DK156782B - Optisk afsoegningsapparat - Google Patents

Description

Opfindelsen angâr et optisk afs0gningsapparat af den i krav l's indledning omhandlede art.

i

DK 156782 B

I det optiske afs0gningsapparat, der er beskrevet i 5 DK-patentskrift nr. - (DK-patentans0gning nr.

1100/84), opnâs en lodret afs0gning med h0j hastighed under anvendelse af et med lav hastighed bevægeligt billedfeltspejl til at reflektere lineære billedspor pâ et strimmelspejl. Vandret afs0gning med h0j hastighed opnès 10 ved at anvende en cirkelrund kreds af hulspejle pâ en roterende afs0gningsskive til at afs0ge det lineære billedspor pâ strimmelspejlet. Strimmelspejlet er adskilt fra hulspejlene med en afstand svarende til hulspejlenes brændvidde, og det er skrâtstillet og fortrinsvis krumt 15 svarende til den bue, som hulspejlene danner pâ afs0g-ningsskiven. Mens afs0gningsskiven roterer, afs0ger hulspejlene efter hinanden strimmelspejlbilledet og afs0ger derved successive vandrette spor. Strimmelspejlbilledet reflekteres fra hulspejlene i et kollimeret strâlebundt, 20 som fokuseres pâ en dertil egnet detektor, der frembringer et elektrisk signal svarende til den aff01te strâlings-intensitet. Et optisk samleorgan anvendes til at fokusere det kollimerede billedstrâlebundt pâ detektoren.

Selv om det optiske afs0gningsapparat, der er omhandlet i 25 ovennævnte DK-patentskrift, repræsenterer en betydelig forbedring i forhold til tidligere kendte afs0gningsappa-rater med retvinklet m0nster, kan der under visse omstæn-digheder opstâ visse ulemper, der har sammenhæng med apparatets udformning. F0rst og fremmest kan det til visse 30 formàl være for besværligt eller kostbart at anvende uafhængige optiske samleorganer.

Fra US-patentskrift nr. 3.604.932 kendes et optisk afs0gningsapparat med et roterende facetteret spejl, hvis facetter aile danner den samme vinkel i forhold til 35 omdrejningsaksen. Spejlet er desuden anbragt i hovedsagen

DK 156782 B

2 i midten i forhold til en ringformet opstilling af afbildningselementer. Denne indretnings radius er tilnærmelsesvis lig med de enkelte afbildningselementers 5 bageste brændpunktsafstand. Lys, der udstrâles fra afbildningselementerne, reflekteres af spejlet parallelt med den ringformede opstillingsakse mod et stationært overf0ringsspej1 og ledes via et yderligere stationært overf0ringsspej1 til en i dettes brændpunkt beliggende 10 infrar0d-detektor.

Afbildningselementerne er orienteret pâ en sâdan mâde, at refleksionen af hvert éléments optiske akse i den pâgældende facet altid forl0ber parallelt med omdrejnings-aksen. Endelig er opstillingen af afbildningselementer 15 indrettet til at dreje om sin akse synkront med rotationen af det facetterede spejl pâ en sâdan mâde, at hvert élément altid genneml0ber en stilling, hvori refleksionen af dets optiske akse i den pâgældende facet sammenfalder med en forud bestemt akse. Hensigten med disse forholdsregler 20 at formindske virkningen af fortoningen. Desuden undgâs en uheldig egenskab med plane spejle, der er anbragt parallelt med det roterende spejls akse, nemlig at reflek-sionsretningen ændres dobbelt sâ hurtigt som vinkelhas-tigheden. Ved dette kendte afs0gningsapparat bestâr imid-25 lertid de iboende mangler ved polygonspejlafs0gningen, hvis virkning ganske vist er formildet, men ikke kan undgâs fuldstændigt. Disse mangler bestâr i hovedsagen af spejlets h0je rotationshastighed, spejlfladernes forholds-vis store st0rrelse og den lave virkningsgrad. 1 2 3 4 5 6

Med udgangspunkt i apparatet if01ge DK-patentskrift nr.

2 - (DK-patentans0gning nr. 1100/84) er det derfor 3 opfindelsens formàl at anvise udformningen af et optisk 4 afs0gningsapparat af den indledningsvis nævnte art, der 5 ikke kræver et yderligere optisk organ, sàsom f.eks. et 6 optisk samleorgan, og dette formâl opnàs ved et apparat, der if01ge opfindelsen tillige udviser de i krav lfs

DK 156782 B

3 kendetegnende del angivne træk.

Ved den angivne krumme udformning af strimmelspejlet og strâlingsdetektoren opnâs en tilpasning til rotor-hulspej-5 lenes krumme bevægelsesbane, der overfl0digg0r brugen af yderligere korrigerende optiske elementer.

Ved den i krav 2 angivne udf0relsesform opnâs, at billedet fokuseres i en bue svarende til rotor-hulspejlenes afs0g-ning hen over det krumme strimmelspejl, og detekteres af 10 en detektor, der svarer til denne bue.

Ved den i krav 3 angivne udf0relsesform opnâs en korrektion af den billedrotation, der fremkommer ved den bueformede afs0gning af det lineære billede pâ det krumme strimmelspej1.

15 Yderligere hensigtsmæssige udf0relsesformer for apparatet if01ge opfindelsen, hvis virkninger er nærmere forklaret i den efterf01gende specielle del af nærværende beskrivelse, er angivet i krav 4-7.

Opfindelsen skal i det f01gende forklares nærmere under 20 henvisning til tegningen, pâ hvilken fig. 1 er et perspektivisk delbillede af afs0gningsappara-tet if0lge den f0rste udf0relsesform og viser de optiske de veje under hulspejlenes afs0gning af billedet, fig. 2 er et perspektivisk delbillede af den anden fore-25 trukne udf0relsesform for afs0gningsapparatet og viser optiske veje under afs0gningen, fig. 3 viser et bueformet detektorbatteri, fig. 4 delvis i snit viser en del af apparatet if01ge den anden udf0relsesform,

DK 156782B

4 fig. 4A-C er til fig. 4 svarende billeder og viser for-skellige optiske veje og undertrykkelse af "vild" strâling, 5 fig. 5A delvis i snit viser dele af den anden foretrukne udf0relsesform for apparatet og viser dele af afskærmnin-gen, fig. 5B viser apparatets samleapertur, fig. 6 viser apparatets samleapertur og et organ til 10 "beskygning" af samme, fig. 7 viser et afs0gningsapparat, hvori det optiske samleorgan udg0res af et ex-aksialt parabolsk hulspejl, fig. 8 viser den tredje foretrukne udf0relsesform for afs0gningsapparatet og viser, hvorledes det kollimerede 15 billede "foldes" til et optisk samleorgan i form af et ex-aksialt parabolsk hulspejl, fig. 9 skematisk viser opbygningen af et paraboloidalt tagspejl, fig. 10 viser den fjerde foretrukne udf0relsesform for af-20 s0gningsapparatet, hvori de optiske billedrotationsorganer bestâr af et paraboloidalt tagspejl, fig. 11 i perspektiv belyser udformningen af et strimmel-spejl, som i overensstemmelse med den femte udf0relses-form for opfindelsen er udformet som et afsnit af en 25 toroide, og fig. 12 i perspektiv viser et strimmelspejl, som i over-ensstemmelse med den femte udf0relsesform for opfindelsen er udformet som et afsnit af en kugleflade.

DK 156782 B

5

Opfindelsens grundprincip er vist i fig. 1 og 2. Et motiv afs0ges lodret af ikke vist, et langsomt oscillerende billedfeltspejl, og et lineært billedspor projiceres 5 herfra pâ et krumt strimmelspejl 26, der skal afs0ges vandret af bevægelige hulspejle 32 pâ en hurtigt roterende afs0gningsskive 30, ait i overensstemmelse med DK-patentskrift nr. - (DK-patentans0gning nr.

1100/84).

10 I det i ovennævnte skrift beskrevne apparat fokuseres den afs0gte stràling fra billedet eller motivet pâ en detektor 40, der frembringer et elektrisk signal svarende til den indfaldende stràlings intensitet. Pâ denne mâde afs0ger apparatet billedet eller motivet og frembringer et elek-15 trisk signal, der er egnet til videoteknisk opbygning af et rasterbillede.

I den f0rste foretrukne udf0relsesform for apparatet if01ge opfindelsen, der er vist i fig. 1, er det stationære, krumme strimmelspejl 26 sâledes anbragt og 20 hulspejlene 32 sâledes udformet, at det fra det krumme strimmelspejl 26 reflekterede billede fokuseres af hulspejlene 32. Det billede, der dannes af hulspejlene 32, ligger som vist i fig. 1 i et bueformet geometrisk sted for punkter svarende til udstrækningen af hulspejlenes 25 afs0gning i en krum bane hen over strimmelspejlet.

En foretrukken metode til detektering af det dannede, bueformede billede uden anvendelse af optiske samleorganer bestâr i at anordne et detektorbatteri med den i fig. 3 viste bueform, svarende til brændpunktbuen. Det bueformede 30 detektorbatteri 240 er sâledes dimensioneret, at det er lig med strimmelspejlet 26's direkte projektion. Strimmel-spejlets billede 242 ligger omvendt i forhold til og ber0rer detektorbatteriet 240 for aile punkter inden for afs0gningsomrâdet, hvorfor der ved billedpunkter i afstand 35 fra aksen vil optræde en vis misflugtning eller "afvan-dring". Pâ grund af billedets misflugtning er det buefor-

DK 156782 B

6 mede detektorbatteri behæftet med en vis un0jagtighed, men fordelene ved at udelade de optiske samleorganer er 0nske-lige i de tilfælde, hvor de yderligere optiske organer er 5 for kostbare eller for besværlige for den pâgældende anvendelse. I denne udf0relsesform er hulspejlene 244 fortrinsvis ellipsoidseformede med strimmelspejlet anbragt ved det f0rste brændpunkt og detektoraggregatet ved det andet. Denne udformning forhindrer afvigelser pâ aksen.

10 Detektorerne aktiveres fortrinsvis i en rækkef0lge, der svarer til afs0gningsskivens afs0gningsbue.

I den udf0relsesform for apparatet if01ge opfindelsen, der er vist i fig. 2, 4 og 5A, reflekteres strâling fra det krumme strimmelspej1 26 pâ et hulspejl 32 og derfra nedad 15 forbi strimmelspejlet i et kollimeret lysbundt. Fokuserin-gen af billedet opnàs ved at dimensionere hulspejlene 32 med en brændvidde svarende til afstanden mellem afs0gningsskiven 30 og strimmelspejlet 26. Hulspejlene 32 er her fortrinsvis parabolske. Det kollimerede lysbundt, 20 der udsendes fra hulspejlene 32, passerer gennem en samle-linse 38, som fokuserer lysbundtet pâ detektoren 40. Sam-ielinsens apertur skal være tilstrækkelig stor til at give plads til det fokuserede billedlysbundt for aile praktisk mulige hulspejlpositioner i afs0gningsbuen, og linsen b0r 25 i ait væsentligt være fri for afvigelser. I optiske og navnlig termiske billeddannelsessystemer er detektering af "vild" strâling u0nsket. Vild strâling er strâling, som ikke kommer fra det afs0gte billede eller motiv, men som ikke desto mindre rammer detektoren. Ved den anden fore-30 trukne udf0relsesform for apparatet if0lge opfindelsen ' opnâs en effektiv undertrykkelse af al vild strâling.

I det i fig. 2 og 4 viste udstyr kan vild strâling nâ hen til detektoren 40, dersom den udstrâles fra legemer inden for detektorens synsfelt eller reflekteres til detektoren 35 via samlelinsen 38 ved sâdanne overflader som overfladerne pâ strimmelspejlbæreren 256, nabo-hulspejlene 32a og 32b,

DK 156782B

7 overfladen 258 pâ afsbgningsskiven 30 mellem hosliggende hulspejl 32, samt samlelinseholderen 280. I termisk billeddannelsesudstyr er en kold skærm 270 i almindelighed 5 anbragt omkring detektoren 40, jf. fig. 4, for derved at indsnævre detektorens synsfelt til en 0nsket konusvinkel 262, der kun omfatter stràling, der nàr hen til detektoren 40 gennem de optiske samleorganer. Den kolde skærm 270 afk01es til temperaturen i den Dewar-flaske, der er 10 tilknyttet detektoren 40, og afgiver derfor ikke nogen stràling af betydning.

I billeddannelsessystemet vil i ethvert givet 0jeblik en elementær billedplet fra det afs0gte billede eller motiv gennem samlelinsen blive fokuseret pâ detektoren. Den 15 kolde skærm er tilpasset efter samlelinsen apertur, hvorfor den udelukker al anden stràling end den, der passerer gennem samlelinsen. I det viste apparat vandrer billedet af den afs0gte billedplet kun over en del af samlelinsen 38. Derfor kan samlelinsens blændeâbning 20 begrænses yderligere ved at formindske synsfeltet for detektoren 40 med yderligere afskærmning.

Som det fremgâr af fig. 5A og 5B afgrænses samlelinsens blændeâbning 276 af den kolde skærm 270 og et sfærisk skærmspejl 272. Det sfæriske skærmspejl 272 er sâledes 25 dimensioneret, at samlelinsens blændeâbning 276 har rekt-angulær form og svarer til den bue, som hulspejlet 32 afs0ger hen over samlelinsen 38. Ved betragtning af fig.

2, 5A og 5B vil det kunne ses, at den kombinerede afskærmning, der tilvejebringes af den kolde skærm 270 og 30 det sfæriske skærmspejl 272, forhindrer stràling, hvis oprindelsessted ligger inden for synsfeltet for detektoren 40 men uden for samlelinsens blændeâbning 276, i at nâ direkte hen til detektoren. Den eneste vilde stràling, der kan nâ hen til detektoren 40, skal sâledes være udsendt 35 fra et legeme inden for synsfeltet for samlelinsens blændeâbning, enten direkte eller ved refleksion.

DK 156782 B

8

En ancien fejlkilde i optiske billeddannelsessystemer er variationer i det fremviste billedes lyshedsgrad under afsdgning af et billede eller motiv med ensartet 5 udstrâling. De mest almindelige àrsager til dette problem, dvs. fortoning af den optiske pupil og variationer i den optiske overf0ring, er i almindelighed ikke til stede i afs0gningsapparater if01ge opfindelsen. Fortoning skyldes tab af optiske strâler under afs0gningen, hvad der ikke 10 optræder i apparatet if01ge opfindelsen. Desuden bevirker den h0je kvalitet af de optiske organer i apparatet if0lge opfindelsen, at variationer i den optiske overf0ring er usandsynlige. Dette gælder især for de udf0relsesformer med reflekterende optiske organer, som ikke indebærer 15 ændringer i overf0ringsmedierne. Den eneste resterende lysvariation skyldes den uensartede detektering af billed-strâler, der bevirkes af ændringerne i billedstrâlernes indfaldsvinkel pâ detektoren 40 svarende til de gennem-10bne afs0gningspositioner, jf. fig. 2 og 4. Ved de fleste 20 anvendelser kan de lyshedsvariationer, der skyldes denne vinkelændring over synsfeltet, tolereres. Ved anvendelser, hvor h0j præcision er af betydning, er det imidlertid muligt at kompensere for denne lyshedsvariâtion ved passende "beskygning" som vist i fig. 6.

25 Samlelinsens blændeàbning 276 er delvis dækket af en beskygningsskærm 290, der i det viste eksempel er cirkelrund. Med en radius Rs, der er empirisk bestemt pâ en sâdan mâde, at den strâling, der rammer detektoren 40, ved de steder, hvor billedet har den maksimale 30 lyshedsgrad, reduceres til et ensartet niveau hen over den fulde bredde af samlelinsens blændeàbning 276, sàledes at der fremkommer en konstant billedlyshed for samtlige afs0gningspositioner. Konturen pâ beskygningsskærmen 290 vælges for hver enkelt anvendelse, og kan i visse tilfælde 35 afvige fra cirkelformen.

En omfattende undertrykkelse af vild strâling fra poten-

DK 156782 B

9 tielle strâlingskilder inden for detektorens synsfelt gen-nem samlelinsens blændeàbning kan opnâs ved at belægge aile sâdanne kilder med en stærkt reflekterende belægning.

5 Vild strâling fra kilder uden for samlelinsens blændeàbning forhindres i at blive reflekteret til samlelinsens blændeàbning ved at orientere de reflekterende overflader inden for samlelinsens blændeàbning pâ en sàdan màde, at detektoren sâ at sige kun ser sig selv. Eftersom detekto-10 ren holdes pâ en meget lav temperatur, typisk 77°K, vil detektoren under betragtning af sig selv se en kold overflade, der ikke afgiver nogen strâling af betydning. Pâ lignende màde: Eftersom en reflekterende overflade ikke virker som en varmestrâlingskilde, vil en korrekt 15 orientering af den reflekterende overflade bevirke, at overfladen sâ at sige forsvinder.

En anordning, hvori reflekterende overflader anvendes til at eliminere kilder for vild strâling, er vist i fig. 2 og 4A-C. Strimmelbæreren 256 for strimmelspejlet 26 ligger i 20 et plan, der er vinkelret pâ den optiske akse for samlelinsen 38. Begge de plane overflader pâ spejlbæreren er belagt med et stærkt reflekterende materiale. Den plane overflade pâ afs0gningsskiven 30 pâ den mod samlelinsen 38 vendende side er ogsâ belagt med et reflekterende 25 materiale, sâ der er dannet en reflekterende plan overflade 258 i omrâdet mellem tilst0dende hulspejl 32. Samlelinseholderen 280, der bærer samlelinsen 38, er ogsâ belagt med reflekterende materiale pâ den overflade, der vender imod afs0gningsskiven 30. 1 2 3 4 5 6

Den mâde, hvorpà de forskellige reflekterende overflader 2 eliminerer vild strâling, er vist særskilt i fig. 4A-C.

3

Fig. 4A viser refleksionsvejen fra spejlbærerens detek- 4 torside, sâ detektoren sâ at sige kun ser sig selv ved at 5 spejle sig i spejlbærerens nærmestliggende side. Pâ lig- 6 nende mâde viser fig. 4B, hvorledes den side af spejlbæreren, der vender imod afs0gningsskiven, bringer detek-

DK 156782B

10 toren til sâ at sige kun at se sig selv gennem afs0gnings-skivens plane overflade og et tilst0dende hulspejl 32a. Endelig viser fig. 4C, hvorledes refleksioner fra samle-5 linseholderen 280 via hulspejlet 32a og den side af strimmelspejlbæreren 256, der vender imod afs0gnings-skiven, bringer detektoren til kun at se sig selv. I de todimensionelle figurer kan det se ud, sont om lyset passerer gennem det uigennemsigtige strimmelspej1 og den 10 ligeledes uigennemsigtige strimmelbærer. Imidlertid er det hensigten, at de viste strâler skal repræsentere samtlige strâler i det fokuserede lysbundt, og strimmelspejlbæreren frembringer kun en stribelignende skygge i lysbundtet.

Anvendelsen af et krumt strimmelspej 1 med et af flere 15 detektorer bestàende batteri kan medf0re forvrængning, der skyldes et ,'afvandrings"-fænomen. Dette fænomen skyldes optisk rotation af billedet af det krumme strimmelspej1 i forhold til dektorbatteriet, der sker ved billedpositioner uden for aksen i afs0gningsomrâdet. Virkningen af denne 20 rotationsmæssige misflugtning pâ en enkelt detektor i batteriet er minimal, eftersom den eneste relevante parameter i et sâdant System er mængden af den detekterede strâling og ikke dennes flugtning. I systemet med en enkelt detektor er den strâlingsmængde, som pâ grund af 25 rotationsmæssig misflugtning ikke detekteres, i almindelighed uden betydning, eftersom detektoren i aile tilfælde vil blive aktiveret af den strâling, der detekteres. I et System med en enkelt detektor kan rotationsmæssig misflugtning i værste fald medf0re 30 formindsket f01somhed ved billedpunkter uden for aksen.

Dette kan korrigeres enten ved "beskygning" eller intensitetskompensation i de elektroniske kredsl0bsor-ganer, der modtager signalet fra detektoren. Ved anvendelse af et batteri af flere detektorer kan imidler-35 tid den "afvandring", der skyldes rotationsmæssig misflugtning, medf0re en mere skadelig virkning i form af formindsket opl0sningsevne. Denne reducerede opl0snings-

DK 156782 B

11 evne skyldes den kendsgerning, at stràling fra en enkelt billedplet, som helt enkelt ikke detekteres i systemet med en enkelt detektor, griber ind over og detekteres af nabo-5 detektorer i det af flere detektorer bestâende batteri.

Ved stigende antal detektorer i batteriet kan billedkvali-teten forringes væsentligt.

I den tredje foretrukne udf0relsesform for apparatet if01ge opfindelsen korrigeres rotationsmæssig forvrængning 10 ved anvendelse af et stationært, ex-aksialt parabolsk hulspejl som optisk samleorgan. Det parabolske hulspejl er sâledes anbragt, at det fokuserer billedet pâ afs0gnings-skivens akse.

Som det fremgâr af fig. 7 har et parabolsk hulspejl 200 15 ved spidsen en krumningsradius Rp lig med radien pâ afs0gningsskiven 30. Det parabolske hulspejl 200 er sâledes anbragt, at dets effektive brændvidde F er dobbelt sâ lang som brændvidden ved aksen. Et lineært detektor-batteri 40 er anbragt pâ og vinkelret med aksen for det 20 parabolske hulspejl 200 i den af stand lig med iRp fra bunden i det parabolske hulspejl 200. Nâr disse paramétré er opfyldt, vil de kollimerede billedstrâler fra hulspej-let 32 blive fokuseret i detektorbatteriets plan. Den aksiale strâle af det kollimerede lysbundt reflekteres fra 25 hulspejlet 32 under en vinkel pâ 90° og faider pâ detektoren under en vinkel pâ 90° fra afs0gningsskivens akse. Der kan selvsagt anvendes andre foldevinkler end 90° og andre positionsafstande for det parabolske hulspejl 200 og det lineære detektorbatteri 40, men disse paramétré 30 skal vælges pâ en sâdan mâde, at den rotationsmæssige forvrængning, som hver af dem indf0rer, snarere ophæves end forstærkes af de 0vrige.

Fig. 7 er en korrekt illustration af princippet med fold-ning og fokusering af det kollimerede billede pâ afs0g-35 ningsskivens akse, men den viste anordning er ikke brug-

DK 156782B

12 bar i praksis, eftersom detektorbatteriet skulle være anbragt direkte i lysvejen for de vandret afs0gte billedstrâler, der kommer ind i afs0gningsapparatet og 5 fokuseres pâ strimmelspejlet 26 af det konkave og fortrinsvis sfæriske billeddannelsesspejl 162. En l0sning pâ dette problem er belyst i fig. 8. Billedstrâlerne fra hulspejlet 32 foldes ved hjælp af plane spejle 208,210 og 212, der opretholder den kollimerede tilstand. Derpâ 10 falder billedstrâlerne pâ et stykke af det parabolske hulspejl 200, der tilfredstiller de betingelser, der er omtalt ovenfor under henvisning til fig. 7.

Selv om anvendelsen af det ex-aksiale parabolske hulspejl 200 effektivt forhindrer den beskrevne rotationseffekt, 15 medf0rer den pâ den anden side optisk rotation omkring det lineære detektorbatteris vinkelrette akse. Under hulspejlets 32’s afs0gning af billedet gennem sit buefor-mede afs0gningsomrâde varierer det korrekte brændpunkt for ex-aksiale detektorpositioner, hvad der bevirker en 20 defokusering i punkter, der ligger i afstand fra detektor-batteriets midtpunkt. Dette defokuseringsproblem kunne 10ses ved under afs0gningen at rotere detektorbatteriet omkring den vinkelrette akse med henblik pâ opretholdelse af korrekt fokusering, men en sâdan rotation af detektor-25 batteriet er meget upraktisk og ville i sà fald være underlagt mekaniske begrænsninger.

En defokusering i en vis udstrækning kan tolereres for mange anvendelsesomrâder, dersom en tilfredsstillende opl0sningsevne kan opretholdes over flere detektorele-30 menter. Ved den i fig. 8 viste udf0relsesform med et ex-aksialt parabolsk hulspejl opnàs en 10sning af rotations-problemet og dannelsen af et optisk samleorgan med kun en enkelt optisk overflade.

Fig. 9 og 10 viser afsnit 220 og 222 af konvekse og 35 konkave parabolflader 224 henholdsvis 226. If01ge dette

DK 156782B

13 anvendes et sâkaldt tagspejl af den art, der er beskrevet i litteraturen, jf. f.eks. artiklen "Image Rotation Devices" af D.W. Swift, Optics and Laser Technology, 5 8/1972, s. 184-185. For at undgà rotationseffekten b0r Rj, radien ved skæringslinien mellem paraboloiderne 224 og 226, være lig med det dobbelte af afs0gningsskivens radius Rd (jf. fig. 5 og 10).

Skæringsstedet mellem de konvekse og konkave parabolflader 10 danner et perfekt tagspejl pâ 90° i bâde radial- og tangentialretningen for et omrâde af elementær st0rrelse ved skæringspunktet. I almindelighed vil det fra et tagspejl reflekterende billede blive roteret gennem en vinkel, der er lig med det dobbelte af tagspejlets 15 rotationsvinkel omkring en akse, der ligger vinkelret pâ skæringslinien mellem tagspejlets to halvdele. I den viste udf0relsesform roterer sâ at sige det af det paraboloidale tagspejl dannede 90° tag omkring en sâdan akse soin funktion af den billedrotation, der svarer til afs0gnings-20 skivens vinkelposition. Den billedrotation omkring det konkave spejls akse, som korrigeres af den viste udf0rel-sesform, svarer til afs0gningsvinklen. I forhold til den pâ den paraboloidale skæringslinie vinkelrette akse falder det roterende billede fra hulspejlet pâ det paraboloidale 25 tagspejl roteret i den modsatte retning af den af afs0g-ningsvinklen bevirkede rotation.

Nâr Rj er lig med det dobbelte af Rq, er den resulterende vinkelrotation omkring den pâ den paraboloidale skæringslinie vinkelrette akse lig med halvdelen af billedets 30 vinkelrotation omkring hulspejlets akse. Derfor bliver, for en hvilken som helst given afs0gningsvinkel, det billede, der falder pâ det paraboloidale tagspejl, roteret omkring den pâ den paraboloidale skæringslinie vinkelrette akse i den modsatte retning af den billedrotation, der 35 bevirkes af afs0gningen gennem en vinkel, der er lig med halvdelen af afs0gningsvinklen.

DK 156782B

14

Eftersom det paraboloidale tagspejl roterer et billede svarende til det dobbelte af rotationsvinklen omkring den paraboloidale skæringslinies akse, vil det fra det parabo-5 loidale tagspejl reflekterede billede blive roteret i den modsatte retning af den billedrotation, der bevirkes af afs0gningsvinklen, i en hertil svarende udstrækning.

Derfor opnâs en fuldkommen udligning af den billedrotation, som afs0gningen bevirker. Heldigvis indf0rer det 10 paraboloidale tagspejl ingen defokusering, og kan derfor anvendes i de tilfælde, hvor n0jagtig fokusering er af kritisk betydning.

I praksis skal det paraboloidale tagspejl anbringes sâle-des, at det reflekterede billede kan skelnes fra det ind-15 faldende billede. Med andre ord kan det indfaldende billede ikke underkastes nogen retro-refleksion imod sig selv, sâledes som det ville ske, dersom den med parabol-fladernes skæringslinie vinkelrette akse faldt sammen med aksen for det indfaldende billedstrâlebundt.

20 Det paraboloidale tagspejl 221 er anbragt som vist i fig.

10. Billedstràlerne fra et hulspejl 32 f aider pâ det konvekse paraboloidale spejlafsnit 220 i afstand fra de paraboloidale spejles fælles skæringslinie 223. Det paraboloidale tagspejls sideforskydning t svarer til den 25 indgangspupil, der kræves for at give plads til det kollimerede billedstrâlebundt fra hulspejlet 32. Hoved-stràlerne reflekteres fra det konvekse paraboloidale spejlafsnit 220 under en vinkel, der er tilnærmelsesvis men ikke fuldstændigt lig med 90°, eftersom billedet 30 reflekteres fra det konvekse paraboloidale spejlafsnit 220 ved en h0jde, der ligger over den fælles skæringslinie 223.

Derfor vil de strâler, der er reflekteret fra det konvekse paraboloidale spejlafsnit 220, falde pâ og blive reflek-

DK 156782B

15 teret fra det konkave paraboloidale spejlafsnit 222 ved en h0jde, der er en smule h0jere end udgangspupillen fra det konvekse paraboloidale spejlafsnit 220. H0jdeforskellen 5 mellem indkommende og udgâende stràler skal ved det paraboloidale tagspejl 221 være tilstrækkelig til at forhindre overlapning af pupillerne for de paraboloidale spejlafsnit 220 og 222. Heller ikke de indvendige reflek-sioner ved det paraboloidale tagspejl svarer i den viste 10 anbringelse n0jagtigt til vinkler pâ 90°, nâr Rj er lig med to gange Rp, og herved muligg0res sàledes en n0jagtig korrektion af rotationseffekten.

Den femte foretrukne udf0relsesform for apparatet if01ge opfindelsen vedr0rer krumme udformninger af strimmel-15 spejlet, hvorved det er muligt at opnâ de 0nskede egenskaber ved det keglefladeudsnitformede strimmelspejl, dvs. at aile stràler fra synsfeltet "fanges" sammen pâ ensartet mâde til dannelse af et kollimeret eller telecentrisk billede, der reflekteres fra hulspejlene uden 20 forvrængning. I almindelighed kan et hvilket som helst toroideformet spejl, hvori den ene radius er lig med afs0gningsskivens radius Rp, jf. fig. 7 og 8, anvendes. Eksempler pâ legemer, hvorfra strimmelspejlafsnit kan udtages, er vist i fig. 11 og 12. Fig. 11 viser et toroide-25 formet legeme med en radius svarende til Rp, hvorfra der kan udtages et strimmelspejlsnit. Fig. 12 viser et kugle-formet legeme, hvorfra et strimmelspejlafsnit med en radius pâ RD kan udtages. Typisk vil det indkommende billede blive reflekteret opad til hulspejlene fra 30 strimmelspejlet under en vinkel pâ 90°. Til dannelse af et strimmelspejlafsnit med en radius pâ Rp, der er udtaget fra en kugleflade og vil reflektere billedet under en vinkel pâ 90°, b0r kuglefladens radius Rspvære lig med to gange Rp. Afhængigt af den enkelte anvendelse kan der 35 anvendes strimmelspejle med forskellige forhold mellem krumningsradien og Rp og forskellige tværsnitsformer, f.eks. cirkelformet, ellipseformet, mv. For smâ og 0je-

DK 156782 B

16 blikkelige synsfelter er afvigelser pâ grund af forskelle i disse strukturer smâ og af forholdsvis ringe betydning.

Selvom luft udg0r det mest almindelige optiske medium, 5 hvorigennem den billeddannende strâling passerer, især mellem de forskellige optiske organer, er det ved smâ justeringer muligt at anvende andre transmissionsmedier, f.eks. glas.

Claims (7)

1. Apparat til retvinklet optisk afs0gning og/eller opbygning af et billede eller et motiv i lodret og vandret 5 retning med lineær linieafs0gning i en af de to retninger til dannelse af et retvinklet rasterbillede, hvilket apparat er af den art, der omfatter a) en skiveformet rotor (30), hvis plane overflade er udformet eller forsynet med et antal i en kreds anbragte 10 rotor-hulspejle (32), hvis optiske akse stâr vinkelret pâ skivens plan, og b) et i brændvidde-afstand fra rotor-hulspejlene (32) be-liggende spejl (26), soin linievist videreleder den i sin spejlflade fokuserede afbildning af billedet eller motivet 15 pâ en sâdan mâde, at den fokuseres pâ en strâlingsdetektor (40), der afgiver et til strâlingens intensitet svarende signal, kendetegnet ved, c) at spejlet (26) er et krumt strimmelspejl, hvis over-20 flade er en del af en toroide- eller kugleflade, og hvis radius er lig med radien for den af de pâ skiven (30) beliggende rotor-hulspejle (32) bestemte kredsbaner, og d) at strâlingsdetektoren (40) er bueformet pâ en sâdan mâde, at den svarer til den af rotor-hulspejlenes (32) 25 brændpunkter beskrevne bue og er sâledes anbragt og orienteret, at den modtager den fra strimmelspejlet (26) og fra rotor-hulspejlene (32) reflekterede stràling.

2. Apparat if01ge krav 1, kendetegnet ved, at rotor-hulspejlene (32) er udformet som ellipsoide-overflader, i 30 hvis f0rste brændpunkt strimmelspejlet (26) og i hvis andet brændpunkt detektoren (40) er anbragt.

3. Apparat if01ge krav 1, kendetegnet ved, at der i den optiske strâlevej mellem rotor-hulspejlene (32) og detektoren (40) er indskudt en billedplansdrejende optisk 35 indretning i form af et parabolspejl, hvis basisradius er DK 156782 B lig med afs0gningsskivens (30) radius som mâlt fra skivens midtpunkt til rotor-hulspejlenes (32) akser.

4. Apparat if01ge krav 3, kendetegnet ved, at det 5 ex-aksiale parabolspejls arbejdsbrændvidde er lig med det dobbelte af brændvidden pâ aksen.

5. Apparat if01ge krav 1, kendetegnet ved, at der i optiske stràlevej mellem rotor-hulspejlene og detektoren er indskudt en billedplansdrejende optisk indretning i 10 form af et parabolidalt tagspejl, hvor radien for skæringspunkterne mellem de paraboloidale tagspejl-reflektorer er lig med det dobbelte af afs0gningsskivens radius som mâlt til rotor-hulspejlenes akser.

6. Apparat if01ge et eller flere af kravene 1-5, 15 kendetegnet ved a) organer til indsnævring af samleâbningen til det omrâde, der svarer til den af den roterende afs0gnings-skive overstr0gne afs0gningsbane, b) en kold skærm, og 20 c) et sfærisk afb0jningsspejl.

7. Apparat if01ge krav 6, kendetegnet ved varmeaf-skærmningsorganer, der er anbragt i detektorens synsfelt.