DE2055424C - Vorrichtung zur Erzeugung eines op tischen Bildes eines Blickfeldes - Google Patents

Description

z kennzeichnet, daß der Wandler (38) und die 30 richtung schwierig machen dürfte.
^ Lichtquelle (40) derart angr-jrdnet sind, daß die Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

~ auf den Wandler (38) einfallende elektromagne- zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschrietische Energie und der m&lulierte Lichtstrahl benen Art so auszubilden, daß sie für ein ähnlich von Spiegelflächen reflektiert werden, die sich wie ein Fernglas verwendbares Sichtgerät geeignet an den entgegengesetzten Seiten des gleichen 35 ist, schwingungsfrei arbeitet und auch deren Hand-Elementes der Spiegelanordnung (30) befinden. habung durch Kreiselwirkungen nicht wesentlich gc-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- stört wird.

durch gekennzeichnet, daß der Wandler (38) aus Diese Aufgabe wird «ach ^er Erfindung dadurch

einer Gruppe nicht aneinander angrenzender gelöst, daß die polygonaie Spiegelanordnung einen Infrarotdetektoren und die Lichtquelle (40) aus 40 Satz Außenspiegel und einen Satz Innenspiegel umeiner Gruppe nicht aneinander angrenzender faßt, die Rücken an Rücken angeordnet sind und iichtemiiiierendcf Elemente besteht und das von von denen der eine Satz zur Reflexion der aus dem jedem Element abgestrahlte Licht von den elektri- Blipkfeld einfallenden elekromagnetischen tnergie sehen Signalen eines zugeordneten der Infrarot- auf den Wandler und der andere Satz zur Reflexion detektoren gesteuert w^:rd, so daß das optische- 45 des modulierten Lichtstrahles verwendet ist.
Bild aus einer Anzahl ineinander verschachtelter Die Verwendung einer Spiegelanordnung, die

Teilbilder aufgebaut ist. einen Satz Außenspiegel und einen Satz Innenspiegel

umfaßt, führt zu einer sehr geringen Misse der

_____ Spiegelanordnung, so daß die Kreiselwirkung dieser

50 Spiegelanordnung sehr gering ist, und macht außerdem den Innenraum der Spiegelanordnung für die

Die Erfindung bezieh» <;ich auf eine Vorrichtung Unterbringung von Bauelementen frei, so daß sich zur Erzeugung eines optischen Bildes eines Blick- eine sehr gedrängte Bauweise erzielen läSi ÄuScr feldes mit einer um eine Achse drehbaren poly- dem ist durch die Anwendung von Außen- und gonalen Spiegelanordnung, deren Spiegel mit der 55 Innenspiegeln ohne zusätzliche JustierarbeHen geAchse verschiedene Winkel bilden, einem elektro- währleistet, daß die einfallende elektromagnetische optischen Wandler, der sich im Strahlengang der Energie und die zur Bilderzeugung dienenden moduaus dem Blickfeld empfangenen und an der Spiegel- lierten Lichtstrahlen eine einander entsprechende anordnung reflektierten elektromagnetischen Energie Ablenkung erfahren. Dieser Vorteil der erfindungsbefindet und diese Energie in elektrische Signale 60 gemäßen Vorrichtung kommt besonders dann zur umwandelt, einer mit dem Wandler gekoppelten Geltung, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfin-Lichtquelle, die einen in Abhängigkeit von den vom dung der Wandler und die Lichtquelle derart an-Wandier gelieferten elektrischen Signalen modulier- geordnet sind, daß die auf den Wandler einfallende ten Lichtstrahl erzeugt und auf die Spiegelanord- elektromagnetische Energie und der modulierte nung richtet, und einer optischen Einrichtung zur 65 Lichtstrahl von Spiegelflächen reflektiert werden, die Betrachtung des von dem an der Spiegelanordnung sich an den entgegengesetzten Seiten des gleichen reflektiertun modulierten Strahl erzeugten Bildes. Elementes der Spiegelanordnung befinden.
Es ist aus der USA.-Patentschrift 2989643 eine Die erfindungsgemäQe Vorrichtung bietet infolge

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ihres einfachen und wenig Platz beanspruchenden 10 b des prismatischen Spiegels 10 gelenkt, die der Aufbaues die Möglichkeit, ein ähnlich wie ein Fern- abtastenden Fläche des prismatischen Spiegels gegenglas anzuwendendes Infrarot-Sichtgerät herzustellen, überliegt. Die letzte Fläche 10 & wird als BetracK-Insbesondere bei einem solchen Sichtgerät kann tungsfläche bezeichnet. Das von der Betrachtungsdann der Wandler aus einer Gruppe nicht anein- 5 fläche reflektierte Licht wird von einem Linsensystem andergrenzender Infrarotdetektoren und die Licht- 18 gesammelt

quelle aus einer Gruppe nicht aneinandergrenzender Wenn der N-seitige prismatische Spiegel entgegen

lichtemittierender Elemente bestehen und es kann dem Uhrzeigersinn in die Stellung gedreht wud, die

das von jedem Element abgestrahlte Licht von den durch die gestrichelten Linien wiedergegeben ist,

elektrischen Signalen eines zugeordneten der Infra- ίο wird Strahlungsenergie von solchen Objekten gc-

rotdetektoren gesteuert werden, so daß das optische sammelt und auf die Strahlungsdetekroranordnung

Bild aus einer Anzahl ineinnder verschachtelter 14 celenkt, die sich in bezug auf die Bezugslinie

Teilbilder aufgebaut wird. unte"r einem Winkel 0+0 befinden. Wenn die FIu-

Diese Ausführungsform der E, :.'ang hat den chen des prismatischen Spiegels alle parallel zuein-

besonderen Vorteil, daß mit 1-fHfe -.ner in vemünf- 15 ander verlaufen, wird beim Drehen des Spiegels nur

tigen Grenzen bleibenden A _:.il von Infrarot- eine einzige Zeile wiederholt abgetastet. Um eine

detektoren und Lichrqu<*Kii sowie einer Spiegel- rasterweise Abtastung zu erzielen, sind die jeweiligen

anurJnung mit einer vernünftigen Anzahl von Flächen des N-seitigen prismatischen Spiegels unter

Außen-und Innen ν'C-In klare, flimmerfreie Bilder kleinen und verschiedenen Winkeln zur Drehachse

hoiK-r Auflösung erzeugt werden kunnen. weil sich 20 des Spiegels ausgerichtet. Diese Ausbildung ist in

aus dem Produkt aus der Anzahl von Spiegeln und Fig. 2 schemaiisch darstellt, die einen prismati-

der Anzahl von Tnfrarotdetektoren b7 v. Lichtquellen sehen, Spiegel 20 mit N-Seiten und einer Drehachse

einv- relativ große Zeilenzahl für '.v& erzeugte Bild 20 a zeigt. Jede Seite bildet einen anderen Spiegel und

ea· nt. ist unter einem anderen Winkel zur Drehachse angt -

^r>te Erfindung wird im folgenden an Hand des in 25 ordnet als die benachbarte Seite. Für-

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles detektoranordnung, in der di Detcktorciemente

""Väijr beschrieben und erläutert. Es zeigt aneinander anstoßen, ist die Wn^elabweit' ng zwi-

t Fig. 1 eine schematische Darste'lup.g der Ab- sehen benachbarten Spiegelflächen, die <n Fig. 2

; tasiung mit Hilfe eines prismatischen Spiegels, wie er durch die mit Spiegel 1. Spi-gel 2 und Spiegel 3 be-

bei einer Vorrichtung nach der Erfindung verwendet 30 zeichneten gestrichelten Linien dargestellt sind, gleich

; w "J; der halben Winkelbrcite der Detektoranordnung.

: f-"ig. 2 eine schematiche Darstellung zur Ver- Bei Detektoranordnuiigen mit nicht aneinander

^g anschaulichung der zeilenweisen Abtastung mit Hilfe angrenzenden Detektoren^ ist die Winkelabweichun ·

eines primatischen Spiegels nach Fig. Γ und zwischen den Spiegelflächen gleich der Hälfte der

: ^r7ig. 3 die schematische Darstellung ein.τ Vor- 35 Winkelbrcite eines einzigen Detektorelementcs in der

- π htung nach der Erfindung. Anordnung.

^: Fig. 1 veranschaulicht schematisch das Arbeit¹?- Die Rekonstruk¹'.: 'er betrachteten Szene erfolgt pnnJp einer prismatischen Spiegelanordnung, wie in der in Fi 2. 1 veranschaulichten Weise, indem das s'c bei einer Vorrichtung nach der Erfindung :-!s licht einer Darstellungsianipe dem Auge des Be- :' Abtastvorrichtung und zur Wiederherstellung des 40 trachters durch ^ine Reflektier o.n der entgegenabgetasteten Bildes verwendet wird. Das Abtasien gesetzten Fläche des rotierenden prismatischen der Szene oder des Blickfeldes erfolgt durch Drehen Spiegels zugeführt wird. Wenn also Jie Abtastfläche eines N-seitigen, prismatist hen Spiegels 10, der so die Spiegelfläche I ist. ist die Hetrachtungsnäche angeordnet ist, daß er .on ^inem Feld 11 Strahlung beispielsweise eine Spicgelfläclie 7. Wenn die AbtastcmpFängt. Wenn der prismatische Spiegel die durch .15 däche die Spiegelfläche 2 ist. ist die Betrachtungsausgezogene Linien wiedergegebene Stellung ein- ',lache beispielsweise eine Spiegelfläche 8. (Die Benimmt, wird von dem Linsensystem 12 Strahlungs- zugszeichen 7 und 8 sind in den Figuren nicht darenergie gesammeii, die von Objekter stammt, deren gestellt.) Die Drehung des Spiegels bewirkt, daß die Stellung unter einem Winkel 0 in bezug auf eine bar?tellungs.lampe in der gleichen Richtung und in ausgewählte Bezugslinie liegt. Diese Strahlungs- 50 der gleichen Weise eine Äbtastbewegung auszufühenergie wird von der Abtastfläche 10 a des prisma- ren scheint, wie die Detektoren die Szene abtasten, tischen Spiegels auf eine Strahlungsdetektoranord- Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung nach der nung 14 renekriert. Diese Sirahiungsdetekioranord- Erfindung weist einen 12?ciiigcn Spiegel 30 auf, der nung kann einen oder mehrere Wandler, wie hohl ausgebildet und sowohl mit äußeren Spiegelbeispielsweise Photozellen oder Infrarotdetektoren, 55 flächen 30α als auch mit inneren Spiegelflächen 30a' umfassen, die die Strahlungsenergie, die sie von der versehen ist. Die Vorder- und Rückflächen oder die Fläche 10a des prismatischen Spiegels empfangen, Außen- und Innenspiegel, die die Vorder- und Rückin elektrische Signale umwandeln. flächen bilden, sind unter gleichen Winkeln in bezug Diese elektrischen Signale werden dann einer ge- auf eine Linie angeordnet, die zur Drehachse senksteuerten Lichtquelle zugeführt, bei der es sich um 60 recht steht.

eine Lampenanordnung 16 handeln kann, um die Die Rekonstruktion des abgetasteten Bildes erIntensität des Lichtes in Abhängigkeit von den folgt dadurch, daß die reflektierte Strahlung auf das elektrischen S'gnalen zu steuern. Die Lampenanord- Linsensystem 36 eines Fernrohres gerichtet sind, nungnlö kann ehe oder mehrere Lampen enthalten, Das Linsensystem richtet das Licht auf einen elektroderen Lichtabgabe in Abhängigkeit von den entspre- 65 optischen Wandler 38. Das elektrische Ausgangschenden Signiaen gesteuert werden kann, die von der signal dieses Wandlers wird zur Modulation einer Strahlungsdelektöranordnung geliefert werden. Das Lichtquelle 40 benutzt, bei der es sich um eine Licht der Lampenanordnung 16 wird auf die Fläche Lampe, eine Diode oder eine sonstige, geeignete

lichtemittierende Quelle handeln kann, die modu- »j lierbar ist. Das Licht der Lichtquelle wird auf die JjH Spiegelfläche 30 α' im Rücken der Spiegelfläche 30 α gjjf ^richte^^iesciSpiegelfiächc3Oa^ .ae-irnit^deripreh- 'ϊ|| 'achse^cincn 5 !ebenso;,!! großen* abcr|%litgcgengesel|ien <||s| ^/irikcl bildet iwic'ldcr Spiegel 30«; ..reflektiert pas $p pichtl-iaulgi^ill^crläciie ^jne||;|i|||enp|egclsj44, ||| ifDiese^Sp^^
ifjSpKSge^^^

"'llinschsystem^^ficntci^: BaV¹¹VOnV" Spiegel 46^! eirtpfan- Ho * gene Licht auf das Auge eines Empfängers oder Betrachters. Wenn eine Darstellung auf einer Kathodenstrahlröhre erwünscht ist, kann das Signal des elcktro-optiscncn Wandlers 38 eenem eine Kathodenstrahlröhre enthaltenden Darslcllungsgerät 50 zügeführt werden. Es besteht dann die Forderung, daß die Ablenkung des Kathodenstrahl zur Kotätionsgcschwindigkcit des prismatischen Spiegels synchronisiert ist. Es muß nämlich die Zest, die vom Kathodenstrahl zum Schreiben einer Linie benötigt ac wird, gleich der Zeit sein, die von einer Spiegelfläche benötigt wird, um das Blickfeld zu überstreichen.

Wenn gewünscht wird, mit Hilfe der dargestellten Spiegel 44 und 46 das rekonstruierte Büd in der gleichen Richtung betrachten zu können, in der der abtastende Spiegel sieht, dann wird die innere Spiegelfläche in Phase zu der äußeren Spiegelfläche angeordnet, so daß der die Szene sehende aktive Spiegel und der der Rekonstruktion dienende aktive Spiegel die gleiche Winkelstellung in bezug auf eine zu der Drehachse senkrechte Linie einnehmen. Ls können jedoch auch andere Beziehungen zwischen den Winkeln der aktiven Innen- und Außenspiegel in bezug auf eine zur Drehachse senkrächte Linie in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung verwendet werden

Das Zeitintervall zur Abtastung eines t.nzigen Bildes ist die Zeit, die für eine vollständige Umdrehung des in Fig. 3 dargestellten prismatischen Spiegels benötigt wird.

Wenn in den Anordnungen nach den Fig. 1 bis3 eine geometrische Ähnlichkeit zwischen dem abgetastcien Objekt und dem rekonstruierten Bild bestehen soil, dann müssen der aktive Abtastspiegel und der aktive RckonstruklionsspJegel gleiche Winkel in bezug auf eine zur Drehachse senkrechte Linie haben. Wenn jedoch unter gewissen Bedingun- | gen eine Verzerrung der Szene gewünscht wird/ dann können der'aktive Abtastspiegel und der aktive Rekonstruktionsspicgel auch vcrscliiedene Winkel in bezug auf eine zur Drehachse senkrechte Linie aufweisen.

Es sei erwähnt, daß die inneren und äußeren Spiegelflächen dei prismatischen Spiegclanordung sine der beiden folgenden Ausrichtungen haben können. In dem einen Fall sind die Vorder- und Rückflächen so ausgerichtet, daß sie gleiche und entgegengesetzte Winkel mit einer zur Drehachse senkrechten Linie bilden, also keilförmig angeordnet sind. Im anderen Fall können die Vorder- und Rückflächen so ausgerichtet sein, daß diese Flächen parallel zueinander verlaufen und gleiche Winkel mit einer zu Drehachse senkrechten Linie einschließen.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß durch die Erfindung eine optische und mechanische Rasterabtastvorrichtung geschaffen wird, bei der die zur Abtastung dienenden Spiegelflächen eines die Form eines Polygons aufweisenden prismatischen Spiegels jeweils gegenüoer den benachbarten Spiegelflächen um einen vorgegebenen Winkel gekippt sind Daher werden auf einem Detektor verschiedene Zeilen einer Szene gerichtet, wenn der prismatische Spiegel um seine Achse gedreht wird. Das Ausgangssignal des Detektors kann zur Wiederherstellung der Szene benutzt werden, indem entweder von einer Kathodenstrahlröhre oder eine andere Spiegelfläche des prismatischen Spiegels zur Betrachtung benutzt wird. Bei der Verwendung einer anderen Spiegelfläche muß diese Spiegelfläche mit der Drehachse einen Winkel einschließen, der ebenso groß ist wie der Winkel, den die abtastende Spiegel-Sache mit der Drehachse bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

2 055/·^; ι 2 solche Vorrichtung bekannt, dia einen mit Hilfe von Patentansprüche: Nocken aagetriebenen, um zwei Achsen schwenk baren Spiegel aufweist Die Anwendung eines sol-

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines optischen chea Spiegels erfordert einen erheblichen mechani-Bildes eines Blickfeldes mit einer um eine Achse 5 sehen Aufwand und führt außerdem zu heftigen drehbaren polygonalen Spiegelanordnung, deren Vibrationen, die es schwierig machen, eine solche Spiegel mit der Achse- verschiedene Winkel Vorrichtung zur Beobachtung eines Blickfeldes ruhig bilden, einem elektrooptischen Wandler, der sich zu halten. Weiterhin dürfte es schwierig sein, die im Strahlengang der aus dem Blickfeld empfan- zum Antrieb des Spiegels benötigten Einrichtungen genen und an der Spiegelanordung reflektierten io so klein zu halten, daß sie in einem frei in der Hand elektromagnetischen Energie befindet und diese haltbaren Sichtgerät, das etwa die Größe eines Fern-Energie in elektrische Signals umwandelt, einer glases oder einer Kleinbildkamera haben sollte, mit dem Wandler gekoppelten Lichtquelle, die untergebracht werden können. Bei einem frei in der einen in Abhängigkeit von dem vom Wandler ge- Hand zu haltenden Gerät wurden sich auch die lieferten elektrischen Signale modulierten Licht- 15 durch den Antrieb des Schwingspiegels bedingten strahl erzeugt und auf die Spiegelanordnung Erschütterungen besonders nachteilig bemerkbar jL ricittei, und einer optischen Einrichtung zur Be- machen.

]£- trachtung des von dem an der Spiegelanordnung Es ist ferner aus der schweizerischen Patentschrift

ijr reflektierter modulierten Strahl erzeugten Bildes, 445 559 eine umlaufende, polygonale Spiegelanord-T-dadurch gekennzeichnet, daß die poly- ao nung bekannt, die bei der aus der US A.-Patentschrift J₇ gonale Spiegelanordnung (30) einen Satz Außen- 2 989 643 bekannten Vorrichtung an Stelle des It spiegel (30 α) und einen Satz Innenspiegel (30 aT) Schwingspiegels Verwendung finden könnte. Die aus ^ umfaßt, die Rücken an Rücken angeordnet sind der schweizerischen Patentschrift 445 559 bekannte 5: und von denen der eine Satz zur Reflexion der polygonale Spiegelanordnung hat jedoch einen sehr s aus dem Blickfeld einfallenden elektromagnet!- as großen Platzbedarf und es dürfte die die Spiegel tra- -J- sehen Energie auf den Wandler (38) und der gende Trommel auch ein erhebliches Trägheits^r andere Satz zur Reflexion des modulierten Licht- moment haben, das bei der relativ hohen Drehzahl ^ Strahles verwendet ist. der Trommel e ne Kreiselwirkung hervorruft, die ein

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2. Von "~htung nach Anspruch 1, dadurch ge- Handhaben und ein Ausrichten einer solchen Vor-