DE4035145A1 - Optisches system zur aufteilung einer reellen abbildung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Strahlenteilersystem zur Aufteilung einer reellen Abbildung eines Objekts auf eine Mehrzahl voneinander entfernter Bildempfänger. Ein solches System kann bei der elektronischen Bildaufzeichnung, z. B. in der Fernsehtechnik Anwendung finden.

Aus der US-PS 41 92 578 ist eine Strahlenteileran­ ordnung bekannt, bei der zur Erzeugung einer linearen Abbildung gleichmäßiger Helligkeit die Abbildung in zwei Teile aufgeteilt wird, die dann wieder so zusammengeführt und einander überlagert werden, daß der Bereich maximaler Intensität der einen Teil­ abbildung auf den Bereich minimaler Intensität der anderen Teilabbildung fällt.

Aus der US-PS 44 39 010 ist eine Strahlenteileran­ ordnung zur Verwendung bei der Herstellung von Leiter­ anschlüssen an integrierten Schaltkreisen in Verbindung mit optischen Mikroskopen bekannt, mit der zwei Teilbilder einer einzigen oder auch verschiedener Abbildungen zu einer einheitlichen Abbildung kombiniert werden.

Die Notwendigkeit, eine Abbildung in Teile zu unter­ teilen und sie in räumlich voneinander beabstandeten Bereichen zu erzeugen, tritt auf, wenn eine Abbildung aufzuzeichnen ist, deren Abmessungen größer sind als der zur Verfügung stehende Bildempfänger. Als Bildempfänger dienen Fernseh-Aufnahmeröhren oder CCD-Bildwandler. Die Verkleinerung der Abbildung auf das Format des zur Verfügung stehenden Bildem­ pfängers ist nicht wünschenswert, weil die Bildauf­ lösung sich hierbei auf Grund der endlichen Abmessungen der Elementarstellen des Empfängers verschlechtert, beispielsweise der Pixelabmessungen einer CCD-Anordnung.

Es ist auch nicht möglich, zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten mehrere Bildempfänger nebeneinander anzuordnen, da deren Bildempfangsfläche notwendigerweise kleiner ist als die von ihren Außenrändern einge­ schlossene Fläche. Die auf die Randeinfassungen der Bildempfänger projizierten Teile der Abbildungen würden verloren gehen. Wenn jedoch die Abbildung in mehrere voneinander beabstandete Teile aufgeteilt und jeder Teil von einem Bildempfänger aufgefangen wird, können die von diesen aufgezeichneten Teilbilder mittels einer elektronischen Bildverarbeitung ohne Verlust wieder zur Gesamtabbildung zusammengefügt werden.

Aus dem EP-Patent 01 40 529 B1 ist eine Abbildungsein­ richtung zur Lösung dieser Aufgabe bei einem linearen Objekt bekannt. Sie besteht aus einem Objektiv und zwei unmittelbar hinter diesem angeordneten optischen Elementen, deren eines eine planparallele und deren anderes eine keilförmige Platte ist, welche beide einen einstückigen Block bilden. Die Einrichtung erzeugt in einer Ebene zwei parallel liegende Abbil­ dungen eines linearen Objekts, wobei die Abbildung des durch die keilförmige Platte gegangenen Strahlen­ bündels von der Objektivachse weg versetzt ist. Die Hälfte jeder Abbildung wird von einem eigenen Bildempfänger aufgefangen und aus den Signalen der beiden Empfänger wird die gesamte Abbildung gewonnen.

Ein Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß zur Ablenkung der die versetzte Abbildung liefernden Strahlen deren Brechung an den Flächen der keilförmigen Platte ausgenutzt wird. Deshalb können bei der ver­ setzten Abbildung wesentliche chromatische Aberrationen auftreten, die deren Qualität verschlechtern. Um solche Aberrationen zu verringern, muß der Winkel zwischen den Flächen des keilförmigen Elements klein sein, was aber wiederum dazu führt, daß auch der Abstand zwischen den aufgeteilten Abbildungen klein ist. Die Verwendung dieser Einrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von Abbildungen eines flächigen und nicht linearen Objekts ist schwierig, weil diese Abbildungen sich überlagern werden.

Eine aus der US-PS 40 05 285 bekannte Einrichtung erzeugt ebenfalls zwei parallel nebeneinanderliegende Abbildungen eines linearen Objekts, und zwar mittels eines hinter einem Objektiv angeordneten Koster-Prismas. Die Verdoppelung der Abbildungen geschieht dabei nicht durch eine Brechung der Strahlen, sondern durch ihre Reflexionen an den Prismenflächen.

Der gemeinsame Nachteil der beiden letztgenannten Vorrichtungen liegt darin, daß sie eine Mehrzahl von vollständigen Abbildungen erzeugen, von deren jeder anschließend nur ein Teil verwendet wird. Dadurch bleibt ein großer Teil des die Abbildung erzeugenden Lichtstroms ungenutzt, was die Beleuchtungs­ stärke der verwendeten Abbildungsteile verringert.

Aus der US-PS 43 23 925 ist eine Einrichtung bekannt, mit der auch die der vorliegenden Erfindung zugrunde­ liegende Aufgabe gelöst werden soll. Diese Einrichtung besteht aus einem Objektiv und hinter diesem angeord­ neten verkleinernden optischen Elementen, wobei die Eintrittsfenster dieser optischen Elemente in der Abbildungsebene des Objektivs abstandslos neben­ einander liegen und die von diesem erzeugte Abbildung lückenlos erfassen. Die auf jedem optischen Element erzeugte verkleinerte Teilabbildung liegt mit Abstand neben der benachbarten Teilabbildung, sodaß in der Bildebene dieser Teilabbildungen Bildempfänger angeord­ net werden können, deren Empfangsflächen voneinander beabstandet sind und deren jeder dennoch das gesamte Teilbild erfaßt, sodaß auch die ursprüngliche Abbildung restlos erfaßt und aufgezeichnet wird. Auf diese Weise können zur vollständigen Bilderfassung eine Mehrzahl von Bildempfängern wie CCD-Bildwandler oder Fernsehaufnahmeröhren dienen, wobei deren die Empfangsfläche umgebenden Berandungen zwischen den Teilabbildungen der optischen Elemente liegen. Als optische Elemente dieser Art dienen verkleinernde Linsen, aus kohärent verlaufenden, sich verjüngenden Lichtfasern bestehende und sich deshalb auch insgesamt verjüngende Lichtleitfaserbündel oder elektronisch- optische verkleinernde Bildumsetzer.

Ein Nachteil dieser Einrichtung ist die Notwendigkeit der Zwischenschaltung einer zusätzlichen optischen Bildumsetzung jeder Teilabbildung, die unvermeidlich zu zusätzlichen Verzerrungen führt. Wenn als verklei­ nernde optische Elemente beispielsweise einfache Linsen verwendet werden, sind Aberrations-Abbildungs­ fehler zu erwarten. Um solche zu verringern, müssen aberrationskompensierende Mehrlinsenobjektive in entsprechender Anzahl verwendet werden, was Abmessungen, Gewicht und vor allem die Kosten der Einrichtung erheblich erhöhen würde. Das gleiche gilt für die Verwendung von elektronisch-optischen Bildumsetzern. Teuer ist auch die Verwendung von optischen Elementen in Form sich verjüngender Lichtleitfaserbündel, wobei hier besondere Schwierigkeiten der Zusammenfügung der Teilabbildungen zur Gewinnung des Gesamtbildes hinzukommen. Dies hängt damit zusammen, daß eine Überlappung der Teilabbildungen nicht möglich ist und in den Randbereichen der Teilabbildungen Ver­ zerrungen unvermeidlich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines optischen Systems zur Aufteilung einer reellen Abbildung auf voneinander beabstandete Teilabbildungen, sodaß diese restlos von Bildempfängern erfaßt werden können, deren Empfangsflächen nicht abstandslos nebeneinander angeordnet werden können. Dabei soll eine teilweise Überlappung in den Randbereichen der Teilabbildungen möglich sein und es sollen keine zusätzlichen Verzerrungen über die hinaus auftreten, welche durch das Objektiv verursacht sind.

Ausgehend von einem optischen Strahlenteilersystem der zuletzt betrachteten Art mit einem Objektiv und in dessen Strahlengang hinter diesem angeordneten optischen Elementen zur Erfassung von Teillichtströmen wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes optische Element aus wenigstens einer ebenen, den Strahlengang ablenkenden Fläche besteht, und jedes optische Element ohne Abschattung der anderen Elemente einen Teillichtstrom hinter dem Objektiv erfaßt, und daß die optischen Elemente außerhalb des Überschneidungsbereichs der von den Objektgrenzen ausgehenden und durch das Objektiv tretenden Strahlenbündel und vor der eigentlichen Abbildungsebene des Objektivs angeordnet sind.

Der Umstand, daß die optischen Elemente die Strahlen­ gänge nicht mittels Brechung ablenken wie gemäß dem EP-Patent 01 40 529 B1, sondern mittels reflek­ tierender Flächen, erlaubt die Verlagerung der Teil­ abbildungen um größere Beträge und ohne daß wesentliche chromatische Aberrationen im optischen System auf­ treten.

Die Anordnung der optischen Elemente in dem angegebenen Bereich längs der Objektivachse hat zur Folge, daß jedes Element einen Teillichtstrom erfaßt, der nur die von ihm aufzuzeichnenden Informationen enthält, nicht aber die vollständige Objektinformation. Auf diese Weise wird die hinter dem Objektiv zur Verfügung stehende Lichtenergie besser genutzt. Gleichzeitig ergibt sich eine Überlappung der Randbereiche der Teilabbildungen, die bei der weiteren Bildverarbeitung das Zusammenfügen der Teilabbildungen zur Wiederher­ stellung des Gesamtbildes erleichtert. Die Breite der überlappenden Randbereiche ist dabei abhängig von der Anordnungsstelle der optischen Elemente längs der Objektivachse: Je weiter diese Stelle nach hinten verlagert wird und sich der eigentlichen Abbildungsebene des Objektivs nähert, um so schmaler werden diese Randbereiche und umso geringer die Über­ lappung.

Wenn die Anordnung der Bildempfänger für die Teillicht­ ströme keinen Beschränkungen unterworfen ist, kann es zweckmäßig sein, wenn jedes optische Element aus einer, den Strahlengang etwa rechtwinklig aus seiner Ursprungsrichtung ablenkenden reflektierenden Fläche besteht und wenn die Bildempfänger diesen etwa radial gegenüberliegend auf dem Umfang verteilt sind und mit ihrer Empfangsfläche etwa rechtwinklig zur Objektivachse orientiert sind.

Wenn es darauf ankommt, daß alle Bildempfänger in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, so ist es zweckmäßig, wenn jedes optische Element aus zwei Ebenen reflektierenden Flächen besteht, deren erste den erfaßten Lichtstrom auswärts und deren zweite diesen Lichtstrom zurück in wenigstens ungefähr die ursprüngliche Richtung ablenkt, wobei der optische Weg aller Teillichtströme gleich ist, sodaß die Abbildungsebenen der Teilabbildungen in einer Ebene liegen.

Voraussetzung für die Erzeugung aller Teilabbildungen in einer gemeinsamen Ebene ist, daß die optischen Elemente so gebaut sind, daß sie die Gleichheit der Längen der Projektionen der geometrischen Wege der Strahlen auf die optische Achse des Objektivs auf deren Weg vom Objektiv zu den Teilabbildungen gewährleisten. Die Größe und die Richtung der Versetzung jeder Teilabbildung hängt von der Form und dem Anord­ nungscharakter des jeweiligen optischen Elements ab. Verwendet man im optischen System eine Mehrzahl von der Form nach identischen optischen Elementen, so erzielt man die Erzeugung einer entsprechenden Anzahl von voneinander beabstandeten Teilabbildungen durch eine solche Anordnung der Elemente hinter dem Objektiv, daß ihre im Strahlengang ersten Reflexions­ flächen nicht parallel zueinander liegen, aber gleiche Winkel mit der Objektivachse einschließen.

Das aufzuzeichnende Objekt ist gewöhnlich zentral­ symmetrisch, sodaß es vorteilhafterweise in Sektorteile unterteilt wird. Hierzu haben die optischen Elemente vorzugsweise die Form von Sektoren und liegen hinter dem Objektiv symmetrisch bezüglich dessen Achse.

Als Reflexionsfläche der optischen Elemente können ebene Spiegel dienen, d. h. ebene Flächenbereiche fester Körper. Die Aufbringung eines reflektierenden Überzugs auf diese erhöht den Reflexionskoeffizienten und dadurch die Beleuchtungsstärke der erzeugten Teilabbildungen. Die Aufbringung eines spektral-selek­ tiven Überzugs erlaubt die Erzeugung jedes Abbildungs­ teils in einem eigenen Gebiet des Spektrums. Dadurch wird eine Spektralverarbeitung der Abbildungen möglich.

Eine höhere mechanische Festigkeit ergibt sich, wenn jedes optische Element von Prismenflächen gebildet wird, wobei die Prismen für das verwendete Spektral­ gebiet durchlässig sein müssen. Dabei wird durch entsprechende Wahl der Einfallswinkel zweckmäßigerweise vom Effekt der inneren Totalreflexion Gebrauch gemacht.

Als optische Elemente können bekannte reflektierende Prismen verwendet werden, und zwar allein oder in Kombination mit Spiegeln. Auf die Reflexionsflächen von optischen Prismenelementen werden reflektierende Überzüge aufgebracht, insbesondere wenn die Einfalls­ winkel der Strahlen auf diese Flächen klein sind.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Bereiche hinter einem Objektiv zur Anordnung der optischen Elemente;

Fig. 2 den Axialschnitt einer Einrichtung zur Aufteilung einer Abbildung in zwölf Teilabbildungen mit Spiegel- Sektorflächen;

Fig. 3 den Blick auf die Anordnung gemäß Fig. 2 vom Objektiv her;

Fig. 4 die Zusammensetzung einer vollständigen Abbil­ dung aus den Teilabbildungen, die von der Einrichtung gemäß Fig. 2, 3 erzeugt wurden;

Fig. 5 den Axialschnitt eines Strahlenteilersystem mit optischen Elementen, deren jedes zwei reflektierende Flächen aufweist;

Fig. 6 die Ansicht der optischen Elemente gemäß Fig. 5 vom Objektiv her;

Fig. 7 die Lage der von dem System gemäß Fig. 5, 6 erzeugten Teilabbildungen in der Abbildungsebene;

Fig. 8 den Axialschnitt eines optischen Strahlenteiler­ systems mit rhombischen Prismen als optische Elemente;

Fig. 9 die Ansicht der Prismenelemente gemäß Fig. 8 vom Objektiv her;

Fig. 10 die Lage der von dem System gemäß Fig. 8, 9 erzeugten Teilabbildungen in der Abbildungsebene;

Fig. 11 schematisch ein Strahlenteilersystem mit einstellbarem Abstand zwischen den Teilabbildungen im Axialschnitt.

Fig. 1 zeigt den von einem Objekt 1 durch ein Objektiv 2 tretenden Strahlengang, wobei die von den Grenzen des Objekts ausgehenden und als Randstrahlen durch das Objektiv tretenden Strahlen eingezeichnet sind. Als Blicköffnung des Objektivs ist die gesamte Aus­ trittsfläche angenommen. Die von den einzelnen Punkten des als Pfeil dargestellten Objekts ausgehenden Strahlen vereinigen sich in der hinter dem Objektiv rechtwinklig zu dessen Achse 3 liegenden Bildebene zur Abbildung 9, wobei die Grenzpunkte mit Y (Pfeil­ spitze) und Z (Pfeilschwanz) bezeichnet sind.

Die von den beiden Objektgrenzen ausgehenden und durch das Objektiv tretenden Strahlenbündel sind mit jeweils unterschiedlicher Neigung schraffiert. Der Bereich der Überschneidung dieser Strahlenbündel hinter dem Objektiv, dessen Grenzen mit 10 bezeichnet sind, erscheint somit gekreuzt schraffiert. Dieser Bereich kann als "Vollinformationszone" bezeichnet werden, weil jedes hier aufgefangene Strahlenbündel bis hin zu den Objektgrenzen gehende Strahlen aufweist, also eine vollständige Information über das Objekt liefert. Im Axialschnitt stellt sich dieser Bereich als ungefähres Dreieck VXE dar und kann beschrieben werden als Überschneidungsbereich der von den Objekt­ grenzen ausgehenden und durch das Objektiv tretenden Strahlenbündel.

Ein in dieser Vollinformationszone angeordnetes strahlenablenkendes optisches Element 4′′ ist in der Lage, ein eine vollständige Abbildung 8′′ des Objekts lieferndes Strahlenbündel längs einer abge­ lenkten optischen Achse 11′′ auf einen Bildempfänger 16′′ zu werfen. Wenn der Bildempfänger 16′′ jedoch nur eine Teilabbildung auffangen soll, z. B. einen mittleren Bereich A′′B′′ der gesamten Abbildung Y′′Z′′, so gehen die außerhalb der Grenzen des Bild­ empfängers 16′′ verlaufenden Strahlen und damit auch deren Beleuchtungsenergie ungenutzt verloren.

Bei einer Anordnung eines optischen Elements 4′ außerhalb der Vollinformationszone, insbesondere hinter dieser im Bereich des Dreiecks EYZ, werden nicht mehr alle Punkte des Objekts 1 erfaßt. Das etwa mittig auf der Objektivachse 3 angeordnete optische Element 4′ wird nur noch von Strahlen ge­ troffen, die von einem mittleren Bereich des Objekts 1 ausgehen und das längs der abgelenkten optischen Achse 11′ verlaufende Strahlenbündel erzeugt auch nur eine Teilabbildung 8′ etwa des mittleren Bereichs A′B′ des Objekts. Wenn es nur um diesen Bereich geht, so geht keine Lichtenergie ungenutzt verloren, sodaß eine höhere Helligkeit der Abbildung erzielt wird und keine Abschattungen stattfinden.

Wenn also die vom Objektiv 2 an sich erzeugte Abbildung 9 ersetzt werden soll durch Teilabbildungen möglichst hoher Lichtenergie, die sich in ihren Randbereichen zur Herstellung einwandfreier Anschlüsse bei einer späteren Zusammenfügung der Teilabbildungen überlappen, so sind die ablenkenden optischen Elemente außerhalb der Vollinformationszone VXE und vor der eigentlichen Abbildungsebene 9 des Objektivs anzuordnen.

In Fig. 2, 3 und 4 ist ein optisches System gezeigt, bei dem hinter einem Objektiv 2 mit der optischen Achse 3 zwölf optische Elemente 4 in Form von ebenen reflektierenden Flächen angeordnet sind. Diese sind an einem einstückigen Körper gebildet und unter 45° zum Strahlengang geneigt, wobei vier einen zen­ tralen Bereich einnehmende Flächen von acht einen peripheren Bereich einnehmenden Flächen umgeben sind. Der diese Flächen bildende Körper ist hinter der Vollinformationszone VXE symmetrisch auf der Objektivachse 3 angeordnet und umgeben von Bildem­ pfängern 16, deren jeder eine Teilabbildung 8 erfaßt und verarbeitet.

Ohne die optischen Elemente 4 würde das Objektiv 2 die als Referenz ebenfalls angedeutete Abbildung 9 in der gezeigten Abbildungsebene erzeugen. Zur Verdeutlichung der Aufteilung dieser Abbildung 9 auf die Teilabbildungen 8 ist das Objekt 1 wieder als Pfeil dargestellt, wobei noch drei zwischen den Enden Spitze und Schwanz gelegene Stellen markiert sind, nämlich mittels eines Querstrichs, eines Kreises in der Mitte und eines Sterns. Diese Markierungen sind auch in den Teilabbildungen 8 angebracht und zeigen die Aufteilung der Gesamtabbildung auf die Teilabbildungen.

Die Ansicht des Körpers mit den optischen Elementen 4 in Form ebener Flächen vom Objektiv 2 her gesehen sowie die umgebenden Bildempfänger 16 sind schematisch in Fig. 3 gezeigt. Die erzeugten Teilabbildungen 8 überlappen sich mit ihren Rändern, sodaß keine Information verloren geht und das Gesamtbild gemaß Fig. 4 vollständig aus den Teilabbildungen zusammengefügt werden kann, z. B. mittels einer elektronischen Bildverarbeitung.

Wenn es wichtig ist, daß die Teilabbildungen 8 in einer gemeinsamen Ebene liegen, muß jedes optische Element, bei­ spielsweise gemäß Fig. 5, zwei ebene Reflexionsflächen auf­ weisen. Bei dieser in Fig. 5, 6 und 7 schematisch illu­ strierten Ausbildung besteht der Strahlenteiler aus fünf Prismen, die miteinander verklebt sind. An einem zentralen Prisma sind vier erste reflektierende Flächen 5 gebildet, welche die auftretenden Strahlenbündel radial nach außen ablenken und so als Spiegel wirken. Auf sie ist eine spiegel- oder eine selektiv reflektierende Beschichtung aufgebracht. Das zentrale Prisma ist von vier Sektorenelementen in iden­ tischer Form eines gleichschenkligen Prismas umgeben, in denen eine innere Totalreflexion an Reflexionsflächen 5 stattfindet, welche parallel zu den ersten reflektierenden Flächen 5 des Zentralprismas verlaufen. Jeweils eine erste und die zugehörige zweite reflektierende Fläche 5 bilden ein strahlenablenkendes optisches Element. Die zweiten re­ flektierenden Flächen lenken den jeweiligen Strahlengang in die ursprüngliche Einfallsrichtung zurück, sodaß vier voneinander beabstandete Strahlenbündel entstehen, welche vier Teilabbildungen erzeugen, die gemäß Fig. 7 auf den Ecken eines Quadrats und in einer gemeinsamen Abbildungs­ ebene liegen.

Die Wirkung der optischen Elemente ist illustriert mittels der achsparallelen Strahlen 6 hinter dem Objektiv. Jedes optische Element bewirkt eine parallele Versetzung aller auf es auftreffenden Strahlen parallel zu sich selbst und die von ihm bewirkte seitliche Versetzung dieser achspara­ llelen Strahlen entspricht der seitlichen Verlagerung der unter seiner Mitwirkung erzeugten Teilabbildung 8.

Jede der Teilabbildungen 8 hat einen auch in der benach­ barten Teilabbildung vorhandenen überlappenden Rand, sodaß eine Zusammensetzung des Gesamtbildes ohne Informationsver­ lust zuverlässig gesichert ist. Die zusammenzufügenden Kernteile der Teilabbildungen sind von den Überlappungs­ rändern in Fig. 7 durch eine gestrichelte Linie abgegrenzt.

In Fig. 8, 9 und 10 ist ein optisches System mit einem Prismenstrahlenteiler gezeigt, der die Abbildung in sechs Teilabbildungen 8 zerlegt, die, wie in Fig. 10 gezeigt, in einer gemeinsamen Abbildungsebene 7 liegen. Der Strahlenteiler besteht aus sechs bezüglich ihrer Form identischen, jedes einen Sektor einnehmenden rhombischen Prismen als optisches Element 4, wobei diese miteinander verklebt sind und symmetrisch zur Objektivachse 3 angeordnet sind. Die erzeugten Teilabbildungen 8 liegen auf den Ecken eines regel­ mäßigen Sechsecks, wie aus Fig. 10 ersichtlich, wobei wieder gestrichelt gezeigt ist, wie die zusammen­ zufügenden Kernbereiche aussehen, an die sich die Überlappungsränder anschließen.

Fig. 11 zeigt schließlich ein Strahlenteilersystem, mit dem der Abstand der Teilabbildungen voneinander einstellbar ist. Die optischen Elemente hinter dem Objektiv 2 bestehen aus einer ersten, die auftreffenden Strahlen auswärts ablenkenden, reflektierenden Fläche 5 und einer zweiten, den Strahlengang in die ursprüng­ liche Richtung zurück ablenkenden Reflexionsfläche 5′, sodaß die optischen Achsen 11 der Teilbündel parallel und gegenüber der optischen Achse 3 des Objektivs 2 versetzt verlaufen. Die von diesen Teilbündeln erzeugten Teilabbildungen 8 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Die zweiten Reflexionsflächen 5′ sind jeweils mit einer Zahnstange 15 verbunden, welche an gegenüber­ liegenden Umfangsstellen mit einem Zahnrad 14 in Eingriff stehen, sodaß eine Drehung des Zahnrades 14 zu einer symmetrischen Auswärts- oder Einwärtsbewe­ gung der zweiten Reflexionsflächen, z. B. in die mit 5′ be­ zeichnete Lage, und damit zu einer Änderung von deren Abstand von der Objektiv­ achse 3 führt.

In Fig. 11 sind mit gestrichelten Linien eine weiter auswärts gelegene Lage der zweiten Reflexionsflächen 5′ sowie die bei dieser Lage erzeugten Teilabbildungen 8′ gezeigt, die in einer gemeinsamen, näher beim Objektiv 2 gelegenen Abbildungsebene 7′ mit größerem Abstand voneinander liegen als die Teilabbildungen 8 in der weiter zurückliegenden Abbildungsebene 7, die bei näher zusammenliegenden zweiten Reflexions­ flächen 5′ erzeugt werden.

Es versteht sich, daß die an Hand von Fig. 11 betrach­ tete radial verstellbare Anordnung der zweiten Re­ flexionsflächen 5′ auch bei einer Ausbildung möglich ist, die mehr als zwei zweite Reflexionsflächen 5′ aufweist. Beispielsweise kann die Achse des Zahn­ rades 14 mit der Objektivachse 3 zusammenfallen und die Zahnstangen von gleichmäßig auf dem Umfang verteilten zweiten Reflexionsflächen stehen an ent­ sprechend gleichmäßig verteilten Umfangsstellen des Zahnrades mit diesem in Eingriff.

Die Erfindung kann Anwendung finden in der Astronomie, wo zur Aufzeichnung der Objekte sowohl große Abbildungs­ flächen als auch eine hohe Auflösung verlangt werden. Gegenwärtig werden diese Erfordernisse durch die Verwendung von fotografischen Filmen großer Fläche erfüllt, was kostenaufwendig ist und bei der Archi­ vierung Probleme bereitet. Die Verwendung der Fernseh­ technik in Verbindung mit dem vorgeschlagenen optischen System erlaubt die Herstellung von Abbildungen mit guter räumlicher Auflösung durch Aufzeichnung mittels mehrerer Bildempfänger, sodaß der Kostenaufwand für nur einmal verwendbare Fotomaterialien eingespart werden kann. Die Archivierung der erhaltenen Abbil­ dungen wird wesentlich einfacher, da diese in Form elektrischer Signale gespeichert werden können, wozu verschiedene geeignete Massenspeicher zur Ver­ fügung stehen.

Ähnliche Vorteile verspricht die Anwendung des vor­ liegenden Vorschlags in der Röntgentechnik, insbesondere der Auswertung und Speicherung von Röntgenbildern in der Medizin, wo ebenfalls großflächige Abbildungen mit hoher Auflösung aufzuzeichnen sind.

Claims (12)

1. Optisches Strahlenteilersystem zur Aufteilung der reellen Abbildung eines Objekts (1) in Teilabbil­ dungen (8) auf voneinander beabstandeten Bildempfängern (16) mit einem Objektiv (2) und in dessen Strahlengang hinter diesem angeordneten optischen Elementen (4), dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Element aus wenigstens einer reflektierenden, den Strahlengang ablenkenden ebenen Fläche besteht, und die optischen Elemente einander nicht überdeckende Teillichtströme hinter dem Objektiv erfassen und die angeordnet sind außerhalb des Überschneidungs­ bereichs (VXE) der von den Objektgrenzen ausgehenden und durch das Objektiv tretenden Strahlenbündel und vor der eigentlichen Abbildungsebene des Objektivs.

2. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Element (4) aus einer, den Strahlengang etwa rechtwinklig aus seiner Ursprungsrichtung ablenkenden reflektierenden Fläche besteht und daß die Bildempfänger (16) diesen etwa radial gegenüberliegend auf dem Umfang verteilt sind und mit ihrer Empfangsfläche etwa rechtwinklig zur Objektiv­ achse orientiert sind (Fig. 2).

3. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Element (4) aus zwei ebenen reflektierenden Flächen (5) besteht, deren erste den erfaßten Lichtstrom auswärts und deren zweite diesen Lichtstrom zurück in wenigstens ungefähr die ursprüngliche Richtung ablenkt, wobei der optische Weg aller Teillichtströme gleich ist, sodaß die Abbildungsebenen der Teilabbildungen in einer Ebene liegen (Fig. 5; 7).

4. Optisches Strahlenteilersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optischen Elemente (4) hinter dem Objektiv (2) zentralsymmetrisch angeordnet sind und jedes einen Sektor des Lichtstromquerschnitts ablenkt.

5. Optisches Strahlenteilersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die reflektierenden Oberflächen der optischen Elemente Spiegel sind.

6. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Spiegel spektralselektiv wirkt.

7. Optisches Strahlenteilersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente Prismen aus optisch durch­ lässigem Material sind.

8. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen rhombische Prismen sind.

9. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 7 und/oder 8, gekennzeichnet durch einen reflektierenden Überzug auf den reflektierenden Prismenflächen.

10. Optisches Strahlenteilersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer der reflektierenden Oberflächen jedes optischen Elements ein spektralselektiv reflek­ tierender Überzug aufgebracht ist.

11. Optisches Strahlenteilersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes optische Element aus einer ersten, den auftreffenden Lichtstrom auswärts ablenkenden Re­ flexionsfläche (5) und einer zweiten, diesen Lichtstrom zurück in die Einfallrichtung ablenkenden Reflexions­ fläche (5′) besteht, wobei diese symmetrisch zur Objektivachse (3) angeordnet sind und der Abstand der zweiten Reflexionsflächen (5′) von der Objektiv­ achse (3) unter Aufrechterhaltung der Symmetrie veränderlich ist.

12. Optisches Strahlenteilersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Reflexions­ flächen (5′) mit einer Zahnstange (15, 15′) verbunden sind, welche entsprechend der Anordnungssymmetrie an gleichmäßig verteilten Umfangsstellen eines Zahn­ rades (14) mit diesem in Eingriff stehen.