus der obigen Beziehung cos

β _ 180 8 2 8 * 360

und

-A = 60°

2
25

Der Winkel zwischen den Hauptstrahlen des auf die erste reflektierende Zone 12 einfallenden Strahlenkegels und des von dort reflektierten Strahlenkegels beträgt also 120°.

Wenn man den Winkel *~ψ von 90° schrumpfen läßt auf eine Größe wie in Fig. 2 dargestellt (ungefähr 15°), dann wächst cos -y- und wird -£- kleiner; wenn man den Winkel /3 zwischen einfallendem und reflektiertem Hauptstrahl auf einen kleinen Wert beschränken will, so wie man das auch beim zuvor erwähnten Stand der Technik getan hat, dann kann man dies folglich erreichen, indem man gemäß der Erfindung einen kleinen Winkel ?γ wählt, wie

in Fig. 2 dargestellt. Natürlich soll der Winkel/* hinreichend groß gewählt werden, um sicherzustellen, daß durch die auftretende Überlappung des einfallenden und des reflektierten Strahlenkegels keine Verdunkelung des Gesichtsfeldes auftritt. Es sei noch darauf hingeweisen, daß es angesichts des beträchtlichen Unterschieds zwischen der Neigung der Facetten 12A, 12B etc. einerseits und der Facetten 13A, 13B etc. andererseits in bezug auf die Drehachse 11 im Beispiel der Fig. nötig ist, in den Strahlengang noch einen ebenen Umlenkspiegel 18 einzufügen, welcher im Zusammenspiel mit dem Hohlspiegel 15 die von der ersten reflektierenden Zone 12 reflektierten Strahlen auf die zweite reflektierende Zone 13 des Rotors 10 leitet.

Fig. 3 illustriert die Erfindung am Beispiel eines Rotors 10, bei dem der die Orientierung der Facetten 12A, 12B etc. charakterisierende Winkel <y/ =90° ist und bei dem zugleich die Facetten 13A, 13B etc. der zweiten reflektierenden Zone 13 parallel zur Drehachse 11 verlaufen. In diesem besonderen Fall

verschmelzen die Facettenpaare 12A und 13A, 12B und 13B etc. jeweils zu einheitlichen ebenen Spiegelflächen, in welchen ein mittlerer, quer zur Drehachse 11 verlaufender Streifen die Aufgabe der Facetten 12A, 12B etc, übernimmt. In diesem besonderen Fall ist die Herstellung des Rotors 10 natürlich besonders einfach.

In den Figuren 2 und 3 bilden die beiden Spiegel 15 und 18 zusammen einen Kollimator; dies ist jedoch für die Verwirklichung der Erfindung nicht unbedingt nötig; vielmehr könnten diese statischen optischen Bauelemente - falls gewünscht - die Strahlen erst nach der Reflexion an der zweiten reflektierenden Zone 13 fokussieren, wie es häufig auch geschieht.

Die beiden Spiegel 15 und 18 müssen auch nicht die dargestellte Gestalt aufweisen, sondern könnten zur Erfüllung ihrer Aufgabe z.B. auch mit brechenden optischen Bauelementen zusammenarbeiten.

Figur 4 zeigt als Beispiel für einen Fall, wo die Spiegel 15 und 18 die abgetasteten Strahlen in einem Brennpunkt vereinigen,einen Raster-Abtaster, welcher für die zweite Ablenkrichtung (für unterschiedliche Lage aufeinanderfolgender Abtastzeilen) einen Kipp» spiegel 20 aufweist und einen weiteren Hohlspiegel 21 besitzt, welcher - wie in der GB-PS 1 586 099 beschrieben - unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Brennpunkt 22 der vom Hohlspiegel 15 ausgehenden und am Rotor 10 reflektierten Strahlen sich infolge der

Rotordrehung entlang einer kreisbogenförmigen Ortskurve bewegt, so angeordnet ist, daß diese vom Hohlspiegel 15 fokussierten Strahlen nach ihrer Reflexion am zweiten Hohlspiegel 21 als parallele Strahlen auf den ebenen Kippspiegel 20 auftreffen.

Eine der wichtigsten Anwendungen der Erfindung liegt im Bereich der Erzeugung von Wärmebildern, also in der Erzeugung von Bildern mittels der aus dem Gesichtsfeld des Abtasters einfallenden Infrarotstrahlung.

In diesem Anwendungsfall enthält da3 eingangs erwähnte Detektorfeld eine Reihe von sehr tief (kryogen) gekühlten Detektorelementen, welche in einem Gehäuse untergebracht sind, welches dicht vor dem Detektorfeld einen kalten Schild besitzt, der zugleich eine Aperturblende bildet. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt: Sie zeigt das Detektorfeld 26 in einem Gehäuse 25 und darin vor dem Detektorfeld 26 den als Aperturblende dienenden kalten Schild 27.

In diesem Anwendungsfall ist es erwünscht, daß ausschließlich Strahlung aus dem Gesichtsfeld 28 des Abtasters, also aus der beobachteten Szene bzw. von dem beobachteten Objekt, vom Detektorfeld 26 empfangen wird, und wenn man das ohne eine übergroße Bemessung des Rotors 10 erreichen will, dann muß man dafür sorgen, daß der kalte Schild 27 und die den Querschnitt des aus dem Gesichtsfeld 28 kommenden und auf den Rotor auftreffenden Strahlenbündels begrenzende Pupille 24

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an Stellen liegen, die optisch zueinander konjugiert sind, während das Detektorfeld 26 auf die reflektierende Zone 12 des Rotors 10 abgebildet wird (wenn man den Strahlenverlauf gedanklich umkehrt). Man erreicht dies dadurch, daß man die Sammellinse 14 hinreichend groß im Durchmesser wählt, sodaß sie (bei umgekehrtem Strahlenverlauf)alle vom Detektorfeld 26 ausgehenden und durch den kalten Schild 27 hindurchtretenden Strahlen erfassen kann, und indem man ferner den Hohlspiegel 15 derart anordnet, daß er den kalten Schild 27 (die Aperturblende des Detektorfeldes) an einer Stelle 29 abbildet, welche in demselben Abstand vor der reflektierenden Zone 13 des Rotors 10 liegt, in dem die Pupille 2U hinter dieser reflektierenden Zone 13 liegt, wenn die Facetten 13A, 13B etc. gerade auf das Zentrum des abgetasteten Gesichtsfeldes gerichtet sind. Die zu verschiedenen Detektorelementen im Detektorfeld 26 gehörenden parallelen Strahlenbündel scheinen dann von derselben Stelle auszugehen, an der auch die Pupille 24 liegt, und das führt zu den in der US-PS 4 029 389 erläuterten Vorteilen.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei dem in Fig. gezeichneten Aufbau der Ablenkspiegel 18 sowohl den auf die reflektierende Zone 12 auftreffenden als auch den von dieser reflektierenden Zone 12 reflektierten Strahlenkegel ablenkt. Die in Fig. 5 gezeichnete Anordnung ermöglicht sehr kleine Ablenkwinkel ρ .

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Claims

-:>·":" 32428-6T DR. RUDOLF BAUER «:DHPL.-ifcfO\ ίίΈΪΜυΤ HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELIWIESER WESTLICH): SB-31 CAM tEOfOlDPLATZI D-7630 PFORZHEIM ιμ/ε8τ.ο«πμανυι i ιοϊϊ()ο/7ο TeieaHAMMf PATMAFlK u.i/be Barr & Stroud Limited, Glasgow G13 1HZ SCHOTTLAND, GROSSBRITANNIEN "Optisch-mechanischer Abtaster" Patentansprüche:

1. Optisch-mechanischer Abtaster mit einem Rotor

(10), welcher an seinem Umfang eine erste (12) und eine zweite reflektierende Zone (13) trägt, welche beide aus einer Anzahl (N) von in Umfangsrichtung aneinander anschließenden Facetten (12A₁ 12B, 12C; 13A, 13B, 13C) bestehen, wobei jeder Facette (12A bzw. 12B bzw, 12C) aus der ersten reflektierenden Zone (12) eine sich über denselben Umfangswinkel (Zentriwinkel bezogen auf die Achse (11) des Rotors (10))erstreckende Facette (13A bzw. 13B bzw. 13C) aus der zweiten reflektierenden Zone (13) zugeordnet ist, mit einer statischen Fokussiereinrichtung (1¹O zwischen d=r ersten reflektfe'enden Zone (12) und einem Feld (26) aus Strahlungsdetektoren oder Lichtquellen, deren beide konjugierte Brennpunkte auf dem Feld (26) bzw. auf der ersten reflektierenden Zone (12) des Rotors (10) liegen,

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und mit einer statischen Übertragungsoptik (15) zur Übertragung der Strahlen zwischen den beiden reflektierenden Zonen (12,13) des Rotors (10), dadurch gekennzeichnet, daß die spiegelnden Facetten (12A, 12B, 12C) der ersten reflektierenden Zone (12) sämtlich plan sind und ihre Normalen(17) einen Winkel γ mit der Drehachse (11) des Rotors (10) einschließen, daß ferner die Hauptstrahlen des auf die erste reflektierende Zone (12) auftreffenden und des von dort reflektierten Strahlenkegels (9A und 9B) mit dem halben öffnungswinkel oi beide einen Winkel •ίξ· mit der Normalen (17') einer jeden Facette (12A, 12B, 12C) der ersten reflektierenden Zone (12) einschließen, wenn die jeweilige Normale (17') gerade in derselben Ebene wie die beiden Hauptstrahlen liegt, und daß zwischen den Winkeln p(, ρ und / Beziehung

sin /ψ . cos ~r* =

^r * 360°

gilt, worin qC in Grad einzusetzen ist.

2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die spiegelnden Facetten (13A,13B,13C) der zweiten reflektierenden Zone (13) sämtlich plan sind.

3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Facetten (12A und 13A-bzw. 12B und 13B bzw. 12C und 13C) der beiden reflektierenden Zonen (12,13) paarweise auf einer geraeinsamen ebenen Spiegelfläche liegen (Fig. 3)_s und daß der Rotor (10) an seinem Umfang verteilt eine Anzahl (N) nur solcher gemeinsamer ebener Spiegelflächen trägt.

4. Abtaster nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel /ψ zu 90° gewählt ist.