DE2421721C3

DE2421721C3 - Device for optically scanning an image field

Info

Publication number: DE2421721C3
Application number: DE19742421721
Authority: DE
Inventors: Bryce A. Los Angeles Calif. Wheeler (V.St.A.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1973-05-21
Filing date: 1974-05-04
Publication date: 1976-02-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung m ootischen Abtasten eines Bildfeldes mit einer um eine Drehachse drehbaren prismatischen Spiegelanordnung, deren Spiegel auf von der Drehachse ausgehenden und senkrecht dazu gerichteten, miteinander gleiche Winkel einschließenden Radialstrahlen senkrecht stehen, und einen im Lichtweg zwischen der Spiegelanordnung und dem Bildfeld angeordneten Schwingspiegel, der um eine zur Drehachse der Spiegelanordnung senkrechte Schwenkachse, die in einem Punkt einen Ort von Schwingungszentren senkrecht ίο schneidet, der in der Ebene der Zentralstrahlen liegt, die auf den Schwingspiegel einfallen und von ihm reflektiert werden, und mit dem reflektierten Zentralstrahl einen Winkei β bildet, der gleich dem Winkel ist, mit dem der einfallende Zentralstrahl auf den Schwingspiegel auftrifft, wenn der Schwingspiegel seine nominelle Mittelstellung einnimmt, schwenkbar gelagert und synchron zur Drehbewegung der Spiegelanordnung angetrieben ist, nach Patent 22 24 217.7. Die aus dem Patent 22 24 217.7 bekannte Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist dazu bestimmt, entweder ein im wesentlichen paralleles Strahlungsbündel, wie beispielsweise einen Strahl sichtbaren oder infraroten Lichtes, in Form eines Rasters projizieren oder aber solche Strahlung zu empfangen und ein Strahlungsfeld in Form eines fortlaufenden Rasters in solcher Weise abzutasten, daß die Vorrichtung in Verbindung mit in parallelen Reihen fest angeordneten Detektoren und mit avokaler Vergrößerung benutzt werden kann, wie sie bei Fernrohren mit festem oder veränderbaren Blickfeld angetroffen wird, ohne daß durch die Abtastung eine Bilddrehung oder astigmatische Verzerrung verursacht wird.The invention relates to a device m ootic scanning of an image field with a prismatic mirror arrangement rotatable about an axis of rotation, the mirrors of which are perpendicular to radial rays emanating from the axis of rotation and directed perpendicular to it, enclosing equal angles, and one in the light path between the mirror arrangement and the The oscillating mirror arranged in the image field, around a swivel axis perpendicular to the axis of rotation of the mirror arrangement, which intersects a location of centers of oscillation perpendicularly at one point, which lies in the plane of the central rays that fall on the oscillating mirror and are reflected by it, and with the reflected central ray Forms an angle β which is equal to the angle at which the incident central ray strikes the oscillating mirror when the oscillating mirror is in its nominal central position, is pivotably mounted and driven synchronously with the rotary movement of the mirror arrangement, according to patent 22 24 217.7. The device known from the patent 22 24 217.7 according to the main patent is intended either to project a substantially parallel beam of radiation, such as a beam of visible or infrared light, in the form of a grid or to receive such radiation and a radiation field in the form of a continuous Raster in such a way that the device can be used in conjunction with detectors fixed in parallel rows and with avocal magnification, such as is found in telescopes with fixed or variable field of view, without image rotation or astigmatic distortion being caused by the scanning .

Die Vorrichtung um^faßt nur den zur Erzeugung des Abtastrasters optisch-mechanischen Teil. Eine für diese Vorrichtung geeignete Elektronik ist in der US-PS 37 23 642 beschrieben.The device to ^f Asst only for the generation of the sampling optical-mechanical part. Electronics suitable for this device are described in US Pat. No. 3,723,642.

Es ist eine Vielzahl verschiedener Arten von Vorrichtungen zur Erzeugung eines Abtastrasters sowohl zum Empfang als auch zur Projektion von Strahlung bekannt. Die US-PS 34 36 546 beschreibt eine Vorrichtung zum Ablenken des von einem Laser erzeugten Lichtstrahles, der nach Art eines Lichtpunktabtasters zur Bilddarstellung benutzt v.'ird. Die bekannte Vorrichtung lenkt den Laserstrahl zunächst an einem Schwingspiegel ab, von dem aus der Strahl zur Ablenkung in einer zweiten Richtung zu einer prismatischen, rotierenden Spiegeltrommel gelangt, von der aus wiederum der Strahl durch ein Projektionsobjekt auf einen Schirm gelangt. Ein ähnliches System für die Fernsehprojektion zeigt die US-PS 21 63 537. Ein Infrarot-Abtastsystem ist aus der US-PS 35 97 617 bekannt. There are a number of different types of devices for generating a scanning raster both known for receiving as well as projecting radiation. The US-PS 34 36 546 describes a device for deflecting the light beam generated by a laser, which is like a light point scanner v.'ird used to display images. The known device initially directs the laser beam an oscillating mirror from which the beam is deflected in a second direction to a prismatic, rotating mirror drum, from which in turn the beam passes through a projection object gets on a screen. A similar system for television projection shows the US-PS 21 63 537. A Infrared scanning system is known from US Pat. No. 3,597,617.

Es ist zu beachten, daß die bekannten Vorrichtungen nicht dazu bestimmt sind, mit einem avokalen Vergrößsrungssystem zusammenzuwirken, wie beispielsweise einem Fernrohr, so daß es für die bekannten Vorrichtungen nicht wesentlich ist, daß die Abtastung sowohl im Azimut als auch in der Elevation von einem im wesentlichen gemeinsamen Punkt auf einer Spiegelfläche herzukommen scheint. Tatsächlich ist bei den bekannten Vorrichtungen die Anordnung so getroffen, daß die Abtastung nicht einen gemeinsamen Ursprung hat, und die Tatsache, daß der scheinbare Ausgangspunkt über die Flächen der prismatischen Spiegelanordnung hin- und herwandert, macht diese Vorrichtungen für die Verwendung in Verbindung mit einem Überwachungsfernrohr od. dgl. ungeeignet.It should be noted that the known devices are not intended to be used with an avocal To interact with each other, such as a telescope, so that it is not essential for the known devices that the scanning both in azimuth and elevation from a substantially common point seems to come from a mirror surface. In fact, in the known devices, the arrangement so taken that the scan does not have a common origin, and the fact that the apparent starting point wanders back and forth across the surfaces of the prismatic mirror arrangement, makes these devices for use in conjunction with a surveillance telescope or the like. not suitable.

Eine Vorrichtung zum optischen Abtasten eines daß es für eine gleichzeitige synchrone Bildaufnahme Bildfeldes» bei der der Ursprung der Abtastbewegung und -wiedergabe unter Verwendung eines Parallelsowohl im Azimut als auch in der Elevation tatsäch- kanal-Detektorsystems geeignet ist.
lieh in einem gemeinsamen Punkt liegt und die daher Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch in Verbindung mit einem Fernrohrsystem benutzt 5 gelöst, daß bei einer Vorrichtung nach dem Hauptwerden kann, ohne astigmatische Verzerrungen einzu- patent der Schwingspiegel zur gleichzeitigen synchrofuhren, is* aus der US-PS 36 26 091 bekannt. Bei die- nen Bildaufnahme und -wiedergabe in zwei Lichtser bekannten Vorrichtung wird sowohl für den Emp- wegen angeordnet ist, von denen der eine Lichtweg fang als auch für die Darstellung die Azimutabtastung zur Übertragung der aus dem aufzunehmenden Blickvon einer rotierenden prismatischen Spiegelanord- io feld einfallenden Strahlung auf einen Strahlungsnung mit zwölf Spiegeln erzeugt, von denen jeder detektor und der andere Lichtweg zur Übertragung Spiegel eine kontinuierliche Azimutabtasiung be- der von einer örtlichen Lichtquelle erzeugten, in Abwirkt. Die Elevationsabtastung erfolgt bei der be- hängigkeit vorn Ausgangssignal des Strahlungsdetekkannten Vorrichtung nicht mit einem Schwingspiegel, tors intensitätsmodulierten Strahlung zu einem ein wie sie bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent 15 sichtbares Bild liefernden Darstellungsgerät eingerichvenvendet wird, sondern dadurch, daß den zwölf tet ist.A device for optically scanning an image field that is suitable for simultaneous synchronous image recording in which the origin of the scanning movement and reproduction using a parallel both in azimuth and elevation is suitable for the actual channel detector system.
This object is achieved according to the invention in connection with a telescope system, that in a device according to the main, the oscillating mirror for simultaneous synchronizing is * out of the patent without astigmatic distortions US-PS 36 26 091 known. In the case of the image recording and reproduction in two known devices, a rotating prismatic mirror arrangement is arranged for both the receiving path, one of which catches the light path, and the azimuth scanning for the display Incident radiation is generated on a radiation with twelve mirrors, of which each detector and the other light path for the transmission mirror a continuous azimuth scanning, which is generated by a local light source, in effect. The elevation scanning does not take place with the dependency of the output signal of the radiation-detected device not with an oscillating mirror or intensity-modulated radiation to a display device which provides a visible image as in the device according to the main patent 15, but by the fact that the twelve is switched.

Spiegeln der umlaufenden Spiegelanordnung unter- Bei der Beschreibung der Erfindung wird die horischiedliche Schrägstellung zur Vertikalen erteilt wer- zontale Abtastung einer Rasterzeile als Azimutden. Infolgedessen gibt jeder Spiegel dem Strahl wäh- abtastung und die vertikale Verschiebung von Rasterrend aufeinanderfolgender Azimutabtastungen einen 20 zeile zu Rasterzeile als Elevationsabtastung bezeichanderen Elevationswinkel. Diese Vorrichtung erzeugt net. Es versteht sich, daß es sich hierbei um relative zwar eine kontinuierliche Abtastung im Azimut, je- Bezeichnungen handelt, die lediglich zwei zueinander doch einein diskreten Schritten oder digital erfolgende orthogonale Abtastrichtungen bezeichnen und nichts Abtastung in der Elevation. Infolgedessen ist im über die absolute Ausrichtung angeben, während der Raster jede Horizontalzeile absolut horizontal, und es 25 eine solche Vorrichtung verwendet werden soll,
ist die nächste Zeile von der vorhergehenden um Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist demeinen Betrag verschoben, der durch die Winkel- nach eine prismatische Spiegelanordnung vorhanden, abweichung der zugeordneten Spiegelfläche von der die um die Azimutachse rotiert, die hier als vertikale Vertikalen bestimmt ist. Eine solche Vorrichtung Achse dargestellt ist. Dabei liegen benachbarte Fläliefert bei der beabsichtigten Anwendung, die für 30 chen der Spiegelanordnung jeweils in einem der beijede vertikale Winkelabweichung einen genau aus- den Lichtwege, und es reflektieren die Spiegelflächen gerichteten, einzigen Detektor vorsieht, so daß jeweils nacheinander die einfallende Strahlung. Die Größe, nur ein DeteKtor eine in der Elevation übereinander- die Form und der geometrische Ort des Strahles, der liegenden Zeilen liest, ausgezeichnete Ergebnisse, je- von den im Empfangsweg liegenden Spiegelflächen doch kann eine solche Vorrichtung nicht das verbes- 35 reflektiert wird, ist durch die öffnung und die Blenserte Signal-Rausch-Verhältnis und die erhöhte Zu- den des Objektivsystems bestimmt, das typischerweise verlässigkeit bieten, die sich aus der Redundanz er- eine Fernrohrvergrößerung aufweist. Der Nenngibt, die eine Vorrichtung aufweist, die von mit par- schwenkpunkt des festen Strahles, der von der rotieallelen Kanälen verbundene Detektorgruppen Ge- renden Spiegelanordnung erzeugt wird, wird zum brauch macht, von denen alle jede Abtastung einer 4° Zweck der Beschreibung als »Pupille« Dezeichnet Azimutzeile lesen. Weiterhin ist bei der bekannten und liegt, wie es F i g. 1 zeigt, in der die Pupille Vorrichtung die in der Elevation erreichbare Auf- durch einen Kreis P angedeutet ist, senkrecht zur lösung durch die Anzahl der benutzten Spiegelflächen optischen Mittellinie und zentrisch auf jeder Spiegelbegrenzt, und e* ist außerdem erforderlich, für die fläche der prismatischen Spiegelanordnung, wenn Bildwiedergabe die Rückseite des gleichen Spiegels zu 45 diese Spiegelfläche zur optischen Mittellinie senkrecht benutzen, dessen Vorderseite für die Bildaufnahme steht. Dies ist der Punkt oder der feste Bereich, von verwendet wird. Für ein praktisch brauchbares Par- dem sowohl die Azimutabtastung als auch die EIeallelkanalsystem wird eine Vorrichtung nach dem vationsabtastung sowohl beim Bildempfang als auch Hauptpatent benötigt, die sowohl im Azimut als auch bei der Bildwiedergabe in dem entsprechenden Lichtin der Elevation eine kontinuierliche Abtastung er- 50 weg auszugehen scheinen. Wenn die benachbart angezeugt. Obwohl die Vorrichtung nach der US-PS ordneten optischen Wege, die zur Erzeugung der Ab-36 26 091 keine astigmatische Verzerrung verursacht, tastungen dienen, in der richtigen Beziehung zueinanist sie zur Verwendung in Verbindung mit solchen der stehen, hat jeder von ihnen einen solchen festen Detektoranordnungen nicht geeignet, weil sie eine Punkt, wie es nachstehend noch gezeigt werden wird. Bilddrehung erzeugt, die der Winkel abweichung der 55 Bevor der im Empfangsweg von der prismatischen Spiegelflächen von der Rotationsachse proportional Spiegelanordnung reflektierte Strahl in die Detektorist. Die notwendige Bedingung dafür, eine Bild- linse eintritt, von der er auf einen Strahlungsdetektor drehung zu vermeiden, besteht darin, daß die Spie- oder eine Detektorgruppe fokussiert wird, trifft er auf gelflächen der prismatischen, zur Erzeugung der Azi- den Schwingungsspiegel, der um einen bestimmten mutabtastung rotierenden Spiegelanordnung parallel 60 Winkel eine Schwenkbewegung um eine Achse auszu deren Drehachse sein müssen. Diese Bedingung führt, die parallel zu einer Ebene verläuft, die senkerfordert wiederum die Anwendung eines zweiten Ab- recht auf der Rotationsachse der prismatischen Spictastspiegels, die bei den vor dem Prioritätstag des gelanordnung steht. Die Schwenkachse befindet sich Hauptpatentes bekannten Vorrichtungen astigmati- auf einem kritischen Ort von Schwingungszentren sehe Verzerrungen verursachten. 65 und erzeugt eine kontinuierliche Ablenkung in derIn the description of the invention, the horizontally different inclination to the vertical is given zontal scanning of a raster line as azimuths. As a result, each mirror gives the beam selected scanning and the vertical shift of the raster trend of successive azimuth scans an elevation angle 20 line to raster line which is known as the elevation scan. This device generates net. It goes without saying that what is involved here is a relative continuous scan in azimuth, depending on the designation that only designates two orthogonal scanning directions that are carried out in discrete steps or digitally, and nothing about scanning in elevation. As a result, im is given about the absolute alignment, while the grid every horizontal line is absolutely horizontal, and such a device should be used,
In a device according to the invention, the next line is shifted by the amount due to the angular arrangement of a prismatic mirror, deviation of the associated mirror surface from which rotates around the azimuth axis, which is defined here as the vertical vertical. Such a device axis is shown. In the case of the intended application, adjacent areas are located, which for 30 surfaces of the mirror arrangement in each case in one of the two vertical angular deviations provides an exactly out of the light paths, and the mirror surfaces reflect the single detector, so that the incident radiation in each case one after the other. The size, just one detector, one on top of the other in elevation, the shape and the geometrical location of the beam, which reads the lying lines, excellent results, every mirror surface lying in the reception path, but such a device cannot improve the reflection, is determined by the aperture and the diaphragm signal-to-noise ratio and the increased ends of the lens system, which typically offer reliability that results from the redundancy of a telescope magnification. The designation, which has a device which is generated by a mirror arrangement with a par-pivot point of the fixed beam, the detector groups connected by the rotiallelelen channels, is used, all of which each scan a 4 ° Purpose of the description as » Pupil «De-signed read azimuth line. Furthermore, in the known and is, as shown in FIG. 1 shows, in which the pupil device the achievable in elevation is indicated by a circle P , perpendicular to the solution by the number of mirror surfaces used, the optical center line and centered on each mirror, and e * is also required for the area of the prismatic mirror arrangement, if image reproduction the back of the same mirror to 45 use this mirror surface perpendicular to the optical center line, the front of which stands for the image recording. This is the point or solid area that will be used by. For a practically usable pairing of both the azimuth scanning and the general canal system, a device is required after the vation scanning both for image reception and for the main patent, which enables continuous scanning both in azimuth and in image reproduction in the corresponding light in elevation seem to go out. When the adjacent is displayed. Although the U.S. Patent Apparatus arranged optical paths that do not cause astigmatic distortion to produce the Ab-36 26 091 are scanned, properly related to each other for use in connection with those of, each of them has one Fixed detector arrangements are not suitable because they have a point, as will be shown below. Image rotation is generated, which is the angle deviation of the 55 before the beam reflected in the reception path by the prismatic mirror surface of the axis of rotation proportional mirror arrangement into the detector. The necessary condition for an image lens to enter, from which it can avoid rotating onto a radiation detector, is that the mirror or a detector group is focused when it hits the gel surfaces of the prismatic oscillating mirror to generate the azide To a certain mutabtastung rotating mirror arrangement parallel 60 angles a pivoting movement about an axis must be from the axis of rotation. This condition leads, which runs parallel to a plane, which in turn requires the application of a second right on the axis of rotation of the prismatic scanning mirror, which is located before the priority date of the gel arrangement. The pivot axis is the main patent of known devices astigmatically on a critical location of vibration centers see distortions caused. 65 and creates a continuous distraction in the

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für Elevation. Die Stellung der Schwenkachse desThe invention is based on the object that for elevation. The position of the pivot axis of the

eine einfache Abtastung ausgebildete Vorrichtung Schwingspiegels ist kritisch im Hinblick auf eineA simple scanning device designed for a vibrating mirror is critical with regard to a

nach dem Hauptpatent derart weiter zu entwickeln, solche Anordnung der Pupille, daß sie den im wesent-to further develop according to the main patent, such an arrangement of the pupil that it

lichen festen Punkt des scheinbaren Ursprunges der Abtastbewegung der Strahlen in der Elevation und im Azimut enthält. Die Stellung der Schwenkachse des Schwiiigspiegels wird weiter unten im einzelnen beschrieben. union fixed point of the apparent origin of the scanning movement of the rays in elevation and in Includes azimuth. The position of the pivot axis of the oscillating mirror is described in detail below.

Der vorstehend beschriebene Lichtweg dient zum Empfang von Infrarotstrahlung aus einem Blickfeld und zur Umwandlung der empfangenen Signale in elektrische Signale. Bei einem Doppelsystem, wie es die erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt, werden diese elektrischen Signale der Lichtquelle einer Darstellungseinrichtung zugeführt, die von lichtemittierenden Dioden oder anderen geeigneten Bauelementen gebildet werden kann. Das von dieser Lichtquelle gelieferte Licht wird dann über den zweiten Lichtweg oder Darstellungsweg ausgesandt, der dem Empfangsweg benachbart ist und zu diesem symmetrisch verläuft, um eine synchrone und symmetrische Erzeugung eines sichtbaren Bildes an Hand der elektrischen Signale zu bewirken. Mit anderen Worten wird das von der Lichtquelle gelieferte Licht auf einen benachbarten Abschnitt des gleichen Schwingspiegels und von diesem auf eine benachbarte Fläche der gleichen prismatischen Spiegelanordnung gerichtet, die auch dazu benutzt wird, die Empfangsabtastung zu bewirken. Das von der rotierenden Spiegelanordnung gelieferte Licht kann unmittelbar durch ein Okular betrachtet oder einer geeigneten Darstellungseinrichtung zugeführt werden. Dank der Geometrie der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch der Darstellungsweg eine geeignete Vergrößerung bewirken.The light path described above is used to receive infrared radiation from a field of view and for converting the received signals into electrical signals. With a double system like it represents the device according to the invention, these electrical signals from the light source of a display device fed by light emitting diodes or other suitable components can be formed. The light delivered by this light source is then transmitted through the second light path or display path that is adjacent to the receiving path and is symmetrical to it, a synchronous and symmetrical generation of a visible image on the basis of the electrical To effect signals. In other words, the light supplied by the light source is directed to a neighboring one Section of the same oscillating mirror and from this to an adjacent surface of the same Directed prismatic mirror arrangement, which is also used to effect the receive scan. The light supplied by the rotating mirror arrangement can be viewed directly through an eyepiece or a suitable display device. Thanks to the geometry of the invention Device can also bring about a suitable enlargement of the display path.

Durch die Erfindung wird demnach eine Vorrichtung geschaffen, die in Verbindung mit avokalen Vergrößerungssystemen und mit Parallelkanal-Detektoranordnungen benutzt werden kann, weil sie eine sowohl im Azimut als auch in der Elevation kontinuierliche Ablenkung erzeugt, deren scheinbarer Ursprung eine gemeinsame virtuelle Pupille ist. Dabei kann der eine Lichtweg zur Abtastung eines ersten Strahlungsfeldes und der zweite Lichtweg zur Projektion eines zweiten Strahlungsfeldes mit einer Wellenlänge dienen, die verschieden ist von der Wellenlänge des ersten Strahlungsfeldes. Dabei besteht zwischen der Abtastung des ersten Strahlungsfeldes und der Projektion des zweiten Strahlungsfeldes eine synchrone Beziehung.The invention accordingly provides a device that can be used in conjunction with avocal magnification systems and can be used with parallel channel detector assemblies because they are both Generates continuous deflection in azimuth and elevation, their apparent origin is a common virtual pupil. One light path can be used for scanning a first Radiation field and the second light path for projecting a second radiation field with a wavelength serve, which is different from the wavelength of the first radiation field. There is between the scanning of the first radiation field and the projection of the second radiation field are synchronous Relationship.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden.Further details and refinements of the invention result from the following description of the exemplary embodiments shown in the drawing. Those of the description and the drawing In other embodiments of the invention, features that can be extracted can be used individually or several can be used in any combination.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 eine perspektivisch schematische Darstellung der wirksamen Teile einer Einkanal-Vorrichtung nach dem Hauptpatent,F i g. 1 is a perspective schematic representation the effective parts of a single-channel device according to the main patent,

F i g. 2 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Abwandlung der Vorrichtung nachF i g. 2 shows a modification of the device according to FIG. 2, partly in side view and partly in section

F i g. 3 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine mehr ins einzelne gehende Darstellung der Vorrichtung nach Fig.l, von der Rückseite der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung aus gesehen, F i g. 3 shows a more detailed illustration, partly in side view and partly in section the device according to Fig.l, from the rear the in F i g. 1 shown device seen from,

F i g. 4 ein Zeitdiagramm einer Vertikalabtastung bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 3,F i g. Fig. 4 is a timing diagram of a vertical scan in the apparatus of Figs. 1 and 3,

F i g. 5 ein Zeitdiagramm einer Horizontalabtastunj bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 3,F i g. Fig. 5 is a timing diagram of horizontal scanning in the apparatus of Figs. 1 and 3,

F i g. 6 und 7 zur weiteren Erläuterung der Vorrichtung dienende Diagramme der Strahknwege,F i g. 6 and 7 for further explanation of the device used diagrams of the jet paths,

Fig. 8 und 9 Diagramme zur Erläuterung vor geometrischen und trigonometrischen Beziehunger der Strahlenwege nach den F i g. 6 und 7,8 and 9 are diagrams for explaining geometric and trigonometric relationships the beam paths according to FIGS. 6 and 7,

Fig. 10 und il Diagramme des Strahlenwegs ähnlich den F i g. 6 und 7 bei einer Vorrichtung nach der Erfindung,Figs. 10 and 11 are similar to diagrams of the beam path the F i g. 6 and 7 in a device according to the invention,

Fig. 12, 12a, 13, 14, 15 und 16 schematische Darstellungen verschiedener Einrichtungen, die mit Vorrichtungen nach der Einrichtung betrieben werden können undFIGS. 12, 12a, 13, 14, 15 and 16 are schematic representations various facilities operated with devices after the facility can and

Fi g. 17 eine detaillierte perspektivische Darstellung der Einrichtung nach Fig. 12.Fi g. 17 is a detailed perspective view the device according to FIG. 12.

Da die in nur einer Betriebsart arbeitende Vorrichtung nach dem Hauptpatent, die in den F i g. 1 bis 9 dargestellt ist, reziprok ist, kann sie entweder als Strahlungsprojektor oder als Strahlungsempfänger beschrieben werden, was bedeutet, daß sie als Vorrichtung beschrieben werden kann, die Licht oder Infrarotstrahlung in Form eines parallelen Strahles aussendet, der ein Raster beschreibt, oder aber als Vorrichtung, die ein von parallelem Licht gebildetes Strahlungsfeld rasterförmig abtastet. Der Einfachheit halber wird die Vorrichtung im folgenden ebenso wie im Hauptpatent als Projektor beschrieben.Since the device operating in only one operating mode according to the main patent, which is shown in FIGS. 1 to 9 is shown is reciprocal, it can be described either as a radiation projector or as a radiation receiver meaning that it can be described as a device emitting light or infrared radiation emits in the form of a parallel beam that describes a grid, or as a device, which scans a radiation field formed by parallel light in a grid pattern. Of simplicity For the sake of the device is described in the following as well as in the main patent as a projector.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das Abtastraster mit im wesentlichen horizontalen Zeilen beschrieben wird, die in Vertikalrichtung einen im wesentlichen gleichen Abstand haben. Es versteht sich, daß die Bezeichnungen »horizontal« und »vertikal« nur zum Zwecke der Erläuterung verwendet werden und keinerlei beschränkende Bedeutung haben. Weiterhin wird davon die Rede sein, daß die beweglichen Spiegel um Azimut- und Elevationsachsen drehbar sind. Auch diese Bezeichnungen sind nur der Einfachheit halber gewählt. Bei typischen Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es sich bei der sogenannten Azimutachse tatsächlich um eine Azimutachse und bei der sogenannten EIevationsachse tatsächlich um eine Elevationsachse handeln. Das bedeutet, daß die Azimutachse vertikal ausgerichtet sein wird und eine Schwenkung um diese Achse zu einer Horizortalablenkung führt, während die Elevationsachse horizontal gerichtet ist und eine Vertikalablenkung entstehen läßt. Es versteht sich jedoch, daß sich die Beschreibung auch auf solche Vorrichtungen bezieht, die im Vergleich zu der beschriebenen Vorrichtung auf die Seite gelegt sind.It should also be pointed out that the scanning raster is described with essentially horizontal lines which have a substantially equal distance in the vertical direction. It understands that the terms "horizontal" and "vertical" are used for illustrative purposes only and have no limiting meaning. It will also be said that the movable mirrors are rotatable about azimuth and elevation axes. These designations are also chosen for the sake of simplicity. In typical applications of the device according to the invention the so-called azimuth axis is actually an azimuth axis and the so-called elevation axis actually be an elevation axis. This means that the azimuth axis is oriented vertically and a pivoting about this axis leads to a horizontal deflection while the elevation axis is directed horizontally and creates a vertical deflection. It goes without saying however, that the description also relates to such devices compared to the described Device are laid on its side.

Wie aus den Fig.l, 3, 6 und 7 ersichtlich, fällt das Licht einer im wesentlichen punktförmigen Lichtoder sonstigen Strahlungsquelle 32 auf eine Blende 31 und wird dann von einer Collimatorlinse 30 parallelisiert. Der parallele Lichtstrahl wird dann von einem Spiegel 28 auf die Spiegelflächen einer rotierenden Spiegelanordnung 10 geworfen. Ein Motor il dreht die Spiegelanordnung 10 mit hoher Geschwindigkeit. Die Spiegelanordnung 10 hat eine Vielzahl im wesentlichen ebener Spiegelflächen 10 a, 10 b, 10 c..., die gleichmäßig um die Drehachse 307 der Spiegelanordnung 10 verteilt sind und senkrecht zu Radialstrahlen stehen, die von der Achse der Spiegelanordnung ausgehen. Die rotierende Spiegelanordnung 10 erzeugt die Zeilen des Rasters. Ein Zahnrad, beispielsweise ein Spiralrad 12, treibt ein damit in Eingriff stehendes Zahnrad 14 an. dessen DrehachseAs can be seen from FIGS. 1, 3, 6 and 7, the light from an essentially point-like light or other radiation source 32 falls on a diaphragm 31 and is then parallelized by a collimator lens 30. The parallel light beam is then projected from a mirror 28 onto the mirror surfaces of a rotating mirror arrangement 10. A motor il rotates the mirror assembly 10 at high speed. The mirror arrangement 10 has a plurality of essentially flat mirror surfaces 10 a, 10 b, 10 c ..., which are evenly distributed around the axis of rotation 307 of the mirror arrangement 10 and are perpendicular to radial rays emanating from the axis of the mirror arrangement. The rotating mirror arrangement 10 generates the lines of the grid. A gear, such as a spiral gear 12, drives a gear 14 engaged therewith. its axis of rotation

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parallel zu einer Ebene verläuft, die senkrecht auf Zeichnung ist ein von 45° abweichender Winkel dar-runs parallel to a plane that is perpendicular to the drawing at an angle other than 45 °.

der Drehachse der Spiegelanordnung 10 steht. Eine gestellt, um den allgemeinen Charakter der Erfin-the axis of rotation of the mirror assembly 10 is. One posed to the general character of the invention

mit dem Zahnrad 14 verbundene Welle 16 trägt eine dung zu veranschaulichen.with the gear 14 connected shaft 16 carries a manure to illustrate.

Nockenscheibe 18, an deren Umfang ein Folgeglied 24 Wenn der Schwingspiegel 28 in seiner Grundstelanliegt, das um eine Achse 25 schwenkbar ist, die 5 lung ist, trifft das von der Ccüimatorlinse 30 ausebenfalls parallel zu einer Ebene verläuft, die auf der gehende parallele Licht den Schwingspiegel 28 unter Drehachse der Spiegelanordnung 10 senkrecht steht. einem Einfallswinkel ß. Der Reflexionswinkel ist dem Das Folgeglied 24 weist eine Rolle 26 auf, die an dem Einfallswinkel β gleich. Die Drehachse 307 der Spie-Umfang der Nockenscheibe 18 anliegt. Auf dem ande- gelanordnung 10 steht senkrecht auf dem am Schwingren Ende des Folgegliedes 24 ist ein Spiegel 28 be- ίο spiegel 28 reflektierten parallelen Licht, wenn der festigt. Die Spiegel 10 a, 106, 10 c ... der Spiegel- Schwingspiegel 28 seine Grundstellung einnimmt. Da anordnung 10 werden im folgenden als Azimut-Ab- die azimutale Drehachse 307 als vertikal angenomtastspiegel bezeichnet, wogegen der auf dem Folge- men wird, folgt aus der senkrechten Anordnung zum glied 24 befestigte Spiegel 28 Elevations-Abtastspiegel reflektierten Hauptstrahl 303, daß bei der Grundstelgenannt wird. 15 lung des Schwingspiegels 28 der ReflexionswinkelCam disk 18, on the circumference of which a follower element 24 is attached Oscillating mirror 28 is perpendicular to the axis of rotation of the mirror assembly 10. an angle of incidence ß. The angle of reflection is that of the follower member 24 has a roller 26 which is equal to the angle of incidence β. The axis of rotation 307 of the spie circumference of the cam disk 18 rests. On the other arrangement 10 is perpendicular to the at the oscillating end of the follower member 24 is a mirror 28 is ίο mirror 28 reflected parallel light when the solidifies. The mirrors 10 a, 106, 10 c ... the mirror oscillating mirror 28 assumes its basic position. Since the arrangement 10 is hereinafter referred to as azimuthal axis of rotation 307 as a vertical scanning mirror, whereas that on the following, follows from the perpendicular arrangement to the member 24 attached mirror 28 elevation scanning mirror reflected main beam 303 that in the Is called Grundstel. 15 development of the oscillating mirror 28 the angle of reflection

Die Nockenscheibe 18 ist ein im wesentlichen line- zwischen dem horizontalen Zentralstrahl 303 und derThe cam disk 18 is a substantially line between the horizontal central beam 303 and the

arer Nocken, was bedeutet, daß die Nockenscheibe normalen auf die Fläche des Schwingspiegels 28 denarer cam, which means that the cam plate normal to the surface of the oscillating mirror 28 the

das Folgeglied 24 veranlaßt, eine zur Drehung der Wert ß, bei dem es sich auch um den Einfallswinkelthe follower 24 causes a rotation of the value β, which is also the angle of incidence

Nockenscheibe im wesentlichen proportionale Schwen- des von der Lichtquelle 32 kommenden Strahles 315Cam disk essentially proportional swiveling of the beam 315 coming from the light source 32

kung auszuführen, bis eine Umkehrstelle erreicht ist. 20 auf die Fläche des Schwingspiegels 28 handelt, wie esto be carried out until a reversal point is reached. 20 on the surface of the oscillating mirror 28 acts as it

Der lineare Abschnitt der Nockenscheibe 18 erstreckt F i g. 6 zeigt. Die Winkel zwischen dem Schwingspie-The linear portion of the cam 18 extends F i g. 6 shows. The angles between the vibrating mirror

sich über etwa 85% der Nockenfläche. Die übrigen gel 28 und den Strahlen 315 und 303 ist dann gleichcovers about 85% of the cam area. The remaining gel 28 and the rays 315 and 303 is then the same

15°/« werden dazu benötigt, das Folgeglied in seine den Komplementwinkeln zu ß, d. h. 90° — ß. Das von15 ° / «are required to convert the following link into its complementary angles, ie 90 ° - ß. That from

Ausgangsstellung zurückzubringen. Die Linearität der dem Schwingspiegel 28 reflektierte Licht trifft dieBring back the starting position. The linearity of the light reflected from the oscillating mirror 28 hits the

Nockenscheibe kann bei Bedarf so korrigiert werden, 25 Spiegelflächen 10a, lOfc, 10c ... der rotierendenIf necessary, the cam disk can be corrected in this way, 25 mirror surfaces 10a, lOfc, 10c ... of the rotating one

daß geringe Variationen im Zeilenabstand des Ra- Spiegelanordnung 10.that small variations in the line spacing of the Ra mirror assembly 10.

sters kompensiert werden. Das erzeugte Raster ist in Es existiert eine Gerade 301, die den Ort mehrerersters are compensated. The generated grid is in There is a straight line 301 which shows the location of several

dem Bereich 34, 36, 38, 40 der F i g. 1 dargestellt. Zentren bildet und die den Hauptstrahl 303, der vonthe area 34, 36, 38, 40 of FIG. 1 shown. Centers and which the main ray 303, which is from

Es versteht sich, daß jede geeignete Einrichtung zum dem seine Grundstellung einnehmenden Schwingspie-It goes without saying that any suitable device for the vibrating mirror in its basic position

Antrieb des Spiegels 28 um die Schwenkachse 25 30 gel 28 reflektiert wird, in einem Abstand A cosec² β Drive of the mirror 28 is reflected about the pivot axis 25 30 gel 28, at a distance A cosec ² β

benutzt werden kann, um dieses Raster zu erzeugen, schneidet. Dieser Abstand wird in dem Normalfall,can be used to create this grid intersects. This distance is in the normal case,

solange die oben beschriebene Geometrie des Sy- daß β = 45°, einfach zu 2A, weil cosec²45° = 2 ist.as long as the above-described geometry of the sy- that β = 45 °, simply to 2A, because cosec ² 45 ° = 2.

stems gewahrt ist. Dieser Abstand wird gemessen von dem Punkt N', instems is guaranteed. This distance is measured from the point N ', in

Die Geometrie des für eine Betriebsart ausgebil- dem der Hauptstrahl 303 auf den Schwingspiegel 28 deten optischen Systems lassen am besten die F i g. 6 35 auftrifft, bis zum Schnittpunkt der Geraden 301 mit bis 9 erkennen. Wie F i g. 6 zeigt, wird mit Hilfe dem Hauptstrahi 303. Der Abstand A ist der Abstand der punktförmigen Strahlungsquelle 32 der Coliima- N'P vom Auftreffpunkt auf den Schwingspiegel 28 bis torlinse 30 ein paralleler Lichtstrahl erzeugt, dessen zur Pupille P auf der Spiegelanordnung 10. Dieser Querschnittsdimensionen durch die Blende 31 be- Abstand A ist ein willkürlich gewählter Konstruktionsstimmt werden. Der eine Schwingbewegung aus- 40 parameter, der zur Grundlage für alle anderen Abführende Elevations-Abtastspiegel oder Schwing- messungen der Vorrichtung dient, spiegel 28 ist in F i g. 6 in seinen Extremstellungen Der Ort der Schwingungszentren, von denen einei gestrichelt und in seiner Mittelstellung durch eine der Schwenkpunkt für den Schwingspiegel 28 ist, ist ir durchgehende Linie dargestellt. Die Mittelstellung den Fig. 6, 8 und 9 als Gerade 301 und für der des Schwingspiegels 28 wird für Konstruktionszwecke 45 Sonderfall, daß β = 45°, durch die Gerade 301 α darbenutzt, und es wird das optische System so aufge- gestellt. Der für den Winkel β gewählte Wert ist ebenbaut, daß es bei der Mittelstellung des Schwingspiegels falls ein Konstruktionsparameter. Die Gerade 301 is' 28 genau justiert ist, wogegen in den Extremstellungen gegenüber dem Hauptstrahl 303 um den Winkel β ir des Schwingspiegels geringe Abweichungen von der der gleichen Richtung, und zwar in der Zeichnunj genau richtigen Position vorliegen, die aber so klein so nach oben, verdreht, in der der Hauptstrahl 302 sind, daß Verzerrungen oder Nichtlinearitäten bei der gegenüber dem Schwingspiegel 28 verdreht ist. Wi< Abtastung innerhalb gegebener Toleranzen bleiben. F i g. 6 zeigt, kann in äquivalenter Weise festgestell Wenn auch die Wahl der Mittelstellung des Schwing- werden, daß dann, wenn der einfallende Strahl 31i spiegeis 28 für die Konstruktion des optischen Sy- mit der Normalen N zur Oberfläche des Schwingspie stems vorzuziehen ist, liegt es im Rahmen der Erfin- 55 gels einen Winkel β bildet, um den die Normale A dung, jede andere Stellung des Schwingspiegels 28 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt werden muß als Grundstellung für Konstruktionszwecke unter um sie mit dem einfallenden Strahl 315 zur Deckun] Beachtung der Nichtlinearitäten zu wählen, die sich zu bringen, dann muß auch der reflektierte Haupt bei der Schwingbewegung des Spiegels aus dessen strahl 303 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Win Abweichung von der Grundstellung ergeben. Nach- 60 kel β geschwenkt werden, um den Schnittwinkel zwi dem eine solche Grundstellung gewählt ist, müssen sehen dem Hauptstrahl 303 und dem Ort 301 de die resultierenden Nichtlinearitäten des Systems Schwingzentren, zu denen auch die Schwenkachs innerhalb der Toleranzen bleiben, die für den speziel- des Schwingspiegels 28 gehört, zu definieren. Da len Anwendungszweck erforderlich sind. Rotationszenrum für den Schwingspiegel 28 kann ii Weiterhin beträgt der Einfallswinkel ß, mit dem das ⁶5 jedem Punkt der Geraden 301 liegen, beispielsweis von der Collimatorlinse 30 ausgehende parallele Licht in einem der Punkte 300, 302, 304, 306 oder 30Ϊ den Schwingspiegel 28 trifft, wenn er sich in seiner wenn die Gerade 301 den Hauptstrahl 303 unter die Grundstellung befindet, gewöhnlich 45°. In der sem Winkel β und im Abstand Acosec^ β vom ReThe geometry of the optical system designed for an operating mode of the main ray 303 on the oscillating mirror 28 can best be shown in FIG. 6 35 occurs, up to the point of intersection of the straight line 301 with through 9. Like F i g. 6 shows, with the help of the main beam 303. The distance A is the distance of the point-like radiation source 32 of the Coliima- N'P from the point of impact on the oscillating mirror 28 to the gate lens 30, a parallel light beam is generated, whose to the pupil P on the mirror arrangement 10. This Cross-sectional dimensions through the diaphragm 31- Distance A is an arbitrarily chosen constructional vote. The one oscillating movement parameter, which serves as the basis for all other outgoing elevation scanning mirrors or oscillating measurements of the device, mirror 28 is shown in FIG. 6 in its extreme positions The location of the centers of oscillation, one of which is dashed and in its middle position through one of the pivot point for the oscillating mirror 28, is shown in a continuous line. The middle position in FIGS. 6, 8 and 9 as a straight line 301 and for that of the oscillating mirror 28 is used for construction purposes 45 special case that β = 45 °, through the straight line 301 α, and the optical system is set up in this way. The value chosen for the angle β is designed so that it is a design parameter in the middle position of the oscillating mirror. The straight line 301 is precisely adjusted, whereas in the extreme positions with respect to the main ray 303 by the angle β ir of the oscillating mirror there are slight deviations from that of the same direction, namely in the exact correct position in the drawing, but so small upwards , twisted, in which the main ray 302 are that distortions or nonlinearities in which compared to the oscillating mirror 28 is rotated. Wi <sampling remain within given tolerances. F i g. 6 shows, it can be established in an equivalent manner. Even if the choice of the central position of the oscillating mirror 28 is to be preferred for the construction of the optical system with the normal N to the surface of the oscillating mirror, it is in the context of the invention forms an angle β by which the normal angle, every other position of the oscillating mirror 28, must be swiveled counterclockwise as a basic position for construction purposes, taking into account the nonlinearities in order to cover it with the incident beam 315 choose which to bring, then the reflected head must also result in the oscillating movement of the mirror from its beam 303 counterclockwise by a deviation from the basic position. Disadvantages are pivoted 60 angle β to the angle of intersection Zvi which such a basic position is selected, need to see the main beam 303 and the location 301 de, the resulting non-linearities of the system swinging centers, including the Schwenkachs remain within the tolerances for the specially - The oscillating mirror 28 belongs to define. Because len application purpose are required. The center of rotation for the oscillating mirror 28 is also the angle of incidence β at which the ⁶ 5 lie at each point of the straight line 301, for example parallel light emanating from the collimator lens 30 in one of the points 300, 302, 304, 306 or 30Ϊ hits the oscillating mirror 28 when it is in its when the straight line 301 the main ray 303 is below the basic position, usually 45 °. At this angle β and at a distance of Acosec ^ β from Re

509687/35509687/35

24 2! 72124 2! 721

flexionspunkt N' des einfallenden Strahles 315 am n_Pn r a ,·· ,· °flexion point N 'of the incident ray 315 at n _P n ra , ··, · °

Schwingspiegel 28 schneidet. In jeder dieser Stellun κ ^{fur diese} Beziehungen macht Fig.¹ Oscillating mirror 28 intersects. In each of these positions ^{for these} relationships, Fig. ¹

gen wird der von der Quelle32^Jgelieferte^™'ϊ£ S₄V^f ^'^Z ^{In Fi}?· ⁹ «' ^er Wert fügen is the ^ ™ 'ϊ £ S ₄ V ^ f ^' ^ Z ^{supplied by the source32 J} ^{In Fi} ? · ⁹ «'^ er value for

Strahl im wesentlichen auf einen einzigen Punkt P' LiJ u/ ^dPr _r ^mittlere von fünf verschiedenen, mögBeam essentially to a single point P ' LiJ u / ^dPr _r ^mean of five different, poss

im Zentrum der Pupille P reflektiert und in diesem ₅ Ξ f« TM,¹"" ^ ^dar8^este]lt· ^{Es is}^ zu bemerkenreflected in the center of the pupil P and in this ₅ Ξ f «TM, ¹ ""^ ^dar 8 ^{este] lt} · ^{It is} ^ to be noticed

Punkt bleiben, wenn der Schwingspiegel 28 ausie mTr it ^f" ^{Wen VOn /5}' ^bei -^{ieder für die Konstruk}·Point remain when the oscillating mirror 28 Ausie MTR it ^ f ^{"Wen oF / 5} ^'at - ^{ieder for constructive} ·

ausgezogen wiedergegebenen Stellung um den FIe ei fiewahlten Normalstellung die Verlängerung de:The position shown in solid lines around the normal position chosen is the extension of:

vationswinkcl γ in die zwei in F i g 6 gestrichelt dar" *^clTⁿSspicgels 28 den Ort 301 der Punkte, um dervationswinkcl γ in the two in Fig. 6 dashed "* ^cl T ⁿ Sspicgels 28 the location 301 of the points around the

gestellten Stellungen geschwenkt wird Die Abwei" w Jchvyingspiegel schwenken kann, stets ein rechtei chung oder das Auswanderndes Punktes?' von dem ,„ Tx '?" ^{DlCS beruht auf der} Tatsache, daß beiset positions is pivoted. from the ' Tx '? " ^{DlCS is based on the} fact that with

mathematisch genauen festen Punkt hängt auch vnn ^^{ner And}erung von β auch der Winkel zwischen denmathematically precise fixed point also depends vnn ^ ^{ner And} augmentation of β and the angle between the

der Konstruktion des -Systems ab und kann in vor- Si*?I I T$ ³°³' ^{der dem Winkel} ^ 8^{leich sein} the construction of the system and can in pre- Si *? IIT $ ³ ° ³ 'be ^{equal to} ^{the angle} ^ 8

bestimmten Grenzen gehalten werden τ ~. ^ebenfalls ändert.certain limits are kept τ ~. ^also s changes.

Der spezielle Punkt 300 auf dem Ort 301 der _Pif' \i,⁸'^{9 isl der At)}stand von der Achse 315 bei Schwingungszentren hat den Vorteil, daß er den klein UvaaV Winkels/? von 45° zum obersten sten Schwenkradius für den Schwingspiegel 28 bietet £„ , der Fläche 10a gleich dem oben beschriebenen so daß auch der Schwingspiegel 28 selbst die serine ™^ns'^ruk<,^10nswert A. Der Abstand von diesem oberste Auslenkung erfährt und zur Überdeckung des ee nZ ,ni , ^{Γ Fläche 1Ofl bis z}™ Schnittpunkt des wünschten Blickfeldes das kleinste Trägheitsmoment Wt ·.} ^{Γ Schwin}gungszentren mit der Achse 303 entsteht. Dieser Punkt 300 ist auf der Geraden 101 so *_o St"Il T" ^Buchstaben>' und einem Index bezeichgewählt, daß der Schwingspiegel 28 bei 'seiner S fnH ™^{Wert des} buchteten Winkels,? angibt. Schwenkbewegung die rotierende Spiegelanordnung angeeebenp au ^V°!] ^ß ^{giIt aII}Semein, daß der oben 10 gerade n.cht berührt, daß er den reflektierten r£fn ♦ u ^Abstand ^B der Summe A +y gleich ist. Strahl gerade vorbeiläßt und daß der Punkt/V' in »Τΐ"^''^{11 Fi}S-9 dargestellten Dreiecke dem der einfallende Strahl 315 von dem Schwingst- ₂, VeLl ^Gultl8^keit ^d^ folgenden Gleichungen ergel 28 m der nominellen Mittelstellung in einem Ab- 'The special point 300 on the location 301 of the _P if ' \ i, ⁸ ' ^{9 isl the At)} stood from the axis 315 at centers of vibration has the advantage that it has the small UvaaV angle /? from 45 ° to the uppermost pivot radius for the oscillating mirror 28 offers £ ", the surface 10a the same as that described above so that the oscillating mirror 28 itself ^experiences ^{the serine ™ ns} ' ruk <, ^10ns value A. The distance from this uppermost deflection and to the Coverage of the ee nZ, ni , ^{Γ area 10fl to z} ™ intersection of the desired field of view the smallest moment of inertia Wt ·.} ^{Γ centers of} vibration with the axis 303 arise. This point 300 is selected on the straight line 101 so * _o St "Il T" ^letters >'and an index that the oscillating mirror 28 at' its S fnH ™ ^{value of the} indented angle,? indicates. Pivotal movement of the rotating mirror assembly angeeebenp au ^V °] ^ß ^{giIt aII} Semein that the top 10 just touches n.cht! That it is the reflected r £ fn ♦ u ^distance ^B of the sum A + y is equal. Just past can beam and that the point / V 'in "Τΐ"^'^{'11 Fi} S-9 triangles shown where the incident beam 315 of the Schwingst- _2, vell ^Gultl ^d 8 ^ness ^ following equations Ergel 28 of the nominal center position m in an ab- '

stand von dem Punkt P' in der Mitte der virtuellen A + y _h stood from the point P 'in the middle of the virtual A + y _h

oder reflektierten Pupille reflektiert wird, der den ~Jö = "^- 0)or reflected pupil is reflected, the ~ Jö = "^ - 0)

Betrag A hat. Die vorstehend an Hand F i g 6 beh"n ^{Sm 90 sin} P Amount A has. The above with reference to Fig. 6 contain ^{Sm 90 sin} P

delte Geometrie ist so geschaffen, daß die aktive ₃o A = (A + v) sin ß (2) Delte geometry is created in such a way that the active ₃ o A = (A + v) sin ß (2)

Flache Wa der rotierenden Spiegelanordnung 10 in Wie i ρ · π 'Flat Wa of the rotating mirror assembly 10 in How i ρ π '

diesem gleichen Abstand Λ angeordnet wird, um die π t ^g9 ^dargestellt, ist in den vorstehendenthis same distance Λ is arranged to the π t ^g9 ^is provided, is in the above

virtuelle Pupille P i„ den Rest des Systems zu reflet- f_es F^-" ^{A die in gerader} Verlängerung der Flächevirtual pupil P i "the rest of the system to reflet- f _it F ^ -" ^{A which is a straight} extension of the surface

¹¹⁶Ef"- _c. _o des Elevationsspiegels 28 gemessene Strecke von der ¹¹⁶ Ef "- _c . _{O of} the elevation mirror 28 measured distance from the

Die F ig. 8 und 9 veranschaulichen die in Fig 6 ₃₅ vatinn«" . ^o ^Optische Mittellinie 315 auf den EIe-The fig. 8 and 9 illustrate the in Fig. 6 ₃₅ vatinn «". ^ O ^Optical center line 315 on the egg

dargestellten geometrischen Beziehungen unter einem SchZ^{PiegeI28 auftrifft}' ^bis ^m Ort 301 dergeometrical relationships shown below a SchZ PiegeI28 ^occurs ' ^to ^ m place 301 der

etwas anderen Gesichtspunkt. Sie geben die geometri ™^mS"ⁿgszentren.slightly different point of view. Enter the geometric ™ ^m S ^"n gszentren.

sehen Beziehungen in der gleichen Ebene wieder wie den GlJh⁸' ⁹ '^{St ferner ers}^hllich, daß die folgen-see relationships on the same level as the GlJh ⁸ ' ⁹ ' ^{St also} shows that the following

Fi g. 6 jedoch um 90° gedreht. Demgemäß ist d " ^Gleichungen gelten:
Kante der Spiegelfläche 10a, die in Fi₂.6 vertikalFi g. 6 however rotated by 90 °. Accordingly, d ^{''s equations} is considered nts:
Edge of the mirror surface 10a, the vertical _{in Fi 2 .6}

., -ο- -..ν« .. HVJi 1/.WiUiIi dargestellt —■ = (ΐ\ ., -ο- - .. ν «.. HVJi 1 / .WiUiIi shown - ■ = (ΐ \

sei ^bemerkt,_odaß F i g. 8 den Fall veranschaulich"; ^{sin 90}° ' "let ^b emerct, _o that F i g. 8 illustrates the case "; ^{sin 90} ° '"

emerkt daß Fig. 8 den Fall veranschaulicht m dem β = 45° weil es sich hierbei um den häufigsten Fall handelt. Sie zeigt, wie der von der Quelleemerges that FIG. 8 illustrates the case where β = 45 ° because this is the most common case. It shows like the one from the source

r₄)r ₄ )

_{K hK h}

einnimmt, nämlich seine Mittelstellung und die be" den Extremstellungen seiner Schwenkbewegung Der _So Strahl _W,rd längs der Achse 303 auf die Obflähassumes, namely its middle position and the extreme positions of its pivoting movement The _S o beam _W , rd along the axis 303 on the surface

llungen seiner Schwenkbewegung Der _So (* + >0 = -d L_its pivoting movement The _S o (* + > 0 = -d L_

Strahl _W,rd längs der Achse 303 auf die Oberfläche oder ^sin ß »ß Ray _W , rd along the axis 303 onto the surface or ^sin ß » ß

der Spiegelanordnung 10 geworfen, wobei diethrown the mirror assembly 10, the

(₅)( ₅ )

_A . _A.

Schwingungszentren bildende Gerade 301 α in F i _e 8 ? ⁼ ^A (cosec^ /9 - 1) (7)Straight line 301 α in F i _e 8 forming centers of oscillation? ⁼ ^A (cosec ^ / 9 - 1) (7)

entspricht der Geraden301 in Fig. 6, unterscheidet r>i ρ α corresponds to the straight line 301 in FIG. 6, distinguishes r> i ρ α

s>ch jedoch von dieser auf Grand der Tatsache, daß nach de??"*!?^{8 des Abs}tandes Acast&ß ist dem-However, this is based on the fact that after the ?? "* !? ^{8 of the paragraph} Acast & ß is dem-

Fiig. 6 einen von 45° verschiedenen Winkel β zeigt 6o n_afvn I"⁶ ^ ^{9 klar zu} entnehmen.Fiig. 6 shows an angle β different from 45 °, which can be ^clearly seen from 6o n _a fvn I " ⁶ ^ 9.

wahrend m F, g 8 der Winkel ^ = 45° ist. Der in allere Jcht ^ ^Schwin8^sPiegel 28 reflektierte par-while m F, g 8 is the angle ^ = 45 °. The reflected in ALLERE Jcht ^ ^oscillations 8 ^s Piegel 28 par-

Fig. 8 dargestellte AbstandB ist der Abstand zwi" SdSUV""^{1 d}'^{e S}P^ieg^elflächen der rotierendenFig. Distance B illustrated 8 is the distance Zvi "SdSUV"^{"1 d} ^{'e S} P lflächen ^ie g ^e of the rotating

pun^ekⁿt £ SÄ? Mittel«™ 315 und dem Schnitt- daS m Ä ^ ^ ™ ^F"'^g"^{? beis}P^ie!sweise pun ^e k ⁿ t £ SÄ? Means «™ 315 and the intersection- that m Ä ^ ^ ™ ^F "' ^g " ^{? for} ^example

punkt des Ortes 301 _β der Schwingungszentren mit der darf SS!' ^{tnfft das ln} Form des Hauptstrahles 303point of the place 301 _{β of} the centers of vibration with the may SS! ' ^{This is in the} form of the main ray 303

trum f!°ⁿH%^AChS,^{e 303}J ^{die S0 das} Rotationszen- 6₅ tirfvofh^^'t ^{Licht die} Spiegelfläche 10« undtrum f! ° ⁿ H% ^AChS , ^{e 303} J ^{the S0 the} rotation _{center- 6 5} tirfvofh ^^ 't ^{light the} mirror surface 10 «and

trum fur die Spiegelanordnung 10 definiert, ist, wie weckSlV ^{dUFCh ei}" ^Fenster 70 reflektiert. Es istThe area defined for the mirror assembly 10 is how weckSlV ^dUFCh ^{reflects a window} 70. It is

der Geometrie der F ι g. 8 entnehmbar, = _A/s η* β S_n tmf η' ^e"!f^{n Nenn}-Einfallswinkel» zu definie-the geometry of FIG. 8, = _A / s η * β S _n tmf η ' ^e "! F ^{n nominal} angle of incidence » to be defined-

was wiederum = Acasa*β ist ^Λ ^V"^ ^{dem d}e; Hauptthl 303 f di Silwhich in turn = Acasa * β is ^Λ ^ V "^ ^{dem d} e; Hauptthl 303 f di Sil

e der F ι g. 8 entnehmbar, = _A/s η* β S_n tmf η' !f^{n Nenn}Einfallswinkel» zu definiewas wiederum = Acasa*β ist. ^Λ ^V"^ ^{dem d}e; Hauptstrahl 303 auf die Spiegele of FIG. 8, = _A / s η * β S _n tmf η '! F ^{n nominal} angle of incidence » to be defined, which in turn is = Acasa * β . ^Λ ^ V "^ ^{dem d} e; chief ray 303 on the mirror

flache 10 a auftritt, wenn er im wesentlichen auf dieflat 10 a occurs when he is essentially on the

Mitte der Abtastlinie reflektiert wird, wie es in F i g. 7 durch den Strahl 309 dargestellt ist. Für diesen Nenn-Winkel ist die Optik genau. Ist der Nenn-Winkel so gewählt, daß der Strahl 309 im wesentlichen auf die Mitte der Abtastzeile fällt, sind die Nichtlineariläten, die unter einem Winkel λ zu beiden Seiten der Mitte entstehen, auf ein Minimum reduziert. Es versteht sich jedoch, daß auch ein anderer Winkel als der Nenn-Winkel für die Konstruktion gewählt werden kann, so daß dann die Nichtlinearitäten in einer Extremstellung der Abtastzeile größer und in der anderen Extremstellung kleiner sind als bei der dargestellten Anordnung. Es ist daher nicht wesentlich, auch wenn es vorzuziehen ist, daß der Nenn-Winkel δ für einen Strahl gilt, der zur Mitte der Abtastzeile geht. Der Winkel « wird groß genug gewählt, um die gewünschte nutzbare Zeilenlänge abtasten zu können, und klein genug, um eine Überschneidung mit dem Schwingspiegel 28 zu vermeiden. Der Wert des Winkels « ist durch die Größe der aktiven horizontalen Abtastperiode bestimmt, wie es die Fig.4 und 5 veranschaulichen. Diese ist wiederum durch die Taktgebung bestimmt.Center of the scan line is reflected as shown in FIG. 7 is represented by ray 309. The optics are precise for this nominal angle. If the nominal angle is chosen so that the beam 309 falls essentially on the center of the scanning line, the non-linearities which arise at an angle λ on both sides of the center are reduced to a minimum. It goes without saying, however, that an angle other than the nominal angle can also be selected for the construction, so that the non-linearities are then greater in one extreme position of the scanning line and smaller in the other extreme position than in the illustrated arrangement. It is therefore not essential, although it is preferable, that the nominal angle δ be for a ray going to the center of the scan line. The angle is chosen to be large enough to be able to scan the desired usable line length and small enough to avoid an overlap with the oscillating mirror 28. The value of the angle is determined by the size of the active horizontal scanning period, as FIGS. 4 and 5 illustrate. This in turn is determined by the timing.

Auf der Nockenscheibe 18 ist ein leitender Stift angebracht, und es ist neben der Nockenscheibe 18 eine stationäre Elektrode 22 angeordnet, um Synchronisationsimpulse zu erzeugen. Wenn der Stift 20 die Nähe der stationären Elektrode 22 erreicht, wird ein elektrischer Impuls erzeugt. Dieser Impuls kann beispielsweise durch die Änderung der elektrischen Kapazität zwischen dem Stift 20 und der Elektrode 22 erzeugt werden, wenn an diese beiden Glieder eine Spannung angelegt ist. Eine hierfür geeignete Spannungsquelle ist in der Zeichnung nicht dargestellt. A conductive pin is attached to the cam 18, and it is adjacent to the cam 18 a stationary electrode 22 arranged to generate synchronization pulses. When the pen 20 When it reaches the vicinity of the stationary electrode 22, an electrical pulse is generated. This impulse can for example by changing the electrical capacitance between the stylus 20 and the electrode 22 are generated when a voltage is applied to these two members. A suitable one for this Voltage source is not shown in the drawing.

In gleicher Weise kann eine Elektrode 42 neben der rotierenden Spiegelanordnung 10 vorgesehen werden. Indem wenigstens ein Abschnitt der Spiegelanordnung 10, der den Spiegelflächen benachbart ist, aus einem leitenden Material hergestellt wird, werden der Elektronik 60 elektrische Impulse zugeführt, wenn sich die Ecken der Spiegelanordnung 10 an der Stoßstelle zwischen zwei benachbarten Spiegelflächen der Elektrode 42 nähern. Einzelheiten der Elektronik 60 sind nicht dargestellt. Vorzugsweise wird die Spiegelanordnung 10 vollständig aus Metall hergestellt, auch wenn eine solche Maßnahme nicht erforderlich ist.In the same way, an electrode 42 can be provided next to the rotating mirror arrangement 10 will. By having at least a portion of the mirror assembly 10 that is adjacent to the mirror surfaces is made of a conductive material, 60 electrical pulses are fed to the electronics, when the corners of the mirror assembly 10 are at the joint between two adjacent mirror surfaces approach electrode 42. Details of the electronics 60 are not shown. Preferably the mirror assembly 10 is made entirely of metal, even if such a measure is not is required.

Die beschriebene Vorrichtung kann als eine Anordnung charakterisiert werden, die wenigstens fünf definierte Achsen aufweist, einschließlich der Rotationsachsen für die Azimut- und Elevationsspiegel sowie der optischen Mittellinien die von den Zentralstrahlen gebildet werden, wenn die Elemente in der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Normalstellungen sind. Wie ersichtlich, weist die erste Achse 315 einen Einfallswinkel β und die zweite Achse 303 einen Reflexionswinkel β in bezug auf den Schwingspiegel 28 auf, wenn der Schwingspiegel 28 seine Grundstellung einnimmt. Die Beziehung zwischen der zweiten Achse 303 und der ersten Achse 315 kann auch so ausgedrückt werden, daß die zweite Achse gegenüber der ersten Achse um den Punkt N' als Schwenkpunkt um einen Winkel von 180°— 2 β entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht wird. Die dritte Achse 301 ist der Ort der Schwingungszentren, also der Stellungen, an denen die Schwenkachse des Schwingspiegels 28 die Zeichenebene der F i g. 6 schneiden kann. Diese Ortslinie 301 liegt in der gleichen Ebene wie die erste und die zweite Achse 315 bzw. 303. Die dritte Achse 301 schneidet die zweite Achse 303 in einem Abstand 2 A von dem Schnittpunkt zwischen der ersten und der zweiten Achse, wenn der Winkel β den bevorzugten Wert von 45° aufweist. Allgemein liegt der Schnittpunkt in einer Entfernung cosec^J/i von dem Schnittpunkt N' zwischen der ersten und der zweiten Achse. Die dritte Achse 301 ist gegenüberThe device described can be characterized as an arrangement having at least five defined axes, including the axes of rotation for the azimuth and elevation mirrors and the optical center lines formed by the central beams when the elements in the configuration shown in FIGS. 6 and 7 are normal positions shown. As can be seen, the first axis 315 has an angle of incidence β and the second axis 303 an angle of reflection β with respect to the oscillating mirror 28 when the oscillating mirror 28 is in its basic position. The relationship between the second axis 303 and the first axis 315 can also be expressed in such a way that the second axis is rotated counterclockwise with respect to the first axis around the point N ' as a pivot point by an angle of 180 ° -2 β. The third axis 301 is the location of the centers of oscillation, that is to say the positions at which the pivot axis of the oscillating mirror 28 corresponds to the plane of the drawing in FIG. 6 can cut. This locus 301 lies in the same plane as the first and second axes 315 and 303. The third axis 301 intersects the second axis 303 at a distance 2 A from the point of intersection between the first and the second axis if the angle β is has a preferred value of 45 °. In general, the point of intersection lies at a distance cosec ^J / i from the point of intersection N ' between the first and second axes. The third axis 301 is opposite

ίο der zweiten Achse 503 um einen Winkel β in dem gleichen Sinn, also entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, wie die zweite Achse gegenüber der ersten Achse verdreht ist. Die Drehachse 307 der Spiegelanordnung 10 ist die vierte Achse und verläuft paris allel zu der Ebene, in der die ersten drei Achsen liegen. Gewöhnlich ist die Drehachse 307 der Spiegelanordnung 10 gegenüber der zweiten Achse 303 versetzt. Die fünfte Achse 309 schneidet die zweite Achse 303 in einem Abstand A von dem Schnittpunkt zwischen den ersten beiden Achsen 315 und 303. Die fünfte Achse 309, die, wie aus F i g. 7 ersichtlich, die Fläche 10 α der Spiegelanordnung 10 im Zentrum P' der Pupille P schneidet, liegt in einer Fbene, die zu der Ebene der ersten drei Achsen senkrecht steht, und bildet mit der zweiten Achse 303 einen Winkel Λ, wenn sich die Spiegelanordnung 10 in ihrer Grundstellung befindet.ίο the second axis 503 by an angle β in the same sense, that is, rotated counterclockwise, as the second axis is rotated with respect to the first axis. The axis of rotation 307 of the mirror arrangement 10 is the fourth axis and runs paris allele to the plane in which the first three axes lie. The axis of rotation 307 of the mirror arrangement 10 is usually offset with respect to the second axis 303. The fifth axis 309 intersects the second axis 303 at a distance A from the point of intersection between the first two axes 315 and 303. The fifth axis 309, which, as shown in FIG. 7, the surface 10 α of the mirror arrangement 10 intersects in the center P 'of the pupil P, lies in a plane which is perpendicular to the plane of the first three axes, and forms an angle Λ with the second axis 303 when the mirror arrangement is located 10 is in its basic position.

Der brauchbare Abschnitt der Azimut-Abtastbewegung jeder der Spiegelflächen 10λ, 10b, 10c ...The useful portion of the azimuth scanning movement of each of the mirror surfaces 10λ, 10b, 10c ...

liegt innerhalb eines Winkelbereiches 2 λ um die fünfte Achse 309. Wenn sich die Spiegelanordnung 10 um einen Winkel λ dreht, erfolgt die optische Abtastung über einen Winkelbereich 2 λ. Ebenso findet eine optische Abtastung in einem Elevations-Winkelbereich 2 7 statt, wenn der Schwingspiegel 28 um einen Winkel γ verschwenkt wird. Der Schwingspiegel 28 schwenkt um eine Achse, welche die dritte Achse im Punkt 300 in F i g. 6 schneidet und zu der durch die ersten drei Achsen definierten Ebene senkrecht steht. Vorzugsweise liegt die Schwenkachse des Schwingspiegels 28, die in F i g. 1 als die Längsmittelachse der Welle 25 dargestellt ist, so nahe wie möglich am Schwingspiegel 28, um das Trägheitsmoment des Schwingspiegels so klein wie nur möglich zu halten. Die Anordnung der Schwenkachse für den Schwingspiegel 28 senkrecht zu einem beliebigen Punkt der dritten Achse oder des Ortes 301 dei Schwingungszentren ist jedoch eine notwendige und ausreichende Bedingung dafür, daß der Strahl mi der Mittellinie 315 bei jeder Schwenkstellung de: Schwingspiegels 28 durch eine einzige virtuelle Pu pille P reflektiert wird, deren Zentrum im Punkt P liegt.lies within an angular range 2λ about the fifth axis 309. When the mirror arrangement 10 rotates through an angle λ, the optical scanning takes place over an angular range 2λ. Optical scanning also takes place in an elevation angle range 27 when the oscillating mirror 28 is pivoted through an angle γ. The oscillating mirror 28 pivots about an axis which is the third axis at point 300 in FIG. 6 intersects and is perpendicular to the plane defined by the first three axes. The pivot axis of the oscillating mirror 28, which is shown in FIG. 1 is shown as the longitudinal center axis of the shaft 25, as close as possible to the oscillating mirror 28 in order to keep the moment of inertia of the oscillating mirror as small as possible. The arrangement of the pivot axis for the oscillating mirror 28 perpendicular to any point of the third axis or the location 301 of the centers of oscillation is, however, a necessary and sufficient condition for the beam mi of the center line 315 at each pivot position de: oscillating mirror 28 through a single virtual Pu pill P is reflected, the center of which is at point P.

Das links der ersten Achse 315 auf den Schwing spiegel 28 projizierte parallele Licht wird durch dl· Schwenkung des Schwingspiegels 28 über einen Win kel 2 γ abgelenkt. In gleicher Weise wird die auf di Spiegelflächen 10a, 10b, 10c ... der Spiegelanord nung 10 gerichtete Strahlung um einen Winkel ab gelenkt, der wenigstens die Größe 2 \ hat. Das At lenken um den Winkel 2 λ erzeugt eine Rasterzeilf wogegen das Verschwenken im Winkelbereich 2 eine Verschiebung der Rasterzeilen zur Folge hat.The parallel light projected to the left of the first axis 315 on the oscillating mirror 28 is deflected by dl · pivoting the oscillating mirror 28 over an angle 2 γ. In the same way, the di mirror surfaces 10 a, 10 b, 10 c ... the Spiegelanord voltage 10 directed radiation is deflected by an angle that is at least 2 \. The At steer by the angle 2 λ generates a raster line, whereas the pivoting in the angle range 2 results in a shift of the raster lines.

Es versteht sich ferner, daß das Fenster 70 nicl bei allen Ausführungsformen solcher Vorrichtunge notwendig ist. Bei manchen Ausführungsformen, in: besondere bei der Ablenkung von Infrarotstrahlun ist es wichtig, daß das Innere der Vorrichtung enIt is also understood that the window 70 is not is necessary in all embodiments of such devices. In some embodiments, in: especially when deflecting infrared rays, it is important that the inside of the device be

13 I 1413 I 14

weder evakuiert ist oder tine vorbestimmte Atmo- der Elektronik eine ausreichende Zeit zum Beginn des Sphäre enthält. Unter solchen Bedineungen wird ein Arbeitszyklus zu lassen. Am Ende des Austast-Ver-Fenster 70 benutzt. Wenn ein Fenster 70 vorhanden zögerungssignals 209 wird ein Austastsignal 210 erist, insbesondere bei der Ablenkung von Infrarot- zeugt, welches das Ausgangssignal des Strahlungsstrahlung, steht das Fenster 70 nicht notwendig senk- 5 detektors unterdrückt. Nach einer vorgegebenen recht zur fünften Achse 309, sondern ist vorzugsweise Zeitspanne, die es den Spiegelflächen 10 a, IO 6, gegenüber dieser Achse um einen Winke! von bei- 10 c... ermöglicht, sich in die zur Abtastung richtige spielsweise etwa 18° oder mehr gekippt, um den so- Stellung zu bewegen, wird das Austastsignal 210 begenannten »Narziß-Effekt« zu vermeiden, der darin endet und es kann das Abtasten einer Zeile beginnen, besteht, daß Reflexionen eines Strahlungsdetektoren io Es ist wünschenswert, daß dem Kathodenstrahl-Osam Fenster 70 wiederum erfaßt werden. Durch Kip- zillographen zur Zeit des Rücksprunges nach Abpen des Fensters 70 werden Reflexionen des Strah- tasten einer Zeile ein Synchronisationssignal 212 zulungsdetektors nicht mehr festgestellt. Die beschrie- geführt wird. Da der Rücksprung eine bestimmte bene Vorrichiung kann anstatt zum Projezieren eines Zeitspanne andauert, muß das Synchronisationssignal parallelen Lichtstrahles auch zum Empfang von par- 15 in einer für den Rücksprung ausreichenden Zeit vor allelem Licht dienen. Es sei angenommen, daß das Ende des Austastsignals 210 auftreten. Ein Synchro-Licht in einem Blickfeld einfällt, das durch das Ra- nisations-Verzögerungssignal 211 ist so eingestellt, ster in Fig. 1 veranschaulicht wird, in der die Ab- daß das Synchronisationssignal 212 zur rechten Zeit tastflächen 34, 36, 38 und 40 in den Ecken des Blick- erscheint.is neither evacuated nor tine predetermined atmosphere the electronics a sufficient time to start the Contains sphere. Under such conditions a duty cycle is allowed. At the end of the blanking-ver window 70 used. If a window 70 is present delay signal 209 will be a blanking signal 210, in particular when the infrared detector is deflected, which produces the output signal of the radiation radiation, if the window 70 is not necessarily lower, the 5 detector is suppressed. According to a predetermined right to the fifth axis 309, but is preferably the period of time that it takes the mirror surfaces 10 a, IO 6, at an angle to this axis! of at- 10 c ... enables you to get into the right one for scanning For example, if it is tilted about 18 ° or more in order to move the position, the blanking signal 210 is mentioned To avoid the »narcissus effect«, which ends in it and the scanning of a line can begin, is that reflections from a radiation detector io It is desirable that the cathode ray Osam Window 70 are again detected. By tilting graphs at the time of the return to Abpen of the window 70, reflections of the beam scanning of a line are a synchronization signal 212 admission detector no longer detected. Which is described. Since the return is a certain Instead of projecting a period of time, the device must receive the synchronization signal parallel light beam also to receive par- 15 in a time sufficient for the return jump serve all light. Assume that the end of blanking signal 210 occurs. A synchro light occurs in a field of view which is set by the refinement delay signal 211 so that ster is illustrated in Fig. 1, in which the ab- that the synchronization signal 212 at the right time Touch surfaces 34, 36, 38 and 40 in the corners of the view- appears.

feldes dargestellt sind. Die Vorrichtung gestattet das 20 Bei der in F i g. 2 dargestellten modifizieren Vor-Abtasten von Bereichen der einfallenden Strahlung richtung weist die rotierende Spiegelanordnung 110 in Form von Strahlenbündeln oder Bleistiftstrahlen, zwei Satze Spiegelflächen 110 a, 110 b, 110 c und wie sie an den Stellen 34, 36, 38 und 40 dargestellt 112a, 112 6, 112c ... auf, die in Axialrichtung der sind, und es wird dann das Blickfeld in Form eines Spiegelanordnung nebeneinander liegen und zusam-Rasters abgetastet. Die einfallende Strahlung trifft 25 men rotieren. Die beiden Sätze von Spiegelflächen die rotierende Spiegelanordnung 10 und wird von sind um die halbe Länge einer Spiegelfläche gegenderen Spiegelflächen 10a, 10 6, 10c ... auf den einander verdreht, so daß die Stoßstelle zwischen Schwingspiegel 28 und dann auf die Linse 30 reflek- zwei benachbarten Spiegelflächen 112 α und 112 b tiert, von der sie durch die Blende 31 auf einem an- des einen Satzes etwa mit der Mittellinie der benachstatt der Strahlungsquelle 32 angeordneten Strah- 30 harten Spiegelfläche 110 b fluchtet. Jedem Satz Spielungsdetektor fokussiert wird, der ein für die Strah- gelflächen HOa, 110 6, HOc ... und 112a, 1126, lungsintensität charakteristisches Signal an die Elek- 112c ... ist ein eigenes Linsensystem und ein eigener tronik 60 liefert. Die von den Elektroden 22 und 42 Strahlungsdetektor zugeordnet. Beispielsweise richten gelieferten Signale werden von der Elektronik 60 die Spiegelflächen HOa, 1106, HOc ... das von dem dazu benutzt, auf einem Kathodenstrahl-Oszillogra- 35 Schwingspiegel 28 einfallende Licht auf die Linse 130 phen 62 ein Bild zu erzeugen, das für die Intensität und dann auf den Detektor 132. Die Spiegelflächen der eintreffenden Strahlung und dem gerade abge- 112a, 112 6, 112c ... des anderen Satzes richten tasteten Bereich charakteristisch ist. Bei den in den das vom Schwingspiegel 28 eintreffende Licht auf die Fig. 12 bis 17 dargestellten Vorrichtungen werden Linse 130 und den Detektor 133. Bei dieser Vorrichdiese Impulse statt dessen dazu benutzt, lichtemittie- 4° tung ist die Elektronik so eingerichtet, daß dann, rende Dioden zu aktivieren, deren Licht dann auf wenn der Detektor 132 ausgetastet ist, der Detektor eine Darstellungseinrichtung projiziert wird. 133 arbeitet und umgekehrt. Im übrigen ist die Vor-are shown in the field. The device allows the 20 in the case of FIG. The rotating mirror arrangement 110 in the form of bundles of rays or pencil rays, two sets of mirror surfaces 110 a, 110 b, 110 c and as shown at the points 34, 36, 38 and 40, 112 a , 112 6, 112c ..., which are in the axial direction, and the field of view will then lie next to one another in the form of a mirror arrangement and be scanned together-raster. The incident radiation hits 25 men rotating. The two sets of mirror surfaces the rotating mirror assembly 10 and is rotated by half the length of a mirror surface opposite mirror surfaces 10 a, 10 6, 10 c ... on the one another, so that the joint between the oscillating mirror 28 and then on the lens 30 b reflected two adjacent mirror surfaces advantage α 112 and 112, from which it about the benachstatt the radiation source 32 disposed radiation 30 hard mirror surface 110 is aligned with the aperture 31 on a an arrival of the set with the center line b. Each set of game detectors is focused, which supplies a signal characteristic of the radiant surfaces HOa, 110 6, HOc ... and 112a, 1126, lung intensity to the electronics 112 c ... is its own lens system and its own electronics 60. The associated radiation detector from electrodes 22 and 42. For example, the signals supplied are directed by the electronics 60, the mirror surfaces HOa, 1106, HOc Intensity and then onto the detector 132. The mirror surfaces of the incident radiation and the area just scanned 112a, 112 6, 112c ... of the other set is characteristic. In the devices shown in FIGS. 12 to 17 the light arriving from the oscillating mirror 28 is equipped with lens 130 and detector 133. In this device, these pulses are instead used to emit light, the electronics are set up in such a way that, to activate generating diodes, the light of which is then projected onto a display device when the detector 132 is blanked. 133 works and vice versa. In addition, the pre

Die Zeitdiagramme nach den F i g. 4 und 5 sollen richtung nach F i g. 2 mit der Vorrichtung nach F i g. 1 veranschaulichen, wie die von den Elektroden 22 im wesentlichen identisch. Es versteht sich jedoch, und 42 gelieferten Impulse dazu benutzt werden, die 45 daß wegen der versetzten Anordnung der beiden Elektronik 60 zu steuern. Eine zur Verwendung mit Sätze von Spiegelflächen 110a, 1106, 110c ... und der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignete Elek- 112α, 1126, 112c ... die Elektrode 42 die doppelte tronik ist in der bereits obenerwähnten US-PS Anzahl Synchronisationssignale erzeugt und die Syn-37 23 642 beschrieben. chronisationssignale beispielsweise zur SteuerungThe timing diagrams according to FIGS. 4 and 5 should be in the direction of FIG. 2 with the device according to FIG. 1 illustrate how those of electrodes 22 are essentially identical. It goes without saying, however, and 42 supplied pulses are used to control the 45 that because of the offset arrangement of the two electronics 60. A suitable for use with sets of mirror surfaces 110 a, 1106, 110 c ... and the device according to the invention Elek- 112α, 1126, 112 c ... the electrode 42 the double electronics is generated in the above-mentioned US-PS number of synchronization signals and Syn-37 23 642. chronization signals, for example for control purposes

Wie in Fig.4 dargestellt, werden von der Elek- 5° eines Flipflops verwendet werden können, dessen trode 22 Abtastimpulse 201 erzeugt, die dazu ver- Ausgangssignale das Austasten der Detektoren 132 wendet werden, Synchronisationsimpulse 204 für den und 133 steuern. Die geometrischen Beziehunger Kathodenstrahl-Oszillographen 62 zu erzeugen. Die zwischen den Detektoren 132 und 133, den Linser Signale 203 und 205 sind Sperrimpulse, die verhin- 130 und 131, dem Schwingspiegel 28 und den Sätzer dem, daß das Ausgangssignal des Strahlungsdetek- 55 von Spiegelflächen der Spiegelanordnung 110 sind in tors vom Kathodenstrahl-Oszillographen 62 darge- wesentlichen identisch zu denen, die an Hand dei stellt wird. Die zeitliche Lage der Sperrimpulse 203 Vorrichtung nach den Fig. 1 und 3 beschrieben wor und 205 stimmt mit der Rückbewegung des Folge- den sind.As shown in Fig. 4, 5 ° of a flip-flop can be used by the elec trode 22 generates scanning pulses 201 which, for this purpose, cause the detectors 132 to be blanked are used to control synchronization pulses 204 for and 133. The geometric relationships Cathode ray oscilloscope 62 to generate. The one between detectors 132 and 133, the lenser Signals 203 and 205 are blocking pulses that prevent 130 and 131, the oscillating mirror 28 and the setter dem that the output signal of the radiation detector 55 from mirror surfaces of the mirror arrangement 110 are in tors from the cathode ray oscilloscope 62 is essentially identical to those shown on hand dei will provide. The timing of the blocking pulses 203 device according to FIGS. 1 and 3 described wor and 205 agrees with the return movement of the following.

gliedes 24 überein, also mit der Rückkehr des Bei einer typischen Ausführungsform einer solcheimember 24 coincides, so with the return of the case of a typical embodiment of such an

Schwingspiegels 28 in seine Ausgangsstellung, was 60 Vorrichtung umfaßt die Spiegelanordnung einen ode dem Zurückspringen von der untersten zur obersten zwei Sätze von jeweils sieben Spiegeln. Der Motor 11 Zeile des Rasters oder umgekehrt entspricht, je nach- hat eine typische Drehzahl von 67 500 U/min. Eii dem, in welcher Richtung die Abtastung erfolgt. typischer Wert für den Winkel δ ist 65°, wahremOscillating mirror 28 in its starting position, what 60 device comprises the mirror assembly one or the jumping back from the lowest to the uppermost two sets of seven mirrors each. The motor corresponds to 11 line of the grid or vice versa, depending on which has a typical speed of 67 500 rpm. Eii the direction in which the scan takes place. typical value for the angle δ is 65 °, true

Die in der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 3 von λ = 21,6°, β = 45° und γ = 16,2° ist. Bei eine der Elektrode 42 erzeugten Impulse 206 sind in 65 Drehzahl des Motors von 67 500 U/min und siebei F i g. 5 dargestellt. Diese Impulse werden dazu be- Spiegelflächen auf der Spiegelanordnung 10 wird eii nutzt, ein Austast-Verzögerungssignal 209 zu erzeu- Wirkungsgrad der Azimut-Abtastung von 42%> ei een. Dieses Austast-Verzögerungssignal dient dazu, zielt, und es werden 525 Azimut-Abtastungen pnWhich in the device according to FIGS. 1 and 3 of λ = 21.6 °, β = 45 ° and γ = 16.2 °. At one of the electrode 42 generated pulses 206 are at 65 engine speed of 67,500 rpm and they at FIG. 5 shown. These pulses are used for this purpose. Mirror surfaces on the mirror arrangement 10 are used to generate a blanking delay signal 209. Azimuth scanning efficiency of 42% is used. This blanking delay signal is used to aim and there will be 525 azimuth samples pn

15 1615 16

Bildfeld und 60 Elevations-Abtastungen pro Sekunde Synchronisation erzielt wird. Die Vorrichtung nachImage field and 60 elevation scans per second synchronization is achieved. The device according to

bei einem Wirkungsgrad der Elevations-Abtastung den Fig. 10 und 11 besteht demnach aus einer op-with an efficiency of the elevation scanning FIGS. 10 and 11 accordingly consists of an op-

von 85 ⁰Zo erreicht, tischen Abtastvorrichtung, die aus einem Blickfeldof 85 ⁰ Zo achieved, table scanning device coming out of a field of view

Die Bildfo.ge beträgt 15 Bilder pro Sekunde, die einfallende Infrarotstrahlung feststellt, die empfan-The image sequence is 15 images per second, the incident infrared radiation detects the received

Feldbedeckung 32,4 auf 43,2° und die Überlappung 5 genen Signale in sichtbares Licht umwandelt und fürField coverage 32.4 to 43.2 ° and the overlap 5 gene converts signals into visible light and for

(interlace) 4. d_en Betrachter der Abtastvorrichtung ein sichtbares(interlace) 4. d _s viewer of the scanning device a visible

In dem Diagramm nach Fig.4 beträgt die Zeit Bild der aufgenommenen Szene erzeugt. Die Fig. 10In the diagram according to Figure 4, the time image of the recorded scene is generated. The Fig. 10

zwischen den Abtastimpulsen 201 16,667 ms. Die und 11 zeigen die Geometrie der optischen Wege beibetween the sampling pulses 201 16.667 ms. Figures 11 and 11 show the geometry of the optical paths at

zeitliche Verzögerung zwischen dem Empfang der diesem Doppelsystem in verallgemeinerter Form.time delay between the reception of this double system in generalized form.

Abtastimpulse und dem Ende der Sperrimpulse 205 10 Diese Figuren bilden eine Erweiterung der in denSampling pulses and the end of the blocking pulses 205 10 These figures form an extension of the in the

beträgt 205 μί. Die Aktivzeit der Spiegel beträgt Fig.6 und 7 veranschaulichten geometrischen Ver-is 205 μί. The active time of the mirrors is Fig. 6 and 7 illustrated geometric configuration

14,167 ms. Die Länge des Sperrimpulses 203 beträgt hältnisse bei der nur für eine Betriebsart eingerich-14.167 ms. The length of the blocking pulse 203 amounts to ratios in which only one operating mode is set.

2,500 ms. Die Länge des Synchronisationsimpulses teten Vorrichtung. Wo die gleichen oder einander2,500 ms. The length of the synchronization pulse killed the device. Where the same or each other

204 ist 240 μρ. entsprechende Teile vorkommen, wurden die glei- 204 is 240 μρ. corresponding parts occur, the same

In dem Diagramm nach Fig.5 liegt zwischen den 15 chen Bezugsziffern benutzt. Sie werden von Buch-Abtastimpulsen 206 eine Zeitspanne von 126,98 μβ. stäben α und b gefolgt, um die Merkmale der erfin-Die Dauer der Austastverzögerung beträgt 2,47 μ$. dungsgemäßen Vorrichtung hervorzuheben, welche Die Dauer des Sperrimpulses 207 beträgt 73,65 μ5. die doppelte Betriebsart ermöglichen. Beispielsweise Die Zeitdauer einer aktiven Spiegelabtastung 208 be- sind in F i g. 11 Achsen 303 α und 303 b anstatt einer trägt 53,33 μ3. Die Länge des Synchronisations-Ver- 20 einzigen Achse 303 dargestellt, wie sie in F i g. 7 vorzögerungssignals 211 beträgt 4,47 μβ. Die Länge des handen ist.In the diagram according to FIG. 5, reference numbers are used between the 15. You will be of book strobe pulses 206 a time span of 126.98 μβ. Rods α and b followed to describe the features of the invention. The duration of the blanking delay is 2.47 μ $. to highlight the device according to the invention, which The duration of the blocking pulse 207 is 73.65 μ5. enable the dual operating mode. For example, the duration of an active mirror scan 208 is shown in FIG. 11 axles 303 α and 303 b instead of one carries 53.33 μ3. The length of the synchronization connection 20 single axis 303 is shown as shown in FIG. 7 advance delay signal 211 is 4.47 μβ. The length of the hand is.

Synchronisationssignals 212 beträgt 2 μβ. Diese Zeit- Die optischen Wege für den Empfang und die Wie-Synchronization signal 212 is 2 μβ. This time- The optical paths for reception and re-

gebung wird erzielt, indem eine Reduktion der EIe- dergabe verlaufen in der Azimutebene unter einemis achieved by reducing the output run in the azimuth plane under one

vationsgeschwindigkeit in bezug auf die Azimut- Winkel von 2 δ, wenn ö = 360° geteilt durch die An-vation speed with respect to the azimuth angle of 2 δ, if ö = 360 ° divided by the angle

geschwindigkeit im Verhältnis von 18,75:1 ange- 15 zahl der Flächen der Spiegelanordnung 410 ist undspeed in the ratio of 18.75: 1 is the number of surfaces of the mirror assembly 410 and

wendet wird. unmittelbar benachbarte Flächen benutzt werden, sois turned. directly adjacent areas are used, see above

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent wird daß die Elevationsabtastung mittels eines gemeindemnach der von der Linse 30 und der Blende 31 samen Schwingspiegels 428 erfolgen kann, dessen gebildeten Pupille eine solche Abtastbewegung er- Schwenkachse auf der Geraden 301 die den Ort der teilt, daß ein paralleles Strahlungsbündel ein Raster 30 Schwingungszentren definiert, liegt. Die Abtastvorbeschreibt, das sowohl im Azimut als auch in der richtung kann unmittelbar einen Bereich unter einem Elevation von einer einzigen virtuellen Pupille P zu Blickwinkel von 2 α · 2 γ übersehen, obwohl manche stammen scheint, welche das Bild der von dem Anwendungen eine Vergrößerung oder Verkleine-Schwingspiegel 28 reflektierten Pupille der Linse 30 rung dieses Basisbereiches erfordern. Der gemeinist und ihrerseits von der Spiegelanordnung 10 reflek- 35 same Ursprung für die Winkel 2 α und 2 γ macht die tiert wird, weil die Drehachse der Spiegelanordnung Vorrichtung speziell für die Anwendung avokaler 10 so angeordnet ist, daß die Spiegel der Spiegel- und galileischer optischer Systeme geeignet,
anordnung sich am Ort der virtuellen Pupille P be- Allgemein sollte zwischen dem Empfangs-Lichtweg finden. Statt dessen kann die Vorrichtung auch ein und dem Wiedergabe-Lichtweg ein Winkel 2 (n +1) <5 Feld kollimierten Lichtes nach einem Rastermuster 40 existieren, wenn <5 = 360° geteilt durch die Anzahl abtasten und Strahlung aus dem abgetasteten Bereich der Spiegel der Spiegelanordnung und η gleich der einem Sensor 32 in umgekehrtem Sinne zuführen Anzahl der Spiegelflächen ist, die sich zwischen den und dadurch ein Bild des abgetasteten Blickfeldes Flächen befinden, die in den beiden Lichtwegen beerzeugen, das dank der beschriebenen Anordnung nutzt werden. Wenn benachbarte Flächen benutzt der Pupille P frei von einer Drehung und astigmati- \s werden, ist η = 0 und der Winkel zwischen den beischen Verzerrungen ist und das infolgedessen mit den Wegen 2 δ. Wenn die Flächen durch eine inaktive Hilfe einer geeigneten, sphärischen Vergrößerungs- Fläche getrennt sind, ist η — 1 und der Winkel 4 δ. linse abgeleitet werden kann, deren optische Achse Liegen zwei Flächen dazwischen, ist η = 2 und der mit der Achse 309 zusammenfällt. Winkel zwischen den Lichtwegen 6 ö usw.In the device according to the main patent, the elevation scanning can be carried out by means of a common oscillating mirror 428 which is shared by the lens 30 and the diaphragm 31 , the pupil of which is formed such a scanning movement - the pivot axis on the straight line 301 which divides the location of the parallel one Radiation bundle defines a grid of 30 centers of vibration. The scan prescribes that both azimuth and direction can immediately overlook an area at an elevation from a single virtual pupil P to angle of view of 2 α * 2 γ , although some seem to have originated from the image of which magnification or application Small oscillating mirror 28 reflected pupil of the lens 30 require tion of this base area. The common and in turn of the mirror arrangement 10 reflective origin for the angles 2 α and 2 γ makes the animals because the axis of rotation of the mirror arrangement device is specially arranged for the use of avocal 10 so that the mirror of the mirror and Galilean suitable for optical systems,
The arrangement is located at the location of the virtual pupil P. Generally, it should be located between the receiving light path. Instead, the device can also exist and the reproduction light path an angle 2 (n +1) <5 field of collimated light according to a grid pattern 40 if <5 = 360 ° divided by the number of scan and radiation from the scanned area of the mirror the mirror arrangement and η is the same as that of a sensor 32 in the opposite sense is the number of mirror surfaces that are located between and thus an image of the scanned field of view surfaces that produce in the two light paths that are used thanks to the described arrangement. If neighboring surfaces are used, the pupil P becomes free of rotation and astigmati- \ s , η = 0 and the angle between the two distortions is and consequently with the paths 2 δ. If the surfaces are separated by an inactive aid of a suitable, spherical magnifying surface, η - 1 and the angle 4 δ. lens can be derived, the optical axis of which are two surfaces in between, η = 2 and which coincides with the axis 309 . Angle between the light paths 6 ö etc.

Wie insbesondere aus Fig. 11 ersichtlich, erlaubt 5° Die Fig. 12 und 12a zeigen zwei Ausführungen die Tatsache, daß der optische Weg in beiden Rieh- einer typischen afokalen Infrarot-Vorrichtung, die tungen durchlaufen werden kann, so daß eine solche zwischen zwei Blickfeldern umschaltbar ist, für die Vorrichtung wahlweise als Empfänger oder als Pro- starke Vergrößerungen benötigt werden. Eine schejektor benutzt werden kann, eine solche Vorrichtung matische perspektivische Darstellung des optischen unter Beachtung zusätzlicher Bedingungen, die im 55 Systems der Vorrichtung nach den Fig. 12 und 12 a folgenden noch angegeben werden, so weiter zu bil- ist in Fig. 17 dargestellt. Fig. 13 gibt schematisch den, daß sie gleichzeitig Empfangs- und Wiedergabe- eine Vorrichtung mit einem Teleskop mit engem funktionen ausführt. Bei einer solchen Weiterbildung Blickfeld als Beobachtungssystem wieder, die von der wird der Empfangs-Lichtweg vorzugsweise so ange- erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bildaufnahme ordnet, daß er von einer Fläche der Spiegelanordnung 60 und -wiedergabe Gebrauch macht. Bei der Vorrich- 10 Gebraucht macht, die einer Fläche der Spiegel- tung nach F i g. 14 handelt es sich um ein vom Beanordnung unmittelbar benachbart oder von einer obachter entfernt angeordnetes System mit engem solchen Fläche nur wenig entfernt ist, die für die Blickfeld, das in Verbindung mit den optischen EinProjektion oder die Wiedergabe benutzt wird. Auf richtungen nach den Fig. 10 und 11 von einem diese Weise kann dann der Schwingspiegel 28 eine 65 Vidicon Gebrauch macht. Fig. 15 gibt das Schema einzige mechanische Anordnung sein, bei der ver- einer optischen Einrichtung wieder, die für den Einschiedene Abschnitte der Spiegelfläche in den beiden bau in ein Handgerät mit nur einem Blickfeld unter Lichtweeen benutzt weiden, so daß eine vollständige Verwendung einer galileischen Optik geeignet ist.As can be seen in particular from FIG. 11, 5 °. FIGS. 12 and 12a show two versions of the fact that the optical path can be traversed in both lines of a typical afocal infrared device, so that one between two lines Fields of view can be switched, for the device either as a receiver or as a pro-strong magnifications are required. A noise ejector can be used to form such a device. Fig. 13 schematically shows that it performs simultaneously receiving and reproducing a device with a telescope with narrow functions. In such a further development, the field of vision is again used as an observation system, which arranges the received light path preferably in such a way that the device according to the invention for image recording is arranged such that it makes use of a surface of the mirror arrangement 60 and reproduction. In the Vorrich- 10 makes hand, the processing of a surface of the mirror to F i g. 14 is a system arranged immediately adjacent to the arrangement or remotely from an observer, with a narrow area only a little away that is used for the field of view, which is used in connection with the optical projection or reproduction. In directions according to FIGS. 10 and 11 in this way the oscillating mirror 28 can then make use of a 65 Vidicon. 15 shows the diagram being the only mechanical arrangement in which one optical device is used for separating sections of the mirror surface in the two constructions in a hand-held device with only one field of vision under light meadows, so that a full use of a Galilean Optics is suitable.

ftft

17 " ¹⁸ 17 " ¹⁸

F i g. 16 gibt das optische Schema einer Vorrichtung lung und leitet sie an ein Schaltgl.ed 501 weiter, da:F i g. 16 gives the optical scheme of a device and forwards it to a Schaltgl.ed 501, since:

wieder, die der Vorrichtung nach Fig.14 ähnlich zur Umschaltung des Bildfeldes dient. Das Schaltagain, which is used similarly to the device according to FIG. 14 for switching over the image field. The switch

ist. iedoch ein Fernrohrsvstem mit großem Blickfeld glied 501 ist m einer seiner be.den möglichen Stelis. However, a telescope system with a large field of view member 501 is one of its two possible positions

aufweist. In all diesen Ausführungsformen erzeugt lungen mit aurcngenenden und in der araeren mi die Einrichtung, welche die Elevationsabtastung aus- 5 gestrichelten Lin.en dargestellt. Das Schaltglied «having. In all of these embodiments, lungs produced with aurcngenenden and in the araeren mi the device showing the elevation scanning from the dashed lines. The switching element «

führt, einen annähernd festen Schwenkpunkt, der auf einem schwenkbaren Trager befestigt, wie e:leads, an approximately fixed pivot point, which is attached to a pivoting support, such as e:

mit dem Schwenkpunkt für die Azimutabtastung zu- F i g. 17 deutlicher zeigt. In einer Stellung des Schaltwith the pivot point for the azimuth scan to- F i g. 17 shows more clearly. In one position of the switch

sammenfällt, um die Vorteile zu erhalten, die im gliedes 501 hat das Fernrohr ein enges Blickfeldcoincides in order to obtain the advantages that in member 501 the telescope has a narrow field of view

Fehlen einer Bilddrehung und asthmatischer Ver- während es in der anderen Stellung ein weites Blick· Zerrungen liegen, die oben an Hand der in nur einer io feld hat. In jeder der beiden Stellungen gelangt dieLack of image rotation and asthmatic obsolescence, while in the other position there is a wide view There are strains that have above on hand in only one io field. In each of the two positions, the

Betriebsart arbeitenden Vorrichtung erläutert wor- empfangene Strahlung an eine Infrarot-Zwischen·Operating mode working device explains the received radiation to an infrared intermediate

_{den s}i_nd . linse 503 und dann auf die rotierende Spiegelanord- _{the s} i _nd . lens 503 and then onto the rotating mirror assembly

Zurückkehrend zu den Fig. 10 und 11 ist festzu- nung 410. In Fig. 12 befindet sich zwischen deiReturning to FIGS. 10 and 11 is fastening 410. In FIG

stellen, daß Fig. 10 im wesentlichen der Fig.6 und Zwischenlinse 503 und der Spiegelanordnung 41« Fig. Π im wesentlichen der Fig.7 entspricht. Die J₅ ein Ablenkspiegel 502. Bei der Vorrichtung nachshow that FIG. 10 essentially corresponds to FIG. 6 and intermediate lens 503 and the mirror arrangement 41 «FIG. 3 essentially corresponds to FIG. The J _{5 has} a deflecting mirror 502. In the device according to

Fig. 10 und 11 zeigen jedoch für Empfang und Fig. 12 a wird der Spiegel 502 durch die AnwendungHowever, Figs. 10 and 11 show for reception and Fig. 12a is the mirror 502 by the application

gleichzeitige Wiedergabe eingerichtete Vorrichtungen einer Prismenanordnung 520 eingespart. Von deiSimultaneous reproduction set up devices of a prism array 520 saved. From dei

anstatt der nur für eine Betriebsart ausgebildeten Spiegelanordnung 410 wird die Strahlung zuminstead of the mirror arrangement 410 designed only for one operating mode, the radiation is used for

Vorrichtung nach den Fig.6 und 7. Wo in den bei- Schwingspiegel 480 reflektiert und von dort auf eine den Vorrichtungen einander entsprechende Bauteile 20 Detektoranordnung 504, wie es Fig. 17 zeigt. DieDevice according to FIGS. 6 and 7. Where reflected in the oscillating mirror 480 and from there to a Components 20, detector arrangement 504 corresponding to one another, as shown in FIG. 17. the

vorkommen, wurden die Bezugsziffern in den Fig. in Detektoranordnung erzeugt elektrische Signale, dieOccur, the reference numerals in the figures in the detector arrangement generates electrical signals that

und 11 um 400 erhöht. Demgemäß entspricht die dazu benutzt werden, eine Anordnung 505 aus licht-and 11 increased by 400. Correspondingly, the one used corresponds to an arrangement 505 of light-

Spiegelanordnun« 410 nach Fig. 10, welche die Azi- emittierenden Dioden zu aktivieren, die ihrerseits dieSpiegelanordnun «410 according to FIG. 10, which activate the azi-emitting diodes, which in turn generate the

mutabtastung um den Winkel 2 ό bewirkt, der Spie- Lichtquelle für die Bildwiedergabe oder den Progelanordnung 10 nach Fig.6, und es entspricht der 25 jektiuns-Lichtweg bildet. Von der Anordnung 505mutsampling by the angle 2 ό causes the mirror light source for image reproduction or the program arrangement 10 according to Fig.6, and it corresponds to the 25 projections-light path forms. From arrangement 505

Schwingspiegel 428 nach den Fig. 10 und 11 dem lichtemittierender Dioden gelangt das Licht zu demOscillating mirror 428 according to FIGS. 10 and 11, the light reaches the light emitting diodes

Schwingspiegel 28 nach den F i g. 6 und 7. Die Be- zugeordneten Abschnitt des Schwingspiegels 428, vonOscillating mirror 28 according to FIGS. 6 and 7. The associated portion of the oscillating mirror 428, of

zugsziffern, welche die optischen oder geometrischen dein es auf die nächste oder unmittelbar benachbarteZugszätze, which the optical or geometrical dein it on the next or immediately adjacent

Achsen des Systems bezeichnen, wurden in den bei- Fläche der Spiegelanordnung reflektiert wird. VonDesignating axes of the system, were reflected in the two- surface of the mirror assembly. from

den Vorrichtungen insoweit unverändert belassen, 30 dort gelangt das Licht über eine Betrachtungs- oderthe devices remain unchanged in this respect, 30 there the light reaches a viewing or

wie sie das gleiche Prinzip verkörpern. Wo, wie in Projektionslinse 506 zu einem geeigneten optischenhow they embody the same principle. Where, as in projection lens 506 to a suitable optical

Fig. 11, das Doppelsystem zwei Achsen von der Art System oder einem Okular 507, damit es von einemFig. 11, the dual system two axes of the type system or an eyepiece 507 so that it can be of a

aufweist, von der in Fig. 7 nur eine vorhanden ist. Beobachter wahrgenommen werden kann,has, of which only one is present in FIG. 7. Observer can be perceived,

werden diese beiden Achsen durch die nachgestell- Fig. 17 ist zu entnehmen, daß das zweigliedrigeare these two axes by the nachgestell- Fig. 17 it can be seen that the two-part

ten Buchstaben α und fr bezeichnet. So befindet sich 35 Objektiv 500 von dein schwenkbaren Schaltglied 501th letters α and fr. So there is 35 lens 500 of your pivotable switching element 501

die Achse 303 a im Empfangs-Lichtveg, während die gefolgt wird, das auf einer Schwenkanordnung 501frthe axis 303 a in the receiving light path, while that is followed, which is on a swivel assembly 501fr

Achse 303 fr im Wiedergabe-Lichtweg angeordnet ist. gehalten wird. Danach folgt das Infrarot-Zwischen-Axis 303 fr is arranged in the reproduction light path. is held. This is followed by the infrared intermediate

Entsprechendes gilt für die Achsen 309 a und 309 fr. glied 503, das die Strahlung zur SpiegelanordnungThe same applies to axes 309 a and 309 fr. member 503, which the radiation to the mirror arrangement

Die Pfeilspitzen an den optischen Mittellinien geben 410 überträgt, von der sie zum ElevationsspiegelThe arrowheads on the optical centerlines give 410 transfers from which they are to the elevation mirror

die Richtung des Energieflusses an. 4° 428 gelangt. Die Detektoranordnung 504 und diethe direction of energy flow. 4 ° 428 reached. The detector assembly 504 and the

Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß der Schwingspie- Anordnung lichtemittierender Dioden 505 sind mitFrom Fig. 11 it can be seen that the vibrating mirror arrangement are light-emitting diodes 505 with

gel 428 eine Länge hat, die wenigstens der Länge einer Vorverstärker-Treiberanordnung 510 verbun-gel 428 has a length that is at least the length of a preamplifier-driver arrangement 510

einer Fläche der Spiegelanordnung 410 gleich ist. den. Ein Cryostat 511 ist zur Aufnahme von Kühlgasis equal to an area of the mirror assembly 410. the. A cryostat 511 is used to receive cooling gas

so daß die beiden optischen Wege über den gleichen vorge>ehen. Eine Batterie 514 dient dazu, das Sy-so that the two optical paths proceed via the same one. A battery 514 is used to power the sy-

Spiegel geführt und im wesentlichen auf die Mittel- 45 stern mit elektrischer Energie zu versorgen. Ein An-Mirror guided and essentially to supply the central star with electrical energy. An on

punkte benachbarter Flächen der Spiegelanordnung triebsmotor 520 steht in geeigneter Weise mit derPoints of adjacent surfaces of the mirror assembly drive motor 520 is in a suitable manner with the

410 gerichtet sein können. Es ist weiterhin erkenn- Azimut-Spiegelanordnung und dem Elevations-410 can be directed. It is also recognizable azimuth mirror arrangement and the elevation

bar. daß die optischen Wege 303 α und 303 fr, auf Schwingspiegel in Aniriebsverbindung.bar. that the optical paths 303 α and 303 fr, on oscillating mirrors in friction connection.

denen die den beiden Betriebsarten zugehörenden Fig. 13 veranschaulicht ein Periscopsystem, das13, associated with the two operating modes, illustrates a periscope system which

Lichtstrahlen in entgegengesetzten Richtungen zwi- 50 ein Schaltglied 501, ein zweigliedriges Objektiv 500Light rays in opposite directions between 50 a switching element 501, a two-part objective 500

sehen dem Schwingspiegel 428 und der Spiegel- und einen Umlenkspiegel 600 umfaßt, der auf einerSee the oscillating mirror 428 and the mirror and a deflecting mirror 600, which on a

anordnung 410 verlaufen, parallel zueinander sowie Achse 601 schwenkbar befestigt ist, so daß der dasrun arrangement 410, parallel to each other and axis 601 is pivotally mounted so that the

zu einem Radius 411 der Spiegelanordnung 410 ge- Objektiv 500 durchlaufende, vertikal angeordneteObjective 500 extending through a radius 411 of the mirror arrangement 410 and arranged vertically

lichtet sind. Die optischen Wege 309a und 309fr, Lichtweg in die gewünschte Horizontalrichtung um-are cleared. The optical paths 309a and 309fr, light path in the desired horizontal direction

längs denen die Lichtenergie auf die Spiegelanord- 55 gelenkt werden kann.along which the light energy can be directed onto the mirror arrangement 55.

nung 410 einfällt bzw. von der Spiegelanordnung re- Bei der Anordnung nach Fig.14 ist die erfinflektiert wird, bilden in entgegengesetzten Richtun- dungsgemäße Vorrichtung in ein System zur Ferngen einen Winkel Λ mit den parallelen Achsen 303 α beobachtung eingebaut. Dieses System weist eine bzw. 303 fr, so daß die Achsen 309 a und 309 fr mit- Bildröhre 700 an Stelle eines Okulars 507 auf, dem einander einen Winkel 2 Λ bilden. Wie oben angege- 60 bei der Ausführungsform nach Fig. 12 ein Umkehrben, ist die Größe des Winkels <S gleich 360° geteilt prisma 525 vorangestellt ist. Die Bildröhre 700 erdurch die Anzahl der Flächen der Spiegelanord- zeugt ein nach Femsehnormen abgetastetes Bild des nung 410. Ausgangssignals der Vorrichtung, das in üblicher In den Fig. 12 und 12a ist die Verwendung einer Weise an eine entfernte Beobachtungsstation übersolchen, gleichzeitig in zwei Betriebsarten arbeiten- 65 tragen werden kann.The arrangement according to FIG. 14, which is reflected, forms an angle Λ with the parallel axes 303 α observation in opposite directional devices in a system for remote viewing. This system has a or 303 fr, so that the axes 309 a and 309 fr with the picture tube 700 instead of an eyepiece 507 which form an angle 2 Λ with each other. As indicated above, in the embodiment according to FIG. 12, a reversal, the size of the angle <S is equal to 360 ° divided by a prism 525. The picture tube 700, through the number of surfaces of the mirror arrangement, generates a picture of the voltage 410 scanned in accordance with television standards. Output signal of the device, which in FIGS work- 65 can be carried.

den Vorrichtung mittels optischer Wegdiagramme Fi g. 15 veranschaulicht die Verwendung der Spieschematisch dargestellt. Bei diesem Beispiel emp- gelanordnung 410 und des Schwingspiegels 428 in fängt ein zweigliedriges Objektiv 500 Infrarotstrahl- einem Handgerät, das von :iner galileischen Optikthe device by means of optical path diagrams Fi g. 15 illustrates the use of the game schematically shown. In this example, the pole assembly 410 and the oscillating mirror 428 in FIG A two-part lens catches 500 infrared rays - a hand-held device that is made by: iner Galilean optics

Gebrauch macht und nur ein Blickfeld aufweist. Jemgemäß ist das Schaltglied 501 kei,i wesentliches Zement des Systems und bei dem Gerat nach i\l 15 fortgelassen. Das zweigliedrige Objektiv500 ührt die Strahlung unmittelbar der Spiegelanordlune 410 zu. Das erzeugte Bild wird über ein- Z.wi-,chenlinse 506 einem Umlenkspiegel 530 und dem Okular 507 zugeführt.Makes use and has only one field of vision. Accordingly, the switching element 501 kei, i is an essential part of the system and is omitted from the device according to i \ l 15. The two-part objective 500 guides the radiation directly to the mirror arrangement 410. The image generated is fed to a deflecting mirror 530 and the eyepiece 507 via an intermediate lens 506.

Fie 16 zeigt eine Anordnung mit nur einem Blickfeld bei dem ein Weitwinkel-Aufnahmesystem mit einem Vidicon-Wiedergabesystem für eine Überwachung von einem entfernten Ort aus kombiniertFig. 16 shows an arrangement with only one Field of view in which a wide-angle recording system with a vidicon playback system for surveillance combined from a remote location

^ solches System ist für viele Überwachungsaufgaben zweckmäßig. Das Objektiv 500 überträgt Strahlung unmittelbar zur Spiegelanordnung 410 und weiter zum Schwingspiegel 428. Das Vidicon 700 empfängt die Wiedergabe über das Zwischenglied 506. Das Ausgangssignal des Vidicon wird als Fernsehsignal an einen entfernten Ort übertragen.^ Such a system is useful for many surveillance tasks. The lens 500 transmits Radiation directly to the mirror arrangement 410 and on to the oscillating mirror 428. The Vidicon 700 receives the playback through link 506. The output of the vidicon is used as a television signal transferred to a remote location.

Es ist demnach ersichtlich, daß die erfindungsgemäße 'Vorrichtung, die zur gleichzeitigen Bildaufnahme und -wiedergabe dient, in vielen verschiedenen Systemen eingesetzt werden kann, weil sie sowohl bei der Bildaufnahme als auch bei der Bildwiedergabe mit allen afokalen Vergrößerungssystemen zusammenwirken kann.It can therefore be seen that the device according to the invention, which is used for simultaneous image recording and playback, can be used in many different systems because they are both in image acquisition as well as in image reproduction with all afocal magnification systems can work together.

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Apparatus for optically scanning an image field with a prismatic mirror arrangement rotatable about an axis of rotation, the mirrors of which are perpendicular to radial rays emanating from the axis of rotation and directed perpendicular to it, enclosing equal angles, and an oscillating mirror arranged in the light path between the mirror arrangement and the image field, the pivot axis that is perpendicular to the axis of rotation of the mirror arrangement and that perpendicularly intersects a location of centers of oscillation at a point which lies in the plane of the central rays that are incident on the oscillating mirror and are reflected by it, and forms an angle β with the reflected central ray, which is equal to the angle at which the incident central ray strikes the oscillating mirror when the oscillating mirror is in its nominal central position, is pivotably mounted and driven synchronously with the rotary movement of the mirror arrangement, according to patent 22 24 217, characterized by that the oscillating mirror (428) for simultaneous synchronous image recording and reproduction is arranged in two light paths (303 a, 309 α or 303 ft, 3095), one of which is used to transmit the radiation incident from the field of view to be recorded to a radiation detector ( 504) and the other light path is set up to transmit the radiation generated by a local light source (505) and intensity-modulated as a function of the output signal of the radiation detector (504) to a display device (507) that provides a visible image.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two light paths (303 a, 309a and 303b, 309b) for the image recording or reproduction at each moment different mirrors of the prismatic mirror arrangement (410) for generating the azimuth scanning and also comprise different portions of the same surface of the oscillating mirror (428) for generating the eIcvation scan.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the different mirrors of the prismatic mirror arrangement (410) are immediately adjacent to each other and the two light paths are arranged so that the incident on a mirror beam (303 b) of a light path parallel to that of the Another mirror reflected beam (303 λ) of the other light path runs, the incident and reflected rays (303 b, 309 b or 309 α, 303 α) of each light path in a common plane include an angle <) that is equal to 360 ° divided by is the number of mirrors of the mirror arrangement (410), and the angles in the common plane lie on opposite sides of the 7U-parallel rays (303 η and 303 b) of the two light paths.