DE2622113B2

DE2622113B2 - Optische Vorrichtung zur Korrektur der sphärischen Aberration eines sphärischen Hohlspiegels

Info

Publication number: DE2622113B2
Application number: DE2622113A
Authority: DE
Inventors: Günter 7803 Gundelfingen Fetzer; Dipl.-Ing. Dr. Arthur 7808 Waldkirch Walter
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1981-08-13
Also published as: FR2352314A1; SE7705784L; GB1581183A; US4196961A; JPS52141242A; IT1077391B; FR2352314B1; DE2622113A1; SE442349B; DE2622113C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtvorhanges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, daß ein Kugelspiegel die sphärische Aberration unterkorrigiert (H. Naumann, Optik für Konstrukteure, Halle 1949, Seiten 60, 61, 227, 228, 230 und 231) und daß ein'; planparallele Platte die sphärische Aberration überkorrigiert (G. Schröder, Technische Optik, Würzburg 1974, Seiten 45 und 56). Gleichwohl hat man bei Vorrichtungen zur Erzeugung eines Lichtvorhanges mit einem Spiegelrad aiii Lichtablenkvorrichtung bisher die sehr kostspieligen Parabolspiegel verwendet, wenn die sphärische Aberration nicht hingenommen werden konnte.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtvorhanges mit einem sphärischen, streifenförmigen Hohlspiegel und einer im Brennpunkt angeordneten Lichtablenkvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die sphärische Aberration mit geringem ι Aufwand in einem für praktische Zwecke ausreichenden Ausmaß behoben wird

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine planparallele

ίο Platte die sphärische Aberration eines Hohlspiegels zwar nicht vollständig zu kompensieren gestattet daß jedoch durch geeignete Anordnung und Wahl der Dicke sowie des Brechungsindex der planparallelen Platte die sphärische Aberration für bestimmte Strahlenwinkel

ι > vollständig beseitigt und für die übrigen Strahlenwinkel soweit herabgesetzt werden kann, daß die Korrektur für die Zwecke eines Lichtvorhanges voll ausreicht Sowohl der sphärische Hohlspiegel als auch die planparallele Platte sind mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellbar und daher wesentlich wirtschaftlicher einsetzbar als ein Parabolspiegel.

Bevorzugt ist die planparallele Platte so weit von der optischen Achse versetzt daß sie vom Sende- bzw. Empfangsstrahl in jeder Richtung nur einmal durchsetzt wird. Der am streifenförmigen Hohlspiegel reflektierte Sendestrahl bzw. der auf den Hohlspiegel auftreffende Empfangsstrahl läuft dagegen neben der planparallelen Platte vorbiii. Diese besonders vorteilhafte Anordnung gewährleistet es also, daß das Sende- bzw. Empfangsso licht in erwünschter Weise nur ein einziges Mal von der planparallelen Platte beeinflußt wird. Auf diese Weise wird nicht nur die Zahl der Grenzflächen Glas —Luft herabgesetzt, sondern auch ein optimaler Einsatz der planparalellen Platte zur Korrektur der sphärischen

Γ) Aberration eines Kugelspiegels bei einem Lichtvorhang erzielt Die Versetzung der beiden Strahlenbündel am Hohlspiegel dient im übrigen dem Zweck, eine Kollision des Sende- bzw. Empfangsstrahls mit der Lichtablenkvorrichtung zu verhindern.

•to Da diese Versetzung jedoch auf dem streifenförmigen Hohlspiegel eine gekrümmte Abtastlinie zur Folge hat sieht eine weitere, auch unabhängig von den vorgenannten Merkmalen sinnvolle Ausführungsform vor, daß die planparallele Platte um eine zur Hohlspiegellängsrich tung parallele Achse so gekippt ist, daß der dadurch hervorgerufene Strahlenversatz zu einer Bewegung des objektseitigen Strahls möglichst in einer Ebene führt Mit anderen Worten kann durch eine zusätzliche Kippung der planparallelen Platte auch der durch die

w Strahlversetzung am streifenförmigen Hohlspiegel hervorgerufene Astigmatismus beseitigt werden.

Schließlich kann die planparallele Platte zur Beseitigung chromatischer Fehler aus mehreren Schichten zusammengesetzt sein, welche unterschiedliche Disper sionen aufweisen können.

Eine vorteilhafte bauliche Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die planparallele Platte einen trapezförmigen Querschnitt hat Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei einem Lichtvor hang mit streifenförmigem Hohlspiegel und Lichtab lenkvorrichtung das Abtastlichtbündel Sektorform hat Auf diese Weise kann die planparallele Platte wesentlich kompakter und leichter ausgebildet sein. Wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem

f>5 Spiegelrad als Lichtablenkvorrichtung verwendet, so ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß die planparallele Platte so auf die Lage und Größe des Spiegelrades abgestimmt ist, daß nur der noch

verbleibende Fehler kompensiert wird. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bereits das Spiegelrad die sphärische Aberration eines Hohlspiegels teilweise kompensiert

Zur Reduzierung der tatsächlichen Dicke der "> planparallelen Platte kann diese zwecks Faltung des Strahlengangs auch teilweise verspiegelt sein, so daß eintretende Lichtstrahlen wenigstens einmal hin- und herreflektiert werden, wodurch die effektive Platiendikke vervielfacht werden kannn. ι< >

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht einer Grundausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung,

F i g. 2 eine gegenüber F i g. 1 etwas modifizierte Ausführungsform einer teilweise aufgebrochenen Ansicht nach Linie H-II in F i g. 1,

F i g. 3 eine zu F i g. 1 analoge Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen -'< > Vorrichtung,

Fig.4 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten messenden Lichtvorhangs,

F i g. 5 ein Diagramm, welches den Parallelitätsfehler ^ ε in Abhängigkeit vom Winkelabstand φ des betrachteten Hohlspiegelpunktes veranschaulicht,

Fig.6 ein analoges Diagramm wie Fig.5 für einen anderen praktischen Fall,

Fig.7 eine schematische Ansicht eines ähnlichen ^!|> messenden Lichtvorhangs wie in Fig.4 nach Linie VII VIIinFig.4und

Fig.8 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig.7 nach Linie VIII-VIH in F i g. 7.

Fig. 1 zeigt einen sphärischen Hohlspiegel 11 mit '> einem maximalen Nutzwinkelbereich φ max, wobei der Nutzwinkelbereich vom Mittelpunkt M des Hohlspiegels U aus gemessen wird. Unmittelbar vor dem Hohlspiegel ist die erfindungsgemäße planparallele Korrekturplatte 12 senkrecht zur optischen Achse 13 ⁴⁽⁾ des Hohlspiegels angeordnet. Von einem parallel zur optischen Achse 13 einfallenden Parallel-Lichtbündel 14 sind der einfachen Darstellung halber lediglich ein achsnaher und ein achsferner Strahl eingezeichnet beide Strahlen durchlaufen die planparallele Platte 12 ⁴"' zunächst ohne jede Versetzung, weil sie senkrecht auf diese auftreffen. Nach der Reflexion an der Oberfläche des sphärischen Hohlspiegels 11 werden jedoch die Austritts-Strahlen 15 von der planparallelen Platte 12 in der dargestellten Weise mehr oder weniger parallel versetzt

Nach P i g. 1 schließt der Radius vom Auftreffpunkt des Lichtstrahls 14 auf dem Hohlspiegel 11 zum Mittelpunkt Mmit der optischen Achse 13 einen Winkel φ ein. Nach den Reflexionsgesetzen beträgt dann der Einfallswinkel des reflektierten Austrittsstrahls 15 mit der optischen Achse 2φ. In der planparallelen Platte 12 wird der Lichtstrahl 15 entsprechend dem Brechungsindex π der Platte 12 zum Lot hin gebrochen, so daß der Strahl nur noch einen kleinen Winkel 2φ mit der ^b0 Senkrechten auf der Platte 12 einschließt Nach dem Austritt Aus der Platte 12 wird der Austrittsstrahl 15 wieder vom Lot auf der Platte 12 weggebrochen und schließt jvtzt wieder mit diesem einen Winkel 2φ ein, um schließlich am Punkt F' die optische Achse 13 zu ^b5 schneiden.

Ohne die Korrekturplatte 12 würde der Austrittslichtstrahl 15 den punktiert angedeuteten Verlauf nehmen und am Punkt F"die optische Achse 13 schneiden.

Aus den geometrischen Gesetzen läßt sich die Parallelversetzung e des Austrittsstrahls 15 aufgrund der Wirkung der planparallelen Platte 12 wie fotgt errechnen:

_ d ■ sin (2 φ - 2 φ')
cos 2 φ'

Daraus ergibt sich für die Versetzung Z des Austrittsstrahlschnittpunktes F" mit der optischen Achse 13 nach F'die folgende Beziehung:

Z =

sin 2 ρ

η cos 2 φ' J

Hierbei ist auch das Brechungsgesetz (siehe unten, Gleichung 5) angewandt worden.

Für achsnahe Strahlen (<p-+0) ergibt sich als Verschiebung des Schnittpunktes F"zum Brennpunkt F folgender Wert:

Definiert man eine variable Größe dz wie folgt:

cos 2 φ

(4)

so läßt sich der Ausdruck (2) auch wie folgt darstellen:

Z = Z_n + Az.

(5)

Man sieht daraus, daß die durch die planparallele Platte 12 bedingte Gesamtbrennpunktverschiebung Z sich aus einem nur von der Plattendicke d und dem Brechungsindex π der planparallelen Platte 12 abhängigen Betrag Zo und einem auch noch vom Winkel φ abhängigen Term Δζ zusammensetzt Diese Verhältnisse sind in F i g. 1 anhand eines achsnahen und eines achsfernen Lichtstrahls 14,15 veranschaulicht

Durch Anwendung des Brechungsgesetzes

sin (2 φ) = π · sin (2 ρ')

kann der Winkel φ' aus der Gleichung 4 eliminiert werden. Es ergibt sich dann für Δζ der folgende, nur noch von der Plattendicke dund dem Brechungsindex η der planparallelen Platte 12 sowie vom Winkel φ abhängige Ausdruck

Λ ^d

Δ Ζ =

1 -

cos 2 φ

arc sin I — · sin 2 ψ ) L \" /Jj

Beispielsweise durch Tschebyscheffsche Approximation läßt sich jetzt für den gesamten Nutzwinkelbereich 2goma« eine absolute Abweichung Δζ unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes Az_max festlegen, welcher die maximal vorkommende Brennpunktschwankung darstellt.

Es ist zu betonen, daß die Betrachtungen anhand

F i g. 1 für ein einfallendes Parallelbündel angestellt wurden. Der Korrektureffekt der planparallelen Platte 12 ist jedoch auch für die umgekehrte Strahlenrichtung voll gültig, d. h., daß 15 von einer zentralen Lichtquelle kommende Strahlen sind und 14 ein aus der Korrekturplatte 12 austretendes Parallel-Lichtbündel.

F i g. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung der Linie II-II in F i g. 1, wobei jedoch insofern eine gewisse Abwandlung vorgenommen wurde, als das Parallelbündel nicht mehr parallel zur optischen Achse 13, sondern unter einem Winkel zu dieser auf den Hohlspiegel 11 auftrifft. Die planparallele Platte 12 ist relativ zur optischen Achse 13 derart versetzt, daß das Parallelbündel 14, ohne sie zu durchqueren, den Hohlspiegel 11 erreicht. Lediglich das reflektierte Bündel 15 durchläuft die planparallele Platte 12.

Nach der in Fig. 2 schematisch veranschaulichten bevorzugten Ausfürungsform fallen die Austrittsstrahlen 15 in der Projektion der Fig.2 nicht senkrecht, sondern vielmehr unter einem Winkel φ>45° auf die planparallelen Seiten der Platte 12 auf. Durch geeignete Wahl des Winkels φ kann der durch den Schrägauffall des Parallelbündels 14 entstehende Astigmatismus des Hohlspiegiis 11 weitgehend beseitigt werden. Auch im Fall der F i g. 2 kann die Strahlrichtung ohne weiteres umgekehrt werden, ohne daß die Korrekturwirkung der Platte 12 beeinträchtigt wird.

Anhand von F i g. 3 wird zunächst gezeigt, was unter dem Parallelitätsfehler ε zu verstehen ist. Gehl man davon aus. daß vom Brennpunkt F des Systems ein Lichtstrahl zu einem bestimmten Punkt auf dem Hohlspiegel 11 verläuft, welcher in F i g. 3 als der dem maximalen Nutzwinkel <p_ma» entsprechende äußerste Punkt angenommen ist so bezeichnet ε den Winkel des Austrittslichtstrahls 15, den dieser mit einer Richtung parallel zur optischen Achse 13 einschließt. Aus dieser Betrachtung ist ersichtlich, daß die anhand von F i g. 1 definierte Eirennpunktverschiebung Az mit dem Parallelitätsfehler ε korrespondiert. Mit anderen Worten erfährt ein auf einen bestimmten Punkt des Hohlspiegels 11 treffender, parallel zur optischen Achse 13 gerichteter Eintrittslichtstrahl 14 eine Brennpunktverschiebung Az, während ein vom Brennpunkt F zum gleichen Punkt des Hohlspiegels 11 verlaufender Lichtstrahl nach der Reflexion einen Winkel ε mit der Richtung der optischen Achse 13 einschließt

In Fi g. 3 sind im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 zwei weitere Abwandlungen dargestellt. Zum einen besteht die planparallele Platte 12 aus insgesamt vier Schichten 12a, \2b, YIc, Md, welche unterschiedliche Abbe'sche Zahlen aufweisen, um einen etwaigen chromatischen Aberrationsfehler auszuschalten. Die Schichten sind der Einfachheit halber durch gerade Linien angedeutet; tatsächlich sind die Grenzflächen innerhalb der Korrekturplatte jedoch gewölbt.

Außerdem hat die planparallele Platte 12 nach F i g. 3 schräg verlaufende Kanten 16, so daß insgesamt in der Ansicht der Fig.3 eine Trapezforra vorliegt Anordnung und Richtung der schrägen Kanten 16 sind dabei derart, daß die äußersten Strahlen des Nutzwinkelbereiches 2φ_παΐ gerade noch innerhalb der planparallelen Platte 12 verlaufen können.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß der mögliche maximale Nutzwinkelbereich 2ψ_π^_η 90° beträgt wefl bei einem Winkel von gw>45° die am Hohlspiegel reflektierten Parallelstrahlen nicht mehr in die Korrektnrplatte 12 hineinreflektiert würden. Bei Dimensionierung der planparallelen Platte 12 muß außerdem drauf geachtet werden, daß die nach Reflexion am Hohlspiegel 11 in die Platte hineingebrochenen Lichtstrahlen 15 auf der gleichen Seite der optischen Achse 13 wieder aus der Platte 12 austreten, auf der sie in die Platte eingetreten sind.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße optische Vorrichtung bei einem messenden Lichtvorhang 22 gemäß F i g. 4 angewendet. Nach F i g. 4 beleuchtet eine vorzugsweise aus einem Laser bestehende Lichtquelle

ίο 18 über eine Optik 23 ein Spiegelrad 17, auf dem ein Bild der Lichtquelle entworfen wird. Wie sich besonders deutlich aus den F i g. 7 und 8 ergibt, ist zwischen dem Spiegelrad 17 und dem sphärischen Hohlspiegel 11 die Korrekturplatte 12 angeordnet, welche die anhand von Fig.3 erörterte Trapezform aufweist und in der Ansicht nach F i g. 7 relativ zu den sie durchlaufenden Lichtstrahlen um einen Winkel ψ>90° gekippt ist, um den obenerwähnten Astigmatismus zu beseitigen. Ohne diese Kippung der Korrekturplatte würde bei Drehung des Spiegelrades 17 mittels eines Motors 24 auf dem Hohlspiegel 11 eine gekrümmte Abtastlinie 25 entstehen, welche in F i g. 8 gestrichelt angedeutet ist. Durch geeignete Wahl des Winkels φ kann jedoch auf dem Hohlspiegel 11 ohne weiteres eine gerade Abtastlinie 26 erzielt werden.

Der Hohlspiegel 11 reflektiert die durch die Korrekturplatte 12 gelangten Lichtstrahlen und richtet sie als paralleles Austrittsbündel 14 beispielsweise aui einen Retroreflektor 19, welcher als Tripelspiegel

κι ausgebildet sein kann. In diesem Fall wird das Licht in sich selbst zurückgeworfen und über den Hohlspiegel 11, die planparallele Platte 12, das Spiegelrad 17 und einen Strahlenteiler 20 zu einem photoelektrischen Empfänger 21 getenkt.

r> Im Lichtvorhang 22 erfolgt also die Messung von dort befindlichen Gegenständen nach dem Fahrstrahlprinzip, d. h, es wird ein vorzugsweise von einem Laser 18 erzeugter Fahrstrahl parallel zu sich selbst über den Lichtvorhang 22 hin- und hergeführt, was durch einen Pfeil 27 angedeutet ist. Geht man davon aus, daß die Laufgeschwindigkeit des Fahrstrahls 14 bekannt ist, so liefert der photoelektrische Empfänger 21 ein Signal, dessen Dauer in bekanntem Zusammenhang mit der Wegverschiebung des Lichtstrahls steht. Wird ein Hindernis in die Meßfläche gebracht, so wird der Meßstrahl für einen kleinen Zeitraum, der von der Dicke des Hindernisses abhängig ist, unterbrochen. Aus dieser Zeit läßt sich dann unter Berücksichtigung der Laufgeschwindigkeit des Fahrstrahls in bekannter

-)<> Weise die Dicke des Hindernisses bestimmen. Neben dieser analogen Auswertung ist auch noch eine digitale Auswertung möglich, indem in bekannter Weise zusätzlich ein Taktmaßstab und ein weiterer lichtelektrischer Wandler verwendet werden, welche nicht

v> dargestellt sind Dieser nicht dargestellte Taktmaßstab befindet sich vorzugsweise am Uchtaustritt des Gerätes und wird von einem Teil des Fahrstrahls abgetastet Er liefert durch weitere optische Hilfsmittel und einen zweiten lichtelektrischen Wandler elektrische Impulse,

bo die proportional der Wegverschiebung des Fahrstrahls sind. Befindet sich ein Hindernis im Meßbereich, so wird der Fahrstrahi entsprechend der Dicke des Hindernisses unterbrochen, wobei die Anzahl der Impulse während der Unterbrechung des Fahrstrahls dann ein Maß für die

b5 Dicke des Hindernisses ist

Bei derartig messenden Lichtvorhängen kommt es nun darauf an, daß der Lichtstrahl stets genau parallel zur optischen Achse verläuft Dies ist insbesondere dann

wichtig, wenn der Ort des Meßgegenstandes beliebig zwischen Reflektor und Gerät liegen darf. Um dies mit einem sphärischen Hohlspiegel zu erreichen, werden erfindungsgemäß die Lage des Spiegelgrades 17 und die Parameter der planparallelen Platte 12 in optimaler Weise aufeinander abgestimmt.

Zunächst wird der Drehpunkt des Spiegelrades relativ zum Mittelpukt M des Hohlspiegels 11 in Richtung auf den Hohlspiegel um eine Strecke

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verschoben. Die Konstante k läßt sich dabei so wählen, daß außer für achsnahe Strahlen auch für in einem bestimmen Abstand von der optischen Achse befindliche Strahlen ein Parallelitätsfehler e = 0 erzielt wird. Die Fehlerkurven 1 in den Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Konstante k optimal zu wählen ist. Für den gesamten Nutzwinkelbereich g>,_nill soll der Absolutfehler beispielsweise nicht größer als 10-' (Fig.5) oder 10-²(Fig. 6) sein. F i g. 5 zeigt ein Beispiel für einen relativ großen Nutzwinkelbereich von 13°, Fig.6 zeigt ein Beispiel für eine relativ kleine Öffnung von etwa 6°. Beide Diagramme geben nur den halben Nutzwinkelbereich wieder; die andere Hälfte ist völlig symmetrisch.

Durch zusätzliche Anordnung der Korrekturplatte und durch geeingnete Wahl der Parameter der Korrekturplatte 12 läßt sich nun gemäß den Fig. 5 und 6 erreichen, daß nicht nur für achsnahe Strahlen, sondern für zwei weitere achsfernere Strahlen der Parallitätsfehler vollständig zum Verschwinden gebracht wird. Durch Tschebyscheffsche Approximation werden die einzelnen Parameter so lange verändert, bis der Absolutfehler unterhalb eines vorbestimmten Wertes verbleibt, welcher nach F i g. 5 10 -³, nach F i g. 6 10-⁵ist.

Wie aus den Fig.5 und 6 ersichtlich ist, wird gegenüber der Verwendung eines Spiegelrades ohne Korrekturplatte durch die Anordnung und Optimierung der planparallelen Platte 12 eine Herabsetzung des Paraiielitätsfehlers ε um zwei bzw. drei Zehnerpotenzen erzielt Es ist nämlich zu beachten, daß der Parallelitätsfehler ε in den F i g. 5 und 6 im logarithmischen Maßstab aufgetragen ist. Durch die Korrekturplatte wird also nicht nur eine graduelle, sondern eine größenordnungsmäßige Verbesserung im Hinblick auf die sphärische Aberration eine sphärischen Hohlspiegels erzielt

Bei der Drehung des Spiegelrades sollte sich der den auftreffenden Lichtstrahl reflektierte Reflexionspunkt stets an einer solchen Stelle befinden, daß der zum Hohlspiegel hin reflektierte Strahl parallel aus diesem austritt. Da das Spiegelrad jedoch nicht beliebig groß gemacht werden kann, ist selbst bei der optimalen Anordnung in einem Abstand

+ k

vom Mittelpunkt des Hohlspiegels in jedem Augenblick noch eine gewisse Abweichung Ax vom idealen Reflexionspunkt gegeben, welche sich wie folgt mathematisch darstellt:

cos ψ

(3)

Durch Gleichsetzung von Ax und Az sowie Variation der verschiedenen Parameter können schließlich symmetrische Fehlerkurven II gemäß den Fig.5 und 6 gebildet werden.

Eine wesentliche Erkenntnis des Erfinders ist also darin zu sehen, daß es für praktische Zwecke voll ausreicht, wenn nur an zwei oder drei definierte Stellen der Parallelitätsfehler vollständig zu Null wird, während es völlig ausreicht, wenn er zwischen diesen Idealpunkten gewisse Absolutwerte nicht überschreitet.

Während im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ein vierflächiges Spiegelrad dargestellt ist, werden insbeondere Spiegelräder mit zwölf Spiegeln, d. h. einem Winkel von 30° pro Spiegel bevorzugt. Diese weisen aus fertigungstechnischen Gründen einen maximalen halben Nutzwinkelbereich von φ= 15° auf. Auf jeden Fall sollte stets eine geradzahlige Anzahl von Flächen verwendet werden.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß eine weitgehende Beseitigung der sphärischen Aberration allein mit der Korrekturplatte möglich ist. Ein Spiegelrad mit einem größeren Durchmesser als 0 verbessert jedoch die Korrektur nicht unerheblich. An sich wären möglichst große a-Werte vorteilhaft, doch sind die Durchmesser von Spiegelrädern, welche Drehzahlen von 3000 bis 30 000 UpM aufweisen, auf 10 bis 60 mm und allerhöchstens 200 mm begrenzt was durch die maximale Materialfestigkeit bedingt ist

Wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich ist, ist die Dicke c/der planparallelen Platte 12 einerseits durch die Lage des Systembrennpunktes Fund andererseits durch den maximalen Nutzwinkel φ™, bestimmt.

Hierzu 4 Blatt Zcichnuimcn

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtvorhanges mit einem sphärischen, streifenförmigen Hohlspiegel und einer im Brennpunkt angeordneten Lichtablenkvorrichtung, welche einen scharf gebündelten Lichtstrahl periodisch über den sich in Abtastrichtung erstreckenden Hohlspiegel führt und/oder einen Empfangsstrahl vom Hohlspiegel empfängt und zu einem photoelektrischen Wandler lenkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hohlspiegel und Lichtablenkvorrichtung eine planparallele Platte mit parallel zur Hohlspiegellängsrichtung verlaufenden Ein- und Austrittsflächen derart angeordnet und bemessen ist, daß die Ausgangsstrahlen möglichst achsparalbl verlaufen bzw. achsparallele Empfangsstrahlen möglichst wenig vom Brennpunkt entfernt auftreffen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte so weit von der optischen Achse versetzt ist, daß sie von dem Sendebzw. Empfangsstrahl nur einmal durchsetzt wird.

3. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte um eine zur Hohlspiegellängsrichtung parallele Achse so gekippt ist, daß der dadurch hervorgerufene Strahlen versatz zu einer Bewegung des objektseitigen Strahls möglichst in einer Ebene führt

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte zur Beseitigung chromatischer Fehler aus mehreren Schichten zusammengesetzt ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die planparallele Platte trapezförmigen Querschnitt hat

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Spiegelrad als Licntablenkvorrichtung, dadurch gekennzeichnet daß die planparallele Platte so auf Lage und Größe des Spiegelrades abgestimmt ist daß nur der noch verbleibende Fehler kompensiert wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der tatsächlichen Dicke der planparallelen Platte dieselbe zwecks Faltung des Strahlenganges teilweise verspiegelt ist.