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The Secretary of State for Defence in er Britannic
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Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern
Ireland, Whitehall, London SW1A lHB (Großbritannien) Abbildungssystem Die Erfindung
bezieht sich auf ein Abbildungssystem und insbesondere, aber nicht ausschließlich,
auf ein Abbildungssystem, das Infrarotstrahlung einer Strahlungsquelle aufnimmt
und mittels eines umlaufenden Abtasters eine Abbildung derselben erzeugt.
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Ein bekanntes Abbildungssystem verwendet ein umlaufendes Prisma mit
reflektierenden Prismenflächen und einem Gelenkspiegel zum Ablenken eines Abtastabbilds
einer Strahlungsquelle auf einen für die Strahlung der Strahlungsquelle empfindlichen
Detektor. Ein solches System erfordert eine genaue Synchronisierung zwischen dem
umlaufenden Prisma und dem Gelenkspiegel.
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Ein anderes bekanntes System verwendet einen Rotor mit Reflexionsflächen,
die so geneigt sind, daß eine Abtastung in Bandform erfolgt. Dieses System erfordert
eine große Anzahl ebener Flächen und infolgedessen einen großen Rotor zur Erzeugung
einer zufriedenstellenden Abbildung.
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Das Abbildungssystem nach der Erfindung mit einem ersten und einem
zweiten Abtastrotor mit um die Rotor achsen verlaufenden Sätzen von nl bzw. (nl
+ n2)- Planspiegeln (mit nl und n2 = ganzzahlig) ist dadurch gekennzeichnet, daß
benachbarte Spiegel jedes Satzes unter unterschiedlichen Winkeln zur Rotorachse
geneigt sind, daß die Rotoren so angeordnet sind, daß die von einer Strahlungsquelle
ausgehende Strahlung von einem Satz zum anderen und von dort zu einem Detektor reflektierbar
ist, und daß eine Antriebseinrichtung den ersten Rotor mit der (n1 + n2) fachen
n1 Drehzahl des zweiten Rotors antreibt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rotoren
als einander gegenüberliegende Pyramidenstümpfe ausgebildet.
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Die Rotoren können mit konstanter Drehzahl angetrieben werden, oder
einer bzw. beide Rotoren können intermittierend angetrieben werden, um ein spezielles
Abtastmuster zu erhalten.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist eine Einrichtunq zur
Erzeugung einer afokalen Abbildung der Strahlungsquelle an einem der Rotoren vorgesehen.
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Die Spiegel jedes Satzes können an einem Rotorkörper befestigt sein,
oder die Spiegel können z. B. durch Spiegelschleifen von ebenen Rotorflächen einstückig
mit dem Rotorkörper ausgebildet sein.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen; Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Abbildungs-systems; Fig. 2
eine Perspektivansicht eines pyramidenförmigen Rotorpaars des Abbildungssystems
nach Fig. 1.
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Das Abbildungssytem von Fig. 1 weist ein afokales Linsensystem L auf,
das Infrarotstrahlung einer Quelle S auf einen sechsseitigen Abtastrotor 1 fokussiert,
der die Strahlung von seinen Planspiegel -bildenden Seiten auf einen Abtastrotor
2 mit fünf, ebenfalls Planspiegel bildenden Seiten reflektiert, der dann die Strahlung
von seinen Seiten auf einen einzigen Detektor D aus Cadmiumquecksilbertellurid reflektiert,
dessen Ausgang mit einer Kathodenstrahlröhre C zum Erzeugen einer Anzeige der Strahlungsquelle
in herkömmlicher Weise verbunden ist.
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Die Abtastrotoren 1, 2 werden von einem Elektromotor über ein Getriebe
(nicht gezeigt) angetrieben und werden mit konstanter Drehzahl W1 bzw. W2 in die
gleiche Richtung gedreht, wobei
das Übersetzungsverhältnis W1 W2
dem Verhältnis N2 5 N1 entspricht (mit N1 bzw. N2 = Anzahl der Seiten der Rotoren
1 bzw. 2).
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Die Rotoren sind aus Aluminiumstäben gearbeitet, und die Seiten sind
spiegelnde ebene Reflektoren. Aufeinanderfolgende Seiten jedes Rotors sind gemäß
Tabelle 1 um fortschreitend zunehmende Winkel zur Rotorachse geneigt. Der Gesamtwinkel,
durch den die einfallende Strahlung reflektiert wirdr beträgt 1 1 2#( + ) N1 N2
mit Ni bzw. N2 = Anzahl der Seiten der Rotoren 1 bzw. 2.
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Tabelle 1
| (i) Rotor 1 2,5 5 7,5 10 12,5 15 2,5 5 7,5 10 12,5 15 2,5 5
7,5 |
| (ii) Rotor 2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0
1,5 2,0 2,5 |
| (iii) Winkeldifferenz 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 14,5 1,5 3,5 5,5
7,5 12,0 11,0 1,0 3,0 5,0 |
| (in Grad) |
| (iv) Numer des koinzidieren- |
| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
| den Paars |
| (i) Rotor 1 10 12,5 15 2,5 5 7,5 10 12,5 15 2,5 5,0 7,5 12,0
12,5 15 |
| (ii) Rotor 2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0
1,5 2.0 2,5 |
| (iii) Winkeldifferenz |
| 9,5 11,5 13,5 0,5 2,5 7,0 9,0 11,0 13,0 0 4,5 6,5 8,5 10,5
2,5 |
| (in Grad) |
| (iv) Nummer des koinzideren- |
| 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
| den Paars |
Aus Tabelle 1, Zeilen (i) und (ii), sind die Winkel jedes Spiegels
bezüglich einer festen gegebenen Größe der Rotoren 1 und 2 ersichtlich, wobei jede
Spalte die Winkel für ein ausgerichtetes Spiegelpaar enthält.
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Zeile (iii) zeigt den Unterschied zwischen den Winkeln nach (i) und
(ii) für ausgerichtete Paare, und Zeile (iv) gibt Bezugsnummern für ausgerichtete
Paare in der Reihenfolge ihrer Koinzidenz während des Umlaufens der Rotoren 1 und
2.
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Beim Umlaufen der Rotoren wird Strahlung von einem ersten Paar von
ausgerichteten Seiten und dann von nachfolgend ausgerichteten Paaren, bis das fünfte
Paar in Ausrichtung gelangt ist, reflektiert. Die nächste Reflexion in der Sequenz
erfolgt von der sechsten Seite des Rotors 1 zur ersten Seite des Rotors 2. Diese
Folge wird fortgesetzt während der Ausrichtung von dreißig Seitenpaaren, was einem
Zyklus entspricht (und damit einer einzigen Abtastung der Strahlungsquelle S), der
dann wiederholt wird. Die obige Tabelle 1 zeigt Ausrichtungen der Rotorseiten während
eines Zyklus. Die von dem Abbildungssystem nach Fig. 1 und 2 erzeugte Anzeige hat
dreißig Bänder, wobei jedes Band einem ausgerichteten Seitenpaar entspricht. Die
relative Lage jedes Bands innerhalb einer Endanzeige der Strahlungsquelle S, die
durch Aufnahme von Bändern während eines Zyklus gebildet wird, ist durch den aus-Zeile
Ciii) von Tabelle 1 ersichtlichen Wert der Winkeldifferenz gegeben. Das Abtastmuster
(d. h. die Art und Weise, in der die Bänder zur Bildung einer vollständigen Anzeige
vereinigt werden) des Abbildungssystems ist-deshalb in Tabelle 2 gezeigt, die die
koinzidierenden Paarnummern der Zeile (iv) von Tabelle 1 mit den Winkeldifferenzen
der Zeile (iii) korreliert.
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Tabelle 2 Winkeldifferenz (in Grad) Nummer des koinziderenden Paars
| cx) cx)\O D |
| ol O , » > M H 4 v 4r un t < < co oo u0 D Õ O o »
A) rD > » > S-~ |
| 0 0 (\> I . a >J |
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| 1 -''---- -- |
| 1 X |
| ,3 1^1 I I 71 -4 |
| 7i |
| h |
| 11 ~ ~ ~ ~ . ~ ~ ~ ~ X . . . . . . X X |
| I |
| iif |
| ¼; |
Die Seiten des Rotors sind nur im Mittelpunkt jeder Zeilenabtastung
genau ausgerichtet und weisen an den Enden der Abtastung einen Fehler von ß#[(1/N1)-(1/N2)]
auf, mit ß = Abtastwirkungsgrad.
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Dieser Ausrichtungsfehler führt zu einer antisymmetrischen Verzerrung
der Anzeige. Deshalb ist die Minimierung von [(1/N1)-(1/N2)] wichtig.