DE2604700C1

DE2604700C1 - Vorrichtung zur optischen Abtastung eines Gesichtsfeldes

Info

Publication number: DE2604700C1
Application number: DE19762604700
Authority: DE
Inventors: F R Loy
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Thomson TRT Defense
Priority date: 1975-02-07
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1987-09-10
Also published as: NL7601301A; NL184443B; GB1605265A; FR2585204A1; FR2585204B1; IT1178451B; NL184443C

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines in Bereiche eingeteilten Gesichtsfeldes und zur Sichtbarmachung dieses Feldes, wobei die Abtastung in zwei aufeinander senkrechten Richtungen entsprechend den von den einzelnen Bereichen ausgehenden Strahlen vorgenommen wird, die auf ein Element konvergieren, das für die in den Strahlen enthaltene Strahlung empfindlich ist und die Abtastvorrichtung optisch so ausgelegt ist, daß sie unabhängig von der Wellenlänge der Strahlung verwendbar ist.

Vorrichtungen dieser Art werden insbesondere in Geräten zur Geländebeobachtung im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von mehr als ein Mikron benützt. Eine solche Vorrichtung, bei der das Objektiv aus einem sphärischen Spiegel besteht und die Abtastung ausschließlich mittels Spiegeln vorgenommen wird, ist aus der französischen Patentschrift 14 94 885 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung hat den besonderen Vorzug, für ein beträchtliches Gesichtsfeld benutzbar zu sein, das als Grenzwert 180° betragen kann. Demgegenüber ist diese Vorrichtung nicht für die Analyse eines kleinen Gesichtsfeldes mit hoher Auflösung geeignet, welcher Fall dann vorliegt, wenn es sich darum handelt, weit entfernte Objekte im Gesichtsfeld festzustellen und zu erkennen, die unter einem kleinen Winkel gesehen werden. Es ist dann nämlich notwendig, hinreichende Mengen des von diesen weit entfernten Objekten ausgehenden Strahlungsflusses aufzufangen. Dieser Strahlungsfluß ist eine Funktion der Oberfläche der Eintrittspupille der Vorrichtung, und, genauer genommen, bei dieser bekannten Vorrichtung des Radius des Analysekreises und der numerischen Öffnung der Konvergenzoptik, und zwar deswegen, weil die Brennweite des Objektives vom Prinzip her gleich dem genannten Analyseradius ist.

Eine Möglichkeit zur Erhöhung der aufgenommenen Lichtflußmenge bestünde darin, die Öffnung der Konvergenzoptik für die Strahlenbündel auf dem Detektor zu erhöhen; wenn jedoch mehrere solcher Vorrichtungen nebeneinander um eine der Drehachsen des Abtastsystems angeordnet würden, wäre die Zahl der Vorrichtungen dann geringer, was zu einer Erhöhung der Drehzahl der Konvergenzoptik führen müßte, um dieselbe Abtastgeschwindigkeit zu erhalten, woraus sich wiederum schwierig zu lösende Probleme für die mechanische Ausführung ergeben. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, nach dem Ähnlichkeitsprinzip alle Abmessungen der Vorrichtung zu vergrößern. Hierdurch würde jedoch ein beträchtlicher Platzbedarf entstehen, ebenso wie ein sehr großes Trägheitsmoment des sich drehenden Teiles.

In der französischen Patentschrift 22 45 S)7()-1973 ist eine Vorrichtung beschrieben, «lic. einigen der vorerwähnten Nachteile abhilft. Um zu erreichen, daß der Durchmesser der Eintrittspupille der Vorrichtung ein Maximum wird und daß das Analysefeld klein wird, wurde nach diesem Vorschlag ein System geschaffen, bei dem die Brennweite nicht mehr mit dem Radius des Analysekreises verknüpft ist. Hierzu wurde 111 die Brennebene des Objektivs ein optisches Element - fallweise eine Linse oder ein Spiegel - eingefügt, das den Mittelpv. ikt der Austrittspupille des Objektivs und den im Zentrum der Drehbewegung des Analysesystems angeordneten Detektor optisch konjugiert, wobei das optische Element den Vorteil besitzt, die Krümmung oder Wölbung des Feldes der Einheit Objektiv-Analysevorrichtung zu korrigieren.

Bei der Vorrichtung nach dieser französischen Patentanmeldung erfolgt die Abtastung des Feldes in . einer der Richtungen durch oszillierende Bewegung des Spiegelobjektivs um einen seiner Durchmesser. Eine der Schwierigkeiten, die zu lösen ist, wenn das Objektiv aus Öffnungsgründen einen großen Durchmesser hat, besteht darin, ein schweres Objektiv mit einer Frequenz oszillieren zu lassen, die für Fernsehbilder in der Größenordnung von zwanzig Perioden je Sekunde liegt. Darüber hinaus hat jedes Spiegelobjektiv, selbst wenn es Parabolform hat, ein Gesichtsfeld, das infolge der verschiedenen Aberrationen auf einige Grad begrenzt ist.

Außerdem soll das Gesichtsfeld des Detektors hinreichend breit sein, um den Lichtfluß, der die sich drehenden Optiken während deren Drehung durchquert, auffangen zu können. Aus diesem Grund »sieht« der Detektor das Innere der Analysevorrichtung, H^:e die Optiken halten und sich infolge von Reibungen die meiste Zeit auf einer höheren Temperatur befindet, als das analysierte Gelände. Hieraus folgt im Fall einer Infrarotanalyse das Auftreten einer Störmodulation des auf den Detektor auftreffenden Strahlungsflusses, die sich in Phase mit der Zeilenabtastung befindet.

Darüber hinaus ist, da das Bild des Gesichtsfeldes nicht an frei zugänglicher Stelle liegt, die Anbringung des Detektors und einer Lumineszenzdiode, die Licht im sichtbaren Spektralbereich abgibt und zur direkten Sichtbarmachung des Bildes des Gesichtsfeldes durch Ausnutzung des umgekehrten Strahlenganges des Analysesystems dient, nicht möglich.

Des weiteren sind bei der mit der französischen Patentschrift 22 45 970 vorgeschlagenen Vorrichtung die Optiken nicht ausschließlich aus Spiegeln aufgebaut, während die Sichtbarmachung nur dann möglich ist, wenn diese Optik für sichtbares Licht transparent ist, was schwierig erreichbar ist, wenn die Analyse im fernen Infrarot (10 &mgr;) erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die frei von diesen Nachteilen ist und insbesondere aus Gründen der praktischen Anwendung - so aufgebaut ist, daß bei großer Kompaktheit und dementsprechend begrenztem Platzbedarf das Objektiv einerseV-. und der Detektor andererseits getrennt zugänglich sind, um mehrfache Anwendungen zu erlauben oder auch sie für verschiedene Anwendungszweckc auswechseln zu können, während das An.tfysesystem unangetastet bleibt, sich für alle Arten von Objektiven und Detektoren eignet und ausschließlich aus Spiegeln bestehen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.

Der Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung gestattet somit die Anbringung des Detektors und der Lumineszenzdiode für eine direkte Sichtbarmachung des Bildes des Gesichtsfeldes. Um eine Störmodulation zufolge von Teilen, die sich außer den Optiken ebenfalls drehen, zu vermeiden, ist die Zeilenabtastoptik in zwei Teilen aufgebaut, nämlich einer sich drehenden Trommel, die eine große Zahl von planen, reflektierenden Flachen umfaßt und sich um eine feststehende Achse dreht und aus einer einzigen, festen Konvergenzoptik, die der Konzentration des Strahlungsflusses auf dem Detektor dient; diese Konvergenzoptik entwirft ein Bild des Detektors auf der Drehachse der Trommel, die im konvergierenden Strahlengang arbeitet.

Um Jabei zu einer exakten Fokussierung im gesamten Feld in der Zeilenanalyserichiung zu kommen und dementsprechend eine konstante Auflösung über die ganze Analysezeile zu erreichen, konjugiert ein als Feldspiegel bezeichneter Konkavspiegel die Brennfläche des Objektives optisch mit der analysierten Zeilenfläche. Gemäß der Erfindung erfolgt diese optische Konjugierung dadurch, daß einerseits das Objektiv eine gewölbte Brennfläche aufweist, deren Krümmungsmittelpunkt im Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektives liegt und daß andererseits der Feldspiegel mit dem Scheitel seiner Fläche in der Nähe des Scheitels der Brennfläche des Objektives oder, genauer gesagt, der Symmetrischen zu diesem Scheitel in bezug auf die Drehachse der Trommel liegt und den Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektives mit einem besonderen Punkt der Drehachse der Trommel optisch konjugiert, wobei die Strahlen nach Reflektion an den Rächen der Trommel auf die Konvergenzoptik der Zeilenabtastung gelenkt werden.

Um nicht bei Verwendung von Objektiven großen Durchmessers sehr schwere Massen zur Rasterabtastung in einer zweiten Richtung oszillieren lassen zu müssen, erfolgt die Abtastung in dieser zweiten Richtung mit Hilfe eines Planspiegels, des sogenannten Rasteranalysespiegels, der um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur Drehachse der Trommel verläuft, wobei dieser Planspiegel im allgemeinen im konvergierenden Strahlengang in der Nähe des Brennpunktes des Objektives zwischen dem Objektiv und seinem Brennpunkt liegt.

Die Oszillation des Rasteranalysespiegels im konvergierenden Strahlengang läßt eine zusätzliche Feldkrümmung in Rasterabtastrichtung auftreten. Diese wird nach der Erfindung durch eine kleine, hin- und hergehende Translationsbewegung des Feldspiegels kompensiert, die synchron zur Bewegung des Rasteranalysespiegels erfolgt, wobei die Translation senkrecht zur Rotationsachse der Trommel vorgenommen wird.

Um darüber hinaus die Strahlenablenkung zu kompensieren, die in das Zeilenanalysesystem durch den Rasterabtastspiegel eingeführt wird und um durch den Feldspiegel die Fixierung des zu dem Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektivs konjugierten Punktes auf der Drehachse der Zeilenabtastung sicherzustellen, wird dem Feldspiegel darüber hinaus eine hin- und hergehende Rotationsbewegung synchron zur Bewegung des Rasterspiegels um eine Achse parallel zur Drehachse des Rasterspiegels erteilt, und zwar so, daß der Mittelstrahl oder Medianstrahl jedes von dem Feld ausgehenden Strahlenbündels konstant auf die Rotationsachse der Zeilenabtastung in Abhängigkeit von der Rasterabtastung fällt.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung nach der Erfindung anhand beispielsweise gewählter Ausführungsformen und deren Einzelheiten schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 eine ausschließlich aus Spiegeln bestehende Zeilenabtastvorrichtung im Schnitt längs einer durch deren Drehachse verlaufenden Ebene,

Fig. 3 dieselbe Zeilenanalysevorrichtung in der Projektion auf eine senkrecht auf deren Drehachse stehenden Ebene,

Fig. 4 eine Linsen enthaltende Zeilenanalysevorrichtung im Schnitt längs ihrer Symmetrieebene,

Fig. 5 eine Ansicht derselben Vorrichtung in der Projektion auf eine zu ihrer Symmetrieebene senkrechten Ebene,

Fig. 6 eine die Rolle des Feldspiegels erläuternde Darstellung,

Fig. 7 eine Projektion der Fig. 6 auf eine zur Drehachse der Zeilenanalysevorrichtung senkrecht stehende Ebene.

Fig. 8 eine die Bewegung der. Rasteranalysespiegels erläuternde Darstellung,

Fig. 9 die Bewegung des Feldspiegels,

Fig. 10 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, welche ausschließlich Spiegel enthält,

Fig. 11 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung im Schnitt längs ihrer Symmetrieebene,

Fig. 12 eine Ansicht dieser dritten Ausführungsform in der Projektion auf eine zu ihrer Symmetrieebene senkrechte Ebene,

Fig. 13 eine Ausführungsform mit einem ersten System zur direkten Sichtbarmachung des Bildes,

Fig. 14 eine Ausführungsform mit einem zweiten System zur direkten Sichtbarmachung,

Fig. 15 ein Element zur zweifarbigen Sichtbarmachung,

Fig. 16 eine Ansicht des Elementes 151 der vorhergehenden Figur, umgeklappt in die Blattebene,

Fig. 17 eine Ausführungsform der Vorrichtung für die thermische Abbildung in Verbindung mit der Pyrometrie,

Fig. 18 eine Parallelanordnung der Detektoren der Vorrichtung,

Fig. 19 eine Serienanordnung der Detektoren der Vorrichtung und

Fig. 20 eine Serien/Parallel-Anordnung der Detektoren der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsforrn im Schnitt längs der Symmeirieebene P der Vorrichtung dargestellt. Mit 11 ist ein festes Objektiv bezeichnet, dessen optische Achse 12 durch den Brennpunkt F geht. Diese optische Achse schneidet die Achse YY' im Punkt E.

Die Achse YY' ist die Rotationsachse eines Systems, das eine Antriebsvorrichtung 13 und eine Trommel 13' umfaßt, welche seitlich eine große Zahl reflektierender Flächen trägt. Wie im folgenden noch ausgeführt werden wird, kann diese Trommel verschiedene Formen annehmen. Zur Vereinfachung wird sie hier prismatisch angenommen, wobei ihre reflektierenden Flächen gleichmäßig um die Achse YY' herum verteilt sind. Eine dieser Flächen ist bei 17 in einer zur Ebene E senkrechten Stellung dargestellt. Der Planspiegel 14 ist iu um eine zur Zeichenebene senkrechte, durch E verlaufende Achse herum beweglich. Diese Achse muß jedoch nicht zwangsläufig durch £ gehen. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ist lediglich in dem Fall zu bevorzugen, wo die Vorrichtung, wie später erläutert, mit zusätzlichen Mitteln ausgestattet ist, um das Gesichtsfeld, nnchfnlgend kurz als »Feld« bezeichnet, direkt mit Hilfe von Lumineszenzdioden sichtbar zu machen. Der Spiegel 14 reflektiert jeden von einem Bereich des Feldes kommenden und das Objektiv 11 durchquerenden Strahl auf den Spiegel 16, wo er von dem Feld ein etwa auf diesem letzteren Spiegel liegendes Bild entwirft. Das in Fig. 1 eingezeichnete, besondere Strahlenbündel 15 ist dasjenige, das als Mittel- oder Hauptstrahl denjenigen hat, der mit der optischen Achse 12 zusammenfällt; das im Punkt D auf der zur Achse YY' senkrechten Achse ZZ' entstehende Bild entspricht dem Mittelpunkt des Feldes.

Der Spiegel 14 gewährleistet die Abtastung des Feldes in der v-Richtung, die senkrecht zur Achse 12 verläuft und in der Figurenebene liegt. Der Spiegel 14 wird daher als Bildanalysespiegel oder auch als y-Analysespiegel oder als Rasteranalysespiegel bezeichnet.

Die Vorrichtung umfaßt des weiteren einen anderen Konkavspiegel 18, der feststeht und dessen reflektierende Oberfläche rotationssymmetrisch in bezug auf die Achse YY' ist. Dieser Spiegel entwirft von dem im Punkt A auf der Achse YY' angeordneten Detektor 19 ein Bild in A' auf derselben Achse und symmetrisch zu D in bezug auf die Flärhe 17.

Das aus der sich drehenden Trommel 13', dem Spiegel 18 und dem Detektor 19 bestehende System ergibt im Verlauf der Drehung der Trommel die zeilenweise Analyse des Bildes des Feldes in der senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden y-Richtung, wobei dieses Bild durch das Objektiv 11 und den Bildanalysespiegel 14 in der Nähe des Punktes D erzeugt wird. Dieses System wird daher nachfolgend Zeilenanalysesystem oder jc-Analysesystem genannt. Der in bezug auf die Ebene (ZZ', YY') symmetrische Feldspiegel 16 gewährleistet die optische Konjugierung des Mittelpunktes der Austrittspupille 0 des Objektivs 11 in den feststehenden Punkt 0' auf der Achse YY', symmetrisch zu E in bezug auf ZZ', so daß die Konvergenz jedes durch die Austrittspupille des Objektivs 11 hindurchtretenden Bündels auf den Detektor gewährleistet ist.

Der Spiegel 16 wird, da er das Analysefeld begrenzt, im folgenden als Feldspiegel bezeichnet.

Das Objektiv 11 ist in der Figur als aus Linsen aufgebaut dargestellt. Wie noch später beschrieben werden 6n wird, kann dieses Objektiv jedoch auch sehr gut aus Linsen aufgebaut werden. Da aber Gegenstand der Erfindung nicht nur aus der Gesamtvorrichtung, von der vorstehend ein Ausführungsbeispie! beschrieben wurde, besteht sondern auch und vor allem in der Wahl, Ausbildung und Kombination der die Gesamtvorrichtung bildenden Bestandteile, werden letztere nunmehr im einzelnen beschrieben.

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1. Zeilenanalysesystem (x)

Eine erste Ausführungsform dieses Systems ist schematisch in den Fig. 2 und 3 in der Projektion in die Ebene (ZZ', YY') und in der Projektion in eine zu YY' senkrechte Ebene dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt die Trommel 13', die sich um die Achse YY' dreht und eine große Zahl von planen, reflektierenden Rächen trägt und den Bildtransportspiegel 18.

Der Spiegel 18 stellt den Transport des Bildes eines Detektors A auf der Drehachse YY' in einen ebenfalls auf dieser Achse YY' liegenden Punkt A' sicher.

Die Flüchen der Trommel 13' sind im konvergierenden Strahlengang des Bildtransportstrahles des Spiegels 18 angeordnet.

Die symmetrischen Punkte A₁", A₂", . . . , A&ldquor;" ^von A' in bezug auf jede der &eegr; Flächen der Trommel beschreiben folglich Kreisbogen um üie Dicliacu.se YY', die in Ebenen senkrecht zur Achse YY' enthalten sind und die »Träger« der abgetasteten Zeilen bilden.

Die Trommel kann nach der Erfindung mehrere Ausgestaltungen erfahren. Sie kann prismatisch sein, wobei alle ihre Flächen parallel zur Achse YY' und in gleichem Abstand zu dieser liegen; die Punkte A", A{\ .... A," beschreiben folglich ein und denselben Kreis, der durch D verläuft. Dies ist für die Fig. 2 und 3 der Fall, wo/l," und Ai' die Symmetriepunkte von A' in bezug auf zwei aufeinanderfolgende Flächen 21 und 22 sind.

Ebenso ist es, wenn die Trommel pyramidenförmig ist und wenn die reflektierenden Flächen eine gleiche Neigung gegen die Achse YY' aufweisen, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeichnet ist. Jedoch können die Flächen der Trommel auch unterschiedliche Neigungen haben; die Punkte A", A{', . . . , A&ldquor;" beschreiben dann unterschiedliche Kreisbogen um die Achse YY' und sind ir>. untereinander parallelen, zu YY' senkrechten Ebenen enthalten. Das Zeüenanalysesystem tastet dann von einer Fläche zur nächsten unterschiedliche, in der Nähe des Punktes D verlaufende Zeilen ab.

Der Bildtransportspiegel 18 ist beispielsweise ringförmig in bezug auf die Achse YY'. Der Querschnitt des Spiegels ist beispielsweise elliptisch und gehört einem Rotationsellipsoidabschnitt mit den Brennpunkten A und A' an.

Jedoch muß der Thorus nicht zwangsläufig von elliptischem Querschnitt sein: die elliptische Form ist lediglich die theoretisch beste Form. In gewissen Fällen ist es je nach Anwendung möglich, den elliptischen Querschnitt mit guter Näherung durch einen anderen Querschnitt zu ersetzen, der hiervon wenig abweicht und der leichter herstellbar ist, so etwa ein Kreisquerschnitt.

Nach einer dieser Ausführungsform nahestehenden Variante ist der Torus nicht ausschließlich aus Spiegeln aufgebaut sondern katadioptrisch.

Die Abtastvorrichtung verliert dann den Vorteil, bei allen Wellenlängen zu arbeiten, da sie nicht mehr ausschließlich aus Spiegeln besteht, bietet aber dann den Vorteil, über neue Einflußgrößen für die Korrektur von Aberrationen zu verfügen.

Nach einer zweiten Ausführungsform geschieht die Versetzung des Bildes des Detektors auf die Achse mit Hilfe eines Linsenobjektives. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 4 und 5 in einer Projektion auf eine die Achse YY' enthaltende Ebene und in einer Projektion auf eine zu dieser Achse senkrechte Ebene dargestellt.

Der Detektor befindet sich in A außerhalb der Drehachse YY'. Das Objektiv 41 liefert ein in A' auf der Drehachse YY' liegendes Bild des Detektors. Die

Trommel 13' kann wiederum prismatisch oder regelmäßig oder unregelmäßig pyramidenförmig um YY' herum sein. Der Symmetriepunkt A" von A' in bezug auf eine der Flächen 42 dieser Trommel beschreibt wieder einen Kreisbogen 43 um die Achse YV, der durch oder nahe D verläuft und von einer Fläche zur nächsten fallweise — wie zuvor angegeben — derselbe ist oder nicht.

Dieses System besitzt den Nachteil, nicht rotationssymmetrisch zur Achse YV zu sein, so daß das Bild A' oder A" nicht von konstanter Qualität in Abhängigkeit von der Drehung der Trommel ist. Darüber hinaus muß das Objektiv 41 eine sehr große Öffnung haben, die Funktion der Länge der zu analysierenden Zeile ist.

Diese zweite Ausführungsform nach der Erfindung kann für bestimmte Anwendungen von Nutzen sein. Im allgemeinen ist ihr aber das System mit Torusspiegel vorzuziehen, weil es die nachfolgenden Vorteile besitzt:

a) Das System ist für alle Lichtwcllenlängen verwendbar und alle Einstellungen können bei sichtbarem Licht justiert und überprüft werden, da das System vollständig aus Spiegeln besteht. Es ist daher leicht herstellbar.

b) Das Bild ist von konstanter, durch den Torus gegebener Qualität unabhängig vom Drehwinkel der Trommel, weil die Achse YY' eine Symmetrieachse der Zeilenanalyseeinheit ist.

In der horizontalen Projektion des Zeilenabtastsystems der Fig. 3 stellen 21 und 22 zwei aufeinanderfolgende reflektierende Rächen der Trommel 13' dar. 33 und 34 sind die Normalen auf jede dieser Flächen (oder die Projektionen dieser zwei Normalen auf eine zur Achse YY' senkrechte Ebene, wenn die Trommel pyramidenförmig ist). Diese Normalen bilden einen Winkel a

A" und A₂" sind die Symmetriepunkte des Bildes A' des Detektors A in bezug auf die Fläche 21 bzw. die Fläche 22. Der Winkel, unter dem man von A' den Spiegel 21 oder 22 sieht, ist ebenfalls cc. Dieser Winkel &agr; legt die maximale Länge der von dem Kreisbogen A", A₂", »getragenen«, im Verlauf der Drehung der Trommel 13' analysierten Zeile und die Öffnung, die der Spiegel 18 haben muß, fest. Der Detektor soll nämlich nicht gleichzeitig einen von zwei verschiedenen Punkten der Zeile stammenden Lichtfluß erhalten. Die analysierte Zeile darf hierzu nur ein einziges Detektorbild enthalten; unter der Annahme, daß die Trommel 13' sich in Richtung des Pfeiles 35 dreht und daß der Spiegel 22 mit der Abtastung der Zeile bei /I₁" begonnen hat, muß er notwendig die Abtastung bei A₂" in dem Moment beenden, wo der Spiegel 21 die Abtastung der folgenden Zeile bei A_x" beginnt. Die Öffnung des Torusspiegels muß hinreichend groß in der zu YY' senkrechten Ebene sein, damit die von A₁" oder von A₁" ausgehenden Strahlen nach A reflektiert werden. Hieraus leitet sich ab, wie man überdies unmittelbar aus Fig. 3 sieht, daß diese Öffnung größer oder gleich als 2 &agr; sein muß.

Bei dieser Auslegung ist die Totzeit zwischen den Abtastungen zweier aufeinanderfolgender Zeilen gleich Null.

Die Länge der analysierten Zeile ist durch die Zahl der Facetten der sich drehenden Trommel bestimmt, die den Winkel &agr; und folglich die Länge A" A₂" der Fig. 3 festlegt.

Des weiteren sorgt der Feldspiegel 16 der Fig. 1 dafür, daß der auf den Detektor fallende Strahlungsfluß nicht von mehreren Punkten der ZeileA" A₂" der Fig. 3 kommt, wie nachher beschrieben wird.

2. Feldspiegel

Die Aufgabe und der Aufbau des Feldspiegels (Spiegel 16 der Fig. 1) werden anhand der Fig 6 und 7 erläutert.

In Fig. 6 ist die Eingangsoptik in der Projektion auf

&iacgr;&ogr; die durch die Achse YY' verlaufende Symmetrieebene der Vorrichtung dargestellt. Weggelassen ist der Bildanalysespiegel, um die Figur nicht zu überladen und wegen dessen Fehlens ist das Objektiv 11 in einer zu seiner tatsächlichen Lage in bezug auf die Achse VV" symmetrischen Lage dargestellt, was jedoch an den folgenden Erläuterungen nichts ändert. Mit 0" ist die Mitte der Austrittspupille des in der genannten symmetrischen Stellung angeordneten Objektivs bezeichnet. Außerdem sind mehrere gerade oder rechtwinklige Schnitte gezeichnet, nämlich bei 61 Jer rechtwinklige Schnitt des Feldspiegels, bei 62 der rechtwinklige Schnitt der Brennebene des Objektivs 11 mit dem Mittelpunkt 0", bei 63 der rechtwinklige Schnitt der analysierten Fläche mit dem Mittelpunkt 0', der auf der Achse YY' im Schnittpunkt eines Strahles OG, der an dem rechtwinkligen Schnitt 61 des Spiegels 16 in G reflektiert wurde. Diese rechtwinkligen Schnitte schneiden sich in einem auf der optischen Achse des Objektivs 11 liegenden, dem Mittelpunkt des Feldes entsprechenden Punkt D.

Diener Feldspiegel 16 hat mehrere Aufgaben. Er ist so ausgelegt, daß er jeden von O" ausgehenden Strahl wie etwa 0"G in einen Strahl wie etwa O'G reflektiert, der durch den festen Punkt 0' auf der Achse YY' verläuft, wobei dieser Punkt U' der symmetrische Punkt zum Schnittpunkt E der optischen Achse mit YY' ist. Eine erste Aufgabe besteht folglich darin, den Mittelpunkt O" der Austrittspupille des Objektivs 11, in Wirklichkeit aiso O, mit dem festen Punkt O' der Drehachse zu konjugieren, was Voraussetzung dafür ist, daß jedes von einem der Bereiche des Feldes stammende Strahlenbündel, zugeordnet jedem durch O verlaufenden und von den Zeilenanalysespiegeln aufgenommenen Strahl, auf den in A auf der Drehachse YY' liegenden Detektor konvergieren kann. Die Einfügung eines derartigen Spiegels besitzt zunächst den Nachteil, seine ihm eigene Feldkrümmung einzuführen. Hieraus ergibt sich eine zweite Aufgabe für den Feldspiegel: Nach der Erfindung wird seine Krümmung ausgenützt

so zur Korrektur der Aberrationseffekte, die auf die Krümmung des Objektivs 11 und diejenige des Zeilenanalysesystems zurückzuführen ist. Er erzeugt von der Brennfläche des Objektivs 11 (mit dem Schnitt 62) ein Bild, das mit der analysierten Fläche (mit dem Schnitt

63) mit dem Mittelpunkt in O' zusammenfällt, was dadurch erreicht wird, daß die Brennfläche (mit dem Schnitt 62) als Mittelpunkt die Austrittspupille des Objektivs 11 hat und daß der Feldspiegel O" (folglich O) und O' optisch konjugiert.

fto In seiner theoretischen Form ist dieser Feldspiegel ein Teil eines Rotationscllipsoides mit den Brennpunkten O" und O', das den Punkt D und jeden Funkt wie C enthält.

In der Praxis und nach der Erfindung wird man eine dem Ellipsoid angenäherte und leichter erzielbare Form verwenden, wie dies ein Teil der durch G verlaufenden Kugel ist, die als Mittelpunkt den Punkt C hat, der auf dem Schnitt von O"O' mit der zu YY' senkrechten und

durch D verlaufenden Achse ZZ' liegt.

Sein Krümmungsradius ist so bemessen, daß dieser Spiegel in der Projektion auf die zu YT senkrechte Ebene durch D gemäß Fig. 7 die Punkte H und H' konjugiert, die die Projektionen von O" bzw. O' auf diese Ebene sind.

Die analysierte Zeile ist der Kreisbogen 73 mit dem Mittelpunkt H', also der Schnitt der genannten Ebene mit der Kugel mit dem Mittelpunkt O' und mit dem Radius O'D, während die rechtwinkligen Schnitte der Brennfläche des Objektivs 11 und des Spiegels die Kreisbogen 72 bzw. 71 sind.

Gemäß der Erfindung kann der Feldspiegel 16 in der zu YY' rechtwinkligen und ZZ' enthaltenden Ebene auf einen Kreisbogen begrenzt werden, der in Richtung YY' unendlich klein ist und den Mittelpunkt H" besitzt, welcher Kreis von einem Punkt B von 72 entsprechend dem Projektionsstrahl HB ein Bild B' auf dem Kreisbogen 73 ergibt.

In gewissen Fällen ist der Kreisbogen einer Tangentenoberfläche gleichsetzbar. Gemäß der Erfindung ist der Feldspiegel 16 folglich insbesondere ein zylindrischer Spiegel, dessen Achse parallel zu YT und durch C verläuft.

Eine dritte Aufgabe des Feldspiegels besteht darin, die Abmessungen des analysierten Feldes festzulegen, insbesondere die Länge der Zeile, deren Größtwert, wie bereits gezeigt wurde, bestimmt ist durch die Anzahl der Facetten der drehenden Trommel und dem Kreisbogen A" A₂" um A' entspricht, dargestellt in der Fig. 3. A" und A₂" sind dabei die Bilder des Detektors, die von dem Zeiienanalysesystem mit Hilfe von zwei aufeinanderfolgenden Flächen der Trommel 13' erzeugt werden.

Der Feldspiegel 16 besitzt eine Breite, die geringer als der Kreisbogen A" A₂" ist, so daß der in A auf dem Detektor auffallende Fluß nur von einem einzigen Punkt der Zeile stammt.

Einer der Ränder des Spiegels könnte beispielsweise mit A₁" zusammenfallen, während der andere Rand in bezug auf A" etwas zurücksteht, wie in Fig. 3 gezeigt.

Aus Gründen einer gleichbleibenden Qualität des Bildes des Feldes unabhängig von der Richtung der Abtastung in dery-Richtung und auch aus Gründen des Platzbedarfes des Zeilenanalysesystems ist es wün- -»5 sehenswert, daß dieses Zeiienanalysesystem von den Strahlen mit einer gleichbleibenden Neigung unabhängig von dieser Richtung durchlaufen wird.

Die Erfindung stellt diese Bedingung dadurch sicher, daß dev/i Spiegel eine hin- und hergehende Bewegung synchron mit der Bewegung des Bildanalysespiegels erteilt wird. Diese Bewegungen sind im folgenden in Verbindung mit der Beschreibung des Bildanalysesystems erläutert.

3. Bildanalysesystem

Dieses System ist schematisch in Fig. 8 im Schnitt in der Ebene ZZ', YY' dargestellt. Der Bildanalysespiegel 14 erhält eine hin- und hergehende Drehbewegung um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse, die durch den Punkt E hindurchverläuft, der auf der optischen Achse des Objektivs 11 liegt. E ist auf der Drehachse YY' der &Lgr;&Ggr;-Analysetrommel dargestellt. Der Punkt E kann aber auch eine andere Lage einnehmen. Um die Abmessungen dieses Spiegels herabzusetzen und eine hohe Schwingungsfrequenz zu ermöglichen, ist der Spiegel im allgemeinen sehr nahe der Brennfläche des Objektives 11 mit dem Schnitt 62 angeordnet. Diese Anordnung besitzt überdies den Vorteil, die Verwendung eines kurzbrennweitigen Objektivs und vermindertem Auszug zu gestatten.

Wie in den Fig. 6 und 7 bezeichnet D das Bild des Detektors A durch das Zeiienanalysesystem für den Mittelpunkt des Feldes.

Der Strahl OE, der mit der optischen Achse zusammenfällt, verläuft durch D nach Reflexion an dem Spiegel 14, wenn dieser die Analysestellung für die Feldmitte einnimmt, d. h. einen Winkel &agr; von Null mit YT einschließt.

Im Verlauf der Drehung des Spiegels 14 beschreibt der zu D in bezug auf diesen Spiegel symmetrische Punkt den Kreisbogen 81 mit dem Mittelpunkt E und dem Radius ED₁, wobei D₁ der Symmetriepunkt zu D in bezug auf YY' ist. Für die Richtung 82 des Feldes, die mit der optischen Achse 12 den vor. dem Mittelpunkt O der Austrittspupille des Objektivs ausgemessenen Winkel &bgr; einschließt, in Fig. 8 als mit dem Objektiv 11 zusammenfallend dargestellt, und die einer Stellung der Ebene des Spiegels 14 entspricht, bei der mit YT der Winkel &agr; eingeschlossen wird, liegt das Bild des Detektors in D₃ auf dem Bogen 81, während das Bild des Feldes in der Richtung &bgr; in D₃' auf dem Schnitt 62 der Brennfläche liegt, oder nach Reflexion an dem Spiegel 14, in D" symmetrisch zu D₃' in bezug auf die Ebene des Spiegels 14.

Es ergibt sich somit, daß dann, wenn das Bild des Detektors durch den Spiegel 14 in der Stellung parallel zu YY' gleichwohl auf der Brennfläche des Objektivs 11 liegt, dieses Bild sich hiervon in Abhängigkeit vom Feldwinkel R entfernt, also eine Defokussierung entsprechend dem Abschnitt DjD₃' oder auch entsprechend DD" mit der Länge 1 auftritt.

Die Theorie zeigt, daß DD" mit ZZ' einen Winkel mit dem Wert &ggr; = &agr; — f einschließt, während der Wert von 1 durch folgende Beziehung gegeben ist:

/ = - LM + V2

M — cos (a + i — f )

A=L² (M² - 1) + R²

a = \\ß + arsin [(- - 1) + sin ß] ]

R = OD_x

r = ED;

hierin ist /' der Winkel zwischen ED und ZZ'.

Gemäß der Erfindung wird diese Defokussierung dadurch korrigiert, daß dem Feldspiegel 16 passende Bewegungen seiner Amplitude auferlegt werden, so daß die Tangente an den Scheitel dieses Spiegels stets die Verbindung von DD" ist. Diese Bewegungen setzen sich wie folgt zusammen: Zunächst eine hin- und hergehende Translationsbewegung mit der Amplitude I cos &ggr; in Richtung ZZ' von Z' nach Z, des weiteren eine hin- und hergehende Rotation der Amplitude &ggr; um eine Achse parallel zu &khgr; und symmetrisch in bezug auf ZZ'; die Translations- und die Rotationsbewegung sind in Phase mit der Bewegung des Rasterspiegels 14.

Die Stellung des Spiegels 16 ist in Fig. 8 für einen Feldwinke! &bgr; mittels der Tangente 83 an den Scheitel dieses Spiegels angegeben, die ursprünglich rechtwinklig zu ZZ' in D für das Zentrum des Feldes war, d. h. für &agr; und &bgr; gleich Null. Diese Tangente ist von D
um den Betrag \ in der Richtung von DD" entfernt, während sie mit YY' einen Winkel gleich &agr; - \ einschließt, derart, daß der Radius ODy die Achse ZZ' in

D nach aufeinanderfolgenden Reflexionen an dem Spiegel 14 und dem Spiegel 16 schneidet und durch den Punkt O' hindurchverläuft, der in ihrer ursprünglichen Stellung durch den Spiegel 16 konjugiert zu O war.

Unabhängig vom Winkel &bgr; ist D somit das Bild von D" im Feldspiegel und der Mittel- oder Hauptstrahl des Strahlenbündels besitzt nach Reflexion an diesem Spiegel eine konstante Neigung i gegen die Achse ZZ', so daß der Mittelpunkt O der Austrittspupille konstant in denselben festen Punkt O' von YY' konjugiert wird.

Hieraus ergibt sich, daß für jede Richtung des Winkels &bgr; des Feldes das Brennpunktbild des Objektivs 11 in dem Feldspiegel mit der von der Zeilenanalysevorrichtung analysierten Oberfläche zusammenfällt.

Die komplexe Bewegung des Feldspiegels läßt sich beispielsweise wie in Fig. 9 angegeben, erhalten. Der Spiegel 16 ist rechtwinklig zu einem geraden Träger AB so angeordnet, daß 4 sich auf der Achse ZZ' verschiebt, während S den Kreisbogen 91 um ZZ' beschreibt, der in der Ebene (ZZ', YY') liegt.

In Fig. 9 stellt M die Lage des durch D entsprechend der Mitte des Feldes hindurchgehenden Spiegels dar und M' die Lage des Spiegels für die Feldrichtung mit dem Winkel ß. Der dann die Stellung A 'B' einnehmende Träger hat sich um den Winkel &agr; — f in bezug auf AB in Richtung des Pfeiles 92 gedreht.

Eine derartige Kompensation der Defokussierung, die zuvor durch den Bildanalysespiegel 14 hervorgerufen wurde, ermöglicht es, ein Auflösungsvermögen zu erzielen, das im gesamten in der x-Richtung und der ^-Richtung abgetasteten Feld ebensogut ist wie in der Mitte des Feldes. Darüber hinaus wird das durch das Objektiv gegebene Auflösungsvermöge. durch das Analysesystem in x- und y-Richtung nicht geändert.

Im folgenden werden nun zwei weitere Ausführungsbeispiele für die optisch-mechanische Abtastvorrichtung beschrieben, bei denen die zuvor im einzelnen beschriebenen Bestandteile wiederkehren.

Eine dieser Ausführungsfonnen ist in Fig. 10 in der Symmetrieebene des Systems dargestellt. Sie besitzt die ■» Besonderheit, vollständig aus Spiegeln verwirklicht zu sein. Das Eingangsobjektiv besteht aus einem Umlenkspiegel 101, der mit einer Öffnung 102 versehen ist und einem Spiegel 103 mit parabolischem Querschnitt entsprechend den Teleskopspiegeln. Die optische Achse « des Objektivs ist mit 104 bezeichnet. Der Brennpunkt liegt bei F. Das von einem im Unendlichen liegenden Punkt stammende Strahlenbündel durchläuft nach Umlenkung an dem festen Spiegel 101 und dem Spiegel 103 die Öffnung 102 und wird dann von dem sogenannten Analysesystem übernommen, d. h. dem Bildanalysespiegel 14, dem Feldspiegel 16, der sich drehenden Trommel 13' und dem Bildtransportspiegel 18, um es auf den Detektor 19 zu konvergieren.

In Fig. 10 ist das Strahlenbündel 105 dasjenige, das als Median- oder Hauptstrahl denjenigen hat, der mit der optischen Achse 104 zusammenfällt. Unter Berücksichtigung des verwendeten Teleskopspiegels 103 beträgt das Feld beispielsweise zwischen 0,5 und 3°.

Eine andere Ausführungsform ist in den Fig. 11 und *o 12 jeweils im Schnitt in der Symmetrieebene der Vorrichtung und in der Projektion auf eine zur Drehachse YY' des Zeilenanalysesystems senkrechten Ebene dargestellt.

Diese Ausführungsform besitzt die Besonderheit, daß *5 der Bildanalysespiegel 14 vor dem Objektiv im parallelen Lichtbündel liegt. Dieser Spiegel 14 ist beweglich um eine Achse, die senkrecht zur Ebene der Fig. 11 und durch den Punkt E der Achse YY', auf der bei A der Detektor liegt, verläuft.

Der Spiegel 14 begrenzt das in das System eintretende Strahlenbündel und kann als Eintrittspupille des Analysesystems betrachtet werden, das rotationssymmetrisch zur Achse YY' ist und aufgrund dessen in allen Richtungen des Feldes die gleichen optischen Eigenschaften besitzt.

Das verwendete Objektiv ist ein Torus- oder Ringspiegel 114 mit der Achse YY' und einem parabolischen Schnitt mit jeder durch YY' verlaufenden Ebene. Der Brennpunkt des Schnittes durch die Ebene der Figur liegt im Punkt O, also der Mitte des Feldes auf der Achse ZZ', die durch A' verläuft, welcher Punkt das durch den ringförmigen arr. Zeilenanalysespiegel 18 entworfene Bild des Detektors ist. Die Brennweite oes Spiegels 114 ist so gewählt, daß sie gleich dem Radius des Analysekreises ist, derart, daß A'D = DS, wobei 5 der Scheite! des Schnittes durch den Torus ist und auf ZZ' liegt. Der Torusspiegel 114 ist begrenzt auf eine oberhalb der Achse ZZ' liegende Oberfläche.

Der Ort der Brennpunkte wie etwa D ist ein Kreis 121 mit dem Radius A'D in der zu YY' senkrechten, durch D verlaufenden Ebene.

Diese Brennpunkte fallevr-nacheinander mit dem Bild des Detektors in dem Zeilenanalysesystem zusammen.

Der durch dieses Bild beschriebene Bogen ist begrenzt durch die Punkte A₁" und A₂" entsprechend den Bildern des Detektors, die durch zwei aufeinanderfolgende Flächen der sich drehenden Trommel 13' erzeugt werden.

In diesem System verläuft der Medianstrahl des analysierten parallelen Strahlenbündels stets nach Reflexion an den Spiegeln 14 und 114 durch einen Punkt des Kreisbogens A "A₂", welche Punkte ihrerseits die durch das Zeilenanalysesystem entworfenen konjugierten Punkte des Detektors A sind. Das Objekiv; 114 erfüllt also in gewisser Weise die Aufgabe des Feldspiegels in Verbindung mit dem Umstand, daß die Achse YY' eine Symmetrieachse für das gesamte optische System ist.

Damit der Detektor nicht von zwei Punkten des Raumes gleichzeitig Lichtstrahlung erhält, begrenzt man das Feld durch eine äußere Blende auf A "A₂".

Das analysierte Feld ist folglich gleich dem Winkel &agr;, unter dem von D aus eine Räche der Trommel gesehen wird (Fig. 12), d. h. in der Größenordnung beispielsweise von 20 bis 60° je nach Zahl der Facetten in der Trommel.

Die Vorrichtung wurde anhand einiger Ausführungsformen für ein sich im Unendlichen befindendes, zu analysierendes Feld beschrieben. Selbstverständlich stellt dies keine Beschränkung dar, sondern das Feld kann sich ebensogut in einer endlichen Entfernung befinden. Die Zeilenabtast- und Rasterabtastsysieme sind nämlich kompatibel mit der Verwendung aller Arten von Objektiven mit kleinem oder großem Gesichtsfeld für eine endliche oder unendliche Entfernung wie etwa beispielsweise Mikroskopobjektive oder Objektive mit variabler Brennweite (Zoom), wobei die erhaltene Auflösung stets zufolge des Umstandes sehr groß ist, daß das Bild des Detektors perfekt fokussiert auf die Bildebene des Objektivs wird. Die Auflösung kann die auf die Beugung zurückzuführende Grenze im gesamten Gesichtsfeld der Vorrichtung erreichen.

Festzuhalten ist außerdem, daß die Vorrichtung sehr kompakt ist, was jedoch dank des schiefwinkligen Einfalls der Strahlenbündel auf den Feldspiegel und auf die Zeilenabtastelemente nicht im mindesten zu einer Kon-

struktion führt, bei der der Detektor sich außerhalb des eigentlichen optisch-mechanischen Analysesystems befindet.

Zusätzlich zu den bis hierher im einzelnen beschriebenen optisch-mechanischen Analysesystemen kann die Vorrichtung Einrichtungen umfassen, die die direkte Sichtbarmachung der analysierten Objekte oder auch die Anwendung dieser Vorrichtung für die Infrarotabbildung gewisser Objekte (aber auch Abbildungen in anderen Wellenlängenbereichen) erlauben.

Für die unmittelbare Sichtbarmachung wird das von dem Detektor abgegebene Videosignal nach geeigneter Verstärkung an eine Lumineszenzdiode angelegt, die im sichtbaren Spektrum strahlt und deren Lumineszenz proportional zu dem erhaltenen Signal ist.

Die Vorrichtung in ihrer ausschließlich Spiegel umfassenden Ausführungsform kann für sämtliche Wellenlängen verwendet werden. Die unmittelbare Betrachtung des analysierten Objektes ist =.omit unter Verwendung des gleichen Systems für die Analyse und für die Wiederherstellung möglich.

Eine erste derartige Ausführungsform ist in Fig. 13 dargestellt. Der Analysestrahlengang 15 und der Strahlengang 131 für die Sichtbarmachung verwenden unterschiedliche, in bezug auf eine Vi" enthaltende Ebene symmetrische, optische Wege.

Die Analysevorrichtung ist die in Fig. 1 beschriebene. Die Vorrichtung für die Sichtbarmachung umfaßt einen Feldspiegel 132 symmetrisch in bezug auf YY' m dem Spiegel 16. Der Spiegel 132 muß nicht zwangsläufig beweglich sein, weil der Strahlengang für die Sichtbarmachung eine kleinere Öffnung haben kann als derjenige für die Analyse und weil das Auge eine kleine Krümmung des Feldes leicht durch Akkomodation ausgleichen kann.

Der Bildanalysespiegel 14 reflektiert auf seinen beiden Fläcl.in, wobei die eine Fläche für die Analyse, die andere für die Sichtbarmachung dient. Der Spiegel 134 ist so angeordnet, daß der zur Lumineszenzdiode 133 symmetrische Punkt mit dem Detektor 19 zusammenfällt. Die Verstärkerkette 140 verstärkt das von dem Detektor 19 stammende Videosignal und führt es der Diode 13 zu. Das durch die Elektrolumineszenzdiode und das Analysesystem wiederhergestellte oder wiederzusammengesetzte Bild des analysierten Feldes wird mit Hilfe des Auges 137 betrachtet, das sich hinter einem Vergrößerungsfernroi:r befindet, das schematisch durch die optischen Elemente 135 und 136 angedeutet ist oder das sich auch direkt hinier dem Kollimator 139 befindet.

Das Fernrohr besitzt den Vorteil, das Bild aufzurichten. Ihm kann eine Bildverstärkerröhre 138 zugeordnet werden, um die Helligkeit des Bildes zu erhöhen und eine Zeitkonstante über die Bildschirmremanenz einzuführen, die die Betrachtung angenehmer macht.

Eine zweite Ausführungsform für diese Sichtbarmachung oder Betrachtung ist in Fig. 14 dargestellt.

In dieser Ausführungsform, die insbesondere für die optische Abbildung in einem begrenzten Bereich des Spektrums geeignet ist, benutzen der Analysestrahlengang 15 und der Betrachtungsstrahlengang 141 zu einem großen Teil dank dichroitischer Spiegel 142 und 143 gleiche optische Wege. Diese Spiegel haben die Eigenschaft, das Licht des Analysespektrums hindurchzulassen, während sie d£.s ganze übrige Spektrum reflektieren. Der Spiegel 142 ist so angeordnet, daß der Symme- *5 triepunkt der Lumineszenzdiode 144 in diesem Spiegel mit dem Detektor '9 zusammenfällt. Das von dem Detektor 19 stammende Videosignal wird durch die Verstärkerkette 145 für die Diode 144 verstärkt. Die Spiegel 142 und 143 reflektieren in Richtung auf das Fernrohr, die optischen Elemente 135 und 136 und das Auge 137 das von der Lumineszenzdiode 144 ausgesendete und nicht im Analysespektrum enthaltene Licht.

Wenn die Analyse im Infrarot erfolgt, bestehen die beiden Spiegel 14Z und 143 mit Vorteil jeweils aus einer Germaniumlamelle, die das Infrarot hindurchläßt und das sichtbare, von der Lumineszenzdiode 144 ausgehende Licht reflektieren.

Eine andere Art der Sichtbarmachung des Bildes des Feldes ist diejenige, die mit einer Kathodenstrahlröhre arbeitet, an die das von dem Detektor gelieferte Videosignal angelegt wird, wobei die Zeilen- und Rasterablenkung der Kathodenstrahlröhre mit der Zeilen- und Rasterabtastung der optisch-mechanischen Einrichtungen synchronisiert sind.

Wenn das Eingangsobjektiv (11 --, Fig. 1) ein Spiegelobjektiv ist, enthält die Vorrichtu;.g ausschließlich Spiegel. Sie ist dann für die optische Abbildung bei allen Wellenlängen geeignet. Sie erlaubt zweifarbige oder mehrfarbige optische Abbildungen und kann sowohl im ultravioletten als auch im sichtbaren oder infraroten Spektrum verwendet werden.

Nach der Erfindung kann die Analyse gleichzeitig in zwei verschiedenen Farben oder nacheinander in jeder der Farben erfolgen.

Zur gleichzeitigen Analyse in verschiedenen Farben umfaßt die Vorrichtung beispielsweise im selben Dewar-Gcfäß mehrere Detektoren D₁, D₂. ■ . ,D_n, die jeweils für die Wellenlängen A₁, A₂, ... A_n empfindlich sind und in einer einziger Reihe in Richtung der Zeilenanalyse angeordnet sind. Diese Detektoren liefern folglich Signale S_t, S₂ . - . , S_n, die phasenverschoben gegeneinander sind. Diese Signale werden mittels Verzögerungsleitungen wieder in Phase gebracht. Die Bilder der Wellenlängen A₁. A₂, . . . , A_n sind folglich exakt iiberlagerbar. Durch eine geeignete, in bekannter Weise vorzunehmende elektronische Verarbeitung ist es folglich möglich, die Differenz zwischen den Bildern unterschiedlicher Wellenlängen dadurch sichtbar zu machen, daß die Summen oder die Differenzen der Signale, beispielsweise (S₁ + S₃) - (S₂ + SJ gebildet werden. In einer anderen Ausführungsform der gleichzeitigen Analyse in mehreren Farben können die Detektoren unterschiedlichen Dewar-Gefäßen zugeordnet sein. Beispielsweise kann für eine zweifarbige Analyse bei den Weüenlängen Ai und A₂ der eine Detektor D₁ dem einen Dewar-Gefäß und der andere Detektor D₂ einem anderen Dewar-Gefäß zugeordnet sein und du Detektoren können symmetrisch in bezug auf einen dichroitischen Spiegel angeordnet sein, wie dies der Detektor 19 unu die Diode 144 in Fig. 1 '· in bezug auf den dichroitischen Spiegel 142 sind, wobei dieser dichroitische Spiegel beispielsweise die Wellenlänge A₁ hilldurchläßt und die Wellenlänge A₂ reflektiert.

Für eine sequentielle Farbanalyse in beispielsweise zwei Farben ist eine Ausführungsform in Fi g. 15 angegeben. Zwei Detektoren D₁ und D₂, die jeweils für Wellenlängen A₁ bzw. A₂ empfindlich sind, sind symmetrisch in bezug auf eine rotierende Scheibe 151 angeordnet, die mit ihr?r Ebene senkrecht zur Zeichenebene und parallel zur Drehachse YY' liegt. Diese Scheibe dreht sich um die Achse 152. Die Flächen der Scheiben sind reflektierend und mit Schlitzen versehen. In F i g. 16 ist die Scheibe in der Aufsicht dargestellt. Der reflektierende Teil der sichtbaren Fläche ist schraffiert, während die Schlitze weiß gelassen und mit 161 und 162

bezeichnet sind. Die Drehung der Scheibung ist synchronisiert mit der Rasterabtastung. Im Verlauf der Drehung erhalten D_x und D₂ abwechselnd den das Abbildungssystem durchlaufenden Lichtfluß und gestatten damit eine »zweifarbige« Analyse. Bei dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung außerdem eine Strahlungsquelle 153 umfassen, die derart angeordnet ist, ds3 der Median- oder Hauptstrahl des abgegebenen Lichtes eine Neigung gegen die Scheibe 151 symmetrisch zu dem Median- oder Hauptstrahl des Zeilenana- m lysebündels hat, das von dem Spiegel 18 kommt und durch ß| oder D₂ hindurchlauft. Diese Lichtquelle wird abwechselnd von D_x und /X gesehen und dient als Bezugslichtfluß für den aus der Analyse stammenden Lichtfluß. is

Die Vorrichtung ist insbesondere für die Erzielung einer thermischen Abbildung mit absoluter Temperaturmessung geeignet. Ein Anwendungsbeispiel auf diesem Gebiet ist in Fig. 17 dargestellt. In dieser Figur ist in der Projektion auf cine YY' senkrechte Ebene die :m einer Zeile folgende Abtastung wiedergegeben. Im Verlauf dieser Abtastung beschreibt das Bild des Detektors in dem Analysesystem einen Kreisbogen 171 um die Drehachse der Analysetrommel, die in Fig. 17 auf IT projiziert ist. Die Endpunkte dieses Bogens sind A' und B' entsprechend den Punkten A und B des Feldbildes, das auf dem rechtwinkligen Schnitt 173 der Brennfläche des Objektivs liegt. Es wird daran erinnert, daß der Feldspiegel mit dem Schnitt 172 insbesondere die Aufgabe hat, einerseits A und A' und andererseits B und B' x, zu konjugieren. Während nun in A' der Detektor den dem Punkt A des Feldes entsprechenden Fiuß erhält, unterbricht man bei B' den Feldspiegel derart, daß der Detektor keinen vom Punkt B ausgehenden Fluß mehr "rhäit sondern denienieer! der kleinen Bezugsquelle &idigr;&idigr; 174, die an der Stelle des Feldspiegels sitzt. Wie vorher gezeigt wurde, soll die Gesamtlänge des Feldspiegels und der Bezugsquelle etwas kleiner als die Länge der Analysezeile sein. Man verfügt somit zu Beginn oder am Ende jeder Analysezeile über ein Bezugssignal, das in Temperaturwerten geeicht werden kann und mit dem man das von dem Objektiv gegebene Signal vergleichen kann.

Der Vorteil dieses Systems ist, daß die Bezugsquelle bei jeder Zeile des Bildes gesehen wird. Das Bezugssi- -15 gnal hat eine Dauer, die lediglich einigen Analysepunkten entspricht und stört die Feldanalyse nicht. Die Bezugsquelle ist klein. Beispielsweise ist sie ein Schwarzer Körper, dessen Straiiiungsfläche kleiner als 1 mnr sein kann. Es ist möglich, diesen rasch die Temperatur ändern zu lassen und in jedem Augenblick die Temperatur mittels üblicher Meßmittel zu kontrollieren (beispielsweise Thermoelement).

Die Vorrichtung ist kompatibel mit der Verwendung von Detektoren aller Arten, und zwar sowohl gekühlten als auch nicht gekühlten.

Die Vorrichtung kann einen einzigen Detektor umfassen, kann aber auch eine Anzahl &eegr; Detektoren enthalten, die parallel zueinander in einer Spalte angeordnet sind (nachstehend als Parallelanordnung bezeichnet). Diese Anordnung ist in Fig. 18 angegeben, wo die kleinen Quadrate die Detektoren sind und der Pfeil 181 die Richtung und das Vorzeichen der Zeilenabtastung angibt, die senkrecht zur Detektorspalte erfolgt. Das Bild dieser Detektoren in dem Zeilenanalysesystem tasten gleichzeitig &eegr; Zeilen des Feldes ab. Bei der folgenden Zeilenabtastung verschiebt das Rasteranalysesystem die Zeilenabtastung um &eegr; Zeilen, was es ermöglicht, die Drehzahl der Trommel herabzusetzen. Bei gleicher Zeilenzahl je Sekunde ist die Drehzahl /i-mal kleiner als bei einem einzigen Detektor. Dieses System erfordert /1 Verstärkungskanäle für das delektierte Signal, wobei jeder dieser Kanäle einem der Detektoren zugeordnet ist. Das Detektorsystem kann auch &eegr; Detektoren umfassen, die nebeneinander in Richtung der Zeilenabtastung angeordnet sind (nachfolgend Serienanordnung genannt). Diese Anordnung ist in Fig. 19 angegeben, in der der Pfeil 191 die Richtung und das Vorzeichen der Abtastung angibt. Jedes Mild eines Detektors in dem Zeilenabtastsystem tastet dieselbe Zeile ab und ergibt für jeden Punkt der Zeile ein Signal, das zeitlich verschoben in bezug auf ilas von ilen anderen Detektoren für denselben Punkt abgegebene Signal ist. Diese Signale werden mittels Verzö^ennmsleitungen wieder in Phase gebracht, um am Schluß ein einziges Signal zu erhalten, das einem einzigen Verstärkerkanal zugeführt wird. Alles dies geschieht, wie wenn ein einziger Detektor verwende! würde, dessen Empfindlichkeit in einem Verhältnis V" größer wäre.

Es ergibt sich ohne weiteres, daß das Detektorsysieni auch vom Serien/Parallel-Typ sein kann, d. h.. wie in Fig. 20 dargestellt, «, Spalten von Detektoren umfassen kann, die >n /i_; Zeilen angeordnet sind, wobei die Zeilenabtastung entsprechend dem Pfeil 201 erfolgt. Man kann auf diese Weise die Drehzahl der Trommel (13' in Fig. 1) um den Teilerfaktor n_z verringern, bei einer gleichzeitig im Verhältnis V"i verbesserten Empfindlichkeit.

Im Fall der Wiederherstellung des Bildes durch Elektrolumineszenzdioden kann man eine Anordnung von /1 Dioden entsprechend derjenigen von &eegr; Detektoren verwenden. In gleicher Weise kann man unmittelbar ein Farbbild wiedei zubainiiienscizen. indem man an die Dioden der verschiedenen Farben die von den auf verschiedene Wellenlängen ansprechenden Detektoren abgegebenen Signale anlegt.

Im Fall einer Mehrfarbenanalyse kann dieselbe Serienanordnung. Parallelanordnung oder Serien/Parallel-Anordnung für die auf die verschiedenen Wellenlängen empfindlichen Detektoren übernommen werden.

Die Abtastvorrichtung nach der Erfindung mit ihrem großen Gesichtsfeld ist kompatibel mit den üblichen Fernsehnormen großer Auflösung, beispielsweise der 625-ZeiIen-Norm je Bild. Eine solche Norm entspricht der Abtastung von 625 Zeilen 25mal je Sekunde, folglich einer Abtastung von 15 625 Zeilen je Sekunde. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann also beispielsweise aus einer Trommel mit zwölf Flächen und einem Detektor mit fünf parallel geschalteten Elemente bestehen. 60 Zeilen (5 mal 12) werden je Umdrehung der Trommel analysiert. Eine Drehzahl der Trommel von 15 625 Umdrehungen je Minute ergibt eine Zeilenabtastung des Bildes mit derselben Frequenz wie bei derjenigen der Standardfernsehnorm mit 625 Zeilen.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur optischen Abtastung eines in Bereiche eingeteilten Gesichtsfeldes und zur Sichtbarmachung dieses Feldes, wobei die Abtastung in zwei aufeinander senkrechten Richtungen, nämlich in einer als Zeilenabtastung bezeichneten jc-Richtung und in einer als Bild- oder Rasterabtastung bezeichneten y-Richtung erfolgt und die Vorrichtung diese Abtastungen gemäß den von den einzelnen Bereichen ausgehenden Strahlen vornimmt und diese Strahlen auf ein für die in den Strahlen enthalte ?.e Strahlung empfindliches Element konvergieren läßt und in der Reihenfolge des von dem Gesichtsfeld kommenden, einfallenden Medianstrahles im allgemeinen ein Objektiv, Einrichtungen für die Rasterabtastung in der y-Richtung, ein Ablenksystem für die Uwilenkung der durch die Öffnung des Objektivs begrenzten Strahlenbündel in Richtung auf die Zei- 2u lenabtasteinrichtungen für das Bildfeld des Objektivs in der y-Richtung und das empfindliche Element (Detektor) enthält und die Zeilenabtasteinrichtungen, das empfindliche Element und gegebenenfalls weitere, mit den vorhergenannten in Verbindung stehende Teile zur unmittelbaren Sichtbarmachung des Bildes des analysierten Gesichtsfeldes dienen, dadurch gekennzeichnet, daß

- die optische Achse des Objektivs (11) in einer die y-Richtung eiunaltenden, zur jc-Richtung senkrechten Ebene liegt, daß das Objektiv auswechselbar ist und daß seine Brennfläche gekrümmt ist, und zwar derart, daß der Krümmungsmittelpunkt in der Mitte der Austrittspupille des Objektivs liegt,

die Rasterabtasteinrichtungen aus einem ebenen Drehspiegel (14) bestehen, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung um eine zur jr-Richtung parallele Achse dreht und im konvergierenden Strahlengang hinter dem Objektiv (11) nahe dem Bildfeld des Objektivs liegt,

- die Zeilenabtasteinrichtungen einerseits aus einer sich gleichförmig um eine feste in der Ebene P liegende Achse YY' drehenden Trommel (13'), die eine große Zahl von planen, reflektierenden, regelmäßig über ihren Umfang verteilten Flächen (17) besitzt und andererseits aus einem zur Ebene P symmetrischen Bildtransportsystem bestehen, das ein Bild des empfindiichen Elementes (19) in einen festen Punkt A' auf der Drehachse YY' der Trommel (13') erzeugt, und die Trommel im konvergierenden Strahlengang des Bildtransportsystems auf der Bildseite des empfindlichen Elementes (19) liegt, wobei der Symmetriepunkt des Punktes A' in bezug auf jede Fläche (17) der Trommel (13'), wenn erstere senkrecht zur Ebene P steht, nahe bei dem Symmetriepunkt D des Brennpunktes F des Objektivs (11) in bezug auf den Rasterspiegel (14) in seiner Stellung parallel zu YY' liegt,

das Ablenksystem aus einem konkaven, Feldspiegel genannten Spiegel unter der Annahme, daß die Ebene P die Symmetrieebene ist, besteht, dessen Scheitelpunkt nahe D auf einer durch D verlaufenden, zu YY' senkrechten Achse ZZ' liegt, wobei dieser Feldspiegel derart ausgelegt ist, daß er den Mittelpunkt O der Austrittspupille des Objektivs zu einem festen Punkt O' auf der Achse YY' konjugiert, der der Symmetriepunkt des Schnittpunktes der optischen Achse des Objektivs (11) mit der Achse ZZ' in bezug auf ZZ' ist, unädaß der Feldspiegel in x-Richtung höchstens eine Breite hat, die etwas geringer als die Länge der analysierten Zeile ist, die selbst gleich der Entfernung zwischen den Bildern des Detektors in zwei aufeinanderfolgenden Flächen der Trommel (13') ist, und der Feldspiegel gegebenenfalls eine Bewegung mit kleiner Amplitude und in Phase mit der Bewegung der Rasterablenkeinrichtungen erteilt erhält, welche Bewegung einerseits eine Translation abwechselnden Vorzeichens längs der Achse ZZ' nahe D und andererseits eine Rotation wechselnden Vorzeichens um eine Achse parallel zur x- Richtung symmetrisch in bezug auf ZZ' umfaßt, und die Amplitude der translatorischen Bewegung so bemessen ist, daß sie die durch die Rasterabtasteinrichtungen hervorgerufene Defokussierung korrigiert und die Amplitude der rotierenden Bewegung so bemessen ist, daß sie die Konjugierung des Mittelpunktes O der Austrittspupille des Objektivs (11) durch den Feldspiegel (16) in den festen Punkt O' trotz der abwechselnden Drehung der Rasterabtasteinrichtungen sicherstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Trommel (13') ein Prisma mit reflektierenden, von der Achse YY' gleich weit entfernten Flächen oder eine Pyramide ist, deren Flächen dieselbe Neigung in bezug auf YY' haben und daß A' und D genau symmetrisch in bezug auf jede der nacheinander senkrecht zur Ebene P stehenden Rächen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel eine Pyramide ist, deren reflektierende Flächen verschieden gegen YY' geneigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildtransportsystem der Zeilenabtasteinrichtungen aus einem konkaven Ringspiegel mit der Achse YY' besteht, der als Symmetrieebene eine zu YY' senkrechte Ebene hat, derart, daß das empfindliche Element (19) und sein Bild in diesem Spiegel auf YY' liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt des Ringspiegels mit einer YY' enthaltenden Ebene eine Ellipse ist, deren Hauptachse mit YY' zusammenfällt und in deren einem Brennpunkt sich das empfindliche Element (19) befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt prakiisch ein Kreis ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildtransportsystem der Zeilenabtasteinrichtungen ein Rückstrahler (Linsenspiegel) in Ringform um YY' herum ist, der als Symmetrieebene eine zu YY' senkrechte Ebene hat, derart, daß das empfindliche Element (19) und sein Bild auf YY' liegen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildtransportsystem der Zeilenabtasteinrichtungen ein Linsenobjek-

tiv ist, daß das empfindliche Element sich außerhalb der Achse YY' befindet, daß die Brennweite des Linsenobjektives derart bestimmt ist., daß es das Bild A' des empfindlichen Elementes auf der Achse YY' in dem in bezug auf D definierten Punkt erzeugt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldspiegel ein Teil einer Eilipsoide mit den Brennpunkten O' und O" ist, wobei O" der Symmetriepunkt von O in bezug auf den Rasterspiegel in einer zu YY' parallelen Lage ist und die Ellipsoide &rgr; durch D hindurchgeht oder sehr nahe bei D vorbeiläuft.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da6 der Feldspiegel Teil einer Kugel mit dem Mittelpunkt C gleich dem Schnittpunkt der die Punkte O' O" verbindenden Geraden mit der Achse ZZ' ist und die Kugel durch D hindurchgeht oder sehr nahe bei D vorbeiläuft.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder

10, dadurch gekennzeichnet, daß der Felds;üegel an eine zylindrische Fläche angenähert ist, die Tangente an die zuvor genannten Flächen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Translation des Feldspiegels auf der Achse ZZ' bzw. diejenige der Drehung um die x-Richtung, ermittelt aus der Bezugslage, in der der Scheitel des Spiegels bei D liegt, während der Rasterspiegel (14) parallel zu YY' ist und der Feldwinkel Null ist, jeweils i cos &ggr; bzw. &ggr; = a — ? beträgt, worin et der Winkel des Rasterspiegeis gegen YY' und &bgr; der Winkel unter dem man den Rand des Feldes vom Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektivs aus sieht, sind und /, &agr; und &bgr; durch folgende Beziehungen verknüpft sind:

&Dgr;
&agr;
R

+ va

S ?)

= L² (M² - V) + R²
= \ [&bgr; + arc sin [(f- 1) + sin ß]] = OD₁ = ED;

40

O,ist der zu D in bezug auf YY' symmetrische Punkt; E ist der Schnittpunkt der optischen Achse des Objektivs mit YY'; i ist der Winkel zwischen ED und ZZ'.

13. VcTichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß diesen Ansprüchen zuzüglich einem der Ansprüche 4 bis 6 und einem der Ansprüche 9 bis 12 aufgebaut ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv Linsen umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1.3, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv ausschließlich Spiegel umfaßt.

16. Vorrichtung nur mit Spiegeln entsprechend der Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn- &ohgr; zeichnet, daß der Rasterspiegel im parallelen Strahlengang vor dem Objektiv liegt, seine Drehachse senkrecht zur Achse YY' verläuft und diese Achse schneidet und das Objektiv gleichzeitig die Aufgabe des Feldspiegels erfüllt 'ind aus einem feststehenden Konkavspiegel in Ringform um YY' herum besteht, und einen Paraboischnitt mit jeder durch diese Achse gehenden Ebe' C bildet, wobei die Brennpunkte der Parabolschnitte die Konjugierten des Detektors durch die Zeilenabtasteinrichtungen sind und der feststehende Spiegel in seinen Abmessungen in Rasterrichtung auf den oberhalb der Ebene, die senkrecht zur Achse YY' und durch die Linie der Brennpunkte verläuft, liegenden Teil begrenzt ist, und eine Feldblende in der Brennfläche des Spiegels liegt, die die Länge der abgetasteten Zeile begrenzt.

17 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile zur direkten Sichtbarmachung des Feldbildes optische Elemente in bezug auf die Drehachse der Zeilenabtastung symmetrisch zu jenen, die Teil des Analysesystems sind, und es weiteren einen Planspiegel umfassen, in dem eine Lumineszenzdiode für sichtbares Licht symmetrisch zu dem Detektor ist und Einrichtungen vorgesehen sind, um an die Lumineszenzdiode das von dem Detektor abgegebene Signal anzulegen und das Biid des Feldes Visuell gegebenenfalls über ein Fernrohr beobachtbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente des Bildanalysesystems gleichzeitig diejenigen des Sichtbarmachungssystems sind, das darüber hinaus zwei dichroitische Planspiegel umfaßt, nämlich einen ersten dichroitischen Planspiegel, der so angeordnet ist, daß die Lumineszenzdiode symmetrisch zum Detektor ist und einen zweiten dichroitischen Planspiegel, der im Strahlengang vor dem Zeilen- und Rasterabtastsystem liegt, wobei die dichroitischen Spiegel für das Analyselicht durchlässig und für das Lumineszenzlicht reflektierend sind und das Bild visuell gegebenenfalls über ein Fernrohr beobachtbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor und die Lumineszenzdiode je &eegr; Elemente umfassen und die Elemente des Detektors für unterschiedliche Wellenlängen empfindlich sind und die Elemente der Diode in verschiedenen Farben strahlen und daß die geometrische Anordnung der Detektorelemente mit derjenigen der Diodenelemente übereinstimmt und daß die Anordnungen symmetrisch zueinander in bezug auf die Planspiegel nach den Ansprü-hen 17 oder 18 sind und daß die Vorrichtung Einrichtungen zum Anlegen des von einem Detektorelement abgegebenen Videosignals an ein Diodenelement umfaßt und gegebenenfalls optische Elemente als Lichtfilter vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Bezugsstrahlungsquelle im Zeilenstrahlengang des Bildes des Detektors atn Ende einer Analyseze-le umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor zwei Elemente D₁ und D₁ umfaßt, die jeweils für einen Wellenlängenbereich empfindl'ch sind, deren jeder zu beiden Seiten einer Wellenlänge A, bzw. einer Wellenlänge A₂ liegt und daß das Element D₁ auf der Drehachse der Zeilenabtastung liegt, während das Element D₂ symmetrisch zu D₁ in bezug auf einen dichroitischen Spiegel liegt, der für die Wellenlänge A₁ durchlässig, für die Wellenlänge A₂ reflektierend ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor zwei Elemente D₁ und D₂ umfaßt, von denen das eine für einen Wellenlängenbereich zu beiden Seiten einer Wellenlänge A,, das andere für einen Wellcnlänpe.nhprpirh 711 &EEgr;&rgr;&idigr;&EEgr;&rgr;&pgr;

Seiten einer Wellenlänge A₃ empfindlich ist, und daß die beiden Elemente symmetrisch in bezug auf eine rotierende Scheibe liegen, deren Oberflüche beidseitig reflektierend ist und Schlitze aufweist, und daß gegebenenfalls eine Bezugsstrahlungsquelle vorgesehen ist, die in eine Richtung mit der gleichen Neigung wie der mittlere Strahl des Analysestrahlenganges strahlt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor meh- in rere empfindliche Elemente in einer Spalte senkrecht zur Zeilenabtastrichtung umfaßt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18. dadurch gekennzeichnet, der Detektor mehrer; empfindliche Elemente in einer Reihe nebeneinander parallel zur Zeilenabtastrichtung umfaßt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor mehrere Spalten aus empfindlichen Elementen umfaßt, die in mehreren Reihen senkrecht zu den Spalten :o angeordnet sind, welche senkrecht zur Richtung der Zeilenabtastung liegen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit Detektoren, von denen jeder für einen Wellenlängenbereich empfindlich ist und einen Aufbau entsprechend den Ansprüchen 23 bis 25 besitzt.