DE2701730A1

DE2701730A1 - Schwingspiegelanordnung fuer abbildungssysteme

Info

Publication number: DE2701730A1
Application number: DE19772701730
Authority: DE
Inventors: Josef F Dipl Ing Menke
Original assignee: Elektro Optik GmbH and Co KG
Current assignee: Elektro Optik GmbH and Co KG
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1977-01-18
Publication date: 1978-07-20

Description

Schwingspiegel-Anordnung jur Abbildungs-Systeme
Die Erfindung betrifft eine Schwingspiegel-Anordnung für ein System zum Abtasten und iieaergeben von IR-Bildern. bin solches System besteht im allgerneinen aus einem Eingangsobjektiv, einer Korrekturlinse, dem Schwingspiegel, einem Transformator und einem IR-Detektor. In ähnlicher Form ist die ,viedergabe-Einheit aufgebaut.
Abtast- und »Viefletgabe-ysteme zum linienförmigen Abtasten eines Bildfeldes sind in verschiedenen Arten bereits bekannt.
Bei mehreren der bekannten Systemes wird die Bildfeldabtastung durch einen Schwingspiegel vorgenommen. Der Schwingspiegel ist im konvergenten Strahlengang hinter dem Eingangsobjektiv angeordnet. Diese Anordnung hat bei den herkömmlichen Systemen den Nachteil, daß die Bildebene verschoben wird, was zu einer Verzerrung bei Bewegung des Spiegels führt. Das Bild muß deshalb durch entsprechende Linsen- oder Spiegel-Systeme korrigiert werden, um die Absorbtions-Verluste zu verringern und die Auflösungsqualität zu erhalten. Das erfordert einen zusätzlichen optischen Aufwand.
Bei einem anderen System wird der Spiegel so geschwenkt, daß er annähernd auf einer Kreisbahn schwingt. Hierbei bleibt bei gleichförmiger Bewegung zwar die Bildqualität erhalten. Die Zeit-Weg-Kurve zeigt jedoch einen Sinus-Verlauf; somit tritt am Anfang und am Ende des Bildfeldes eine Bildpunkt-Verdichtung auf, während das Bild in der Mitte eine Bildpunkt-Verdünnung aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau des achwingspiegels und das System zur linienförmigen Abtastung des Bildfeldes so auszubilden, daß die optischen Fehler auf ein Minimum herabgesetzt und die schwingenJen Teile in ihrer Masse klein gehalten werden, daß ferner die Kennlinie (Zeit-Weg-Kurve) annähernd einen Dreiecks-Verlauf aufweist.
Nach der Erfindung werden bei einer IR-ild-Abtastanordnung, welche aus einem Eingangs-Objektiv, einer oder mehreren, in Reihe oder parallel angeordneten Empfangszellen, einem Transformator-System und einem zwischen Eingangs-Objektiv und Transformator-System angeordneten, planen Schwingspiebel besteht, Lagerung und Antrieb des Spiegels so ausgebildet, daß durch Verlagerung des Drehpunktes während der Schwingung und entsprechende Programmierung des magnetischen Antriebs ein Bewegungsablauf des Abtaststrahles erreicht wird, welcher angenähert einer Dreiecks-Funktion entspricht.
Die Verlagerung des Drehpunktes während der Schwingungsbewegung und die Ansteuerung des magnetischen Antriebs-Systems können dabei so ausgebildet werden, daß der Spiegel gleichförmig bewegt wird und mit seiner Spiegelebene auf einer vorab berechneten Kurvenbahn schwingt.
Es ergibt sich dabei ferner die hilöglichkeit, die Kurvenbahn so zu berechnen, daß ihre Krümmung genau der optischen Fehler-Kurve entspricht.
Die so in ihren Grundzügen beschriebene Erfindung kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Besonders einfach wird der Aufbau, wenn der Schwingspiegel mit seitlichen Ansätzen in zwei Kurvenbahnen geführt und durch Federn gegen die Bahn angedrückt wird.
Zum Anregen der jchwingungen des Spiegels kann man ein ein-oder mehr-poliges Magnet-System benutzen, wobei das Magnetfeld zweckmäßigerweise mit Hilfe einer elektronischen Anordnung erzeugt wird.
In den Abbildungen ist ein Ausführungs-Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig.i die schematische Darstellung eines mit Schwingspiegel arbeitenden Abtastgeräts; Fig.2 einen Schwingspiegel mit Slagnet-Antrieb in drei Schnitten (a,b,c); Fig.3 eine Jarstellung des Abwälzvorganges der Spiegelebene des Schwingspiegels an einer gedachten Kurve; Fig.4 die mit der Erfindung annähernd erzielbare Bewegung Kennlinie des Schwingspiegels.
Die in Figur 1 dargestellte Abtast-Vorrichtung besteht aus einem Eintritts-Objektiv 1, das die parallel ankommenden Strahlen aufnimmt und in ein konvergentes Strahlenbündel umwandelt, einem im konvergenten Strahlengang angeordneten Schwingspiegel 2 mit Magnet-Antrieb 3, einem Umlenkspiegel 4, einer Transformations-Optik 5 und einer mpfangszelle 6. Der Umlenkspiegel 4 kann als Kippspiegel ausgebildet sein und übernimmt dann den Zeilenversatz, während der Schwingapiegel die einzelnen Zeilen abtastet. In Figur 1 ist nur eine Empfangszelle dargestellt. Es können auch mehrere Empfangszellen über einander oder neben einander angeordnet sein. Bei über einander angeordneten Empfangszellen werden bei einer Schwingung gleichzeitig mehrere Zeilen geschrieben.
In Figur 2 ist der Schvvingspiegel mit Antrieb in etwas größerem Maßstab dargestellt. Hierbei zeigen: a) eiiien Vertikalschnitt in Ebene A-A (s.Fig.c) b) einen Vertikalschnitt in Ebene B-B und c) einen horizontalschnitt in Ebene C-C (s.Fig.b).
Der Schwingspiegel ist wiederum mit 2 bezeichnet. Er sitzt in einer Art Wanne 12 mit zwei einander gegenüber liegenden Wänden, die mit Zapfen in die Führungsschlitze einer seitlichen Führung 8 eingreifen. Zwei Schraubenfedern 9,19 drücken die Wanne nach oben und bilden zusammen mit Spiegel und Wanne ein schwingendes System, welches durch Magnete 13,23 zu echwinenden Bewegungen angeregt wird. Die Magnete werden hierzu von einer (nicht dargestellten) Elektronik angesteuert.
Die Ansteuerung der Schwingungsbewegung wird so programmiert, daß die Schwingungs-Bewegung des Spiegels einer Abwälz-Bewegung der Spiegelebene auf einer genau berechneten Kurve 7 entspricht, (Fig.3). Dabei entsteht etwa die in Figur 4 dargestellte Bewegungs-Kennlinie.
Die Genauigkeit der Schwingungs-Bewegung kann noch verbessert werden, wenn man unter den schwingenden Enden der Wanne 12 Prellböckchen 10,20 anbringt, die den Stoß kurz vor dem Ende der Bewegung abfangen und elastisch zurückgeben.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 0Schwingspiegel-Anordnung zur Erzeugung von lilnienblidrastern in Verbindung mit einem Abbildungs-System und einer Potozelle, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verlagerung des Drehpunktes und Programmierung des magnetischen Anregungssystems kein üblicher Sinus-Ablauf der Kennlinie sondern angenähert ein Dreiecks-Verlauf erreicht wird.
2. Schwingspiegel-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufhängung und MEagnet-Antrieb des Schwingspiegels so ausgebildet und berechnet sind, daß der Schwingspiegel auf einer vorab berechneten Kurvenbahn in seiner Spiegelebene schwingt.
3. Schwingspiegel-Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel in seitlichen, gekrümmten Führungsbahnen geführt ist und und der Schwingungsvorgang durch Federn unterstützt wird.
4. Schwingspiegel-Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung durch ein ein- oder mehrpoliges Magnetsystem erzeugt wird.
5. Schwingspiegel-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld mit Hilfe einer elektronischen Anordnung erzeugt wird.
6. Schwingspiegel-Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingspiegel in einer Wanne angebracht ist, welche mit seitlichen Ansätzen in die Führungsbahnen eingreift.
7. Schwingungs-Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ennzeichnet, daß unter den schwingenden Enden der Wanne Prellböcke zum Abfangen der Schwingung angeordnet sind.