DE2841779A1 - Image field scanning system - uses two scanning elements rotating about parallel axes for IR viewfinder - Google Patents

Image field scanning system - uses two scanning elements rotating about parallel axes for IR viewfinder

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DE2841779A1 DE19782841779 DE2841779A DE2841779A1 DE 2841779 A1 DE2841779 A1 DE 2841779A1 DE 19782841779 DE19782841779 DE 19782841779 DE 2841779 A DE2841779 A DE 2841779A DE 2841779 A1 DE2841779 A1 DE 2841779A1
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Abstract

The scanning system uses two rotating scanning elements (1, 2) each comprising a polygonal drum with a respective number of reflective facets. The two scanning elements(1, 2) have separate, parallel, rotational axes(A1, A2) and either one can be selectively brought into the light path, by interchanging their relative positions. Alternatively, the two scanning elements (1, 2) may be mounted on the same rotational axis, which can be displaced in the axial direction, to bring one or other of the scanning elements into the active position. The two scanning elements(1, 2) are pref. of equal dia.

Description

Einrichtung zur Abtastung von StrahlungsenergieDevice for scanning radiant energy

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abtastung von Strahlungsenergie, mit zwei rotierend angeordneten Abtastelementen.The invention relates to a device for scanning radiant energy, with two rotating scanning elements.

Es ist bekannt, zur Abtastung der von einer Szene ausgehenden Strahlungsenergie, d. h. zur Betrachtung einer Szene, optisch-mechanische Abtasteinrichtungen zu verwenden. Damit wird Licht von aufeinanderfolgenden Bereichen einer Szene auf einen Strahlungsdetektor oder ein Detektorfeld gerichtet. Bei derartigen Einrichtungen bestehen die Abtastelemente meist aus schwenkbaren Spiegeln oder rotierenden prismatischen Körpern, z. B. aus Polygontrommeln. Beim Einsatz dieser Abtasteinrichtungen sind Szenen mit unterschiedlichen Bildfeldgrößen abzutasten. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, eine Bildfeldumschaltung und damit eine Umschaltung der Ablenkwinkel einer Abtasteinrichtung vornehmen zu können.It is known to scan the radiant energy emanating from a scene, d. H. to use optical-mechanical scanning devices to view a scene. This means that light from successive areas of a scene is directed onto a radiation detector or a detector field directed. In such devices, the sensing elements exist mostly from swiveling mirrors or rotating prismatic bodies, z. B. off Polygon drums. When using these scanning devices, scenes with different To scan image field sizes. For this reason, it is necessary to switch the image field and thus to switch over the deflection angle of a scanning device can.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung zur Abtastung von Strahlungsenergie eine Umschaltung der Ablenkwinkel zu ermöglichen und dies ohne Änderung der optischen Weglängen und der die Aberrationen beeinflussenden Größen zu gewährleisten.The invention is therefore based on the object in a device for scanning radiant energy a switchover of the deflection angle to enable and this without changing the optical path lengths and the aberrations to ensure influencing variables.

Diese Aufgabe wird bei einer ersten Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Abtastelemente auf zwei getrennten zueinander parallelen Rotationsachsen vorgesehen und wechselseitig in bezug auf den optischen Strahlengang austauschbar angeordnet sind.In the case of a first set-up, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind according to the invention solved in that the two scanning elements on two separate mutually parallel axes of rotation provided and reciprocally with respect to the optical beam path are arranged interchangeably.

Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Umschaltung der Ablenkwinkel entweder im parallelen oder konvergenten Strahlengang durch Austausch der um eine Achse rotierenden refraktiven oder reflektierenden Abtastelemente, z. B. in Form eines wechselseitigen Hinaus- bzw. Hereinschwenkens dieser Eelemente in den optischen Strahlengang. Es befindet sich dann zur Ablenkung der Strahlungsenergie einmal das erste Abtastelement, nach dem Austausch dagegen das zweite Abtastelement im optischen Strahlengang. Dadurch ist auf einfache Weise eine Umschaltung von einer Bildfeldgröße auf eine andere Bildfeldgröße möglich.In a device according to the invention, the switching takes place Deflection angle either in the parallel or convergent beam path through exchange the rotating about an axis refractive or reflective scanning elements, z. B. in the form of a reciprocal outward or inward pivoting of these elements into the optical beam path. It is then used to deflect the radiant energy once the first scanning element, after the exchange, however, the second scanning element in the optical beam path. This makes it easy to switch from one Image field size to another image field size possible.

Zweckmäßigerweise sind die Abtastelemente zusammen mit der zugehörigen Rotationsachse austauschbar angeordnet.The scanning elements are expediently together with the associated Axis of rotation arranged interchangeably.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer ersten erfindungsgemäßen Einrichtung ist so gestaltet, daß die beiden Rotationsachsen gemeinsam um eine Symmetrieachse schwenkbar angeordnet sind.An advantageous embodiment of a first device according to the invention is designed so that the two axes of rotation together around an axis of symmetry are pivotably arranged.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer weiteren Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die beiden Abtastelemente auf einer gemeinsamen Rotationsachse und längs dieser Rotationsachse verschiebbar angeordnet sind.The object on which the invention is based is achieved in a further Device of the type mentioned above achieved in that the two scanning elements on a common axis of rotation and displaceable along this axis of rotation are arranged.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Umschaltung der Ablenkwinkel ebenfalls entweder im parallelen oder konvergenten Strahlengang und ebenfalls durch Austausch der um die gemeinsame Rotationsachse umlaufenden Abtastelemente in Form einer geeigneten Verschiebung längs dieser Achse, so daß sich dann zur Ablenkung der Strahlungsenergie einmal das erste Abtastelement, nach der Verschiebung dagegen dann das zweite Abtastelement im optischen Strahlengang befindet.The switchover takes place in such a device according to the invention the deflection angle also either in the parallel or convergent beam path and also by exchanging the scanning elements rotating around the common axis of rotation in the form of a suitable shift along this axis, so that there is then a deflection of the radiant energy once the first scanning element, after the shift against it then the second scanning element is located in the optical beam path.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer derartigen erfindungsgemäßen Einrichtung sind die Abtastelemente selbst auf einer ortsfesten Rotationsachse verschiebbar.In an advantageous embodiment of such an inventive Device, the scanning elements themselves are displaceable on a stationary axis of rotation.

Zweckmäßigerweise bestehen bei den erfindungsgemäßen Einrichtungen die beiden Abtastelemente aus verspiegelten Polygontrommeln unterschiedlicher Flächenzahl. Hierbei wird für ein großes Bildfeld ein Abtastelement mit weniger Flächen, für ein kleines Bildfeld ein solches mit im Vergleich hierzu vielen Flächen verwendet.Expediently exist in the devices according to the invention the two scanning elements made of mirrored polygon drums with different numbers of surfaces. Here, a scanning element with fewer areas is used for a large image field, for a small image field uses one with a large number of areas in comparison.

Um zu erreichen, daß bei der Umschaltung von einem Abtastelement auf das andere Abtastelement die Wölbung der Bildfelder erhalten bleibt und sich damit stets die gleiche Bildfeldkrümmung einstellt, ist es vorteilhaft, wenn beide Abtastelemente den gleichen Radius besitzen.In order to achieve that when switching from a scanning element to the other scanning element, the curvature of the image fields is retained and thus always sets the same curvature of field, it is advantageous if both scanning elements have the same radius.

Bei den erfindungsgemäßen Einrichtungen kann eine gegebenenfalls erforderliche änderung der Geschwindigkeit der Abtastung durch eine Umschaltung der Drehzahl des Antriebes der Abtastelemente realisiert werden.In the case of the devices according to the invention, a possibly required Changing the speed of the scanning by switching the speed of the Drive the scanning elements can be realized.

Vorteilhafte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Einrichtungen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Advantageous embodiments of devices according to the invention are shown schematically in the drawings and described in more detail below.

Fig. 1 zeigt eine erste Abtasteinrichtung in einer ersten Position, Fig. 2 diese Abtasteinrichtung in einer zweiten Position, Fig. 3 eine schematisch dargestellte Ausfuhrungsform dieser Abtasteinrichtung, Fig. 4 eine zweite Abtasteinrichtung in einer ersten Position und Fig. 5 diese Abtasteinrichtung in der zweiten Position.Fig. 1 shows a first scanning device in a first position, FIG. 2 shows this scanning device in a second position, FIG. 3 shows a schematic view illustrated embodiment of this scanning device, FIG. 4 a second scanning device in a first position and FIG. 5 this scanning device in the second position.

Die Einrichtung nach den Fig. 1 bis 3 besitzt zwei Abtastelemente 1 und 2, welche z. B. als verspiegelte kreiszylindrische Polygontrommeln ausgebildet sind und um zwei getrennte, zueinander parallele Rotationsachsen Al und A2 rotierend angeordnet sind. Das Abtastelement 1 befindet sich im optischen Strahlengang, d. h.The device according to FIGS. 1 to 3 has two scanning elements 1 and 2, which z. B. designed as mirrored circular cylindrical polygon drums are and rotating around two separate, mutually parallel axes of rotation A1 and A2 are arranged. The scanning element 1 is located in the optical beam path, i. H.

es ist zur Abtastung und Ablenkung der in Pfeilrichtung einfallenden, auf das Abtastelement 1 fokussierten Strahlungsenergie in einemkonvergenten Strahlengang angeordnet und lenkt die abgetastete Strahlung auf einen Detektor D um. Mit Hilfe des im Vergleich zum Abtastelement 2 weniger verspiegelte Flächen-aufweisenden Abtastelementes 1 wird ein relativ großes Bildfeld abgetastet Das zweite Abtastelement 2 weist im Vergleich zum Abtastelement 1 viele verspiegelte Flächen auf und ist - bezogen auf die einfallende Strahlung - verdeckt durch das erste Abtastelement 1 hinter diesem angeordnet. Soll nun ein kleineres Bildfeld abgetastet und somit eine Bildfeldumschaltung durchgeführt werden, so erfolgt eine Umschaltung der Abtastelemente 1 und 2 in der Weise, daß das erste Abtastelement 1, zusammen mit seiner Rotationsachse A7, aus dem optischen Strahlengang herausgeschwenkt und das zweite Abtastelement 2, zusanden mit der zugehörigen Rotationsachse A2, in den optischen Strahlengang hineingeschwenkt wird. Dies bedeutet, daß die Abtastelemente einfach ausgewechselt werden, inden sie ihren Platz tauschen. Danach befindet sich, wie in Fig. 2 dargestellt, nun das Abtastelement 2 im optischen Strahlengang, also an derjenigen Stelle, an der vorher das Abtastelement 1 war. Eine Einrichtung zu einem solchen Austausch von zwei rotierenden Abtastelementen läßt sich z. B. in der in Fig. 3 dargestellten Weise realisieren. Hierbei sind zwei Rotationsachsen Al und A2 für die beiden Abtastelemente 1 und 2 vorgesehen, wobei diese entweder selbst um eine ortsfeste Rotationsachse rotieren oder ortsfest auf rotierenden Achsen angeordnet sind. Die beiden Achsen Al und A2 sind, z. B.it is for scanning and deflecting the incident in the direction of the arrow, Radiant energy focused on the scanning element 1 in a convergent beam path arranged and deflects the scanned radiation onto a detector D. With help of the scanning element, which has less reflective surfaces than the scanning element 2 1, a relatively large image field is scanned. The second scanning element 2 has in Compared to the scanning element 1 many mirrored surfaces and is - based on the incident radiation - covered by the first scanning element 1 behind it arranged. A smaller image field is now to be scanned and thus an image field switchover are carried out, the scanning elements 1 and 2 are switched over in FIG Way that the first scanning element 1, together with its axis of rotation A7, from swiveled out the optical beam path and the second scanning element 2 to sand with the associated axis of rotation A2, pivoted into the optical beam path will. This means that the scanning elements are simply exchanged will, inden they change their place. Then, as shown in Fig. 2, now the scanning element 2 in the optical beam path, that is to say at that point which was previously the scanning element 1. A facility for such an exchange of two rotating scanning elements can be, for. B. in that shown in FIG Way to realize. Here are two axes of rotation A1 and A2 for the two scanning elements 1 and 2 provided, these either around a fixed axis of rotation rotate or are arranged stationary on rotating axes. The two axes Al and A2 are e.g. B.

in Form eines Rahmens, um eine gemeinsame Symmetrie-0 achse S um 180 schwenkbar.in the form of a frame, around a common symmetry-0 axis S by 180 pivotable.

Ein wechselseitiger Austausch von Abtastelementen zum Zwecke der Umschaltung der Ablenkwinkel bzw. zur Bildfeldumschaltung kann in vorteilhafter Weise auch bei einer in den Fig. 4 und 5 dargestellten, vereinfachten Einrichtung verwirklicht werden. Bei dieser Einrichtung sind die beiden, ebenfalls aus kreiszylindrischen verspiegelten Polygontrommeln bestehenden Abtastelemente 3 und 4 auf einer einzigen gemeinsamen Rotationsachse A3 angeordnet und längs dieser Achse verschiebbar. Dies kann dadurch realisiert werden, daß entweder die Abtastelemente selbst auf einer ortsfesten Rotationsachse A3 verschiebbar sind oder daß die Abtastelemente ortsfest auf der gemeinsamen Rotationsachse A3 angeordnet sind und die Rotationsachse A3 in Achsrichtung verschiebbar ist. Bei der Anordnung nach Fig. 4 befindet sich das weniger verspiegelte Flächen aufweisende Abtastelement 3 in einem konvergenten Strahlengang der auf das Abtastelement fokussierten einfallenden Strahlungsenergie und lenkt diese auf den Detektor D um. Bei der Anordnung nach Fig. 5 hat ein Austausch der beiden Abtastelemente infolge Verschiebung stattgefunden. Dabei ist das Abtastelement 3 längs der gemeinsamen Rotationsachse A3 aus dem optischen Strahlengang in eine neue Position verschoben, während das Abtastelement 4, welches sich in Fig. 4 noch außerhalb des optischen Strahlengangs befindet, in Fig. 5 nun längs der ganeinsamen Rotationsachse in den optischen Strahlengang verschoben ist und in der neuen Position den Platz auf der Rotationsachse einnimmt, auf dem zuvor das Abtastelement 3 war. Bei der Einrichtung nach den Fig. 4 und 5 ist der wechselseitige Austausch somit durch Hin- und Herschieben der beiden Abtastelemente 3 und 4 längs der gemeinsamen Rotationsachse A3 durchführbar, wobei sich, abhängig von Bildfeldgröße und Ablenkwinkel, einmal das Abtastelement 3, nach Umschaltung das Abtastelement 4 in der Abtastposition befindet.A mutual exchange of scanning elements for the purpose of switching the deflection angle or for switching the image field can advantageously also be at a simplified device shown in FIGS. 4 and 5 realized will. In this device, the two are also made of circular cylindrical mirrored polygon drums existing scanning elements 3 and 4 on a single arranged common axis of rotation A3 and displaceable along this axis. this can be realized that either the scanning elements themselves on a stationary axis of rotation A3 are displaceable or that the scanning elements are stationary are arranged on the common axis of rotation A3 and the axis of rotation A3 is displaceable in the axial direction. In the arrangement according to Fig. 4 is the Scanning element 3 having fewer reflective surfaces in a convergent beam path the incident radiant energy focused on the scanning element and directs this to the detector D to. In the arrangement of FIG. 5, an exchange of the two scanning elements took place as a result of displacement. Included is the scanning element 3 along the common axis of rotation A3 from the optical beam path moved to a new position, while the scanning element 4, which is shown in Fig. 4 is still outside the optical beam path, in FIG. 5 now along the whole The axis of rotation is shifted into the optical beam path and in the new position takes the place on the axis of rotation on which the scanning element 3 was previously. In the device according to FIGS. 4 and 5, the mutual exchange is thus by moving the two scanning elements 3 and 4 back and forth along the common Axis of rotation A3 feasible, whereby, depending on the image field size and deflection angle, once the scanning element 3, after switching the scanning element 4 in the scanning position is located.

8 Patentansprüche 5 Figuren8 claims 5 figures

Claims (8)

Patentansprüche Einrichtung zur Abtastung von Strahlungsenergie, mit zwei rotierend angeordneten Abtastelementen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Abtastelemente (1, 2) auf zwei getrennten,zueinander parallelen Rotationsachsen (A1, A2) vorgesehen und wechselseitig in bezug auf den optischen Strahlengang austauschbar angeordnet sind.Claims device for scanning radiant energy, with two rotating scanning elements, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the two scanning elements (1, 2) on two separate, parallel to each other Axes of rotation (A1, A2) provided and reciprocal with respect to the optical Beam path are arranged interchangeably. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abtastelemente (1, 2) zusammen mit der zugehörigen Rotationsachse (Al bzw. A2) austauschbar angeordnet sind.2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the scanning elements (1, 2) together with the associated axis of rotation (Al or A2) are arranged interchangeably. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Rotationsachsen (Al, A2) gemeinsam um eine Symmetrieachse (S) schwenkbar angeordnet sind. 3. Device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the two axes of rotation (Al, A2) together around an axis of symmetry (S) are pivotably arranged. 4. Einrichtung zur Abtastung von Strahlungsenergie, mit zwei rotierend angeordneten Abtastelementen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Abtastelemente (3, 4) auf einer gemeinsamen Rotationsachse (A3) und längs dieser Rotationsachse verschiebbar angeordnet sind. 4. Device for scanning radiant energy, with two rotating arranged scanning elements, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the two scanning elements (3, 4) on a common axis of rotation (A3) and longitudinally this axis of rotation are arranged displaceably. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abtastelemente (3, 4) selbst auf einer ortsfesten Rotationsachse (A3) verschiebbar sind.5. Device according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the scanning elements (3, 4) themselves on a fixed axis of rotation (A3) are movable. 6 Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abtastelemente (3, 4) ortsfest auf der-gemeinsamen Rotationsachse (A3) angeordnet sind und die Rotationtsachse (A3) in Achsrichtung verschiebbar ist.6 Device according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the scanning elements (3, 4) are stationary on the common axis of rotation (A3) are arranged and the axis of rotation (A3) is displaceable in the axial direction. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Abtastelemente (1, 2 bzw. 3, 4) aus verspiegelten Polygontrommeln unterschiedlicher Flächenzahl bestehen.7. Device according to one of claims 1 to 6, d a -d u r c h g E k e n n n n e i c h n e t that the two scanning elements (1, 2 and 3, 4) made of mirrored Polygon drums of different number of areas exist. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h- g e k e n n z e i c h n e t , daß beide Abtastelemente (1, 2 bzw. 3, 4) den gleichen Radius besitzen.8. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h- g e k e n n n z e i c h n e t that both scanning elements (1, 2 and 3, 4) den have the same radius.
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