DE2841776C2 - Einrichtung zur optisch-mechanischen Abstastung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur optischmechanischen Abtastung, mit mindestens einem die Strahlung reflektierenden, bewegjaren Abtastelement, einer die Strahlung auf dau Abtastelement richtenden Eingangsoptik, einer Detektorancv Tnung samt einem derselben vorgeschalteten, die abgelenkte Strahlung fokussierenden ersten Linsensystem und einem zwischen dem Abtastelement und dem ersten Linsensystem angeordneten, mit der Bewegung des Abtastelementes gekoppeilen weiteren Element, mit dessen Hilfe die Detektoranordnung stets Nutzstrahlung aus demselben Raumwinkel erhält Eine derartige Einrichtung ist bekannt

Es ist bekannt, zur Abtastung der von einer Szene ausgehenden Strahlungsenergie, d. h. zur Betrachtung einer Szene, optisch-mechanische Abtasteinrichtungen zu verwenden. Bei derartigen Einrichtungen bestehen die Abtastelemente meist aus schwenkbaren Spiegeln und/oder rotierenden prismatischen Körpern, z. B. aus Polygontrommeln. Damit wird Licht von aufeinanderfolgenden Bereichen einer Szene auf eine von einem einzelnen Strahlungsdetektor oder einem Detektorfeld gebildete Detektoranordnung gerichtet. Hierbei fällt die Strahlung der Szene nach Eintritt in die optische Abtasteinrichtung und Ablenkung an den Abtastelementen als konusförmiges Strahlenbündel und je nach der momentanen .Stellung der Abtastelemente unter verschiedenen Winkeln auf die Detektoranordnung. Um nun für das gesamte abzutastende Bildfeld Vignettie- w rung zu vermeiden, muß die Blende vor der Detektoranordnung somit größer als das momentane Gesichtsfeld gewählt werden. Dies kann jedoch unter gewissen Umständen eine erhebliche Einbuße an Detektivität zur Folge haben.

Bei der aus der genannten bekannten Abtastanordnung ist in der Eintrittspupille ein Kippspiegel vorgesehen, der die auf ihn fallende Strahlung in eine drehbar gelagerte Trommel lenkt, die auf ihrer Innenseite mit Dachkantprismen ausgebildet ist und für die durch die Eintrittspupille über den Kippspiegel eintretenden Hauptstrahlen wie ein sphärischer Spiegel wirkt Im Inneren der rotierenden Trommel ist ein mit dieser in festem Drehzahlverhältnis rotierendes, transparentes Prisma angeordnet, das den Hauptstrahl so richten soll, daß er durch den Brennpunkt des sphärischen Spiegels hindurchgeht Bei der bekannten Anordnung bewirken die Dachkantprismen ein;; Parallelverschiebung der vom Kippspiegel kommenden Strahlen, die nach dem Durchtritt durch das rotierende Prisma als paralleles Strahlenbündel auf einen 45°-Spiegel fallen und von dort auf einen Detektor umgelenkt werden. Der parallele Strahlengang hat den Nachteil, daß im Bereich der Kanten des rotierenden Prismas Vignettierung auftritt, so daß die Öffnungszahl des Systems auf kleine Werte zu begrenzen ist

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine Vignettierung des Bildfeldes ohne negative Beeinflussung der Detektivität zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Abtastelement und dem ersten Linsensystem ein zweites fokussierendes Linsensystem derart vorgesehen ist, daß sein Bildpunkt mit dem Objektpunkt d£s ersten Linsensystems zusammenfällt, und daß an diesem Ort das mit dem Abtastelement gekoppelte Element angeordnet und als ein um eine Achse senkrecht zur Abtastrichtung schwenkbarer Feldspiegel ausgebildet ist

Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung befindet sich an derjenigen Stelle, an welcher sonst die Detektoranordnung vorgesehen ist, ein Feldspiegel. Dieser ist um eine Achse senkrecht zur Abtastrichtung durch den Bildpunkt des zweiten Linsensystems bzw. den Objektpunkt des ersten Linsensystems schwenkbar. Infolge der Kopplung der Schwenkbewegung des Feldspiegels mit der Bewegung des Abtastelementes bleibt die Lage des vom Feldspiegel reflektierten Strahlenbündels in jeder Stellung des Abtastelementes, d. h. zu jedem beliebigen Zeitpunkt während der Bildabtastung, gleich. Nach Durchtritt durch das fokussierende erste Linsensystem als Übertragungsoptik wird die Strahlung somit als ruhendes Strahlenbündel auf die Detektoranordnung fokussiert Diese kann aufgrund des ruhenden Gesichtsfeldes stärker abgeblendet werden, wodurch die Detektivität erheblich verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Einrichtung,

Fig.2 die Einrichtung nach Fig. 1 bei veränderter Einfallsrichtung der Strahlung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur optisch-mechanischen Abtastung besitzt ein als Ablenkspiegel 1 ausgebildetes Abtastelement, weiches um eine Achse 2 schwenkbar ist, die senkrecht zur Abtastrichtung, also senkrecht zur Zeichenebene, liegt. Als Eingangsoptik, weiche die von einer nicht dargestellten Szene ausgehende Strahlung auf das Abtastelement 1 richtet, ist ein Teleskopsystem 3 mit einer Linsenfassung 4 als Blende vorgesehen, welche die Eintrittspupille des gesamten Systems darstellt. Außerdem ist eine Detektoranordnung 5 vorgesehen, auf die die vom Abtastelement

abgelenkte Strahlung mittels eines als Übertragungsoptik dienenden, der Detektoranordnung vorgeschalteten ersten Linsensystems 6 fokussiert wird. Außerdem weist die erfindungsgemäße Einrichtung zwischen dem Abtastelement 1 und dem ersten Linsensystem 6 noch ein zweites fokussierendes Linsensystem 7 auf. In dessen Bildpunkt 8, der mit dem Objektpunkt des ersten Linsensystems zusammenfällt, ist ein Feldspiegel 9 vorgesehen, der um eine Achse senkrecht zur Zeichenebenr. also ebenfalls senkrecht zur Abtastrichtung, durch den Bildpunkt 8 schwenkbar ist.

Die von einer Szene ausgehende Strahlung 10 tritt durch das Teleskopsystem 3 und trifft sodann auf den um die Achse 2 schwenkbaren Abtastspiegel 1. Die von diesem reflektierte Strahlung wird vom zweiten Linsensystem 7 im Bildpunkt 8 fokussiert Dort wird die Strahlung in Richtung auf das erste Linsensystem 6 abgelenkt und von diesem — eine Blende 11 durchtretend — auf die im Bildpunkt des Linsensystems 6 vorgesehene Detektoranordnung 5 fokussiert

Im Verlauf der Abtastung wird der Abtastspiegel 1 mit einem Winkel « (Fig.2) um die Achse 2 geschwenkt Infolge einer Kopplung der Schwenkbewegung des Abtastspiegels mit dem Feldspiegel 9 wird nur. auch dieser um einen bestimmten Winkel β mitgeschwenkt und zwar derart daß die Lage des auf die Detektoranordnung fokussierten Strahlenbündels 12 während der Abtastung bei entsprechender, geeigneter Kopplung der beiden Schwenkwinkel α bzw. β erhalten bleibt Auf diese Weise kann der Detektor stets auf dasselbe ruhende Gesichtsfeld mittels der Blende 11 abgeblendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur optisch-mechanischen Abtastung, mit mindestens einem die Strahlung reflektierenden, bewegbaren Abtastelement, einer die Strahlung auf das Abtastelement richtenden Eingangsoptik, einer Detektoranordnung samt einem derselben vorgeschalteten, die abgelenkte Strahlung fokussierenden ersten Linsensystem und einem zwischen dem Abtastelement und dem ersten Linsensystem angeordneten, mit der Bewegung des Abtastelementes gekoppelten weiteren Element, mit dessen Hilfe die Detektoranordnung stets Mutzstrahlung aus demselben Raumwinkel erhält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abtastelement (1) und dem ersten Linsensystem (6) ein zweites fokussierendes Linsensystem (7) derart vorgesehen ist, daß sein Bildpunkt (8) mit dem Objektpunkt des ersten Linsensystems (6) zusammenfällt, und daß an diesem Ort das mit dem Abtastelement (1) gekoppelte Element angeordnet und als ein um eine Achse senkrecht zur Abtastrichtung schwenkbarer Feldspiegel (9) ausgebildet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement (1) aus einem um eine Achse (2) senkrecht zur Abtastrichtung schwenkbaren Ablenkspiegel besteht