DE2713545C3 - Vorrichtung zum Schutze vor geräteeigenen Störstrahlungen in IR-optischen Geräten - Google Patents

Description

des Polygons in eine Ebene abgebildet (F"% in der der Autokollimationsspiegel 6 angeordnet ist Dreht sich das Polygon, so bewegt sich auch dieser reflektierte Fokus, und zwar entlang einer konzentrischen Linie um den Drehpunkt des Polygons. Dadurch ist die Krümmung des Äutokollimationsspiegels 6 gegeben.

Die Größe der Öffnung im Autokollimationsspiegel 6, die erforderlich und gerade groß genug ist, um die gesamte äußere Apertur durchzulassen und alle Nebenstrahlen auszublenden, ergibt sich, wenn man den Drehpunkt des Polygons als theoretischen Fokus betrachtet Wenn man dort den äußeren Aperturwinkel symmetrisch zur optischen Achse ansetzt, dann ergibt der Schnittpunkt der Randstrahlen mit dem Autokollimationsspiegel 6 die Eckpunkte, bis zu denen hin, von der optischen Achse aus gesehen, die Öffnung im Autokollimationsspiegel reichen muß. Dabei verlaufen diese Randstrahlen gemäß der oben beschriebenen besonderen Art der ganzen Anordnung durch die Eckpunkte der Spiegelfläche des Polygons. Diese Randstrahlen sind in F i g. Ib gestrichelt eingezeichnet

In den F i g. 2a—2c sind drei verschiedene Winkebtellungen des Polygons 3 dargestellt Die Drehrichtung des Polygons ist durch Pfeil angegeben. Diese drei Winkelstellungen entsprechen einer Zeilenlänge des geschriebenen Bildes.

In Fig.2a läuft der bildseitige Strahlenkegel gerade von unten in den Sichtbereich der Empfangszelle 5 (= innere Apertur) hinein. Von der Transmissionsoptik 4 wird daher nur die untere Hälfte benutzt, die durch den kleineren Pfeil gekennzeichnet ist Die Strahlen verlaufen bis zum Reflexionsspiegel 2 konvergent dann weiter divergent über die Spiegelfläche des Polygons bis zur Transmissionsoptik und danach wieder konvergent bis zur Empfangszelle 5. Der äußere Randstrahl des Strahlenkegels deckt sich dabei mit dem äußeren Randstrahl der Empfänger-Apertur (= innere Apertur). Die Empfangszelle »sieht« also nur das, was der Autokollimationsspiegel von der äußeren Apertur freigibt Andererseits wird von dieser äußeren Apertur aber auch nichts weggeschnitten.

Fi g. 2b zeigt eine Mittelstellung, die im wesentlichen der Fig. Ib entspricht Sie zeigt, daß in dieser Mittelstellung der mittlere Bereich der Transformationsoptik 4 benutzt wird. Außerdem sind die Strahlengänge schraffiert Die doppelte Schraffur in dem kleinen Dreieck zwischen Polygon und Autokollimationsspiegel soll andeuten, daß in diesem Bereich die Strahlen mehrfach übereinander verlaufen. Wie aus Fig. la ersichtlich, verlaufen die Strahlen dreifach übereinander.

Fig.2c zeigt die obere äußere Grenzstellung, in der nur der obere Bereich der Transformationsoptik 4

ίο benutzt wird.

Wie bereits gesagt begrenzen diese Winkelstellungen des Polygons jeweils eine Zeile des geschriebenen Bildes. Aus den Figuren ist aber auch vor allem erkennbar, daß bei der Drehung des reflektiven Polygons 3 der Blickwinkel der Empfangszelle 5 (= innere Apertur) tatsächlich sehr viel größer sein muß, als der Winkel des vom Objektiv 1 kommenden Strahlenkegels (= äußere Apertur), damit bei jeder Winkelstellung, die das Polygon während einer Zeilenlänge einnimmt, alle vom Objektiv kommenden Strahlen zur Empfangszelle gelangen. Andrerseits wird klar, daß durch den sich mit dem Polygon drehenden Autokollimationsspiegel 6 in jeder Winkelstellung jeweils nur derjenige Teil der inneren Apertur

freigegeben wird, der für den Durchtritt der vom Objektiv kommenden Strahlen bei dieser spezifischen Winkelstellung gerade benötigt wird. Alle Nebenstrahlen werden vom Autokollimationsspiegel ausgeblendet Fig.3 zeigt schematisch eine praktische Ausfüh-

rungsform einer Vorrichtung mit reflektivfcm Polygon und sich mit diesem drehenden Autokollimationsspiegel. Von den bisherigen prinzipiellen Darstellungen und Erläuterungen unterscheidet sich diese Ausführungsform lediglich dadurch, daß zusätzlich zwei Spiegel eingeführt sind, durch die der Strahlengang derart gefaltet wird, daß es gelingt, den Autokollimationsspiegel direkt auf dem Polygon zu befestigen. Außerdem ist für jede Spiegelfläche des Polygons ein Autokollimationsspiegel mit Durchtrittsloch für die Strahlen vorgesehen.

Der c'ne zusätzliche Spiegel ist der Spiegel 2a Der andere ist der Hohlspiegel 4a, der gemeinsam mit der Linse Ab die Aufgabe der Transformationsoptik 4 in den F i g. la—2c wahrnimmt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

ρ , gelöst, daß bei sich im Rahmen eines Abtastvorganges

Patentanspruch bewegenden optischen Grenzflächen und damit verbun-

Vorrichtung zum Schütze vor geräteeigener dener Schwenkung des Hauptstrahles mit seinem

Störstrahlung in IR-optischen Geräten, bei der alle Aperturbündel der Autokollimationsspiegel der Emp-

diejenigen Teile, die in der Lage wären, Störstrah- 5 fangszeUe synchron mitbewegt wird,

lung in die Empfangszelle zu senden, verspiegelt und Mit den rotierenden Spiegelflächen ist somit phasen-

so geformt sind, daß sie die gekühlte Empfangszelle starr ein mit einem der äußeren Apertur «i entsprechen-

in sich selbst abbilden und somit als Autokollima- den Loch versehener, kugelförmiger Autokoilimations-

tionsspiegel wirken, dadurch gekennzeich- spiegel verbunden, der in der inneren Apertur txi in der

net, daß bei sich im Rahmen eines Abtastvorgan- io Weise mitläuft, daß jeweils nur die äußere Apertur

ges bewegenden optischen Grenzflächen (3) und freigegeben ist, die Empfangszelle aber im übrigen in

damit verbundener Schwenkung des Hauptstrahles allen anderen Bereichen der inneren Apertur im

mit seinem Aperturbündel der Autokollimations- Autokollimationsbereich arbeitet

spiegel (6) der Empfangszelle (5) synchron mitbe- Bei den mit einem reflektiven Polygon arbeitenden

wegtwird. 15 Geräten kann dies beispielsweise dadurch verwirklicht

werden, daß jeder Polygonfläche ein spezieller Autokol-

limationsspiegel zugeordnet wird, welcher mit der

Polygonwelle fest verbunden ist Wird bei einer

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in IR-opti- Drehung des Polygons die Apertur des Hauptstrahls

sehen Geräten aim Schütze der Empfangszelle vor 20 ausgelenkt so vollführt bei dieser Anordnung der

geräteeigenen Siärstrahlungen. Autokollimationsspiege! ebenfalls eine Auslenkung um

Um die Empfangszelle in derartigen Geräten vor den Mittelpunkt des Polygons, und zwar synchron mit

solchen geräteeigenen Störstrahlungen zu schützen ist der Auslenkung des Hauptstrahls. Das bedeutet, daß die

es bereits bekannt die in den Geräten enthaltenen Apertur beim Schwenken über eine Zeile vor Störstrah-

optischen Elemente und Halterungen, d. h. diejenigen 25 lungen geschützt ist ohne durch den Autokollimations-

Teile, die in der Lage wären, Störstrahlungen in die spiegel beschnitten zu werden.

Empfangszelle zu senden, zu verspiegeln und sie in In den Figuren ist dii Problemstellung näher erläutert

Abhängigkeit von ihrer Lage so zu formen, daß sie als und die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel

Autokollimationsspiegel wirken und die gekühlte dargestellt Es zeigt '

Empfangszelle in sich selbst abbilden (DE-AS 30 Fig. la schematisch den Strahlenverlauf bei einer

17 72 465). Vorrichtung zur Erzeugung eines IR-optischen Bildes

Ein derartiger Schutz ist jedoch bei solchen mit reflektivem Polygon in Seitenansicht,

IR-optischen Vorrichtungen niet» möglich, die zur Fig. Ib eine Draufsicht auf Fig. la mit den

Bildabtastung mit sich bewegenden optischen Grenzflä- eingezeichneten inneren und äußeren Aperturwinkeln,

chen, --.B. mit einem rotierende.,, reflektierenden 35 Fig.2a—2c den Strahlenverlauf bei verschiedenen

Polygon arbeiten, weil die zeitliche innere und äußere Drehstellungen des Polygons, und

Apertur des Strahlenganges unterschiedlich ist Die F i g. 3 schematisch eine praktische Ausführungsform

rotierenden Spiegelflächen des Polygons reflektieren der erfundenen Vorrichtung.

den vom Eintrittsobjektiv kommenden Strahlenkegel Fig. la zeigt nun den Verlauf der Wi uptachse. Dieser

aus allen beim Durchlauf durch die optische Achse 40 Verlauf ist hauptsächlich dargestellt um zu verdeutli-

eingenommenen Drehstellungen zur Empfangszelle. Je chen, daß die Strahlen zunächst unterhalb des Polygons

nach Drehstellung nimmt die Spitze des Strahlenkegels verlaufen. Es ist ein Eintrittsobjektiv 1 vorgesehen,

eine andere Lage ein, woraus sich insgesamt die dessen Bildebene auf einem Reflexionsspiegel 2 liegt

Zeilenlänge des geschriebenen Bildes ergibt. Von dort werden die Strahlen zu einem reflektiven

Damit die Empfangszelle diesen Strahlenkegel aus 45 Polygon 3 reflektiert, das sie seinerseits über eine

allen Drehstellungen der Spiegelflächen empfangen Transformationsoptik 4 auf eine Empfangszelle 5

kann, ist es zwingend erforderlich, daß die Apertur der spiegelt (F i g. 2).

Empfangszelle größer wird, als der zu ihr reflektierte Zwischen dem Polygon 3 und der Transmissionsoptik

Strahlenkegel. Mit anderen Worten besagt dies, daß die 4 ist ein Autokollimationsspiegel 6 angeordnet, der mit

innere Apertur (= Empfangszellen-Apertur) größer 50 dem Polygon zu gemeinsamer Drehung fest verbunden

sein muß, als die äußere Apertur (= Strahlengangs- ist und in jeder Drehstellung nur den Strahlenkegel der

Apertur). Die Empfangszelle »sieht« also mehr, als vom äußeren Apertur <x_s zur Empfangszelle 5 durchläßt, den

Strahlengang geliefert wird. Das hat zur Folge, daß die übrigen Teil der inneren Apertur «, aber jeweils

Empfangszelle, in der Regel ein Fotodetektor, aus dem abdeckt.

momentan nicht genutzten Bereich ihrer Apertur aus 55 In den Fig. Ib, 2a—2c ist vor allem zu beachten, daß

dem Inneren des Gerätes geräteeigene Störstrahlungen der Spiegel 2 und der Autokollimationsspiegel 6

empfängt. Hieraus ergibt sich ein erhöhtes Rauschen übereinander liegen. Es ist daher jeweils nur der

und eine Verminderung der Empfindlichkeit der Autokollimationsspiegel 6 sichtbar.

Empfangszelle. Im übrigen ist wiederum zu sehen, daß die Spitze des

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 60 Strahlenkegels der äußeren Apertur, d. h. die Bildebene

iR-optische Geräte, bei denen alle diejenigen Teile, die (= Fokus F) des Objektivs i auf dem Reflexionsspiegel

in der Lage wären, Störstrahlung in die Empfangszelle 2 liegt. Es ist vor allem aber auch erkennbar, daß die

zu senden, verspiegelt und so geformt sind, daß sie die Lage des Fokus eine besondere ist. Die ganze

gekühlte Empfangszelle in sich selbst abbilden und Anordnung ist nämlich derart getroffen, daß der Fokus

somit als Autokollimationsspiegel wirken, derart zu 65 F spiegelbildlich zum Drehpunkt des Polygons liegt, so

verbessern, daß auch bei Verwendung sich bewegender daß dort ein theoretischer Fokus F' liegt, wobei die

optischer Grenzflächen kein erhöhtes Rauschen auftritt. Spiegelfläche des Polygons die Symmetrieachse ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch Der eigentliche Fokus F wird über die Spiegelfläche