DE102012015238A1 - Device for optical scanning of surfaces or objects for use as remote sensing system for gas, particularly for hydrocarbons, has light source and optical element rotated around rotational axis by first output for deflecting light rays - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Abtasten von Flächen oder Objekten, mit einer Lichtquelle und einem in einer Rotationsebene um eine Drehachse mittels eines ersten Abtriebes rotierenden optischen Element zum Umlenken von Lichtstrahlung zum optischen Abtasten von Flächen oder Objekten.The invention relates to a device for optically scanning surfaces or objects, comprising a light source and an optical element rotating in a plane of rotation about a rotation axis by means of a first output for deflecting light radiation for optically scanning surfaces or objects.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
Ein wichtiges Einsatzgebiet für eingangs genannte Vorrichtung ist die Fernerkundung bzw. Fernortung von Gasen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Methan in dem Luftraum bzw. der Atmosphäre über dem Boden. Die Vorrichtung kann Bestandteil eines mobilen optischen Fernerkundungssystems sein und in einen Fluggerät, insbesondere in einem Helikopter eingebaut sein. Durch Überfliegen der Trasse eines Erdgasnetzes kann dieses bezüglich Lecks oder Undichtigkeiten überwacht werden.An important field of application for the aforementioned device is the remote sensing or remote location of gases, in particular of hydrocarbons, such as methane in the airspace or the atmosphere above the ground. The device may be part of a mobile optical remote sensing system and be installed in an aircraft, in particular in a helicopter. By flying over the route of a natural gas network, this can be monitored for leaks or leaks.
Bei der Fernortung von Gasen wird Licht, das von dem Boden oder der Atmosphäre aufgrund Strahlungsemission oder aufgrund von Streuung bzw. Reflektion von Licht aus einer Lichtquelle ausgeht, analysiert. Dazu wird die Lichtstrahlung mit einem Teleskop auf einen Detektor fokussiert. Es kann sich um Lichtstrahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infrarotem Spektralbereich handeln.In remote sensing of gases, light emanating from the ground or atmosphere due to radiation emission or due to scattering or reflection of light from a light source is analyzed. For this purpose, the light radiation is focused with a telescope on a detector. It may be light radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range.
Wenn eine hohe Empfindlichkeit erzielt werden soll und/oder die Lichtmengen, die von der Atmosphäre oder einer Fläche ausgestrahlt werden, relativ klein sind, müssen Teleskope bzw. Empfangssysteme mit großen optischen Aperturen eingesetzt werden, deren Durchmesser bis zu einigen 10 cm betragen kann.If a high sensitivity is to be achieved and / or the amounts of light emitted from the atmosphere or a surface are relatively small, telescopes or receiving systems with large optical apertures must be used, whose diameter can be up to several 10 cm.
Um eine Fläche schnell abtasten zu können, muss entweder das Empfangssystem entsprechend schnell bewegt oder das Gesichtfeld des Teleskops mittels einer geeigneten Einrichtung kontinuierlich neu ausgerichtet werden.In order to be able to scan a surface quickly, either the receiving system has to be moved correspondingly quickly, or the field of view of the telescope must be continuously reoriented by means of a suitable device.
Für Empfangssysteme bzw. Teleskope mit großen optischen Aperturen kommt die Bewegung des Empfangssystems oder des Teleskops aufgrund der Baugröße und der sich daraus ergebenden Antriebsprobleme nicht in Frage.For receiving systems or telescopes with large optical apertures, the movement of the receiving system or the telescope due to the size and the resulting drive problems is out of the question.
Vorrichtungen, der eingangs genannten Art, die zum Detektieren von Gas, insbesondere zwecks Überwachung von Erdgasleitungen eingesetzt werden sollen, müssen eine möglichst große Fläche abscannen können. Folglich müssen der Ablenk- bzw. der Umlenkwinkel für die Lichtstrahlung möglichst groß sein.Devices of the type mentioned, which are to be used for detecting gas, in particular for the purpose of monitoring natural gas pipelines, must be able to scan the largest possible area. Consequently, the deflection or the deflection angle for the light radiation must be as large as possible.
Bei der aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine konstruktiv einfache Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der große Flächen schnell und flexibel abgetastet werden können.The object of the invention is therefore to provide a structurally simple device of the type mentioned, can be scanned quickly and flexibly with the large areas.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1.
Die Vorrichtung zum optischen Abtasten von Flächen oder Objekten mit einer Lichtquelle und einem in einer Rotationsebene um eine Drehachse mittels eines ersten Abtriebes rotierenden optischen Element zum Umlenken von Lichtstrahlung zum optischen Abtasten von Flächen oder Objekten, ist dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element eine erste lichtdurchlässige optische Keilplatte und mindestens eine zweite lichtdurchlässige optische Keilplatte aufweist, dass jede Keilplatte eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche für die Lichtstrahlung aufweist, dass die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche jeder Keilplatte nicht parallel zueinander verlaufen, so dass die Lichtstrahlung beim Eintritt und/oder Austritt aufgrund von Brechung umgelenkt wird, dass die erste und die zweite Keilplatte im Weg der Lichtstrahlung hintereinander angeordnet sind und dass die Position der ersten und der zweiten Keilplatte um die Drehachse relativ zueinander verstellbar ist, um den Umlenkwinkel der Lichtstrahlung zu ändern.The device for optically scanning surfaces or objects with a light source and an optical element rotating in a plane of rotation about a rotation axis by means of a first output for deflecting light radiation for optically scanning surfaces or objects is characterized in that the optical element has a first translucent optical wedge plate and at least one second translucent optical wedge plate, that each wedge plate has an entrance surface and an exit surface for the light radiation that the entrance surface and the exit surface of each wedge plate are not parallel to each other, so that the light radiation upon entry and / or exit due to refraction is deflected, that the first and the second wedge plate in the path of the light radiation are arranged one behind the other and that the position of the first and the second wedge plate about the axis of rotation relative to each other is adjustable to the deflection angle to change the light radiation.
Ein Lichtstrahl, der durch die lichtdurchlässigen optischen Keilplatten hindurch tritt, wird nach dem Brechungsgesetz abgelenkt. Da es sich um keilförmige plattenförmige optisches Elemente handelt, ändert sich beim Durchtritt eines Lichtstrahls durch die Keilplatten dessen Winkel bzw. dessen Richtung.A beam of light passing through the translucent optical wedge plates is deflected according to the law of refraction. Since it is wedge-shaped plate-shaped optical elements, changes in the passage of a light beam through the wedge plates whose angle or its direction.
Optische Keilplatten zur Umlenkung von Lichtstrahlung sind an sich bekannt. Nachteilig ist, dass der Umlenkwinkel, d. h. die Abweichung des Lichtstrahls von seiner ursprünglichen Richtung aufgrund von Brechung an der Vorderseite bzw. der Lichteintrittsseite und der Rückseite bzw. der Lichtaustrittsseite nur von den Eigenschaften des optischen Materials (Brechungsindex) abhängig ist.Optical wedge plates for deflecting light radiation are known per se. The disadvantage is that the deflection angle, d. H. the deviation of the light beam from its original direction due to refraction at the front side or the light entry side and the rear side or the light exit side is only dependent on the properties of the optical material (refractive index).
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Umlenkwinkel des Lichtstrahls veränderbar ist, wenn man mindestens zwei Keilplatten hintereinander anordnet und die Verstellung der ersten gegenüber der zweiten Keilplatte in Umfangsrichtung relativ zueinander ermöglicht. The invention is based on the recognition that the deflection angle of the light beam is variable, if one arranges at least two wedge plates in succession and allows the adjustment of the first relative to the second wedge plate in the circumferential direction relative to each other.
Da die erste und die zweite Keilplatte über den Querschnitt unterschiedlich dick sind, wird der Lichtstrahl je nachdem, in welcher Drehwinkelposition sich die erste Keilplatte in Bezug auf die zweite Keilplatte befindet, in unterschiedlichen Winkeln von der ursprünglichen Strahlrichtung abgelenkt.Since the first and second wedge plates have different thicknesses across the cross section, the light beam will be deflected at different angles from the original beam direction, depending on the angular position in which the first wedge plate is in relation to the second wedge plate.
Vorzugsweise verlaufen die Drehachsen der erste Keilplatte und der zweiten Keilplatte koaxial zueinander. Die Rotationsebene steht senkrecht zu den Drehachsen. Alternativ kann die Drehachse der ersten Keilplatte gegenüber der Drehachse der zweiten Keilplatte verkippt sein. Bei den Drehachsen handelt es sich lediglich um gedachte geometrische Achsen, um die die Keilplatten rotieren. Die Keilplatten sind von außen gelagert und angetrieben.Preferably, the axes of rotation of the first wedge plate and the second wedge plate are coaxial with each other. The plane of rotation is perpendicular to the axes of rotation. Alternatively, the axis of rotation of the first wedge plate can be tilted with respect to the axis of rotation of the second wedge plate. The axes of rotation are merely imaginary geometrical axes around which the wedge plates rotate. The wedge plates are mounted and driven from the outside.
Vorzugsweise rotieren beide Keilplatten mit gleicher Drehrichtung. Alternativ kann die Drehrichtung der ersten Keilplatte unterschiedlich zu der Drehrichtung der zweiten Keilplatte sein.Preferably, both wedge plates rotate with the same direction of rotation. Alternatively, the direction of rotation of the first wedge plate may be different to the direction of rotation of the second wedge plate.
Die erste und die zweite Keilplatte rotieren in der Regel mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. In Folge der Rotation beider Keilplatten mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wird der Lichtstrahl auf einem Kreis auf dem Target bzw. am Boden geführt.The first and second wedge plates usually rotate at the same angular velocity. As a result of the rotation of both wedge plates at the same angular velocity, the light beam is guided on a circle on the target or on the ground.
Um die Position der ersten und der zweiten Keilplatte relativ zueinander um die Drehachse zu verstellen unterscheiden sich bei einer bevorzugten Ausführungsform die Rotationsgeschwindigkeiten der ersten Keilplatte und die zweiten Keilplatte zumindest für eine vorgegebene Zeitspanne.In order to adjust the position of the first and the second wedge plate relative to each other about the axis of rotation in a preferred embodiment, the rotational speeds of the first wedge plate and the second wedge plate differ for at least a predetermined period of time.
Alternativ erfolgt die Verstellung der Position der ersten Keilplatte und der zweiten Keilplatte um die Drehachse relativ zueinander mittels eines zweiten Antriebes. Diese kann eine elektronische Regelung aufweisen und ansteuerbar sein.Alternatively, the adjustment of the position of the first wedge plate and the second wedge plate about the axis of rotation relative to each other by means of a second drive. This can have an electronic control and be controlled.
Im einfachsten Fall wird die Position der ersten Keilplatte relativ zu der zweiten Keilplatte und damit die Größe des Umlenkwinkels fest eingestellt. Alternativ kann der Umlenkwinkel auch kontinuierlich verändert werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Verstellung der ersten Keilplatte gegenüber der zweiten Keilplatte und somit die Verstellung des Ablenkwinkels bzw. des Umlenkwinkels stufenlos.In the simplest case, the position of the first wedge plate relative to the second wedge plate and thus the size of the deflection angle is fixed. Alternatively, the deflection angle can also be changed continuously. Advantageously, the adjustment of the first wedge plate relative to the second wedge plate and thus the adjustment of the deflection angle and the deflection angle is infinitely variable.
Die Winkel, mit der Vorderseite und Rückseite zueinander geneigt sind, können bei der ersten und der zweiten Keilplatte gleich groß sein. Es ist aber auch möglich, zwei Keilplatten mit unterschiedlichem Keilwinkel und/oder aus unterschiedlichem Material zu verwenden.The angles, with the front and back are inclined to each other, may be the same size in the first and the second wedge plate. But it is also possible to use two wedge plates with different wedge angle and / or of different material.
Die Keilplatten können aus Saphir oder aus Zinksulfid bestehen. Es hat sich in Versuchen im infraroten Spektralbereich als günstig herausgestellt, wenn die erste und die zweite Keilplatte aus Germanium bestehen.The wedge plates may be sapphire or zinc sulfide. It has proved favorable in tests in the infrared spectral range if the first and the second wedge plate consist of germanium.
Der Querschnitt der Keilplatten kann kreisförmig sein. Es können aber auch andere Formen verwendet werden, die in einen Halter eingebaut sind, dessen äußere Umfassung kreisförmig ist.The cross section of the wedge plates can be circular. But it can also be used other forms, which are installed in a holder whose outer enclosure is circular.
Vorzugsweise verläuft jeweils eine der beiden Flächen jeder Keilplatte, d. h. jeweils die Eintrittsfläche oder die Austrittsfläche, parallel zu der Rotationsebene.Preferably, each one of the two surfaces of each wedge plate, d. H. in each case the entrance surface or the exit surface, parallel to the plane of rotation.
In Rahmen der Erfindung verlaufen die Eintrittsfläche der ersten Keilplatte und die Austrittsfläche der zweiten Keilplatte bevorzugt parallel zur Rotationsebene. Die Austrittsfläche der ersten Keilplatte und die Eintrittsfläche der zweiten Keilplatte verlaufen dann in der Regel nicht parallel, sondern in einem Winkel zueinander.In the context of the invention, the entry surface of the first wedge plate and the exit surface of the second wedge plate preferably run parallel to the plane of rotation. The exit surface of the first wedge plate and the entry surface of the second wedge plate then run as a rule not parallel, but at an angle to each other.
Alternativ können die Austrittsfläche der ersten Keilplatte und die Eintrittsfläche der zweiten Keilplatte parallel zur Rotationsebene verlaufen.Alternatively, the exit face of the first wedge plate and the entry face of the second wedge plate may be parallel to the plane of rotation.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Eintrittsflächen beider Keilplatten parallel zur Rotationsebene verlaufen. Die Austrittsfläche beider Keilplatten verlaufen in diesem Fall in der Regel in einen Winkel zueinander.A further advantageous embodiment is that the entry surfaces of both wedge plates are parallel to the plane of rotation. The exit surface of both wedge plates extend in this case usually at an angle to each other.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Austrittsfläche beider Keilplatten parallel zur Rotationsebene verlaufen. Die Eintrittsflächen beider Keilplatten verlaufen dann in der Regel in einem Winkel zueinander.In the context of the invention, it is also possible that the exit surface of both wedge plates extend parallel to the plane of rotation. The entry surfaces of both wedge plates are then usually at an angle to each other.
Schließlich es möglich, dass keine der Ein- und Austrittsflächen beider Keilplatten parallel zur Rotationsebene verläuft.Finally, it is possible that none of the entry and exit surfaces of both wedge plates is parallel to the plane of rotation.
Die Wahl einer der vorgenannten Varianten hängt von den Anforderungen an den jeweiligen Einsatzfall ab. Beispielsweise kann eine Variante erforderlich sein, bei der bestimmte Restreflexe zurück in die Lichtquelle vermieden werden.The choice of one of the aforementioned variants depends on the requirements of the particular application. For example, a variant may be required in which certain residual reflections are avoided back into the light source.
Da Teleskope mit großer Apertur eingesetzt werden können, ist die Vorrichtung besonders als Bestandteil eines optischen Fernerkundungs- bzw. Fernortungssystems für Gase, insbesondere für Kohlenwasserstoffe wie Methan oder für Erdgas geeignet. Es ist für derartige Anwendungen besonders vorteilhaft, wenn die Lichtstrahlung aus einer Laserlichtquelle stammt. Im Rahmen der Erfindung kann die Lichtstrahlung auch Sonnenlicht sein. Es kann sich auch um die Lichtstrahlung handeln, z. B. Wärmestrahlung, die von Objekten oder Flächen emittiert wird.Since large aperture telescopes can be used, the device is particularly suitable as part of an optical remote sensing system for gases, particularly for hydrocarbons such as methane or natural gas. It is special for such applications advantageous if the light radiation originates from a laser light source. Within the scope of the invention, the light radiation can also be sunlight. It may also be the light radiation, z. B. heat radiation emitted by objects or surfaces.
Im Rahmen der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Lichtempfangssystem mit einem Teleskop und einen Detektor für rückgestreutes Licht aufweist und dass das optische Element im Weg der von der Lichtquelle gesendeten Lichtstrahlung und im Weg der von einer Fläche oder einem Objekt in Richtung auf das Empfangssystem reflektieren Lichtstrahlung derart angeordnet ist, dass die Umlenkung der gesendeten und der reflektierten Lichtstrahlung synchron erfolgt.In the context of the invention, the device is characterized in that the device comprises a light receiving system with a telescope and a detector for backscattered light and that the optical element in the path of the transmitted light from the light source and in the way of a surface or an object in the direction on the receiving system reflect light radiation is arranged such that the deflection of the transmitted and the reflected light radiation takes place synchronously.
Es ist vorteilhaft, wenn die Rotationsachsen der ersten und der zweiten Keilplatte mit der Teleskopachse koaxial verlaufen.It is advantageous if the axes of rotation of the first and the second wedge plate with the telescopic axis extend coaxially.
Alternativ können die Rotationsachsen der ersten und/oder der zweiten Keilplatte gegenüber der Teleskopachse verkippt werden.Alternatively, the axes of rotation of the first and / or the second wedge plate relative to the telescopic axis can be tilted.
Vorzugsweise ist die Lichtquelle als Laserlicht-Sendeeinrichtung ausgebildet. Die Vorrichtung ist als Bestandteil eines mobilen optischen Fernerkundungssystems für Gase, insbesondere für Kohlenwasserstoffe wie Methan ausgebildet.Preferably, the light source is designed as a laser light transmitting device. The device is designed as part of a mobile optical remote sensing system for gases, in particular for hydrocarbons such as methane.
Der Lichtstrahl beschreibt auf der Zielfläche einen Kreis. Folglich kann die Abtastgeschwindigkeit groß sein. Wenn man die Vorrichtung in lineare Richtung bewegt, so beschreibt der Strahl auf dem Boden eine Zykloide.The light beam describes a circle on the target surface. As a result, the scanning speed can be large. If you move the device in a linear direction, the beam on the ground describes a cycloid.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung in einem Fluggerät installierbar und mit einer Navigationseinrichtung versehen. Da der Antrieb für die Rotationsbewegung keine großen Beschleunigungskräfte aufbringen muss, kann ein kostengünstiger Antrieb mit kleiner Leistung verwendet werden. Bei der Navigationseinrichtung kann es sich um ein bekanntes Global Positioning System (GPS) handeln.Preferably, the device is installable in an aircraft and provided with a navigation device. Since the drive for the rotational movement does not have to apply large acceleration forces, a low-cost drive with low power can be used. The navigation device may be a known Global Positioning System (GPS).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders vorteilhaft für die Überwachung von erdverlegten Erdgasleitungen mittels eines Fluggerätes, z. B. eines Helikopters verwendet werden. Auf diese Weise können Lecks in einem Leitungsnetz durch Überfliegen der Trasse, insbesondere einem Helikopter, schnell erkannt werden.The device according to the invention can be particularly advantageous for the monitoring of underground gas pipelines by means of an aircraft, z. B. a helicopter can be used. In this way, leaks in a pipeline network can be quickly detected by flying over the route, in particular a helicopter.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The invention will be explained below with reference to an embodiment.
Die Zeichnung zeigt inThe drawing shows in
Die in
Von einer Laserlichtquelle
Im Wege des gesendeten Laserlichtstrahls
Die Eintrittsfläche
Die erste Keilplatte
Der auf den Boden gerichtete Lichtstrahl
Die Konfiguration der beiden Keilplatten
Die Drehwinkelposition der ersten Keilplatte
Die Drehachsen
Der von der Laserlichtquelle ausgesandte Lichtstrahl
In
Bei der Konfiguration nach
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. So ist es möglich, dass keine der Ein- und Austrittsflächen (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- LaserlichtquelleLaser light source
- 22
- gesendeter Lichtstrahltransmitted light beam
- 33
- Bodenground
- 44
- Spiegelmirror
- 55
- optisches Elementoptical element
- 66
- erste Keilplattefirst wedge plate
- 77
- zweite Keilplattesecond wedge plate
- 88th
- Eintrittsfläche KeilplatteEntrance area wedge plate
- 99
- Austrittsfläche KeilplatteExit surface wedge plate
- 1010
- Rotationsebeneplane of rotation
- 1111
- erster Antriebfirst drive
- 1212
- rückgestreuter Lichtstahlbackscattered light steel
- 1313
- LichtempfangssystemLight receiving system
- 14 14
- Teleskoptelescope
- 1515
- Detektordetector
- 1616
- zweiter Antriebsecond drive
- 1717
- Teleskopachsetelescopic axis
- 1818
- SeitenwandSide wall
- 19a19a
- erste Drehachsefirst axis of rotation
- 19b19b
- zweite Drehachsesecond axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3083611A (en) * | 1961-01-30 | 1963-04-02 | Adrian J Ziolkowski | Multi-lobar scan horizon sensor |
US5359403A (en) * | 1992-03-27 | 1994-10-25 | Thomson-Csf | Telemetry device and application thereof to a system for the detection of obstacles |
WO2004092803A1 (en) | 2003-04-15 | 2004-10-28 | E.On Ruhrgas Ag | Device and method for the optical scanning of media, objects, or areas |
WO2004099849A1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-18 | Elop Electro-Optics Industries Ltd. | Optical unit and system for steering a light beam |
US20070041018A1 (en) * | 2003-05-12 | 2007-02-22 | Elop Elecrto-Optics Industries Ltd. | Rotary wedge scanner |
WO2009155924A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Danmarks Tekniske Universitet | Rotating prism scanning device and method for scanning |
US20100027089A1 (en) * | 2007-04-25 | 2010-02-04 | Saab Ab | Optical scanner |
-
2012
- 2012-08-04 DE DE201210015238 patent/DE102012015238A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3083611A (en) * | 1961-01-30 | 1963-04-02 | Adrian J Ziolkowski | Multi-lobar scan horizon sensor |
US5359403A (en) * | 1992-03-27 | 1994-10-25 | Thomson-Csf | Telemetry device and application thereof to a system for the detection of obstacles |
WO2004092803A1 (en) | 2003-04-15 | 2004-10-28 | E.On Ruhrgas Ag | Device and method for the optical scanning of media, objects, or areas |
WO2004099849A1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-18 | Elop Electro-Optics Industries Ltd. | Optical unit and system for steering a light beam |
US20070041018A1 (en) * | 2003-05-12 | 2007-02-22 | Elop Elecrto-Optics Industries Ltd. | Rotary wedge scanner |
US20100027089A1 (en) * | 2007-04-25 | 2010-02-04 | Saab Ab | Optical scanner |
WO2009155924A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Danmarks Tekniske Universitet | Rotating prism scanning device and method for scanning |
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