DE1537103C - Vorrichtung zum Abtasten von IR-BiIdern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- Die beiden Drehzahlen können sich beispielsweise wie

tasten von IR-Bildern mit Hilfe eines rotierenden 19 :20 verhalten.

Spiegels, der am freien Ende einer drehbar gelagerten Dieser Aufbau der Abtastvorrichtung ist einfach Welle kippbar befestigt ist und an seiner Rück- und robust und läßt aus diesem Grund eine versehe eine Rolle trägt, die auf einer Führungsbahn 5 hältnismäßig hohe Drehzahl zu.
abrollt. Die Führungsbahn kann von einem besonderen

Es sind bereits Abtastvorrichtungen für IR-Bilder Motor angetrieben werden; zweckmäßiger aber ist es, bekannt, die mittels eines kippbaren Spiegels eine die Drehbewegung der Führungsbahn von der Dreh-Zeile eines Objektes nach der andern abtasten und bewegung des Spiegels abzuleiten, was mittels eines ihre Informationen an eine oder mehrere Empfangs- io Zwischengetriebes erfolgen kann,
zellen geben, die sie wiederum in Form von elektri- Der Spiegel führt eine kombinierte Kipp- und sehen Signalen an das Wiedergabegerät weiterleiten. Drehbewegung aus, und ein von der Empfangszelle

So wird in der USA.-Patentschrift 2 653 185 eine zum Spiegel gehender Strahl würde — bei feststehen-Abtastvorrichtung beschrieben, bei der der Spiegel der Führungsbahn — so geschwenkt werden, daß eine Art Taumelbewegung ausführt, die durch Kipp- 15 sein Endpunkt eine geschlossene Schleife beschreibt, bewegungen des Spiegels in zwei senkrecht zueinander Umgekehrt wird das optisch aufgenommene Wärmeverlaufenden Ebenen verursacht wird. Zu diesem bild in Form einer geschlossenen Schleife abgetastet, Zweck sind zwei Führungsbahnen vorgesehen, die je wobei eine Umdrehung des Spiegels der Abtastung durch eine Steuerwelle in Rotation versetzt werden einer vollen Schleife entspricht. Schon bei einer sehr und über einen Stößel bzw. zwei an einem Querstück 20 geringen Kippbewegung können bequem zwei benachangeordneten Rollen auf den Spiegel wirken. Für jede barte Zeilen bei einer Umdrehung abgetastet werden, abzutastende Zeile muß der Spiegel eine Kipp- Nach dem Ausfahren einer Schleife muß jedoch die bewegung ausführen. Die bei der Abtastung des ge- ganze Vorrichtung um eine doppelte Zeilenhöhe gesamten Objektes entstehenden Linien bilden aufein- kippt werden, damit der nächste Abtastvorgang eranderfolgende Geraden, die jeweils paarweise einen 25 folgen kann. Um mit einer Umdrehung und einer spitzen Winkel miteinander einschließen. Das hat zur Kippbewegung gleichzeitig mehrere Zeilen abtasten Folge, daß die erfaßten Punkte verschiedenen Ab- zu können, müssen mehrere Empfangselemente vorstand voneinander haben, wodurch die übertragene handen sein, die im Abstand voneinander anzuordnen Bildfläche ungleichmäßig aufgenommen wird. Gerade sind. Bei einer genügenden Anzahl von Empfangsin der Wärmebildtechnik wirkt sich, das sehr un- 30 elementen kann auf diese Weise das ganze Wärmegünstig aus. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ' bild übertragen werden.

das Objekt über einen relativ kleinen Zeitabschnitt Das gleiche — nämlich die Abtastung des gesamhinweg abgetastet wird. Dies liegt daran, daß das Ob- ten Objektes mit nur einer Kippbewegung des Spiejekt effektiv nicht während der Perioden abgetastet gels — läßt sich ohne diesen Aufwand gemäß der werden kann, in denen sich die abzutastenden Punkte 35 Erfindung dadurch erreichen, daß auch die Führungsan den Enden der Geraden befinden. Folglich ist der bahn eine . Drehbewegung ausführt. Durch entZeitabschnitt, während dessen die Strahlung vom Ob- sprechende Gestaltung der Führungsbahn kann jekt her die Empfangszelle erreicht, nicht größer als bewerkstelligt werden, daß sich das Strahlende des etwa 50%. vom Spiegel ausgehenden Strahls auf einer Spirale

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 4° von innen nach außen bewegt und am Ende des

eine Abtastvorrichtung für IR-Bilder anzugeben, mit _s .Weges etwa radial nach innen zurückkehrt, oder um-

der eine gleichmäßige und schnelle Abtastung des ge- gekehrt. Die Spirale entspricht dann dem Abtasten

samten Objektes möglich ist. des ganzen Bildes, wozu nur eine Kippbewegung des

Es wird dabei von der eingangs beschriebenen Vor- * Spiegels — einmal auf, einmal ab — notwendig ist. richtung ausgegangen, bei der am freien Ende einer 45 Die Spirale besteht mit großer Annäherung aus kondrehbar gelagerten Welle ein rotierender Spiegel kipp- zentrischen Kreisen mit gleichbleibendem radialem bar befestigt ist, der an seiner Rückseite eine Rolle Abstand, wobei der Abstand zweier Kreise etwa einer trägt, die auf einer Führungsbahn abrollt. 'Zeilenhöhe entspricht. Bei dieser Form der Ab-

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist dadurch ge- tastung wird praktisch jeder Punkt des Objektes erkennzeichnet, daß die Führungsbahn gleichfalls eine 50 faßt.

Drehbewegung ausführt und die Drehzahl des Spie- Gemäß der Erfindung ist die Führungsbahn so gegels und die Drehzahl der Führungsbahn nur gering- staltet, daß ihre Abwicklung aus einem langen, langfügig voneinander abweichen. sam ansteigenden Teil und einem kurzen, abfallenden

Der rotierende Spiegel ist derart gelagert, daß er Teil besteht.

während seines Umlaufs Kippbewegungen quer zur 55 In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel

Achse der Drehwelle ausführen kann. Die Kipp- gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

bewegung wird durch eine als Steuerscheibe ausgebil- F i g. 1 das optische System eines Aufnahmegerätes

dete Führungsbahn hervorgerufen, auf der eine auf mit kippbarem Drehspiegel und umlaufender Steuer-

der Rückseite des Spiegels angeordnete und in einem scheibe,

Ansatz am Rande des Spiegels gelagerte Rolle ab- 60 Fig. 2 das Bild einer mit einem Gerät gemäß

läuft. Die Rolle wird dabei durch eine Feder an die F i g. 1 aufgenommenen Spirale,

Führungsbahn angedrückt, die an der der Rolle F i g. 3 die Abwicklung einer Steuerscheibe zu

gegenüberliegenden Seite am Spiegel angreift und sich Fig. 1.

dabei gegen einen mit der Welle fest verbundenen und Ein Spiegel 1 ist am Ende einer Welle 11 mit Hilfe

daher mitumlaufenden Arm oder eine mitumlaufende 65 eines Zapfens 12 kippbar befestigt. Die Welle 11

Platte abstützt. Die Führungsbahn ist ebenfalls dreh- wird mittels eines Zahnrades 19 angetrieben,

bar gelagert, und ihre Drehzahl ist so gewählt, daß Sie ist bei 17/18 in der Gehäusewand 10 gelagert,

sie sich nur wenig von der des Spiegels unterscheidet. wobei das Lager 17 als Nadellager ausgebildet ist.

Zur Erzeugung einer Kippbewegung dient eine Rolle

14, die in einem an der Rückseite des Spiegels 1 angeordneten Ansatz 13 gelagert ist und auf einer Steuerscheibe 3 abrollt. Durch eine auf der gegenüberliegenden Seite an dem Spiegel angreifende Feder

15, die sich gegen einen mit der Welle 11 fest verbundenen Arm 16 abstützt, wird die Rolle an die Steuerscheibe 3 angedrückt. Die Steuerscheibe 3 ist einerseits mit dem Kugellager 31 auf der Welle 11 gelagert und stützt sich andererseits mit Hilfe des Drucklagers 32 gegen die äußere Büchse 34 des Nadellagers 17. Ihren Antrieb erhält die Steuerscheibe 3 über das Zwischengetriebe 19/59/53/33, dessen letztes Zahnrad 33 fest mit ihr verbunden ist, von der Welle 11 des Spiegels 1. Dabei sitzen die Zahnräder 59 und 53 an den beiden Enden einer mittels der Lager 57/58 in der Gehäusewand 10 gelagerten Welle 5.

Die vom Spiegel 1 aufgenommenen Strahlen werden über einen feststehenden Spiegel 2 unter Zwischenschaltung einer Sammellinse 6 einem Empfangselement 7 zugeführt. Verfolgt man den Strahl in umgekehrter Richtung, so würde er — ausgehend von dem Empfangselement 7 — zunächst auf den Spiegel 2 auftreffen und durch diesen dem Spiegel 1 zugeleitet werden. Infolge der kombinierten Dreh- und Kippbewegung des Spiegels 1 würde ein von diesem reflektierter Strahl bei feststehender Steuerscheibe 3 mit seinem Ende eine Schleife beschreiben. Somit würde bei einer Umdrehung und einer Kippbewegung des Spiegels 1 eine Schleife des zu übertragenden Bildes abgetastet und der Empfangszelle 7 in Form wechselnder Strahlungsintensitäten zugeführt. Wird auch die Steuerscheibe 3 in eine Drehbewegung versetzt, so kann bei nur einer Spiegelkippung das zu übertragende Bild vollständig abgetastet werden.

Die Übersetzung von der Drehspiegelwelle 11 zur Steuerscheibe 3 wird dabei so gewählt, daß sich die beiden Drehzahlen nur um ein geringes (beispielsweise 20:19) unterscheiden.

Dadurch wird erreicht, daß erst nach 20 Umdrehungen eine Kippbewegung vollendet ist. Bei der in der F i g. 3 dargestellten Abwicklung der Steuerscheibe 3 ist zur Vereinfachung das Verhältnis 6 : 5 gewählt.

Die Erhebung der Steuerscheibe ist so ausgebildet, daß sich an einen in fünf Teile 41/42/43/44/45 unterteilten, sehr flachen Anstieg ein einer Teillänge entsprechender steilerer Abstieg 46 anschließt. Jede Teillänge entspricht hierbei einer Spiegelumdrehung. Bei sechs Umdrehungen des Drehspiegels ist somit ein Steuervorgang durchgeführt. In der gleichen Zeit, in der der Spiegel 1 sechs Umdrehungen ausführt, macht die Steuerscheibe fünf Umdrehungen, d. h., einer vollen Umdrehung des Spiegels entspricht jeweils eine relative Verdrehung des Spiegels gegenüber der Steuerscheibe um Ve Umdrehung oder um einen Winkel von 60°.

Die Zahl der Spiegelumdrehungen bis zum Anheben der Rolle um den Abstand des jeweiligen Kurvenpunktes gegenüber der Horizontalen ist unter der Abwicklung in F i g. 3 angegeben.

Als Abtastbewegung entsteht bei einer so ausgebildeten Steuerscheibe und dem gewählten Drehzahlverhältnis zwischen Drehspiegel und Steuerscheibe von 6 : 5 eine Spirale, wie sie in F i g. 2 und in F i g. 1 bei 74 wiedergegeben ist. Hierbei entspricht einer Umdrehung des Drehspiegels jeweils ein Kurvenstück 61/62/63/64/65, das, von der horizontalen Achse 6 ausgehend, zunächst nach oben gerichtet ist, dann die Horizontale von oben nach unten schneidet und sie wieder von unten herankommend erreicht.

Die einzelnen Kurvenstücke der Spirale, die jeweils einer Umdrehung entsprechen, sind mit 61/62/63/ 64/65 bezeichnet. Dem letzten Stück 46 der Abwicklung nach F i g. 3 entspricht das Kurvenstück 66 nach F i g. 2, mit dem die Abtastbewegung wieder ihren Ausgangspunkt im Schnittpunkt der Horizontalen mit der Vertikalen von unten herkommend erreicht.

Durch eine solche Abtastbewegung wird das ganze Bild erfaßt und auf eine einzige Empfangszelle übertragen. Der Abstand der einzelnen Kurventeile 61/62/63 usw. wird dabei zweckmäßigerweise so eng gewählt, wie bei der zeilenmäßigen Abtastung eines Bildes der Zeilenabstand. Auf diese Weise wird eine annähernd kreisförmige Fläche mit einem einzigen Steuervorgang abgetastet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtasten von IR-Bildern mit Hilfe eines rotierenden Spiegels, welcher am freien Ende einer drehbar gelagerten Welle kippbar befestigt ist und an seiner Rückseite eine Rolle trägt, die auf einer Führungsbahn abrollt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (3) gleichfalls eine Drehbewegung ausführt und die Drehzahl des Spiegels (1) und die Drehzahl der Führungsbahn (3) nur geringfügig voneinander abweichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Führungsbahn (3) von der Drehbewegung des Spiegels (1) abgeleitet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwicklung der Führungsbahn (3) aus einem langen, langsam ansteigenden Teil (41, 42, 43, 44, 45) und einem kurzen, abfallenden Teil (46) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen